MX2008002201A - Tecnologias infrarrojas pasivas y visuales-opticas combinadas y el sistema correspondiente para la deteccion e identificacion de precursores de cancer de piel, lunares y tumores para el diagnostico temprano. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo y método para identificar de manera no invasiva lesiones de piel patológicas; el método y el dispositivo detectan e identifican diferentes tipos de lunares de piel, tumores, lesiones y cánceres (concretamente, melanoma) mediante análisis combinados de señales ópticas infrarrojas y visibles basadas en regímenes integral y espectral para la detección y generación de imágenes que conduce a la advertencia anticipada y tratamiento de condiciones potencialmente peligrosas.

Description

TECNOLOGIAS INFRARROJAS PASIVAS Y VISUALES-ÓPTICAS COMBINADAS Y EL SISTEMA CORRESPONDIENTE PARA LA DETECCION E IDENTIFICACION DE PRECURSORES DE CANCER DE PIEL, LUNARES Y TUMORES PARA EL DIAGNOSTICO TEMPRANO CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se refiere a un método no invasivo y dispositivo para identificar lesiones de piel patológicas. De manera más especifica, la presente invención se refiere a un método y dispositivo para detección no intrusiva e identificación de diferentes tipos de lunares de piel, tumores, lesiones y cánceres (concretamente, melanoma) mediante análisis combinados de señales ópticas visibles e infrarrojas basadas en regímenes ' integrales y espectrales para la detección y generación de imágenes que conduzcan a la advertencia y tratamiento anticipado de condiciones potencialmente peligrosas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Cuando existen lesiones sospechosas, por lo regular se practican biopsias para determinar su estado. Las biopsias tienen muchas desventajas evidentes: en primer lugar, las biopsias requieren la remoción intrusiva de tejido lo que puede ser doloroso y costoso. Sólo un número muy limitado de vistas pueden ser sometidas a una biopsia en una sesión y los pacientes no están dispuestos a experimentar uñ número grande de dichas pruebas dolorosas y costosas. Además, las muestras de biopsia se deben almacenar y transportar a un laboratorio para análisis experto. El almacenamiento y transporte incrementan el costo, aumentan la posibilidad de que las muestras sean mal manejadas, destruidas o perdidas, y también ocasionan un retraso de tiempo importante para recibir los resultados. Este retraso de tiempo significa que el seguimiento de la examinación requiere llevar al paciente de regreso al doctor para una sesión separada. Esto incrementa la inconveniencia para el paciente, el costo y el riesgo de que se pierda el contacto o que la enfermedad avance a un punto en el cual ya no pueda ser tratada. Además, el periodo de espera ocasiona mucha ansiedad para el paciente. Por último, la interpretación de las biopsias por lo regular es mediante análisis microscópico, lo cual produce como resultado que se obtengan resultados subjetivos cualitativos, los cuales no son muy convenientes para una interpretación consistente. Por lo tanto, en el diagnóstico médico existe gran interés en tecnologías de detección no intrusivas seguras, particularmente, en el caso de cáncer de piel. El cáncer es una enfermedad que se desarrolla lentamente y que se puede evitar mediante el monitoreo de lesiones con potencial para convertirse en cancerosas a través de una inspección de rutina. Sin embargo, existe un limite para la cantidad de tiempo, dinero o inconveniencia que un paciente básicamente saludable desea dedicar a procedimientos de inspección de rutina. Por lo tanto, la inspección debe estar en posibilidades de identificar de manera confiable tumores peligrosos y diferenciar tumores peligrosos de lunares benignos (manchas) de manera rápida, económica y segura. Existen . muchos métodos para el análisis espectral y la generación de imágenes de anomalías de la piel utilizando regímenes activos, los cuales son ampliamente conocidos. Estos métodos han utilizado no sólo métodos de generación de imágenes térmicos y espectrales ópticos, visibles e infrarrojos, sino también métodos de microondas electromagnéticas, acústicos, magnéticos, ultravioletas y rayos X [ver por ejemplo Fear, E. C, y M. A. Stuchly, "Micro ave detection of breast tumors: comparison of skin subtraction algorithms", SPIE, vol. 4129, 2000, pp. 207-217; Gniadecka, M., "Potential for high-frequency ultrasonography, nuclear magnetic resonance, and Raman spectroscopy for skin studies", Skin Research and Technology, vol. 3, No. 3, 1997; y Bruch, R., et al, "Development of X-ray and extreme ultraviolet (EUV) optical devices for diagnostics and instrumentation for various surface applications " , Surface and Interface Anal. vol. 27, 1999, pp. 236-246]. La tecnología de rayos X, la cual se ha utilizado de manera exitosa para la detección de anomalías dentro del cuerpo humano desde la década de 1960, no es conveniente para .la detección temprana de cáncer de piel debido a que, a causa de los efectos peligrosos de la radiación por rayos X en la salud humana, ésta no puede ser utilizada con suficiente frecuencia (de manera semanal o mensual) , para diagnósticos de pacientes con anomalías de piel, los cuales necesitan una reexaminación intensiva en periodos de tiempo cortos. Las metodologías activas acústicas, las cuales son útiles para detección de estructuras dentro del cuerpo humano, tampoco son efectivas para el temprano diagnóstico de anomalías de ,piel cancerosas. Las lesiones de piel precancerosas con . frecuencia son de dimensiones microscópicas (en el orden de milímetros o micrómetros ) , las cuales no pueden ser detectadas e identificadas mediante el uso de métodos acústicos (los cuales se limitan a detectar estructuras más grandes que la longitud de onda de sonido en el orden de centímetros) .

La detección por microondas de tumores de piel, lunares o cáncer se basa en el contraste en las propiedades dieléctricas de tejidos de piel normales y anómalos. Las tecnologías de microondas son muy complicadas e irradian el cuerpo humano con radiación de microondas, lo cual puede producir efectos peligrosos. Además, las señales de microondas con una longitud de onda de unos pocos milímetros a unos pocos centímetros, no puede identificar estructuras pequeñas con un diámetro de medio milímetro o menos, pero anomalías en la escala de medio milímetro son muy importantes en el diagnóstico temprano del cáncer [Bruch, R., et al, "Development of X-ray and extreme ultraviolet (EUV) optical devices for diagnostics and instrumentation for various surface applications " , Surface and Interface Anal, vol . 27, 1999, pp. 236-246] . Los métodos ópticos para detección, identificación y diagnóstico de anormalidades de piel se han aplicado a fin de. evitar las desventajas anteriores de las biopsias tradicionales y su interpretación. Los métodos ópticos se pueden clasificar en dos regímenes. El primero se denomina el régimen integral de la detección de estructura de piel. En el infrarrojo del régimen integral, se mide la distribución espacial de una señal para obtener información respecto de cambios en las propiedades de la piel (tal como temperatura de color) , lo cual marca los limites entre la piel normal y regiones anómalas. El segundo régimen se denomina régimen espectral. En el régimen espectral se miden las intensidades de radiación en diversas bandas de frecuencia generalmente basadas en luz reflejada en bandas visibles a NIR. El régimen espectral es útil para la identificación de anomalías específicas con base en la información respecto a la "firma" correspondiente de la anomalía en el dominio de frecuencia. Existen muchos métodos para análisis espectral y generación de imágenes de lesiones de piel. Por lo general, el análisis utiliza un régimen activo, aplicando radiación desde una fuente externa y midiendo la reflexión, absorción y refracción de los rayos. Estos métodos no intrusivos reducen el costo y conducen a resultados cuantitativos objetivos. Además, cuando es necesario un muestreo físico, las muestras para el análisis espectral . pueden ser más pequeñas que las biopsias tradicionales. Esto hace que el procedimiento de muestreo sea significativamente menos traumático para el paciente. Los analizadores espectrales incluso pueden ser llevados al consultorio de un doctor o a una sala de operación para permitir un diagnóstico y tratamiento en tiempo real incrementando, de manera considerable, la eficiencia del tratamiento, asi como la reducción de retrasos de tiempo costosos y peligrosos, y reduciendo la oportunidad de que exista una pérdida de contacto con los pacientes. Sin embargo, todas las técnicas ampliamente conocidas, tales como la generación de imágenes ópticas, análisis espectral óptico, y generación de imágenes térmicas, tienen desventajas debido a que no son completamente apropiadas para la detección e identificación de cáncer de piel y precursores de cáncer. Una técnica de espectroscopia óptica para detección no invasiva de cáncer de piel propuesta por el Centro de Investigación de Cáncer BC incluye análisis de propiedades de absorción y esparcimiento de la piel en una banda de onda visual (400-750 nm) y espectro de autofluorescencia. de la piel. Cambios químicos y estructurales a causa de enfermedades de la piel conducen a una autofluorescencia característica y espectro de reflectancia difuso. Estas características espectrales se pueden utilizar para diferenciar el cáncer de piel de otras enfermedades de la piel. Al utilizar únicamente el espectro de reflectancia, sería difícil diferenciar entre varias condiciones de piel debido a que diferentes enfermedades de piel tienen espectros de reflectancia similares. Al considerar el espectro de fluorescencia correspondiente para una enfermedad de piel particular, con frecuencia es posible diferenciar entre anomalías de piel que tienen espectros de reflectancia similares. Sin embargo, al ser un método puramente espectral limitado a la banda de frecuencia visible, este método no proporciona información importante referente a la geometría de una lesión. También, algunas lesiones pueden ser difíciles de identificar positivamente, incluso con ambos espectros, el de fluorescencia y el de reflectancia. Por ejemplo, la intensidad de fluorescencia de una Queratosis seborreica puede ser más elevada o más baja que la piel normal, dependiendo del grosor de la lesión y el grado de hiperqueratosis . Por lo tanto, sería deseable tener información de identificación adicional respecto a una lesión para identificar de manera positiva la lesión, su etapa de desarrollo y el peligro para el paciente. Otro sistema óptico para identificar lesiones de piel es MelaFind, el cual fue creado por Electro-Optical Sciences Inc. (EOS) para detectar, de manera no invasiva, un melanoma de forma temprana. El principio de operación está basado en el análisis de imágenes multiespectrales (imágenes dermoscópicas multiespectrales se utilizan como la entrada para un análisis por computadora posterior) . El proceso de diagnóstico incluye: Paso 1 - Generación de imagen multiespectral ; Paso 2 - Segmentación (Remoción de cabellos, segmentación de lesión) ; y Paso 3 - Extracción y análisis de características. Una sonda utiliza la luz reflejada para generar la imagen de la lesión. Se obtienen diez imágenes utilizando diferentes longitudes de onda de espectro angosto a partir del NIR a través del espectro de luz visible a fin de obtener información sobre las propiedades de absorción y esparcimiento de la lesión. Esto proporciona información referente al límite, tamaño y morfología de la lesión que no está disponible a simple vista. Una sonda de generación de imágenes especializada, detecta la iluminación en cada banda espectral, crea las imágenes digitales y las envía a la computadora para procesamiento. La. metodología carece de la capacidad para realizar un análisis espectral completo en tiempo real y por lo tanto, para identificar de manera positiva el color y sombra de la lesión y, por lo tanto, no puede diferenciar, de manera positiva, todos los tipos de lesiones benignas, precancerosas y cancerosas. El método no proporciona información precisa sobre la profundidad de la lesión. Otro método óptico se basa en un dispositivo conocido como un DermLite. El método utiliza microscopía de epiluminiscencia sin aceite de polarización transversal para diagnóstico mejorado de lesiones de piel pigmentadas y carcinoma de célula basal. El DermLite incorpora filtros de polarización transversal que reducen la reflexión de la luz desde la superficie de la piel y permite la visualización de las estructuras más profundas. La luz proveniente de los Diodos de Emisión de Luz blanca (LED) , es polarizada de manera lineal por un filtro especial y la imagen vista a través de un lente de aumento también es polarizada de manera lineal para cancelar la luz reflejada proveniente de la superficie de la piel. Este modo se denomina ELM Polarizado Transversal y ha sido extensamente estudiado para la generación de imágenes de lesiones pigmentadas para la temprana detección de melanoma. Aunque este método permite la generación de imágenes de espectro completamente visible de las lesiones cercanas a la superficie, no permite la determinación de la profundidad de la lesión. Además, con base en la espectrografía de reflectancia visible únicamente, no es posible diferenciar muchas lesiones patológicas de la piel normal o lunares. Por ejemplo, en la figura 2, la diferencia entre estructuras precancerosas agresivas Ib y un lunar benigno es únicamente aparente debido a la absorbancia incrementada en la región NIR. Metodologías de espectro IR de banda angosta para analizar y clasificar patologías de piel incluyen la espectroscopia Raman [Barry, B. W., H. G. M. Edwards, y A. C. Williams, "Fourier transform Raman and infrared vibrational study of human skin: assignment of spectral bands", Journal of Raman Spectroscopy, vol. 23, 1992, pp . 641-645; Gniadecka, M. , H. C. Wulf, y N. N. Mortensen, "Diagnosis of basal cell carcinoma by Raman spectroscopy", Journal of Raman Spectroscopy,, vol. 28, 1997; Fendel, S., and Schrader, " Investigation of skin and skin lesions by NIR-FT-Raman spectroscopy" , Journal of Annal. of Chemistry, vol. 5, 1998; Sterenborg, H. J. C. . , M. Motamedi, F. Sahebkar, et al., "In vivo optical spectroscopy: new promising techniques for early diagnosis of skin cáncer", Skin Cáncer, vol. 8, 1993, pp . 57-65] y métodos basados en diagnósticos espectroscópicos infrarrojos (IR) (denominados, espectroscopia infrarroja de transformada de Fourier, FTIR) combinados con técnicas de fibra óptica (denominadas Método de onda evanescente de fibra óptica, FEW) [Afanasyeva, N., S. Kolyakov, V. Letokhov, et al, "Diagnostic of cáncer by fiber optic evanescent wave FTIR (FEW-FTIR) spectroscopy", SPIE, vol. 2928, 1996, pp . 154-157; Afanasyeva, . , S. Kolyakov, V. Letokhov, et al, "Noninvasive diagnostics of human tissue in vivo", SPIE, vol. 3195, 1997, pp. 314-322; Afanasyeva, N . , V. Artjushenko, S. Kolyakov, et al., "Spectral diagnostics of tumor tissues by fiber optic infrared spectroscopy method", Reports of Academy of Science of USSR, vol. 356, 1997, pp. 118-121; Afanasyeva, . , S. Kolyakov, V. Letokhov, y V. Golovkina, "Diagnostics of cáncer tissues by fiber optic evanescent wave Fourier transform IR ( FEW-FTIR) spectroscopy", SPIE, vol . 2979, 1997, pp. 478-486; Bruch, R. , S. Sukuta, N. I. Afanasyeva, et al., "Fourier transform infrared evanescent wave (FTIR-FE ) spectroscopy of tissues", SPIE, vol. 2970, 1997, pp. 408-415; Brooks, A., R. Bruch, N. Afanasyeva, et al., " Investigation of normal skin tissue using fiber optical FTIR spectroscopy", SPIE, vol. 3195, 1997, pp . 323-333; Afanasyeva, N., S. Kolyakov, L. N. Butvina, "Remote skin tissue diagnostics in vivo by fiber optic evanescent wave Fourier transform infrared spectroscopy", SPIE, vol. 3257, 1998, pp. 260-266; Brooks, A., N. Afanasyeva, R. Bruch, et al., " Investigation of human skin surfaces in vivo using fiber optic evanescent wave Fourier transform infrared (FEW-FTIR) spectroscopy", Surface and Interface Analysis , vol. 27, 1999, pp. 221-229; Brooks, A., N. Afanasyeva, R. Bruch, et al., "FEW-FTIR spectroscopy applications and computer data processing for noninvasive skin tissue diagnostics in vivo", SPIE, vol. 3595, 1999, pp . 140-151; Sukuta, S., and R. Bruch, "Factor analysis of cáncer Fourier transform evanescent wave fiber-optical (FTIR-FEW) spectra", Lasers in Surgery and Medicine, vol. 24, No. 5, 1999, pp. 325-329; Afanasyeva, . , L. Welser, R. Bruch, et al., "Numerous applications of fiber optic evanescent wave Fourier transform infrared (FEW-FTIR) spectroscopy for subsurface structural analysis", SPIE, vol. 3753, 1999, pp. 90-101].. Estas - técnicas utilizan una banda de onda spectral angosta de 3-5 µp? o de 10-14 jjm (MIR fiber-optics spectroscopy [Artj ushenko, V., A. Lerman, A. Kryukov, et al., "MIR. fiber spectroscopy for mínima1 invasive diagnostics", SPIE, vol. 2631, 1995]). Estos métodos IR de banda angosto son efectivos para diferenciar piel normal de tejido anormal. Sin embargo, al estar limitados a mediciones de IR. de banda angosta, estos métodos no pueden detectar diferencias sutiles entre un lunar no patológico y un precursor de .cáncer temprano. Estos métodos incluso no pueden diferenciar de manera confiable un lunar del cáncer de piel, debido a que tal como se muestra en la figura 2, los lunares tienen su máxima característica en el espectro óptico visible, y no pueden ser identificados de manera positiva utilizando únicamente el régimen IR. Paralelo con la espectrografía IR, el método de generación de imágenes térmicas utiliza cámaras ópticas para producir imágenes a color de los tumores de piel o anomalías patológicas de la piel. Este método de régimen integral pasivo detecta diferencias en patrones de emisiones IR de los tejidos normales y patológicos. Los resultados de esta generación de imágenes por lo regular se clasifican en cuatro parámetros principales. Los parámetros entonces se utilizan para la detección e identificación de anomalías de piel, patológicas y benignas (por ejemplo, tumores, melanoma, lesiones y lunares) . Los parámetros son: a) asimetría de la forma de la anomalía; b) límite de la anomalía; c) color de la anomalía; d) dimensiones de la anomalía. Las limitaciones principales de la generación de imágenes térmicas son que, las cámaras térmicas están limitadas en su capacidad para detectar diferencias de temperatura muy finas asociadas con lesiones precancerosas y que, sin datos espectrales, es casi imposible diferenciar de manera positiva lesiones benignas y agresivas con base en el régimen integral únicamente . El método de generación de imágenes hiperespectral (HIM) propuesto por la compañía SIAscopy es un método pasivo basado en un régimen espectral. HIM utiliza un rango de espectro selectivo, utilizando varias bandas de onda angostas. Debido a que no incluye un espectro continuo, el método HIM no puede proporcionar información referente a las características de sombra y color de tejido enfermo y saludable. Por lo tanto, HIM no es muy bueno para detectar cambios sutiles en lesiones precancerosas. Además, debido a la falta de un componente integral, HIM no mide la geometría y, particularmente, la profundidad de una lesión. El método de la compañía AstronClinics (MAC) es un método pasivo basado en el régimen espectral en anchos de banda de frecuencia selectiva de acuerdo con los requerimientos de un dermatólogo. También incluye un régimen integral, el cual mide el gradiente de temperatura para la generación de imágenes de estructura de la anomalía de la piel. La medición de los gradientes de temperatura es inefectiva cuando la temperatura de la anomalía se aproxima a la temperatura de la estructura de piel regular. La desventaja principal del régimen espectral de este, método es que, debido a que está limitado a unas cuantas bandas de frecuencia angostas, no puede obtener información completa referente al color y la sombra, los cuales son parámetros básicos de un melanoma. El método para la generación de imágenes DIRI [Melnik B. "Optical Diagnostics of Skin Cáncer," M.Sc. Thesis, Ben-Gurion Univ. 2004] se basa en el régimen integral de mediciones de los patrones y distribución de radiación IR (se utiliza una cámara IR) . Este método no es completamente pasivo debido a que requiere calentar el tejido con la anomalía correspondiente, tal como un lunar o melanoma, mediante radiación IR y posteriormente observar el flujo de calor y la velocidad de la reducción de la temperatura durante el enfriamiento de una lesión. En este método, también se observan los gradientes de temperatura. Una medición de régimen espectral se realiza selectivamente utilizando sólo algunas bandas de frecuencias de la totalidad del espectro. El método tiene una resolución e identificación deficientes de las anomalías de interés debido a que se ve afectado por el ruido y eco parásito. También, debido a que el método carece de información respecto a la profundidad e incluye la medición únicamente de la radiación de banda visible, el método tiene un bajo grado de identificación. Otra desventaja del método es que requiere las operaciones adicionales de calentamiento y enfriamiento de la piel. Por lo tanto, existe una necesidad ampliamente reconocida de, y sería altamente conveniente tenerla, una metodología no invasiva para identificar todos los tipos de condiciones de piel .patológicas y precursores de cáncer anticipados particulares. La presente invención cumple con esta necesidad al emplear una medición diferencial a fin de mejorar la sensibilidad a diferencias sutiles en la intensidad de emisión, infrarroja y visible desde la piel. Esta sensibilidad mejorada permite una cuantificación precisa de cambios en la absorción de luz y generación de calor en la piel que son características de diferentes formas de lesiones de piel y etapas de desarrollo de cáncer. Por lo tanto, la presente invención describe un método extremadamente sensible para diferenciar entre células de piel normales y aquellas con anomalías patológicas. Por ejemplo, en modalidades que se describen a continuación, la presente invención utiliza el contraste de la medición diferencial entre las células de piel normales y células de piel con anomalías patológicas en un régimen integral y un régimen espectral de análisis de piel. La distribución espacial de contraste de una banda de frecuencia ancha se toma en cuenta en el régimen integral para detectar una lesión y para valorar la posición, tamaño y .forma de la lesión. La dependencia de la frecuencia en el contraste, su magnitud y su señal se utilizan para valorar, actividad bascular y metabólica, las cuales son diferentes para piel normal y piel con anomalías patológicas. Combinados, ambos regímenes permiten diagnósticos precisos de diferentes anomalías de la piel y facilitan la advertencia anticipada de condiciones cancerosas y precancerosas . Como un método no invasivo, la invención propuesta permite a los investigadores utilizar pruebas no destructivas de cualquier anomalía de la piel.

SUMARIO DE LA INVENCION La presente invención es un método no invasivo y dispositivo para identificar lesiones de piel patológicas. De manera más específica, la presente invención se refiere a un método y dispositivo para la detección no intrusiva e identificación de diferentes tipos de lunares de piel, tumores, lesiones- y cánceres (concretamente, melanoma) mediante análisis combinados de señales ópticas infrarrojas y visibles basadas en regímenes integral y espectral para la detección y generación de imágenes que conducen a la advertencia anticipada y tratamiento de condiciones potencialmente peligrosas. De acuerdo con las enseñanzas de la presente invención, se provee un método no intrusivo para identificar una lesión en la piel de un sujeto. El método incluye los pasos de: medir una radiación para encontrar una ubicación de una anomalía de la radiación emitida por la piel. La anomalía es causada por la lesión. Después, se realiza un análisis espectral mediante la cuantificación de una primera señal en una banda visual y una segunda señal en una banda infrarroja. La lesión es después identificada con base en la ubicación medida y un resultado del análisis espectral. De acuerdo con las enseñanzas de la presente invención, también se provee un detector para identificar una lesión en la piel. El detector incluye un primer ensamble de sensor sensible a una primera banda de frecuencia. El primer ensamble de sensor, está configurado para determinar una ubicación y una característica de una anomalía en una primera señal de radiación emitida por la piel. La anomalía es causada por la lesión. El detector también incluye un .segundo ensamble de sensor configurado para que sea sensible a una segunda banda de frecuencia, y un procesador configurado para identificar la lesión con base en la ubicación medida, la característica medida y un contraste entre una señal de radiación no modificada en la segunda banda de frecuencia emitida por la piel y una segunda señal de radiación medida en la ubicación de la lesión por el segundo ensamble de sensor. De acuerdo con características adicionales en las modalidades preferidas de la invención que se describen a continuación, el paso de identificar una lesión también incluye reconocer un precursor de cáncer. De acuerdo con características adicionales todavía en las modalidades preferidas descritas, el precursor de cáncer es reconocido con base en una medición de una energía en una banda casi infrarroja. De acuerdo con características adicionales todavía en las modalidades preferidas descritas, la radiación que es medida incluye una luz visible reflejada desde la piel. De acuerdo con características adicionales todavía en las modalidades preferidas descritas, la radiación medida incluye una luz visible emitida por la fluorescencia de la piel. De acuerdo con características adicionales todavía en las modalidades preferidas descritas, la radiación medida incluye una energía de banda infrarroja media de cuerpo negro emitida por la piel. De acuerdo con características adicionales todavía en las modalidades preferidas descritas, la radiación medida incluye energía en una banda de frecuencia amplia incluyendo frecuencias infrarrojas y visibles. De acuerdo con características adicionales todavía en las modalidades preferidas descritas, la radiación medida incluye energía en la banda de frecuencia casi infrarroja esparcida por la piel. De acuerdo con características adicionales todavía en las modalidades preferidas descritas, la radiación medida incluye tanto una luz visible reflejada desde la piel, como una energía de banda infrarroja media de cuerpo negro emitida por la piel. De acuerdo con características adicionales todavía en las modalidades preferidas descritas, el paso de encontrar una lesión incluye los subpasos de cuantificar una primera energía emitida desde la piel sin la lesión, y después medir una segunda energía emitida desde la ubicación, en donde se va a detectar una lesión.

Después se calcula una medición diferencial entre la primera energía y dicha segunda energía. De acuerdo con características adicionales todavía en las modalidades preferidas descritas, el método además incluye el paso de clasificar la lesión en una categoría general con base en una característica de la anomalía de radiación medida. Después de clasificar la lesión en una categoría general, el análisis espectral es adaptado para diferenciar entre objetos en la categoría general. De acuerdo con características adicionales todavía en las modalidades preferidas descritas, el paso de adaptar el análisis espectral incluye elegir una banda de frecuencia para el análisis espectral. La banda de frecuencia elegida es óptima para distinguir por lo menos entre dos objetos en la categoría general. De acuerdo con características adicionales todavía en las modalidades preferidas descritas, el método además incluye el ..paso de determinar la profundidad de la lesión. De acuerdo con características adicionales todavía en las modalidades preferidas descritas, el paso de encontrar la lesión y dicho paso de determinar la profundidad de la lesión se ejecutan de manera simultánea. De acuerdo con características adicionales todavía en las modalidades preferidas descritas, el paso de determinar la profundidad de la lesión incluye los subpasos de medir una energía infrarroja emitida por la lesión y calcular una profundidad con base en una medición infrarroja resultante. De acuerdo con características adicionales todavía en las modalidades preferidas descritas, el método para identificar una lesión además incluye el paso de medir una fluorescencia, y la identificación de la lesión además está basada en el resultado de la medición de fluorescencia. De acuerdo con características adicionales todavía en las modalidades preferidas descritas, el paso de la segunda señal en el análisis espectral incluye una energía infrarroja que tiene una longitud de onda entre 5.5 y 7.5 micrómetros. De acuerdo con características adicionales todavía en las modalidades preferidas descritas, el paso de ejecutar un análisis espectral incluye los subpasos de medir una primera energía medida en una primera banda de frecuencia emitida en la ubicación de la anomalía, cuantificar una segunda energía medida en una segunda banda de frecuencia emitida en esa ubicación, y calcular una medición diferencial entre la primera energía y la segunda energía.

De acuerdo con características adicionales todavía en las modalidades preferidas descritas, el paso de la segunda señal - en el análisis espectral incluye un producto de una interacción entre un resultado de la fuente de radiación externa y la lesión, un flujo de calor proveniente de la lesión, una luz reflejada desde la lesión, o una radiación de cuerpo negro emitida por la lesión . De acuerdo con características adicionales todavía en las modalidades preferidas descritas, el paso de identificar la lesión incluye clasificar la lesión en una de muchas categorías. Las categorías potenciales incluyen un lunar benigno, un precursor de cáncer patológico, y una lesión cancerosa. De acuerdo con características adicionales en las modalidades preferidas descritas, el primer ensamble de sensor del detector para una lesión cancerosa incluye un sensor electrónico, y el segundo ensamble de sensor incluye el mismo sensor electrónico y un filtro de paso de banda. De acuerdo con características adicionales todavía en las modalidades preferidas descritas, el detector de una lesión cancerosa también incluye una fuente de luz visible para producir un haz de luz, y el primer ensamble de sensor está configurado para detectar una reflexión del haz de luz proveniente de la piel. De acuerdo con características adicionales todavía en las modalidades preferidas descritas, el detector de una lesión cancerosa también incluye una fuente de luz ultravioleta configurada para inducir fluorescencia de la piel, y el segundo sensor está configurado para detectar la fluorescencia. De acuerdo con características adicionales todavía en las modalidades preferidas descritas, el procesador incluye un operador humano, un procesador electrónico dedicado, o una computadora personal.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS Aquí se describe la invención, a manera de ejemplo únicamente, con referencia a las figuras anexas, en donde: La figura 1 es una primera modalidad de un dispositivo para identificar lesiones cancerosas de acuerdo con la presente invención; La figura -2-.es un espectrograma de banda visible de luz reflejada desde un lunar y varias etapas de benigno a melanoma; La figura 3a es un espectrograma que muestra espectro fluorescente de banda visible de una queratosis seborreica y piel normal; La figura 3b es un espectrograma que muestra espectro reflejado de banda visible de una queratosis seborreica y piel normal; La figura 3c es un espectrograma que muestra espectro fluorescente de banda visible de un lunar compuesto y piel normal; La figura 3d es un espectrograma que muestra espectro reflejado de banda visible de un lunar compuesto y piel normal; La figura 4 es un espectrograma de contraste IR de melanoma; La figura 5 es un diagrama de flujo que ilustra un método para identificar una lesión cancerosa de acuerdo con la presente invención; La figura 6 es una segunda modalidad de un dispositivo para identificar una lesión cancerosa de acuerdo con la presente invención; La figura 7 es una tercera modalidad de un escáner para identificar una lesión cancerosa de acuerdo con la presente invención.

DESCRIPCION DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Los principios y operación de un método y dispositivo no invasivo para identificar lesiones de piel patológicas de acuerdo con la presente invención, se pueden entender . mej or con referencia a las figuras y la descripción anexa. La figura 1 ilustra un método para la detección anticipada de cáncer de piel de acuerdo con la presente invención. Una sonda de piel 12a contiene un atado de fibras ópticas, incluyendo 6 fibras de iluminación 14a, 14b, 14c, 14d, 14e y 14f y una fibra de detector 16a tal como se puede apreciar en la vista en sección transversal 18a. La sonda 12a es pasada sobre la piel 20a de un paciente. Las fibras de iluminación 14a-f están conectadas a una fuente de luz 22a que contiene un láser He-Cd y una lámpara QTH. La fibra de detector 16a está conectada a través de un filtro ajustable 24 a una tarjeta de espectrómetro 26, la cual reside en una computadora personal (PC) 28a. La PC 28a es proporcionada con un monitor 30a, para desplegar los resultados, por ejemplo, el espectrograma 32. Se utiliza una medición integral de banda ancha en la banda de frecuencia visible para encontrar la ubicación de las anomalías de energía reflejada en la banda de luz visible desde la piel 20a que pudieran ser una señal de lesiones patológicas. Para realizar la medición de banda ancha, el filtro 24 se fija para permitir que una banda ancha de luz pase a través de la fibra de detector- 16a. En la modalidad de La figura 1 la medición integral se realiza para una longitud de onda de 300 - 900 nm '(es decir, en las bandas espectrales NIR y visual) . La lámpara QTH de fuente de luz 22a es activada produciendo un haz de luz en las bandas NIR y visibles. El haz de luz se desplaza hacia abajo en dirección a las fibras de iluminación 14a-f y brilla sobre la piel 20a, la luz se refleja desde la superficie de la piel 20a y es transmitida a lo largo del cable de detector 16a a través del filtro 24 hacia la tarjeta del espectrómetro 26. La tarjeta del espectrómetro 26 digitaliza la señal y pasa el resultado a la PC 28a para procesamiento. Primero, se toma una medición de la intensidad de la luz reflejada desde la piel normal, los resultados son el flujo de energía general proveniente de la estructura de piel regular R ' . Después, el área de interés de la piel es escaneado para encontrar anomalías. La medición del flujo de radiación resultante en el punto que se está escaneando R" es procesada por ,1a PC 28a y emitida como una medición diferencial de la piel normal. En la modalidad de la figura 1, la medición diferencial, contraste C, se calcula de acuerdo con la fórmula C = (R' - R") / (R' + R"). Las regiones anómalas . (en donde el valor absoluto de contraste es grande) se identifican para investigación adicional en el régimen espectral a fin de identificar el estado preciso de la anomalía, ya sea que la anomalía sea una estructura benigna, un precursor canceroso que necesita ser monitoreado, o una lesión patológica que requiera tratamiento . En la modalidad de la figura 1 se toman cuatro mediciones separadas. Primero una medición de una señal de luz visible debido a la fluorescencia se toma utilizando un filtro de paso de banda para establecer el Filtro 24 a fin de permitir que una primera banda angosta ??? de luz visible pase a través de la fibra de detector 16a y activando el láser He-Cd de fuente de luz 22a para producir el haz de luz ultravioleta. El haz de luz ultravioleta se desplaza hacia abajo en dirección a las fibras de iluminación 14a-f y brilla en la piel 20a, estimulando la fluorescencia en la superficie de la piel 20 produciendo una luz de banda visible que es transmitida a lo largo del cable de detector 16a a través del filtro 24 y hacia la tarjetai;del espectrómetro 26. La tarjeta del espectrómetro 26 digitaliza la señal y pasa el resultado a la PC 28a para procesamiento. La PC 28a mide la fluorescencia en .una primera banda angosta. Un operador entonces ajusta el filtro 24 para pasar luz en una segunda banda visible angosta ??2, y la PC 28a mide la fluorescencia en la segunda banda. De manera secuencial, el usuario cambia.de manera repetida el filtro 24 y mide la señal en un conjunto de bandas produciendo un espectro de fluorescencia. En la modalidad de la figura 1, en cada banda ??? de la intensidad de espectro, R es cuantificado para piel normal R' (???) y después en una ubicación de una región anómala se mide la intensidad de espectro R"(AK±) . El contraste, C, de densidad espectral de radiación emitida {dR/dX; en donde R es el flujo de radiación general en la banda espectral elegida y ? es la longitud de onda) en cada banda espectral, ???, es calculado por la PC 28a de la siguiente forma: C (???) = R" (?? ) - R' (AKi) ] / [R" (AXi) + R1 (AX±] . Después de medir el espectro de fluorescencia, el operador mide una segunda señal debido a la reflectancia de la luz visible mediante el apagado del láser He-Cd y activando la lámpara QTH de la fuente de luz 22a. La lámpara QTH produce luz visible la cual pasa a través de las fibras de iluminación 14a-f brillando sobre la superficie de la piel 20 y reflejándose de regreso hacia la fibra de detector 16a. De manera secuencial, el operador ajusta el. ¦ filtro 24 y toma mediciones con la PC 28a, produciendo un espectrograma de espectro visible reflejado (por ejemplo, ver la figura 2) en el monitor Después de medir el espectro NIR/visible reflejado, el operador apaga la fuente de luz 22a y ajusta el filtro 16a para pasar la luz en el régimen infrarrojo medio (MIR) . Al cambiar de banda a banda tal como se describió anteriormente, de manera pasiva el operador mide una tercera señal, la cual es un espectro de banda infrarrojo medio, MIR (por ejemplo, figura 4) de la piel 20a, el cual es tratado como un cuerpo negro con temperatura T » 36.6°C radiando en el rango espectral MIR. Por lo tanto, al cambiar la dependencia de frecuencia del filtro 24, el ensamble de sensor de la sonda 12 y la tarjeta del espectrómetro 26 se utilizan para medir la energía en diferentes bandas de frecuencia. La sonda 12a también se utiliza para escanear la zona anómala en un MIR de banda amplia (?? = 4-12 µp?) en un modo integral para enfatizar la forma de la zona anómala, tanto en la superficie de la piel como en la profundidad utilizando técnicas topográficas. La profundidad de la anomalía es el parámetro más importante con respecto al área de la localización de la anomalía, debido a que existe, cierta profundidad crítica en donde el melanoma se puede transferir en su forma peligrosa. De manera particular, los vasos sanguíneos yacen unos cuantos milímetros debajo de. la superficie de la piel, las lesiones que alcanzan 7 mm de profundidad tienen muchas más probabilidades de metástasis y son mucho más peligrosas que las lesiones que son más superficiales. Debido a que la luz . visible no penetra la piel, resulta difícil determinar la profundidad de una lesión utilizando la generación de imágenes visibles ( reflectancia o fluorescencia) . De manera alternativa, la profundidad de una lesión se puede determinar utilizando la sonda 12a en un modo activo para medir el esparcimiento NIR. En dicha modalidad, la fuente de luz 22a produciría una luz NIR en una longitud de onda de banda angosta de aproximadamente 900 nm. Dicha luz NIR penetra la piel normal pero es esparcida por la sangre. De manera similar, el filtro 24 es ajustado para permitir que luz NIR pase a través de la fibra de detector 16a. Por lo tanto, la sonda 12a detectaría ubicaciones que tienen una densidad incrementada de vasos sanguíneos cerca de la superficie de la piel (una señal típica del desarrollo de melanoma) . Los siguientes experimentos se llevaron a cabo para probar la invención. 1) en banda de frecuencia visible: En [ elnik B. "Cptical Diagnostics of Skin Cáncer," M.Sc. Thesis, Ben-Gurion Univ. 2004] se describieron los experimentos llevados a cabo para detección e identificación de melanoma y lunares mediante el uso de espectroscopia óptica visible. Aproximadamente se investigaron 100 .ratones desde la etapa inicial de la inyección de melanoma en la lesión, analizando la dinámica del desarrollo del. cáncer hasta la etapa final de la evolución del cáncer. En paralelo, 80 pacientes con diferentes tipos de lunares se observaron mediante el uso de este método pasivo. Se obtuvieron más de 60 espectrogramas para diferentes tipos de lunares. Todos ellos mostraron que los lunares normales presentan el máximo de su contraste con relación a la lesión normal en 500 nm. La figura .2a, la figura 2b y la figura 2c muestran características espectrales normalizadas del contraste de absorbancia de radiación visible por los lunares obtenida a partir de un ratón durante tres etapas de desarrollo, desde un lunar hasta un melanoma. El espectrograma de un lunar normal, figura 2a, tiene una reflectancia máxima obvia 102a en 500 nm. Algunos lunares fueron tan agresivos que después de ciertas semanas transcurridas se transformaron en melanoma, el cual tiene una distribución espectral en forma de plato (figura 2c). El espectrograma de un lunar precanceroso agresivo, figura 2b, tiene un pico 102b en 500 nm similar a un lunar normal, pero es reconocido por la reflectancia elevada 104b en la banda NIR (900 nm) en comparación con un lunar normal, el cual tiene una reflectividad muy baja en la banda NIR 104a. Un melanoma desarrollado tiene un espectrograma de reflectancia visible en forma de plato 106 tal como se muestra en la figura 2c. La figura 3a y la figura 3b muestran un ejemplo de autofluorescencia típica, figura 3a, y espectro de reflectancia difuso, figura 3b, de piel normal 202a, b y una queratosis seborreica 204a, b. La figura 3c y la figura 3d muestran un ejemplo de autofluorescencia típica, figura 3c, y espectro de reflectancia difusa, figura 3d, de piel normal 202c, d y una queratosis seborreica 206a, b. Al utilizar el espectro de reflectancia 202b, d 204b, 206b por sí solo o una inspección visual bajo iluminación de luz blanca, podría ser difícil diferenciar entre la queratosis seborreica 204b y . el lunar compuesto 206b. Sin embargo, cuando también se considera el espectro de fluorescencia correspondiente . para la enfermedad de piel particular, es posible diferenciar entre queratosis seborreica 204a con una intensidad de fluorescencia más elevada que la piel normal y el lunar compuesto 206a con una intensidad de fluorescencia mucho más baja que la piel normal. Sin embargo, en algunos casos, la queratosis seborreica puede tener intensidad de fluorescencia más bajas que su piel normal circundante, dependiendo del grosor de la lesión y el grado de. hiperqueratosis . Por lo tanto, la reflectancia de luz visible no es suficiente para identificar muchas lesiones (por ejemplo, lunares compuestos y queratosis seborreica) . El análisis de la fluorescencia visible permite la identificación de algunas de estas lesiones (por ejemplo, una queratosis seborreica que tiene una intensidad de fluorescencia mayor que la piel normal) pero en algunos casos ambos, (por ejemplo, un lunar compuesto y una Queratosis seborreica que tienen una intensidad de fluorescencia más baja que la piel normal) en esos casos, existe la necesidad de información extra. En algunos casos, puede no ser posible diferenciar entre un melanoma y un lunar benigno utilizando solamente el espectro visible. En la modalidad de la figura 1, estos casos difíciles se identifican utilizando espectroscopia IR. En una modalidad alternativa de la presente invención, no todas las mediciones espectrales se toman en cada ubicación de una anomalía del escaneo de radiación integral. Más bien, dependiendo de la característica del escaneo integral, la anomalía es clasificada en una categoría general y después el método de escaneo espectral se adapta para diferenciar entre lesiones específicas en la categoría general. Por ejemplo, si la lesión muestra reflectancia incrementada 104b en el escaneo integral inicial en la banda NIR, entonces la lesión es clasificada como un melanoma, figura 2c, un lunar compuesto precanceroso, figura 2b, o una Queratosis seborreica benigna 204b. Para diferenciar estas lesiones, primero se realiza un escaneó' de fluorescencia visible a una longitud de onda de 500 nm, la cual es la longitud de onda óptima para diferenciar una queratosis de un lunar compuesto, tal como se puede apreciar mediante la comparación del espectrograma 204a con el espectrograma 206a. Si la fluorescencia es elevada con relación a la piel normal 204a, entonces la lesión es identificada como una queratosis seborreica. Si la fluorescencia no es elevada, entonces se mide un espectro de reflectancia visible completo. Si existe una reflectancia máxima a 500 nm, entonces la lesión es identificada como un lunar precanceroso, figura 2b. Si el espectrograma de reflectancia visible tiene un MIR pasivo, entonces se realiza un escaneo. Si el flujo de calor es elevado cerca de la superficie de la piel, entonces la lesión es identificada como un melanoma superficial potencial. Si el flujo de calor es elevado también a profundidad, entonces la lesión es identificada como un melanoma potencialmente profundo . La figura 4 ilustra tres espectrogramas de contraste infrarrojo pasivo de dos tipos de melanoma: un espectrograma IR pasivo medido de un melanoma femenino 301 y un melanoma masculino calculado de manera teórica 302 y medido 340. Debido a que el parámetro medido es el contraste, para piel normal, el espectrograma es una linea horizontal en cero. De manera similar, el lunar benigno tiene un flujo de calor similar a la piel normal y por lo tanto un contraste plano de cero. Se puede apreciar que el melanoma se puede identificar mediante un pico claro en la banda MIR entre 5 - 7 De hecho, el melanoma y la circulación incrementada asociada, ocasionan un incremento en la temperatura local del orden de 0.1 K. Este incremento de temperatura produce como resultado un pequeño aumento en la radiación de cuerpo negro de la piel. La pequeña magnitud de este incremento puede no ser aparente en la generación de imágenes por calor o para una cámara FLIR (infrarrojo de observación hacia delante) . Sin embargo, al utilizar un detector piroeléctrico (por ejemplo, el detector de la modalidad de la figura 1 y la figura 4 se . adquirió de ORIEL Instrument Inc., USA [también ver detalles de técnicas de medición en Brooks, A., N. Afanasyeva, R. Bruch, et al., " Investigation of human skin surfaces in vivo using fiber optic evanescent wave Fourier transform infrared (FEW-FTIR) spectroscopy" , Surface and Interface Analysis, vol. 27, 1999, pp . 221-229; Brooks, A., N. Afanasyeva, R. Bruch, et al., "FEW-FTIR spectroscopy applications and computer data processing for noninvásive skin tissue diagnostics in vivo", SPIE, vol. 3595, 1999, pp. 140-151; Sukuta, S., y R. Bruch, "Factor analysis of cáncer Fourier transform evanescent wave fiber-optical (FTIR-FEW) spectra", Lasers in Surgery and Medicine, vol. 24, No. 5, 1999, pp . 325-329; and Afanasyeva, N., L.. Welser, R. Bruch, et al., "Numerous applications of fiber optic evanescent wave Fourier transform infrared (FE -FTIR) spectroscopy for subsurface structural analysis", SPIE, vol. 3753, 1999, pp . 90-101] y al procesar la señal utilizando una medición diferencial de intensidad de radiación IR (por ejemplo, en la modalidad de la figura 1 y la figura 4, el parámetro diferencial de contraste) , este pequeño incremento es fácilmente detectado incluso para lesiones tan profundas como unos cuantos centímetros debajo de la superficie de la piel. En la modalidad de la figura 1, el espectro IR es medido mediante mediciones IR de banda angosta secuencial utilizando filtros, de difracción (tal como se describió anteriormente para mediciones de espectro de banda visual). En modalidades alternativas (ver figura 6 y figura 7) se toman mediciones simultáneas de diferentes señales de banda angosta (utilizando múltiples detectores y múltiples filtros de rejilla de refracción) o se utiliza una medición sencilla y la PC 28b calcula el espectro utilizando transformadas de Fourier tal como en FTIR a partir de un interferograma u otra técnica de medición conocida.

La figura 5 es un diagrama de flujo de un método para identificar una lesión de piel de acuerdo con la presente invención. La sesión de diagnóstico comienza 402 mediante la realización de un escaneo integral 404 de la piel del paciente que está siendo examinado para identificar las ubicaciones de lesiones potenciales. De manera particular, en la modalidad de la figura 5, el escaneo integral es de contraste en total intensidad de una banda ancha (de 2 - 10 µp?) de radiación MIR pasiva (cuerpo negro) . Se observa la ubicación de las anomalías en la radiación MIR de cuerpo negro emitida. También el doctor observa de- forma visual, las ubicaciones de anormalidades visibles sospechosas en la piel (anomalías en luz visible ...reflejada). Si existen anomalías no identificadas, la ubicación particular de la anomalía es escaneada en un modo espectral. Primero, la piel es irradiada con luz ultravioleta y un espectro fluorescente es medido 408 en la banda visible. Después, la piel es irradiada con luz blanca y un espectro de reflectancia visible 410 es medido (observar que éste es un espectro ancho que también incluye mediciones en el rango NIR tal como se mencionó anteriormente) . Por último, la fuente de luz es apagada y se mide 412 un espectro infrarrojo pasivo de radiación de. cuerpo negro. Finalmente, el área de la lesión es escaneada utilizando técnicas tomográficas en el rango IR midiendo de manera pasiva la radiación de cuerpo negro para determinar la forma de la lesión tanto en la superficie de la piel como a profundidad 414. Las lesiones se identifican con base en los resultados de los escaneos espectrales anteriores y la ubicación es determinada por los escaneos integrales y tomográficos mediante análisis 416 de la siguiente forma: 1) si el espectrograma de reflectancia visible tiene una forma de plato y la lesión tiene un flujo de calor superior ( IR pasivo) que la piel normal y la tomografia muestra que el flujo IR incrementado puede ser identificado a una profundidad de más de 5 mm debajo de la superficie de la piel, al paciente se le diagnostica con melanoma peligroso y es enviado para cirugía inmediata; 2) si el espectrograma de reflectancia visible tiene una forma de plato y existe un flujo MIR alto, pero la tomografia muestra que la profundidad de la. lesión es menor que 5 mm, al paciente se le diagnostica con un melanoma menos peligroso y es enviado para que la lesión sea "quemada" con nitrógeno líquido y una biopsia profunda e investigación nodal; 3) si el espectro visible no tiene una forma de plato, pero tiene una reflectancia incrementada en el rango NIR (a 900 nm) y existe flujo de calor incrementado a una profundidad de más de 5 mm, entonces la lesión es diagnosticada como un precursor de cáncer peligroso y se envía para remoción quirúrgica; 4) si el espectrograma visible no muestra un comportamiento de plato, pero existe una reflectancia incrementada en 900 nm sin flujo de calor incrementado a profundidades por debajo de 5 mm, la lesión es diagnosticada como un precursor de cáncer potencial menos peligroso y el paciente es puesto en estrecha observación; 5) si el espectrograma visible tiene una inclinación positiva, no existe elevación de la reflectancia NIR, pero existe un incremento en la fluorescencia sobre la piel normal, y no existe, un flujo de calor incrementado, entonces la lesión es diagnosticada como una Queratosis seborreica benigna; 6) si el espectrograma visible tiene una inclinación positiva, no existe elevación de reflectancia NIR, pero existe una reducción en la fluorescencia sobre la piel normal y no existe un flujo de calor incrementado, entonces la lesión es diagnosticada como un lunar compuesto benigno sospechoso y el paciente es mantenido bajo observación por posibles transformación patológicas. Si existen más anormalidades no identificadas 406, entonces . los pasos de espectrografía 408-412, tomografía 414, y análisis 416 se repiten para cada zona anómala. Si no existen más zonas anómalas no identificadas, entonces finaliza la sesión de diagnóstico 418. La figura 6 ilustra una segunda modalidad de la presente invención. En la modalidad de la figura 6, la piel 20b de un paciente es investigada utilizando una sonda 12b que tiene una fibra de iluminación 14g conectada a una fuente de luz 22b. La sonda 12b también contiene una fibra de detector 16b conectada a un espectrómetro 502. El espectrómetro 502 mide de manera simultánea la radiación en múltiples bandas, en las bandas visibles NIR y MIR utilizando un sistema detector 504 el cual puede ser un arreglo de múltiples detectores, cada detector mide una banda de frecuencia . diferente . De manera alternativa, el sistema detector 504 puede ser un interferómetro que produce un espectro de interferencia, el cual es interpretado por un procesador, el cual es una PC 28b a través de un análisis- de la transformada de Fourier. Bajo cualquier condición, las mediciones del sistema detector 504 son enviadas a la PC 28b a través de circuitos electrónicos de interfaz, y la PC 28b despliega los resultados como un espectrograma en un monitor 30b. La PC 28b también está conectada a un primer cable de control 506a para controlar la fuente de luz 22b a fin de proporcionar iluminación ya sea en el rango ultravioleta o el rango visible a. fin de medir la fluorescencia o reflectancia visibles respectivamente (la reflectancia y fluorescencia visibles no se pueden medir de manera simultánea debido a que la señal medida está en la misma banda) , y un segundó' cable de control 506b para controlar el sistema detector 504. En una modalidad alternativa, todos los componentes (excepto para la sonda 12b) están ubicados dentro de una pequeña caja portátil (el procesador es un procesador dedicado en lugar de una PC autónoma 28b) . La figura 7 muestra una tercera modalidad de un ensamble de escáner . 600 de acuerdo con la presente invención. Particularmente, el ensamble de escáner 600 incluye un ensamble de sensor visible activo 602, el cual es un atado de cinco fibras ópticas, cuatro fibras de iluminación 14h-14k y una fibra de detector 16c que se muestran en la sección . transversal 18b. La luz visible no penetra de forma apreciable la piel, por lo tanto, ensamble de sensor visible 602 es enfocado por el lente 610c sobre un punto 612 en la superficie de la piel 20c. El ensamble de escáner 600 también incluye dos ensambles de sensor MIR pasivos 602, 604a y 604b, los cuales son enfocados por los lentes 610a y 610b respectivamente desde ángulos opuestos en un punto 7 mm por debajo del punto 612. Por lo tanto, conforme el ensamble de escáner se mueve a lo largo de la dirección de escaneo 606, el ensamble de sensor visible 602 detecta la decoloración (o fluorescencia) de la superficie de la piel a lo largo de una linea, mientras que de manera simultánea, los ensambles de sensor MIR 604a y 604b miden la radiación MIR de cuerpo negro desde las dos direcciones a lo largo de la misma linea a fin de medir la profundidad de una lesión 614. Por lo tanto, la ubicación de la lesión se encuentra con base tanto en mediciones de la señal de luz visible emitida desde la piel a causa de la reflexión o fluorescencia en la superficie de la piel 20c y una señal de energía IR pasiva emitida como radiación de cuerpo negro en la banda MIR desde la parte superior y debajo de la superficie de la piel 20c. Además, debido a la diferencia en foco de los diversos sensores, la ubicación de la lesión sobre la superficie de la piel 20c y la profundidad de la, lesión por debajo de la superficie de la piel 20c se determinan de manera simultánea. Se podrá apreciar que las descripciones anteriores pretenden únicamente servir como ejemplos, y que son posibles otras modalidades que están dentro del espíritu y el alcance de la presente invención. Todas las publicaciones, patentes y solicitudes de patente mencionadas en esta descripción, se incorporan aquí en su totalidad por referencia en la especificación, hasta el mismo grado como si cada publicación individual, patente o solicitud de patente se indicara de manera específica e individual para estar incorporada en la presente invención por referencia. Además, las citas o identificación de cualquier referencia en esta solicitud no se deberán interpretar como una admisión de que dicha referencia está disponible como técnica anterior a la presente invención.

Claims (25)

NOVEDAD DE LA INVENCION Habiendo descrito el presente invento, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como prioridad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES

1.- Un método no intrusivo para identificar una lesión en la piel de un sujeto, que comprende los pasos de: d) encontrar una ubicación de una anomalía de una radiación emitida por la piel, dicha anomalía causada por la lesión; e) ejecutar un análisis espectral incluyendo la cuantificación de una primera señal en una banda visual y una segunda señal en una banda infrarroja; y f) identificar la lesión con base en dicha ubicación y un resultado de dicho análisis espectral.

2. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho paso de identificación incluye reconocer un precursor de cáncer.

3.- El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque dicho reconocimiento está basado en una medición de una energía en una banda casi infrarroja.

4.- El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dicha radiación incluye una luz visible reflejada desde la piel.

5.- El. método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dicha radiación incluye una luz visible emitida por la fluorescencia de la piel .

6. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dicha radiación incluye una energía de banda infrarroja media de cuerpo negro emitida por la piel.

7. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dicha radiación incluye energía, en una banda de frecuencia amplia incluyendo frecuencias tanto infrarrojas como visibles.

8. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dicha radiación incluye energía en la banda de frecuencia casi infrarroja esparcida por la piel.

9. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dicha radiación incluye tanto una luz visible reflejada desde la piel como una energía de banda infrarroja media de cuerpo negro emitida por la piel.

10. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho paso de encontrar, incluye los subpasos de: (i) cuantificar una primera energía emitida desde la piel sin la lesión; (ii) medir una segunda energía emitida desde dicha ubicación, y (iii) calcular una medición diferencial entre dicha primera energía y dicha segunda energía.

11. - El método de conformidad con la reivindicación 1, que además comprende los pasos de: (g) clasificar la lesión en una categoría general con base en una característica de dicha anomalía, y (h) adaptar dicho análisis espectral para diferenciar entre objetos en dicha categoría general.

12. - El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque dicho paso de adaptación incluye elegir una banda de frecuencia para dicho análisis espectral, dicha banda de frecuencia es óptima para distinguir por lo menos entre dos objetos en dicha categoría general.

13. - El método de conformidad con la reivindicación 1, que además comprende el paso de: i) determinar una profundidad de la lesión

14.- El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque dicho paso de encontrar y dicho paso de determinar se ejecutan de manera simultánea .

15.- El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque dicho paso de determinación incluye los subpasos de: (i) medir una energía infrarroja emitida por dicha lesión. (ii) calcular una profundidad con base en un resultado de dicha medición.

16. - El método de conformidad con la reivindicación 1, que además comprende el paso de: d) medir una fluorescencia; y en donde dicha paso de identificación además se basa en un resultado de dicha medición.

17. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dicha segunda señal incluye energía infrarroja dentro de una longitud de onda que se ubica entre 5.5 y 7.5 micrómetros.

18. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho paso de ejecución de un análisis espectral incluye los subpasos de : (iii) medir una primera energía medida en una primera banda de .frecuencia emitida en dicha ubicación, (iv) cuantificar una segunda energía medida en una segunda banda de frecuencia emitida en dicha ubicación, (v) calcular una medición diferencial entre dicha primera energía y dicha segunda energía.

19.- El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dicha segunda señal incluye por lo menos una emanación seleccionada del grupo que consiste de un producto de una interacción entre una salida de una fuente de radiación externa y la lesión, un flujo de calor proveniente de la lesión, luz reflejada desde la lesión, y una radiación de cuerpo negro emitida por la lesión.

20.- El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dicha identificación incluye clasificar la lesión de acuerdo con una pluralidad de categorías, dichas categorías incluyen un lunar benigno, precursor de cáncer patológico, y lesión cancerosa.

21.- Un detector para identificar una lesión en la piel, que comprende: a) un primer ensamble de sensor sensible a una primera banda de frecuencia, dicho primer ensamble de sensor configurado para determinar una ubicación y una característica de una anomalía en una primera señal de radiación emitida' por la piel, dicha anomalía es ocasionada por la lesión; b) un segundo ensamble de sensor configurado para ser sensible a una segunda banda de frecuencia, y c) un procesador configurado para identificar la lesión con base en dicha ubicación, dicha característica y un contraste entre una señal de radiación no modificada en dicha segunda banda de frecuencia emitida por la piel y una segunda señal de radiación medida en dicha ubicación por dicho segundo ensamble de sensor.

22. - El detector de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque dicho primer ensamble de sensor incluye un sensor electrónico y dicho segundo ensamble de sensor incluye dicho sensor electrónico y un filtro de paso de banda.

23. - El detector de conformidad con la reivindicación 21., que además comprende: d) una fuente de luz visible para producir un haz de luz; en donde dicho primer ensamble de sensor está configurado para detectar una reflexión de dicho haz de luz desde la piel.

24. - El detector de conformidad con la reivindicación 21, que además comprende: e) una fuente de luz ultravioleta configurada para inducir la fluorescencia de la piel; y en donde dicho segundo sensor está configurado para detectar dicha fluorescencia.

25.- El detector de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque dicho procesador incluye por lo menos una unidad de procesamiento seleccionada del grupo que consiste de un operador humano, un procesador electrónico dedicado, y una computadora personal.