Sistema sensor y procedimiento para la captación con generación de imágenes de un objeto.

Sistema sensor para la captación con generación de imágenes de un objeto con

- un sensor generador de imágenes (7) para registrar datos para la generación de imágenes de un objeto (13)a captar,

- un sensor óptico (9) para registrar datos de imagen del objeto (13), estando dispuesto el sensor generadorde imágenes (7) de forma esencialmente estacionaria con respecto al sensor óptico (9) y

- una unidad de evaluación (16) para evaluar los datos para la generación de imágenes y los datos deimagen, estando configurada la unidad de evaluación (16) de tal manera que

- a partir de los datos de imagen se puede determinar un movimiento relativo entre el sensor generadorde imágenes (7) y el objeto (13) y

- dependiendo del movimiento relativo determinado se puede reconstruir, a partir de los datos para lageneración de imágenes, una imagen tridimensional del objeto (17),

caracterizado porque

- para registrar datos de imagen del sensor generador de imágenes (7), el sensor generador de imágenes (7)está dispuesto en una zona de registro (14) del sensor óptico (9) determinada para el objeto (13) y

- la unidad de evaluación (16) está configurada de tal manera que se puede reconocer una deformación delobjeto (13) debida a un efecto del sensor generador de imágenes (7) mediante los datos de imagen.

Sistema sensor y procedimiento para la captación con generación de imágenes de un objeto La invención se refiere a un sistema sensor para la captación con generación de imágenes de un objeto de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Los procedimientos de generación de imágenes para la captación de objetos han ganado una gran importancia en los más diversos campos de aplicación. Los campos de aplicación típicos son, por ejemplo, la captación de órganos en medicina así como el ensayo de materiales y componentes en la industria. Por ejemplo, en medicina se pueden captar tejidos mediante un sensor de ultrasonidos en forma de una imagen tridimensional e identificarse así los contornos de un tumor, de modo que se pueda planear y ejecutar una intervención específica. Para captar la estructura tridimensional del objeto se tienen que registrar varias imágenes seccionales bidimensionales desplazadas una con respecto a otra y a continuación agruparse para formar una imagen tridimensional del objeto. La calidad de la imagen tridimensional del objeto depende a este respecto de la precisión con la que se juntan las imágenes seccionales bidimensionales individuales. Para agrupar las imágenes seccionales individuales es necesario determinar el movimiento del sensor de ultrasonidos con respecto al objeto, puesto que reproduce las posiciones y orientaciones de las imágenes seccionales individuales una con respecto a otra.

Por el documento EP 0 961 135 B1 se conoce un sistema sensor para registrar imágenes seccionales por ultrasonidos, en el que en una sonda de ultrasonidos está dispuesto un sensor de posición que permite colocar correctamente las imágenes seccionales registradas una con respecto a otra cuando se mueve la sonda de ultrasonidos durante el registro. Gracias a que el sensor de posición proporciona datos de posición absoluta en un sistema de coordenadas de referencia fijo, se puede tener en cuenta el movimiento de la sonda de ultrasonidos a la hora de reconstruir una imagen tridimensional del objeto a partir de las imágenes seccionales. Es desventajoso que los movimientos propios del objeto durante el registro de las imágenes seccionales no se pueden captar mediante el sensor de posición, puesto que los mismos no tienen ninguna influencia en la posición de la sonda de ultrasonidos. Así, los movimientos relativos entre la sonda de ultrasonidos y el objeto, causados por los movimientos propios del objeto, no se captan y no se tienen en cuenta a la hora de reconstruir la imagen tridimensional del objeto, lo que deriva en una mala calidad de imagen.

Por el documento EP 1 504 721 A1 se conoce un sistema sensor correspondiente, en el que en un extremo de la sonda de ultrasonidos está dispuesto adicionalmente un sensor óptico para registrar los datos de la imagen del objeto a estudiar.

Por el documento US 2004/167 402 A1 se conoce un aparato de ultrasonidos con una sonda de ultrasonidos y un sensor óptico asociado. El sensor óptico está dispuesto junto a una ventana acústica, detrás de la cual se encuentra la sonda de ultrasonidos. El sensor óptico está orientado de tal manera que el mismo recibe la luz de la superficie cutánea de un paciente. A partir de las correspondientes imágenes se determina el movimiento de la sonda de ultrasonidos. Los datos registrados por esta se reconstruyen mediante las imágenes obtenidas hasta formar una imagen del objeto.

Se conocen aparatos de ultrasonidos correspondientes por los documentos WO 2006/127 142 A2 y US 6 554 771 B1 que mediante un sensor óptico obtienen datos de posición de una sonda de ultrasonidos y usan los mismos para evaluar los datos registrados mediante la sonda de ultrasonidos. En estos aparatos de ultrasonidos es desventajoso que los movimientos propios del objeto durante el registro siguen perjudicando la calidad de la imagen.

El objetivo de la invención es, por tanto, conseguir un sistema sensor para la captación con generación de imágenes de un objeto mediante el que se puedan captar mejor de forma sencilla los movimientos relativos entre un sensor generador de imágenes y el objeto causados por los movimientos propios del objeto.

Este objetivo se consigue mediante un sistema sensor con las características de la reivindicación 1. Mediante el sensor óptico se pueden registrar datos de imagen del sensor generador de imágenes y del objeto a captar. A este respecto queda garantizado, gracias a la disposición estacionaria del sensor generador de imágenes con respecto al sensor óptico, que los mismos prácticamente no puedan realizar movimientos relativos el uno con respecto al otro. En paralelo a los datos de imagen se pueden registrar datos para la generación de imágenes del objeto mediante el sensor generador de imágenes, de modo que respectivamente en los mismos momentos existen datos para la generación de imágenes y datos de imagen. Mediante la unidad de evaluación se puede calcular el movimiento relativo entre el sensor generador de imágenes y el objeto a partir de los datos de imagen de momentos consecutivos. A este respecto se tienen en cuenta tanto los movimientos relativos causados por un movimiento propio del sensor generador de imágenes como los movimientos relativos causados por movimientos propios del objeto. Los datos para la generación de imágenes de los correspondientes momentos se pueden asociar espacialmente entre sí con exactitud mediante los movimientos relativos calculados. Así resulta posible la reconstrucción de imágenes de objetos tridimensionales con una gran precisión incluso en el caso de movimientos propios del objeto, de modo que se puede conseguir una alta calidad de imagen.

Los movimientos propios pueden ser un movimiento del objeto en su conjunto tal como, por ejemplo, el movimiento de órganos debido a la respiración o irrigación sanguínea, o una deformación del objeto tal como, por ejemplo, la

deformación de un órgano debido a una acción externa. La acción externa puede ser, en particular, también un efecto del sistema sensor, que durante el registro de los datos para la generación de imágenes entra en contacto con el objeto. Tales deformaciones se pueden reconocer mediante los datos de imagen, de modo que los datos para la generación de imágenes asociados, que debido a la deformación del objeto resultan, por lo general, inútiles, se pueden desechar durante la reconstrucción de la imagen tridimensional del objeto o −siempre que los datos de imagen estén presentes en tiempo real− ni tan siquiera se registran datos para la generación de imágenes asociados sin que antes se haya encontrado una posición de registro adecuada del sensor generador de imágenes sin deformación del objeto.

El sensor generador de imágenes puede estar configurado para registrar imágenes seccionales bidimensionales o imágenes de segmentos con volumen tridimensionales que se puedan componer mediante los movimientos relativos calculados hasta formar una imagen tridimensional del objeto. El sensor generador de imágenes puede ser, por ejemplo, un sensor de ultrasonidos.

La determinación de los movimientos relativos a partir de los datos de imagen se puede realizar basándose en píxeles, calculándose para los píxeles los desplazamientos locales con respecto a los datos de imagen próximos en el tiempo. Como alternativa, la determinación de los movimientos relativos se puede realizar basándose en características, buscándose en las imágenes superficiales asociadas a los datos de imagen estructuras estables y estableciéndose sus desplazamientos locales.

Un sistema sensor de acuerdo con la reivindicación 2 garantiza una disposición estacionaria de los sensores entre sí gracias a la rígida unión mecánica. Esto se cumple, en particular, cuando actúan fuerzas sobre los sensores.

Un sistema sensor de acuerdo con la reivindicación 3 garantiza una rigidez mecánica alta, puesto que el elemento de unión está dispuesto cerca de los sensores.

Un sistema sensor de acuerdo con la reivindicación 4 es adecuado para la captación de órganos en medicina.

Un sistema sensor de acuerdo con la reivindicación 5 permite el registro de imágenes seccionales bidimensionales que se pueden agrupar mediante la unidad de evaluación hasta formar una imagen tridimensional del objeto.

Un sistema sensor de acuerdo con la reivindicación 6 permite el registro de imágenes de segmentos con volumen tridimensionales que se pueden agrupar hasta formar una imagen tridimensional del objeto, que muestra un volumen total del objeto mayor.

Un sistema sensor de acuerdo con la reivindicación 7 permite la obtención de datos de posición absoluta del sensor generador de imágenes y, por tanto, referenciar el sensor generador de imágenes... [Seguir leyendo]

1. Sistema sensor para la captación con generación de imágenes de un objeto con

- un sensor generador de imágenes (7) para registrar datos para la generación de imágenes de un objeto (13) a captar,

- un sensor óptico (9) para registrar datos de imagen del objeto (13) , estando dispuesto el sensor generador de imágenes (7) de forma esencialmente estacionaria con respecto al sensor óptico (9) y

- una unidad de evaluación (16) para evaluar los datos para la generación de imágenes y los datos de imagen, estando configurada la unidad de evaluación (16) de tal manera que

- a partir de los datos de imagen se puede determinar un movimiento relativo entre el sensor generador de imágenes (7) y el objeto (13) y

- dependiendo del movimiento relativo determinado se puede reconstruir, a partir de los datos para la generación de imágenes, una imagen tridimensional del objeto (17) ,

caracterizado porque

- para registrar datos de imagen del sensor generador de imágenes (7) , el sensor generador de imágenes (7) está dispuesto en una zona de registro (14) del sensor óptico (9) determinada para el objeto (13) y

- la unidad de evaluación (16) está configurada de tal manera que se puede reconocer una deformación del objeto (13) debida a un efecto del sensor generador de imágenes (7) mediante los datos de imagen.

2. Sistema sensor de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el sensor generador de imágenes (7) está unido firmemente al sensor óptico (9) mediante un elemento de unión (10) rígido.

3. Sistema sensor de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el elemento de unión (10) está dispuesto al menos parcialmente en la zona de registro (14) .

4. Sistema sensor de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el sensor generador de imágenes (7) está configurado como sensor de ultrasonidos.

5. Sistema sensor de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el sensor generador de imágenes (7) está configurado de manera que se pueden registrar datos para la generación de imágenes para imágenes seccionales (11) bidimensionales del objeto (13) .

6. Sistema sensor de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el sensor generador de imágenes (7) está configurado de manera que se pueden registrar datos para la generación de imágenes para imágenes de segmentos con volumen (12) tridimensionales del objeto (13) .

7. Sistema sensor de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque está previsto un equipo de medición de la posición (18) para la determinación de datos de posición absoluta del sensor generador de imágenes (7) .

8. Sistema sensor de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque el equipo de medición de la posición

(18) está configurado de modo electromagnético.

9. Sistema sensor de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque el equipo de medición de la posición (18) presenta una sonda electromagnética (19) , que está dispuesta en la zona de los sensores (7, 9) unidos rígidamente.

10. Sistema sensor de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque la unidad de evaluación (16) está configurada de tal manera que se puede determinar el movimiento relativo entre el sensor generador de imágenes (7) y el objeto (13) teniendo en cuenta los datos de posición absoluta.

11. Sistema endoscópico con

- un vástago (2) que

- presenta un primer extremo (3) opuesto al objeto (13) a captar y

- un segundo extremo (5) orientado hacia el objeto (13) y

- un sistema (22) sensor de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, estando dispuestos el sensor generador de imágenes (7) y el sensor óptico (9) en el segundo extremo (5) .

12. Sistema endoscópico de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque el vástago (2) está configurado de forma flexible al menos en la zona del segundo extremo (5) .