ES2327951T3

ES2327951T3 - Sistema para determinar unb cantidad eficaz de energia para su suministro a fluidos en fototerapia.

Info

Publication number: ES2327951T3
Application number: ES06075929T
Authority: ES
Inventors: Kyu Ho Lee
Original assignee: Therakos Inc
Current assignee: Therakos Inc
Priority date: 1999-07-09
Filing date: 2000-07-07
Publication date: 2009-11-05
Anticipated expiration: 2020-07-07
Also published as: CA2313577A1; ES2265869T3; IL137133A; CZ20002547A3; ATE432725T1; HUP0002591A2; EP1754497B1; EP1754497A1; CA2313577C; PT1754497E; TR200001913A2; PT1066842E; NO20003522L; DE60042349D1; DE60028872D1; EP1066842B1; JP5008788B2; DK1066842T3; SG89337A1; EP1066842A3

Abstract

Un sistema para determinar un valor de energía luminosa de un fluido para su suministro a un fluido biológico que comprende unas dianas, en el que el valor de la energía luminosa de un fluido es la cantidad de la energía luminosa que va a ser suministrada a dicho fluido para potenciar al máximo la probabilidad de que dichas dianas reciban la energía luminosa que produce el resultado deseado, comprendiendo el sistema: (a) un medio adaptado para obtener dicho valor de la energía luminosa eficaz de la diana que comprende: i) un medio adaptado para situar dichas dianas en otro fluido que no contiene esencialmente ningún otro material de atenuación de la luz; ii) un medio adaptado para irradiar dicho otro fluido que contiene dichas dianas con valores de energía luminosa de muestra; y iii) un medio adaptado para determinar el valor de la energía luminosa de muestra que produce dicho resultado deseado; (b) un medio adaptado para obtener dicho factor de la energía luminosa medio del fluido que comprende i) un medio adaptado para obtener un valor de la energía luminosa medio en un área de superficie unitaria de dichas dianas existentes en dicho fluido biológico; ii) un medio adaptado para obtener un valor de energía luminosa en una superficie incidente de dicho fluido biológico; y (c) un medio adaptado para calcular un periodo de tiempo de irradiación requerido por una fuente de energía luminosa para suministrar dicho valor de la energía luminosa de un fluido a dicho fluido biológico, en el que el medio adoptado para obtener dicho valor (a) de la energía luminosa eficaz de la diana comprende así mismo: iv) un medio adaptado para irradiar dichas dianas en los fluidos biológicos de muestra con unos valores de la energía luminosa de muestra; y v) un medio adaptado para determinar el valor de la energía luminosa eficaz de la diana.

Description

Sistema para determinar una cantidad eficaz de energía para su suministro a fluidos en fototerapia.

Campo de la invención

La presente invención se refiere en general a la determinación de una cantidad de energía luminosa para su suministro a unos fluidos, concretamente a unos fluidos parcialmente transparentes, que contienen unas dianas objetivo de la energía luminosa, con el fin de suministrar una cantidad eficaz de energía luminosa sobre las dianas. La invención se refiere en particular a la fototerapia y a la fotoaféresis donde se desea suministrar una cantidad eficaz de energía luminosa sobre las dianas de fluidos biológicos.

Antecedentes de la invención

La irradiación de la luz o fototerapia ha sido ampliamente utilizada durante años en las ciencias químicas y biológicas. La irradiación de luz ultravioleta (UV) de la sangre fue utilizada en los años 30, 40 y 50 para el tratamiento de muchas dolencias. Estas dolencias incluían las enfermedades bacterianas, como por ejemplo las septicemias, las neumonías, la peritonitis, la infección de heridas, las infecciones víricas incluyendo la hepatitis aguda y la crónica, la poliomelitis, el sarampión, las paperas, y la mononucleosis. La fototerapia o irradiación luminosa incluye así mismo los procesos de exposición de dianas fotoactivables o fotosensibilizables, como por ejemplo células, hemoderivados, fluidos corporales, moléculas químicas, tejidos, virus, y compuestos medicamentosos, a la energía luminosa, la cual induce una alteración dentro o en las dianas. En los últimos años, las aplicaciones de la fototerapia se están incrementando en el campo médico. Estas aplicaciones incluyen la inactivación de los virus que contaminan la sangre o los hemoderivados, el tratamiento preventivo de las reacciones alimentarias inducidas por infusión de concentrados de plaquetas y el tratamiento de enfermedades tanto inmunitarias como en las que intervienen linfocitos T. Las aplicaciones de irradiación luminosa incluyen así mismo la esterilización por irradiación de fluidos que contienen microorganismos no deseables, como por ejemplo bacterias o virus.

Numerosos estados patológicos de las personas, particularmente las relacionadas con fluidos biológicos tales como la sangre, responden favorablemente al tratamiento mediante irradiación de luz visible o UV. La irradiación de luz puede ser eficaz para eliminar la inmunogenia de las células, desactivar o destruir células seleccionadas, desactivar virus o bacterias, o activar respuestas inmunitarias deseables. Por ejemplo; la fototerapia puede ser utilizada como tratamiento antivírico para ciertos componentes sanguíneos o la sangre completa (véase la Solicitud PCT WO 97/36634 titulada Tratamiento por Fotoaféresis de las Infecciones de la Hepatitis C). En este caso, un virus patogénico en un concentrado de plaquetas donadas puede ser desactivado mediante una exposición de luz UV.

Realmente, determinadas formas de irradiación de luz pueden ser eficaces por sí mismas, sin la introducción de agentes o compuestos externos, mientras que otros pueden comportar la introducción de agentes específicos o catalizadores. Entre estas últimas técnicas de tratamiento se encuentra el tratamiento de fármacos fotoactivables. En una aplicación concreta, es bien conocido que un cierto número de estados patológicos de los seres humanos puede caracterizarse por la superproducción de determinados tipos de leucocitos, incluyendo los linfocitos, en comparación con otros grupos de células los cuales normalmente comprenden la sangre completa. Unos baremos de linfocitos excesivos produce efectos negativos en los pacientes que incluyen el deterioro funcional de órganos corporales, enfermedades autoinmunitarias de origen leucocitario y trastornos relacionados con la leucemia muchos de los cuales a menudo tienen resultados fatales.

Determinados empleos de fármacos fotoactivables pueden implicar el tratamiento de la sangre de un paciente enfermo en el que determinadas células sanguíneas se han convertido en patógenas como consecuencia del estado patológico. Los procedimientos en general pueden comportar el tratamiento de células sanguíneas patógenas, como por ejemplo linfocitos, con un fármaco fotoactivable, como por ejemplo un soraleno, el cual es capaz de formar fotoaductores con ADN de linfocitos cuando se exponen a una radiación UV.

Un tipo específico de fototerapia es la fotoaféresis extracorpórea (ECP). Una aplicación de la ECP está indicada para el tratamiento del linfoma cutáneo de linfocitos T (CTCL). En un ejemplo de esta terapia, se administra por vía oral 8-metoxisoraleno (8-MOP), un compuesto natural sensible a la luz, a un paciente antes del tratamiento de la ECP. Durante el tratamiento de la ECP, la sangre es retirada del paciente, anticoagulada, y los glóbulos blancos son separados por centrifugación y recogidos como fracción enriquecida con leucocitos, también conocida como placa leucocitoplaquetaria. Las moléculas del 8-MOP de la sangre entran en los núcleos de los glóbulos blancos y se intercalan en su hélice bicatenaria del ADN.

En el circuito extracorpóreo, la luz UV es dirigida sobre la fracción de la sangre rica en leucocitos y promueve la fotoactivación de las moléculas del 8-MOP elegidas como diana. Los 8-MOPs fotoactivados alteran los leucocitos patógenos mediante reticulación con las bases de la timidina e impiden el se desenrolle el ADN durante la transcripción. El fluido que contiene los leucocitos alterados son a continuación reinfundidos de nuevo dentro del paciente. La reinfusión induce un ataque inmunitario retardado terapéuticamente significativo que tiene por objetivo los antígenos existentes en la superficie tanto de los leucocitos radiados como de los no radiados de los mismos clones patógenos. Véase la Solicitud PCT WO 97/36581 titulada Tratamiento de Leucocitos por Fotoaféresis. Esta Solicitud PCT divulga el sistema UVAR® de la ECP. Las Patentes estadounidenses Nos. 4,321,919, 4,398,906, 4,428,744 y 4,464,166, describen así mismo, inter alia unos procedimientos para reducir el funcionamiento de la población linfocitaria de una persona utilizando técnicas fotoaferéticas.

La ECP se ha mostrado también como una terapia eficaz en una pluralidad de patologías autoinmunológicas como por ejemplo la esclerosis sistémica progresiva (véase A.H. Rook et al., ARCH. DERMATOL. 128: 337-346 (1992)), la enteropatía inflamatoria, la artritis reumatoide (véase S. Malawista et al., ARTHRITIS RHEUM. 34: 646-654 (1991)), y la diabetes mellitus de tipo 1 (véase J. Ludvigsson, DIABETES METAB. REV. 9 (4): 329-336 (1993)), así como otros fenómenos en los que intervienen los linfocitos T incluyendo la enfermedad de rechazo inverso (o enfermedad de injerto contra huésped) (véase Rosseti et al., TRANSPLANT 59 (1): 149-151 (1995)), y el rechazo por aloinjerto de órganos después del trasplante (véase A. H. Rook et al., J. CLIN. APHERESIS 9(1): 28-30 (1994)). El tratamiento de la ECP de modo preferente da como resultado una respuesta inmunológica altamente específica contra los linfocitos T aberrantes así como la eliminación de los anticuerpos patógenos y de los complejos inmunitarios circulantes.

Una dificultad inherente de la irradiación de luz o de las técnicas de fototerapia cuando se utilizan en la irradiación de fluidos y/o sus componentes elegidos como diana, sin embargo, es que a menudo el fluido no es completamente transparente a la luz, por ejemplo, el fluido mismo no es transparente por completo a la luz, y/o el fluido contiene un material (por ejemplo, un material no diana (por ejemplo un material no diana) (no sometido a la acción directa de la luz) que no es enteramente transparente a la luz. El material que no es transparente por completo a la energía luminosa atenúa la radiación de la luz. Este fenómeno es especialmente indeseable en aplicaciones de fototerapia o de fotoaféresis dado que algunas dianas del fluido recibirán una luz atenuada por el material no transparente. Esta atenuación hace difícil predecir cuánta energía luminosa debe suministrarse al fluido para proporcionar una cantidad deseada de energía luminosa a las dianas existentes en el fluido.

Otra fuente de atenuación luminosa de los fluidos es el apilamiento. El apilamiento se produce en un fluido cuando el material o las dianas del fluido no están distribuidas de manera uniforme sobre la superficie del fluido sino que más bien se sitúan a diferentes profundidades por todo el fluido. Por consiguiente, por ejemplo, las dianas situadas en la capa más exterior del fluido, más próximas a la fuente de irradiación luminosa, pueden quedar expuestas a la intensidad de la luz incidente, mientras que las dianas situadas por debajo de la capa de superficie pueden recibir una energía luminosa atenuada.

Así mismo, las formas del material no transparente del fluido y su alineación puede ser una causa de la atenuación de la luz. Por ejemplo, en aplicaciones de fotoaféresis, determinados elementos no considerados como objetivos existentes en el fluido biológico pueden incluir los glóbulos rojos, los cuales tienen forma discoide con depresiones en su parte media. Cuando los glóbulos rojos están alineados en paralelo con la fuente de energía luminosa durante la irradiación, su atenuación de luz se reduce al mínimo. Sin embargo, cuando los glóbulos rojos están alineados en perpendicular a la fuente de energía luminosa durante la irradiación su atenuación de la luz se potencia al máximo. Dado que la alineación de dicho material del fluido no es generalmente predecible, es actualmente difícil determinar con precisión cuanta energía luminosa debe suministrarse al fluido biológico con el fin de aplicar una cantidad de energía lu-
minosa deseada sobre cada diana del fluido y superar la atenuación luminosa provocada por la alineación del material.

La metodología de la ECP para la CPCL referenciada en la Solicitud PCT WO 97/36581 puede ser utilizada para ilustrar estas características ejemplares de la atenuación de la luz. La suspensión de la capa leucocitoplaquetaria generalmente contiene algunos glóbulos rojos y plaquetas debido a las insuficiencias inherentes a las técnicas de separación celular utilizadas. Dado que la suspensión de la capa leucocitoplaquetaria, los glóbulos rojos y las plaquetas no son completamente transparentes, pueden atenuar la energía luminosa durante la irradiación. Así mismo, dado que el grosor del fluido durante la irradiación puede soportar glóbulos blancos elegidos como diana a diferentes profundidades, se produce la apilación. Finalmente la alineación de los glóbulos rojos en el fluido que contiene la capa leucocitoplaquetaria puede atenuar la energía luminosa.

Con la ECP para la CTCT, la cantidad deseada de la energía luminosa para su suministro a las dianas puede basarse en los resultados, por ejemplo el suministro de una energía luminosa suficiente sobre los glóbulos blancos escogidos como objetivo para producir una tasa de muertes gradual que culmina en al menos un cincuenta (50) por ciento de los glóbulos blancos tratados, irradiados muertos después de seis (6) días de irradiación. Sin embargo, las calidades no transparentes del fluido hacen en la actualidad difícil de calcular con precisión la cantidad de energía luminosa requerida para que se suministre al fluido con el fin de conseguir el resultado deseado.

Una manera convencional de reducir el efecto de la atenuación de la luz en diversas aplicaciones es agitar constantemente el fluido durante la irradiación. La agitación contribuye a producir una exposición uniforme de las dianas a la energía luminosa, sin embargo no da respuesta directa a todos los factores de atenuación de la luz existentes en dichas aplicaciones. Véase la solicitud PCT WO 98/22164 titulada Dispositivo de Irradiación de Productos Sanguíneos que Incorpora la Agitación.

Es, por consiguiente, deseable contar con un sistema para la determinación de una cantidad efectiva de energía luminosa para que sea suministrada a diversos fluidos que contienen unas dianas destinadas a la energía luminosa, con el fin de suministrar una cantidad efectiva de energía luminosa sobre las dianas, y, más concretamente, contar con un sistema aplicable en sistemas de fototerapia y fotoaféresis para la determinación de una cantidad efectiva de energía luminosa que sea suministrada a un fluido biológico que contenga unas dianas destinadas a la energía luminosa donde se desea que una cantidad efectiva de energía luminosa sea suministrada sobre las dianas.

Sumario de la invención

La presente invención se refiere a un sistema para determinar un valor de energía luminosa de un fluido que va a suministrarse a un fluido biológico que comprende unas dianas de acuerdo con lo definido en la reivindicación 1. De modo preferente, el sistema comprende así mismo un medio adaptado para exponer dicho fluido biológico al valor de energía luminosa de un fluido. En una forma de realización específica, el fluido es un fluido biológico. Concretamente el valor de energía luminosa de un fluido (FLEV) puede ser calculado mediante la obtención del valor de energía luminosa eficaz de la diana (TELEV) y del factor de la energía luminosa media del fluido (Factor ALE). En una forma de realización específica, un procesador de computadora puede ser utilizado para determinar el FLEV.

En una forma de realización específica, el fluido que contiene las dianas es un fluido biológico. De modo más preferente, el fluido biológico comprende una capa leucocitoplaquetaria rica en leucocitos. La placa leucocitoplaquetaria rica en leucocitos puede ser tratada con un fármaco activable por energía luminosa. De modo más preferente, la capa leucocitoplaquetaria puede ser tratada con 8-MOP. En otra forma de realización de la presente invención, el fluido es un fluido biológico homogéneo. El fluido biológico puede así mismo comprender materiales no diana. Estos materiales no diana pueden atenuar la energía luminosa, y afectar al cálculo del FLEV. Los materiales no diana pueden consistir en glóbulos rojos. Así mismo, la energía luminosa suministrada a las dianas puede ser una energía de luz UV. De modo más preferente, la energía luminosa es una energía luminosa ultravioleta A (UVA).

El valor de energía luminosa eficaz de las dianas se obtiene colocando las dianas en el fluido irradiando el fluido con los valores de energía luminosa de la muestra. El fluido seleccionado puede limitar la atenuación de la energía luminosa suministrada. En una forma de realización específica, el fluido puede consistir en una solución salina. Más concretamente, las dianas con la capa leucocitoplaquetaria rica en leucocitos pueden ser situadas dentro de la solución salina e irradiadas para identificar un valor de energía luminosa por medio de lo cual un porcentaje deseado de los leucocitos morirá gradualmente en el curso de un tiempo especificado después de la exposición a la energía luminosa. En otra forma de realización adicional, el fluido seleccionado puede consistir en plasma. Pueden obtenerse fluidos biológicos de muestra a partir de donantes. Las dianas existentes en los fluidos de las muestras pueden a continuación ser irradiadas con unos valores de energía luminosa de muestra, para identificar el valor de energía luminosa eficaz. En una forma de realización específica, un procesador de computadora puede ser utilizado para determinar el valor de energía luminosa eficaz de las dianas.

En una forma de realización específica, un procesador de computadora puede ser utilizado para determinar el valor de la energía luminosa media.

El factor de la energía luminosa media se calcula a partir de las menciones de un valor de energía luminosa media en un área de la superficie unitaria de las dianas existentes en el fluido biológico y a partir de un valor de energía luminosa en una superficie incidente de la película de fluido biológico.

En una forma de realización, el apilamiento teórico de los glóbulos rojos puede no producirse. En otra forma de realización, el apilamiento de los glóbulos rojos puede producirse y obtenerse un factor. Este factor puede, en una forma de realización concreta, ser entre 1 y 2, y más concretamente, de modo aproximado, 1,5.

El periodo de tiempo de irradiación requerido por una fuente de energía luminosa para el suministro del FLEV se calcula una vez que el valor de la energía luminosa eficaz de la diana y que el factor de la energía luminosa media del fluido han sido determinados de acuerdo con la presente invención y se utilizan para calcular el FLEV.

En otra forma de realización de la presente invención, un sistema informático puede ser utilizado como un componente del sistema de acuerdo con la reivindicación 1 para determinar el FLEV. Este sistema informático puede comprender un procesador, una memoria y un proceso informático. Más concretamente, este proceso informático puede contener un obtentor configurado para obtener el valor de la energía luminosa eficaz para la diana, un obtentor configurado para obtener el factor de la energía luminosa medio del fluido y/o un calculador configurado para calcular el FLEV. En una forma de realización específica el calculador configurado para calcular el FLEV puede así mismo estar configurado para calcular un periodo de tiempo de irradiación a lo largo del cual el FLEV es suministrado a las dianas. El calculador utilizado para calcular el FLEV puede asimismo obtener un obtentor para obtener un valor de desintegración de la fuente de energía luminosa. El calculador puede así mismo contener un obtentor para obtener un volumen del valor del fluido biológico y un obtentor para obtener un porcentaje del valor de los glóbulos rojos.

En una forma de realización específica, el obtentor configurado para obtener el valor de la energía luminosa eficaz de las dianas puede incluir un accesor configurado para acceder a una tabla de factores de la energía luminosa. En otras formas de realización, el obtentor configurado para obtener el valor de la energía luminosa eficaz de las dianas, puede incluir un obtentor configurado para obtener el valor de energía luminosa medio en un área de superficie unitaria de las dianas, un obtentor configurado para obtener un valor de la energía luminosa en una superficie incidente del fluido biológico y/o un calculador configurado para calcular el factor de la energía luminosa medio. De modo más preferente, el obtentor configurado para obtener un valor de la energía luminosa en una superficie incidente del fluido biológico puede contener un accesor configurado para obtener el valor de energía luminosa medio en una superficie incidente de la tabla de fluidos biológicos, y/o un accesor configurado para acceder a un valor de energía medio de una tabla de áreas de superficie unitarias.

El obtentor configurado para obtener el factor de la energía medio puede obtener un obtentor configurado para obtener una relación de grosores, un obtentor configurado para obtener un valor de transmitancia luminosa de un grosor del fluido y/o un calculador configurado para calcular el factor de la energía luminosa medio del fluido biológico. De modo más preferente, el obtentor configurado para obtener una relación de grosores puede contener una accesor configurado para acceder a una tabla de relaciones de grosores, y el obtentor configurado para obtener un valor de transmitancia luminosa de un grosor de fluido conocido puede contener un accesor configurado para acceder a un valor de transmitancia luminosa de una tabla de grosores del fluido.

En una forma de realización adicional, el obtentor configurado para obtener la relación de grosores puede incluir un obtentor configurado para obtener un grosor uniforme del fluido biológico, un obtentor configurado para obtener un grosor de no dianas y/o un calculador configurado para calcular la relación de grosores. De modo más preferente, el obtentor configurado para obtener un grosor uniforme del fluido biológico puede contener un accesor configurado para acceder a una tabla de grosores uniforme, y el obtentor configurado para obtener un grosor de las no dianas puede contener un accesor configurado para acceder a una tabla de grosores de las no dianas.

En una forma de realización adicional, el obtentor configurado para obtener el factor de la energía luminosa medio, puede incluir un obtentor configurado para obtener un porcentaje de glóbulos rojos del fluido biológico. De modo más preferente, el obtentor configurado para obtener un porcentaje de glóbulos rojos puede contener un accesor configurado para acceder a una tabla de porcentajes de glóbulos rojos.

En otra forma de realización de la presente invención, el obtentor configurado para obtener la relación de grosores puede incluir un obtentor configurado para obtener un grosor uniforme del fluido biológico, un obtentor configurado para obtener un grosor de las no dianas, y un calculador configurado para calcular la relación de grosores. De modo más preferente, el obtentor configurado para obtener el grosor uniforme puede contener un accesor configurado para acceder a una tabla de grosores uniformes, y el obtentor configurado para obtener el grosor de las no dianas puede contener un accesor configurado para acceder a una tabla de grosores no diana.

En una forma de realización adicional, el obtentor configurado para obtener el factor de energía medio puede incluir un obtentor configurado para obtener un porcentaje de glóbulos rojos del fluido biológico. El sistema informático puede así mismo incluir un obtentor configurado para obtener el factor de apilamiento de los glóbulos rojos. En una forma de realización concreta, el factor de apilamiento puede oscilar entre 1 y 2. Más concretamente, el factor de apilamiento puede ser de 1,5.

Procedimientos y artículos de fabricación coherentes con la presente invención pueden implicar las funciones y operaciones llevadas a cabo por los sistemas descritos y sus componentes.

Otros objetivos, características y ventajas de la presente invención se pondrán de manifiesto a partir de la descripción detallada subsecuente. La descripción detallada y los ejemplos específicos, aunque indicativos de formas específicas de realización de la invención, se proporcionan solo a modo de ejemplo. De acuerdo con ello, la presente invención incluye así mismo esos cambios y modificaciones diversos dentro del alcance de la invención de acuerdo con lo definido en la reivindicación 1 y que pueden resultar evidentes para los expertos en la materia a partir de la presente descripción detallada.

Breve descripción de las figuras

Las figuras que se acompañan, las cuales se incorporan a y constituye un parte de la memoria descriptiva ilustran formas de realización de la invención y, junto con la descripción sirven para explicar los objetivos, ventajas y principios de la invención.

La Figura 1 es un diagrama 100 de un sistema de fotoaféresis de acuerdo con una aplicación de la presente invención.

Las Figuras 2A y 2B son un diagrama de flujo 200 de las etapas llevadas a cabo por un sistema de fotoaféresis de acuerdo con una aplicación de la presente invención.

La Figura 3 es un diagrama 300 de un sistema informático para controlar el dispositivo de fotoactivación de acuerdo con una aplicación de la presente invención.

La Figura 4 es un diagrama de flujo 400 de las etapas llevadas a cabo por el programa de fotoactivación 314 cuando han sido requeridas para suministrar energía luminosa al fluido de acuerdo con una aplicación de la presente
invención.

La Figura 5 es un diagrama de flujo 500 de las etapas llevadas a cabo por el programa de fotoactivación 314 al calcular el valor de la energía luminosa eficaz de la diana de acuerdo con una aplicación de la presente invención.

La Figura 6 es un diagrama de flujo 600 de las etapas llevadas a cabo del programa de fotoactivación 314 al calcular el valor de la energía luminosa medio del fluido de acuerdo con una aplicación de la presente invención.

La Figura 7 es un diagrama de flujo 700 de las etapas llevadas a cabo por el programa de fotoactivación 314 al utilizar una ecuación analítica para calcular el factor de la energía luminosa medio del fluido de acuerdo con una aplicación de la presente invención.

La Figura 8 es un diagrama de flujo 800 de las etapas llevadas a cabo por el programa de fotoactivación 314 al calcular el factor de la energía luminosa medio de los fluidos que contienen los glóbulos rojos como no dianas de acuerdo con una aplicación de la presente invención.

La Figura 9 es un diagrama de flujo 900 de las etapas llevadas a cabo por el programa de fotoactivación 314 al utilizar una ecuación de apilamiento para calcular el factor de la energía luminosa medio del fluido de acuerdo con una aplicación de la presente invención.

La Figura 10 es un gráfico de los factores de la energía luminosa medios como función del hematocrito porcentual de los diferentes grosores del fluido de acuerdo con una aplicación de la presente invención.

La Figura 11 es una tabla que proporciona un valor de degradación de una lámpara única ejemplar.

La Figura 12 es un gráfico de una irradiancia media de una única lámpara medida a una distancia de 25 cm desde la línea central de la lámpara a lo largo del tiempo.

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Descripción detallada de la invención

Las siguientes definiciones no pretenden ser de naturaleza limitativa y sirven para proporcionar una comprensión más acabada de determinados aspectos de la presente invención.

Definiciones

\quad: Diana - las dianas incluyen materiales fotosensibles o fotoactivables que son sometidos a un cambio cuando quedan expuestos a una energía luminosa. De acuerdo con ello las dianas pueden ser manipuladas, alteradas, estimuladas y/o activadas cuando son expuestas a una energía luminosa. Las dianas incluyen, pero no se limitan a, dianas biológicas, como por ejemplo glóbulos rojos, glóbulos blancos, plaquetas, factores proteínicos, virus, bacterias, parásitos, ADN, ARN, toxinas, y compuestos medicamentosos. Las dianas expuestas a una energía luminosa pueden así mismo interactuar con otros materiales o dianas.

\quad: Fototerapia - La fototerapia incluye determinados procedimientos en los que las dianas fotosensibles, fotocambiables o fotoactivables son expuestas a la energía luminosa.

\quad: Fluido - Los fluidos incluyen sustancias que pueden ser utilizadas como vehículos de dianas. Ejemplos de fluidos incluyen el líquido cefalorraquídeo, las células, y otros fluidos compatibles con la diana como por ejemplo una solución salina tamponada con fosfato, plasma, etc., y combinaciones de éstos. El fluido puede incluir no dianas y puede tener naturaleza biológica.

\quad: No diana - Las no dianas incluyen un material que atenúa la energía luminosa, pero que no son dianas propuestas para la energía luminosa. Las no dianas incluyen los glóbulos rojos y las plaquetas.

\quad: Fluido Biológico - Los fluidos biológicos incluyen fluidos que transportan dianas y/o no dianas que tienen la capacidad de soportar dianas biológicas. Los fluidos biológicos pueden incluir la sangre completa, el plasma, el fluido sinovial, el fluido amniótico, y el líquido cefalorraquídeo, además de vehículos tales como soluciones salinas u otros medios conocidos, de modo preferente compatibles con organismos biológicos como ejemplo células y tejidos y combinaciones de éstos.

\quad: Fotoaféresis - Un tipo de fototerapia en la cual el fluido es extraído de un donante, queda expuesto a una energía luminosa, y devuelto al donante. En una forma de realización determinada, el fluido extraído, como por ejemplo la sangre completa o porciones de la sangre completa (como por ejemplo la capa leucocitoplaquetaria) puede contener dianas. La ECP para la CTCL es un ejemplo de fotoaféresis.

\quad: Fotoactivación - La fotoactivación es un proceso en el cual una diana es modificada (por ejemplo, manipulada, alterada, estimulada, o activada) mediante exposición a una energía luminosa. Un ejemplo de una diana sometida a fotoactivación es el fármaco 8 - MOP utilizado en la ECP para la CTCL, el cual, antes de la fotoactivación, es inerte. La exposición de este compuesto medicamentoso a la energía luminosa lo activa hasta una forma en que puede reticular el ADN de los linfocitos.

\quad: Energía Luminosa - La energía luminosa es la forma de energía que reacciona con las dianas, como por ejemplo las dianas biológicas o químicas. Un ejemplo de energía luminosa utilizada en aplicaciones de fototerapia es la luz UV, y, más concretamente, la luz UVA de la metodología de la ECP para la CTCL.

\quad: Resultado Deseado - Un resultado deseado es la consecuencia de las dianas manipuladas con energía luminosa. En el contexto de la ECP para la CTCL, por ejemplo, un resultado deseado podría ser el que produjera la muerte gradual de un porcentaje específico de leucocitos irradiados a lo largo de un periodo de tiempo específico después de la exposición a la energía luminosa.

\quad: TELEV - El Valor de la Energía Luminosa Eficaz de las Dianas es el valor de la energía luminosa suministrada a las dianas calculado de modo preferente en un medio o fluido que no contenga en lo esencial ningún otro material atenuante de la luz, que produce un resultado deseado.

\quad: Factor ALE - El Factor de la Energía Luminosa Medio compara la cantidad de la energía luminosa existente en una superficie incidente del fluido con la cantidad de la energía luminosa de la superficie de las dianas existentes dentro del fluido.

\quad: FLEV - El Valor de la Energía Luminosa del Fluido es la cantidad de energía luminosa suministrada al fluido para potenciar al máximo la posibilidad de que las dianas reciban su TELEV.

\quad: Grosor Uniforme del Fluido - El grosor uniforme del fluido es el grosor del fluido donde se produce la irradiación luminosa de las dianas.

\quad: Grosor de No Diana - El grosor de no diana es el grosor de un material no diana que es el material no diana de atenuación de la luz dominante en un fluido.

\quad: Relación de Grosor - la relación de grosor es la relación del grosor del fluido con respecto al grosor medio de las no dianas existentes en el fluido.

\quad: Periodo de Irradiación - el periodo de irradiación es el periodo de tiempo en el que la fuente de energía luminosa irradia el fluido que contiene las dianas.

\quad: A continuación se hará referencia con detalle a las aplicaciones de la presente invención tal como se ilustra en los dibujos que se acompañan. Siempre que sea posible, se utilizarán las mismas referencias numerales a lo largo de los dibujos y de la descripción que sigue para referirse a partes idénticas o similares.

Las metodologías de irradiación de luz, de acuerdo con lo anteriormente expuesto, implican el suministro de energía luminosa sobre una diana para conseguir un resultado deseado. Las dianas pueden ser transportadas en un medio (por ejemplo un fluido) durante la irradiación de la luz. En un contexto determinado de la presente invención, la cantidad de energía luminosa suministrada a las dianas existentes en un fluido que no contiene en lo esencial ningún material de atenuación de la luz de no diana, con el fin de conseguir el resultado deseado, es el TELEV. Efectivamente, en el fluido pueden también estar presentes materiales no diana, lo cual puede dar como resultado la atenuación de la energía luminosa que se desea suministrar a las dianas. De acuerdo con ello, el sistema de la presente invención, inter alia, tiene en consideración la atenuación de la luz del material no diana existente en el fluido mediante la determinación del FLEV de forma que el TELEV pueda ser suministrado al material elegido como diana.

En una aplicación específica de la presente invención, los sistemas de fototerapia implican la irradiación de dianas, como por ejemplo células o un medicamento existente dentro de una célula, con energía luminosa. Cuando las dianas son microscópicas o no pueden ser autónomas, un fluido vehicular puede ser utilizado para suministrar las dianas para la irradiación.

La cantidad de energía luminosa requerida por una diana puede basarse en el resultado deseado. Por ejemplo, en la ECP para la CTCL puede ser deseable conseguir que un determinado porcentaje de glóbulos blancos muera gradualmente a lo largo de un tiempo específico después del tratamiento por irradiación de luz (por ejemplo, al menos el cincuenta (50) por ciento de los glóbulos blancos que gradualmente mueran en seis (6) días después de la irradiación). Véase la Solicitud PCT WO 97/36581. Este valor de la energía luminosa requerido para producir un resultado deseado (por ejemplo un porcentaje deseado de las dianas que mueren gradualmente a lo largo de un periodo específico de tiempo después de la exposición a la energía luminosa es el TELEV. El sistema de la invención comprende un medio adaptado para obtener el TELEV de acuerdo con lo definido en la reivindicación 1. Sin embargo, hay otras estrategias convencionales que pueden utilizarse para obtener el TELEV. Algunas de estas estrategias se analizarán con mayor detalle más adelante. Efectivamente, los valores TELEV puede estar predeterminados y pueden disponerse de ellos en la memoria de un sistema informático utilizado en la presente invención, por ejemplo, en una tabla de consulta.

Dado que el material de un fluido puede atenuar la energía luminosa que en otro caso se desearía para que se suministrara a las dianas existentes en el fluido, el fluido requiere una exposición de energía luminosa adicional para potenciar al máximo la probabilidad de que las dianas existentes en el fluido reciban su TELEV. La cantidad de energía luminosa requerida para ser suministrada al fluido para potenciar al máximo la probabilidad de que las dianas reciban el TELEV se designa como el Valor de la Energía Luminosa del Fluido (FLEV). El FLEV se basa, en parte, en las características de atenuación de la luz del fluido y del material existente dentro de aquél, y puede ser determinado por los sistemas de la presente invención.

De acuerdo con lo anteriormente expuesto, la atenuación de la luz del fluido puede producirse por numerosas razones. Por ejemplo, la atenuación puede ocurrir si el fluido que está siendo irradiado contiene la diana y/o un material no sometido a la acción directa de la energía luminosa (material de no diana) que no son enteramente transparentes. Así mismo, la atenuación puede ocurrir si la muestra de fluido que está siendo irradiada soporta capas de dianas o de no dianas. Así mismo, la forma y la alineación de las dianas individuales y/o de las no dianas puede influir en la cantidad de la atenuación de la luz.

El FLEV puede ser calculado mediante la determinación del TELEV y el porcentaje de la energía luminosa suficiente que será suministrada al área unitaria media del fluido. El porcentaje es designado como el factor de la energía luminosa medio (Factor ALE). Una vez que es conocido el Factor ALE, el FLEV puede ser determinado como sigue:

1

Por ejemplo, si puede determinarse que un (1) Julio de Energía luminosa UV suministrada a las dianas producirá un resultado deseado (TELEV). Sin embargo, debido a la atenuación de la energía luminosa del fluido (por ejemplo por medio de la presencia de material no transparente en el medio que contiene las dianas o por el apilamiento), la energía luminosa que llega a las dianas situadas en el fluido se reduce y, de esta manera, aproximadamente 0,1 Julios de energía luminosa UV llega de hecho a las dianas. De esta forma, el factor ALE es de 0,1, esto es, solo un diez (10) por ciento de la energía luminosa suministrada a la superficie del fluido llegará de hecho (como media) a todas las dianas. De esta forma, aplicando la ecuación 1.0, se requieren 10 Julios (FLEV) de energía luminosa que sea suministrada a la superficie del fluido para asegurar que las dianas (como media) reciban 1 Julio de energía luminosa (el resultado deseado).

Con el sistema de acuerdo con la invención, el Factor ALE se determina mediante la división de la energía luminosa suministrada sobre el área de superficie unitaria de las dianas, Ea (Julios/cm^{2}), por la energía luminosa incidente suministrada sobre la superficie incidente del fluido Eo (Julios/cm^{2}):

2

Lo que sigue continuación proporciona otro medio ejemplar, no de acuerdo con la reivindicación 1, para la determinación del Factor ALE, teniendo en cuenta las características de atenuación de la luz del fluido y sus componentes. A modo de ejemplo, en aplicaciones de la ECP para la CTCL, cuando una suspensión de una capa leucocitoplaquetaria con un grosor de película uniforme (D) es irradiada por una luz UVA con una irradiancia incidente (Io) sobre la superficie de la película del fluido (mW/cm^{2}), la Eo suministrada sobre la superficie del fluido durante un periodo de irradiación determinado (t) se expresa mediante la ecuación 1.2:

3

La suspensión de la capa leucocitoplaquetaria es parcialmente transparente a la luz UVA. De acuerdo con ello, este fluido atenúa la irradiancia de la luz en un punto determinado existente dentro del fluido. El grado de atenuación es una función de la absorcividad del fluido y de la profundidad de penetración de la luz desde la superficie del fluido.

Asumiendo la ley de Beer, la transmitancia de luz (T_{1}) del fluido entre su superficie incidente y un punto determinado existente en el fluido a una distancia (D_{1}) puede ser expresada como:

4

donde a es la absorcividad de la luz del fluido (cm^{2}/gr) y c es la concentración de un componente de absorción UVA existente en el fluido (gr/cm^{3}). La ecuación 1.3 puede ser expresada como:

5

Donde D_{n} es la distancia entre la superficie incidente del fluido y n es D_{n}/D_{1}:

6

\newpage

Así mismo, la irradiancia (In) a la distancia de D_{n} desde la superficie incidente es:

7

El valor de irradiancia medio (Ia) a lo largo de la entera extensión del grosor de la película del fluido (D_{r}) puede ser calculado integrando la extensión de la profundidad del fluido y dividiéndola por el grosor de la película:

8

donde N = D_{r}/D_{1} y la relación de Ia con respecto a lo es:

9

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Integrando el grosor de la película la relación resulta:

10

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Se llega así a la siguiente ecuación analítica:

11

donde N es la relación del grosor de película uniforme D (cm) con respecto al grosor del material no transparente no diana D_{1} (cm), y T1 es la transmitancia de luz de la luz a través del fluido, cuando el fluido tiene un grosor del fluido igual al grosor de la no diana dominante. Una no diana es dominante cuando se compara con cualquier otra no diana. Es el atenuador luminoso predominante. La precisión de este cálculo puede potenciarse al máximo en situaciones en las que la diana y el material no diana dominante del fluido son distribuidos de manera uniforme a través de todo el fluido, por ejemplo, removiendo.

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La ecuación 2.0 es particularmente aplicable a fluidos parcialmente transparentes, y, en particular, puede ser utilizada en aplicaciones de fotoaféresis para estimar la cantidad media de la energía luminosa UVA suministrada a los glóbulos blancos existentes en una suspensión de una capa leucocitoplaquetaria bien removida. En una forma de realización específica, cuando se utiliza la aplicación con fluidos que contienen glóbulos rojos (con un grosor de aproximadamente 2 * 10^{-4} cm) como no diana dominante, el material de atenuación de la luz, la ecuación 2.0 resulta:

12

donde H es el valor de hematocrito del fluido.

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Una forma ejemplar adicional de determinar el Factor ALE, de modo preferente cuando el fluido comprende una no diana de atenuación dominante como por ejemplo glóbulos rojos, es utilizar la siguiente ecuación de apilamiento:

15

donde C es el tanto por ciento de las no dianas existentes en el fluido y D (cm) es el grosor del fluido. Y es un número adimensional que representa la forma geométrica de la no diana y del factor de apilamiento. El factor de apilamiento es también un número adimensional que representa la cantidad teórica del apilamiento físico que tiene lugar dentro del fluido por las no dianas. En aplicaciones de la ECP, por ejemplo, el factor de apilamiento puede ser un número entre 1 y 2. Los medios para la obtención de un factor de apilamiento se describen con detalle supra. Cuando la no diana es geométricamente esferoide, la ecuación para Y es:

16

donde R (cm) es el radio medio de la no diana, d (cm) es el grosor medio de la no diana, y S es al factor de apilamiento.

Cuando los glóbulos rojos son la no diana de atenuación dominante en una suspensión de una capa leucocitoplaquetaria, la ecuación 2.2 resulta:

17

donde H es el valor de hematocrito para 1 ml de la suspensión de la capa leucocitoplaquetaria.

Lo que sigue a continuación proporciona un ejemplo de cómo la ecuación de apilamiento y el factor de apilamiento pueden ser derivados. Volviendo a la metodología de la ECP para la CTCL ejemplar, los glóbulos rojos tienen un diámetro de aproximadamente 8 * 10^{-4} y un grosor de aproximadamente 2 * 10^{-4} cm. Hay dos casos extremos de situaciones alineadas de forma ordenada para la distribución de los glóbulos rojos en la suspensión de la capa leucocitoplaquetaria, el primero es cuando los RBCs están uniformemente distribuidos en la cuba y alineados de tal manera que su interferencia con la irradiación UVA se potencia al máximo. En otras palabras, los lados discoides de todos los RBCs están en posición perpendicular contra los rayos de luz UVA entrantes. El segundo es cuando todos los RBCs están uniformemente distribuidos en la cuba y alineados de tal manera que su interferencia con la irradiancia UVA se reduce al mínimo. En otras palabras, los lados discordes de todos los RBCs están en una posición en paralelo contra los rayos de luz UVA entrantes.

En el contexto de la ECP para la CTCL, los RBCs están de modo preferente distribuidos al azar en la suspensión y el efecto de la interferencia podría producirse en algún punto entre estas dos situaciones periódicas. Aquí, solo se toma en consideración un centímetro cúbico o unitario de la suspensión de la capa leucocitoplaquetaria bien mezclada con la luz UVA irradiada solo sobre un lado. Así mismo, en estos dos casos se supuso que los RBCs estaban apilados unos contra otros. Esto es, no hay formación de rulos, debido al bajo hematocrito en las suspensiones de capa leucocitoplaquetaria.

Considerando una situación en la que la interferencia luminosa por los RBCs es potenciada al máximo, cada centímetro cúbico (ml) de la suspensión de capa leucocitoplaquetaria podría ser seccionado en I/d secciones donde d es el grosor de los glóbulos rojos. De acuerdo con ello, el número de los RBCs de cada porción es:

18

donde C es la concentración de RBCs (número de células/ml) en la suspensión de capa leucocitoplaquetaria. Así, el máximo posible del área fraccional (Fa) que podría bloquear una irradiación UVA en una sección determinada es:

19

donde R es el radio del RBC.

El número teóricamente mínimo de secciones que se requiere para bloquear completamente la luz UVA en un centímetro cuadrado de área superficial irradiada es, por tanto, 1/Fa. Con el fin de conseguir esto, ningún glóbulo rojo debe resultar bloqueado detrás de otro glóbulo rojo. El número total de las secciones en el cubo es 1/d. Por consiguiente, en un volumen de un centímetro cúbico de la suspensión leucocitoplaquetaria, hay (1/d) (1/Fa) veces de secciones (1/Fa). De ello se sigue que un centímetro cúbico (o volumen unitario) de la suspensión de la capa leucocitoplaquetaria contiene un número total de secciones que pueden teóricamente bloquear (L/d)/(L/Fa) veces de un área por centímetro cuadrado (o área unitaria) a partir de la luz UVA. Sustituyendo con Fa en la ecuación 2.6:

20

En este ejemplo, no hay glóbulos rojos que bloqueen a otros glóbulos rojos a partir de la luz UVA. Por ejemplo, si el hematocrito es del 5% la primera sección bloqueará el 5% de la irradiación UVA y la segunda sección bloqueará un 5% adicional, y así sucesivamente. La última capa de las secciones de 1/Fa bloquearán al menos un 5% restante de la luz UVA, bloqueando con ello completamente la luz. En estas condiciones de forma aproximada ligeramente menos de la mitad del fluido, incluyendo las células elegidas como diana situadas en su interior, es irradiada por la luz UVA; la porción restante del fluido es protegida de la luz por los glóbulos rojos.

Otra situación es aquella en la que los glóbulos rojos de una sección están situados detrás de otros glóbulos rojos de la sección existente enfrente de ella. Por ejemplo, si el hematocrito es 5%, solo el 95% de la primera sección pasará la luz. Dado que los glóbulos rojos de la segunda y de las porciones situadas detrás de ella están todos situados detrás de los glóbulos rojos de la primera capa, no hay bloqueo ulterior de la luz y el 95% de todo el fluido de las secciones (1/Fa), casi dos veces más que en el caso anterior, recibirá la irradiación UVA. Por consiguiente, incorporando un factor de apilamiento sencillo (S), la ecuación 2.7 puede reescribirse como:

21

El valor del factor de apilamiento, S, en aplicaciones de la ECP, puede por tanto situarse entre uno y dos.

Siguiendo un análisis similar, la ecuación 2.8 resulta:

22

donde d' = 2 * R.

Las ecuaciones 2.8 y 2.9 representan dos casos extremos opuestos de la atenuación de la luz por los RBCs. En la práctica, la atenuación de la luz por los RBCs se produce en alguna zona entre estos dos extremos. Si tomamos la media de estos casos extremos como una estimación de la situación en la práctica, la ecuación resulta:

23

Para suspensiones de capa de revestimiento leucocitoplaquetaria de la sangre humana podemos aproximar R = 4 * 10^{-4} cm y d = 2 * 10^{-4} cm para los glóbulos rojos. De acuerdo con ello, la ecuación 3.0 resulta:

24

La Ecuación 3.1 multiplica el número de secciones que pueden bloquear completamente la luz UVA entrante a través de un área por centímetro cuadro en un volumen por centímetro cúbico. Suponiendo que la suspensión de la capa leucocitoplaquetaria existente dentro de este volumen por centímetro cúbico (o volumen unitario) está bien mezclada, la energía UVA suministrada a las células elegidas como diana a través de la ventana de un centímetro cuadrado (o unidad de área) puede ser expresada como:

25

donde

Ea = energía UVA suministrada por área unitaria, Julios/cm^{2}

Ev = Eo * A/V, energía UVA suministrada por volumen unitario, Julios/ml

Eo = Io * t, energía UVA Incidente suministrada por área unitaria, Julios/cm^{2}

Io = irradiancia Incidente, Julios/cm^{2} seg.

t = tiempo de irradiación, segundos.

V = A * D, volumen irradiado, ml.

A = área de irradiación, cm^{2}.

D = grosor de la película de la capa leucocitoplaquetaria, cm.

C = Concentración de glóbulos rojos, \sim 1.1 * H *10^{8} células/ml

H = Hematocrito de la suspensión de la capa leucocitoplaquetaria, %

S = Factor de apilamiento, número adimensional entre 1 y 2.

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Sustituyendo S = 1.5, la media de 1 y 2, como estimación y C = 1.1 * H * 10^{8}, la ecuación 3.2 resulta:

26

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Sustituyendo Ev = Eo * A/V y V = A * D;

27

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Las ecuaciones 2.0 y 2.4 cuando se aplican a un fluido que contiene glóbulos rojos como material de atenuación dominante, predicen unos factores ALE casi idénticos hasta una concentración de glóbulos rojos de aproximadamente el 20%, como se representa en la Figura 10. Unas concentraciones de glóbulos rojos más altas, cuando la condición teórica asumida en la ecuación de apilamiento se desvía en mayor medida de la situación real, la diferencia entre las dos ecuaciones resulta predeciblemente mayor. Efectivamente, en concentraciones de glóbulos rojos de más de un 20% puede ser más apropiado emplear la ecuación 2.0. En concentraciones de glóbulos rojos bajas (por ejemplo inferiores a 0,2%), cuando la atenuación provocada por el componente de plasma de la suspensión misma ya no es despreciable en comparación con la atenuación producida por los glóbulos rojos, la ecuación 3.4 puede perder parte de su
precisión.

Otro procedimiento para calcular el factor ALE puede utilizar las mediciones del grosor uniforme del fluido biológico y del porcentaje de glóbulos rojos del fluido biológico. Las ecuaciones utilizadas en este procedimiento pueden ser de modo preferente utilizadas con concentraciones de glóbulos rojos en la suspensión de la capa leucocitoplaquetaria y hasta un veinte (20) por ciento, y como máxima preferencia ser utilizadas con una concentración de glóbulos rojos de hasta entre el siete (7) y el ocho (8) por ciento.

Una vez que se ha calculado el FLEV, se efectúa un cálculo adicional en base al sistema de suministro de luz específico. El cálculo del sistema de suministro determina qué periodo de tiempo de irradiación necesita suministrar el FLEV al fluido, teniendo en cuenta una diversidad de factores relacionados con la fuente luminosa y su capacidad actual para suministrar luz. Este cálculo puede de modo preferente tener en cuenta factores tales como la forma de la fuente luminosa, la desintegración de la lámpara con el tiempo, el tamaño del haz luminoso, y el volumen del fluido que está siendo irradiado.

La variable L (Mw/cm^{2}) explica la desintegración de la salida de la fuente luminosa a lo largo del y tiempo y depende de las propiedades de la lámpara utilizada preferentemente medida en una posición fija respecto de la línea central de la lámpara. A modo de ejemplo, L puede ser determinada tomando mediciones cada hora de una lámpara ejemplar a lo largo de la vida útil de la lámpara. A medida que el tiempo avanza, la intensidad de la lámpara se reduce. En una forma de realización específica, una vez que las mediciones por horas son trazadas, puede crearse una ecuación para ajustarse a las mediciones. A continuación, la ecuación puede ser utilizada para determinar el valor L simplemente conociendo cuántas horas de lámpara han sido utilizadas. En una forma de realización alternativa, puede accederse directamente a una base de datos que contenga las mediciones de la vida útil de la lámpara.

Por ejemplo, en una forma de realización determinada de la presente invención, la Figura 11, representa, en una tabla de consulta prototípica, el valor L (mW/cm^{2}) a lo largo de unas mediciones por hora para una lámpara utilizada en un sistema UVAR® tomadas a 25 cm desde su centro. Estas mediciones se traducen en la siguiente ecuación de desintegración de la irradiancia de la lámpara única:

28

El valor L posibilita que se ajuste la vida de la lámpara en la determinación de la extensión de tiempo en el que la fuente luminosa irradia las dianas para conseguir el resultado deseado. En base a los valores L de la Figura 11, una ecuación de desintegración de la irradiancia de la lámpara única ejemplar se determina en la que a es igual a 0,78552878, b es igual a -0,00059106023, y c es igual a -0,032384473. Esta ecuación, así como la tabla de los valores L para la fuente luminosa utilizada, pueden ser almacenados y ser accesibles por ejemplo, en la memoria del sistema o en una tabla de consulta.

En el sistema UVAR® ejemplar, la cámara de fotoactivación está situada entre dos bancos de lámparas UVA y la suspensión de la capa leucocitoplaquetaria es recirculada a través de una trayectoria de serpentina situada dentro de la cámara de fotoactivación. El grosor de la película de sangre de la cámara es el mismo, aproximadamente de 1,4 mm de grosor. Con este grosor de la película de sangre, con un valor de hematocrito de al menos alrededor de unos pocos por ciento, la irradiación de la luz UVA es completamente absorbida por la película de sangre y puede ser calculada la cantidad total de la energía UVA suministrada a cada ml de suspensión de la capa leucocitoplaquetaria circulante. Este valor es de 255 Julios/ml en el sistema UVAR®.

La irradiancia de la luz UVA que llega a la superficie de las células elegidas como diana existentes en la suspensión es atenuada por los glóbulos rojos existentes en la trayectoria de la luz. El glóbulo rojo es casi completamente opacp a la luz UVA. En estas condiciones, es razonable suponer que la atenuación de la irradiancia es proporcionalmente racional a la concentración de los glóbulos rojos a la trayectoria de la luz. La concentración de glóbulos blancos es aproximadamente de un orden de magnitud menor que la de los glóbulos rojos, y así mismo el glóbulo blanco es mucho menos opaco a la luz UVA que los glóbulos rojos. Por consiguiente, la cantidad de atenuación ocasionada por los glóbulos blancos será insignificante y puede ignorarse en la derivación de la ecuación del tiempo de irradiación.

La cantidad total de la energía UVA suministrada a cada ml de la suspensión de la capa linfocito plaquetaria circulante puede ser expresada como:

29

donde

Ev = Cantidad total de la energía UVA suministrada por unidad de volumen, Julios/ml.

k = Constante proporcional.

H = Hematocrito

En el sistema UVAR®, el valor de Ev es de 255 Julios/ml y el valor de hematocrito medio es de aproximadamente 3,5%. Por consiguiente, k = 255/3,5.

La energía UVA es suministrada a través de la cámara de irradiación y sobre la superficie de la película de suspensión de la capa leucocitoplaquetaria situada dentro de la cámara de irradiación, mientras que la película de la placa leucocitoplaquetaria está fluyendo dentro de la cámara de irradiación. La cantidad total de la energía UVA suministrada al volumen total de la suspensión de la capa leucocitoplaquetaria puede ser calculada multiplicando la irradiancia en la superficie de la película de sangre (a través de la pared de la cámara), y el periodo de irradiación y el área de la película de sangre irradiada. Así mismo, la energía UVA suministrada a un volumen por unidad, Ev, puede ser expresada dividiendo la cantidad total de la energía UVA suministrada dividida por el volumen de la suspensión leucocitoplaquetaria.

30

donde

Ev = energía UVA suministrada por volumen unitario, J/ml.

Io = irradiancia UVA en la superficie de la película de sangre, mW/cm^{2}

A = Área de la película de sangre irradiada dentro de la cámara de irradiación, 1330 cm^{2}

t = periodo de irradiación, minutos

V = volumen total de la suspensión de la placa de leucocitoplaquetaria en el bucle de irradiación, ml.

Los factores de multiplicación, 1000 y 60, pueden ser utilizados para la corrección de las unidades de milivatios a vatios y de minutos a segundos.

Combinando las ecuaciones 3.6 y 3.7, y sustituyendo k = 255/3.5 y A = 1330 cm^{2}, el periodo de irradiación puede ser expresado como:

31

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La ecuación para el valor de irradiancia medio, Io, de la luz UVA en la superficie de la película de sangre dentro de la cámara de irradiación puede derivarse como sigue.

La luz UVA que llega a la superficie de la película de sangre situada dentro de la cámara de irradiación UVAR® proviene de un conjunto de luces compuesto por nueve (9) lámparas. En la caja de luces del instrumento, la luz UVA pasa a través de un cristal transparente UVA y de la pared de la cámara de irradiación acrílica antes de que llegue a la película de sangre. La salida UVA no es uniforme a lo largo de la extensión de la lámpara UVA de fluorescencia tubular. La salida es más alta en la sección media de la lámpara y más baja dentro de los extremos de la lámpara. Por consiguiente, el valor medio de irradiación de la luz UVA que llega a la película de sangre puede obtenerse mediante la medición de la irradiancia en puntos a lo largo del conjunto de las luces y calculando su valor medio. Sin embargo, dado que la salida de la lámpara se desintegra a lo largo del tiempo, es sumamente difícil medir todos los puntos de manera simultánea en un tiempo de lámpara determinado. Tal y como se describe más adelante, este problema fue resuelto mediante la relación de este valor medio con el valor medio de la lámpara de irradiancia de la lámpara única en un punto fijo que puede ser rápidamente medido.

La Figura 12 muestra el valor de irradiancia UVA medio de seis (6) lámparas individuales, medidas en el punto medio y a 25 cm de distancia desde la línea central de las lámparas como una función de la vida de la lámpara. El valor de irradiancia se desintegra con mucha rapidez al principio y se reduce de forma más gradual cuando la vida de la lámpara aumenta. Después de alrededor de 60 horas de uso, la salida de lámpara se desintegra bastante lentamente y ello permite que exista el tiempo suficiente para medir puntos del conjunto de luces y calcular el valor medio de la irradiancia. Las mediciones de la irradiancia se efectuaron en un punto de 61.5 horas y en el punto de 150 horas en varios conjuntos de luces. Los valores fueron de 15,11 y 11,19 mW/cm^{2} en 61.5 horas y 150 horas, respectivamente. Fueron calculadas las relaciones de estos valores de irradiancia medios dentro de la caja de luces y las irradiancias medias de la lámpara única en la vida de la lámpara correspondiente. Las relaciones fueron de 23,9 en el punto de las 61.5 horas y de 21,9 en el punto de las 150 horas, dando como resultado un valor medio de 22,9 Io en la Ecuación 3.8 pueden ser expresadas como:

32

donde

k = la relación de irradiancia de la caja de luces y de la lámpara única, 22,9

I = irradiancia de la lámpara única, mW/cm^{2}

T = porcentaje de la transmitancia UVA de la cámara de irradiación acrílica 92%.

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Sustituyendo Io en la ecuación 3.8 por la ecuación 3.9 y los valores reales para las variables correspondientes, la ecuación del tiempo de irradiación 3.8 resulta:

33

donde L es la irradiancia de la lámpara única expresada como una ecuación de línea de regresión basada en los puntos de datos medidos mostrados en las Figuras 11 y 12.

\newpage

En un sistema UVAR® ejemplar utilizado en las aplicaciones de la ECP para la CTCL, se utiliza la siguiente ecuación 4.1 por medio de los procedimientos y sistemas de la presente invención para determinar los tiempos de irradiación:

34

donde

t_{min} = Tiempo de irradiación, minutos

V = Volumen del bucle de tratamiento/recirculación, ml

H = Hematocrito

T = 92 (% de transmitancia de la cámara de irradiación)

k = 23,9 (una constante basada en la relación de la intensidad de una lámpara medida en un punto del fluido con la intensidad del entero conjunto de lámparas del sistema UVAR®.)

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Corrigiendo el tiempo en segundos, da:

35

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La inserción de las constantes da:

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La agrupación de las constantes da:

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Con referencia a la Figura 11, y utilizando los siguientes parámetros:

Tiempo de la lámpara = 2,7 horas

V = 210 ml

H = 2,9

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El valor L en una vida de una lámpara de 2 horas es de 7625 en la Figura 11. El valor L de la vida de una lámpara de 3 horas es de 7488. La interpolación lineal que utiliza una aritmética de números enteros da:

38

\newpage

Por consiguiente:

39

El instrumento UVAR®, en una forma de realización específica, utiliza dos bancos de lámparas. Las duraciones de las lámparas de estos bancos pueden diferir, y teóricamente, también diferir sus tablas de los tiempos de irradiación. Para dar razón de ello, el cálculo completo se lleva de modo preferente a cabo dos veces, una vez para cada banco de lámparas y los valores pueden ser promediados. Este valor es el tiempo de fotoactivación. Una vez que el cálculo se ha desarrollado el tiempo que resta es, de modo preferente, inmediatamente restado por la cantidad del tiempo durante el cual las lámparas UV han estado ya en el sistema UVAR®.

Una vez que se ha calculado el periodo de tiempo de irradiación, el sistema de la presente invención puede llevar a cabo la etapa adicional de suministrar la capa luminosa, durante ese periodo de tiempo, a las dianas que contiene el fluido. En una forma de realización concreta de la presente invención, el sistema a continuación puede instruir al dispositivo de fotoactivación para que suministre el FLEV al fluido durante el periodo de irradiación determinado. Esto puede llevarse a cabo por medio de una computadora o por cualquier otro procedimiento conocido. Efectivamente, el sistema de la presente invención efectúa la predeterminación del FLEV. Esta variable predeterminada puede ser accesible por el usuario, por ejemplo, disponible en forma tubular, y, en una forma de realización concreta de la presente invención, ser almacenada o accesible en una memoria de computadora.

Con el fin de evaluar la precisión de la cantidad calculada de la energía UVA prevista por las ecuaciones 2.0 y 2.4, un número igual de leucocitos fueron suspendidos en una solución salina tamponada con fosfato claro, y en una suspensión con una capa linfocito plaquetaria con un hematocrito de 3,5%. Estas dos suspensiones fueron expuestas a una luz UVA en presencia de 100 nG/ml de 8-MOP. Se dispusieron así mismo unos controles en los cuales se añadió 8-MOP a la suspensión. El grado de daño a las células por este tratamiento a la misma concentración de 8-MOP depende de la dosis de energía UVA y puede medirse mediante la fiabilidad de las células.

Los periodos de irradiación fueron calculados mediante las ecuaciones 2.0 y 2.4 para suministrar aproximadamente 1,4 Julios/cm^{2} de energía UVA a los linfocitos existentes en los fluidos. Dado que la solución salina tamponada con fosfato es transparente a la luz UVA, el periodo de irradiación fue calculado en base a la irradiación incidente (ecuación 2.0). El periodo de irradiación para los linfocitos existentes en la suspensión de la capa leucocitoplaquetaria fue calculado mediante las ecuaciones 2.0 y 2.4. La viabilidad de las células después de la irradiación de ambas muestras fue medida para comparar el daño a las células. La viabilidad de las células de ambas muestras fue alrededor del 19% o menor siete días después de la irradiación mientras que la muestra de control no tratada fue de alrededor de un 85% o mayor. Este resultado muestra que los linfocitos de la solución salina tamponada con fosfato y la suspensión de la capa linfocito plaquetaria recibieron la misma cantidad de daño y de mortandad celular resultante. Por tanto, los linfocitos de ambas muestras recibieron la misma cantidad de energía UVA de acuerdo con lo calculado por cada ecuación.

La ecuación 2.0 puede, de modo preferente, ser utilizada con cualquier solución o suspensión parcialmente transparente. Requiere una medición de la transmitancia (T) precisa de un grosor conocido (D) del fluido, de modo preferente bajo condiciones en las cuales los materiales del fluido sean homogéneos. La ecuación 2.4 puede ser particularmente aplicable con fluidos que comprendan glóbulos rojos.

Con referencia a las figuras asociadas, en una forma de realización específica de la invención, la Figura 1 muestra un sistema de fotoaféresis extracorpórea 100 como una aplicación de fototerapia en cuanto aplicada al tratamie3nto de los leucocitos. Véase la Solicitud PCT 97/366581. El sistema de fototerapia 100 incluye un fármaco fotoactivable, 8-MOP 110, un paciente 120, un dispositivo 130 de extracción de fluidos biológicos para extraer sangre, un dispositivo centrifugador para separar la capa leucocitoplaquetaria de la sangre, un dispositivo de fotoactivación 150, un dispositivo 160 de inserción de un fluido (esto es, una capa leucocitoplaquetaria, un dispositivo 170 de inserción de sangre. La persona experta en la materia apreciará que el sistema 100 puede contener dispositivos adicionales o diferentes y puede soportar una pluralidad de aplicaciones de fototerapia, de acuerdo con lo anteriormente indicado. Véanse las Patentes estadounidenses Nos. 4,921,473, 4,838,852, 5,147,289, 5,150,705, 5,383,847, 5,433,738, y 5,459,322, cada una de las cuales se refiere a diversas aplicaciones, en las cuales el sistema de la presente invención puede ser utilizado.

Las Figuras 2A y 2B muestran un diagrama de flujo 200 de la sangre del sistema de fotoaféresis de la Figura 1. La primera etapa es mezclar la sangre del paciente 120 con el 8-MOP 110 (etapa 202). En la presente forma de realización, al paciente 120 se le administra por vía oral el 8-MOP 110, y, en el transcurso de unas pocas horas, el medicamento se mezcla con la sangre del paciente 120. A continuación, después de que el medicamento 110 interactúa con la sangre (etapa 204), una cantidad de la mezcla de sangre - medicamento es extraída 130 (etapa 206) y transferida a un separador, como por ejemplo un dispositivo centrifugador 140 (etapa 208).

Después de que la mezcla sangre - medicamento es transferida al dispositivo centrifugador 140, el dispositivo centrifugador 140 separa la mezcla (etapa 210). Un dispositivo centrifugador concreto utiliza un sensor óptico para determinar cuándo separar (o rasar) el fluido. En primer lugar, la centrifugadora rasa y desprende el plasma, a continuación la capa leucocitoplaquetaria, la cual contiene el material elegido como diana (esto es, el 8-MOP de los leucocitos), y a continuación los glóbulos rojos. El dispositivo centrifugador utiliza un sensor óptico situado dentro de la cámara centrifugadora que mide la luz deflectada. El sensor óptico, mediante la medición de la luz deflectada en la centrifugadora determina cuándo rasar los fluidos o el material separado. Después de la separación, la capa leucocitoplaquetaria y un porcentaje de plasma son combinados. El plasma es el medio en el cual los leucocitos y el 8-MOP se alojan. Incluso después de la separación, sin embargo, la mezcla de la capa leucocitoplaquetaria y el plasma separados puede incluir algunos lóbulos rojos y plaquetas, dado que el proceso de separación puede no ser capaz de conseguir una separación completa. Estos glóbulos rojos y plaquetas restantes contenidos en la capa leucocitoplaquetaria, son atenuadores no diana de la luz. En la presente forma de realización, los glóbulos rojos son las no dianas dominantes dado que son los mayores atenuadores de la luz, en comparación con otro material atenuante del fluido elegido como diana.

Una vez que el fluido elegido como diana (esto es, la mezcla de la capa leucocitoplaquetaria) es separado, un segundo sensor óptico determina si el fluido elegido como diana contiene un hematocrito deseado (porcentaje de glóbulos rojos) (etapa 212). En una forma de realización concreta, un hematocrito deseado es de aproximadamente de uno (1) a dos (2) por ciento. El segundo sensor óptico el cual mide la transmitancia, determina el porcentaje deseado, a continuación se procesa la mezcla adicional de sangre - medicamento mediante la centrifugadora (etapa 210).

Si el fluido no diana contiene el porcentaje de hematocrito deseado, entonces la centrifugadora determina qué fluido separado está procesando (etapa 214). Si la centrifugadora está procesando el fluido no diana, entonces la centrifugadora combina el plasma restante con los glóbulos rojos separados y transfiere la mezcla hasta el dispositivo de inserción de sangre separado 170 (etapa 216). A continuación, el dispositivo de inserción de sangre retorna la mezcla de glóbulos rojos/plasma al paciente (etapa 218) y el procesamiento se detiene.

Si la centrifugadora está procesando el fluido elegido como diana, la centrifugadora a continuación transfiere el fluido elegido como diana hasta el fluido de fotoactivación (etapa 220). La etapa 220 y la etapa 216 pueden tener lugar de modo simultáneo. La cámara de fotoactivación 150 a continuación irradia el fluido durante un periodo de tiempo (etapa 222). La computadora 300 controla la cámara de fotoactivación 150 tal y como se ilustra en la Figura 3 y se describe en la exposición correspondiente. El fluido elegido como diana ahora tratado, es a continuación transferido hasta un fluido de inserción de fluido 160 (etapa 224). A continuación el dispositivo de inserción de la diana retorna la mezcla de glóbulos rojos/plasma al paciente (etapa 226) y el proceso se detiene.

La Figura 3 es un diagrama de una computadora 300 para controlar el dispositivo de fotoactivación 150 de acuerdo con la aplicación de la presente invención. La computadora 300 incluye una memoria 310, una unidad de procesamiento central (UPC) 320, una interfaz de fotoactivación 330, una interfaz de operador 340 un dispositivo de entrada 350 y una pantalla de vídeo 360. El experto en la materia apreciará que la computadora 300 puede contener componentes adicionales o diferentes. La memoria 310 incluye así mismo un sistema operativo 312. un programa de fotoactivación 314, y una tabla de consulta 315. La tabla de consulta 315 puede comprender una localización de almacenaje situada en la memoria 310 y puede contener las tablas que se correspondan con los datos requeridos con el programa de fotoactivación 314. Las tablas individuales y los datos correspondientes se describen con mayor detalle en las descripciones que se corresponden con las Figuras 4 a 9. El programa de fotoactivación 312 obtiene el FLEV. El FLEV podría ser obtenido mediante acceso a la tabla de consulta 315 por medio del dispositivo de entrada 350 o mediante un cálculo como se describe con mayor detalle en lasa descripciones que se corresponden con las figuras 4 a 9.

Aunque determinados componentes del sistema se describen como estando almacenados en la memoria 310, la persona experta en la materia podrá apreciar que uno o más de estos componentes pueden estar también almacenados en otros medios legibles por computadora, como por ejemplo dispositivos de almacenaje secundarios, como discos duros, discos flexibles, o CD-ROMs; una onda portadora procedente de Internet; u otras formas de RAM o ROM. En realidad, cada uno de los procedimientos o de las etapas concretas contenidas en ellos, puede ser llevado a cabo por o quedar almacenados en una computadora o en un medio legible por computadora.

La Figura 4 muestra un diagrama de flujo 400 de las etapas llevadas a cabo por el programa de fotoactivación 314 cuando es requerido para determinar y a continuación suministrar una cantidad de energía luminosa a un fluido que contiene unas dianas por medio de lo cual unas dianas del fluido recibirán la cantidad de energía luminosa. La primera etapa llevada a cabo por el programa de fotoactivación 314 es obtener el TELEV (etapa 402). El resultado deseado se define con anterioridad y se basa en la aplicación de la fototerapia. Por ejemplo, cuando se utiliza la fotoaféresis para tratar la CTCL, el TELEV aplicado a los leucocitos de modo preferente provoca al menos un cincuenta (50) por ciento de leucocitos que mueren gradualmente en los seis (6) días después de la exposición a la energía luminosa.

El TELEV puede ser obtenido mediante el acceso, por ejemplo, a una tabla de consulta 315 que contiene los datos del TELEV o el programa de fotoactivación 314 puede obtener el TELEV por medio del dispositivo de entrada 350. La Figura 5 ilustra cómo el TELEV puede ser clínicamente identificado una vez que el resultado deseado es
conocido.

Una vez que se obtiene el TELEV, la etapa siguiente es obtener el factor de la energía luminosa medio del fluido (etapa 404). El Factor ALE es el porcentaje de la energía luminosa incidente que será suministrada a un área unitaria media del fluido. El factor ALE puede ser obtenido accediendo a la porción de la tabla de consulta 315 que pertenece a los datos de los factores ALE, o el factor ALE puede ser obtenido por medio del dispositivo de entrada 350.

De acuerdo con la presente invención, el factor ALE es obtenido por cualquier diana existente en un fluido biológico a partir de un conocimiento del valor medio de la energía luminosa (Julios/cm^{2}) en el área superficial unitaria de las dianas existentes en el fluido y sabiendo el valor de la energía luminosa (Julios/cm^{2}) en la superficie incidente del fluido biológico. La descripción que acompaña la Figura 6 ilustra dicho procedimiento de obtención del factor ALE.

Así mismo, el factor ALE puede ser obtenido a partir del conocimiento de la relación del grosor del fluido y del valor de transmitancia luminosa de un grosor de fluido conocido. La relación del grosor es la relación del grosor uniforme del fluido y del grosor medio de la no diana existente en el fluido. La no diana es el material existente en el fluido que atenúa la energía luminosa. La descripción que acompaña a la Figura 7 ilustra dicho procedimiento de obtención del factor ALE.

Cuando el fluido comprende glóbulos rojos como no dianas que atenúan la energía luminosa, el factor ALE puede obtenerse a partir del conocimiento de la relación del grosor y del conocimiento del porcentaje de hematocrito o de los glóbulos rojos existentes en el fluido. La descripción que acompaña a la Figura 8 ilustra dicho procedimiento del factor ALE.

Cuando el fluido comprende glóbulos rojos como no dianas que atenúan la energía luminosa, el factor ALE puede ser obtenido mediante el conocimiento del grosor uniforme del fluido y mediante el conocimiento del porcentaje de hematocrito o de glóbulos rojos existentes en el fluido. La descripción que acompaña a la Figura 9 ilustra dicho procedimiento de obtención del factor ALE.

Después de la obtención del factor ALE, la siguiente etapa es obtener el FLEV o la cantidad de energía luminosa requerida para ser suministrada al fluido, de manera que las dianas del fluido reciban el TELEV (etapa 406). El FLEV es calculado conociendo el TELEV y el factor ALE y utilizando la ecuación 1.0 de acuerdo con lo anteriormente descrito.

Después de la obtención del FLEV se puede a continuación obtener el periodo de tiempo de irradiación (etapa 408). El periodo de tiempo de irradiación es la cantidad de tiempo requerida para que la lámpara o la fuente de energía luminosa suministre el FLEV al fluido. El periodo de tiempo de irradiación se obtiene accediendo a la porción de la tabla de consulta 315 que pertenece a los datos del periodo de tiempo de irradiación.

Así mismo, puede ser calculado el tiempo de irradiación. Los factores que podrían ser considerados en el cálculo del periodo de tiempo de irradiación son el desintegración de las lámparas o la energía, la forma de la lámpara o el volumen del fluido que va a ser irradiado. Cuando el fluido comprende glóbulos rojos no diana, el periodo de tiempo de irradiación puede ser calculado conociendo el volumen del fluido, el porcentaje de glóbulos rojos existentes en el fluido, y el tiempo de desintegración de la fuente luminosa utilizando, por ejemplo, una ecuación, como por ejemplo la ecuación 1.5 de acuerdo con lo anteriormente descrito.

Después de la obtención del periodo de tiempo de irradiación se puede a continuación instruir al dispositivo de irradiación 150 para conectar la lámpara de energía luminosa para el periodo de tiempo de irradiación.

La Figura 5 muestra un diagrama de flujo 500 de las etapas llevadas a cabo en la obtención clínica del TELEV. La primera etapa de la obtención clínica del TELEV es obtener el resultado deseado de la fototerapia (etapa 502). La etapa siguiente es colocar las dianas de las muestras en un fluido no atenuante, el cual es a menudo un fluido biológico o químico (etapa 504). La persona experta en la materia advertirá que existen numerosos medios no fluidos y otros tipos de fluidos que pueden soportar dianas, como por ejemplo una solución salina, y plasma filtrado. En una forma de realización alternativa, cuando las dianas inicialmente se alojan en un fluido, las muestras del fluido pueden ser utilizadas para las pruebas químicas con tal de que cualquiera o la mayoría de los materiales de atenuación sean filtrados.

A continuación, las muestras de fluido que contienen las dianas son irradiadas con cantidades variables de la energía luminosa (etapa 506). Después de la irradiación de los tejidos de muestra, un TELEV es identificado el cual se corresponde con la muestra que produjo el resultado deseado (etapa 508). El experto en la materia podrá apreciar que cualquier TELEV es específico de la aplicación concreta de los procedimientos y sistemas de la presente invención.

La Figura 6 muestra un diagrama de flujo 600 de las etapas llevadas a cabo por el programa de activación 314 al obtener el factor ALE. Este procedimiento de obtención del factor ALE puede ser utilizado para cualquier fluido que contenga dianas. La primera etapa para obtener el factor ALE es obtener el valor medio de la energía luminosa en el área superficial unitaria de las dianas del fluido (etapa 602). El valor medio de la energía luminosa existente en el área de superficie unitaria puede ser obtenido accediendo a la porción de la tabla de consulta 315 que pertenece al valor medio de la energía luminosa existente en los datos del área de superficie unitaria. En una forma de realización alternativa de la presente invención, el programa de fotoactivación 314 puede obtener el valor medio de la energía luminosa en el área de superficie unitaria por medio del dispositivo de entrada 350.

La siguiente etapa consiste en obtener el valor de la energía luminosa existente en la superficie incidente del fluido biológico (etapa 604). El valor de la energía luminosa existente en la superficie incidente puede ser obtenido accediendo a la porción de la tabla de consulta 315 que pertenece al valor de la energía luminosa existente en los datos de la energía incidente. En una forma de realización alternativa de la presente invención, el programa de fotoactivación 314 puede obtener el valor de la energía luminosa existente en la superficie incidente por medio del dispositivo de entrada 350. El factor ALE puede a continuación ser calculado (etapa 606).

No de acuerdo con la reivindicación 1, la Figura 7 muestra un diagrama de flujo 700 de las etapas llevadas a cabo por el programa de fotoactivación 314 al obtener el factor ALE. Este procedimiento de obtención del factor ALE puede ser utilizado para cualquier fluido biológico que contenga dianas. Sin embargo, la precisión de esta ecuación se potencia al máximo cuando se proporciona una mezcla homogénea de dianas y no dianas en el fluido. Una mezcla homogénea de fluido biológico puede ser obtenida removiendo el fluido biológico que contiene las dianas y las no dianas.

Para obtener el factor ALE, en primer lugar se obtiene la relación del grosor del fluido (etapa 702). La relación del grosor es la relación del grosor uniforme del fluido y del grosor medio de la no diana existente en el fluido. La relación del grosor, el grosor uniforme del fluido y el grosor de la no diana pueden ser obtenidos mediante la obtención de estos valores mediante, por ejemplo, el acceso de una tabla de consulta 315 que contenga los datos relacionados con estos parámetros. El programa de fotoactivación 314 puede obtener a relación del grosor, el grosor uniforme del fluido, y el grosor de la no diana por medio del dispositivo de entrada 350. Una vez que se han obtenido los datos del grosor uniforme del fluido y del grosor de la no diana, la relación del grosor puede ser calculada dividiendo el grosor uniforme del fluido por el grosor de la no diana.

Después de la obtención de la relación del grosor, a continuación se puede obtener un valor de transmitancia de la luz de un grosor del fluido conocido (etapa 704). El periodo de irradiación puede ser obtenido accediendo a la porción de una tabla de consulta 315 que pertenece al valor de transmitancia luminosa de unos datos conocidos del grosor del fluido. El programa de fotoactivación 314 puede obtener un valor de transmitancia luminosa de un grosor conocido del fluido. El factora ALE puede a continuación ser calculado utilizando la ecuación 1.1 (etapa 706).

No de acuerdo con la reivindicación 1, la Figura 8 muestra un diagrama de flujo de las etapas llevadas a cabo por el programa de fotoactivación 314 al obtener el factor ALE. Este procedimiento del factor ALE puede ser utilizado para el fluido biológico que comprende glóbulos rojos como no dianas que atenúan la energía luminosa. La precisión de esta ecuación puede depender de hasta qué punto se remueva bien el fluido. La primera etapa para obtener el factor ALE es obtener la relación del grosor (etapa 802). La relación del grosor es la relación del grosor uniforme del fluido y del grosor medio de la no diana existente en el fluido. La no diana es el material del fluido que atenúa la energía luminosa. La relación del grosor, el grosor uniforme del fluido, y el grosor de la no diana puede obtenerse accediendo a la porción de la tabla de consulta 315 que pertenece a la relación del grosor, al grosor uniforme del fluido, y a los datos del grosor de las no dianas, respectivamente. El programa de fotoactivación 314 puede obtener la relación del grosor, el grosor uniforme del fluido, y el grosor de las no dianas por medio del dispositivo de entrada 350. Una vez que se obtiene el grosor uniforme del fluido y los datos del grosor de las no dianas, la relación del grosor puede ser calculada mediante la división del grosor uniforme del fluido con el grosor de las no dianas.

Después de obtener la relación del grosor, el siguiente paso es obtener el porcentaje de los glóbulos rojos o hematocrito por unidad de fluido biológico (etapa 804). El porcentaje de glóbulos rojos puede obtenerse, mediante la lectura, por ejemplo, del perfil óptico o electromagnético del fluido por medios conocidos o mediante el acceso a la porción de la tabla de consulta 315 que pertenece a los datos de los porcentajes de los glóbulos rojos. El programa de fotoactivación 314 puede obtener el porcentaje de los glóbulos rojos por medio de los dispositivos de entrada 350. El factor ALE puede entonces ser calculado utilizando la ecuación 1.2 (etapa 806).

No de acuerdo con la reivindicación 1, la Figura 9 muestra un diagrama de flujo 900 de las etapas llevadas a cabo por el programa de fotoactivación 314 en la obtención del factor ALE. Este procedimiento de obtención del factor ALE puede ser utilizado para un fluido biológico que comprenda glóbulos rojos como no dianas que atenúen la energía luminosa y que tengan un factor de apilamiento de entre 1 y 2. La precisión de los resultados de esta ecuación puede depender de hasta qué punto el fluido es adecuadamente removido. La primera etapa para obtener el factor ALE es obtener el grosor del fluido (etapa 802). El grosor uniforme del fluido puede ser obtenido mediante el acceso a la porción de la tabla de consulta 315 que pertenece a los datos uniformes del grosor del fluido. El programa de fotoactivación 314 puede obtener el grosor uniforme del fluido por medio del dispositivo de entrada 350.

Después de la obtención del grosor uniforme del fluido la etapa siguiente es obtener el porcentaje de los glóbulos rojos o hematocrito por unidad de fluido biológico (etapa 904). El porcentaje de glóbulos rojos puede ser obtenido mediante la lectura, por ejemplo, del perfil óptico o electromagnético por medios conocidos o mediante el acceso a la porción de la tabla de consulta 315 que pertenece a los datos de los porcentajes de los glóbulos rojos. El programa de fotoactivación 314 puede obtener el porcentaje de glóbulos rojos por medio del dispositivo de entrada 350. El factor ALE puede entonces ser calculado utilizando la ecuación 1.3 (etapa 906).

La Figura 10 muestra un gráfico de los factores ALE calculados para un fluido que comprende glóbulos rojos como no dianas para tres diferentes grosores del fluido (1 mm, 2 mm, y 3 mm). Estos factores ALE fueron calculados utilizando las ecuaciones 1.1 (Modelo Analítico) y 1.3 (Modelo de Apilamiento). La relación de la energía luminosa media suministrada a las dianas existentes en el fluido y la energía luminosa suministrada al punto incidente es trazada como una función del porcentaje de hematocrito en un grosor del fluido diferente.

Claims

1. Un sistema para determinar un valor de energía luminosa de un fluido para su suministro a un fluido biológico que comprende unas dianas, en el que el valor de la energía luminosa de un fluido es la cantidad de la energía luminosa que va a ser suministrada a dicho fluido para potenciar al máximo la probabilidad de que dichas dianas reciban la energía luminosa que produce el resultado deseado, comprendiendo el sistema:

(a): un medio adaptado para obtener dicho valor de la energía luminosa eficaz de la diana que comprende:

i): un medio adaptado para situar dichas dianas en otro fluido que no contiene esencialmente ningún otro material de atenuación de la luz;

ii): un medio adaptado para irradiar dicho otro fluido que contiene dichas dianas con valores de energía luminosa de muestra; y

iii): un medio adaptado para determinar el valor de la energía luminosa de muestra que produce dicho resultado deseado;

(b): un medio adaptado para obtener dicho factor de la energía luminosa medio del fluido que comprende

i): un medio adaptado para obtener un valor de la energía luminosa medio en un área de superficie unitaria de dichas dianas existentes en dicho fluido biológico;

ii): un medio adaptado para obtener un valor de energía luminosa en una superficie incidente de dicho fluido biológico; y

(c): un medio adaptado para calcular un periodo de tiempo de irradiación requerido por una fuente de energía luminosa para suministrar dicho valor de la energía luminosa de un fluido a dicho fluido biológico,

\quad: en el que el medio adoptado para obtener dicho valor (a) de la energía luminosa eficaz de la diana comprende así mismo:

iv): un medio adaptado para irradiar dichas dianas en los fluidos biológicos de muestra con unos valores de la energía luminosa de muestra; y

v): un medio adaptado para determinar el valor de la energía luminosa eficaz de la diana.

2. El sistema de la reivindicación 1, en el que el medio adaptado para obtener dicho factor de la energía luminosa medio (b) comprende así mismo:

\quad: un medio adaptado para obtener una relación del grosor uniforme del fluido con respecto al grosor medio del fluido del material que atenúa la energía luminosa pero que no es la diana prevista para la energía luminosa;

\quad: un medio adaptado para obtener un valor de transmitancia de la luz de un grosor de película del fluido conocido; y

\quad: un medio adaptado para calcular el factor de la energía luminosa medio para dichas dianas existentes en dicho fluido biológico.

3. El sistema de las reivindicaciones 1 o 2, en el que el medio adaptado para calcular (c) comprende así mismo:

\quad: un medio adaptado para obtener un volumen del valor del fluido biológico;

\quad: un medio adaptado para obtener un porcentaje del valor de los glóbulos rojos; y

\quad: un medio adaptado para obtener un valor de vida desintegración para dicha fuente de energía luminosa.

4. El sistema de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende así mismo:

\quad: un medio adaptado para exponer dicho fluido biológico al valor de la energía luminosa del fluido.

5. El sistema de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el medio para determinar el valor de la energía luminosa del fluido es uno o más procesadores de computadora.

6. El sistema de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dicho fluido biológico contiene un medicamento activable por una energía luminosa.

\newpage

7. El sistema de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicho fluido biológico comprende un material no diana que atenúa dicha energía luminosa destinada a dichas dianas y dicho material no diana comprende glóbulos rojos.

8. El sistema de la reivindicación 7, en el que dicho fluido biológico comprende una capa leucocitoplaquetaria rica en leucocitos.