ES2897669T3 - Un sistema de ecografía con dirección o seguimiento de imágenes en estéreo - Google Patents

Abstract

Un sistema de ecografía dirigido por imágenes, que comprende: una sonda de ecografía (110); un visualizador (210, 220) configurado para comunicarse con la sonda de ecografía (110) para recibir señales de ecografía para presentar imágenes de la sonda de ecografía; y un dispositivo de formación de imágenes (100) al menos uno de unido de forma extraíble a o integrado con dicha sonda de ecografía (110), configurado el dispositivo de formación de imágenes para comunicarse con un módulo de procesamiento de imágenes (140) para procesar información derivada de las imágenes del dispositivo de formación de imágenes, en el que el visualizador (210, 220) recibe y presenta datos desde el módulo de procesamiento de imágenes, comprendiendo el dispositivo de formación de imágenes (100): la barra de estabilización (170) que comprende un material con un coeficiente de expansión térmica bajo, un armazón de cabezal (130, 180) acoplado de forma segura a la barra de estabilización (170), una pluralidad de dispositivos fotosensibles (150) acoplados físicamente a la barra de estabilización (170), un primer dispositivo fotosensible (150) de la pluralidad de dispositivos fotosensibles (150) conectado a la barra de estabilización (170) y un segundo dispositivo fotosensible (150) de la pluralidad de dispositivos fotosensibles (150) conectado a la barra de estabilización (170), situándose el primer dispositivo fotosensible (150) y el segundo dispositivo fotosensible (150) uno en relación con el otro para la observación en estéreo de una región de interés, en el que la barra de estabilización (170) evita el movimiento mecánico entre el primer dispositivo fotosensible (150), el segundo dispositivo fotosensible (150) y el dispositivo de formación de imágenes (110), en el que los primer y segundo dispositivos fotosensibles forman un único dispositivo de observación en estéreo, al menos una fuente de luz, la al menos una fuente de luz que se puede hacer funcionar para iluminar con luz de un espectro particular uno o más instrumentos observados por uno o más de la pluralidad de dispositivos fotosensibles (150), una lente (160) montada en una dirección de visión de uno o más de la pluralidad de dispositivos fotosensibles (150), actuando dicha lente (160) como un filtro para permitir solo luz del espectro particular en uno o más de la pluralidad de dispositivos fotosensibles (150), y la memoria electrónica (810) acoplada físicamente al dispositivo de formación de imágenes, configurada la memoria electrónica para almacenar al menos una de información de calibración del dispositivo de formación de imágenes, información de configuración e información de concesión de licencias, y configurada además para almacenar datos para el dispositivo de formación de imágenes, incluyendo dicha información de concesión de licencias al menos uno de: tiempo transcurrido o uso desde la última calibración, tiempo restante o uso hasta la siguiente calibración o la siguiente fecha de calibración.

Description

DESCRIPCIÓN

Un sistema de ecografía con dirección o seguimiento de imágenes en estéreo

Campo de la invención

El campo de los modos de realización actualmente reivindicados de la presente invención se refiere a dispositivos de formación de imágenes y, más en particular, a dispositivos de formación de imágenes con uno o más sensores para la observación y seguimiento de uno o más instrumentos.

Análisis de la técnica relacionada

En las intervenciones dirigidas por imágenes, el seguimiento y la localización de dispositivos de formación de imágenes e instrumentos médicos durante los procedimientos son excepcionalmente importantes y se consideran la principal tecnología habilitadora en los sistemas de cirugía dirigida por imágenes (IGS). Las tecnologías de seguimiento se pueden clasificar en los siguientes grupos: 1) seguimiento de base mecánica que incluye robots activos (por ejemplo, el robot DaVinci) y brazos mecánicos codificados pasivamente (por ejemplo, brazos mecánicos Faro), 2) seguimiento de base óptica, 3) seguimiento de base acústica y 4) seguimiento de base electromagnética (EM).

La ecografía es una modalidad de formación de imágenes útil para intervenciones dirigidas por imágenes que incluyen procedimientos ablativos, biopsia, radioterapia y cirugía. En la literatura y en los laboratorios de investigación, la investigación de intervenciones dirigidas por ecografía se realiza integrando un sistema de seguimiento (procedimientos ópticos o bien EM) con un sistema de formación de imágenes por ecografía (ECO) para, por ejemplo, seguir y dirigir ablaciones hepáticas, o en radioterapia externa [E.M. Boctor, M. DeOliviera, M. Choti, R. Ghanem, R.H. Taylor, G. Hager, G. Fichtinger, "Ultrasound Monitoring of Tissue Ablation via Deformation Model and Shape Priors", Conferencia internacional sobre informática de imágenes médicas e intervención asistida por ordenador, MICCAI 2006; H. Rivaz, I. Fleming, L. Assumpcao, G. Fichtinger, U. Hamper, M. Choti, G. Hager y E. Boctor, "Ablation monitoring with elastography: 2D in-vivo and 3D ex-vivo studies", Conferencia internacional sobre informática de imágenes médicas e intervención asistida por ordenador, MICCAI 2008; H. Rivaz, P Foroughi, I. Fleming, R. Zellars, E. Boctor y G. Hager, "Tracked Regularized Ultrasound Elastography for Targeting Breast Radiotherapy", Informática de imágenes médicas e intervención asistida por ordenador (MICCAI) 2009]. Los sistemas comerciales actuales pueden incluir la integración de un dispositivo de seguimiento EM en un sistema de ECO basado en carritos de alta gama. Se pueden integrar pequeños sensores EM en la sonda de ecografía, y se pueden unir y fijar sensores similares al instrumental de intervención de interés.

Las limitaciones del enfoque actual, tanto en el ámbito de la investigación como en el comercial, se pueden atribuir a las tecnologías de seguimiento disponibles y a la viabilidad de integrar estos sistemas y usarlos en entornos clínicos. Por ejemplo, los seguidores de base mecánica se consideran soluciones costosas y molestas, es decir, requieren un gran espacio y limitan el movimiento del usuario. Por otra parte, el seguimiento acústico no proporciona suficiente exactitud de navegación. Las tecnologías de seguimiento óptico y EM requieren configuraciones molestas con una cámara base (en el caso de procedimientos de seguimiento óptico) o un transmisor EM de referencia (en el caso de procedimientos EM). Adicionalmente, los sensores ópticos de cuerpo rígido o EM se tienen que unir al generador de imágenes y a todo el instrumental necesario, por consiguiente, se requieren etapas de calibración y esterilización fuera de línea. Por tanto, sigue existiendo una necesidad de dispositivos de formación de imágenes mejorados para su uso en cirugía dirigida por imágenes.

El documento WO 2011/150376 A1 divulga un sistema de dirección para ayudar con la inserción de una aguja en el cuerpo de un paciente. El sistema de dirección utiliza formación de imágenes de ecografía u otra tecnología de formación de imágenes adecuada.

Sumario

La invención está definida por las reivindicaciones adjuntas. Todos los demás modos de realización son simplemente ejemplares. En un modo de realización, se puede proporcionar un sistema de ecografía dirigido por imágenes. El sistema puede incluir una sonda de ecografía; un visualizador configurado para comunicarse con la sonda de ecografía para recibir señales de ecografía para presentar imágenes de la sonda de ecografía; y un dispositivo de formación de imágenes al menos uno de unido a o integrado con dicha sonda de ecografía y configurado para comunicarse con el visualizador para presentar información derivada de las imágenes del dispositivo de formación de imágenes. El dispositivo de formación de imágenes puede incluir un ensamblaje de estabilización, un ensamblaje de dispositivo de formación de imágenes acoplado físicamente al ensamblaje de estabilización, una pluralidad de dispositivos fotosensibles acoplados físicamente al ensamblaje de estabilización y una unidad de memoria acoplada físicamente al ensamblaje de dispositivo de formación de imágenes, configurada la unidad de memoria para almacenar al menos uno de la información de calibración o uso para el sistema de ecografía dirigido por imágenes.

En otro modo de realización, se puede proporcionar un procedimiento para realizar un procedimiento dirigido por imágenes. El procedimiento puede incluir explorar una región de interés con una sonda de ecografía dirigida por imágenes; recibir datos de ecografía desde dicha sonda de ecografía dirigida por imágenes de una región periférica próxima a dicha región de interés, comprendiendo dicha sonda de ecografía dirigida por imágenes una pluralidad de dispositivos fotosensibles unidos en posiciones fijas en relación con una sonda de ecografía; emplear un instrumento para su uso dentro de dicha región de interés y dentro de dicha región periférica de modo que al menos una parte de dicho instrumento sea visible para la pluralidad de dispositivos fotosensibles; y al menos uno de seguir o dirigir a dicho instrumento durante dicho procedimiento dirigido por imágenes en base a información de formación de imágenes de la pluralidad de dispositivos fotosensibles, en el que la pluralidad de dispositivos fotosensibles está unida a un ensamblaje de estabilización para evitar el movimiento entre la pluralidad de dispositivos fotosensibles, y en el que dicha sonda de ecografía dirigida por imágenes comprende además una unidad de memoria configurada para almacenar al menos uno de datos de calibración o uso.

Aún en otro modo de realización, se puede proporcionar un dispositivo de dirección de imágenes para cirugía dirigida por imágenes. El dispositivo puede incluir una estructura de soporte; una estructura de soporte acoplada al ensamblaje de estabilización; y un primer dispositivo fotosensible y un segundo dispositivo fotosensible acoplados al ensamblaje de estabilización, en el que el ensamblaje de estabilización evita el movimiento entre el primer dispositivo fotosensible y el segundo dispositivo fotosensible, el primer dispositivo fotosensible y la estructura de soporte, y el segundo dispositivo fotosensible y la estructura de soporte.

Breve descripción de los dibujos

Otros objetivos y ventajas resultarán evidentes a partir de la consideración de la descripción, los dibujos y los ejemplos.

La figura 1 muestra un modo de realización de un componente de formación de imágenes para un sistema de formación de imágenes de acuerdo con un modo de realización de la invención actual.

La figura 2 muestra otro modo de realización de un sistema de formación de imágenes de acuerdo con un modo de realización de la invención actual.

La figura 3 muestra otro modo de realización de un componente de formación de imágenes para un sistema de formación de imágenes de acuerdo con un modo de realización de la invención actual.

La figura 4 muestra un modo de realización de un ensamblaje de estabilización para un componente de formación de imágenes para un sistema de formación de imágenes de acuerdo con un modo de realización de la invención actual.

La figura 5 muestra un modo de realización de un componente de formación de imágenes que incluye un ensamblaje de estabilización de acuerdo con un modo de realización de la invención actual.

La figura 6 muestra un modo de realización de un componente de formación de imágenes que incluye dispositivos fotosensibles y una placa de circuito impreso conectada a un ensamblaje de estabilización para un sistema de formación de imágenes de acuerdo con un modo de realización de la invención actual.

La figura 7 muestra otro modo de realización de un componente de formación de imágenes para un sistema de formación de imágenes de acuerdo con un modo de realización de la invención actual.

La figura 8 muestra un modo de realización de un componente de formación de imágenes que incluye dispositivos fotosensibles, memoria y una fuente de luz para un sistema de formación de imágenes de acuerdo con un modo de realización de la invención actual.

La figura 9 representa un flujo de trabajo de ejemplo.

La figura 10 representa un modo de realización ilustrativo de un ordenador para realizar los procedimientos y construir los sistemas descritos en el presente documento.

La figura 11 ilustra una intersección de un instrumento y un haz de ecografía de acuerdo con un modo de realización.

Descripción detallada

Algunos modos de realización se analizan en detalle a continuación. Al describir los modos de realización, se emplea terminología específica en aras de la claridad.

Algunos modos de realización de la presente invención describen la "tecnología de plataforma" habilitadora de IGI (intervenciones dirigidas por imágenes) que va más allá del paradigma actual de dirección y seguimiento de imágenes relativamente estrechas. Simultáneamente, tiene como objetivo superar las limitaciones de seguimiento, visualización y dirección; específicamente usando e integrando técnicas, por ejemplo, relacionadas con la identificación y el seguimiento de agujas usando visión por ordenador en 3D y luz estructurada; y seguimiento de dispositivos de imágenes usando enfoques de detección local; entre otros. Se pueden ver ejemplos de IGI en la solicitud de patente de EE. UU. n.° 13/511.101, titulada "Low-cost image-guided navigation and intervention systems using cooperative sets of local sensors", publicada como publicación de solicitud de patente de EE. UU. n.° 2013/0016185.

La invención actual cubre una amplia gama de modos de realización diferentes, compartiendo un núcleo común estrechamente integrado de componentes usados para la formación de imágenes, proyección, visión y detección local general.

Algunos modos de realización están dirigidos a combinar un grupo de tecnologías complementarias para proporcionar un enfoque de detección local que puede proporcionar tecnología habilitadora para el seguimiento de dispositivos de formación de imágenes médicas, por ejemplo, con el potencial de significativamente reducir los errores e incrementar las respuestas positivas del paciente. Este enfoque puede proporcionar una tecnología de plataforma para el seguimiento de sondas de ecografía y otros dispositivos de formación de imágenes, dirección de intervención y visualización de información. Al combinar la formación de imágenes de ecografía con algoritmos de análisis de imágenes y dispositivos fotosensibles montados en sondas, sensores ópticos inerciales independientes, es posible reconstruir la posición y la trayectoria de las agujas quirúrgicas y otros instrumentos u objetos por el seguimiento incremental de su movimiento actual.

Algunos modos de realización permiten la segmentación, seguimiento y dirección de agujas y otros instrumentos (usando modalidades visuales, ecográficas y/u otras de formación de imágenes y localización).

Dichos dispositivos pueden permitir procedimientos de formación de imágenes con una sensibilidad y especificidad mejoradas en comparación con el estado de la técnica actual. Esto puede facilitar varios panoramas de aplicación posibles que previamente requerían rayos X/TAC dañinos o formación de imágenes de RM costosa y/o seguimiento externo, y/o configuraciones de equipos informáticos costosas, imprecisas, lentas o poco prácticas, o que simplemente estaban afectadas por una falta inherente de precisión y garantía de éxito, tales como: biopsias, ablaciones con RF/HIFU, etc.: puede permitir la dirección de agujas basada en ecografía en 2D o 3D, braquirradioterapia: puede permitir la adquisición de ecografía en 3D y la dirección de agujas para la colocación de semillas de braquirradioterapia precisa, otras aplicaciones que se basan en formación de imágenes seguidas e instrumentos seguidos.

Algunos modos de realización de la invención actual pueden proporcionar varias ventajas sobre las tecnologías existentes, tales como combinaciones de: seguimiento de bajo coste, solución local, compacta y no molesta; sistema de seguimiento ideal para sistemas de ecografía portátiles y compactos que se usan principalmente en centros clínicos de intervención y en el lugar de asistencia sanitaria, pero también para el seguimiento general de agujas/instrumentos con seguimiento visual en otros entornos de intervención.

Por ejemplo, algunos modos de realización están dirigidos a dispositivos y procedimientos para el seguimiento de sondas de ecografía y otros dispositivos de formación de imágenes. Al combinar la formación de imágenes de ecografía con algoritmos de análisis de imágenes y dispositivos fotosensibles montados en sondas, es posible reconstruir la posición y la trayectoria de los instrumentos (por ejemplo, agujas, punteros, instrumentos de biopsia, laparoscopios, dispositivos de ablación, instrumentos quirúrgicos o instrumentos alargados) y otros objetos por el seguimiento incremental de su movimiento actual de acuerdo con un modo de realización. Esto puede proporcionar varios panoramas de aplicación posibles que previamente requerían configuraciones de equipos informáticos costosas, imprecisas o poco prácticas. Por ejemplo, dirección de agujas basada en ecografía en 3D.

Los procedimientos ecográficos actuales usan en su mayoría sondas de ecografía (ECO) en 2D de mano que devuelven cortes de imágenes planas a través del volumen 3D explorado (la "región de interés" (ROI)). Para las intervenciones percutáneas que requieren la dirección de instrumentos, la predicción de la trayectoria del instrumento se basa actualmente en el seguimiento con sensores unidos al extremo de instrumento distal (externo) y en la extrapolación mental de la trayectoria, basándose en la experiencia del operario. Un sistema integrado con ecografía en 3D, seguimiento de instrumentos, predicción de la trayectoria del instrumento y dirección del usuario interactiva sería altamente beneficioso.

La figura 1 muestra un modo de realización de un componente de formación de imágenes 100 para un sistema de formación de imágenes de acuerdo con un modo de realización de la invención actual. El componente de formación de imágenes 100 incluye un instrumento de formación de imágenes 110, el soporte 120 que está estructurado para poder unirse al instrumento de formación de imágenes 110. En el ejemplo de la figura 1, el instrumento de formación de imágenes 110 es una sonda de ecografía y el soporte 120 está estructurado para unirse a un mango de sonda de la sonda de ecografía. Las sondas de ecografía pueden incluir, por ejemplo, Ultrasonix n.° C5-2. Sin embargo, los conceptos amplios de la invención actual no se limitan solo a este ejemplo. El soporte 120 se puede estructurar para poder unirse a otros instrumentos de mano para cirugía dirigida por imágenes, tales como instrumentos eléctricos ortopédicos quirúrgicos o soportes de mano autónomos, por ejemplo. En otros modos de realización, el soporte 120 se puede estructurar para poder unirse al brazo en C de un sistema de rayos X o un sistema de resonancia magnética, por ejemplo.

El componente de formación de imágenes 100 puede incluir un armazón superior 180 y un armazón inferior 130 que se pueden acoplar entre sí para formar un armazón de cabezal. El armazón superior 180 y el armazón inferior 130 están acoplados de forma segura al ensamblaje de estabilización 170 (por ejemplo, barra de estabilización). El armazón de cabezal puede alojar el ensamblaje de estabilización 170 y otros componentes del componente de formación de imágenes 100. Se pueden usar tornillos 190 para acoplar los componentes del componente de formación de imágenes 100.

El componente de formación de imágenes 100 incluye uno o más dispositivos fotosensibles 150 (por ejemplo, cámaras, PSD (dispositivos sensibles a la posición), detección por láser basada en reflexión, etc.) unidos de forma segura al ensamblaje de estabilización 170. El uno o más dispositivos fotosensibles 150 pueden ser al menos uno de una cámara de luz visible, una cámara de infrarrojos, una cámara de tiempo de vuelo, un PSD (dispositivo sensible a la posición) y/o un dispositivo de detección por láser basado en reflexión en algunos modos de realización de la invención actual. El uno o más dispositivos fotosensibles 150 se pueden disponer para observar una región de superficie cercana a y durante el funcionamiento del componente de formación de imágenes 100. En la figura 1, el uno o más dispositivos fotosensibles 150 están dispuestos y configurados para la observación en estéreo de una región de interés.

El componente de formación de imágenes 100 también puede incluir una placa de circuito impreso 140 que puede incluir uno o más microprocesadores, una o más fuentes de luz, luces y un dispositivo de memoria. Las fuentes de luz pueden incluir uno o más LED, CFL (lámpara fluorescente compacta), bombillas incandescentes y/o láseres. La fuente de luz puede emitir luz en el espectro visible, infrarrojo, ultravioleta u otro espectro. La placa de circuito impreso también puede estar conectada a uno o más dispositivos fotosensibles 150, la fuente de luz y el dispositivo de memoria, y se puede acoplar de forma segura al ensamblaje de estabilización 170.

El componente de formación de imágenes 100 incluye una lente 160 que proporciona una pantalla para uno o más dispositivos fotosensibles 150. En un modo de realización, la lente 160 se puede fabricar de vidrio Gorilla ultrarresistente de 0,031" de espesor. La lente 160 puede ser esmerilada o parcialmente esmerilada para difundir la luz emitida desde la fuente de luz.

La figura 2 muestra un modo de realización del sistema de formación de imágenes 200 de acuerdo con un modo de realización de la invención actual. El sistema de formación de imágenes 200 incluye el componente de formación de imágenes 100 que se controla por un usuario. El usuario también está insertando un instrumento. El sistema de formación de imágenes 200 incluye el visualizador de imágenes 210. El visualizador de imágenes 210 puede presentar la salida del instrumento de formación de imágenes 110, tales como imágenes de ecografía. El sistema de formación de imágenes 200 también incluye un visualizador de aumento 220. El visualizador de aumento 220 puede ser una pantalla táctil y permitir la entrada del usuario. El visualizador de aumento 220 puede superponer información de seguimiento sobre la salida del instrumento de formación de imágenes 110. La información de seguimiento puede incluir el estado de seguimiento actual, la localización actual y/o la profundidad de inserción actual del instrumento que se inserta por el usuario. La información superpuesta también puede incluir la localización de la punta de instrumento y la distancia de la punta de instrumento a un objetivo seleccionado.

La figura 3 muestra otro modo de realización de un componente de formación de imágenes para un sistema de formación de imágenes de acuerdo con un modo de realización de la invención actual. En particular, la figura 3 muestra el soporte 120 conectado al instrumento de formación de imágenes 110. El soporte 120 también está conectado al armazón inferior 130. El armazón inferior 130 está conectado al armazón superior 180. La lente 160 se puede asegurar en su lugar entre el armazón inferior 130 y el armazón superior 180.

Aunque las figuras 1-3 ilustran el sistema de formación de imágenes como un sistema de formación de imágenes de ecografía y que el soporte 120 está estructurado para unirse a un instrumento de formación de imágenes 110 como una sonda de ecografía, los conceptos amplios de la invención actual no se limitan a este ejemplo. El soporte puede estar estructurado para poder unirse a otros sistemas de formación de imágenes, tales como, pero sin limitarse a, sistemas de formación de imágenes de rayos X y resonancia magnética, por ejemplo.

La figura 4 representa un ejemplo de ensamblaje de estabilización 170 que se puede usar en el componente de formación de imágenes 100 en el sistema de formación de imágenes 200. El ensamblaje de estabilización 170 se fabrica de un material con un coeficiente de expansión bajo para evitar/minimizar el movimiento entre los dispositivos fotosensibles y/o entre los dispositivos fotosensibles y el dispositivo de formación de imágenes. En algunos modos de realización, un coeficiente de expansión térmica entre 4-120[10A-6 m/mK]puede ser suficiente. En otro modo de realización, se puede usar un coeficiente de expansión menor de 73,8[10A-6 m/mK] (ABS (acrilonitrilo butadieno estireno) termoplástico o, más en general, 4-120[10A-6 m/mK] (plásticos) o, más específicamente, 22,2[10A-6 m/mK] (aluminio). En un modo de realización, el ensamblaje de estabilización 170 se puede fabricar de aluminio, acero inoxidable, titanio, cerámica, plástico, ABS (acrilonitrilo butadieno estireno) termoplástico, etc. El ensamblaje de estabilización puede formar parte del propio ensamblaje del dispositivo de formación de imágenes.

La figura 5 muestra un modo de realización del componente de formación de imágenes 100 que incluye el ensamblaje de estabilización 170 de acuerdo con un modo de realización de la invención actual. El ensamblaje de estabilización 170 se puede unir a la placa de circuito impreso 140. El ensamblaje de estabilización 170 también se puede unir al armazón inferior 130.

La figura 6 muestra un modo de realización del componente de formación de imágenes 100 que incluye dispositivos fotosensibles 150 y una placa de circuito impreso 140 conectada al ensamblaje de estabilización 170 para el sistema de formación de imágenes 200 de acuerdo con un modo de realización de la invención actual. El ensamblaje de estabilización 170 puede estar conectado de forma segura y/o de forma rígida al armazón inferior 130 y/o los dispositivos fotosensibles 150. El ensamblaje de estabilización 170 evita el movimiento entre los dispositivos fotosensibles 150 y entre los dispositivos fotosensibles 150 y dentro del componente de formación de imágenes 100. Además, el ensamblaje de estabilización 170 evita el movimiento entre los dispositivos fotosensibles 150 y el dispositivo de formación de imágenes 110.

La figura 7 muestra otro modo de realización del componente de formación de imágenes 100 que incluye los dispositivos fotosensibles 150 y un armazón inferior 130 conectado al ensamblaje de estabilización 170. La figura 7 también representa el soporte 120 conectado al armazón inferior 130.

La figura 8 muestra un modo de realización del componente de formación de imágenes 100 que incluye los dispositivos fotosensibles 150, el dispositivo de memoria 810 y la fuente de luz 820 para el sistema de formación de imágenes 200 de acuerdo con un modo de realización de la invención actual. La figura 8 representa la placa de circuito impreso 140 que proporciona un controlador para los dispositivos fotosensibles 150, la fuente de luz 820 y el dispositivo de memoria 810. La fuente de luz 820 puede incluir un número cualquiera de fuentes de luz (por ejemplo, 6 LED como se muestra en la figura 8). Cuantos más LED u otras fuentes de luz haya, es menos probable que las sombras interfieran en el seguimiento del objeto. La fuente de luz 820 puede emitir luz en el espectro visible o en otros espectros tales como el espectro infrarrojo. La lente 160 puede difundir y/o filtrar la luz de la fuente de luz 820. Se puede usar vidrio esmerilado o grabado con ácido para la lente 160 para difundir la luz de la fuente de luz 820. Cuanto más difusa sea la luz de la fuente de luz 820, es menos probable que las sombras interfieran en el seguimiento del objeto. La lente 160 también puede actuar como un filtro para prohibir que la luz de un espectro particular salga y/o entre al componente de formación de imágenes 100. En consecuencia, la lente 160 filtra la luz entrante para los dispositivos fotosensibles 150 y/o la luz emitida para la fuente de luz 820. El dispositivo de memoria 810 puede incluir un lector de tarjetas de memoria y/o una tarjeta de memoria. El lector de tarjetas de memoria puede leer y alojar la tarjeta de memoria. En otro modo de realización, el dispositivo de memoria 810 puede incluir una unidad flash. En otro modo de realización, el dispositivo de memoria 810 puede ser una unidad USB. El dispositivo de memoria 810 almacena al menos uno de datos de concesión de licencias, datos de configuración, tiempo de uso del dispositivo de formación de imágenes, información de concesión de licencias del dispositivo de formación de imágenes, información de configuración del dispositivo de formación de imágenes, información de calibración del dispositivo de formación de imágenes y/o actualizaciones de programas informáticos del sistema. El dispositivo de formación de imágenes 100 puede medir la cantidad de tiempo que se ha seguido un objeto y puede almacenar la información en el dispositivo de memoria 810. La información de calibración puede incluir, por ejemplo, la posición relativa entre los dispositivos fotosensibles 150 y/o la posición relativa entre los dispositivos fotosensibles 150 y el instrumento de formación de imágenes 110. La información de concesión de licencias puede incluir la cantidad de tiempo de seguimiento de imágenes disponible para el componente de formación de imágenes 100. El sistema de formación de imágenes 200 puede producir una alerta cuando el tiempo de seguimiento total es cierto porcentaje (por ejemplo, un 100 %, un 90 %, etc.) del tiempo autorizado. El tiempo de concesión de licencias es una cantidad de tiempo hasta la que se debe recalibrar el componente de formación de imágenes 100 (por ejemplo, el número de días calendario transcurridos o si se ha alcanzado una fecha del calendario específica).

En un modo de realización, el sistema de formación de imágenes 200 puede incluir, por ejemplo, una sonda de ecografía (por ejemplo, el instrumento de formación de imágenes 110) y uno o más visualizadores (por ejemplo, 210 y 220). Se puede configurar un primer visualizador (por ejemplo, 210) para comunicarse con la sonda de ecografía para recibir señales de ecografía y presentar imágenes de la sonda de ecografía. Un dispositivo de formación de imágenes (por ejemplo, el componente de formación de imágenes 100) puede estar al menos uno de unido a o integrado con la sonda de ecografía y el dispositivo de formación de imágenes se puede configurar para comunicarse con un segundo visualizador (por ejemplo, 220) para presentar imágenes del dispositivo de formación de imágenes y, en algunos modos de realización, imágenes de la sonda de ecografía. El primer y el segundo visualizador pueden ser el mismo visualizador. De forma similar, las unidades de procesamiento que proporcionan los datos que se van a presentar en el uno o más visualizadores pueden estar separadas (dos o más unidades) o integradas (una unidad). El dispositivo de formación de imágenes (por ejemplo, 100) puede incluir un ensamblaje de estabilización 170 (u otro ensamblaje de estabilización), un ensamblaje de dispositivo de formación de imágenes (por ejemplo, 180 y 130) acoplado físicamente al ensamblaje de estabilización, una pluralidad de dispositivos fotosensibles (por ejemplo, 150) acoplados físicamente al ensamblaje de estabilización y una unidad ^{de memoria (por ejemplo,} 810 ^{) acoplada físicamente al ensamblaje de dispositivo de formación de imágenes (por} ejemplo, el armazón de cabezal). La unidad de memoria se puede configurar para almacenar información de calibración y/o información de uso para el sistema de ecografía dirigida por imágenes.

El sistema de formación de imágenes 200 puede incluir un módulo de procesamiento de imágenes que incluye uno o más circuitos integrados y/o microprocesadores. El módulo de procesamiento de imágenes puede estar localizado en la placa de circuito impreso 140 (u otro circuito en el módulo de procesamiento de imágenes) y/o puede estar localizado externamente al componente de formación de imágenes 100 (por ejemplo, un ordenador externo o un módulo de procesamiento). La figura 11 ilustra la intersección de un instrumento 1110 y el haz de ecografía 1120 del instrumento de formación de imágenes 110 como una sonda de ecografía. El módulo de procesamiento de imágenes puede ejecutar instrucciones para el seguimiento de un instrumento médico 1110 (por ejemplo, una aguja, un puntero, un instrumento de biopsia, un laparoscopio, un dispositivo de ablación, un instrumento quirúrgico o un instrumento alargado). El módulo de procesamiento de imágenes puede registrar en primer lugar el instrumento en el dispositivo de formación de imágenes, donde es conocida la posición del instrumento 1110 con respecto al dispositivo de formación de imágenes. Se puede presentar una representación del instrumento 1110 en el visualizador 220. El módulo de procesamiento puede recibir una selección de un objetivo (por ejemplo, un tumor, un vaso, una lesión sospechosa u otros sitios clínicamente pertinentes) en las imágenes de la sonda de ecografía, o puede recibir la selección del objetivo en base a otros datos de formación de imágenes introducidos en el sistema (tales como los sitios objetivo predefinidos en los datos de TAC o RM, que más tarde se han de registrar en el dispositivo de formación de imágenes). La selección se puede recibir desde una pantalla táctil que presenta las imágenes de ecografía, por ejemplo. El módulo también puede seguir al instrumento, presentar una representación del instrumento en el visualizador a medida que se sigue al instrumento; indicar una punta de instrumento en el visualizador (por ejemplo, a través del uso de una o más líneas perpendiculares, disposiciones de líneas indicadas y/o variaciones de color); calcular una distancia entre la punta de instrumento y el objetivo; emitir audio, en el que el audio cambia en base a la distancia calculada entre la punta de instrumento y el objetivo; presentar la distancia calculada entre la punta de instrumento y el objetivo; emitir señales visuales sobre la calidad del seguimiento del instrumento; y/o indicar una pérdida de seguimiento del instrumento a través de señales de audio o visuales. El módulo de procesamiento puede presentar además el instrumento seguido como una línea; y puede representar la calidad del seguimiento del instrumento como función de la longitud de la línea presentada. En un ejemplo específico de un instrumento seguido 1110 que interseca el área de formación de imágenes de ecografía en 1130, puede haber un determinado segmento del instrumento 1110 contenido físicamente dentro del volumen del haz de ecografía 1120. La longitud de este segmento se puede calcular por el módulo de procesamiento en base al conocimiento sobre la conformación de haz estándar, y se puede presentar como variaciones superpuestas de color o longitud o como marcadores superpuestos 1140 en la propia representación del instrumento presentado.

La figura 9 representa un flujo de trabajo de ejemplo que describe un procedimiento dirigido por imágenes de acuerdo con un modo de realización de la invención actual. En 910, se puede explorar una región de interés con una sonda de ecografía dirigida por imágenes. La región de interés puede estar localizada, por ejemplo, en el interior de un ser humano o animal. De 910, el flujo se puede mover a 920.

En 920, se pueden recibir los datos de imágenes visuales tales como imágenes y/o datos de ecografía desde la sonda de ecografía dirigida por imágenes de una región periférica próxima a la región de interés. La sonda de ecografía dirigida por imágenes puede incluir un primer dispositivo fotosensible y un segundo dispositivo fotosensible unidos en posiciones fijas en relación con una sonda de ecografía. La sonda de ecografía dirigida por imágenes también puede emitir luz desde uno o más LED, luces fluorescentes compactas, incandescentes u otras fuentes de luz. La luz de la fuente de luz se puede difundir usando, por ejemplo, vidrio esmerilado, celofán, malla fina o cinta adhesiva translúcida (por ejemplo, cinta SCOTCH). De 920, el flujo se puede mover a 930.

En 930, se puede emplear un instrumento para su uso dentro de la región de interés y dentro de la región periférica de modo que al menos una parte del instrumento sea visible para el primer y segundo dispositivos fotosensibles. El instrumento se puede registrar en el dispositivo de formación de imágenes de sonda de ecografía dirigida por imágenes. El registro puede incluir mostrar el instrumento al primer y/o segundo dispositivos fotosensibles. A continuación, se puede conocer la posición del instrumento con respecto al dispositivo de formación de imágenes. Se puede presentar una representación del instrumento en un visualizador. De 930, el flujo se puede mover a 940.

En 940, el instrumento se puede seguir o dirigir durante el procedimiento dirigido por imágenes en base a la información de formación de imágenes del primer y segundo dispositivos fotosensibles. El primer y segundo dispositivos fotosensibles se pueden unir al ensamblaje de estabilización 170 para evitar el movimiento entre el primer dispositivo fotosensible y el segundo dispositivo fotosensible. La sonda de ecografía dirigida por imágenes incluye el dispositivo de memoria 810 configurado para almacenar datos de calibración, configuración, concesión de licencias y/o uso. En un modo de realización, los datos de concesión de licencias se recuperan del dispositivo de memoria. Los datos de concesión de licencias incluyen un período de concesión de licencias que es una cantidad de uso de la sonda de ecografía dirigida por imágenes, una cantidad de tiempo transcurrido (con o sin uso) o una fecha del calendario. Los datos de uso (incluyendo el tiempo de uso) se pueden recuperar del dispositivo de memoria. El período de concesión de licencias se puede comparar con el tiempo de uso recuperado o la fecha del calendario. Se puede presentar una alerta o advertencia de concesión de licencias cuando el tiempo de uso supere un porcentaje especificado (por ejemplo, absoluto (duración o relativo) o un umbral del período de concesión de licencias, por ejemplo. De 940, el flujo se puede mover a 950.

En 950, se pueden presentar datos de imágenes visuales desde la sonda de ecografía dirigida por imágenes. Los datos de imágenes visuales pueden incluir imágenes detectadas del cuerpo humano o de animal, así como imágenes calculadas del instrumento o información sobre el instrumento. De 950, el flujo se puede mover a 960.

En 960, se puede recibir una selección de un objetivo en los datos de imágenes visuales presentados. El objetivo puede ser, por ejemplo, un tumor en el cuerpo humano o de animal. El objetivo se puede seleccionar, por ejemplo, usando un visualizador de pantalla táctil, el visualizador de pantalla táctil puede mostrar imágenes del cuerpo humano o de animal, incluyendo el tumor. De 960, el flujo se puede mover a 970.

En 970, el instrumento se puede dirigir al objetivo seleccionado o cerca del objetivo seleccionado. La dirección puede incluir proporcionar una dirección en pantalla para ayudar al operario a dirigir un instrumento hacia el objetivo seleccionado. O la dirección puede incluir presentar información de ayuda al posicionamiento para ayudar a situar el instrumento cerca del objetivo. Se pueden presentar dos vistas que representan la entrada del primer dispositivo fotosensible y el segundo dispositivo fotosensible. En el caso de que no se pueda seguir el instrumento, puede sonar una alerta de audio y/o se puede presentar una alerta visual. De 970, el flujo se puede mover a 980.

En 980, una señal audible y/o visual puede indicar la distancia del instrumento al objetivo seleccionado. La distancia se puede indicar por la distancia real en unidades/números en la pantalla. La distancia también se puede indicar de forma audible por una serie de tonos que se pueden incrementar en altura y/o volumen a medida que disminuye la distancia entre el instrumento y el objetivo seleccionado. De 980, el flujo se puede mover a 990.

En 990, se puede presentar la calidad del seguimiento del instrumento. La calidad del seguimiento se puede indicar por tonos audibles o visualmente a través de colores en el visualizador. La calidad del seguimiento del instrumento también se puede representar por la longitud de una línea presentada, donde la línea presentada puede representar el instrumento que se sigue. También se puede indicar o presentar una pérdida de seguimiento del instrumento (por ejemplo, audio y/o vídeo). La calidad del seguimiento del instrumento se puede representar por un indicador, tal como la longitud de una línea presentada o un elemento codificado por colores. De 990, el flujo puede terminar.

En un modo de realización, el seguimiento de un instrumento médico (por ejemplo, una aguja, un instrumento quirúrgico) se puede lograr a través de uno o más rasgos característicos visibles en el instrumento. (El seguimiento de instrumentos básico se ha descrito en publicaciones previas por los inventores, tales como Stolka et al. "Navigation with local sensors in handheld 3D ultrasound: initial in-vivo experience", SPIE Medical Imaging 2011, Lake Buena Vista, FL/EE. UU., págs. 79681J-79681J. Sociedad Internacional para la Óptica y la Fotónica, 2011 y Wang et al. "The Kinect as an interventional tracking system", SPIE Medical Imaging, San Diego, CA, EE. UU., págs. 83160U-83160U. Sociedad Internacional para la Óptica y la Fotónica, 2012, incluyéndose ambas por referencia en su totalidad). El rasgo característico visible puede incluir un patrón detectable, creándose el patrón inicialmente usando una secuencia binaria pseudoaleatoria o, más en general, una secuencia de Bruijn, en el que el patrón está uno de marcado, impreso, grabado con ácido o aplicado al instrumento. Se puede usar el patrón para detectar la profundidad de inserción del instrumento en un cuerpo humano o de animal. De forma alternativa, el rasgo característico visible puede incluir un accesorio tal como un anillo unido al instrumento. El anillo puede ser reflectante y/o cilíndrico o conformado como un mango. El anillo puede incluir un patrón detectable usado para calcular la profundidad de inserción de la punta del instrumento, el patrón detectable se puede crear inicialmente usando una secuencia binaria pseudoaleatoria. El sistema de formación de imágenes 200 puede calcular inicialmente una distancia desde el anillo hasta la punta del instrumento y usar esta distancia calculada para calibrar el sistema de formación de imágenes 200 para el seguimiento del instrumento.

La información presentada para ayudar a situar el instrumento médico puede incluir información sobre la longitud de la intersección entre el instrumento médico y el plano de formación de imágenes de ecografía no infinitesimalmente delgado, trazando marcadores en la línea del instrumento médico para indicar la extensión de dicha intersección. En otras palabras, una línea puede indicar la trayectoria del instrumento médico, en la que una parte de la línea puede estar sombreada de forma diferente para indicar el área donde el instrumento médico cruzará el plano de formación de imágenes de la ecografía.

El cálculo de la profundidad de inserción se puede realizar en base al uno o más rasgos característicos visibles en el instrumento. Debido a la naturaleza del rasgo característico visible, la profundidad de inserción de la punta del instrumento se puede calcular correctamente incluso cuando una parte del uno o más rasgos característicos visibles no es visible por el uno o más dispositivos fotosensibles. Por ejemplo, cuando el rasgo característico visible incluye el patrón detectable creado usando una secuencia binaria pseudoaleatoria, el patrón es no periódico y único en pequeños segmentos. Por lo tanto, incluso si una pequeña parte del patrón es visible, el sistema de formación de imágenes 200 todavía puede calcular la profundidad de inserción. La localización de la punta de instrumento se puede calcular (por ejemplo, localizaciones de punta candidatas) usando el uno o más rasgos característicos visibles. Las localizaciones de la punta calculadas pueden estar en un plano tridimensional y se pueden basar en la localización de inserción, la profundidad de inserción calculada y el ángulo de entrada del instrumento médico. La profundidad de inserción de la punta de instrumento y las posibles localizaciones de la punta se pueden presentar en el visualizador de aumento 220. Un cirujano u otro personal médico puede usar la información presentada cuando realiza una IGI, por ejemplo.

Lo siguiente describe una posible técnica de localización de la punta de instrumento médico en imágenes en estéreo usando el patrón en el eje del instrumento médico en un modo de realización. Dado un par de imágenes en estéreo (imágenes de dispositivos fotosensibles izquierdo y derecho) y la calibración de los dispositivos fotosensibles (parámetros de dispositivos fotosensibles intrínsecos y extrínsecos), la primera etapa de la localización de la punta es rectificar las imágenes izquierda y derecha. Seguidamente, el instrumento médico se detecta en estas imágenes como líneas rectas centradas en el medio del eje. Para localizar la punta del instrumento médico en 3D, la línea del instrumento médico se reconstruye en el espacio 3D. A continuación, esta línea se muestrea con un delta constante que proporciona un conjunto de puntos en 3D. A continuación, estos puntos se proyectan de nuevo en las imágenes izquierda y derecha, lo que da como resultado dos conjuntos de puntos en 2D para las imágenes rectificadas izquierda y derecha. A continuación, se calculan las intensidades de píxeles en estos puntos usando interpolación. Esto generará dos vectores de intensidad con muestreo regular. En la siguiente etapa, los dos vectores de intensidad se correlacionan frente a todos los posibles "subpatrones". Un subpatrón es una parte continua mínima de todo el patrón que se podría identificar de forma única. Para cada subpatrón, se registra la localización que maximiza la correlación y el valor de correlación. Los subpatrones con el valor de correlación más alto se seleccionan en los vectores izquierdo y derecho. Puesto que es conocido el desplazamiento del subpatrón con respecto a la punta, se puede estimar la localización en 3D de la punta. Téngase en cuenta que las imágenes izquierda y derecha proporcionan dos estimaciones casi independientes de la localización de la punta. Como etapa de verificación, las dos localizaciones de la punta estimadas deben estar más cerca que un umbral. La localización de la punta final se da como el promedio ponderado de estas dos posiciones de la punta estimadas.

En otro modo de realización, las ondas de luz se pueden filtrar por el uno o más dispositivos fotosensibles para permitir solo luz de una longitud de onda específica y para restringir la luz de otras longitudes de onda. Se puede aplicar un recubrimiento al instrumento médico u otro instrumento que se pueda iluminar en base a la recepción de luz de una longitud de onda específica. El recubrimiento puede producir o reflejar una luz de la longitud de onda específica. Se puede detectar la luz reflejada o producida de una longitud de onda específica por los dispositivos fotosensibles. La luz reflejada o producida de una longitud de onda específica puede reducir la aparición de positivos falsos. Además, el recubrimiento solo puede iluminar o producir luz de una longitud de onda específica para revelar el patrón detectable. Las posibles localizaciones de la punta y la profundidad de inserción de la punta del instrumento médico o instrumento se pueden calcular en base al patrón de luz detectable presentado en una longitud de onda específica.

Sistema informático ilustrativo

La FIG. 10 representa un sistema informático ilustrativo que se puede usar para implementar un modo de realización ilustrativo de la presente invención. Específicamente, la figura 10 representa un modo de realización ilustrativo de un sistema informático 1000 que se puede usar en dispositivos informáticos tales como, por ejemplo, pero sin limitarse a, dispositivos autónomos o cliente o servidor. La figura 10 representa un modo de realización ilustrativo de un sistema informático que se puede usar como dispositivo cliente o un dispositivo servidor, etc. La presente invención (o cualquier parte o función de la misma) se puede implementar usando equipos informáticos, programas informáticos, soportes lógicos inalterables o una combinación de los mismos y se puede implementar en uno o más sistemas informáticos u otros sistemas de procesamiento. De hecho, en un modo de realización ilustrativo, la invención puede estar dirigida hacia uno o más sistemas informáticos que pueden llevar a cabo la funcionalidad descrita en el presente documento. En la figura 10 se muestra un ejemplo de un sistema informático 1000, que representa un modo de realización ilustrativo de un diagrama de bloques de un sistema informático ilustrativo útil para implementar la presente invención. Específicamente, la figura 10 ilustra un ordenador 1000, de ejemplo que en un modo de realización ilustrativo puede ser, por ejemplo, (pero sin limitarse a) un sistema de ordenador personal (PC) que ejecuta un sistema operativo tal como, por ejemplo, (pero sin limitarse a) MICROSOFT® WINDOWS® NT/98/2000/XP/Vista/Windows 7/Windows 8, etc. disponible de MICROSOFT® Corporation de Redmond, WA, EE. UU. o en un ordenador o tableta Apple que ejecute MAC® OS, OS X o iOS de Apple® de Cupertino, CA, EE. UU., o un ordenador que ejecute Linux u otro derivado de UNIX. Sin embargo, la invención no se limita a estas plataformas. En su lugar, la invención se puede implementar en cualquier sistema informático apropiado que ejecute cualquier sistema operativo apropiado. En un modo de realización ilustrativo, la presente invención se puede implementar en un sistema informático que funcione como se analiza en el presente documento. En la figura 10 se muestra un sistema informático ilustrativo, el ordenador 1000. Otros componentes de la invención, tales como, por ejemplo, (pero sin limitarse a) un dispositivo informático, un dispositivo de comunicaciones, un teléfono, un asistente digital personal (PDA), un iPhone, un iPad, un ordenador Surface y un dispositivo Android, un dispositivo inalámbrico 3G/4G, un dispositivo LTE, un dispositivo inalámbrico, un ordenador personal (PC), un PC de mano, un ordenador portátil, un teléfono inteligente, un dispositivo móvil, un ordenador miniportátil, un dispositivo de mano, un dispositivo portátil, un dispositivo interactivo de televisión (iTV), una grabadora de vídeo digital (DVR), estaciones de trabajo cliente, clientes ligeros, clientes semiligeros, clientes pesados, servidores intermediarios, servidores de comunicación de red, dispositivos de acceso remoto, ordenadores cliente, ordenadores servidor, dispositivos entre pares, enrutadores, servidores web, datos, medios, audio, vídeo, telefonía o servidores de tecnología de transmisión continua, etc., también se pueden implementar usando un ordenador tal como el mostrado en la figura 10. En un modo de realización ilustrativo, los servicios se pueden proporcionar a pedido usando, por ejemplo, un dispositivo interactivo de televisión (iTV), un sistema de vídeo a pedido (VOD), por medio de una grabadora de vídeo digital (DVR) y/u otro sistema de visualización a pedido. El sistema informático 1000 y/o partes del sistema informático 1000 se pueden usar para implementar la red, el dispositivo de procesamiento y/o los componentes como se describe en las figuras 1-3 y 5-8. Tales como el componente de formación de imágenes 100, la placa de circuito impreso 140 y/u otros dispositivos del sistema de formación de imágenes 200.

El sistema informático 1000 puede incluir uno o más procesadores, tales como, por ejemplo, pero sin limitarse a, el/los procesador(es) 1004. El/los procesador(es) 1004 pueden estar conectados a una infraestructura de comunicación 1006 (por ejemplo, pero sin limitarse a, un bus de comunicaciones, barra de cruce, interconexión o red, etc.). El procesador 1004 puede incluir cualquier tipo de procesador, microprocesador o lógica de procesamiento que pueda interpretar y ejecutar instrucciones (por ejemplo, una matriz de puertas programables in situ (FPGA)). El procesador 1004 puede comprender un único dispositivo (por ejemplo, un único núcleo) y/o un grupo de dispositivos (por ejemplo, múltiples núcleos). El procesador 1004 puede incluir lógica configurada para ejecutar instrucciones ejecutables por ordenador configuradas para implementar uno o más modos de realización. Las instrucciones pueden residir en la memoria principal 1008 o en la memoria secundaria 1010. Los procesadores 1004 también pueden incluir múltiples núcleos independientes, tales como un procesador de doble núcleo o un procesador de múltiples núcleos. Los procesadores 1004 también pueden incluir una o más unidades de procesamiento de gráficos (GPU) que pueden estar en forma de una tarjeta de gráficos dedicada, una solución de gráficos integrada y/o una solución de gráficos híbrida. Se pueden describir diversos modos de realización de programas informáticos ilustrativos en términos de este sistema informático ilustrativo. Después de leer esta descripción, resultará evidente para un experto en la(s) técnica(s) pertinente(s) cómo implementar la invención usando otros sistemas y/o arquitecturas informáticos.

El sistema informático 1000 puede incluir una interfaz de visualizador 1002 que puede reenviar, por ejemplo, pero sin limitarse a, gráficos, texto y otros datos, etc., desde la infraestructura de comunicación 1006 (o desde una memoria intermedia de tramas, etc., no mostrada) para su presentación en la unidad visualizadora 1001. La unidad visualizadora 1001 puede ser, por ejemplo, un televisor, un monitor de ordenador o una pantalla de un teléfono móvil. También se puede proporcionar la salida como sonido a través de un altavoz.

El sistema informático 1000 también puede incluir, por ejemplo, pero no se limita a, una memoria principal 1008, memoria de acceso aleatorio (RAM) y una memoria secundaria 1010, etc. La memoria principal 1008, memoria de acceso aleatorio (RAM) y una memoria secundaria 1010, etc., puede ser un medio legible por ordenador que se puede configurar para almacenar instrucciones configuradas para implementar uno o más modos de realización y puede comprender una memoria de acceso aleatorio (RAM) que puede incluir dispositivos de RAM, tales como dispositivos de RAM dinámica (DRAM), dispositivos de memoria flash, dispositivos de RAM estática (SRAM), etc.

La memoria secundaria 1010 puede incluir, por ejemplo, (pero no se limita a) una unidad de disco duro 1012 y/o una unidad de almacenamiento extraíble 1014, que representa una unidad de disquete, una unidad de cinta magnética, una unidad de disco óptico, una unidad de disco compacto CD-ROM, memoria flash, etc. La unidad de almacenamiento extraíble 1014 puede, por ejemplo, pero no se limita a, leer de y/o escribir en una unidad de almacenamiento extraíble 1018 de una manera bien conocida. La unidad de almacenamiento extraíble 1018, también llamada dispositivo de almacenamiento de programas o producto de programa informático, puede representar, por ejemplo, pero no se limita a, un disquete, cinta magnética, disco óptico, disco compacto, etc., que se puede leer de y escribir en la unidad de almacenamiento extraíble 1014. Como se apreciará, la unidad de almacenamiento extraíble 1018 puede incluir un medio de almacenamiento utilizable por ordenador que tiene almacenado en el mismo el programa informático y/o datos de ordenador.

En modos de realización ilustrativos alternativos, la memoria secundaria 1010 puede incluir otros dispositivos similares para permitir que se carguen programas informáticos u otras instrucciones en el sistema informático 1000. Dichos dispositivos pueden incluir, por ejemplo, una unidad de almacenamiento extraíble 1022 y una interfaz 1020. Los ejemplos de dichos pueden incluir un cartucho de programa y una interfaz de cartucho (tales como, por ejemplo, pero sin limitarse a, los que se encuentran en los dispositivos de videojuegos), un chip de memoria extraíble (tales como, por ejemplo, pero sin limitarse a, un memoria de solo lectura programable y borrable (EPROM) o memoria de solo lectura programable (PROM) y zócalo asociado, y otras unidades de almacenamiento extraíbles 1022 e interfaces 1020, que pueden permitir la transferencia de programas informáticos y datos desde la unidad de almacenamiento extraíble 1022 al sistema informático 1000.

El ordenador 1000 también puede incluir un dispositivo de entrada 1003 que puede incluir cualquier mecanismo o combinación de mecanismos que pueda permitir que se introduzca información en el sistema informático 1000 de, por ejemplo, un usuario. El dispositivo de entrada 1003 puede incluir lógica configurada para recibir información para el sistema informático 1000 de, por ejemplo, un usuario. Los ejemplos de dispositivo de entrada 1003 pueden incluir, por ejemplo, pero sin limitarse a, un ratón, un dispositivo señalador basado en lápiz u otro dispositivo señalador tal como un digitalizador, un dispositivo visualizador sensible al tacto y/o un teclado u otro dispositivo de entrada de datos (de los que ninguno está etiquetado). Otros dispositivos de entrada 1003 pueden incluir, por ejemplo, pero sin limitarse a, un dispositivo de entrada biométrica, una fuente de vídeo, una fuente de audio, un micrófono, una cámara web, una cámara de vídeo, un dispositivo fotosensible y/u otra cámara.

El ordenador 1000 también puede incluir dispositivos de salida 1015 que pueden incluir cualquier mecanismo o combinación de mecanismos que puedan emitir información desde el sistema informático 1000. El dispositivo de salida 1015 puede incluir lógica configurada para emitir información desde el sistema informático 1000. Los modos de realización del dispositivo de salida 1015 pueden incluir, por ejemplo, pero sin limitarse a, el visualizador 1001 y la interfaz de visualizador 1002, incluyendo visualizadores, impresoras, altavoces, tubos de rayos catódicos (CRT), pantallas de plasma, pantallas de diodos emisores de luz (LED), pantallas de cristal líquido (LCD), impresoras, pantallas fluorescentes de vacío (VFD), pantallas emisoras de electrones de conducción superficial (SED), pantallas de emisión de campo (FED), etc. El ordenador 1000 puede incluir dispositivos de entrada/salida (E/S) tales como, por ejemplo, (pero sin limitarse a) dispositivo de entrada 1003, interfaz de comunicaciones 1024, cable 1028 y ruta de comunicaciones 1026, etc. Estos dispositivos pueden incluir, por ejemplo, pero no se limitan a, una tarjeta de interfaz de red y/o módems.

La interfaz de comunicaciones 1024 puede permitir la transferencia de programas informáticos y datos entre el sistema informático 1000 y dispositivos externos.

En el presente documento, los términos "medio de programa informático" y "medio legible por ordenador" se pueden usar para referirse en general a medios tales como, por ejemplo, pero sin limitarse a, unidad de almacenamiento extraíble 1014, un disco duro instalado en la unidad de disco duro 1012, memorias flash, discos extraíbles, discos no extraíbles, etc. Además, cabe destacar que diversas radiaciones electromagnéticas, tales como comunicación inalámbrica, comunicación eléctrica transmitida sobre un cable conductor de electricidad (por ejemplo, pero sin limitarse a par trenzado, CAT5, etc.) o un medio óptico (por ejemplo, pero sin limitarse a, fibra óptica) y similares se pueden codificar para transportar instrucciones ejecutables por ordenador y/o datos informáticos que incorporan la invención en, por ejemplo, una red de comunicaciones. Estos productos de programa informático pueden proporcionar programas informáticos al sistema informático 1000. Cabe destacar que un medio legible por ordenador que comprende instrucciones ejecutables por ordenador para su ejecución en un procesador se puede configurar para almacenar diversos modos de realización de la presente invención. Las referencias a "un modo de realización", "el modo de realización", "un modo de realización de ejemplo", "diversos modos de realización", etc., pueden indicar que el/los modo(s) de realización de la invención así descrito(s) puede(n) incluir un rasgo característico, estructura o característica particular, pero no todos los modos de realización incluyen necesariamente el rasgo característico, estructura o característica particular.

Además, el uso repetido de la frase "en un modo de realización" o "en un modo de realización ilustrativo" no se refiere necesariamente al mismo modo de realización, aunque pueden hacerlo. Los diversos modos de realización descritos en el presente documento se pueden combinar y/o los rasgos característicos de los modos de realización se pueden combinar para formar nuevos modos de realización.

A menos que se establezca específicamente de otro modo, como es evidente a partir de los siguientes análisis, se aprecia que a lo largo de la memoria descriptiva los análisis que utilizan términos tales como "procesamiento", "cómputo", "cálculo", "determinación" o similares, se refieren a la acción y/o procesos de un ordenador o sistema informático, o dispositivo informático electrónico similar, que manipulan y/o transforman datos representados como cantidades físicas, tales como electrónicas, dentro de los registros y/o memorias del sistema informático en otros datos representados de forma similar como cantidades físicas dentro de las memorias, registros u otros dispositivos de almacenamiento, transmisión o presentación de información del sistema informático.

De manera similar, el término "procesador" se puede referir a cualquier dispositivo o parte de un dispositivo que procesa datos electrónicos de registros y/o memoria para transformar esos datos electrónicos en otros datos electrónicos que se pueden almacenar en registros y/o memoria. Una "plataforma informática" puede comprender uno o más procesadores.

Los modos de realización de la presente invención pueden incluir aparatos para realizar las operaciones en el presente documento. Un aparato se puede construir especialmente para los propósitos deseados, o puede comprender un dispositivo de propósito general activado selectivamente o reconfigurado por un programa almacenado en el dispositivo.

Los modos de realización se pueden incorporar de muchas maneras diferentes como un componente de programa informático. Por ejemplo, puede ser un paquete de programa informático autónomo o puede ser un paquete de programa informático incorporado como un "instrumento" en un producto de programa informático más grande, tal como, por ejemplo, un producto de modelado científico. Se puede descargar desde una red, por ejemplo, un sitio web, como un producto autónomo o como un paquete complementario para su instalación en una aplicación de programa informático existente. También puede estar disponible como una aplicación de programa informático cliente-servidor o como una aplicación de programa informático habilitada para la web. También puede ser parte de un sistema para detectar la cobertura y la capacidad de respuesta de la red. Un ordenador de propósito general se puede especializar almacenando lógica de programación que habilite a uno o más procesadores para realizar las técnicas indicadas en el presente documento y las etapas de, por ejemplo, la figura 9.

Los modos de realización de la presente invención pueden incluir aparatos para realizar las operaciones en el presente documento. Un aparato se puede construir especialmente para los propósitos deseados, o puede comprender un dispositivo de propósito general activado selectivamente o reconfigurado por un programa almacenado en el dispositivo.

Los modos de realización se pueden incorporar de muchas maneras diferentes como un componente de programa informático. Por ejemplo, puede ser un paquete de programa informático autónomo o puede ser un paquete de programa informático incorporado como una "herramienta" en un producto de programa informático más grande. Se puede descargar desde una red, por ejemplo, un sitio web, como un producto autónomo o como un paquete complementario para su instalación en una aplicación de programa informático existente. También puede estar disponible como una aplicación de programa informático cliente-servidor o como una aplicación de programa informático habilitada para la web.

Si bien se han descrito anteriormente diversos modos de realización de la presente invención, se debe entender que se han presentado solo a modo de ejemplo, y no de limitación. Por tanto, la amplitud y el alcance de la presente invención no se deben limitar por ninguno de los modos de realización ilustrativos descritos anteriormente, sino que se deben definir solo de acuerdo con las siguientes reivindicaciones.

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de ecografía dirigido por imágenes, que comprende:

una sonda de ecografía (110);

un visualizador (210, 220) configurado para comunicarse con la sonda de ecografía (110) para recibir señales de ecografía para presentar imágenes de la sonda de ecografía; y

un dispositivo de formación de imágenes (100) al menos uno de unido de forma extraíble a o integrado con dicha sonda de ecografía (110), configurado el dispositivo de formación de imágenes para comunicarse con un módulo de procesamiento de imágenes (140) para procesar información derivada de las imágenes del dispositivo de formación de imágenes, en el que el visualizador (210, 220) recibe y presenta datos desde el módulo de procesamiento de imágenes,

comprendiendo el dispositivo de formación de imágenes (100):

la barra de estabilización (170) que comprende un material con un coeficiente de expansión térmica bajo, un armazón de cabezal (130, 180) acoplado de forma segura a la barra de estabilización (170), una pluralidad de dispositivos fotosensibles (150) acoplados físicamente a la barra de estabilización (170), un primer dispositivo fotosensible (150) de la pluralidad de dispositivos fotosensibles (150) conectado a la barra de estabilización (170) y un segundo dispositivo fotosensible (150) de la pluralidad de dispositivos fotosensibles (150) conectado a la barra de estabilización (170), situándose el primer dispositivo fotosensible (150) y el segundo dispositivo fotosensible (150) uno en relación con el otro para la observación en estéreo de una región de interés, en el que la barra de estabilización (170) evita el movimiento mecánico entre el primer dispositivo fotosensible (150), el segundo dispositivo fotosensible (150) y el dispositivo de formación de imágenes (110), en el que los primer y segundo dispositivos fotosensibles forman un único dispositivo de observación en estéreo,

al menos una fuente de luz, la al menos una fuente de luz que se puede hacer funcionar para iluminar con luz de un espectro particular uno o más instrumentos observados por uno o más de la pluralidad de dispositivos fotosensibles (150),

una lente (160) montada en una dirección de visión de uno o más de la pluralidad de dispositivos fotosensibles (150), actuando dicha lente (160) como un filtro para permitir solo luz del espectro particular en uno o más de la pluralidad de dispositivos fotosensibles (150), y

la memoria electrónica (810) acoplada físicamente al dispositivo de formación de imágenes, configurada la memoria electrónica para almacenar al menos una de información de calibración del dispositivo de formación de imágenes, información de configuración e información de concesión de licencias, y configurada además para almacenar datos para el dispositivo de formación de imágenes, incluyendo dicha información de concesión de licencias al menos uno de:

tiempo transcurrido o uso desde la última calibración,

tiempo restante o uso hasta la siguiente calibración o

la siguiente fecha de calibración.

2. El sistema de la reivindicación 1, en el que el módulo de procesamiento de imágenes está configurado para recibir datos desde la sonda de ecografía, conteniendo el módulo de procesamiento de imágenes instrucciones ejecutables en uno o más procesadores, comprendiendo las instrucciones:

recibir una selección de un objetivo en las imágenes de la sonda de ecografía;

seguir un instrumento;

presentar el instrumento en el visualizador;

calcular una distancia entre el instrumento y el objetivo;

emitir audio, en el que los cambios de audio se basan en la distancia calculada entre el instrumento y el objetivo;

y presentar la distancia calculada entre el instrumento y el objetivo.

3. El sistema de la reivindicación 2, en el que el instrumento es una aguja y las instrucciones comprenden además:

indicar una punta de aguja en el visualizador.

4. El sistema de la reivindicación 1, en el que el módulo de procesamiento de imágenes está configurado para recibir datos desde la sonda de ecografía, conteniendo el módulo de procesamiento de imágenes instrucciones ejecutables en uno o más procesadores, comprendiendo las instrucciones:

seguir un instrumento;

presentar el instrumento en el visualizador; y

superponer un marcador o una variación de color o longitud en el instrumento presentado para indicar un determinado segmento del instrumento que está contenido físicamente dentro del volumen del haz de ecografía.

5. El sistema de la reivindicación 2, en el que las instrucciones comprenden además:

presentar el instrumento seguido como una línea; y

representar la calidad del seguimiento del instrumento.

6. El sistema de la reivindicación 1, en el que el módulo de procesamiento de imágenes está configurado para recibir datos desde la sonda de ecografía, conteniendo el módulo de procesamiento de imágenes instrucciones ejecutables en uno o más procesadores, comprendiendo las instrucciones:

seguir un instrumento;

presentar el instrumento en el visualizador; e indicar una pérdida de seguimiento del instrumento a través de señales de audio o visuales.

7. El sistema de la reivindicación 1, en el que la barra de soporte y estabilización (170) tiene un coeficiente de expansión térmica igual a o menor de 22,2[10A-6 (m/mK)].

8. El sistema de la reivindicación 1, en el que un instrumento quirúrgico se registra en el dispositivo de formación de imágenes y una representación del instrumento quirúrgico se presenta en el visualizador.