ES2834991T3

ES2834991T3 - Aparato y método de visualización omnidireccional

Info

Publication number: ES2834991T3
Application number: ES14813002T
Authority: ES
Inventors: Masaki Hosoda; Seemantini Nadkarni; Shishkov Milen
Original assignee: General Hospital Corp; Canon USA Inc
Current assignee: General Hospital Corp; Canon USA Inc
Priority date: 2013-06-19
Filing date: 2014-06-19
Publication date: 2021-06-21
Anticipated expiration: 2034-06-19
Also published as: WO2014205281A2; EP3010389B1; JP2016526415A; US20140378846A1; EP3010389A2; JP2019069264A; JP6470273B2; EP3010389A4; JP7181263B2; WO2014205281A3; JP6770109B2; JP2021020073A; EP3748338A1; US11363945B2

Abstract

Un aparato para el análisis de tejidos, que comprende: al menos una primera y una segunda guía de ondas, cada una configurado para iluminar un tejido luminal con luz coherente o parcialmente coherente, uno o más conmutadores (24) configurados para conmutar la iluminación de la primera y segunda guías de ondas, al menos una tercera guía de ondas configurada para recibir la luz reflejada del tejido luminal y formar una serie de patrones de moteado, y un espejo piramidal de múltiples facetas (40) configurado para reflejar la luz de la primera y la segunda guía de ondas en el tejido luminal y para reflejar la luz del tejido luminal en la tercera guía de ondas, en el que uno o más conmutadores (24) están adaptados para iluminar dos o más facetas del espejo no adyacentes del espejo piramidal al mismo tiempo; en el que los conmutadores (24) están además adaptados de modo que la conmutación permite que cada una de las facetas se ilumine de modo que la luz reflejada desde el tejido luminal sobre la tercera guía de ondas en cualquier momento dado se refleje desde una o más secciones sustancialmente no superpuestas de un tejido luminal.

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato y método de visualización omnidireccional

Referencia cruzada a solicitudes relacionadas

Esta solicitud reivindica la prioridad de la Solicitud Provisional estadounidense con n.° de Serie 61/836.716 presentada el 19 de junio de 2013; de la Solicitud Provisional estadounidense con n.° de Serie 61/905.893 presentada el 19 de noviembre de 2013; de la Solicitud Provisional estadounidense con n.° de Serie 61/934.454 presentada el 31 de enero de 2014 y de la Solicitud Provisional estadounidense con n.° de Serie 61/934.518 presentada el 31 de enero de 2014.

Campo de la invención

Esta solicitud se refiere en general a dispositivos médicos y, en particular, a un dispositivo para la formación de imágenes moteadas con láser.

Antecedentes

El infarto agudo de miocardio es causado frecuentemente por la rotura de placas coronarias con propiedades viscoelásticas severamente comprometidas. Una nueva tecnología óptica denominada imágenes moteadas con láser intravascular (ILSI) que evalúa las propiedades viscoelásticas de la placa, midiendo el movimiento Browniano de las partículas de dispersión de la luz de las fluctuaciones del moteado con láser que evolucionan temporalmente, ha sido desarrollada.

ILSI utiliza el fenómeno de interferencia conocido como "moteado" que se produce cuando la luz coherente (por ejemplo, luz láser) se refleja desde una muestra rugosa o de dispersión múltiple en un plano de detección. Debido a la dispersión de fotones desde y dentro de la muestra, diferentes fotones viajan diferentes distancias al plano de detección. Como resultado, la luz reflejada o retrodispersada de la muestra, si es espacial y temporalmente coherente, interfiere en el plano de detección, produciendo un patrón granulado conocido como "moteado". Mediante ILSI, se pueden medir las propiedades viscoelásticas de la placa. Se ha utilizado ILSI, por ejemplo, para analizar la placa aterosclerótica en una aorta humana para evaluar la viscosidad de la placa. Véase la Patente estadounidense 7.231.243 de Teamey, incorporada en el presente documento como referencia en su totalidad. ILSI se describe también para proporcionar LSI intracoronario para la detección de placa vulnerable. Véase la Publicación de Patentes estadounidense de Tearney n.° 2008/0262359, incorporada en el presente documento como referencia en su totalidad.

Sin embargo, todavía existe la necesidad de un catéter mejorado, como un catéter que proporciona una imagen ILSI de la circunferencia de la aorta humana u otro lumen. Si bien las imágenes ISLI de la circunferencia de una pared del lumen se pueden ver utilizando dispositivos mecánicos, el giro mecánico de un haz de fibra es complicado y difícil de lograr, porque un haz de fibra tiene muchos núcleos de fibra y no es adecuado para la unión giratoria normal de la fibra óptica. Adicionalmente, la necesidad de imágenes que no se superpongan en ILSI dificulta la toma de imágenes circunferenciales sin utilizar el aparato como se describe en el presente documento. Por tanto, girar el haz de fibra como se proporciona en los endoscopios visuales no es generalmente una opción viable para ILSI. Adicionalmente, la alta densidad de fibras de las fibras a lo largo del catéter puede contribuir a la fuga de luz (diafonía) y, por tanto, degradar la señal. Por tanto, también se necesita un aparato para proporcionar una señal ILSI con diafonía reducida.

Adicionalmente, a diferencia de la angioscopia convencional, los patrones de moteado con láser, formados por interferencia de luz coherente, son muy sensibles al movimiento. El documento US 2007/0270717 A1 se refiere a un reflector óptico de múltiples facetas. El reflector óptico está integrado con el extremo distal de una sonda óptica multifibra que está configurada como un catéter de globo. La sonda incluye un globo transparente protector que separa el elemento óptico de las paredes interiores del tejido. Un espectrómetro está acoplado a las fibras, que están diseñadas para recoger la radiación del tejido.

El documento US 2007/0078500 A1 se refiere a un sistema para analizar un lumen corporal. El sistema incluye un catéter de globo de expansión de lumen con una o más guías de ondas de suministro integradas y una o más guías de ondas de recogida para el análisis óptico de los tejidos que rodean el lumen durante la expansión. La radiación óptica proporcionada por una fuente se envía a múltiples fibras de suministro utilizando uno o más conmutadores ópticos para compartir la fuente con más de dos fibras de suministro. Las fibras de recogida reciben la radiación óptica reflejada y transmiten la radiación óptica reflejada a un detector. Se proporciona un sistema de análisis espectroscópico que recibe las señales del detector.

El documento US 8.032.200 B2 se refiere a un sistema para analizar ópticamente tejido basándose en patrones de moteado del movimiento Browniano. El sistema incluye una sonda óptica que tiene un eje interior giratorio y una funda exterior transparente. El eje interior aloja una matriz de fibras y un espejo cerca de su extremo distal. La luz coherente de una fuente de luz se transmite a través de una fibra central del conjunto de fibras hacia el centro del espejo. El espejo refleja la luz en una muestra de tejido. La luz emitida por la muestra es reflejada por el espejo a las fibras de la matriz y después es transmitida por la matriz a un dispositivo de carga acoplada (CCD), en el que se forma un patrón de moteado.

Por tanto, se necesita un catéter ILSI mejorado y un método de uso. Concretamente, un objeto es proporcionar un catéter ILSI para adquirir imágenes de la circunferencia de la pared del lumen que permitan un análisis mejorado. Este objeto se resuelve por la materia objeto de las reivindicaciones independientes.

Sumario

De acuerdo con al menos una realización de la invención, se proporciona un aparato para el análisis de tejidos, que comprende: al menos una primera y una segunda guía de ondas, cada una configurado para iluminar un tejido luminal con luz coherente o parcialmente coherente, uno o más conmutadores configurados para conmutar la iluminación de la primera y segunda guías de ondas, al menos una tercera guía de ondas configurada para recibir la luz reflejada desde el tejido luminal y formar una serie de patrones de moteado, y un reflector configurado para reflejar la luz de la primera y la segunda guía de ondas en el tejido luminal y para reflejar la luz del tejido luminal en la tercera guía de ondas, en el que uno o más conmutadores están configurados de forma que la luz reflejada desde el tejido luminal sobre la tercera guía de ondas en cualquier momento dado se refleje desde una o más secciones sustancialmente no superpuestas de un tejido luminal. En algunas realizaciones, el aparato comprende un catéter.

Otras realizaciones proporcionan un aparato para el análisis de tejidos que comprende: un espejo piramidal de múltiples facetas que tiene al menos una primera faceta del espejo y una segunda faceta del espejo, una fibra de iluminación conmutable en comunicación óptica con la primera faceta del espejo, y una segunda fibra de iluminación conmutable en comunicación óptica con la segunda faceta del espejo, un haz de fibra óptica en comunicación óptica con el espejo piramidal de múltiples facetas. Cuando está en uso, la primera y la segunda fibras de iluminación conmutables iluminan una sección de tejido sustancialmente no superpuesta.

Las realizaciones como se describen en el presente documento proporcionan un método de análisis de tejidos que comprende: iluminar al menos una primera sección cilíndrica de una pared de lumen con luz coherente o parcialmente coherente pasando la luz a través de un primer grupo de facetas no adyacentes de un espejo piramidal de múltiples facetas a la vez, recibir luz reflejada desde la primera sección cilíndrica de una pared del lumen en el espejo; iluminar al menos una segunda sección cilíndrica de una pared del lumen con luz coherente o parcialmente coherente en un momento diferente del primer paso de iluminación pasando la luz a través de un segundo grupo de facetas no adyacentes del espejo piramidal de múltiples facetas a la vez, recibir luz reflejada desde la segunda sección cilíndrica de una pared del lumen en el espejo; recibir luz reflejada del espejo en un detector y formar una serie de patrones de moteado; analizar los cambios en los patrones de moteado a intervalos de tiempo suficientes para medir los cambios causados por el movimiento microscópico de objetos dentro del tejido. De acuerdo con la invención, dos facetas adyacentes del espejo piramidal de múltiples facetas no se iluminan al mismo tiempo. Como se usa en el presente documento, viajar a través de una faceta del espejo significa que la luz se refleja en la superficie de la faceta del espejo.

Otras realizaciones más proporcionan un método para iluminar una pared de tejido que comprende: iluminar una primera porción de una pared del lumen con una primera fibra de iluminación conmutable, en el que la iluminación viaja a través de una primera faceta de un espejo piramidal de múltiples facetas, iluminar una segunda porción de la pared del lumen con una segunda fibra de iluminación conmutable, en el que la iluminación viaja a través de una segunda faceta del espejo piramidal de múltiples facetas. En este método, la circunferencia de la pared del tejido se ilumina secuencialmente.

En algunas realizaciones, se proporciona un catéter de formación de imágenes moteadas con láser que comprende: una fuente de luz, el aparato como se ha descrito en el presente documento, y un detector.

Otras características de la presente invención resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción de ejemplos de realización con referencia a los dibujos adjuntos.

La invención está definida por las reivindicaciones adjuntas.

La presente divulgación se refiere a las siguientes realizaciones, en la que la invención está definida por las reivindicaciones adjuntas.

Las realizaciones de la presente invención se refieren a un aparato para el análisis de tejidos, que comprende: al menos una primera y una segunda guía de ondas, cada una configurado para iluminar un tejido luminal con luz coherente o parcialmente coherente, uno o más conmutadores configurados para conmutar la iluminación de la primera y segunda guías de ondas, al menos una tercera guía de ondas configurada para recibir la luz reflejada del tejido luminal y formar una serie de patrones de moteado, y un espejo piramidal de múltiples facetas, que está configurado para reflejar la luz de la primera y la segunda guía de ondas en el tejido luminal y para reflejar la luz del tejido luminal en la tercera guía de ondas, en el que uno o más conmutadores están adaptados para iluminar dos o más facetas del espejo no adyacentes del espejo piramidal al mismo tiempo; en el que los conmutadores están adaptados de modo que la conmutación permite que cada una de las facetas se ilumine de modo que la luz reflejada desde el tejido luminal sobre la tercera guía de ondas en cualquier momento dado se refleje desde una o más secciones sustancialmente no superpuestas de un tejido luminal.

De acuerdo con una realización, las segundas guías de ondas están configuradas para iluminar el tejido luminal de modo que, en total, se iluminan al menos 60 grados.

De acuerdo con otra realización, las guías de ondas están configuradas para iluminar el tejido luminal de modo que, en total, se iluminan al menos 120 grados.

De acuerdo con una realización, la primera y la segunda guías de ondas son fibras monomodo.

De acuerdo con otra realización, el uno o más conmutadores son conmutadores MEMS.

De acuerdo con otra realización, los conmutadores MEMS tienen un canal de entrada y 2-8 canales de salida controlados por ordenador.

De acuerdo con otra realización, los conmutadores MEMS comprenden acopladores de fibra que dividen la intensidad de luz en 50:50.

De acuerdo con otra realización, la tercera guía de ondas es un haz de fibra óptica.

De acuerdo con otra realización, el aparato comprende una lente en comunicación óptica con el extremo distal del haz de fibra óptica.

De acuerdo con otra realización, el reflector comprende un espejo piramidal de múltiples facetas que tiene al menos una primera faceta del espejo en comunicación óptica con la primera guía de ondas y una segunda faceta del espejo en comunicación óptica con la segunda guía de ondas.

De acuerdo con otra realización, el espejo piramidal de múltiples facetas es un espejo piramidal de cuatro facetas que tiene una primera faceta del espejo en comunicación óptica con la primera guía de ondas y una segunda faceta del espejo en comunicación óptica con la segunda guía de ondas, una tercera faceta del espejo en comunicación óptica con una cuarta guía de ondas y una cuarta faceta del espejo en comunicación óptica con una quinta guía de ondas, en el que la cuarta y la quinta guías de ondas están configuradas para iluminar un tejido luminal con luz coherente o parcialmente coherente.

De acuerdo con otra realización, el espejo piramidal de múltiples facetas es un espejo piramidal de seis facetas que tiene seis facetas del espejo, cada una de las que está en comunicación óptica con una guía de ondas diferente, en el que cada una de las guías de ondas está configurada para iluminar un tejido luminal con luz coherente o parcialmente coherente.

De acuerdo con otra realización, el espejo piramidal de múltiples facetas es un espejo piramidal de ocho facetas que tiene ocho facetas del espejo, cada una de las que está en comunicación óptica con una guía de ondas diferente, en el que cada una de las guías de ondas está configurada para iluminar un tejido luminal con luz coherente o parcialmente coherente.

De acuerdo con otra realización, el espejo piramidal de múltiples facetas tiene al menos una primera faceta del espejo y una segunda faceta del espejo, una fibra de iluminación conmutable en comunicación óptica con la primera faceta del espejo, y una segunda fibra de iluminación conmutable en comunicación óptica con la segunda faceta del espejo, un haz de fibra óptica en comunicación óptica con el espejo piramidal de múltiples facetas, en el que la primera y la segunda fibras de iluminación conmutables están adaptadas cada una para iluminar una sección de tejido sustancialmente no superpuesta.

De acuerdo con otra realización, el aparato comprende además una lente ubicada entre el haz de fibra óptica y el extremo distal del haz de fibra óptica.

De acuerdo con otra realización, la lente es una lente GRIN.

De acuerdo con otra realización, el aparato comprende además un polarizador circular entre la lente y el espejo piramidal.

De acuerdo con otra realización, el espejo piramidal de múltiples facetas tiene cuatro facetas.

De acuerdo con otra realización, el espejo piramidal de múltiples facetas tiene seis facetas.

De acuerdo con otra realización, el espejo piramidal de múltiples facetas tiene ocho facetas.

De acuerdo con otra realización, las dos o más fibras de iluminación conmutables son fibras monomodo.

De acuerdo con otra realización, el aparato comprende además un sistema de conmutación que controla la conmutación de las dos o más fibras de iluminación conmutables.

De acuerdo con un ejemplo comparativo, que no forma la invención, el sistema de conmutación está adaptado para iluminar una faceta del espejo a la vez.

De acuerdo con otra realización, el sistema de conmutación es un sistema de conmutación microelectromecánico (MEMS) que tiene un canal de entrada y dos, tres, cuatro o cinco canales de salida.

De acuerdo con la invención, el sistema de conmutación está adaptado para iluminar dos o más facetas del espejo no adyacentes al mismo tiempo.

De acuerdo con una realización, el haz de fibra óptica, la lente y el espejo piramidal de múltiples facetas están unidos a un eje de accionamiento que se puede mover dentro de una funda exterior.

De acuerdo con una realización, el eje de accionamiento está adaptado para un giro no continuo de hasta 90°.

De acuerdo con otra realización, el eje de accionamiento comprende además un detector en comunicación óptica con el extremo proximal del haz de fibra y un ordenador adaptado para calcular una función de autocorrelación de la intensidad del moteado temporal.

De acuerdo con otra realización, el haz de fibra óptica está adaptado para recibir luz de dos secciones sustancialmente no superpuestas de un tejido, habiendo sido reflejada la luz desde la primera y la segunda fibras de iluminación conmutables.

Las realizaciones de la presente invención se refieren a un método de análisis de tejidos que comprende: iluminar al menos una primera sección cilíndrica de una pared del lumen con luz coherente o parcialmente coherente pasando la luz de una primera fuente de iluminación conmutable a un primer grupo de facetas no adyacentes de un espejo piramidal de múltiples facetas a la vez, recibir luz reflejada desde la primera sección cilíndrica de una pared del lumen en el espejo; iluminar al menos una segunda sección cilíndrica de una pared del lumen con luz coherente o parcialmente coherente en un momento diferente del primer paso de iluminación pasando la luz de una segunda fuente de iluminación conmutable a un segundo grupo de facetas no adyacentes de las múltiples facetas espejo piramidal a la vez; recibir luz reflejada desde la segunda sección cilíndrica de una pared del lumen en el espejo; recibir luz reflejada del espejo en un detector y formar una serie de patrones de moteado; y analizar los cambios en los patrones de moteado a intervalos de tiempo suficientes para medir los cambios causados por el movimiento microscópico de objetos dentro de la pared del lumen.

De acuerdo con una realización, el espejo piramidal de múltiples facetas es un espejo de cuatro lados y la sección cilíndrica de una pared del lumen se ilumina a través de dos facetas no adyacentes simultáneamente y después la sección cilíndrica de una pared del lumen se ilumina simultáneamente a través de las otras dos facetas no adyacentes.

De acuerdo con una realización, el espejo piramidal de múltiples facetas es un espejo de seis lados y la sección cilíndrica de una pared del lumen se ilumina a través de dos o tres facetas no adyacentes simultáneamente.

Las realizaciones de la presente invención se refieren a un método de iluminar un tejido que comprende: iluminar una primera porción de una pared del lumen con una primera fibra de iluminación conmutable, en el que la iluminación viaja a través de una primera faceta de un espejo piramidal de múltiples facetas, iluminar una segunda porción de la pared del lumen con una segunda fibra de iluminación conmutable, en el que la iluminación viaja a través de una segunda faceta del espejo piramidal de múltiples facetas, en el que la circunferencia de la pared del lumen se ilumina secuencialmente; en el que la primera fibra de iluminación conmutable viaja a través de una primera faceta y una tercera faceta de un espejo piramidal de múltiples facetas, en el que la primera y tercera facetas no son adyacentes entre sí, y en el que la segunda fibra de iluminación conmutable viaja a través de una segunda y una cuarta faceta de un espejo piramidal de múltiples facetas, en el que la segunda y la cuarta facetas no son adyacentes entre sí.

Las realizaciones de la presente invención se refieren a un catéter de formación de imágenes moteadas con láser que comprende: una fuente de luz, al menos una primera y una segunda guía de ondas, cada una configurado para iluminar un tejido luminal con luz coherente o parcialmente coherente, uno o más conmutadores configurados para conmutar la iluminación de la primera y segunda guías de ondas, al menos una tercera guía de ondas configurada para recibir la luz reflejada del tejido luminal y formar una serie de patrones de moteado, un reflector configurado para reflejar la luz de la primera y la segunda guía de ondas en el tejido luminal y para reflejar la luz del tejido luminal en la tercera guía de ondas, en el que uno o más conmutadores están configurados de forma que la luz reflejada desde el tejido luminal sobre la tercera guía de ondas en cualquier momento dado se refleje desde una o más secciones sustancialmente no superpuestas de un tejido luminal, y uno o más detectores.

Breve descripción de los dibujos

Otros objetos, características y ventajas de la presente invención resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada cuando se tome junto con las Figuras adjuntas que muestran realizaciones ilustrativas de la presente invención.

Figuras 1A-1B. Figura 1A muestra una curva g2(t) convencional. Figura 1B muestra una comparación de t para diferentes tipos de placas.

Figura 2 Diagrama esquemático del catéter ILSI de visualización omnidireccional utilizando un espejo piramidal de 4 facetas con un sistema de conmutación de iluminación.

Figuras 3A - 3B. Un modelo CAD para la óptica distal del catéter ILSI usando un espejo piramidal de 4 facetas en vista en perspectiva (Figura 3A) y vista en planta (Figura 3B).

Figura 4 Un diseño óptico para la óptica distal del catéter ILSI utilizando un espejo piramidal de 4 facetas.

Figura 5A Campo de visión en el extremo del haz de fibra. Figura 5B es la forma de imagen correspondiente en la cara de extremo del haz de fibra.

Figura 6 Sistema de conmutación de iluminación en el extremo proximal.

Figuras 7A - 7D Vista esquemática de elementos reflectantes de cuatro facetas (Figura 7A) y seis facetas (Figura 7C) y gráficos que muestran la intensidad frente al tiempo para diversas realizaciones (Figuras 7b y 7D).

Figura 8 Diagrama esquemático del catéter ILSI de visualización omnidireccional usando espejo cónico, que no es objeto de la invención.

Figura 9 Un diseño óptico para la óptica distal del catéter ILSI usando un espejo cónico, que no es objeto de la invención.

En la siguiente descripción, se hace referencia a los dibujos adjuntos que son ilustraciones de realizaciones en las que se puede poner en práctica la invención desvelada. Se ha de entender, sin embargo, que los expertos en la materia puedan desarrollar otras modificaciones estructurales y funcionales sin apartarse de la novedad ni del alcance de la presente divulgación.

Descripción detallada de la invención

La ILSI se puede realizar en animales vivos a través de un catéter intravascular que ha permitido la evaluación de un área única de la pared coronaria. En un sistema ILSI de ejemplo, el rayo emitido por una fuente láser se acopla con una fibra monomodo utilizada como fibra de iluminación en el espacio libre. Esta fibra de iluminación y un haz de fibra (FB) se incorporan en un catéter ILSI. El haz de fibra se puede utilizar para transportar imágenes moteadas a un detector con óptica de aumento que detecta imágenes moteadas y un ordenador calcula una función de autocorrelación de la intensidad de moteado temporal, también conocida como curva g2(t), que proporcionan propiedades viscoelásticas de la placa medida. Este proceso se describe, por ejemplo, en la Patente estadounidense 7.231.243, que se incorpora en el presente documento como referencia en su totalidad.

En el extremo distal del catéter, la luz de la fibra de iluminación se refleja directamente en una superficie de espejo y se ilumina en la pared del lumen, como una placa o un tejido en la pared del vaso. Se capturan múltiples luces dispersas en un tejido mediante lentes de enfoque, como una lente GRIN, y se obtienen imágenes en la cara de extremo del haz de fibra y se transportan al extremo proximal.

Estas imágenes moteadas se crean a partir de un área única en un tejido y fluctúan a lo largo del tiempo de t = to a t = tn. La fluctuación de la imagen del moteado se puede describir mediante una función de autocorrelación de la intensidad de moteado temporal denominada curva g2(t) que compara las siguientes imágenes con una imagen inicial en t = to. La Figura 1A muestra una curva g2(t) convencional simplificada calculada por imágenes moteadas.

Una constante de tiempo "t" se puede calcular de forma única a partir de una curva g2(t) para evaluar la rapidez con la que fluctuaron numéricamente las imágenes moteadas. En arteria coronaria, existen varios tipos de placas y algunas de ellas están relacionadas con el IAM. La Figura 1B muestra una comparación de t para placas en la que NCFA<100 significa fibroateroma de núcleo necrótico con un espesor mínimo de casquete fibroso <100 pm, NCFA>100 significa con un espesor de casquete > aproximadamente 100 pm, PIT significa engrosamiento intimal patológico, 1H significa hiperplasia intimal y C significa placa calcificada. Se considera que el NCFA con un espesor de casquete de aproximadamente 65 pm es el papel fundamental para la rotura de la placa. Véase, la Publicación de Patente estadounidense 2008/0262359. Por tanto, se puede usar un catéter ILSI para distinguir las placas inestables que causan IAM in vivo.

Para lograr un catéter de visualización omnidireccional para el catéter ILSI con una guía de ondas que se muestra en el presente documento como un haz de fibra, se describen varias realizaciones. La primera realización usa un espejo piramidal de múltiples facetas con un sistema de conmutación de iluminación (realización 1) y el segundo método usa un espejo cónico (que es un ejemplo, que no es objeto de la invención). El sistema de conmutación de iluminación se utiliza para evitar la superposición de imágenes de cada cara de un espejo piramidal en la cara de extremo de un haz de fibra.

la Figura 2 muestra un esquema del catéter ILSI de visión omnidireccional de la realización 1 que usa un espejo piramidal de 4 facetas con un sistema de conmutación de iluminación. En esta realización, el rayo emitido por una fuente de láser se acopla con una fibra monomodo utilizada como fibras de iluminación. La fibra monomodo está conectada con un sistema de conmutación MEMS de fibra óptica. Este sistema de conmutación MEMS tiene un canal de entrada y dos canales de salida, y está controlado por un ordenador para cambiar los canales de salida. Dos canales de salida están conectados a acopladores de fibra que dividen intensidades 50:50. Después, cuatro fibras de iluminación están incorporadas en el catéter ILSI y dos de ellas se cambian simultáneamente y se iluminan en la pared del lumen, que es una placa o un tejido en la pared del vaso en este caso.

Con más detalle para la Figura 2, luz coherente, tal como la luz láser, desde la fuente de luz 21 se transmite a través de un acoplamiento de fibra óptica 22 a través de una fibra 23 a un sistema de conmutación de iluminación 24 como un sistema de conmutación microelectromecánico (MEMS) que proporciona dos fibras de salida 25, que pasan a través de acopladores de fibra 26. Las fibras de iluminación 27 se acoplan en un catéter 28. El extremo distal del catéter 28 se muestra en una vista expandida usando la misma numeración que en la Figura 3 a continuación, en el que la luz de la fibra de iluminación 34 pasa a través de un polarizador circular 38 y llega a un reflector, tal como un espejo 40 mostrado en el presente documento como un espejo piramidal de cuatro facetas. Desde el reflector 40, la luz se refleja en una muestra de tejido 29, como una capa de tejido estático sobre una capa de tejido en movimiento, como una placa aterosclerótica en la pared del lumen. Se puede colocar una funda exterior 31 (véase la Figura 3B para obtener más detalles) directamente en contacto con la muestra 29 (campo cercano), o se puede colocar a una distancia corta, por ejemplo, de 1 mm a 10 cm de la muestra (campo lejano). La luz entra en la muestra 29, en la que se refleja por moléculas, restos celulares, proteínas, compuestos (por ejemplo, cristales de colesterol) y microestructuras celulares (como orgánulos, microtúbulos) dentro de la muestra. La luz emitida por la muestra 29 se refleja desde el espejo 40 a través del polarizador circular 38 en el que pasa a través de una óptica de enfoque (lente GRIN) 37 al haz de fibra 35, y se transmite después por el haz de fibra 2x a un detector que puede ser, por ejemplo, un dispositivo plano de carga acoplada (CCD) o un detector lineal o bidimensional. La luz pasa opcionalmente a través de una apertura o tope que se encuentra entre el polarizador circular y la lente GRIN. Como alternativa, la apertura opcional puede estar ubicada en la superficie (o superficies) del reflector 40 o en un plano focal común. Debido a la interferencia, se forma un patrón de moteado en el detector 2X. El patrón de moteado resultante es digitalizado después por un convertidor analógicodigital, ejemplificado como parte de un ordenador 48, analizado usando los procedimientos descritos en el presente documento y en la Patente estadounidense 7.231.243 y en la Publicación de Patente estadounidense n.° 2008/0262359 y opcionalmente mostrado en una pantalla 49 y se puede calcular después una curva g2 (t).

La presente invención es particularmente útil para análisis in vivo. Por tanto, el aparato está particularmente adaptado para la medición en un lumen humana o de otro animal (por ejemplo, vasos sanguíneos). En algunas realizaciones preferidas, el diámetro exterior del aparato que se puede insertar en un lumen es, a lo sumo, 2 mm, 1,5 mm o 1,0 mm o 990 |jm. En algunas realizaciones preferidas, el diámetro exterior de la óptica que se puede insertar en un lumen (por ejemplo, el haz de fibra, fibra de iluminación, óptica de enfoque y reflexión) es, a lo sumo, 1 mm, 900 jm , 800 jm , 700 jm , 600 jm , 500 jm o menos.

Se pueden utilizar muchos otros tipos de instrumentos para recopilar datos de moteado. Por ejemplo, la óptica como se describe en el presente documento se puede integrar en otros tipos de instrumentos, como endoscopios, artroscopios o laparoscopios. La óptica puede formar también una unidad independiente que se pasa al puerto de accesorios de los endoscopios o laparoscopios estándares, o se integra en otro tipo de catéter, como un catéter de ultrasonido intravascular de doble finalidad. La óptica puede incluir también una lente que enfoca la luz emitida en los extremos distales del haz de fibra para permitir la formación de una "imagen de campo cercano" (cerca de la vista de muestra menos de una longitud de onda) en lugar de una "imagen de campo lejano" (en el detector se estableció a más de una longitud de onda de la superficie del tejido).

El filtro de polarización circular 38 es un componente opcional que se puede usar para eliminar todo menos un cierto tipo de luz polarizada. Como alternativa, un filtro de polarización cruzada permitiría que solo la luz que tiene una polarización perpendicular a la luz incidente llegue al detector, mientras que un filtro polarizado en paralelo permitiría pasar solo la luz que tenga la misma polarización que la luz incidente. Puesto que es menos probable que la luz de dispersión múltiple retenga su polarización inicial que la luz de dispersión única, los filtros de polarización se pueden utilizar para desviar los datos hacia la luz de dispersión múltiple o única. Este sesgo puede utilizarse para deducir información sobre la estructura de la muestra, puesto que la luz que ha penetrado más profundamente en la muestra se dispersará más que la luz reflejada desde la superficie o remitida desde cerca de la superficie.

En lugar de un CCD, el detector puede ser, por ejemplo, un sensor CMOS, un detector de fotodiodos, una placa fotográfica, una serie de fotodetectores o un solo detector. La fuente de luz puede iluminar la muestra con luz continua o pulsos sincronizados.

En este diagrama esquemático, se elige un espejo piramidal de 4 facetas, pero ciertamente, se puede elegir cualquier espejo de múltiples facetas. En el caso de espejos con facetas pares, se pueden utilizar dos conmutaciones de iluminación simultáneas para reducir el tiempo de medición. En el caso de espejos con facetas impares, se puede utilizar una conmutación de iluminación única. También se contempla el uso de conmutación de iluminación única en el que se usan incluso espejos con facetas pares.

Por tanto, en una realización, se utiliza un espejo piramidal de 6 facetas, en el que la óptica de iluminación y los sistemas de conmutación MEMS están adaptados para iluminar, en serie, tres pares de facetas opuestas del espejo y, por lo tanto, tres secciones de la pared del lumen en serie, en el que, en cada momento, las dos facetas opuestas del espejo piramidal de 6 facetas se iluminan simultáneamente.

En otra realización más, se utiliza un espejo piramidal de 8 facetas, en el que la óptica de iluminación y los sistemas de conmutación MEMS están adaptados para iluminar, en serie, cuatro pares de facetas opuestas del espejo y, por lo tanto, cuatro secciones de la pared del lumen en serie, en el que, en cada momento, las dos facetas opuestas del espejo piramidal de 8 facetas se iluminan simultáneamente.

En otra realización que usa un espejo piramidal de 6 facetas, las tres facetas alternas se iluminan simultáneamente, en el que el interruptor MEMS causa la iluminación, en serie, de los dos conjuntos de facetas alternas. De forma similar al espejo piramidal de 8 facetas, cuatro facetas se iluminan simultáneamente, en el que las cuatro facetas son facetas alternas y los dos conjuntos de facetas alternas pueden iluminarse en serie.

En algunas realizaciones, cada una de las facetas del espejo piramidal de múltiples facetas se puede iluminar y después el aparato se gira con un giro no continuo de aproximadamente 360°/(n*2) en el que n es el número de facetas en el espejo. También se contemplan giros adicionales. Después de las mediciones en la posición girada, el aparato se puede girar de nuevo a la posición original y se puede mover longitudinalmente a lo largo del lumen para exploraciones adicionales. Preferentemente, el sistema óptico está diseñado para optimizar tales realizaciones. Por ejemplo, se puede ubicar un tope óptico en la faceta en oposición a la lente GRIN (como se muestra en la Figura 8 que se analiza a continuación).

En este sistema, también el haz de fibra se utiliza para transportar imágenes moteadas del extremo distal al extremo proximal. En el extremo proximal, un detector con óptica de aumento detecta las imágenes moteadas y un ordenador calcula una función de autocorrelación de la intensidad de moteado temporal, también conocida como curva g2(t), que aportan propiedades viscoelásticas de placa medida.

En el extremo distal, las luces de las fibras de iluminación se reflejan directamente en la superficie del espejo piramidal de 4 facetas y se iluminan en las paredes del lumen, que son placas o tejidos en las paredes de los vasos en este caso. Múltiples luces dispersas en los tejidos son capturadas por una lente GRIN y capturadas en la cara de extremo del haz de fibra y transportadas al extremo proximal.

Para explicar el catéter ILSI de visualización omnidireccional utilizando un espejo piramidal de múltiples facetas con un sistema de conmutación de iluminación, se describe la organización de elementos ópticos de la óptica distal del catéter ILSI. La Figura 3A muestra un modelo CAD para la óptica distal del catéter ILSI usando un espejo piramidal de 4 facetas y la Figura 3B muestra dimensiones de ejemplo para cada elemento óptico.

La Figura 3A muestra un modelo CAD para la óptica distal del catéter ILSI utilizando un espejo piramidal de 4 facetas. Este catéter ILSI incorpora el espejo piramidal de 4 facetas y las cuatro fibras monomodo asociadas que se utilizan para la iluminación. Las posiciones del ángulo de giro de 4 fibras de iluminación alrededor de la dirección longitudinal del catéter ILSI son equivalentes a las facetas del espejo piramidal de 4 caras. Las luces de iluminación que pasan a través de cuatro fibras monomodo diferentes se emiten desde la cara de extremo de las fibras, pasan por un polarizador circular, se reflejan por el espejo de 4 facetas y se iluminan sobre los tejidos. En los tejidos, tal y como se han descrito en el presente documento, se produce una dispersión múltiple y algunas partes de las luces dispersas se dispersan hacia atrás y se reflejan en el espejo de 4 facetas nuevamente, pasan a través del polarizador circular y se obtiene una imagen en la cara de extremo del haz de fibra mediante una lente GRIN. Las imágenes de la cara de extremo del haz de fibra se transfieren a una óptica proximal a través del haz de fibra.

Con más detalle y con referencia a la Figura 3B, se proporciona un catéter óptico 28 ejemplificado con un espejo piramidal de múltiples facetas e incluye una funda exterior 31 y un espacio libre 32. El eje de accionamiento 33 aloja una fibra de iluminación 34 y un casquillo 35 del haz de fibra. En el extremo distal, el casquillo 35 del haz de fibra está unido a una óptica de enfoque como una lente GRIN 37, un polarizador circular 38, y un espejo de múltiples facetas 40 dentro de una funda interior 39, que puede ser transparente. La funda interior puede adaptarse particularmente para sostener un espejo de múltiples facetas 40, como un espejo piramidal. El espejo de múltiples facetas 40 se muestra como un espejo piramidal de cuatro facetas en la Figura 3A. La uno o más fibras de iluminación 34 se pueden conectar a una fibra óptica fija (no mostrada) que se extiende del catéter proximalmente a una fuente de luz.

El diseño óptico de la óptica distal del catéter ILSI con dimensiones de ejemplo se muestra en la Figura 4. Por tanto, se proporciona un catéter con componentes ópticos que tienen un diámetro de menos de 1000 |jm, menos de 800 |jm, o menos de 600 jm (594 jm como se muestra) y un catéter que incluye una funda exterior de menos de 1500 jm , menos de 1250 jm , o menos de 1000 jm . Diámetros de ejemplo como se muestra en la Figura 3B y Figura 4 se proporcionan para dar un diámetro total de 990 jm . También se contemplan otros diámetros y configuraciones.

Basándose en este diseño óptico, el tope de este sistema se puede ubicar en el extremo derecho de la lente GRIN y la forma del espejo piramidal no afecta a ninguna forma de imagen. Y el campo de visión (FOV) de esta óptica distal está limitado por el área transparente de la funda interior. En este diseño, para evitar la luz parásita provocada por un polarizador circular (CP), la superficie lateral del CP o el área parcial de la funda interior es opaca, y el FOV está limitado a la porción delantera de la pared del vaso desde el CP. La limitación del FOV mejora también el tiempo de medición como se describe a continuación.

En la Figura 3B, se puede ubicar un tope del sistema en el lado derecho de la lente GRIN. Por tanto, la imagen obtenida a través de una faceta del espejo piramidal y la óptica distal tiene teóricamente una forma circular puesto que la lente GRIN es de forma cilindrica. Pero el eje de accionamiento actúa también como tope de apertura además del tope del sistema, y el eje de accionamiento plasma la mitad del haz de rayos ópticos. Después, la forma real de la imagen en el haz de fibra es un semicírculo como se muestra en la Figura 5B.

Si el tope del sistema está ubicado en una faceta del espejo piramidal, la forma de la imagen en la superficie del extremo del haz de fibra es generalmente la misma forma que la faceta y no hay imágenes superpuestas. Sin embargo, en este caso, el FOV es estrecho y es posible que la longitud total deba ser mayor.

En un ejemplo de realización, que se ejemplifica en la Figura 4, la óptica de enfoque 37 es una lente GRIN de GRINTECH o NSG que tiene un diámetro de 350 jm (CA = 315 jm). La luz se envía a través de un polarizador circular 38 de American Polarizers, Inc. que tiene una transmisión del 4,2 % para doble paso (457 mm x 609 mm). La funda interior (FEP AWG23 de Zeus tiene un diámetro interior de 660,4 jm (AWG23) y un espesor de 50 jm . La funda exterior 39 tiene un diámetro interior de 860 jm , un diámetro exterior de 990 jm y un espesor de 65 jm . El reflector 40 utilizado en un ejemplo no limitante particular es una pirámide de 4 facetas con 48 grados, que se formó a partir de un alambre de latón pulido (McMaster). El reflector, en otros ejemplos no limitantes, es un espejo piramidal de 4 facetas que se formó a partir de una varilla de vidrio pulido revestido de aluminio.

La Figura 5A muestra un FOV cubierto por una faceta del espejo piramidal de 4 facetas y la Figura 5B muestra una forma de imagen en la cara de extremo del haz de fibra que corresponde al FOV.

La limitación del FOV corta la mitad de la imagen superior en la cara de extremo del haz de fibra que se muestra en la Figura 5B, lo que significa que el lado superior de la cara de extremo del haz de fibra puede usarse para una imagen construida por una faceta opuesta del espejo piramidal. Por otro lado, puesto que las imágenes de las facetas vecinas se superponen con la imagen original, esto debe evitarse. Para evitar esta superposición de imágenes de facetas vecinas, las luces de iluminación son conmutadas por un controlador externo en una óptica proximal. Por tanto, la luz puede incidir sobre dos facetas no adyacentes del espejo a la vez y las imágenes resultantes proporcionarán un FOV que cubre la mayor parte del haz de fibra. El cambio permitirá crear imágenes de cada una de las facetas.

Como se muestra en la Figura 5A, el FOV circunferencial correspondiente a una faceta es de 43,6 grados en este caso. Esto proporciona un FOV circunferencial completo de 174,4 grados (43,6 * 4 caras), lo que es equivalente al 48,4 % de los 360 grados completos disponible. Este FOV se puede mejorar cuando aumenta el número de facetas, pero esencialmente, el FOV no puede alcanzar el 100 % mientras se utilice un espejo piramidal de múltiples facetas factible. Para lograr un FOV circunferencial del 100 %, un giro no continuo dentro de un ángulo parcial, como un movimiento de motor galvo, se puede incorporar con el catéter ILSI. Por ejemplo, un motor galvo está ubicado en el extremo proximal del catéter y un eje de accionamiento transfiere el movimiento del motor galvo al extremo distal. Puesto que el movimiento del haz de fibra es menor que los movimientos cardíacos en el cuerpo humano o animal y el extremo proximal del haz de fibra frente a un detector es fijo, las imágenes moteadas son estables y claras. En algunas realizaciones, el giro no continuo es menos de 360°, o menos de 270°, o menos de 180° o menos de 90°, o aproximadamente 45°.

Por ejemplo, para una pirámide de cuatro facetas, el giro puede ser de aproximadamente 45°. Este giro es particularmente ventajoso puesto que, después de obtener imágenes a través de las cuatro facetas en una ubicación giratoria, el giro la sonda de aproximadamente 45° y la toma imágenes adicionales proporcionará una cobertura centrada en las ubicaciones que estaban "oscuras" en el primer conjunto de imágenes. Un segundo giro, por ejemplo, después de girar 45 °, un giro de aproximadamente 22,5° se puede mover. En otra realización en el que se usa un espejo de seis facetas, se puede preferir un giro de aproximadamente 30°.

La Figura 6 muestra un ejemplo de un sistema de conmutación de iluminación 24, un sistema de conmutación MEMS para el catéter ILSI. Una luz de la fuente de luz 21, que puede ser un diodo láser 42, se acopla usando una lente 42 de acoplamiento de fibra con una fibra monomodo que es parte de un sistema de conmutación MEMS 24. Las fibras se establecen a través de un conmutador MEMS 43, un acoplador SM 44. El sistema de conmutación 24 puede cambiar los canales de salida de las luces de iluminación. En ese caso, dos canales están conectados con acopladores monomodo que pueden dividir la luz de entrada en dos salidas 50:50. Después, una luz de un diodo láser se divide en cuatro iluminaciones conmutables. Estas cuatro fibras 25 se envían a través del catéter 28 en el que dos iluminaciones se iluminan en los tejidos simultáneamente.

La iluminación de solo dos áreas de pares diagonales puede evitar la superposición de imágenes y mejorar el tiempo de medición. Como se muestra en la Figura 5, una forma de imagen corresponde a una faceta del espejo que cubre la mitad del área de la cara de extremo del haz de fibra, y después la iluminación de pares diagonales cubre el área completa de la cara de extremo del haz de fibra. Además, medir dos áreas simultáneamente hace que la velocidad de medición se duplique.

En otras realizaciones similares (no mostradas), el sistema de conmutación de iluminación puede incluir un sistema de conmutación MEMS que divide la luz de entrada en tres salidas 33:33:33. Después, una luz del diodo láser se divide en seis iluminaciones conmutables y tres iluminaciones se iluminan en los tejidos simultáneamente. En otras realizaciones, el sistema de conmutación de tres vías se divide en seis iluminaciones conmutables en el que dos tres iluminaciones se iluminan en los tejidos simultáneamente. En otras realizaciones similares (no mostradas), una luz del diodo láser se divide en ocho iluminaciones conmutables y dos o cuatro iluminaciones se iluminan en los tejidos simultáneamente.

Por tanto, cada fibra de iluminación, 34 corresponde a cada faceta del espejo piramidal, 40. Esta configuración, como se muestra en la Figura 2, se puede proporcionar para evitar la superposición de imágenes y aumentar la velocidad de medición, El área iluminada está controlada por el sistema de conmutación. Como se describe en la Figura 7, para una pirámide de cuatro facetas (Figura 7A), cuando la iluminación #1 y #3 están encendidas, las otras #2 y #4 están apagadas (Figura 7B). Cuando la iluminación #2 y #4 están encendidas, las otras #1 y # 3 están apagadas. Se repite este ciclo. En el caso de utilizar 6 iluminaciones y un interruptor bidireccional (Figura 7C), cuando la iluminación #1 y #4 están encendidas, las otras están apagadas (Figura 7D). A continuación, la iluminación #1 y #4 se apaga y la iluminación #2 y #5 se encienden. A continuación, la iluminación #2 y #5 se apaga y la iluminación #3 y #6 se encienden. Se repite este ciclo.

La Figura 8 muestra un esquema del catéter ILSI de visualización omnidireccional utilizando un espejo cónico, que es un ejemplo, que no es objeto de la invención. La principal diferencia entre la Figura 8 y los esquemas anteriores utilizan un espejo cónico y una apertura en el extremo distal. Un espejo cónico puede cubrir todo el FOV circunferencial de una pared del lumen, pero una imagen que usa un espejo cónico tiene un astigmatismo tremendamente grande debido a la forma de un espejo. El astigmatismo de la imagen reflejada alrededor del área de la punta del cono es relativamente grande y se relaja alrededor de la falda del espejo cónico.

Durante el funcionamiento, como se ejemplifica para ILSI usando un espejo cónico en la Figura 8, luz coherente, tal como la luz láser, desde la fuente de luz 21 se transmite a través de la óptica de acoplamiento de fibra 22 a través de una fibra de iluminación 23 a un catéter 28. El extremo distal del catéter 28 se muestra en una vista expandida usando la misma numeración que en la Figura 3 anterior, en el que la luz de la fibra de iluminación 34 pasa a través de un polarizador circular 38 y llega a un espejo, 40 mostrado aquí como un espejo cónico. Desde el espejo 40, la luz se refleja en una muestra de tejido 29, como una capa de tejido estático sobre una capa de tejido en movimiento, como una placa aterosclerótica en la pared del lumen. Una funda exterior 31 puede colocarse directamente en contacto con la muestra 29 (campo cercano), o puede colocarse a una corta distancia, por ejemplo, de 1 mm a 10 cm de la muestra (campo lejano). La luz entra en la muestra 29, en la que se refleja por moléculas, restos celulares, proteínas, compuestos (por ejemplo, cristales de colesterol) y microestructuras celulares (como orgánulos, microtúbulos) dentro de la muestra. La luz emitida por la muestra 29 se refleja desde el espejo 40 a través del polarizador circular 38 y a través de una apertura (o tope) 41 en la que pasa a través de una óptica de enfoque (lente GRIN) 37 al haz de fibra 35, y se transmite después por haz de fibra 45 a un detector 47 que puede ser, por ejemplo, un dispositivo plano de carga acoplada (CCD) o un detector lineal o bidimensional.

Debido a la interferencia, se forma un patrón de moteado en el detector 47. El patrón de moteado resultante es digitalizado después por un convertidor analógico-digital, ejemplificado como parte de un ordenador 48, analizado usando los procedimientos descritos en el presente documento y en la Patente estadounidense 7.231.243 y en la Publicación de Patente estadounidense n.° 2008/0262359 y opcionalmente se muestra en una pantalla 49 y se calcula una curva g2(t).

Se utiliza una apertura para plasmar y mejorar este astigmatismo. La Figura 9 muestra un ejemplo de diseño óptico de la óptica distal del catéter ILSI usando un espejo cónico 40.

Este diseño óptico opta por un sistema telecéntrico doble y el tope 41 se ubica entre dos lentes GRIN (36 y 37). La ventaja de este diseño óptico es una menor distorsión independiente de la posición del catéter en el lumen y un menor ángulo de incidencia con la cara de extremo 35 del haz de fibra. Además, este diseño no requiere ningún cambio de iluminación. Una fibra de iluminación (23, no mostrada) se puede ubicar en el centro del haz de fibra 35 o alrededor del haz de fibra.

En algunas realizaciones preferidas, los haces de fibra óptica tienen una diafonía entre fibras reducida. Preferentemente, estos haces de fibra óptica son haces de fibra lixiviada (como los vendidos por SCHOTT). La teoría del modo acoplado (CMT) desarrollada por Snyder (J. Opt. Soc. A.m. 62, 1267-1277 (1972)) para determinar los parámetros preferidos del haz de fibra óptica lixiviada para su uso en esta realización. Usando CMT, se cuantificó la influencia de múltiples parámetros de haces de fibras en la diafonía entre fibras y la modulación de las motas de láser transmitidas. Asimismo, los parámetros del haz de fibra se definieron para reducir considerablemente la modulación de los patrones de moteado transmitidos causados por el acoplamiento de modos entre y dentro de los núcleos multimodo. En este análisis, se utilizó un sistema de fibra óptica de múltiples núcleos modelo de 7 núcleos dispuestos hexagonalmente incrustados en un material de revestimiento uniforme. Se utilizó CMT para evaluar la modulación de los patrones de moteado con láser durante la transmisión a través de los haces ópticos. Por tanto, cada uno del diámetro de núcleo, fluctuación en el diámetro de núcleo, apertura numérica y la separación del núcleo se evaluó para reducir la diafonía entre fibras.

Para algunas realizaciones, particularmente cuando se usa una longitud de onda de 690 pm, los parámetros de los haces de fibras deben incluir un diámetro de núcleo de 3,0 pm ± 0,3 pm, o 3,0 pm ± 0,2 pm, o 3,0 pm ± 0,1 pm, o un diámetro de núcleo de 3,0 pm dentro del error medible.

Un NA más alto confinará mejor el campo de modo en el núcleo, pero un NA más alto aumentará también el número de modos guiados y 0,40 NA es el contraste más alto actualmente disponible de índice de refracción entre el núcleo y el material de revestimiento de los haces de fibras. Para algunas realizaciones, particularmente cuando se usa una longitud de onda de 690 nm, el haz de fibra incluye preferentemente una apertura numérica de al menos 0,35, al menos 0,36, al menos 0,37, al menos 0,38, al menos 0,39, o al menos 0,40. En una realización, la apertura numérica está entre 0,37 y 0,41 o entre 0,38 y 0,41. Mientras que el NA más alto para los paquetes de fibra óptica actualmente disponibles en el mercado es de aproximadamente 0,40, Se prefieren NA más altos para reducir la diafonía y la invención contempla también el uso de NA más altos en caso de que estén disponibles, tal como un NA de aproximadamente 0,42; 0,43; 0,44 o 0,45.

Un parámetro adicional que influye en el acoplamiento de modos es la falta de uniformidad de las fibras, como las fluctuaciones del tamaño del núcleo y la forma irregular del núcleo. Esta falta de uniformidad podría introducir el desajuste en la constante de propagación p entre núcleos y una pequeña cantidad de desajuste podría reducir ampliamente el acoplamiento de modos entre fibras. Para algunas realizaciones, particularmente cuando se usa una longitud de onda de 690 nm, el diámetro de núcleo debe tener una fluctuación de ± 0,02 pm a ± 0,4 pm; de ± 0,02 pm a ± 0,3 pm, de ± 0,03 pm a ± 0,3 pm; de 0,05 pm a ± 0,2 pm, o de aproximadamente ± 0,1 pm. En algunas realizaciones, la fluctuación del núcleo es de aproximadamente 0,06 pm (2,0 %).

Una gran separación de núcleo a núcleo conduce a un acoplamiento reducido debido a la gran separación entre los campos de modo debido a que el campo de modo se superpone cuando los núcleos están más cerca. Un NA más grande que indica un mayor contraste de índice de refracción entre el núcleo y el material de revestimiento conduce a un mayor confinamiento de los campos modales y, por lo tanto, reduce la superposición de los campos modales de las fibras vecinas. Para algunas realizaciones, particularmente cuando se usa una longitud de onda de 690 nm, el haz de fibra debe incluir una separación entre núcleos de 8,0 pm ± 0,7 pm, de 8,0 pm ± 0,5 pm, de 8,0 pm ± 0,4 pm, de 8,0 pm ± 0,3 pm, de 8,0 pm ± 0,2 pm, o de 8,0 pm ± 0,1 pm, o de 8,0 pm dentro del error medible.

Por tanto, en estas realizaciones, los haces de fibra óptica comprenden una pluralidad de fibras de núcleo, cada una de las que tiene: un diámetro de núcleo de 3,0 pm ± 0,3 pm con una fluctuación en el diámetro de núcleo de ± 0,05 pm a ± 0,3 pm, y una apertura numérica de al menos 0,35, y teniendo el haz de fibra óptica una separación entre núcleos de 8,0 pm ± 0,5 pm. En algunas realizaciones, el haz de fibra tiene un diámetro de núcleo de 3,0 pm ± 0,1 pm con fluctuaciones en el tamaño del núcleo de ± 0,1 pm a ± 0,2 pm, una separación entre núcleos de 8,0 pm ± 0,5 pm y una apertura numérica entre 0,38 y 0,41. En otras realizaciones adicionales, los mismos o similares procedimientos utilizados para obtener estos parámetros optimizados pueden utilizarse para obtener parámetros similares cuando se utilizan otras longitudes de onda.

La ventaja de la presente invención que logra un catéter de visualización omnidireccional utilizando un espejo piramidal de múltiples facetas con conmutación de iluminación y el ejemplo, que utiliza un espejo cónico (el ejemplo que utiliza el espejo cónico no es objeto de la invención) es que puede mejorar la complejidad mecánica. El estado actual de la técnica tiene una gran barrera para girar un haz de fibra y lograr después una visión omnidireccional. Incluso si una junta giratoria de fibra óptica compleja mecánica puede girar un haz de fibra, la calidad de la imagen moteada que afecta la detección de placa inestable se vuelve inestable y se degrada.

La invención propuesta del catéter de visualización omnidireccional puede lograr una formación de imágenes moteadas claras y estables.

La invención incluye un sistema óptico para detectar patrones de moteado en una muestra. El sistema tiene una sonda de fibra óptica como se describe en el presente documento; una fuente de luz coherente o parcialmente coherente conectada a la fibra óptica central dentro del conjunto de fibras; un detector para recibir la luz emitida por la muestra; y un procesador para procesar la luz emitida y analizar los patrones de moteado emitidos por la muestra.

Por ejemplo, el procesador puede incluir constantes de tiempo de patrón de moteado de referencia o una biblioteca completa de constantes de tiempo de patrón de moteado de referencia, o curvas de correlación de patrón de moteado de referencia, por ejemplo, para tejido sano y enfermo. El sistema puede incluir también un convertidor analógicodigital para convertir la luz emitida analógica en una señal digital.

En general, la invención presenta un método de análisis de tejido, por ejemplo, in vivo, iluminando un tejido con luz coherente, tal como luz láser o luz parcialmente coherente; recibir luz reflejada del tejido en un detector para formar una serie de patrones de moteado; y analizar cambios en los patrones de moteado a intervalos de tiempo suficientes para medir los cambios causados por el movimiento de objetos dentro del tejido en una escala microscópica, por ejemplo, menos de aproximadamente 1 mm (por ejemplo, menos de aproximadamente 500 o 100 micrómetros), como el movimiento Browniano de moléculas o macromoléculas, o el movimiento de células u orgánulos celulares, u otras formas de movimiento no aleatorias como la linfa o el flujo transmembrana intracelular, mientras se elimina el movimiento en una escala macroscópica, por ejemplo, más de aproximadamente 1 mm.

Por ejemplo, los patrones de moteado se pueden medir en un campo cercano o en un campo lejano y obtener imágenes en el detector. El "campo cercano" es la medida de la distribución del moteado a menos de una longitud de onda de luz de la superficie de un tejido, mientras que el moteado de "campo lejano" es el patrón de interferencia formado a más de una longitud de onda de luz de la superficie. El método puede incluir además compensar el movimiento macroscópico o extrínseco, como un latido del corazón, movimiento del paciente, o peristalsis, para aislar el movimiento microscópico, por ejemplo, Browniano.

En este método, la etapa de iluminación puede incluir proporcionar un dispositivo invasivo acoplado a una fuente de luz, pasar el dispositivo a un paciente, colocar el dispositivo cerca del tejido e iluminar el tejido con luz coherente o luz parcialmente coherente desde la fuente de luz.

El aparato puede ser un dispositivo invasivo como, por ejemplo, un catéter, un endoscopio o un laparoscopio. El dispositivo puede colocarse en contacto directo con el tejido (para medir un patrón de moteado de campo cercano) o puede estar a una distancia determinada del tejido (para medir un patrón de moteado de campo lejano o de campo cercano). El dispositivo puede incluir un catéter que tiene una primera fibra (o conjunto o haz de fibra) que transmite luz desde la fuente de luz al tejido, y un conjunto de fibras o una sola fibra que recibe la luz emitida por el tejido. Los conjuntos de fibras pueden ser unidimensionales o bidimensionales. Después de la iluminación en una posición (con o sin giro no continuo), el aparato se mueve longitudinalmente a lo largo del tejido y se toman medidas adicionales. Esto puede proporcionar, por ejemplo, una imagen de una longitud completa de un tejido luminal.

Un ejemplo, que no es objeto de la invención proporciona un aparato para el análisis de tejidos que comprende: un haz de fibra óptica, una lente en comunicación óptica con el extremo distal del haz de fibra óptica, un espejo cónico en comunicación óptica con la lente, una apertura situada entre la lente y el espejo cónico, y una o más fibras de iluminación en comunicación óptica con el espejo cónico, en el que la apertura reduce el astigmatismo de la luz que se refleja en el espejo cónico y en el haz de fibra óptica. En algunas realizaciones, la una o más fibras de iluminación están ubicadas en el centro del haz de fibra. En algunas realizaciones, la una o más fibras de iluminación están alineadas en forma de anillo alrededor del haz de fibra. El espejo puede ser un espejo cónico, el aparato puede ser un sistema telecéntrico doble y/o la lente es una lente GRIN. En algunas realizaciones, el aparato comprende además un polarizador circular entre la lente y el espejo cónico.

En algunas realizaciones, adhesivo transparente, como el epoxi de curado por UV, se puede utilizar en el espacio de paso de rayos ópticos entre el reflector y las guías de ondas u otros elementos ópticos (por ejemplo, entre un polarizador circular y un espejo piramidal). Este adhesivo puede mejorar la rigidez de la óptica distal y la estabilidad de posición del espejo piramidal. De forma adicional, en ejemplos de realizaciones, este adhesivo tiene un índice de reflexión similar al de un polarizador circular y un tubo que sostiene el espejo piramidal de modo que se pueden reducir los reflejos posteriores que provocan la degradación del contraste de la imagen y la inestabilidad del láser.

Un aspecto de la presente invención proporciona un método de análisis de tejidos que comprende: iluminar una sección cilíndrica de una pared del lumen con luz coherente o parcialmente coherente pasando la luz a través de un espejo; recibir luz reflejada desde la sección cilíndrica de una pared del lumen en el espejo; recibir luz reflejada del espejo en un detector y formar una serie de patrones de moteado; analizar los cambios en los patrones de moteado a intervalos de tiempo suficientes para medir los cambios causados por el movimiento microscópico de objetos dentro del tejido. En algunas realizaciones, el espejo es un espejo piramidal de múltiples facetas y en otros ejemplos, que no son objeto de la invención, el espejo es un espejo cónico y la luz reflejada del espejo pasa a través de una apertura. En algunas realizaciones, la luz reflejada por el espejo pasa a través de un sistema de doble lente telecéntrica.

La etapa de análisis puede incluir comparar cada una de las series de patrones de moteado con una serie de patrones de moteado de referencia y cuantificar las diferencias de correlación temporal entre los patrones y los patrones de referencia. Por ejemplo, la etapa de análisis puede incluir la digitalización de cada uno de los patrones de moteado en función del tiempo y el espacio, y la etapa de cuantificación puede incluir evaluar una correlación cruzada entre los patrones y los patrones de referencia. La etapa de análisis puede incluir además determinar una tasa de descorrelación para los patrones de moteado o analizar las características espaciales del patrón de moteado para deducir características estructurales y/o biomecánicas del tejido. Las características biomecánicas pueden incluir, por ejemplo, conformidad, elasticidad, estrés, tensión y viscosidad. En estos métodos, los datos del patrón de moteado son instantáneas tomadas en un momento específico. Los datos de correlación del patrón de moteado son una medida de la correlación cruzada del patrón de moteado en función del tiempo.

En variaciones, el método puede incluir iluminar múltiples ubicaciones del tejido en sucesión, formar una serie separada de patrones de moteado para cada ubicación respectiva del tejido, y analizar después cada serie separada de patrones de moteado y comparar las series separadas para deducir diferencias estructurales y/o biomecánicas entre las respectivas ubicaciones del tejido.

En determinadas realizaciones, el método incluye recoger la luz reflejada en un receptor de luz y transmitir la luz acumulada al detector, y compensar el movimiento macroscópico acoplando el receptor al tejido. También se puede compensar el movimiento macroscópico excluyendo los cambios en los patrones de moteado causados por el movimiento no aleatorio durante el paso de análisis. También puede producirse un movimiento macroscópico o extrínseco, por ejemplo, de la sangre que fluye entre el tejido y el reflector. En esos casos, la etapa de compensación puede incluir reemplazar la sangre con una solución transparente y/o eliminar la información del patrón de moteado correlacionado correspondiente al flujo sanguíneo direccional.

En otra realización, la invención presenta un método para analizar una estructura de tejido, por ejemplo, para determinar la susceptibilidad a la rotura de una placa aterosclerótica que tiene una reserva de lípidos y un casquete fibroso. El método incluye iluminar la estructura del tejido, por ejemplo, placa, con luz coherente o parcialmente coherente; recibir luz reflejada desde la estructura del tejido en un detector para formar una serie de patrones de moteado; recopilar datos del patrón de moteado a intervalos de tiempo suficientes para medir el movimiento microscópico, por ejemplo, el movimiento browniano u otras formas de movimiento microscópico, dentro de la estructura del tejido o tejido adyacente a la estructura del tejido, como una piscina de lípidos; y evaluar la estructura del tejido, por ejemplo, evaluar la vulnerabilidad de una placa a romperse debido a la cantidad de movimiento browniano.

El método puede incluir además analizar las características espaciales de los datos del patrón de moteado para determinar las características estructurales y/o biomecánicas de la estructura del tejido, por ejemplo, placa, por ejemplo, evaluando el espesor de la estructura del tejido, por ejemplo, casquete fibroso. El espesor del tejido se puede determinar midiendo la descorrelación espacial y temporal del patrón de moteado en función de la distancia desde el punto de entrada del haz incidente. Cerca del punto de entrada del haz, el patrón de moteado será más estacionario. Lejos del punto de entrada del frijol, el patrón de moteado se descorrelacionará más rápidamente. La ubicación de la transición es una indicación del espesor. En el presente documento se describen otros métodos para determinar el espesor. Una placa se considera vulnerable a la rotura si el espesor del casquete fibroso es inferior a aproximadamente 60 micrómetros. El método se puede utilizar también para evaluar la viscosidad del conjunto de lípidos, en el que la placa se considera vulnerable a la ruptura si la viscosidad del conjunto de lípidos tiene una constante de tiempo de menos de aproximadamente 200 milisegundos y se considera probable que se rompa si la viscosidad del conjunto de lípidos tiene una constante de tiempo de menos de aproximadamente 100 milisegundos.

La invención incluye también un método para detectar una placa aterosclerótica vulnerable que tiene una reserva de lípidos y un casquete fibroso dentro de un vaso sanguíneo iluminando un segmento del vaso sanguíneo in vivo con luz coherente o parcialmente coherente; recibir luz reflejada desde la pared interior del vaso del segmento en un detector para formar una serie de patrones de moteado; recopilar datos del patrón de moteado a intervalos de tiempo suficientes para medir el movimiento microscópico, por ejemplo, Browniano, dentro de la pared interior del vaso; y comparar los datos de correlación del patrón de moteado con los datos de correlación de tiempo del patrón de moteado conocidos. Un medio para comparar los datos de correlación del patrón de moteado medidos con los datos de correlación del patrón de moteado de referencia es mediante la constante de tiempo, o el tiempo que tarda el patrón de moteado en descorrelacionarse en 1/e. Por ejemplo, la constante de tiempo de descorrelación para cualquier segmento dado del vaso puede medirse y compararse con constantes de tiempo conocidas para vasos normales, vasos ateroscleróticos, depósitos de lípidos con casquetes fibrosos gruesas y depósitos de lípidos con casquetes fibrosos finos (placas vulnerables). Si la constante de tiempo indica la presencia de una reserva de lípidos (t<100 ms), con una fina capa fibrosa, las características espaciales de los datos del patrón de moteado se pueden analizar adicionalmente para determinar las características estructurales de la placa como se describe en el presente documento. De forma adicional, la primera (media) y la segunda (desviación estándar) del patrón de función de distribución de probabilidad (histograma) del patrón de moteado son únicas para diferentes tipos de placa.

El reflector, que puede ser un espejo piramidal de múltiples facetas, se puede fabricar mediante cualquier método conocido en la técnica y particularmente modificado para la fabricación de ópticas pequeñas. Cada alambre de aluminio, latón y acero inoxidable se pulieron para formar múltiples espejos piramidales facetados. Tanto películas de diamante de 3 jm como de Al de 0,3 IJITI2O3 se utilizaron. También se pulió una varilla de sílice de 600 jm y se revistió con Au o Al. También se pueden usar varillas de otro diámetro y varillas con otras composiciones y otros materiales de revestimiento reflectantes. Con este método se fabricaron y probaron espejos de cuatro y seis facetas. Sin embargo, se pueden fabricar otros reflectores mediante estas y técnicas similares.

Para probar los reflectores, se hizo pasar luz uniforme a través de un gráfico de Fuerza Aérea antes de reflejarse desde el reflector a una cámara PixeLink. En una prueba, se encontró que el acero inoxidable tenía una reflectividad de aproximadamente el 75 % a 690 nm. El vidrio revestido con Au tenía una reflectividad de aproximadamente el 97 % a 690 nm.

Al hacer referencia a la descripción, se exponen detalles específicos para proporcionar una comprensión completa de los ejemplos desvelados. En otros contextos, métodos, procedimientos, los componentes y circuitos no se han descrito en detalle para no alargar innecesariamente la presente divulgación.

El "moteado" es un fenómeno de interferencia que ocurre cuando se refleja luz coherente o parcialmente coherente desde una muestra rugosa o de dispersión múltiple en un plano de detección. Un "patrón de moteado" es el patrón de intensidad que resulta de la interferencia.

La "coherencia" es la propiedad de la luz que permite la interferencia de dos o más ondas ópticas. La "coherencia parcial" se refiere a ondas que pueden interferir entre sí si la trayectoria recorrida por cada onda es equivalente o está dentro de la longitud de coherencia temporal de la luz en cualquier punto dado de la muestra.

Tal como se utiliza en el presente documento, la expresión "circunferencia total" significa al menos el 50 % de la circunferencia total, o más preferentemente al menos el 60 %, o al menos el 70 %, o al menos el 80 % y en la que la circunferencia no incluida se distribuye alrededor del lumen (es decir, 50 % de cobertura significa al menos cuatro regiones distintas del lumen separadas alrededor de la circunferencia del lumen en el que se encuentra cualquier área sin imagen, a lo sumo, 15 % de la circunferencia, y preferentemente al menos del 12 % o menos del 10 %.) Por tanto, los métodos desvelados en el presente documento pueden iluminar secuencialmente toda la circunferencia de la pared del tejido del lumen.

Tal como se utiliza en el presente documento, la expresión, "sustancialmente no superpuesto" como se usa en el contexto de imágenes moteadas que no se superponen sustancialmente en un tejido o como se refleja en un haz de fibra óptica significa que la mayoría de los datos de imagen que se reflejan en una faceta del espejo no se superponen con los datos de imagen que se reflejan en una segunda (o varias otras) facetas del espejo. Por tanto, menos del 15 % de la intensidad de luz total que entra al haz de fibra se superpondrá. Preferentemente, menos del 10 %, o menos del 5 %, o menos del 2 %, o menos del 1 % de la intensidad de luz se superpondrá. Como alternativa, cuando se utiliza el retroceso durante la toma de imágenes, sustancialmente no superpuesto significa que la cantidad de superposición de datos de imagen en el haz de fibra es menor que el área de medición superpuesta en el tejido del lumen durante el movimiento de retroceso del catéter. En ese caso, mientras que los datos de imagen sustancialmente no superpuestos en el haz de fibra son necesarios para no degenerar la imagen moteada, algo de superposición es aceptable e incluso preferible para unir las imágenes en el procesamiento posterior.

Tal como se utiliza en el presente documento, "Tejido" significa cualquier estructura biológica en o sobre un cuerpo. El tejido incluye agregados de células, crecimientos y depósitos tal como placa que pueden contener lípidos u otros componentes. Los componentes específicos de las placas que pueden investigarse incluyen grupos de lípidos, calcificaciones, regiones fibrosas y casquetes fibrosos.

Tal como se utiliza en el presente documento, una "lente telecéntrica doble" que también puede referirse a una lente que tiene telecentricidad bilateral, se forma cuando, por ejemplo, se coloca un tope del sistema en el plano focal común, lo que da como resultado que las pupilas de entrada y salida estén ubicadas en el infinito. Por tanto, el desplazamiento de los planos de la imagen o del objeto no afecta la ampliación, puesto que los sistemas telecéntricos dobles son afocales.

A menos que se defina de otro modo, todos los términos técnicos y científicos utilizados en el presente documento tienen el mismo significado que se entiende comúnmente por un experto en la materia al que pertenece esta invención. Aunque en la práctica o la comprobación de la presente invención pueden usarse métodos y materiales similares o equivalentes a los descritos en el presente documento, a continuación se describen métodos y materiales adecuados. Todas las publicaciones, solicitudes de patente, patentes y otras referencias mencionadas en el presente documento se incorporan como referencia en su totalidad. En caso de conflicto, la presente memoria descriptiva, incluidas las definiciones, regirá. De forma adicional, los materiales, métodos y ejemplos son meramente ilustrativos y no se pretende que sean limitativos.

Debe entenderse que si se hace referencia a un elemento o parte en el presente documento como "en", "contra", "conectado a" o "acoplado" a otro elemento o parte, entonces puede estar directamente en, contra, conectado o acoplado al otro elemento o parte, o pueden haber elementos o partes intervinientes presentes. Por el contrario, si se dice que un elemento está "directamente en", "conectado directamente a" o "acoplado directamente a" otro elemento o parte, entonces no hay elementos o partes intervinientes presentes. Cuando se usa, el término "y/o", incluye todas y cada una de las combinaciones de uno o más de los elementos enumerados asociados, si es así.

Términos espacialmente relativos, como "bajo" "debajo", "abajo", "inferior", "encima", "superior", "proximal", "distal" y similares, se puede utilizar en el presente documento para facilitar la descripción para describir la relación de un elemento o característica con otro u otros elementos o características como se ilustra en las diversas Figuras. Debe comprenderse, sin embargo, que los términos espacialmente relativos están destinados a abarcar diferentes orientaciones del dispositivo en uso o funcionamiento además de la orientación representada en las Figuras. Por ejemplo, si el dispositivo de las Figuras se voltea, los elementos descritos como "abajo" o "debajo" de otros elementos o características se orientarían "por encima" de los otros elementos o características. Por tanto, un término espacial relativo tal como "abajo" puede abarcar tanto una orientación de arriba como de abajo. El dispositivo puede estar orientado de otro modo (girado 90 grados o en otras orientaciones) y los descriptores espacialmente relativos usados aquí deben interpretarse en consecuencia. De forma similar, los términos espaciales relativos "proximal" y "distal" también pueden ser intercambiables, cuando corresponda.

Tal como se utiliza en el presente documento, los términos "alrededor de" o "aproximadamente" significan dentro de un intervalo aceptable para el parámetro particular especificado según lo determine un experto en la materia, que dependerá en parte de cómo se mida o se determine el valor, por ejemplo, las limitaciones del sistema de preparación y medición de muestras. Por ejemplo, "aproximadamente" puede significar un intervalo de hasta el 20 % de un valor dado, y más preferentemente significa un intervalo de hasta el 10 %.

Los términos primer, segundo, tercer, etc. pueden usarse en el presente documento para describir diversos elementos, componentes, regiones, partes y/o secciones. Debe entenderse que estos elementos, componentes, regiones, partes y/o secciones no deben estar limitadas por estos términos. Estos términos se han utilizado solo para distinguir un elemento, componente, región, parte o sección de otra región, parte o sección. Por tanto, un primer elemento, componente, región, parte, o sección que se analiza a continuación, podría denominarse un segundo elemento, componente, región, parte o sección sin apartarse de las enseñanzas del presente documento.

La terminología utilizada en el presente documento tiene la finalidad de describir únicamente realizaciones particulares y no pretende ser limitante. Tal como se utiliza en el presente documento, las formas en singular "un", "una" y "el/la", están destinadas a incluir también las formas en plural, a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Debe entenderse además que los términos "incluye" y/o "incluyendo", cuando se utiliza en la presente memoria descriptiva, especifican la presencia de características, números enteros, etapas, operaciones, elementos y/o componentes expresados, pero no excluyen la presencia o adición de una o varias características, números enteros, etapas, operaciones, elementos, componentes y/o grupos adicionales de los mismos no indicados explícitamente.

Al describir los ejemplos de realización ilustrados en los dibujos, se emplea una terminología específica en aras de la claridad. Sin embargo, la divulgación de esta memoria descriptiva de patente no pretende limitarse a la terminología específica así seleccionada y debe entenderse que cada elemento específico incluye todos los equivalentes técnicos que operen de forma similar.

A continuación se describirán ejemplos de realización con referencia a los diversos dibujos, en los que los mismos números de referencia designan partes idénticas o correspondientes en las diversas vistas y realizaciones. Por consiguiente, las descripciones de tales partes con números de referencia similares no se repetirán con respecto a múltiples Figuras.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un aparato para el análisis de tejidos, que comprende:

al menos una primera y una segunda guía de ondas, cada una configurado para iluminar un tejido luminal con luz coherente o parcialmente coherente,

uno o más conmutadores (24) configurados para conmutar la iluminación de la primera y segunda guías de ondas, al menos una tercera guía de ondas configurada para recibir la luz reflejada del tejido luminal y formar una serie de patrones de moteado, y

un espejo piramidal de múltiples facetas (40) configurado para reflejar la luz de la primera y la segunda guía de ondas en el tejido luminal y para reflejar la luz del tejido luminal en la tercera guía de ondas,

en el que uno o más conmutadores (24) están adaptados para iluminar dos o más facetas del espejo no adyacentes del espejo piramidal al mismo tiempo;

en el que los conmutadores (24) están además adaptados de modo que la conmutación permite que cada una de las facetas se ilumine de modo que la luz reflejada desde el tejido luminal sobre la tercera guía de ondas en cualquier momento dado se refleje desde una o más secciones sustancialmente no superpuestas de un tejido luminal.

2. El aparato de la reivindicación 1, en el que las guías de ondas configuradas para iluminar el tejido luminal están configuradas para iluminar, en total, al menos 60 grados.

3. El aparato de la reivindicación 1, en el que las guías de ondas configuradas para iluminar el tejido luminal están configuradas para iluminar, en total, al menos 120 grados.

4. El aparato de una cualquiera de las reivindicaciones 1,2 y 3, en el que la primera y la segunda guías de ondas son fibras monomodo.

5. El aparato de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el uno o más conmutadores son conmutadores MEMS.

6. El aparato de la reivindicación 5, en el que los conmutadores MEMS tienen un canal de entrada y 2 - 8 canales de salida controlados por ordenador.

7. El aparato de la reivindicación 5 o 6, en el que los conmutadores MEMS comprenden acopladores de fibra (26) que dividen la intensidad de luz en 50:50.

8. El aparato de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la tercera guía de ondas es un haz de fibra óptica (35).

9. El aparato de la reivindicación 8, que comprende además una lente (37) en comunicación óptica con el extremo distal del haz de fibra óptica (35).

10. El aparato de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el espejo piramidal de múltiples facetas tiene al menos una primera faceta del espejo en comunicación óptica con la primera guía de ondas y una segunda faceta del espejo en comunicación óptica con la segunda guía de ondas.

11. El aparato de la reivindicación 10, en el que el espejo piramidal de múltiples facetas es un espejo piramidal de cuatro facetas que tiene una primera faceta del espejo en comunicación óptica con la primera guía de ondas y una segunda faceta del espejo en comunicación óptica con la segunda guía de ondas, una tercera faceta del espejo en comunicación óptica con una cuarta guía de ondas y una cuarta faceta del espejo en comunicación óptica con una quinta guía de ondas, en el que la cuarta y la quinta guías de ondas están configuradas para iluminar un tejido luminal con luz coherente o parcialmente coherente.

12. El aparato de la reivindicación 10,

en el que el espejo piramidal de múltiples facetas es un espejo piramidal de seis facetas que tiene seis facetas del espejo, cada una de las que está en comunicación óptica con una guía de ondas diferente, en el que cada una de las guías de ondas está configurada para iluminar un tejido luminal con luz coherente o parcialmente coherente; o en el que el espejo piramidal de múltiples facetas es un espejo piramidal de ocho facetas que tiene ocho facetas del espejo, cada una de las que está en comunicación óptica con una guía de ondas diferente, en el que cada una de las guías de ondas está configurada para iluminar un tejido luminal con luz coherente o parcialmente coherente.

13. Un catéter de formación de imágenes moteadas con láser que tiene una fuente de luz y que comprende el aparato de la reivindicación 1.

14. Un método para el análisis de tejido, que comprende:

a través de al menos una primera y una segunda guía de ondas, iluminar un tejido luminal con luz coherente o parcialmente coherente,

conmutar la iluminación de la primera y segunda guías de onda,

a través de al menos una tercera guía de ondas, recibir luz reflejada por el tejido luminal y

formar una serie de patrones de moteado, y

causar un reflejo de la luz de la primera y segunda guía de ondas en el tejido luminal y reflejar la luz del tejido luminal en la tercera guía de ondas utilizando un espejo piramidal de múltiples facetas,

en el que la conmutación se realiza de forma que múltiples facetas no adyacentes del espejo piramidal se iluminen a la vez;

en el que la conmutación se realiza además de modo que la conmutación permita que se ilumine cada una de las facetas del espejo piramidal; y

la luz reflejada desde el tejido luminal sobre la tercera guía de ondas en cualquier momento dado se refleja desde una o más secciones sustancialmente no superpuestas de un tejido luminal.