Sistema de orientación de perspectiva controlada.

Un sistema (10) configurado para facilitar la navegación de una sonda (112) a través de una red ramificada de lúmenes corporales que comprende:

una sonda (112);

un circuito impreso de localización (40) configurado para generar un campo magnético a través del cual dicha sonda se hace navegar durante un procedimiento;

un sistema de control (80) configurado para recibir y procesar la información de dicha sonda con respecto a su posición dentro de dicho campo magnético de dicho circuito impreso de localización y configurado además para generar información de visualización de la misma;

un monitor configurado para mostrar dicha información de visualización en forma de una visualización, incluyendo dicha visualización:

una imagen generada por ordenador de una porción distal de dicha sonda;

una imagen generada por ordenador de un interior de un lumen que contiene dicha imagen generada por ordenador de dicha porción distal de dicha sonda como se ve desde un ángulo;

en el que dicho ángulo es fijo con respecto a uno del grupo que consiste en dicho lumen y un punto en dicha sonda proximal de una punta distal de dicha sonda, de modo que el movimiento de dicha punta distal de dicha sonda con respecto a dicho lumen es visible.

Sistema de orientación de perspectiva controlada Solicitud relacionada

Esta solicitud reivindica la prioridad de la Solicitud provisional de los EE.UU. N° de serie 61/28.98 presentada el 12 de febrero de 28 titulada Método de orientación de perspectiva controlada.

Antecedentes de la Invención

La identificación y tratamiento de las anormalidades en el tejido pulmonar presenta dificultades que son en cierto modo exclusivas de los pulmones. Si hay que Identificar y extirpar quirúrgicamente una lesión de un tejido o un tumor, se debe abrir la pared torácica para tener acceso a los pulmones. No obstante, la apertura de la pared torácica es un procedimiento común, pero que presenta riesgos de Infección y una recuperación larga.

Una alternativa deseable a la cirugía, en términos de reducir el trauma para el paciente, es Identificar y extirpar el tumor por vía endoscóplca. La cirugía endoscóplca en los pulmones, sin embargo, Implica navegar a través del complicado laberinto bronquial. Los endoscopios tienen cámaras en sus extremos distales que proporcionan al médico una Imagen en tiempo real a través del extremo del endoscopio mientras que el endoscopio se hace avanzar a través del sistema bronquial. Sin embargo, los endoscopios típicos son demasiado anchos para introducirse en las zonas más profundas de los pulmones, ya que los diámetros de las vías respiratorias disminuyen en dirección a los alvéolos.

Con el fin de facilitar la navegación profunda en los pulmones, se han desarrollado sistemas, tales como el descrito en la patente US-7.233.822, que incluye un sensor en el extremo distal de una sonda. El sensor interactúa con un generador de campo para proporcionar una indicación en tiempo real de su ubicación en un espacio tridimensional que abarca los pulmones. La indicación en tiempo real se superpone sobre una imagen de ordenador del árbol bronquial (conocido como un árbol bronquial virtual) de modo que la indicación de ubicación generada por el sensor es útil para el médico.

Hasta ahora, los datos de ubicación se han presentado al médico como si el sensor fuera en realidad un endoscopio. Por lo tanto, la imagen virtual de árbol bronquial se presenta desde la perspectiva de la punta del sensor y a medida que el sensor avanza, la imagen del árbol bronquial virtual se mueve más allá de los lados del sensor y desaparece.

La dificultad a la hora de visualizar el progreso de navegación de esta manera, como también sucede en el caso de un endoscopio, es que el médico tiene una visión de túnel. No se dispone de visión periférica. Por lo tanto, si el extremo del sensor está adyacente a una rama, la rama no puede aparecer en la pantalla. El médico que quiera ver a los lados del endoscopio o, en el sentido virtual, el sensor, debe o retraer la sonda o volverla en dirección a la rama.

Este problema de visualización se vuelve aún más confuso si consideramos en primer lugar que el sensor se mueve con el ritmo cardíaco y el ciclo de la respiración del paciente y en segundo lugar que el sensor a menudo se tuerce cuando se activa el mecanismo de dirección. El ritmo cardíaco y el ciclo de respiración provocan una trepidación de la imagen virtual, que puede ser muy desconcertante. En cuanto a la utilización del mecanismo de dirección, la mayoría de las sondas direccionables tienen una punta que se puede girar hacia una de cuatro direcciones. Esto significa que con el fin de girar la punta en una dirección deseada, puede ser necesario hacer girar la punta alrededor de su eje longitudinal hasta 18 grados antes de la desviación. Esto hará que la imagen que se está visualizando se vuelva y gire. El médico puede desorientarse fácilmente después de dar algunas vueltas al tratar de navegar hacia una lesión.

El documento US 25/182295 divulga una guía asistida visualmente de un endoscopio a una región predeterminada de Interés dentro de un pulmón durante un procedimiento de broncoscopia.

El documento US 28/8368 divulga un método de procesamiento de imágenes para crear una imagen transversal del Intestino.

El documento US 6.348.94 divulga un sistema de procesamiento de imagen que muestra una Imagen endoscóplca de un objeto tridimensional a partir de una posición de un ángulo y dirección de visión deseados.

El documento EP 1391181 A1 divulga un sistema de navegación de un instrumento quirúrgico que simula una escena volumétrica virtual de una cavidad corporal desde un ángulo de un instrumento quirúrgico que reside en la cavidad del paciente.

El documento US 24/9784 A1 divulga un procesador que recupera una imagen de un lumen de una base de datos de imágenes y superpone una representación del elemento operativo médico en la imagen recuperada, de acuerdo con una posición y orientación determinadas.

El documento WO 25/57563 A2 divulga instrumentos con los marcadores de localización y métodos para el seguimiento de los instrumentos a través de los pasos anatómicos.

Hay una necesidad de proporcionar la visualización de datos más utilizables para uso en la navegación de una sonda a través de un árbol bronquial virtual.

Sumario de la invención

El sistema de la presente invención, que se define en la reivindicación independiente 1 y las reivindicaciones dependientes, proporciona una presentación visual más utilizable a un médico que utiliza un sistema de navegación intra-corporal. Generalmente, el sistema de la presente invención utiliza un sistema de puntos de referencia planificados a lo largo de una ruta planificada a través del árbol bronquial para avanzar de forma incremental la imagen presentada al médico.

Por lo tanto, un médico que use el sistema de la presente invención verá una imagen del árbol bronquial y una imagen del sensor que se va avanzando a través de las vías respiratorias hasta un punto de referencia posterior. Una vez que el sensor ha alcanzado el siguiente punto de referencia y se ha dirigido a una rama apropiada, la perspectiva de la imagen avanzará hasta el siguiente punto de referencia. En lugar de las imágenes que se presentan como si hubiera una cámara montada en el sensor, que puede moverse de una manera caótica, errática, las imágenes del árbol bronquial virtual se presentan de una manera controlada, por ejemplo, como si las cámaras estuvieran montadas en cada uno de los puntos de referencia.

En una realización, el movimiento rítmico (movimiento causado por el ciclo de respiración, ciclo cardiaco o el movimiento del paciente) se visualiza mediante la vinculación de la perspectiva de la imagen de vídeo a la parte visible del árbol bronquial, de forma que no hay movimiento relativo visible entre la cámara y el árbol bronquial, sino que, todo el movimiento rítmico se visualiza mostrando el movimiento de la sonda. Por lo tanto, si el árbol bronquial se mueve de una manera tal que afecta a la posición relativa de la sonda en las vías respiratorias, la sonda se ve en movimiento. Esto proporciona al médico una percepción más precisa de la ubicación de la sonda.

En otra realización, los cálculos y la visualización se simplifican mediante la incorporación de la característica de que mientras que la sonda está siendo avanzada a través de una sección de las vías respiratorias que no contiene ramas, la sonda será guiada automáticamente por las paredes laterales de la vía respiratoria. Por lo tanto, no se obtiene ninguna información particularmente útil de una imagen que esté mostrando un movimiento rítmico. En esta realización, se proporciona una vista simplificada del sensor que se hace avanzar a través del centro de la vía respiratoria hasta que el sensor alcanza un cruce. Una vez que se alcanza el cruce, la sonda se mostrará como virando hacia una de las ramas disponibles. De esta manera, el médico sabe en qué rama ha entrado la sonda. Un aspecto preferido de esta realización proporciona una representación destacada de la rama de destino, tal como se determina en una etapa de planificación pre-operatoria.

En otra realización, la vía respiratoria está representada por un sencillo túnel con el siguiente punto de referencia o rama resaltado de alguna manera. A medida que se avanza la sonda, el punto de referencia destacado aumenta de tamaño para simular que se está acercando. A medida que la sonda parece que pasa el punto de referencia destacada, la vista cambia, ya sea de forma manual o automática, a una nueva vía respiratoria con el siguiente punto de referencia destacado en la distancia.

En aún otro aspecto de la presente invención, se visualiza una superposición o segunda ventana ofreciendo un diagrama esquemático del árbol bronquial y todo el camino hasta la diana. Preferiblemente, se muestra... [Seguir leyendo]

1. Un sistema (1) configurado para facilitar la navegación de una sonda (112) a través de una red ramificada de lúmenes corporales que comprende:

una sonda (112);

un circuito impreso de localización (4) configurado para generar un campo magnético a través del cual dicha sonda se hace navegar durante un procedimiento;

un sistema de control (8) configurado para recibir y procesar la información de dicha sonda con respecto a su posición dentro de dicho campo magnético de dicho circuito impreso de localización y configurado además para generar información de visualización de la misma;

un monitor configurado para mostrar dicha información de visualización en forma de una visualización, incluyendo dicha visualización:

una imagen generada por ordenador de una porción distal de dicha sonda;

una imagen generada por ordenador de un interior de un lumen que contiene dicha imagen generada por ordenador de dicha porción distal de dicha sonda como se ve desde un ángulo;

en el que dicho ángulo es fijo con respecto a uno del grupo que consiste en dicho lumen y un punto en dicha sonda proximal de una punta distal de dicha sonda, de modo que el movimiento de dicha punta distal de dicha sonda con respecto a dicho lumen es visible.

2. El sistema de la reivindicación 1, en el que dicha imagen generada por ordenador de dicho lumen incluye una indicación de un siguiente lumen a lo largo de un camino hasta una diana.

3. El sistema de la reivindicación 1, en el que dicha imagen generada por ordenador de dicho lumen incluye una diana iluminada.

4. El sistema de la reivindicación 1, en el que dicha imagen generada por ordenador de dicho lumen incluye un punto de referencia iluminado.

5. El sistema de la reivindicación 1, en el que dicha imagen generada por ordenador de dicho lumen incluye una visualización de un punto de referencia (17a, 17b, 17c).

6. El sistema de la reivindicación 1, en el que dicha imagen generada por ordenador de dicho lumen comprende una vista en perspectiva de dicho lumen.

7. El sistema de la reivindicación 1, en el que dicha imagen generada por ordenador de dicho lumen comprende una vista paralela geométrica de dicho lumen.

8. El sistema de la reivindicación 1, incluyendo además dicha visualización una imagen generada por ordenador de una visión general de dicha red ramificada que incluye una indicación de una ubicación de dicha punta distal de dicha sonda.

9. El sistema de la reivindicación 1, en el que dicha visualización incluye además una imagen generada por ordenador de una posición (18) y la orientación de una punta distal de dicha sonda representativa de una posición y orientación real de dicha sonda en una vista general (1) de dicha estructura ramificada.

1. El sistema de la reivindicación 1, en el que dichas imágenes de ordenador generadas se actualizan de manera que dicho ángulo es fijo con respecto a una siguiente rama de dicha estructura ramificada cuando dicha punta distal de dicha sonda pasa un punto de referencia predeterminado (16a, 16b, 16c).

11. El sistema de la reivindicación 1, en el que dicho punto de referencia predeterminado comprende una entrada a dicha siguiente rama de dicha rama.

12. El sistema de la reivindicación 1, en el que dicho ángulo es fijo con respecto a un lumen que contiene una porción distal de dicha sonda, visualizando así el movimiento rítmico como el movimiento de dicha sonda.

13. El sistema de la reivindicación 1, que comprende además una segunda imagen generada por ordenador en dicho monitor, incluyendo dicha segunda imagen generada por ordenador una visión general de dicha red ramificada de lúmenes corporales con una indicación de una ubicación de dicha sonda sobre la misma.

14. El sistema de la reivindicación 1, que comprende además una segunda imagen generada por ordenador en un segundo monitor, incluyendo dicha segunda imagen generada por ordenador una visión general de dicha red ramificada de lúmenes corporales con una indicación de una ubicación de dicha sonda sobre la misma.