термометрия mri, объединенная с устройством гиперполяризации, использующим фотоны с орбитальным угловым моментом

Формула изобретения

1. Система для магнитно-резонансного обследования, содержащая

радиочастотную систему для индуцирования резонанса в поляризованных ядерных магнитных диполях и приема сигналов магнитного резонанса от объекта, подлежащего обследованию,

модуль термометрии для получения распределения температуры объекта, подлежащего обследованию, из сигналов магнитного резонанса, и

при этом система для магнитно-резонансного обследования дополнительно содержит

устройство гиперполяризации на фотонной основе, с

фотонным источником для испускания электромагнитного излучения,

преобразователем мод, содержащим фазовую голограмму для придания орбитального углового момента электромагнитному излучению,

пространственным фильтром для выбора из фазовой голограммы дифрагированного фотонного луча, получившего орбитальный угловой момент для поляризации ядерных магнитных диполей посредством переданного орбитального углового момента.

2. Система для магнитно-резонансного обследования по п.1, включающая в себя блок коррекции движения для детектирования движения объекта, подлежащего обследованию, и применения коррекции движения к модулю термометрии.

3. Сборочный узел терапии, содержащий

модуль терапии для локальной подачи энергии в субъект,

систему для магнитно-резонансного обследования по п.1 и

контроллер терапии для управления модулем терапии на основе распределения температуры, предоставляемого модулем термометрии.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к системе для магнитно-резонансного обследования, снабженной устройством гиперполяризации на фотонной основе.

Уровень техники

Такая система для магнитно-резонансного обследования описывается в международной заявке PCT/IB2008/055444. Эта система для магнитно-резонансного обследования содержит устройство гиперполяризации на фотонной основе. В частности, устройство гиперполяризации создает фотонный (например, световой) луч с орбитальным угловым моментом (OAM). Орбитальный угловой момент светового луча связывается с (ядерными или молекулярными) диполями (или спинами) для создания (ядерной или молекулярной) поляризации. Эта поляризация возбуждается радиочастотным излучением и после релаксации возбуждения создаются сигналы магнитного резонанса. Из этих сигналов магнитного резонанса реконструируется магнитно-резонансное изображение. Поскольку поляризация создается орбитальным угловым моментом светового луча, не требуется никакого внешнего магнитного поля, или требуется лишь слабое магнитное поле, чтобы создавать сигналы магнитного резонанса с относительно высоким отношением "сигнал-шум". Известная система для магнитно-резонансного обследования способна отображать морфологию исследуемого объекта, в частности, могут быть созданы морфологические изображения анатомии исследуемого пациента.

Раскрытие изобретения

Задача изобретения состоит в обеспечении системы для магнитно-резонансного обследования, основанной на гиперполяризации посредством орбитального углового момента, которая способна измерять температуру способом пространственного разложения. Эта задача решается системой для магнитно-резонансного обследования, соответствующей изобретению, которая содержит

- радиочастотную систему для индуцирования резонанса в поляризованных ядерных магнитных диполях и приема сигналов магнитного резонанса от объекта обследования,

- модуль термометрии для получения распределения температуры объекта обследования из сигналов магнитного резонанса, и

система для магнитно-резонансного обследования дополнительно содержит

- устройство гиперполяризации на фотонной основе, с:

- фотонным источником для испускания электромагнитного излучения;

- преобразователем мод, который включает в себя фазовую голограмму для передачи орбитального углового момента электромагнитному излучению;

- пространственным фильтром для выбора из фазовой голограммы дифрагированного фотонного луча с орбитальным угловым моментом для поляризации ядерных магнитных диполей посредством переданного орбитального углового момента.

Изобретение основано на том принципе, что фаза сигналов магнитного резонанса зависит от температуры. Дополнительный принцип настоящего изобретения состоит также в том, что, когда сигналы магнитного резонанса создаются фотонным лучом, который является электромагнитным, в частности оптическим, обладающим орбитальным угловым моментом, эти сигналы магнитного резонанса содержат информацию о локальной температуре. Когда сигналы магнитного резонанса пространственно кодируются, особенно посредством кодирования считывания и фазового кодирования, фаза сигналов магнитного резонанса содержит информацию о локальной температуре. При фотонном, особенно оптическом, подходе к гиперполяризации пространственное кодирование может также осуществляться посредством сканирования лучом поля зрения. Таким образом, можно, как вариант, обходиться без магнитных градиентных полей для пространственного кодирования, так чтобы движение пациента не вносило свой вклад в фазу (оставляя только фазу, зависящую от температуры).

Электромагнитное (EM) излучение на любой длине волны, которое обладает OAM, будет индуцировать поляризацию ядер при взаимодействии с молекулами. Фотонный луч, обладающий OAM, создается преобразователем мод из фотонного луча электромагнитного излучения, полученного от фотонного источника. Преобразователь мод, например, содержит набор цилиндрических линз, в некоторых случаях расположенных под различными углами. Альтернативно, преобразователь мод включает в себя фазовую голограмму, например, в форме фазовой пластинки или голографической пластинки. Фазовая голограмма может также формироваться создаваемой компьютером голограммой с помощью пространственного модулятора. Очень практичный вариант осуществления такой фазовой голограммы формируется так называемой панелью LcoS (жидкий кристалл на кремнии), на которой создается голограммная структура.

Фотонный луч, обладающий OAM, может быть оптическим лучом, то есть иметь длину волны в диапазоне видимого излучения (например, между 380 нм и 780 нм). В частности, может использоваться оптическое излучение с длиной волны в диапазоне от 400 нм (ультрафиолетовое излучение) до 1,3 мкм (дальнее инфракрасное излучение). Для длин волн в диапазоне от ультрафиолетовой области до дальней инфракрасной области в качестве источника электромагнитного излучения могут использоваться полупроводниковые лазеры (например, на основе GaN, GaAs или GaInP). Оптическое излучение взаимодействует с электронными орбиталями в молекулах материала (например ткани), подвергаемого обследованию, и вызывает ориентацию спинов электронов. Орбитальный угловой момент фотонного луча связывается с молекулярными ротационными состояниями и ориентирует молекулы. Соответственно, улучшается гиперполяризация. В дальнейшем, посредством сверхтонких взаимодействий спин электрона передается ядрам материала. Наконец, гиперполяризованные ядра возбуждаются ("перебрасываются") радиочастотным импульсом и после возвращения (посредством прецессии) в предпочтительную ориентацию создаются сигналы магнитного резонанса. Длина волны выбирается на основе соответствующего компромисса между уровнем поглощения, требуемым для возбуждения электронных орбиталей, и требуемой глубины проникновения в материал, например ткань, подлежащий обследованию.

Обнаружено, что степень поляризации является наивысшей в фокальном пятне луча, а также, что степень поляризации возрастает с уменьшением ширины луча. То есть, чем меньше ширина луча, тем лучше, но минимальная ширина луча необязательно соответствует высокой степени поляризации (больше 10-20% или более). Наконец, теория указывает, что вероятность поляризации пропорциональна абсолютной ширине луча.

Фокальное пятно луча может быть преобразовано как поперечно, так вдоль положения по глубине множеством способов. Зеркала/фокусирующие элементы могут вращаться или физически преобразовываться. Радиус кривизны фокусирующего элемента может изменяться так, что глубина резкости перемещается на различную глубину, делитель луча или зеркало могут направлять фотонный луч по альтернативным фотонным путям, каждый из которых имеет различные глубины фокусировки, или свойства фазовой голограммы могут изменяться (например, используя управляемую компьютером панель LCoS или используя многочисленные фазовые пластинки), так что обладающий OAM луч будет фокусироваться на различных глубинах. Когда проектируется система, которая фокусируется на различных глубинах, может быть важным гарантировать, что сигналы с длиной(-ами) волн источника света способны проникать на требуемый диапазон глубин.

Фотонный луч, обладающий OAM, может быть оптическим лучом, то есть имеющим длину волны в диапазоне видимого излучения (например, между 380 нм и 780 нм). Альтернативно могут использоваться также другие диапазоны длин волны, такие как ультрафиолетовое излучение (ниже 400 нм) или инфракрасное излучение (выше 780 нм). Все эти примеры подпадают под термин "фотонное". Другими вариантами являются мягкое рентгеновское излучение или микроволновое излучение, имеющие длину волны в диапазоне 0,8 мкм-1 м. Источник электромагнитного излучения соответственно испускает фотонное излучение с длиной волны в этих диапазонах.

Однако скорость, с которой развивается поляризация, и конечная равновесная поляризация могут быть выше или ниже в зависимости от длины EM-волны и величины OAM. Эксперименты и теория указывают, что поляризация, созданная OAM, более эффективна (то есть вероятность передачи OAM от фотона к молекуле возрастает), когда радиус электромагнитного луча мал. Поскольку более короткие длины волн могут фокусироваться с меньшими радиусами луча, они имеют потенциальную возможность обеспечить большую эффективность при достижении высоких степеней поляризации ядер. Выбор длин волн, которые более сильно взаимодействуют с конкретными молекулярными целями, также будет повышать эффективность передачи OAM и, следовательно, поляризацию ядер; однако, в отношении этого критерия, предпочтительно выбирать длины волн, на которых не происходит сильного взаимодействия с молекулами в ткани-мишени, если, например, желательно компенсировать скорость обмена гиперполяризации глубиной проникновения.

Создание карт температуры из сигналов магнитного резонанса обсуждается, по сути, в документе "Local hyperthermia with MR-guided focused ultrasound: spiral trajectory for the focal point optimized for temperature uniformity in the target region" в J. Magn. Res. Im. 12(2000)571-583, авторы R.Salomir и др., где сигналы магнитного резонанса создаются системой для магнитно-резонансного обследования, использующей сильное магнитное поле для создания поляризации ядер или молекул.

Измерение температур может осуществляться посредством точных измерений частоты (или изменений частоты) в дополнение к измерениям температуры, основанным на фазе. Основанные на частоте измерения температуры осуществляются, например, на поточечной основе, которой этот подход предоставляется, чтобы каждая точка в пределах поля зрения (FOV) могла быть гиперполяризована и опрашиваться отдельно (то есть выборка FOV может делаться непосредственно в "области изображений" вместо области Фурье).

Поскольку для создания термометрической информации вообще не требуется никакого внешнего магнитного поля или требуется только слабое внешнее магнитное поле, чтобы направлять ультразвуковой луч высокой интенсивности, достигаются несколько преимуществ. Поскольку нет никакой необходимости в системе для магнитно-резонансного обследования с полем высокой напряженности с узким сквозным отверстием, то вместо нее применяется, например, открытая система для магнитно-резонансного обследования с полем низкой напряженности, такой как напряженность поля 1T или даже меньше, например, 0,23T, и доступ к пациенту облегчается. Если никакого внешнего магнитного поля не требуется, устройство гиперполяризации на фотонной основе может быть разработано как портативное устройство и доступ к пациенту значительно улучшается. Если никакое внешнее магнитное поле не прикладывается, то нет никаких ограничений в отношении использования металлических инструментов. Дополнительно, система исследования магнитного резонанса, соответствующая изобретению, относительно недорога, потому что не требуется никакой дорогостоящей основной магнитной системы.

Эти и другие аспекты изобретения будут дополнительно подробно рассмотрены со ссылкой на варианты осуществления, определенные в зависимых пунктах формулы изобретения.

Вариант осуществления системы для магнитно-резонансного обследования снабжен модулем обнаружения движения. Точные результаты получаются, когда применяется коррекция движения и вклад фазы в движение отделяется от вкладов фазы, даваемых изменениями температуры. Коррекция движения может быть получена из сигналов магнитного резонанса, особенно сигналов магнитного резонанса из центральной части k-пространства. Для этой цели пригодны стратегии сбора данных, которые супердискретизируют центр k-пространства, такие как радиальный, спиральный сбор данных или PROPELLER. Альтернативно, модуль обнаружения движения может быть выполнен с возможностью применения навигаторов магнитного резонанса, от которых получают движение пациента, подвергаемого исследованию. Модуль обнаружения движения обеспечивается для получения коррекции движения и применения компенсации движения к сигналам магнитного резонанса. Сигналы магнитного резонанса с коррекцией движения подаются на модуль термометрии, который получает локальное распределение температуры в целевой зоне. Альтернативно, модуль компенсации движения может быть выполнен с возможностью программирования или быть запрограммирован в программном обеспечении, чтобы получить отдельно вклад в фазу сигналов магнитного резонанса за счет движения и вычислить вклад за счет изменений температуры. Детектированное движение подается на модуль термометрии, чтобы разделить вклады фазы, вносимые в сигналы магнитного резонанса за счет движения и температуры, соответственно.

Дополнительно изобретение имеет отношение к терапевтическому сборочному узлу, который содержит модуль терапии, контроллер магнитных резонансных сигналов и терапии, который управляет модулем терапии на основе распределения температуры, сформированного модулем термометрии системы для магнитно-резонансного обследования. В соответствии с этим вариантом изобретения, модуль термометрии используется для управления модулем терапии. Модуль терапии действует так, чтобы вносить энергию, предпочтительно, локально, в целевую зону анатомии пациента. Таким образом, температура повышается локально, что вызывает в ткани локальные физические изменения, например некроз или омертвение клеток. На основе распределения температуры, которое получает модуль термометрии, осуществляется управление модулем терапии, чтобы точно вводить энергию в целевую зону, не задевая здоровой ткани рядом с целевой зоной. Например, энергия может вводиться в опухоль, чтобы вызвать некроз ткани опухоли (злокачественной) и удаление. Например, высокоинтенсивный сфокусированный ультразвуковой или радиочастотный луч или лазерная ампутация могут использоваться для подачи энергии и создания локального повышения температуры. Например, в кардиальных применениях радиочастотная ампутация или лазерная ампутация используются для лечения аритмии сердца, локально изменяя свойства электрической проводимости миокарда пациента. Альтернативно, может применяться гипертермическое лечение с локальным понижением температуры.

В отношении поляризации ядер или молекул (то есть ядерных или молекулярных дипольных моментов) настоящее изобретение имеет следующие аспекты. В соответствии с одним вариантом, обеспечивается магнитно-резонансная система. Действующее на основе света устройство гиперполяризации поляризует выбранный диполь посредством переданного орбитального углового момента. Высокочастотная система индуцирует резонанс в поляризованных диполях и принимает резонансные сигналы.

В соответствии с другим вариантом обеспечивается поверхностный зонд. Блок вывода света направляет свет, чтобы проникнуть в ткань пациента. Действующая на основе света система гиперполяризации передает орбитальный угловой момент созданному свету. Свет, которому передан орбитальный угловой момент, выводится через блок вывода света, чтобы поляризовать выбранные диполи в пациенте.

Эти и другие варианты изобретения будут подробно объяснены со ссылкой на варианты осуществления, описанные здесь далее, и со ссылкой на сопроводительные чертежи.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - схематический пример устройства магнитно-резонансного формирования изображений, соответствующего настоящей заявке; и

Фиг.2 - пример расположения оптических элементов для получения света с OAM.

Осуществление изобретения

В одном варианте осуществления, как показано на фиг.1, обладающее OAM устройство излучения света, как описано выше, может использоваться в сочетании с магнитно-резонансным сканером 40. Подробности устройства 20 обеспечения света с OAM показаны на фиг.2.

Магнитно-резонансный сканер 40 может быть системой с открытым полем (открытая система MRI), которая включает в себя вертикальный сборочный узел 42 основного магнита. Сборочный узел 42 основного магнита создает, по существу, постоянное основное магнитное поле, ориентированное вдоль вертикальной оси области формирования изображения. Хотя на чертеже показан вертикальный сборочный узел 42 основного магнита, следует понимать, что также предполагаются другие расположения магнитов, такие как цилиндрическая и другие конфигурации.

Сборочный узел 44 градиентных катушек создает градиенты магнитного поля в области получения изображения для пространственного кодирования основного магнитного поля. Предпочтительно, сборочный узел 44 катушки градиента магнитного поля включает в себя сегменты катушек, выполненные с возможностью создания импульсов градиента магнитного поля в трех ортогональных направлениях, обычно в продольном или z- поперечном или x- и вертикальном или y-направлениях. Как сборочный узел 42 основного магнита, так и сборочный узел 44 градиентного поля в некоторых вариантах осуществления используются вместе с фотонной поляризацией.

Сборочный узел 46 радиочастотных катушек (показан как катушка для головы, хотя предполагаются также и катушки для отдельных участков и всего тела) создает радиоимпульсы для возбуждения резонанса в диполях субъекта. Сборочный узел 46 радиочастотных катушек также служит для детектирования резонансных сигналов, исходящих из области получения изображения. Сборочный узел 46 высокочастотных катушек может использоваться для подкрепления фотонного возмущения ранее произведенной поляризации.

Градиентные импульсные усилители 48 доставляют управляемые электрические токи в сборочный узел 44 градиента магнитного поля для создания выбранных градиентов магнитного поля. Высокочастотный передатчик 50, предпочтительно цифровой, подает радиочастотные импульсы или пакеты импульсов на сборочный узел 46 радиочастотных катушек, чтобы возбуждать выбранный резонанс. Радиочастотный приемник 52 соединяется со сборочным узлом 46 катушек или отдельными приемными катушками, чтобы принимать и демодулировать индуцированные резонансные сигналы.

Для сбора данных для получения резонансного изображения объекта 22, например пациента, который должен обследоваться или лечиться высокоинтенсивным сфокусированным ультразвуком, объект размещается в области получения изображения. Контроллер 54 последовательности осуществляет связь с градиентными усилителями 48 и радиочастотным передатчиком 50, чтобы поддержать фотонную манипуляцию интересующей области. Контроллер 54 последовательности может, например, создавать выборочные повторные постоянные последовательности отраженных сигналов или другие резонансные последовательности, пространственно кодировать такие резонансы, выборочно манипулировать или отбрасывать резонансы или как-либо иначе создавать выборочные магнитно-резонансные сигналы, характеризующие объект. Созданные резонансные сигналы обнаруживаются сборочным узлом 46 радиочастотных катушек, передаются на радиочастотный приемник 52, демодулируются и хранятся в памяти 56 k-пространства. Данные для получения изображения реконструируются процессором 58 реконструкции, чтобы создать одно или более представлений изображения, которые хранятся в памяти 60 изображений. В одном приемлемом варианте осуществления процессор 58 реконструкции выполняет реконструкцию с обратным преобразованием Фурье.

Результирующее представление(-я) изображения обрабатывается видеопроцессором 62 и отображается на интерфейсе 64 пользователя, снабженном удобным для восприятия человеком дисплеем. Интерфейс 64 предпочтительно является персональным компьютером или рабочей станцией. Вместо создания видеоизображения, представление изображения может быть обработано драйвером принтера и напечатано, передано по компьютерной сети или по Интернету и т.п. Предпочтительно, интерфейс 64 пользователя также позволяет радиологу или другому оператору связываться с контроллером 54 последовательности, чтобы выбирать последовательности магнитно-резонансной томографии, изменять последовательности получения изображения, выполнять последовательности получения изображения и т.д.

Кроме того, в состав системы для магнитно-резонансного обследования, соответствующей изобретению, входит высокоинтенсивная сфокусированная ультразвуковая (HIFU) система 70. Система 70 HIFU выполнена с возможностью излучения сфокусированного ультразвукового луча 74 на целевую зону внутри пациента 22, подлежащего обследованию. С этой целью система HIFU оснащена матрицей преобразователей, которой управляет контроллер 71 HIFU. Сфокусированный ультразвуковой луч высокой интенсивности создает повышенную температуру в целевой зоне, на которую он сфокусирован. Повышенная температура вызывает отмирание клеток (некроз) в целевой зоне. Таким образом, например, злокачественная ткань приводится в некротическое состояние, чтобы опухоль не распространялась, и обработанная ткань опухоли удаляется. Сфокусированный ультразвуковой луч высокой интенсивности управляется с высокой точностью, чтобы избежать повреждения здоровой ткани рядом с целевой зоной. В соответствии с изобретением, сфокусированный ультразвуковой луч управляется на основе распределения температуры целевой зоны. Распределение температуры получается из сигналов магнитного резонанса, которые принимаются радиочастотным приемником. Температурный модуль 72 принимает сигналы магнитного резонанса и извлекает локальную температуру из фазовой информации в сигналах магнитного резонанса. В частности, локальное распределение температуры собирается в форме так называемой температурной карты, которая представляет локальную температуру как s-функцию положения (в магнитно-резонансном изображении или эквивалентно в анатомии пациента). Температурная карта применяется в качестве входных данных контроллера HIFU, который затем на основе текущей температурной карты управляет сфокусированным ультразвуковым лучом высокой интенсивности и/или интенсивностью так, чтобы было достигнуто заданное распределение температуры в пределах границ. Блок 73 коррекции движения выполнен с возможностью приема сигналов магнитного резонанса от радиочастотного приемника. Сигналы магнитного резонанса, подаваемые на блок 73 коррекции движения, являются, например, сигналами магнитного резонанса из центральной области k-пространства с высокой избыточностью, например, за счет сбора данных PROPELLOR или в форме сигналов MR-навигатора, например, нефазовых кодированных сигналов из малой области, в которой присутствует явный анатомический переход. В частности, хорошие результаты достигнуты на практике при применении к термографии (чтобы управлять HIFU) подвижных тканей, таких как опухоли печени и почечные опухоли.

Теперь, со ссылкой на фиг.2, показан пример расположения оптических элементов для обеспечения света с OAM. Следует понимать, что любое электромагнитное излучение может быть снабжено OAM, а необязательно только видимый свет. Описанный вариант осуществления использует видимый свет, который взаимодействует с интересующими молекулами и не оказывает никакого вредного воздействия на живую ткань. Свет/излучение в диапазоне выше или ниже видимого спектра, однако, также предполагается. Источник 22 белого света создает видимый белый свет, который направляется на расширитель 24 луча. В альтернативных вариантах осуществления частота и когерентность источника света могут использоваться для манипулирования сигналом, если выбираются тщательно, но такая точность не важна. Расширитель луча включает в себя входной коллиматор 251 для коллимирования излучаемого света в узкий луч, вогнутую или рассеивающую линзу 252, линзу 253 повторной фокусировки и выходной коллиматор 254, через который излучается свет с наименее рассеиваемыми частотами света. В одном варианте осуществления выходной коллиматор 254 сужает луч до 1-миллиметрового луча.

После расширителя 24 луча луч света подвергается круговой поляризации линейным поляризатором 26 с последующей четвертьволновой пластиной 28. На линейный поляризатор 26 поступает неполяризованный свет и он дает ему единую линейную поляризацию. Четвертьволновая пластина 28 смещает фазу линейно-поляризованного света на 1/4 длины волны, создавая его круговую поляризацию. Использование света с круговой поляризацией не существенно, но он обладает дополнительным преимуществом поляризации электронов.

Затем свет с круговой поляризацией проходит через фазовую голограмму 30. Фазовая голограмма 30 передает падающему лучу OAM и спин. Значение "1" для OAM является параметром, зависящим от фазовой голограммы 30. В одном варианте осуществления значение OAM 1=40 придается падающему свету, хотя теоретически возможны более высокие значения 1. Фазовая голограмма 30 является компьютерно созданным элементом и физически осуществляется в пространственном световом модуляторе, таком как панель жидких кристаллов на кремнии (LCoS), 1280×720 пикселей, 20×20 мкм², с промежутком между ячейками 1 мкм. Альтернативно, фазовая голограмма 30 может быть осуществлена в другой оптике, такой как комбинации цилиндрических линз или волновых пластинок. Пространственный световой модулятор имеет дополнительное преимущество возможности замены даже во время сканирования по простой команде на панель LCoS.

Не весь свет, который проходит через голографическую пластинку 30, приобретает OAM и спин. Теперь со ссылкой на фиг.4 показана проекция света, который проходит через голографическую пластинку 30. Обычно, когда электромагнитные волны с одной и той же фазой проходят через апертуру, они подвергаются дифракции в структуру в виде концентрических окружностей на некотором расстоянии от апертуры (структура Эйри). Яркое пятно (диск Эйри) 32 в середине представляет дифракцию нулевого порядка в данном случае является светом без OAM. Окружности 34, соседствующие с ярким пятном 32, представляют дифракционные лучи различных гармоник, которые несут OAM. Это распределение является результатом того, что вероятность взаимодействия OAM с молекулами падает до нуля в точках, удаленных от центра луча света, или в центре луча света. Наибольшая возможность взаимодействия возникает на радиусе, соответствующем максимальному распределению поля, то есть для окружностей, близких к диску Эйри. Поэтому, максимальная вероятность взаимодействия для OAM получается для луча света, имеющего радиус, настолько возможно близкий к радиусу диска Эйри.

Со ссылкой на фиг.2 пространственный фильтр 36 помещается после голографической пластинки, чтобы выборочно мог проходить только свет с OAM и спином. Пример такого фильтра показан на фиг.5. Пятно 32 нулевого порядка всегда появляется в предсказуемом месте и, таким образом, может быть блокировано. Как видно на чертеже, фильтр 36 позволяет проходить свету с OAM. Заметим, что фильтр 36 также блокирует окружности, которые возникают ниже и справа от яркого пятна 32. Так как OAM в системе сохраняется, этот свет имеет OAM, который равен и противоположен OAM света, который фильтр 36 пропускает. Было бы совершенно неэффективно позволять пропускать весь свет, потому что чистый OAM, переданный целевой молекуле, может быть нулевым. Таким образом, фильтр 36 позволяет проходить только свету, имеющему OAM одной полярности.

Продолжая ссылаться на фиг.2, подвергнутые дифракции лучи, несущие OAM, собираются, используя вогнутые зеркала 38, и фокусируются в интересующую область с помощью линз быстродействующего микрообъектива 40. Зеркала 38, возможно, не требуются, если использовался когерентный свет. Более быстрая линза (имеющая высокий номер f) желательна, чтобы удовлетворить условие сужения луча как можно ближе к размеру диска Эйри. В альтернативных вариантах осуществления линза 40 может заменяться или дополняться альтернативным световодом или оптоволокном.