ES2694293T3 - Sistemas y métodos automatizados para recolectar e implantar unidades foliculares - Google Patents

Abstract

Un método para alinear una herramienta (30) colocada en un brazo (27) móvil de un sistema (25) automatizado con una ubicación o un objeto de interés en un paciente, que comprende: determinar una relación fija entre la herramienta (30) colocada en el brazo (27) móvil y al menos dos cámaras (28) colocadas en el brazo (27) móvil, en donde la herramienta es capaz de manipular tejido; seleccionar una ubicación o un objeto de interés en un paciente; identificar los desplazamientos de posición de la ubicación o el objeto de interés desde al menos dos cámaras (28); mover automáticamente el brazo (27) móvil para alinear la herramienta (30) con la ubicación o el objeto de interés en el paciente basado, al menos en parte, en los desplazamientos identificados y en el mantenimiento mientras se alinea la herramienta en la relación fija entre las al menos dos cámaras (28) y la herramienta (30).

Description

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DESCRIPCION

Sistemas y metodos automatizados para recolectar e implantar unidades foliculares Esta es una solicitud divisional de la solicitud num. 06804246.4.

Campo de la invencion

Esta invencion se relaciona generalmente con un sistema robotico guiado por imagenes para llevar a cabo procedimientos medicos terapeuticos y de diagnostico de precision.

Antecedentes

Los procedimientos de trasplante de cabello se conocen bien, y tipicamente involucran (por ejemplo, en un paciente que presenta un patron de calvicie masculina) recolectan injertos de cabello donados por las areas de los lados y trasera ("areas donantes") del cuero cabelludo del paciente, e implantan las unidades foliculares recolectadas en un area superior y calva ("area receptora"). Historicamente, los injertos recolectados eran relativamente largos (3-5 mm), aunque mas recientemente, los injertos donantes pueden ser unidades foliculares individuales, que se agregan de manera natural de 1-3 (y mucho menos comunmente, 4-5) folfculos pilosos poco separados que se distribuyen aleatoriamente sobre la superficie del cuero cabelludo.

En un proceso bien conocido, una porcion lineal del cuero cabelludo se retira de un area donante utilizando un escalpelo cortando en el tejido subcutaneo graso. La tira se disecciona (bajo un microscopio) en unidades de componentes foliculares, las cuales despues se implantan en un area receptora en las perforaciones respectivas hechas usando una aguja. Pueden usarse forceps para sujetar y colocar los injertos individuales de unidad folicular en los lugares perforados por la aguja, aunque otros instrumentos y metodos se conocen para llevar a cabo esta tarea.

En "Androgenetic Alopecia" (Springer 1996), M. Inaba & Y. Inaba se divulga y describe un metodo para recolectar unidades foliculares singulares al colocar una aguja de puncion hueca que tiene un borde cortante y una cavidad interior con un diametro de 1 mm, que es aproximadamente igual al diametro de las partes anatomicas cnticas de una unidad folicular. El punzon de la aguja se alinea axialmente con un eje de una unidad folicular que se va a extraer y despues avanza sobre el cuero cabelludo para cortar el cuero cabelludo alrededor de la circunferencia de la unidad folicular seleccionada. Despues de eso, las unidades foliculares se retiran facilmente, por ejemplo, usando forceps, para el implante posterior en un sitio del receptor con una aguja de insercion especialmente disenada.

La solicitud de patente de Estados Unidos publicada 20050203545 (Cole) describe un instrumento para la extraccion de unidades foliculares individuales que supuestamente permite una profundidad y angulo de penetracion mas precisos con respecto a la superficie de la piel, de la piel de un paciente.

La solicitud de patente de Estados Unidos publicada 20050267506 (Harris) describe un metodo y un aparato para la extraccion de unidades foliculares al marcar primero las capas exteriores de la piel con un punzon afilado, y despues insertar un punzon romo separado en la incision para separar la unidad folicular pilosa del tejido circundante y la capa grasa.

La publicacion WO 2004/029786 (Yang et al.) divulga en un manipulador robotico controlado a distancia un sensor de movimiento que detecta el movimiento de una region de un objeto a manipular. Un controlador bloquea el movimiento del manipulador robotico en relacion con la region del objeto y tambien selecciona la region del objeto que se va a detectar.

La patente de Estados Unidos num. 6,585,746 (Gildenberg) describe un sistema de trasplante de cabello usando un robot, que incluye un brazo robotico y un introductor de folfculo piloso asociado con el brazo robotico. Un sistema de video se usa para producir una imagen virtual tridimensional del cuero cabelludo del paciente, la cual se usa para estudiar los lugares del cuero cabelludo que recibiran injertos de cabellos implantados por el introductor de folfculo bajo el control del brazo robotico. Sin embargo, existen muchas mejoras tanto para proporcionar un sistema automatizado (por ejemplo, robotico) como metodos para su uso para recolectar e implantar unidades foliculares pilosas, colectivamente, "trasplantar" cuando se refiere a la recoleccion de una unidad folicular de una region donante de una superficie del cuerpo e implantar la unidad recolectada en una region del receptor de la superficie del cuerpo como parte de un mismo procedimiento.

Resumen

La invencion se define en las reivindicaciones independientes adjuntas 1, 10 y 16, las realizaciones preferidas se describen en las reivindicaciones dependientes.

De acuerdo con un aspecto general de la divulgacion descrita en la presente, un sistema automatizado, tal como un sistema robotico guiado por imagenes, se emplea para llevar a cabo la recoleccion e implante de unidades foliculares pilosas controlados con precision. En algunas realizaciones, el sistema automatizado incluye un brazo movil, una herramienta montada en el brazo movil, una o mas camaras montadas en el brazo movil, un procesador

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configurado para recibir y procesar imagenes obtenidas por la una o mas camaras, y un controlador asociado operativamente con el procesador y configurado para posicionar el brazo movil en base, al menos en parte, a imagenes procesadas obtenidas por la una o mas camaras, en donde el brazo movil puede posicionarse de manera que la herramienta puede posicionarse en una orientacion deseada en relacion con una superficie del cuerpo adyacente.

A modo de ejemplo no limitante, el sistema automatizado puede ser un sistema robotico, en donde el brazo movil es un brazo robotico, y en donde el procesador y el controlador pueden configurarse para posicionar la herramienta mediante control visual del brazo robotico. En algunas realizaciones, puede emplearse una sola camara, en donde el procesador se configura para registrar un sistema de coordenadas de referencia de la camara con un sistema de coordenadas de referencia del marco de la herramienta del brazo robotico. Por ejemplo, el procesador puede registrar el sistema de coordenadas de referencia de la camara con el sistema de coordenadas de referencia del marco de la herramienta en base a imagenes de un objetivo de calibracion fijo que se obtienen mientras el brazo robotico se mueve a lo largo de uno o mas ejes del sistema de coordenadas de referencia del marco de la herramienta. A modo de otro ejemplo, un par de camaras pueden montarse en el brazo robotico, en donde el procesador se configura para registrar los respectivos sistemas de coordenadas de referencia de las camaras entre sf y con un sistema de coordenadas de referencia del marco de la herramienta del brazo robotico. Nuevamente, el procesador puede registrar el respectivo sistema de coordenadas de referencia de las camaras con el sistema de coordenadas de referencia del marco de la herramienta en base a imagenes de un objetivo de calibracion fijo que se obtienen mientras el brazo robotico se mueve a lo largo de uno o mas ejes del sistema de coordenadas de referencia del marco de la herramienta. A modo aun de otro ejemplo, la una o mas camaras comprenden los primer y segundo pares respectivos de camaras montadas en el brazo robotico, el primer par enfocado en obtener imagenes de un primer campo de vision, y el segundo par enfocado en obtener imagenes de un segundo campo de vision sustancialmente mas estrecho que el primer campo de vision. En esta realizacion, el procesador puede configurarse para registrar los respectivos sistemas de coordenadas de referencia del primer y segundo pares de camaras entre sf y con un sistema de coordenadas de referencia del marco de la herramienta del brazo robotico. Nuevamente, el procesador puede registrar el respectivo sistema de coordenadas de referencia de las camaras con el sistema de coordenadas de referencia del marco de la herramienta en base a imagenes de un objetivo de calibracion fija que se obtienen mientras el brazo robotico se mueve a lo largo de uno o mas ejes del sistema de coordenadas de referencia del marco de la herramienta.

En diversas realizaciones, la herramienta comprende una o ambas de una herramienta de recoleccion de unidad folicular y una herramienta de implante de unidad folicular. En varias realizaciones, el procesador puede configurarse para identificar los ffmites ffsicos aproximados de una unidad folicular en una imagen obtenidos por la una o mas camaras. Por ejemplo, el procesador puede configurarse para identificar los ffmites ffsicos aproximados de una unidad folicular capturada en una imagen obtenida, que incluye una region de base subcutanea incrustada en la superficie del cuerpo y una region de punta distal que se extiende alejandose de la superficie del cuerpo, en donde las imagenes incluyen imagenes subcutaneas. En aun otra realizacion, un chorro de aire se proporciona en el brazo movil para dirigir una corriente de aire a la superficie del cuerpo. En aun otra realizacion, se proporciona una interfaz de usuario para que un usuario introduzca instrucciones a uno o ambos del procesador y el controlador con respecto a una o mas de un lugar, posicion, orientacion, y profundidad de una unidad folicular que se va a implantar.

De acuerdo con otro aspecto de la divulgacion, un metodo para recolectar unidades foliculares de una superficie del cuerpo incluye (i) obtener imagenes de una superficie del cuerpo; (ii) procesar las imagenes obtenidas para identificar una unidad folicular en la superficie del cuerpo y para determinar una posicion y orientacion relativas de la unidad folicular identificada; (iii) usar un sistema automatizado que incluye un brazo movil para posicionar una herramienta de recoleccion montada en el brazo movil adyacente a la unidad folicular identificada, basado, al menos en parte, en datos procesados de la imagen, de manera que un eje longitudinal de la herramienta de recoleccion se alinee con un eje longitudinal de la unidad folicular; y (iv) recolectar la unidad folicular mediante el movimiento de la herramienta de recoleccion en relacion con la superficie del cuerpo, en donde las imagenes se obtienen de una o mas camaras montadas en el brazo movil.

En una realizacion, el sistema automatizado puede ser un sistema robotico, en donde el brazo movil es un brazo robotico. En dicha realizacion, las imagenes pueden obtenerse de una sola camara montada en el brazo robotico, el metodo comprende ademas registrar un sistema de coordenadas de referencia de la camara con un sistema de coordenadas de referencia del marco de la herramienta del brazo robotico. Por ejemplo, el sistema de coordenadas de referencia de la camara puede registrarse con el sistema de coordenadas de referencia del marco de la herramienta del brazo robotico en base a imagenes de un objetivo de calibracion fija que se obtienen mientras el brazo robotico se mueve a lo largo de uno o mas ejes del sistema de coordenadas de referencia del marco de la herramienta del brazo robotico. En otra realizacion de este tipo, las imagenes pueden obtenerse de un par de camaras montadas en el brazo robotico, el metodo comprende ademas registrar los respectivos sistemas de coordenadas de referencia de las camaras entre sf y con un sistema de coordenadas de referencia del marco de la herramienta del brazo robotico. En aun otra realizacion de este tipo, las imagenes pueden obtenerse usando los respectivos primer y segundo pares de camaras montadas en el brazo robotico, el primer par enfocado en obtener datos de imagenes de un primer campo de vision, y el segundo par enfocado en obtener datos de imagenes de un segundo campo de vision sustancialmente mas estrecho que el primer campo de vision. En aun otra realizacion adicional de este tipo, el metodo puede comprender ademas identificar los ffmites ffsicos aproximados de la unidad

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folicular identificada, que incluye (a modo de ejemplo no limitante) identificar una region de base subcutanea incrustada en la superficie del cuerpo y una region de punta distal que se extiende alejandose de la superficie del cuerpo.

De acuerdo cpon otro aspecto de la divulgacion, un metodo para implantar unidades foliculares en una superficie del cuerpo incluye (i) obtener y procesar imagenes de una superficie del cuerpo para identificar un lugar para el implante; (ii) usar un sistema automatizado que incluye un brazo movil para posicionar una herramienta de implante montada en el brazo movil a un lugar adyacente al lugar del implante; y (iii) implantar una unidad folicular en la superficie del cuerpo mediante el movimiento de la herramienta de implante en relacion con la superficie del cuerpo, en donde las imagenes se obtienen de una o mas camaras montadas en el brazo movil.

A modo de ejemplo no limitante, el sistema automatizado puede ser un sistema robotico, y el brazo movil puede ser un brazo robotico, en donde la herramienta de implante puede posicionarse en el lugar para el implante mediante control visual del brazo robotico. En varias realizaciones, la unidad folicular se puede portar en la herramienta de implante antes del implante. En varias realizaciones, la unidad folicular se implanta en una posicion y orientaciones deseadas en relacion con la superficie del cuerpo, y tambien se puede implantar a una profundidad deseada en la superficie del cuerpo. En algunas realizaciones, el metodo puede incluir ademas dirigir una corriente de aire al lugar del implante antes o al mismo tiempo del implante de la unidad folicular, por ejemplo, para eliminar los cabellos vecinos y/o la sangre de implantes adyacentes. En algunas realizaciones, el metodo puede incluir tambien introducir a traves de una interfaz de usuario del sistema automatizado instrucciones con respecto a una o mas de un lugar, posicion, orientacion, y profundidad de una unidad folicular que se va a implantar.

De acuerdo con aun otro aspecto, un metodo para el trasplante de unidades foliculares incluye (i) obtener y procesar imagenes de una primera area de una superficie del cuerpo para identificar y determinar una posicion y orientacion relativas de una unidad folicular a recolectar; (ii) usar un sistema automatizado que incluye un brazo movil para posicionar una herramienta de recoleccion montada en un brazo movil adyacente a la unidad folicular identificada, de manera que un eje longitudinal de la herramienta de recoleccion se alinee con un eje longitudinal de la unidad folicular; (iii) recolectar la unidad folicular mediante el movimiento de la herramienta de recoleccion en relacion con la superficie del cuerpo; (iv) obtener y procesar las imagenes de una segunda area de la superficie del cuerpo para identificar un lugar para el implante; (v) usar el sistema automatizado para posicionar una herramienta de implante montada en el brazo movil adyacente al lugar para el implante, y (vi) implantar la unidad folicular mediante el movimiento de la herramienta de implante en relacion con la superficie del cuerpo, en donde las respectivas imagenes se obtienen de una o mas camaras montadas en el brazo movil.

De acuerdo con todavfa otro aspecto de la divulgacion, se proporciona un ensamble de herramienta multipartes para la recoleccion e implante de unidades foliculares pilosas en una superficie del cuerpo, tal como un cuero cabelludo humano. En una realizacion, el ensamble de herramienta comprende un par de canulas dispuestas axialmente posicionadas en una manera alterna, que incluye una canula exterior de "implante" que tiene una cavidad interior y un extremo distal de perforacion del tejido, abierto, y una canula interior de "recoleccion" posicionada en la cavidad de la canula de implante. La canula de recoleccion tiene un extremo distal de extraccion de muestras del tejido, abierto y una cavidad interior dimensionada para acoplar por friccion y retener una unidad folicular. El ensamble de herramienta se puede manual y posicionar. De manera alterna, el ensamble de herramienta se puede anexar a, y posicionar por, un brazo movil de un sistema automatizado, por ejemplo, un sistema de brazo robotico. El movimiento de una o ambas canulas de recoleccion e implante relacionadas entre sf y/o con el resto del ensamble de herramienta (manuales o portadas por un sistema de posicionamiento automatizado) puede proporcionarse por un numero de diferentes sistemas y mecanismos mecanicos, electromecanicos, neumaticos, hidraulicos, magneticos, y otros, para efectuar el movimiento controlador de las respectivas canulas. Mientras las canulas de recoleccion e implante se alinean preferentemente de manera axial, otras realizaciones son posibles.

Para la recoleccion, un eje longitudinal de la canula de recoleccion se alinea axialmente con un eje longitudinal de una unidad folicular seleccionada a recolectar. Dependiendo de la realizacion, el posicionamiento de la canula de recoleccion en relacion con la unidad folicular seleccionada puede ser manual o completamente automatizado. En una realizacion, un sistema robotico guiado por imagenes que incluye un brazo robotico se usa para posicionar y alinear las respectivas canulas de recoleccion y unidad folicular. La canula de recoleccion avanza sobre la unidad folicular, con su extremo distal de extraccion de muestras que penetra en la superficie del cuerpo en la capa subcutanea grasa que rodea y subyace la unidad folicular. La canula de recoleccion se retira entonces de la superficie del cuerpo para de esta manera extraer la unidad folicular, la cual se porta en la cavidad de la canula de recoleccion.

El movimiento de la canula de recoleccion en relacion con la superficie del cuerpo puede ser manual, semiautomatizada, o completamente automatizada. La canula de recoleccion se puede fijar o mover independientemente en relacion con el resto del ensamble de herramienta, si el ensamble de herramienta es manual o se anexa a un brazo movil. En realizaciones en las cuales el ensamble de herramienta se porta en un brazo automatizado (por ejemplo, robotico), el movimiento de la canula de recoleccion en relacion con la superficie del cuerpo puede llevarse a cabo mediante el movimiento del brazo en relacion con la superficie del cuerpo, el movimiento de la canula de recoleccion en relacion con el brazo automatizado, o una combinacion de cada uno. De manera similar, en realizaciones manuales, el movimiento de la canula de recoleccion en relacion con la superficie

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del cuerpo puede llevarse a cabo mediante el movimiento del brazo del operador en relacion con la superficie del cuerpo, el movimiento de la canula de recoleccion en relacion con el ensamble de herramienta, o una combinacion de cada uno. En algunas realizaciones, la canula de recoleccion gira alrededor de su eje longitudinal mientras penetra la superficie del cuerpo para mejorar su efectividad de extraccion de muestras del tejido. En algunas realizaciones, la pared de la cavidad de la canula de recoleccion puede texturizarse con el fin de facilitar la sujecion y extraccion de la unidad folicular. En algunas realizaciones, puede colocarse una fuente de vado selectivamente en comunicacion con la cavidad de la canula de recoleccion para aplicar una fuerza "de empuje" dirigida proximalmente para facilitar la sujecion y extraccion de las unidades foliculares. Estas caractensticas pueden ser tambien de ayuda en la retencion de la unidad folicular en la cavidad de la canula de recoleccion despues de que se recolecte.

Para el implante, el ensamble de herramienta se reposiciona (ya sea manualmente o mediante el uso de un sistema automatizado) a un lugar para el implante seleccionado en un area receptora en la superficie del cuerpo. Un eje longitudinal de la canula de implante puede alinearse con una orientacion deseada de la unidad folicular, una vez implantada. Nuevamente, este alineamiento puede llevarse a cabo manualmente o mediante un sistema automatizado, por ejemplo, mediante el uso de un sistema robotico guiado por imagenes en una realizacion. El extremo distal de perforacion del tejido de la canula de implante avanza sobre la superficie del cuerpo, lo que crea una cavidad subcutanea de implante de una profundidad y tamano adecuados para recibir una unidad folicular que se va a implantar. Este "movimiento de perforacion" por la canula de implante es preferentemente muy rapido con el fin de minimizar el trauma a la superficie del tejido en la cavidad de implante, por ejemplo, similar al movimiento de un dispositivo de puncion del dedo con resorte que se usa para obtener pequenas cantidades de sangre para las pruebas.

En una realizacion, una unidad folicular se mueve axialmente desde la cavidad de la canula de recoleccion (donde se ha mantenido sin perturbar desde que se recolecto) en la porcion del extremo distal de la cavidad de la canula de implante por un obturador (embolo) dispuesto en la cavidad de la canula de recoleccion. Este reposicionamiento de la unidad folicular puede tomar lugar antes, durante o despues de que la canula de implante perfore la superficie del cuerpo. A partir de entonces el obturador mantiene la posicion relativa de la unidad folicular en la cavidad de implante mientras la canula de implante se retira de la superficie del cuerpo mediante un movimiento de traslacion en relacion con el obturador. En otra realizacion, la unidad folicular se deposita directamente desde la cavidad de la canula de recoleccion en la cavidad de implante, por ejemplo, mediante el obturador, o al aplicar una fuerza "de empuje" dirigida distalmente que usa una fuente de aire a presion que se coloca en comunicacion con la cavidad de la canula de recoleccion.

De acuerdo con aun otro aspecto de la divulgacion, un metodo de trasplante de una unidad folicular pilosa que usa un ensamble de herramienta multipartes incluye (i) alinear un eje longitudinal de una canula ("recoleccion") interior con un eje longitudinal de una unidad folicular seleccionada a recolectar de un area donante de una superficie del cuerpo; (ii) hacer avanzar la canula de recoleccion en relacion con la superficie del cuerpo de manera que un extremo distal de extraccion de muestras del tejido, abierto de la canula de recoleccion penetre la superficie del cuerpo que rodea la unidad folicular seleccionada a una profundidad suficiente para encapsular sustancialmente la unidad folicular; (iii) retirar la canula de recoleccion de la superficie del cuerpo con la unidad folicular acoplada y retenida en una cavidad interior de la misma; (iv) hacer avanzar una canula ("implante") exterior sobre la canula de recoleccion dispuesta coaxialmente de manera que un extremo distal de tejido perforado de la canula de implante perfore un area receptora de la superficie del cuerpo y forme una cavidad de implante ahf; y (v) desplazar la unidad folicular desde la cavidad de la canula de recoleccion en la cavidad de implante.

Breve descripcion de las figuras

La invencion se muestra a modo de ejemplo y no limitante en las figuras de los dibujos adjuntos, en los cuales las mismas referencias indican elementos similares, y en los cuales:

La Fig. 1 es una vista en perspectiva de un sistema de brazo robotico que se usa para posicionar y orientar un par de canulas dispuestas coaxialmente que se extienden desde una abertura distal de una carcasa del ensamble de herramienta portada por el brazo robotico y que se usa para recolectar e implantar unidades foliculares pilosas humano.

La Fig. 2 es una aproximacion de la porcion distal de la carcasa del ensamble de herramienta mostrada en la Fig. 1.

La Fig. 2A es una aproximacion de la porcion del extremo distal de una realizacion alterna del sistema de brazo robotico de la Fig. 1, en la cual el primer y segundo pares de camaras estereo se aseguran al brazo robotico y se usan para capturar datos de imagenes de multiples campos de vista para guiar el movimiento del brazo robotico y el ensamble de herramienta anexado.

La Fig. 3 es una vista en perspectiva de una herramienta multipartes para usar en el ensamble de herramienta en el sistema de la Fig. 1.

La Fig. 4 es una vista en seccion longitudinal de la herramienta multipartes de la Fig. 3.

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La Fig. 5 es una vista en perspectiva de un ensamble de accionamiento del motor para acoplar operativamente con la herramienta multipartes de la Fig. 3 en el ensamble de herramienta del sistema de la Fig. 1.

Las Figs. 6A y 6B son vistas en corte parcial simplificado de procedimientos de implante alternativos portados usando la herramienta de tres partes de la Fig. 3.

La Fig. 7 es una vista en perspectiva parcial, esquematica parcial de una realizacion del ensamble de herramienta del sistema robotico en la Fig. 1.

La Fig. 8 es una vista seccional en corte parcial de una unidad de soporte localizada en un ensamble de accionamiento del motor en el ensamble de herramienta de la Fig. 7.

La Fig. 9A es una vista en seccion longitudinal de una herramienta multipartes para usar en el ensamble de herramienta en el sistema de la Fig. 7.

Las Figs. 9B-9D muestran variaciones de un extremo distal de una aguja de la canula de recoleccion de unidad folicular del ensamble de herramienta de la Fig. 9A.

La Fig. 10 muestra la herramienta multipartes de la Fig. 9A operativamente acoplada con la unidad de soporte de la Fig. 8.

Las Figs. 11A-D muestran un proceso para implantar una unidad folicular, de acuerdo con algunas realizaciones.

La Fig. 12 muestra un diagrama de fuerzas que representa una fuerza experimentada por una canula de recoleccion, de acuerdo con algunas realizaciones.

La Fig. 13 es un diagrama de flujo de un procedimiento para calibrar un eje optico y un marco de referencia de la camara asociada de una sola camara con un marco de la herramienta establecido en el extremo (de trabajo) distal del brazo robotico al cual la camara se anexa.

La Fig. 14 es un diagrama de flujo de un procedimiento iterativo para alinear (tanto la posicion y orientacion) un instrumento alargado que se usa para recolectar y/o implantar folfculos pilosos con una unidad folicular pilosa seleccionada.

La Fig. 15 representa una imagen de la camara de unidades foliculares pilosas en una region de interes en un cuero cabelludo humano.

La Fig. 16 muestra la posicion y orientacion, es decir, definida por desplazamientos en x, y y angulos en el plano y fuera del plano, de una unidad folicular pilosa en relacion con el marco de referencia de la camara.

La Fig. 17 es un diagrama de flujo de un procedimiento automatizado para identificar una posicion y orientacion de cada una de una variedad de unidades foliculares en una region de interes en un cuero cabelludo humano, y entonces recolectar algunas o todas las unidades foliculares identificadas.

La Fig. 18 es un diagrama de flujo de un algoritmo que usa imagenes obtenidas de un par de camaras estereo para identificar unidades foliculares en una region de interes, y entonces estima las posiciones y orientaciones respectivas de las unidades foliculares identificadas.

La Fig. 19 es un diagrama de flujo de un algoritmo que usa puntos de control para disenar una lmea de cabellos (implantada) de apariencia natural.

La Fig. 20 es un diagrama de flujo de un algoritmo que usa puntos de control para proporcionar aleatoriedad de apariencia natural a lugares de injerto de cabello implantado.

La Fig. 21 es un diagrama de flujo que muestra una funcion de grna automatica de un sistema robotico guiado por imagenes.

Descripcion detallada de las realizaciones ilustradas

La Fig. 1 representa un sistema robotico guiado por imagenes 25, que incluye un brazo robotico 27, con un ensamble de herramienta 30 unido a una placa de la herramienta distal 20. El brazo robotico 27 es preferentemente programable y de un tipo tal como los fabricados y distribuidos por Adept Technology, Inc. (
www.adept.com). Otra fuente de ensambles de brazos roboticos adecuados para las realizaciones de la invencion se produce y distribuyen por Kuka Robot Group (
www.kuka.com). El brazo robotico 27 proporciona el movimiento preciso controlado de la placa de extremo distal 20 en seis grados de libertad (x, y, z, [omega], p, r), como se conoce bien en la tecnica. Dicho movimiento de la placa distal se proporciona con un alto grado de repetibilidad y precision (por ejemplo, a 20 micras) por los motores y codificadores respectivos localizados en las respectivas articulaciones del brazo 21 del brazo robotico 27.

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Una variedad de diferentes herramientas y/o ensambles efectores finales pueden unirse a la placa de extremo distal en el brazo robotico 27 para llevar a cabo varios procedimientos en un paciente humano o animal. A modo de ejemplo, el ensamble de herramienta 30 mostrado en las Figs. 1-2 se disena para la recoleccion e implante de foKculos pilosos de/en un cuero cabelludo humano u otra superficie del cuerpo, e incluye canulas de recoleccion e implante dispuestas coaxialmente 38 y 36, respectivamente, que se extienden desde una extension tubular 24 de una carcasa 22. Las canulas 36 y 38 son ngidas axialmente, por ejemplo, hechas de metal duro o plastico, y paredes delgadas para facilitar la penetracion del tejido. La canula de implante 36 tiene preferentemente una punta de perforacion del tejido en forma de aguja, y la canula de recoleccion tiene preferentemente una punta de extraccion de muestras del tejido (por ejemplo, dentada). El brazo robotico 27 posiciona de manera automatica y precisa las respectivas canulas de recoleccion e implante 38 y 36 en los lugares deseados, y en orientaciones deseadas, a lo largo de una superficie del cuerpo (por ejemplo, un cuero cabelludo) de un paciente en base a senales de control derivadas, al menos en parte, de datos de imagenes obtenidas por una o mas camaras 28 anexadas a la carcasa del ensamble de herramienta 22.

En particular, y como se describe en mayor detalle en la presente, el movimiento del brazo robotico 27 se rige por un controlador del sistema (no mostrado), en respuesta a senales de control derivadas de datos de imagenes obtenidos por un par de camaras "estereo" 28 anexado al extremo distal del brazo robotico (proximo al ensamble de herramienta 30). En realizaciones alternas, solo se necesita usar una camara para la obtencion de imagenes. De manera alterna, como se representa en la Fig. 2A, y como se describe en mayor detalle en la presente, multiples pares de camaras estereo 28A y 28B pueden usarse con el fin de capturar diferentes (es decir, mas anchos y mas estrechos) campos de vista. En realizaciones adicionales, una sola camara puede usarse para capturar un primer (es decir, ancho) campo de vision, y una segunda camara puede usarse para capturar un segundo (es decir, estrecho) campo de vision. Otras configuraciones de la camara son posibles tambien.

Los datos de imagenes obtenidos por la(s) camara(s) 28 se procesan en un ordenador (no mostrado en la Fig. 1) asociada con el sistema robotico 25, el cual proporciona senales de control al controlador del sistema para dirigir el movimiento del brazo robotico 27. En particular, las imagenes se obtienen de cada camara del par 28 a una ampliacion deseada (por ejemplo, en un rango de 6x a 10x en una realizacion) y a un ciclo de trabajo (por ejemplo, 30 hertz en una realizacion). Las imagenes obtenidas se digitalizan mediante tecnicas de segmentacion de imagenes conocidas implementadas en software en el ordenador con el fin de identificar la(s) posicion(es) y orientacion(es) de objetos de interes. En el caso de procedimientos que involucran retirar o implantar folfculos pilosos, puede ser deseable matar los folfculos pilosos de interes con un color oscuro antes de un procedimiento, con el fin de aumentar la efectividad de las tecnicas de procesamiento de imagen. Puede ser deseable tambien cortar los folfculos pilosos en la(s) region(es) de interes a una longitud sustancialmente uniforme antes del procedimiento.

Como se apreciara por aquellos expertos en la tecnica, uno puede visualizar debajo de la superficie de la piel mediante el ajuste de la iluminacion, los filtros en las camaras, y varias tecnicas de procesamiento de imagen. Esto se debe a que la reflexion y absorcion de luz por la superficie de la piel cambiara de acuerdo con la longitud de onda de la luz que se use. Ademas, la profundidad de penetracion de la propia luz en la piel tambien cambia de acuerdo con la longitud de onda. Mediante la comprension de estas propiedades basicas de la luz, pueden obtenerse imagenes de las porciones subcutaneas de las unidades foliculares (folfculos pilosos) usando respectivas longitudes de onda de la luz apropiadas, que incluyen el espectro de luz visible e infrarrojo, capturando las diferentes longitudes de onda de la luz al usar diferentes filtros de imagen, y sustrayendo y/o combinando imagenes durante el procesamiento de imagen. Este enfoque permite a uno visualizar el tallo del cabello de la unidad folicular, tanto por fuera de la piel, como por debajo de la superficie de la piel, incluyendo toda la trayectoria hasta el bulbo.

Mas particularmente, el sistema robotico 25 es capaz de seguir con precision el movimiento de la placa de extremo distal (y herramienta o ensamble efectores finales) en cada uno de los seis grados de libertad (x, y, z, [omega], p, r) en relacion con tres marcos de referencia diferentes. Un "marco global" tiene su origen de coordenadas x, y, z en un punto central de la base 29 del brazo robotico 27, con las coordenadas x-y que se extienden a lo largo de un plano en una superficie de una tabla 23 en la cual se une la base 29 del brazo robotico 27. El eje z del marco global se extiende ortogonalmente a la superficie de la tabla a traves de una primera seccion del brazo robotico 27. Un "marco de la herramienta" tiene establecido su origen de coordenadas x, y, z en la placa de la herramienta de extremo distal. Por ultimo, un "marco de la base" puede registrarse en relacion con los marcos globales y de herramienta. Cada camara tiene tambien un sistema (bidimensional) de coordenadas de camara ("marco de la camara"), en el cual el eje optico de la camara ("eje de la camara") pasa a traves del origen de las coordenadas x, y. Mediante el alineamiento de los respectivos marco global, marco de la herramienta, marco de la base y marcos de la camara, el controlador del sistema puede posicionar y orientar con precision un objeto asegurado a la placa de la herramienta (por ejemplo, una aguja) en relacion con otro objeto, tal como una unidad folicular pilosa que se extiende fuera de la superficie de la piel de un paciente.

Con el fin de alinear ffsicamente el eje de la camara con un eje de una herramienta del efector de extremo (por ejemplo, una canula de aguja alargada) que se fija a la placa de la herramienta distal del brazo robotico 25, es de importancia practica ser capaz de calibrar, y por lo tanto disponer de la informacion para compensar los desplazamientos de posicion y rotacion entre el "eje de la herramienta" del efector de extremo y el eje de la camara, asf como la desviacion de la paralela de estos respectivos ejes. Como una cuestion inicial, la base proximal 29 del

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brazo robotico 27 se monta en la superficie de la tabla 23, de manera que la superficie de la tabla 23 se alinee con el plano de coordenadas x-y del marco global del sistema robotico. Por lo tanto, un punto situado en la superficie de la tabla tiene una posicion de las coordenadas x-y en el marco global, la cual se puede identificar en terminos de valores de desplazamiento de x e y (por ejemplo, medidos en mm) desde el origen del marco global localizado en un punto central de la interfaz de la base proximal del brazo robotico con la superficie de la tabla 23, con la posicion de la coordenada z del punto igual a cero en el marco global.

Con referencia a la Fig. 13, un ejemplo de dicho procedimiento de calibracion es como sigue: En la etapa 160, el eje de la camara de una sola camara que se fija a la placa de la herramienta de extremo distal del brazo del robot 27 se alinea con un "punto de calibracion" fijo localizado en la superficie de la tabla 23. Despues se inicia el marco de la base del sistema robotico, lo que significa que el origen del marco de la base se fija en el "punto de calibracion" y el eje de la camara se alinea con el punto de calibracion en la superficie de la tabla. Esta posicion inicial se llama posicion y orientacion de "punto de partida", y el brazo del robot 27 siempre inicia desde esta posicion, incluso en ausencia del punto de calibracion. En la etapa 162, se determina entonces un ajuste y orientacion de la imagen de la camara en relacion con el marco de la base, primeramente, al mover el brazo robotico 27 (y, por lo tanto, la camara) una distancia fija (por ejemplo, 5 mm) a lo largo del eje x del marco de la base, de manera que el punto de calibracion todavfa se capture en la imagen resultante, pero ya no esta alineado con el eje de la camara. Debido a que los ejes x-y del marco de la camara no esta alineados con los ejes x-y del marco de la base, el movimiento a lo largo del eje x del marco de la base resulta en el movimiento en ambas direcciones x e y en el marco de la camara, y la nueva posicion del punto de calibracion se mide en el marco de la camara como un numero de pixeles de la imagen en cada una de las direcciones x e y entre el pixel que contiene el eje reposicionado de la camara y el pixel que contiene el punto de calibracion.

Este proceso se repite al mover el brazo robotico 27 (y la camara) una distancia fija (por ejemplo, 5 mm) a lo largo del eje y del marco de la base, y nuevamente al medir los desplazamientos x, y en el marco de la camara de la nueva posicion del punto de calibracion. Como se apreciara por aquellos expertos en la tecnica, estas mediciones permiten ajustar el movimiento ffsico del robot/camara (en mm) al movimiento de un objeto en la imagen de la camara (en pixeles), asf como la orientacion en el plano de los ejes x-y del marco de la camara en relacion con los ejes x-y del marco de la base. Se apreciara ademas que el proceso de ajuste y orientacion de las etapas 160 y 162 se repite para cada camara en un sistema de multiples camaras, por lo que tambien pueden determinarse y calibrar las variaciones en el movimiento de la imagen entre las respectivas camaras.

En la etapa 164, una vez que el marco de la camara se calibra con respecto al marco de la base, el eje de la camara se alinea nuevamente con un punto fijo de calibracion situado en la superficie de la tabla 23, en donde el marco de la base se regresa a su posicion y orientacion de "punto de partida" (0,0,0,0,0,0). El brazo robotico 27 se mueve entonces en uno o mas de los seis grados de libertad (x, y, z, [omega], p, r), de manera que una herramienta del efector de extremo (por ejemplo, la punta de la aguja) unida a la placa de la herramienta haga contacto con el punto de calibracion. Al seguir con precision el movimiento del brazo robotico 27 desde la posicion/orientacion del punto de partida inicial del marco de la herramienta hasta su posicion/orientacion donde la punta de la herramienta hace contacto con el punto de calibracion, el controlador del sistema calcula los desplazamientos de rotacion y traslacion entre la posicion inicial del punto de partida y el eje de la camara. Debido a que la camara se fija a la placa de la herramienta, los desplazamientos medidos seran constantes, y se usan durante todo el procedimiento para el alineamiento del marco de la herramienta con el marco de la camara (y, por extension, el marco de la base).

Como se describira en mayor detalle en la presente, cuando se usa un par de camaras estereo, por ejemplo, el par de camaras 28 de la Fig. 1, los ejes opticos respectivos (y los marcos de la camara) de las camaras no se suelen instalar o mantener en paralelo, sino que se acercan ligeramente, por ejemplo, aproximadamente diez grados, lo cual se puede compensar mediante tecnicas de procesamiento de imagen conocidas. En particular, los respectivos marcos de la camara se alinean para tener un eje x en comun (horizontal), por lo que una posicion y orientacion (que incluye la profundidad en el plano) de objetos capturados en las imagenes paralelas puede alinearse mediante tecnicas de procesamiento de imagen. Una ventaja de usar un par de camaras estereo 28 es que una "profundidad" en el marco de la camara de un objeto identificado se puede calcular en base a las diferencias de los desplazamientos de posicion en x, y del objeto en los respectivos (izquierdo v. derecho) marcos de la camara. En particular, la profundidad de implante de una unidad folicular pilosa ("injerto") es importante para el resultado estetico y es un reto lograrlo manualmente, particularmente con el cansancio del operador que puede resultar de implantar un gran numero de injertos. Si el injerto se implanta demasiado profundo, resulta una apariencia en forma de hueco; si se implanta demasiado superficial, resulta un bulto o el injerto puede que no se mantenga en la posicion.

Con el fin de calcular una profundidad de un objeto seleccionado, tal como una unidad folicular pilosa, primeramente deben alinearse las imagenes izquierda y derecha obtenidas del par de camaras estereo. Debido a que las respectivas imagenes de la camara se alinean horizontalmente, los mismos objetos apareceran en las mismas lmeas de exploracion horizontales de las dos imagenes. Y, debido a que la profundidad de un objeto fotografiado en relacion con las lentes de la camara esta dentro de un rango conocido (por ejemplo, establecido por las distancias focales de las respectivas camaras), un objeto seleccionado en una primera imagen (por ejemplo, una unidad folicular pilosa) puede coincidir con el mismo en la segunda imagen (para de ese modo alinear las imagenes entre sf) mediante el calculo de una profundidad efectiva del objeto cuando se compara con los posibles objetos

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candidatos en la segunda imagen (es decir, en la misma lmea de exploracion) para determinar que "par" tiene una profundidad calculada en el rango posible.

Otra ventaja de usar un par de camaras estereo 28 es la capacidad de obtener datos de imagenes con respecto a la posicion y orientacion de una herramienta del efector de extremo (por ejemplo, una canula de recoleccion de unidad folicular pilosa 38 mostrada en las Figs. 1-2) en un mismo marco de referencia en el que se obtienen datos de imagenes con respecto a la posicion y orientacion de objetos de interes (por ejemplo, folfculos pilosos, arrugas, tatuajes, lunares, etc.) en la superficie de la piel. Los respectivos marcos izquierdo y derecho de la camara se calibran con el marco de la herramienta de la misma manera como se describe anteriormente para un solo marco de la camara. Una vez que se establecen estos desplazamientos, las posiciones y orientaciones relativas de la herramienta del efector de extremo y de los objetos en la superficie de la piel (por ejemplo, unidades foliculares pilosas) pueden determinarse y seguir en el marco de la herramienta.

La Fig. 14 es un diagrama de flujo simplificado de un procedimiento de acuerdo con una realizacion de la invencion para alinear la posicion y orientacion de un eje alargado de la canula de recoleccion de unidad folicular 38 con un eje alargado del tallo de una unidad folicular pilosa que se extiende desde el cuero cabelludo, usando solamente una camara para la obtencion de imagenes. Como se describe en mayor detalle mas abajo, la canula de recoleccion 38 generalmente comprende una canula tubular, hueca que tiene un extremo distal dentado para perforar la epidermis y la dermis inmediatamente alrededor de una circunferencia exterior de una unidad folicular con el fin de envolver, capturar y retirar toda la unidad folicular de los tejidos subcutaneos grasos que subyacen la dermis, por ejemplo, mediante la rotacion de la canula 38 en un movimiento en forma de perforacion, o mediante un empuje rapido alterno a lo largo de su eje longitudinal. La canula de recoleccion 38 puede avanzar y retirarse mediante su propio movimiento longitudinal (es decir, en relacion con la placa de la herramienta a la cual se anexa), o mediante el movimiento longitudinal del brazo robotico 27, o una combinacion de ambos, con el fin de extraer y retirar las respectivas unidades foliculares, por ejemplo, por friccion y/o con la ayuda de un vacfo debil. Por ejemplo, el ensamble de herramienta 30 puede tener su propio sistema de control y accionamiento separado del sistema robotico 25.

Una descripcion mas detallada del ensamble de herramienta de recoleccion e implante folicular 30 se proporciona mas abajo, en ensamble con la descripcion de las realizaciones de las Figs. 3-11. Tambien debera apreciarse que el proceso de posicionamiento y orientacion que se usa para alinear el eje alargado de la canula de recoleccion 38 con el eje alargado de una unidad folicular pilosa tendra una aplicacion mucho mas amplia que solo para procedimientos de retiro y/o implante de cabello. A modo de ejemplos no limitantes, los procedimientos de posicionamiento y orientacion sustancialmente similares pueden usarse para alinear un laser, o una aguja de inyeccion, con caractensticas y/o lugares ffsicos deseados en una superficie de la piel de un paciente en una manera oportuna y precisa.

Despues de que el sistema robotico 25 se ha iniciado y calibrado de manera que el marco de la camara se alinea con el marco de la herramienta (descrito anteriormente en ensamble con la Fig. 13), se obtienen y procesan los datos de imagenes mediante el ordenador del sistema para identificar objetos de interes en el marco de la camara. A modo de ejemplo, la Fig. 15 representa una imagen de la camara de unidades foliculares pilosas en una region de interes 150 en un cuero cabelludo humano. A partir de imagenes de esta region de interes 150, el software de segmentacion y proyeccion de imagen que reside en el ordenador identifica y selecciona una o mas unidades foliculares particulares de interes para recolectar del cuero cabelludo. Con referencia a la Fig. 16, una posicion de una unidad folicular pilosa seleccionada 152 se identifica en terminos de sus coordenadas de desplazamiento x, y en el marco de la camara (el eje z es el eje optico de la camara el cual se alinea de preferencia sustancialmente ortogonal a la superficie del cuero cabelludo en la region 150). A menos de que el eje de la camara este exactamente alineado con el eje longitudinal de la unidad folicular 152 (en cuyo caso la unidad folicular aparecera como un punto circular que representa una vista posterior del tallo del cabello), la imagen de la unidad folicular tendra forma de una lmea alargada que tiene una longitud "aparente" que dependera del angulo del marco de la camara en relacion con la unidad folicular. Debido a las caractensticas ffsicas de una unidad folicular pilosa, su base (es decir, el extremo que emerge de la dermis) se puede distinguir inmediatamente de su punta como parte del proceso de segmentacion de imagen. Por ejemplo, la porcion de la base tiene un perfil diferente y es generalmente mas gruesa que la porcion de la punta distal. Tambien, una sombra de la unidad folicular se puede identificar tfpicamente la cual, por definicion, se "anexa" a la base.

Entonces se calculan las posiciones x, y de la base de la unidad folicular en el marco de la camara y representan los desplazamientos de la posicion de la base del cabello. Los desplazamientos de la orientacion de la unidad folicular 152 tambien se calculan en terminos de (i) un angulo [alfa] en el plano formado por el tallo de la unidad folicular identificada en relacion con, y en el mismo plano que, el eje x (o y) del marco de la camara; y (ii) un angulo [delta] fuera del plano que es un angulo "aparente" formado entre la tallo de la unidad folicular y el cuero cabelludo, es decir, entre la unidad folicular y el plano de los ejes x, y del marco de la camara. Como se senalo anteriormente, el tallo del cabello se recorta preferentemente antes del procedimiento a una longitud sustancialmente conocida, por ejemplo, 2 mm, de manera que el angulo [delta] fuera del plano se pueda calcular en base a una relacion de una longitud aparente medida de la imagen de la unidad folicular con su longitud actual supuesta, cuya relacion es igual al coseno del angulo [delta] fuera del plano.

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Con referencia nuevamente a la Fig. 14, en la etapa 142, los desplazamientos de posicion y orientacion en x, y se identifican para una unidad folicular pilosa seleccionada, como se describe anteriormente. Entonces el ordenador calcula los movimientos necesarios del brazo robotico 27 para lograr que el eje de la camara se alinee en la misma posicion y orientacion de los desplazamientos calculados. El marco de la base y el marco de la herramienta se "mueven" tambien por los mismos desplazamientos de x, y y de rotacion (es decir, hasta que los angulos [alfa] y [delta] sean ambos iguales a 0), de manera que los marcos de la camara, la base y la herramienta permanezcan alineados en la nueva posicion y orientacion del eje de la camara. Debido a las posibles variaciones y errores inherentes en el sistema y asumiendo que (por ejemplo, con respecto a la longitud de la unidad folicular pilosa) la posicion y orientacion actual de la unidad folicular pilosa puede no coincidir con los valores calculados. Por lo tanto, una vez que el brazo robotico 27 (y el eje de la camara) se mueve por los desplazamientos calculados de posicion y rotacion, la unidad folicular se fotograffa nuevamente y (en la etapa 146) se determina si el eje de la camara debe alinearse con la posicion y orientacion de la unidad folicular dentro de las tolerancias aceptables. Si el eje de la camara se alinea adecuadamente con la unidad folicular, el brazo robotico 27 se mueve una ultima vez (en la etapa 148) con el fin de alinear la canula de recoleccion 38 en la posicion "confirmada" del eje de la camara (es decir, en base a los desplazamientos obtenidos en el proceso de calibracion anteriormente descrito). Sin embargo, si (en la etapa 146) el eje de la camara no se alinea adecuadamente con la unidad folicular pilosa, se repiten los procedimientos en las etapas 142-146, iniciando en la nueva posicion del eje de la camara.

Como se apreciara por aquellos expertos en la tecnica, en realizaciones de la invencion, el ciclo de trabajo de la obtencion y procesamiento de imagenes es sustancialmente mas rapido que el movimiento del brazo robotico 27, y el proceso de identificar y calcular los desplazamientos de posicion y orientacion de las unidades foliculares pilosas seleccionadas en relacion con el eje de la camara puede realizarse de manera efectiva "sobre la marcha," mientras el brazo robotico se mueve. Por lo tanto, el destino final (es decir, la posicion y orientacion) del brazo robotico 27 (y la canula de recoleccion 38) puede ajustarse (opcionalmente) constantemente (es decir, ajustar) mientras la canula de recoleccion 38 se mueve para acoplarse con la unidad folicular. Debido a que dichos ajustes se realizan de manera inmediata, el movimiento del brazo robotico 27 es mas fluido y menos brusco. Este proceso iterativo de retroalimentacion, referido como "control visual," calcula y perfecciona continuamente la posicion y orientacion deseada de la canula de recoleccion 38, con el fin de minimizar la imagen de la unidad folicular pilosa, es decir, hasta que la imagen se transforma de una lmea en un punto.

Por lo tanto, el sistema robotico guiado por imagenes 25 puede usarse para llevar a cabo procedimientos automatizados o semiautomatizados para identificar la posicion y la orientacion de un gran numero de unidades foliculares pilosas en una region de interes en el cuero cabelludo de un paciente, y despues recolectar con precision algunas o todas las unidades foliculares. Una o mas camaras anexadas al extremo distal de trabajo del brazo robotico capturan imagenes a una ampliacion deseada de un area seleccionada del cuero cabelludo del paciente. Un sistema informatico procesa las imagenes e identifica (a traves tecnicas conocidas de segmentacion y de umbral) las unidades foliculares individuales de cabello, asf como sus respectivas posiciones y orientaciones en relacion con el marco de la camara. A traves de una interfaz de usuario (por ejemplo, un monitor y un raton estandar de ordenador), un cirujano a cargo puede definir una region en el cuero cabelludo en la cual unidades foliculares pilosas se recolectaran y definen un patron de recoleccion, tal como, por ejemplo, tomar cada otra unidad folicular pilosa en la region, dejar un numero definido de unidades foliculares entre unidades foliculares recolectadas, tomar un cierto porcentaje de unidades foliculares, dejar detras un patron esteticamente aceptable, etc.

Por ejemplo, las imagenes obtenidas de un amplio campo de vision del par de camaras estereo pueden usarse por el medico a cargo para localizar generalmente una region de interes, mientras que las imagenes obtenidas de un estrecho campo de vision del par de camaras estereo se usan para guiar con precision la herramienta de recoleccion con las unidades foliculares individuales seleccionadas. Una vez que las unidades foliculares pilosas a recolectar se han identificado, el sistema robotico alinea sistematicamente una herramienta de recoleccion (por ejemplo, la canula de recoleccion 38) con cada cabello a recolectar; los respectivos folfculos pilosos se recolectan, y el proceso se repite para todas las unidades foliculares seleccionadas en la region de recoleccion definida. Podra apreciarse que en algunos casos, las unidades foliculares individuales de cabello que se recolectan se implantan entonces en otra porcion del cuero cabelludo del paciente, mientras que en otros casos las unidades foliculares pilosas recolectadas se descartan. Tambien podra apreciarse que, en lugar de una herramienta de recoleccion de extraccion de muestras, tal como una canula 38, otro tipo de herramienta del efector de extremo para retirar cabello puede emplearse, tal como, por ejemplo, un laser. Podra apreciarse ademas que las tecnicas anteriormente descritas para alinear el marco de la camara con el marco de la herramienta del robot para alinear con precision una herramienta del efector de extremo pueden aplicarse de igual manera a otros tipos de herramientas efectoras finales, tales como una aguja de inyeccion (o una variedad de agujas de inyeccion) que se usa para inyectar tinta para hacer tatuajes en una superficie de la piel de un paciente.

La Fig. 17 es un diagrama de flujo de un procedimiento automatizado (o semiautomatizado) para identificar una posicion y orientacion de todas las unidades foliculares en una region de interes en el cuero cabelludo de un paciente, y despues recolectar con precision algunas o todas las unidades foliculares identificadas. La Fig. 18 es un diagrama de flujo de un procedimiento que usa un par de camaras estereo para identificar unidades foliculares individuales en una region de interes en el cuero cabelludo de un paciente, y despues estima una posicion y orientacion de cada una en los respectivos marcos de la camara y marco de la herramienta del robot. El procedimiento inicia cuando se calibra el par de camaras estereo para identificar ambos parametros intrmsecos y

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extrmsecos, de acuerdo con tecnicas bien conocidas. Los parametros intrmsecos son intrmsecos a la camara individual, tales como la optica interna, distorsion, ajuste, y similares. Los parametros extrmsecos se refieren a las caractensticas entre las dos camaras, por ejemplo, diferencias en el alineamiento de sus respectivos ejes opticos (los cuales son idealmente paralelos entre sf, pero dado que esto es poco probable en la practica, se requiere compensacion matematica). La calibracion de los parametros intrmsecos y extrmsecos se conoce bien en el campo del procesamiento de imagenes estereo y no se explicara a detalle en la presente.

Como se discutio anteriormente, las ubicaciones de los centros de los folmulos pilosos se identifican y se hacen coincidir en ambas imagenes, la izquierda y la derecha, rectificadas. Entonces la cabeza y la cola de cada folmulo piloso se identifican en ambas imagenes, la izquierda y la derecha, en donde se pueden calcular las coordenadas tridimensionales de la cabeza y la cola del folmulo piloso. Finalmente, el desplazamiento relativo de la posicion y orientacion del folmulo piloso y de la canula se determinan mediante las imagenes de las camaras las cuales observan tanto la canula como el folmulo piloso, de acuerdo con tecnicas bien conocidas de procesamiento de imagenes estereo.

El resultado estetico de un procedimiento de trasplante de cabello depende en parte en implantar los injertos en patrones de apariencia natural. El ordenador puede "amplificar" eficientemente la habilidad del cirujano al "rellenar los espacios en blanco" a lo largo de una pequena fraccion de los lugares para el implante para lo cual el cirujano determina la posicion y orientacion del injerto. Es particularmente importante para un buen resultado estetico lograr una lmea de cabello de apariencia natural. En lugar de realizar incisiones cuidadosamente para todos los lugares de implante cercanos a la lmea de cabello, el cirujano indica unas pocas posiciones y orientaciones para el implante de la lmea de cabello y el ordenador rellena el resto interpolando entre los lugares designados, usando el sistema de procesamiento de imagenes para identificar y evitar unidades foliculares existentes. La Fig. 19 muestra un algoritmo que usa los puntos de control para disenar una lmea de cabello de apariencia natural. Se disena una curva con los puntos de control en base a, por ejemplo, polinomios de interpolacion segmentaria cubica. Los puntos de control se especifican por el operador. Se especifica la orientacion del cabello en cada uno de los puntos de control. Los puntos a lo largo de la curva se identifican a una separacion dada, por ejemplo, por interpolacion. Las ubicaciones de los puntos a lo largo de la curva pueden ser aleatorias para lograr una lmea de cabello de apariencia natural. El nivel de aleatorizacion se puede especificar por el usuario o generar con el ordenador. Se prefiere que las orientaciones de la unidad folicular no sean aleatorias sino interpoladas, por ejemplo, de la misma manera que se genera una curva de interpolacion segmentaria cubica. La aleatorizacion de la ubicacion y la interpolacion de la orientacion crean mas implantes de apariencia natural.

La aleatoriedad de la apariencia natural es importante tanto en la region cntica de la lmea de cabello como en el balance de los sitios del receptor. Esto puede lograrse mediante el procedimiento mostrado en la Fig. 20, en donde una superficie se disena usando puntos de control en base a, por ejemplo, superficies de interpolacion segmentaria cubica. Nuevamente, se especifica la orientacion del cabello en cada uno de los puntos de control. Los puntos de implante se identifican a lo largo de la superficie a una separacion dada. Las ubicaciones de los puntos a lo largo de la superficie pueden ser aleatorias para lograr una distribucion de cabello de apariencia natural. El nivel de aleatorizacion se puede especificar por el usuario o generar con el ordenador. Nuevamente, se prefiere que la orientacion de las respectivas unidades foliculares no sea aleatoria, sino interpolada de la misma manera que se genera una superficie de interpolacion segmentaria cubica. Los esquemas de aleatorizacion e interpolacion se conocen en la tecnica, y pueden adaptarse para este metodo.

A menudo es deseable dejar el cabello existente en su longitud natural en la region del receptor, el cual puede interferir con el acceso del sistema de vision a sitios individuales del receptor. Esto se puede lograr mediante un chorro suave de aire dirigido al sitio del receptor, lo que causa que el cabello en esa region se dirija lejos del sitio objetivo. De ser necesario, el cabello se puede humedecer para facilitar esta etapa. El chorro de aire puede dispersar tambien la sangre que emerge del sitio del receptor de la incision, por lo tanto mantener acceso visual durante el implante del injerto. Dicho chorro de aire puede ser parte de un ensamble de herramienta mas complejo unido a la placa de la herramienta del brazo robotico.

El sistema robotico 25 usa informacion en tiempo real del sistema de vision para monitorear la posicion del paciente (tfpicamente usando marcadores de referencia en la region del receptor del cuero cabelludo), de la herramienta de implante, y de las unidades foliculares existentes para guiar la herramienta de implante al lugar donde se va a hacer la incision del sitio del receptor e implantar el injerto. La Fig. 21 muestra un ejemplo de la funcion de grna automatica del sistema robotico, que incluye la etapa de planeacion de las posiciones y orientaciones de los implantes con respecto a puntos de referencia globales (por ejemplo, cabellos existentes, tatuajes, u otras caractensticas distintivas). El robot se mueve entonces para registrar puntos de referencia en el paciente. La informacion de registro se puede almacenar en memoria para referencias. El robot puede hacer uso de los puntos de referencia registrados como puntos de referencia para reconocer su posicion en relacion con la superficie de trabajo. El robot se mueve a cada posicion y orientacion de implante con respecto a los puntos de referencia globales. Los puntos de referencia globales proporcionan una referencia global para movimientos globales. La posicion y la orientacion se ajustan en base a los puntos de referencia cercanos tales como cabellos vecinos ya existentes o cabellos implantados recientemente. Los puntos de referencia cercanos proporcionan una referencia local para movimientos locales.

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El trasplante de cabello generalmente incluye tres etapas: recolectar la unidad folicular, hacer una incision en el sitio del receptor, y colocar la unidad folicular en la incision. La Fig. 3 muestra una realizacion de una herramienta de tres partes 32 que se usa para llevar a cabo todas estas tres funciones. Aunque la siguiente descripcion de la herramienta de tres partes 32 es con referencia a su uso como parte del ensamble de herramienta 30 portadas en el brazo robotico 27 en el sistema 25 de la Fig. 1, podra apreciarse que tambien son posibles realizaciones manuales y operadas de la herramienta de tres partes 32. Mas particularmente, la herramienta de tres partes 32 incluye una canula ("implante") exterior 36 que tiene un extremo distal 37 (por ejemplo, biselado) de perforacion del tejido, abierto que se usa para realizar incisiones en los sitios (implante) del receptor en una superficie del cuerpo. Una canula ("recoleccion") interior 38 se posiciona coaxialmente en una cavidad interior de la canula de implante 36, y tiene un extremo distal 40 (por ejemplo, aspero o dentado) de extraccion de muestras del tejido, abierto. La canula de recoleccion 38 tiene una cavidad interior dimensionada apropiadamente para recolectar unidades foliculares individuales de cabello humano mediante la extraccion de muestras de las respectivas unidades foliculares y extrayendolas de una superficie del cuerpo (tfpica pero no necesariamente un cuero cabelludo).

A modo de ejemplos no limitantes, las realizaciones de la canula de recoleccion 38 pueden tener cavidades interiores que van desde aproximadamente 0.3 milfmetros hasta 2.0 milfmetros de diametro. En una realizacion, la cavidad de la canula de recoleccion tiene un diametro de aproximadamente 1 milfmetro. Notablemente, diferentes canulas dimensionadas de recoleccion 38 pueden usarse para recolectar unidades foliculares de folfculo individual que para recolectar unidades foliculares de folfculos multiples. En cualquier caso, una superficie de pared interior de la cavidad de la canula de recoleccion puede texturizarse para facilitar el agarre por friccion de las respectivas unidades foliculares para la extraccion de la superficie del cuerpo despues de extraer las muestras.

Con referencia tambien a las Figs. 4 y 5, el ensamble de herramienta 30 incluye un ensamble de accionamiento del motor 60 que se monta en la carcasa 22 y configura para recibir y acoplar operativamente las partes que componen la herramienta de tres partes 32. En particular, la canula de implante 36 se anexa de manera fija a un cono proximal 34, que incluye una porcion conica frontal distal 34a y una porcion de acoplamiento dirigida proximalmente 34b. La porcion de acoplamiento 34b puede acoplarse de manera desmontable (a presion) con un sujetador elastico 63 que se extiende desde un manguito tubular 65 en el ensamble de accionamiento del motor 60. En la realizacion ilustrada, el sujetador 63 comprende una variedad de miembros elasticos 67 del brazo que se unen a o se integran con el manguito tubular 65. Podra apreciarse que otros mecanismos de acoplamiento desmontable pueden emplearse en realizaciones alternas. El manguito tubular 65 se acopla a un mecanismo de accionamiento por cremallera y pinon 81 accionado por un primer motor 62 del ensamble de accionamiento del motor 60, de manera que, cuando el cono 34 se acople al sujetador 63, el motor 62/ del mecanismo de accionamiento 81 proporcione un movimiento (es decir, alterno) axial de la canula de implante 36 en relacion con la canula de recoleccion 38 (y tambien en relacion con la carcasa del ensamble de herramienta 22/24).

La canula de recoleccion 38 se extiende proximalmente a traves de un orificio 45 del cono de la canula de implante 34 y de la canula de implante 36, y se une de manera fija a la porcion distal del mandril 43a de un portabrocas 43 asentado en, y que puede girar en relacion con, un orificio del cono 34. Un cuerpo alargado 46 se asienta en, y se une de manera fija a, el portabrocas 43, e incluye una o mas pestanas que se extienden radialmente hacia afuera 48 que se acoplan a un ensamble correspondiente de ranuras (no mostrado) en un elemento tubular de accionamiento que sobresale distalmente (no mostrado - se extiende internamente a traves de la carcasa 93) que se acopla a un engranaje de salida 87 accionado por un segundo motor 64 del ensamble de accionamiento del motor 60 para de ese modo girar el respectivo cuerpo alargado 65 y la canula de recoleccion 38, respectivamente, alrededor de un eje longitudinal de la canula de recoleccion 38. Como podra apreciarse, un accionamiento por correa u otros medios para girar el elemento tubular de accionamiento (y, por lo tanto, la canula de recoleccion 38) puede usarse in realizaciones alternas. El cuerpo alargado 46 incluye ademas una seccion ahuecada 44 que se localiza proximalmente de las pestanas 48, la cual se asienta en un elemento anular de retencion 50 para un acoplamiento desmontable (a traves de una conexion de tipo de ajuste a presion) con el elemento de accionamiento tubular (proximal de las ranuras que se acoplan a las pestanas 48), por lo tanto retener la canula de recoleccion 38 en posicion cuando la herramienta 32 se acopla con el ensamble de accionamiento del motor 60.

Un obturador alargado 52 se coloca de manera corrediza en una cavidad interior de la canula de recoleccion 38, y tiene un extremo proximal unido a un miembro de asiento 54 que se acopla a un mecanismo ("accionamiento del tornillo") linear de accionamiento (no mostrado) accionado por un tercer motor 66 del ensamble de accionamiento del motor 60 para proporcionar selectivamente una fuerza "de empuje" dirigida distalmente sobre el obturador 52 en relacion con la canula de recoleccion 38. Un resorte 53 se asienta en un hueco anular 49 que se forma en un tapon extremo proximal 51 del cuerpo alargado 46, y se extiende (sobre el obturador 52) al lado distal del miembro de asiento 54. El resorte 53 ejerce una fuerza "de empuje" dirigida proximalmente sobre el miembro de asiento, para de ese modo empujar el obturador contra el accionamiento del tornillo.

El ensamble de accionamiento del motor incluye ademas un motor de "liberacion" 67, que ejerce una fuerza (de empuje) dirigida distalmente contra el tapon extremo 51 a traves de un elemento tubular de liberacion 86, lo que hace que los acoplamientos unidos (es decir, el cono de la canula de implante 34b y el sujetador 63, y el elemento de retencion de la canula de recoleccion 50 y el elemento de accionamiento tubular) se desacoplen para quitar la herramienta 32 del ensamble de herramienta 30, por ejemplo, para reemplazar una o ambas de las canulas de recoleccion e implante 36 y 38. De esta manera, la herramienta multipartes 32 se puede cargar en el ensamble de

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herramienta 30 por insercion (en la direccion proximal) de la herramienta 32 ("retrocargada") a traves la extension tubular 24 de la carcasa 22, hasta que los respectivos acoplamientos 34b y 50 encajen en sus contrapartes en el ensamble de accionamiento del motor 60, y se liberen al ejercer el motor 67 una fuerza suficiente sobre el elemento de liberacion 86 para desacoplar los respectivos acoplamientos. Un elemento de tope 55 se une al obturador 52 que colinda con el lado distal del tapon extremo mientras el elemento de liberacion 86 ejerce una fuerza hacia abajo sobre el tapon extremo 51, de manera que el obturador 52 acompana el resto de la herramienta 32 a medida que se libera del ensamble de accionamiento del motor 60 (y del ensamble de herramienta 30).

El ensamble de accionamiento del motor 60 comprende ademas circuitena de control para controlar la operacion de los respectivos motores 62, 64, 66, y 67. La circuitena de control puede incluir un procesador independiente (no mostrado) que se asocia con el ensamble de accionamiento del motor 60, el cual recibe como entradas la informacion del sistema robotico 25, que incluye pero no limita datos de posicionamiento que se obtienen de las imagenes obtenidas de las respectivas canulas 36, 38 y la superficie del cuerpo/objetos (por ejemplo, folfculos pilosos). De manera adicional o alterna, un respectivo codificador puede acoplarse operativamente con uno o mas de los motores 62, 64, 66, y 67 para seguir el movimiento relativo y, por lo tanto, la informacion de la posicion de la canula de implante 36, de la canula de recoleccion 38, y/o del obturador 52.

Para recolectar una unidad folicular de una superficie del cuerpo (por ejemplo, un cuero cabelludo), el brazo robotico 27 posiciona y alinea la canula de recoleccion 38 con un eje longitudinal de una unidad folicular seleccionada que se va a recolectar. Entonces la canula de recoleccion 38 avanza sobre la unidad folicular seleccionada mediante el movimiento del brazo robotico 27, acompanado de un movimiento simultaneo de rotacion de la canula de recoleccion 38 alrededor de su eje longitudinal por el motor 64, con el extremo distal abierto 40 de la canula 38 penetrando la superficie del cuerpo en la capa subcutanea grasa que rodea y subyace la unidad folicular. En realizaciones alternas, un mecanismo lineal de accionamiento puede proporcionarse adicionalmente en el ensamble de accionamiento del motor 60 para proporcionar una traslacion axial independientemente controlada de la canula de recoleccion 38 en relacion con la carcasa del ensamble de herramienta 20 (y la canula de implante 36). La canula de recoleccion 38 se retira entonces de la superficie del cuerpo mediante el movimiento del brazo robotico 27 para de esta manera extraer la unidad folicular, la cual se porta en la cavidad de la canula de recoleccion. En algunas realizaciones, puede colocarse una fuente de vacfo selectivamente en comunicacion con la cavidad de la canula de recoleccion para aplicar una fuerza "de empuje" dirigida proximalmente para facilitar la sujecion y extraccion de la unidad folicular, asf como para ayudar a retener la unidad folicular en la cavidad de la canula de recoleccion despues de que se recolecte.

Para el implante, el ensamble de herramienta 30 se reposiciona mediante el brazo robotico 27 a un lugar para el implante seleccionado en la superficie del cuerpo. En el lugar para el implante, un eje longitudinal de la canula de implante 36 se alinea preferentemente con una orientacion deseada de la unidad folicular, una vez implantada. Con referencia a la Figs. 6A-B, el extremo distal de perforacion del tejido 37 de la canula de implante 36 avanza sobre la canula de recoleccion 38 y sobre la superficie del cuerpo 68, lo que crea una cavidad subcutanea de implante 70 de una profundidad y tamano adecuados para recibir la unidad folicular recolectada 72. Este movimiento de perforacion por la canula 36 se controla automaticamente por el motor 62, y es preferentemente muy rapido con el fin de minimizar el trauma a la superficie del tejido 74 de la cavidad de implante 70.

En una realizacion (mostrada en la Fig. 6A), la unidad folicular 72 se mueve axialmente mediante el obturador 52 (bajo el control del motor 66) desde la cavidad de la canula de recoleccion 76, donde se ha mantenido sin perturbar desde que se recolecto, en una porcion del extremo distal de la cavidad de la canula de implante 78. Este reposicionamiento de la unidad folicular 72 desde la cavidad de la canula de recoleccion 76 en la cavidad de la canula de implante 78 puede tomar lugar antes, durante o despues de que la canula de implante 36 ha perforado la superficie del cuerpo 68. A partir de entonces el obturador mantiene la unidad folicular 72 en la cavidad de implante 70 mientras la canula de implante 36 se retira de la superficie del cuerpo 68 mediante un movimiento de traslacion en relacion con el obturador 52. Una vez que la canula de implante 36 se retira, el obturador 52 tambien se retira, con la unidad folicular 72 implantada en la superficie del cuerpo. Un extremo frontal distal 80 del obturador 52 es preferentemente ahuecada para dar espacio a uno o mas folfculos pilosos 82 que sobresalen de la unidad folicular 72.

En otra realizacion (mostrada en la Fig. 6B), los respectivos extremos distales de las canulas de recoleccion e implante 36 y 38 se alinean (es decir, mediante el movimiento relativo de la canula de implante 36) de manera que sus respectivos extremos distales 37 y 40 tienen aproximadamente la misma extension. Este alineamiento de los respectivos extremos distales 37 y 40 de la canula puede tomar lugar antes, durante o despues de que la canula de implante penetra la superficie del cuerpo para formar la cavidad de implante 70. A partir de entonces, las respectivas canulas 36 y 38 se retiran de la cavidad de implante 70, mientras que la unidad folicular 72 se mantiene ahn, es decir, mediante el movimiento simultaneo del brazo robotico 27 lejos de la superficie del cuerpo 68 y del obturador 52 hacia la superficie del cuerpo 68. En realizaciones alternas tener un mecanismo lineal de accionamiento en el ensamble de accionamiento del motor 60 para proporcionar una traslacion axial independientemente controlada de la canula de recoleccion 38 en relacion con la carcasa del ensamble de herramienta 20 (y la canula de implante 36), las respectivas canulas 36 y 38 pueden retirarse de la cavidad de implante 70 en relacion con (y sin requerir del movimiento simultaneo de) el obturador 52 mediante la operacion del ensamble de accionamiento del motor 60. En otras realizaciones alternas, una fuente de aire presurizado selectivamente colocada en comunicacion con la

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cavidad de la canula de recoleccion 76 puede usarse para retener la unidad folicular 72 en la cavidad de implante 70 mientras se retiran las canulas 36 y 38.

La Fig. 7 muestra una porcion distal del sistema robotico 25 de acuerdo con algunas realizaciones de la invencion. Un sensor de fuerza 100 se asegura a un brazo 104, una placa 102 montada en el sensor de fuerza 100, y un accionamiento de motor, o ensamble de "posicionamiento" 106 asegurado a la placa 102. Alternativamente, la placa 102 se podna asegurar directamente al brazo 104, en cuyos casos, el sensor de fuerza 100 se puede asegurar entre el ensamble de posicionamiento 106 y la placa 102. Alternativamente, el sensor de fuerza 100 se puede localizar dentro del ensamble de posicionamiento 106. El sensor de fuerza 100 se configura para detectar tres fuerzas Fx, Fy, Fz en tres direcciones ortogonales diferentes X, Y, Z, y tres momentos ortogonales Mx, My, Mz. En otras realizaciones, el sensor de fuerza 100 puede configurarse para detectar una o dos de las fuerzas Fx, Fy, Fz, y/o uno o dos de los momentos Mx, My, Mz. Como se muestra en la figura, el sensor de fuerza 100 se acopla a un ordenador 120, el cual recibe datos del sensor de fuerza 100 que representan las fuerza(s) y/o momento(s) detectados. En otras realizaciones, los datos del sensor de fuerza pueden ir directamente al robot.

Durante el proceso anterior de recoleccion e implante, el sensor de fuerza 100 monitorea una o mas componentes de fuerza/momento transmitidas desde el ensamble de posicionamiento 106. Por ejemplo, el sensor de fuerza 100 puede monitorear una fuerza Fz, la cual tiene un vector direccional que es aproximadamente paralelo a un eje de una canula de recoleccion 200. La fuerza detectada Fz se transmite al ordenador 120, el cual determina si una magnitud de la fuerza detectada Fz esta dentro de un lfmite aceptable. En algunas realizaciones, el ordenador 120 se configura (por ejemplo, se programa) para detener un proceso de recoleccion o un proceso de implante si la fuerza detectada Fz excede un lfmite prescrito, lo que puede indicar, por ejemplo, que la canula de recoleccion 200 o la canula de implante 202 se presiona contra el craneo. Como tal, el sensor de fuerza 100 proporciona una funcion de seguridad que evita que la canula de recoleccion 200 y la canula de implante 202 lastimen de manera no intencional a un paciente.

En lugar de, o ademas de, usar el sensor de fuerza 100 como una funcion de seguridad, el sensor de fuerza 100 tambien puede usarse para controlar un posicionamiento de la canula de recoleccion 200 y/o de la canula de implante 202. Mientras la canula de recoleccion 200 avanza a traves de la piel y en el tejido debajo de la piel, esta experimenta una fuerza Fz, la que representa una resistencia para la aguja de extraccion de muestras 200. La Fig. 12 muestra un diagrama de fuerzas que representa una resistencia a la fuerza Fz detectada por la canula de recoleccion 200 a medida que avanza a traves de la piel y en el tejido. Dicha fuerza Fz se transmite por los varios componentes dentro del ensamble de posicionamiento 106 al sensor de fuerza 100, el cual mide dicha fuerza Fz y transmite los datos de la fuerza al ordenador 120. Debido a que la superficie de la piel es relativamente dura, inicialmente, mientras la canula de recoleccion 200 hace presion contra la piel, no penetrara inmediatamente la piel, y experimental una resistencia a la fuerza Fz proporcionada por la superficie de la piel. La resistencia a la fuerza Fz aumenta de cero a un valor Fp, en cuyo punto, la canula de recoleccion 200 penetra a traves la piel. Debido a que el tejido debajo de la piel es relativamente mas suave que la piel, la resistencia a la fuerza Fz experimentada por la canula de recoleccion 200 sera menor que Fp despues de la penetracion de la piel.

Como se muestra en la Fig. 12, despues de alcanzar el valor Fp, la curva de la fuerza desciende a un segundo valor Fs, el cual representa la resistencia a la fuerza detectada por la aguja de extraccion de muestras 200 despues de que esta ha penetrado la superficie de la piel. La fuerza Fz continuara aumentando desde ese punto mientras la canula de recoleccion 200 continue avanzando en el tejido. Esto se debe a que mientras mayor sea la porcion de la canula de recoleccion 200 que avanza en el tejido, mayor sera el tejido contactado que esta debajo de la piel, aumentando asf una cantidad de superficie de friccion entre la canula de recoleccion 200 y el tejido. En algunos casos, si la canula de recoleccion 200 choca con un hueso, el diagrama de fuerzas alcanzara un maximo (mostrado como una lmea punteada en la figura). El ordenador 120 puede programarse para monitorear la curva de la fuerza que se genera mientras la canula de recoleccion 200 avanza durante el proceso de recoleccion, y controla la canula de recoleccion 200 en base a la curva de la fuerza. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el ordenador 120 activa un posicionador en el ensamble de posicionamiento 106 para avanzar la canula de recoleccion 200 a una primera velocidad hasta que se observa una cafda en la curva de la fuerza, lo que indica que la canula de recoleccion 200 ha penetrado la piel. Entonces el ordenador 120 activa el posicionador para avanzar la canula de recoleccion 200 a una segunda velocidad hasta que se logra una profundidad deseada de penetracion. En algunas realizaciones, la primera velocidad puede ser mayor que la segunda velocidad.

En las realizaciones ilustradas, el ensamble de posicionamiento 106 incluye una unidad de soporte 109 para acoplar a un ensamble de canula 110, y a una variedad de posicionadores 107a-107c. La unidad de soporte 109 se configura para acoplarse con diferentes partes del ensamble de canula 110 de manera que el ensamble de canula 110, como un todo, puede posicionarse mediante el ensamble de posicionamiento 106. La unidad de soporte 109 permite tambien controlar diferentes componentes del ensamble de canula 110 despues de que el ensamble de canula 110 se acople con la unidad de soporte 109. Los posicionadores 107a-107c se configuran para mover diferentes componentes del ensamble de canula 110 despues de que se acopla con la unidad de soporte. Aunque se muestran tres posicionadores 107a-107c, en otras realizaciones, el ensamble de posicionamiento 106 puede incluir mas o menos de tres posicionadores 107. En algunas realizaciones, el ensamble de posicionamiento 106 puede incluir el ensamble de accionamiento del motor de la Fig. 5, el cual incluye tres motores (posicionadores) para

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mover diferentes componentes del ensamble de canula 110, ademas de un motor adicional para desacoplar el ensamble de canula 110 del ensamble de posicionamiento.

La Fig. 8 muestra una unidad de soporte 109 construida de acuerdo con algunas realizaciones. La unidad de soporte 109 incluye una primera porcion de acoplamiento 122 para acoplar una primera porcion del ensamble de canula 110, una segunda porcion de acoplamiento 124 para acoplar una segunda porcion del ensamble de canula 110, y una tercera porcion de acoplamiento 126 para acoplar una tercera porcion del ensamble de canula 110.

La Fig. 9A muestra el ensamble de canula 110 de acuerdo con algunas realizaciones. El ensamble de canula 110 tiene una configuracion similar como la herramienta 32 mostrada en las Figs. 3-4. El ensamble de canula 110 incluye una canula de recoleccion 200, una canula de implante 202, y un embolo (obturador) 204. La canula de recoleccion 200 tiene un extremo proximal 212, un extremo distal 214, un cuerpo 215 que se extiende entre los extremos proximal y distal 212, 214, y una cavidad 217 definida, al menos parcialmente, por el cuerpo 215. En las realizaciones ilustradas, la cavidad 217 tiene una dimension de seccion transversal entre 0.3 milfmetros y 2.0 milfmetros, y mas preferentemente, aproximadamente 1 milfmetro. El ensamble de canula 110 incluye ademas un tallo 216 que tiene un extremo proximal 218, un extremo distal 220, y una cavidad 222 que se extiende entre los extremos proximal y distal 218, 220. El extremo proximal 212 de la canula de recoleccion 200 se asegura al extremo distal 220 del tallo 216. La canula de implante 202 tiene un extremo proximal 232, un extremo distal 234, un cuerpo 230 que se extiende entre los extremos proximal y distal 232, 234, y una cavidad 236 dentro del cuerpo 230. La cavidad 236 tiene una dimension de seccion transversal dimensionada para acomodar al menos una porcion de la canula de recoleccion 200, y para permitir que la canula de recoleccion 200 se deslice en relacion con la canula de implante 202. El extremo distal 234 de la canula de implante 202 tiene una punta afilada 250 para perforar el tejido.

En las realizaciones ilustradas, el extremo distal 214 de la canula de recoleccion 200 tiene una configuracion tubular (Fig. 9B). En dichos casos, el borde 252 de la canula de recoleccion 200 puede tener una configuracion afilada para permitir que la canula de recoleccion 200 penetre el tejido. En otras realizaciones, el extremo distal 214 de la canula de recoleccion 200 puede tener una configuracion de arco (Fig. 9C). En dichos casos, los extremos 254 de la porcion en arco pueden tener una configuracion afilada para permitir a la canula de recoleccion 200 cortar tejido mientras la canula de recoleccion 200 rota alrededor de su eje. En realizaciones adicionales, el extremo distal 214 de la canula de recoleccion 200 puede incluir una variedad de porciones de corte 256, donde cada porcion de corte 256 tiene un borde afilado 258 para cortar el tejido (Fig. 9D). Cabe senalar que el extremo distal 214 de la canula de recoleccion 200 no se limita a los ejemplos descritos previamente, y que el extremo distal 214 puede tener otras configuraciones en otras realizaciones, mientras pueda extraer muestras del tejido.

El ensamble de canula 110 incluye ademas una primera porcion de acoplamiento 238 y una segunda porcion de acoplamiento 240. La primera porcion de acoplamiento 238 tiene una configuracion tubular, y se asegura al tallo 216. La segunda porcion de acoplamiento tambien tiene una configuracion tubular, y se asegura al extremo proximal 232 de la canula de implante 202. Las porciones, primera y segunda, de acoplamiento 238, 240 se dimensionan y moldean para acoplar con los componentes correspondientes de la unidad de soporte 109. Cabe senalar que las porciones, primera y segunda, de acoplamiento 238, 240 no se limitan al ejemplo de la configuracion ilustrada, y que las porciones de acoplamiento 238, 240 pueden tener otras configuraciones en otras realizaciones. Por ejemplo, en realizaciones alternas, la porcion de acoplamiento 238 no tiene una configuracion tubular. En dichos casos, la porcion de acoplamiento 238 puede ser una estructura que se asegura a, o se extiende desde, una superficie del tallo 216. De manera similar, en otras realizaciones, la porcion de acoplamiento 240 puede ser una estructura que se asegura a, o se extiende desde, una superficie de la canula de implante 202, y no necesita tener una configuracion tubular. Como se muestra en la figura, el ensamble de canula 110 incluye tambien un conector 248 asegurado al tallo 216. El conector 248 tiene una forma que se asemeja a una esfera, pero puede tener otras formas en otras realizaciones.

El embolo 204 tiene un extremo proximal 242 y un extremo distal 244. El embolo 204 se localiza, al menos parcialmente, dentro de la cavidad 217 de la canula de recoleccion 200, y es corredizo en relacion con la canula de recoleccion 200. El ensamble de canula 110 incluye ademas un resorte 246 acoplado al embolo 204 para empujar el embolo 204 en una direccion proximal en relacion con la canula de recoleccion 200. En las realizaciones ilustradas, se describe el embolo 204 como un componente del ensamble de canula 110. En otras realizaciones, el embolo 204 no es parte del ensamble de canula 110. Por ejemplo, el embolo 204 puede ser un componente del ensamble de posicionamiento 106.

La Fig. 10 muestra el ensamble de canula 110 que se ha acoplado al ensamble de posicionamiento 106. Cuando el ensamble de canula 110 se encaja en el ensamble de posicionamiento 106, la primera porcion de acoplamiento 122 de la unidad de soporte 109 se acopla con el conector 248, la segunda porcion de acoplamiento 124 se acopla con la primera porcion de acoplamiento 238 del ensamble de canula 110, y la tercera porcion de acoplamiento 126 se acopla con la segunda porcion de acoplamiento 240 del ensamble de canula. El conector 248 permite que el ensamble de canula 110 se asegure de manera desmontable al ensamble de posicionamiento 106. La primera porcion de acoplamiento 122 de la unidad de soporte 109 se acopla al primer posicionador 107a. En algunas realizaciones, la canula de recoleccion 200 no es trasladable. En realizaciones alternas, el primer posicionador 107a se configura para trasladar (por ejemplo, avanzar o retroceder) la canula de recoleccion 200. La segunda porcion de acoplamiento 124 de la unidad de soporte 109 se acopla al segundo posicionador 107b, el cual se configura para

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girar la canula de recoleccion 200 alrededor de su eje. La tercera porcion de acoplamiento 126 de la unidad de soporte 109 se acopla al tercer posicionador 107c, el cual se configura para trasladar (por ejemplo, avanzar o retroceder) la canula de implante 202.

En otras realizaciones, la segunda porcion de acoplamiento 124 de la unidad de soporte 109 puede acoplarse tanto al primer posicionador 107a como al segundo posicionador 107b. En dichos casos, el primer posicionador 107a se configura para trasladar la porcion de acoplamiento 124 para asf avanzar o retroceder la canula de recoleccion 200, y el segundo posicionador 107b se configura para girar la porcion de acoplamiento 124 para asf girar la canula de recoleccion 200 alrededor de su eje. En realizaciones adicionales, no es necesario el segundo posicionador 107b, y el ensamble de canula 110 no incluye la porcion de acoplamiento 238. En dichos casos, el ensamble de posicionamiento 106 no se configura para rotar la canula de recoleccion 200, sino para avanzar y retroceder la canula de recoleccion 200 en un movimiento confiable hacia adelante y hacia atras. Aun en realizaciones adicionales, no se necesita el tercer posicionador 107c, y la tercera porcion de acoplamiento 126 se asegura de manera fija a la unidad de soporte 109. En dichos casos, la canula de implante 202 puede posicionarse mediante el brazo robotico 27, y la canula de recoleccion 200 puede posicionarse en relacion con la canula de implante 202 usando el primer posicionador 107a.

Cuando se usa el ensamble de canula 110 para recolectar una unidad folicular, el ensamble de canula 110 primero se acopla al ensamble de posicionamiento 106. Esto puede llevarse a cabo manualmente al encajar el ensamble de canula 110 en el ensamble de posicionamiento 106. Alternativamente, el ensamble de canula 110 se puede mantener vertical mediante un soporte (no mostrado). En dichos casos, el brazo robotico 27 puede usarse para mover el ensamble de posicionamiento 106 para "agarrar" el ensamble de canula 110 del soporte. La(s) camara(s) 28 puede(n) usarse para proporcionar informacion con respecto a una posicion del ensamble de canula 110 al procesador 120, el cual controla el brazo robotico 27 en base a la informacion, colocando asf el ensamble de posicionamiento 106 en posicion de acoplamiento en relacion con el ensamble de canula 110.

A continuacion, un plan de tratamiento se introduce en el ordenador 120. En algunas realizaciones, el plan de tratamiento es un plan prescrito disenado para trasplantar unidades foliculares pilosas de una primera region (region de recoleccion) a una region objetivo (region de implante). En dichos casos, el plan de tratamiento puede incluir uno o mas parametros, tales como un numero de unidades foliculares pilosas a retirar/implantar, ubicacion de la region de recoleccion, ubicacion de la region de implante, un grado de aleatoriedad asociado con lugares objetivos de implante, separacion entre lugares objetivos de implante adyacentes, profundidad de folfculo, profundidad de implante, identificacion del paciente, perfil geometrico de la region de recoleccion, perfil geometrico de la region de implante, ubicaciones del marcador(es), y densidad de los lugares objetivos de implante. Pueden usarse varias tecnicas para introducir el plan de tratamiento en el ordenador 120. En las realizaciones ilustradas, el plan de tratamiento se puede introducir usando una interfaz de usuario que incluye un monitor 122 y un teclado 124. Alternativamente, el plan de tratamiento se puede introducir usando un dispositivo de almacenamiento, tal como un disquete o un disco compacto. En otras realizaciones, el plan de tratamiento se puede descargar de un servidor remoto. En realizaciones adicionales, el plan de tratamiento se puede introducir usando una combinacion de las tecnicas anteriores. Por ejemplo, algunos parametros se pueden introducir en el ordenador 120 usando un disquete, mientras otros parametros se pueden introducir usando la interfaz de usuario. En algunas realizaciones, uno o mas parametros del plan de tratamiento pueden determinarse en tiempo real (por ejemplo, durante una sesion de tratamiento).

Despues de que el plan de tratamiento se ha introducido en el ordenador 120, el ordenador 120 entonces registra el plan de tratamiento con un paciente. En algunas realizaciones, esto puede llevarse a cabo usando la(s) camara(s) 28 para identificar uno o mas marcadores en el paciente. El marcador puede ser un reflector seguro para el paciente, una marca dibujada con tinta en el paciente, o una anatoirna del paciente. Los marcadores identificados pueden usarse para determinar una posicion y/o orientacion de una region objetivo en el paciente. En las realizaciones ilustradas, el plan de tratamiento incluye una posicion de la region (o donante) de recoleccion. Mediante el uso de la entrada de la(s) camara(s) 28, el ordenador 120 identifica el lugar de la region de recoleccion en el paciente, y una unidad folicular objetivo en la region de recoleccion. Entonces el ordenador 120 maneja el brazo robotico 27 para colocar el extremo distal 214 de la canula de recoleccion 200 proximo a la unidad folicular objetivo. En algunas realizaciones, la canula de recoleccion 200 se posiciona coaxialmente con la unidad folicular objetivo.

A continuacion, la canula de recoleccion 200 se usa para recolectar la unidad folicular objetivo. En algunas realizaciones, esto puede llevarse a cabo al activar un posicionador dentro del ensamble de posicionamiento 106 para girar la canula de recoleccion 200. Mientras se gira la canula de recoleccion 200, la canula de recoleccion 200 puede avanzar distalmente (por ejemplo, al activar otro posicionador dentro del ensamble de posicionamiento 106, o al mover el ensamble de posicionamiento 106 usando el brazo robotico 27). En otras realizaciones, la recoleccion de la unidad folicular objetivo 302 puede llevarse a cabo al empujar la canula de recoleccion 200 hacia adelante y hacia atras. Mientras que la canula de recoleccion 200 se usa para extraer las muestras fuera de la unidad folicular 302, la canula de implante 202 se ubica proximalmente lejos del extremo distal 214 de la canula de recoleccion 200 para asf evitar interferencia con el procedimiento de recoleccion. Esto puede llevarse a cabo al avanzar distalmente la canula de recoleccion 200 en relacion con la canula de implante 202, o de manera alterna, al retroceder proximalmente la canula de implante 202 en relacion con la canula de recoleccion 200 (si puede posicionarse la canula de implante 202).

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Cuando el extremo distal 214 de la canula de recoleccion 200 ha avanzado dentro de una profundidad prescrita, por ejemplo, 5 miKmetros, debajo de la superficie de la piel, entonces la canula de recoleccion 200 retrocede y se retira del paciente. La(s) camara(s) 28 puede(n) usarse para monitorear el proceso de recoleccion para asf determinar cuan lejos ha avanzado la canula de recoleccion 200 debajo de la superficie de la piel 306. En algunas realizaciones, el exterior de la canula de recoleccion 200 puede incluir lmeas de marcador para asf permitir a la(s) camara(s) 28 o a un medico "ver" cuanto ha avanzado la canula de recoleccion 200 en el paciente. En algunas realizaciones, la superficie de friccion en la interfaz entre la unidad folicular 302 y la superficie interior 304 dentro de la cavidad 217 retendra la unidad folicular 302 mientras la canula de recoleccion 200 se retira del paciente, recolectando asf la unidad folicular 302.

En otras realizaciones, la superficie interior 304 puede estar texturizada (por ejemplo, tener uno o mas salientes o protrusiones) para permitir asf que el extremo distal 214 se sostenga mas facilmente sobre la unidad folicular 302 mientras la canula de recoleccion 200 se retira del paciente. En realizaciones adicionales, un extremo proximal del ensamble de canula 110 puede acoplarse a una unidad de vacm (no mostrada) ubicada dentro del ensamble de posicionamiento 106. En dichos casos, la unidad de vacm crea una succion dentro de la cavidad 217 de la canula de recoleccion 200, para asf alejar la unidad folicular objetivo 302 de su tejido subyacente mientras la canula de recoleccion 200 se retira del paciente.

Despues de que la unidad folicular 302 se ha recolectado, el ensamble de posicionamiento 106 retrocede proximalmente la canula de recoleccion 200 hasta que el extremo distal 214 es proximal al extremo distal 234 de la canula de implante 202. Alternativamente, si la canula de implante 202 puede posicionarse, la canula de implante 202 puede avanzar distalmente hasta que el extremo distal 234 es distal al extremo distal 214 de la canula de recoleccion 200. A continuacion, el ordenador 120 maneja el brazo robotico 27 para colocar el extremo distal 234 de la canula de implante 202 adyacente a una ubicacion objetivo dentro de una region de implante del paciente segun lo prescrito por el plan de tratamiento. Entonces la canula de implante 202 avanza (por ejemplo, al activar un posicionador dentro del ensamble de posicionamiento 106, o al mover distalmente el ensamble de posicionamiento 106 hacia la ubicacion objetivo) para perforar a traves de la piel 310 a la region de implante (Fig. 11A). La canula de implante 202 avanza hasta que la profundidad penetrada 312 es, al menos, igual a la profundidad de la extraccion de muestras 300. En algunas realizaciones, la(s) camara(s) 28 y el ordenador 120 pueden usarse para determinar una cantidad de la canula de implante 202 que ha avanzado en el paciente. Por ejemplo, la canula de implante 202 puede incluir una variedad de lmeas de marcador para permitir a la(s) camara(s) 28 o al medico "ver" cuanto se ha insertado de la canula de implante 202 en el paciente. Como se muestra en la figura, la canula de implante 202 crea una abertura 314 debajo de la piel del paciente 314, en la cual puede colocarse la unidad folicular 302.

A continuacion, la canula de recoleccion 200, la cual contiene la unidad folicular recolectada 302, avanza dentro de la cavidad 236 de la canula de implante 202, hasta que una superficie superior 320 de la unidad folicular 302 esta en o debajo de la piel 310 en la region de implante (Fig. 11B). A continuacion, el embolo 204 puede avanzar distalmente (por ejemplo, al usar otro posicionador dentro del ensamble de posicionamiento 106) hasta que su extremo distal 244 se acopla con la unidad folicular 302 ubicada dentro de la canula de recoleccion 200 (Fig. 11 C). Entonces la canula de implante 202 y la canula de recoleccion 200 retroceden proximalmente en relacion con el embolo 204, dejando asf la unidad folicular 302 implantada en la ubicacion objetivo en la region de implante (Fig. 11D). En otras realizaciones, el ensamble de canula 110 no incluye el embolo 204. En dichos casos, un generador de presion (no mostrado) ubicado dentro del ensamble de posicionamiento 106 puede usarse para crear una presion dentro de la cavidad 217 de la canula de recoleccion 200, empujando asf la unidad folicular 302 hacia el paciente mientras retroceden la canula de implante 202 y la canula de recoleccion 200. Dicha tecnica provocara que la unidad folicular 302 se descargue de la canula de recoleccion 200 mientras la canula de recoleccion 200 se retira del paciente.

Despues de que la primera unidad folicular 302 se ha implantado en la region de implante, la canula de recoleccion 200 avanza distalmente hasta que su extremo distal 214 es distal al extremo distal 234 de la canula de implante 202. Entonces el ordenador 120 maneja nuevamente el brazo robotico 27 para colocar la canula de recoleccion 200 proxima a otra unidad folicular objetivo 302 a recolectar. Entonces el proceso descrito anteriormente se repite para recolectar la proxima unidad folicular 302, e implantar la unidad folicular 302. La seleccion de la unidad folicular 302 puede determinarse mediante el ordenador 120. Por ejemplo, en algunas realizaciones, en base a un lugar y geometna de la region de recoleccion prescrita, el ordenador 120 selecciona una unidad folicular 302 solo si esta esta dentro de la region de recoleccion prescrita. En algunas realizaciones, el proceso anterior se repite hasta que un numero de unidades foliculares prescrito 302 se ha implantado en la region de implante, hasta que una densidad de las unidades foliculares implantadas 302 alcanza una densidad prescrita, o hasta que no haya mas unidades foliculares 302 disponibles en la region de recoleccion.

En algunas realizaciones de la invencion que emplean un sistema de posicionamiento automatizado, un medico a cargo u operador puede especificar donde se necesita implantar una unidad folicular y en que angulo, es decir, su ubicacion relativa (o "lugar para el implante"), orientacion, y profundidad. Por ejemplo, la especificacion de un lugar, orientacion, y/o profundidad de una unidad folicular que se va a implantar puede llevarse a cabo mediante un sistema de planificacion del tratamiento. Alternativamente, durante el modo de implante, cuando la(s) camara(s) estan viendo el area receptora del cuero cabelludo, el operador a cargo puede usar una interfaz de usuario (por ejemplo, un raton de ordenador convencional) para especificar el lugar del implante y/o posicion y/o orientacion y/o profundidad del implante. Alternativamente, el operador puede puntualizar el lugar en el cuero cabelludo mediante la

colocacion de una marca temporal, tal como una marca de tinta o un puntero que puede visualizarse, identificarse, y medirse por el sistema de procesamiento de imagen. Adicionalmente, la orientacion puede especificarse directamente en el monitor del ordenador como una combinacion de dos angulos, tal como rotacion alrededor del eje x y una rotacion alrededor del eje y (suponiendo que el eje z sea a lo largo de la canula), o al colocar un puntero 5 alargado en el cuero cabelludo, que puede visualizarse por el sistema de procesamiento de imagen y medir los angulos.

En cualquier caso, el control del brazo robotico ahora se convierte en dos etapas. Primero, en base la especificacion de la posicion y orientacion del lugar del implante, el procesador del ordenador dirige el brazo robotico para mover la canula de implante a una posicion y orientacion deseada. Segundo, el avance real de la canula de implante en la 10 superficie de la piel tiene lugar, solamente mediante la activacion del mecanismo, o por una combinacion del movimiento del brazo robotico y el mecanismo de activacion, en el cual se alcanza la profundidad deseada del implante. Otra forma de especificar la orientacion de la unidad folicular implantada es hacer que el sistema correlacione con la orientacion del uno o mas folfculos pilosos que se extienden de ah hasta la orientacion de los folfculos pilosos existentes en el area del implante. El sistema, despues de posicionar la canula de implante en el 15 lugar del implante, visualiza y mide la orientacion de los folfculos pilosos vecinos, y usa esta informacion para determinar una orientacion adecuada de la unidad folicular que se va a implantar. En el caso de que los folfculos pilosos vecinos tengan diferentes orientaciones, el sistema puede, por ejemplo, obtener un promedio ponderado de las distintas orientaciones para determinar una orientacion de la unidad folicular que se va a implantar.

Claims (17)

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   REIVINDICACIONES

   1. Un metodo para alinear una herramienta (30) colocada en un brazo (27) movil de un sistema (25) automatizado con una ubicacion o un objeto de interes en un paciente, que comprende:

   determinar una relacion fija entre la herramienta (30) colocada en el brazo (27) movil y al menos dos camaras (28) colocadas en el brazo (27) movil, en donde la herramienta es capaz de manipular tejido;

   seleccionar una ubicacion o un objeto de interes en un paciente;

   identificar los desplazamientos de posicion de la ubicacion o el objeto de interes desde al menos dos camaras (28);

   mover automaticamente el brazo (27) movil para alinear la herramienta (30) con la ubicacion o el objeto de interes en el paciente basado, al menos en parte, en los desplazamientos identificados y en el mantenimiento mientras se alinea la herramienta en la relacion fija entre las al menos dos camaras (28) y la herramienta (30).
2. 2. El metodo de la reivindicacion 1, en donde la identificacion del desplazamiento de posicion comprende

   determinar si las al menos dos camaras (28) estan alineadas con la ubicacion u objeto de interes dentro de tolerancias aceptables, y

   mover el brazo (27) movil, si las al menos dos camaras (28) no estan alineadas con la ubicacion u objeto de interes dentro de tolerancias aceptables, hasta que las al menos dos camaras esten alineadas con la ubicacion u objeto de interes dentro de tolerancias aceptables, comprendiendo preferiblemente ademas calibrar la primera y la segunda camaras para identificar parametros intrmsecos y extrmsecos de las camaras.
3. 3. El metodo de la reivindicacion 1 o 2, que comprende ademas determinar si la herramienta esta alineada con la ubicacion o el objeto de interes dentro de tolerancias aceptables, y repetir los actos de identificacion de los desplazamientos de posicion y mover el brazo movil, si la herramienta no esta alineada con la ubicacion u objeto de interes dentro de tolerancias aceptables, hasta que la herramienta se alinee con la ubicacion u objeto de interes dentro de tolerancias aceptables.
4. 4. El metodo de las reivindicaciones 1 o 2, que ademas comprende calcular y ajustar continuamente la posicion y la orientacion del brazo movil a medida que la herramienta se mueve en alineacion con la ubicacion o el objeto de interes, preferiblemente en donde el objeto de interes tiene cierta orientacion rotacional en 3D, y en donde el metodo comprende identificar los desplazamientos de orientacion 3D del objeto de interes.
5. 5. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en donde el objeto de interes es una unidad folicular y la herramienta es una herramienta de eliminacion de cabello, preferiblemente en donde la alineacion de la herramienta comprende alinear un eje alargado de la herramienta de eliminacion de cabello con un eje alargado de la unidad folicular.
6. 6. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en donde la ubicacion o el objeto de interes se selecciona del grupo que comprende un sitio de inyeccion, un sitio de corte de tejido, un sitio de implantacion, un sitio de colocacion o elimininacion de tatuaje, una unidad folicular, una lmea de arrugas, una verruga y un lunar.
7. 7. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en donde la herramienta comprende un eje alargado y cada una de las al menos dos camaras comprende un eje respectivo, y en donde la herramienta y las al menos dos camaras estan situadas de tal manera que sus respectivos ejes son paralelos o no paralelos entre sf.
8. 8. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en donde seleccionar la ubicacion o el objeto de interes en el paciente, comprende:

   obtener una imagen de la ubicacion o el objeto de interes en el paciente desde al menos dos camaras;

   rectificar las imagenes respectivas desde las al menos dos camaras;

   identificar una posicion en la ubicacion o el objeto de interes en las imagenes rectificadas;

   hacer coincidir la posicion en la ubicacion o el objeto de interes en las imagenes rectificadas; y

   calcular coordenadas tridimensionales de la posicion en la ubicacion o el objeto de interes.
9. 9. El metodo de la reivindicacion 8, en donde la posicion en la ubicacion o el objeto de interes comprende un centro de la ubicacion o el objeto de interes, preferiblemente en donde el objeto de interes es un folfculo piloso y en donde la posicion en la ubicacion o el el objeto de interes comprende una cabeza o una cola del folfculo piloso, que comprende ademas encontrar la cabeza y la cola del folfculo piloso en las imagenes respectivas de la primera camara y la segunda camara, y calcular las coordenadas tridimensionales de la cabeza y la cabeza del folfculo piloso.

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10. 10. Un sistema (25) automatizado para alinear una herramienta (30) con una ubicacion o un objeto de interes en un paciente, que comprende:

    un brazo (27) movil;

    una herramienta (30) capaz de manipular tejido y posicionarse en el brazo (27) movil; al menos dos camaras (28) colocadas en el brazo (27) movil; y un procesador configurado para

    procesar imagenes de una ubicacion o un objeto de interes en un paciente obtenido desde al menos dos camaras (28),

    determinar una relacion fija entre las al menos dos camaras (28) y la herramienta (30),

    identificar los desplazamientos de posicion de la ubicacion o el objeto de interes desde al menos dos camaras (28), y

    hacer que el brazo (27) movil se mueva para alinear la herramienta (30) con la ubicacion o el objeto de interes, basado, al menos en parte, en los desplazamientos identificados y en el mantenimiento, mientras se alinea la herramienta en la relacion fija entre las al menos dos camaras (28) y la herramienta (30).
11. 11. El sistema de la reivindicacion 10, que comprende ademas un controlador asociado operativamente con el procesador y configurado para maniobrar el brazo movil, preferiblemente en donde el sistema automatizado es un sistema robotico y el brazo movil es un brazo robotico, comprendiendo ademas preferiblemente el sistema un chorro de aire configurado para dirigir una corriente de aire al paciente.
12. 12. El sistema de las reivindicaciones 10 u 11, en donde la herramienta se selecciona del grupo que comprende un laser, un punzon o una aguja, una herramienta para el corte o extraccion de tejido, una aguja de inyeccion, una canula, un ensamblaje de aguja, una herramienta de recoleccion de cabello o de retiro de cabello, o una herramienta de implante.
13. 13. El sistema de una cualquiera de las reivindicaciones 10-12, en el que cada camara de las al menos dos camaras que tienen un eje optico y los respectivos ejes opticos de la camara no son paralelos entre sf.
14. 14. El sistema de una cualquiera de las reivindicaciones 10-13, en donde el procesador esta configurado ademas para:

    rectificar imagenes de la ubicacion o el objeto de interes obtenido desde al menos dos camaras, identificar una posicion en la ubicacion o el objeto de interes en las imagenes rectificadas, hacer coincidir la posicion en la ubicacion o el objeto de interes en las imagenes rectificadas; calcular coordenadas tridimensionales de la posicion en la ubicacion o el objeto de interes.
15. 15. El sistema de la reivindicacion 14, en donde el objeto de interes es un folfculo piloso y la posicion sobre el objeto de interes comprende una cabeza o una cola del folfculo piloso.
16. 16. Un procesador de imagenes para alinear una herramienta (30) capaz de manipular tejido y posicionarse en un brazo (27) movil con un objeto o ubicacion en un paciente, el procesador de imagenes configurado para:

    procesar imagenes de una ubicacion o un objeto de interes en un paciente obtenido desde al menos dos camaras (28) ubicadas en un brazo (30) movil;

    determinar una relacion fija entre las al menos dos camaras (28) y la herramienta (30);

    identificar los desplazamientos de posicion de la ubicacion o el objeto de interes desde al menos dos camaras (28);

    hacer que un controlador que esta asociado operativamente con el procesador mueva el brazo (27) movil para alinear la herramienta (30) con la ubicacion o el objeto de interes basado, al menos en parte, en los desplazamientos identificados y en el mantenimiento mientras se alinea la herramienta en la relacion fija entre las al menos dos camaras (28) y la herramienta (30).
17. 17. El procesador de imagenes de la reivindicacion 16, en donde el objeto de interes es al menos un folfculo piloso, y el procesador de imagenes esta configurado ademas para identificar desplazamientos de orientacion 3D de al menos un folfculo piloso.