ES2236836T3

ES2236836T3 - Cateter sensible a una parte curva.

Info

Publication number: ES2236836T3
Application number: ES97950367T
Authority: ES
Inventors: Shlomo Ben-Haim
Original assignee: Biosense Webster Inc
Current assignee: Biosense Webster Inc
Priority date: 1997-01-03
Filing date: 1997-12-31
Publication date: 2005-07-16
Anticipated expiration: 2017-12-31
Also published as: US6063022A; CA2247942C; DE69738092T2; AU735196B2; DE69728142D1; ES2291814T3; ATE371405T1; IL126016A; IL126015A; CA2247992A1; ES2216180T3; PT893967E; DK0901341T3; DK1491139T3; EP0901341B1; CA2247992C; IL126016A0; JP2000508224A; SI0893967T1; PT901341E

Abstract

LA PRESENTE INVENCION ES UN APARATO DE SONDA INVASIVA, QUE INCLUYE UNA SONDA FLEXIBLE Y ALARGADA (20) QUE TIENE UNA PORCION DISTAL ADYACENTE A UN EXTREMO DISTAL (22) DE LA MISMA, PARA INSERCION EN EL ORGANISMO DE UN SUJETO, PORCION QUE ASUME UNA FORMA DE CURVA PREDETERMINADA CUANDO SE LE APLICA UNA FUERZA. A LA PORCION DISTAL DE LA SONDA (20) SE FIJAN UNOS SENSORES PRIMERO Y SEGUNDO (28, 30) EN POSICIONES CONOCIDAS RESPECTO AL EXTREMO DISTAL (22), CUYOS SENSORES GENERAN SEÑALES QUE RESPONDEN A LA CURVATURA DE LA SONDA. UN CIRCUITO DE PROCESO DE LAS SEÑALES (36) RECIBE LAS SEÑALES SENSIBLES A LA CURVATURA Y LAS PROCESA PARA HALLAR LAS COORDENADAS DE POSICION Y ORIENTACION DE AL MENOS EL PRIMER SENSOR (28), Y PARA DETERMINAR LOS EMPLAZAMIENTOS DE UNA SERIE DE PUNTOS A LO LARGO DE LA PORCION DISTAL DE LA SONDA.

Description

Catéter sensible a una parte curva.

Campo de la invención

La presente invención se refiere genéricamente a sistemas de terapia y diagnóstico cardíacos, y específicamente a las sondas médicas invasivas que pueden utilizarse para cartografiar las superficies interiores del corazón.

Antecedentes de la invención

Los catéteres cardíacos sensibles a la posición son conocidos en la técnica. Genéricamente, tales catéteres son introducidos percutáneamente y guiados a través de uno o más vasos sanguíneos principales hasta una cámara del corazón. Un dispositivo sensible a la posición situado en el catéter, típicamente cerca del extremo distante del catéter, produce unas señales que se utilizan para determinar la posición del dispositivo (y por lo tanto del catéter) con respecto a un marco de referencia que se fija ya sea en el exterior del cuerpo o sobre el propio corazón. El dispositivo sensible a la posición puede ser activo o pasivo y puede funcionar generando o recibiendo campos de energía eléctrica, magnética, o ultrasónica u otras formas adecuadas de energía conocidas en la técnica.

La Patente Estadounidense 5.391.199 describe un catéter sensible a la posición que comprende una bobina sensora en miniatura contenida en el extremo distante del catéter. La bobina genera señales eléctricas en respuesta a unos campos magnéticos aplicados externamente, que son creados por unas bobinas generadoras de campo situadas fuera del cuerpo del paciente. Las señales eléctricas son analizadas para determinar las coordenadas tridimensionales de la posición de la bobina.

La publicación de patente PCT Nº WO96/05768, presentada el 24 de enero de 1995 y cedida al cesionario de la presente solicitud, describe un catéter sensible a la posición que comprende una pluralidad de bobinas sensoras en miniatura, preferiblemente no concéntricas, sujetas a su extremo distante. Al igual que en la Patente 5.391.199, las señales eléctricas generadas por estas bobinas en respuesta a un campo magnético aplicado externamente son analizadas para determinar, en una realización preferida, las coordenadas en seis dimensiones de la posición y orientación de las bobinas.

Múltiples dispositivos sensibles a la posición pueden ser colocados, con una relación espacial conocida y fijada mutuamente, en el extremo distante de un catéter o junto al mismo, según se describe por ejemplo en la Solicitud de Patente PCT Nº PCT/IL97/00009, cedida al cesionario de la presente solicitud. Esta solicitud describe un catéter que tiene en su extremo distante una estructura sustancialmente rígida a la cual están sujetos uno o más sensores de posición. Los sensores se utilizan para determinar la posición y la orientación de la estructura, preferiblemente para utilizarla en el cartografiado de la actividad eléctrica del corazón. Aunque la estructura propiamente dicha es sustancialmente rígida, el resto del catéter es genéricamente flexible, y los sensores de posición no proporcionan una información de coordenadas relativa a ningún punto del catéter próximo a la estructura.

La publicación PCT WO94/04938 describe una bobina sensora de campos magnéticos en miniatura y un procedimiento para determinar remotamente la situación de la bobina. La bobina sensora puede ser utilizada para determinar la configuración espacial o el recorrido de un endoscopio flexible por el interior del cuerpo de un sujeto en una de dos maneras: (1) introduciendo la bobina por un espacio interior del endoscopio, por ejemplo el tubo de biopsia del endoscopio, y tracear externamente la situación de la bobina mientras se mantiene estacionario el endoscopio; o (2) distribuyendo una pluralidad de bobinas, preferiblemente una docena aproximadamente, y determinar la situación de todas las bobinas. Las coordenadas de posición determinadas para cada situación de la bobina (cuando se utiliza una única bobina) o para todas las bobinas (cuando se utiliza la pluralidad de bobinas) son agrupadas para reconstruir por interpolación la configuración espacial del endoscopio dentro de los intestinos, por ejemplo, del sujeto, y estimar así la correspondiente configuración espacial de los intestinos.

La precisión de este endoscopio para estimar la configuración espacial de los intestinos depende de que se disponga de un número relativamente grande de mediciones de posición y/o de bobinas. Introducir la bobina (u otro elemento sensor) por el interior de un endoscopio lleva tiempo y es físicamente impracticable con sondas delgadas, tales como los catéteres cardíacos que deben introducirse por los vasos sanguíneos. Por otra parte, el uso de un gran número de bobinas aumenta indeseablemente el peso y el coste del catéter y reduce su flexibilidad.

La Patente Estadounidense 5.042.436 describe un procedimiento para situar un catéter dentro del cuerpo de un sujeto, genéricamente dentro de un vaso sanguíneo, traceando la posición de un trasmisor o receptor electromagnético o acústico situado en la punta del catéter. Las lecturas de posición se enfrentan con una imagen del vaso sanguíneo adquirida previamente mediante rayos X. Sin embargo, este procedimiento sólo es práctico cuando el catéter se desplaza por el interior de un vaso u otra estructura fisiológica que define un canal estrecho que restrinje el movimiento del catéter.

La publicación PCT WO92/03090 describe un sistema de sonda, tal como un endoscopio, que incluye unas bobinas sensoras montadas en posiciones espaciadas a lo largo de la sonda. Un conjunto de antenas situadas en el entorno de la sonda son excitadas por señales eléctricas de corriente alterna para inducir unas correspondientes señales de tensión en las bobinas sensoras. Estas señales son analizadas para determinar las coordenadas tridimensionales de las bobinas. La situación de los puntos intermedios de la sonda entre una pareja de bobinas sensoras puede ser determinada por interpolación entre las respectivas coordenadas de las bobinas.

La Patente Estadounidense 5.273.025 describe un aparato para detectar la condición de inserción de un endoscopio utilizando ondas electromagnéticas. En particular, se detecta la orientación del endoscopio.

Resumen de la invención

Es un objetivo de la presente invención proporcionar un catéter genéricamente flexible, para su introducción en el cuerpo de un sujeto, en el cual el recorrido y/o la posición del catéter dentro del cuerpo son determinados utilizando un número mínimo de sensores sujetos al catéter.

Es otro objetivo de la presente invención proporcionar un catéter que tiene una parte distante que adopta una forma o curvatura predeterminada, dependiendo de que se aplique una fuerza sobre el mismo, y un procedimiento para determinar el recorrido de la parte distante por el interior del cuerpo.

En un aspecto de la presente invención, se determina la totalidad del recorrido de la parte distante midiendo las coordenadas de posición de dos puntos de la parte y utilizando las coordenadas para hallar la forma o curvatura de la parte.

En otro aspecto de la presente invención, se determina la totalidad del recorrido de la parte distante midiendo las coordenadas de posición de un punto de la parte y midiendo la curvatura de la parte.

Es otro objetivo de la presente invención que pueda determinarse el recorrido del catéter en el interior de unas cavidades corporales en las cuales el catéter sea libre para moverse en tres dimensiones y no sólo en espacios restrictivos como en la técnica anterior.

La presente invención proporciona por lo tanto un catéter según se define en la reivindicación 1.

En las realizaciones preferidas de la presente invención, un catéter flexible, que tiene un extremo distante para su introducción en el cuerpo de un sujeto, comprende un primer y un segundo sensor, fijados en unas respectivas posiciones conocidas sobre una parte genéricamente distante a lo largo del catéter, con una relación conocida entre uno y otro y con el extremo distante. La parte distante del catéter es suficientemente elástica para asumir una forma curvada predeterminada cuando se aplica una fuerza sobre la misma. Al menos uno de los sensores es un sensor de posición que genera unas señales correspondientes a sus coordenadas de posición. Las salidas del primer y del segundo sensor son procesadas conjuntamente, para determinar la curvatura de la parte del catéter, hallando las posiciones, dentro del cuerpo del sujeto, de una pluralidad de puntos situados a lo largo de la parte distante,.

Preferiblemente, el al menos un sensor de posición consiste en una bobina sensible al campo magnético, según se describe en la Patente 5.391.199 mencionada anteriormente, o más preferiblemente en una pluralidad de tales bobinas, según se describe en la publicación PCT WO96/05768 mencionada anteriormente. La pluralidad de bobinas permite determinar las coordenadas en seis dimensiones de la posición y orientación. Alternativamente, puede utilizarse cualquier sensor de posición adecuado conocido en la técnica, tal como sensores eléctricos, magnéticos o acústicos.

En algunas realizaciones preferidas de la presente invención, ambos sensores primero y segundo consisten en sensores de posición, preferiblemente del tipo descrito anteriormente con referencia a la publicación PCT, que permite determinar sus coordenadas en seis dimensiones. Las coordenadas del segundo sensor, referidas a las del primer sensor, se determinan y se juntan con otra información conocida relativa a la curvatura del catéter. Según se describirá más adelante, esta información se utiliza para hallar las posiciones de una pluralidad de puntos a lo largo del catéter en las cercanías del primer y del segundo sensor.

En algunas de estas realizaciones preferidas, el catéter tiene una elasticidad genéricamente constante a lo largo de una parte al menos de su longitud, debido por ejemplo al refuerzo interno del catéter con un elemento longitudinal elástico, según es sabido en la técnica. En este caso, en ausencia de una deformación significativa del catéter debida a las fuerzas externas, las coordenadas conocidas de la posición y orientación del primer y segundo elemento sensor de posición, determinadas según se describió anteriormente, son suficientes para establecer la curvatura del catéter entre los elementos.

En otras realizaciones preferidas de la presente invención, el primer sensor consiste en un sensor de posición, según se describió anteriormente, mientras que el segundo sensor consiste en un sensor de curvatura, que genera señales en respuesta a un radio de curvatura del catéter en las cercanías del mismo. Preferiblemente, el sensor de curvatura consiste en uno o más sensores piezoeléctricos, según es sabido en la técnica, que generan señales eléctricas proporcionales a una fuerza o un par ejercido sobre los mismos cuando se curva el catéter. Alternativamente, el sensor de curvatura puede consistir en uno o más sensores de esfuerzos, según es sabido en la técnica. También alternativamente, el sensor de curvatura puede consistir en un sensor de fibra óptica fijado al catéter, mediante el cual se determina el radio de curvatura midiendo la pérdida y/o la reflexión de luz en una fibra óptica, según es sabido en la técnica.

También alternativamente, el catéter puede incluir un mecanismo de curvar controlado por el usuario, tal como un cable de tracción u otro mecanismo conocido en la técnica, u otros tipos de mecanismos de curvar según se describe en la solicitud de patente PCT Nº PCT/IL97/00159, cedida al cesionario de la presente invención. Preferiblemente, el mecanismo de curvar estará calibrado de manera que sea conocido el radio de curvatura del catéter en las cercanías del mismo y sea utilizado para determinar las posiciones de la pluralidad de puntos situados a lo largo del catéter.

En algunas realizaciones preferidas de la presente invención, el catéter incluye sensores fisiológicos tales como electrodos electrofisiológicos o, adicional o alternativamente, dispositivos terapéuticos tales como electrodos de ablación, en algunos o todos los puntos situados a lo largo del mismo. Tales realizaciones son particularmente útiles, por ejemplo, para diagnosis y tratamiento de caminos anormales de conducción eléctrica en el corazón. En la solicitud provisional de Patente Estadounidense Nº 60/034.704, cedida al cesionario de la presente solicitud, se describen otros dispositivos y procedimientos para usar de acuerdo con estas realizaciones preferidas.

Aunque las realizaciones preferidas están descritas en este documento con referencia a ciertos tipos de sensores de posición y orientación, los principios de la presente invención pueden ser llevados a efecto en catéteres que incluyan otros tipos y combinaciones de tales sensores, según es sabido en la técnica. Generalmente es innecesario determinar coordenadas en seis dimensiones de la posición y orientación de los sensores. Es suficiente, por ejemplo, que el primer sensor de posición proporcione datos de posición y orientación en cinco dimensiones (para determinar sus coordenadas tridimensionales de traslación y las dos dimensiones rotacionales de azimut y elevación), y el segundo sensor de posición proporcione una información tridimensional de posición. En estas condiciones, puede determinarse la posición de la pluralidad de puntos situados a lo largo del catéter, según se describió anteriormente.

Aunque las realizaciones preferidas de la presente invención están descritas genéricamente en este documento con referencia a uno o dos sensores de posición y/o un sólo sensor de curvatura, se apreciará que los principios inventivos que estos encarnan pueden aplicarse similarmente a catéteres u otras sondas que tengan una pluralidad de sensores de posición y/o una pluralidad de sensores de curvatura. Preferiblemente, sin embargo, el número de tales sensores se mantiene en el mínimo necesario para conseguir la deseada precisión en la determinación de la pluralidad de puntos a lo largo del catéter, genéricamente a lo largo de la parte del catéter adyacente al extremo distante del mismo.

Además, aunque las realizaciones preferidas descritas en este documento hacen referencia a catéteres, y particularmente a catéteres intracardíacos, se apreciará que los principios de la presente invención pueden aplicarse similarmente a otros tipos de sondas médicas flexibles, tales como endoscopios.

La presente invención podrá comprenderse totalmente mediante la siguiente descripción detallada de las realizaciones preferidas de la misma, junto con los dibujos, en los cuales:

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es una ilustración esquemática de un sistema de catéter sensible a la curvatura, según una realización preferida de la presente invención;

la Figura 2A es una ilustración esquemática de una parte del catéter representado en la Figura 1, en una primera configuración curvada;

la Figura 2B es una ilustración esquemática de una parte del catéter representado en la Figura 1, en una segunda configuración retorcida que no está comprendida en el alcance de la presente invención;

la Figura 3 es una ilustración esquemática que muestra un catéter sensible al curvado, según otra realización que no está comprendida en el alcance de la presente invención;

la Figura 4 es una ilustración esquemática, parcial y seccionada, que muestra un catéter sensible al curvado, según otra realización que no está comprendida en el alcance de la presente invención;

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

Se hace referencia a la Figura 1 que ilustra un catéter 20 sensible a la curvatura según una realización preferida de la presente invención. El catéter 20 incluye un extremo distante 22 que preferiblemente se introduce en el corazón de un sujeto, y un extremo próximo 24 que está acoplado a una consola 26 de control.

Junto al extremo distante 22, el catéter 20 incluye un primer elemento sensor de posición 28 y, próximo a este, un segundo elemento sensor de posición 30 que sirve para determinar un ángulo de curvatura del catéter 20, según se describirá a continuación. Preferiblemente, cada uno de los elementos 28 y 30 comprende tres bobinas no concéntricas sustancialmente ortogonales, según se describe en la citada publicación PCT WO96/05768, que generan señales en respuesta a unos campos magnéticos aplicados por los generadores de campo 32. Estas señales son llevadas mediante unos cables 34 hasta la circuitería 36 de computación y tratamiento de señales de la consola 26, la cual preferiblemente proporciona también señales de excitación y control a los generadores 32. La circuitería 36 analiza las señales, según se describe con mayor detalle en la publicación PCT, para determinar las coordenadas en seis dimensiones de traslación y orientación de los elementos 28 y 30 con respecto a un marco de referencia establecido por los generadores 32.

Alternativamente, es suficiente que uno de los elementos 28 ó 30 comprenda tres de tales bobinas, y que el otro elemento comprenda una sola bobina, según se describe en la Patente 5.391.199 mencionada anteriormente. Según se describe en la Patente, se determinan las coordenadas tridimensionales de traslación del elemento de bobina única.

También alternativamente, los sensores 28 y 30 pueden comprender otros tipos y combinaciones de sensores de posición conocidos en la técnica. Es suficiente, por ejemplo, que el elemento 28 sea tal que permita la determinación de sus coordenadas tridimensionales de traslación y de sus coordenadas bidimensionales angulares de elevación y azimut, mientras que para el elemento 30 se determinen las coordenadas tridimensionales. Si la curvatura del catéter 20 está restringida a un plano, según se muestra en la Figura 2A y se describe a continuación, es suficiente determinar las coordenadas bidimensionales del elemento 30.

El catéter 20 incluye preferiblemente un elemento longitudinal elástico 38, por ejemplo un elemento de muelle helicoidal, sujeto en el interior del catéter sobre el eje longitudinal del mismo. Preferiblemente, existe una distancia suficiente entre las partes metálicas del elemento 38 y de los sensores 28 y 30 para que las partes metálicas no distorsionen apreciablemente los campos magnéticos en los sensores. Tal distorsión puede ser producida, por ejemplo, por corrientes parásitas inducidas en las piezas metálicas o por la curvatura de las líneas del campo magnético debida a materiales ferromagnéticos. Debido al elemento 38, el catéter 20 tiene una elasticidad genéricamente constante al menos sobre una parte 40 de su longitud, la cual se extiende preferiblemente al menos desde el elemento 30, o desde otro punto próximo a este, hasta el extremo distante 22 o al menos hasta el elemento 28. Preferiblemente, la parte 40 del catéter 20 es suficientemente corta, genéricamente inferior a unos 9 cm de largo, como para poder ser introducida completamente en una cámara del corazón con no más de una única curvatura de la parte. Como consecuencia, cuando se curva la parte 40, con lo cual el elemento 30 se desplaza traslacionalmente y gira un ángulo de orientación conocido con respecto al elemento 28, la parte 40 adoptará una forma arqueada o helicoidal cuyo radio de curvatura es conocido y está determinado por el ángulo conocido.

La Figura 2A ilustra un caso, por ejemplo, en el cual la parte 40 del catéter 20 está curvada sobre un plano, que podemos suponer sea el plano del papel sin pérdida de la generalidad. Se supone que la longitud de la parte 40 es L, según se muestra. En las posiciones del primer y segundo elemento 28 y 30 están definidos unos respectivos ejes de coordenadas locales primeros 50 (x_{0}, y_{0}, z_{0}) y segundos 52 (x_{1}, y_{1}, z_{1}), suponiéndose que el eje local z está alineado en cada caso con el eje longitudinal del catéter 20, genéricamente paralelo al elemento 38.

Las coordenadas de posición en seis dimensiones del primer elemento 28 se determinan y se utilizan para definir la posición traslacional del elemento y de los primeros ejes de coordenadas locales 50. Las coordenadas de orientación del segundo elemento 30 definen los segundos ejes locales 52, que junto con los ejes 50 determinan un ángulo de curvatura \theta, según se muestra. De este modo se define un arco que tiene un radio de curvatura dado por R=L/\theta, y un centro de curvatura 54 en una posición y=R definida con respecto a los ejes de coordenadas 50 ó 52. La elasticidad del elemento 38 asegura que la parte 40 seguirá genéricamente este arco, de manera que la posición de cualquier punto de la parte 40 del catéter 20 puede ser determinada convenientemente.

La Figura 2B ilustra esquemáticamente el caso más general, en el cual el catéter 20 es libre para retorcerse en tres dimensiones. En el caso aquí representado, la parte 40 del catéter 20 se ha retorcido sobre su eje longitudinal aproximadamente 180º, de manera que los ejes x_{1} e y_{1} de los segundos ejes locales 52 están orientados en unas respectivas direcciones genéricamente opuestas a los ejes x_{0} e y_{0} de los ejes locales 50. La elasticidad del elemento 38 hace que la parte 40 adopte una forma genéricamente helicoidal a derechas, limitada por un cilindro 54 que tiene un diámetro R_{c} y una longitud L, según se muestra en la figura. La longitud L está definida por el desplazamiento traslacional del elemento 30 con respecto al elemento 28, pero para determinar R_{c} es preciso genéricamente resolver una ecuación integral. Preferiblemente, las soluciones a la ecuación se almacenan en forma de tabla de consulta, preferiblemente dentro de la circuitería 36 de tratamiento de señales, según es sabido en la técnica. R_{c} y L determinan entonces el paso de la forma helicoidal, de manera que la posición de cualquier punto dentro de la parte 40 del catéter 20 puede ser también determinada convenientemente.

Preferiblemente, no se permitirá que la parte 40 del catéter 20 se retuerza más de 180º, ya sea en sentido horario o antihorario, por lo que las coordenadas rotacionales de los elementos 28 y 30 serán inequívocas. No obstante, en caso necesario puede monitorizarse continuamente el retorcimiento de la parte 40 analizando las señales recibidas desde los elementos, mientras se introduce y se manipula el catéter 20 dentro del cuerpo, con el fin de detectar las rotaciones superiores a 180º. Estos ángulos mayores de retorcimiento se utilizan después para calcular apropiadamente Rc, según se describió anteriormente.

En las realizaciones preferidas descritas anteriormente, se ha supuesto que la parte 40 del catéter 20 tiene libertad para moverse dentro de una cavidad corporal, y que la forma y configuración de la parte 40 están determinadas sustancialmente por su propia elasticidad. La parte 40 se curva mediante la combinación de una fuerza axial de compresión, ejercida genéricamente por un usuario, tal como un médico, desde el extremo próximo 24 del catéter 20, y una fuerza lateral de flexión ejercida sobre el extremo distante 22 por el tejido corporal con el cual entra en contacto el extremo distante.

La Figura 3 ilustra esquemáticamente una realización alternativa en la cual el catéter 20 es curvado de manera controlable, no necesariamente en forma arqueada o helicoidal, mediante un mecanismo de gobierno 56. Preferiblemente, el mecanismo 56 comprende un elemento de flexión controlado electrónica o mecánicamente, que funciona bajo el control de la consola 26, según se describe en la solicitud de patente PCT Nº PCT/IL97/00159 mencionada anteriormente. Alternativamente, el mecanismo 56 puede comprender cualquier dispositivo adecuado, conocido en la técnica, para la flexión o el gobierno de catéteres. El catéter 20 es suficientemente rígido, excepto en las cercanías inmediatas al mecanismo 56, para que se curve únicamente en las cercanías inmediatas al mecanismo. Las coordenadas de posición de los elementos 28 y 30 son utilizadas para medir el ángulo de flexión \theta, por lo cual puede determinarse la situación de cualquier punto longitudinal de la parte 40 del catéter 20. Preferiblemente, el ángulo de flexión medido se utiliza también para proporcionar una realimentación para el control en bucle cerrado del mecanismo 56.

La Figura 4 ilustra esquemáticamente otra realización, similar a las realizaciones descritas anteriormente excepto que en lugar del segundo elemento sensor de posición 30, el catéter 20 representado incluye un sensor de curvatura 80, que responde al ángulo de curvatura del catéter. El sensor de curvatura 80 comprende preferiblemente al menos un elemento piezoeléctrico o, más preferiblemente, tres de tales elementos 82, 84 y 86 según se muestra en la figura. Los elementos piezoeléctricos están acoplados mecánicamente al elemento elástico 38, de manera que cuando se curva el elemento 38, según se describió anteriormente, la fuerza de la curvatura es transmitida hasta los elementos y actúa sobre los mismos. Según es sabido en la técnica, los cristales piezoeléctricos generan unas señales de tensión eléctrica que son genéricamente proporcionales a la fuerza de curvatura, cuyas señales son conducidas por los cables 34 hasta la circuitería 36 de tratamiento de señales de la consola 26.

Cada uno de los elementos 82, 84 y 86 consiste en un cristal piezoeléctrico cuyo eje está alineado ortogonalmente con los ejes de los otros dos elementos, de manera que cada cristal genera señales en respuesta a la curvatura del catéter 20 sobre un eje diferente. Así pues, según se muestra en la Figura 4, el elemento 82 genera señales en respuesta al retorcimiento del catéter 20 sobre su eje longitudinal, y los elementos 84 y 86 generan señales en respuesta a la curvatura izquierda-derecha y arriba-abajo, respectivamente.

Debido a la elasticidad genéricamente constante del elemento 38, las señales generadas por los elementos 82, 84 y 86 pueden ser utilizadas para calcular los ángulos de curvatura y de retorcimiento de la parte 40 del catéter 20. Estos ángulos se utilizan junto con las coordenadas de traslación y orientación determinadas con respecto al elemento sensor de posición 28 para determinar las posiciones de la pluralidad de puntos de interés situados a lo largo del catéter 20.

Pueden utilizarse otros tipos de sensores de curvatura en lugar del sensor 80 representado en la Figura 4. Por ejemplo, los elementos piezoeléctricos 82, 84 y 86 pueden ser sustituidos por medidores de esfuerzos. Tales medidores de esfuerzos tienen una resistencia eléctrica que varía en función del esfuerzo mecánico aplicado sobre los mismos, según es sabido en la técnica. Alternativamente, pueden utilizarse sensores de fibra óptica, según es sabido en la técnica, para determinar el ángulo de curvatura del catéter 20 midiendo las pérdidas y la reflexión de la luz transportada a través de una fibra óptica embebida en el catéter.

Además, pueden situarse adicionalmente sensores de curvatura de otros tipos en diferentes puntos a lo largo del catéter 20, de manera que puedan detectarse curvaturas múltiples o curvaturas de radio no constante.

Hablando más genéricamente, aunque las anteriores realizaciones han sido descritas con referencia a uno o dos elementos sensores de posición 28 y 30 y un único sensor de curvatura 80, se apreciará que para algunas aplicaciones el catéter 20 puede incluir preferiblemente un mayor número de sensores de posición y/o de sensores de curvatura. Tales sensores adicionales pueden ser particularmente útiles cuando sea preciso tracear una parte de la longitud del catéter en el interior de un conducto con circunvoluciones, o cuando el catéter tenga que apoyarse contra una superficie con circunvoluciones de una cavidad corporal y deba adaptarse a la misma. No obstante, el número de tales sensores se mantiene preferiblemente al mínimo necesario para alcanzar la precisión deseada en la determinación de la pluralidad de puntos situados a lo largo del catéter.

Aunque, por simplicidad de ilustración, el catéter 20 ha sido representado y descrito como compuesto únicamente por los sensores y otros elementos necesarios para el funcionamiento de la presente invención, en las realizaciones preferidas de la presente invención el catéter incluye preferiblemente otros dispositivos sensores y/o terapéuticos, según es sabido en la técnica. Los principios de la presente invención pueden ser pues aplicados, por ejemplo, para cartografiar la actividad fisiológica o para aplicar un tratamiento terapéutico local en el interior de una cavidad corporal, tal como una cámara del corazón, con mayor facilidad y precisión que los procedimientos y dispositivos conocidos en la técnica.

Se apreciará que los principios de la presente invención pueden ser aplicados también a otras sondas médicas flexibles, tales como endoscopios.

Se apreciará además que las realizaciones preferidas descritas anteriormente están citadas a título de ejemplo, y que el alcance total de la invención está limitado únicamente por las reivindicaciones.

Claims

1. Un catéter (20) en combinación con una circuitería (36) de tratamiento de señales que comprende:

un elemento alargado;

un sensor de posición próximo (28) situado en un extremo distante del elemento;

un sensor de posición distante (30) situado en el extremo distante y separado del sensor de posición próximo (28) por una distancia conocida, cuyos sensores de posición próximo (28) y distante (30) generan unas señales que permiten determinar, mediante la circuitería (36) de tratamiento de señales, las coordenadas de posición del sensor de posición próximo (28) y del sensor de posición distante (30) respectivamente; y

una parte curvable entre el sensor de posición próximo (28) y el sensor de posición distante (30) caracterizado porque la circuitería (36) de tratamiento de señales utiliza las coordenadas del sensor de posición próximo (28) y del sensor de posición distante (30) para determinar un radio de curvatura de la parte curvable, cuyo radio de curvatura define un arco y la parte curvable sigue el arco cuando se curva la parte curvable, de tal modo que puede determinarse la posición de cualquier punto de la parte curvable.

2. El catéter según la reivindicación 1, en el cual al menos uno de entre el sensor de posición próximo (28) y el sensor de posición distante (30) es un sensor de campo magnético.

3. El catéter según la reivindicación 1, en el cual al menos uno de entre el sensor de posición próximo (28) y el sensor de posición distante (30) es un sensor acústico.

4. El catéter según la reivindicación 1, en el cual al menos uno de entre el sensor de posición próximo (28) y el sensor de posición distante (30) es un sensor eléctrico.

5. El catéter según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende además un sensor fisiológico.

6. El catéter según la reivindicación 5, que comprende además un dispositivo terapeútico.