ES2332112T3 - Deteccion segun el modelo a medir de la posicion de un objeto. - Google Patents
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Abstract
Un aparato para detección de posición (20), incluyendo: una sonda, incluyendo al menos un electrodo de sonda (44, 46, 48), que está adaptado para introducirse en el cuerpo de un sujeto; una pluralidad de electrodos de superficie corporal, que están adaptados para fijarse a una superficie de dicho cuerpo en posiciones respectivas; una pantalla (40); y un controlador, que está adaptado para acoplarse a dicha sonda y a dichos electrodos de superficie corporal con el fin de pasar corrientes eléctricas a través de dicho cuerpo entre dicho electrodo de sonda (44, 46, 48) y dichos electrodos de superficie corporal, y para determinar coordenadas de posición de dicha sonda midiendo características respectivas de dichas corrientes que pasan a través de dichos electrodos de superficie corporal, siendo operativo dicho controlador para: determinar una posición aparente de dicha sonda en dicho cuerpo; establecer que un primer desplazamiento entre dicha posición aparente y una posición anterior de dicha sonda en un tiempo conocido corresponde a una primera tasa de movimiento que excede de un límite predeterminado; ajustar dicha posición aparente a una posición nueva de tal manera que un segundo desplazamiento entre dicha posición nueva y dicha posición anterior corresponda a una segunda tasa de movimiento que es menor que dicho límite predeterminado; y presentar dicha posición nueva en dicha pantalla (40).
Description
Detección según el modelo a medir de la posición
de un objeto.
Esta invención se refiere a un aparato capaz de
detectar la posición de un objeto colocado dentro de un cuerpo
vivo. Más en concreto, esta invención se refiere a la detección y
compensación de artefactos experimentados durante la detección de
posición de una sonda en un cuerpo vivo.
Un amplio rango de procedimientos médicos
implica colocar objetos, tal como sensores, tubos, catéteres,
dispositivos dispensadores, e implantes, dentro del cuerpo. A
menudo se utilizan métodos de formación de imágenes en tiempo real
para asistir a los médicos a visualizar el objeto y su entorno
durante estos procedimientos. Sin embargo, en la mayoría de las
situaciones, la formación de imágenes tridimensionales en tiempo
real no es posible o deseable. En cambio, a menudo se utilizan
sistemas para obtener coordenadas espaciales en tiempo real del
objeto interno.
Muchos de tales sistemas de detección de
posición se han desarrollado o se contemplan en la técnica anterior.
Algunos sistemas implican unir sensores al objeto interno en forma
de transductores o antenas, que pueden detectar campos magnéticos,
eléctricos o ultrasónicos generados fuera del cuerpo. Por ejemplo,
la Patente de Estados Unidos número 5.983.126 de Wittkampf describe
un sistema en que se aplican tres señales alternas sustancialmente
ortogonales a través del sujeto. Un catéter está equipado con al
menos un electrodo medidor, y se detecta el voltaje entre la punta
del catéter y un electrodo de referencia. La señal de voltaje tiene
componentes correspondientes a las tres señales de corriente
aplicadas ortogonales, a partir de las que se hacen cálculos para
la determinación de la posición tridimensional de la punta del
catéter dentro del cuerpo. La Patente de Estados Unidos número
5.899.860 de Pfeiffer propone métodos similares para detectar
voltajes diferenciales entre electrodos. En estos dos sistemas, hay
que llevar a cabo un procedimiento separado de calibración con el
fin de ajustar las discrepancias entre la posición aparente de la
punta del catéter medida y su posición real. También se conoce por
WO01/46577 un método para rastrear automáticamente un instrumento
quirúrgico y seguirlo con un endoscopio movido eléctricamente.
Además, la Solicitud de Patente de Estados Unidos 2005/0107687
describe un sistema y método para reducir la distorsión en un
rastreador electromagnético para un instrumento quirúrgico.
Usando tecnología de medición de impedancia para
determinar la posición de una sonda o catéter, se ha hallado que si
no se hace que la imagen de la sonda asuma formas y posiciones
realistas, pueden tener lugar fluctuaciones repentinas, que
desconciertan al médico que está viendo el monitor del paciente.
Según las realizaciones descritas de la invención, la visualización
de una sonda cuando se usa tecnología de medición basada en
impedancia, se mejora estabilizando una imagen visualizada de la
sonda o catéter. La invención es útil en sistemas de impedancia
basados en voltaje, por ejemplo, el sistema de mapeado sin contacto
producido por Endocardial Solutions Inc. (ESI), St. Paul,
Minnesota, así como sistemas basados en corriente, como el descrito
en la solicitud de Patente de Estados Unidos 11/030.934, presentada
el 7 de Enero de 2005, cedida al cesionario de la presente
solicitud de patente. También se puede usar realizaciones de la
presente invención en sistemas de medición de posición basados en
otros principios.
En un aspecto de la invención, se crea un modelo
que describe formas razonables de la sonda. Típicamente, una sonda,
tal como una punta de catéter, es flexible, y por lo tanto puede
asumir un rango de formas curvadas. La posición medida y la
conformación de una sonda se correlacionan con el modelo, y se usa
un algoritmo de adaptación para determinar si la imagen de la sonda
tiene una forma realista, según la topología del modelo. La imagen
de la sonda se ajusta según sea necesario para encajarla en las
limitaciones definidas por el modelo.
Según otro aspecto de la invención, se puede
suponer que una sonda dentro del cuerpo no se mueve más rápida que
una cierta velocidad. Si una fluctuación de impedancia produce un
movimiento aparente que excediese de esta velocidad máxima, la
imagen de la sonda podría ser retenida en una posición delimitada
por la velocidad máxima.
En otro aspecto de la invención, se emplea un
filtro Kalman para la predicción de posiciones y formas de la sonda
en base a mediciones anteriores. Se puede emplear un modelo de forma
incluyendo variaciones y estadísticas relativas a los errores en el
modelo en el proceso de estimación, usando ecuaciones Kalman
específicas de modelo. Por ejemplo, la variación de la deflexión de
un eje y la probabilidad de hallar un eje que tenga una curvatura
dada se pueden incluir en la estimación de forma del modelo.
Una realización de la invención habilita un
método de determinar una posición de una sonda que ha sido insertada
en el cuerpo de un sujeto, a realizar determinando una posición
aparente de la sonda en el cuerpo, establecer que un primer
desplazamiento entre la posición aparente y una posición anterior de
la sonda en un tiempo conocido corresponde a una primera tasa de
movimiento que excede de un límite predeterminado, ajustar la
posición aparente a una posición nueva de tal manera que un segundo
desplazamiento entre la posición nueva y la posición anterior
corresponda a una segunda tasa de movimiento que es menor que el
límite predeterminado, y presentar la posición nueva.
Según un aspecto del método para usar el
aparato, la posición aparente se determina midiendo la impedancia
entre la sonda y una pluralidad de posiciones que están alejadas de
la sonda.
Según otro aspecto, la medición de la impedancia
se lleva a cabo pasando corrientes eléctricas a través del cuerpo
entre al menos un electrodo dispuesto en la sonda y la pluralidad de
posiciones, y midiendo características respectivas de las
corrientes que pasan a través de la pluralidad de las
posiciones.
En un aspecto adicional, el ajuste de la
posición aparente se lleva a cabo usando un filtro Kalman.
Una realización de la invención habilita un
método de determinar una posición de una sonda que ha sido
introducida en el cuerpo de un sujeto, que se lleva a cabo
manteniendo un modelo de topologías, incluyendo un rango de formas
asumibles por la sonda, determinando una conformación aparente de la
sonda en el cuerpo, estableciendo que la conformación aparente está
fuera del rango, referenciando el modelo para determinar una
conformación verdadera de la sonda, regulando la conformación
aparente a la conformación verdadera y presentando la conformación
verdadera.
Otro aspecto del método incluye ajustar una
posición aparente de la sonda a una posición verdadera en respuesta
a referenciar el modelo.
Una realización de la invención proporciona un
aparato para detectar la posición de una sonda que tiene al menos
un electrodo de sonda, estando adaptada la sonda para introducción
en el cuerpo de un sujeto. El aparato incluye una pluralidad de
electrodos de superficie corporal, que están adaptados para fijarse
a una superficie del cuerpo en posiciones respectivas, una
pantalla, y un controlador que está adaptado para acoplarse a la
sonda y a los electrodos de superficie corporal con el fin de pasar
corrientes eléctricas a través del cuerpo entre el electrodo de
sonda y los electrodos de superficie corporal. El controlador es
operativo para determinar coordenadas de posición de la sonda
midiendo características respectivas de las corrientes que pasan a
través de los electrodos de superficie corporal. El controlador es
operativo para determinar una posición aparente de la sonda en el
cuerpo, establecer que un primer desplazamiento entre la posición
aparente y una posición anterior de la sonda en un tiempo conocido
corresponde a una primera tasa de movimiento que excede de un límite
predeterminado, ajustar la posición aparente a una posición nueva
de tal manera que un segundo desplazamiento entre la posición nueva
y la posición anterior corresponda a una segunda tasa de movimiento
que es menor que el límite predeterminado, y presentar la posición
nueva en la pantalla.
Una realización de la invención proporciona un
aparato para detectar la posición de una sonda que tiene una
pluralidad de electrodos de sonda, estando adaptada la sonda para
introducirse en el cuerpo de un sujeto. El aparato incluye una
pluralidad de electrodos de superficie corporal, que están adaptados
para fijarse a una superficie del cuerpo en posiciones respectivas,
una pantalla, y un controlador que está acoplado a la sonda y a los
electrodos de superficie corporal. El controlador transmite
corrientes eléctricas a través del cuerpo entre los electrodos de
sonda y los electrodos de superficie corporal, y está adaptado para
determinar coordenadas de posición de la sonda midiendo
características respectivas de las corrientes que pasan a través de
los electrodos de superficie corporal. El controlador mantiene un
modelo de topologías incluyendo un rango de formas asumibles por la
sonda, determina una conformación aparente de la sonda en el cuerpo,
establece que la conformación aparente está fuera del rango,
referencia el modelo para determinar una conformación verdadera de
la sonda, alinea la conformación aparente a la conformación
verdadera y visualiza la conformación verdadera. La invención se
define en las reivindicaciones anexas 1 y 5. Otras características
opcionales de la misma se definen en las reivindicaciones
secundarias 2-4 y 6-9.
Para una mejor comprensión de la presente
invención, se hace referencia a la descripción detallada de la
invención, a modo de ejemplo, que se ha de leer en unión con los
dibujos siguientes, donde elementos análogos reciben números de
referencia análogos, y donde:
La figura 1 es una ilustración de un sistema de
detección de posición, construido y operativo según una realización
descrita de la invención.
La figura 2 es una vista detallada esquemática
de un catéter en el sistema representado en la figura 1, construido
y operativo según una realización descrita de la invención.
La figura 3 representa vistas esquemáticas en
sección de un catéter que está siendo colocado en el ventrículo
izquierdo de un corazón según una realización descrita de la
invención.
La figura 4 es un diagrama de bloques detallado
de una unidad de control en el sistema representado en la figura 1,
construido y operativo según una realización descrita de la
invención.
La figura 5 ilustra esquemáticamente movimientos
de un catéter que está siendo colocado según una realización
descrita de la invención.
Y la figura 6 es un diagrama de flujo de un
método para corregir mediciones de posición de una sonda dentro de
un cuerpo vivo según una realización descrita de la invención.
En la descripción siguiente, se exponen
numerosos detalles específicos con el fin de proporcionar una
comprensión completa de la presente invención. Sin embargo, será
evidente a los expertos en la técnica que la presente invención se
puede poner en práctica sin estos detalles específicos. En otros
casos, circuitos conocidos, control lógico, y los detalles de
instrucciones de programa de ordenador para algoritmos y procesos
convencionales no se han mostrado en detalle para no oscurecer
innecesariamente la presente invención.
Pasando ahora a los dibujos, se hace referencia
inicialmente a la figura 1, que es una ilustración de un sistema de
detección de posición 20, construido y operativo según una
realización descrita de la invención. El sistema 20 se usa al
determinar la posición de una sonda, tal como un catéter 22, que se
introduce en una cavidad corporal interna, tal como una cámara de
un corazón 24 en un sujeto 26. Típicamente, el catéter se usa para
diagnóstico o tratamiento terapéutico, tal como mapeado de
potenciales eléctricos en el corazón o realizar extirpación de
tejido cardíaco. El catéter u otro dispositivo intracorporal puede
ser usado alternativamente para otros fines, por sí mismo o en
unión con otros dispositivos de tratamiento. La punta distal del
catéter 22 incluye uno o más electrodos, descritos más adelante.
Estos electrodos están conectados por hilos a través del tubo de
introducción del catéter 22 a circuitería conductora en una unidad
de control 28, como se describe más adelante. La unidad de control
está conectada por hilos a través de un cable 30 a electrodos de
superficie corporal, que incluyen típicamente parches cutáneos
adhesivos 32, 34, 36. En realizaciones alternativas de la
invención, puede variar el número de electrodos en la superficie
corporal y estos pueden tomar otras formas, tal como sondas
subcutáneas o un dispositivo de mano operado por un profesional
médico 38. Los parches 32, 34, 36 se pueden colocar en cualquier
posición conveniente en la superficie corporal cerca de la sonda.
Por ejemplo, para aplicaciones cardiacas, los parches 32, 34, 36 se
colocan típicamente alrededor del pecho del sujeto 26. No hay
ningún requisito especial relativo a la orientación de los parches
uno con relación a otro o a las coordenadas del cuerpo, aunque se
puede lograr mayor exactitud si los parches están espaciados, en
vez de agrupados en una posición. No es preciso que la colocación de
los parches sea a lo largo de ejes fijos. En consecuencia, la
colocación de los parches se puede determinar de manera que
interfiera lo menos posible con el procedimiento médico que se
lleve a cabo. La unidad de control 28 determina coordenadas de
posición del catéter 22 dentro del corazón 24 en base a la
impedancia medida entre el catéter 22 y los parches 32, 34, 36. La
unidad de control 28 activa una pantalla 40, que representa la
posición del catéter dentro del cuerpo. El catéter 22 puede ser
usado al generar un mapa 42 del corazón, por ejemplo, un mapa
eléctrico, donde los electrodos en el catéter se usan
alternativamente para detectar la posición y para medir potenciales
eléctricos generados en el tejido cardíaco. La posición del catéter
se puede superponer sobre este mapa o sobre otra imagen del
corazón.
Se hace referencia ahora a la figura 2, que es
una vista detallada esquemática del catéter 22 (figura 1),
construido y operativo según una realización descrita de la
invención. Se representa la interacción entre los electrodos 44,
46, 48 dispuestos en el catéter 22 y los parches 32, 34, 36. Los
electrodos 44, 46, 48 pueden ser de cualquier forma y tamaño
adecuados, y pueden ser usados para otros fines, tal como para
detección o extirpación electrofisiológico. En la realización
ilustrada, cada uno de los electrodos 44, 46, 48 comunica con uno
de los parches 32, 34, 36. La unidad de control 28 mueve una
corriente entre cada electrodo de catéter y el electrodo de
superficie corporal correspondiente, y usa la corriente para medir
la impedancia entre los dos electrodos. En base a las impedancias
medidas, la unidad de control 28 determina la posición del catéter
con relación a los electrodos de superficie corporal.
Alternativamente, se puede usar un número mayor o menor de
electrodos. Por ejemplo, la unidad de control 28 se puede poner de
manera que multiplexe las corrientes entre un electrodo de catéter
y múltiples electrodos de superficie corporal. Como otro ejemplo, se
puede usar más de tres electrodos de superficie corporal para mayor
exactitud.
El sistema 20 se describe con más detalle en
dicha solicitud número 11/030.934. Aunque se describen aquí
realizaciones de la presente invención con referencia a este
sistema de medición basado en corriente, los principios de la
presente invención son igualmente aplicables a otros tipos de
sistemas de detección de posición basados en impedancia, así como
otros tipos de sistemas de detección de posición, que sean conocidos
en la técnica.
Se hace referencia ahora a la figura 3, que
representa vistas esquemáticas en sección de un corazón 50, que
tiene un ventrículo izquierdo 52, miocardio 54, y una superficie
endocardial 56. La figura 3 ilustra un catéter 58 que está siendo
colocado en el ventrículo izquierdo 52 según una realización
descrita de la invención. Una dificultad conocida de la tecnología
de detección de posición implementada en el sistema 20 (figura 1)
es que la impedancia puede cambiar de repente, debido, por ejemplo,
a un electrodo de sonda que entra en contacto con tejido interior
del cuerpo. Cuando tiene lugar dicha fluctuación repentina, puede
parecer que la imagen en tiempo real de la sonda en la pantalla
40
(figura 1) tiene una forma o posición no realista. En el ejemplo de la figura 3, la posición verdadera del catéter 58 se indica en el lado izquierdo de la figura 3. La punta del catéter 60 está en contacto con la superficie endocardial 56 del ventrículo izquierdo 52. La posición aparente del catéter 58 se representa en el lado derecho de la figura 3, en que la punta 60 se representa estando improbablemente profundamente dentro del miocardio 54. La conformación de la porción distal del catéter 58 también incluye una angulación pronunciada 62, que sería inesperada en la práctica normal. La presente invención permite estabilizar la imagen del catéter 58. Con el fin de evitar que aparezcan formas o posiciones no realistas en un monitor del paciente.
(figura 1) tiene una forma o posición no realista. En el ejemplo de la figura 3, la posición verdadera del catéter 58 se indica en el lado izquierdo de la figura 3. La punta del catéter 60 está en contacto con la superficie endocardial 56 del ventrículo izquierdo 52. La posición aparente del catéter 58 se representa en el lado derecho de la figura 3, en que la punta 60 se representa estando improbablemente profundamente dentro del miocardio 54. La conformación de la porción distal del catéter 58 también incluye una angulación pronunciada 62, que sería inesperada en la práctica normal. La presente invención permite estabilizar la imagen del catéter 58. Con el fin de evitar que aparezcan formas o posiciones no realistas en un monitor del paciente.
Se hace referencia ahora a la figura 4, que es
un diagrama de bloques detallado de la unidad de control 28
(figura 1), según una realización descrita de la invención. La unidad de control 28 incluye circuitería 64 para mover corrientes y para medir la impedancia. Cada uno de una pluralidad de circuitos mueve una corriente a través del catéter 20 (figura 1) en un bucle cerrado que consta de un electrodo de catéter y un electrodo de superficie corporal, como se describe más plenamente en la solicitud antes indicada número 11/030.934. Se pasan lecturas de impedancia a una unidad de procesado 66, que usa las lecturas para calcular las coordenadas de posición del catéter con relación a los electrodos de superficie corporal. En base a estas coordenadas de posición, la unidad de procesado 66 genera entonces información en tiempo real. La unidad de procesado 66 compara entonces la información con información predictiva codificada en un modelo de sonda 68. En base a la comparación, la información es corregida según sea necesario con el fin de conformarla a las predicciones y limitaciones del modelo. Alternativamente, la información puede ser considerada tan errónea que deba ser despreciada totalmente. En la primera alternativa, la información se usa para generar una imagen que aparece en la pantalla 40.
(figura 1), según una realización descrita de la invención. La unidad de control 28 incluye circuitería 64 para mover corrientes y para medir la impedancia. Cada uno de una pluralidad de circuitos mueve una corriente a través del catéter 20 (figura 1) en un bucle cerrado que consta de un electrodo de catéter y un electrodo de superficie corporal, como se describe más plenamente en la solicitud antes indicada número 11/030.934. Se pasan lecturas de impedancia a una unidad de procesado 66, que usa las lecturas para calcular las coordenadas de posición del catéter con relación a los electrodos de superficie corporal. En base a estas coordenadas de posición, la unidad de procesado 66 genera entonces información en tiempo real. La unidad de procesado 66 compara entonces la información con información predictiva codificada en un modelo de sonda 68. En base a la comparación, la información es corregida según sea necesario con el fin de conformarla a las predicciones y limitaciones del modelo. Alternativamente, la información puede ser considerada tan errónea que deba ser despreciada totalmente. En la primera alternativa, la información se usa para generar una imagen que aparece en la pantalla 40.
Realización
1
Con referencia continuada a la figura 4, se
facilitan varios métodos para estabilizar una imagen de la sonda.
En un aspecto de la invención, el modelo de sonda 68 incluye un
catálogo de formas razonables de la sonda. Típicamente, una sonda,
tal como una punta de catéter, es flexible, y por lo tanto puede
asumir un rango de formas curvadas. Manteniendo un modelo del rango
realista de topologías, se puede usar un algoritmo de adaptación
para hacer que la imagen de la sonda asuma una forma realista, según
la topología del modelo. Si la lectura de impedancia determinada
para uno de los electrodos no concuerda con una de las posibilidades
en el modelo de sonda 68, la lectura es desechada o corregida. Así,
en el ejemplo de la figura 3, en una alternativa, la imagen en el
lado derecho de la figura no se presentaría. Alternativamente, en
base al modelo de sonda 68, se aplica una corrección, y la imagen
corregida aparece entonces en la pantalla 40, como se representa en
el lado izquierdo de la figura 3.
Realización
2
Se puede suponer que una sonda dentro del cuerpo
no se mueve más rápida que una cierta velocidad. Si una fluctuación
de impedancia hace un movimiento aparente que excedería de esta
velocidad máxima, la imagen de la sonda se puede limitar a una
posición limitada por la velocidad máxima. Se hace referencia ahora
a la figura 5, que ilustra esquemáticamente el movimiento de un
catéter colocado según una realización descrita de la invención. Se
supone que el catéter se coloca dentro de un órgano corporal hueco,
está siendo detectado usando la metodología de impedancia descrita
anteriormente, y se está viendo en un monitor del paciente. El
catéter está siendo desplazado en una dirección hacia abajo
indicada por una flecha 70. En un tiempo t_{0}, el catéter se
representa en una posición 72, correspondiente a y_{0} en el eje
y. Posteriormente, en el tiempo t_{1}, una posición aparente 74
del catéter, detectada por la técnica de la impedancia, se indica
por líneas de trazos. En esta realización, el modelo de sonda 68
incluye posibles movimientos del catéter, y a partir del modelo se
puede deducir que el catéter podría no haber avanzado más allá de
una posición 76 correspondiente a y_{1}. La posición del catéter
se ajusta entonces de manera que tenga la coordenada y_{1}, que se
visualizaría realmente en el monitor.
Los modelos descritos en las realizaciones
anteriores se pueden combinar para lograr las ventajas de la
velocidad y las correcciones morfológicas.
Se hace referencia ahora a la figura 6, que es
un diagrama de flujo de un método para corregir mediciones de
posición de una sonda dentro de un cuerpo vivo según una realización
descrita de la invención. En el paso inicial 78, se configura e
introduce una sonda generalmente en una zona operativa del cuerpo,
por ejemplo el ventrículo izquierdo de un corazón. Se selecciona y
carga en una unidad de procesado un modelo apropiado, como se ha
explicado anteriormente, que describe posibles conformaciones y
limitaciones de movimiento de la sonda.
A continuación, se ejecuta iterativamente un
bucle, relacionándose la tasa de iteración real con la tasa de
refresco de la pantalla y la velocidad de la unidad de procesado. En
el paso 80 se evalúa una posición aparente de la sonda, medida por
el sistema.
El control pasa ahora al paso de decisión 82,
donde se determina si la posición actual de la sonda determinada en
el paso 80 cumple las limitaciones de tasa de movimiento codificadas
en el modelo introducido en el paso inicial 78. Éste sería el caso
si el desplazamiento de la sonda desde una posición previamente
determinada no excediese de limitaciones permisibles durante el
intervalo de tiempo que ha transcurrido entre la evaluación de las
posiciones corriente y previa de la sonda. Si la determinación en el
paso de decisión 82 es afirmativa, entonces el control pasa al paso
de decisión 84, que se describe más adelante.
Si la determinación en el paso de decisión 82 es
negativa, entonces el control pasa al paso 86. La unidad de
procesado lleva a cabo un ajuste de la posición de la sonda y lo
visualiza consiguientemente. El ajuste es generalmente en la
dirección opuesta de movimiento, de modo que el desplazamiento de la
sonda de su posición previamente determinada no exceda de la
limitación del modelo.
Después de la realización del paso 86, o si la
determinación en el paso de decisión 82 es negativa, el control
pasa al paso de decisión 84, donde se determina si la conformación
presente de la sonda corresponde a una de las posibilidades
codificadas en el modelo.
Si la determinación en el paso de decisión 84 es
afirmativa, entonces el control pasa al paso de decisión 88, que se
describe más adelante.
Si la determinación en el paso de decisión 84 es
negativa, entonces el control pasa al paso 90. Generalmente, cuando
la sonda no concuerda con una de las conformaciones del modelo, se
ha producido un cambio brusco en una o más lecturas de impedancia,
a menudo como resultado del contacto entre la sonda y la pared de la
víscera examinada, por ejemplo, el endocardio. En base al modelo,
la unidad de procesado lleva a cabo un ajuste posicional y un
ajuste conformacional de la sonda y se visualizan para beneficio del
operador, que nunca ve el artefacto relacionado con la impedancia.
Esto lo lleva a cabo un algoritmo que mide distancias topológicas
entre la conformación aparente de la sonda y las posibilidades
codificadas en el modelo. La posibilidad que exhibe una distancia
mínima se selecciona como la conformación verdadera más probable de
la sonda. Con la posibilidad está asociado un error probable en
posición real de la sonda, que se usa para compensar la posición de
la sonda en la pantalla así como ajustar su forma. Por ejemplo, si
apareciese una curvatura de artefacto en la pantalla, ésta sería
corregida por la unidad de procesado, de modo que la sonda
aparecería recta al operador. También se presentaría una pantalla
posicional apropiada. Normalmente, el operador es alertado por una
indicación adecuada de que la unidad de procesado ha efectuado un
ajuste automático. En algunas realizaciones se puede emplear un
filtro Kalman para predecir la conformación verdadera y la posición
de la sonda.
Por ejemplo, se puede construir un modelo
geométrico o topológico, que incluiría la forma de un catéter y la
distancia de todas sus partes y características con relación a un
punto de referencia. Entonces se aplica un procedimiento conocido
de ajuste de curva a puntos de datos observados, por ejemplo,
cuadrados mínimos, algoritmo de vecinos más próximos. Usando el
modelo, los puntos de datos débiles o de ruido son complementados
por predicciones del modelo. Los puntos de datos fiables, que
también concordarían con el modelo, son visualizados
directamente.
Después de la realización del paso 90, o si la
determinación en el paso de decisión 84 es afirmativa, el control
pasa al paso de decisión 88, donde se determina si el procedimiento
médico está completo. Si la determinación en el paso de decisión 88
es negativa, entonces el control vuelve al paso 80, y comienza otra
iteración del bucle.
Si la determinación en el paso de decisión 88 es
afirmativa, entonces el control pasa al paso final 92. Se retira la
sonda, y el procedimiento termina.
Los pasos de proceso se representan
anteriormente en una secuencia particular en la figura 6 para
claridad de la presentación. Sin embargo, se entenderá que parte de
ellos se puede llevar a cabo en órdenes diferentes. Por ejemplo,
puede ser deseable evaluar concordancias entre el modelo de
conformaciones de sonda permisibles antes de evaluar los
desplazamientos de movimiento.
Claims (9)
1. Un aparato para detección de posición (20),
incluyendo:
- \quad
- una sonda, incluyendo al menos un electrodo de sonda (44, 46, 48), que está adaptado para introducirse en el cuerpo de un sujeto;
- \quad
- una pluralidad de electrodos de superficie corporal, que están adaptados para fijarse a una superficie de dicho cuerpo en posiciones respectivas;
- \quad
- una pantalla (40); y
- \quad
- un controlador, que está adaptado para acoplarse a dicha sonda y a dichos electrodos de superficie corporal con el fin de pasar corrientes eléctricas a través de dicho cuerpo entre dicho electrodo de sonda (44, 46, 48) y dichos electrodos de superficie corporal, y para determinar coordenadas de posición de dicha sonda midiendo características respectivas de dichas corrientes que pasan a través de dichos electrodos de superficie corporal, siendo operativo dicho controlador para:
- determinar una posición aparente de dicha sonda en dicho cuerpo;
- establecer que un primer desplazamiento entre dicha posición aparente y una posición anterior de dicha sonda en un tiempo conocido corresponde a una primera tasa de movimiento que excede de un límite predeterminado;
- ajustar dicha posición aparente a una posición nueva de tal manera que un segundo desplazamiento entre dicha posición nueva y dicha posición anterior corresponda a una segunda tasa de movimiento que es menor que dicho límite predeterminado; y
- presentar dicha posición nueva en dicha pantalla (40).
2. El aparato (20) según la reivindicación 1,
donde dicha posición aparente se determina midiendo la impedancia
entre dicha sonda y dichas posiciones.
3. El aparato (20) según la reivindicación 2,
donde medir dicha impedancia incluye medir dichas características
respectivas de dichas corrientes eléctricas que pasan a través de
dichas posiciones.
4. El aparato (20) según la reivindicación 1,
donde dicho controlador incluye además un filtro Kalman.
5. Un aparato (20) para detección de la
posición, incluyendo:
- \quad
- una sonda, incluyendo una pluralidad de electrodos de sonda (44, 46, 48), que está adaptada para introducirse en el cuerpo de un sujeto;
- \quad
- una pluralidad de electrodos de superficie corporal, que están adaptados para fijarse a una superficie de dicho cuerpo en posiciones respectivas;
- \quad
- una pantalla (40); y
- \quad
- un controlador, que está adaptado para acoplarse a dicha sonda y a dichos electrodos de superficie corporal con el fin de pasar corrientes eléctricas a través de dicho cuerpo entre dichos electrodos de sonda (44, 46, 48) y dichos electrodos de superficie corporal, y para determinar coordenadas de posición de dicha sonda midiendo características respectivas de dichas corrientes que pasan a través de dichos electrodos de superficie corporal, siendo operativo dicho controlador para:
- mantener un modelo de topologías incluyendo un rango de formas asumibles por dicha sonda;
- determinar una conformación aparente de dicha sonda en dicho cuerpo;
- establecer que dicha conformación aparente está fuera de dicho rango;
- referenciar dicho modelo para determinar una conformación verdadera de dicha sonda;
- ajustar dicha conformación aparente a dicha conformación verdadera y
- presentar dicha conformación verdadera.
6. El aparato (20) según la reivindicación 5,
incluyendo además el paso de ajustar una posición aparente de dicha
sonda a una posición verdadera en respuesta a dicho paso de
referenciar dicho modelo.
7. El aparato (20) según la reivindicación 6,
donde dicha posición aparente se determina midiendo la impedancia
entre dicha sonda y dichas posiciones.
8. El aparato (20) según la reivindicación 7,
donde medir dicha impedancia incluye medir dichas características
respectivas de dichas corrientes eléctricas que pasan a través de
dichas posiciones.
9. El aparato (20) según la reivindicación 5,
donde dicho paso de ajustar dicha conformación aparente se realiza
usando un filtro Kalman.
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