Método para detección de presencia de células tumorales en tejido biopsiado.

Método para detección de presencia de células tumorales en tejido biopsiado.



Comprende excitar una muestra de tejido biopsiado dispuesta en una cámara de tratamiento de campo magnético polarizante (RMN) con una sucesión de pulsos de RF de 90º según una secuencia sincronizada y espaciada en el tiempo, de manera que las células de la muestra son estimuladas energéticamente produciéndose una excitación a nivel de los núcleos atómicos moleculares (spines nucleares) lo que provoca un cambio de conformación espacial de dichos spines que se traduce en un conjunto de pulsos de respuesta (generados por la muestra) cuya amplitud es función del intervalo entre los pulsos de excitación y medir y comparar los tiempos de relajación T1 y T2 para determinar si corresponden a tejido sano o a tejido tumoral.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201031795.

Solicitante: BIOTRONIC ADVANCE DEVELOPS S.L.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: RÍOS MARTÍNEZ,Francisco.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • A61B5/055 NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA.A61 CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE.A61B DIAGNOSTICO; CIRUGIA; IDENTIFICACION (análisis de material biológico G01N, p.ej. G01N 33/48). › A61B 5/00 Medidas encaminadas a establecer un diagnóstico (diagnóstico por medio de radiaciones A61B 6/00; diagnóstico por ondas ultrasónicas, sónicas o infrasónicas A61B 8/00 ); Identificación de individuos. › por medio de la Resonancia Magnética Nuclear [RMN] o Electrónica [RME], p.ej. formación de imágenes por resonancia magnética.
  • G01R33/50 FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01R MEDIDA DE VARIABLES ELECTRICAS; MEDIDA DE VARIABLES MAGNETICAS (indicación de la sintonización de circuitos resonantes H03J 3/12). › G01R 33/00 Dispositivos o aparatos para la medida de valores magnéticos. › basados en la determinación de tiempos de relajación.
Método para detección de presencia de células tumorales en tejido biopsiado.

Fragmento de la descripción:

Método para detección de presencia de células tumorales en tejido biopsiado

Campo de la invención

La presente invención está relacionada con la detección de presencia tumoral en muestras de tejido y concierne a un método concebido para la detección de presencia tumoral basado en tecnología de resonancia magnética nuclear o RMN.

La invención tiene como objetivo reducir a un mínimo (de 1 a 3 minutos) el tiempo de espera desde que se realiza una biopsia hasta que el cirujano puede 10 obtener un informe de anatomía patológica para conocer si el tejido biopsiado tiene

presencia de células tumorales o no.

En una aplicación particular el método propuesto permite la discriminación selectiva e inmediata de muestras obtenidas mediante biopsia sospechosas de tumor en tejidos mamarios.

Antecedentes de la invención

El documento US 3789832 "Apparatus and method for detecting cancer in tissue" describe un aparato y un método que utilizan la resonancia magnética nuclear para detectar presencia y grado de malignidad de un tejido cancerígeno, midiendo los

tiempos de relajación T1 y T2. Las secuencias de pulsos sincronizadas que se utilizan se corresponden con las secuencias de Carr-Purcell. El aparato descrito en este documento es de gran tamaño y no puede considerarse portátil.

La WO 2009045551 "Miniaturized magnetic resonance systems and methods" describe un sistema de resonancia magnética nuclear (NMR) miniaturizado, (con 25 dimensiones de unos 30 cm x 40 mm x 2 cm) , que comprende al menos un pequeño imán permanente, un generador de pulsos, un amplificador de poco ruido, un mezclador, y una plataforma de diagnóstico con microprocesador que permite detección rápida. Una de las aplicaciones describe la detección de células cancerosas mamarias, y se indica que el equipo se puede utilizar para una prueba de diagnóstico 30 cerca de un paciente, en una ambulancia, en una sala de urgencias etc. Para la detección se generan secuencias de pulsos y se mide el tiempo de relajación longitudinal (TI) por recuperación inversa de secuencias de pulsos (IR) y el tiempo de relajación transversal (T2) con secuencias Carr-Purcell-Meiboom-Papada (CPMG) . El análisis se efectúa en puntos prefijados lo que determina una pérdida de fiabilidad en

los resultados.

En la WO 2005009200 "Method and apparatus for examining a substance, particularly tissue, to characterize its type" de Oune Medical Oevices L TO, se describe un método y un aparato para examinar y caracterizar un tejido biopsado como cancerígeno o no-cancerígeno, aplicando un campo magnético polarizante a través de

la muestra examinada, aplicando pulsos de RF localmente a la muestra, y proporcionando dicha caracterización en tiempo real durante una operación quirúrgica. Está especialmente indicado para detección de cáncer de mama y utiliza una técnica de inducción mediante secuencias de pulsos y el análisis de T1 y T2. Se contempla el montaje en la aguja con la que se realiza una biopsia. El método descrito exige

desarrollar un nuevo procedimiento de obtención de muestras de tejido En el método de la presente invención el tamaño de la muestra biopsiada puede ser variable y el equipo empleado es capaz de obtener resultados con pequeños volúmenes de muestras procedentes de punciones con aguja fina. Además la muestra es analizada en su totalidad, es decir, el campo magnético ocupa todo el

volumen de tejido analizado independientes de su tamaño a diferencia de otros métodos tal como el de la WO 2009045551. El método de la presente invención emplea un tipo de pulsos que permite optimizar en gran medida el proceso de adquisición y tratamiento de datos reduciendo sensiblemente el tiempo necesario en el análisis, a diferencia del proceso descrito en

la WO 2009045551, permitiendo obtener los resultados en un tiempo de 1 a 3 minutos.

Breve exposición de la invención El método de detección de presencia de células tumorales en tejido biopsiado 25 de esta invención comprende:

- excitar una muestra de tejido biopsiado dispuesta en una cámara de tratamiento de RMN (campo magnético polarizante) produciéndose una excitación a nivel de los núcleos atómicos moleculares (spines nucleares) por absorción de resonancia magnética nuclear, o RMN, pasando de sus estados de equilibrio a unos

estados de elevada energía, que provoca un cambio de conformación espacial de dichos spines nucleares que se traduce en un conjunto de pulsos de respuesta (generados por la muestra) cuya amplitud es función del intervalo entre los pulsos de excitación; y -medir y comparar los tiempos de relajación T1 que corresponde a la

proporción de relajación longitudinal y T2 relativo a la proporción de relajación

transversal de los spines nucleares en su retorno al estado de equilibrio para determinar si corresponden a un tejido sano o a tejido tumoral, caracterizándose dicha excitación por comprender una sucesión de pulsos de RF de 90° de una frecuencia determinada aplicados al campo magnético polarizante y según una secuencia sincronizada y espaciada en el tiempo, de manera que las células de la muestra son estimuladas energéticamente.

Es característico de la invención el hecho de que el proceso de aplicación de pulsos es iterado 7 veces, obteniendo un espectro representativo de la muestra, aplicando el primer pulso siguiente al primero en un t > T2 Y el último espaciado de 7 segundos, midiendo las respectivas amplitudes de cada pulso y con un intervalo creciente entre pulsos, con lo que se determinan una serie de puntos de la ecuación:

Mz =Mo (1-exp (-UT1) )

almacenando dichos puntos ( M, t) en un ordenador y determinando dicha ecuación por mínimos cuadrados. Otras características de la invención aparecerán en la explicación detallada que sigue de unos ejemplos de realización ilustrados en los dibujos adjuntos.

Breve explicación de los dibujos La Fig. 1 muestra la señal pulsante de respuesta obtenida en la muestra por aplicación a la misma de un pulso de excitación conforme al método propuesto. La Fig. 2 muestra la forma de la señal motivada por ligeras variaciones en la

frecuencia de la señal.

La Fig. 3 muestra la señal rectificada para que no afecte a la señal medida.

La Fig. 4 es una gráfica que ilustra un espectro representativo de la muestra

habiendo sido obtenidos varios puntos de la misma por iteración del proceso de aplicación de pulsos. Las Figs. 5 a 8 detallan el pulso de excitación empleado conforme a la invención. La Fig. 9 muestra un equipo empleado para implementar el procedimiento.

Descripción en detalle de una realización de la invención Conforme a lo explicado el método de esta invención comprende:

• Excitar una muestra de tejido biopsiado dispuesta en una cámara de tratamiento de campo magnético polarizante (RMN) aplicando a tal efecto una sucesión de pulsos de RF de 90° de una frecuencia determinada para generar dicho campo magnético polarizante, variable, siendo aplicados dichos pulsos

según una secuencia sincronizada y espaciada en el tiempo, de manera que las células de la muestra son estimuladas energéticamente produciéndose una excitación a nivel de los núcleos atómicos moleculares (spines nucleares) lo que provoca un cambio de conformación espacial de dichos spines que se traduce en un conjunto de pulsos de respuesta (generados por la muestra)

cuya amplitud es función del intervalo entre los pulsos de excitación; y

• medir y comparar los tiempos de relajación T1 que corresponde a la proporción de relajación longitudinal y T2 relativo a la proporción de relajación transversal de los spines nucleares en su retorno al estado de equilibrio para determinar si corresponden a tejido sano o a tejido tumoral.

Para la medida de T1 se emplean únicamente pulsos de excitación de 90 grados. Estos pulsos producen la máxima señal de respuesta en la muestra que se mide inmediatamente después de aplicar el pulso de excitación. El campo magnético es generado mediante unos imanes de ferrita de estroncio con un campo de 508 gauss que corresponde a una frecuencia de 2, 16 MHz Y dichos

imanes rodean...

 


Reivindicaciones:

1.Método para detección de presencia de células tumorales en tejido biopsiado, que comprende:

excitar una muestra de tejido biopsiado dispuesta en una cámara de tratamiento de campo magnético polarizante (RMN) con una sucesión de pulsos de RF de 90º de una frecuencia determinada que generan dicho campo magnético y según una secuencia sincronizada y espaciada en el tiempo de dichos pulsos, de manera que las células de la muestra son estimuladas energéticamente produciéndose una excitación a nivel de los núcleos atómicos moleculares  (spines nucleares) lo que provoca un cambio de conformación espacial de dichos spines que se traduce en un conjunto de pulsos de respuesta (generados por la muestra) cuya amplitud es función del intervalo entre los pulsos de excitación.

medir y comparar los tiempos de relajación T1 que corresponde a la proporción de relajación longitudinal y T2 relativo a la proporción de relajación transversal de los spines nucleares en su retorno al estado de equilibrio para determinar si corresponden a tejido sano o a tejido tumoral.

2.Método según la reivindicación 1, caracterizado porque el proceso de aplicación de pulsos es iterado al menos 7 veces, con un intervalo creciente entre pulsos, obteniendo un espectro representativo de la muestra, aplicando el primer pulso siguiente en un t > T2 y el último de 0, 7 segundos, midiendo las respectivas amplitudes de cada pulso de respuesta, con lo que se determinan una serie de puntos de la ecuación:

Mz = Mo (1exp (t/T1) )

donde, Mz es el componente z del vector de magnetización bajo la acción de un campo magnético inducido, Mo es la magnetización longitudinal en condiciones de equilibrio térmico, t es el tiempo y T1 es el tiempo de relajación longitudinal, siendo dichos puntos  (M, t) almacenados en un ordenador determinando dicha ecuación por mínimos cuadrados.

3.Método según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque para la medición de dichos tiempos T1 y T2 se utiliza la secuencia 90_t_90 (saturaciónrecuperación) , siendo el primer pulso de 90 grados de máxima amplitud.

4.Método según la reivindicación 2, caracterizado porque el tiempo máximo entre los dos pulsos del último par (el más largo) de la secuencia es de 7 segundos con lo que el tiempo de aplicación de la secuencia de pulsos utilizada es de aproximadamente un minuto y la duración total del exámen de la muestra inferior a

tres minutos si se tiene en cuenta el cálculo y presentación de datos por el ordenador.

5.Método según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque comprende medir la señal producida en el tejido biopsiado inmediatamente después de la aplicación del pulso excitador.

6.Método según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque comprende

utilizar una frecuencia de excitación de sustancialmente 2, 16 MHz empleando unos imanes que generan un campo de 508 gauss y rodean a la muestra en la cámara de tratamiento.

7.Método según la reivindicación 6, caracterizado porque se corrige la deriva térmica de dichos imanes mediante la disposición de dos bobinas alimentadas con la 15 corriente de un sistema retroalimentado.

8.Método según la reivindicación 5, caracterizado porque comprende rectificar a onda completa dicha señal producida en el tejido biopsiado y filtrarla luego mediante un filtro pasa bajos. 9.Método según la reivindicación 1 caracterizado porque se emplea una

función SINC (SEN x/x) como envolvente del pulso de excitación.


 

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