BR112016022401B1

BR112016022401B1 - Método para uso com um scanner de ultrassom, meio de armazenamento legível por computador, e, sistema

Info

Publication number: BR112016022401B1
Application number: BR112016022401-9A
Authority: BR
Inventors: Gilles Casqueiro; Emmanuel Gaud; Marcel Arditi; Peter Frinking
Original assignee: Bracco Suisse S.A
Priority date: 2014-04-07
Filing date: 2015-04-03
Publication date: 2023-04-04
Also published as: EP3128921B1; CN106163412B; US10368842B2; BR112016022401A2; CA2937467A1; WO2015155380A1; EP3128921A1; JP2017510374A; BR112016022401A8; JP6523326B2; US20170027545A1; CN106163412A; CA2937467C

Abstract

MÉTODO PARA USO COM UM SCANNER DE ULTRASSOM, MEIO DE ARMAZENAMENTO LEGÍVEL POR COMPUTADOR, SISTEMA, E, USO DE UM AGENTE DE CONSTRASTE É proposta uma solução para uso com um scanner de ultrassom. Um método correspondente (A1-A15) compreende aplicar (A7) um sinal de medição de excitação, compreendendo ondas de ultrassom geradas pela variação de um nível de potência do scanner de ultrassom em uma faixa de medição, com um transdutor do scanner de ultrassom a uma parte do corpo de um paciente, que compreende um agente de contraste sendo pré-administrado ao paciente antes de executar o método, registrar (A8) uma resposta de medição compreendendo um nível de um componente não fundamental de um sinal de medição de eco recebido em resposta ao sinal de medição de excitação e determinar (A9-A14) um valor estimado de acordo com uma comparação entre os dados de medição baseados na resposta de medição e os dados de referência, com base em uma resposta de referência; a dita determinação de um valor estimado compreendendo: a) estimar (A11) um nível de potência alvo necessário para aplicar um nível de pressão acústica alvo selecionado na parte do corpo e/ou estimar um nível de pressão (...).

Description

Campo Técnico

[001] A solução, de acordo com a presente descrição, refere-se ao campo de aplicações médicas. Mais especificamente, essa solução refere-se ao uso de scanners de ultrassom.

Fundamentos da Invenção

[002] Scanners de ultrassom são rotineiramente usados em várias aplicações médicas. Um exemplo típico é em aplicações de diagnóstico. Neste caso, as ondas de ultrassom são aplicadas a uma parte do corpo de um paciente a ser analisado; os sinais de eco correspondentes que são registrados em resposta aos mesmos podem ser usados para criar imagens anatômicas (fornecendo uma representação morfológica da parte do corpo) ou imagens paramétricas (fornecendo uma distribuição espacial dos parâmetros característicos da parte do corpo). Mais recentemente, os scanners de ultrassom também foram introduzidos em aplicações terapêuticas. Nesse caso, as ondas de ultrassom são aplicadas na parte do corpo para induzir efeitos biológicos nela deliberadamente; particularmente, é possível obter efeitos celulares reversíveis (por exemplo, por (micro)transmissão acústica), ou morte celular (por exemplo, pelos efeitos indiretos da cavitação acústica (inercial)). Exemplos típicos dessas aplicações terapêuticas são a sonoporação, sonotrombólise e ultrassom focado de alta intensidade (HIFU).

[003] Os scanners de ultrassom também podem envolver o uso de um agente de contraste (de ultrassom) (UCA), por exemplo, feito a partir de uma suspensão de microbolhas cheias de gás estabilizadas com fosfolipídio. Particularmente, nas aplicações de diagnóstico, as características reflexivas das partículas (por exemplo, das microbolhas) do agente de contraste facilitam o seu rastreamento (por exemplo, para obter informações de perfusão de sangue, uma vez que o agente de contraste flui na mesma velocidade que as células sanguíneas no paciente). Além disso, nas aplicações terapêuticas, as partículas do agente de contraste podem atuar como promotores de microtransmissão ou núcleos de cavitação.

[004] Um nível de pressão acústica aplicada às partículas do agente de contraste pelas ondas de ultrassom varia, em grande medida, de acordo com as diferentes aplicações médicas. Por exemplo, nas aplicações de diagnóstico, a pressão acústica deve ser relativamente baixa para evitar qualquer efeito biológico indesejado na parte do corpo que pode ser induzido por mecanismos térmicos ou não térmicos. Por outro lado, pressões acústicas relativamente altas são necessárias nas aplicações terapêuticas para atingir os efeitos desejados. Por exemplo, sabe-se que a transmissão acústica existe quando as partículas do agente de contraste oscilam de forma estável e reversível, enquanto que, nas condições de cavitação acústica, as partículas do agente de contraste oscilam de modo mais violento, eventualmente conduzindo à destruição das mesmas.

[005] A determinação da pressão acústica que é efetivamente aplicada in situ ao agente de contraste é relativamente simples em condições in vitro (em que ela pode ser medida diretamente). No entanto, isso é muito difícil (ou até mesmo impossível) em condições in vivo. De fato, neste caso, a pressão acústica não pode ser medida na parte do corpo e, normalmente, ela pode somente ser estimada a partir da pressão acústica das ondas de ultrassom que são fornecidas pelo scanner de ultrassom. No entanto, as estruturas anatômicas do paciente interpostas entre um transdutor do scanner de ultrassom e a parte do corpo interferem muito com a transmissão das ondas de ultrassom. Como resultado, as ondas de ultrassom são sujeitas à atenuação, com redução progressiva de sua pressão acústica e, portanto, de energia, durante a propagação através das estruturas anatômicas. A principal fonte de atenuação das ondas de ultrassom (além de uma pequena reflexão/dispersão das mesmas) é a sua absorção pelas estruturas anatômicas, em que a energia das ondas de ultrassom é convertida em calor (e, em seguida, é perdida). Além disso, a presença do agente de contraste também pode afetar drasticamente a atenuação das ondas de ultrassom. Particularmente (além de atenuar a energia das ondas de ultrassom linearmente, de acordo com a sua concentração), o agente de contraste tem características não lineares que envolvem uma forte dependência da atenuação das ondas de ultrassom em termos de sua energia e frequência.

[006] Como consequência, não é possível controlar com precisão a pressão acústica que é efetivamente aplicada in situ às partículas do agente de contraste ou a suas adjacências. Isso pode, na prática, prejudicar várias aplicações médicas dos scanners de ultrassom. Particularmente, a dificuldade de controlar a pressão acústica é prejudicial para diversas aplicações terapêuticas (por exemplo, quando uma oscilação estável e reversível das partículas do agente de contraste é necessária, como na sonotrombólise); com efeito, uma vez que a pressão acústica que é aplicada às partículas do agente de contraste determina a sua oscilação, a falta de um conhecimento exato das mesmas pode reduzir a eficiência das aplicações terapêuticas (quando muito baixa) ou pode causar efeitos colaterais indesejáveis devido a uma superexposição às ondas de ultrassom (quando muito alta).

Sumário

[007] Um sumário simplificado da presente descrição é apresentado nesse documento, a fim de proporcionar uma compreensão básica da mesma; o único propósito deste sumário é apresentar alguns conceitos da descrição de forma simplificada, como um prelúdio à sua descrição mais detalhada a seguir, e ele não deve ser interpretado como uma identificação de seus elementos-chaves, nem como uma delimitação do seu escopo.

[008] Em termos gerais, a presente descrição baseia-se na ideia de explorar respostas de eco não fundamentais.

[009] Mais especificamente, um aspecto fornece um método para uso com um scanner de ultrassom, em que um valor estimado (particularmente, um nível de energia do scanner de ultrassom que é necessário para aplicar um nível de pressão acústica à parte do corpo, o nível de pressão acústica que é efetivamente aplicado na parte do corpo quando um nível de potência específico é definido, uma atenuação acústica que ocorre em um paciente entre um transdutor do scanner de ultrassom e a parte do corpo e/ou a atenuação acústica que ocorre no paciente entre diferentes partes do corpo) é determinada de acordo com uma comparação entre os dados de medição (baseados em uma resposta de medição que compreende um componente não fundamental de um sinal de medição de eco recebido em resposta a um sinal de medição de excitação) e dados de referência correspondentes.

[0010] Um aspecto adicional fornece um programa de computador correspondente.

[0011] Um aspecto adicional fornece um produto de programa de computador correspondente.

[0012] Um aspecto adicional fornece um sistema correspondente.

[0013] Um aspecto adicional fornece um método terapêutico correspondente.

[0014] Um aspecto adicional fornece um método de diagnóstico correspondente.

[0015] Ainda mais especificamente, um ou mais aspectos da presente descrição são definidos nas reivindicações independentes, e vantajosas características das mesmas são definidas nas reivindicações dependentes, com a redação de todas as reivindicações que estão nesse documento sendo incorporadas textualmente por referência (com qualquer característica vantajosa fornecida com referência a um aspecto específico que se aplica,mutatis mutandis, a todos os outros aspectos).

Breve Descrição dos Desenhos

[0016] A solução da presente descrição, bem como outras características e as vantagens dos mesmos, será mais bem compreendida com referência à descrição detalhada a seguir, dada puramente por meio de uma indicação não restritiva, para ser lida juntamente com os desenhos associados (em que, por razões de simplificação, os elementos correspondentes são denotados com referências iguais ou semelhantes e sua explicação não é repetida, e o nome de cada entidade é geralmente usado para denotar o seu tipo e os seus atributos - como valor, conteúdo e representação). Particularmente: a figura 1 mostra uma representação pictórica de um scanner de ultrassom que pode ser utilizado para praticar a solução de acordo com uma modalidade da presente descrição, a figura 2 mostra exemplos diferentes de respostas sub- harmônicas de partículas do agente de contraste para as ondas de ultrassom, as figuras 3 a 6 mostram um exemplo de aplicação da solução de acordo com uma modalidade da presente descrição, a figura 7 mostra um exemplo de aplicação da solução de acordo com uma modalidade adicional da presente descrição, a figura 8 mostra um diagrama de colaboração, representando as funções dos principais componentes que podem ser utilizados para implementar a solução, de acordo com uma modalidade da presente descrição, e as figuras 9 a 13 mostram exemplos diferentes de resultados experimentais relacionados aos pedidos de aplicações in vitro da solução de acordo com uma modalidade da presente descrição.

Descrição Detalhada

[0017] Com referência em particular à figura 1, uma representação pictórica é mostrada de um scanner de ultrassom 100 que pode ser utilizado para praticar a solução de acordo com uma modalidade da presente descrição.

[0018] O scanner de ultrassom 100 compreende uma unidade central 105 e uma sonda de captura de imagem de transmissão/recepção portátil, ou transdutor, 110, do tipo matriz ligado ao mesmo. O transdutor 110 compreende um transmissor para transmitir uma sucessão de ondas de ultrassom destinadas a gerar quadros de imagens anatômicas (por exemplo, com uma taxa de 4 a 20 Hz) e um receptor para receber (radiofrequência, RF) sinais de eco resultantes da reflexão das ondas de ultrassom em um plano de varredura selecionado; para este efeito, o transdutor 110 é munido com um multiplexador transmissor/receptor, que permite utilizar o transdutor 110 no modo pulso-eco acima descrito.

[0019] A unidade central 105 abriga uma placa-mãe 115, na qual os circuitos eletrônicos que controlam a operação do scanner de ultrassom 100 são montados (por exemplo, um microprocessador, uma memória de trabalho e uma unidade de disco rígido). Além disso, uma ou mais placas-filhas (denotadas como um todo com a referência 120) são conectadas na placa-mãe, 115; as placas-filhas 120 fornecem mais circuitos eletrônicos para conduzir o transdutor 110 e para processar os sinais de eco. A unidade central 105 também é equipada com uma unidade 125 para leitura/gravação de discos removíveis 130 (como CDs ou DVDs). Um monitor 135 é conectado à unidade central 105 para exibir informações relativas a um processo terapêutico/de diagnóstico que está em andamento.

[0020] A operação do scanner de ultrassom 100 é controlada por meio de um teclado 140 (ligado à unidade central 105 de forma convencional); preferencialmente, o teclado 140 é fornecido com uma trackball 145, que é usada para manipular a posição de um ponteiro (não mostrado na figura) no monitor 135. Preferencialmente o teclado 140 permite definir uma frequência desejada (centro) das ondas de ultrassom em uma faixa de frequência permitida (por exemplo, de 1 a 50 MHz), e uma energia de transmissão desejada do sistema de ultrassom, gerando as ondas de ultrassom dentro de um intervalo permitido (por exemplo, correspondendo a uma amplitude do mesmo definida por uma voltagem de transmissão de 1 mV a 10 V). Na maioria dos scanners de ultrassom, não é possível definir a energia de transmissão, em termos absolutos, mas apenas em termos relativos como um nível de potência adimensional do mesmo; por exemplo, o nível de potência é expresso em dB em relação a um valor de referência, como um valor máximo (por exemplo, de -40 dB a 0 dB).

[0021] O scanner de ultrassom 100 pode ser utilizado em aplicações terapêuticas e em aplicações de diagnóstico para tratar e analisar, respectivamente, uma parte do corpo 150 de um paciente 155. Para este efeito, um agente de contraste (ultrassom) é geralmente administrado ao paciente 155.

[0022] O agente de contraste compreende partículas que atuam como refletores de ultrassom. Por exemplo, o agente de contraste é uma suspensão de bolhas de gás em um carreador líquido; tipicamente, as bolhas cheias de gás têm diâmetros de cerca de 0,1 a 5 μm, a fim de permitir a sua retenção dentro do sistema vascular do paciente 155, mas ao mesmo tempo permitindo a sua passagem através dos capilares. As bolhas cheias de gás são geralmente estabilizadas pela entrada ou encapsulamento do gás, ou de um precursor do mesmo, em uma variedade de sistemas, incluindo fosfolipídios, emulsionantes, óleos, espessantes, açúcares, proteínas ou polímeros; as bolhas cheias de gás estabilizadas são geralmente referidas como microvesículas. Particularmente, as microvesículas dispersas em meio aquoso e ligadas na interface gás/líquido por um envelope muito fino que envolve um tensoativo (ou seja, um material anfifílico) também são conhecidas como microbolhas. Alternativamente, as microvesículas circundadas por um envelope de material sólido formado por lipídios ou polímeros (naturais ou sintéticos) também são conhecidas como microbalões ou microcápsulas. Outro tipo de agente de contraste compreende uma suspensão de micropartículas porosas de polímeros ou outros sólidos, que carregam as bolhas de gás aprisionadas dentro dos poros das micropartículas ou adsorvidas em suas superfícies. Exemplos de suspensões de microvesículas aquosas adequadas, em particular de microbolhas e microbalões e da preparação das mesmas são descritos nos documentos EP-A-0458745, WO-A-91/15244, EP-A-0554213, WO-A- 94/09829 e WO-A-95/16467 (cujas descrições na íntegra são incorporadas, nesse documento, por referência). Um exemplo de um agente de contraste comercial compreendendo microvesículas é o SonoVue, da Bracco International BV (marcas comerciais).

[0023] Por exemplo, o agente de contraste é administrado ao paciente 155 por via intravenosa como um bolo - ou seja, uma única dose fornecida à mão com uma seringa durante um curto período de tempo (da ordem de 2 a 20 segundos). O agente de contraste circula dentro do sistema vascular do paciente 155, de modo a perfundir a parte do corpo 150. Ao mesmo tempo, o transdutor 110 é colocado em contato com a pele do paciente 155 na área da parte do corpo 150, e uma sequência de ondas de ultrassom é aplicada na mesma. Nas aplicações terapêuticas, as ondas de ultrassom induzem deliberadamente efeitos biológicos na parte do corpo 150 (por exemplo, transmissão acústica ou cavitação acústica). Em vez disso, nas aplicações de diagnóstico, os sinais de eco que são registrados em resposta às ondas de ultrassom fornecem uma representação da parte do corpo 150.

[0024] Na solução de acordo com uma modalidade da presente descrição (como descrito em detalhes a seguir), é determinado um valor estimado; o valor estimado indica o nível de potência que é necessário para aplicar uma pressão acústica desejada à parte do corpo 150, a pressão acústica que é efetivamente aplicada na parte do corpo 150 quando um nível de potência alvo específico é definido, uma atenuação acústica que ocorre no paciente 155 entre o transdutor 110 e a parte do corpo 150 e/ou a atenuação acústica que ocorre no paciente entre diferentes partes do corpo 150 (por exemplo, em diferentes profundidades). Para essa finalidade, uma resposta não fundamental (por exemplo, uma resposta sub-harmônica) das partículas do agente de contraste às ondas de ultrassom é explorada; de fato, os padrões típicos presentes nesta resposta não fundamental fornecem informações valiosas para as estimativas acima mencionadas.

[0025] Agora com referência à figura 2, diferentes exemplos são mostrados de respostas sub-harmônicas de partículas do agente de contraste para as ondas de ultrassom.

[0026] Geralmente, a resposta sub-harmônica é definida por um nível de um componente sub-harmônico do sinal de eco (por exemplo, a potência do componente com uma frequência igual à metade (1/2) de uma frequência fundamental/de transmissão das ondas de ultrassom) como uma função da pressão acústica que é aplicada às partículas do agente de contraste pelas ondas de ultrassom. A resposta sub-harmônica pode ser representada, em um diagrama representando o nível sub-harmônico (em dB em relação a um valor de referência) no eixo de ordenadas contra a pressão acústica (em KPa em uma escala logarítmica) no eixo das abcissas, com uma sequência de pontos correspondente, cada uma indicando o nível sub-harmônico que é registrado quando a pressão acústica correspondente é aplicada ao agente de contraste.

[0027] Particularmente, a figura mostra três respostas sub-harmônicas 205a, 205b e 205c. Cada ponto das respostas sub-harmônicas 205a a 205c representa uma média dos níveis sub-harmônicos que foram registrados para a pressão acústica correspondente (com uma barra de erro indicando o seu desvio-padrão); particularmente, as respostas sub-harmônicas 205a, 205b e 205c estão relacionadas com medidas realizadas em diferentes pressões hidrostáticas (ambientes) e, especialmente, a 3 mmHg, 60 mmHg e 120 mmHg, respectivamente.

[0028] As respostas sub-harmônicas 205a a 205c compreendem uma porção inicial, referida como porção de ruído 207n (por exemplo, abaixo de 50 KPa), que não é significativa por causa de um efeito predominante de um ruído de medição. Considerando, em vez disso, pressões acústicas mais altas, como são conhecidas, o nível sub-harmônico depende fortemente da pressão hidrostática; isto é confirmado pelas diferenças entre uma porção central de respostas sub-harmônicas 205a a 205c, conhecido como porção sensível 207s (por exemplo, de 50 KPa a 350 KPa). Por exemplo, a dependência do nível sub-harmônico da pressão hidrostática pode ser explorada para medições de pressão hidrostática não invasiva nas cavidades do coração ou em grandes vasos no corpo humano, como mencionado em Frinking PJA et al., “Subharmonic scattering of phospholipid-shell microbubbles at low acoustic pressure amplitude”, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control, Vol. 57, No. 8, agosto de 2010 (cuja descrição inteira é incorporada na presente invenção por referência). Surpreendentemente, no entanto, foi verificado que o nível sub-harmônico é substancialmente insensível à pressão hidrostática para pressões acústicas superiores a uma pressão acústica de transição (por exemplo, de cerca de 300 a 400 KPa); isso é mostrado na figura pela boa sobreposição de uma parte final das respostas sub-harmônicas 205a a 205c, referidas como porção destrutiva 207d (acima dessa pressão acústica de transição, como 350 KPa).

[0029] Além disso, de acordo com a teoria, a resposta sub-harmônica depende de uma atenuação acústica (por exemplo, expressa em dB), tanto na transmissão das ondas de ultrassom como no recebimento dos correspondentes sinais de eco. De fato, em uma via de transmissão, a atenuação acústica (do transdutor do scanner de ultrassom até a profundidade de interesse) reduz a pressão acústica que é aplicada ao agente de contraste; em uma via receptora, em vez disso, a atenuação acústica (desde a profundidade de interesse até o transdutor do scanner ultrassom) reduz o nível sub-harmônico que é registrado. Da mesma forma, o agente de contraste também pode atuar como um atenuador acústico que provoca uma atenuação acústica proporcional à sua concentração quando presente ao longo de uma via de propagação (ou seja, de transmissão e/ou recepção).

[0030] Quando a pressão acústica é expressa em uma escala logarítmica no eixo das abcissas, a porção destrutiva de qualquer resposta sub-harmônica tem um padrão constante (independentemente da pressão hidrostática, a atenuação acústica e da concentração do agente de contraste), com a atenuação acústica e a concentração de agente de contraste que só causam um deslocamento da mesma: um deslocamento horizontal para refletir a atenuação na via de transmissão e um deslocamento vertical para refletir a atenuação na via receptora.

[0031] Considerações semelhantes se aplicam quando a resposta sub- harmônica é expresso pelo nível sub-harmônico em função do nível de potência do scanner de ultrassom. Nesse caso, a resposta sub-harmônica pode ser expressa, em um diagrama (não mostrado na figura) representando graficamente o nível sub-harmônico no eixo das ordenadas contra o nível de potência no eixo das abcissas (ambos em dB), com uma sequência de pontos correspondente, cada uma indicando o nível sub-harmônico que é gravado quando o scanner de ultrassom é definido para o nível de potência correspondente. Como acima, as respostas sub-harmônicas para diferentes pressões hidrostáticas compreendem uma porção de ruído que não é significativa, uma porção central que depende fortemente da pressão hidrostática e uma porção destrutiva que é substancialmente insensível à pressão hidrostática; a porção destrutiva de qualquer resposta sub-harmônica tem um padrão constante (independentemente da pressão hidrostática, a atenuação acústica e a concentração do agente de contraste), com a atenuação acústica e a concentração do agente de contraste que causam apenas um deslocamento (horizontal e vertical) das mesmas.

[0032] Como consequência, pode ser feita uma comparação entre uma resposta de medição (sub-harmônica) e uma resposta de referência (sub- harmônica). Particularmente, conforme descrito em detalhes a seguir, a resposta de medição expressa o nível sub-harmônico de um sinal de eco (medição) que é medido em função do nível de potência do scanner de ultrassom que é usado para aplicar as ondas de ultrassom na parte do corpo (in vivo), enquanto que a resposta de referência expressa o nível sub-harmônico de um sinal de eco (de referência) que é fornecido em função da pressão acústica ou do nível de potência; por exemplo, a resposta de referência pode ser uma resposta de calibração que expressa o nível sub harmônico de um sinal de eco (calibração) que é medido em função da pressão acústica e/ou do nível de potência em uma estrutura de calibração in vitro compreendendo o agente de contraste, ou ela pode ser uma resposta de medição adicional que expressa o nível sub-harmônico de um sinal de eco (medição) adicional (por exemplo, medido a uma profundidade diferente).

[0033] Agora com referência às figuras 3 a 6, um exemplo de aplicação da solução é mostrado, de acordo com uma modalidade da presente descrição.

[0034] A partir da figura 3, as ondas de ultrassom que podem ser usadas para registrar a resposta de medição/calibração são definidas por um sinal de excitação de medição/calibração 405, que é representado na figura traçando a sua amplitude no eixo das ordenadas (em mV) contra o tempo no eixo das abcissas (em μs). O sinal de calibração/medição de excitação 405 compreende uma sequência de pulsos de irrompimento de tom com uma banda relativamente estreita (por exemplo, com uma frequência de 1 a 10 MHz e, preferencialmente, de 2 a 6 MHz); a amplitude dos pulsos de ultrassom resultantes sendo modulada pela variação do nível de potência do scanner de ultrassom ao longo do tempo, em uma faixa de medição/calibração (por exemplo, acima de 20 dB e, preferencialmente, acima de 30 dB).

[0035] Para determinar a resposta de calibração, o sinal de excitação de calibração 405 é aplicado in vitro na estrutura de calibração (não mostrada na figura). A estrutura de calibração é uma suspensão do agente de contraste (por exemplo, em água); o agente de contraste tem uma concentração relativamente baixa, evitando qualquer atenuação acústica substancial (por exemplo, menor que 5 dB/cm e, preferencialmente, menor que 2 dB/cm). Para cada pulso do sinal de excitação de calibração 405 (conforme definido pelo nível de potência correspondente do scanner de ultrassom), o nível sub- harmônico do sinal de eco de calibração recebido em resposta a ele e a pressão acústica efetiva aplicada ao agente de contraste (por exemplo, medida com um hidrofone) são registrados. Por outro lado, para determinar a resposta de medição, o sinal de medição de excitação 405 é aplicado in vivo na parte do corpo (perfundida com o agente de contraste); para cada pulso de ultrassom do sinal de medição de excitação 405 (conforme definido pelo nível de potência correspondente do scanner de ultrassom), o nível sub-harmônico do sinal de medição de eco recebido em resposta ao mesmo é registrado.

[0036] Em relação à figura 4, em uma modalidade da presente descrição, a comparação dos dados de medição com os dados de referência baseia-se nos exemplos correspondentes de uma mesma função modelo, ajustando a resposta de medição e a resposta de referência (referidas como uma função de medição e uma função de referência, respectivamente, com a função de referência que pode ser uma função de calibração ao ajustar a resposta de calibração ou uma função de medição adicional, ao ajustar a resposta de medição adicional). Em geral, a função modelo expressa o nível sub-harmônico em função do nível de potência ou da pressão acústica em uma escala logarítmica (por exemplo, em dB). Com referência, em particular, ao nível de potência, a função de modelo é representada (em um diagrama representando graficamente o nível sub-harmônico no eixo das ordenadas contra o nível de potência no eixo de abcissas, ambos expressos em dB) com uma curva correspondente 410. A função modelo (ou seja, sua curva 410) compreende um segmento de ruído 410n que representa a porção de ruído, um segmento sensível 410s representando a porção sensível e um segmento destrutivo 410d, que representa a porção destrutiva da resposta sub-harmônica correspondente. A função de modelo pode ter uma forma S genérica. Particularmente, a função modelo compreende um primeiro segmento constante (inicial) com um primeiro valor substancialmente constante (definindo o segmento de ruído 410n). A função modelo, então, compreende um segundo segmento constante com um segundo valor substancialmente constante maior do que o primeiro valor, e um primeiro segmento crescente entre o primeiro segmento constante e o segundo segmento constante, aumentando substancialmente de forma monotônica, com uma forma concave (definindo o segmento sensível 410s). No final, a função modelo compreende um terceiro segmento constante (final) com um terceiro valor substancialmente constante maior do que o segundo valor, e um segundo segmento crescente entre o segundo segmento constante e o terceiro segmento constante, aumentando substancialmente de forma monotônica, com uma forma côncava (definindo o segmento destrutivo 410d). Mais formalmente, a função modelo tem a primeira derivada substancialmente igual a zero no primeiro/segundo/terceiro segmentos constantes, e tem a primeira derivada substancialmente maior que (ou igual a) zero no primeiro/segundo segmentos crescentes (com a função modelo que também pode ter a segunda derivada, que é negativa no primeiro/segundo segmentos crescentes).

[0037] Por exemplo, a função modelo pode ser definida pela expressão a seguir:

[0038] Particularmente, a função modelo SH(PL) possui uma variável independente PL que representa o nível de potência e uma variável dependente SH que representa o nível sub-harmônico (ambos em dB). A função modelo SH(PL) é composta da soma dos três termos que definem o seu segmento de ruído 410n, o segmento sensível 410s e o segmento destrutivo 410d. INo primeiro termo (que representa o segmento destrutivo 410d), o parâmetro Kd é um fator de forma (em dB), o parâmetro rPL é o nível de potência de uma assíntota vertical (descendente) 415 do segmento destrutivo 410d e o parâmetro rSH é o nível sub-harmônico de uma assintota horizontal (crescente) 420 do segmento destrutivo 410d (ou seja, com

respectivamente). No segundo termo (que representa o segmento sensível 410s), o parâmetro Ks é um fator de forma (em dB), o parâmetro ΔPL é a diferença entre o parâmetro rPL e o nível de potência em que o nível sub-harmônico está 3 dB abaixo de uma assíntota horizontal (crescente) 425 do segmento sensível 410s (ou seja, com

), e o parâmetro ΔSH é a diferença entre o nível de potência da assíntota horizontal 420 (ou seja, o parâmetro rSH) e o nível de potência da assíntota horizontal 425 (ou seja, SHo). No terceiro termo (que representa o segmento de ruído 410n), o parâmetro Kn indica a medição ruído (em dB). Cada função de medição/referência é, em seguida, definida pelos valores correspondentes dos parâmetros Kd, rPL, rSH, Ks, ΔPL, ΔSH e Kn que fazem a função modelo SH(PL) melhor se ajustar à resposta de medição/referência.

[0039] Considerações semelhantes se aplicam à função modelo que expressa o nível sub-harmônico em função da pressão acústica; neste caso, uma função modelo SH(AP) pode ser definida como acima, com uma variável independente AP representa a pressão acústica, um parâmetro rAP para a pressão acústica da assíntota vertical do segmento destrutivo e um parâmetro ΔAP para a diferença entre o parâmetro rAP e a pressão acústica, em que o nível sub-harmônico está 3 dB abaixo da assíntota horizontal do segmento sensível.

[0040] Em vista do acima exposto, o segmento destrutivo de qualquer função de medição/referência (correspondendo ao segmento destrutivo 410d da função modelo) tem uma forma constante (independentemente da pressão hidrostática, da atenuação acústica e da concentração do agente de contraste); o segmento destrutivo apenas se desloca (substancialmente rigidamente) de acordo com a atenuação acústica correspondente e a concentração do agente de contraste. Portanto, em uma modalidade da presente descrição, a comparação da função de medição com a função de referência baseia-se simplesmente em pontos característicos dos segmentos destrutivos das mesmas (referidos como ponto de medição e ponto de referência para a função de medição e para a função de referência, respectivamente, com o ponto de referência que pode ser um ponto de calibração para a função de calibração ou um ponto de medição adicional para a função de medição adicional). Cada ponto de medição/referência identifica univocamente uma posição do segmento destrutivo da função de medição/referência correspondente. Por exemplo, com referência, em geral, à curva 410 da função modelo SH(PL), o ponto característico pode ser definido em correspondência a uma interseção entre o segmento sensível 410s e o segmento destrutivo 410d. Particularmente, o ponto característico pode ser definido pela interseção da assíntota vertical 415 com a assíntota horizontal 420 do segmento destrutivo 410d (denotado com uma cruz 430 na figura); o ponto característico tem, então, as coordenadas (FPL, rSH), com o parâmetro rPL que define um nível de potência característico (considerações semelhantes se aplicam quando o ponto característico tem as coordenadas (rAP, rSH), com o parâmetro rAP que define uma pressão acústica característica).

[0041] Voltando-se para a figura 5, uma resposta de calibração exemplar (não mostrada na figura) é ajustada por uma função de calibração (denotada com SHc(PL)), que é representada por uma curva de (calibração) 510c. Em vez disso, uma resposta de medição exemplar (não mostrada na figura) é ajustada por uma função de medição (denotada com SHm(PL)), que é representada por uma curva (medição) de 510m. Em geral, a resposta de medição é atenuada em relação à resposta de calibração (por causa de uma atenuação no paciente causada pelas estruturas anatômicas interpostas entre o transdutor do scanner de ultrassom e a parte do corpo e/ou devido à possível concentração relativamente alta do agente de contraste). Portanto, a curva 510m é deslocada para a direita em relação à curva 510 c (uma vez que níveis mais altos de potência agora são necessários para obter os mesmos níveis sub- harmônicos devido à atenuação acústica na via de transmissão) e para baixo (uma vez que os níveis sub-harmônicos mais baixos são obtidos a partir os mesmos níveis de potência por causa da atenuação acústica na via receptora).

[0042] A função de calibração SHc(PL) tem o ponto de calibração (rPLc, rSHc) que é representado por uma cruz (calibração) 530c. O ponto de calibração (rPLc, rSHc) identifica o nível de potência característico rPLc (referido como o nível de potência de calibração), que causa a aplicação da pressão acústica característica correspondente rAPc para o agente de contraste (referido como pressão acústica de calibração), conforme é medido na estrutura de calibração. A função de medição SHm(PL) tem o ponto de medição (TPLm, rSHm) que é representado por uma cruz (medição) 530 m. O ponto de medição (TPLm, rSHm) identifica o nível de potência característico rPLm (referido como o nível de potência de medição), que é necessário para aplicar a mesma pressão acústica de calibração rPAc à parte do corpo, e que é maior do que o nível de potência de calibração rPLc por causa da atenuação acústica que ocorre no paciente (igual a Att = rPLm- rPLc, quando expresso em dB).

[0043] Outra resposta de medição exemplar (não mostrada na figura) é ajustada por uma função de medição (denotada com SHm(PL)), que é representada por uma curva (medição) 510m’. Essa resposta de medição é mais atenuada em relação à resposta de medição anterior (por exemplo, porque mais estruturas anatômicas são interpostas e/ou o agente de contraste tem uma concentração maior), de modo que a curva 510 m’ é ainda mais deslocada para a direita e para baixo do que a curva 510 m (em relação à curva 510c). A função medição SHm’(PL) tem o ponto de medição (TPLm‘, rSHm’) representado por uma cruz (medição) 530m ‘, que identifica o nível de potência de medição rPLm’. Nesse caso, um nível de potência de medição maior rPLm’ é necessário para aplicar a mesma pressão acústica de calibração rPAc à parte do corpo por causa da maior atenuação acústica no paciente (igual a Att’=rPLm’-rPLc, com um aumento de ΔAtt = rPLm’- rPLm em relação à atenuação Att, quando expresso em dB).

[0044] Voltando-se para a figura 6, durante uma fase de inicialização do scanner de ultrassom, o nível de potência de calibração relevante rPLc e a pressão acústica de calibração rAPc podem ser determinados (por exemplo, rPLc = 23 dB e rAPc = 200 KPa); essa operação é necessária apenas uma vez para uma determinada condição ambiental (por exemplo, a configuração do scanner de ultrassom e do tipo do agente de contraste).

[0045] Uma resposta de medição 605 é gravada da parte do corpo (perfundida com o agente de contraste). A resposta de medição 605 é ajustada por uma função de medição que é representada por uma curva de 610m correspondente (medição). A função medição tem o ponto de medição representado por uma cruz (medição) 630m, que identifica o nível de potência de medição rPLm correspondente (por exemplo, rPLm=25 dB).

[0046] O nível de potência de medição rPLm e a pressão acústica de calibração rAPc (em combinação com a relação quadrática conhecida entre a pressão acústica e a potência das ondas de ultrassom que são aplicadas ao agente de contraste, e com a relação conhecida entre a potência de transmissão e o nível de potência do scanner de ultrassom, em dB no exemplo em questão) podem ser utilizados para estimar a pressão acústica que é efetivamente aplicada na parte do corpo para qualquer nível de potência do scanner de ultrassom ou, vice-versa, o nível de potência do scanner de ultrassom que é necessário para aplicar efetivamente qualquer pressão acústica à parte do corpo. Particularmente, quando uma pressão acústica alvo APt é aplicada na parte do corpo, o scanner de ultrassom é definido para um nível de potência alvo PLt definido por:

[0047] Por exemplo, neste caso, uma pressão acústica alvo APt = 250 KPa pode ser aplicada na parte do corpo definindo o scanner de ultrassom para um nível de potência alvo

[0048] A técnica acima descrita, de acordo com uma modalidade da presente descrição, permite determinar a pressão acústica efetiva que é aplicada in situ com alta precisão; esse resultado pode ser alcançado mesmo sob condições in vivo, de forma não-invasiva e remota.

[0049] A estimativa da pressão acústica aplicada na parte do corpo assim obtida pode ser utilizada nas aplicações terapêuticas para controlar o scanner de ultrassom, a fim de aplicar qualquer pressão acústica desejada às partículas do agente de contraste. Particularmente, quando uma oscilação estável e reversível das partículas do agente de contraste é necessária (por exemplo, na sonotrombólise), isso aumenta significativamente a eficiência das aplicações terapêuticas (por exemplo, a lise celular) ao mesmo tempo evitando, ou pelo menos substancialmente limitando, quaisquer efeitos colaterais indesejáveis devido à superexposição às ondas de ultrassom.

[0050] O nível de potência de medição rPLm e o nível de potência de calibração rPLc podem, em vez disso, ser utilizados para estimar a atenuação acústica que ocorre no paciente, do transdutor para a parte do corpo (doravante referida como atenuação acústica total). Particularmente, a atenuação acústica total Att é simplesmente dada pela diferença entre o nível de potência de medição rPLm e o nível de potência de calibração rPLc (ou seja, Att = rPLm - rPLc). Por exemplo, neste caso, a atenuação acústica total é igual a Att = 25-23 = 2 dB.

[0051] Além disso ou alternativamente, também é possível registrar uma resposta de medição adicional de outra parte do corpo adicional ainda perfundida com o agente de contraste (por exemplo, a uma profundidade diferente do mesmo órgão), e ajustá-la por uma função de medição adicional, com um ponto de medição adicional (não mostrado na figura), que identifica um outro nível de potência de medição rPLm’ (por exemplo rPLm’= 25,3 dB em um ponto 1 cm mais profundo no paciente).

[0052] Esses dois níveis de potência de medição rPLm e rPLm’ podem ser usados como acima, para estimar a atenuação acústica que ocorre no paciente entre as partes do corpo correspondentes (doravante referida como atenuação acústica parcial). Particularmente, a atenuação acústica parcial ΔAtt é simplesmente dada pela diferença entre os níveis do poder de medição rPLm e rPLm’ (ou seja, ΔAtt = rPLm - rPLm’). Por exemplo, neste caso, a atenuação acústica parcial de 1 cm do órgão em questão é igual a ΔAtt = 25,3 - 25 = 0,3 dB.

[0053] A técnica acima descrita, de acordo com uma modalidade da presente descrição, permite determinar a atenuação acústica efetiva (total/parcial) que ocorre in situ com alta precisão; esse resultado pode ser alcançado mesmo sob condições in vivo, de forma não invasiva e remota.

[0054] A estimativa da atenuação acústica que ocorre no paciente assim obtida pode ser utilizada em aplicações de diagnóstico (por exemplo, para caracterizar a parte do corpo de acordo com sua atenuação acústica).

[0055] Agora com referência à figura 7, um exemplo de aplicação é mostrado da solução de acordo com uma modalidade adicional da presente descrição,

[0056] Nesse caso, o sinal de medição de excitação (usado para registrar a resposta de medição) é gerado pela variação do nível de potência do scanner de ultrassom ao longo do tempo em uma faixa de medição limitada, que corresponde substancialmente à porção destrutiva da resposta de medição; para este efeito, o nível de potência do scanner de ultrassom varia ao longo do tempo apenas acima de um limiar correspondente (por exemplo, acima de 20 dB e, preferencialmente, acima de 23 dB). Uma resposta de medição 705 (substancialmente limitada a sua porção destrutiva) é registrada em resposta a esse sinal de medição de excitação. A resposta de medição 705 é ajustada por uma função de medição (substancialmente limitada ao seu segmento destrutivo) que é representada por uma curva (de medição) correspondente de 710 m com um ponto de medição representado por uma cruz (medição) de 730 m. No entanto, neste caso, a função de medição é uma instância de uma função modelo simplificada. Por exemplo, a função modelo pode compreender os termos que definem apenas o segmento de ruído e o segmento destrutivo, tal como é definido pela expressão a seguir:

[0057] Isso reduz a complexidade computacional do ajuste; além disso, isso permite aplicar a mesma técnica, mesmo com limitada gama dinâmica do scanner de ultrassom. Em qualquer caso, a perda de precisão envolvida pela função modelo simplificada não é substancial, uma vez que a parte mais importante da resposta de medição para a sua comparação com a resposta de referência (ou seja, a porção destrutiva) sempre é levada em consideração.

[0058] Agora com referência à figura 8, um diagrama de colaboração é mostrado, representando as funções dos principais componentes que podem ser utilizados para implementar a solução de acordo com uma modalidade da presente descrição. Esses componentes (software e/ou hardware) são indicados como um todo, com a referência 800. Particularmente, os componentes de software (programas e dados) são tipicamente armazenados na memória de massa e carregados (pelo menos parcialmente) na memória de trabalho do scanner de ultrassom quando os programas estão em execução, juntamente com um sistema operacional e outros programas de aplicação (não mostrados na figura). Os programas são inicialmente instalados na memória de massa, por exemplo, a partir das unidades de armazenamento removível ou de uma rede. Sob esse aspecto, cada componente de software pode representar um módulo, segmento ou parte do código, que compreende uma ou mais instruções executáveis para implementar a função lógica especificada. Particularmente, a figura descreve tanto a estrutura estática dos componentes 800 como o comportamento dinâmico dos mesmos (por meio de uma série de mensagens trocadas, cada uma representando uma ação correspondente, denotada com os números de sequência precedidos pelo símbolo “A”).

[0059] Um controlador TX/RX 803 controla o transdutor. Por exemplo, o controlador TX/RX 803 compreende um controlador TX com um feixe de transmissão anterior e pulsadores para gerar as ondas de ultrassom em cada instante de aquisição. O controlador TX/RX 803 compreende ainda um processador RX para receber os sinais de eco correspondentes (RF analógico) em cada instante de aquisição (para os locais correspondentes no plano de varredura selecionado). O processador RX pré-amplifica os sinais de eco RF analógicos e aplica uma compensação de ganho de tempo preliminar (TGC); os sinais de eco RF analógicos são, em seguida, convertidos em valores digitais por um conversor analógico-digital (ADC) e combinados em sinais de feixe focados através de feixe receptor antigo. Os sinais de eco RF digitais assim obtidos são, preferencialmente, processados através de algoritmos digitais adicionais e outros condicionadores de sinal linear ou não linear (por exemplo, uma TGC pós-formação de feixe). O controlador TX/RX 803 compreende ainda um conversor de vídeo que demodula, log-comprime e varre-converte os sinais de eco RF digitais em um formato de vídeo, a fim de gerar uma imagem anatômica para cada instante de aquisição (composto por uma matriz de valores de pixel com base nos sinais de eco dos locais correspondentes).

[0060] O scanner de ultrassom é inicializado (no caso de uso da resposta de calibração) sempre que um novo agente de contraste for utilizado, a configuração do scanner de ultrassom for alterada (por exemplo, a sua frequência) ou qualquer parte do scanner de ultrassom que afete o seu funcionamento for substituída (por exemplo, o transdutor). Nessa fase, um operador do scanner de ultrassom prepara a estrutura de calibração para o agente de contraste, e conecta um hidrofone 806 (associado com a estrutura de calibração) ao scanner de ultrassom. Em seguida, o operador coloca o transdutor em contato com a estrutura de calibração e ele/ela insere um comando de inicialização. Em resposta a isso, um modulador 809 aciona o controlador TX/RX 803 para aplicar o sinal de excitação de calibração a cada local da estrutura de calibração (ação “A1.Apply”). O sinal de eco de calibração (RF digital) recebido em resposta ao sinal de excitação de calibração para cada local é passado para um gravador 812, cuja banda passante o filtra ao redor de metade da frequência fundamental das ondas de ultrassom (do sinal de excitação de calibração) a fim de obter o componente sub-harmônico correspondente. Em uma modalidade, o sinal de excitação de calibração compreende duas rajadas de pulsos de ultrassom com sinais opostos, com cada par de pulsos das duas rajadas sendo transmitidos em rápida sucessão; neste caso, dois sinais de eco de calibração correspondentes são recebidos e somados (antes da filtração da banda passante). Portanto, na soma dos dois sinais de eco de calibração resultantes de cada par de pulsos das duas rajadas, os seus componentes lineares (devido ao tecido) se cancelem, enquanto que os seus componentes não lineares (devido ao agente de contraste que responde de forma diferente às pressões acústicas positivas e negativas de igual amplitude) aumentam. Isso reduz significativamente qualquer componente linear possivelmente contaminante da resposta sub- harmônica (e que pode não ser suprimido por simples filtragem da banda passante), melhorando assim uma razão resposta-ruído e, portanto, a sensibilidade da técnica. Para cada instante de aquisição, o gravador 812 calcula a média da potência dos componentes sub-harmônicos de todos os locais (definindo o nível sub-harmônicos do sinal de eco para o nível de potência correspondente do scanner de ultrassom). Em seguida, o gravador 812 salva um registro para cada instante de aquisição, armazenando o nível de potência e o nível sub-harmônico correspondentes em uma tabela de resposta de calibração 815 (ação “A2. Record”). Ao mesmo tempo, o hidrofone 806 mede a pressão acústica aplicada ao agente de contraste em cada instante de aquisição, cuja pressão acústica é adicionada ao registro correspondente da tabela de resposta de calibração 815 (ação “A3.Measure”). Dessa forma, cada registro da tabela de resposta de calibração 815 representa um ponto da resposta de calibração, conforme definido pelo par correspondente de nível de pressão acústica/sub-harmônico (para estimar a pressão acústica) e/ou o nível de potência/nível sub-harmônico (para estimar a atenuação acústica). Um ajustador 818 acessa a tabela de resposta de calibração 815. O ajustador 815 ajusta os pontos da sua resposta de calibração por uma instância da função modelo (por exemplo, através da aplicação de algoritmos bem conhecidos de minimização de erro) para obter a função de calibração correspondente. O ajustador 818 salva os valores dos parâmetros definindo a função calibração (ou seja, Kd, rAP/TPL, rSH, Kn e, possivelmente, Ks, ΔAP/ΔPL, ΔSH) em uma tabela de função de calibração 821 (ação “A4.Fit”). Um extrator 824 acessa a tabela de função de calibração 821 e a tabela de resposta de calibração 815 para extrair a pressão acústica de calibração rAPc e/ou o nível de potência de calibração rPLc (conforme definido pelo valor do parâmetro rPL ou rAP, respectivamente, da função de calibração da tabela de função de calibração 821 ou no registro correspondente da tabela de resposta de calibração 815); o extrator 824 salva um ou ambos destes valores, definindo o ponto de calibração em uma variável do ponto de calibração 827 (ação “A5.Extract”). Deve-se notar que as operações acima descritas podem ser realizadas em todos os lugares (por exemplo, em um laboratório), e que os componentes correspondentes não são necessários durante a operação efetiva do scanner.

[0061] No início de qualquer processo de tratamento/análise, o operador aciona o transdutor e o move ao redor da parte do corpo a ser tratada/analisada (antes de administrar qualquer agente de contraste) e ele/ela insere um comando de seleção. Em resposta a isso, o controlador TX/RX 803 aplica ondas de ultrassom na parte do corpo (com um nível relativamente baixo de energia) e gera uma sequência correspondente de imagens anatômicas em tempo real; as imagens anatômicas são fornecidas para um visor 830, que controla o monitor do scanner de ultrassom de modo a causar a sua exibição; o operador escolhe um plano de varredura representando uma fatia específica da parte do corpo (e, possivelmente, uma região de interesse do mesmo selecionada em uma imagem anatômica arbitrariamente escolhida) compreendendo uma lesão conhecida a ser tratada ou uma lesão suspeita a ser analisada (ação “A6.Select”). O operador agora administra o agente de contraste ao paciente e, em seguida, ele/ela insere um comando de tratamento ou um comando de análise. No caso do comando de tratamento, o operador também insere a pressão acústica alvo APt a ser aplicada na parte do corpo. No caso do comando de análise, o operador seleciona também se ele ou ela deseja estimar a atenuação acústica total (a partir do transdutor para uma determinada profundidade escolhida pelo operador neste plano de varredura) ou a atenuação acústica parcial (entre as duas profundidades nesse plano de varredura, também escolhido pelo operador). Em resposta a isso, o modulador 809 aciona o controlador TX/RX 803 para aplicar o sinal de medição de excitação a cada local da parte do corpo, cujo sinal de medição de excitação pode compreender duas rajadas de pulsos de ultrassom com sinais opostos, como acima (ação “A7.Apply”). O sinal de eco (RF digital) (de medição) recebido em resposta ao sinal de medição de excitação passa para o gravador 812, que gera a resposta de medição correspondente como acima; em seguida, o gravador 812 salva uma representação da resposta medida em uma tabela de resposta de medição 833, a qual compreende um registro para cada aquisição instante de aquisição, armazenando o nível de potência correspondente do scanner de ultrassom e o nível sub-harmônico do sinal de eco (ação “A8.Record”). O ajustador 818 acessa a tabela de resposta de medição 833 e ele calcula a função de medição correspondente, como acima; o ajustador 818 salva os valores dos parâmetros definindo a função de medição (ou seja, Kd, rPL, rSH, Kn e, possivelmente, Ks, ΔPL, ΔSH) em uma função de medição da tabela 836 (ação “A9.Fit”). O extrator 824 acessa a tabela de função de medição 836 para extrair o nível de potência de medição rPLm (como definido pelo valor do parâmetro rPL da função de medição), e ele salva esse valor definindo o ponto de medição em uma variável do ponto de medição 839 (ação “A10.Extract”). No caso de estimativa da atenuação acústica parcial, as mesmas operações (ações A8 a A10) são reiteradas para salvar o nível de potência de medição adicional rPLm’ (para a profundidade diferente) na mesma variável do ponto de medição 839 (além do nível de potência de medição rPLm).

[0062] Uma calculadora 842 acessa a variável do ponto de calibração 827 e a variável do ponto de medição 839 (para extrair os parâmetros necessários, definindo o ponto de calibração e o ponto de medição, respectivamente) e calcula as informações de interesse para a aplicação de diagnóstico/terapêutico específica.

[0063] Particularmente, no caso do comando de tratamento, a calculadora 842 recupera o nível de potência de medição rPLm (da variável do ponto de medição 839) e a pressão acústica de calibração APc (da variável ponto de calibração 827), e ele calcula o nível de potência alvo PLt que corresponde à pressão acústica alvo APt (anteriormente inserida pelo operador). A calculadora 842 salva o nível de potência alvo PLt em uma variável potência alvo 845 (ação “A11.Calculate”). O nível de potência alvo PLt, em seguida, é transmitido da variável potência alvo 845 para o controlador TX/RX 803, de modo a aplicar as ondas de ultrassom no nível de potência alvo PLt na parte do corpo (“A12.Apply”).

[0064] Alternativamente, no caso do comando de análise baseado na atenuação acústica total, a calculadora 842 recupera o nível de potência de medição rPLm (a partir da variável ponto de medição 839) e o nível de potência de calibração rPLc (a partir da variável ponto de calibração 827) e ela calcula a atenuação acústica total correspondente ATT. A calculadora 842 salva a atenuação acústica total Att em uma variável de atenuação 848 (ação “A13.Calculate”). Da mesma forma, no caso do comando de análise baseado na atenuação acústica parcial, a calculadora 842 recupera os dois níveis de potência de medição rPLm e rPLm’ (a partir da variável do ponto de medição 839), e ela calcula a de atenuação acústica parcial correspondente ΔAtt. A calculadora 842 salva a atenuação acústica parcial na mesma variável de atenuação 848 (ação “A14.Calculate”).

[0065] A atenuação acústica (total/parcial) Att/ΔAtt é, em seguida, enviada da variável de atenuação 848 para o visor 830 que controla o monitor do scanner de ultrassom para exibi-la (ação “A15.Display”). Por exemplo, essa informação pode ser usada para caracterizar a parte do corpo (ou seja, para detectar uma lesão e seu tipo).

[0066] Agora com referência às figuras 9 a 13, diferentes exemplos de resultados experimentais são mostrados relacionados às aplicações in vitro da solução de acordo com uma modalidade da presente descrição.

[0067] Para este efeito, um tanque de água com tamanho de 37 cm x 57 cm x 22 cm foi usado; o tanque de água foi preenchido com uma suspensão em água de um agente de contraste compreendendo microbolhas de fosfolipídio BR38. O tanque de água foi munido com uma célula de medição personalizada e integrada e um suporte transdutor dentro dela (para um transdutor compreendendo um transmissor e um receptor). A cavidade da célula de medição foi de 80 mm de diâmetro e 20 mm de profundidade, e tinha volume de 130 mL. Um pequeno agitador dentro da célula de medição permitiu a mistura contínua da suspensão do agente de contraste. O transmissor foi um transdutor Panametrics de 5 MHz, de 1 polegada de diâmetro, focado em 3 polegadas, modelo V307, No. de série 265437 (Olympus NDT, Waltham, MA); o receptor foi um M3 W1001 da Vernon, centrado em 3 MHz, de 1 polegada de diâmetro, focado em 3 polegadas (Vernon SA, Tours, França). Os transdutores foram colocados a 90° em relação aos seus eixos longitudinais, com dois transdutores confocalmente alinhados em uma conta em modo pulso-eco. As ondas de ultrassom foram fornecidas por um gerador de forma de onda Lecroy ArbStudio (Teledyne LeCroy, Chestnut Ridge, NY) e amplificadas através de um amplificador de potência ENI, modelo 3200L (ENI, Rochester, NY) de 55 dB com resistência de série de 470 Q na entrada, agindo como um atenuador de -15 dB. Os sinais de eco correspondentes foram amplificados por um amplificador RF Accutron de + 40 dB e gravado com um modelo de osciloscópio DL1740 Yokogawa (Yokogawa Electric Corporation, Tóquio, Japão). Uma válvula proporcional (T2000, Marsh Bellofram, Newell, WV), conectada a uma rede de ar comprimido e controlada por um ponto de ajuste elétrico do gerador de forma de onda foi usada para pressurizar a célula de medição de forma programável. Uma sonda de pressão médica COBE 041-500-503 (COBE, Lakewood, CO) e um dispositivo conversor/transmissor personalizado foram usados para monitorar e transmitir o sinal de pressão hidrostática para o osciloscópio. Um aplicativo customizado Labview (National Instrument, Austin, TX) controlou o gerador de forma de onda e o osciloscópio.

[0068] Os resultados experimentais foram coletados em diferentes condições experimentais. Os resultados experimentais de cada condição experimental foram obtidos através da medição das respostas sub-harmônicas para diferentes valores de um parâmetro experimental (com a medida da resposta sub-harmônica para cada valor do mesmo parâmetro experimental que foi repetido 5 vezes); as respostas sub-harmônicas foram ajustadas por exemplos correspondentes da função modelo acima mencionada, a fim de obter a pressão acústica característica rAP dos pontos característicos correspondentes. Os resultados experimentais de cada condição experimental são mostrados em um diagrama que representa graficamente a pressão acústica característica rAP no eixo das ordenadas contra os valores do parâmetro experimental correspondente sobre o eixo das abcissas (com uma barra de erro indicando o desvio padrão das pressões acústicas características rAP para cada valor do parâmetro experimental).

[0069] A partir da figura 9, os resultados experimentais referem-se a um agente de contraste do mesmo tipo oriundo de 5 frascos diferentes (e, depois, com algumas diferenças nas propriedades do agente de contraste, como uma distribuição de tamanho de suas partículas, devido ao seu espalhamento intrínseco).

[0070] Indo para a figura 10, os resultados experimentais referem-se a diferentes pressões hidrostáticas, ou seja, 3 mmHg e 120 mmHg (que cobrem o intervalo típico das pressões sistêmicas observadas no corpo humano).

[0071] Como pode ser observado, não há nenhuma diferença significativa entre a pressão acústica característica rAP para as diferentes propriedades do agente de contraste e as pressões hidrostáticas. Isso demonstra uma boa independência da técnica de acordo com a presente descrição a partir de qualquer espalhamento das propriedades do agente de contraste e da pressão hidrostática efetiva no paciente. Portanto, a técnica é altamente reprodutível, precisa e robusta.

[0072] Em relação à figura 11, os resultados experimentais referem-se a diferentes concentrações do agente de contraste, ou seja, um valor padrão do mesmo (0,3-106 μm3/mL), metade do valor padrão (0,15406 μm3/mL) e duas vezes o valor padrão (0,6406 μm3/mL). Como pode ser observado, a pressão acústica característica rAP aumenta com a concentração do agente de contraste (pois ele age como um atenuador acústico cujo efeito aumenta com a concentração do agente de contraste).

[0073] Em relação à figura 12, os mesmos resultados experimentais são agora mostrados em um diagrama que representa graficamente a atenuação acústica (relativa) (em dB, em relação à pressão acústica característica rAP para a concentração padrão do agente de contraste) no eixo das ordenadas contra a concentração do agente de contraste no eixo das abcissas (com uma barra de erro indicando o desvio padrão das atenuações acústicas para cada valor da concentração do agente de contraste). Como pode ser observado, a atenuação acústica (em dB) é proporcional à concentração do agente de contraste; particularmente, um melhor ajuste linear desses resultados experimentais tem coeficiente de determinação R2 = 0,9996. Isso confirma uma correspondência muito boa da técnica de acordo com a presente descrição com a teoria.

[0074] Resultados experimentais adicionais foram coletados através da medição das respostas sub-harmônicas sem qualquer atenuador acústico (como indicado acima) e, então, após inserir dois blocos atuando como atenuadores acústicos (referido como bloco P1 e bloco P2) na via de transmissão; particularmente, bloco P1 foi feito a partir de PD442/1,6-di- isocianato-hexano 90,4/9,6% (massa), 50% de Bis(2-etil-hexil)adipato, tinham uma espessura de 9,5 mm e um diâmetro de 38 mm, enquanto o bloco P2 foi feito a partir de PD443/1,6-di-isocianato-hexano 90,5/9,5% (em massa), 40% de bis(2-etil-hexil)adipato, com espessura de 16 mm e diâmetro de 38 mm. As respostas sub-harmônicas foram ajustadas por exemplos correspondentes da função modelo acima mencionada, a fim de obter a pressão acústica característica rAP dos pontos característicos correspondentes.

[0075] Com referência à figura 13, a resposta sub-harmônica sem qualquer atenuador acústico (denotada com a referência 1305) e a resposta sub-harmônica com o bloco P2 (denotado com a referência 1305p) são mostrados em um diagrama representando graficamente o nível sub- harmônico (em dB) no eixo das ordenadas em relação à pressão acústica (em KPa em escala logarítmica) no eixo das abcissas. Como pode ser observado, a porção destrutiva da resposta sub-harmônica 1305p se desloca para a direita (devido à maior atenuação acústica na via de transmissão), mas sem qualquer distorção significativa no que diz respeito ao padrão da resposta sub- harmônica 1305 (considerações semelhantes se aplicam à resposta sub- harmônica com o bloco P1, não mostrado na figura). Isso confirma que a resposta sub-harmônica possui padrão substancialmente constante, independentemente da atenuação acústica.

[0076] A atenuação acústica de cada bloco P1 e P2, calculado como a razão (em dB) entre a pressão acústica característica correspondente rAP e a pressão acústica característica rAP sem qualquer atenuador foi igual a Attl = 2,42 dB e Att2 = 5,69 dB, respectivamente. A atenuação acústica efetiva de cada bloco P1 e P2, medido com método de substituição padrão usando um hidrofone, foi igual a Att1’ = 2,52 dB e Att2’ = 6,04 dB. Isso confirma a precisão da técnica de acordo com a presente descrição.

[0077] Naturalmente, a fim de satisfazer os requisitos locais e específicos, uma pessoa versada na técnica pode aplicar muitas alterações e modificações lógicas e/ou físicas à presente descrição. Mais especificamente, embora essa descrição tenha sido descrita com certo grau de particularidade com referência a uma ou mais de suas modalidades, deve ser compreendido que várias omissões, substituições e mudanças na forma e detalhes, bem como outras modalidades, são possíveis. Particularmente, diferentes modalidades da presente descrição ainda podem ser praticadas sem os detalhes específicos (tais como os valores numéricos) estabelecidos na descrição anterior, para proporcionar uma compreensão mais aprofundada das mesmas; por outro lado, características bem conhecidas podem ter sido omitidas ou simplificadas para não ocultar a descrição com detalhes desnecessários. Além disso, é expressamente tencionado que elementos e/ou etapas do método específicos descritos juntamente com qualquer modalidade da presente descrição possam ser incorporados em qualquer outra modalidade, como uma questão de escolha de design geral. Em qualquer caso, qualificadores ordinais ou de outros tipos são utilizadas apenas como rótulos para distinguir os elementos com o mesmo nome, mas não denotam por si mesmos qualquer prioridade, precedência ou ordem. Além disso, os termos incluem, compreendem, têm, contêm e envolvem (e quaisquer formas dos mesmos) apresentam um significado aberto e não exaustivo (ou seja, não limitado aos itens recitados), os termos com base em, dependendo de, de acordo com, em função de (e quaisquer formas dos mesmos) indicam uma relação não exclusiva (isto é, com possíveis variáveis adicionais dos mesmos), o termo um/uma deve ser compreendido como um ou mais itens (a menos que seja expressamente indicado de outra forma) e o termo meios para (ou qualquer formulação de meios e função) deve ser compreendido como qualquer entidade ou estrutura adequada para realizar a função relevante.

[0078] Por exemplo, uma modalidade proporciona um método para uso com um scanner de ultrassom. O método compreende as seguintes etapas. Um sinal de medição de excitação (compreendendo ondas de ultrassom geradas pela variação de um nível de energia do scanner de ultrassom em uma faixa de medição) é aplicado com um transdutor do scanner de ultrassom a uma parte do corpo de um paciente (que compreende um agente de contraste que foi pré-administrado ao paciente antes de realizar o método). Uma resposta de medição (que compreende um nível de um componente não- fundamental de um sinal de medição de eco recebido em resposta ao sinal de medição de excitação) é registrada. Um valor estimado é determinado de acordo com uma comparação entre os dados de medição (com base na resposta da medição) e os dados de referência (com base em uma resposta de referência). A dita etapa de determinação de um valor estimado compreende uma ou mais das seguintes operações. Um nível de potência alvo (necessário para aplicar um nível de pressão acústica alvo selecionado na parte do corpo) e/ou um nível de potência alvo adicional (aplicado na parte do corpo quando um nível de potência alvo selecionado é definido) é estimado quando a resposta de referência é uma resposta de calibração, que expressa o nível do dito componente não fundamental de um sinal de eco de calibração em função do nível de pressão acústica em uma estrutura de calibração in vitro compreendendo o agente de contraste. Além disso ou alternativamente, uma atenuação acústica total (ocorrendo no paciente entre o transdutor e a parte do corpo) é estimada quando a resposta de referência é uma resposta de calibração adicional, que expressa o nível do dito componente não fundamental do sinal de eco de calibração em função do nível de potência na estrutura de calibração in vitro. Além disso ou alternativamente, uma atenuação acústica parcial (que ocorre no paciente entre a parte do corpo e uma outra parte do corpo do paciente) é estimada quando a resposta de referência é uma resposta de medição adicional, que expressa o nível do dito componente não fundamental de um sinal de medição de eco adicional em função do nível de potência na parte do corpo adicional.

[0079] No entanto, o método pode ser usado com qualquer scanner de ultrassom (consulte abaixo). O método pode ser aplicado em qualquer parte do corpo, ao nível da sua totalidade, em uma região de interesse do mesmo ou individualmente, em qualquer local ou grupo de locais (2D ou 3D) da parte do corpo. A parte do corpo pode compreender qualquer agente de contraste (por exemplo, do tipo de alvo específico). O sinal de medição de excitação pode ser aplicado de qualquer forma (por exemplo, com ondas de ultrassom de qualquer forma e comprimento, composto de qualquer quantidade de uma ou mais rajadas, cada uma com qualquer frequência, constante ou crescente/decrescente, ou com uma mistura de diferentes frequências). O nível de energia do scanner de ultrassom pode ser definido de qualquer forma (por exemplo, pelos índices de uma escala graduada, por valores efetivos da energia de transmissão ou a voltagem de transmissão ou até mesmo pelo valor efetivo da pressão acústica das ondas de ultrassom que são geradas por meio do scanner de ultrassom). Além disso, o nível de potência do sinal de medição de excitação pode variar de qualquer forma em qualquer faixa diferente de zero (por exemplo, com rampas crescentes/decrescentes). A resposta de medição pode ser registrada de qualquer forma (por exemplo, por apodização do sinal de eco e, particularmente, por enquadramento/afilando a mesma com qualquer tipo de função, como do tipo retangular, cosseno ou de Hanning). O nível de qualquer componente não fundamental (consulte abaixo) pode ser definido de qualquer forma (por exemplo, pela potência ou amplitude do sinal de eco). A resposta de referência pode ser de qualquer tipo, os dados de medição e os dados de referência podem ser baseados na resposta de medição e na resposta de referência, respectivamente, de qualquer forma, e o valor estimado pode ser determinado de acordo com qualquer comparação entre eles (consulte abaixo). Particularmente, a resposta de referência pode ser definida somente em função do nível de pressão acústica (definido de alguma forma, por exemplo, pela sua energia em qualquer faixa diferente de zero), somente em função do nível de potência (definido em qualquer faixa diferente de zero, mesmo diferente da faixa de medição, e correspondendo ao nível de pressão acústica de qualquer forma, até mesmo desconhecido), ou em função de ambos. A estrutura de calibração e a outra parte do corpo podem ser de qualquer tipo (consulte abaixo).

[0080] Em uma modalidade, a dita etapa de determinação de um valor de estimativa compreende estimar o nível de potência alvo e/ou o nível de pressão acústica alvo adicional, adicionalmente de acordo com uma relação pré-definida entre o nível de potência e o nível de pressão acústica do scanner de ultrassom.

[0081] No entanto, o nível de potência alvo e/ou o nível de pressão acústica alvo adicional pode ser estimado de qualquer maneira (consulte abaixo).

[0082] Em uma modalidade, o método compreende ainda as etapas a seguir. Um sinal de excitação de calibração (que compreende ondas de ultrassom geradas pela variação do nível de potência do scanner de ultrassom em uma faixa de calibração) é aplicado com o transdutor na estrutura de calibração. O nível do dito componente não fundamental do sinal de eco de calibração (recebido em resposta ao sinal de excitação de calibração) é registrado.

[0083] No entanto, qualquer estrutura de calibração (in vitro) pode ser usada (por exemplo, com um refletor conhecido). Considerações similares são válidas para a aplicação do sinal de excitação de calibração e para o registro da resposta de calibração (e, possivelmente, para a determinação da função de calibração e do ponto de calibração), como para a resposta de medição. De qualquer forma, a possibilidade de fornecer os dados de calibração de outras maneiras não é excluída; por exemplo, é possível determinar (em laboratório ou até mesmo analiticamente) os dados de calibração para uma série de diferentes condições operacionais (tais como as configurações do scanner de ultrassom e/ou os tipos de agente de contraste) e, em seguida, carregar essas informações no scanner de ultrassom. Em qualquer caso, a resposta de calibração pode ser igualmente omitida quando apenas a resposta de medição adicional é usada.

[0084] Em uma modalidade, o método compreende ainda medir o nível de pressão acústica aplicada ao agente de contraste na estrutura de calibração pelo sinal de excitação de calibração.

[0085] No entanto, apenas o nível de pressão acústica, apenas o nível de potência ou ambos podem ser medidos.

[0086] Em uma modalidade, o agente de contraste na estrutura de calibração tem uma concentração menor do que um valor limite, proporcionando atenuação substancialmente nula do sinal de excitação e do sinal de eco de calibração.

[0087] No entanto, a atenuação pode ser considerada nula quando é inferior a um valor mínimo (por exemplo, de 0,1 a 1%). Em qualquer caso, a resposta de calibração também pode ser registrada com diferentes concentrações do agente de contraste (também em condições de atenuação).

[0088] Em uma modalidade, o método compreende ainda as etapas a seguir. O sinal de medição de excitação adicional é aplicado com o transdutor na parte do corpo adicional. O nível do dito componente não fundamental do sinal de medição de eco adicional (recebido em resposta ao sinal de medição de excitação adicional) é registrado.

[0089] No entanto, considerações similares são válidas para a aplicação do sinal de medição de excitação adicional e para o registro da resposta de medição adicional (e, possivelmente, para a determinação da função de medição adicional e do ponto de medição adicional), como para a resposta de medição. Além disso, a resposta de medição adicional pode ser registrada em qualquer momento (simultaneamente ou separadamente da resposta de medição) de qualquer número e tipo de partes do corpo adicionais (por exemplo, em qualquer profundidade no mesmo órgão ou até mesmo em diferentes órgãos). Em qualquer caso, a resposta de medição adicional pode ser igualmente omitida quando apenas a resposta de calibração é usada.

[0090] Em uma modalidade, a dita etapa de determinação de um valor estimado compreende ajustar a resposta de medição por uma função de medição e determinar o valor estimado de acordo com uma comparação entre a função de medição e uma função de referência, ajustando a resposta de referência.

[0091] No entanto, a resposta de medição pode ser ajustada pela função de medição com qualquer algoritmo de ajuste de curva conhecido (por exemplo, com base nos mínimos quadrados, momentos ou técnicas de máxima verossimilhança). A função de medição pode ser de qualquer tipo (por exemplo, uma função normal logarítmica sigmoidal ou cumulativa), ainda não conhecida a priori. A função de medição e a função de referência podem ser comparadas de alguma qualquer maneira (consulte abaixo). Em qualquer caso, a possibilidade de comparar a resposta de medição com a função de referência ou com a resposta de referência diretamente (mesmo sem calcular qualquer função de medição) não está excluída a princípio (por exemplo, de acordo com a média da diferença entre as porções destrutivas da resposta de medição e da resposta de referência).

[0092] Em uma modalidade, a função de medição e a função de referência são exemplos de uma função modelo com forma em S genérica; a função modelo compreende um segmento constante final com um valor final substancialmente constante, um segmento constante adicional com um valor adicional substancialmente constante e um segmento crescente entre o segmento constante adicional e o segmento constante final, em que a função modelo aumenta substancialmente de forma monotônica, do valor constante adicional o valor constante final.

[0093] No entanto, cada segmento da função modelo pode ter qualquer comprimento diferente de zero. Os segmentos constantes (final/adicional) podem ter quaisquer valores constantes, os quais podem ser consideradas substancialmente constantes quando a sua mudança é inferior a limite predefinido (por exemplo, de 0,1 a 1%). Além disso, o segmento crescente pode ser de qualquer tipo (por exemplo, estritamente ou fracamente aumentando, com qualquer número e tipo de concavidades). Em qualquer caso, o uso de uma função modelo com forma diferente não está excluído.

[0094] Em uma modalidade, a função modelo compreende ainda um segmento constante inicial com um valor substancialmente inicial, e um segmento crescente adicional entre o segmento constante inicial e o segmento constante adicional, em que a função modelo aumenta de forma substancialmente monotônica, do valor constante inicial para o valor constante adicional.

[0095] No entanto, considerações semelhantes, como as acima, se aplicam ao segmento constante inicial e ao segmento crescente adicional. Em qualquer caso, a função modelo pode compreender segmentos diferentes, adicionais ou alternativos.

[0096] Mais genericamente, a função modelo pode estar relacionada a qualquer outra porção das respostas de medição/referência (pelo menos compreendendo sua porção destrutiva ou uma parte substancial da mesma, por exemplo, acima do nível de energia de transição); por exemplo, a função modelo pode abranger desde todos os segmentos acima indicados acima até apenas o segmento crescente.

[0097] Em uma modalidade, a dita etapa de determinação de um valor estimado compreende determinar um ponto de medição característico do segmento crescente da função de medição, e determinar o valor estimado de acordo com uma comparação entre o ponto de medição e um ponto de referência, sendo característico do segmento crescente da função de referência.

[0098] No entanto, o ponto de medição pode ser determinado de qualquer maneira (consulte abaixo); além disso, o ponto de referência pode ser definido apenas pelo nível de pressão acústica de referência, apenas pelo nível de potência de referência ou por ambos. O ponto de medição e o ponto de referência podem ser comparados de qualquer maneira (consulte abaixo). Em qualquer caso, a possibilidade de comparar o ponto de medição com a função de referência ou a função de medição com a função de referência diretamente (mesmo sem determinar qualquer ponto de medição) não está excluída a princípio (por exemplo, de acordo com uma média da diferença entre os segmentos crescentes da função de medição e da função de referência).

[0099] Em uma modalidade, a dita etapa de determinar um valor estimado compreende determinar o ponto de medição em correspondência a uma interseção entre o segmento constante adicional e o segmento crescente da função de medição, e determinar o valor de estimativa de acordo com uma comparação entre o ponto de medição e o ponto de referência em correspondência a uma interseção entre o segmento constante adicional e o segmento crescente da função de referência.

[00100] No entanto, os pontos de medição/referência podem ser definidos de qualquer outra forma, mesmo independentemente da interseção entre o segmento constante adicional e o segmento crescente (por exemplo, como os pontos onde a primeira derivada do segmento crescente têm um valor predefinido, como 1).

[00101] Em uma modalidade, a dita etapa de determinação de um valor estimado compreende determinar o ponto de medição em correspondência com uma assíntota vertical descendente do segmento crescente e determinar o valor estimado de acordo com uma comparação entre o ponto de medição e o ponto de referência, em correspondência com uma assíntota vertical descendente do segmento crescente da função de referência.

[00102] No entanto, os pontos de medição/referência podem ser determinados de qualquer outra forma, de acordo com a interseção entre o segmento constante adicional e o segmento crescente (por exemplo, onde os dois segmentos efetivamente se cruzam).

[00103] Em uma modalidade, o ponto de referência é um ponto de calibração (que é característico do segmento crescente de uma função de calibração ajustando a resposta de calibração); a dita etapa de estimar o nível de potência alvo e/ou o nível de pressão acústica compreende estimar o nível de potência alvo e/ou o nível de pressão acústica alvo adicional, aplicando a relação predefinida entre o nível de potência e o nível de pressão acústica do scanner de ultrassom até um nível de potência de medição (identificado pelo ponto de medição) e um nível de pressão acústica de calibração (identificado pelo ponto de calibração).

[00104] No entanto, o nível de potência alvo e/ou o nível de pressão alvo adicional pode(m) ser calculado(s) com qualquer outra fórmula (de acordo com qualquer relação do scanner de ultrassom, conhecida analiticamente ou determinada experimentalmente).

[00105] Em uma modalidade, o ponto de referência é um ponto de calibração adicional, que é característico do segmento crescente de uma função de calibração adicional ajustando a resposta de calibração adicional; a dita etapa de estimar uma atenuação acústica total compreende estimar a atenuação acústica total de acordo com uma comparação entre um nível de potência de medição (identificado pelo ponto de medição) e um nível de potência de calibração (identificado pelo ponto de calibração adicional).

[00106] No entanto, a atenuação acústica total pode ser calculada de acordo com qualquer comparação entre o nível de potência de medição e o nível de potência de calibração (por exemplo, a diferença entre eles, a razão, mesmo que não seja em escala logarítmica) e ela pode ser expressa em qualquer forma (por exemplo, em termos absolutos para indicar a perda real de pressão acústica).

[00107] Nas modalidades, o ponto de referência é um ponto de medição adicional, que é característico do segmento crescente de uma função de medição adicional ajustando a resposta de medição adicional; a dita etapa de estimar uma atenuação acústica parcial compreende estimar a atenuação parcial de acordo com uma comparação entre um nível de potência de medição (identificado pelo ponto de medição) e um nível de potência de medição (identificado pelo ponto de medição adicional).

[00108] No entanto, a atenuação acústica parcial pode ser calculada de acordo com qualquer comparação entre os níveis de potência de duas medições e pode ser expressa de qualquer forma, conforme descrito acima.

[00109] Em uma modalidade, a parte do corpo e a parte do corpo adicional estão em diferentes profundidades no paciente, a partir de uma pele do mesmo.

[00110] No entanto, as duas partes do corpo podem estar em quaisquer profundidades diferentes; em qualquer caso, a estimativa da atenuação acústica parcial entre órgãos diferentes (até mesmo na mesma profundidade) não é excluída.

[00111] Em uma modalidade, o dito componente não fundamental é um componente sub-harmônico do sinal de eco.

[00112] No entanto, o uso de componentes não fundamentais diferentes, alternativos ou adicionais (ou qualquer combinação dos mesmos) não está excluído; por exemplo, nada impede o uso de componentes harmônicos superiores (tais como os 2° ou 3° harmônicos) ou componentes ultra-harmônicos (como com uma frequência igual a 1,5 ou 2,5 a frequência fundamental).

[00113] Em uma modalidade, o duto componente sub-harmônico é igual a 1/2 de uma frequência fundamental do sinal de eco.

[00114] No entanto, o uso de quaisquer componentes sub-harmônicos diferentes, alternativos ou adicionais (ou qualquer combinação dos mesmos) não é excluído (por exemplo, igual a 1/3 ou 1/4 da frequência fundamental).

[00115] Em uma modalidade, a dita etapa e aplicar um sinal de medição de excitação compreende aplicar um primeiro sinal de medição de excitação e um segundo sinal de medição de excitação oposto ao primeiro sinal de medição de excitação; a dita etapa de registar uma resposta de medição compreende registrar uma primeira resposta de medição em resposta ao primeiro sinal de medição de excitação e uma segunda resposta de medição em resposta ao segundo sinal de medição de excitação, e obter a resposta de medição de acordo com uma combinação da primeira resposta de medição e da segunda resposta de medição.

[00116] No entanto, a resposta de medição pode ser obtida com qualquer técnica de excitação multipulso. Particularmente, os sinais de excitação de medição podem ser de qualquer tipo (por exemplo, com amplitude diferente) e eles podem ser aplicados de qualquer forma (por exemplo, em sucessão ou intercalados); além disso, as correspondentes respostas de medição podem ser combinadas de qualquer forma (por exemplo, adicionando ou subtraindo as mesmas, diretamente ou com pesos correspondentes). Em qualquer caso, uma implementação básica, com base em uma técnica de excitação de um único pulso (ou seja, com o sinal de medição de excitação composto de uma única rajada de pulsos de ultrassom) não está excluída.

[00117] Em uma modalidade, o método compreende ainda controlar o scanner de ultrassom de acordo com o nível de potência alvo.

[00118] No entanto, em uma implementação simplificada, o nível de potência alvo pode ser simplesmente exibido ao operador que configura o scanner de ultrassom de acordo com uma forma manual.

[00119] Geralmente, considerações similares se aplicam se a mesma solução é implementada com um método equivalente (usando etapas semelhantes com as mesmas funções de mais etapas ou porções da mesma, removendo algumas etapas não essenciais, ou adicionando outras etapas opcionais); além disso, as etapas podem ser executadas em ordem diferente, simultaneamente ou de forma intercalada (pelo menos em parte).

[00120] Em qualquer caso, ressalta-se que o método acima descrito é um método de processamento de dados (ou computacional) que pode ser aplicado independentemente de qualquer interação com o paciente (e particularmente com o agente de contraste, que pode ser pré-administrado a ele antes de executar o método). Além disso, o agente de contraste também pode ser administrado ao paciente de forma não invasiva (por exemplo, por via oral, para a visualização do trato gastrintestinal ou através de um nebulizador, nas vias aéreas), ou em qualquer caso, sem qualquer intervenção física substancial no mesmo que exigiria expertise médica profissional, ou acarretar em qualquer risco para a saúde do paciente (por exemplo, por via intramuscular). Em qualquer caso, embora o método proposto possa facilitar a tarefa de um médico, ele geralmente apenas fornece resultados intermediários que podem ajudá-lo no controle de um tratamento da parte do corpo em aplicações terapêuticas e/ao analisar a parte do corpo em aplicações de diagnóstico (embora a decisão do tratamento para fins terapêuticos e/ou de diagnóstico para fins curativos, stricto sensu, sejam sempre feitas pelo próprio médico).

[00121] Uma modalidade adicional fornece um programa de computador, que é configurado para fazer com que um sistema de computação execute o método acima mencionado, quando o programa de computador é executado no sistema de computação.

[00122] Uma modalidade adicional fornece um produto de programa de computador, que compreende um meio de armazenamento legível por computador incorporando um programa de computador; o programa de computador sendo carregável em uma memória de trabalho de um sistema de computação, desse modo configurando o sistema de computação para executar o mesmo método.

[00123] No entanto, a mesma solução pode ser implementada como um módulo independente, como um plug-in para um programa de controle do scanner de ultrassom ou até mesmo diretamente no programa de controle em si; seria facilmente perceptível, que também é possível implantar a mesma solução como um serviço que é acessado através de uma rede (como a internet). Em qualquer caso, considerações similares se aplicam se o software (que pode ser usado para implementar cada modalidade da presente descrição) estiver estruturado de forma diferente, ou se forem fornecidos funções ou módulos adicionais; da mesma forma, as estruturas de memória podem ser de outros tipos, ou podem ser substituídas por entidades equivalentes (não necessariamente consistindo em meios de armazenamento físicos). O programa pode assumir qualquer forma adequada para ser usada por qualquer sistema de processamento de dados ou de computação, ou juntamente com ele (por exemplo, em uma máquina virtual), desse modo, configurando o sistema para realizar as operações desejadas; particularmente, o programa pode estar sob a forma de software externo ou residente, firmware ou microcódigo (em um código-objeto ou código-fonte - por exemplo, para ser compilado ou interpretado). Além disso, é possível fornecer o programa em qualquer meio utilizável por computador (e particularmente, como um artigo de manufatura em um meio não transitório); o meio pode ser qualquer elemento adequado para conter, armazenar, comunicar, propagar ou transferir o programa. Por exemplo, o meio pode ser do tipo eletrônico, magnético, óptico, eletromagnético, de infravermelho ou semicondutor; exemplos de tal meio são discos fixos (onde o programa pode ser pré-carregado), discos removíveis, fitas, cartões, fios, fibras, conexões sem fio, redes, ondas de radiodifusão e similares. Em qualquer caso, a solução de acordo com uma modalidade da presente invenção presta-se a ser implementada, mesmo com uma estrutura de hardware (por exemplo, integrada em um chip de material semicondutor) ou com uma combinação de software e hardware devidamente programado ou, de outro modo, configurado.

[00124] Uma modalidade adicional fornece um sistema que compreende meios configurados para executar as etapas do método acima referido.

[00125] No entanto, o scanner de ultrassom pode ser de qualquer tipo (por exemplo, com um transdutor do tipo linear, convexo ou em fases). Além disso, a mesma solução pode ser aplicada em um sistema que compreende um scanner de ultrassom e um computador distinto (ou qualquer sistema equivalente). Neste caso, as informações gravadas são transferidas do scanner de ultrassom para o computador para o seu processamento (por exemplo, através de uma conexão de rede, analógica ou digital).

[00126] Geralmente, considerações similares se aplicam se o sistema tem uma estrutura diferente ou compreende componentes equivalentes, ou tem outras características operativas. Em qualquer caso, todos os seus componentes podem ser separados em mais elementos, ou dois ou mais componentes podem ser combinados juntos em um único elemento; além disso, cada componente pode ser replicado para apoiar a execução das operações correspondentes em paralelo. Além disso, a menos que seja especificado de outra forma, qualquer interação entre os diferentes componentes geralmente não precisa ser contínua, e pode ser direta ou indireta através de um ou mais intermediários.

[00127] Uma modalidade adicional fornece um método terapêutico que compreende as etapas a seguir. Um agente de contraste é administrado a um paciente para fazer com que o agente de contraste perfunda uma parte do corpo do paciente. Um sinal de medição de excitação, compreendendo ondas de ultrassom geradas pela variação de um nível de energia de um scanner de ultrassom em uma faixa de medição, é aplicado com um transdutor do scanner de ultrassom à parte do corpo. Uma resposta de medição, que compreende um nível de um componente não fundamental de um sinal de medição de eco recebido em resposta ao sinal de medição de excitação, é registrada (com a resposta de medição que é processada de acordo com o método acima mencionado para estimar o dito nível de potência alvo necessário para aplicar o nível de pressão acústica alvo selecionado à parte do corpo). Outras ondas de ultrassom geradas configurando o nível de potência do scanner de ultrassom, de acordo com o dito nível de potência alvo, são aplicadas à parte do corpo.

[00128] No entanto, as informações obtidas podem ser utilizadas de qualquer forma. Por exemplo, é possível usar o agente de contraste como alvo para deposição de calor, a fim de aquecer a parte do corpo; além disso, é possível usar um agente de contraste que é funcionalizado com um fármaco e destruir suas partículas para causar a liberação do fármaco in situ (com a resposta de medição que é gravada usando o mesmo agente de contraste sendo não funcionalizado). O mesmo método pode encontrar aplicação em qualquer tipo de aplicações terapêuticas (no sentido mais amplo do termo - por exemplo, destinado a curar uma condição patológica, a evitar o seu progresso, a prevenir a ocorrência de uma condição patológica ou simplesmente a melhorar o conforto do paciente) e para tratar qualquer tipo de parte do corpo (por exemplo, órgãos como o fígado, próstata ou coração, regiões ou tecidos) de qualquer paciente (humano ou animal).

[00129] Uma modalidade adicional fornece um método de diagnóstico que compreende as seguintes etapas. Um agente de contraste é administrado a um paciente para fazer com que o agente de contraste perfunda uma parte do corpo do paciente. Um sinal de medição de excitação, compreendendo ondas de ultrassom geradas pela variação de um nível de energia de um scanner de ultrassom em uma faixa de medição, é aplicado com um transdutor do scanner de ultrassom à parte do corpo. Uma resposta de medição, que compreende um nível de um componente não fundamental de um sinal de medição de eco recebido em resposta ao sinal de medição de excitação, é registrada (com a resposta de medição que é processada de acordo com o método acima mencionado para estimar a dita atenuação acústica total que ocorre no paciente entre o transdutor e a parte do corpo, e/ou a dita atenuação acústica parcial que ocorre no paciente entre a parte do corpo e a outra parte do corpo do paciente). Uma condição de saúde da parte do corpo é avaliada de acordo com a atenuação acústica total e/ou a atenuação acústica parcial.

[00130] No entanto, as informações obtidas podem ser utilizadas de qualquer maneira (por exemplo, ao estimar a atenuação acústica (total/parcial) de cada local, ou grupo de locais adjacentes, da parte do corpo e, em seguida, gerando uma imagem paramétrica com cada valor de pixel da mesma, que representa a atenuação acústica do local correspondente). O mesmo método pode encontrar aplicação em qualquer tipo de aplicações diagnósticas (no sentido mais amplo do termo - por exemplo, com o objetivo de descobrir novas lesões ou monitorar lesões conhecidas) e para analisar qualquer tipo de parte do corpo de qualquer paciente (consulte acima).

Claims

1. Método (A1-A15) para uso com um scanner de ultrassom, o método compreendendo: aplicar (A7) um sinal de medição de excitação, compreendendo ondas de ultrassom geradas pela variação de um nível de energia do scanner de ultrassom em uma faixa de medição, com um transdutor do scanner de ultrassom a uma parte do corpo de um paciente que compreende um agente de contraste sendo pré-administrado ao paciente antes de realizar o método, registrar (A8) uma resposta de medição que compreende um nível de um componente não fundamental de um sinal de medição de eco recebido em resposta ao sinal de medição de excitação, e determinar (A9 a A14) um valor estimado de acordo com uma comparação entre os dados de medição com base na resposta da medição e os dados de referência com base em uma resposta de referência, caracterizado pelo fato de que a dita determinação de um valor estimado compreende: a) estimar (A11) um nível de potência alvo necessário para aplicar um nível de pressão acústica alvo selecionado na parte do corpo e/ou estimar um nível de pressão acústica alvo adicional aplicado na parte do corpo quando um nível de potência alvo adicional selecionado definido é configurado ainda de acordo com uma relação pré-definida entre o nível de energia e o nível de pressão acústica do scanner de ultrassom quando a resposta de referência é uma resposta de calibração que expressa o nível do dito componente não fundamental de um sinal de eco de calibração em função do nível de pressão acústica em uma estrutura de calibração in vitro, compreendendo o agente de contraste, e/ou b) estimar (A13) uma atenuação acústica total ocorrendo no paciente entre o transdutor e a parte do corpo quando a resposta de referência é uma resposta de calibração adicional, que expressa o nível do dito componente não fundamental do sinal de eco de calibração em função do nível de potência na estrutura de calibração in vitro, e/ou c) estimar (A14) uma atenuação acústica parcial que ocorre no paciente entre a parte do corpo e uma outra parte do corpo do paciente quando a resposta de referência é uma resposta de medição adicional, que expressa o nível do dito componente não fundamental de um sinal de medição de eco adicional em função do nível de potência na parte do corpo adicional.

2. Método (A1-A15) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda: aplicar (A1) um sinal de excitação de calibração que compreende ondas de ultrassom geradas pela variação do nível de potência do scanner de ultrassom em uma faixa de calibração com o transdutor para a estrutura de calibração, e registrar (A2) o nível do dito componente não fundamental do sinal de eco de calibração recebido em resposta ao sinal de excitação de calibração.

3. Método (A1-A15) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de compreender ainda:medir (A3) o nível de pressão acústica aplicada ao agente de contraste na estrutura de calibração pelo sinal de excitação de calibração.

4. Método (A1-A15) de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que o agente de contraste na estrutura de calibração tem uma concentração menor do que um valor limite, proporcionando uma atenuação do sinal de excitação de calibração e do sinal de eco de calibração inferior a 1%.

5. Método (A1-A15) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de compreender ainda: aplicar (A7) o sinal de medição de excitação adicional com o transdutor na parte do corpo adicional, e registrar (A8) o nível do dito componente não fundamental do sinal de medição de eco adicional recebido em resposta ao sinal de medição de excitação adicional.

6. Método (A1-A15) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a dita determinação (A9- A14) de um valor estimado compreende: ajustar (A9) a resposta de medição por uma função de medição, e determinar (A10-A14) o valor estimado de acordo com uma comparação entre a função de medição e uma função de referência, ajustando a resposta de referência.

7. Método (A1-A15) de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a função de medição e a função de referência são exemplos de uma função modelo com forma em S genérica; a função modelo compreende um segmento constante final com um valor final constante variando no máximo 1%, um segmento constante adicional com um valor adicional constante variando no máximo 1% e um segmento crescente entre o segmento constante adicional e o segmento constante final, em que a função modelo aumenta de forma estritamente ou fracamente monotônica, do valor constante adicional para o valor constante final.

8. Método (A1-A15) de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que a função modelo compreende ainda um segmento constante inicial com um valor constante inicial variando no máximo 1%, e um segmento crescente adicional entre o segmento constante inicial e o segmento constante adicional, em que a função modelo aumenta de forma estritamente ou fracamente monotônica, do valor constante inicial para o valor constante adicional.

9. Método (A1-A15) de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que a dita determinação (A9-A14) de um valor estimado compreende: determinar (A10) um ponto de medição, característico do segmento crescente da função de medição, e determinar (A11-A14) o valor estimado de acordo com uma comparação entre o ponto de medição e um ponto de referência, sendo característico do segmento crescente da função de referência.

10. Método (A1-A15) de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a dita determinação (A9-A14) de um valor estimado compreende: determinar (A10) o ponto de medição em correspondência com uma função de medição, e determinar (A11-A14) o valor estimado de acordo com uma comparação entre o ponto de medição e o ponto de referência, em correspondência com uma inserção entre o segmento constante adicional e o segmento crescente da função de referência.

11. Método (A1-A15) de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a dita determinação (A9-A14) de um valor estimado compreende: determinar (A10) o ponto de medição em correspondência com uma assíntota vertical descendente do segmento crescente da função de medição, e determinar (A11-A14) o valor estimado de acordo com uma comparação entre o ponto de medição e o ponto de referência em correspondência com uma assíntota vertical descendente do segmento crescente da função de referência.

12. Método (A1-A15) de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizado pelo fato de que o ponto de referência é um ponto de calibração sendo característico do segmento crescente de uma função de calibração ajustando a resposta de calibração, a dita estimativa (A11) do nível de potência alvo e/ou do nível de pressão acústica alvo adicional compreendendo: estimar (A11) o nível de potência alvo e/ou o nível de pressão acústica alvo adicional, aplicando a relação predefinida entre o nível de potência e o nível de pressão acústica do scanner de ultrassom até um nível de potência de medição, identificado pelo ponto de medição e um nível de pressão acústica de calibração, identificado pelo ponto de calibração.

13. Método (A1-A15) de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizado pelo fato de que o ponto de referência é um ponto de calibração adicional sendo característico do segmento crescente de uma função de calibração adicional ajustando a resposta de calibração adicional, a dita estimativa (A13) de uma atenuação acústica total compreendendo:estimar (A13) a atenuação acústica total de acordo com uma comparação entre um nível de potência de medição, identificado pelo ponto de medição, e um nível de potência de calibração, identificado pelo ponto de calibração adicional.

14. Método (A1-A15) de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 13, caracterizado pelo fato de que o ponto de referência é um ponto de medição adicional sendo característico do segmento crescente de uma função de calibração adicional ajustando a resposta de medição adicional, a dita estimativa (A14) de uma atenuação acústica total compreendendo:estimar (A14) a atenuação acústica parcial de acordo com uma comparação entre um nível de potência de medição, identificado pelo ponto de medição, e um nível de potência de medição adicional, identificado pelo ponto de medição adicional.

15. Método (A1-A15) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que a parte do corpo e a parte do corpo adicional estão em diferentes profundidades no paciente em relação a uma pele do mesmo.

16. Método (A1-A15) de acordo com qualquer reivindicação, 1 a 15, caracterizado pelo fato de que o dito componente não fundamental é um componente sub-harmônico do sinal de eco.

17. Método (A1-A15) de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o dito componente sub-harmônico é igual a 1/2 de uma frequência fundamental do sinal de eco.

18. Método (A1-A15) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo fato de que a dita aplicação (A7) de um sinal de medição de excitação compreende: aplicar (A7) um primeiro sinal de medição de excitação e um segundo sinal de medição de excitação oposto ao primeiro sinal de medição de excitação, e em que o dito registro (A8) de uma resposta de medição compreende: registrar (A8) uma primeira resposta de medição em resposta ao primeiro sinal de medição de excitação e uma segunda resposta de medição em resposta ao segundo de medição de excitação, e obter a resposta de medição de acordo com uma combinação da primeira resposta de medição e da segunda resposta de medição.

19. Método (A1-A15) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de compreender ainda:controlar (A12) o scanner de ultrassom, de acordo com o nível de potência alvo.

20. Meio de armazenamento legível por computador, caracterizado pelo fato de que compreende instruções legíveis por computador, que quando executadas no sistema de computação (11) fazem com que um sistema de computação (100) execute o método (A1-A15) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 19.

21. Sistema (800), caracterizado pelo fato de compreender meios (800) configurados para executar as etapas do método (A1-A15) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 19.