Estimación de distancias y tamaño de lesiones en el colon con una cápsula de formación de imágenes.

Un método de estimación de distancias en el colon de un sujeto al que se le administra por vía oral una cápsula de formación de imágenes y un agente de contraste radioopaco de manera que el colon se llena con el agente de contraste radioopaco que tiene una concentración del agente de contraste que varía en diferentes localizaciones 5 a lo largo del colon,

que comprende:

la emisión de radiación desde la cápsula de formación de imágenes en una localización del colon; la detección de fotones que retornan de una interacción de la radiación con una pared interna del colon y los contenidos del colon;

el cálculo de la suma de dichos fotones detectados con energías correspondientes a interacciones de fluorescencia de rayos X para formar un primer recuento;

el cálculo de la suma de dichos fotones detectados con energías correspondientes a interacciones de retrodispersión Compton para formar un segundo recuento;

la determinación de la distancia desde la cápsula de formación de imágenes a la pared interna del colon y la concentración del agente de contraste en la localización de la cápsula de formación de imágenes en el colon utilizando los valores del primer recuento y del segundo recuento;

caracterizado por que adicionalmente comprende las siguientes etapas:

la repetición de la determinación de la distancia para otros puntos de la circunferencia de la pared interna del colon en la misma localización en el colon;

la identificación de un pólipo a partir de las distancias determinadas;

el cálculo de un ángulo que engloba el pólipo;

la determinación de la anchura del pólipo a partir del ángulo calculado y las distancia determinadas.

Estimación de distancias y tamaño de lesiones en el colon con una cápsula de formación de imágenes Campo técnico

La presente divulgación se refiere en líneas generales a la formación de imágenes en el interior del colon de un paciente utilizando una cápsula intraluminal de formación de imágenes y más específicamente a estimar la distancia desde la cápsula a las paredes internas del colon y a estimar el tamaño de sus lesiones.

Antecedentes

Un método para examinar la existencia de pólipos y otras características clínicamente relevantes en el tracto gastrointestinal que puede proporcionar un indicio con respecto a la posibilidad de cáncer se realiza ingiriendo una cápsula de formación de imágenes que recorrerá todo el tracto gastrointestinal (Gl) y examinará la situación del paciente desde el interior. En un caso típico el recorrido puede durar 24-48 horas, después de las cuales la cápsula de formación de imágenes sale en las heces del paciente. Normalmente el paciente ingiere un agente de contraste para potenciar la capacidad de formar imágenes de la cápsula de formación de imágenes. Después el paciente ingiere la cápsula de formación de imágenes para examinar el tracto gastrointestinal al mismo tiempo que fluye a través del agente de contraste. Normalmente, la cápsula de formación de imágenes incluye una fuente de radiación, que incluye, por ejemplo, un radioisótopo que emite rayos X o rayos gamma. Normalmente la radiación colima para permitir que se dirija de manera controlable a una dirección específica durante el proceso de formación de imágenes. En un caso ejemplar la cápsula de formación de imágenes se diseña para medir la retrodispersión Compton y transmitir las mediciones (por ejemplo, velocidad de recuento) a un dispositivo de análisis externo, por ejemplo, un ordenador u otro instrumento especializado.

En una implementación típica se utiliza un agente de contraste radioopaco de tal modo que una posición con un pólipo tendrá menos agente de contraste y medirá un recuento de retrodispersión más grande para potenciar la precisión de las mediciones. Como alternativa, para la formación de imágenes en el tracto gastrointestinal pueden utilizarse otros métodos.

La Patente de Estados Unidos N2 7.787.926 y la Solicitud Internacional WO 28/96358 A2 de Kimchy describen detalles relacionados con la fabricación y uso de dicha cápsula de formación de imágenes.

Un reto en la estimación de la distancia desde la cápsula de formación de imágenes a las paredes internas del colon es que las mediciones están afectadas por la capacidad de bloqueo de radiación del contenido que rodea a la cápsula de formación de imágenes: generalmente el agente de contraste. La capacidad bloqueante del agente de contraste depende de la concentración del agente de contraste. Generalmente el paciente puede ingerir un agente de contraste de una concentración específica, sin embargo, al mismo tiempo que avanza a través del tracto Gl el colon absorbe el agua que se encuentra en el contenido del colon dejando una solución menos diluida que tiene una concentración más alta del agente de contraste que rodea a la cápsula de formación de imágenes. Adicionalmente, en algunos casos se requiere que el paciente beba más agente de contraste a momentos específicos para garantizar la correcta funcionalidad de la cápsula de formación de imágenes. Por lo tanto en cualquier posición específica la concentración se desconoce. Como resultado las mediciones de distancia no pueden ser tan exactas como se desea.

Existe por tanto una necesidad de métodos mejorados para medir la distancia desde la cápsula de formación de imágenes a las paredes del colon.

Sumario

Un aspecto de una realización de la descripción se refiere a un sistema y a un método para medir las distancias dentro del colon de un paciente y opcionalmente utilizar las mediciones para construir una imagen del interior del colon. El paciente ingiere una agente de contraste radio-opaco y después ingiere una cápsula de formación de imágenes. La cápsula de formación de imágenes emite radiación en su localización actual en el colon y después detecta fotones que retornan de interacciones de la radiación con una pared interna del colon y el contenido del colon, por ejemplo, el agente de contraste.

Dos tipos de interacciones con la radiación producen la mayoría de los fotones de retorno:

1. Fluorescencia de rayos X;

2. Retrodispersión Compton.

Los fotones de cada tipo de interacción tienen intervalos de energía específicos y pueden identificarse por el nivel de energía de los fotones detectados. El sistema cuenta los fotones de cada nivel de energía y después suma los fotones con niveles de energía correspondientes a interacciones de fluorescencia de rayos X para formar un primer

recuento y los fotones con niveles de energía correspondientes a la retrodispersión Compton para formar un segundo recuento. Después, el primer recuento y el segundo recuento se usan para determinar la distancia desde la cápsula de formación de imágenes a la pared interna del colon y para determinar la concentración del agente de contraste en la localización de la cápsula de formación de imágenes.

En una realización ejemplar de la descripción, la emisión y la detección se realizan en toda la circunferencia de la pared interna del colon en la localización de la cápsula de formación de imágenes. Opcionalmente, la emisión y la detección se realizan repetidamente a lo largo de la longitud del colon a medida que avanza la cápsula de formación de imágenes.

En una realización ejemplar de la descripción, la información desde la detección se transmite de un modo inalámbrico a un dispositivo de procesamiento externo (por ejemplo, un ordenador) que tiene un programa que trata la información. Opcionalmente, el ordenador externo cuenta los fotones de acuerdo con su nivel de energía y los suma de acuerdo con el tipo de interacción a partir de cual se iniciaron. Como alternativa, la cápsula de formación de imágenes puede sumar los fotones de acuerdo con el tipo de interacción y transmitir los resultados al ordenador.

En una realización ejemplar de la descripción, las distancias determinadas se utilizan para determinar el tamaño y la localización de pólipos en el interior del colon y para construir imágenes en el interior del mismo.

Breve descripción de los dibujos

La presente descripción se entenderá y apreciará mejor a partir de la siguiente descripción detallada tomada junto con los dibujos. Las estructuras, elementos o partes que son idénticas, que aparecen en más de una figura, se identifican generalmente con el mismo número o un número similar en todas las figuras en las que aparecen, en las que:

la Fig. 1A es una vista lateral transversal esquemática de una cápsula de formación de imágenes implementada en el colon de un paciente, de acuerdo con una realización ejemplar de la descripción.

la Fig. 1B es una vista transversal esquemática de una cápsula de formación de imágenes implementada en el colon del paciente, de acuerdo con una realización ejemplar de la descripción;

la Fig. 2 es una ilustración esquemática de un gráfico de un recuento de fotones detectados, de acuerdo con una realización ejemplar de la descripción.

la Fig. 3 es una ilustración esquemática de imágenes del interior de un colon, de acuerdo con una realización ejemplar de la descripción;

la Fig. 4 es una ilustración esquemática de un experimento que demuestra el cálculo de distancias en el colon, de acuerdo con una realización ejemplar de la descripción;

la Fig. 5 es una ilustración esquemática de un gráfico que representa los resultados experimentales que muestran la relación del recuento de fotones, la distancia desde la fuente de radiación y la concentración del agente de contraste, de acuerdo con una realización ejemplar de la descripción;

la Fig. 6A es una ilustración esquemática de un gráfico que traza una superficie que representa la distancia en función del recuento y concentración del agente de contraste por fluorescencia de rayos X, de acuerdo con una realización ejemplar de la descripción;

la Fig. 6B es una ilustración esquemática de un gráfico que traza una superficie que representa la distancia en función del recuento y concentración del agente de contraste por retrodispersión Compton, de acuerdo con una realización ejemplar de la descripción;

la Fig. 7 es una ilustración esquemática de un gráfico que traza una estimación de la distancia y concentración para un recuento de fotones específico de acuerdo con una realización ejemplar... [Seguir leyendo]

1. Un método de estimación de distancias en el colon de un sujeto al que se le administra por vía oral una cápsula de formación de imágenes y un agente de contraste radioopaco de manera que el colon se llena con el agente de contraste radioopaco que tiene una concentración del agente de contraste que varía en diferentes localizaciones a lo largo del colon, que comprende:

la emisión de radiación desde la cápsula de formación de imágenes en una localización del colon;

la detección de fotones que retornan de una interacción de la radiación con una pared interna del colon y los

contenidos del colon;

el cálculo de la suma de dichos fotones detectados con energías correspondientes a interacciones de fluorescencia de rayos X para formar un primer recuento;

el cálculo de la suma de dichos fotones detectados con energías correspondientes a interacciones de retrodispersión Compton para formar un segundo recuento;

la determinación de la distancia desde la cápsula de formación de imágenes a la pared interna del colon y la concentración del agente de contraste en la localización de la cápsula de formación de imágenes en el colon utilizando los valores del primer recuento y del segundo recuento; caracterizado por que adicionalmente comprende las siguientes etapas:

la repetición de la determinación de la distancia para otros puntos de la circunferencia de la pared interna del colon en la misma localización en el colon; la identificación de un pólipo a partir de las distancias determinadas; el cálculo de un ángulo que engloba el pólipo;

la determinación de la anchura del pólipo a partir del ángulo calculado y las distancia determinadas.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, que adicionalmente comprende la predeterminación experimental de una relación entre el número de fotones con energías que corresponden a interacciones de fluorescencia de rayos X, la distancia de la cápsula de formación de imágenes a la pared interna del colon y la concentración del agente de contraste.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, que adicionalmente comprende la predeterminación experimental de una relación entre el número de fotones con energías correspondientes a interacciones de retrodispersión Compton, la distancia desde la cápsula de formación de imágenes a la pared interna del colon y la concentración del agente de contraste.

4. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dichas emisión y detección se realizan en toda la circunferencia de la pared interna del colon.

5. Un método de acuerdo de la reivindicación 1, en el que dichas emisión y detección se realizan repetidamente a lo largo del colon a medida que avanza la cápsula de formación de imágenes.

6. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, que adicionalmente comprende la transmisión inalámbrica de la información desde dicha detección hasta un dispositivo de procesamiento externo.

7. Un método de acuerdo con la reivindicación 6, en el que dicha suma y dicha determinación las realiza el dispositivo de procesamiento externo.

8. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, que adicionalmente comprende la determinación del tamaño de los pólipos en el interior del colon a partir de una pluralidad de distancias entre la cápsula de formación de imágenes y la pared interna del colon.

9. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha detección se realiza con un detector que está acoplado a la fuente de emisión y se desplaza con éste en el interior de la cápsula de formación de imágenes.

1. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha detección se realiza con un detector que es independiente de la fuente de emisión.

11. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha radiación es una radiación de rayos X.

12. Un sistema para estimar distancias en el colon de un sujeto, que comprende:

una cápsula de formación de imágenes adaptada para ser ingerida por el sujeto después de la administración oral de un agente de contraste radioopaco que se adapta para administrarse por vía oral al sujeto de manera que se llena el colon del sujeto, variando la concentración del agente de contraste en diferentes localizaciones a lo largo de una longitud del colon, comprendiendo la cápsula de formación de imágenes:

un emisor de radiación para emitir radicación en una localización del colon;

un detector de radiación adaptado para detectar fotones de interacciones de la radiación emitida con una pared interna del colon y el contenido del colon, teniendo los fotones detectados energías que corresponden a interacciones de fluorescencia de rayos X y a interacciones de retrodispersión Compton; y un transmisor adaptado para transmitir información de los fotones detectados al dispositivo de procesamiento;

un dispositivo de procesamiento adaptado para sumar dichos fotones detectados con energías correspondientes a las interacciones de fluorescencia de rayos X para formar un primer recuento, y sumar dichos fotones detectados con energías correspondientes a las interacciones de retrodispersión Compton para formar un segundo recuento, estando dicho dispositivo de procesamiento adicionalmente adaptado para determinar la distancia desde la cápsula de formación de imágenes hasta la pared externa del colon y la concentración del agente de contraste en la localización de la cápsula de formación de imágenes en el colon, usando los valores del primer recuento y del segundo recuento; y

caracterizado por que dicho dispositivo de procesamiento está adaptado para repetir la determinación de las distancias para otros puntos de la circunferencia de la pared interna del colon en la misma localización del colon; identificar un pólipo a partir de las distancias determinadas; calcular un ángulo que engloba el pólipo; y determinar la anchura del pólipo a partir del ángulo calculado y las distancias determinadas.

13. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 12, en el que el emisor de radiación y el detector de radiación están adaptados para escaneartoda la circunferencia de la pared interna del colon.

14. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 12, en el que el emisor de radiación y el detector de radiación están adaptados para escanear repetidamente la longitud del colon a medida que avanza la cápsula de formación de imágenes.

15. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 12, en el que el dispositivo de procesamiento está adaptado para determinar el tamaño de los pólipos en el colon a partir de una pluralidad de distancias determinadas desde la cápsula de formación de imágenes hasta la pared interna del colon.

16. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 12, en el que el detector de radiación está acoplado al emisor de radiación.

17. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 12, en el que el detector de radiación es independiente del emisor de radiación.