Dispositivo para medir propiedades viscoelásticas de tejidos biológicos y procedimiento que utiliza este dispositivo.

Dispositivo (30, 50) destinado a medir propiedades viscoelásticas de tejidos biológicos gracias a un tratamiento de ondas ultrasónicas reflejadas por estos tejidos cuando son recorridos por una onda de cizallamiento, comprendiendo este dispositivo:

- Medios

(M1, M2, M3) para formar líneas (L1, L2, L3) de datos tales que cada línea (L1, L2, L3) comprende datos relativos a las ondas ultrasónicas reflejadas a partir de un mismo disparo (T1, T2, T3), y

- Medios (35) para determinar un parámetro relativo (3b) al desplazamiento entre los tejidos y un transductor que emite los disparos (T1, T2, T3),

- Medios (37) para calcular un desplazamiento intrínseco del medio a partir de un conjunto de líneas (L1, L2, L3) que forman una adquisición (3a),

caracterizado porque comprende medios (36) para tratar primeras líneas (L1, L2) ultrasónicas, con ayuda del parámetro relativo (3b), antes o durante la formación de segundas líneas (L3) ultrasónicas de esta misma adquisición (3a), a fin de determinar el desplazamiento intrínseco (3d(L1)) de los tejidos biológicos a partir de esas primeras líneas.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2008/000374.

Solicitante: ECHOSENS.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 153 AVENUE D'ITALIE 75013 PARIS FRANCIA.

Inventor/es: SANDRIN, LAURENT, YON,Sylvain.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE > DIAGNOSTICO; CIRUGIA; IDENTIFICACION (análisis de... > Diagnóstico utilizando ondas ultrasónicas, sónicas... > A61B8/08 (Detección de movimientos o de modificaciones orgánicas, p. ej. tumores, quistes, inflamaciones (A61B 8/02 - A61B 8/06 tienen prioridad))
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > LOCALIZACION DE LA DIRECCION POR RADIO; RADIONAVEGACION;... > Detalles de sistemas según los grupos G01S 13/00,... > G01S7/52 (de sistemas de acuerdo con el grupo G01S 15/00)

PDF original: ES-2545387_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Dispositivo para medir propiedades viscoelásticas de tejidos biológicos y procedimiento que utiliza este dispositivo El invento se refiere a un dispositivo que mide propiedades viscoelásticas de tejidos biológicos y a un procedimiento que utiliza este dispositivo.

La elastografía efectúa una medición no invasiva de propiedades viscoelásticas, denominadas PV en lo que sigue, de tejidos biológicos a fin de permitir el diagnóstico, la detección o el seguimiento de tratamientos relativos a, por ejemplo, órganos tales como el hígado, la piel o vasos sanguíneos.

Tal procedimiento está descrito, por ejemplo, en la solicitud de patente FR 2869521, depositada el 3 de mayo de 2004 a nombre de la sociedad Echosens Société Anonyme (Sociedad Anónima) .

Con referencia a la fig. 1, el funcionamiento de un dispositivo 10 que pone en práctica este procedimiento puede realizarse en tres etapas:

- Una primera etapa en el curso de la cual el dispositivo 10 adquiere y memoriza datos ultrasónicos en una memoria, Para ello, son efectuadas emisiones de ondas ultrasónicas en los tejidos observados por medio de uno o de varios transductores.

La emisión de cada onda ultrasónica, denominada disparo en lo que sigue, engendra ondas ultrasónicas reflejadas a medida que la onda ultrasónica emitida se propaga en tejidos biológicos que comprenden partículas difusoras.

Datos relativos a las ondas ultrasónicas reflejadas pueden ser recogidos por el dispositivo 10, formando los datos de ondas ultrasónicas reflejadas durante un disparo i una línea ultrasónica Li memorizada en una memoria dedicada Mi.

El conjunto de n líneas ultrasónicas L1, L2, L3, L4, L5, ...Ln propias de una medida de PV que comprende una secuencia de disparos T1, T2, T3, T4, T5, ... Tn es denominada una adquisición 1A memorizada con ayuda de las memorias M1, M2, M3, M4, M5, ... Mn.

- Una segunda etapa 2 en el curso de la cual la adquisición 1A es transferida hacia un primer calculador 5. Tal transferencia permite tratar la adquisición 1A con ayuda de componentes dedicados a los cálculos descritos ulteriormente.

- Una tercera etapa 3 de transferencia de los resultados de los cálculos de tratamiento para desembocar en los valores E de PV de los tejidos biológicos observados.

Para obtener estos valores E, el dispositivo 10 debe efectuar una serie 4 de cálculos intermedios orientados a obtener una tabla 1D de desplazamientos de los tejidos observados en función de su distancia frente a un transductor que efectúa la emisión -estando animado el transductor de un movimiento de baja frecuencia inferior a 500 Hz -y/o la recepción de ondas ultrasónicas. Esta distancia es igualmente denominada « profundidad » en lo que sigue.

Para ello, el primer calculador 5 determina una tabla 1B de parámetros de desplazamientos relativos del transductor con relación a los tejidos observados.

Luego un calculador 6 utiliza esta tabla 1B de parámetros de desplazamientos relativos para corregir la adquisición 1A y obtener una adquisición corregida 1C compensada de los desplazamientos relativos del transductor.

Finalmente, un calculador 7 determina, sobre la base de la adquisición corregida 1C, la tabla 1D de los desplazamientos de tejidos propios de los tejidos observados. Este desplazamiento de los tejidos es denominado en lo que sigue desplazamiento intrínseco.

Esta operación puede ser efectuada por una técnica llamada de auto-correlación, de interrelación o más generalmente cualquier técnica de estimación de desplazamiento a partir de señales ultrasónicas.

ii) A partir de esta tabla 1D de desplazamientos intrínsecos, puede determinarse una medida E de PV de los tejidos observados por un calculador 8.

El invento resulta de la constatación de que tal dispositivo 10 presenta inconvenientes. En particular, este dispositivo requiere numerosas memorias Mi, de tamaño relativamente importante, para memorizar una adquisición 1A, una tabla 1B de parámetros de desplazamientos relativos, una adquisición corregida 1C y/o una tabla 1D de desplazamientos intrínsecos.

Ahora bien, el coste y el tamaño de estas memorias son elevados, en particular por el hecho de que requieren medios para tratar caudales elevados de datos -varios Mo/s . Así, el coste y el volumen de un dispositivo 10 equipado con estas memorias son incrementados proporcionalmente.

Además, numerosas transferencias de datos deben ser gestionadas hacía/en el dispositivo 10. Por este hecho, el dispositivo 10 comprende numerosos medios de transferencias de datos que aumentan de nuevo su coste y su volumen.

Por otra parte, estos cálculos y estas transferencias imponen un retardo importante entre la emisión de una secuencia de disparos ultrasónicos y la obtención de una medida de la PV asociada.

Por ejemplo, la memorización de una adquisición 1A requiere típicamente una duración del orden de 100 ms para una profundidad máxima del orden de 100 mm en elastografía pulsatoria de una dimensión.

Además, la duración necesaria para transferir datos y efectuar los diferentes cálculos requeridos en el seno del dispositivo 10 alcanza varios segundos considerando un solo eje de profundidad.

Finalmente, los datos a transferir son agrupados y presentan típicamente volúmenes de varios megaoctetos. Una transferencia rápida de estos grupos de datos requiere el empleo de uniones de alto caudal cuyo coste es importante mientras que el empleo de uniones de caudal inferior aumenta los retardos de transferencias en varios segundos. Típicamente, la transferencia 2 de una adquisición 1A cuyo tamaño es de 4 megaoctetos necesita 3, 4 segundos con una unión de 10 Mbps.

El invento pretende resolver al menos uno de los problemas indicados precedentemente. Es por ello por lo que, se refiere a un dispositivo destinado a medir la PV de tejidos biológicos gracias a un tratamiento de ondas ultrasónicas reflejadas por estos tejidos cuando son recorridos por una onda de cizallamiento, comprendiendo este dispositivo medios para:

- Formar una adquisición con líneas ultrasónicas tales que cada línea ultrasónica comprende datos relativos a las ondas ultrasónicas generadas por reflexión de un mismo disparo, y -Determinar un parámetro relativo al desplazamiento de un transductor ultrasónico con relación a los tejidos, estando este dispositivo caracterizado porque comprende medios para tratar primeras líneas ultrasónicas de la adquisición, con ayuda del parámetro relativo, antes de la adquisición de segundas líneas ultrasónicas de esta misma adquisición, a fin de determinar el desplazamiento intrínseco de los tejidos biológicos a partir de estas primeras líneas.

Gracias a tal dispositivo, es posible realizar el tratamiento de las líneas ultrasónicas en el curso de una adquisición, es decir a medida que se produce la formación de las líneas de una misma adquisición.

Así, el retardo de tratamiento de la adquisición es fuertemente reducido pues un dispositivo conforme al invento puede comenzar el tratamiento de líneas de una adquisición una vez que se han formado las primeras líneas de esta adquisición.

Como recordatorio, el tratamiento de una adquisición comienza, según la técnica anterior, cuando la última línea de esta adquisición es formada.

Gracias al invento, numerosas líneas de una adquisición han sido tratadas antes de que la última línea de esta adquisición esté formada. Se reduce así considerablemente el tiempo necesario para obtener una medida del desplazamiento intrínseco de los tejidos observados.

De una manera general, considerando (cal) el tiempo de tratamiento de dos líneas y n el número de líneas de una adquisición, la... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo (30, 50) destinado a medir propiedades viscoelásticas de tejidos biológicos gracias a un tratamiento de ondas ultrasónicas reflejadas por estos tejidos cuando son recorridos por una onda de cizallamiento, comprendiendo este dispositivo:

- Medios (M1, M2, M3) para formar líneas (L1, L2, L3) de datos tales que cada línea (L1, L2, L3) comprende datos relativos a las ondas ultrasónicas reflejadas a partir de un mismo disparo (T1, T2, T3) , y -Medios (35) para determinar un parámetro relativo (3b) al desplazamiento entre los tejidos y un transductor que emite los disparos (T1, T2, T3) , -Medios (37) para calcular un desplazamiento intrínseco del medio a partir de un conjunto de líneas (L1, L2, L3) que forman una adquisición (3a) , caracterizado porque comprende medios (36) para tratar primeras líneas (L1, L2) ultrasónicas, con ayuda del parámetro relativo (3b) , antes o durante la formación de segundas líneas (L3) ultrasónicas de esta misma adquisición (3a) , a fin de determinar el desplazamiento intrínseco (3d (L1) ) de los tejidos biológicos a partir de esas primeras líneas.

2. Dispositivo (30, 50) según la reivindicación 1 caracterizado porque comprende medios para calcular el desplazamiento intrínseco (3d (L1) ) para un instante y a una profundidad dados.

3. Dispositivo (30, 50) según la reivindicación 1 ó 2 caracterizado porque comprende medios para formar con diferentes desplazamientos intrínsecos (3d (L1) ) una tabla (3D) cronológica tal que cada columna o línea de la tabla (3D) es función de la profundidad a la que son medidos desplazamientos intrínsecos (3d (L1) ) .

4. Dispositivo (30, 50) según la reivindicación 3 caracterizado porque comprende medios para que el tiempo de cálculo ( (cal1) ) de un desplazamiento intrínseco (3d (L1) ) sea inferior al tiempo ( (disparo) ) que separa dos disparos (T1, T2) ultrasónicos sucesivos.

5. Un dispositivo (30, 50) según la reivindicación 4 caracterizado porque comprende medios para que la memoria (M1) asignada a una primera línea ultrasónica (L1) sea habilitada después de su tratamiento para memorizar una segunda línea ultrasónica (L3) ulterior.

6. Dispositivo (30, 50) según la reivindicación 5 caracterizado porque comprende medios para tratar las ondas ultrasónicas con dos primeras memorias ( M1, M2) dedicadas a un cálculo de desplazamiento intrínseco, y una tercera memoria (M3) que almacena una línea (L3) en curso de adquisición.

7. Dispositivo (30, 50) según una de las reivindicaciones precedentes caracterizado porque el mismo calculador efectúa de manera simultánea operaciones ligadas a una formación de línea ultrasónica y a un cálculo de desplazamiento intrínseco.

8. Dispositivo (30, 50) según una de las reivindicaciones precedentes caracterizado porque comprende medios para que las líneas ultrasónicas (L1, L2, L3) provengan de un mismo elemento emisor/receptor.

9. Dispositivo (30, 50) según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque comprende medios para que líneas ultrasónicas sean formadas gracias a una focalización electrónica con al menos un transductor que comprende varios elementos.

10. Dispositivo (30, 50) según una de las reivindicaciones precedentes caracterizado porque comprende medios para calcular un desplazamiento relativo del transductor con relación a los tejidos observados con ayuda de al menos:

- una medida física externa, tal como la posición de dicho transductor con relación a un sistema de referencia dado, -una conformación de una medida biofísica, tal como una señal obtenida a partir de un ritmo cardiaco o respiratorio, o -un cálculo efectuado a partir de los datos ultrasónicos.

11. Dispositivo (30, 50) según una de las reivindicaciones precedentes caracterizado porque comprende medios para que el desplazamiento intrínseco (3d (L1) ) represente o derive de al menos uno de los elementos siguientes: una medida de desplazamiento, una velocidad, una velocidad de deformación, una medida de deformación.

12. Dispositivo (30, 50) según una de las reivindicaciones precedentes caracterizado porque comprende medios para tratar en paralelo diferentes adquisiciones realizadas sobre diferentes ejes geométricos.

13. Dispositivo (30, 50) según una de las reivindicaciones precedentes caracterizado porque comprende medios para efectuar mediciones sucesivas de manera continua.

14. Procedimiento destinado a medir propiedades viscoelásticas de tejidos biológicos gracias a un tratamiento de ondas ultrasónicas reflejadas por estos tejidos cuando son recorridos por una onda de cizallamiento, estando caracterizado este procedimiento porque un dispositivo conforme a una de las reivindicaciones 1 a 13 que es utilizado, comprende:

-La etapa de utilizar medios (M1, M2, M3) para formar líneas (L1, L2, L3) de datos tales que cada línea (L1, L2, L3) comprende datos relativos a las ondas ultrasónicas reflejadas a partir de un mismo disparo (T1, T2, T3) , -La etapa de utilizar medios (35) para determinar un parámetro relativo (3b) al desplazamiento entre los tejidos y un transductor que emite los disparos (T1, T2, T3) , -La etapa de utilizar medios (37) para calcular un desplazamiento intrínseco del medio a partir de un conjunto de 10 líneas (L1, L2, L3) que forman una adquisición (3a) , y -La etapa de utilizar medios (36) para tratar dos primeras líneas (L1, L2) ultrasónicas, con ayuda del parámetro relativo (3b) , antes o durante la formación de segundas líneas (L3) ultrasónicas de esta misma adquisición (3a) , a fin de determinar el desplazamiento intrínseco (3d (L1) ) de los tejidos biológicos a partir de estas primeras líneas.

15. Sonda dedicada a la medida de PV de tejidos biológicos por elastografía, caracterizada porque comprende un 15 dispositivo conforme a una de las reivindicaciones 1 a 13.