ES2314967T3 - Calibracion en dos etapas de sondas medicas. - Google Patents
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Abstract
Aparato médico, incluyendo: una sonda (50), que tiene un extremo próximo y un extremo distal (30), que está adaptada para introducción en el cuerpo de un sujeto, incluyendo la sonda: un sensor (36), que emite una señal de sensor; un primer microcircuito (88), que guarda primeros datos de calibración con respecto al sensor; y un primer conector (52) en el extremo próximo de la sonda, acoplado eléctricamente al menos al sensor (36); un adaptador de sonda (51), incluyendo: un segundo conector (54), que está dispuesto para acoplar con el primer conector (52); un circuito de procesado de señal (58), que está acoplado para procesar la señal de sensor con el fin de emitir una señal procesada, caracterizándose el aparato médico porque incluye además un segundo microcircuito (90), que guarda segundos datos de calibración con respecto al circuito de procesado de señal, un microcontrolador (92), que está dispuesto para recibir los primeros y segundos datos de calibración de los microcircuitos primero y segundo, respectivamente, y para calcular datos de calibración combinados en base a los primeros y segundos datos de calibración; y un tercer conector (26), acoplado eléctricamente al menos al circuito de procesado de señal (58); y una consola (24), incluyendo: un cuarto conector (28), que está dispuesto para acoplar con el tercer conector (26); y circuitería de análisis de señal (76), que está acoplada para recibir al menos la señal procesada del cuarto conector y está dispuesta para analizar la señal procesada usando los datos de calibración combinados proporcionados por el adaptador de sonda.
Description
Calibración en dos etapas de sondas médicas.
La presente invención se refiere en general a
sistemas invasivos para diagnóstico y tratamiento médico, y
específicamente a la calibración de las sondas y sensores que se
usan en tales sistemas.
El seguimiento de la posición de sondas dentro
del cuerpo es necesario para muchos procedimientos médicos. Por
ejemplo, se han desarrollado varios sistemas para determinar las
coordenadas de posición (posición y/u orientación) de un objeto en
el cuerpo en base a la detección del campo magnético. Estos sistemas
usan sensores fijados al objeto para medir las resistencias
relativas de campos magnéticos generados externamente y para
derivar de estas mediciones la posición del objeto. (el término
"posición" usado en la presente solicitud de patente y en las
reivindicaciones se refiere a cualquier conjunto de coordenadas
espaciales, incluyendo coordenadas de posición, coordenadas de
orientación angular, o ambas). Se describen métodos de detección de
posición a base de magnetismo, por ejemplo, en las Patentes de
Estados Unidos 5.391.199, 5.443.489, y 6.788.967 de
Ben-Haim, en la Patente de Estados Unidos 6.690.963
de Ben-Haim y colaboradores, en la Patente de
Estados Unidos 5.558.091 de Acker y colaboradores, en la Patente de
Estados Unidos 6.172.499 de Ashe, y en la Patente de Estados Unidos
6.177.792 de Govari.
Cuando se requieren mediciones de la posición
exacta, la sonda puede ser calibrada con anterioridad. Un proceso
ejemplar de calibración se describe en la Patente de Estados Unidos
6.266.551 de Osadchy y colaboradores. En las realizaciones
descritas en esta patente, un dispositivo usado para determinar la
posición y orientación de un catéter dentro del cuerpo incluye una
pluralidad de bobinas adyacentes al extremo distal del catéter. El
catéter incluye además un microcircuito electrónico adyacente al
extremo próximo del catéter, que guarda información relativa a la
calibración del dispositivo. El microcircuito incluye un componente
de memoria de lectura/escritura, tal como una EEPROM, EPROM, PROM,
Flash ROM o memoria no volátil, y la información es almacenada en
forma digital. La información de calibración incluye datos relativos
al desplazamiento relativo de la punta distal del catéter de las
bobinas. La información de calibración también puede incluir datos
relativos a la desviación de las bobinas de la ortogonalidad, o
datos relativos a las respectivas ganancias de las bobinas, o una
combinación de estos datos.
U.S. 6.370.411 de Osadchy y colaboradores
describe un conjunto de catéter para conexión a una consola de
control. El conjunto de catéter incluye dos partes: un catéter de
mínima complejidad que se introduce en el cuerpo del paciente, y un
cable de conexión que conecta entre el extremo próximo del catéter y
la consola. El catéter incluye un microcircuito que puede
transportar datos de calibración que son específicos del catéter. El
cable incluye un circuito de acceso, que recibe la información del
catéter y la pasa en forma adecuada a la consola. Preferiblemente,
el cable opera con todos los catéteres de un modelo o tipo
específico, y por lo tanto cuando se sustituye un catéter, no hay
necesidad de sustituir el cable. El cable incluye un microcircuito
adicional en el que se guarda información característica de uno o
más modelos de catéteres asociados con el cable. El microcircuito
adicional también puede incluir información de calibración para el
circuito de acceso y amplificadores dentro del cable. La
información de calibración de los amplificadores puede incluir, por
ejemplo, su ganancia cero, desviación CC y linealidad.
Realizaciones de la presente invención
proporcionan métodos convenientes para generar, almacenar y calcular
información de calibración con respecto a una sonda médica
invasiva.
En las realizaciones descritas, la sonda conecta
mediante un conector de acoplamiento adecuado a un adaptador, que a
su vez conecta, mediante otro conector de acoplamiento, con una
consola. La sonda incluye un sensor y un microcircuito de sonda,
que guarda datos del sensor de calibración. El adaptador incluye un
circuito de procesado de señal para procesar una señal que es
enviada por el sensor. El adaptador incluye su propio
microcircuito, que guarda datos de calibración con respecto al
circuito de procesado de señal. Un microcontrolador en el adaptador
calcula datos de calibración combinados en base a los datos de ambos
microcircuitos. La circuitería de análisis de señal en la consola
recibe la señal procesada y analiza esta señal usando los datos de
calibración combinados proporcionados por el adaptador de
sonda.
En una realización ejemplar, el sensor envía una
señal de posición, y el circuito de procesado de señal incluye un
amplificador, que amplifica la señal de posición. La consola usa los
datos de calibración combinados para calcular coordenadas de
posición exacta de la sonda, corregidas las desviaciones debidas al
sensor y al amplificador. El adaptador se hace que sea compatible,
en términos de configuración del hardware y software, con sondas de
legado que incluyen el sensor y amplificador y tienen solamente un
solo microcircuito con datos de calibración generales para el
catéter. La consola puede ser usada así, sin modificación de
hardware o software, con tales sondas de legado y con sondas que
conectan con la consola a través del adaptador.
\newpage
\global\parskip0.950000\baselineskip
Por lo tanto, se facilita, según una realización
de la presente invención, un aparato médico, incluyendo:
- \quad
- una sonda, que tiene un extremo próximo y un extremo distal, que está adaptada para introducción en el cuerpo de un sujeto, incluyendo la sonda un sensor, que emite una señal de sensor; un primer microcircuito, que guarda primeros datos de calibración con respecto al sensor; y un primer conector en el extremo próximo de la sonda, acoplado eléctricamente al menos al sensor;
- \quad
- un adaptador de sonda, incluyendo un segundo conector, que está dispuesto para acoplar con el primer conector; un circuito de procesado de señal, que está acoplado para procesar la señal de sensor con el fin de emitir una señal procesada; un segundo microcircuito, que guarda segundos datos de calibración con respecto al circuito de procesado de señal; un microcontrolador, que está dispuesto para recibir los primeros y segundos datos de calibración de los microcircuitos primero y segundo, respectivamente, y para calcular datos de calibración combinados en base a los primeros y segundos datos de calibración; y un tercer conector, acoplado eléctricamente al menos al circuito de procesado de señal; y
- \quad
- una consola, incluyendo un cuarto conector, que está dispuesto para acoplar con el tercer conector; y circuitería de análisis de señal, que está acoplada para recibir al menos la señal procesada del cuarto conector y está dispuesta para analizar la señal procesada usando los datos de calibración combinados proporcionados por el adaptador de sonda.
En algunas realizaciones, el sensor incluye un
sensor de posición, y la circuitería de análisis de señal es
operativa para determinar coordenadas del extremo distal de la sonda
analizando la señal procesada. En una realización, el sensor de
posición es operativo para generar la señal de sensor en respuesta a
un campo magnético aplicado externamente al cuerpo.
En una realización descrita, la sonda incluye un
catéter para introducción en el corazón de un sujeto.
En algunas realizaciones, la sonda es un primer
tipo de sonda, y la señal procesada es una primera señal procesada,
y la consola también puede operar en unión con un segundo tipo de
sonda, que está adaptado para acoplar con el cuarto conector y para
transportar al menos una segunda señal procesada al cuarto conector,
y que incluye un circuito de memoria, que guarda terceros datos de
calibración en un espacio de dirección predeterminado, al que
accede la circuitería de análisis de señal al analizar la segunda
señal procesada, y el microcontrolador es operativo para colocar
los datos de calibración combinados en el espacio de dirección
predeterminado para lectura por la circuitería de procesado.
Típicamente, la consola es operable en unión con ambos tipos de
sonda primero y segundo sin modificación de hardware o software
según el tipo de sonda.
En una realización, los primeros datos de
calibración son indicativos de una sensibilidad del sensor y de un
desfase introducido por la sonda, y el circuito de procesado de
señal incluye un amplificador, y los segundos datos de calibración
son indicativos de una ganancia del amplificador y un segundo
desfase introducido por el amplificador.
Típicamente, al menos los conectores primero y
segundo incluyen blindaje contra interferencia magnética.
También se ha previsto, según una realización de
la presente invención, un método para usar una sonda que tiene un
extremo próximo y un extremo distal, que incluye un sensor, que
emite una señal de sensor, un primer microcircuito, que guarda
primeros datos de calibración con respecto al sensor, y un primer
conector en el extremo próximo de la sonda, acoplado eléctricamente
al menos al sensor, incluyendo el método:
- \quad
- conectar el primer conector de la sonda a un segundo conector de un adaptador de sonda, que incluye un circuito de procesado de señal, que está acoplado para procesar la señal de sensor con el fin de emitir una señal procesada, y un segundo microcircuito, que guarda segundos datos de calibración con respecto al circuito de procesado de señal, y un tercer conector, acoplado eléctricamente al menos al circuito de procesado de señal;
- \quad
- usar un microcontrolador en el adaptador, leer los primeros y segundos datos de calibración de los microcircuitos primero y segundo, respectivamente, y calcular datos de calibración combinados en base a los primeros y segundos datos de calibración;
- \quad
- conectar el tercer conector del adaptador a un cuarto conector de una consola, que incluye circuitería de análisis de señal;
- \quad
- usar la circuitería de análisis de señal, recibir mediante el cuarto conector al menos la señal procesada del adaptador y analizar la señal procesada usando los datos de calibración combinados proporcionados por el adaptador de sonda.
La presente invención se entenderá más
plenamente por la descripción detallada siguiente de sus
realizaciones, tomadas conjuntamente con los dibujos en los
que:
La figura 1 es una ilustración gráfica
esquemática de un sistema médico basado en catéter, según una
realización de la presente invención.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Las figuras 2A y 2B son diagramas de bloques que
muestran esquemáticamente circuitería usada en catéteres y en una
consola en el sistema de la figura 1, según una realización de la
presente invención.
Y la figura 3 es un diagrama de flujo que
ilustra esquemáticamente un método para calibración de catéter,
según una realización de la presente invención.
La figura 1 es una ilustración gráfica
esquemática de un sistema 20 para cateterización cardiaca, según una
realización de la presente invención. El sistema 20 se puede basar,
por ejemplo, en el sistema CARTO^{TM}, producido por Biosense
Webster Inc. (Diamond Bar, California). Este sistema incluye una
sonda invasiva en forma de un catéter 22 y una consola de control
24. El catéter se facilita típicamente a los usuarios como una
unidad desechable, con un conector 26, típicamente un enchufe, que
acopla con un conector correspondiente 28, típicamente un
receptáculo, en la consola. En el contexto de la presente solicitud
de patente y en las reivindicaciones, el término "conector" se
usa en el sentido convencional, significando cualquier especie de
enchufe eléctrico o dispositivo similar que se pueda conectar y
desconectar fácilmente in situ sin operaciones técnicas
tales como soldadura o crimpado.
El catéter 22 incluye un tubo de introducción
cuyo extremo distal 30 está diseñado para pasarse a través del
sistema vascular y a una cámara del corazón. Típicamente, el extremo
distal del catéter incluye un elemento funcional 32 cerca de una
punta distal 34 del catéter para realizar funciones terapéuticas y/o
de diagnóstico. Por ejemplo, el elemento 32 puede incluir un
electrodo o un transductor de ultrasonido.
El catéter 22 también contiene un sensor de
posición 36, que se usa al determinar coordenadas de posición de
extremo distal 30. En el sistema CARTO, el sensor de posición
incluye tres bobinas, que envían señales en respuesta a un campo
magnético aplicado externamente. Estas señales son amplificadas por
un circuito de procesado de señal 48 en el catéter. Típicamente, el
circuito 48 está situado para conveniencia en un mango 38 del
catéter, que también incluye controles 40 para dirigir el catéter.
Las señales amplificadas que son enviadas por el circuito 48 pasan
a través de un cable 42 a la consola 24, mediante conectores 26 y
28. La consola procesa las señales para determinar las coordenadas
de punta distal 34 y visualiza el resultado en una pantalla de
interface de usuario 44. El usuario puede interactuar con la consola
por medio de un dispositivo de entrada de usuario 46, tal como un
teclado. Otros detalles de la teoría y operación de los sistemas de
detección magnética de posición de este tipo se exponen en las
patentes citadas en los antecedentes de la invención.
El circuito de procesado de señal 48, el cable
42 y el conector 26 son componentes costosos. Con el fin de reducir
el costo de la parte desechable del sistema 20, se produce un
catéter alternativo 50 con el fin de poder reutilizar estos
componentes en múltiples procedimientos sin esterilización. El
catéter 50 incluye un conector 52 que acopla con un conector
correspondiente 54 de un adaptador 51. El catéter incluye un
circuito de terminación 56, cuyas funciones se describen más
adelante. El adaptador 51 incluye circuitería de procesado de señal
58 para amplificar las señales de sensor 36, así como un cable 42 y
conector 26. Este último conector es compatible con el conector 28,
de modo que el catéter 50 (en unión con el adaptador 51) se puede
usar de forma intercambiable con el catéter 22 en el sistema 20.
Típicamente, el catéter 50 es un dispositivo de un solo uso,
mientras que el adaptador 51 es reutilizable. En la realización
representada en la figura 1, los conectores 52 y 54 están
configurados mecánicamente para formar una especie de "mango
dividido", pero también se puede usar otras configuraciones
mecánicas para lograr la misma funcionalidad eléctrica. Por ejemplo,
en una realización alternativa, parte o toda la circuitería 58 está
situada en o cerca del conector 26.
La figura 2A es un diagrama de bloques que
representa esquemáticamente detalles del catéter 22 y la consola
24, según una realización de la presente invención. El sensor 36
incluye tres bobinas no concéntricas 60, 62 y 64, que están
alineadas a lo largo de ejes mutuamente ortogonales. Hilos
helicoidales 66 están conectados mediante cables 68 a
amplificadores 72 en el circuito de procesado de señal 48.
Típicamente, los blindajes de cable 70 están puestos a tierra en
una conexión de tierra adecuada (no representada) en el circuito 48.
Las señales amplificadas producidas por los amplificadores 72 pasan
a través del cable 42, mediante los conectores 26 y 28, a un
circuito de extremo delantero 74 en la consola 24. El circuito de
extremo delantero filtra típicamente y digitaliza las señales y
pasa las muestras digitales resultantes a una unidad central de
proceso (CPU) 76, que procesa las muestras con el fin de calcular
las coordenadas de posición y orientación de la punta distal
34.
El catéter 22 se calibra en fábrica con el fin
de determinar la sensibilidad y desfase combinados de las bobinas
60, 62, 64 y los amplificadores 72, así como la posición exacta y la
inclinación angular de las bobinas con relación a la punta distal
del catéter. Los datos de calibración son almacenados entonces en
una memoria de microcircuito 78, tal como una memoria de lectura
solamente programable borrable eléctricamente (EEPROM) en el mango
38. Cuando el catéter se conecta posteriormente a la consola 24 para
uso clínico, la CPU 76 lee los datos de calibración de la memoria
78 mediante un bus 80 que pasa a través del cable 42. Típicamente,
los datos de calibración están dispuestos en un formato
predeterminado, y la CPU está programada para leer los datos de una
cierta dirección o rango de direcciones en la memoria. La CPU usa
los datos de calibración al determinar coordenadas de posición
exacta de la punta del catéter en base a las señales de sensor. El
proceso de calibración y el uso de memoria 78 para almacenar los
parámetros de calibración se describen en detalle en dicha Patente
de Estados Unidos 6.266.551.
\newpage
La figura 2B es un diagrama de bloques que
representa esquemáticamente detalles del catéter 50, el adaptador
51 y la consola 24, según una realización de la presente invención.
El sensor 36 en el catéter 50 es idéntico al del catéter 22, y
ambos catéteres funcionan con la misma consola 24, como se ha
indicado anteriormente. Los cables 68 del catéter 50 conectan
patillas de conexión 82 del conector 52. Estas patillas acoplan con
receptáculos 84 del conector 54. Los conectores 52 y 54 también
incluyen típicamente conexiones de tierra 86 para poner a tierra
los circuitos en el catéter 50. Típicamente, los conectores 52 y 54
incluyen blindaje magnético 85, usando \mu-metal,
por ejemplo, para reducir la interferencia magnética con las señales
débiles de las patillas 82.
Las bobinas de sensor 60, 62, 64 en el catéter
50 y los amplificadores 72 en el adaptador 51 contribuyen a la
sensibilidad general y desfase del sistema. Dado que el adaptador
puede ser usado con muchos catéteres diferentes, y se puede usar un
catéter dado con cualquier adaptador, las bobinas de sensor y los
amplificadores se calibran por separado. En otros términos, se debe
determinar datos de calibración separados para cada catéter y para
cada adaptador. Los datos de calibración apropiados para el catéter
dado y el adaptador dado se combinan entonces cuando el catéter y
el adaptador se usan conjuntamente in situ con el fin de
determinar los factores de calibración generales correctos a
aplicar por la CPU 76 a las señales amplificadas del sensor.
Sin embargo, si la consola 24 se diseña
originalmente para operar con catéteres unitarios (tales como el
catéter 22, como se representa en las figuras precedentes),
entonces la consola se puede cablear y programar para recibir
solamente un conjunto de factores de calibración de la memoria del
catéter. Como se ha indicado anteriormente, en catéteres de legado
estos factores de calibración se refieren a las características
combinadas de las bobinas de sensor y los amplificadores. La
consola no es capaz de recibir y usar factores de calibración
separados del catéter y del adaptador.
Para resolver este problema, se usan dos
memorias 88 y 90 para guardar los datos de calibración: la memoria
88 en el catéter 50 y la memoria 90 en el adaptador 51. Estas
memorias pueden incluir chips EEPROM o cualquier otro tipo de
memoria no volátil adecuado, tal como EPROM o memoria Flash. La
memoria 88 del catéter contiene datos de calibración con respecto a
las bobinas de sensor 60, 62, 64. La memoria 90 del adaptador
contiene datos de calibración relativos al circuito 58, y en
particular a las características de los amplificadores 72.
Un microcontrolador 92 en el adaptador 51 lee
los datos de calibración de ambas memorias 88 y 90 y calcula un
conjunto de factores de calibración combinados. El microcontrolador
suministra entonces los factores de calibración combinados a la
consola de una manera que emula la interface de legado de la memoria
78 en el catéter 22 (figura 2A). Por ejemplo, el microcontrolador
puede escribir los factores de calibración combinados en el mismo
rango de dirección en la memoria 90 cuando se programa el acceso de
la CPU 76 para esta finalidad, en el mismo formato que el utilizado
para los factores de calibración en la memoria 78. Por lo tanto, no
se precisa modificación de la consola 24 para poder recibir y
aplicar los factores de calibración calculados por el
microcontrolador 92.
Aunque el sensor 36 se ha descrito anteriormente
como un sensor magnético de posición, la configuración y métodos
del sistema aquí descritos también se pueden aplicar en unión con
otros tipos de sensores de posición, tal como sensores de posición
ultrasónicos y basados en impedancia. En los sistemas basados en
impedancia, por ejemplo, se mide la impedancia entre electrodos
fijados al catéter y electrodos colocados en la superficie del
cuerpo, y las coordenadas de posición se derivan de las mediciones
de impedancia. Se describen métodos para detección de posición a
base de impedancia, por ejemplo, en la Patente de Estados Unidos
5.983.126 de Wittkampf, en la Patente de Estados Unidos 6.456.864
de Swanson, y en la Patente de Estados Unidos 5.944.022 de
Nardella, así como en la Solicitud de Patente de Estados Unidos
11/030.934 presentada el 7 de enero de 2005.
Además, aunque las realizaciones aquí descritas
se refieren específicamente a la calibración y operación de un
sensor de posición, las memorias 88 y 90 y el microcontrolador 92 se
pueden usar igualmente al calibrar sensores de otros tipos usados
en el catéter 50 o en otros tipos de sondas. Por ejemplo, suponiendo
que el elemento funcional 32 sea un sensor, tal como un electrodo
de detección, un sensor químico, un sensor de temperatura, un
sensor de presión o un transductor ultrasónico, la memoria 88 puede
contener datos de calibración con respecto a este sensor. Adicional
o alternativamente, la memoria puede contener datos de calibración
con respecto a un transductor de formación de imágenes por
ultrasonido que se usa en unión con un sensor de posición, como se
describe, por ejemplo, en la Solicitud de Patente de Estados Unidos
10/447.940, de Govari (publicado como US 2004/0254458 A1).
Las memorias 88 y 90 también pueden ser usadas
para mantener parámetros de control de acceso, como se describe en
dicha Patente de Estados Unidos 6.266.551. Estos parámetros pueden
incluir, por ejemplo, un código de identificación, o un contador de
usos o tiempo de expiración. El microcontrolador 92 puede leer y
procesar parámetros almacenados en las memorias 88 y 90 y
suministrar el resultado a la CPU 76. La CPU puede evitar entonces
la operación del sistema 20 si los parámetros indican que un
catéter o adaptador inadecuado o caducado ha sido conectado a la
consola.
La figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra
esquemáticamente un método para calibrar y procesar señales
producidas por el catéter 50, según una realización de la presente
invención. El sensor 36 en el catéter 50 se calibra usando un
parámetro de calibración adecuado, en un paso de calibración del
sensor 100. Una plantilla y los procedimientos que se pueden usar
para esta finalidad se describen en dicha Patente de Estados Unidos
6.266.551. Los parámetros de calibración del sensor incluyen
típicamente la sensibilidad y el desplazamiento de fase
S^{sensor}_{ij}, \ \Phi
^{sensor}_{ij}
de cada bobina 60, 62 y 64, medidos
con relación a un campo magnético aplicado externamente de amplitud
y fase conocidas. Los parámetros de calibración también pueden
incluir la desviación espacial de cada una de las bobinas con
relación a la punta distal 34 del catéter 50, así como la desviación
de los ejes de bobina de la ortogonalidad. Los datos de calibración
se almacenan en la memoria
88.
Los amplificadores 72 en el adaptador 51 se
calibran también en un paso de calibración del adaptador 102. Para
esta finalidad, se puede aplicar señales de prueba a las entradas de
los amplificadores (mediante el conector 54, por ejemplo), y las
salidas del amplificador se pueden medir con el fin de determinar
las ganancias y desplazamientos de fase del amplificador
A^{n}_{ij}, \
\varphi
^{n}_{ij}.
Estos resultados se guardan en la memoria
90.
Cuando los conectores 52 y 54 acoplan
conjuntamente, y el sistema 20 es alimentado, el microcontrolador 92
lee los parámetros de calibración de memorias 88 y 90, en un paso
de arranque 104. El microcontrolador calcula entonces los
parámetros de calibración combinados para el catéter y adaptador
conjuntamente, en un paso de cálculo de parámetros combinados 106.
Por ejemplo, el microcontrolador puede multiplicar cada uno de los
valores de sensibilidad de la bobina de sensor por la ganancia del
amplificador correspondiente para obtener un valor de sensibilidad
combinado, y puede sumar el desplazamiento de fase del sensor con el
desplazamiento de fase del amplificador para obtener un valor de
desplazamiento de fase combinado. Alternativamente, se puede aplicar
algoritmos más complejos para combinar los parámetros.
El microcontrolador 92 escribe los valores de
parámetros de calibración combinados en el espacio de dirección
apropiado deseado donde la CPU 76 espera hallar los parámetros de
calibración. Por ejemplo, un rango de direcciones en la memoria 90
puede quedar disponible para esta finalidad. Después de escribir los
parámetros en este rango, el microcontrolador dirige las líneas de
control y datos de la memoria 90 con el fin de que la CPU pueda leer
los parámetros de la memoria mediante el bus 80. Para esta
finalidad, el microcontrolador puede poner conmutadores internos
dentro del microcontrolador o poner conmutadores externos (no
representados) en el circuito 58. Alternativamente, el
microcontrolador puede guardar los valores de parámetros de
calibración combinados en una memoria interna, que se mapea al
espacio de dirección apropiado deseado de la CPU 76, y puede emular
la operación de la memoria 78 cuando la CPU intenta leer los
valores.
La CPU 76 lee los valores de parámetros de
calibración combinados del adaptador 51, en un paso de lectura de
parámetros 108. La CPU aplica entonces estos valores al procesar las
señales que recibe del catéter 50. La operación del sistema 20
procede de manera idéntica independientemente de si se usa el
catéter 22 o el catéter 50.
Aunque las realizaciones descritas anteriormente
se refieren específicamente a ciertos tipos de catéteres cardiacos,
los principios de la presente invención se pueden aplicar igualmente
a sondas médicas invasivas y sistemas de otros tipos.
Claims (16)
1. Aparato médico, incluyendo:
una sonda (50), que tiene un extremo próximo y
un extremo distal (30), que está adaptada para introducción en el
cuerpo de un sujeto, incluyendo la sonda:
- \quad
- un sensor (36), que emite una señal de sensor;
- \quad
- un primer microcircuito (88), que guarda primeros datos de calibración con respecto al sensor; y
- \quad
- un primer conector (52) en el extremo próximo de la sonda, acoplado eléctricamente al menos al sensor (36);
un adaptador de sonda (51), incluyendo:
- \quad
- un segundo conector (54), que está dispuesto para acoplar con el primer conector (52);
- \quad
- un circuito de procesado de señal (58), que está acoplado para procesar la señal de sensor con el fin de emitir una señal procesada, caracterizándose el aparato médico porque incluye además
- \quad
- un segundo microcircuito (90), que guarda segundos datos de calibración con respecto al circuito de procesado de señal,
- \quad
- un microcontrolador (92), que está dispuesto para recibir los primeros y segundos datos de calibración de los microcircuitos primero y segundo, respectivamente, y para calcular datos de calibración combinados en base a los primeros y segundos datos de calibración; y
- \quad
- un tercer conector (26), acoplado eléctricamente al menos al circuito de procesado de señal (58); y
- \quad
- una consola (24), incluyendo:
- \quad
- un cuarto conector (28), que está dispuesto para acoplar con el tercer conector (26); y
- \quad
- circuitería de análisis de señal (76), que está acoplada para recibir al menos la señal procesada del cuarto conector y está dispuesta para analizar la señal procesada usando los datos de calibración combinados proporcionados por el adaptador de sonda.
2. El aparato según la reivindicación 1, donde
el sensor incluye un sensor de posición, y donde la circuitería de
análisis de señal es operativa para determinar coordenadas del
extremo distal de la sonda analizando la señal procesada.
3. El aparato según la reivindicación 2, donde
el sensor de posición es operativo para generar la señal de sensor
en respuesta a un campo magnético aplicado externamente al
cuerpo.
4. El aparato según la reivindicación 1, donde
la sonda incluye un catéter para introducción en el corazón de un
sujeto.
5. El aparato según la reivindicación 1, donde
la sonda es un primer tipo de sonda, y la señal procesada es una
primera señal procesada, y
donde la consola también puede operar en unión
con un segundo tipo de sonda, que está adaptado para acoplar con el
cuarto conector y para transportar al menos una segunda señal
procesada al cuarto conector, y que incluye un circuito de memoria,
que guarda terceros datos de calibración en un espacio de dirección
predeterminado, al que accede la circuitería de análisis de señal
al analizar la segunda señal procesada, y
donde el microcontrolador es operativo para
poner los datos de calibración combinados en el espacio de dirección
predeterminado para lectura por la circuitería de procesado.
6. El aparato según la reivindicación 5, donde
la consola es operable en unión con ambos tipos de sonda primero y
segundo sin modificación de hardware o software según el tipo de
sonda.
7. El aparato según la reivindicación 1, donde
los primeros datos de calibración son indicativos de una
sensibilidad del sensor y de un desfase introducido por la sonda, y
donde el circuito de procesado de señal incluye un amplificador, y
los segundos datos de calibración son indicativos de una ganancia
del amplificador y un segundo desfase introducido por el
amplificador.
8. El aparato según la reivindicación 1, donde
al menos los conectores primero y segundo incluyen blindaje contra
interferencia magnética.
\newpage
9. Un método que utiliza una sonda que tiene un
extremo próximo y un extremo distal, que incluye un sensor, que
emite una señal de sensor, un primer microcircuito, que guarda
primeros datos de calibración con respecto al sensor, y un primer
conector en el extremo próximo de la sonda, acoplado eléctricamente
al menos al sensor, incluyendo el método:
- \quad
- conectar el primer conector de la sonda a un segundo conector de un adaptador de sonda, que incluye un circuito de procesado de señal, que está acoplado para procesar la señal de sensor con el fin de emitir una señal procesada, y un segundo microcircuito, que guarda segundos datos de calibración con respecto al circuito de procesado de señal, y un tercer conector, acoplado eléctricamente al menos al circuito de procesado de señal;
- \quad
- usar un microcontrolador en el adaptador, leer los primeros y segundos datos de calibración de los microcircuitos primero y segundo, respectivamente, y calcular datos de calibración combinados en base a los primeros y segundos datos de calibración;
- \quad
- conectar el tercer conector del adaptador a un cuarto conector de una consola, que incluye circuitería de análisis de señal;
- \quad
- usar la circuitería de análisis de señal, recibir mediante el cuarto conector al menos la señal procesada del adaptador y analizar la señal procesada usando los datos de calibración combinados proporcionados por el adaptador de sonda.
10. El método según la reivindicación 9, donde
el sensor incluye un sensor de posición, y donde analizar la señal
procesada incluye determinar coordenadas del extremo distal de la
sonda.
11. El método según la reivindicación 10, donde
el sensor de posición es operativo para generar la señal de sensor
en respuesta a un campo magnético aplicado.
12. El método según la reivindicación 9, donde
la sonda incluye un catéter para introducción en el corazón de un
sujeto.
13. El método según la reivindicación 9, donde
la sonda es un primer tipo de sonda, y la señal procesada es una
primera señal procesada, y donde la consola también puede operar en
unión con un segundo tipo de sonda, que está adaptado para acoplar
con el cuarto conector y para transportar al menos una segunda señal
procesada al cuarto conector, y que incluye un circuito de memoria,
que guarda terceros datos de calibración en un espacio de dirección
predeterminado, al que accede la circuitería de análisis de señal al
analizar la segunda señal procesada, y
donde calcular los datos de calibración
combinados incluye colocar los datos de calibración combinados en
el espacio de dirección predeterminado para lectura por la
circuitería de procesado.
14. El método según la reivindicación 13, donde
la consola es operable en unión con ambos tipos de sonda primero y
segundo sin modificación de hardware o software según el tipo de
sonda.
15. El método según la reivindicación 9, donde
los primeros datos de calibración son indicativos de una
sensibilidad del sensor y de un desfase introducido por la sonda, y
donde el circuito de procesado de señal incluye un amplificador, y
los segundos datos de calibración son indicativos de una ganancia
del amplificador y un segundo desfase introducido por el
amplificador.
16. El método según la reivindicación 9, donde
conectar el primer conector al segundo conector incluye blindar al
menos los conectores primero y segundo contra interferencia
magnética.
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