ES2251018T3

ES2251018T3 - Cateter con lumen.

Info

Publication number: ES2251018T3
Application number: ES97906685T
Authority: ES
Inventors: David E. Acker; Marcus J. Millet; Maier Fenster
Original assignee: Biosense Webster Inc
Current assignee: Biosense Webster Inc
Priority date: 1996-02-15
Filing date: 1997-02-14
Publication date: 2006-04-16
Anticipated expiration: 2017-02-14
Also published as: CA2246284A1; EP0910278A4; JP3964462B2; AU2131497A; DE69734714T2; JP2000506409A; IL125754A; CA2246284C; US6253770B1; EP0910278A1; DE69734714D1; WO1997029684A1; EP0910278B1; AU720441B2; IL125754A0

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN CATETER (20) CON UN LUMEN (24) EN EL MISMO, EL LUMEN ES OBSTRUIDO POR UNA PARTE DEL CATETER (50). EL CATETER (20) INCLUYE UN DETECTOR DE POSICION (22) EN LA PUNTA DEL CATETER (20).

Description

Catéter con lumen.

Campo de la técnica

La presente invención está relacionada con instrumentos médicos y, más específicamente, está relacionada con instrumentos médicos tales como catéteres que tienen lúmenes internos y que tienen sensores para detectar la posición u orientación del instrumento.

Antecedentes de la técnica

Muchos procedimientos médicos mínimamente invasivos se efectúan utilizando un catéter con un lumen. Por ejemplo, en angioplastia se infla un globo mediante una solución salina transportada a través de un lumen. En muchos casos es deseable inyectar medicinas o tintes radio-opacos a través del lumen de un catéter. En algunos procedimientos se guía una herramienta a través del lumen. Una vez finalizado el uso de la herramienta, la herramienta es retraída y puede ser sustituida por otra herramienta.

Las Patentes Estadounidenses 5.480.422, 5.383.454, 5.295.486 y 5.437.277 y la solicitud de PCT PCT/US95/01103 describen algunos de los numerosos tipos de puntas sensoras de posición para catéteres. El sensor de posición en la punta de un catéter permite al médico monitorizar la ubicación de la punta en el interior del cuerpo sin la necesidad de una imagen continua del cuerpo y del catéter. Esta capacidad puede reducir apreciablemente la exposición del paciente y del médico a las radiaciones. En muchos sensores de posición el tamaño es un factor importante. En algunos casos, cuanto mayor es el sensor, más precisa es la estimación de la posición. El tamaño máximo del sensor de posición está limitado típicamente por el diámetro del catéter. En general, los catéteres de menor diámetro son más flexibles y pueden utilizarse en una parte mayor del sistema vascular que los catéteres de gran diámetro.

Es difícil acomodar a la vez un gran lumen y un sensor de posición en la punta de un catéter, ya que el sensor de posición ocupa típicamente casi toda la sección transversal del catéter.

En el documento EP-A-0600568 se describe una sonda médica que incluye un cuerpo que define un lumen y que incluye además una parte de bloqueo que comprende un sensor y que puede desplazarse entre una primera configuración, en la cual la sonda tiene un diámetro exterior sustancialmente constante y la parte de bloqueo obstruye el lumen, y una segunda configuración en la cual la parte de bloqueo no obstruye el lumen.

En cada uno de los documentos US-5.115.814 y US 5.025.778 se describe una sonda médica del tipo citado en el preámbulo de la adjunta reivindicación 1.

Descripción de la invención

Es un objetivo de un aspecto de la presente invención proporcionar un catéter u otra sonda médica similar que tenga a la vez un sensor de posición en su punta y un gran lumen.

Según la invención, se proporciona una sonda médica según se establece en la adjunta reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se citan otros aspectos de la invención.

Una sonda médica o catéter según un aspecto de la invención incluye un cuerpo que define un lumen que proporciona acceso a una región distal al cuerpo y que incluye además una parte de bloqueo que comprende un sensor tal como un sensor de posición, preferiblemente montado sobre el cuerpo en una ubicación del sensor. Típicamente, el cuerpo y el lumen son alargados, y la ubicación del sensor es adyacente a la punta distal del cuerpo. El catéter es ajustable entre dos configuraciones. En una primera configuración, el lumen está constreñido y/o obstruido por el sensor y el catéter tiene un primer diámetro en la ubicación del sensor. El primer diámetro en la ubicación del sensor puede ser similar al diámetro del resto del catéter. En una segunda configuración, el catéter se dilata en la ubicación del sensor, de manera que el catéter tiene un segundo diámetro en la ubicación del sensor, mayor que el primer diámetro. En la segunda configuración, la constricción u obstrucción del lumen por el sensor queda reducida o eliminada. Típicamente, el segundo diámetro del catéter en la ubicación del sensor es mayor que el diámetro del resto del catéter. Tal como aquí se entiende con referencia a un cuerpo alargado tal como un catéter, el término "diámetro" significa la máxima dimensión del objeto transversalmente a la dirección de la longitud. El cuerpo del catéter puede dilatarse en la ubicación del sensor inflando un globo dentro del cuerpo. Alternativa o adicionalmente, se introduce o se extrae del lumen un estilete para efectuar un cambio en la forma del lumen.

Se describe un catéter que incluye un cuerpo con un lumen y un sensor de posición que tiene dos configuraciones. En una primera configuración, el lumen recorre toda la longitud del catéter pero está obstruido por el sensor de posición situado en la punta del catéter. En una segunda configuración, el extremo distal de la punta del catéter es desplazado hacia un lado de manera que no bloquee el lumen. Preferiblemente, la punta distal es desviada hacia un lado con una orientación conocida en relación con el eje longitudinal del catéter. Alternativamente, el extremo distal de la punta del catéter que contiene el sensor de posición es plegado sobre el catéter. Preferiblemente, después de dicho des-
plazamiento se sujeta el extremo distal de la punta en una posición conocida, por ejemplo sujetándolo en un enchufe.

Preferiblemente, se cambia la configuración del catéter mediante la introducción o extracción de un estilete en el lumen. Alternativamente, el cambio se efectúa utilizando un actuador piezoeléctrico.

Se describe que el catéter está constreñido por una funda rígida en una configuración obstruida. Cuando se desplaza la funda separándola de la punta del catéter, el catéter cambia de configuración y pasa a la configuración no obstruida. El catéter puede cambiar de configuración debido a su propia resiliencia. Es decir, el catéter está resilientemente polarizado en la configuración no obstruida.

Otro aspecto que aquí se describe se refiere a un catéter que tiene un cuerpo alargado y un lumen axialmente extendido. El catéter incluye además un sensor de posición. El sensor de posición comprende al menos una bobina sensora lateral que tiene unas espiras que no son coaxiales con el catéter. Dicho de otro modo, las espiras de la bobina sensora lateral no se encuentran en planos perpendiculares al eje del cuerpo del catéter, de manera que el voltaje inducido en la bobina tiene unos componentes que representan los cambios del campo magnético en una dirección lateral, perpendicular al eje del cuerpo del catéter. En un aspecto, la bobina sensora lateral está formada por al menos dos partes, las cuales están separadas entre sí a lo largo del eje longitudinal del catéter. De este modo, la bobina sensora lateral obstruye el paso del lumen la mitad de lo que lo haría una bobina formada por una única parte. Alternativa o adicionalmente, las partes de la bobina sensora lateral pueden estar situadas en lados opuestos del lumen, y pueden estar separadas la una de la otra en una dirección transversal al eje.

En otro aspecto descrito, las espiras de la bobina sensora lateral pueden extenderse alrededor del lumen. Así pues, las espiras de la bobina sensora lateral pueden estar dispuestas en planos oblicuos al eje longitudinal del lumen. En su conjunto, la bobina sensora lateral es coaxial con el catéter, pero las espiras no son perpendiculares al eje de la bobina. Alternativamente, la bobina sensora lateral puede ser una bobina delgada orientada con un ángulo inferior a 90 grados respecto al eje longitudinal del catéter.

Otro aspecto más de la descripción proporciona una sonda que comprende un cuerpo que define un lumen y una pluralidad de conjuntos transductores montados en dicho cuerpo alrededor de dicho lumen. Cada conjunto transductor incluye uno o más transductores tales como bobinas u otros transductores. Los diferentes conjuntos transductores son sensibles a componentes de campo tales como componentes de campos magnéticos o electromagnéticos en diferentes direcciones. Cada conjunto transductor tiene un centro de sensibilidad que representa la sensibilidad del transductor o de los transductores de ese conjunto. Según se describe más adelante, el centro de sensibilidad de un conjunto transductor es la ubicación del punto medio de la sensibilidad de todo el conjunto transductor, es decir, la ubicación de un transductor puntual teórico que tenga la misma respuesta que el conjunto transductor. Preferiblemente, los centros de sensibilidad de todos los conjuntos transductores están dispuestos en un punto común. Dicho de otro modo, al ser sometidos a un campo, todos los transductores actuarán cooperativamente como un sensor puntual multidireccional situado en el punto común. El punto común puede estar ubicado dentro del lumen de la sonda. Según se describe más adelante, esto simplifica las operaciones matemáticas requeridas para calcular los valores tales como la posición y la orientación de la sonda a partir de las señales obtenidas por los transductores.

Preferiblemente, un primer conjunto transductor incluye una primera bobina, tal como una bobina helicoidal, que tiene unas vueltas que rodean al lumen y que tiene un eje de la bobina que se extiende en una primera dirección codireccional con dicho lumen. Un segundo conjunto transductor incluye una pareja de segundas bobinas dispuestas en lados opuestos del lumen. Las segundas bobinas tienen unos ejes que se extienden en una segunda dirección transversal a dicha primera dirección. Preferiblemente, las segundas bobinas están mutuamente alineadas en la primera dirección pero están decaladas entre si en una tercera dirección transversal a dichas direcciones primera y segunda. Según se explica más adelante, el primer conjunto es sensible a los cambios del componente de campo en la dirección longitudinal del lumen, y tiene un centro de sensibilidad en un punto común situado en el eje central del lumen. El segundo conjunto es sensible a los cambios del componente de campo en una segunda dirección lateral transversal a la dirección longitudinal y deseablemente perpendicular a la dirección longitudinal. El centro de sensibilidad del segundo conjunto transductor, o transductor en dirección lateral, está situado en el mismo punto común del eje central del lumen.

La sonda puede incluir ademas un tercer conjunto transductor que incluye una pareja de terceras bobinas dispuestas en lados opuestos de dicho lumen, extendiéndose los ejes de dichas terceras bobinas en dicha tercera dirección, estando los ejes de dichas terceras bobinas decalados entre si en dicha segunda dirección.

En una disposición preferida, las vueltas de las bobinas segunda y tercera rodean a las vueltas de la primera bobina. En otra disposición, la primera bobina incluye un par de secciones separadas entre si en la primera dirección o dirección longitudinal. Las bobinas segunda y tercera están dispuestas entre las secciones de la primera bobina. En estas disposiciones, las segundas bobinas y las terceras bobinas pueden estar dispuestas alternándose entre sí alrededor de la circunferencia del lumen. Todas las segundas bobinas pueden estar eléctricamente conectadas en serie entre sí, mientras que todas las terceras bobinas pueden estar conectadas en serie entre sí.

En otra disposición preferida, el segundo conjunto transductor incluye unas bobinas con vueltas cóncavas. Cada una de tales vueltas cóncavas puede incluir un par de tramos separados que se extienden en la primera dirección, o dirección longitudinal, y un par de tramos arqueados que rodean parcialmente al lumen. Los tramos longitudinales de cada bobina cóncava se extienden preferiblemente paralelos y adyacentes a los tramos longitudinales de la otra bobina cóncava, mientras que los tramos arqueados de las bobinas cóncavas se extienden alrededor de los lados opuestos del lumen. El tercer conjunto transductor puede incluir un par de bobinas cóncavas similares, y todas las bobinas cóncavas pueden solaparse con la bobina helicoidal del primer conjunto transductor. Las citadas disposiciones pueden acomodar las bobinas u otros transductores en un catéter u otra sonda de pequeño diámetro, aunque dejando en el cuerpo de la sonda un espacio adecuado para un lumen de tamaño razonable.

También se describe un procedimiento de utilización de una sonda que tiene un lumen y una primera configuración en la cual el lumen está obstruido y una segunda configuración en la cual el lumen no está obstruido, incluyendo el procedimiento:

(a): conducir una sonda por el interior de un cuerpo hasta una ubicación mientras la sonda se encuentra en la primera configuración;

(b): cambiar la configuración de la sonda a la segunda configuración;

(c): efectuar un procedimiento médico en la ubicación;

(d): cambiar la configuración de la sonda devolviéndola a la primera configuración; y

(e): retirar la sonda.

Preferiblemente, la conducción incluye conducir la sonda por el interior de un cuerpo hasta una ubicación en un espacio intracorporal. Alternativa o adicionalmente, la conducción incluye conducir la sonda utilizando un sensor de posición montado en la sonda.

Breve descripción de los dibujos

La presente invención se entenderá más claramente a partir de la siguiente descripción detallada de las realizaciones preferidas de la invención y mediante los dibujos adjuntos, en los cuales:

la Figura 1A es una vista lateral esquemática de un catéter, según una realización preferida de la invención, en una configuración comprimida;

la Figura 1B es una vista lateral esquemática del catéter de la Figura 1A en una configuración dilatada;

la Figura 1C es una vista lateral esquemática de un catéter según otra realización preferida de la invención;

la Figura 1D es una vista lateral esquemática de un catéter según otra realización preferida de la invención;

la Figura 1E es una vista lateral esquemática de un catéter según otra realización preferida de la invención;

la Figura 1F es una vista frontal esquemática, en sección transversal, de un catéter según una realización preferida de la invención, en una configuración comprimida;

la Figura 1G es una vista frontal esquemática, en sección transversal, del catéter de la Figura 1F en una configuración dilatada;

la Figura 1H es una vista esquemática que representa un catéter en relación con un sujeto;

las Figuras 2A y 2B muestran un catéter, que no forma parte de la invención, que tiene dos configuraciones, una en la cual su lumen está bloqueado por un sensor de posición, y una en la cual no lo está;

la Figura 2C muestra otro catéter, que no forma parte de la invención, en el cual un lumen puede ser selectivamente bloqueado por un sensor de posición;

la Figura 2D muestra otro catéter más, que no forma parte de la invención, en el cual un lumen puede ser selectivamente bloqueado por un sensor de posición;

la Figura 3 muestra un catéter, que no forma parte de la invención, que tiene una funda exterior rígida;

la Figura 4A es una vista lateral esquemática de un sensor de posición con tres bobinas;

la Figura 4B es una sección lateral esquemática de un catéter, que no forma parte de la invención, con un sensor de posición a base de bobinas y un lumen;

la Figura 4C es una vista seccionada por la línea IVA-IVA de la Figura 4B;

la Figura 5A es una vista lateral esquemática de un catéter, que no forma parte de la invención, que tiene un sensor de posición por bobina;

la Figura 5B es una vista lateral esquemática de otro catéter, que no forma parte de la invención, que tiene un sensor de posición por bobina;

la Figura 5C es una vista esquemática seccionada por la línea 5C-5C de la Figura 5A;

la Figura 6 es una vista esquemática en perspectiva de otro catéter, que no forma parte de la invención;

la Figura 7 es una vista esquemática seccionada por la línea 7-7 de la Figura 6;

las Figuras 8, 9 y 10 son vistas similares a la Figura 6, pero representando otros catéteres, que no forman parte de la invención;

la Figura 11 es otra vista esquemática en perspectiva que representa cualquier etapa, que no forma parte de la invención, de un proceso de fabricación;

la Figura 12 es una vista similar a la Figura 11, pero representando otro proceso, que no forma parte de la invención; y

las Figuras 13 y 14 son otras vistas similares a la Figura 6, pero representando realizaciones adicionales, que no forman parte de la invención;

la Figura 15 es una vista similar a la Figura 4B, pero representando una sonda que no forma parte de la invención.

Modos de poner en práctica la invención

Las Figuras 1A y 1B muestran una sonda en forma de un catéter 20 que tiene un cuerpo alargado 21 que define un lumen 24 que se extiende en la dirección longitudinal o axial del cuerpo y del lumen. El cuerpo 21 está adaptado para su introducción en el cuerpo de un sujeto vivo tal como un paciente humano u otro sujeto mamífero. Así pues, el cuerpo 21 está formado por materiales adecuados para su uso en el cuerpo del sujeto, y tiene tamaño y forma apropiados para su colocación en el sujeto. Un sensor de posición 22 está montado en el cuerpo 21 en una ubicación del sensor adyacente a la punta distal de la sonda. Según se emplea en esta descripción, con referencia a una sonda alargada para insertar en un objeto tal como una sonda médica para ser introducida en el cuerpo de un animal o de una persona, el término "distal" se refiere al extremo de la sonda que primero se introduce en el objeto. Por ejemplo, en un catéter del tipo adaptado para ser enfilado en el cuerpo a través de una vena o arteria, el extremo distal del catéter es el extremo delantero durante el proceso de enfilado. La dirección distal es la dirección hacia el extremo distal, a lo largo de la sonda. El término "proximal" según aquí se emplea, se refiere al extremo y dirección opuestos al extremo y dirección distal.

El catéter 20 tiene dos configuraciones: una primera configuración comprimida (Figura 1A) y una segunda configuración dilatada (Figura 1B). En la configuración comprimida, según se muestra en la Figura 1A, el sensor de posición 22 comprime una parte 26 de un lumen 24, de manera que el catéter 20 tiene un diámetro exterior sustancialmente constante excepto en una punta cónica. Esta geometría está adaptada para introducir el catéter 20 en el sistema vascular y conducirlo hasta el corazón.

La Figura 1B muestra la configuración dilatada del catéter 20, en la cual la parte 26 del lumen está dilatada en la ubicación del sensor 22, de manera que en ese lugar el lumen 24 es sustancialmente recto y tiene un diámetro interior sustancialmente constante. Como consecuencia de la dilatación de la parte 26 del lumen, el sensor de posición 22 es empujado hacia un lado. Como consecuencia, el catéter 20 se abulta junto al sensor de posición 22 y tiene un diámetro exterior no constante. Sin embargo, puesto que el extremo distal del catéter se encuentra dentro del corazón cuando el sensor de posición es empujado hacia un lado, y el espacio interior del corazón es considerablemente mayor que el catéter, no importa que el catéter 20 tenga un diámetro mayor en su punta. Preferiblemente, el catéter 20 es devuelto a su configuración comprimida antes de retirarlo del corazón hacia el sistema vascular. En la configuración primera o comprimida, el catéter tiene en la ubicación del sensor un diámetro deseablemente inferior a unos 5 mm, preferiblemente inferior a unos 3 mm y más preferiblemente inferior a 1 mm aproximadamente.

Preferiblemente, el sensor de posición 22 incluye un detector de rotación adaptado para detectar la rotación de la punta del catéter sobre el eje central del catéter. El detector de rotación es particularmente deseable porque, en el estado dilatado, el sensor de posición 22 no está situado sobre el eje central del catéter 20. Así pues, la posición real del catéter será diferente a la posición del sensor 22; la dirección de esta diferencia depende de la dirección desde el centro del catéter hacia el sensor 22. Esta dirección está directamente relacionada con la rotación de la punta del catéter sobre su eje. La solicitud de PCT PCT/US95/01103 describe un sistema de detección de posición que incorpora un detector de orientación.

La carcasa del catéter 20 es preferiblemente elástica para que se abulte sin romperse cuando el sensor de posición 22 sea empujado hacia un lado. Una manera de cambiar entre las configuraciones comprimida y dilatada es guiando el catéter 20 hasta el interior del cuerpo por una funda 27 (Figura 1H), que empieza en la entrada vascular E al cuerpo y termina en el corazón H. La funda es suficientemente flexible para que pueda ser guiada hasta el corazón. Sin embargo, la funda no se dilata radialmente, por lo que el catéter 20 mantiene su configuración comprimida mientras esté en la funda. Mientras el catéter 20 esté en la funda, el sensor de posición 22 está comprimido contra la parte 26 del lumen. La parte 26 del lumen está fabricada preferiblemente con un material resiliente. Alternativa o adicionalmente, puede utilizarse un material de los denominados "con memoria de la forma" o "súper elásticos" que tienden a volver a una forma predefinida cuando son expuestos a la temperatura corporal. La funda puede moverse junto con el catéter mientras el catéter es enfilado hasta el corazón. Cuando la punta del catéter llega al corazón, el catéter y la funda se desplazan mutuamente de manera que la punta o la ubicación del sensor sobresalga de la funda, tras lo cual el catéter se dilata. Así pues, una vez expuesto a la temperatura corporal, tal como en el corazón, el catéter se dilata hasta la configuración dilatada.

La Figura 1C muestra otro procedimiento preferido para cambiar el catéter 20' entre una configuración comprimida y una configuración dilatada. El catéter 20' incluye un cuerpo 21' que tiene una carcasa exterior 23' y una primera parte 26' de lumen, o parte interior, que define el primer lumen 24', y una segunda parte de lumen que define un segundo lumen 31' que se extiende paralelo al primer lumen por el interior de la carcasa 23'. La segunda parte de lumen incluye deseablemente una parte 30' distal y rígida que está conectada al sensor de posición 22'. Un estilete 28', que es insertado en la parte distal 30', empuja el catéter 20' hacia una configuración comprimida. Cuando el estilete 28' es retirado de la parte distal 30', el catéter 20' puede cambiar a la configuración dilatada. Preferiblemente, la parte 26' de lumen del cuerpo del catéter está construida con un material resiliente que empuja al catéter 20' hacia su configuración dilatada. Cuando el estilete 28' es reinsertado en la parte distal 30', la fuerza que ejerce sobre el sensor de posición 22' es mayor que la fuerza de reacción ejercida por la parte 26' de lumen, por lo que la parte 26' de lumen queda comprimida.

La Figura 1D muestra otro procedimiento preferido para cambiar el catéter 20' entre una configuración comprimida y una configuración dilatada. En esta realización, el catéter 20'' está normalmente en posición comprimida. Un estilete hueco 32'' es insertado en el lumen 24'' y empuja al sensor de posición 22'' hacia un lado. El estilete hueco 32'' define otro lumen 33''. Mientras el estilete hueco está en posición, el entorno exterior a la punta del catéter es accesible a través del lumen 33'' del estilete. Cuando se retira el estilete 32'', la resiliencia de la carcasa exterior 23'' fuerza al sensor 22'' hacia dentro, de manera que el catéter retorna a su configuración comprimida.

La Figura 1E muestra otro procedimiento para que el catéter 120 cambie entre una configuración comprimida y una configuración dilatada. En esta realización, el catéter 120 incluye un segundo lumen 133 pequeño en el cual se inserta el estilete 132 para dilatar el catéter 120.

Las Figuras 1F y 1G muestran otra realización preferida de un catéter dilatable. En una configuración comprimida, representada en la Figura 1F, una pluralidad de globos 34 están vacíos. Para cambiar a una configuración dilatada, representada en la Figura 1G, se inflan los globos 34. Como consecuencia, el sensor de posición 22''' es empujado hacia un lado y la parte 26''' de lumen puede dilatarse. Los globos 34 se inflan preferiblemente utilizando un líquido, no un gas. Con el fin de evitar que los globos 34 compriman la parte 26''', los globos 36 están preferiblemente restringidos para dilatarse en dirección horizontal. Un tipo preferido de restricción comprende unos soportes 35 que mantienen la dimensión horizontal de la parte 26'''. Alternativamente, las fuerzas relativas ejercidas por la parte 26''', la carcasa 23''' del catéter 20 y los globos 34 están configuradas de manera que la combinación de las fuerzas ejercidas por los globos 34 y la parte 26''' de lumen sea suficiente para vencer la fuerza de compresión ejercida por la carcasa 23''' del catéter 20''', mientras que la fuerza ejercida por los globos 34 no basta por si sola para comprimir sustancialmente la parte 26'''. Preferiblemente, la carcasa del catéter 20''' es más flexible en la ubicación de sensor, o en la punta, que en el resto del catéter 20'''. Como alternativa a los globos 34, pueden utilizarse otros tipos de mecanismos
dilatables.

Las Figuras 2A y 2B muestran un catéter 40, que no forma parte de la invención, que tiene dos configuraciones, una configuración en la cual un lumen 42 es obstruido por una punta 50 del catéter 20 (Figura 2A) y una configuración en la cual el lumen 42 está sustancialmente sin obstruir por la punta 50 (Figura 2B). La punta 50 es pivotable con respecto al catéter 40. Por ejemplo, la punta 50 puede estar montada de modo pivotante sobre el muelle 45.

En la configuración obstruida, representada en la Figura 2A, el lumen 42 se extiende hasta la punta 50 y es bloqueado en la misma. En la configuración sin obstruir, representada en la Figura 2B, la punta 50 es empujada hacia un lado hasta una posición conocida, preferiblemente hasta una posición plegada, de manera que el lumen 42 queda completamente sin obstruir. En la posición sin obstruir, la punta 50 encaja preferiblemente en un enchufe, por ejemplo una indentacion formada en el catéter 40. Así pues, el catéter 40 puede tener una indentación alargada, generalmente en forma de U, que se extienda longitudinalmente en las cercanías de la punta 50, de manera que la punta 50 repose en la ranura cuando esté en la posición plegada. Un procedimiento para cambiar del estado obstruido al estado sin obstruir es insertando un estilete curvado 44 en el catéter 40. La punta del estilete 44 encaja en una ranura 46 de la punta 50 y pliega la punta 50 sobre el catéter 20. Cuando se extrae el estilete 44, la punta 50 es empujada para que vuelva a su posición obstructora, por ejemplo mediante un muelle 45. La Figura 2C muestra una realización alternativa de catéter 40', en la cual el muelle 45' tiende a empujar la punta 50' hacia su posición plegada y un medio tensor, tal como un cable 47, mantiene normalmente la punta 50' en una posición obstructora, cerrando el lumen 42'. En este caso la punta 50' también lleva el sensor de posición 22'.

La Figura 2D muestra una alternativa de un catéter 48'' selectivamente obstructor, que no forma parte de la invención, en el cual la punta 50'' obstruye selectivamente el lumen 42''. La punta 50'' está configurada de manera que no obstruya sustancialmente el lumen 42'' cuando se desplace un ángulo relativamente pequeño con respecto al eje. De este modo la geometría del catéter 48'' no varía tanto como la geometría del catéter 40 (Figuras 2A y 2B) al cambiar entre los estados obstructor y no obstructor.

La Figura 3 muestra una alternativa de catéter 160 selectivamente obstructor, que no forma parte de la invención. El catéter 160 tiene una funda 162 sustancialmente rígida que mantiene la punta 150 en una posición que bloquea el lumen 142. La funda rígida 162 puede ser relativamente corta y cubrir sólo una parte proximal de la punta 150 y una parte distal del catéter 160. Alternativamente, la funda 162 puede extenderse a lo largo del catéter 160 al menos hasta el punto en el cual el catéter 160 sale del cuerpo. El catéter 160 incluye un aparato que puede desplazar la funda 162 con respecto a la punta 150. Preferiblemente, el aparato desplazador incluye uno o más cables 164 acoplados a la funda 162. Cuando el cable 164 desplaza la funda en una dirección, puede proporcionarse un elemento elástico (no representado) para desplazar la funda 162 en dirección opuesta. En la realización en la cual la funda 162 se extiende por el exterior del cuerpo, el cuerpo del catéter 160 es desplazado preferiblemente con respecto a la funda 162 haciendo avanzar el cuerpo del catéter 160 hacia el interior de la funda 162.

En funcionamiento, cuando la funda 162 se desplaza alejándose de la punta 150, la punta 150 se desplaza hasta una posición en la cual no obstruye el lumen 142, por ejemplo según se muestra en las Figuras 2B, 2C y 2D. Cuando la funda 162 se desplaza hacia la punta 150, el borde delantero de la funda 162 empuja la punta 150 devolviéndola a su posición obstructora. Según puede apreciarse, la funda 162 puede usarse también en conjunción con los catéteres de lumen dilatable, descritos anteriormente con referencia a las Figura 1A-1H.

En otro catéter, que no forma parte de la invención, un sensor de posición está montado sobre una herramienta adaptada para ser insertada en un lumen de un catéter. En funcionamiento, el sensor de posición se inserta en el lumen de manera que el catéter pueda ser guiado hasta una cierta ubicación. Entonces se fija el catéter externo a la ubicación, se retira la herramienta del sensor de posición y se introducen en el lumen las otras herramientas que sean necesarias.

La Figura 4A muestra un catéter 170 con un sensor de posición de tres bobinas, tal como el descrito en la solicitud de PCT PCT/US95/01103. El sensor de posición comprende tres bobinas 172, 174 y 176, sustancialmente ortogonales. La determinación de la posición del catéter 170 puede efectuarse irradiando las bobinas con un campo magnético por corriente alterna generado por una pluralidad de bobinas, cada una de las cuales irradia con una frecuencia o tiempo diferente. Se mide la amplitud de las tensiones inducidas en cada bobina por los componentes ortogonales del campo magnético, con lo cual puede determinarse la ubicación en el campo. Así pues, el conjunto de bobinas detecta la posición y la orientación determinando las características de uno o más campos no ionizantes. Un problema con la configuración del catéter 170 es que en un catéter que tenga un diámetro exterior inferior a unos 5 mm, y más típicamente inferior a unos 3 mm, las bobinas 174 y 176 bloquean sustancialmente toda la sección transversal del catéter 170, por lo que no es posible ningún lumen.

La Figura 4B muestra un catéter 70 que tiene un sensor de posición de tres bobinas y un lumen 42. Una primera bobina 72, que corresponde a la bobina 172 (Figura 4A), es coaxial con el catéter 70, de manera que no obstruye sustancialmente el lumen 42. La bobina 174 y la bobina 176, que habrían obstruido el lumen 42, están divididas cada una en varias bobinas interconectadas, ninguna de las cuales obstruye el lumen 42. Por ejemplo, según se muestra en la Figura 4B, la bobina 174 está dividida en cuatro bobinas, 74A, 74B, 74 C y 74D, que tienen la misma orientación que la bobina 174. Preferiblemente, las bobinas 74A-D están eléctricamente conectadas en serie. La bobina 76 está igualmente dividida en unas bobinas 76A, 76B, 76C y 76D. La Figura 4C es una vista en sección transversal del catéter 70 en la cual se aprecia que las bobinas 74A, 74B, 76A y 76B flanquean el lumen 42. Es decir, las bobinas 74A y 74B están separadas entre si en una dirección lateral, transversal a la dirección longitudinal o axial del catéter y del lumen, y las bobinas 74 A y 74B están dispuestas en lados opuestos del lumen. Además, las bobinas 74A y 74B están separadas de las bobinas 74C y 74D en la dirección axial o longitudinal.

La longitud del sensor de posición de la Figura 4B es sustancialmente igual a la longitud del sensor de posición de la Figura 4A, aunque la sensibilidad del sensor de posición de la Figura 4B puede ser diferente a la sensibilidad del sensor de la Figura 4A, dependiendo del número de espiras de cada una de las bobinas 74A-D y 76A-D y de la sección transversal de las bobinas 74A-D y 76A-D. Cuando el tamaño y la separación de las bobinas lo permite, se provee un núcleo de ferrita independiente en cada una de las bobinas 74A-D y 76A-D. Preferiblemente, el núcleo es elipsoide para que no afecte a la dirección del campo magnético de la bobina y así tenga un efecto mínimo sobre las otras bobinas del sensor de posición.

La Figura 5A muestra un catéter 80, que no forma parte de la invención, con un sensor de posición a base de bobinas. En lugar de tres bobinas ortonormales, se utilizan tres bobinas que no son ortonormales. No obstante, las orientaciones de las bobinas son tales que una combinación lineal de sus salidas puede dar los valores de los tres componentes ortogonales del campo. El algoritmo de detección de posición es modificado para tener en cuenta la orientación de las bobinas 82, 84 y 86. Así pues, una bobina sensora axial 82 tiene un eje generalmente paralelo al eje del catéter 80 y unas vueltas que se encuentran en planos perpendiculares al eje del catéter. La dirección axial está representada por la dirección X en la Figura 5. Una primera bobina sensora lateral 84 tiene un eje 85 que tiene un componente paralelo al eje del catéter 80 y un componente que es perpendicular al eje del catéter y que se extiende en una primera dirección lateral Y. Las espiras de la bobina 84 se encuentran en planos perpendiculares al eje 85. El sensor incluye además una segunda bobina sensora lateral 86, que tiene un eje 87 que tiene un componente en la dirección X o axial y que tiene también un componente en una segunda dirección lateral Z, perpendicular a la dirección axial X y perpendicular a la primera dirección lateral Y. En general, la extensión del lumen 42 depende de la anchura de las bobinas 84 y 86 y de los ángulos \alpha y \beta entre los ejes 85 y 87 de las bobinas y el eje del catéter 80. Si estos ángulos son demasiado pequeños, de modo tal que los planos de las espiras de las bobinas 84 y 86 sean casi paralelos entre sí y casi perpendiculares al eje del catéter, disminuye la amplitud de los voltajes inducidos por los componentes dirigidos lateralmente del campo magnético, perpendicular al eje del catéter 80. Cuando los ángulos \alpha y \beta son demasiado pequeños, las amplitudes de estos voltajes pueden estar por debajo del nivel de ruido del sistema. Sin embargo, cuanto menores son los ángulos \alpha y \beta, y mayor es el paralelismo de las bobinas 84 y 86, mayor puede ser el lumen.

En una realización particular descrita, que no forma parte de la invención, suponiendo que el catéter sea paralelo al eje X, \alpha vale aproximadamente 45º, por lo que el eje de la bobina 84 está inclinado unos 45º con respecto al eje X y unos 45º con respecto al eje Y. \beta también puede valer unos 45º, de manera que el eje de la bobina 86 está inclinado unos 45º con respecto al eje X y unos 45º con respecto al eje Z. Alternativamente, los ángulos \alpha y \beta pueden ser mayores, tal como hasta unos 60º ó 70º, o menores, tal como hasta unos 30º ó 20º. Preferiblemente, las espiras de las bobinas 84 y 86, según una vista tomada a lo largo de los respectivos ejes 85 y 87 de las bobinas, tienen forma de elipsoide. Cada una de tales formas elipsoidales tiene un eje mayor y un eje menor. Estos ejes mayor y menor están orientados de manera que el eje mayor de cada una de tales elipsoides se encuentre en el plano definido por la dirección axial X y por la dirección lateral asociadas a dicha bobina. Por ejemplo, el eje mayor M de la bobina elisoipdal 84 se encuentra en el plano definido por la primera dirección lateral Y y la dirección axial X. Así pues, vista en proyección perpendicular a la direcciona axial X, como en la Figura 5C, la bobina elisoipdal 84 define una abertura 89 sustancialmente circular. El eje mayor de la bobina 86 se encuentra en el plano definido por las direcciones X y Z, de manera que la bobina 86 también define una abertura sustancialmente circular vista en proyección perpendicular a la dirección axial X. Esta disposición maximiza el espacio disponible para el lumen 42 en el interior del catéter.

La Figura 5B muestra un catéter 90, que no forma parte de la invención, que tiene un sensor de posición a base de bobinas. En esta realización, las bobinas tienen una anchura sustancial. Una bobina sensora axial 92, que tiene un eje paralelo al eje X, puede ser similar a la bobina 172 (Figura 4A). Las bobinas sensoras laterales 94 y una bobina 96, que detecta los componentes de campo perpendiculares al eje X, están modificadas (con respecto a la Figura 4A) de la manera siguiente. La primera bobina sensora lateral 94, adaptada para detectar componentes de campo en la primera dirección lateral Y, tiene una forma generalmente cilíndrica. El eje de este cilindro es paralelo al eje X o eje axial del catéter. Sin embargo, las espiras de la bobina 94 no son perpendiculares al eje de la bobina 94. Por el contrario, cada espira se encuentra en un plano perpendicular a un eje 95 de las espiras. El eje 95 tiene un componente en la primera dirección lateral Y. En efecto, cada espira de la bobina 94 está inclinada con respecto al eje X del mismo modo que está inclinada la bobina 84 (Figura 5A). Así pues, la bobina 94 puede detectar los componentes de campo en la dirección Y. La bobina 96 tiene unas espiras similares, pero estas espiras se encuentran en planos perpendiculares a los ejes 97 de las espiras, teniendo un componente en la segunda dirección lateral Z. Preferiblemente, las espiras de las bobinas 94 y 96 tienen una forma elipsoidal vista en proyección perpendicular a los ejes de las espiras. Los ejes mayores de las espiras elipsoidales están orientados según se ha descrito anteriormente con referencia a los ejes mayores de las bobinas 84 y 86. Esta disposición permite al lumen 42 una extensión máxima y una sección transversal circular.

Los procedimientos y aparatos para determinar los componentes de campo perpendiculares al eje del catéter, descritos con referencia a las Figuras 4A-C y 5A-5B, también pueden aplicarse cuando se utiliza un número de bobinas superior o inferior a tres.

Aunque la presente invención ha sido descrita principalmente en el contexto de un catéter con un sensor de posición, diversas realizaciones de la presente invención, tales como las descritas con referencia a las Figuras 1A-G, y las realizaciones descritas con referencia a las Figuras 2A-D y a la Figura 3, que no forman parte de la invención, pueden ser aplicadas de manera útil incluso cuando el dispositivo que bloquea el lumen no sea un sensor de posición, por ejemplo cuando sea un sensor de presión, un sensor térmico, un sensor de pH u otro sensor químico; o un dispositivo tal como un electrodo para detectar potenciales eléctricos en los tejidos circundantes.

Una sonda según otra realización (Figuras 6 y 7), que no forma parte de la invención, incluye un cuerpo tubular alargado 200, tal como un tubo catéter, que define un orificio central o lumen 201. La sonda incluye un sensor 202. El sensor 202 incluye un primer conjunto transductor consistente en una primera bobina 204. La primera bobina 204 incluye una pluralidad de vueltas helicoidales que rodean al lumen 201 y se extienden alrededor del eje longitudinal en dirección X del cuerpo y el lumen. Las vueltas de la bobina 204 encierran así un área proyectada sobre un plano perpendicular al eje X. En consecuencia, las bobinas 204 son sensibles a los cambios del flujo magnético dirigido en la dirección X. El centro de la bobina 204 se encuentra en un punto 206 dentro del lumen 201.

El sensor 202 incluye además un conjunto transductor de campo, lateral en dirección Z, que incluye un par de bobinas 208a y 208b dispuestas en lados opuestos del lumen 201. Las bobinas 208a y 208b son cada una de ellas generalmente helicoidales y tienen unas vueltas que rodean a las vueltas de la bobina 204. Las bobinas 208a y 208b tienen unos ejes 210a y 210b de las bobinas que se extienden generalmente en la dirección lateral identificada por el eje Z en las Figuras 6 y 7, siendo esta dirección lateral ortogonal a la dirección X o longitudinal. Las vueltas de las bobinas 208a y 208b rodean a las vueltas de la bobina 204. Así pues, las bobinas 208a y 208b están alineadas con el punto central 206 de la bobina 204 en la dirección X o longitudinal. Las bobinas 208a y 208b están remotas o separadas entre sí en otra dirección lateral identificada por el eje Y en las Figuras 6 y 7, ortogonal a las direcciones X y Z.

Las vueltas de las bobinas 208a y 208b rodean a las áreas proyectadas en planos perpendiculares a la dirección Z, es decir, las áreas proyectadas en planos paralelos a las direcciones Y y X. Las bobinas 208a y 208b son por lo tanto sensibles a los cambios del flujo magnético dirigido en la dirección Z. Las bobinas 208a y 208b están conectadas en serie entre si mediante un conductor 212 de interconexión, de manera que los voltajes producidos por las dos bobinas se suman entre sí. El voltaje o señal que aparece entre los terminales 214a y 214b representa por lo tanto la suma de los cambios de flujo en un primer juego de áreas proyectadas adyacentes al eje 210a y en un segundo juego de áreas proyectadas adyacentes al eje 210b. El centro agregado de todas estas áreas proyectadas, tomadas en su totalidad, es coincidente con el punto central 206 de la bobina 204.

El sensor incluye además un conjunto transductor, lateral en dirección Y, que incluye un par de bobinas 216a y 216b. Las bobinas 216a y 216b tienen unas vueltas helicoidales que rodean a las vueltas de la bobina 204. Las bobinas 216a y 216b se extienden generalmente a lo largo de los ejes 218a y 218b de las bobinas. Los ejes 218 de las bobinas se extienden en la dirección lateral identificada por el eje Y en las Figuras 6 y 7, ortogonal a la dirección X o longitudinal y también ortogonal a la otra dirección lateral Z. Así pues, cada vuelta de las bobinas 216a y 216b encierra un área proyectada sobre el plano Z-X, perpendicular al eje Y. Una vez más, el centro del área de todas estas áreas proyectadas, tomadas en su totalidad, es coincidente con el punto central 206. Las bobinas 216a y 216b están conectadas en serie mediante un conductor 220, de manera que el voltaje que aparece en los terminales 222a y 222b es proporcional a la suma de los voltajes inducidos en todas las vueltas de ambas bobinas.

En esta disposición, cada conjunto transductor mide los cambios del flujo magnético sobre una dirección local diferente con respecto al sensor, es decir, sobre los ejes Z, Y o X, pero todos los conjuntos transductores miden estos cambios de flujo en un punto central común 206, o junto al mismo. Así pues, siempre que la variación de flujo por unidad de tiempo en la dirección Z sea uniforme en la dirección Y, o varíe linealmente con la distancia en la dirección Y, las bobinas 208 del conjunto transductor lateral en dirección Z producirán un voltaje agregado igual al voltaje que produciría un transductor puntual situado en un punto común 206. Similarmente, siempre que la variación de flujo por unidad de tiempo en la dirección Y sea uniforme o varíe linealmente con la distancia en la dirección Z, el conjunto transductor lateral en dirección Y (bobinas 216a y 216b) producirán una señal igual a la que produciría un sensor puntual en el punto común 206. El conjunto transductor en dirección X o longitudinal, bobina 204, también produce una señal sustancialmente igual a la de un sensor puntual en el punto común 206.

La capacidad para proporcionar señales que representen variaciones de los componentes de campo en un punto común aumenta significativamente la precisión y la simplicidad de los cálculos utilizados para deducir la posición y la orientación del sensor. Se describen procedimientos para calcular la posición y la orientación de un sensor, por ejemplo, en la solicitud internacional de PCT publicada 95/09562 así como en la anteriormente citada Patente Estadounidense 5.480.422. Estos y otros cálculos se mejoran cuando las diversas señales proporcionadas por un sensor, que representan los componentes de campo o las variaciones de los componentes de campo en unas direcciones particulares, están todas relacionadas con los componentes o variación de los componentes en el mismo punto. Las sondas según este aspecto de la invención proporcionan esta sensibilidad de punto común, al tiempo que se acomodan a un gran lumen 201.

Dicho más generalmente, una pluralidad de conjuntos transductores, sensibles a los componentes de campo en diferentes direcciones, actuarán sustancialmente como sensores puntuales situados en un punto común y proporcionarán unas señales representativas de los componentes en el punto común, si los centros de sensibilidad de todos los conjuntos transductores están situados en el mismo punto. Tal como se emplea en esta descripción, el término "centro de sensibilidad" de cualquier conjunto transductor representa el punto \upbar{X}, \upbar{Y}, \upbar{Z}, en donde:

\upbar{X} =\frac{\int Xds}{\int ds};

\hskip0,5cm

\upbar{Y} = \frac{\int Yds}{\int ds};

\hskip0,5cm

y

\hskip0,5cm

\upbar{Z} = \frac{\int Zds}{\int ds}

En esta fórmula, X, Y y Z son distancias sobre los ejes X, Y y Z del espacio y s es la sensibilidad del conjunto transductor ante el componente particular que debe ser detectado por ese conjunto transductor. Así pues, el valor incremental ds representa la sensibilidad de una parte incremental individual del conjunto transductor. En cada caso, las integrales se evalúan sobre la totalidad del conjunto transductor. En el caso de un conjunto transductor que incorpore una o más bobinas, el centro de sensibilidad es igual al centro agregado de las áreas proyectadas por las diversas bobinas del conjunto transductor. Un dispositivo real que tenga componentes y tolerancias reales no tendrá normalmente los centros de sensibilidad de todos sus conjuntos transductores exactamente en el mismo punto. Sin embargo, de acuerdo con esta descripción, puede considerarse que los centros de sensibilidad de los diversos conjuntos transductores se encuentran en el mismo punto si la mayor distancia entre los centros de sensibilidad de dos conjuntos transductores cualesquiera del sensor es sustancialmente inferior a la máxima distancia existente entre las partes sensibles de cada conjunto transductor independiente. Preferiblemente, las distancias entre los centros de sensibilidad de los diversos conjuntos situados en un único sensor son inferiores a 1,0 mm aproximadamente, y preferiblemente inferiores a 0,5 mm aproximadamente.

La disposición representada en las Figuras 6 y 7, que no forma parte de la invención, proporciona espacio sustancial para un gran lumen 201 en un cuerpo tubular 200 de diámetro limitado. Así pues, debido a que las bobinas 216 y 208 de los dos conjuntos transductores transversales están dispuestas según una secuencia alternada sobre la circunferencia del cuerpo tubular, y por lo tanto sobre la periferia del lumen 201, es posible alojar estas bobinas dentro de un cuerpo 200 de diámetro razonable.

En la disposición de la Figura 8, que no forma parte de la invención, el conjunto transductor longitudinal o en dirección X incluye una bobina helicoidal con un par de secciones independientes 302a y 302b separadas entre si en la dirección X o longitudinal. El conjunto transductor lateral 308 incluye cuatro bobinas independientes 308a-308d. Las bobinas 308a y 308b están dispuestas en lados opuestos del lumen 301 y rodean a las espiras de una primera sección 302a del conjunto transductor en dirección longitudinal, mientras que las bobinas 308c y 308d están dispuestas en lados opuestos del lumen 301 y rodean a las espiras de la segunda sección 302b del conjunto transductor de la dirección longitudinal.

El otro conjunto transductor en dirección lateral incluye cuatro bobinas 316a-316d. Dos de estas bobinas 316a y 316b rodean a la espira 302a mientras que las otras dos bobinas rodean a la espira 302b. Una vez más, todas las bobinas de cada conjunto transductor están conectadas en serie, de manera que las señales generadas por las bobinas se suman las unas a las otras. Una vez más, los centros de sensibilidad de todos los conjuntos transductores están situados en un punto común 306.

En la disposición de la Figura 9, que no forma parte de la invención, el conjunto transductor longitudinal incluye también una bobina que tiene dos secciones, 402a y 402b. Las bobinas constituyentes de cada uno de los otros conjuntos transductores están dispuestas en un plano común 405 colocado axialmente entre las secciones 402a y 402b. Así pues, las bobinas 416a y 416b de un conjunto transductor lateral se encuentran sobre este plano en lados opuestos del lumen 401, mientras que las bobinas 408a y 408b están orientadas transversalmente a las bobinas 416 pero se encuentran en el mismo plano 405, en lados opuestos del lumen 401 una respecto a la otra. Esta disposición proporciona también todos los conjuntos transductores con los centros de sensibilidad en un punto común 406. Sin embargo, debido a que las bobinas de los conjuntos transductores laterales 408 y 416 están dispuestas entre las secciones 402a y 402b del conjunto transductor longitudinal, no es necesario enrollar las bobinas de un conjunto transductor alrededor de las bobinas de otro. Además, esta disposición puede proporcionar un lumen 401 relativamente grande en un cuerpo de sonda de diámetro razonable. La sonda es un catéter médico alargado cuyo diámetro, o máxima dimensión transversal a su eje longitudinal, medido en el sensor de posición, es preferiblemente inferior a unos 5 mm, más preferiblemente inferior a unos 3 mm, y aún más preferiblemente inferior a 1 mm aproximadamente. Pueden utilizarse las mismas características en otras sondas médicas, tales como endoscopios, artroscopios o similares que tengan un diámetro algo superior, por ejemplo hasta unos 15 mm, o incluso más.

Pueden emplearse numerosas variaciones y combinaciones de las disposiciones de bobinas descritas anteriormente. Por ejemplo, pueden proporcionarse más de dos conjuntos transductores de campo laterales, con el fin de detectar componentes de campo en tres o más direcciones diferentes transversales al eje longitudinal de la sonda. En este caso, las diversas direcciones laterales de sensibilidad no son ortogonales entre sí. Se requiere un procesamiento de señal suplementario para resolver las diversas señales en señales que representen componentes de campo en direcciones laterales ortogonales entre sí. Además, no es necesario que las bobinas sean hélices cilíndricas como se ha representado, sino que pueden ser poligonales. Los ejes de las bobinas que constituyen los conjuntos transductores laterales pueden estar curvados para que se enrollen parcialmente alrededor de la circunferencia de la bobina. Por ejemplo, en la disposición de las Figuras 6 y 7, los ejes 210 y 218 de las bobinas pueden estar curvados para seguir la curvatura de las bobinas 204, de tal modo que cada bobina 208 y 216 de los conjuntos transductores laterales tiene la forma de la sección de un toro centrada en el punto común del sensor.

Una sonda según otra realización (Figura 10), que no forma parte de la invención, incorpora un cuerpo tubular 502 y un lumen 501 según se describió anteriormente, junto con una bobina helicoidal 504 que se extiende alrededor de la circunferencia del cuerpo y rodea un primer eje 505, o eje longitudinal, coincidente con el eje del lumen 501. La bobina 504 forma un conjunto transductor longitudinal. Esta sonda incluye además un conjunto transductor lateral que incorpora un par de bobinas cóncavas 508a y 508b eléctricamente conectadas en serie. La bobina cóncava 508a incluye una o más vueltas de forma cóncava. Por claridad de ilustración, en la Figura 10 sólo se representa una de tales vueltas de cada bobina cóncava. No obstante, en la disposición preferida, cada bobina cóncava puede incluir numerosas vueltas de forma cóncava encastradas una dentro de la otra. Cada vuelta de forma cóncava de la bobina 508a incluye un par de tramos longitudinales 509 que se extienden en dirección longitudinal a lo largo del cuerpo 502. Cada vuelta de forma cóncava incluye también un par de tramos arqueados 511 que se extienden parcialmente alrededor de la circunferencia del cuerpo 502, y que por tanto se extienden parcialmente alrededor del lumen 501. Cada vuelta de forma cóncava de la bobina 508b opuesta incluye también unos tramos longitudinales 509 y unos tramos arqueados 511. Las bobinas 508a y 508b están conectadas en serie mediante un conductor 512. Cada vuelta de la bobina 508a y cada vuelta de la bobina 508b abarca un área proyectada en un plano 515, ortogonal al eje Z y paralelo al eje X o eje longitudinal 505 del cuerpo. Los tramos longitudinales 509 de la bobina 508a se encuentran a un lado de este plano, con los tramos arqueados extendiéndose desde el plano, mientras que las vueltas longitudinales 509 de la otra bobina cóncava 508b se encuentran al lado opuesto del plano 515. Los tramos arqueados de la bobina 508b se extienden desde el plano 515 en dirección opuesta a los tramos arqueados 511 de la bobina 508a. Así pues, los tramos arqueados de las dos bobinas se extienden alrededor de lados opuestos del cuerpo de la sonda y alrededor de lados opuestos del lumen 501. Las bobinas de forma cóncava proporcionan unas áreas proyectadas en el plano 515 relativamente grandes, y por lo tanto son sensibles a los cambios del flujo magnético dirigido en la dirección lateral perpendicular al plano 515, es decir en la dirección lateral identificada por el eje Z en la Figura 10. Las bobinas cóncavas 508a y 508b del conjunto transductor lateral se solapan con la bobina 504 del conjunto transductor longitudinal. Ambos conjuntos transductores tienen los centros de sensibilidad en un punto común 506.

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El sensor de la Figura 10 incluye además un conjunto transductor lateral en dirección Y que incorpora unas bobinas cóncavas 516a y 516b. Estas bobinas cóncavas son sustancialmente iguales a las bobinas cóncavas 508a y 508b. Sin embargo, estas bobinas están orientadas de manera que las áreas proyectadas se encuentren en un plano 517 ortogonal al plano 515. Así pues, las bobinas cóncavas 516 son sensibles a los cambios del flujo dirigido ortogonalmente al plano 517, en la dirección identificada por Y en la Figura 10. Las bobinas 516 se solapan con las otras bobinas y tienen su centro de sensibilidad en el mismo punto común 506.

Los sensores según se muestra en la Figura 10 pueden fabricarse mediante un proceso según se muestra en la Figura 11. En este proceso, una cinta flexible tal como una película flexible dieléctrica 520, con unas bobinas 522 y 524 de material conductor sobre la misma, es enrollada sobre una superficie exterior del cuerpo 502 bobinando la cinta sobre la circunferencia del cuerpo. La cinta 520 puede incluir una película dieléctrica tal como una capa de poliimida comúnmente utilizada en la técnica de la microelectrónica para los circuitos "flexibles". Las bobinas 522 y 524 solapadas se forman en lados opuestos de la película dieléctrica de tal modo que las bobinas cruzadas estén eléctricamente aisladas entre sí. Las bobinas conductoras 522 y 524 pueden formarse a partir de cobre, u otros materiales conductores, mediante procesos comunes tales como los procesos litográficos que se utilizan para fabricar los circuitos microelectrónicos flexibles. Por ejemplo, la hoja de poliimida puede estar provista a ambos lados de unas capas continuas de cobre, y las espiras pueden formarse recubriendo las capas y grabando unas partes descubiertas. Una bobina litográfica preferida tiene un tamaño de 0,8 mm de ancho por 3 mm de largo, un espesor de 0,3 mm, e incluye una bobina rectangular que tiene las siguientes características: un ancho de línea de 6 micras, una separación entre líneas de 6 micras y un espesor de línea de 2 micras. El número de espiras es preferiblemente el máximo número que quepa en la bobina. Puede proveerse una delgada capa de ferrita (0,3 mm) adyacente a la bobina para aumentar su sensibilidad. Preferiblemente, se proporciona más de una capa de líneas de conducción. La bobina helicoidal 504 puede enrollarse alrededor del cuerpo antes o después de la aplicación de la cinta 520. Todo el conjunto puede cubrirse con una funda o revestimiento protector exterior (no representado).

En un proceso alternativo descrito (Figura 12), que no forma parte de la invención, las bobinas pueden formarse sobre una hoja plana de una película flexible 620. Puede formarse un agujero 603 en la hoja flexible 620 dentro de una bobina 604, de manera que el cuerpo 602 de la sonda pueda ser introducido por el agujero, y las partes de la hoja que portan las otras bobinas 608 y 616 puedan doblarse sobre la superficie circunferencial del cuerpo 602 de la sonda.

Pueden utilizarse numerosas variaciones y combinaciones de las características descritas anteriormente. Por ejemplo, no es necesario que las bobinas de forma cóncava representadas en la Figura 10 tengan tramos rectos. Los tramos longitudinales y los tramos arqueados de cada vuelta pueden formar parte de un tramo curvo continuo.

En las disposiciones descritas anteriormente, todos los transductores son bobinas. No obstante, pueden aplicarse los mismos principios en la fabricación de sensores utilizando transductores que no sean bobinas. Por ejemplo, según se muestra en la Figura 13, un sensor tiene un conjunto transductor lateral 708, sensible a los cambios del componente de campo en una dirección lateral Z, constituido por un par de bobinas cóncavas 708a y 708b según se describió anteriormente, mientras que el otro conjunto transductor lateral, sensible a los componentes de campo en la dirección lateral Y, incluye un par de bobinas cóncavas 716a y 716b. El conjunto transductor longitudinal, sensible a un componente de campo en la dirección X, está constituido por un par de sensores de efecto Hall o sensores magnetorresistivos 704a y 704b, montados en la pared del cuerpo 702 de la sonda en lados opuestos del lumen 701. Una vez más, todos los conjuntos transductores tienen sus centros de sensibilidad en un punto común 706.

En la disposición de la Figura 14, el conjunto transductor axialmente sensible es un dispositivo sensor de campo magnético, de estado sólido, plano y en forma de arandela, tal como un transductor magnetorresistivo 804 que tiene un orificio 805 que se extiende a través del mismo y está alineado con el orificio 801 del cuerpo de la sonda. Los otros conjuntos transductores están constituidos por grupos de dispositivos sensores de campo magnético, de estado sólido, tales como los elementos magnetorresistivos 808 y 816 dispuestos sobre la circunferencia del cuerpo de la sonda y dispuestos en lados opuestos del transductor axial 804. Una vez más, los centros de sensibilidad de los conjuntos transductores 804, 808 y 816 se encuentran todos ellos en un punto común 806. Pueden utilizarse disposiciones similares con otras formas de transductores, incluyendo otros transductores magnetorresistivos (tales como los denominados "transductores magnetorresistivos gigantes" y "transductores magnetorresistivos colosales"), así como transductores magnetostrictivos, transductores semiconductores tales como magnetotransistores, transistores magnetoópticos, sensores de efecto Hall y otras formas de transductores capaces de detectar campos magnéticos o electromagnéticos o variaciones de los mismos.

Según se muestra en la Figura 15, una sonda 70' similar a la sonda 70, descrita anteriormente con referencia a las Figuras 4A y 4B, puede tener su bobina longitudinal o de componente axial formada por dos secciones de bobina 72A' y 72B', de tal modo que el centro de sensibilidad de la bobina longitudinal se encuentra en un punto 71' situado entre estas secciones. La disposición de las bobinas sensoras de componente lateral es la misma que se describió anteriormente con referencia a las Figuras 4A y 4B. Así pues, una de tales bobinas incluye cuatro secciones 74A' a 74D' dispuestas en lados opuestos del lumen, en dos ubicaciones situadas lo largo del lumen a la misma distancia axial del punto 71', de tal modo que el centro de sensibilidad de la bobina 74', considerando todas sus secciones, se encuentra en el punto 71'. La otra bobina incluye cuatro secciones, de las cuales sólo dos secciones 76A' y 76C' son visibles en la Figura 15. Estas secciones también están dispuestas a la misma distancia del punto 71', de tal modo que el centro de sensibilidad de la bobina 76' también se encuentra en el punto 71'.

El elemento sensible de las sondas descritas anteriormente se denomina "sensores de oposición", ya que el elemento sensible detecta normalmente un campo no ionizante tal como un campo magnético, electromagnético o acústico enviado desde unas antenas dispuestas en el exterior del cuerpo de un paciente durante el uso de la sonda y proporciona unas señales que representan características del campo detectado, de manera que la posición y/o la orientación del sensor puede ser deducida a partir de las señales del sensor. En consecuencia, el mismo elemento puede ser denominado "transductor de campo". Además, deberá entenderse que los términos "sensor de posición" y "transductor" tal como aquí se emplean abarcan uno o más elementos que pueden emitir un campo para que sea recibido por una o más antenas receptoras externas. Por ejemplo, cualquiera de las disposiciones de bobinas descritas anteriormente puede servir tanto de grupo de antenas receptoras como de grupo de antenas transmisoras. Deberá entenderse que los términos "sensor de posición" y "transductor de campo" incluyen antenas transmisoras capaces de convertir señales tales como señales eléctricas en campos eléctricos o magnéticos emitidos. Deberá entenderse que estos términos también se refieren a elementos que pueden convertir señales eléctricas en luz, señales sónicas u otros campos no ionizantes. Por ejemplo, ciertos esquemas de localización de catéteres utilizan señales ultrasónicas radiadas por un transductor situado en el catéter. Según se indicó anteriormente, las configuraciones de montaje aquí utilizadas pueden emplearse también para montar sensores o transductores para otros propósitos, tales como, por ejemplo, sensores y transductores que detecten parámetros químicos, eléctricos, o físicos del cuerpo.

Los expertos en la técnica apreciaran que la presente invención no está limitada por lo que se ha descrito particularmente hasta el momento. Por el contrario, la presente invención está limitada únicamente por las reivindicaciones siguientes.

Aplicabilidad industrial

La invención puede ser utilizada en procedimientos médicos y relacionados.

Claims

1. Una sonda médica que tiene

(a) un cuerpo (21) adaptado para su introducción en un sujeto vivo, definiendo dicho cuerpo un lumen (24) que proporciona acceso a una región distal al cuerpo; y

(b) una parte de bloqueo que comprende un sensor (22) y que puede moverse entre una primera posición, en la cual la sonda (20) está en una primera configuración en la cual la sonda (20) tiene un diámetro exterior sustancialmente constante y la parte de bloqueo obstruye el lumen (24), y una segunda posición en la cual la sonda está en una segunda configuración en la cual el lumen (24) tiene un diámetro interior sustancialmente constante y la parte de bloqueo no obstruye el lumen (24);

caracterizada porque cuando está en dicha segunda configuración la sonda (20) está abultada, con lo cual tiene un diámetro exterior no constante.

2. Una sonda según se reivindica en la reivindicación 1, en la cual dicho sensor (22) incluye un detector de posición.

3. Una sonda según la reivindicación 2, en la cual el detector de posición comprende un sensor que detecta la rotación de la sonda (20).

4. Una sonda según se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la cual dicho cuerpo (21) es alargado y define unos extremos próximal y distal, dicho lumen (24) se extiende en sentido proximal y en sentido distal dentro de dicho cuerpo, y en la cual dicho sensor (22) está montado sobre dicho cuerpo (21) en una ubicación del sensor adyacente a dicho extremo distal.

5. Una sonda según la reivindicación 4, en la cual, en la primera configuración, la sonda (20) tiene un primer diámetro en dicha ubicación del sensor y en la cual, en dicha segunda configuración, la sonda (20) tiene un segundo diámetro, en dicha ubicación del sensor, mayor que dicho primer diámetro.

6. Una sonda según se reivindica en la reivindicación 5, en la cual dicho primer diámetro es sustancialmente igual al diámetro de dicha sonda (20) en una ubicación apartada de dicha ubicación del sensor.

7. Una sonda según la reivindicación 1, que comprende además una parte inflable (34) para cambiar la sonda (20) entre la primera configuración y la segunda configuración.

8. Una sonda según la reivindicación 1, que comprende además un estilete (32''), que sirve para cambiar la sonda (20) entre las dos configuraciones.

9. Una sonda según la reivindicación 8, en la cual el estilete es un estilete hueco (32'') adaptado para su introducción en dicho lumen (24'').

10. Una sonda según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la cual la sonda (20) está polarizada hacia la segunda configuración.