Sistema y procedimiento para terapia y diagnóstico que comprende componentes ópticos para distribución de radiación.

Sistema (100) para terapia tumoral interactiva intersticial foto-dinámica o foto-térmica,

o diagnóstico de tumores deun humano, que comprende:

como mínimo, una fuente de luz terapéutica (130) para emisión de una luz terapéutica dentro del rango delongitud de onda de infrarrojos (IR), luz visible o ultravioleta;

como mínimo, una fuente de luz de diagnóstico (110) para emisión de luz de diagnóstico dentro del rangode longitud de onda de infrarrojos (IR), luz visible o ultravioleta;

como mínimo, un detector de luz (150) para detección de la luz;

y

una serie de fibras ópticas adaptadas para conducir luz hacia o desde el sitio en que se encuentra un tumor(101) del humano, de manera que los extremos distales de las fibras ópticas (142) son posicionables deforma intersticial en diferentes localizaciones del sitio del tumor (101) a efectos de posibilitar un diagnósticoy tratamiento efectivos,

caracterizado por

como mínimo, un dispositivo selector de modalidad de funcionamiento de tipo no mecánico (140, 330, 530,630) para:

dirigir ópticamente dicha luz terapéutica a dicho sitio del tumor (101) mientras una fuente de luzterapéutica (130) es acoplada con el intermedio de dicho dispositivo selector de modalidad defuncionamiento (140, 330, 530, 630) a, como mínimo, una de dichas fibras ópticas (141) paratransmisión de dicha luz terapéutica al mencionado sitio, durante la cual las fuentes de luz dediagnóstico (110) son inactivadas, y

dirigiendo ópticamente dicha luz de diagnóstico a dicho sitio del tumor (101) con intermedio de,como mínimo, una de dichas fibras ópticas (141) de dicha pluralidad de fibras ópticas conintermedio de dicho dispositivo selector de modalidad de funcionamiento (140, 330, 530, 630), enel que se guía la luz a través de, como mínimo, otra fibra óptica de dicha pluralidad de fibrasópticas desde el sitio del tumor (101) a detectores de luz (150), durante lo cual las fuentes de luzterapéutica son inactivadas.

Sistema y procedimiento para terapia y diagnóstico que comprende componentes ópticos para distribución de radiación La presente invención se refiere de manera general a un sistema para terapia y diagnóstico en un individuo. Más particularmente el sistema y procedimiento se refieren a un sistema y procedimiento para terapia y diagnóstico de tumores en un humano o un animal. Incluso más particularmente, la invención se refiere a un sistema de terapia fotodinámica (PDT) y/o terapia fototérmica (PTT) y/o diagnóstico fotodinámico (PDD) de un sitio en y/o dentro del cuerpo de un humano o un animal, en el que se conduce radiación electromagnética no ionizante al sitio para reacción con la radiación, de manera que el sistema comprende un selector de modalidad de funcionamiento para distribución de radiación desde, como mínimo, una fuente de radiación a un sitio de reacción y/o desde el sitio de reacción, como mínimo, a un sensor de radiación, respectivamente, y en el que el sitio de reacción es en general un sitio de un tumor que presenta un tumor tal como un tumor maligno.

Antecedentes de la invención Dentro del campo de la terapia médica de enfermedades tumorales se ha desarrollado una serie de modalidades para el tratamiento de enfermedades por tumores malignos: operación, tratamiento citostático, tratamiento con radiaciones ionizantes (gamma o radiación de partículas) , terapia por isótopos y braquiterapia utilizando agujas radioactivos son ejemplos de modalidades habituales de tratamiento. A pesar de grandes avances de la terapia, las enfermedades tumorales continúan representando un gran sufrimiento humano y son responsables de un elevado porcentaje de defunciones en los países occidentales. Una modalidad de tratamiento relativamente nueva, la terapia fotodinámica, abreviada habitualmente PDT, proporciona un interesante complemento o alternativa en el sector del tratamiento. Un agente buscador del tumor, que se designa normalmente como precursor o sensibilizador, es administrado al cuerpo, por ejemplo, por vía intravenosa, oral o tópica. De modo general, se acumula en los tumores malignos en mayor medida que en los tejidos sanos circundantes. El área tumoral es irradiada a continuación con luz roja no térmica, normalmente de un láser, conduciendo a la excitación del sensibilizador a un estado más energético. Mediante transferencia de energía, desde el sensibilizador activado a las moléculas de oxígeno del tejido, el oxígeno es transferido de su estado normal de triplete al estado excitado de singulete. El oxígeno singulete es conocido como particularmente tóxico para los tejidos; las células son erradicadas y los tejidos pasan a necrosis. Dada la localización del sensibilizador en células tumorales se obtiene una selectividad única, en el que se salvan los tejidos sanos circundantes. La experiencia clínica, utilizando en particular derivados de hematoporfirina (HPD) y ácido delta aminolevulínico (ALA) han mostrado buenos resultados.

Los sensibilizadores pueden mostrar también otra propiedad útil; cuando la sustancia es excitada con radiación visible o ultravioleta, facilita una señal de fluorescencia característica que se desplaza a longitudes de onda más largas. Esta señal aparece claramente en contraste con la fluorescencia endógena del tejido, que se llama también autofluorescencia y se utiliza para localizar tumores y para cuantificar la magnitud de la absorción del sensibilizante en el tejido.

La penetración limitada en el tejido de la radiación activante roja es un gran inconveniente del PDT. El resultado es que solamente se pueden tratar por irradiación superficial tumores de menos de 5 mm de grosor. A efectos de tratar tumores más gruesos y/o que se encuentran a mayor profundidad, se puede utilizar PDT intersticial (IPDT) . En este caso, fibras ópticas conductoras de luz se llevan al tumor utilizando, por ejemplo, una aguja de jeringa, en el lumen de la cual se ha colocado una fibra.

A efectos de conseguir un tratamiento eficiente, se han utilizado varias fibras para asegurar que todas las células tumorales están sometidas a una dosis suficiente de luz, de manera que se obtiene el estado tóxico singulete. Se ha mostrado que se puede conseguir la realización de cálculos de dosis de las características de absorción y de dispersión de los tejidos. Por ejemplo, en la patente sueca SE 503 408 se describe un sistema IPDT, en el que seis fibras se utilizan para el tratamiento y también para la medición del flujo de luz que alcanza una fibra determinada en la penetración a través de los tejidos desde otras fibras. De esta manera, se puede conseguir un cálculo mejorado de la dosis de luz correcta para todas las partes del tumor.

De acuerdo con lo que da a conocer el documento SE 503 408, la luz procedente de un solo láser es dividida en seis partes diferentes, utilizando un sistema divisor del haz que comprende un gran número de componentes mecánicos voluminosos y componentes ópticos. La luz es enfocada entonces en cada una de las seis fibras individuales de tratamiento. Una fibra se utiliza como transmisor, mientras las otras fibras son utilizadas como receptoras de radiación que penetra en el tejido. Para medición de luz, se desplazan detectores de luz mecánicamente a la trayectoria del haz que de esta manera queda bloqueada y la luz débil que se origina de las fibras que han recogido la luz que es administrada al tejido, es medida.

No obstante, estas trayectorias con haz abierto resultan en una división del haz con fuertes pérdidas y las pérdidas resultantes de luz dificultan fuertemente la distribución de luz, así como la medición de la misma. Además, este sistema debe ser ajustado frecuentemente de forma óptica, lo que es un importante inconveniente en relación con

tratamientos clínicos. El sistema es también grande y pesado y difícil de integrar en un aparato de fácil manejo por el usuario.

El documento EP-A2-0280397 da a conocer un endoscopio esterilizable de pequeño diámetro que tiene un haz central de fibras coherentes para transportar una imagen a medios de visionado. El haz de fibras está rodeado por fibras de luz. El extremo próximo del endoscopio está dotado de medios de acoplamiento para alinear el haz de fibras ópticas con el sistema óptico del dispositivo de visionado y para proporcionar un interfaz con medios de transmisión de luz para transmitir luz desde una fuente de luz a lo largo de fibras de luz a una cavidad corporal a inspeccionar. El dispositivo puede ser utilizado para la detección de células cancerosas y su tratamiento por fototerapia. Se une un colorante al tejido objeto de examen y a continuación se expone a una frecuencia de luz de láser de excitación. Las células cancerosas emitirán luz fluorescente a una fluorescencia con frecuencia característica. La luz fluorescente es detectada y mostrada en el monitor de vídeo, y a continuación, luz con la misma frecuencia que esta luz fluorescente es transmitida por las fibras de luz a las células para tratamiento con fototerapia. No obstante, solamente la utilización de una luz con una única longitud de onda se da a conocer, por lo que no es posible llevar a cabo múltiples diagnósticos sin cambio manual de la fuente de luz. Además, no es posible cambiar entre diferentes constelaciones de las fibras de luz, es decir, todas las fibras tienen siempre la misma función (con luz o sin luz) . Los medios de acoplamiento mencionados en el documento EP-A2-0280397 se utilizan solamente para ajustar la trayectoria de la luz a través de un endoscopio de dos partes cuando se monta antes de la utilización. Además, se utilizan diferentes fibras para dirigir luz terapéutica a la localización del cáncer y para dirigir luz de diagnóstico en retorno a través del endoscopio. No se lleva a cabo distribución entre diferentes modalidades de funcionamiento. Esta solución no ofrece, por ejemplo, ni tratamiento interactivo ni mapeado tomográfico de tumores. El documento WO-A1-02074339 da a conocer un dispositivo y procedimiento para diagnóstico fotodinámico de tejidos tumorales utilizando cobalaminas fluorescentes. Estas cobalaminas fluorescentes se utilizan como marcadores de diagnóstico y de pronóstico para (a) distinguir células cancerígenas y tejidos cancerígenos de células y tejidos sanos y (b) determinar si un individuo responde positivamente a la quimioterapia utilizando bioconjugados terapéuticos de cobalamina. Se da a conocer un aparato que incluye una cámara acoplada al extremo próximo de un dispositivo telescópico quirúrgico. El dispositivo telescópico quirúrgico es utilizado para iluminar el tejido con luz no blanca y detectar la fluorescencia emitida con fines de diagnóstico. Se da a conocer la utilización de fuentes de luz duales, incluyendo... [Seguir leyendo]

1. Sistema (100) para terapia tumoral interactiva intersticial foto-dinámica o foto-térmica, o diagnóstico de tumores de un humano, que comprende: como mínimo, una fuente de luz terapéutica (130) para emisión de una luz terapéutica dentro del rango de longitud de onda de infrarrojos (IR) , luz visible o ultravioleta; como mínimo, una fuente de luz de diagnóstico (110) para emisión de luz de diagnóstico dentro del rango de longitud de onda de infrarrojos (IR) , luz visible o ultravioleta; como mínimo, un detector de luz (150) para detección de la luz; y una serie de fibras ópticas adaptadas para conducir luz hacia o desde el sitio en que se encuentra un tumor

(101) del humano, de manera que los extremos distales de las fibras ópticas (142) son posicionables de forma intersticial en diferentes localizaciones del sitio del tumor (101) a efectos de posibilitar un diagnóstico y tratamiento efectivos, caracterizado por como mínimo, un dispositivo selector de modalidad de funcionamiento de tipo no mecánico (140, 330, 530, 630) para:

dirigir ópticamente dicha luz terapéutica a dicho sitio del tumor (101) mientras una fuente de luz terapéutica (130) es acoplada con el intermedio de dicho dispositivo selector de modalidad de funcionamiento (140, 330, 530, 630) a, como mínimo, una de dichas fibras ópticas (141) para transmisión de dicha luz terapéutica al mencionado sitio, durante la cual las fuentes de luz de diagnóstico (110) son inactivadas, y dirigiendo ópticamente dicha luz de diagnóstico a dicho sitio del tumor (101) con intermedio de, como mínimo, una de dichas fibras ópticas (141) de dicha pluralidad de fibras ópticas con intermedio de dicho dispositivo selector de modalidad de funcionamiento (140, 330, 530, 630) , en el que se guía la luz a través de, como mínimo, otra fibra óptica de dicha pluralidad de fibras ópticas desde el sitio del tumor (101) a detectores de luz (150) , durante lo cual las fuentes de luz terapéutica son inactivadas.

2. Sistema, según la reivindicación 1, en el que dicho dispositivo selector de la modalidad de funcionamiento es un interruptor óptico no mecánico.

3. Sistema, según la reivindicación 2, en el que dicho interruptor óptico no mecánico es un interruptor electro-óptico basado en variaciones eléctricamente controladas del índice de refracción.

4. Sistema, según la reivindicación 2, en el que dicho interruptor óptico no mecánico es un interruptor acústico-óptico basado en desviación de Bragg generada por el sonido.

5. Sistema, según la reivindicación 2, en el que dicho interruptor óptico no mecánico es un interruptor magnético óptico.

6. Sistema, según la reivindicación 1, en el que dicho dispositivo selector de modalidad de funcionamiento es un combinador óptico.

7. Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que una pluralidad de dichas fuentes de luz de diagnóstico están acopladas a un primer dispositivo selector de modalidad de funcionamiento para transmisión desde dichas fuentes de luz de diagnóstico a dicho sitio, y un segundo dispositivo selector de modalidad de funcionamiento está acoplado para transmitir luz de diagnóstico desde dicho sitio del tumor a dicho, como mínimo, un detector de luz, en el que la luz procedente de dicha fuente de luz terapéutica es bloqueada en cuanto a transmisión a dicho sitio por dicho dispositivo selector de modalidad de funcionamiento.

8. Sistema, según la reivindicación 7, en el que una fuente de luz de diagnóstico activa es acoplada a dicho primer dispositivo selector de modalidad por medio de un dispositivo seleccionado entre el grupo que comprende: un combinador óptico, un interruptor óptico no mecánico, dos interruptores ópticos no mecánicos, y un interruptor óptico no mecánico 2xN.

9. Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que cada dispositivo selector de modalidad de funcionamiento que tiene una pluralidad similar de fuentes de luz de diagnóstico acoplado a cada uno de dichos dispositivos selectores de modalidad de funcionamiento para transmisión a dicho sitio, en el que en su utilización solamente una fuente de luz de diagnóstico se encuentra activa simultáneamente, o dicho dispositivo selector de modalidad de funcionamiento está configurado para acoplar solamente una fuente de luz de diagnóstico cada vez para transmisión de dicha luz de diagnóstico a dicho sitio.

10. Sistema, según la reivindicación 9, en el que una pluralidad similar de fuentes de luz de diagnóstico está acoplada a cada uno de dichos selectores de modalidad de funcionamiento por medio de un combinador óptico.

11. Sistema, según la reivindicación 10, en el que los segundos extremos de dicha pluralidad de fibras de luz están tratadas mediante un material con emisión de fluorescencia sensible a la temperatura.

12. Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichas fuentes de luz son fuentes de luz 5 coherente de longitud de onda fija única y/o diodos emisores de luz.

13. Sistema, según las reivindicaciones 11-12, en el que la fluorescencia es registrada a través de las mismas fibras de luz que transmiten luz de diagnóstico al sitio.

14. Sistema, según la reivindicación 13, en el que para terapia foto-dinámica interactiva una o varias de dichas fibras de luz que están tratadas con el material con temperatura sensible a la emisión de fluorescencia, están configuradas para medir la temperatura en el sitio, que la luz que, en utilización es enviada al sitio, calienta el sitio de tratamiento, que la intensidad de luz enviada en utilización es controlada por la temperatura medida a efectos de regular la temperatura del sitio en las fibras de luz individuales.

15. Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha terapia y diagnóstico interactivos comprenden las siguientes modalidades de funcionamiento seleccionables por dicho dispositivo selector de modalidad de funcionamiento:

terapia tumoral foto-dinámica intersticial interactiva, terapia tumoral foto-térmica utilizando hipertermia, y 20 diagnóstico de tumores, de manera que estas modalidades de funcionamiento en su utilización son utilizadas alternativamente durante la misma oportunidad de tratamiento de dicho sitio del tumor.