Aparato para el diagnóstico y monitorización de la esteatosis hepática basado en la medición de la impedancia eléctrica.

La presente invención hace referencia a un sistema para determinar de forma rápida el grado de esteatosis hepática (grasa en el hígado) a través de una medida directa de la impedancia eléctrica hepática a una o más frecuencias. La medida se realiza mediante sensores de superficie o mínimamente invasivos, pudiéndose acoplar estos a otros dispositivos de uso médico (e.g. sondas laparoscópicas). Mediante un algoritmo de interpolación basado en correlaciones entre la impedancia y el porcentaje de grasa hepática en biopsias de referencia, el sistema es capaz de determinar el grado de esteatosis hepática en el órgano medido de forma inmediata y sin necesidad de otro tipo de intervención. Esto permite su aplicación a procedimientos como el trasplante hepático, posibilitando un diagnóstico rápido de viabilidad, así como otros procedimientos quirúrgicos y sobre órganos explantados

Aparato para el diagnóstico y monitorización de la esteatosis hepática basado en la medición de la impedancia eléctrica.

Sector de la técnica

La presente invención se refiere al sector médico-sanitario, y más concretamente a dispositivos de registro y diagnóstico médico. En particular, esta invención se refiere al uso de dispositivos basados en la medida de la impedancia eléctrica para determinar el grado de esteatosis hepática de forma rápida y no invasiva, siendo su principal aplicación propuesta el diagnóstico de esteatosis de hígados destinados al trasplante de órganos.

Estado de la técnica

Definición de esteatosis hepática

La esteatosis hepática (EH) es la acumulación de lípidos histológicamente visible en el citoplasma de los hepatocitos (células hepáticas), y es la alteración metabólica más frecuente a nivel hepático. Entre otras causas, la EH puede ser debida a un aumento del aporte (mayor ingesta) de grasas, una disminución de la ß-oxidación, una disminución de proteínas o a la ingestión de algún tóxico. En la sociedad occidental, las causas subyacentes más frecuentes son la obesidad y el alcohol.

Determinación de la esteatosis hepática

El examen histológico mediante punción-biópsia hepática (PBH) es la técnica médica más aceptada para el diagnóstico de la EH y constituye por tanto el patrón de referencia en el diagnóstico de esta enfermedad. Aun así, la PBH presenta ciertos inconvenientes. Por un lado, la técnica es invasiva y su campo de examen es reducido, hecho que complica el diagnóstico de EH dado que ésta puede presentar patrones muy heterogéneos de afectación. Por otro lado, el tiempo de procesamiento y análisis es largo y precisa de patólogos expertos, resultando en un proceso caro y parcialmente subjetivo.

Según el porcentaje de células hepáticas (hepatocitos) afectadas, la EH se clasifica como: 1) leve: menos de 25% de los hepatocitos afectados; 2) moderada: de 25 a 50% de hepatocitos afectados, y 3) severa: más de 50% de los hepatocitos afectados. Además, en EH se pueden distinguir dos categorías morfológicas principales: la EH macrovesicular y la microvesicular, pudiéndose combinar ambas en un mismo caso de EH.

Esteatosis y trasplante hepático

Históricamente, la EH está asociada con una mortalidad y una morbilidad postrasplante altamente significativas. Una EH superior a un 15% (y sobretodo en caso de ser macronodulillar), tener mas de 65 años o ser portador del virus de la hepatitis C son los tres parámetros fundamentales e independientes que marcan más fuertemente la expectativa de supervivencia del órgano hepático o del paciente trasplantado.

Hoy en día, y debido al aumento progresivo de la necesidad de donantes hepáticos, se está aumentando el número de donantes aceptados con mayor edad y, en consecuencia, con mayor numero de patologías asociadas, como por ejemplo la obesidad o el alcoholismo. Este hecho conduce a un aumento del número de hígados con mayor o menor grado de esteatosis que se utilizan para trasplante hepático.

La utilización de hígados con esteatosis esta asociada a un aumento del riesgo de fallo hepático primario ("Primary Non-Function", PNF) tras el transplante. Este fallo se relaciona con el hecho que los hígados esteatósicos resisten peor que los hígados normales las lesiones inducidas por los procesos de isquemia/reperfusión y preservación en frío inherentes al proceso de trasplante.

En este sentido, la EH de afectación importante y clara es una de las principales causas de desestimación del injerto para trasplante. El diagnóstico viene dado por los datos de la historia clínica del donante, analíticas del nivel de enzimas, inspección ocular, ecografías y, en contadas ocasiones, por la PBH. El principal problema de la EH en trasplante reside en detectar grados no tan evidentes de esteatosis, ya que en ocasiones es durante el procedimiento quirúrgico (laparoscopia) cuando se tiene que tomar la decisión de su utilización o no como injerto ante un aspecto sospechoso de EH (superficie amarillenta).

La PBH es claramente la prueba más fiable para el diagnóstico de EH de las que se realizan actualmente, pero sus inconvenientes se acentúan cuando se realiza durante el proceso quirúrgico de trasplante. La necesidad de realizar varias punciones invasivas para evitar el efecto local de la EH y el largo tiempo de procesamiento son factores que se conjugan en contra de las necesidades básicas del proceso de trasplante: un diagnóstico rápido y minimamente invasivo. Además, en el caso específico del trasplante, la PBH puede generar resultados inciertos debido a las técnicas de enfriamiento rápido usadas en preservación, complicando la interpretación por parte del patólogo.

Por todo ello, la cuantificación rápida y fiable de la EH de los injertos hepáticos sigue siendo actualmente un problema no resuelto y de gran preocupación en los procedimientos de trasplantes hepáticos.

Impedancia eléctrica en la caracterización de tejidos vivos

El término "impedancia eléctrica" define la relación entre la tensión alterna aplicada a una muestra y la corriente eléctrica resultante. En el caso particular en que la muestra forma parte de un ser vivo, suele emplearse el término "bioimpedancia eléctrica" o simplemente "bioimpedancia". La bioimpedancia eléctrica por si misma no constituye un parámetro fisiológico de interpretación directa. Sin embargo, los valores de bioimpedancia, o las propiedades eléctricas pasivas que se derivan matemáticamente de ellos, pueden reflejar indirectamente determinados estados y eventos que resultan de interés en la práctica médica.

Los valores obtenidos a partir de la medida de la impedancia eléctrica básicamente dependen de la geometría de la muestra y de las propiedades eléctricas del material que compone la muestra. En una muestra compuesta por varias partes, las relaciones geométricas entre dichas partes determinarán en gran medida los valores obtenidos. De hecho, existe un grupo importante de técnicas médicas que basan su funcionamiento en la influencia que los cambios geométricos a escala macroscópica, producidos en diversos compartimentos anatómicos, conllevan sobre la bioimpedancia. Algunos ejemplos pertenecientes a dicho grupo son la cardiografía por impedancia, la pletismografía por impedancia y la pneumografía por impedancia. Otra técnica a destacar basada en las relaciones geométricas de distintas partes es la inferencia del porcentaje de grasa corporal mediante el uso de la impedancia eléctrica. Esta técnica, conocida como "'Análisis por Bioimpedancia" o "Bioimpedance Analysis" (BIA), basa su funcionamiento en el hecho de que el tejido graso presenta una resistividad eléctrica mucho mayor a la del tejido magro. La medida de impedancia permite determinar el porcentaje de agua en el cuerpo y, gracias a este hecho y a su correlación con diversos parámetros adicionales, como son el peso y el sexo del sujeto, pueden derivarse la proporción de grasa corporal en relación al tejido magro y otros tejidos (como el óseo) presentes en el cuerpo mediante formulas, matemáticas y valores de referencia.

En este sentido, la presente invención difiere de las anteriormente citadas en que no tiene por objeto revelar ninguna característica geométrica a escala macroscópica. Aquí se asume que trata con un único tejido macroscópicamente homogéneo y que los parámetros derivados de la bioimpedancia dependerán principalmente de las características eléctricas propias del tejido sometido a análisis. Es decir, la bioimpedancia se empleará para caracterizar el estado del tejido vivo. Diversas propiedades físicas y químicas de los tejidos vivos hacen que estos presenten una determinada impedancia que no sólo los distingue entre ellos sino que además permite detectar y valorar determinados estados patológicos como desviaciones de la normalidad. Existen invenciones precedentes en las que se propone el uso de la impedancia para detectar la presencia y valorar el estado de determinadas patologías en tejidos vivos, como son el cáncer (US2006100488, US2005065418, EP1600104, WO03084383, US2003105411), la isquemia (WO2004105862, US5807272, WO0114866) e incluso la caries (US6230050). Sin embargo, hasta la fecha no se ha propuesto el uso de la impedancia eléctrica para valorar el grado de esteatosis en órganos ni tampoco se ha realizado ningún estudio científico en este sentido.

Modelo fisiológico y medida de la impedancia eléctrica

Generalmente se considera que la membrana celular de los seres vivos actúa como una...

1. Aparato de uso clínico para el diagnóstico y/o monitorización de la esteatosis hepática caracterizado porque mide la impedancia eléctrica del hígado para determinar el grado de esteatosis del mismo.

2. Aparato según reivindicación 1 caracterizado porque comprende, como mínimo:

3. Aparato según reivindicaciones 1 y 2 caracterizado porque comprende medios para medir la impedancia eléctrica hepática a varias frecuencias.

4. Aparato según reivindicación 2 caracterizado porque comprende electrodos como sensores de superficie no invasivos.

5. Aparato según reivindicación 2 caracterizado porque comprende electrodos colocados en pequeñas agujas como sensores penetrantes mínimamente invasivos.

6. Aparato según reivindicación 2 caracterizado porque comprende electrodos realizados y/o recubiertos por oro, plata, cloruro de plata, platino o cualquier otro material biocompatible y con una conductancia elevada como sensores de medida de impedancia.

7. Aparato según reivindicaciones 4 a la 6 caracterizado porque consta de un sensor de impedancia eléctrica con un número de electrodos comprendido entre 2 y 4.

8. Aparato según reivindicaciones 4 a la 6 caracterizado porque consta de un sensor de impedancia eléctrica con un número de electrodos superior a 4 sobre un soporte semi-rígido o flexible, seleccionables automáticamente para realizar medidas de impedancia entre diferentes pares, trios o cuartetos de electrodos.

9. Aparato según reivindicaciones 4 a la 6 en el que los electrodos se incorporan a un único dispositivo para facilitar su manipulación de forma manual durante la laparotomía.

10. Aparato según reivindicaciones 1 y 2 caracterizado porque los electrodos se incorporan a dispositivos médicos de laparoscopia, para ser ubicados en las sondas o catéteres que estos incorporan y que se introducen en la cavidad abdominal durante las intervenciones de laparoscopia.

11. Aparato según reivindicaciones 1 y 2 caracterizado porque los electrodos se ubican sobre una plataforma que pesa el órgano, y que se utiliza una vez que el hígado ha sido extraído del cuerpo del paciente, durante procedimientos de transplante de órganos, en procedimientos de medicina forense y en otros procedimientos con órganos explantados.

12. Aparato para detectar la esteatosis según reivindicaciones 1 y 2 caracterizado porque comprende sensores de temperatura y un módulo de medida de la temperatura para ajustar las medidas de impedancia e impedir que los valores obtenidos estén afectados por la temperatura.

13. Aparato para detectar la esteatosis según reivindicaciones 1 y 2 caracterizado porque comprende un sensor de presión y un módulo de medida de presión para avisar o ajustar las medidas de impedancia e impedir que los valores obtenidos estén afectados por la presión entre el dispositivo sensor y el órgano.

14. Uso del aparato según las reivindicaciones 1 a la 13 para el diagnostico y/o monitorización del grado de esteatosis en el órgano hepático.

15. Uso del aparato según reivindicación 14 caracterizado porque el diagnostico y/o monitorización del grado de esteatosis en un hígado humano.

16. Uso del aparato según reivindicación 14 para detectar y determinar el grado de esteatosis en un hígado animal.

17. Uso del aparato según reivindicaciones 14 a la 16 caracterizado porque la utilización consiste en detectar y determinar el grado de esteatosis hepática en procesos quirúrgicos de transplante de órganos in vivo y ex vivo.

18. Uso del aparato según reivindicación 14 a la 16 caracterizado porque la utilización consiste en detectar y determinar el grado de esteatosis hepática en procesos de laparotomía.

19. Uso del aparato según reivindicación 14 a la 16 caracterizado porque la utilización consiste en detectar y determinar el grado de esteatosis hepática en procedimientos de medicina forense.

20. Uso del aparato según reivindicación 16 caracterizado porque la utilización consiste en detectar y determinar el grado de esteatosis hepática en procedimientos de control alimentario.