PT1491139E - Cateter sensível a curvas - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "CATETER SENSÍVEL A CURVAS"

Campo da Invenção A presente invenção refere-se, de um modo geral, a sistemas de diagnóstico cardíaco e terapêutica cardíacos e, especificamente, a sondas médicas invasivas que podem ser utilizadas para mapear as superfícies interiores do coração.

Antecedentes da Invenção

Os cateteres cardíacos sensíveis ao posicionamento são conhecidos na técnica. Tais cateteres são, geralmente, inseridos por via percutânea e introduzidos através de um ou mais vasos sanguíneos principais para dentro de uma câmara do coração. Um dispositivo sensor de posição no cateter, tipicamente próximo da extremidade distai do cateter, dá origem a sinais que são utilizados para determinar a posição do dispositivo (e, por conseguinte, do cateter) em relação a um sistema de referência que é fixo, quer externamente ao corpo, quer ao próprio coração. 0 dispositivo sensor de posição pode ser activo ou passivo e pode funcionar gerando ou recebendo campos de energia eléctrica, magnética ou ultra-sónica ou outras formas adequadas de energia conhecidas na técnica. A Patente U.S. 5391199 descreve um cateter sensível ao posicionamento compreendendo uma bobina sensora em miniatura contida na extremidade distai do cateter. A bobina gera sinais 1 eléctricos em resposta a campos magnéticos aplicados externamente, que são produzidos por bobinas geradoras de campo colocadas fora do corpo do doente. Os sinais eléctricos são analisados para determinar as coordenadas tridimensionais da posição da bobina. A publicação de patente PCT número WO96/05768, apresentada em 24 de Janeiro de 1995, cuja divulgação forma a base para o preâmbulo da reivindicação 1 aqui apensa, descreve um cateter sensivel ao posicionamento compreendendo uma pluralidade de bobinas sensoras em miniatura, de um modo preferido, não concêntricas, fixas na sua extremidade distai. Como na patente 5391199, os sinais eléctricos, gerados por estas bobinas em resposta a um campo magnético aplicado externamente, são analisados de modo a determinar, numa forma de realização preferida, coordenadas hexa-dimensionais de orientação e posição das bobinas. Múltiplos dispositivos sensores de posição podem ser colocados numa conhecida relação espacial fixa de forma mútua, na ou adjacente à extremidade distai de um cateter, conforme descrito, por exemplo, no pedido de patente PCT N° PCT/IL97/00009. Este pedido descreve um cateter tendo uma estrutura substancialmente rígida na sua extremidade distai, na qual um ou mais sensores de posição são fixos. Os sensores são utilizados para determinar a posição e orientação da estrutura, de um modo preferido, para utilização no mapeamento da actividade eléctrica no coração. Embora a estrutura propriamente dita seja substancialmente rígida, o restante do cateter é, geralmente, flexível e os sensores de posição não fornecem informação de coordenadas em relação a nenhum ponto no cateter proximal à estrutura. 2 A publicação PCT WO94/04938 descreve uma bobina sensora de campo magnético em miniatura e método para determinar, à distância, a localização da bobina. A bobina sensora pode ser utilizada para determinar a configuração espacial ou o percurso do endoscópio flexível no interior do corpo de um indivíduo numa de duas maneiras: (1) Passando a bobina por um lúmen interno do endoscópio, por exemplo, o tubo de biópsia do endoscópio e rastreando externamente a localização da bobina enquanto o endoscópio é mantido imóvel; ou (2) distribuindo uma pluralidade das bobinas, de um modo preferido, cerca de uma dúzia, ao longo do comprimento do endoscópio e determinando as localizações de todas as bobinas. As coordenadas de posição determinadas em relação à localização de cada bobina (quando se utiliza uma única bobina) ou a todas as bobinas (quando se utiliza uma pluralidade de bobinas) são tomadas em conjunto para reconstruir, de forma interpolativa, a configuração espacial do endoscópio no interior dos intestinos do indivíduo, por exemplo, e, deste modo, fazer uma estimativa da configuração espacial correspondente dos intestinos. A precisão deste endoscópio em estimar a configuração espacial dos intestinos depende de ter um número relativamente grande de medições de posições e/ou de bobinas. Passar a bobina (ou outro elemento sensor) por um lúmen no endoscópio é demorado e não é prático do ponto de vista físico para utilização em sondas finas, tais como os cateteres cardíacos que têm de passar por vasos sanguíneos. A utilização de um grande número de bobinas, no entanto, aumenta, de forma indesejável, o peso e custo do cateter e reduz a sua flexibilidade. A patente U.S. 5042486 descreve um método para localizar um cateter no interior do corpo de um indivíduo, geralmente no interior de um vaso sanguíneo, rastreando a posição de um transmissor ou receptor electromagnético ou acústico na ponta do 3 cateter. As leituras da posição são registadas com uma imagem de raio-X do vaso sanguíneo obtida anteriormente. No entanto, este método só é prático quando o cateter se move no interior de um vaso ou outra estrutura fisiológica que define um canal estreito dentro do qual o movimento do cateter é restrito. A publicação PCT WO 92/03090 descreve um sistema de sonda, tal como um endoscópio, incluindo bobinas sensoras montadas em posições espaçadas ao longo da sonda. Uma série de antenas numa proximidade da sonda é accionada por sinais eléctricos de CA, de modo a induzir sinais de voltagem correspondente nas bobinas sensoras. Estes sinais são analisados para determinar as coordenadas tridimensionais das bobinas. As localizações dos pontos ao longo da sonda, entre um par de bobinas sensoras, podem ser determinadas pela interpolação entre as respectivas coordenadas das bobinas. 0 documento U.S. 50606332 descreve um aparelho endoscópico tendo potenciómetros proporcionados para curvar partes de uma porção dobrável do endoscópio para detectar o estado da curva da porção dobrável.

Sumário da Invenção É um objectivo da presente invenção proporcionar um cateter, geralmente flexível, para inserção no corpo de um indivíduo, em que o trajecto e/ou posição do cateter no interior do corpo são determinados pela utilização de um número mínimo de sensores afixados ao cateter. É um outro objectivo da presente invenção proporcionar um cateter tendo uma porção distai que adopta uma forma ou curvatura predeterminada, dependendo de uma força a ser 4 aplicada ao mesmo, e um método para determinar o trajecto da porção distai no interior do corpo. É ainda outro objectivo da presente invenção que o trajecto do cateter possa ser determinado no interior de cavidades do corpo em que o cateter é livre para mover-se em três dimensões e não apenas no interior restrito de lúmens, como na técnica anterior.

De acordo com a presente invenção, é proporcionado um aparelho de sonda invasiva, conforme definido na reivindicação 1. 0 aparelho compreende uma sonda flexível, tendo uma extremidade distai para inserção dentro do corpo de um indivíduo. Compreende um primeiro e segundo sensores, em posições conhecidas e respectivas ao longo de uma porção, geralmente distai do comprimento do cateter, numa relação conhecida um com o outro e com a extremidade distai. A porção distai do cateter é suficientemente flexível de modo a adoptar uma forma curva, predeterminada, quando uma força é aplicada à mesma. Pelo menos um dos sensores é um sensor de posição que gera sinais sensíveis às coordenadas de posição do mesmo. As saídas do primeiro e segundo sensores são processadas em conjunto para determinar a curvatura da porção do cateter, de modo a encontrar as posições de uma pluralidade de pontos ao longo do comprimento da porção distai, dentro do corpo do indivíduo. 0, pelo menos, um sensor de posição compreende uma bobina sensível a campos magnéticos, como de um modo preferido descrito na patente 5391199 acima mencionada, ou, de um modo mais preferido, uma pluralidade dessas bobinas, conforme descrito na publicação PCT WO96/05768 acima mencionada. A pluralidade de bobinas permite que sejam determinadas as coordenadas hexa-dimensionais de orientação e posição. Alternativamente, pode ser 5 utilizado qualquer sensor de posição adequado conhecido na técnica, tal como sensores eléctricos, magnéticos ou acústicos.

Em algumas destas formas de realização preferidas, o cateter tem uma elasticidade que é, geralmente, constante em, pelo menos, uma porção do seu comprimento, por exemplo, devido ao reforço interno do cateter com um elemento longitudinal flexível, conforme é conhecido na técnica. Neste caso, a deformação significativa ausente do cateter devido a forças externas, as coordenadas de posição e orientação conhecidas do primeiro e segundo elementos sensores de posição, determinadas conforme descrito acima, são suficientes para estabelecer a curvatura do cateter intermédio aos elementos. 0 segundo sensor compreende um sensor de curvatura, que gera sinais sensíveis a um raio de curvatura do cateter numa proximidade do mesmo. 0 sensor de curvatura compreende um ou mais sensores piezoeléctricos, que geram sinais eléctricos proporcionais a uma força ou torque exercida no mesmo quando o cateter se curva.

Além disso, o cateter pode incluir um mecanismo de curvatura controlado pelo utilizador, tal como um do tipo "fio de tracçao" ou outro mecanismo conhecido na técnica, ou mecanismos de curvatura de outros tipos conforme descrito no pedido de patente PCT n°. PCT/IL97/00159. De uma forma preferida, o mecanismo de curvatura é calibrado, de modo a que o raio de curvatura do cateter numa proximidade do mesmo seja conhecida, e é utilizado para determinar as posições da pluralidade de pontos ao longo do cateter.

Em algumas formas de realização preferidas da presente invenção, o cateter inclui sensores fisiológicos, tais como eléctrodos sensores electrofisiológicos ou, ainda ou 6 tais como alternativamente, dispositivos terapêuticos, eléctrodos de ablação, em alguns ou em toda a pluralidade dos pontos ao longo do seu comprimento. Tais formas de realização são particularmente úteis, por exemplo, no diagnóstico e tratamento de trajectórias de condução eléctrica anormais no coração. Os dispositivos e métodos para utilização, de acordo com estas formas de realização preferidas, estão também descritos no pedido de patente provisório U.S. N°. 60/034704.

Embora sejam aqui descritas formas de realização preferidas no que se refere a certos tipos de sensores de posição e orientação, os princípios da presente invenção podem ser implementados em cateteres incluindo outros tipos e combinações de tais sensores, como são conhecidos na técnica. De um modo geral, é desnecessário determinar as coordenadas hexa- dimensionais de posição e orientação dos sensores. É suficiente, por exemplo, que o primeiro sensor de posição proporcione dados penta-dimensionais de posição e orientação (para determinar as suas coordenadas translacionais tridimensionais e o azimute e a elevação rotativa bidimensional) e o segundo sensor de posição proporcione informação de posição tridimensional. Nestas condições, podem ser determinadas as posições da pluralidade de pontos ao longo do cateter, conforme descrito acima.

Enquanto as formas de realização preferidas da presente invenção são descritas aqui, de um modo geral, com referência a um ou dois será sensores de posição e/ou um único sensor de curvatura, deve entender-se que os princípios inventivos que eles incorporam podem ser aplicados, de forma semelhante, a cateteres ou outras sondas, tendo uma pluralidade de sensores de posição e/ou uma pluralidade de sensores de curvatura. De uma forma preferida, no entanto, o número de tais sensores é mantido no mínimo necessário para atingir a precisão desejada de determinação da pluralidade de pontos ao longo do comprimento do 7 cateter, geralmente ao longo da porção do cateter adjacente à sua extremidade distai.

Além disso, embora as formas de realização preferidas aqui descritas façam referência a cateteres e, particularmente, a cateteres intracardíacos, deve entender-se que os princípios da presente invenção podem, de forma semelhante, ser aplicados a outros tipos de sondas médicas flexiveis, tais como endoscópios.

Deste modo, é proporcionado, de acordo com uma forma de realização preferida da presente invenção, um aparelho de sonda invasiva incluindo: uma sonda flexível e alongada, tendo uma porção distai adjacente a uma sua extremidade distai, para inserção no interior do corpo de um indivíduo, cuja porção adopta uma forma curva predeterminada quando uma força é aplicada à mesma; um primeiro e segundo sensores, fixos à porção distai da sonda em posições conhecidas relativas à extremidade distai, cujos sensores geram sinais sensíveis à curvatura da sonda; e circuitos de processamento de sinal que recebem os sinais sensíveis à curvatura e os processam para encontrar as coordenadas de posição e orientação de, pelo menos, o primeiro sensor e para determinar as localizações de uma pluralidade de pontos ao longo do comprimento da porção distai da sonda.

De uma forma preferida, o primeiro sensor compreende três bobinas que geram sinais sensíveis a um campo magnético aplicado externamente. 8

De uma forma preferida, a sonda tem uma elasticidade geralmente constante ao longo do comprimento da sua porção distai e inclui um membro longitudinal flexível.

De uma forma preferida, as coordenadas de posição e orientação encontradas pelos circuitos de processamento de sinal incluem as coordenadas de posição e orientação hexa-dimensionais. 0 segundo sensor inclui um elemento sensor de curvatura, que gera sinais sensíveis a uma direcção da curvatura da sonda. 0 elemento sensor de curvatura inclui três cristais piezoeléctricos, tendo cada cristal um eixo, em que os eixos são mutuamente ortogonais. A sonda também pode incluir um sensor de fibra óptica ou um sensor de deformação como elementos sensores de curvatura adicionais.

De uma forma preferida, os circuitos de processamento de sinal determinam um raio de curvatura da sonda ou, alternativamente ou além disso, um raio e um passo duma forma helicoidal descrita pela sonda.

De uma forma preferida, a sonda compreende um dispositivo de deflexão no interior da sua porção distai. A presente invenção será entendida de forma mais completa a partir da seguinte descrição pormenorizada das suas formas de realização, tomadas em conjunto com os desenhos, nos quais:

Breve Descrição das Desenhos 9 A Fig. 1 é uma ilustração esquemática de um sistema de cateter sensível a curvas; A Fig. 2A é uma ilustração esquemática de uma porção do cateter ilustrado na Fig. 1, numa primeira configuração curva; A Fig. 2B é uma ilustração esquemática de uma porção do cateter ilustrado na Fig. 1, numa segunda configuração torcida; A Fig. 3 é uma ilustração esquemática que mostra um cateter sensível a curvas; e A Fig. 4 é uma ilustração em corte esquemática e parcial, que mostra um cateter sensível a curvas, de acordo com a presente invenção.

Descrição Pormenorizada de Formas de Realização Preferidas É feita agora referência à Fig. 1 que ilustra um cateter 20 sensível a curvas. O cateter 20 inclui uma extremidade 22 distai que é, de uma forma preferida, inserida no coração de um indivíduo e uma extremidade 24 proximal que é acoplada a uma consola 26 de controlo.

Adjacente à extremidade 22 distai, o cateter 20 inclui um primeiro elemento 28 sensor de posição e, próximo a este, um segundo elemento 30 sensor de posição, que serve para permitir a determinação do ângulo de curvatura de um cateter 20, conforme será descrito adiante. De uma forma preferida, cada um dos elementos 28 e 30 compreende três bobinas substancialmente ortogonais, não concêntricas, conforme descrito na publicação PCT WO96/05768 acima mencionada, que geram sinais sensíveis a campos magnéticos aplicados por geradores 32 de campo. Estes sinais são transportados através de cabos 34 para circuitos 36 10 de processamento e computação de sinais em consola 26 que, de uma forma preferida, também fornece programa de controlo e sinais de controlo aos geradores 32. Os circuitos 36 analisam os sinais, como também descrito na publicação PCT, com a finalidade de determinar as coordenadas hexa-dimensionais translacionais e orientacionais dos elementos 28 e 30 em relação a um sistema de referência estabelecido pelos geradores 32.

Alternativamente, é suficiente que um dos elementos 28 e 30 compreenda três destas bobinas e que o outro dos elementos compreenda uma bobina única, conforme descrito na patente 5391199 acima mencionada. Conforme descrito na patente, são determinadas as coordenadas tridimensionais translacionais do elemento de bobina única.

Ainda alternativamente, os sensores 28 e 30 podem compreender outros tipos e combinações de sensores de posição, conhecidos na técnica. É suficiente, por exemplo, que o elemento 28 seja tal que permita a determinação das coordenadas tridimensionais translacionais e as coordenadas azimute e de elevação angular bidimensional em relação ao mesmo, enquanto as coordenadas tridimensionais são determinadas em relação ao elemento 30. Se a curvatura do cateter 20 for restrita a um plano, conforme ilustrado na Fig. 2A e descrito adiante, é suficiente determinar as coordenadas bidimensionais do elemento 30.

De uma forma preferida, o cateter 20 inclui um membro 38 longitudinal flexível, por exemplo, um elemento em forma de mola helicoidal, que é fixo no interior do cateter ao longo de um seu eixo longitudinal deste. De uma forma preferida, há uma distância suficiente entre as partes de metal do membro 38 e os sensores 28 e 30 de modo que as partes de metal não distorçam, de forma significativa, os campos magnéticos nos sensores. Tal 11 distorção pode ser causada, por exemplo, por correntes de Foucault induzidas nas partes de metal ou pela curvatura das linhas do campo magnético pelos materiais ferromagnéticos. Devido ao membro 38, o cateter 20, geralmente, tem uma elasticidade constante por, pelo menos, uma porção 40 do seu comprimento, de uma forma preferida estendendo-se a partir do elemento 30 ou a partir de outro ponto proximal a este, até a extremidade distai 22 ou, pelo menos, até o elemento 28. A porção 40 do cateter 20 é, de uma forma preferida, suficientemente curta, geralmente menos de cerca de 9 cm de comprimento, de modo que é inserida totalmente numa câmara do coração com não mais do que uma única curva na porção. Como resultado, quando a porção 40 é curva, pelo que o elemento 30 é deslocado de forma translacional e girado de forma orientacional por um ângulo conhecido em relação ao elemento 28, a porção 40 assumirá uma forma arqueada ou helicoidal tendo um raio de curvatura conhecido, determinado pelo ângulo conhecido. A Fig. 2A ilustra, por exemplo, um caso em que a porção 40 do cateter 20 é curva num plano, que tomamos como sendo o plano da página sem perda de generalidade. O comprimento da porção 40 é tomado como sendo L, conforme ilustrado. Os respectivos primeiro e segundo eixos 50 (x0,y0,Zo) e 52 (χι,γι,ζι) de coordenadas locais são definidos nas posições do primeiro e segundo elementos 28 e 30, em que se assume que o eixo z local está, em cada caso, alinhado com o eixo longitudinal do cateter 20, geralmente, paralelo ao membro 38.

As coordenadas hexa-dimensionais de posição do primeiro elemento 28 são determinadas e utilizadas para definir a posição translacional do elemento e dos primeiros eixos 50 de coordenadas locais. As coordenadas de orientação do segundo elemento 30 definem os segundos eixos 52 locais que, juntamente com os eixos 50 determinam um ângulo de curvatura Θ, conforme 12 ilustrado. Deste modo é definido um arco tendo um raio de curvatura dado por R = L/θ e um centro de curvatura 54 numa posição y = R definido em relação aos eixos 50 ou 52 da coordenada. A elasticidade do membro 38 assegura que a porção 40, de um modo geral, seguirá este arco, de modo que a posição de qualquer ponto na porção 40 do cateter 20 possa ser convenientemente determinada. A Fig. 2B ilustra, esquemáticamente, o caso mais genérico, em que o cateter 20 é livre para torcer em três dimensões. No caso aqui ilustrado, a porção 40 do cateter 20 foi torcida em torno do seu eixo longitudinal em aproximadamente 180°, de modo que os eixos χχ e yi dos segundos eixos 52 locais são orientados em direcções respectivas, geralmente, opostas aos eixos x0 e y0 dos eixos 50 locais. A elasticidade do membro 38 faz com que a porção 40 adopte uma forma, geralmente, helicoidal para a direita, dentro dos limites de um cilindro 54 tendo um diâmetro Rc e comprimento d, conforme ilustrado na figura. O comprimento d é definido pela deslocação translacional do elemento 30 em relação ao elemento 28, porém determinar Rc, de um modo geral, requer resolver uma equação integral. De uma forma preferida, as soluções da equação são memorizadas na forma de uma tabela de consulta, de uma forma preferida nos circuitos 36 de processamento de sinal, conforme é conhecido na técnica. 0 Rc e o d, então, determinam a distância da forma helicoidal, de modo que a posição de qualquer ponto na porção 40 do cateter 20 possa, de novo, ser convenientemente determinada.

De uma forma preferida, não será permitido que a porção 40 do cateter 20 se torça em mais de 180°, tanto no sentido horário como no sentido anti-horário, de modo que as coordenadas rotacionais relativas dos elementos 28 e 30 não sejam ambiguas. Se necessário, no entanto, a torção da porção 40 pode ser 13 monitorizada continuamente, por análise dos sinais recebidos dos elementos, à medida que o cateter 20 está a ser inserido e manipulado no interior do corpo, de modo que as rotações superiores a 180° serão detectadas. Estes ângulos maiores de torção são, então, utilizados para determinar o Rc, de forma apropriada, conforme descrito acima.

No aparelho descrito acima, supõe-se que a porção 40 do cateter 20 seja livre para se mover no interior de uma cavidade do corpo e que a forma e configuração da porção 40 sejam determinadas, substancialmente, pela sua própria elasticidade. A porção 40 é feita curvar por uma combinação de uma força axial compressiva, geralmente exercida a partir da extremidade 24 proximal do cateter 20 por um utilizador, tal como um médico, e uma força deflectora lateral exercida na extremidade 22 distai pelo tecido corporal com o qual a extremidade distai está em contacto. A Fig. 3 ilustra, de forma esquemática, um cateter 20 que se curva de forma controlável, não necessariamente numa forma arqueada ou helicoidal, por meio de um mecanismo de direcção 56. De uma forma preferida, o mecanismo 56 compreende um elemento de deflexão controlado electronicamente ou mecanicamente, que funciona sob o controlo da consola 26, conforme descrito no pedido de patente PCT n° PCT/IL97/00159 acima mencionado. Alternativamente, o mecanismo 56 pode compreender qualquer dispositivo de direcção ou de deflexão de cateter conhecido na técnica. O cateter 20 é suficientemente rígido, excepto na proximidade imediata do mecanismo 56, de modo a curvar-se apenas na proximidade imediata do mecanismo. As coordenadas de posição dos elementos 28 e 30 são utilizadas para medir o ângulo de deflexão Θ, pelo que se pode determinar a localização de qualquer ponto ao longo da porção 40 do cateter 20. De uma forma 14 preferida, o ângulo de deflexão medido é, também, utilizado para proporcionar retorno para o controlo do circuito fechado do mecanismo 56. A Fig. 4 ilustra esquemáticamente, uma forma de realização da presente invenção, que é semelhante aos cateteres descritos acima, excepto por em vez do segundo elemento 30 sensor de posição, o cateter 20, conforme aqui ilustrado, incluir um sensor 80 de curvatura, sensível ao ângulo de curvatura do cateter. O sensor 80 de curvatura, compreende, três elementos 82, 84 e 86 piezoeléctricos, conforme ilustrado na figura. Os elementos piezoeléctricos são acoplados mecanicamente, ao membro flexível 38, de modo que quando o membro 38 se curva, conforme descrito acima, a forma de curvatura é transmitida aos elementos e actua sobre os mesmos. Conforme é sabido na técnica, os cristais piezoeléctricos geram sinais de voltagem que são, de um modo geral, proporcionais a esta força de curvatura, sinais estes que são transmitidos por cabos 34 para os circuitos de processamento de sinais 36, na consola 26.

Cada um dos elementos 82, 84 e 86 inclui um cristal piezoeléctrico tendo um eixo do cristal alinhado ortogonalmente aos eixos dos outros dois elementos, de modo que cada cristal gera sinais sensíveis à curvatura do cateter 20 em torno de um eixo diferente. Deste modo, conforme ilustrado na Fig. 4, o elemento 82 gera sinais sensíveis à torção do cateter 20 em torno do seu eixo longitudinal e os elementos 84 e 86 geram sinais sensíveis à curvatura para direita-esquerda e para cima-baixo, respectivamente.

Devido à elasticidade, geralmente constante do membro 38, os sinais gerados pelos elementos 82, 84 e 86 podem ser utilizados para derivar os ângulos de curvatura e torção da porção 40 do cateter 20. Estes ângulos são tomados em conjunto 15 com as coordenadas translacional e orientacional determinadas em relação ao elemento 28 sensor de posição, a fim de determinar as posições da pluralidade de pontos de interesse ao longo do comprimento do cateter 20.

Outros tipos de sensores de curvas também podem ser utilizados e. g., extensómetros. Tais extensómetros têm uma resistência eléctrica que varia como uma função da tensão mecânica aplicada aos mesmos, como é conhecido na técnica. Alternativamente, pode-se utilizar sensores de fibra óptica, como é conhecido na técnica, para determinar o ângulo de curvatura do cateter 20, medindo a perda e a retro-reflexão da luz transportada por uma fibra óptica implantada no cateter.

Pode-se posicionar os sensores de curvas adicionais em locais diferentes ao longo do comprimento do cateter 20, de modo que possam ser detectadas curvas múltiplas ou curvas de raio de curvatura não constante.

Num sentido mais amplo, embora as formas de realização preferidas da presente invenção tenham sido descritas acima em relação a um ou dois elementos 28 e 30 sensores de posição e um sensor 80 de curvatura única, será entendido que, para algumas aplicações, o cateter 20 pode, de uma forma preferida, compreender um número maior de sensores de posição e/ou de sensores de curvas. Tais sensores adicionais podem ser particularmente úteis quando uma porção do comprimento do cateter tem de ser rastreada no interior de uma passagem convoluta, ou quando o cateter é forçado contra o interior de uma cavidade corporal e é desejado que se conforme com esta. De uma forma preferida, no entanto, o número de tais sensores é mantido no mínimo necessário para atingir a precisão desejada de determinação da pluralidade de pontos ao longo do comprimento do cateter. 16

Embora, para manter a simplicidade da ilustração, o cateter 20 tenha sido descrito acima como compreendendo apenas os sensores e outros elementos necessários para o funcionamento da presente invenção, em formas de realização preferidas da presente invenção, o cateter, de uma forma preferida, inclui outros dispositivos sensores e/ou terapêuticos, como são conhecidos na técnica. Os princípios da presente invenção podem, então, ser aplicados, por exemplo, para mapear a actividade fisiológica ou para aplicar tratamento terapêutico local ao interior de uma cavidade corporal, tal como uma câmara do coração, com maior facilidade e precisão do que os métodos e dispositivos conhecidos na técnica.

Será entendido que os princípios da presente invenção podem ser aplicados, do mesmo modo, a outras sondas médicas flexíveis, tais como endoscópios.

Será entendido, além disso, que as formas de realização preferidas descritas acima são citadas a título de exemplo e o âmbito total da invenção é limitado apenas pelas reivindicações.

Lisboa, 12 de Setembro de 2007 17

Claims (9)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Aparelho de sonda invasiva para utilização com um campo magnético aplicado externamente, da compreendendo a sonda: uma sonda (20) flexível e alongada tendo uma porção distai adjacente a uma sua extremidade (22) distai, para inserção no interior do corpo de um indivíduo, cuja porção adopta uma forma curva predeterminada quando uma força é aplicada à mesma; um primeiro sensor (28) fixo à porção distai da sonda (20) numa posição conhecida em relação à extremidade (22) distai, cujo sensor, em utilização, gera sinais, sendo o primeiro sensor (28) um sensor sensível a um campo magnético como um primeiro elemento de sensor de posição para gerar um primeiro sinal para permitir a determinação das coordenadas de posição e orientação do primeiro elemento de sensor de posição, definindo o referido primeiro sinal um sinal de coordenada de posição e orientação; e circuitos (36) de processamento de sinal que são adaptados para receber o sinal da coordenada de posição e orientação e para o processar, a fim de encontrar as coordenadas de posição e orientação, pelo menos, do primeiro sensor (28) ; em que a sonda (20) compreende um membro longitudinal flexível; caracterizado por: 1 a sonda (20) compreender ainda um segundo sensor (80) fixo à porção distai da sonda (20) numa posição conhecida em relação à extremidade (22) distai, o segundo sensor (80), em utilização, também gerar sinais, sendo o segundo sensor (80) um elemento sensivel à força e á curvatura para gerar um segundo sinal sensivel a uma força exercida na curvatura da sonda (20), definindo o referido segundo sinal um sinal de curva; os circuitos (36) de processamento de sinal também estarem adaptados para receber o sinal de curvatura e o processar com as coordenadas de posição e orientação do primeiro sensor para determinar as localizações de uma pluralidade de pontos ao longo do comprimento da porção distai da sonda (20); e em que o elemento (80) sensor de curvatura compreende três cristais (82, 84, 86), piezoeléctricos tendo cada cristal (82, 84, 86) um eixo, em que os eixos são mutuamente ortogonais.
2. 2. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, em que o primeiro sensor (28) compreende três bobinas que geram sinais sensíveis ao campo magnético aplicado externamente.
3. 3. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, em que a sonda (20) tem uma elasticidade geralmente constante ao longo do comprimento da sua porção distai.
4. 4. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que o elemento (30) sensor de curvatura gera sinais sensíveis a uma direcção da curvatura da sonda (20). 2
5. 5. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a sonda também compreende um sensor de fibra óptica como um elemento sensor de curvatura adicional.
6. 6. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a sonda também compreende um sensor de deformação como um elemento sensor de curvatura adicional.
7. 7. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a sonda (20) compreende um dispositivo de deflexão na sua porção distai.
8. 8. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que os circuitos (36) de processamento de sinal determinam um raio de curvatura da sonda (20).
9. 9. Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 7, em que os circuitos (36) de processamento de sinal determinam um raio e um passo de uma forma helicoidal descrita pela sonda (20). Lisboa, 12 de Setembro de 2007 3