ES2934413T3 - Sistema de guía para el posicionamiento del dispositivo de inserción - Google Patents
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Abstract
En el presente documento se proporciona un sistema y un método para guiar la inserción de un tubo gastroenteral que incluye: un generador de campo electromagnético configurado para generar un campo electromagnético que cubre un área de tratamiento; en el que dicho generador de campo electromagnético es externo al paciente; un sensor de registro configurado para marcar ubicaciones anatómicas en el torso del paciente; un tubo gastroenteral que comprende un sensor de punta configurado para detectar su posición y/u orientación con respecto al generador de campo electromagnético; y un circuito de procesamiento configurado para: calcular una orientación del sujeto con respecto al generador de campo en base a las ubicaciones anatómicas marcadas por el sensor de registro, cargar un mapa anatómico predefinido que representa un torso; alinear el mapa en función de las ubicaciones anatómicas marcadas por el sensor de registro, y mostrando en el mapa una ruta de inserción del tubo gastroenteral; en el que la trayectoria se genera de acuerdo con los cambios en la fuerza del campo electromagnético detectado por los sensores de punta durante la inserción del tubo gastroenteral, independientemente del movimiento del sujeto y de las desviaciones en la posición y/u orientación de dicho generador de campo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema de guía para el posicionamiento del dispositivo de inserción
Campo de la invención
Antecedentes
La alimentación enteral se usa a menudo como apoyo nutricional en pacientes que de cualquier otra manera no pueden alimentarse. Aunque muchos beneficios se asocian con el inicio precoz de la alimentación enteral, la colocación incorrecta de las sondas de alimentación es relativamente frecuente y puede dar como resultado molestias y complicaciones para el paciente. Confirmar la posición de la sonda solo después de que ya se inserta retrasa la alimentación y el inicio de la hidratación o medicación. Los sistemas electromagnéticos (EM) de cabecera para la colocación guiada de sondas de alimentación nasoenteral están disponibles y se utilizan por el personal médico durante el procedimiento para evitar la colocación incorrecta de las sondas de alimentación. Sin embargo, todavía existe la necesidad de sistemas de rastreo fiable en tiempo real que proporcionen una precisión mejorada para el posicionamiento de herramientas críticas durante los procedimientos médicos. El documento EP 3284402 A1 describe un sistema de guía para el posicionamiento de un dispositivo de inserción que comprende un generador del campo electromagnético configurado para generar un campo electromagnético que cubre un área de tratamiento, un sensor de placa configurado para posicionarse dentro del área de tratamiento en una ubicación que define una orientación de un sujeto, un sensor de referencia configurado para posicionarse, dentro del área de tratamiento, en el torso del sujeto, un sensor de registro configurado para marcar al menos una primera y una segunda ubicación anatómica con relación al sistema de coordenadas de referencia y un procesador configurado para operar el generador del campo, leer las señales obtenidas del sensor de placa, del sensor de referencia y del sensor de registro, calcular una posición y orientación de los mismos con relación al generador del campo, y generar un mapa anatómico 3D que representa el torso del sujeto y, la primera y segunda ubicaciones anatómicas. El sensor de referencia se configura además para definir un sistema de coordenadas de referencia que representa la posición y orientación del torso del sujeto con relación al generador del campo. El documento EP 1374 791 A1 describe un aparato para realizar un procedimiento médico en un tejido dentro del cuerpo de un sujeto. El aparato incluye una etiqueta inalámbrica que se fija al tejido e incluye una primera bobina sensora. Una segunda bobina sensora se fija a un dispositivo médico para su uso en la realización del procedimiento. Una unidad integral de procesamiento y visualización incluye una pluralidad de bobinas del radiador, junto con un circuito de procesamiento y un visualizador. Las bobinas del radiador generan campos electromagnéticos en las proximidades del tejido, provocando de esta manera que fluyan corrientes en las bobinas del sensor. El circuito de procesamiento procesa las corrientes para determinar las coordenadas de la etiqueta con relación al dispositivo médico. El visualizador se impulsa por el circuito de procesamiento para presentar una indicación visual a un operador del dispositivo médico de una orientación del dispositivo con relación a la etiqueta.
Los ejemplos anteriores de la técnica relacionada y las limitaciones relacionadas con los mismos pretenden ser ilustrativos y no exclusivos. Otras limitaciones de la técnica relacionada resultarán evidentes para los expertos en la técnica tras la lectura de la descripción y el estudio de las figuras.
Resumen
La invención se define por el objeto de las reivindicaciones independientes. Las realizaciones particulares de la invención se exponen en las reivindicaciones dependientes. Las siguientes realizaciones y aspectos de las mismas se describen e ilustran junto con sistemas, herramientas y métodos, que pretenden ser ejemplares e ilustrativos, sin limitar su alcance.
Uno de los problemas asociados a menudo con la inserción de una sonda de alimentación mediante el uso de un sistema de guía para el posicionamiento electromagnético es que la fiabilidad es difícil de obtener en el entorno del paciente, que típicamente es dinámico. Por ejemplo, el paciente a menudo se mueve y la cama se mueve de un lugar a otro. Por lo tanto, se proporciona en la presente descripción un sistema de guía para el posicionamiento electromagnético que opera de manera confiable independientemente del movimiento o la posición del paciente y que no requiere calibración.
La invención se expone en el conjunto de reivindicaciones adjuntas. De acuerdo con la invención como se define en la reivindicación 1, se proporciona un sistema de guía para el posicionamiento de una sonda gastroenteral que comprende: un generador del campo electromagnético configurado para generar un campo electromagnético que cubre un área de tratamiento; en el que dicho generador del campo electromagnético es externo al sujeto; un sensor de registro configurado para marcar al menos tres ubicaciones anatómicas en el torso del sujeto, comprendiendo las ubicaciones anatómicas del apófisis xifoides y las clavículas izquierda y derecha del sujeto; una sonda gastroenteral que comprende un sensor de la punta configurado para rastrearse dentro del área de tratamiento con relación al generador del campo electromagnético; un sensor de referencia configurado para posicionarse, dentro del área de tratamiento, sobre el torso del sujeto, y para definir el sistema de coordenadas de referencia que representa la posición y orientación del torso del sujeto con relación a dicho generador del campo; y un circuito de procesamiento
configurado para: calcular una orientación del sujeto con relación al generador del campo en base a una marca del apófisis xifoides y a una marca de la clavícula izquierda y derecha del sujeto por el sensor de registro; derivar del marcado de la clavícula izquierda y derecha del sujeto, una ubicación correspondiente a la escotadura supraesternal; cargar un mapa anatómico predefinido que representa un torso; alinear el mapa en base a las ubicaciones correspondientes al apófisis xifoides y a la escotadura supraesternal, y mostrar en el mapa una trayectoria de inserción de la sonda gastroenteral; en el que la trayectoria se genera de acuerdo con los cambios en la fuerza del campo electromagnético detectado por los sensores de punta durante la inserción de la sonda gastroenteral.
En algunas realizaciones, el sensor de referencia se configura para posicionarse en un lateral del torso del paciente. En algunas realizaciones, el mapa anatómico muestra una vista frontal superior del sujeto esencialmente paralela a la postura del paciente. En algunas realizaciones, el mapa anatómico muestra una vista lateral del sujeto. En algunas realizaciones, el mapa anatómico muestra una vista axial del sujeto.
En algunas realizaciones, el sistema comprende además un monitor configurado para la visualización del mapa anatómico.
De acuerdo con algunas realizaciones, el término "mapa anatómico", como se describe en la presente descripción, puede referirse a uno o más mapas esquemáticos, uno o más mapas anatómicos en 2D, uno o más mapas anatómicos en 3D o cualquier combinación de los mismos. De acuerdo con algunas realizaciones, el término "mapa anatómico", como se describe en la presente descripción, puede referirse a un grupo de mapas (por ejemplo, 2, 3, 4 o más), cada uno de los cuales representa una vista diferente (por ejemplo, vista frontal, vista frontal superior, vista lateral, vista axial).
En algunas realizaciones, el sensor de registro es un lápiz óptico configurado para operarse de forma manual.
Breve descripción de las figuras
Las realizaciones ejemplares se ilustran en las figuras referenciadas. Las dimensiones de los componentes y las características que se muestran en las figuras se eligen generalmente por conveniencia y claridad de presentación y no necesariamente se muestran a escala. Las figuras se enumeran más abajo.
La Figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema de guía para el posicionamiento de un dispositivo de inserción, de acuerdo con algunas realizaciones;
La Figura 2A ilustra esquemáticamente un sistema de guía para el posicionamiento de un dispositivo de inserción en un entorno hospitalario, de acuerdo con algunas realizaciones;
la Figura 2B muestra una porción ampliada de la ilustración de la Figura 2A, de acuerdo con algunas realizaciones;
la Figura 2C muestra una vista lateral de la ilustración de la Figura 2A, de acuerdo con algunas realizaciones; la Figura 2D-Figura 2E ilustra esquemáticamente un sistema de guía para el posicionamiento de un dispositivo de inserción en un entorno hospitalario, que muestra las ubicaciones anatómicas marcadas mediante el uso de un lápiz óptico y un sensor de referencia;
la Figura 3A muestra una vista de una visualización "en vivo" de la colocación de un dispositivo de inserción, de acuerdo con algunas realizaciones;
la Figura 3B muestra una vista de una visualización de "reproducción" de la colocación de un dispositivo de inserción, de acuerdo con algunas realizaciones; y
la Figura 4 es un diagrama de flujo de las etapas de un método para guiar la posición de un dispositivo médico de inserción cuyo método no se abarca por la redacción de las reivindicaciones pero se considera útil para comprender la invención;
la Figura 5 muestra esquemáticamente los vectores utilizados para calcular un ángulo de un sensor de registro utilizado para realizar la marca de la escotadura supraesternal y del apófisis xifoides en el torso de un sujeto y el torso del sujeto;
la Figura 6A y la Figura 6B muestran esquemáticamente la corrección izquierda derecha de una trayectoria de inserción en basa al ángulo calculado como se describe con respecto a la Figura 5.
Descripción detallada
En la presente descripción se describe un sistema para guiar la inserción de un dispositivo médico insertable (por ejemplo, una sonda, tal como una sonda de alimentación). El sistema descrito puede usarse como un sistema de guía para el posicionamiento de un dispositivo de inserción. El sistema puede usarse para rastrear e indicar, en tiempo real, la ubicación de un dispositivo médico de inserción durante el proceso de inserción. Como ejemplo, el sistema puede rastrear e indicar la ubicación de la punta de una sonda de alimentación cuando se inserta en el cuerpo de un sujeto. Ventajosamente, esto hace que el procedimiento de inserción sea considerablemente más fácil y seguro, garantizando que la sonda se inserte en una ubicación correcta.
De acuerdo con algunas realizaciones que no forman parte de la invención, se proporciona un sistema de guía para el posicionamiento de un dispositivo de inserción que comprende: un generador del campo electromagnético configurado para generar un campo electromagnético que cubre un área de tratamiento; un sensor de referencia configurado para posicionarse, dentro del área de tratamiento, en el torso del sujeto, el sensor de referencia se configura para definir un sistema de coordenadas de referencia que representa la posición y orientación del torso del sujeto con relación a dicho generador del campo; un sensor de registro configurado para marcar al menos cuatro ubicaciones anatómicas con relación al sistema de coordenadas de referencia; y circuitos de procesamiento configurados para operar dicho generador del campo, leer las señales obtenidas de dicho sensor de referencia y dicho sensor de registro, calcular una posición y orientación del mismo con relación a dicho generador del campo, generar un mapa anatómico que represente el torso del sujeto y al menos una primera y una segunda de las al menos cuatro ubicaciones anatómicas, dicho procesador/circuito de procesamiento se configura además para facilitar la visualización en el mapa anatómico de una posición, orientación y trayectoria de un sensor de la punta, ubicado en una sección de punta distal del dispositivo de inserción, con respecto a las ubicaciones anatómicas primera y segunda, independientemente del movimiento del sujeto e independientemente de las desviaciones en la posición y/u orientación de dicho generador del campo, por lo que se facilita la determinación de un procedimiento médico exitoso. Opcionalmente, el sistema incluye además un monitor configurado para la visualización del mapa. Un sistema de coordenadas de referencia que representa la posición y orientación del torso del sujeto con relación al generador del campo puede indicarse mediante un sensor de referencia configurado para posicionarse, dentro del área de tratamiento, en el torso de un sujeto. El sensor de referencia puede posicionarse en un lateral del torso del paciente, de manera que el mapa anatómico represente además el contorno del cuerpo del sujeto.
La primera y segunda ubicaciones anatómicas pueden indicarse mediante un sensor de registro configurado para marcar al menos la primera y segunda ubicaciones anatómicas con relación al sistema de coordenadas de referencia. Opcionalmente, el sensor de registro es un lápiz óptico configurado para operarse de forma manual. Opcionalmente, la primera ubicación anatómica es la escotadura supraesternal y la segunda ubicación anatómica es el apófisis xifoides, y una visualización de la trayectoria de la sonda gastroenteral con relación a la primera y segunda ubicaciones anatómicas es indicativa de una inserción exitosa.
La tercera y cuarta ubicaciones anatómicas pueden ser las clavículas izquierda y derecha. De acuerdo con algunas realizaciones que no forman parte de la invención, las clavículas izquierda y derecha junto con el apófisis xifoides pueden usarse para calcular una posición, orientación y/o postura del sujeto. De acuerdo con algunas realizaciones que no forman parte de la invención, calcular una posición, orientación y/o postura del sujeto puede incluir determinar/calcular/dibujar dentro del sistema de coordenadas, un primer vector (v1) que se extiende entre el apófisis xifoides y la clavícula izquierda, y un segundo vector (v2) que se extiende entre el apófisis xifoides y la clavícula derecha, en base al registro del apófisis xifoides y las clavículas izquierda y derecha por el sensor de registro. De acuerdo con algunas realizaciones que no forman parte de la invención, el circuito de procesamiento puede configurarse para determinar/calcular/dibujar un tercer vector (v3) en base al primer y segundo vector (v1 y v2), por ejemplo, al calcular el producto cruzado de v1 con v2, siendo el tercer vector indicativo de la posición, orientación y/o postura del sujeto.
El generador del campo electromagnético puede ser estático durante la duración de un procedimiento para colocar una sonda dentro del cuerpo de un sujeto. En tales casos, una región cubierta por el campo electromagnético es estática/constante a lo largo de la duración de un procedimiento para colocar una sonda dentro del cuerpo de un sujeto. Ventajosamente, el campo electromagnético estático puede contribuir a la precisión de la visualización. El mapa anatómico puede mostrar una vista superior frontal del sujeto y/o una vista lateral del sujeto y/o una vista axial del sujeto.
Un ejemplo de hardware adecuado para su uso como el sistema de rastreo electromagnético mencionado anteriormente, que incluye el generador del campo electromagnético y uno o más de los sensores, es el sistema Aurora® de la Compañía Digital Northern, de Ontario, Canadá.
A lo largo de la siguiente descripción, los elementos similares de las diferentes realizaciones del dispositivo se enumeran por números de elementos que difieren en múltiplos enteros de 100. Por ejemplo, un generador del campo electromagnético de la Figura 1 se enumera por el número 102, y un generador del campo electromagnético de la Figura 2, que corresponde al generador del campo electromagnético 102 de la Figura 1, se enumera por el número 202.
Con referencia ahora a la Figura 1, que es un diagrama de bloques de un sistema de guía para el posicionamiento de un dispositivo de inserción 100. El sistema 100 incluye un generador del campo electromagnético 102 configurado para generar un campo electromagnético 103a que cubre al menos una región de interés 103b (por ejemplo, un área de tratamiento tal como el torso de un paciente), una pluralidad de sensores electromagnéticos, tales como los sensores 104 y 106, para indicar una posición de un sensor de la punta (ubicado en una sección de punta distal del dispositivo de inserción) en un mapa anatómico (Figura 3A-Figura 3B) de la región de interés 103b (típicamente el torso del sujeto). El sistema 100 incluye además un procesador 110 configurado para operar dicho generador del campo, leer las señales obtenidas de los sensores 104 y 106, y generar un mapa anatómico que
representa el torso del sujeto. El procesador 110 se configura para facilitar la visualización en el mapa anatómico de una posición y trayectoria del sensor de la punta, en el mapa, independientemente del movimiento del sujeto e independientemente de las desviaciones en la posición y/u orientación del generador del campo 102. El sistema 100 incluye además un monitor 112 conectado operativamente al procesador 110 y configurado para la visualización, en el mapa anatómico, de las posiciones y/o la trayectoria de la punta del dispositivo de inserción durante su inserción. En algunas realizaciones, el monitor 112 puede integrarse con el procesador 110, tal como en el caso de una computadora todo en uno. Por lo tanto, es posible una determinación de un procedimiento médico exitoso (por ejemplo, una inserción de una sonda de alimentación en el estómago en lugar de los pulmones).
El sensor 104, de acuerdo con la invención, es un sensor de referencia configurado para posicionarse en el torso de un sujeto. El sensor de referencia 104 se configura para definir un sistema de coordenadas de referencia que representa la posición y orientación del torso del sujeto con relación al generador del campo. Opcionalmente, el sensor de referencia 104 puede fijarse a la piel del paciente, por ejemplo, en el lateral del torso de un paciente, tal como debajo de la axila del paciente. En tales casos, el mapa anatómico representa además un contorno del cuerpo del sujeto. El sensor de referencia 104 puede ser, por ejemplo, un sensor electromagnético de 6 DOF, capaz de determinar 6 ejes de su ubicación (ejes XYZ) y actitud (balanceo, guiñada y cabeceo) con respecto al generador del campo 102.
El sensor 106 es típicamente un sensor de registro configurado para posicionarse en y/o marcar al menos cuatro ubicaciones anatómicas (torácicas) sobre el cuerpo del sujeto (por ejemplo, el torso del sujeto). Pueden marcarse diferentes ubicaciones anatómicas en dependencia del tipo de procedimiento usado, el tipo de dispositivo médico de inserción, etc. La marca de la ubicación anatómica puede ser física, tal como la fijación de un marcador/fiducial (tal como una pegatina). Alternativamente, la marca de la ubicación anatómica puede ser virtual, tal como el registro de un marcador/fiducial virtual. La marca, de acuerdo con las realizaciones, puede facilitar la identificación o designación de una ubicación anatómica dentro o sobre el cuerpo de un sujeto, que son, de acuerdo con la invención, la escotadura supraesternal de un sujeto y el apófisis xifoides de un sujeto.
Opcionalmente, el sensor de registro 106 es un sensor del lápiz óptico que tiene un sensor de 3 DOF en su punta distal, el lápiz óptico se configura para operarse de forma manual para marcar al menos tres ubicaciones anatómicas sobre el cuerpo del sujeto identificadas por el operador del lápiz óptico. La marca puede realizarse, simplemente como ejemplo, al indicar al software (por ejemplo, pero no se limita a) al presionar un botón GUI o activación por voz) una vez que el sensor del lápiz óptico 106 se posiciona sobre el punto deseado en el cuerpo del paciente. La marca puede comunicarse y registrarse por el procesador 110.
El sistema 100 se configura para trabajar junto con un dispositivo médico de inserción (no se muestra), tal como una sonda de alimentación. El dispositivo médico de inserción puede incluir uno o más sensores para permitir su rastreo dentro de la región de interés 103b. De acuerdo con la invención, el sensor se ubica en la punta del dispositivo médico de inserción. En tal caso, el procesador 110 y el monitor 112 se configuran para calcular y realizar la visualización de la posición y/o el avance de la punta del dispositivo médico de inserción entre las ubicaciones anatómicas designadas que conducen al sitio de inserción/área objetivo.
De acuerdo con algunas realizaciones, tal como se usan en la presente descripción, los términos "dispositivo de inserción" y "dispositivo médico de inserción" pueden referirse a cualquier dispositivo/herramienta adaptada para la inserción en un cuerpo. El dispositivo de inserción es, de acuerdo con la invención, un ejemplo de sonda gastroenteral, sondas de alimentación nasoenteral.
De acuerdo con algunas realizaciones, los términos "circuito de procesamiento" y "procesador" pueden usarse indistintamente.
Con referencia ahora a la Figura 2A-Figura 2E que ilustra esquemáticamente un sistema de guía para el posicionamiento de un dispositivo de inserción 200 en un entorno hospitalario, de acuerdo con algunas realizaciones. La Figura 2A ilustra esquemáticamente un sistema de guía para el posicionamiento de un dispositivo de inserción en un entorno hospitalario, de acuerdo con algunas realizaciones, la Figura 2B muestra una porción ampliada de la ilustración de la Figura 2A, de acuerdo con algunas realizaciones, la Figura 2C muestra una vista lateral de la ilustración de la Figura 2A, de acuerdo con algunas realizaciones y la Figura 2D-Figura 2E ilustran esquemáticamente un sistema de guía para el posicionamiento de un dispositivo de inserción en un entorno hospitalario, que muestra las ubicaciones anatómicas marcadas mediante el uso de un lápiz óptico, y el sensor de referencia (como se muestra en la Figura 2A-Figura 2C) ubicados en diferentes ubicaciones, de acuerdo con algunas realizaciones.
Similar al sistema 100 de la Figura 1, el sistema 200 incluye un generador del campo electromagnético 202. El sistema 200 se configura para trabajar junto con un dispositivo médico de inserción (no se muestra) que puede incluir uno o más sensores electromagnéticos configurados para detectar e/o interferir con el campo electromagnético generado por el generador del campo 202. Opcionalmente, el monitor 212 del sistema 200 se integra con una computadora, que corresponde o incluye el procesador 110 de la Figura 1.
De acuerdo con algunas realizaciones, el generador del campo electromagnético 202 puede posicionarse en tal ángulo y posición con respecto al paciente que permita que el campo electromagnético generado cubra el área de trabajo externa e interna, o en otras palabras, la parte superior del torso completa (al menos desde el área de la nariz hasta el área del duodeno). El sistema 200 incluye además un sensor de referencia 204 y un sensor del lápiz óptico 206 configurado para cubrirse por el campo producido por el generador del campo 202, cuando está en uso. El sensor de la punta de la sonda de alimentación se configura para moverse dentro del sistema digestivo y, por lo tanto, puede rastrearse su trayectoria. El sensor de referencia 204 puede fijarse a y/o sobre la piel del paciente, por ejemplo, debajo de la axila del paciente. Los medios adecuados para la fijación del sensor son bien conocidos en la técnica tal como, por ejemplo, pegatinas, pegamento médico y similares. El sensor de referencia 204 puede servir para detectar la ubicación (ejes XYZ) y la actitud (balanceo, guiñada y cabeceo) del paciente con respecto al generador del campo 202, en base al campo electromagnético (no se muestra) emitido por el generador del campo 202.
El sensor del lápiz óptico 206 puede operarse de forma manual para marcar al menos tres ubicaciones anatómicas sobre la piel del paciente. Por ejemplo, la Figura 2D y la Figura 2E muestran la marca de cuatro de tales ubicaciones anatómicas (indicadas como 206a, 206b, 206c y 206d en estas figuras) en el pecho del paciente. La ubicación anatómica 206a se marca sobre la escotadura supraesternal, la ubicación anatómica 206b se marca sobre el apófisis xifoides y las ubicaciones anatómicas 206c y 206d se marcan en el área de las clavículas izquierda y derecha, respectivamente. La marca puede comunicarse y registrarse por la computadora.
Alternativamente, solo pueden marcarse tres ubicaciones anatómicas, específicamente, la ubicación anatómica 206b que marca el apófisis xifoides y las ubicaciones anatómicas 206c y 206d que marcan las clavículas izquierda y derecha. Entonces, se calcula la posición de la escotadura supraesternal 206a a partir de las ubicaciones anatómicas 206c y 206d (por ejemplo, como su punto medio).
De acuerdo con la invención, la computadora recibe las señales del sensor de referencia 204 y también del sensor de registro 206 y entonces alinea un mapa anatómico representativo del torso del sujeto de acuerdo con las ubicaciones anatómicas marcadas y la señal del sensor de registro; a partir de entonces puede comenzar el procedimiento médico. En el caso ejemplar de guiar la inserción de una sonda de alimentación, la punta de la sonda de alimentación se equipa con un sensor. Opcionalmente, la computadora recibe la posición y orientación reales de los sensores desde un segundo procesador que recibe las señales y calcula las ubicaciones de los sensores. Opcionalmente, la computadora recibe la posición y orientación reales desde un segundo procesador que recibe las señales de los sensores y calcula su ubicación física.
El sistema 200 se opera de la siguiente forma:
El generador del campo electromagnético 202 se activa para aplicar un campo electromagnético al área de tratamiento, cubriendo el torso del sujeto;
El sensor de referencia 204 se posiciona dentro del área de tratamiento, en el torso de un sujeto, preferentemente en el lateral del torso. El sensor de referencia 204 define un sistema de coordenadas de referencia que representa la posición y orientación del torso del sujeto con relación al generador del campo; El sensor de registro 206 se usa para marcar al menos tres ubicaciones anatómicas en el torso del sujeto, de acuerdo con la invención, la escotadura supraesternal, el apófisis xifoides y las clavículas izquierda y derecha; Utilizando un procesador, alinear un mapa anatómico que representa el torso en las ubicaciones anatómicas, por ejemplo, 206a y 206b derivadas de al menos tres ubicaciones anatómicas marcadas por el sensor de registro 206 y realizar la visualización en el monitor 212 del mapa anatómico y la posición, y la trayectoria del sensor de la punta (de la sonda de alimentación). La trayectoria del sensor de la punta puede visualizarse con respecto a las ubicaciones anatómicas 206a y 206b y/o con respecto a un eje longitudinal que pasa entre las ubicaciones anatómicas 206a y 206b, y a lo largo del centro del torso.
Con referencia ahora a la Figura 3A, que muestra una vista de una visualización "en vivo" de la colocación de un dispositivo de inserción, de acuerdo con algunas realizaciones y a la Figura 3B, que muestra una vista de una visualización de "reproducción" de la colocación de un dispositivo de inserción, de acuerdo con algunas realizaciones. Tales visualizaciones pueden presentarse en un monitor tal como el monitor 212. La esquina izquierda incluye la información general y los detalles del paciente, y en el visualizador de la Figura 3B, también los controles de reproducción.
La trayectoria de la punta se dibuja esquemáticamente, lo que permite al cuidador visualizar la trayectoria de inserción completa de la sonda, hasta alcanzar la ubicación deseada. Opcionalmente, y como se muestra en la Figura 3A y la Figura 3B, hay una flecha cerca de la punta de la trayectoria, que indica la dirección real hacia la que apunta la sonda. Estas flechas pueden ayudar al usuario a insertar adecuadamente la sonda (o comprender mejor dónde y en qué dirección se mueve la sonda). Los visualizadores de tanto la Figura 3A como la Figura 3B muestran tres vistas del cuerpo del paciente: una vista frontal que se muestra en el lateral superior derecho del monitor, una vista lateral que se muestra en el lateral inferior izquierdo del monitor y una vista axial que se muestra en el lateral inferior derecho del monitor. En algunas realizaciones, pueden mostrarse vistas diferentes y/o adicionales.
El cuidador que inserta el dispositivo médico de inserción puede ver las indicaciones en el monitor 212 mientras maniobra de forma manual la sonda de inserción en el cuerpo del paciente, para guiarlo a la ubicación deseada en el cuerpo.
Con referencia ahora a la Figura 4, que es un diagrama de flujo de las etapas de un método que no forma parte de la invención para guiar la posición de un dispositivo médico de inserción. El método no se incluye en la redacción de las reivindicaciones, pero se considera útil para comprender la invención. La etapa 420 incluye la aplicación de un campo electromagnético a un área de tratamiento. Opcionalmente, un generador del campo electromagnético, tal como el generador del campo electromagnético 202 de la Figura 2, se posiciona de manera que el campo electromagnético cubra el área de tratamiento. Opcionalmente, un sensor de referencia, tal como el sensor de referencia 204 de la Figura 2A-Figura 2D, se posiciona en un paciente dentro del área de tratamiento, en el torso de un sujeto, el sensor de referencia configurado para definir un sistema de coordenadas de referencia que representa la posición y orientación del torso del sujeto con relación al generador del campo (etapa 422). Opcionalmente, el sensor de referencia se posiciona en un lateral del torso del paciente para indicar el contorno/ancho del cuerpo del sujeto. Se marcan al menos tres ubicaciones anatómicas al utilizar un sensor de registro (etapa 424). Opcionalmente, un sensor del lápiz óptico, tal como el sensor del lápiz óptico 206 de la Figura 2A-Figura 2d puede usarse, el lápiz óptico configurado para operarse de forma manual para marcar las ubicaciones anatómicas (por ejemplo, las ubicaciones anatómicas 206a-206d). Alternativamente, pueden posicionarse uno o más sensores de registro sobre al menos tres ubicaciones anatómicas (opción que no se muestra). Opcionalmente, la primera ubicación anatómica es la escotadura supraesternal, la segunda ubicación anatómica es el apófisis xifoides y la tercera y cuarta ubicaciones anatómicas son las clavículas izquierda y derecha, respectivamente. De acuerdo con algunas realizaciones, la posición de la escotadura supraesternal puede calcularse a partir de las clavículas izquierda y derecha marcadas (por ejemplo, el punto medio entre ellas). Cada una de las etapas 420, 422 y 424 puede realizarse simultáneamente o en un orden intercambiable. Entonces, puede alinearse un mapa anatómico representativo del torso del sujeto para que se corresponda con las ubicaciones anatómicas marcadas y, opcionalmente, con las señales obtenidas del sensor de referencia (etapa 426). Una posición y orientación de un sensor de la punta del dispositivo de inserción entonces puede visualizarse en el mapa anatómico, con respecto a la primera y segunda ubicaciones anatómicas, independientemente del movimiento del sujeto e independientemente de las desviaciones en la posición y/u orientación del generador del campo (etapa 428). Esto puede lograrse cuando todos los sensores permanecen dentro del volumen de detección del generador del campo.
Opcionalmente, el mapa anatómico muestra una vista superior frontal del sujeto, una vista lateral del sujeto y una vista axial del sujeto. Opcionalmente, el mapa anatómico permite la visualización de la ubicación de un dispositivo de inserción (que tiene un sensor electromagnético configurado para detectar e/o interferir con el campo electromagnético generado por el generador del campo) dentro del cuerpo de un sujeto al calcular y visualizar la posición del dispositivo insertado con respecto a al menos a la primera y segunda posiciones anatómicas 206a y 206b. Opcionalmente, el cálculo puede incluir la normalización de las señales basadas en la posición recibida desde el sensor de referencia 204 y/o la ubicación anatómica 206c y 206d marcada por el sensor de registro 206, obtenidas opcionalmente de forma continua y/o en tiempo real durante el procedimiento.
Con referencia ahora a la Figura 5 que ilustra esquemáticamente los vectores utilizados para el cálculo de un ángulo de un sensor de registro (lápiz), utilizado para marcar la escotadura supraesternal y el apófisis xifoides en el torso de un sujeto, y el torso del sujeto.
Se entiende que si el sensor de registro es perpendicular al torso del sujeto, la orientación (cabeza-pierna e izquierda-derecha) del sujeto puede determinarse directamente por el ángulo del sensor de registro. Sin embargo, si el sensor de registro se inclina hacia la cabeza, las piernas, la izquierda o la derecha del sujeto, el ángulo de registro puede determinarse y corregirse.
El cálculo del ángulo se basa en dos supuestos preliminares:
1. La línea que conecta los puntos marcados A y B se alinea con el eje cabeza-piernas AE *
2. El ángulo a entreABy la espalda del paciente está predefinido (17°).
En base a estas suposiciones, el vector ascendente puede calcularse y corregirse de la forma siguiente: __^ "SCrepresenta la dirección del sensor de registro y B u el vector perpendicular al plano creado a partir de BA y BC. B u es entonces alrededor del eje BD (para obtener BC* de modo que el ángulo entre el plano de la espalda del paciente y AB sea a, obteniendo de esta manera un vector ascendente corregido.
Después de calcular el vector ascendente, aún puede estar inclinado hacia uno de los laterales (izquierda o derecha).
El usuario puede corregir dicha inclinación de izquierda a derecha después de que se haya comenzado la colocación de la sonda gastroenteral y se hayan recopilado suficientes puntos de datos de la trayectoria 3D (hasta algún punto entre los puntos A y B). Dado que el usuario espera que en la vista frontal, la trayectoria entre los puntos de datos
sea vertical (ya que el esófago va hacia abajo, paralelo a AE), el usuario puede escoger "realinear" la trayectoria si la línea obtenida no es recta como se observa en la Figura 6a.
En ese caso, el circuito de procesamiento puede configurarse para iterar en diferentes ángulos alrededor del eje a B, y recalcular la trayectoria para minimizar el ángulo entre ABy la trayectoria regenerada (de modo que el ángulo que forma la trayectoria frontal sea lo más vertical posible). Una vez minimizado (por ejemplo, mediante el uso de la técnica de descenso de gradiente), se obtiene un vector ascendente corregido en todas las direcciones (cabezapierna, derecha-izquierda) que se ilustra en la Figura 6b.
Los diagramas de flujo y los diagramas de bloques de las Figuras ilustran la arquitectura, la funcionalidad y la operación de posibles implementaciones de los sistemas de acuerdo con la invención y métodos, y los productos de los programas de ordenador no forman parte de la invención. En este respecto, cada bloque en los diagramas de flujo o diagramas de bloques puede representar un módulo, segmento o porción de instrucciones, que comprende una o más instrucciones ejecutables para implementar la(s) función(es) lógica(s) especificada(s). En algunas implementaciones alternativas, las funciones que se indican en el bloque pueden producirse en un orden diferente al indicado en las figuras. Por ejemplo, dos bloques mostrados en sucesión pueden, de hecho, ejecutarse sustancialmente al mismo tiempo, o los bloques pueden ejecutarse a veces en el orden inverso, en dependencia de la funcionalidad involucrada. También se observará que cada bloque de los diagramas de bloques y/o las ilustraciones de los diagramas de flujo, y las combinaciones de bloques en los diagramas de bloques y/o las ilustraciones de los diagramas de flujo, pueden implementarse mediante sistemas basados en hardware de propósito especial que realicen las funciones especificadas o actúen o realicen combinaciones de hardware de propósito especial e instrucciones de ordenador.
Las descripciones de las diversas realizaciones de la presente invención se han presentado con fines ilustrativos, pero no pretenden ser exhaustivas ni limitarse a las realizaciones descritas. Muchas modificaciones y variaciones serán evidentes para los expertos en la técnica. La terminología usada en la presente descripción se escogió para explicar mejor los principios de las realizaciones, la aplicación práctica o la mejora técnica sobre las tecnologías que se encuentran en el mercado, o para permitir que otras personas con conocimientos ordinarios en la técnica entiendan las realizaciones descritas en la presente descripción.
Claims (5)
1. Un sistema de guía para el posicionamiento de una sonda gastroenteral (100, 200) que comprende:
un generador del campo electromagnético (102, 202) configurado para generar un campo electromagnético que cubra un área de tratamiento; en el que dicho generador del campo electromagnético es externo al sujeto;
un sensor de registro (106, 206) configurado para marcar al menos tres ubicaciones anatómicas en el torso del sujeto, comprendiendo las ubicaciones anatómicas el apófisis xifoides (206b) y,
clavículas izquierda y derecha del sujeto (206c, 206d);
comprendiendo la sonda gastroenteral un sensor de la punta configurado para rastrearse dentro del área de tratamiento con relación al generador del campo electromagnético;
un sensor de referencia (104, 204) configurado para posicionarse, dentro del área de tratamiento, en el torso del sujeto, y para definir el sistema de coordenadas de referencia que representa la posición y orientación del torso del sujeto con relación a dicho generador del campo (102, 202); y
un circuito de procesamiento (110, 210) configurado para:
calcular una orientación del sujeto con relación al generador del campo en base a una marca del apófisis xifoides (206b) y a una marca de las clavículas izquierda y derecha del sujeto (206c, 206d) por el sensor de registro (106, 206);
derivar del marcado de las clavículas izquierda y derecha del sujeto, una ubicación correspondiente a la escotadura supraesternal (206a);
cargar un mapa anatómico predefinido que representa un torso;
alinear el mapa en base a las ubicaciones correspondientes al apófisis xifoides y a la escotadura supraesternal, y
mostrar en el mapa una trayectoria de la inserción de la sonda gastroenteral; en el que la trayectoria se genera de acuerdo con los cambios en la fuerza del campo electromagnético detectado por los sensores de la punta durante la inserción de la sonda gastroenteral.
2. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el mapa anatómico representa una vista superior frontal del sujeto, una vista lateral del sujeto y/o una vista axial del sujeto.
3. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además un monitor (112, 212) configurado para la visualización del mapa.
4. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el sensor de registro (106, 206) se incorpora en la punta de un lápiz óptico configurado para operarse de forma manual.
5. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que determinar/estimar la orientación del sujeto comprende definir un primer vector entre el apófisis xifoides y la clavícula izquierda, y un segundo vector entre el apófisis xifoides y la clavícula derecha.
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