Sistemas automatizados para recolectar e implantar unidades foliculares.

Un sistema automatizado (25) para retirar y/o implantar unidades foliculares,

que comprende:

un brazo móvil (27);

una herramienta (32, 36, 38, 200, 202) ubicada en el brazo móvil (27);

una o más cámaras (28) montadas en el brazo móvil (27);

un procesador configurado para recibir y procesar imágenes obtenidas por la una o más cámaras (28); y

un controlador asociado operativamente con el procesador y configurado para posicionar el brazo móvil (27) en base, al menos en parte, a imágenes procesadas obtenidas por la una o más cámaras (28);

en donde el brazo móvil (27) es maniobrable de manera que la herramienta (32, 36, 38, 200, 202) puede posicionarse en una orientación deseada en relación con una superficie que contiene unidades foliculares, y en donde la una o más cámaras (28) se configuran para obtener imágenes usando luz de diferentes longitudes de onda y en donde el procesador se configura para substraer y/o combinar las imágenes durante el procesamiento de imagen para visualizar una porción de un folículo piloso debajo de la superficie.

Sistemas automatizados para recolectar e implantar unidades foliculares Campo de la invención

Esta Invención se relaciona generalmente con un sistema robótlco guiado por imágenes para llevar a cabo procedimientos médicos terapéuticos y de diagnóstico de precisión.

Antecedentes

Los procedimientos de trasplante de cabello se conocen bien, y típicamente involucran (por ejemplo, en un paciente que presenta un patrón de calvicie masculina) recolectar injertos de cabello donados por las áreas de los lados y trasera ("áreas donantes") del cuero cabelludo del paciente, e implantar las unidades foliculares recolectadas en un área superior y calva ("área receptora"). Históricamente, los injertos recolectados eran relativamente largos (3-5 mm), aunque más recientemente, los injertos donantes pueden ser unidades foliculares individuales, que se agregan de manera natural de 1-3 (y mucho menos comúnmente, 4-5) folículos pilosos poco separados que se distribuyen aleatoriamente sobre la superficie del cuero cabelludo.

En un proceso bien conocido, una porción lineal del cuero cabelludo se retira de un área donante utilizando un escalpelo cortando en el tejido subcutáneo graso. La tira se disecciona (bajo un microscopio) en unidades de componentes foliculares, las cuales después se implantan en un área receptora en las perforaciones respectivas hechas usando una aguja. Pueden usarse fórceps para sujetar y colocar los injertos individuales de unidad folicular en los lugares perforados por la aguja, aunque otros instrumentos y métodos se conocen para llevar a cabo esta tarea.

En "Androgenetic Alopecia" (Springer 1996), M. Inaba & Y. Inaba se divulga y describe un método para recolectar unidades foliculares singulares al colocar una aguja de punción hueca que tiene un borde cortante y una cavidad interior con un diámetro de 1 mm, que es aproximadamente igual al diámetro de las partes anatómicas críticas de una unidad folicular. El punzón de la aguja se alinea axialmente con un eje de una unidad folicular que se va a extraer y después avanza sobre el cuero cabelludo para cortar el cuero cabelludo alrededor de la circunferencia de la unidad folicular seleccionada. Después de eso, la unidades foliculares se retiran fácilmente, por ejemplo, usando fórceps, para el implante posterior en un sitio del receptor con una aguja de inserción especialmente diseñada.

La solicitud de patente de Estados Unidos publicada 2523545 (Colé) describe un instrumento para la extracción de unidades foliculares individuales que supuestamente permite una profundidad y ángulo de penetración más precisos con respecto a la superficie de la piel, de la piel de un paciente.

La solicitud de patente de Estados Unidos publicada 2526756 (Harris) describe un método y un aparato para la extracción de unidades foliculares al marcar primero las capas exteriores de la piel con un punzón afilado, y después insertar un punzón romo separado en la incisión para separar la unidad folicular pilosa del tejido circundante y la capa grasa.

La patente de Estados Unidos núm. 6,585,746 (Gildenberg) describe un sistema de trasplante de cabello usando un robot, que incluye un brazo robótico y un introductor de folículo piloso asociado con el brazo robótico. Un sistema de vídeo se usa para producir una imagen virtual tridimensional del cuero cabelludo del paciente, la cual se usa para estudiar los lugares del cuero cabelludo que recibirán injertos de cabellos implantados por el introductor de folículo bajo el control del brazo robótico. Sin embargo, existen muchas mejoras tanto para proporcionar un sistema automatizado (por ejemplo, robótico) como métodos para su uso para recolectar e implantar unidades foliculares pilosas, colectivamente, "trasplantar cuando se refiere a la recolección de una unidad folicular de una región donante de una superficie del cuerpo e implantar la unidad recolectada en una región del receptor de la superficie del cuerpo como parte de un mismo procedimiento.

Resumen

La invención reivindicada se define en la reivindicación independiente anexa 1. Las modalidades preferidas se describen en las reivindicaciones dependientes.

De acuerdo con un aspecto general de las invenciones descritas en la presente, un sistema automatizado, tal como un sistema robótico guiado por imágenes, se emplea para llevar a cabo la recolección e implante de unidades foliculares pilosas controlados con precisión. En algunas modalidades, el sistema automatizado incluye un brazo móvil, una herramienta montada en el brazo móvil, una o más cámaras montadas en el brazo móvil, un procesador configurado para recibir y procesar imágenes obtenidas por la una o más cámaras, y un controlador asociado operativamente con el

procesador y configurado para posicionar el brazo móvil en base, al menos en parte, a imágenes procesadas obtenidas por la una o más cámaras, en donde el brazo móvil puede posicionarse de manera que la herramienta puede posicionarse en una orientación deseada en relación con una superficie del cuerpo adyacente.

A modo de ejemplo no limitante, el sistema automatizado puede ser un sistema robótico, en donde el brazo móvil es un brazo robótico, y en donde el procesador y el controlador pueden configurarse para posicionar la herramienta mediante control visual del brazo robótico. En algunas modalidades, puede emplearse una sola cámara, en donde el procesador se configura para registrar un sistema de coordenadas de referencia de la cámara con un sistema de coordenadas de referencia del marco de la herramienta del brazo robótico. Por ejemplo, el procesador puede registrar el sistema de coordenadas de referencia de la cámara con el sistema de coordenadas de referencia del marco de la herramienta en base a imágenes de un objetivo de calibración fijo que se obtienen mientras el brazo robótico se mueve a lo largo de uno o más ejes del sistema de coordenadas de referencia del marco de la herramienta. A modo de otro ejemplo, un par de cámaras pueden montarse en el brazo robótico, en donde el procesador se configura para registrar los respectivos sistemas de coordenadas de referencia de las cámaras entre sí y con un sistema de coordenadas de referencia del marco de la herramienta del brazo robótico. Nuevamente, el procesador puede registrar el respectivo sistema de coordenadas de referencia de las cámaras con el sistema de coordenadas de referencia del marco de la herramienta en base a imágenes de un objetivo de calibración fijo que se obtienen mientras el brazo robótico se mueve a lo largo de uno o más ejes del sistema de coordenadas de referencia del marco de la herramienta. A modo aún de otro ejemplo, la una o más cámaras comprenden los primer y segundo pares respectivos de cámaras montadas en el brazo robótico, el primer par enfocado en obtener imágenes de un primer campo de visión, y el segundo par enfocado en obtener imágenes de un segundo campo de visión sustancialmente más estrecho que el primer campo de visión. En esta modalidad, el procesador puede configurarse para registrar los respectivos sistemas de coordenadas de referencia del primer y segundo pares de cámaras entre sí y con un sistema de coordenadas de referencia del marco de la herramienta del brazo robótico. Nuevamente, el procesador puede registrar el respectivo sistema de coordenadas de referencia de las cámaras con el sistema de coordenadas de referencia del marco de la herramienta en base a imágenes de un objetivo de calibración fija que se obtienen mientras el brazo robótico se mueve a lo largo de uno o más ejes del sistema de coordenadas de referencia del marco de la herramienta.

En varias modalidades, la herramienta comprende una o ambas de una herramienta de recolección de unidad folicular y una herramienta de implante de unidad folicular. En varias modalidades, el procesador puede configurarse para identificar los límites físicos aproximados de una unidad folicular en una imagen obtenidos por la una o más cámaras. Por ejemplo, el procesador puede configurarse para identificar los límites físicos aproximados de una unidad folicular capturada en una imagen obtenida, que incluye una región de base subcutánea incrustada en la superficie del cuerpo y una región de punta distal que se extiende alejándose de la superficie del cuerpo, en donde las imágenes incluyen imágenes subcutáneas. En aún otra modalidad, un chorro de aire se proporciona en el brazo móvil para dirigir una corriente de aire a la superficie del cuerpo. En aún otra modalidad, se proporciona una interfaz de usuario para que un usuario introduzca instrucciones a uno o ambos del procesador y el controlador con respecto a una o más de un lugar, posición, orientación, y profundidad de una unidad folicular que se va a implantar.

1. Un sistema automatizado (25) para retirar y/o implantar unidades foliculares, que comprende: un brazo móvil (27);

una herramienta (32, 36, 38, 2, 22) ubicada en el brazo móvil (27); una o más cámaras (28) montadas en el brazo móvil (27);

un procesador configurado para recibir y procesar imágenes obtenidas por la una o más cámaras (28); y un controlador asociado operativamente con el procesador y configurado para posicionar el brazo móvil (27) en base, al menos en parte, a imágenes procesadas obtenidas por la una o más cámaras (28); en donde el brazo móvil (27) es maniobrable de manera que la herramienta (32, 36, 38, 2, 22) puede posicionarse en una orientación deseada en relación con una superficie que contiene unidades foliculares, y en donde la una o más cámaras (28) se configuran para obtener imágenes usando luz de diferentes longitudes de onda y en donde el procesador se configura para substraer y/o combinar las imágenes durante el procesamiento de imagen para visualizar una porción de un folículo piloso debajo de la superficie.

2. El sistema de la reivindicación 1, en donde el sistema automatizado es un sistema robótico, y en donde el brazo móvil es un brazo robótico.

3. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en donde la una o más cámaras comprende una sola cámara, y en donde el procesador se configura para registrar un sistema de coordenadas de referencia de la cámara con un sistema de coordenadas de referencia del marco de la herramienta del brazo móvil.

4. El sistema de la reivindicación 3, en donde el procesador registra el sistema de coordenadas de referencia de la cámara con el sistema de coordenadas de referencia del marco de la herramienta basado en imágenes de un objetivo de calibración fijo que se obtienen mientras el brazo móvil se mueve a lo largo de uno o más ejes del sistema de coordenadas de referencia del marco de la herramienta.

5. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en donde la una o más cámaras comprende un par de cámaras posicionadas en el brazo móvil, y en donde el procesador se configura para registrar los respectivos sistemas de coordenadas de referencia de las cámaras entre sí y con un sistema de coordenadas de referencia del marco de la herramienta del brazo móvil.

6. El sistema de la reivindicación 5, en donde el procesador registra los respectivos sistemas de coordenadas de referencia de las cámaras con el sistema de coordenadas de referencia del marco de la herramienta basado en imágenes de un objetivo de calibración fija que se obtienen mientras el brazo móvil se mueve a lo largo de uno o más ejes del sistema de coordenadas de referencia del marco de la herramienta.

7. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en donde la una o más cámaras comprende los respectivos primer y segundo pares de cámaras posicionadas en el brazo móvil, el primer par enfocado en obtener imágenes de un primer campo de visión, y el segundo par enfocado en obtener imágenes de un segundo campo de visión sustancialmente más estrecho que el primer campo de visión.

8. El sistema de la reivindicación 7, en donde el procesador se configura para registrar los respectivos sistemas de coordenadas de referencia del primer y segundo pares de cámaras entre sí y con un sistema de coordenadas de referencia del marco de la herramienta del brazo móvil basado en imágenes de un objetivo de calibración fija que se obtienen mientras el brazo móvil se mueve a lo largo de uno o más ejes del sistema de coordenadas de referencia del marco de la herramienta.

9. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en donde la herramienta comprende una o ambas de las herramientas de retiro de unidad folicular y herramienta de implante de unidad folicular.

1. El sistema de la reivindicación 9, en donde la herramienta de retiro de unidad folicular y la herramienta de implante de unidad folicular son parte de un ensamble integrado.

11. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1-1, en donde la herramienta se selecciona de un grupo que comprende una aguja de inyección, una cánula de recolección, una cánula de implante, un ensamble de cánula, y un láser.

12. El sistema de la reivindicación 2, en donde el procesador y el controlador se configuran para posicionar la herramienta mediante control visual del brazo robótico.

13. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1-12, en donde el folículo piloso comprende un bulbo, y en donde el procesamiento de imagen comprende identificación de, al menos, una porción del bulbo.

14. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1-12, en donde la una o más cámaras detectan luz en un espectro infrarrojo y/o espectro visible.

15. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1-14, que comprende además un chorro de aire configurado para dirigir una corriente de aire en la superficie que contiene unidades foliculares.

16. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1-15, que comprende además una interfaz de usuario para permitir a un usuario que introduzca instrucciones tanto al procesador como al controlador con respecto a uno o más de un lugar, posición, orientación, y profundidad de una unidad folicular que se va a implantar.

17. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1-16, en donde el procesador se configura además para calcular una profundidad de penetración de la herramienta en la superficie del cuerpo.