MICROSCOPIO DE OPERACIÓN CON SISTEMA OCT.

Microscopio de operación (100) con un sistema óptico de formación de imágenes de microscopio (101,

108), que comprende un sistema de objetivo principal de microscopio (101) así como un sistema de aumento (108) con aumento variable; con un conjunto de trayectorias de rayos de observación (109) para examinar una zona de objeto, cuyo conjunto de trayectorias atraviesa el sistema óptico de formación de imágenes de microscopio (101, 103); en que el sistema óptico de formación de imágenes (101, 108) convierte un conjunto de trayectorias convergentes de rayos de observación (109) procedente de la zona de objeto (114) en un conjunto de trayectorias paralelas de rayos; y con un sistema OCT (120, 130) para examinar la zona de objeto (114), caracterizado porque el sistema OCT (120, 320) pone a disposición un conjunto de trayectorias de rayos de exploración OCT (190, 390), que es conducido a través del sistema de objetivo principal de microscopio y del sistema de aumento del sistema óptico de formación de imágenes de microscopio (101, 108)

La invención se refiere a un microscopio de operación con un sistema óptico de formación de imágenes de microscopio, que comprende un sistema de objetivo principal de microscopio así como un sistema de aumento con aumento variable, con un conjunto de trayectorias de rayos de observación, que atraviesa el sistema óptico de 5 formación de imágenes de microscopio, en que el sistema óptico de formación de imágenes de microscopio convierte un conjunto de trayectorias convergentes de rayos de observación procedente de la zona del objeto en un conjunto de trayectorias paralelas de rayos, en el que está previsto un sistema OCT para examinar la zona del objeto.

Un microscopio de operación del tipo citado al principio es conocido a partir del documento EP 0 815 801 B1. Ahí se describe un microscopio de operación con un objetivo principal de microscopio atravesado por un conjunto de 10 trayectorias estereoscópicas de rayos de observación, que lleva asociado un sistema de zoom para aumento variable. El microscopio de operación contiene un sistema OCT (del inglés “Optical Coherence Tomography”, tomografía de coherencia óptica). Este sistema OCT comprende un módulo para generar un conjunto de trayectorias de rayos de exploración OCT a partir de radiación láser de coherencia corta con una unidad de análisis para valorar señales de interferencia. Este módulo es una disposición para escanear el conjunto de trayectorias de rayos de exploración OCT. 15 Para explorar una zona de operación mediante un conjunto de trayectorias de rayos de exploración OCT, la disposición contiene para escanear dos espejos de escaneo, que pueden ser desplazados en torno a dos ejes de movimiento. En el microscopio de operación según el documento EP 0 815 801 B1, el conjunto de trayectorias de rayos de exploración OCT es acoplado a través de un espejo divisor al conjunto de trayectorias de rayos de iluminación del microscopio de operación y es guiado con éste a través del objetivo principal de microscopio hacia la zona del objeto. Este microscopio 20 de operación forma para la invención el estado de la técnica más próximo.

Un examen y medida de estructuras de tipo no invasivo en el interior de un tejido biológico se hacen posibles por el método de la tomografía de coherencia óptica. Como procedimiento generador de imágenes ópticas, la tomografía de coherencia óptica hace posible con un sistema OCT correspondiente en particular la generación de imágenes de sección o de volumen de tejidos biológicos con resolución de micrómetros. Un sistema OCT 25 correspondiente comprende una fuente de luz temporalmente incoherente y espacialmente coherente con una longitud de coherencia lc, cuya luz es aportada a un conjunto de trayectorias de rayos de muestra y a un conjunto de trayectorias de rayos de referencia. El conjunto de trayectorias de rayos de muestra está orientado al tejido a examinar. La radiación láser, que es retrodispersada hacia el conjunto de trayectorias de rayos de muestra debido a centros de dispersión en el tejido, se superpone al sistema OCT con radiación láser del conjunto de trayectorias de rayos de 30 referencia. Mediante esta superposición se produce una señal de interferencia. A partir de esta señal de interferencia se puede determinar la posición de centros de dispersión para la radiación láser en el tejido examinado.

Para sistemas OCT es conocido el principio de construcción de “OCT en dominio de tiempo” y de “OCT en dominio de Fourier”.

La configuración de una tomografía “OCT en dominio de tiempo” se describe por ejemplo en el documento US 35 5.321.501 con ayuda de la figura 1a en página 5, línea 40 – página 11, línea 10. En un sistema así, la longitud de camino óptico del conjunto de trayectorias de rayos de referencia es variada continuamente a través de un espejo de referencia rápidamente movible. La luz del conjunto de trayectorias de rayos de muestra y del conjunto de trayectorias de rayos de referencia es superpuesta sobre un fotodetector. Cuando las longitudes de camino óptico del conjunto de trayectorias de rayos de muestra y del conjunto de trayectorias de rayos de referencia coinciden, se produce sobre el 40 fotodetector una señal de interferencia.

Una tomografía “OCT en dominio de Fourier” se explica por ejemplo en el documento WO 2006/10544 A1. Para medir la longitud de camino óptico de un conjunto de trayectorias de rayos de muestra, es superpuesta nuevamente luz del conjunto de trayectorias de rayos de muestra a luz de un conjunto de trayectorias de rayos de referencia. A diferencia de una tomografía “OCT en dominio de tiempo”, para una medición de la longitud de camino 45 óptico del conjunto de trayectorias de rayos de muestra, la luz del conjunto de trayectorias de rayos de muestra y del conjunto de trayectorias de rayos de referencia no es conducida directamente a un detector, sino que primeramente es descompuesta espectralmente mediante un espectrómetro. La intensidad espectral así generada de la señal superpuesta a partir del conjunto de trayectorias de rayos de muestra y el conjunto de trayectorias de rayos de referencia es captada entonces con un detector. Mediante valoración de la señal del detector puede determinarse 50 nuevamente la longitud de onda óptica del conjunto de trayectorias de rayos de muestra.

El documento EP 1 220 004 B1 da a conocer un microscopio de operación, que permite a una persona observadora mediante visión por un ocular examinar una zona de operación con un conjunto de trayectorias estereoscópicas de rayos de observación. El microscopio de operación contiene una disposición para la introducción especular de datos con una pantalla y un divisor de rayos conformado como cubo divisor. Este divisor de rayos está 55 dispuesto en el cuerpo de base del microscopio de operación en el conjunto de trayectorias paralelas de rayos de observación entre el objetivo principal del microscopio y el ocular. Dicho divisor superpone una imagen de pantalla representada hacia el infinito con un sistema óptico de pantalla al conjunto de trayectorias paralelas de rayos de observación en el microscopio de operación.

Constituye la tarea de la invención poner a disposición un microscopio de operación de estructura compacta con aumento variable, en el que la captación de imágenes en profundidad de una zona de objeto sea posible con un conjunto de trayectorias de rayos de exploración OCT, cuyo recorrido corresponde al recorrido del conjunto de trayectorias ópticas de rayos de observación en el microscopio de operación, que produzca una imagen aumentada de la zona de objeto para una persona observadora en visión por ocular, en que la sección transversal del conjunto de 5 trayectorias de rayos de exploración OCT en la zona de objeto se adapte al aumento escogido.

Esta tarea se resuelve mediante un microscopio de operación del tipo citado al principio, en el que el sistema OCT pone a disposición un conjunto de trayectorias de rayos de exploración OCT, que conforme a las propiedades caracterizantes es guiado a través del sistema óptico de formación de imágenes del microscopio.

De este modo, se garantiza en particular para una zona irregular del objeto, que el conjunto de trayectorias 10 ópticas de rayos de observación y la radiación de exploración OCT cubran áreas idénticas de la zona del objeto. Mediante la radiación de exploración OCT puede explorarse con ello exactamente la imagen de observación, que se presenta a una persona observadora en visión por binocular con un microscopio de operación correspondiente. En este caso podrían captarse secciones en profundidad de la zona del objeto, que se basan en radiación de exploración OCT.

Como perfeccionamiento de la invención está previsto un elemento de acoplamiento, que acopla el conjunto 15 de trayectorias de rayos de exploración OCT al conjunto de trayectorias de rayos de observación, para conducir el conjunto de trayectorias de rayos de exploración OCT superpuesto al conjunto de trayectorias de rayos de observación a través del sistema de formación de imágenes del microscopio hacia la zona del objeto. Preferentemente, el elemento de acoplamiento está conformado como espejo divisor, en particular como espejo plano o como cubo divisor. De este modo se hace posible a un observador simultáneo siempre una visión libre hacia la zona del objeto. 20

Como perfeccionamiento está dispuesto un elemento de desacoplamiento entre el sistema óptico de formación de imágenes del microscopio y el elemento de acoplamiento, para desacoplar... [Seguir leyendo]

1. Microscopio de operación (100)

 con un sistema óptico de formación de imágenes de microscopio (101, 108), que comprende un sistema de objetivo principal de microscopio (101) así como un sistema de aumento (108) con aumento variable;

 con un conjunto de trayectorias de rayos de observación (109) para examinar una zona de objeto, cuyo 5 conjunto de trayectorias atraviesa el sistema óptico de formación de imágenes de microscopio (101, 103);

en que

 el sistema óptico de formación de imágenes (101, 108) convierte un conjunto de trayectorias convergentes de rayos de observación (109) procedente de la zona de objeto (114) en un conjunto de trayectorias paralelas de rayos; y 10

 con un sistema OCT (120, 130) para examinar la zona de objeto (114),

caracterizado porque

 el sistema OCT (120, 320) pone a disposición un conjunto de trayectorias de rayos de exploración OCT (190, 390), que es conducido a través del sistema de objetivo principal de microscopio y del sistema de aumento del sistema óptico de formación de imágenes de microscopio (101, 108). 15

2. Microscopio de operación según la reivindicación 1, caracterizado porque está previsto un elemento de acoplamiento (112), que acopla el conjunto de trayectorias de rayos de exploración OCT (190, 390) al conjunto de trayectorias de rayos de observación (109, 110), para conducir este conjunto de trayectorias superpuesto al conjunto de trayectorias de rayos de observación (109) a través del sistema óptico de formación de imágenes de microscopio hacia la zona de objeto (114). 20

3. Microscopio de operación según la reivindicación 2, caracterizado porque está prevista una pantalla (113) y el elemento de acoplamiento (112) para el conjunto de trayectorias de rayos de exploración OCT (190, 390) actúa como elemento de acoplamiento para la información de pantalla, para superponer al conjunto de trayectorias de rayos de observación (109) información de pantalla.

4. Microscopio de operación según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque el elemento de acoplamiento 25 (112) está conformado como espejo divisor, en particular como espejo plano o cubo divisor.

5. Microscopio de operación según una de las reivindicaciones 2 hasta 4, caracterizado porque entre el sistema óptico de formación de imágenes de microscopio (101, 108) y el elemento de acoplamiento (112) está dispuesto un elemento de desacoplamiento (141), para desacoplar del conjunto de trayectorias de rayos de observación (109) información de imagen. 30

6. Microscopio de operación según una de las reivindicaciones 1 hasta 5, caracterizado porque el sistema de aumento del sistema óptico de formación de imágenes de microscopio está conformado como sistema afocal de lentes (108).

7. Microscopio de operación según la reivindicación 6, caracterizado porque el sistema afocal de lentes está conformado como sistema de zoom (108). 35

8. Microscopio de operación según una de las reivindicaciones 1 hasta 7, caracterizado porque el sistema OCT (120) comprende, para el escaneo del conjunto de trayectorias de rayos de exploración OCT (190), un primer espejo de escaneo (124), que puede ser movido en torno a un primer eje de giro (306).

9. Microscopio de operación según la reivindicación 8, caracterizado porque está previsto un segundo espejo de escaneo (125), que puede ser movido en torno a un segundo eje de giro (306), y en que el primer eje de giro (306) y 40 el segundo eje de giro (305) están situados de forma lateralmente desplazada formando un ángulo recto entre sí.

10. Microscopio de operación según una de las reivindicaciones 1 hasta 9, caracterizado porque el sistema OCT comprende una guía de luz (127, 327), que tiene una parte de salida de luz (402) para el conjunto de trayectorias de rayos de exploración OCT (190, 390), en que están previstos medios (371, 372) para mover la parte de salida de luz (402) de la guía de luz (127, 327). 45

11. Microscopio de operación según una de las reivindicaciones 1 hasta 10, caracterizado porque el sistema OCT comprende un sistema óptico de colimación (130), que aporta al elemento de acoplamiento (112) un conjunto de trayectorias paralelas de rayos de exploración (109).

12. Microscopio de operación según la reivindicación 11, caracterizado porque está previsto un acoplamiento del sistema óptico de formación de imágenes de microscopio (101, 108) y del sistema óptico de colimación (130) del 50

sistema OCT (120), para adaptar entre sí las escalas de formación de imágenes en el conjunto de trayectorias de rayos de observación (109) y en el conjunto de trayectorias de rayos de exploración OCT (190).

13. Microscopio de operación según la reivindicación 10, caracterizado porque en el conjunto de trayectorias de rayos de exploración OCT (190) está previsto un sistema óptico desplazable (130, 131, 331) para el ajuste de una imagen geométrica del extremo de salida (402) de la guía de luz (127, 327) en un plano de exploración OCT (195). 5

14. Microscopio de operación según la reivindicación 13, caracterizado porque el sistema óptico desplazable (130, 131, 331) lleva asociada una unidad de accionamiento (373, 374).

15. Microscopio de operación según una de las reivindicaciones 1 hasta 14, caracterizado porque el sistema OCT está diseñado para poner a disposición un primer rayo de luz de exploración OCT con una primera longitud de onda y para poner a disposición un segundo rayo de luz de exploración OCT con una segunda longitud de onda 10 diferente a la primera longitud de onda.

16. Microscopio de operación según una de las reivindicaciones 1 hasta 15, caracterizado porque están previstos un primer sistema OCT (120) y un segundo sistema OCT (320), que ponen a disposición rayos de luz de exploración OCT (190, 390) de diferente longitud de onda.

17. Microscopio de operación según una de las reivindicaciones 1 hasta 16, caracterizado porque está previsto 15 un acoplamiento del sistema óptico de formación de imágenes de microscopio (101, 108) y del sistema OCT (120, 320), para ajustar, en caso de una modificación de la distancia de trabajo (180) del microscopio de operación (100), una correspondiente variación de la longitud de camino óptico del conjunto de trayectorias de rayos de referencia en el sistema OCT (120, 320).