ES2382883T5

ES2382883T5 - Sistema de campo abierto para cirugía magnética

Info

Publication number: ES2382883T5
Application number: ES99971339.9T
Authority: ES
Inventors: Rogers C. Ritter; Jeffrey M. Garibaldi; Charles Wolfersberger; Francis M. Creighton; Peter R. Werp; Bevil J. Hogg; Walter M. Blume
Original assignee: Stereotaxis Inc
Current assignee: Stereotaxis Inc
Priority date: 1998-11-03
Filing date: 1999-11-02
Publication date: 2015-04-30
Anticipated expiration: 2019-11-02
Also published as: EP1126899A4; US20010038683A1; EP2255743A2; WO2000025864A9; EP1126899B1; DK1126899T3; ATE546186T1; JP2002528237A; EP1126899A1; US6241671B1; EP2255743A3; AU1462100A; DK1126899T4; US20120330089A1; EP2255743B1; EP1126899B2; WO2000025864A1; ES2382883T3

Description

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DESCRIPCIÓN

Sistema de campo abierto para cirugía magnética

CAMPO DEL INVENTO Este invento se refiere a un sistema de cirugía magnética, y en particular a un sistema de cirugía magnética abierto que proporciona un mayor acceso al paciente para la formación de imágenes y otros fines.

ANTECEDENTES DEL INVENTO Se ha desarrollado una amplia variedad de procedimientos quirúrgicos mínimamente invasivos que utilizan catéteres, endoscopios, u otros dispositivos similares que puede ser dirigida su navegación a distancia desde sus extremos distales. El catéter, endoscopio u otro dispositivo médico es manipulado a través del tejido o a través una luz o cavidad existente en el cuerpo mediante el uso de un hilo de guía u otro medio mecánico. Ejemplos de tales procedimientos incluyen el tratamiento de aneurismas, malformaciones arteriales ventriculares, fibrilación auricular, piedras en la uretra, e investigaciones de lumen tales como sigmoidoscopias y colonoscopias, ERCPs; y exámenes del conducto biliar. Mientras que estos procedimientos son altamente beneficiosos para el paciente, son dificultosos y largos para el médico. Algunos procedimientos pueden solamente ser realizados por los cirujanos más expertos.

Se han realizado varios intentos para usar imanes a fin de ayudar en tales cirugías, como está documentado en “Un nuevo sistema de imanes para la navegación intravascular”, Shyam B. Yodh y otros, Med. And Biol. Engrg., Vol 6, pp. 143-147 (1968); “Catéter intravascular controlado magnéticamente”, John Alksne, Surgery, Vol. 61, nº 1, 339-345 (1968); “El ‘Pod’, un nuevo dispositivo magnético para aplicaciones médicas”, E. H. Frei y otros, en Proceedings of 16th Ann. Conference on Engineering in Medicine and Biology, Vol. 5, Nov. 18-20, 1963, pp. 156-157; “Propulsión magnética de diagnóstico o elementos terapéuticos a través de conductos corporales de pacientes animales o humanos”, U.S. Pat. Nº 3.358.676, publicada el 19 de diciembre de 1967 de E. H. Frei y otros; “Angiografía selectiva con un catéter guiado por un imán” H. Tillander, IEEE Transactions on Magnetics, Vol. Mag-6, Nº 2, 355-375 (1970); y “Malformaciones arteriovenosas cerebrales tratadas con émbolos guiados magnéticamente”, Jack Driller y otros, en Proc. of 25th Ann. Conf. On Engineering and Biology, Vol. 14 (1972), p. 306.

Por diversas razones estos intentos previos en cirugía asistida magnéticamente no han tenido éxito ni han sido ampliamente usados. Una se ha debido a la incapacidad de los anteriores sistemas de guiar adecuadamente las sondas dentro de los vasos, en parte por motivos mecánicos e hidrodinámicos, en parte por la falta de una tecnología informática y de control, y también debido a una incapacidad de proporcionar una formación de imágenes adecuada en tiempo real de los procedimientos. Debido al pequeño tamaño de los vasos por los que hay que navegar son necesarios unos fluoroscopios móviles de una alta resolución y flexibilidad a fin de proporcionar una formación de imágenes adecuada. Estos fluoroscopios son instrumentos grandes. Incluso ahora, la accesibilidad de una formación de imágenes adecuada en la presencia de los grandes imanes necesarios para mover pequeñas “semillas” de guiado magnético en dispositivos médicos es difícil.

Se han descrito sistemas para el guiado magnético de catéteres y cables de guía para facilitar la navegación por curvas vasculares difíciles. Un ejemplo de tal sistema está proporcionado en la Solicitud Patente de utilidad de EEUU Serie Nº 09/020.934 (US-A-6.157.853), presentada el 9 de febrero de 1998, titulada “Método y aparato que usa un campo perfilado de imán reposicionable para guiar el implante. Otros sistemas quirúrgicos magnéticos efectivos han requerido unos imanes relativamente grandes. A menudo, los imanes superconductores con sistemas de enfriamiento asociados se usan para generar los campos magnéticos más efectivos, y se han dispuesto dos imanes de un total de seis imanes para cada dirección espacial, teniendo cada uno un sistema de enfriamiento asociado. Tal sistema está descrito en la Solicitud de Patente de EEUU Serie Nº 08/920.446 (US-A-6.015.414), presentada el 29 de 1997, titulado “Método y aparato para el control magnético de la dirección del movimiento de un catéter empujado mecánicamente”.

Los medios de formación de imágenes pueden ser usados en conexión con una cirugía guiada magnéticamente. Un ejemplo de tal sistema se describe en la Solicitud de Patente de utilidad Serie Nº 09/020.798 (US-A-6.014.580), presentada el 9 de febrero de 1998, titulada “Dispositivo y método para especificar un campo magnético para aplicaciones quirúrgicas”. Mientras que la cirugía guiada magnéticamente con tales sistemas es práctica, el volumen y tamaño de sus sistemas magnéticos tiene como resultado una menor accesibilidad a la zona de operación del paciente que un cirujano desearía. También, el equipo de formación de imágenes (tal como un equipo de rayos X) para observar la zona de operación ha sido fijado al conjunto del sistema magnético, o también no móvil o de movilidad limitada con relación a los imanes y/o al paciente. Esta inmovilidad relativa tiende a reducir la capacidad de los cirujanos para ver el dispositivo operativo médico en el paciente, lo que hace la operación algo más difícil y algo más arriesgado para el paciente que lo que de otro modo podría ser. Otra dificultad en el uso de sistemas magnéticos para estos fines es que los fluoroscopios convencionales no pueden ser usados en campos magnéticos de cualquier magnitud significativa. Por lo tanto, sería deseable proporcionar un aparato para cirugía magnéticamente asistida que proporcionase una flexibilidad tanto de la formación de imágenes como en la aplicación del campo magnético.

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Una dificultad asociada con el guiado magnético es que son necesarios unos campos magnéticos relativamente grandes para guiar los pequeños imanes que pueden ajustarse dentro de los pequeños vasos y lúmenes del cuerpo. Las grandes bobinas superconductoras empleadas en los sistemas anteriores para proporcionar estos campos magnéticos relativamente grandes se traducen en unas enormes cantidades de energía en los campos. Debido a la tendencia de las bobinas a enfriarse bruscamente si sube o baja demasiado rápidamente (la alimentación de potencia), la velocidad a la que la corriente puede ser aplicada o retirada de las bobinas está limitada, incluso con métodos de aumento tales como el “aumento de potencia constante”. Véase la Solicitud de Patente de de EEUU Serie Nº 08/921.298 (US-A-6.128.174), presentada el 29 de agosto de 1997, titulada “Método y aparato para cambiar rápidamente un campo magnético producido por electroimanes”. La distancia entre la bobina y la zona operativa es también un factor en el tiempo de aumento, y por lo tanto es deseable proporcionar un sistema que tenga bobinas situadas y dimensionadas para optimizar tanto la “apertura” descrita antes en cuanto a accesibilidad al cirujano de una zona de operación de un paciente, y la rapidez de los cambios de dirección del campo.

El trabajo de Gillies G. T. y otros “Instrumentación de la manipulación magnética para la investigación física médica”, del 1 de marzo de 1994, Review of Scientific Instruments, AIP, Melville, NY, US, páginas 533-562, XP000435170 ISSN: 0034-6748, en el que está basada la parte precaracterizadora de la reivindicación 1, describe un sistema de manipulación magnético que utiliza pares de imanes opuestos para crear un campo magnético en un entorno cerrado.

El documento US-A-5.715.822 describe un sistema que usa unas bobinas magnéticas para hacer el seguimiento y obtención de imágenes de un dispositivo médico tal como un catéter.

El documento WO 97/00043 describe un sistema para localizar un dispositivo por la aplicación de un campo magnético a dicho dispositivo.

De acuerdo con el presente invento se proporciona un sistema para la navegación de un dispositivo médico magnético de acuerdo con la reivindicación 1.

El presente invento proporciona un sistema abierto para la navegación de un dispositivo médico magnético dentro de la parte de un paciente situada dentro de una zona de operación del sistema. Generalmente, el sistema comprende una pluralidad de imanes configurados y dispuestos para proporcionar un campo magnético efectivo dentro de la zona de operación para navegación del dispositivo médico magnético dentro de la zona de operación, mientras se proporciona acceso al paciente para la formación de imágenes y otros fines.

Los imanes son preferiblemente bobinas electromagnéticas superconductoras. Los imanes son preferiblemente capaces de generar un campo magnético de al menos aproximadamente 0,1 Tesla en una zona de operación de al menos 50 mm x 50 mm x 50 mm (dos pulgadas por dos pulgadas por dos pulgadas) y más preferiblemente en una zona de operación de al menos aproximadamente 125 mm x 125 mm x 125 mm (cinco pulgadas por cinco pulgadas por cinco pulgadas). En una realización preferida los imanes pueden generar un campo de aproximadamente 0,3 Tesla en cualquier dirección dentro de la zona de operación. Dicha zona de operación está preferiblemente al menos a 300 mm (doce pulgadas) de cada uno de los imanes, de forma que el sistema puede alojar una esfera que tenga un radio de aproximadamente 300 mm (doce pulgadas) para proporcionar un espacio suficiente para un paciente y un aparato de formación de imágenes.

Generalmente, un único imán está dispuesto y configurado para proporcionar un campo magnético a lo largo de al menos uno de una pluralidad de ejes oblicuos que se extienden a través de la zona de operación, y uno o más imanes están dispuestos y configurados para proporcionar un campo magnético a lo largo de cada uno de los otros ejes oblicuos mencionados, siendo dichos campos magnéticos efectivos para controlar la navegación del dispositivo médico magnético dentro de sustancialmente la totalidad de la zona de operación. Preferiblemente hay tres imanes en tres planos perpendiculares entre sí, dispuestos de forma que sus ejes convergen en la zona de operación, y más preferiblemente están dispuestos de modo que sus ejes interseccionan en la zona de operación. Los imanes están dispuestos en una configuración abierta, es decir, el paciente típicamente no tiene que extenderse a través de una bobina magnética para alcanzar la zona de operación, como era necesario en los anteriores sistemas de cirugía magnética. Las bobinas están dimensionadas y colocadas de forma que sus respectivas líneas de campo cercanas son sustancialmente rectas dentro de la zona de operación.

Las bobinas están preferiblemente fijadas una con respecto a otra, pero pueden moverse con relación al paciente. Los imanes están preferiblemente encerrados dentro de un alojamiento cóncavo suficientemente grande para alojar al paciente y los dispositivos de formación de imágenes sin embargo lo suficientemente pequeños para ajustarse dentro de los soportes convencionales para los dispositivos de formación de imágenes. En la realización más preferida la carcasa tiene una forma generalmente semiesférica, con un diámetro interior de al menos aproximadamente 600 mm (veinticuatro pulgadas) y un diámetro exterior de no más de aproximadamente 1.270 mm (cincuenta pulgadas). La carcasa generalmente semiesférica está montada de forma que su eje está en un ángulo entre la vertical y la horizontal, y de este modo está dirigida generalmente hacia abajo, pero de modo que la carcasa puede ser girada alrededor de un eje generalmente vertical.

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Para aumentar la flexibilidad del sistema preferiblemente existe una abertura en el alojamiento alineado con una de las bobinas, a través de la cual una parte del cuerpo del paciente puede extenderse para que otra parte del mismo se coloque en la zona de operación del sistema. El sistema puede incluir un soporte del paciente para soportar y para moverlo con relación a la zona de operación del sistema.

El sistema comprende además un sistema de formación de imágenes para proporcionar imágenes de la zona de operación. El sistema de formación de imágenes comprende al menos uno, y preferiblemente dos dispositivos de formación de imágenes. Cada uno de ellos comprende una placa de formación de imágenes y una fuente de formación de imágenes por rayos X. Las placas de formación de imágenes son preferiblemente las mínimamente afectadas por los campos magnéticos, tales como las placas de formación de imágenes de silicio amorfo. Los dispositivos de formación de imágenes están preferiblemente montados de una forma fija uno con respecto a otro en unas direcciones perpendiculares entre sí para proporcionar una formación de imágenes en dos planos perpendiculares de la zona de operación.

Los dispositivos de formación de imágenes están montados sobre un soporte móvil, independientemente de las bobinas magnéticas. El soporte permite que los dispositivos de formación de imágenes se muevan alrededor de tres ejes, por ejemplo un soporte de brazo en C convencional. Esto permite que los dispositivos de formación de imágenes sean movidos con respecto a la zona de operación para proporcionar al cirujano la vista más ventajosa del procedimiento. Los tres ejes de movimiento de los dispositivos de formación de imágenes preferiblemente interseccionan, y más preferiblemente interseccionan en la zona de operación, y más preferiblemente interseccionan en el mismo punto en el que interseccionan los ejes de las bobinas de los imanes. Esto proporciona la mayor flexibilidad de formación de imágenes en la zona de operación.

Más específicamente, el sistema de este invento facilita la navegación de un dispositivo médico magnético dentro de esa parte del paciente dentro de una zona de operación del sistema. El sistema incluye un soporte para al menos una parte del paciente. El sistema incluye también un conjunto de imanes que incluye unas bobinas electromagnéticas dispuestas y configuradas de forma que los ejes de las bobinas convergen, y un montaje de imanes que sujeta el conjunto de imanes de forma que el centro de la zona de operación (es decir, la convergencia de los ejes) está dentro de la parte deseada del paciente en el soporte del paciente. Un conjunto de formación de imágenes para proporcionar una imagen de la zona de operación comprende al menos una placa de formación de imágenes y una fuente del haz de formación de imágenes montada en un soporte de formación de imágenes para que esté en lados opuestos de la zona de operación, y un mecanismo para que el soporte pivote selectivamente alrededor de tres ejes perpendiculares entre sí.

En la realización preferida está configurado un total de tres bobinas magnéticas superconductoras configuradas de forma que cada uno de sus ejes centrales descansa generalmente a lo largo de un eje de un sistema de coordenadas ortogonal que tiene su origen aproximadamente centrado dentro de la zona de operación. Los imanes están soportados por un alojamiento generalmente semiesférico y cada imán tiene una potencia suficiente para proporcionar un campo magnético en la dirección de su respectivo eje central, que tiene una potencia constante generalmente de aproximadamente 0,3 Tesla en casi la totalidad de la zona de operación. Un control regula la potencia del campo magnético de cada una de dichas bobinas magnéticas para de este modo el dispositivo médico magnético navegue de forma controlable dentro de esa parte de un paciente dentro de la zona de operación.

Un método de navegación que usa el sistema de acuerdo con este invento incluye la aplicación de un campo magnético al dispositivo médico magnético en la zona de operación con al menos tres bobinas electromagnéticas contenidas dentro de un alojamiento de imán para hacer navegar el dispositivo médico dentro de la zona de operación; y que proporciona una imagen del dispositivo médico magnético en la zona de operación con un aparato de formación de imágenes que comprende al menos una placa de formación de imágenes y una fuente del haz de formación imágenes, estando la placa de formación de imágenes y la fuente del haz de formación de imágenes en lados opuestos de la zona de operación, con la placa de formación de imágenes estando situada entre la zona de operación y el alojamiento del imán. La placa de formación de imágenes y la fuente del haz de formación de imágenes pueden moverse alrededor de tres ejes perpendiculares entre sí que se extienden por la zona de operación. Estos ejes se extienden preferiblemente a través del punto de intersección de los ejes de los imanes.

Se describe un método para la determinación de una distribución de los tiempos de aumento de las bobinas electromagnéticas en el sistema. Este método incluye el cálculo de una magnitud y dirección de un campo magnético seleccionado de las corrientes necesarias en cada bobina para proporcionar la magnitud y dirección del campo magnético seleccionado en un punto de una zona de operación; la estimación para cada una de las corrientes calculadas de un tiempo de aumento requerido para alcanzar la corriente calculada; y la repetición del paso de cálculo tiempo del flujo de corriente y del paso de estimación del tiempo de aumento para una pluralidad de diferentes puntos en la zona de operación, y de las magnitudes y direcciones del campo magnético seleccionado obtener una distribución de los tiempos de aumento como una función de la magnitud y dirección del campo magnético seleccionado del sistema.

Un método de optimización del diseño del sistema, que comprende la selección de un tiempo de aumento máximo que no ha de ser superado por un porcentaje seleccionado de los cambios de dirección de navegación del

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dispositivo médico magnético; la determinación de una distribución de los tiempos de aumento; la determinación de un porcentaje de tiempos de aumento en la distribución de los tiempos de aumento en los que se ha superado el tiempo de aumento máximo; y la modificación de al menos una propiedad de al menos una de las bobinas electromagnéticas, incluyendo dicha al menos una propiedad al menos una seleccionada del grupo que consta de radio de la bobina, superficie de la sección recta de la bobina, y relación de aspecto de la bobina, y repetir el cálculo, la determinación, y la modificación de los pasos hasta el porcentaje de tiempos de aumento en la distribución de tiempos de aumento que el tiempo de aumento mínimo seleccionado ha sido superado no es más que el porcentaje seleccionado de los cambios de dirección de navegación.

Un sistema de formación de imágenes por resonancia magnética que comprende un electroimán para generar un campo magnético en la proximidad de un cuerpo con objeto de obtener una imagen por resonancia magnética de una parte del cuerpo y un aparato de imagen por rayos X, que comprende una fuente de imagen por rayos X y una placa de imagen por rayos X, para obtener una imagen de la parte del cuerpo, estando al menos la placa de imagen de rayos X dentro del campo magnético generado por el electroimán.

De este modo el sistema del presente invento facilita un guiado magnético efectivo de los dispositivos médicos magnéticos dentro del cuerpo para realizar unos procedimientos médicos. El sistema puede proporcionar unos campos magnéticos de una potencia suficiente para la orientación e incluso el movimiento de los dispositivos médicos magnéticos dentro de una zona de operación suficientemente amplia para permitir que los procedimientos médicos prácticos se realicen con ayuda magnética. Sin embargo, los imanes están dispuestos de forma que la zona de operación del sistema puede ser situada en cualquier parte del cuerpo. El sistema proporciona un acceso libre, de forma que unas placas de formación de imágenes puedan ser interpuestas entre el paciente y los imanes para obtener unas imágenes de alta calidad de la zona de operación. El aparato de formación de imágenes puede ser movido independientemente de los imanes para proporcionar las mejores vistas posibles de la zona de operación.

Con el fin de que el invento pueda ser bien entendido, a continuación se describen algunas realizaciones de él, dadas a modo de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:

la Figura 1 es una vista isométrica de una primera realización de un sistema de navegación de acuerdo con el presente invento; la Figura 2 es otra vista isométrica del sistema de la primera realización que muestra las posiciones de las bobinas magnéticas y un paciente sobre el soporte del paciente; la Figura 2A es una vista isométrica del conjunto de formación de imágenes sobre la estructura del brazo en C del sistema de la primera realización; la Figura 3 es una vista isométrica desde atrás del sistema de la primera realización; la Figura 4 es una vista en alzado del lado derecho del sistema de la primera realización, que muestra el campo de movimiento angular del sistema de formación de imágenes con respecto a un eje horizontal; la Figura 5 es una vista en planta desde arriba del sistema de la primera realización que muestra un campo de movimiento angular del sistema de formación de imágenes con respecto a un eje vertical; la Figura 6 es una vista de un alzado frontal del sistema de la primera realización que muestra un campo de movimiento angular del sistema de formación de imágenes con respecto a un eje horizontal; la Figura 7 es un alzado lateral izquierdo de la estructura para soportar las bobinas electromagnéticas de la primera realización; la Figura 8 es una vista en planta desde arriba de la estructura para soportar las bobinas electromagnéticas; la Figura 9 es una vista de una sección recta vertical de la estructura para soportar las bobinas electromagnéticas, tomada a lo largo del plano de la línea 9-9 en la Figura 7; la Figura 10 es una vista de una sección recta vertical de la estructura para soportar las bobinas electromagnéticas, tomada a lo largo del plano de la línea 10-10 en la Figura 9; la Figura 11 es una vista en alzado desde atrás de las bobinas electromagnéticas y del sistema de formación de imágenes; la Figura 12 es una vista en alzado del lado izquierdo de las bobinas electromagnéticas con un paciente en ellas que muestra las líneas del campo magnético de la bobina axial, junto con las líneas de potencia del campo magnético constante; la Figura 13 es una vista en planta desde arriba de una segunda realización de un sistema de navegación magnético realizado de acuerdo con los principios de este invento; la Figura 14 es una vista en alzado del extremo trasero del sistema de navegación magnético de la segunda realización; la Figura 15 es una vista en alzado del lado izquierdo del sistema de navegación magnético de la segunda realización; la Figura 16 es una vista en alzado frontal del sistema de navegación magnético de la segunda realización; la Figura 17 es una vista en alzado del lado derecho del sistema de navegación magnético de la segunda realización; la Figura 18 es una vista isométrica del sistema de navegación magnético de la segunda realización; la Figura 19 es una vista isométrica del sistema de navegación magnético de la segunda realización, que muestra el brazo en C para soportar el aparato de formación de imágenes en su posición neutra;

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la Figura 20 es una vista isométrica del sistema de navegación magnético de la segunda realización, que muestra el conjunto de imanes plegado; la Figura 21A es una vista isométrica del sistema de navegación magnético de la segunda realización, que muestra el brazo en C rotado +30º con respecto a un eje horizontal transversal; la Figura 21B es una vista isométrica del sistema de navegación magnético de la segunda realización, que muestra el brazo en C rotado -30º con respecto a un eje horizontal transversal; la Figura 22A es una vista isométrica del sistema de navegación magnético de la segunda realización, que muestra el brazo en C rotado +30º con respecto a un eje vertical; la Figura 22B es una vista isométrica del sistema de navegación magnético de la segunda realización, que muestra el brazo en C rotado -30º con respecto a un eje vertical; la Figura 23 es una vista isométrica del sistema de navegación magnético de la segunda realización, que muestra el brazo en C rotado 90º con respecto al eje horizontal longitudinal; la Figura 24 es una vista isométrica del sistema de navegación magnético de la segunda realización, que muestra el brazo en C rotado 90º en un ángulo compuesto; la Figura 25 es una vista isométrica del conjunto de imanes de la segunda realización; la Figura 26 es una vista en planta desde arriba del conjunto de imanes de la segunda realización; la Figura 27 es una vista en alzado frontal del conjunto de imanes de la segunda realización; la Figura 28 es una vista de la sección recta vertical del conjunto de imanes de la segunda realización, tomada a lo largo del plano de la línea 28-28 en la Figura 27; la Figura 29 es una vista isométrica de las tres bobinas electromagnéticas que comprende el conjunto de imanes de la segunda realización; la Figura 30 es una vista en planta desde arriba de las tres bobinas electromagnéticas que comprende el conjunto de imanes de la segunda realización; la Figura 31 es una vista en alzado frontal de las tres bobinas electromagnéticas que comprende el conjunto de imanes de la segunda realización; la Figura 32 es una vista en alzado del lado derecho de las tres bobinas electromagnéticas que comprende el conjunto de imanes de la segunda realización; la Figura 33 es una vista de la sección recta de dos de las bobinas electromagnéticas tomada alo largo de la línea 33-33 en la Figura 31; la Figura 34 es una vista isométrica de una tercera realización de un sistema de navegación magnético realizado de acuerdo con los principios de este invento; la Figura 35 es una vista isométrica del sistema de navegación magnético de la tercera realización, con el conjunto de imanes rotado +30º; la Figura 36 es una vista isométrica del sistema de navegación magnético de la tercera realización, con el conjunto de imanes plegado; la Figura 37 es una vista isométrica del sistema de navegación magnético de la tercera realización; la Figura 38 es una vista superior en planta del conjunto de imanes de la tercera realización; la Figura 39 es una vista en alzado frontal del conjunto de imanes de la tercera realización; la Figura 40 es una vista de una sección recta vertical de la tercera realización, tomada a lo largo del plano de la línea 40-40 en la Figura 39; la Figura 41 es una vista en alzado frontal del conjunto de imanes de la tercera realización, con la cubierta quitada; la Figura 42 es una vista de la sección recta del conjunto de imanes de la tercera realización, tomada a lo largo del plano de la línea 42-42 en la Figura 41; la Figura 43 es una vista isométrica de una disposición alternativa del conjunto de imanes de la tercera realización, con una parte rota y quitada para mostrar la posición de uno de los imanes; la Figura 44 es una vista en alzado frontal de la disposición alternativa del conjunto de imanes de la tercera realización; la Figura 45 es una vista de la sección recta vertical del conjunto de imanes de la tercera realización, tomada a lo largo del plano de la línea 45-45 en la Figura 44; la Figura 46 es una vista de la sección recta vertical del conjunto de imanes de la tercera realización; la Figura 47 es una vista isométrica de una cuarta realización de un sistema de navegación magnético de acuerdo con el presente invento; la Figura 48 es una vista en planta desde arriba del sistema de navegación magnético de acuerdo con la cuarta realización; la Figura 49 es una vista en alzado del lado derecho del sistema de navegación magnético de acuerdo con la cuarta realización; la Figura 50 es una vista en alzado frontal del sistema de navegación magnético de acuerdo con la cuarta realización; y la Figura 51 es una vista isométrica de una combinación de un dispositivo de formación de imágenes por resonancia magnética y de un dispositivo de formación de imágenes en dos planos; la Figura 52 es una vista en planta desde arriba de la combinación de un dispositivo de formación de imágenes por resonancia magnética y de un dispositivo de formación de imágenes en dos planos; la Figura 53 es una vista en alzado lateral de la combinación de un dispositivo de formación de imágenes por resonancia magnética y de un dispositivo de formación de imágenes en dos planos; 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la Figura 54 es una vista en alzado del extremo de la combinación de un dispositivo de formación de imágenes por resonancia magnética y de un dispositivo de formación de imágenes en dos planos.

Correspondientes números de referencia indican correspondientes partes a lo largo de las diferentes vistas de los dibujos.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES PREFERIDAS

La primera realización Una primera realización de un sistema quirúrgico magnético de campo magnético abierto del invento realizado de acuerdo con los principios de este invento está indicada como 50 en la Figura 1. El sistema 50 comprende un soporte 52 del paciente, un conjunto de imanes 54 sobre un soporte de imanes móvil 56, y un conjunto 58 de formación de imágenes.

El soporte 52 del paciente comprende preferiblemente una cama alargada 60 montada sobre un pedestal 62. El pie de la cama 60 está orientado hacia el frente del sistema, y la cabeza de la cama está orientada hacia la parte trasera del sistema. La cabeza de la cama 60 es más estrecha que el pie de la cama, de forma que puede ajustarse dentro del conjunto de imanes 54 y alojar los dispositivos de formación de imágenes 58. La cama 60 puede preferiblemente moverse con respecto al pedestal 62 para permitir que el paciente se mueva con relación al conjunto de imanes 54. La cama 60 puede preferiblemente moverse longitudinalmente hacia delante y hacia atrás y verticalmente hacia arriba y hacia abajo, y puede ser rotada con respecto a su eje longitudinal.

El conjunto de imanes 54 comprende un alojamiento 64 que contiene tres imanes 66, 68 y 70. Los imanes 66, 68 y 70 son preferiblemente bobinas electromagnéticas y más preferiblemente bobinas electromagnéticas superconductoras 72, 74 y 76. Como se sabe, dentro del alojamiento 64 están dispuestos unos conductos de energía y enfriamiento apropiados.

Las bobinas magnéticas 72, 74 y 76 están dispuestas para proveer una fuerza magnética dentro de una zona de operación suficiente para mover un dispositivo médico magnético dentro de esa parte de un paciente dentro de la zona de operación. Este dispositivo magnético médico puede ser, por ejemplo, un catéter, un endoscopio, u otro dispositivo médico alargado provisto de un imán en la punta, o una guía provista de un imán en la punta para guiar un dispositivo médico alargado.

Como se aprecia mejor en las Figuras 7-10, la bobina 72 está dispuesta en un plano transversal con su eje 72’ extendiéndose generalmente en dirección longitudinal, paralela al eje del soporte del paciente en esta realización preferida, la bobina 72 tiene un diámetro exterior de 663 mm (26,090 pulgadas), un diámetro interior de 483 mm (19,010 pulgadas), y un espesor de 67 mm (2,620 pulgadas), que transporta hasta 100 amperios a 11,7 kA/cm2. Las bobinas 74 y 76 son similares en su estructura y están preferiblemente orientadas en los planos perpendiculares entre sí que son perpendiculares al plano de la bobina 72. Cada una de las bobinas 74 y 76 tiene un diámetro exterior de 554 mm (21,826 pulgadas) y un diámetro interior de 400 mm (15,750 pulgadas) y tiene un espesor de 72 mm (2,850 pulgadas), transportando hasta 100 amperios a 11,7 kA/cm2. Las caras de las bobinas 74 y 76 están separadas 11,9 pulgadas del eje de la bobina 72, y la cara de dicha bobina 72 está separada 324 mm (12,75 pulgadas) de los ejes 74’ y 76’ de las bobinas 74 y 76. Los bordes de las bobinas 74 y 76 están separados 48 mm (1,88 pulgadas) del eje de la bobina 72, y las bobinas 74 y 76 están separadas 37 mm (1,45 pulgadas) en sus puntas más cercanas. Las dimensiones y separaciones de las bobinas magnéticas se describen a continuación.

Las bobinas magnéticas 72, 74, y 76 está preferiblemente dispuestas en planos perpendiculares entre sí, de forma que los ejes 72’, 74’, y 76’ de las bobinas interseccionan en un punto en el centro de la zona de operación.

El conjunto de imanes 54 está preferiblemente montado en un soporte 56 de imanes móvil con un brazo 78, de forma que dicho conjunto de imanes puede rotar con respecto a un eje longitudinal paralelo al eje longitudinal de la cama 60. El conjunto de imanes puede preferiblemente girar aproximadamente 20º en una u otra dirección. Este movimiento ayuda a evitar el ensombrecimiento del haz de formación de imágenes en ciertas circunstancias. Por supuesto, el conjunto de imanes podría ser montado de forma fija en una orientación diferente de la mostrada en las figuras, por ejemplo debajo del soporte 52 del paciente para facilitar los usos urológicos y GI del sistema.

El soporte 56 de los imanes contiene el suministro de energía y de fluido refrigerante para las bobinas 72, 74, y 76. La energía y el refrigerante son comunicados a las bobinas en el alojamiento 64 a través del brazo 78. Como se muestra en la Figura 3, el soporte 56 de los imanes está montado de forma deslizante sobre las guías de deslizamiento 80 para moverse hacia delante y hacia atrás (acercándose a y alejándose del soporte del paciente). Los topes 82 en las guías de deslizamiento 80 limitan el movimiento hacia delante del soporte 56 de los imanes. Existe una pluralidad de agujeros 84 separados longitudinalmente a lo largo de las guías de deslizamiento 80. El soporte 56 de los imanes tiene unas clavijas de bloqueo (no mostrados) controlados por manijas de bloqueo 86 para enganchar los agujeros 84 y bloquear el imán en unas posiciones situadas de forma precisa. En lugar de, o además de, este mecanismo de bloqueo se puede disponer cualquier otro mecanismo de posicionamiento tal como un

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mecanismo motorizado o servocontrolado. Esto permite que la posición del conjunto de imanes 54 sea controlada automáticamente por medio de un controlador u ordenador externo.

El alojamiento 64 preferiblemente tiene una abertura 88 alineada con la abertura central de la bobina 72, de forma que una parte del soporte del paciente y/o el paciente en él puede extenderse a través del alojamiento de forma que la parte deseada del cuerpo del paciente pueda ser situada dentro de la zona de operación del conjunto 54 del imán.

El conjunto 58 de formación de imágenes comprende al menos un dispositivo de formación de imágenes, y en la realización preferida dos dispositivos 90 y 92 de formación de imágenes, montados en un soporte 100 de brazo en C del brazo en C 94. Tales soportes están hechos, por ejemplo, por General Electric Co. of Syracuse, N.Y. Los dispositivos 90 y 92 de formación de imágenes están preferiblemente dispuestos perpendiculares entre sí para proporcionar una formación de imágenes en dos planos, siendo dichos planos perpendiculares entre sí. Cada uno de los dispositivos 90 y 92 de formación de imágenes comprende una placa 96 de formación de imágenes y una fuente 98 del haz de formación de imágenes. En esta realización preferida las placas 96 de formación de imágenes son unas placas de formación de imágenes de silicio amorfo, conocidas como placas LAST disponibles en Varian, Palo Alto, CA. Estas placas 96 no están afectadas por la presencia de campos magnéticos tales como los producidos por las bobinas magnéticas 70, 72, y 74. Las fuentes 98 del haz de formación de imágenes son preferiblemente fuentes de rayos X. Por supuesto que se podrían usar si se desease algún otro haz de formación de imágenes y una placa de formación de imágenes.

Como se muestra en las Figuras, el brazo en C 94 comprende un soporte 100 en forma de C sobre el que están montadas las fuentes 98 de rayos X de los dispositivos 90 y 92 de formación de imágenes. El soporte 100 de forma en C tiene un bloque en forma de cuña 102 con unas caras perpendiculares 104 y 106 cuyos brazos 108 se extienden, cada uno montando una de las placas de formación de imágenes. Los brazos 108 son huecos y proporcionan un camino protegido para los cables eléctricos de las placas 96 de formación de imágenes. Los brazos 108 están preferiblemente aplicados a los bloques 110 que pueden moverse sobre sus caras respectivas 104 y 106 para permitir el ajuste de las posiciones de las placas 96 de formación de imágenes.

El soporte 100 en forma de C está montado sobre el cuerpo 112, y se mueve alrededor de su circunferencia con relación a él, de forma que el soporte en forma de C gira alrededor de su eje central. El cuerpo 112 está montado de forma que puede rotar en la pata vertical 114 de un soporte 116 generalmente en forma de L. El cuerpo 112 puede rotar con relación al soporte 116 generalmente en forma de L alrededor de un eje generalmente horizontal. La pata horizontal 118 del soporte 116 generalmente en forma de L está montada de forma que puede pivotar en la base 120 del sistema, de forma que el soporte generalmente en forma de L pivota alrededor de un eje generalmente vertical.

El brazo 94 en forma de C permite así que los dispositivos 90 y 92 de formación de imágenes sean hechos rotar alrededor de tres ejes perpendiculares entre sí. Estos ejes preferiblemente interseccionan, y su intersección es preferiblemente en la zona de operación del conjunto de imanes 54, y más preferiblemente su intersección coincide con la de los ejes 72’, 74’, y 76’ de las bobinas magnéticas 72, 74, y 76. Los dispositivos 90 y 92 de formación de imágenes rotan alrededor de un primer eje cuando el soporte 100 en forma de C gira con relación al cuerpo 112 (véase la Figura 6). El soporte 100 en forma de C puede preferiblemente rotar en el sentido de las agujas del reloj y contrario a las agujas del reloj en un intervalo de aproximadamente 90º. Los dispositivos 90 y 92 de formación de imágenes rotan alrededor de un segundo eje generalmente horizontal cuando el cuerpo 112 rota con relación al soporte 116 en forma de L (véase la Figura 4). El cuerpo 112 puede preferiblemente rotar aproximadamente 30º hacia delante y hacia atrás con respecto al soporte 116 en forma de L. Los dispositivos 90 y 92 de formación de imágenes rotan alrededor de un tercer eje generalmente vertical cuando el soporte 116 en forma de L rota con relación a la base 120 (véase la Figura 5). El soporte 116 en forma de L puede preferiblemente rotar aproximadamente 30º hacia delante y hacia atrás con respecto a la base 120.

Como se muestra mejor en la Figura 2A, el aparato de formación de imágenes proporciona unas imágenes en dos planos de la parte de cuerpo del paciente dentro de la zona de operación del conjunto de imanes 54. Los brazos de soporte 108 están configurados para no interferir con el paciente y la cabeza de la cama, y para soportar las placas 96 de formación de imágenes en el espacio entre la zona de operación y las bobinas magnéticas 72, 74, y 76 del conjunto de imanes 54 mientras que mantienen las placas de formación de imágenes alineadas con sus respectivas fuentes 98 del haz de formación de imágenes. Los dispositivos 90 y 92 de formación de imágenes pueden ser movidos alrededor de la zona de operación para dar cabida al movimiento del conjunto de imanes 54 y para proporcionar las vistas más ventajosas de la zona de operación, de forma que el cirujano pueda ver la navegación del dispositivo médico magnético.

Las bobinas magnéticas 72, 74, y 76 proporcionan un campo magnético controlable dentro de esa parte de un paciente en de la zona de operación del conjunto de imanes 54. Las bobinas 72, 74, y 76 proporcionan un campo magnético de al menos aproximadamente 0,1 Tesla, y en la realización preferida al menos aproximadamente 0,3 Tesla. Los dispositivos 90 y 92 de formación de imágenes proporcionan unas imágenes en dos planos de la zona de operación. La placa 96 de formación de imágenes y la fuente 98 del haz de formación de imágenes están situadas

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en lados opuestos de la zona de operación, con las placas de formación de imágenes dispuestas entre la zona de operación y las bobinas magnéticas 72, 74, y 76.

La Figura 11 es una representación parcial del aparato mostrado en las Figuras 1-5, con partes omitidas para mostrar las relaciones operativas entre las bobinas electromagnéticas 72, 74, 76, los tubos 98 de formación de imágenes, los soportes 108 de la placa de formación de imágenes, y las placas 96 de formación de imágenes. También se ha mostrado el pasaje 88 a través del cual un médico tiene acceso a la zona de operación R en la que el procedimiento tiene lugar en el paciente P. Como se ha explicado antes, el pasaje 88 permite que partes del paciente se extiendan a través del conjunto de imanes con el fin de llevar las partes seleccionadas del paciente a la zona de operación. Aunque la Figura 11 no está dibujada a escala, una comparación de la Figura 11 muestra esa parte arqueada 100, en la que los dispositivos 90 y 92 de formación de imágenes están mecánicamente acoplados, puede reorientar esos aparatos mecánicamente acoplados alrededor de los diversos ejes con tres grados de libertad para proporcionar unas vistas diferentes médicamente útiles de la zona de operación R dentro del paciente P.

Dimensionamiento y colocación de las bobinas electromagnéticas El método por el cual el tamaño y situación de las bobinas puede ser seleccionado es el siguiente: Se ha de entender que el uso del mismo método, con diferentes compromisos o suposiciones iniciales, puede dar lugar a un sistema que tenga bobinas de tamaños y situaciones en algún modo diferentes, aunque no obstante sin salirse de los principios de este invento.

De acuerdo con la Ley de Biot-Savart es posible calcular el campo magnético en cualquier sitio para una bobina que tenga una forma, tamaño, y un número total de amperios-vuelta dados. Para llegar a la combinación particular de tamaño y situación descritos antes los inventores partieron de la suposición de que tres bobinas serían el mejor compromiso entre ser demasiado grande y demasiado cerca para proporcionar un volumen de exclusión interno necesario para el equipo y los haces de formación de imágenes, a la vez que no es demasiado débil para proporcionar la potencia necesaria en una zona de operación dada o el espacio para el procedimiento dentro del paciente. Las tres alternativas de bobina es el resultado de la experiencia con seis sistemas de bobinas, y, de acuerdo con el invento, da mucha más libertad a los médicos y para la formación de imágenes.

Los inventores también han intentado que la bobina del eje del cuerpo (bobina 72 en la primera realización) sea mayor y que tuviera un espacio interior abierto lo suficientemente grande para la cabeza del paciente, con un espacio para tubos, etc. de forma que el pecho del paciente pueda colocarse dentro de la zona de operación. También lo más conveniente y económico con fines de fabricación y para calcular las corrientes de operación hacer que las tres bobinas sean ortogonales, y para que las dos bobinas transversales lo sean igualmente. Se podrían calcular otras disposiciones no ortogonales, pero darían lugar a unos diseños estructurales menos eficientes.

Estos requerimientos cualitativos imponen el tamaño y forma aproximados de las tres bobinas. Si las bobinas son muy grandes, proporcionarían una gran libertad a los dispositivos de formación de imágenes y para el cirujano, pero la bobina sería pesada, cara y tendría unos tiempos de aumento largos para los cambios de campo. Si las bobinas fueran demasiado pequeñas, interferirían con la situación y el movimiento de las placas 96 de formación de imágenes. Esto es, las bobinas deberían estar lo suficientemente alejadas de un punto de convergencia, la intersección de los tres ejes de las bobinas centrados aproximadamente en la zona de operación, para que un par de placas ortogonales de formación de imágenes pudieran moverse alrededor de la parte del paciente en la zona de operación, y no tocar las bobinas, ni hacerse sombra entre sí los haces de rayos X de formación de imágenes. Los detalles dimensionales del equipo y haces de formación de imágenes, de los tamaños y formas de las bobinas de prueba, del paciente y la cama, etc. se introducen en un programa CAD tridimensional para las determinaciones interactivas del campo magnético que provocan la toma de decisiones.

Además de esto, las bobinas deben ser lo suficientemente grandes individualmente, de modo que sus líneas de campo cercanas no se curven fuertemente en la zona de operación, la cual está centrada cerca de la intersección de sus ejes. De otro modo, es difícil obtener las potencias de campo necesarias a las distancias requeridas de las bobinas para ciertas direcciones del campo.

Mediante el establecimiento de un modelo informático iterativo en conjunción con los dibujos CAD se consigue una determinación exacta de los tamaños de las bobinas y de los lugares. En un ordenador se elige un primer tamaño de prueba para las tres bobinas del conjunto, y se calculan los campos en diversos ángulos y distancias de la bobina, suponiendo una densidad de corriente (por ejemplo, 14.000 Amperios/cm2) que es adecuada para las bobinas superconductoras de estas potencias. A partir de esta elección se dibujan a escala las líneas de campo y líneas de igual potencia de campo en corriente a plena carga para una bobina (por ejemplo, la bobina axial, 72 en la primera realización) en un dibujo CAD del sistema con la situación de la bobina supuesta y con el paciente y el equipo de formación de imágenes en posición.

La Figura 12 es una ilustración de tal dibujo CAD. Se muestra la zona de operación R dentro de un paciente, tales como las líneas del campo magnético f generadas por la bobina 72. Se muestran también las líneas F que representan los contornos de la potencia del campo magnético. También se han representado los lugares de las placas 96 de formación de imágenes. La bobina axial (72 en la primera realización) también se ha mostrado en la

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Figura 12, aunque no se ha representado su campo magnético. (La orientación de la bobina 74 mostrada en la Figura 12 no es la misma que la mostrada en la Figura 1 y en las otras figuras). En la Figura 12 también se han representado los ejes 72’ y 74’ de las bobinas 72 y 74, respectivamente.

Dado un requerimiento de potencia de campo objetivo, por ejemplo 0,3 Tesla, se puede determinar, a partir del establecimiento de modelo informático iterativo o de cualquier otro método, si cada una de las bobinas tiene una potencia suficiente para cubrir, o casi cubrir, la zona de operación cuando se combinan de una forma apropiada. Si las bobinas son demasiado potentes, el tiempo de aumento y el peso serán también demasiado grandes, y su sección recta puede ser reducida.

Cada bobina suministra la mayor parte de la potencia de campo para la dirección a lo largo de su eje. La exigencia general de una curvatura pequeña de las líneas de campo lleva al hecho de que las bobinas actúan predominantemente de forma independiente para cada eje. Esto es, las bobinas ortogonales no contribuyen a la creación de un componente de campo significativo operativamente a lo largo de la dirección del eje de las otras bobinas en la zona de operación. Y las líneas curvadas fallan en cuanto a la consecución de una potencia suficiente a lo largo de los planos bisectores entre las bobinas. El campo total en cualquier sitio en la zona de operación, y en cualquier ángulo requerido será por lo tanto, para los fines de una cirugía magnéticamente asistida, la suma de los campos individuales de cada una de las tres bobinas. Mientras que este modelo de “vector suma” que supone unas líneas de campo rectas es sólo correcto de forma aproximada, un ordenador puede realizar unos cálculos precisos y detallados de los campos totales del sistema con cualquier conjunto de flujos de corriente dados. Una determinación final del cumplimiento de las exigencias del campo en la zona de operación implica solamente unos pequeños cambios a partir de las pruebas que se han descrito. La determinación final de los tamaños de la bobina y sus posiciones, sujetos a las consideraciones finales antes expuestas, utiliza un programa de ordenador para calcular los campos magnéticos y los tiempos de aumento resultantes como se expone a continuación.

La zona de operación puede ser descompuesta en pequeños segmentos o “nodos”, por ejemplo, de aproximadamente 20 a lo largo de cada lado, de forma de que una zona de operación de forma cúbica tendría aproximadamente 8.000 nodos. Para aproximadamente 20 direcciones aleatorias en cada nodo el ordenador calcula los tres flujos de corriente necesarios para proporcionar la potencia de campo magnético requerida en cada dirección, si el punto de operación estuviera en el centro de ese nodo. En consecuencia, se realiza un total de 20 x

8.000 cálculos para proporcionar este muestreo de la zona de operación total. (Solamente se necesitan dos ángulos para especificar cualquier dirección en el espacio, por ejemplo un ángulo polar y un ángulo azimutal). Por lo tanto, en cada cálculo hay solamente tres flujos de corriente desconocidos, y la potencia y la dirección del campo magnético constituyen tres incógnitas, de forma que el cálculo es una sencilla solución matricial. La información sobre tales cálculos matriciales está proporcionada en la Solicitud de Patente Serie Nº 08/920.446, presentada el 29 de agosto de 1997, en “Método y aparato para el control magnético de la dirección del movimiento de un catéter empujado mecánicamente”, US 6.015.414.

Utilizando estos cálculos es a menudo importante para el médico en una aplicación particular ser capaz de hacer uso de una manifestación estadística sobre la distribución de los flujos de corriente de las bobinas, y en consecuencia, el tiempo de aumento. Con el fin de determinar el tiempo necesario de aumento, se elige la corriente máxima de cada conjunto en una secuencia de giros en la navegación hacia un objetivo, y se usa un modelo de las necesidades de aumento. En una aplicación la secuencia esencial de aumento tiene los pasos siguientes: (1) determinación de la dirección de campo previa en la situación del objeto magnético, (2) determinación de la nueva dirección deseada y el ángulo del cambio, (3) uso del conocimiento del campo necesario para hacer un giro de esta magnitud, fijación de la nueva dirección y magnitud del campo, (4) ejecución del nuevo aumento, y (5) tras la terminación del aumento y el giro, la disminución de la corriente.

Cada una de estas secuencias de cinco pasos puede ser evaluada en cuanto al tiempo total de aumento y disminución. El ordenador puede hacer las estimaciones de cada uno de los 160.000 casos antes mencionados, y realizar dibujos de la probabilidad general de distribución de los tiempos de aumento, o puede dibujar las probabilidades desechadas para los giros 0º-10º, 10º-20º, etc. Tales dibujos pueden informar al cirujano sobre el tiempo necesario para un ángulo dado de giro. Y, con una presentación visual intuitiva, tal como una de tipo termómetro en una pantalla, el cirujano puede decidir rápidamente si es necesaria o útil la asistencia magnética en cualquier giro dado, lo que aumenta la eficiencia y la efectividad del procedimiento general.

Cuando se ha determinado el compromiso óptimo de tamaño de bobina, lugar y potencia de la bobina, se han cumplido las dimensiones y requerimientos magnéticos, el diseño marcha hacia una fase de éxito. A partir de la aplicación mecánica de la ley de Biot-Savart es posible calcular las tensiones en cada bobina debidas a la interacción de flujos de corriente en ella y en las otras bobinas. Libros de texto (por ejemplo, Fundamentos de teoría electromagnética, Reitz, Milford, and Crysty, 3ª edición, página 166) dan ecuaciones que pueden ser usadas para calcular la fuerza de interacción diferencial del vector d2F entre una longitud diferencial de una primera bobina, dl1, que transporta la corriente I1, y una longitud diferencial de una segunda bobina, dl2, que transporta la corriente I1. Éstas pueden ser integradas o sumadas de forma aproximada. Por ejemplo, en el último caso podrían escogerse ángulos subtendidos de 10 grados para cada bobina y sumarse el vector de interacciones apropiado. Sería útil en tal caso encontrar la fuerza total dF en cada segmento que subtiende 10 grados de la primera bobina de los 360 grados

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totales de cada una de las otras dos bobinas (la segunda bobina y una tercera bobina). Este procedimiento completo es capaz de manejar cualquier sección recta dada de estas bobinas circulares cuando se usan en un programa de elementos finitos típico tal como el “Maxwell EM” de Ansoft Corporation de Pittsburgh, PA.

A continuación los tres componentes de dF se introducen en un programa de análisis de elementos finitos “FEA” que trata de tensiones y fuerzas, por ejemplo “pro/MECHANICA”, Parametric Technology Corp., Waltham MA, que puede ser usado por un experto en la técnica en cualquier estructura introducida que soporta las tres bobinas. Una fuerza de bobina individual es transmitida desde su alrededor, un “carrete”, a la estructura soporte. En una sencilla pero no preferida realización tres placas están soldadas conjuntamente, soportando cada una de ellas una de las bobinas en el lugar apropiado. Los resultados del cálculo son a menudo dibujados como gráficos coloreados, en los que las zonas de tensiones diferentes en la estructura soporte (que responden a las fuerzas magnéticas) se muestran en color diferente. Además, el programa puede determinar las desviaciones sumando la desviación de la reacción a las tensiones en los elementos individual de las estructuras. A continuación el diseñador prueba diferentes postes de soporte que pueden atenuar las excesivas tensiones o desviaciones en el diseño de ensayo primero, más sencillo. Mediante un proceso iterativo, y la experiencia normal en el diseño mecánico, el diseñador llega a formas de diseño y/o detalles de la estructura que minimizan el peso total de la estructura, a la vez que no muestra tensiones y desviaciones excesivas.

Además del soporte y la potencia estructurales, el sistema de montaje de las bobinas en sistemas superconductores debe considerar los materiales criogénicos y la transferencia de calor y criógenos. Los expertos en la técnica disponen de métodos y programas para calcular la transferencia de calor. También tienen métodos para disponer de forma más eficiente el aislamiento, los espacios vacíos, las pantallas de calor intermedias, y los conductos para la transferencia del criógeno líquido, así como la salida del gas frío, si el sistema no dispone de recondensación y recirculación.

Varios sistemas criogénicos generales son adecuados en la práctica común para la puesta en marcha de este invento. Tal sistema simplemente usa helio líquido para refrigerar las bobinas superconductoras. El helio líquido se evapora y sale como un gas. Este sistema emplea usualmente una pantalla Kelvin de 77º unida a un depósito de nitrógeno líquido. Otro método usa un refrigerador criogénico que enfría un objeto hasta aproximadamente los 4,5º Kelvin necesarios para mantener los cables superconductores en el estado superconductor. Este refrigerador criogénico puede estar unido sólidamente al carrete de la bobina o puede, para más flexibilidad, ser acoplado con helio líquido, el cual puede estar totalmente cerrado o puede necesitar un relleno ocasional. Un refrigerante criogénico puede ser usado para enfriar una pantalla para promediar las temperaturas. El refrigerante criogénico puede ser unido sólidamente a la pantalla, o con una conexión de gas, tal como un neón líquido. Los refrigeradores criogénicos han sido diseñados para tener dos o más etapas para suministrar más calor retirando energía en las temperaturas intermedias, más altas, y para una velocidad de refrigeración inferior en las temperaturas del helio líquido. La selección de qué sistema usar depende tanto de las características económicas como de las técnicas debido a que los refrigeradores criogénicos actualmente son relativamente caros. Aunque el helio líquido también es caro, el espacio y el peso son unos factores importantes. Por lo tanto, pueden preferirse los sistemas de recirculación, los cuales pueden ser menores y más ligeros.

Como es conocido, las bobinas pueden tener una división o una disposición en dos piezas para alojar mejor la contracción térmica tras el enfriamiento, y para facilitar el líquido refrigerante.

La segunda realización Una segunda realización de un sistema quirúrgico magnético de campo abierto ingenioso realizado de acuerdo con los principios de este invento está indicada generalmente como 200 en las Figuras 13-24. El sistema 200 es similar en su estructura al sistema 50, y comprende un soporte 202 del paciente, un conjunto 204 de imanes sobre un soporte móvil 206 de imanes, y un conjunto 208 de formación de imágenes.

El soporte 202 del paciente comprende preferiblemente una cama alargada 210 montada sobre un pedestal 212. El pie de la cama 210 está orientado hacia el frente del sistema y la cabeza de la cama está orientada hacia la parte trasera del sistema. La cabeza de la cama 210 es más estrecha que el pie de la cama de forma que puede encajar dentro del conjunto 204 de imanes y alojar los dispositivos de formación de imágenes del conjunto 208 de formación de imágenes. La cama 210 es preferiblemente móvil con respecto al pedestal 212 para permitir que el paciente se mueva con respecto al conjunto de imanes. La cama puede ser movida hacia dentro y hacia fuera del sistema; subida y bajada, y rotada alrededor de su eje longitudinal. Se pueden disponer otros movimientos para facilitar la colocación del paciente con respecto al espacio de operación del conjunto de imanes.

El conjunto de imanes 204 comprende un alojamiento 214 que contiene tres imanes 216, 218, y 220. Los imanes 216, 218, y 220 son preferiblemente bobinas electromagnéticas, y más preferiblemente unas bobinas electromagnéticas superconductoras 222, 224, y 226. El alojamiento 214 incluye una camisa exterior 228 que contiene el aparato apropiado de energía y refrigeración para hacer funcionar las bobinas superconductoras.

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Las bobinas 222, 224, y 226 están dispuestas para proporcionar una fuerza magnética dentro del espacio de operación suficiente para mover un dispositivo médico magnético dentro de la parte de un paciente que está dentro de una zona de operación.

Como se muestra mejor en las Figuras 29-33, las bobinas magnéticas 222, 224 y 226 están preferiblemente dispuestas en tres planos perpendiculares entre sí, de forma que los ejes de las tres bobinas interseccionan generalmente en el centro de la zona de operación. La bobina 222 está dispuesta en un plano transversal con su eje extendiéndose generalmente en la dirección longitudinal, paralela al eje longitudinal del soporte 202 del paciente. La bobina 222 está enrollada alrededor de un carrete 230 que está fijado a una placa 232. En esta realización preferida la bobina 222 tiene un diámetro exterior 716 mm (28,2 pulgadas), un diámetro interior de 535 mm (21,06 pulgadas), y tiene un espesor de 114 mm (4,47 pulgadas).

Las bobinas 224 y 226 son similares en su estructura y están preferiblemente orientadas en unos planos perpendiculares entre sí que son perpendiculares al plano de la bobina 222. Cada una de las bobinas 224 y 226 tiene un diámetro exterior de 673 mm (26,48 pulgadas), un diámetro interior de 514 mm (20,23 pulgadas) y su espesor es de 145 mm (5,69 pulgadas). Las caras de las bobinas 224 y 226 están separadas 351 mm (13,81 pulgadas) del eje de la bobina 222, y la cara de la bobina 222 está separada 350 mm (13,78 pulgadas) de los ejes de las bobinas 224 y 226. La bobina 224 está enrollada alrededor de un carrete 234 que está fijado a la placa 236. La bobina 226 está enrollada alrededor de un carrete 238 que está fijado a la placa 240. Las placas 232, 236 y 240 están fijadas conjuntamente para formar una estructura autoportante capaz de resistir las fuerzas generadas por los campos magnéticos de las bobinas. El alojamiento 214 preferiblemente tiene una abertura 242 en él alineada con la abertura central en la bobina 222, de forma que una parte del soporte del paciente y/o el paciente puedan extenderse a través de él para llevar la parte deseada del paciente dentro de la zona de operación del conjunto 204 de imanes.

El alojamiento 214 está preferiblemente montado sobre una columna de soporte 244, que en esta segunda realización forma el soporte 206 de los imanes. El alojamiento 214 preferiblemente puede pivotar con respecto a la columna de soporte 244 alrededor de un eje horizontal longitudinal (de la parte frontal a la trasera). El alojamiento 214 puede preferiblemente pivotar 20º desde el centro (véase la Figura 24) hacia la izquierda (véase la Figura 21A) y hacia la derecha (véase la Figura 23). El fondo de la columna de soporte 244 está montado de forma deslizante en las guías de deslizamiento 246 en la base 248 del sistema 200. De este modo la columna de soporte 244 (y el alojamiento 214) pueden ser retirados hacia delante (hacia delante del soporte 202 del paciente) y hacia atrás (separándose del soporte del paciente).

El conjunto 208 de formación de imágenes es idéntico en estructura al conjunto 58 de formación de imágenes (mostrado mejor en la Figura 2A), y las partes correspondientes están identificadas con los números de referencia correspondientes. Los dispositivos 90 y 92 de formación de imágenes pueden ser pivotados alrededor de un eje horizontal transversal cuando el cuerpo 112 se inclina hacia atrás (Figura 21A) y hacia delante (Figura 21B) con respecto a la pata vertical 114 del soporte 116 generalmente en forma de L. El cuerpo 112 puede pivotar aproximadamente 30º hacia atrás y hacia delante. Los dispositivos 90 y 92 de formación de imágenes pueden ser pivotados alrededor de un eje generalmente vertical cuando la pata horizontal 118 del soporte 116 pivota hacia atrás (Figura 22A) y hacia delante (Figura 22B). El soporte 116 en forma de L puede pivotar aproximadamente 30º hacia atrás y hacia delante. Los dispositivos 90 y 92 de formación de imágenes pueden ser rotados alrededor de un tercer eje cuando el soporte 100 rota con relación al cuerpo 112 en el sentido de las agujas del reloj (Figura 23) y en sentido contrario al de las agujas del reloj (Figura 19). El soporte 100 en forma de C puede rotar 90º con respecto al cuerpo 112.

Los dispositivos 90 y 92 de formación de imágenes proporcionan una formación de imágenes en dos planos de la parte de un cuerpo de un paciente dentro de la zona de operación del conjunto de imanes 204. Los brazos 108 del soporte están configurados para no interferir con el paciente y la cabeza de la cama, y para soportar las placas 96 de formación de imágenes en el espacio entre el volumen de operación y las bobinas magnéticas 222, 224 y 226 del conjunto de imanes 204, mientras que mantienen las placas 96 de formación de imágenes alineadas con sus respectivas fuentes 98 del haz de formación de imágenes. Los dispositivos 90 y 92 de formación de imágenes pueden ser movidos alrededor de la zona de operación para dar cabida al movimiento del conjunto de imanes 204 y para proporcionar las vistas más ventajosas de la zona de operación, de forma que el cirujano pueda ver la navegación del dispositivo médico.

La tercera realización En las Figuras 34-36 se indica generalmente como 300 una tercera realización de un sistema quirúrgico de campo magnético abierto realizado de acuerdo con los principios de este invento. El sistema 300 es similar en estructura a los sistemas 50 y 200, y comprende un soporte 302 del paciente, un conjunto de imanes 304 sobre un soporte móvil 306 de los imanes, y un conjunto 308 de formación de imágenes.

El soporte 302 del paciente comprende preferiblemente una cama alargada 310 montada sobre un pedestal 312. El pie 310 de la cama está orientado hacia el frente del sistema, y la cabeza de la cama está orientada hacia la parte trasera del sistema. La cabeza de la cama 310 es más estrecha que el pie de la cama, de forma que puede encajar

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dentro del conjunto de imanes 304 y alojar los dispositivos de formación de imágenes del conjunto 308 de formación de imágenes. La cama 310 es preferiblemente móvil con respecto al pedestal 312 para permitir que el paciente sea movido con respecto al conjunto de imanes. La cama puede ser movida hacia dentro y hacia fuera del sistema; subida y bajada, y rotada alrededor de su eje longitudinal. Se pueden disponer otros movimientos para facilitar la colocación del paciente con respecto al volumen de operación del conjunto de imanes.

El conjunto de imanes 304 comprende un alojamiento generalmente semiesférico 314 que contiene tres imanes 316, 318 y 320. Dichos imanes 316, 318 y 320 son preferiblemente bobinas magnéticas, y más preferiblemente bobinas electromagnéticas superconductoras 322, 324 y 326. El alojamiento 314 contiene el aparato apropiado de energía y refrigeración para operar las bobinas superconductoras.

Las bobinas magnéticas 322, 324 y 326 están dimensionadas y dispuestas para proporcionar una fuerza magnética dentro de una zona de operación suficiente para mover un dispositivo médico magnético dentro de la parte de un paciente dentro de la zona de operación.

Como se muestra mejor en las Figuras 41 y 42, las bobinas 322, 324 y 326 están preferiblemente dispuestas en tres planos perpendiculares entre sí de forma que los ejes de las tres bobinas interseccionan generalmente en el centro de la zona de operación. La bobina 322 está dispuesta de forma que está normalmente en un plano transversal vertical, con su eje extendiéndose generalmente en dirección longitudinal, paralela al eje longitudinal del soporte 302 del paciente. En esta tercera realización preferida la bobina 322 tiene un diámetro exterior de 663 mm (26,09 pulgadas), un diámetro interior de 483 mm (19,01 pulgadas), y un espesor de 67 mm (2,62 pulgadas).

Las bobinas 324 y 326 son similares en su estructura y están preferiblemente orientadas en unos planos perpendiculares entre sí que son perpendiculares al plano de la bobina 322. Cada una de las bobinas 324 y 326 tiene un diámetro exterior de 554 mm (21,83 pulgadas), un diámetro interior de 400 mm (15,75 pulgadas) y un espesor de 72 mm (2,85 pulgadas). Las caras de las bobinas 324 y 326 están separadas 302 mm (11,9 pulgadas) del eje de la bobina 322, y la cara de dicha bobina 322 está separada 324 mm (12,75 pulgadas) de los ejes de las bobinas 324 y 326.

El alojamiento 314 preferiblemente tiene una abertura 328 alineada con la abertura central de la bobina 322, de forma que una parte del soporte del paciente y/o del paciente puede extenderse a través de él para colocar la parte deseada del cuerpo del paciente dentro del volumen de operación.

Una estructura alternativa del conjunto de imanes de esta tercera realización está indicada generalmente como 304’ en las Figuras 43-46. El conjunto de imanes 304’ comprende un alojamiento generalmente semiesférico 314’. Dicho alojamiento tiene un conjunto 315 de montaje de la cabeza en frío para conectar el conjunto de imanes 304 a un sistema de refrigeración. Dentro del alojamiento 314’ están los tres imanes 322’, 324’, y 326’. Las bobinas 322’, 324’ y 326’ están preferiblemente dispuestas en tres planos perpendiculares entre sí, de forma que los ejes de las tres bobinas interseccionan generalmente en el centro de la zona de operación. La bobina 322’ está dispuesta de forma que está normalmente en un plano transversal vertical, con su eje extendiéndose generalmente en dirección longitudinal, paralela al eje longitudinal del soporte 302 del paciente. En esta tercera realización la bobina 322’ tiene un diámetro exterior de 615 mm (24,22 pulgadas), un diámetro interior de 442 mm (17,4 pulgadas), y un espesor de 67 mm (2,62 pulgadas).

Las bobinas 324’ y 326’ son similares en su estructura y están preferiblemente orientadas en unos planos perpendiculares entre sí que son perpendiculares al plano de la bobina 322’. Cada una de las bobinas 324’ y 326’ tiene un diámetro exterior de 573 mm (22,56 pulgadas), un diámetro interior de 410 mm (16,14 pulgadas) y un espesor de 77 mm (3,05 pulgadas). Las caras de las bobinas 324’ y 326’ están separadas 11,94 pulgadas del eje de la bobina 322’, y la cara de dicha bobina 322’ está separada 325 mm (12,81 pulgadas) de los ejes de las bobinas 324’ y 326’.

El alojamiento 314’ preferiblemente tiene en él una abertura 328’ alineada con la abertura central de la bobina 322’, de forma que una parte del soporte del paciente y/o del paciente puede extenderse a través de él para colocar la parte deseada del cuerpo del paciente dentro del volumen de operación.

El alojamiento 314 tiene unos muñones 330 y 332 que sobresalen al exterior. Dichos muñones 330 y 332 están conectados a una banda 334 que está montada sobre un soporte 336 en forma de “J” invertida. El alojamiento 314 está suspendido de la banda 334 y del soporte 336, de forma que el eje del alojamiento generalmente semiesférico 314 se extiende formando un ángulo con respecto a la vertical y a la horizontal, de forma que el alojamiento mira generalmente hacia abajo. El eje preferiblemente forma un ángulo de aproximadamente 45º con respecto a la horizontal. El soporte 336 está montado en una plataforma 338 que está montada de forma deslizante en las guías de deslizamiento 340 en la base 342. De este modo el soporte 336 (y el alojamiento 314) puede ser movido hacia delante (hacia el soporte del paciente como se muestra en la Figura 35) y hacia atrás (separándose del soporte del paciente como se muestra en la Figura 36). El soporte 336 tiene un fondo circular 344 que puede deslizar con relación a la plataforma 338, de forma que el alojamiento 314 pivote preferiblemente alrededor de un eje vertical que

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se extiende a través del punto de una intersección de los ejes de las tres bobinas magnéticas 322, 324 y 326. En esta tercera realización preferida el alojamiento 314 puede pivotar 30º hacia cada lado.

El conjunto 308 de formación de imágenes es idéntico al conjunto 208 de formación de imágenes de la segunda realización, y el conjunto 58 de formación de imágenes de la primera realización, y las correspondientes piezas se identifican mediante los correspondientes números de referencia.

Los dispositivos 90 y 92 de formación de imágenes pueden pivotar alrededor de un eje transversal horizontal cuando el cuerpo 112 se inclina hacia atrás y hacia delante con respecto a la pata vertical 114 del soporte 116 generalmente en forma de L. El cuerpo 112 puede pivotar aproximadamente 30º hacia atrás y hacia delante. Los dispositivos 90 y 92 de formación de imágenes pueden pivotar alrededor de un eje generalmente vertical cuando la pata horizontal 118 del soporte 116 generalmente en forma de L 116 pivota hacia atrás y hacia delante. El soporte 116 en forma de L puede pivotar aproximadamente 30º hacia atrás y hacia delante. Los dispositivos 90 y 92 de formación de imágenes pueden rotar alrededor de un tercer eje cuando el soporte 100 rota con relación al cuerpo 112 en el sentido de las agujas del reloj y en el sentido contrario al de las agujas del reloj. El soporte 100 en forma de C puede rotar 90º con respecto al cuerpo 112.

La cuarta realización En las Figuras 47-50 se indica como 400 generalmente una cuarta realización de un sistema quirúrgico de campo magnético abierto realizado de acuerdo con los principios de este invento. El sistema 400 comprende un soporte 402 del paciente, un conjunto de imanes 404, y un conjunto 406 de formación de imágenes.

El soporte 402 del paciente comprende preferiblemente una cama alargada 410 montada sobre un pedestal 412. El pie 410 de la cama está orientado hacia el frente del sistema, y la cabeza de la cama está orientada hacia la parte trasera del sistema. La cabeza de la cama 410 es más estrecha que el pie de la cama, de forma que puede encajar dentro del conjunto 404 de imanes y alojar los dispositivos de formación de imágenes del conjunto 406 de formación de imágenes. La cama 410 es preferiblemente móvil con respecto al pedestal 412 para permitir que el paciente sea movido con respecto al conjunto de imanes. La cama puede ser movida hacia dentro y fuera del sistema; subida y bajada, y rotada alrededor de su eje longitudinal. Se pueden disponer otros movimientos para facilitar la colocación del paciente con respecto al espacio de operación del conjunto de imanes.

El conjunto de imanes 404 comprende una pluralidad (cuatro en esta realización preferida cuarta) bobinas magnéticas 414 dispuestas sobre el soporte plano 416, sobre una base 418. Las bobinas magnéticas 414 tienen la capacidad de generar un campo magnético en una zona de operación de suficiente potencia para la navegación de un material médico magnético en la parte del paciente dentro de la zona de operación. Las bobinas pueden todas tener ejes paralelos, pero esto no es esencial y algunas o todas las bobinas pueden estar orientadas fuera del plano del soporte plano 416.

El conjunto 406 de formación de imágenes comprende un dispositivo compacto CT 420 de formación de imágenes adaptado para proporcionar imágenes CT en tiempo real o casi real de la zona de operación. El dispositivo CT 420 de formación de imágenes tiene una abertura 422 a través de la cual se puede extender una parte del soporte 402 del paciente y/o del paciente para permitir que el cirujano lleve virtualmente cualquier parte del cuerpo del paciente dentro de la zona de operación del conjunto de imanes 404. El dispositivo CT de formación de imágenes es uno que no está significativamente afectado por la proximidad de los imanes 414.

Se debería advertir que el mismo equipo y disposición magnético y de formación de imágenes o uno muy similar podría ser usado para facilitar la navegación parenquimal para procedimientos neuroquirúrgicos en el tejido cerebral tal como para implantar catéteres o introducir tubos en caminos curvos. Véase Werp y otros, “Método de, y aparato para la colocación intraparenquimal de dispositivos médicos”, App. Ser. Nº 08/969.165, (US-A-5.931.818), presentado el 12 de noviembre de 1997; “Aparato para y método de controlar un sistema de bobina electromagnética” App. Ser. Nº 08/682.867, presentado el 8 de julio de 1996; Ritter y otros, “Método de control para un sistema de estereotaxis magnético”, Patente de EEUU Nº 5.654.864, presentado el 5 de agosto de 1997; Howard y otros, “Sistema estereotáctico para la administración del tratamiento”, Patente de EEUU Nº 5.125.888, presentado el 30 de junio de 1992; Howard y otros, “Sistema estereotáctico para la administración del tratamiento”, Patente de EEUU Nº 5.707.335, presentado el 13 de enero de 1998; Howard y otros, “Sistema de lucha contra tumores”, Patente de EEUU Nº 4.869.247, presentada el 26 de septiembre de 1989; Howard y otros, “Sistema estereotáctico para la administración de un tratamiento”, Patente de EEUU Nº 5.779.694, presentado el 14 de julio de 1998; Howard y otros, “Sistema estereotáctico para la administración de un tratamiento”, App. Ser. Nº 09/114.414 (US-A6.216.030), presentada el 13 de julio de 1998; “Método y aparato para controlar magnéticamente el movimiento y dirección de un catéter empujado mecánicamente”, App. Ser. Nº 08.920.446 (US-A-6.013.414), presentada el 29 de agosto de 1997; y Ritter y otros, “Método y aparato para cambiar rápidamente un campo magnético producido por electroimanes”, App. Ser Nº 08/921.298 (US-A-6.128.174), presentado el 29 de agosto de 1997. Aplicaciones adicionales del aparato ingenioso incluyen la introducción de herramientas para biopsia, electrodos para palidotomía,

o estimuladores para otro tratamiento de la enfermedad de Parkinson, y la introducción de un aparato de infusión de medicamentos.

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En las Figuras 51-54 se muestra una combinación de un dispositivo de formación de imágenes de una resonancia magnética y un dispositivo de formación de imágenes en dos planos. La combinación incluye un dispositivo convencional 500 de formación de imágenes de una resonancia magnética y un conjunto 502 de formación de imágenes en dos planos que es preferiblemente idéntico al dispositivo 58 de formación de imágenes mostrado mejor5 en la Figura 2A. Esto permite la formación de imágenes del paciente próximas en el tiempo con el MRI y después con el conjunto de formación de imágenes en dos planos sin tener que llevar al paciente de un sitio a otro para obtener las imágenes. Esto facilita la calibración del MRI y de las imágenes de rayos X en dos planos usadas durante la cirugía magnética. La combinación incluye un soporte 504 del paciente, el cual es de estructura similar al soporte 52 del paciente descrito antes. Esto permite que el paciente sea movido adentro y afuera del MRI 500 y

10 adentro y afuera del conjunto 502 de formación de imágenes en dos planos. La cercana proximidad del MRI 500 y del conjunto 502 de formación de imágenes en dos planos está permitida en parte por el uso de placas de formación de imágenes de silicio amorfo, o de algún otro receptor de formación de imágenes, que sea mínimamente afectado por los campos magnéticos importantes contiguos al MRI 500.

Claims

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REIVINDICACIONES

1.

Un sistema (50) para la navegación de un dispositivo médico magnético; caracterizado por un total de tres bobinas magnéticas (72, 74, 76) a fin de aplicar un campo magnético en una dirección determinada, en donde las tres bobinas magnéticas (72, 74, 76) están configuradas y dispuestas en una carcasa cóncava, siendo el campo magnético de cada dicha bobina magnética (72, 74, 76) efectiva dentro de la zona de operación para orientar el dispositivo médico magnético dentro de esa parte de un paciente situada dentro de una zona de operación del sistema en una dirección seleccionada, por lo tanto dichas bobinas magnéticas (72, 74, 76) conjuntamente son efectivas para orientar de forma controlable el dispositivo médico en cualquier orientación tridimensional dentro sustancialmente de la totalidad de la zona de operación, estando dicha zona de operación colocada de forma que dicha parte del paciente puede ser localizada dentro de la zona de operación sin atravesar ninguna de dichas bobinas magnéticas.
2.

Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que las bobinas están dispuestas en una carcasa de forma generalmente semiesférica.
3.

Un sistema de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la carcasa de forma generalmente semiesférica tiene un diámetro interior mayor de sustancialmente 635 mm y un diámetro exterior menor de sustancialmente 1.270 mm.
4.

Un sistema de acuerdo con las reivindicaciones 2 ó 3, en el que la carcasa está montada para rotar alrededor de un eje vertical.
5.

Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la pluralidad de bobinas magnéticas (72, 74, 76) están generalmente alineadas a lo largo de una pluralidad de ejes oblicuos, estando solamente una sola de dichas bobinas magnéticas (72, 74, 76) alineada a lo largo de uno de dichos ejes, y estando al menos una de dichas bobinas magnéticas (72, 74, 76) alineada a lo largo de dichos otros ejes.
6.

Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores que además comprende un soporte (52) del paciente para soportar un paciente, que tiene una parte destinada a ser colocada dentro de dicha zona de operación, siendo dicho soporte (52) del paciente móvil con respecto a dichos soportes de dichas bobinas magnéticas (72, 74, 76), estando dicho soporte del paciente colocado con respecto a dichas bobinas magnéticas (72, 74, 76), de forma que cuando dicho soporte del paciente es avanzado hacia dichas bobinas magnéticas (72, 74, 76) dicho paciente es movido al interior de dicha zona de operación antes de que dicho paciente atraviese el espacio interior de cualquiera de las bobinas magnéticas (72, 74, 76).
7.

Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 5, que además comprende un soporte (52) del paciente para mover dicho paciente al interior de la zona de operación del sistema, teniendo solamente una de dichas bobinas magnéticas (72, 74, 76) su eje central generalmente alineado con la dirección de movimiento del soporte (52) del paciente, y estando las otras bobinas magnéticas (72, 74, 76) alineadas con una pluralidad de ejes oblicuos que se extienden a través de la zona de operación.
8.

Un sistema de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones, en el que las bobinas magnéticas (72, 74, 76) tienen capacidad para proporcionar un campo magnético en cualquier dirección de al menos sustancialmente 0,1 Tesla en cualquier lugar en una zona de operación de al menos 50,8 mm por 50,8 mm por sustancialmente 50,8 mm.
9.

Un sistema de acuerdo con la reivindicación 8, en el que las bobinas magnéticas (72, 74, 76) tienen una capacidad para proporcionar un campo magnético en cualquier dirección de al menos sustancialmente 0,3 Tesla.
10.

El sistema de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones, en el que la zona de operación tiene un volumen de al menos sustancialmente 127 mm por sustancialmente 127 mm por sustancialmente 127 mm.
11.

El sistema de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones, en el que el centro de la zona de operación está a al menos 152,4 mm de cada una de las bobinas magnéticas (72, 74, 76).
12.

Un sistema de acuerdo con la reivindicación 10, en el que el centro de la zona de operación está entre 304,2 mm y 381 mm de cada una de las bobinas magnéticas (72, 74, 76).
13.

El sistema de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones, en el que las bobinas magnéticas (72, 74, 76) están dispuestas y configuradas de forma que sus ejes interseccionan, y en el que las bobinas (72, 74, 76) están suficientemente separadas del punto de intersección para alojar una esfera centrada en el punto de intersección, con un radio de al menos 304,8 mm.
14.

Un sistema de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones que además comprende un sistema

(58)

de formación de imágenes que comprende al menos una placa (96) de formación de imágenes y una fuente

(98)

de formación de imágenes de rayos X, estando dicho sistema de formación de imágenes montado de forma

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móvil independientemente de las bobinas magnéticas (72, 74, 76), de forma que la placa de formación de imágenes pueda ser movida a unas posiciones entre el paciente y las bobinas magnéticas (72, 74, 76).
15.

Un sistema de acuerdo con la reivindicación 14, en el que las placas (96) de formación de imágenes son unas placas (96) de formación de imágenes de silicio amorfo para proporcionar una protección al sistema de formación de imágenes ante los campos magnéticos fuertes.
16.

Un sistema de acuerdo con la reivindicación 14 ó la reivindicación 15, en el que cada placa (96) de formación de imágenes y su respectiva fuente (98) de rayos X está montada de forma fija una con respecto a la otra.
17.

Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, en el que el sistema de formación de imágenes está montado sobre un soporte móvil alrededor de tres ejes generalmente perpendiculares.
18.

Un sistema de acuerdo con la reivindicación 17, en el que los ejes de las tres bobinas (72, 74, 76) interseccionan, y en el que los tres ejes generalmente perpendiculares de movimiento del soporte se extienden a través del punto de intersección.
19.

Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, que además comprende un dispositivo (58) de formación de imágenes, en el que el dispositivo médico de formación de imágenes comprende al menos una placa (96) de formación de imágenes que puede ser interpuesta entre una de las bobinas magnéticas (72, 74, 76) y la zona de operación.
20.

Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende un dispositivo médico de formación de imágenes que incluye al menos un detector de formación de imágenes de placa de silicio amorfo.
21.

Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada una de dichas bobinas magnéticas (72, 74, 76) comprende además una bobina magnética superconductora (72, 74, 76), estando dichas bobinas (72, 74, 76) generalmente dispuestas a lo largo de los ejes de un sistema de coordenadas ortogonal.
22.

Un sistema de acuerdo con la reivindicación 21, en el que el origen de tal sistema de coordenadas ortogonal está controlado para estar dentro de la zona de operación.
23.

El sistema de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones, excepto con las reivindicaciones 6 y 7 y las reivindicaciones que dependen de ellas, que comprende además un soporte (52) para el paciente, y un soporte móvil para la carcasa, de forma que dicha carcasa pueda ser reorientada alrededor de dicho soporte del paciente y también del paciente.
24.

Un sistema de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones, en el que dichas bobinas magnéticas (72, 74, 76) están colocadas de forma que sus líneas de campo cercanas son sustancialmente rectas dentro de la zona de operación.
25.

Un sistema de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones, en el que las bobinas magnéticas (72, 74, 76) están configuradas para proporcionar un campo magnético regulable hasta al menos sustancialmente 0,3 Tesla en cualquier sitio en la zona de operación.
26.

Un sistema de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones, en el que las tres bobinas son bobinas electromagnéticas (72, 74, 76) configuradas y dispuestas para tener la capacidad de proporcionar un campo magnético de al menos aproximadamente 0,1 Tesla dentro de una zona de operación de al menos sustancialmente 125 mm (5 pulgadas) por sustancialmente 125 mm (5 pulgadas) por sustancialmente 125 mm (5 pulgadas), cuya zona de operación está separada al menos sustancialmente 300 mm (12 pulgadas) de cada una de las bobinas, para orientar selectivamente el dispositivo médico magnético en cualquier sitio dentro de la zona de operación.
27.

Un sistema de acuerdo con la reivindicación 24, en el que las bobinas (72, 74, 76) están dispuestas de forma que sus ejes interseccionan en un punto, y en el que el eje vertical de rotación de la carcasa se extiende a través del punto de intersección de los ejes.
28.

Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende un dispositivo médico de formación de imágenes para proporcionar imágenes de la zona de operación en dos planos perpendiculares.

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