PT2978364T - Sistema e método de tomografia de coerência ótica - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

SISTEMA. E MÉTODO DE TOMOGRAFIA DE COERÊNCIA ÓTICA

Campo da invenção A presente invenção relaciona-se com o campo dos instrumentos para formação de imagens de estruturas internas do corpo humano e, em particular, do olho. Mais especificamente, relaciona-se com um método de tomografia de coerência ótica otimizado e o sistema relacionado. Antecedentes da técnica A tomografia de coerência ótica (OCT - Optical Coherence Tomography) , igualmente referida como tomografia de coerência ótica de variância de fases, é uma das técnicas de formação de imagens biomédicas mais poderosas e mais amplas. A mesma tem aplicações em diversos campos da medicina. 0 campo oftalmológico tem contribuído grandemente para os respetivos desenvolvimento e otimização.

Nesta técnica, quaisquer informações relacionadas com a estrutura da amostra/do órgão que está a ser observada derivam da radiação refletida novamente e/ou retrodifundida a partir de regiões que mostram diferentes propriedades óticas dentro da própria amostra/do próprio órgão. A técnica OCT permite criar modelos bidimensionais ou tridimensionais com uma resolução de um a poucos pms. Além de permitir um estudo morfológico, a OCT pode revelar outras propriedades biológicas da amostra que está a ser analisada, tal como, por exemplo, taxa de fluxo (por meio do efeito de Doppler) e birrefringência (por meio de alterações de polarização). A OCT tem as respetivas bases na interferometria de baixa coerência. A preparação ótica do sistema OCT baseia-se num interferómetro de Michelson, e o modo de funcionamento do sistema OCT é determinado dependendo do tipo de fonte de radiação e técnica de deteção utilizado.

Atualmente, existem dois esquemas principais utilizados nos instrumentos OCT.

No chamado OCT de Domínio de Tempo (TD-OCT - Time-Domain OCT), o perfil de refletividade da amostra é obtido através da interferência da radiação proveniente do braço ótico de amostra na radiação proveniente do braço ótico de referência, cujo percurso é modificado num certo intervalo de tempo. 0 deslocamento do braço de referência corresponde à medição da distância do membro de amostra que causou a reflexão. 0 OCT de Domínio de Fourier (FD-OCT - Fourier Domain OCT), pelo contrário, regista numa etapa, sem a necessidade de uma translação mecânica dos membros no braço de referência, as extremidades do espetro causadas pela interferência da radiação proveniente do braço de amostra na radiação proveniente do braço de referência, numa banda espetral larga. A medição das distâncias dos vários membros de amostra é obtida através do processamento do sinal de interferograma. A segunda técnica é muito mais rápida do que a primeira, uma vez que reduz a presença de partes móveis e tem igualmente benefícios em termos de relação sinal-ruído que resulta numa maior qualidade de imagem.

Por sua vez, a segunda técnica FD-OCT pode ser aplicada de acordo com duas formas de realização principais: OCT de Domínio Espetral (SD-OCT - Spectral Domain OCT) , em que o espetro é obtido através da utilização de uma fonte de radiação de banda larga e um espetrómetro que mede a respetiva intensidade com um sensor linear (câmara de varrimento de linha); OCT de Fonte de Varrimento (SS-OCT - Swept Source OCT) , em que o espetro é obtido por um detetor de radiação individual fazendo o comprimento de onda emitido pela fonte variar a velocidades muito altas.

Para clarificar os conceitos básicos subjacentes à invenção, será feita em seguida referência a uma configuração do tipo SD-OCT, mas com ajustes óbvios o perito na técnica pode facilmente alargar a técnica que será ilustrada às outras configurações aqui referidas acima e a variações conhecidas da mesma.

Com referência especifica agora à Figura 1, que se relaciona com uma configuração SD-OCT convencional, o sistema compreende: uma fonte de radiação de banda larga LBS; - um braço ótico de referência RA que contém um sistema de lente L2 e um espelho Mref; um braço de amostra SA que contém um sistema de varrimento, que consiste num sistema de lente Ll e num espelho, e um sistema acionador M, que permite iluminar uma tira (na direção axial) da amostra da qual uma imagem será gerada, e a radiação retrodifundida será recolhida; - um braço de deteção de sinais MA com um espetrómetro Spec que permite analisar o espetro do sinal resultante da interferência da radiação proveniente do braço de referência RA e do braço de amostra SA, compreendendo um sensor linear detetando o espetro do sinal de interferência correspondendo à tira iluminada da amostra; um separador de feixe BS configurado de modo a permitir a passagem da radiação da fonte LBS até ao braço de amostra SA e até ao braço de referência RA, e destes até ao braço de deteção MA; e uma unidade de controlo e processamento CUP que controla adequadamente os componentes mecânicos e eletrónicos, e deriva do espetro, por meio de um dos muitos algoritmos conhecidos na literatura, um perfil de refletividade da tira de amostra, cuja uma imagem será gerada. A fonte de radiação de luz de banda larga LBS é transmitida ao braço de referência RA e ao braço de amostra SA, oposto ao qual será colocada uma amostra da qual será formada uma imagem. A radiação no braço de referência RA é refletida pelo espelho MRef e é enviada através do separador de feixe BS ao braço de deteção MA. De forma semelhante, a radiação no braço de amostra SA é retrodifundida a partir da porção de amostra iluminada e chega através do separador de feixe BS ao braço de deteção MA. Por conseguinte, as duas ondas de luz, provenientes do braço de referência RA e do braço de amostra SA, interferem no braço de deteção MA onde o espetrómetro Spec reconstrói num sensor linear o espetro do sinal de interferência (interferograma). 0 espetro acima mencionado é transformado por meio de um dos algoritmos conhecidos na literatura no perfil de refletividade da porção de amostra iluminada. Se, para múltiplas tiras, é possível medir o perfil de refletividade, pode ser obtida uma imagem de corte da amostra. É possível obter medições relacionadas com o formato de amostra a partir dessa imagem de corte. No caso de um olho, por exemplo (consulte a ilustração da Figura 2), se for observado o segmento anterior do olho, é possível obter o perfil altimétrico e a curvatura das superfícies da córnea, a lente cristalina e a íris. Se forem capturadas muitas imagens relacionadas com diferentes secções de amostra, pode até ser possível gerar um modelo tridimensional da amostra.

Se for decidido utilizar uma configuração de acordo com a técnica SS-OCT, o perito na técnica pode substituir a fonte de banda larga por uma fonte que tenha um comprimento de onda emitido que possa ser variado muito rapidamente ao longo do tempo, e o espetrómetro da derivação de deteção por um único detetor de radiação de canal de deteção. Neste caso, o espetro de sinal de saída é construído variando o comprimento de onda emitido pela fonte e armazenando sequencialmente as intensidades medidas pelo detetor para cada comprimento de onda.

Para obter uma imagem de uma secção do segmento anterior do olho, é geralmente efetuado um varrimento linear e, no final, as informações obtidas são processadas numa única imagem. Em seguida, com referência à Figura 3, se for assumida a utilização de apenas um espelho M para um varrimento bidimensional, o varrimento é obtido alterando a inclinação do espelho no braço de amostra e consequentemente a posição lateral do feixe de luz proveniente da lente 0. Quando o espelho se encontra na posição Μ' , o feixe de luz R' ilumina a parte central do espaço de varrimento e permite a deteção de estruturas nessa porção da amostra. Quando o espelho se encontra na posição Μ", o feixe de luz R" ilumina a parte inferior do espaço de varrimento. Quando o espelho se encontra na posição M''', o feixe de luz R''' ilumina a parte superior do espaço de varrimento. A porção de tecido iluminada retrodifunde parte da radiação com uma difusão angular da intensidade que depende da respetiva microestrutura e da orientação das respetivas superfícies de descontinuidade. Em geral, essa difusão, igualmente referida como saliência, será irregular, com um pico de intensidade na direção de reflexão, simétrica em relação à da iluminação em comparação com a normal em relação às referidas superfícies, e com intensidade decrescente nas direções periféricas. A radiação que é efetivamente recolhida para medição corresponde à que é retrodifundida exatamente na direção oposta à da iluminação. Essa radiação, que regressa ao instrumento, irá passar pelo braço de amostra do interferómetro e irá interferir no braço de deteção com a radiação proveniente do braço de referência na derivação de espetrómetro.

Ao observar a Figura 4, pode ser notado que, se a amostra observada tiver uma curvatura assinalada, como no caso de um olho, quanto mais o varrimento se afasta do vértice da córnea CV menor será a potência retrodifundida na direção de incidência, uma vez que uma grande parte da energia retrodifundida será desviada para a direção de reflexão, para longe da de incidência, e será por isso perdida e indisponível para a deteção através do instrumento. A figura mencionada acima mostra claramente como o aumento do ângulo de incidência (ângulo entre o raio de incidência Incl ou Inc2 e a normal em relação à superfície da córnea anterior Norml ou Norm2) também aumenta o ângulo de reflexão e, assim, o desvio da potência refletida (Refl ou Ref2) para a direção que não é útil para o instrumento detetar um sinal de retorno.

Uma pequena parte da potência incidente irá, contudo, ser difundida nas outras direções da saliência, entre as quais se encontra igualmente a que é oposta ao percurso para a frente. Na prática, é observada uma redução na potência recolhida pelo instrumento à medida que o varrimento vai desde o centro até ao perímetro.

Para resolver este problema, Rahul Yadav et ai. no documento "Scanning system design for large scan depth anterior segment optical coherence tomography" - OPTICS LETTERS Vol. 35, N.° 11/1 de junho de 2010, sugere uma determinada configuração do sistema de varrimento que consiste em lentes e espelhos côncavos, que permite que os feixes de varrimento alcancem a córnea quase como normais ou, por outras palavras, com um ângulo de incidência mais baixo. Isto certamente fornece um aumento na quantidade de radiação retrodifundida na direção do instrumento e resulta numa maior relação sinal-ruído.

Contudo, são igualmente encontradas algumas falhas significativas. Em primeiro lugar, o sistema é complexo e dispendioso, uma vez que considera a utilização de lentes e espelhos de um formato não clássico, e ainda os vários membros têm de ser espacialmente dispostos em ângulos precisos, que podem tornar o alinhamento muito exigente e dificil. Além disso, o sistema pode ser muito volumoso, especialmente se uma distância de funcionamento muito grande for selecionada, de modo a reduzir o desconforto para o paciente, e/ou for necessária para a coexistência de outros instrumentos integrados no descrito. 0 documento US5975697 divulga um sistema de tomografia de coerência ótica, no qual é introduzido um atraso no braço de referência ótica ou no braço de amostra, para a variação do comprimento do percurso ótico, e com o objetivo de ajustar a resolução de profundidade do aparelho.

Sumário da invenção 0 requerente descobriu agora uma solução que resolve eficazmente o problema resumido acima, sem contudo envolver as falhas relacionadas com a utilização de componentes complexos, dispendiosos e/ou difíceis de configurar, mas, pelo contrário, através da obtenção do resultado com intervenções estruturais e funcionais relativamente simples e que não implicam qualquer aumento relevante no volume, nem tornam desconfortável o exame para o paciente.

De acordo com a invenção, um método e um sistema de tomografia de coerência ótica têm as funcionalidades essenciais referidas nas reivindicações apensas um e nove.

Resumindo, dada uma amostra da qual uma imagem será reconstruída tendo uma superfície com uma variação de inclinação, por exemplo, mas não necessariamente uma curvatura assinalada, o conceito subjacente à invenção é tornar a quantidade de energia do sinal de retorno constante em cada posição de varrimento sem introduzir variações relevantes na configuração ótica clássica, reduzindo assim custos, complexidade de montagem e permitindo a utilização de uma distância de funcionamento muito maior. Para tal, a intensidade do sinal recolhido nas posições de varrimento correspondendo a um ângulo de alta incidência é aumentada. Desta forma, é possível obter um aumento no sinal nas posições de varrimento periférico e, por conseguinte, melhorar a qualidade da imagem obtida.

Num aspeto da invenção, o espelho M é deixado (novamente de acordo com o esquema mais simples de um único espelho para um varrimento bidimensional descrito acima) durante mais tempo nas posições correspondendo a uma etapa de varrimento periférico, ou seja, nas posições onde o ângulo formado entre a radiação que atinge essa superfície de amostra e a normal em relação à própria superfície no ponto de impacto é superior a uma etapa de varrimento na parte central e, ao mesmo tempo, permitindo ao sensor de espetrómetro recolher o sinal no braço de deteção MA durante mais tempo nas posições correspondendo ao varrimento periférico em comparação com o varrimento na parte central. Desta forma, a energia recebida pelo sensor a partir das áreas periféricas pode ser adaptada à quantidade de potência retrodifundida na tira de olho atualmente iluminada.

Noutro aspeto da invenção associável ao anterior, a intensidade da radiação emitida pela fonte LBS é variada, em particular aumentando a radiação emitida pela fonte à medida que o varrimento se move desde a área central (área do vértice da córnea) até à área periférica.

Breve descrição das figuras

As funcionalidades e as vantagens do sistema e método de tomografia de coerência ótica de acordo com a presente invenção serão evidentes a partir da seguinte descrição de uma forma de realização da mesma, apresentada como um exemplo não limitativo, em relação às figuras em anexo, em que: • a Figura 1 é um esquema representativo de uma configuração SD-OCT; • a Figura 2 mostra uma imagem de corte completa de um olho reconstruído correspondendo tiras de varrimento individuais com um sistema OCT; • a Figura 3 é uma representação esquemática da operação de varrimento no braço de amostra de um sistema OCT; • a Figura 4 é um diagrama que mostra o desvio diferente de feixes de varrimento que atingem um olho como uma função da posição central ou periférica; • a Figura 5 fornece na forma de um diagrama um exemplo de uma rampa de acionamento para um espelho de varrimento e um tempo de acionamento para a exposição do sensor de acordo com a invenção; • a Figura 6 mostra igualmente na forma de um diagrama uma curva representando uma variação na intensidade da fonte de luz como uma função de tempo e, portanto, da posição do espelho de varrimento em relação a um olho que está a ser observado; • a Figura 7 é um esquema representativo de uma configuração OCT que integra um ceratómetro; • a Figura 8 é uma vista esquemática frontal de um ceratómetro da configuração da figura 7 com uma coroa LED duplo; • a Figura 9 é uma vista esquemática frontal de um ceratómetro da configuração da figura 7 com um anel luminoso; • a Figura 10 é uma vista frontal de um topógrafo baseado no disco de Plácido, que pode igualmente ser integrado na configuração da figura 7; e • a Figura 11 mostra uma imagem de corte de um olho com uma indicação gráfica do método de estimativa linear de inclinação da córnea que pode ser utilizado no sistema de acordo com a invenção.

Descrição detalhada da invenção

Com referência às referidas figuras, e com base no que já foi divulgado na parte introdutória relativamente à arquitetura geral do sistema, é assumido, por motivos de simplicidade de descrição, que o sistema de espelhos do sistema OCT de acordo com a invenção contém apenas um espelho M para um varrimento bidimensional, mas as suposições abaixo podem ser facilmente alargadas pelo perito na técnica para o caso de mais de um espelho e para um varrimento tridimensional. Naturalmente, é igualmente feita referência à utilização do sistema OCT para o rastreio e a formação de imagens de uma amostra com uma curvatura assinalada, essencialmente no alinhamento num olho humano.

De acordo com um aspeto da invenção, em particular com referência à figura 5, o movimento do espelho M é eletronicamente acionado com uma forma de onda de controlo (tensão de fornecimento de potência do motor de acionamento como uma função de tempo para um ciclo que fornece a rotação do espelho na direção perímetro-centro-perímetro do olho) com um padrão tal que permita que o espelho M permaneça durante um intervalo de tempo determinado e mais curto nas posições correspondendo à etapa de varrimento da parte central do olho, e durante mais tempo nas posições correspondendo aos varrimentos periféricos, ou seja, mais distante do vértice da córnea. Consequentemente (e inversamente), é obtida a lei que determina o inicio e o fim do tempo de exposição do sensor (diagrama inferior na mesma Figura 5). 0 tempo de exposição é, na realidade, mais curto (engrossamento das linhas no diagrama de tempo) para um varrimento central e mais longo para um varrimento periférico.

Por conseguinte, em geral, à medida que o varrimento se afasta do vértice da córnea, em ambas as direções, o tempo de paragem aumenta na posição de interesse do feixe de varrimento e, por conseguinte, do espelho M, cuja posição determina a localização ou distância da tira de varrimento em relação ao vértice da córnea. Desta forma, o aumento nas perdas do sinal retrodifundido é compensado à medida que o varrimento vai da área central do olho até ao respetivo perímetro.

As duas formas de onda possíveis para controlar o espelho de varrimento M e para ajustar o tempo de exposição do sensor mostrado na Figura 5 são exemplificativas e assumem, conforme mencionado, que a posição angular do espelho pode ser controlada sob tensão e que a mesma é diretamente proporcional a esta tensão que continuamente, ao longo do tempo, é aplicada no motor de acionamento do espelho M. Igualmente, é assumido que o tempo de exposição do sensor pode ser regulado por uma sequência de impulsos onde a distância entre dois impulsos consecutivos determina o tempo de exposição do sensor. 0 perito na técnica pode naturalmente alargar este exemplo a situações nas quais o sistema consiste em mais de um espelho, e os comandos para a posição dos espelhos e a exposição do sensor são diferentes dos assumidos acima. 0 diagrama superior da Figura 5 mostra claramente que a inclinação da rampa é alterada ao longo do tempo: a inclinação é inferior quando o espelho tem de parar durante mais tempo numa tira de varrimento individual e superior quando o espelho para durante menos tempo. Em particular, a inclinação é reduzida quando áreas periféricas são varridas onde o ângulo de incidência é mais largo e o tempo de paragem, e por conseguinte o tempo de exposição do sinal no sensor, é mais longo. 0 diagrama inferior da mesma figura mostra uma sequência de impulsos do temporizador de sensor correspondendo à rampa de acionamento do espelho do diagrama superior. 0 intervalo entre dois impulsos é superior quando é necessário aumentar o tempo de exposição do sensor, ou seja nas áreas periféricas, em que o espelho M se move mais lentamente para compensar a potência reduzida do sinal de retorno de amostra.

As formas de onda de acionamento do espelho M e do temporizador de exposição do sensor podem ser determinadas antecipadamente de acordo com considerações heuristicas ou podem até ser estimadas otimamente graças a um pré-varrimento da amostra que está a ser observada. 0 pré-varrimento pode, por conseguinte, ser seguido por um varrimento temporariamente preciso e otimizado, em que o movimento do espelho M e a exposição do sensor são adaptados à estrutura da amostra que está a ser examinada graças a uma avaliação do próprio pré-varrimento.

Uma possível implementação das rampas de controlo dos espelhos de varrimento e do tempo de exposição do sensor pode ser realizada por meio de geradores digitais de tensões variáveis, adequadamente programáveis de modo a construir sinais de controlo e curvas com qualquer forma de onda. A rampa digital, gerada de acordo com um formato adaptado a esse fim, pode depois ser transformada numa forma de onda análoga por um conversor digital-analógico (DAC) se o controlo de posicionamento dos espelhos for analógico, ou diretamente enviada para o mesmo se o controlo ocorrer por meio de formas de onda digitais. Um gerador de sinais digitais variáveis gera um valor de tensão de saída que é proporcional a um dado binário presente na respetiva entrada, pertencendo ao conjunto de possíveis dados binários correspondendo a um valor de tensão de saída. Ao fornecer ao gerador formas de onda digitais de uma memória gravável, em que a forma de onda para a geração é armazenada num formato digital, em termos de dados binários, a geração repetida das rampas e, por conseguinte, dos varrimentos pode facilmente ser implementada, sem a necessidade de reprogramar continuamente o próprio gerador.

De acordo com outro aspeto da invenção, a intensidade do sinal recolhido nas posições de varrimento onde existe um ângulo de alta incidência é aumentada aumentando a intensidade da radiação emitida pela fonte LBS, uma fonte que pode, na realidade, ser selecionada de modo a permitir um ajuste de intensidade (por exemplo, um díodo superluminescente). Este modo de funcionamento pode integrar o anterior. A intensidade da radiação que atinge a amostra, conforme representado qualitativamente no diagrama da Figura 6, varia gradualmente de modo a ser superior nas etapas de varrimento periférico, enquanto diminui no varrimento da área central da amostra, visivelmente a área do vértice da córnea onde se encontra disponível uma maior intensidade de radiação refletida novamente e/ou retrodifundida pelo olho do qual uma imagem será gerada. Na realidade, a Figura 6 mostra um exemplo de uma curva de emissão de fonte com base na variação de tempo (o tempo, por sua vez, corresponde à passagem do espelho em rotação desde uma área periférica até uma área central e novamente até uma área periférica do olho) . 0 padrão de curva e a escala de tempo são meramente uma indicação e têm de ser adaptados à fonte utilizada e ao tempo necessário pela aplicação particular.

Mesmo neste caso, a curva de emissão de fonte pode ser determinada antecipadamente de acordo com considerações heurísticas ou estimada graças a um pré-varrimento da amostra que está a ser observada. 0 método de pré-varrimento para a apreciação das leis, de acordo com as quais o movimento de velocidade variável dos espelhos de varrimento, a variação do tempo de exposição do sensor e/ou a variação na intensidade da radiação da fonte serão controlados, pode ser utilizado com êxito quando o tempo de exame puder ser suficientemente longo, por exemplo quando for necessário o varrimento de uma secção de olho individual.

Pelo contrário, se for necessária uma elevada rapidez do exame ocular, por exemplo quando tiverem de ser capturadas dezenas de secções em alguns décimos de segundo de modo a evitar movimentos do olho que possam impedir uma reconstrução tridimensional fidedigna, a determinação das leis mencionadas acima pode ser realizada de acordo com diferentes métodos que permitem evitar atrasos de respostas dificilmente aceitáveis.

Um desses métodos considera a avaliação do formato de um olho médio e, por conseguinte, a determinação das leis numa base estatística.

Um método mais complexo e mais preciso corresponde à determinação das leis antes de iniciar o varrimento OCT, com base numa medição de inclinação e altimetria da amostra, particularmente do olho, em exame. Para tal, de acordo com uma outra forma de realização da invenção, um dos esquemas OCT clássicos pode ser acoplado aos meios necessários para apreciar o formato da superfície da córnea anterior. Esses meios, que constituem o estado da técnica em si mesmo no campo dos instrumentos oftalmológicos, consistem efetivamente em alvos de luz que, quando organizados em torno do sistema ótico Ll, são refletidos pela córnea ou projetados pela própria córnea. A respetiva projeção ou imagem refletida é recolhida por um canal de observação frontal do olho e processada de acordo com algoritmos conhecidos na literatura. A este respeito, a Figura 7 mostra uma possível modificação na arquitetura do sistema OCT de acordo com a invenção, integrando os meios necessários para apreciar o formato da superfície da córnea frontal, e precisamente no braço de amostra SA: um ceratómetro K; o canal de observação frontal compreendendo a lente Ll, um separador de feixe BS1, um sistema ótico L2 e um sensor Sl.

Os alvos/sinais, se for pretendido tirar partido da reflexão, são organizados em torno da lente extrema Ll do sistema ótico e podem compreender, por exemplo: - uma diversidade de pontos de luz, por exemplo uma coroa LED duplo (Figura 8); - um anel luminoso (Figura 9) ; uma série de anéis luminosos ou um disco de Plácido efetivo (Figura 10).

Para cada uma das anteriores soluções, os algoritmos para calcular o formato da córnea ou as respetivas altimetria, inclinação e curvatura a partir da imagem de alvo refletido ou projetado são conhecidos na literatura. Se esses meios forem utilizados antes do varrimento OCT, é possivel obter a partir dos mesmos, de uma forma ótima, a inclinação local da córnea sendo examinada em cada posição de varrimento, e por conseguinte adaptar adequadamente as leis de controlo (do acionamento do espelho, da exposição do sensor, da intensidade de radiação da fonte).

As soluções de ceratómetro relatadas acima em qualquer caso representam apenas exemplos ilustrativos e não devem ser consideradas como as únicas adaptadas à tarefa. Em geral, é possivel utilizar alvos tendo vários formatos e tamanhos de uma imagem, cuja reflexão ou projeção na córnea, recolhida através do canal de observação frontal, permite obter as informações morfológicas necessárias por meio de algoritmos conhecidos na literatura.

Um outro método para estimar as leis de controlo otimizadas para o olho a ser submetido ao varrimento OCT de acordo com a invenção fornece a avaliação da inclinação da córnea ao mesmo tempo do varrimento, ou seja, por outras palavras, atualizando de forma adaptável as informações de inclinação com base em cada etapa de varrimento anteriormente realizada.

Em maior detalhe, com relação à Figura 11, um interferograma da porção da imagem capturada por último (ou atual porção de captura) é transformado num perfil de refletividade do mesmo, de acordo com noções conhecidas ou evidentes para o perito na técnica. Igualmente com base nas técnicas conhecidas em si mesmas, os picos do perfil de refletividade são identificados ao determinar a posição das superfícies (em particular da superfície da córnea frontal) atingidas pelo feixe de varrimento na atual posição de varrimento. Essas posições são armazenadas. Depois de as informações anteriores terem sido recolhidas para pelo menos dois varrimentos consecutivos Pk-1 e Pk, é possível estimar uma inclinação local da superfície medida. A partir dessa inclinação, é assim possível obter uma previsão fidedigna para determinar um controlo dos espelhos de varrimento, o tempo de exposição do sensor e a intensidade da radiação da fonte, tudo relacionado com a seguinte posição de varrimento Pk+1.

Se apenas forem considerados dois varrimentos anteriores, é possível estimar os parâmetros mencionados acima com base numa lei linear, conforme a Figura 11. Além disso, se forem considerados mais de dois varrimentos anteriores, a estimativa pode seguir uma lei não linear, por exemplo uma lei polinomial de maior magnitude ou igual a dois. A presente invenção foi assim muito descrita relativamente às respetivas formas de realização exemplificativas possíveis. É preciso compreender que podem existir outras formas de realização que, apesar de todas as configurações óticas diferentes da aqui divulgada e integrada por componentes/funcionalidades adicionais, fazem parte do âmbito de proteção das reivindicações apensas.

DOCUMENTOS REFERIDOS NA DESCRIÇÃO

Esta lista de documentos referidos pelo autor do presente pedido de patente foi elaborada apenas para informação do leitor. Não é parte integrante do documento de patente europeia. Não obstante o cuidado na sua elaboração, o IEP não assume qualquer responsabilidade por eventuais erros ou omissões.

Documentos de patente referidos na descrição • US 5975697 A [0021]

Documentos de não patente citados na descrição • RAHUL YADAV et al. Scanning system design for large scan depth anterior segment optical coherence tomography. OPTICS LETTERS, 01 June 2010, vol. 35 (11 [0019]

Lisboa, 11 de Outubro de 2017

Claims (15)

REIVINDICAÇÕES

1. Um sistema de tomografia de coerência ótica compreendendo: - uma fonte de radiação de luz de banda larga (LBS) ; - um braço ótico de referência (RA) ; - meios de varrimento móveis (M) para o varrimento de uma amostra, adaptados para receber a radiação de luz emitida pela referida fonte para iluminar uma porção da amostra correspondendo a uma posição dos meios de varrimento (M) , gerando uma radiação atingindo uma superfície da mesma amostra, e para recolher a radiação retrodifundida a partir da amostra; um braço de deteção de sinais (MA) com pelo menos um sensor adaptado para reconstruir o espetro do sinal resultante da recombinação da radiação recolhida pelo referido braço de referência (RA) e pelos referidos meios de varrimento (M) ; meios de separador de feixe adaptados para permitir a passagem da radiação desde a fonte (LBS) até aos meios de varrimento e até ao braço de referência (RA), e destes até ao braço de deteção (MA); e uma unidade de controlo e processamento (CUP) adaptada para controlar os componentes mecânicos e eletrónicos acima, para transformar o referido espetro num perfil de refletividade da porção de amostra iluminada, e para gerar uma imagem da amostra justapondo um número de perfis cada um correspondendo a uma porção de amostra e obtido ainda para um deslocamento dos referidos meios de varrimento; caracterizado por os referidos meios de controlo serem configurados de modo a controlar um tempo de exposição do referido sensor no referido braço de deteção (MA) para que o tempo de exposição e consequentemente a intensidade do sinal recolhido pelos referidos meios de varrimento (M) aumentem progressivamente à medida que as posições de varrimento são consideradas correspondendo à iluminação das porções de superfície de amostra nas quais o ângulo entre a radiação que atinge a referida superfície de amostra e a normal em relação à mesma superfície no ponto de impacto é aumentado.

2. 0 sistema de acordo com a reivindicação 1, em que a referida superfície de amostra é uma superfície curva, os referidos meios de controlo sendo configurados de modo a que a intensidade do sinal recolhido pelos referidos meios de varrimento (M) seja aumentada nas posições que correspondem à iluminação das porções de amostra nas quais a separação de direção entre a radiação de impacto e a radiação refletida é aumentada devido à curvatura.

3. 0 sistema de acordo com a reivindicação 2, em que os referidos meios de varrimento (M) são inclináveis em torno de um eixo adaptado para se tornar alinhado com um centro de simetria da referida superfície curva, as referidas porções de amostra nas quais a separação de direção entre a radiação de impacto e a radiação refletida é aumentada devido à curvatura correspondendo a porções de amostra progressivamente mais distantes em relação ao referido centro.

4. 0 sistema de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações, em que os referidos meios de controlo são adaptados para moverem os referidos meios de varrimento (M) , de modo a que a respetiva velocidade diminua progressivamente à medida que as posições de varrimento são consideradas correspondendo às porções de amostra nas quais o ângulo entre a radiação que atinge a referida superfície de amostra e a normal em relação à mesma superfície no ponto de impacto aumenta.

5. 0 sistema de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações, em que os referidos meios de controlo são adaptados para aumentarem progressivamente a intensidade da radiação emitida pela referida fonte de luz à medida que as posições de varrimento são consideradas correspondendo às porções de amostra nas quais o ângulo entre a radiação que atinge a referida superfície de amostra e a normal em relação à mesma superfície no ponto de impacto aumenta.

6. 0 sistema de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações, em que os referidos meios de controlo são configurados de modo a que pelo menos os referidos meios de varrimento (M) sejam controlados com base num varrimento preliminar da amostra em exame.

7. 0 sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, compreendendo ou associado a meios de ceratómetro adaptados para obter informações sobre o formato em exame, os referidos meios de controlo são configurados de modo a que pelo menos os referidos meios de varrimento (M) sejam controlados com base nas referidas informações sobre o formato da amostra obtida pelos referidos meios de ceratómetro.

8. 0 sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, em que os referidos meios de controlo são configurados de modo a que pelo menos os referidos meios de varrimento (M) sejam controlados avaliando o ângulo formado pela radiação atingindo a referida superfície de amostra e a normal em relação à superfície no ponto de impacto com base nas informações obtidas de forma adaptável para cada etapa de varrimento a partir de uma etapa anterior do mesmo varrimento.

9. Um método de tomografia de coerência ótica em que: -uma amostra é varrida recolhendo uma radiação retrodifundida após uma radiação de iluminação de banda larga atingindo porções de uma superfície da mesma amostra; - um sensor reconstrói o espetro do sinal resultante da recombinação da radiação recolhida por um braço de referência ótica e pelo varrimento; o referido espetro é transformado num perfil de refletividade da porção de amostra iluminada, e uma imagem da amostra é gerada por justaposição de um número de perfis cada um correspondendo a uma porção de amostra e obtido à medida que o varrimento avança porção após porção; caracterizado por, na reconstrução do referido espetro de sinal, o tempo de exposição do referido sensor e consequentemente a intensidade do sinal recolhido pelo referido varrimento aumentarem progressivamente à medida que o varrimento é realizado nas porções de superfície de amostra nas quais o ângulo entre a radiação que atinge a referida superfície de amostra e a normal em relação à mesma superfície no ponto de impacto é aumentado.

10. O método de acordo com a reivindicação 9, em que a referida superfície de amostra é uma superfície curva, a intensidade do sinal recolhido pelos referidos meios de varrimento (M) sendo aumentada nas posições que correspondem à iluminação de porções de amostra nas quais a separação de direção entre a radiação de impacto e a radiação refletida é aumentada devido à curvatura.

11. O método de acordo com a reivindicação 9 ou 10, em que a velocidade de varrimento diminui progressivamente à medida que o varrimento é realizado nas porções de amostra nas quais o ângulo entre a radiação que atinge a referida superfície de amostra e a normal em relação à mesma superfície no ponto de impacto aumenta.

12. O método de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, em que a intensidade da referida radiação de iluminação é progressivamente aumentada à medida que o varrimento é realizado nas porções de amostra nas quais o ângulo entre a radiação que atinge a referida superfície de amostra e a normal em relação à mesma superfície no ponto de impacto aumenta.

13. 0 método de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 12, em que pelo menos a velocidade de varrimento é controlada com base num varrimento preliminar da amostra em exame.

14. 0 método de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 12, em que pelo menos a velocidade de varrimento é controlada com base nas informações sobre o formato da amostra obtido pelos meios de ceratómetro.

15. 0 método de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 12, em que pelo menos a velocidade de varrimento é controlada avaliando o ângulo formado pela radiação atingindo a referida superfície de amostra e a normal em relação à superfície no ponto de impacto com base nas informações obtidas de forma adaptável para cada etapa de varrimento a partir de uma etapa anterior do mesmo varrimento. Lisboa, 11 de Outubro de 2017