ES2854938T3

ES2854938T3 - Sistema y procedimiento para reconstruir una señal fisiológica de un sistema dinámico de arteria/tejido/vena de un órgano en un espacio de superficie

Info

Publication number: ES2854938T3
Application number: ES17771820T
Authority: ES
Inventors: Lonjaret Lucie Thiebaut; Christine Bakhous; Olivier Coulon; Sylvain Takerkart
Original assignee: Aix Marseille Universite; Centre National de la Recherche Scientifique CNRS; Olea Medical SA
Current assignee: Aix Marseille Universite; Centre National de la Recherche Scientifique CNRS; Olea Medical SA
Priority date: 2016-09-09
Filing date: 2017-09-08
Publication date: 2021-09-23
Anticipated expiration: 2037-09-08
Also published as: FR3055999B1; US20190246915A1; FR3055998B1; AU2017324584B2; JP2019526387A; EP3509483A1; FR3055998A1; JP6692001B2; AU2017324584A1; FR3055999A1; EP3509483B1; WO2018046864A1

Abstract

Procedimiento (200) para reconstruir una señal fisiológica de un sistema dinámico de arteria/tejido/vena de un órgano en un espacio de superficie, estando dicho procedimiento (200) implementado por unos medios de tratamiento de una unidad de tratamiento (4) de un sistema de análisis de formación de imágenes funcional e incluyendo una etapa (270) para reconstruir dicha señal fisiológica a partir de un dato experimental de una región de interés que incluye un volumen elemental - denominado vóxel - de dicho órgano y de una malla de superficie que describe dicho espacio de superficie, estando dicho procedimiento caracterizado porque dicha etapa consiste en evaluar (280), según un método de resolución de un problema inverso, una distribución marginal a posteriori para dicha señal fisiológica en un nudo de dicha malla mediante: - la asignación (240) de una distribución de probabilidad directa del dato experimental en dicho espacio de superficie conociendo los parámetros que intervienen en el problema de reconstrucción de la señal fisiológica del sistema dinámico de arteria/tejido/vena para el vóxel considerado; - la asignación conjunta (250) de una distribución de probabilidad espacial a priori de dicha señal fisiológica mediante la introducción de una información a priori relativa a una característica del dato experimental y/o de una información a priori relativa a una propiedad del sistema dinámico de arteria/tejido/vena; - la asignación conjunta (260) de una distribución de probabilidad temporal a priori de dicha señal fisiológica mediante la introducción de una información a priori relativa a la respuesta de impulso de dicho sistema dinámico de arteria/tejido/vena.

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema y procedimiento para reconstruir una señal fisiológica de un sistema dinámico de arteria/tejido/vena de un órgano en un espacio de superficie

La invención se refiere a un sistema y a un procedimiento para reconstruir una señal fisiológica de un sistema dinámico de arteria/tejido/vena de un órgano en un espacio de superficie. Un procedimiento de este tipo permite, en concreto, generar una imagen en la forma de un mapa de actividad funcional. OPERTO G ET AL.: "Projection of fMRI data onto the cortical surface using anatomically-informed convolution kernels", NEUROIMAGE, ELSEVIER, AMSTERDAM, NL, vol. 39, n.° 1, 1 de enero de 2008 (01-01-2008), páginas 127-135, ISSN: 1053-8119, DOI: 10.1016/J.NEUROIMAGE.2007.08.039 divulga un sistema y un procedimiento conocido. La invención se distingue, en concreto, de los procedimientos conocidos por su gran precisión y por su solidez al ruido.

Según un ejemplo de realización preferido, pero no limitativo, la invención se describirá en su aplicación con el cerebro. No obstante, la invención no ha de limitarse a este solo órgano y podría aplicarse, por ejemplo, a la mama o al riñón.

La invención se apoya, en concreto, en unas técnicas de Formación de Imágenes por Resonancia Magnética (conocida, igualmente, bajo la abreviatura "IRM" o también bajo la terminología anglosajona "Magnetic Resonance Imaging" - MRI), más particularmente, funcional (conocida, igualmente, bajo la abreviatura "IRMf' o también bajo la terminología anglosajona "Functional Magnetic Resonance Imaging ' - fMRI). Estas técnicas permiten obtener rápidamente unas informaciones preciosas sobre los órganos de los seres humanos o de los animales. Estas informaciones son, particularmente, cruciales para un facultativo que busca establecer un diagnóstico y para tomar una decisión terapéutica en el tratamiento de patologías. Aunque se emplea preferentemente en vinculación con la Formación de Imágenes por Resonancia Magnética funcional, la invención no ha de limitarse, no obstante, a este único tipo de formación de imágenes o este único protocolo de adquisición. A este respecto, la invención podría emplearse ventajosamente en cualquier otro protocolo que tenga como propósito estudiar cualquier señal funcional, eventualmente cortical, tal como, a título de ejemplo no limitativo, la tomografía por emisión de positrones (conocida, igualmente, bajo la abreviatura "TEP" y bajo la terminología anglosajona "positron emission tomography - PET").

Para implementar unas técnicas de este tipo, se utiliza, generalmente, un aparato de formación de imágenes 1 por Resonancia Magnética Nuclear, tal como se ilustra a título de ejemplo no limitativo en las figuras 1 y 2. Este puede suministrar una pluralidad de secuencias de imágenes digitales 12 de una o varias partes del cuerpo de un paciente, a título de ejemplos no limitativos, el cerebro, el corazón o también los pulmones. Dicho aparato aplica para esto una combinación de ondas electromagnéticas de alta frecuencia sobre la parte del cuerpo considerada y mide la señal reemitida por ciertos átomos, tales como a título de ejemplo no limitativo, el hidrógeno para la formación de imágenes por Resonancia Magnética Nuclear. El aparato permite, de este modo, determinar las propiedades magnéticas y, como consecuencia, la composición química de los tejidos biológicos y, por lo tanto, su naturaleza en cada volumen elemental, que se designa comúnmente como un vóxel, del volumen formado en imagen. El aparato de formación de imágenes 1 por Resonancia Magnética Nuclear se controla con la ayuda de una consola 2. Un usuario puede, de este modo, elegir unos parámetros 11 para pilotar el aparato 1. A partir de informaciones 10 producidas por dicho aparato 1, se obtiene una pluralidad de secuencias de imágenes digitales 12 de una parte de un cuerpo de un humano o de un animal.

Las secuencias de imágenes 12 pueden almacenarse opcionalmente dentro de un servidor 3 y constituir un historial médico 13 de un paciente. Un historial 13 de este tipo puede comprender unas imágenes de diferentes tipos, tales como unas imágenes funcionales, que ponen de manifiesto la actividad de los tejidos o unas imágenes anatómicas, que reflejan las propiedades de los tejidos. Las secuencias de imágenes 12 se analizan por medio de una unidad de tratamiento específica 4. Dicha unidad de tratamiento 4 incluye unos medios para comunicarse con el mundo exterior para recabar las imágenes. Dichos medios para comunicarse permiten, además, a la unidad de tratamiento 4 suministrar, en última instancia, por mediación de medios de reproducción 5 que proponen una transcripción gráfica, sonora u otra, para un usuario 6 del sistema de análisis, en concreto, un facultativo o un investigador, una estimación de una o varias señales fisiológicas, eventualmente formateada en forma de un contenido, a partir de las imágenes obtenidas 12 por Formación de Imágenes por Resonancia Magnética, por medio de una interfaz hombre-máquina adaptada. En todo el documento, se entiende por "medios de reproducción" cualquier dispositivo, empleado solo o en combinación, que permite reproducir una representación, por ejemplo, gráfica, sonora u otra, de una señal fisiológica reconstruida, para el usuario 6 de un sistema de análisis de formación de imágenes por Resonancia Magnética. Unos medios de reproducción 5 de este tipo pueden consistir, de manera no exhaustiva, en una o varias pantallas, altavoces u otras interfaces hombre-máquina. Dicho usuario 6, eventualmente un facultativo, del sistema de análisis puede, de este modo, confirmar o desmentir un diagnóstico, decidir sobre una acción terapéutica que juzgará adecuada, profundizar en unos trabajos de investigación... Opcionalmente, este usuario 6 puede parametrizar el funcionamiento de la unidad de tratamiento 4 o de los medios de reproducción 5, por medio de parámetros 16. Por ejemplo, puede definir, de este modo, unos umbrales de visualización o elegir las señales reconstruidas para las que desea disponer de una representación, por ejemplo, gráfica. Existe una variante, descrita en relación con la figura 2, para la que un sistema de formación de imágenes, tal como se ha descrito anteriormente, incluye, además, una unidad de pretratamiento 7 para analizar las secuencias de imágenes, deducir de ello unas señales experimentales 15 y suministrar estas últimas a la unidad de tratamiento 4 que, de este modo, se descarga de esta tarea. Por otro lado, para realizar una reconstrucción de señales fisiológicas, la unidad de tratamiento 4 incluye, generalmente, unos medios de tratamiento, tales como una o varias calculadoras o procesadores, para implementar un procedimiento de reconstrucción en la forma de un programa previamente cargado en unos medios de memorización que cooperan con dichos medios de tratamiento.

De este modo, la adquisición de uno o varios datos experimentales, ventajosamente una o varias señales experimentales, por Formación de Imágenes de Resonancia Magnética, puede efectuarse muestreando regularmente un volumen paralelepipédico según un plano de corte dado. Las imágenes en dos dimensiones obtenidas están constituidas de píxeles dotados de un espesor, correspondiente al espesor del corte y llamados vóxeles. Una técnica de formación de imágenes de este tipo permite, de este modo, adquirir unas imágenes tanto anatómicas, para permitir, por ejemplo, reflejar las propiedades de los tejidos, como funcionales, para poner de manifiesto, por ejemplo, la actividad de los tejidos.

En IRMf, la medición de la actividad neuronal es indirecta. En efecto, ningún aparato y/o ninguna técnica están adaptados y/o dispuestos para garantizar una medición de este tipo. No obstante, unos estudios han demostrado que la actividad cerebral, más particularmente, neuronal, tenía un impacto directo sobre el flujo sanguíneo y su composición. También, unos métodos que emplean la IRMf pueden incluir unas etapas para registrar las variaciones hemodinámicas cerebrales locales, a saber, dentro de la materia gris, cuando esta está en actividad, repercutiéndose dicha activación sobre el valor tomado por el vóxel que representa esta parte de materia gris. De este modo, son los cambios que una actividad neuronal de este tipo conlleva al nivel sanguíneo los que pueden estimarse finalmente. Entonces, puede estudiarse la señal BOLD ("dependiente del nivel de oxígeno en la sangre" - "Blood Oxygenation Level Dependent" según una terminología anglosajona), es decir, una señal que refleja las variaciones locales y transitorias de la concentración de hemoglobina oxigenada en la sangre en función de la actividad neuronal del cerebro. En consecuencia, el estudio de la señal BOLD reside en el análisis de la proporción de hemoglobina oxigenada (conocida, igualmente, bajo la terminología "oxihemoglobina"), que posee unas propiedades diamagnéticas con respecto a la hemoglobina desoxigenada (conocida, igualmente, bajo la terminología "desoxihemoglobina"), que posee, por su parte, unas propiedades paramagnéticas, en la sangre. Debido a sus propiedades paramagnéticas, la hemoglobina desoxigenada conlleva una disminución de la señal IRM. En realidad, cuando una zona neuronal se activa, la demanda local de energía, es decir, la demanda de aporte de nutrientes y oxígeno, aumenta. Para responder a este aumento de la demanda, el flujo sanguíneo aumenta, entonces, en una zona neuronal de este tipo, de manera mucho más importante en comparación, que la necesidad de oxígeno. De este modo, se observa en la zona activada una disminución de la concentración de desoxihemoglobina y, como consecuencia, un aumento de la señal BOLD. Las evoluciones inherentes a una activación neuronal de este tipo pueden describirse por una función, la función de respuesta hemodinámica ("HRF - Hemodynamic Response Function" según una terminología anglosajona). Una función de respuesta hemodinámica de este tipo permite observar las variaciones de la señal BOLD en función del tiempo. La figura 3 presenta dicha función de respuesta hemodinámica. Una función de este tipo se descompone, principalmente, en cuatro fases. Según la figura 3, t=0 corresponde al instante en el que la neurona se activa: la señal BOLD muestra, en primer lugar, un ligero decrecimiento (representado sobre la curva por la referencia (1)), antes de aumentar francamente hasta alcanzar un pico máximo (representado sobre la curva por la referencia (2)), alrededor de cinco a seis segundos después de la activación de la neurona, seguido de un nuevo decrecimiento (representado sobre la curva por la referencia (3)), hasta debajo de la línea de base alrededor de diez a quince segundos, para, a continuación, regresar a la línea de base alrededor de veinticinco segundos (situación representada sobre la curva por la referencia (4)).

Por otro lado, correspondiendo la señal BOLD a una proporción, no existe una escala absoluta para la medición de dicha señal BOLD. Además, la amplitud de dicha señal BOLD depende de numerosos factores, tales como, de manera no limitativa, las características inherentes al aparato y/o al sistema de formación de imágenes funcionales, los parámetros de adquisición empleados o también el tipo de tejidos atravesados, en concreto, la concentración local de agua de dichos tejidos. Con el fin de reducir las incertidumbres introducidas por todos estos factores durante la observación de la señal BOLD, el porcentaje de cambio de señal (conocido, igualmente, bajo la abreviatura "PSC") correspondiente a la proporción de la diferencia entre el valor de la señal y el valor de línea de base sobre el valor de la línea de base, se utiliza, generalmente, para caracterizar a la señal BOLD. En IRMf, los valores de PSC, generalmente, encontrados, se sitúan entre un 0,1 % y un 5 %, haciendo las variaciones particularmente difíciles de poner de manifiesto a la escala de un individuo. Efectivamente, sin un aumento de la relación señal a ruido, dicho ruido tiende a enmascarar las escasas fluctuaciones de dicha señal BOLD. Por otro lado, las resoluciones espacial y temporal son relativamente limitadas en IRMf cuando se adquieren dichos volúmenes de datos experimentales. En efecto, unos volúmenes de datos experimentales de este tipo presentan, entonces, una precisión aproximativa, que conlleva, entonces, una pérdida de informaciones coercitiva.

Por consiguiente, después de su adquisición, las señales experimentales, en la forma de volúmenes de datos, se postratan y analizan, generalmente, en su espacio de adquisición mediante técnicas basadas en los vóxeles. No obstante, unas técnicas de este tipo basadas en los vóxeles presentan un cierto número de inconvenientes. El principal inconveniente de estas técnicas es no conceder más que demasiada poca importancia e interés a las características estructurales y/o anatómicas del cerebro, más generalmente, del órgano a estudiar. Por este hecho, las informaciones obtenidas no siempre son fiables, puesto que unas informaciones de este tipo relativas, por ejemplos, a las señales corticales BOLD que provienen de lados opuestos de un surco, pueden estar eventualmente "mezcladas". En efecto, la escasa relación "contraste de la señal BOLD a ruido" observada en IRMf impone el empleo en estas técnicas de una etapa de eliminación de ruido o de amplificación de la señal de interés. El método más común para realizar una etapa de eliminación de ruido de este tipo es una etapa de filtrado de los datos experimentales adquiridos por medio de un filtro de paso bajo, que desemboca en la producción de datos promediados de los datos contenidos en los vóxeles sobre su vecindad directa. Sin embargo, la vecindad en la "rejilla" de los vóxeles no siempre corresponde a la vecindad real en la estructura muy circunvolucionada del córtex. La figura 4 presenta un ejemplo de una rejilla de vóxeles que representa un surco de una superficie cortical de un cerebro humano. De conformidad con la figura 4, una rejilla de vóxeles GV de este tipo posee treinta vóxeles, representados en la figura 4 por treinta cuadrados de tamaño idéntico. Se representa sobre dicha rejilla de los vóxeles GV una vista en corte de un surco del cerebro. Según la figura 4, un surco es una estructura geométrica que indica los pliegues cóncavos del cerebro, en la proximidad de la que se encuentran tres tipos de tejidos: la materia blanca MB, la materia gris MG y el líquido cefalorraquídeo LCF. Siempre sobre la rejilla de vóxeles Gv , dos de los vóxeles V1 y V2 fusionan respectivamente las informaciones I1, I1' e I2, I2' que provienen de ambos lados del surco. En el campo geodésico, es decir, a lo largo de la superficie, dichas informaciones I1, I1' e I2, I2' son, con todo, distintas. En geometría, el trayecto más corto o uno de los trayectos más cortos si existen varios de ellos, entre dos puntos de un espacio provisto de una métrica o distancia es una geodésica. De este modo, según la figura 4, el trayecto más corto para ir respectivamente de las informaciones I1, 12 a las informaciones I1', I2' pasa por el fondo del surco. Por oposición, en el campo de los vóxeles, las informaciones I1, I1' e I2, I2' se encuentran respectivamente en los mismos vóxeles V1, V2.

Los métodos o enfoques basados en la superficie cortical (conocidos, igualmente, bajo la abreviatura y la terminología anglosajona "SBM - Surface Based Method') pueden resolver este problema estudiando las señales corticales en su espacio de superficie de origen, en este caso concreto, la superficie cortical, con el fin de tomar en cuenta siempre la geometría de este espacio de origen. Dadas la organización anatómica del córtex en unidades funcionales (conocidas, igualmente, bajo el término de "columnas corticales") perpendiculares a la superficie cortical, la organización microvascular cerebral en vasos sanguíneos según, globalmente, dichas columnas y la resolución de adquisición (aproximadamente de tres milímetros) cercana al espesor del córtex, es posible, efectivamente, asimilar, en el marco de señales BOLD, el córtex a una superficie. De entre el conjunto de los enfoques SBM conocidos que permiten esta asimilación, se distinguen dos planteamientos y tipos de métodos: los denominados geométricos y los, más evolucionados, denominados anatómicamente informados.

Los métodos geométricos, conceptualmente muy sencillos, se basan, generalmente, en unos procedimientos de interpolación, es decir, unas operaciones matemáticas que permiten construir una curva a partir de un número finito de puntos, tales como, por ejemplo, la interpolación al vecino más cercano, la interpolación trilineal o también una circunvolución con un filtro elipsoidal o muy sencillamente sobre la atribución, a cada nudo de una malla de superficie, del valor del vóxel que contiene el nudo. Cada una de estas técnicas, a pesar de la ventaja que les confiere su sencillez, incluye un cierto número de inconvenientes, principalmente, relacionados con la relación estrecha entre las características propias de las imágenes y el método de proyección de superficie empleado. De este modo, aunque un enfoque geométrico pueda, por ejemplo, preservar las relaciones de adyacente espacial, puede conllevar eventualmente la pérdida de informaciones pertinentes, tales como el tamaño de las activaciones neuronales. Sea el que sea el enfoque geométrico empleado, este último no observa, generalmente, unas diferencias en las informaciones relativas a las señales procedentes del líquido cefalorraquídeo (conocido, igualmente, bajo la abreviatura LCF y bajo la terminología anglosajona "cerebrospinal fluid - CSF'), de la materia blanca (conocida, igualmente, bajo la abreviatura MB y bajo la terminología anglosajona "white matter') y/o de la materia gris (conocida, igualmente, bajo la abreviatura MG y bajo la terminología anglosajona "grey matter"), lo que resulta ser una aberración relativamente a las señales corticales, puesto que las activaciones neuronales se localizan en la materia gris MG únicamente. Por lo demás, unos métodos geométricos de este tipo adolecen de una falta de solidez de cara a unos errores de segmentación y/o unos errores de recalibrado anátomo-funcional.

Los métodos anatómicamente informados, basados en el principio de los enfoques de superficie, intentan, por su parte, representar las señales funcionales en su espacio de origen, con el fin de reproducir sus características iniciales teniendo en cuenta, en concreto, las especificidades anatómicas del córtex. Con esta finalidad, unos métodos anatómicamente informados de este tipo introducen unas informaciones suplementarias relacionadas, como mínimo, con la anatomía, en ciertos casos, con la fisiología del órgano estudiado o con las características inherentes a las modalidades de formación de imágenes, en concreto, de adquisición empleadas.

Diferentes investigadores, de entre los que se encuentran los Srs. Kiebel, Grova, Warnking o también Operto se han prestado al ejercicio, han desarrollado unos métodos anatómicamente informados, empleando, en concreto, unos métodos de reproyección de una señal fisiológica en un espacio de superficie que describe la geometría del campo sobre el que se define dicha señal fisiológica a partir de uno o varios datos experimentales adquiridos por un sistema de análisis de formación de imágenes funcionales, teniendo en cuenta informaciones a priori relativas a la anatomía, a la fisiología del órgano estudiado o a las características inherentes a las modalidades de formación de imágenes, en concreto, de adquisición, empleada. Generalmente, se define el término "proyección" como el paso de un primer espacio o sistema de referencia a un segundo espacio o sistema de referencia, por medio de métodos matemáticos adaptados, por ejemplo, el método de los mínimos cuadrados. De este modo, En el sentido de la invención y en todo el documento, se entiende por "reproyección" cualquier cambio de espacio o de sistema de referencia efectuado con la finalidad de recolocarse en el espacio o en el sistema de referencia de superficie que describe la geometría del órgano del que la señal o las señales fisiológicas proceden, en este caso concreto, en el marco del ejemplo de aplicación preferida en vinculación con el cerebro, la superficie cortical.

Los métodos empleados actualmente también presentan unos numerosos inconvenientes, que conllevan bastante a menudo una pérdida de información consecuente y potencialmente la reproducción de una señal fisiológica incompleta, incluso poco pertinente. En efecto, los métodos deben considerar la diferencia entre la resolución de las imágenes adquiridas por Formación de Imágenes por Resonancia Magnética funcional en la forma de vóxeles y la dimensión de las columnas corticales que constituyen, principalmente, la superficie cortical y que contienen la o las informaciones relativas a la señal fisiológica: mientras que un vóxel tiene, generalmente, unas dimensiones del orden de algunos milímetros, más particularmente, dos o tres milímetros, una columna cortical posee unas dimensiones del orden de la décima parte de milímetros. Finalmente, un vóxel puede contener, entonces, simultáneamente la o las informaciones de varias columnas. Además, los datos experimentales, conocidos, igualmente, bajo el término de "volúmenes funcionales", adquiridos por Formación de Imágenes por Resonancia Magnética funcional, corresponden, generalmente, a unas imágenes en tres dimensiones. Como se ha precisado anteriormente, a cada dato experimental, en la forma de un vóxel, se asocia un único valor de señal experimental. Sin embargo, un vóxel puede estar situado en la frontera entre dos tejidos y la señal asociada a una posición de fronteras de este tipo refleja, entonces, los fenómenos de Resonancia Magnética de dos entidades con las propiedades tisulares diferentes. También, un vóxel puede contener potencialmente unas señales o informaciones procedentes respectivamente de tejidos diferentes y mezclarlas sin ninguna discriminación.

Como se ha precisado anteriormente, una técnica que se puede emplear para mitigar este inconveniente puede consistir en la proyección de los datos experimentales sobre la superficie cortical mediante métodos conocidos, como los enfoques por interpolación. Sin embargo, unos métodos de este tipo adolecen de una falta general de solidez al ruido y no tienen en cuenta, generalmente, la dimensión temporal. Ahora bien, como de ahora en adelante se ha enunciado de manera previa, los datos adquiridos por Formación de Imágenes por Resonancia Magnética funcional y, en última instancia, la señal fisiológica de interés, están bastante a menudo "contaminados" por un nivel de ruido importante. En una región de interés, la presencia o la ausencia de actividad funcional, por ejemplo, neuronal, se detecta debido a la dimensión temporal de la señal. Con todo, el tratamiento de una dimensión temporal de este tipo no se realiza más que una vez implementado y efectuado el método de proyección de superficie y estimada la señal fisiológica, durante la implementación de un segundo procedimiento consecutivo que tiene como propósito la detección de activaciones funcionales. Ahora bien, el ruido que mancha la dimensión temporal resulta de un proceso inicial e inherente al proceso de adquisición de los datos experimentales por el sistema. De este modo, durante la reproyección de los datos experimentales y/o de la señal fisiológica, los errores y sesgos relativos al ruido se propagan, igualmente, en el transcurso del procedimiento. También, los métodos actuales no ofrecen más que unas soluciones parcialmente eficaces. En efecto, las informaciones relativas a la señal fisiológica reproyectada en el espacio de superficie adolecen, de este modo, de pertinencia, puesto que los métodos actuales no tratan o tratan demasiado poco la dimensión temporal de los datos experimentales.

La invención permite responder a todo o parte de los inconvenientes planteados por las soluciones conocidas.

De entre las numerosas ventajas aportadas por la invención, podemos mencionar que esta permite:

- proponer un procedimiento que permite la reconstrucción de una señal fisiológica, independientemente de las características de la zona activa del órgano estudiado;

- obtener unos mejores resultados mejorando considerablemente la solidez al ruido, tanto espacial como temporalmente, que permite, de este modo, incrementar la calidad de la señal fisiológica reconstruida y, finalmente, la detección de activaciones funcionales;

- incrementar la solidez de las informaciones producidas, a pesar de los eventuales errores de recalibrado entre los datos funcionales y anatómicos, los errores de distorsión no corregidos y/o los errores de segmentación del volumen anatómico.

Con este fin, se prevé, en concreto, un procedimiento para reconstruir una señal fisiológica de un sistema dinámico de arteria/tejido/vena de un órgano en un espacio de superficie, implementándose dicho procedimiento por unos medios de tratamiento de una unidad de tratamiento de un sistema de análisis de formación de imágenes funcionales y que incluye una etapa para reconstruir dicha señal fisiológica a partir de un dato experimental de una región de interés que incluye un volumen elemental - denominado vóxel - de dicho órgano y de una malla de superficie que describe dicho espacio de superficie. Según la invención, la etapa para reconstruir dicha señal fisiológica de un procedimiento de este tipo consiste en evaluar según un método de resolución de un problema inverso una distribución marginal a posteriori para dicha señal fisiológica en un nudo de dicha malla mediante:

- la asignación de una distribución de probabilidad directa del dato experimental en dicho espacio de superficie sabiendo los parámetros que intervienen en el problema de reconstrucción de la señal fisiológica del sistema dinámico de arteria/tejido/vena para el vóxel considerado;

- la asignación conjunta de una distribución de probabilidad espacial a priori de dicha señal fisiológica mediante la introducción de una información a priori relativa a una característica del dato experimental y/o de una información a priori relativa a una propiedad del sistema dinámico de arteria/tejido/vena;

- la asignación conjunta de una distribución de probabilidad temporal a priori de dicha señal fisiológica mediante la introducción de una información a priori relativa a la respuesta de impulso de dicho sistema dinámico de arteria/tejido/vena.

La invención prevé, además, un procedimiento para reconstruir una señal fisiológica de un sistema dinámico de arteria/tejido/vena de un órgano en un espacio de superficie, implementándose dicho procedimiento por unos medios de tratamiento de una unidad de tratamiento de un sistema de análisis de formación de imágenes funcionales y que incluye una etapa para reconstruir la señal fisiológica a partir de un dato experimental de una región de interés que incluye un volumen elemental - denominado vóxel - y de una malla de superficie que describe dicho espacio de superficie. Según la invención y al igual que anteriormente, la etapa para reconstruir dicha señal fisiológica de un procedimiento de este tipo consiste en evaluar según un método de resolución de un problema inverso una función de coste para dicha señal fisiológica en un nudo de dicha malla mediante:

- la asignación de un operador del modelo directo que establece la vinculación entre el dato experimental en el volumen elemental y dicha señal fisiológica en dicho espacio de superficie sabiendo los parámetros que intervienen en el problema de la reconstrucción de la señal fisiológica del sistema dinámico de arteria/tejido/vena para el vóxel considerado;

- la asignación conjunta de un operador de regularización espacial mediante la introducción de una información a priori relativa a una característica del dato experimental y/o de una información a priori relativa a una propiedad del sistema dinámico de arteria/tejido/vena;

- la asignación conjunta de un operador de regularización temporal mediante la introducción de una información a priori relativa a la respuesta de impulso de dicho sistema dinámico de arteria/tejido/vena.

Para permitir unos diagnósticos rápidos y particularmente eficaces, así como unos exámenes sucintos, un procedimiento para reconstruir una señal fisiológica de acuerdo con la invención puede incluir, además, una etapa para producir dicho dato experimental a partir de una adquisición de una señal por formación de imágenes funcionales.

Ventajosamente, cuando el sistema de análisis de formación de imágenes funcionales incluye unos medios de reproducción de la señal fisiológica reconstruida para un usuario de dicho sistema, cooperando dichos medios de reproducción con la unidad de tratamiento, un procedimiento según la invención puede incluir una etapa subsecuente para desencadenar una reproducción de la señal fisiológica reconstruida según un formato apropiado.

Para mejorar la calidad de las señales experimentales obtenidas y adquiridas por formación de imágenes funcionales y, finalmente, la calidad de los resultados obtenidos, un procedimiento según la invención puede incluir, además, una etapa previa de pretratamiento del dato experimental y/o de la malla de superficie, estando dicha etapa dispuesta para corregir y/o recalibrar respectivamente el dato experimental y/o la malla de superficie.

Ventajosamente, cuando el sistema de análisis de formación de imágenes funcionales incluye unos medios de reproducción para un usuario de dicho sistema, cooperando dichos medios de reproducción con la unidad de tratamiento, un procedimiento de acuerdo con la invención puede incluir, además, una etapa subsecuente para desencadenar la reproducción de la señal fisiológica reconstruida en uno o varios nudos de la malla para cada vóxel de la región de interés y generar una imagen en la forma de un mapa de actividad funcional.

Según un segundo objeto, la invención se refiere a una unidad de tratamiento que incluye unos medios para comunicarse con el mundo exterior y unos medios de tratamiento, que cooperan con unos medios de memorización. De manera ventajosa, los medios para comunicarse están dispuestos para recibir del mundo exterior un dato experimental y los medios de memorización incluyen unas instrucciones ejecutables o interpretables por los medios de tratamiento cuya interpretación o la ejecución de dichas instrucciones por dichos medios de tratamiento provoca la implementación de un procedimiento de acuerdo con el primer o segundo objeto de la invención.

Para ayudar a un facultativo que busca establecer un diagnóstico, los medios para comunicarse de una unidad de tratamiento de acuerdo con la invención pueden suministrar una señal fisiológica reconstruida según un formato apropiado para unos medios de reproducción adecuados para reproducirla para un usuario.

Según un tercer objeto, la invención se refiere a un sistema de análisis de formación de imágenes funcionales que incluye una unidad de tratamiento de acuerdo con la invención y unos medios de reproducción adecuados para reproducir para un usuario una señal fisiológica según un procedimiento de acuerdo con el primer objeto de la invención e implementado por dicha unidad de tratamiento.

Por último, según un cuarto objeto, la invención se refiere a un producto de programa informático que incluye una o varias instrucciones interpretables o ejecutables por los medios de tratamiento de una unidad de tratamiento de acuerdo con la invención. Dicha unidad de tratamiento incluye, además, unos medios de memorización o coopera con unos medios de memorización de este tipo, pudiéndose cargar dicho programa en dichos medios de memorización. Dichas instrucciones por dichos medios de tratamiento son tales que su interpretación o ejecución provoca la implementación de un procedimiento de acuerdo con el primer o segundo objeto de la invención.

Otras características y ventajas se aparecerán más claramente con la lectura de la descripción que sigue y con el examen de las figuras que la acompañan, de entre las que:

- las figuras 1 y 2, anteriormente descritas, presentan dos variantes de realización de un sistema de análisis de formación de imágenes médicas, eventualmente por Resonancia Magnética;

- la figura 3, anteriormente descrita, presenta un ejemplo de una función de respuesta hemodinámica;

- la figura 4, anteriormente descrita, presenta un ejemplo de una rejilla parcial de vóxeles que representan un surco de una superficie cortical de un cerebro humano;

- la figura 5 describe esquemáticamente un organigrama simplificado de un procedimiento de acuerdo con la invención;

- las figuras 6A, 6B y 6C presentan tres ejemplos de texturas estáticas, respectivamente generada y reproducida según un procedimiento de acuerdo con la invención, correspondiente a la señal original o testigo, generada y reproducida según un procedimiento de acuerdo con el Estado de la técnica;

- la figura 7 presenta un conjunto de cuatro ejemplos de cursos temporales de una señal fisiológica en un mismo nudo, respectivamente una señal fisiológica original o testigo, una señal fisiológica con ruido de un vóxel que contiene dicho nudo, una señal fisiológica reproyectada por un procedimiento de acuerdo con la invención y una señal fisiológica reconstruida por un procedimiento según el Estado de la Técnica;

- las figuras 8A, 8B y 8C presentan tres ejemplos de mapas de actividad funcional, respectivamente generada y reproducida a partir de una señal fisiológica respectivamente reconstruida según un procedimiento de acuerdo con la invención, correspondiente a la señal original o testigo y reproyectada según un procedimiento de acuerdo con el Estado de la técnica.

La figura 5 esquematiza un procedimiento 200 para reconstruir una señal fisiológica de un sistema dinámico de arteria/tejido/vena de un órgano en un espacio de superficie de acuerdo con la invención. Como se ha precisado anteriormente, un procedimiento 200 de este tipo se implementa ventajosamente por unos medios de tratamiento de una unidad de tratamiento 4 de un sistema de análisis de formación de imágenes por Resonancia Magnética o, más generalmente, de un sistema de análisis de formación de imágenes funcionales, tal como a título de ejemplos no limitativos, los descritos en relación con las figuras 1 y 2. En el sentido de la invención y en todo el documento, se entiende por "reconstrucción de una señal fisiológica" la elaboración de una señal fisiológica a partir de uno o varios datos experimentales previamente adquiridos por formación de imágenes funcionales. Igualmente, en el sentido de la invención y en todo el documento, se define un "espacio de superficie" como un espacio que describe la geometría del sistema dinámico de arteria/tejido/vena de un órgano de interés. En el marco del ejemplo de aplicación preferido descrito en vinculación con el cerebro, un espacio de superficie de este tipo, designado, igualmente, "superficie cortical", consiste en una superficie tomada en la cinta cortical, conocida, igualmente, bajo la denominación de "córtex". Un procedimiento 200 de acuerdo con la invención comprende ventajosamente una etapa 300 para reconstruir dicha señal fisiológica a partir de un dato experimental de un volumen elemental - denominado vóxel - de dicho órgano y de una malla de superficie que describe dicho espacio de superficie.

Como recordatorio, en el sentido de la invención y en todo el documento, se entiende por "vóxel" (contracción anglosajona del término "volumetric pixel"), un volumen elemental que permite medir la definición de una imagen digital matricial en tres dimensiones. Un vóxel de este tipo también puede considerarse como un píxel en tres dimensiones. En todos los casos, un vóxel de este tipo puede considerarse como un paralelepípedo rectángulo cuya superficie cerrada está constituida por sus seis caras. Igualmente, en el sentido de la invención y en todo el documento, se entiende por "malla de superficie" cualquier modelización geométrica de dicho espacio de superficie preferentemente por unos elementos proporcionados finitos y bien definidos. Como variante, una malla de superficie de este tipo puede consistir en la modelización geométrica de dicho espacio de superficie por unas superficies parametrizadas o unas superficies implícitas, como, por ejemplo, unas funciones matemáticas conocidas bajo la denominación anglosajona "level-set'. De este modo, a título de ejemplo preferido, pero no limitativo, se define una "malla de superficie" como una red tridimensional (3D) compuesta de nudos conectados entre sí por unas aristas, es decir, unos segmentos tridimensionales delimitados por dos nudos y que forman, de este modo, un conjunto de caras. En el marco de nuestro ejemplo preferido, pero no limitativo, en vinculación con el cerebro, dichos nudos pueden consistir ventajosamente en unos puntos del espacio tridimensional situados sobre, en o en la proximidad de la cinta cortical.

Un procedimiento 200 de acuerdo con la invención incluye un tratamiento 300 para reconstruir una señal fisiológica que consiste, principalmente, en una etapa 270 para asignar y/o evaluar una o varias distribuciones marginales a posteriori para dicha señal fisiológica que se busca reconstruir, tal como la señal BOLD en un nudo de la malla. Un tratamiento 300 de este tipo incluye, además, una etapa 280 para calcular el valor de dicha señal propiamente hablando. Para evaluar una distribución marginal a posteriori de este tipo, es necesario configurar, manual o automáticamente, la unidad de tratamiento 4 de un sistema de análisis de formación de imágenes funcionales, tal como el descrito anteriormente en vinculación con las figuras 1 y 2. Esta configuración puede realizarse preferentemente por la propia unidad de tratamiento 4, gracias a sus medios de tratamiento, a partir de uno o varios parámetros de configuración. La configuración puede traducirse, igualmente, por la constitución de una biblioteca de una o varias distribuciones marginales a posteriori, biblioteca preestablecida y memorizada en una memoria de programas y/o una memoria de datos, comúnmente denominadas medios de memorización, de dicha unidad. La invención prevé que dicha biblioteca puede ser enriquecida a medida que se produce su utilización, incluso ser suministrada por una unidad externa de cálculo adecuada para realizar dicha configuración a partir del o de los parámetros de configuración y adecuada para cooperar con la unidad de tratamiento para suministrar dicha biblioteca.

Un procedimiento 200 de acuerdo con la invención puede incluir, de este modo, unas etapas de configuración 240, 250, 260 implementadas previamente a la asignación 270, manual o automáticamente, de entre las que son necesarias y suficientes:

- la asignación 240 de la distribución de probabilidad directa de los datos experimentales en dicho espacio de superficie sabiendo los parámetros que intervienen en el problema de reconstrucción de la señal fisiológica del sistema dinámico de arteria/tejido/vena para el vóxel considerado;

- la asignación 250 de una distribución de probabilidad espacial a priori de dicha señal fisiológica mediante la introducción de una información a priori relativa a una o varias características de los datos experimentales y/o de una información a priori relativa a una o varias propiedades del sistema dinámico de arteria/tejido/vena;

- la asignación 260 de una distribución de probabilidad temporal a priori de dicha señal fisiológica mediante la introducción de una información a priori relativa a la respuesta de impulso de dicho sistema dinámico de arteria/tejido/vena.

En el sentido de la invención y en todo el documento, el término de "distribución de probabilidad directa" podrá calificarse ventajosamente como "función de verosimilitud".

Por otro lado, la invención prevé que un procedimiento 200 para reconstruir una señal fisiológica de acuerdo con la invención pueda incluir, igualmente, una etapa de configuración 210 dispuesta para permitir la asignación de una malla de superficie que describe el espacio de superficie del órgano estudiado.

Las etapas de configuración pueden depender del caso de aplicación considerado. Como complemento, previamente a las etapas de configuración 210, 240, 250, 260, un procedimiento 200 para reconstruir una señal fisiológica de acuerdo con la invención puede ventajosa y respectivamente comprender unas etapas de prueba 211, 241, 251, 261 para verificar la especificación por el usuario de:

- la asignación 210 de una malla de superficie que describe el espacio de superficie del órgano estudiado; - la asignación 240 de la distribución de probabilidad directa de los datos experimentales en dicho espacio de superficie sabiendo los parámetros que intervienen en el problema de reconstrucción de la señal fisiológica del sistema dinámico de arteria/tejido/vena para el vóxel considerado;

Unas etapas de prueba de este tipo u operaciones 211, 241, 251, 261 pueden consistir ventajosamente en probar el valor de un indicador booleano inicializado o actualizado por una o varias etapas de parametrización o de personalización, anteriormente aludidas, del sistema de análisis de formación de imágenes funcionales cuya unidad de tratamiento implementa un procedimiento para reconstruir una señal fisiológica de acuerdo con la invención o de cualquier otra técnica implementada por la unidad de tratamiento capaz de asegurarse de una parametrización de este tipo o de una personalización de este tipo del sistema de análisis de formación de imágenes funcionales.

Si todas las asignaciones se han configurado previamente (situaciones simbolizadas por las referencias 211 -y, 241-y, 251-y, 261-y en la figura 5), la unidad de tratamiento implementa las etapas subsecuentes de un procedimiento 200 de acuerdo con la invención. Dicho de otra manera, si no se ha configurado ninguna distribución de probabilidad directa de los datos experimentales (situación simbolizada por la referencia 241-n en la figura 5) de manera previa, un procedimiento 200 de acuerdo con la invención incluye una etapa 242 para construir dicha distribución de probabilidad directa a partir de informaciones a priori relativas, por ejemplo, no limitativamente, a la anatomía del espacio de superficie que comprende el o los datos experimentales, la naturaleza de la señal fisiológica a reconstruir, los parámetros de adquisición del o de los datos experimentales... etc. Una construcción de este tipo puede realizarse preferentemente por la propia unidad de tratamiento 4, gracias a sus medios de tratamiento, a partir de uno o varios parámetros de construcción. La construcción puede traducirse, igualmente, por la constitución de una biblioteca de una o varias distribuciones de probabilidad directa, biblioteca preestablecida y memorizada en una memoria de programas de dicha unidad, cuya una de dichas distribuciones de probabilidad directa puede seleccionarse. De manera análoga, si no se ha configurado ninguna distribución de probabilidad espacial a priori o temporal a priori de dicha señal fisiológica (situaciones simbolizadas por las referencias 251-n, 261-n en la figura 5) de manera previa, un procedimiento 200 de acuerdo con la invención incluye respectivamente unas etapas 252, 262 para construir una distribución de probabilidad espacial a priori y una distribución de probabilidad temporal a priori. De manera análoga, si no se ha configurado ninguna malla de superficie (situación simbolizada por la referencia 211-n en la figura 5) de manera previa, un procedimiento 200 de acuerdo con la invención incluye una etapa 212 para construir una malla de superficie que describe dicho espacio de superficie a partir de informaciones anatómicas relativas al órgano estudiado. Como variante o como complemento, si no se ha configurado o asignado ninguna distribución marginal a posteriori para dicha señal fisiológica (situación no representada en la figura 5) de manera previa, la invención prevé que un procedimiento de acuerdo con la invención pueda incluir una etapa para construir dicha distribución marginal a posteriori.

Las etapas previamente descritas de un procedimiento para reconstruir una señal fisiológica de acuerdo con la invención se han descrito en vinculación con un enfoque probabilístico, pero permanecen pertinentes para la implementación de un enfoque determinista. De este modo, la etapa 270 para evaluar una o varias distribuciones marginales a posteriori para dicha señal fisiológica puede consistir, según un enfoque determinista, en una etapa 270 para evaluar una o varias funciones de coste para reconstruir dicha señal fisiológica. De la misma manera, las etapas de configuración 240, 250, 260 implementadas previamente a la asignación 270, manual o automáticamente, pueden consistir, según un enfoque determinista, en:

- la asignación 240 del operador del modelo directo que establece la vinculación entre el dato experimental en el volumen elemental y dicha señal fisiológica en dicho espacio de superficie sabiendo los parámetros que intervienen en el problema de la reconstrucción de la señal fisiológica del sistema dinámico de arteria/tejido/vena para el vóxel considerado;

- la asignación 250 de un operador de regularización espacial mediante la introducción de una información a priori relativa a una característica del dato experimental y/o de una información a priori relativa a una o varias propiedades del sistema dinámico de arteria/tejido/vena;

- la asignación 260 de un operador de regularización temporal mediante la introducción de una información a priori relativa a la respuesta de impulso de dicho sistema dinámico de arteria/tejido/vena.

De manera análoga a la distribución de probabilidad directa, si no se ha configurado ningún operador del modelo directo de los datos experimentales (situación simbolizada por la referencia 241-n en la figura 5) de manera previa, un procedimiento 200 de acuerdo con la invención incluye una etapa 242 para construir dicho operador del modelo directo a partir de informaciones a priori relativas, por ejemplo, no limitativamente, a la anatomía del espacio de superficie que comprende el o los datos experimentales, la naturaleza de la señal fisiológica a reconstruir, los parámetros de adquisición del o de los datos experimentales... etc. Una construcción de este tipo puede realizarse preferentemente por la propia unidad de tratamiento 4, gracias a sus medios de tratamiento, a partir de uno o varios parámetros de construcción. La construcción puede traducirse, igualmente, por la constitución de una biblioteca de uno o varios operadores del modelo directo, biblioteca preestablecida y memorizada en una memoria de programas y/o una memoria de datos, comúnmente denominadas medios de memorización, de dicha unidad, cuyo uno de dichos operadores de dicho modelo directo puede seleccionarse. De manera análoga, si no se ha configurado ningún operador de regularización espacial o temporal a priori de dicha señal fisiológica (situaciones simbolizadas por las referencias 251-n, 261-n en la figura 5) de manera previa, un procedimiento 200 de acuerdo con la invención incluye respectivamente unas etapas 252, 262 para construir un operador de regularización espacial o un operador de regularización temporal.

Unos primer y segundo ejemplos de puesta en práctica de un procedimiento 200 de este tipo para reconstruir una señal fisiológica, respectivamente según unos enfoques determinista y probabilístico, se describirán ventajosamente, pero no limitativamente, en la continuación del documento, en vinculación con la figura 5 que permite ilustrar un procedimiento 200 para una señal fisiológica de acuerdo con la invención. A este respecto, un dato experimental, en la forma de un volumen funcional V se adquiere en cada instante t.

Según un primer ejemplo de puesta en práctica según un enfoque determinista, se ha elegido y definido un modelo directo experimental, por una parte, para traducir el comportamiento fisiológica de la señal BOLD, expresando, en concreto, la propagación de una actividad neuronal de una columna cortical a sus columnas vecinas, de modo que: en cada instante t, una señal fisiológica cortical A en un nudo n de una malla de superficie influye sobre sus nudos vecinos m de dicha malla de superficie según un peso Wgeodésico(n,m) inversamente proporcional a la distancia geodésica, es decir, a lo largo de la superficie, que los separa. Por otro lado, dicho modelo directo experimental se ha elegido y definido, por otra parte, para modelizar los fenómenos físicos que intervienen en el transcurso de la adquisición de uno o varios datos experimentales por un sistema de formación de imágenes por Resonancia Magnética, describiendo, en concreto, el efecto de volumen parcial, de modo que: en cada instante t, una señal fisiológica cortical A en un nudo n de una malla de superficie influye sobre los vóxeles v circundantes de dicho nudo n, es decir, normalmente a la superficie, según un peso Wnorma(v,n) máximo en la materia gris e inversamente proporcional a la distancia entre dichos vóxeles y la materia gris en cuanto que dichos vóxeles están posicionados en la materia blanca y el líquido cefalorraquídeo. También, un modelo directo, en forma de un modelo de ponderación normal y geodésico, puede escribirse en la forma del siguiente sistema de ecuaciones:

De este modo, un procedimiento de acuerdo con la invención incluye una etapa de configuración 240 para asignar un operador del modelo directo M en la forma de una matriz de tamaño Nv*Nn, donde Nv es el número de vóxeles v contenidos en un dato experimental V, conocido, igualmente, bajo el término de volumen funcional y Nn el número de nudos de la malla de superficie, que establece la vinculación entre el dato experimental V en el volumen elemental v y dicha señal fisiológica A en dicho espacio de superficie, sabiendo los pesos Wgecdésico(n,m) y Wnorma(v,n).

Por otro lado, un procedimiento 200 de acuerdo con la invención incluye una etapa de configuración 250 para asignar un operador de regularización espacial Eespaciai(A) de la señal fisiológica a reconstruir mediante la introducción de una información a priori relativa a una característica del dato experimental y/o de una información a priori relativa a una propiedad del sistema dinámico de arteria/tejido/vena, tal que:

EespcaalW = KT'HDA)'(DA))

donde ád es un coeficiente de regularización espacial,

A es la matriz de la señal fisiológica a reconstruir y D es la matriz de regularización espacial que se escribe en la forma:

donde 5^¡,¡ es el símbolo de Kronecker, d^g (n^ci1,n^ci2) es la distancia geodésica entre dos nudos en los extremos de una arista de la malla de superficie, Dnorm(nc/i,nc/2) es un término de normalización con n^ci1 y n^ci2 correspondientes a los dos nudos en los extremos de una arista c¡ de la malla de superficie y #v(ncii) y #v(n^ci2) correspondientes respectivamente al número de vecinos directos de los nudos nCⁱi y nc2.

Además, un procedimiento 200 de acuerdo con la invención incluye una etapa de configuración 260 para asignar un operador de regularización temporal E^temporai (A) mediante la introducción de una información a priori relativa a la respuesta de impulso de dicho sistema dinámico de arteria/tejido/vena, tal que:

&temporal (A ) — Á-j-Tri A T 'T A * )

donde á ^t es un coeficiente de regularización temporal,

A es la matriz de la señal fisiológica a reconstruir y T es la matriz de regularización temporal que se escribe en la forma:

donde Ar es un intervalo de tiempo entre dos adquisiciones de dos volúmenes funcionales.

Por lo demás, un procedimiento 200 de acuerdo con la invención incluye una etapa de configuración 270 para asignar una función de coste E(V,A) para dicha señal fisiológica A en un nudo de dicha malla, tal que:

Z7 „ Tr((V - MA)1 R~\V - MA))

.'sujeción t V , A ) —

donde 2 es el término de sujeción a los datos que miden el desvío entre el modelo directo aplicado a la señal fisiológica A y los datos experimentales V considerando la hipótesis de un ruido gaussiano, con M el operador del modelo directo y R-1 la matriz de covarianza del ruido;

E^espaciai (A)=Á^DTr((DA)^t (DA)) es el operador de regularización espacial previamente configurado, E^temporai (A)=Á^rTr(Ar^trA ^t) es el operador de regularización temporal previamente configurado.

Por último, con unos fines de optimización, un procedimiento 200 de acuerdo con la invención incluye una etapa 280 para evaluar dicha función de coste E(V,A) para dicha señal fisiológica A en un nudo de dicha malla. Una etapa 280 de este tipo para evaluar dicha función de coste E(V,A) consiste en minimizar una función de coste E(V,A) de este tipo según la señal fisiológica A, minimizando, incluso que anula, el gradiente de la energía total, que consiste en resolver la siguiente ecuación:

Finalmente, la etapa 280 para evaluar dicha función de coste E(V,A) consiste en resolver el siguiente sistema, por la implementación por unos medios de tratamiento de una unidad de tratamiento 4 de un sistema de análisis de formación de imágenes funcionales, tal como el descrito en vinculación con las figuras 1 y/o 2, del algoritmo de los gradientes conjugados lineales:

Según un segundo ejemplo de puesta en práctica según un enfoque probabilístico, se ha elegido y definido un modelo directo experimental, por una parte, para traducir el comportamiento fisiológico de la señal BOLD, expresando, en concreto, la propagación de una actividad neuronal de una columna cortical a sus columnas vecinas, de modo que: en cada instante t, una señal fisiológica cortical A en un nudo n de una malla de superficie influye sobre sus nudos vecinos m de dicha malla de superficie según un peso W^geodés¡^co (n,m) inversamente proporcional a la distancia geodésica, es decir, a lo largo de la superficie, que los separa. Por otro lado, dicho modelo directo experimental se ha elegido y definido, por otra parte, para modelizar los fenómenos físicos que intervienen en el transcurso de la adquisición de uno o varios datos experimentales por un sistema de formación de imágenes por Resonancia Magnética, describiendo, en concreto, el efecto de volumen parcial, de modo que: en cada instante t, una señal fisiológica cortical A en un nudo n de una malla de superficie influye sobre los vóxeles v circundantes de dicho nudo n, es decir, normalmente a la superficie, según un peso W^norma (v,rí) máximo en la materia gris e inversamente proporcional a la distancia entre dichos vóxeles y la materia gris en cuanto que dichos vóxeles están posicionados en la materia blanca y el líquido cefalorraquídeo. También, un modelo directo, en forma de un modelo de ponderación normal y geodésico, puede escribirse en la forma del siguiente sistema de ecuaciones:

De este modo, un procedimiento de acuerdo con la invención incluye una etapa de configuración 240 para asignar una distribución de probabilidad M, en la forma de una matriz de tamaño N^v*N ⁿ, donde N^v es el número de vóxeles v contenidos en un dato experimental V, conocido, igualmente, bajo el término de volumen funcional y Nⁿ el número de nudos de la malla de superficie, del dato experimental V en dicho espacio de superficie, sabiendo los pesos W^geodésco (n,m) y W^norma (v,rí) para el vóxel considerado v.

Por otra parte, un procedimiento 200 de acuerdo con la invención incluye una etapa de configuración 250 para asignar una distribución de probabilidad espacial a priori de dicha señal fisiológica p^espaciai (A) mediante la introducción de una información a priori relativa a una característica del dato experimental y/o de una información a priori relativa a una propiedad del sistema dinámico de arteria/tejido/vena, tal que:

donde ád es un coeficiente de regularización espacial, esPacial es un término de normalización, A es la matriz de la señal fisiológica a reconstruir y D es la matriz de regularización espacial que se escribe en la forma:

donde 5^{¡ j} es el símbolo de Kronecker, d^g (n^ci1,n^ci2) es la distancia geodésica entre dos nudos en los extremos de una arista de la malla de superficie, D^norm (n^c¡-^\,nc^¡2) es un término de regularización espacial A con nC^h y nc¡² correspondientes a los dos nudos en los extremos de una arista cⁱ de la malla de superficie y #v(ncii) y #v(n^ci2) correspondientes respectivamente al número de vecinos directos de los nudos ncⁿ y n^ci2.

Además, un procedimiento 200 de acuerdo con la invención incluye una etapa de configuración 260 para asignar una distribución de probabilidad temporal a pricri de dicha señal fisiológica p ^tempcrai (A) mediante la introducción de una información a pricri relativa a la respuesta de impulso de dicho sistema dinámico de arteria/tejido/vena, tal que:

i

_{donde át es un coeficiente de regularización temporal,} z _temporal _{es un término de normalización, A es la matriz}de la señal fisiológica a reconstruir y T es la matriz de regularización temporal que se escribe en la forma:

donde A r es un intervalo de tiempo entre dos adquisiciones de dos volúmenes funcionales.

Por lo demás, un procedimiento 200 de acuerdo con la invención incluye una etapa de configuración 270 para asignar una distribución marginal a pcstericri p(A| V) para dicha señal fisiológica A en un nudo de dicha malla, tal que:

| Tr((V-MA)‘ ETl (V-MA)) j

donde £ corresponde a la función de verosimilitud, corresponde a la distribución de probabilidad espacial a pricri y e_(ATTr(ATtTAt)) corresponde a la distribución de probabilidad temporal a pricri, dichas función de verosimilitud, distribución de probabilidad espacial a pricri y distribución de probabilidad temporal a pricri previamente asignadas con una constante multiplicativa de aproximación.

Por último, con unos fines de optimización, un procedimiento 200 de acuerdo con la invención incluye una etapa 280 para evaluar la distribución marginal a pcstericri p(A| V) para dicha señal fisiológica A en un nudo de dicha malla. Una etapa 280 de este tipo para evaluar dicha distribución marginal a pcstericrip(A| V) consiste en maximizar la distribución marginal a pcstericri p(A| V) según la señal fisiológica A, aplicando el Estimador del Máximo A Pcstericri, tal que:

_|>ncv-AM)^-Vv-MA))+Aorr((m),(m))+^ rr(Ar,7,A,)j argmaxA(p(A|V)) = argmax^lé- 2 )

esto es:

Finalmente, la etapa 280 para evaluar la distribución marginal a pcstericri p(A|V) consiste en resolver el siguiente sistema, por la implementación por unos medios de tratamiento de una unidad de tratamiento 4 de un sistema de análisis de formación de imágenes funcionales, tal como el descrito en vinculación con las figuras 1 y/o 2, del algoritmo de los gradientes conjugados lineales:

Además, un procedimiento 200 para reconstruir una señal fisiológica puede incluir una etapa 230 para producir dicho dato experimental a partir de una adquisición de una señal por formación de imágenes funcionales. La adquisición de uno o varios datos experimentales, ventajosamente unas señales, por formación de imágenes funcionales, más particularmente, Formación de Imágenes de Resonancia Magnética, puede efectuarse muestreando regularmente un volumen paralelepipédico según un plano de corte dado. Los datos experimentales, conocidos, igualmente, bajo la denominación de "imágenes", en dos dimensiones obtenidos están constituidos de píxeles dotados de un espesor, correspondiente al espesor del corte y llamados vóxeles. En IRM, más particularmente, en IRMf, una adquisición de este tipo puede efectuarse por medio de una o varias secuencias definidas por unos parámetros de adquisición, tales como, por ejemplo, el tiempo de eco TE, el tiempo de repetición TR, el ángulo de basculación a o también el tiempo de inversión TI. A título de ejemplo preferido, pero no limitativo, podrá emplearse una secuencia de adquisición ecoplanar (conocida, igualmente, bajo la terminología anglosajona "echo planar imaging" o la abreviatura "EPI"). Como variante, podrá emplearse, igualmente, una secuencia de eco de gradiente, generalmente, prevista en todos los sistemas de formación de imágenes.

Por otro lado, como se ha precisado anteriormente, en concreto, en el ejemplo descrito en vinculación con las figuras 1 y 2, un sistema de análisis de formación de imágenes funcionales de acuerdo con la invención puede incluir unos medios de reproducción 5 de la señal fisiológica reconstruida para un usuario 6 de dicho sistema, cooperando dichos medios de reproducción 5 con la unidad de tratamiento 4. Unos medios de reproducción 5 de este tipo permiten disponer de una transcripción ventajosamente gráfica, sonora u otra y pueden incluir, por ejemplo, una pantalla o unos altavoces. De este modo, como variante o como complemento, un procedimiento 200 de acuerdo con la invención puede incluir ventajosamente una etapa subsecuente 290 para desencadenar una reproducción de la señal fisiológica reconstruida según un formato apropiado. Según el ejemplo de aplicación preferida, pero no limitativa, en vinculación con el cerebro, la señal fisiológica reconstruida es ventajosamente la señal BOLD. Por ejemplo, la o las señales fisiológicas reconstruidas pueden tomar preferentemente la forma de uno o varios datos de superficie dinámicos. En efecto, para cada nudo de la malla de superficie en el que se reconstruye una señal fisiológica, en cada instante, es decir, para cada uno de los instantes correspondientes a un dato experimental, los medios de reproducción de un sistema de análisis por formación de imágenes funcionales, tal como, por ejemplo, el descrito anteriormente en vinculación con las figuras 1 y 2, pueden reproducir un valor correspondiente al valor de dicha señal fisiológica en este nudo y en este instante. De este modo, el o dichos valores de dicha señal fisiológica pueden reproducirse por los medios de reproducción de dicho sistema de análisis de formación de imágenes funcionales bajo diferentes formas, en concreto, una o varias representaciones gráficas de diferentes naturalezas, tales como, a título de ejemplos no limitativos, uno o varios cursos temporales, una o varias texturas dinámicas o estáticas.

En el sentido de la invención y en todo el documento, se entiende por "curso temporal" la evolución de una señal fisiológica en el tiempo en un punto predeterminado, tal como un nudo o un vóxel de interés, representada por una curva de amplitud en función del tiempo. La figura 7 presenta, en concreto, un conjunto 100 de varios ejemplos de unos cursos temporales 101, 102, 103, 104 de este tipo en un mismo nudo. La curva 101 ilustra, en concreto, el curso temporal de una señal fisiológica original o testigo en un nudo. La curva 102, por su parte, muestra una representación gráfica del curso temporal de la misma señal fisiológica con ruido de un vóxel que contiene dicho nudo. A su vez, la curva 103 ilustra, en concreto, el curso temporal de la señal fisiológica reconstruida por un procedimiento de acuerdo con la invención en el mismo nudo. Por último, la curva 104 muestra una representación gráfica del curso temporal de la señal fisiológica reconstruida por un procedimiento según el Estado de la Técnica en el mismo nudo. Como lo muestra el ejemplo descrito en vinculación con la curva 102 de la figura 7, a partir de los datos experimentales adquiridos en IRMf, el usuario no puede extraer ninguna información pertinente relativa a la señal fisiológica "a simple vista" y esto por el hecho, principalmente, de la presencia de un ruido importante. Siendo las variaciones de interés de la señal muy escasas, un nivel de ruido, a pesar de ser escaso, es suficiente para interferir con la señal e impide obtener una información pertinente relativa a la señal fisiológica. Como lo muestra el ejemplo descrito en vinculación con la curva 103 de la figura 7, un procedimiento de acuerdo con la invención permite no solamente mejorar la calidad de una señal fisiológica reconstruida en comparación con la reproducción de la misma señal fisiológica reconstruida por un procedimiento según el Estado de la Técnica, tal como lo atestigua la curva 104 de la figura 7, y ofrece, igualmente, para el usuario la posibilidad de hallar, sin tratamiento suplementario, unas informaciones pertinentes contenidas dentro de dicha señal fisiológica reconstruida. Por ejemplo, reduciendo el ruido contenido en los datos experimentales, un procedimiento de este tipo podría permitir para el usuario, visualizando, por una parte, el paradigma experimental circunvolucionado a la función de respuesta hemodinámica 101 y, por otra parte, el curso temporal de la señal fisiológica reconstruida por dicho procedimiento en diferentes nudos de interés de la malla de superficie, desvelar unas relaciones de correlación entre dicha señal fisiológica reconstruida y el paradigma experimental circunvolucionado a la función de respuesta hemodinámica. Así como lo atestigua la figura 7, el curso temporal de la señal fisiológica reconstruida por un procedimiento de acuerdo con la invención, representado por la curva 103 de dicha figura 7, es bastante más "limpio" que el curso temporal de la señal fisiológica experimental, representado por la curva 102 de dicha figura 7, puesto que un procedimiento de acuerdo con la invención permite asegurar una correlación espacial entre las señales fisiológicas, mientras que permite disminuir el impacto del ruido y mejorar la visibilidad de las variaciones de interés de dicha señal fisiológica reconstruida.

Igualmente, en el sentido de la invención y en todo el documento, se define una "textura estática" como el conjunto de los valores tomados por una señal fisiológica en cada uno de los nudos de la malla de superficie en un instante t. De manera análoga, se define una "textura dinámica" como una serie temporal de texturas estáticas para una pluralidad de instantes t. Las figuras 6A a 6C presentan, en concreto, un conjunto 100 de varios ejemplos de unas texturas estáticas de este tipo. En primer lugar, la figura 6A ilustra, en concreto, una textura estática de una señal fisiológica reconstruida S por un procedimiento de acuerdo con la invención, en vinculación con el cerebro y la señal BOLD. De la misma manera, la figura 6B muestra una representación gráfica de una textura estática de la misma señal fisiológica original o testigo S, en vinculación, igualmente, con el cerebro y la señal BOLD. Por último, la figura 6C ilustra, en concreto, una textura estática de una señal fisiológica reconstruida S por un procedimiento según el Estado de la Técnica, en vinculación con el cerebro y la señal BOLD. Según la figura 6A, en comparación con la señal BOLD experimental descrita en vinculación con la figura 6B y la señal BOLD reconstruida por un procedimiento según el Estado de la Técnica, la señal BOLD reconstruida y reproducida por un procedimiento de acuerdo con la invención aparece bastante mejor localizada espacialmente y la amplitud de dicha señal BOLD está claramente bastante mejor restaurada que respecto al Estado de la Técnica.

Como variante o como complemento, para mejorar la calidad de uno o varios datos o señales experimentales obtenidas y adquiridas por formación de imágenes funcionales, más precisamente, por Resonancia Magnética Funcional, pero, igualmente, la calidad y la solidez de la señal fisiológica reconstruida, un procedimiento 200 de acuerdo con la invención puede incluir, igualmente, una o varias etapas previas (no representadas en las figuras) de pretratamiento del dato experimental, estando dicha etapa dispuesta para corregir dicho dato experimental.

En efecto, la formación de imágenes por Resonancia Magnética, como todas las otras técnicas de formación de imágenes médicas, no escapa a la constitución de artefactos. Los artefactos son unas imágenes observables que no representan ninguna realidad anatómica o física. Bastante a menudo, se busca evitarlos o minimizarlos modificando ciertos parámetros de adquisición o de reconstrucción. Unos artefactos de este tipo pueden ser de diferentes naturalezas. Además, el sistema de adquisición de formación de imágenes por Resonancia Magnética Funcional, más generalmente, de formación de imágenes funcionales, puede influenciar, igualmente, los datos experimentales obtenidos. En efecto, los datos experimentales IRMf, generalmente, en la forma de imágenes, resultan de compromisos entre unos numerosos criterios interdependientes, tales como, no limitativamente, la duración de la adquisición, la relación señal a ruido, el tamaño del volumen adquirido, la resolución espacial o también la resolución temporal.

A título de ejemplos no limitativos, unas etapas de este tipo para corregir uno o varios datos experimentales pueden consistir en:

- una etapa de corrección de movimientos (realineación), en concreto, de la cabeza, si el paciente no permanece lo suficientemente inmóvil en el transcurso de la adquisición de una secuencia, por medio de dos etapas sucesivas que comprenden una etapa de estimación de seis parámetros correspondientes a las transformaciones rígidas (tres traslaciones y tres rotaciones según los tres ejes del espacio euclidiano) y una etapa de transformación de los datos estimados por medio de métodos de interpolación trilineal, sinusoidal o B-spline;

- una etapa de corrección del desfase temporal o de recalibrado temporal intracorte (conocida, igualmente, bajo la denominación anglosajona de "slice-timing'), por medio de una etapa de interpolación temporal, que permite considerar todos los cortes de un mismo dato experimental como adquiridos en el mismo instante. En efecto, no haciéndose la adquisición de los cortes de un dato experimental en el mismo instante y siendo la duración de dicha adquisición función del tiempo de repetición TR, las señales comprendidas dentro de un mismo corte pueden demostrar un desfase en el tiempo;

- una etapa de recalibrado anátomo-funcional, que permite la puesta en correspondencia de los datos experimentales (conocidos, igualmente, bajo la terminología de "datos funcionales") y de los datos anatómicos de un sujeto;

- una etapa de corrección de sesgos y de distorsiones geométricas debidos a las no homogeneidades de campos magnéticos B1 aplicados dentro del aparato de formación de imágenes por Resonancia Magnética que afectan de manera habitual a las señales experimentales por Resonancia Magnética.

Por otro lado, como se ha precisado anteriormente, la invención prevé que un procedimiento de acuerdo con la invención pueda incluir una etapa previa (no representada en las figuras) de pretratamiento de la malla de superficie, estando dicha etapa dispuesta para recalibrar dicha malla de superficie. En efecto, puede ser necesario que el o los datos experimentales y la malla de superficie se pongan en correspondencia, con el fin de reconstruir, finalmente, la señal fisiológica. También, la malla de superficie puede recolocarse ventajosamente en el sistema de referencia del o de los datos experimentales. A título de ejemplo no limitativo, la etapa para recalibrar dicha malla de superficie puede incluir una o varias etapas de recalibrado similares a las descritas anteriormente, tales como, por ejemplo, una etapa de recalibrado rígido.

La invención se refiere, además, a un procedimiento 200 para producir una reconstrucción de una señal fisiológica de una región de interés. Se entiende por "región de interés" cualquier región que se extiende sobre al menos un vóxel de interés. A pesar de todo, una región de interés no ha de limitarse a un solo vóxel, sino que puede comprender una pluralidad de vóxeles, ventajosamente seleccionados manual o automáticamente. Según la invención, dicha señal fisiológica puede reconstruirse en al menos dos nudos referidos por dicha región de interés para cada uno de dichos nudos a partir de uno o varios datos experimentales por medio de un procedimiento 200 de este tipo de acuerdo con la invención, tal como el descrito anteriormente, en concreto, en vinculación con la figura 5, implementándose dicho procedimiento 200 por los medios de tratamiento de la unidad de tratamiento 4 de un sistema de análisis de formación de imágenes funcionales, más particularmente, de formación de imágenes por Resonancia Magnética, según las figuras 1 y/o 2.

Además, como se ha precisado anteriormente, en concreto, en dicho ejemplo descrito en vinculación con las figuras 1 y 2, un sistema de análisis de formación de imágenes funcionales de acuerdo con la invención puede incluir unos medios de reproducción 5 de la señal fisiológica reconstruida para un usuario 6 de dicho sistema, cooperando dichos medios de reproducción 5 con la unidad de tratamiento 4. Unos medios de reproducción 5 de este tipo permiten disponer de una transcripción ventajosamente gráfica, sonora u otra y pueden incluir, por ejemplo, una pantalla o unos altavoces. De este modo, como variante o como complemento, un procedimiento 200 de acuerdo con la invención puede comprender ventajosamente una etapa subsecuente para desencadenar la reproducción de la señal fisiológica reconstruida en uno o varios nudos de la malla para cada vóxel de la región de interés y generar una imagen a partir de la reconstrucción de dicha señal fisiológica en la forma de un mapa de actividad funcional según un formato apropiado. Una generación de mapa de actividad funcional de este tipo se implementa gracias a un segundo procedimiento consecutivo a un procedimiento para construir una señal fisiológica de acuerdo con el primer objeto de la invención y se apoya en unos métodos que utilizan, por ejemplo, un modelo lineal general (conocido, igualmente, bajo la terminología y la abreviatura anglosajona "General Linear Model - GLM"). En el marco del ejemplo de aplicación preferido en vinculación con el cerebro, un mapa de actividad funcional de este tipo permite la detección de activaciones neuronales a partir de la reconstrucción de la señal BOLD. Las figuras 8A, 8B y 8C presentan tres ejemplos de mapas de actividad funcional generados en el marco del ejemplo de aplicación preferida, pero no limitativa, en este caso concreto, el cerebro. La figura 8A ilustra un mapa de actividad neuronal generado y reproducido a partir de una señal BOLD reconstruida según un procedimiento de acuerdo con la invención. La figura 8b , por su parte, ilustra un mapa de actividad neuronal a partir de una señal BOLD original o testigo. Por último, la figura 8C ilustra un mapa de actividad neuronal generado y reproducido a partir de una señal BOLD reconstruida según un procedimiento de acuerdo con el Estado de la técnica. Según la figura 8A, la zona activa A del mapa de actividad neuronal aparece manifiestamente bastante más clara y mejor obtenida que la obtenida por un procedimiento según el Estado de la Técnica, como lo muestra la comparación de las figuras 8A y 8C respecto al sistema de referencia testigo descrito por la figura 8B.

Gracias a las nuevas reconstrucciones de una señal fisiológica y/o a las reproducciones de dicha señal fisiológica reconstruida presentadas anteriormente, la invención permite poner a la disposición de un usuario, eventualmente facultativo, todo un conjunto de informaciones pertinentes y coherentes, informaciones disponibles gracias a la utilización de un procedimiento de acuerdo con la invención. Esta puesta a disposición se hace posible por una adaptación de la unidad de tratamiento 4 según las figuras 1 o 2, por que los medios de tratamiento de una unidad de tratamiento 4 de este tipo implementan un procedimiento para reconstruir una señal fisiológica de un vóxel o de una región de interés que incluye, en concreto, la reconstrucción de dicha señal fisiológica a partir de uno o varios datos experimentales de un vóxel de dicho órgano y de una malla de superficie que describe dicho espacio de superficie. Una implementación de este tipo se hace ventajosamente posible por la carga o el registro, dentro de medios de memorización, eventualmente incluidos dentro de la unidad de tratamiento 4, que coopera con dichos medios de tratamiento, de un producto de programa informático. Este último incluye, en efecto, unas instrucciones interpretables y/o ejecutables por dichos medios de tratamiento. La interpretación o la ejecución de dichas instrucciones provoca o desencadena automáticamente la implementación de un procedimiento 200 de acuerdo con la invención. Los medios para comunicarse con el mundo exterior de dicha unidad de tratamiento pueden suministrar una señal fisiológica, tal como a título de ejemplo preferido, pero no limitativo, la señal BOLD, según un formato apropiado para unos medios de reproducción adecuados para reproducirla para un usuario 6, pudiendo dicha señal fisiológica reconstruida reproducirse ventajosamente en la forma, por ejemplo, de cursos temporales, de texturas estáticas o dinámicas o también de mapas de actividad funcional, tales como los ejemplos anteriormente descritos e ilustrados por las figuras 6A, 7 y 8A. Gracias a la invención, las informaciones suministradas son más numerosas, coherentes, reproducibles y justas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento (200) para reconstruir una señal fisiológica de un sistema dinámico de arteria/tejido/vena de un órgano en un espacio de superficie, estando dicho procedimiento (200) implementado por unos medios de tratamiento de una unidad de tratamiento (4) de un sistema de análisis de formación de imágenes funcional e incluyendo una etapa (270) para reconstruir dicha señal fisiológica a partir de un dato experimental de una región de interés que incluye un volumen elemental - denominado vóxel - de dicho órgano y de una malla de superficie que describe dicho espacio de superficie, estando dicho procedimiento caracterizado porque dicha etapa consiste en evaluar (280), según un método de resolución de un problema inverso, una distribución marginal a posteriori para dicha señal fisiológica en un nudo de dicha malla mediante:

- la asignación (240) de una distribución de probabilidad directa del dato experimental en dicho espacio de superficie conociendo los parámetros que intervienen en el problema de reconstrucción de la señal fisiológica del sistema dinámico de arteria/tejido/vena para el vóxel considerado;

- la asignación conjunta (250) de una distribución de probabilidad espacial a priori de dicha señal fisiológica mediante la introducción de una información a priori relativa a una característica del dato experimental y/o de una información a priori relativa a una propiedad del sistema dinámico de arteria/tejido/vena;

- la asignación conjunta (260) de una distribución de probabilidad temporal a priori de dicha señal fisiológica mediante la introducción de una información a priori relativa a la respuesta de impulso de dicho sistema dinámico de arteria/tejido/vena.

2. Procedimiento (200) para reconstruir una señal fisiológica de un sistema dinámico de arteria/tejido/vena de un órgano en un espacio de superficie, estando dicho procedimiento (200) implementado por unos medios de tratamiento de una unidad de tratamiento (4) de un sistema de análisis de formación de imágenes funcionales e incluyendo una etapa para reconstruir la señal fisiológica a partir de un dato experimental de una región de interés que incluye un volumen elemental - denominado vóxel - y de una malla de superficie que describe dicho espacio de superficie, estando dicho procedimiento caracterizado porque dicha etapa consiste en evaluar (270), según un método de resolución de un problema inverso, una función de coste para dicha señal fisiológica en un nudo de dicha malla mediante:

- la asignación (240) de un operador del modelo directo que establece la vinculación entre el dato experimental en el volumen elemental y dicha señal fisiológica en dicho espacio de superficie conociendo los parámetros que intervienen en el problema de la reconstrucción de la señal fisiológica del sistema dinámico de arteria/tejido/vena para el vóxel considerado;

- la asignación conjunta (250) de un operador de regularización espacial mediante la introducción de una información a priori relativa a una característica del dato experimental y/o de una información a priori relativa a una propiedad del sistema dinámico de arteria/tejido/vena;

- la asignación conjunta (260) de un operador de regularización temporal mediante la introducción de una información a priori relativa a la respuesta de impulso de dicho sistema dinámico de arteria/tejido/vena.

3. Procedimiento (200) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye, además, una etapa (230) para producir dicho dato experimental a partir de una adquisición de una señal por formación de imágenes funcional.

4. Procedimiento (200) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, incluyendo el sistema de análisis de formación de imágenes funcionales unos medios de reproducción (5) de la señal fisiológica reconstruida para un usuario (6) de dicho sistema, cooperando dichos medios de reproducción (5) con la unidad de tratamiento (4), incluyendo dicho procedimiento una etapa subsecuente (290) para desencadenar una reproducción de la señal fisiológica reconstruida según un formato apropiado.

5. Procedimiento (200) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye, además, una etapa previa de pretratamiento del dato experimental y/o de la malla de superficie, estando dicha etapa dispuesta para corregir y/o recalibrar respectivamente dicho dato experimental y/o dicha malla de superficie.

6. Procedimiento (200) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, cuando el sistema de análisis de formación de imágenes funcionales incluye unos medios de reproducción (5) para un usuario (6) de dicho sistema, cooperando dichos medios de reproducción (5) con la unidad de tratamiento (4), que incluye, además, una etapa subsecuente para desencadenar la reproducción de la señal fisiológica reconstruida en uno o varios nudos de la malla para cada vóxel de la región de interés y generar una imagen en la forma de un mapa de actividad funcional.

7. Unidad de tratamiento (4) de un sistema de análisis de formación de imágenes funcionales, incluyendo dicha unidad (4) unos medios para comunicarse con el mundo exterior y unos medios de tratamiento, que cooperan con unos medios de memorización y caracterizada porque:

- los medios para comunicarse están dispuestos para recibir del mundo exterior un dato experimental de un volumen elemental de un órgano;

- los medios de memorización incluyen unas instrucciones ejecutables o interpretables por los medios de tratamiento cuya interpretación o ejecución de dichas instrucciones por dichos medios de tratamiento provoca la implementación de un procedimiento (200) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.

8. Unidad de tratamiento (4) según la reivindicación anterior, para la que los medios para comunicarse suministran una señal fisiológica reconstruida según un formato apropiado a unos medios de reproducción (5) adecuados para reproducirla para un usuario (6).

9. Sistema de análisis de formación de imágenes funcionales que incluye una unidad de tratamiento (4) según una cualquiera de las reivindicaciones 7 u 8 y unos medios de reproducción (5) adecuados para reproducir para un usuario (6) una señal fisiológica según un procedimiento (200) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 e implementado por dicha unidad de tratamiento (4).

10. Producto de programa informático que incluye una o varias instrucciones interpretables o ejecutables por los medios de tratamiento de una unidad de tratamiento (4) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 u 8, incluyendo dicha unidad de tratamiento (4), además, unos medios de memorización o cooperando con unos medios de memorización de este tipo, pudiéndose cargar dicho programa en dichos medios de memorización, caracterizado porque la interpretación o la ejecución de dichas instrucciones por parte de dichos medios de tratamiento provoca la implementación de un procedimiento (200) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.