ES2863358T3 - Dispositivo y procedimiento para la obtención de imágenes térmicas de secciones de cuerpo de mamíferos vivos - Google Patents

Abstract

Dispositivo (10) para obtener imágenes térmicas de una sección de cuerpo de un mamífero vivo (35), comprendiendo dicho dispositivo: - una estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18) para entrar en contacto con dicha sección de cuerpo (35), - un sensor térmico (19) para obtener imágenes térmicas que reflejan el almacenamiento de energía térmica sobre al menos una parte de dicha estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18) en un modo de funcionamiento de registro de dicho dispositivo, - un módulo de transferencia de energía térmica (21) para transferir energía térmica a dicha estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18) para llevar a la misma a una temperatura de referencia en un modo de funcionamiento de calibración de dicho dispositivo, caracterizado por que el dispositivo comprende, además: - un circuito de control (30) dispuesto para monitorizar la presencia de una sección de cuerpo (35) en dicha estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18) y para controlar la transferencia de energía térmica por dicho módulo de transferencia de energía térmica (21) en dicho modo de calibración en presencia de una sección de cuerpo (35) en dicha estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18) para restringir la transferencia de energía térmica por dicho módulo de transferencia de energía térmica (21) a dicha sección de cuerpo (35).

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo y procedimiento para la obtención de imágenes térmicas de secciones de cuerpo de mamíferos vivos Campo técnico

La presente invención se refiere en general al campo de la termografía y, más en particular, a un dispositivo y procedimiento para la termografía de una sección de cuerpo de un mamífero vivo, en particular un ser humano, para determinar una región de interés de tal sección de cuerpo basándose en parámetros térmicos obtenidos a partir de datos de imágenes térmicas.

Antecedentes

Los organismos biológicos vivos están sujetos a actividad metabólica. La actividad metabólica se refiere al conjunto de reacciones químicas que mantienen la vida de cualquier organismo. La actividad metabólica implica la transformación de energía y materia en el cuerpo, dos elementos indispensables para mantener la vida.

El metabolismo está asociado con la producción de calor. Se ha observado que el metabolismo de las células sanas de un organismo vivo difiere del metabolismo de las células tumorales, ya sean células tumorales benignas o malignas como las células cancerosas, en que las células tumorales comprenden una mayor cantidad de energía térmica. Esta energía térmica se transfiere del cuerpo a su entorno en forma de calor.

Los nutrientes y el oxígeno necesarios para el crecimiento de las células tumorales dan como resultado la formación de nuevos vasos sanguíneos en la dermis en la base del tumor, ya que es necesario un sistema vascular sanguíneo adecuado para la proliferación eficaz de las células tumorales. Este fenómeno también se conoce como vascularización o hipervascularización tumoral, es decir, un mayor número o concentración de vasos sanguíneos en un tumor. Muchos tumores resultan malignos debido a la hipervascularización, que permite un crecimiento rápido. Los grados de vascularización tumoral pueden calificarse como escaso, moderado y abundante. La vascularización tumoral también provoca un aumento de temperatura en una sección de cuerpo vivo en comparación con su entorno saludable.

Cabe apreciar que la presencia de una inflamación en un cuerpo vivo también da lugar a un aumento de la temperatura corporal local.

A lo largo de los años, se han desarrollado y propuesto varios dispositivos para detectar anomalías en células de cuerpos vivos, tales como tumores, basándose en la diferencia de energía térmica que emana de las células tumorales en comparación con las células o tejidos sanos.

La solicitud de patente internacional n.° WO 2015/159284 A1 divulga un dispositivo y un procedimiento para la detección del cáncer, que utiliza imágenes térmicas activas calentando o enfriando un cuerpo o tejido que se va a examinar y, posteriormente, recolectando datos térmicos de al menos una parte del cuerpo así calentado o enfriado. La solicitud de patente internacional n.° WO 2009/083974 A1 divulga un procedimiento y un aparato para analizar imágenes térmicas obtenidas mediante un sistema de formación de imágenes termoespaciales en el que una persona se coloca en una plataforma vinculada con un dispositivo de formación de imágenes termográficas y alejada del mismo.

La solicitud de patente internacional n.° WO 00/64332, equivalente a la patente de Estados Unidos n.° 6.950.693, divulga un dispositivo para la formación de imágenes térmicas de una sección de cuerpo utilizando una lámina termoóptica colocada sobre un marco. Una lámina termoóptica de este tipo adopta diferentes colores en función de la temperatura de la hoja. La colocación de la lámina termoóptica contra una sección de cuerpo da como resultado un patrón de calor, representado por diferentes colores, correspondiente a los diferentes estados térmicos de la sección de cuerpo. También se conoce como termografía. Estos colores se obtienen mediante una cámara digital de luz visible.

En un primer modo, o modo de calibración, la lámina termoóptica y la sección de cuerpo deben enfriarse a una temperatura estandarizada y constante, más baja que la temperatura corporal, reduciendo así el efecto del calor superficial o cutáneo de la sección de cuerpo sobre la coloración de la lámina, lo que permite condiciones de registro estandarizadas y reproducibles. En un modo de funcionamiento posterior o de registro, al final de un periodo de tiempo preestablecido después del inicio del modo de calibración, el patrón de color de la lámina es fotografiado por la cámara y es indicativo de las diferencias de temperatura sobre la superficie de la lámina, es decir, sobre la sección de cuerpo así representada.

La solicitud de patente de Estados Unidos n.° 2013/0331683 y la solicitud de patente alemana n.° 2822636 divulgan el uso de una lámina termoóptica compuesta por una película de cristales líquidos encapsulados, ELC (por sus siglas en inglés).

La solicitud de patente de Estados Unidos n.° 2007/0213617 divulga tanto un sistema de imágenes termoespaciales, en el que se adquieren y correlacionan imágenes de dos longitudes de onda ópticas, es decir, una primera radiación infrarroja, IR, no penetrante y una segunda penetrante, del tejido examinado para detectar una anomalía, como un sistema de examen termográfico típico de tejido, que comprende una ventana o placa que tiene una capacidad térmica significativa para controlar la temperatura del tejido mediante el enfriamiento o calentamiento de una porción de tejido que se va a examinar.

Se ha observado que los procedimientos y sistemas de detección de la técnica anterior basados en imágenes termoespaciales y termografía son menos adecuados para distinguir y detectar irregularidades en una sección de cuerpo examinada. Las láminas termoópticas están disponibles comercialmente en varios rangos de detección, con una temperatura de registro inicial, por ejemplo, de 28 °C, 30 °C y 32 °C. Por debajo de la temperatura inicial, la lámina es completamente negra. Para fines de detección, se debe seleccionar una lámina termoóptica concreta en función de las propiedades físicas del cuerpo que se va a investigar, como el peso corporal, la edad, el género, etc. Una elección incorrecta de la lámina puede resultar en una coloración excesiva o en una coloración demasiado baja, y ambas cosas impiden monitorizar y detectar áreas específicas de interés.

Al igual que la selección de una lámina adecuada, la evaluación de la coloración de una lámina termoóptica requiere personal formado y capacitado y, en su mayor parte, se basa en la interpretación manual, es decir, por el ojo entrenado. La temperatura de inicio relativamente alta de la detección termográfica, entre otros, hace que los procedimientos de registro termográfico sean excesivamente poco específicos para detectar anomalías en células de cuerpos vivos, tales como tumores, basándose en la diferencia de energía térmica que emana de las células tumorales en comparación con las células o tejidos sanos. Estos procedimientos también son demasiado insensibles para detectar tumores profundos debajo de la superficie o de la piel de la sección de cuerpo y para detectar grados de vascularización, por ejemplo.

La vascularización puede detectarse eficazmente por medio de imágenes de resonancia magnética, MRI (por sus siglas en inglés), usando un agente de contraste intravascular. Sin embargo, este procedimiento de examen es invasivo, relativamente lento y costoso, y como tal no es adecuado por ejemplo para un cribado de células tumorales relativamente rápido y fácil de usar.

Sumario de la invención

Es un objeto de la invención proporcionar un dispositivo y un procedimiento mejorados y fáciles de usar para el cribado de una sección de cuerpo de un mamífero vivo, para determinar una región de interés, en regiones o puntos concretos de la sección de cuerpo vivo que puedan calificarse como tumorales o potencialmente tumorales.

En consecuencia, en un primer aspecto de la invención, se proporciona un dispositivo para obtener imágenes térmicas de una sección de cuerpo de un mamífero vivo, comprendiendo el dispositivo:

- una estructura superficial de almacenamiento de energía térmica para entrar en contacto con la sección de cuerpo,

- un sensor térmico para obtener imágenes térmicas que reflejan el almacenamiento de energía térmica sobre al menos una parte de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica en un modo de funcionamiento de registro del dispositivo,

- un módulo de transferencia de energía térmica para transferir energía térmica a la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica para llevar la misma a una temperatura de referencia en un modo de funcionamiento de calibración del dispositivo, y

- un circuito de control dispuesto para monitorizar la presencia de una sección de cuerpo en la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica y para controlar la transferencia de energía térmica por el módulo de transferencia de energía térmica en el modo de calibración en presencia de una sección de cuerpo en la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica para restringir la transferencia de energía térmica por el módulo de transferencia de energía térmica a la sección de cuerpo.

En el dispositivo según la invención, en el modo de funcionamiento de registro del mismo, para la obtención de imágenes, la energía térmica de la sección de cuerpo se transfiere a la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica y es almacenada o retenida por la misma cuando está en contacto térmico con la sección de cuerpo. Las imágenes de esta transferencia de energía, es decir, el cambio local de temperatura en al menos una parte de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica, se detectan directamente desde la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica mediante un sensor térmico que opera en la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica, para capturar imágenes basadas en la energía térmica almacenada o retenida por la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica o de retención de energía térmica. Esto proporciona una sensibilidad y especificidad mejoradas, es decir, la cualidad distintiva del dispositivo según la invención, en comparación con la formación de imágenes termoespaciales y la formación de imágenes indirectas mediante la coloración de una lámina termoóptica, por ejemplo. En este último caso, la sensibilidad del dispositivo está determinada sustancialmente por las propiedades de la lámina termoóptica para transformar la energía térmica en una coloración de la lámina, cuyas propiedades de transformación han demostrado ser insuficientes para los fines de la invención.

En una realización de la invención, la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica comprende una placa o lámina de almacenamiento de energía térmica, que tiene una forma superficial plana o curva, en particular una placa o lámina de almacenamiento de energía térmica opaca. Para el propósito de la invención, una placa o lámina de tereftalato de polietileno, PET (por sus siglas en inglés), que tiene un espesor en el rango de 0,1-1 mm, preferiblemente en un rango entre 0,2 y 0,7 mm, satisface y muestra una respuesta suficientemente rápida en la absorción y el almacenamiento de energía térmica mientras se investiga una sección de cuerpo.

El PET es un excelente material de barrera contra el agua y la humedad, resistente al alcohol isopropílico, que es importante para fines de limpieza y desinfección médica, mecánicamente fuerte, tiene una conductividad térmica suficientemente alta para absorber y almacenar energía térmica y es altamente inerte, es decir, no muestra ninguna o muestra una interacción insignificante con la piel de una sección de cuerpo bajo investigación. Como alternativa, puede usarse BoPET, tereftalato de polietileno biaxialmente orientado, como estructura superficial de almacenamiento de energía térmica. El PET y el BoPET se pueden recubrir en una o ambas caras con un recubrimiento de grafito y se pueden metalizar evaporando una película delgada de metal en su superficie, como el aluminio, por ejemplo, mejorando así la absorción de energía térmica y las propiedades de almacenamiento de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica.

Antes del registro de imágenes térmicas de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica, para obtener condiciones de registro reproducibles en el modo de funcionamiento de registro, mediante el funcionamiento del módulo de transferencia de energía térmica, la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica se lleva a una temperatura de referencia o de inicio en un modo de funcionamiento de calibración del dispositivo según la invención.

Para detectar grados de vascularización, a diferencia de los dispositivos basados en termografía de la técnica anterior, se ha observado que la sección de cuerpo, es decir, el área de la superficie o el área de la piel del mismo, no debe ser llevada, es decir, enfriada o calentada, a esta temperatura de referencia o de inicio de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica antes de la formación de imágenes. El enfriamiento de la sección de cuerpo reduce el suministro de sangre a una anomalía como un tumor, ya que los capilares sanguíneos se estrechan, lo que puede impedir una detección fiable de la expansión real de una anomalía, por ejemplo. Por otro lado, el calentamiento de la sección de cuerpo puede aumentar o estimular el flujo sanguíneo en la sección de cuerpo en su conjunto, reduciendo así la diferencia de temperatura distintiva de una anomalía en comparación con su entorno, por ejemplo.

Para evitar que esto ocurra, en el modo de funcionamiento de calibración del dispositivo según la invención, se debe restringir la transferencia de energía del módulo de transferencia de energía térmica a una sección de cuerpo presente en la estructura de almacenamiento de energía térmica.

Para ello, el dispositivo según la invención comprende un circuito de control que está dispuesto para monitorizar la presencia de una sección de cuerpo en la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica. En presencia de una sección de cuerpo en la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica, la transferencia de energía térmica por el módulo de transferencia de energía térmica en el modo de calibración es controlada por el circuito de control para restringir la transferencia de energía térmica por el módulo de transferencia de energía térmica a la sección de cuerpo. De esta manera, se evita eficazmente el calentamiento o enfriamiento de la sección de cuerpo.

En una realización del dispositivo según la invención, la transferencia de energía térmica desde el módulo de transferencia de energía térmica a la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica está restringida porque el módulo de transferencia de energía térmica tiene una capacidad de generación de energía térmica limitada adaptada a la capacidad térmica, es decir, a la capacidad de absorción térmica de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica, de manera que la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica alcance la temperatura de referencia en ausencia de una sección de cuerpo.

Es decir, la capacidad de generación de energía térmica del módulo de transferencia de energía térmica no es suficiente para llevar la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica a la temperatura de referencia cuando al mismo tiempo una sección de cuerpo está en contacto térmico con la superficie de almacenamiento de energía térmica. De este modo, se limita automática y eficazmente la transferencia de energía térmica con una sección de cuerpo.

En una realización adicional del dispositivo según la invención, además de o como alternativa a la capacidad térmica restringida o limitada del módulo de transferencia de energía térmica, el circuito de control puede hacer funcionar al menos uno de un grupo que incluye:

- un detector de proximidad para detectar la proximidad de una sección de cuerpo en la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica,

- un detector de contacto para detectar el contacto físico de una sección de cuerpo con la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica, y

- un detector de transferencia de energía térmica para detectar una desviación de transferencia de energía térmica por parte del módulo de transferencia de energía térmica.

El circuito de control, en el modo de funcionamiento de calibración del dispositivo, cuando detecta una sección de cuerpo en o cerca de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica por uno o varios de los detectores de proximidad, de contacto y de transferencia de energía térmica, puede operar sobre el módulo de transferencia de energía térmica para incidir en la producción de energía térmica limitando o interrumpiendo, por ejemplo, el suministro de energía eléctrica al módulo de transferencia de energía térmica en el caso de un módulo de transferencia de energía térmica operado eléctricamente, por ejemplo. Además, o como alternativa, el circuito de control puede operar sobre la forma en que la energía térmica se transfiere desde el módulo de transferencia de energía térmica a la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica, por ejemplo, cambiando la resistencia térmica en la ruta de transferencia de energía térmica entre ellos.

En una realización de la invención, el circuito de control comprende un dispositivo de procesamiento de datos conectado operativamente al módulo de transferencia de energía térmica, estando el dispositivo de procesamiento dispuesto para:

- hacer funcionar el módulo de transferencia de energía térmica para transferir energía térmica por el módulo de transferencia de energía térmica a la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica para llevarla a la temperatura de referencia en el modo de calibración en ausencia de una sección de cuerpo en la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica monitorizada por el circuito de control, - hacer funcionar el módulo de transferencia de energía térmica para restringir la transferencia de energía térmica por el módulo de transferencia de energía térmica en el modo de calibración en presencia de una sección de cuerpo en la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica monitorizada por el circuito de control, y

- hacer funcionar el sensor térmico en el modo de registro cuando la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica está a la temperatura de referencia.

Para ayudar al uso y funcionamiento correctos del dispositivo según la invención, se proporciona un módulo de señalización, conectado operativamente al dispositivo de procesamiento, para señalizar el funcionamiento en el modo de calibración y el funcionamiento en el modo de registro, respectivamente. En particular, para hacer funcionar el sensor térmico en el modo de registro mientras la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica está absorbiendo y almacenando energía térmica de una sección de cuerpo monitorizada por el circuito de control, y para indicar la finalización de la obtención de las imágenes térmicas.

Las imágenes térmicas se obtienen, en una realización de la invención, mediante un sensor térmico multipunto, en particular una cámara de imagen térmica de tipo digital de píxeles dispuesta a distancia desde la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica, para obtener imágenes térmicas consecutivas en el tiempo sobre al menos una parte de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica. En particular, una cámara cuya resolución espacial es una fracción de una región de interés a determinar, tal como una cámara digital de infrarrojos, IR, de alta definición disponible comercialmente.

El sensor térmico, en particular un sensor térmico digital, en una realización de la invención, está conectado operativamente al dispositivo de procesamiento de datos o se puede conectar operativamente a un dispositivo de procesamiento de datos interno o externo adicional para procesar digitalmente imágenes térmicas obtenidas y para determinar una región de interés calculando, a partir de una serie de imágenes térmicas consecutivamente obtenidas en el tiempo, una tasa de absorción o almacenamiento de calor en al menos parte de la porción de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica. La tasa de absorción de calor puede calcularse como un gradiente de temperatura a lo largo del tiempo, detectando una tendencia en el perfil de temperatura provocada por la absorción y el almacenamiento de calor en dicha parte de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica.

La región de interés puede determinarse, por ejemplo, en función de si la tasa de absorción de calor se ajusta a un perfil establecido de valores de tasa de absorción de calor. De manera adicional o alternativa, la región de interés puede determinarse, por ejemplo, calculando a partir de una serie de imágenes térmicas consecutivas en el tiempo diferencias de temperatura en al menos parte de la porción de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica de la que se han obtenido imágenes térmicas, y si estas diferencias de temperatura cumplen con un perfil establecido de diferencias de temperatura.

Para determinar una región o regiones de interés, en particular para cribar una sección de cuerpo en busca de anomalías tumorales o pretumorales, en otra realización de la invención, el dispositivo de procesamiento de datos está dispuesto para calcular la forma y el tamaño de un área de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica en la que la tasa de absorción de calor y/o las diferencias de temperatura cumplen con un perfil establecido.

El dispositivo según la invención permite evaluar los resultados del registro de forma automatizada, produciendo resultados repetibles y fiables, no requiriendo necesariamente personal capacitado para realizar una evaluación de los datos del registro. Los datos obtenidos pueden someterse a varias técnicas de filtrado de datos y técnicas de análisis de datos, incluidas técnicas de correlación basadas en datos disponibles externamente, tales como datos disponibles en archivos médicos o bases de conocimiento, como bibliotecas médicas o similares.

Cuando se usa una cámara de imagen térmica de tipo digital de píxeles como sensor térmico en el dispositivo según la invención, la tasa de absorción de calor y/o las diferencias de temperatura se pueden calcular sobre la base de píxeles o de un grupo de píxeles adyacentes. Los perfiles de tasa de absorción de calor, los patrones de diferencias de calor, las formas y tamaños de dichos patrones obtenidos y la información adicional que respaldan la determinación de una región de interés, en una realización de la invención, son procesados por el dispositivo de procesamiento de datos utilizando información relevante almacenada en una base de conocimientos digital, ya sea una base de conocimientos remota o local del dispositivo.

El dispositivo puede comprender un módulo de visualización, conectado operativamente al dispositivo de procesamiento de datos y dispuesto para mostrar en el módulo de visualización una determinada región de interés en un marco de referencia que representa la sección de cuerpo, por ejemplo.

En una realización del dispositivo según la invención, el módulo de transferencia de energía térmica comprende una placa conductora de calor dispuesta de forma móvil, que tiene una forma superficial adaptada para hacer contacto térmico con la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica, y un termogenerador para llevar la placa conductora de calor a una temperatura para intercambiar calor con la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica cuando está en contacto térmico con la misma, para llevar la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica a la temperatura de referencia.

En particular, el módulo de transferencia de energía térmica puede comprender un disipador de calor dispuesto frente a la placa conductora de calor y una pluralidad de componentes termoeléctricos distribuidos a través del disipador de calor, tal como los denominados elementos Peltier, distribuidos a través de un anexo al disipador de calor. En funcionamiento, el módulo de transferencia de energía térmica está dispuesto para llevar la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica a una temperatura de referencia en un rango de 20 - 30 °C, preferiblemente en un rango de 24 - 26 °C. La temperatura de referencia real se puede medir utilizando el sensor térmico.

En un segundo aspecto, la invención proporciona un procedimiento de determinación de una región de interés de una sección de cuerpo de un mamífero vivo basándose en imágenes térmicas, comprendiendo el procedimiento un modo de funcionamiento de calibración para llevar una estructura superficial de almacenamiento de energía térmica a una temperatura de referencia mediante la transferencia de energía térmica a la estructura superficial de almacenamiento de energía por un módulo de transferencia de energía térmica, y un modo de funcionamiento de registro, a continuación del modo de funcionamiento de calibración, para obtener imágenes térmicas que reflejen el almacenamiento de energía térmica por absorción de energía sobre al menos una porción de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica, estando el procedimiento controlado por un dispositivo de procesamiento de datos que comprende los pasos de:

- en el modo de funcionamiento de calibración:

- detectar la presencia de una sección de cuerpo en la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica, y

- si está presente, controlar la transferencia de energía térmica por el módulo de transferencia de energía térmica para restringir la transferencia de energía térmica a la sección de cuerpo,

- si está ausente, llevar la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica a la temperatura de referencia,

- en el modo de funcionamiento de registro:

- obtener imágenes térmicas consecutivas en el tiempo de la porción de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica mientras se almacena energía térmica de la sección de cuerpo en la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica, y

- calcular, a partir de una serie de imágenes térmicas consecutivamente obtenidas en el tiempo, una región de interés basada en el almacenamiento de energía térmica por la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica.

Estos y otros aspectos de la invención resultarán evidentes y se explicarán con referencia a la realización descrita a continuación.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 muestra esquemáticamente, en una vista en sección transversal, una realización de un ejemplo de un dispositivo de acuerdo con la invención.

Las Figuras 2-5 muestran el dispositivo de la Figura 1 en varios modos operativos de acuerdo con una realización de la invención.

Las Figuras 6a y 6b muestran un ejemplo de una curva de registro de almacenamiento de energía térmica en la superficie de almacenamiento de energía térmica en una realización de la invención.

La Figura 7 muestra esquemáticamente ejemplos de regiones de interés en una visualización de una sección de cuerpo investigada con el dispositivo mostrado en las Figuras 1-5.

Descripción detallada

La Figura 1 muestra una vista en sección transversal de una realización de un dispositivo 10 para obtener imágenes térmicas de una sección de cuerpo de un mamífero vivo de acuerdo con la invención. El dispositivo 10 tiene una carcasa 11, generalmente compuesta por una parte o pared superior 12, una parte o pared inferior opuesta 13, dos partes o paredes laterales opuestas 14, una parte o pared posterior 15 y una parte o pared frontal abierta 16, cuando se ve en la posición de funcionamiento del dispositivo 10 tal como se muestra en la Figura 1. Una abertura 17 de la parte frontal 16 está cubierta por una estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18, tal como una placa o lámina de almacenamiento de energía térmica, que tiene una forma superficial plana o curva, en particular una placa o lámina de almacenamiento de energía térmica opaca, para entrar en contacto con la sección de cuerpo que se va a representar.

En la carcasa 11, cerca de la parte trasera 15 de la misma, se dispone un sensor térmico 19 que tiene un campo de visión 20 directo hacia la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18, para obtener imágenes térmicas que reflejan el almacenamiento de energía térmica de al menos un parte de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 en un modo de funcionamiento de registro del dispositivo 10.

La carcasa 11, es decir, las paredes 12, 13, 14, 15, 16 de la misma están construidas y dispuestas para evitar en la mayor medida posible la radiación de energía térmica hacia el sensor térmico desde fuentes de calor externas, por ejemplo.

Cualquier sensor térmico 19 disponible comercialmente que sea adecuado para capturar una serie de imágenes térmicas o de temperatura de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 con una precisión suficiente, puede considerarse para su uso con la invención. En una realización de la invención, el sensor térmico 19 es un sensor térmico multipunto para la detección de áreas o puntos superficiales, es decir píxeles, de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18, en particular una cámara termográfica de tipo digital de píxeles, dispuesta para obtener imágenes térmicas consecutivas en el tiempo sobre al menos una parte de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18. En particular, una cámara que tenga una resolución espacial para obtener imágenes de una fracción de una región de interés, ROI, por determinar, tal como una cámara digital de infrarrojos, IR, de alta definición disponible comercialmente.

Para el propósito de la invención es aplicable cualquier placa o lámina que absorba y almacene o retenga o acumule energía térmica con suficiente rapidez. El término suficiente rapidez debe interpretarse a la luz de la obtención de una serie de imágenes térmicas consecutivas en el tiempo por el sensor térmico 19. Es decir, que la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 tiene propiedades conductoras y absorbentes de calor tales como para acumular calor de un sección de cuerpo en contacto con la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 para calcular una tasa de absorción de energía térmica o tasa de transferencia de energía térmica desde la sección de cuerpo que se está investigando usando imágenes capturadas por el sensor térmico en un periodo de tiempo particular, por ejemplo.

En una realización práctica de la invención, las imágenes se toman a una velocidad relativamente alta con un intervalo entre registros consecutivos de aproximadamente 10-100 ms. El tiempo total de registro de una investigación o cribado de una sección de cuerpo en el modo de funcionamiento de registro comprende entre 30 y 60 segundos.

En una realización de la invención, se ha demostrado que una placa o lámina de tereftalato de polietileno, PET, que tiene un espesor en el rango de 0,1-1 mm, preferiblemente en un rango entre 0,2 y 0,7 mm, combina una capacidad térmica relativamente pequeña con una respuesta suficientemente rápida para absorber y almacenar o acumular energía térmica de una sección de cuerpo bajo investigación. La placa o lámina se puede revestir en una o ambas caras con una fina capa de grafito. Para localizar una región de interés en la sección de cuerpo a partir de las imágenes obtenidas, la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 debe ser lo suficientemente resistente mecánicamente, es decir, debe proporcionar suficiente resistencia a la deformación por la fuerza con la que una sección de cuerpo entra en contacto con la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18. El PET o tereftalato de polietileno orientado biaxialmente BoPET combina un espesor superficial relativamente delgado, tal como 0,2 mm, con una alta resistencia a la deformación mecánica o tenacidad.

En la carcasa 11 está dispuesto un módulo de transferencia de energía térmica 21, para transferir energía térmica a la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 para llevarla a una temperatura de referencia en un modo de funcionamiento de calibración del dispositivo 10.

En la realización mostrada en la Figura 1, el módulo de transferencia de energía térmica 21 está compuesto por una placa conductora de calor 22 dispuesta de forma móvil, que tiene una forma superficial adaptada para entrar en contacto completamente con la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18, y un termogenerador 23 para llevar la placa conductora de calor 22 a una temperatura para intercambiar calor con la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 cuando está en contacto térmico con la misma. Esto es, para llevar la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 a una temperatura de referencia en un rango de 20 - 30 °C, preferiblemente en un rango de 24 - 26 °C cuando se investiga una sección de cuerpo humano, por ejemplo.

En una realización de la invención, el módulo de transferencia de energía térmica 21 comprende un disipador de calor 24 dispuesto enfrentado a la placa de conducción de calor 22 de manera que el termogenerador 23 está comprendido entre el conductor de calor 22 y el disipador de calor 24 y está construido de una pluralidad de componentes termoeléctricos 25, como los denominados elementos Peltier, distribuidos a través del disipador térmico.

Un elemento Peltier o bomba de calor termoeléctrica es un dispositivo activo en estado sólido que transfiere calor de un lado del dispositivo al otro, con consumo de energía eléctrica, dependiendo de la dirección de la corriente eléctrica que fluya a través del dispositivo. Los elementos Peltier disponibles comercialmente se pueden utilizar para calentar o enfriar un objeto y también se denominan bomba de calor Peltier, refrigerador en estado sólido o enfriador termoeléctrico, TEC (por sus siglas en inglés).

En la realización mostrada, el módulo de transferencia de energía térmica 21 está soportado de forma pivotante en la pared inferior 13 y cerca de la pared frontal 16 de la carcasa 11, en toda su longitud según se ve en la dirección perpendicular al plano del dibujo, es decir, entre las paredes laterales 14 de la carcasa 11. Para mover el módulo de transferencia de energía térmica 21 desde la posición cercana a la pared inferior 13 tal como se muestra en la Figura 1 hasta la posición de puesta en contacto con la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 cerca de la pared frontal 16 de la carcasa 11, los medios de accionamiento están dispuestos con el soporte pivotante y actúan sobre él, como se indica con el número de referencia 26. Los medios de accionamiento 26 adecuados pueden incluir un motor eléctrico tal como un servomotor.

El sensor térmico 19, el termogenerador 23, es decir, los componentes termoeléctricos 25 del mismo, y los medios de accionamiento 26 se conectan operativamente a un circuito de control 30, para controlar el funcionamiento del dispositivo 10. El circuito de control 30 puede comprender un dispositivo de procesamiento de datos programable 31, como un microcontrolador, microprocesador o microordenador o similar.

En una realización de la invención, el módulo de transferencia de energía térmica 21 tiene una capacidad de generación térmica limitada adaptada a la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18, de manera que lleve la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 a la temperatura de referencia en ausencia de una sección de cuerpo. Esto es para limitar la transferencia de energía térmica desde el módulo de transferencia de energía térmica 21 a una sección de cuerpo en contacto con la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18, en el modo de funcionamiento de calibración del dispositivo, de manera que se evite el calentamiento o enfriamiento involuntario de la sección de cuerpo antes de su investigación en el modo de funcionamiento de registro del dispositivo 10.

En una realización adicional de la invención, el dispositivo 10 comprende uno o una pluralidad de detector de proximidad 27, para detectar la proximidad de una sección de cuerpo en o cerca de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18, tal como un detector fotoeléctrico, un detector de infrarrojos, un detector capacitivo y similares. Un detector de contacto 28, para detectar el contacto físico de una sección de cuerpo con la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18, tal como un detector de galgas extensométricas para medir la tensión ejercida por una sección de cuerpo que entra en contacto con la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18, y/o un detector de transferencia de energía 29, tal como un detector de temperatura, para detectar la desviación de la transferencia de energía térmica por el módulo de transferencia de energía térmica 21, por ejemplo, a partir de un paso de temperatura o un paso de consumo de energía del termogenerador 23.

Para fines de control y operación, los detectores 27, 28, 29 se conectan operativamente al circuito de control 30. El circuito de control 30 está dispuesto para desconectar o interrumpir el funcionamiento del termogenerador 23 cuando se detecta la presencia de una sección de cuerpo en la proximidad de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 y/o el contacto de una sección de cuerpo con la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 y/o la detección de una anomalía en la transferencia de energía térmica por el detector de transferencia de energía térmica 29 desde el módulo de transferencia de energía térmica 21, en el modo de funcionamiento de calibración del dispositivo 10, por ejemplo.

El dispositivo 10 puede comprender, en una realización, un módulo de señalización 32, operativamente conectado al circuito de control 30, es decir, al dispositivo de procesamiento 31 del mismo, para señalizar externamente el funcionamiento del dispositivo 10 en el modo de calibración y en el modo de registro, respectivamente. En particular para señalizar el funcionamiento del sensor térmico 19 en el modo de funcionamiento de registro del dispositivo 10, mientras que la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 almacena energía térmica de una sección de cuerpo supervisada por el dispositivo 10, y para indicar la finalización de la obtención de imágenes térmicas por el sensor térmico 19. El módulo de señalización 32 puede comprender cualquiera entre un módulo de señalización acústico, óptico o de otro tipo.

Cabe señalar que el circuito de control 30 puede operar en un modo llamado autónomo en el que los datos registrados por el sensor térmico 19 son procesados por el circuito de control 30, es decir, el dispositivo de procesamiento de datos 31 del mismo, de acuerdo con un algoritmo o algoritmos de procesamiento para calcular una región de interés en una sección de cuerpo bajo investigación a partir de una serie de imágenes térmicas obtenidas consecutivamente en el tiempo por el sensor térmico 19 del almacenamiento de energía térmica por la superficie de almacenamiento de energía térmica 18 en el modo de funcionamiento de registro del dispositivo 10. Con este fin, el circuito de control puede accionar un dispositivo de visualización 33, para presentar una región de interés así calculada, por ejemplo, de manera gráfica y/o apoyada por una tabla de resultados medidos y/o calculados. El circuito de control 30 y el dispositivo de procesamiento de datos 31, el módulo de señalización 32 y el dispositivo de visualización 33 pueden incorporarse en la carcasa 11 del dispositivo 10 o pueden proporcionarse como un módulo separado a distancia del dispositivo 10 pero conectado operativamente al mismo.

En lugar de o además del funcionamiento del circuito de control 30 en un modo autónomo, los datos medidos por el sensor térmico 19 y/o calculados por el dispositivo de procesamiento 31 pueden procesarse en un dispositivo de procesamiento externo al circuito de control 30, por ejemplo, un ordenador externo al que se conecta el circuito de control 30 a través de una red de comunicación de datos y una interfaz de datos 34, por ejemplo. La interfaz de datos 34 también puede servir como entrada/salida para controlar el funcionamiento del dispositivo 10 y/o programar el dispositivo procesador de datos 31, por ejemplo.

El funcionamiento del dispositivo 10 para investigar una sección de cuerpo 35 se ilustra esquemáticamente por medio de las Figuras 2-5 que muestran parte del dispositivo 10 de la Figura 1 para ilustrar los diversos modos operativos del dispositivo de acuerdo con una realización de la invención. Por motivos de claridad, no se muestran los detectores 27, 2829, el circuito de control 30, el módulo de señalización 32 y el dispositivo de visualización 33. Con el fin de ilustrar el funcionamiento de la invención, se muestra la sección de cuerpo 35 que comprende una irregularidad 36 tal como un tumor bajo la superficie o la piel 37 de la sección de cuerpo 35, produciendo energía térmica que se emite en forma de calor, indicada esquemáticamente por las flechas 38. El calor 38 se transfiere desde la sección de cuerpo 35 al medio ambiente. Debe apreciarse que, en general, la irregularidad 36 no se conoce de antemano y debe detectarse investigando la sección de cuerpo 35 de acuerdo con la invención y/o si esta irregularidad se califica como una región de interés.

En un primer paso o modo de funcionamiento de calibración del dispositivo 10, tal como se muestra en la Figura 2, el módulo de transferencia de energía térmica 21 es movido por los medios de accionamiento 26 a una posición tal que la placa conductora de calor 22 está en contacto con la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18. El módulo de transferencia de energía térmica 21 es operado por el circuito de control 30 para transferir energía térmica a la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 para llevarla a una temperatura de referencia en ausencia de la sección de cuerpo 35. Es decir, la sección de cuerpo 35 está a una distancia tal de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 que la temperatura de la sección de cuerpo 35 no se ve influenciada ni alterada por el módulo de transferencia de energía térmica 21. La ausencia de la sección de cuerpo se controla mediante uno o más de los sensores 27, 28, 29, como se ha explicado anteriormente. La transferencia de energía térmica se restringe cuando se detecta la presencia de una sección de cuerpo 35 en dicha estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18, monitorizada por el circuito de control 30.

El propósito del modo de funcionamiento de calibración es restablecer la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 a una temperatura de referencia o de inicio. El módulo de transferencia de energía térmica 21 se mantiene en la posición mostrada en la Figura 2 durante un tiempo suficiente para asegurar que toda la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 se lleve a la temperatura de referencia. En general, el módulo de transferencia de energía térmica 21 se hace funcionar para enfriar la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 a una temperatura de referencia en un rango entre aproximadamente 20 - 30 °C.

[0067] No es necesario que la temperatura de referencia esté preestablecida, sino que puede ser determinada por el sensor térmico 19 a partir de mediciones de puntos múltiples repartidos sobre la superficie de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18. Es importante que, después del restablecimiento, toda la superficie de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 esté a la misma temperatura.

En un segundo paso, tal como se muestra en la Figura 3, el módulo de transferencia de energía térmica 21 se apaga y se mueve hacia una posición cerca de la pared inferior 13 de la carcasa 11. La sección de cuerpo 35 se pone ahora en contacto con estructura superficial de almacenamiento de energía 18. El inicio de este paso puede ser señalado por el módulo de señalización 32 indicando cuándo la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 está a la temperatura de referencia y si el módulo de transferencia de energía térmica 21 se aleja de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18.

En el caso de que la temperatura de referencia de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 esté por debajo de la temperatura de la sección de cuerpo, como en el caso de una sección de cuerpo humano vivo que tenga una temperatura corporal de, por ejemplo, 35 - 38 °C, la energía térmica se transferirá desde la sección de cuerpo 35 a la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18, lo que dará como resultado un aumento gradual de la temperatura de la misma. En el caso de que la temperatura de referencia, al inicio del modo de registro, esté por encima de la temperatura corporal, la temperatura de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 disminuirá.

En un tercer paso o modo de funcionamiento de registro, el sensor térmico 19 es operado para registrar la energía térmica originada en la sección de cuerpo 35 que se almacena en la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18. Se apreciará que la energía térmica almacenada en el área de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 que está en contacto con la parte de la piel 37 donde se intercambia la energía térmica 38 de la irregularidad 36, se desviará de otras partes de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18. El funcionamiento del sensor térmico 19 está indicado esquemáticamente por las líneas discontinuas 20 que representan el campo de visión del sensor térmico 19.

Durante el modo de funcionamiento de registro, el sensor térmico 19 es operado para obtener una serie de imágenes térmicas consecutivas en el tiempo de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 mientras la sección de cuerpo 35 está en contacto con la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18. Las imágenes, es decir, los datos que representan las imágenes tomadas, pueden almacenarse y procesarse en el circuito de control 30, es decir, en el dispositivo de procesamiento de datos 31, y/o en un servidor o dispositivo de procesamiento y almacenamiento de datos a distancia de la ubicación donde se realiza la investigación de la sección de cuerpo 35 mediante el dispositivo 10.

El número de imágenes y la frecuencia con la que las imágenes son tomadas por el sensor térmico y/o el tiempo total de registro puede ser preestablecido o determinado o adaptado dinámicamente, basándose en mediciones de temperatura o en una evaluación previa de las imágenes que ya están tomadas, por ejemplo.

En un cuarto paso, cuando se completa el modo de funcionamiento de registro, que puede ser señalado por el módulo de señalización 32, por ejemplo, el registro por el sensor térmico 19 se detiene y la sección de cuerpo puede retirarse de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18, como se ilustra en la Figura 5.

Después de limpiar la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18, se puede realizar una nueva investigación, siguiendo los pasos descritos anteriormente en las Figuras 2-5.

Las imágenes térmicas obtenidas por el sensor térmico 19, son procesadas por el dispositivo de procesamiento de datos 31 del circuito de control 30 y/o por un dispositivo de procesamiento de datos remoto para determinar la irregularidad 36, en particular para determinar si la irregularidad se califica como una región de interés 36 en la sección de cuerpo 35 de acuerdo con un perfil o perfiles preestablecidos.

Con este fin, en una realización de la invención, a partir de una serie de imágenes térmicas obtenidas consecutivamente en el tiempo, se calcula una tasa de absorción de calor sobre al menos parte de una porción de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 en la que el almacenamiento de energía térmica difiere de otras partes de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica18, por ejemplo. Tal como se ha señalado anteriormente, en el caso de que una sección de cuerpo 35 tenga una temperatura corporal por encima de la temperatura de referencia de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18, se apreciará que en la y alrededor del área de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 que se encuentra en contacto con parte de la sección de cuerpo 35 donde se intercambia la energía térmica 38 de la irregularidad 36, el almacenamiento de energía térmica en la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 se desviará de otras partes de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18.

Estas otras partes mostrarán un aumento gradual de temperatura al recolectar energía térmica de la parte del cuerpo 35 o un aumento o disminución gradual de la temperatura dependiendo de la temperatura ambiente en esos puntos o partes de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 que no están en contacto con la sección de cuerpo 35. En este momento se determina una región de interés basándose en si la tasa de absorción de calor se ajusta a un perfil o perfiles establecidos de valores de tasa de absorción de calor. La tasa de absorción de calor se calcula como un gradiente de temperatura a lo largo del tiempo.

La tabla 1 a continuación muestra, a modo de ejemplo, un registro de las diferencias de temperatura en un área seleccionada de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 para dieciocho puntos vecinos, numerados del 1 al 18, de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 detectadas. por el sensor térmico 19. En el caso de una cámara de imágenes térmicas de tipo digital de píxeles utilizada como sensor térmico 19 en el dispositivo de acuerdo con la invención, la tasa de absorción de calor y/o las diferencias de temperatura se pueden calcular sobre una base de píxeles o de un grupo de píxeles adyacentes que forman puntos vecinos. A modo de ejemplo, las dimensiones de longitud, anchura o diámetro de un tamaño de punto pueden oscilar entre 0,2 y 5 mm, por ejemplo.

En la columna Tiempo de la Tabla 1, el tiempo transcurrido entre dos registros o imágenes consecutivos por el sensor térmico 19 se indica en milisegundos [ms]. En el ejemplo que se muestra, este tiempo asciende a 55 ms. En la columna Diferencia de temperatura, se indica la diferencia de temperatura que es registrada por el sensor térmico 19 durante el periodo de tiempo de 55 ms. Es decir, la diferencia de temperatura medida en °C entre el final de una imagen y el inicio de una siguiente imagen consecutiva, en el punto particular indicado por su número de punto en la primera columna de la Tabla 1. Una diferencia de temperatura negativa indica una caída en la temperatura en un punto particular en la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18. La temperatura de calibración de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18, en este ejemplo, es 20 °C tal como se indica en la columna Temperatura de calibración. La temperatura normal o absoluta de la sección de cuerpo 35 asciende a 35,5 °C, tal como se indica en la columna Temperatura absoluta.

En la columna Tasa de absorción de calor, HAR (por sus siglas en ingles), la tasa de absorción de calor se calcula como un gradiente de temperatura a lo largo del tiempo, es decir, la diferencia de temperatura dividida por el tiempo. La HAR se expresa como [°C/s]. Cabe señalar que en el punto 15 se registra una gran diferencia de temperatura de 5 °C en 25 ms. Para evitar grandes cifras, el tiempo de registro está limitado automáticamente por el sensor térmico a 25 ms.

Tabla 1

Números Temperatura de calibración Diferencia de temperatura Tiempo Temperatura absoluta HAR de punto [°C] [°C] [ms] [°C] [°C/s]

1 20.00 4.00 55 35.50 72.7

2 3.50 55 63.6

3 4.21 55 76.5

4 4.22 55 76.7

5 4.22 55 76.7

6 4.45 55 80.9

7 4.44 55 80.7

8 4.56 55 82.9

9 4.56 55 82.9

10 4.65 55 84.5

11 4.80 55 87.3

12 5.43 55 98.7

13 5.65 55 102.7

14 5.80 55 105.5

15 5.00 25 200.0

16 6.00 55 109.1

17 6.10 55 110.9

18 6.20 55 112.7

La HAR calculada se representa en un gráfico 50 que se muestra en la Figura 6a. El eje horizontal comprende el número de punto y el eje vertical muestra la HAR expresada en °C/s. El pico agudo 51 en el gráfico 50 alrededor de los puntos 14, 15, 16 difiere claramente de la línea de regresión lineal o línea de tendencia de la HAR sobre los puntos 1-18, representada por la línea de puntos 52. Al correlacionar el pico 51 con la posición de la sección de cuerpo 35 colocada contra la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18, parece que los puntos 14, 15, 16 corresponden a la irregularidad 36 en la sección de cuerpo35. Debido a que el pico 51 excede el umbral o perfil de HAR 53, mostrado por un línea de trazos y puntos en la Figura 6a, el área de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 se califica como una región de interés de acuerdo con la invención.

Tabla 2

meros de Temperatura de calibración Diferencia de temperatura Tiempo Temperatura absoluta HAR punto [°C] [°C] [ms] [°C] [°C/s]

81 20.00 2.50 55 35.50 45.5

82 3.50 55 63.6

83 3.89 55 70.7

84 3.91 55 71.1

85 3.99 55 72.5

86 3.74 55 68.0

87 3.80 55 69.1

88 3.12 55 56.7

89 3.56 55 64.7

90 3.88 55 70.5

91 3.90 55 70.9

92 4.01 55 72.9

93 4.22 55 76.7

94 4.31 55 78.4

95 4.34 55 78.9

96 4.54 55 82.5

97 4.56 55 82.9

98 4.71 55 85.6

La Tabla 2 muestra, además de la Tabla 1, resultados medidos y calculados de HAR adicionales para la sección de cuerpo35, en relación, sin embargo, con un área diferente de la misma, es decir, la representada por los números de punto 81 - 98.

La HAR calculada se representa en un gráfico 55 mostrado en la Figura 6b. El eje horizontal comprende el número de punto y el eje vertical comprende la HAR calculada para un punto en particular y expresada en °C/s. El aumento 57 en el gráfico 50 alrededor de los puntos 82 - 87 difiere de la línea de regresión lineal o línea de tendencia 56, representada por una línea de puntos. Al correlacionar el área representada por los puntos 82 - 87 y la sección de cuerpo 35 bajo investigación, resulta que la misma se corresponde con una irregularidad adicional 39 en la sección de cuerpo 35, tal como se muestra en la Figura 7. La Figura 7 muestra esquemáticamente la sección de cuerpo 35 en una vista frontal en el dispositivo de visualización 33, como se ve desde el sensor térmico 19. Del gráfico 55 en la Figura 6b, resulta que el aumento 57 no se extiende más allá del perfil 58, indicado por una línea de puntos y, por lo tanto, no se califica como una región de interés de acuerdo con la invención.

En ambas Figuras 6a y 6b, el perfil 53, 58 para determinar una región de interés se muestra como una línea recta. Sin embargo, también es posible definir dicho perfil como una línea curva o una línea o área con otra forma, por ejemplo. Además, el perfil se puede adaptar automáticamente en función de las propiedades físicas del cuerpo o de la sección de cuerpo que se va a investigar, como la edad, el peso corporal, el sexo, etc.

En otra realización de la invención, se determina una región de interés calculando, a partir de una serie de imágenes térmicas obtenidas consecutivamente en el tiempo, diferencias de temperatura sobre al menos parte de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 en contacto con la sección de cuerpo. 35, y en la que una región de interés se determina basándose en si las diferencias de temperatura se ajustan a un perfil o perfiles de diferencias de temperatura establecidos.

Al establecer un perfil HAR y/o un perfil de diferencias de temperatura mediante la delimitación de un área del gráfico, el dispositivo de procesamiento de datos puede determinar una región de interés calculando a partir de las mediciones realizadas, es decir, los registros del sensor térmico 19, una forma y/o un tamaño de un área de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica en la que la tasa de absorción de calor y/o las diferencias de temperatura se ajusta a un perfil establecido que comprende o representa una forma y tamaño específicos.

Para determinar irregularidades y regiones de interés, además de calcular perfiles de absorción de calor y/o patrones de diferencia de calor a partir de los registros obtenidos por el sensor térmico 19, se puede utilizar información disponible de una base de conocimiento digital, ya sea una base de conocimiento a distancia o local del dispositivo, que comprenda información en apoyo de una determinada región de interés. Dicha información puede comprender cálculos previos de secciones corporales iguales o comparables, perfiles e información médica, por ejemplo.

La correlación de la sección corporal 35, es decir, la posición geográfica de la misma, con las posiciones o puntos en la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 se puede realizar obteniendo una imagen de temperatura total de la sección corporal 35 mediante el sensor térmico 19, indicando el contorno exterior 40 de la sección de cuerpo 35, a partir de un marcador de temperatura externo 41 colocado en la sección de cuerpo 35, o de un área de temperatura conocida en la sección de cuerpo, tal como el pezón del pecho masculino o femenino, por ejemplo. Un marcador externo 41 es, por ejemplo, una etiqueta o adhesivo de un material que tiene características térmicas diferentes de la sección de cuerpo 35, tal como una pieza de metal como el aluminio. Esto es para detectar la posición del marcador 41 en las imágenes térmicas del sensor térmico 19. La forma del marcador 41 se desvía preferiblemente de la forma de una anomalía. Para facilitar la detección, pueden usarse contornos o formas de marcadores circulares, triangulares, cuadrados u otras formas o contornos matemáticos.

En el caso de una estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 transparente, tal como una estructura superficial hecha de PET, se puede obtener una imagen visual de la sección de cuerpo provista de un marcador o marcadores usando el sensor térmico y/o un cámara visual autónoma (no mostrada) que está correlacionada posicionalmente con el sensor térmico 19.

Se apreciará que los pasos de calibración, registro y análisis de los datos registrados se pueden realizar de forma completamente automática, sin supervisión humana.

La invención se refiere además a un programa informático, es decir, un producto de programa informático, almacenado/distribuido en un medio adecuado, como un medio de almacenamiento óptico o un medio en estado sólido suministrado junto con o como parte de otro hardware, pero puede también distribuirse en otras formas, como una señal a través de Internet u otros sistemas de telecomunicaciones alámbricos o inalámbricos.

La invención se ha ilustrado y descrito en detalle en los dibujos y la descripción anterior de acuerdo con una realización de la misma. Esta ilustración y descripción deben considerarse solo con fines ilustrativos y a modo de ejemplo. La invención no está limitada ni restringida por las realizaciones divulgadas.

Por ejemplo, el módulo de transferencia de energía térmica 21 se puede mover para deslizarse lejos de y delante de la abertura o apertura 11, o puede pivotar a lo largo de otra pared lateral. Además, dentro del contexto de la invención, se pueden utilizar más técnicas de análisis matemático y de datos para determinar una región de interés a partir de los registros del sensor térmico que las divulgadas explícitamente anteriormente, por ejemplo, mediante técnicas de regresión conocidas para calcular tendencias en el almacenamiento de energía térmica en la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18. Para correlacionar los registros del sensor térmico de la estructura superficial de almacenamiento de energía térmica 18 y la posición real allí de la sección de cuerpo 35, se pueden obtener imágenes tridimensionales de la sección de cuerpo 35, por ejemplo.

Los expertos en la materia apreciarán otras variaciones de las realizaciones divulgadas pero comprendidas por las reivindicaciones adjuntas a partir de la práctica de la invención reivindicada y/o de un estudio de la descripción, dibujos y reivindicaciones. En las reivindicaciones, la expresión "que comprende" no excluye otros elementos o etapas, y el artículo indefinido "un" o "una" no excluye una pluralidad. Un solo procesador u otra unidad de procesamiento digital puede cumplir las funciones de varios elementos enumerados en las reivindicaciones y las características enumeradas en reivindicaciones dependientes diferentes entre sí pueden combinarse. Los signos de referencia en las reivindicaciones se proporcionan solo con fines ilustrativos.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo (10) para obtener imágenes térmicas de una sección de cuerpo de un mamífero vivo (35), comprendiendo dicho dispositivo:

- una estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18) para entrar en contacto con dicha sección de cuerpo (35),

- un sensor térmico (19) para obtener imágenes térmicas que reflejan el almacenamiento de energía térmica sobre al menos una parte de dicha estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18) en un modo de funcionamiento de registro de dicho dispositivo,

- un módulo de transferencia de energía térmica (21) para transferir energía térmica a dicha estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18) para llevar a la misma a una temperatura de referencia en un modo de funcionamiento de calibración de dicho dispositivo,

caracterizado porque el dispositivo comprende, además:

- un circuito de control (30) dispuesto para monitorizar la presencia de una sección de cuerpo (35) en dicha estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18) y para controlar la transferencia de energía térmica por dicho módulo de transferencia de energía térmica (21) en dicho modo de calibración en presencia de una sección de cuerpo (35) en dicha estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18) para restringir la transferencia de energía térmica por dicho módulo de transferencia de energía térmica (21) a dicha sección de cuerpo (35).

2. Dispositivo (10) según la reivindicación 1, en el que dicho módulo de transferencia de energía térmica (21) tiene una capacidad de generación de energía térmica limitada adaptada a una capacidad de absorción térmica de dicha estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18), para llevar dicha estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18) a dicha temperatura de referencia en ausencia de una sección de cuerpo (35).

3. Dispositivo (10) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho circuito de control (30) hace funcionar al menos uno de un grupo que incluye:

- un detector de proximidad (27) para detectar la proximidad de una sección de cuerpo (35) en dicha estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18),

- un detector de contacto (28) para detectar el contacto físico de una sección de cuerpo (35) con dicha estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18), y

- un detector de transferencia de energía térmica (29) para detectar una desviación de transferencia de energía térmica por dicho módulo de transferencia de energía térmica.

4. Dispositivo (10) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho circuito de control (30) comprende además un dispositivo de procesamiento de datos (31) conectado de manera operativa a dicho módulo de transferencia de energía térmica (21), estando dicho dispositivo de procesamiento (31) dispuesto para:

- hacer funcionar dicho módulo de transferencia de energía térmica (21) para transferir energía térmica por dicho módulo de transferencia de energía térmica (21) a dicha estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18) para llevar la misma a dicha temperatura de referencia en dicho modo de calibración en ausencia de una sección de cuerpo (35) en dicha estructura superficial de almacenamiento de energía térmica controlada por dicho circuito de control,

- hacer funcionar dicho módulo de transferencia de energía térmica (21) para restringir la transferencia de energía térmica por dicho módulo de transferencia de energía térmica (21) en dicho modo de calibración en presencia de una sección de cuerpo (35) en dicha estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18) controlada por dicho circuito de control (30), y

- hacer funcionar dicho sensor térmico (19) en dicho modo de registro cuando dicha estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18) está a dicha temperatura de referencia.

5. Dispositivo (10) según la reivindicación 4, que comprende además un módulo de señalización (32), conectado de manera operativa a dicho dispositivo de procesamiento (31), para señalizar el funcionamiento en dicho modo de calibración y en dicho modo de registro, respectivamente, en particular para hacer funcionar dicho sensor térmico (19) en dicho modo de registro mientras dicha estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18) almacena la energía térmica de una sección de cuerpo (35) bajo la monitorización de dicho circuito de control (30), y para indicar la finalización de la obtención de dichas imágenes térmicas .

6. Dispositivo (10) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho sensor térmico (19) es un sensor térmico multipunto, en particular una cámara de imágenes térmicas de tipo digital de píxeles dispuesta a distancia de dicha estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18), para obtener imágenes térmicas consecutivas en el tiempo sobre al menos una parte de dicha estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18), en particular una cámara con una resolución espacial que es una fracción de una región de interés por determinar.

7. Dispositivo (10) según la reivindicación 6, en el que dicho sensor térmico (19) está conectado de manera operativa al dispositivo de procesamiento de datos (31) según una cualquiera de las reivindicaciones 4, 5 o conectado de manera operativa a otro dispositivo de procesamiento de datos para el procesamiento de las imágenes térmicas obtenidas y dispuesto para determinar una región de interés calculando, a partir de una serie de imágenes térmicas obtenidas consecutivamente en el tiempo, una tasa de absorción de calor sobre al menos parte de dicha porción de dicha estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18), y en el que una región de interés se determina basándose en el hecho de si dicha tasa de absorción de calor se ajusta a un perfil establecido de valores de tasa de absorción de calor, en particular en el que dicha tasa de absorción de calor se calcula como un gradiente de temperatura a lo largo del tiempo.

8. Dispositivo (10) según la reivindicación 6 o 7, en el que dicho sensor térmico (19) está conectado de manera operativa al dispositivo de procesamiento de datos (31) según una cualquiera de las reivindicaciones 4, 5 o conectado de manera operativa a otro dispositivo de procesamiento de datos para el procesamiento de las imágenes térmicas obtenidas y dispuesto para determinar una región de interés calculando, a partir de una serie de imágenes térmicas obtenidas consecutivamente en el tiempo, diferencias de temperatura sobre al menos parte de dicha porción de dicha estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18), y en el que una región de interés se determina basándose en el hecho de si dichas diferencias de temperatura se ajustan a un perfil establecido de diferencias de temperatura.

9. Dispositivo (10) según la reivindicación 7 u 8, en el que el dispositivo de procesamiento de datos (31) está dispuesto para determinar dicha región de interés calculando una forma y un tamaño de un área de dicha estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18) en la que dicha tasa de absorción de calor y/o diferencias de temperatura se ajusta a un perfil establecido.

10. Dispositivo (10) según la reivindicación 7, 8 o 9, en el que dicho sensor térmico (19) es una cámara de imágenes térmicas de tipo píxel digital y el dispositivo de procesamiento de datos (31) está dispuesto para calcular dicha tasa de absorción de calor y/o las diferencias de temperatura por píxeles o a partir de un grupo de píxeles adyacentes.

11. Dispositivo (10) según la reivindicación 7, 8, 9 o 10, en el que dicho dispositivo de procesamiento de datos (31) está dispuesto para intercambiar datos de una determinada región de interés o para determinar una región de interés con una base de conocimientos digital, ya sea una base de conocimientos a distancia o local del dispositivo, comprendiendo dicha base de conocimientos información en apoyo de una región de interés.

12. Dispositivo (10) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18) comprende una placa o lámina de almacenamiento de energía térmica, que presenta una forma superficial plana o curva, en particular una placa o lámina de almacenamiento de energía térmica opaca.

13. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho módulo de transferencia de energía térmica (21) comprende una placa conductora de calor dispuesta de manera móvil (22), que presenta una forma superficial adaptada para hacer contacto térmico con dicha estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18), y un termogenerador (23) para llevar dicha placa conductora de calor (22) a una temperatura para intercambiar calor con dicha estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18) cuando está en contacto térmico con la misma, para llevar dicha estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18) a dicha temperatura de referencia, en particular en el que dicho módulo de transferencia de energía térmica (21) comprende un disipador de calor (24) dispuesto frente a dicha placa conductora de calor (22) y dicho termogenerador (23) comprende una pluralidad de componentes termoeléctricos (25) distribuidos a través de dicho disipador de calor (24).

14. Dispositivo (10) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho módulo de transferencia de energía térmica (21) está dispuesto para llevar dicha estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18) a una temperatura de referencia en un rango de 20-30 °C, preferiblemente en un rango de 24-26 °C.

15. Procedimiento de determinación de una región de interés de una sección de cuerpo de un mamífero vivo (35) basándose en imágenes térmicas, comprendiendo dicho procedimiento un modo de funcionamiento de calibración para llevar una estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18) a una temperatura de referencia mediante la transferencia de energía térmica a dicha estructura superficial de almacenamiento de energía (18) por un módulo de transferencia de energía térmica (21), y un modo de funcionamiento de registro, después de dicho modo de funcionamiento de calibración, para obtener imágenes térmicas que reflejen el almacenamiento de energía térmica sobre al menos una porción de dicha estructura superficial de almacenamiento de energía (18), estando dicho procedimiento controlado por un dispositivo de procesamiento de datos (31) que comprende los pasos de: - en dicho modo de funcionamiento de calibración:

- detectar (30) la presencia de una sección de cuerpo (35) en dicha estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18), y

- si está presente, controlar la transferencia de energía térmica por dicho módulo de transferencia de energía térmica (21) para restringir la transferencia de energía térmica a dicha sección de cuerpo (35),

- si está ausente, llevar dicha estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18) a dicha temperatura de referencia,

- en dicho modo de funcionamiento de registro:

- obtener imágenes térmicas consecutivas en el tiempo de dicha porción de dicha estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18) mientras se almacena energía térmica de dicha sección de cuerpo (35) en dicha estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18), y

- calcular (31), a partir de una serie de imágenes térmicas obtenidas consecutivamente en el tiempo, una región de interés basada en el almacenamiento de energía térmica por dicha estructura superficial de almacenamiento de energía térmica (18).