ITBO980141A1 - Metodo per la rilevazione di sostanze diffuse in un campione, ed appar ecchiatura che realizza tale metodo. - Google Patents

Description

METODO PER LA RILEVAZIONE DI SOSTANZE DIFFUSE IN UN CAMPIONE, ED APPARECCHIATURA CHE REALIZZA TALE METODO

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE

La presente invenzione si inquadra nel settore tecnico concernente l'identificazione e l'analisi quantitativa di particolari sostanze.

In particolare la presente invenzione si riferisce ad un metodo per la rilevazione di una o più sostanze, presenti in un campione da analizzare anche in tracce, la cui presenza non sia immediatamente rilevabile ad un'osservazione diretta, nonché ad un'apparecchiatura che realizza tale metodo.

E' noto che rilevare e quantificare particolari sostanze o materiali presenti in un campione, anche in modesta quantità, presenta spesso notevoli difficoltà, e richiede l'uso di procedimenti di lunga e difficile attuazione e di complesse apparecchiature, allo scopo di isolare tali sostanze e di valutarne le quantità presenti. Nella maggior parte dei casi, tali analisi debbono pertanto essere effettuate all'interno di idonei laboratori opportunamente attrezzati.

Ad esempio, nei Paesi maggiormente evoluti è oggi ritenuto molto importante, ai fini della valutazione dello stato di salute della popolazione, un controllo frequente della composizione delle feci. In effetti queste ultime costituiscono un indicatore piuttosto affidabile della situazione generale di una persona. La presenza di particolari sostanze provenienti dall'interno dell'organismo, e che si mescolano alle feci stesse durante i processi digestivi, può essere indice di situazioni di disagio fisico o addirittura di patologie in corso, molto prima che tali patologie forniscano alla persona che ne è affetta sintomi riconoscibili. E' pertanto chiaro che l'identificazione di tali sostanze può portare a diagnosticare precocemente l'insorgere di disturbi anche potenzialmente gravi, ed a programmare di’ conseguenza le terapie più adeguate.

Da questo punto di vista, un indicatore particolarmente importante è costituito dalla presenza diffusa nelle feci di piccoli quantitativi di sangue. Ciò può essere dovuto, sia a disturbi benigni dell'apparato gastro-intestinale, quali ulcere o forti irritazioni, sia alla presenza di neoplasie, soprattutto a livello del colon. A causa delle condizioni ambientali e dei regimi alimentari l'incidenza di questo tipo di patologie sta progressivamente aumentando, e le strutture sanitarie tendono ad estendere sempre più i controlli necessari a prevenirle, soprattutto per i soggetti maggiormente a rischio. L'analisi periodica delle feci, per rilevare il sangue in esse eventualmente diffuso costituisce, da questo punto di vista, uno degli esami più affidabili e sicuri.

Tuttavia, riconoscere ed eventualmente quantificare il sangue diffuso nelle feci è un'operazione la cui esecuzione può essere attualmente effettuata solo in idonei laboratori di analisi, poiché richiede l'impiego di personale specializzato, di costose apparecchiature atte ad effettuare analisi di tipo spettrometrico, e di reagenti chimici che possono avere un certo grado di tossicità. A causa della complessità, della durata e/o del costo di tali analisi,; esse non possono essere effettuate su larga scala, ed i loro risultati sono spesso forniti troppo tardi per fornire una diagnosi precoce di eventuali patologie e consentire di intervenire tempestivamente sulle stesse.

Scopo della presente invenzione e' quello di proporre un metodo per la rilevazione di sostanze diffuse in un campione, che ne permetta un'applicazione semplice e di immediata esecuzione anche da parte di personale non specializzato.

Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di proporre un metodo che consenta di rilevare tali sostanze diffuse senza l'utilizzo di reagenti chimici, o comunque senza l'applicazione al suddetto campione di sostanze estranee.

Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di proporre un'apparecchiatura per realizzare il suddetto metodo, che abbia inoltre bassi costi di produzione ed elevata affidabilità e maneggevolezza.

Gli scopi suindicati vengono ottenuti in accordo con il contenuto delle rivendicazioni.

Le caratteristiche della presente invenzione sono evidenziate nel seguito con riferimento alle allegate tavole di disegno, in cui:

la figura 1 illustra schematicamente una vista laterale, parzialmente in sezione, dell'apparecchiatura secondo la presente invenzione;

- la figura 2 illustra schematicamente in sezione, a scala ingrandita, il comparto di rilevazione dell'apparecchiatura di figura 1,-- la figura 3 illustra la sezione III-III di figura 2.

Con riferimento alla figura 1, si indica con 1 un campione, ad esempio di feci umane, destinato ad essere analizzato per rilevare la presenza di una sostanza in esso diffusa, ad esempio di sangue. Tale sostanza, se presente in tracce, non risulta visibile ad un'osservazione diretta.

L'apparecchiatura per la rilevazione della suddetta sostanza diffusa, indicata nel suo complesso con 100, comprende un corpo scatolare 3, avente forma allungata ed approssimativamente tubolare, atta a consentirne un'agevole impugnatura a guisa di penna.

Nella parte inferiore del corpo scatolare 3 {vedasi anche figura 2) è realizzato un comparto di rilevazione 4, avente forma sostanzialmente tronco-conica ed internamente cavo. Al suo interno è realizzata una camera sagomata 5, che comunica con l'ambiente esterno attraverso un'imboccatura 6. La camera 5 è destinata ad essere posta a contatto con il campione 1 in corrispondenza della suddetta imboccatura 6 .

Nella parte superiore del comparto di rilevazione 4 è altresì realizzata una pluralità di alloggiamenti 7,8, che comunicano inferiormente con la camera sagomata 5 e superiormente con l'interno del corpo scatolare 3. In particolare è previsto un alloggiamento centrale 7 e quattro alloggiamenti periferici 8, disposti simmetricamente secondo gli spigoli di un quadrilatero attorno all'alloggiamento centrale 7.

In quest'ultimo alloggiamento è fissato un sensore 9, atto a rilevare radiazioni elettromagnetiche diffuse dal campione 1 all'interno della camera sagomata 5. Il sensore 9 comunica con quest'ultima camera 5 attraverso un canale la realizzato nella parte inferiore dell'alloggiamento centrale 7.

Agli alloggiamenti periferici 8 è fissata una pluralità di elementi emettitori 10 di radiazioni elettromagnetiche, che si affaccia direttamente sulla camera sagomata 5. Tali elementi emettitori 10 sono preferibilmente costituiti da diodi ad emissione luminosa, conosciuti con l'acronimo "LED", atti ad emettere radiazioni in bande di frequenza fra loro diverse e corrispondenti ad altrettanti colori..La loro emissione può essere considerata, per i fini dell'invenzione, approssimativamente monocromatica, o comunque composta di un numero limitato e definito di frequenze. In particolare sono previsti quattro LED 11,12,13,14, disposti nei rispettivi alloggiamenti 8, aventi preferibilmente colore rosso, verde, giallo ed arancio.

Le radiazioni emesse dai LED 11,12,13,14 sono destinate ad interessare la superficie del campione 1, per essere da questo diffuse entro la camera sagomata 5. A questo proposito, la parete interna 5a della stessa risulta conformata ad andamento curvilineo e progressivamente convergente verso l'imboccatura 6, per agevolare l'indirizzamento della radiazione emessa dai suddetti LED verso l'imboccatura 6 e per evitare riflessioni dirette tramite la parete 5a verso il sensore 9.

All'interno del corpo scatolare 3 è prevista una unità di elaborazione e controllo 20, elettricamente collegata ai predetti sensore 9 ed elementi emettitori 10. Essa è costituita da un circuito elettronico a microprocessore, contenente un programma opportunamente sviluppato per cooperare all'attuazione del metodo della presente invenzione. In particolare l'unità di elaborazione e controllo 20 è destinata ad attivare gli elementi emettitori 10 secondo sequenze e temporizzazioni che verranno descritte con maggior dettaglio nel seguito, ad acquisire corrispondenti informazioni di diffusione, da parte del campione 1, rilevate dal predetto sensore 9, e ad elaborarle tramite il sopra citato programma per ottenere un risultato indicatore della presenza della sostanza diffusa nel campione 1 stesso.

All'esterno del corpo scatolare 3 sono fissati mezzi visualizzatori 30 di tale risultato. Essi sono elettricamente collegati all'unità di elaborazione e controllo 20, e sono sostanzialmente costituiti da un insieme di elementi di visualizzazione 31 di tipo alfanumerico. In modo del tutto ovvio, e pertanto non illustrato, tali elementi di visualizzazione 31 potrebbero altresì essere costituiti da segmenti luminosi, del tipo a diodi emettitori di luce o a cristalli liquidi, atti a fornire indicazioni meno precise del risultato sopra citato.

Nella parte superiore del corpo scatolare 4 sono infine previsti mezzi alimentatori 35, costituiti ad esempio da una batteria di accumulatori ricaricabili di idoneo tipo disponibile commercialmente, atti a fornire energia ai suddetti unità di elaborazione e controllo 20, elementi emettitori 10 e mezzi visualizzatori 30.

Il metodo per la rilevazione di una sostanza diffusa nel campione 1 prevede l'esecuzione automatica, da parte dell'apparecchiatura 100, di una sequenza di fasi operative. L'attivazione di tali fasi è fornita manualmente da un utilizzatore tramite l'azionamento del pulsante di avvio 40, dopo aver posto l'imboccatura 6 dell'apparecchiatura 100 a contatto con la superficie del campione 1. Poiché nel particolare caso della rilevazione di sangue nelle feci il contatto col campione 1 potrebbe porre problemi di igiene, è possibile interporre fra il campione stesso e l'imboccatura 6 una pellicola impermeabile, purché sufficientemente trasparente ed incolore.

La sequenza delle fasi operative è opportunamente impostata dal programma memorizzato nell'unità di controllo ed elaborazione 20.

Una prima fase è quella di taratura dell'emissione, e consiste nell'abilitazione del sensore 8 alla rilevazione, e nella lettura e memorizzazione di un valore di normalizzazione N dell'intensità di radiazione luminosa diffusa dal campione 1 nelle particolari condizioni di illuminazione ambientale presenti in quel momento.

Segue quindi una sequenza di fasi di rilevazione, ciascuna delle quali comprende diverse sottofasi.

In una sottofase di lettura viene attivato un LED 11,12,13,14, che emette un fascio di radiazioni nelle proprie frequenze caratteristiche, per un periodo di tempo predeterminato. Le radiazioni vengono convogliate, in parte anche dalla parete 5a della camera sagomata 5, in direzione del campione 1. Parte di queste vengono da esso diffuse verso il sensore 8, che provvede pertanto a "leggere" l'intensità' della diffusione; il programma operante nell'unità di elaborazione e controllo 20 provvede quindi a definire un parametro di lavoro L, costituito dal valore di tale intensità.

In una sottofase di elaborazione del suddetto parametro di lavoro L in funzione del valore di normalizzazione N, viene quindi ottenuto un valore caratteristico C di diffusione della sostanza da rilevare.

Segue una sottofase di comparazione del valore caratteristico C con un valore di riferimento R memorizzato, tipico della sostanza da rilevare ed indicativo della diffusione della particolare frequenza di radiazione da parte della suddetta sostanza.

Vengono effettuate in sequenza quattro successive fasi di rilevazione, utilizzando le radiazioni emesse rispettivamente dai LED 11,12,13,14 nelle rispettive frequenze del rosso, verde, arancio e giallo. Vengono pertanto ricavati corrispondenti valori caratteristici C1,C2,C3,C4, che vengono quindi comparati con relativi valori di riferimento RI,R2,R3,R4 memorizzati.

Ciascuno dei valori caratteristici CI,C2 ,C3,C4 viene preferibilmente calcolato anche in funzione degli altri tre, mediante formule variabili a seconda della sostanza da rilevare.

La valutazione del grado di convergenza dei valori caratteristici C1,C2,C3,C4 verso i corrispondenti valori di riferimento R1,R2,R3,R4 fornisce un'informazione quantitativa sulla presenza della sostanza da rilevare.

Tale informazione quantitativa viene infine visualizzata, in forma numerica, negli elementi visualizzatori 31.

Diverse forme di realizzazione del presente metodo, comunque realizzabili con la sopra descritta apparecchiatura 100, ad esempio mediante diverse opzioni di programmazione, sono previste in funzione della sostanza da rilevare.

Può essere previsto un numero di fasi di rilevazione diverso da quattro, con l'utilizzo di un corrispondente numero di LED, anche di colore diverso da quelli sopra specificati.

Le fasi di taratura e di rilevazione possono essere altresì ripetute per un numero predefinito di volte. Per le diverse fasi di rilevazione relative a ciascun colore viene quindi calcolato un valore caratteristico medio CM, quale media dei valori caratteristici C successivamente ottenuti. Ciascun valore caratteristico medio CM viene successivamente confrontato, secondo il presente metodo, con il corrispondente valore di riferimento R.

La presente invenzione offre il considerevole vantaggio di consentire la rilevazione di sostanze diffuse in un campione, in particolare di sostanze non visibili ad un'osservazione diretta, in modo estremamente semplice e di immediata esecuzione anche da parte di personale non specializzato, ed in particolare dello stesso utilizzatore.

Un ulteriore vantaggio è dato dal fatto che l'apparecchiatura proposta per l'attuazione del sopra citato metodo ha dei costi di produzione estremamente bassi, ed è quindi accessibile ad un gran numero di acquirenti, e consente pertanto agli stessi di tenere costantemente sotto controllo parametri diagnostici particolarmente importanti per la salute pubblica.

Un ulteriore vantaggio consiste nel fatto che l'apparecchiatura proposta consente di effettuare i suddetti controlli senza l'utilizzo di reagenti chimici, e quindi senza alcun rischio per la salute e l'incolumità dell'utilizzatore.

L'invenzione in questione è stata ovviamente descritta, con riferimento ai disegni allegati, a puro titolo esemplificativo e non limitativo, ed è pertanto evidente che ad essa possono essere apportate tutte quelle modifiche o varianti suggerite dalla pratica nonché dalla sua attuazione ed utilizzazione, comunque comprese nell'ambito definito dalle rivendicazioni seguenti.

Date le caratteristiche operative sopra descritte, il metodo e/o l'apparecchiatura in oggetto potrebbero ad esempio essere utilizzati, senza l'apporto di modifiche alla struttura dell'apparecchiatura e con modeste variazioni al programma memorizzato al suo interno, per una più semplice funzione di riconoscimento del colore di un campione 1.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per la rilevazione di una sostanza diffusa in un campione 1, caratterizzato dal fatto di prevedere l'esecuzione delle seguenti fasi operative: - una fase di taratura dell'emissione, consistente nella lettura di almeno un valore di normalizzazione N dell'intensità di radiazione luminosa diffusa da parte di detto campione 1 in luce ambiente; - almeno una fase di rilevazione, comprendente le seguenti sottofasi: una sottofase di lettura, consistente nell'emissione di un fascio di radiazioni di almeno una frequenza predefinita in direzione di detto campione 1, per un periodo di tempo predeterminato, e nella contestuale lettura di un parametro di lavoro L, costituito dal valore dell'intensità delle radiazioni diffuse da detto campione 1, a seguito dell'azione di detto fascio di radiazioni; una sottofase di elaborazione di detto parametro di lavoro L in funzione di detto valore di normalizzazione N, atta ad ottenere un valore caratteristico C di diffusione di detta sostanza; una sottofase di comparazione di detto valore caratteristico C con almeno un valore di riferimento R memorizzato, indicativo della diffusione delle citate radiazioni da parte della menzionata sostanza; -una fase di visualizzazione del risultato di detta comparazione.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di prevedere l'esecuzione sequenziale di quattro delle citate fasi di rilevazione, ciascuna delle quali effettuata con fasci di radiazioni aventi frequenze diverse e con diversi corrispondenti valori di riferimento R1,R2,R3,R4 per relativi valori caratteristici C1,C2,C3,C4 successivamente ottenuti.
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di prevedere l'esecuzione sequenziale di una pluralità di cicli operativi comprendenti le citate fasi di taratura e di rilevazione, e la conseguente definizione di un valore caratteristico medio CM quale media dei diversi valori caratteristici C successivamente ottenuti.
4. 4. Metodo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto di prevedere l'esecuzione sequenziale di una pluralità di cicli operativi comprendenti le citate fasi di taratura e di rilevazione, e la conseguente definizione di corrispondenti valori caratteristici medi CM1,CM2,CM3 ,CM4 quali medie, rispettivamente, fra le pluralità dei citati valori caratteristici C1,C2,C3,C4 ottenuti .
5. 5.Metodo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che ciascuno dei citati valori caratteristici C1,C2,C3,C4 viene calcolato in funzione degli altri tre.
6. 6. Metodo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i citati diversi fasci di radiazione presentano frequenze nel campo del visibile, sono approssimativamente monocromatici e corrispondono rispettivamente ai colori rosso, verde, arancio e giallo.
7. 7. Apparecchiatura per la rilevazione di una sostanza diffusa in un campione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere: un corpo scatolare 3; un comparto di rilevazione 4, associato a detto corpo scatolare 3, dotato internamente di una camera sagomata 5 comunicante con l'esterno attraverso un'imboccatura 6 e destinata ad essere posta a contatto con il citato campione 1 in corrispondenza di detta imboccatura 6, detto comparto di rilevazione 4 essendo altresì internamente provvisto di una pluralità di alloggiamenti 7,8, comunicanti con la citata camera sagomata 5; almeno un sensore 9, disposto in detto alloggiamento 7 ed atto a rilevare radiazioni elettromagnetiche diffuse da detto campione 1; mezzi emettitori 10 di radiazioni elettromagnetiche, disposti in detti alloggiamenti 8, affacciantisi a detta camera sagomata 5 ed atti ad emettere radiazioni elettromagnetiche ad almeno una frequenza predefinita, destinate ad interessare detto campione 1; mezzi di elaborazione e controllo 20, alloggiati all'interno del citato corpo scatolare 3, collegati a detti sensore 9 e mezzi emettitori 10 e destinati ad attivare questi ultimi, secondo sequenze e temporizzazioni predefinite, ad acquisire corrispondenti informazioni rilevate dal citato sensore 9 e ad elaborarle tramite un programma memorizzato; mezzi visualizzatori 30 del risultato di detta elaborazione, collegati a detti mezzi di elaborazione e controllo 20 ed associati esternamente al citato corpo scatolare 3; mezzi alimentatori 35, alloggiati all'interno di detto corpo scatolare ed atti·a fornire energia a detti mezzi di elaborazione e controllo 20, mezzi emettitori 10 e mezzi visualizzatori 30.
8. 8. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto corpo scatolare 1 presenta forma sostanzialmente tubolare ed allungata, atta a consentirne l'impugnatura a guisa di penna.
9. 9. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che i citati mezzi emettitori 10 sono costituiti da quattro elementi emettitori 11,12,13,14, simmetricamente alloggiati nel citato comparto di rilevazione 4 secondo gli spigoli di un quadrilatero .
10. 10 . Apparecchiatura secondo la rivendicazione 9 , caratterizzata dal fatto che detti elementi emettitori 11,12,13,14 sono costituiti da diodi ad emissione luminosa.
11. 11. Apparecchiatura secondo le rivendicazioni 9 o 10, caratterizzata dal tatto che i citati elementi emettitori 11,12,13,14 producono radiazioni elettromagnetiche approssimativamente monocromatiche aventi frequenze fra loro diverse.
12. 12. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che le pareti 5a della citata camera sagomata 5 risultano curve e progressivamente convergenti verso la citata imboccatura 6.
13. 13. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i citati mezzi visualizzatori 30 sono costituiti da un insieme di elementi di visualizzazione elettronici 31 di tipo alfanumerico.
14. 14. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i citati mezzi visualizzatori 30 sono costituiti da un insieme di segmenti indicatori realizzati con cristalli liquidi o con diodi ad emissione di luce.