MXPA05009589A

MXPA05009589A - Sistema de formacion de imagenes utilizando luz infrarroja difusa.

Info

Publication number: MXPA05009589A
Application number: MXPA05009589A
Authority: MX
Inventors: Gunnar Lovhoiden
Original assignee: Luminetx Corp
Priority date: 2003-03-11
Filing date: 2004-02-25
Publication date: 2006-05-31
Also published as: US7239909B2; AU2004220644A1; WO2004080276A3; NO20054653L; NO20054653D0; RU2005131419A; CA2518315C; KR100734097B1; CN1758875A; WO2004080276A2; EP1605823A4; CN100546544C; BRPI0408207A; JP2007524427A; KR20050115275A; EP1605823B1; EP1605823A2; NZ542914A; JP4460571B2; US20040111030A1

Abstract

Un sistema de formacion de imagenes ilumina tejido corporal con luz infrarroja para mejorar la visibilidad de vasos sanguineos subcutaneos y genera una imagen de video del tejido corporal y de los vasos sanguineos subcutaneos con base en la luz infrarroja reflejada. El sistema incluye una fuente de luz infrarroja para generar la luz infrarroja y una estructura para difundir la luz infrarroja. La estructura difusora incluye una o mas capas de material difusor para difundir la luz. El sistema ademas incluye un dispositivo de formacion de imagenes de video para recibir la luz infrarroja reflejada por el tejido del cuerpo y para generar una imagen de video del tejido corporal con base en la luz infrarroja reflejada.

Description

SISTEMA DE FORMACIÓN DE IMÁGENES QUE UTILIZA LUZ INFRARROJA DIFUSA DESCRIPCIÓN Antecedentes y campo de la invención La actual invención se refiere en lo general a la generación de luz infrarroja difusa. Más particularmente, la invención se refiere a un sistema para iluminar un objeto con la luz infrarroja difusa y producir una imagen de video del objeto con base en luz infrarroja reflejada. Algunos procedimientos y tratamientos médicos requieren un médico facultativo para localizar un vaso sanguíneo en el brazo u otro apéndice de un paciente . Esto puede representar una tarea difícil, especialmente cuando el vaso sanguíneo se encuentra debajo de un depósito importante de grasa subcutánea. El funcionamiento de los sistemas anteriores de formación de imágenes diseñado para ayudar a encontrar tales vasos sanguíneos se ha perdido. Por lo tanto, se requiere de un sistema para mejorar el contraste visual entre los vasos sanguíneos subcutáneos y el tej ido circundante .

Sumario de la invención Las necesidades precedentes y otras más se resuelven por medio de un aparato para proveer luz difusa hacia un objeto, tal como un paciente, para mejorar la visibilidad de los vasos sanguíneos subcutáneos . En una modalidad, el aparato incluye un conjunto de fuentes emisoras de luz . Cada fuente emisora de luz se puede operar para emitir luz infrarroja hacia el objeto con una longitud de onda. Una fuente de energía provee energía al conjunto, y el conjunto puede emitir luz infrarroja cuando se habilita la fuente de energía. El aparato además incluye una estructura difusora que tiene más de una etapa difusora. Cada etapa difusora provee un nivel de difusión para la luz infrarroja emitida desde el conjunto conforme la luz emitida pasa a través de la estructura difusora. En otra modalidad, se describe un aparato para proveer luz difusa a un objeto. El aparato incluye un conjunto de fuentes luminescentes, cada fuente para emitir luz infrarroja tiene una longitud de onda hacia el objeto. Una fuente de energía provee energía al conjunto. El aparato además incluye una estructura difusora que provee varios niveles de difusión a la luz infrarroja emitida desde el conjunto. La estructura difusora incluye una primera capa difusora que se coloca adyacente al conjunto.

La primera capa difusora provee un primer nivel de difusión a la luz emitida por el conjunto. Una segunda capa difusora se separa de la primera capa difusora y provee un segundo nivel de difusión para la luz emitida por el conjunto. Se incluye un polarizador para polarizar la luz emitida por el conjunto. En otra modalidad, se describe un aparato que provee luz difusa a un objeto. El aparato incluye una fuente de luz para emitir luz infrarroja hacia el objeto. Una primera capa difusora que tiene un primer plano difusor que intercepta la luz proveniente de la fuente de luz y provee una primera cantidad de difusión para la luz infrarroja emitida por la fuente de luz. El aparato incluye un dispositivo de video de formación de imágenes para recibir la luz reflejada proveniente del objeto. El dispositivo de video de formación de imágenes funciona para proveer una imagen de video del objeto con base en la luz reflejada. En otra modalidad, se describe un aparato para proveer la luz difusa a un objeto. Se distribuyen grupos de diodos emisores de luz (LED) en un patrón selecto que definen un plano de LEDs. Cada LED tiene una superficie emisora para emitir luz infrarroja hacia el objeto y una entrada eléctrica para proveer una señal eléctrica al LED. El aparato incluye un circuito de control que provee señales de control para activar unos o más LEDs en un grupo selecto de LEDs . Se coloca una estructura dif sora para la intercepción y difusión de la luz infrarroja emitida desde uno o más de los LEDs . Utilizando la invención aquí descrita, vasos sanguíneos subcutáneos que son difíciles o imposibles de observar bajo luz blanca o bajo luz infrarroja no difusa pueden verse fácilmente en una imagen de video, donde los vasos sanguíneos subcutáneos aparecen como líneas obscuras contra un fondo más claro de carne circundante .

Breve descripción de los dibujos Otras ventajas de la invención llegarán a ser evidentes mediante referencia a la descripción detallada de modalidades preferidas cuando se consideran conjuntamente con los dibujos, que no están a escala, en donde caracteres de referencia similares designan elementos iguales o similares a través de los diferentes dibujos. La figura 1 representa un sistema de formación de imágenes para ver un objeto bajo iluminación infrarroja según una modalidad preferida de la invención. Las figuras 2a y 2b son vistas en perspectiva de un sistema de formación de imágenes que utiliza luz infrarroja difusa de conformidad con una modalidad preferida de la invención. Las figuras 3 y 4 son vistas en sección transversal del sistema de formación de imágenes según una modalidad preferida de la invención. La figura 5 es un diagrama de bloques funcional del sistema de formación de imágenes según una modalidad preferida de la invención. La figura 6a es una vista en perspectiva de un sistema de formación de imágenes que utiliza luz infrarroja difusa de conformidad con una modalidad alternativa de la invención. La figura 6b es una vista en sección transversal del sistema de formación de imágenes de la figura 6a. La figura 7a es una vista en perspectiva de un sistema de formación de imágenes utilizando luz infrarroja difusa de conformidad con otra modalidad de la invención. La figura 7b es una vista en sección transversal del sistema de formación de imágenes de la figura 7a. La figura 8 es una vista isométrica de otro aspecto de un sistema de formación de imágenes . La figura 9 es una vista frontal de una porción del sistema de formación de imágenes como se ve en la dirección de las flechas tomadas a lo largo de la línea A-A de la figura 8.

La figura 10 es una vista en sección transversal lateral tomada a lo largo de la línea B-B de la figura 9. La figura 11 es diagrama de bloques de un sistema de formación de imágenes .

Descripción detallada de la modalidad preferida La piel y algunos otros tej idos corporales reflejan la luz infrarroja cerca del infrarrojo en la gama de aproximadamente 700 a 900 nanómetros mientras que la sangre absorbe la radiación en esta gama. Así, en imágenes de video de tejido corporal tomadas bajo iluminación infrarroja, los vasos sanguíneos aparecen como líneas oscuras contra un fondo más claro de carne circundante. Sin embargo, debido a la naturaleza reflectora de la grasa subcutánea, los vasos sanguíneos que se encuentran debajo de depósitos importantes de tal grasa pueden ser difíciles o imposibles de ver cuando se iluminan por luz directa, es decir, la luz que llega generalmente de una sola dirección. El inventor ha determinado que cuando un área de tejido corporal que tiene un depósito importante de grasa subcutánea es reflejada en la gama cercana a infrarrojo bajo iluminación de la luz infrarroja altamente difusa, existe un contraste perceptiblemente más alto entre los vasos sanguíneos y la carne circundante que · cuando el tejido se ve bajo iluminación infrarroja directa. Aunque la invención no se debe limitar por ninguna teoría particular de operación, parece que la mayoría de la luz infrarroja difusa reflejada por la grasa subcutánea se dirige lejos de la dirección de la visión. Así, cuando se utiliza la luz infrarroja altamente difusa para iluminar el tejido, se mantiene el contraste visual deseado entre los vasos sanguíneos y la carne circundante. Se muestra en la figura 1 un sistema 2 de formación de imágenes para iluminar un objeto 32, tal como tejido corporal, con luz infrarroja altamente difusa, y para producir una imagen de video del objeto 32 con base en la luz infrarroja reflejada desde el objeto 32. Según se describe aquí de forma detallada, cuando el objeto 32 es tejido corporal, los vasos sanguíneos que se encuentran debajo de la grasa subcutánea en el tejido se pueden ver claramente en una imagen de video producida por el sistema 2. El sistema 2 de formación de imágenes incluye un sistema 10 de iluminación que ilumina el objeto 32 con luz infrarroja desde múltiples direcciones diferentes de iluminación. El sistema 10 incluye varios proveedores 10a-lOf de luz infrarroja, cada uno proveyendo luz infrarroja al objeto 32 desde una dirección de iluminación diferente. Las direcciones de llegada de la luz infrarroja desde cada proveedor 10a-10f de luz se representa en la figura 1 por medio de los rayos 4a-4f. Según lo mostrado en la figura 1, las direcciones de llegada de la luz infrarroja se extienden desde perpendiculares o cercanas a perpendiculares a la superficie del objeto 32, hasta paralelas o cercanas a paralelas a la superficie del objeto 32. Puesto que la iluminación infrarroja llega al objeto 32 de una tan amplia gama de direcciones de iluminación, la iluminación infrarroja es altamente difusa. Según lo descrito con mayor detalle más abajo, los proveedores 10a-lOf de luz son preferiblemente superficies reflectoras de luz que dirigen la luz desde una sola fuente de luz hacia el objeto 32. En otras modalidades, los proveedores 10a-10f de luz son fuentes de luz individuales o combinaciones de fuentes de luz y de reflectores . El sistema 2 de formación de imágenes también incluye un dispositivo 38 de formación de imágenes, tal como una cámara de vídeo, para ver el objeto 32. El dispositivo 38 de formación de imágenes ve el objeto 32 desde una dirección de visión que se representa en la figura 1 por medio de la flecha 6. El dispositivo 38 de formación de imágenes recibe la luz infrarroja difusa reflejada desde el objeto 32 y genera una imagen de video electrónica del objeto 32 con base en la luz infrarroja reflejada. En las figuras 2a y 2b se muestra una modalidad preferida del sistema 10 de iluminación. La figura 3 representa una vista en sección transversal del sistema 10 que corresponde a la sección A-A según lo mostrado en las figuras 2a-b. El sistema 10 incluye preferiblemente una fuente 12 de luz que emite luz en un extremo de una estructura difusora 14 de luz . La estructura difusora 14 de luz incluye un recinto 16 externo alargado que tiene superficies internas reflectoras. Preferiblemente, las superficies internas del recinto 16 externo alargado son de color blanco. De forma alterna, estas superficies reflectoras son superficies espejo o una combinación de superficies blancas y de superficies espejo. En el extremo de la estructura difusora 14 de luz enfrente de la fuente 12 de luz, se encuentra una guía 22 de luz hueca. Según se describe más detalladamente abajo, la guía 22 de luz sirve como una abertura de salida para la luz difusa. El recinto 16 externo alargado incluye primera y segundas secciones 16a y 16b, cada una con un extremo grande y un extremo pequeño. Preferiblemente, la primera y la segunda secciones 16a y 16b son substancialmente de forma piramidal, cada una tiene cuatro caras trapezoidales. En la modalidad preferida, las cuatro caras trapezoidales de las secciones 16a y 16b son idénticas, de manera tal que cada extremo de las secciones 16a y 16b forma una abertura cuadrada. Según lo mostrado en las figuras el 2a y 2b, los extremos más grandes de las primeras y segundas secciones 16a y 16b se ensamblan en conjunto para formar el recinto 16. En el extremo pequeño de la primera sección 16a se encuentra una abertura 18 de entrada formada por los cuatro lados cortos de las cuatro caras trapezoidales de la sección 16a. La fuente 12 de luz se une preferiblemente al extremo pequeño de la primera sección 16a en la abertura 18 de entrada. Así, la luz generada por la fuente 12 de luz entra en el recinto 16 alargado en la abertura 18 de entrada e ilumina las superficies interiores del recinto 16. En el extremo pequeño de la segunda sección 16b se encuentra una abertura 20 de salida formada por los cuatro lados cortos de las cuatro caras trapezoidales de la sección 16b. Unidas en la abertura 20 de salida se encuentra un extremo de la guía 22 de luz hueca. La guía 22 de luz tiene preferiblemente superficies internas reflectoras blancas similares a las superficies internas del recinto 16. El sistema 10 también incluye un reflector 24 interno alargado que se coloca dentro y preferiblemente coaxial con el recinto 16 externo. Con objeto de darle claridad, el reflector 24 interno se muestra en la figura 2b sin el recinto 16 externo. En la modalidad preferida, el reflector 24 interno se forma de una sección 24a tubular cuadrada unida a la base cuadrada de una sección 24b piramidal. Preferiblemente, la sección 24b piramidal tiene cuatro lados que se ahusan hacia abajo a un ápice. Según lo mostrado en la figura 3 , el ápice de la sección piramidal 24b se coloca cerca de la abertura 18 de entrada del recinto 16 externo. El reflector 24 interno tiene superficies externas blancas reflectoras similares a las de las superficies internas del recinto 16 externo. Las características de difusión de luz de la estructura 14 se entienden mejor con referencia a la figura 3. Dentro de la fuente 12 de luz se encuentra una lámpara 26, tal como un bulbo de cuarzo-halógeno y un reflector de oro-plateado fabricados por Gilway y que tiene número de pieza L517A-G. Cuando está energizada, la lámpara 26 produce radiación electromagnética en la forma de luz blanca . Para propósitos de esta descripción, la lámpara 26 se considerarse como una fuente puntual que irradia luz en varias direcciones, según lo representado por los rayos ejemplares 28 y 30. Según lo mostrado en la figura 3, el rayo 28 se refleja desde la superficie interna de la sección 16b del recinto 16 externo. El rayo 28 entonces viaja a través de la abertura 20 de salida, en la guía 22 de luz y, después de varias reflexiones desde las superficies internas de la guía 22 de luz, emite desde la abertura 23 de salida. El rayo 30, que deja la fuente 12 de luz desde un ángulo diferente al rayo 28, se refleja desde el reflector 24 interno. El rayo 30 entonces se refleja desde la superficie interna de la sección 16b del recinto 16 externo y viaja a través de la abertura 20 de salida y dentro de la guía 22 de luz. Después de varias reflexiones desde las superficies internas de la guía 22 de luz, el rayo 30 también emite desde la abertura 23 de salida, pero a un ángulo diferente al ángulo del rayo 28. Cuando se coloca un objeto 32 cerca de la abertura 23 de salida, los rayos 28 y 30 llegan al objeto 32 desde diversos ángulos. Se apreciará que la luz que irradia desde la fuente 12 de luz se podría representar como un número infinito de rayos que chocan y se reflejan desde el reflector 24 interno y desde las superficies internas del recinto 16 externo desde un número infinito de ángulos. Así, la luz emitida desde la abertura 23 de salida llega al objeto 32 desde muchos ángulos diferentes y es por lo tanto luz altamente difusa. Estos ángulos de llegada varían desde cercanos a perpendicular hasta casi paralelos con el plano de la abertura 23 de salida. Puesto que la estructura difusora 14 es tridimensional, se apreciará que la luz también se refleja desde las otras superficies del recinto 16 externo y del reflector 24 interno, tal como las que sean perpendiculares a las superficies mostradas en la figura 3. Por lo tanto, la luz emitida en la abertura 23 de salida del sistema 10 de iluminación es altamente difusa, pareciendo ser generada por muchas y diversas fuentes de luz . Debido al arreglo de las superficies internas reflectoras del recinto 16 externo y de las superficies externas reflectoras del reflector 24 interno, la estructura difusora 14 transfiere eficientemente la luz irradiada desde la lámpara 26 a la abertura 23 de salida. Así, una fracción muy grande de la luz provista por la lámpara 26 alcanza al objeto 32 y se pierde muy poca energía luminosa . Según lo descrito más detalladamente abajo, el sistema 10 de iluminación se puede utilizar para proveer luz difusa para propósitos médicos de formación de imágenes. Sin embargo, se apreciará que el alcance de la invención no está limitado a aplicaciones médicas. El sistema 10 se podía también utilizar como una fuente de luz difusa para propósitos fotográficos generales. En una modalidad preferida de la invención, según lo representado en la figura 3, la fuente 12 de luz incluye un espejo frío 34 colocado entre la lámpara 26 y la abertura 18 de entrada del recinto 16 externo. El espejo frío 34 refleja substancialmente toda la luz que tiene longitudes de onda fuera de una gama infrarroja seleccionada de longitudes de onda. Preferiblemente, la gama seleccionada incluye longitudes de onda desde aproximadamente 700 a 1000 nanómetros. Inmediatamente cerca del espejo frío 34 y dispuesto entre el espejo frío 34 y la abertura 18 de entrada, se encuentra un filtro 36 que transmite infrarrojo que atenúa adicionalmente la luz que tiene longitudes de onda fuera de la gama infrarroja seleccionada al tiempo que transmite la luz que tiene longitudes de onda dentro de la gama infrarroja seleccionada. Así, la luz que pasa a través del espejo frío 34 y del filtro 36 en el recinto 16 externo es luz infrarroja que tiene longitudes de onda dentro de la gama infrarroja seleccionada . Debe apreciarse que hay otras maneras en que la fuente 12 de luz se podría configurar para generar luz infrarroja. Por ejemplo, la fuente 12 de luz podría consistir en un diodo emisor de luz (LED) infrarrojo o un conjunto de LEDs infrarrojos. Así, la configuración de la fuente 12 de luz mostrada en la figura 3 y descrita arriba es una modalidad preferida solamente y la invención no se limita a ninguna configuración particular de la fuente 12 de luz . La figura 4 representa las dimensiones de una modalidad preferida del sistema de iluminación 10. Según lo mostrado en la figura 4, la longitud total de la estructura difusora 14 de luz es de aproximadamente 88.44 cm (34.82 pulgadas). La altura y ancho del recinto 16 externo en la unión de la primera y segunda secciones 16a y 16b es de aproximadamente 25.5 cm (10.04 pulgadas). La longitud preferida de la guía 22 de luz es de aproximadamente 35.56 cm (14.00 pulgadas) y su altura y ancho es de aproximadamente 12.9 cm (5.08 pulgadas). Preferiblemente, la longitud total del reflector 24 interno es de aproximadamente 40.28 cm (15.86 pulgadas). La longitud preferida de la sección tubular 24a del reflector 24 interno es de aproximadamente 20.14 cm (7.93 pulgadas). La altura y el ancho de la sección tubular 24a es de aproximadamente 8.89 cm (3.5 pulgadas). La altura y el ancho de la fuente 12 de luz es de aproximadamente 5.36 cm (2.11 pulgadas) . Según lo mostrado en la figura 4, una modalidad preferida de la invención incluye una lente 40 utilizada conjuntamente con el dispositivo 38 de video de formación de imágenes para producir una imagen de video del objeto 32 con base en la luz difusa reflejada desde el objeto 32.

Preferiblemente, el dispositivo 38 de formación de imágenes de esta modalidad es una cámara de video 38 de dispositivo de acoplamiento de cargas (CCD) fabricada por Cohu, que tiene el número de modelo 631520010000. La lente 40 de la modalidad preferida es una lente de cámara de película de 25 mm f-0.95 fabricada por Angenieux. La cámara 38 y la lente 40 de la modalidad preferida se colocan dentro de la sección tubular 24a del reflector 24 interno. Según lo mostrado en la figura 4, el extremo abierto de la sección tubular 24a forma una abertura hacia la cual la cámara 38 y la lente 40 están orientadas. De este modo, la guía 22 de luz hueca se centra substancialmente dentro del campo visual de la cámara 38. Así, la cámara 38 recibe la luz reflejada desde el objeto 32 que entra a la guía 22 de luz, viaja a través del recinto 16, y entra en el extremo abierto de la sección 24a. Según lo mostrado en la figura 4, la modalidad preferida de la invención incluye un filtro 42 que transmite infrarrojo colocado en el extremo abierto de la sección tubular 24a. Este filtro 42 recibe luz reflejada desde el objeto 32 y cualquier otra luz que pueda entrar en el recinto 16 y elimina substancialmente toda la luz que tenga longitudes de onda fuera de la gama infrarroja de aproximadamente 700 a 1000 nanómetros. En la modalidad preferida, el filtro 42 elimina substancialmente la luz que tiene longitudes de onda fuera de una gama infrarroja seleccionada de aproximadamente 800 a 850 nanómetros. Así, la luz que pasa a través del filtro 42 y en la lente 40 es luz infrarroja dentro de la gama de longitud de onda seleccionada. Por lo tanto, la cámara 38 recibe principalmente luz infrarroja que se origina dentro del sistema 10 de iluminación y que se refleja desde el objeto 32. Con base en la luz reflejada desde el objeto 32, la cámara 38 genera una imagen de video del objeto 32 en la forma de una señal de video eléctrica. Según lo mostrado en la figura 5, la señal de video se provee preferiblemente a un tablero 44 de mejora de imagen, tal como un tablero fabricado por DigiVision que tiene el número de modelo Ice-3000. El tablero 44 genera una señal mejorada de imagen de video basada en la señal video desde la cámara 38. La señal mejorada de imagen de video se provee a una tarjeta 46 de captura y exhibición de video, tal como una tarjeta modelo 20-TD Live fabricada por Miro. La tarjeta 46 captura imágenes fijas desde la señal de imagen la cual se puede salvar en formato digital en un dispositivo de almacenamiento digital. La tarjeta 46 también ajusta a formato la señal de imagen de video para exhibición en tiempo real en un monitor 48 de video.

Debe notarse que el sistema 10 de iluminación podría utilizar otros medios para generar la luz infrarroja difusa de acuerdo con la invención. Por ejemplo, los proveedores 10a-10f de luz de la figura 1 se podrían incorporar por una luz estroboscópico de luz de anillo. Alternativamente, un conjunto circular de LEDs podría utilizarse para iluminar un difusor transmisor plástico colocado cerca de la superficie del objeto 32. En la última modalidad, los proveedores 10a-10f de luz corresponderían a los LEDs individuales en el conjunto. En una modalidad alternativa de la invención representada en las figuras 6a y 6b, el sistema 2 de formación de imágenes incluye un proyector 50 de video para iluminar el objeto 32 con una imagen del objeto 32 para mejorar el contraste visual entre áreas más claras y más oscuras del objeto 32. Según lo descrito en la patente de los Estados Unidos de América No. 5,969,754, titulada "CONTRAST ENHANCING ILLUMINATOR" (ILUMINADOR MEJORADOR DE CONTRASTE) , cuyo contenido se incorpora como material de apoyo, las características de un objeto se mejoran visualmente para un observador cuando las características de una imagen proyectada de luz visible del objeto traslapan las características correspondientes del objeto. La imagen de luz visible traslapada provoca que las características brillantes del objeto parezcan más brillantes mientras que las áreas oscuras permanecen iguales . La modalidad de la invención mostrada en las figuras 6a y 6b provee luz infrarroja difusa (representada por los rayos 52) al objeto 32 de una manera similar a la descrita previamente. Sin embargo, en la modalidad mostrada en las figuras 6a y 6b, se dobla la trayectoria óptica de la luz que ilumina, de manera tal que la abertura 23 de salida de la guía 22 de luz se gira 90 grados con relación a la abertura de salida mostrada en las figuras 1-3. Según lo mostrado en la figura 6b, un separador de haz, tal como un espejo 54 caliente, recibe la luz 52 infrarroja desde el interior de la estructura 14 difusora de luz y refleja la luz 52 infrarroja en la guía 22 de luz y hacia el objeto 32. El espejo 54 caliente también recibe una imagen infrarroja desde el objeto 32 (representado por el rayo 56) y lo refleja hacia la cámara 38. El espejo 54 caliente recibe la imagen de luz visible (representada por el rayo 58) desde el proyector 50 y transmite en la guía 22 de luz y hacia el objeto 32. Según lo explicado con mayor detalle en la patente de los Estados Unidos de América Mo. 5,969,754, la señal de salida de video de la cámara de vídeo se provee como una señal de entrada de video al proyector 50. De acuerdo con la señal de entrada de video, el proyector 50 proyecta la imagen 58 de la luz visible del objeto 32 hacia el espejo 54 caliente. El espejo 54 caliente recibe la imagen 58 de luz visible y la transmite dentro de la guía 22 de luz hacia el objeto 32. Mediante una alineación apropiada de la imagen proyectada 58 de la luz visible del proyector 50 con la imagen infrarroja 56 del objeto 32 que se detecta por la cámara 38, las características en la imagen proyectada 58 de luz visible se hacen para sobreponer las características correspondientes del objeto 32. Cuando el objeto 32 es tejido corporal, y la invención se utiliza para encontrar vasos sanguíneos subcutáneos en el tejido corporal, los vasos sanguíneos aparecen como líneas oscuras en la imagen proyectada 58 de luz visible. Así, cuando la imagen 58 de luz visible se proyecta sobre el tejido corporal, los vasos sanguíneos subcutáneos se ubican directamente debajo de las líneas oscuras en la imagen 58 de luz visible proyectada. De este modo, la invención mejora perceptiblemente una capacidad del médico facultativo para encontrar vasos sanguíneos subcutáneos al tiempo que reduce al mínimo el malestar para el paciente. Las figuras 7a y 7b representan una modalidad alternativa de la invención para uso como iluminador de mejora del contraste. La modalidad de las figuras 7a-b funciona en una manera similar a la modalidad de las figuras 6a y 6b. Sin embargo, en la modalidad de las figuras 7a-b, la cámara 38 se coloca fuera de la estructura 14 difusora de luz. Para acomodar la diferente ubicación de la cámara 38, el espejo 54 caliente mostrado en las figuras 7a-b se gira 90 grados a la derecha con relación a su posición en las figuras 6a-b. De otra manera, el espejo 54 caliente sirve de manera similar a la descrita arriba con referencia a las figuras 6a-b. También para acomodar la diferente ubicación de la cámara fotográfica, el filtro 42 que transmite infrarrojo se monta en una pared de la guía 22 de luz. Se provee un panel reflexivo 60 en esta modalidad para dirigir adicionalmente la luz desde la fuente 12 de luz dentro de la guía 22 de luz y hacia la abertura 23 de salida. Preferiblemente, el panel 60 es una hoja reflectora plana que tiene un orificio en ella para permitir que la luz pase entre el objeto 32 y la cámara 38 y el proyector 50. Una modalidad preferida de un sistema 70 relativamente compacto y altamente confiable de formación de imágenes se representa en las figuras 8-11. El sistema 70 de formación de imágenes preferiblemente se configura para iluminar un objeto 71, tal como un tejido corporal y objetos similares y para producir una imagen de video del objeto 71 con base en la luz infrarroja reflejada desde el objeto 71. El sistema 70 de formación de imágenes incluye preferiblemente una cubierta 72 que contiene las características de formación de imágenes del sistema 70. Según lo mostrado en la figura 8 , la cubierta 72 tiene preferiblemente una configuración substancialmente rectangular. La cubierta 72 tiene preferiblemente una longitud de entre aproximadamente 7.62 y 12.7 era (3 y 5 pulgadas) y un ancho de aproximadamente 8.89 cm (3.5 pulgadas) . Se apreciará por las personas con conocimientos medios en la materia que el sistema 70 de formación de imágenes se puede configurar en una variedad de formas y que la invención no se debe limitar por ningunos de los ejemplos o modalidades específicamente aquí descritos. Por ejemplo, en la figura 8 se representa la cubierta como siendo substancialmente rectangular, sin embargo, también son factibles circular, poligonal otras geometrías y otros t maños . Un dispositivo 74 de formación de imágenes, tal como una cámara de vídeo que tiene una lente 75 y componentes de procesamiento de vídeo residen dentro de la cubierta 72. El dispositivo 74 de formación de imágenes y componentes de procesamiento de video funcionan para detectar la luz infrarroja y procesar la luz infrarroja detectada proveniente del objeto 71. El sistema 74 de formación de imágenes produce una imagen basada en la luz infrarroja detectada y reflejada desde el objeto 71, según lo aquí descrito. Como se muestra en las figuras 8 y 9, el dispositivo 74 de formación de imágenes se monta preferiblemente dentro de una abertura 76 de pared 78 de montaje, con la lente 75 extendiéndose dentro del interior 77 de la cubierta, como se describe adicionalmente abajo. Más particularmente, la cámara 74 se monta preferiblemente central y simétricamente dentro de la cubierta 72. Esta localización simétrica preferida de la cámara tiende a maximizar la cantidad de luz detectada por la cámara fotográfica, lo cual mejora la imagen producida por el sistema 70, con lo cual se mejora la iluminación de los vasos sanguíneos dispuestos debajo de la grasa subcutánea en el tejido corporal. La cubierta 72 más preferiblemente contiene varios componentes operables para transmitir luz difusa desde el sistema 70 hacia el objeto 71. Las flechas 80 representan luz difusa transmitida por el sistema 70. Las flechas 82 representan la luz reflejada desde el objeto 71. Según lo mostrado en la figura 9, como se ve en la dirección de las flechas a lo largo de la línea A-A de la sección de la figura 8, la pared 78 contiene un número de diodos emisores de luz infrarrojos (LEDs) 84 dispuestos en un conjunto 85 de LEDs para emitir luz infrarroja. El conjunto 85 de LEDs define un plano de LEDs de referencia. Cuando está activado, cada LED 84 transmite preferiblemente luz en una longitud de onda de aproximadamente 740 nanómetros (nm) . En la modalidad preferida, cada LED 84 es fabricado por Roithner Lasertechnik de Austria bajo el número de modelo ELD-740-524. Como se muestra en la figura 10, y de conformidad con la modalidad preferida, los LEDs 84 se montan en un tablero 86 de circuitos ubicado junto a la pared 78. Según lo mostrado en la figura 9, hay preferiblemente ocho grupos 92 , 94 de LEDs 84 agrupados de forma concéntrica alrededor del sistema 74 de formación de imágenes. El conjunto concéntrico de LEDs tiende a proveer máxima dispersión y transmisión de luz difusa proveniente del sistema 70. Se prefiere que cada grupo 92, 94 de LEDs 84 contenga por lo menos diez LEDs 84. Sin embargo, el sistema 70 puede incluir más o menos LEDs dentro de un grupo particular dependiendo de una puesta en práctica deseada del sistema 70. Además, el sistema 70 puede incluir más o menos grupos de LEDs en el conjunto 85 de LEDs. Continuando con la figura 9, existen cuatro grupos 92 de LEDs 84 situados alrededor de las regiones 96 de esquina del conjunto 85 de LEDs. Más preferiblemente, por lo menos quince LEDs 84 se colocan en cada región 96 de esquina del conjunto 85 de LEDs. Existen preferiblemente cuatro grupos 94 de LEDs 84 colocados en las regiones 98 laterales del conjunto 85 de LEDs. Cada región 98 lateral se ubica substancialmente entre cada región 94 de esquina. Más preferiblemente, por lo menos diez LEDs 84 se colocan en cada región lateral 98 del conjunto 85 de LEDs. De conformidad con lo arriba descrito, el conjunto 85 de LEDs preferiblemente se dispone en el tablero 86 de circuitos. Conjuntamente con el sistema 90 de control, el tablero 86 de circuitos incluye la circuitería de control que controla la activación de uno o más LEDs 84 dentro de uno o más grupos particulares 92 , 94 de LEDs 84 en el conjunto 85 de LEDs. Tal como se muestra en el diagrama de bloques de la figura 11, una fuente de energía 88 y un sistema 90 de control, tal como un microprocesador o un dispositivo similar de control, se conectan eléctricamente con el tablero 86 de circuitos. Nótese que también es posible controlar los LED sin utilizar un sistema 90 de control, es decir, la fuente de energía 88 puede conmutarse a "encendido" o "apagado" para activar y desactivar el conjunto 85 de LEDs. Se apreciará que las técnicas de modulación de pulso se pueden también utilizar conjuntamente con la fuente de energía 88 para activar y para desactivar uno o más de los LED 84 en el conjunto 85 de LEDs según un ciclo de trabajo preferido, definido aquí como el tiempo de "encendido" de LED con relación al tiempo de "apagado" del LED. Según lo mostrado en el diagrama de bloques de figura 11, en una modalidad preferida del sistema 70 de formación de imágenes, el conjunto 85 de LEDs se conecta eléctricamente mediante el tablero 86 de circuitos con la fuente de energía 88 y el sistema 90 de control. El sistema 90 de control incluye características de control para controlar el conjunto 85 de LEDs para emitir luz infrarroja hacia un objeto 71. Como se describe, el sistema 90 de control puede permitir que uno o más de los LEDs 84 en uno o más grupos del conjunto de LEDs 85 emita luz continua o intermitentemente. Es decir, un LED 84 o una pluralidad de LEDs 84 se pueden seleccionar y controlar para emitir luz infrarroja intermitente o continuamente hacia el objeto 71. Así, el sistema 70 se puede configurar para transmitir luz infrarroja desde el conjunto de LEDs en varias permutaciones y combinaciones de LEds 84 y/o grupos de LEDs 92, 94. Con referencia ahora a la figura 10, una primera capa 100 difusora se coloca junto a las superficies 102 emisoras de los LEDs 84 en el conjunto 85 de LEDs. De conformidad con una modalidad preferida, la primera capa 100 difusora se pega, por ejemplo utilizando pegamentos conocidos, sobre las superficies 102 emisoras del conjunto 85 de LEDs, de tal modo que funcionen para difundir la luz emitida por unos o más LEDs 84 en el conjunto 85 de LEDs. La primera capa 100 difusora preferiblemente es un difusor holográfico de veinte grados, tal como un producto que tiene el código de identificación LSD20PC10-F10.x.10/PSA, fabricado por Physical Optics Corporation de Torrance, California. De forma más preferida, la primera capa 100 difusora tiene una longitud de aproximadamente 8.89 cm (3.5 pulgadas), un ancho de aproximadamente 8.89 cm (3.5 pulgadas), y de un grosor de aproximadamente 0.254 cm (0.10 pulgadas) . Cuando uno o más de los LEDs 84 en el conjunto 85 de LEDs se activa, la primera capa 100 difusora difunde la luz infrarroja emitida desde el conjunto 85 de LEDs, proveyendo de tal modo una primera cantidad de difusión a la luz infrarroja emitida. Las superficies interiores 104 de la cubierta 72 se muestran en la figura 10. De forma más preferida, las superficies interiores 104 están cubiertas con una capa reflectora, tal como pintura blanca o algo similar, la cual refleja y difunde adicionalmente la luz ya difusa producida por la primera capa 100 difusora. Continuando con la referencia a la figura 10, se separa una segunda capa 106 difusora de la primera capa 100 difusora en una distancia LDD. De forma más preferida, la distancia LDD entre la primera y la segunda capas 100 y 106 difusoras es de aproximadamente 7.62 cm (3 pulgadas). La segunda capa 106 difusora es preferiblemente un difusor holográfico de veinte grados, similar a o igual que la primera capa 100 difusora descrita antes. La segunda capa 106 difusora tiene una longitud preferida de aproximadamente 8.89 cm (3.5 pulgadas), un ancho de aproximadamente 8.89 cm (3.5 pulgadas) y un grosor de aproximadamente 0.254 cm (0.10 pulgadas) . La segunda capa 106 difusora difunde adicionalmente la luz ya difusa y reflejada desde las superficies 104 interiores y provistas por la primera capa 100 difusoras. Según lo mostrado en la figura 8, la primera y segunda capas difusoras son substancialmente planas, es decir, cada una de las capas 100 y 106 definen una geometría plana. De conformidad con la modalidad preferida, los planos definidos por la primera y segunda capas de difusión 100 y 106 son substancialmente paralelos entre si . El arreglo plano y paralelo preferido de las capas 100, 106 difusoras tiende a promover una cantidad cuantificable y uniforme de luz difusa que emana desde el sistema 70 cuando uno o más LEDs 84 se habilitan. Continuando con la referencia a la figura 10, se coloca un material 108 de apoyo, tal como LUCITE junto a la segunda capa 106 difusora. Preferiblemente, el material de apoyo tiene un grosor de aproximadamente 0.3175 cm (0.125 pulgadas) . Un polarizador 110 visible se coloca junto al material 108 de apoyo. El polarizador 110 visible preferiblemente es fabricado por Visual Pursuits de Vernon Hill, Illinois con el número de parte VP-GS-12U y que tiene un grosor de aproximadamente 0.1905 cm (0.075 pulgadas) . Así, el sistema 70 se puede operar para producir varios niveles de difusión conforme la luz emitida progresa a través de la primera capa 100 difusora, se refleja fuera de las superficies 104 interiores del primer compartimiento 72a y continúa progresando a través de la segunda capa 106 difusora, el material 108 de apoyo y el polarizador 110. Así, se produce un nivel de difusión después de que la luz emitida pasa a través de la primera capa 100 difusora. Otro nivel de difusión resulta de la reflexión desde las superficies interiores 104 del primer compartimiento 72a de la luz ya difundida provista por la primera capa 100 difusora. Aún otro nivel de difusión resulta después de que la luz difusa pasa a través de la segunda capa 106 de difusión. Según lo mostrado en la figura 8, el polarizador 110 visible incluye preferiblemente una porción central 112, preferiblemente en la forma de un círculo que tiene un diámetro de aproximadamente 2.54 cm (1 pulgada) . La geometría de la porción 112 central preferiblemente coincide con la forma y la dimensión de la lente 75 de cámara. La polarización de la porción central 112 se gira preferiblemente aproximadamente noventa grados con respecto a la polarización del área 114 circundante del polarizador 110. En la modalidad preferida, la lente de la cámara 75 entra en contacto con el material 108 de apoyo. Según lo mostrado en la figura 8, la ubicación de la posición de la lente 75 dentro de la cubierta 70 coincide preferiblemente con o comparte el mismo eje central que la porción 112 central del polarizador 110. La porción central 112 del polarizador 110 que coincide con el frente de la lente 75 tiende a eliminar cualquier fulgor superficial en la imagen de la cámara resultante . Según lo mostrado en la figura 10, el material 108 de apoyo y el polarizador 110 visible tienen superficies planas las cuales incluyen preferiblemente una orientación plana similar con respecto a los planos definidos por la primera y segunda capas 100, 106 difusoras. De conformidad con una modalidad más. preferida, la primera capa 100 difusora, las superficies 104 interiores, la segunda capa 106 difusora, el material 108 de apoyo y el polarizador 110 visible definen un sistema 116 difusor (figura 10) para proveer luz difusa a un objeto 71. Cabe hacer notar que la estructura difusora puede incluir más o menos componentes y la invención no debe limitarse por ninguno ejemplo o modalidad específico aquí divulgado. Por ejemplo, el sistema 116 difusor puede incluir cualquiera de la primera o segunda capas 100, 106, difusoras con o sin el polarizador 110 o puede incluir la primera y segunda capas 100, 106 difusoras sin el polarizador 110. Una vez que esté actuado, el sistema 70 funciona para transmitir luz difusa 80 hacia un objeto 71 y para producir una imagen de video del objeto 71 con el sistema 74 de formación de imágenes, según lo descrito arriba. Más particularmente, una vez que se habilita la fuente de energía 88, uno o más de los LEDs 84 en el conjunto 85 de LEDs emite luz infrarroja desde la(s) superficie (s) 102 emisoras. La primera capa 100 difusora provee una primera cantidad de difusión a la luz infrarroja emitida. Las superficies interiores 104 además difunden la luz difusa que emana desde la primera capa 100 difusora. La segunda capa 106 difusora además difunde la luz ya difusa la cual entonces se transmite a través del material 108 de apoyo y del polarizador antes de iluminar el objeto 71. Según lo descrito arriba, el objeto 71 refleja la luz 80 difusa emitida, produciendo luz 82 reflejada difusa que se captura por medio del sistema 74 de formación de imágenes. El sistema 74 de formación de imágenes entonces produce una imagen de video del objeto 71. Por consiguiente, emitiendo luz difusa de conformidad con un sistema 70 único que provee difusión, el sistema 70 ayuda a localizar y distinguir entre diferentes características de material del objeto 71, por ejemplo entre vasos sanguíneos y piel. Se prevé, y será evidente para las personas con conocimientos medios en la materia, de la descripción precedente y de los dibujos anexos, que pueden realizarse modificaciones y/o cambios en las modalidades de la invención. Por ejemplo, los planos definidos por la primera o segunda capas 100 y 106 difusoras se pueden ajustar para no estar paralelos entre si, de tal modo que provean diversos niveles de luz difusa desde el sistema 70. Además, el plano definido por el conjunto 85 de LEDs está más preferiblemente en relación práctica paralela con respecto al plano definido por la primera capa 100 difusora. Sin embargo, los planos definidos por el conjunto 85 de LEDs y la primera capa 100 difusora se pueden variar para acomodar varias condiciones operacionales, como será apreciado por las personas con conocimientos medios en la materia. Por consiguiente, expresamente se pretende que la descripción precedente y los dibujos anexos sean solamente modalidades preferidas ejemplares, que no la limiten y que la esencia y alcance verdaderos de la actual invención sean determinados por referencia a las reivindicaciones anexas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un aparato para mejorar la visibilidad de una estructura oculta debajo de la superficie de un objeto, el aparato comprende: una fuente de iluminación para iluminar la estructura oculta desde una gama de diferentes direcciones de iluminación; una estructura difusora que tiene más de una etapa difusora que provee varios niveles de difusión para la luz emitida por la fuente de iluminación; un dispositivo de formación de imágenes para recibir la luz difusa reflejada desde el objeto y para producir una imagen; y un proyector de imagen para proyectar una imagen de luz visible de la estructura oculta sobre la superficie del o jeto .

2. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la estructura difusora además comprende una primera capa difusora colocada junto a la fuente de iluminación.

3. El aparato de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la primera capa difusora además comprende un difusor holográfico .

4. El aparato de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la estructura difusora además comprende una segunda capa difusora que provee un segundo nivel de difusión a la luz emitida por la fuente de iluminación.

5. El aparato de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la segunda capa difusora además comprende un difusor hologr fico.

6. El aparato de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la segunda capa difusora se separa de la primera capa difusora.

7. El aparato de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la primera capa difusora tiene una primera superficie plana y la segunda capa difusora tiene una segunda superficie plana.

8. El aparato de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la primera y segunda superficies planas de la primera y segunda capas difusoras son substancialmente paralelas.

9. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende: un polarizador para polarizar la luz emitida por la fuente de iluminación.

10. El aparato de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el polarizador además comprende primer y segunda regiones, en donde la primera región provee un primer giro de polarización y la segunda región provee un segundo giro de polarización que es diferente del primer giro de polarización.

11. El aparato de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el primer y segundo giros de polarización difieren aproximadamente noventa grados .

12. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la fuente de iluminación comprende grupos de diodos emisores de luz (LEDs) , colocados en una patrón seleccionado el cual define un plano de LEDs, iluminando la estructura oculta con luz difusa .

13. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la estructura oculta es un vaso sanguíneo subcutáneo.