Dispositivo para registrar un parámetro de hemograma.

Dispositivo para registrar un parámetro de hemograma en un vaso sanguíneo,

con:

un transmis 5 or (101) con una serie de antenas emisoras (203) para enviar una señal;

un receptor (105) con una serie de antenas receptoras (207) para recibir al menos una señal;

un procesador (109) diseñado para seleccionar una primera configuración de registro - que comprende una antena de la serie de antenas emisoras (203) y una antena de la serie de antenas receptoras (207) - y una segunda configuración de registro - que comprende una antena de la serie de antenas emisoras (203) y una antena de la serie de antenas receptoras (207);

un detector de pérdidas (107) diseñado para determinar un primer valor de pérdida, basado en la señal emitida y en una señal recibida al seleccionar la primera configuración de registro para transmitir una señal, y un segundo valor de pérdida, basado en la señal emitida y en una señal recibida al seleccionar la segunda configuración de registro para transmitir una señal,

de modo que el procesador está diseñado para seleccionar la configuración de registro con el menor valor de pérdida, a fin de medir el parámetro de hemograma.

Dispositivo para registrar un parámetro de hemograma

La presente invención pertenece al sector del registro de una concentración de un componente de la sangre, por ejemplo azúcar, en la sangre que fluye a través de un vaso sanguíneo.

Para determinar un parámetro de hemograma, como ejemplo una concentración de un componente de la sangre, se puede extraer sangre de manera invasiva. Luego el parámetro de hemograma se puede determinar en la sangre extraída mediante tiras de ensayo normalizadas cuyos valores de resistencia eléctrica dependen de la concentración del componente de la sangre, por ejemplo azúcar. El respectivo valor de resistencia eléctrica se puede registrar por ejemplo empleando un aparato medidor de azúcar en sangre que efectúe una medición de resistencia con corriente continua para detectar un valor de resistencia eléctrica de una tira de ensayo. El valor de resistencia se puede convertir por cálculo en una concentración de azúcar en sangre gracias a una relación bien conocida entre ambas. Para lograr que la determinación tenga una gran exactitud cada tira de ensayo va provista de datos de calibración, por ejemplo un valor de resistencia que sirva de referencia o una codificación adecuada, lo cual permite compensar las variaciones de las propiedades de las tiras de ensayo. Sin embargo los procedimientos invasivos tienen la desventaja de requerir la extracción de sangre y por tanto producir una herida al paciente. Además es laborioso registrar continuamente una concentración de un componente sanguíneo para, por ejemplo, determinar su curva de evolución diaria. Por otra parte, en un procedimiento invasivo no se puede determinar con exactitud el intervalo de tiempo entre una ingestión de alimento y, por ejemplo, una subida de azúcar en la sangre. En el caso concreto de una baja concentración de azúcar en la sangre tampoco se puede determinar con exactitud el momento adecuado para administrar insulina al paciente.

Para determinar un parámetro de hemograma de forma no invasiva, por ejemplo una concentración o composición de sustancias en la sangre, se pueden utilizar procedimientos espectroscópicos de microondas. La espectroscopia de microondas para determinar parámetros de hemograma se basa en el acoplamiento de una señal de microondas en un tejido irrigado por la sangre y en el registro de una absorción de la energía de microondas acoplada que depende de la frecuencia.

La patente WO 20077003955 A1 se refiere a un procedimiento y a un aparato para medir una concentración de componentes de la sangre. El aparato comprende una fuente de energía de microondas para generar un intervalo de frecuencias de microondas. Una parte de estas frecuencias de microondas se lanzan mediante una primera antena a una estructura tisular. Se utiliza una segunda antena para recibir las microondas emitidas por la primera. Se prevé un procesador de datos para calcular la concentración de los componentes sanguíneos mediante una frecuencia de resonancia detectada.

La patente US 6,332,087 B1 describe un sistema de espectroscopia no invasivo que proporciona imágenes. Para ello se emplea un conjunto transmisor-receptor compuesto por una serie de unidades de transmisión-recepción.

La patente WO 20101105373 A1 se refiere a un aparato para medir, al menos, un parámetro que depende de la permitividad dieléctrica de un tejido.

La patente US 201010069731 A1 se refiere a un sistema y un método no invasivo para medir azúcar en sangre en tiempo real. Hay uno o varios nodos transmisores conectados a un emisor que se usan para acoplar radiación electromagnética, mientras que uno o más nodos receptores están conectados a un receptor para captar la radiación emitida por los nodos transmisores.

La patente US 2008/0200790 A1 se refiere a un aparato de medición de azúcar en sangre, que comprende dos elementos sensores para emitir y recibir radiación electromagnética.

En la publicación de Andreas Caduff y otros, Non-invasive glucose monitoring in patients with Type 1 diabetes: A multi-sensor system combining sensors for dielectric and optical characterization of skin [Control no invasivo de glucosa en pacientes con diabetes tipo 1: sistema multisensor para la caracterización dieléctrica y óptica de la piel], Biosensors and Bioelectronics 24 (2009) 2778-2784 se describe un dispositivo de varios electrodos para la medición de un parámetro de hemograma basada en microondas. El dispositivo multi-electrodo comprende varios pares de electrodos con distintos espacios entre ellos, a través de los cuales se pueden crear señales de microondas de diversa profundidad de penetración. El parámetro de hemograma se registra mediante una medición de impedancia, es decir monopuerta, y por tanto es sensible a errores en caso de cualquier desajuste de impedancia. Debido a las distintas profundidades de penetración a veces no es posible distinguir entre sangre capilar y venosa, lo cual puede falsear los resultados. En general la medición de un parámetro de hemograma en sangre venosa es más exacta que sangre capilar, ya que, por ejemplo, las variaciones del contenido de azúcar en la sangre aparecen en la sangre capilar con retraso respecto a la sangre venosa.

En las publicaciones de Buford Randal Jean y otros, A microwave frequency sensor for non-invasive blood-glucose measurement [Sensor de frecuencias de microondas para la medición no invasiva de glucosa en la sangre], SAS

2008 - IEEE Sensors Applications Symposium, Atlanta, GA, 12-14 de febrero de 2008, y de M. McCIung, Calibration methodology for a mlcrowave non-lnvasive glucose sensor [Metodología de calibración para un sensor no invasivo de glucosa por microondas], tesis doctoral, Universidad de Baylor, mayo de 2008, se describe otro dispositivo de electrodos para determinar la concentración de azúcar en la sangre. En este caso se aprovecha que las propiedades dieléctricas de la sangre dependen de su contenido en azúcar. A apretar un pulgar sobre el sensor de microondas se produce una variación de la constante dieléctrica de aquél, que es medida por la asintonía de un resonador. Sin embargo al apretar el pulgar se desplaza sangre, lo cual puede falsear los resultados de la medición. Además las mediciones no se pueden realizar de una manera continua. La valoración de los datos medidos para determinar la concentración de azúcar en la sangre depende también de cada paciente y por tanto no es reproducible en otros. En este método tampoco se puede regular a qué profundidad penetra el efecto de las microondas, lo cual no permite distinguir entre sangre capilar y venosa. Además la variación de la constante dieléctrica se realiza basándose en una medición monopuerta, que es propensa a desajustes.

Por tanto el objeto de la presente invención es desarrollar un método más exacto para el registro de un parámetro de hemograma, como por ejemplo una concentración de azúcar en sangre.

Este objetivo se resuelve según las características de las reivindicaciones independientes. Los perfeccionamientos ventajosos son objeto de las reivindicaciones dependientes.

La presente invención se basa en el conocimiento de que un parámetro de hemograma se puede determinar con exactitud por medio de microondas cuando éstas se acoplan directamente en el vaso sanguíneo, lo cual permite realizar la determinación mediante la sangre venosa.

Para ello se aprovecha además el conocimiento de que un vaso sanguíneo, el tejido adiposo que lo rodea y una capa de piel se pueden tomar como un sistema dieléctrico de guía de ondas en el cual se pueden propagar ondas transversales tanto eléctricas como magnéticas. Para acoplar selectivamente microondas en el vaso sanguíneo se pueden prever por ejemplo varias antenas, tanto en el lado de la transmisión como en el de la recepción. Mediante una permutación de todas las combinaciones de antenas se puede elegir por ejemplo aquel par de antenas provisto de una antena emisora para una antena receptora que vaya asociado a las menores pérdidas de acoplamiento. El par de antenas elegido se puede usar luego para registrar el parámetro de hemograma mediante microondas.

Según un aspecto, la presente invención se refiere a un dispositivo para registrar un parámetro de hemograma en un vaso sanguíneo, que incluye un transmisor con una serie de antenas para emitir al menos una señal, un receptor con una serle de antenas para recibir al menos una señal, un procesador diseñado para seleccionar una primera configuración de registro formada por una antena de la serie de antenas emisoras y por una antena de la serie de antenas receptoras y una segunda configuración de registro formada por una antena de la serie de antenas emisoras y por una antena de la serie de antenas receptoras, un detector... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para registrar un parámetro de hemograma en un vaso sanguíneo, con:

un transmisor (101) con una serie de antenas emisoras (203) para enviar una señal;

un receptor (105) con una serie de antenas receptoras (207) para recibir al menos una señal;

un procesador (109) diseñado para seleccionar una primera configuración de registro - que comprende una

antena de la serie de antenas emisoras (203) y una antena de la serie de antenas receptoras (207) - y una

segunda configuración de registro - que comprende una antena de la serie de antenas emisoras (203) y una

antena de la serie de antenas receptoras (207);

un detector de pérdidas (107) diseñado para determinar un primer valor de pérdida, basado en la señal emitida y en una señal recibida al seleccionar la primera configuración de registro para transmitir una señal, y un segundo valor de pérdida, basado en la señal emitida y en una señal recibida al seleccionar la segunda configuración de registro para transmitir una señal,

de modo que el procesador está diseñado para seleccionar la configuración de registro con el menor valor de pérdida, a fin de medir el parámetro de hemograma.

2. Dispositivo de registro según la reivindicación 1, en el cual el transmisor (101) está diseñado para enviar la señal de emisión mediante la antena emisora de la primera configuración de registro al seleccionar esta primera configuración y en el cual el receptor (105) está diseñado para recibir la señal de recepción mediante la antena receptora de la primera configuración de registro al seleccionar esta configuración, en el cual

el transmisor (101) está diseñado para enviar la señal de emisión mediante la antena emisora de la segunda configuración de registro al seleccionar esta segunda configuración y en el cual el receptor (105) está diseñado para recibir la señal de recepción mediante la antena receptora de la primera configuración de registro al seleccionar la segunda configuración de registro, y en el cual

el detector de pérdidas (107) está diseñado para determinar el primer valor de pérdida, basado en la señal emitida y en la señal recibida de la primera configuración de registro, y el segundo valor de pérdida basado en la señal emitida y en la señal recibida de la segunda configuración de registro.

3. Dispositivo de registro según una de las reivindicaciones anteriores, en el cual el procesador (109) está diseñado para comparar el primer valor de pérdida con el segundo valor de pérdida, a fin de determinar el menor de ambos.

4. Dispositivo de registro según una de las reivindicaciones anteriores que además comprende una matriz de conmutación (211), en concreto una matriz de conmutación (211) controlable por el procesador (109), la cual está diseñada para conectar respectivamente una salida de una antena de la serie de antenas receptoras con un detector de pérdidas (107).

5. Dispositivo de registro según una de las reivindicaciones anteriores en el cual el transmisor (101) comprende un generador (202) de señales de emisión cuya salida se puede conectar con una antena correspondiente de la serie de antenas emisoras mediante una matriz de conmutación (209), en concreto una matriz de conmutación (209) regulable por el procesador (109).

6. Dispositivo de registro según una de las reivindicaciones anteriores, en el cual el transmisor (101) está diseñado para emitir señales de igual frecuencia - sobre todo dentro de un intervalo de frecuencias comprendido entre 1 GHz y 15 GHz - modo o tipo de ondas, en concreto de tipo transversal eléctrico o magnético, tanto si se elige la primera como la segunda configuración de registro.

7. Dispositivo de registro según una de las reivindicaciones anteriores, en el cual el transmisor (101) comprende al menos dos antenas emisoras (203) y el receptor al menos dos antenas receptoras (207), sobre todo antenas dipolo, antenas de cuadro o antenas de parche.

8. Dispositivo de registro según una de las reivindicaciones anteriores, en el cual el detector de pérdidas (107) es un analizador de redes, en concreto de tipo escalar o vectorial, o un detector de potencia.

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores para registrar el parámetro de hemograma, en el cual el transmisor (101) está diseñado para acoplar al vaso sanguíneo una primera señal de emisión con una primera frecuencia y una segunda señal de emisión con una segunda frecuencia, mediante la antena emisora de la configuración de registro seleccionada;

el receptor (105) está diseñado para captar una primera señal de recepción a la primera frecuencia y una segunda señal de recepción a la segunda frecuencia, mediante la antena receptora de la configuración de registro seleccionada;

el detector de pérdidas (107) está diseñado para determinar un primer valor de pérdida basado en la primera señal emitida y en la primera señal recibida a la primera frecuencia y un segundo valor de pérdida basado en la segunda señal emitida y en la segunda señal recibida a la segunda frecuencia; y

el procesador (109) está diseñado para determinar un primer desplazamiento de frecuencia del primer valor de pérdida respecto a un primer valor de pérdida de referencia y un segundo desplazamiento de frecuencia del segundo valor de pérdida respecto a un segundo valor de pérdida de referencia, así como el parámetro de hemograma a partir del primer desplazamiento de frecuencia y del segundo desplazamiento de frecuencia.

10. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores para registrar el parámetro de hemograma, en el cual el transmisor (101) está diseñado para acoplar al vaso sanguíneo una primera señal de emisión con una primera frecuencia y una segunda señal de emisión con una segunda frecuencia, mediante la antena emisora de la configuración de registro seleccionada;

el receptor (105) está diseñado para captar una primera señal de recepción a la primera frecuencia y una segunda señal de recepción a la segunda frecuencia, mediante la antena receptora de la configuración de registro seleccionada; y

el procesador (109) está diseñado para calcular un primer valor de pérdida eléctrica basado en la primera señal emitida y en la primera señal recibida, para calcular un segundo valor de pérdida eléctrica basado en la segunda señal emitida y en la segunda señal recibida, para determinar una constante de relajación temporal de un componente sanguíneo en función de la frecuencia con el valor de pérdida eléctrica más alto y para calcular el parámetro de hemograma basado en una relación previamente conocida entre la constante de relajación temporal y el parámetro de hemograma.

11. Dispositivo de registro según una de las reivindicaciones anteriores, en el cual el detector de pérdidas (107) está diseñado para realizar una medición bipuerta de cara a determinar el primer valor de pérdida y el segundo valor de pérdida, sobre todo para determinar respectivamente un factor de transmisión directa S21 mediante la medición bipuerta.

12. Dispositivo de registro según una de las reivindicaciones anteriores, en el cual el detector de pérdidas (107) está diseñado para determinar respectivamente el primer valor de pérdida y el segundo valor de pérdida mediante la fórmula siguiente:

Ppérdida - 1 - (Su)2 - (S2-|)2,

donde PPérd¡da representa el respectivo valor de pérdida, Su el factor de reflexión de entrada y S21 el factor de transmisión directa.

13. Dispositivo de registro según una de las reivindicaciones anteriores, en el cual el transmisor (101) está diseñado para acoplar la señal de emisión como un modo o tipo de onda, sobre todo como una onda transversal de tipo eléctrico (TE), magnético (TM), electromagnético (TEM) o como una onda HE, sobre todo tangencial o transversal respecto a un recorrido del vaso sanguíneo o a la dirección del flujo sanguíneo.

14. Dispositivo de registro según una de las reivindicaciones anteriores, en que el parámetro de hemograma es una concentración de un componente sanguíneo, sobre todo azúcares como la glucosa, u oxígeno.

15. Método para registrar un parámetro de hemograma en un vaso sanguíneo utilizando un transmisor con una serie de antenas emisoras para enviar al menos una señal y un receptor con una serie de antenas de recepción para recibir al menos una señal,

seleccionando una primera configuración de registro que incluye una antena de la serie de antenas emisoras y una antena de la serie de antenas receptoras para enviar una señal de transmisión con la primera configuración de registro y registrar un primer valor de pérdida basado en la señal emitida y en una señal recibida, seleccionando una segunda configuración de registro que incluye una antena de la serie de antenas emisoras y una antena de la serie de antenas receptoras para enviar una señal de transmisión con la segunda configuración de registro y registrar un segundo valor de pérdida basado en la señal emitida y en una señal recibida, y eligiendo la configuración de registro con el menor valor de pérdida para registrar el parámetro de hemograma.