WO2022058779A1 - Dispositivo, sistema y método para detección temprana del cancer cervical - Google Patents

Dispositivo, sistema y método para detección temprana del cancer cervical Download PDF

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WO2022058779A1
WO2022058779A1 PCT/IB2020/058789 IB2020058789W WO2022058779A1 WO 2022058779 A1 WO2022058779 A1 WO 2022058779A1 IB 2020058789 W IB2020058789 W IB 2020058789W WO 2022058779 A1 WO2022058779 A1 WO 2022058779A1
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image
cervical cancer
risk
endoscopic device
electronic endoscopic
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PCT/IB2020/058789
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Inventor
Marcela ARRIVILLAGA QUINTERO
Jorge Ivan BOTERO GALLEGO
Juan Pablo Garcia Cifuentes
Paula Cristina BERMUDEZ JARAMILLO
Original Assignee
Pontificia Universidad Javeriana, Seccional Cali
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/303—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor for the vagina, i.e. vaginoscopes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons

Definitions

  • the present invention is framed in the technical field of medical devices, especially in the field of medical devices for the detection of cervical cancer.
  • the present invention refers to devices, systems and methods for the early detection of cervical cancer that include an electronic endoscopic device (110), a visualization and computing device (132), an image processing system and an output of preliminary declaration of risk/no risk of cervical precancerous lesions.
  • the electronic endoscopic device (110) has a thin and elongated means (111) connected at its proximal end to a handle (112).
  • the device 110 has two image capture means 113 and 114 at the distal end of its elongated section, which send images to be processed.
  • the system includes an electronic endoscopic device (110) for capturing images of the cervix, sent through a communication medium (130) to a computerized display and computing device (132) and the image processing system (IPS) ( 220) trained with artificial intelligence to determine if the submitted image reveals a risk of cervical cancer based on information collected through a database (230).
  • IPS image processing system
  • Cervical cancer is known to rank as the fourth most frequently diagnosed cancer and is the fourth leading cause of cancer death in women worldwide. In the United States, the annual mortality rate for uterine or cervical cancer reaches 2.4 samples per 100,000 women, which means that approximately 4 million people.
  • the conventional method of detecting abnormalities in the cervix comprises the following steps:
  • Another known technique for diagnosing cervical cancer is through the use of colposcope testing. This test is used to magnify the image of the cervix with a lens device so that a health professional can health evaluate the images obtained. In this case, a speculum is required to open the vaginal cavity.
  • these professionals must be well trained to visually determine the presence of abnormalities in the analyzed tissue to diagnose the potential risk of having cancer.
  • patent WO2017083588 teaches an apparatus and a method for detecting cervical cancer and tuberculosis, wherein the device comprises an inserted end that is configured to be inserted into an opening within the body of a user and an end not inserted that is configured to be outside the opening, a camera, a light source, and a nozzle for releasing a liquid into the opening.
  • the non-inserted end comprises an electronic device configured to store and analyze images taken by the camera.
  • the electronic device is further configured to monitor an amount of the liquid released through the nozzle into the opening, to validate the quality of the images, and to perform automated analysis of the images to diagnose a lesion or pathological abnormality within the opening.
  • Patent document CN102188228 is also known, which describes a portable electron microscopy detection technique for the prevention of cervical cancer, which is composed of a light source supply circuit system and a microelectronic microcamera system.
  • the electronic micro camera system is preset and fixed and features focal length o zoom to get the image enlarged with an electron microscope for a sharper image.
  • the light source supply circuit system controls the intensity of the light source required by adjusting a knob.
  • Figure 1 shows an illustration of the preliminary detection device or system for cervical cancer according to the present invention.
  • Figure 2 shows a slightly angled front view of the distal end of the thin elongated media (111).
  • Figure 3 shows an exploded view of the components of the electronic device according to the invention.
  • FIG. 4 shows a block diagram of the cervical cancer screening system according to various embodiments of the present invention.
  • Figure 5 shows a flow chart of the method for preliminary cervical cancer risk determination according to various embodiments of the present invention.
  • an automated device, system and method for the preliminary determination of cervical cancer wherein the device comprises
  • Figure 1 shows a preferred form of configuration of the preliminary detection system device for cervical cancer according to the present invention.
  • Figure 1 shows the device (110) comprising a computing device (132) which in turn comprises a screen (133) and a means of communication (130) that connects said computing device (132) and the device (110). ) that corresponds to the electronic endoscopic device.
  • This electronic endoscopic device (110), in a preferred embodiment of the invention, is characterized in that it comprises a thin and elongated medium (111), a handle or handle (112) connected to its proximal end and two image capture devices (113) and (114) inserted in the distal end of the thin and elongated medium (111).
  • the images are sent to an image processing system (shown in Figure 4) via the communication medium (130).
  • the sending can be done wirelessly between the device (110) and the computing device (132), which can be a smartphone (132), a laptop or laptop (134), a monitor (135) or a tablet (136).
  • the thin elongated media 111 contains a low cost hygienically sterilized disposable sheath to be replaced after each use. single procedure.
  • the elongated thin medium (111) has a cylindrical shape with a width of 0.5 inches (1.27 cm).
  • the grip or handle (112) is adapted to the shape of the fingers to be ergonomically held by the user's or medical professional's hand.
  • the grip or handle (112) comprises a camera shutter (116), proposed as a button on the upper surface of the grip (112).
  • the camera shutter 116 is pressed in the preferred embodiment, two images, one for each image capture device 113 and 114, are captured and sent to computing device 132 .
  • the camera shutter (116) is a trigger mechanism at the bottom of the grip (112).
  • the handle 112 comprises light adjustment means 115 for adjusting the light emitted into the vaginal canal to enhance proper observation.
  • the electronic endoscopic device (110) comprises a pneumatic device or system consisting of a pump (156) connected through a thin hose with an inflatable ring (157) located so fixed and removable at the distal end of the thin and elongated medium (111) whose function is to enlarge the field of vision of the image capture devices.
  • the elliptical or circular shaped accessory (157) is progressively inflated through the small pump (156) pressed by hand depending on the desired field of vision.
  • the electronic endoscopic device (110) also comprises a solution application mechanism (120), which is comprised of a refillable compartment (119), a conduit (121) connected to the distal end of the refillable compartment (119) and the ejection mechanism (120).
  • the refillable compartment (119) can be filled with a liquid solution used for visual inspection of the cervix based on in a coloration.
  • the solution is propelled from the refillable compartment (119) by the ejection mechanism (120) into a conduit (121) attached to the thin elongated means (111) of the electronic endoscopic device (110).
  • the ejection mechanism (120') By activating the ejection mechanism (120').
  • the solution can reach the conduit section (121) inside the distal end of the thin elongated medium (111) to adequately spray the cervix.
  • the refillable compartment (119) and conduit (121) are replaced.
  • the refillable compartment (119) is a hypodermic syringe and the conduit (121) is a thin tube.
  • the depicted syringe can contain up to 1 ml of solution, which is sufficient for a single detection procedure.
  • the refillable compartment (119) may be a capsule attached to or within the handle (112).
  • the ejection mechanism (120) is a button installed on the handle (112).
  • Figure 2 is a slightly angled front view representation of the distal end of the elongated thin media (111).
  • the image capture devices 113 and 14) can be seen side by side. They are surrounded by an illumination mechanism or device 142, preferably a uniformly distributed array of diodes, intended to enhance observation of the cervix.
  • the emitted light can be graduated using the light graduation means (115) depicted in Figure 1.
  • the edge of the conduit (143) of the solution application mechanism (120) described above is illustrated in the lower section of the distal end .
  • the pneumatic system or device (157) is also included, together with its connection (158) that connects to the hose that goes to the pump (156).
  • FIG 3 depicts the separate components of the endoscopic electronic device (110).
  • the grip (112) is shown with the camera shutter (116) and the light graduation means (115), both connected to the electronic box from where the cables of the devices emerge. image capture (113) and (114).
  • Shown at upper right is the elongated thin media (111), which includes a threaded mechanism (155) used to connect this section to the handle (112).
  • the pneumatic system or device is composed of the small pump (156) connected to the accessory elliptical or circular inflatable ring (157).
  • the solution application mechanism (120) is represented with its refillable compartment (119). This compartment (119) can be inserted into a cylindrical section (112') within the handle to facilitate manipulation of the electronic endoscopic device (110).
  • FIG. 4 depicts a block diagram of cervical cancer screening system 200, in accordance with various embodiments of the present invention.
  • the electronic endoscopic device (110) sends images using a communication medium (130) (which can be wired or wireless as mentioned above) to be projected on a display and computing mechanism the computing device (132) that can be a smartphone, a computer or a tablet, preferably but not exclusively a cell phone (132).
  • the display and computation mechanism (132) can be a laptop (134), a monitor (135) or any other device with a screen such as a tablet (136) (not shown in the figure).
  • the images captured by the electronic endoscopic device (110) through the image capture devices (113) and (114) are sent using the communication medium (130).
  • the communication means (130) is implemented in the form of a USB cable connected from the electronic endoscopic device (110) to the display and computing device (132).
  • the communication means (130) can be based on wireless communication protocols such as Bluetooth, Wi-Fi or other means already invented or to be invented.
  • the first image capture device (113) takes an image in the spectrum visible to the human eye, and preferably, but not exclusively, has a resolution of at least 2 MP.
  • the second capture device (114) takes an image in the infrared spectrum, seeking to improve the observation of the cervix and retrieve additional data for the image processing system.
  • image capture devices 113 and 114 may be disposable if constructed of inexpensive materials.
  • the newly captured images are displayed with the display and computation mechanism (132), (134), (135) or (136) and sent to the Image Processing System (IPS) 220 as shown in the figure 4 for AI-based processing.
  • the IPS (220) takes the information collected from the training database (230) and uses it to compare the newly received image in order to deliver an output (240) of the preliminary statement of risk or no risk with respect to the cervical cancer.
  • the IPS 220 is accessible through a cloud-based server.
  • the IPS (220) can be integrated into a computing device (132), (134), (135) or (136) (figures 1 and 4) that has a display mechanism (1339, to work outside
  • the IPS 220 may be periodically retrained with an updated database accessed through a cloud-based server for offline or online operations.
  • FIG. 3 depicts a block diagram 300 of the IPS used to determine preliminary cervical cancer risk in accordance with various embodiments of the present invention. The process follows these stages:
  • Image Capture (301) Images are captured using both image capture devices (113) and (114) and sent to IPS (220).
  • the preprocessing stage involves conventional techniques such as filtering, dilation, and erosion so that the image can be compared with information obtained from the training database.
  • this stage could also determine if an image is not suitable for IPS 220 processing due to a fogged lens, excessive blur, insufficient lighting, or if the image was taken from an incorrect angle.
  • AI artificial intelligence
  • the assistant determines the risk related to cervical cancer and sends a notification to the health professional indicating if the patient is at risk.
  • Figure 5 depicts a method for screening cervical cancer with an automated system (200) in accordance with various embodiments of the present invention. In the preferred embodiment, the following steps are performed (each item described here is shown in Figure 1 or Figure 4):
  • • 401 turn on the electronic endoscopic device (110), that is, connect its USB port preferably to a display and computing device (132) such as a cell phone, tablet or computer. Check that the interior lighting mechanism (142) is on. • 402: Insert the long thin medium (111) into the patient's vaginal canal until it reaches the cervix. The light can be adjusted with the gradual wheel-type mechanism (115).
  • the IPS 220 uses artificial intelligence to perform a screening procedure to detect precancerous lesions on the cervix.
  • the IPS 220 sends the image to a cell phone (132), computer (134), monitor (135) or tablet (136) or in general to any computing device (210), preferably with a display mechanism (133).
  • the system could be compatible with the database management system (not shown in the figures) used in the health center so that the results can be stored and maintained within the patient's historical record.
  • the step of applying liquid solution to contrast the captured image of the cervix is omitted.

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Abstract

La presente invención describe dispositivos, sistemas y métodos de detección temprana de cáncer de cuello uterino que incluyen un dispositivo endoscópico electrónico (110), un dispositivo de visualización y cómputo informático (132), un sistema de procesamiento de imágenes y una salida de declaración preliminar de riesgo/no riesgo de lesiones cervicales precancerosas. De acuerdo con un aspecto de la invención, el dispositivo endoscópico electrónico (110) tiene un medio delgado y alargado (111) conectado por su extremo proximal a una empuñadura (112). El dispositivo (110) tiene dos medios de captura de imágenes (113) y (114) en el extremo distal de su sección alargada, que envían imágenes para ser procesadas. El sistema incluye un dispositivo endoscópico electrónico (110) para capturar imágenes del cuello uterino, enviado a través de un medio de comunicación (130) a un dispositivo de visualización y cómputo informático (132) y el sistema de procesamiento de imágenes (IPS) (220) capacitado con inteligencia artificial para determinar si la imagen enviada revela un riesgo de cáncer de cuello uterino según la información recopilada a través de una base de datos (230).

Description

DISPOSITIVO, SISTEMA Y MÉTODO PARA DETECCIÓN TEMPRANA DEL CANCER CERVICAL
CAMPO TÉCNICO
[001] La presente invención se encuentra enmarcada en el campo técnico de dispositivos médicos, especialmente, en el campo de los dispositivos médicos para la detección del cáncer cervical.
RESUMEN
[002] La presente invención hace referencia a dispositivos, sistemas y métodos de detección temprana de cáncer de cuello uterino que incluyen un dispositivo endoscópico electrónico (110), un dispositivo de visualization y cómputo informático (132), un sistema de procesamiento de imágenes y una salida de declaración preliminar de riesgo/no riesgo de lesiones cervicales precancerosas. De acuerdo con un aspecto de la invención, el dispositivo endoscópico electrónico (110) tiene un medio delgado y alargado (111 ) conectado por su extremo proximal a una empuñadura (112). El dispositivo (110) tiene dos medios de captura de imágenes (113) y (114) en el extremo distal de su sección alargada, que envían imágenes para ser procesadas. El sistema incluye un dispositivo endoscópico electrónico (110) para capturar imágenes del cuello uterino, enviado a través de un medio de comunicación (130) a un dispositivo de visualization y cómputo informático (132) y el sistema de procesamiento de imágenes (IPS) (220) capacitado con inteligencia artificial para determinar si la imagen enviada revela un riesgo de cáncer de cuello uterino según la información recopilada a través de una base de datos (230). ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
[003] Se sabe que el cáncer del cuello uterino se ubica como el cuarto cáncer diagnosticado con mayor frecuencia y es la cuarta causa principal de muerte por cáncer en mujeres en todo el mundo. En los Estados Unidos la tasa anual de mortalidad por cáncer uterino o cervical alcanza 2.4 muestras por cada 100.000 mujeres, lo cual significa que aproximadamente en 4 millones de personas.
[004] El método convencional de detección de anormalidades en el cuello uterino comprende los siguientes pasos:
1 . Preparación de la banda en donde se colocará la muestra;
2. Inserción de un espéculo en el canal vaginal para exponer el área,
3. Toma de la muestra mediante el uso de una espátula para el exocérvix y la parte del cepillo para el endocérvix teniendo cuidado de no tener contacto con la vagina antes de la toma de la muestra;
4. Colocar la muestra sobre la banda y fijarla con una solución líquida de fijado o con una solución de etanol al 95%; y
5. Rotulación y marcado de la banda para enviar para su análisis en laboratorio.
[005] Sin embargo, este procedimiento resulta incómodo para las pacientes dado que el espéculo que se emplea durante la citología cervical no genera confianza en las pacientes dado que puede causar sensaciones de dolor o lesionar los tejidos debido a un uso inadecuado del mismo. Adicionalmente, los resultados de esta prueba pueden tomar entre 5 y 30 días calendario. Estas razones hacen que muchas mujeres eviten esta clase de prueba.
[006] Otra técnica conocida para el diagnóstico del cáncer cervical es mediante el uso de la prueba con colposcopio. Esta prueba se utiliza para amplificar la imagen del cuello uterino con un dispositivo de lente con el fin de que un profesional de la salud evalúe las imágenes obtenidas. En este caso, se requiere de un espéculo para abrir la cavidad vaginal. No obstante, dichos profesionales deben estar bien entrenados para determinar visualmente la presencia de anormalidades en el tejido analizado para diagnosticar el riesgo potencial de tener cáncer.
[007] En este sentido, se conocen dispositivos auscultadores, es el caso del dispositivo reportado en el documento de patente US20120157767 que reporta un sistema digital para la detección del cáncer cervical con aplicación clínica, en donde el dispositivo se inserta en la cavidad genital de la usuaria y está compuesto de una cámara y una fuente de luz en la parte distal a fin de poder tomar fotos del cuello uterino y de su ambiente. Este dispositivo puede ser empleado tanto por la misma usuaria como por personal profesional.
[008] De ora parte, la patente WO2017083588 enseña un aparato y un método para detectar el cáncer de cuello uterino y tuberculosis en donde el dispositivo comprende un extremo insertado que está configurado para insertarse en una abertura dentro del cuerpo de un usuario y un extremo no insertado que está configurado para estar fuera de la abertura, una cámara, una fuente de luz y una boquilla para liberar un líquido en la abertura. El extremo no insertado comprende un dispositivo electrónico configurado para almacenar y analizar imágenes tomadas por la cámara. El dispositivo electrónico está configurado además para controlar una cantidad del líquido liberado a través de la boquilla hacia la abertura, para validar la calidad de las imágenes, y realizar un análisis automatizado de las imágenes para diagnosticar una lesión o anormalidad patológica dentro de la abertura.
[009] También se conoce el documento de patente CN102188228 que describe una técnica de detección portátil de microscopía electrónica para la prevención del cáncer cervical, el cual está compuesto por un sistema de circuito de suministro de fuente de luz y un sistema de microcámara microelectrónica. El sistema de microcámara electrónica está preestablecido y fijo y cuenta con distancia focal o zoom para obtener la imagen ampliada con un microscopio electrónico para una imagen más nítida. El sistema de circuito de suministro de fuente de luz controla la intensidad de la fuente de luz requerida ajustando una perilla. Estos dos sistemas están integrados en el extremo frontal de la cavidad de un tubo de detección para completar la adquisición de datos de imagen cervical y transmitirlos a un dispositivo de visualization de imágenes para lograr el autodiagnóstico del usuario.
[010] En este sentido, es evidente que muchos de los dispositivos conocidos en el estado del arte requieren del uso de un espéculo como instrumento adicional para lograr la captura de imágenes del cuello uterino a fin de poder determinar de manera preliminar los riesgos y anomalías asociados con el cáncer a través de métodos de visualization a través de aplicaciones y dispositivos de cómputo.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
[011] La figura 1 muestra una ilustración del dispositivo o sistema de detección preliminar para el cáncer cervical de acuerdo con la presente invención.
[012] La figura 2 muestra una vista frontal ligeramente inclinada del extremo distal del medio delgado y alargado (111).
[013] La figura 3 muestra una vista en despiece de los componentes del dispositivo electrónico de acuerdo con la invención.
[014] La figura 4 enseña un diagrama en bloques del sistema de detección preliminar del cáncer cervical de acuerdo con vahas modalidades de la presente invención.
[015] La figura 5 enseña un diagrama de flujo del método para la determinación del riesgo preliminar de cáncer cervical de acuerdo con vahas modalidades de la presente invención. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
[016] De acuerdo con la presente invención, se proporciona un dispositivo, un sistema y un método automatizados para la determinación preliminar del cáncer de cuello uterino en donde el dispositivo comprende
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
[017] Haciendo referencia a las figuras que acompañan a la presente invención, la figura 1 muestra una forma preferida de la configuración del dispositivo sistema de detección preliminar de cáncer cervical de acuerdo con la presente invención. La figura 1 muestra el dispositivo (110) que comprende un dispositivo de cómputo (132) que comprende a su vez una pantalla (133) y un medio de comunicación (130) que conecta dicho dispositivo de cómputo (132) y el dispositivo (110) que corresponde al dispositivo endoscópico electrónico.
[018] Este dispositivo endoscópico electrónico (110), en una modalidad preferida de la invención se caracteriza porque comprende un medio delgado y alargado (111), una empuñadura o mango (112) conectado a su extremo proximal y dos dispositivos de captura de imágenes (113) y (114) insertados en el extremo distal del medio delgado y alargado (111). Las imágenes se envían a un sistema de procesamiento de imágenes (mostrado en la figura 4) a través del medio de comunicación (130). En otra modalidad, el envío se puede hacer de manera inalámbrica entre el dispositivo (110) y el dispositivo de cómputo (132) que puede ser un teléfono inteligente (132), un computador portátil o lapto (134), un monitor (135) o una tableta (136). En una modalidad preferida de la invención, el medio delgado y alargado (111) contiene una funda desechadle esterilizada higiénicamente de bajo costo para que sea reemplazada después de cada procedimiento individual. Preferiblemente, el medio delgado y alargado (111 ) tienen una forma cilindrica con un ancho de 0,5 pulgadas (1 .27 cm).
[019] En una modalidad preferida de la invención, la empuñadura o mango (112) está adaptado a la forma de los dedos para ser sujetado ergonómicamente por la mano de la usuaria o del profesional médico. La empuñadura o mango (112) comprende un obturador de cámara (116), propuestos como un botón en la superficie superior de la empuñadura (112). Cuando se presiona el obturador de cámaras (116) en la realización preferida, se capturan dos imágenes, una para cada dispositivo de captura de imágenes (113) y (114) y se envían al dispositivo informático (132). En otra realización de la presente invención, el obturador de la cámara (116) es un mecanismo de disparo en la parte inferior de la empuñadura (112). En algunas realizaciones, la empuñadura (112) comprende un medio de graduación de luz (115) para ajustar la luz emitida dentro del canal vaginal para mejorar la observación adecuada.
[020] En una modalidad preferida de la invención, el dispositivo endoscópico electrónico (110) comprende un dispositivo o sistema neumático que consiste en una bomba (156) conectada a través de una manguera delgada con un anillo i nflable (157) ubicado de manera fija y removible en el extremo distal del medio delgado y alargado (111) cuya función es ampliar el campo de visión de los dispositivos de captura de imágenes. El accesorio (157) de forma elíptica o circular se infla progresivamente a través de la pequeña bomba (156) presionada a mano dependiendo del campo de visión deseado.
[021] En una modalidad preferida de la invención el dispositivo endoscópico electrónico (110) también comprende un mecanismo de aplicación de solución (120), el cual está comprendido por un compartimento recargable (119), un conducto (121) conectado al extremo distal del compartimento recargable (119) y el mecanismo de expulsión (120). El compartimento recargable (119) puede llenarse con una solución líquida utilizada para la inspección visual del cuello uterino basada en una coloración. La solución es impulsada desde el compartimento recargable (119) por el mecanismo de expulsión (120) a un conducto (121) unido al medio delgado y alargado (111) del dispositivo endoscópico electrónico (110). Al activar el mecanismo de expulsión (120’). La solución puede alcanzar la sección del conducto (121) en el interior el extremo distal del medio delgado y alargado (111) para rociar adecuadamente el cuello uterino. En algunas realizaciones, después de cada procedimiento, el compartimento recargable (119) y el conducto (121 ) son reemplazados. Preferiblemente, el compartimento recargable (119) es una jeringa hipodérmica y el conducto (121 ) es un tubo delgado. La jeringa representada puede contener hasta 1 mi de solución, que es suficiente para un solo procedimiento de detección. En algunas realizaciones, el compartimento recargable (119) puede ser una cápsula unida a la empuñadura (112) o dentro de ella. En algunas realizaciones, el mecanismo de expulsión (120) es un botón instalado sobre la empuñadura (112).
[022] Ahora, haciendo referencia a la figura 2, que es una representación en vista frontal ligeramente inclinada del extremo distal del medio delgado alargado (111). En la realización preferida, los dispositivos de captura de imágenes (113) y ¡ 14) pueden verse uno al lado del otro. Están rodeados por un mecanismo o dispositivo de iluminación (142), preferiblemente un conjunto de diodos distribuidos uniformemente, destinados a mejorar la observación del cuello uterino. La luz emitida se puede graduar utilizando los medios de graduación de luz (115) representados en la Figura 1. El borde del conducto (143) del mecanismo de aplicación de solución (120) descrito anteriormente se ¡lustra en la sección inferior del extremo distal. También se incluye el sistema o dispositivo neumático (157), junto con su conexión (158) que se conecta a la manguera que va a la bomba (156).
[023] La figura 3 representa los componentes separados del dispositivo electrónico endoscópico (110). En la parte superior izquierda, la empuñadura (112) se muestra con el obturador de cámara (116) y los medios de graduación de luz (115), ambos conectados a la caja electrónica desde donde emergen los cables de los dispositivos de captura de imágenes (113) y (114). En la parte superior derecha, se muestra el medio delgado y alargado (111), que incluye un mecanismo (155) en forma de rosca utilizado para conectar esta sección a la empuñadura (112). En la parte inferior izquierda, el sistema o dispositivo neumático está compuesto por la pequeña bomba (156) conectada al anillo ¡nflable elíptico o circular accesorio (157). En la parte inferior derecha, el mecanismo de aplicación de la solución (120) se representa con su compartimento recargable (119). Este compartimento (119) se puede insertar en una sección cilindrica (112’) dentro de la empuñadura para facilitar la manipulación del dispositivo endoscópico electrónico (110).
[024] La figura 4 representa un diagrama de bloques del sistema de detección preliminar para cáncer cervical 200, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente invención. Preferiblemente, el dispositivo endoscópico electrónico (110) envía imágenes utilizando un medio de comunicación (130) (que puede ser cableado o inalámbrico como se mencionó anteriormente) para ser proyectado en un mecanismo de visualization y cómputo el dispositivo de cómputo (132) que puede ser un teléfono inteligente, un computador o una tableta, preferiblemente pero no exclusivamente en un teléfono celular (132). Opcionalmente, el mecanismo de visualization y cómputo (132) pude ser un laptop (134), un monitor (135) o cualquier otro dispositivo con una pantalla como una tableta (136) (no se muestra en la figura).
[025] Las imágenes capturadas por el dispositivo endoscópico electrónico (110) a través de los dispositivos de captura de imágenes (113) y (114) se envían usando el medio de comunicación (130). Preferiblemente, el medio de comunicación (130) se reduce a la práctica en forma de un cable USB conectado desde el dispositivo endoscópico electrónico (110) al dispositivo de visualization y cómputo (132). Opcionalmente, el medio de comunicación (130) puede basarse en protocolos de comunicación inalámbrica tales como Bluetooth, Wi-Fi u otros medios ya inventados o por inventar [026] El primer dispositivo de captura de imágenes (113) toma una imagen en el espectro visible para el ojo humano, y tiene preferiblemente, pero no exclusivamente, una resolución de al menos 2 MP. El segundo dispositivo de captura (114) toma una imagen en el espectro infrarrojo, buscando mejorar la observación del cuello uterino y recuperar datos adicionales para el sistema de procesamiento de imágenes. En algunas realizaciones, los dispositivos de captura de imágenes (113) y (114) pueden ser desechadles si se construyen con materiales de bajo costo.
[027] Las imágenes recién capturadas se visualizan con el mecanismo de visualization y computo (132), (134), (135) ó (136) y se envían al Sistema de procesamiento de imágenes (IPS) 220 como se muestra en la figura 4 para el procesamiento basado en inteligencia artificial. El IPS (220) toma la información recopilada de la base de datos de capacitación (230) y la usa para comparar la imagen recién recibida con el fin de entregar una salida (240) de la declaración preliminar de riesgo o no riesgo con respecto al cáncer cervical. Preferiblemente, se puede acceder al IPS (220) a través de un servidor basado en la nube. Opcionalmente, en algunas realizaciones, el IPS (220) puede integrarse en un dispositivo informático (132), (134), (135) ó (136) (figura 1 y 4) que tiene un mecanismo de visualization (1339, para trabajar fuera de línea. En algunas realizaciones, el IPS (220) se puede volver a entrenar periódicamente con una base de datos actualizada a la que se accede a través de un servidor basado en la nube para operaciones fuera de línea o en línea.
[028] La figura 5 representa un diagrama de bloques (300) del IPS usado para determinar el riesgo preliminar de cáncer cervical de acuerdo con diversas realizaciones de la presente invención. El proceso sigue estas etapas:
• Captura de imagen (301): las imágenes se capturan utilizando ambos dispositivos de captura de imágenes (113) y (114) y se envían al IPS (220). • Preprocesamiento (302): las imágenes deben ser pre-procesadas antes de ser analizadas por el IPS (220). Preferiblemente, la etapa de preprocesamiento implica técnicas convencionales como el filtrado, la dilatación y la erosión para que la imagen se pueda comparar con la información obtenida de la base de datos de entrenamiento. Opcionalmente, esta etapa también podría determinar si una imagen no es apta para ser procesada por el IPS (220) debido a una lente empañada, desenfoque excesivo, iluminación insuficiente o si la imagen se tomó desde un ángulo incorrecto.
• Análisis basado en inteligencia artificial (IA) (303): la imagen es procesada por un asistente de inteligencia artificial, que fue entrenado previamente al revisar una gran cantidad de imágenes tomadas del cuello uterino, relacionadas con pacientes reales diagnosticados por profesionales de la salud.
• Evaluación preventiva del riesgo relacionado con el cáncer (304): el asistente determina el riesgo relacionado con el cáncer de cuello uterino y envía una notificación al profesional de la salud indicando si el paciente está en riesgo.
EJEMPLO 1 : MEJOR FORMA DE LLEVAR A CABO LA INVENCIÓN
[029] La figura 5 representa un método para la detección preliminar de cáncer de cuello uterino con un sistema automatizado (200) de acuerdo con diversas realizaciones de la presente invención. En la realización preferida, se llevan a cabo los siguientes pasos (cada elemento descrito aquí se muestra en la figura 1 o la figura 4):
• 401 : encender el dispositivo endoscópico electrónico (110), es decir, conectar su puerto USB preferiblemente a un dispositivo de visualization y cómputo (132) como un teléfono celular, tableta o computadora. Comprobar que el mecanismo de iluminación interior (142) esté encendido. • 402: insertar el medio delgado y alargado (111) en el canal vaginal de la paciente hasta llegar al cuello uterino. La luz se puede ajustar con el mecanismo gradual de tipo-rueda (115).
• 403: ampliar el campo de visión de los dispositivos de captura de imágenes (113) y (114) presionando la bomba (118) a mano para inflar progresivamente el accesorio de forma elíptica o circular (117).
• 404: Aplicar una solución líquida como ácido acético (AA) en el cuello uterino presionando el mecanismo de expulsión (120). El compartimento recargable (119) debe contener cerca de 1 ml de AA.
• 405: Capturar imágenes del cuello uterino presionando el obturador 116 aproximadamente un minuto después de aplicar el AA. Las imágenes se envían automáticamente al IPS 220 cuando se presiona el obturador (116).
• 406: visualizar el resultado de la declaración de riesgo (240) entregada por el IPS (220) en la pantalla (133) del dispositivo informático (132).
• 407: Extraer suavemente el medio delgado y alargado (111) del canal vaginal.
• 408: Extraer la sección alargada desechadle y depositarla en la basura junto con el compartimento recargable (119) y su manguera (121).
[030] El IPS 220 utiliza inteligencia artificial para realizar un procedimiento de detección con el objetivo de detectar lesiones precancerosas en el cuello uterino. El IPS 220 envía la imagen a un teléfono celular (132), computadora (134), monito (135) o tableta (136) o en general a cualquier dispositivo informático (210), preferiblemente con un mecanismo de visualization (133). En algunas realizaciones, el sistema podría ser compatible con el sistema de gestión de base de datos (no mostrado en las figuras) utilizado en el centro sanitario para que los resultados puedan almacenarse y mantenerse dentro del registro histórico del paciente. En algunas realizaciones, se omite el paso de aplicar solución líquida para contrastar la imagen capturada del cuello uterino. [031] Si bien la presente invención se ha descrito en términos de realizaciones y aplicaciones particulares, tanto en forma resumida como detallada, no se pretende que estas descripciones limiten de ninguna manera su alcance a tales realizaciones y aplicaciones, y se entenderá que muchas sustituciones, cambios y variaciones en las realizaciones, aplicaciones y detalles del método y el sistema ¡lustrado en la presente invención y su operación puede ser realizada por aquellas personas versadas en la materia sin apartarse del espíritu de esta invención.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo endoscópico electrónico (110) para la detección temprana del cáncer de cuello uterino, caracterizado porque el dispositivo endoscópico electrónico comprende:
-un medio delgado y alargado (111);
-dos dispositivos de captura de imágenes (113) y (114) insertados en el extremo distal del medio delgado y alargado (111);
-una empuñadura (112) ergonómica con forma de mango, en la que la empuñadura (112) ergonómica está conectada al medio delgado y alargado (111) que se inserta en el canal vaginal para capturar una imagen del cuello uterino con los dispositivos de captura de imágenes (113) y (114);
-un sistema neumático (157) manual con su propia bomba (156) y válvula para inflar y desinflar.
2. El dispositivo endoscópico electrónico (110) de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque la empuñadura (112) ergonómica incluye un obturador (116) como un botón en la superficie de dicha empuñadura (112) y cuando se presiona dicho obturador (116) se capturan dos imágenes, una para cada dispositivo de captura de imágenes (113) y (114).
3. El dispositivo endoscópico electrónico (110) de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque la empuñadura o mango (112) ergonómico incluye un mecanismo gradual de tipo-rueda (115) que ajusta gradualmente la iluminación emitida por el mecanismo de iluminación (142) que rodean los medios de captura de imágenes (113) y (114) para una mejor observación del cuello uterino.
4. El dispositivo endoscópico electrónico (110) de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque comprende además un sistema de aplicación de solución (120) en el que el sistema de aplicación de solución (120) incluye un compartimento recargable (119); un conducto (121) conectado al extremo distal del compartimento recargable; y un mecanismo de expulsión (120’).
5. El dispositivo endoscópico electrónico (110) de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque comprende además un sistema neumático (157), en el que se incluye un accesorio (117) con forma elíptica o circular que se infla a través de una pequeña bomba (118) presionada a mano, en donde el accesorio (117) permite ampliar el campo visual del cuello uterino.
6. Un sistema de detección temprana del cáncer de cuello uterino (200) para determinar la presencia de lesiones precancerosas, caracterizado porque el sistema de detección temprana comprende:
- un dispositivo endoscópico electrónico (110);
- un dispositivo de visualization y cómputo (132);
- un sistema de procesamiento de imágenes (IPS) (220) basado en inteligencia artificial; en donde el sistema de procesamiento de imágenes (220) está basado en la nube; y
- una salida (240) de la declaración preliminar de riesgo/no riesgo, en la que la salida (240) es entregada por el sistema de procesamiento de imágenes (IPS) (220) que compara la imagen capturada enviada desde el dispositivo endoscópico electrónico (110) con imágenes reales del cuello uterino almacenadas en una base de datos (230).
7. Un sistema de detección temprana de cáncer de cuello uterino (200) de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque el sistema de procesamiento de imágenes IPS (200) está incrustado en el dispositivo informático (132) que funciona fuera de línea para enviar la salida (240) de la declaración preliminar de riesgo/no riesgo.
8. Un método de detección temprana del cáncer de cuello uterino para determinar la presencia de lesiones precancerosas en una prueba de detección, el método comprende los siguientes pasos:
- capturar la imagen del cuello uterino con un medio de captura de imágenes (113) y (114) de un dispositivo electrónico endoscópico (110);
- preprocesar la imagen enviada por el dispositivo endoscópico electrónico (110) entre técnicas de filtrado, dilatación y erosión; 15
- analizar, con el apoyo de un asistente de inteligencia artificial, la imagen preprocesada para compararla con las imágenes almacenadas en una base de datos (230); y
- determinar el riesgo preliminar de cáncer cervical; en donde el asistente de inteligencia artificial mediante la salida (240) entrega una declaración de riesgo/sin riesgo.
9. El método de detección temprana del cáncer de cuello uterino de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque comprende además los pasos para aplicar de antemano una solución líquida para la inspección visual del cuello uterino basada en la coloración.
10. El método de detección temprana del cáncer de cuello uterino según la reivindicación 8, que comprende además los pasos para inflar manualmente el accesorio elíptico o circular colocado en el borde del dispositivo para ampliar el campo de visión.
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