PT1934567E

PT1934567E - Sistemas e método para interferometria endoscópica de angulo resolvido de baixa coerência

Info

Publication number: PT1934567E
Application number: PT68257740T
Authority: PT
Inventors: Adam Wax; John W Pyhtila
Original assignee: Univ Duke
Priority date: 2005-10-11
Filing date: 2006-10-11
Publication date: 2013-04-24
Also published as: CA2786755A1; US20070133002A1; CA2967964A1; US7903254B2; EP2950065A1; AU2006302086A1; JP2009511909A; EP2444783A1; AU2006302086B2; JP5555277B2; EP1934567A1; CA2626116A1; ES2402796T3; ES2541851T3; CN101326428B; EP2444783B1; WO2007044821A1; JP2012198221A; US20100014090A1; US7595889B2

Description

Descrição

Sistemas e método para interferometria endoscópica de angulo resolvido de baixa coerência

Aplicações relacionadas

Esta aplicação reivindica prioridade da aplicação de patente provisória Americana n°. 60/725.603 Intitulada "SYSTEMS AND METHOD FOR ENDOSCOPIC ANGLE-RESOLVED LOW COHERENCE INTERFEROMETRY", apresentada em 11 de Outubro de 2005.

Esta aplicação está também relacionada com a Patente Americana n°. 7102758 Intitulada "FOURIER DOMAIN LOW-COHERENCE INTERFEROMETRY FOR LIGHT SCATTERING SPECTROSCOPY APPARATUS AND METHOD".

Campo da Invenção

Dominio Fourier interferometria endoscópica de angulo resolvido de baixa coerência (fALCI) sistema e método que permite aquisição de dados de angulo resolvido e informação de espectro de profundidade resolvida de uma amostra em que a informação de profundidade e tamanho sobre a amostra pode ser obtida com um único scan numa taxa rápida para aplicações in vivo em particular. 1/31

Antecedentes da invenção

Examinando as caracteristicas estruturais de células é essencial para muitos estudos clinicos e de laboratório. A ferramenta mais comum usada no exame para o estudo de células tem sido o microscópio. Apesar do exame por microscópio ter levado a grande avanços no entendimento de células e suas estruturas este é inerentemente limitado pelos artefactos de preparação. As caracteristicas das células apenas podem ser vistas num momento em tempo com as suas caracteristicas estruturais alteradas devido a adição de quimicos. Para além disso invasão é necessária para obter a amostra de célula para exame.

Assim espectrograf ia de difusão de luz (LSS) foi desenvolvida para permitir exame de aplicações in vivo, incluindo células. A técnica LLS examina variações nas propriedades elásticas de difusão dos organitos celulares para inferir os seus tamanhos e outra informação dimensional. De forma a medir caracteristicas celulares e outras estruturas celulares é necessário distinguir isoladamente luz dispersa de luz difusa, que tem sido multiplicando dispersa e não levar informação facilmente acessível sobre objetos de dispersão. Esta distinção pode ser alcançada de várias formas, tal como a aplicação de uma rede de polarização, ou usando modelagem para remover os componentes difusos.

Como alternativa aproximação para seletivamente detetar isoladamente luz dispersa de sítios sub superfície, interferometria de baixa coerência (LCI) foi explorada como 2/31 um método de LSS. LCI utiliza uma fonte de luz com baixa coerência temporal, tal como luz branca de banda larga por exemplo. Interferência é apenas alcançada quando os atrasos do comprimento do trajeto no interferômetro são igualados com o tempo coerente da fonte de luz. A resolução axial do sistema é determinado pelo comprimento coerente da fonte de luz e é tipicamente no intervalo micrômetro adequado para a o exame de amostras de tecido.

Resultados experimentais mostraram que usando uma luz de banda larga e o seu segundo harmónico permite a recuperação de informação sobre dispersão elástica usando LCI. LCI tem usado scans de profundidade de tempo por movimento de amostra em relação a um braço de referência direcionando a fonte de luz para a amostra para receber informação de dispersão de um ponto particular na amostra. Assim tempos de scan foram na ordem de 5-30 minutos de forma a examinar completamente a amostra.

Angulo resolvido LCI(a/LCI) foi desenvolvido como meio para obter informação estrutural sub superfície em relação ao tamanho da célula. A luz é separada num feixe de referência e de amostra, onde o feixe de amostra é projetado na amostra em ângulos diferentes para examinar a distribuição angular de luz dispersa. A técnica a/LCI combina a habilidade de (LCI) para detetar isoladamente luz dispersa de sítios sub superfície com a capacidade de métodos de luz dispersa para obter informação estrutural com sub comprimento de onda com exatidão e precisão para construir imagens tomográficas de profundidade resolvida. 3/31 exame da

Informação estrutural é determinada por distribuição angular da luz retro dispersa usando uma fonte de luz única de banda larga misturada com um campo de referência com um angulo de propagação. Esta distribuição de tamanho da célula é determinada por comparação da parte osciallary das distribuições angulares medidas para previsões da teoria de Mie. Tal sistema é descrito em Cellular Organization and Substructure Measured Using Angle-Resolved Low-Coherence Inteferometry, Biophysical Journal, 82, Abril 2002, 2256-2265. A técnica a/LCI tem sido aplicada com sucesso para medir morfologia celular e para diagnosticar neoplasia intra epitelial num modelo animal carcinogénese. Os inventores da presente aplicação descreve tal sistema em Determining nuclear morphology using na improved angle-resolved low coherence interferometry system em Optics Express, 2003, ll(25):p. 3473-3484. O método a/LCI para obter informação estrutural sobre uma amostra tem sido aplicado com sucesso aplicado para medir morfologia celular em tecidos e in vitro como também diagnosticar neoplasia intra epitelial e avaliar a eficiência de agentes quimio preventivos num modelo animal carcinogénese. a/LCI tem sido usado para prospectivamente classificar amostras de tecido sem processamento de tecido, demonstrando 0 potencial da técnica como um diagnostico biomédico.

O sistema protótipo inicial e os sistema de segunda geração a/LCI necessitavam de 30 e 5 minutos respetivamente para obter dados similares. Estes sistemas mais recentes confiavam no dominio de tempo de scans de profundidade tal como garantido em sistemas anteriores baseados em LCI. O 4/31 comprimento do braço de referência do interferômetro tinha que ser mecanicamente ajustado para alcançar digitalização de série do angulo de difusão detetado. 0 método de obtenção de especificidade angular foi alcançado causando o feixe de referência do esquema interferômetro a cruzar o plano detetor num angulo variável. Este método geral para obter angulo resolvido, profundidade resolvida distribuições de retro dispersão foi discutido na Patente Americana n°. 6847456 intitulada "Methods and Systems using field-based light scattering spectroscopy".

Outros sistemas LCI anteriores são discutidos nas Patentes n.°s 6002480 e 6501551. A Patente Americana n.° 6002480 cobre a obtenção distribuições espectroscópicas profundidade resolvida e discute a obtenção do tamanho de dispersores por observação de mudanças no comprimento de onda devido a propriedades elásticas de dispersão. A patente americana n.° 6501551 cobre a aplicação endoscópica de imagem interferométrica e antecipa o uso de conceitos do domínio Fourier para obter resolução de profundidade. A patente americana n.° 6501551 não discute medição de distribuições de dispersão de angularidade resolvida o uso de luz dispersa para determinar o tamanho disperso por análise de propriedades elásticas de dispersão, nem o uso de uma imagem interferométrica para guardar dados em paralelo, quando tais dados é dispersão dados de imagem. Finalmente a Patente Americana n°. 7061622 Discute um meio de fibra ótica para medir distribuições angulares de dispersão mas não discute o conceito do domínio de Fourier. Também porque discute uma técnica de imagem, as realizações todas incluem óticas com focos que limitam a região sondada. 5/31

Outros arranjos do estado da arte são conhecidos de XP 002420432, US 5601087 e EP 0243005.

Sumário da Invenção A presente invenção envolve uma nova técnica a/LCI chamada domínio Fourier a/LCI(faLCI), que permite aquisição de informação numa taxa rápida usando um único scan, suficiente para fazer aplicações in vivo praticáveis. A presente invenção obtém informação de espectros de angulo resolvido e profundidade resolvida sobre uma amostra em que a informação de profundidade e tamanho sobre a amostra podem ser obtidos com um único scan e onde o braço de referência pode ficar fixo em relação à mostra devido ao único scan necessário. Um sinal de referência e um sinal de refletido da amostra são cruzados correlacionados e dispersos numa multiplicidade ângulos refletidos da amostra representando assim reflecções de uma multiplicidade de pontos na amostra ao mesmo tempo em paralelo.

Uma vez que o angulo resolvido, sinal cruzado correlacionado é espectralmente disperso, o novo esquema de aquisição de dados é significante pois permite aos dados serem obtidos em menos que um segundo, o limiar determinado ser necessário para adquirir informação de tecidos in vivo.

Informações sobre todas as profundidades da amostra em cada um dos múltiplos pontos diferentes na amostra podem ser obtidas com um scan na ordem de aproximadamente 40 milissegundos. 6/31 A informação espacial estrutural (tamanho), sinal referência cruzado correlacionado, pode também ser obtida usando técnicas que permitem informação de tamanho de dispersores para serem obtidos de informação de angulo resolvido. A técnica faLCI da presente invenção usa um conceito de domínio Fourier para adquirir informação de profundidade resolvida. Sinal-para-ruido e reduções proporcionadas em tempo de aquisição de informação são possíveis por registo do scan de profundidade no domínio Fourier (ou espectral). 0 sistema faLCI combina o conceito de domínio Fourier com o uso de uma imagem espectrográfica para registar espectrograficamente a distribuição angular em paralelo. Depois disso a resolução de profundidade da presente invenção é alcançada por transformação Fourier do espectro de dois campos misturados com as medições de angulo resolvido obtidas por localização da ranhura de entrada da imagem espectrográfica num plano de transformação Fourier para a amostra.

Isto converte a informação espectral em informação de profundidade resolvida e a informação angular numa distribuição espacial transversa. As capacidades de faLCI têm sido inicialmente demonstradas por extração do tamanho de pérolas de poliestireno numa medição de profundidade resolvida. Várias técnicas matemáticas e métodos são garantidos para determinar informação de tamanho da amostra usando o angulo resolvio, sinal cruzado correlacionado. 7/31

De acordo com a presente invenção, num primeiro aspeto, é garantido um aparelho como recitado na reivindicação 1. De acordo com a presente invenção, noutro aspeto, é garantido um método como recitado na reivindicação 9. 0 método a/LCI pode ser um método clinicamente viável para aceder à saúde do tecido sem a necessidade de extração de tecido via biopsia ou subsequente avaliação histopatológica. Os sistema a/LCI pode ser aplicado para um número de propósitos: deteção antecipada e rastreio de tecido epitelial displástico, estado de doença, monotorização de ação terapêutica e guiando o médico para sitios de biopsia. A natureza não invasiva, não ionizante da sonda ótica a/LCI significa que pode ser aplicada frequentemente sem efeitos adversos. 0 potencial do a/LCI para garantir resultados rápidos irá desencadear a sua aplicabilidade para rastreio de doenças.

Breve descrição das figuras desenhos

As figuras desenhos incorporadas e fazendo parte desta especificação ilustram vários aspetos da invenção e juntos com a descrição servem para explicar os princípios da invenção. A Figura IA é um esquema de um exemplo, que não representa uma realização da presente invenção, compreendendo um sistema faLCI empregando um interferômetro Mach-Zehnder. 8/31 A Figura 1B é uma ilustração mostrando a relação do angulo de dispersão detetado para a fenda do espectrógrafo no arranjo de interferômetro da Figura IA; A Figura 2 é um fluxograma ilustrando os passos levados a cabo pelo aparelho interferômetro para recuperar informação espacial de profundidade resolvida cruzada correlacionada sobre a amostra para analise; A Figura 3A-D ilustra exemplos de dados recolhidos por faLCI no domínio espacial para uma amostra de exemplo de pérolas de poliestireno, compreendendo o sinal total adquirido (Figura 3A), a intensidade do campo de referência (Figura 3B), a intensidade do sinal de campo (Figura 3C), e sinal extraído, cruzado correlacionado entre as intensidades do campo de referência e do campo de sinal (Figura 3D); A Figura 4A é uma ilustração da função axial espacial cruzada correlacionada levada a cabo na informação cruzada correlacionada faLCI ilustrada na Figura 4D em função da profundidade e do angulo; A Figura 4B é uma ilustração de um conjunto de distribuições angulares de informação em cru e filtrada relacionada intensidade de sinal de amostra dispersa em função do angulo de forma a recuperar informação de tamanho sobre a amostra; 9/31 A Figura 5A é uma ilustração da distribuição angular filtrada da intensidade de sinal dispersão da amostra comparada com a melhor teoria Mie adeguada para determinar a informação de tamanho sobre a amostra; A Figura 5B é uma minimização de Chi-squired de informação de tamanho sobre a amostra para estimar o diâmetro de células na amostra. A Figura 6 é um esquema de sistema faLCI de exemplo empregando uma sonda de fibra ótica que não constitui uma realização da presente invenção. A Figura 7A é uma vista em corte de uma ponta da sonda de fibra ótica a/LCI que pode ser aplicada pelo sistema fa/LCI ilustrado na Figura 6; A Figura 7B ilustra a localização da sonda de fibra ótica no sistema faLCI ilustrado na Figura 7A; A Figura 8A é uma ilustração de um sistema faLCI de fibra ótica que pode ser empregue com a presente invenção; A Figura 8B é uma ilustração de uma iluminação de amostra e recolha de luz dispersa com a extremidade distai da sonda no sistema faLCI ilustrado na Figura 8B; e 10/31 A Figura 8C é uma ilustração de uma imagem da extremidade distai iluminada da sonda de um sistema faLCI ilustrado na Figura 8A.

Descrição detalhada das realizações preferidas

As realizações apresentadas em baixo representam a informação necessária para permitir aos peritos na área praticar a invenção e ilustram a melhor forma de praticar a invenção. Após leitura a seguinte descrição à luz dos desenhos acompanhantes, os peritos na área irão perceber os conceitos da invenção e irão reconhecer aplicações destes conceitos não referenciados aqui. A presente invenção envolve uma nova técnica a/LCI chamada dominio Fourier a/LCI(faLCI), que permite aquisição de informação numa taxa rápida usando um único scan, suficiente para tornar aplicações in vivo possíveis. A presente invenção obtém informação de espectro de angulo resolvido e profundidade resolvida sobre uma amostra, na qual informação de profundidade e tamanho sobre a mostra pode ser obtida com apenas um scan e onde o braço de referência pode ficar fixo em relação à amostra devido a apenas um scan ser necessário. Um sinal de referência um sinal de amostra refletido são cruzados correlacionados e dispersos numa multiplicidade de ângulos refletidos da amostra representado assim reflecções de uma multiplicidade de pontos na amostra ao mesmo tempo em paralelo. 11/31

Uma vez que este sinal de angulo resolvido, cruzado correlacionado é espectralmente disperso, o novo esquema de aquisição de dados é significante pois permite obtenção de dados em menos de um segundo, um limiar determinado ser necessário para adquirir dados em tecidos in vivo. Informação sobre todas as profundidades da amostra em cada um dos múltiplos diferentes pontos na amostra pode ser obtida com um scan na ordem de aproximadamente 4 0 milissegundos. A informação espacial estrutural tamanha), sinal de referência cruzado correlacionado, pode também ser obtida usando técnicas que permitem informação de tamanho de dispersores sendo obtida através de dados de angulo resolvido. A técnica faLCI da presente invenção usa o conceito de domínio Fourier para adquirir informação de profundidade resolvida. Sinal-para ruido e reduções de tempo proporcionadas na aquisição de dados são possíveis registando o scan de profundidade no domínio Fourier (ou espectral). 0 sistema faLCI combina o conceito de domínio Fourier com o uso de uma imagem espectrográf ica para espectralmente registar a distribuição angular em paralelo. Depois disso a resolução de profundidade da presente invenção é alcançada por transformação Fourier do espectro de dois campos misturados com as medições de angulo resolvido obtidas por localização da ponta de entrada da imagem espectrográfica num plano Fourier transformado para a amostra.

Isto converte a informação espectral em informação de profundidade resolvida e a informação angular em distribuição espacial transversa. As capacidade de faCLI 12/31 foram inicialmente demonstradas por extraindo o tamanho de pérolas de poliestireno numa medição de profundidade resolvida.

Os avanços chave da presente invenção podem ser divididos em três componentes: (1) novos métodos rápidos de aquisição de dados, (2) desenhos de sonda ótica, e (3) esquemas de análise de dados. Assim a presente invenção é descrita desta forma para conveniência na sua compreensão.

Um aparelho de exemplo, que não representa uma realização da presente invenção, tal como os passos envolvidos no processo de obtenção de dados de distribuição de angulo e profundidade resolvidos dispersos de uma amostra, são também mostrados na Figura 2. 0 esquema faLCI de acordo com um exemplo não compreendendo uma realização da presente invenção é baseado num interferômetro modificado Mach-Zehnder como ilustrado na Figura IA. Luz de banda larga 10 de diodo superluminescente (SLD) 12 é direcionada por um espelho 13 (passo 60 na Figura 2) e separada num feixe de referência 14 num feixe de entrada 16 para uma amostra 18 pelo separador de feixe BSI 20 (passo 62 na Figura 3) . A potência de saida do SLD 12 pode ser 3 mili-watts, tendo uma especificação de Xo=850nm, Δλ=20 nm FWHM por exemplo, garantindo suficientemente baixo comprimento de coerência para isolar dispersão de uma camada de célula no tecido. O comprimento de trajeto do feixe de referência 14 é fixado ajustando o retro refletor RR 22, mas fica fixo durante a medição. O feixe de referência 14 é expandido usando lentes LI (24) e L2 (26) para criar iluminação (passo 64 na Figura 2), que é uniforme e colimada após alcançar a ranhura do espectrógrafo 48 numa imagem espectrográfica 29. Por 13/31 exemplo, Ll pode ter um comprimento focal de 1.5 centímetros e L2 2 6 pode ter um comprimento focal de 15 centímetros.

Lentes L3 (31) e L4 (38) são arranjadas para produzir um feixe de lápis colimado 30 incidente na amostra 18 (passo 66 na Figura 2) . Deslocando a lente L4 (38) verticalmente em relação à lente L3 (31), o feixe de entrada 30 é obrigado a atingir a amostra num angulo de 0.10 radianos em relação ao eixo ótico. Este arranjo permite a máxima abertura angular da lente L4 (38) a ser usada para recolher luz dispersa 40 da amostra 18. A lente L4 (38) pode ter um comprimento focal de 3.5 centímetros. A luz 40 dispersa pela amostra 18 é recolhida pela lente L4 (32) e retransmitida por um sistema 4f imaging compreendido de lentes L5 (43) e L6 (44) tal que o plano Fourier da lente L4 (32) é reproduzido em fase e amplitude na ranhura do espectrógrafo 48 (passo 68 na Figura 2) . A luz dispersa 40 é misturada com o campo de referência 14 num segundo divisor de feixe BS2 42 com os campos combinados 46 caindo na ranhura de entrada (ilustrado na Figura 1B como elemento 48) para a espectrógrafo de imagem 29 (passo 70 na Figura 2). O espectrógrafo de imagem 29 pode ser o modelo SP2150Í, produzido pela Acton Research por exemplo. A Figura 1B ilustra a distribuição do angulo de dispersão através da dimensão da ranhura 48. Os campos misturados são dispersos com um gradeamento de alta resolução (por exemplo 1200 1/mm) e detetados usando um CCD 50 arrefecido (por exemplo 1340 x 400, 20pm X 20pm pixéis, Spec 10:400, produzido por Princeton Instruments) (passo 72 na Figura 2). 14/31 0 sinal detetado 46 é uma função de posição vertical na ranhura do espectrógraf o 48, Y, e comprimento de onda λ quando a luz é dispersa pelo espectrógraf o 29. 0 sinal detetado no pixel (n, m) pode ser rlacionado com o sinal 40 e campos de referência 16 (Es, Er) como: (1) Φ*. λ) “ (j.EÂK >y« í) + {|£. ('Wnf) + 2 Re(£f (Aw, y,)El {λη, yn )) cos φ

Onde Φ é a diferença de fase entre os dois campos 30, 16 e <...> denota um conjunto de média no tempo. O termo de interferência é extraido por medição da intensidade do sinal 30 e feixes de referência 16 independentemente e subtraindo-os da intensidade total.

De forma a obter informação de profundidade resolvida o espectro de comprimento de onda em cada angulo de dispersão é interpolado com espectro de número de onda (K=2 π/λ) e Fourier transformado para dar uma correlação cruzada espacial, Para cada pixel vertical Yn: (2) 0 campo de referência 14 assume a forma: (3) largura da

Et(k) = £„ exp[-((k ~k0)l AA)2Jexp[- ((3/-yQ)M>>)2Jexp[íM/}

Onde K0 (Y0 e ΔΥ) representam o centro 15/31 distribuição de vetor de onda (espacial) Gaussian e ΔΥ é a diferença de comprimento de trajeto selecionada. 0 campo de dispersão 40 toma a forma:

(4)

Onde Sj representa a distribuição de amplitude da dispersão originada da interface jth, localizada em \j. A distribuição angular do campo de dispersão 40 é convertida numa distribuição de posição no plano de imagem Fourier da lente L4 através da relação Y=f4d. Para o tamanho de pixel do CCD 50 (por exemplo 20μιη) , este produz uma resolução angular (por exemplo 0.57 mrad) e um intervalo angular esperado (por exemplo 228mrad).

Inserindo equações (3) e (4) na equação (2) e notando a uniformidade do campo de referência 14 (ΔΥ >> altura da ranhura) produz correlação cruzada espacial na posição vertical nth no detetor 29:

Avaliando esta equação para um único interface produz: 16/31

Aqui assumimos que amplitude de dispersão 5 não varia apreciavelmente ao longo da banda larga da fonte de luz 12. Esta expressão mostra que obtemos um perfil de profundidade resolvida da distribuição de dispersão 40 com cada pixel vertical a corresponder a um angulo de dispersão. A Figura 3A mostra representação tipica de dados representando a intensidade total detetada (Equação (1), em cima) da soma do campo de referência 16 e o campos de dispersão 40 por uma amostra de pérolas de poliestireno, no dominio de frequência dada como função do comprimento de onda e angulo, dado em relação à direção em sentido contrário de dispersão. Num exemplo estes dados foram adquiridos em 40 milissegundos e registo de dados acima de 186 mrad, aproximadamente 85% do intervalo esperado, com alguma perda de sinal em ângulos maiores.

As figuras 3B e 3C ilustram a intensidade dos campos de referência e sinal 14, 30 respetivamente. Após subtração dos campos de referência e sinal 14, 30 do de intensidade detetada, a interferência 46 entre os dois campos é realizada como ilustrado na Figura 3D. Em cada angulo, dados de interferência 46 são interpolados num espaço K e transformados por Fourier para dar os perfis de profundidade resolvida angular da amostra 18 como ilustrado na Figura 4A. A transformação Fourier do angulo resolvido, sinal 46 cruzado correlacionado, que é o resultado do sinal 40 disperso numa multiplicidade de ângulos refletidos da amostra 18 e obtidos no plano Fourier da lente L4 (38), produz informação de profundidade resolvida sobre a amostra 18. Porque o angulo resolvido, cruzado correlacionado do sinal 46 é disperso espectralmente, a aquisição de dados 17/31 permite obtenção de dados em menos de um segundo. Informação sobre todas as profundidades da amostra 18 em cada multiplicidade de pontos diferentes (por exemplo ângulos) na amostra 18 pode ser obtida com um scan na ordem de aproximadamente 40 milissegundos. Normalmente, scan baseado no dominio do tempo é necessário para obter informação sobre todas as profundidades de uma amostra numa multiplicidade de pontos diferentes, requerendo assim substancialmente mais tempo e movimento do braço de referência em relação à amostra.

Nas experiências que produzem o perfil de profundidade resolvida da amostra 18 ilustrada na Figura 4A, a amostra 18 consiste de micro esferas de poliestireno (por exemplo n=1.59, 10.1 pm diâmetro médio, 9.8% variação, certificado NIST, Duke Scientific) suspensas numa mistura de 80% água e 20% glicerol (n=1.36) para garantir flutuabilidade neutra. A solução foi preparada para obter um comprimento de dispersão Z=200pm. A amostra está contida numa cavidade redonda (8mm diâmetro, 1 mm fundo) por trás de uma lamela de vidro (espessura, d~170 pm) (não mostrado). O feixe de amostra 30 é incidente na amostra 18 através da lamela. A espessura de ida e volta através da lamela (2 n d = 2(1.5)(170pm)=0.53mm - ver Figura 4A) mostra a capacidade de profundidade resolvida da aproximação. Os dados são assemblados em média por interação sobre um meio de trajeto livre (MFP) . A média espacial pode permitir a redução de mancha quando usando uma luz de baixa coerência para sondar a amostra dispersa. Para simplificar o procedimento apropriado, a distribuição de dispersão é filtrada para produzir uma curva mais suave com a frequência de corte escolhida para suprimir correlações espaciais em comprimentos de escalas acima de 16 pm. 18/31

Em adição para obter informação de profundidade resolvida sobre a amostra 18 os dados de distribuição de dispersão (por exemplo dados a/LCI) obtidos da amostra 18 usando o esquema de aquisição de dados discutido podem também ser usados para fazer uma determinação de tamanho dos núcleos usando a teoria de Mie. A informação de dispersão 74 da amostra 18 é ilustrada na Figura 4B como um gráfico de contorno. A informação de dispersão em cru 74 sobre a amostra 18 é mostrada em função do campo de sinal 30 e angulo. Uma curva filtrada é determinada usando os dados de dispersão 74. Comparação da curva de distribuição de dispersão 76 (por exemplo uma representação dos dados de dispersão 74) com a previsão da teoria de Mie (curva 78 na Figura 5A) permite que uma determinação de tamanho seja feita.

De forma a encaixar os dados de dispersão 76 com a teoria de Mie, os sinais a/LCI são processados para extrair o componente oscilatório que é caracteristico do tamanho do núcleo.

Os dados suavizados 76 são encaixados numa ordem baixa polinomial (quarta ordem foi usado para exemplo, mas estudos posteriores usam uma ordem menor segunda) que é depois subtraída da distribuição 76 para remover a tendência de fundo. O componente oscilatório resultante é depois comparado com um base de dados de previsões teóricas obtidas usando a teoria de Mie 7 8 da qual as características variantes lentas foram similarmente removidas para analise. 19/31

Uma comparação direta entre os dados filtrados a/LCI 76 e dados da teoria de Mie 7 8 não é possível, uma vez que o algoritmo de enquadramento chi-squared tende a igualar inclinação de fundo em vez das oscilações características. As previsões calculadas teoricamente incluem, uma distribuição Gaussian de tamanhos, caracterizada por um diâmetro medio (d) e um desvio padrão (ÕD) como também uma distribuição de comprimentos de onda para modelar precisamente a fonte de banda larga. 0 melhor encaixe (Figura 5A) é determinado por minimizar o Chi-squared entre os dados 76 e a teoria de Mie (Figura 5B) , produzindo um tamanho de 10.2 + /-1.7 μιη, num excelente acordo com o tamanho verdadeiro. O erro de medição é maior que a variação do tamanho da pérola, muito provavelmente devido ao intervalo limitado de ângulos recolhidos na medição.

Como uma alternativa para processar os dados a/LCI e comparação com a teoria de Mie, existem várias aproximações que podem produzir informação de diagnóstico. Isto inclui analisar os dados angulares usando uma transformada de Fourier para identificar oscilações periódicas características de núcleos de célula. As oscilações periódicas podem ser correlacionadas tamanho nuclear e assim possuirá valor de diagnóstico. Outra aproximação para analisar dados a/LCI é comparar os dados com uma base de dados de distribuições de dispersão angular geradas um método de elemento finito (FEM) ou cálculos T-Matrix. Tais cálculos podem oferecer analises superiores pois não estão sujeitos às mesmas limitações da teoria de Mie. Por exemplo, cálculos FEM ou T-Matrix podem modelar dispersores 20/31 não esféricos e dispersores com inclusões enquanto a teoria de Mie pode apenas modelar esferas homogéneas.

Como exemplo, que não constitui uma realização da presente invenção é mostrado um sistema usando fibras óticas para entregar e recolher luz de uma amostra de interesse para uso num sistema a/LCI para aplicações endoscópicas. Este exemplo é mostrado na Figura 6. 0 esquema a/LCI de fibra ótica para este exemplo faz uso das propriedades da transformada de Fourier de uma lente. Esta propriedade constata que quando um objeto é colocado em frente de um plano focal de uma lente, a imagem no plano de imagem conjugado é a transformada de Fourier para esse objeto. A transformada de Fourier de uma distribuição espacial (objeto ou imagem) é dada pela distribuição de frequências espaciais, que é a representação da informação do conteúdo da imagem em termo de ciclos por mm. Numa imagem ótica de luz elasticamente dispersa, o comprimento de onda retém o seu valor original fixado e a representação de frequência espacial é simplesmente uma versão escalada da distribuição angular da luz dispersa.

No esquema a/LCI de fibra ótica a distribuição angular é captada por localização da extremidade distai do pacote de fibra no plano conjugado de transformada de Fourier da amostra usando uma lente de recolha. Esta distribuição angular é depois transmitida para a extremidade distai do pacote de fibra onde é explorada usando um sistema 4f na ranhura de entrada de um espectrógrafo de imagem. Um divisor de feixe é usado para sobrepor o campo de dispersão 21/31 com o campo de referência antes de entrar na ranhura para que interferometria de baixa coerência possa também ser usada para obter medições de profundidade resolvida.

Voltando agora para a Figura 6, o esquema faLCI de fibra ótica é mostrado. A luz 12' de uma fonte de luz de banda larga 10'' é dividida num campo de referência 14' e num campo de sinal 16' usando um divisor de fibra (FS) 80. Um ratio de divisão de 20:1 é escolhido numa realização para direcionar mais potência para a amostra 18' através de uma braço de sinal 82 à medida que a luz devolvida pelo tecido é tipicamente apenas uma pequena fração da potência incidente. A luz na fibra de referência 14' emerge da fibra F1 e é colimada pela lente LI (84) que é montada numa fase de tradução 86 para permitir alinhamento bruto do comprimento de trajeto do braço de referência. Este comprimento de trajeto não sondado durante a operação mas pode ser variado durante o alinhamento. Um feixe colimado 88 é arranjado para ser igual em dimensão à extremidade 91 ou pacote de fibra F3 (90) tal que o feixe colimado 88 ilumine todas as fibras em F3 com igual intensidade. O campo de referência 14' emergindo da ponta distai F3 (90) é colimado com a lente L3 (92) de forma a sobrepor com o campo de dispersão transmitido pela fibra F4 (94). Em alternativa, a luz emergindo da fibra F1 (14') é colimada e depois expandida usando um sistema de lentes para produzir um feixe largo. O campo de dispersão é detetado usando um pacote de fibra coerente. O campo de dispersão é gerado usando luz no braço 22/31 de sinal 82 que é direcionado para a amostra 18' de interesse usando a lente L2 (98) . Com o sistema de espaço livre, a lente L2 (98) é disposta lateralmente do centro da fibra F2 de modo único tal que um feixe colimado é produzido e viaja num angulo relativo ao eixo ótico o facto do feixe incidente atingir a amostra num angulo obliquo é essencial na separação de informação de dispersão elástica de reflecções especulares. A luz dispersa pela amostra 18' é recolhida por um pacote de fibra consistida de um intervalo de fibras de modo único ou modo múltiplo. A ponta distai da fibra é mantida com um comprimento focal longe da lente L2 (98) para espelhar a distribuição angular de luz dispersa. No exemplo mostrado na Figura 6 a amostra 18' é localizada em frente do plano focal da lente L2 (98) usando uma montagem mecânica 100. Na sonda compatível endoscópica mostrada na Figura 7 a amostra é localizada em frente do plano focal da lente L2 (98) usando um revestimento transparente (elemento 102).

Como ilustrado na Figura 6 e também na Figura 7B, luz dispersa 104 emergindo de uma extremidade proximal 105 da sonda de fibra F4 (94) é recolimada pela lente L4 (104) e sobreposta com o campo de referência 14' usando um divisor de feixe BS (108) . Os dois campos combinados 110 são espelhados na ranhura (elemento 48' na Figura 7) do espectrógrafo de imagem 29' usando a lente L5 (112) . O comprimento focal da lente L5 (112) pode ser variado para otimamente preencher a ranhura 48' . O sinal ótico resultante contém informação em cada angulo de dispersão ao longo de dimensões verticais da ranhura 48' como descrito em cima para o aparelho da Figura IA e 1B. 23/31 É esperado que a sonda de fibra ótica a/LCI descrita em cima recolha a distribuição angular num intervalo de 0.45 radianos (aproximadamente 30 graus) e adquira a distribuição completa de profundidade resolvida de dispersão 110 numa fração de segundo.

Existem vários esquemas possíveis para criar a sonda de fibra que são o mesmo de um ponto de vista de engenharia. Uma possivel implementação seria um intervalo linear de fibras de modo único em ambos os braços de referência e sinal. Em alternativa o braço de referência 96 pode ser composto de uma fibra individual e mono único com o braço de sinal 82 consistindo de um pacote de fibra coerente ou um intervalo de fibra linear. A ponta da sonda de fibra tem também várias implementações que são substancialmente equivalentes. Isto inclui o uso de um lente esférica ou de tambor em vez da lente L2 (98).

Uma vista lateral da sonda pode ser criada usando uma combinação de uma lente e um espelho ou prisma através do uso de um espelho convexo para substituir a combinação de lente-espelho.

Finalmente toda a sonda pode ser feita para rodar radialmente de forma a garantir um scan circunferencial da área sondada. 24/31

Uma realização de aquisição de dados da presente invenção é um sistema fa/LCI baseado num interferómetro modificado Mach-Zehnder como ilustrado na Figura 8A. A saída 10'' de uma fibra acoplada com diodo superluminescente (SLD) fonte 12'' (por exemplo Superlum, P0=15mW, λο=8 41.5 nm, Δλ=49.5 nm, comprimento coerente=6.3pm) é dividida em braço de fibra de entrega de amostra 16'' e um braço de fibra de referência 14'' por um divisor de fibra 9/10 FS (80') (por exemplo produzido por AC Photonics). O braço de fibra de entrega 16'' consiste no seguinte por exemplo: (1) uma fibra de modo único com controlo de polarização integrado na ponta, ou (2) uma fibra de manutenção de polarização.

Uma sonda de amostra 113 é assemblada por fixação da fibra de entrega 16'' (NA-0.12) ao longo do arco 114 na extremidade distai do pacote de fibra 116 tal que a face da extremidade da fibra de entrega 16'' seja paralela e nivelada com a face do pacote de fibra 116. Lente esférica LI (115) (por exemplo /=2.2 mm) é posicionada a um comprimento focal da face da sonda 113 e centrada no pacote de fibra 116, compensando a fibra de entrega 16'' do eixo ótico da lente LI (115) . Esta configuração, que é também mostrada na Figura 8B, produz um feixe colimado 120 (por exemplo P = 9mW) com um diâmetro (por exemplo 2/iNA) de 0.5 mm incidente na amostra 18'' num angulo de 0.25 rad por exemplo. A luz dispersa 122 da amostra é colhida pela lente LI (115) e através da propriedade transformada de Fourier da lente 25/31 LI (115) a distribuição angular do campo de dispersão 122 é convertida numa distribuição espacial na face distai no pacote de fibra muti modo coerente 116 (por exemplo Schott North America Inc., comprimento=840mm, tamanho de pixel=8.2μιη, contagem de pixel=13.5K) que está localizada no plano de imagem Fourier da lente LI (115) . A relação entre a posição vertical no pacote de fibra, Ύ' , e angulo de dispersão, Θ, é dado por Y'=j\θ. Como uma ilustração, o trajeto ótico da dispersão de luz 122 em três ângulos de dispersão selecionados é mostrado na Figura 8B. No geral a distribuição angular é amostrada por aproximadamente 130 fibras individuais por exemplo, ao longo de uma faixa vertical do pacote de fibra 116'', como mostrado pela área realçada na Figura 8C. O arco (dl) de 0.2 mm de espessura separando a fibra de entrega 16'' e o pacote de fibra 116 limita teoricamente o minimo angulo de recolha (Smin,th=di//i) em 0.0 9 rad neste exemplo. O angulo máximo na teoria de recolha é determinado por di e d2, o diâmetro do pacote de fibra, por 0max, th= (di+cfe)//i para ser 0.50 rad. Experiências usando uma amostra de dispersão 122 Standard indicam o intervalo angular usável para ser de 6min = 0.12 rad. a 6maK = 0.45 rad.di., por exemplo, pode ser minimizado fabricando um canal no arco distai 123 e posicionando a fibra de entrega 16'' ni canal. O pacote de fibra 116 é espacialmente coerente resultando numa reprodução da distribuição de dispersão angular recolhida na face proximal. Adicionalmente, como todas as fibras no pacote 116 têm comprimentos de trajeto iguais para dentro do comprimento coerente, o comprimento de trajeto ótico viajado por luz dispersa 122 em cada angulo é idêntico. O sistema discute discutido em "Fiber-optic-bundle-based optical coherence tomography," por T. Q. Xie, 26/31 D. Mukai, S. G. Guo, M. Brenner, e Z. P. Chen em Optics Letters 30(14), 1803-1805 (2005) (doravante "Xie"), discute um pacote de fibra modo múltiplo num sistema tomográfico de dominio-tempo ótico coerente e demonstra que modos de luz acoplados numa fibra individual irão percorrer diferentes comprimentos de trajeto.

No exemplo da presente invenção foi experimentalmente determinado que modos de ordem superior são desfasados do modo fundamental por 3.75 mm, muito para além da profundidade (~100pm) necessária para recolher dados clinicos relevantes. Adicionalmente a potência nos modos de ordem maior tem um efeito minimo no alcance dinâmico uma vez que a potência do braço de amostra e significativamente menor que a potência no braço de referência. Finalmente deve ser notado que enquanto o sistema discutido em Xie recolhe dados em serie através de fibras individuais, o exemplo da presente invenção usa 130 fibras para simultaneamente recolher luz dispersa ao longo de um intervalo de ângulos em paralelo, resultando numa rápida recolha de dados. A distribuição angular saindo de uma extremidade proximal 124 do pacote de fibra 116 retransmitida pelo sistema de imagem 4f da L2 e L3 (f2 = 3.0 cm, /3 = 20.0 cm) para a ranhura de entrada 48'' do espectrógrafo de imagem 29'' (por exemplo Acton Research, InSpectrum 150). A ampliação teórica do sistema de imagem 4f é (/3/ f2) 6.67 neste exemplo. 27/31

Experimentalmente a ampliação foi medida ser M = 7.0 neste exemplo com a discrepância provavelmente devido à posição da face proximal 124 do pacote de fibra 116 em relação à lente L2 (126). A relação resultante entre posição vertical na ranhura do espectrógrafo 48'', y, e Θ é Υ=Μ/1(θ-θΐηίη). O comprimento de trajeto ótico do braço de referência é igualado ao do modo fundamental do braço de amostra. A luz 127 saindo a fibra de referência 14'' é colimada pela lente L4 (128)(por exemplo f=3.5 cm, tamanho do sitio=8.4mm) para igualar a curvatura da fase frontal da luz de amostra e para produzir iluminação uniforme ao longo da ranhura 48'' do espectrógrafo de imagem 29''. Um campo de referência 130 pode ser atenuado por um filtro de densidade neutra 132 e misturado com a distribuição angular de dispersão no divisor de feixe BS (134). Os campos misturados 136 são dispersos com uma alta grade de resolução (por exemplo 1200 linhas/mm) e detetados usando um CCD arrefecido (não mostrado)(por exemplo 1024 x 252,24 pm x 24 pm pixéis, 0.1 nm resolução) cobrindo um intervalo de espectral de 99 nm centrado em 840 nm, por exemplo. 0 sinal detetado 136, uma função de comprimento de onda, λ, e Θ, pode ser relacionado com os campos de referência e sinal (Es,Er) como:

Onde a diferença de fase entre os dois campos, (m, n) denota um pixel no CCD, 2 <...> denota uma média temporal. 28/31 /(Λ,,Λ) é carregado num PC usando LabVIEW produzido por NAtional Instruments software e processado em 320 ms para produzir um gráfico de contorno de angulo e profundidade resolvidos da intensidade de dispersão. O processamento do angulo resolvido do campo de dispersão para obter informação de profundidade e tamanho descrito em cima e em particular referencia ao aparelho de aquisição de informação das Figuras IA e 1B podem depois ser usados para obter informação de angulo resolvido, profundidade resolvida sobre a mostra 18'' usando o campo de mistura de dispersão 136 gerado pelo aparelho na Figura 8.

As realizações estabelecidas em cima representam a informação necessária para permitir aos peritos na área praticarem a invenção e ilustrar o melhor modo de praticar a invenção. Após leitura da descrição à luz dos desenhos acompanhantes os peritos na área irão entender os conceitos da invenção e irão reconhecer aplicações destes conceitos não mencionados aqui. Deve ser entendido que os conceitos e aplicações caiem no âmbito da descrição.

Os peritos na área irão reconhecer melhoramentos e modificações às realizações preferidas da presente invenção no âmbito das reivindicações que seguem.

Lisboa, 16 de Abril de 2013 29/31

REFERÊNCIAS CITADAS NA DESCRIÇÃO

Esta lista de referências citadas pelo Titular tem como único objectivo ajudar o leitor e não forma parte do documento de patente europeia. Ainda que na sua elaboração se tenha tido o máximo cuidado, não se podem excluir erros ou omissões e a EPO não assume qualquer responsabilidade a este respeito.

Documentos de Pedidos de Patente citadas na descrição

US 725603 P US 6501551 B US 7102758 B Us 7061622 B Us 6847456 B Us 5601087 A Us 6002480 A EP 0243005 A Us 6501551 A

Literatura citada na descrição

Cellular Organization and Substructure Measured using Angle-Resolved Low-Coherence Interometry. Biophysical Journal, April 2002, vol. 82, 2256-2265. 30/31

Determining nuclear morphology using an improved angle-resolved low coherence interferometry system. Optics Express, 2003, vol. 11(25), 3473-3484. T. Q. Xie; D. MUKAI; S. G. GUO; M. BRENNER Z.P. CHEN. Fiber-optic-bundle-based optical coherence tomography. Optics Letters, 2005, vol. 30(14), 1803-1805. 31/31

Claims

Reivindicações 1. Um aparelho para obter espectro de profundidade resolvida de uma amostra in vivo (12'') para determinar as caracteristicas estruturais de difusores na amostra, compreendendo: Um divisor de fibra (80) e uma fibra ótica (10''); Uma fonte de luz polarizada configurada para transmitir luz através da fibra ótica para o divisor de fibra para dividir a luz num feixe de amostra e num feixe de referência; Um primeiro trajeto ótico do feixe de amostra compreendido por uma fibra de transmissão (16w) que consiste numa fibra mono modo com controlo de polarização integrado na ponta ou uma fibra de manutenção de polarização; Um segundo trajeto de feixe de amostra, que é um pacote de fibra (116) compreendido por uma pluralidade de fibras óticas tendo comprimentos de trajeto substancialmente iguais e tendo uma extremidade distai e uma extremidade proximal; Onde a fibra de entrega é fixada na extremidade distai e disposta adjacente da periferia, o pacote de fibra a formar uma sonda de amostra (113); 1/7 Uma primeira lente (Ll), uma segunda lente (L2), uma terceira lente (L3) e uma quarta lente (L4); Onde o feixe de amostra é direcionado para a amostra através do primeiro trajeto ótico tal que o feixe de amostra viaje da fibra de entrega através da primeira lente (Ll) que é posicionado um comprimento focal da face da sonda de amostra e centrada no pacote de fibra e tem o seu eixo ótico disposto lateralmente na face de extremidade da fibra de entrega para garantir um feixe colimado incidente na amostra num angulo obliquo em relação ao eixo ótico do pacote de fibra; Onde o pacote de fibra é adaptado para receber um feixe de amostra difuso da amostra que é localizada no outro foco da primeira lente, tal que a pluralidade de fibras óticas recebem uma distribuição angular difusa do feixe de amostra difuso através de uma propriedade de transformação Fourier da primeira lente e da extremidade proximal do segundo trajeto ótico é posicionada para entregar um feixe de amostra difuso para a segunda e terceira lente; 0 terceiro trajeto ótico compreende uma fibra ótica (14'') adaptada para levar o feixe de referência do divisor de fibra e terminando numa quarta lente para produzir iluminação para receção pelo detetor e onde o trajeto ótico do feixe de referência é igualado com o modo fundamental do trajeto ótico dos trajetos óticos combinados primeiro e segundo do feixe de amostra; 2/7 Um divisor de feixe adaptado para receber o feixe de referência e o feixe de amostra do segundo trajeto ótico para cruzar correlacionado o feixe de amostra do segundo trajeto ótico e o feixe de referência para produzir um sinal de ângulo resolvido cruzado correlacionado; Um espectrógrafo de imagens adaptado para dispersar espectralmente o sinal de ângulo resolvido cruzado correlacionado para produzir um ângulo resolvido, perfil espectralmente resolvido em cada um dos múltiplos ângulos paralelos ao mesmo tempo; e Um processador adaptado para receber o ângulo resolvido, perfil espectralmente resolvido e transformação Fourier do perfil para produzir uma profundidade de ângulo resolvido perfil resolvido que é analisado para determinar as caracteristicas estruturais. 2. 0 aparelho da reivindicação 1 onde o processador é adaptado para determinar a profundidade dos difusores na amostra através do ângulo resolvido, perfil resolvido espectralmente. 3. 0 aparelho da reivindicação 1 onde o processador é adaptado para recuperar a informação do tamanho acerca dos difusores do ângulo resolvido, perfil resolvido espectralmente. 3/7 4. 0 aparelho da reivindicação 3 onde o processador é adaptado para recuperar a informação do tamanho por comparação da distribuição angular de difusão do feixe de amostra difuso para uma difusão angular prevista analítica ou numericamente calculada da amostra. 5. 0 aparelho da reivindicação 1 onde o processador é adaptado para recuperar a informação estrutural de sub superfície sobre os difusores através do angulo resolvido, perfil resolvido espectralmente. 6. 0 aparelho da reivindicação 1 onde a pluralidade das fibras óticas do segundo trajeto ótico compreendem um agregado linear de fibras de modo único ou de modo múltiplo. 7. 0 aparelho da reivindicação 1 onde a pluralidade de fibras óticas do segundo trajeto ótico são arranjadas para recolher difusões angulares diferentes do feixe de amostra para recolher a distribuição angular de difusão do feixe de amostra difuso e possui o mesmo arranjo espacial nas extremidades distais e proximais da pluralidade de fibras óticas tal que a pluralidade fibras óticas são espacialmente coerentes em relação a transportar a distribuição de difusão angular do feixe de amostra difuso. 8. 0 aparelho da reivindicação 1 onde a fonte de luz é compreendida por um díodo superluminescente. 4/7
9. Um método para obter um espetro de profundidade resolvida numa amostra in vivo (18'') para determinar caracteristicas estruturais de difusores na amostra, compreendendo: Emitir um feixe de luz polarizada através de uma fibra ótica para um divisor de fibra para separar a luza num feixe de amostra e num feixe de referência (10''); Carregando o feixe de amostra através de um primeiro trajeto ótico compreendendo por uma fibra de entrega (16'')/ que consiste uma fibra de entrega de modo único com controlo de polarização integrado na ponta ou uma fibra de manutenção de polarização e através de um segundo trajeto ótico (116), que é um conjunto de fibras compreendido por uma pluralidade de fibras óticas tendo substancialmente iguais comprimentos de trajeto e tendo uma extremidade distai e uma extremidade proximal; A fibra de entrega compreendendo o primeiro trajeto ótico sendo afixado à extremidade distai e disposta adjacente à periferia, o conjunto de fibras compreendendo o segundo trajeto ótico para formar uma sonda de amostra (113); Direcionando o feixe de amostra para a mostra através do primeiro trajeto ótico tal que o feixe de amostra viaje da fibra de entrega através de uma primeira lente (Ll) que é posicionado um comprimento focal da face da amostra da sonda de amostra e centrada no conjunto de 5/7 fibra e tem o seu eixo ótico disposto lateralmente da face da extremidade da fibra de entrega para garantir um feixe colimado incidente na amostra num angulo obliquo relativo ao eixo ótico do conjunto de fibra e a amostra sendo localizada no outro foco da primeira lente; Recebendo uma distribuição de difusão angular de um feixe de amostra difuso que é difuso da amostra, através do segundo trajeto ótico (116) tal que a pluralidade de fibras óticas recebam uma distribuição de difusão angular do feixe de amostra difuso através de uma propriedade de transformação Fourier da primeira lente e a extremidade proximal do segundo trajeto ótico é posicionado para garantir o feixe de amostra difuso para uma segunda lente e terceira lente; Carregando o feixe de referência através de um trajeto ótico compreendido por uma fibra ótica (14'') adaptada para carregar o feixe de referência do separador de fibra e terminando numa quarta lente (128) adaptada para produzir iluminação uniforme para receção pelo detetor e onde o trajeto ótico do feixe de referência é igualado com o modo fundamental do trajeto ótico dos trajetos óticos combinados primeiro e segundo do feixe de amostra; Cruzar correlacionando a distribuição de difusão angular com o feixe de referência para garantir um sinal de angulo resolvido cruzado correlacionado sobre a amostra; 6/7 Espectralmente dispersando o sinal de angulo resolvido cruzado correlacionado para produzir um angulo resolvido, perfil espectralmente resolvido em cada um dos múltiplos ângulos em paralelo ao mesmo tempo; e Transformação Fourier do angulo resolvido, perfil espectralmente resolvido para produzir informação estrutural de profundidade resolvida sobre a amostra em função do angulo e profundidade.
10. O método da reivindicação 9 mais compreende recuperação informação estrutural sub superfície sobre os difusores do angulo resolvido, perfil espectralmente resolvido.
11. O método da reivindicação 9 mais compreende recuperação de informação de tamanho sobre os difusores do angulo resolvido, perfil espectralmente resolvido.
12. O método da reivindicação 11 onde recuperação da informação do tamanho sobre os difusores compreende comparação da distribuição de difusão angular do feixe de amostra difuso com uma distribuição de difusão angular da amostra prevista calculada analítica ou numericamente. Lisboa, 16 de Abril de 2013 7/7