MEDICION NO INVASIVA DE INDICE DE BILIRRUBINA DE LA PIEL.
Un procedimiento de medida del índice de un constituyente de un tejido,
comprende las etapas según las cuales: a/ se efectúa la medida de una reflexión de la luz de una primera longitud de onda dada y la medida de una reflexión de la luz de otra segunda longitud de onda determinada que sirve de referencia, sobre un patrón estándar; b/ a/ se efectúa la medida de una reflexión de la luz de la primera longitud de onda dada representativa de la medida a efectuar y al menos la medida de una reflexión de la luz de la otra segunda longitud de onda determinada que sirve de referencia, sobre el tejido; c/ se determina un factor de reflexión igual a la relación entre la medida sobre el tejido y la medida sobre el patrón estándar para cada una de la primera y segunda longitudes de onda; d/ se normalizan los valores de dichos factores de reflexión para que el valor del factor de reflexión para la segunda longitud de onda que sirve de referencia sea igual a un valor de referencia elegido, y: calculando la relación k de dicho valor de referencia elegido y del factor de reflexión de esta segunda longitud de onda; multiplicando por la relación k calculada dicho factor de reflexión de la primera longitud de onda, e/ se deduce el índice del constituyente buscado en función de una tabla de valores predeterminados conocidos para esta misma primera longitud de onda y de dicho valor del logaritmo neperiano de la inversa del factor de reflexión normalizado de la primera longitud de onda
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2001/000605.
Solicitante: MED&LED.
Nacionalidad solicitante: Bélgica.
Dirección: PARC D'ACTIVITES CHAUSSEE DE CHARLEROI 95 6060 GILLY BELGICA.
Inventor/es: DICK,JEAN-MICHEL.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 1 de Marzo de 2001.
Fecha Concesión Europea: 16 de Junio de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- A61B5/103N4
- H04N5/44 ELECTRICIDAD. › H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS. › H04N TRANSMISION DE IMAGENES, p. ej. TELEVISION. › H04N 5/00 Detalles de los sistemas de televisión (Detalles de los dispositivos de análisis o sus combinaciones con la producción de la tensión de alimentación H04N 3/00). › Circuitos receptores (H04N 5/14 tiene prioridad).
Clasificación PCT:
- A61B5/103 NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA. › A61 CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE. › A61B DIAGNOSTICO; CIRUGIA; IDENTIFICACION (análisis de material biológico G01N, p.ej. G01N 33/48). › A61B 5/00 Medidas encaminadas a establecer un diagnóstico (diagnóstico por medio de radiaciones A61B 6/00; diagnóstico por ondas ultrasónicas, sónicas o infrasónicas A61B 8/00 ); Identificación de individuos. › Dispositivos de medida para evaluar la forma, la configuración, el tamaño o el movimiento del cuerpo o de sus partes, con fines de diagnóstico (A61B 5/08 tiene prioridad; instrumentos de medida especialmente concebidos para la técnica dental A61C 19/04).
Clasificación antigua:
- A61B5/103 A61B 5/00 […] › Dispositivos de medida para evaluar la forma, la configuración, el tamaño o el movimiento del cuerpo o de sus partes, con fines de diagnóstico (A61B 5/08 tiene prioridad; instrumentos de medida especialmente concebidos para la técnica dental A61C 19/04).
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.
Fragmento de la descripción:
Medición no invasiva del índice de bilirrubina de la piel.
El presente invento se refiere a un procedimiento y a un dispositivo de análisis no invasivo de un tejido, por ejemplo de la piel.
Numerosos trabajos han mostrado que era posible enviando luz blanca sobre un tejido, tal como por ejemplo la piel, o el tejido de una planta, obtener analizando la luz reflejada informaciones relativas a la naturaleza del tejido y en particular a la concentración de diferentes elementos que le constituyen. El principio general es que los componentes de longitudes de onda diversas que componen la luz blanca son reflejados de manera diferente según los constituyentes que la luz encuentra. Por un análisis fino y continuo de la luz reflejada, se concibe que es posible obtener un análisis no invasivo bastante preciso del tejido examinado.
Los dispositivos conocidos que funcionan sobre este principio necesitan sin embargo un equipo costoso de análisis óptico tal como espectrógrafos y calculadores potentes de análisis de los datos recogidos así como un calibrado delicado de los aparatos.
El documento US 5.645.061 describe un procedimiento de determinación de las variaciones de dimensiones de partículas de tejidos de manera no traumática. La comparación de espectros de reflexión permite la medida de la hemoglobina y de su índice de oxigenación.
El invento propone un procedimiento y un dispositivo de medida que permiten superar estas dificultades de puesta en práctica.
A este efecto, el procedimiento de medida del índice de un constituyente de un tejido, en particular del índice de bilirrubina en la piel, se caracteriza según el invento tal como se ha definido en las reivindicaciones 1 a 4.
Un dispositivo conforme al invento está definido en las reivindicaciones 5 a 11.
El invento y su puesta en práctica aparecerán más claramente con ayuda de la descripción que va a seguir hecha en referencia a los dibujos adjuntos en los cuales:
La fig. 1 explica el principio de reflexión óptica de la luz sobre la piel.
La fig. 2 muestra tres curvas de LIR registradas para tres sujetos, habiendo sufrido estas curvas un tratamiento matemático para ponerlas al mismo nivel para un umbral de longitud de onda determinado.
La fig. 3 muestra de manera esquemática el principio de un aparato concebido según el invento.
Las figs. 4, 5 y 6 muestran el principio de utilización práctica del aparato.
La fig. 7 muestra, de manera esquemática, una variante de realización de un aparato de medida conforme al invento.
Con referencia en primer lugar a la fig. 1, se va a recordar el principio de la propagación de la luz y de su reflexión sobre la piel. Este principio está explicitado en particular en la publicación de Dawson, Barker y otros: "un estudio teórico y experimental de la absorción y de la difusión de la luz por la piel en vivo" (Phys. Med. Biol. 1980, vol 25, nº 4, páginas 695 - 709).
Considerando en el orden que la capa 1 es la capa córnea, que la capa 2 corresponde a la epidermis, que la capa 3 corresponde a la dermis y que la capa 4 corresponde a la hipodermis, si se llama respectivamente R1, R2, R3 y R4 el factor de reflexión de las capas sucesivas y T1, T2, T3 y T4 el factor de transmisión de las mismas capas, la luz reflejada globalmente es de la forma:
Si la piel no está demasiado seca, los factores de reflexión R1, R2, y R3 son netamente inferiores a R4; entonces su reflexión global se reduce a:
Tomando el Logaritmo Neperiano (LN) de la inversa de la reflexión, que se llama el LIR, se obtiene:
Este LIR, representado para todas las longitudes de onda, permite poner en evidencia las características de la piel. Se pueden así trazar curvas y deducir de ellas las cualidades de la piel analizando las bandas de absorción concernidas que son características de los diversos constituyentes de la piel, y deducir de ellas por ejemplo el contenido en bilirrubina, en hemoglobina, en melanina, etc.
Como ya ha se ha explicitado, la puesta en práctica de esta teoría tropieza con enormes dificultades de equipos y de calibrado, variando las curvas considerablemente de un sujeto a otro, en particular en función de la pigmentación propia del sujeto.
Conforme al invento, se ha comprobado sin embargo que era posible superar dificultades unidas a reacciones muy diferentes de la piel de un sujeto a otro "colocando" todas las curvas al nivel de un umbral de referencia para una longitud de onda determinada precisa, llamada λf de referencia, lo que permitía efectuar un análisis cualitativo y cuantitativo sin tener que trazar las curvas, (evitando por tanto tener que utilizar un espectrógrafo), contentándose con tomar algunos puntos de medida para longitudes de onda precisas significativas, después de un cálculo simples de puesta en umbral.
Se hará referencia ahora a la fig. 2 en la que se han ilustrado tres curvas que dan en ordenadas la absorción medida en tanto % de LIR en función de la longitud de onda de la luz recibida sobre la piel de tres sujetos diferentes. Sin embargo estas curvas han sido tratadas matemáticamente de manera que se las normalice permitiendo simultáneamente comprender el funcionamiento del aparato y del procedimiento conformes al invento.
Para obtener las curvas de la fig. 2, se opera en cuatro etapas sucesivas.
Primera etapa. Se procede a una operación de calibrado efectuando una medida de la reflexión sobre un "gris" o "blanco" "estándar" (por ejemplo polvo de sulfato de bario compactado). Para obtener buenos resultados y librarse en particular de las derivas posibles de los diodos, en el tiempo y/o en función de la temperatura ambiente de utilización, está operación de calibrado/verificación es efectuada antes de cada medida sobre el "gris" o "blanco" estándar elegido.
En el ejemplo ilustrado se ha supuesto que se efectuaban seis medidas sucesivas para longitudes de onda respectivas: 520 nm, 460 nm, 660 nm, 545 nm, 575 nm y 430 nm. En la práctica, estas longitudes de onda precisas pueden ser emitidas por diodos electroluminiscentes LED de calidad apropiada.
El aparato de medida ha sido esquematizado en la fig. 3. Tal como se ha esquematizado, el aparato 1 comprende diodos electroluminiscentes LED que envían un haz de luz por ejemplo ligeramente cónico convergente (como se ha esquematizado por las flechas) sobre la piel 2 del sujeto a examinar. La luz reflejada sensiblemente de forma perpendicular a la piel del sujeto es recibida por un detector 3 que analiza la intensidad de la radiación recibida. La utilización de un haz cónico es ventajosa en varios aspectos:
permite librarse en gran parte de la reflexión especular y permite determinar de manera precisa una distancia óptima de posicionamiento d del aparato 1 con relación a la piel, efectuando la medida de la reflexión cuando la intensidad luminosa de iluminación es reducida sensiblemente a un punto sobre la piel 2. El ángulo del cono está ventajosamente comprendido entre 30º y 50º, por ejemplo del orden de 45º.
El detector del aparato de medida registra una intensidad del factor de reflexión:
I0D1 para el diodo D1,
I0D2 para el diodo D2,
...
I0D6 para el diodo D6.
Segunda etapa. Se procede a una operación de medida de reflexión sobre la piel que se quiere ensayar.
Durante una medida sobre la piel del niño "x", el detector del aparato de medida registra una intensidad del factor de reflexión:
IxD1 para el diodo D1,
IxD2 para el diodo D2,
...
IxD6 para el diodo D6.
Tercera...
Reivindicaciones:
1. Un procedimiento de medida del índice de un constituyente de un tejido, comprende las etapas según las cuales: a/ se efectúa la medida de una reflexión de la luz de una primera longitud de onda dada y la medida de una reflexión de la luz de otra segunda longitud de onda determinada que sirve de referencia, sobre un patrón estándar; b/ a/ se efectúa la medida de una reflexión de la luz de la primera longitud de onda dada representativa de la medida a efectuar y al menos la medida de una reflexión de la luz de la otra segunda longitud de onda determinada que sirve de referencia, sobre el tejido; c/ se determina un factor de reflexión igual a la relación entre la medida sobre el tejido y la medida sobre el patrón estándar para cada una de la primera y segunda longitudes de onda; d/ se normalizan los valores de dichos factores de reflexión para que el valor del factor de reflexión para la segunda longitud de onda que sirve de referencia sea igual a un valor de referencia elegido, y: calculando la relación k de dicho valor de referencia elegido y del factor de reflexión de esta segunda longitud de onda; multiplicando por la relación k calculada dicho factor de reflexión de la primera longitud de onda, e/ se deduce el índice del constituyente buscado en función de una tabla de valores predeterminados conocidos para esta misma primera longitud de onda y de dicho valor del logaritmo neperiano de la inversa del factor de reflexión normalizado de la primera longitud de onda.
2. Un procedimiento según la reivindicación 1, según el cual se efectúan las etapas a/ a e/ sobre un tejido de un primer sujeto para deducir el índice del constituyente buscado para el primer sujeto y se efectúan las etapas a/ a e/ sobre un tejido de un segundo sujeto para deducir el índice del constituyente buscado para el segundo sujeto, según el cual se utiliza para el primer y segundo tejidos la misma primera longitud de onda de dada, sirviendo la misma segunda longitud de onda determinada de referencia, y la misma reflexión medida sobre un patrón estándar para la segunda longitud de onda, según el cual la normalización efectuada permite determinar un mismo valor del factor de reflexión normalizado para la segunda longitud de onda para el primer sujeto y para el segundo sujeto.
3. Un procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque tratándose de la piel de un individuo, se elige como segunda longitud de onda: λf = 520 nm.
4. Un procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque tratándose de medir la bilirrubina contenida en la piel, se elige como longitud de onda: λ = 460 nm.
5. Un dispositivo para la medida del índice de un constituyente de un tejido, en particular del índice de bilirrubina en la piel, que comprende: una cabeza de lectura susceptible de enviar sucesivamente varias destellos de longitudes de onda diversas definidos en dirección del tejido a examinar y de recibir y medir a su retorno la luz reflejada, un calculador, que comprende medios adaptados para poner en práctica el procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4.
6. Un dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque comprende como elementos para enviar secuencialmente destellos de longitudes de onda determinada de los diodos electroluminiscentes.
7. Un dispositivo según la reivindicación 5 o la reivindicación 6, caracterizado porque envía la luz, ventajosamente bajo un ángulo de 30 grados a 60 grados y por ejemplo sensiblemente igual a 45 grados.
8. Un dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque tratándose de la piel del individuo, utiliza como longitud de onda de la luz para medir el punto de referencia una longitud de onda próxima a 520 nm.
9. Un dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizado porque utiliza como longitud de onda de la luz para medir el índice de bilirrubina una longitud de onda próxima a 460 nm.
10. Un dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9, caracterizado porque utiliza como longitud de onda de la luz para medir la pigmentación de la piel una longitud de onda comprendida entre 620 y 780 nm.
11. Un dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 10, caracterizado porque utiliza como longitud de onda de la luz para medir la hemoglobina dos longitudes de onda próximas a 545 y 575 nm, y/o una longitud de onda próxima a 550 nm o una longitud de onda próxima a 430 nm.
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