BR112013028273B1 - Método para simular um procedimento médico e artigo - Google Patents

Abstract

método para simular um procedimento médico e artigo. modalidades da invenção se referem a um método de realizar uma simulação de um procedimento médico. um modelo físico de uma estrutura anatômica e de um instrumento médico pode ser provido. modelos digitais 3d da estrutura anatômica e instrumento médico podem ser providos. um parâmetro de localização relacionado a uma localização de um instrumento médico físico com relação ao modelo físico da estrutura anatômica pode ser recebido. os modelos 3d da estrutura anatômica e do instrumento médico podem ser manipulados de acordo com o parâmetro de localização.

Description

HISTÓRICO DA INVENÇÃO

[0001] Muitos procedimentos médicos tais como, por exemplo, procedimentos de intervenção de reconstrução de assoalho pélvico, podem apresentar desafios mesmo para os médicos mais experientes. Ao realizar um procedimento de intervenção pélvica, tal como a reconstrução do assoalho pélvico, um médico pode criar uma pequena incisão para obter acesso à cavidade pélvica. Etapas adicionais do processo normalmente envolvem reconhecimento anatômico com os dedos, isto é, um dedo do médico serve como os olhos do médico; ou de outro modo substitui os sentidos, e uma inserção de um dispositivo médico e/ou um elemento médico, por exemplo, uma cânula ou grade ou malha de suporte. Na realidade, um médico pode ter que realizar partes do procedimento sem efetivamente ver os órgãos afetados, instrumentos médicos e/ou elementos médicos usados.

[0002] Procedimentos nos quais realimentação visual é limitada ou não está disponível podem apresentar alguns desafios. Por exemplo, o treinamento de um médico na realização de tais procedimentos pode ser extremamente complicado e, possivelmente, coloca um paciente em risco. Por exemplo, para treinar um médico na realização de um procedimento de intervenção de reconstrução de assoalho pélvico, um instrutor ou treinador pode guiar fisicamente a mão do indivíduo que está em treinamento para dentro da cavidade pélvica e instruir e/ou ajudar a pessoa que está em treinamento a sentir, identificar ou reconhecer os órgãos e tecidos nesse lugar. Ensinar ou treinar uma pessoa em treinamento em uma colocação de um elemento tal como uma grade de suporte também pode ser feito mediante orientação física da pessoa que está em treinamento na realização de tarefas, por exemplo, ao ter a pessoa que está em treinamento e o treinador inserindo seus dedos na cavidade pélvica. Outros métodos para preparar (por exemplo, planejar a estratégia de acesso ou seleção do equipamento) ou treinar para procedimentos invasivos nos quais a visibilidade da região ou órgãos relevantes é limitada, pode envolver o uso de um cadáver. Contudo, tais métodos são insuficientes uma vez que vários aspectos apresentados por um paciente não são apresentados por um cadáver. Consequentemente, tais métodos não podem ser usados para planejar, preparar ou treinar com exatidão para procedimentos invasivos nos quais é limitada a visibilidade das regiões, tecidos, órgãos, patologias, pertinentes ou outros aspectos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0003] Modalidades da invenção são ilustradas por intermédio de exemplos e não limitação nas figuras dos desenhos anexos, nos quais numerais de referência semelhantes indicam elementos análogos ou similares correspondentes, e nos quais:

[0004] A Figura 1 mostra um sistema exemplar para simular um procedimento médio invasivo de acordo com as modalidades da invenção;

[0005] A Figura 2 é um fluxograma ilustrando um método para simular simultaneamente um procedimento orientado por imagem e apresentando dados de imagem de uso médico de acordo com algumas modalidades da presente invenção; e

[0006] As Figuras 3, 4, 5, 6 e 7 mostram imagens capturadas da tela, exemplares, relacionadas a um procedimento simulado de acordo com as modalidades da invenção.

[0007] Será considerado que com o propósito de simplicidade e clareza de ilustração, os elementos mostrados nas figuras não foram necessariamente traçados em escala. Por exemplo, as dimensões de alguns dos elementos podem ser exageradas em relação a outros elementos para clareza. Além disso, onde considerado apropriado, numerais de referência podem ser repetidos entre as figuras para indicar elementos correspondentes ou análogos.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES DA INVENÇÃO

[0008] Na descrição detalhada seguinte, vários detalhes específicos são apresentados para prover um entendimento completo da invenção. Contudo, será entendido por aqueles versados na técnica que a presente invenção pode ser praticada sem esses detalhes específicos. Em outros casos, métodos, procedimentos e componentes, módulos, unidades e/ou circuitos bem conhecidos não foram descritos em detalhe de modo a não obscurecer a invenção. Algumas características ou elementos descritos com relação a uma modalidade podem ser combinados com características ou elementos descritos com relação a outras modalidades. Com o propósito de clareza, a discussão das mesmas ou semelhantes características ou elementos pode não ser repetida.

[0009] Embora modalidades da invenção não sejam limitadas a esse respeito, discussões utilizando termos tais como, por exemplo, “processando”, “computando”, “calculando”, “determinando”, “estabelecendo”, “analisando”, ”verificando” ou semelhantes podem se referir à operação(ões) e/ou processo(s) de um computador, uma plataforma de computação, um sistema de computação, ou outro dispositivo de computação eletrônico, que manipula e/ou transforma os dados representados como quantidades físicas (por exemplo, eletrônica) dentro dos registradores e/ou memórias do computador em outros dados representados similarmente como quantidades físicas dentro dos registradores e/ou memórias do computador ou outro meio de armazenamento de informação não transitório que pode armazenar as instruções para realizar operações e/ou processos.

[0010] Embora as modalidades da invenção não sejam limitadas a esse respeito, os termos “pluralidade” e “uma pluralidade” conforme aqui usados podem incluir, por exemplo, “múltiplos” ou “dois ou mais”. Os termos “pluralidade” ou “uma pluralidade” podem ser usados por todo o relatório descritivo para descrever dois, ou mais componentes, dispositivos, elementos, unidades, parâmetros ou semelhante. A menos que declarado de forma explícita, as modalidades do método aqui descritas não são limitadas a uma ordem ou sequência específica. Adicionalmente, algumas das modalidades ou elementos de método, descritos, podem ocorrer ou podem ser realizados no mesmo momento, ou simultaneamente.

[0011] Faz-se referência à Figura 1, a qual mostra um sistema exemplar 100 para uma simulação de um procedimento médico de acordo com as modalidades da invenção. Conforme mostrado, o sistema 100 pode incluir dispositivos de computação 101, unidade de transmissão/recepção estacionária 181, uma unidade de transmissão/recepção móvel 160 e um manequim 170. O dispositivo 101 pode ser qualquer dispositivo de computação adequado conectado operativamente às unidades de entrada e/ou saída (I/O). Conforme mostrado, o dispositivo 101 pode incluir unidades de entrada 105, unidades de saída 120, uma unidade de geração de modelo 110, uma unidade de simulação 115, uma unidade de gerenciamento 135, um repositório de dados 140, uma unidade de apresentação 125, uma memória 130 e um controlador 131. As unidades de entrada 105 podem incluir um mouse, um teclado, uma tela ou element sensível ao toque ou qualquer dispositivo de entrada adequado. Unidades de entrada 105 podem compreender meios para receber entrada a partir de instrumentos médicos físicos que podem ser simulados, por exemplo, como aqui descrito. Por exemplo, objetos ou instrumentos físicos tais como cabos, botões de acionamento e semelhante, assim como instrumentos médicos reais que podem ser configurados para produzir sinais de saída, por exemplo, sinais relacionados a um movimento, localização, resistência, orientação ou força aplicada, podem ser conectados a uma ou mais unidades de entrada 105 para possibilitar a manipulação de uma simulação digital de tais objetos ou instrumentos físicos. As unidades de entrada 105 podem incluir um cartão de interface de rede (NIC) cabeado ou sem fio. Especificamente, as unidades de entrada 105 podem receber entrada a partir da unidade de transmissão/recepção estacionária 181 e unidade de transmissão/recepção móvel 160.

[0012] Uma unidade de gerenciamento de comunicação (não mostrada) pode utilizar um NIC incluído nas unidades de saída/entrada 120/205 para comunicação com um banco de dados, sistema ou servidor armazenando qualquer informação relevante ou dados para obter qualquer geração de imagem relevante ou outra informação, dados ou parâmetros a partir de tal sistema, servidor ou banco de dados e pode armazenar os dados obtidos, informação ou parâmetros no repositório local de dados 140. Unidades de saída 120 podem incluir telas de exibição, componentes para estabelecer interface com uma tela de exibição para possibilitar saída visual ou opcionalmente um alto-falante ou outro dispositivo de áudio para possibilitar saída audível. As unidades de saída 120 podem incluir uma ou mais telas, alto-falantes e/ou quaisquer outros dispositivos adequados de saída. Unidades de saída 120 podem incluir adicionalmente componentes de realimentação de força que podem aplicar, causar ou gerar forças ou resistência física (por exemplo, resistência semelhante à fricção) para os dispositivos físicos que podem ser operados ou manipulados por um usuário, por exemplo, para possibilitar o efeito de realimentação de força. Por exemplo, a unidade de simulação 115 pode controlar os dispositivos habilitados para realimentação de força de acordo com uma simulação de um procedimento.

[0013] As unidades de saída 120 e as unidades de entrada 105 podem se comunicar com qualquer outro componente ou unidades de dispositivo 101 e assim podem possibilitar que tais unidades se comuniquem com sistemas externos. As unidades 105, 110, 115, 125 e 135 podem ser ou podem compreender software, hardware, firmware ou qualquer combinação adequada dos mesmos. Por exemplo, qualquer uma de uma unidade de geração de modelo 110, unidade de simulação 115 e/ou unidade de apresentação 125 pode ser implementada como um circuito integrado de aplicação específica (ASIC), por exemplo, colocado em um cartão adicional que pode ser instalado no dispositivo de computação 101, ou essas unidades podem ser implementadas como um módulo de arranjo de portas programáveis em campo (FPGA), um chip ou qualquer outra unidade ou módulo, possivelmente incluindo firmware e hardware especificamente projetado.

[0014] A unidade de transmissão/recepção estacionária 181 e a unidade de transmissão/recepção móvel 160 podem transmitir e/ou receber qualquer informação, parâmetro ou sinal para/a partir do dispositivo 101. A unidade de transmissão/recepção estacionária 181 e a unidade de transmissão/recepção móvel 160 podem transmitir e/ou receber qualquer informação, parâmetro ou sinal para/a partir de umas das outras, por exemplo, a unidade de transmissão/recepção 181 pode receber um sinal que pode ser recebido pela unidade de transmissão/recepção móvel 160 e unidade de transmissão/recepção 160 pode transmitir um sinal que pode ser recebido pela unidade de transmissão/recepção estacionária 181. A unidade de transmissão/recepção estacionária 181 e a unidade de transmissão/recepção móvel 160 podem ser um transmissor de radiofrequência (RF) de potência muito baixa com elevada entrada de largura de banda, possivelmente provido na embalagem de escala de chip, pode ser combinado com um chip ou circuito de processamento e pode transmitir e/ou receber informação por intermédio de uma antena. A unidade de transmissão/recepção estacionária 181 e a unidade de transmissão/recepção móvel 160 podem incluir uma fonte de energia tal como uma ou mais baterias.

[0015] A unidade de geração de modelo 110 pode incluir componentes, ou módulos para gerar um modelo digital e sua representação gráfica, por exemplo, um modelo anatômico tridimensional (3D) de uma estrutura anatômica, tal como uma cavidade pélvica ou qualquer outra estrutura anatômica, órgão ou área de interesse relacionada a um corpo de um indivíduo. Um modelo 3D digital pode ser gerado pela unidade de geração de modelo 110 de acordo com a invenção recebida a partir de qualquer fonte adequada, por exemplo, um sistema de formação de imagem, por exemplo, uma imagem médica recebida a partir de um sistema CT por intermédio da unidade de entrada 105. Em outras modalidades, a informação baseada na qual um modelo digital pode ser gerado pode ser recebida, por exemplo, a partir de umfabricante ou provedor de um boneco ou manequim, por exemplo, manequim 170. Será reconhecido que modalidades da invenção não são limitadas pelo método ou sistema para gerar um modelo 3D digital de uma estrutura anatômica, quaisquer métodos ou sistemas podem ser usados para gerar tal modelo sem se afastar do escopo da invenção.

[0016] A unidade de simulação 115 pode incluir componentes para gerar uma simulação de um procedimento médico invasivo. Por exemplo, quando um usuário realiza uma simulação, por exemplo, como um pré-procedimento para um procedimento médico invasivo, utilizando a unidade de simulação 115, uma representação gráfica de um modelo digital (por exemplo, produzido pela unidade de geração de modelo 110), e o processo de simulação, podem ser exibidos em uma tela que pode ser uma das unidades de saída 120. Uma geração de um modelo digital de um órgão anatômico, sistema, seção ou região (por exemplo, por intermédio da unidade de geração de modelo 110) e uma simulação de um procedimento (por exemplo, por intermédio da unidade de simulação 115) pode ser de acordo com os métodos, sistemas e/ou outros aspectos conforme descrito na Publicação de Pedido de Patente U.S. 2009/0177454. Conforme descrito aqui adicionalmente, um procedimento médico invasivo simulado pode incluir a realização de operações no manequim 170 e manipular um modelo digital de acordo com as operações realizadas no manequim 170. A manipulação de um modelo digital pode se basear em sinais transmitidos pela unidade de transmissão/recepção estacionária 181, recebidos pela unidade de transmissão/recepção móvel 160 e providos a um controlador, por exemplo, controlador 131 que pode processar os sinais recebidos, determinar uma localização da unidade de transmissão/recepção móvel 160 e atualizar, em tempo real, um ou mais modelos digitais 3D com base na localização da unidade de transmissão/recepção móvel 160. Em algumas modalidades, a determinação de uma localização da mão de um médico, instrumento médico, ou de um elemento pode ser realizada utilizando um ou mais dispositivos estacionários sem utilizar qualquer transmissor ou receptor móvel. Por exemplo, um dispositivo configurado para projetar luz (que pode ser invisível) ou outras formas de energia e adicionalmente configurado para detectar a luz refletida ou outra energia a partir dos objetos no espaço, pode ser usado. Por exemplo, uma luz infravermelha (IR) ou outra forma de irradiação eletromagnética pode ser emitida por um dispositivo localizado próximo ao manequim 170. A luz IR emitida pode ser retornada (por exemplo, refletida) por um instrumento médico, pela mão de um médico ou por outros objetos. A luz IR refletida pode ser recebida por intermédio da emissão ou outro dispositivo e, com base nas propriedades da luz refletida, a localização, orientação ou outros aspectos de um instrumento médico ou de qualquer outro objeto, podem ser determinadas. Será entendido que as modalidades da invenção não são limitadas pelo sistema ou método usado para determinar uma localização, posição ou orientação de objetos em um espaço próximo ao manequim 170.

[0017] O controlador 131 pode ser qualquer controlador ou unidade de processamento adequada, por exemplo, um processador de unidade de processamento central (CPU). A memória 130 pode ser qualquer componente de memória adequada, dispositivo, chip ou sistema e pode armazenar aplicativos ou outros códigos executáveis que podem ser executados pelo controlador 131 e/ou dados, por exemplo, os dados que podem ser usados pelos aplicativos ou programas executados pelo controlador 131. Por exemplo, código executável, aplicações ou módulos implementando unidade de geração de modelo 110 e/ou unidade de simulação 115 podem ser carregados na memória 130 e executados pelo controlador 131.

[0018] Será reconhecido que o dispositivo 101 conforme aqui descrito é um sistema exemplar. De acordo com as modalidades da invenção, o dispositivo 101 pode ser implementado em um único dispositivo de computação ou alternativamente, em uma configuração distribuída, em dois ou mais diferentes dispositivos de computação. Por exemplo, a unidade de geração de modelo 110 pode operar em um primeiro dispositivo de computação e ser gerenciada por uma primeira unidade de gerenciamento enquanto que a unidade de simulação 115 pode operar em outro dispositivo de computação e ser gerenciada por uma segunda unidade de gerenciamento que se comunica com a primeira unidade de gerenciamento. Em outra modalidade exemplar, a unidade de gerenciamento 135 pode operar em um dispositivo de computação, a unidade de geração de modelo 110 pode operar em um segundo dispositivo de computação; e a unidade de simulação 115 pode operar em um terceiro dispositivo de computação.

[0019] A unidade de apresentação 125 pode controlar, coordenar, ou gerenciar, uma exibição ou apresentação de vídeo, áudio ou outros aspectos de um procedimento simulado. Por exemplo, a unidade de apresentação 125 pode receber dados, parâmetros ou outra informação a partir de uma pluralidade de fontes e incorporar os dados recebidos ou obtidos para uma apresentação a um usuário. A unidade de apresentação 125 pode coordenar, sincronizar ou de outro modo relacionar uma apresentação de informação a partir de uma pluralidade de fontes dentro de uma única apresentação. Por exemplo, em uma única apresentação, a unidade de apresentação 125 pode usar informação e/sinais recebidos a partir da unidade de simulação 115, a partir da unidade de transmissão/recepção estacionária 181 e a partir da unidade de transmissão/recepção móvel 160. A unidade de gerenciamento 135 pode interagir com qualquer módulo, unidade, aplicativo ou outra entidade aplicável e pode realizar coordenação, programação, arbitragem, supervisão e/ou gerenciamento de fluxos, procedimentos ou outros aspectos como aqui descrito.

[0020] O repositório de dados 140 pode ser qualquer componente capaz de armazenar informação digital. O repositório de dados 140 pode incluir ou pode ser, por exemplo, uma unidade de disco rígido, uma unidade de disquete, uma unidade de disco compacto (CD), uma unidade de CD gravável (CD-R), ou outra unidade de armazenamento removível e/ou fixa, adequada. O repositório de dados 140 pode incluir ou pode ser um dispositivo de armazenamento USB ou um dispositivo de armazenamento FLASH. Embora mostrado como incluído no dispositivo 101, em algumas modalidades, o repositório de dados 140 pode ser um dispositivo externo, componente ou sistema, por exemplo, um dispositivo de armazenamento de rede ou sistema conectado operativamente ao dispositivo 101. Será reconhecido que o escopo da presente invenção não é limitado ou de outro modo afetado pelo tipo, natureza, aspectos operacionais e/ou de modelo do repositório de dados 140. Por exemplo, o repositório de dados 140 pode compreender qualquer número adequado de possivelmente diferentes dispositivos de armazenamento sem se afastar do escopo da presente invenção. Qualquer informação, dados ou parâmetros exigidos pelo dispositivo 101 para realizar ou participar em uma simulação de um procedimento invasivo podem ser armazenados no depositório de dados 140. Por exemplo, a unidade de gerenciamento 135 pode interagir, por exemplo, através e uma rede e possivelmente de acordo com e/ou mediante implementação de um protocolo predefinido, com qualquer repositório externo de dados e pode assim receber qualquer informação relevante, por exemplo, fornecida por um fabricante de manequim 170 ou por um fabricante ou provedor de instrumentos médicos de simulação e pode ser recebido e armazenado no repositório de dados 140.

[0021] O manequim 170 pode ser qualquer objeto representando um paciente ou indivíduo. Por exemplo, o manequim 170 pode ser uma representação parcial ou completa de tamanho real e um corpo humano, por exemplo, uma boneca ou outro modelo feito de plástico ou qualquer outra matéria ou substância adequada. O manequim 170 pode incluir modelos físicos de partes ou órgãos internos, por exemplo, uma bacia pélvica, vasos sanguíneos, ossos e semelhantes. Geralmente, qualquer parte ou órgão de um paciente que possa ser relevante para uma simulação de um procedimento pode ser incluída no manequim 170. O manequim 170 pode ser estacionário. Por exemplo, o manequim 170 pode ser preso firmemente em uma mesa ou bandeja de suporte de tal modo que ele não possa ser movido. Em algumas modalidades, embora o manequim 170 possa ser estacionário, algumas partes, por exemplo, um membro, partes internas ou cabeça pode ser movida, por exemplo, para simular aproximadamente um paciente real.

[0022] O manequim 170 pode ser posicionado, de qualquer forma adequada para operação ou procedimento simulado. Por exemplo, o manequim 170 pode ser colocado ou posicionado de costas ou pode ser colocado sentado ou assumir qualquer posição aplicável. Um modelo digital de manequim 170 pode ser atualizado ou configurado de acordo com a posição que possa ser assumida pelo manequim 170. Por exemplo, um modelo digital pode assumir qualquer posição assumida pelo manequim 170. O manequim 170 pode incluir partes substituíveis. Consequentemente, o manequim 170 pode ser usado para simular vários pacientes, condições, patologias ou quaisquer aspectos aplicáveis de um paciente simulado. Por exemplo, várias partes (que podem ser externas ou internas) podem ser mudadas, substituídas ou modificadas com base em um gênero de um paciente simulado, uma condição médica ou uma patologia. Um modelo digital de manequim 170 pode ser atualizado ou configurado de acordo com quaisquer partes ou atributos do manequim 170. Por exemplo, o modelo digital representando o manequim 170, uma parte do manequim 170, ou qualquer outro modelo físico de uma estrutura anatômica pode ser atualizado de acordo com qualquer parte incluída no manequim 170 ou um modelo físico de uma estrutura anatômica. Por exemplo, um de alguns modelos físicos de órgãos internos pode ser montado no manequim 170 (por exemplo, uma estrutura de osso ou qualquer órgão interno). Pode ser usado um modelo digital representando o manequim 170 e partes específicas, adaptadas ou instaladas, no manequim 170.

[0023] A unidade de transmissão/recepção estacionária 181 pode ser presa firmemente em uma mesa ou bandeja de suporte de tal modo que ela não possa ser movida. O local e/ou orientação da unidade de transmissão/recepção estacionária 181 pode ser conhecido e/ou registrado. Por exemplo, a distância da unidade de transmissão/recepção estacionária 181 a partir do manequim 170 (ou uma parte específica do manequim 170) pode ser conhecida. A posição de localização e/ou orientação de uma unidade de transmissão/recepção estacionária 181 pode ser gravada, por exemplo, armazenada no repositório de dados 140 e/ou carregada na memória 130. Geralmente, qualquer informação ou parâmetro relacionado a um local, posição ou orientação da unidade de transmissão/recepção estacionária 181 e do manequim 170 pode ser conhecida e gravada. Consequentemente, a localização, posição e/ou orientação da unidade de transmissão/recepção estacionária 181 com relação ou relevante a uma localização e/ou orientação do manequim 170 (o qual, como descrito aqui, pode ser estacionário e sua localização e/ou orientação pode ser conhecida e/ou gravada) pode ser conhecida e/ou gravada. Como descrito aqui, mediante uso de informação ou dados relacionados a uma localização, posição e/ou orientação da unidade de transmissão/recepção estacionária 181 e do manequim 170 e mediante determinação de uma localização, posição e/ou orientação de um transmissor (por exemplo, mediante análise de um sinal transmitido pelo transmissor e recebido pela unidade de transmissão/recepção estacionária 181, a localização, posição e/ou orientação do transmissor com relação ao manequim 171 pode ser determinada.

[0024] Um sinal transmitido pela unidade de transmissão/recepção móvel 160 pode ser recebido pela unidade de transmissão/recepção estacionária 181. Um sinal transmitido pela unidade de transmissão/recepção estacionária 181 pode ser recebido pela unidade de transmissão/recepção móvel 160. Em algumas modalidades, com base no processamento dos sinais transmitidos pela unidade de transmissão/recepção móvel 160 e recebidos pela unidade de transmissão/recepção estacionária 181, a localização da unidade de transmissão/recepção móvel 160 pode ser determinada. Por exemplo, o campo eletromagnético criado por um sinal transmitido pela unidade de transmissão/recepção móvel 160 pode ser conhecido. Por exemplo, parâmetros ou coeficientes tal como amplitude, atenuação, frequência e semelhante podem ser todos conhecidos (por exemplo, com base na especificação provida por um fabricante de uma unidade de transmissão/recepção). Similarmente, um campo eletromagnético criado por um sinal transmitido pela unidade de transmissão/recepção estacionária 181 pode ser conhecido e um sinal recebido pela unidade de transmissão/recepção móvel 160 pode ser analisado e/ou processado para se determinar a localização da unidade de transmissão/recepção móvel 160.

[0025] Além disso, um ou mais sinais transmitidos pela unidade de transmissão/recepção móvel 160 pode não ser homogêneo ou constante em espaço ou direção. Por exemplo, a unidade de transmissão/recepção móvel 160 pode transmitir um primeiro sinal eletromagnético em uma primeira direção, por exemplo, ao longo do eixo X em um determinado sistema de coordenadas, e outro sinal em uma segunda direção, por exemplo, ao longo de um eixo Y no mesmo sistema de coordenadas. Consequentemente, mediante análise de um sinal recebido a partir da unidade de transmissão/recepção móvel 160 pela unidade de transmissão/recepção estacionária 181, a localização e a orientação da unidade de transmissão/recepção móvel 160 podem ser determinadas, monitoradas e/ou rastreadas. Por exemplo, a unidade de transmissão/recepção estacionária 181 pode incluir um sensor de orientação de três eixos capaz de medir a guinada, passo e rotação com base em um campo magnético. Consequentemente, com base em um campo magnético conhecido induzido pela unidade de transmissão/recepção móvel 160, a localização, posição e/ou orientação da unidade de transmissão/recepção móvel 160 pode ser determinada. A distância e/ou localização da unidade de transmissão/recepção estacionária 181 com relação ao manequim 170 pode ser conhecida, consequentemente, a localização, posição e/ou orientação da unidade de transmissão/recepção móvel 160 com relação ao manequim 170 pode ser determinada.

[0026] Em algumas modalidades, os componentes ou sistemas que podem estar comercialmente disponíveis podem ser usados. Qualquer sistema que proporcione ou possibilite elementos tais com medições dinâmicas e/ou em tempo real de posição (por exemplo, coordenadas cartesianas X, Y e Z) e/ou orientação (por exemplo, azimute, elevação e rotação) pode ser usado. Por exemplo, produtos disponíveis a partir de Polhemus® e/ou NDI® podem ser usados para rastrear um instrumento médico, dedo ou elemento usado na realização de um procedimento simulado. Utilizando a informação rastreada provida por um sistema de rastreamento e uma localização, posição, orientação ou outros parâmetros espaciais de um boneco ou manequim (por exemplo, manequim 170), os modelos digitais de um ou mais de uma ferramenta, dedo ou elemento e um modelo digital de um boneco ou manequim podem ser manipulados (e exibidos), em tempo real, de tal modo que os modelos digitais representam de forma adequada e aproximada um ou mais de instrumento, dedo, elemento ou boneca. Consequentemente, um usuário realizando um procedimento simulado (por exemplo, inserindo um elemento tal como uma malha de suporte no manequim 170) pode ser provido com uma visão abrangente, a partir de qualquer ângulo desejado e de qualquer seção desejada do manequim ou boneca usada, bem como dos outros elementos, por exemplo, um instrumento, dedo ou elemento.

[0027] Em algumas modalidades, várias unidades de transmissão/recepção estacionárias que podem ser similares à unidade de transmissão/recepção 181 podem ser usadas. Cada uma de tal pluralidade de unidades de transmissão/recepção estacionária pode transmitir um sinal específico, por exemplo, um sinal tendo uma frequência, amplitude ou outra característica conhecida, específica. Consequentemente, vários sinais diferentes podem ser recebidos pela unidade de transmissão/recepção 160. A unidade de transmissão/recepção 160 pode comunicar quaisquer parâmetros relacionados aos sinais recebidos ao controlador 131 que pode calcular, com base nos parâmetros recebidos a partir da unidade de transmissão/recepção 160, a localização da unidade de transmissão/recepção 160. Por exemplo, mediante análise da intensidade dos sinais recebidos pela unidade de transmissão/recepção 160 a partir de cada uma da pluralidade de unidades de transmissão/recepção estacionárias, as distâncias da unidade de transmissão/recepção 160 a partir das unidades de transmissão/recepção estacionárias, podem ser calculadas.

[0028] Utilizando as distâncias calculadas e os locais conhecidos, arranjo ou colocação das unidades de transmissão/recepção estacionárias, a localização da unidade de transmissão/recepção 160 pode ser determinada pelo controlador 131. Por exemplo, utilizando coordenadas conhecidas das unidades de transmissão/recepção estacionárias e atributos conhecidos de sinais transmitidos pelas unidades estacionárias, as distâncias da unidade de transmissão/recepção móvel 160 a partir das unidades de transmissão/recepção estacionárias podem ser calculadas. Com base em um número de distâncias a partir de um número respectivo de coordenadas conhecidas, a localização da unidade de transmissão/recepção móvel 160 pode ser determinada. As distâncias e/ou as localizações das unidades estacionárias com relação ao manequim 170 podem ser conhecidas, consequentemente, a localização da unidade de transmissão/recepção móvel 160 com relação ao manequim 170 pode ser determinada.

[0029] Modalidades da invenção podem ser aplicáveis aos vários procedimentos médicos. Particularmente, modalidades da invenção podem ser aplicáveis para procedimentos de reparo, anteriores e/ou posteriores que podem ser realizados para tratar prolapso de órgão pélvico. Embora a descrição aqui apresentada seja relacionada principalmente a um procedimento de intervenção de reconstrução de assoalho pélvico, será entendido que modalidades da invenção podem ser aplicáveis a vários outros procedimentos. Por exemplo, modalidades da invenção podem ser aplicáveis aos testes de gravidez ou procedimentos relacionados ao tratamento ou diagnóstico do colo do útero. Geralmente, prolapso de órgão pélvico (POP) ocorre quando um órgão pélvico (por exemplo, bexiga) cai (sofre prolapso) a partir de seu local normal na pélvis inferior, e força contra as paredes da vagina. Por exemplo, como um resultado dos músculos estirados e enfraquecidos. Os pacientes sofrendo de tensão durante o parto, tosse duradoura, tumores em órgão pélvico podem ser associados com fatores de alto risco de POP. Condições ou patologias relacionadas conhecidas podem ser, por exemplo, prolapso vaginal apical (enterocele), prolapso de parede vaginal anterior (cistocele) e prolapso de parede vaginal posterior (retocele).

[0030] Um procedimento de intervenção de reconstrução de assoalho pélvico (por exemplo, procedimento de reparo anterior ou posterior) pode incluir a inserção de um elemento, por exemplo, um elemento que pode ser usado como suporte mecânico ou material de ligação para a imperfeição de fáscia. Por exemplo, um elemento pode ser a malha PS GYNECARE GYNEMESH® que pode ser usada para reforço de tecido e estabilização de estruturas de fáscia do assoalho pélvico nos casos de prolapso de parede vaginal. Ao realizar procedimento de intervenção de reconstrução de assoalho pélvico, um médico pode inserir seu dedo para desenvolver ou criar um espaço Paravaginal e/ou Retovaginal. O procedimento pode incluir ainda a palpação dos pontos de referência relevantes, uma inserção de um guia e descoberta (mediante tato) de um local adequado para colocação de um elemento (por exemplo, malha de suporte). Uma cânula pode ser então inserida (a partir de uma direção diferente) de tal modo que ela atinge o local onde está o dedo do médico. Um guia pode ser inserido para guiar a cânula para a posição. O guia pode ser retirado deixando a cânula no lugar. Uma malha pode ser então conectada ao fio de recuperação e puxada para o seu local mediante ação de puxar os fios.

[0031] Consequentemente, um procedimento de intervenção de reconstrução de assoalho pélvico pode ser um exemplo de procedimento no qual desvio a partir de um percurso ou perda de uma localização pode colocar um paciente em risco de que órgãos e tecidos sensíveis sejam danificados. Danos exemplares podem ser: uma perfuração da bexiga, ferimento de nervos, intestino retal, hemorragia como resultado da perfuração de vaso sanguíneo etc. Contudo, e como discutido acima, métodos atuais não permitem que um médico treine de forma adequada para tal procedimento. Como descrito aqui, modalidades da invenção podem possibilitar o treinamento para tal procedimento de intervenção mediante provisão de modelos 3D de uma anatomia, uma mão, um instrumento médico e/ou um elemento e adicionalmente manipulando, em tempo real, os modelos de acordo com as operações e/ou movimentos de uma pessoa em treinamento. Indicações, avisos, alertas e orientação podem ser todos providos, em tempo real, durante um procedimento simulado.

[0032] De acordo com as modalidades da invenção, um procedimento simulado pode compreender uma representação gráfica de um modelo anatômico (por exemplo, um modelo digital 3D) que pode ser exibido em uma tela com informação adicional, tais modelos digitais 3D de instrumentos, dedos e/ou elementos. Em algumas modalidades, um modelo digital 3D de uma estrutura anatômica ou órgão e dos instrumentos, dedos e/ou elementos podem exibir qualidades anatômicas ou físicas reais, peculiaridades, características, naturezas ou aspectos, por exemplo, mover, curvar, contrair, reagir à pressão ou medicamento, sangramento etc. Uma simulação de um procedimento médico pode compreender uma imagem ou representação gráfica de um órgão anatômico, por exemplo, um modelo conforme descrito aqui, que pode ser girado ou de outro modo posicionado, ou pode ser feito de modo a imitar um sistema anatômico real, por exemplo, mudar ou evoluir com o tempo, mudar de forma em resposta a uma operação de, ou uma interação com um instrumento médico ou substância, sangrar, ou de outro modo apresentar ou exibir comportamento do órgão anatômico e instrumentos relacionados, remédios ou outros aspectos. Por exemplo, uma grade, malha, cateter, stent, cânula, guia, seringa, agulha ou outros instrumentos, dispositivos ou elementos podem ser todos mostrados e adicionalmente simulados por um modelo digital 3D. Consequentemente, um médico pode realizar uma simulação de um procedimento médico tal como um pré-procedimento da cirurgia efetiva (por exemplo, ensaio cirúrgico ou simulação cirúrgica), como parte de um procedimento de planejamento, ou uma sessão de treinamento ou como pós- procedimento.

[0033] Faz-se referência à Figura 2, a qual mostra um fluxograma exemplar descrevendo um método para simular um procedimento médico de acordo com algumas modalidades da invenção. Será entendido que alguns dos elementos descritos no fluxograma podem ocorrer ou ser realizados simultaneamente, no mesmo momento, ou simultaneamente. Em algumas modalidades, alguns dos elementos mostrados na Figura 2 podem ser omitidos, em outras modalidades, a ordem das operações mostradas na Figura 2, pode ser alterada. Conforme mostrado pelo bloco 210, o método pode incluir a provisão de um modelo físico de uma estrutura anatômica e prover um modelo 3D digital da estrutura anatômica. Por exemplo, o manequim 170 pode ser provido e um modelo 3D digital gerado pela unidade de geração de modelo 110. Em outras modalidades, um modelo 3D digital pode ser provido por um fabricante do manequim 170.

[0034] Faz-se adicionalmente referência à Figura 3 que mostra uma imagem capturada da tela, exemplar, incluindo um modelo digital 3D, simulado, de acordo com as modalidades da invenção. Conforme mostrado por 310, um modelo digital 3D, simulado, pode incluir qualquer porção, órgão ou estrutura anatômica ou sistema, por exemplo, ossos, vasos sanguíneos, músculos e semelhante. Um modelo digital pode ser usado de diversas formas. Por exemplo, o modelo digital pode ser usado para imitar aproximadamente um procedimento simulado realizado em um boneco. Em outras modalidades, um modelo digital 3D simulado pode ser usado em alguns métodos de treinamento. Por exemplo, para ensinar ou treinar um médico a reconhecer (por exemplo, apenas pelo tato) as partes internas, a pessoa em treinamento pode ser instruída a tocar um órgão específico e um sistema pode prover uma indicação no sentido de se o órgão foi na realidade tocado. Por exemplo, um usuário pode ser instruído a tocar um músculo específico em um boneco, o usuário pode tocar o músculo no boneco (por exemplo, no manequim 170) e uma indicação do músculo realmente tocado pode ser provida como mostrado por 320. Similarmente, um usuário pode ser treinado a alcançar áreas específicas dentro de um boneco e pode ser provido com uma indicação de se a área foi ou não atingida.

[0035] Conforme mostrado pelo bloco 215, o método pode incluir a provisão de um instrumento médico físico e a provisão de um modelo 3D digital do instrumento médico físico. Por exemplo, uma cânula pode ser colocada em um guia, assim, mediante rastreamento do guia (por exemplo, com base em uma sequência de locais determinados), a localização da cânula pode ser rastreada ou determinada. Uma cânula ou guia pode ser usada em uma colocação e uma malha em um procedimento de intervenção de reconstrução de assoalho pélvico e pode ser provida e usada por uma pessoa em treinamento em um procedimento simulado. Por exemplo, um instrumento médico físico e manequim 170 podem ser usados, por uma pessoa em treinamento, para simular um procedimento médico. Um modelo 3D digital de um instrumento médico pode ser gerado pela unidade de geração de modelo 110 que pode ser provida com qualquer informação exigida. Por exemplo, a unidade de geração de modelo 110 pode ser provida com as dimensões de um instrumento médico e/ou outros aspectos, por exemplo, uma elasticidade, e pode gerar um modelo digital 3D da ferramenta. Conforme mostrado pelo bloco 220, o método pode incluir a colocação de um transmissor próximo a um modelo físico da estrutura anatômica e fixar um receptor no instrumento médico físico. Por exemplo, a unidade de transmissão/recepção estacionária 181 pode ser colocada próxima ao manequim 170 e a unidade de transmissão/recepção móvel 160 pode ser fixada a um instrumento médico provido como descrito com relação ao bloco 215. Conforme descrito aqui, o fluxo pode incluir a determinação de um local do instrumento médico (ou um dedo ou mão de um médico). Em algumas modalidades, em vez de, ou além de colocar um transmissor estacionário em um local conhecido com relação a um manequim e fixar um receptor móvel em um instrumento médico, em uma mão, ou dedo, um receptor estacionário pode ser usado, por exemplo, em conjunto com um transmissor móvel. Em tais modalidades, o transmissor móvel pode transmitir um ou mais sinais que podem ser captados ou recebidos por um ou mais receptores estacionários.

[0036] Os receptores podem transmitir os sinais recebidos a partir do transmissor móvel para um controlador que pode determinar a localização do transmissor móvel com base em um ou mais sinais recebidos pelos receptores estacionários. Por exemplo, provido com informação tal como a localização do um ou mais receptores, e qualquer atributo ou parâmetro relevante relacionado aos sinais transmitidos pelo transmissor móvel que pode ser fixado ao instrumento médico ou dedo (por exemplo, distribuição do sinal no espaço, amplitude, atenuação, frequência e semelhante), um controlador (por exemplo, controlador 131) pode determinar uma localização e/ou orientação do instrumento médico, dedo ou qualquer objeto ao qual um transmissor móvel seja fixado. Em algumas modalidades, para determinar uma orientação, dois ou mais transmissores ou receptores podem ser fixados em um instrumento médico ou dedo. Por exemplo, mediante fixação de dois transmissores a um instrumento médico (que pode individualmente transmitir um sinal diferente), a localização dos dois transmissores pode ser determinada. Utilizando as localizações dos dois transmissores e sabendo como esses dois transmissores são ligados a um instrumento médico, dedo ou outro objeto, a exata orientação em espaço do instrumento, dedo ou outro objeto pode ser determinada. Será consequentemente entendido que qualquer arranjo de qualquer número de transmissores e/ou receptores estacionários e/ou móveis pode ser usado para possibilitar que um controlador determine uma localização e/ou orientação de um instrumento médico, dedo de um usuário ou qualquer outro objeto.

[0037] Conforme mostrado pelo bloco 225, o método pode incluir a determinação de uma localização e/ou uma orientação do instrumento médico com base em um sinal transmitido pelo transmissor e recebido pelo receptor em que a localização e/ou orientação dizem respeito a uma localização, posição, orientação ou outro aspecto do modelo físico. Por exemplo, a localização de um instrumento médico pode ser determinada mediante determinação, por exemplo, como descrito aqui, de uma localização e/ou orientação de um transmissor que pode ser fixado ao instrumento médico. Mediante uso de um ou mais parâmetros relacionados a uma localização de um manequim, a localização do instrumento médico com relação ao manequim pode ser computada e/ou determinada. A orientação do manequim pode ser conhecida, por exemplo, armazenada no repositório de dados 140 e/ou carregada na memória 130, assim, por exemplo, qualquer parâmetro relacionado a uma localização e/ou orientação do manequim 170 pode estar disponível ao controlador 131. Consequentemente, utilizando-se a localização e/ou orientação conhecida de um instrumento médico e de um manequim, modelos 3D do instrumento médico e do manequim podem ser apresentados, por exemplo, exibidos em uma tela ligada a um dispositivo de computação, onde os modelos são exibidos de tal modo que as localizações respectivas ou relevantes e as orientações dos modelos 3D são de acordo com as localizações e orientações do instrumento médico físico e do manequim.

[0038] Faz-se referência adicionalmente à Figura 4 que mostra uma imagem capturada da tela, exemplar, incluindo modelos digitais 3D, simulados, de uma estrutura anatômica, um instrumento e um elemento de acordo com as modalidades da invenção. Mediante determinação de uma localização e/ou de uma orientação do instrumento médico e/ou de um elemento em que a localização e/ou a orientação dizem respeito a uma localização, posição, orientação ou outro aspecto do modelo físico, modalidades da invenção podem apresentar adequadamente um modelo do modelo físico (por exemplo, manequim 170) e um modelo de um instrumento médico e/ou elemento (e/ou um dedo ou outro objeto) de tal modo que as localizações e orientações respectivas dos modelos digitais são as mesmas que as localizações e orientações das entidades reais (físicas). Por exemplo, as localizações, posições e orientações do instrumento 420 e elemento 430 com relação ao modelo 410 podem ser substancialmente as mesmas que as localizações, posições e orientações de um instrumento e/ou elemento físico real com relação a um modelo físico de um indivíduo humano (por exemplo, manequim 170).

[0039] Conforme mostrado pelo bloco 230, o método pode incluir realizar, por intermédio de um usuário usando um instrumento médico físico, uma simulação de um procedimento médico. Por exemplo, uma simulação de um procedimento de intervenção de reconstrução do assoalho pélvico pode ser realizada por um usuário utilizando o instrumento médico e manequim 170. Conforme mostrado pelo bloco 235, o método pode incluir a manipulação dos modelos 3D digitais da estrutura anatômica e o instrumento médico de acordo com a localização do instrumento médico físico. Por exemplo, a unidade de simulação 115 pode manipular os modelos digitais 3D da estrutura anatômica e o instrumento médico de acordo com uma localização e/ou orientação do instrumento médico e de acordo com quaisquer atributos dos modelos digitais 3D. Por exemplo, um modelo digital 3D de uma estrutura anatômica pode ser levado a imitar uma reação de uma estrutura anatômica a uma intervenção do instrumento médico (por exemplo, curvatura, estiramento, sangramento, etc.).

[0040] Por exemplo, um modelo 3D de um instrumento médico pode ser movido, girado ou levado a mudar de formato com base em uma localização, posição ou orientação de um instrumento físico relacionado. Um modelo 3D de um manequim pode ser manipulado com base em uma localização, posição ou orientação de um instrumento médico. Por exemplo, um tecido ou órgão modelado incluído em um modelo digital 3D de um manequim pode ser levado a curvar, estirar ou de outro modo mudar de formato, localização ou orientação com base em uma posição, localização ou orientação de um instrumento médico, por exemplo, para simular uma interação de um instrumento médico com um manequim. Consequentemente, os modelos 3D de um instrumento médico e manequim podem ser manipulados de tal modo que eles duplicam, imitam, replicam, repetem, copiam ou reproduzem aproximadamente qualquer movimento ou outro aspecto do instrumento médico físico e manequim. O modelo 3D do manequim pode ser manipulado de tal modo que ele imita ou reproduz a resposta ou interação de um indivíduo real, paciente ou manequim físico com o instrumento médico.

[0041] Conforme mostrado pelo bloco 240, o método pode incluir fixar um transmissor a um dedo de um usuário, prover um modelo 3D digital do dedo e receber uma localização e/ou um parâmetro de orientação relacionado a uma localização e/ou a uma orientação do dedo, em que a localização e/ou orientação diz respeito a uma localização, posição, orientação ou outro aspecto do modelo físico. Por exemplo, uma ou mais unidades de transmissão (por exemplo, unidades similares à unidade de transmissão/recepção móvel 160) podem ser ligadas ao dedo ou mão do médico, um modelo digital 3D da mão ou dedo pode ser exibido em uma tela de computador e pode adicionalmente ser manipulada de acordo com um movimento do dedo da mão. Por exemplo, a localização e/ou orientação do dedo pode ser determinada com base na localização e/ou orientação do transmissor fixado como descrito aqui. Faz-se referência adicionalmente à Figura 5 que mostra uma imagem capturada da tela, exemplar, incluindo modelos digitais 3D simulados de uma estrutura anatômica e de um dedo, utilizando um parâmetro de localização relacionado a uma localização, orientação ou posição de um dedo com relação a uma localização de um modelo físico, um modelo digital simulado de um dedo como mostrado por 520 pode ser exibido, com relação a um modelo digital simulado de um sistema anatômico como mostrado por 510 onde os dois modelos são exibidos de tal modo que seus locais, posições ou orientações respectivos são substancialmente os mesmos que aqueles de um dedo real relacionado de um usuário de um modelo físico real.

[0042] Conforme mostrado por 530, uma tela pode ser dividida em um número de regiões. Por exemplo, o modelo 510 e o dedo 520 podem ser exibidos em uma primeira região e uma árvore anatômica 530 pode ser exibida em uma segunda região. Em uma modalidade, uma árvore anatômica pode incluir caixas de verificação que podem ser usadas para incluir elementos ou atributos selecionados em um modelo digital ou excluir tais elementos ou atributos. Por exemplo, um usuário pode selecionar mostrar apenas um músculo específico (por exemplo, enquanto ocultando ou obscurecendo quaisquer outras partes anatômicas ou informação mediante um modelo digital de tecido da pele). Consequentemente, um nível de treinamento pode ser estabelecido, por exemplo, mais e mais regiões anatômicas ou órgãos podem ser omitidos a partir de um modelo digital para aumentar a perícia e/ou para melhor prover experiência na vida real. Em algumas modalidades, uma árvore anatômica pode incluir famílias ou grupos de elementos selecionáveis. Por exemplo, elementos tais como estruturas de osso e vasos sanguíneos podem ser selecionados com base em uma seleção ou indicação de uma idade do paciente simulado, um gênero ou outros aspectos. Por exemplo, um primeiro conjunto pode ser selecionado automaticamente para um homem jovem e um segundo conjunto pode ser selecionado para uma mulher idosa. Patologias podem ser selecionadas, por exemplo, baixa pressão sanguínea, patologias relacionadas aos músculos etc. Em algumas modalidades, partes físicas modelando uma patologia, um gênero, uma idade ou outros aspectos de um paciente simulado podem ser instalados em um manequim. Um modelo digital 3D pode ser sincronizado automaticamente com um conjunto de partes físicas modelando um aspecto de um paciente, por exemplo, o conjunto de elementos removíveis ou substituíveis incluídos ou instalados no manequim 170. Por exemplo, a unidade de transmissão/recepção móvel 160 pode receber um sinal ou informação (por exemplo, um código de identificação) a partir de um componente passivo ou ativo instalado em uma parte física substituível instalada no manequim 170, transmitir o código de identificação para o controlador 131 (por exemplo, para a unidade de gerenciamento 135) que pode instruir a geração de modelo 110 a gerar um modelo de acordo com os parâmetros específicos selecionados com base em um código de identificação. Similarmente, diferentes manequins (por exemplo, um conjunto modelando uma criança, um adulto e um bebê) podem ser automaticamente identificados e um modelo digital 3D pré-configurado pode ser selecionado com base na identificação.

[0043] Faz-se referência adicionalmente à Figura 6 a qual mostra uma imagem capturada da tela, exemplar, incluindo modelos digitais 3D, simulados de uma estrutura anatômica e de um instrumento médico. O uso de um parâmetro de localização relacionado a uma localização, orientação ou posição de um instrumento médico com relação a uma localização de um modelo físico, um modelo digital simulado de um instrumento médico como mostrado por 620 pode ser exibido, com relação a um modelo digital simulado como mostrado por 610 onde os dois modelos são exibidos de tal modo que seus locais, posições ou orientação, respectivos, são substancialmente os mesmos que aqueles de um instrumento médico real relacionado e de um modelo físico real. Será entendido que modelos tais como aqueles mostrados nas Figuras 3, 4, 5 e 6 podem ser manipulados. Por exemplo, os modelos podem ser manipulados de tal modo que eles copiam dinamicamente e em tempo real aproximadamente ou são, de outro modo, relacionados às posições, localizações ou outros aspectos espaciais relacionados de entidades reais, efetivas, por exemplo, um boneco ou manequim, um instrumento médico e/ou um dedo ou a palma da mão de uma pessoa em treinamento. A árvore anatômica mostrada por 630 pode ser similar à árvore anatômica mostrada por 510.

[0044] Conforme mostrado pelo bloco 245, o método pode incluir a manipulação de modelos 3D digitais da estrutura anatômica e do dedo de acordo com a localização e/ou orientação do dedo. Por exemplo, qualquer movimento, posição ou mudança de localização do dedo ou mão do médico pode ser duplicada, imitada, replicada, repetida, copiada ou reproduzida aproximadamente pelo modelo digital 3D da mão ou dedo. O modelo 3D do manequim pode ser manipulado de acordo com qualquer movimento, posição ou mudança de localização do dedo ou mão do médico. Por exemplo, o modelo 3D do manequim pode ser manipulado de tal modo que ele imita ou reproduz a resposta ou interação de um objeto real, paciente ou manequim físico com um dedo ou mão do médico.

[0045] Conforme mostrado pelo bloco 250, o médico pode incluir fixar um transmissor a um elemento, prover um modelo 3D digital do elemento e receber uma localização e/ou um parâmetro de orientação relacionado a uma localização e/ou uma orientação do elemento, o parâmetro relacionado a uma localização e/ou orientação do modelo físico. Por exemplo, um transmissor pode ser ligado a uma grade ou malha de suporte físico inserido e/ou colocado durante um procedimento de intervenção de reconstrução do assoalho pélvico. Utilizando as técnicas aqui descritas ou qualquer outra técnica, a localização da malha pode ser determinada ou conhecida. Consequentemente, um modelo 3D do elemento pode ser manipulado para refletir a localização física, posição ou qualquer outro aspecto geométrico da malha. Em algumas modalidades, alguns transmissores podem ser ligados a um elemento, por exemplo, para melhor determinar a posição do elemento. Por exemplo, alguns transmissores podem ser ligados a um número de locais em um elemento, por exemplo, nas extremidades e centro de uma malha. Consequentemente, a localização, posição e leiaute, exatos da malha podem ser determinados e podem ser apresentados por um modelo 3D correspondente da malha.

[0046] Conforme mostrado pelo bloco 255, o método pode incluir a provisão de um usuário com realimentação relacionada ao desempenho do procedimento médico com base em uma localização e/ou orientação de pelo menos um dentre: o dedo, o instrumento médico físico e o elemento físico. Por exemplo, a unidade de apresentação 125 pode apresentar qualquer realimentação. Por exemplo, um percurso ideal pode ser pré-configurado e/ou provido ao controlador 131. Por exemplo, coordenadas de um percurso ideal para uma inserção de uma cânula (por exemplo, conforme determinado por um perito) podem ser determinadas e armazenadas, por exemplo, no repositório de dados 140. Utilizando uma sequência de localizações de uma ferramenta, um dedo e/ou um elemento, o controlador 131 pode comparar o percurso de um instrumento, um dedo e/ou de um elemento com um percurso pré-configurado. O controlador 131 pode guiar um usuário. Por exemplo, mediante comparação do percurso traçado por um usuário inserindo uma cânula em um percurso preferido, o controlador 131 pode determinar que o usuário se desvia do percurso preferido ou está se movendo para longe de uma localização preferida e pode instruir ou ajudar o usuário a retornar para, ou manter um percurso preferido ou alcançar uma localização preferida. Por exemplo, em qualquer ponto durante o procedimento simulado, o controlador 131 pode fornecer orientações a um usuário, por exemplo, “guiar a cânula à esquerda”, “mover os dedos para cima”, “mover o guia para frente em 3 centímetros” etc. Consequentemente, modalidades da invenção podem possibilitar a realização de uma simulação computadorizada guiada por imagem de um procedimento.

[0047] De acordo com as modalidades da invenção, a provisão de realimentação pode ser realizada simultaneamente ou concorrentemente com o desempenho de uma simulação relacionada de um procedimento, ou de outro modo pode ser ao mesmo tempo. Em algumas modalidades, a provisão de realimentação pode ser sincronizada ou de outro modo coordenada com um progresso, estado, modo, contexto ou qualquer aspecto relevante de um procedimento simulado. A realimentação pode ser provida em conjunto com o procedimento simulado, por exemplo, enquanto o procedimento simulado está em andamento. Por exemplo, uma única tela pode ser usada para apresentar realimentação e um ou mais modelos 3D, por exemplo, modelos 3D de uma ferramenta, dedo e/ou elemento. Em algumas modalidades, uma localização de uma ferramenta, de um dedo ou elemento pode ser usada para controlar a realimentação de força ou outros dispositivos. Por exemplo, com base em uma localização de uma ferramenta (por exemplo, se a ferramenta está em contato com um tecido ou osso) um sinal de controle de realimentação de força pode ser gerado de tal modo que uma ferramenta física usada por uma pessoa em treinamento deve prover à pessoa em treinamento uma sensação ou realimentação apropriada.

[0048] Conforme mostrado pelo bloco 260, o método pode incluir determinar uma pontuação relacionada ao desempenho do procedimento médico e gravar a pontuação. Por exemplo, mediante comparação de um percurso traçado por uma cânula ou cateter inserido por um usuário realizando o procedimento simulado para um caminho preferido ou predefinido, uma pontuação pode ser calculada. Por exemplo, quanto menor for o desvio a partir de um percurso ideal ou preferido, maior seria a pontuação. Um tempo para completar uma parte predefinida de uma operação pode ser pré-configurado e o tempo que um usuário leva para completar tal parte pode ser registrado (por exemplo, o controlador 131 pode iniciar um temporizador quando um elemento está localizado em um primeiro local e parar o marcador de tempo quando o elemento atinge um segundo local). Consequentemente, uma pontuação pode ser calculada com base no tempo que o usuário precisou para completar a tarefa. Quaisquer outros aspectos de um procedimento simulado podem ser usados para calcular ou computar uma pontuação. Por exemplo, um local ou colocação preferida de um elemento pode ser calculado ou pode ser indicado ou determinado por um perito e a pontuação pode considerar a informação sobre os eventos adversos tal como a perfuração do vaso, atingir nervos e a quantidade de sangue perdido durante operação. Mediante determinação de uma localização ou colocação de um elemento (por exemplo, utilizando os sinais transmitidos por um ou mais transmissores ligados ao elemento e recebidos por um receptor estacionário) e comparando a localização e colocação com a localização e colocação preferidas, uma pontuação pode ser calculada e registrada.

[0049] Uma pontuação pode se basear em qualquer parâmetro relacionado a um desempenho de um procedimento. Por exemplo, uma pontuação pode ser relacionada a, ou baseada em um percurso usado para alcançar uma localização dentro de uma estrutura anatômica, o tempo que levou para realizar uma tarefa, uma colocação de um elemento e semelhante. Por exemplo, um desempenho de um procedimento por um perito pode ser gravado e qualquer aspecto de um desempenho do procedimento por uma pessoa em treinamento pode ser comparado ou de outro modo relacionado ao procedimento gravado conforme realizado pelo perito. Adicionalmente ou alternativamente, limiares (por exemplo, relacionados ao tempo, localização, etc.) podem ser configurados e um desempenho de um procedimento pode ser pontuado mediante comparação de parâmetros (por exemplo, uma duração) com um limiar. Outros parâmetros ou aspectos de uma pontuação podem ser, por exemplo, entrada em áreas específicas ou perda de áreas específicas. Por exemplo, uma área anatômica específica, região ou órgão pode ser marcada como “proibida” e a presença de um instrumento médico, elemento ou mão ou dedo do usuário em tal área, região pode ser sinalizada e/ou afetar uma pontuação. De uma forma similar, uma posição ou orientação de uma ferramenta, elemento, mão ou dedo, por exemplo, com relação a um boneco que se desvia em mais do que um limiar predefinido ou outros critérios podem afetar uma pontuação.

[0050] Faz-se referência adicional à Figura 7 que mostra uma imagem capturada da tela, exemplar, incluindo uma apresentação exemplar de um informe 710 incluindo pontuações de acordo com as modalidades da invenção. Uma pontuação pode ser apresentada a um usuário e pode ser salva. Consequentemente, um progresso de um usuário pode ser monitorado e/ou avaliado, por exemplo, mediante observação de um número de pontuações calculadas durante diversos desempenhos de um procedimento. Conforme mostrado, um informe pode incluir pontuações para reconhecimento anatômico de dedo e para uso de um guia. Por exemplo, e como mostrado, pontuações relacionadas ao reconhecimento anatômico de dedo podem cobrir a percentagem da porção esquerda (e direita) de espaço retovaginal e contagens relacionadas ao uso de um guia podem ser anomalias de rota esquerda posterior (e direita), anomalia máxima a partir da rota esquerda posterior ideal (e direita). Outras pontuações podem se basear, ou ser relacionadas, por exemplo, a uma percentagem de órgãos relacionados ao procedimento anterior que foram apalpados corretamente, uma percentagem de cobertura de Arcus tendineus fascia pelvis (ATFP), uma percentagem de cobertura de apalpação do espaço paravesical total, um número de vezes que um guia se desviou de uma rota ideal (por exemplo, predeterminada ou pré-configurada) uma distância entre dois ou mais elementos colocados ou inseridos (por exemplo, cânulas).

[0051] A realimentação provida pode compreender alertas, alarmes ou qualquer outra indicação ou informação. Por exemplo, um alarme pode ser disparado se um usuário conduzir uma cânula muito próxima de um vaso sanguíneo. Por exemplo, um modelo 3D de manequim 170 pode incluir qualquer informação ou dados incluindo a localização dos vasos sanguíneos. Consequentemente, provido com qualquer informação anatômica relevante e com qualquer parâmetro relacionado a uma localização de um instrumento, dedo ou elemento, o controlador 131 pode determinar que um alarme deva ser acionado.

[0052] Embora certas características da invenção tenham sido ilustradas e descritas aqui, muitas modificações, substituições, alterações e equivalentes podem ocorrer àqueles versados na técnica. Portanto, deve-se entender que as reivindicações anexas se destinam a abranger todas as tais modificações e alterações compreendidas na verdadeira essência da invenção.

Claims (17)

1. Método para simular um procedimento médico, o método caracterizadopor compreender: instalar um modelo físico de uma estrutura anatômica em um manequim físico; sincronizar automaticamente um modelo tridimensional digital: do manequim físico, de uma parte do manequim físico, ou do modelo físico da estrutura anatômica, com o modelo físico da estrutura anatômica instalado no manequim físico com base em um sinal recebido a partir de um componente instalado no modelo físico da estrutura anatômica, a sincronização compreendendo a geração do modelo tridimensional digital com base, pelo menos, no sinal recebido; exibir um modelo tridimensional digital de um instrumento médico físico ou um modelo tridimensional digital de um dedo com o modelo tridimensional digital sincronizado: do manequim físico, da parte do manequim físico, ou do modelo físico da estrutura anatômica, em uma tela ligada a um dispositivo de computação; colocar um transceptor estacionário em uma distância conhecida: do manequim físico, da parte do manequim físico, ou do modelo físico da estrutura anatômica, e em uma orientação conhecida com relação: ao manequim físico, à parte do manequim físico, ou ao modelo físico da estrutura anatômica; fixar um transceptor móvel a um instrumento médico físico ou a um dedo; analisar sinais recebidos em um dentre o transceptor estacionário e o transceptor móvel a partir do outro dentre o transceptor estacionário e o transceptor móvel; determinar uma localização do instrumento médico físico ou do dedo em relação a uma localização: do manequim físico, da parte do manequim físico, ou do modelo físico da estrutura anatômica, com base nos sinais analisados e na distância conhecida e orientação do transceptor estacionário com relação: ao manequim físico, à parte do manequim físico, ou ao modelo físico da estrutura anatômica; manipular o modelo tridimensional digital sincronizado: do manequim físico, da parte do manequim físico, ou do modelo físico da estrutura anatômica e o modelo tridimensional digital do instrumento médico físico ou do modelo tridimensional digital do dedo, de acordo com a localização determinada do instrumento médico físico ou do dedo; e depois da manipulação, atualizar a tela do modelo tridimensional digital sincronizado com base na manipulação.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que compreende: atualizar dinamicamente, em tempo real, a exibição do modelo tridimensional digital: do manequim físico, da parte do manequim físico, ou do modelo físico da estrutura anatômica e o modelo tridimensional digital do instrumento médico ou do modelo tridimensional digital do dedo, para refletir a localização e a posição: do manequim físico, da parte do manequim físico, ou do modelo físico da estrutura anatômica, e do instrumento médico ou do dedo.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que compreende: determinar, com base nos sinais analisados, uma orientação do instrumento médico físico ou do dedo; e exibir o modelo tridimensional digital sincronizado: do manequim físico, da parte do manequim físico, ou do modelo físico da estrutura anatômica e o modelo tridimensional digital do instrumento médico ou do modelo tridimensional digital do dedo, de acordo com a orientação do instrumento médico físico ou do dedo.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a simulação do procedimento médico compreende adicionalmente uma colocação de um elemento dentro: do manequim físico, da parte do manequim físico, ou do modelo físico da estrutura anatômica.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizadopelo fato de que o procedimento médico é um procedimento de intervenção de reconstrução de assoalho pélvico, e em que o elemento é um suporte mecânico ou material de ligação.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a simulação do procedimento médico compreende prover a um usuário realimentação relacionada a um desempenho do procedimento médico.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que compreende armazenar, em um banco de dados, um registro do procedimento médico simulado.

8. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizadopelo fato de que compreende: exibir um modelo tridimensional digital do elemento na tela; analisar sinais recebidos a partir do transceptor estacionário colocado em uma distância: do manequim físico, da parte do manequim físico, ou do modelo físico da estrutura anatômica, e a partir de um transceptor fixado ao elemento; determinar uma localização do elemento com base nos sinais analisados; e manipular o modelo tridimensional digital do elemento de acordo com a localização do elemento.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que compreende determinar uma pontuação relacionada a um desempenho do procedimento médico com base, pelo menos, na localização determinada do modelo físico do instrumento médico ou do dedo.

10. Artigo compreendendo uma mídia de armazenamento por computador, não transitória, que tem armazenada na mesma instruções que, quando executadas por um processador em uma plataforma de processamento é configurado para receber sinais recebidos em um dentre um transceptor estacionário colocado em uma distância conhecida de: um manequim físico, de uma parte do manequim físico, ou de um modelo físico de uma estrutura anatômica instalada no manequim físico, e em uma orientação conhecida com relação: ao manequim físico, à parte do manequim físico, ou ao modelo físico da estrutura anatômica; e um transceptor móvel fixado a um instrumento médico físico ou um dedo, os sinais tendo sido transmitidos pelo outro dentre o transceptor estacionário e o transceptor móvel, caracterizadopor as instruções quando executadas pelo processador resultam em: sincronizar automaticamente um modelo tridimensional digital: do manequim físico, de uma parte do manequim físico, ou do modelo físico da estrutura anatômica instalada no manequim físico com base em um sinal recebido a partir de um componente instalado no modelo físico da estrutura anatômica, a sincronização compreendendo a geração do modelo tridimensional digital com base, pelo menos, no sinal recebido; exibir um modelo tridimensional digital de um instrumento médico físico ou de um dedo com o modelo tridimensional digital sincronizado: do manequim físico, da parte do manequim físico, ou do modelo físico da estrutura anatômica, em uma tela ligada a um dispositivo de computação; analisar os sinais recebidos em um dentre um transceptor estacionário disposto a uma distância do: do manequim físico, da parte do manequim físico, ou do modelo físico da estrutura anatômica, e um transceptor móvel fixado a um instrumento médico físico ou um dedo a partir de outro dentre o transceptor estacionário disposto a uma distância: do manequim físico, da parte do manequim físico, ou do modelo físico da estrutura anatômica, e o transceptor móvel fixado ao instrumento médico físico ou dedo; determinar uma localização do instrumento médico físico ou do dedo em relação a uma localização: do manequim físico, da parte do manequim físico, ou do modelo físico da estrutura anatômica, com base nos sinais analisados e na distância conhecida e orientação do transceptor estacionário com relação: ao manequim físico, à parte do manequim físico, ou ao modelo físico da estrutura anatômica; manipular o modelo tridimensional digital sincronizado: do manequim físico, da parte do manequim físico, ou do modelo físico da estrutura anatômica e o modelo tridimensional digital do instrumento médico físico ou do modelo tridimensional digital do dedo, de acordo com a localização determinada do instrumento médico físico ou do dedo; e depois da manipulação, atualizar a tela do modelo tridimensional digital sincronizado com base na manipulação.

11. Artigo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de que as instruções, quando executadas resultam adicionalmente em: atualizar dinamicamente, em tempo real, a exibição do modelo tridimensional digital: do manequim físico, da parte do manequim físico, ou do modelo físico da estrutura anatômica e o modelo tridimensional digital do instrumento médico ou do modelo tridimensional digital do dedo, para refletir a localização e a posição: do manequim físico, da parte do manequim físico, ou do modelo físico da estrutura anatômica, e do instrumento médico ou do dedo.

12. Artigo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de que as instruções quando executadas resultam adicionalmente em: determinar, com base nos sinais analisados, uma orientação do instrumento médico ou do dedo; e exibir o modelo tridimensional digital sincronizado: do manequim físico, da parte do manequim físico, ou do modelo físico da estrutura anatômica; e o modelo tridimensional digital do instrumento médico ou do modelo tridimensional digital do dedo, de acordo com a orientação do instrumento médico físico ou do dedo.

13. Artigo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de que as instruções quando executadas resultam adicionalmente em: analisar sinais recebidos a partir do, pelo menos, um transceptor fixado a um elemento, em que os sinais são indicativos de colocação do elemento: no manequim físico, na parte do manequim físico, ou no modelo físico da estrutura anatômica; exibir um modelo tridimensional digital do elemento na tela; determinar uma localização do elemento: no manequim físico, na parte do manequim físico, ou no modelo físico da estrutura anatômica, com base nos sinais analisados; e manipular o modelo tridimensional digital do elemento de acordo com a localização do elemento.

14. Artigo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de que as instruções quando executadas resultam adicionalmente na provisão a um usuário com realimentação relacionada a um desempenho do procedimento médico.

15. Método para simular um procedimento médico, o método caracterizadopor compreender: instalar um modelo físico de uma estrutura anatômica em um manequim físico; sincronizar automaticamente um modelo tridimensional digital: do manequim físico, de uma parte do manequim físico, ou do modelo físico da estrutura anatômica, com base em um sinal recebido a partir de um componente instalado em um modelo físico da estrutura anatômica; exibir um modelo tridimensional digital de um dedo ou de um usuário ou de um modelo tridimensional digital de um instrumento médico físico com o modelo tridimensional digital sincronizado: do manequim físico, da parte do manequim físico, ou do modelo físico da estrutura anatômica, em uma tela ligada a um dispositivo de computação; analisar um ou ambos de: sinais recebidos em um transceptor estacionário espaçado em uma distância conhecida: do manequim físico, da parte do manequim físico, ou do modelo físico da estrutura anatômica, e em uma orientação conhecida com relação: ao manequim físico, à parte do manequim físico, ou ao modelo físico da estrutura anatômica, a partir de um transceptor móvel associado ao dedo do usuário ou ao instrumento médico físico; e sinais recebidos em um transceptor móvel associado ao dedo do usuário ou ao instrumento médico físico de um transceptor espaçado em uma distância conhecida: do manequim físico, da parte do manequim físico, ou do modelo físico da estrutura anatômica, e em uma orientação conhecida com relação: ao manequim físico, à parte do manequim físico, ou ao modelo físico da estrutura anatômica; determinar uma localização do dedo de um usuário ou do instrumento médico físico em relação a uma localização: do manequim físico, da parte do manequim físico, ou do modelo físico da estrutura anatômica, com base em um ou ambos sinais analisados e na distância conhecida e orientação do transceptor estacionário com relação: ao manequim físico, à parte do manequim físico, ou ao modelo físico da estrutura anatômica; manipular o modelo tridimensional digital sincronizado: do manequim físico, da parte do manequim físico, ou do modelo físico da estrutura anatômica, e o modelo tridimensional digital do dedo do usuário ou do modelo tridimensional digital do instrumento médico físico de acordo com a localização determinada do dedo do usuário ou do instrumento médico físico; e depois da manipulação, atualizar a tela do modelo tridimensional digital sincronizado com base na manipulação.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizadopelo fato de que compreende: atualizar dinamicamente, em tempo real, a exibição: do modelo tridimensional digital sincronizado do manequim físico, da parte do manequim físico, ou da estrutura anatômica e o modelo tridimensional do dedo do usuário ou do modelo tridimensional digital do instrumento médico físico para refletir a localização e a posição: do manequim físico, da parte do manequim físico, ou do modelo físico da estrutura anatômica, e do dedo do usuário ou do modelo tridimensional digital do instrumento médico físico.

17. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizadopelo fato de que o procedimento médico é um exame pélvico.

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