MX2007015573A - Coloreado de mapas electroanatomicos para indicar la adquisicion de datos ecograficos. - Google Patents

Abstract

Durante la adquisición de los datos ecográficos en un procedimiento médico de imágenes, se toman imágenes de modelo tridimensional de una estructura, por ejemplo un mapa electroanatómico se despliega simultáneamente y se marca visualmente para indicar el progreso de la adquisición de datos; el plano de imágenes bidimensionales sucesivas de intersección se marca como una línea o región coloreada en el modelo tridimensional; esta muestra hace posible que el operador determina regiones en donde se han capturado los datos suficientes y guía al operador a las áreas en donde aún se necesita la recolección de datos adicionales; los esquemas de varios colores se utilizan para indicar la suficiencia relativa de la recolección de datos.

Description

COLOREADO DE MAPAS ELECTROANATO ICOS PARA INDICAR LA ADQUISICION DE DATOS ECOGRAFICOS ANTECEDENTES DE LA INVENCION Esta invención se relaciona en general con el mapeo y reconstrucción de órganos del cuerpo. Más en particular, esta invención se relaciona con la toma de imágenes de órganos internos del cuerpo, como el corazón.

TECNICA ANTECEDENTE La toma ecográfica de imágenes está bien establecida como una modalidad para tomar imágenes del corazón. Por ejemplo, la patente de los E.U.A. No. 6,066,096 cuya descripción se incorpora en la presente mediante referencia, describe una sonda de toma de imágenes para una toma ecográfica de imágenes intraluminales volumétricas. La sonda, configurada para colocarse dentro del cuerpo de un paciente, incluye un cuerpo alargado que tiene extremos proximales y distales. Una disposición de transductor ecográfico en fases se conecta a y se posiciona sobre el extremo distal del cuerpo alargado. La disposición de transductor ecográfico en fases se posiciona para emitir y recibir energía ultrasónica para un escaneo directo volumétrico desde el extremo distal del cuerpo alargado. La disposición de transductor ultrasónico en fase incluye una pluralidad de sitios ocupados por elementos transductores ultrasónicos. Sin embargo, muchos médicos ven difícil interpretar ecografías, las cuales típicamente aparecen como un patrón en forma de abanico bi-dimensional. Aunque el médico sabe qué características anatómicas deben aparecer en una pantalla producido por un catéter ecográfico, puede no ser capaz de registrar estas características con las áreas brillantes y oscuras de la forma de abanico. Se ha propuesto mejorar la interpretación de imágenes médicas al súper imponer imágenes adquiridas mediante diferentes modalidades en registro. Por ejemplo, la patente de E.U.A. No 6,556,695, otorgada Packer et al., sugiere que se puede adquirir una imagen de resonancia magnética y luego registrar con un mapa de activación eléctrico adquirido posteriormente o ecografía.

BREVE DESCRIPCION DE LA ¡NVENCBQN Para ayudar al médico a realizar un procedimiento de toma de imágenes cardiacas en tiempo real, se puede proporcionar una imagen tridimensional del corazón durante su adquisición. Sin embargo, esto bloquea la visión del usuario de la cámara cardiaca mediante la reflexión de otro tejido, por ejemplo de otras cámaras u órganos. Por ello, es difícil para el usuario determinar cuándo se han adquirido datos adecuados de imágenes o si faltan aún detalles. De acuerdo con modalidades descritas de la invención, se despliega y marca una representación tridimensional de la estructura, como un mapa funcional, por ejemplo un mapa electroanatómico, típicamente mediante aplicación de pseudocolor, durante la adquisición de datos ecográficos para mostrar el avance de la adquisición de datos. Por ejemplo, los planos de intersección de abanicos bidimensionales ecográficos sucesivos que se adquieran pueden marcarse en un mapa electroanatómico como líneas o regiones coloreadas sobre la superficie del mapa. Esta imagen permite al operador determinar regiones en donde se han capturado datos ecográficos suficientes y guía al operador hacia áreas de la cámara cardiaca en donde aún se necesita la recolección adicional de datos. Se utilizan varios esquemas de color para indicar la suficiencia relativa de la recolección de datos. Una modalidad de la invención proporciona un método asistido por computadora para producir imágenes de un sujeto vivo, que se lleva a cabo al desplegar un modelo tridimensional de una superficie de una estructura en un cuerpo del sujeto, adquirir una secuencia de imágenes anatómicas bidimensionales de al menos una porción de la estructura y, simultáneamente con la adquisición de la secuencia, marcar el modelo tridimensional para mostrar intersecciones respectivas de los planes de imágenes con la superficie.

En un aspecto del método, el modelo tridimensional puede ser una imagen tomográfica computarizada o una imagen de resonancia magnética, que se registra automáticamente con los planos de las imágenes. Otro aspecto del método incluye desplegar el modelo tridimensional y las intersecciones correspondientes de los planos de imágenes con la superficie sobre el modelo tridimensional. De acuerdo con un aspecto adicional del método, se despliega un pseudocolor en las intersecciones correspondientes con los planos de imágenes con la superficie. Incluso otro aspecto del método incluye interpolar áreas del modelo tridimensional entre las intersecciones correspondientes, marcar las áreas interpoladas y desplegar las áreas interpoladas. Otro aspecto del método incluye reconstruir una imagen anatómica tridimensional de la estructura a partir de las imágenes anatómicas bidimensionales y desplegar al menos una porción de la imagen anatómica tridimensional con el modelo tridimensional. De acuerdo con incluso otro aspecto del método, la porción desplegada de la imagen anatómica tridimensional no se extiende más allá de una distancia predefinida a partir de una superficie del modelo tridimensional. De acuerdo con un aspecto del método, la estructura es un corazón y el modelo tridimensional es un mapa anatómico. En otros aspectos del método, las imágenes anatómicas bidimensionales pueden adquirirse mediante toma de ecografías tridimensionales en tiempo real, toma de imágenes topográficas computarizadas en tiempo real o toma de imágenes de resonancia magnética en tiempo real. Otras modalidades de la invención proporcionan el aparato para llevar a cabo el método descrito anteriormente.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DCBUJOS Para una mejor comprensión de la presente invención, se hace referencia a la descripción detallada de la invención, como ejemplo, que no debe leerse en conjunción con los siguientes dibujos, en donde los elementos similares se les dan números de referencia similares, y en donde: la figura 1 ilustra un sistema para la toma de imágenes y mapeo de un corazón de un paciente de conformidad con una modalidad descrita de la invención; la figura 2 es un diagrama de bloque que ilustra detalles adicionales del sistema que se muestra en la figura 1 de conformidad con una modalidad descrita de la invención; la figura 3 es una diagrama de flujo de un método general para marcar un modelo tridimensional de una estructura interna del cuerpo para indicar el avance al adquirir una pluralidad de imágenes bidimensionales de la estructura de conformidad con una modalidad descrita de la invención; la figura 4 es un diagrama de flujo detallado de un método para colorear un mapa funcional para indicar la adquisición de datos ecográficos de conformidad con una modalidad alternativa de la invención; la figura 5 es una pantalla de imágenes multimodales del corazón de conformidad con una modalidad descrita de la invención; la figura 6 muestra un modelo de esqueleto del ventrículo derecho de un corazón, que se prepara de conformidad con una modalidad descrita de la invención; y la figura 7 es una imagen compuesta, en la cual un modelo esquelético que representa una ecografia cardiaca tridimensional del corazón se superimpone sobre un mapa electroanatómico del ventrículo derecho, de conformidad con una modalidad descrita de la invención.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION En la descripción que sigue, se establecen numerosos detalles específicos para proporcionar una mejor comprensión de la presente invención. Sin embargo, será evidente a un experto en la técnica que la presente invención puede ponerse en práctica sin estos detalles específicos. En otros casos, circuitos bien conocidos, lógica de control y los detalles de instrucciones de programa de computadora para algoritmos convencionales y procesos no se muestran en detalle para no obstaculizar la presente invención de manera innecesaria.

Generalidades del sistema De vuelta a los dibujos, se hace referencia inicialmente a la figura 1 , que es una ilustración de un sistema 20 para la toma de imágenes y generación de mapas de activación eléctricos de un corazón 24 de un paciente, y que es adecuada para realizar procedimientos de diagnóstico o terapéuticos que involucran el corazón 24, de conformidad con una modalidad de la presente invención. Aunque los principios de la invención se describen con referencia a la toma de imágenes cardiacas, las técnicas descritas pueden adaptarse para su uso en la toma de imágenes de otros órganos utilizando una sonda controlada de forma manual o automática, en particular órganos huecos, como la vejiga, cuya imagen puede formarse utilizando un catéter ecográfico. El sistema 20 comprende un catéter 28, que se inserta percutáneamente por parte de un médico en una cámara o estructura vascular del corazón. El catéter 28 típicamente comprende un mango 29 para operación del catéter por parte del médico. Los controles adecuados en el mango 29 permiten al médico guiar, posicionar y orientar el extremo distal del catéter como desee. El sistema 20 permite al médico realizar una variedad de procedimientos de mapeo y de toma de imágenes. Estos procedimientos comprenden, por ejemplo, lasa siguientes técnicas, que se describen a mayor detalle en la solicitud pendiente conjunta de sesión común No. 11/115,002 y 1 1/262,217, cuyas descripciones se incorporan en la presente mediante referencia: Desplegar imágenes bidimensionales en tiempo real o tiempo casi real, por ejemplo ecografías; Reconstruir modelos tridimensionales de una estructura objetivo en el cuerpo del paciente, con base en ecografías bidimensionales; Registrar, sobreponer y desplegar un mapa paramétrico, como un mapa de información electrofisiológica o un mapa electroanatómico sobre el modelo tridimensional reconstruido; Registrar, sobreponer y desplegar una imagen tridimensional adquirida a partir de un sistema externo sobre el modelo tridimensional reconstruido; y registrar y desplegar dos ecografías bidimensionales en una imagen tridimensional adquirida a partir de un sistema externo. El sistema 20 comprende un subsistema de posicionamiento que mide la información de ubicación tridimensional y coordenadas de orientación del catéter 28 con hasta seis grados de libertad. El subsistema de posicionamiento puede comprender un sistema de rastreo de posición magnética que determina la posición y orientación del catéter 28. El subsistema de posicionamiento genera campos magnéticos en un volumen de trabajo predefinido, en su vecindad y detecta estos campos en el catéter. El subsistema de posicionamiento por lo general comprende un conjunto de radiadores externos, como bobinas generadores de campo 30, que se ubican en posiciones fijas y conocidas externas al paciente. Las bobinas 30 generan campos, en general campos electromagnéticos, alrededor del corazón 24. En una modalidad alternativa, un radiador en el catéter, como una bobina, genera campos electromagnéticos que son recibidos por los sensores (que no se muestran) fuera del cuerpo del paciente. El sensor de posición transmite, en respuesta a los campos detectados, señales eléctricas relacionadas con la posición sobre cables 33 que corren a través del catéter a una consola 34. Alternativamente, el sensor de posición puede transmitir señales a la consola 34 sobre un enlace inalámbrico. La consola 34 comprende un procesador de posicionamiento 36 que calcula la ubicación y orientación del catéter 28 con base en las señales enviadas por un sensor de ubicación 46. El procesador de posicionamiento 36 por lo general recibe, amplifica, filtra, digitaliza y procesa de otra manera señales desde el catéter 28. Las imágenes producidas por el sistema 20 se despliegan en un monitor 44. Algunos sistemas de rastreo de posición que puedan utilizarse para este propósito se describen, por ejemplo, en las patentes de los Estados Unidos 6,690,963, 6,618,612 y 6,332,089 y en las publicaciones de solicitud de patente de los Estados Unidos 2004/0147920 y 2004/0068178, cuyas descripciones se incorporan aquí mediante referencia. Aunque el subsistema e posicionamiento mostrado en la figura 1 utiliza campos magnéticos, los métodos descritos a continuación pueden implementarse empleando cualquier otro subsistema de posicionamiento adecuado, como sistemas basados en mediciones ultrasónicas o acústicas. Para la generación de ecografías, el sistema 20 puede emplear los catéteres descritos en las patentes de los Estados Unidos No. 6,716, 166 y 6,773,402, cuyas descripciones se incorporan aquí mediante referencia, para adquirir ecografías para su despliegue en ecografías en tiempo casi real concurrentemente con una imagen o representación de la posición de un catéter de despliegue en la misma o diferentes sesiones, y en muchas combinaciones diferentes. Tales catéteres tienen transductores acústicos que se adaptan para emitir ondas de sonido y recibir reflexiones de interfases ecogénicas en el corazón. Las reflexiones se analizan entonces para construir imágenes bi y tridimensionales del corazón. El sistema 20 comprende un impulsor ecográfico 39 que impulsa los transductores ecográficos del catéter 28 cuando funcionan como un catéter de toma de ecografías. Un ejemplo de un accíonador ecográfico adecuado que puede utilizarse para este propósito es un sistema ecográfico AN2300™ producido por Analogic Corporation, 8 Centennial Drive, Peabody, MA 01960. El accíonador ecográfico 39 puede soportar diferentes modos de toma de imágenes como modo B, modo M, CW Doppler y Doppler de flujo de color, como se conocen en la técnica. Opcíonalmente, el catéter 28 y otro catéter 48 se incorporan ambos en el sistema 20 y se insertan concurrentemente en el corazón mediante enfoques vasculares diferentes. En este ejemplo, el catéter 28 funciona como un catéter de mapeo y el catéter 48 funciona como un catéter de toma de ecografías, utilizando una disposición de transductores acústicos 50. Cada uno tiene una instancia del sensor de ubicación 46 que se utiliza para determinar la ubicación y orientación del catéter dentro del cuerpo. El sistema 20 contiene conjuntos de circuitos electrónicos para generación de un mapa de activación eléctrico y puede utilizarse en conjunción con muchos catéteres de mapeo especializados. Un catéter de mapeo adecuado para uso, como el catéter 28 se describe en la patente de los Estados Unidos de cesión común No. 6,892,091 , cuya descripción se incorpora aquí mediante referencia. En resumen, el extremo distal del catéter de mapeo incluye un electrodo de mapeo colocado distalmente 52 para medir las propiedades eléctricas del tejido cardiaco. El extremo distal del catéter de mapeo además también incluye una disposición de electrodos sin contacto 54 para medir señales eléctricas de campo lejano en la cámara cardiaca. Típicamente el catéter de mapeo se introduce primero y se genera un mapa de activación eléctrico a partir de estos datos. Posteriormente, un catéter de toma de ecografías se introduce. Los dos catéteres pueden introducirse mediante los mismos y o diferentes enfoques vasculares. En incluso otra alternativa un catéter híbrido, capaz de adquisición de datos adecuados para la generación de mapa de activación eléctrico y también con funciones de toma de ecografías puede ser utilizado. Tales catéteres se describen, por ejemplo, en las patentes de los Estados Unidos No. 6,773,402, 6,788,967 y 6,645,145. El uso de tales catéteres puede permitir acortar el procedimiento médico. En esta alternativa, sólo necesita insertarse un catéter. En todas las alternativas, como se explica a mayor detalle a continuación, el mapa de activación eléctrico por lo general se adquiere primero y luego se aplica a las ecografías para ayudar en la interpretación de estas últimas. Se describen técnicas de registro de imagen adecuadas para coordinar las dos modalidades en la patente de Estados Unidos No 6,650,927 y en la solicitud pendiente de autorización No. 1 1/215,435, ambas con cesionario común con la presente y que se incorporan en la presente mediante referencia. Se hace ahora referencia a la figura 2, que es un diagrama de bloque que ilustra detalles adicionales del sistema 20 (Fig.l ).Como se observó arriba, muchos elementos del sistema 20 pueden concretarse como una computadora para uso general o especializado que incluye un procesador y una memoria que contiene objetos que corresponden a los bloques funcionales ilustrados en la Fig. 2. El procesador de posicionamiento 36 se enlaza a sensores de ubicación que se colocan cerca de la punta distal del catéter cardiaco y que realiza un rastreo de ubicación. El accionador ecográfico 39, que acciona los transductores 50 (Fig. 1 ) coopera con el conjunto de circuitos ecográficos 56 y producen ecografías bidimensionales. Un procesador de imagen 60 se enlaza al conjunto de circuitos de mapeo 58, al procesador de posicionamiento 36 y al conjunto de circuitos ecográficos 56. El procesador de imagen 60 puede realizar una construcción de ecografias tridimensionales y se especializa en la identificación automática de características topologicas cardiacas sobre las ecografias. En algunas modalidades, el procesador de imágenes 60 puede aumentar la identificación automática de características topologicas sobre el mapa de activación eléctrico mediante el conjunto de circuitos de mapeo 58, sin asistencia del operador. El procesador de imágenes 60 también realiza funciones de registro de la imagen. Su operación es mediada mediante una entrada de usuario 62. Sus resultados se envían a una pantalla 64. Una unidad comercial adecuada para uso en el sistema 20, que es capaz de generar un mapa de activación eléctrico, es el sistema de navegación y ablación CARTO XP EP, disponible con Biosense Wedster, Inc., 333 Diamond Canyon Road, Diamond Bar, CA 91765. Las imágenes adquiridas utilizando diferentes modalidades pueden registrarse para su despliegue utilizando el módulo de integración de imágenes CartoMerge™, que está adaptado para su operación con el sistema de navegación y ablación CARTO XP EP. En particular, es posible registrar un mapa anatómico tridimensional o mapa electroanatómico con una ecografía tridimensional con este módulo. Adicionalmente, la ecografía de abanico producida por la toma de ecografias bidimensionales comparte el sistema de coordenadas del mapa anatómico o electroanatómico. El sistema es capaz de calcular automáticamente la intersección de la imagen de abanico y la imagen tridimensional, así como interpolar entre intersecciones adyacentes de diferentes imágenes de abanico. Se hace referencia ahora a la figura 3, que es un diagrama de flujo de un método general para marcar un modelo tridimensional de una estructura interna del cuerpo para indicar el avance al adquirir una pluralidad de imágenes bidimensionales de la estructura de conformidad con una modalidad descrita de la invención. En el paso inicial 80 se adquiere y despliega un modelo tridimensional de la estructura. Esto puede ser imagen del corazón, que se obtiene con un sistema como el sistema de navegación y ablación CARTO XP EP observado arriba. Sin embargo, se puede utilizar cualquier modelo tridimensional, por ejemplo una imagen tomográfica es importante desplegar la topografía del corazón u otra estructura, así como los datos funcionales, por ejemplo potenciales eléctricos que pueden mostrarse en el modelo son accidentales. A continuación, en el paso 82 se adquiere una imagen bidimensional de una porción de la estructura. Esta puede ser una imagen ecográfica. Alternativamente, la imagen bidimensional podría ser una imagen funcional bidimensional, que se obtiene mediante técnicas como formación de imágenes de resonancia magnética o formación de imágenes topográficas computarizadas. A continuación, en el paso 84, la imagen bidimensional adquirida en el paso 82 se hace coincidir automáticamente o se coordina con el modelo tridimensional producido en el paso inicial 80. Este paso permite la relación de características topográficas de modelo tridimensional con las estructuras formadas en el paso 82. A continuación, en el paso 86, la intersección del plano de la imagen bidimensional con el modelo tridimensional se marca en el despliegue.

Este paso puede realizar al aplicar un seudo color al despliegue.

Alternativamente, pueden utilizarse muchas otras técnicas gráficas para indicar la intersección, por ejemplo efectos de destello, énfasis resaltado.

Adicionalmente, como se explica a continuación se puede aplicar seudo color para desplegar las áreas en el modelo tridimensional ubicado en intersecciones adyacentes de diferentes imágenes de abanico. Tales áreas se identifican mediante interpolación. En cualquier caso, el operador puede identificar características topográficas de la estructura que se obtuvieron en la imagen bidimensional actual mediante referencia al despliegue y a las marcas en el modelo tridimensional. Opcionalmente, el operador puede ser comentarios sobre el despliegue mediante información descriptiva textual relacionada con la imagen bidimensional actual. El control ahora procede al paso de decisión 88, en donde se determina si se requieren más imágenes para completar el estudio de formación de imágenes. Si la determinación en el paso de decisión 88 es afirmativa, entonces el control regresa al paso 82 para otra iteración. Si la determinación en el paso de decisión 88 es negativa, entonces el control procede al paso final 90, y el procedimiento término.

Modalidad alternativa 1 Se hace ahora referencia a la figura 4, que es un diagrama de flujo detallado en un método para colorear un mapa elecíroanatómico u otro mapa funcional para indicar la adquisición de datos ecográficos de conformidad con una modalidad alternativa de la invención. Se entenderá que "colorearse" también llamado aquí como la aplicación de pseudocolor, denota una tarea de computación e involucra modificaciones a la memoria en la cual se almacena los datos de imagen. Los resultados de la operación pueden visualizarse en un monitor de computadora como un despliegue a colores. El método se discute con referencia a un mapa electroanátomico como ejemplo. Sin embargo, el método aplica a otras imágenes funcionales del corazón, siempre y cuando la topología del corazón se muestre y pueda relacionarse con la ubicación de los datos ecográficos. En el paso inicial 66, empleando instrumentación descrita arriba con referencia a la figura 1 y la figura 2 se introduce un catéter de mapeo en un sujeto utilizando técnicas bien conocidas. También se introduce en el corazón un catéter en formación de imágenes ecográficas. A continuación, en el paso 68, el catéter de mapeo navega dentro del corazón y se obtienen datos eléctricos. Se genera una imagen funcional. En una modalidad, se genera un mapa electroanátomico, por ejemplo, utilizando el sistema de navegación y ablación CARTO XP EP mencionado arriba. La imagen se genera utilizando el catéter de mapeo al determinar coordenadas espaciales de diferentes ubicaciones en el corazón para definir un espacio tridimensional. Luego se prepara un modelo funcional el cual es un mapa tridimensional del corazón en el espacio tridimensional, en el cual el mapa despliega información funcional, es decir potenciales eléctricos en puntos múltiples del corazón. Concurrentemente con el paso 68, en el paso 70, se adquiere al menos una ecografía bidimensional. Por lo general, ésta es una imagen seleccionada. La información de posición provista por sensores de ubicación en el catéter de toma de ecografías es procesada mediante el subsistema de posicionamiento para establecer coordenadas de diferentes puntos en la ecografía. Por lo general, el mapa electroanatómico y la ecografía bidimensional se obtienen durante la misma sesión. Sin embargo, esto no es necesario y, alternativamente, el mapa electroanatómico puede preadquirirse y registrarse con la ecografía bidimensional. A continuación, en el paso 69, el área del mapa electroanatómico u otra imagen funcional que corresponde a la ecografía adquirida en la última iteración del paso 70 se identifica mediante la aplicación del pseudocolor. Un pseudocolor puede utilizarse a diferentes intensidades a medida que mejora la suficiencia de la imagen. Alternativamente, pueden utilizarse múltiples pseudocolores y combinarse para indicar la calidad de la imagen actual en muchos esquemas diferentes. Adicional o alternativamente, pueden desplegarse en este paso otras indicaciones gráficas de calidad de imagen, por ejemplo efectos de destello. En una modalidad, la porción relevante del mapa electroanatomico se determina al calcular el plano de intersección de la ecografía de abanico sobre el mapa electroanatomico. Se hace ahora referencia a la figura 5, que es una pantalla de imágenes multimodales del corazón de conformidad con una modalidad descrita de la invención. Una imagen 92, en el lado izquierdo de la figura 5, es un mapa topológico de una cámara cardiaca generada por el sistema de navegación y ablación CARTO XP EP mencionado arriba. En una imagen central 94, el mapa se colorea parcialmente para mostrar un área 96 de la pared de la cámara en donde se han recolectado datos ecográficos. Por ejemplo, el plano de intersección de cada abanico bidimensional ecográfico sucesivo que es adquirido puede marcarse sobre la imagen 94 como una región coloreada sobre la superficie del mapa.

Alternativamente, el plano de intersección puede marcarse como una línea coloreada. Además adicionalmente, la imagen 94 puede colorearse para marcar todo vóxel de datos en donde el plano de haz ecográfico intersecó el mapa electroanatomico. En cualquier caso, la pantalla permite al operador ver si se han capturado suficientes datos ecográficos y es útil para guiar al operador por áreas de la cámara cardiaca en donde aún se necesita la recolección de datos adicionales. Una imagen 98 a la derecha de la figura 5 muestra una reconstrucción de una ecografía tridimensional 100 sobre impuesta sobre la imagen 98, que se le denomina aquí un área 102. La imagen 98 y el área 102 se basan en los datos ecográficos recolectados.

En una modalidad, ecografías bidimensionales se proyectan sin reconstruir un modelo tridimensional sólido. Esta técnica se describe en las solicitudes mencionadas arriba Nos. 1 1/1 15,002 y 1 1/262,217. Por ejemplo, se pueden adquirir ecografías bidimensionales en iteraciones del paso 70 (figura 4), y contornos de interés marcados. Las imágenes pueden entonces orientarse y proyectarse en un espacio tridimensional. Se hace referencia a la figura 6, la cual muestra un modelo de esqueleto 88 del ventrículo derecho de un corazón de conformidad con una modalidad descrita de la invención. El sistema 20 (figura 1 ) puede trazar y reconstruir automáticamente los contornos 90, 92 a partir de las ecografías no etiquetadas y puede reconstruir automáticamente los contornos 94 a partir de las contrapartes bidimensionales marcadas por el médico. Ahora se hace referencia a la figura 7, la cual es una imagen compuesta ejemplar 96 en la cual un modelo de esqueleto de una ecografía tridimensional 98 del corazón se sobrepone en un mapa electroanatomico 100 del ventrículo derecho, de acuerdo con una modalidad descrita de la invención. El modelo de esqueleto es similar al modelo de esqueleto 88 (figura 6) que tiene una pluralidad de contornos 102, 104 que marcan el contorno del ventrículo derecho y ventrículo izquierdo respectivamente. Los contornos 102 están revestidos en el mapa electroanatomico. Se indican diferentes valores de potencial eléctrico por medio de diferentes patrones sombreados. Sobreponer el modelo de esqueleto en el mapa electroanatomico en el paso 72 (figura 4) da como resultado una interferencia menor en la pantalla que al usar un modelo tridimensional reproducido completamente, como se puede apreciar por medio de una comparación de la figura 7 con la imagen 98 (figura 5). Como en la figura 5, las porciones del mapa 100 pueden marcarse automáticamente utilizando un pseudo color para indicar la recolección de datos ecográficos adecuados. Por ejemplo, el pseudo color se ha aplicado a un área 105, representada por un patrón con rayas diagonales en la figura 7. Nuevamente con respecto a la figura 4, debido a que los datos se adquieren en iteraciones del paso 70, el mapa electroanatomico y opcionalmente los vasos, que pueden mostrarse por medio de diagramas en el mapa electroanatomico como contornos de las estructuras cilindricas, están coloreados progresivamente para indicar las áreas que fueron parecidas como se muestra en la imagen 94 (figura 5). Por ejemplo, el mapa puede iniciar con un color gris, como en la imagen 92 (figura 5), y el color puede cambiar de gris a rojo en cualquier punto del mapa que corresponde a los puntos donde se adquirieron los datos de la ecografia. De esta manera, el operador recibe una indicación clara de la cobertura de los datos actuales. Después, en el paso 72, las ecografías adquiridas en iteraciones del paso 70 se sobreponen en el mapa electroanatomico, de tal manera de que las dos se ven en el registro de una pantalla. Esto se lleva a cabo automáticamente utilizando métodos de sincronización y registro de la imagen reconstruida con el mapa electroanatomico, como se notó anteriormente. Brevemente, el catéter ecográfico incluye tanto un sensor de ubicación como un transductor ecográfico en una unidad. El sistema, después de la calibración adecuada, puede correlacionar automáticamente cualquier punto visto en la ecografía con su punto correspondiente en el espacio tridimensional del mapa electroanatómico. El registro de la imagen generalmente se establece al correlacionar las coordenadas durante la generación del mapa electroanatómico con información de posición y coordenadas en la ecografía que se obtuvo en el paso 70. Los marcadores anatómicos externos pueden utilizarse para proveer un marco común de referencia para acoplar los datos a partir de las dos modalidades. En algunas modalidades, la ecografía es una ecografía tridimensional que se reconstruye a partir de las écografías bidimensionales múltiples. Alternativamente, las imágenes de ventilador bidimensional se sobreponen como líneas en el mapa electroanatómico. Opcionalmente, como se muestra en el paso 75, las écografías y el mapa electroanatómico se muestran separadamente. Esta opción tiene la ventaja de que se evitan los problemas de registro de imagen de múltiples modos en la pantalla. Además, una imagen no obscurece a otra. En una variación del paso 75, al menos una porción de la imagen tridimensional se muestra dentro del modelo tridimensional, y la imagen tridimensional no se extiende mas allá de una distancia predefinida desde la superficie del modelo tridimensional. El resultado es que un espacio tridimensional se segmenta de acuerdo con la proporción de la imagen tridimensional que se muestra. Las técnicas de segmentación adecuadas para esta operación se describen en la solicitud antes mencionada No.1 1/215,435.

Por supuesto, se requiere en cualquiera de los pasos 72, 75 la sincronización entre las dos modalidades. Nuevamente con respecto a la figura 7, la ecografía 98 y el mapa electroanatómico 100 pueden adquirirse utilizando diferentes equipos. Cuando una o ambas imágenes se rastrean en tiempo casi real y particularmente cuando se utiliza diferente equipo para dos modalidades, la propagación se retrasa entre el equipo fuente y el procesador 36 (figura 1 ) necesita atención cuidadosa para la sincronización de los dos componentes de la imagen compuesta 96. De hecho, los problemas de sincronización ocurren generalmente en diferentes modalidades del sistema 20 (figura 1 ). Las soluciones para este problema se muestran en la solicitud antes mencionada No.1 /262,217. Brevemente, cuando los datos electroanatómicos en tiempo real se adquieren y sobreponen a las imágenes o modelos anatómicos adquiridos previamente, se establece un método constante predefinido, que puede ser un método temporal, entre los datos electroanatómicos y la imagen anatómica y la selección de señal de imagen anatómica. Este método compensa el retraso del sistema causado por el proceso de imagen y la transferencia de imagen desde la fuente de las imágenes anatómicas al procesador de imágenes, el cual como se notó anteriormente, genera un mapa electroanatómico a partir de los datos electroanatómicos. Después de realizar tanto los pasos 72 y 75, el operador puede identificar características anatómicas y marcarlas en la pantalla utilizando una interfaz gráfica de usuario.

El control sigue el paso de decisión 79, en donde se determina si son necesarias más ecografías bidimensionales para completar el examen. Esta decisión normalmente la toma el operador, pero puede ser impulsado por el sistema, el cual puede determinar automáticamente si el examen no está completo. Si la determinación en el paso de decisión 79 es afirmativa, entonces el control regresa al paso 70. Al tomar imágenes del corazón, el operador puede iniciar la toma de imágenes con el mapeo de contorno del atrio izquierdo y derecho, marcando las estructuras relevantes como las venas pulmonares, la aorta y la fosa oval. Las venas pulmonares y la aorta pueden mostrarse como vasos con radios ajustables definidos por los contornos ecográficos. Si la determinación del paso de decisión 79 es negativa, entonces el control procede con al paso final 81. Los catéteres se retiran y el procedimiento termina.

Modalidad alterna 2 Esta modalidad es similar a la modalidad alterna 1 , excepto porque un modo de despliegue inverso puede utilizarse para mostrar una imagen tridimensional, por ejemplo, la imagen 100 (figura 5) en los pasos 72, 75 (figura 5). La adquisición de datos para las ecografías es esencialmente el mismo, pero en lugar de mostrar niveles altos de escala de grises para el tejido, la ecografía tridimensional indica la sangre en la cámara o vaso y es un indicador del volumen sanguíneo en la cámara o vaso.

Modalidad alterna 3 Otros datos fisiológicos que pueden mapearse para desplegarse simultáneamente en los pasos 72, 75 (figura 4) con ecografías y pseudocolor aplicado para indicar la suficiencia de la recolección de datos ecográficos como se describió antenormente. Puede utilizarse la ecografia intraluminal volumétrica como se describió en la patente de Estados Unidos anteriormente mencionada No. 6,066,096. Otros parámetros fisiológicos que pueden asignarse incluyen temperatura, caudal sanguíneo, propiedades químicas y actividad mecánica, por ejemplo el movimiento de la pared regional. Por ejemplo, las áreas de flujo de alta velocidad detectadas por un catéter ecográfico como se muestra, por ejemplo en las patentes de Estados Unidos anteriormente mencionadas No. 6,716,166 y 6,773,402, pueden identificarse en una imagen doppler y registrarse con estenosis en los vasos sanguíneos observados en ecografías tridimensionales. Como otro ejemplo, puede utilizarse un sensor químico para identificar las áreas del corazón con niveles bajos de NADPH, indicando isquemia. Tales áreas pueden registrase con áreas correspondientes observadas en ecografías. La técnica de las ecografías descrita en el artículo Quantítatíve Measurements of Cardíac Phosphorus Metabolites in Coronary Artery Disease by 31 P Magnetic Resonance Spectroscopy, Takahiro Yabe et al. Circulatton. 1995; 92: 15-23 es adecuado para desplegar tales áreas.

Modalidad alterna 4 En esta modalidad, el paso 70 (figura 4) se realiza utilizando una modalidad diferente a la ecografía bidimensional para adquirir datos en tiempo real como una serie de "rebanadas" de imagen a través de la estructura objetivo. El paso 70 puede realizarse utilizando una sonda ecográfica tridimensional en tiempo real, imagen topográfica computarizada en tiempo real, imágenes de resonancia magnética en tiempo real u otra modalidad de imagen en tiempo real a partir de las cuales pueden generarse las imágenes tridimensionales y desplegarse simultáneamente con una imagen funcional a la cual está aplicado el pseudocolor para indicar las suficiencia de imagen de datos en áreas en particular.

Modalidad alterna 5 Esta variación puede emplearse adicionalmente a cualquiera de las modalidades antecedentes. En los pasos 72, 75 (figura 4) las indicaciones adicionales se muestran en el despliegue del mapa para guiar al operador durante la adquisición de datos. Por ejemplo, la proporción de llenado, la relación de área coloreada con el área objetivo total en el mapa electroanatómico u otro mapa funcional pueden mostrarse para indicar cuantitativamente la extensión de la conclusión de la sesión. En la aplicación adicional de pseudocolor, éste puede modificarse de acuerdo con el nivel de escala de grises de cada voxel usando una tabla de consulta correspondiente. Esto habilita al usuario a ver si los datos adquiridos corresponden a un tejido de pared o a una abertura de un vaso o válvula en la cámara. Los expertos en la técnica podrán apreciar que esta invención no está limitada particularmente a lo que se ha mostrado y descrito. Sin embargo, el alcance de esta invención incluye tanto combinaciones como subcombinaciones de varias características descritas anteriormente así como variaciones y modificaciones de la misma que no están en la técnica antecedente, que se les ocurriría a los expertos en la técnica al leer la descripción anterior.

Claims (24)

NOVEDAD DE LA INVENCION ElVINDiCACIONES

1.- Un método asistido por computadora para producir imágenes de un sujeto vivo comprende los pasos de: mostrar un modelo tridimensional de una superficie de una estructura en un cuerpo de dicho sujeto; adquirir una secuencia de imágenes bidimensionales de al menos una porción de dicha estructura, dichas imágenes bidimensionales tienen planos de imágenes respectivos; y al adquirir dicha secuencia, marcar dicho modelo tridimensional para mostrar las intersecciones respectivas de dichos planos de imagen con dicha superficie.

2. - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dichas imágenes bidimensionales están seleccionadas del grupo que consiste en ecografías bidimensionales, imágenes topográficas computarizadas e imágenes de resonancia magnética.

3. - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende adicionalmente el paso de mostrar un modelo tridimensional y dichas intersecciones respectivas de dichos planos de imagen con dicha superficie en dicho modelo tridimensional.

4. - El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque dichas imágenes bidimensionales se adquieren como imágenes en tiempo real al adquirir una pluralidad de segmentos de ultrasonido tridimensional, segmentos topográficos computarizados o segmentos de resonancia magnética en tiempo real, además comprende los pasos de construir imágenes tridimensionales a partir de dichas imágenes en tiempo real para el uso en dicho paso de despliegue.

5.- El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque el despliegue de dicho modelo tridimensional comprende aplicar un pseudocolor a dichas intersecciones respectivas de dichos planos de imagen con dicha superficie.

6.- El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque marcar dicho modelo tridimensional comprende los pasos de: interpolar las áreas de dicho modelo tridimensional entre dichas intersecciones respectivas; marcar dichas áreas interpoladas y dicho paso de mostrar dicho modelo tridimensional que comprende el despliegue de dichas áreas interpoladas.

7.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende adicionalmente los pasos de: reconstruir una imagen anatómica tridimensional de dicha estructura a partir de dichas imágenes bidimensionales y mostrar al menos una porción de dicha imagen anatómica tridimensional con dicho modelo tridimensional.

8.- El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque dicha porción de dicha imagen anatómica tridimensional no se extiende más allá de una distancia predefinida desde una superficie de dicho modelo tridimensional.

9. - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicha estructura es un corazón y dicho modelo tridimensional es un mapa anatómico.

10. - Un aparato para producir imágenes de un sujeto vivo comprende: una pantalla; una memoria para almacenar un modelo tridimensional de una superficie de una estructura en un cuerpo de dicho sujeto; un módulo de imagen bidimensional operativo para adquirir una secuencia de imágenes anatómicas bidimensionales de al menos una porción de dicha estructura, dichas imágenes anatómicas bidimensionales tienen planos de imagen respectivos; y un procesador enlazado a dicha memoria y a dicho módulo de imagen bidimensional, dicho procesador funciona para marcar dicho modelo tridimensional en dicha pantalla para mostrar las intersecciones respectivas de dichos planos de imagen con dicha superficie.

11. - El aparato de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque dichas imágenes anatómicas bidimensionales están seleccionadas del grupo que consiste en una imagen topográfica computarizada y una imagen de resonancia magnética y dicho procesador funciona para registrar automáticamente dichos planos de imagen con dicho modelo tridimensional.

12.- El aparato de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque el procesador funciona para: reconstruir una imagen anatómica tridimensional de dicha estructura a partir de dichas imágenes anatómicas bidimensionales y mostrar dicha imagen anatómica con dicho modelo tridimensional con dicho modelo tridimensional.

13. - El aparato de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque dicho módulo de imagen bidimensional genera ecografías, dicha estructura es un corazón y dicho modelo tridimensional es un mapa electroanátomico.

14. - Un método asistido por computadora para producir imágenes de un sujeto vivo comprende los pasos de: introducir una sonda en un corazón de dicho sujeto, dicha sonda tiene un sensor de ubicación; con dicha sonda que determina las coordenadas espaciales respectivas de diferentes ubicaciones en dicho corazón para definir un espacio tridimensional; generar un modelo funcional que comprende un mapa tridimensional de dicho corazón que comprende información funcional con respecto a dicho corazón medido en múltiples puntos de dicho corazón; adquirir una ecografía de una porción de dicho corazón; registrar dicha ecografía con dicho espacio tridimensional; marcar automáticamente una región en dicho mapa que corresponde a dicha porción de dicho corazón; y mostrar dicha ecografía y dicho mapa en donde dicha región se muestra en un pseudocolor.

15.- El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque dicho modelo funcional está seleccionado del grupo que consiste en un mapa anatómico, una ecografía intraluminal volumétrica, una imagen doppler y una imagen de movimiento de pared regional.

16. - El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque dicha ecografía es una ecografía bidimensional y dicho paso de marcar automáticamente una región comprende determinar una intersección de un plano de dicha ecografía bidimensional con dicho mapa.

17. - El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque dicho paso de adquirir una ecografía comprende adquirir una pluralidad de ecografías bidimensionales de las porciones respectivas de dicho corazón, el método además comprende los pasos de: reconstruir una imagen anatómica tridimensional de dicho corazón a partir de las ecografías bidimensionales; repetir dicho paso de marcar automáticamente una región utilizando las imágenes respectivas de dicho ultrasonido bidimensional para definir una región compuesta marcada; y dicho paso de mostrar comprende mostrar dicha imagen anatómica tridimensional con dicho mapa, en donde dicha región compuesta marcada se muestra en dicho pseudocolor.

18. - El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque el paso de mostrar comprende mostrar dicha ecografía sobrepuesta en dicho mapa.

19. - Un aparato para tomar imágenes de un corazón en un cuerpo de un sujeto comprende: un dispositivo de imágenes para capturar una imagen anatómica de una porción de dicho corazón; un procesador enlazado a dicho dispositivo de imágenes, dicho procesador está enlazado a una sonda adaptada para la inserción en dicho corazón y tiene un sensor de ubicación para determinar la información de ubicación y orientación de dicha sonda, dicho procesador funciona para generar un mapa funcional de dicho corazón que comprende la información funcional con respecto a dicho corazón medido en múltiples puntos en dicho corazón, dicho procesador puede marcar automáticamente una región de dicho mapa que corresponde a dicha porción de dicho corazón y un dispositivo de despliegue enlazado al procesador para mostrar dicho mapa y dicha imagen anatómica en donde dicha región está mostrada en un pseudocolor.

20.- El aparato de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque dicho mapa funcional es un mapa electroanatómico.

21.- El aparato de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque el dispositivo de imagen puede funcionar para adquirir una pluralidad de imágenes anatómicas bidimensionales de porciones respectivas de corazón.

22.- El aparato de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizado además porque dicho procesador puede funcionar para: reconstruir una imagen anatómica tridimensional de dicho corazón a partir de las imágenes anatómicas bidimensionales; marcar automáticamente de manera repetida una región utilizando dichas imágenes anatómicas bidimensionales respectivas para definir una región compuesta marcada; y dicho dispositivo de despliegue puede funcionar para mostrar dichas imágenes anatómicas tridimensionales con dicho mapa en donde dicha región marcada compuesta se muestra en dicho pseudocolor.

23.- Un método asistido por computadora para producir imágenes de un sujeto vivo comprende los pasos de: mostrar un modelo tridimensional de una superficie de una estructura en un cuerpo de dicho sujeto; adquirir una secuencia de imágenes anatómicas tridimensionales de porciones respectivas de dicha estructura, dichas imágenes anatómicas tridimensionales tienen los planos de imagen respectivos al adquirir dicha secuencia, automáticamente registrar dichos planos de imagen con dicho modelo tridimensional y marcar dicho modelo tridimensional para mostrar las intersecciones respectivas de dichas imágenes anatómicas tridimensionales con dicha superficie.

24.- El método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado además porque dicha secuencia se adquiere utilizando una sonda ecográfica.