Sistema de calibración basado en actuadores para un catéter sensible a la presión.

Un aparato de calibración, que comprende:

un elemento fijo (46) acoplado para sostener un extremo distal (28) de una sonda médica (26);

un actuador (48), que está configurado para presionar contra la punta distal (30) en la sonda (26) y aplicar ala punta distal (30) múltiples vectores de fuerza que tienen magnitudes y ángulos respectivos con respecto alextremo distal (28), para causar una deformación de la punta distal en relación al extremo distal;un dispositivo de detección (52), que está configurado para medir las magnitudes de los vectores de fuerzaaplicados por el actuador (48); y

un procesador de calibración (42), que está configurado para recibir de la sonda (26) las primeras medicionesindicativas de la deformación de la punta distal en respuesta a los vectores de fuerza, para recibir deldispositivo de detección (52) las segundas mediciones indicativas de las magnitudes de los vectores defuerza, y para calcular, en base a los ángulos y las primeras y segundas mediciones, los coeficientes decalibración para evaluar los vectores de fuerza como una función de las primeras mediciones.

Sistema de calibración basado en actuadores para un catéter sensible a la presión

CAMPO DE LA INVENCION

La presente invención se refiere de forma general a sondas invasivas, y específicamente a la calibración de sensores de presión es sondas invasivas.

ANTECEDENTES

Una amplia variedad de procedimientos médicos implican la colocación de objetos, como sensores, tubos catéteres, dispositivos dispensadores e implantes dentro del cuerpo. Se han desarrollado sistemas de detección de la posición para el seguimiento de dichos objetos. La detección de la posición magnética es uno de los métodos conocidos en la técnica. En la detección de la posición magnética, se colocan típicamente generadores de campo magnético en posiciones conocidas externas al paciente. Un sensor de campo magnético dentro del extremo distal de una sonda genera señales eléctricas en respuesta a estos campos magnéticos, que son procesadas para determinar las coordenadas de posición del extremo distal de las sonda. Estos métodos y sistemas se describen en las Patentes U.S. 5, 391, 199, 6, 690, 963, 6, 484, 118, 6, 239, 724, 6, 618, 612 y 6, 332, 089, en la Publicación Internacional de PCT WO 1996/005768, y en las Publicaciones de solicitudes de Patente U.S. 2002/0065455 A1, 2003/0120150 A1 y 2004/0068178 A1.

Cuando se coloca una sonda dentro del cuerpo, puede ser deseable tener una punta distal de la sonda en contacto directo con el tejido corporal. El contacto se puede verificar, por ejemplo, midiendo la presión del contacto entre la punta distal y el tejido corporal. Las Publicaciones de solicitud de Patente U.S. 2007/0100332, 2009/0093806 y 2009/0138007, describen métodos de detectar la presión del contacto entre la punta distal de un catéter y el tejido en una cavidad corporal usando un sensor de fuerza integrado en el catéter. La punta distal del catéter está acoplada con el extremo distal del tubo de inserción del catéter por un miembro elástico, como un resorte, que se deforma en respuesta a la fuerza ejercida en la punta distal cuando presiona contra el tejido endocárdico. Un sensor de posición magnética dentro del catéter detecta la deflexión (localización y orientación) de la punta distal en relación con el extremo distal del tubo de inserción. El movimiento de la punta distal en relación con el tubo de inserción es indicativo de deformación del miembro elástico, y por lo tanto da una indicación de la presión.

RESUMEN DE LA INVENCION

Una realización de la presente invención proporciona un aparato de calibración que incluye un elemento fijo, un actuador, un dispositivo de detección y un procesador de calibración. El elemento fijo está acoplado para sostener el extremo distal de una sonda médica. El actuador está configurado para presionar contra la punta distal de la sonda y aplicar a la punta distal múltiples vectores de fuerza que tienen magnitudes y ángulos respectivos respecto al extremo distal de la sonda, para causar una deformación de la punta distal en relación al extremo distal. El dispositivo de detección está configurado para medir las magnitudes de los vectores de fuerza aplicados por el actuador. El procesador de calibración está configurado para recibir de la sonda las primeras mediciones indicativas de la deformación de la punta distal en respuesta a los vectores de fuerza, para recibir del dispositivo de detección las segundas mediciones indicativas de las magnitudes de los vectores de fuerza, y para calcular, en base a los ángulos y las primeras y segundas mediciones, los coeficientes de calibración para evaluar los vectores de fuerza como una función de las primeras mediciones.

En algunas realizaciones preferidas, el aparato incluye una superficie plana acoplada al actuador y configurada para presionar contra la punta distal de la sonda. En una realización divulgada, el extremo distal de la sonda incluye un generador de campo que genera un campo magnético, y la punta distal incluye un sensor de campo que detecta el campo magnético y produce las primeras mediciones en respuesta al campo magnético detectado. En otra realización, el aparato incluye múltiples generadores de campo, que son externos a la sonda y son operativos para generar los campos magnéticos respectivos, y el extremo distal y la punta distal de la sonda incluyen los respectivos primer y segundo sensores de campo que detectan los campos magnéticos para producir las primeras mediciones.

En otra realización preferida, el aparato incluye una guía mecánica, que sostiene el actuador y es controlada por el procesador de calibración para aplicar los vectores de fuerza en las magnitudes y ángulos respectivos. En aún otra realización, el elemento fijo está configurado para permitir que la sonda sea rotada respecto al eje longitudinal de la sonda, y el procesador de calibración está configurado para detectar una asimetría axial en la deformación de la punta distal procesando las primeras mediciones recibidas de la sonda rotada. En otra realización, el procesador de calibración está configurado para almacenar los coeficientes de calibración en un memoria que está acoplada a la sonda. La memoria puede incluir una Memoria de Solo Lectura Electrónicamente Programable y Borrable (E2PROM) .

También se proporciona, de acuerdo con una realización preferida de la presente invención, un método de calibración, incluyendo sostener un extremo distal de una sonda médica que tiene una punta distal en un elemento fijo, presionar un actuador contra la punta distal para aplicar a la punta distal múltiples vectores de fuerza que tienen magnitudes y ángulos respectivos con respecto al extremo distal de la sonda y causar una deformación de la punta distal en relación al extremo distal, recibiendo de la sonda las primeras mediciones indicativas de la deformación de la punta distal en respuesta a los vectores de fuerza, recibiendo de un dispositivo de detección acoplado con el actuador segundas mediciones indicativas de magnitudes de los vectores de fuerza, y calculando, en base a los ángulos y las primeras y segundas mediciones, los coeficientes de calibración para evaluar los vectores de fuerza como una función de las primeras mediciones.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

La divulgación es descrita en la presente, a modo de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos, en donde:

La Figura 1 es una ilustración gráfica esquemática de un sistema de calibración para un catéter sensible a la presión, de acuerdo con una realización de la presente invención;

La Figura 2 es un diagrama de flujo que ilustra esquemáticamente un método de calibración de un catéter sensible a la presión, de acuerdo con una realización de la presente invención;

La Figura 3 es una ilustración gráfica esquemática de un sistema de calibración para un catéter sensible a la presión, de acuerdo con una realización preferida de la presente invención; y

La Figura 4 es una vista en detalle esquemática que muestra la punta distal de un catéter sensible a la presión en contacto con un tejido endocárdico, de acuerdo con una realización de la presente invención.

DESCRIPCION DETALLADA DE LAS REALIZACIONES

Algunas sondas invasivas comprenden sensores de presión para medir la presión del contacto entre la sonda y el tejido intra-corporal. Por ejemplo, la punta distal de un catéter cardiaco puede comprender un sensor de presión, que se deforma en respuesta a la presión ejercida por la punta distal en el tejido endocárdico. Un sensor de posición en el catéter mide la deflexión de la punta distal, y proporciona de esta manera una indicación de la presión de contacto. En muchos casos prácticos, sin embargo, la relación entre la presión de contacto real y la lectura del sensor de posición varía de un catéter a otro.

Para asegurar mediciones de presión precisas, las realizaciones de la presente invención proporcionan métodos y sistemas para calibrar sondas (por ejemplo, catéteres) equipadas con sensores de presión. En algunas realizaciones, un aparato de calibración comprende un elemento fijo para montar un catéter, un actuador con una superficie plana para presionar contra la punta distal del catéter, y un manómetro acoplado al actuador para medir la fuerza ejercida por el actuador en la punta distal. El actuador puede ser posicionado y orientado automáticamente para contactar con la punta del catéter desde una variedad de ángulos, y puede de esta manera aplicar fuerza mecánica en la punta distal tanto longitudinal como oblicuamente (para modelar tanto el contacto frontal y oblicuo entre el catéter y el tejido corporal) . En algunas realizaciones, el catéter puede ser rotado en el elemento fijo para detectar asimetría... [Seguir leyendo]

1. Un aparato de calibración, que comprende:

un elemento fijo (46) acoplado para sostener un extremo distal (28) de una sonda médica (26) ; un actuador (48) , que está configurado para presionar contra la punta distal (30) en la sonda (26) y aplicar a la punta distal (30) múltiples vectores de fuerza que tienen magnitudes y ángulos respectivos con respecto al extremo distal (28) , para causar una deformación de la punta distal en relación al extremo distal; un dispositivo de detección (52) , que está configurado para medir las magnitudes de los vectores de fuerza aplicados por el actuador (48) ; y un procesador de calibración (42) , que está configurado para recibir de la sonda (26) las primeras mediciones indicativas de la deformación de la punta distal en respuesta a los vectores de fuerza, para recibir del dispositivo de detección (52) las segundas mediciones indicativas de las magnitudes de los vectores de fuerza, y para calcular, en base a los ángulos y las primeras y segundas mediciones, los coeficientes de calibración para evaluar los vectores de fuerza como una función de las primeras mediciones.

2. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, y que comprende una superficie plana (50) acoplada al actuador y configurada para presionar contra la punta distal de la sonda.

3. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el extremo distal (28) de la sonda (26) incluye un generador de campo (40) que genera un campo magnético, y en donde la punta distal (30) incluye un sensor de campo (38) que detecta el campo magnético y produce las primeras mediciones en respuesta al campo magnético detectado.

4. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, y que comprende múltiples generadores de campo (82) , que son externos a la sonda (26) y son operativos para generar los campos magnéticos respectivos, y en donde el extremo distal (28) y la punta distal (30) de la sonda (26) incluyen los respectivos primer y segundo sensores de campo (38, 80) que detectan los campos magnéticos para producir las primeras mediciones.

5. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, y que comprende una guía mecánica, que sostiene el actuador (48) y es controlada por el procesador de calibración (42) para aplicar los vectores de fuerza en las magnitudes y ángulos respectivos.

6. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el elemento fijo está configurado para permitir que la sonda (26) sea rotada respecto al eje longitudinal de la sonda (26) , y en donde el procesador de calibración (42) está configurado para detectar una asimetría axial en la deformación de la punta distal (30) procesando las primeras mediciones recibidas de la sonda rotada.

7. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el procesador de calibración (42) está configurado para almacenar los coeficientes de calibración en una memoria (44) que está acoplada a la sonda (26) .

8. Un método de calibración, que comprende:

sostener un extremo distal (28) de una sonda médica (26) que tiene un apunta distal (30) en un elemento fijo (46) ; presionar un actuador (48) contra la punta distal (30) , para aplicar a la punta distal múltiples vectores de fuerza que tienen magnitudes y ángulos respectivos con respecto al extremo distal (28) de la sonda (26) y causa una deformación de la punta distal (30) en relación al extremo distal (28) ; recibir de la sonda (26) las primeras mediciones indicativas de la deformación de la punta distal (30) en respuesta a los vectores de fuerza; recibir de un dispositivo de detección (52) acoplado al actuador (48) las segundas mediciones indicativas de las magnitudes de los vectores de fuerza; y calcular, en base a los ángulos y las primeras y segundas mediciones, los coeficientes de calibración para evaluar los vectores de fuerza como una función de las primeras mediciones.

9. El método de acuerdo con la reivindicación 8, en donde presionar el actuador (48) comprende presionar una superficie plana (50) acoplada al actuador (48) contra la punta distal (30) de la sonda (26) .

10. El método de acuerdo con la reivindicación 8, en donde el extremo distal (28) de la sonda (26) incluye un generador de campo (40) que genera un campo magnético, y en donde recibir las primeras mediciones comprende aceptar las primeras mediciones de un sensor de campo en la punta distal (30) , que detecta el campo magnético y produce las primeras mediciones en respuesta al campo magnético detectado.

11. El método de acuerdo con la reivindicación 8, en donde recibir las primeras mediciones comprende aceptar las primeras mediciones del primer y segundo sensores de campo (38, 80) , que están instalados respectivamente en el

extremo distal (28) y en la punta distal (30) de la sonda (26) , detectar los campos magnéticos generados por los múltiples generadores de campo (82) externos a la sonda y que producen las primeras mediciones.

12. El método de acuerdo con la reivindicación 8, en donde presionar el actuador (48) comprende operar una guía 5 mecánica que sostiene el actuador (48) para aplicar los vectores de fuerza en las magnitudes y ángulos respectivos.

13. El método de acuerdo con la reivindicación 8, y que comprende rotar la sonda (26) en el elemento fijo (46) con respecto a un eje longitudinal de la sonda (26) , y detectar una asimetría axial en la deformación de la punta distal

(30) procesando las primeras mediciones recibidas de la sonda rotada (26) . 10

14. El método de acuerdo con la reivindicación 8, y que comprende almacenar los coeficientes de calibración en una memoria (44) acoplada a la sonda (26) .

15. El aparato de acuerdo con la reivindicación 7, en donde la memoria comprende una Memoria de Solo Lectura 15 Electrónicamente Programable y Borrable.

16. El método de acuerdo con la reivindicación 14, en donde la memoria comprende una Memoria de Solo Lectura Electrónicamente Programable y Borrable.