Sistema y procedimiento para tomografía de coherencia óptica.

Procedimiento para tomografía de coherencia óptica, en el cual con un dispositivo de tomografía de coherencia óptica (10-30) se toman al menos dos imágenes originales bidimensionales (S;

F) de un objeto (1) en planos del objeto (1) que están distanciados entre sí y que transcurren paralelos entre sí, donde las imágenes originales (S; F) comprenden respectivamente una pluralidad de valores de imagen original y se realiza una interpolación de los valores de imagen original de las al menos dos imágenes originales bidimensionales (S; F) en el espacio tridimensional y con ello se obtienen valores de interpolación que constituyen una imagen final bidimensional (S'; F'), estando los valores de imagen original de las al menos dos imágenes originales bidimensionales (S; F) en una red regular en el espacio tridimensional,

caracterizado porque

los valores de imagen original adyacentes en la red presentan separaciones entre sí iguales en las tres direcciones espaciales.

Sistema y procedimiento para tomografía de coherencia óptica

Esta solicitud de patente hace referencia a un procedimiento y su correspondiente sistema para tomografía de coherencia óptica.

La tomografía de coherencia óptica (OCT) es un método para medir el interior de muestras que dispersan la luz. El tejido biológico, debido a sus propiedades de dispersión de la luz, es especialmente apropiado para la exploración diagnóstica mediante OCT. Dado que para la OCT son suficientes intensidades de luz relativamente bajas y las longitudes de luz de los haces empleados se encuentran en su mayoría en el rango infrarrojo cercano (750 nm hasta 1350 nm), no representa una carga de radicación para el tejido biológico, al contrario que el radiodiagnóstico ionizante. Por tanto, es especialmente significativa para la medicina y comparable a grandes rasgos con el diagnóstico ecográfico, solo que en lugar de sonido en la OCT se emplea luz. El tiempo de retardo de la luz reflejada en diversas capas límite de la muestra se capta con ayuda de un interferómetro. Con la OCT suelen alcanzarse resoluciones superiores en una a dos órdenes de magnitud a las de la ecografía, pero la profundidad de medición alcanzable es notablemente inferior. Las imágenes seccionales obtenidas, debido a la dispersión óptica, normalmente solo llegan a una profundidad de unos pocos milímetros en el tejido. Los ámbitos de aplicación de la OCT más importantes en la actualidad pertenecen a la oftalmología, la dermatología y el diagnóstico oncológico. No obstante, también existen algunas aplicaciones no médicas, como p.ej. en las pruebas de materiales.

Particularmente en las aplicaciones médicas de la OCT, los procedimientos y sistemas tienen requisitos especiales para garantizar una exploración lo más fiable posible del objeto.

Por US 2008/0151187 A1 se conoce la obtención de una imagen tridimensional basándose en imágenes tomográficas de OCT (G1 a Gm) mediante la interpolación respectiva de imágenes tomográficas adyacentes (Gi y Gi+1).

En N.G. Strouthidis et al., A Comparison of Optic Nerve Head Morphology Viewed by Spectral Domain Optical Coherence Tomography and by Serial Histology, Investigative Ophthalmology & Visual Science, vol. 51, n°. 3, marzo de 2010, páginas 1464-1474, se describe un procedimiento para la extracción de ecografías B interpoladas de un volumen de OCT tridimensional, en el cual se selecciona el valor de un píxel en el volumen con la menor distancia entre centroides.

Un objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento y su correspondiente sistema para tomografía de coherencia óptica que posibilite una exploración fiable de un objeto.

Este objeto se logra mediante el procedimiento y el sistema según las reivindicaciones independientes.

En el procedimiento para tomografía de coherencia óptica según la presente invención, se toman, mediante un dispositivo de tomografía de coherencia óptica, al menos dos imágenes originales bidimensionales de un objeto en planos del objeto separados entre sí que transcurren paralelamente, comprendiendo las imágenes originales respectivamente una pluralidad de valores de imagen original, en particular valores de intensidad. Después se realiza una interpolación de los valores de imagen original de las al menos dos imágenes originales bidimensionales en el espacio tridimensional, obteniéndose valores de interpolación que constituyen una imagen final bidimensional.

El sistema según la presente invención para tomografía de coherencia óptica comprende un dispositivo de tomografía de coherencia óptica para la toma de al menos dos imágenes originales bidimensionales de un objeto en planos del objeto separados entre sí que transcurren paralelamente, comprendiendo las imágenes originales respectivamente una pluralidad de valores de imagen original, en particular valores de intensidad, y comprende un dispositivo de procesamiento para la interpolación de los valores de imagen original de las al menos dos imágenes originales bidimensionales en el espacio tridimensional, obteniéndose valores de interpolación que constituyen una imagen final bidimensional.

Aquí los valores de imagen original respectivos de las al menos dos imágenes originales bidimensionales están en una red regular en el espacio tridimensional, y la invención se caracteriza porque los valores de imagen original adyacentes presentan separaciones entre sí iguales en las tres direcciones espaciales.

La invención se basa en el concepto de tomar primero, mediante un dispositivo de tomografía de coherencia óptica, dos imágenes seccionales originales en dos planos del objeto que transcurren paralelamente y después interpolar los valores de imagen original de ambas imágenes seccionales originales en el espacio tridimensional, que se extiende mediante las dos imágenes seccionales originales distanciadas entre sí, de manera que se obtiene una imagen seccional final bidimensional a partir de valores de interpolación, es decir, valores de imagen original interpolados. En la derivación de los valores de interpolación, no se interpolan los valores de imagen original de una sola imagen seccional original sino de ambas imágenes seccionales originales. Un valor de interpolación aquí se deriva de al menos un valor de imagen original de una primera imagen seccional original y de al menos un valor de

imagen original de una segunda imagen seccional original. Por ejemplo, un valor de interpolación se deriva de ocho valores de imagen original, de los cuales cuatro valores de Imagen original proceden de la primera imagen seccional original y cuatro valores de imagen original proceden de la segunda imagen seccional original.

En las Imágenes de OCT obtenidas con el procedimiento y el sistema según la presente invención, las cavidades u otras estructuras destacan, con un tamaño de más de unos 10 pm, más claramente de lo que es el caso en las Imágenes seccionales originales correspondientes. Pero también se pueden identificar de forma más fiable y rápida estructuras más pequeñas y explorarlas en su caso. De esta manera, especialmente en el ámbito de la dermatología, se pueden detectar y explorar con una fiabilidad particularmente alta determinadas estructuras de la piel relevantes o interesantes para el diagnóstico.

Preferiblemente, los valores de imagen original de las al menos dos imágenes originales bidimensionales se encuentran en una red regular en el espacio tridimensional, donde los valores de imágenes originales adyacentes presentan separaciones entre sí iguales en las tres direcciones espaciales, particularmente entre unos 2 pm y 4 pm. La interpolación según la presente invención de los valores de imagen original de ambas imágenes originales se puede realizar así de forma sencilla.

Asimismo es preferible que los valores de imagen original de las al menos dos imágenes originales bidimensionales se interpolen mediante una interpolación trilineal y/o una interpolación tricúbica. Una interpolación thlineal o tricúbica es un procedimiento de interpolación en una red regular tridimensional, es decir, una red con la misma constante de red en las tres direcciones espaciales, donde se determina un valor de interpolación, situado en el punto medio de las celdas correspondientes de la red, a partir de ocho valores de imagen original correspondientes, situados en las ocho esquinas de la celda, mediante interpolación lineal o cúbica. Los valores de imagen original situados en las ocho esquinas de la celda constituyen los vecinos más próximos del valor de interpolación correspondiente, por lo que la interpolación trilineal o tricúbica también puede interpretarse como una interpolación del vecino más próximo. Con este tipo de interpolación se obtienen imágenes finales con un valor conclusivo diagnóstico especialmente alto.

En lugar de o de forma adicional a una interpolación lineal o cúbica de los valores de imagen original de los vecinos más próximos, también se puede realizar una interpolación cuadrática. En este caso, los valores de imagen original de las al menos dos imágenes originales bidimensionales se Interpolan mediante una interpolación tricuadrática.

Preferiblemente, las al menos dos Imágenes originales bidimensionales del objeto son imágenes a tiempo real, que se toman con una tasa de al menos una Imagen por segundo, preferiblemente al menos cinco imágenes por segundo. Esto es ventajosamente posible, dado que la Interpolación según la presente invención constituye un procedimiento sencillo y muy rápido, que se puede aplicar sin retardo temporal a las imágenes OCT tomadas en tiempo real. Las imágenes originales tomadas en tiempo real pueden de este modo reproducirse también... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para tomografía de coherencia óptica, en el cual con un dispositivo de tomografía de coherencia óptica (10-30) se toman al menos dos imágenes originales bidimensionales (S; F) de un objeto (1) en planos del objeto (1) que están distanciados entre sí y que transcurren paralelos entre sí, donde las imágenes originales (S; F) comprenden respectivamente una pluralidad de valores de imagen original y se realiza una interpolación de los valores de imagen original de las al menos dos Imágenes originales bidimensionales (S; F) en el espacio tridimensional y con ello se obtienen valores de Interpolación que constituyen una imagen final bidlmenslonal (S1; F1), estando los valores de imagen original de las al menos dos imágenes originales bidimensionales (S; F) en una red regular en el espacio tridimensional,

caracterizado porque

los valores de Imagen original adyacentes en la red presentan separaciones entre sí iguales en las tres direcciones espaciales.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que las separaciones ¡guales en la red regular son de entre aprox. 2 pm y 4 pm.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, en el que los valores de imagen original de las al menos dos imágenes originales bidimensionales (S; F) se interpolan mediante una interpolación trilineal y/o una interpolación tricuadrática y/o una interpolación tricúbica.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que las al menos dos imágenes originales bidimensionales (S; F) son imágenes en tiempo real, que se toman con una tasa de al menos una imagen por segundo, preferiblemente al menos cinco imágenes por segundo.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que las al menos dos imágenes originales bidimensionales (S) se toman en planos distanciados entre sí del objeto (1) en un primer modo operativo en el que la luz reflejada o dispersada de vuelta por el objeto (1) solo es captada por una superficie parcial (A2), en particular por dos líneas adyacentes, de un detector de resolución espacial (30) del dispositivo para tomografía de coherencia óptica (10 - 30), mientras que la distancia óptica de un reflector (16) a un divisor de haz (11) del dispositivo para tomografía de coherencia óptica (10 - 30) se cambia en una vía óptica que es sustancialmente mayor, particularmente al menos 100 veces mayor, que la longitud de onda media (ko) de la luz acoplada en el dispositivo para tomografía de coherencia óptica (10 - 30).

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que las al menos dos imágenes originales bidimensionales (F) del objeto (1) se toman en planos distanciados entre sí del objeto (1) en un segundo modo operativo en el que durante una variación de la distancia óptica de un reflector (16) a un divisor de haz (11) del dispositivo para tomografía de coherencia óptica (10 - 30) la luz reflejada por el objeto (1) es captada por elementos detectores (31) de un detector (30) varias veces, en particular un máximo de cinco veces, siendo la variación de la distancia óptica del reflector (16) al divisor de haz (11) un máximo de cuarenta veces la longitud de onda media (ko) de la luz acoplada en el dispositivo para tomografía de coherencia óptica (10 - 30).

7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que los dos planos en diversas profundidades (Pi, P2) del objeto

(1) transcurren por encima y por debajo de una profundidad media (Po) del objeto (1).

8. Procedimiento según la reivindicación 7, en el que los dos planos presentan la misma distancia de la

profundidad media (Po).

9. Procedimiento según la reivindicación 2 y una de las reivindicaciones 7 u 8, en el que la separación de ambos

planos entre sí se corresponde con la separación igual de los valores de imagen original en las tres direcciones

espaciales.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 9, en el que la profundidad media (Po) o las profundidades diversas (P1, P2) de los planos que transcurren por encima y por debajo de la profundidad media (Po) del objeto (1) se ajustan mediante la distancia del reflector (16) al divisor de haz (11).

11. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que la distancia óptica del reflector (16) al divisor de haz (11) del dispositivo para tomografía de coherencia óptica (10 - 30) se cambia en una vía óptica que es sustancialmente mayor, particularmente al menos 100 veces mayor, que la longitud de onda media (ko) de la luz acoplada en el dispositivo para tomografía de coherencia óptica (10 - 30).

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que antes de la realización de la interpolación el número de valores de imagen original ¡nidales (42) de las al menos dos Imágenes originales bidimensionales (F) se reduce en al menos una dimensión, en particular en dirección de la profundidad (T) del

objeto (1), combinándose en cada caso al menos dos, preferiblemente más de diez, valores de imagen original iniciales (42) en un valor de imagen original.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, en el que los valores de imagen original iniciales (42) son valores de muestreo que se obtienen mediante muestreo sucesivo de un patrón de interferencia (40) obtenido a partir de diversas profundidades (T) dentro de un área de profundidad del objeto (1).

14. Procedimiento según la reivindicación 12 o 13, en el que se combinan aquellos valores de imagen original iniciales (42) que se obtienen de un área, en particular un área de profundidad, del objeto (1), cuya extensión (45) en la al menos una dimensión se corresponde con la resolución (41), en particular la resolución axial o resolución profunda, del dispositivo para tomografía de coherencia óptica (10 - 30).

15. Sistema para tomografía de coherencia óptica con un dispositivo para tomografía de coherencia óptica (10 - 30), configurado para la toma de al menos dos imágenes originales bidimensionales (S; F) de un objeto (1) en planos del objeto (1) que están distanciados entre sí y que transcurren paralelos entre sí, en el que las imágenes originales comprenden respectivamente una pluralidad de valores de imagen original,Oque comprende un dispositivo de procesamiento configurado para la interpolación de los valores de imagen original de las al menos dos imágenes originales bidimensionales (S; F) en el espacio tridimensional, con lo que se obtienen valores de interpolación que constituyen una imagen final bidimensional (S1; F'), y en el que los valores de imagen original de las al menos dos imágenes originales bidimensionales (S; F) se encuentran en una red regular en el espacio tridimensional,

caracterizado porque

los valores de imagen original adyacentes en la red presentan separaciones entre sí iguales en las tres direcciones espaciales.