ES2831223T3

ES2831223T3 - Aparato para proporcionar radiación electromagnética a una muestra

Info

Publication number: ES2831223T3
Application number: ES11751520T
Authority: ES
Inventors: Guillermo J Tearney; Brett E Bouma; Joseph A Gardecki; Linbo Liu
Original assignee: General Hospital Corp
Current assignee: General Hospital Corp
Priority date: 2010-03-05
Filing date: 2011-03-07
Publication date: 2021-06-07
Anticipated expiration: 2031-03-07
Also published as: EP2542145B1; PL2542154T3; US10463254B2; HUE052561T2; EP3753480A1; RS61068B1; US20150238084A1; JP2013521071A; EP2542154B1; DK2542154T3; CY1123587T1; RS61066B1; DK2542145T3; HUE051135T2; EP2542153A2; US20110261366A1; US20200046227A1; CY1123497T1; LT2542145T; KR20130028909A

Abstract

Un aparato para proporcionar al menos una radiación electromagnética a al menos una muestra, que comprende: una pluralidad de lentes axicón (520, 530) que están configuradas para proporcionar la al menos una radiación electromagnética que tiene al menos una forma parcialmente de anillo; y al menos una disposición óptica que incluye una apertura óptica y configurada para proporcionar al menos otra radiación en base a la al menos una radiación electromagnética, en el que la al menos otra radiación que genera una función de transferencia de la disposición óptica que es diferente de la función de transferencia de al menos una de las lentes axicón (520, 530), en el que un diámetro del punto de enfoque es menor que 10 μm, y una profundidad del enfoque o intervalo focal es mayor que aproximadamente 0,5 mm.

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato para proporcionar radiación electromagnética a una muestra

REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUD(ES) RELACIONADA(S)

Esta solicitud se basa y reivindica el beneficio de la prioridad de las solicitudes de patente de EE. UU. con n.os de serie 61/311.171 y 61/311.272, ambas presentadas el 5 de marzo de 2010.

CAMPO DE LA DIVULGACIÓN

La presente divulgación se refiere a modos de realización ejemplares de sistemas, aparatos y procedimientos de formación de imágenes, y más específicamente a procedimientos, sistemas y medios accesibles por ordenador que proporcionan imágenes microscópicas de al menos una estructura anatómica con una resolución particular.

INFORMACIÓN SOBRE ANTECEDENTES

La arteriopatía coronaria (AC) y sus manifestaciones clínicas, incluyendo infarto de miocardio o infarto agudo de miocardio (IAM), es la causa más importante de mortalidad en los EE. UU., que se cobra casi 500.000 vidas y que cuesta aproximadamente 400.000 millones de dólares al año. Los temas pertinentes para la fisiopatología de la AC, tales como el desarrollo y la progresión de lesiones ateroscleróticas coronarias, rotura de la placa de ateroma y trombosis coronaria, y la respuesta arterial al dispositivo coronario y los tratamientos farmacológicos, son por lo tanto de gran importancia actualmente. Estos procesos biológicos pueden estar mediados por acontecimientos moleculares y celulares que se producen a escala microscópica. Determinados progresos en la comprensión, diagnóstico y tratamiento de la AC se han visto dificultados por el hecho de que ha sido difícil o imposible indagar en la pared coronaria humana con una resolución a nivel celular in vivo.

Durante la última década se ha desarrollado la tomografía de coherencia óptica (OCT) intracoronaria, que es una técnica basada en catéter que obtiene imágenes en sección transversal de luz reflejada desde la pared coronaria. La OCT intracoronaria tiene una resolución espacial de 10 pm, que es un orden de magnitud mejor que la del procedimiento de formación de imágenes coronarias precedente, la ecografía intravascular (EIV). En el R01 original, se ha desarrollado una forma de OCT de segunda generación, es decir, denominada formación de imágenes de dominio de frecuencia óptica (OFDI), que tiene tasas de adquisición de imágenes muy altas, lo que hace posible realizar imágenes tridimensionales de alta resolución de los vasos coronarios. Además, se ha desarrollado un procedimiento de limpieza que, en combinación con la alta tasa de tramas de OFDI, puede superar al menos algunos de los obstáculos de la interferencia sanguínea con la señal de OCT. Como resultado directo, puede ser preferente realizar procedimientos de OCT intracoronaria en el entorno clínico. De hecho, han surgido determinadas aplicaciones de cardiología intervencionista para OCT y el campo está creciendo exponencialmente. Se cree que la OCT se puede convertir en una modalidad de formación de imágenes significativa para guiar las intervenciones coronarias en todo el mundo.

Puesto que la tecnología desarrollada en el documento R01 original se ha traducido y facilitado para una práctica clínica a través de la distribución de sistemas de formación de imágenes OFDI comerciales, puede ser preferente revisar las macromoléculas y células implicadas en la patogenia de la AC.

Por ejemplo, una resolución transversal en el/los procedimiento(s) de OCT se puede determinar por el tamaño del punto focal del catéter. Para mejorar la resolución, es posible incrementar la apertura numérica de la lente que enfoca la luz en la muestra. Sin embargo, este procedimiento convencional omite el equilibrio intrínseco entre la resolución transversal y la profundidad de campo en imágenes OCT en sección transversal y da como resultado imágenes en las que solo se resuelve un intervalo de profundidad estrecho.

Un enfoque alternativo puede aprovechar las características únicas de Bessel, o haces "sin difracción" para producir una alta resolución transversal sobre profundidades de campo mejoradas. Sin embargo, la iluminación y detección de haz de Bessel de la luz reflejada de la muestra pueden sufrir una reducción significativa en el contraste y la eficacia de detección. Por tanto, puede ser necesario superar al menos algunas de las deficiencias asociadas con las disposiciones y procedimientos convencionales descritos anteriormente.

Como se indica brevemente en el presente documento anteriormente, determinados modos de realización ejemplares de la presente divulgación se pueden asociar a y/o utilizar el análisis y la manipulación de una función de transferencia coherente (CTF) de un sistema de OCT ejemplar. En cambio, la presente invención se basa en un análisis y manipulación de la función de transferencia coherente (CTF) de un sistema de OCT. La CTF se puede considerar una extensión coherente de una función de transferencia de modulación (MTF) y una función de transferencia óptica (OTF). Por tanto, por ejemplo, para sistemas no interferométricos, la MTF u OTF se pueden manipular y utilizar de acuerdo con determinados modos de realización ejemplares. En general, la calidad de un sistema óptico se puede evaluar comparando su función de transferencia con la de un sistema óptico de difracción limitada. La figura 1 muestra un gráfico de funciones de transferencia coherente (CTF) para, por ejemplo, un punto de 2,5 pm de diámetro de difracción limitada y un punto de 2,5 pm con un intervalo focal extendido de 2,0 mm, producido por iluminación y detección de haz de Bessel. Como se ilustra en la figura 1, la función de transferencia de una iluminación y detección de haz de Bessel 100 puede tener frecuencias espaciales que exceden un sistema de difracción limitada 110, aunque probablemente sacrifica frecuencias espaciales de intervalo bajo y medio, dando como resultado posiblemente una reducción en el contraste y la sensibilidad de detección.

Por tanto, puede ser necesario superar al menos algunas de las deficiencias asociadas con las disposiciones y procedimientos convencionales descritos anteriormente.

El documento US 2010/002241 divulga un aparato de formación de imágenes tomográficas de coherencia óptica que tiene una parte que varía la intensidad de luz proporcionada en una primera trayectoria óptica para guiar un haz de medición a un objeto para variar una intensidad del haz de medición; una parte que varía la condición de iluminación para variar una condición de iluminación del haz de medición que ha pasado a través de la parte que varía la intensidad de luz para el objeto entre una primera condición de iluminación en la que una parte central del haz de medición no se bloquea y una segunda condición de iluminación en la que la parte central del haz de medición se bloquea; y una parte de formación de imágenes para ponderar una primera imagen tomográfica adquirida en la primera condición de iluminación y una segunda imagen tomográfica adquirida en la segunda condición de iluminación y componer la primera y segunda imágenes tomográficas ponderadas para formar una tercera imagen tomográfica.

El documento US 2005/018200 divulga un aparato para realizar una variación de baja coherencia de una muestra con alta resolución transversal y gran profundidad de enfoque, que comprende un sistema de intervalo óptico que comprende una fuente de luz, un medio para dirigir la luz desde la fuente de luz a la muestra, un medio para dirigir la luz reflejada desde la muestra a un detector, al menos un detector, un medio para procesar datos de luz recibidos por el detector y que genera una imagen; y un elemento óptico que tiene una resolución transversal menor que o igual a aproximadamente 5 mum, y una profundidad de enfoque de al menos aproximadamente 50 mum.

El documento US 2003/218756 divulga la incorporación de una lente axicón en el brazo de muestra del interferómetro en tomografía de coherencia óptica (OCT) para superar la limitación de que existe una compensación entre resolución lateral y profundidad de enfoque cuando se usan elementos ópticos convencionales.

SUMARIO DE MODOS DE REALIZACIÓN EJEMPLARES DE LA DIVULGACIÓN

Para abordar y/o superar dichas deficiencias, uno de los objetivos de la presente divulgación es proporcionar modos de realización ejemplares de sistemas, procedimientos y medios accesibles por ordenador de acuerdo con la presente divulgación, que pueden proporcionar imágenes microscópicas de al menos una estructura anatómica a una resolución particular. Otro objetivo de la presente divulgación es superar una profundidad limitada de limitaciones de enfoque del haz gaussiano convencional y la pérdida de frecuencia espacial de los sistemas de haz de Bessel para procedimientos y/o sistemas de OCT y otras formas de formación de imágenes de profundidad focal extendida. La presente invención se define en las reivindicaciones. Todos los modos de realización que no caen dentro del alcance de las reivindicaciones son simples ejemplos que no forman parte de la presente invención.

De acuerdo con otro modo de realización ejemplar de la presente divulgación, más de dos canales de formación de imágenes pueden iluminar/detectar diferentes haces de Bessel y/o gaussianos. Aún en otro modo de realización ejemplar, se pueden iluminar y/o detectar diferentes funciones de transferencia. La combinación ejemplar de imágenes obtenidas con dichos haces ejemplares adicionales puede facilitar que se proporcione la CTF de pOCT para el caso de difracción limitada, y también puede facilitar una mayor extensión de la profundidad de campo.

Por tanto, se pueden proporcionar modos de realización ejemplares de sondas, aparatos, sistemas y procedimientos que proporcionen al menos una radiación electromagnética a al menos una muestra. Por ejemplo, se puede proporcionar una pluralidad de lentes axicón que se configuran para proporcionar la(s) radiación/radiaciones electromagnética(s) que tienen al menos forma parcialmente de anillo. Se puede proporcionar una disposición de carcasa que encierre al menos parcialmente las lentes axicón. La disposición de carcasa se puede configurar y estructurar para insertarse en una estructura anatómica y/o un endoscopio. Se puede proporcionar una disposición óptica que, al recibir la(s) radiación/radiaciones electromagnética(s), genera otra radiación que genera una función de transferencia de la disposición óptica que es diferente de la función de transferencia de al menos una de las lentes axicón. También se puede proporcionar una pluralidad de disposiciones de guía de ondas, de las que una se puede acoplar a al menos una de las disposiciones de axicón, y de las que otra se puede acoplar a la disposición óptica.

En otro modo de realización ejemplar, cuando la primera y la tercera radiaciones impactan en la(s) disposición/disposiciones óptica(s) que tienen una apertura óptica, las respectivas radiaciones resultantes se pueden enfocar al menos parcialmente a una profundidad de enfoque y/o un intervalo focal que es mayor que aproximadamente un intervalo de Rayleigh de una apertura completa de iluminación. Un diámetro del punto de enfoque puede ser menor que 10 pm, y la profundidad del enfoque o el intervalo focal puede ser mayor que aproximadamente 1 mm, 0,5 mm, 2 mm, etc.

De acuerdo con aún otro modo de realización ejemplar de la presente divulgación, se pueden proporcionar otras sondas, aparatos, sistemas y procedimientos que proporcionen al menos una radiación electromagnética a al menos una muestra. Por ejemplo, se puede proporcionar al menos una disposición óptica que esté configurada para enviar al menos una radiación a la muestra a través de la misma que tiene un patrón al menos parcialmente simétrico circular. Por ejemplo, al menos una primera parte de la radiación transmitida a través de una sección circular del patrón puede tener una longitud de trayectoria óptica diferente de la longitud de trayectoria óptica de al menos una segunda parte de la radiación transmitida a través de al menos otra sección del patrón.

Todavía en otro modo de realización ejemplar de la presente divulgación, la primera y segunda partes de la(s) radiación/radiaciones se pueden asociar con las respectivas primera y segunda funciones de transferencia que son diferentes entre sí. Se puede proporcionar una disposición interferométrica que incluye una pluralidad de detectores, y cada uno de los detectores se puede configurar para detectar la primera función de transferencia y la segunda función de transferencia. Cuando la primera y tercera radiaciones impactan en la al menos una disposición óptica que tiene una apertura óptica, las respectivas radiaciones resultantes se pueden enfocar al menos parcialmente a una profundidad de enfoque o un intervalo focal que es mayor que aproximadamente un intervalo de Rayleigh de una apertura completa de iluminación.

De acuerdo con otro modo de realización ejemplar de la presente divulgación, un diámetro del punto de enfoque puede ser menor que 10 pm, y la profundidad del enfoque o el intervalo focal puede ser mayor que aproximadamente 1 mm, 0,5 mm, 2 mm, etc. La(s) disposición/disposiciones óptica(s) puede(n) incluir una pluralidad de disposiciones de guía de ondas y, en un punto de emisión de cada una de las disposiciones de guía de ondas, la(s) disposición/disposiciones óptica(s) puede(n) provocar que una fase de cada una de las radiaciones electromagnéticas tenga un valor predeterminado. La(s) disposición/disposiciones óptica(s) puede(n) incluir una pluralidad de lentes axicón que están configuradas para generar al menos una radiación.

Estos y otros objetivos, rasgos característicos y ventajas del modo de realización ejemplar de la presente divulgación resultarán evidentes tras la lectura de la siguiente descripción detallada de los modos de realización ejemplares de la presente divulgación, si se consideran junto con las reivindicaciones adjuntas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Otros objetivos, rasgos característicos y ventajas de la presente invención resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada tomada junto con las figuras adjuntas que muestran modos de realización ilustrativos de la presente divulgación, en los que:

la figura 1 es un gráfico ejemplar de funciones de transferencia coherente (CTF) en función de frecuencias espaciales producidas por la iluminación y detección previas del haz de Bessel;

la figura 2 es un gráfico ejemplar de funciones de transferencia coherente (CTF) en función de frecuencias espaciales producidas por un modo de realización ejemplar de un procedimiento y/o técnica de acuerdo con la presente divulgación;

la figura 3A es una primera imagen de OCT ejemplar, una imagen de OCT ejemplar de una placa de arteria coronaria de cadáver obtenida usando un procedimiento/técnicas ejemplares de acuerdo con un modo de realización ejemplar de la presente divulgación, mientras que una imagen de Gauss-Gauss ejemplar contiene información de frecuencia espacial baja;

la figura 3B es una segunda imagen de OCT ejemplar de la placa de arteria coronaria de cadáver usando un procedimiento/técnicas ejemplares de acuerdo con un modo de realización ejemplar de la presente divulgación, mientras que una imagen de Bessel-Bessel ejemplar proporciona alta resolución pero pierde frecuencias espaciales bajas y medias;

la figura 3C es una tercera imagen de OCT ejemplar de la placa de arteria coronaria de cadáver usando un procedimiento/técnicas ejemplares de acuerdo con un modo de realización ejemplar de la presente divulgación, que proporciona una imagen de pOCT combinada (por ejemplo, Gauss-Gauss+Gauss-Bessel+Bessel-Bessel), y las imágenes se normalizan y se muestran con los mismos valores de brillo/contraste;

la figura 4 es una vista en sección lateral de un diagrama de la óptica distal de un sistema de catéter de OCT de acuerdo con un modo de realización ejemplar de la presente divulgación;

la figura 5A es un gráfico ejemplar de un perfil de iluminación generado usando la configuración de óptica distal del sistema del modo de realización ejemplar que se muestra en la figura 4;

la figura 5B es un gráfico ejemplar de PSF x-z simulado generado usando la configuración de óptica distal del sistema del modo de realización ejemplar que se muestra en la figura 4;

la figura 6 es un diagrama esquemático de un sistema para generar una o más imágenes de pOCT de acuerdo con todavía otro modo de realización ejemplar de la presente divulgación;

la figura 7 son vistas en sección laterales de diagramas de la óptica distal del sistema de catéter de OCT de acuerdo con todavía otro modo de realización ejemplar de la presente divulgación que incluye un par de axicones y un enrutamiento de un haz anular y un haz gaussiano de la configuración de óptica distal;

la figura 8 es una vista en sección lateral de un diagrama del sistema de catéter de OCT de acuerdo con aún otro modo de realización ejemplar de la presente divulgación que incluye una configuración de sonda de codificación de longitud de trayectoria óptica ejemplar que usa una sola fibra y una sola lente axicón;

la figura 9 son vistas en sección laterales de diagramas del sistema de catéter de OCT de acuerdo con todavía otro modo de realización ejemplar de la presente divulgación que incluye otra configuración de sonda de codificación de longitud de trayectoria óptica ejemplar que usa una sola fibra y una sola lente axicón;

la figura 10 son vistas esquemáticas de diagramas de la óptica distal del sistema de catéter de OCT de acuerdo con otro modo de realización ejemplar de la presente divulgación que incluye una configuración de sonda de lente multifocal de una sola fibra;

la figura 11 es una vista en sección lateral de un diagrama del sistema de catéter de OCT de acuerdo con todavía otro modo de realización ejemplar de la presente divulgación que utiliza un túnel especular;

la figura 12 es una vista en sección lateral de un diagrama de una parte del sistema de catéter de OCT de acuerdo con aún otro modo de realización ejemplar de la presente divulgación que utiliza una máscara de fase acromática reflectante y una lente esférica;

la figura 13 es un gráfico de un espectro de desplazamiento de fase de luz cromática tras el reflejo en la interfaz vidrio-metal en base al modo de realización ejemplar de la figura 12;

la figura 14A es una ilustración de un patrón de difracción de Huygens de lente con enfoque convencional; la figura 14B es una ilustración ejemplar de un patrón de difracción de Huygens de lente con máscara de fase acromática reflectante y lente esférica representado en el modo de realización ejemplar del sistema ilustrado en la figura 13.

la figura 15A es un diagrama esquemático de un modo de realización ejemplar de una disposición de enfoque que usa una máscara de doblete de fase acromática refractiva de acuerdo con un modo de realización ejemplar de la presente divulgación;

la figura 15B es un gráfico ejemplar de perfiles de fase transversal de una máscara ejemplar ilustrada en la figura 15A;

la figura 16 es un diagrama esquemático del sistema de OCT que incluye un divisor de haz de frente de onda y un interferómetro de trayectoria común, de acuerdo con aún otro modo de realización ejemplar de la presente divulgación;

la figura 17A es una ilustración de PSF simulada ejemplar generada por el sistema de OCT ejemplar mostrado en la figura 16 que usa una fuente de luz monocromática (por ejemplo, A = 825 nm) y una lente de objetivo libre de anomalía esférica;

la figura 17B es una ilustración de PSF simulada ejemplar generada por el sistema de OCT ejemplar mostrado en la figura 16 que usa una fuente de luz monocromática (por ejemplo, A = 825 nm) y una lente de objetivo con una anomalía esférica y un desplazamiento focal dependiente de la longitud de onda;

la figura 17C es una ilustración de PSF simulada ejemplar generada por el sistema de OCT ejemplar mostrado en la figura 16 que usa una fuente de banda ancha (por ejemplo, aproximadamente de 600 nm a 1050 nm) y una lente de objetivo con anomalía esférica y un desplazamiento focal dependiente de la longitud de onda;

la figura 17D es una ilustración de PSF simulada ejemplar generada por el sistema de OCT ejemplar que se muestra en la figura 16 que usa una fuente de banda ancha (por ejemplo, 600 nm a 1050 nm), una lente de objetivo con anomalía esférica y un desplazamiento focal dependiente de la longitud de onda, y un divisor de haz de frente de onda;

la figura 18A es una imagen de pOCT ejemplar de una placa coronaria que muestra múltiples leucocitos (flechas); la figura 18B es una imagen de pOCT ejemplar de una placa coronaria que ilustra múltiples leucocitos (flechas) de dos tipos de células diferentes, una célula más pequeña con poco citoplasma, compatible con un linfocito (L) y otra célula más grande con un citoplasma altamente disperso, indicativo de un monocito (M);

la figura 18C es una imagen de pOCT ejemplar de una placa coronaria que ilustra una célula con un núcleo fabiforme dentado (M) característico de un monocito;

la figura 18D es una imagen de pOCT ejemplar de una placa coronaria que ilustra un leucocito con un núcleo multilobulado, que puede indicar un neutrófilo (N) unido a la superficie endotelial;

la figura 18E es una imagen de pOCT ejemplar de la placa coronaria que ilustra múltiples leucocitos anclados a la superficie endotelial por pseudópodos;

la figura 18F es una imagen de pOCT ejemplar de la placa coronaria que ilustra células con la morfología de monocitos (M) en una sección transversal y un recuadro que transmigran a través del endotelio;

la figura 18G es una imagen de pOCT ejemplar de múltiples leucocitos distribuidos en la superficie endotelial; la figura 19A es una imagen de pOCT ejemplar de plaquetas (P) adyacentes a un leucocito característico de un neutrófilo (N), que también está unido a una plaqueta pequeña;

la figura 19B es una imagen de pOCT ejemplar de fibrina (F) que es visible como hebras lineales que unen un intersticio en la pared de la arteria coronaria;

la figura 19C es una imagen de pOCT ejemplar de una agrupación de leucocitos (L), adheridos a la fibrina en un sitio contiguo al ilustrado en la figura 19B;

la figura 19D es una imagen de pOCT ejemplar de un trombo (T) de fibrina con múltiples leucocitos atrapados; la figura 19E es una imagen de pOCT ejemplar de un trombo (T) más avanzado que muestra una hebra de leucocitos y fibrina;

la figura 20A es una imagen de pOCT ejemplar en sección transversal de células endoteliales en cultivo;

la figura 20B es una imagen de pOCT ejemplar frontal de células endoteliales en cultivo;

la figura 20C es una imagen de pOCT ejemplar de una sección transversal de arteria coronaria porcina natural; la figura 20D es una representación tridimensional ejemplar de la arteria coronaria porcina, que demuestra "pavimentación" endotelial;

la figura 21 es una imagen de pOCT ejemplar de microcalcificaciones que se pueden ver como densidades brillantes dentro de la imagen de pOCT de la capa fibrosa;

la figura 21B es una imagen de pOCT ejemplar de las microcalcificaciones que se pueden ver como densidades oscuras en la histología correspondiente;

la figura 22A es una imagen de pOCT ejemplar de un nódulo de calcio grande, que demuestra una íntima/endotelio interrumpido;

la figura 22B es una vista ampliada de la región encerrada por un cuadro que ilustra hebras de tejido microscópico, compatible con fibrina (F), uniendo el calcio no protegido (flecha blanca) a la íntima desprendida opuesta; la figura 22C es una ilustración de una histología correspondiente de fibrina (F, flechas negras) y una superficie calcificada denudada (flecha gris);

la figura 23A es una imagen de pOCT ejemplar de un fibroateroma de núcleo necrótico (NN) grande, que demuestra cristales de colesterol (CC) gruesos, caracterizados por reflejos de sus superficies superior e inferior;

la figura 23B es una imagen de pOCT ejemplar de un cristal fino (CC, flecha gris) que perfora la capa de otra placa de núcleo necrótico (NN), mostrada con más detalle en el recuadro;

la figura 24A es una imagen de pOCT ejemplar de diversas células de músculo liso que aparecen como células fusiformes de baja retrodispersión (recuadro);

la figura 24B es una imagen de pOCT ejemplar de células de músculo liso que producen colágeno, son fusiformes, tienen un interior de alta retrodispersión (flecha gris claro) y un "halo" de baja retrodispersión (flecha blanca), que representa el cuerpo celular y la matriz de colágeno, respectivamente (recuadro de histología);

la figura 25A es una imagen de pOCT ejemplar de puntales Taxus Liberte con/sin polímero/fármaco, es decir, para puntales recubiertos de polímero, se puede ver el reflejo del polímero (PR), el reflejo del puntal (SR) y reflejos múltiples (MR1, MR2);

la figura 25B es una imagen de pOCT ejemplar de una muestra coronaria de cadáver con un BMS implantado que muestra puntales desprovistos de polímero, cubiertos por neoíntima;

la figura 25C es una imagen de pOCT ejemplar de una muestra coronaria de cadáver con puntales DES implantados de otro cadáver que muestra polímero superpuesto a los reflejos de puntal (P, recuadro);

la figura 26A es una imagen de pOCT ejemplar que muestra que el tejido (flecha gris claro) ha separado el polímero del puntal de la endoprótesis vascular y el polímero se ha fracturado (flecha blanca);

la figura 26B es una imagen de pOCT ejemplar que ilustra una agrupación de leucocitos superficial (flecha roja) y leucocitos adheridos contiguos que se superponen sobre el sitio de la fractura del polímero;

la figura 26C es una imagen de pOCT ejemplar que ilustra una inflamación en el borde de un puntal (región discontinua) de otro paciente;

la figura 26D es una imagen de pOCT ejemplar que ilustra un puntal descubierto, completamente desprovisto de endotelio superpuesto (recuadro);

la figura 27A es un diagrama de flujo de un proceso de acuerdo con un modo de realización ejemplar de la presente divulgación; y

la figura 27B es un diagrama de flujo del proceso de acuerdo con otro modo de realización ejemplar de la presente divulgación.

En todas las figuras, se usan los mismos números y caracteres de referencia, a menos que se establezca de otro modo, para indicar rasgos característicos, elementos, componentes o partes similares de los modos de realización ilustrados. Además, aunque la divulgación objeto se describirá ahora en detalle con referencia a las figuras, se hace por tanto en relación con los modos de realización ilustrativos. Se pretende que se puedan realizar cambios y modificaciones en los modos de realización ejemplares descritos sin apartarse del verdadero alcance y espíritu de la divulgación objeto como se define por las reivindicaciones adjuntas.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE MODOS DE REALIZACIÓN EJEMPLARES

De acuerdo con un modo de realización ejemplar de la presente divulgación, se pueden utilizar dos o más canales de formación de imágenes, por ejemplo, al menos uno que proporciona la iluminación o detección de haz de Bessel y al menos otro de los cuales proporciona una iluminación o detección de haz gaussiano. Esta configuración ejemplar puede facilitar tres o más combinaciones de iluminación-detección únicas y separables (por ejemplo, Bessel-Bessel, Bessel-Gaussiano, Gaussiano-Gaussiano, etc.), donde cada combinación puede corresponder a una imagen de OCT diferente. Como se muestra en el gráfico ejemplar de la figura 2, se proporcionan funciones de transferencia coherentes (CTF) para puntos de 2,5 pm de diámetro.

Por ejemplo, la figura 2 ilustra una comparación gráfica de un límite de difracción 200, el intervalo focal extendido de 0,15 mm usado en datos preliminares 210, y los resultados ejemplares de un modo de realización ejemplar de un procedimiento o técnica de acuerdo con la presente divulgación, a continuación, en el presente documento denominado pOCT, con un intervalo focal de 2,0 mm. De acuerdo con un modo de realización ejemplar de la presente divulgación, la CTF de la pOCT se puede generar, por ejemplo, combinando imágenes gaussianas-gaussianas 220, imágenes Bessel-Gaussianas 230 e imágenes Bessel-Bessel 240.

En otro modo de realización ejemplar de la presente divulgación, el procedimiento/técnica de CTF de la pOCT ejemplar se puede usar y/o proporcionar en un intervalo de enfoque axial que puede ser, por ejemplo, más de 0,5 mm, 1 mm, 2 mm, etc. (así como otros). De acuerdo con modos de realización ejemplares adicionales de la presente divulgación, los diámetros del punto FWHM transversal pueden ser inferiores a 5 pm, 2 pm, 1 pm, etc. (así como otros). En todavía otros modos de realización ejemplares de la presente divulgación, la profundidad de enfoque se puede extender en un factor de, por ejemplo, aproximadamente 2, 5, 10, 20, 50, 100, etc. (y posiblemente más) en comparación con la iluminación con una onda plana o un haz gaussiano. En aún otro modo de realización ejemplar de la presente divulgación, el contenido de frecuencia espacial alta, baja y media en la imagen se puede restaurar al menos parcialmente combinando imágenes con diferentes funciones de transferencia.

Las figuras 3A-3C muestran imágenes de OCT ejemplares de una placa de arteria coronaria de un cadáver obtenida usando un procedimiento/técnicas ejemplar(es) de acuerdo con modos de realización ejemplares de la presente divulgación. Por ejemplo, en la figura 3a , una imagen de Gauss-Gauss ejemplar contiene información de baja frecuencia espacial. En la figura 3B, una imagen de Bessel-Bessel ejemplar proporciona alta resolución, pero pierde frecuencias espaciales bajas y medias. Además, en la figura 3C, se proporciona una imagen de pOCT combinada (por ejemplo, Gauss-Gauss+Gauss-Bessel+Bessel-Bessel), y las imágenes se normalizan y se muestran con los mismos valores de brillo/contraste.

La figura 4 muestra un segundo modo de realización ejemplar de la óptica distal de un sistema de catéter de OCT de acuerdo con la presente divulgación. Por ejemplo, el sistema ejemplar de la figura 4 ilustra una disposición de axicón (por ejemplo, un par) y un enrutamiento del anillo (mostrado en un tono más oscuro en la figura 4) y el haz gaussiano (mostrado en un tono más oscuro en la figura 4) del diseño de óptica distal de acuerdo con este modo de realización ejemplar. En particular, el sistema ejemplar ilustrado en la figura 4 puede generar una CTF limitada por difracción y un intervalo de enfoque axial (por ejemplo, profundidad de enfoque) que puede ser más de, por ejemplo, 10 veces más largo que la profundidad de enfoque limitada por difracción. La salida de una guía de ondas 500 se puede colimar por un colimador 510 localizado en un centro del sistema de catéter ejemplar. La radiación electromagnética colimada (por ejemplo, luz) se puede transformar en un haz anular usando dos o más axicones 520, 530. De acuerdo con otro modo de realización ejemplar, los axicones se pueden generar o producir usando un índice de gradiente.

Como se muestra en la figura 4, se puede encaminar una guía de ondas 540 separada a través del centro del anillo. La salida de la guía de ondas se puede colimar por un colimador 550 localizado en el centro del anillo. Los perfiles de intensidad transversal simulados de los haces anulares y gaussianos colimados se muestran en una ilustración de la figura 5A. Los haces anulares y gaussianos colimados se pueden enfocar sobre la muestra usando una o más lentes, tal como una lente GRIN560. Además de enfocar dos o más haces, la lente GRIN560 se puede configurar para generar intencionalmente una anomalía cromática, que puede extender el enfoque axial aún más (como se muestra en una ilustración de la figura 5B), y para compensar las anomalías inducidas por la envoltura exterior transparente 570. La radiación electromagnética (por ejemplo, luz) se puede dirigir a la pared de la arteria por un deflector 580.

La figura 6 muestra un diagrama esquemático de un sistema de formación de imágenes para generar imágenes de pOCT de acuerdo con un modo de realización ejemplar de la presente divulgación. Como se proporciona en el modo de realización ejemplar de la figura 6, una salida de una fuente 600 que proporciona radiación/radiaciones electromagnética(s) (por ejemplo, radiación de luz) se puede polarizar linealmente por un polarizador lineal 602 y dividir en dos o más haces por un divisor de haz 604. Al menos uno de los haces se puede redirigir a un puerto de entrada de un conmutador 606.

Al menos una de las salidas del conmutador 606 se puede transmitir a través de un divisor de haz 610 y acoplar a una primera guía de radiación luminosa/electromagnética 612. Otra de las salidas del conmutador 606 se puede atenuar por un atenuador 614, guiar por una segunda guía de radiación luminosa/electromagnética 616 a un tercer divisor de haz 618, y redirigir a un reflector de referencia 620 a través de un atenuador 622, una tercera guía de radiación luminosa/electromagnética 624 y una disposición de compensación de dispersión 626. Se puede conectar una salida de la guía de luz 612 a la iluminación de Bessel y al canal de detección de Bessel de un catéter 628.

Como se muestra en la figura 6, otra de las salidas del divisor de haz 604 se puede redirigir al puerto de entrada de un segundo conmutador de tres puertos 630. Una de las salidas del conmutador 630 se puede transmitir a través de un divisor de haz 632 y acoplar a una cuarta guía de radiación luminosa/electromagnética 634. Otra de las salidas del conmutador 630 se puede atenuar por un atenuador 635 guiar por una quinta guía de luz 636 a un cuarto divisor de haz 638, y redirigir a un reflector de referencia 640 a través de un atenuador 642, una quinta guía de luz 644 y una segunda disposición de compensación de dispersión 646. La salida de la guía de luz 634 se puede conectar a un canal de iluminación gaussiano y a un canal de detección gaussiano del catéter 628.

Cuando el estado del conmutador 606 es 1, y el estado de un cuarto divisor de haz 638 es 2, por ejemplo, solo la guía de radiación luminosa/electromagnética 612 se puede iluminar de modo que la muestra sea iluminada por el canal de iluminación de Bessel (véase la tabla 1 de la figura 6). La luz retrodifundida de la muestra se puede captar por ambos, algunos o todos los canales de detección de Bessel y gaussiano del catéter 628 (véase la tabla 1 de la figura 6). La parte de radiación/luz electromagnética captada por el canal de detección de Bessel se puede guiar por la primera guía de radiación/luz electromagnética 612 al divisor de haz 610, donde dicha radiación/luz se puede combinar e interferir con la luz del reflector de referencia 620.

Además, como se ilustra en la figura 6, al menos parte de la señal de interferencia se puede dirigir por el divisor de haz 610 a un orificio 648. Una salida del orificio 648 se puede colimar y dividir por un divisor de haz polarizador 650. Una de las salidas de los divisores de haz polarizador 650 se puede transmitir a través de una placa de media onda 652 y detectar por un espectrómetro 654. Otra de las salidas de los divisores de haz polarizador 650 se puede detectar por un segundo espectrómetro 656. Una parte de la radiación/luz electromagnética captada por el canal de detección gaussiano se puede guiar por la guía de luz 634 al divisor de haz 632, donde se combina e interfiere con la luz del reflector de referencia 640. Al menos parte de la señal de interferencia se puede dirigir por el divisor de haz 634 a un orificio 658. Una salida del orificio 658 se puede colimar y dividir por un divisor de haz polarizador 660. Al menos una de las salidas de los divisores de haz polarizador 660 se puede transmitir a través de una placa de media onda 662 y detectar por un tercer espectrómetro 664. Otra de las salidas de los divisores de haz polarizador 660 se puede detectar por un cuarto espectrómetro 666.

Cuando el estado del conmutador 606 es 2 y el estado del conmutador 638 es 1, por ejemplo, solo se puede iluminar la cuarta guía de radiación/luz electromagnética 634, de modo que la muestra se ilumina por el canal de iluminación gaussiano (mostrado en la tabla 1 de la figura 6). La radiación/luz electromagnética retrodispersa de la muestra se puede captar por los canales de detección de Bessel y gaussiano del catéter 630 (mostrado en la tabla 1 de la figura 6). Al menos una parte de la radiación/luz electromagnética captada por el canal de detección de Bessel se guía por la guía de radiación/luz electromagnética 612 al divisor de haz 610, donde se puede combinar e interferir con la luz del reflector de referencia 620. Al menos parte de la señal de interferencia se puede dirigir por el divisor de haz 610 a un orificio 648. Una salida del orificio 648 se puede colimar y dividir por un divisor de haz polarizador 650. Al menos una de las salidas de los divisores de haz polarizador 650 se puede transmitir a través de una placa de media onda 652 y detectar por un espectrómetro 654. Otra de las salidas de los divisores de haz polarizador 650 se puede detectar por un segundo espectrómetro 656.

La parte de luz captada por el canal de detección gaussiano se guía por la guía de luz/radiación electromagnética 634 al divisor de haz 632, donde se combina e interfiere con la luz/radiación del reflector de referencia 640. Al menos parte de la señal de interferencia se puede dirigir por la cuarta guía de radiación/luz electromagnética 634 a un orificio 658. La salida de orificio 658 se colima y se divide por un divisor de haz polarizador 660. Al menos una de las dos salidas de los divisores de haz polarizador 660 se puede transmitir a través de una placa de media onda 662 y detectar por un tercer espectrómetro 664. Otra de las salidas de los divisores de haz polarizador 660 se puede detectar por un cuarto espectrómetro 666.

Dicho esquema/configuración de detección de polarización diversa ejemplar mostrado en la figura 6 implementado por la combinación del divisor de haz polarizador 650, la placa de media onda 652 y los espectrómetros 654, 656, y/o una combinación del divisor de haz polarizador 660, la placa de media onda 662 y los espectrómetros 664, 666 pueden reducir y/o eliminar artefactos asociados con la birrefringencia de tejido o fibra óptica. El modo de realización ejemplar del sistema de catéter de pOCT de acuerdo con la presente divulgación ilustrada en la figura 6 puede contener múltiples guías de ondas que pueden, por ejemplo, transmitir y/o recibir luz/radiación independientemente desde el catéter a las guías de ondas 612 y 632. La señal detectada se puede digitalizar y transferir por un ordenador 668 por medio de una placa de adquisición de imágenes 670. Los datos se pueden visualizar digitalmente en o por medio de un monitor 672 y/o almacenar en un dispositivo de almacenamiento 674.

De acuerdo con la presente divulgación, la tecnología de detección de pOCT se puede implementar usando, en un modo de realización ejemplar, un sistema de OCT en el dominio del tiempo (TD-OCT), en otro modo de realización ejemplar, un sistema en el dominio espectral (SD-OCT) y, en aún otro modo de realización ejemplar, un sistema de interferometría de dominio de frecuencia óptica (OFDI). Se pueden adquirir imágenes complejas y/o imágenes reales de las diferentes configuraciones de iluminación y detección de la función de transferencia usando el modo de realización ejemplar del sistema de formación de imágenes de acuerdo con la presente divulgación. En un modo de realización ejemplar, dichas imágenes ejemplares se pueden filtrar y recombinar para generar una nueva imagen con una calidad mejorada y una CTF que se aproxima más a la CTF limitada por difracción. Las imágenes ejemplares con diferentes funciones de transferencia se pueden filtrar o recombinar de manera incoherente y/o coherente para generar una nueva imagen con un procedimiento/técnica de CTF que se aproxime más al procedimiento/técnica de CTF limitada por difracción.

La figura 7 muestra otro modo de realización ejemplar de la configuración de óptica distal de un catéter de OCT de acuerdo con la presente divulgación para generar una CTF limitada por difracción y un intervalo de enfoque axial (por ejemplo, profundidad de enfoque) que puede ser más de, por ejemplo, aproximadamente 10 veces más largo que la profundidad de enfoque limitada por difracción.

Por ejemplo, una salida de una guía de ondas 700 se puede colimar por un colimador 710. De hecho, la guía de ondas 700 se puede encaminar a través del haz anular y su haz gaussiano colimado se encaminará a través del centro del anillo. La luz colimada se puede transformar en un haz anular a través de dos o más axicones, tales como, por ejemplo, los axicones GRIN 720, 730. Se puede encaminar una guía de ondas 740 separada a través de un centro del anillo. Una salida de la guía de ondas 740 se puede colimar por un colimador 750 localizado en el centro del anillo. Los haces anulares y gaussianos colimados se pueden enfocar sobre la muestra usando una o más lentes 760, que pueden ser, por ejemplo, una o más lentes GRIN. Además de enfocar los haces, la lente GRIN 760 se puede configurar y/o estructurar para generar intencionalmente anomalía(s) cromática(s), que puede(n) extender el enfoque axial aún más y compensar las anomalías inducidas por una envoltura exterior transparente. La luz/radiación se puede dirigir a la pared de la arteria por un deflector 770.

La figura 8 muestra otro modo de realización ejemplar de la configuración de óptica distal del catéter de OCT de acuerdo con la presente divulgación. Dicha configuración ejemplar se puede usar para generar una CTF limitada por difracción y una profundidad de enfoque que es, por ejemplo, más de 10 veces más larga que la profundidad de enfoque limitada por difracción. Una salida de una guía de ondas 800 se puede colimar por un colimador 810. Una apertura de pupila creada por el colimador 810 se puede dividir en dos o más haces, es decir, haz/haces circular(es) central(es) y un haz anular. Una o más lentes 820, tales como una lente de objetivo, una lente acromática, una lente plana o una lente GRIN, que tiene una apertura sustancialmente similar o idéntica a una zona central, pueden enfocar un haz gaussiano de baja NA en el tejido o la muestra.

El haz anular se puede transmitir a través de un espaciador 830 y enfocar en la muestra por una lente axicón anular 840 con una apertura que es sustancialmente similar o idéntica al haz anular. Los haces se pueden dirigir a la muestra por un deflector 850. Puede haber cuatro imágenes generadas a partir de cuatro canales, por ejemplo, iluminación central/detección central, iluminación central/detección anular, iluminación anular/detección anular, iluminación anular/detección central. La longitud de la trayectoria óptica de la lente 820 se puede configurar para que sea diferente de la del espaciador 830 de modo que cada una de, por ejemplo, cuatro imágenes generadas se pueda codificar por longitud de trayectoria. En este modo de realización ejemplar, se pueden detectar las diferentes imágenes y su CTF se puede combinar según los procedimientos ejemplares descritos en el presente documento.

La figura 9 muestra otro modo de realización ejemplar de la configuración de óptica distal del sistema de catéter de OCT de acuerdo con la presente divulgación, que se puede usar para generar una CTF limitada por difracción y una profundidad de enfoque que es más larga que la profundidad de enfoque limitada por difracción. Por ejemplo, como se ilustra en la figura 9, la salida de una guía de ondas 900 se puede colimar por un colimador 910. Una apertura de pupila creada por el colimador 910 se puede dividir en dos o más zonas por una ventana de vidrio circular 920 colocada en el centro de la apertura de la lente del objetivo, por ejemplo, (i) una zona circular central que se transmite a través de la ventana de vidrio circular 920 y (ii) una zona anular. El haz circular central se puede enfocar como un haz gaussiano de baja NA en el tejido y/o muestra, y el haz anular se puede enfocar en un enfoque de haz de Bessel en el tejido por la lente 930. Una ventana de vidrio puede tener un índice de refracción mayor que el aire, y el espesor de la ventana se puede seleccionar de modo que el campo de luz/radiación que experimenta un canal diferente pueda separarse y/o codificarse en la longitud de trayectoria. En cada línea A, puede haber tres o más segmentos de señal provenientes de los (por ejemplo, 4) canales: iluminación central/detección central, iluminación central/detección anular, iluminación anular/detección anular, iluminación anular/detección central.

La figura 10 muestra otro modo de realización ejemplar de la configuración de óptica distal del sistema de catéter de OCT para generar una CTF limitada por difracción y una profundidad de enfoque que puede ser más larga que la profundidad de enfoque limitada por difracción. Una salida de una guía de ondas 1000 se puede colimar por un colimador 1010. Una apertura de pupila creada por el colimador 1010 se puede dividir en varias zonas concéntricas 1020, 1030, 1040. Se puede usar una lente multifocal, tal como, por ejemplo, una lente GRIN, de modo que el haz de cada zona se pueda enfocar a una posición focal axial diferente. La luz/radiación dispersa de cada zona se puede codificar en longitud de trayectoria óptica de modo que dichos haces dispersos no interfieran entre sí. En este modo de realización ejemplar, se pueden detectar las diferentes imágenes y combinar su CTF de acuerdo con los procedimientos ejemplares descritos en el presente documento.

La figura 11 muestra aún otro modo de realización ejemplar de la configuración de óptica distal del sistema de catéter de OCT para generar una CTF limitada por difracción y un intervalo de enfoque axial (por ejemplo, profundidad de enfoque) que es más largo que la profundidad de enfoque limitada por difracción. Por ejemplo, una salida de un objeto puntual 1100 se puede transformar por un dispositivo de túnel especular 1110 en múltiples órdenes de haces de luz/radiación, por ejemplo, haz de orden cero 1120, haz de orden -1 1130 y haz de orden -2 1140, etc. Cuando se emplea un dispositivo de enfoque 1150 de modo que la mayoría o todo el orden de rayos se enfocan en la misma posición focal en la muestra, cada orden de rayos puede contener una banda única de frecuencia espacial de la CTF de iluminación/detección del dispositivo de enfoque. Estos órdenes pueden, en aún otro modo de realización ejemplar, codificar la longitud de trayectoria de modo que las imágenes generadas en los mismos se puedan detectar, y combinar su CTF usando las diferentes imágenes correspondientes a los diferentes órdenes según los procedimientos de combinación de CTF ejemplares descritos en el presente documento.

La figura 12 muestra otro modo de realización ejemplar de la configuración de óptica distal del sistema de catéter de OCT de acuerdo con la presente divulgación, para generar una CTF limitada por difracción y una profundidad de enfoque que es más larga que la profundidad de enfoque limitada por difracción. Como se ilustra en la figura 12, una salida de una guía de ondas 1200 se puede enfocar por una lente de media bola 1210. Una superficie plana de la lente de media bola 1210 puede tener un patrón de fase binario 1220. En otro modo de realización ejemplar, la profundidad del patrón se puede configurar para producir un pequeño desplazamiento de fase, por ejemplo, tal como una profundidad del patrón de 198 nm (desplazamiento de fase n a 850 nm). En otro modo de realización ejemplar, la superficie superior se puede recubrir con un recubrimiento reflectante, tal como Au, y una superficie inferior se puede recubrir con el mismo y/u otro recubrimiento tal como Al, siendo dado el desplazamiento de fase final por una curva 1300 mostrada en un gráfico de la figura 13, que ilustra una diferencia de longitud de fase óptica de la máscara de vidrio (por ejemplo, sin recubrimiento metálico) y un desplazamiento de fase total (por ejemplo, máscara+recubrimiento).

Una curva 1310 y una curva 1320 del gráfico de la figura 13 pueden tener un cambio de fase dependiente de la longitud de onda de la luz polarizada p tras la reflexión en BK7-Al y BK7-Au, respectivamente, con un ángulo de incidencia de 45 grados. La curva 1330 puede ser el desplazamiento de fase dependiente de la longitud de onda de la luz causado, por ejemplo, por una diferencia de altura de 198 nm tras una reflexión de 45 grados en la interfaz BK7-aire. Se puede optimizar una máscara de fase binaria para producir un enfoque axial extendido (como se muestra en una ilustración de la figura 14b) en comparación con el enfoque axial limitado por difracción (como se muestra en una ilustración de la figura 14a). La luz/radiación transmitida desde las superficies con diferentes desplazamientos de fase puede generar diferentes funciones de transferencia, que se pueden detectar y combinar para crear una nueva imagen con una CTF diferente de acuerdo con los procedimientos ejemplares descritos en el presente documento.

La figura 15A muestra una vista en sección lateral de un diagrama de otro modo de realización ejemplar de la configuración de óptica distal del sistema de catéter de OCT para generar una CTF limitada por difracción y una profundidad de enfoque más larga que la profundidad de enfoque limitada por difracción. Por ejemplo, el sistema de la figura 15A genera los resultados por un factor de, por ejemplo, aproximadamente 2, 5, 10, 20, 10, 100, etc. Una salida de una guía de ondas 1500 se puede colimar por una o más lentes 1510. El haz colimado se puede modular espacialmente por un doblete de fase 1520, que puede incluir una placa de fase positiva y una placa de fase negativa con el mismo patrón de fase o similar. Al hacer coincidir el número de Abbe de la placa de fase positiva y la placa de fase negativa, el error de fase dependiente de la longitud de onda se puede cancelar o reducir. La figura 15B muestra un gráfico ejemplar de perfiles de fase transversal de una máscara ejemplar (por ejemplo, máscara de doblete de fase BK7-SNPH2) ilustrada en la figura 15A. Por ejemplo, seleccionando Ohara S-NPH2 (Vd = 18,896912, Nd = 1,922860) y Schott BK7 (Vd = 64,167336, Nd = 1,5168), con profundidad de 7,2554 um y 13,4668 um respectivamente, el perfil de fase se muestra en la figura 15B. El haz espacialmente modulado se puede enfocar en un enfoque axial extendido por una lente de objetivo 1530.

La figura 16 muestra todavía otro modo de realización ejemplar de la configuración de óptica distal del sistema de catéter de OCT para generar una CTF limitada por difracción y una profundidad de enfoque de acuerdo con la presente divulgación que es más larga que la profundidad de enfoque limitada por difracción, por un factor de preferentemente aproximadamente 2, 5, 10, 20, 10, 100, etc. Una salida de una fuente de luz 1600 se puede dividir por un divisor de haz 1610. La apertura de haz de al menos una de las salidas del divisor de haz se puede dividir o separar por un espejo de varilla 1620 en dos o más regiones. Por ejemplo, el espejo de varilla 1620 puede redirigir la parte central del haz a un reflector de referencia 1630 a través de una lente de objetivo 1640. El haz anular se puede enfocar en la muestra por una segunda lente de objetivo 1660 que puede ser sustancialmente similar o idéntica a una o más lentes 1640 en un enfoque de Bessel con enfoque axial extendido y superresolución en dirección transversal (como se muestra en las imágenes de pOCT ejemplares de la figura 18D). La luz retrodispersa de la muestra se combina con la luz reflejada desde el reflector de referencia a través del espejo de varilla en un orificio 1660. La salida del orificio 1660 se detecta por un espectrómetro 1670. La lente de objetivo 1650 está configurada para generar intencionalmente anomalía cromática y anomalía esférica, que extienden el enfoque axial aún más (como se muestra en las imágenes de pOCT ejemplares de las figuras 18C y 18D). La figura 18A muestra una imagen de pOCT ejemplar de una placa coronaria que muestra múltiples leucocitos (flechas). Además, la figura 18B muestra una imagen de pOCT ejemplar de una placa coronaria que ilustra múltiples leucocitos (flechas) de dos tipos de células diferentes, una célula más pequeña con poco citoplasma, compatible con un linfocito (L) y otra célula más grande con un citoplasma altamente disperso, indicativo de un monocito (M).

De hecho, la figura 18A ilustra una imagen de pOCT ejemplar de una placa coronaria que muestra múltiples leucocitos 1800 que se ha generado usando el/los modo(s) de realización ejemplar(es) de los procedimientos, sistemas y aparatos de acuerdo con la presente divulgación. La figura 18B ilustra una imagen de pOCT ejemplar de una placa coronaria que muestra múltiples leucocitos de dos tipos de células diferentes, una célula 1810 más pequeña con citoplasma escaso, compatible con un linfocito y otra célula 1820 más grande con un citoplasma altamente disperso, que indica un monocito. La figura 18C ilustra una imagen de pOCT ejemplar de una placa coronaria que muestra una célula 1830 con un núcleo dentado fabiforme característico de un monocito. La figura 18D ilustra una imagen de pOCT ejemplar de una placa coronaria que muestra un leucocito 1840 con un núcleo multilobulado, que indica un neutrófilo unido a la superficie endotelial. La figura 18E ilustra una imagen de pOCT ejemplar de una placa coronaria que muestra múltiples leucocitos 1850, anclados a la superficie endotelial por pseudópodos 1860. La figura 18F ilustra una imagen de pOCT ejemplar de una placa coronaria que muestra células 1870 con la morfología de monocitos en esta sección transversal y recuadro que transmigran a través del endotelio 1880. Además, la figura 18G ilustra una imagen de pOCT ejemplar de múltiples leucocitos 1890 distribuidos en la superficie endotelial.

Las figuras 19A-19E muestran imágenes ejemplares que se han generado usando el/los modo(s) de realización ejemplar(es) de los procedimientos, sistemas y aparatos de acuerdo con la presente divulgación. Por ejemplo, la figura 19A ilustra una imagen de pOCT ejemplar de plaquetas 1900 (P) adyacentes a un leucocito característico de un neutrófilo 1910 (N), que también está unido a una pequeña plaqueta 1920 (flecha amarilla). La figura 19B ilustra una imagen de pOCT ejemplar de fibrina 1930 (F) que es visible como hebras lineales que unen un intersticio en la pared de la arteria coronaria. La figura 19C ilustra una imagen de pOCT ejemplar de una agrupación de leucocitos 1940 (L), adheridos a la fibrina en un sitio contiguo al de la figura 19B. La figura 19D ilustra una imagen de pOCT ejemplar de un trombo 1950 (T) de fibrina con múltiples leucocitos atrapados. La figura 19E es una imagen de pOCT de un trombo más avanzado 1960 (T) que muestra un leucocito 1970 (flecha) y hebras de fibrina 1980 (recuadro, F).

Las figuras 20A-20D muestran otras imágenes ejemplares que se han generado usando el/los modo(s) de realización ejemplar(es) de los procedimientos, sistemas y aparatos de acuerdo con la presente divulgación. Por ejemplo, la figura 20A ilustra una imagen de pOCT ejemplar en sección transversal de células endoteliales 2000 en cultivo. La figura 20B muestra una imagen de pOCT ejemplar frontal de células endoteliales 2010 en cultivo. La figura 20C ilustra una imagen de pOCT ejemplar de la sección transversal de la arteria coronaria porcina natural 2020. La figura 20D muestra una representación tridimensional de la arteria coronaria porcina, que demuestra la "pavimentación" endotelial 2030.

Las figuras 20A-20D muestran otras imágenes ejemplares que se han generado usando el/los modo(s) de realización ejemplar(es) de los procedimientos, sistemas y aparatos de acuerdo con la presente divulgación. La figura 21A muestra una imagen de pOCT ejemplar de microcalcificaciones que se ven como densidades brillantes dentro de la imagen de pOCT de la capa fibrosa 2 l 00. La figura 21B ilustra una imagen de pOCT ejemplar de microcalcificaciones que se ven como densidades púrpuras en la histología correspondiente 2110.

Además, las figuras 20A-20D ilustran otras imágenes ejemplares que se han generado usando el/los modo(s) de realización ejemplar(es) de los procedimientos, sistemas y aparatos de acuerdo con la presente divulgación. Por ejemplo, la figura 22A muestra una imagen de pOCT ejemplar de un nódulo de calcio grande, que demuestra una íntima/endotelio interrumpido 2200. La figura 22B muestra una vista ampliada de una región ejemplar encerrada por el recuadro rojo que muestra hebras de tejido microscópicas, compatibles con la fibrina 2210, uniendo el calcio no protegido 2220 a la íntima desprendida opuesta. La figura 22C muestra una histología correspondiente que ilustra la fibrina 2230 y la superficie calcificada denudada 2240.

Además, las figuras 23A-26C ilustran otras imágenes ejemplares que se han generado usando el/los modo(s) de realización ejemplar(es) de los procedimientos, sistemas y aparatos de acuerdo con la presente divulgación. Por ejemplo, la figura 23A muestra una imagen de pOCT ejemplar de un fibroateroma de núcleo necrótico grande 2300, que demuestra cristales de colesterol gruesos 2310, caracterizados por reflejos de sus superficies superior e inferior. La figura 23B muestra una imagen de pOCT ejemplar de un cristal fino 2320, que perfora la capa de otra placa central necrótica 2330, mostrada con más detalle en el recuadro. La figura 24A muestra una imagen de pOCT ejemplar de muchas células de músculo liso 2400 que aparecen como células fusiformes de baja retrodispersión (recuadro). La figura 24B muestra una imagen de pOCT ejemplar de células de músculo liso que producen colágeno, son fusiformes, tienen un interior de alta retrodispersión 2410 y un "halo" de baja retrodispersión 2420, que puede representar el cuerpo celular 2430 y la matriz de colágeno 2440, respectivamente (por ejemplo, recuadro de histología).

La figura 25A muestra una imagen de pOCT ejemplar de puntales de Taxus Liberte (Boston Scientific, Natick, MA) sin polímero 2500, con polímero sin fármaco 2510 y con polímero con fármaco 2520. Para puntales recubiertos de polímero, se puede ver el reflejo de polímero 2530, el reflejo de puntal 2540 y múltiples reflejos 2550 y 2560. La figura 25B muestra una imagen de pOCT ejemplar de una muestra coronaria de cadáver con un BMS implantado 2570 que muestra puntales desprovistos de polímero, cubiertos por neoíntima 2580. La figura 25C muestra una imagen de pOCT ejemplar de una muestra coronaria de cadáver con puntales DES implantados 2590 de otro cadáver que muestra polímero superpuesto a los reflejos de puntal 2595 (recuadro).

Además, la figura 26A muestra una imagen de pOCT ejemplar que muestra que el tejido 2600 ha separado el polímero 2610 del puntal de endoprótesis vascular 2620 y que el polímero se ha fracturado 2630. La figura 26B muestra una imagen de pOCT ejemplar que muestra la agrupación de leucocitos superficiales 2640 y leucocitos unidos adyacentes 2650 que se superponen sobre el sitio de la fractura del polímero 2660. La figura 26C muestra una imagen de pOCT ejemplar que muestra la inflamación 2670 en el borde de un puntal 2680 de otro paciente. La figura 26D muestra una imagen de pOCT ejemplar que muestra el puntal descubierto 2690, completamente desprovisto de endotelio superpuesto.

La figura 27A muestra un diagrama de flujo de un procedimiento para proporcionar datos asociados con al menos una parte de al menos una muestra de acuerdo con un modo de realización ejemplar de la presente divulgación. Por ejemplo, en el procedimiento 2710, al menos una primera radiación se envía a al menos una parte de la muestra a través de al menos una disposición óptica (por ejemplo, como se describe en diversos modos de realización ejemplares en el presente documento), y al menos una segunda radiación se recibe desde la parte que se basa en la primera radiación. En base a una interacción entre la disposición óptica y la primera radiación y/o la segunda radiación, la disposición óptica tiene una primera función de transferencia. A continuación, en el procedimiento 2720, se envía al menos una tercera radiación a la parte a través de dicha disposición óptica, y se recibe al menos una cuarta radiación de la parte que se basa en la tercera radiación. En base a una interacción entre esta disposición óptica y la tercera radiación y/o la cuarta radiación, la disposición óptica tiene una segunda función de transferencia. La primera función de transferencia puede ser al menos parcialmente diferente de la segunda función de transferencia. Además, en el procedimiento 2730, los datos asociados con la(s) parte(s) se pueden generar en base a la segunda y cuarta radiaciones.

La figura 27A muestra un diagrama de flujo del procedimiento para proporcionar datos asociados con al menos una parte de al menos una muestra de acuerdo con otro modo de realización ejemplar de la presente divulgación. Por ejemplo, en el procedimiento 2760, al menos una primera radiación se envía a al menos una parte de la muestra a través de al menos una primera disposición óptica (por ejemplo, como se describe en diversos modos de realización ejemplares en el presente documento), y al menos una segunda radiación se recibe desde la parte que se basa en la primera radiación. En base a una interacción entre la primera disposición óptica y la primera radiación y/o la segunda radiación, la primera disposición óptica tiene una primera función de transferencia. A continuación, en el procedimiento 2770, se envía al menos una tercera radiación a la parte a través de al menos una segunda disposición óptica, y se recibe al menos una cuarta radiación de la parte que se basa en la tercera radiación. En base a una interacción entre la segunda disposición óptica y la tercera radiación y/o la cuarta radiación, la disposición óptica tiene una segunda función de transferencia. La primera función de transferencia puede ser al menos parcialmente diferente de la segunda función de transferencia. Además, en el procedimiento 2780, los datos asociados con la(s) parte(s) se pueden generar en base a la segunda y cuarta radiaciones.

Lo anterior simplemente ilustra los principios de la presente divulgación. Diversas modificaciones y alteraciones de los modos de realización descritos serán evidentes para los expertos en la técnica a la vista de las enseñanzas del presente documento. Por ejemplo, más de una de las disposiciones ejemplares, radiaciones y/o sistemas descritos se pueden implementar para implementar los modos de realización ejemplares de la presente divulgación. De hecho, las disposiciones, sistemas y procedimientos de acuerdo con los modos de realización ejemplares de la presente invención se pueden usar con y/o implementar cualquier sistema de OCT, sistema de OFDI, sistema de SD-OCT u otros sistemas de formación de imágenes, y por ejemplo con los descritos en la solicitud de patente internacional PCT/US2004/029148 presentada el 8 de septiembre de 2004 (que se publicó como solicitud de patente internacional n.°. WO 2005/047813 el 26 de mayo de 2005), solicitud de patente de EE. UU. n.° 11/266.779 presentada el 2 de noviembre de 2005 (que se publicó como solicitud de patente de EE. UU. n.° 2006/0093276 el 4 de mayo de 2006), solicitud de patente de EE. Uu. n.° 10/861.179 presentada el 4 de junio de 2004, solicitud de patente de EE. UU. n.° 10/501.276 presentada el 9 de julio de 2004 (que se publicó como solicitud de patente de EE. UU. n.° 2005/0018201 el 27 de enero de 2005), solicitud de patente de EE. Uu. n.° 11/445.990 presentada el 1 de junio de 2006, solicitud de patente internacional PCT/US2007/066017 presentada el 5 de abril de 2007 y solicitud de patente de EE. UU. n.° 11/502.330 presentada el 9 de agosto de 2006.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un aparato para proporcionar al menos una radiación electromagnética a al menos una muestra, que comprende:

una pluralidad de lentes axicón (520, 530) que están configuradas para proporcionar la al menos una radiación electromagnética que tiene al menos una forma parcialmente de anillo; y al menos una disposición óptica que incluye una apertura óptica y configurada para proporcionar al menos otra radiación en base a la al menos una radiación electromagnética, en el que la al menos otra radiación que genera una función de transferencia de la disposición óptica que es diferente de la función de transferencia de al menos una de las lentes axicón (520, 530), en el que un diámetro del punto de enfoque es menor que 10 pm, y una profundidad del enfoque o intervalo focal es mayor que aproximadamente 0,5 mm.

2. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además una disposición de carcasa (570) que encierra al menos parcialmente las lentes axicón (520, 530).

3. El aparato de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la disposición de carcasa está configurada y estructurada para insertarse en al menos uno de una estructura anatómica o un endoscopio.

4. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además una pluralidad de disposiciones de guía de ondas, de las que una está acoplada a al menos una de las disposiciones de axicón, y de las que otra está acoplada a la disposición óptica.

5. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que al menos otra radiación se enfoca al menos parcialmente a al menos una de una profundidad de enfoque o un intervalo focal que es mayor que aproximadamente el intervalo de Rayleigh de una apertura completa de iluminación.