Dispositivo de registro para registrar un parámetro de hemograma.

Dispositivo de registro (100) para registrar un parámetro de hemograma de un componente sanguíneo de la sangre en un vaso sanguíneo (103) con:

un emisor (101) que está configurado para acoplar al vaso sanguíneo una primera señal de emisión con una primera frecuencia y una segunda señal de emisión con una segunda frecuencia;

un receptor (105) que está configurado para recibir una primera señal de recepción a la primera frecuencia y una segunda señal de recepción a la segunda frecuencia;

un detector de pérdidas (107) que está configurado para:

calcular una primera magnitud de pérdida basándose en la primera señal de emisión y la primera señal de recepción y

calcular una segunda magnitud de pérdida basándose en la segunda señal de emisión y la segunda señal de recepción y

caracterizado por que el dispositivo de registro (100) contiene además:

un procesador (109) que está configurado para determinar una constante del tiempo de relajación ( Γ) del componente sanguíneo basándose en la siguiente fórmula:

donde fA indica la frecuencia con la mayor magnitud de pérdida.

Dispositivo de registro para registrar un parámetro de hemograma

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

Para la determinación de un parámetro de hemograma, tal como, por ejemplo, una concentración de un componente sanguíneo, puede extraerse sangre de manera invasiva. El parámetro de hemograma puede determinarse entonces mediante el uso de la sangre extraída con ayuda de tiras de ensayo normalizadas, cuyos valores de resistencia eléctrica dependen de la concentración del componente sanguíneo, por ejemplo, del azúcar en la sangre. El respectivo valor de resistencia eléctrica puede registrarse, por ejemplo, utilizando un glucómetro, que realiza una medición de resistencia de corriente continua para registrar un valor de resistencia eléctrica de una tira de ensayo. El valor de resistencia puede convertirse en una concentración de azúcar en sangre por medio de una relación en sí conocida entre una concentración de azúcar en sangre y un valor de resistencia. Para lograr una alta precisión de registro, cada tira de ensayo está provista de datos de calibración, por ejemplo, de un valor de resistencia de referencia o de una codificación correspondiente, por lo que pueden compensarse las variaciones de las propiedades de las tiras de ensayo. Es desventajosa en procedimientos invasivos, sin embargo, la necesidad de la extracción de sangre, y con ello, una lesión de un paciente. Además, es complejo un registro continuo de una concentración de un componente sanguíneo para establecer, por ejemplo, su curva de patrón diario. Además de ello, no puede registrarse de manera exacta mediante el procedimiento invasivo un retardo en el tiempo entre una ingestión de alimentos y, por ejemplo, un aumento del azúcar en la sangre. Además, no puede determinarse de manera exacta en la sangre, en particular en el caso de una concentración baja del azúcar en sangre, un momento de entrega de insulina al paciente.

Para la determinación no invasiva de un parámetro de hemograma, tal como, por ejemplo, una concentración de las sustancias o una composición de las sustancias en la sangre, pueden utilizarse procedimientos de espectroscopia de microondas. La espectroscopia de microondas para el registro de parámetros de hemograma se basa en un acoplamiento de una señal de microondas en un tejido perfundido con sangre y en un registro de una absorción dependiente de la frecuencia de la energía de microondas acoplada.

La publicación US 2009/027814 A1 describe un sistema y un procedimiento para medir un componente de una muestra. Para ello, el sistema comprende un emisor que emite una onda electromagnética con una frecuencia variable en dirección de la muestra. La onda reflejada por la muestra es recibida por un detector. La onda eléctrica penetra en el tejido en un punto indeterminado, de manera que el recorrido de medición no está definido de manera inequívoca ni es reproducidle.

En la publicación de Andreas Caduff et al. "Non-invasive glucose monitoring in patients with Type 1 diabetes: A multi- sensor system combining sensors for dielectric and optical characterization of skin", Biosensors and Bioelectronics 24 (2009) 2778-2784, se describe una disposición de varios electrodos para la determinación basada en microondas de un parámetro de hemograma. La disposición de varios electrodos comprende varios pares de electrodos con diferentes separaciones de electrodos, mediante los cuales pueden realizarse diferentes profundidades de penetración de señales de microondas. El registro del parámetro de hemograma se realiza mediante una medición de la impedancia, es decir, mediante una medición de red de una puerta, y es por lo tanto proclive a errores en el caso de posibles ajustes erróneos de impedancia. Debido a diferentes profundidades de penetración, en ocasiones no es posible una diferenciación entre sangre capilar y venosa, lo que puede falsear los resultados de la medición. Una medición de un parámetro de hemograma en sangre venosa es, por lo general, más exacta que una medición del parámetro de hemograma en sangre capilar, puesto que, por ejemplo, las variaciones de azúcar en sangre están retardadas en la sangre capilar frente a la sangre venosa.

En las publicaciones de Buford Randal Jean et al. "A microwave frequency sensor for non-invasive blood-glucose measurement, SAS 2008 - IEEE Sensors Applications Symposium, Atlanta, GA, 12 - 14 de febrero de 2008, y M. McCIung, Calibration methodology for a microwave non-invasive glucose sensor, Master Thesis, Baylor University, mayo de 2008, se describe otra disposición de electrodos para la determinación de una concentración de azúcar en sangre. En este caso se aprovecha que las propiedades dieléctricas de la sangre dependen de un contenido de azúcar en sangre. Mediante la presión de un pulgar sobre el sensor de microondas se mide una variación de la constante dieléctrica del pulgar mediante una desintonización de un resonador. Mediante la presión del pulgar se desplaza no obstante sangre, lo que puede conducir a falsear los resultados de la medición. Además de ello, las mediciones no pueden llevarse a cabo de manera continua. La evaluación de los datos de medición para la determinación del contenido de azúcar en sangre depende además del respectivo paciente y, por lo tanto, no puede reproducirse en otros pacientes. Además de ello, con este procedimiento no puede controlarse la profundidad de penetración de la potencia de las microondas, de manera que no es posible una diferenciación entre sangre capilar y venosa. Además, se lleva a cabo la variación de la constante dieléctrica basándose en una medición de red de una puerta, la cual es propensa a ajustes erróneos.

Es el objetivo de la presente invención proporcionar un concepto eficaz para la determinación no invasiva, basada en microondas, de un parámetro de hemograma, particularmente de una concentración de azúcar en sangre, en una sangre que fluye a través de un vaso sanguíneo.

Este objetivo se soluciona mediante las características de las reivindicaciones independientes. Las formas de perfeccionamientos ventajosos son objeto de las reivindicaciones dependientes.

La invención se basa en la consideración de que un parámetro de hemograma se puede establecer mediante un registro de una constante de tiempo de relajación de un componente sanguíneo. Si el parámetro de hemograma a determinar es, por ejemplo, una concentración en la sangre de azúcar en sangre, entonces una constante de tiempo de relajación de una solución acuosa que contiene azúcar es una medida de la concentración del azúcar en sangre, es decir, de la glucemia.

La invención se basa en la consideración adicional de que la constante de tiempo de relajación del componente sanguíneo se puede determinar por mediciones de señales de microondas acopladas al vaso sanguíneo. En este caso se registran las magnitudes de pérdidas de las señales de microondas acopladas. Las magnitudes de pérdidas se representan, por ejemplo, por el desarrollo, dependiente de la frecuencia, de la constante dieléctrica compleja.

La invención se basa en la consideración adicional de que un vaso sanguíneo, tal como, por ejemplo, una vena o una arteria, el tejido adiposo que rodea a este vaso sanguíneo, así como la capa de piel que se encuentra por encima, pueden considerarse un sistema de guía de ondas dieléctrico. Al excitar un sistema de guía de ondas dieléctrico de este tipo, pueden excitarse, por lo tanto, diferentes modos o tipos de ondas, por ejemplo, ondas transversales electromagnéticas (TEM) u ondas transversales eléctricas (TE) u ondas transversales magnéticas (TM) o una onda HE. En un modo TE existe un componente del campo magnético diferente de cero, dirigido en dirección de propagación. En un modo TM existe, por el contrario, un componente de un campo eléctrico diferente de cero, dirigido en dirección de propagación del modo. Dependiendo de una excitación de alta frecuencia pueden excitarse por ello en un sistema de guía de ondas dieléctrico que comprende el vaso sanguíneo y la capa de piel, diferentes modos capaces de propagarse también en dirección del flujo de la sangre, por lo que es posible un registro exacto de un parámetro de hemograma.

El vaso sanguíneo al que se acoplan las señales de emisión y del que se desacoplan las señales de recepción se interpreta como guía de ondas dieléctrica. Las señales de emisión están configuradas particularmente como señales de microondas. Mediante la utilización de las señales de microondas se posibilita una metódica de medición robusta.

Mediante las constantes de tiempo de relajación... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de registro (100) para registrar un parámetro de hemograma de un componente sanguíneo de la sangre en un vaso sanguíneo (103) con:

un emisor (101) que está configurado para acoplar al vaso sanguíneo una primera señal de emisión con una primera frecuencia y una segunda señal de emisión con una segunda frecuencia;

un receptor (105) que está configurado para recibir una primera señal de recepción a la primera frecuencia y una segunda señal de recepción a la segunda frecuencia; un detector de pérdidas (107) que está configurado para:

calcular una primera magnitud de pérdida basándose en la primera señal de emisión y la primera señal de recepción y

calcular una segunda magnitud de pérdida basándose en la segunda señal de emisión y la segunda señal de recepción

y

caracterizado por que el dispositivo de registro (100) contiene además:

un procesador (109) que está configurado para determinar una constante del tiempo de relajación (x) del componente sanguíneo basándose en la siguiente fórmula:

x --------

donde fA indica la frecuencia con la mayor magnitud de pérdida.

2. Dispositivo de registro según la reivindicación 1, donde el procesador (109) está configurado para calcular al menos un parámetro de hemograma dependiendo de las constantes del tiempo de relajación (x) determinadas.

3. Dispositivo de registro según la reivindicación 1 o 2, donde el procesador (109) está configurado para calcular al menos un parámetro de hemograma dependiendo de las constantes del tiempo de relajación (x) determinadas mediante una relación predefinida entre la concentración del parámetro de hemograma y las constantes del tiempo de relajación (x).

4. Dispositivo de registro según una de las reivindicaciones anteriores, donde el al menos un parámetro de hemograma comprende una concentración de glucosa en la sangre, una concentración de lactato en la sangre o una concentración de oxígeno en la sangre.

5. Dispositivo de registro según una de las reivindicaciones anteriores, donde el detector de pérdidas (107) está configurado para determinar la primera magnitud de pérdida y la segunda magnitud de pérdida mediante una medición de red de dos puertas.

6. Dispositivo de registro según una de las reivindicaciones anteriores, donde el detector de pérdidas (107) comprende un analizador de red o un detector de potencia.

7. Dispositivo de registro según una de las reivindicaciones anteriores, donde el detector de pérdidas (107) está configurado para determinar, respectivamente, un coeficiente de transmisión hacia delante S21 y/o un coeficiente de reflexión de entrada Su para la determinación de la primera magnitud de pérdida y de la segunda magnitud de pérdida.

8. Dispositivo de registro según una de las reivindicaciones anteriores, donde el detector de pérdidas (107) está configurado para determinar la primera magnitud de pérdida y la segunda magnitud de pérdida, respectivamente, basándose en la siguiente fórmula:

Ppérdida 1 " | Su | - | S21 | ,

donde Ppérdida indica la respectiva magnitud de pérdida y donde Su indica el coeficiente de reflexión de entrada y S21, el coeficiente de transmisión hacia delante.

9. Dispositivo de registro según una de las reivindicaciones anteriores, donde el detector de pérdidas (107) está configurado para calcular la constante dieléctrica compleja (e") a la correspondiente frecuencia para la determinación de la respectiva magnitud de pérdida.

10. Dispositivo de registro según una de las reivindicaciones anteriores, donde el procesador (109) está configurado para determinar la frecuencia a la que la parte imaginaria de la constante dieléctrica compleja (e") es máxima y para calcular la constante del tiempo de relajación (x) dependiendo de la frecuencia determinada.

11. Dispositivo de registro según una de las reivindicaciones anteriores, donde el emisor (101) para acoplar la primera señal de emisión o la segunda señal de emisión comprende al menos una antena de emisión, particularmente una antena dipolo o una antena de cuadro, y donde el receptor (105) para recibir la primera señal de recepción y la segunda señal de recepción comprende al menos una antena de recepción, particularmente una antena dipolo, una antena de cuadro o una antena de parche, que está separada de la antena de emisión.

12. Dispositivo de registro según una de las reivindicaciones anteriores, donde el emisor (101) está configurado para acoplar la primera señal de emisión o la segunda señal de emisión como una onda transversal eléctrica (TE) o como una onda transversal magnética (TM) al vaso sanguíneo (103), particularmente longitudinal o transversalmente con respecto a una dirección de flujo de la sangre.

13. Dispositivo de registro según una de las reivindicaciones anteriores, donde el emisor (101) está configurado para acoplar la primera señal de emisión y la segunda señal de emisión sucesivamente, en particular mediante un oscilador sintonlzable, o simultáneamente, en particular mediante la señal de banda ancha que comprende la primera señal de emisión y la segunda señal de emisión, al vaso sanguíneo (103).

14. Procedimiento para registrar un parámetro de hemograma de un componente sanguíneo de la sangre en un vaso sanguíneo, con:

acoplamiento (501) de una primera señal de emisión con una primera frecuencia y de una segunda señal de emisión con una segunda frecuencia al vaso sanguíneo;

recepción (503) de una primera señal de recepción a la primera frecuencia y de una segunda señal de recepción a la segunda frecuencia;

cálculo (505) de una primera magnitud de pérdida basándose en la primera señal de emisión y la primera señal de recepción;

cálculo (507) de una segunda magnitud de pérdida basándose en la segunda señal de emisión y la segunda señal de recepción y

determinación (509) de una constante del tiempo de relajación (t) del componente sanguíneo basándose en la siguiente fórmula:

T = ----

2*4

donde fA indica la frecuencia con la mayor magnitud de pérdida.