Un sistema para proporcionar una terapia fotodinámica intersticial sobre el tejido en un cuerpo,

comprendiendo dicho sistema:

al menos una fibra óptica (105) para suministrar una luz terapéutica a dicho tejido para la interacción con un agente fotosensibilizador en dicho tejido, en donde dicha fibra óptica está diseñada para ser insertada intersticialmente dentro de dicho tejido con una región extrema distal del mismo;

un dispositivo para evaluar al menos un parámetro de tratamiento fotodinámico de dicha terapia fotodinámica intersticial en dicha región extrema distal de dicha fibra óptica

un dispositivo para modificar características de dicha luz terapéutica de dicha terapia fotodinámica intersticial en respuesta a la evaluación de dicho parámetro de tratamiento fotodinámico; y

un dispositivo de control que está dispuesto para restringir dicho suministro de tratamiento de luz terapéutica que depende temporalmente de al menos un atributo de uno de dichos parámetros de tratamiento fotodinámico, en donde dicho dispositivo de control es un dispositivo de umbral y dicho atributo es al menos un valor de umbral de un valor (P) de uno de dichos parámetros de tratamiento fotodinámico, en donde dicho al menos un valor de umbral comprende un primer umbral (th1), un segundo umbral (th2), y un tercer umbral (th3), en el que dicho tercer umbral (th3) es más bajo que dicho segundo umbral (th2) y dicho segundo umbral es más bajo que dicho primer umbral (th1); y en donde dicho primer umbral (th1), dicho segundo umbral (th2), y dicho tercer umbral (th3) son dinámicamente ajustables durante dicha terapia fotodinámica intersticial

Sistema y método para controlar y ajustar parámetros de terapia luminosa fotodinámica intersticial.

Campo de la invención

Esta invención pertenece en general al campo de la terapia luminosa fotodinámica (PDT) y sistemas relacionados, dispositivos, productos de programa de ordenador y métodos. Más particularmente la invención se refiere al control y ajuste de la luz en ese tipo de sistema PDT. Incluso más particularmente, la invención se refiere a un sistema y un método para controlar la luz en un sistema PDT de tumor intersticial.

Antecedentes de la invención

La terapia fotodinámica (PDT) es una modalidad de tratamiento del cáncer que ha mostrado resultados prometedores en términos de selectividad y eficacia, véase por ejemplo, Dougherty T.J. y otros, Terapia Fotodinámica, Journal del Instituto de Cáncer Nacional, 1998; 90: 889-905.

La PDT se basa en el uso de un fotosensibilizador que es activado por la luz en la presencia de oxígeno, conduciendo a la producción de radicales de oxígeno singletes tóxicos. La destrucción de tejidos resulta de la apoptosis, necrosis y daño vascular originados por estos radicales de oxígeno único, véase, por ejemplo, Noodt BB. y otros: Apoptosis y necrosis inducidas con luz y protoporfirina IX derivada del ácido 5-aminolaevulínico, British Journal of Cáncer, 1996; 74: 22-29.

Una penetración limitada en el tejido de la luz de activación es una cuestión general de la PDT (Terapia Fotodinámica). Solamente tumores menores de alrededor de 5 mm de espesor pueden ser tratados mediante irradiación superficial. Para tratar tumores que se extiendan más profundos y/o mayores, puede ser utilizada la PDT intersticial. En la PDT intersticial, fibras ópticas que conducen luz son llevadas al interior del tumor usando, por ejemplo, una aguja de jeringa, en la luz de la cual ha sido colocada una fibra, que se describe, por ejemplo, en el PCT/SE2006/050120 del mismo solicitante que la presente solicitud.

Un sistema PDT más se describe en US 5.527.349.

Para conseguir un tratamiento eficiente han sido usadas diversas fibras para conseguir que todas las células del tumor sean sometidas a una dosis suficiente de radiación de modo que se obtenga el estado de singlete tóxico. En la patente sueca SE 503508 se describe un sistema PDT intersticial, en el que seis fibras se usan para el tratamiento así como la medición del flujo luminoso que alcanza una fibra dada en la penetración a través del tejido desde las otras fibras. Según la descripción de SE 503408, la luz procedente de un láser único es dividida en seis partes diferentes usando un sistema divisor del haz que comprende un gran número de componentes mecánicos y ópticos. La luz es enfocada entonces dentro de cada una de las seis fibras de tratamiento individuales. Una fibra se usa como un transmisor mientras las otras fibras se usan cono receptores de la radiación que penetra en el tejido. El sistema PDT intersticial descrito en SE503408 permite realimentar luz dispersada pero el documento no describe información alguna o parámetros que se refieran al guiado que es importante para controlar y ajustar la terapia luminosa o una necesidad de la misma.

Para optimizar el efecto biológico en el PDT intersticial, es necesario un método de dosimetría exacta. Por ejemplo, una dosis de iluminación fijada puede ser usada, y la radiancia de una longitud de onda terapéutica de la luz terapéutica usada puede ser mantenida constante a través de todo el tratamiento PDT. Además, el tiempo de iluminación puede ser determinado por una necesidad de suministrar una dosis luz incidente predeterminada, expresada en J/cm². Tal medida de la dosis simplificada ignora los cambios de las condiciones de tratamiento durante el tratamiento PDT. Por ejemplo, tales cambios pueden comprender variaciones inducidas de tratamiento de la transmisión de luz del tejido, variaciones de concentración de sensibilizador, y un estado de oxigenación del tejido que varíe a través del tejido blanco que se trata mediante la PDT. Entre otras cosas, tales variaciones pueden explicar el efecto de la PDT muy variable observado. Por ejemplo, un régimen de recurrencia presenta grandes variaciones a pesar de la dosis luminosa equivalente, como se muestra en Calzavara-Pinton PG: terapia fotodinámica repetitiva con ácido a-aminolaevulínico tópico como una solución apropiada para el tratamiento rutinario de tumores de piel que no son melanomas superficiales, Journal de Fotoquímica y Fotobiología B: Biología 1995; 29: 53-57. Además, el volumen necrótico presenta grandes variaciones a pesar de la dosis luminosa equivalente, según Curnow A. y otros: La comprobación del oxígeno durante la terapia fotodinámica inducida de ácido aminolaevulínico-5 en el colon de rata, Comparación de regímenes de iluminación continuos y fraccionados, Journal de Fotoquímica y Fotobiología B: Biología 2000; 58; 149-155.

La EP 1470837 de Tulip y otros describe un aparato y un método de terapia fotodinámica conmutada. Un aparato de terapia fotodinámica y un método se describen en los cuales una droga fototóxica se suministra a un suministro artérico de un tejido blanco, y el suministro de droga que activa la luz en el tejido blanco a través de sondas es controlado mediante la selección secuencial de funcionamiento de las sondas. Además, una sonda de radiancia automática se usa para la caracterización óptica eficiente del tejido blanco y la dosis óptica es vigilada mediante la selección secuencial de sondas como transmisores y receptores. No obstante, el aparato y el método no proporcionan una realimentación eficiente de la terapia suministrada. Además la descripción carece de una guía práctica de cómo y cuando controlar el suministro de luz a medida que las sondas son accionadas secuencialmente con un régimen fijo, predeterminado. Además, una sonda rotacional específica ha de ser usada para medir características del tejido de un lugar de tratamiento, que parece de difícil aplicación en un medio clínico.

Por consiguiente, existe una necesidad de un sistema ventajoso para controlar y ajustar la terapia luminosa y/o los parámetros relacionados durante la PDT en vivo o in vitro.

Resumen de la invención

Consecuentemente, las realizaciones de la presente invención tratan preferiblemente de mitigar, aliviar o eliminar una o más deficiencias, inconvenientes o resultados en la técnica, tales como los identificados anteriormente, únicamente o en cualquier combinación para proporcionar un sistema, un programa de ordenador, un programa de cálculo, y una estación de trabajo médica según las reivindicaciones de la patente que se añaden.

Con el aparato de la invención, puede ser aplicado un método que incorpora un método de cálculo para la determinación de un estado del tejido durante el tratamiento de PDT, El método de cálculo está basado en una evaluación de al menos un parámetro relacionado con el tumor o con un sensibilizador. Un método para controlar el tratamiento luminoso se describe también y en el que el tiempo de tratamiento total está determinado por la concentración del sensibilizador, el régimen de fluencia o la oxigenación del tejido.

Según la reivindicación 1, se proporciona un sistema para proporcionar una terapia fotodinámica intersticial sobre el tejido en un cuerpo. El sistema comprende al menos una fibra óptica para suministrar una luz terapéutica a dicho tejido para la interacción con un agente fotosensibilizador en dicho tejido, en el que dicha fibra óptica está diseñada para que sea insertada intersticialmente dentro de dicho tejido con una región extrema distal de la misma; un dispositivo para evaluar al menos un parámetro de tratamiento fotodinámico de dicha terapia fotodinámica intersticial en dicha región extrema distal de dicha fibra óptica; un dispositivo para modificar características de dicha luz terapéutica de dicha terapia fotodinámica intersticial en respuesta a la evaluación de dicho parámetro de tratamiento fotodinámico; y un dispositivo de control que se dispone para restringir dicho suministro de tratamiento de luz terapéutica al menos temporalmente dependiendo de al menos un atributo de uno de dichos parámetros de tratamiento fotodinámicos.

Según la reivindicación 14, se proporciona un programa de ordenador para que sea procesado por un ordenador. El programa de ordenador comprende segmentos de código para controlar y ajustar la terapia luminosa en un tratamiento fotodinámico de un sujeto, en un sistema para proporcionar terapia fotodinámica intersticial sobre el tejido en un...

1. Un sistema para proporcionar una terapia fotodinámica intersticial sobre el tejido en un cuerpo, comprendiendo dicho sistema:

al menos una fibra óptica (105) para suministrar una luz terapéutica a dicho tejido para la interacción con un agente fotosensibilizador en dicho tejido, en donde dicha fibra óptica está diseñada para ser insertada intersticialmente dentro de dicho tejido con una región extrema distal del mismo;

un dispositivo para evaluar al menos un parámetro de tratamiento fotodinámico de dicha terapia fotodinámica intersticial en dicha región extrema distal de dicha fibra óptica

un dispositivo para modificar características de dicha luz terapéutica de dicha terapia fotodinámica intersticial en respuesta a la evaluación de dicho parámetro de tratamiento fotodinámico; y

un dispositivo de control que está dispuesto para restringir dicho suministro de tratamiento de luz terapéutica que depende temporalmente de al menos un atributo de uno de dichos parámetros de tratamiento fotodinámico, en donde dicho dispositivo de control es un dispositivo de umbral y dicho atributo es al menos un valor de umbral de un valor (P) de uno de dichos parámetros de tratamiento fotodinámico, en donde dicho al menos un valor de umbral comprende un primer umbral (th1), un segundo umbral (th2), y un tercer umbral (th3), en el que dicho tercer umbral (th3) es más bajo que dicho segundo umbral (th2) y dicho segundo umbral es más bajo que dicho primer umbral (th1); y en donde dicho primer umbral (th1), dicho segundo umbral (th2), y dicho tercer umbral (th3) son dinámicamente ajustables durante dicha terapia fotodinámica intersticial.

2. El sistema según la reivindicación 1, en el que dicho dispositivo de control está dispuesto para reducir dicho suministro de tratamiento de luz terapéutica al menos temporalmente sin detener este completamente, y/o en donde dicho dispositivo de control está dispuesto para detener dicho suministro de tratamiento de luz terapéutica al menos temporalmente; o en donde dicho parámetro de tratamiento fotodinámico es la oxigenación de dicho tejido, y en donde dicho dispositivo de umbral está dispuesto para al menos temporalmente interrumpir o reducir el tratamiento luminoso cuando dicho valor (P) de dicho uno de dichos parámetros de tratamiento fotodinámico está por debajo de dicho segundo valor (th2) de umbral y por encima de dicho tercer valor (th3) de umbral, y en donde dicho dispositivo de umbral está dispuesto para reanudar dicho tratamiento luminoso si la oxigenación del tejido se eleva sobre dicho primer valor (th1) de umbral de dicho parámetro de tratamiento fotodinámico.

3. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en el que dicho dispositivo de control es un regulador basado en una diferencia entre un valor actual y un valor deseado de dicho parámetro de tratamiento fotodinámico.

4. El sistema según la reivindicación 1, en el que dicho primer umbral (th 1), dicho segundo umbral (th 2), y dicho tercer umbral (th 3) son una porción de un valor inicial deseado o medido de uno de dichos al menos un parámetro de tratamiento fotodinámico, respectivamente.

5. El sistema según la reivindicación 4, en el que dicho dispositivo de umbral está dispuesto para detener dicho suministro de tratamiento de luz terapéutica cuando dicho valor (P) de uno de dichos parámetros de tratamiento fotodinámicos esté por debajo de dicho tercer valor (th 3) de umbral de dicho uno de dicho al menos uno de los parámetros de tratamiento fotodinámicos.

6. El sistema según la reivindicación 5, en el que dicho uno de dichos al menos uno de los parámetros de tratamiento es una concentración de dicho agente fotosensibilizador en dicho tejido.

7. El sistema según la reivindicación 6, en el que dicho tercer umbral es una porción predefinida de una concentración inicial de dicho agente fotosensibilizador en dicho tejido; o en el que dicho tercer umbral es una porción predefinida de una concentración inicial de dicho agente fotosensibilizador en dicho tejido, y en el que dicha porción predefinida está en rango del 5% al 15% de dicha concentración inicial.

8. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1, 4 ó 5, en el que dicho dispositivo de umbral está dispuesto para restringir dicho suministro de tratamiento de luz terapéutico al menos temporalmente cuando dicho valor (P) de dicho uno de dichos parámetros de tratamiento fotodinámico esté por debajo de dicho segundo valor de umbral (th 2) y por encima de dicho tercer valor (th 3) de umbral, y en el que dicho dispositivo de umbral está dispuesto para reanudar el funcionamiento con el suministro no restringido del tratamiento luminoso terapéutico cuando dicho valor (P) de dicho uno de dichos parámetros de tratamiento fotodinámico subsiguientemente esté por encima de dicho tercer umbral (th 3); o en el que dicho dispositivo de umbral esté dispuesto para restringir dicho suministro de tratamiento luminoso terapéutico al menos temporalmente cuando dicho valor (P) de dicho uno de dichos parámetros de tratamiento fotodinámico esté por debajo de dicho segundo valor (th 2) de umbral y por encima de dicho tercer valor (th 3) de umbral, y en el que dicho dispositivo de umbral está dispuesto para reanudar el funcionamiento con el suministro sin restricciones del tratamiento luminoso terapéutico cuando dicho valor (P) de dicho uno de dichos parámetros de tratamiento fotodinámico esté posteriormente por encima de dicho tercer umbral (th 3), y dicho sistema que comprende un dispositivo cronomedidor dispuesto para iniciar una medición del tiempo tras la detención de dicho suministro de tratamiento de luz terapéutica al menos temporalmente cuando dicho valor (P) de dicho uno de dichos parámetros de tratamiento fotodinámico esté por debajo de dicho segundo valor (th 2) de umbral, y dispuesto para detener dicho suministro de tratamiento de luz terapéutica finalmente tras exceder dicho medidor del tiempo un valor del tiempo ajustable dinámicamente.

9. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho dispositivo para modificar dichas características de dicha luz terapéutica está configurado para proporcionar dicha modificación sustancialmente en tiempo real; o en el que dicho dispositivo para modificar dichas características de dicha luz terapéutica está configurado para proporcionar dicha modificación sustancialmente en tiempo real, y en el que dicho parámetro de tratamiento fotodinámico es un parámetro relacionado con un estado de dicho tejido o de un agente fotosensibilizador en dicho tejido.

10. El sistema según las reivindicaciones 1 ó 9, en el que dicho parámetro de tratamiento fotodinámico es un coeficiente de atenuación eficaz de dicho tejido y dicho

dispositivo para evaluar dicho parámetro de tratamiento fotodinámico es un dispositivo para evaluar un coeficiente de atenuación efectiva de dicho tejido durante el suministro de dicha terapia; y en el que dicho

dispositivo para modificar dichas características de dicha luz terapéutica es un dispositivo para modificar dichas características de dicha luz terapéutica en respuesta a la evaluación de dicho coeficiente de atenuación eficaz de dicho tejido.

11. El sistema según la reivindicación 9, que comprende

al menos una fuente de emisión de luz de la terapia ideada para dicha terapia fotodinámica intersticial, en la que

dicha fuente de emisión de luz de la terapia está dispuesta para proporcionar dicha luz terapéutica intersticialmente a dicho tejido a través de dicha al menos una fibra óptica, y

un dispositivo para controlar la dosis luminosa y/o la emisión temporal de iluminación de dicha luz terapéutica de dicha fuente de emisión de luz terapéutica.

12. El sistema según las reivindicaciones 1 u 11, en el que dicho dispositivo de umbral comprende:

al menos una fuente de emisión de luz de determinación, estando dicha fuente destinada a ser insertada intersticialmente dentro del lugar del tejido y estando destinada a determinar un estado del tejido o parámetro sensibilizador;

un dispositivo para calcular una distribución de la dosis de luz a partir de parámetros medidos y una corrección de las condiciones de suministro de luz desde dichos parámetros;

en donde dicha al menos una determinación de la fuente de emisión de luz y dicho dispositivo para calcular una distribución de la dosis están conectados operativamente y dispuestos para repetir dicha determinación y calcular hasta que al menos uno de dichos parámetros haya alcanzado un nivel predeterminado, y después de ello terminar dicho tratamiento fotodinámico al menos parcialmente.

13. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho al menos un parámetro de tratamiento fotodinámico está comprendido en la lista de distribución del régimen de fluencia de la luz, el coeficiente de atenuación efectiva de dicho tejido, la oxigenación de dicho tejido, la circulación de sangre de dicho tejido, la temperatura de dicho tejido, o la concentración de sensibilizador en dicho tejido; y en el que dicho sistema comprende

un dispositivo para medir dicho al menos un parámetro de tratamiento fotodinámico, o en el que dicho al menos un parámetro de tratamiento fotodinámico comprende opcionalmente una pluralidad de dichos parámetros de tratamiento fotodinámicos; o

dicho sistema comprende un dispositivo para calcular una distribución de la dosis de luz que está dispuesto para calcular la última de una distribución del régimen de fluencia y una potencia de la luz inicial multiplicada por el tiempo en el que la luz terapéutica está encendida en dicha fuente de emisión de luz de la terapia para dicha terapia; o en donde dicho sistema está destinado a proporcionar dicha terapia fotodinámica intersticial en un tejido de tumor;

y/o en el que dicha al menos una fibra óptica es una pluralidad de fibras ópticas, o en el que dicha pluralidad de fibras ópticas es opcionalmente de dieciocho fibras ópticas;

y/o en el que dicho dispositivo para evaluar al menos un parámetro de tratamiento fotodinámico de dicha terapia fotodinámica intersticial está dispuesto para detener dicha terapia fotodinámica intersticial en dicha fibra óptica cuando una dosis de luz total medida o real es suministrada a dicho extremo distal de dicha fibra óptica;

y/o dicho sistema comprende un dispositivo para el peso de importancia del tejido dentro de un algoritmo de Block-Cimmino dispuesto para discriminar entre dicho tejido y los órganos que se arriesgan (OAR) adyacentes a dicho tejido en términos de dosis de luz depositada.

14. Un programa de ordenador para que sea procesado por un ordenador, almacenable en un medio legible de ordenador, que comprende el programa de ordenador:

segmentos de código para controlar y ajustar la terapia luminosa en un tratamiento fotodinámico de un sujeto, en un sistema para proporcionar terapia fotodinámica intersticial sobre tejidos en un cuerpo, comprendiendo dicho sistema al menos una fibra óptica para suministrar una luz terapéutica a dicho tejido para la interacción con un agente fotosensibilizador en dicho tejido, en el que dicha fibra óptica está diseñada para ser insertada intersticialmente dentro de dicho tejido con una región extrema distal de la misma; comprendiendo dichos segmentos de código:

un primer segmento de código para evaluar al menos un parámetro de tratamiento fotodinámico de dicha terapia fotodinámica intersticial en dicha región extrema distal de dicha fibra óptica;

un segundo segmento de código para modificar características de dicha luz terapéutica de dicha terapia fotodinámica intersticial en respuesta a la evaluación de dicho parámetro de tratamiento fotodinámico; y

un tercer segmento de código para restringir dicho suministro de tratamiento luminoso terapéutico al menos temporalmente que depende de al menos un atributo de uno de dichos parámetros de tratamiento fotodinámico;

en donde dicho atributo es al menos un valor de umbral de un valor (P) de uno de dichos parámetros de tratamiento fotodinámico, en el que dicho al menos un valor de umbral comprende un primer umbral (th1), un segundo umbral (th2), y un tercer umbral (th3), en el que dicho tercer umbral (th3) es más bajo que dicho segundo umbral (th2)) y dicho segundo umbral (th2) es más bajo que dicho primer umbral (th1); y en el que dicho primer umbral (th1), dicho segundo umbral (th2) y dicho tercer umbral (th3) son dinámicamente ajustables durante dicha terapia fotodinámica intersticial.