Diagnosis de un estado patológico de la piel usando impedancia.

Un aparato médico para el diagnóstico de un estado patológico de la piel de un sujeto,

que comprende unasonda (80) conductora de la electricidad que incluye una pluralidad de electrodos (83a-83c),comprendiendo cada electrodo (83a-83c) una pluralidad de micro-agujas (20), en el cual dicha sonda (80)está adaptada para ser colocada contra una superficie del sujeto de tal manera que dichas micro-agujas(20) penetren el stratum corneum, donde dicho aparato médico está adaptado para iniciar una sesión demedida de impedancia que incluye hacer pasar una corriente eléctrica a través de los electrodos (83a -83c) para obtener valores de impedancia cutánea, y usar datos de referencia para determinar si los valoresde impedancia obtenidos indican el estado patológico, en el cual

las micro-agujas (20) de un primer electrodo (83a) y de un segundo electrodo (83b) están separadaslateralmente una primera distancia las unas de las otras y las micro-agujas (20) del primer electrodo (83a) yde un tercer electrodo (83c) están separadas lateralmente una segunda distancia las unas de las otras,estando dicho aparato adaptado para modificar gradualmente una proporción de un potencial entre loselectrodos primero (83a) y segundo (83b) y entre los electrodos primero (83a) y tercero (83c) para obtenervalores primero y segundo de impedancia cutánea o una mezcla de valores de impedancia cutánea entrevalores obtenidos usando los electrodos primero y segundo y valores obtenidos usando los electrodosprimero y tercero; y en el cual

cada electrodo (83a-83c) comprende un substrato base (12; 86), estando las citadas micro-agujas (20)conformadas integralmente con dicho substrato base (12; 86) y dispuestas separadas lateralmente unas deotras y teniendo una longitud que es suficiente para penetrar el stratum corneum, teniendo dichas microagujas(20) una sección transversal substancialmente triangular paralela al substrato base (12; 86), yestando dichas micro-agujas (20) provistas de una superficie (24) oblicua de tal manera que la seccióntransversal paralela al substrato base (12; 86) se estrecha de manera continua desde el substrato base (12;86).

Diagnosis de un estado patológico de la piel usando impedancia

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere de manera general al campo del diagnóstico de condiciones biológicas y, en particular, a un aparato médico para diagnosticar de forma no invasiva un estado patológico de la piel de un sujeto, en particular 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 medidas de impedancia cutánea.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El carcinoma de células basales (BCC) 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, incrementa el riesgo de desarrollar BCC y otros tumores cutáneos. Esto también ocurre después de la exposición a luz ultravioleta o a radiación ionizante. No parece haber conexión genética aparente y en muchos pacientes no se encuentra ningún otro factor de predisposición. Sin embargo, el diagnóstico clínico de los tumores cutáneos puede resultar difícil incluso para dermatólogos experimentados, especialmente en el caso de lesiones pigmentadas. En el campo clínico existe la necesidad de una ayuda al diagnóstico además del análisis a simple vista establecido en combinación con biopsias cutáneas para el examen histológico.

Por lo general son deseables métodos no invasivos para realizar determinaciones biológicas, como por ejemplo el diagnóstico clínico de tumores cutáneos, frente a otras técnicas invasivas que implican la toma de muestras. Las técnicas no invasivas pueden ser más convenientes, por ejemplo, pueden ser menos dolorosas, implicar menos riesgo de infección, etc. Por consiguiente, se han propuesto varias técnicas no invasivas para la realización de

determinaciones biológicas:

US 5.036.861 6 de Agosto de 1991 Sembrovich 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 WO 95/04496 16 de Febrero de 1995 Solid State Farms,

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 anteriormente mencionados describen técnicas para evaluar los niveles de glucosa en sangre y por consiguiente no son apropiados para diagnosticar un estado patológico de la piel de un sujeto, en particular la presencia de cáncer de piel, por ejemplo, carcinoma de células basales.

Se ha descubierto que la impedancia eléctrica constituye un indicador muy sensible de cambios pequeños 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 medidas no invasivas de variaciones en las propiedades estructurales del tejido. En el documento PCT/SE91/00703, publicación número WO-A-92/06634, se describe un dispositivo para la medida no invasiva de la impedancia eléctrica de material orgánico e inorgánico, que incluye una sonda que comprende varios electrodos dispuestos en un sistema de anillos concéntricos. Los electrodos son accionados desde una unidad de control de una manera tal que el camino de la corriente eléctrica que define el tejido concreto que se está examinando depende de una señal de control, y se presiona contra la superficie de la parte del cuerpo que se está examinando. Variando la señal de control es posible seleccionar la zona de ensayo. Dos anillos suministran tensión y la relación entre los dos generará un punto de proyección virtual situado entre los dos anillos. Ajustando la relación de tensión eléctrica entre los dos puntos de inyección se puede mover el punto de proyección virtual atrás y 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 anisótropa con propiedades no-lineales desde el punto de vista electrónico. Las propiedades que son menos lineales están localizadas en el Stratum Corneum (la capa más externa de la epidermis) . Por lo tanto, en todas las medidas

de profundidad existe información que no puede ser calculada 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 el grave inconveniente de que no puede proporcionar resultados fiables en relación con la variación del tejido en las capas de piel por debajo del stratum corneum en las que, por ejemplo, se manifiestan el cáncer de piel y las reacciones alérgicas. Esto es debido a que los espectros de impedancia eléctrica no invasivos de piel están dominados por las propiedades dieléctricas del Stratum Corneum, especialmente a bajas frecuencias. El stratum corneum tiene propiedades (una dispersión grande y ancha denominada dispersión alfa) que pueden hacer que las respuestas de capas de piel viables subyacentes se confundan con respuestas del stratum corneum, diluyendo de esta forma la información clínicamente relevante de la piel viable. Esto hace que sea difícil e impredecible evaluar los fenómenos de impedancia eléctrica que se manifiestan por debajo del stratum corneum usando la sonda descrita en el documento PCT/SE91/00703.

El documento WO 01/52731 describe un electrodo médico para detectar bio-potenciales eléctricos creados en el interior del cuerpo de un sujeto vivo. El electrodo comprende varias micro-agujas adaptadas para penetrar en la piel. Las micro-agujas son suficientemente largas para alcanzar el stratum germinativum y son conductoras de la electricidad en su superficie y están conectadas entre sí para formar una matriz. De acuerdo con el documento WO 01/52731, las micro-agujas son “como clavos”, es decir, tienen un tronco de sección transversal substancialmente circular con un diámetro constante o gradualmente decreciente y una porción de punta con una punta substancialmente esférica o con forma de aguja. En la patente EP 1 437 091 se describe un aparato para el diagnóstico de condiciones biológicas usando medidas de impedancia de material orgánico y biológico. El aparato comprende una sonda que incluye una pluralidad de electrodos, donde cada electrodo está provisto de varias microagujas cada una con una longitud que es suficiente para penetrar el stratum corneum. Ese aparato médico conocido está adaptado para iniciar una sesión de medida de impedancia incluyendo hacer pasar una corriente eléctrica a través de los electrodos para obtener valores de impedancia cutánea, y usar datos de referencia para determinar si los valores de impedancia obtenidos indican el estado patológico.

Además, este aparato conocido comprende tres electrodos, en los cuales las micro-agujas de un primer electrodo y de un segundo electrodo están separadas lateralmente una primera distancia unas de otras y las micro-agujas del primer electrodo y de un tercer electrodo están separadas lateralmente una segunda distancia unas de otras, estando dicho aparato adaptado para modificar gradualmente una proporción de un potencial entre los electrodos primero y segundo y entre los electrodos primero y tercero para obtener valores primero y segundo de impedancia cutánea o una mezcla de valores de impedancia cutánea entre valores obtenidos usando el primer y el segundo electrodo y valores obtenidos usando el primer y el tercer electrodo. Finalmente, en el aparato de acuerdo con el documento EP 1 437 091 cada electrodo comprende un substrato base, estando las citadas micro-agujas conformadas integralmente con dicho substrato y dispuestas separadas lateralmente unas de otras y teniendo dichas micro-agujas una longitud que es suficiente para penetrar el stratum corneum.

Las micro-agujas de acuerdo con la patente EP 1 437 091 también son “como clavos”, es decir, tienen un tronco de sección transversal substancialmente circular con un diámetro constante o gradualmente decreciente y una porción de punta con una punta substancialmente esférica o con forma de aguja.

Sin embargo, la experiencia práctica ha mostrado que los electrodos provistos de micro-agujas de acuerdo con la técnica convencional requieren una fuerza substancial o una manipulación significativa, por ejemplo, hacer oscilar el electrodo hacia... [Seguir leyendo]

1. Un aparato médico para el diagnóstico de un estado patológico de la piel de un sujeto, que comprende una sonda (80) conductora de la electricidad que incluye una pluralidad de electrodos (83a-83c) , comprendiendo cada electrodo (83a-83c) una pluralidad de micro-agujas (20) , en el cual dicha sonda (80) está adaptada para ser colocada contra una superficie del sujeto de tal manera que dichas micro-agujas (20) penetren el stratum corneum, donde dicho aparato médico está adaptado para iniciar una sesión de medida de impedancia que incluye hacer pasar una corriente eléctrica a través de los electrodos (83a – 83c) para obtener valores de impedancia cutánea, y usar datos de referencia para determinar si los valores de impedancia obtenidos indican el estado patológico, en el cual

las micro-agujas (20) de un primer electrodo (83a) y de un segundo electrodo (83b) están separadas lateralmente una primera distancia las unas de las otras y las micro-agujas (20) del primer electrodo (83a) y de un tercer electrodo (83c) están separadas lateralmente una segunda distancia las unas de las otras, estando dicho aparato adaptado para modificar gradualmente una proporción de un potencial entre los electrodos primero (83a) y segundo (83b) y entre los electrodos primero (83a) y tercero (83c) para obtener valores primero y segundo de impedancia cutánea o una mezcla de valores de impedancia cutánea entre valores obtenidos usando los electrodos primero y segundo y valores obtenidos usando los electrodos primero y tercero; y en el cual

cada electrodo (83a-83c) comprende un substrato base (12; 86) , estando las citadas micro-agujas (20) conformadas integralmente con dicho substrato base (12; 86) y dispuestas separadas lateralmente unas de otras y teniendo una longitud que es suficiente para penetrar el stratum corneum, teniendo dichas microagujas (20) una sección transversal substancialmente triangular paralela al substrato base (12; 86) , y estando dichas micro-agujas (20) provistas de una superficie (24) oblicua de tal manera que la sección transversal paralela al substrato base (12; 86) se estrecha de manera continua desde el substrato base (12; 86) .

2. El aparato médico de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual cada una de las citadas micro-agujas (20) tiene una longitud que es suficiente para penetrar por debajo de la superficie de la piel hasta el Stratum Germinativum o a través del Stratum Corneum al interior de la Epidermis viva pero no al interior de la Dermis.

3. El aparato médico de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual dicho aparato médico está adaptado para proporcionar, al colocarlo contra una superficie de un sujeto, una indicación de que dichas micro-agujas han penetrado por debajo de la superficie de la piel hasta el Stratum Germinativum o a través del Stratum Corneum al interior de la Epidermis viva pero no al interior de la Dermis.

4. El aparato médico de acuerdo con la reivindicación 3, en el cual dicho aparato médico está adaptado para, al colocarlo contra una superficie de un sujeto, hacer pasar a través de los electrodos (83a-83c) una corriente eléctrica que tiene una frecuencia en un extremo inferior de un espectro de frecuencia predeterminado para obtener valores de impedancia cutánea, comparar dichos valores de impedancia obtenidos con un valor de impedancia de referencia predeterminado para dicha frecuencia y determinar que dichas micro-agujas (20) han penetrado el stratum corneum si dicho valor de impedancia obtenido está por debajo de dicho valor de referencia.

5. El aparato médico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual el estado patológico es cáncer, preferiblemente cáncer de piel.

6. El aparato médico de acuerdo con la reivindicación 5, en el cual el cáncer de piel es un carcinoma de células basales, un melanoma maligno, un carcinoma de células escamosas, o precursores de dichas lesiones.

7. El aparato médico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual la citada corriente eléctrica tiene una frecuencia dentro de un espectro de frecuencia predeterminado entre aproximadamente 10 Hz y aproximadamente 10 MHz.

8. El aparato médico de acuerdo con la reivindicación 7, en el cual dicho aparato está adaptado para hacer pasar dicha corriente eléctrica a través de los electrodos en una pluralidad de frecuencias distribuidas de forma logarítmica, teniendo dichas frecuencias un rango desde 1 kHz hasta 2, 5 MHz.