BR112013012200B1 - aparelho, método e programa de computador de determinação de localização - Google Patents

Abstract

APARELHO, MÉTODO E PROGRAMA DE COMPUTADOR DE DETERMINAÇÃO DE LOCALIZAÇÃO A presente invenção refere-se a um aparelho de determinação de localização para deter-minar a localização de um primeiro objeto (2) tal como um cateter no interior de um segun-do objeto (3) que é, por exemplo, o coração de uma pessoa. O primeiro objeto compreende uma primeira unidade ultrassônica e uma segunda unidade ultrassônica (5) está localizada fora do segundo objeto. Uma unidade de determinação de localização determi-na a localização do primeiro objeto no interior do segundo objeto com base nos sinais ultrassônicos transmitidos entre a primeira unidade ultrassônica e a segunda unidade ultrassônica. Isso permite a determinação da localização do primeiro objeto no interior do segundo objeto de forma confiável, de tal maneira que seja uma alternativa ao uso da transmissão de sinais elétricos para determinar a localização e que pode gerar maior pre-cisão na determinação da localização.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a um aparelho de 5 determinação de localização, um método de determinação de localização e um programa de computador de determinação da localização de um primeiro objeto no interior de um segundo objeto, particularmente para determinar a localização de um dispositivo no corpo tal como um cateter ou agulha dentro do 10 coração de uma pessoa.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

US 7.604.601 B2 descreve um sistema de formação de imagens médicas para formação de imagens do corpo de um paciente. O sistema de formação de imagens médicas inclui um 15 cateter que possui um sensor de posição e um sensor de formação de imagens ultrassónicas, em que o sensor de posição emite sinais elétricos indicativos de informações de posição de uma parte do cateter no corpo do paciente e o sensor de formação de imagens ultrassónicas emite energia ultrassónica 20 para um alvo no corpo do paciente, recebe ecos ultrassónicos refletidos do alvo no corpo do paciente e emite sinais relativos aos ecos ultrassónicos refletidos do alvo no corpo do paciente. Um processador de posição é conectado operativamente ao cateter para determinar informações de 25 posição da parte do cateter com base nos sinais elétricos emitidos pelo sensor de posição. O sistema inclui adicionalmente um visor e um processador de imagens conectado operativamente ao cateter, ao processador de posição e ao visor. O processador de imagens exibe no visor um icone de 30 cateter na mesma orientação de uma orientação da parte do cateter no corpo do paciente com base nas informações de posição derivadas do sensor de posição. 0 processador de imagens também gera uma imagem ultrassónica do alvo com base nos sinais emitidos pelo sensor ultrassónico e ilustra em tempo real a imagem ultrassónica gerada no visor na mesma orientação da parte do cateter no corpo do paciente. As informações de posição da parte do cateter, que são baseadas 5 nos sinais elétricos emitidos pelo sensor de posição, podem possuir precisão relativamente baixa, o que pode gerar posicionamento impreciso do cateter no interior do corpo do paciente.

RESUMO DA INVENÇÃO

É objeto da presente invenção fornecer um aparelho de determinação de localização para fornecer uma forma alternativa de determinação da localização de um primeiro objeto em um segundo objeto, particularmente de determinação de um local em um dispositivo no corpo no coração de uma 15 pessoa, o que pode gerar maior precisão da determinação do local.

Em um primeiro aspecto da presente invenção, é apresentado um aparelho de determinação da localização para determinar a localização de um primeiro objeto no interior de 20 um segundo objeto, em que o aparelho de determinação de localização compreende: - o primeiro objeto que compreende uma primeira unidade ultrassónica; - uma segunda unidade: ultrassónica para 25 localização fora do segundo objeto, em que a primeira unidade ultrassónica e a segunda unidade ultrassónica são adaptadas para a transmissão de sinais ultrassónicos entre elas; - uma unidade de geração de imagens ultrassónicas para gerar uma imagem ultrassónica do segundo 30 objeto com base em informações ultrassónicas de pelo menos uma dentre a primeira unidade ultrassónica e a segunda unidade ultrassónica; e - uma unidade de determinação da localização para determinar a localização do primeiro objeto no interior do segundo objeto com relação à imagem ultrassónica com base nos sinais ultrassónicos transmitidos entre as primeira e segunda unidades ultrassónicas e as 5 informações ultrassónicas de pelo menos uma dentre a primeira unidade ultrassónica e a segunda unidade ultrassónica.

Como os sinais ultrassónicos são transmitidos entre as primeira e segunda unidades ultrassónicas, em que a primeira unidade ultrassónica é compreendida pelo primeiro 10 objeto e a segunda unidade ultrassónica está localizada fora do segundo objeto e, como a localização do primeiro objeto no interior do segundo objeto é determinada com base nos sinais ultrassónicos transmitidos, a localização do primeiro objeto no interior do segundo objeto pode ser determinada de forma 15 confiável de maneira alternativa, ou seja, sem depender necessariamente de sinais elétricos emitidos por um sensor de posição, o que pode gerar maior precisão na determinação do local.

O primeiro objeto é preferencialmente um 20 dispositivo no corpo tal como um cateter, particularmente uma ponta de cateter, e o segundo objeto é preferencialmente uma parte de uma pessoa ou de um animal como um órgão, particularmente o coração. Uma ponta de cateter pode, por exemplo, ser equipada com a primeira unidade ultrassónica e a 25 segunda unidade ultrassónica pode estar localizada fora do coração, tal como disposta sobre o tórax da pessoa.

O fato de que a primeira unidade ultrassónica e a segunda unidade ultrassónica são adaptadas para transmitir sinais ultrassónicos entre elas significa que a primeira 30 unidade ultrassónica pode emitir sinais ultrassónicos, que são recebidos pela segunda unidade ultrassónica, ou que a segunda unidade ultrassónica pode emitir sinais ultrassónicos que são recebidos pela primeira unidade ultrassónica. Pelo menos uma dentre a primeira unidade ultrassónica e a segunda unidade ultrassónica pode compreender diversos transdutores ultrassónicos para transmitir sinais ultrassónicos entre as primeira e segunda 5 unidades ultrassónicas. A primeira unidade ultrassónica pode compreender, por exemplo, diversos transdutores ultrassónicos posicionados sobre a superfície do primeiro objeto.

Particularmente, pelo menos uma dentre a primeira unidade ultrassónica e a segunda unidade ultrassónica pode 10 compreender diversos transdutores ultrassónicos para transmitir sinais ultrassónicos entre as primeira e segunda unidades ultrassónicas, em que os diversos transdutores ultrassónicos emitem sinais ultrassónicos em frequências idênticas ou diferentes. Preferencialmente, a primeira 15 unidade ultrassónica compreende diversos transdutores ultrassónicos dispostos em posições sobre ou no interior do primeiro objeto, que são conhecidos com relação ao primeiro objeto, em que os vários transdutores ultrassónicos emitem ou recebem sinais ultrassónicos em diferentes frequências de 20 transmissão de sinais ultrassónicos entre os diversos transdutores ultrassónicos e a segunda unidade ultrassónica em frequências diferentes e a unidade de determinação da localização é adaptada para determinar a orientação do primeiro objeto com base nos sinais ultrassónicos 25 transmitidos e nas posições dos diversos transdutores ultrassónicos, que são conhecidas com relação ao primeiro objeto. Particularmente, a unidade de determinação de localização pode ser adaptada para determinar primeiras posições que são as posições dos diversos transdutores 30 ultrassónicos sobre o primeiro objeto com relação à segunda unidade ultrassónica e para determinar a orientação do primeiro objeto com relação à segunda unidade ultrassónica com base nas primeiras posições determinadas e nas segundas posições que são as posições dos diversos transdutores ultrassónicos, que são conhecidos com relação ao primeiro objeto. A unidade de determinação de localização pode, portanto, ser adaptada para determinar não apenas a posição, mas também a orientação, por exemplo, de uma ponta de cateter.

Preferencialmente, frequências adjacentes são separadas pelo menos pela soma da metade da amplitude de banda dos transdutores ultrassónicos com as frequências adjacentes, em que a amplitude de banda é preferencialmente definida como a metade da largura na metade do máximo. Isso permite separação clara de frequências adjacentes. Os diversos transdutores ultrassónicos podem emitir sinais ultrassónicos simultânea ou alternadamente.

Em. uma realização, pelo menos uma dentre a primeira unidade ultrassónica e a segunda unidade ultrassónica compreende um ou mais transdutores ultrassónicos bi ou tridimensionais. Particularmente, preferencialmente o primeiro objeto, que é preferencialmente um dispositivo no corpo tal como um cateter, compreende diversos transdutores ultrassónicos, que emitem ultrassom simultânea ou alternadamente em frequências idênticas ou diferentes e a segunda unidade ultrassónica compreende preferencialmente um ou mais transdutores ultrassónicos bi ou tridimensionais para receber o ultrassom emitido. Alternativamente, a segunda unidade ultrassónica pode também emitir ultrassom e a primeira unidade ultrassónica pode receber o ultrassom.

O transdutor ultrassónico tridimensional é, por exemplo, um conjunto externo de faixa ampla de transdutores subultrassônicos, que podem ser utilizados para ecografia transtorácia tridimensional (TTE) ou um transdutor ultrassónico tridimensional transluminal de orificio natural (NOT), que pode ser utilizado para ecografia transesofageal (TEE) tridimensional. O transdutor ultrassónico tridimensional pode também ser de outro formato e/ou tamanho.

Também se prefere que a unidade de determinação de localização seja adaptada para determinar a localização do primeiro objeto no interior do segundo objeto com base em pelo menos um dentre o tempo de voo e a direção de transmissão dos sinais ultrassónicos transmitidos. A posição de um cateter pode ser determinada, por exemplo, pelo tempo de voo e direciónalidade do um ou mais transdutores ultrassónicos sobre o cateter com relação ao um ou mais transdutores ultrassónicos externos que se encontram fora do coração.

Em uma realização preferida, o primeiro objeto é adaptado para medir uma propriedade do segundo objeto no local em que o primeiro objeto é disposto no interior do segundo objeto. O primeiro objeto pode ser, por exemplo, um. cateter que compreende um eletrodo sensor na ponta do cateter para tomar sinais de ativação elétrica em. um local que tenha sido determinado pela unidade de determinação de localização. Também se prefere que o aparelho de determinação de localização compreenda uma unidade de determinação de mapa para determinar um mapa de prioridade com base em locais determinados do primeiro objeto no interior do segundo objeto e propriedades do segundo objeto que tenham sido medidas nos locais determinados. Particularmente, a unidade de determinação de mapa pode ser adaptada para determinar um mapa eletroanatômico com base em sinais de ativação elétrica medidos em posições determinadas pela unidade de determinação de localização. Uma ponta de cateter que compreende um eletrodo sensor pode ser movida, por exemplo, para diferentes posições sobre a parede cardiaca, em que as diferentes posições podem ser determinadas pela unidade de determinação de localização e sinais de ativação elétrica podem ser medidos nesses locais e utilizados para gerar um mapa eletroanatômico. Isso permite a geração de um mapa eletroanatômico preciso.

Prefere-se ainda que o primeiro objeto seja 5 adaptado para aplicar energia ao segundo objeto no local em que o primeiro objeto é disposto no interior do segundo objeto. 0 primeiro objeto pode, por exemplo, ser um cateter que compreende um elemento de ablação como um eletrodo de ablação para ablação do segundo objeto, particularmente o 10 coração de uma pessoa ou animal. Isso permite a aplicação de energia ao segundo objeto em um local desejado determinado pela unidade de determinação de localização.

Preferencialmente, a unidade de determinação de mapa é adicionalmente adaptada para determinar um mapa de 15 aplicação de energia com base em locais determinados do primeiro objeto no interior do segundo objeto ao qual se aplicou energia. Particularmente, a unidade de determinação de mapa pode ser adaptada para determinar um mapa anatômico que exibe as posições anatômicas nas quais se aplicou 20 energia, particularmente nas quais tecido cardíaco sofreu ablação. Além disso, propriedades tais como propriedades elétricas medidas por um eletrodo sensor e/ou posições nas quais se deverá aplicar energia podem ser exibidas no mapa anatômico. O mapa pode ser, portanto, um mapa combinado que 25 exibe posições nas quais se aplicou energia e/ou deve ser aplicada energia e posições nas quais uma propriedade do segundo objeto foi verificada, em que, nas últimas posições, pode ser exibida a propriedade verificada.

A unidade de determinação de localização é 30 preferencialmente adaptada para determinar a localização do primeiro objeto no interior do segundo objeto com relação à posição da segunda unidade ultrassónica. A posição da segunda unidade ultrassónica pode ser conhecida com relação a um sistema de coordenadas de referência, a fim de determinar a localização do primeiro objeto no interior do segundo objeto com relação ao sistema de coordenadas de referência.

Em uma realização, o aparelho de determinação de 5 localização compreende uma disposição de fixação para fixar a segunda unidade ultrassónica sobre um paciente no qual está localizado o segundo objeto. A disposição de fixação é, por exemplo, um quadro ou robô., sobre o qual a segunda unidade ultrassónica é montada, a fim de manter a segunda unidade 10 ultrassónica, particularmente transdutores ultrassónicos da segunda unidade ultrassónica, fixada sobre o objeto, que é preferencialmente o corpo de uma pessoa. O quadro ou robô pode ser um quadro ou robô estereotáctico. A disposição de fixação pode também ser uma vestimenta, na qual a segunda 15 unidade ultrassónica é embutida e que pode ser usada por uma pessoa. Utilizando a disposição de fixação, pode ser operado o aparelho de determinação de localização, enquanto a segunda unidade ultrassónica não altera a sua posição. Caso o primeiro objeto seja adaptado para aplicar energia ao segundo 20 objeto, por exemplo, particularmente se o primeiro objeto for um cateter de ablação para realizar tratamento de arritmia cardíaca, essa aplicação de energia pode ser realizada sob orientação ultrassónica, enquanto a segunda unidade ultrassónica não altera a sua posição ou enquanto os 25 possíveis movimentos da segunda unidade ultrassónica são pelo menos reduzidos. A disposição de fixação pode definir um sistema de coordenadas de referência, em que a posição da segunda unidade ultrassónica, particularmente as posições de um transdutor ultrassónico da segunda unidade ultrassónica, é 30 conhecida com relação ao sistema de coordenadas de referência e em que a unidade de determinação de localização pode determinar a localização do primeiro objeto no interior do segundo objeto com relação ao sistema de coordenadas de referência.

Em uma realização, o aparelho de determinação de localização compreende adicionalmente uma segunda unidade de determinação de posição da unidade ultrassónica para 5 determinar a posição da segunda unidade ultrassónica com relação a um sistema de coordenadas de referência, em que a unidade de determinação de localização é adpatada para determinar a posição do primeiro objeto no interior do segundo objeto com relação ao sistema de coordenadas de 10 referência com base nos sinais ultrassónicos transmitidos e na posição determinada da segunda unidade ultrassónica com relação ao sistema de coordenadas de referência. Na presente realização, pode-se aplicar energia com precisão a locais desejados no interior do segundo objeto e/ou as propriedades 15 podem ser verificadas com precisão em locais desejados no interior do segundo objeto, mesmo se a segunda unidade ultrassónica, particularmente os transdutores ultrassónicos da segunda unidade ultrassónica, mudar de posição durante o procedimento correspondente.

A segunda unidade de determinação de posição da unidade ultrassónica pode compreender sensores de posição tridimensionais tais como sensores de forma eletromagnéticos (EM) , óticos ou de fibra, que são fixados à segunda unidade ultrassónica, particularmente aos transdutores ultrassónicos 25 da segunda unidade ultrassónica e que podem medir continuamente a posição da segunda unidade ultrassónica.

O aparelho de determinação da localização compreende uma unidade de geração de imagens ultrassónicas para gerar uma imagem ultrassónica do segundo objeto com base 30 em informações ultrassónicas de pelo menos uma dentre a primeira unidade ultrassónica e a segunda unidade ultrassónica, em que a unidade de determinação de localização é adaptada para determinar a localização do primeiro objeto no interior do segundo objeto com relação à imagem ultrassónica com base nos sinais ultrassónicos transmitidos entre as primeira e segunda unidades ultrassónicas e as informações ultrassónicas. Em uma realização preferida, o 5 aparelho de determinação da localização compreende adicionalmente uma unidade de registro para registrar a imagem ultrassónica com uma imagem obtida anteriormente ou um modelo do segundo objeto, em que a unidade de determinação da localização é adaptada para determinar a localização do 10 primeiro objeto no interior do segundo objeto com base no local determinado com relação à imagem ultrassónica e ao resultado do registro. Δ imagem ultrassónica do segundo objeto é preferencialmente uma imagem ultrassónica tridimensional atual obtida e a imagem obtida anteriormente é 15 preferencialmente uma imagem tridimensional obtida anteriormente da mesma modalidade de formação de imagens ou de outra como uma imagem ultrassónica, uma imagem de tomografia computadorizada, uma imagem de ressonância magnética etc. O modelo também é preferencialmente 20 tridimensional. O aparelho de determinação da localização é preferencialmente adaptado para determinar a localização do primeiro objeto no interior do segundo objeto exibido na imagem obtida anteriormente ou pelo modelo. Em uma realização, a imagem ultrassónica pode ser gerada em tempo 25 real durante um procedimento de intervenção, em que a imagem obtida anteriormente ou modelo, por exemplo, do coração pode ser registrada com a imagem ultrassónica em tempo real, a fim de permitir que o aparelho de determinação de localização determine a localização do primeiro objeto no interior do 30 segundo objeto com base na localização determinada com relação à imagem ultrassónica e no resultado do registro em tempo real. Particularmente, a localização, por exemplo, de uma ponta de cateter ou ponta de agulha pode ser exibida em tempo real sobre uma imagem obtida anteriormente ou modelo, por exemplo, do coração.

Em um aspecto adicional da presente invenção, é apresentado um método de determinação de localização para 5 determinar a localização de um primeiro objeto no interior de um segundo objeto, em que o método de determinação de localização compreende: . - transmissão de sinais ultrassónicos entre uma primeira unidade ultrassónica compreendida pelo primeiro 10 objeto e uma segunda unidade ultrassónica localizada fora do segundo objeto; - geração de uma imagem ultrassónica do segundo objeto com base em informações ultrassónicas de pelo menos uma dentre a primeira unidade ultrassónica e a segunda 15 unidade ultrassónica por uma unidade de geração de imagens ultrassónicas; e - determinação da localização do primeiro objeto no interior do segundo objeto com relação à imagem ultrassónica com base nos sinais ultrassónicos transmitidos 20 entre as primeira e segunda unidades ultrassónicas e as informações ultrassónicas de pelo menos uma dentre a primeira unidade ultrassónica e a segunda unidade ultrassónica por uma unidade de determinação de localização.

Em um aspecto adicional da presente invenção, é 25 apresentado um programa de computador de determinação de localização para determinar a localização de um primeiro objeto no interior de um segundo objeto, em que o programa de computador de determinação de localização compreende meios de código de programa para fazer com que um aparelho de 30 determinação de localização conforme definido na reivindicação 1 conduza as etapas do método de determinação de localização conforme definido na reivindicação 12, quando o programa de computador de determinação de localização é conduzido em um computador que controla o aparelho de determinação de localização.

Dever-se-á compreender que o aparelho de determinação de localização de acordo com a reivindicação 1, 5 o método de determinação de localização de acordo com a reivindicação 12 e o programa de computador de determinação de localização de acordo com a reivindicação 13 possuem realizações preferidas similares e/ou idênticas, particularmente conforme definido nas reivindicações - 10 dependentes.

Dever-se-á compreender que uma realização preferida da presente invenção pode também ser qualquer combinação das reivindicações dependentes com a reivindicação independente correspondente. 15 Estes e outros aspectos da presente invenção serão i evidentes e elucidados com referência às realizações descritas a seguir.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS A Fig. 1 exibe esquematicamente em forma de exemplo 20 uma realização de um aparelho de determinação de localização para determinar a localização de um primeiro objeto no interior de um segundo objeto. A Fig. 2 exibe esquematicamente, como forma de exemplo, uma realização de uma ponta de cateter, 25 A Fig, 3 exibe esquematicamente na forma de exemplo uma disposição de transdutores ultrassônicos sobre o tórax de - uma pessoa, que se comunicam com transdutores ultrassónicos no interior do coração de uma pessoa. A Fig. 4 exibe esquematicamente na forma de exemplo 30 um mapa eletroanatômico com posições de ablação planejadas. A Fig. 5 exibe esquematicamente na forma de exemplo uma vestimenta usada por uma pessoa na qual são integrados condutores, que se comunicam com transdutores ultrassónicos no interior do coração de uma pessoa. A Fig. 6 exibe esquematicamente na forma de exemplo uma imagem ultrassónica sobreposta com um local determinado de uma ponta de cateter. 5 A Fig. 7 exibe um fluxograma na forma de exemplo que ilustra uma realização de um método de determinação de localização para determinar a localização de um primeiro objeto no interior de um segundo objeto. A Fig. 8 exibe um fluxograma que ilustra na forma 10 de exemplo um fluxo de trabalho de um processo de aplicação do aparelho de determinação de substâncias.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE REALIZAÇÕES A Fig. 1 exibe esquematicamente em forma de exemplo uma realização de um aparelho de determinação de localização 15 para determinar a localização de um primeiro objeto 2 no interior de um segundo objeto 3. O aparelho de determinação da localização 1 compreende o primeiro objeto 2, que inclui uma primeira unidade ultrassónica (não exibida na Fig. 1) e uma segunda unidade ultrassónica 5 para localização fora do 20 segundo objeto 3, em que a primeira unidade ultrassónica e a segunda unidade ultrassónica 5 são adaptadas para a transmissão de sinais ultrassónicos entre elas. O aparelho de determinação de localização 1 compreende adicionalmente uma unidade de controle e processamento 40 para controlar o 25 aparelho de determinação de localização 1 e processar informações ultrassónicas recebidas das primeira e segunda unidades ultrassónicas. Particularmente, a unidade de processamento e controle 40 inclui uma unidade de determinação de localização 6 para determinar a localização 30 do primeiro objeto 2 no interior do segundo objeto 3 com base nos sinais ultrassónicos transmitidos.

Nesta realização, o primeiro objeto 2 é a ponta de um cateter 20, que é disposta no interior do coração 3, que é o segundo objeto, de uma pessoa 21. A pessoa 21 é posicionada sobre uma mesa 22.

A ponta do cateter 2 é exibida na forma de exemplo com mais detalhes na Fig. 2. Como se pode observar na Fig. 2, 5 a ponta do cateter 2 compreende diversos grupos 7...10 de transdutores ultrassónicos que formam a primeira unidade ultrassónica. As unidades ultrassónicas são posicionadas sobre a superfície da ponta do cateter 2. Elas podem, entretanto, também ser incorporadas no interior da ponta de 10 cateter e enviar e/ou receber sinais ultrassónicos através das aberturas na ponta do cateter. Particularmente, a ponta de cateter 2 pode compreender um primeiro grupo de transdutores ultrassónicos frontais internos 7, um segundo . grupo de transdutores ultrassónicos 8 dispostos em círculo em 15 volta do primeiro grupo de transdutores e um terceiro grupo de transdutores 9 dispostos com uma distância menor para a extremidade da ponta de cateter 2 que um quarto grupo de transdutores ultrassónicos 10 que possuem uma distância maior até a extremidade da ponta de cateter 2, em que os terceiro e 20 quarto grupos de transdutores 9, 10 são posicionados em uma superfície lateral da ponta de cateter 102. Os diversos transdutores ultrassónicos podem ser adaptados para emitir ultrassom na mesma frequência ou em frequências diferentes. Os transdutores ultrassónicos de um mesmo grupo podem emitir, 25 por exemplo, sinais ultrassónicos na mesma frequência e transdutores ultrassónicos de diferentes grupos podem emitir sinais ultrassónicos em diferentes frequências, em que as frequências adjacentes são separadas pelo menos pela soma da metade da amplitude de banda dos transdutores ultrassónicos 30 com as frequências adjacentes. Os diversos transdutores ultrassónicos podem também ser adaptados de tal forma que cada transdutor ultrassónico emita ultrassom em uma frequência diferente.

As posições dos transdutores ultrassónicos da primeira unidade ultrassónica são conhecidas com relação à ponta do cateter 2. A unidade de determinação de localização 6 pode ser adaptada, portanto, para determinar a orientação 5 da ponta de cateter 2 com base nos sinais ultrassónicos transmitidos e as posições dos vários transdutores ultrassónicos da primeira unidade ultrassónica, que são conhecidas com relação à ponta de cateter 2. Particularmente, a unidade de determinação da localização 6 pode ser adaptada 10 para determinar primeiras posições que são as posições dos diversos transdutores ultrassónicos sobre a ponta de cateter 2 com relação à segunda unidade ultrassónica 5 e para determinar a orientação da ponta de cateter 2 com relação à segunda unidade ultrassónica 5 com base nas primeiras 15 posições determinadas e nas segundas posições que são as posições dos diversos transdutores ultrassónicos da primeira unidade ultrassónica, que são conhecidos com relação à ponta do cateter 2. A unidade de determinação de localização 6 pode, portanto, ser adaptada para determinar não apenas a 20 posição, mas também a orientação da ponta de cateter 102.

Caso a segunda unidade ultrassónica 5 receba uma onda ultrassónica, pode-se determinar qual transdutor ultrassónico da primeira unidade ultrassónica enviou a onda ultrassónica em pelo menos uma das formas a seguir. 25 Diferentes transdutores ultrassónicos da primeira unidade ultrassónica podem ser operados, por exemplo, em frequências diferentes, a fim de permitir a segunda ultrassónica 5 para determinar qual transdutor ultrassónico da primeira unidade ' ultrassónica enviou a onda ultrassónica correspondente com 30 base na frequência da onda ultrassónica. Os transdutores ultrassónicos da primeira unidade ultrassónica podem também ser operados de forma consecutiva no tempo, de tal forma que apenas um transdutor ultrassónico da primeira unidade ultrassónica seja ativado de cada vez, a fim de determinar qual transdutor ultrassónico da primeira unidade ultrassónica enviou a onda ultrassónica com base no tempo. Os transdutores ultrassónicos da primeira unidade ultrassónica podem também 5 ser operados na mesma frequência e ao mesmo tempo, mas com padrões de ativação diferentes. Um padrão de ativação define a forma de ondas do trem de pulso, particularmente, o número de pulsos por ciclo e/ou as distâncias entre os pulsos, em que a forma de onda do trem de pulso pode ser diferente para 10 diferentes transdutores ultrassónicos da primeira unidade ultrassónica. Pode-se determinar em seguida qual unidade ultrassónica enviou qual onda ultrassónica recebida dependendo da forma de onda de trem de pulso correspondente, por exemplo, realizando uma análise de correlação que 15 correlaciona as ondas ultrassónicas recebidas com os padrões de ativação conhecidos dos diferentes transdutores ultrassónicos da primeira unidade ultrassónica.

Os transdutores ultrassónicos da primeira unidade ultrassónica podem ser operados de tal forma que ondas 20 ultrassónicas de cada transdutor ultrassónico individual podem ser discriminadas a partir de ondas ultrassónicas dos outros transdutores ultrassónicos da primeira unidade ultrassónica ou de tal forma que ondas ultrassónicas de um grupo de transdutores ultrassónicos da primeira unidade 25 ultrassónica possam ser discriminadas a partir de ondas ultrassónicas de outros grupos de transdutores ultrassónicos da primeira unidade ultrassónica.

à segunda unidade ultrassónica 5 compreende preferencialmente um ou mais transdutores ultrassónicos bi ou 30 tridimensionais para receber os sinais ultrassónicos emitidos pelos transdutores ultrassónicos localizados na ponta do cateter 2. Na presente realização, a segunda unidade ultrassónica 5 compreende um transdutor ultrassónico TTE tridimensional, que é disposto sobre o tórax externo, particularmente colocado entre as nervuras da pessoa 21. Em outras realizações, os um ou mais transdutores ultrassónicos bi ou tridimensionais da segunda unidade ultrassónica podem 5 também possuir outro formato e/ou tamanho. A segunda unidade ultrassónica pode também compreender, por exemplo, um transdutor ultrassónico NOT tridimensional, que geralmente é utilizado para TTE tridimensional. Uma segunda unidade ultrassónica 5 que compreende um transdutor ultrassónico TTE 10 tridimensional é exibida esquematicamente na forma de exemplo na Fig. 3.

A Fig. 3 exibe o tórax da pessoa 21 com nervuras 32. Um transdutor ultrassónico TTE tridimensional 33 da segunda unidade ultrassónica 5 é colocado entre nervuras 32 e 15 recebe sinais ultrassónicos 34 de transdutores ultrassónicos localizados na ponta de cateter 2 do cateter 20, em que a ponta do cateter 2 está localizada no interior do coração 3. A Fig. 3 exibe transdutores ultrassónicos TTE tridimensionais opcionais adicionais 30, 31 da segunda unidade ultrassónica 5 20 em linhas tracejadas, que podem também ser colocadas sobre o tórax da pessoa 21 entre as nervuras 32. Esses transdutores ultrassónicos opcionais adicionais 30, 31 podem também ser utilizados para receber sinais ultrassónicos dos transdutores ultrassónicos na ponta do cateter 2, em que também esses 25 sinais ultrassónicos recebidos podem ser utilizados para determinar a localização da ponta do cateter 2 no interior do coração 3.

A unidade de determinação de localização 6 é adaptada para determinar a localização da ponta de cateter 2 30 no interior do coração 3 com base em pelo menos um dentre o tempo de voo e a direção de transmissão dos sinais ultrassónicos transmitidos, ou seja, a direção na qual os sinais ultrassónicos são emitidos e/ou recebidos. A posição da ponta do cateter 2 pode ser determinada, por exemplo, pelo tempo de voo e direcionalidade dos vários transdutores sobre a ponta de cateter 2 com relação à segunda unidade ultrassónica 5 fora do coração 3. Em uma realização, pode-se 5 utilizar trilateração e/ou formação de feixes unidirecionais para determinar a posição tridimensional e orientação da ponta de cateter 2. A unidade de determinação da localização 6 pode também ser adaptada para determinar a orientação da ponta de cateter 2 no interior do coração 3 com. base no 10 conhecimento do qual grupos de transdutores ultrassónicos das ondas ultrassónicas da primeira unidade ultrassónica podem ser recebidos pela segunda unidade ultrassónica em quais orientações, em que a determinação da localização 106 pode compreender um banco de dados no qual esse conhecimento é 15 armazenado. Caso a ponta do cateter 2 esteja em uma orientação perpendicular com relação à segunda unidade ultrassónica, por exemplo, apenas ondas ultrassónicas de transdutores ultrassónicos dos primeiro e segundo grupos 7 e 8 podem ser recebiveis pela segunda unidade ultrassónica. 20 Desta forma, a unidade de determinação de localização 6 pode ser adaptada para determinar que a ponta de cateter 2 é perpendicular com relação à segunda unidade ultrassónica, caso apenas sinais dos primeiro e segundo grupos 7 e 8 sejam recebidos pela segunda unidade ultrassónica. A ponta do 25 cateter 2 é considerada em orientação perpendicular com relação à segunda unidade ultrassónica se, por exemplo, os primeiro e segundo grupos 7 e 8 forem substancialmente dirigidos para a segunda unidade ultrassónica, de tal forma que os transdutores ultrassónicos dos terceiro e quarto 30 grupos 9 e 10 emitam ondas ultrassónicas em uma direção que é substancialmente paralela a uma superfície de detecção da segunda unidade ultrassónica.

A ponta do cateter 2 compreende um eletrodo de tampa 71 e um eletrodo de anel 72. 0 eletrodo de tampa 71 compreende os transdutores ultrassónicos da primeira unidade ultrassónica e aberturas opcionais 70. As aberturas 70 podem ser utilizadas, por exemplo, para fins de irrigação. 0 5 eletrodo de tampa 71 pode ser utilizado como eletrodo de ablação para realizar ablação do tecido cardiaco por meio do fornecimento de energia RF. Õ eletrodo de anel 72 e também o eletrodo de tampa 71 podem ser ainda utilizados como eletrodos sensores para tomar sinais de ativação elétrica. Os 10 sinais de ativação elétrica são preferencialmente gravações de eletrogramas, que podem ser gravações unipolares ou gravações bipolares entre a tampa de eletrodo 71 e o eletrodo de anel 72. Desta forma, o eletrodo de tampa 71 é preferencialmente utilizado como eletrodo de ablação e como 15 eletrodo sensor, enquanto o eletrodo de anel 72 é preferencialmente utilizado apenas como eletrodo sensor. O eletrodo sensor é preferencialmente utilizado para tomar sinais de ativação elétrica em um local que tenha sido determinado pela unidade de determinação da localização 6. 20 A unidade de controle e processamento 40 compreende adicionalmente uma unidade de determinação de mapa 14 para determinar um mapa eletroanatômico com base em locais determinados da ponta de cateter 2 no interior do coração 3 e nos sinais de ativação elétrica medidos nos locais 25 determinados. A ponta de cateter 2 pode ser movida para diferentes posições sobre a parede cardiaca, em que as diferentes posições podem ser determinadas pela unidade de determinação de localização 6 e em que sinais de ativação elétrica podem ser medidos nesses locais pelo eletrodo sensor 30 e utilizados para gerar um mapa eletroanatômico. O eletrodo de ablação 71 é preferencialmente utilizado para realizar ablação do coração em um local que tenha sido determinado pela unidade de determinação de localização 6, em que a unidade de determinação de mapa 14 é preferencialmente adaptada para indicar no mapa eletroanatômico as posições nas quais se aplicou energia, particularmente nas quais o tecido cardiaco sofreu ablação. 0 5 mapa é, portanto, um mapa combinado que exibe as posições nas quais se aplicou energia e as posições nas quais os sinais de ativação elétrica foram tomados. A unidade de determinação de mapa 14 pode ser adicionalmente adaptada para exibir posições nas quais se planeja a aplicação de energia. Desta forma, 10 pode ser gerado em primeiro lugar um mapa eletroanatômico. Em seguida, o usuário pode indicar posições no mapa eletroanatômico que deverão sofrer ablação, com base na ativação elétrica exibida no mapa eletroanatômico, em que a ponta do cateter 2 pode ser movida para as posições que 15 deverão sofrer ablação. Ao mover-se para uma posição desejada, a localização da ponta do cateter 2 pode ser determinada, particularmente em tempo real. Após a realização de um procedimento de ablação em uma posição, essa posição pode ser marcada na forma de posição que sofreu ablação no 20 mapa eletroanatômico.

A unidade de controle e processamento 40 compreende adicionalmente uma unidade de determinação da profundidade de ablação 19 para determinar a profundidade de ablação com base em um sinal ultrassónico recebido de pelo menos um dos 25 transdutores ultrassónicos da ponta do cateter 2. Desta forma, pelo menos um dos transdutores ultrassónicos da ponta do cateter 2 pode ser utilizado para enviar ondas ultrassónicas para o tecido cardiaco e para receber ondas ultrassónicas refletidas pelo tecido cardiaco, a fim de gerar 30 um sinal ultrassónico, que pode ser utilizado pela unidade de determinação da profundidade de ablação 19 para determinar a profundidade de ablação, ou seja, para determinar uma fronteira de lesão entre uma lesão gerada pelo procedimento de ablação e pelo tecido sem ablação. Em uma realização, por exemplo, o primeiro grupo 7 de transdutores ultrassónicos exibido na Fig. 2 pode ser utilizado para monitorar a profundidade de ablação, enquanto os outros transdutores 5 ultrassónicos da ponta do cateter podem ser utilizados para determinar a localização da ponta do cateter 2. Em outra realização, um mesmo transdutor ultrassónico pode ser utilizado para monitorar a profundidade de ablação e para determinar a localização da ponta do cateter 2, em que a 10 unidade de processamento e controle 40 pode ser comutável entre um primeiro modo, no qual o transdutor ultrassónico correspondente é utilizado para determinar a profundidade da ablação, e um segundo modo, no qual o transdutor ultrassónico correspondente é utilizado para determinar a localização da 15 ponta do cateter 2. A profundidade de ablação determinada pode ser exibida em um visor 17. A razão entre tecido cardíaco com ablação e sem ablação na direção da profundidade em uma parede do coração pode ser exibida para o usuário no visor 17, por exemplo, e/ou o sinal ultrassónico utilizado 20 para determinar a profundidade de ablação, que é preferencialmente uma imagem em modo M do tecido cardíaco, pode ser exibida no visor 17 em conjunto com uma indicação como uma linha que indica a profundidade de ablação no tecido cardíaco. A profundidade de ablação pode ser exibida em tempo 25 real no visor 17, a fim de permitir que. o usuário controle o procedimento de ablação com base na profundidade de ablação determinada. Para mais detalhes com relação à determinação da profundidade de ablação dependendo de ultrassom, faz-se referência a WO 2010/082146 Al, que é incorporado ao presente 30 como referência. Os transdutores ultrassónicos na ponta do cateter 2, que são utilizados para determinar a profundidade de ablação, possuem preferencialmente uma frequência na faixa de 20 MHz a 40 MHz. Além disso, esses transdutores ultrassónicos possuem preferencialmente amplitude de banda relativamente grande, que é, por exemplo, de mais de 30%. Os transdutores ultrassónicos na ponta do cateter 2, que são utilizados para 5 determinar a localização da ponta do cateter, possuem preferencialmente uma frequência na faixa de 1 a 10 MHz e amplitude de banda relativamente pequena de, por exemplo, 10% ou menos.

Caso um transdutor ultrassónico, que está 10 localizado na ponta do cateter 2, seja utilizado para determinar a profundidade de ablação para localizar a ponta do cateter, o transdutor ultrassónico correspondente é preferencialmente sintonizável, ou seja, a frequência do transdutor ultrassónico correspondente é preferencialmente 15 modificável. Particularmente, o transdutor ultrassónico correspondente é preferencialmente controlável de tal forma que, para determinar a localização da ponta de cateter 2, o transdutor ultrassónico correspondente é operado em uma frequência que é mais baixa que a frequência utilizada para 20 monitorar a profundidade da ablação. Para determinar a localização da ponta de cateter 2, o transdutor ultrassónico correspondente é operado em uma frequência dentro da faixa de 1 a 10 MHz e, para determinar a profundidade de ablação, o transdutor ultrassónico correspondente é operado em uma 25 frequência de 20 MHz a 40 MHz. A Fig. 4 exibe esquematicamente na forma de exemplo um mapa eletroanatômico 62. O mapa eletroanatômico 62 compreende pontos 61, que indicam posições de ablação planejadas. No exemplo exibido na Fig. 4, a ponta 2 do 30 cateter 20 está localizada em uma posição de ablação planejada para ablação do tecido cardiaco nessa posição. Opcionalmente, um cateter de diagnóstico adicional 63 pode ser utilizado para medir eletrogramas locais. Este cateter de diagnóstico adicional não é necessário e pode ser omitido.

Em uma realização, o aparelho de determinação de localização pode compreender uma disposição de fixação para fixar a segunda unidade ultrassónica sobre a pessoa 11 5 conforme exibido esquematicamente na forma de exemplo na Fig. 5.

A Fig. 5 exibe esquematicamente na forma de exemplo uma seção cruzada do tórax 11 com nervuras 32 e o coração 3. 0 cateter 20 com a ponta de cateter 2 foi introduzido no 10 coração 3. A ponta de cateter 2 compreende a primeira unidade ultrassónica, em que os sinais ultrassónicos são transmitidos entre a primeira unidade ultrassónica e os transdutores ultrassónicos 105, 110 dispostos sobre o tórax 11 da pessoa 21. Os transdutores ultrassónicos 105, 110 formam, na 15 presente realização, a segunda unidade ultrassónica 5, que é fixada sobre o tórax 11 da pessoa 21 utilizando uma disposição de fixação que é uma vestimenta 9.

Em uma realização, a unidade de processamento e controle 40, particularmente uma unidade de subcontrole 13 da 20 unidade de processamento e controle 40, pode ser adaptada de tal forma que, antes de determinar a localização da ponta de cateter 2, os transdutores ultrassónicos da segunda unidade ultrassónica 5 são operados para gerar sinais ultrassónicos que exibem o tórax 11. A unidade de processamento e controle 25 40 pode ser adicionalmente adaptada em seguida para determinar qual parte dos transdutores ultrassónicos recebeu uma onda ultrassónica refletida de uma nervura 32, a fim de determinar qual parte dos transdutores ultrassónicos é disposta sobre uma nervura 32 do tórax 11. Durante a 30 determinação da localização da ponta de cateter 2, preferencialmente são operadas apenas as partes dos transdutores ultrassónicos da segunda unidade ultrassónica 5, que não estão localizadas sobre uma nervura 32 do tórax 11, ou seja, apenas partes dos transdutores ultrassónicos da segunda unidade ultrassónica 5 são utilizadas, que caem de forma intercostal. 0 aparelho de determinação de localização 1 5 compreende adicionalmente uma segunda unidade de determinação da posição da unidade ultrassónica 12 para determinar a posição da segunda unidade ultrassónica 5 com relação a um sistema de coordenadas de referência, em que a unidade de determinação de localização 6 é adaptada para determinar a 10 posição da ponta de cateter 2 no interior do coração 3 com relação ao sistema de coordenadas de referência com base nos sinais ultrassónicos transmitidos e na posição determinada da segunda unidade ultrassónica 5 com relação ao sistema de coordenadas de referência. Isso permite o posicionamento 15 preciso da ponta de cateter 2 no interior do coração 3, mesmo se a segunda unidade ultrassónica 5, particularmente os transdutores ultrassónicos da segunda unidade ultrassónica, mudar de posição durante o procedimento de posicionamento.

A unidade de determinação de posição 12 comunica-se 20 com sensores de posição sobre a segunda unidade ultrassónica, particularmente sobre os transdutores ultrassónicos da segunda unidade ultrassónica, que são exibidos esquematicamente na forma de exemplo nas realizações ilustradas nas Figs. 3 e 5. Nas Figs. 3 e 5, esses sensores 25 de posição são indicados por 50...54. Os sensores de posição 50... 54 são sensores EM, que se comunicam com a segunda unidade de determinação da posição de unidade ultrassónica 12 para determinar a posição tridimensional dos transdutores ultrassónicos da segunda unidade ultrassónica 5. Em outras 30 realizações, outros sensores de posição como os sensores de posição óticos podem ser utilizados para determinar a posição tridimensional dos transdutores ultrassónicos da segunda unidade ultrassónica. Ao determinar-se as posições dos 25/34 transdutores ultrassónicos da segunda unidade ultrassónica com relação a um sistema de coordenadas de referência comuns, os transdutores ultrassónicos da segunda unidade ultrassónica podem ser registrados entre si. Isso pode gerar uma abertura 5 maior que consiste de uma união de aberturas de todos os transdutores ultrassónicos da segunda unidade ultrassónica para realizar rastreamento da ponta de cateter, particularmente determinação da localização e orientação da ponta de cateter, de forma a atingir melhor precisão ou, pelo 10 menos, melhor robustez de rastreamento.

A unidade de controle e processamento 40 compreende adicionalmente uma unidade de geração de imagens ultrassónicas 15 para gerar uma imagem ultrassónica do coração 3 com base em informações ultrassónicas da segunda 15 unidade ultrassónica 5, em que a unidade de determinação da localização 6 pode ser adaptada para determinar a localização da ponta do cateter 2 no interior do coração 3 com relação à imagem ultrassónica com base nos sinais ultrassónicos transmitidos entre as primeira e segunda unidades 20 ultrassônicas e as informações ultrassónicas recebidas da segunda unidade ultrassónica 5.

A unidade de processamento e controle 40 compreende adicionalmente uma unidade de registro 16 para registrar a imagem ultrassónica com uma imagem obtida anteriormente ou um 25 modelo do coração 3, em que a unidade de determinação da localização 6 é adaptada para determinar a localização da ponta do cateter 2 no interior do coração 3 com base no local determinado com relação à imagem ultrassónica e ao resultado do registro. A imagem ultrassónica do coração é 30 preferencialmente uma imagem ultrassónica tridimensional atual obtida e a imagem obtida anteriormente é preferencialmente uma imagem tridimensional obtida anteriormente ou uma imagem trdimensional de outra modalidade 26/34 de formação de imagens, tal como uma imagem de tomografia computadorizada, uma imagem de ressonância magnética etc. 0 modelo também é preferencialmente tridimensional.

Particularmente, a unidade de determinação de 5 localização 6 pode determinar a localização da ponta de cateter 2 no interior do coração 3 com relação à segunda unidade ultrassónica 5, dependendo dos sinais ultrassónicos transmitidos entre a primeira unidade ultrassónica compreendida pela ponta de cateter 2 e pela segunda unidade 10 ultrassónica 5, utilizando, por exemplo, o tempo de voo e a direcionalidade das unidades ultrassónicas. Como a unidade de determinação de localização 6 determina a localização da ponta do cateter 2 com relação à segunda unidade ultrassónica 5 e como a segunda unidade ultrassónica 5 pode também ser 15 adaptada para gerar uma unidade tridimensional do coração 3, a localização da ponta do cateter 2 na imagem ultrassónica do coração é conhecida. Ao registrar essa imagem ultrassónica com uma imagem tridimensional obtida anteriormente ou um modelo tridimensional, a localização da ponta do cateter 2 é 20 determinada com relação à imagem obtida anteriormente ou ao modelo.

A fim de visualizar a localização da ponta de cateter 2 no interior do coração 3 com relação à imagem ultrassónica com base nos sinais ultrassónicos transmitidos 25 entre as primeira e segunda unidades ultrassónicas e as informações ultrassónicas formadoras de imagens recebidas da segunda unidade ultrassónica 5, a unidade de determinação de localização 6 pode ser adaptada para gerar uma imagem que exibe apenas um ponto branco ou colorido, que indica a 30 localização da ponta do cateter 2 no interior do coração 3 determinada utilizando os sinais ultrassónicos transmitidos entre as primeira e segunda unidades ultrassónicas contra fundo preto e sobrepor esse ponto brilhante com o fundo preto com a imagem ultrassónica gerada pela unidade de geração de imagens ultrassónicas 15 com base na formação de imagens ultrassónicas realizada pela segunda unidade ultrassónica 5. Uma imagem sobreposta correspondente é exibida 5 esquematicamente em. forma de exemplo na Fig. 6. Na Fig. 6, o ponto colorido 65, que indica a localização da ponta de cateter 2, é exibido sobreposto sobre uma imagem ultrassónica real 66.

A unidade de subcontrole 13 pode ser adaptada para 10 controlar o cateter, particularmente os eletrodos de ablação e sensores e a navegação da ponta do cateter e as primeira e segunda unidades ultrassónicas. Particularmente, a unidade de subcontrole 13 pode ser adaptada para receber informações ultrassónicas para formação de imagens e para determinar a 15 localização da ponta do cateter 2 no interior do coração 3 a partir das primeira e segunda unidades ultrassónicas por meio de uma conexão de dados 41 como uma conexão elétrica e/ou ótica, tal como um cabo, e para fornecer essas informações ultrassónicas, por exemplo, para a unidade de determinação de 20 localização 6 e a unidade de geração de imagens ultrassónicas 15. As imagens geradas como as imagens sobrepostas mencionadas e/ou o mapa eletroanatômico podem ser exibidas no visor 17.

Será descrita a seguir uma realização de um método 25 de determinação de localização como forma de exemplo com referência a um fluxograma exibido na Fig. 7.

Na etapa 101, sinais ultrassónicos são transmitidos entre uma primeira unidade ultrassónica localizada sobre a ponta do cateter 2, que foi inserida no coração 3 da pessoa 30 21, e uma segunda unidade ultrassónica 5 localizada fora do coração 3 da pessoa 21. Preferencialmente, a segunda unidade ultrassónica 5 é disposta sobre o tórax da pessoa 21. Na etapa 102, a localização da ponta de cateter 2 no interior do coração 3 é determinada com base nos sinais ultrassónicos transmitidos entre as primeira e segunda unidades ultrassónicas utilizando, por exemplo, o tempo de voo e/ou a direcionalidade das unidades ultrassónicas. Na etapa 103, a 5 localização determinada da ponta do cateter 2 é exibida no visor 17.

Será descrito a seguir um uso preferido do aparelho de determinação de localização 1 como forma de exemplo com referência ao fluxograma exibido na Fig. 8. 10 Na etapa 201, o cateter 20 é inserido no coração 3 da pessoa 21 e, na etapa 202, a ponta do cateter é movida para tocar a superfície do coração 3. Na etapa 203, o local atual da ponta do cateter 2 é determinado, a atividade elétrica é medida no local determinado e é gerada uma imagem 15 ultrassónica tridimensional utilizando a segunda unidade ultrassónica 5. A localização determinada da ponta de cateter 2, a atividade elétrica medida e a imagem ultrassónica tridimensional são gravadas. Na etapa 204, o usuário decide, por exemplo, se a atividade elétrica deverá ser medida em um 20 local adicional ou não. Caso a atividade elétrica deva ser medida em um local adicional, a ponta do cateter é movida para outra posição na superfície do coração 3 (etapa 202) e o fluxograma prossegue nessa nova posição com a etapa 203. Caso se decida suspender a repetição das etapas 202 a 204, as 25 localizações armazenadas e as atividades elétricas medidas são utilizadas para gerar um mapa um mapa eletroanatômico do coração 3 e, na etapa 205, pontos de ablação, nos quais o coração 3 deverá sofrer ablação, são planejados com base no mapa eletroanatômico. 30 Na etapa 206, a ponta de cateter é movida para uma posição de ablação planejada desejada, enquanto, durante o movimento, a unidade de determinação da localização 6 determina a posição da ponta do cateter 2 em uma imagem ultrassónica tridimensional obtida atual (etapa 207). Caso tenha sido atingida a localização desejada, o tecido cardiaco sofre ablação nesse local na etapa 208. Também durante o procedimento de ablação, a localização da ponta do cateter 2 5 pode ser determinada e exibida em uma imagem ultrassónica tridimensional obtida atual no visor 17. Além disso, ao aplicar-se a energia de ablação, a profundidade de ablação pode ser determinada em tempo real para controlar o procedimento de ablação dependendo da profundidade de ablação 10 determinada. Na etapa 209, verifica-se se todos os pontos desejados sofreram ablação. Caso não seja este o caso, o fluxograma prossegue com a etapa 206. Caso todos os pontos tenham sofrido ablação, o fluxograma termina na etapa 210.

Na etapa 205, os pontos de ablação, nos quais o 15 coração 3 deverá sofrer ablação, podem também ser planejados com base em uma imagem ultrassónica tridimensional do coração 3, que fornece apenas informações anatômicas. Caso se deseje o isolamento das veias pulmonares, por exemplo, pontos de ablação correspondentes podem ser planejados com base nas 20 informações anatômicas fornecidas pela imagem ultrassónica tridimensional. Alternativa ou adicionalmente, por exemplo, locais de ativação precoce poderão ser planejados com base no mapa eletroanatômico.

Na etapa 203, a geração da imagem ultrassónica 25 tridimensional e a economia da imagem ultrassónica tridimensional gerada, ou seja, nas etapas 202 a 204, o mapa eletroanatômico pode também ser determinado sem gerar nem gravar uma imagem ultrassónica tridimensional.

Durante a condução do fluxograma, a localização 30 correspondente da ponta do cateter 2, que foi determinada com base nos sinais ultrassónicos transmitidos entre as primeira e segunda unidades ultrassónicas, pode ser exibida em uma imagem ultrassónica tridimensional obtida atual e/ou em uma imagem tridimensional obtida anteriormente, que pode ser uma imagem ultrassónica ou uma imagem de outra modalidade de formação de imagens. A localização determinada da ponta do cateter 2 pode também ser exibida em um modelo do coração 3.

A fim de exibir a localização determinada da ponta do cateter 2 em uma imagem tridimensional previamente obtida ou em um modelo do coração 3, a imagem ultrassónica tridimensional , obtida atual é preferencialmente registrada com a imagem previamente obtida e/ou o modelo conforme descrito acima. 0 ’ 10 registro pode ser realizado utilizando, por exemplo, métodos de segmentação conhecidos conforme realizado, por exemplo, pelo Navegador EP da companhia Philips. Além disso, a posição da segunda unidade ultrassónica fornecida pela segunda unidade de determinação de posição da unidade ultrassónica 12 15 pode ser utilizada para registrar a imagem ultrassónica tridimensional obtida atual com uma imagem previamente obtida e/ou o modelo. Particularmente, como a orientação e a posição da imagem ultrassónica tridimensional obtida atual com relação à segunda unidade ultrassónica é conhecida, pois, por 20 exemplo, a imagem ultrassónica tridimensional foi obtida utilizando a segunda unidade ultrassónica e conhecendo a posição tridimensional da segunda unidade ultrassónica com relação a um sistema de coordenadas de referência, em que também a posição da imagem previamente obtida e/ou do modelo . 25 é conhecida, a imagem ultrassónica tridimensional obtida atual pode ser registrada com a imagem previamente obtida • e/ou o modelo. A segunda unidade de determinação da posição da unidade ultrassónica utiliza, por exemplo, rastreamento com base em fibra ótica ou eletromagnético, a fim de 30 determinar a posição da segunda unidade ultrassónica com relação ao sistema de coordenadas de referência. Rastreamento com base em fibra ótica pode ser baseado, por exemplo, em difusão Rayleigh ou fibras com grades Bragg integradas. 0 aparelho e o método de determinação da localização são preferencialmente adaptados para realizar mapeamento cardíaco, em que as distribuições no tempo e no espaço de potenciais elétricos miocardianos são identificadas 5 durante um ritmo cardiaco específico. Particularmente, o método e o aparelho de determinação de localização podem ser adaptados para realizar mapeamento eletroanatômico (EAM), em que a localização tridimensional de um cateter de mapeamento pode ser determinada com eletrogramas locais para reconstruir 10 em tempo real uma representação da geometria tridimensional da câmara cardíaca codificada com cores com informações eletrofisiológicas relevantes. A reconstrução da representação da geometria tridimensional da câmara cardíaca pode ser atingida selecionando-se a anatomia fornecida pela 15 imagem ultrassónica tridimensional obtida em tempo real. Além disso, o método e o aparelho de determinação de localização podem ser adaptados para marcar pontos anatômicos e lesões por ablação para facilitar o mapeamento e a ablação. Preferencialmente, eles permitem o posicionamento do cateter 20 de forma confiável sem f luoroscopia. O EAM gerado pode ser utilizado, por exemplo, para facilitar o isolamento das veias pulmonares para tratamento de fibrilação atrial.

Embora, nas realizações descritas acima, o segundo objeto seja o coração de uma pessoa, em outras realizações, o 25 segundo objeto pode também ser outro objeto como outra parte de uma pessoa ou animal, tal como outro órgão ou vaso sanguíneo. O segundo objeto pode também ser um objeto técnico.

Embora nas realizações descritas acima seja 30 determinado um mapa eletroanatômico do coração, em outras realizações, a verificação de propriedades do segundo objeto, particularmente a medição da atividade elétrica do coração em diferentes locais, pode não estar presente, A ponta do cateter pode apenas ser movida para posições diferentes no interior do coração, em que a ponta do cateter toca a parede cardiaca e, nessas posições, os locais tridimensionais da ponta do cateter podem ser determinados para gerar um mapa 5 anatômico, que não compreende, por exemplo, informações elétricas. Um mapa anatômico pode ser utilizado, por exemplo, para ablação puramente anatômica tal como um tratamento AF paroxismal.

Embora, nas realizações descritas acima, a ponta do 10 cateter seja adaptada para aplicar energia elétrica, particularmente energia de RF, ao tecido cardiaco, a ponta do cateter pode também ser adaptada para aplicar outros tipos de energia de ablação ao tecido cardiaco como a energia ótica fornecida por um laser por meio de fibras óticas dispostas no 15 interior do cateter.

Embora, nas realizações descritas acima, cateteres com certas pontas de cateter sejam descritos na forma de exemplo, o cateter pode também compreender outro tipo de ponta de cateter como uma ponta de cateter com ablação em 20 múltiplos pontos ou uma ponta de cateter do tipo balão.

O mapa eletroanatômico gerado pode ser registrado com tomografia computadoriza similar a dados pré-procedimento e/ou de fluoroscopia em vida ou imagens por ressonância magnética utilizando métodos de segmentação. Outra 25 possibilidade de registro do mapa eletroanatômico com dados pré-procedimento e/ou de fluoroscopia em vida é o uso do sensor de posição, que pode ser fixado à segunda unidade ultrassónica conforme descrito acima.

0 método e o aparelho de determinação de 30 localização são preferencialmente adaptados para uso em aplicações de tratamento de arritmia cardiaca e/ou outras aplicações, particularmente, aplicações nas quais é realizada navegação com base em um mapa puramente anatômico ou mapa eletroanatômico.

Embora, nas realizações descritas acima, o primeiro objeto seja preferencialmente uma ponta de cateter, em outras realizações o primeiro objeto pode também ser um outro 5 objeto, particularmente um outro dispositivo no corpo tal como uma agulha.

Outras variações das realizações descritas podem ser compreendidas e efetuadas pelos técnicos no assunto na prática da presente invenção, a partir do estudo das figuras, - 10 do relatório descritivo e das reivindicações anexas.

Nas reivindicações, a expressão "que compreende" não exclui outros elementos ou etapas e o artigo indefinido "um" ou "uma" não exclui uma série. Uma única unidade ou dispositivo pode desempenhar 15 as funções de vários itens indicados nas reivindicações. O mero fato de que certas medidas são indicadas em reivindicações mutuamente dependentes diferentes não indica que uma combinação dessas medidas não possa ser utilizada com vantagens. 20 Cálculos tais como a determinação da localização do primeiro objeto e a determinação da profundidade de ablação e o controle das partes do aparelho de determinação de localização ou de todo o aparelho de determinação de localização realizado por uma ou mais unidades ou 25 dispositivos podem ser realizados por qualquer outra, quantidade de unidades ou dispositivos. Os cálculos e/ou o . controle de partes do aparelho de determinação de localização ou do aparelho de determinação de localização completo de acordo com o método de determinação de localização podem ser 30 implementados como meios de código de programa de um programa de computador e/ou como hardware dedicado.

Um programa de computador pode ser armazenado e distribuído em um meio apropriado, tal como um meio de armazenagem ótica ou meio em estado sólido, fornecido em conjunto ou como parte de outro hardware, mas pode também ser distribuído em outras formas, tais como via Internet ou outros sistemas de telecomunicação com ou sem fio. 5 Nenhum sinal de referência nas reivindicações deverá ser interpretado como limitador do escopo.

A presente invenção refere-se a um aparelho de determinação de localização para determinar a localização de um primeiro objeto tal como um cateter em um segundo objeto 10 que é, por exemplo, o coração de uma pessoa. O primeiro objeto compreende uma primeira unidade ultrassónica e uma segunda unidade ultrassónica está localizada fora do segundo objeto. Uma unidade de determinação de localização determina a localização do primeiro objeto no interior do segundo 15 objeto com. base nos sinais ultrassónicos transmitidos entre a primeira unidade ultrassónica e a segunda unidade ultrassónica. Isso permite a determinação da localização do primeiro objeto no interior do segundo objeto de forma confiável, de tal maneira que seja uma alternativa ao uso da 20 transmissão de sinais elétricos para determinar a localização e que pode gerar maior precisão na determinação da localização.

Claims (16)

1. APARELHO DE DETERMINAÇÃO DE LOCALIZAÇÃO PARA DETERMINAR A LOCALIZAÇÃO DE UM PRIMEIRO OBJETO (2) NO INTERIOR DE UM SEGUNDO OBJETO (3), em que o aparelho de determinação de localização (1) é caracterizado por compreender: - o primeiro objeto (2) que compreende uma primeira unidade ultrassônica; - uma segunda unidade ultrassônica (5) para localização fora do segundo objeto (3), em que a primeira unidade ultrassônica e a segunda unidade ultrassônica (5) são adaptadas para a transmissão de sinais ultrassônicos entre elas; - uma unidade de geração de imagens ultrassônicas (15) para gerar uma imagem ultrassônica do segundo objeto (3) com base em informações ultrassônicas da segunda unidade ultrassônica (5; 105, 110); - uma unidade de determinação de localização (6) para determinar a localização do primeiro objeto (2) no interior do segundo objeto (3) com relação à imagem ultrassônica com base nos sinais ultrassônicos transmitidos entre as primeira e segunda unidades ultrassônicas e as informações ultrassônicas da segunda unidade ultrassônica.

2. APARELHO DE DETERMINAÇÃO DA LOCALIZAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por pelo menos uma dentre a primeira unidade ultrassônica e a segunda unidade ultrassônica (5) compreender diversos transdutores ultrassônicos (7...10) para transmitir sinais ultrassônicos entre as primeira e segunda unidades ultrassônicas, em que os diversos transdutores ultrassônicos (7...10) emitem sinais ultrassônicos em frequências idênticas ou diferentes.

3. APARELHO DE DETERMINAÇÃO DE LOCALIZAÇÃO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pela primeira unidade ultrassônica compreender diversos transdutores ultrassônicos (7...10) dispostos em posições sobre ou no interior do primeiro objeto (2), que são conhecidas com relação ao primeiro objeto (2), em que os diversos transdutores ultrassônicos (7...10) emitem ou recebem sinais ultrassônicos em diferentes frequências de transmissão de sinais ultrassônicos entre os diversos transdutores ultrassônicos (7...10) e a segunda unidade ultrassônica (5) em frequências diferentes e em que a unidade de determinação da localização (6) é adaptada para determinar a orientação do primeiro objeto (2) com base nos sinais ultrassônicos transmitidos e as posições dos diversos transdutores ultrassônicos (7...10), que são conhecidos com relação ao primeiro objeto (2).

4. APARELHO DE DETERMINAÇÃO DE LOCALIZAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela unidade de determinação de localização (6) ser adaptada para determinar a localização do primeiro objeto no interior do segundo objeto com base em pelo menos um dentre o tempo de voo e a direção de transmissão dos sinais ultrassônicos transmitidos.

5. APARELHO DE DETERMINAÇÃO DE LOCALIZAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo primeiro objeto (2) ser adaptado para medir uma propriedade do segundo objeto (3) no local em que o primeiro objeto (2) é disposto no interior do segundo objeto.

6. APARELHO DE DETERMINAÇÃO DE LOCALIZAÇÃO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo aparelho de determinação de localização (1) compreender adicionalmente uma unidade de determinação de mapa (14) para determinar um mapa de prioridade com base em locais determinados do primeiro objeto (2) no interior do segundo objeto (3) e propriedades do segundo objeto (3) que tenham sido medidas nos locais determinados.

7. APARELHO DE DETERMINAÇÃO DE LOCALIZAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo primeiro objeto (2) ser adaptado para aplicar energia ao segundo objeto (3) no local em que o primeiro objeto (2) é disposto no interior do segundo objeto (3).

8. APARELHO DE DETERMINAÇÃO DE LOCALIZAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo aparelho de determinação de localização compreender adicionalmente uma disposição de fixação (9) para fixar a segunda unidade ultrassônica (105, 110) sobre um paciente (11) no qual está localizado o segundo objeto (3).

9. APARELHO DE DETERMINAÇÃO DE LOCALIZAÇÃO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo aparelho de determinação de localização compreender adicionalmente uma segunda unidade de determinação da posição da unidade ultrassônica (12) para determinar a posição da segunda unidade ultrassônica (5; 105, 110) com relação a um sistema de coordenadas de referência, em que a unidade de determinação de localização (6) é adaptada para determinar a posição do primeiro objeto (2) no interior do segundo objeto (3) com relação ao sistema de coordenadas de referência com base nos sinais ultrassônicos transmitidos e na posição determinada da segunda unidade ultrassônica (5; 105, 110) com relação ao sistema de coordenadas de referência.

10. APARELHO DE DETERMINAÇÃO DE LOCALIZAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo aparelho de determinação de localização (1) compreender adicionalmente uma unidade de registro (16) para registrar a imagem ultrassônica com uma imagem obtida anteriormente ou um modelo do segundo objeto (3), em que a unidade de determinação de localização (6) é adaptada para determinar a localização do primeiro objeto (2) no interior do segundo objeto (3) com base no local determinado com relação à imagem ultrassônica e no resultado do registro.

11. APARELHO DE DETERMINAÇÃO DE LOCALIZAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pela segunda unidade ultrassônica (5) compreender um transdutor ultrassônico bidimensional para gerar imagens ultrassônicas bidimensionais e em que a imagem ultrassônica do segundo objeto (3) é uma imagem ultrassônica bidimensional.

12. APARELHO DE DETERMINAÇÃO DE LOCALIZAÇÃO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pela segunda unidade ultrassônica (5) estar adaptada para emitir os ditos sinais ultrassônicos e em que a primeira unidade ultrassônica está adaptada para receber os ditos sinais ultrassônicos de modo que a unidade de determinação de localização (6) determine a localização do primeiro objeto (2) dentro do segundo objeto (3) em relação à imagem ultrassônica com base nos ditos sinais ultrassônicos transmitidos pela segunda unidade ultrassônica (5) e em que os ditos sinais ultrassônicos são recebidos pela dita primeira unidade ultrassônica e a dita informação ultrassônica da segunda unidade ultrassônica.

13. MÉTODO DE DETERMINAÇÃO DE LOCALIZAÇÃO PARA DETERMINAR A LOCALIZAÇÃO DE UM PRIMEIRO OBJETO (2) NO INTERIOR DE UM SEGUNDO OBJETO (3), em que o método de determinação de localização é caracterizado por compreender: - transmissão de sinais ultrassônicos entre uma primeira unidade ultrassônica compreendida pelo primeiro objeto (2) e uma segunda unidade ultrassônica (5) localizada fora do segundo objeto (3); - geração de uma imagem ultrassônica do segundo objeto (3) com base em informações ultrassônicas da segunda unidade ultrassônica (5; 105, 110) por uma unidade de geração de imagens ultrassônicas (15); e - determinação da localização do primeiro objeto (2) no interior do segundo objeto (3) com relação à imagem ultrassônica com base nos sinais ultrassônicos transmitidos entre as primeira e segunda unidades ultrassônicas e as informações ultrassônicas da segunda unidade ultrassônica por uma unidade de determinação de localização (6).

14. MÉTODO DE DETERMINAÇÃO DE LOCALIZAÇÃO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pela segunda unidade ultrassônica (5) compreender um transdutor ultrassônico bidimensional para gerar imagens de ultrassônicas bidimensionais e a imagem ultrassônica do segundo objeto é uma imagem ultrassônica bidimensional.

15. MÉTODO DE DETERMINAÇÃO DE LOCALIZAÇÃO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelos ditos sinais ultrassônicos serem transmitidos pela segunda unidade ultrassônica (5) e recebidos pela primeira unidade ultrassônica de modo que a localização do primeiro objeto (2) dentro do segundo objeto (3) em relação à imagem ultrassônica seja determinada com base no dito sinais ultrassônicos transmitidos pela segunda unidade ultrassônica (5) e os ditos sinais ultrassônicos são recebidos pela dita primeira unidade ultrassônica e a dita informação ultrassônica da segunda unidade ultrassônica.

16. PROGRAMA DE COMPUTADOR DE DETERMINAÇÃO DE LOCALIZAÇÃO PARA DETERMINAR A LOCALIZAÇÃO DE UM PRIMEIRO OBJETO NO INTERIOR DE UM SEGUNDO OBJETO, em que o programa de computador de determinação de localização é caracterizado por compreender meios de código de programa para fazer com que um aparelho de determinação de localização conforme definido na reivindicação 1 conduza as etapas do método de determinação de localização conforme definido na reivindicação 11 a 15, quando o programa de computador de determinação de localização é executado em um computador que controla o aparelho de determinação de localização.

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