MXPA06004652A

MXPA06004652A - Producto de software para formaciopn de imagenes cardiacas tridimensionales usando reconstruccion de contornos por ultrasonido.

Info

Publication number: MXPA06004652A
Application number: MXPA06004652A
Authority: MX
Inventors: Andres Claudio Altmann; Assaf Govari; Aharon Turgeman; Dina Kirshenbaum
Original assignee: Johnson & Johnson
Priority date: 2005-04-26
Filing date: 2006-04-25
Publication date: 2007-02-08
Also published as: US20060253024A1; AU2006201643A1; IL175191A; IL175191A0; EP1717759A1; CA2544023A1; CN1853571A; JP2006305359A; CN1853571B; BRPI0601457A; KR20060112242A

Abstract

Un producto de software de computadora para modelar una estructura anatomica incluye un medio legible por computadora, en el cual las instrucciones del programa son almacenadas, instrucciones que, cuando son leidas por la computadora, hacen que la computadora adquiera una pluralidad de imagenes ultrasonicas de la estructura anatomica usando un sensor ultrasonico, en una pluralidad respectiva de posiciones espaciales del sensor ultrasonico, para medir coordenadas de localizacion y orientacion del sensor ultrasonico en cada una de la pluralidad de posiciones espaciales; se usa el producto de software para recibir una entrada manual que marca contornos de interes que se refieren a caracteristicas de la estructura anatomica en una o mas de las imagenes ultrasonicas y para construir un moldeo 3-D de la estructura anatomica basado en los contornos de interes y en las coordenadas de localizacion y orientacion medidas.

Description

PRODUCTO DE SOFTWARE PARA FORMACIÓN DE IMÁGENES CARDIACAS TRIDIMENSIONALES USANDO RECONSTRUCCIÓN DE CONTORNOS POR ULTRASONIDO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere generalmente a sistemas de formación de imágenes médicas, y particularmente a métodos y sistemas para construir modelos de órganos tridimensionales para imágenes ultrasónicas múltiples.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los métodos para mapeo tridimensional (3-D) del endocardio (es decir, las superficies internas del corazón) son conocidos en la técnica. Por ejemplo, la patente de E.U.A. 5,738,096, cuya descripción se incorpora aquí por referencia, describe un método para construir un mapa del corazón. Una sonda invasiva se lleva a contacto con múltiples localizaciones sobre la pared del corazón. La posición de la sonda invasiva es determinada para cada localización, y las posiciones se combinan para formar un mapa estructural de por lo menos una porción del corazón. En algunos sistemas, tales como el que se describe en la patente de E.U.A. 5,738,096 anteriormente citada, propiedades fisiológicas adicionales, así como actividad eléctrica local sobre la superficie del corazón, también son adquiridas por el catéter. Un mapa correspondiente incorpora información local adquirida. Algunos sistemas usan catéteres híbridos que incorporan sensación de posición. Por ejemplo, la patente de E.U.A. 6,690,963, cuya descripción se incorpora aquí por referencia, describe un sistema de localización para determinar la localización y orientación de un instrumento médico invasivo. Un catéter con transductores acústicos se puede usar para formación de imágenes sin contacto del endocardio. Por ejemplo, las patentes de E.U.A. 6,716,166 y 6,773,402, cuyas descripciones también se incorporan aquí por referencia, describen un sistema para mapeo 3-D y reconstrucción geométrica de cavidades corporales, particularmente del corazón. El sistema usa un catéter cardiaco que comprende una pluralidad de transductores acústicos. Los transductores emiten ondas ultrasónicas que son reflejadas desde la superficie de la cavidad y son recibidas nuevamente por los transductores. Se determina la distancia desde cada uno de los transductores hasta un punto o área sobre la superficie opuesta al transductor, y las mediciones de distancia se combinan para reconstruir la forma 3-D de la superficie. El catéter también comprende sensores de posición, que se usan para determinar las coordenadas de posición y orientación del catéter dentro del corazón. La patente de E.U.A. 5,846,205, cuya descripción se incorpora aquí por referencia, describe un ensamble de transductor ultrasónico de disposición en fase que incluye un catéter. Una porción extrema es montada al catéter alrededor de una disposición de transductor, y la porción extrema define una ventana acústica, que esencialmente no está enfocando hacia la energía ultrasónica que pasa a través de la misma. Puesto que la ventana acústica no está enfocando, los inventores reclaman que se puede usar un radio de curvatura relativamente pequeño sobre la superficie externa radial de esta ventana. La patente de E.U.A. No. 6,066,096, cuya descripción se incorpora aquí por referencia, describe una sonda de formación de imagen para formación de imagen por ultrasonido intraluminal volumétrica. La sonda, configurada para ser colocada dentro del cuerpo de un paciente, incluye un cuerpo alargado que tiene extremos proximal y distal. Una disposición en fase de transductor ultrasónico está conectada y colocada en el extremo distal del cuerpo alargado. La disposición de fase del transductor ultrasónico se coloca para emitir y recibir energía ultrasónica para escudriñamiento posterior volumétrico desde el extremo distal del cuerpo alargado. La disposición de fase del transductor ultrasónico incluye una pluralidad de sitios ocupados por elementos de transductor ultrasónico. Por lo menos un elemento de transductor ultrasónico está ausente de por lo menos uno de los sitios, definiendo así un sitio intersticial. Una herramienta es colocada en el sitio intersticial. En particular, la herramienta puede ser una terminal de fibra óptica, una herramienta de succión, un cable de guía, un electrodo electrofisiológico o un electrodo de ablación. La patente de E.U.A. 6,059,731 , cuya descripción se incorpora aquí por referencia, describe un sistema de catéter de formación de imagen por ultrasonido con visión simultánea de lado y extremo. El sistema incluye por lo menos una disposición de un lado y por lo menos una disposición de un extremo. Cada una de las disposiciones tiene por lo menos una hilera de elementos de transductor ultrasónico. Los elementos son operables como un solo transductor de ultrasonido y están en fase para producir diferentes vistas. La patente de E.U.A. 5,904,651 , cuya descripción se incorpora aquí por referencia, describe un tubo de catéter que porta un elemento de formación de imagen para visualizar tejido. El tubo de catéter también porta una estructura de soporte, que se extiende más allá del elemento de formación de imagen, para hacer contacto con tejido circundante lejos del elemento formador de imagen. El elemento de soporte estabiliza el elemento formador de imagen, mientras que el elemento formador de imagen visualiza tejido en la región corporal interior. La estructura de soporte también porta un componente de diagnóstico o terapéutico para hacer contacto con tejido circundante. La patente de E.U.A. 5,876,345, cuya descripción se incorpora aquí por referencia, describe un catéter de ultrasonido para formación de imagen bidimensional (2-D) o reconstrucción 3-D. El catéter ultrasónico incluye por lo menos dos disposiciones ultrasónicas que tienen buenas resoluciones de campo cercano y lejano. El catéter provee un contorno de una cámara cardiaca, a fin de ayudar a interpretar imágenes obtenidas por el catéter. La patente de E.U.A. 6,228,032, cuya descripción se incorpora aquí por referencia, describe un mecanismo de dirección y una línea de dirección para una disposición lineal de fase montada en catéter de elementos de transductor ultrasónico. La patente de E.U.A. 6,226,546, cuya descripción se incorpora aquí por referencia, describe un sistema de localización de catéter para generar un mapa 3-D de una parte del cuerpo humano, desde el cual se puede determinar una posición de catéter. Una pluralidad de transductores acústicos está dispuesta alrededor de la cabeza del catéter en lugares predeterminados. Las señales acústicas son generadas por los transductores acústicos actuando como fuentes. Una unidad de procesamiento de señal genera el mapa de 3-D que responde a señales recibidas por los transductores acústicos que actúan como receptores acústicos. La patente de E.U.A. 6,171 ,248, cuya descripción se incorpora aquí por referencia, describe una sonda ultrasónica para formación de imagen 2-D o reconstrucción 3-D. La patente describe una sonda ultrasónica que incluye por lo menos dos disposiciones ultrasónicas. La sonda permite que imágenes 3-D sean construidas y examinadas. En la técnica se conocen varios métodos para reconstrucción sin contacto de la superficie endocardial usando formación de imagen ultrasónica intracardial. Por ejemplo, la publicación de patente del PCT WO 00/19908, cuya descripción se incorpora aquí por referencia, describe una disposición de transductor dirigible para formación de imagen ultrasónica intracardial. La disposición forma un haz ultrasónico, que es dirigido en una dirección deseada por una apertura activa. La patente de E.U.A. 6,004,269, cuya descripción también se incorpora aquí por referencia, describe un sistema de formación de imagen acústica basado en un dispositivo de ultrasonido que se incorpora en un catéter. El dispositivo de ultrasonido dirige señales ultrasónicas hacia una estructura interna en el corazón para crear una imagen ultrasónica. Las publicaciones de patente del PCT WO 99/05971 y WO 00/07501 , cuyas descripciones se incorporan aquí por referencia, describen el uso de transducíores de ultrasonido sobre un catéter de referencia para localizar transductores de ultrasonido en otros catéteres (v.gr., catéteres de mapeo o ablación) que son llevados a contacto con el endocardio. Ejemplos adicionales de formación de imagen ultrasónica intracardial se presentan en la patente de E.U.A. 5,848,969, cuya descripción se incorpora aquí por referencia. Esta publicación describe sistemas y métodos para visualizar regiones de tejido interior usando estructuras de formación de imagen expansibles. La publicación de patente del PCT WO 99/55233, cuya descripción se incorpora aquí por referencia, describe un método para delinear una superficie 3-D del corazón de un paciente. Se desarrolla un modelo de malla 3-D usando datos de entrenamiento, para servir como una forma arquetípica para una población de corazones de pacientes. Las imágenes de ultrasonido múltiples del corazón del paciente se toman en diferentes planos de imagen. Las localizaciones anatómicas son identificadas manualmente en cada una de las imágenes. El modelo de malla es alineado rígidamente con las imágenes, con respecto a las localizaciones anatómicas predefinidas. Otros métodos de extracción de contorno y modelado de 3-D que usan imágenes ultrasónicas se describen en la solicitud de patente europea EP 0961135, cuya descripción se incorpora aquí por referencia. Como otro ejemplo, la publicación de patente del PCT WO 98/46139, cuya descripción también se incorpora aquí por referencia, describe un método para combinar señales de formación de imagen ultrasónica Doppler y de modo B en una sola imagen usando una función de mapeo no lineal modulada. La patente de E.U.A. 5,797,849, cuya descripción se incorpora aquí por referencia describe un método para llevar a cabo un procedimiento médico usando un sistema de rastreo y formación de imagen 3-D. Un instrumento quirúrgico es insertado en el cuerpo de un paciente. La posición del instrumento quirúrgico es rastreada a medida que se mueve a través de una estructura corporal. La localización del instrumento quirúrgico en relación con sus entornos inmediatos es desplegada para mejorar la capacidad del médico para colocar con precisión el instrumento quirúrgico. La patente de E.U.A. 5,391 ,199, cuya descripción se incorpora aquí por referencia, describe un método de ablación de una porción de un órgano o estructura corporal de un paciente. El método incluye obtener una imagen en perspectiva de un órgano o estructura que ha de ser mapeada, y hacer avanzar uno o más catéteres a sitios adyacentes hasta o dentro del órgano o estructura. La localización de cada punta distal del catéter es detectada usando un campo no ionizante. En la punta distal de uno o más catéteres, la información local del órgano o estructura es detectada, y la información detectada es procesada para crear uno o más puntos de datos. Los puntos de datos son sobrepuestos sobre una imagen en perspectiva del órgano o estructura, para facilitar la ablación de una porción del órgano o estructura. Algunos sistemas de formación de imagen ultrasónica médicos aplican métodos para reconstruir modelos 3-D, con base en información de formación de imagen adquirida. Por ejemplo, la patente de E.U.A. 5,568,384, cuya descripción se incorpora aquí por referencia, describe un método para sintetizar conjuntos de imágenes de multimodalidad 3-D en una sola imagen combinada. Las superficies son extraídas de dos o más imágenes diferentes y se hacen coincidir usando técnicas de segmentación semiautomática. La patente de E.U.A. 6,226,542, cuya descripción se incorpora aquí por referencia, describe un método para reconstrucción 3-D de órganos intracorporaies. Un procesador reconstruye un mapa 3-D de un volumen o cavidad en el cuerpo de un paciente a partir de una pluralidad de puntos muestreados sobre el volumen cuyas coordenadas de posición han sido determinadas. La reconstrucción de una superficie se basa en el número limitado de puntos muestreados.

Las patentes de E.U.A. 4,751,643 y 4,791,567, cuyas descripciones se incorporan aquí por referencia, describen un método para determinar subestructuras conectadas dentro de un cuerpo. Las regiones 3-D que presentan el mismo tipo de tejido son marcadas de manera similar. Usando la información marcada, se determinan todos los puntos de datos conectados marcados de manera similar. Algunos sistemas usan métodos de procesamiento de imágenes para analizar y modelar tejidos y órganos corporales basados en información adquirida por formación de imagen. Una técnica de este tipo se describe en Mclnerney y Terzopoulos en "Deformable Models in Medical Image Analysis: A Survey", Medical image Analysis, (1 :2), Junio de 1996, páginas 91-108, cuya descripción se incorpora aquí por referencia. Los autores describen un técnica de análisis de imagen médica asistida por computadora para segmentar, hacer coincidir y rastrear estructuras anatómicas al explotar (de abajo hacia arriba) restricciones derivadas de los datos de imagen junto con un conocimiento a priorí (de arriba hacia abajo) acerca del lugar, tamaño y forma de estas estructuras. Otra técnica de análisis se describe en Neubauer y Wegen ittl en "Analysis of Four-Dimensional Cardiac Data Sets Using Skeleton-Based Segmentation", the 11th International Conference in Central Europe on Computer Graphics, Visualization and Computer Vision, University of West Bohemia, PIzen, Czech Republic, Febrero del 2003, que se incorpora aquí por referencia. Los autores describen un método auxiliado por computadora para segmentar partes del corazón a partir de una secuencia de imágenes de CT (tomografía computarizada) cardiaca, tomadas en un número de puntos en el tiempo durante el ciclo cardiaco.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Las imágenes tridimensionales del corazón son útiles en muchas aplicaciones de diagnóstico y terapéuticas basadas en catéter. La formación de imagen en tiempo real mejora el rendimiento del médico y permite incluso que médicos con relativamente poca experiencia realicen procedimientos quirúrgicos complejos más fácilmente. La formación de imagen 3-D también ayuda a reducir el tiempo necesario para realizar algunos procedimientos quirúrgicos. Además, las imágenes ultrasónicas 3-D se pueden usar en la planeación de procedimientos complejos y manipulaciones de catéteres. Modalidades de la presente invención proveen métodos y sistemas mejorados para realizar formación de imagen cardiaca 3-D. Una sonda que comprende una disposición de transductores de ultrasonido y un detector de posición se usan para formar imagen de un órgano o estructura objetivo en el cuerpo de un paciente. En una modalidad, la sonda comprende un catéter, que es insertado en el corazón del paciente. La sonda adquiere imágenes de ultrasonido 2-D múltiples del órgano objetivo y las envía a un procesador de imágenes. Para cada imagen, coordenadas de localización y orientación de la sonda se miden usando el sensor de posición.

Un usuario del sistema, típicamente un médico, examina las imágenes en una pantalla interactiva. El usuario utiliza la pantalla para marcar manualmente (también referido como "etiquetado") contornos de interés que identifican características del órgano, en una o más de las imágenes. De manera adicional o alternativa, los contornos son etiquetados automáticamente usando un software de detección de contorno. Un procesador de imágenes identifica y reconstruye automáticamente los contornos correspondientes en por lo menos algunas de las imágenes no etiquetadas restantes. El procesador de imágenes entonces construye un modelo estructural 3-D basado en las imágenes de ultrasonido múltiples y las coordenadas de sonda correspondientes en las cuales cada una de las imágenes se capturó, usando los contornos para segmentar las estructura 3-D en el modelo. En lagunas modalidades, los contornos comprenden puntos discretos. La coordenada 3-D de cada punto se calcula usando información del sensor de posición y las propiedades de imagen de ultrasonido 2-D. Las posiciones calculadas se usan para construir el modelo 3-D. Los contornos etiquetados por el médico pueden ser proyectados y exhibidos en la parte superior del modelo 3-D. Los métodos descritos por lo tanto proveen una herramienta interactiva para reconstrucción auxiliada por el usuario de imágenes 3-D de un órgano corporal interno. Estos métodos también proveen una forma arqueada conveniente para definir la superficie anatómica sobre la cual ha de ser proyectado un mapa de actividad eléctrica (particularmente en aplicaciones de formación de imagen cardiaca) o un mapa o imagen de otro tipo. Por lo tanto, de conformidad con una modalidad de la presente invención, se provee un método para modelar una estructura anatómica, que incluye: adquirir una pluralidad de imágenes ultrasónicas de la estructura anatómica usando el sensor ultrasónico, en una pluralidad respectiva de posiciones espaciales del sensor ultrasónico; medir las coordenadas de localización y orientación del sensor ultrasónico en cada una de la pluralidad de posiciones espaciales; hacer contomo de interés que se refieran a características de la estructura anatómica en una o más de las imágenes ultrasónicas; y construir un modelo tridimensional (3-D) de la estructura anatómica basada en los contornos de interés y en las coordenadas de localización y orientación medidas. En una modalidad descrita, la construcción del modelo 3-D incluye reconstruir automáticamente las características en por lo menos algunas de las imágenes ultrasónicas que no fueron marcadas, con base en los contornos de interés marcados. En otra modalidad, la estructura anatómica incluye un corazón, y la adquisición de la pluralidad de imágenes ultrasónicas incluye insertar un catéter que incluye el sensor ultrasónico en una primera cámara cardiaca y mover el catéter entre la pluralidad respectiva de posiciones espaciales dentro de la cámara. En forma adicional o alternativa, la construcción del modelo 3-D incluye construir el modelo 3-D de una estructura objetivo localizada fuera de la primera cámara cardiaca. En otra modalidad más, la adquisición de las imágenes ultrasónicas y la medición de las coordenadas de localización y orientación incluye sincronizar un regulador de tiempo de adquisición de las imágenes ultrasónicas y medición de las coordenadas de localización y orientación en relación con una señal de sincronización que incluye una de una señal de electrocardiograma (ECG), una señal de sincronización internamente generada y una señal de sincronización externamente suministrada. En forma adicional o alternativa, la sincronización del tiempo y la medición incluye sincronizar la medición de por lo menos una de una característica de tejido, una temperatura y un flujo de sangre en relación con la señal de sincronización. En otra modalidad más, la medición de las coordenadas de localización y orientación incluye generar campos en la vecindad de un sensor de posición asociado con el sensor ultrasónico, detectar los campos en el sensor de posición y calcular las coordenadas de localización y orientación del sensor ultrasónico en respuesta a los campos detectados. En algunas modalidades, la generación de los campos incluye generar campos magnéticos, y la detección de los campos incluye detectar los campos magnéticos generados en el sensor de posición. En otra modalidad, la medición de las coordenadas de localización y orientación incluye generar un campo usando un generador de campo asociado con el sensor ultrasónico, detectar el campo usando uno o más sensores de recepción y calcular las coordenadas de localización y orientación del sensor ultrasónico en respuesta al campo detectado. En algunas modalidades, la generación del campo incluye generar un campo magnético, y la detección del campo incluye detectar el campo magnético generado en uno o más sensores de recepción. En una modalidad, la reconstrucción automática de las características incluye aceptar la entrada manual incluyendo por lo menos una de una aprobación, una supresión, una corrección y una modificación de por lo menos parte de las características automáticamente reconstruidas. En otra modalidad, la construcción del modelo 3-D incluye generar por lo menos un modelo de esqueleto y un moldeo de superficie de una estructura objetivo de la estructura anatómica y exhibir el modelo 3-D a un usuario. De manera adicional o alternativa, la generación del modelo de superficie incluye traslapar por lo menos uno de un mapa de actividad eléctrica y un mapa paramétrico en el modelo de superficie. En otra modalidad más, la construcción del modelo 3-D incluye traslapar información importada de uno o más de un sistema de formación de imagen o resonancia magnética (MRI), un sistema de tomografía computarizada (CT) y un sistema de formación de imagen por rayos X en el modelo 3-D. En forma adicional o alternativa, el traslape de la información incluye registrar la información importada con un sistema de coordenadas del modelo 3-D. En otra modalidad más, la construcción del modelo 3-D incluye definir una o más regiones de interés en el modelo 3-D y proyectar partes de las imágenes ultrasónicas que corresponden a una o más regiones de interés en el modelo 3-D. En una modalidad, la adquisición de la pluralidad de imágenes ultrasónicas incluye detectar la estructura anatómica usando una sonda ultrasónica extracorpórea que incluye el sensor ultrasónico y mover la sonda entre la pluralidad respectiva de posiciones espaciales. Además, de conformidad con una modalidad de la presente invención, se provee un método de modelado de una estructura anatómica, que incluye: adquirir una imagen ultrasónica de la estructura anatómica usando un sensor ultrasónico, en una posición espacial del sensor ultrasónico; medir las coordenadas de localización y orientación del sensor ultrasónico en la posición espacial; hacer contornos de interés que se refieran a características de la estructura anatómica en la imagen ultrasónica; y exhibir por lo menos parte de la imagen ultrasónica y los contornos de interés en un espacio 3-D basado en las coordenadas de localización y orientación medidas. También, de conformidad con una modalidad de la presente invención, se provee un sistema para modelar una estructura anatómica, que incluye: una sonda, que incluye: un sensor ultrasónico, que está configurado para adquirir una pluralidad de imágenes ultrasónicas de la estructura anatómica en una pluralidad respectiva de posiciones espaciales de la sonda; y un sensor de posición, que está configurado para determinar las coordenadas de localización y orientación del sensor ultrasónico en cada una de la pluralidad de posiciones espaciales; una pantalla interactiva, que está acoplada para exhibir las imágenes ultrasónicas y para recibir una entrada manual que marca los contornos de interés que se refieren a características de la estructura anatómica en una o más de las imágenes ultrasónicas; y un procesador, que está acoplado para recibir las imágenes ultrasónicas y las coordenadas de localización y orientación medidas, para aceptar los contornos de interés manualmente marcados y para construir un modelo 3-D de la estructura anatómica basada en los contornos de interés y en las posiciones espaciales medidas. También, de conformidad con una modalidad de la presente invención, se provee un sistema para modelar una estructura anatómica, que incluye: una sonda, que incluye: un sensor ultrasónico, que está configurado para adquirir una imagen de la estructura anatómica en una posición espacial respectiva de la sonda; y un sensor de posición, que está configurado para determinar las coordenadas de localización y orientación del sensor ultrasónico en la posición espacial; un procesador, que está acoplado para recibir la imagen ultrasónica y las coordenadas de localización y orientación medidas y para calcular una posición 3-D de la imagen ultrasónica basada en las coordenadas de localización y orientación medidas; y una pantalla interactiva, que está acoplada para recibir una entrada manual que marca contornos de interés que se refieren a características de la estructura anatómica en la imagen ultrasónica y para exhibir por lo menos parte de la imagen ultrasónica y los contornos de interés en un espacio 3-D basado en la posición 3-D calculada de la imagen ultrasónica. Además, de conformidad con una modalidad de la presente invención, se provee un producto de software de computadora para modelar una estructura anatómica, el producto incluyendo un medio legible por computadora, en el cual las instrucciones del programa son almacenadas, dichas instrucciones, cuando son leídas por la computadora, hacen que la computadora adquiera una pluralidad de imágenes ultrasónicas de la estructura anatómica usando un sensor ultrasónico, en una pluralidad respectiva de posiciones espaciales del sensor ultrasónico, para medir coordenadas de localización y orientación del sensor ultrasónico en cada una de la pluralidad de posiciones espaciales, para recibir una entrada manual que marca contornos de interés que se refieren a características de la estructura anatómica en una o más de las imágenes ultrasónicas y para construir un moldeo 3-D de la estructura anatómica basado en los contornos de interés y en las coordenadas de localización y orientación medidas. También, de conformidad con una modalidad de la presente invención, se provee un producto de software de computadora para modelar una estructura anatómica, el producto incluyendo un medio legible por computadora, en el cual las instrucciones del programa son almacenadas, dichas instrucciones, cuando son leídas por la computadora, hacen que la computadora adquiera una imagen ultrasónica de la estructura anatómica usando un sensor ultrasónico, en una posición espacial respectiva del sensor ultrasónico, para medir coordenadas de localización y orientación del sensor ultrasónico en la posición espacial, para marcar contornos de interés que se refieren a características de la estructura anatómica en la imagen ultrasónica, y para exhibir por lo menos parte de la imagen ultrasónica y los contornos de interés en un espacio 3-D basado en las coordenadas de localización y orientación medidas. La presente invención también está dirigida a un sistema para formar la imagen de un objetivo en el cuerpo de un paciente en donde el sistema comprende: una imagen pre-adquirida; un catéter que comprende un sensor de posición y un sensor de formación de imagen ultrasónico, el sensor de posición transmitiendo señales eléctricas que indican información de posición de una porción de catéter en el cuerpo del paciente, y el sensor de formación de imagen ultrasónica transmitiendo energía ultrasónica en el objetivo en el cuerpo del paciente, recibiendo ecos ultrasónicos reflejados desde el objetivo en el cuerpo del paciente y transmitiendo señales relacionadas con los ecos ultrasónicos reflejados desde el objetivo en el cuerpo del paciente; un procesador de posición operativamente conectado al catéter para determinar información de posición de la porción de catéter basada en las señales eléctricas transmitidas por el sensor de posición; un procesador de imágenes operativamente conectado al catéter y el procesador de posición, el procesador de imágenes generando una imagen ultrasónica del objetivo basada en las señales transmitidas por el sensor ultrasónico y determinando información de posición para cualquier píxel de la imagen ultrasónica del objetivo, el procesador de imágenes registrando la imagen pre-adquirida con la imagen ultrasónica; y una pantalla para exhibir la imagen pre-adquirida registrada e imagen ultrasónica. Otra modalidad de la presente invención es un método para formar la imagen de un objetivo en el cuerpo de un paciente en donde el método comprende los pasos de: proveer una imagen pre-adquirida del objetivo; colocar un catéter que comprende un sensor de posición y un sensor de formación de imagen ultrasónico en el cuerpo del paciente y determinar información de posición de una porción del catéter en el cuerpo del paciente usando el sensor de posición; generar una imagen ultrasónica del objetivo usando el sensor de formación de imagen ultrasónico; determinar información de posición para cualquier píxel de la imagen ultrasónica del objetivo y registrar la imagen pre-adquirida con la imagen ultrasónica; y exhibir la imagen pre-adquirida registrada e imagen ultrasónica. Otra modalidad de conformidad con la presente invención está dirigida a un sistema para formar ia imagen de un objetivo en el cuerpo de un paciente en donde el sistema comprende: una imagen pre-adquirida del objetivo; un mapa electrofisiológico del objetivo; un catéter que comprende un sensor de posición y un sensor de formación de imagen ultrasónico, el sensor de posición transmitiendo señales eléctricas que indican información de posición de una porción de catéter en el cuerpo del paciente, y el sensor de formación de imagen ultrasónica transmitiendo energía ultrasónica en el objetivo en el cuerpo del paciente, recibiendo ecos ultrasónicos reflejados desde el objetivo en el cuerpo del paciente y transmitiendo señales relacionadas con los ecos ultrasónicos reflejados desde el objetivo en el cuerpo del paciente; un procesador de posición operativamente conectado al catéter para determinar información de posición de la porción de catéter basada en las señales eléctricas transmitidas por el sensor de posición; un procesador de imágenes operativamente conectado al catéter y el procesador de posición, el procesador de imágenes generando una imagen ultrasónica del objetivo basada en las señales transmitidas por el sensor ultrasónico y determinando información de posición para cualquier píxel de la imagen ultrasónica del objetivo, el procesador de imágenes registrando la imagen pre-adquirida y el mapa electrofisiológico con la imagen ultrasónica; y una pantalla para exhibir la imagen pre-adquirida registrada, mapa eíectrofisiológico e imagen ultrasónica. Asimismo, una modalidad adicional de conformidad con la presente invención es un sistema para formar imagen de un objetivo en el cuerpo de un paciente, en donde el sistema comprende: una imagen pre-adquirida del objetivo; un catéter que comprende un sensor de posición, un sensor de formación de imagen ultrasónico y por lo menos un electrodo, el sensor de posición transmitiendo señales eléctricas que indican información de posición de una porción del catéter en el cuerpo del paciente, el sensor de formación de imagen ultrasónico transmitiendo energía ultrasónica en el objetivo en el cuerpo del paciente, recibiendo ecos ultrasónicos reflejados del objetivo en el cuerpo del paciente y transmitiendo señales relacionadas con los ecos ultrasónicos reflejados desde el objetivo en el cuerpo del paciente y por lo menos un electrodo que adquiere puntos de datos de actividad eléctrica de una superficie del objetivo; un procesador de posición operativamente conectado al catéter para determinar información de posición de la porción del catéter basada en las señales eléctricas transmitidas por el sensor de posición; un procesador de imágenes operativamente conectado al catéter y al procesador de posición, el procesador de imágenes generando una imagen ultrasónica del objetivo basada en las señales transmitidas por el sensor ultrasónico y determinando la información de posición para cualquier píxel de la imagen ultrasónica del objetivo y para los puntos de datos de actividad eléctrica dei objetivo, ei procesador de imágenes creando un mapa electrofisiológico del objetivo basado en los puntos de datos de actividad eléctrica del objetivo e información de posición para los puntos de datos de actividad eléctrica y registrando la imagen pre-adquirida y el mapa electrofisiológico con la imagen ultrasónica; y una pantalla para exhibir la imagen pre-adquirida registrada, mapa electrofisiológico e imagen ultrasónica. Además, la presente invención también está dirigida a un método para formar la imagen de un objetivo en el cuerpo de un paciente, en donde el método comprende los pasos de: proveer una imagen pre-adquirida del objetivo; proveer un mapa electrofisiológico del objetivo; colocar un catéter que comprende un sensor de posición y un sensor de formación de imagen ultrasónico en el cuerpo del paciente y determinar la información de posición de una porción del catéter en el cuerpo del paciente usando el sensor de posición; generar una imagen ultrasónica del objetivo usando el sensor de formación de imagen ultrasónico; determinar la información de posición para cualquier píxel de la imagen ultrasónica del objetivo y registrar la imagen pre-adquirida y el mapa electrofisiológico con la imagen ultrasónica; y exhibir la imagen pre-adquirida registrada, mapa electrofisiológico e imagen ultrasónica. Otra modalidad de conformidad con la presente invención es un método para formar la imagen de un objetivo en el cuerpo de un paciente en donde el método comprende los pasos de: proveer una imagen pre-adquirida del objetivo; colocar un catéter que comprende un sensor de posición, un sensor de formación de imagen ultrasónico y por lo menos un electrodo, en el cuerpo del paciente y determinar la información de posición de una porción del catéter en el cuerpo del paciente usando el sensor de posición; adquirir puntos de datos de actividad eléctrica de una superficie del objetivo usando por lo menos un electrodo; generar una imagen ultrasónica del objetivo usando el sensor de formación de imagen ultrasónico; determinar la información de posición para los puntos de datos de actividad eléctrica de la superficie del objetivo y generar un mapa electrofisiológico del objetivo basado en los puntos de datos de actividad eléctrica y la información de posición para los puntos de datos de actividad eléctrica; determinar la información de posición para cualquier píxel de la imagen ultrasónica del objetivo y registrar la imagen pre-adquirida y el mapa electrofisiológico con la imagen ultrasónica; y exhibir la imagen pre-adquirida registrada, mapa electrofisiológico e imagen ultrasónica. Además, la presente invención también está dirigida a un sistema formador de imagen médico para formar ia imagen del cuerpo de un paciente en donde el sistema comprende: Un catéter que comprende un sensor de posición y un sensor de formación de imagen ultrasónico, el sensor de posición transmitiendo señales eléctricas que indican información de posición de una porción del catéter en el cuerpo de un paciente y el sensor de formación de imagen ultrasónico transmitiendo energía ultrasónica en el objetivo en el cuerpo de un paciente, recibiendo ecos ultrasónicos reflejados del objetivo en el cuerpo del paciente y transmitiendo señales relacionadas con los ecos ultrasónicos reflejados desde el objetivo en el cuerpo del paciente; un procesador de posición operativamente conectado al catéter para determinar información de posición de la porción del catéter basada en las señales eléctricas transmitidas por el sensor de posición; una pantalla; y un procesador de imágenes operativamente conectado al catéter, el procesador de imágenes y la pantalla, el procesador de imágenes generando una imagen ultrasónica del objetivo basada en las señales transmitidas por el sensor ultrasónico y representando en tiempo real la imagen de ultrasonido generada en una pantalla en una misma orientación que una orientación de la porción del catéter en el cuerpo del paciente basado en la información de posición derivada del sensor de posición. Más aún, la presente invención también está dirigida a un sistema formador de imágenes médicas para formación de imagen de un objetivo en el cuerpo de un paciente en donde el sistema comprende: un catéter que comprende un sensor de posición y un sensor de formación de imagen ultrasónico, el sensor de posición transmitiendo señales eléctricas que indican información de posición de una porción del catéter en el cuerpo de un paciente y el sensor de formación de imagen ultrasónico transmitiendo energía ultrasónica en un objetivo en el cuerpo del paciente, recibiendo ecos ultrasónicos reflejados del objetivo en el cuerpo del paciente y transmitiendo señales relacionadas con los ecos ultrasónicos reflejados desde el objetivo en el cuerpo del paciente; un procesador de posición operativamente conectado al catéter para determinar información de posición de la porción del catéter basada en las señales eléctricas transmitidas por el sensor de posición; una pantalla; y un procesador de imágenes operativamente conectado al catéter, el procesador de imágenes y la pantalla, el procesador de imágenes generando una pluralidad de imágenes ultrasónicas bidimensionales del objetivo basadas en las señales transmitidas por el sensor ultrasónico y reconstruyendo un modelo tridimensional usando la pluralidad de imágenes ultrasónicas bidimensionales y representando en tiempo real la imagen ultrasónica bidimensional en el modelo tridimensional en la pantalla en una misma orientación que una orientación de la porción del catéter en el cuerpo del paciente basado en la información de posición derivada del sensor de posición. Además, la presente invención también está dirigida a un sistema formador de imágenes médicas para formación de imagen de un objetivo en el cuerpo de un paciente en donde el sistema comprende: una imagen pre-adquirida; un catéter que comprende un sensor de posición y un sensor de formación de imagen ultrasónico, el sensor de posición transmitiendo señales eléctricas que indican información de posición de una porción del catéter en el cuerpo de un paciente y el sensor de formación de imagen ultrasónico transmitiendo energía ultrasónica en un objetivo en el cuerpo del paciente, recibiendo ecos ultrasónicos reflejados del objetivo en el cuerpo del paciente y transmitiendo señales relacionadas con los ecos ultrasónicos reflejados desde el objetivo en el cuerpo del paciente; un procesador de posición operativamente conectado al catéter para determinar información de posición de la porción del catéter basada en las señales eléctricas transmitidas por el sensor de posición; una pantalla; y un procesador de imágenes operativamente conectado al catéter, el procesador de imágenes y la pantalla, el procesador de imágenes registrando la imagen pre-adquirida con la imagen ultrasónica transmitida por el sensor ultrasónico e ilustrando la imagen ultrasónica en el modelo tridimensional en la pantalla en tiempo real en una misma orientación que una orientación de la porción del catéter en el cuerpo del paciente basado en la información de posición derivada del sensor de posición. Una modalidad alternativa de la presente invención es un sistema formador de imágenes médicas para formación de imagen de un objetivo en el cuerpo de un paciente en donde el sistema comprende: una imagen pre-adquirida; un catéter que comprende un sensor de posición y un sensor de formación de imagen ultrasónico, el sensor de posición transmitiendo señales eléctricas que indican información de posición de una porción del catéter en el cuerpo de un paciente y el sensor de formación de imagen ultrasónico transmitiendo energía ultrasónica en un objetivo en el cuerpo del paciente, recibiendo ecos ultrasónicos reflejados del objetivo en el cuerpo del paciente y transmitiendo señales relacionadas con los ecos ultrasónicos reflejados desde el objetivo en el cuerpo del paciente; un procesador de posición operativamente conectado al catéter para determinar información de posición de la porción del catéter basada en las señales eléctricas transmitidas por el sensor de posición; una pantalla; y un procesador de imágenes operativamente conectado al catéter, el procesador de imágenes y la pantalla, el procesador de imágenes generando por lo menos una imagen ultrasónica bidimensional del objetivo basada en las señales transmitidas por el sensor ultrasónico y reconstruyendo un modelo tridimensional usando por lo menos una imagen ultrasónica bidimensional y registrando la imagen pre-adquirida con el modelo tridimensional y representando imagen ultrasónica bidimensional en tiempo real en el modelo tridimensional en la pantalla en una misma orientación que una orientación de la porción del catéter en el cuerpo del paciente basado en la información de posición derivada del sensor de posición. Más aún, una modalidad alternativa de la presente invención es un sistema formador de imágenes médicas para formación de imagen del cuerpo de un paciente, en donde el sistema comprende: un catéter que comprende un sensor de posición y un sensor de formación de imagen ultrasónico, el sensor de posición transmitiendo señales eléctricas que indican información de posición de una porción del catéter en el cuerpo de un paciente y el sensor de formación de imagen ultrasónico transmitiendo energía ultrasónica en un objetivo en el cuerpo del paciente, recibiendo ecos ultrasónicos reflejados del objetivo en el cuerpo del paciente y transmitiendo señales relacionadas con los ecos ultrasónicos reflejados desde el objetivo en el cuerpo del paciente; un procesador de posición operativamente conectado al catéter para determinar información de posición de la porción del catéter basada en las señales eléctricas transmitidas por el sensor de posición; una pantalla; y un procesador de imágenes operativamente conectado al catéter, el procesador de posición y la pantalla, el procesador de imágenes exhibiendo un icono de catéter en una misma orientación que una orientación de la porción del catéter en el cuerpo del paciente basado en la información de posición derivada del sensor de posición, el procesador de imágenes también generando una imagen ultrasónica del objetivo en las señales transmitidas por el sensor ultrasónico e ilustrando en tiempo real la imagen de ultrasonido generada en una pantalla en una misma orientación que una orientación de la porción del catéter en el cuerpo del paciente basado en la información de posición derivada del sensor de posición. El icono de catéter se usa para dirigir la imagen ultrasónica transmitida en un objetivo en el cuerpo del paciente desde el sensor ultrasónico del catéter en una dirección particular.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La presente invención se entenderá en forma más completa a partir de la siguiente descripción detallada de las modalidades de la misma, tomada junto con los dibujos en los cuales: la figura 1 es una ilustración pictórica, esquemática, de un sistema para mapeo cardiaco y formación de imágenes cardiacas, de conformidad con una modalidad de la presente invención; la figura 2 es una ilustración pictórica, esquemática, de un catéter, de conformidad con una modalidad de la presente invención; la figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra esquemáticamente un método para mapeo cardiaco y formación de imágenes cardiacas, de conformidad con una modalidad de la presente invención; Las figuras 4-8 son imágenes que demuestran visualmente un método para mapeo cardiaco y formación de imágenes cardiacas, de conformidad con una modalidad de la presente invención; Las figuras 9 y 10 son imágenes que demuestran visualmente una cámara cardiaca modelada, de conformidad con una modalidad de la presente invención; y La figura 11 es una imagen que demuestra visualmente una imagen de ultrasonido registrada con una imagen pre-adquirida, de conformidad con una modalidad de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Descripción del sistema La figura 1 es una ilustración pictórica esquemática de un sistema 20 para formar imágenes de un corazón 24 de un paciente, y para mapear el mismo, de conformidad con una modalidad de la presente invención. El sistema comprende un catéter 28, que es insertado por un médico a una cámara del corazón a través de una vena o arteria. El catéter 28 típicamente comprende un mango 29 para la operación del catéter por un médico. Los controles adecuados sobre el mango permiten al médico dirigir, iocalizar y orientar el extremo dista! del catéter según se desee. El sistema 20 comprende un subsistema de posición que mide las coordenadas de localización y orientación del catéter 28. (A lo largo de esta solicitud de patente, el término "localización" se refiere a las coordenadas espaciales del catéter, y el término "orientación" se refiere a sus coordenadas angulares. El término "posición" se refiere a la información de posición completa del catéter, que comprende tanto coordenadas de localización como de orientación). En una modalidad, el subsistema de posición comprende un sistema de rastreo de posición magnético que determina la posición y orientación del catéter 28. El subsistema de posición genera campos magnéticos en un volumen de trabajo predefinido y su vecindad, y detecta estos campos en el catéter. El subsistema de posición típicamente comprende un conjunto de radiadores externos, tales como bobinas generadoras de campo 30, que están localizadas en posiciones fijas, conocidas, extemas al paciente. Las bobinas 30 generan campos, típicamente campos electromagnéticos, en la vecindad de! corazón 24. Los campos generados son detectados por un sensor de posición 32 dentro del catéter 28. En una modalidad alternativa, dicha bobina en el catéter genera campos electromagnéticos que son recibidos por sensores fuera del cuerpo del paciente. El sensor de posición transmite, en respuesta a los campos magnéticos, señales eléctricas relacionadas con posición en cables 33 que corren a través del catéter a una consola 34. Alternativamente, el sensor de posición puede transmitir señales a la consola en un enlace inalámbrico. La consola comprende un procesador de posición 36 que calcula la localización y orientación del catéter 28 basado en las señales enviadas por el sensor de posición 32. El procesador de posición 36 típicamente recibe, amplifica, filtra, digitaliza y de otra manera procesa señales desde el catéter 28. Algunos sistemas de rastreo de posición que se pueden usar para este propósito se describen, por ejemplo, en las patentes de E.U.A. 6,690,963, 6,618,612 y 6,332,089, y publicaciones de solicitud de patente de E.U.A. 2002/0065455 A1 , 2004/0147920 A1 y 2004/0068178 A1 , cuyas descripciones se incorporan todas ellas aquí por referencia. Aunque el subsistema de posición mostrado en la figura 1 usa campos magnéticos, los métodos descritos más adelante se pueden poner en práctica usando cualquier otro subsistema de posición adecuado, tal como sistemas basados en campos electromagnéticos, mediciones acústicas o ultrasónicas. Como se explicará y demostrará más adelante, el sistema 20 permite al médico realizar una variedad de procedimientos de mapeo y formación de imágenes. Estos procedimientos comprenden, por ejemplo, los siguientes: • Exhibir imágenes de ultrasonido 2-D en tiempo real o tiempo casi real (NRT) (véase figuras 4 y 6 más adelante). • Reconstruir modelos 3-D de una estructura objetivo en el cuerpo del paciente, con base en imágenes de ultrasonido 2-D (véase figuras 4-10 más adelante). • Registrar, traslapar y exhibir un mapa paramétrico, tal como un mapa de información electrofisiológica o un mapa electroanatómico sobre el modelo 3-D reconstruido (véase figura 8 más adelante). • Registrar, traslapar y exhibir una imagen 3-D adquirida a partir de un sistema externo sobre el modelo 3-D reconstruido. • Registrar y exhibir imágenes de ultrasonido 2-D en una imagen 3-D adquirida de un sistema externo (véase figura 11 más adelante). La figura 2 es una ilustración pictórica, esquemática que muestra el extremo distal del catéter 28, de conformidad con una modalidad de la presente invención. El catéter comprende un sensor formador de imagen ultrasónico. El sensor ultrasónico típicamente comprende una disposición de transductores ultrasónicos 40. En una modalidad, los transductores son transductores piezoeléctricos. Los transductores ultrasónicos se colocan en o adyacentes a una ventana 41 , que define una abertura dentro del cuerpo o pared del catéter. Los transductores 40 operan como una disposición en fase, transmitiendo en forma conjunta un haz de ultrasonido desde la apertura de disposición a través de la ventana 23 (aunque los transductores se muestran dispuestos en una configuración de disposición lineal, se pueden usar otras configuraciones de disposición, tales como configuraciones circulares o convexas). En una modalidad, la disposición transmite una ráfaga corta de energía de ultrasonido y después cambia a un modo de recepción para recibir las señales de ultrasonido reflejadas desde ei tejido circundante. Típicamente, los transductores 40 son impulsados individualmente de una manera controlada a fin de dirigir el haz de ultrasonido en una dirección deseada. Al regular el tiempo de manera apropiada de los transductores, el haz de ultrasonido producido se puede dar un frente de onda concéntricamente curva, para enfocar el haz a una distancia dada desde la disposición del transductor. Por lo tanto, el sistema 20 usa la disposición del transductor como una disposición en fase e implementa un mecanismo de escudriñamiento de transmisión/recepción que permite la dirección y enfoque del haz de ultrasonido, para producir imágenes de ultrasonido 2-D. En una modalidad, el sensor ultrasónico comprende entre dieciséis y sesenta y cuatro transductores 40, preferiblemente entre cuarenta y ocho y sesenta y cuatro transductores. Típicamente, los transductores generan la energía de ultrasonido a una frecuencia central en el intervalo de 5-10 MHz, con una profundidad de penetración típica de 14 cm. La profundidad de penetración típicamente varía desde algunos milímetros hasta aproximadamente 16 centímetros, y depende de las características del sensor ultrasónico, las características del tejido circundante y la frecuencia de operación. En modalidades alternativas, se pueden usar otros intervalos de frecuencia y profundidades de penetración adecuados. Después de recibir los ecos de ultrasonido reflejados, la señales eléctricas basadas en los ecos reflejados son enviadas por transductores 40 en cables 33 a través del catéter 28 hasta un procesador de imágenes 42 en la consola 34, que las transforma en imágenes de ultrasonido en forma típicamente de sector 2-D. El procesador de Imágenes 42 típicamente computa o determina la información de posición y orientación, exhibe imágenes de ultrasonido en tiempo real, realiza reconstrucciones de imagen 3-D o volumen y otras funciones que se describirán con más detalle más adelante. En algunas modalidades, el procesador de imágenes usa las imágenes de ultrasonido y la información de posición para producir un modelo 3-D de una estructura objetivo del corazón del paciente. El modelo 3-D es presentado al médico como una proyección 2-D en una pantalla 44. En algunas modalidades, el extremo distal del catéter también comprende por lo menos un electrodo 46 para realizar funciones de diagnóstico y/o terapéuticas, tales como mapeo electrofisiológico y/o ablación por radiofrecuencia (RF). En una modalidad, el electrodo 46 se usa para detectar potenciales eléctricos locales. Los potenciales eléctricos medidos por el electrodo 46 se pueden usar para mapear la actividad eléctrica local sobre la superficie endocardial. Cuando el electrodo 46 se lleva a contacto o proximidad con un punto sobre la superficie interna del corazón, mide el potencial eléctrico local en ese punto. Los potenciales medidos son convertidos a señales eléctricas y enviados a través del catéter al procesador de imágenes para exhibición. En otras modalidades, los potenciales eléctricos locales se obtienen de otro catéter que comprende electrodos adecuados y un sensor de posición, todos conectados a la consola 34. En modalidades alternativas, el electrodo 46 se puede usar para medir diferentes parámetros, tales como varias características de tejido, temperatura y/o flujo sanguíneo. Aunque el electrodo 46 se muestra como siendo un solo electrodo de anillo, el catéter puede comprender cualquier número de electrodos 46 en cualquier forma. Por ejemplo, el catéter puede comprender dos o más electrodos de anillo, una pluralidad o disposición de electrodos de punto, un electrodo de punta, o cualquier combinación de estos tipos de electrodos para realizar las funciones de diagnóstico y/o terapéuticas delineadas anteriormente. El sensor de posición 32 está localizado típicamente dentro del extremo distal del catéter 28, adyacente al electrodo 46 y transductores 40. Típicamente, los desfasamientos de posición y orientación mutuos entre el sensor de posición 32, electrodo 46 y los transductores 40 del sensor ultrasónico son constantes. Estos desfasamientos son usados típicamente por el procesador de posición 36 para impulsar las coordenadas del sensor ultrasónico y del electrodo 46, dada la posición medida del sensor de posición 32. En otra modalidad, el catéter 28 comprende dos o más sensores de posición 32, cada uno teniendo desfasamientos de posición y orientación constantes con respecto al electrodo 46 y transductores 40. En algunas modalidades, los desfasamientos (o parámetros de calibración equivalentes) son precalibrados y almacenados en un procesador de posición 36. Alternativamente, los desfasamientos pueden ser almacenados en un dispositivo de memoria (tal como una memoria de sólo lectura eléctricamente programabíe, o EPROM) ajustado en el mango 29 del catéter 28. El sensor de posición 32 típicamente comprende tres bobinas no concéntricas (no mostradas), tal como se describe en la patente de E.U.A. 6,690,963 anteriormente citada. Alternativamente, se puede usar cualquier otra disposición del sensor de posición adecuada, tal como sensores que comprenden cualquier número de bobinas concéntricas o no concéntricas, sensores de efecto de Hall y/o sensores magnetoresistivos. Típicamente, tanto las imágenes de ultrasonido como las mediciones de posición son sincronizadas con el ciclo cardiaco, por retraso de señal y captura de imagen en relación con una señal de electrocardiograma de superficie corporal (ECG) o electrocardiograma intracardiaco (en una modalidad, la señal de ECG puede ser producida por el electrodo 46). Puesto que las características del corazón cambian su forma y posición durante la contracción y relajación periódicas del corazón, el procesamiento de imágenes completo se realiza típicamente en un tiempo particular con respecto a este periodo. En algunas modalidades, las mediciones adicionales tomadas por el catéter, tales como mediciones de varias características de tejido, temperatura y mediciones de flujo sanguíneo, también son sincronizadas a la señal del electrocardiograma (ECG). Estas mediciones también son asociadas con mediciones de posición correspondientes tomadas por el sensor de posición 32. Las mediciones adicionales son típicamente traslapadas sobre el modelo 3-D reconstruido, como se explicará más adelante. En algunas modalidades, las mediciones de posición y la adquisición de las imágenes de ultrasonido son sincronizadas a una señal internamente generada producida por el sistema 20. Por ejemplo, el mecanismo de sincronización se puede usar para evitar interferencia en las imágenes de ultrasonido causada por cierta señal. En este ejemplo, el tiempo de adquisición de imagen y medición de posición se establece para un desfasamiento particular son respecto a la señal de interferencia, por lo que las imágenes son adquiridas sin interferencia. El desfasamiento puede ser ajustado ocasionalmente para mantener la adquisición de imagen libre de interferencia. Alternativamente, la medición y adquisición pueden ser sincronizadas a una señal de sincronización externamente suministrada. En una modalidad, el sistema 20 comprende un impulsor de ultrasonido (no mostrado) que impulsa los transductores de ultrasonido 40. Un ejemplo de un impulsor de ultrasonido adecuado que se puede usar para este propósito es un sistema de ultrasonido AN2300™ producido por Analogic Corp. (Peabody, Massachusetts). En esta modalidad, el impulsor de ultrasonido realiza algunas de las funciones del procesador de imágenes 42, impulsando el sensor ultrasónico y produciendo las imágenes de ultrasonido 2-D. El impulsor de ultrasonido puede soportar diferentes modos de formación de imagen tales como modo B, modo M, CW Doppler y Doppler de flujo de color, como se conoce en la técnica. Típicamente, los procesadores de posición e imagen son implementados usando una computadora para propósitos generales, que es programada en software para llevar a cabo las funciones que aquí se describen. El software puede ser descargado a la computadora en forma electrónica, por ejemplo, en una red, o puede ser suministrado alternativamente a la computadora en un medio legible, tal como CD-ROM. El procesador de posición y el procesador de imágenes se pueden implementar usando computadoras separadas o usando una sola computadora, o se puede integrar con otras funciones de computación del sistema 20. En forma adicional o alternativa, por lo menos algunas de las funciones de procesamiento de posición y formación de imagen se pueden realizar usando hardware dedicado.

Método de formación de imagen 3-D La figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra esquemáticamente un método para mapeo cardiaco y formación de imágenes cardiacas, de conformidad con una modalidad de la presente invención. En principio, el método descrito combina imágenes de ultrasonido 2-D múltiples, adquiridas en diferentes posiciones del catéter, en un solo modelo 3-D de la estructura objetivo. En el contexto de la presente solicitud de patente y en las reivindicaciones, el término "estructura objetivo" o "objetivo" se puede referir a una cámara del corazón, completamente o en parte, o a una pared, superficie, vaso sanguíneo u otra característica anatómica particular. Aunque las modalidades que aquí se describen se refieren particularmente a estructuras en y alrededor del corazón, los principios de la presente invención se pueden aplicar de manera similar, mutatis mutandis, en formación de imágenes de huesos, músculos y otros órganos y estructuras anatómicas. El método empieza con la adquisición de una secuencia de imágenes de ultrasonido 2-D de la estructura objetivo, en un paso de escudriñamiento de ultrasonido 50. Típicamente, el médico inserta el catéter 28 a través de un vaso sanguíneo adecuado hacia una cámara del corazón, tal como la aurícula derecha, y entonces escudriña la estructura objetivo al mover el catéter entre diferentes posiciones dentro de la cámara. La estructura objetivo puede comprender toda o una parte de la cámara en la cual está localizado el catéter o, en forma adicional o alternativa, una cámara diferente, tal como la aurícula izquierda, o estructuras vasculares, tales como la aorta. En cada posición del catéter, el procesador de imágenes adquiere y produce una imagen de ultrasonido 2-D, tal como la imagen mostrada en la figura 4 más adelante.

En paralelo, el subsistema de posición mide y calcula la posición del catéter. La posición calculada es almacenada junto con la imagen de ultrasonido correspondiente. Típicamente, cada posición del catéter está representada en forma de coordenadas, tal como una coordenada de seis dimensiones (posiciones de los ejes X, Y, Z y orientaciones angulares de cabeceo, oscilación y balanceo). En algunas modalidades, el catéter realiza mediciones adicionales usando el electrodo 46. Los parámetros medibles, tales como potenciales eléctricos locales, son opcionalmente traslapados y exhibidos como una capa adicional en el modelo 3-D reconstruido de la estructura objetivo, como se explicará más adelante. Después de obtener el conjunto de imágenes de ultrasonido, el procesador de imágenes exhibe una o más de estas imágenes al médico, en un paso de etiquetado manual 52. Alternativamente, el paso 52 puede ser intercalado con el paso 50. Los niveles de gris en las imágenes permiten al médico identificar estructuras, tales como las paredes de las cámaras cardiacas, vasos sanguíneos y válvulas. El médico examina las imágenes de ultrasonido e identifica contornos de interés que representan paredes o fronteras de la estructura objetivo. El médico marca los contornos en la pantalla 44, típicamente mediante "etiquetado" de los mismos usando un dispositivo de señalización 45, tal como una bola de rastreo (una imagen 2-D etiquetada ilustrativa se muestra en la figura 5 más adelante). El dispositivo de señalización puede comprender alternativamente un ratón, una pantalla sensible al tacto o una tableta acoplada a la pantalla 44, o cualquier otro dispositivo de entrada adecuado. La combinación de pantalla 44 y dispositivo de señalización 45 es un ejemplo de una pantalla interactiva, es decir, medios para presentar una imagen y permitir al usuario marcar en la imagen de tal manera que una computadora sea capaz de localizar las marcas en la imagen. Otros tipos de pantallas interactivas serán evidentes para los expertos en la técnica. El médico puede etiquetar los contornos en una o varias imágenes del conjunto de esta manera. El médico también etiqueta varias marcas y artefactos anatómicos, según sea relevante para el procedimiento médico en cuestión. El médico puede identificar áreas de "mantenerse alejado" que no deben ser tocadas o penetradas en un procedimiento terapéutico subsecuente, tal como ablación. En algunas modalidades, los contornos de interés son etiquetados de una manera semiautomática. Por ejemplo, el procesador de imágenes puede ejecutar software de detección de contorno adecuado. En esta modalidad, el software detecta y marca automáticamente contornos en una o más de las imágenes 2-D. El médico entonces revisa y edita los contornos automáticamente detectados usando la pantalla interactiva. El procesador de imágenes puede usar los contornos etiquetados para reconstruir automáticamente los contornos en las imágenes de ultrasonido no etiquetadas restantes, en un paso de etiquetado automático 54 (en algunas modalidades, el médico puede etiquetar todas las imágenes de ultrasonido 2-D en el paso 52. En este caso, el paso 54 es omitido). El procesador de imágenes rastrea las estructuras etiquetadas por el médico y las reconstruye en las imágenes de ultrasonido restantes. Este procedimiento de identificación y reconstrucción puede usar cualquier método de procesamiento de imágenes adecuado, incluyendo métodos de detección de borde, métodos de correlación, métodos de detección de movimiento y otros métodos conocidos en la técnica. Las coordenadas de posición de catéter que están asociadas con cada una de las imágenes también pueden ser usadas por el procesador de imágenes en la correlación de los lugares de contorno de imagen a imagen. En forma adicional o alternativa, el paso 54 puede ser implementado de una manera asistida por el usuario, en la cual el médico revisa y corrige la reconstrucción de contorno automática llevada a cabo por el procesador de imágenes. La salida del paso 54 es un conjunto de imágenes de ultrasonido 2-D, etiquetadas con los contornos de interés. El procesador de imágenes subsecuentemente asigna coordenadas 3-D a los contornos de interés identificados en el conjunto de imágenes, en un paso de asignación de coordenadas 3-D 56. Aunque en el paso 52 el médico marca las etiquetas en imágenes 2-D, la localización y orientación de los planos de estas imágenes en el espacio 3-D son conocidos debido a la información de posición, almacenada junto con las imágenes en el paso 50. Por lo tanto, el procesador de imágenes es capaz de determinar las coordenadas 3-D para cada píxel o de cualquier píxel en las imágenes 2-D, y en particular aquellas correspondientes a los contornos etiquetados. Cuando se asignan las coordenadas, el procesador de imágenes simplemente usa los datos de calibración almacenados que comprenden los desfasamientos de posición y orientación entre el sensor de posición y el sensor ultrasónico, como se describió antes. En algunas modalidades, los contornos de interés comprenden puntos discretos. En estas modalidades, el procesador de posición asigna una coordenada 3-D a cada uno de los puntos discretos. De manera adicional, el procesador de posición asigna una coordenada 3-D a puntos discretos de una superficie o un volumen (definido por superficies) tal como una cámara de un corazón. Por lo tanto, el registro de la imagen pre-adquirida a una o más imágenes de ultrasonido 2-D o modelo 3-D de las imágenes de ultrasonido se puede realizar usando contornos, puntos discretos, superficies o volúmenes. En algunas modalidades, el procesador de imágenes exhibe una o más de las imágenes de ultrasonido 2-D, apropiadamente orientadas en el espacio 3-D (véase, por ejemplo, figura 6 más adelante). Los contornos de interés pueden ser opcionalmente marcados en la imagen 2-D orientada. El procesador de imágenes produce un modelo de esqueleto 3-D de la estructura objetivo, en el paso de reconstrucción 3-D 58. El procesador de imágenes dispone los contornos etiquetados de algunas o todas las imágenes 2-D en el espacio 3-D para formar el modelo de esqueleto (véase un modelo de esqueleto ilustrativo en la figura 7 más adelante). En algunas modalidades, el procesador de imágenes usa un procesamiento de tipo "malla de alambre" para generar superficies sobre el modelo de esqueleto y producir una forma 3-D sólida de la estructura objetivo. El procesador de imágenes proyecta los contornos de interés sobre ei modelo 3-D generado. El modelo es presentado típicamente al médico en la pantalla 44 (véase modelos 3-D ilustrativos en las figuras 8-10 más adelante). Como se describió antes, en algunas modalidades, el sistema 20 soporta una medición de los potenciales eléctricos locales sobre las superficies de la estructura objetivo. En esta medición, cada punto de datos de actividad eléctrica adquirido por el catéter 28 comprende un potencial eléctrico o valor de tiempo de activación medido por el electrodo 46 y las coordenadas de posición correspondientes del catéter medidas por el subsistema de posición para la creación o generación de un mapa eíectrofisiológico (por el procesador de imágenes). El procesador de imágenes registra los puntos de datos de actividad eléctrica con el sistema de coordenadas del modelo 3-D y las traslapa en el modelo, por un paso de traslape 60. El paso 60 es opcional en el método y es realizado únicamente si el sistema 20 soporta este tipo de medición y si el médico ha escogido usar esta característica. Los puntos de datos de actividad eléctrica son típicamente medidos cuando el electrodo 46 está en contacto con la pared de la estructura objetivo o en estrecha proximidad a la misma. Por lo tanto, los puntos de datos son típicamente sobrepuestos en el modelo 3-D de la estructura. Alternativamente, un mapa de actividad eléctrica 3-D separado (a menudo referido como un mapa electroanatómico) puede ser generado y exhibido. Por ejemplo, un mapa electroanatómico adecuado puede ser producido por un sistema de navegación y mapeo CARTO™ fabricado por Biosense Webster, Inc. (Diamond Bar, California). Los valores de potencial eléctrico pueden ser presentados usando una escala de colores, por ejemplo, o cualquier otro método de visualización adecuado. En algunas modalidades, el procesador de imágenes puede interpolar o extrapolar los valores de potencial eléctrico medidos y exhibir un mapa de color completo que describe la distribución potencial a través de las paredes de la estructura objetivo. Como se define aquí, el término "mapa electrofisiológico" significa un mapa de puntos de datos de actividad eléctrica o un mapa electroanatómico. Como se indicó anteriormente, la información importada de otras aplicaciones de formación de imagen puede ser registrada con el modelo 3-D y traslapada en el modelo para exhibición. Por ejemplo, tomografía computarizada pre-adquirida (CT), formación de imagen por resonancia magnética (MRI) o información de rayos X pueden ser registradas con el modelo basado en ultrasonido 3-D y exhibidas junto con el modelo 3-D y/o con imágenes de ultrasonido 2-D en la pantalla 44 (véase un traslape ilustrativo de una imagen 2-D y una imagen CT pre-adquirida en la figura 11 más adelante). En forma adicional o alternativa, si se fueran a tomar mediciones paramétricas adicionales en el paso 50 anterior, estas mediciones pueden ser registradas con el modelo 3-D y exhibidas como una capa adicional (a menudo referida como un "mapa paramétrico"). Cuando se pone en práctica el método descrito, el orden de los pasos 50-60 puede ser modificado, y los pasos pueden ser repetidos de una manera interactiva. Por ejemplo, el médico puede adquirir imágenes 2-D de una primera secuencia y etiquetarlas manualmente. Entonces, el médico puede regresar y adquirir imágenes adicionales y hacer que el sistema las etiquete automáticamente, usando los contornos etiquetados en la primera secuencia de imágenes. El médico entonces puede generar el modelo 3-D completo y examinarlo. Si el modelo no es suficientemente preciso en algunas áreas, el médico puede decidir adquirir un conjunto adicional de imágenes a fin de refinar el modelo 3-D. En forma adicional o alternativa, el médico puede decidir, después de examinar las imágenes del modelo 3-D, cambiar el etiquetado manual de una o más de las imágenes, o sobreponer el proceso de etiquetado automático. Otras secuencias de aplicación de los pasos 50-60, a fin de buscar un modelo 3-D de alta calidad de la estructura objetivo, también puede ser seguido por el médico. En forma adicional o alternativa, algunos de estos pasos pueden ser llevados a cabo automáticamente, por ejemplo, bajo control robótico. En algunas modalidades, características de las imágenes de ultrasonido 2-D son exhibidas selectivamente como parte del modelo 3-D. Por ejemplo, las características que están localizadas fuera del volumen definido por los contornos de interés pueden ser desechadas u ocultadas del modelo exhibido. En forma alternativa o adicional, sólo el modelo de esqueleto o el modelo de tela de alambre puede ser exhibido. Se pueden usar otros criterios adecuados para filtrar la información que ha de ser exhibida. Por ejemplo, las áreas de "manténgase alejado" marcadas en una o más de las imágenes 2-D, como se describió antes, pueden ser trazadas y resaltadas adecuadamente en ei modelo 3-D. En algunas modalidades, el sistema 20 se puede usar como un sistema de formación de imagen en tiempo real o en tiempo casi real. Por ejemplo, el médico puede reconstruir un modelo 3-D de la estructura objetivo usando los métodos anteriormente descritos, como un paso preparatorio antes de empezar un procedimiento médico. El médico puede etiquetar cualesquiera marcas o características anatómicas deseadas de interés, que son exhibidas en el modelo 3-D. Durante el procedimiento, el sistema 20 puede rastrear y exhibir continuamente la posición 3-D de catéter con respecto al modelo y los contornos etiquetados. El catéter usado para realizar el procedimiento médico puede ser el mismo catéter usado para generar el modelo 3-D o un catéter diferente equipado con un sensor de posición adecuado.

Ejemplo de formación de imagen cardiaca Las figuras 4-8 son imágenes que demuestran visualmente el método de formación de imagen 3-D anteriormente descrito, de conformidad con una modalidad de la presente invención. Las figuras se produjeron a partir de imágenes de ultrasonido generadas por un sistema de formación de imagen cardiaca puesto en práctica por los inventores. Las imágenes fueron producidas durante un experimento de vida real que formó la imagen del corazón de un cerdo usando un catéter similar al catéter mostrado en la figura 2 anterior.

La figura 4 muestra una imagen de ultrasonido 2-D adquirida por los transductores ultrasónicos en una posición particular del catéter 28. La imagen muestra dos características distintas 80 y 82 del corazón. Múltiples imágenes de ultrasonido de esta forma fueron adquiridas en diferentes posiciones del catéter, de conformidad con el paso de escudriñamiento por ultrasonido 50 del método de la figura 3 anterior. La figura 5 muestra la imagen de ultrasonido de la figura 4, con características 80 y 82 marcadas con contornos 84 y 86, respectivamente. La figura 4 se tomó con el catéter localizado en la aurícula derecha. En esta imagen de ultrasonido 2-D, la característica 80 representa la válvula mitral y la característica 82 representa la válvula aórtica. Los contornos fueron manualmente etiquetados por un usuario, de conformidad con el método de etiquetado manual 52 del método de la figura 3 anterior. Los contornos 84 y 86 marcan las estructuras anatómicas en el volumen de trabajo 3-D y ayudan al médico a identificar estas características durante el procedimiento. La figura 6 muestra una imagen de ultrasonido 2-D 85 orientada y proyectada en el espacio 3-D. La figura muestra una exhibición de pantalla dividida ilustrativa, como puede ser producida por un procesador de imágenes 42 y exhibida en la pantalla 44 del sistema 20. La imagen 2-D "en bruto" es desplegada en una ventana separada al lado derecho de la figura. Una pantalla isométrica en el centro de la figura muestra una imagen proyectada 87, producida al orientar y proyectar el plano de imagen 85 en espacio 3-D, de conformidad con la medición de posición del sensor de posición 32. Un icono de orientación 81 , que tiene típicamente la forma de la estructura anatómica formada en imagen (un corazón en este ejemplo), es exhibida con la misma orientación que la imagen proyectada 87 en tiempo real a medida que el catéter 28 se mueve dentro del cuerpo del paciente. El icono 81 ayuda al médico a entender la orientación 3-D de la imagen proyectada. Un icono de haz 83 se usa en asociación con la imagen 2-D proyectada 87 para marcar el área escudriñada por el haz de ultrasonido. Como tal, el icono 83 es orientado y exhibido en el mismo plano (misma orientación) que la imagen proyectada 87 en tiempo real a medida que el catéter 28 es movido dentro del cuerpo del paciente. El icono 83 puede comprender una representación lineal en forma de malla o de abanico, preferiblemente en color, tal como rojo. En forma alternativa, el icono 83 puede comprender una línea de color que marca el perímetro del área escudriñada por el haz para producir una imagen 87, o cualquier medio adecuado para visualizar la posición y orientación del haz de ultrasonido. En el ejemplo de la figura 6, el icono 83 comprende dos líneas rectas que indican el sector angular definido por el haz de ultrasonido. En algunas modalidades, un icono adicional 99 que marca la localización y posición del extremo distal del catéter 28 también es exhibido. Por ejemplo, el extremo distal del catéter 28 es exhibido como icono de punta del catéter 99 que permite al médico o usuario del sistema 20 entender la localización y posición de imágenes de ultrasonido capturadas por el catéter 28, independientemente de si se usa algún otro procesamiento de imágenes para orientar la imagen de ultrasonido 2-D o abanico 87 para sobreponer la imagen 2-D sobre una imagen 3-D o cuadro. El médico o usuario del sistema 20 también puede usar el icono 99 para destinar o dirigir el haz de ultrasonido en una dirección y/u orientación deseada. Por ejemplo, el icono de punta del catéter 99 se puede usar en la localización de la punta del catéter 28 adyacente a una marca conocida en el corazón a fin de facilitar una estimación más precisa de la dirección del haz de ultrasonido. La imagen proyectada 87 es típicamente exhibida dentro de un cubo que marca las fronteras del volumen de trabajo. El volumen de trabajo es típicamente referenciado al sistema de coordenadas de bobinas radiantes de campo 30 del subsistema de posición mostrado en la figura 1 anterior. En una modalidad, cada lado del cubo (es decir, la dimensión característica del volumen de trabajo) mide aproximadamente 12 cm. En forma alternativa, cualquier otro tamaño y forma adecuada se puede escoger para el volumen de trabajo, típicamente dependiendo de la capacidad de penetración de tejido del haz de ultrasonido. Una pantalla de señal 91 en la parte inferior de la figura muestra la señal de ECG, a la cual las mediciones son sincronizadas, como se explicó anteriormente. Cuando el sistema 20 opera en tiempo real, la posición y orientación de la imagen proyectada y del icono 83 cambia con los movimientos de catéter 28. En algunas modalidades, el médico puede cambiar el ángulo de observación, acercamiento y alejamiento y manipular de otra manera las imágenes exhibidas usando la pantalla interactiva. Las características de interfaz de usuario aquí descritas se muestran como una configuración ilustrativa. Se puede usar cualquier interfaz de usuario adecuada. En algunas modalidades, el sistema 20 y la ¡nterfaz de usuario adecuada se pueden usar para exhibición 3-D y proyección de imágenes de ultrasonido 2-D, sin reconstruir un modelo 3-D. Por ejemplo, el médico puede adquirir una sola imagen de ultrasonido 2-D y etiquetar los contornos de interés en esta imagen. El sistema 20 entonces puede orientar y proyectar la imagen de ultrasonido en el espacio 3-D, de una manera similar a la presentación de imagen proyectada 87. Si se desea, durante ei procedimiento médico el sistema puede rastrear y exhibir continuamente la posición 3-D del catéter realizando el procedimiento (que puede ser diferente del catéter que adquiere la imagen 87) con respecto a la imagen de ultrasonido proyectada y los contornos etiquetados. La figura 7 muestra un modelo de esqueleto de la estructura objetivo, en este ejemplo comprendiendo el ventrículo derecho, producida por el procesador de imágenes de conformidad con el paso de reconstrucción 3-D 58 del método de la figura 3 anterior. Antes de generar el modelo de esqueleto, el procesador de imágenes rastreó y reconstruyó los contornos 84 y 86 en las imágenes de ultrasonido sin etiquetar, de conformidad con el paso de etiquetado automático 54. La figura 7 muestra los contornos originales 84 y 86 proyectados en el espacio 3-D. Los contornos 88 fueron automáticamente reconstruidos por el procesador de imágenes desde otros contornos etiquetados por el médico. La figura 8 muestra un modelo 3-D sólido del ventrículo derecho, generado por el procesador de imágenes. Algunos de los contornos 88 son sobrepuestos sobre el modelo sólido. Además, los contornos 89 que muestra el ventrículo derecho también se pueden ver en la figura. La superficie del ventrículo derecho es sobrepuesta con un mapa de actividad eléctrica 90, como se mide por el electrodo 46 de conformidad con el paso de traslape 60 del método de la figura 3 anterior. El mapa presenta diferentes valores de potencial eléctrico usando diferentes colores (mostrados como diferentes patrones de sombras en la figura 8). Las figuras 9 y 10 son imágenes que demuestran visualmente aurículas derechas modeladas, de conformidad con una modalidad de la presente invención. En ambas figuras, la aurícula se muestra como un modelo sólido 92. Un contorno 94 etiquetado por el médico marca la localización de la fossa ovalis. Los contornos 96 marcan contornos de interés adicionales usados para construir un modelo sólido 92. En la figura 10, una imagen de ultrasonido 2-D es registrada con el sistema de coordenadas del modelo 92 y exhibido junto con el modelo. La figura 11 es una imagen que demuestra visualmente una imagen de ultrasonido 102 registrada con una imagen pre-adquirida 100, de conformidad con una modalidad de la presente invención. En este ejemplo, una imagen de CT pre-adquirida es registrada con el sistema de coordenadas del modelo 3-D. La imagen pre-adquirida y la imagen de ultrasonido 2-D son exhibidas juntas en la pantalla 44. Aunque las modalidades anteriormente descritas se refieren específicamente a formación de imágenes de ultrasonido usando una sonda invasiva, tal como un catéter cardiaco, los principios de la presente invención también se pueden aplicar en la reconstrucción de modelos 3-D de órganos usando una sonda de ultrasonido externa o interna (tal como una sonda trans-torácica), equipada con un sensor de posición. En forma adicional o alternativa, como se indicó anteriormente, el método descrito se puede usar para modelado 3-D de órganos distintos al corazón. También, en forma adicional o alternativa, otra información de diagnóstico o tratamiento, tal como espesor de tejido y temperatura de ablación, puede ser sobrepuesta en el modelo 3-D en forma del sobreposición de actividad eléctrica descrito anteriormente. El modelo 3-D también se puede usar junto con otros procedimientos de diagnóstico o quirúrgicos, tales como catéteres de ablación. El modelo 3-D también se puede usar junto con otros procedimientos, tales como un procedimiento de cierre de defecto de septo auricular, cirugía de columna y particularmente procedimientos mínimamente invasivos. Por lo tanto, se apreciará que las modalidades anteriormente descritas se citan a manera de ejemplo, y que la presente invención no se limita a lo que se ha mostrado y descrito anteriormente. Más bien, el alcance de la presente invención incluye tanto combinaciones como subcombinaciones de las diversas características anteriores, así como variaciones y modificaciones de las mismas que se les ocurrirían a los expertos en la técnica al leer la descripción anterior y que no se describen en la técnica anterior.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un producto de software de computadora para modelar una estructura anatómica, el producto caracterizado porque comprende un medio legible por computadora, en el cual las instrucciones del programa son almacenadas, instrucciones que, cuando son leídas por la computadora, hacen que la computadora adquiera una pluralidad de imágenes ultrasónicas de la estructura anatómica usando un sensor ultrasónico, en una pluralidad respectiva de posiciones espaciales del sensor ultrasónico, para medir coordenadas de localización y orientación del sensor ultrasónico en cada una de la pluralidad de posiciones espaciales, para recibir una entrada manual que marca contornos de interés que se refieren a características de la estructura anatómica en una o más de las imágenes ultrasónicas y para construir un moldeo 3-D de la estructura anatómica basado en los contornos de interés y en las coordenadas de localización y orientación medidas.

2.- El producto de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque las instrucciones hacen que la computadora reconstruya automáticamente las características en por lo menos algunas de las imágenes ultrasónicas que no fueron marcadas manualmente, con base en los contornos de interés marcados.

3.- El producto de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la estructura anatómica comprende un corazón y en que las instrucciones hacen que la computadora adquiera las imágenes ultrasónicas usando un catéter que comprende el sensor ultrasónico el cual se inserta a una primera cámara cardiaca y se mueve entre las posiciones espaciales dentro de la cámara.

4.- El producto de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque las instrucciones hacen que la computadora construya el modelo 3-D de una estructura objetivo localizada fuera de la primera cámara cardiaca.

5.- El producto de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque las instrucciones hacen que la computadora sincronice un regulador en el tiempo de adquisición de las imágenes ultrasónicas y medición de las coordenadas de localización y orientación en relación con una señal de sincronización que comprende una de una señal de electrocardiograma (ECG), una señal de sincronización internamente generada y una señal de sincronización externamente suministrada.

6.- El producto de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque las instrucciones hacen que la computadora sincronice una medición de por lo menos una de una característica de tejido, una temperatura y un flujo de sangre en relación con la señal de sincronización.

7.- El producto de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque las instrucciones hacen que la computadora genere campos en una vecindad de un sensor de posición asociado con el sensor ultrasónico usando uno o más radiadores externos, detecte los campos usando el sensor de posición y calcule las coordenadas de localización y orientación del sensor ultrasónico en respuesta a los campos detectados.

8.- El producto de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque los campos comprenden campos magnéticos.

9.- El producto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque las instrucciones hacen que la computadora accione un generador de campo asociado con el sensor ultrasónico para generar un campo, detecte el campo usando uno o más sensores de recepción y calcule las coordenadas de localización y orientación del sensor ultrasónico en respuesta al campo detectado.

10.- El producto de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque el campo comprende un campo magnético.

11.- El producto de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque las instrucciones hacen que la computadora acepte la entrada manual que comprende por lo menos una de una aprobación, una supresión, una corrección y una modificación de por lo menos parte de las características automáticamente reconstruidas.

12.- El producto de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque las instrucciones hacen que la computadora genere por lo menos un modelo de esqueleto y un moldeo de superficie de una estructura objetivo de la estructura anatómica y exhiba el modelo 3-D a un usuario.

13.- El producto de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque las instrucciones hacen que la computadora traslape un mapa de actividad eléctrica en el modelo de superficie.

14.- El producto de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque las instrucciones hacen que la computadora traslape información importada de uno o más de un sistema de formación de imagen o resonancia magnética (MRI), un sistema de tomografía computarizada (CT) y un sistema de formación de imagen por rayos X en el modelo 3-D.

15.- El producto de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque las instrucciones hacen que la computadora registre la información importada con un sistema de coordenadas del modelo 3-D.

16.- El producto de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque las instrucciones hacen que ia computadora defina una o más regiones de interés en el modelo 3-D y proyecte partes de las imágenes ultrasónicas que corresponden a una o más regiones de interés en el modelo 3-D.

17.- El producto de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque las instrucciones hacen que la computadora adquiera las imágenes ultrasónicas usando una sonda ultrasónica extracorpórea que se mueve entre la pluralidad respectiva de posiciones espaciales.

18.- Un producto de software de computadora para modelar una estructura anatómica, el producto caracterizado porque comprende un medio legible por computadora, en el cual las instrucciones del programa son almacenadas, instrucciones que, cuando son leídas por la computadora, hacen que la computadora adquiera una imagen ultrasónica de la estructura anatómica usando un sensor ultrasónico, en una respectiva posición espacial del sensor ultrasónico, para medir coordenadas de localización y orientación del sensor ultrasónico en la posición espacial, marque contornos de interés que se refieren a características de la estructura anatómica en la imagen ultrasónica y exhiba por lo menos parte de la imagen ultrasónica y ios contornos de interés en un espacio 3-D basado en las coordenadas de localización y orientación medidas.