Сенсоры CMOSIS стали частью эндоскопической камеры для обнаружения раковых образований

Для того чтобы ускорить процесс диагностирования, компания LLTech (Париж, Франция) разрабатывает компактный ручной эндоскоп — это поможет хирургам и патологам дистанционно изучать ткани на клеточном уровне. LLTech адаптировала технологию оптической когерентной томографии (ОКТ) для ручного применения. В основе устройства — интерферометр, в котором образец подсвечивается низко когерентным источником света, таким как галогенная лампа. Но в отличие от аналогов прибор не использует каких-либо сканирующих элементов для построения изображения, что позволяет увеличить скорость получения информации и упрощает устройство.

Отраженный от образца свет взаимодействует со светом от колеблющегося зеркала и образует интерференционный узор. Линейная комбинация по крайней мере двух таких узоров дает изображение в градациях серого. Картина среза ткани толщиной всего 1 мкм открывает клеточную структуру без необходимости хирургического вмешательства. Трехмерный срез можно получить методом комбинации множества двухмерных слоев, смещенных относительно одной оси.

Основной трудностью на пути реализации столь амбициозного проекта стал поиск подходящего сенсора для захвата полученной картинки с очень высокой скоростью и сохранением хорошей четкости. Требование обусловлено в том числе вероятностью комплекса различных искажений, вследствие движения как пациента, так и врача, что несомненно может отразиться на качестве полученного изображения.

Реализуя данную задачу, LLTech обратилась к компании CMOSIS для создания специального КМОП-сенсора. Эта матрица разрешением 1440×1440 пикселей по 12 мкм каждый способна снимать до 700 кадров/с при разрядности в 10 бит на пиксель. Главной особенностью сенсора является его чувствительность, которая при глубине квантовой ямы приблизительно в 1,6 млн электронов на каждый пиксель, позволяет добиться действительно выдающихся результатов. С его низким уровнем дробового шума, линейным откликом и широким динамическим диапазоном сенсор позволяет фиксировать сверхмалые вариации сигнала в ярких картинках при очень большой кадровой частоте.

Врач помещает наконечник инструмента на поверхность исследуемых тканей, тем самым получая двухмерные изображения на глубине от 20 до 100 микрон в зависимости от применяемой оптики. При пространственном разрешении изображений в 1 микрон могут быть исследованы такие микроструктуры, как сосуды, железы или даже отдельные клетки размером 5–10 микрон в диаметре. Подобные исследования невозможно проводить, используя современные приборы ОКТ.