BR102022020744A2

BR102022020744A2 - Arranjo e método para registrar imagens ao vivo e de varredura

Info

Publication number: BR102022020744A2
Application number: BR102022020744-5A
Authority: BR
Inventors: Shirish Joshi; Subhamoy Mandal; Faisal KALIM
Original assignee: Erbe Vision Gmbh
Priority date: 2021-10-25
Filing date: 2022-10-13
Publication date: 2023-05-09
Also published as: JP2023064076A; KR20230059157A; EP4169473A1; CN116035832A; US20230130270A1

Abstract

A presente invenção refere-se a sistema (aparato; arranjo de sistema) que utiliza a formação de imagem médica e a formação de imagem ao vivo em estruturas de tecidos não rígidos de um paciente e aumenta a precisão e a confiabilidade ao moldar o corpo do paciente (18) durante a cirurgia para que a forma externa do corpo do paciente durante a cirurgia seja idêntica à forma externa do corpo durante a formação da imagem. A unidade de processamento irá sobrepor precisamente uma imagem de varredura (ou uma imagem ou uma representação gráfica derivada de várias imagens de varredura) e uma imagem ao vivo adquirida durante a cirurgia para melhorar a compreensão e a orientação dos cirurgiões durante a cirurgia.

Description

ARRANJO E MÉTODO PARA REGISTRAR IMAGENS AO VIVO E DE VARREDURA

[0001] A presente invenção refere-se a arranjo (apparatus: sistema; conjunto de dispositivos) para cirurgia no corpo de um paciente e a método para registro de imagens.

[0002] A Patente U.S. N° 9.433.387 B2 descreve um sistema para obter varreduras cranianas ou outras de um paciente. O sistema compreende uma mesa de varredura de diagnóstico e um molde que se adapta a uma parte do contorno corporal do paciente. Em uma modalidade, uma máscara para envolver a cabeça do paciente é provida. Os sensores são colocados dentro do molde ou da máscara para obter leituras de pressão, que podem indicar movimentos do paciente, como uma ação de deglutição. Os sinais dos sensores podem ser usados para evitar imprecisões durante a varredura devido aos movimentos do paciente. Para isso, os sensores são acoplados ao sistema de varredura.

[0003] Além disso, a US 2019/0105423 A1 descreve um suporte para o membro de um paciente, cujo suporte compreende uma rede de entrelaçamentos flexíveis de tubos multilúmen, que formam uma estrutura de treliça. Ao inflar este tubo multilúmen, um membro colocado dentro do suporte pode ser imobilizado.

[0004] O artigo V. Edward, C. Windishburger et al., "Quantification of fMRI Artefact Reduction by a Novel Plaster Cast Head Holder” (publicado online em setembro de 2000, Wiley-Liz, Inc.) descreve um suporte de gesso para imobilização e reposicionamento da cabeça de um paciente durante um exame de fIRM. O suporte da cabeça de gesso irá diminuir a magnitude dos movimentos não intencionais da cabeça e irá reduzir os artefatos de movimento. O suporte da cabeça de gesso compreende uma máscara de cabeça com material de fixação maleável que é rígido em seu estado totalmente endurecido.

[0005] Embora haja uma grande variedade de técnicas para adquirir imagens do corpo de um paciente antes da cirurgia, como radioscopia de imagem ultrassônica, tomografia computadorizada (TC) ou ressonância magnética (RM), o cirurgião ainda pode ter problemas para identificar objetos e tecidos visualizados com uma câmera durante a cirurgia. Portanto, há um forte desejo de evitar esse problema e ajudar o cirurgião a se orientar durante a cirurgia.

[0006] Este objetivo é alcançado pelo arranjo, de acordo com a reivindicação 1, e também pelo método, de acordo com a reivindicação 15.

[0007] O arranjo da presente invenção compreende um dispositivo de suporte do paciente adaptável à forma do corpo do paciente. O dispositivo de suporte como um todo ou pelo menos a(s) parte(s) adap-tada(s) ao corpo do paciente pode ser utilizado durante a formação de imagem médica (de preferência pré-operatória), assim como durante a cirurgia. Em uma primeira modalidade, o dispositivo de suporte do paciente pode ser produzido como um elemento de modelagem de corpo rígido, por exemplo, por impressão tridimensional (impressão 3D) de acordo com uma varredura da forma de uma parte do corpo do paciente. A varredura de forma pode ser realizada antes de qualquer varredura médica ou varredura ao vivo e adquire a forma externa de pelo menos uma parte do corpo do paciente. Em alternativa, a forma da parte do corpo do paciente pode ser obtida diretamente de uma varredura médica sem a necessidade de realizar uma varredura da forma previamente, por exemplo, utilizando uma segmentação automática da pele da parte do corpo na varredura médica. A obtenção da forma da parte do corpo do paciente diretamente de uma varredura médica pode reduzir o risco de outras alterações da posição da parte do corpo do paciente entre a varredura da forma e a varredura médica. Um scanner mecânico, um scanner a laser, um sistema de câmera ou qualquer outro dispositivo de aquisição de forma adequado pode ser utilizado para varrer a forma do corpo ou pelo menos sua parte. Os dados assim adquiridos que caracterizam a forma do corpo do paciente podem ser utilizados para produzir o elemento de moldagem de corpo rígido aplicado ao paciente durante a varredura médica, assim como durante a cirurgia.

[0008] Em uma segunda modalidade, o próprio dispositivo de suporte ao paciente é adaptado para capturar o contorno de pelo menos uma região de um paciente durante a varredura pré-operatória e manter esse contorno posteriormente. O dispositivo de suporte ao paciente ou pelo menos um contorno que captura parte do dispositivo pode ter dois estados, um estado inicial (suave) no qual pode se adaptar à forma do corpo e um estado final (endurecido) no qual mantém a forma uma vez adquirida no corpo do paciente. O dispositivo de suporte ao paciente será utilizado para posicionar o paciente durante o procedimento cirúrgico na mesma forma que durante a imagem médica (durante a varredura). Pelo menos um elemento rastreador conectado ao dispositivo de suporte é adaptado para indicar a posição e a orientação do dispositivo de suporte. Em outras palavras, o elemento rastreador é adaptado para indicar a localização (X, Y, Z) de pelo menos um ponto no espaço do suporte em combinação com três orientações (orientação angular em torno dos eixos X, Y e Z). Em alternativa, dois ou mais elementos ras-treadores podem ser providos para indicar a posição espacial e a orientação do dispositivo de suporte.

[0009] Além disso, o arranjo compreende meios para capturar dados que indicam a posição e/ou a orientação de qualquer um dos elementos rastreadores, por exemplo, câmeras, um scanner de TC, um aparelho de raios X ou qualquer outra disposição ou dispositivo de formação de imagem médica. O dispositivo de formação de imagem médica é adaptado para adquirir pelo menos uma imagem de varredura de pelo menos duas dimensões da região de interesse de um paciente. O dispositivo de formação de imagem médica é adaptado para adquirir essas imagens em relação à posição do pelo menos um elemento ras-treador. As imagens podem ser adquiridas em uma varredura pré-operatória ou mesmo durante a cirurgia. Os rastreadores ligados ao dispositivo de suporte podem ser localizados com ele. O dispositivo de formação de imagem médica pode compreender uma unidade de processamento, que gera a imagem de varredura dentro de um sistema de coordenadas com os elementos rastreadores localizados no mesmo sistema de coordenadas.

[0010] No local da operação é provido um sistema de localização para capturar dados que indicam a posição (e/ou orientação) do rastre-ador durante a cirurgia. Os dados relativos ã posição dos rastreadores podem ser capturados por pelo menos uma câmera de rastreamento. A câmera pode não estar perto do local da cirurgia, mas mantida à distância. No entanto, a visibilidade da linha de visão deve ser garantida.

[0011] Em alternativa, um método de rastreamento ativo pode ser utilizado onde o dispositivo de suporte pode emitir pelo menos um sinal, como uma radiofrequência (RF), uma luz ou sinal ultrassônico. O sinal do dispositivo de suporte pode ser recebido e utilizado para capturar/ob-ter a posição (e/ou orientação) do dispositivo de suporte durante a cirurgia. Por exemplo, os rastreadores de RF podem ser incorporados no dispositivo de suporte. Nesse caso os dados são capturados/transmiti-dos do site onde os rastreadores são colocados.

[0012] Uma vez que o paciente é colocado dentro da mesma porção de forma individual do dispositivo de suporte que ele ou ela estava durante 0 processo de formação de imagem médica, o corpo do paciente irá assumir a mesma forma durante a cirurgia que tinha durante a varredura médica. Portanto, os dados capturados pelo sistema de localização indicam com precisão a posição do dispositivo de suporte do paciente e, portanto, as posições das estruturas teciduais do paciente. O dispositivo de suporte adaptativo de forma irá agora remodelar o corpo do paciente e irá garantir que todos os tecidos do paciente estejam no mesmo lugar que estavam durante a varredura médica. Isto é particularmente importante para operações cirúrgicas em tecidos moles com alta flexibilidade e sem marcos naturais ou artificiais específicos.

[0013] A unidade de processamento pode registrar e combinar a imagem digitalizada e a imagem ao vivo e prover orientação perfeita para o cirurgião. Em particular, o sistema da presente invenção provê as vantagens a seguir:

1. Não há necessidade de intervenções pré-operatórias para implantação de marcadores ou marcações de rastreamento dentro do corpo do paciente.
2. Não há necessidade de usar porcas, pinos ou similares em ossos ou estruturas alvo. Portanto, procedimentos cirúrgicos adicionais e complicações podem ser evitados.
3. Há reduzida ou mesmo nenhuma necessidade de usar dispositivos de formação imagem médica adicionais durante a operação cirúrgica.
4. O método e sistema inventivo não se baseia em anatomias rígidas (como há ossos) ou órgãos com baixa deformação.

[0014] A presente invenção evita alterações no contorno do torso de um paciente devido à redistribuição do peso causada pela alteração do contorno ou posição do paciente. Portanto, a presente invenção permite adquirir imagens médicas e realizar o procedimento cirúrgico posteriormente. O procedimento cirúrgico pode ser realizado em uma posição do paciente diferente da posição durante a formação de imagem médica.

[0015] Colocar o paciente dentro ou sobre um dispositivo de suporte do paciente adaptável à forma do corpo do paciente irá transferir a forma do corpo do paciente para o dispositivo de suporte. O dispositivo de suporte irá capturar e manter os contornos do paciente durante o exame pré-operatório. O dispositivo de suporte pode compreender pelo menos um elemento que compreende material de moldagem, por exemplo, moldes de gesso, fibra de vidro, moldes à base de resina ou qualquer outro material, cujo material é maleável quando o paciente é colocado primeiro sobre ele ou nele. Após tornar-se rígido, o dispositivo de suporte moldado (o gesso) será reutilizado durante o reposicionamento do paciente durante o procedimento cirúrgico. Pelo menos um elemento rastreador será colocado sobre ou no dispositivo de suporte antes ou depois da cura do material curável maleável. Os elementos incorporados como parafusos, fiduciais, esferas, pinos ou similares podem ser utilizados como rastreadores e irão atuar como marcadores posicionais para registrar o paciente no sistema de navegação. O sistema de navegação pode envolver a unidade de processamento adaptada para registrar pelo menos uma imagem de varredura com pelo menos uma imagem ao vivo com base nos marcadores colocados no dispositivo de suporte.

[0016] O dispositivo de suporte ao paciente pode envolver uma mesa móvel com um elemento deformável colocado na mesma. O elemento deformável pode ser conectado de forma removível à mesa. O elemento deformável pode ter dois estados, um estado inicial (macio), no qual pode se adaptar à forma do corpo do paciente e um estado final (endurecido), no qual mantém a forma uma vez adquirida no corpo do paciente. Assim, o elemento deformável pode ser movido de uma mesa utilizada para escanear o paciente para outro suporte para cirurgia. Uma vez que pelo menos um elemento rastreador está firmemente conectado ao elemento deformável e uma vez que o elemento deformável será transformado de um estado deformável para um estado rígido após o paciente ser colocado nele e antes que a varredura médica seja feita, o sistema de navegação irá encontrar tecidos e órgãos no local cirúrgico na mesma relação espacial com pelo menos um elemento rastreador como estavam durante a formação de imagem médica.

[0017] De preferência, pelo menos um elemento deformável é aberto em um lado para que o paciente possa ser removido e reinserido no elemento deformável e curável. Além disso, o dispositivo de suporte pode compreender pelo menos dois elementos deformáveis, que quando colocados em torno do paciente ou de sua parte, irão envolver e, portanto, envolver o paciente ou uma parte do mesmo. Isso é particularmente útil se a imagem médica e a cirurgia forem realizadas em momentos diferentes, por exemplo, em dias diferentes. Em particular, se a cirurgia for feita em partes do corpo com pouca ou nenhuma estrutura rígida, o dispositivo de suporte adaptativo ao paciente, após assumir a forma do paciente e endurecer nesta forma, irá remodelar o corpo do paciente e irá garantir que os tecidos e órgãos flexíveis assuma as mesmas posições que na etapa de formação de imagem anterior, se o paciente entrar novamente no dispositivo.

[0018] O arranjo da presente invenção pode envolver um instrumento para tratar o corpo do paciente na região de interesse. O instrumento pode ser qualquer tipo de RF cirúrgico, criocirúrgico, plasma cirúrgico ou qualquer outro instrumento. Em particular, o instrumento é adaptado para ser colocado dentro do campo de visão do dispositivo de imagem ao vivo. O dispositivo de imagem ao vivo pode ser parte do instrumento, uma câmera separada inserida em um trocarte ou uma câmera separada colocada no corpo do paciente.

[0019] O sistema rastreador é colocado no local cirúrgico do arranjo e compreende pelo menos duas câmeras ou outros detectores posicionais para determinar trigonometricamente o local (e, se necessário, a orientação) de pelo menos um elemento rastreador no espaço. Além disso, o sistema de imagem pode compreender pelo menos um elemento rastreador ou qualquer outro sensor conectado a um sistema de detecção adaptado para detectar a localização e orientação da câmera. O sistema de detecção pode ser conectado à unidade de processamento, que consequentemente pode registrar a imagem ao vivo e a imagem de varredura.

[0020] Além disso, a unidade de processamento pode compreender uma unidade de detecção de estrutura para gerar representações gráficas de estruturas de tecidos, cujas representações gráficas podem ser obtidas a partir das imagens médicas. As representações gráficas podem ser linhas, símbolos, áreas coloridas ou qualquer outra coisa, adaptadas para indicar regiões ou tecidos que o cirurgião deve distinguir de outras regiões ou tecidos. Essas estruturas gráficas podem ser combinadas na imagem ao vivo, o que ajuda o cirurgião a encontrar estruturas a serem tratadas dentro da região de interesse.

[0021] Mais detalhes e características podem ser encontrados no desenho, na descrição e nas reivindicações.

[0022] A figura 1 é uma representação esquemática de um dispositivo de suporte ao paciente com um paciente colocado nele e um dispositivo de formação de imagem médica;
a figura 2 é uma vista em corte transversal do dispositivo de suporte ao paciente e o paciente colocado nele;
a figura 3 é uma representação esquemática da imagem de varredura provida pelo dispositivo de formação de imagem médica;
a figura 4 é o paciente de acordo com a figura 1 colocado em um dispositivo de suporte ao paciente no local de operação do arranjo da presente invenção, incluindo um sistema de localização para localizar o paciente durante a cirurgia;
a figura 5 ilustra uma imagem de varredura, uma imagem ao vivo e uma imagem combinada provida ao cirurgião;
a figura 6 é uma representação esquemática da câmera para adquirir imagens ao vivo; e
a figura 7 ilustra as imagens de varredura, um modelo de volume da estrutura do tecido de um paciente obtido a partir das imagens de varredura e a imagem ao vivo registrada na representação espacial da estrutura do tecido.

[0023] A figura 1 ilustra um arranjo para formação de imagem médica 10, que compreende um dispositivo de suporte 11 para posicionar um paciente 12 em uma posição desejada em relação a um sistema de formação de imagem médica 13. O dispositivo de suporte 11 pode consistir em uma mesa 14 e pelo menos um elemento deformável 15 colocado sobre ela. Outros elementos deformáveis 16 e 17 podem ser colocados em torno do corpo 12 do paciente 18, como pode ser retirado da figura 2, que ilustra uma vista em corte transversal da mesa 14, dos elementos deformáveis 15 a 17 e do corpo 18.

[0024] Os elementos deformáveis 15 a 17 podem ser almofadas preenchidas com material maleável durável como gesso, fibra de vidro, gesso reforçado, moldes à base de resina ou similares. Em alternativa, o material maleável pode ser colocado diretamente sobre a pele do paciente ou sobre um tecido sobre a pele. Enquanto o elemento deformável 15 pode ser colocado entre o corpo 18 do paciente 12 e a mesa 14, os elementos 16 e 17 podem ser colocados no paciente 12 e, por exemplo, mantidos entre as paredes 19, 20. Pelo menos um dos elementos deformáveis 15 a 17 e/ou pelo menos uma das paredes 19 está firmemente conectado aos elementos rastreadores 21, 22, 23, que no presente caso são esferas fixas nas extremidades de uma árvore 24 em distâncias conhecidas umas das outras. As esferas 21 a 23 podem ser esferas refletoras ou absorventes de luz visíveis pelo sistema de imagem 13 ou uma câmera específica atribuída ao sistema de imagem 13. No presente caso, três elementos de rastreamento são providos para indicar de maneira não ambígua a localização e orientação do paciente 12. No entanto, enquanto três esferas 21, 22, 23 colocadas nas extremidades de uma árvore dão uma indicação bastante boa da localização e orientação do paciente 12, também é possível colocar pelo menos três esferas diferentes independentes uma da outra em diferentes locais do elemento deformável 15, 16 ou 17. Se os elementos rastreadores 21, 22, 23 forem detectados opticamente, eles serão colocados em um lado visível dos elementos deformáveis 15 a 17.

[0025] Além disso, é possível usar apenas um item como elemento rastreador, por exemplo, um cubo firmemente conectado ao suporte 14 ou pelo menos um dos elementos deformáveis 15, 16 e 17.

[0026] O sistema de imagem 13 pode ser qualquer tipo de sistema de formação de imagem médica para adquirir uma varredura médica pré-operatória, uma vez que existe um sistema de ressonância magnética ou um sistema de tomografia computadorizada, conforme ilustrado na figura 1. O sistema de tomografia computadorizada pode compreender uma fonte de raios X e um detector de raios X adaptado para receber raios X a partir da fonte e entregar dados a uma unidade de processamento 28 que produz imagens de varredura 29 (29a a 29z), conforme ilustrado na figura 3. A unidade de processamento 28 pode ser qualquer tipo de computador adaptado para processar sinais providos pelo detector de raios X 27. A unidade de processamento 28 está conectada a um armazenamento 30 para armazenar as imagens de varredura 29 nele. Em alternativa ou adicionalmente, um aparelho de varredura intra-operatória pode ser provido, por exemplo, um sistema C-Arm, um aparelho de imagem ultrassônica ou qualquer outro sistema adequado para prover imagens de varredura médica durante a operação.

[0027] O sistema de formação de imagem médica 13 pode adicionalmente ser utilizado como um meio para capturar dados 33 que indicam as posições dos elementos de rastreamento 21, 22, 23 durante a operação do sistema de imagem, isto é, durante a varredura do corpo do paciente 18. Em alternativa, um sistema de localização separado pode ser provido para detectar e localizar os elementos de rastreamento 21, 22, 23 e trazer as imagens 29 em relação espacial com os elementos de rastreamento 21, 22, 23.

[0028] Parte do arranjo 10 da presente invenção é um local de operação 34 ilustrado na figura 4. O paciente 12 novamente é colocado em uma mesa 14a, que pode ser idêntica à mesa 14 do local de imagem ilustrado na figura 1. No entanto, normalmente, a mesa 14a será uma mesa diferente da normalmente utilizada em uma sala de cirurgia normal. Não importa se as mesas 14, 14a são idênticas ou não, em qualquer caso os elementos deformáveis 15 a 17 serão utilizados para apresentar o corpo do paciente 18 na mesma forma que ele teve durante a formação de imagem médica quando ilustrado na figura 2. Além disso, os elementos de rastreamento 21, 22, 23 estarão na mesma posição em relação ao corpo do paciente 18 durante a formação de imagem e também durante a cirurgia.

[0029] No local de operação 34 é provido um sistema de localização 35 para capturar dados 36 alimentados a uma unidade de processamento 28a conectada ao armazenamento 30. A unidade de processamento 28a pode ser idêntica à unidade de processamento 28 da figura 1 ou, em alternativa, pode ser uma unidade de processamento diferente. A unidade de processamento 28a pode ser qualquer tipo de computador ou processador adaptado para receber dados do sistema de localização 35 e determinar a posição e a orientação dos elementos rastreadores 21, 22, 23 e, portanto, a posição e a orientação do corpo 12 do paciente 18. A localização o sistema 35 pode compreender pelo menos duas cã-meras 37, 38 orientadas de modo que os elementos de rastreamento 21, 22, 23 estejam dentro do campo de visão das câmeras 37, 38. A unidade de processamento 28 ou 28a é adaptada para localizar os elementos rastreadores 21, 22, 23 por triangulação uma vez antes do início da cirurgia se a mesa 14a for mantida em repouso. Se a mesa 14a for movida, o sistema de localização 35 pode repetir a determinação da localização e orientação do corpo 12 do paciente 18. Em alternativa, a localização pode ser feita permanentemente pelo sistema de localização 35.

[0030] Parte do arranjo é outra câmera 39 para adquirir imagens ao vivo, como ilustrado separadamente nas figuras 4 e 6. O campo de visão 40 da câmera 39 é uma região de interesse 41 do corpo do paciente 18 na qual uma cirurgia deve ser realizada. A figura 5 ilustra a região de interesse 41 coberta pelo campo de visão 40. A câmera 39 pode ser uma câmera laparoscópica e uma câmera endoscópica ou qualquer outro tipo de câmera adequada e adaptada para produzir uma imagem ao vivo 42 da região de interesse 40.

[0031] A imagem ao vivo 42 pode ser alimentada à unidade de processamento 28 ou 28a como ilustrado na figura 4. A unidade de processamento 28a pode processar qualquer imagem ao vivo 42 que é mostrada na figura 5, ilustração superior direita. A imagem ao vivo 42 pode conter uma estrutura de tecido real 43 e a ponta de um instrumento 44.

[0032] Qualquer tipo de sistema de localização pode ser utilizado para detectar a localização e orientação do instrumento 44 e/ou da câmera 39. O sistema de localização 35 pode envolver uma estrutura ras-treadora 45 conectada à câmera 39 e visível pelas câmeras 37, 38. O rastreador a estrutura pode compreender pelo menos um elemento ras-treador, por exemplo, três elementos rastreadores 46, 47, 48 como ilustrado na figura 6, semelhantes aos elementos rastreadores 21, 22, 23. Outros tipos de sistemas de rastreamento podem ser utilizados.

[0033] O arranjo 10 descrito até agora funciona da seguinte forma:

[0034] Antes da cirurgia o paciente 12 será colocado no dispositivo de suporte 11 na mesa 14 com o elemento deformável 15 moldado pelo corpo 18, conforme ilustrado na figura 2. Se desejado ou necessário, um ou dois outros elementos deformáveis 16, 17 serão colocados ao redor do corpo do paciente 18 de modo que os elementos deformáveis 15, 16, 17 assumam a forma negativa do corpo do paciente 18 e se ajustem bem ao redor do corpo 18. Os elementos deformáveis 15, 16, 17 são preenchidos ou formados por material maleável que irá solidificar ao longo do tempo, por exemplo, dentro de alguns minutos ou algumas dezenas de minutos. Após a cura, isto é, a solidificação do sistema de imagem 13 pode adquirir imagens de varredura 29a a 29z, cujas imagens são armazenadas pela unidade de processamento 28 no armazenamento 30. Em seguida, o paciente 12 pode deixar o dispositivo de suporte 11 e se preparar para a cirurgia, que pode seguir em breve e às vezes depois de horas ou dias.

[0035] Para cirurgia, o paciente 12 entra novamente no dispositivo de suporte 11, conforme ilustrado na figura 4, colocando seu corpo 18 na mesa 14a com o elemento 15 a 17, uma vez deformável e agora rígido, colocado ao redor do corpo 18, conforme ilustrado na figura 2. O cirurgião pode ter recortado uma janela 49 em um ou mais dos elementos 15, 16, 17 para que ele ou ela tenha acesso ao corpo 18 através da janela 49. A janela 49 também pode ser provida no dispositivo de suporte, em particular no(s) elemento(s) deformável(s) 15, 16, 17 para operação planejada antes que o paciente seja colocado no elemento deformável. Em alternativa, a janela 49 pode ser cortada no(s) ele-mento(s) deformável(s) 15, 16, 17 entre a varredura médica pré-operatória e a cirurgia. Este processo pode fazer parte do planejamento da operação.

[0036] No início ou antes do início da cirurgia será ativado o sistema de localização 35, que captura as posições dos elementos de rastrea-mento 21, 22, 23. Assim, a unidade de processamento 28a pode registrar a posição do corpo do paciente 18 para as imagens de varredura 29a a 29z, como ilustrado na figura 7. Além disso, a unidade de processamento 28a ou a unidade de processamento 28 pode produzir um modelo de volume 50 de pelo menos uma porção do corpo do paciente, por exemplo, da região de interesse 41.

[0037] O sistema de localização 35 ou qualquer outro sistema de rastreamento para determinar a posição e a orientação da câmera 39 produz continuamente dados a partir dos quais a unidade de processamento 28a determina o local e a orientação do campo de visão 40 da câmera 39 e, portanto, o local da imagem ao vivo 42 e a direção de visualização para a imagem ao vivo. Conforme ilustrado na figura 7, a imagem ao vivo 42 pode cruzar o modelo de volume 50 de uma maneira diferente, assim como as imagens de varredura 29a a 29z. No entanto, a unidade de processamento 28a pode produzir uma imagem sintética do modelo de volume 50 como ilustrado na figura 5, ilustração superior esquerda, pelo menos da região de interesse 41. Para fazer isso, a unidade de processamento pode cruzar o modelo de volume 50 no mesmo plano que a imagem ao vivo.

[0038] A unidade de processamento 28a irá então unir ou combinar a imagem ao vivo 42 (figura 5, ilustração superior direita) com a ilustração do modelo de volume derivada da interseção do modelo de volume 50 no mesmo local e com a mesma orientação que a imagem ao vivo 42. A figura 5 ilustra a imagem combinada 51 com as estruturas de tecido 43 vistas pela câmera 39 e uma estrutura de tecido específica 52 encontrada pela imagem e a ser tratada pelo instrumento 44.

[0039] Além disso, a unidade de processamento 28 ou 28a pode, em alternativa ou adicionalmente, produzir representações gráficas 52 de estruturas de tecido e combinar essas representações gráficas na imagem ao vivo. Qualquer uma das imagens de varredura 29, da imagem obtida pela interseção do modelo de volume 50 e da representação gráfica 52 obtida de pelo menos uma das imagens de varredura ou do modelo de volume 50 é considerada como sendo "uma imagem de varredura" para combinar com a "imagem ao vivo" de acordo com a reivindicação 1. A disposição 10 compreende ainda um visor 53 para reproduzir a imagem combinada. O visor 53 pode ser uma tela, um headset de realidade virtual ou qualquer outro meio para mostrar a imagem combinada.

[0040] O sistema da presente invenção utiliza imagens médicas e imagens ao vivo nas estruturas de tecidos não rígidos de um paciente e aumenta a precisão e a confiabilidade ao moldar o corpo do paciente 18 durante a cirurgia para que a forma externa do corpo do paciente durante a cirurgia seja idêntica à forma externa do corpo durante a formação da imagem. A unidade de processamento 28 ou 28a irá sobrepor precisamente uma imagem de varredura (ou uma imagem ou uma representação gráfica derivada de várias imagens de varredura) e uma imagem ao vivo adquirida durante a cirurgia para melhorar a compreensão e orientação dos cirurgiões durante a cirurgia.
Listagem de Referência
10 Arranjo para formação de imagem médica
11 Dispositivo de suporte
12 Paciente
13 Sistema de formação de imagem
14, 14a Mesa
15 - 17 Elemento deformável
15a - 17a Material maleável/curável
18 Corpo do paciente
19, 20 Paredes
21 - 23 Elementos rastreadores
24 Árvore
28, 28a Unidade de processamento
29 Imagem de varredura
30 Armazenamento
33 Meios de captura de dados
34 Local de operação
35 Sistema de localização
36 Dados
37, 38 Câmeras
39 Câmera
40 Campo de visão da câmera 39
41 Região de interesse
42 Imagem ao vivo
43 Estrutura do tecido
44 Instrumento
45 Estrutura do rastreador
46 - 48 Elementos rastreadores
49 Janela
50 Modelo de volume
51 Imagem combinada
52 Estrutura do tecido
53 Visor

Claims

Arranjo para formação de imagem (10) e cirurgia (34) no corpo de um paciente (18), caracterizado pelo fato de que compreende:
um dispositivo de suporte ao paciente (11) adaptável à forma do corpo do paciente;
pelo menos um elemento rastreador (21) conectado ao dispositivo de suporte (11) e adaptado para indicar a posição e a orientação do dispositivo de suporte (11);
meios para capturar os dados (33) que indicam a posição e/ou a orientação de pelo menos um elemento rastreador (21);
um sistema de formação de imagem médica (13) adaptado para adquirir pelo menos uma imagem de varredura bidimensional (29) da região de interesse de um paciente em relação à posição do pelo menos um elemento rastreador (21);
um sistema de localização (35) para capturar os dados (36) que indicam a posição de pelo menos um rastreador durante a cirurgia;
um dispositivo de imagem ao vivo (39) para adquirir imagens ao vivo (42) do local de operação;
uma unidade de processamento (28, 28a) adaptada para registrar e combinar as imagens de varredura e ao vivo (29, 42, 52) de acordo com os dados capturados durante a imagem médica e a imagem ao vivo.
Arranjo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de suporte ao paciente (11) envolve uma mesa móvel (14, 14a).
Arranjo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de suporte do paciente (11) é adaptável à forma do corpo do paciente por impressão 3D de pelo menos um elemento (15) de acordo com uma varredura de pelo menos uma parte da forma externa do corpo do paciente.
Arranjo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de suporte ao paciente (11) compreende um elemento deformável (15) envolve ou consiste em um material maleável (15a) e em que o material maleável é um material curável (15a).
Arranjo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que pelo menos um elemento rastreador (21) está diretamente conectado a pelo menos um elemento deformável (15).
Arranjo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que pelo menos um elemento deformável (15) é aberto em um lado, de modo que o paciente pode ser removido e reinserido no elemento deformável (15).
Arranjo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de suporte compreende pelo menos dois elementos deformáveis (15, 16, 17) que envolvem pelo menos uma parte do paciente.
Arranjo, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que pelo menos um elemento deformável (15, 16, 17) compreende uma janela (49) para dar acesso ao paciente.
Arranjo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que compreende um instrumento (44) para tratamento do corpo do paciente (18) na região de interesse (41).
Arranjo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o elemento rastreador (21) é adaptado para indicar o local e a orientação do dispositivo de suporte no espaço.
Arranjo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o elemento rastreador (21) compreende elementos refletores espaçados localizáveis pelo sistema de localização.
Arranjo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o sistema de localização compreende pelo menos duas câmeras (37, 38) para determinar trigonometri-camente o local e a orientação do pelo menos um elemento rastreador (21) no espaço.
Arranjo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de imagem ao vivo compreende pelo menos uma câmera (39).
Arranjo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que um sistema de detecção (35) provido para detectar a localização e orientação da câmera (39) do dispositivo de imagem ao vivo.
Método para registro de imagem, caracterizado pelo fato de que compreende:
adaptar um dispositivo de suporte ao paciente (11) ao formato do corpo do paciente (18);
conectar pelo menos um elemento rastreador (21) ao dispositivo de suporte (11) e capturar os dados que indicam a posição e/ou a orientação do pelo menos um elemento rastreador (21);
adquirir pelo menos uma imagem de varredura bidimensional (29) da região de interesse de um paciente (41) em relação à posição do rastreador (21) com o uso de um sistema de formação de imagem médica (13);
capturar os dados (36) que indicam a posição do rastreador durante a cirurgia por meio de um sistema de localização (35);
adquirir imagens ao vivo (42) do local de operação por um dispositivo de imagem ao vivo (39);
registrar e combinar as imagens de varredura e ao vivo de acordo com os dados (36) capturados durante a formação de imagem médica e a formação de imagem ao vivo.