ES2320942T3 - Dispositivo de examen de oido con sensor de temperatura. - Google Patents

Dispositivo de examen de oido con sensor de temperatura. Download PDF

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Abstract

Instrumento médico para analizar el oído de un sujeto, que comprende: un sensor (32) de temperatura para medir la temperatura (34) corporal del sujeto y proporcionar una primera señal (36) indicativa de la misma; un detector (20, 28) de fluido para detectar la presencia de fluido en el oído para proporcionar una segunda señal indicativa de la misma; y un controlador (38) conectado al sensor (32) de temperatura y al detector de fluido para controlar la adquisición de las señales primera y segunda.

Description

Dispositivo de examen de oído con sensor de temperatura.
Antecedentes
Un dispositivo que ha llegado a ser generalmente aceptado y que normalmente usan médicos y otros profesionales sanitarios se conoce como termómetro de radiación, o termómetro de infrarrojos. Tales dispositivos están disponibles comercialmente en Thermoscan, Inc. de San Diego, California. Dispositivos de este tipo se describen, por ejemplo, en las patentes estadounidenses números 5.368.038 (Fraden), 4.797.840 (Fraden), 4.479.931 (Mooradian), 5.127.742 (Fraden), 5.178.464 (Fraden), 5.626.147 (Lackey), 4.895.164 (Wood) y 5.199.436 (Pompei). Un termómetro de radiación detecta de manera no invasiva radiación térmica procedente de la membrana timpánica con el fin de determinar la temperatura corporal del paciente. Una lectura de temperatura realizada con este dispositivo puede variar dependiendo del ángulo y profundidad de colocación de la punta del dispositivo con respecto al canal auditivo. En particular, la relación geométrica entre el sensor y la membrana timpánica influye en la lectura final por el sensor en funcionamiento. El campo de visión del dispositivo cuando está detectando radiación térmica también afecta a la lectura de temperatura. La tecnología descrita en la patente estadounidense n.º 5.626.147 (Lackey) busca resolver estos problemas usando una geometría de sensor que tiene campos de visión anchos y estrechos y una tabla de consulta con valores correctivos para proporcionar una salida indicativa de la temperatura corporal.
Otro dispositivo que se usa para diagnosticar patologías auditivas se conoce como reflectómetro acústico. Tales dispositivos están disponibles comercialmente en MDI Instruments, Inc. de Woburn, Massachusetts bajo las marcas "EARCHECK" y "EARCHECK PRO". Dispositivos de este tipo se describen, por ejemplo, en las patentes estadounidenses números 4.601.295 (Teele), 4.459.966 (Teele) y 5.699.809 (Combs et al.), de las que todas están cedidas a MDI Instruments, Inc. Las patentes estadounidenses números 5.594.174 (Keefe) y 5.651.371 (Keefe) también describen un dispositivo para medir reflectancia acústica de una manera que permite medir por separado las señales acústicas incidentes y reflejadas. Un reflectómetro acústico mide ondas sonoras emitidas procedentes del oído en respuesta a un estímulo aplicado al oído. La reflectancia medida puede analizarse para determinar la posibilidad de que haya fluido presente en el oído medio. Sin corrección o análisis de señal apropiado, las medidas realizadas usando un reflectómetro acústico también pueden verse afectadas por la línea de visión desde la punta del dispositivo a la membrana timpánica. Aunque la patente estadounidense 5.699.809 (Combs et al.) describe un dispositivo en el que la salida es sustancialmente independiente de la línea de visión, el dispositivo determina principalmente la posibilidad de que haya fluido presente en el oído. Sin embargo, en la detección de otitis media aguda (OMA), otitis media con derrame (OMD) o infección de oído grave, la presencia de fluido es sólo un factor en el diagnóstico.
Sumario
Una indicación mejorada de una afección del oído de un sujeto, tal como un ser humano u otro mamífero, se proporciona combinando dos o más mediciones tal como la temperatura corporal, detección de fluido en el oído (por ejemplo por reflectancia acústica), y/o una característica de cualquier fluido en el oído. Los resultados de dos cualesquiera de estas mediciones pueden combinarse para proporcionar información de diagnóstico mejorada.
La combinación de temperatura corporal medida y una posibilidad determinada de que haya fluido presente en el oído proporciona información de diagnóstico mejorada relativa al riesgo de una infección de oído. En particular, si un sujeto tiene una temperatura corporal elevada y la posibilidad de que haya fluido presente en el oído es alta, el dispositivo puede proporcionar una indicación de un riesgo de infección de oído. La presencia de fluido puede detectarse usando reflectometría acústica, timpanometría, otoscopia neumática, emisiones otoacústicas u otro mecanismo. Si se mide la temperatura en el oído, por ejemplo usando termometría de radiación, puede usarse la instrumentación combinada para mejorar la alineación entre el dispositivo y la membrana timpánica, mejorando de este modo la precisión tanto de la medición de temperatura como de la detección de fluido.
La detección química de características de cualquier fluido en el oído puede combinarse con la detección de fluido o medición de temperatura corporal, o ambos, para proporcionar un diagnóstico mejorado de patologías auditivas. La detección química determina una característica del fluido, tal como si hay una bacteria o un virus presentes. El dispositivo puede proporcionar información de diagnóstico procedente de las características del fluido detectadas, la posibilidad medida de que haya fluido presente en el oído y/o la temperatura corporal medida para indicar el riesgo de una infección de oído. Por ejemplo, el dispositivo puede determinar si cualquier fluido presente está infectado, y/o puede identificar bacterias en el fluido.
Por consiguiente, en un aspecto un instrumento médico para analizar el oído de un sujeto incluye un sensor de temperatura para medir la temperatura corporal del sujeto y proporcionar una primera señal indicativa de la misma. Un detector de fluido detecta la presencia de fluido en el oído para proporcionar una segunda señal indicativa de la misma. Un controlador está conectado al sensor de temperatura y el detector de fluido para controlar la adquisición de las señales primera y segunda. Un procesador puede conectarse para recibir las señales primera y segunda para determinar, usando la temperatura corporal medida y la presencia detectada de fluido en el oído, una indicación de una afección del oído del sujeto. Puede usarse una agrupación de sensores químicos sensibles a una característica del fluido, para proporcionar una tercera señal indicativa de la misma. El controlador estaría conectado además a la agrupación de sensores químicos para controlar la adquisición de la tercera señal.
De manera similar, otro aspecto es un procedimiento para analizar el oído según la reivindicación 18.
En diversas realizaciones, puede detectarse fluido en el oído usando un transductor acústico para generar energía acústica en el oído. Un micrófono detecta energía acústica procedente del oído. Pueden usarse un reflectómetro acústico, que comprende un transductor acústico para generar ondas acústicas en una pluralidad de frecuencias y un micrófono para recibir señales acústicas reflejadas procedentes del oído, para proporcionar una señal de salida. Puede usarse también un timpanómetro, otoscopio neumático, emisiones otoacústicas u otro mecanismo para detectar fluido.
En diversas realizaciones, puede determinarse la temperatura corporal usando un sensor de radiación para detectar radiación térmica procedente del oído y proporcionar una señal indicativa de la misma. Otro mecanismo, tal como un termistor u otro dispositivo sensible a la temperatura, también puede usarse para medir la temperatura corporal, tal como en la boca, recto o sobre la superficie de la piel. Una temperatura corporal medida puede introducirse manualmente en el dispositivo.
Las diversas combinaciones de mediciones proporcionan una indicación de un riesgo de una infección de oído. En particular, si se detecta fluido en el oído y el sujeto tiene una temperatura corporal elevada, puede proporcionarse una indicación de un riesgo de una infección de oído. Si se detectan una bacteria o virus u otra característica negativa de fluido en el oído, puede proporcionarse una indicación de un riesgo de una infección de oído. Si se detectan una bacteria o virus u otra característica negativa en el oído y el sujeto tiene una temperatura corporal elevada, puede proporcionarse una indicación de un riesgo de una infección de oído. Si se detectan una bacteria o virus u otra característica negativa y fluido en el oído, y el sujeto tiene una temperatura corporal elevada, puede proporcionarse una indicación de un riesgo de una infección de oído.
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Breve descripción de los dibujos
En los dibujos:
la figura 1 es un diagrama de bloques de los componentes electrónicos de la agrupación de sensores químicos, detector de fluido y sensor de temperatura combinados;
la figura 2 es un diagrama que ilustra la reflectancia acústica de un oído sano;
la figura 3 ilustra la reflectancia acústica y un oído que tiene fluido detrás de la membrana timpánica;
la figura 4 es un diagrama de cabeza de prueba que puede usarse para reflectancia acústica;
la figura 5 es un diagrama de bloques que describe un circuito electrónico para medir reflectancia acústica;
la figura 6 es un diagrama que ilustra un termómetro de radiación;
la figura 7 es un diagrama que ilustra dos sensores para su uso con termometría de radiación;
la figura 8 es un diagrama que ilustra la disposición física de la agrupación de sensores químicos, micrófono del reflectómetro acústico, y el sensor de temperatura dentro de una cámara acústica para el circuito mostrado en la figura 1;
la figura 9 es un diagrama de flujo que describe cómo las lecturas procedentes de la agrupación de sensores químicos, sensor de temperatura, y micrófono para el dispositivo en las figuras 1 y 8 se coordinan para proporcionar una salida a un usuario;
la figura 10 es una salida a modo de ejemplo de las lecturas determinadas por un dispositivo que realiza detección química de una característica de un fluido;
la figura 11 es una salida a modo de ejemplo de las lecturas determinadas por un dispositivo que mide reflectancia acústica;
la figura 12 es una salida a modo de ejemplo de las lecturas determinadas por un dispositivo que mide temperatura;
la figura 13 es una tabla de consulta a modo de ejemplo para proporcionar un diagnóstico basándose tanto en la temperatura como en una medida de reflectancia acústica;
la figura 14 es una tabla a modo de ejemplo para visualizar la posibilidad de una infección de oído basándose en los resultados obtenidos a partir de la tabla de consulta de la figura 13;
la figura 15 es una tabla a modo de ejemplo para visualizar la probabilidad de que haya presente fluido en el oído medio basándose en los resultados obtenidos a partir de la tabla de consulta de la figura 13;
la figura 16 es una tabla de consulta a modo de ejemplo para visualizar la posibilidad de una infección de oído basándose en la identificación de una característica de un fluido y una medida de reflectancia acústica;
la figura 17 es una tabla de consulta a modo de ejemplo para visualizar la posibilidad de una infección de oído basándose en la identificación de una característica de un fluido y temperatura; y
las figuras 18A y 18B proporcionan una tabla de consulta a modo de ejemplo para visualizar la posibilidad de una infección de oído basándose en la identificación de una característica de un fluido, temperatura y una medida de reflectancia acústica.
Descripción detallada
Puede proporcionarse una indicación de una afección del oído usando dos o más de los siguientes: temperatura corporal medida, posibilidad determinada de la presencia de fluido en el oído, y/o cualquier característica determinada de cualquier fluido en el oído. La característica del fluido puede indicar si el fluido está infectado. En particular, puede determinarse la composición bacteriana y viral del fluido. Puede medirse la temperatura corporal usando un sensor de infrarrojos, o termistor u otro dispositivo sensible a la temperatura, y puede medirse a través del oído, boca, recto o la superficie de la piel o usando cualquier otra medición de la temperatura corporal convencional. Puede determinarse la posibilidad de que haya fluido presente en la mitad del oído, por ejemplo, usando reflectancia acústica, timpanometría, otoscopia neumática, emisión otoacústica u otros métodos. Si se mide la temperatura corporal a través del oído, por ejemplo usando termometría de radiación, el sensor de temperatura puede usarse para alinear el dispositivo con la membrana timpánica, mejorando de este modo las mediciones de reflectancia acústica y de temperatura. Las mediciones combinadas y la característica del fluido detectada, tal como su composición bacteriana y viral, pueden usarse juntas para mejorar el diagnóstico de afecciones del oído. En particular, si se detecta fluido en el oído y el sujeto tiene una temperatura corporal elevada, puede proporcionarse una indicación de un riesgo de una infección de oído. Si se detectan bacterias y virus y fluido en el oído, puede proporcionarse una indicación de un riesgo de una infección de oído. Si se detectan bacterias y virus en el oído y el sujeto tiene una temperatura corporal elevada, puede proporcionarse una indicación de un riesgo de una infección de oído. Si se detectan bacterias y virus y fluido en el oído, y el sujeto tiene una temperatura corporal elevada, puede proporcionarse una indicación de un riesgo de una infección de oído.
La figura 1 ilustra un diagrama de circuito para un dispositivo que combina reflectometría acústica para detectar fluido en el oído, un sensor de temperatura que detecta temperatura en el oído y detección química de una característica de un fluido. El circuito incluye un transductor 20 acústico que, en respuesta a entradas 22 desde un controlador 38 de microprocesador, emite ondas 24 acústicas en, por ejemplo, el canal auditivo. Estas ondas 24 acústicas incidentes y ondas 26 acústicas reflejadas se reciben por un micrófono 28. En algunas realizaciones, es posible separar las ondas acústicas reflejadas de las ondas acústicas incidentes. El micrófono 28 proporciona esta medición al controlador 38 de microprocesador según se indica en 30. Un sensor 32 de temperatura detecta la temperatura 34 en el oído y proporciona una señal 36 al controlador 38 de microprocesador. Una agrupación de sensores 31 químicos detecta una característica del fluido 33 en el oído y proporciona la señal 35 al controlador de microprocesador. Por ejemplo, la agrupación de sensores químicos puede detectar la presencia de bacterias y virus específicos.
El controlador 38 de microprocesador recibe una señal 40 de entrada procedente del usuario que indica si debería tomarse una lectura. El controlador 38 de microprocesador controla entonces el transductor acústico, micrófono, sensor de temperatura, y agrupación de sensores químicos para obtener datos. El controlador 38 de microprocesador procesa los datos para proporcionar resultados para su visualización al usuario, por ejemplo, según el procedimiento descrito en la figura 9 mas adelante.
Un procedimiento para medir la reflectancia acústica del oído se describirá en primer lugar en conexión con las figuras 2 a 5. Se describen reflectómetros acústicos en las patentes estadounidenses números 4.459.966, 4.601.295, 5.594.174, 5.651.371, y solicitud PCT n.º W096/23293, mencionada anteriormente y las patentes estadounidenses números 5.919.143, 5.902.252, y la solicitud PCT n.º W098/23205, publicada el 4 de junio de 1998, y la patente estadounidense número 5.699.809, publicada el 23 de diciembre de 1997, e incorporada por la presente por referencia. Pueden usarse también otras implementaciones.
La figura 2 muestra un oído 100 típico que tiene una membrana 102 timpánica (un tambor del oído), un canal 104 auditivo, y oído 103 medio. Para medir la reflectancia acústica, se genera mediante un transductor acústico, mostrado esquemáticamente en 106, un tono de baja amplitud a una frecuencia dada, indicada por la línea 105. El transductor acústico genera ondas sonoras para varias frecuencias, normalmente en el intervalo de 500 hercios a 20 kilohercios, o más en particular, de 1,8 kilohercios a 4,4 kilohercios. La onda sonora de baja amplitud entra en el canal auditivo y es incidente sobre el tambor 102 del oído. Esta onda sonora se absorbe en parte y se refleja en parte por las estructuras del oído, incluyendo la membrana timpánica, huesecillos, cavidad del oído medio y otros componentes del oído medio. La amplitud y fase de las ondas sonoras reflejadas procedentes de estos componentes están en función de la frecuencia de prueba usada y la impedancia acústica compleja de las estructuras del oído. En un oído sano, se espera alguna reflexión mínima procedente de la membrana timpánica y del oído medio. La impedancia acústica compleja del oído medio, a su vez, depende en gran medida de las afecciones dentro del oído medio, y en particular de si hay un derrame, tal como fluido o presión anormal, en el oído medio. La vibración de un tambor del oído normal absorbe aproximadamente la mitad de las ondas incidentes, dando como resultado ondas reflejadas débiles indicadas por una línea 107. Un micrófono 108 recibe tanto la onda 105 incidente como la onda 107 reflejada y las ondas reflejadas procedentes de los componentes del oído y como resultado obtiene un vector suma de los valores. En otras realizaciones, el sonido reflejado puede separares del sonido incidente.
Con referencia ahora a la figura 3, se muestra un oído 100 con derrame 110. El derrame de oído medio limita la vibración del tambor del oído, haciendo que las ondas grandes reflejadas tengan una amplitud mayor como se indica en 109. La envolvente de un vector suma de ondas 105 incidentes y ondas 109 reflejadas, denominada en el presente documento una curva de reflectancia acústica, tiene nulos en los puntos de cuarto de longitud de onda.
La forma de una zona de la curva de reflectancia acústica, definida por al menos dos puntos en la curva, se mide electrónicamente para obtener un indicador de afección del oído que es sustancialmente independiente de la línea de visión entre la fuente de sonido y la membrana timpánica. El indicador puede ser una medida de la tasa de cambio de la reflectancia acústica con respecto a un cambio en la frecuencia en cualquiera o en ambos lados del nulo, alrededor del nulo, de otras zonas de la curva o de toda la curva. El área alrededor del nulo es donde la curva tiene una pendiente negativa significativa, que define la entrada en el nulo, hasta un punto justo antes del nulo, y después del nulo, donde la curva tiene una pendiente positiva significativa, que define la salida del nulo. El nulo normalmente se produce cerca de la frecuencia de resonancia del oído. La importancia de esta medición se describirá a continuación.
A medida que la onda sonora incidente a la membrana timpánica se aproxima a una frecuencia en la que sus cuartos de onda son coincidentes, la amplitud del vector suma de las ondas sonoras reflejadas y las ondas sonoras incidentes se aproxima a un nulo. En general, los tambores del oído sin fluido ni presión anormal en el oído medio, que se comportan normalmente, muestran un nulo acústico relativamente poco profundo. A la inversa, fluido o presión anormal en los oídos causa una reflexión mayor y por tanto un nulo acústico más profundo. La profundidad de este nulo depende, sin embargo, de la línea de visión hasta el tambor del oído. Se ha descubierto, sin embargo, que la tasa de cambio de la reflectancia acústica entre la entrada en el nulo y la salida del nulo es más pronunciada para oídos que tienen fluido o presión de oído medio que para oídos sanos. También se descubrió que las diferencias en esta tasa de cambio debidas a cambios en la línea de visión tienen menor impacto en la indicación de la presencia de un derrame o presión anormal.
Los tambores del oído que pueden vibrar libremente con la onda sonora incidente (es decir, sanos) producen no sólo un nulo menos profundo sino también una pendiente menos pronunciada en frecuencias alrededor del nulo y por tanto un ángulo de gradiente espectral mayor. El movimiento restringido produce valores de reflectancia inferiores respecto al nulo en frecuencias próximas y por tanto una pendiente inferior aparente.
Cuando se restringe el movimiento del tambor del oído (es decir, el oído no está sano), la pendiente alrededor del nulo es más pronunciada. Debido a que la reflectancia acústica está relacionada con la impedancia acústica compleja de la membrana timpánica, la medida de su tasa de cambio con respecto a la entrada de frecuencia es análoga a medir la "Q" de un circuito eléctrico. Por tanto, la restricción en el tambor del oído da como resultado tanto una impedancia acústica más alta como una "Q" más intensa. La "Q" es relativamente constante para una impedancia dada independientemente de las variaciones en la cantidad de energía incidente debido a las limitaciones de línea de visión.
A continuación se describirá un dispositivo para una realización. La figura 4 es un diagrama en sección transversal de una cabeza de prueba para un instrumento en una realización. La cabeza 41 de prueba incluye un transductor 42 que crea un campo sonoro en la cavidad 44 sonora. El sonido en la cavidad 44 se canaliza a través de la sonda 48 hasta la proximidad del canal 50 auditivo. La sonda tiene una sección 52 en forma de embudo y una sección 54 lineal opcional. Las dimensiones de la sección 54 pueden elegirse para coincidir con las dimensiones del canal auditivo típico sometido a prueba. Esta sección coincide con la impedancia de la punta de sonda y el canal auditivo típico. Para oídos de niños, la longitud A de la parte 54 lineal de la sonda es preferiblemente igual a aproximadamente 1 cm y el diámetro B interior de la misma sección debería estar en el intervalo de aproximadamente 0,25 a 0,75 cm. De manera similar, se obtienen buenos resultados cuando la longitud C a lo largo del lado de sección 52 en forma de embudo de la sonda es aproximadamente 5 cm y el diámetro D exterior aproximado del extremo grande de la sonda que está en contacto con la pared de cavidad sonora es aproximadamente 7 cm. Con la compensación apropiada, pueden usarse puntas con otros diámetros de salida. No es necesario insertar la extensión de sonda en el canal auditivo. En la práctica, puede existir un hueco 56 estrecho entre la punta 58 de sonda de cabeza de prueba y la entrada al canal 50 auditivo. El control de este hueco puede facilitarse mediante un separador de caucho de respuesta (no mostrado) acoplado en el extremo de la punta 58 de sonda.
La onda sonora incidente creada por el transductor 42 en la cabeza de prueba emana desde la cabeza de prueba en la punta 58 de la sonda 48 y entra en el canal 50 auditivo. A partir de entonces, una parte de la onda incidente se refleja por las estructuras del oído. Puede suprimirse la reflexión mínima procedente de un oído sano mediante la selección adecuada del diámetro interno de la punta de sonda, por ejemplo, ampliándolo a 1,0 cm para niños.
Partes de las ondas reflejadas entran en la punta 58 en la parte 54 lineal hueca de la cabeza de prueba. El micrófono 60 está ubicado dentro de la sonda 48 de prueba en la unión de la parte lineal de 54 y la sección 52 en forma de embudo. Como resultado, el micrófono 60, en efecto, mide la presión sonora neta en este punto; esta presión sonora neta es el vector suma de las señales incidentes y reflejadas. Con el fin de reducir la reflexión sonora interna y las resonancias dentro de la cabeza de prueba, la cavidad 44 sonora puede llenarse con materiales absorbentes acústicos.
En otras realizaciones, puede determinarse una función de transferencia que describe las características acústicas del oído y usarse como la base para un diagnóstico.
Habiendo descrito ahora los principios generales para medir la reflectancia acústica, y una adecuada cabeza de prueba para su uso en un reflectómetro acústico, a continuación se describirá circuitería electrónica adecuada para una realización en conexión con la figura 5. La figura 5 es un diagrama de bloques general de un dispositivo de una realización, que incluye sus componentes eléctricos y mecánicos. Los componentes de este circuito pueden implementarse usando un microprocesador, excepto para la visualización, transductor acústico y micrófono. Puede realizarse también una implementación analógica. En la figura 5, un generador 121 de tono de audio incluye un generador 120 de audio, que produce una señal eléctrica que se aplica a un transductor 122 de audio (tal como el transductor 42 en la cabeza de prueba de la figura 4). El transductor de audio, en respuesta a la señal eléctrica, genera una onda sonora acústica de bajo nivel (105 en las figuras 2 y 3) que se aplica al canal auditivo externo. El transductor 122 de audio puede ser un auricular electrónico, auricular electromagnético, u otro tipo de transductor. El transductor puede ser un altavoz pequeño tal como los usados en cascos de sonido de alta fidelidad.
Una parte de la onda sonora incidente se refleja por las estructuras del oído tal como se describió anteriormente. En esta realización, estas ondas reflejadas se suman con una onda incidente mediante el micrófono 108 (tal como el micrófono 60 de la cabeza de prueba de la figura 4). El micrófono puede ser un micrófono de condensador, un micrófono electrostático u otra clase de micrófono. En esta realización, la señal emitida por el micrófono representa el vector suma de la onda incidente y las ondas sonoras reflejadas, que tiene una tensión que es inversamente proporcional a la amplitud de las ondas reflejadas.
Un detector 124 de envolvente convierte el vector suma representado por la señal emitida por el micrófono en una señal de envolvente representada por una tensión que varía con la frecuencia de la onda incidente. El detector 124 de envolvente puede implementarse como un detector de envolvente de valor de pico, un detector de tensión valor eficaz (RMS), o conversor analógico digital, tal como parte de un microprocesador adecuadamente programado. En una realización descrita en más detalle posteriormente, la envolvente se detecta usando información relativa al espectro de frecuencia del vector suma. La envolvente así detectada se denomina la curva de reflectancia acústica.
Un analizador 126 de forma mide la forma de una zona de la curva de reflectancia acústica para obtener un indicador de afección del oído que es sustancialmente independiente de la línea de visión desde una fuente de sonido hasta la membrana timpánica. Esta información puede ser una o más medidas de la forma de la envolvente incluyendo una medida de la tasa de cambio de reflectancia acústica con respecto a un cambio en frecuencia alrededor del nulo, en cualquier lado del nulo o en una zona de la curva o de toda la curva. Esta medida, por ejemplo, puede ser un ángulo, gradiente, pendiente, anchura, u otra medida de la forma de la curva de reflectancia acústica determinada de una manera que va a describirse posteriormente. Esta información se visualiza entonces en un formato adecuado mediante la sección 130 de visualización.
En la figura 5, puede añadirse una memoria (no mostrada) para almacenar resultados de procesamiento de una curva de reflectancia acústica. Con tal memoria, puede operarse el circuito para realizar automáticamente varias pruebas de manera secuencial en el oído. Pueden conservarse los mejores resultados para la secuencia de pruebas y los demás pueden descartarse. Por ejemplo, los mejores resultados pueden definirse como la medición de la forma de la curva de reflectancia acústica que tiene el valor nulo más profundo. De esta manera, un usuario del dispositivo puede intentar obtener el mejor resultado con esfuerzo mínimo. El uso de esta memoria se describe posteriormente en más detalle en conexión con la figura 9.
Puede detectarse fluido en el oído usando métodos distintos de la reflectancia acústica. Estos otros métodos incluyen timpanometría, otoscopia neumática o emisiones otoacústicas, y otras técnicas. Por consiguiente, la invención no se limita al uso de reflectancia acústica para detectar fluido en el oído. En general, estas tecnologías detectan una respuesta del oído al sonido, a partir de la que puede determinarse la presencia de fluido.
Habiendo descrito ahora cómo puede detectarse fluido en un oído, a continuación se describirá el sensor de temperatura. En una realización, el sensor de temperatura se implementa como un sensor de radiación tal como se muestra en las patentes estadounidenses números 5.626.147; 5.368.038; 5.199.436; 5.178.464; 5.127.742; 4.797.840; y 4.479.931. Se conocen otras realizaciones de sensores de radiación y pueden usarse también. Usando un termómetro de radiación, se mide la temperatura corporal a través del oído.
La temperatura corporal puede medirse también a través de la boca o el recto o sobre la superficie de la piel. Pueden usarse diversas clases de sensores de temperatura para medir la temperatura corporal, tal como termistores y otros dispositivos electrónicos sensibles a la temperatura. Procedente de tales dispositivos puede leerse, mediante un microprocesador, una señal indicativa de la temperatura. El dispositivo alternativamente puede permitir a un usuario introducir una temperatura corporal medida.
Una clase de termómetro de radiación usa un sistema de sensor que compensa diferentes geometrías de colocación de canal auditivo creando una señal IR recogida a través de ambos campos de visión ancho y estrecho. Usando información IR que es sensible a un campo de visión ancho en conjunción con información procedente de un campo de visión estrecho, pueden compensarse los errores en la lectura de temperatura ocasionados por los caprichos de colocación de la sonda en el oído mediante el ajuste de señal apropiadamente programado. Específicamente, el procesador de señal integrado con el sensor pondera la entrada procedente de ambas fuentes y usando una tabla de consulta, aplica valores correctivos para dar una medición de temperatura precisa y repetible. Este valor también es indicativo de la alineación del dispositivo con el oído.
La figura 6 proporciona un diagrama simplificado de elementos en una realización de un termómetro IR. En este diagrama ilustrativo, el dispositivo de termómetro proporciona una carcasa 200 para los elementos operativos del dispositivo. La carcasa tiene un extremo terminal en el que está situada una abertura 202 de recepción de IR para alimentar radiación entrante a una guía 204 de onda. Existe una variedad de guías de onda posibles disponibles para su uso que ofrecen diferentes características de rendimiento tal como distorsión, que varían desde tubos lisos bañados en oro hasta haces de fibra óptica. En cuanto a la función, la guía de onda está diseñada para recoger y pasar radiación entrante no alterada al sensor 206 IR. De nuevo, hay varias elecciones en sistemas de sensor, que incluyen tipos de termopila y elementos piroeléctricos. En la realización que va a describirse, el sensor es un sensor piroeléctrico, que usa "pares adaptados" para cancelar contribuciones de señal intrínsecas con los elementos piroeléctricos.
Continuando con la figura 6, el sensor 206 está conectado a un procesador 208 para convertir los datos IR en una lectura de temperatura de alta calidad tal como se describirá en más detalle posteriormente. El diseño de sensor debe ser del tipo que proporciona señales para ambos campos de visión ancho y estrecho. Estas señales se proporcionan creando dos o más sensores, dando cada uno por separado información sobre radiación al procesador.
Una geometría de sensor de este tipo se representa en la figura 7. Más específicamente, el sensor 206 de la figura 5 es, de hecho, dos sensores independientes, 210 y 212, cada uno conectado al procesador 208. El primer sensor 210 es relativamente más pequeño y concéntrico respecto a la línea central de la guía 204 de onda, proporcionando de este modo un campo de visión estrecho. El sensor 212 exterior, por otro lado, es algo más grande y está situado fuera del perímetro de la guía de onda, proporcionando de ese modo un campo de visión relativamente más amplio.
El sensor de temperatura puede usarse en combinación con un mecanismo que detecta la presencia de fluido en el oído medio, tal como un reflectómetro acústico. Puede usarse la temperatura no corregida o salida de dos sensores de radiación para proporcionar la alineación entre el dispositivo y la membrana timpánica para las mediciones de reflectancia acústica.
Con o bien un detector de fluido o un sensor de temperatura, o ambos, puede usarse una agrupación de sensores químicos. Puede usarse una agrupación de sensores para analizar la composición química de fluidos. Los fluidos pueden ser de naturaleza gaseosa. Dispositivos de este tipo se describen en las patentes estadounidenses números 5.571.401 (Lewis) y 5.5.698.089 (Lewis), cedidas al California Institute of Technology. Los sensores son resistores fabricados de materiales conductores y no conductores alternos de los que la resistencia varía en la presencia de compuestos específicos. Los resistores tienen una diferente resistencia cuando entran en contacto con un fluido que comprende un analito químico en una primera concentración, que cuando entran en contacto con un fluido que comprende el analito químico en una segunda, concentración diferente. Conductores acoplados con los sensores están conectados a un dispositivo de medición eléctrico. El dispositivo mide cambios en la resistividad en cada sensor de la agrupación a lo largo del tiempo. La señal procedente de los sensores químicos puede procesarse usando análisis de componente de principio y compararse con patrones detectados de bacterias o virus conocidos para determinar la presencia de una bacteria o un virus. Una agrupación de sensores químicos puede implementarse de muchas maneras para proporcionar señales al controlador de microprocesador. Puede realizarse por tanto un análisis de una característica, tal como contenido bacteriano o viral, de fluido detrás de la mitad del oído mediante el microprocesador u otro ordenador.
La disposición física del micrófono, el sensor de temperatura, y la agrupación de sensores químicos dentro de una cámara acústica en un dispositivo tal como se muestra en la figura 1 se describirá a continuación en más detalle en conexión con la figura 8. La figura 8 muestra una sección transversal del dispositivo. El dispositivo incluye una cámara 300 acústica en la que están dispuestos un sensor 302 de temperatura, una agrupación de sensores 301 químicos, y un micrófono 304. El sensor 302 de temperatura está alineado con un eje 306 a través de la punta 308 del dispositivo. Un transductor 310 acústico y altavoz 312 generan las ondas acústicas fuera del dispositivo. El dispositivo también incluye una placa 314 de circuito impreso que incluye circuitería 316 analógica para procesar y controlar el altavoz, el micrófono, la agrupación de sensores químicos, y el sensor de temperatura. El dispositivo puede alimentarse mediante baterías 322. Un microprocesador 318 se usa para procesar estos resultados y generar una salida para un usuario usando la pantalla 320 LCD, en respuesta a que el usuario pulse un botón 324 de entrada. Diseños adecuados para la pantalla LCD incluyen una visualización de temperatura, una medida de la posibilidad de que haya fluido presente en el oído y/o una característica del fluido, tal como se describe en las patentes citadas anteriormente. El dispositivo puede calibrarse de la manera descrita en la patente estadounidense número 5.699.809. El dispositivo también puede tener una salida a un ordenador que puede realizar un análisis, dar las mediciones o una entrada para recibir temperatura e información de análisis químico.
La figura 9 es un diagrama de flujo que describe cómo el controlador 38 de microprocesador (figura 1) coordina la lectura de información procedente del micrófono, la agrupación de sensores químicos, y el sensor de temperatura para proporcionar una salida al usuario. Siempre que el usuario esté proporcionando una señal de entrada indicando que debería tomarse una lectura, por ejemplo pulsando el botón de entrada, se leen datos procedentes del sensor de temperatura en la etapa 330. El usuario debería girar el dispositivo con la punta contra la abertura hacia el canal auditivo mientras pulsa el botón. Puede tirarse también del lóbulo de la oreja ligeramente hacia atrás para ayudar a alinear el dispositivo. Una temperatura no corregida se calcula entonces a partir de los datos del sensor de temperatura usando técnicas conocidas en la etapa 332. Una característica del fluido, tal como su contenido bacteriano y viral, se calcula entonces a partir de los datos del sensor químico usando técnicas conocidas en la etapa 333. La señal acústica se emite también en la etapa 334 y se lee una señal procedente del micrófono en la etapa 336. Una medida de la posibilidad de la presencia de fluido se determina entonces en la etapa 338. Por ejemplo, puede determinarse esta medida calculando la medida de la forma de la curva de reflectancia acústica, o midiendo el pico de la curva de reflectancia acústica. Si la temperatura calculada en la etapa 332 es mayor que cualquiera de las temperaturas almacenadas, como se determina en la etapa 340, la temperatura medida actualmente se almacena en la etapa 342, la característica del fluido determinada se almacena en la etapa 343, y la medida de reflectancia acústica calculada también se almacena en la etapa 344. Alternativamente, en la etapa 340, puede usarse un ángulo o valor de pico minimizados. Si, en la etapa 340, se usa una medición de reflectancia acústica, pueden realizarse las etapas 330 a 333 después de la etapa 340. Si, en la etapa 340, se usa una medición de temperatura, pueden realizarse las etapas 330 a 338 después de la etapa 340. Si la señal de entrada de usuario todavía indica que debe tomarse una lectura, como se determina en la etapa 346, se repite el procedimiento de las etapas 330-344. Si no, se determina entonces una medida de la posibilidad de la presencia de una infección de oído medio en la etapa 347. La salida resultante se proporciona a la pantalla LCD en la etapa 348, proporcionando posiblemente una temperatura corregida tal como se muestra en la patente estadounidense 5.626.147.
La combinación de una agrupación de sensores químicos, un sensor de temperatura, y un detector de fluido proporciona utilidad de diagnóstico mejorada. La determinación de la presencia o ausencia de una temperatura anormal en conjunción con la determinación de la posibilidad de presencia de fluido infectado puede ayudar al médico en el diagnóstico de una otitis media aguda con un derrame. En particular, una temperatura elevada y la presencia de fluido que contiene bacterias y virus indican un alto riesgo de infección de oído. Usando termometría de radiación para detectar temperatura en el oído y reflectancia acústica para detectar fluido, la línea de visión hasta la membrana timpánica puede mejorarse lo que a su vez mejora las mediciones de reflectancia acústica.
La temperatura medida, la medida relativa a la posibilidad de que haya fluido presente en el oído, y las medidas relativas a la característica del fluido pueden visualizarse por separado y/o pueden combinarse para proporcionar una medida de diagnóstico adicional. Esta medida de diagnóstico puede calcularse de muchas maneras, tal como una tabla de consulta o fórmula que mapea intervalos de contenido bacteriano y viral, temperatura, y reflectancia acústica con la posibilidad de que esté presente una infección de oído.
Existen varios formatos de visualización que varían desde lecturas numéricas cuantitativas hasta intervalos de nivel de riesgo. Por ejemplo, pueden visualizarse las lecturas cuantitativas mostradas en las figuras 10, 11, y 12, y los intervalos de nivel de riesgo mostrados en las figuras de la 13 a la 18A-B a un usuario, tal como se describe posteriormente. Alternativamente, los valores absolutos de temperatura y la posibilidad de la presencia de fluido en el oído, y el contenido bacteriano y viral pueden visualizarse también al usuario.
Con referencia ahora a la figura 10, en la que la característica del fluido es la presencia de una bacteria y/o un virus, puede visualizarse la presencia de la bacteria o virus mediante un diagrama de barras. Sobre el eje 400 horizontal se muestra un indicador para cada bacteria o virus. Sobre el eje vertical de 402, se proporciona un intervalo de valores que indican la presencia o ausencia de la bacteria o virus. Asociado con cada bacteria o virus hay un valor, por ejemplo, 404, que indica la posibilidad de presencia de esa bacteria en cualquier fluido en el oído.
Con referencia ahora a la figura 11, puede visualizarse una medida de la posibilidad de que haya fluido presente en el oído, tal como un ángulo de gradiente espectral a partir de una medición de reflectancia acústica, usando una barra 410 y demarcaciones 412, cada una de las cuales se asocia con la medida, tal como un ángulo. Una línea 414 se visualiza sobre la barra 410 para indicar la medida calculada.
Con referencia ahora a la figura 12, puede visualizarse la temperatura usando una escala o barra similar tal como se muestra en 420. Se proporcionan demarcaciones 422, cada una de las cuales asociada con una temperatura. Una línea 424 se visualiza sobre la barra 420 para indicar la temperatura medida.
En el dispositivo mostrado en las figuras 1 y 8, el dispositivo mide la temperatura y detecta la presencia de fluido en el oído medio. Las mediciones se almacenan en una memoria. Usando los datos de temperatura y fluido, el procesador usa entonces una fórmula relacional o una tabla de consulta para determinar la probabilidad de infección de oído. Por ejemplo, tal como se muestra en la figura 13, la columna 500 representa temperaturas normales (por ejemplo <99ºF). La columna 502 representa una temperatura ligeramente elevada (por ejemplo 99º a 100ºF) y la columna 504 representa una temperatura elevada (por ejemplo >100ºF). La fila 506 corresponde a reflectancia acústica normal. La fila 508 corresponde a una posibilidad aumentada de que haya fluido presente en el oído. La fila 510 corresponde a reflectancia acústica que es muy posible que sea indicativa de la presencia de fluido en el oído. Tal como puede verse, una temperatura elevada y posibilidad aumentada de que haya fluido presente en el oído indica con mucha probabilidad otitis media aguda, tal como se muestra en los recuadros F, H e I. El recuadro A de la tabla indica un oído sano. La posibilidad de infección de oído es también baja para los recuadros B, C y D. Es muy posible otitis media con derrame en el recuadro G y moderadamente posible en el recuadro D. Es moderadamente posible otitis media aguda en el recuadro E. La correspondencia de los recuadros con la posibilidad de que esté presente una infección de oído se muestra en la figura 14. De manera similar, una tabla de este tipo para fluido se muestra en la figura 15. Debe observarse que el recuadro D corresponde a una baja posibilidad de infección de oído, pero moderada posibilidad de la presencia de fluido. De manera similar, aunque el recuadro G indica una alta posibilidad de que haya un derrame presente, tal resultado indica sólo una posibilidad moderada de una infección de oído. Por último, el recuadro F, que indica sólo una posibilidad moderada de que haya fluido presente, indica una posibilidad alta de que esté presente una infección de oído.
Existen numerosos formatos de visualización que varían desde lecturas numéricas cuantitativas hasta intervalos de nivel de riesgo. Por ejemplo, los intervalos de nivel de riesgo mostrados en las figuras 14 y 15 pueden visualizarse a un usuario. Alternativamente, los valores absolutos de temperatura y reflectancia acústica también pueden visualizarse al usuario.
La figura 16 es una tabla 430 que ilustra intervalos de nivel de riesgo, que puede visualizarse a un usuario, para un dispositivo que combina una agrupación de sensores químicos con reflectometría acústica. Cada fila 432 se asocia con un intervalo de ángulos de gradiente espectral. Cada columna 434 está asociada con la presencia o ausencia de una bacteria o virus.
Con referencia ahora a la figura 17, una tabla 440 similar puede visualizarse a un usuario para un dispositivo que combina una agrupación de sensores químicos con termometría. En particular, cada fila 442 está asociada con un intervalo de temperaturas. Cada columna 444 está asociada con la presencia o ausencia de una bacteria o virus, o si no hay fluido presente.
Con referencia ahora a las figuras 18A y 18B, pueden visualizarse las tablas 450 y 452 como la salida de un dispositivo que combina una agrupación de sensores químicos tanto con reflectometría acústica como con termometría. La figura 18A es una visualización mostrada si está presente una bacteria o un virus. La figura 18B es una visualización mostrada si no está presente una bacteria o un virus. Cada fila 454 está asociada con un intervalo de ángulos de gradiente espectral. Cada columna 456 está asociada con intervalos de temperaturas. El valor en cada celda en las tablas en las figuras 16, 17 y 18A-18B indica el nivel de riesgo (o bien bajo, moderado o alto) de otitis media con derrame (OMD) u otitis media aguda (OMA). Pueden proporcionarse muchas otras visualizaciones. Por ejemplo, el nivel de riesgo determinado puede visualizarse al usuario en lugar de la tabla usada para obtener el nivel de riesgo. Una visualización de este tipo proporciona una medida de diagnóstico mejorada para evaluar el riesgo de estas y otras patologías auditivas.

Claims (33)

1. Instrumento médico para analizar el oído de un sujeto, que comprende:
un sensor (32) de temperatura para medir la temperatura (34) corporal del sujeto y proporcionar una primera señal (36) indicativa de la misma;
un detector (20, 28) de fluido para detectar la presencia de fluido en el oído para proporcionar una segunda señal indicativa de la misma; y
un controlador (38) conectado al sensor (32) de temperatura y al detector de fluido para controlar la adquisición de las señales primera y segunda.
2. Instrumento médico según la reivindicación 1, que comprende además:
un procesador (38) conectado para recibir las señales primera (36) y segunda para determinar, usando la temperatura (34) corporal medida y la presencia de fluido detectada en el oído, una indicación de una afección del oído del sujeto.
3. Instrumento médico según la reivindicación 1, en el que el detector (20, 28) de fluido comprende:
un transductor (20) acústico para generar energía acústica en el oído; y un micrófono (28) para detectar energía acústica procedente del oído.
4. Instrumento médico según la reivindicación 1, en el que el detector (20, 28) de fluido es un reflectómetro acústico que comprende un transductor (20) acústico para generar ondas (24) acústicas en una pluralidad de frecuencias y un micrófono (28) para recibir señales acústicas reflejadas procedentes del oído para proporcionar una señal de
salida.
5. Instrumento médico según la reivindicación 1, en el que el sensor (32) de temperatura es un sensor de radiación para detectar radiación térmica procedente del oído y proporcionar una señal (36) indicativa de la misma.
6. Instrumento médico según la reivindicación 1, que comprende además:
medios para indicar al usuario si se detectan en el oído tanto una temperatura elevada como fluido.
7. Instrumento médico según la reivindicación 6, en el que los medios para indicar incluyen:
medios para combinar información de fluido y temperatura para proporcionar una indicación de un riesgo de infección de oído.
8. Instrumento médico según la reivindicación 1, que comprende además:
una agrupación de sensores (31) químicos sensibles a una característica del fluido (33) para proporcionar una tercera señal (35) indicativa de la misma; y
en el que el controlador (38) está conectado además a la agrupación de sensores (31) químicos para controlar la adquisición de la tercera señal (35).
9. Instrumento médico según la reivindicación 8, en el que la característica del fluido (33) es la presencia de una bacteria en el fluido.
10. Instrumento médico según la reivindicación 9, que comprende además:
medios para indicar al usuario si se detectan una temperatura elevada y una bacteria en el oído.
11. Instrumento médico según la reivindicación 9, que comprende además:
medios para indicar al usuario si se detectan tanto fluido como una bacteria en el oído.
12. Instrumento médico según la reivindicación 8, en el que la característica del fluido (33) es la presencia de un virus en el fluido.
13. Instrumento médico según la reivindicación 12, que comprende además:
medios para indicar al usuario si se detectan una temperatura elevada y un virus en el oído.
14. Instrumento médico según la reivindicación 12, que comprende además:
medios para indicar al usuario si se detectan tanto fluido como un virus en el oído.
15. Instrumento médico según la reivindicación 8, que comprende además:
medios para indicar al usuario si se detectan una temperatura elevada y una característica negativa del fluido en el oído.
16. Instrumento médico según la reivindicación 8, que comprende además:
medios para indicar al usuario si se detectan tanto fluido como una característica negativa del fluido en el oído.
17. Instrumento médico según la reivindicación 8, que comprende además:
medios para analizar la primera (36), segunda y tercera señal (35) para proporcionar una indicación de riesgo de infección de oído según la temperatura detectada, cualquier fluido detectado y cualquier característica del fluido (33) detectada.
18. Procedimiento para analizar el oído de un sujeto, que comprende:
medir la temperatura (34) corporal del sujeto y proporcionar una primera señal (36) indicativa de la misma;
detectar la presencia de fluido en el oído y proporcionar una segunda señal indicativa de la misma; y
determinar, usando la temperatura (34) corporal medida y la presencia de fluido detectada en el oído, una indicación de una afección del oído del sujeto.
19. Procedimiento según la reivindicación 18, en el que la etapa de detectar fluido incluye:
generar energía acústica en el oído; y detectar energía acústica procedente del oído.
20. Procedimiento según la reivindicación 19, en el que la etapa de generar energía acústica incluye generar ondas (24 y 26) acústicas en una pluralidad de frecuencias.
21. Procedimiento según la reivindicación 18, en el que la etapa de medir la temperatura (34) corporal incluye detectar radiación térmica procedente del oído y proporcionar una señal (36) indicativa de la misma.
22. Procedimiento según la reivindicación 18, que comprende además:
indicar al usuario si se detectan tanto una temperatura elevada como fluido en el oído.
23. Procedimiento según la reivindicación 22, en el que la etapa de indicar incluye combinar información de fluido y temperatura para proporcionar una indicación de un riesgo de infección de oído.
24. Procedimiento según la reivindicación 18, que comprende además:
detectar una característica del fluido (33) para proporcionar una tercera señal (35) indicativa de la misma; y
en el que la etapa de determinar usa además la característica del fluido (33).
25. Procedimiento según la reivindicación 24, en el que la característica del fluido (33) es la presencia de una bacteria en el fluido.
26. Procedimiento según la reivindicación 25, que comprende además:
indicar al usuario si se detectan una temperatura elevada y una bacteria en el oído.
27. Procedimiento según la reivindicación 25, que comprende además:
indicar al usuario si se detectan tanto fluido como una bacteria en el oído.
28. Procedimiento según la reivindicación 24, en el que la característica del fluido (33) es la presencia de un virus en el fluido.
\newpage
29. Procedimiento según la reivindicación 28, que comprende además:
indicar al usuario si se detectan una temperatura elevada y un virus en el oído.
30. Procedimiento según la reivindicación 28, que comprende además:
indicar al usuario si se detectan tanto fluido como un virus en el oído.
31. Procedimiento según la reivindicación 24, que comprende además:
indicar al usuario si se detectan una temperatura elevada y una característica negativa del fluido (33) en el oído.
32. Procedimiento según la reivindicación 24, que comprende además:
indicar al usuario si se detectan tanto fluido como una característica negativa del fluido en el oído.
33. Procedimiento según la reivindicación 24, que comprende además:
analizar la primera (36), segunda y tercera (35) señales para proporcionar una indicación de riesgo de infección de oído según la temperatura detectada, cualquier fluido detectado y cualquier característica del fluido (33) detectada.
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