DETERMINACIÓN DE CONDICIONES BIOLÓGICAS USANDO MEDICIONES DE IMPEDANCIA.

Determinación de condiciones biológicas usando mediciones de impedancia Campo de la invención La presente invención se refiere, en general, al campo del diagnóstico de condiciones biológicas y, en particular, a un dispositivo médico y un método para diagnosticar de forma no invasiva un estado patológico de la piel de un sujeto, particularmente la presencia de cáncer de piel, por ejemplo, carcinoma de células basales o melanoma maligno, un carcinoma de células escamosas o precursores de los mismos, usando mediciones de impedancia en la piel. Antecedentes de la invención ES 2 367 508 T3 El carcinoma de células basales (CCB) es el cáncer de piel más común. Su incidencia está aumentando en muchos países de todo el mundo, por ejemplo, en Suecia. La inmunosupresión a largo plazo, por ejemplo, después de un trasplante de órganos alogénico, aumenta el riesgo de desarrollar CCB y otros tumores de piel. Esto también ocurre después de la exposición a la luz ultravioleta o radiación ionizante. No parece haber conexión genética aparente y en muchos pacientes no se encuentran otros factores de predisposición. Sin embargo, el diagnóstico clínico de los tumores de piel puede resultar difícil incluso para dermatólogos experimentados, especialmente en el caso de lesiones pigmentadas. En el escenario clínico, existe la necesidad de un adyuvante para el diagnóstico aparte de la simple vista establecida en combinación con biopsias de piel para el examen histológico. Generalmente son deseables métodos no invasivos para realizar determinaciones biológicas, tales como el diagnóstico clínico de tumores de piel con respecto a las técnicas invasivas que implican la toma de muestras. Las técnicas no invasivas pueden ser más convenientes, por ejemplo, menos dolorosas, implican menos riesgo de infección, etc. Por consiguiente, se han propuesto varias técnicas no invasivas para realizar determinaciones biológicas: Solicitud Nº Publicación Nº Fecha de publicación Nombre US 5.036.861 6 de agosto de 1991 Sembrowich et al. US 5.115.133 19 de mayo de 1992 Knudson US 5.146.091 8 de septiembre de 1992 Knudson US 5.197.951 19 de enero de 1993 Knudson. US 5.222.496 29 de junio de 1993 Clarke et al. PCT/US94/08816 WO95/04496 16 de febrero de 1995 Solid State Farms, inc. US 5.433.197 18 de julio de 1995 Stark PCT/US97/13267 WO 98/04190 5 de febrero de 1998 Dermal Therapy (Barbados) Inc. PCT/US98/02037 WO 99/39627 12 de agosto de 1999 Dermal Therapy (Barbados) Inc. PCT/IB00/01464 WO 01/26338 13 de octubre de 2000 Süsstrunk, et al. Sin embargo, todos los documentos mencionados anteriormente describen técnicas para evaluar los niveles de glucosa en sangre y, por consiguiente, no son adecuados para diagnosticar un estado patológico de la piel de un sujeto, particularmente la presencia de cáncer de piel, por ejemplo carcinoma de células basales. Se ha descubierto que la impedancia eléctrica es un indicador muy sensible de cambios diminutos en el material orgánico y biológico y, especialmente, en tejidos tales como membranas mucosas, piel e integumentos de órganos y, por lo tanto, proporciona una herramienta eficaz para mediciones no invasivas de variaciones en propiedades estructurales del tejido. En el documento PCT/SE91/00703 se describe un dispositivo para la medición no invasiva de la impedancia eléctrica de material orgánico y biológico. Una sonda que comprende varios electrodos dispuestos en un sistema de anillos concéntricos. Los electrodos se accionan desde una unidad de control de tal forma que la trayectoria de la corriente eléctrica que define el tejido real que se está ensayando depende de una señal de control, y se presiona contra la superficie de la parte corporal que se está ensayando. Variando la señal de control es posible seleccionar la región de ensayo. Dos anillos suministran tensión eléctrica y la relación entre los dos generará un punto de proyección virtual localizado entre los dos anillos. Ajustando la relación de tensión eléctrica entre los dos puntos de inyección, el punto de inyección virtual puede desplazarse hacia atrás y hacia adelante y, por lo tanto, se puede seleccionar la profundidad de penetración en el tejido. Sin embargo, la piel humana es una estructura de múltiples capas compleja, heterogénea y anisotrópica con propiedades no lineales desde el punto de vista electrónico. Las propiedades que son menos lineales están localizadas en el estrato córneo (la capa más externa de la epidermis). Por lo tanto, hay información en todas las mediciones en profundidad que no puede calcularse por interpolación o extrapolación a partir de dos profundidades aunque las diferentes profundidades estén muy correlacionadas. Sin embargo, el dispositivo descrito en el documento PCT/SE91/00703 tiene un inconveniente grave, ya que no puede proporcionar resultados fiables en relación con la variación del tejido en capas cutáneas por debajo del estrato córneo en las que, por ejemplo, se manifiestan el cáncer de piel y las reacciones alérgicas. Esto se debe al hecho de que los espectros de impedancia eléctrica no invasivos de la piel están dominados por las propiedades dieléctricas del estrato córneo, especialmente a bajas frecuencias. El estrato córneo tiene propiedades 2 (una dispersión larga y ancha denominada dispersión alfa) que pueden hacer que las respuestas de capas de piel viables subyacentes se confunda con respuestas del estrato córneo, diluyendo de esta manera la información clínicamente relevante de la piel viable. Esto hace que sea difícil e impredecible evaluar el fenómeno de impedancia eléctrica que se manifiesta por debajo del estrato córneo usando la sonda descrita en el documento PCT/SE91/00703. Por consiguiente, en el momento actual, se carece de un método no invasivo y fiable para diagnosticar un estado patológico de la piel de un sujeto, particularmente la presencia de cáncer de piel, por ejemplo, carcinoma de células basales o melanoma maligno, un carcinoma de células escamosas o precursores de los mismos. Breve descripción de la invención De esta manera, un objeto de la presente invención es proporcionar un aparato y un método para diagnosticar un estado patológico de la piel de un sujeto, particularmente la presencia de cáncer de piel, por ejemplo carcinoma de células basales o melanoma maligno, un carcinoma de células escamosas o precursores de los mismos, de una forma precisa y fiable. Este y otros objetos se consiguen de acuerdo con la presente invención proporcionando un aparato médico y un método que tienen las características definidas en las reivindicaciones independientes. Las realizaciones preferidas de la invención se caracterizan por las reivindicaciones dependientes. De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona un aparato para diagnosticar un estado patológico de de la piel de un sujeto, que comprende una sonda conductora de la electricidad que incluye una pluralidad de electrodos, comprendiendo cada electrodo al menos una punta, estando dichas puntas separadas lateralmente entre sí y teniendo una longitud suficiente para penetrar en el estrato córneo, donde la sonda está adaptada para ponerse contra una superficie de la piel del sujeto de tal forma que las puntas penetren en el estrato córneo. El aparato está adaptado para pasar una corriente eléctrica a través de los electrodos para obtener valores de impedancia de la piel y usar datos de referencia para determinar si los valores de impedancia obtenidos indican el estado patológico. De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un método para diagnosticar un estado patológico de la piel de un sujeto, que comprende las etapas de: poner una sonda conductora de la electricidad contra una superficie de la piel del sujeto, incluyendo la sonda una pluralidad de electrodos, comprendiendo cada electrodo al menos una punta, estando dichas puntas separadas lateralmente entre sí y teniendo una longitud suficiente para penetrar en el estrato córneo, pasar una corriente eléctrica a través de los electrodos para obtener un valor de impedancia de la piel; y usar datos de referencia para determinar si los valores de impedancia obtenidos indican el estado patológico. De esta manera, la invención se basa en la perspectiva de que los espectros de impedancia eléctrica no invasivos de la piel están dominados por las propiedades dieléctricas del estrato córneo, especialmente a bajas frecuencias. El estrato córneo tiene propiedades (una dispersión larga y ancha denominada dispersión alfa) que pueden hacer que las respuestas de las capas de la piel viables subyacentes se confundan con respuestas del estrato córneo, diluyendo de esta manera la inflamación clínicamente relevante de la piel viable. Esta invención proporciona varias ventajas en comparación con la técnica conocida descrita,... [Seguir leyendo]

1. Un aparato para diagnosticar un estado patológico de la piel de un sujeto, que comprende: una sonda conductora de la electricidad que incluye una pluralidad de electrodos, comprendiendo cada electrodo al menos una punta, estando dichas puntas separadas lateralmente entre sí y teniendo una longitud suficiente para penetrar en el estrato córneo, y en el que dicha sonda está adaptada para ponerse contra una superficie de la piel del sujeto de tal forma que dichas puntas penetren en el estrato córneo, estando adaptado dicho aparato para pasar una corriente eléctrica a través de los electrodos para obtener valores de impedancia de la piel, donde dicha corriente eléctrica tiene una frecuencia comprendida entre 1 kHz y 1 MHz, y usar datos de referencia para determinar si los valores de impedancia obtenidos indican el estado patológico. 2. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el estado patológico es cáncer, preferentemente cáncer de piel. 3. El aparato de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el cáncer de piel es un melanoma maligno o precursores de dicha lesión. 4. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el aparato está adaptado para pasar la corriente eléctrica a una pluralidad de frecuencias distribuidas logarítmicamente dentro del intervalo de 1 kHz a 1 MHz. 5. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada una de dichas puntas tiene una longitud suficiente para penetrar por debajo de la superficie de la piel hasta el estrato germinativo o a través del estrato córneo hasta el interior de la epidermis viva pero no de la dermis. 6. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicho aparato está adaptado para usar electrodos de superficie no invasivos (sondas convencionales) junto con dichos electrodos con puntas para obtener más aspectos de las propiedades de la piel para mejorar el poder de discriminación. 7. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada punta tiene una longitud de al menos aproximadamente 10 m. 8. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha sonda comprende tres de dichos electrodos equipados con puntas, estando las puntas del primer electrodo y el segundo electrodo separadas lateralmente entre sí por una primera distancia y estando las puntas del primer y el tercer electrodos separadas lateralmente entre sí por una segunda distancia, estando adaptado dicho aparato para pasar por separado una corriente eléctrica entre el primer y el segundo electrodos y el primer y el tercer electrodos para obtener un primer y segundo valores de impedancia de la piel o una mezcla de valores de impedancia de la piel entre los valores obtenidos usando el primer y el segundo electrodos y los valores obtenidos usando el primer y el tercer electrodos. 9. El aparato de acuerdo con la reivindicación 8, en el que dicha primera distancia y dicha segunda distancia son diferentes entre sí. 10. El aparato de acuerdo con la reivindicación 8 o 9, en el que dicha primera distancia está comprendida entre aproximadamente 0,1 mm y aproximadamente 40 mm. 11. El aparato de acuerdo con la reivindicación 8, 9 o 10, en el que dicha segunda distancia está comprendida entre aproximadamente 1 mm y 50 mm. 12. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada una de dichas puntas tiene una longitud de hasta aproximadamente 250 m. 13. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el diámetro externo de cada una de dichas puntas está comprendido entre aproximadamente 20 m y aproximadamente 50 m. 14. Un método para diagnosticar un estado patológico de la piel de un sujeto, que comprende las etapas de: poner una sonda conductora de la electricidad contra una superficie de la piel del sujeto, incluyendo dicha sonda una pluralidad de electrodos, comprendiendo cada electrodo al menos una punta, estando dichas puntas separadas lateralmente entre sí y teniendo una longitud suficiente para penetrar en el estrato córneo, pasar una corriente eléctrica que tiene una frecuencia comprendida entre 1 kHz y 1 MHz a través de los electrodos para obtener valores de impedancia de la piel; y 7 ES 2 367 508 T3 usar, por medio de un aparato, datos de referencia para determinar si los valores de impedancia obtenidos indican el estado patológico. 15. El método de acuerdo con la reivindicación 14, en el que el estado patológico es cáncer, preferentemente cáncer de piel. 16. El método de acuerdo con la reivindicación 15, en el que el cáncer de piel es un melanoma maligno o precursores de dicha lesión. 17. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 14-16, en el que cada una de dichas puntas tiene una longitud suficiente para penetrar por debajo de la superficie de la piel hasta el estrato germinativo o a través del estrato córneo hasta la epidermis viva pero no al interior de la dermis. 18. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 14-17, en el que se usan electrodos de superficie no invasivos (sondas convencionales) junto con dichos electrodos con punta para obtener más aspectos de las propiedades de la piel para mejorar el poder de discriminación. 19. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 14-18, en el que cada punta tiene una longitud de al menos aproximadamente 10 m. 20. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 14-19, en el que dicha sonda comprende tres electrodos equipados con puntas, estando las puntas del primer electrodo y el segundo electrodo separadas lateralmente entre sí por una primera distancia y estando las puntas del primer y el tercer electrodos separadas entre sí por una segunda distancia, donde la etapa de pasar una corriente eléctrica comprende la etapa de pasar por separado una corriente eléctrica entre el primer y el segundo electrodos y el primer y el tercer electrodos para obtener un primer y segundo valores de impedancia de la piel o una mezcla de valores de impedancia de la piel entre los valores obtenidos usando el primer y el segundo electrodos y los valores obtenidos usando el primer y el tercer electrodos. 21. El método de acuerdo con la reivindicación 20, en el que dicha primera distancia y dicha segunda distancia son diferentes entre sí. 22. El método de acuerdo con la reivindicación 20 ó 21, en el que dicha primera distancia está comprendida entre aproximadamente 0,1 mm y aproximadamente 40 mm. 23. El método de acuerdo con la reivindicación 22, en el que dicha segunda distancia está comprendida entre aproximadamente 1 mm y 50 mm. 24. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 14-23, en el que cada una de dichas puntas tiene una longitud de hasta aproximadamente 250 m. 25. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 14-24, en el que el diámetro externo de cada una de dichas puntas está comprendido entre aproximadamente 20 m y aproximadamente 50 m. 26. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 14-25, en el que dicho paso comprende pasar dicha corriente eléctrica a través de los electrodos a una pluralidad de frecuencias distribuidas logarítmicamente dentro de un intervalo de 1 kHz a 1 MHz. 8 ES 2 367 508 T3 9 ES 2 367 508 T3 ES 2 367 508 T3 11 ES 2 367 508 T3 12 ES 2 367 508 T3 13 ES 2 367 508 T3 14