METODO Y SISTEMA PARA CALIBRAR UN MODELO MATEMATICO DE ESTIMACION DEL HIERRO HEPATICO A PARTIR DE MEDICIONES DE IMAGENES DE RESONANCIA MAGNETICA.

Método y sistema para calibrar un modelo matemático de estimación del hierro hepático a partir de mediciones de imágenes de resonancia magnética

Método y sistema para obtener un factor de corrección (F) de un determinado modelo matemático (7) de estimación de hierro hepático para poder aplicar dicho modelo para estimar el hierro hepático a partir de imágenes (I1,

I2) tomadas con cualquier máquina de resonancia magnética. Para ello, en la máquina de resonancia magnética se toman unas imágenes (I1'', I2'') de un dispositivo (1) que comprende una serie de tubos (C, D, E, F, G) rellenos de disoluciones de hierro a concentraciones conocidas, extrayéndose de dichas imágenes unas mediciones (C1, C2, ..., F2, G2) y aplicándose el modelo matemático (7) a las mediciones para obtener un valor estimado (ED, EE, EF, EG) de hierro hepático asociado a cada tubo. Entonces, se comparan los valores estimados de hierro hepático de cada tubo con los valores de hierro hepático originales asociados a cada tubo y se obtiene la desviación o factor de corrección (F)

Método y sistema para calibrar un modelo matemático de estimación del hierro hepático a partir de mediciones de imágenes de resonancia magnética.

Sector de la técnica

La invención se refiere a un método y sistema que permite calibrar o corregir un modelo matemático de cuantificación de hierro hepático a partir de imágenes de resonancia magnética.

Estado de la técnica

La hemocromatosis es una enfermedad que se caracteriza por que el organismo no es capaz de gestionar adecuadamente el hierro absorbido en la alimentación, y produce de modo inadecuado una excesiva acumulación de hierro en los diferentes órganos del cuerpo. Esta acumulación es mayor en el hígado, que con el paso del tiempo va sucumbiendo en sus funciones, originando insuficiencia hepática y acortamiento de la vida del enfermo. El tratamiento de la enfermedad tradicionalmente se basa en la realización programada de sangrías (extracciones de sangre), las cuales permiten vaciar de hierro la sangre y, por lo tanto, el organismo. En consecuencia, se consigue disminuir el depósito de hierro en el hígado, retrasándose e incluso evitándose las consecuencias funestas del depósito de hierro en el hígado.

El diagnóstico de la hemocromatosis se ha realizado tradicionalmente pinchando el hígado a través de la piel, extrayendo un trozo de tejido del hígado y analizando el contenido en hierro de dicho tejido para determinar si dicho contenido de hierro sobrepasa un límite considerado "normal". La acción de pinchar el hígado presenta una serie de riesgos además de resultar cruenta y desagradable para paciente. Por ello, en los últimos años se está investigando para conseguir otros medios diagnósticos alternativos.

Un medio de diagnóstico alternativo considerado revolucionario en el sector médico ha nacido de la observación de las imágenes obtenidas por máquinas de resonancia magnética, concretamente del descubrimiento de que las imágenes de hígados de enfermos de hemocromatosis (es decir, de hígados con alto depósito de hierro) obtenidas resultaban ser notablemente diferentes que las imágenes de hígados sanos no afectados por hemocromatosis (es decir, de hígados sin depósito elevado de hierro). Concretamente, se ha detectado que el elevado depósito de hierro provoca que los hígados afectados por hemocromatosis aparezcan más oscuros que los hígados sanos. Es decir, se ha detectado que la mayor presencia de hierro tiende a variar, oscureciendo, las imágenes obtenidas por resonancia magnética.

Lógicamente, este descubrimiento ha provocado que se considere muy seriamente la utilización de ciertas mediciones extraídas de imágenes obtenidas mediante máquinas de resonancia magnética para estimar la cantidad de hierro depositada en el hígado de los pacientes y así poder diagnosticar la hemocromatosis de una forma no invasiva y por lo tanto menos compleja y cruenta. En este sentido, existen múltiples estudios y propuestas de métodos de diagnostico de hemocromatosis, entre ellos la propuesta publicada por los propios inventores de la presente solicitud en el artículo aparecido en la revista "Radiology", número de febrero de 2004, volumen 230, páginas 479-484. En este artículo, los inventores de la presente invención exponen un modelo matemático que permite estimar la concentración de hierro en un hígado a partir de ciertas mediciones extraídas de unas imágenes de resonancia magnética obtenidas en una determinada máquina de resonancia magnética disponible en el centro médico en el cual desarrollan su labor los citados inventores. Dicho modelo matemático entrega como resultado una estimación de la cantidad de hierro en el hígado sorprendentemente exacta, como demuestran los resultados de un estudio clínico detallado en el artículo, en el cual se han comparado, para una serie de pacientes, los valores estimados de hierro hepático con los valores reales de hierro hepático medidos por la metodología tradicional (extracción y análisis de tejido del hígado). Los resultados de dicho análisis clínico de hecho son sorprendentes: el valor estimado por la ecuación matemática presenta un índice de correlación de 0,937.

Alternativamente, se conocen otras investigaciones y propuestas similares realizadas por investigadores tales como la detallada en "Non-Invasive assessment of hepatic iron sotres by MRI" de Dr. Gandon et al., Lancet 2004, 365:357-362, que consiguen estimaciones de la cantidad de hierro en hígado tal como lo hace la anteriormente mencionada ecuación matemática.

En cualquier caso, se da el inconveniente de que cada uno de estos modelos matemáticos proporciona estimaciones óptimas sólo cuando es aplicado a mediciones realizadas sobre imágenes obtenidas con la misma máquina de resonancia magnética con la que originalmente fue modelizado o creado el modelo matemático. En otras palabras, si en un centro médico determinado se obtiene una imagen por resonancia magnética de un paciente, se extraen de dicha imagen las mediciones necesarias y se aplica un modelo matemático sobre dichas mediciones, el valor de hierro en hígado estimado como resultado de dicho modelo presenta un error adicional originado por el hecho de que la máquina de resonancia magnética del presente centro médico no es la misma que la máquina de resonancia con la cual se diseñó el modelo matemático. Este error, que puede considerarse una especie de error de "calibración" del modelo matemático, puede afectar a la exactitud del diagnóstico de tal forma que el método de diagnóstico de hemocromatosis por resonancia magnética acabe dando una impresión de inexacto y haya de ser complementado con pruebas médicas tradicionales para asegurar el diagnóstico, no cumpliéndose el objetivo de erradicar la realización de pruebas diagnósticas invasivas y cruentas para diagnosticar la hemocromatosis.

La presente invención tiene como objetivo proveer los medios y métodos necesarios para adaptar un modelo matemático de estimación del hierro hepático a una determinada máquina de resonancia magnética diferente a la máquina de resonancia magnética original en la cual fue desarrollado el citado modelo matemático. En otras palabras, la presente invención pretende constituir un "paquete" (dicho en sentido figurado) que, entregado a un determinado centro médico, permita a dicho centro médico calcular una serie de parámetros que permitan aplicar con sorprendente exactitud un determinado modelo matemático de estimación de hierro hepático desarrollado en un centro diferente. Dada la elevada exactitud y fiabilidad del modelo matemático corregido final (una vez calibrado el modelo matemático según la invención) dicho modelo final permitirá diagnosticar con total seguridad la existencia o no existencia de hemocromatosis en un paciente sin necesidad alguna de realizar extracciones o biopsias de tejido hepático.

Descripción breve de la invención

Es objeto de la invención un método y sistema para obtener un factor de corrección de un determinado modelo matemático de estimación de hierro hepático. Para entender la presente explicación, pártase del punto de vista del centro médico que desea aplicar un modelo matemático de estimación de hierro hepático y que para ello dispone de una máquina de resonancia magnética en sus instalaciones que le permite obtener imágenes del hígado de los pacientes. El personal médico es capaz de interpretar las imágenes del hígado de un determinado paciente y extraer ciertas mediciones de las imágenes (generalmente el nivel de gris de un músculo, al cual nunca afecta la sobrecarga férrica), y a partir de estas mediciones, aplicar un modelo matemático para obtener un valor estimado del hierro hepático de un paciente. Dado que el valor estimado no es exacto ya que parte de un modelo matemático desarrollado a partir de otras máquinas de resonancia magnética (que pueden presentar potencias diferentes o simplemente entregar niveles de gris diferentes a la máquina de resonancia magnética del propio centro médico), el personal médico entonces puede aplicar al valor estimado un factor de corrección fijo calculado para su propia máquina de resonancia magnética mediante el método y sistema según la invención. Entonces, el valor resultante sí podrá considerarse como sumamente aproximado al valor real de hierro hepático del paciente y servir de base para efectuar un diagnóstico.

Por lo tanto, el método y sistema de la presente invención permiten calcular el factor de corrección asociado a una determinada máquina de resonancia magnética con la cual se pretenda utilizar un modelo matemático determinado, y una vez conocido dicho factor de...

1. Método para obtener un factor de corrección (F), donde dicho factor de corrección (F) puede ser aplicado a un valor estimado (EB) de hierro hepático para calcular un valor real (RB) de hierro hepático, donde dicho valor estimado (EB) de hierro hepático resulta de aplicar a un modelo matemático (7) ciertas mediciones (A1, B1, A2, B2) extraídas de al menos dos imágenes (I1, I2) del hígado (B) de un paciente (5) obtenidas en una máquina de resonancia magnética (2), que se caracteriza porque comprende:

        -        vtcortaunauna fase de disponer un dispositivo (1) que comprende más de un tubo (C, D, E, F, G), comprendiendo cada tubo (C, D, E, F, G) una disolución que contiene hierro a una concentración diferente, estando cada concentración asociada a un valor real de hierro hepático,

        -        vtcortaunauna fase de someter dicho dispositivo (1) a resonancia magnética en dicha máquina de resonancia magnética (2), para obtener al menos dos imágenes (I1',I2'),

        -        vtcortaunauna fase de extraer de dichas imágenes (I1', 12') unas mediciones (C1, D1, E1, F1, G1, C2, D2, E2, F2, G2) de los tubos (C, D, E, F, G),

        -        vtcortaunauna fase de aplicar el modelo matemático (7) a las mediciones C1, D1, E1, F1, G1, C2, D2, E2, F2, G2), obteniendo unos valores estimados (ED, EE, EF, EG) de hierro en los tubos (C, D, E, F, G),

        -        vtcortaunauna fase de obtener el factor de corrección (F) a partir de las diferencias entre los valores estimados (ED, EE, EF, EG) de hierro hepático asociados a los tubos (C, D, E, F, G) y los valores reales de hierro hepático asociados a las concentraciones de las disoluciones de los tubos (C, D, E, F, G).

2. Método, según la reivindicación 1, que se caracteriza porque el factor de corrección (F) es obtenido como la media de las diferencias entre los valores estimados (ED, EE, EF, EG) de hierro hepático asociados a los tubos (C, D, E, F, G) y los valores reales de hierro hepático asociados a las concentraciones de las disoluciones de los tubos (C, D, E, F, G).

3. Método, según la reivindicación 1, que se caracteriza porque se obtienen dos imágenes (I1', I2') del dispositivo (1).

4. Método, según la reivindicación 3, que se caracteriza porque las dos imágenes (I1', I2') se corresponden con las secuencias T2 y DP de la máquina de resonancia magnética (2).

5. Método, según la reivindicación 1, que se caracteriza porque los tubos (C, D, E, F, G) comprenden disoluciones cuya concentración es de entre 0 y 2,0 mgFe/ml.

6. Método, según la reivindicación 5, que se caracteriza porque los tubos (C, D, E, F, G) comprenden disoluciones cuyas concentraciones son al menos dos de las concentraciones: 0, 0.3, 0.5, 0.6 y 1.2 mgFe/ml.

7. Método, según la reivindicación 6, que se caracteriza porque comprende la utilización de cinco tubos (C, D, E, F, G) comprendiendo respectivamente las concentraciones de 0, 0.3, 0.5, 0.6 y 1.2 mgFe/ml.

8. Sistema para obtener un factor de corrección (F), donde dicho factor de corrección (F) puede ser aplicado a un valor estimado (EB) de hierro hepático para calcular un valor real (RB) de hierro hepático, donde dicho valor estimado (EB) de hierro hepático resulta de aplicar a un modelo matemático (7) ciertas mediciones (A1, B1, A2, B2) extraídas de al menos dos imágenes (I1, I2) del hígado (B) de un paciente (5) obtenidas en una máquina de resonancia magnética (2), que se caracteriza porque comprende:

        -        vtcortaunaun dispositivo (1) que comprende más de un tubo (C, D, E, F, G), comprendiendo cada tubo (C, D, E, F, G) una disolución que contiene hierro a una concentración diferente, estando cada concentración asociada a un valor real de hierro hepático,

        -        vtcortaunauna máquina de resonancia magnética (2), para obtener al menos dos imágenes (I1',I2') de dicho dispositivo (1),

        -        vtcortaunamedios para extraer de dichas imágenes (I1', I2') unas mediciones (C1, D1, E1, F1, G1, C2, D2, E2, F2, G2) de los tubos (C, D, E, F, G),

        -        vtcortaunamedios para aplicar el modelo matemático (7) a las mediciones C1, D1, E1, F1, G1, C2, D2, E2, F2, G2), obteniendo unos valores estimados (ED, EE, EF, EG) de hierro en los tubos (C, D, E, F, G),

        -        vtcortaunamedios para obtener el factor de corrección (F) a partir de las diferencias entre los valores estimados (ED, EE, EF, EG) de hierro hepático asociados a los tubos (C, D, E, F, G) y los valores reales de hierro hepático asociados a las concentraciones de las disoluciones de los tubos (C, D, E, F, G).

9. Sistema, según la reivindicación 8, que se caracteriza porque los tubos (C, D, E, F, G) comprenden disoluciones cuya concentración es de entre 0 y 2,0 mgFe/ml.

10. Sistema, según la reivindicación 9, que se caracteriza porque los tubos (C, D, E, F, G) comprenden disoluciones cuyas concentraciones son al menos dos de las concentraciones: 0, 0.3, 0.5, 0.6 y 1.2 mgFe/ml.

11. Sistema, según la reivindicación 10, que se caracteriza porque el dispositivo (1) comprende cinco tubos (C, D, E, F, G) comprendiendo respectivamente las concentraciones de 0, 0.3, 0.5, 0.6 y 1.2 mgFe/ml.

12. Dispositivo (1) del tipo del utilizado en cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11.