* DETECCIÓN Y CUANTIFICACION DE INFLAMACIÓN DE ARTICULACIONES Y
TEJIDO DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención objeto se refiere a un método y 5 aparato médico y más particularmente a un aparato y método para la detección y cuantificación de inflamación de articulaciones y tejido. La mayor parte de las personas cerca de los 50 desarrollan cierto grado de artritis. Normalmente, esta toma
la forma de enfermedad de las articulaciones degenerativa, o osteoartritis que eventualmente aqueja a casi todos cuando tienen 65 años. Otra forma de artritis, artritis reumatoide, afecta aproximadamente al 1% de la población con una prevalencia que alcanza el 2% de los hombres y el 5% de las
mujeres cerca de los 65. Cuando el lupus, la gota, procesos infecciosos, procesos metabólicos, toxinas, cánceres y los más de 100 tipos de artritis se suman a estos números, casi todos, si viven lo suficiente, sufrirán dolor de las articulaciones y artritis. La prevalencia final de las
enfermedades de las articulaciones se incrementa adicionalmente por fracturas, lesiones deportivas, enfermedades neuromusculares, y deformidades congénitas. Común a todas las diversas formas de las enfermedades de las articulaciones es la presencia de
inflamación. Todas las formas de inflamación, de cualquier
causa, se caracterizan por los cinco signos cardinales o manifestaciones que comprenden enro ecimiento, hinchazón, calor, dolor, y pérdida de la función del tejido implicado. La presencia de inflamación en la articulación implicada o tejido indica la presencia de lesión o enfermedad, mientras la cantidad de inflamación en la articulación lesionada, deformada o artrítica o tejido es directamente proporcional a la cantidad de daño o enfermedad en esa articulación y es inversamente proporcional al grado de curación en la misma articulación. Por consiguiente, el médico o cirujano que trata tales problemas musculoesqueléticos constantemente está tratando de detectar cualquier inflamación, y si está presente, valora el grado de esta inflamación para poder determinar si la enfermedad o lesión está ocurriendo, cuanta enfermedad o lesión está presente, y si el problema está avanzando o curando. Varios métodos y equipo se han desarrollado para valorar la presencia o ausencia de inflamación en las articulaciones y otrcs tejidos. Tales métodos y equipos incluyen realizar un examen físico del tejido implicado, pruebas sanguíneas, tales como velocidad de sedimentación de eritrositos o nivel de proteína C reactiva, pruebas radiográficas, tales como rayos X comunes o formación de imágenes de resonancia magnética (MRI) ; y procedimientos de investigación, tales cerno termografía .
Al realizar un examen físico, el médico comienza el método de valorar la presencia o ausencia de inflamación al hacerle preguntas como qué articulaciones o áreas de tejido están provocando el dolor, cuanto dolor está presente y con que frecuencia está presente el dolor. El médico entonces realizará un examen físico para determinar si existe algún enrojecimiento, temperatura, hinchazón, o agarrotamiento en estas áreas, y para ver si el paciente está experimentando alguna limitación o pérdida de función. Este método de hacer preguntas y el examen físico del paciente, sin embargo, no establecen confiablemente la presencia de inflamación. Por ejemplo, el enrojecimiento sobre un área de dolor puede ser un resultado de salpullido de la piel subyacente en lugar de inflamación o agarrotamiento puede ser un resultado de un calambre muscular cercano como opuesto a la inflamación. Además, este método resulta en una valoración que solamente es escabrosa e inconsistentemente cuantificable. Por ejemplo, el médico puede preguntar, "Si cero es igual a ningún dolor y su nivel de dolor fue un 10 entre 10 cuando se trató primero, ¿en qué nivel está su dolor actualmente?" Las escalas clinométricas son generalmente inconsistentes y los resultados variaran dependiendo, entre otros factores, de la forma en la cual se hicieron las preguntas, el médico que hace las preguntas y el día y momento en que se le hizo la pregunta al paciente. Por consiguiente, tales valoraciones
¡^ .--.^^i-i»-^,^......^^ son altamente subjetivas y al final no tienen que definir la correlación con el grado actual de inflamación. Además para determinar la presencia de inflamación, el examen físico puede proporcionar también cierta indicación de presencia y grado de inflamación. El médico o cirujano, por ejemplo, puede torcer delicadamente o palpar la articulación implicada o tejido para detectar hinchazón, temperatura, o sensibilidad anormal. Aún si el médico detecta alguna cantidad de hinchazón de la articulación o tejido mediante palpación, no existe forma precisa y reproducible de determinar si la hinchazón representa tejido recientemente inflamado o sólo el tejido engrosado y cicatrizado residual de la inflamación previa, ahora inactiva. La detección de la temperatura de la piel es útil pero no puede cuantificarse por la simple palpación. La determinación de sensibilidad anormal también es útil pero solo se correlaciona inconsistentemente con la inflamación actual. Por ejemplo, la articulación o tejido puede ser sensibilidad secundaria a condiciones que no se relacionan a la inflamación, tal como deficiente circulación, lo relacionado con la diabetes u otras causas de daño al nervio local, cuerpos extraños y otras causas. El grade de sensibilidad anormal con frecuencia se valora utilizando una escala clinométrica y tiene las mismas desventajas que la que se menciona previamente. El margen de movimiento ae una articulación o músculo representa ese estado funcional del tejido. Típicamente, el método de medir el margen de movimiento de una articulación o músculo implica mantener un protractor de plástico cerca de la articulación mientras el paciente intente mover la articulación o músculo en cuestión. Desafortunadamente, los problemas de exactitud y reproducibilidad surgen debido a la colocación y esta habilidad del protractor. Se ha encontrado que los resultados de la prueba variaran aún entre las pruebas realizadas por el mismo examinador sobre el mismo paciente. El método de realizar pruebas sanguíneas para valorar la presencia y grado de inflamación típicamente implica probar la velocidad de sedimentación de eritrocito o los niveles de proteínas C reactiva. Desafortunadamente, tales pruebas son poco específicas e indican cambios que tienen lugar a través del cuerpo ael paciente en lugar de cambios inflamatorios que tienen lugar en las áreas localizadas, tales como una rodilla o dedo. Además, los resultados de las pruebas sanguíneas se someten uniformemente a una amplia variedad de condiciones físicas y dolencias que no se relacionan a la inflamación. Por ejemplo, el hemograma en un paciente que tiene artritis importante u otras formas de enfermedad inflamatoria puede mostrar elevaciones de los glóbulos blancos o ae las otras células sanguíneas llamadas "plaquetas". Sin embargo, la cuenta de glóbulos blancos puede
elevarse debido a muchas condiciones, tales como leucemia, alergias, reacciones al fármaco, y numerosas enfermedades que tienen poca o ninguna relación con la inflamación. Similar ente, la cuenta de plaquetas puede incrementarse por las condiciones no inflamatorias tales como una deficiencia de hierro o cáncer. Ademas, en muchas condiciones inflamatorias, tales como la artritis reumatoide, las cuentas celulares típicamente no muestran elevación. En el rendimiento de otro tipo de prueba sanguínea comúnmente empleada para detectar la inflamación, la velocidad de sedimentación de eritrocito (ESR) , la muestra sanguínea anticoagulada del paciente se coloca en un vidrio vertical o tubo capilar de plástico. Después de asentarse durante una hora, la altura de la columna de los glóbulos rojos que se ha establecido al fondo del tubo se mide. En general, entre más alta la columna de glóbulos rojos, mayor existe la inflamación en el cuerpo del paciente. Desafortunadamente, este método tiene numerosos problemas. Similarmente a las pruebas de glóbulos blancos y plaquetas antes mencionadas, la ESR no puede mostrar alguna elevación, aún en presencia de inflamación claramente detectable en forma clínica. Esta falta de elevación, o en algunos casos niveles elevados no provocados por la inflamación, puede ser debido a varias condiciones incluyendo anemia, células sanguíneas falsiform.es, cánceres de la médula espinal, y enfermedad del riñon diabético. Además, como con las pruebas del hemograma, tales métodos solo indican la posibilidad de inflamación y reflejan una situación sistémica en lugar de una local. Otra prueba sanguínea utilizada en detectar la inflamación implica la medición de un nivel de proteína de C reactiva del paciente (CRP) . Como otras pruebas sanguíneas utilizadas para detectar la inflamación, el CRP sufre de la desventaja de sensibilidad, falta de especificidad, y numerosos factores de confusión. Como resultado de las numerosas dificultades asociadas con los diversos métodos para valorar la inflamación utilizando pruebas sanguíneas puesto que estos métodos no incluyen la medición de los cinco marcadores antes mencionados de inflamación, tales métodos son indirectos en el mejor de los casos y solamente útiles en obtener adjuntos para detectar y cuantificar la inflamación. Métodos para detectar la inflamación utilizan radiografías comunes, tales como rayos X común, han probado ser inadecuados. Se ha encontrado que si un paciente tiene hinchazón capaz de mostrarse en rayos X, el nivel de hinchazón también puede ser clínicamente evidente en el examen médico con lo cual hace a los rayos X innecesarios. Además cualquier contorno oscuro de una protuberancia de tejido suave alrededor de un hueso o articulación que indique posible" inflamación puede ser extremadamente no específica y puede producirse por condiciones que no se relacionan a ia inflamación, taies como la obesidad. Métodos que utilizan escaners de tomografía computarizada (CT) y escaners de formación de imágenes de resonancia magnética (MRI) se realizan ocasionalmente para observar la hinchazón en diversos tejidos. Tales métodos, sin embargo, son relativamente costosos, pueden ser insensibles a grados muy moderados de inflamación, y generalmente no detectan las formas de inflamación que implican solamente hinchazón mínima o ninguna hinchazón. Adicionalmente, el escaner de CT utiliza radiación de iones. Además, un MRI no puede utilizarse para individuos que tienen marcapasos o implantes metálicos localizados cerca del área objeto. Otro problema con utilizar escaners de CT y MRI es la dificultad de interpretar los resultados de los escaners que lo hacen inadecuados para prueba rutinaria de pacientes no hospitalizados en una oficina o clínica médica típica. Métodos para detectar inflamación que utilizan termografía o fotografía infrarroja se han utilizado para tratar de detectar la inflamación. Desafortunadamente, sin embargo, la termografía es relativamente insensible a grados moderados de inflamación, no puede detectar cualquiera de ios signos de inflamación excepto la temperatura; es difícil de reproducir ieb c en el flujo sanguíneo regional, por ejemplo provocado por los estados emocionales; y es relativamente costoso y técnicamente difícil, exigiendo que el paciente se desnude y se coloque en una habitación controlada por el clima donde la temperatura ambiente y la humedad son asiduamente constantes y se estabilizan. Por consiguiente, existe una necesidad de un método y aparato relativamente poco costosos, confiables, reproducible, fácil de usar o realizar, no agresivos para detección y cuantificación de inflamación de las articulaciones y el tejido que puede utilizarse en oficinas médicas, clínicas, instalaciones deportivas y de entrenamiento, y similares. La presente invención se dirige a un aparato y a un método para la detección y cuantificación de inflamación de las articulaciones y tejido que comprenden un componente de detección para obtener datos indicativos de la superficie de la piel de un paciente u otro tejido, un dispositivo de análisis de color para analizar el color de la piel del paciente u otro tejido, y un dispositivo de medición de la temperatura para medir la temperatura de la piel del paciente u otro tejido. En una modalidad preferida de la invención, el aparato y el método para la detección y cuantificación de inflamación de las articulaciones y tejido incluyen un dispositivo para determinar la cantidad de pérdida de función
|^t^^i-»,---*,! ^!. ¿tM^^m de la articulación, seleccionado de un grupo de detectores de orientación y localización espacial. En una modalidad preferida de la invención, el aparato y el método para detección y cuantificación de la inflamación de las articulaciones y el tejido incluye un dispositivo para medir el umbral de dolor y tolerancia de la articulación o tejido, seleccionado del grupo de dispositivos de detección de dolor. En otra modalidad preferida de la invención, el aparato y el método para detección y cuantificación de la inflamación de las articulaciones y tejido incluye un componente de detección que opera para detectar la hinchazón mediante medidas de generación de la superficie o modelos o imágenes espaciales tridimensionales o en corte transversal o completas del área de la articulación o tejido. En otra modalidad preferida de la invención, el aparato y el método para la detección y cuantificación de la inflamación de articulaciones y tejido incluye un dispositivo de análisis de color para analizar el color de la articulación objeto o tejido que comprende un dispositivo sensible a la luz o al brillo seleccionado de un grupo de colorímetros, espectrofotómetros, o luztrómetros . En otra modalidad preferida de la invención, el aparato y el método para ia detección y cuantificación de inflamación de articulaciones y tejido incluye un dispositivo
de medición de temperatura para medir la temperatura de la articulación o tejido y es un dispositivo de medición de temperatura de contacto mecánico, óptico, con rayos láser7 de tipo termisor, termómetro, de tipo termográfico, con rayos infrarrojos o con base de conductancia-resistencia eléctrica superficial. Otra modalidad preferida de la invención es un método para detectar y cuantificar la inflamación de articulaciones y tejido. Otra modalidad preferida de la invención es un método para detectar y cuantificar la inflamación de articulaciones y tejido que comprende la etapa de utilizar el aparato de la invención objeto. Un objeto primario de esta invención, por lo tanto es proporcionar un aparato y método para la detección y cuantificación de inflamación de articulaciones y tejido. Otro objeto primario de esta invención es proporcionar un aparato y método relativamente poco costosos para la detección y cuantificación de la inflamación de articulaciones y tejido. Otro objeto primario de esta invención es proporcionar un aparato y método relativamente confiables para la detección y cuantificación de la inflamación de articulaciones y tejido. Otro objeto primario de esta invención es
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proporcionar un aparato y un método que produzcan resultados reproducibles para la detección y cuantificación de ia inflamación de articulaciones y tejido. Otro objeto primario de esta invención es proporcionar un aparato y un método relativamente de fácil uso para la detección y cuantificación de inflamación de articulación y tejido. Otro objeto primario de esta invención es proporcionar un aparato y un método seguros y no agresivos para la detección y cuantificación de la inflamación de articulaciones y tejido. Otro objeto primario de esta invención es proporcionar un aparato y un método para la detección y cuantificación de inflamación de articulación y tejido que puede utilizarse y realizarse en oficinas médicas, clínicas, instalaciones deportivas y de entrenamiento, y similares. Otro objeto primario de esta invención, por lo tanto, es proporcionar un método que utiliza un aparato para la detección y cuantificación de la inflamación de articulaciones y tejido. Estos y otros objetos y ventajas de la invención serán aparentes a partir de la siguiente descripción y los dibujos anexos. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Los detalles de la invención se describirán junto
con los dibujos anexos, en los cuales: La FIGURA 1 es una vista esquemática del aparato para la detección y cuantificación de la inflamación de articulaciones y tejido de la presente invención; la FIGURA 2 es una vista esquemática del elemento de barrido de superficie del componente de barrido del aparato para la detección y cuantificación de la articulación objeto o tejido de la FIGURA 1; la FIGURA 3 es una vista esquemática del componente de detección del aparato para detección y cuantificación de inflamación de la FIGURA 1, el componente de detección tiene un dispositivo de medición de distancia o espacial o dispositivo de formación de imágenes para medir la distancia entre el elemento de barrido de superficie y las características o imágenes espaciales o dimensionales de la ubicación que se barre de la articulación objeto y tejido de la FIGURA 1; la FIGURA 4 es una vista esquemática del sensor del componente de detección del aparato para la detección y cuantificación de inflamación de la FIGURA 1, que muestra una estructura de soporte y una pista guía para soportar y dirigir el movimiento de la unidad del sensor; la FIGURA 5 es una vista esquemática del sistema de formación de imágenes del aparato para detección y cuantifícación de inflamación de la FIGURA 1 que tiene
i , calibradores mecánicos que se aplican directamente al paciente para medir las dimensiones en corte transversal o elevaciones de la articulación o tejido; la FIGURA 6 es una vista esquemática del componente de detección del aparato para la detección y cuantificación de inflamación de la FIGURA 1 que muestra el elemento de barrido de superficie que tiene un sensor sensible óptico, al brillo, o a la temperatura; y la FIGURA 7 es una vista esquemática del componente de detección del aparato para la detección y cuantificación de inflamación de la FIGURA 1, el componente de detección tiene una sonda para aplicar un estímulo al paciente en una ubicación para determinar la tolerancia de dolor y el umbrala Con referencia a las FIGURAS 1 y 2, un observador no humano o aparato no clínico para la detección y cuantificación de la inflamación de articulaciones y tejido, generalmente designado como 100, se muestra comprendiendo un componente 102 de detección para obtener y recolectar datos indicativos de la superficie en la ubicación L de la articulación o tejido de un paciente P. Preferiblemente, el componente 102 de detección comprende varios componentes para valorar la inflamación tal como un dispositivo para detectar la hinchazón 104, tal como un sistema de formación de imágenes óptico, ai proporcionar medición dimensional de la ubicación L de ia articulación tej ide del paciente P que se
H * examina para la inflamación, un dispositivo 106 de margen de movimiento para determinar el margen de movimiento del paciente de la articulación que se examina, un dispositivo 108 de análisis de color para analizar el color de la piel del paciente en la ubicación L de la articulación o tejido, un dispositivo 110 de medición de temperatura para medir la temperatura de la piel S del paciente P en la ubicación L de la articulación o tejido, un dispositivo 112 de detección de dolor para determinar el umbral y tolerancia de dolor, un dispositivo 114 de almacenaje y recuperación de archivos, tal como una computadora, para almacenar los datos que se recolectan y para correlacionar y analizar, y un dispositivo 116 de despliegue para ver los datos analizados. Con referencia a la FIGURA 2, un paciente P que se prueba para la inflamación de articulaciones y tejido se muestra colocado de manera que la ubicación L del tejido o articulación que se examina se coloca a apropiadamente para la medición por el aparato 100 de la presente invención. El componente 102 de detección incluye un elemento 118 de barrido de superficie que tiene un escaner digital el cual se acopla para el uso con el dispositivo para detectar la hinchazón 104 para la medición dimensional de la ubicación L de tejido o articulación que se examina para la inflamación. Preferiblemente, el elemento 118 de barrido de superficie puede comprender un escaner de lecho plano para proporcionar
JttAt.jA^.ihllt imágenes bidimensionaies y datos de medición de la ubicación que se examinan, o múltiples escaners, tales como los que se utilizan actualmente en la fabricación de componentes fundidos y de maquinaría de alta precisión, por ejemplo, adecuadamente orientados para proporcionar imágenes tridimensionales y datos de medición del área que se examina. El dispositivo para detectar la hinchazón 104 también puede comprender varios dispositivos termográficos, tales como sistemas de formación de imágenes infrarrojos utilizados para identificación de seguridad, inspección infrarroja de componentes eléctricos y mecánicos, o formación de imágenes médicas. El dispositivo para detectar hinchazón 104 también puede comprender sistemas de resonancia ultrasónica o magnética de alta resolución, tales como los que se utilizan en la formación de imágenes médicas. Con referencia a las FIGURAS 1 y 2, un ejemplo de la modalidad preferida de la invención se muestra por medio del cual el dispositivo para detectar la hinchazón 104 es un sistema de barrido digital con base de vídeo convencional que se acopla al elemento 118 de barrido de superficie del componente 102 de detección. El elemento 118 de barrido de superficie opera para recolectar datos y transferir los datos al dispositivo para detectar ía hinchazón 104, tal como mediante el uso de ur. convertidor de análogo a digital (no mostrado) , el cual se acopla al dispositivo 114 de almacenaje
y recuperación de archivos que opera para almacenar y analizar los datos recolectados para generar mediciones, y preferiblemente un modelo matemático o indicador de imagen de la superficie y dimensiones en corte transversal de la articulación o tejido en la ubicación L. Las mediciones específicas y el modelo o imagen matemático, si lo hubiera, pueden alimentarse al dispositivo 116 de despliegue para su visualización. En otra modalidad preferida de la invención, el dispositivo para detectar la hinchazón 104 es un sistema de barrido digital con base de láser convencional que se acopla al elemento 118 de barrido de superficie del componente 102' de detección. El dispositivo 104 incluye medios para mover un haz 112 de luz, tal como un haz de láser emitido desde el elemento 118 de barrido de superficie a través del área de superficie de la ubicación de L que se investiga. El elemento 118 de barrido de superficie recolecta los datos y transfiere los datos al dispositivo para detectar la hinchazón 104 que se acopla al dispositivo 114 de almacenaje y recuperación de archivos que opera para almacenar los datos recolectados y analizar el patrón de reflexiones y las características del patrón puntual de haces de reflexiones de la ubicación L barrida para generar un modelo o imagen indicativa de la superficie y dimensiones en corte transversal de la articulación o tejido en la ubicación L. El dispositivo 114
t_» A— „ - -del almacenaje y recuperación de archivos entonces alimenta el -« x . Í modelo o imagen generada, si la hubiera, y las mediciones pertinentes al dispositivo 116 de despliegue para su visualización. En otra modalidad preferida de la presente invención, el dispositivo para detectar la hinchazón 104 es un sistema de barrido con base de rastreo de posición convencional que se acopla al componente 102 de detección que tiene un elemento 118 de barrido de superficie de movimiento libre, portátil. Preferiblemente, el elemento 118 de barrido de superficie se mueve manualmente alrededor de la ubicación L que se barre por un operador. Con referencia a la FIGURA 3, el sistema 104 de barrido de formación de imágenes se muestra teniendo un dispositivo 124 de medición de distancia para medir la distancia entre el elemento 118 de barrido de superficie y la superficie en la ubicación L que se barre y un dispositivo 126 de rastreo de posición para detectar la posición y orientación del elemento 118 de barrido de superficie dentro de un campo de referencia de posición. En operación, el dispositivo para detectar la hinchazón 104 rastrea la ubicación del elemento 118 de barrido de superficie y se acopla convencionalmente al dispositivo 114 de almacenaje y recuperación de archivos que recibe los datos de ubicación del dispositivo 104 y correlaciona y genera las dimensiones en corte transversal, y de preferencia una imagen, de la articulación barrida o tejido en la ubicación L. El dispositivo 114 de almacenaje y recuperación de archivos entonces alimenta las mediciones pertinentes y la imagen generada, si la hubiera, al dispositivo 116 de despliegue para su visualización. En otra modalidad preferida de la presente invención, el dispositivo para detectar la hinchazón 104 es un sistema de barrido con base de rastreo de posición convencional que se acopla al componente 112 de detección que tiene un elemento 118 de barrido de superficie digitalizado de movimiento libre. El sistema 126 de rastreo de posición detecta la posición del elemento 118 de barrido de superficie con relación a un campo magnético de referencia de posición generado por un transmisor (no mostrado) . En operación, el tejido o articulación en la ubicación L se mide al presionar el elemento 118 de barrido de superficie contra la piel S del paciente P y mover el elemento 118 de barrido de superficie sobre la superficie de la articulación o tejido que se barre. El sistema 126 de rastreo de posición rastrea la posición y orientación del elemento 118 de barrido de superficie conforme se mueve sobre la ubicación L y se acopla al dispositivo 114 de almacenaje y recuperación de archivos que recibe y correlaciona datos y genera las dimensiones en corte transversal, y de preferencia una imagen de la articulación o tejido en la ubicación L barrida. El dispositivo 114 de
almacenaje y recuperación de archivos entonces alimenta las mediciones pertinentes y el modelo o imagen generada, si la hubiera, al dispositivo 116 de despliegue para su visualización. Otra modalidad preferida de la presente invención, como se muestra en las FIGURAS 1 y 4, el dispositivo para detectar la hinchazón 104 es un sistema de rastreo con base en la posición convencional y se acopla al componente 102 de detección que tiene un elemento 118 de barrido de superficie de movimiento restringido, sin contacto. El dispositivo para detectar la hinchazón 104 incluye una estructura 130 de soporte para soportar el componente 102 de detección y una pista 132 de guía para dirigir el movimiento del componente 102 de detección. Una abrazadera convencional (no mostrada) puede proporcionarse para sostener el miembro u otra característica anatómica del paciente P que se barre en el lugar durante el barrido. Alternativamente, el componente 102 de detección también puede unirse a un brazo mecánico (no mostrado) para dirigir su movimiento sobre el área a barrerse. En una modalidad preferida de la invención, el dispositivo 124 de medición de distancia (FIGURA 3) es una sonda sin contacto, tal como un dispositivo de medición de distancia con láser, que mide el desplazamiento entre el elemento 118 de barrido de superficie y la piel S del paciente P en la ubicación L que se barre. La posición del
elemento 118 de barrido de superficie se dirige por un sistema 126 de rastreo de posición (FIGURA 3) al denotar la posición del elemento 118 de barrido de superficie sobre la puesta 132 guía o el brazo mecánico (no mostrado) . En operación, el tejido o articulación del paciente P se asegura en el lugar y el elemento 118 de barrido de superficie se mueve a lo largo de la pista 132 de guía para barrer el tejido o la articulación. El dispositivo para detectar la hinchazón 104 rastrea la posición del elemento 118 de barrido de superficie y se acopla convencionalmente al dispositivo 114 de almacenaje y recuperación de archivos que analiza los datos barrido y la posición del elemento 118 de barrido de superficie y genera una imagen y dimensiones en corte transversal de tejido o articulación en la ubicación L barrida que se alimenta al dispositivo 116 de despliegue para su visualización. Otra modalidad preferida de la presente invención, como se muestra en las FIGURAS 1, 2, 3 y 4, el dispositivo para detectar la hinchazón 104 es un dispositivo ultrasónico de alta resolución y se acopla al componente 102 de detección que tiene un elemento 118 de barrido emisor y receptor ultrasónico. El elemento 118 de barrido emisor y receptor ultrasónico puede ser un dispositivo de barrido de superficie libre de movimiento portátil (FIGURA 2) o un elemento de barrido de movimiento restringido que utiliza una estructura 130 e soporte y una pista 132 de guía (FIGURA 4) . Una abrazadera convencional (no mostrada) puede utilizarse para sostener el miembro u otra característica anatómica del paciente P que se barre durante la operación de barrido. Un dispositivo 126 de rastreo de posición puede unirse al dispositivo para detectar la hinchazón 104 (FIGURA 3) para determinar la posición y orientación de la sonda 118 ultrasónica dentro de un campo de referencia de posición. En operación, los haces ultrasónicos de elemento 118 de barrido se emiten a través y después se reflejan nuevamente desde el tejido del paciente P en la ubicación L. La naturaleza de, grado de, y la rapidez de la señal ultrasónica reflejada detectada por el sensor receptor del elemento 118 de barrido de superficie se transmiten al dispositivo para detectar la hinchazón 104 que se acopla al dispositivo 114 de almacenaje y recuperación de archivos. El dispositivo 114 de almacenaje y recuperación de archivos analiza convencionalmente esos datos y genera las dimensiones en corte transversal, preferiblemente un modelo o imagen de la articulación barrida o área de tejido en la ubicación L, y este se alimenta al dispositivo 116 de despliegue para su visualizacíón. Adicionalmente, la naturaleza y características de la señal ultrasónica reflejada detectada por el sensor receptor del elemento 118 de barrido de superficie y transmitida por el dispositivo para detectar la hinchazón 104 al dispositivo 114
de almacenaje y recuperación de archivos puede analizarse utilizando un analizador separado (no mostrado) , tal como una computadora o un programa, para determinar la ubicación y grado de inflamación mediante varias propiedades, tales como la ecogenicidad particular de la señal ultrasónica reflejada. En otra modalidad preferida de la presente invención, como se muestra en las FIGURAS 1, 3, y 4, el dispositivo para detectar la hinchazón 104 es un sistema de formación de imágenes de resonancia magnética convencional (RMN) . El componente 102 de detección es una bobina de formación de imágenes de resonancia magnética convencional y preferiblemente es un elemento de barrido de movimiento restringido que utiliza una estructura 130 de soporte y una estructura 132 de pista de guía (FIGURA 4) . Una abrazadera convencional (no mostrada) puede utilizarse para sostener el miembro u otra característica anatómica del paciente P que se barre. El campo de resonancia magnética se orienta convencionalmente y se localiza en una rejilla espacial de referencia como con todos los dispositivos de MRI convencionales. En operación, las imágenes magnéticamente generadas o dimensiones de la anatomía del paciente P en la ubicación L, se transmiten a partir del elemento 118 de barrido de superficie hasta el dispositivo para detectar la hinchazón 104 y esto a su vez se acopla convencionalmente al dispositivo 114 de almacenaje y recuperación de archivos. El
dispositivo 114 de almacenaje y recuperación de archivos opera para analizar convencionalmente esos datos de MRI y genera las dimensiones de corte transversal, y de preferencia un modelo o imagen del ár^'á de la articulación barrida o tejido en la ubicación L. Estos datos analizados entonces se alimentan al dispositivo 116 de despliegue para su visualización. Adicionalmente, la naturaleza y características de la señal de MRI regresada detectada por el elemento 118 de barrido de superficie puede analizarse por el dispositivo 114 de almacenaje y recuperación de archivos para determinar la ubicación y grado de inflamación mediante varias propiedades de la señal de MRI . Ahora debe ser aparente para aquellos expertos en la técnica que el sistema 104 de formación de imágenes de la invención objeto puede formarse a partir de varios tipos de sistemas de medición y formación de imágenes dimensionales convencionales que son capaces de producir imágenes detalladas y/o medición de superficies. Preferiblemente, tales sistemas deben ser tales que se adapten fácilmente para el uso en desarrollar mediciones detalladas, y modelos preferiblemente computarizados o imágenes, de las articulaciones o tejidos. Ahora también debe ser aparente para aquellos expertos en la técnica que otros tipos de sistemas, tales como envolturas, manguitos, o fundas que tienen una o una pluralidad de sensores de ubicación pueden
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utilizarse para la colocación alrededor de una articulación o área de tejido. En otra modalidad preferida de la invención, como se muestra en las FIGURAS 2 y 5, el sistema 104 de formación de imágenes comprende calibradores 133 mecánicos. En operación, los calibradores 133 mecánicos se aplican para medir directamente las dimensiones en corte transversal o elevaciones de la articulación o tejido en la ubicación L. La posición de los calibradores 133 se determina por el sistema 126 de rastreo de posición. Los calibradores 133 y el sistema
126 de rastreo de posición se acoplan al dispositivo 114 de almacenaje y recuperación de archivos para el almacenaje y recuperación de archivos y para correlacionar los datos y generar las dimensiones en corte transversal, y de preferencia una imagen tridimensional, de la articulación o
tejido en la ubicación L. Ahora debe ser aparente para aquellos expertos en la técnica que el modelo o modelos o imagen o imágenes, si las hubiera, y las dimensiones en corte transversal generadas utilizando el aparato para la detección y cuantificación de
la inflamación 100 de las articulaciones y tejido de la invención objeto pueden compararse con una referencia, tal como las mediciones dimensionales previamente tomadas y/o los modelos o imágenes de la ubicación L, y ligeras variaciones en la posición de la superficie de la ubicación L del tejido
o articulación pueden observarse, de este modo permitiendo la determinación precisa de cualquier diferencias o cambios de la articulación objeto o el área en corte transversal de tejido o dimensiones. Con referencia a las FIGURAS 1 y 2, el dispositivo para detectar la hinchazón 104 preferiblemente también opera como el dispositivo 106 de margen de movimiento de la presente invención para determinar el margen de movimiento del paciente de la articulación que se examina. Utilizando las mediciones dimensionales y/o las imágenes, si las hubiera, generadas por el dispositivo para detectar la hinchazón 104, el margen de movimiento de la articulación puede determinarse utilizando el dispositivo 114 de almacenaje y recuperación de archivos para medir los cambios en la posición y deformación de ciertos puntos preseleccionados dentro de la ubicación L que se barre como la articulación que se mueve. Las mediciones entonces pueden compararse con una referencia, como un estándar o los resultados de un barrido previo, para determinar cualesquier cambios en el margen de movimiento de la articulación objeto. Mientras el dispositivo 106 de margen de movimiento preferiblemente utiliza las imágenes o mediciones generadas por el dispositivo para detectar la hinchazón 104, debe ser ahora aparente para aquellos expertos en la técnica, que otros dispositivos de margen de movimiento tales como aquellos que utilizan diagramas y calibres geométricos, ópticas o aquellos que utilizan sistemas mecánicos conocidos en la técnica para medir márgenes de movimiento también pueden utilizarse y los resultados almacenados en el dispositivo 114 de almacenaje y recuperación de archivos para el almacenaje y recuperación de archivos y para correlacionar y analizar los datos y para generar una ilustración gráfica o medición del margen del movimiento del paciente. Esos datos y las ilustraciones gráficas pueden alimentarse en el dispositivo 116 de despliegue para su visualización. El dispositivo 108 de análisis de color para analizar el color de la piel o tejido del paciente P en la ubicación L del tejido o articulación que se examina se muestra en las FIGURAS 1 y 6. El dispositivo 108 de análisis de color se acopla al elemento 118 de barrido de superficie del componente 102, que preferiblemente comprende un sensor sensible a la luz para medir el color tal como un colorímetro o un espectrofotómetro. En operación, un paciente P que se prueba para la inflamación de articulaciones o tejido se acomoda de tal forma que el tejido o articulación que se examina se posiciona apropiadamente para la medición por el aparato de la presente invención. El elemento 118 de barrido de superficie se dirige sobre la ubicación L objeto y la medición de la longitud de onda y la intensidad de la radiación electromagnética que se refleja de la ubicación L se mide utilizando el analizador de color del dispositivo 108
de análisis de color. El dispositivo 108 de análisis de color se acopla al dispositivo 114 de almacenaje y recuperación de archivos para el almacenaje y recuperación de archivos y para comparar los datos del sistema 108 de análisis de color con un estándar o una referencia, tal como las mediciones previamente tomadas de la ubicación L objeto (o mediciones de otras ubicaciones anatómicas no inflamadas) , para determinar un incremento o disminución en la inflamación. Esos datos entonces se transmiten al dispositivo 116 de despliegue para su visualización. En otra modalidad preferida de la invención, el dispositivo 108 de análisis de color se acopla al elemento 118 de barrido de superficie del componente 102 de detección. Preferiblemente, el elemento 118 de barrido de superficie incluye un sensor sensible a la luz, es decir, un lustrómetro, para medir las características de superficie de la ubicación L objeto. En operación, la medición fotoeléctrica de la luz especularmente reflejada de la superficie de la piel S del paciente P en la ubicación L se mide por el dispositivo 108 de análisis de color. El dispositivo 108 de análisis de color incluye un analizador de brillo para comparar los datos recolectados con un estándar, una referencia tal como las mediciones previas de la uoicación L, o con las mediciones de otras ubicaciones anatómicas no inflamadas y se acopla al dispositivo 114 de
almacenaje y recuperación de archivos para el almacenaje y recuperación de archivos de los datos recolectados y para comparar los datos del dispositivo 108 de análisis de color con un estándar o una referencia tal como las mediciones previas tomadas de la ubicación L objeto, o las mediciones de otras ubicaciones anatómicas no inflamadas para determinar un incremento o disminución en la inflamación. Adicionalmente, la lectura de brillo del elemento 118 de barrido de superficie del componente 102 de detección puede alimentarse al dispositivo para detectar la hinchazón 104 y después transmitirse al dispositivo 114 de almacenaje y recuperación de archivos que puede analizar, o utilizar un elemento unido o programa (no mostrado) para analizar la lectura de brillo para determinar la elasticidad de tejido y de este modo la hinchazón asociada de la articulación o tejido en la ubicación L del paciente P. Estos datos de color o brillo entonces se transmiten al dispositivo 116 de despliegue para su visualización. Con referencia a las FIGURAS 1, 2 Y 6, el dispositivo 110 de medición de temperatura para medir la temperatura a la ubicación L del tejido o articulación que se examina, se muestra y se acopla al componente 102 de detección que tiene un elemento 118 de barrido de superficie para recibir la entrada de la temperatura de la ubicación L objeto. En una modalidad preferida de la invención, el
elemento 118 de barrido de superficie incluye un sensor sensible a la luz para recibir la entrada de temperatura al medir la intensidad de un haz 140 de luz infrarroja que se refleja de la superficie de la piel o tejido S del paciente P en la ubicación L objeto. Los dispositivos de detección infrarrojos han estado comercialmente disponibles para medir las temperaturas de la piel de los pacientes. En una modalidad preferida de la invención, como se muestra, el elemento 118 de barrido de superficie del dispositivo 110 de medición de temperatura incluye un sensor infrarrojo convencional que comprende un detector 138 infrarrojo y un elemento 139 de enfoque para enfocar la radiación infrarroja entrante emitida desde la piel o tejido S del paciente P sobre el detector infrarrojo del elemento 118 de barrido de superficie. La radiación difundida se detecta por el elemento 118 de barrido de superficie y la temperatura se calcula utilizando la circuitería convencional dentro del dispositivo 110 de medición de temperatura que calcula las variaciones de temperatura de la piel o tejido delicadas. El dispositivo 110 de medición de temperatura correlaciona los datos y compara los datos con un estándar o una referencia, tal como las mediciones de temperatura previas en esa ubicación L, y la diferencia en la intensidad de luz infrarroja puede utilizarse para calcular la temperatura y el cambio en temperatura de la ubicación L barrida. El dispositivo 110 de
medición de temperatura se acopla al dispositivo 114 de almacenaje y recuperación de archivos para calcular los cambios de temperatura y para el almacenaje y recuperación de archivos de los datos de temperatura y para comparar los datos con un estándar o una referencia, tal como las mediciones previamente tomadas de la ubicación L objeto, para determinar un incremento o disminución en la inflamación. El dispositivo 114 de almacenaje y recuperación de archivos alimenta los cambios en la unidad 116 de despliegue para sú visualización. Mientras de preferencia el elemento 118 de barrido de superficie incluye un sensor sensible a luz, otras formas de sensores también pueden utilizarse para medir 1$ temperatura de la piel o tejido S del paciente P. En una modalidad preferida de la invención, el elemento 118 de barrido de superficie comprende un sensor de temperatura termopar convencional con lo cual los pares de alambres de aleación metálica desiguales unen por lo menos un extremo, que genera un voltaje termoeléctrico neto entre los dos extremos de acuerdo con el tamaño de la diferencia de temperatura entre los extremos, el coeficiente de Seebec relativo del par de alambres y la uniformidad del coeficiente Seebeck relativo de alambre. En' otra modalidad preferida de la invención, ei elemento 118 de barrido de superficie comprende un sensor de i i --, %- *' * , { * s¿•**
temperatura termisor convencional que tiene contactos eléctricos y conductores de conexión conectados al contacto con lo cual la resistencia específica inducida a través del termisor se mide y se convierte a una lectura de temperatura específica utilizando circuitería convencional. En otra modalidad preferida de la invención, el elemento 118 de barrido de superficie comprende un detector de temperatura de resistencia convencional con el cual la corriente eléctrica que produce una caída de voltaje a través del sensor se mide y se convierte a una lectura de temperatura utilizando circuitería convencional. En otra modalidad preferida de la invención, el elemento 118 de barrido de superficie comprende un sensor de temperatura de haz de láser impulsados convencional con el cual un primer haz de láser que tiene una primera longitud de onda se hace oscilar inmediatamente después de la elevación del haz de láser impulsado, y un segundo haz de láser que tiene una segunda longitud de onda se hace oscilar después. De este basándose en la diferencia entre la intensidad -de la primera luz infrarroja de la luz reflejada del primer haz de láser y la intensidad de la luz reflejada del segundo haz de láser, la temperatura de la piel S del paciente P puede medirse . En otra modalidad preferida de la invención, el elemento 118 de barrido de superficie incluye una sonda de
.-d-**— •"*-" t Tr - " 11 ift « ir rH«ÜfiÉfTfir ff • -*-*^-»-- -.¿^« .-. ? . _, ,?.| conductancia/resistencia eléctrica de superficie, similar a aquellos en los sistemas poligráficos, que comprende dos electrodos que se colocan en contacto directo con la piel del paciente. En operación, los electrodos se proporcionan con corriente eléctrica que fluye entre los mismos y cambia en la conductancia/resistencia del flujo provocado por la transpiración insensible en la ubicación que se mide. Puesto que los cambios de temperatura de tejido provocan variaciones en la transpiración insensible de este modo la humedad en la piel, cambios en la conductancia/resistencia eléctrica de la piel ocurren y a partir de estos cambios la temperatura de la ubicación de la sonda puede derivarse utilizando el dispositivo 114 de almacenaje y recuperación de archivos. Ahora debe ser aparente para aquellos expertos en la técnica que el dispositivo 110 de medición de temperatura de la invención objeto puede formarse de varios tipos de dispositivos de medición de temperatura convencionales que son capaces de medir la temperatura de una superficie. Tales dispositivos pueden incluir instrumentación termográfisa médica convencional, instrumentación termográfica de microondas para medir la radiación natural, escaners infrarrojos, escaners de láser, termómetros, detectores de temperatura de resistencia, sensores de temperatura, termistores, y sensores de temperatura termopar. Preferiblemente, tales dispositivos deben adaptarse fácilmente para el uso en desarrollar mediciones detalladas de la temperatura a lo largo de la superficie del área de la articulación o tejido que se examina. Con referencia a las FIGURAS 1 y 7, el dispositivo 112 de detección de dolor o sensibilidad anormal para determinar la presencia de dolor o sensibilidad anormal se muestra. En una modalidad preferida de la invención, el componente 102 de detección incluye una sonda 142 tal como una sonda de presión portátil, por ejemplo, un dolorímetro, para determinar el umbral de dolor o sensibilidad anormal y tolerancia del paciente P en la ubicación L. En operación, la sonda 142 comprende un dispositivo de presión, dispositivo de sujeción, funda, tenazas u otros medios similares para aplicar presión contra la piel S del paciente P en la ubicación L que se examina. Preferiblemente, el nivel de presión necesario para producir dolor o sensibilidad anormal en la ubicación L se detecta por las sondas 142 mediante un botón u otro dispositivo de disparo convencional (no mostrado) que el paciente P activa cuando el estímulo de presión aplicado se vuelve doloroso, y este nivel de presión entonces se acopla al dispositivo 114 de almacenaje y recuperación de archivos para convertir las lecturas de la sonda 142 en una representación gráfica. En otra modalidad preferida de la invención, el componente 102 de detección incluye una sonda 142 para producir un área discreta de calor. La sonda 142 comprende una punta metálica que se caliente fácilmente en forma eléctrica. El nivel de calor necesario para producir dolor en la ubicación L se determina mediante un botón u otro dispositivo de disparo (no mostrado) que el paciente P activa cuando el calor aplicado se vuelve doloroso, y este nivel de calor entonces se alimenta al dispositivo 112 de detección de dolor que calcula la temperatura en la cual el paciente P experimenta el dolor en la ubicación L y esto se transmite al dispositivo 114 de almacenaje y recuperación de archivos para el almacenaje y recuperación de datos generados y para el análisis y se alimenta en el despliegue 116 para su visualización. En otra modalidad preferida de la invención, el componente 102 de detección incluye una sonda 142, para producir estímulos eléctricos discretos. La sonda 142 comprende una punta metálica que es efectiva para estimular eléctricamente el tejido del paciente P en la ubicación L. El estímulo eléctrico necesario para producir dolor en la ubicación L se determina mediante un botón u otro dispositivo de disparo (no mostrado) que el paciente P activa cuando el estímulo eléctrico aplicado se vuelve doloroso, y este nivel de estímulo entonces se alimenta al sistema 112 de detección de dolor que entonces calcula la cantidad de estímulo eléctrico para determinar el umbral del dolor en la
tolerancia en la ubicación L y este se transmite al dispositivo 114 de almacenaje y recuperación de archivos para el almacenaje y recuperación de archivos y para el análisis y se alimenta en el despliegue 116 para su visualización. Ahora debe ser aparente para aquellos expertos en la técnica que los umbrales de dolor y sensibilidad anormal y tolerancias variarán significativamente entre los pacientes, y que los resultados cuantificados junto con las observaciones visuales mejoraran significativamente la confiabilidad en valorar los umbrales de dolor y sensibilidad anormal del paciente y las tolerancias. Ahora debe ser aparente para aquellos expertos en la técnica que la presente invención proporciona un observador no humano novedoso o aparato con base no clínica y método para la detección y cuantificación de inflamación de las articulaciones o tejido que comprende un sistema formador de imágenes o de medición para obtener los datos indicativos de la superficie y dimensiones en corte transversal del tejido o piel del paciente, dispositivo de análisis de color y/o brillo para analizar el color y/o brillo del tejido o piel del paciente, un dispositivo de medición de temperatura para medir la temperatura de tejido y/o piel del paciente, un dispositivo de detección de dolor para determinar el umbral de sensibilidad anormal del paciente o dolor; y un dispositivo para determinar el margen de movimiento del
paciente en la ubicación que se examina. Por consiguiente, cualquiera de dos o más de los cinco signos cardinales o manifestaciones que comprenden enrojecimiento, hinchazón, calor, dolor, y pérdida de función del tejido implicado/ común a la inflamación, pueden registrarse y analizarse por el médico examinador, capacitador, o enfermero. La presencia de inflamación en la articulación implicada o tejido puede utilizarse como una indicación de la presencia de lesión o enfermedad, mientras la cantidad de inflamación en la articulación lesionada, deformada o artrítica o tejido puede utilizarse para determinar la cantidad de daño o enfermedad en esa articulación y si el problema esta avanzando o sanado»
Se debe entender que los diversos grupos de mediciones de hinchazón, color, temperatura, función o margen de movimiento y dolor obtenidos utilizando el aparato para detectar y cuantificar la inflamación de una articulación o área de tejido de la invención objeto se utilizará para detectar y cuantificar la ubicación y la cantidad, de inflamación de articulaciones o tejido. Ahora será aparente para aquellos expertos en la técnica que algoritmos matemáticos o modelos pueden desarrollarse para producir una cantidad general de inflamación o grado que puede utilizarse para valorar la ubicación y el grado de inflamación y cualquier cambio a partir de la línea base o mediciones previas de inflamación.
Ahora será aparente que el observador no humano o el aparato con base no clínica y método para la detección y cuantificación de inflamación de articulaciones y tejido de la invención objeto elimina la subjetividad del observador y la variación interindividual y de este modo proporciona mejor exactitud y reproducibilidad en la medición de la detección y cuantificación de la inflamación de articulaciones y tejido. Ahora también debe ser aparente para aquellos expertos en la técnica que la presente invención proporciona un medio confiable y reproducible con el cual los investigadores pueden desarrollar algoritmos basándose en estudios clínicos que pueden utilizarse para identificar y cuantificar más exactamente la inflamación. También ahora debe ser aparente para aquellos expertos en la técnica que la presente invención proporciona un método y aparato relativamente poco costoso, confiable, reproducible, fácil de utilizar o realizar, seguro y no agresivo para la detección y cuantificación de inflamación de las articulaciones y tejido que puede utilizarse en oficinas médicas, clínicas, instalaciones de entrenamiento y deportivas y similares. También ahora debe ser aparente para aquellos expertos en la técnica que el método y aparato para la detección y cuantificación de inflamación de articulaciones y tejidos también puede comprender instrucciones de operación.
Tales instrucciones pueden estar en la forma de software para computadora almacenado dentro de la computadora, material impreso unido al aparato o en la forma de folletos o libros. Aunque esta invención se ha mostrado y descrito con respecto a las modalidades detalladas de la misma, se entenderá por aquellos expertos en la técnica que varios cambios en forma y detalle de la misma pueden hacerse sin apartarse del espíritu y alcance de la invención reclamada.