ES2618570T3 - Procedimiento para la medición de al menos una propiedad de un tejido biológico - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la medición de al menos una propiedad de un tejido biológico (12) que incluye las etapas: - colocar (1) un transductor ultrasonoro (12) junto a dicho tejido biológico (16) que se tiene que medir; - generar (21) al menos una señal ultrasonora en dicho tejido biológico (16); - adquirir (22) al menos una señal ultrasonora reflejada por dicho tejido biológico (16); - determinar (3) al menos un parámetro de dicho tejido biológico (16) mediante dicha adquisición (22) de al menos dicha señal ultrasonora reflejada por dicho tejido biológico (16), siendo al menos dicho parámetro representativo de dicho tejido biológico (16); estando dicho procedimiento caracterizado por que incluye además las etapas: - comparar (4) al menos dicho parámetro de dicho tejido biológico (16) con al menos un parámetro de referencia de un tejido biológico objetivo para validar la hipótesis de presencia de dicho tejido biológico objetivo junto a dicho transductor ultrasonoro; consistiendo dicha comparación (4) en comparar un valor de al menos dicho parámetro determinado con un valor de al menos dicho parámetro de referencia, - determinar (5) al menos una propiedad de dicho tejido biológico (16) en función del resultado de dicha etapa de comparación (4), realizándose dicha etapa de determinación (5) de al menos dicha propiedad únicamente si el valor absoluto de la diferencia entre dicho valor de al menos dicho parámetro determinado y dicho valor de al menos dicho parámetro de referencia es inferior a un valor umbral determinado.
Description
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DESCRIPCION
Procedimiento para la medicion de al menos una propiedad de un tejido biologico
La invencion se refiere a un procedimiento para la medicion de al menos una propiedad de tejido biologico. Encuentra una aplicacion particular en el campo humano o animal.
De manera conocida, para medir las propiedades viscoelasticas de tejido biologico, con frecuencia se miden estas ultimas por medio de elastograffa impulsional como se describe, por ejemplo, en la solicitud de patente francesa numero FR 2843290. El procedimiento divulgado por este documento consiste en colocar una sonda, que incluye un transductor ultrasonoro y un generador de vibracion de baja frecuencia, en contacto con la epidermis y mas en particular al lado del tejido biologico que se tiene que medir. Se genera entonces una onda elastica de baja frecuencia mediante el generador de vibracion de baja frecuencia en el tejido biologico. Paralelamente, se realizan emisiones y adquisiciones ultrasonoras mediante un transductor ultrasonoro durante la propagacion de la onda elastica de baja frecuencia para observar el desplazamiento del tejido biologico sometido a la onda elastica de baja frecuencia. Se calculan despues los valores en funcion de este desplazamiento.
La patente de EE.UU. 6013031A1 divulga un procedimiento diferente para la medicion de al menos una propiedad.
Un inconveniente de este estado de la tecnica reside en que el operario no puede afirmar con certeza que el transductor ultrasonoro este colocado al lado del tejido que se tiene medir. Por consiguiente, los valores obtenidos por la aplicacion de dicho procedimiento no pueden ser representativos del tejido que el operario busca medir.
Como los valores dependen en particular de la posicion de la sonda, que es colocada de manera aproximada por el operario en funcion de sus conocimientos, la facultad y los conocimientos del operario influyen en gran parte en los valores obtenidos. Estos ultimos son pues muy dependientes del operario y la practica de dicho procedimiento impone que el operario posea mayores conocimientos en el campo humano o animal.
La invencion tiene pues por objeto mas en particular resolver los inconvenientes del procedimiento ya citado. En este contexto, la invencion tiene por objetivo proponer un procedimiento para la medicion de las propiedades de tejido biologico que correspondan con eficacia al tejido que el operario desea medir. Ademas, la invencion tiene por objetivo igualmente proponer un procedimiento para la medicion de propiedades de tejido biologico que no requiera mas conocimientos del operario en el campo humano o animal.
Para ese proposito, la invencion se refiere a un procedimiento segun la reivindicacion 1.
Se designa para la descripcion por parametro, un valor mensurable o una combinacion de valores mensurables que puedan corresponder a una caractenstica ffsica, fisiologica, viscoelastica, ultrasonora o cualquier otra caractenstica del medio tal como, por ejemplo, un tejido biologico.
En el ambito de la invencion, el parametro se destina a validar la hipotesis de presencia de tejido objetivo junto al transductor ultrasonoro por comparacion con un parametro de referencia del tejido biologico objetivo pudiendo ser, de manera no limitante, un valor de referencia, una serie de valores de referencia, un cuadro de referencia o una plantilla de referencia, determinados empmcamente. Por otra parte, se puede considerar que la comparacion consiste en determinar un fenomeno fisiologico tal como, por ejemplo, la deteccion o la ausencia de deteccion de una onda de cizallamiento que se propaga en el tejido biologico.
Se designa para la descripcion por propiedad un valor representativo de una caractenstica intnnseca de un medio tal como, por ejemplo, los tejidos biologicos. Esta propiedad puede ser resultado de una medicion o ser determinada por un modelo de tipo ffsico o fisiologico descrito por una serie de parametros.
Segun la definicion precedente, el parametro se puede formar por la frecuencia central de senal ultrasonora retrodispersada por los tejidos biologicos. La propiedad asociada puede ser, por ejemplo, la atenuacion ultrasonora que esta asociada por un modelo ffsico a la disminucion de la frecuencia central en los tejidos biologicos.
De manera general, un valor medido puede ser a la vez un parametro o una propiedad. A fftulo ilustrativo, el peso es a la vez un valor medido por un equilibrio (parametro) y una propiedad de un cuerpo.
Gracias a la invencion, la presencia de un tejido biologico objetivo se verifica antes de que al menos una propiedad del tejido biologico no sea determinada o se verifique de manera simultanea a la determinacion de al menos una propiedad del tejido biologico con la condicion de que al menos un parametro determinado corresponda a al menos un parametro de referencia correspondiente. Por consiguiente, las propiedades determinadas por el procedimiento de la invencion corresponden con eficacia a las propiedades del tejido biologico deseado. Esta particularidad confiere a este procedimiento una facilidad de utilizacion para el operario y el operario no debe poseer obligatoriamente grandes conocimientos en el dominio humano o animal para poner en practica el procedimiento conforme a la invencion.
Ademas de las caractensticas principales que acaban de mencionarse en el parrafo precedente, el procedimiento para la medicion de al menos una propiedad de tejido biologico segun la invencion puede presentar una o varias
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caractensticas suplementarias a continuacion, consideradas de manera individual o segun todas las combinaciones tecnicamente posibles:
- se combinan entre s^ una pluralidad de parametros, consistiendo dicha etapa de comparacion en comparar un resultado derivado de dicha combinacion de parametros con al menos dicho parametro de referencia;
- dicho procedimiento incluye una etapa de generacion de una onda elastica de baja frecuencia en dicho tejido biologico;
- dicha onda elastica de baja frecuencia se genera por vibracion de un generador de onda elastica de baja frecuencia;
- dicha onda elastica de baja frecuencia se genera por presion de radiacion;
- un indicador informa a un operario de dicho resultado de dicha etapa de comparacion; pudiendo ser el indicador un indicador visual situado sobre la sonda o sobre una pantalla apta para comunicar con la sonda o incluso un indicador sonoro.
- dicho parametro y dicha propiedad de dicho tejido biologico se determinan en funcion de datos extrafdos de dicha adquisicion de al menos dicha senal sonora reflejada por el tejido biologico; gracias a esta particularidad, se realiza una medicion unica para determinar por una parte un parametro representativo de dicho tejido biologico y por otra parte una propiedad de dicho tejido biologico;
- al menos dicha propiedad de dicho tejido biologico se determina por la practica de un procedimiento de elastograffa;
- al menos dicha propiedad es la elasticidad de dicho tejido biologico;
- al menos dicha propiedad es una atenuacion ultrasonora de dicho tejido biologico;
- al menos dicho parametro es un parametro ultrasonoro de dicho tejido biologico;
- al menos dicho parametro ultrasonoro es una atenuacion ultrasonora de dicho tejido biologico;
- al menos dicho parametro es un parametro viscoelastico de dicho tejido biologico;
- al menos dicho parametro viscoelastico es la elasticidad de dicho tejido biologico;
- dicha elasticidad se obtiene por un procedimiento de elastograffa vibratoria;
- al menos dicho parametro es un parametro fisiologico de dicho tejido biologico.
Otras caractensticas y ventajas de la invencion seran evidentes a partir de la descripcion que se proporciona a continuacion, a fftulo indicativo y no limitante de ningun modo, en referencia a las figuras adjuntas entre las que:
- la figura 1 representa un organigrama del principio de funcionamiento de un procedimiento segun la invencion;
- la figura 2 representa un ejemplo de posible aplicacion del procedimiento de la invencion;
- la figura 3 representa un ejemplo de transductor ultrasonoro segun la invencion.
Por razones de claridad, solo se representan los elementos utiles para la comprension de la invencion y esto sin observancia de la escala y de manera esquematica.
Conviene observar que una onda elastica de baja frecuencia puede estar comprendida, por ejemplo, entre 10 y 1.000 Hz.
Se observa que una onda ultrasonora puede estar comprendida, por ejemplo, entre 20 KHz y 1.000 MHz.
En un ejemplo no limitante, el tejido biologico utilizado en el resto de la descripcion para ilustrar la aplicacion del procedimiento conforme a la invencion es el hffgado.
Las etapas necesarias para la realizacion del procedimiento para la medicion de al menos una propiedad de tejido biologico se describen ya con el apoyo de las figuras 1 a 3.
Segun una primera etapa 1, se coloca un transductor ultrasonoro con respecto a un tejido biologico.
Se observara que en los modos de realizacion no limitantes, pueden utilizarse diferentes tipos de transductores ultrasonoros monoelemento o multielementos. Puede tratarse de un transductor de tipo corona, anular, matriz 2D,
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regleta lineal o convexa, de un transductor de tipo estrellado o cualquier otro tipo de transductor apto para emitir y recibir senales ultrasonoras.
En el ejemplo del hffgado, una sonda ultrasonora, incluyendo al menos el transductor ultrasonoro apto para emitir y recibir senales ultrasonoras, se coloca en contacto con la epidermis y junto al hffgado de manera que las senales ultrasonoras emitidas por la sonda ultrasonora se puedan propagar en el hffgado.
Segun una segunda etapa 2, se mide al menos un parametro del tejido biologico, incluyendo la medicion una primera subetapa 21 y una segunda subetapa 22.
Durante la primera subetapa 21, al menos es generada una senal ultrasonora por el transductor ultrasonoro en el tejido biologico.
Durante la segunda subetapa 22, se realiza una adquisicion de al menos una senal ultrasonora reflejada por el tejido biologico.
En el ejemplo del hffgado, se efectua la medicion de al menos un parametro en una region de interes (RDI). La region de interes esta situada, por ejemplo, entre 25 y 65 mm bajo la epidermis. La medicion de un parametro del tejido de la region de interes puede efectuarse, por ejemplo, mediante un procedimiento de elastograffa vibratoria aplicando una sonda de elastograffa vibratoria tal como se ilustra en la figura 2.
Asf, en dicha aplicacion, es necesaria una tercera subetapa 23 suplementaria. Esta tercera subetapa 23 consiste en generar una onda elastica de baja frecuencia en el hffgado. Estando seguida la propagacion de esta onda elastica de baja frecuencia, por ejemplo, de la generacion de senal sonora (primera subetapa 21) y la adquisicion de senal ultrasonora reflejada por el hffgado (segunda subetapa 22).
El orden de las subetapas 21, 22 y 23 se proporciona en la presente como ejemplo. Por lo tanto, el orden puede ser diferente.
La figura 2 representa:
- una sonda 10 de elastograffa vibratoria provista de un generador 11 de ondas elasticas de baja frecuencia y un transductor ultrasonoro 12;
- epidermis 13;
- cuatro lados 14;
- un tejido subcutaneo 15;
- un tejido biologico formado, de manera no limitante, por un hffgado 16;
- una region de interes 17;
- un eje X de emisiones ultrasonoras.
En este modo de realizacion, la sonda colocada en el transcurso de la primera etapa 1 es la sonda 10 de elastograffa vibratoria. Con el fin de determinar un parametro viscoelastico del hffgado 16, se coloca el transductor ultrasonoro 12 de la sonda 10, durante la primera etapa 1, en contacto con la epidermis 13 y en el espacio intercostal, dicho de otro modo, entre dos de los cuatro lados 14. El generador 11 de ondas elasticas de baja frecuencia genera, por contacto indirecto con el hffgado 16, una o varias ondas elasticas de baja frecuencia que se propagan en el tejido subcutaneo 15, despues en el hffgado 16. Esta o estas ondas elasticas de baja frecuencia se obtienen en general de manera mecanica, pero pueden obtenerse igualmente por presion de radiacion, por hipertermia ultrasonora o incluso por vibraciones internas del cuerpo (latidos, pulso, etc.). La forma temporal de esta o estas ondas elasticas de baja frecuencia puede ser arbitraria, pero mas en general son de tipo de impulso, transitorio o periodico (continuo, monocromatico).
Al mismo tiempo, las ondas ultrasonoras son generadas y adquiridas a lo largo del eje X mediante el transductor ultrasonoro 12 para seguir la propagacion de esta u estas ondas elasticas de baja frecuencia en la region de interes 17, a saber, entre 25 y 65 mm bajo la epidermis 13.
Segun una tercera etapa 3, se determina al menos un parametro del tejido biologico mediante la adquisicion de al menos una senal ultrasonora reflejada por el tejido biologico efectuada durante la segunda subetapa 22. El parametro o los parametros son representativos del tejido biologico.
Segun variantes ventajosas del procedimiento segun la invencion, un parametro buscado puede ser un parametro viscoelastico, un parametro ultrasonoro o un parametro fisiologico.
- En lo que concierne al parametro viscoelastico, se disena de manera no limitante por parametro viscoelastico de un
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tejido biologico, al menos una propiedad mecanica que describa el comportamiento viscoelastico de este tejido biologico. La propiedad mecanica puede estar formada, por ejemplo, por un modulo de Young, un modulo de cizallamiento, propiedades de las ondas que se propagan en el tejido biologico viscoelastico tales como velocidad ultrasonora, dispersion en velocidad ultrasonora, atenuacion de una onda elastica de baja frecuencia o incluso parametros asociados a un modelo viscoelastico del tejido biologico tal como, por ejemplo, el modelo de Maxwell, el modelo de Voigt o el modelo de Zener.
En el ejemplo del tngado 16 visto precedentemente, se determinan parametros viscoelasticos.
Un primer parametro viscoelastico corresponde, por ejemplo, a la deteccion de una onda elastica de baja frecuencia en la region de interes 17.
Un segundo parametro viscoelastico corresponde, por ejemplo, a la velocidad de desplazamiento de esta onda elastica de baja frecuencia en la region de interes 17.
Un tercer parametro viscoelastico corresponde, por ejemplo, a un valor de elasticidad del tejido biologico de la region de interes 17.
Asf, pueden deducirse tres parametros viscoelasticos de la medicion efectuada durante la segunda etapa 2.
Ademas, puede efectuarse una medicion de un parametro del tejido biologico que se encuentre dentro de la region de interes 17, mediante un procedimiento diferente de elastograffa vibratoria. Como ejemplo, los parametros pueden determinarse a partir de datos extrafdos de la senal ultrasonora reflejada por el tejido biologico de la region de interes 17. Por lo tanto, una simple emision y adquisicion ultrasonora mediante transductor ultrasonoro 12 es suficiente para la medicion de un parametro relativo al tejido biologico (16) que incluye la region de interes 17.
- En lo que concierne al parametro ultrasonoro, se disena de manera no limitante por el parametro ultrasonoro de un tejido biologico, una velocidad ultrasonora, una medicion de la dispersion en velocidad ultrasonora, una atenuacion ultrasonora o incluso un coeficiente de retrodifusion ultrasonora.
Ademas, en el campo temporal el parametro ultrasonoro puede formarse, por ejemplo, por una potencia de la senal ultrasonora, una energfa de la senal ultrasonora, un coeficiente de correlacion o intercorrelacion.
En el campo espectral el parametro ultrasonoro puede formarse, por ejemplo, por un desfase de la frecuencia central de la senal ultrasonora recibida con respecto a la frecuencia central de la senal ultrasonora emitida.
Por otra parte, el parametro ultrasonoro puede obtenerse en los campos transformados como, por ejemplo, el campo tiempo-frecuencia o el campo cepstral.
Se entiende que los parametros ultrasonoros precitados se proporcionan en la presente a tftulo puramente ilustrativo y de hecho no son exhaustivos.
- En lo que concierne al parametro fisiologico, se designa de manera no limitante por parametro fisiologico de un tejido biologico, la deteccion de un flujo sangumeo que atraviese el tejido biologico o la frecuencia organica del tejido biologico.
Como se indico anteriormente, el parametro fisiologico puede formarse por la deteccion de un flujo sangumeo que atraviese el tejido biologico.
Como ejemplo, puede realizarse una ecograffa Doppler para determinar si la region de interes del tejido biologico incluye un flujo sangumeo y por lo tanto una vena.
Segun una cuarta etapa 4, se compara al menos un parametro del tejido biologico con al menos un parametro de referencia de un tejido biologico objetivo.
En otras palabras, los programas informaticos no representados verifican de manera automatica que el parametro o los parametros determinados durante la tercera etapa 3, poseen caractensticas considerablemente similares a las caractensticas de referencia que incluye el tejido biologico objetivo. Para conseguirlo, se realiza una comparacion entre el parametro o los parametros de referencia viscoelasticos y/o ultrasonoros y/o fisiologicos del tejido objetivo (el tngado 16 en nuestro ejemplo) y el parametro o los parametros viscoelasticos y/o ultrasonoros y/o fisiologicos del tejido medido.
Como ejemplo, cuando el parametro del tejido biologico medido difiere del parametro de referencia (pudiendo estar formado por una serie de valores) del tejido biologico objetivo, un indicador informa a un operario del resultado de dicha comparacion. Asf, el operario es invitado, por ejemplo, por un indicador visual 18, que se muestra sobre una pantalla 19 que incluye un dispositivo 20 (representado en la figura 3), dispositivo 20 que esta asociado a la sonda 10 que incluye el transductor ultrasonoro 12, para desplazar la sonda 10 de manera que el transductor ultrasonoro 12 se encuentre junto al tejido biologico que desea medir el operario. Siendo el diseno grafico del indicador visual 18 funcion
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del parametro determinado. Pudiendo el diseno grafico del indicador visual 18, de manera no limitante, estar formado por un indicador luminoso que muestre:
- color verde cuando el parametro determinado corresponde al parametro de referencia;
- color rojo cuando el parametro determinado difiere del parametro de referencia.
Segun dicha aplicacion, cuando el indicador visual 18 muestra color rojo, eso indica al operario que el transductor ultrasonoro 12 no esta situado junto al tejido biologico del que se desea determinar una propiedad.
Las etapas 1 a 4 se reiteran asf hasta que el parametro del tejido biologico que se encuentra junto al transductor ultrasonoro 12 se corresponde considerablemente con el parametro de referencia del tejido biologico objetivo. Pudiendo ser indicada esta condicion, por ejemplo, al operario mediante el indicador visual 18 que muestra color verde.
Por otra parte, el indicador visual puede mostrarse por un LED (no representado) que incluye la sonda 10 que incluye el transductor ultrasonoro 12. Cambiando este LED de color en funcion del resultado de la comparacion del parametro determinado con el parametro de referencia.
Ademas, el indicador puede estar formado por un indicador sonoro.
El indicador puede estar formado por cualquier otro medio que informe al operario del resultado de la comparacion de uno o varios parametros determinados con uno o varios parametros de referencia.
Segun una aplicacion diferente, cuando un parametro determinado difiere del parametro de referencia correspondiente del tejido biologico objetivo, el operario no puede determinar una propiedad. Esta imposibilidad no es indicada obligatoriamente mediante un indicador. Por ejemplo, la ausencia de visualizacion de un valor representativo de una propiedad obtenida posteriormente (durante la quinta etapa 5) puede informar al operario que el transductor ultrasonoro no esta situado junto al tejido que se tiene que medir.
En el ejemplo del hngado 16 visto anteriormente, la presencia de la propagacion de una onda elastica de baja frecuencia generada durante la segunda etapa 2 puede utilizarse como parametro viscoelastico del tejido biologico.
A este respecto, conviene observar que el transductor ultrasonoro 12 de la sonda 10 esta colocado entre dos de los cuatro lados 14. Por lo tanto, esta localizacion prohube el acceso a ciertos organos como por ejemplo la tiroides. Sin embargo, esta localizacion puede proporcionar acceso a los pulmones, a los intestinos y posiblemente a los rinones.
En lo que concierne al acceso a los pulmones, es importante observar que las ondas ultrasonoras no se propagan en el aire. En la hipotesis segun la cual una onda elastica de baja frecuencia es detectada mediante una senal ultrasonora reflejada por el tngado 16, esta caractenstica excluye la posibilidad de que la onda elastica de baja frecuencia haya sido generada en los pulmones.
En lo que concierne al acceso a los intestinos, es conocido que el escaso espesor de la pared de los intestinos no permite la deteccion de una onda elastica de baja frecuencia.
En lo que concierne al acceso a los rinones, es probable que una onda elastica de baja frecuencia pueda propagarse en los rinones. En cambio, puesto que la propagacion de la onda elastica de baja frecuencia se sigue por una profundidad comprendida entre 25 y 65 mm, se excluye la posibilidad de deteccion de una onda elastica de baja frecuencia en los rinones.
En resumen, para una aplicacion no limitante del procedimiento segun la invencion, la colocacion de la sonda 10 de elastograffa vibratoria entre dos de los cuatro lados 14 y la deteccion de la propagacion de una onda elastica de baja frecuencia (parametro del hngado 16) en la region de interes 17 formada en una altura comprendida entre 25 y 65 mm permite asegurar que la sonda 10 de elastograffa vibratoria esta colocada correctamente para determinar al menos una propiedad del hngado 16.
Ademas, como se vio anteriormente, el parametro del hngado 16 puede estar formado por un parametro fisiologico, tal como por ejemplo la deteccion de flujo sangumeo mediante una ecograffa Doppler. En dicha aplicacion, si el flujo sangumeo corresponde a un flujo sangumeo de referencia entonces la sonda 10 de elastograffa vibratoria esta colocada correctamente para determinar una propiedad del hngado 16.
De manera general, se entiende que cualquier parametro representativo del tejido biologico puede ser utilizado para validar la colocacion del transductor ultrasonoro 12. Del mismo modo, puede utilizarse una pluralidad de parametros para validar la colocacion del transductor ultrasonoro 12.
Ademas, pueden combinarse varios parametros para validar la presencia de un tejido objetivo al lado del transductor ultrasonoro 12. Asf, segun dicha aplicacion, se compara un resultado procedente de la combinacion de estos parametros con un parametro de referencia, haciendose la determinacion de una propiedad (quinta etapa 5)
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unicamente si el resultado procedente de la combinacion es considerablemente similar al valor del parametro de referencia. Los parametros pueden combinarse siguiendo diferentes modelos como, por ejemplo, por un modelo de tipo regresion logfstica. La regresion log^stica permite construir un modelo de prediccion que incluye los valores de los parametros determinados.
Como ejemplo, el valor procedente de la combinacion puede obtenerse mediante una formula de este tipo:
Valor de prediccion (resultado procedente de la combinacion) = a+b*Parametro_ 1[.. .]+c*Parametro_2[...]...
Cabe destacar que el sfmbolo “[...]” representa un vector de valores que forman un parametro determinado.
Los terminos a, b y c son constantes.
Segun una quinta etapa 5, se determina una propiedad del tejido biologico en funcion del resultado obtenido durante la cuarta etapa 4 de comparacion.
Por ejemplo, si el valor absoluto de la diferencia entre el valor de un parametro determinado durante la tercera etapa 3 y el valor del parametro de referencia correspondiente es inferior a un valor umbral proporcionado entonces se determina una propiedad del tejido biologico.
Ademas, segun una aplicacion diferente, el parametro puede formarse por valores asociados a la propagacion de una onda elastica de baja frecuencia. Estos valores pueden corresponder, por ejemplo, a niveles de amplitud o criterios de calidad de imagen. Segun dicha aplicacion, el resultado obtenido durante la cuarta etapa 4 se forma por "la deteccion de una onda elastica de baja frecuencia". Si se detecta esta onda elastica de baja frecuencia entonces se determina una propiedad del tejido biologico.
Para conseguirlo, puede determinarse la propiedad del tejido biologico por la practica de un procedimiento.
El procedimiento puede ser, de manera no limitante, un procedimiento de elastograffa vibratoria practicada mediante una sonda 10 de elastograffa vibratoria conforme a lo puesto en practica durante la segunda etapa 2 o un procedimiento que necesite simples emisiones y adquisiciones ultrasonoras mediante un transductor ultrasonoro 12. Esta ultima aplicacion puede realizarse con vistas a determinar una atenuacion ultrasonora generada por el tejido biologico.
La determinacion de una propiedad puede provocarse de manera automatica por los programas informaticos (no representados) si el valor absoluto de la diferencia entre el valor del parametro determinado durante la tercera etapa 3 y el valor del parametro de referencia es inferior a un valor umbral determinado. En otras palabras, el operario no efectua ninguna accion, ninguna provocacion para determinar una propiedad.
De manera diferente, la determinacion de una propiedad puede provocarse de manera manual con apoyo del operario, despues de que este ultimo haya recibido un mensaje sonoro y/o visual (mediante un indicador) indicandole que la sonda 10 esta colocada correctamente, sobre un boton desencadenante (no representado) que puede incluir eventualmente la sonda 10.
Para medir la atenuacion ultrasonora se describen en la bibliograffa multiples algoritmos. Como ejemplo y de manera no limitante se puede citar el algoritmo de evaluacion de la atenuacion ultrasonora denominado "Metodo de desplazamiento de la frecuencia" o incluso "metodo de cruce por cero». El principio de este algoritmo se describe en el documento de patente de EE.UU. numero 4441368.
De manera general, la frecuencia central de una senal ultrasonora disminuye cuando atraviesa los tejidos biologicos. Por consiguiente, una evaluacion de un desfase de la frecuencia central de la senal ultrasonora permite evaluar la atenuacion ultrasonora. La frecuencia central de la senal ultrasonora puede estimarse en el campo temporal contando el numero de pasos por cero en una ventana temporal.
De manera no limitante, un algoritmo de calculo de la atenuacion ultrasonora puede incluir las siguientes etapas:
- seleccionar una region de interes 17 para cada senal ultrasonora de radiofrecuencia (en el ejemplo del tffgado 16, la region de interes 17 puede estar situada, por ejemplo, entre 25 y 65 mm bajo la epidermis 13);
- realizar una ventana temporal de cada senal ultrasonora de radiofrecuencia de la region de interes 17, pudiendo variar el numero de ventanas de 1 an para una misma duracion T, estando cada ventana recubierta de la ventana vecina un porcentaje determinado;
- evaluar, en cada ventana, el numero de pasos de senal ultrasonora de radiofrecuencia por cero, (asf, mas se atenua la senal ultrasonora de radiofrecuencia y mas va a disminuir el numero de pasos por cero en una ventana de duracion T);
- determinar un valor de atenuacion ultrasonora mediante una formula matematica.
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Conviene observar que la atenuacion ultrasonora de un mismo tejido biologico es diferente si este ultimo posee una proporcion escasa de tejido adiposo o una proporcion importante de tejido adiposo pues la impedancia de la grasa es diferente de la de los tejidos blandos. Ademas de ser representativo de un tejido biologico objetivo, la atenuacion ultrasonora puede permitir determinar de manera cuantitativa y/o cualitativa una proporcion de grasa que puede incluir el tejido biologico medido, como por ejemplo el tugado 16 en nuestro ejemplo.
De manera diferente, durante la quinta etapa 5, la propiedad del tejido biologico puede determinarse en funcion de datos extrafdos de la adquisicion de al menos una senal ultrasonora reflejada por el tejido biologico realizada durante la segunda etapa 2. Esta posibilidad es particularmente ventajosa pues requiere una unica medicion para realizar a la vez la tercera etapa 3 (determinar un parametro del tejido biologico mediante la adquisicion de al menos una senal ultrasonora reflejada por el tejido biologico) y la quinta etapa 5 (determinar una propiedad del tejido biologico en funcion del resultado de la comparacion). Por consiguiente, la posicion de la sonda 10 no ha sido modificada y el operario puede afirmar con certeza que la propiedad obtenida por la practica del procedimiento de la invencion corresponde a una propiedad del tejido biologico que desea medir. En el ejemplo del tugado 16, ilustrado durante la descripcion, la deteccion de la propagacion de una onda elastica de baja frecuencia en el tejido biologico de la region de interes 17 puede utilizarse como parametro viscoelastico que sirve para verificar que el tejido medido corresponde al tejido objetivo y una vez validada esta hipotesis, la determinacion de la velocidad de propagacion de la onda elastica de baja frecuencia permite estimar una propiedad del tejido biologico medido, a saber la elasticidad. Es pues necesaria una unica medicion.
Gracias a la invencion, la medicion de al menos un parametro del tejido biologico puede permitir determinar de manera cuantitativa y/o cualitativa la elasticidad del tejido biologico y/o la atenuacion ultrasonora de un tejido biologico.
De manera general, cuando un parametro viscoelastico y/o ultrasonoro y/o fisiologico del tejido biologico determinado difiere del parametro viscoelastico y/o ultrasonoro y/o fisiologico de referencia del tejido objetivo correspondiente, no puede determinarse ninguna propiedad. Asf, el valor caractenstico de la propiedad obtenido es representativo del tejido biologico que desea medir el operario. No se requiere ningun conocimiento espedfico para la colocacion de la sonda junto al tejido biologico. Ademas, la colocacion de la sonda y del transductor ultrasonoro junto al tejido biologico objetivo puede precisarse, por ejemplo, al operario mediante un indicador.
En otras palabras, el procedimiento para la medicion de al menos una propiedad de un tejido biologico segun la invencion, ofrece la posibilidad a un operario que no posea conocimientos espedficos en el campo humano o animal, de realizar mediciones de propiedad de un tejido biologico objetivo para determinar por ejemplo la elasticidad del tejido biologico objetivo y/o la atenuacion ultrasonora del tejido biologico objetivo.
Por otra parte, la invencion se ha descrito mas en particular para una aplicacion a un organo, el tugado 16. Sin embargo, puede ser igualmente deseable aplicar el mismo procedimiento en el caso de cualquier tipo de organo humano o animal tal como por ejemplo seno, tejido adiposo, glandula, ganglio y, de manera in vivo o in vitro o incluso para efectuar un control de calidad para aplicaciones industriales, especialmente agroalimentarias.
La invencion se describe en lo anterior como ejemplo, se entiende que el experto en la materia puede realizar diferentes variantes del procedimiento para la medicion de al menos una propiedad de un tejido biologico, en particular concerniente a los parametros sin por ello apartarse del alcance de la invencion.
Claims (16)
- 51015202530354045REIVINDICACIONES1. Procedimiento para la medicion de al menos una propiedad de un tejido biologico (12) que incluye las etapas:- colocar (1) un transductor ultrasonoro (12) junto a dicho tejido biologico (16) que se tiene que medir;- generar (21) al menos una senal ultrasonora en dicho tejido biologico (16);- adquirir (22) al menos una senal ultrasonora reflejada por dicho tejido biologico (16);- determinar (3) al menos un parametro de dicho tejido biologico (16) mediante dicha adquisicion (22) de al menos dicha senal ultrasonora reflejada por dicho tejido biologico (16), siendo al menos dicho parametro representativo de dicho tejido biologico (16);estando dicho procedimiento caracterizado por que incluye ademas las etapas:- comparar (4) al menos dicho parametro de dicho tejido biologico (16) con al menos un parametro dereferencia de un tejido biologico objetivo para validar la hipotesis de presencia de dicho tejido biologicoobjetivo junto a dicho transductor ultrasonoro; consistiendo dicha comparacion (4) en comparar un valor deal menos dicho parametro determinado con un valor de al menos dicho parametro de referencia,- determinar (5) al menos una propiedad de dicho tejido biologico (16) en funcion del resultado de dicha etapa de comparacion (4), realizandose dicha etapa de determinacion (5) de al menos dicha propiedad unicamente si el valor absoluto de la diferencia entre dicho valor de al menos dicho parametro determinado y dicho valor de al menos dicho parametro de referencia es inferior a un valor umbral determinado.
- 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por que se combina entre sf una pluralidad de parametros, consistiendo dicha etapa de comparacion (4) en comparar un resultado derivado de dicha combinacion de parametros con al menos dicho parametro de referencia.
- 3. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que incluye una etapa de generacion (23) de una onda elastica de baja frecuencia en dicho tejido biologico (16).
- 4. Procedimiento segun la reivindicacion 3, caracterizado por que dicha onda elastica de baja frecuencia se genera por vibracion de un generador (11) de onda elastica de baja frecuencia.
- 5. Procedimiento segun la reivindicacion 3, caracterizado por que dicha onda elastica de baja frecuencia se genera por presion de radiacion.
- 6. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que un indicador informa a un operario de dicho resultado de dicha etapa de comparacion (4).
- 7. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que al menos dicho parametro y al menos dicha propiedad de dicho tejido biologico (16) se determinan en funcion de datos extrafdos de dicha adquisicion (22) de al menos dicha senal ultrasonora reflejada por el tejido biologico (16).
- 8. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que al menos dicha propiedad de dicho tejido biologico (16) se determina por la practica de un procedimiento de elastograffa.
- 9. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que al menos dicha propiedad es la elasticidad de dicho tejido biologico (16).
- 10. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que al menos dicha propiedad es una atenuacion ultrasonora de dicho tejido biologico (16).
- 11. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1a 10, caracterizado por que al menos dicho parametro es un parametro ultrasonoro de dicho tejido biologico (16).
- 12. Procedimiento segun la reivindicacion 11, caracterizado por que al menos dicho parametro ultrasonoro es una atenuacion ultrasonora de dicho tejido biologico (16).
- 13. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1a 10, caracterizado por que al menos dicho parametro es un parametro viscoelastico de dicho tejido biologico (16).
- 14. Procedimiento segun la reivindicacion 13, caracterizado por que dicho parametro viscoelastico es la elasticidad de dicho tejido biologico (16).
- 15. Procedimiento segun la reivindicacion 14, caracterizado por que dicha elasticidad se obtiene por un procedimiento de elastograffa.
- 16. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que al menos dicho parametro es un parametro fisiologico de dicho tejido biologico (16).
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