DISPOSITIVO PARA EL SEGUIMIENTO TEMPORAL DE ALTERACIONES EN SUPERFICES Y PROCEDIMIENTO ASOCIADO

La presente invención se refiere a un dispositivo para el seguimiento temporal de alteraciones en superficies, en especial de alteraciones cutáneas, que permite realizar un seguimiento cuantitativo y objetivo de estas de forma simple y con un coste reducido.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIóN

Son conocidos en la informática biomédica sistemas y métodos de obtención, tratamiento, presentación y gestión de imágenes fotográficas y de video para aplicaciones en identificación de pacientes, para el procesado de imágenes faciales, de huellas, por ejemplo en aplicaciones de cirugia plástica, dermatología u odontología . En general, estos sistemas presentan alguno de los siguientes inconvenientes: precisan de dispositivos complejos, pesados y voluminosos para poder mantener la misma perspectiva, es decir para obtener condiciones de laboratorio, en especial posicionadores y sistemas de generación de iluminación controlada, que restringen su utilización a lesiones o alteraciones graves, o bien a pocos pacientes por cuestiones de disponibilidad, obligando a estos a trasladarse y que además implican numerosas limitaciones desde el punto de vista de la gestión de la información obtenida, o son dispositivos simples que únicamente permiten llevar a cabo una gestión superficial y cualitativa de las alteraciones cutáneas de los pacientes, siendo el usuario quien tiene que definir el contorno,

o son sistemas basados en regletas calibradas para medir distancias que se adhieren a la piel del paciente sobre la alteración cutánea, para a continuación realizar una fotografía. Efectivamente, en el primer caso se trata de dispositivos complejos, y por lo tanto manejados por especialistas, que por su uso relativamente poco extendido, precisan de entrenamiento previo y aprendizaje profesional, tienen interfaces de usuario poco desarrolladas, debido a su uso restringido y consecuente lenta evolución, y poco intuitivas. Suelen ser voluminosos y pesados e implican que para su utilización los pacientes se deban desplazar hasta el dispositivo. Por lo tanto, debido a que actualmente se necesita un dispositivo especifico para cada especialidad médica, su utilización para realizar el seguimiento de todo tipo de alteraciones resultarla prohibitiva por los altos costes que generarla. Otro inconveniente de estos dispositivos es la existencia de muchos productos en el mercado, con diferentes características, protocolos y guias de actuación. Otro inconveniente más de estos dispositivos es que los sistemas de posicionamiento pueden implicar contacto físico con el paciente y por lo tanto están sometidos a unas exigencias rigurosas desde el punto de vista higiénico, con los costes adicionales que ello implica. Finalmente, no hay ningún dispositivo de posicionamiento de los descritos que no sea manual.

En el segundo caso, se trata de dispositivos, de los cuales es un ejemplo el Motion C5 de Intel Health, muy generalizado en muchos sectores, que se limitan a ofrecer prestaciones para la gestión de información general de los diferentes pacientes, de modo que evitan la utilización de papel y facilitan la gestión informática integrada de los pacientes. Estos dispositivos disponen de cámaras que permiten realizar fotografías, en general de calidad

inferior, y asociarlas al historial de un paciente, pero son fotos que únicamente permiten realizar un seguimiento cualitativo y subjetivo de las alteraciones, puesto que no permite la comparación cuantitativa de su estado entre diferentes instantes.

Hay que destacar que en estos dispositivos no se realiza ningún tratamiento de la imagen con vistas a su utilización en el tratamiento médico de alteraciones cutáneas, de modo que la valoración que se realiza del seguimiento resulta subjetivo, es decir, dependen tanto de las condiciones en que se realizan las tomas, como el momento en el que se evalúan y de la persona que la realiza, conocimientos del profesional, condiciones externas, etc. En el caso de la utilización de un adhesivo calibrado con reglilla, si que permite un seguimiento cuantitativo de la alteración, pero, sin embargo, presenta el inconveniente de que es muy lento, solamente se mide en dos dimensiones y no da idea de la profundidad de la alteración, no es muy preciso, en especial debido a los problemas asociados a la colocación de la reglilla, que además es desechable por motivos higiénicos y depende de la colocación subjetiva de ese momento, es decir, es una colocación que depende de quien la hace. Asimismo, se conoce, en especial a partir de la patente US 6 215 893, un dispositivo y un procedimiento para la comparación temporal cuantitativa de imágenes superficiales de la piel. Concretamente, en esta patente se describe un algoritmo de tratamiento de imágenes cutáneas digitalizadas, poca calidad de reconocimiento, pantallas VGA, resultado muy cuestionable, aunque presenta el inconveniente de que precisa de una fuente de iluminación constante y presenta una interfaz de usuario poco práctica que precisa de entrenamiento por parte de un especialista.

Por lo tanto, no se dispone actualmente de dispositivos que permitan realizar dicho seguimiento temporal cuantitativo de alteraciones visibles, por ejemplo cutáneas, que sean de utilización sencilla para el personal médico y que faciliten evaluar de forma objetiva la evolución de las alteraciones, y la gestión eficaz y rápida de los historiales médicos de los diferentes pacientes .

Por otro lado, las alteraciones cutáneas están muy tipificadas y su elevada variedad hace que solamente el personal sanitario muy experimentado pueda tomar decisiones de forma rápida. Esto dificulta el establecimiento de protocolos y de guias de actuación, en especial debido a la gran cantidad de dispositivos, productos, metodologías distintos, y por lo tanto resulta en la falta de herramientas que ayudan a evaluar de forma objetiva y que sean capaces de asesorar y ayudar al profesional cuando este la precise, en lo que se refiere al diagnóstico y tratamiento. En este sentido, la informática biomédica y en concreto la tipificación de las alteraciones mediante parámetros visuales, en especial cuando se integra en un dispositivo de seguimiento de alteraciones cutáneas, puede hacer posible el tratamiento de dichas alteraciones por parte de personal sanitario menos cualificado.

Por lo tanto, es deseable disponer de un sistema que minimice la subjetividad y que haga más objetivo el seguimiento creando unos parámetros estándar, del proceso y que otorgue un carácter objetivo al mayor número de parámetros que caracterizan visualmente una alteración cutánea .

DESCRIPCIóN DE LA INVENCIóN

La presente invención supera los inconvenientes y

las carencias del estado de la técnica proponiendo un dispositivo y un procedimiento para llevar a cabo un seguimiento temporal de alteraciones en superficies objetivo y de forma simple y que además presentan otras características y prestaciones ventajosas que se describirán a continuación.

Para ello, la presente invención propone un dispositivo para el seguimiento temporal de alteraciones en superficies provisto de medios para capturar imágenes de dichas alteraciones y almacenarlas en memoria, que comprende una pantalla y un procesador para tratar y gestionar dichas imágenes, y que se caracteriza por el hecho de que los medios para capturar imágenes comprenden al menos dos cámaras cuyos ángulos de visión se solapan, y en el que el procesador está configurado para procesar y tratar dichas imágenes de la alteración en la superficie tomadas desde diferentes ángulos y obtener a partir de estas una imagen de la alteración de superficie que corresponde a un ángulo de visión, a un nivel y tipo de iluminación y a una distancia determinados.

Las características mencionadas combinadas proporcionan un dispositivo que resuelve los inconvenientes del estado de la técnica, en especial permiten, mediante la utilización de dos cámaras cuyos ángulos de visión se solapan, obtener imágenes estereográficas digitales de las alteraciones en superficie, y muy especialmente de alteraciones cutáneas, es decir dos imágenes simultáneas desde diferentes ángulos, las cuales, a partir de un procesamiento conocido de imágenes, permite obtener imágenes virtuales como si hubiesen sido tomadas desde la misma posición respecto a la alteración, es decir la misma perspectiva, y en las mismas condiciones.

De este modo, cuando el dispositivo se emplea en ambientes sanitarios, el usuario o diferentes usuarios del

dispositivo portátil, en general personal sanitario, solamente debe orientar el dispositivo de modo que las cámaras queden aproximadamente orientadas hacia la alteración cutánea y realizar la captura de las imágenes. De este modo se dispone de imágenes de una alteración cutánea correspondientes a diferentes instantes, pero que son comparables. Esta comparación, gracias a la utilización de cámaras, preferentemente de alta definición, y al sistema de calibración por composición estereográfica, permite la comparación entre imágenes pixel a pixel (o lo que es equivalente, mm2 a mm2), en concreto a partir del color de estos, para lo cual el procesador dispondrá de los filtros implementados mediante software para discriminarlos. Por lo tanto, se obtiene el equivalente a unas condiciones de laboratorio incluso en situaciones extremas, por ejemplo de gran afluencia de pacientes, en condiciones de escasa iluminación, con pacientes que no están quietos, en condiciones totalmente adversas como el propio domicilio del paciente con escasa iluminación y minimo espacio sobre el que trabajar y todo ello únicamente con un operario.

Obviamente, aunque se haya descrito el caso concreto de alteraciones cutáneas, en especial de cualquier ser vivo, el dispositivo de la invención se puede emplear también para realizar el seguimiento en cualquier superficie alterada de la cual se quiera hacer un seguimiento temporal .

Por ejemplo, puede tener una aplicación especialmente ventajosa en el ámbito del seguimiento de alteraciones en paredes debido a humedades, grietas o sotos, por ejemplo por parte de peritos y aseguradoras.

Asimismo, debido a su versatilidad, el dispositivo de la invención puede ser empleado en cualquier aplicación relacionada con la comparación de superficies entre

diferentes momentos o bien la comparación de superficies tridimensionales con una superficie patrón, como es el caso del control de calidad de piezas.

También puede ser útil en una cadena de montaje, de estampación, en realización de litografías, etc.

En este último caso, el dispositivo permitirla realizar el control de calidad de la totalidad de las piezas, sin necesidad de que estas estén perfectamente orientadas de forma idéntica, puesto que el dispositivo de la invención permite comparar imágenes tomadas desde diferentes puntos de vista.

Preferentemente, las cámaras son de fotos, las cuales permiten de la forma más simple obtener las dos imágenes necesarias para tener una visión estereoscópica de la superficie alterada.

Más preferentemente, las cámaras son de video, de modo que el procesador de imágenes dispone de varias parejas de imágenes de la alteración cutánea, lo cual le permite afinar la precisión de la elaboración de dichas imágenes, por selección automática de las más adecuadas, que corresponden a un ángulo de visión, a un nivel y tipo de iluminación y a una distancia determinados. Asimismo, la captura de imágenes mediante cámaras de video permite al personal sanitario que emplea el dispositivo tener un control mayor sobre las imágenes que toma, permitiendo además, si se precisa, grabar video.

Ventajosamente, la pantalla es táctil/ multitouch, de modo que el dispositivo de la invención no precisa de elementos adicionales tales como lápices o ratones, de modo que se facilita aún más la interfaz con el dispositivo. Además, estos elementos adicionales, en una situación de utilización permanente por parte de diversas personas y en diferentes sitios, se acaban perdiendo prácticamente siempre. De este modo, se garantiza una disponibilidad de uso permanente.

Preferentemente, el dispositivo es impermeable, de modo que es de uso más versátil para el personal sanitario, que puede tener las manos en contactos con líquidos y moverse por ambientes en los que puede haber líquidos que pueden derramarse.

Más preferentemente, el dispositivo de la invención comprende medios de localización espacial de proximidad, tales como RFID, de modo que el dispositivo permite sacar provecho de información disponible sobre la situación concreta de los pacientes en un centro médico, o en un hospital y, más concretamente, presentar en pantalla el caso del paciente en cuestión, es decir el historial médico, al relacionar con un determinado espacio de dicho centro. Esto evita al personal sanitario que utiliza el dispositivo perder tiempo buscando la información relativa al paciente al que a atender y además reduce el riesgo de confusiones o errores médicos por culpa de errores administrativos.

Más ventajosamente, el dispositivo de la invención comprende medios para proyectar una pluralidad de haces láser sobre dicha alteración de la superficie que permiten formar una malla de puntos sobre la alteración cutánea, la cual, con la ayuda de las cámaras, permite calcular la profundidad de la lesión y complementar la información recogida por las cámaras para la reconstrucción de las imágenes .

Más ventajosamente, el dispositivo de la invención está adaptado para el seguimiento de alteraciones en superficies son alteraciones cutáneas en seres vivos, ya sea seres humanos o animales o bien alteraciones superficiales en elementos de construcción tales como humedades en paredes, o cualquier superficie alterada sobre la que se deba realizar un seguimiento de su evolución temporal. La adaptación del dispositivo a los diferentes

tipos de alteraciones consiste en la elección correcta de las cámaras, la distancia entre estas y sus propiedades ópticas .

Preferentemente, las cámaras, la memoria, la pantalla y el procesador están integrados para configurar un dispositivo portátil.

Asimismo, puede concebirse que el dispositivo esté compuesto de dos partes, por ejemplo una parte provista de las dos cámaras y de la pantalla, estando el procesador y los elementos de memoria situados en una segunda parte que puede ser un ordenador, por ejemplo.

Asimismo, es también objeto de la presente invención un procedimiento para el seguimiento temporal de alteraciones en superficies, preferentemente cutáneas, en el que se utiliza un dispositivo portátil provisto de medios para capturar imágenes de las alteraciones y almacenarlas en memoria, comprendiendo dicho dispositivo una pantalla y un procesador para procesar y gestionar las imágenes, que se caracteriza por el hecho de que los medios para capturar imágenes comprenden al menos dos cámaras y por el hecho de que comprende una etapa de procesamiento de las imágenes captadas por las dos cámaras en la cual, a partir de imágenes tomadas desde diferentes ángulos por las cámaras se elabora una imagen de la alteración de la superficie que corresponde a un ángulo de visión, a un nivel y tipo de iluminación y a una distancia determinados, de modo que es posible comparar el estado de la alteración entre dos o más instantes diferentes.

Preferentemente, el procedimiento para el seguimiento temporal de alteraciones en superficies emplea un dispositivo según la invención y comprende las etapas de: a) tomar sendas imágenes de dicha superficie con las dos cámaras, b) determinar, a partir de al menos la imagen

tomada por una de las cámaras, el contorno de la alteración mediante un algoritmo de determinación del contorno, c) clasificar, en el interior de dicho contorno, los pixeles según el rango de color al que pertenece cada pixel, d) mediante combinación de las imágenes tomadas por las dos cámaras, determinar el área, la forma tridimensional y el volumen de la alteración, e) mediante combinación de los datos obtenidos en las etapas c) y d) , obtener una representación tridimensional de la alteración desde un punto de vista predeterminado .

De este modo, la determinación del volumen y la forma tridimensional de la alteración de la superficie se realiza habiendo previamente determinado su perfil, lo cual permite reducir las operaciones de cálculo al minimo necesario .

Finalmente, el procedimiento según la invención comprende una etapa previa de calibración consistente en fotografiar simultáneamente con las dos cámaras una superficie calibrada de dimensiones conocidas, de modo que las medidas que se realizan posteriormente se hacen con la precisión minima necesaria para realizar el seguimiento temporal de las alteraciones. Esto permite en especial asegrar la calidad de las medidas durante todo el tiempo de vida del dispositivo, y por lo tanto no depender exclusivamente en un correcto calibrado de las cámaras realizado en fábrica.

BREVE DESCRIPCIóN DE LOS DIBUJOS

Para mejor comprensión de cuanto se ha expuesto se

acompañan unos dibujos en los que, esquemáticamente y tan sólo a titulo de ejemplo no limitativo, se representa un caso práctico de realización.

La figura 1 es una vista en perspectiva del dispositivo de la invención por el lado de la pantalla.

La figura 2 es una vista en planta del dispositivo en el que se aprecia el solapamiento de los ángulos de visión de las cámaras que enfocan la alteración cutánea.

DESCRIPCIóN DE REALIZACIONES PREFERIDAS

Tal como se aprecia en las figuras 1, 2, según una realización preferida, el dispositivo portátil 1 para el seguimiento temporal de alteraciones cutáneas 2 de la invención comprende dos cámaras digitales de video 3 cuyos ángulos de visión 4 se solapan parcialmente, una pantalla 5 y un procesador para procesar y gestionar las imágenes tomadas por estas.

El seguimiento cuantitativo de las alteraciones cutáneas es posible gracias a la configuración del procesador que le permite procesar las imágenes de la alteración cutánea tomadas desde diferentes ángulos y obtener a partir de estas una imagen de la alteración cutánea que corresponde a un ángulo de visión y una distancia determinados.

Concretamente, el procesador está configurado para reconstruir, a partir de una pareja de imágenes de la alteración cutánea, un modelo en tres dimensiones del cual seleccionará una vista que formará parte de las imágenes de la evolución temporal de la alteración cutánea. Esta reconstrucción puede realizarse, por ejemplo, con el procedimiento descrito en el articulo "MTMESH: Image Based Mesh Reconstruction and Rendering" de M. Sainz, N. Bagherzadeh y A. Susin. Asimismo, esta realización preferida presenta las

siguientes caracteristicas adicionales:

-las cámaras son de video y de alta definición,

-la pantalla es táctil y únicamente comprende un botón aparte de la propia pantalla táctil para el encendido/ apagado,

-comprende un flash neutro para realizar las capturas de imágenes en condiciones óptimas,

-puede comprender dos asas extensibles o un único asidero posterior para una sola mano, para realizar la captura en condiciones de estabilidad,

-comprende un soporte que realiza la función de cargador,

-dicho soporte puede comprender medios de transferencia de datos a un sistema de información centralizado, que puede disponer de un disco duro de gran capacidad,

-asimismo dicho soporte puede comprender un sistema de bloqueo magnético accionado por una tarjeta identificadora de usuario, -incorpora un giroscopio, de modo que, independientemente de la orientación del dispositivo, la imagen presentada en pantalla se presentará de forma que sea funcional para el usuario.

Con las caracteristicas mencionadas, el dispositivo de la invención permite tratar, monitorizar, prevenir, controlar, investigar y divulgar y también:

-Aumentar la movilidad y accesibilidad clinica, hoy en dia muy saturada y asi disminuir el gasto en recursos sanitarios tras eliminar trabajos duplicados. -Disminuir la estancia hospitalaria de los pacientes ingresados e incluso la realización del seguimiento a domicilio.

-Reducir el tiempo empleado por el personal sanitario . -Realizar un registro médico oficial. Al igual que

las historias clinicas, la información recogida tendrá una validez legal y para ello, el dispositivo prevé una función de bloqueo que impide la modificación de los datos introducidos por el personal sanitario, realizándose dicho bloqueo a partir de un determinado tiempo transcurrido a partir del momento de introducción de datos, por ejemplo 24 horas.

-Cada registro, acompañado por texto e imágenes, puede servir como defensa a los profesionales previniendo las futuras demandas legales.

-Establecer un nuevo canal de información entre el personal sanitario y las novedades farmacéuticas de los laboratorios. De modo inmediato los profesionales sanitarios podrán conocer la bibliografía, estudios previos y publicaciones, información sobre los productos que está usando o que van a usar, diferentes precios o presentaciones .

-Dado que puede tratarse de curas de larga evolución, que pueden incluso llegar a tardar años en curarse, el registro de la metodología utilizada será de gran importancia, pudiendo no sólo llevar a cabo una valoración personal de los cientos de productos existentes para la curación, muy útil para los laboratorios, sino un registro económico de los materiales empleados, que será de gran utilidad al gestor del centro.

El dispositivo puede utilizarse en múltiples campos, tales como la traumatología, la dermatología, en urgencias, en cirugía general, cirugía Plástica y Reparadora, cirugía vascular, en oncología, geriatria y servicios de cuidados paliativos.