ES2683370T3

ES2683370T3 - Ajuste de brazo en C

Info

Publication number: ES2683370T3
Application number: ES13166970.7T
Authority: ES
Inventors: Arno Blau; Bernd Simon; Lars Metz
Original assignee: Stryker European Holdings I LLC
Current assignee: Stryker European Holdings I LLC
Priority date: 2013-05-08
Filing date: 2013-05-08
Publication date: 2018-09-26
Anticipated expiration: 2033-05-08
Also published as: EP2801320B1; EP2801320A1

Abstract

Un procedimiento para ayudar a ajustar un brazo en C en una dirección visual deseada, comprendiendo el procedimiento las etapas de: recibir una imagen de proyección 2D de una estructura anatómica desde un dispositivo de formación de imágenes basado en brazo en C (200), incluyendo la imagen de proyección 2D una visualización de un cuerpo de referencia (64) que presenta una estructura que permite determinar una orientación 3D del cuerpo de referencia en función de la imagen de proyección 2D, determinar la orientación 3D del cuerpo de referencia en función de la imagen de proyección 2D, determinar un plano que tiene una orientación específica con respecto a la estructura anatómica en función de la orientación 3D del cuerpo de referencia, donde el cuerpo de referencia tiene una relación predeterminada con respecto a la estructura anatómica, determinar un ángulo entre la dirección visual y dicha estructura anatómica.

Description

DESCRIPCION

Ajuste de brazo en C 5 Campo de la invencion

La invencion se refiere al campo de la cirugfa asistida por ordenador. En particular, la invencion se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para ayudar en el ajuste de un brazo en C. El procedimiento puede implementarse como un programa informatico que puede ejecutarse en una unidad de procesamiento del dispositivo.

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Antecedentes de la invencion

En cada cirugfa en la que se usa una formacion de imagenes intraoperatoria, colocar correctamente el brazo en C de un dispositivo de formacion de imagenes supone un desaffo. Esto es, a lo sumo, un procedimiento de 15 posicionamiento iterativo basado en varias imagenes de rayos X. Por tanto, se produce una considerable exposicion a radiacion unicamente con el fin de hallar la mejor posicion del brazo en C. La cantidad de radiacion puede depender en gran medida de los conocimientos y la pericia del tecnico encargado del brazo en C (si estuviera disponible). Para permitir este procedimiento iterativo, algunos modelos de brazo en C ofrecen una caractenstica de haz de laser que aborda este problema, pero sigue siendo un procedimiento iterativo.

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Algunos sistemas pueden proporcionar informacion virtual acerca de la posicion actual de un implante asociado a un hueso. Tambien pueden proporcionar informacion sobre como ajustar la posicion actual de un implante o instrumento para optimizar las etapas de procedimiento actuales. Sin embargo, la disponibilidad de esa informacion depende en gran medida de la visibilidad de las estructuras necesarias en la imagen, como un cuerpo de referencia, 25 una cierta estructura anatomica, un dispositivo apuntador, una grna de broca o similar.

Siempre que al menos una de las estructuras necesarias no sea visible, no puede proporcionarse la informacion virtual. El usuario del brazo en C debe ser consciente de esto y debe corregir por consiguiente la posicion del brazo en C si fuera necesario. Ademas, esto es con gran probabilidad un procedimiento iterativo hasta que se encuentre 30 una posicion adecuada del brazo en C.

El documento DE 103 35 656 A1 describe un procedimiento y un dispositivo para controlar los movimientos de los componentes de un sistema de diagnostico de rayos X. En este caso se genera una pluralidad de imagenes de rayos X de diferentes direcciones de formacion de imagenes y se marcan manualmente puntos en posiciones 35 correspondientes en cada una de las imagenes. Segun estas imagenes marcadas y segun una entrada de datos que representa una direccion de formacion de imagenes deseada, se calcula un movimiento del sistema de formacion de imagenes mediante rayos X, de manera que el sistema pueda proporcionar una imagen basandose en la direccion de formacion de imagenes deseada.

40 Puede considerarse que el documento WO 2012/068679 A1 (CLARON TECHNOLOGY INC, 31 de mayo de 2012) describe un procedimiento que comprende las etapas de: recibir una imagen de proyeccion 2D de una estructura anatomica desde un dispositivo CT, incluyendo la imagen de proyeccion 2D una visualizacion de un cuerpo de referencia que presenta una estructura que permite una determinacion de la orientacion del cuerpo de referencia en funcion de la imagen de proyeccion 2D, determinar la orientacion del cuerpo de referencia en funcion de la imagen 45 de proyeccion 2D, determinar una orientacion espedfica con respecto a la estructura anatomica en funcion de la orientacion del cuerpo de referencia, donde el cuerpo de referencia presenta una relacion predeterminada con respecto a la estructura anatomica; y tambien da a conocer el dispositivo correspondiente.

Resumen de la invencion 50

Puede considerarse un objetivo de la invencion proporcionar un procedimiento y un dispositivo para ayudar con mas eficacia en el ajuste de un brazo en C. Sena muy beneficioso reducir la cantidad de radiacion a la que se expone un paciente y conseguir una manera mas eficaz de cambiar directamente la posicion del brazo en C para o bien optimizar la visibilidad de estructuras en imagenes actuales o bien pasar a una siguiente posicion en funcion de un 55 flujo de trabajo.

Esto se consigue mediante el contenido de cada una de las reivindicaciones independientes. Realizaciones adicionales se describen en las reivindicaciones dependientes respectivas.

60 En general, un procedimiento para ayudar en el ajuste de un brazo en C comprende las etapas de recibir una

imagen de proyeccion 2D de una estructura anatomica desde un dispositivo de formacion de imagenes basado en brazo en C, incluyendo la imagen de proyeccion 2D una visualizacion de un cuerpo de referencia que presenta una estructura que permite una determinacion de la orientacion 3D del cuerpo de referencia con respecto a la estructura anatomica en funcion de la imagen de proyeccion 2D, determinar la orientacion 3D del cuerpo de referencia, 5 determinar una direccion de formacion de imagenes en funcion de la orientacion 3D del cuerpo de referencia, determinar un plano de cuerpo en funcion de la imagen de proyeccion 2D y determinar un angulo entre la direccion visual y el plano de cuerpo.

Segun una realizacion, una imagen de proyeccion 2D se recibe como una base para, finalmente, la determinacion 10 del angulo entre la direccion visual y el plano de cuerpo.

El plano de cuerpo puede ser un plano que es al menos paralelo a un plano sagital, a un plano frontal o a un plano transversal. Suponiendo que una persona esta de pie, «plano transversal» significa un plano horizontal que divide el cuerpo de la persona en una parte superior y una parte inferior. «Plano frontal» significa un plano que divide el 15 cuerpo de una persona en una parte delantera y una parte trasera, y «plano sagital» significa un plano que divide el cuerpo de una persona en una parte derecha y una parte izquierda. Estas denotaciones tambien pueden aplicarse en cada parte del cuerpo, como un brazo, una pierna o la cabeza, independientemente de la orientacion actual con respecto al resto del cuerpo. Incluso si, por ejemplo, la cabeza se gira hacia un lado, el plano sagital de la cabeza divide la cabeza en una parte derecha que incluye el ojo y ofdo derechos, y en una parte izquierda que incluye el ojo 20 y ofdo izquierdos, aunque este plano estana inclinado al menos con respecto al plano sagital del resto del cuerpo.

Segun una realizacion, el plano de cuerpo se determina en funcion de al menos una caractenstica anatomica de la estructura anatomica, en particular en funcion de una caractenstica osea.

25 Tal y como se usa en el presente documento, el termino «caractenstica osea» se refiere a cualquier rasgo de un hueso que pueda ser adecuado para determinar un aspecto geometrico, es decir, un punto, una lmea, un arco, un punto central, un eje, una superficie cilmdrica, una superficie esferica o similar, donde tales aspectos geometricos son particularmente adecuados para la determinacion de un plano de cuerpo. Por ejemplo, un aspecto geometrico del femur puede ser la superficie externa de la cabeza del femur, un eje definido por el cuello entre el cuerpo y la 30 cabeza del femur, un eje longitudinal del cuerpo del femur, el punto mas distal en la superficie del hueso, una lmea definida por los puntos centrales de los condilos, o una lmea definida por los puntos mas posteriores en los condilos. Debe entenderse que los otros huesos proporcionan otros aspectos geometricos adecuados y/o comparables.

En caso de que un implante ya este implantado en un hueso, una caractenstica del implante tambien puede 35 determinarse en lugar de una caractenstica del hueso de manera que la caractenstica del implante puede representar una caractenstica con base en la cual puede determinarse un plano de cuerpo. Por consiguiente, la imagen de proyeccion 2D puede incluir una visualizacion de un implante, donde una caractenstica del implante se determina y se utiliza para determinar un plano de cuerpo.

40 Segun una realizacion, la determinacion del plano de cuerpo puede basarse ademas en datos 3D recibidos desde una base de datos, donde los datos 3D representan una caractenstica anatomica correspondiente. En tales datos 3D pueden ya estar determinados los planos de cuerpo y, por tanto, pueden transferirse a una estructura anatomica visible en la imagen 2D.

45 Segun una realizacion adicional, el plano de cuerpo puede determinarse en funcion de la orientacion 3D del cuerpo de referencia, donde el cuerpo de referencia esta adaptado para colocarse de manera fija y predeterminada con respecto a la estructura anatomica. El cuerpo de referencia puede definir al menos un eje y un punto que define un plano.

50 Tal y como se usa en el presente documento, «de una manera fija y predeterminada» engloba una conexion directa o indirecta de un cuerpo de referencia a una estructura anatomica. El cuerpo de referencia puede estar acoplado directamente a una estructura anatomica, es decir, puede estar en contacto con una superficie externa de una parte corporal de interes. El cuerpo de referencia puede estar acoplado indirectamente a una estructura anatomica, por ejemplo, a traves de un dispositivo apuntador.

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Por otro lado, el cuerpo de referencia puede ser al menos una parte de un implante. Dicho de otro modo, un implante que esta adaptado para fijarse a un hueso puede comprender elementos que pueden identificarse en una imagen del hueso o al menos una seccion del hueso, de manera que un vector y/o un plano puede determinarse en funcion de los elementos identificados. Por ejemplo, los elementos pueden definir puntos de manera que dos elementos 60 pueden definir una lmea o un eje, o los elementos pueden definir un contorno de manera que pueda determinarse un

eje central.

Segun otro ejemplo, el cuerpo de referencia puede estar integrado en un dispositivo apuntador para permitir la insercion de un tomillo de inmovilizacion a traves de un diametro interior en un extremo delantero de un clavo oseo. 5 Por lo tanto, el dispositivo apuntador puede estar adaptado para acoplarse a un extremo delantero del clavo oseo y puede extenderse fuera del cuerpo de un paciente tanto como el clavo oseo se extienda dentro del hueso, de manera que al menos una parte del dispositivo apuntador pueda ser visible en una imagen de la seccion del hueso que incluye el extremo delantero del clavo oseo.

10 Segun una realizacion, el procedimiento puede comprender ademas las etapas de recibir una entrada de datos que representa una direccion visual deseada y de proporcionar informacion para el ajuste del dispositivo de formacion de imagenes basado en brazo en C para conseguir la direccion visual deseada para una imagen subsiguiente. Debe observarse que la direccion visual deseada puede ser una direccion predeterminada por un flujo de trabajo espedfico de un procedimiento de tratamiento quirurgico.

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Por ejemplo, en funcion de una imagen 2D generada con una direccion visual dentro de un plano frontal, puede determinarse una desviacion lateral de una caractenstica visualizada de un implante con respecto a una visualizacion esperada de la caractenstica del implante. En funcion de la desviacion, puede determinarse una curvatura lateral del implante dentro del plano frontal.

20

Segun una realizacion, el procedimiento no comprende ninguna etapa de posicionamiento de un cuerpo de referencia, en la medida que constituye un tratamiento de un cuerpo humano o animal mediante cirugfa.

Segun un aspecto adicional, un dispositivo para ayudar en el ajuste de un brazo en C comprende un cuerpo de 25 referencia que presenta una estructura que permite determinar la orientacion 3D del cuerpo de referencia con respecto a una estructura anatomica segun una imagen de proyeccion 2D, una unidad de recepcion para recibir una imagen de proyeccion 2D de una estructura anatomica junto con un cuerpo de referencia desde un dispositivo de formacion de imagenes basado en brazo en C, una unidad de procesamiento configurada para determinar la orientacion 3D del cuerpo de referencia basandose en la imagen 2D, donde la unidad de procesamiento esta

30 configurada ademas para determinar una direccion de formacion de imagenes en funcion de la orientacion 3D del

cuerpo de referencia, para determinar un plano de cuerpo en funcion de la imagen de proyeccion 2D, y para determinar un angulo entre la direccion visual y el plano de cuerpo.

Debe observarse que la unidad de procesamiento puede realizarse solamente mediante un procesador que lleva a 35 cabo todas las etapas del procedimiento o mediante un grupo o pluralidad de procesadores, por ejemplo un

procesador de sistema para procesar los datos de imagen, un procesador aparte especializado en una

determinacion de aspectos geometricos, y un procesador adicional para controlar un monitor para visualizar resultados.

40 Segun una realizacion, la unidad de procesamiento del dispositivo puede estar adaptada ademas para identificar automaticamente un cuerpo de referencia en una imagen de proyeccion y para determinar una orientacion 3D del cuerpo de referencia.

Segun otra realizacion, el dispositivo puede comprender ademas una unidad de entrada para recibir una entrada que 45 representa una direccion visual deseada. La unidad de entrada puede ser, por ejemplo, un teclado de ordenador, un raton de ordenador o una pantalla tactil, de manera que la unidad de entrada puede estar adaptada para identificar manualmente aspectos geometricos de una estructura anatomica, tal como un hueso, en una imagen. La unidad de entrada puede ser tambien una interfaz electronica para recibir conjuntos de datos que representan un flujo de trabajo de un procedimiento que incluye informacion sobre direcciones visuales.

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El dispositivo puede comprender ademas una unidad de salida para proporcionar datos que representan informacion para un ajuste del dispositivo de formacion de imagenes basado en brazo en C para conseguir la direccion visual deseada. Segun una realizacion, la unidad de salida puede ser un monitor para visualizar la informacion para el ajuste del dispositivo de formacion de imagenes basado en brazo en C. Basandose en esta informacion, un usuario 55 de un brazo en C puede ajustar manualmente la direccion visual o de formacion de imagenes del brazo en C.

Segun una realizacion adicional, el dispositivo puede comprender ademas una unidad de formacion de imagenes para proporcionar datos de imagenes de proyeccion 2D de al menos una seccion de una estructura anatomica. La unidad de formacion de imagenes puede ser una unidad de formacion de imagenes basada en un brazo en C capaz 60 de generar imagenes desde diferentes direcciones. Por consiguiente, la unidad de formacion de imagenes del

dispositivo puede estar adaptada para proporcionar ademas datos de imagenes 3D de al menos una seccion de la estructura anatomica.

Segun un aspecto adicional, se proporciona un software informatico que incluye conjuntos de instrucciones que, 5 cuando se ejecutan en un dispositivo apropiado, hace que el dispositivo lleve a cabo las etapas del procedimiento descrito anteriormente.

Segun una realizacion, el software informatico puede estar configurado para ajustar automaticamente la direccion de formacion de imagenes del dispositivo de formacion de imagenes basado en brazo en C en funcion de los datos 10 proporcionados por el dispositivo de salida.

Un programa informatico correspondiente se carga preferentemente en una memoria de trabajo de un procesador de datos. El procesador de datos o la unidad de procesamiento estan equipados de este modo para llevar a cabo el procedimiento. Ademas, la invencion se refiere a un medio legible por ordenador, tal como un CD-ROM, en el que 15 puede almacenarse el programa informatico. Sin embargo, el programa informatico tambien puede presentarse a traves de una red, tal como la World Wide Web, y puede descargarse en la memoria de trabajo del procesador de datos desde tal red.

Debe observarse que las realizaciones se describen con referencia a diferente contenido. En particular, algunas 20 realizaciones se describen con referencia a reivindicaciones de tipo procedimiento (programa informatico), mientras que otras realizaciones se describen con referencia a reivindicaciones de tipo aparato (sistema). Sin embargo, a un experto en la tecnica le resultara evidente a partir de lo anterior y de la siguiente descripcion que, a menos que figuren otras indicaciones ademas de cualquier combinacion de caractensticas que pertenecen a un tipo de contenido, tambien se considera que en esta solicitud se da a conocer cualquier combinacion entre caractensticas 25 relacionadas con diferentes contenidos.

Los aspectos antes definidos y otros aspectos, caractensticas y ventajas de la presente invencion tambien pueden obtenerse a partir de los ejemplos de las realizaciones que se describiran posteriormente, y se explicaran con referencia a ejemplos de realizaciones tambien mostrados en las figuras, pero con respecto a los cuales no esta 30 limitada la invencion.

Breve descripcion de los dibujos

La Fig. 1 muestra un diagrama de flujo de etapas de una realizacion de un procedimiento.

35 La Fig. 2 muestra un diagrama de flujo de etapas de otra realizacion del procedimiento.

La Fig. 3 muestra una ilustracion esquematica de un sistema.

La Fig. 4 muestra una visualizacion de una seccion distal de un femur generada en una direccion sustancialmente lateral e inclinada.

La Fig. 5 muestra una ilustracion a modo de ejemplo de un femur en una direccion anterior-posterior.

40 La Fig. 6 muestra una ilustracion a modo de ejemplo de un femur en una direccion proximal-distal.

La Fig. 7 ilustra una desviacion de una caractenstica visualizada de un implante con respecto a una visualizacion esperada de la caractenstica del implante.

A lo largo de los dibujos, los mismos numeros y caracteres de referencia, a no ser que se indique lo contrario, se 45 usan para denotar las mismas caractensticas, elementos, componentes o partes de las realizaciones ilustradas. Ademas, aunque la presente descripcion se describira a continuacion en detalle con referencia a las figuras, se presenta en relacion con las realizaciones ilustrativas y no esta limitada por las realizaciones particulares ilustradas en las figuras.

50 Descripcion detallada de las realizaciones

El diagrama de flujo de la Fig. 1 ilustra el principio de las etapas realizadas segun una realizacion. Debe entenderse que las etapas descritas son etapas principales, en las que estas etapas principales pueden diferenciarse o dividirse en varias subetapas. Ademas, tambien puede haber subetapas entre estas etapas principales.

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En la etapa S1, un cuerpo de referencia se coloca con respecto a una estructura anatomica. Puesto que el cuerpo de referencia comprende una estructura que permite una determinacion de la orientacion 3D del cuerpo de referencia en funcion de una imagen de proyeccion 2D, el cuerpo de referencia debe situarse de manera que se formen imagenes del cuerpo de referencia junto con la estructura anatomica de interes, es decir, el cuerpo de 60 referencia aparecera en la imagen de la estructura anatomica. Una posicion apropiada del cuerpo de referencia esta

encima o debajo, es dedr, cerca de la estructura anatomica. No es necesario que el cuerpo de referencia este dentro de la estructura anatomica.

En la etapa S2 se forman imagenes de la estructura anatomica, junto con el cuerpo de referencia, mediante un 5 dispositivo de formacion de imagenes, tal como un dispositivo de formacion de imagenes de rayos X basado en brazo en C. El dispositivo de formacion de imagenes proporciona datos de imagenes que pueden transmitirse a una unidad de salida, tal como un monitor, asf como a una unidad de procesamiento para procesar adicionalmente los datos de imagen.

10 En la etapa S3 se visualizan los datos de imagenes proporcionados por el dispositivo de formacion de imagenes. Por ejemplo, la imagen de rayos X se muestra en un monitor.

En la etapa S4, los datos de imagenes se reciben mediante una unidad de recepcion. Tal y como se usa en el presente documento, la expresion «recibir una imagen» se refiere basicamente al hecho de que se necesita al 15 menos una imagen para llevar a cabo las etapas subsiguientes. Es decir, la expresion «recibir una imagen» puede incluir ademas la carga de una imagen desde una memoria de datos en una unidad de procesamiento. No es necesario generar una nueva imagen para recibir una imagen. Por consiguiente, cada imagen recibida en la etapa S4 puede ser cualquier imagen adecuada para identificar una caractenstica de un hueso como una estructura anatomica, es decir, puede ser una imagen 2D de al menos una seccion del hueso, donde la imagen 2D debena 20 mostrar, ademas, el cuerpo de referencia.

Debe entenderse que una unica imagen puede ser suficiente para determinar una caractenstica de un hueso, tal como un eje, adecuada para determinar un plano de cuerpo.

25 En la etapa S5 se determina la posicion y la orientacion 3D del cuerpo de referencia. La posicion del cuerpo de referencia puede determinarse en forma de distancias de puntos espedficos del cuerpo de referencia en relacion con la estructura anatomica de interes. Las distancias pueden medirse de manera horizontal y vertical entre un punto predeterminado y fijo en la estructura anatomica y el cuerpo de referencia. La orientacion puede determinarse en funcion de distancias de al menos dos puntos del cuerpo de referencia y el punto predeterminado en la estructura 30 anatomica. Debe observarse que el cuerpo de referencia puede acoplarse directa o indirectamente a la estructura anatomica para proporcionar una relacion predeterminada entre el cuerpo de referencia y la estructura anatomica.

En la etapa S6 se determina una direccion de formacion de imagenes en funcion de la orientacion 3D del cuerpo de referencia. El cuerpo de referencia tiene una proyeccion unica y caractenstica en cualquier direccion de proyeccion 35 arbitraria cuando hace contacto con en el haz de radiacion entre una fuente de radiacion y un sensor de radiacion. La proyeccion unica puede conseguirse, por ejemplo, cuando se disena el cuerpo de referencia con una forma externa particular que es visible cuando se forman imagenes de la misma, o proporcionando una distribucion particular de marcadores fiduciales. El cuerpo de referencia puede formarse mediante una pluralidad de marcadores fiduciales, como elementos radiopacos y esfericos, que pueden proporcionarse en un cuerpo transparente o en una 40 herramienta, tal como un dispositivo apuntador. Los marcadores fiduciales tambien pueden proporcionarse en un implante. Puede determinarse la orientacion real del cuerpo de referencia en funcion de la proyeccion unica.

En la etapa S7 se determina un plano de cuerpo. Como se ha indicado anteriormente, un plano de cuerpo puede ser un plano sagital, un plano transversal o un plano frontal. Cada uno de estos planos tiene una orientacion espedfica 45 con respecto a una estructura anatomica. Ademas, cada uno de estos planos tiene una orientacion espedfica con respecto a una caractenstica corporal espedfica, en particular a una caractenstica osea espedfica, ya que un hueso proporciona una estructura ngida. Por lo tanto, puede determinarse un plano de cuerpo en funcion de una caractenstica osea visible en una imagen de rayos X.

50 En la etapa S8 se determina un angulo entre la direccion de formacion de imagenes y el plano de cuerpo. En caso de que se determine mas de un plano de cuerpo, puede determinarse mas de un angulo. Conocer la relacion entre el cuerpo de referencia y la estructura anatomica, asf como la relacion entre el cuerpo de referencia y la direccion de formacion de imagenes, permite determinar un angulo entre la estructura anatomica y la direccion de formacion de imagenes.

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En la etapa S9, que es una etapa aparte, un usuario puede proporcionar una entrada que representa una direccion de formacion de imagenes deseada. Por ejemplo, puede ser de interes generar una imagen en una direccion paralela a un plano frontal.

60 Debe observarse que no es necesario recibir una entrada de datos de un usuario. Una direccion de formacion de

imagenes deseada tambien puede proporcionarse como una posicion subsiguiente basada en un flujo de trabajo.

Segun la entrada de datos, puede proporcionarse informacion en la etapa S10 sobre el modo en que debe cambiarse o ajustarse la direccion de formacion de imagenes empezando a partir del ajuste actual (posicion y 5 orientacion) del dispositivo de formacion de imagenes. La informacion puede proporcionarse como datos de ordenador que representan nuevas coordenadas, es decir, informacion de ajuste detallada para el brazo en C de un dispositivo de formacion de imagenes.

Segun una realizacion, la informacion se proporciona en la etapa S11 como una salida para el usuario. La salida 10 puede ser visible, por ejemplo, en un monitor o como una indicacion directamente en las partes moviles del brazo en C, pero tambien puede ser una senal acustica, por ejemplo, que proporciona instrucciones mediante una voz artificial que indica como debe ajustarse el brazo en C para conseguir la direccion de formacion de imagenes deseada. En funcion de la salida proporcionada, el usuario puede ajustar manualmente el brazo en C en la posicion y orientacion deseadas en la etapa S13.

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Segun otra realizacion, la informacion se procesa adicionalmente en la etapa S12 mediante la unidad de procesamiento para proporcionar conjuntos de instrucciones de ordenador para ajustar automaticamente el brazo en C. Debe entenderse que, en este caso, debe supervisarse el brazo en C.

20 Como se indica mediante las flechas que salen de S12 y de S13 y que vuelven a S2, puede generarse una imagen subsiguiente con la direccion de formacion de imagenes ajustada automatica o manualmente del dispositivo de formacion de imagenes.

El diagrama de flujo de la Fig. 2 ilustra el principio de las etapas realizadas segun una realizacion adicional. Tambien 25 debe entenderse en este caso que las etapas descritas son etapas principales, donde estas etapas principales pueden diferenciarse o dividirse en varias subetapas. Ademas, tambien puede haber subetapas entre estas etapas principales.

Con referencia a la Fig. 2 se describen etapas para conseguir la determinacion de una desviacion entre una 30 caractenstica de un implante de la que se han generado imagenes reales y una caractenstica esperada del implante.

Por ejemplo, un clavo intramedular puede tener un tamano y una dimension espedficos. Por consiguiente, el clavo puede aparecer en una imagen de rayos X, lo cual puede esperarse. Sin embargo, puede suceder que el clavo se deforme, por ejemplo, se doble durante la insercion del clavo en un canal intramedular de un hueso largo. En esos 35 casos, el aspecto en una imagen de rayos X sera diferente del aspecto esperado.

Las etapas S1', S2', S3', S12' y S13' de la Fig. 2 son comparables a las etapas S1, S2, S3, S12 y S13 respectivas de la Fig. 1, con la condicion limitante de que en la realizacion de la Fig. 2, la direccion de formacion de imagenes se ajusta de manera automatica (etapa S12') o manual (etapa S13') con respecto a una direccion espedfica, por 40 ejemplo, dentro del plano frontal de la estructura anatomica de interes. Es decir, el cuerpo de referencia puede colocarse en la etapa S1' para que este sustancialmente al lado de la estructura anatomica, por ejemplo, junto a una pierna. Ademas, la imagen puede generarse con una direccion de formacion de imagenes que esta dentro del plano frontal y que, ademas, esta inclinada con respecto al plano transversal en la etapa S2'. La imagen generada a partir de esta direccion de formacion de imagenes espedfica se visualiza en la etapa S3'.

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En funcion de esta imagen, puede detectarse una curvatura de un clavo intramedular en una direccion lateral y puede determinarse la cantidad de curvatura. Esto se describe con mas detalle con referencia a la Fig. 7.

Debe entenderse que la realizacion de la Fig. 2 es solamente un ejemplo posible y que, en funcion de otras 50 direcciones de formacion de imagenes, tambien pueden determinarse otras deformaciones y/o desviaciones de cualquier implante.

En general, un procedimiento para determinar una desviacion entre una posicion esperada y una posicion real de un implante insertado en una estructura anatomica puede comprender las etapas de formar imagenes de una estructura 55 anatomica de interes a partir de una direccion de formacion de imagenes espedfica, donde la imagen incluye una visualizacion de un cuerpo de referencia y de un implante, estando colocado el cuerpo de referencia en una relacion predeterminada con respecto a la estructura anatomica asf como a un implante, determinar una posicion esperada de una caractenstica del implante segun la forma y el tamano del implante, determinar una posicion real de la caractenstica del implante en funcion de la imagen, y determinar una desviacion entre las dos posiciones 60 determinadas.

La Fig. 3 muestra una realizacion a modo de ejemplo de un dispositivo. Sustancialmente, de manera necesaria para llevar a cabo las etapas del procedimiento, una unidad de procesamiento 100 es parte del dispositivo.

Un dispositivo de formacion de imagenes 200 a modo de ejemplo incluye una fuente de rayos X 240 y un detector de 5 rayos X 260, en el que estas dos unidades estan montadas en un brazo en C 220.

Ademas, el sistema de la figura 3 incluye una unidad de entrada 300 mediante la cual, por ejemplo, puede introducirse manualmente una direccion de formacion de imagenes deseada. Tambien se muestra una conexion (en forma de lmea discontinua) con una base de datos 600 ubicada, por ejemplo, en una red. La base de datos 600 10 puede comprender informacion relacionada con estructuras anatomicas, por ejemplo, de barridos 3D de diferentes estructuras anatomicas, de manera que la estructura anatomica de la que se han formado imagenes puede compararse con esta informacion para determinar un plano de cuerpo de la estructura anatomica de la que se han formado imagenes.

15 Finalmente se muestra una estructura anatomica de interes 500, asf como un cuerpo de referencia 64 formado por una pluralidad de esferas radiopacas. Dentro de dicha estructura anatomica puede estar ubicado, por ejemplo, un hueso de un paciente, el cual puede someterse a los procedimientos descritos.

La Figura 4 muestra una imagen esquematica que debena ser apropiada para determinar los puntos mas 20 posteriores de los condilos como una caractenstica del femur. La imagen se genera a partir de una direccion sustancialmente lateral pero tambien inclinada en una direccion proximal-distal, de manera que ambos condilos en la seccion distal 14 del femur puedan identificarse en una imagen. En la imagen de la figura 4 tambien se muestra un dispositivo apuntador 60 que incluye un elemento de ajuste 62 para ajustar la altura de un manguito para insertar un tornillo de inmovilizacion a traves de un diametro interior en el extremo delantero de un clavo oseo 20, donde el 25 manguito 70 esta adaptado para facilitar la insercion de un tornillo de inmovilizacion.

Debe observarse que la imagen se generara exactamente a partir de una direccion lateral, es decir, dentro del plano frontal del femur, cuando una proyeccion del eje del manguito 70 debe ser paralela a la proyeccion del eje longitudinal X del femur.

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En la figura 4 tambien se muestra una pluralidad de elementos 64 que forman un ejemplo de un cuerpo de

referencia. Cada uno de estos elementos 64 es una pequena esfera radiopaca, de manera que cada elemento se

muestra como un punto en una imagen de proyeccion de rayos X. Debido a la distribucion 3D espedfica de los elementos 64 en el dispositivo de ajuste 62, una proyeccion de los elementos en un plano de formacion de imagenes 35 dara como resultado una distribucion 2D unica, de manera que una orientacion 3D real del cuerpo de referencia puede determinarse en funcion de la distribucion 2D proyectada. Conocer la orientacion 3D del cuerpo de referencia permite determinar la direccion real de, por ejemplo, una lmea tangencial T1, T2 en los condilos, y permite determinar la direccion real de formacion de imagenes.

40 En funcion de las lmeas tangenciales T1, T2 y/o del eje del femur puede determinarse al menos un plano de cuerpo, por ejemplo, el plano transversal.

La Figura 5 es una imagen generada en una direccion anterior-posterior, es decir, vista en el plano frontal FP de la pierna. La Figura 5 muestra una situacion en la que un clavo oseo 20 ya esta insertado en un canal medular del

45 femur 10 en una direccion longitudinal del femur que presenta una seccion proximal 12 en la que esta insertado un

tornillo de inmovilizacion 30 a traves de un diametro interior del clavo oseo y dentro de la cabeza del femur. Acoplado de manera fija al clavo oseo 20 hay un dispositivo apuntador 60 con un manguito 70 para la insercion de un tornillo de inmovilizacion adicional que va a insertarse en la seccion distal 14 del femur.

50 Ademas, se muestra un plano transversal TP que es perpendicular al eje longitudinal del hueso (perpendicular a la hoja del dibujo). Para determinar el plano frontal y/o el plano transversal, puede determinarse en primer lugar un primer vector V1 en los condilos y un segundo vector V2 a traves del cuello del femur, donde cada uno de los dos vectores representa una direccion de una caractenstica del femur.

55 Debe observarse que los vectores V1 y V2 no se muestran como flechas, ya que es irrelevante la direccion a la que apuntan los vectores, a lo largo de las lmeas mostradas, respectivamente.

Como una primera aproximacion, puede suponerse que el eje longitudinal X del clavo oseo 20 es identico al eje longitudinal del cuerpo del femur 10. Un plano transversal TP que se extiende perpendicular al eje longitudinal del 60 clavo oseo 20 sera identico a un plano que se extiende perpendicular al cuerpo del femur, siempre que los ejes

longitudinales sean congruentes o al menos paralelos entre sf. En caso de que haya una desviacion del eje longitudinal del clavo oseo desde el eje longitudinal del cuerpo del femur, el angulo entre los ejes longitudinales sera tan pequeno que puede despreciarse un error resultante en la determinacion del plano. Por lo tanto, el eje longitudinal X del clavo oseo 40, que puede ser mas facil de determinar, puede utilizarse para determinar el plano 5 transversal TP.

Disponer de un tornillo de inmovilizacion 30 ya insertado en el cuello y en la cabeza del femur 10 proporciona la posibilidad de utilizar el eje del tornillo de inmovilizacion como una caractenstica para determinar un plano de cuerpo.

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En la figura 6 se muestra una vista en planta en el plano transversal TP (identico a la hoja del dibujo) junto con caractensticas del femur, es decir, la cabeza del femur en la seccion proximal 12, asf como los condilos en la seccion distal 14 del femur, como se ve cuando se toma en una direccion proximal-distal del femur. La figura 6 muestra ademas un tornillo de inmovilizacion 30 que se extiende desde el clavo oseo al interior de la cabeza del 15 femur, asf como un dispositivo apuntador 60 que esta conectado de manera fija al clavo oseo y que se extiende fuera del hueso, es decir, la pierna. Debe observarse que la figura 6 es una imagen construida con fines explicativos. Por lo tanto, el tejido blando que rodea al femur se omite en la figura 6.

Como puede observarse en la figura 6, los puntos mas posteriores en los condilos se usan para determinar una lmea 20 tangencial. La lmea tangencial en los condilos puede servir para determinar un plano de cuerpo del femur. En la seccion proximal 12 del femur, el eje del tornillo de inmovilizacion 30 puede ser una base para determinar un plano de cuerpo.

La Fig. 7 ilustra la posibilidad de determinar una desviacion entre una posicion esperada y una posicion real de una 25 caractenstica de un implante. En una lmea continua se muestra un implante 20, es decir, un clavo intramedular, donde el implante 20 presenta una forma antes de su insercion, es decir, sin que ninguna fuerza actue en el implante. En una lmea discontinua se muestra el implante 20', tal y como debena estar conformado realmente cuando se implanta. Puesto que la trayectoria a traves de un canal intramedular tiene habitualmente una forma ligeramente diferente, un clavo intramedular que va a insertarse en el canal intramedular puede deformarse debido a 30 fuerzas que actuan en el clavo desde la pared del canal intramedular.

Suponiendo que el plano de la hoja del dibujo de la figura 7 representa un plano frontal FP, una curvatura lateral del implante se muestra desde una forma original, denotada con el numero de referencia 20, hasta una forma deformada, denotada con el numero de referencia 20'. Debe entenderse que una curvatura hacia la parte delantera 35 (anterior) o hacia la parte trasera (posterior) sera visible cuando el plano de la hoja del dibujo de la figura 7 sea un plano sagital. Es decir, una desviacion entre una forma esperada y una forma real puede determinarse facilmente como perpendicular a la direccion de formacion de imagenes.

Como otro ejemplo, en la figura 4 se ilustra tanto una forma esperada como una forma real del extremo distal de un 40 clavo intramedular, del cual se han formado imagenes desde una direccion inclinada mas o menos lateral. En esta vista es difmil diferenciar entre una deformacion lateral y una deformacion descendente (o ascendente) del clavo. Por lo tanto, puede ser de interes ajustar el brazo en C del dispositivo de formacion de imagenes de tal manera que pueda generarse una imagen exacta desde el lateral, es decir, en un plano frontal, para poder ver claramente una curvatura descendente o ascendente. La determinacion de esta curvatura facilita el ajuste de la altura del manguito 45 70, que esta adaptado para guiar un tornillo de inmovilizacion dentro de un diametro interior transversal del clavo.

En una imagen generada desde una direccion de formacion de imagenes lateral y perpendicular al eje del clavo, es decir, en la direccion del eje del manguito 70, como se muestra en la figura 7, apenas se ve una curvatura lateral.

50 En un caso espedfico, en concreto con una direccion de formacion de imagenes, ID, como se muestra en la figura 7, en el plano frontal e inclinada, por ejemplo con un angulo de entre 30 y 60 grados, preferentemente con un angulo de 45 grados, con respecto al plano sagital (o plano transversal), es posible determinar tanto una deformacion lateral como una deformacion descendente (ascendente) en funcion de una imagen. La deformacion descendente (ascendente) es directamente visible en la imagen de proyeccion. La deformacion lateral puede determinarse 55 indirectamente debido a que la longitud proyectada del clavo difiere en funcion de la cantidad de deformacion lateral. En el ejemplo de la figura 7 puede medirse una longitud d en el plano de proyeccion PP entre la proyeccion de la punta esperada del clavo y la proyeccion de la punta real del clavo.

Conocer la direccion de la formacion de imagenes y las dimensiones del implante permite determinar la deformacion 60 del implante dentro del plano que incluye la direccion de formacion de imagenes.

Aunque se han ilustrado y descrito en detalle realizaciones en los dibujos y en la descripcion anterior, donde se considera que tales ilustraciones y descripciones son ejemplos o tienen un caracter ilustrativo y no restrictivo, la invencion no esta limitada a las realizaciones dadas a conocer.

5 Otras variaciones de las realizaciones dadas a conocer pueden entenderse y realizarse por los expertos en la tecnica a la hora de llevar a la practica la invencion reivindicada tras estudiar los dibujos, la divulgacion y las reivindicaciones adjuntas. En las reivindicaciones, la expresion «que comprende» no excluye otros elementos o etapas, y el artfculo indefinido «un» o «una» no excluye una pluralidad. Un unico procesador u otra unidad puede satisfacer las funciones de varios elementos enumerados en las reivindicaciones.

10

El hecho de que se enumeran ciertas medidas y reivindicaciones dependientes mutuamente diferentes no implica que no pueda usarse de manera ventajosa una combinacion de estas medidas. Un programa informatico puede almacenarse/distribuirse en un medio adecuado, tal como un medio de almacenamiento optico o un medio de estado solido suministrado junto con o como parte de otro hardware, pero tambien puede distribuirse de otras formas, tal 15 como a traves de Internet u otros sistemas de telecomunicacion cableados o inalambricos. No debe considerarse que los signos de referencia de las reivindicaciones limitan el alcance.

Lista de signos de referencia

20 10 12 14

20, 20' 30 25 60 62 64 70 100 30 200 220 240 260 300 35 400 500 600 d

FP 40 ID PP TP

T1, T2 V1 45 V2 X

hueso/femur

seccion proximal de hueso/femur seccion distal de hueso/femur implante/clavo oseo tornillo de inmovilizacion dispositivo apuntador dispositivo de ajuste cuerpo de referencia manguito

medios de procesamiento

dispositivo de formacion de imagenes

brazo en C

fuente de rayos X

detector de rayos X

dispositivo de entrada

monitor

region de interes base de datos longitud plano frontal

direccion de formacion de imagenes

plano de proyeccion

plano transversal

tangente

primer vector

segundo vector

eje longitudinal

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento para ayudar a ajustar un brazo en C en una direccion visual deseada, comprendiendo el procedimiento las etapas de:

5

recibir una imagen de proyeccion 2D de una estructura anatomica desde un dispositivo de formacion de imagenes basado en brazo en C (200), incluyendo la imagen de proyeccion 2D una visualizacion de un cuerpo de referencia (64) que presenta una estructura que permite determinar una orientacion 3D del cuerpo de referencia en funcion de la imagen de proyeccion 2D,

10

determinar la orientacion 3D del cuerpo de referencia en funcion de la imagen de proyeccion 2D,

determinar un plano que tiene una orientacion espedfica con respecto a la estructura anatomica en funcion de la orientacion 3D del cuerpo de referencia, donde el cuerpo de referencia tiene una relacion predeterminada con 15 respecto a la estructura anatomica,

determinar un angulo entre la direccion visual y dicha estructura anatomica.
2. El procedimiento segun la reivindicacion 1, en el que dicho plano que presenta la orientacion 20 espedfica con respecto a la estructura anatomica es un plano que es al menos paralelo a un plano del grupo que

consiste en un plano sagital, un plano frontal (FP) y un plano transversal (TP).
3. El procedimiento segun la reivindicacion 1, en el que dicho plano que presenta la orientacion espedfica con respecto a la estructura anatomica se determina ademas en funcion de al menos una caractenstica

25 anatomica de la estructura anatomica, en particular, en funcion de al menos una caractenstica osea.
4. El procedimiento segun la reivindicacion 3, en el que determinar dicho plano que presenta la orientacion espedfica con respecto a la estructura anatomica se basa ademas en datos 3D recibidos desde una base de datos (600), donde los datos 3D representan una caractenstica anatomica correspondiente.

30
5. El procedimiento segun la reivindicacion 1, en el que la imagen de proyeccion 2D incluye ademas una visualizacion de un implante (20), y en el que dicho plano que presenta la orientacion espedfica con respecto a la estructura anatomica se determina en funcion de una caractenstica del implante.

35 6. El procedimiento segun la reivindicacion 5, comprendiendo ademas el procedimiento la etapa de

determinar una desviacion de la caractenstica visualizada del implante y una visualizacion esperada de la caractenstica del implante.
7. El procedimiento segun la reivindicacion 1, que comprende ademas las etapas de recibir una entrada 40 de datos que representa una direccion visual deseada y de proporcionar informacion para un ajuste del dispositivo

de formacion de imagenes basado en brazo en C para conseguir la direccion visual deseada.
8. Un dispositivo para ayudar en el ajuste de un brazo en C, comprendiendo el dispositivo:

45 un cuerpo de referencia (64) que presenta una estructura que permite determinar una orientacion 3D del cuerpo de referencia en funcion de una imagen de proyeccion 2D,

una unidad de recepcion para recibir una imagen de proyeccion 2D de una estructura anatomica desde un dispositivo de formacion de imagenes basado en brazo en C, y 50

una unidad de procesamiento (100) para determinar la orientacion 3D del cuerpo de referencia en funcion de la imagen 2D, para determinar un plano que tiene una orientacion espedfica con respecto a la estructura anatomica en funcion de la orientacion 3D del cuerpo de referencia, donde el cuerpo de referencia tiene una relacion predeterminada con respecto a la estructura anatomica, y adaptada para determinar un angulo entre una direccion 55 visual y dicha estructura anatomica.
9. El dispositivo segun la reivindicacion 8, que comprende ademas una unidad de entrada (300) para recibir una entrada de datos que representa una direccion visual deseada y una unidad de salida para proporcionar datos que representan informacion para un ajuste del dispositivo de formacion de imagenes basado en brazo en C

60 para conseguir la direccion visual deseada.
10. El dispositivo segun la reivindicacion 9, que comprende ademas un monitor (400) para visualizar la informacion para un ajuste del dispositivo de formacion de imagenes basado en brazo en C (200).
11. Un producto de software informatico que comprende software informatico que cuando se ejecuta en la 5 unidad de procesamiento (100) del dispositivo segun la reivindicacion 8 hace que el dispositivo lleve a cabo las

etapas del procedimiento segun la reivindicacion 1.
12. El software informatico segun la reivindicacion 11, en el que los datos proporcionados por el dispositivo de salida estan configurados para ajustar automaticamente la direccion de formacion de imagenes del

10 dispositivo de formacion de imagenes basado en brazo en C.