DE102010013114B4

DE102010013114B4 - Prediagnostic safety system

Info

Publication number: DE102010013114B4
Application number: DE102010013114A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2012-02-16
Anticipated expiration: 2030-03-27
Also published as: WO2011116760A2; WO2011116760A3; DE102010013114A1

Abstract

Prädiagnostisches Sicherheitssystem, enthaltend:
einen Speicher (S), enthaltend Gensequenzen (Seq), die auf pathophysiologische Veränderungen eines Individuums hindeuten,
ein Lesegerät (L) zur Auslesung eines Datenträgers (D) eines Individuums, wobei der Datenträger (D) die Geninformationen (Gen_Pat) des Individuums enthält,
einen Prozessor (P), der diese Geninformationen (Gen_Pat) des Individuums als dessen individuelles Genom (Gen_Pat) mit den im Speicher (S) gespeicherten Sequenzen (Seq) vergleicht und bei Übereinstimmung ein Ausgabesignal (AS) erzeugt,
eine Ausgabeeinheit (A), die das Ausgabesignal (AS) des Prozessors (P) anzeigt und
eine automatische Sperre eines Gerätes zur bildgebenden Diagnostik oder eines Kontrastmittelapplikators bewirkt.Prediagnostic safety system containing:
a memory (S) containing gene sequences (Seq) indicative of pathophysiological changes of an individual,
a reader (L) for reading a data carrier (D) of an individual, the data carrier (D) containing the gene information (Gen _Pat ) of the individual,
a processor (P) which compares this gene information (Gen _Pat ) of the individual as its individual genome (Gen _Pat ) with the sequences (Seq) stored in the memory (S) and generates an output signal (AS) if coincident,
an output unit (A) which displays the output signal (AS) of the processor (P) and
causes an automatic lock of a device for diagnostic imaging or a contrast agent applicator.

Description

Die vorliegende Patentanmeldung betrifft ein prädiagnostisches Sicherheitssystem und seine Verwendung in der medizinischen Diagnostik, das, basierend auf individuellen Geninformationen, mögliche Unverträglichkeiten eines Individuums vor einer medizinischen Diagnostik (z. B. Röntgendiagnostik, MRI-Diagnostik, PET-Diagnostik oder ähnlichen) bestimmt und anzeigt. Gleichzeitig werden basierend auf den Geninformationen Risiken für bestimmte pathophysiologische Veränderungen bestimmt und entsprechende Diagnosevorschläge gemacht.The present patent application relates to a prediagnostic safety system and its use in medical diagnostics that determines and displays, based on individual gene information, possible intolerances of an individual prior to medical diagnostics (eg, X-ray diagnostics, MRI diagnostics, PET diagnostics, or the like) , At the same time, risks for certain pathophysiological changes are determined based on the gene information and appropriate diagnostic suggestions are made.

Hintergrund und Stand der TechnikBackground and state of the art

Im Rahmen der bildgebenden medizinischen Diagnostik, wie z. B. Röntgendiagnostik, MRI-Diagnostik, PET-Diagnostik, Radiodiagnostik wird der menschliche Körper Strahlung ausgesetzt, auf die manche Menschen sensibel reagieren. Darüber hinaus wird bei einigen dieser Techniken mit zusätzlichen Kontrastmitteln gearbeitet, w. z. B. jodhaltigen Kontrastmitteln in der Röntgendiagnostik, gadoliniumhaltigen Kontrastmitteln bei der MRI-Diagnostik oder auch radioaktiv markierten Substanzen bei der Radiodiagnostik bzw. PET-Diagnostik. Obgleich die verwendeten Kontrastmittel im Regelfall gut vertragen werden, gibt es eine Reihe von Menschen, die Unverträglichkeitsreaktionen zeigen. Eine Reihe dieser Unverträglichkeitsreaktionen kann auf genetische Ursachen zurückgeführt werden.In the context of medical imaging diagnostics, such. As X-ray diagnostics, MRI diagnostics, PET diagnostics, Radiodiagnostik the human body is exposed to radiation to which some people react sensitively. In addition, some of these techniques work with additional contrast agents, w. z. B. iodine-containing contrast agents in X-ray, gadolinium-containing contrast agents in MRI diagnostics or radiolabeled substances in radiodiagnosis or PET diagnostics. Although the contrast media used are generally well tolerated, there are a number of people who show intolerance reactions. A number of these intolerance reactions can be traced back to genetic causes.

Die Druckschrift US 2008/0081957 A1 beschreibt ein Datenbanksystem zur Speicherung klinischer Daten. Hierin wird ausgeführt, dass bei bestimmten in vitro Messungen Blutproben teilweise an verschiedene Laboratorien gesandt werden. Sofern unterschiedliche Ergebnisse erhalten werden, kann dieses im Datenbanksystem berücksichtigt werden. Die hierin angesprochenen Sicherheitsaspekte, beispielsweise in Absatz 0062, betreffen allerdings keine prädiagnostischen Aspekte.The publication US 2008/0081957 A1 describes a database system for storing clinical data. It is stated that in certain in vitro measurements blood samples are sometimes sent to different laboratories. If different results are obtained, this can be taken into account in the database system. However, the safety aspects discussed herein, for example in paragraph 0062, do not concern any prediagnostic aspects.

US 2008/0081957 A1 beschreibt daher kein prädiagnostisches Sicherheitssystem im Sinne dieses Schutzrechtes. US 2008/0081957 A1 therefore does not describe a prediagnostic safety system in the sense of this protective right.

US 2007/0239377 A1 beschreibt ein Qualitätssicherungssystem für die radiologische Bildgebung. 4 und die dazugehörigen Teile der Beschreibung (Absätze 0150–0157) erläutern die Funktionsweise dieses Qualitätssicherungssystems: Das System geht aus von bereits vorliegenden Untersuchungsergebnissen aus der Radiologie. Wenn diese qualitativ ausreichend sind, wird der Patient über die Ergebnisse informiert. Sind die Ergebnisse nicht aussagekräftig, dann wird die Frage gestellt, ob ergänzende diagnostische Untersuchungen hilfreich sein können. In diesem Zusammenhang wird dann die Sicherheitsfrage diskutiert: Nur wenn die bisherige Strahlenexposition unter einer Sicherheitsgrenze ist, dann werden weitere Untersuchungen (die zu weiteren Strahlenbelastungen führen) gestartet, andernfalls werden die Untersuchungen gestoppt. US 2007/0239377 A1 describes a quality assurance system for radiological imaging. 4 and the related parts of the description (paragraphs 0150-0157) explain the operation of this quality system: The system is based on existing results from radiology. If these are of sufficient quality, the patient is informed of the results. If the results are not meaningful, then the question is asked as to whether supplementary diagnostic examinations can be helpful. In this context, the safety question is discussed: Only if the previous radiation exposure is below a safety limit, then further investigations (which lead to further radiation exposure) are started, otherwise the investigations are stopped.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Sicherheitssystem vorzuschlagen, welches vor der Anwendung von Strahlen und/oder Kontrastmitteln das Genom des zu untersuchenden Individuums auf zu erwartende Unverträglichkeiten einbezieht.The object of the invention is to propose a safety system which, before the application of radiation and / or contrast agents, involves the genome of the individual to be examined for expected incompatibilities.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Gefunden wurde ein prädiagnostisches Sicherheitssystem, enthaltend
einen Speicher (S), enthaltend Gensequenzen (Seq), die auf pathophysiologische Veränderungen eines Individuums hindeuten,
ein Lesegerät (L) zur Auslesung eines Datenträger (D) eines individuums, wobei der Datenträger (D) die Geninformationen (Gen_Pat) des Individuums enthält,
einen Prozessor (P), der diese Geninformationen (Gen_Pat) des Individuums als dessen individuelles Genom (Gen_Pat) mit den im Speicher (S) gespeicherten Sequenzen (Seq) vergleicht und bei Übereinstimmung ein Ausgabesignal (AS) erzeugt,
eine Ausgabeeinheit (A), die das Ausgabesignal (AS) des Prozessors (P) anzeigt und eine automatische Sperre eines Gerätes zur bildgebenden Diagnostik oder eines Kontrastmittelapplikators bewirkt.A prediagnostic safety system was found containing
a memory (S) containing gene sequences (Seq) indicative of pathophysiological changes of an individual,
a reading device (L) for reading out a data carrier (D) of an individual, the data carrier (D) containing the gene information (Gen _Pat ) of the individual,
a processor (P) which compares this gene information (Gen _Pat ) of the individual as its individual genome (Gen _Pat ) with the sequences (Seq) stored in the memory (S) and generates an output signal (AS) if coincident,
an output unit (A) which displays the output signal (AS) of the processor (P) and effects an automatic inhibition of an imaging diagnostic apparatus or a contrast agent applicator.

Das erfindungsgemäße System besteht zunächst aus einem Speicher (S), welcher bekannte Gensequenzen (Seq) enthält, die auf die eingangsgeschilderten Unverträglichkeiten (z. B. Unverträglichkeiten von Kontrastmitteln und/oder Strahlensensibilität) hinweisen. Dieser Speicher (S) kann regelmäßig um neu erkannte Sequenzen (Seg_neu) ergänzt werden.The system according to the invention initially consists of a memory (S) which contains known gene sequences (Seq) which indicate the incompatibilities described above (for example incompatibilities of contrast agents and / or radiation sensitivity). This memory (S) can be added regularly to newly detected sequences (Seg _new ).

Das erfindungsgemäße System besteht weiterhin aus einer Lesevorrichtung (L) für das Genom des zu untersuchenden Individuums (Gen_Pat). Diese Lesevorrichtung kann beispielsweise einen Datenträger (D), mit einem darauf gespeicherten Genom auslesen, wie z. B. eine CD-ROM, einen Flash-Speicher, eine DVD-ROM, ein USB Stick oder andere gängige Speichermedien. Im Bedarfsfall kann die Lesevorrichtung auch im Internet gespeicherte Informationen abrufen. The system according to the invention furthermore consists of a reading device (L) for the genome of the individual to be examined (gene _Pat ). This reading device can read, for example, a data carrier (D) with a genome stored on it, such. As a CD-ROM, a flash memory, a DVD-ROM, a USB stick or other popular storage media. If necessary, the reading device can also retrieve information stored on the Internet.

Das erfindungsgemäße System besteht weiterhin aus einem Prozessor (P), der den Speicher (S) mit dem Gendatensatz des zu untersuchenden Individuums (Gen_Pat) vergleicht. Bei Übereinstimmung, d. h. wenn das Genom des zu untersuchenden Individuums eine Gensequenz (Seq) aufweist, die auf eine der oben genannten Unverträglichkeiten hindeutet, dann gibt das System ein Warnsignal (W) ab. Das Warnsignal (W) kann im einfachsten Fall aus einer optischen Anzeige bestehen, z. B. einem roten Lichtsignal. Es kann aber auch in jeder anderen Art und Weise geschehen, die den Radiologen auf die fragliche Sequenz aufmerksam macht, beispielsweise in Form einer Bildschirmausgabe mit Angabe der fraglichen Sequenz.The system according to the invention furthermore consists of a processor (P) which compares the memory (S) with the gene data set of the individual to be examined (Gen _Pat ). If they match, ie if the genome of the individual to be examined has a gene sequence (Seq) which indicates one of the abovementioned incompatibilities, then the system emits a warning signal (W). The warning signal (W) may consist of a visual display in the simplest case, for. B. a red light signal. However, it can also be done in any other way that makes the radiologist aware of the sequence in question, for example in the form of a screen display indicating the sequence in question.

In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems, ist dieses direkt mit der bildgebenden Vorrichtung, z. B. einem Röntgengerät, einem CT-Scanner, einem MRI-Scanner, einem PET-Scanner oder einem anderen radiodiagnostischen Scanner verbunden und bewirkt automatisch eine Sperre des Gerätes, sofern eine der betreffenden Sequenzen gefunden wird. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist dieses direkt mit einem Kontrastmittelapplikator verbunden und bewirkt automatisch eine Sperre des Gerätes, sofern eine der betreffenden Sequenzen gefunden wird.In one embodiment of the system according to the invention, this is directly with the imaging device, for. B. an X-ray machine, a CT scanner, an MRI scanner, a PET scanner or other radiodiagnostic scanner and automatically causes a lock on the device, if one of the relevant sequences is found. In another embodiment of the invention this is directly connected to a contrast agent applicator and automatically causes a lock of the device, if one of the relevant sequences is found.

Es wird bei dem System auch eine alternative Diagnostik automatisch vorgeschlagen. Wird beispielsweise aus dem Genom des zu untersuchenden Individuums ein Anzeichen für eine Unverträglichkeit von jodhaltigen Kontrastmitteln gefunden, dann wird vorgeschlagen, statt der beabsichtigten Röntgendiagnostik, eine MRI-gestützte Diagnostik durchzuführen. Selbstverständlich trifft die Entscheidung, welche Diagnostik schlussendlich durchgeführt wird, stets der Radiologe, der auch das Klaustrophobie-Potential des Patienten oder der Patientin mit einbeziehen wollen wird.The system also automatically suggests alternative diagnostics. If, for example, an indication of an incompatibility of iodine-containing contrast agents is found from the genome of the individual to be examined, it is proposed instead of the intended X-ray diagnosis to carry out MRI-based diagnostics. Of course, the decision as to what kind of diagnosis will ultimately be made will always be made by the radiologist, who will also want to include the claustrophobic potential of the patient.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält der erfindungsgemäße Speicher nicht nur diejenigen Gensequenzen, die auf akute Kontrastmittel- bzw. Strahlenunverträglichkeiten hindeuten, sondern auch die Gensequenzen, die andere pathophysiologische Veränderungen hervorrufen können. In dieser Ausführungsform der Erfindung wird, basierend auf der Sequenzanalyse des Genoms des zu untersuchenden Individuums auch ein Vorschlag zur weiteren Diagnostik ausgegeben. Wird beispielsweise eine Mutation des BRCA-2-Gens gefunden, die auf eine erhöhte Wahrscheinlichkeit an Brustkrebs zu erkranken hindeutet, dann wird unabhängig von der ursprünglich intendierten Primärdiagnostik vorgeschlagen, eine Röntgen oder MR Mammografie durchzuführen. Das erfindungsgemäße System ist daher überraschenderweise in der Lage, Patienten zu identifizieren, die Unverträglichkeiten bei der Anwendung von Strahlung und/oder Kontrastmitteln zeigen. Darüber hinaus ist es in der Lage, Anlagen für bestimmte pathophysiologische Veränderungen zu identifizieren und entsprechende Diagnosevorschläge zu machen. Auf diese Weise werden die Möglichkeiten von Radiologen optimal ausgenutzt und abgesichert, da die Patienten während des Besuches der radiologischen Praxis bzw. radiologischen Station auch denjenigen Diagnosen unterzogen werden können, die aufgrund des genetischen Befundes angezeigt sind. Im Ergebnis kann die genetische Anlage für pathophysiologische Veränderungen, wie z. B. Krebserkrankungen aber auch Aneurysmen, identifiziert und diagnostisch überprüft werden. Gerade pathophysiologische Veränderungen, wie z. B. Krebserkrankungen und Aneurysmen, die sich über lange Zeit beschwerdefrei oder beschwerdearm entwickeln, können auf diese Weise effektiv aufgespürt werden.In a particularly preferred embodiment of the invention, the memory according to the invention contains not only those gene sequences which are indicative of acute contrast agent or radiation incompatibilities, but also the gene sequences which can cause other pathophysiological changes. In this embodiment of the invention, based on the sequence analysis of the genome of the individual to be examined, a suggestion for further diagnostics is also output. If, for example, a mutation of the BRCA-2 gene is found that indicates an increased probability of developing breast cancer, then regardless of the originally intended primary diagnosis, it is proposed to perform an X-ray or MR mammography. The system of the invention is therefore surprisingly able to identify patients who show incompatibilities in the application of radiation and / or contrast agents. In addition, it is able to identify equipment for certain pathophysiological changes and make appropriate diagnostic suggestions. In this way, the opportunities of radiologists are optimally exploited and secured, as the patients during the visit of the radiological practice or radiological ward can also be subjected to those diagnoses indicated by the genetic findings. As a result, the genetic makeup for pathophysiological changes, such. As cancers but also aneurysms, are identified and diagnosed. Especially pathophysiological changes, such. For example, cancers and aneurysms that develop over a long period of time without any symptoms or with little symptoms can be effectively detected in this way.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die diagnostisch erhobenen Befunde wieder mit den Patientengenomen korreliert, so dass der Zusammenhang zwischen Genom (bzw. Gensequenzen) und daraus abgeleiteten pathophysiologischen Veränderungen immer besser dargestellt wird. Diese Korrelation kann auch in Zusammenarbeit verschiedener erfindungsgemäßer Einzelsysteme erfolgen, beispielweise durch Datenaustausch zwischen verschiedenen Systemen, beispielsweise über das Internet. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist noch eine weitere Eingabeeinheit (E) erforderlich, die es erlaubt die erhobenen Befunde in das System einzugeben. Optional ist noch eine Verbindung (V) zu anderen erfindungsgemäßen Systemen vorhanden, beispielsweise eine Internetverbindung.In a further embodiment of the invention, the diagnosed findings are again correlated with the patient genomes, so that the relationship between genome (or gene sequences) and pathophysiological changes derived therefrom is always better represented. This correlation can also take place in cooperation of various individual systems according to the invention, for example by exchanging data between different systems, for example via the Internet. In this embodiment of the invention, yet another input unit (E) is required, which allows to enter the collected findings in the system. Optionally, there is also a compound (V) to other systems according to the invention, for example an Internet connection.

Die Kombination aus Gendiagnostik und bildgebender Diagnostik ist vorteilhaft zur Unterscheidung symptomatischer und idiopathischer Läsionen oder Befunde. Während symptomatische Erkrankungen oft morphologische oder pathophysiologische Veränderungen als Ursache haben, können idiopathische Veränderungen spontan entstehen und sind häufig genetisch und/oder familiär bedingt. Am Beispiel von „Neuroimaging and Neurogenetics” beschreiben Siniatchin & Koepp [M Siniatchin & M Koepp. Neuroscience 164: 164–173 (2009)], wie die Brücke zwischen Geno- und Phänotypus geschlossen werden kann. Arbeiten aus dem Arbeitskreis Meyer-Lindenberg [z. B. Esslinger et al. Neural mechanisms of a genome-wide supported psychosis variant. Science (2009) 324: 605] zielen in dieselbe Richtung und weisen in einem ”imaging genetic approach” auf die gegenseitige Befruchtung von vererbbaren Hirnfehlordnungen und MR Bildgebung hin. Diese und ähnliche Arbeiten legen die wissenschaftliche Basis zur avisierten Kombination aus beiden Datensätzen (Gendatei und Datei der bildgebenden Diagnostik). In den meisten Fällen beruhen die pathologischen Befunde auf einer Vielzahl genetischer Veränderungen, die erst mit den heute zur Verfügung stehenden Methoden intensiv erfasst und kartiert werden können, so dass auch die angesprochene Brücke sich ständig weiterentwickeln wird.The combination of genetic diagnostics and diagnostic imaging is advantageous for distinguishing symptomatic and idiopathic lesions or findings. While symptomatic disorders often cause morphological or pathophysiological changes, idiopathic changes can occur spontaneously and are often genetic and / or familial. Using the example of "Neuroimaging and Neurogenetics "describe Siniatchin & Koepp [M Siniatchin & M Koepp. Neuroscience 164: 164-173 (2009)], how the bridge between genotype and phenotype can be closed. Work from the Meyer-Lindenberg working group [z. Esslinger et al. Neural mechanisms of a genome-wide supported psychosis variant. Science (2009) 324: 605] aim in the same direction and point in a "imaging genetic approach" on the cross-fertilization of hereditary brain disorders and MR imaging. These and similar works lay the scientific basis for the proposed combination of both datasets (gene file and diagnostic imaging file). In most cases, the pathological findings are based on a variety of genetic changes that can only be intensively recorded and mapped with the methods available today, so that the bridge in question will continue to evolve.

Die zitierten Arbeiten sind Einzelbeispiele, sie zielen z. B. in die Richtung, einen Gendefekt im MR Bild zu orten. Sie sind aber nicht Stand der Technik, wenn es sich um eine interaktive Kombination und Parallelverarbeitung aus Gendiagnostik und bildgebender Diagnostik handelt. Bisher wird auf einen Zusammenhang zwischen genetischen und morphologischen oder funktionellen Veränderungen, z. B. dargestellt durch morphologische oder funktionelle (MR) Bildgebung, eingegangen, ohne dass eine interaktive Kombination und Parallelprozession von Gendiagnostik und bildgebender Diagnostik gezielt zur Erstellung des Sicherheitsrisikos und einer Gesamtdiagnose mit Prognose und Therapieplanung genutzt wird.The cited works are individual examples, they aim z. B. in the direction to locate a gene defect in the MR image. However, they are not state of the art when it comes to an interactive combination and parallel processing from genetic diagnostics and diagnostic imaging. So far, a relationship between genetic and morphological or functional changes, eg. B. represented by morphological or functional (MR) imaging, received without an interactive combination and parallel procession of genetic diagnostics and diagnostic imaging is specifically used to create the security risk and an overall diagnosis with prognosis and treatment planning.

Auf der Methodenseite findet man die ganze Palette der diagnostischen Maßnahmen, wie z. B. Positron Emissionstomographie (PET), Magnetresonanztomographie (MRT), Optische und Ultraschall Bildgebung. Weil man den Schwerpunkt in der molekularen Diagnostik sieht, kommt die Röntgentechnik (CT) zu kurz, da die Empfindlichkeit zur Erkennung molekular-pathologischer oder pathophysiologischer Vorgänge nicht ausreicht. Auch stehen für die Röntgenbildgebung keine Kontrastmittel mit Schalterfunktionen zur Verfügung. Man kommt unter Zuhilfenahme pathologischer oder in vitro Diagnostikmaßnahmen zu einer sequentiellen Befundung, aber man bleibt sequentiell, ohne das Potential einer individuellen Gendiagnostik von Anfang an und damit parallel zur bildgebenden Untersuchung und somit Zeit ersparend auszunutzen. Vorteilshafterweise kann unter Einbezug der Gendiagnostik insbesondere die CT Bildgebung mit ihrer hohen zeitlichen und räumlichen Auflösung wieder deutlich an Bedeutung gewinnen, zu dem ist die CT weiter verbreitet, weniger aufwendig und kostengünstiger als MRT und PET.On the method side you will find the whole range of diagnostic measures, such as: Positron emission tomography (PET), magnetic resonance imaging (MRI), optical and ultrasound imaging. Because the focus is on molecular diagnostics, X-ray technology (CT) is missing because the sensitivity for detecting molecular-pathological or pathophysiological processes is insufficient. Also, no contrast agents with switch functions are available for X-ray imaging. It comes with the help of pathological or in vitro diagnostic measures to a sequential findings, but it remains sequential, without taking advantage of the potential of individual gene diagnostics from the beginning and thus parallel to the imaging examination and thus save time. Advantageously, the CT imaging with its high temporal and spatial resolution can again become significantly more important with the inclusion of genetic diagnostics, for which the CT is more widespread, less expensive and less expensive than MRI and PET.

Die unterschiedlichen Vorgehensweisen, sequentieller und paralleler Ablauf, werden in den beiden Flussdiagrammen der gegenübergestellt.The different procedures, sequential and parallel, are described in the two flowcharts of the compared.

In beiden Fällen stellt sich (α) der Patient mit Symptomen vor. Es folgt im sequentiellen Fall eine Befundung mit Methoden der diagnostischen Bildgebung (human diagnostic imaging, hDI). Bei hinreichend adäquatem Befund wird der Patient der Therapie zugeführt. Falls die Frage sufficient verneint wird, werden unter Einschluss der humanen Gendiagnostik (human gene diagnostic, hGD) neue Schwerpunkte für die diagnostische Bildgebung definiert und die Schleife solange durchlaufen, bis die Frage nach sufficient mit ja beantwortet wird. Ein ähnlicher Kreislauf ist auch für die Therapie vorgesehen und könnte mit der Therapieverlaufskontrolle (therapeutic monitoring) vertilgt werden, bis bei ω der Patient entlassen wird. Im Falle der parallelen und interaktiven Befundung steht bei der diagnostischen Bildgebung (human diagnostic imaging, hDI) schon die Genkartei (hGD) zur Verfügung oder wird gegebenenfalls vor der Befundung eingeholt. Bildgebung und Genkartei werden in einem Prozessor zusammengeführt und interaktiv verarbeitet. Als erstes können Risikopatienten (z. B. Ataxia telangiectasia (AT), Patientinnen mit BRCA, etc.) einer angebrachten Diagnostik zugeführt werden. Als zweites wird ein Wechselspiel zwischen Bildgebung und Genkartei angestoßen und einem Optimierungsprozess unter Einschluss der therapeutischen Möglichkeiten unterworfen. Es kann eine Therapieverlaufskontrolle (therapeutic monitoring) bis zur Entlassung des Patienten angeschlossen werden. Im Unterschied zum sequentiellen Fall kann man a priori, wie z. B. bei AT Patienten, eine Röntgenbefundung ausschließen und man weiß, wo man suchen und gegebenenfalls ein zweites oder drittes Bildgebungsfenster eröffnen muss. Der parallele und interaktive Ablauf ist mit einer Zeitersparnis der Untersuchungen verbunden und er stellt den bisherigen Zufallsbefund auf eine nachvollziehbare und rationale Basis.In both cases, (α) the patient presents with symptoms. This is followed in the sequential case by diagnostic diagnostic imaging methods (human diagnostic imaging, hDI). If the result is adequate, the patient is referred for therapy. If the question "sufficient" is answered in the negative, human genetic diagnostic (hGD) diagnostics will define new priorities for diagnostic imaging and loop through it until the question of sufficient is answered yes. A similar cycle is also provided for the therapy and could be eliminated with therapeutic monitoring until the patient is discharged at ω. In the case of parallel and interactive diagnosis, genetic imaging (hGD) is already available in diagnostic imaging (hdi) or, if necessary, is obtained before the diagnosis. Imaging and genetic maps are merged into one processor and processed interactively. First of all, risk patients (eg Ataxia telangiectasia (AT), patients with BRCA, etc.) can be given appropriate diagnostic tests. Secondly, an interplay between imaging and genetic engineering is initiated and subjected to an optimization process including the therapeutic options. Therapy monitoring can be used until the patient is discharged. In contrast to the sequential case you can a priori, such. For example, in AT patients, exclude X-ray and know where to look and, if necessary, open a second or third imaging window. The parallel and interactive process is associated with a time savings of the investigations and he puts the previous incidental findings on a comprehensible and rational basis.

Bei Akutfällen muss das Vorgehen problemorientiert modifiziert werden. Bei Nichtakutfällen, das ist bei weitem die Mehrzahl, kann, wie man anhand der Flussdiagramme sieht, das Einholen der Genkartei von großem Vorteil bei der Befundung mit Hilfe der bildgebenden Diagnostik sein. Da in Zukunft die Erstellung der Genkartei sich preislich wie eine einfache MR Bildgebung darstellt und auch in akzeptabler Zeit (ein Tag oder schneller) zur Verfügung steht, spielen Preis und Verfügbarkeit eine untergeordnete Rolle. Letztlich wird man in Zukunft nicht auf die Genkartei verzichten wollen und auch aus Kostengründen nicht dürfen.For acute cases, the procedure must be modified in a problem-oriented manner. In the case of non-acute cases, which is by far the majority, as can be seen from the flowcharts, obtaining the genetic index can be of great advantage in the diagnosis with the help of diagnostic imaging. Since in the future the production of the genetic map is priced like a simple MR imaging and is also available in an acceptable time (one day or faster), price and availability play a minor role. Ultimately, you will not want to renounce in the future Genchengi and not be allowed for cost reasons.

Aus heutiger Sicht können ethische Argumente gegen den Einbezug der Genkartei bei der parallelen Befundung angeführt werden. Diese Argumente werden sich aber in ein paar Jahren, wenn wir uns an Genkarteien gewöhnt haben, ganz anders und weniger emotional darstellen. Gegenwärtig werden Regularien, Ausmaß und Aussagen von Gentests auch auf Behördenseite diskutiert, es fehlen weiterhin Standards [s. Nature Heft: 8 October 2009]. In Deutschland trat am 1. Februar 2010 das Gendiagnostikgesetz in Kraft, es regelt die genetischen Untersuchungen am Menschen für medizinische Zwecke, wobei das Grundprinzip der informationellen Selbstbestimmung im Vordergrund steht. From today's point of view, ethical arguments against the inclusion of the genealogy in parallel findings can be cited. However, in a few years, once we get used to genetic maps, these arguments will be very different and less emotional. At present, regulations, extent and statements of genetic tests are also being discussed on the part of the authorities, standards are still lacking [s. Nature Issue: 8 October 2009]. In Germany, the Genetic Diagnostics Act entered into force on 1 February 2010, regulating human genetic testing for medical purposes, with a focus on the basic principle of informational self-determination.

Wie in der Deutschen Apotheker Zeitung vom 9. April 2009 beschrieben, haben zwei Wissenschaftler (Th. Dingermann und I. Zündorf) ihre DNA analysieren lassen [DAZ 149: 52–56 (2009)] und Ergebnisse dazu vorgestellt. Danach gibt es auch heute schon eine Reihe von Firmen, die auf kommerzieller Basis eine Genom-Analyse durchführen. Die Daten werden als Primärdaten oder in Form von clinical und research reports zur Verfügung gestellt. Die Genom-Analysen werden sicherlich in Zukunft noch mehr verfeinert und preiswerter werden, so dass die gegenseitige Befruchtung von Gendiagnostik und bildgebender Diagnostik erst am Anfang steht, sie kann aber heute schon zur Beantwortung wichtiger Fragen herangezogen werden wie Kontrastmittelunverträglichkeit (insbesondere lodunvertrglichkeit), Arzneimittel-Metabolismus, Niereninsuffizienz. Diese Liste wird stark zunehmen, so dass z. B. ein Patient, der mit einer Fraktur zur Bildgebung erscheint, nicht mehr neben der Frakturdarstellung auf einen Zufallsbefund des untersuchenden Radiologen angewiesen ist. Das System rückt vom Zufall des befundenden Radiologen weg, da der Prozessor, der die Daten aus der Gendiagnostik und der bildgebender Diagnostik interaktiv kombiniert, z. B. Risikopatienten benennt oder, wie am Beispiel der Kniefraktur, den Radiologen auffordert, neben dem Primärbild (Kniefraktur) gegebenenfalls weitere Sekundärbilder oder Folgefenster zu eröffnen, um z. B. den Gefäß- oder Dickdarmstatus mit zu untersuchen. Der heutige Zufallsbefund wird auf eine sichere und reproduzierbare Basis gestellt. Pathologische Veränderung können in Hinsicht auf einen genetischen, tumorösen oder traumatischen Ursprung beurteilt werden. Nicht zuletzt kann bei der Eröffnung des Sekundärfensters die Art der bildgebenden Methode optimal ausgesucht und eingesetzt werden. Wozu heute noch komplizierte Marker als Reporter von Gendefekten in der molekularen Diagnostik angestoßen werden, kann in Zukunft die Kombination aus Gendiagnostik und Bildgebung einen maßgeblichen Beitrag leisten, der in der vollen Breite heute nur erahnt werden kann. Ähnliche Relevanz kommt der Kombination bei allen Vorsorgeuntersuchungen wie Mammographie-Screening oder Darmspiegelung zu. Eine der bildgebenden Untersuchung vorausgehende DNA Analyse des Sputums wird Risikopatienten gesondert behandeln, ehe Symptome auftreten. PACS, das Picture Archiving and Communication System, ist in der Medizin ein Bildarchivierungs- und Kommunikationssystem auf der Basis digitaler Rechner und Netzwerke. Der Professor für die Korrelation von hGD und hDG ist damit kein PACS mit Schwerpunkt auf der Archivierung und Kommunizierung sondern eine interaktive Plattform. Er ist eine Rechner gestützte Plattform bestehend aus input und Output Einheiten und einer software, die die eingelesenen digitalen Daten der persönlichen Gendatei auf Auffälligkeiten hin untersucht und, soweit vorhanden, diese krankheitsspezifischen Symptomen zuordnet. Im Anschluss daran werden diese Symptome mit Auffälligkeiten der bildgebenden Diagnostik korreliert. Damit wird der untersuchende Radiologe nicht nur auf diese Symptome hingewiesen, sondern ihm werden auch Hilfen angeboten, die mit einer Gendatei basierten Diagnostik in Einklang stehen. Umgekehrt können Auffälligkeiten im Schnitt-, 3D-Bild oder in funktionellen Bildern mit Auffälligkeiten der Gendatei abgeglichen werden. Wichtig ist dabei auch, dass an Hand der Gendatei die Auswahl der diagnostischen Bildgebung wie ohne Einschränkung der Allgemeinheit PET, PET/CT, SPECT, CT, MRT, US, VIS/NIR optimiert werden kann. Die „Software” korreliert nicht nur Daten der hGD und HDG, sondern sie erlaubt zusätzlich einen Rückgriff auf schon archivierte Daten aus PACS oder anderen Patientenkarten in digitaler Form. Da die humanen Gendateien sehr persönliche und sensible Daten enthalten, kommt dem Datenschutz ein hoher Stellenwert zu, so dass die Gendaten nicht zwingend einem PACS zugeführt werden müssen. Die „Software” des Prozessors enthält eine Suchmaschine, so dass neueste Erkenntnisse und Korrelationen zwischen Geno- und Phänotypus integriert werden. Der Prozessor ist schnell und unabhängig. Durch Anpassung oder Selbstlernprozesse der „Software” an neue Erkenntnisse und aktuelle Ausgabeformate ist der Prozessor stets auf dem neuesten Stand der Technik. Die Daten bleiben lokal, geschützt und können aber jederzeit auf Wunsch des Patienten gelöscht werden.As described in the Deutsche Apotheker Zeitung on April 9, 2009, two scientists (Th. Dingermann and I. Zündorf) have their DNA analyzed [DAZ 149: 52-56 (2009)] and presented results. After that, there are already a number of companies that carry out a genome analysis on a commercial basis. The data is provided as primary data or in the form of clinical and research reports. The genome analyzes will certainly be even more refined and cheaper in the future, so that the cross-fertilization of genetic diagnostics and diagnostic imaging is just beginning, but it can already be used today to answer important questions such as contrast media incompatibility (especially iodine tolerability), drug Metabolism, renal insufficiency. This list will increase sharply, so that z. For example, a patient presenting with a fracture for imaging no longer has to rely on a random finding from the examining radiologist in addition to the fracture representation. The system moves away from chance of the diagnosing radiologist since the processor, which interactively combines the data from genetic diagnostics and diagnostic imaging, e.g. B. calls at risk patients or, as the example of the knee fracture, the radiologist asks to open next to the primary image (knee fracture) optionally further secondary images or follow-up window to z. B. to examine the vascular or colon status with. Today's incidental finding is placed on a secure and reproducible basis. Pathological changes can be assessed in terms of a genetic, tumorous or traumatic origin. Last but not least, when opening the secondary window, the type of imaging method can be optimally selected and used. For which complicated markers as reporters of genetic defects in molecular diagnostics are still triggered today, the combination of genetic diagnostics and imaging can make a significant contribution in the future, which can only be anticipated in its full extent today. The combination is of similar relevance in all preventive examinations such as mammography screening or colonoscopy. Sputum DNA analysis prior to imaging will treat patients at risk separately before any symptoms appear. PACS, the Picture Archiving and Communication System, is a medical image archiving and communication system based on digital computers and networks. The professor for the correlation of hGD and hDG is therefore not a PACS with a focus on archiving and communication but an interactive platform. It is a computer-aided platform consisting of input and output units and a software that examines the read-in digital data of the personal gene file for abnormalities and, if available, assigns these disease-specific symptoms. Subsequently, these symptoms are correlated with abnormalities of the diagnostic imaging. This not only informs the examining radiologist about these symptoms, but also offers help that is in line with a gene file based diagnosis. Conversely, abnormalities in the section, 3D image or in functional images can be compared with abnormalities of the gene file. It is also important that the selection of diagnostic imaging can be optimized on the basis of the gene file, such as without restricting the general public PET, PET / CT, SPECT, CT, MRI, US, VIS / NIR. The "software" not only correlates hGD and HDG data, but also allows recourse to already archived data from PACS or other patient cards in digital form. Since the human gene files contain very personal and sensitive data, privacy is a high priority, so that the gene data does not necessarily have to be fed to a PACS. The "software" of the processor contains a search engine, so that the latest findings and correlations between genotype and phenotype are integrated. The processor is fast and independent. By adapting or self-learning the "software" to new insights and current output formats, the processor is always state-of-the-art. The data remains local, protected and can be deleted at any time at the request of the patient.

Das erfindungsgemäße Sicherheitssystem umfasst die folgenden Untereinheiten, wobei dieses System sowohl eigenständig als auch in bestehende Diagnostikeinheiten integriert sein kann: Ausgabeeinheit A Ausgabesignal AS Eingabeeinheit E Gensequenz Seq Lesevorrichtung L Patienten Genom Gen_Pat Prozessor P Speicher S Warnsignal W Verbindung V A und E können zu einer input/out Einheit zusammengefasst sein.The safety system according to the invention comprises the following subunits, wherein this system can be integrated both independently and in existing diagnostic units: output unit A output signal AS input unit e gene sequence Seq reading device L Patient genome Gene _Pat processor P Storage S warning W connection V A and E can be combined to one input / out unit.

Das erfindungsgemäße System kann in der Human- aber auch in der Veterinärmedizin Anwendung finden.The system according to the invention can be used in human as well as in veterinary medicine.

Die Erfindung wird in den nachfolgenden Beispielen weiter erläutert, ohne dass diese Beispiele beschränkend wirken sollen.The invention is further illustrated in the following examples, without these examples being intended to be limiting.

BeispieleExamples

Beispiel 1example 1

Ein Patient soll sich einer CT Koronarangiographie unterziehen. CT mit Applikation eines iodhaltigen Kontrastmittels ist die Methode der Wahl, sie ist aber auch mit einer Strahlenbelastung von einigen mSv verbunden. Der Patient besitzt einen Datenträger mit seinem individuellen Genom (Gen_Pat). Der Datenträger wird der Leseeinheit (L) des erfindungsgemäßen Systems zugeführt, die auf dem Datenspeicher enthaltenen Informationen werden mit den Gensequenzen des Speichers (S) verglichen. Das Sicherheitssystem weist den Patienten als rezessiven Ataxia Telangiectasia (A–T) Träger aus. Nach Kenntnis dieses Tatbestandes, der zu einer erhöhten Strahlenempfindlichkeit führt, gibt das Sicherheitssystem ein Warnsignal ab. Auch nicht betroffene Träger der Erbinformation können diese erhöhte Strahlenempfindlichkeit zeigen. Der untersuchende Radiologe sieht daraufhin von der CT Angiographie ab zugunsten der risikoärmeren MR Angiographie, die zwar teuerer aber in diesem Fall angebracht ist.A patient should undergo CT coronary angiography. CT with the application of an iodine-containing contrast agent is the method of choice, but it is also associated with a radiation exposure of a few mSv. The patient has a data carrier with his individual genome (Gen _Pat ). The data carrier is fed to the reading unit (L) of the system according to the invention, the information contained on the data memory is compared with the gene sequences of the memory (S). The safety system identifies the patient as a recessive ataxia telangiectasia (A-T) carrier. After knowing this fact, which leads to an increased sensitivity to radiation, the safety system gives a warning signal. Even unaffected carriers of genetic information can show this increased radiation sensitivity. The examining radiologist then looks away from CT angiography in favor of the lower-risk MR angiography, which is more expensive but appropriate in this case.

Beispiel 2Example 2

Ein Patient mit Nierenbeschwerden stellt sich in einer radiologischen Praxis vor. Wegen der potentiellen Unverträglichkeit iodhaltiger Kontrastmittel bei Patienten mit Niereninsuffizienz wird von einer CT Untersuchung abgesehen und eine Kontrastmittel unterstützte MR Untersuchung angestrebt. MR mit Gd-haltigen Kontrastmittel hat sich als Methode der Wahl auch bei Patienten mit eingeschränkter renaler Clearance herausgestellt. Einige dieser renalen Dysfunktionen lassen sich auf genetische Defekte zurückführen. Die Entscheidung gegen Iod-haltige Kontrastmittel und eine CT Untersuchung ist mehr auf physikalische Effekte (Menge des Kontrastmittels im 100 ml Bereich, Viskosität und Osmolarität) als auf spezifische Wechselwirkungen zurückzuführen, deshalb soll das geringer visköse und in geringeren Mengen applizierte Gadolinium MR Kontrastmittel (im Bereich 10–20 ml) zum Einsatz kommen. Seit Wechsel des Paradigmas bei Nieren insuffizienten Patienten – weg von Iod und CT hin zu Gd-Kontrastmittel und MR – zeigen sich ernste Zwischenfälle mit nephrogener systemischer Fibrose (NSF, nephrogeni systemic fibrosis oder nephrogenic fibrosing dermopathy). Der auslösende Faktor für die Ausbildung der NSF ist nicht bekannt. Eine Umchelatierung gerade bei offenkettigen Gd-Chelaten wird in diesem Zusammenhang als eine Triggermöglichkeit diskutiert. Die NSF tritt praktisch bei den zyklischen (und damit stabileren) Gd-Komplexen nicht auf. Gegenwärtig wird ein Gendefekt für die NSF diskutiert. Man kann davon ausgehen, dass in wenigen Jahren, dieser Zusammenhang abgesichert sein wird, so dass in Zukunft das Sicherheitssystem bei potentiellem NSF Verdacht ein Warnsignal abgeben werden kann und der Patient einem anderen Diagnoseverfahren ohne den Einsatz offenkettiger Gd-Chelate unterzogen wird.A patient with kidney problems presents in a radiology practice. Because of the potential incompatibility of iodinated contrast media in patients with renal insufficiency, a CT scan is not required and a contrast agent assisted MR scan is targeted. MR with Gd-containing contrast media has also proven to be the method of choice for patients with impaired renal clearance. Some of these renal dysfunctions can be traced back to genetic defects. The decision against iodine-containing contrast agents and a CT examination is more due to physical effects (amount of contrast agent in the 100 ml range, viscosity and osmolarity) than to specific interactions, therefore, the less viscous and applied in smaller amounts gadolinium MR contrast agent (im Range 10-20 ml) are used. Since the change of paradigm in kidney-deficient patients - away from iodine and CT to Gd contrast agents and MR -, serious cases of nephrogenic systemic fibrosis (NSF, nephrogenic systemic fibrosis or nephrogenic fibrosing dermopathy) have been reported. The triggering factor for NSF training is unknown. In this context, a chaperation, especially for open-chained Gd chelates, is discussed as a trigger possibility. The NSF does not occur in the cyclic (and therefore more stable) Gd complexes. At present, a genetic defect is being discussed for the NSF. It can be assumed that in a few years, this relationship will be secured, so that in the future, the safety system in potential NSF suspicion can give a warning signal and the patient is subjected to a different diagnostic procedure without the use of open-chain Gd chelates.

Beispiel 3Example 3

Eine Patientin mit Rückenschmerzen soll einer Computertomografie unterzogen werden. Die Patientin besitzt einen Datenträger mit seinem individuellen Genom (Gen_Pat). Das Lesegerät (L) des erfindungsgemäßen Systems vergleicht die Gensequenz des Patienten mit dem im Speicher befindlichen Gensequenzen (Seq) und findet Übereinstimmungen bei einer Mutation des BRCA-2-Gens. Das erfindungsgemäße System schlägt darauf hin durch ein entsprechendes Warnsignal W vor, ergänzend zur Computertomografie der Wirbelsäule auch den Brustkorb im Detail zu befunden und gegebenenfalls eine Röntgen- oder MR-Mammografie durchzuführen.A patient with back pain should undergo computed tomography. The patient has a data carrier with his individual genome (Gen _Pat ). The reader (L) of the system according to the invention compares the gene sequence of the patient with the gene sequences in the memory (Seq) and finds matches in a mutation of the BRCA-2 gene. The system according to the invention proposes by a corresponding warning signal W, in addition to the computed tomography of the spine and the chest to be examined in detail and optionally perform an X-ray or MR mammography.

Beispiel 4Example 4

Ein Patient kommt nach Unfall in die Notaufnahme. Ein CT soll Aufklärung über die Verletzungen geben. Der Patient hat einen Genpass, mit einem Datenträger. Die Daten werden über die Leseeinheit L eingelesen. Der Prozessor P vergleicht den genetischen Fingerprint des Patienten mit den etablierten Gensequenzen und findet eine Mutation im ACTA2 Gen. Veränderungen in diesem Gen sind für eine Reihe ernsthafter arterieller Erkrankungen verantwortlich, wie von D. Milewicz im American Journal of Human Genetics 2009 [Guo DC et al. Mutations in smooth muscle alpha-actin (ACTA2) cause coronary artery disease, stroke, and Moyamoya disease, along with thorac aortic disease. Am J Hum Genet. 2009, 84: 617–27] beschrieben. Die Ausgabeeinheit A wird ein Warnsignal W ausgeben und den untersuchenden Radiologen darauf aufmerksam machen, neben den akuten Verletzungen mit besonderer Sorgfalt den Gefäßstatus insbesondere die Koronararterien des Patienten zu untersuchen.A patient comes to the emergency room after an accident. A CT should give information about the injuries. The patient has a gene passport, with a data carrier. The data is read in via the reading unit L. The processor P compares the genetic fingerprint of the patient with the established gene sequences and finds a mutation in the ACTA2 gene. Changes in this gene are responsible for a number of serious arterial diseases, as reported by D. Milewicz in the American Journal of Human Genetics 2009 [Guo DC et al. Mutations in smooth muscle alpha-actin (ACTA2) cause coronary artery disease, stroke, and moyamoya disease, along with thoracic aortic disease. At the J Hum Genet. 2009, 84: 617-27]. The output unit A will issue a warning signal W and alert the examining radiologist, in addition to the acute injuries with special care, to examine the vascular status, in particular the coronary arteries of the patient.

Weitere Informationen zum ACTA2 Gen: Am J Hum Genet. 2009 May; 84(5): 617–27. Epub 2009 Apr 30.More about the ACTA2 gene: Am J Hum Genet. 2009 May; 84 (5): 617-27. Epub 2009 Apr 30.

Mutations in smooth muscle alpha-actin (ACTA2) cause coronary artery disease, stroke, and Moyamoya disease, along with thoracic aortic disease.
Guo DC, Papke CL, Tran-Fadulu V, Regalado ES, Avidan N, Johnson RJ, Kim DH, Pannu H, Willing MC, Sparks E, Pyeritz RE, Singh MN, Dalman RL, Grotta JC, Marian AJ, Boerwinkle EA, Frazier LQ, LeMaire SA, Coselli JS, Estrera AL, Safi HJ, Veeraraghavan S, Muzny DM, Wheeler DA, Willerson JT, Yu RK, Shete SS, Scherer SE, Raman CS, Buja LM, Milewicz DM.Mutations in smooth muscle alpha-actin (ACTA2) cause coronary artery disease, stroke, and moyamoya disease, along with thoracic aortic disease.
Guo DC, Papke CL, Tran-Fadulu V, Regalado ES, Avidan N, Johnson RJ, Kim DH, Pannu H, Willing MC, Sparks E, Pyeritz RE, Singh MN, Dalman RL, Grotta JC, Marian AJ, Boerwinkle EA, Frazier LQ, LeMaire SA, Coselli JS, Estrera AL, Safi HJ, Veeraraghavan S, Muzny DM, Wheeler DA, Willerson JT, Yu RK, Shete SS, Scherer SE, Raman CS, Buja LM, Milewicz DM.

Claims

A predictive safety system comprising: a memory (S) containing gene sequences (Seq) indicative of pathophysiological alterations of an individual, a reader (L) for reading a data carrier (D) of an individual, the data carrier (D) containing the gene information (Gen _Pat ) of the individual, a processor (P) which compares this gene information (Gen _Pat ) of the individual as its individual genome (Gen _Pat ) with the sequences (Seq) stored in the memory (S) and, if it matches an output signal (AS) generates, an output unit (A), which displays the output signal (AS) of the processor (P) and causes an automatic lock of an apparatus for diagnostic imaging or a contrast agent applicator.

A predictive safety system according to claim 1, wherein the memory (S) contains gene sequences (Seq) indicative of radiation sensitivity and / or contrast agent incompatibility of an individual.

Predictive safety system according to Claim 1, in which the output signal (AS) consists of an optical display.

A predictive safety system according to claim 1, wherein the diagnostic imaging device is an X-ray machine, a CT scanner, an MRI scanner or a PET scanner.

Predictive safety system according to Claim 1, in which the output signal (AS) contains a diagnosis proposal for the pathophysiological change whose installation has been detected.