ES2215941T3 - Metodo y dispositivo para asignar informacion de imagen digital a los datos de navegacion de un sistema medico de navegacion. - Google Patents
Metodo y dispositivo para asignar informacion de imagen digital a los datos de navegacion de un sistema medico de navegacion.Info
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Abstract
Procedimiento para la asignación de una información digital de imagen a los datos de navegación de un sistema médico de navegación (20) en el que - se elabora una información digital de imagen del paciente (14) vigilado mediante el sistema de navegación (20) a partir de un equipo digital (10) de toma de imágenes, - para la elaboración de la imagen se genera una señal y se transmite al sistema de navegación (20), que contiene una información de asignación para la asignación de la información de imagen a los datos de navegación válidos para esta información de imagen, - la información de imagen se transmite desde el equipo (10) de toma de imágenes al sistema de navegación (20), y en el que - se hace corresponder la información de imagen y los datos correspondientes de navegación, caracterizado porque el propio equipo (10) para la toma de imágenes genera la señal generada en la elaboración de la imagen.
Description
Método y dispositivo par asignar información de
imagen digital a los datos de navegación de un sistema médico de
navegación.
La presente invención se refiere a la asignación
de una información digital de imagen a los datos de navegación de
un sistema médico de navegación. La invención encuentra su
aplicación particularmente en el ámbito del soporte instrumental
para intervenciones ortopédicas entre otras de, la denominada
cirugía basada en imágenes (image guided surgery).
Particularmente en intervenciones en la columna
vertebral de un paciente es especialmente importante operar con
gran precisión, y cada vez se trabaja más con sistemas médicos de
navegación para ayudar al médico en ello, que permiten un
seguimiento del paciente y de los instrumentos, y ofrecen una ayuda
visual para la realización de las actividades operativas. Del
documento DE 19639615 C2 se conoce, por ejemplo, un sistema médico
de navegación de este tipo. Para poder ofrecer un soporte visual lo
más óptimo posible y completar las imágenes del sistema de
navegación procedentes de adquisiciones de imágenes topográficas
(CT, MR, PET) realizadas con anterioridad, se pueden reproducir
adicionalmente, entre otros, imágenes de rayos X o informaciones de
imagen del paciente junto con las informaciones elaboradas por el
médico, puesto que este tipo de imágenes de rayos X permiten una
representación muy exacta de las estructuras óseas. Las imágenes de
rayos X se elaboran generalmente mediante los equipos móviles de
rayos X de arco en C, siendo importante asegurar una asignación
exacta de la imagen de rayos X obtenida a los datos de posición y
de imagen ofrecidos por el sistema de navegación para la parte del
cuerpo del paciente, con el objeto de representar la información
procedente de la imagen de rayos X sobre la pantalla del equipo de
navegación también en la relación de posición correcta. Las patentes
estadounidenses US 5,799,055, US 3,577,160, US 5,788,431,
\hbox{US 5,967,982} y US 5,772,594 se ocupan de un
registro de imágenes de rayos X de este tipo en el ámbito de los
procedimientos quirúrgicos de navegación.
En todos estos procedimientos se emplea todavía
una técnica analógica que trabaja con la ayuda de una salida de
señal analógica de imagen en el arco en C, con cables BNC y una
entrada de señal de vídeo en el sistema de ordenadores. Para ello,
la información de imagen del arco en C se encuentra permanentemente
presente a la entrada de señal de vídeo del sistema de navegación,
al igual que se ofrecen permanentemente y de forma actualizada las
informaciones de seguimiento del sistema médico de navegación. El
sistema de ordenadores del sistema de navegación procesa a
continuación los datos de imagen y los "registra", es decir,
el sistema determina la posición exacta de los datos de imagen con
respecto a una referencia previamente definida, por ejemplo, en el
paciente. De este modo es posible representar la posición de un
instrumento en "tiempo real" incluso con respecto de la
estructura ósea representada procedente de la imagen de rayos X, es
decir, ofrecer al médico una ayuda a la navegación por medio de
estos datos de imagen obtenidos.
El registro se inicia en los sistemas analógicos
conocidos en la actualidad o bien de forma manual o bien con la
ayuda de complejos sensores de rayos X. Para ello, el procedimiento
manual no contempla el posible movimiento del paciente entre la
adquisición de la imagen en el arco en C y la adquisición de la
imagen en el sistema de navegación, mientras que el procedimiento
sensorial implica un muy elevado índice de fallos debido a los
sensores adicionales. Del documento WO 00/56215 se conoce un
sistema digital que también emplea sensores para determinar el
instante de la toma de la imagen. Este documento publica las
características de los preámbulos de las reivindicaciones 1 y
13.
En el mercado se presentan actualmente cada vez
más equipos digitales de rayos X con arco en C que pueden
proporcionar imágenes de elevada resolución y que también tienen la
posibilidad de almacenar varias imágenes. La aplicación de este
tipo de equipos digitales de rayos X con arco en C que proporcionan
una información digital de imagen también es deseable en el ámbito
de la navegación para utilizar las imágenes de rayos X registradas
como ayuda, aunque para ello existen aún problemas técnicos de
conversión relacionados con el hecho de que una vez obtenida la
imagen digital de rayos X se produce un tiempo de proceso en el
arco en C y se requiere además en total un cierto tiempo para
transmitir las señales del arco en C al sistema de navegación. Por
lo tanto puede transcurrir un cierto tiempo hasta que el sistema de
navegación obtenga una imagen procesada y pueda determinar a
continuación la posición correspondiente del paciente en el sistema
de navegación. El paciente o también el arco en C se pueden haber
movido durante este intervalo de tiempo, incluso en el caso de que
este movimiento se deba exclusivamente a la actividad de
respiración. Por ello se debe de temer, en principio, que se
produzcan registros erróneos.
La presente invención tiene el objetivo de
resolver los problemas anteriores y permitir el registro de
informaciones de imagen en un sistema de navegación también para
imágenes procedentes de equipos digitales de toma de imágenes como,
por ejemplo, un equipo digital de rayos X con arco en C.
Particularmente se debe de lograr un procedimiento para la
asignación de una información digital de imagen a los datos de
navegación de un sistema médico de navegación, que no permita temer
más la realización de registros erróneos debidos a retardos de
tiempo en la transmisión de la información de imagen.
Este objetivo se resuelve de acuerdo con un
aspecto de la presente invención mediante un procedimiento para la
asignación de una información digital de imagen a los datos de
navegación de un sistema médico de navegación, en el que se elabora
una información digital de imagen de un paciente vigilado mediante
el sistema de navegación a partir de un equipo digital de toma de
imágenes, en el que para la elaboración de la imagen se transmite
una señal desde el equipo de toma de imágenes al sistema de
navegación que contiene una información de asignación para la
asignación de la información de imagen a los datos de navegación
válidos para esta información de imagen, se transmite la
información de imagen desde el equipo de toma de imágenes al sistema
de navegación, y en el que se hace corresponder entre sí la
información de imagen y los datos correspondientes de navegación, en
donde el propio equipo de toma de imágenes genera la señal durante
el proceso de elaboración de la imagen.
La ventaja de la presente invención reside
particularmente en la transmisión de una señal (telegrama) desde el
equipo de toma de imágenes al sistema de navegación durante la
elaboración de la imagen. Mediante la entrega de esta señal se
comunica al sistema de navegación que en un determinado instante de
tiempo se elabora una información digital de imagen, y puesto que
una señal de este tipo no debe de contener ella misma necesariamente
la información de imagen, se puede emitir sin retardo de tiempo
desde el equipo digital para la toma de imágenes. De este modo se
hace posible la entrega digital de datos para la navegación y se
puede realizar al menos con la misma precisión que con la ayuda del
procedimiento convencional, en el que en el sistema de navegación
se encuentra permanentemente conectada una imagen analógica. La
interrupción en el tiempo entre la toma y la entrega de los datos
de imagen desde el equipo digital para la toma de imágenes al
sistema de navegación se puentea con la ayuda de esta señal, lo que
permite lograr una precisión de registro muy elevada, pudiendo
además añadir las ventajas de las informaciones digitales de
imagen, como son la elevada resolución y precisión, así como la
posibilidad de almacenamiento de las informaciones.
La señal transmitida desde el equipo para la toma
de imágenes al sistema de navegación puede ser de naturaleza muy
diferente dentro del ámbito de la presente invención. La
información de asignación incluida en la señal puede ser, por
ejemplo, simplemente una información que comunique al sistema de
navegación que se ha elaborado una información de imagen. Por lo
tanto es posible transmitir sólo una señal a modo de "ping" en
el momento de la elaboración de la imagen desde el equipo digital
para la toma de imágenes al sistema de navegación, donde la
recepción de la señal de "ping" dispara automáticamente el
proceso que hace que el sistema de navegación asigne los datos de
navegación adquiridos en este instante de tiempo a la información
de imagen, que se elaboró en el momento de enviar la señal de ping.
Por lo tanto, aun cuando la imagen real, esto es, la información
real de imagen llegue al sistema de navegación algo después una vez
procesada en el arco en C, es posible asignar los datos correctos
de navegación a estas informaciones de imagen y por lo tanto
registrar la imagen correctamente en el sistema de navegación.
En una forma de realización del procedimiento de
acuerdo con la invención, la información de asignación contiene una
o varias informaciones acerca de la imagen elaborada y estas
informaciones podrían incluir, particularmente, un número de
imagen, un instante de elaboración de la imagen así como otras
informaciones acerca de las propiedades de la imagen (por ejemplo,
informaciones de calibración para esta información de imagen) o del
paciente. Una información digital de imagen se elabora y almacena
generalmente en forma de una información de cabecera más la imagen
correspondiente. En la información de cabecera se pueden asignar
características de identificación a la propia imagen como, por
ejemplo, número de imagen, instante de elaboración de la imagen,
resolución, identificación del equipo de toma de imágenes, etc. De
acuerdo con una variante de realización de la invención es posible,
por ejemplo, transmitir en la transmisión de señal para la
elaboración de la imagen tan sólo estas informaciones de cabecera y
una imagen vacía, puesto que para la elaboración de estas
informaciones de cabecera no se requiere prácticamente ningún
tiempo. La imagen puede suceder a continuación y asignarse en el
sistema de navegación las idénticas informaciones de cabecera así
como los datos de navegación elaborados para esta cabecera.
También es posible recoger en la señal
(telegrama) informaciones de referencia acerca de la imagen, como,
por ejemplo, acerca de la posición de la imagen en el espacio, lo
que resulta especialmente ventajoso cuando se gira o desplaza la
imagen para su visualización en el software. También se pueden
transmitir datos acerca de la posición del amplificador de imagen o
informaciones de representación (por ejemplo, el contraste).
En casos aislados, en los que se puede mantener
extremadamente reducido el tiempo de proceso de la información
digital de imagen en el equipo para la toma de imágenes también es
posible dentro del ámbito de la presente invención transmitir
simultáneamente toda la imagen junto con la señal y la información
de asignación al sistema de navegación. Éste sería un caso óptimo
para el procedimiento de acuerdo con la presente invención, el
cual, no obstante, garantiza además la certeza de que unos mayores
tiempos de proceso no provocan imprecisiones en el registro.
Sin embargo, en general, se deberá procesar y
almacenar en primer lugar la información digital de imagen en el
equipo digital para la toma de imágenes, en lo que transcurre un
cierto tiempo. Por ello, la presente invención incluye de acuerdo
con su forma preferida de realización también aquellos casos en los
que se transmite la información de imagen desplazada en el tiempo
con respecto a la transmisión de la señal al sistema de navegación.
Preferentemente, las informaciones de imagen elaboradas
sucesivamente y/o los datos de navegación asignados se almacenan de
forma que puedan ser extraídos, por ejemplo, en el equipo para la
toma de imágenes y en el sistema de navegación respectivamente o en
una de las dos unidades o en una memoria central independiente. Por
lo tanto, cuando posteriormente se envían los datos de imagen como
señal para la adquisición de la imagen al sistema de navegación y
se reciben en éste, los datos de posición que el sistema de
navegación ha almacenado cuando ha recibido la señal se asignan a
los datos de imagen, que también incluyen la codificación de la
señal. Mediante una toma exacta de la posición del equipo para la
toma de imágenes y del paciente se hace posible un registro exacto
para la navegación.
En otra variante sería posible aumentar aún más
la precisión haciendo que el sistema de navegación almacene
continuamente los datos de posición del equipo para la toma de
datos y del paciente. En el momento de la recepción de la señal y
de la información de asignación se puede volver a calcular una
coordenada de posición anterior. En otras palabras, el retardo de
tiempo entre el instante de elaboración de la información de imagen
y el instante de adquisición de los datos de navegación se adquiere
previamente y se contempla o calcula en la asignación de la
información de imagen a los datos de navegación.
Un sistema de este tipo resulta particularmente
útil cuando también el envío de la señal con la información de
asignación consume una cantidad notable de tiempo. A menudo no se
conectan directamente entre sí los equipos digitales para la toma
de imágenes y los sistemas de navegación, sino a través de una red
interna de datos, lo que puede dar lugar a retardos importantes en
la transmisión de la señal. En un caso así, es particularmente
ventajoso que de acuerdo con otra variante del procedimiento de
acuerdo con la invención, se adquiera previamente el retardo de
tiempo entre el instante del envío de la señal y el instante de la
adquisición de los datos de navegación para un determinado sistema
de transmisión de datos, y se tenga en cuenta o se calcule en la
asignación de la información de imagen a los datos de navegación.
Esto también es válido para los casos de comunicación inalámbrica
entre los equipos, por ejemplo, en una red inalámbrica de
transmisión de datos, donde se podrían producir retardos debidos a
perturbaciones en la transmisión. La presente invención resulta
también en este caso particularmente adecuada.
En una forma preferida de realización de la
presente invención, la información digital de imagen contiene una
imagen de rayos X elaborada por un equipo de rayos X con arco en C
que procesa y adquiere digitalmente los datos de imagen de rayos
X.
La presente invención comprende también un
programa que cuando se ejecuta en un ordenador o se ha cargado en un
ordenador, permite al ordenador realizar el procedimiento tal y
como se ha descrito anteriormente en sus variantes de realización.
La invención comprende además un medio de almacenamiento de
programa por ordenador que presenta un programa de este tipo.
De acuerdo con otro aspecto de la presente
invención, ésta se refiere a un dispositivo para la asignación de
una información digital de imagen a los datos de navegación de un
sistema médico de navegación, con un equipo digital para la toma de
imágenes, que elabora una información digital de imagen para un
paciente vigilado mediante el sistema de navegación, con un
dispositivo para la transmisión de señal mediante el cual se envía
una señal desde el equipo para la toma de imágenes al sistema de
navegación en el proceso de elaboración de imagen, que incluye una
información de asignación para la asignación de la información de
imagen a los datos de navegación válidos para esta información de
imagen, con un dispositivo para la transmisión de imágenes, mediante
el cual se envía la información de imagen desde el equipo para la
toma de imágenes al sistema de navegación y con un dispositivo de
proceso de datos mediante el cual se asignan las informaciones de
imagen y los datos de navegación correspondientes, y con un equipo
para la toma de imágenes que genera por sí mismo la señal durante
el proceso de elaboración de la imagen.
La invención se describe más detalladamente a
continuación con la ayuda del dibujo adjunto y por medio de unos
ejemplos de realización. En la figura 1 se esboza la disposición de
los equipos y la transmisión de señal en un sistema de acuerdo con
la invención, mientras que la figura 2 muestra un diagrama de flujo
o de interacción para un desarrollo de proceso de acuerdo con la
invención.
En la figura 1 se ha representado
esquemáticamente los componentes hardware más importantes. Se trata
del arco en C 10, al que se encuentra fijado un dispositivo de
referencia 12, mediante el cual se puede determinar, entre otros,
su posición en el sistema de navegación. Mediante el arco en C 10 se
obtienen las radiografías de un paciente 14, el cual, a su vez, se
puede seguir, es decir, perseguir y determinar su posición, en el
sistema de navegación mediante el dispositivo de referencia 16. Con
el símbolo de referencia 18 se indica la posibilidad de que el
paciente se pueda mover.
La imagen del arco en C se recoge en un equipo 10
para la toma de imágenes; para ello, el símbolo de referencia 19
indica la fuente de rayos X.
El arco en C 10 consiste en un arco en C digital,
que puede procesar las informaciones que se reciben en el equipo 10
para la toma de imágenes en imágenes digitales y almacenarlas. A la
izquierda del arco en C 10 se representa el hecho de que mediante
el presente sistema se han obtenido, por ejemplo, tres imágenes,
numeradas consecutivamente con los números 1, 2 y 3. En la práctica,
el usuario del sistema obtendrá imágenes individuales hasta que
haya encontrado una que represente las características anatómicas
importantes que sea óptima para la proyección de la radiografía en
el material de imágenes de ayuda para la operación. Para ello se
procesan continuamente las informaciones de imagen que se recogen
en el equipo para la toma de imágenes 19 en imágenes digitales y se
pueden almacenar en ese instante en una memoria del arco en C de tal
forma que se puedan extraer también posteriormente.
Para poder proyectar posteriormente correctamente
las radiografías durante la operación en el material de imágenes
del sistema de navegación es necesario conocer la posición del
paciente en el instante de la toma de la radiografía, para lo cual
se adquiere la posición del paciente 14 mediante el dispositivo de
referencia 16 durante la elaboración de la radiografía, y
concretamente mediante el sistema de navegación 20, que adquiere el
dispositivo de referencia 16 con respecto a una referencia o un
dispositivo de referencia 12 en el arco en C 10 a través de un
sistema de cámaras 22. En principio existiría así la posibilidad de
ofrecer al usuario un conmutador mediante cuyo accionamiento se le
pudiera indicar al sistema de navegación que exactamente en ese
momento se está obteniendo una radiografía, si bien un
procedimiento de este tipo generaría muchos errores en caso de, por
ejemplo, accionar el disparador de forma retardada, y, en cualquier
caso, se debe de intentar básicamente mantener el coste de manejo
lo más reducido posible.
Sobre este aspecto actúa ahora la presente
invención, concretamente a través de la optimización del enlace de
datos y la transmisión de señal entre el arco en C 10 y el sistema
de navegación 20. Se ha representado un enlace de este tipo a modo
de línea 30 de interfase entre el arco en C 10 y el sistema de
navegación 20. A través de la línea 30 se pueden transmitir
informaciones desde el arco en C hasta el sistema de navegación, y
esta línea 30 puede ser, por un lado, un cable que conecta ambos
equipos directamente entre sí; por otro lado es posible conectar
ambos equipos a través de una red interna.
El problema fundamental reside ahora en un
retardo de tiempo entre la toma de la radiografía y la
determinación de la posición mediante el sistema navegación, que se
puede deber a dos causas. Una de las causas se encuentra en el
tiempo de proceso TP1 en el arco en C. La radiografía no se
encuentra siempre inmediatamente disponible en el instante de la
elaboración de la imagen puesto que se tiene que procesar
digitalmente, sino posiblemente más tarde. Cuando en un caso de
este tipo se tiene que transmitir esta radiografía al sistema de
navegación a través de la línea 30 de interfase para disparar la
adquisición de navegación, es decir, la determinación de la
posición del paciente 14, es razonablemente posible que el paciente
14 se haya movido ligeramente en el tiempo transcurrido, aun cuando
este movimiento se pueda deber sólo a la respiración. El sistema de
navegación 20 asignaría los datos de navegación a la imagen
obtenida, que no coincidirían posicionalmente con aquellos que
fueron válidos en el instante de la elaboración de la imagen. Por
este motivo, de acuerdo con la invención, en el momento de la
elaboración de la imagen se envía una señal desde el arco en C 10
al sistema de navegación 20, que contiene una información de
asignación para la asignación de la información de imagen,
transmitiéndose una señal de este tipo inmediatamente en el instante
de la elaboración de la imagen, dado que no tiene porqué contener
necesariamente la propia
imagen.
imagen.
En el ejemplo representado se trata de una señal
que presenta el número de la imagen, esto es, 1, 2 ó 3 como
información de asignación. Esta señal se puede generar en el arco
en C 10 prácticamente sin retardo en el tiempo y transmitirse al
sistema de navegación 20 a través de la línea 30 de interfase. El
sistema de navegación 20 puede realizar así una determinación de la
posición prácticamente en el instante de la elaboración de la
imagen (por ejemplo, en el caso en el que el arco en C 10 y el
sistema de navegación 20 están unidos directamente entre sí
mediante un cable) y asignar a la radiografía 1 las coordenadas 1',
es decir, los datos de navegación correspondientes. Cuando en un
instante posterior se envíe la imagen 1 desde el arco en C 10 al
sistema de navegación 20 a través de la línea 30 de interfase, ello
no resulta perjudicial, puesto que en el segundo ya se encuentran
los datos de navegación 1' adquiridos con anterioridad y
almacenados, aun cuando el paciente 14 se hubiera movido en el
tiempo intermedio. Naturalmente, este proceso se puede realizar para
todas las imágenes 1, 2, 3 elaboradas, a las que se les asignan los
datos o coordenadas 1', 2', 3' de navegación correctos en el
tiempo.
No es necesario que la información de asignación
sea siempre un número de imagen. Puede consistir tan sólo en una
breve señal de disparo, un denominado ping, o también contener
otras informaciones generadas rápidamente, como, por ejemplo, la
hora, la fecha, informaciones de calibración, informaciones del
paciente, entre otros. Si se emplea la numeración, ésta se puede
volver a poner a cero cuando se inicien de nuevo ambos
sistemas.
Para garantizar una seguridad aún mayor en la
asignación, en una forma ventajosa de realización de la invención es
posible sincronizar la adquisición de tiempo, esto es, los relojes
en el arco en C y en el sistema de navegación. De este modo, en
todos los casos de duda se puede recurrir al instante absoluto de
tiempo transmitido en el marco del telegrama (señal) para la
asignación.
La presente invención garantiza por lo tanto
entre otros el caso en el que la duración de proceso de imagen en
el arco en C dé lugar a retardos en la adquisición de la
navegación. Sin embargo, si se determina previamente de forma
segura que el proceso de imágenes no requiere un tiempo importante,
también se puede transmitir la propia imagen junto con la señal y
la información de asignación. La invención comprende también estos
casos, aunque ofrece un seguro de retorno para arcos en C con
proceso de imágenes relativamente más lento.
Otro problema que se resuelve mediante una forma
especial de realización de la presente invención concierne al
tiempo de transmisión TT posiblemente relevante entre el arco en C
10 y el sistema de navegación 20 (por ejemplo, cuando ambos están
conectados entre sí a través de una red de datos interna) y con el
tiempo de proceso TP2 en el sistema de navegación. Ambos retardos de
tiempo TT y TP2 provocan en el peor de los casos conjuntamente un
retardo en la toma de las coordenadas a través del sistema de
navegación con respecto al instante de elaboración de la imagen, si
bien también es posible resolver este problema de acuerdo con la
invención. El tiempo de transmisión TT y el tiempo de proceso TP2
se pueden determinar con anterioridad. Cuando el sistema de
navegación almacena continuamente los datos de posición del arco en
C y del paciente, se puede tener en cuenta en el sistema de
navegación después del proceso de la señal, que el instante de
elaboración de la imagen ha debido tener lugar con anterioridad en
una diferencia de tiempo dada por TT + TP2, y se emplean los datos
de navegación válidos almacenados para este instante de tiempo
anterior para la asignación de las informaciones de imágenes. De
este modo se "calcula" la interrupción en el tiempo dada por
el tiempo de transmisión TT y el tiempo de proceso TP2 en el
sistema de navegación, y puesto que previamente se ha
"desactivado" el tiempo de proceso TP1 mediante la transmisión
de señal de acuerdo con la invención antes de la transmisión de la
imagen, se puede lograr una óptima precisión en la asignación de
los datos de navegación y de la radiografía mediante esta forma
ventajosa de realización, y además incluso para el caso en el que
el enlace entre el sistema de navegación y el arco en C esté
realizado a través de una red interna lenta y el sistema de
navegación presente un tiempo de proceso propio considerable.
La figura 2 muestra un diagrama de desarrollo o
de interacción para un desarrollo de proceso de acuerdo con la
invención. Tal y como se representa en la parte superior de la
figura 2, interactúan un usuario representado simbólicamente, el
arco en C 10, el sistema de navegación 20 y un servidor
identificado con el símbolo de referencia 40 (por ejemplo, un
denominado servidor Dicom), concretamente una memoria de imágenes o
un archivo de imágenes. El servidor 40 puede ser una memoria de
imágenes de la red del hospital u otra memoria externa de imágenes,
aunque también se puede emplear, en principio, la memoria de
imágenes del sistema de navegación 20.
El usuario inicia los procesos descritos a
continuación, designados en la figura 2 mediante los pasos A a H.
En el primer paso A, el usuario genera una imagen en el arco en C
10, es decir, inicia la radiación y la finaliza. En este instante,
el arco en C 10 envía un telegrama al sistema de navegación 20, esto
es, una señal, tal y como se ha indicado en la descripción
anterior. Tal y como también se ha descrito anteriormente, este
telegrama no incluye la propia imagen generada, la cual aún está
pendiente de ser procesada digitalmente en el arco en C 10, sino
que comprende en el presente ejemplo de realización tan sólo una
información de hora y de fecha. Estas informaciones se pueden
elaborar inmediatamente y reenviarse, con lo que con ello no se
genera un retardo de tiempo. El sistema de navegación 20 almacena
ahora la posición del arco en C 10 a través de un dispositivo de
referencia 12 dispuesto en él, así como la posición del paciente a
través del dispositivo de referencia, identificado en la figura 1
con el símbolo de referencia 16, junto con la
\hbox{información} especial de telegrama.
En el paso B, el usuario determina mediante la
observación de la imagen que ésta no es adecuada, puesto que no
proporciona las informaciones anatómicas importantes, debido a, por
ejemplo, un mal contraste. Descarta la imagen y elabora en el paso
C una nueva imagen, desarrollando para ello los mismos procesos que
en el paso A, como son la iniciación de la radiación, la
finalización de la radiación y la transmisión del telegrama.
En el paso D, el usuario determina que la imagen
cumple los criterios de calidad y la almacena como imagen nº 1 con
la hora y fecha correspondientes en la memoria de imágenes del arco
en C.
En el paso E se realiza ahora otra toma de imagen
con transmisión de telegrama como en los pasos A y D, y en el paso
F, el usuario vuelve a determinar que la imagen obtenida en el paso
E es también de buena calidad, y se almacena igualmente en la
memoria de imágenes del arco en C.
De este modo se puede elaborar una pluralidad de
imágenes, y en el paso G el usuario puede hojear las imágenes
elaboradas en un dispositivo de presentación (monitor) y
seleccionar aquél que según su punto de vista proporciona la mejor
representación. En este caso se trata de la imagen nº 1, y en el
paso H el usuario da la indicación de, por un lado, registrar la
imagen nº 1 en el sistema de navegación 20 y, por otro lado,
enviarla a la memoria de imágenes 40. Para ello se selecciona la
imagen nº 1 en el arco en C de la memoria y se reenvía toda la
información de imagen, esto es, la propia imagen junto con los
datos de telegrama (hora, fecha). El sistema de navegación 20
recibe de este modo por un lado este juego de datos completo y se
puede realizar la asignación de la imagen a los datos de posición
tomados por el sistema de navegación en el paso C mediante una
comparación de las informaciones de telegrama, especialmente con
respecto a la posición relativa existente entre el paciente y el
arco en C 20 en la elaboración de la imagen nº 1. Por otro lado, la
imagen se almacena de nuevo junto con las informaciones de telegrama
en una memoria 40 independiente para su posterior utilización.
En este ejemplo de realización resulta evidente
que el procedimiento de acuerdo con la invención no sólo permite
evitar las imprecisiones debidas a retardos no deseados (tiempos de
proceso, tiempos de transmisión), sino que también permite la
existencia de retardos deseados que se generan, por ejemplo, cuando
un usuario elabora varias imágenes y desea seleccionar la más
óptima.
Claims (13)
1. Procedimiento para la asignación de una
in-
formación digital de imagen a los datos de navegación de un sistema médico de navegación (20) en el que
formación digital de imagen a los datos de navegación de un sistema médico de navegación (20) en el que
- -
- se elabora una información digital de imagen del paciente (14) vigilado mediante el sistema de navegación (20) a partir de un equipo digital (10) de toma de imágenes,
- -
- para la elaboración de la imagen se genera una señal y se transmite al sistema de navegación (20), que contiene una información de asignación para la asignación de la información de imagen a los datos de navegación válidos para esta información de imagen,
- -
- la información de imagen se transmite desde el equipo (10) de toma de imágenes al sistema de navegación (20), y en el que
- -
- se hace corresponder la información de imagen y los datos correspondientes de navegación,
caracterizado porque el propio equipo (10)
para la toma de imágenes genera la señal generada en la elaboración
de la imagen.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que la información de asignación es una información que tan sólo
comunica al sistema de navegación que se ha elaborado una
información de imagen.
3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que la información de asignación contiene una o más informaciones
acerca de la información de imagen elaborada.
4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el
que la información de asignación contiene una o más de las
siguientes informaciones:
- -
- un número de imagen,
- -
- el instante de elaboración de la imagen,
- -
- informaciones acerca de las características de la imagen.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que la información de imagen se envía
al sistema de navegación al mismo tiempo que la transmisión de la
señal.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que la información de imagen se envía
desplazada en el tiempo con respecto a la transmisión de la señal
al sistema de navegación.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que las informaciones de imagen
elaboradas consecutivamente y/o los datos de navegación asignados
se almacenan para poder ser extraídos posteriormente.
8. Procedimiento según la reivindicación 6 ó 7,
en el que el retardo de tiempo entre el instante de la elaboración
de la información de imagen y el instante de la adquisición de los
datos de navegación se determina de antemano para un sistema de
transmisión de datos existente y se tiene en cuenta o se calcula en
la asignación de la información de imagen a los datos de
navegación.
9. Procedimiento según la reivindicación 6 ó 7,
en el que el retardo de tiempo entre el instante de la transmisión
de la señal y el instante de la adquisición de los datos de
navegación se determina de antemano para un sistema de transmisión
de datos existente y se tiene en cuenta o calcula en la asignación
de la información de imagen a los datos de navegación.
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 9, en el que la información digital de imagen
contiene una radiografía o varias radiografías elaboradas mediante
un equipo de rayos X con arco en C, que procesa y adquiere los datos
de rayos X.
11. Programa que, cuando se ejecuta en un
ordenador o está cargado en un ordenador, permite al ordenador
realizar el procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 10.
12. Medio de almacenamiento de programa de
ordenador que presenta el programa de acuerdo con la reivindicación
11.
13. Dispositivo para la asignación de una
información digital de imagen a los datos de navegación de un
sistema médico de navegación (20) con un equipo (10) digital para la
toma de imágenes, que elabora una información digital de imagen
para un paciente (14) vigilado mediante el sistema de navegación
(20), con un dispositivo para la transmisión de señal (30), mediante
el cual se envía una señal al sistema de navegación (20) en el
instante de la elaboración de la imagen, que contiene una
información de asignación para la asignación de la información de
imagen a los datos de navegación válidos para esta información de
imagen, con un dispositivo (30) de transmisión de imágenes mediante
el cual se envía la información de imagen desde el equipo (10) para
la toma de imágenes al sistema de navegación (20), y con un
dispositivo de proceso de datos mediante el cual se asigna la
información de imagen a los datos de navegación correspondientes,
caracterizado por un equipo (10) para la toma de imágenes
que genera por sí mismo la señal en el momento de la elaboración de
la imagen.
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ID=8185280
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Families Citing this family (41)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7998062B2 (en) | 2004-03-29 | 2011-08-16 | Superdimension, Ltd. | Endoscope structures and techniques for navigating to a target in branched structure |
| ES2387026T3 (es) | 2003-09-15 | 2012-09-11 | Super Dimension Ltd. | Dispositivo de fijación envolvente para utilizarse con broncoscopios |
| EP2316328B1 (en) | 2003-09-15 | 2012-05-09 | Super Dimension Ltd. | Wrap-around holding device for use with bronchoscopes |
| US8764725B2 (en) | 2004-02-09 | 2014-07-01 | Covidien Lp | Directional anchoring mechanism, method and applications thereof |
| US20060004284A1 (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-05 | Frank Grunschlager | Method and system for generating three-dimensional model of part of a body from fluoroscopy image data and specific landmarks |
| US20080161824A1 (en) * | 2006-12-27 | 2008-07-03 | Howmedica Osteonics Corp. | System and method for performing femoral sizing through navigation |
| DE102007009764A1 (de) * | 2007-02-27 | 2008-08-28 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur visuellen Unterstützung einer Katheteranwendung |
| US8905920B2 (en) | 2007-09-27 | 2014-12-09 | Covidien Lp | Bronchoscope adapter and method |
| US9575140B2 (en) | 2008-04-03 | 2017-02-21 | Covidien Lp | Magnetic interference detection system and method |
| WO2009147671A1 (en) | 2008-06-03 | 2009-12-10 | Superdimension Ltd. | Feature-based registration method |
| US8218847B2 (en) | 2008-06-06 | 2012-07-10 | Superdimension, Ltd. | Hybrid registration method |
| US8382372B2 (en) * | 2008-07-09 | 2013-02-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Medical apparatus |
| US8932207B2 (en) | 2008-07-10 | 2015-01-13 | Covidien Lp | Integrated multi-functional endoscopic tool |
| US8611984B2 (en) | 2009-04-08 | 2013-12-17 | Covidien Lp | Locatable catheter |
| US10582834B2 (en) | 2010-06-15 | 2020-03-10 | Covidien Lp | Locatable expandable working channel and method |
| US9510771B1 (en) | 2011-10-28 | 2016-12-06 | Nuvasive, Inc. | Systems and methods for performing spine surgery |
| TWI468641B (zh) * | 2012-11-09 | 2015-01-11 | Univ Nat Central | 影像拍攝與座標擷取時間同步之校正方法與校正系統及其延遲時間計算方法 |
| US9848922B2 (en) | 2013-10-09 | 2017-12-26 | Nuvasive, Inc. | Systems and methods for performing spine surgery |
| US10952593B2 (en) | 2014-06-10 | 2021-03-23 | Covidien Lp | Bronchoscope adapter |
| CN113081009B (zh) | 2015-04-15 | 2024-08-02 | 莫比乌斯成像公司 | 集成式医学成像与外科手术机器人系统 |
| US10426555B2 (en) | 2015-06-03 | 2019-10-01 | Covidien Lp | Medical instrument with sensor for use in a system and method for electromagnetic navigation |
| US10478254B2 (en) | 2016-05-16 | 2019-11-19 | Covidien Lp | System and method to access lung tissue |
| CN114469211A (zh) | 2016-07-12 | 2022-05-13 | 莫比乌斯成像公司 | 多级扩张器与套管系统及方法 |
| US11103990B2 (en) | 2016-09-16 | 2021-08-31 | Mobius Imaging Llc | System and method for mounting a robotic arm in a surgical robotic system |
| WO2018075784A1 (en) | 2016-10-21 | 2018-04-26 | Syverson Benjamin | Methods and systems for setting trajectories and target locations for image guided surgery |
| WO2018081136A2 (en) | 2016-10-25 | 2018-05-03 | Eugene Gregerson | Methods and systems for robot-assisted surgery |
| US10446931B2 (en) | 2016-10-28 | 2019-10-15 | Covidien Lp | Electromagnetic navigation antenna assembly and electromagnetic navigation system including the same |
| US10638952B2 (en) | 2016-10-28 | 2020-05-05 | Covidien Lp | Methods, systems, and computer-readable media for calibrating an electromagnetic navigation system |
| US10615500B2 (en) | 2016-10-28 | 2020-04-07 | Covidien Lp | System and method for designing electromagnetic navigation antenna assemblies |
| US10517505B2 (en) | 2016-10-28 | 2019-12-31 | Covidien Lp | Systems, methods, and computer-readable media for optimizing an electromagnetic navigation system |
| US10751126B2 (en) | 2016-10-28 | 2020-08-25 | Covidien Lp | System and method for generating a map for electromagnetic navigation |
| US10722311B2 (en) | 2016-10-28 | 2020-07-28 | Covidien Lp | System and method for identifying a location and/or an orientation of an electromagnetic sensor based on a map |
| US10418705B2 (en) | 2016-10-28 | 2019-09-17 | Covidien Lp | Electromagnetic navigation antenna assembly and electromagnetic navigation system including the same |
| US10792106B2 (en) | 2016-10-28 | 2020-10-06 | Covidien Lp | System for calibrating an electromagnetic navigation system |
| US10682129B2 (en) | 2017-03-23 | 2020-06-16 | Mobius Imaging, Llc | Robotic end effector with adjustable inner diameter |
| EP3621545B1 (en) | 2017-05-10 | 2024-02-21 | MAKO Surgical Corp. | Robotic spine surgery system |
| US11033341B2 (en) | 2017-05-10 | 2021-06-15 | Mako Surgical Corp. | Robotic spine surgery system and methods |
| EP3664741B1 (en) | 2017-08-11 | 2023-02-22 | Mobius Imaging LLC | Apparatus for attaching a reference marker to a patient |
| WO2019070997A1 (en) | 2017-10-04 | 2019-04-11 | GYS Tech, LLC d/b/a Cardan Robotics | SYSTEMS AND METHODS FOR REALIZING SPINAL SURGERY WITH SIDE ACCESS |
| EP3691558A4 (en) | 2017-10-05 | 2021-07-21 | Mobius Imaging LLC | METHODS AND SYSTEMS FOR PERFORMING COMPUTER-AIDED SURGERY |
| US11219489B2 (en) | 2017-10-31 | 2022-01-11 | Covidien Lp | Devices and systems for providing sensors in parallel with medical tools |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3577160A (en) | 1968-01-10 | 1971-05-04 | James E White | X-ray gauging apparatus with x-ray opaque markers in the x-ray path to indicate alignment of x-ray tube, subject and film |
| US4159462A (en) * | 1977-08-18 | 1979-06-26 | General Electric Company | Ultrasonic multi-sector scanner |
| DE3525179A1 (de) * | 1985-07-15 | 1987-01-22 | Siemens Ag | Verfahren und geraet zur ultraschall-abtastung eines objekts |
| DE19522837A1 (de) | 1995-06-23 | 1997-01-02 | Beck August Gmbh Co | Bohrwerkzeug |
| DE19639615C5 (de) | 1996-09-26 | 2008-11-06 | Brainlab Ag | Reflektorenreferenzierungssystem für chirurgische und medizinische Instrumente |
| US5772594A (en) | 1995-10-17 | 1998-06-30 | Barrick; Earl F. | Fluoroscopic image guided orthopaedic surgery system with intraoperative registration |
| US5799055A (en) | 1996-05-15 | 1998-08-25 | Northwestern University | Apparatus and method for planning a stereotactic surgical procedure using coordinated fluoroscopy |
| US5841140A (en) * | 1997-01-08 | 1998-11-24 | Smv America, Inc. | Gamma camera for pet and spect studies |
| US5967982A (en) | 1997-12-09 | 1999-10-19 | The Cleveland Clinic Foundation | Non-invasive spine and bone registration for frameless stereotaxy |
| US6115626A (en) * | 1998-03-26 | 2000-09-05 | Scimed Life Systems, Inc. | Systems and methods using annotated images for controlling the use of diagnostic or therapeutic instruments in instruments in interior body regions |
| US6298259B1 (en) * | 1998-10-16 | 2001-10-02 | Univ Minnesota | Combined magnetic resonance imaging and magnetic stereotaxis surgical apparatus and processes |
| US6285902B1 (en) * | 1999-02-10 | 2001-09-04 | Surgical Insights, Inc. | Computer assisted targeting device for use in orthopaedic surgery |
| US6501981B1 (en) * | 1999-03-16 | 2002-12-31 | Accuray, Inc. | Apparatus and method for compensating for respiratory and patient motions during treatment |
| US6470207B1 (en) * | 1999-03-23 | 2002-10-22 | Surgical Navigation Technologies, Inc. | Navigational guidance via computer-assisted fluoroscopic imaging |
| US7386339B2 (en) * | 1999-05-18 | 2008-06-10 | Mediguide Ltd. | Medical imaging and navigation system |
| JP2001061861A (ja) * | 1999-06-28 | 2001-03-13 | Siemens Ag | 画像撮影手段を備えたシステムおよび医用ワークステーション |
-
2002
- 2002-01-18 AT AT02001038T patent/ATE261274T1/de not_active IP Right Cessation
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