ES2873175T3

ES2873175T3 - Sistemas y métodos de diagnóstico médico portátiles que usan un dispositivo móvil

Info

Publication number: ES2873175T3
Application number: ES13834493T
Authority: ES
Inventors: Sidhant Jena; Michal Depa
Original assignee: Jana Care Inc
Current assignee: Jana Care Inc
Priority date: 2012-09-05
Filing date: 2013-09-05
Publication date: 2021-11-03
Anticipated expiration: 2033-09-05
Also published as: JP2015533211A; US20140072189A1; CN104812292B; JP6326574B2; BR112015004900A8; EP2893477B1; EP2893477A2; EP2893477A4; WO2014037820A2; CN104812292A; BR112015004900A2; WO2014037820A3; US9241663B2

Abstract

Un accesorio de caja de luz (30) para analizar tiras colorimétricas (56) con un dispositivo móvil (32), incluyendo dicho dispositivo móvil (32) una unidad central de procesamiento (304) y una cámara digital (316), comprendiendo el accesorio: un recinto (43) que incluye una tapa proximal (42), una pared perimetral (38) y una tapa distal (35), presentando la tapa proximal (42) una cara proximal (44) e incluyendo una estructura que define un visor (64) que pasa a través de dicha tapa proximal (42), presentando la tapa distal (35) una cara distal (36); una estructura de abertura (71) que define una abertura (72) dentro de dicho recinto (43), definiendo dicha abertura (72) un eje de visión (73) que es concéntrico con la misma, siendo dicho eje de visión (73) sustancialmente normal a dicha abertura (72), siendo dicho visor (64) de dicha tapa proximal (42) sustancialmente concéntrico alrededor de dicho eje de visión (73); una estructura (46) que define una primera ranura (54) para la inserción de una tira colorimétrica (56), estando configurada dicha primera ranura (54) para orientar dicha tira colorimétrica (56) para intersecarse con dicho eje de visualización (73), al menos una fuente de luz (138) dispuesta dentro de dicho recinto (43), estando dispuesta dicha al menos una fuente de luz (138) para iluminar dicha tira colorimétrica (56) cuando dicha tira colorimétrica (56) está encajada dentro de dicha primera ranura (54); una fuente de energía (57) dispuesta dentro de dicho recinto (43) y funcionalmente acoplada con dicha al menos una fuente de luz (138); caracterizado por que el accesorio de caja de luz (30) comprende adicionalmente: un objetivo de calibración in situ (102) independiente de dicha tira colorimétrica (56) y dispuesto dentro de dicha estructura de abertura (71) de dicho accesorio de caja de luz (30) para cubrir solo una parte de la abertura (72), teniendo dicho objetivo de calibración in situ (102) unas características de color predeterminadas; y un interruptor (52) acoplado funcionalmente entre dicha fuente de energía (57) y dicha al menos una fuente de luz (138) para la activación selectiva de dicha al menos una fuente de luz (138), en donde dicho accesorio de caja de luz (30) está configurado para comunicarse con dicha unidad central de procesamiento (304) de dicho dispositivo móvil (32) únicamente a través de dicha cámara digital (316) de dicho dispositivo móvil (32); y en donde la estructura (46) define una segunda ranura (170) dispuesta próxima a un extremo de tope (152) de dicha primera ranura (54), estando configurada dicha segunda ranura (170) para verificar visualmente la inserción de dicha tira colorimétrica (56) en dicha primera ranura (54).

Description

DESCRIPCIÓN

Sistemas y métodos de diagnóstico médico portátiles que usan un dispositivo móvil

Campo de la invención

La presente invención pertenece, en general, a dispositivos para análisis de muestras de fluido, por ejemplo dispositivos de diagnóstico médico, y, más en particular, al análisis de tiras de prueba colorimétricas utilizando una cámara, tal como la proporcionada por un teléfono inteligente u otro dispositivo móvil.

Antecedentes

La diabetes es una de las principales causas de muerte en todo el mundo. Solo en la India, existen casi 50 millones de pacientes diabéticos, un número que se prevé que aumente a 80 millones hacia el 2030 según la Organización Mundial de la Salud.

Los diabéticos suelen automonitorizar sus niveles de glucosa en sangre varias veces al día. Los niveles de glucosa pueden evaluarse utilizando tiras electroquímicas que actualmente son prohibitivamente caras para una mayoría de pacientes diabéticos en todo el mundo. También están disponibles tiras colorimétricas, pero a una fracción del costo de las tiras electroquímicas.

Las tiras de prueba colorimétricas también se pueden usar para otros diversos parámetros de la sangre y la orina, tales como el colesterol, la hemoglobina y las cetonas, así como para diferentes aplicaciones generales, tales como la prueba de la calidad del agua. Un dispositivo modular de bajo costo que pudiera realizar un conjunto completo de pruebas usando diversas tiras colorimétricas sería una innovación impactante.

Mientras tanto, la disponibilidad de dispositivos móviles o plataformas móviles ha pasado a ser algo habitual. Algunos ejemplos de dispositivos móviles incluyen, pero sin limitación, teléfonos con cámara, teléfonos inteligentes, cámaras digitales con capacidad de programación y tabletas.

Un dispositivo de bajo coste que utilizase la tira colorimétrica más económica en una plataforma móvil sería una aportación bienvenida para el cumplimiento de la creciente demanda de monitorización de la glucosa y otros fluidos corporales.

El documento EP 1710565 A1 se refiere a un accesorio de caja de luz para analizar tiras colorimétricas con un dispositivo móvil, en donde el dispositivo móvil incluye una unidad de procesamiento de muestras y una cámara digital. El documento de Onur Mudanyali y otros "Integrated rapid-diagnostic-test reader platform on a cell phone", LAB ON A CHIP, vol. 12, n.° 15, 16 de abril de 2012, páginas 2778 - 2786, describe una plataforma para montar en un teléfono móvil para ensayos inmunocromatográficos y pruebas similares. El documento US 2012/0082374 A1 muestra una cámara que se utiliza para tomar una imagen de la tira reactiva mientras el procesamiento se realiza en un dispositivo informático separado. El documento US 2012/0189509 A1 describe el uso de una tira reactiva que comprende una región reactiva y una región de calibración de la imagen.

Sumario de la invención

La invención se expone en el conjunto de reivindicaciones adjuntas.

Diversas realizaciones de la invención proporcionan una plataforma móvil para el análisis de tiras reactivas colorimétricas y el tratamiento de enfermedades usando las lecturas producidas por ese análisis. Más específicamente, puede usarse la cámara del dispositivo móvil para detectar automáticamente el color de una o varias áreas reactivas de la tira colorimétrica. Estos uno o varios colores se comparan con un conjunto de colores conocidos o estándar previamente detectados a partir de una tabla de colores de referencia y/o calibración durante una calibración inicial y almacenados en la memoria del dispositivo móvil. Cada uno de estos colores estándar se puede asociar a una lectura resultante de la prueba específica en la que se está usando la tira colorimétrica. Estos uno o varios valores detectados se emplean luego en una plataforma de tratamiento de enfermedades en el dispositivo móvil. En determinadas realizaciones, la plataforma registra y almacena estos valores junto con información adicional del paciente y transmite los valores y la información a una base de datos de un servidor remoto al que puede acceder un proveedor de salud para proporcionar comentarios para el tratamiento de la enfermedad. Los comentarios al paciente se pueden proporcionar automáticamente analizando y visualizando los datos recopilados en el dispositivo móvil, así como recibiendo comentarios personalizados de un proveedor de salud.

A los efectos de la presente divulgación, un "estándar de color" es uno que tiene características de color conocidas en un entorno de iluminación controlada o estándar, de los cuales son subconjuntos un "color de referencia" y un "color de calibración". Los "colores de referencia" se refieren a colores estándar que se utilizan en sistemas manuales para determinar la coincidencia más cercana en una comparación visual. Los "colores de calibración" son colores estándar que se utilizan para calibrar la respuesta de una cámara digital y pueden representar una escala de colores especialmente adecuada para generar funciones precisas de corrección de color. En algunas realizaciones, también se puede usar un color o colores de referencia como color o colores de calibración.

También a los efectos de la presente divulgación, una "calibración inicial" es una calibración que se efectúa una vez para medir la respuesta (los valores de color generados) de una cámara digital durante la visualización de una pluralidad de colores estándar. La calibración "in situ" es una calibración posterior a la calibración inicial y se implementa para tener en cuenta condiciones cambiantes, tales como la iluminación ambiental y las respuestas automáticas implementadas por la cámara digital.

La detección del color de las una o varias áreas reactivas de la tira de prueba colorimétrica no es un problema trivial. Supone una complicación la variedad de condiciones de iluminación a las que pueda estar sometida la tira colorimétrica y que afectan a su color aparente. Por consiguiente, varias realizaciones de la invención pueden efectuar una ecualización para las diversas condiciones de iluminación a las que pueda estar sometida la tira de prueba colorimétrica durante el análisis.

Las realizaciones de la invención incluyen un accesorio de caja de luz que se fija o se acopla de algún otro modo a un dispositivo móvil para aumentar la formación de imágenes digitales de una tira colorimétrica. El accesorio de caja de luz cubre la cámara del teléfono móvil y restringe o elimina la luz que, de otro modo, llegaría a la cámara del dispositivo móvil. La iluminación dentro del accesorio de caja de luz se controla para iluminar la tira de luz de manera consistente. En una realización, el accesorio de caja de luz ayuda a alinear la tira colorimétrica con la cámara del dispositivo móvil. Adicionalmente, el accesorio de caja de luz de varias realizaciones de la invención es de perfil bajo, con un grosor (dimensión a lo largo del eje óptico de la cámara del dispositivo móvil) comprendido aproximadamente entre 1 y 3 cm. En ciertas realizaciones, el accesorio de caja de luz puede ser retirado después del uso o girado o volteado para que la cámara del dispositivo móvil pueda funcionar cuando aquel no esté en uso.

Un aspecto de la invención es que no se requieren dispositivos auxiliares de comunicación entre el accesorio de caja de luz y el dispositivo móvil. Toda la comunicación entre el accesorio de caja de luz y el dispositivo móvil se realiza a través de las imágenes adquiridas por la cámara digital del dispositivo móvil y la conversión a valores de color de esas imágenes. Una comunicación de esta naturaleza no solo transmite el estado de una tira colorimétrica sometida a análisis, sino que también puede detectar otras condiciones del sistema, tales como una condición de batería baja, una condición de temperatura fuera de escala y condiciones fuera de escala en general.

Un aspecto de la invención es el aumento de una cámara del dispositivo móvil para proporcionar un análisis automático preciso y fiable de cualquier tira de prueba colorimétrica. Las tiras reactivas colorimétricas, como su nombre indica, cambian de color cuando entran en contacto con un fluido sometido a prueba. Después de la reacción, el color final indica el resultado de la prueba. Las tiras colorimétricas suelen requerir una comparación visual con una tabla de colores de referencia para traducir el color resultante a una lectura de prueba, lo que puede conducir a resultados poco fiables e inexactos porque la interpretación se basa en una comparación subjetiva que depende de la persona que realiza la comparación. Un ejemplo de tales tiras reactivas colorimétricas para la prueba de glucosa son las tiras visuales BETACHEK, suministradas por National Diagnostic Products Pty. Limited, de Sydney, Australia.

Este problema puede abordarse imprimiendo una o varias muestras de colores de calibración en cada tira de prueba colorimétrica. El enfoque también es diferente a incluir toda la tabla de colores de referencia en cada tira de prueba colorimétrica y encontrar una coincidencia más cercana, lo cual, en la mayoría de los casos, no es factible porque la tabla de referencia contiene una gran cantidad de colores de referencia y las tiras de prueba colorimétricas tienen unas dimensiones físicas pequeñas.

Un aspecto de la presente divulgación incluye un método para ecualizar las condiciones de iluminación. La cámara del dispositivo móvil detecta simultáneamente un conjunto de colores de referencia así como uno o varios colores de calibración al tomar una fotografía de una tabla de referencia. Todos estos colores se almacenan en la memoria del dispositivo móvil, según son detectados, como calibración inicial. Esta etapa de calibración inicial solo debe realizarse una vez en cada dispositivo móvil, para tener en cuenta las propiedades específicas de la cámara del dispositivo móvil.

Para permitir la ecualización de las condiciones de iluminación, cada tira colorimétrica puede incluir, además de su una o varias áreas reactivas, el mismo uno o varios colores de calibración de la tabla de referencia descrita previamente. El área reactiva y los colores de calibración "in situ" pueden ser detectados simultáneamente por la cámara del dispositivo móvil. El proceso de ecualización de las condiciones de iluminación estima una función de corrección de color que modela las condiciones de iluminación utilizando el cambio en los valores detectados de uno o varios colores de calibración "in situ" entre la calibración inicial y las etapas de análisis de la tira reactiva colorimétrica. Esta función de corrección de color se puede aplicar a los valores de color detectados de una o varias áreas reactivas. Los colores del área reactiva ecualizados se comparan con los colores estándar de la tabla de referencia, almacenada en la memoria del dispositivo móvil, para encontrar las coincidencias más cercanas.

En un aspecto, la comparación se realiza por separado para cada área reactiva, y una vez establecidas las citadas coincidencias, se puede asignar la lectura de prueba resultante del color de referencia más cercano al área reactiva dada. Otra forma de obtener una lectura de prueba del área reactiva, cuando es un valor numérico, consiste en calcular la media ponderada de las lecturas de prueba de las coincidencias más cercanas, o una interpolación o extrapolación de los valores de color de referencia. Estos resultados se pueden utilizar en la plataforma de tratamiento de enfermedades del dispositivo móvil.

En diversos aspectos de la presente divulgación, un método de análisis de la tira de prueba colorimétrica comprende dos fases: una fase de ecualización de las condiciones de iluminación, que también se puede denominar corrección de color, y una fase de coincidencia de color. La corrección de color puede implicar desde un simple balance de blancos en cámaras digitales hasta una corrección de color más compleja, tal como se encuentra en los algoritmos avanzados de calibración de cámaras.

Algunos aspectos de la presente divulgación contemplan una tira de prueba colorimétrica con una cámara de dispositivo móvil, similar a la exploración de un código de barras, para realizar un análisis de la tira colorimétrica usando una aplicación de software cargada en el procesador del dispositivo móvil. La tira colorimétrica se puede sostener frente a la cámara, o se puede utilizar un soporte que sostenga una tira colorimétrica dada frente a la cámara con una orientación repetible. Se puede imprimir un patrón de color en cada tira para que la aplicación de software pueda compensar los cambios de las condiciones de iluminación.

Otros aspectos proporcionan un mayor control de las condiciones de iluminación. Se ha observado que mantener resultados de alta precisión en una amplia gama de condiciones de iluminación puede resultar problemático. Además, al menos en las realizaciones en las que la tira se sostiene "a mano" frente a la cámara, es necesaria una experiencia de usuario completamente nueva. Los usuarios están acostumbrados a insertar tiras reactivas en medidores de glucosa, por lo que la técnica a mano presenta el desafío de tener que enseñar a los usuarios cómo orientar correctamente la tira reactiva colorimétrica para obtener resultados óptimos.

Las realizaciones de la invención incluyen un accesorio de caja de luz para analizar tiras colorimétricas con un dispositivo móvil, incluyendo el dispositivo móvil una unidad central de procesamiento y una cámara digital. El accesorio incluye un recinto con una tapa proximal, una pared perimetral y una tapa distal, presentando la tapa proximal una cara proximal e incluyendo una estructura que define un visor que atraviesa la tapa proximal, presentando la tapa distal una cara distal. Una estructura de abertura define una abertura dentro del recinto, definiendo la abertura un eje de visión concéntrico con la misma, siendo el eje de visión sustancialmente normal a la abertura y siendo el visor de la tapa proximal sustancialmente concéntrico alrededor del eje de visión. En una realización, la estructura de abertura está formada integralmente con al menos una de la pared perimetral y la tapa distal. Una estructura define una ranura para la inserción de una tira colorimétrica, estando configurada la ranura para orientar la tira colorimétrica de modo que se interseque con el eje de visualización. Dentro de la estructura de abertura del accesorio de caja de luz puede estar situado un objetivo de calibración in situ, teniendo el objetivo de calibración in situ unas características de color predeterminadas. Al menos una fuente de luz está dispuesta dentro del recinto, estando dispuesta la al menos una fuente de luz para iluminar la tira de prueba colorimétrica cuando la tira de prueba colorimétrica está encajada dentro de la ranura. La al menos una fuente de luz puede ser un diodo luminiscente. La estructura define una segunda ranura dispuesta cerca de un extremo contiguo de dicha primera ranura, estando configurada dicha segunda ranura para verificar visualmente la inserción de dicha tira colorimétrica en dicha primera ranura.

Dentro del recinto está dispuesta una fuente de energía funcionalmente acoplada a la al menos una fuente de luz. Un interruptor está funcionalmente acoplado entre la fuente de energía y la al menos una fuente de luz para la activación selectiva de la al menos una fuente de luz. En una realización, el interruptor es accesible desde el exterior del recinto para la activación manual de la al menos una fuente de luz. La fuente de energía puede comprender al menos una batería. El accesorio está configurado para comunicarse con la unidad central de procesamiento del dispositivo móvil solo a través de la cámara digital del dispositivo móvil.

El accesorio de caja de luz puede incluir una lente macro dispuesta dentro del recinto, siendo la lente macro sustancialmente concéntrica con el eje de visualización y estando situada entre el visor y el objetivo de calibración in situ. El accesorio de caja de luz puede comprender adicionalmente un circuito para la detección de una condición de fuera de escala, incluyendo el circuito una fuente de luz coloreada dispuesta para iluminar el objetivo de calibración in situ cuando está activada. En determinadas realizaciones, las capacidades de fuera de escala incluyen un primer circuito y un segundo circuito, sirviendo cada uno de los circuitos primero y segundo para la detección de condiciones de fuera de escala, incluyendo cada uno de los circuitos primero y segundo una respectiva fuente de luz coloreada, estando cada una de las respectivas fuentes de luz coloreadas dispuesta para iluminar el objetivo de calibración in situ cuando está activada. En una realización, el primer circuito está configurado para detectar una primera condición de fuera de escala y el segundo circuito está configurado para detectar una segunda condición de fuera de escala, siendo la primera condición de fuera de escala diferente de la segunda condición de fuera de escala. El color de la respectiva fuente de luz coloreada del primer circuito puede diferir del color de la respectiva fuente de luz coloreada del segundo circuito.

Diversas realizaciones de la invención comprenden un método para el análisis colorimétrico de tiras de prueba colorimétricas que implementa una corrección del color. El método incluye proporcionar un dispositivo móvil que incluye una cámara digital y una unidad central de procesamiento (CPU), la c Pu está funcionalmente acoplada a un medio de almacenamiento y configurada para recibir instrucciones desde el medio de almacenamiento y configurar el medio de almacenamiento para incluir instrucciones legibles por la CPU. En una realización, las instrucciones incluyen:

• capturar con la cámara digital al menos una imagen de una pluralidad de colores estándar;

• convertir la al menos una imagen de la pluralidad de colores estándar en una pluralidad de valores iniciales de colores de calibración;

• proporcionar una tira colorimétrica expuesta a un fluido de prueba, incluyendo la tira colorimétrica un área reactiva;

• proporcionar un objetivo de calibración in situ dispuesto dentro de una estructura de abertura de un accesorio de caja de luz que incluye en el mismo al menos un color de calibración in situ, no viéndose el al menos un color de calibración in situ afectado por la presencia del fluido de prueba, siendo cada uno de los al menos un color de calibración in situ sustancialmente idéntico a un respectivo color de la pluralidad de colores estándar;

• obtener una imagen digital de prueba que incluye tanto una imagen del área reactiva de la tira colorimétrica como una imagen del objetivo de calibración in situ;

• analizar las porciones de la imagen digital de prueba que se sabe que representan el objetivo de calibración in situ para obtener una pluralidad de correspondientes valores cuantitativos de color in situ;

• comparar los correspondientes valores cuantitativos de color con los valores de color de la calibración inicial;

• establecer una función de corrección de color basada en los correspondientes valores cuantitativos de color in situ;

• analizar las porciones de la imagen digital de prueba que se sabe que representan las áreas reactivas de la tira colorimétrica para obtener una pluralidad de valores de color de prueba correspondientes a las áreas reactivas; y

• aplicar la función de corrección de color a la pluralidad de valores de color de prueba; y

• convertir la pluralidad de valores de color de prueba en al menos una lectura de prueba.

En una realización, la pluralidad de colores estándar son colores de referencia. La al menos una imagen de una pluralidad de colores estándar puede incluir tanto colores de calibración como colores de referencia. El método puede comprender adicionalmente linealizar los valores de color de calibración inicial y los valores cuantitativos de color in situ. En una realización, el método comprende almacenar la pluralidad de valores de color de calibración inicial en el medio de almacenamiento y/o recuperar del medio de almacenamiento la pluralidad de valores de color de calibración inicial antes de la etapa de comparación.

Breve descripción de los dibujos

La FIG. 1 es una vista en perspectiva de un accesorio de caja de luz unido funcionalmente a un dispositivo móvil de una realización de la invención;

La FIG. 2 es una vista en perspectiva del accesorio de caja de luz de la FIG. 1;

La FIG. 3 es una vista en perspectiva de una cara proximal del accesorio de caja de luz de la FIG. 1 de una realización de la invención;

La FIG. 4 es una vista en perspectiva del recinto del accesorio de caja de luz de la FIG. 1 desde el lado proximal; La FIG. 5 es una vista en

perspectiva del recinto del accesorio de caja de luz de la FIG. 1 desde el lado distal; La FIG. 6 es una vista en planta de un objetivo de calibración "in situ" de una realización de la invención; La FIG. 7 es una vista en planta de un inserto difusor de una realización de la invención;

La FIG. 8 es una vista en planta de la cara proximal de una placa de circuito de una realización de la invención;

La FIG. 8A es un esquema de un circuito de detección de batería baja de una realización de la invención;

La FIG. 8B es un esquema de un circuito de detección de temperatura fuera de escala de una realización de la invención;

Las FIGS. 9 y 10 son vistas en perspectiva de adaptadores de tiras reactivas de realizaciones de la invención;

Las FIGS. 11 y 12 son vistas en perspectiva de adaptadores de tiras reactivas, con tiras colorimétricas montadas en los mismos, de realizaciones de la invención;

Las FIGS. 13 y 14 son vistas en perspectiva de una cara proximal y una cara distal, respectivamente, de una tira de prueba colorimétrica de una realización de la invención;

La FIG. 15 es una imagen capturada por un dispositivo móvil que ve una tira colorimétrica y un objetivo de calibración "in situ" en el accesorio de caja de luz de la FIG. 1;

La FIG. 16 es una imagen capturada por un dispositivo móvil que ve una tira colorimétrica usando una lente macro de una realización de la invención;

Las FIGS. 17 y 18 son vistas en perspectiva de una correa elástica para montar un accesorio de caja de luz en un dispositivo móvil de una realización de la invención;

Las FIGS. 19 y 20 son vistas en perspectiva de una disposición de manguito para montar un accesorio de caja de luz en un dispositivo móvil de una realización de la invención;

Las FIGS. 21 y 22 son vistas en perspectiva de una disposición de tela de velcro para montar un accesorio de caja de luz en un dispositivo móvil de una realización de la invención;

Las FIGS. 23 a 26 son vistas en perspectiva de un sistema de montaje de riel para montar un accesorio de caja de luz en un dispositivo móvil de una realización de la invención;

La FIG. 27 es una vista esquemática de un dispositivo móvil utilizado para el análisis de tiras reactivas colorimétricas y la plataforma de gestión de enfermedades de una realización de la invención;

La FIG. 28 es una vista en perspectiva de un dispositivo móvil de una realización de la invención tal como se usa para realizar un análisis de tira reactiva colorimétrica con el paciente sosteniendo la tira reactiva colorimétrica frente a la cámara del dispositivo móvil;

La FIG. 29 es una vista lateral de un dispositivo móvil de una realización de la invención tal como se utiliza para realizar análisis de tiras reactivas colorimétricas con una carcasa de clip que sostiene la tira reactiva colorimétrica frente a la cámara del dispositivo móvil;

La FIG. 30 es una vista en planta de un ejemplo de tira reactiva colorimétrica de una realización de la invención; La FIG. 31 es una vista en planta de un ejemplo de tabla de colores de referencia de una realización de la invención; La FIG. 32 es un diagrama de flujo de una realización de la invención;

La FIG. 33 es una representación gráfica de los valores de color detectados en un objeto físico de color fijo, en diferentes condiciones de iluminación, de una realización de la invención;

La FIG. 34 es un diagrama de flujo del método de ecualización de condiciones de iluminación usado en una realización de la invención;

La FIG. 35 es un diagrama de flujo que representa el proceso de encontrar el color de referencia coincidente más cercano para cada área reactiva en la tira colorimétrica de una realización de la invención;

La FIG. 36 es un diagrama de flujo de la plataforma de tratamiento de enfermedades de una realización de la invención; y

La FIG. 37 es un diagrama de flujo de una secuencia para determinar que se ha producido un evento de fuera de escala de una realización de la invención.

Descripción detallada de las realizaciones de la invención

Con referencia a las FIGS. 1 a 3, se representa un aditamento o accesorio de caja de luz 30, de una realización de la invención, adaptado para acoplarse con un dispositivo móvil 32. En una realización, el accesorio de caja de luz 30 incluye una carcasa 34 que tiene una tapa distal 35 que presenta una cara distal 36 y una pared perimetral 38 que coopera con una tapa proximal 42 para definir un recinto 43, teniendo la tapa proximal 42 una cara proximal 44. En una realización, la cara distal 36 y la pared perimetral 38 acomodan un adaptador 46 de tiras reactivas que está asegurado a la carcasa 34 con un sujetador 48. La cara distal 36 también puede incluir un interruptor de encendido 52 accesible por el usuario para la activación manual de una fuente de luz dentro de la carcasa 34. El adaptador 46 de tiras reactivas y la pared perimetral 38 pueden cooperar para definir una ranura 54 para la inserción de una tira reactiva colorimétrica 56.

En una realización, el accesorio de caja de luz 30 incluye una fuente de alimentación 57 incorporada. En la realización representada, la fuente de alimentación 57 incluye un portabaterías 58 que aloja unas baterías 59, de tipo botón o moneda, y se inserta en una ranura (no visible en las figuras) de la pared perimetral 38. Se entiende que se pueden utilizar otras fuentes de energía y disposiciones de baterías incorporadas.

La tapa proximal 42 está adaptada para entrar en contacto con una cara trasera o cara de cámara 62 del dispositivo móvil 32. La tapa proximal 42 puede comprender un material de junta elástico. La tapa proximal 42 también define un visor 64, opuesto al adaptador 46 de tiras reactivas y alineado con el mismo, posicionado para alinearse con la lente de la cámara del dispositivo móvil 32, permitiendo así ver la tira reactiva colorimétrica 56 a través del mismo. En una realización, un imán 66 está asegurado dentro de la carcasa 34, siendo accesible una cara expuesta 68 del imán 66 desde la cara proximal 44 de la carcasa 34.

A los efectos de la presente divulgación, "cara distal", "superficie distal" o "lado distal" se refieren a una superficie, cara o lado de la carcasa 34 que está orientado generalmente a la contra del dispositivo móvil 32 cuando el accesorio de caja de luz 30 está en funcionamiento. "Cara proximal", "superficie proximal" o "lado proximal" se refieren a una cara, superficie o lado de la carcasa 34 que está orientado generalmente hacia el dispositivo móvil 32 cuando el accesorio de caja de luz 30 está en funcionamiento. Además, "dispositivo móvil" es cualquier dispositivo informático móvil que tenga capacidad de formación de imágenes digitales y que pueda programarse para adquirir y/o procesar información a partir de una imagen digital. Algunos ejemplos de dispositivos móviles incluyen, pero sin limitación, teléfonos con cámara, teléfonos inteligentes, cámaras digitales con capacidad de programación y tabletas.

Con referencia a las FIGS. 4 y 5, se representa la carcasa 34 con la tapa proximal 42 retirada. En la realización representada, la carcasa 34 incluye una estructura de abertura 71 que define una abertura 72 dentro del recinto 43, definiendo la abertura 72 un eje de visión 73. En una realización, la estructura de abertura 71 incluye una estructura saliente 74 alrededor del perímetro de la abertura 72. En una realización, la abertura 72 está recortada en lados opuestos con unos rebordes 76 formados en la cara distal 36 de la carcasa 34. La estructura saliente 74 también puede incluir una lengüeta 78 que se extiende radialmente hacia adentro desde la misma. La carcasa 34 también define una abertura 82 para montar el interruptor de alimentación 52, un receptáculo 84 para montar el imán 66 y unos receptáculos 86 para montar los insertos hembra roscados 92, 94 y 96. En una realización, la cara distal 36 de la carcasa 34 está provista de un canal de montaje 98 para alojar el adaptador 46 de tiras de prueba. Aunque la realización ilustrada representa una abertura 72 poligonal, también pueden definirse otras geometrías, tales como una geometría circular, oval o elíptica.

Con referencia a las FIGS. 6 y 7, se representan un objetivo de calibración "in situ" 102 y un inserto difusor 104 de realizaciones de la invención. El objetivo de calibración in situ 102 está configurado para encajar dentro de la abertura 72 en contacto con las caras proximales de los rebordes 76 y la cara proximal de la lengüeta 78. El objetivo de calibración in situ 102 también está configurado para cubrir solo una parte de la abertura 72. El inserto difusor 104 está configurado para encajar dentro de la abertura 72. En una realización, el objetivo de calibración in situ 102 está dispuesto entre el inserto difusor 104 y las caras proximales de los rebordes 76 y la pestaña 78. En una realización, una lente macro (no representada) también está dispuesta en la abertura 72 de la carcasa 34, siendo el eje óptico de la lente concéntrico con el eje central de la abertura 72.

Con referencia a la FIG. 8, se presenta una placa de circuito 112 de una realización de la invención. La placa de circuito 112 incluye una parte de base 114 y una parte extendida 116 que se extiende desde la parte de base 114. Una abertura 118 está ubicada en una parte extrema libre 122 de la parte extendida 116. En una realización, una pluralidad de diodos luminiscentes (LED) 124 están dispuestos en la cara distal 126 de la placa de circuito 112, cerca de la abertura 118, estando los LED 124 acoplados funcionalmente a un circuito 128 para su activación selectiva. La placa de circuito 112 también incluye unos orificios de montaje 132 y 134 para acoplarla a la carcasa 32 con unas inserciones hembra roscadas 94 y 96, respectivamente. La placa de circuito 112 está conformada para dejar espacio libre al interruptor de alimentación 52 y acceso al imán 66 cuando la placa de circuito 112 está montada en la carcasa 34.

Debe observarse que, aunque la realización representada ilustra una pluralidad de LED, también se contempla el uso de un único LED. Además, aparte de los LED se pueden utilizar otras fuentes de luz disponibles en el mercado y susceptibles de ser incorporadas al sistema portátil representado en el presente documento.

Una realización alternativa puede eliminar el interruptor de alimentación 52. En su lugar, la pluralidad de LED 124 puede ser activada por un interruptor, interno al accesorio de caja de luz 30, que detecte la presencia de la tira colorimétrica 56 (por ejemplo, un microinterruptor de palanca y rodillo o un interruptor óptico de detección de trayectoria). Tal disposición puede proporcionar la ventaja de asegurar que la tira colorimétrica 56 esté correctamente cargada en el accesorio de caja de luz 30 antes de que se puedan adquirir las imágenes de análisis. La disposición también puede evitar una activación involuntaria de los LED, que podría agotar las baterías.

En determinadas realizaciones, el accesorio de caja de luz 30 incluye circuitos para la detección de una condición o condiciones de fuera de escala, de los cuales se describen ejemplos a continuación.

Con referencia a la FIG. 8A y de nuevo a la FIG. 8, se representa un circuito de detección de batería baja 135 de una realización de la invención. El circuito de detección de batería baja 135 puede incluir un comparador 136 acoplado funcionalmente a una fuente de voltaje de referencia 137 y una fuente de luz coloreada 138, tal como un LED de color. Un ejemplo no limitativo de una fuente de voltaje 137 es la referencia de voltaje CMOS REF29xx, fabricada por Texas Instruments, Inc. de Dallas, Texas, EE. UU., cuya especificación se titula "100 ppm/°C, 50 pA en SOT23-3 CMOS Voltage Reference", disponible en http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ref2912.pdf (visitado por última vez el 5 de marzo de 2013).

La fuente de luz coloreada 138 puede pasar luz principalmente a través de un paso de banda estrecha que se correlaciona aproximadamente con un color (por ejemplo, rojo, verde, ámbar) y está dispuesta para iluminar el objetivo de calibración in situ 102 tras su activación. Un ejemplo no limitativo de un comparador 136 adecuado para su uso en el circuito de detección de batería baja 135 es el National Semiconductor LPV7215MF, cuya hoja de especificaciones se titula "LPV7215 580 nA Rail-to-Rail Input and Output, 1,8V, Push-Pull Output Comparator", disponible en http://html.alldatasheet.com/html-pdf/115571/NSC/LPV7215MF/56/1/LPV7215MF.html (visitado por última vez el 3 de marzo de 2013).

En funcionamiento, el comparador 136 compara un voltaje Vbat de la fuente de alimentación 59 (directa o dividida) con un voltaje de referencia Vref de la fuente de voltaje de referencia 137. Cuando el Vbat cae por debajo del Vref, el comparador 136 energiza la fuente de luz coloreada 138.

Con referencia a la FIG. 8B y de nuevo a la FIG. 8, se representa un circuito de detección de temperatura fuera de escala 140 de una realización de la invención. El circuito de detección de temperatura fuera de escala 140 puede incluir un sensor de temperatura 141, un comparador doble 142 y una fuente de luz coloreada 143. El sensor de temperatura 141 puede generar un voltaje Vtemp de acuerdo con una correlación conocida con la temperatura del sensor 141. La fuente de luz de coloreada 143, tal como un LED de color, puede pasar la luz principalmente a través de una banda estrecha que se correlaciona aproximadamente con un color (por ejemplo, rojo, verde, ámbar) y está dispuesta para iluminar el objetivo de calibración in situ 102 tras su activación. Los voltajes Vref_h y Vref_L se pueden generar, por ejemplo, dividiendo una referencia de voltaje Vref mediante unas resistencias, representadas como resistencias R1, r 2, R3 y R4 en la FIG. 8B. En una realización, el Vref puede obtenerse de la fuente de voltaje 137.

Un ejemplo no limitativo para el comparador dual 142 adecuado para su uso en el circuito de detección de temperatura fuera de escala 140 es el MCP9700/9700A o /9701 A, fabricado por Microchip Technology, Inc. de Chandler Ax , cuya hoja de especificaciones se titula "Low-Power Linear Active Thermistor™ ICs", disponible en http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/21942e.pdf (visitado por última vez el 3 de marzo de 2013).

Como se representa en la FIG. 8, se puede implementar una pluralidad de circuitos de fuera de escala (por ejemplo, los circuitos 135 y 140) en el mismo accesorio de caja de luz 30. Los colores emitidos por las fuentes de luz (por ejemplo, las fuentes de luz 138 y 143) pueden pasar la luz en diferentes pasos de banda, lo que puede ser útil cuando cada circuito está diseñado para detectar un parámetro diferente o diferentes umbrales de fuera de escala.

El comparador dual 142 puede incluir un primer comparador 142a y un segundo comparador 142b. El primer comparador 142a compara la salida de voltaje Vtemp del sensor de temperatura 141 con un voltaje alto de referencia Vref_h y activa la fuente de luz coloreada 143 cuando Vref_h excede un voltaje predeterminado que corresponde a una temperatura alta predeterminada para la salida del sensor de temperatura 141. El segundo comparador 142b compara la salida de voltaje Vtemp del sensor de temperatura 141 con un voltaje bajo de referencia Vref_1 y activa la fuente de luz coloreada 143 cuando Vref_1 cae por debajo de un voltaje predeterminado que corresponde a una temperatura baja predeterminada para la salida del sensor de temperatura 141.

Funcionalmente, y según se explica con mayor detalle a continuación en relación con la FIG. 37, iluminar el objetivo de calibración in situ 102 puede proporcionar un mecanismo para comunicar al dispositivo móvil 32 que se ha producido una condición de fuera de escala. Considérese, por ejemplo, una iluminación del objetivo de calibración in situ 102 por la fuente de luz coloreada 138 del circuito de detección de batería baja 135, y donde la fuente de luz de color 138 está configurada para iluminar el objetivo de calibración in situ 102, de nuevo a modo de ejemplo, con una luz sustancialmente de color ámbar. La presencia de la luz de color ámbar, superpuesta sobre la iluminación de banda ancha proporcionada por la pluralidad de LED 124, provocará un aumento de la intensidad (absoluta o normalizada) de ciertas partes del espectro de color en relación con las intensidades observadas cuando se ilumina solo con pluralidad de LED 124. Adicionalmente, se pueden conocer a priori los colores afectados por la iluminación de la fuente de luz coloreada 138 mediante la calibración del objetivo de calibración in situ 102 sometido a la iluminación por la fuente de luz 138. Algunos ejemplos no limitativos de dispositivos utilizados para la fuente de luz coloreada 138 y sus espectros asociados incluyen: un LED ámbar (que funciona con intensidad máxima en el paso de banda de 600-625 nm); un LED verde (que funciona con intensidad máxima en el paso de banda de 500-575 nm); un LED rojo (que funciona con intensidad máxima en el paso de banda de 630-650 nm); y un LED azul (que funciona con intensidad máxima en el paso de banda de 460-480 nm).

Por consiguiente, cuando los colores de la imagen son analizados por el dispositivo móvil 32, el dispositivo móvil 32 puede estar configurado para interpretar el aumento de las intensidades de estos colores conocidos como una indicación de que el circuito de batería baja 135 ha detectado un condición de batería baja.

Puede implementarse el mismo procedimiento general utilizando otras fuentes de luz coloreada para detectar otras condiciones de fuera de escala. Por ejemplo, la fuente de luz 143 para el circuito de detección de temperatura fuera de escala 140 se puede configurar para iluminar el objetivo de calibración in situ 102 con un color diferente (por ejemplo, rojo) al de la fuente de luz 138 del circuito de detección de batería baja 135 (por ejemplo, ámbar). Al iluminar el objetivo de calibración in situ 102 con la luz de diferente color (rojo) se observa un perfil de color diferente al de la iluminación de banda ancha proporcionada solo por la pluralidad de LED 124, o la iluminación de banda ancha más la luz de color (por ejemplo, ámbar) de la pluralidad de LED 124 y la fuente de luz de color 138. Así pues, el dispositivo móvil 32 puede distinguir qué condiciones, de la pluralidad de condiciones de fuera de escala (por ejemplo, batería baja o temperatura), están siendo comunicadas por el accesorio de caja de luz 30.

En diversas realizaciones de la invención, toda esta "comunicación" se produce a través de la cámara del dispositivo móvil 32. No se necesitan vías adicionales de comunicación (por ejemplo, USB, encriptación inalámbrica). De esta manera, la comunicación entre el accesorio de caja de luz 30 y el dispositivo móvil 32 se realiza con dispositivos analógicos.

Con referencia a las FIGS. 9 y 10, se presentan en realizaciones de la invención los adaptadores 46a y 46b de tiras reactivas (denominados genérica y colectivamente adaptadores 46 de tiras reactivas), que definen la ranura 54 y son accesibles desde la misma. Cada adaptador 46 de tiras reactivas comprende una barra 144 que tiene dos lados paralelos 145a y 145b y un rebaje 146 formado en una cara proximal 148. El rebaje 146 se extiende a lo largo de una primera porción de la longitud de la barra 144, terminando en un extremo de tope 152 y definiendo una longitud de inserción 154 para la tira de prueba colorimétrica 56. Un orificio de montaje 156 está dispuesto cerca de un primer extremo 158 de la barra 144. Los lados paralelos 145a y 145b de la barra 144 incluyen unos rieles 162 y 164 que se extienden a lo largo de una porción de la barra 144 y junto a un segundo extremo 166 de la barra 144, siendo el segundo extremo 166 opuesto al primer extremo 158 de la barra. En una realización, se proporciona un orificio de acceso 168 que pasa a través de la barra 144. De acuerdo con la invención, se incluye una ranura 170 cerca del extremo de tope 152 del rebaje 146 para verificar visualmente que la tira colorimétrica 56 está completamente insertada.

El montaje de la realización representada incluye presionar o asegurar de algún otro modo el imán 66 y los insertos hembra roscados 92, 94 y 96 en los respectivos receptáculos 84 y 86 de la carcasa 34. Se coloca el objetivo de calibración in situ 102 dentro de la abertura 72 desde el lado proximal, quedando el objetivo de calibración in situ 102 en contacto con los rebordes 76 y cubriendo una parte del orificio definido por la abertura 72. Después se coloca el inserto difusor 104 en la abertura 72, encajándolo contra la cara proximal del objetivo de calibración in situ 102 y la lengüeta 78. En las realizaciones que implementan una lente macro, puede montarse la lente macro en la abertura 118 de la placa 112 de circuito y sujetarla con la tapa proximal 42.

Después se monta la placa de circuito 112 en la carcasa 34, de manera que la abertura 118 de la porción extrema libre 122 de la porción extendida 116 quede sustancialmente alineada con la abertura 72 de la carcasa 34, y se sujeta a los insertos roscados hembra 94 y 96 a través de los orificios de montaje 132 y 134. En esta orientación, la parte extrema libre 122 de la porción extendida 116 captura el inserto difusor 104 y el objetivo de calibración in situ 102 dentro de la abertura 72, y los LED 124 están en contacto o casi en contacto con el inserto difusor 104.

El adaptador 46 de tiras de prueba se asegura a la cara distal 36 de la carcasa 34 insertando el adaptador 46 de tiras de prueba en el canal de montaje 98 y asegurándolo en su lugar con el sujetador 48 que se acopla con el inserto roscado hembra 92 a través del orificio de montaje 156 del adaptador 46 de tiras reactivas. En una realización, el adaptador 46 de tiras reactivas se inserta lateralmente en el canal de montaje 98 a lo largo de un eje 172 del canal (FIG. 5), con los rieles 162 y 164 encajados de manera deslizante en unas ranuras formadas a lo largo de los bordes del canal de montaje 98 (ranuras no visibles en las Figuras).

Funcionalmente, el adaptador 46a de tiras reactivas es adecuado para su uso con tiras de "doble cara" (por ejemplo, la tira 190 que se describe a continuación con relación a la FIG. 13), donde la muestra se coloca en la tira después de montarla en el accesorio de caja de luz 30. La aplicación de la muestra se realiza a través del orificio de acceso 168. El adaptador 46b de tiras de prueba es adecuado para usar con tiras de "una sola cara", donde la muestra se aplica a la tira antes de montarla dentro del accesorio de caja de luz 30.

El visor 64, la abertura 118 de la placa de circuito 112 y la abertura 72 de la carcasa 34 están sustancialmente alineados de modo que la cámara del dispositivo móvil 32 pueda ver una zona objetivo 174 situada dentro del rebaje 146 del adaptador 46 de tiras reactivas. En realizaciones que utilicen el objetivo de calibración in situ 102, la zona objetivo 174 definida en el adaptador 46 de tiras reactivas está recortada, según se muestra en la FIG. 10. La estructura saliente 74 de la abertura 72 puede definir una barrera que, junto con la tapa proximal 42 y el adaptador 46 de tiras reactivas, bloquea significativamente la luz ambiental para que no ilumine la zona objetivo 174 del adaptador 46 de tiras reactivas.

El inserto difusor 104 sirve para difundir la luz emitida por los LED 124 para proporcionar una iluminación sustancialmente uniforme del objetivo de calibración in situ 102 y de la zona objetivo 174. El objetivo de calibración in situ 102 puede ser de un color, esquema de color o combinación de colores conocidos y adecuados para la calibración de la cámara del dispositivo móvil 32, según se explica más adelante con respecto a las FIGS. 21-26.

Con referencia a las FIGS. 11 y 12, se presentan las tiras de prueba colorimétricas 56a y 56b (denominadas genéricamente tira de prueba colorimétrica 56) que están montadas en los adaptadores 46a y 46b de tiras, respectivamente. Funcionalmente, la longitud de inserción 154 definida por el rebaje 146 en el adaptador 46 de tiras reactivas está hecha a medida para alinear una zona reactiva 176 de la tira de prueba colorimétrica 56 con la zona objetivo 174 del adaptador 46 de tiras reactivas. Por ejemplo, el adaptador 46a de tiras reactivas está diseñado para alinear una tira reactiva BETACHEK G5, mientras que el adaptador 46b de tiras reactivas está diseñado para alinear una tira reactiva BETACHEK Visual. Las zonas reactivas 176 de las tiras reactivas G5 y Visual están centradas a diferentes distancias 182 y 184 desde el extremo de inserción 186 de la tira reactiva respectiva. El extremo de tope de los respectivos rebajes 146 está situado de manera que la zona reactiva 176 de la respectiva tira de prueba colorimétrica 56a o 56b quede alineada sobre la zona objetivo 174 del respectivo adaptador 46a o 46b de tiras de prueba cuando la tira de prueba colorimétrica 56 está insertada y coincidente con el extremo de tope 152. También puede dimensionarse la anchura del rebaje 146 para proporcionar el ajuste deseado con la tira de prueba colorimétrica 56.

En funcionamiento, la cámara del dispositivo móvil 32 está alineada sobre el visor 64 de la tapa proximal 42 para ver el objetivo de calibración in situ 102 y la zona objetivo 174 dentro del accesorio de caja de luz 30. En una realización, un imán (no representado) está montado en la cara 62 del dispositivo móvil 32 correspondiente a la cámara. La cara expuesta del imán del dispositivo móvil 32 está orientada para tener una polaridad complementaria con la cara de contacto expuesta 68 del imán 66 del accesorio de caja de luz 30. La atracción entre los imanes sujeta, de manera separable, la cara proximal 44 del accesorio de caja de luz 30 contra la cara de cámara 62 del dispositivo móvil 32. Además, el imán del dispositivo móvil 32 está posicionado para alinearse con el imán 66 del accesorio de caja de luz 30 cuando la lente de la cámara está alineada con el visor 64.

Se inserta la tira colorimétrica 56 en el rebaje 146 del adaptador 46 de tiras de prueba a lo largo del eje 172 del canal hasta que el extremo de inserción 186 entre en contacto con el extremo de tope 152 de la cavidad 146. Se activa el interruptor de encendido 52 para proporcionar energía a los LED 124, que inundan de luz la abertura 72 a través del inserto difusor 104 para iluminar la tira de prueba colorimétrica 56. Luego se opera el dispositivo móvil 32 para ejecutar el software de aplicación que adquiere y evalúa imágenes de la tira de prueba colorimétrica 56.

Con referencia a las FIGS. 13 y 14, se representa una tira de prueba colorimétrica 190 para su uso con el adaptador 46a de tiras de prueba de una realización de la invención. La tira de prueba colorimétrica 190 incluye un sustrato 191 que tiene un orificio pasante 192 que está ubicado sustancialmente en la misma ubicación, con respecto a un extremo de inserción 193, que la zona reactiva 176 de otras tiras de prueba estándar (por ejemplo, la tira de prueba BETACHEK G5). Los materiales para una zona reactiva 194 están dispuestos en una cara proximal 196 de la tira de prueba colorimétrica 190, sobre el orificio pasante 192, y son accesibles desde una cara distal 198 de la tira de prueba colorimétrica 190 a través del orificio pasante 192. Cuando la tira reactiva colorimétrica 190 está totalmente insertada en el adaptador 46a de tiras reactivas, el orificio pasante 192 queda alineado con el orificio de acceso 168 del adaptador 46a de tiras reactivas y es accesible desde la cara distal 196. La alineación entre el orificio de acceso 168 y el orificio pasante 192 permite depositar el fluido de prueba sobre la tira de prueba colorimétrica 190 después de su inserción en el accesorio de caja de luz 30.

La tira colorimétrica de las FIGS. 13 y 14 es representativa de una tira de doble cara en la que en un lado se aplica el fluido (por ejemplo, una gota de sangre) y en el otro se observa el cambio reactivo. Cuando se utilizan tiras de doble cara, se puede programar la aplicación de software que controla el dispositivo móvil 32 para observar el inicio del cambio de color en un video o a cámara rápida y para adquirir una imagen digital del segmento reactivo de la tira de doble cara en un intervalo de tiempo predeterminado después del inicio. La imagen digital adquirida en el intervalo de tiempo predeterminado se puede analizar para proporcionar los resultados de la prueba. El tiempo predeterminado puede establecerse en un período de tiempo conocido para proporcionar resultados repetibles, mejorando así la precisión y fiabilidad de la medición.

Con referencia a las FIGS. 15 y 16, se presentan imágenes de la tira de prueba colorimétrica 56 en posición sobre el área objetivo 174 capturada por la cámara del dispositivo móvil 32 de realizaciones de la invención. La imagen de la FIG. 15 incluye tanto el objetivo de calibración in situ 102 como la zona reactiva 176, que están borrosos porque el sistema de enfoque de la cámara del dispositivo móvil 32 no está diseñado para capturar imágenes que estén a solo unos pocos milímetros de distancia. Con algunas aplicaciones de software que se pueden cargar en el dispositivo móvil 32, dicha imagen es suficiente para el análisis porque los valores de color detectados en ciertos píxeles de la imagen no se ven afectados por la imagen borrosa.

Para la imagen de la FIG. 16 se dispuso una lente macro entre la cámara del dispositivo móvil 32 y la zona reactiva 176 de la tira colorimétrica 56, con el objetivo de calibración in situ 102 retirado. La imagen no está tan borrosa. La lente macro se puede caracterizar por tener, como ejemplo no limitante, una distancia focal del orden de 1 a 10 mm. Para la imagen de la FIG. 16, por ejemplo, se observó que una distancia focal de aproximadamente 6 mm permitía a la cámara capturar la imagen estando enfocada al infinito. Generalmente, no es necesario especificar con precisión la distancia focal de la lente macro debido a las capacidades de enfoque automático de las cámaras de dispositivos móviles existentes.

Aunque el accesorio de caja de luz 30 proporciona un entorno de luz controlado, aún puede ser necesaria cierta normalización de la imagen. Algunos de los parámetros de la cámara, tales como el tiempo de exposición, son seleccionados automáticamente por el hardware de la cámara del dispositivo de toma de imágenes digitales y no pueden compararse con las imágenes de calibración inicial almacenadas en la memoria para producir un valor de lectura. Además, los diferentes modelos de teléfonos tienen diferentes parámetros y características de cámara. Así pues, la normalización de la imagen mediante el objetivo de calibración in situ 102, aunque no siempre es necesaria, suele ser beneficiosa para no tener que realizar una calibración para cada modelo de dispositivo móvil. En las representaciones del presente documento, el objetivo de calibración in situ 102 es de un color blanco puro, pero se pueden utilizar otros colores, así como un patrón de colores más complejo. En una realización, el objetivo de calibración in situ 102 incluye parches de diferentes colores, por ejemplo, una franja amarilla, una franja verde-amarilla y una franja verde. En otra realización, el objetivo de calibración in situ 102 incluye un parche o parches de colores de referencia.

En una realización, la alineación del accesorio de caja de luz 30 con la cámara del dispositivo móvil 32 se facilita utilizando un patrón (no representado) dentro del accesorio de caja de luz 30 que es visto por la cámara cuando está unida al accesorio de caja de luz 30. El patrón se puede imprimir en la zona objetivo 174 del adaptador 46 de tiras reactivas, en el objetivo de calibración in situ 102, o puede incluirse en una tira independiente que se inserta en el adaptador 46 de tiras reactivas. En una realización, la imagen del patrón podría presentarse en la pantalla del dispositivo móvil 32 junto con la posición deseada para el mismo patrón. A continuación, el usuario simplemente alinearía la imagen y los patrones preferidos para alinear la cámara. En otra realización, el patrón puede diseñarse de modo que la aplicación de software determine en qué dirección se debe trasladar el aditamento para lograr una alineación adecuada, y muestre instrucciones sobre la dirección de traslado del accesorio de caja de luz 30 para lograr la alineación. Por ejemplo, una flecha hacia la derecha en la pantalla aconsejaría al usuario trasladar el accesorio de caja de luz 30 hacia la derecha, y así sucesivamente.

En determinadas realizaciones, se proporcionan medios para enclavar el acoplamiento entre el accesorio de caja de luz 30 y el dispositivo móvil 32 de modo que, después de una alineación inicial, los siguientes montajes del accesorio de caja de luz 30 produzcan una orientación alineada. Por ejemplo, el receptáculo 84 del imán 66 podría tener un perímetro exterior poligonal (no representado), y el imán que se monta en el dispositivo móvil 32 podría disponerse en un marco (no representado) que rodee el imán del teléfono y esté montado también en la cara de cámara 62, estando configurado el marco para coincidir con el perímetro exterior poligonal del receptáculo 84. Entonces se ejecutaría el procedimiento de alineación para establecer la ubicación adecuada del imán del teléfono antes de colocar el imán del teléfono en el dispositivo móvil 32. En una realización, la alineación del accesorio de caja de luz 30 puede efectuarse con unas protuberancias (no representadas) que entran en contacto con la pared perimetral 38 del accesorio de caja de luz 30. Las protuberancias pueden montarse en el dispositivo móvil durante o inmediatamente después de un proceso de alineación inicial para triangular la orientación del accesorio de caja de luz 30 para los sucesivos montajes.

En una realización, la información digital legible (por ejemplo, códigos de barras 2D o 3D) está impresa en una tira que se inserta en el accesorio de caja de luz. La información se puede utilizar al menos de dos formas: (1) para "autenticar" la tira que se está utilizando, asegurando así que el sistema solo utilice tiras autorizadas, y (2) para leer la información de calibración para que la utilice el dispositivo móvil en el análisis de imágenes de la tira reactiva. La información de calibración puede comprender coeficientes de calibración que luego se cargan en forma de una curva general, o puede proporcionar instrucciones (por ejemplo, una dirección de Internet) para acceder a la información. La información se puede imprimir en la propia tira colorimétrica o en una tira separada que acompaña a un paquete de tiras colorimétricas.

Con referencia a las FIGS. 17 a 26, se representan realizaciones de la invención con unos medios alternativos para acoplar selectivamente el accesorio de caja de luz 30 al dispositivo móvil 32, que son alternativas al acoplamiento magnético. En una realización, se implementa una disposición de sujeción elástica 200. Una correa elástica 202, que incluye un broche ajustable 204, está fijada por un extremo 206 a un primer costado lateral 208 del accesorio de caja de luz 30 (FIG. 17). En un segundo costado opuesto 214 del accesorio de caja de luz 30 está formada una ranura 212. En funcionamiento, se coloca el accesorio de caja de luz 30 en una posición operativa en la cara de cámara 62 del dispositivo móvil 32. Se envuelve la correa elástica 202 alrededor del dispositivo móvil 32 equipado con la ranura 212 de modo que el broche ajustable 204 encaje con la ranura 212 (FIG. 18). El broche ajustable 204 puede ajustarse de manera que la correa elástica 202 quede en tensión cuando el broche ajustable 204 encaje en la ranura 212.

En otra realización, se implementa una disposición de manguito extensible 218. Un manguito extensible 219 se fija al accesorio de caja de luz 30 (FIGS. 19 y 20) para deslizarlo sobre el dispositivo móvil 32. El manguito extensible 219 está dimensionado para quedar en tensión cuando se desliza sobre el dispositivo móvil 32.

En otra realización, se implementa una disposición de fijación 220 por tela de ganchos y bucles (por ejemplo, VELCRO) (FIGS. 21 y 22). En esta realización, una tela de ganchos 222 está fijada a la cara distal 36 del accesorio de caja de luz 30. Una correa 224, que tiene un extremo 226 fijado al accesorio de caja de luz 30 y una tela de bucles 228 fijada en un extremo opuesto 229, se envuelve alrededor del dispositivo móvil 32 de modo que la tela de ganchos 222 se enganche con la tela de bucles 228.

En otra realización más, se implementa una disposición de ranura y riel 230 (FIGS. 23 a 26). En esta realización, la cara proximal 196 del accesorio de caja de luz 30 incluye una estructura que define un chavetero 232 que tiene un extremo abierto 234 y un extremo cerrado 236 extendidos a lo largo de un eje 238. Un riel 242 está fijado a la cara de cámara 62 para acoplarse al chavetero 232. El chavetero 232 y el riel 242 incluyen secciones transversales complementarias para permitir la captura del riel 242 dentro del chavetero 232 (por ejemplo, ranura en T o cola de milano).

En una realización, fijar el riel 242 a la cara de cámara 62 implica insertar el riel 242 en el chavetero 232 de modo que un extremo de coincidencia 243 del riel 242 coincida con el extremo cerrado 236 del chavetero 232, a modo de un subconjunto temporal 244 (FIGS. 23 y 24). En esta disposición, la cara expuesta del riel 242 es una cara de acoplamiento 246 que encaja con la cara de cámara 62. Se puede aplicar un adhesivo a la cara de acoplamiento 246 del riel 242 del subconjunto temporal 244. Alternativamente, se puede prefabricar el riel 242 con una capa de adhesivo en la cara de acoplamiento 244, protegida por una cubierta de aluminio o de papel; se retira la tapa para exponer el adhesivo. Después se sitúa el accesorio de caja de luz 30 sobre la cara de cámara 62 del dispositivo móvil, de manera que el visor 64 del accesorio de caja de luz 30 quede adecuadamente alineado con la cámara 248 del dispositivo móvil 32. Entonces se presiona el subconjunto temporal 244 contra la cara de cámara 62, con lo que la cara de acoplamiento 246 recubierta de adhesivo queda sujeta a la cara de cámara 62. El accesorio de caja de luz 30 se retira luego del riel 242 deslizando el accesorio de caja de luz 30 de manera que el extremo cerrado 236 se separe del riel 242.

Posteriormente, se puede acoplar selectivamente la caja de luz accesorio 30 al dispositivo móvil 32 deslizando el accesorio de caja de luz 30 sobre el riel 242 (FIGS. 25 y 26).

Funcionalmente, el riel 242 alinea el accesorio de caja de luz 30 en posición para operar cuando el extremo cerrado 236 del chavetero 232 se encaja con el extremo de coincidencia 243 del riel 242.

Con referencia a las FIGS. 27 a 29, se representa un dispositivo móvil 302 de realizaciones alternativas de la invención. El dispositivo móvil 302, tal como un teléfono móvil con una cámara integrada, puede comprender una unidad central de procesamiento (CPU) 304 que está conectada a la memoria 306 y a un controlador periférico 308. El controlador periférico 308 puede formar interfaz con componentes que interactúan con el usuario y el mundo físico, tales como una pantalla 310, un teclado 312, un sensor de pantalla táctil 314 y una cámara digital 316. El controlador periférico 308 también puede acoplarse funcionalmente con unas interfaces de comunicación 320 de propósito general para comunicarse con dispositivos externos, incluyendo, pero sin limitación, un controlador de comunicación inalámbrica 320a, un puerto USB 320b y un conector de audio 320c.

En las FIGS. 28 y 29 se representa el aspecto del análisis con la tira de prueba colorimétrica. La cámara digital 316 del dispositivo móvil 302 se usa para analizar la tira de prueba colorimétrica 318. En una realización, representada en la FIG. 28, el paciente mantiene la tira de prueba colorimétrica muy cerca de la cámara del dispositivo móvil 302. En otra realización, representada en la FIG. 29, la tira de prueba colorimétrica se mantiene a una distancia y posición específicas con respecto a la cámara del dispositivo móvil 302 mediante una carcasa de clip 322 que se fija al teléfono.

Con referencia a la FIG. 30, se representa una tira de prueba colorimétrica 318 de una realización de la invención. Comprende una o varias áreas reactivas 324 que cambian de color cuando entran en contacto con un determinado fluido corporal que se esté analizando, tal como sangre o saliva. La tira de prueba colorimétrica 318 también comprende uno o varios parches 326 de colores de calibración in situ. Estos colores de calibración in situ se reproducen de forma idéntica en cada tira de prueba colorimétrica 318 y también como unos parches 326' de colores de calibración inicial en una tabla 328 de colores de referencia (FIG. 31). En algunas realizaciones, uno de los colores de calibración in situ puede ser un color blanco puro.

Con referencia a la FIG. 31, se representa una tabla 328 de colores de referencia de una realización de la invención. La tabla 328 de colores de referencia comprende uno o varios parches 326' de colores de calibración inicial según se describió anteriormente, así como unos parches 330 de colores de referencia. Cada uno de estos colores de referencia corresponde a una lectura de resultado de prueba que puede obtenerse de la tira de prueba colorimétrica 318. Se puede emplear una secuencia de ecualización de condiciones de iluminación para compensar los cambios de las condiciones de iluminación entre la detección de la tabla 328 de colores de referencia y la detección de la tira de prueba colorimétrica 318.

Con referencia a la FIG. 32, se representa un proceso general y global para el análisis colorimétrico de tiras de una realización de la invención. En esta realización, la etapa 332 es una etapa de calibración inicial, durante la cual el paciente usa la cámara digital 316 del dispositivo móvil 302 para tomar una imagen digital de la tabla 328 de colores de referencia. La cámara digital 316 detecta pues los valores de color tanto de los parches 326' de colores de calibración como de los parches 330 de colores de referencia contenidos en la tabla 328 de colores de referencia. El dispositivo móvil 302 se puede configurar para detectar automáticamente estos valores de color buscando los diversos parches 326', 330 de colores en la imagen digital y analizando los colores de los parches. La localización de los parches 326' y/o los parches 330 de colores se puede realizar usando métodos tales como los descritos en las referencias [3] a [6] enumeradas en la sección "Referencias" del presente documento. Se puede calcular un valor de color único para un parche detectado de un color determinado utilizando la mediana o la media estadística de los valores de color contenidos en su área. A continuación se almacenan los valores de color en la memoria 306 del dispositivo móvil 302 para su uso posterior.

Alternativamente, se pueden introducir las imágenes de colores estándar en el dispositivo móvil mediante la adopción de una secuencia de imágenes, incluyendo cada imagen diferentes colores de referencia. Este enfoque es particularmente adecuado cuando la cámara solo puede ver objetivos de tamaño limitado, tal como con el accesorio de caja de luz 30.

Funcionalmente, los valores de color adquiridos en la etapa de calibración inicial 332 sirven para calibrar la cámara digital 316 del dispositivo móvil 302. Los valores de color, tanto de los parches 326' de colores de calibración inicial como de los parches 330 de colores de referencia son conocidos y el software puede correlacionarlos con los respectivos valores de color y almacenarlos en la memoria 306 del dispositivo móvil 302. Los valores de color así adquiridos proporcionan una extensa base de datos de calibración a partir de la cual se pueden interpretar los valores de color detectados por la cámara digital 316 en relación con los colores estandarizados. La etapa de calibración inicial 332 solo tiene que realizarse una vez en un determinado dispositivo móvil 302, teniendo en cuenta así las propiedades específicas de la cámara digital 316.

La etapa 334 es la etapa de prueba, durante la cual el paciente pone una pequeña cantidad del fluido corporal que vaya a probar en una o varias áreas reactivas de la tira de prueba colorimétrica 318.

La etapa 336 es la etapa de detección de la tira reactiva colorimétrica, durante la cual se coloca la tira reactiva colorimétrica 318 frente a la cámara 316 del dispositivo móvil 302, según se describió anteriormente, y se detectan los colores de las áreas reactivas 324 y de los parches 326 de colores de calibración in situ tomando una fotografía y buscando automáticamente en la misma las áreas reactivas y los parches de color, según se ha descrito anteriormente. Véanse las referencias [3] -[6].

La etapa 338 es la aplicación de la ecualización de las condiciones de iluminación. Esta etapa se describe con detalle a continuación.

La etapa 340 es el cálculo de los resultados de la prueba de cada área reactiva 324 de la tira colorimétrica 318, por ejemplo, encontrando las coincidencias más cercanas entre el color detectado de cada área reactiva 324 (después de la ecualización de las condiciones de iluminación) y el conjunto de colores de referencia de los parches 330 de colores de referencia almacenados en la memoria. Esta o estas lecturas de prueba están disponibles para el paciente y para el sistema de tratamiento de enfermedades en el dispositivo móvil 302. Esta etapa también se describe con más detalle a continuación. El problema que resuelve la secuencia de ecualización de las condiciones de iluminación está representado en la FIG. 33, que lo representa en un espacio arbitrario tridimensional de color rojo-verde-azul estándar (sRGB). A los efectos de este ejemplo, los diferentes valores de color aparente 344a, 344b y 344c son los que puede tener un objeto físico de un color fijo en diferentes condiciones de iluminación. Por ejemplo, un parche de color dado que se vea con luz predominantemente fluorescente (344a) generalmente se reflejará con una intensidad espectral diferente de la que se vea con luz incandescente (334b), que se reflejará con una intensidad espectral diferente de la que se vea con luz predominantemente solar (344c). El proceso de ecualización tiene en cuenta estas diferentes condiciones de iluminación ambiental.

Con referencia a la FIG. 34, se representa un método de una realización de la invención para ecualizar las condiciones de iluminación. Las entradas son los valores de color detectados 344 de los parches 326' de colores de calibración inicial de la tabla de referencia 328 y los valores de color detectados 346 de los parches 326 de colores de calibración in situ de la tira de prueba colorimétrica 318. La etapa 348 es la linealización de estos valores de color detectados de entrada aplicando una función de corrección Gamma inversa, independientemente a cada canal de cada uno de tales valores de color, para deshacer el posprocesamiento realizado automáticamente por la cámara digital. Esta función de corrección Gamma inversa se define de la siguiente manera en el espacio de color sRGB de uso común:

s^RGB

12,92 si /sRGB < 0,04045

lineal Ec. (1) f ^ sRGB O-055^ 2,4

\ 1,055 ) de lo contrario

donde I representa un valor de intensidad de color en un canal de color. En otra realización, se puede utilizar la siguiente función de corrección Gamma inversa aproximada en la mayoría de los espacios de color:

^h ^lineal = ( / ^{,no lineal )1/Y Ec. (2)}

donde y es un formato de imagen y un valor dependiente de la cámara e I representa un valor de intensidad de color en un canal de color.

La etapa 350 es la etapa opcional de convertir los valores de color detectados desde el espacio de color en donde fueron detectados por la cámara 316 del dispositivo móvil 302 a cualquier espacio de color específico, incluyendo pero sin limitación sRGB, Commission Internationale de l' Eclairage (ClE XYZ o CIELAB), en donde se realizará la estimación de la etapa 352 de la función de corrección de color. En algunos casos, esto no será necesario ya que los valores de color detectados ya estarán en el espacio de color apropiado.

La etapa 352 es la estimación de la función de corrección de color para modelar o tener en cuenta de algún otro modo los cambios de las condiciones de iluminación y/o de la respuesta de la cámara entre la calibración inicial (cuando los colores de referencia detectados de los parches de referencia 330 se almacenan en la memoria 316 del dispositivo móvil 302) y el análisis de la tira de prueba colorimétrica (cuando los valores de color detectados de las áreas reactivas 354 de la tira de prueba colorimétrica se comparan con los colores de referencia detectados de los parches de referencia 330). En diversas realizaciones, la función de corrección de color f( ) transforma un vector de color de entrada vin en un vector de color de salida vout en el mismo espacio de color de la siguiente manera:

^out = / ( ^ in ) Ec. (3)

La función de corrección de color f( ) puede ser estimada minimizando una ecuación de la siguiente forma, lo que a veces se denomina función de costo:

m ín Z fce ( v c,k ,/ (V a ,k ) ) Ec. (4)

donde e( ) es una función de error que cuantifica la disimilitud entre el color detectado vc,k del késimo parche de color de calibración de la tabla de referencia 328 durante la fase de calibración y el color detectado después de la corrección de color f(va,k) del kés,moparche de color de calibración coincidente de la tira reactiva colorimétrica durante la fase de análisis de la tira. Un ejemplo de tal función de error es la distancia euclidiana sumada al cuadrado, que cuando se sustituye en la Ec. (4) conduce a lo siguiente:

y reduce el problema de estimar la función de corrección de color f( ) a una estimación de mínimos cuadrados.

Después de estimar la función de corrección de color f( ), se puede aplicar al valor de color detectado vra de cada área reactiva a la tira reactiva colorimétrica de la siguiente manera:

Vra = f ( y RA) Ec. (6)

Las diversas realizaciones siguientes describen funciones de corrección de color para los espacios de color estándar tridimensionales, tales como el espacio sRGB, el espacio CIE XYZ y el espacio c Ie Lab.

En una realización, una función de corrección de color se define como sigue:

a 12 a 13

a 22 a 23 V in Ec. (7)

a 32 a 33.

Con una función de costo definida según la Ec. (5), esta realización requiere al menos tres parches de colores de calibración. Los valores aij se estiman usando una solución exacta si están presentes exactamente tres parches de colores de calibración y usando mínimos cuadrados lineales para obtener una solución aproximada si hay más de tres parches de colores de calibración.

En una realización similar, la función de corrección de color se puede definir similarmente pero con una matriz diagonal:

a l l 0 0

Vout = 0 a 22 0 Vin Ec. (8)

0 0 a 33

Con una función de costo definida según la Ec. (5), esta realización requiere al menos un parche de color de calibración. Los valores aij se estiman usando una solución exacta si está presente exactamente un parche de color de calibración y usando mínimos cuadrados lineales para obtener una solución aproximada si hay más de un parche de color de calibración.

En otra realización más, la función de corrección de color se define como sigue:

a H a 12 a 13 b 1

Vout = a 21 a 22 a 23 Vin ^2 Ec. (9)

-a 31 a 32 a 33. -^3

Con una función de costo definida según la Ec. (5), esta realización requiere al menos cuatro parches de colores de calibración. Los valores aij y bi se estiman usando una solución exacta si están presentes exactamente cuatro parches de colores de calibración y usando mínimos cuadrados lineales para obtener una solución aproximada si hay más de cuatro parches de colores de calibración.

En otra realización, la función de corrección de color se define con una matriz diagonal:

0 0 ' V

Vout a 22 0 Vin ^2 Ec. (10)

0 a 33 -^3-

Con una función de costo definida según la Ec. (5), esta realización requiere al menos dos parches de colores de calibración. Los valores aij y bi se estiman usando una solución exacta si están presentes exactamente dos parches de colores de calibración y usando mínimos cuadrados lineales para obtener una solución aproximada si hay más de dos parches de colores de calibración.

En otra realización, la función de corrección de color se define como sigue:

Con una función de costo definida según la Ec. (5), esta realización requiere al menos tres parches de colores de calibración. Los valores a¡jy bi y cij se estiman usando una solución exacta si están presentes exactamente tres parches de colores de calibración y usando mínimos cuadrados lineales para obtener una solución aproximada si hay más de tres parches de colores de calibración.

Las realizaciones dadas a conocer tienen requisitos variables en términos del número necesario de parches de colores de calibración diferentes. En la situación en la que se use un solo parche de color de calibración, este parche puede comprender colores que se reflejen en las longitudes de onda roja, verde y azul (por ejemplo, gris o blanco). En la situación en la que se usen varios parches de colores de calibración, se pueden preparar a la medida para reflejarse sustancialmente en longitudes de onda que sean lo más distintas posible entre sí (por ejemplo, longitudes de onda roja, verde y azul respectivamente si hay tres parches de este tipo), con el fin de cubrir un amplio espectro de colores. Otro enfoque es elegir estos colores de calibración solo en el espectro de colores abarcado por los parches 330 de colores de referencia, lo que puede mejorar el rendimiento en esa escala de colores específica. Otra consideración más es elegir colores que sean particularmente sensibles a las condiciones de iluminación que se encuentran comúnmente (p. ej. longitudes de onda que experimenten los mayores cambios reflectivos, por ejemplo, entre la luz del sol o la luz incandescente y la luz fluorescente).

En la FIG. 35 se representa con más detalle el proceso de la etapa 340 de encontrar la coincidencia más cercana para cada área reactiva de la tira de prueba colorimétrica. Las entradas para la etapa 340 son los valores de color detectados para los parches 330 de colores de referencia de la tabla 328 de colores de referencia y el valor de color detectado 354, del área reactiva 324 en cuestión, en la tira de prueba colorimétrica 318.

La etapa 356 es la linealización de estos valores de color detectados de entrada aplicando a cada uno la función de corrección Gamma inversa de la Ec. (1) o la Ec. (2), igual que se hizo en la etapa 348 de la FIG. 34. Con ciertos dispositivos móviles, la etapa 356 de linealización puede considerarse opcional (por ejemplo, en sistemas que proporcionen acceso a datos de imágenes sin procesar en lugar de solo datos de imágenes acondicionados).

La etapa 358 es la aplicación de la función de corrección de color estimada en la etapa 352 anterior para el valor de color detectado linealizado, del área reactiva 324 en cuestión, usando la Ec. (6). Si la estimación de la corrección de color se realizó en un espacio de color diferente al que se detectó el color, esta etapa también puede incluir una conversión de espacio de color adecuada antes de la aplicación de la función de corrección de color.

La etapa 360 es la conversión de los valores de color, linealizados y ecualizados en iluminación, del área reactiva 324 en cuestión y de los valores de color detectados y linealizados de los parches 326 de colores de calibración in situ, de la tira colorimétrica 318, a un espacio de color que sea apropiado para la coincidencia de colores, tal como los espacios de color CIELAB que modelan la percepción humana. Para la conversión al espacio de color CIELAB, puede ser necesario convertir primero los valores de color al espacio de color CIE XYZ, lo que se puede lograr mediante una multiplicación matricial para la mayoría de los espacios de color estándar, tales como el espacio de color sRGB:

X R

Y = [M ] G Ec. (12)

Z. B .

donde M es la matriz de conversión 3x3 adecuada. La conversión al espacio de color CIELAB se puede lograr de acuerdo con las siguientes ecuaciones, que se encuentran en la referencia [7]:

L* = 1 16 f ( Y / Y n ) - 16

a* = 500 [ f ( X / X n ) - f ( Y / Y n ) ] Ec. (13)

b* = 20 0 [ f ( Y / Y n ) - f ( Z / Z n ) ]

donde

y {Xⁿ, Yⁿ, Zⁿ} son los valores de color CIE XYZ del parche de calibración blanco puro.

En una realización, después de la linealización, la ecualización de iluminación y la conversión al espacio de color CIELAB, una etapa 362 comprende hacer coincidir el valor de color CIELAB, detectado, linealizado y ecualizado en iluminación, del área reactiva en cuestión con el parche 330 de color de referencia que tenga el valor de color CIELAB detectado y linealizado más cercano, de acuerdo con la siguiente ecuación:

argmin

i V r a - V i Ec. (15)

donde vra es el valor de color CIELAB ecualizado en iluminación del área reactiva en cuestión, Vi es el valor de color CIELAB linealizado del iésimo parche de color de referencia y argmin significa que la evaluación de la Ec. (15) da como resultado el argumento que minimiza la expresión, en este caso el índice i del parche de color de referencia, en lugar del valor mínimo de la expresión. Una vez establecida esta coincidencia, la lectura de prueba del área reactiva en cuestión se puede establecer como rRA = r, siendo r la lectura de prueba del parche de color de referencia coincidente según se obtiene en la Ec. (15). La lectura de prueba del área reactiva está disponible en el dispositivo móvil para el paciente y para el sistema de tratamiento de enfermedades.

En otra realización, cuando las lecturas de prueba asociadas a cada parche de color de referencia son valores numéricos, el valor de lectura del área reactiva en cuestión puede ser calculado como una media ponderada de los valores de prueba asociados a los parches de colores de referencia pertenecientes al conjunto N. Este conjunto se compone de los parches de colores de referencia que tengan un valor de color CIELAB que sea uno de los N valores más cercanos al valor de color CIELAB, ecualizado en iluminación, del área reactiva en cuestión. La media ponderada se define de la siguiente manera:

*RA = ^{I íe n W in} ^{Ec. (16)}

donde rRA es el valor de lectura de prueba asignado al área reactiva en cuestión, r¡ es el valor de lectura de prueba que corresponde al iésimo parche de color de referencia y los pesos Wi son proporcionales a una medida de la cercanía del valor de color CIELAB del iésimo parche de color de referencia y del valor de color CIELAB ecualizado en iluminación del área reactiva en cuestión:

s\m(VRA,Vi)

W i ^{Ec. (17)} YlieNs\m(vRA,v i)

donde Vra y Vi se definen como anteriormente y sim( ) es la medida de similitud que se puede definir como la inversa de la distancia Euclidiana entre los dos valores de color:

Se entiende que los espacios de color específicos, tales como CIELAB, que se utilizan en algunas de las descripciones anteriores pretenden ser ejemplos y no son limitativos. Es axiomático que también se pueden utilizar otros espacios de color adecuados, incluyendo pero sin limitación sRGB, CIE XYZ y CIELUV.

El proceso de encontrar los diversos parches de colores y las zonas reactivas en las fotografías tomadas por la cámara del dispositivo móvil puede emplear técnicas de detección de bordes y de reconocimiento de forma, según se describe en las siguientes referencias [3] a [6].

En la FIG. 36 se muestra la plataforma de tratamiento de enfermedades en la que se utilizan las lecturas de prueba recopiladas utilizando el análisis con tiras de prueba colorimétricas descrito anteriormente. Consta de tres componentes: una aplicación de software en el dispositivo móvil 302 del paciente, un servidor remoto y una aplicación de software en el dispositivo de un proveedor de salud. La plataforma funciona de la siguiente manera: el paciente comienza recogiendo lecturas de prueba 363 usando una o varias tiras de prueba colorimétricas 318 y usando un dispositivo móvil 302, según se describió anteriormente. Luego, el paciente introduce información adicional 364 tal como la hora del día, la ingesta de alimentos y la actividad física utilizando el software del dispositivo móvil 302. Esta información y la introducida previamente pueden ser agregadas y analizadas en el dispositivo móvil para producir informes y figuras 366 que se muestran al paciente para la gestión de la enfermedad. Además, los datos se pueden transferir a una base de datos 368 del servidor remoto. Esto permite que un proveedor de salud acceda a los datos 370 con una aplicación de software. Luego, el proveedor de salud analiza los datos y tiene la opción de devolver comentarios 372 al paciente, tales como dosis de medicamentos o ajustes del estilo de vida. Estos comentarios pueden enviarse a la base de datos 368 del servidor remoto donde pueden almacenarse y enviarse al dispositivo móvil del paciente, que presenta los comentarios recibidos 374.

Con referencia a la FIG. 37, se representa una secuencia 380 de una realización de la invención para determinar que se ha producido un evento de fuera de escala. En primer lugar, se reciben datos de imagen de la cámara digital (etapa 382) y los píxeles que se sabe representan la imagen del objetivo de calibración in situ analizado (etapa 384) usando los métodos descritos en el presente documento. A continuación, los píxeles analizados se comparan con los valores del perfil de color correspondiente a una condición de fuera de escala (etapa 386). Si el perfil de color no corresponde a la condición de fuera de escala, se ejecuta el resto del procedimiento de análisis (etapa 388). Si el perfil de color está dentro de una escala de valores que corresponden a una condición de fuera de escala (es decir, es indicativo de que la fuente de luz coloreada de la condición dada de fuera de escala está iluminando el objetivo de calibración in situ 102), se presenta un mensaje para informar al usuario que se ha indicado la condición de fuera de escala (etapa 389). En la realización representada, la rutina continúa con el análisis de la imagen colorimétrica (etapa 388). Alternativamente, el procedimiento puede derivarse a una de una variedad de subrutinas, incluyendo la finalización, espera de instrucciones adicionales o asesoramiento sobre medidas correctivas.

Se hace notar que se puede utilizar el mismo método general para una pluralidad de condiciones de fuera de escala si se utiliza una luz de color diferente para cada condición de fuera de escala. Es decir, luces de colores sustancialmente diferentes provocarán un perfil de color irregular diferente.

La diversidad de etapas, procesos y secuencias descritos anteriormente se pueden proporcionar como instrucciones o algoritmos en un medio tangible, por ejemplo en la memoria 306, para su lectura y ejecución por la CPU 304. Las diversas etapas de la FIG. 32 y las FIGS. 34 a 37 muestran y describen secuencias representativas de realizaciones particulares de la invención. Se entiende que ciertas realizaciones pueden emplear solo algunas de las etapas dadas a conocer en el presente documento, y que las etapas, en algunos casos, pueden realizarse en una secuencia diferente.

Se hace notar que la Publicación de Solicitud de Patente de Estados Unidos n.° 2008/0025599, de Cho y otros (Cho) da a conocer un método para hacer coincidir colores detectados por la cámara de un dispositivo móvil con colores de referencia procedentes de una detección anterior y almacenados en su memoria. Estos colores de referencia también se detectan usando un colorímetro para registrar sus valores de color verdadero y para asignar uno de los valores de color verdadero al nuevo color que se está haciendo coincidir. Cho no da a conocer una ecualización de las condiciones de iluminación; en cambio, solo describe el proceso de coincidencia y, por lo tanto, asume unas condiciones de iluminación ambiental constantes.

La Patente de Estados Unidos n.° 6.628.829, de Chasen (Chasen), está dirigida a la coincidencia de colores de pintura y describe un método para hacer coincidir los colores almacenados en la memoria de un dispositivo con el color de una superficie. El dispositivo de Chasen requiere una tarjeta de prueba con ciertos colores de calibración para permitir la estimación del cambio de las condiciones de iluminación entre la detección de los colores de referencia almacenados en la memoria y la detección del color de la superficie a analizar. Chasen no da a conocer funciones de corrección de color ni describe los detalles de ningún proceso de coincidencia.

Dell y otros [1] (Dell) describe un sistema basado en teléfonos móviles para análisis de inmunoensayos automatizados. La divulgación de Dell hace uso de un espacio de color unidimensional que consiste en la intensidad del color. Asimismo, Wang y otros [2] (Wang) describen un método de análisis basado en la cámara de un teléfono móvil de un ensayo de microchip para el diagnóstico de cáncer de ovarios. La divulgación de Wang también hace uso de un espacio de intensidad de color unidimensional. Ambas aplicaciones descritas por Dell y Wang no requieren el conocimiento del color completo.

Los métodos de corrección de color también han sido ampliamente utilizados en el contexto de la calibración de cámaras. La Patente de Estados Unidos n.° 7.414.758, de Vaughn (Vaughn), y la Publicación de Solicitud de Patente de Estados Unidos n.° US 2007/0177032, de Wong (Wong), dan a conocer métodos para calibrar un sensor de imagen digital tomando una fotografía de una tarjeta de prueba con parches de colores conocidos. Estos colores conocidos se utilizan para estimar parámetros tales como la exposición, la corrección del balance de blancos, la corrección gamma, la compensación de no linealidad y la corrección de color. Ni Vaughn ni Wong dan a conocer ningún aspecto de coincidencia de color después de que se haya realizado la calibración.

En la Publicación de Solicitud de Patente de Estados Unidos n.° 2010/0145733, de Drucker y otros, se dan a conocer métodos para el tratamiento de enfermedades en pacientes con diabetes que utilizan dispositivos móviles. La invención describe un software que se ejecuta en un dispositivo móvil al que se conecta un medidor externo de glucosa en sangre para suministrar mediciones de glucosa en sangre. La información adicional sobre el estilo de vida se introduce directamente en el dispositivo móvil. La recopilación y transferencia de esta información permite analizar los datos para crear comentarios para el paciente, tales como tendencias longitudinales y consejos de tratamiento de la enfermedad. Las realizaciones de la presente invención no requieren un medidor externo además del dispositivo móvil para realizar la medición, sino que se utiliza la cámara incorporada al dispositivo móvil para esta tarea.

La Patente de Estados Unidos n.° 8.145.431, de Kloepfer y otros ("Kloepfer"), da a conocer un dispositivo de prueba de analitos para su uso con un dispositivo de procesamiento móvil, tal como un teléfono móvil. Kloepfer da a conocer el uso de una carcasa que se adhiere al teléfono móvil y una fuente de iluminación contenida dentro de la carcasa. Sin embargo, la iluminación está dirigida para la transmisión a través de la tira reactiva (retroiluminación), lo que aumenta la complejidad del sistema óptico y el costo del diseño óptico. Adicionalmente, el dispositivo de Kloepfer está configurado para aceptar una varilla que sujeta la tira reactiva, siendo la dimensión en sección transversal de la varilla sustancialmente mayor que la tira reactiva. El acomodo de la óptica de retroiluminación y las dimensiones de la varilla se combinan para formar un paquete voluminoso que aumenta sustancialmente el perfil del teléfono móvil.

El documento de Mudanyali y otros, "Integrated Rapid-Diagnostic-Test Reader on a Cellphone", DOI:10.1039/C2LC40235A, (16 de abril de 2012), da a conocer una plataforma de lectura basada en teléfono móvil para varios ensayos inmunocromatográficos de flujo lateral para detectar la presencia de un analito objetivo en una muestra. La óptica de control de iluminación está montada dentro de un recinto que se encuentra sobre un bastidor, estando el bastidor adaptado para deslizarse sobre el extremo de cámara del teléfono móvil. La óptica de control de iluminación acepta la transmisión (retroiluminación) o reflexión (iluminación frontal) de la tira reactiva. El sistema óptico y de iluminación se integra sustancialmente en el perfil del teléfono móvil cuando está acoplado al mismo. Además, los teléfonos móviles de diferente tamaño y diseño óptico requieren diferentes bastidores, ya que el bastidor es lo que proporciona la alineación con la cámara del teléfono móvil. Es más, es necesario retirar totalmente la plataforma para operar la cámara del dispositivo móvil con otros fines.

Se citan las siguientes referencias, mencionadas anteriormente, excepto por definiciones expresas o reivindicaciones contenidas en las mismas: Patente de Estados Unidos n.° 8.145.431, de Kloepfer y otros; Publicación de Solicitud de Patente de Estados Unidos n.° 2011/0038765, de Drucker y otros; Mudanyali y otros, "Integrated Rapid-Diagnostic-Test Reader on a Cellphone", DOI:10.1039/C2LC40235A, (16 de abril de 2012) (disponible en http://pubs.rsc.org, visitado por última vez el 19 de abril de 2012); Lee y otros, "A simple and smart telemedicine device for developing regions: a pocket-sized colorimetric reader", Lab chip, 2011, 11, 120, págs. 120-126 (26 de noviembre de 2010) (disponible en http: //pubs.rsc.org, visitado por última vez el 16 de mayo de 2012); Dell y otros, "Towards a Point-of-Care Diagnostic System: Automated Analysis of Immunoassay Test Data on a Cell Phone", NSDR '11 (28 de junio de 2011); "100 ppm/°C, 50 pA en SOT23-3 CMOS Voltage Reference", disponible en http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ref2912.pdf visitado por última vez el 5 de marzo de 2013); "LPV7215 580 nA Rail-to-Rail Input and Output, 1,8V, Push-Pull Output Comparator", disponible en http://htmlall-datasheet.com/htmlpdf/115571/NSC/LPV7215MF/56/1/LPV7215MF.html (visitado por última vez el 3 de marzo de 2013); "Low-Power Linear Active Thermistor™ ICs", disponible en http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/21942e.pdf (visitado por última vez el 3 de marzo de 2013).

REFERENCIAS

[1] Nicola Dell y otros, Towards a Point-of-Care Diagnostic System: Automated Analysis of Immunoassay Test Data on a Cell Phone. 5th ACM Workshop on Networked Systems for Developing Regions (NSDR), 2011.

[2] S. Wang y otros, Integration of cell phone imaging with microchip ELISA to detect ovarian cancer HE4 biomarker in urine at the point-of-care. Lab on a Chip, 11(20), págs. 3411-3418, 2011.

[3] J. Canny, A Computational Approach To Edge Detection, IEEE Trans. Pattern Analysis and Machine Intelligence, 8(6), págs. 679-698, 1986.

[4] R. O. Duda y P. E. Hart, Use of the Hough Transformation to Detect Lines and Curves in Pictures. Comm. ACM, Vol. 15, págs. 11-15 (Enero de 1972).

[5] D.H. Ballard, Generalizing the Hough Transform to Detect Arbitrary Shapes, Pattern Recognition, Vol.13, n.° 2, págs. 111-122, 1981.

[6] Claudio Rosito Jung y Rodrigo Schramm. 2004. Rectangle Detection based on a Windowed Hough Transform. En Proceedings of the Computer Graphics and Image Processing, XVII Simposio en Brasil (SIBGRAPI '04). IEEE Computer Society, Washington, DC, Ee . UU., 113-120.

[7] Richard Szeliski, Computer Vision: Algorithms and Applications. Springer, 2010, págs. 80-84 (Sección 2.3.2).

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un accesorio de caja de luz (30) para analizar tiras colorimétricas (56) con un dispositivo móvil (32), incluyendo dicho dispositivo móvil (32) una unidad central de procesamiento (304) y una cámara digital (316), comprendiendo el accesorio:

un recinto (43) que incluye una tapa proximal (42), una pared perimetral (38) y una tapa distal (35), presentando la tapa proximal (42) una cara proximal (44) e incluyendo una estructura que define un visor (64) que pasa a través de dicha tapa proximal (42), presentando la tapa distal (35) una cara distal (36);

una estructura de abertura (71) que define una abertura (72) dentro de dicho recinto (43), definiendo dicha abertura (72) un eje de visión (73) que es concéntrico con la misma, siendo dicho eje de visión (73) sustancialmente normal a dicha abertura (72), siendo dicho visor (64) de dicha tapa proximal (42) sustancialmente concéntrico alrededor de dicho eje de visión (73);

una estructura (46) que define una primera ranura (54) para la inserción de una tira colorimétrica (56), estando configurada dicha primera ranura (54) para orientar dicha tira colorimétrica (56) para intersecarse con dicho eje de visualización (73),

al menos una fuente de luz (138) dispuesta dentro de dicho recinto (43), estando dispuesta dicha al menos una fuente de luz (138) para iluminar dicha tira colorimétrica (56) cuando dicha tira colorimétrica (56) está encajada dentro de dicha primera ranura (54);

una fuente de energía (57) dispuesta dentro de dicho recinto (43) y funcionalmente acoplada con dicha al menos una fuente de luz (138);

caracterizado por que el accesorio de caja de luz (30) comprende adicionalmente:

un objetivo de calibración in situ (102) independiente de dicha tira colorimétrica (56) y dispuesto dentro de dicha estructura de abertura (71) de dicho accesorio de caja de luz (30) para cubrir solo una parte de la abertura (72), teniendo dicho objetivo de calibración in situ (102) unas características de color predeterminadas; y un interruptor (52) acoplado funcionalmente entre dicha fuente de energía (57) y dicha al menos una fuente de luz (138) para la activación selectiva de dicha al menos una fuente de luz (138),

en donde dicho accesorio de caja de luz (30) está configurado para comunicarse con dicha unidad central de procesamiento (304) de dicho dispositivo móvil (32) únicamente a través de dicha cámara digital (316) de dicho dispositivo móvil (32); y

en donde la estructura (46) define una segunda ranura (170) dispuesta próxima a un extremo de tope (152) de dicha primera ranura (54), estando configurada dicha segunda ranura (170) para verificar visualmente la inserción de dicha tira colorimétrica (56) en dicha primera ranura (54).

2. El accesorio de caja de luz (30) de la reivindicación 1, en donde dicha estructura de abertura (71) está formada integralmente con al menos una de dicha pared perimetral (38) y dicha tapa distal (35).

3. El accesorio de caja de luz (30) de la reivindicación 1, en donde dicho interruptor (52) es accesible desde el exterior del recinto (43) para la activación manual de dicha al menos una fuente de luz (138).

4. El accesorio de caja de luz (30) de la reivindicación 1, en donde dicha al menos una fuente de luz (138) es un diodo luminiscente.

5. El accesorio de caja de luz (30) de la reivindicación 1, en donde dicha fuente de energía (57) es al menos una batería.

6. El accesorio de caja de luz (30) de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente una lente macro dispuesta dentro del recinto (43), siendo la lente macro sustancialmente concéntrica alrededor del eje de visualización (73) y estando ubicada entre dicho visor (64) y dicho objetivo de calibración in situ (102).

7. El accesorio de caja de luz (30) de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente un circuito (135, 140) para la detección de una condición de fuera de escala, incluyendo dicho circuito (135, 140) una fuente de luz coloreada (138) dispuesta para iluminar dicho objetivo de calibración in situ (102) cuando es activada.

8. El accesorio de caja de luz (30) de la reivindicación 7, en donde dicho circuito (135, 140) es uno de un circuito de detección de batería baja (135) y un circuito de temperatura fuera de escala (140).

9. El accesorio de caja de luz (30) de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente un primer circuito (135) y un segundo circuito (140), sirviendo cada uno de los circuitos primero y segundo (135, 140) para la detección de condiciones de fuera de escala, incluyendo cada uno de los circuitos primero y segundo (135, 140) una respectiva fuente de luz coloreada (138, 143), estando dispuesta cada una de las respectivas fuentes de luz coloreada (138, 143) para iluminar dicho objetivo de calibración in situ (102) cuando es activada.

10. El accesorio de caja de luz (30) de la reivindicación 9, en donde:

dicho primer circuito (135) está configurado para detectar una primera condición de fuera de escala;

dicho segundo circuito (140) está configurado para detectar una segunda condición de fuera de escala; dicha primera condición de fuera de escala difiere de dicha segunda condición de fuera de escala; y el color de dicha respectiva fuente de luz coloreada (138, 143) de dicho primer circuito (135) difiere del color de dicha respectiva fuente de luz coloreada (138, 143) de dicho segundo circuito (140).

11. Un método para el análisis colorimétrico de tiras reactivas colorimétricas (56, 190, 318) que implementa una corrección de color, comprendiendo el método:

proporcionar un dispositivo móvil (32) que incluye una cámara digital (316) y una unidad central de procesamiento (CPU) (304), estando dicha CPU funcionalmente acoplada a un medio de almacenamiento y configurada para recibir instrucciones de dicho medio de almacenamiento;

configurar dicho medio de almacenamiento para incluir instrucciones legibles por dicha CPU, incluyendo dichas instrucciones:

capturar al menos una imagen de una pluralidad de colores estándar con dicha cámara digital (316); convertir dicha al menos una imagen de dicha pluralidad de colores estándar en una pluralidad de valores de color de calibración inicial;

proporcionar una tira colorimétrica (56, 190, 318) expuesta a un fluido de prueba, incluyendo dicha tira colorimétrica (56, 190, 318) un área reactiva;

caracterizado por que el método comprende adicionalmente:

proporcionar un accesorio de caja de luz (30) que comprende un recinto (43) y una estructura (46) que define una primera ranura (54) para la inserción de dicha tira colorimétrica (56), estando configurada dicha primera ranura (54) para orientar dicha tira colorimétrica (56, 190, 318) para intersecarse con un eje de visión (73), en donde la estructura (46) define una segunda ranura (170) dispuesta próxima a un extremo de tope (152) de dicha primera ranura (54), estando configurada dicha segunda ranura (170) para verificar visualmente la inserción de dicha tira colorimétrica (56, 190, 318) en dicha primera ranura (54), en donde el accesorio de caja de luz (30) incluye un interruptor (52), acoplado funcionalmente entre

una fuente de energía (57) y al menos una fuente de luz (138), para la activación selectiva de dicha al menos una fuente de luz (138), y una estructura de abertura (71) que define una abertura (72) dentro de dicho recinto (43), definiendo dicha abertura (72) el eje de visión (73) que es concéntrico con la misma, siendo dicho eje de visión (73) sustancialmente normal a dicha abertura,

proporcionar un objetivo de calibración in situ (102), independiente de dicha tira colorimétrica (56, 190, 318) y dispuesto dentro de dicha estructura de abertura (71) de dicho accesorio de caja de luz (30) para cubrir solo una parte de la abertura (72), que incluye al menos un color de calibración in situ sobre el mismo, no viéndose afectado dicho al menos un color de calibración in situ por la presencia de dicho fluido de prueba, siendo cada uno de dichos al menos un color de calibración in situ sustancialmente idéntico a un respectivo color de dicha pluralidad de colores estándar;

obtener una imagen digital de prueba que incluye tanto una imagen de dicha área reactiva de dicha tira colorimétrica (56, 190, 318) como una imagen de dicho objetivo de calibración in situ (102);

analizar las porciones de dicha imagen digital de prueba, que se sabe que representan dicho objetivo de calibración in situ (102), para obtener una correspondiente pluralidad de valores de color cuantitativos in situ; comparar dichos correspondientes valores de color cuantitativos con dichos valores de color de calibración inicial;

establecer una función de corrección de color basada en dichos correspondientes valores de color cuantitativos in situ;

analizar las porciones de dicha imagen digital de prueba, que se sabe que representan dichas áreas reactivas de dicha tira colorimétrica (56, 190, 318), para obtener una pluralidad de valores de color de prueba correspondientes a dichas áreas reactivas; y

aplicar dicha función de corrección de color a dicha pluralidad de valores de color de prueba; y convertir dicha pluralidad de valores de color de prueba en al menos una lectura de prueba.

12. El método de la reivindicación 11, en donde dicha pluralidad de colores estándar son colores de referencia.

13. El método de la reivindicación 11, en donde dicha al menos una imagen de una pluralidad de colores estándar incluye tanto colores de calibración como colores de referencia.

14. El método de la reivindicación 11, que comprende adicionalmente linealizar dichos valores de color de calibración inicial y dichos valores de color cuantitativos in situ.

15. El método de la reivindicación 11, que comprende adicionalmente almacenar dicha pluralidad de valores de color de calibración inicial en dicho medio de almacenamiento y recuperar dicha pluralidad de valores de color de calibración inicial de dicho medio de almacenamiento antes de la etapa de comparación.

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