PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO PARA EVALUAR GRUPOS DE IMÁGENES FLUORESCENTES Y DISPOSITIVO PARA SU REALIZACIÓN.

Procedimiento para evaluar imágenes parciales fluorescentes de diferente longitud de onda que se obtienen del mismo sitio de un objeto por irradiación con luz de excitación,

en el que se genera a partir de las dos imágenes parciales una imagen cociente por división píxel a píxel de las intensidades de píxel de las dos imágenes parciales, y se determina para la imagen cociente una curva de distribución que indica la frecuencia con la que aparece un cociente determinado, caracterizado porque se determina un valor umbral en función de la anchura y/o del valor medio de la curva de distribución, y porque se genera a partir de la imagen cociente una imagen de diagnóstico en la que se modifican de manera diferente los píxeles de la imagen cociente según cómo esté situada su intensidad con respecto al valor umbral, con lo que se obtiene una imagen de contraste

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2008/001567.

Solicitante: DURR DENTAL AG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: HOPFIGHEIMER STRASSE 17 74321 BIETIGHEIM-BISSINGEN ALEMANIA.

Inventor/es: THOMS,MICHAEL, MAIER Raimund.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 28 de Febrero de 2008.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • A61B5/00P8
  • G01N21/64P4
  • G01N21/64R

Clasificación PCT:

  • A61B5/00 SECCION A — 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). › 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.
  • G01N21/64 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01N INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION DE SUS PROPIEDADES QUIMICAS O FISICAS (procedimientos de medida, de investigación o de análisis diferentes de los ensayos inmunológicos, en los que intervienen enzimas o microorganismos C12M, C12Q). › G01N 21/00 Investigación o análisis de los materiales por la utilización de medios ópticos, es decir, utilizando rayos infrarrojos, visibles o ultravioletas (G01N 3/00 - G01N 19/00 tienen prioridad). › Fluorescencia; Fosforescencia.

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.

PDF original: ES-2356301_T3.pdf

 

Ilustración 1 de PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO PARA EVALUAR GRUPOS DE IMÁGENES FLUORESCENTES Y DISPOSITIVO PARA SU REALIZACIÓN.
Ilustración 2 de PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO PARA EVALUAR GRUPOS DE IMÁGENES FLUORESCENTES Y DISPOSITIVO PARA SU REALIZACIÓN.
Ilustración 3 de PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO PARA EVALUAR GRUPOS DE IMÁGENES FLUORESCENTES Y DISPOSITIVO PARA SU REALIZACIÓN.
Ilustración 4 de PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO PARA EVALUAR GRUPOS DE IMÁGENES FLUORESCENTES Y DISPOSITIVO PARA SU REALIZACIÓN.
Ver la galería de la patente con 7 ilustraciones.
PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO PARA EVALUAR GRUPOS DE IMÁGENES FLUORESCENTES Y DISPOSITIVO PARA SU REALIZACIÓN.

Fragmento de la descripción:

La invención concierne a un procedimiento para evaluar grupos de imágenes fluorescentes y a un dispositivo para su realización.

Por ejemplo, por el documento DE 10 2004 491 A1 se conoce el recurso de diferenciar tejido enfermo y sano por medio de su color. Si se irradia esmalte dental o un tejido similar con luz azul o ultravioleta, entonces el tejido fluoresce, 5 observándose en tejidos sanos y enfermos diferentes proporciones espectrales en la luz fluorescente, por ejemplo diferentes proporciones de rojo y verde.

Se puede utilizar ahora la modificación de la proporción de rojo o la modificación de la proporción de verde para reconocer tejido enfermo. Una detección especialmente sensible de tejido enfermo tiene éxito siempre y cuando se investigue la relación entre la proporción de rojo y la proporción de verde de la luz fluorescente (documento DE 10 2004 024 10 494 A1).

El documento DE 10 207 918 A1 revela un procedimiento según el preámbulo de la reivindicación 1.

En los procedimientos conocidos para reconocer tejido enfermo a partir de imágenes fluorescentes es desventajoso todavía que el resultado se vea influido por luz secundaria (luz parásita).

Por tanto, mediante la presente invención se pretende indicar un procedimiento y un dispositivo para evaluar 15 imágenes fluorescentes realizadas desde el mismo lugar de toma, en los que se eviten las influencias perturbadoras de luz secundaria o parásita.

Este problema se resuelve según la invención gracias a un procedimiento según la reivindicación 1 y a un dispositivo para su realización según la reivindicación 17.

Según la invención, a partir de dos imágenes parciales del mismo sitio de un objeto (tejido), tomadas a diferentes 20 longitudes de onda, se crea una imagen cociente que reproduce píxel a píxel la relación de las intensidades en la primera imagen parcial y en la segunda imagen parcial. Para esta imagen cociente se calcula un espectro de distribución que indica la frecuencia con la que se obtiene el cociente entre las señales de imagen parcial. Este espectro se caracteriza por una curva de distribución que tiene un máximo y por una anchura, por ejemplo una anchura de valor mitad.

La forma de esta curva de distribución es prácticamente independiente de las influencias de la luz parásita. Debido 25 a la luz parásita procedente del entorno se tiene que, según el color de la luz parásita, la curva de distribución sólo se desplaza de una forma más o menos extensa en la dirección de las abscisas del sistema de coordenadas que se utiliza para representar la curva de distribución, y, en algunos casos, también se ensancha esta curva.

Según la invención, las propiedades características independientes de la luz parásita de la curva de distribución se utilizan ahora para determinar un valor umbral que se emplea para la diferenciación entre tejido enfermo y sano. Utilizando 30 este valor umbral se crea una imagen de contraste en la que, por ejemplo, se utilizan aquellos píxeles para los cuales se rebasa el valor umbral calculado como se ha descrito anteriormente.

De esta manera, se obtiene una representación muy expresiva de zonas de tejido enfermo en la imagen de contraste y se pueden distinguir sobre ésta, de forma segura, zonas de tejido enfermo que no se veían claramente en la imagen completa original del objeto. 35

Perfeccionamientos ventajosos de la invención se indican en las reivindicaciones subordinadas.

Una imagen de contraste generada según la reivindicación 2 se caracteriza por la diferenciación especialmente manifiesta de tejido enfermo y no enfermo.

Si la imagen cociente se forma directamente a partir de las intensidades de los píxeles de la imagen completa, entonces la imagen cociente está fuertemente afectada de ruido, especialmente en las zonas de pequeña intensidad, ya que 40 pequeñas variaciones en el denominador de una fracción conducen a grandes variaciones en el valor de la fracción. En un procedimiento según la reivindicación 3 está debilitado este ruido provocado por la formación de cociente, siendo el debilitamiento tanto más fuerte cuanto mayor sea la constante añadida a las señales de imagen parcial. Recíprocamente, con una constante creciente se reduce, naturalmente, la sensibilidad del diagnóstico. Mediante una elección adecuada de la constante, para la cual se puede prefijar un valor de partida deducido de tomas de imagen anteriores, que puede adaptarse 45 después en cada caso particular a las condiciones actuales de la toma de imagen del tejido, se puede lograr un compromiso útil para la práctica entre la ausencia de ruido y la sensibilidad del diagnóstico.

El procedimiento según la reivindicación 4 tiene en cuenta factores de amplificación fuertemente diferentes para las intensidades de píxel de las imágenes parciales cuando se utilizan éstas en la igualación del color.

Con el perfeccionamiento de la invención según la reivindicación 5 se consigue que, gracias a la eliminación del 50 ruido, la formación de cociente de la zona dinámica de la imagen cociente se aproxime a la de la imagen completa.

Según la reivindicación 6, el alisado de la imagen cociente puede ajustarse de conformidad con la respectiva proporción de ruido encontrada en las imágenes parciales.

La reivindicación 7 indica valores preferidos para la constante que pueden utilizarse durante la generación de una imagen cociente no afectada de ruido.

Frecuentemente, la curva de distribución derivada de la imagen cociente puede representarse por una curva 5 analítica y, en este caso, según la reivindicación 8, se pueden determinar por vía de cálculo, de manera automática y sencilla, las magnitudes características interesantes de la curva de distribución (máximo y anchura).

Para muchos casos de aplicación es especialmente favorable una curva de distribución en forma de una curva de Gauss o una distribución normal, como se indica en la reivindicación 9.

Según la reivindicación 10, el valor umbral que se utiliza para la diferenciación entre tejido enfermo y sano puede 10 prefijarse de una manera adaptada a las respectivas condiciones de toma de imagen encontradas.

En este caso, en el procedimiento según la reivindicación 11 no se consideran aquellas partes de la curva de distribución que están afectadas de mayores inseguridades condicionadas por el sistema o aleatorias.

La separación entre secciones aprovechadas y desechadas de la curva de distribución se puede efectuar, según la reivindicación 12, de una manera sencilla y rápida. 15

En este caso, los valores indicados en la reivindicación 13 han demostrado ser especialmente adecuados para recortar las secciones de pie de la curva de distribución que están fuertemente afectados de aleatoriedades.

Con el procedimiento indicado en la reivindicación 14 se obtiene una adaptación automática todavía mejor del valor umbral - que diferencia entre valor enfermo y sano - a la situación de toma de imagen actual. En este caso, por un lado, se supera el peligro de que no se reconozcan zonas enfermas y, por otro lado, se mantiene pequeño el peligro de que zonas 20 sanas se representen falsamente como zonas enfermas.

La ponderación indicada en la reivindicación 15 entre los dos factores parciales que determinan el valor umbral se ha revelado como especialmente favorable.

El perfeccionamiento de la invención según la reivindicación 16 permite poner en relación las zonas enfermas con la imagen completa del objeto de una manera fácilmente detectable. Se puede ver con facilidad qué zonas del objeto han 25 sido patológicamente modificadas.

Un dispositivo como el que se indica en la reivindicación 18 se puede construir de manera muy sencilla utilizando componentes habituales en el comercio y baratos.

Un dispositivo según la reivindicación 19 es de nuevo ventajoso con miras a la asociación espacial de zonas de tejido enfermas y el objeto completo. 30

En un dispositivo según la reivindicación 20 se pueden solicitar discrecionalmente diferentes imágenes interesantes del objeto.

A continuación, se explica con más detalle la invención ayudándose de un ejemplo de realización y haciendo referencia al dibujo. En éste muestran:

La figura 1, una representación... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para evaluar imágenes parciales fluorescentes de diferente longitud de onda que se obtienen del mismo sitio de un objeto por irradiación con luz de excitación, en el que se genera a partir de las dos imágenes parciales una imagen cociente por división píxel a píxel de las intensidades de píxel de las dos imágenes parciales, y se determina para la imagen cociente una curva de distribución que indica la frecuencia con la que aparece un cociente determinado, 5 caracterizado porque se determina un valor umbral en función de la anchura y/o del valor medio de la curva de distribución, y porque se genera a partir de la imagen cociente una imagen de diagnóstico en la que se modifican de manera diferente los píxeles de la imagen cociente según cómo esté situada su intensidad con respecto al valor umbral, con lo que se obtiene una imagen de contraste.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque los píxeles de la imagen cociente se amplifican en 10 intensidad, en particular se llevan a una intensidad máxima, y/o se ajustan a un primer color cuando su intensidad es mayor que el valor umbral, y se atenúan en intensidad, en particular se llevan a una intensidad mínima, y/o se ajustan a un segundo color cuando su intensidad es más pequeña que el valor umbral.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque se añade una respectiva constante a las señales de píxel de las dos imágenes parciales antes de la formación del cociente. 15

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque la relación de las dos constantes es igual a la relación de los valores medios de las intensidades de píxel de las dos imágenes parciales.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque se añade la misma constante a las señales de píxel de ambas imágenes parciales.

6. Procedimiento según la reivindicación 3, 4 o 5, caracterizado porque la constante añadida a las señales de píxel 20 de las imágenes parciales se elige en función de la relación señal/ruido de dichas imágenes parciales.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque excitando la fluorescencia con luz azul o luz UV se generan la primera imagen parcial en rojo y la segunda imagen parcial en verde, y la constante a añadir está comprendida entre 30 y 120, preferiblemente entre 50 y 100, y todavía más preferiblemente asciende a alrededor de 80.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la anchura de la curva de 25 distribución de la imagen cociente se determina de tal manera que una función de distribución analítica se adapte a la curva de distribución, en particular a través de un ajuste de mínimos cuadrados, y la anchura de la curva de distribución y/o su máximo y/o su valor medio se prefijan con ayuda de los valores correspondientes de la curva analítica.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque la función de distribución analítica es una función de Gauss. 30

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el valor umbral se calcula en función del valor medio de la curva de distribución.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque se dejan fuera de consideración zonas de la curva de distribución para las cuales la frecuencia queda por debajo de un valor mínimo prefijado.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque el valor medio de la curva de distribución se 35 calcula considerando aquellas zonas de la curva en las que la amplitud es mayor que una fracción prefijada del máximo de la curva de distribución.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque la fracción prefijada está comprendida entre 0,05 y 0,3, preferiblemente entre 0,1 y 0,2, y todavía más preferiblemente asciende a alrededor de 0,15.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizado porque el valor umbral se determina a 40 partir del valor medio de la curva de distribución y de la anchura de dicha curva de distribución multiplicada por una constante.

15. Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado porque la constante está comprendida entre 2 y 5 y preferiblemente asciende a alrededor de 3,5.

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque una imagen completa no filtrada 45 o una imagen parcial del objeto se concatenan con la imagen de contraste y, en particular, se las multiplica por ésta.

17. Dispositivo para realizar el procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 16, con una cámara (10) que facilita al menos dos imágenes parciales de diferente color de un objeto (18), con un circuito de cálculo (20) que genera una imagen cociente a partir de las dos imágenes parciales, para lo cual dicho circuito divide píxel a píxel las señales de píxel de la primera imagen parcial por las de la segunda imagen parcial, y con un analizador (24) que genera una curva de 50 distribución de la imagen cociente, que representa la frecuencia de la aparición de píxeles con una relación de color prefijada

en la imagen cociente, caracterizado porque el analizador (24) determina además el máximo y/o la anchura de esta curva de distribución y porque un circuito de cálculo de imagen de contraste (30) forma los píxeles de una imagen de diagnóstico utilizando al menos aquellos píxeles de la imagen cociente que rebasan un valor umbral prefijado.

18. Dispositivo según la reivindicación 17, caracterizado porque la cámara (10) comprende un convertidor de imagen CCD o CMOS (14R, 14G, 14B) para generar imágenes parciales RGB para los tres colores rojo, verde y azul. 5

19. Dispositivo según la reivindicación 17 o 18, caracterizado por un circuito de concatenación (34) que concatena una imagen completa o una imagen parcial generadas por la cámara (10) con la imagen de contraste y que, en particular, las multiplica por ésta.

20. Dispositivo según una de las reivindicaciones 17 a 19, caracterizado por un aparato indicador (42) con el cual pueden representarse discrecionalmente la imagen completa, la imagen de contraste o una imagen completa concatenada. 10


 

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