ES2964060T3

ES2964060T3 - Microscopio confocal con cabezal de formación de imágenes posicionable

Info

Publication number: ES2964060T3
Application number: ES17868634T
Authority: ES
Inventors: Allison Cramb; Christopher Distasio; William Fox; Steven Ridge; Simon Watkins
Original assignee: Caliber Imaging and Diagnostics Inc
Current assignee: Caliber Imaging and Diagnostics Inc
Priority date: 2016-11-12
Filing date: 2017-11-12
Publication date: 2024-04-03
Anticipated expiration: 2037-11-12
Also published as: EP3538942A4; US20180136448A1; US11796786B2; EP3538942B1; BR112019009597A2; BR112019009597B1; US10935778B2; WO2018089864A1; EP3538942A1; US20210181493A1; CN110268299A

Abstract

Un microscopio confocal para obtener imágenes de tejido que tiene un cabezal de imágenes para capturar imágenes seccionales microscópicas formadas ópticamente de muestras de tejido, una plataforma sobre la cual está dispuesta una plataforma lineal para mover el cabezal de imágenes a lo largo de una dimensión vertical, y una plataforma giratoria para rotar la plataforma lineal y cabezal de imagen sobre la dimensión vertical. Un brazo de montaje acopla el cabezal de formación de imágenes a la platina lineal para ajustar la inclinación del cabezal de formación de imágenes y para girar el cabezal de formación de imágenes alrededor de un eje normal perpendicular a un eje óptico de una lente objetivo del cabezal de formación de imágenes. En un primer modo de operación, el cabezal de obtención de imágenes se coloca para obtener imágenes de una muestra de tejido ex vivo o in vivo sobre la plataforma, tal como una muestra de tejido ex vivo montada sobre una plataforma de muestra móvil, y en un segundo modo de operación el El cabezal de imágenes se coloca para obtener imágenes de una muestra de tejido in vivo al lado de la plataforma. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Microscopio confocal con cabezal de formación de imágenes posicionable

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un microscopio que tiene un cabezal de formación de imágenes posicionable montado en una plataforma, y particularmente, a un microscopio confocal que tiene un cabezal de formación de imágenes montado en una plataforma posicionable en un modo para obtener imágenes de muestras de tejido dispuestas sobre la plataforma, como una muestra de tejido ex vivo en una platina móvil, y en otro modo para obtener imágenes de muestras de tejido situadas junto a la plataforma, como tejido cutáneo in vivo de grandes animales o seres humanos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los microscopios confocales seccionan ópticamente el tejido para producir imágenes microscópicas de secciones de tejido sin necesidad de preparación histológica del tejido en portaobjetos (es decir, corte, montaje en portaobjetos y tinción). Las imágenes seccionales producidas pueden estar sobre o bajo la superficie del tejido. Un ejemplo de microscopio confocal es el Viva-Scope® fabricado por Caliber Imaging & Diagnostics, Inc. de Henrietta, Nueva York. Ejemplos de microscopios confocales se describen en las patentes estadounidenses nos. 5,788,639, 5,880,880, 7,394,592 y 9,055,867. En particular, la patente estadounidense no. 7,394,592 describe un cabezal de formación de imágenes de un microscopio confocal montado en un brazo multiposicionable que se extiende desde una estación vertical que tiene un sistema informático conectado al cabezal de formación de imágenes, donde el sistema informático muestra en una pantalla imágenes confocales captadas por el microscopio. Aunque es útil para obtener imágenes de tejidos in vivo, como una lesión cutánea sin extraerla del paciente, resulta engorroso cuando se desea obtener imágenes de muestras de tejidos ex vivo, como las que pueden montarse en un microscopio. Se han desarrollado otros microscopios confocales para su uso en la obtención de imágenes de muestras de tejido ex vivo, como las que pueden montarse en soportes de casetes de tejido, tal como se describe en las patentes de EE.UU. nos. 6,411,434, 6,330,106, 7,227,630, y 9,229,210. Sería deseable proporcionar un microscopio confocal a partir de una plataforma común que pueda usarse tanto para obtener imágenes de muestras de tejido ex vivo montables sobre una platina como de muestras de tejido in vivo de un paciente o animal.

El documento WO 2006/078956 A2 describe un microscopio de barrido que comprende un eje óptico que puede moverse en cualquier eje o dirección con respecto a un desplazamiento circular sobre un brazo óptico que soporta el objetivo del microscopio de barrido en el espacio libre. El microscopio de barrido puede colocarse para observar muestras libres alejadas de la base del microscopio.

El documento US2010/0207036 A1 describe un dispositivo de imagen óptica para un cuerpo humano o animal, que incluye: un sistema de detección óptica, un sistema de accionamiento de al menos un colector de luz desde el sistema de detección óptica, que permite modificar al menos la posición y/o dirección, y un sistema de control del sistema de accionamiento, dispuesto de tal manera que conduzca el colector de luz del sistema de detección óptica a al menos una situación de observación de al menos una región elegida del cuerpo a examinar, basándose en datos relativos a su topología.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Por consiguiente, es una característica de la presente invención el proporcionar un microscopio confocal que tenga las características de la reivindicación 1.

Brevemente descrita, la presente invención incorpora un microscopio para la obtención de imágenes de tejidos que tiene un cabezal de obtención de imágenes con un sistema óptico para capturar imágenes microscópicas seccionales formadas ópticamente, y una plataforma sobre la que están dispuestas una primera y una segunda platina. La primera platina está acoplada al cabezal de formación de imágenes para mover dicho cabezal a lo largo de una dimensión vertical perpendicular a una dimensión horizontal a lo largo de la cual se extiende la plataforma, tal como para ajustar la altura del cabezal de formación de imágenes. La segunda platina hace girar el cabezal de imagen en torno a la dimensión vertical. El cabezal de obtención de imágenes puede colocarse usando al menos la primera y segunda platinas en un primer modo para obtener imágenes de al menos una primera muestra de tejido dispuesta entre el cabezal de imágenes y la plataforma (es decir, sobre la plataforma), y en el segundo modo para obtener imágenes de al menos una segunda muestra de tejido dispuesta al lado de la plataforma (es decir, no sobre la plataforma). Preferiblemente, el sistema óptico funciona mediante microscopía confocal, de modo que el microscopio de la presente invención se denomina microscopio confocal, pero se pueden usar otras modalidades para capturar imágenes seccionales microscópicas formadas ópticamente.

En el primer modo de funcionamiento del microscopio, la primera muestra de tejido puede ser un espécimen de tejido ex vivo (por ejemplo, extirpado de un paciente/sujeto) o tejido in vivo de un animal pequeño o sujeto dispuesto sobre la plataforma. Mientras que, en el segundo modo de funcionamiento del microscopio, la segunda muestra de tejido puede ser tejido cutáneo in vivo de un ser humano o de un animal grande.

El sistema óptico del cabezal de formación de imágenes comprende elementos ópticos que incluyen al menos un lente objetivo para enfocar y recoger iluminación de la primera y segunda muestras de tejido cuando cada una mira hacia el lente objetivo. La segunda platina es preferiblemente una platina giratoria entre la primera platina y la plataforma para girar la primera platina y el cabezal de imágenes acoplado a la misma 360 grados alrededor de la dimensión vertical. La primera platina puede ser una platina de deslizamiento lineal que tenga un carro móvil a lo largo de la dimensión vertical, en la que dicho carro esté acoplado al cabezal de formación de imágenes por un brazo de montaje. El brazo de montaje tiene una primera parte fijada al carro y una segunda parte que tiene una platina giratoria para girar el cabezal de formación de imágenes alrededor de un eje normal perpendicular al eje óptico del lente objetivo. La segunda porción es además inclinable con respecto a la primera porción para ajustar la inclinación del cabezal de formación de imágenes a lo largo del eje normal con respecto a la dimensión horizontal. La platina giratoria y el ajuste de la inclinación proporcionados por el brazo de montaje y las platinas primera y segunda dotan al cabezal de formación de imágenes de múltiples (cuatro) grados de libertad de movimientos, de modo que el usuario puede ajustarlo en diferentes posiciones para obtener imágenes de muestras de tejido ex vivo o in vivo a partir de una plataforma común sobre la que está montado el cabezal de formación de imágenes en el primer o segundo modo.

Una tercera platina, tal como una platina x-y, puede montarse en la plataforma móvil a lo largo de los ejes ortogonales x e y a lo largo de la dimensión horizontal a lo largo de la cual se extiende la plataforma. La primera muestra de tejido, como tejido ex vivo, se monta en dicha tercera platina para mover la muestra de tejido con respecto a la lente del objetivo durante el primer modo de funcionamiento del microscopio. El eje óptico de la lente del objetivo se alinea para extenderse a lo largo de un eje z perpendicular a los ejes x e y. Esto puede lograrse mediante una o varias de las rotaciones descritas anteriormente sobre el eje normal y la inclinación del cabezal de formación de imágenes hasta que el eje óptico se alinee a lo largo del eje z. Una cuarta platina opcional puede montarse en la tercera platina desplazable a lo largo de dicho eje z, donde la primera muestra de tejido se monta en su lugar en la cuarta platina para permitir que la muestra de tejido pueda moverse utilizando las platina tercera y cuarta a lo largo de los ejes x, y, y z con respecto a la lente del objetivo. Mientras que la lente del objetivo es móvil dentro del cabezal de formación de imágenes a lo largo de su eje óptico, la cuarta platina puede proporcionar un control adicional para posicionar la muestra de tejido a lo largo del eje z. El microscopio puede utilizarse además en el primer modo con la tercera y cuarta platina retiradas de la plataforma, si se desea. La tercera platina (y la cuarta platina si está montada en ella) puede denominarse en el presente documento platina de espécimen.

El microscopio dispone de un sistema informático conectado al cabezal de formación de imágenes para recibir señales representativas de las imágenes de la primera o segunda muestra de tejido durante la formación de imágenes. El sistema informático muestra en una pantalla y/o almacena en su memoria las imágenes captadas por el microscopio. El sistema informático controla el funcionamiento del cabezal de formación de imágenes en respuesta a un usuario a través del dispositivo(s) de interfaz de usuario proporcionados. El movimiento de los motores de los ejes x e y de la tercera platina, y del motor del eje z de la cuarta platina (si está presente), también se controla preferentemente mediante el sistema informático, pero puede controlarse alternativamente mediante un joystick, si está proporcionado.

El sistema óptico del cabezal de formación de imágenes puede utilizar múltiples longitudes de onda láser discretas para la iluminación, y longitudes de onda seleccionables para la detección. Sin embargo, puede utilizarse una única longitud de onda de iluminación láser y detección. La lente del objetivo puede montarse de forma desmontable en el microscopio, por ejemplo, por medios magnéticos, de modo que puedan montarse lentes del objetivo diferentes, según lo desee el usuario.

En una realización preferida, la lente del objetivo del sistema óptico enfoca y recoge la iluminación escaneada de una muestra de tejido, en la que la iluminación escaneada recorre una primera trayectoria a través de la lente del objetivo hasta la muestra de tejido y la iluminación de retorno recogida recorre una segunda trayectoria a través de la lente del objetivo. La segunda trayectoria tiene al menos un divisor de haz que divide la iluminación de retorno en un primer haz y un segundo haz. El primer haz se dirige a un primer detector a través de un primer orificio y una primera posición seleccionada de un filtro óptico o abertura (por ejemplo, a lo largo de una primera rueda de filtros), y el segundo haz se dirige a un segundo detector a través de un segundo orificio y una segunda posición seleccionada de otro filtro óptico o una abertura (por ejemplo, a lo largo de una segunda rueda de filtros). Uno o ambos, el primer orificio y el segundo orificio son cada uno por separado ajustables en posición para alinear su primer y segundo haz, respectivamente, en su primer detector y segundo detector, respectivamente.

El sistema óptico puede tener además un espejo en la segunda trayectoria para reflejar la iluminación de retorno en el divisor de haz. Dicho espejo puede ser ajustable en posición para alinear el primer haz cuando es dividido por el divisor de haz en el primer detector a través del primer orificio, que puede ser no ajustable en posición, y el segundo orificio es ajustable en posición para alinear el segundo haz a través del segundo orificio en el segundo detector. Alternativamente, el espejo puede no ser ajustable en posición, y uno (o preferiblemente) tanto el primer como el segundo orificio se ajustan por separado en posición para alinear sus respectivos primer y segundo haces en sus respectivos primer y segundo detectores.

Como la iluminación de la muestra de tejido es de múltiples longitudes de onda discretas, los detectores primero y segundo reciben diferentes longitudes de onda de la iluminación recogida para permitir la captura simultánea de una misma de las imágenes en las diferentes longitudes de onda o rango de longitudes de onda en los detectores primero y segundo de acuerdo con la primera posición seleccionada y la segunda posición seleccionada que tiene al menos uno de los filtros ópticos y el otro filtro óptico, respectivamente. Cuando una o más de las longitudes de onda discretas de iluminación pueden activar tinte(s) fluorescente(s) que puede(n) aplicarse a la muestra de tejido, el filtro óptico en la trayectoria de uno de los primeros o segundos haces se selecciona para permitir la detección de la(s) longitud(es) de onda fluorescente(s) asociada(s) al tinte(s) en su detector asociado. Cuando se desea obtener imágenes no fluorescentes, se selecciona una posición abierta en la trayectoria de uno de los haces primero o segundo para detectar la luz de una longitud de onda discreta de iluminación que estaba presente a lo largo de la primera trayectoria hasta la muestra de tejido.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Las anteriores características y ventajas de la invención se harán más evidentes a partir de la lectura de la siguiente descripción en relación con los dibujos adjuntos, en los cuales:

Las FIG. 1 y 2 son dos vistas en perspectiva tomadas desde ángulos diferentes del cabezal de imagen del microscopio de la presente invención montado en una plataforma, donde la FIG. 1 muestra un ejemplo de una muestra de tejido ex vivo siendo visionado y la FIG. 2 muestra un ejemplo de una muestra de tejido in vivo siendo visionado;

la FIG. 3 es otra vista del cabezal de imagen de la FIG. 1 y la plataforma en la que el conjunto de una platina giratoria y una platina vertical se muestran desmontado de la plataforma, y se muestra una platina x-y con un montaje opcional desmontable de la platina z sobre la platina x-y;

la FIG. 4 es otra vista de la FIG. 1 con la platina del eje z de la FIG. 3 mostrada montada sobre la platina x-y, y con el cabezal de imagen retirado;

la FIG. 5 es una vista parcial en sección de la FIG. 1 tomada a lo largo de la línea 5-5 en la dirección de las flechas al final de la línea, mostrando el brazo de montaje que une el cabezal de imagen a un carro de la platina vertical;

la FIG. 6 es otra vista de la FIG. 1 en la que se muestra el ensamblaje del brazo de montaje de la FIG. 5 desmontado entre el cabezal de imagen y el carro de la platina vertical, donde la platina z de la FIG. 3 está montada en la platina x-y;

la FIG. 7 es otra vista desmontada del ensamblaje del brazo de montaje de la FIG. 5, pero desde un ángulo diferente al de la FIG. 6, y con la platina giratoria, la platina vertical y la plataforma retirados;

la FIG. 8 es un diagrama de bloques del microscopio de la presente invención con un cabezal de imagen soportado sobre una plataforma como se muestra en la FIG. 1, con un sistema informático, una pantalla para mostrar las imágenes capturadas por el microscopio y una fuente de luz láser de múltiples longitudes de onda que puede proporcionar longitudes de onda de luz adicionales para la imagen, así como otros componentes para controlar la posición de la platina vertical, la platina x-y, y la platina Z;

la FIG. 9 es una vista en perspectiva desmontada del cabezal de imagen de la FIG. 1 aparte del resto del microscopio de la FIG. 8;

la FIG. 10 muestra el cabezal de imagen de la FIG. 9 ensamblada con la carcasa del cabezal de imagen retirada; y

la FIG. 11 es un diagrama óptico del sistema óptico en el cabezal de imagen de la FIG. 1.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Haciendo referencia a las FIG. 1,2 y 3, se muestra un cabezal de imagen 12 de un microscopio 10 (FIG. 8) en una carcasa 13 soportada sobre una plataforma (o base) 14 con una superficie superior 14a a lo largo de una dimensión horizontal o plano. Una segunda platina (o platina giratoria) 16 está montada en la plataforma 14 para rotar una primera platina (o platina vertical) 18 alrededor de una dimensión vertical, es decir, perpendicular a la dimensión horizontal a lo largo de la cual se extiende la superficie superior 14a de la plataforma 14. La platina vertical 18 es una platina deslizante lineal dispuesta verticalmente que lleva un carro móvil 20 para su desplazamiento a lo largo de dicha dimensión vertical. El carro 20 está acoplado mediante un brazo de montaje 22 a una base 15 de la carcasa 13 del cabezal de imagen 12. El brazo de montaje 22 permite el ajuste de la inclinación y la rotación del cabezal de imagen 12 a una posición de rotación ajustable y una posición de altura ajustable como se establece mediante la platina giratoria 16 y la platina vertical 18, respectivamente, tal como se describirá en detalle más adelante.

El cabezal de imagen 12 tiene un sistema óptico 11 para capturar imágenes de secciones microscópicas ópticamente formadas de muestras de tejido. El funcionamiento y la estructura del cabezal de imagen 12 pueden ser los mismos que los del microscopio confocal de la Patente de EE. UU. No. 9,055,867, que se incorpora aquí por referencia, pero el sistema óptico preferido 11 se muestra en las FIGS. 9-11. El sistema óptico 11 tiene una lente del objetivo 128 dentro de un hocico extensible 127 del cabezal de imagen 12 para enfocar y recoger la iluminación de muestras de tejido que se enfrentan a la lente del objetivo. La lente del objetivo 128 tiene un eje óptico 128a y, perpendicular a ese eje óptico 128a, hay un eje normal virtual 128b. Los ejes 128a y 128b se representan como líneas discontinuas en las FIGS. 1 y 2.

La platina giratoria 16 tiene una base 24, que está montada en la plataforma 14 mediante tornillos 25 a través de orificios roscados 26 (FIG. 3) en la plataforma 14, y un plato giratorio 28 que rota con respecto a la base 24, como se indica con la flecha 30, en respuesta a la rotación de una perilla graduada (o manivela) 29 a través de un engranaje (no mostrado) dispuesto para hacer girar el plato giratorio 28. Un pasador de bloqueo 27 puede deslizarse o girarse para moverse hacia adentro y hacia afuera con respecto a un agujero en la base 24 para bloquear y desbloquear, respectivamente, la posición de rotación del plato giratorio 28 con respecto a la base 24. El plato giratorio 28 gira 360 grados y puede tener graduaciones a lo largo de su circunferencia exterior en grados de rotación con respecto a marca(s) en la base 24, que pueden ser utilizadas por un usuario al girar manualmente la perilla 29 en el sentido de las agujas del reloj o en sentido contrario para lograr la rotación deseada. La platina giratoria 16 es preferiblemente una mesa giratoria Velmex, modelo no. A4872TS (fabricante: Velmex, Inc., Bloomfield, NY, EE. UU.), pero también se pueden utilizar otras mesas giratorias. Un adaptador circular 32 se monta en la parte superior del plato giratorio 28 mediante tornillos 33 recibidos en orificios roscados 34 del plato adaptador 32 y orificios roscados 35 del plato giratorio 28. El adaptador circular 32 puede estar hecho de acero inoxidable.

La platina vertical 18 tiene una carcasa 36 que se extiende hacia arriba desde la platina giratoria 16 y la plataforma 14. El carro 20 se coloca a lo largo de un lado abierto 36a de la carcasa 36 y se monta para su translación vertical entre los lados 36b y 36c de la carcasa 36. Como se muestra mejor en la FIG. 4, la carcasa 36 tiene una pared inferior 40 y una pared superior 41 entre las cuales están montados dos extremos de un husillo vertical giratorio 42 que se extiende a través de una abertura vertical 46 del carro 20. El carro 20 tiene dos ranuras o guías verticales 43 que se desplazan a lo largo de dos rieles sobresalientes hacia adentro 44 desde los lados opuestos 36b y 36c de la carcasa 36. El husillo 42 se extiende a lo largo de un orificio roscado 49 de una tuerca 48 (mostrada en líneas discontinuas) fijada en el carro 20. Las roscas del husillo 42 se enganchan con las roscas de la tuerca 48 a lo largo del orificio 49, de modo que la rotación del husillo 42 mueve la tuerca 48 y, por lo tanto, el carro 20 acoplado a él hacia arriba y hacia abajo verticalmente a lo largo de los rieles 44. La rotación del husillo 42 en una primera dirección hace que el carro 20 se mueva hacia arriba, y en una segunda dirección hace que el carro se mueva hacia abajo, como se indica con la flecha 45. Un motor paso a paso 50 está montado en la parte superior de la carcasa 36 y se extiende a través de una abertura en la pared superior 41 para conectar con el extremo superior del husillo 42. El motor 50 controla la rotación y la dirección de rotación del husillo 42 y, por lo tanto, la altura vertical del carro 20 con respecto a la dimensión horizontal a lo largo de la cual se extiende la plataforma 14. La platina vertical 18 es preferiblemente un modelo Velmex BiSlide® número de modelo MN-0100-M02-21, pero también se pueden usar otras platinas verticales. El motor paso a paso 50 puede ser un Motor Paso a Paso Vexta Modelo No. PK266-03A-P1 (fabricante: Oriental Motor Co. Ltd., Japón), pero se pueden utilizar otros motores paso a paso. Para montar la platina vertical 18 en el plato giratorio 28 de la platina giratoria 16, la pared inferior 40 de la carcasa 36 tiene orificios 54 (FIGS. 3 y 4) a través de los cuales se extienden cuatro tornillos 55 en los orificios roscados 56 de la placa del adaptador 32, donde se muestran dos tornillos 55 en la FIG. 3 y los otros dos tornillos 55 se muestran en la FIG.

4.

Se proporcionan dos interruptores de límite 52, cada uno con un elemento de interruptor 52a que se acciona cuando es golpeado por una extensión 53 del carro 20 para definir la máxima altura y la mínima altura del desplazamiento del carro 20 hacia arriba y hacia abajo, respectivamente. Cuando se acciona, el interruptor de límite 52 envía una señal a un controlador 134 sobre el que as hablará a continuación para detener el funcionamiento del motor 50 y evitar un desplazamiento excesivo del carro 20 en la carcasa 36.

El brazo de montaje (o ensamblaje) 22 que conecta el carro 20 a la carcasa 13 del cabezal de imagen 12 se describirá ahora y se muestra mejor en la vista en sección transversal de la FIG. 5, y en las vistas desmontadas de las FIGS. 6 y 7. Una placa de montaje de adaptador 58 se fija a un miembro de soporte o placa inclinada/angulada 60 mediante un tornillo 61 a través del agujero 62 en la placa 58 y el agujero roscado 63 en el miembro de soporte 60, donde los pasadores 64 se extienden desde el miembro de soporte 60 y se alinean con los agujeros 65 de la placa de montaje de adaptador 58. Un miembro de bandeja 68 se sujeta al miembro de soporte 60 mediante un tornillo 70 a través de un agujero 69 del miembro de bandeja 68 recibido en un agujero roscado 71 del miembro de soporte 60, donde los pasadores 72 se extienden desde el miembro de soporte 60 y se alinean con los agujeros 74 en la parte inferior de la bandeja 68.

El miembro de bandeja 68 recibe una placa de inclinación 76 que se ha fijado mediante tomillos 77 a través de agujeros 78 en la placa de inclinación 76 en agujeros roscados 79 de una base 80a de una platina giratoria 80, que tiene un plato giratorio 80b que puede girar con respecto a la base 80a. Dos rodamientos de bolas 66 se disponen en el miembro de bandeja 68 entre el interior del miembro de bandeja 68 y la parte inferior de la placa de inclinación 76. Estos rodamientos de bolas 66 están pegados en un bolsillo semicircular a lo largo del fondo interior del miembro de bandeja 68 antes de recibir la placa de inclinación 76 con la platina giratoria 80 fijada para proporcionar dos puntos de contacto con la placa de inclinación 76 cerca de la parte superior izquierda y la superior derecha del miembro de bandeja 68. Cuatro tornillos 82 pasan a través de agujeros 83 en la placa de inclinación 76 y agujeros 84 en el miembro de bandeja 68, y cada uno es asegurado por una de las cuatro tuercas 86 a través de uno de los cuatro muelles 85. Los muelles 85 y las tuercas 86 también se muestran en las FIGS. 1-3. Los muelles 85 ejercen presión sobre la placa de inclinación 76 hacia el interior del fondo del miembro de bandeja 68 con dos rodamientos de bolas 66 dispuestos entre ellos. Una placa de montaje de adaptador 88 se fija mediante tornillos 89 a través de agujeros 90 en la placa 88 a agujeros roscados 91 a lo largo del plato giratorio 80b de la platina giratoria 80. Los tornillos 92 pasan a través de agujeros 94 en la placa 88 a agujeros roscados 95 (FIG. 7) a lo largo de la base 15 de la carcasa 13 del cabezal de imagen 12. El brazo de montaje 22 se fija mediante cuatro tornillos 96 que pasan a través de agujeros 98 de la placa 58 a agujeros roscados 100 (FIG. 6) para recibir estos tornillos 96 a lo largo del carro 20. La placa de soporte inclinada/angulada 60 se ajusta a un ángulo de inclinación hacia arriba deseado para colocar el resto del brazo de montaje 22 montado en la placa 60 a una altura superior de la que estaría si la placa de soporte 60 estuviera dispuesta horizontalmente para obtener un rango deseado de recorrido vertical del cabezal de imagen 12 según lo establecido por la posición de los interruptores 52 a lo largo de la carcasa 36. Sin embargo, se puede usar otro ángulo o un miembro de soporte no inclinado (es decir, horizontal) en función de la altura deseada de la platina vertical 18 y el rango de desplazamiento vertical del carro 20 según lo establecido por los interruptores de límite 52. Con fines ilustrativos, solo uno de cada conjunto de tornillos, muelles, agujeros y tuercas está etiquetado en las FIGS. 6 y 7.

Como se muestra mejor en la FIG. 5, se proporciona un tornillo de mariposa 102 con un mango o perilla fijado 102a para ajustar la inclinación de la placa 76 con respecto al miembro de bandeja 68. El tornillo de mariposa 102 se extiende a través de un agujero roscado 103 cerca del centro inferior de la placa 76 contra una abertura 104 a lo largo del interior del miembro de bandeja 68 que hace contacto con el extremo del tornillo de mariposa 102. La rotación del tornillo de mariposa 102 cambia la distancia del fondo de la placa 76 con respecto al fondo del miembro de bandeja 68 bajo la acción de los muelles 85, mientras que los rodamientos de bolas 66 proporcionan dos puntos de contacto sobre los cuales la placa 76 se inclina, controlando así la inclinación o el cabeceo (o ángulo de inclinación) del eje normal 128b (FIGS. 1 y 2) de la carcasa 13 del cabezal de imagen 12 con respecto a la horizontal a través de la platina giratoria fijada 80, como se denota mediante las flechas 105 (FIG. 1). La posición de inclinación del cabezal de imagen 12 puede, por tanto, variarse según lo deseado por el usuario, por ejemplo, entre 0 y 5 grados. El miembro de bandeja 68, la placa 76, las placas de adaptador 58 y 88 y el miembro de soporte 60 pueden estar hechos de aluminio.

La platina giratoria 80 funciona para girar el plato giratorio 80b con respecto a la base 80a en respuesta a la rotación de un botón o un micrómetro 81 a través de un mecanismo de engranajes (no mostrado) dispuesto para girar el plato giratorio 80b, como se indica con la flecha 106 (en la FIG. 1), alrededor del eje normal 128b. Un pasador de bloqueo 107 puede deslizarse o girarse para desplazarse hacia adentro y hacia afuera con respecto a un agujero en la base 80a con el fin de bloquear y desbloquear, respectivamente, la posición de rotación del plato giratorio 80b con respecto a la base 80a. El plato giratorio 80b es giratorio 360 grados a fin de rotar el cabezal de imagen 12 alrededor del eje normal 128b y puede tener graduaciones en su circunferencia exterior en grados de rotación con respecto a la(s) marca(s) en la base 80a, que pueden ser utilizadas por el usuario al girar manualmente el botón 81 en sentido horario o antihorario para lograr la rotación deseada. La platina giratoria 80 es preferiblemente un Modelo de Platina de Rotación de Precisión Newport No. UTR80 (fabricante: Newport Corporation, Irvine, California, EE. UU.), pero también se pueden utilizar otras platinas giratorias. Por lo tanto, la placa 58, el miembro soporte 60 y el miembro bandeja 68 se extienden a lo largo de una primera parte del brazo de montaje 22, que está fijo al carro 20, como se ha descrito anteriormente, y la placa de inclinación 76, la platina giratoria 80 y la placa 88 se extienden a lo largo de una segunda parte del brazo de montaje 22 acoplado al cabezal de imagen 12, como se ha descrito anteriormente, de modo que la segunda parte se inclina con respecto a la primera parte mediante la inclinación de la placa 76 en el miembro bandeja 68 de la primera parte para ajustar la inclinación del cabezal de imagen 12 a lo largo del eje normal 128b con respecto a la dimensión horizontal a lo largo de la cual se extiende la superficie 14a de la plataforma 14.

En resumen, todo el brazo de montaje 22 con el cabezal de imagen 12 puede girar con la platina vertical 18 utilizando la platina giratoria 16 (flecha 30) hasta una posición de rotación deseada alrededor de la dimensión vertical (con el pasador de bloqueo 27 liberado temporalmente hasta alcanzar la nueva posición de rotación) utilizando la manivela 29. Todo el brazo de montaje 22 con el cabezal de imagen 12 se puede ajustar a una altura o distancia deseada a lo largo de la dimensión vertical utilizando la platina vertical 18 (flecha 45) desde la dimensión horizontal a lo largo de la cual se extiende la superficie 14a de la plataforma 14. El tornillo de mariposa 102 del brazo de montaje 22 se puede girar utilizando el mango 102a para ajustar la inclinación de la placa 76 a una posición de inclinación deseada con respecto a la bandeja 68 (flecha 105), y el cabezal de imagen 12 se puede girar utilizando la platina giratoria 80 (flecha 106) hasta una posición de rotación deseada en torno al eje normal 128b que se extiende a través del cabezal de imagen 12 y a lo largo del eje de rotación de la platina giratoria 80 alrededor de la cual gira el plato 80b (con el pasador de bloqueo 107 liberado temporalmente hasta alcanzar la nueva posición de rotación). Esta libertad de movimiento a lo largo de las flechas 30, 45, 105 y 106 permite que el cabezal de imagen 12, en un primer modo de funcionamiento del microscopio 10, se mueva a una posición, como se muestra en la FIG. 1, para capturar, por ejemplo, una primera muestra de tejido (o ex vivo) 110 entre el cabezal de imagen 12 y la plataforma 14, y que en un segundo modo de funcionamiento del microscopio 10 se mueva a una posición, como se muestra en la FIG. 2, para capturar, por ejemplo, una segunda muestra de tejido (o in vivo) 113 de un paciente/sujeto junto a la plataforma 14 (es decir, al lado, cerca pero no sobre) la plataforma 14. La muestra de tejido in vivo 113 tiene, por ejemplo, una lesión cutánea 113a. El paciente/sujeto no se muestra a escala en la FIG. 2.

Como se mencionó anteriormente, la lente del objetivo 128 se extiende en el hocico 127 desde la carcasa 13. El hocico 127 puede tener una cubierta frontal opcional 127a con una ventana de placa de material 127b de material ópticamente transparente, como vidrio o plástico. Preferiblemente, la ventana 127b es gruesa, tal como 1 mm. La cubierta frontal 127a tiene una forma que se extiende sobre el hocico 127 y la lente del objetivo 128 con la captura de imágenes realizándose a través de la ventana 127b. Ello es especialmente útil para que se pueda aplicar presión mediante la ventana 127b contra una superficie del tejido que se está capturando, tal como una muestra de tejido in vivo, para ayudar a estabilizar el sistema óptico 11 del cabezal de imagen 12 y mejorar el rendimiento de la captura de imágenes. La cubierta del hocico 127a y la ventana 127b también se pueden utilizar para capturar imágenes de muestras in vivo, tales como pequeños animales, que se pueden colocar sobre la plataforma 14 con o sin platina(s) de especímenes presentes.

En dicho primer modo de funcionamiento, la muestra de tejido ex vivo 110 puede montarse sobre una platina de especímenes móvil proporcionada por una tercera platina 108 (o x-y) movible a lo largo de los ejes ortogonales x e y (mostrados como flechas x e y en la FIG. 1), los cuales son paralelos al plano horizontal de la superficie 14a de la plataforma 14 sobre la cual la platina 108 está montada. Por ejemplo, las muestras de tejido ex vivo 110 pueden ser un espécimen de tejido preparado de modo no histológico (es decir, sin montar secciones finas cortadas mecánicamente sobre portaobjetos) extraído de un paciente/sujeto que se dispone sobre un bloque 111. El bloque 111 puede representar un sustrato, tal como de vidrio o plástico, o un casete que retenga la muestra de tejido 110 en una orientación deseada sobra la platina 108. Elementos de montaje o insertos 109 reciben el bloque 11 y pinzas 112 mantienen la posición del bloque 111 en la platina 108. Sin embargo, pueden utilizarse otros mecanismos para retener el block 111. Aunque la platina 108 puede ser una típica platina de traslación para desplazar la muestra de tejido 110 a lo largo de las dimensiones ortogonales x e y, preferiblemente la platina 108 es un Marzhauser X-Y Stage ScanPlus Modelo No. 00-24-579-0000 (fabricante: Marzhauser Wetzlar GmbH & Co. KG, Alemania). La platina 108 se monta en la plataforma 14, como típicamente se realizar al montar platinas en bases, tal como mediante tornillos 109a a través de orificios en la platina 108 en los soportes para platinas 108a fijadas a la plataforma 14. Preferiblemente, se utilizan dos soportes para platinas 108a, como se muestra en la FIG. 2 entre la platina 108 y la plataforma 14. Los soportes para platinas 108a pueden estar unidas a la plataforma 14 por tornillos a través de orificios que atraviesan dichos soportes 108a y la plataforma 14. Se pueden disponer anillos-o y arandelas (tales como arandelas de cierre de diente) junto a los mencionados tornillos 109a al unir la platina 108 y los soportes de las platinas 108a (FIG. 2), en donde los anillos-o ayudan en la minimización de la vibración del bloque 111 que retiene la muestra de tejido 110. Se pueden utilizar otros mecanismos para unir la platina 108 a la plataforma 14. Se fijan cuatro pies de goma 115 a la cara inferior de la plataforma 14, mediante por ejemplo tornillos que atraviesan orificios en la plataforma, de modo que la plataforma pueda descansar sobre la superficie de una mesa u otra superficie colocada sobre los mencionados pies de goma.

Opcionalmente, una cuarta (o z) platina adicional 114, como se muestra en las FIGS. 3, 4 y 6, puede colocarse encima de la platina 108, en la que se retira el soporte para la muestra de tejido 110 como se muestra en la FIG. 1 y se coloca en su lugar en la platina 114. La platina 114 es móvil a lo largo de un eje z, ortogonal a los ejes x e y de la platina 108. La platina 114 es preferiblemente un Marzhauser Piezo Z-Stage Modelo No. 00-55-550-0800, que se acopla mediante clips a la platina 108, siguiendo el procedimiento establecido por el fabricante.

Haciendo referencia a la FIG. 8, se muestra un ejemplo del microscopio 10 en una configuración de escritorio o mesa, con la plataforma 14 colocada sobre una superficie 116 y el cabezal de imagen 12 montado en la plataforma 14, tal como se describió anteriormente, para habilitar tanto la primera como la segunda modalidad de funcionamiento del microscopio. El microscopio 10 cuenta con un sistema informático 118, como un ordenador personal o una estación de trabajo, programado de acuerdo con el software en su memoria. El sistema informático 118 está conectado a un monitor 120 y dispositivos de interfaz de usuario (como el teclado 121 y el ratón 122). El monitor 120 puede ser una pantalla táctil que proporcione un dispositivo de interfaz de usuario adicional para el software gráfico de interfaz de usuario que opera en el sistema informático 118. El sistema informático 118 está conectado mediante un cable 124 al cabezal de imagen 12, y a través de este cable el sistema informático controla el funcionamiento del cabezal de imagen 12 y recibe señales del mismo representativas de una o más imágenes microscópicas de secciones de tejido formadas ópticamente en una o más ubicaciones dentro o sobre la muestra de tejido 110 ó 113 para mostrarlas en el monitor 120 y almacenarlas en la memoria del sistema informático de la misma manera que los microscopios confocales VivaScope® fabricados por Caliber Imaging & Diagnostics, Inc. de Henrietta, Nueva York, EE. UU. La ubicación de la plataforma 14 en la superficie 116 puede ser diferente de la que se muestra en la FIG. 8, de manera que el cabezal de imagen 12 se pueda posicionar adecuadamente con respecto a un paciente o sujeto que necesite estar al lado tanto de la superficie 116 como de la plataforma 14 para poder realizar la imagen de tejido in vivo de dicho paciente o sujeto en la segunda modalidad de funcionamiento del microscopio 10.

En la operación del microscopio 10, la iluminación láser escaneada se enfoca y se recoge mediante la lente del objetivo 128 a lo largo de su eje óptico 128a en la muestra de tejido 110 ó 113, donde la luz recogida por la lente es representativa de una sección de tejido a nivel celular por debajo de la superficie de la muestra de tejido que mira hacia la lente del objetivo 128. Aunque la FIG. 8 muestra un ejemplo de la primera modalidad de funcionamiento para obtener la imagen de una muestra de tejido ex vivo de la FIG. 1, la carcasa 13 es móvil para obtener la imagen de una muestra de tejido in vivo, como se describió anteriormente, en la segunda modalidad de funcionamiento del microscopio 10, como se muestra en la FIG. 2. Como se mencionó anteriormente, las muestras de tejido también se pueden colocar en la plataforma 14 para ser capturadas por el cabezal de imagen 12 sin la(s) platina(s) 108 ó 114 presentes, lo cual puede ser útil para visionar muestras de tejido in vivo de animales pequeños.

La electrónica del cabezal de imagen 12 y el sistema informático 118 del microscopio 10 con la pantalla 120, para ver imágenes seccionales microscópicas de muestras de tejido a partir de la luz enfocada y recogida a través de la lente del objetivo 128, pueden ser las mismas que se describen en la Patente de EE. UU. No. 9,055,867, que se ha incorporado por referencia. Si bien en la FIG. 8 se muestran ambas platinas 108 y 114 al tomar imágenes de muestras de tejido ex vivo, la platina z 114 es opcional, ya que la lente del objetivo 128 es móvil en la carcasa 13 a lo largo de su eje óptico 128a, que puede alinearse con un eje z ortogonal con los ejes x e y de la platina 108, de modo que la lente del objetivo 128 es móvil a lo largo de dicho eje z para seleccionar la profundidad de enfoque de un haz, escaneado en ubicaciones sobre o dentro de la muestra de tejido que se está visionando. Sin embargo, cuando la platina z 114 está presente en la plataforma 14, la platina z 114 también se puede utilizar para seleccionar la profundidad de enfoque de un haz, escaneado en ubicaciones sobre o dentro de la muestra de tejido que se está visionando. El cabezal de imagen 12 se fija temporalmente en posición con respecto a los ejes x e y de la platina x-y 108 en la primera modalidad de funcionamiento del microscopio 10.

El sistema informático 118 controla el movimiento de los motores x, y de la platina 108 y la lectura de sus posiciones x, y, y el motor del eje z y la lectura de la porción z de la platina 114 (si está presente), a través de uno o más cables 130 hasta los puertos 129. La FIG. 3 muestra los puertos 129 con el cable 130 retirado. Preferiblemente, se proporciona una tarjeta controladora de la platina en el sistema informático 118 para habilitar dicha interfaz con las platinas 108 (y 114 si está presente) a través de uno o más cables 130. En el caso de que se utilicen la Platina X-Y de Marzhauser y la Platina Z de Marzhauser, como se describió anteriormente, esta tarjeta controladora de platina puede ser una Tarjeta Controladora de Platinas X&Y de ScanPlus de Marzhauser, Número de Parte 00-76-150-0813, situada dentro del estuche del sistema informático 118. Opcionalmente, se puede usar un joystick 132 para que un usuario controle el movimiento de los motores x, y de la platina 108 (y el motor del eje z de la platina 114, si está presente) a través de un cable 133 a uno de los puertos 129.

El motor paso a paso 50 de la platina vertical 18 es controlado por un controlador de motor 134 que impulsa el motor 50 a través de señales a lo largo de un cable 136 para hace girar el tornillo sin fin 42 de la platina vertical 18 en una primera y una segunda dirección que consiguen un movimiento hacia arriba y hacia abajo, respectivamente, del carro 20 y el cabezal de imagen 12 montado en él mediante el brazo de montaje 22. Los interruptores de límite 52 también están conectados al controlador de motor 134 a través del cable 136 para recibir señales de este y controlar el motor 50 según lo descrito anteriormente. Los botones e interruptores 135 en el controlador de motor 134 se proporcionan para controlar el funcionamiento del motor. Preferiblemente, el controlador de motor 134 es un Controlador de Platina Velmex Modelo No. VXM-1. Opcionalmente, se puede conectar un joystick 138 a través del cable 139 al controlador de motor 134 para facilitar el control del usuario del motor 50 para proporcionar el movimiento hacia arriba y hacia abajo deseado del carro 20 de la platina vertical 18. Preferiblemente, el joystick 138 es un Joystick Digital Velmex Modelo No. 4-2121. Aunque se muestra la platina giratoria 16 controlada manualmente mediante la perilla 29, opcionalmente la platina 16 puede tener un motor en lugar de la perilla 29 para girar la platina giratoria 16, tal como el fabricado por Velmex. Este motor opcional puede ser controlado por señales del controlador de motor 134 que pueden impulsar adicionalmente dicho motor. Aunque no se muestra, se suministra energía a varios componentes en la FIG. 8 para permitir su funcionamiento.

Al operar el microscopio 10 utilizando la platina 108, el eje óptico 128a de la lente del objetivo 128 se alinea a lo largo de un eje z perpendicular a los ejes x e y de la platina 108, como se muestra en la FIG. 1. Esto permite una alineación adicional a lo largo del eje z de la platina 114, si está presente. Esta alineación se logra ajustando la inclinación del cabezal de imagen 12 utilizando el mango 102a del tornillo de mariposa 102 y la rotación del cabezal de imagen 12 mediante la mesa giratoria 80, como se describió anteriormente. Esto puede facilitarse mediante marca(s) de alineación si está(n) presente(s) a lo largo de la mesa giratoria 80 en el plato giratorio 80b y la base 80a. Además, se puede colocar un objetivo o características en la plataforma 14 o el soporte de la platina (en lugar del bloque 111 de la FIG. 1) a la vista de la lente del objetivo 128 para ayudar en la calibración electrónica de las imágenes en la pantalla 125 del monitor 120, a medida que se lleva a cabo la alineación de calibración para asegurar la nivelación horizontal del eje normal del cabezal de imagen 128b con respecto a la plataforma 14, donde dicho eje normal 128b se encuentra perpendicular al eje z.

Aunque la operación y la estructura del cabezal de imagen 12 pueden ser las mismas que se describen en la Patente de EE. UU. incorporada No. 9,055,867 utilizando la fuente de iluminación láser proporcionada en ella (como la fuente de luz 146 de la FIG. 9), el cabezal de imagen de la patente incorporada preferiblemente está adaptado a la del sistema óptico 11 (FIGS. 9-11), que utiliza múltiples longitudes de onda láser discretas para la iluminación proporcionada desde una fuente de luz láser de múltiples longitudes de onda 140 a través de un cable de fibra óptica 142 hasta el cabezal de imagen 12. Por ejemplo, la fuente de luz 140 puede ser una Fuente de Luz Láser Multiláser Toptica iChrome MLE-L (fabricante: Toptica Photonics AG, Alemania) con conjuntos de diodos láser colimados fabricados por Blue Sky Research de Milpitas, California, EE. UU. La iluminación láser adicional proporcionada por la fuente de luz 140 se combina con la iluminación láser producida en el cabezal de imagen 12 y se escanean juntas a través de la lente del objetivo 128, y luego la iluminación escaneada que regresa a través de la lente del objetivo 128 se divide para su detección en dos detectores que captan longitud(es) de onda específica(s), como se describe con más detalle a continuación en conexión con las FIGS. 9, 10 y 11.

Haciendo referencia al sistema óptico 11 de la FIG. 11, la luz polarizada lineal de múltiples longitudes de onda discretas generada por la fuente de luz 140 (por ejemplo, 405 nm, 488 nm, 561 nm y 640 nm) pasa a través del cable de fibra óptica 142 a la óptica 143, que colima y expande su tamaño para proporcionar un haz 144, de aproximadamente 4.3 mm de diámetro. Las ópticas 143 están contenidas preferiblemente en un tubo cilíndrico 143a que recibe el cable de fibra óptica 142 y se extiende a través de una abertura 13a (FIG. 1) de la carcasa 13. Un láser 146, preferiblemente un láser de diodo asociado con un opto-detector para controlar la potencia del láser, tal como se describe en la patente incorporada, proporciona un haz linealmente polarizado 148 a una sola longitud de onda (por ejemplo, 785 nm). Los haces 144 y 148 se combinan en un haz 150 mediante un divisor de haces dicroico 149 y el haz 150 pasa a continuación a través de un divisor de haces polarizadores 151. Un escáner resonante 152 presenta su espejo de escaneo 152a al haz 150 y el haz del espejo de escaneo resonante 152a incide a continuación en el espejo de escaneo 154a de un galvanómetro 154 para proporcionar un haz de escaneo 155. Los espejos 152a y 154a oscilan de modo que el espejo 152a proporciona escaneos rápidos o líneas horizontales en un barrido rasterizado y el escaneo lento o vertical y el retorno son proporcionados por el espejo 154a, como se describe en detalle en la patente incorporada. Los ejes de oscilación de estos espejos 152a y 154a son ortogonales (perpendiculares) entre sí. La distancia de separación puede ser aproximadamente la distancia de separación mínima para proporcionar espacio libre entre los espejos 152a y 154a mientras escanean. Un telescopio 156 amplifica el haz (por ejemplo, 2.3x) y retransmite el haz de escaneo 155 a la lente del objetivo 128 a través de un desplazador de placas de cuarto de onda 157, y la lente del objetivo 128 enfoca el haz de escaneo 155 en la muestra, como la muestra 110 ó 113, por ejemplo, como se describió anteriormente.

La luz reflejada 158 desde la muestra de tejido 110 ó 113 pasa a través de la lente del objetivo 128, la placa de onda 157, el telescopio 156 y los espejos de escaneo 154a y 152a. La luz reflejada se desescanea así en los espejos 154a y 152a en un haz estacionario 160 y entra en el divisor de haces polarizadores 151, que refleja el haz 160 a través de una lente de enfoque 161, un espejo reflectante 162 y un filtro de muesca 163, hasta un divisor de haces dicroico 164 que divide la luz reflejada en un primer haz 165 y un segundo haz 169. El haz 165 incide en una pequeña abertura proporcionada por un orificio pasante 166 en un detector 168 proporcionado por un tubo fotomultiplicador, a través de una de las posiciones seleccionables abiertas o de filtro a lo largo de una rueda de filtro 167. El haz 165 incide en una pequeña abertura proporcionada por un orificio pasante 170 en un detector 172 proporcionado por un tubo fotomultiplicador, a través de una de las posiciones seleccionables abiertas o de filtro a lo largo de una rueda de filtro 171. La lente 161 enfoca la luz de sus respectivos haces en los orificios pasantes 166 y 170. Aunque no se muestra en la FIG. 11, un espejo de cambio 173 (FIG. 9) se proporciona entre el divisor de haces 151 y el espejo 152a para reflejar el haz 150 en el espejo 152a y reflejar el haz 160 desde el espejo 152a al divisor de haces 151.

Cada una de las ruedas de filtro 167 y 171 tiene un eje montado para girar mediante motores paso a paso 174 y 175, respectivamente, para seleccionar la abertura o filtro deseado a lo largo de la rueda. Por ejemplo, al menos cuatro filtros se proporcionan a lo largo de la rueda 167 para diferente(s) longitud(es) de onda o rangos de longitudes de onda en el detector 168, donde el filtro 167a pasa solo luz en el rango de longitud de onda de 405-561 nm, el filtro 167b pasa solo luz de 630 nm de longitud de onda, el filtro 167c pasa solo luz de longitud de onda de 670 nm, y el filtro 167d pasa tanto la luz de longitud de onda de 832 nm como de 837 nm. Se proporcionan al menos dos filtros a lo largo de la rueda 171, donde un filtro 171a pasa solo luz de longitud de onda de 520 nm y un filtro 171b pasa solo luz de longitud de onda de 450 nm. Los espacios en una o ambas ruedas de filtro están abiertos para que pase la luz sin filtrar, como para la detección de la luz de la longitud de onda del láser 146 en el trayecto de la luz para la detección por sus respectivos detectores 168 y 172. Por ejemplo, la abertura 167e se dispone en la rueda de filtro 167 y la abertura 171c se dispone en la rueda de filtro 171. Las aberturas/filtros adicionales ilustrados en la rueda de filtro 171 pueden tener filtros para otras longitudes de onda o rangos de longitudes de onda.

Las longitudes de onda proporcionadas a lo largo del cable de fibra óptica 142 pueden activar los tintes fluorescentes que puede ser aplicados a las muestras de tejidos. Así pues, una de las ruedas de filtro permite la selección de un filtro para detectar en su detector asociado la longitud de onda fluorescente de la luz reflejada 158, mientras que la restante rueda de filtro se coloca en una posición abierta para detectar la luz de la longitud de onda del láser 146 en la luz reflejada 158. El filtro de muesca 163 permite la selección de longitudes de onda discretas o rangos de longitudes de onda para ayudar en la detección de longitudes de onda con filtros a lo largo de las ruedas de filtro. Preferiblemente, el filtro de muesca 163 permite pasar la luz de la longitud de onda del láser 146 (por ejemplo, 785 nm) y bloquea la luz de las longitudes de onda recibidas del cable de fibra óptica 142 que puedan interferir con la captación de imágenes en las longitudes de onda fluorescentes asociadas con los filtros dispuestos en las ruedas de filtro 167 y 171 en la trayectoria de la luz para su detección por sus respectivos detectores 168 y 172. Además, el divisor de haces dicroico 164 puede filtrar la luz de tal manera que el haz 165 tenga longitudes de onda de 405 nm y 408 nm, y el haz 169 tenga longitudes de onda de 581 nm, 640 nm y 785 nm. Se pueden utilizar otras longitudes de onda diferentes de las mencionadas anteriormente para las fuentes de luz 140 y 146, y los haces detectados 165 y 169, así como otras filtraciones de longitud de onda pueden ser utilizadas por el filtro de muesca 163 y a lo largo de las ruedas de filtro 167 y 171.

Cada motor 174 y 175 es impulsado por la electrónica en una placa de circuito impreso 185 que tiene un sensor de efecto Hall que lee un imán a lo largo de la rueda para detectar la posición de inicio de la rueda y hacer girar la rueda hasta la posición del filtro deseado o la ubicación abierta a lo largo de la rueda mediante señales de accionamiento recibidas del sistema informático 118. La posición rotativa de cada filtro o abertura a lo largo de las ruedas de filtro 167 y 171 se puede almacenar en la memoria del sistema informático 118 para que los motores 174 y 175 puedan ser accionados por el sistema informático para llegar a la posición rotativa asociada con el filtro o la apertura deseados en las ruedas.

Los componentes ópticos y electrónicos del cabezal de imagen 12 están montados en un chasis 176 y una placa de soporte 177, como se muestra en las FIGS. 9 y 10, para proporcionar un montaje compacto preferido de tales componentes. Dos placas de circuito impreso 190 con electrónica para controlar el cabezal de imagen 12, que responde al sistema informático 118, están sujetas al chasis 176, donde las placas de circuito 190 están conectadas a otras placas de circuito descritas aquí en la carcasa 13. Una primera estructura o bloque 178, por ejemplo, de aluminio, queda montada en el chasis 176 que soporta la fuente de luz 146, el divisor de haces 149 y el cilindro 143a con el cable de fibra óptica 142 vinculado. La estructura 178 tiene una cavidad 179 en la que se inserta el cilindro 143a cuando se desean longitudes de onda adicionales para la creación de imágenes desde el cable de fibra óptica 142. Los detectores 168 y 172 tienen una placa de circuito 182 y 183, respectivamente, que está montada en la placa de soporte 177. Una segunda estructura o bloque 180, que también puede ser de aluminio, está montada en el chasis 176 para soportar las ruedas de filtro 167 y 171, los orificios pasantes 166 y 170, el divisor de haces 164 y el filtro de muesca 163, para la creación de imágenes en tales detectores 167 y 172, como se describió anteriormente. La placa de circuito 185 para accionar y controlar los motores 174 y 175 puede estar soportada en la placa de circuito 182.

Para alinear correctamente los haces 165 y 169 para la detección, tanto el espejo 162 como el agujero pasante 166 son ajustables en posición. El espejo 162 está montado sobre una flexión ajustable 162a fijada a una abrazadera o brida 186 del chasis 176 para dirigir el haz 169 a través del divisor de haces 164. La flexión 162a puede ser ajustable mediante tornillos y, por ejemplo, puede ser un soporte de espejo de flexión de acero inoxidable, como el Soporte Óptico de Flexión Industrial ajustable con llave Allen (o hexagonal), modelo No. MFM-050 fabricado por Newport Corporation de Irvine, California, EE. UU. Esta capacidad de ajuste de la posición espacial del espejo 162 está indicada por flechas junto al espejo 162 en la FIG. 11. El agujero pasante 166 (es decir, proporcionado por un sustrato delgado con material de bloqueo de luz que tiene una pequeña apertura) se retiene en un cilindro (o celda cilíndrica) 188 montado en la estructura 180, donde el agujero pasante 166 está cargado por resorte utilizando dos flexiones de acero de resorte. Dos tornillos de ajuste ortogonal 189 empujan el agujero pasante 166 a una posición deseada contra la fuerza de resorte de las mencionadas flexiones, de modo que los tornillos de ajuste 189 ajustan la posición del agujero pasante 166. Opcionalmente, esta capacidad de ajuste se puede proporcionar de manera similar en la estructura 180 en una tercera dimensión ortogonal. Esta capacidad de ajuste de la posición espacial del agujero pasante 166 en dos dimensiones ortogonales al haz incidente 165, o en tres dimensiones, está indicada por flechas junto al agujero pasante 166 en la FIG. 11.

Cuando el cabezal de imagen 12 está ensamblado, el espejo 162 se ajusta en posición para dirigir el haz 169 en alineación con el agujero pasante 170, que está fijo en posición, de modo que el haz 169 detectado por el detector 172 se pueda visionar correctamente. Para ayudar en dicha alineación, se muestra una imagen en la pantalla 120 por el sistema informático 118 desde el detector 172, y el espejo ajustable 162 se mueve hasta que el haz 169 esté alineado con el agujero pasante fijo 170 de manera que se obtenga el nivel de señal más alto del detector 172 en la pantalla 120. A continuación, se muestra una imagen del detector 168 en la pantalla 120, y el agujero pasante ajustable 166 se mueve hasta que se logre la señal más alta del detector 168 en la pantalla 120. Así, el haz 165 está ahora alineado con el agujero pasante 166, de modo que el haz 165 detectado por el detector 168 se puede visionar correctamente. Alternativamente, no se utiliza la flexión ajustable 162a de modo que el espejo 162 esté montado en una posición no ajustable cuando se ensambla el cabezal de imagen 12, y el agujero pasante 170 se ajusta manualmente en posición en la misma forma en que se dispone el agujero pasante 166. En tal caso, uno o preferiblemente ambos agujeros pasantes 166 y 170 se ajustan por separado en posición para alinear sus respectivos haces 165 y 169 en sus respectivos detectores 168 y 172 mediante la obtención de la señal más alta en la pantalla 120 de sus respectivos detectores 168 y 172.

La capacidad de ajuste en la alineación de los haces 165 y 169 asegura el funcionamiento adecuado de la vía de detección dual del sistema óptico 11 de los haces en los detectores 168 y 172, respectivamente, de modo que el microscopio 10 puede proporcionar simultáneamente imágenes de estructuras microscópicas de la misma muestra de tejido utilizando dos longitudes de onda o rangos de longitud de onda diferentes de la luz detectada que regresa desde la muestra. Las ruedas de filtro 167 y 171 se ajustan a una de las aperturas o filtros correspondientes, de modo que una o ambas imágenes de las longitudes de onda deseadas o el rango de longitud de onda pueden aparecer en la pantalla 120 mediante el sistema informático 118 a partir de las señales recibidas de los detectores 168 y 172. Los agujeros pasantes 166 y 170 pueden ser idénticos y permiten la obtención de imágenes confocales en sus respectivos detectores al limitar la luz dispersa que regresa de sus respectivos haces a una sección particular dentro o sobre la muestra de tejido 110 ó 113.

Fijado al extremo frontal del chasis 176 hay un tubo fijo 192 con óptica que proporciona el telescopio 156. La lente del objetivo 128 está dispuesta en un soporte generalmente cilíndrico 194 que se conecta a un barril 196 que proporciona un tubo o manguito que se mueve axialmente (a lo largo del eje óptico 128a) sobre el tubo 192 mediante un actuador lineal, como se describe en la patente incorporada. En el lado del barril 196 se dispone una banda magnética que es leída por un sensor 197 en el chasis 176 que codifica linealmente la posición del barril 196 hacia la electrónica en el cabezal de imagen 12, permitiendo así que el sistema informático 118 accione el motor lineal para ajustar la posición de la lente del objetivo 128 con respecto al tubo fijo 192 y, por lo tanto, el enfoque de dicha lente con respecto a la muestra de tejido 110 ó 113.

Preferiblemente, se fijan imanes cilíndricos 198, por ejemplo, mediante adhesivo, a agujeros 199 a lo largo del anillo anular interior 200 en el extremo del barril 196, como se muestra en la FIG. 9. Un anillo metálico 201 se conecta al soporte de la lente del objetivo 194. Este anillo 201 se adhiere a lo largo del anillo 200 mediante atracción magnética a los imanes 198, de modo que el soporte 194 queda retenido en el barril 196. La lente del objetivo 128 mostrada en las figuras representa una lente de inmersión en líquido. Esta lente del objetivo 128 es útil cuando se aplica un fluido que empareja el índice de refracción a una muestra de tejido antes de ser imagen (el fluido empareja o se acerca al índice de refracción de la muestra de tejido), ya que la lente del objetivo entra en contacto con la superficie de la muestra de tejido. El fluido de emparejamiento de índice reduce las reflexiones no deseadas y las distorsiones esféricas de la superficie de la muestra de tejido que enfrenta la lente, lo que podría afectar negativamente el rendimiento de la obtención de imágenes. Sin embargo, se pueden disponer diferentes lentes del objetivo en diferentes soportes 194, cada uno proporcionando un rendimiento de obtención de imágenes diferente, como por ejemplo en términos de magnificación, o de tipos de lentes de no inmersión o de diferentes tipos de lentes de inmersión. Cuando un usuario desee una lente del objetivo diferente, el usuario puede retirar el soporte 194 de los imanes 198 y reemplazarlo por un soporte 194 diferente con la lente del objetivo deseada. Alternativamente, el soporte 194 se puede fijar, por ejemplo, mediante adhesivo, al extremo del barril 196, sin anillo de metal 201 ni imanes 198.

El anteriormente descrito hocico 127 es proporcionado por el barril 196 con el soporte fijado 194 que tiene la lente del objetivo 128. Como se muestra en la FIG. 9, la cubierta del hocico 127a está formada por un tubo cilíndrico provisto de una ventana 127b montada en una tapa 127c que se coloca en una abertura 127e en el extremo distal de dicho tubo, que está diseñado para recibir la tapa 127c. Para montar la cubierta del hocico 127a en el cabezal de imagen 12, se prevé un soporte cilíndrico 202 con tres patas 203 que se adhieren, por ejemplo, con adhesivo, a la parte delantera del chasis 176 y se extienden a través de una abertura 13b en la parte frontal de la carcasa 13 con el barril 196. A lo largo del borde anular interno frontal 204 del soporte 202, hay agujeros 204a para imanes cilíndricos 205 que se mantienen en los agujeros mediante adhesivo. Un anillo metálico 127d está unido a la parte trasera del tubo para proporcionar la cubierta del hocico 127a. La atracción del anillo 127d hacia los imanes 205 a lo largo del borde 204 mantiene la cubierta del hocico 127a en su lugar para la obtención de imágenes a través de la ventana 127b mediante la lente del objetivo 128. La cubierta del hocico 127a se puede separar de su soporte 202 retirando la cubierta 127a de los imanes 205 cuando no se necesita la cubierta del hocico 127a para la obtención de imágenes.

La carcasa 13 está provista de una serie de nervios 208 que se extienden desde la base 15 de la carcasa 13 sobre los cuales se monta el chasis 176 y la placa 177, por ejemplo, con tornillos en agujeros a lo largo de dichos nervios. Las partes izquierda y derecha de la carcasa 206 y 207 proporcionan revestimientos que se acoplan entre sí y se fijan a los nervios 208 con tornillos. A continuación, se fijan dos asas 210 a las partes de la carcasa 206 y 207 para facilitar el movimiento manual de la carcasa 13 por parte de un usuario, si se desea, con respecto a la plataforma 14. Si se proporciona un ventilador en la carcasa 13, se puede utilizar una cubierta de ventilador 211. Puede haber otras formas de acoplar los componentes del cabezal de imagen 12 dentro de la carcasa 13 diferentes a las que se muestran en las FIGS.

9 y 10.

El sistema informático 118, a través del cable 124, tiene una interfaz de E/S con la electrónica en el cabezal de imagen 12 para permitir su funcionamiento, como, por ejemplo, controlar la operación del escáner resonante 152 y el galvanómetro 154, controlar el actuador lineal o motor para posicionar la lente del objetivo 128 a lo largo de su eje óptico 128a, y suministrar energía a la fuente de luz 146, como puede quedar descrito en más detalle en la patente incorporada. Las señales de los detectores 168 y 172 se reciben mediante canales separados a través del cable 124 como imágenes de trama en la memoria del sistema informático 118 para mostrarlas en la pantalla 125 según lo desee el usuario. El sistema informático 118, a través del cable 124, también envía señales a los motores 174 y 175 y lee los sensores asociados con ellos para girar las ruedas de filtro 167 y 171, respectivamente, de acuerdo con la posición rotativa del filtro o la apertura específicos en dichas ruedas de filtro según lo desee el usuario.

Se seleccionan diferentes ubicaciones en muestras de tejido 110 ó 113 para proporcionar imágenes microscópicas seccionadas ópticamente de la muestra en tales ubicaciones, presentadas a la lente del objetivo 128 mediante uno o más de los movimientos del cabezal de imagen 12 como se ha descrito anteriormente, desplazando la platina 108 a lo largo de sus ejes x y/o y, cambiando la profundidad del haz escaneado 115 en y bajo la superficie de la muestra de tejido mediante el movimiento de la lente del objetivo 128 a lo largo de su eje óptico 128a en el cabezal de imagen 12, cuyo eje óptico es coaxial con el eje z si está alineado como se ha descrito anteriormente, o a lo largo del eje z para cambiar dicha profundidad mediante el uso de la platina 114 si está presente. La selección de diferentes ubicaciones en una muestra de tejido 110 ó 113 puede realizarse automáticamente mediante el sistema informático 118 a través del movimiento paso a paso a lo largo de los ejes x y/o y de la platina 108 (y el eje z de la platina 114 si está presente) y/o el movimiento paso a paso de la lente del objetivo 128 a lo largo de su eje óptico 128a. Por ejemplo, el sistema informático 118 puede fijar la posición del espejo del galvanómetro 154a de manera estacionaria y, en su lugar, mover la platina 108 de manera escalonada a lo largo del eje y para proporcionar una imagen de exploración por trama comparable. La energía y la tierra para la electrónica y otros componentes, como la fuente de láser 146, en el sistema de obtención de imágenes 12 también se proporcionan a través de hilos dentro del cable 124.

Además, aunque el cabezal de imagen 12 se describe en este documento como un sistema óptico para capturar imágenes seccionales microscópicas formadas ópticamente de una muestra de tejido 110 ó 113 operativo mediante microscopía confocal, se pueden incorporar en el cabezal de imagen 12 otras modalidades para obtener imágenes microscópicas seccionadas ópticamente de una muestra, como la tomografía de coherencia óptica (OCT) o la interferometría, como se describe en el trabajo de Schmitt et al., "Caracterización óptica de tejidos con enfermedades utilizando interferometría de baja coherencia," en Proc. of SPIE, Volumen 1889 (1993), o mediante microscopía láser de dos fotones, como se describe en la Patente de EE.UU. No. 5,034,613.

Pueden preverse otras posiciones del cabezal de imagen 12 en lugar de las mostradas en las figuras. Además, se pueden obtener imágenes con el microscopio 10 de muestras de tejido no histológicas diferentes a las muestras de tejido 110 y 113 mostradas en las figuras.

A partir de la descripción anterior, es evidente que se ha proporcionado un microscopio confocal con un cabezal de imagen posicionable. Las personas expertas en este campo de la técnica sin duda podrán concebir variaciones y modificaciones en el microscopio descrito aquí, y el sistema y el método para montar un cabezal de imagen de dicho microscopio, todo ello de acuerdo con la invención. Por lo tanto, la descripción anterior debe tomarse como ilustrativa y no limitativa.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un microscopio (10) para la obtención de imágenes de tejido que comprende:

un cabezal de imagen (12) provisto de un sistema óptico (11) para capturar imágenes microscópicas seccionales formadas ópticamente;

una plataforma (14) sobre la que se dispone una primera platina (18) acoplada a una segunda platina (16), donde dicha segunda platina (16) está montada sobre dicha plataforma (14), dicha primera platina (18) está acoplada a dicho cabezal de imagen (12) para desplazar dicho cabezal de imagen (12) a lo largo de una dimensión vertical perpendicular a una dimensión horizontal a lo largo de la cual se extiende dicha plataforma (14), y dicha segunda platina (16) hace girar dicho cabezal de imagen (12) y dicha primera platina (18) alrededor de dicha dimensión vertical, donde dicho cabezal de imagen (12) es posicionable utilizando al menos dicha primera platina (18) y dicha segunda platina (16) en un primer modo para obtener imágenes de al menos una primera muestra de tejido dispuesta entre dicho cabezal de imagen (12) y dicha plataforma (14), y en un segundo modo para obtener imágenes de al menos una segunda muestra de tejido dispuesta junto a dicha plataforma (14); y

una platina para especímenes que se puede montar en dicha plataforma (14) para soportar dicha primera muestra de tejido en dicho primer modo, en donde dicha platina para especímenes es móvil al menos a lo largo de ejes ortogonales x e y a lo largo de dicha dimensión horizontal.

2. El microscopio según la Reivindicación 1, en el que dicho cabezal de imagen (12) se desplaza entre dicho primer modo y dicho segundo modo mediante al menos la rotación de dicha segunda platina.

3. El microscopio según la Reivindicación 1, en el que dicha segunda platina (16) está montada en dicha plataforma (14), y dicha segunda platina (16) es una platina giratoria montada en dicha primera platina (18) para hacer girar dicha primera platina (18) y dicho cabezal de imagen (12) 360 grados alrededor de dicha dimensión vertical, y dicha primera platina (18) es una platina de deslizamiento lineal motorizada dispuesta verticalmente.

4. El microscopio según la Reivindicación 1, en el que dicho sistema óptico (11) comprende al menos una lente de objetivo (128) para enfocar y recoger la iluminación de dicha primera muestra de tejido en dicho primer modo y dicha segunda muestra de tejido en dicho segundo modo, y dicha lente del objetivo (128) dispone de un eje óptico (128a).

5. El microscopio según la Reivindicación 1, en el que dicha platina para especímenes representa una tercera platina montada en dicha plataforma (14), estando dicha primera muestra de tejido montada sobre dicha tercera platina para desplazar dicha primera muestra de tejido con respecto a dicha lente del objetivo (128) en el primer modo, dicho eje óptico (128a) de dicha lente del objetivo (128) se extiende a lo largo de un eje z perpendicular a los ejes x e y.

6. El microscopio según la Reivindicación 5 incluye adicionalmente una cuarta platina montada en dicha tercera platina que es móvil a lo largo del eje z para permitir que dicha primera muestra de tejido pueda se desplazada utilizando dichas tercera y cuarta platinas, a lo largo de dichos ejes x, y, z con respecto a dicha lente del objetivo (128).

7. El microscopio según la Reivindicación 4, en el que dicha primera platina (18) dispone de un carro (20), capaz de moverse a lo largo de la dimensión vertical, estando dicho carro (20) conectado a dicho cabezal de imagen (12) a través de un brazo de montaje (22) que consta de una primera parte unida a dicho carro, y una segunda parte comprendiendo una platina giratoria para girar dicho cabezal de imagen (12) alrededor de un eje normal perpendicular a dicho eje óptico de dicha lente del objetivo (128), y dicho cabezal de imagen (12) también puede posicionarse aún más utilizando dicha platina giratoria de dicho brazo de montaje (22) en dichos modos, primero y segundo.

8. El microscopio según la Reivindicación 7, en el que dicha segunda parte puede inclinarse en relación con dicha primera parte para ajustar la inclinación de dicho cabezal de imagen (12) a lo largo de dicho eje normal con respecto a la dimensión horizontal, y dicho cabezal de imagen (12) también puede posicionarse aún más inclinándolo en ambos modos, primero y segundo.

9. El microscopio según la Reivindicación 4, en que dicha lente del objetivo puede desplazarse dentro de dicho cabezal de imagen (12) a lo largo de dicho eje óptico; y/o

dicha lente del objetivo (128) representa una de una pluralidad de lentes del objetivo que pueden montarse de modo extraíble en dicho cabezal de imagen (12).

10. El microscopio según la Reivindicación 1 que comprende además un sistema informático (118) conectado a dicho cabezal de imagen (12) para recibir señales que representan dichas imágenes, en el que dicho sistema informático (118) muestra en una pantalla (120) dichas imágenes capturadas por el microscopio.

11. El microscopio según la Reivindicación 10, en el que dicho sistema informático (118) controla motores para desplazar dicha platina para especímenes a lo largo de dichos ejes x e y.

12. Un método para obtener imágenes de tejidos que comprende:

proporcionar un cabezal de imagen (12) provisto de un sistema óptico (11) capaz de capturar imágenes de secciones microscópicas formadas ópticamente;

montar dicho cabezal de imagen (12) en una plataforma (14) utilizando una pluralidad de platinas;

desplazar dicho cabezal de imagen (12) a lo largo de una dimensión vertical utilizando una primera de una pluralidad de platinas perpendiculares a una dimensión horizontal a lo largo de la cual se extiende dicha plataforma (14);

girar dicho cabezal de imagen (12) alrededor de dicha dimensión vertical utilizando una segunda de dicha pluralidad de platinas;

posicionar dicho cabezal de imagen (12) en un primer modo para capturar imágenes de al menos una primera muestra de tejido dispuesta sobre una platina para especímenes móvil montada sobre dicha plataforma (14), para soportar dicha primera muestra de tejido en dicho primer modo, llevando a cabo uno o más de dichos pasos de traslación y giro, en que dicha platina para especímenes puede desplazarse a lo largo de al menos los ejes ortogonales x e y a lo largo de dicha dimensión horizontal; y

posicionar dicho cabezal de imagen (12) en un segundo modo para capturar imágenes de al menos una segunda muestra de tejidos ubicada al lado de dicha plataforma realizando uno o más de dichos pasos de traslación y giro.

13. El método según la Reivindicación 12 que comprende además el paso de rotar dicho cabezal de imagen (12) alrededor de un eje normal perpendicular a un eje óptico de una lente de objetivo (128) de dicho sistema óptico (11), llevando a cabo uno o más de dichos pasos de posicionar dicho cabezal de imagen (12) en dicho primer modo y dicho paso de posicionar dicho cabezal de imagen (12) en dicho segundo modo.

14. El método según la Reivindicación 13 que comprende además el paso de ajustar la inclinación de dicho cabezal de imagen (12) a lo largo de dicho eje normal, llevando a cabo uno o más de dicho paso de posicionar dicho cabezal de imagen (12) en dicho primer modo y dicho paso de posicionar dicho cabezal de imagen (12) en dicho segundo modo.