Procedimiento para la determinación óptica, no invasiva, de la temperatura de sangre circulante en el interior de un cuerpo.

Procedimiento para la determinación óptica, no invasiva, de la temperatura de sangre circulante en el interior deun cuerpo,

en el que la sangre a investigar es iluminada con luz infrarroja y/o visible en la zona de una línea de absorción, cuyaposición depende de la temperatura de la sangre, y en el que la absorción de la luz se mide en la zona de la línea deabsorción y a partir de esta medición se determina la temperatura a través de comparación con datos de calibración,en el que la sangre es iluminada con al menos dos longitudes de ondas de luz λ1, λ2 discretas, que se encuentran enla zona de la línea de absorción en lados diferentes del máximo de absorción,

en el que a partir de la relación o bien a partir de una relación funcional de estos dos valores de absorcióncalculados A(λ1) - A(λ2) entre sí, se determina al menos un valor de medición dependiente de la temperatura (T) ouna función de medición dependiente de la temperatura,

en el que a partir de este valor de medición o bien de esta función de medición, a través de comparación con losdatos de calibración registrados previamente, se determina la temperatura,

en el que para la medición de la temperatura en el interior de un cuerpo, se marca el lugar de la medición en la víade sangre, por medio de radiación de ultrasonido pulsátil, siendo enfocada la radiación de ultrasonido pulsátil sobrela vía de sangre y siendo tenidas en cuenta en el transcurso de la medición de la absorción de la luz para lamedición de la temperatura solamente las porciones de la luz que incide en el detector, que están en relacióntemporal con la radiación de ultrasonido.

Procedimiento para la determinación óptica, no invasiva, de la temperatura de sangre circulante en el interior de un cuerpo La invención se refiere a un procedimiento para la determinación óptica, no invasiva, de la temperatura de sangre de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el medio a investigar es iluminado con luz infrarroja y/o visible en la zona de una línea de absorción, cuya posición depende de la temperatura del medio y en el que la absorción de la luz se mide en la zona de la línea de absorción y a partir de esta medición se determina la temperatura mediante comparación con datos de calibración. Medio significa un medio acuoso, por ejemplo tejido vivo y de acuerdo con la invención, sangre (circulante) dentro de un cuerpo humano. Absorción significa, por una parte, el comportamiento de absorción medido, por ejemplo, en transmisión, pero, por otra parte, significa también el comportamiento de redispersión dependiente de la absorción.

La determinación de la temperatura, por ejemplo de un cuerpo humano, juega un papel significativo en los más diferentes campos de la medicina, por ejemplo en la supervisión de la temperatura de pacientes intensivos. En este caso, en la práctica con frecuencia se aplica la medición no invasiva de la temperatura del cuerpo por medio de termómetros en el oído, estando limitado este tipo de medición a la aplicación “discreta”, es decir, a la medición a intervalos de tiempo regulares. Para una supervisión continua de la temperatura se aplican en la práctica hasta ahora métodos de medición invasivos, en los que se insertan o se introducen ondas o catéteres con sensores integrados en el cuerpo.

Además, en conexión con la medición no invasiva de la concentración de ingredientes de la sangre y especialmente en conexión con la medición de la concentración de glucosa en sangre circulante o bien pulsátil, existe la necesidad de la determinación de la temperatura “en el lugar”, puesto que tales mediciones empleando curvas de calibración dependen, en general, de la temperatura, (ver DE 10 2006 036 920 y DE 103 11 408 B3) . De acuerdo con ello, se conocen diferentes procedimientos ópticos de la espectroscopia infrarroja cercana (NIRS) , que permiten de una manera no invasiva con la ayuda de modificaciones de la absorción de la luz en la gama de longitudes de ondas infrarrojas la medición de la concentración de ingredientes de la sangre y, por ejemplo, la medición de la concentración de glucosa. Aquí es importante el hecho de que el tejido vivo es en gran medida transparente para radiación electromagnética en la zona roja y en la zona infrarroja, de manera que es posible “escudriñar” dentro de esta “ventana biológica” dentro del tejido en profundidades de algunos milímetros hasta algunos centímetros. Con la ayuda de la radiación ultrasónica, por ejemplo, se puede localizar el tejido objetivo, de manera que se pueden realizar de forma selectiva mediciones de absorción óptica en el tejido localizados a profundidad relativamente grande del cuerpo (ver DE 103 11 408 B3 y DE 10 206 036 920) .

Otro estado de la técnica se conoce a partir de los documentos US 2004099815 A1 y DE 103 48 958 A1.

Hay que observar en este caso que en la zona de esta llamada ventana biológica existen bandas “discretas” de absorción de agua, que se evitan, en general, durante las mediciones descritas anteriormente de la concentración de ingredientes de la sangre. No obstante, se sabe que la posición (y, por consiguiente, la longitud de onda) de estos máximos de la absorción y también la altura de la línea de absorción (y, por consiguiente, la magnitud o bien la medida de la absorción) dependen de la temperatura del medio, por ejemplo del agua. Por este motivo, ya se ha propuesto aprovechar la dependencia de la temperatura de la absorción en el campo de esta banda de absorción de agua, para determinar la temperatura del medio acuoso. A tal fin, se ha propuesto registrar por medio de espectrómetro el desplazamiento de la línea de absorción (ver K. H. Norris, Beltsville, MD 20705, US “Possible medical applications of NIR”) . Sin embargo, el método conocido a este respecto es relativamente costoso, puesto que debe registrarse siempre un espectro completo y, por consiguiente, se realiza una “exploración de la longitud de onda”. Por lo demás, el desplazamiento lineal es relativamente reducido, de manera que hay que trabajar con resoluciones muy altas del espectrómetro.

Un procedimiento similar se conoce a partir del documento US 2005/0083992 A1. Allí se aplica la dependencia de la temperatura de la línea de absorción de agua con una longitud de onda de aproximadamente 1450 nm para la determinación de la temperatura. También en el procedimiento conocido a este respecto se registran, en general, espectros completos sobre una gama de longitudes de ondas relativamente grandes, es decir, que se realiza la medición completa de la línea de absorción y la comparación con datos de calibración correspondientes.

Partiendo del estado de la técnica conocido, la invención tiene el cometido de crear un procedimiento para la determinación óptica no invasiva de la temperatura de la sangre, que posibilita de una manera sencilla y no invasiva una determinación exacta de la temperatura de la sangre. El procedimiento debe ser adecuado para la medición de la temperatura en el interior de un cuerpo, por ejemplo para la medición de la temperatura de tejido o de sangre circulante en el interior de un cuerpo. Además, el procedimiento debe poder combinarse de manera sencilla con los procedimientos conocidos para la determinación no invasiva de la concentración de ingredientes de la sangre, por ejemplo para la medición de la concentración de glucosa, en sangre pulsátil.

Para la solución de este cometido, la invención en seña en un procedimiento del tipo indicado anteriormente para la

determinación óptica no invasiva de la temperatura de un medio del tipo descrito al principio, que el medio es iluminado con (al menos) dos longitudes de ondas de luz discretas, que se encuentran en la línea de absorción en lados diferentes del máximo de absorción, que a partir de la relación de estos dos valores calculados de la absorción entre sí se determina al menos un valor de medición dependiente de la temperatura y que a partir de este valor de medición se determina la temperatura a través de comparación con los datos de calibración registrados previamente. Con la “relación” de los dos valores de absorción calculados se entiende una “relación” predeterminada, que debe aplicarse sobre los dos valores de medición. Con ello se entiende de una manera especialmente preferida la formación de la diferencia de los dos valores de absorción que se encuentran a ambos lados del máximo.

En este caso, la invención parte en primer lugar, por una parte, del conocimiento (conocido) , de que en la zona de la ventana biológica se encuentran varias líneas de absorción del agua, cuya altura y especialmente también cuy posición (o bien longitud de onda) depende sensiblemente d e la temperatura del medio acuoso. Sin embargo, en el marco de la invención no es necesario medir totalmente la línea de absorción y/o establecer con exactitud la posición del máximo de absorción. En su lugar, en el marco de la invención se realiza de manera sencilla una medición con al menos dos y con preferencia solamente con dos longitudes discretas de ondas de luz, que se encuentran en cada caso sobre lados diferentes del máximo de absorción. Puesto que la invención ha reconocido que en el caso de modificación de la temperatura a través de desplazamiento del máximo, los valores de la absorción a ambos lados del máximo se modificar sensiblemente de una manera muy diferente, de modo que – por ejemplo, cuando se calcula la diferencia de estos dos valores – esta diferencia de depende de una manera muy sensible de la temperatura del medio. Con otras palabras, en el transcurso de la evaluación a través de los dos puntos de absorción de las dos longitudes de ondas predeterminadas fijamente, se puede trazar una recta y como valor de medición se calcula, por ejemplo, el gradiente de esta recta, en el que entra la diferencia de estos dos valores de la absorción. El gradiente de esta recta y especialmente también el signo de esta recta dependen ahora de una manera muy sensible de la temperatura, de manera que es posible una determinación exacta de la temperatura también sin una determinación exacta del desplazamiento máximo. Solamente es necesario medir dos valores de absorción para dos longitudes de onda predeterminadas fijamente y evaluarlas de la manera descrita. Esto... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la determinación óptica, no invasiva, de la temperatura de sangre circulante en el interior de un cuerpo,

en el que la sangre a investigar es iluminada con luz infrarroja y/o visible en la zona de una línea de absorción, cuya posición depende de la temperatura de la sangre, y en el que la absorción de la luz se mide en la zona de la línea de absorción y a partir de esta medición se determina la temperatura a través de comparación con datos de calibración,

en el que la sangre es iluminada con al menos dos longitudes de ondas de luz !1, !2 discretas, que se encuentran en la zona de la línea de absorción en lados diferentes del máximo de absorción,

en el que a partir de la relación o bien a partir de una relación funcional de estos dos valores de absorción calculados A (!1) – A (!2) entre sí, se determina al menos un valor de medición dependiente de la temperatura (T) o una función de medición dependiente de la temperatura,

en el que a partir de este valor de medición o bien de esta función de medición, a través de comparación con los datos de calibración registrados previamente, se determina la temperatura,

en el que para la medición de la temperatura en el interior de un cuerpo, se marca el lugar de la medición en la vía de sangre, por medio de radiación de ultrasonido pulsátil, siendo enfocada la radiación de ultrasonido pulsátil sobre la vía de sangre y siendo tenidas en cuenta en el transcurso de la medición de la absorción de la luz para la medición de la temperatura solamente las porciones de la luz que incide en el detector, que están en relación temporal con la radiación de ultrasonido.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el valor de medición se determina a través de la formación de la diferencia de los dos valores de absorción que se encuentran a ambos lados del máximo o a través de la determinación del gradiente de una recta que pasa a través de los puntos de medición.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que el medio es iluminado con luz infrarroja y/o luz visible con longitud de onda !1, !2 entre 600 nm y 2500 nm, con preferencia entre 800 nm y 1600 nm.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la medición se realiza en la zona de la línea de absorción de agua en torno a 970 nm, siendo utilizada con preferencia, por una parte, luz de una primera longitud de onda !1 entre 950 y 970 nm y, por otra parte, luz de una segunda longitud de onda !2 entre 975 y 1000 nm.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la medición se realiza en la zona de la línea de absorción de agua en torno a 1450 nm.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que para la determinación de la temperatura en el interior de un cuerpo, se realiza en primer lugar una medición de referencia de la temperatura en la superficie del cuerpo y en el que a continuación se realiza una medición de la temperatura en un lugar en el interior del cuerpo.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que para la determinación de la temperatura en el interior de un cuerpo se realiza una medición de corrección con una o varias longitudes de onda isosbéstíca, en el que el medio o bien el cuerpo es iluminado con luz con una longitud de onda isosbéstica, en la que la porción de luz redispersa depende exclusivamente de efectos de dispersión en el interior del cuerpo y no del comportamiento de absorción del medio, por ejemplo agua.