BR102019021915A2

BR102019021915A2 - calibração "on-the-fly" para localização e orientação do cateter

Info

Publication number: BR102019021915A2
Application number: BR102019021915A
Authority: BR
Inventors: Izraeli David; Safe Fares; Bar-Tal Meir; Peled Ran
Original assignee: Biosense Webster Israel Ltd
Priority date: 2018-10-24
Filing date: 2019-10-18
Publication date: 2020-05-05
Also published as: US20200129238A1; IL269375B; EP3643234A1; CN111084659A; AU2019222954A1; JP7326110B2; JP2020065928A; CA3055665A1; US10973588B2; IL269375A

Abstract

a presente invenção refere-se a um método que inclui recuperar a partir de uma memória uma tabela de sensibilidade armazenada que associa as leituras do sensor magnético de posição com campos magnéticos medidos. um ou mais valores de calibração para o sensor magnético de posição são estimados durante um procedimento de cateterização no qual um sensor magnético de posição, encaixado em uma extremidade distal de um cateter, é colocado em um órgão de um paciente, com base em (i) a tabela de sensibilidade armazenada e (ii) leituras obtidas pelo sensor magnético de posição enquanto no órgão. com base no um ou mais valores de calibração, a localização da extremidade distal no órgão é rastreada magneticamente.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para CALIBRAÇÃO ON-THE-FLY PARA LOCALIZAÇÃO E ORIENTAÇÃO DO CATETER.

CAMPO DA INVENÇÃO [001] A presente invenção refere-se, genericamente, à calibração de sondas médicas, e particularmente à calibração de sistemas de rastreamento de localização e orientação baseados em cateteres magnéticos.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [002] Vários métodos foram propostos para a calibração de sensores magnéticos. Por exemplo, em um outro campo, a patente US 8.577.637 descreve um sistema e método para determinar um campo magnético e a calibração de uma bússola magnética. Uma modalidade é um método para determinar um vetor de campo magnético. O método compreende armazenar, para cada uma dentre uma pluralidade de orientações de sensor, um ou mais componentes de calibração. E então, determinar, para uma orientação de sensor não incluída na pluralidade de orientações de sensor, um vetor de campo magnético e um vetor de gravidade. Então, estimar iterativamente um ou mais coeficientes de calibração com base nos componentes armazenados, estimar o vetor de campo magnético determinado e estimar o vetor de gravidade determinado, sendo que os coeficientes de calibração são atualizados durante cada uma dentre uma pluralidade de iterações. Por último, determinar o vetor de campo magnético independente da orientação do sensor com base em pelo menos um dos coeficientes de calibração.

[003] Como outro exemplo, a patente US 8.818.747 descreve um método para calibrar um sensor de campo magnético triaxial que inclui etapas para determinar um deslocamento de valores medidos registrados do sensor de campo magnético com o uso de um sinal sobreposto e para determinar a sensibilidade do sensor de campo magnético ao

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2/16 longo dos primeiros eixos geométricos de medição. A determinação da sensibilidade inclui etapas para determinar a sensibilidade do sensor de campo magnético ao longo de um primeiro eixo geométrico de medição e para determinar a sensibilidade do sensor de campo magnético ao longo dos outros eixos geométricos de medição com base na sensibilidade do primeiro eixo geométrico de medição e do deslocamento determinado.

[004] A patente US 8.082.020 descreve um método para rastrear uma posição de um objeto que inclui o uso de um sensor de campo associado ao objeto para medir intensidades de campo de campos magnéticos gerados por dois ou mais geradores de campo, sendo que uma medição de pelo menos uma das intensidades de campo está sujeita a uma distorção. As coordenadas de localização invariantes de rotação do objeto são calculadas de forma responsiva às intensidades de campo medidas. As coordenadas de localização corrigidas do objeto são determinadas aplicando-se às coordenadas locais sem variação de rotação uma função de correção de coordenada de modo a ajustar uma contribuição relativa de cada uma das intensidades de campo medidas às coordenadas de localização corrigidas de forma responsiva à distorção nas intensidades de campo medidas.

[005] Em outra área, a patente US 7.835.879 descreve medições que são capturadas a partir de um sensor magnético durante um movimento não pré- ordenado, e uma pluralidade de conjuntos de soluções que são determinadas para os respectivos valores esperados de intensidade do campo magnético da Terra. As soluções são definidas por uma pluralidade de parâmetros, incluindo pelo menos um valor de ganho para cada eixo geométrico de detecção do sensor magnético. Para cada solução, uma figura de mérito é determinada, correlacionada a um erro de calibração, e uma solução parcial é selecionada em cada conjunto de soluções, com base na figura de mérito. Uma vez

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3/16 que um ganho intervalo de confiança foi definido, uma solução de calibração é selecionada com base na figura de mérito, dentre as soluções parciais tendo os respectivos valores de ganho se enquadrando dentro do intervalo de confiança de ganho.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [006] Uma modalidade da presente invenção fornece um método que inclui recuperar a partir de uma memória uma tabela de sensibilidade armazenada que associa as leituras do sensor magnético de posição medidas com os campos magnéticos medidos. Um ou mais valores de calibração para o sensor magnético de posição são estimados durante um procedimento de cateterização no qual um sensor magnético de posição, encaixado em uma extremidade distal de um cateter, é colocado em um órgão de um paciente, com base em (i) a tabela de sensibilidade armazenada e (ii) leituras obtidas pelo sensor magnético de posição enquanto no órgão. Com base no um ou mais valores de calibração, a localização da extremidade distal no órgão é rastreada magneticamente.

[007] Em algumas modalidades, o método inclui ainda armazenar na memória o um ou mais valores de calibração estimados.

[008] Em algumas modalidades, estimar o um ou mais valores de calibração inclui minimizar uma função de custo para obter equações que associam as leituras do sensor aos campos magnéticos medidos.

[009] Em uma modalidade, o rastreamento do local inclui resolver as equações obtidas para rastrear a localização e a orientação da extremidade distal no órgão.

[0010] É fornecido ainda, de acordo com uma modalidade da presente invenção, um sistema que inclui uma memória e um processador. A memória é configurada para armazenar uma tabela de sensibilidade que associa as leituras do sensor magnético de posição

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4/16 com os campos magnéticos medidos. O processador é configurado para recuperar a tabela de sensibilidade armazenada a partir da memória, e, durante um procedimento de cateterização no qual um sensor magnético de posição, encaixado em uma extremidade distal de um cateter, é colocado em um órgão de um paciente, estimar um ou mais valores de calibração para o sensor magnético de posição com base em (i) a tabela de sensibilidade armazenada e (ii) leituras obtidas pelo sensor magnético de posição enquanto no órgão. O processador é configurado para ainda, com base no um ou mais valores de calibração, rastrear magneticamente uma localização da extremidade distal no órgão.

[0011] A presente invenção será mais bem compreendida a partir da descrição detalhada a seguir das modalidades da mesma, tomadas em conjunto com os desenhos nos quais: BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0012] A Figura 1 é uma ilustração esquemática pictórica de um sistema magnético de ablação e rastreamento de localização e orientação com base em cateter, de acordo com uma modalidade da presente invenção;

[0013] A Figura 2 é um fluxograma de um processo de calibração de localização e orientação (L&O), de acordo com uma modalidade da presente invenção; e [0014] A Figura 3 é um fluxograma que ilustra esquematicamente um método para fabricar cateteres usando o processo de calibração de L&O ilustrado na figura 2, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES

Visão geral [0015] A localização e orientação (L&O) de uma extremidade distal de um cateter podem ser rastreadas magneticamente em um ór

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5/16 gão de um paciente com o uso de um sistema magnético baseado em cateter que rastreia a L&O de um sensor magnético incluído na extremidade distal do cateter. Antes que o cateter possa ser usado de tal maneira com um paciente, o sensor deve ser totalmente calibrado, por exemplo, na fábrica. O Processo de calibração envolve tipicamente estabelecer relações entre leituras de tensão dos elementos sensores, como bobinas, tomadas na presença de campos magnéticos conhecidos, com uma orientação conhecida da extremidade distal. As relações resultantes, por exemplo, uma função de calibração chamada mais adiante neste documento como um fator de sensibilidade do sensor, são armazenadas em uma memória e fornecidas com o cateter e são específicas para o cateter.

[0016] Em algumas modalidades, um sensor magnético de posição compreende uma única bobina (M=1), ou duas bobinas ortogonais (M=2), ou três bobinas mutuamente ortogonais (M=3). Em geral, bobinas de ortogonalidade mútua não são obrigatórias, mas as bobinas devem ser ajustadas de modo que elas ocupem um plano (usando duas bobinas) ou um volume (usando três sensores). Usando a uma ou mais bobinas Μ, o sensor mede M diferentes tensões que são, cada, moduladas em uma frequência portadora distinta que codifica um eixo geométrico espacial no espaço real, como descrito abaixo. Como existem seis incógnitas, isto é, coordenadas de localização e orientação, x_ry,2, os três últimos correspondendo ao azimute, aos ângulos de elevação e rolamento de uma bobina, um fator de sensibilidade de um sensor magnético de posição pode ser escrito como uma matriz 3x3 que tem seis parâmetros independentes, como descrito abaixo.

[0017] Para a sua calibração, cada cateter pode ser individualmente colocado em um aparelho de calibração magnética na fábrica, as tensões das bobinas do sensor lidas, e as tensões lidas usadas para calcular o fator de sensibilidade para o sensor. O fator de sensibilidade

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6/16 do sensor permite que as leituras de tensão capturadas durante um procedimento médico sejam convertidas em valores de campo magnético. Então, os valores de campo magnético são convertidos, por exemplo, mediante o uso de um modelo conhecido do campo magnético, em coordenadas espaciais que descrevem uma localização e a orientação da extremidade distal no órgão. Um exemplo de um sistema de rastreamento de posição baseado em cateter que aplica o método acima é o sistema Carto®3 (produzido por Biosense-Webster, Irvine, Califórnia). O processo de calibração descrito acima, no entanto, é demorado e caro, o que pode limitar a produção em massa de cateteres com tais requisitos de calibração.

[0018] As modalidades da presente invenção que são descritas a seguir fornecem técnicas para calibrar um sensor magnético após o cateter ser inserido em um órgão de um paciente. A calibração divulgada, realizada, por exemplo, no início de um procedimento de cateterização, elimina a necessidade de calibração de fábrica individual de cada cateter. Em algumas modalidades, um processador estima um ou mais valores de calibração para o sensor magnético de posição com base em (i) o fator de sensibilidade armazenado (por exemplo, uma tabela de sensibilidade) e (ii) as leituras obtidas pelo sensor magnético de posição enquanto no órgão.

[0019] Para permitir a calibração, as modalidades do método divulgado um usam uma calibração de fábrica inicial grosseira que fornece um valor aproximado do fator de sensibilidade. Essa calibração, que não precisa ser realizada mais de uma vez, produz um valor aproximado do fator de sensibilidade que é válido para todos os sensores do mesmo tipo (isto é, a calibração inicial produz um fator de sensibilidade médio aproximado, que foi definido durante a fase de desenvolvimento do cateter, isto é, fora da fase de produção).

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7/16 [0020] Para finalizar a calibração, o método divulgado utiliza uma grande redundância nas medições magnéticas durante a cateterização. Por exemplo, um gerador de campos magnéticos de bloco de localização magnética de um sistema CARTO® de localização e orientação com base em cateter, que é equipado com três conjuntos de geradores de campo magnético triaxiais, gera nove tensões em um sensor de eixo único (SAS), dezoito tensões em um sensor de eixo duplo (DAS), e vinte e sete tensões em um sensor triaxial (TAS), apesar de só haver seis incógnitas para a matriz do fator de sensibilidade além das seis incógnitas do local e da orientação do cateter.

[0021] Dessa forma, em algumas modalidades, logo no início de um procedimento de cateterização, um processador executa um processo de calibração de L&O que usa a redundância observada acima nas medições magnéticas para corrigir iterativamente o fator de sensibilidade médio aproximado. Dessa maneira, o processador de fato gera uma expressão exata para o fator de sensibilidade, de modo que as leituras do sensor podem ser precisamente convertidas em coordenadas espaciais. Uma vez que as leituras do sensor são tipicamente realizadas em uma taxa de dezenas de Hertz, tipicamente leva menos de um segundo para o processador executar o processo de calibração de L&O e gerar as leituras de localização e orientação corretas da extremidade distal.

[0022] O método de calibração de L&O divulgado permite uma eficiente produção em massa, e transporte para inúmeros usuários, de cateteres que são universalmente inicialmente calibrados (por exemplo, parcialmente calibrados na fábrica), a calibração completa dos quais pode ser completada no local em um processo que leva menos de um segundo no início de um procedimento de cateterização. O método divulgado também elimina a necessidade de fornecer cada cateter juntamente com os seus resultados de calibração individuais. As complicações que são evitadas pelo método apresentado são, por exemplo, um risco reduzido

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8/16 de erro na posição e orientação de um cateter durante um procedimento clínico. Além disso, a técnica divulgada não requer a inclusão de um pequeno dispositivo de memória não volátil no cateter e a configuração do sistema de rastreamento para ler os resultados de calibração do cateter a partir dele na inicialização.

Descrição do sistema [0023] A Figura 1 é uma ilustração esquemática pictórica de um sistema de ablação e rastreamento de localização e orientação com base em cateter 20 de acordo com uma modalidade da presente invenção. O sistema 20 compreende um cateter 21, que tem uma extremidade distal de eixo de acionamento 22 (mostrada no elemento de inserção 25) que é direcionada por um médico 30 para dentro de um coração 26 de um paciente 28 através do sistema vascular. No exemplo ilustrado, o médico 30 insere a extremidade distal do eixo de acionamento 22 através de uma bainha 23, enquanto manipula a extremidade distal do eixo de acionamento 22 com o uso de um manipulador 32 próximo à extremidade proximal do cateter. Como mostrado na seção ampliada 25, um sensor magnético 51 que tem M bobinas (isto é, um sensor M axial, com M=1, ou M=2, ou M=3) é contido no interior da extremidade distal do eixo de acionamento 22, bem como uma ponta de ablação 50.

[0024] Nas modalidades aqui descritas, o cateter 21 é usado para ablação de tecido no coração 26. Embora a modalidade ilustrada se refira especificamente ao uso da ponta de ablação 50 para a ablação de tecido cardíaco, os elementos do sistema 20 e os métodos descritos na presente invenção podem ser alternativamente aplicados no rastreamento de posição de outros tipos de cateteres, como cateteres de ultrassom e cateteres de mapeamento eletrofisiológico (por exemplo, cateteres de rastreamento de posição LASSO® ou cateteres de mapeamento PENTARAY® ambos produzidos pela Biosense-Webster Inc.).

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9/16 [0025] A extremidade proximal do cateter 21 está conectada a um console de controle 24. O console 24 compreende um processador 39, tipicamente um computador de propósito geral, com circuitos de interface e extremidade frontal 38 adequados para receber sinais do cateter 21, bem como para aplicar energia através do cateter 21 para fazer ablação de tecido no coração 26 e para controlar os outros componentes do sistema 20. O console 24 compreende uma memória 41 que armazena os fatores de sensibilidade que o processador 39 calculou durante o processo de calibração de L&O. O console 24 compreende também um circuito acionador 34, configurado para acionar geradores de campo magnético

36.

[0026] Em algumas modalidades, o sistema 20 inclui três geradores de campo magnético 36, cada gerador compreende três transmissores de campo magnético (isto é, um total de K=9 transmissores). Em geral, há um total de K transmissores (K sendo um número inteiro) que induzem K tensões moduladas para cada eixo geométrico de um sensor magnético (isto é, K tensões para um SAS, 2K tensões para um DAS, e 3K tensões para um TAS).

[0027] Durante o direcionamento da extremidade distal do eixo de acionamento 22 no coração 26, o console 24 recebe sinais do sensor magnético 51 em resposta aos campos magnéticos provenientes dos geradores de campo externos 36, por exemplo, com o propósito de medir a localização e a orientação da ponta de ablação 50 no coração e, opcionalmente, apresentar a posição rastreada em uma tela 27. Os geradores de campo magnético 36 são colocados em uma posição externa ao paciente 28, por exemplo, abaixo da mesa do paciente 29. Esses sinais de posição são indicativos da localização e da orientação da ponta de ablação 50 no sistema de coordenadas do sistema de rastreamento de posição.

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10/16 [0028] Este método de detecção de posição usando campos magnéticos externos é implementado em várias aplicações médicas, por exemplo, no sistema CARTO™ produzido pela Biosense Webster Inc., e é descrito em detalhes nas patentes US 5.391.199, 6.690.963, 6.484.118, 6.239.724, 6.618.612 e 6.332.089, na publicação de patente PCT WO 96/05768 e nas publicações de pedido de patente US 2002/0065455 A1, 2003/0120150 A1 e 2004/0068178 A1 cujas divulgações estão aqui incorporadas a título de referência.

[0029] O processador 39 compreende tipicamente um computador de propósito geral com software programado para executar as funções aqui descritas. O software pode ser baixado para o computador na forma eletrônica, em uma rede, por exemplo, ou pode ser, alternativa ou ainda, fornecido e/ou armazenado em mídias tangíveis não transitórias, como uma memória magnética, óptica ou eletrônica.

Método de calibração on-the-fly para localização e orientação de cateter [0030] A Figura 2 é um fluxograma de um processo de calibração de localização e orientação (L&O), de acordo com uma modalidade da presente invenção. O processo de calibração de L&O pode ser aplicado pelo processador 39 do sistema 30 enquanto a extremidade distai 22 está sendo inserida no coração 26.

[0031] Imediatamente após as medições indicativas de posição (por exemplo, leituras de tensão) estarem disponíveis junto ao sensor magnético de bobina M 51, o processador 39 executa o processo de calibração de L&O para inicialmente encontrar uma localização e uma orientação aproximadas q₀ = (x₀,y₀, z_Or do sensor 51, em uma etapa de localização de ordem zero 60.

[0032] O cálculo de r₀ = (x_0íy_0íz₀) é baseado na matriz de sensibilidade de fábrica 3x3 conhecida (isto é, o fator de sensibilidade de

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11/16 fábrica), s₀, e nas tensões (aqui fornecidas pela matriz ΚχΜ V) medidas pelas bobinas M do sensor 51, como explicado nas patentes incorporadas a título de referência acima.

[0033] Além disso, as seguintes entradas são conhecidas quando se aplica o processo de calibração de L&O:

1. Um conjunto de medições de tensão a partir de um sensor magnético em N diferentes locais dentro do coração (r,= [X/_;y/_;Z/]; /=1 ...N) e a orientação (o/= [αι,βι,γι], corresponde ao azimute, ângulos de elevação & rolamento). O sensor compreende de M bobinas magnéticas (como observado acima, tipicamente M é 1, 2 ou 3). Portanto, as tensões medidas em um local /7 são dadas por um vetor V_í; = [v_±i v_2iv_M ]r para _cada transmissor j. Com K sendo o número de transmissores como j = 1, ..., K.

2. Um modelo de campo magnético Bj(ri) em cada local / de cada transmissor j. Com K sendo o número de transmissores como j =

1,..., K.

[0034] Para encontrar um valor aproximado (isto é, de ordem zero) da localização e da orientação q₀ do sensor 51, o processador 39 executa as subetapas do cálculo de L&O divulgadas que compreendem:

[0035] Uma subetapa 60a: derivar uma equação para uma localização e orientação de ordem zero Qo; e [0036] Uma subetapa 60b: solucionar a equação para encontrar a localização e a orientação de ordem zero Qo.

[0037] A subetapa 60a começa com a observação de que as coordenadas de um local dentro do corpo para calcular (χ,ν,ζ) são implicitamente incluídas no modelo de matriz do campo magnético, enquanto que os ângulos são incluídos em uma matriz de rotação separada R(oi).

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12/16 [0038] A relação entre uma matriz de campo magnético estimada B e uma matriz de tensão, V, em cada local estimado f_t pode dessa forma ser escrita dada em geral pela multiplicação de matrizes:

Eq.1 ê(f_£) = [0039] Como visto, a Eq. 1 conecta as tensões medidas com uma distribuição espacial dos campos magnéticos que geram as tensões. V; são as medições de tensão tomadas em N locais desconhecidos. A matriz S(s) é a matriz de sensibilidade desconhecida do sensor compreendendo os elementos s (ou seja, os valores de calibração s). S é um triângulo superior simétrico ou um triângulo inferior (compreendido de 6 incógnitas). A matriz S com 6 vetores de incógnitas s (sujeita a uma estrutura predefinida). Em uma modalidade, é uma matriz de conversão das tensões medidas pelo sensor para um campo magnético ortonormal no sistema de coordenadas do sistema 20 (isto é, de geradores 36).

[0040] /?í(Ôí) θ uma matriz de rotação que fornece a orientação no sistema de coordenadas do sistema 20 (isto é, de geradores 36) do sensor em um local estimado r. A matriz R inclui os três ângulos de rotação desconhecidos («,$?).

[0041] No total, existem doze incógnitas: seis elementos de sensibilidade S (isto é, valores de calibração para estimar), três coordenadas de posição e z, e três ângulos de orientação α,A7 ^{em R}[0042] Uma solução de ordem zero q₀ é obtida pela primeira derivação, a partir da Eq. 1, um cálculo de localização de dipolo compreendendo uma equação de matriz heterogênea para x_ry,z, α,β,?:

Eq. 2 B^TB=S(s₀)V

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13/16 [0043] A derivação da equação 2 tem por base a ortogonalidade da matriz de rotação, R, (isto é, = fl^_1) e o fator de sensibilidade calibrado na fábrica disponível [0044] Eq. 2 representa uma realidade física, e dessa forma deve ter uma única solução válida. Para se obter a solução, a subetapa 60b, o sistema não homogêneo é triangulado e as equações resultantes são então resolvidas. O resultado do cálculo é a localização aproximada de ordem zero do sensor magnético, = (x₉,y₉,z₉, α₉,β^γ₉).

[0045] Em seguida, no processo de cálculo 62, o processador 39 calcula com processo de calibração de L&O, a matriz de sensibilidade necessária que será utilizada na sessão de investigação clínica para rastrear a localização e a orientação do sensor magnético 51. O processo 62 começa com a definição de uma função de custo, J, está em uma etapa de construção de função de custo 62a:

Eq. 3 J = Σ·χ, Σ_=ί Σ?₌₁11βC/J - W!)K_y._m|| [0046] Α função de custo J representa a distância ou norma, entre o campo magnético real medido e a sua estimativa, STfj — B (rj em cada local avaliado fj.

[0047] Em seguida, o processador 39 encontra as incógnitas N x (3 locais + 3 orientação) + 6 (sensibilidade), f_iIÕ_i/s , que minimiza J:

Eq· ⁴ r_:iOi s = argininEf_=i£J₌₁||£(ή) ^(cfíS^)^ J| ή A® [0048] A derivação desta forma s (isto é, os 6 valores de calibração desconhecidos) é tipicamente executada com o uso de funções de biblioteca de um software como MATLAB®, por exemplo, com o uso do resolvedor baseado em máxima verossimilhança ou o resolvedor de Monte Carlo. A solução minimiza a norma (distância) da diferença entre o

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14/16 campo magnético conhecido e o campo magnético estimado em um conjunto de N locais e N respectivas orientações é a melhor estimativa das incógnitas acima (no sentido da função de custo acima). [0049] Como indicado pela Equação 4, a minimização de J produz uma solução que, em adição a s, inclui um subproduto que consiste nos N locais estimados η e N respectivas orientações estimadas do cateter usado durante o processo de L&O. No entanto, estes calores iniciais não são tipicamente usados para, por exemplo, gerar um mapa anatômico.

[0050] Em algumas modalidades, as leituras de tensão necessárias para executar o processo de calibração de L&O são recebidas a uma taxa de 30 Hz. Dessa forma, o método de L&O calibra totalmente um cateter em menos de um segundo após o cateter estar dentro do volume de trabalho do gerador de campo magnético, antes da inserção no coração de um paciente. A partir deste momento, o sistema magnético de rastreamento de posição gera leituras corretas.

[0051] Em uma modalidade, em um armazenamento em uma etapa de memória 64, o processador 39 armazena na memória 41 a matriz de sensibilidade S, que o processador 39 calculou na etapa 62b (isto é, o processador 39 armazena na memória 41 os valores de calibração estimados). Durante uma sessão de investigação clínica seguinte, o sistema 20 usa os valores de calibração estimados armazenados para rastrear a posição e a orientação do sensor 51, em uma posição e etapa de rastreamento de orientação 66.

[0052] O fluxograma mostrado na Figura 2 é escolhido puramente por uma questão de clareza conceituai. A Figura 2 mostra apenas parte das etapas de cálculo, e a derivação dos resultados relevantes para as modalidades da presente invenção. A função de custo usada

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15/16 no processo de calibração pode variar quando outros tipos de norma forem usados.

[0053] A Figura 3 é um fluxograma que ilustra esquematicamente um método para fabricar cateteres usando o processo de calibração de L&O ilustrado na figura 2, de acordo com uma modalidade da presente invenção. Uma fábrica pode produzir centenas de milhares de cateteres, que são todos universalmente (isto é, inicialmente, ou parcialmente) calibrados de fábrica em uma etapa de calibração de fábrica 70. Estes cateteres calibrados de fábrica são então enviados para inúmeros usuários, geralmente em todo o mundo, em uma etapa de transporte 72. Os cateteres parcialmente calibrados estão substancialmente prontos para uso nas instalações do cliente, em que um sistema de rastreamento de posição que aplica o método de L&O calibra totalmente o cateter logo no início do procedimento de cateterização, ou seja, ao longo de um período que dura tipicamente menos de um segundo, e imediatamente antes de o cateter ser inserido em um coração de um paciente e um sistema começar a capturar as medições, em uma etapa de calibração de L&O 74.

[0054] Embora as modalidades aqui descritas abordem principalmente aplicações cardíacas, os métodos e sistemas aqui descritos também podem ser usados em outras aplicações médicas, como em neurologia e otorrinolaringologia.

[0055] Dessa forma, será reconhecido que as modalidades descritas acima são citadas a título de exemplo e que a presente invenção não se limita ao que foi particularmente mostrado e descrito precedentemente neste documento. Em vez disso, o escopo da presente invenção inclui tanto combinações como subcombinações dos vários recursos precedentemente descritos neste documento, bem como variações e modificações dos mesmos que ocorreriam aos versados na técnica após a leitura da descrição acima e que não são divulgados na

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16/16 técnica precedente. Os documentos incorporados a título de referência no presente pedido de patente devem ser considerados uma parte integrante do pedido exceto que, até o ponto em que quaisquer termos são definidos nesses documentos incorporados de uma maneira que entra em conflito com as definições feitas explícita ou implicitamente no presente relatório descritivo, apenas as definições no presente relatório descritivo devem ser consideradas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método, caracterizado por compreender:

recuperar a partir de uma memória uma tabela de sensibilidade armazenada que associa as leituras do sensor magnético de posição com campos magnéticos medidos;

durante um procedimento de cateterização no qual um sensor magnético de posição, encaixado em uma extremidade distal de um cateter, é colocado em um órgão de um paciente, estimar um ou mais valores de calibração para o sensor magnético de posição com base em (i) a tabela de sensibilidade armazenada e (ii) leituras obtidas pelo sensor magnético de posição enquanto no órgão; e com base no um ou mais valores de calibração, a rastrear magneticamente a localização da extremidade distal no órgão.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender armazenar na memória o um ou mais valores de calibração estimados.
3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a estimava do um ou mais valores de calibração compreender minimizar uma função de custo para obter equações que associam as leituras de sensor aos campos magnéticos medidos.
4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o rastreamento da localização compreender resolver equações obtidas para rastrear a localização e a orientação da extremidade distal no órgão.
5. Sistema, caracterizado por compreender:

uma memória que é configurada para armazenar uma tabela de sensibilidade que associa as leituras do sensor magnético de posição com os campos magnéticos medidos; e um processador que é configurado para:

Petição 870190105412, de 18/10/2019, pág. 69/94

2/2 recuperar a tabela de sensibilidade armazenada da memória;

durante um procedimento de cateterização no qual um sensor magnético de posição, encaixado em uma extremidade distal de um cateter, é colocado em um órgão de um paciente, estimar um ou mais valores de calibração para o sensor magnético de posição com base em (i) a tabela de sensibilidade armazenada e (ii) leituras obtidas pelo sensor magnético de posição enquanto no órgão; e com base no um ou mais valores de calibração, rastrear magneticamente a localização da extremidade distal no órgão.
6. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por o processador ser ainda configurado para armazenar na memória o um ou mais valores de calibração estimados.
7. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por o processador ser configurado para estimar o um ou mais valores de calibração mediante a minimização de uma função de custo para obter equações que associam as leituras do sensor aos campos magnéticos medidos.
8. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o processador ser configurado para rastrear o local mediante a resolução das equações obtidas para rastrear a localização e a orientação da extremidade distal no órgão.