Stages di Scansione per Acquisizione di Immagini Rapida e Affidabile in Dispositivi OCT per Oftalmologia e Dermatologia
L'OCT è una tecnica di imaging interferometrico basata sulla luce infrarossa a banda larga in un intervallo di lunghezza d'onda compreso tra 0,8 µm e 1,4 µm per una penetrazione ottimale nei tessuti. L'OCT ha già raggiunto il "Gold Standard" in oftalmologia, ma di recente trova crescente applicazione anche in dermatologia, ad esempio per la diagnosi del cancro della pelle. Rispetto alle misure diagnostiche invasive convenzionali, l'OCT fornisce risultati più rapidi e riduce gli effetti collaterali e lo stress per i pazienti.
Setup dell'Interferometro Michelson per l'Esame dei Tessuti
La tecnologia OCT utilizza una luce IR a banda larga (nella sezione di lunghezza d'onda compresa tra 800 e 1400 nm data la migliore penetrazione nei tessuti) con una breve lunghezza di coerenza in un setup con interferometro di Michelson. Il segnale è il risultato dell'interferenza tra il fascio della sonda e quello di riferimento, basato sui riflessi ai limiti dell'indice di rifrazione all'interno del tessuto biologico.
La tecnica OCT si basa quindi sulla scansione assiale precisa e dinamica di un fascio ottico ((1) - vedi disegno) posto in uno dei bracci dell'interferometro. A questo scopo, PI offre stage di nanoposizionamento che forniscono la massima risoluzione dell'immagine. Basandosi su diverse tecnologie di azionamento e prodotti standard, PI può adattare l'asse di scansione ai requisiti specifici del dispositivo e dell'applicazione: Le dimensioni, l'escursione (corsa), il tipo di azionamento (voice coil o piezoelettrico) e la risoluzione possono essere adattati in modo specifico al design complessivo del dispositivo OCT. Una sofisticata tecnologia di controllo e una varietà di interfacce consentono un facile utilizzo dello stage.
Specifiche Tipiche
La specifica più importante per la scansione assiale è la profondità di penetrazione (z), che in genere è compresa tra 0,4 mm e 3 mm. Questo valore determina direttamente l'escursione minima richiesta dello stage. Ulteriori specifiche sono:
- Risoluzione assiale: 0,5 - 15 µm (metà della lunghezza di coerenza!)
- Risoluzione laterale: 1,3 - 3 µm (diametro del fuoco della luce)
- Velocità di scansione: 85 - 1500 kHz (a seconda della tecnologia)
- Frame rate dell'immagine 2D/3D: 10 - 30 fps
Sistemi di Movimentazione di Precisione per Scansioni
Per soddisfare i requisiti dei moderni sistemi OCT si possono utilizzare diversi principi di azionamento.
Scanner Piezoelettrici di Nanoposizionamento con Guida a Flessione
Sono possibili diversi principi di movimento piezoelettrico. I due esempi illustrati di seguito si basano su attuatori piezoelettrici impilati che azionano rispettivamente uno stage a flessione (a destra) e un supporto per l'obiettivo del microscopio. Gli stage di nanoposizionamento lineari piezoelettrici con guida a flessione offrono la massima risoluzione e precisione possibile; inoltre, sono privi di attrito e di usura e non richiedono praticamente alcuna potenza per mantenere la posizione.
Stages di Scansione con Motore Lineare Voice Coil
I motori voice coil si basano sul ben noto principio elettromagnetico degli altoparlanti. Si adattano meglio a intervalli di movimento da ~0,5 mm a 25 mm (1 pollice). I motori voice-coil sono privi di attrito e di usura e sono in grado di fornire un movimento estremamente dinamico e preciso, come ogni appassionato di musica può testimoniare. Quando vengono utilizzati negli stage di scansione e posizionamento, sono spesso combinati con guide a rulli incrociati per fornire un movimento ad alta precisione. Gli encoder lineari integrati negli stage di scansione forniscono un feedback a un controllore di movimento in closed-loop per consentire un controllo preciso della posizione e della velocità.
Stages Customizzati
Sulla base della tecnologia dei prodotti standard illustrati sopra, esistono molte possibilità di sviluppare soluzioni personalizzate in relazione a:
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