Un procedimiento de evaluación de la condición celular en respuesta a un tratamiento,

comprendiendo el procedimiento las etapas de: a. la obtención de una exploración ultrasónica de referencia (215) de un área de tratamiento (205) de un paciente; b. la obtención, después de la exploración de referencia, de una o más exploraciones ultrasónicas de tratamiento (405) temporalmente diferenciadas, del área de tratamiento en distintos momentos durante las sesiones de tratamiento; c. la comparación de al menos una de las una o más exploraciones ultrasónicas de tratamiento con la exploración ultrasónica de referencia; d. en base a la comparación, el alzado de uno o más mapas de lesiones que representen las lesiones celulares existentes dentro del área de tratamiento, proporcionando con ello un modelo predictivo de las lesiones de los tejidos debidas al tratamiento; caracterizado por e. la selección de una dosis de radiación hipotética y de una pauta de administración; y f. utilizando el modelo predictivo, el alzado de un mapa de las lesiones de los tejidos esperadas que se derivan de la dosis de radiación y de la pauta de administración hipotéticas

Campo técnico

La invención se refiere al campo de los procedimientos y sistemas para la vigilancia de los tratamientos terapéuticos y, más concretamente, a la observación de la degradación de las células a lo largo de múltiples fracciones de tratamiento por radioterapia.

Información sobre los antecedentes

En radioterapia, las dosis de radiación se definen típicamente en términos de la energía absorbida por masa unitaria de tejido. Sin embargo, relacionar la dosis física prescrita con el efecto biológico que la radiación tendrá sobre el tejido concreto objeto de tratamiento, no es sencillo. La FIG. 1, por ejemplo, ilustra estas curvas potenciales 100 de respuesta a la dosis que indican la fracción superviviente de las células durante un protocolo de tratamiento con respecto a la dosis administrada. Las curvas de respuesta a la dosis pueden variar entre pacientes, e incluso en diversos emplazamientos o momentos respecto de un paciente concreto. La curva real de respuesta a la dosis con relación a un paciente y / u órgano concretos, sin embargo, típicamente no es bien conocida in vivo.

Típicamente, el tratamiento por radioterapia para tumores profundamente asentados (así como respecto de algunos órganos superficiales, como la piel) es suministrado en una pluralidad de sesiones o fracciones fijas (por ejemplo, una fracción diaria durante 30 días) y las dosis se prescriben fundamentalmente en base a la experiencia del médico y / o institucional. Para una dosis total determinada, la curva de respuesta a la dosis de un plan fraccionado resulta afectado, por ejemplo, por el efecto de la reparación del ADN y las lesiones biológicas debidas a la radiación ionizante (o debido a otras terapias, como por ejemplo la crioterapia y la quimioterapia). En particular, la radiación puede, directa o indirectamente, provocar rupturas en las cadenas del ADN, las cuales, bajo ciertas circunstancias, pueden ser reparadas, pero en otros casos no, produciéndose la muerte de las células.

Más concretamente, se producen dos tipos principales de muerte celular como resultado de una exposición a las radiaciones -la muerte de las células mitóticas y la apoptosis. En la muerte celular mitótica (la cual puede producirse en cualquier momento después de la radiación), los cromosomas dañados provocan que las células mueran cuando intentan dividirse. La apoptosis o muerte celular programada, se produce normalmente, y aunque en términos generales no es tan relevante como la muerte celular mitótica, puede también ser inducida por la radiación y estar correlacionada con la sensibilidad a la radioterapia.

Debido a que la muerte celular se produce a escalas diferentes para diferentes pacientes, las células, los tejidos, los órganos y los tumores, las curvas de respuesta de las dosis respecto de cualquier tratamiento individual pueden variar de manera considerable. Por consiguiente, es difícil determinar, a priori, la dosis adecuada que destruirá un tumor de un paciente determinado sin exponer el tejido sano a niveles inaceptables de radiación. Así mismo, los efectos de cada fracción de tratamiento (tanto los que inmediatamente siguen a la fracción como los anteriores a una fracción posterior, pueden incidir en la curva de respuesta a la dosis respecto de un concreto tratamiento, lo que se necesita, por consiguiente, es una forma de determinar la cantidad (o la ausencia de) las lesiones causadas por las dosis terapéuticas, proporcionando con ello al médico la posibilidad de determinar los pertinentes ajustes en las dosis terapéuticas a lo largo del ciclo de tratamiento que den razón de los efectos de las fracciones de radiación previas en una anatomía de un paciente concreto.

La memoria descriptiva de la patente francesa 2778574 se refiere a un procedimiento para evaluar una condición celular en respuesta a un tratamiento, que comprende las etapas de la obtención de una exploración ultrasónica de referencia y de una o más exploraciones ultrasónicas de tratamiento temporalmente diferenciadas, la comparación de las exploraciones ultrasónicas y el alzado de un mapa de lesiones en base a la comparación.

La memoria descriptiva de la patente estadounidense 6,511,430 se refiere a un procedimiento no invasivo de vigilancia de una apoptosis en cultivos celulares, de tejidos ex vivo y de tejidos in vivo utilizando la formación de imágenes ultrasónicas de alta frecuencia. El procedimiento incluye una comparación de la señal y unas mediciones precisas para las zonas de interés en las imágenes de antes y después.

La memoria descriptiva de la Patente internacional WO 01/05316 A se refiere a la vigilancia en tiempo real de una terapia fotodinámica a lo largo de un tiempo prolongado. Son tomadas unas imágenes ultrasónicas de un tratamiento interno fijado en tiempo real. Estas imágenes indican la extensión y el volumen de una zona de aplastamiento dentro de un tumor o de otro tejido enfermo. Una imagen ultrasónica de referencia es producida para la comparación con unas imágenes ultrasónicas posteriores efectuadas después de que se han producido los efectos de la terapia fotodinámica.

Sumario de la invención

De acuerdo con la presente invención, en ella se proporciona un procedimiento para efectuar la vigilancia de los efectos del tratamiento de una condición celular incluyendo las etapas de la obtención de una exploración ultrasónica de referencia de un área de tratamiento de un paciente y la obtención posterior de unas exploraciones ultrasónicas temporalmente diferenciadas del área de tratamiento en diversos momentos, de acuerdo con lo definido en la reivindicación 1 infra. Las exploraciones posteriores (“tratamiento”) son tomadas durante el curso (o, en algunos casos, algún tiempo después) de diversas sesiones de tratamiento, y la exploración de referencia y las exploraciones posteriores son comparadas. El procedimiento incluye, así mismo, el alzado de un mapa de lesiones (que representa, por ejemplo, la distribución espacial y / o la progresión de la muerte celular) del área de tratamiento en base a la comparación.

En algunas formas de realización, las exploraciones de referencia y / o las exploraciones de tratamiento pueden ser exploraciones ultrasónicas de dos o tres dimensiones. Las exploraciones ultrasónicas pueden emplearse utilizando un explorador ultrasónico de baja frecuencia, a una frecuencia, por ejemplo, de 20 MHz. Las sesiones de tratamiento pueden ser una o más sesiones de tratamiento por radiación, de quimioterapia, de crioterapia y / o braquirradioterapia. En algunos casos, las exploraciones de tratamiento ultrasónicas pueden emplearse después de y / o antes de una sesión de tratamiento. Una sesión de modo B puede ser realizada antes de la exploración de referencia (o cualquiera de las exploraciones de tratamiento) para determinar una característica anatómica de interés (dentro o cerca) del área de tratamiento. En algunas formas de realización la característica puede ser segmentada en la exploración de modo B.

El alzado del mapa de lesiones puede incluir la caracterización del espectro de potencia a partir de la exploración de referencia, de las exploraciones de tratamiento o de ambas. En algunas formas de realización, un mapa de lesiones alzado a partir de una de las exploraciones de tratamiento puede ser superpuesto con un mapa de lesiones alzado a partir de la exploración de referencia (o de las exploraciones de tratamiento posteriores). Una serie de mapas de lesiones pueden ser alzados utilizando la exploración de referencia y las exploraciones de tratamiento, y ser utilizados para construir un modelo predictivo que prediga los efectos de las sesiones futuras de radioterapia sobre el tejido, y para planificar las sesiones de tratamiento de radioterapia posteriores. El procedimiento incluye la selección de una dosis hipotética de radiación y una pauta de administración y, utilizando el modelo predictivo, y la generación de un mapa de lesiones esperadas del tejido provocadas por la dosis y por la pauta de administración. Las comparaciones entre la exploración de referencia y las exploraciones de tratamiento pueden, así mismo, ser utilizadas para determinar un valor de daños medio para una zona.

De acuerdo con la presente invención, en ella se proporciona así mismo un sistema para la determinación de una condición celular en respuesta al tratamiento de acuerdo con lo definido en la reivindicación 19 infra. Este sistema incluye un registro para la recepción de las exploraciones ultrasónicas de referencia y de tratamiento de un área de tratamiento, en el que... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de evaluación de la condición celular en respuesta a un tratamiento, comprendiendo el procedimiento las etapas de:

a. la obtención de una exploración ultrasónica de referencia (215) de un área de tratamiento (205) de un paciente;

b. la obtención, después de la exploración de referencia, de una o más exploraciones ultrasónicas de tratamiento

(405) temporalmente diferenciadas, del área de tratamiento en distintos momentos durante las sesiones de tratamiento;

c. la comparación de al menos una de las una o más exploraciones ultrasónicas de tratamiento con la exploración ultrasónica de referencia;

d. en base a la comparación, el alzado de uno o más mapas de lesiones que representen las lesiones celulares existentes dentro del área de tratamiento, proporcionando con ello un modelo predictivo de las lesiones de los tejidos debidas al tratamiento; caracterizado por

e. la selección de una dosis de radiación hipotética y de una pauta de administración; y

f. utilizando el modelo predictivo, el alzado de un mapa de las lesiones de los tejidos esperadas que se derivan de la dosis de radiación y de la pauta de administración hipotéticas.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la exploración ultrasónica de referencia se obtiene en dos dimensiones.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que las una o más exploraciones ultrasónicas de tratamiento se obtienen en dos dimensiones.

4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la exploración ultrasónica de referencia se obtiene en tres dimensiones.

5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que las una o más exploraciones ultrasónicas de tratamiento se obtienen en tres dimensiones.

6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la exploración ultrasónica de referencia se realiza a una frecuencia por debajo de 20 MHz.

7. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que las una o más de las exploraciones ultrasónicas de tratamiento se realizan a una frecuencia por debajo de 20 MHz.

8. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que las sesiones de tratamiento incluyen una o más sesiones de tratamiento de radioterapia, quimioterapia, crioterapia y braquirradioterapia.

9. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que cada una de las una o más exploraciones ultrasónicas de tratamiento se obtienen sustancialmente justo después de una de las sesiones de tratamiento.

10. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que cada una de las una o más exploraciones ultrasónicas de tratamiento se obtiene sustancialmente justo antes de la administración del tratamiento.

11. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende así mismo la obtención, antes de la obtención de la exploración ultrasónica de referencia, de una exploración de modo B para determinar una característica anatómica de interés existente dentro del área de tratamiento.

12. El procedimiento de la reivindicación 11, que comprende así mismo la creación de una representación segmentada de la característica anatómica de interés utilizando la exploración de modo B.

13. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende así mismo la obtención, antes de la obtención de las una o más exploraciones ultrasónicas de tratamiento, una exploración de modo B para determinar una característica anatómica de interés existente dentro del área de tratamiento.

14. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el alzado del mapa de daños comprende la caracterización del espectro de potencia a partir de una o más de la exploración de referencia y de las exploraciones de tratamiento.

15. El procedimiento de la reivindicación 14, en el que el espectro de potencia está caracterizado por la estimación de la concentración acústica de las difusiones en una o más de la exploración de referencia y de las exploraciones de tratamiento.

16. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende así mismo la utilización de los resultado de la comparación para planificar una sesión de tratamiento posterior.

17. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende así mismo la utilización de los resultados de la comparación para determinar un valor medio de las lesiones que represente una medida promedio de los daños celulares sobre una zona de interés.

18. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende así mismo la superposición del mapa de las lesiones esperadas de los tejidos con la exploración ultrasónica de referencia.

19. Un sistema para la determinación de la condición celular en respuesta al tratamiento, comprendiendo el sistema:

una unidad de almacenamiento (806) adaptada para la recepción las exploraciones ultrasónicas de un área de tratamiento (205), comprendiendo las exploraciones ultrasónicas:

una exploración ultrasónica de referencia; y

una o más exploraciones ultrasónicas de tratamiento (405) diferenciadas temporalmente, del área de tratamiento realizadas después de la exploración de referencia y en momentos distintos durante las sesiones de tratamiento; y

un módulo de comparador (815) adaptado para:

i) la comparación de la exploración ultrasónica de referencia y de al menos una de las una o más exploraciones ultrasónicas de tratamiento

ii) en base a la comparación, el alzado de una pluralidad de mapas de lesiones que representan la condición celular existente dentro del área de tratamiento, proporcionando con ello un modelo predictivo de las lesiones de los tejidos debidas al tratamiento; y caracterizado por

un módulo de análisis adaptado para:

(x) la selección de una dosis de radiación hipotética y de una pauta de administración; e

(y) utilizando el modelo predictivo, el alzado de un mapa de las lesiones de los tejidos esperadas resultantes de la dosis de radiación hipotética y de la pauta de administración.

20. El sistema de la reivindicación 19, que comprende así mismo una pantalla para representar el mapa de lesiones.

21. El sistema de la reivindicación 19, que comprende así mismo un dispositivo de exploración ultrasónica para la obtención de una exploración ultrasónica de referencia y las una o más exploraciones ultrasónicas de tratamiento temporalmente diferenciadas.

22. El sistema de la reivindicación 19, que comprende así mismo un dispositivo de entrada para facilitar una o más de las medidas entre la manipulación de imágenes ultrasónicas, el ajuste de los parámetros de tratamiento y la introducción de datos de análisis.

23. Un artículo de fabricación que incorpora en él un programa legible por computadora para la determinación de la condición celular en respuesta al tratamiento, comprendiendo el artículo unas instrucciones legibles por computadora las cuales, cuando son ejecutadas en una computadora, son utilizadas para:

a. la obtención de una pluralidad de exploraciones ultrasónicas (405) diferenciadas temporalmente, de un área de tratamiento en momentos diversos durante unas sesiones de tratamiento;

b. la comparación de la pluralidad de exploraciones ultrasónicas;

c. el alzado de una serie de mapas de lesiones que representan la condición celular existente dentro del área de tratamiento en base a la comparación;

d. la construcción de un modo predictivo de los daños de los tejidos debidos al tratamiento de una serie de mapas de daños; caracterizado por

e. la selección de una dosis de radiación hipotética y de una pauta de administración; y

f. utilizando el modelo predictivo, el alzado de un mapa de los daños esperados de los tejidos resultantes de la dosis de radiación hipotética y de la pauta de administración.

24. El artículo de fabricación de la reivindicación 23, que comprende así mismo unas instrucciones legibles por computadora para la caracterización de un espectro de poetncia a partir de una o más de una pluralidad de exploraciones ultrasónicas.

25. El artículo de fabricación de la reivindicación 23, que incluye así mismo unas instrucciones legibles por computadora para la superposición del mapa de las lesiones esperadas de los tejidos con una exploración ultrasónica de referencia del área de tratamiento.