BR102013004005A2 - Derivação do tempo de trânsito de pulso arterial de uma imagem de vídeo de fonte - Google Patents

Abstract

DERIVAÇÃO DO TEMPO DE TRÂNSITO DE PULSO ARTERIAL DE UMA IMAGEM DE VÍDEO DE FONTE. A presente invenção refere-se a um sistema e método para determinar um tempo de trânsito de pulso arterial de um paciente de interesse em um ambiente de detecção remota. Um sistema de formação de imagem em um ambiente de detecção remota. Um sistema de formação de imagem de vídeo é utilizado para capturar imagens de fonte variáveis no tempo de uma região mais próxima e mais distante de um paciente destinado a ser analisado para o tempo de trânsito de pulso arterial. Um sinal de série de tempo para cada uma das regiões mais próxima e mais distante é extraído das imagens de fonte e uma fase de cada um dos sinais de série de tempo extraídos é computada. Uma diferença é então computada entre estas fases. Esta diferença de fase é uma função monotônica de frequências nos sinais. De função monotônica, um tempo de trânsito de pulso arterial do paciente é extraído. O tempo de trânsito de pulso arterial do paciente é então comunicado para um sistema de computador. O sistema de computador determina a pressão sanguínea, o bloqueio de vaso sanguíneo, a velocidade de fluxo sanguíneo, ou uma neuropatia periférica.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DERIVAÇÃO DO TEMPO DE TRÂNSITO DE PULSO ARTERIAL DE UMA IMAGEM DE VÍDEO DE FONTE".

A presente invenção refere-se à capacidade de capturar sinais fisiológicos por meios sem contato é altamente desejável na indústria de cui- dados de saúde. Um sinal fisiológico de importância é o tempo de trânsito de pulso por muitas razões, uma das quais é que o tempo de trânsito de pulso tem uma correlação com a pressão sangüínea. Para obter tais medições, os eletrodos de um dispositivo de eletrocardiograma (ECG) precisam ser presos diretamente na pele do paciente. Isto pode ser um problema em unidades de cuidados intensivos neonatais que cuidam de bebês prematuros com pele sensível. O que é necessária nesta técnica são sistemas e métodos os quais possam obter um tempo de trânsito de pulso arterial de um paciente em um modo sem contato, não invasivo. O que está descrito é um sistema e método para tempo de trân-

sito de pulso arterial de um paciente de interesse de sinais de fonte variáveis no tempo gerados de imagens de vídeo. Em uma modalidade, um sistema de formação de imagem de vídeo é utilizado para capturar um sinal de fonte variável no tempo de uma região mais próxima e mais distante de um paci- ente de interesse. Os quadros de imagem são processados para isolar as áreas localizadas de uma região mais próxima e mais distante de pele ex- posta do paciente. Um sinal de série de tempo para cada uma das regiões mais próxima e mais distante é extraído das imagens de vídeo de fonte e uma fase de cada um dos sinais extraídos é computada para cada região. Uma diferença de fase é computada entre os sinais de série de tempo das duas regiões para obter uma função monotônica de freqüências nestes si- nais. Da função monotônica, o tempo de trânsito de pulso arterial do pacien- te é derivado. O tempo de trânsito de pulso arterial do paciente é então co- municado para um sistema de computador. Em várias modalidades suas, o sistema de computador prossegue para determinar adicionalmente a pres- são sangüínea do paciente, uma dilatação de vaso sangüíneo ao longo do tempo, um bloqueio de vaso sangüíneo, uma velocidade de fluxo sangüíneo, ou a existência de uma neuropatia periférica no paciente.

Figura 1 mostra uma extremidade de braço direito de um pacien- te de interesse segurando uma vara para ilustrar dois pontos mais próximo e mais distante no sistema arterial do braço humano.

Figura 2 é um fluxograma o qual ilustra uma modalidade do pre- sente método para determinar um tempo de trânsito de pulso arterial entre uma região mais próxima e mais distante de um paciente de interesse de imagens de vídeo de fonte adquiridas utilizando um sistema de formação de imagem de vídeo em um ambiente de detecção sem contato, remoto.

Figura 3 é um gráfico do diferencial de fase com relação à fre- qüência (rad/s) para uma modalidade de teste na qual o tempo de trânsito de pulso foi obtido para imagens de vídeo com a região mais próxima selecio- nada sobre a região ao redor do pescoço e da face para uma região mais distante próxima do dorso da palma.

Figura 4 é um diagrama de blocos de um sistema de processa- mento de imagem de vídeo em rede exemplar em que vários aspectos do presente método como descrito com relação ao fluxograma da Figura 2 es- tão implementados. DESCRIÇÃO DETALHADA

O que é descrito é um sistema e método para determinar um tempo de trânsito de pulso arterial entre uma região mais próxima e mais distante de um paciente de interesse de imagens de vídeo de fonte adquiri- das daquele paciente utilizando um sistema de formação de imagem de ví- deo.

Um "paciente de interesse", como aqui utilizado, refere-se a qualquer paciente o qual seja capaz de registrar um pulso arterial. O presen- te método aplica-se igualmente a quaisquer pacientes capazes de registrar um pulso arterial. A utilização dos termos aqui para propósitos explicativos, tais como "pessoa" ou "paciente", não devem ser considerados como limi- tando o escopo das reivindicações anexas a pacientes humanos.

"Mais próximo" (do Latim proximus: significando mais próximo de) refere-se a um ponto que está mais próximo da fonte do pulso arterial o qual está na aorta ascendente. Note que o sistema arterial sistêmico se ori- gina da aorta. Conforme o ventrículo esquerdo do coração contrai o sangue sai da aorta ascendente na forma de ondas e flui para dentro das artérias sistêmicas. O coração está localizado próximo da parede de peito anterior, diretamente posterior ao esterno. Para propósitos de medição de pulso arte- rial, um ponto mais próximo em uma artéria é um ponto o qual está mais próximo do coração, isto é, a montante do ponto mais distante.

"Mais distante" (do Latim distare: significando afastado de) refe- re-se a um ponto que está mais distante de um centro do corpo. Para propó- sitos de medição de pulso arterial, o ponto mais distante na artéria é um pon- to o qual está mais distante do coração, isto é, a montante ou a jusante, a partir do ponto proximal à medida que a rede arterial transporta o sangue a montante ou a jusante através das ramificações do arco aórtico e da aorta descendente. Traçando uma linha imaginária entre os pontos mais próximo e mais distante, um eixo mais próximo - mais distante é criado. O cotovelo es- tá mais próximo do pulso, mas mais distante do ombro já que o sangue flui das artérias braquiais na direção do pulso através das artérias radial e ulná- ria. Os vasos sangüíneos podem também ser identificados como "ostiais" (referindo ao ponto onde o vaso sangüíneo ramifica) e "distais" (referindo a um ponto afastado do ponto de ramificação).

Uma "onda de pulso arterial" é uma onda de pressão criada a- través do sistema vascular quando o ventrículo esquerdo do músculo cardí- aco contrai e empurra um volume de sangue para dentro da aorta. Isto gera uma perturbação que se desloca do coração e para baixo para dentro da rede arterial. Uma onda de pulso arterial tem dois componentes primários, isto é, uma onda que se desloca para frente quando o ventrículo esquerdo contrai, e uma onda refletida que retorna da periferia. A pressão real na aor- ta é a soma da onda inicial e da onda refletida.

O "tempo de trânsito de pulso" refere-se ao tempo que leva um pulso de pressão se deslocar do local arterial mais próximo para um local arterial mais distante. O tempo de trânsito de pulso (PTT) é uma função da velocidade de onda de pulso a qual, por sua vez, é uma função da pressão sangüínea, do diâmetro do vaso, da densidade do sangue. O PTT localizado é utilizado como um marcador indireto de várias condições patológicas. O PTT tem altas correlações quando utilizado como um monitor substituto de mudanças de BP. A literatura presente sugere que a descrição de padrão de reatividade cardiovascular específico de doença é factível com técnicas que estão baseadas em PTT. Os sinais de PTT podem ser calibrados para extra- ir a pressão sangüínea de batimento para batimento e a velocidade sangüí- nea na rede vascular do paciente incluindo uma facilitação para uma varie- dade de diagnósticos tais como, por exemplo, a dilatação de vaso sangüíneo ao longo do tempo, o bloqueio de vaso entre dois pontos (ou regiões) de in- teresse, uma neuropatia periférica para pacientes diabéticos, etc. A Figura 1 mostra um braço direito 100 de um paciente de interesse estendido para fora e segurando uma seção de uma vara 102. A artéria braquial 103 do paciente estende pelo braço abaixo e ramifica nas artérias radial e ulnária, em 104 e 105, respectivamente. Um ponto 106 na artéria braquial está mais próximo de um ponto 107 na artéria radial. No exemplo ilustrado da Figura 1 e para propósitos de discussão, o tempo de trânsito de pulso é o tempo que leva a onda de pulso arterial para se deslocar do ponto 106 na região mais próxima 108 até o ponto 107 dentro da região mais distante 109. Mais ainda, se o antebraço do paciente estiver movendo enquanto o vídeo está sendo adqui- rido então as respectivas regiões precisam ser identificadas em cada quadro de vídeo para processamento. Isto pode ser feito executando a identificação do percurso arterial através de técnicas de processamento de imagem espe- ciais e então rastreando o percurso arterial em uma base de quadro por quadro.

Um "sensor de formação de imagem" é um dispositivo para cap- turar os dados de vídeo de fonte sobre um ou mais canais. O sensor de for- mação de imagem pode ser um dispositivo com uma alta taxa de quadros e uma alta resolução espacial tal como, por exemplo, uma câmera monocro- mática para capturar imagens de vídeo em preto / branco, ou uma câmera colorida para capturar imagens de vídeo coloridas. O sensor de informação de imagem pode ser um sensor espectral tal como um sistema multiespec- trai ou hiperespectral. Os sensores espectrais são dispositivos os quais têm taxas de quadros relativamente baixas e baixa resolução espacial, mas alta resolução espectral. O sensor de formação de imagem pode ser um disposi- tivo híbrido capaz de operar em um modo de vídeo convencional com uma alta taxa de quadros e alta resolução espacial, e um modo espectral com baixas taxas de quadros, mas alta resolução espectral. Os sensores de for- mação de imagem que compreendem as câmeras de vídeo padrão e aque- les que compreendem sensores espectrais são prontamente disponíveis de muitos fornecedores em vários fluxos de comércio. "Imagens de vídeo de fonte" são imagens de vídeo variáveis no

tempo adquiridas utilizando um sensor de imagem. Uma imagem de vídeo de fonte pode ser qualquer combinação de: imagens NIR, imagens RGB, imagens RGB com NIR, imagens multiespectrais, e imagens de vídeo hipe- respectrais. Deve ser apreciado que quando a captura de vídeo é feita na banda NIR, uma iluminação suficiente será requerida para formar a imagem no comprimento de onda infravermelho.

Um "ambiente de detecção remota" refere-se a uma detecção sem contato, não invasiva, isto é, o sensor de formação de imagem não con- tacta fisicamente o paciente que está sendo detectado. O ambiente pode ser qualquer ambiente tal como, por exemplo, um hospital, uma ambulância, um consultório médico, e similares.

A referência é agora feita ao fIuxograma da Figura 2 o qual ilus- tra uma modalidade do presente método para determinar um tempo de trân- sito de pulso arterial entre uma região mais próxima e mais distante de um paciente de interesse de imagens de vídeo de fonte adquiridas utilizando um sistema de formação de imagem de vídeo em um ambiente de detecção sem contato, remoto. O processamento de fluxo inicia na etapa 200 e prossegue imediatamente para a etapa 202.

Na etapa 202, umas imagens de fonte variáveis no tempo são recebidas as quais foram capturadas de um paciente de interesse. As ima- gens de vídeo de fonte foram adquiridas sobre pelo menos um canal de um sistema de formação de imagem de vídeo. As imagens de fonte compreen- dem uma pluralidade de quadros de imagem.

Na etapa 204, as imagens de vídeo são processadas para identi- ficar uma região mais próxima e uma mais distante do paciente as quais contêm áreas de pele exposta. As regiões mais próxima e mais distante e- xemplares são mostradas e descritas com relação às regiões 108 e 109 da Figura 1, respectivamente. As áreas de pele exposta podem ser determina- das em uma imagem analisando as imagens de vídeo, em uma base de quadro por quadro, e classificando os pixels compreendidos naqueles qua- dros de imagem. Os pixels classificados como pele humana podem ser iden- tificados utilizando, por exemplo, os métodos de classificação de pixel acima incorporados.

Na etapa 206, as imagens de vídeo associadas com cada uma das regiões mais próxima e mais distante identificadas são extraídas das imagens de fonte para obter um sinal de série de tempo para cada canal. Isto pode ser efetuado computando uma média de todos os pixels em cada uma das regiões mais próxima e mais distante identificadas dentro de cada quadro de imagem para obter uma média por quadro de canal para cada uma das regiões. Uma média de canal global pode então ser computada, para cada canal, somando as médias de canal através de múltiplos quadros e dividindo pelo número total de quadros. A média de canal é subtraída da média de canal global e o resultado é dividido por um desvio padrão de ca- nal global para obter um sinal de série de tempo de variância unitária de mé- dia zero para cada uma das regiões mais próxima e mais distante. Estes sinais de série de tempo contêm componentes de freqüência. Para o propó- sito de determinar o tempo de trânsito de pulso, um processamento com somente um único canal de cor é adequado. Por exemplo, em um vídeo RGB, os sinais de série de tempo do canal verde contêm um sinal suficiente. Uma vez que sinais de série de tempo normalizados foram obtidos para ca- da uma das regiões mais próxima e mais distante, estes são então sujeitos a uma pré-filtragem para remover as freqüências indesejáveis utilizando uma FFT. Os sinais de série de tempo pré-processados e pré-filtrados resultantes contêm a soma total de mudanças de pressão volumétrica dentro de cada região. Um pré-processamento adicional pode ser feito para extrair os sinais de volume sangüíneo de fonte (tal como os sinais pletismográficos) utilizan- do algoritmos de separação de fonte cegos tal como a análise de componen- te independente ou a análise de componente independente constrito como descrito nas referências acima mencionadas. Deve ser compreendido que as mudanças de volume na primeira e na segunda regiões são devidas a todos os vasos sangüíneos em cada uma destas regiões. As pulsações arteriais são um componente dominante nestes sinais. Os componentes de estrutu- ras menores tal como os capilares e as arteríolas terminais são menos signi- ficativos já que estes somente proveem uma menor contribuição para as pulsações registradas. Se um ruído relativo à câmera ou outros fatores am- bientais que afetam a captura de vídeo estiverem presentes, a compensação pode ser introduzida como descrito na referência acima incorporada intitula- da: "Removing Environment Factors From Signals Generated From Video Images Captured For Biomedical Measurements", por Mestha et al. O sinal pós-compensado contém os canais descorrelacionados e corrigidos em ruí- do, isto é, sinais ambientalmente compensados para cada uma das regiões mais próxima e mais distante.

Na etapa 208, um ângulo de fase é computado para cada um dos sinais de série de tempo para um canal de interesse selecionado. So- mente um dos canais precisará ser utilizado para determinar a diferença de fase. Se um algoritmo de separação de fonte for utilizado então os sinais de fonte das regiões mais próxima e mais distante serão utilizados para compu- tar a diferença de fase. Alguém versado na técnica prontamente compreen- derá como computar um ângulo de fase φ(ω) com relação à freqüência ω dado um sinal de série de tempo.

Uma diferença de fase é computada entre as fases de cada um dos sinais de série de tempo. Se φι(ω) for a fase do sinal de série de tempo da região mais próxima e 92(0) for a fase do sinal de série de tempo da regi- ão mais distante então a diferença de fase Δφ é dada por: φι(ω) - φ2(ω). O sinal de diferença de fase é linear com relação à freqüência já que todas as freqüências passam através de um retardo similar entre duas regiões e que a curva de diferença de fase resultante é uma função monotônica de fre- qüências contidas dentro destes sinais. A Figura 3 é um gráfico do diferenci- al de fase com relação à freqüência (rad/s). Ao longo do eixo X1 5 rad/s e rad/s.

Na etapa 210, computar uma primeira derivada da curva de dife-

rença de fase (função monotônica) com relação à freqüência. A primeira de- rivada da curva de diferença de fase produz um tempo de trânsito de pulso. Na Figura 3, o PTT é a inclinação da linha = 21,7 s. Este PTT foi obtido para imagens de vídeo com a região mais próxima selecionada sobre a região ao redor do pescoço e da face para região mais distante próximo do dorso da palma.

Na etapa 212, o tempo de trânsito de pulso arterial do paciente é comunicado para um sistema de computador. Nesta modalidade, um pro- cessamento adicional para. Em outras modalidades, o sistema de computa- dor determina, do tempo de trânsito de pulso arterial, qualquer um de: uma pressão sangüínea na rede vascular do paciente, uma dilatação de vaso sangüíneo ao longo do tempo, um bloqueio de vaso sangüíneo, uma veloci- dade de fluxo sangüíneo, e a existência de uma neuropatia periférica no pa- ciente.

A referência está agora sendo feita à Figura 4 a qual é um dia-

grama de blocos de um sistema de processamento de imagem de vídeo em rede 400 exemplar em que vários aspectos do presente método como des- crito com relação ao fluxograma da Figura 2 estão implementados.

Na Figura 4, um sensor de formação de imagem 402 adquire as imagens de vídeo de fonte 401 de um paciente de interesse (somente mos- trado está o braço direito do paciente) capturadas no campo de visão 403 da câmera de vídeo. As imagens de vídeo de fonte são adquiridas sobre pelo menos um canal de formação de imagem e os sinais 404 para cada canal são comunicados para o Sistema de Processamento de Imagem de Vídeo 405 em que vários aspectos do presente método são executados. O Sistema 405 é mostrado compreendendo um Armazenamento Temporário 406 para armazenar o sinal de fonte para processamento. O Armazenamento Tempo- rário 406 pode ainda armazenar dados, fórmulas, representações matemáti- cas, e similares, conforme são necessários para processar as imagens de vídeo de fonte de acordo com os seus ensinamentos. Um Módulo Estabiliza- dor de Imagem 407 processa as imagens para compensar, onde necessário, por anomalias tal como um turvamento induzido por movimento, um turva- mento de formação de imagem, uma variação iluminante lenta, e similares. Um Processador de Detecção de Região 408 recebe as imagens de vídeo e processa as imagens contidas nestas de modo a determinar uma região mais próxima e uma mais distante (em 408 e 409, respectivamente) do paci- ente nas imagens de vídeo 401 capturadas as quais contêm regiões de pele exposta. Um ou mais quadros da imagem de vídeo de fonte capturada po- dem ser comunicados por percursos (não mostrados) para a estação de tra- balho 420 para exibição 423 na mesma de modo que o usuário possa sele- cionar qualquer uma das regiões mais próxima e mais distante de qualquer um dos quadros de imagem capturada utilizando, por exemplo, uma caixa de elásticos criada e clicando e arrastando um mouse ou de outro modo desta- cando as áreas localizadas de pele exposta em um ou mais quadros de ima- gem da seqüência de vídeo tal como, por exemplo as regiões mais próxima e mais distante 108 e 109 da Figura 1, para processamento (em 408 e 409, respectivamente). As porções das imagens de fonte associadas com cada uma das regiões mais próxima e mais distante são providas para um Pré- Processador de Imagem de Vídeo 410 o qual recebe as imagens de fonte associadas com cada uma das regiões mais próxima e mais distante identifi- cadas e extrai um sinal de série de tempo das imagens de fonte para cada canal de cada região. Vários componentes de sinal podem ser armazenados / recuperados para o dispositivo de armazenamento 411 utilizando percursos de comunicação (não mostrados). Os sinais de série de tempo normalizados 412 e 413 extraídos para cada uma das regiões mais próxima e mais distan- te, respectivamente, são providos para o Módulo de FFT 414 em que estes sinais de série de tempo são sujeitos a uma pré-filtragem para remover as freqüências indesejáveis. Os sinais de série de tempo filtrados, coletivamen- te em 415, são providos para um Determinador de Ângulo de Fase 416 o qual recebe os sinais de série de tempo filtrados para cada uma das regiões mais próxima e mais distante e computa uma fase φ com relação à freqüên- cia para cada um dos sinais de série de tempo para um canal de interesse, como mostrados φι(ω) e 92(0), respectivamente. Um Gerador de Diferença de Fase 417 recebe as fases computadas para cada uma das regiões mais próxima e mais distante para um canal de interesse selecionado, e computa uma diferença de fase Δφ. A diferença de fase, quando levantada, compre- ende uma curva tal como aquela mostrada no exemplo da Figura 3. Um Ge- rador de Sinal 418 levanta a diferença de fase e computa a sua inclinação e emite o tempo de trânsito de pulso 419. O tempo de trânsito de pulso arterial gerado é comunicado para o sistema de computador em rede 420.

A estação de trabalho 420 lê / escreve em um meio legível por computador 422 tal como um disco flexível, um disco ótico, um CD-ROM, um DVD, uma fita magnética, etc. Um gabinete 421 aloja uma placa mãe com um processador e uma memória, uma placa de rede, uma placa gráfica, e similares, e outros softwares e hardwares. A estação de trabalho inclui uma interface de usuário a qual, nesta modalidade, compreende um display 423, tal como um CRT, LCD, tela de toque, etc., um teclado 424 e um mouse 425. Um usuário ou técnico pode utilizar o teclado e/ou o mouse para identificar as regiões mais próxima e mais distante, ajustar parâmetros, selecionar i- magens para processamento, ver resultados, e similares. Deve ser aprecia- do que a estação de trabalho tem um sistema de operação e outros softwa- res especializados configurados para exibir uma variedade de valores numé- ricos, texto, barras de rolamento, menus suspensos com opções selecioná- veis pelo usuário, e similares, para inserir, selecionar, ou modificar as infor- mações exibidas no dispositivo de display 423. Várias porções dos sinais de vídeo de fonte capturados pelo dispositivo de captura de vídeo 402 podem ser comunicadas para a estação de trabalho 420 para processamento e ar- mazenadas no dispositivo de armazenamento 426. A estação de trabalho 420 está em comunicação com um ou mais dispositivos remotos da rede 427 através de uma interface de comunicação interna ao gabinete 421.

Deve ser apreciado que alguma ou toda a funcionalidade execu- tada por qualquer dos módulos e unidades de processamento do sistema de processamento de sinal 405 pode ser executada, no todo ou em parte, pela estação de trabalho 420. Qualquer uma destas pode estar armazenada no dispositivo de armazenamento 426 ou escritas no meio de computador 422. Qualquer um dos módulos e unidades de processamento da Figura 4 pode ser colocado em comunicação com os dispositivos de armazenamento 411 e 426 e pode armazenar / recuperar destes os dados, variáveis, registros, pa- râmetros, funções, instruções de programa legíveis / executáveis por máqui- na requeridas para executar as suas funções pretendidas. Cada um dos mó- dulos do sistema 405 pode ser colocado em comunicação com um ou mais dispositivos sobre a rede 427. Apesar de mostrado como um computador desktop, deve ser apreciado que o sistema de computador 420 pode ser qualquer um de um laptop, computador central, servidor, ou um computador de uso especial tal como um ASIC, uma placa de circuito, um processador dedicado, ou similares.

Deve ser apreciado que vários módulos podem designar um ou mais componentes os quais podem, por sua vez, compreender um software e/ou hardware projetado para executar a função pretendida. Uma pluralidade de módulos pode coletivamente executar uma única função. Cada módulo pode ter um processador especializado capaz de executar as instruções de programa legíveis por máquina. Um módulo pode compreender uma única peça de hardware tal como um ASIC, um circuito eletrônico, ou um proces- sador de uso especial. Uma pluralidade de módulos pode ser executada por um único sistema de computador de uso especial ou uma pluralidade de sis- temas de computador de uso especial operando em paralelo. As conexões entre os módulos incluem as conexões tanto físicas quanto lógicas. Os mó- dulos podem ainda incluir um ou mais módulos de software / hardware os quais podem ainda compreender um sistema de operação, drivers, controla- dores de dispositivo, e outros aparelhos alguns ou todos os quais podem estar conectados através de uma rede. É também contemplado que um ou mais aspectos do presente método podem ser implementados em um siste- ma de computador dedicado e podem também ser praticados em ambientes de computação distribuídos onde as tarefas são executadas por dispositivos remotos que estão conectados através de uma rede. Os seus ensinamentos podem ser implementados em hardware ou software utilizando quaisquer sistemas, estruturas, dispositivos, e/ou software conhecidos ou posterior- mente desenvolvidos por aqueles versados na técnica aplicável sem experi- mentação indevida da descrição funcional aqui provida com um conhecimen- to geral da técnica relevante.

Um ou mais aspectos dos métodos aqui descritos pretendem ser incorporados em um artigo de manufatura, incluindo um ou mais produtos de programa de computador, que tem um meio utilizável por computador ou legível por máquina. Para os seus propósitos, um meio utilizável por compu- tador ou legível por máquina é, por exemplo, um disco flexível, um disco rí- gido, uma memória, um CD-ROM, um DVD, uma fita, um cassete, ou outro meio digital analógico, ou similares, o qual seja capaz de ter incorporado neste um programa legível por computador, uma ou mais instruções lógicas, ou outros códigos ou comandos executáveis por máquina que implementem e facilitem a função, a capacidade, e as metodologias aqui descritas. Mais ainda, o artigo de manufatura pode estar incluído em pelo menos um meio de armazenamento legível por uma arquitetura de máquina ou sistema de processamento de imagem que incorpora instruções de programa executá- veis capazes de executar a metodologia descrita nos fluxogramas. O artigo de fabricação pode ser incluído como parte de um sistema de operação, um plug-in, ou pode ser fornecido, vendido, alugado, ou de outro modo provido separadamente, ou sozinho ou como parte de uma adição, atualização, a- primoramento, ou um conjunto de produtos.

Será apreciado que várias das características e funções acima descritas e outras, ou suas alternativas, podem ser desejavelmente combi- nadas em muitos outros diferentes sistemas ou aplicações. Várias alternati- vas presentemente inesperadas ou previstas, modificações, variações, ou aperfeiçoamentos nestas podem ficar aparentes e/ou subseqüentemente ser feitas por aqueles versados na técnica, as quais são também pretendidas a serem abrangidas pelas reivindicações seguintes. Consequentemente, as modalidades acima apresentadas são consideradas a serem ilustrativas e não limitantes. Várias mudanças nas modalidades acima descritas podem ser feitas sem afastar do espírito e do escopo da invenção. Os ensinamentos e quaisquer publicações impressas incluindo patentes e pedidos de patente, são cada um separadamente por meio disto incorporados por referência na sua totalidade.

Claims (25)

1. Método para determinar um tempo de trânsito de pulso arterial entre uma região mais próxima e mais distante de um paciente de interesse de imagens de vídeo de fonte adquiridas utilizando um sistema de formação de imagem de vídeo em um ambiente de detecção sem contato, remoto, o método compreendendo: receber imagens de fonte variáveis no tempo adquiridas sobre pelo menos um canal de um sistema de formação de imagem de vídeo, as ditas imagens de fonte compreendendo imagens de vídeo capturadas de uma região mais próxima e mais distante de uma área de pele exposta de um paciente de interesse; extrair, das ditas imagens de fonte, um sinal de série de tempo para cada uma das ditas regiões mais próxima e mais distante; computar um ângulo de fase com relação à freqüência para cada um dos ditos sinais de série de tempo; determinar uma diferença de fase entre as ditas fases computa- das, a dita diferença de fase compreendendo uma função monotônica de freqüência nos ditos sinais; e extrair da dita função monotônica, um tempo de trânsito de pulso arterial do dito paciente.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, em que o dito sinal de fonte variável no tempo compreende qualquer combinação de: imagens NIR, imagens RGB, imagens RGB com NÍR, imagens multiespectrais, e i- magens de vídeo hiperespectrais.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, em que antes de ex- trair os ditos sinais de série de tempo, ainda compreende compensar por qualquer de: turvamento induzido por movimento, um turvamento de forma- ção de imagem, e uma variação iluminante lenta.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, em que as ditas i- magens de vídeo são adquiridas por um único canal NIR, ainda compreen- dendo: particionar os quadros do dito canal para cada região em uma região não de pele e uma região de pele; e executar uma separação de fonte para obter tanto um sinal de taxa cardíaca quanto uma diferença de fase.

5. Método de acordo com a reivindicação 1, ainda compreen- dendo converter os ditos sinais para um domínio de freqüência através de uma transformação de Fourier.

6. Método de acordo com a reivindicação 1, em que as ditas re- giões mais próxima e mais distante compreendem, respectivamente, uma primeira e uma segunda área localizada do dito paciente.

7. Método de acordo com a reivindicação 1, em que extrair o dito tempo de trânsito de pulso arterial do paciente da dita função monotônica compreende determinar uma inclinação da dita função, a dita inclinação sendo um tempo de transição de pulso entre as ditas regiões mais próxima e mais distante.

8. Método de acordo com a reivindicação 1, ainda compreen- dendo determinar, do dito tempo de trânsito de pulso arterial, qualquer um de: uma pressão sangüínea na dita rede vascular do paciente, uma dilatação de vaso sangüíneo ao longo do tempo, um bloqueio de vaso sangüíneo, uma velocidade de fluxo sangüíneo, e a existência de uma neuropatia periférica.

9. Método de acordo com a reivindicação 1, ainda compreen- dendo: processar as ditas imagens de vídeo para determinar uma região da pele; e isolar as ditas regiões mais próxima e mais distante das ditas re- giões de pele.

10. Sistema baseado em vídeo sem contato para determinar um tempo de trânsito de pulso arterial entre uma região mais próxima e mais distante de um paciente de interesse de imagens de vídeo de fonte adquiri- das utilizando uma câmera de vídeo, o sistema compreendendo: um sistema de formação de imagem de vídeo para capturar i- magens de fonte variáveis no tempo sobre pelo menos um canal, as ditas imagens de fonte compreendendo imagens de vídeo capturadas de uma re- gião mais próxima e mais distante de uma área de pele exposta de um paci- ente de interesse; e um processador em comunicação com a dita câmera de vídeo e uma memória, o dito processador executando instruções legíveis por máqui- na para executar: extrair das ditas imagens de fonte, um sinal de série de tempo para cada uma das ditas regiões mais próxima e mais distante; computar um ângulo de fase com relação à freqüência para cada um dos ditos sinais de série de tempo; determinar uma diferença de fase entre as ditas fases, a dita di- ferença de fase compreendendo uma função monotônica de freqüência nos ditos sinais; e extrair da dita função monotônica, um tempo de trânsito de pulso arterial do dito paciente.

11. Sistema de acordo com a reivindicação 10, em que as ditas imagens de fonte variáveis no tempo compreendem qualquer combinação de: imagens NIR, imagens RGB, imagens RGB com NIR, imagens multies- pectrais, e imagens de vídeo hiperespectrais.

12. Sistema de acordo com a reivindicação 10, em que antes de extrair os ditos sinais de série de tempo, ainda compreende compensar por qualquer de: turvamente induzido por movimento, um turvamente de forma- ção de imagem, e uma variação iluminante lenta.

13. Sistema de acordo com a reivindicação 10, em que as ditas imagens de vídeo são adquiridas por um único canal NIR, ainda compreen- dendo: particionar os quadros do dito canal para cada região em uma região não de pele e uma região de pele; e executar uma separação de fonte para obter tanto um sinal de taxa cardíaca quanto uma diferença de fase.

14. Sistema de acordo com a reivindicação 10, ainda compreen- dendo converter os ditos sinais para um domínio de freqüência através de uma transformação de Fourier.

15. Sistema de acordo com a reivindicação 10, em que as ditas regiões mais próxima e mais distante compreendem, respectivamente, uma primeira e uma segunda área localizada do dito paciente.

16. Sistema de acordo com a reivindicação 10, em que extrair o dito tempo de trânsito de pulso arterial do paciente da dita função monotôni- ca compreende determinar uma inclinação da dita função, a dita inclinação sendo um tempo de transição de pulso entre as ditas regiões mais próxima e mais distante.

17. Sistema de acordo com a reivindicação 10, ainda compreen- dendo determinar, do dito tempo de trânsito de pulso arterial, qualquer um de: uma pressão sangüínea na dita rede vascular do paciente, uma dilatação de vaso sangüíneo ao longo do tempo, um bloqueio de vaso sangüíneo, uma velocidade de fluxo sangüíneo, e a existência de uma neuropatia periférica.

18. Sistema de acordo com a reivindicação 10, ainda compreen- dendo: processar as ditas imagens de vídeo para determinar uma região da pele; e isolar as ditas regiões mais próxima e mais distante das ditas re- giões de pele.

19. Método baseado em vídeo implementado por um computa- dor para determinar um tempo de trânsito de pulso arterial entre uma região mais próxima e mais distante de um paciente de interesse de imagens de vídeo de fonte adquiridas utilizando um sistema de formação de imagem de vídeo em um ambiente de detecção sem contato, remota, o método compre- endendo: receber imagens de fonte variáveis no tempo adquiridas sobre pelo menos um canal de um sistema de formação de imagem de vídeo, as ditas imagens de fonte compreendendo imagens de vídeo capturadas de uma região mais próxima e mais distante de uma área de pele exposta de um paciente de interesse; processar as ditas imagens de vídeo para determinar uma região da pele; isolar as ditas regiões mais próxima e mais distante das ditas re- giões da pele; extrair das ditas imagens de fonte, um sinal de série de tempo para cada uma das ditas regiões mais próxima e mais distante, as ditas regi- ões mais próxima e mais distante compreendendo, respectivamente, uma primeira e uma segunda área localizada do dito paciente; computar um ângulo de fase com relação à freqüência para cada um dos ditos sinais de série de tempo; determinar uma diferença de fase entre as ditas fases computa- das, a dita diferença de fase compreendendo uma função monotônica de freqüência nos ditos sinais; e extrair da dita função monotônica, um tempo de trânsito de pulso arterial do dito paciente.

20. Método implementado por computador de acordo com a rei- vindicação 19, em que as ditas imagens de fonte variáveis no tempo com- preendem qualquer combinação de: imagens NIR, imagens RGB, imagens RGB com NIR, imagens multiespectrais, e imagens de vídeo hiperespectrais.

21. Método implementado por computador de acordo com a rei- vindicação 19, em que as ditas imagens de vídeo são adquiridas por um úni- co canal NIR, ainda compreendendo: particionar os quadros do dito canal para cada região em uma região não de pele e uma região de pele; e executar uma separação de fonte para obter tanto um sinal de taxa cardíaca quanto uma diferença de fase.

22. Método implementado por computador de acordo com a rei- vindicação 19, ainda compreendendo converter os ditos sinais para um do- mínio de freqüência através de uma transformação de Fourier.

23. Método implementado por computador de acordo com a rei- vindicação 19, em que extrair o dito tempo de trânsito de pulso arterial do paciente da dita função monotônica compreende determinar uma inclinação da dita função, a dita inclinação sendo um tempo de transição de pulso entre as ditas regiões mais próxima e mais distante.

24. Método implementado por computador de acordo com a rei- vindicação 19, ainda compreendendo o dito sistema de computador determi- nar, do dito tempo de trânsito de pulso arterial, qualquer um de: uma pressão sangüínea na dita rede vascular do paciente, uma dilatação de vaso sanguí- neo ao longo do tempo, um bloqueio de vaso sangüíneo, uma velocidade de fluxo sangüíneo, e a existência de uma neuropatia periférica.

25. Método implementado por computador de acordo com a rei- vindicação 19, ainda compreendendo comunicar o dito tempo de trânsito de pulso arterial do paciente para um sistema de computador.