BR112013015644B1 - Sonda de ultrassom compreendendo um circuito de controle configurado para realizar uma série de ações, meio legível por computador para uma sonda de análise de fluxo de fluído corporal por ultrassom e método para análise de fluxo 5 de fluído corporal por ultrassom - Google Patents

Abstract

dispositivo de ultrassom configurado para realizar uma série de ações, meio legível por computador para um dispositivo de análise de fluxo de fluído corporal por ultrassom e método para análise de fluxo de fluído corporal por ultrassom. um dispositivo de exame de vaso sanguíneo, portátil, autônomo, automático (100) precisa de número reduzido de elementos transdutores (126) e apresenta uma interface de usuário simplificada (136-140), sem a necessidade de exibir uma imagem de qualquer um dos vasos. a sonda, em uma realização, adquire e examina um volume de interesse (106), busca por um vaso alvo, testa o vaso quanto à normalidade do fluxo sanguíneo e relata o diagnóstico, tudo automaticamente e sem necessidade de intervenção de usuário. em outra realização, a sonda encontra um vaso no corpo (108-112) em um volume, e extrai um parâmetro de doppler clínico, tudo automaticamente e sem necessidade de intervenção de usuário.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se ao exame de um volume de interesse quanto a um vaso no corpo e, mais particularmente, à utilização de ultrassom para o exame.

HISTÓRICO DA INVENÇÃO

A avaliação do bem estar do feto é uma prática clínica muito importante no tratamento de gestação. Atualmente, as maneiras mais prevalentes de os médicos avaliarem o bem estar fetal são a análise da frequência cardíaca fetal utilizando um cardiotacógrafo (CTG) e a avaliação dos fluxos dos vasos sanguíneos maternal e fetal utilizando ultrassom com Doppler. A análise de forma de onda do ultrassom com Doppler de fluxos sanguíneos específicos do feto e da mãe é parte da prática médica estabelecida, e uma recomendação padrão em diversas diretrizes clínicas para o diagnóstico e avaliação de gestações de alto risco (diabetes tipo 2, hipertensão ou pré-eclampsia em mães e IUGR - restrição de crescimento intra-uterino do feto). Um dos objetivos principais do tratamento pré-natal de rotina é identificar o feto “em risco”, a fim de intervir clinicamente, reduzindo, com isso, a incidência de morbidade e mortalidade pré-natal. Alguns dos vasos úteis na avaliação do bem estar fetal são: a artéria umbilical, a artéria cerebral média, o duto venoso, e as artérias uterinas (esquerda e direita) e veias umbilicais.

Os escaneadores de ultrassom tornaram-se indispensáveis no monitoramento de gestações no mundo inteiro. Eles provêem atualmente a melhor opção de monitorar o crescimento e desenvolvimento do feto. Escaneadores de ultrassom duplex proveem onda pulsada de ultrassom com Doppler, além do escaneamento regular. A cor e potência com Doppler são as mais novas adições à variação de escaneadores que provêem formação de imagem vascular. O Doppler colorido, em particular, é comumente provido, resultando no que é geralmente denominado de escaneador "triplex".

Os exames com Doppler precisam tipicamente de um grande grau de conhecimento para obter uma medição clinicamente útil. Por exemplo, a orientação correta da sonda em relação ao vaso é essencial para garantir que o ângulo de fluxo do feixe é menor que 60 graus. Os erros nas medições são amplificados quando os ângulos maiores que 60 graus forem utilizados na determinação de velocidades. O fluxo de trabalho padrão em um escaneador de ultrassom clinico permite que um ultrassonografista determine a orientação da sonda em relação ao vaso, utilizando uma tela de modo B e Fluxo de Cor padrão. As medições espectrais com Doppler são, então, obtidas, garantindo, assim, que as velocidades medidas estão corretas.

O uso de ultrassom em aplicações vasculares para realizar velocimetria com Doppler precisa de disponibilidade de equipe especializada.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Em paises de mercado emergente, como a índia, o déficit de especialista limita a disponibilidade e acesso ao ultrassom. Com isso, um método automático de aquisição e avaliação de sinais de Doppler para diagnóstico clinico (sem precisar que o usuário interprete uma imagem de escaneamento de ultrassom) seria útil para não radiologistas, como OB/GYN ou cardiologistas que são os provedores de tratamento primário.

Além disso, um sistema de baixo custo é essencial para prover uma solução atrativa em ambientes de mercado emergente. Os dispositivos que são atualmente disponiveis no mercado para verificações pré-natais e parto são as máquinas de ultrassom e CTG. Entretanto, ambos esses dispositivos são 5 relativamente caros.

Existe uma necessidade de uma solução de baixo custo, fácil de utilizar para prover velocimetria com Doppler para selecionar e monitorar gestações de alto risco.

A presente invenção é direcionada ao tratamento de 10 uma ou mais das questões discutidas acima.

De acordo com a presente invenção, um dispositivo de ultrassom é projetado para realizar uma série de etapas automaticamente e sem necessidade de intervenção de usuário. Essas etapas incluem exame, utilizando ultrassom, de um 15 volume em relação a vasos no corpo presentes; e, se um ou mais vasos forem encontrados no exame, seleção, para análise de fluxo de fluido, de um vaso dentre o um ou mais vasos. Esse dispositivo pode ser construido para baixo custo, conforme detalhado adicionalmente doravante.

Em um aspecto da invenção, as etapas ainda incluem geração, para a análise, de informações particulares para o vaso selecionado.

Em outro aspecto, as informações geradas incluem uma característica quantitativa de uma forma de onda. A forma 25 de onda é representativa de magnitude, ao longo do tempo, de velocidade de fluido no vaso selecionado.

Em um aspecto adicional, as etapas incluem o exame, seleção, e geração, e ainda incluem realização da análise das informações geradas. Uma etapa adicional incluida é: sujeito 30 a um resultado com base na análise, provisão, com base nas informações geradas, de uma indicação quanto à normalidade de fluxo de fluido no vaso selecionado.

Ainda, em um aspecto adicional, as etapas incluem o exame e seleção, e ainda incluem, pelo menos até que a provisão seja realizada, repetição de uma sequência de etapas para, com um vaso selecionado servindo como um vaso atual, cada próximo vaso dentre os vasos encontrados. As etapas da 5 sequência são: a seleção, a geração, a realização da análise, e a provisão.

Ainda, em outro aspecto, as etapas incluem classificação do vaso selecionado com base nas informações geradas, com a provisão sendo sujeita a um resultado da 10 classificação.

Em um aspecto suplementar, antes do exame, um vaso alvo dentro de uma categoria de vasos é designado, a categoria tendo base na fisiologia. Com base nas informações geradas, é determinado se o vaso selecionado corresponde ao 15 vaso alvo.

Em um aspecto relacionado, o exame e a seleção são seguidos pela utilização do ultrassom para gerar as informações particulares para o vaso selecionado e provisão, com base nas informações geradas, de uma indicação quanto à 20 normalidade do fluxo de fluido no vaso selecionado.

Em um aspecto diferente, o dispositivo é implementado como um dispositivo portátil, autônomo.

Ainda, em um aspecto diferente, o dispositivo é implementado como um ou mais circuitos integrados.

De um aspecto alternativo, um dispositivo inclui a transdutor bidimensional compreendendo elementos para examinar, utilizando o ultrassom, um volume em relação a vasos no corpo presentes. Os elementos são dispostos em um espaçamento de pelo menos um comprimento de onda do ultrassom 30 emitido dos elementos no exame.

Em um aspecto associado, o dispositivo é configurado para extrair automaticamente uma conclusão com base em um resultado do exame.

Em um sub-aspecto, a extração compreende decidir, com base no exame, quanto à normalidade do fluxo de fluido em um vaso encontrado no exame.

Em outro sub-aspecto, o dispositivo é configurado 5 para seleção, para análise de fluxo de fluido, dentre um ou mais vasos encontrados no exame, a extração tendo base em um resultado da análise.

Ainda, em um sub-aspecto adicional, o dispositivo é configurado para a seleção de uma artéria e para a seleção de 10 uma veia.

Ainda, em outro aspecto, o dispositivo é configurado sem focalização eletrônica de ultrassom e sem necessidade de exibição de uma imagem de qualquer um dos vasos.

Em um aspecto diferente, alternativo, os elementos têm respectivas faces de recepção de ultrassom, cada uma tendo uma área de superfície de pelo menos 10 milímetros quadrados.

Em um aspecto adicional, as faces, cada uma, têm 20 uma área de superfície de pelo menos 25 milímetros quadrados.

Ainda, em um aspecto adicional, o espaçamento é um espaçamento de pelo menos dois comprimentos de onda do ultrassom.

Ainda, em um aspecto alternativo, um dispositivo de 25 ultrassom é configurado para realizar uma série de ações, a série compreendendo: exame de um volume para encontrar um vaso no corpo; e, extração, de um vaso no corpo encontrado no exame, de um parâmetro de Doppler clínico, a série sendo realizada 30 automaticamente e sem necessidade de intervenção de usuário.

Os detalhes do dispositivo de exame de ultrassom são estabelecidos adicionalmente abaixo, com a ajuda dos seguintes desenhos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 é um diagrama esquemático que apresenta, por exemplo, uma sonda de ultrassom, diagramas de cronometragem de transmissão/recepção, um volume de interesse 5 contendo vasos sanguíneos, e uma forma de onda de fluxo sanguíneo e respectivos indices clínicos de Doppler, de acordo com a presente invenção;

A Figura 2 é um fluxograma conceituai do processamento de sinal exemplar, de acordo com a presente 10 invenção; e

As Figuras 3A e 3B são fluxogramas que demonstram um exemplo da operação da sonda, de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS REALIZAÇÕES

A Figura 1 retrata, a titulo de exemplo ilustrativo e não limitante, uma sonda de ultrassom 100, diagramas de cronometragem de transmissão/recepção 102, 104, e um volume ou "volume de interesse"106 contendo vasos sanguíneos 108, 110, 112. Ainda são retratados a forma de onda de fluxo sanguíneo ou "ultrassom com Doppler espectral", 114 e os respectivos indices clínicos de Doppler 116, 118.

A sonda 100 é implementável como um dispositivo de exame de ultrassom automático, portátil, autônomo, independente. Também tem um suporte de transdutor 120 e uma 25 alça 122.

Dentro do suporte de transdutor 120, um transdutor bidimensional sem fase 124 é compreendido de elementos transdutores 126, o número de elementos sendo determinado pelo volume de escaneamento e anatomia.

Conforme visto na FIGURA 1, a titulo de exemplo, o número de elementos 126 é 32. Assim, com um tamanho de elemento de 10 mm, um volume de aproximadamente 6 cm x 6 cm é coberto. Niveladas a uma superfície frontal 130 do suporte 120, estão as faces de recepção de ultrassom 132 dos elementos transdutores 126, as mesmas faces também transmitindo, ou seja, emitindo ultrassom.

O total de meramente 32 elementos 126 permanece em forte contraste ao número muito maior de elementos que seriam necessários na formação de imagem médica convencional para cobrir o mesmo volume de 6 cm x 6 cm.

Nesse aspecto, a focalização eletrônica para formação de imagem médica, como com um transdutor de arranjo com fases, precisa de um espaçamento entre elementos de comprimento de onda, ou seja, À, ou menos. O ultrassom com Doppler para formação de imagem pode variar tipicamente de entre 2 x 106e 4 x 106 ciclos por segundo (2 a 4 MHz) . O ultrassom trafega através do tecido mole corporal em uma velocidade de cerca de 1540 metros/segundo. O comprimento de onda, ou seja, À, è igual a velocidade dividida pela frequência. Aqui, isto é, 1540 m/s dividido por aproximadamente 2 x 106 ciclo/s =0,8 milímetros. Formação de imagem médica de ultrassom para uma exibição, portanto, precisaria de um espaçamento entre elementos de menos que 0,4 mm, e um elemento área de superfície de menos que (0,4 mm) que é menor que 0,2 mm2. Portanto, com um tamanho de elemento pequeno na ordem de H À, milhares de elementos 126 seriam necessários para construir um arranjo 2D que, como o visto na FIGURA 1, cubra um volume de 6 cm por 6 cm.

O espaçamento (tamanho) de elementos na FIGURA 1 é de 10 mm, que, conforme discutido acima, seria ordinariamente maior que 12 À do ultrassom utilizado no exame do volume de interesse 106 para os vasos sanguíneos 108, 110, 112 presentes.

De modo mais geral, os elementos 126, de acordo com o que é proposto aqui, são espaçados em mais de ^ÍÀ,embora o espaçamento entre os elementos 128 possa ser de À, 2À ou mais, conforme aqui acima discutido. A área da face 132 é, de maneira correspondente, de pelo menos 0,6 milímetros quadrados (mm2) , e pode ser maior, como 10 mm2, 25 mm"ou 100 mm2 como na FIGURA 1.

De maneira vantajosa, o dispositivo de ultrassom automático 100 não conta somente com a exibição de imagens médicas para atingir um diagnóstico; mas, ao contrário, os aspectos de um arranjo composto de menos elementos transdutores e, portanto, menos canais. Assim, o custo de 10 produção é baixo, enquanto, em virtude da operação automática, a confiabilidade é mantida. A confiabilidade pode ser ainda mais aprimorada, como quando exames médicos devem ser realizados em um ritmo mais rápido. A operação automática também tende a reduzir o tempo de exame, aliviando, com isso, 15 a carga de trabalho e tornando o exame mais conveniente.

Durante a aquisição de dados com Doppler, os elementos 126 são ligados sequencialmente, conforme apresentado pelos diagramas de cronometragem 102, 104, ou em grupos, tomando o cuidado para que o sinal acústico de um 20 elemento não afete os outros que são excitados ao mesmo tempo. Como visto na Figura 1, o periodo de recepção atrasa elemento por elemento o periodo de transmissão para um determinado elemento, denotado pelo número de 1 a 32. A porta de recepção de Doppler é posicionada de maneira 25 correspondente no periodo de recepção, de modo a permitir a amostragem de uma profundidade correspondente dentro do volume de interesse 106.

Em uma superficie traseira 134 do suporte 120, como de frente para o usuário, estão diversos painéis de interface 30 de usuário, de entrada-saida que incluem um painel superior 136, um painel esquerdo 138 e um painel direito 140. Um interruptor de liga-desliga 142 e uma face de alto-falante de áudio 144 são dispostos no painel superior 136. O painel esquerdo 138 estrutura um botão de navegação/acionamento de função 146, uma tela 148, um indicador de detecção de energia de Doppler 150, indicador de aquisição de batimentos cardiacos fetal 152, um indicador de aquisição de batimentos 5 cardiacos maternal 154, um indicador de fluxo sanguineo normal 156, e um indicador de fluxo sanguineo anormal 158. O painel direito 140 inclui três janelas de feedback de entrada de parâmetro de inicialização 160, 162, 164. índices clinicos de Doppler, como o indice de 10 pulsatilidade (PI) 116 e o indice de resistência (RI) 118 são medidas independentes do ângulo com Doppler da pulsatilidade do sangue. Os simbolos S, D e A representam, respectivamente, a troca de frequência sistólica de pico, a trocas de frequência diastólica final e um ciclo cardiaco. Isso é visto 15 da forma de onda de fluxo sanguineo 114 que é um gráfico de frequência de Doppler e, assim, a velocidade de fluxo sanguineo versus tempo.

A sonda 100 pode utilizar ambos os indices PI e RI na identificação de vasos sanguineos e na avaliação da 20 normalidade de fluxo sanguineo. Dentro da sonda 100, o conjunto de circuitos de controle (não apresentado), que serve como o dispositivo da reivindicação 1 ou 24, pode ter a forma de um ou mais circuitos integrados (ICs) . Um ou mais ICs, de acordo com reivindicação 1 ou 24, podem ser, 25 alternativamente, configurados para instalação no equipamento existente, como escaneadores de ultrassom Duplex.

O processamento de sinal envolvido na classificação de um vaso sanguineo 108-112 encontrado pela sonda 100 no volume de interesse 106 é apresentado, por exemplo, na Figura 30 2.

Um classificador de vaso sanguineo 200 pode ser implementado como um classificador por vizinho mais próximo de k (K-NN), com K = 3, por exemplo.

O classificador é primeiro utilizado para prever se o vaso 108-112 é uma veia ou artéria. Diversas inserções de aspecto para o classificador 200, como PI, são utilizados, cada um dos tipos M da entrada correspondente a uma dimensão 5 no espaço de aspecto M dimensional. Outro tipo de inserção ao classificador é exemplo de treinamento. Cada exemplo de treinamento corresponde a um caso clinico real, e inclui as inserções de aspecto M para aquele caso, definindo o exemplo como um ponto particular, ou seja, "ponto de exemplo", no 10 espaço M dimensional. Com cada ponto de exemplo, é associado o respectivo resultado de "veia" ou "artéria", dependendo se o exemplo de treinamento de fato pertence a uma veia ou a uma artéria. O classificador 200 tendo sido inicializado com os exemplos de treinamento, um ponto do espaço M dimensional é 15 formado utilizando as inserções de aspecto derivadas para o vaso sanguineo 108-112 que é atualmente classificado. Para K = 3, os pontos vizinhos mais próximos de 3 (exemplo) são identificados. Cada vizinho terá como seu resultado o valor "artéria" ou "veia." A maioria dos votos prevalece. Nuca há 20 quaisquer vinculos, uma vez que 3 é um número impar.

Se o vaso for classificado como uma artéria, o classificador 200, depois, determina se é materno ou fetal, pelo mesmo algoritmo de vizinho mais próximo. Se o vaso sanguineo for uma artéria materna, uma determinação é feita 25 quanto a se é uma artéria uterina. Se, por outro lado, o vaso for uma artéria fetal, é feita uma determinação quanto a se é uma artéria umbilical. As últimas duas determinações utilizam o mesmo algoritmo de vizinho mais próximo.

Os classificadores por vizinho mais próximo 30 desfrutam do beneficio da simplicidade, embora outros métodos alternativos, redes neurais ou máquinas de vetor de suporte (SVMs) poderiam ser utilizados como alternativa.

As inserções do classificador do usuário incluem a idade gestacional 204, e uma localização bruta, aproximada 208 da sonda no abdômen da mãe. Um modelo vascular 212 na forma de exemplos de treinamento para o classificador 200 também é provido.

Outras inserções vêm direta ou indiretamente das informações de pulso de eco do ultrassom recebido 216.

Diretamente do ultrassom 216, uma estimativa de indice reflexivo médio 218 é feita para o tecido ao redor da sonda 100. Esse índice é comparado a um índice de reflexão 10 pré-definido para determinar a posição da sonda 100 no corpo da mãe.

Para formar inserções indiretas, o ultrassom recebido é desmodulado em um desmodulador 220 para extrair um sinal de ultrassom com Doppler 224 da frequência carregadora. 15 Uma transformada rápida de Fourier (FFT) 228 é realizada no sinal de Doppler 224 para gerar um espectrograma, ou "sonograma com base em FFT", 230. Dos espectrogramas 230, um ou mais perfis espectrais relevantes 232 são extraídos. O termo "perfil espectral" significa a parte do sonograma 230 20 que corresponde ao fluxo sanguíneo através de uma artéria ou veia. O perfil espectral 232 pode ser aproximado como a região entre as curvas correspondentes às velocidades espectrais máxima e mínima (ou frequências espectrais) . A extensão espectral 236 do perfil espectral extraído 232 é 25 estimada e provida ao classificador 200. Do(s) perfil (s) espectral(s) 232, uma curva 240 correspondente às velocidades espectrais de pico (ou, alternativamente, à média) é extraída. Os aspectos temporais específicos 248 também são extraídos do(s) perfil(s) espectral(s) 232. Esses aspectos 30 incluem, por exemplo, a presença de uma incisão imediatamente anterior ao pulso na forma de onda de fluxo sanguíneo 114 de uma artéria uterina. O PI e RI para o vaso a ser sujeito para classificação 252 também são extraídos. Em um procedimento de inicialização, que antecede o exame do volume de interesse atual 106, a estimativa de tempo de ciclo de pulso 256 é realizada com base no(s) perfil(s) espectral(s) 232 então extraídos.

Operacionalmente e conforme apresentado nas Figuras 3A e 3B, o usuário, que pode ser um médico, parteira, clínico geral, obstetra/ginecologista ou radiologista fetal, insere, como parte do procedimento de inicialização, um vaso sanguíneo alvo para exame, por exemplo, artéria uterina esquerda (que existe dentro da categoria fisiológica de vaso sanguíneo "artéria uterina''); idade gestacional; e uma descrição bruta da localização da sonda terá uma vez fins de inicialização e começos de inicialização. Especificamente, após acionar o interruptor de liga/desliga 142, o usuário pressiona o botão de navegação/acionamento de função 146 duas vezes em sucessão rápida. Em resposta, a primeira escolha de vaso sanguíneo aparece na tela 148. Se a escolha que está aparecendo não for o vaso sanguíneo alvo para exame, o botão 146 é pressionado uma vez para criar uma nova escolha na tela 148. Isso é feito repetidamente até que a escolha exibida seja aquela para seleção. O botão 148 é, então, mantido pressionado e a escolha é repercutida nas janelas de feedback de entrada de parâmetro de inicialização 160. O que aparece na tela 148 é uma escolha para idade gestacional, em meses ou semanas. De maneira semelhante, o usuário navega para a idade correta e segura o botão 146, para repercutir a seleção para a janela 162. Para concluir a entrada de parâmetro de inicialização, o mesmo procedimento é realizado para localização de sonda, a localização selecionada sendo apresentada na janela 164 (etapa S304).

O usuário, agora, continua com a inicialização ao colocar a sonda sobre o abdômen da mãe para estimativa de tempo de ciclo de pulso 256. 0 usuário pressiona o botão de navegação/acionamento de função 146 para lançar a operação de ultrassom com Doppler. 0 transdutor escaneará as profundidades em cada localização de elemento para detectar movimento sanguineo, ou seja, potência de Doppler. Se o 5 indicador de detecção de energia de Doppler 150 acender, a potência de Doppler na faixa de frequência de 300-1000 Hz representativa de fluxo sanguineo é detectada para ser de magnitude suficiente para concluir que os batimentos cardíacos fetal ou materno podem ser medidos do fluxo * 10 sanguineo arterial. A taxa de batimentos cardíacos da mãe é geralmente menor que a taxa de batimentos cardíacos fetal. Além do indicador 150, um bipe curto pode ser emitido ao alto-falante de áudio 144, para alertar o usuário sobre o inicio da detecção da potência de Doppler. Alternativa ou 15 adicionalmente, o feedback de áudio do sinal de Doppler pode vir por meio do alto-falante de áudio 144. A sonda 100 é mantida no lugar por diversos segundos; se não, a potência de Doppler cai e uma luz indicadora iluminada 150 deve ser novamente alcançada. Se, no fim do periodo de diversos 20 segundo, nem o batimento cardíaco da mãe nem do feto for detectado, o usuário pode mover a sonda para outra localização sobre o abdômen da mãe, e pode fazer isso repetidamente até que ocorra a detecção. Se o batimento cardiaco fetal ou maternal for detectado, ou seja, um vaso no 25 corpo e, em particular, uma artéria, for encontrado, pela via de processamento de sinal 220-232, 240, 256, o indicador de aquisição de batimento cardiaco fetal correspondente 152 ou indicador de aquisição de batimento cardiaco maternal 154 é iluminado (etapa S308). O usuário move repetidamente a sonda 30 100 para uma próxima localização sobre o abdômen da mãe até que ambos os indicadores 152, 154 seja iluminados (etapa S312), indicando que o tempo de ciclo de pulso, um parâmetro de Doppler clinico, foi adquirido e extraido tanto para a mãe como para o feto.

O usuário, agora, coloca a sonda para verificar a normalidade/anormalidade do fluxo sanguíneo em um vaso materno ou fetal correspondente que é o vaso alvo (etapa 5 S316). Se o indicador de detecção de energia de Doppler 150 não iluminar (etapa S320), a potência de Doppler na faixa de frequência de 300-1000 Hz representativa do fluxo sanguíneo não é detectada ou é de magnitude insuficiente para encontrar um ou mais vasos sanguíneos. Nesse caso, o usuário move ou 10 inclina a sonda 100 (etapa S324), até que o indicador 150 seja iluminado.

Uma vez que o indicador está iluminado, a sonda 100 é mantida no lugar por diversos segundos para processar o volume de interesse 106 (etapa S328).

De maneira vantajosa, esse processamento ocorre automaticamente e sem necessidade de intervenção de usuário. Uma vez que a exibição de uma imagem de um vaso sanguíneo não é necessária, não é necessária focalização eletrônica de ultrassom. O dispositivo é, portanto, simplificado e 20 eficiente em termos de custo.

O resultado do processamento pode ser uma luz verde do indicador de fluxo sanguíneo normal 156, uma luz vermelha do indicador de fluxo sanguíneo anormal 158, ou falta de luz se o vaso sanguíneo atualmente sendo examinado não 25 corresponder ao vaso alvo. Se nenhum dos indicadores 156, 158 estiver iluminado (etapa S332), o processamento retorna para a etapa S324.

Um exemplo do processamento na etapa S328 é provido na Figura 3B. Um volume de interesse 106, que mudaria cada 30 vez que a sonda 100 for movimentada ou inclinada, mas que é fixo enquanto o usuário mantém a sonda fixa, é sujeito a exame em relação a vasos sanguíneos presentes. Em particular, a potência de Doppler que é uma faixa de frequência de 300- 1000 Hz é computada. Isso gera uma representação tridimensional (3D) de vasos 108-112 no volume de escaneamento. O número total de vasos no volume de escaneamento é identificado utilizando critérios de continuidade. Por exemplo, para os 8 pixels imediatamente adjacentes, ou seja, os 4 pixels laterais e os 4 diagonais, presume-se que os pixels adjacentes para os quais o fluxo sanguineo é detectado representam o mesmo vaso sanguineo. Ainda, os vasos sanguíneos podem ser mapeados em 3D, uma vê 10 que as portas de recepção de transdutor podem ser ajustadas para diferentes profundidades. Em 3D, um algoritmo de ajuste de linha com base nos quadrados minimos é utilizado para encontrar a linha reta que une os pontos identificados utilizando o critério de continuidade. O ângulo da linha reta 15 das faces de recepção de ultrassom 132 dos elementos transdutores 126 é, então, computado. Isso resulta em um mapa 3D do qual os vasos individuais e suas orientações individuais são identificáveis. Com as orientações identificadas, os aspectos espaciais podem ser determinados 20 do mapa. Por exemplo, em uma escaneamento de artéria uterina, o volume de amostra com Doppler é tipicamente colocado no pseudo-cruzamento das artérias uterina e iliaca. O cruzamento é determinado como a localização da soma máxima das distâncias ao quadrado entre os pixels nos vasos (etapa 25 S336).

Se o mapa de vaso não contiver vasos 108-112 (etapa S340), o processamento do volume de interesse atual 106 é concluido, não é gerado diagnóstico e o controle procede para a etapa S332.

De outra forma, se um vaso 108-112 for detectado, um vaso dentre os encontrados no volume de interesse 106 é selecionado para análise de fluxo de fluido e como um candidato para corresponder ao vaso alvo (etapa S344).

Qualquer critério pode ser utilizado para a seleção, uma vez que a seleção de candidatos não termina até que o vaso alvo seja encontrado ou todos os vasos 108-112 no volume de interesse 106 tenham sido processados.

As informações particulares para o vaso selecionado são geradas, conforme visto na FIGURA 2 (etapa S348) . As informações incluem as características de forma de onda de Doppler espectral (estimativa de frequência média, intervalo de tempo - tempo de ciclo entre 2 picos sucessivos, amplitude - amplitude espectral entre a frequência máxima e mínima coberta nos picos e depressões), tempo para pico, defeito do portador e índices clínicos de Doppler (como, S/D, PI e RI), por exemplo.

Com base nas informações geradas e sua análise, o classificador de vaso sanguíneo 200 classifica o vaso selecionado (etapa S352).

Se a classificação não corresponder ao vaso alvo (etapa S356) e não existir próximo vaso dentre os encontrados no volume de interesse 106 (etapa S360), o controle procede para a etapa S332.

De outra forma, se a classificação não corresponder ao vaso alvo, mas existir um próximo vaso, as ramificações de controle voltam para a etapa S344, com aquele próximo vaso servindo como o vaso selecionado (etapa S364) .

Se, por outro lado, a classificação corresponder ao vaso alvo, a sonda 100 extrai uma conclusão quanto à normalidade do fluxo sanguíneo no vaso alvo, ou seja, selecionado. Em particular e a título de exemplo, os parâmetros de Doppler são comparados a nomogramas, ou seja, tabelas que representam a variação dos índices de Doppler esperados como uma função de idade gestacional, para determinar se o perfil de fluxo é normal ou anormal (etapa S368).

Com base na conclusão, uma indicação quanto à normalidade do fluxo sanguíneo no vaso selecionado é provida pela luz verde do indicador de fluxo sanguíneo normal 156 ou a luz vermelha do indicador de fluxo sanguíneo anormal 158 (etapa S372).

Embora a metodologia da presente invenção possa ser aplicada de maneira vantajosa na provisão de diagnóstico médico para um indivíduo humano ou animal, o escopo da presente invenção não é assim limitado. Mais amplamente, as técnicas da presente invenção são direcionadas a encontrar e sujeitar à análise de fluxo de fluido, os vasos no tecido do corpo, in vivo, in vitro ou ex vivo.

O que é proposto aqui pertence a um dispositivo de Doppler automático para fazer um diagnóstico clinico com base em um resultado da análise das características de formas de onda de Doppler espectrais. As aplicações seleção de artérias carótida e renal, medições de ABI para detectar doença arterial periférica (PAD), detecção de sangramento transcraniano em trauma ou outras hemorragias além da avaliação do bem estar fetal.

Um dispositivo de exame de vaso sanguíneo, portátil, autônomo, automático precisa de um número reduzido de elementos transdutores e apresenta uma interface de usuário simplificada, sem a necessidade de exibir uma imagem de qualquer um dos vasos. A sonda, em uma realização, adquire e examina um volume de interesse, busca um vaso alvo, testa o vaso quanto à normalidade de fluxo sanguíneo, e relata o diagnóstico, tudo automaticamente e sem necessidade de intervenção de usuário. Em outra realização, a sonda encontra um vaso no corpo em um volume, e extrai um parâmetro de Doppler clinico, tudo automaticamente e sem necessidade de intervenção de usuário.

Embora a invenção tenha sido ilustrada e descrita em detalhes nos desenhos e descrição anterior, essa ilustração e descrição devem ser consideradas ilustrativas ou exemplares e não restritivas; a invenção não é limitada às realizações reveladas.

Por exemplo, mais de um vaso sanguineo alvo pode ser designado durante a inicialização. Eles podem ser processados na ordem em que eles são encontrados, ou uma ordem particular pode ser especificada durante a inicialização.

Outras variações às realizações reveladas podem ser entendidas e efetuadas pelos técnicos no assunto na prática da invenção reivindicada, a partir de um estudo dos desenhos, da revelação e das reivindicações anexas. Nas reivindicações, a palavra "compreendendo" não exclui outros elementos ou 15 etapas, e o artigo indefinido "um"ou "uma"não exclui uma pluralidade. Quaisquer sinais de referência nas reivindicações não devem ser interpretados como limitantes do escopo.

Um programa de computador pode ser armazenado 20 momentânea, temporariamente ou por um período de tempo maior em um meio legível por computador, como um meio de armazenamento óptico ou um meio em estado sólido. Esse meio não é transitório somente no sentido de não ser um sinal de propagação transitório e, portanto, pode ser realizado como 25 uma memória registradora, cachê de processador ou RAM, por exemplo.

Um único processador ou outra unidade pode atender às funções de diversos itens mencionados nas reivindicações. O mero fato de determinadas medidas serem mencionadas em 30 reivindicações dependentes, mutuamente diferentes não indica que uma combinação dessas medidas não pode ser utilizada como vantagem.

Claims (12)

1. SONDA (100) DE ULTRASSOM COMPREENDENDO UM CIRCUITO DE CONTROLE CONFIGURADO PARA REALIZAR UMA SÉRIE DE AÇÕES, a dita série compreendendo: a) exame, utilizando um ultrassom da sonda de ultrassom, um volume para encontrar vasos no corpo presentes (S336) dentro do volume; e, b) o circuito de controle sendo adaptado b1) para selecionar, se um ou mais vasos forem encontrados dentro do volume no dito exame (S340), para análise de fluxo de fluido, um vaso dentre os ditos vasos encontrados dentro do volume (S344), b2) para gerar, para a dita análise de fluxo de fluido, informações particulares ao vaso selecionado (S348), b3) para determinar, com base nas informações geradas, se o dito vaso selecionado corresponde a um vaso alvo (S352,S356), e b4) se o vaso selecionado corresponder ao vaso alvo, então, b4)(i) para prover, com base nas informações geradas, uma indicação quanto à normalidade de fluxo de fluido no vaso selecionado (S368, S372), então, b4)(ii) para repetir a seleção, geração e determinação com um próximo vaso dos vasos encontrados (S360, S364), até que não haja próximo vaso dos vasos encontrados dentro do volume, em que as ditas ações de exame, seleção, geração, determinação, provisão e repetição (i) não contam com uma exibição de imagens de escaneamento de ultrassom, e (ii) são realizadas automaticamente e sem a necessidade de intervenção de usuário para interpretar uma imagem de escaneamento de ultrassom, e em que o circuito de controle é ainda adaptado para determinar, com base na informação gerada, se o vaso selecionado é uma veia ou uma artéria, caracterizada pelo circuito de controle ser ainda adaptado para determinar, caso o vaso tenha sido determinado como uma artéria, se o vaso selecionado é uma artéria materna ou uma artéria fetal com base nas informações geradas.

2. SONDA DE ULTRASSOM, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelas informações geradas compreenderem uma característica quantitativa (232) de uma forma de onda (114), em que a dita forma de onda é representativa da magnitude, ao longo do tempo, da velocidade do fluido no dito vaso selecionado.

3. SONDA DE ULTRASSOM, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pela dita série ainda compreender a realização da dita análise de fluxo de fluido das informações geradas, e, sujeito a um resultado com base na dita análise de fluxo de fluido (248, 252), provendo, com base nas ditas informações geradas, uma indicação quanto à normalidade do fluxo de fluido no dito vaso selecionado.

4. SONDA DE ULTRASSOM, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pela dita série ainda compreender c) pelo menos até a dita provisão ser realizada, repetição, com o dito vaso selecionado que serve como um vaso atual (S364), da etapa b) para cada vaso a seguir dentre os ditos vasos encontrados.

5. SONDA DE ULTRASSOM, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pela dita série ainda compreender classificação do dito vaso selecionado com base nas ditas informações geradas (S352), a dita provisão sendo sujeita a um resultado da dita classificação.

6. SONDA DE ULTRASSOM, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela dita série ainda compreender: designação (S304), antes do dito exame, do vaso alvo dentro de uma categoria de vasos, a dita categoria tendo base na fisiologia.

7. SONDA DE ULTRASSOM, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo exame da dita série ainda compreender utilização de ultrassom (216) para adquirir dados volumétricos a serem examinados.

8. SONDA DE ULTRASSOM, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela dita série ainda compreender: utilização de ultrassom para gerar informações particulares ao vaso selecionado; e provisão, com base nas informações geradas, da indicação quanto à normalidade de fluxo de fluido no dito vaso selecionado (S372).

9. SONDA DE ULTRASSOM, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela sonda de ultrassom ser implementada como uma sonda autônoma, portátil (122).

10. SONDA DE ULTRASSOM, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela sonda de ultrassom incluir um ou mais circuitos integrados.

11. MEIO LEGÍVEL POR COMPUTADOR PARA UMA SONDA DE ANÁLISE DE FLUXO DE FLUÍDO CORPORAL POR ULTRASSOM, compreendendo instruções executáveis por um circuito de controle da sonda de análise de fluxo de fluído corporal por ultrassom para realizar uma série de ações, a dita série compreendendo: a) exame, utilizando um ultrassom da sonda de análise de fluxo de fluído corporal por ultrassom, de um volume para encontrar vasos no corpo presentes dentro do volume; e, b) se um ou mais vasos forem encontrados dentro do volume no dito exame, então, b1) seleção, para análise de fluxo de fluido, de um vaso dentro os ditos vasos encontrados dentro do volume, b2) geração, para a dita análise de fluxo de fluido, de informações particulares para o vaso selecionado, b3) determinação, com base nas informações geradas, se o dito vaso selecionado corresponde a um vaso alvo, e b4) se o vaso selecionado corresponder ao vaso alvo, então, b4)(i) provisão, com base nas informações geradas, de uma indicação quanto à normalidade do fluxo de fluido no vaso selecionado, então, b4)(ii) repetição da seleção, geração e determinação com um próximo vaso dos vasos encontrados, até que não haja vaso seguinte dos vasos encontrados dentro do volume, em que a dita série de ações de exame, seleção, geração, determinação, provisão e repetição (i) não conta somente com uma exibição de imagens de escaneamento de ultrassom, e (ii) é realizada automaticamente e sem necessidade de intervenção de usuário para interpretar uma imagem de escaneamento de ultrassom, em que a dita série ainda compreende determinar, com base nas informações geradas, se o vaso selecionado é uma veia ou uma artéria, caracterizada pela dita séria ainda compreender determinar, caso o caso tenha sido determinado como uma artéria, se o vaso selecionado é uma artéria materna ou uma artéria fetal com base nas informações geradas.

12. MÉTODO PARA ANÁLISE DE FLUXO DE FLUÍDO CORPORAL POR ULTRASSOM, compreendendo: configuração de uma sonda de ultrassom compreendendo um circuito de controle para realizar, automaticamente e sem necessidade de intervenção de usuário interpretar imagem de escaneamento de ultrassom, uma série de ações, a dita série compreendendo: a) exame (S336), utilizando ultrassom da sonda de ultrassom, um volume para encontrar vasos no corpo presentes dentro do volume; e, b) se um ou mais vasos são encontrados dentro do volume no dito exame, então, b1) seleção, para análise de fluxo de fluido, de um vaso dentre os ditos vasos encontrados dentro do volume, b2) geração, para a dita análise de fluxo de fluido, de informações particulares ao vaso selecionado, b3) determinação, com base nas informações geradas, se o dito vaso selecionado corresponde a um vaso alvo, e b4) se o vaso selecionado corresponder ao vaso alvo, então, b4)(i) provisão, com base nas informações geradas, de uma indicação quanto à normalidade do fluxo de fluido no vaso selecionado, 5 também, b4)(ii) repetição da seleção, geração e determinação com um próximo vaso dos vasos encontrados, até que não haja próximo vaso adicional dos vasos encontrados dentro do volume, em que o dito exame e seleção não conta com uma exibição de imagens de escaneamento de ultrassom, em que a dita série ainda compreende determinar, com base nas informações geradas, se o vaso selecionado é uma veia ou uma artéria, caracterizada pela dita série ainda compreender, caso o vaso selecionado tenha sido determinado como uma artéria, se o vaso selecionado é uma artéria materna ou uma artéria fetal com base nas informações geradas.

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