ES2256598T3 - Sistema para realizar biopsia y ablacion quirurgica de un tumor y otras anomalias fisicas. - Google Patents
Sistema para realizar biopsia y ablacion quirurgica de un tumor y otras anomalias fisicas.Info
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Abstract
Sistema para llevar a cabo una intervención quirúrgica en una anomalía de una estructura corporal con fines de biopsia o extirpación, comprendiendo una pluralidad de medios de transductor de referencia (90) montados en posiciones fijas sobre una estructura corporal para proporcionar una trama de referencia (1012); unos medios para obtener una imagen modelo de la estructura corporal (1014); unos medios de registro (1016) para registrar la trama de referencia con la imagen modelo para obtener una escena en 3-dimensiones; unos medios de manguito (70) rastreables que pueden ser localizados en el emplazamiento de una anomalía asociada para identificar el emplazamiento de la anomalía asociada; unos medios de visualización (1022) adaptados para visualizar la posición del medio de manguito rastreable dentro de la escena de 3 dimensiones para localizar los medios de manguito en el emplazamiento de la anomalia asociada; y unos primeros medios instrumentales (100) adaptados para llevar a cabo una intervención quirúrgica en el emplazamiento de la anomalía asociada, pudiendo los primeros medios instrumentos ser localizados en el emplazamiento de la anomalía asociada situando los primeros medios instrumentales en el interior de los medios de manguito; caracterizado porque dichos primeros medios instrumentales (100) y dichos medios de manguito (70) rastreables están configurados para el desplazamiento relativo entre sí para posibilitar el emplazamiento de dichos medios instrumentales (100) a través de dichos medios de manguito (70) en dicho emplazamiento de la anomalía asociada y para la retracción subsecuente de los medios de manguito (70) para posibilitar la realización de la intervención quirúrgica en el emplazamiento de la anomalía asociada.
Description
Sistema para realizar biopsia y ablación
quirúrgica de un tumor y otras anomalías físicas.
La presente invención se refiere, en general, a
un sistema para llevar a cabo una intervención quirúrgica sobre una
estructura corporal (por ejemplo una mama, el hígado, el páncreas,
el riñón, el útero u otro órgano sólido), y más concretamente a un
sistema para detectar un instrumento dentro de una estructura
corporal, marcando la localización de un tumor, y efectuando una
biopsia o destruyendo el tumor.
Las biopsias de mama se llevan a cabo actualmente
utilizando un dispositivo conocido como Sistema de Biopsia del
Núcleo [Core Biopsy System]. El Sistema de Biopsia del Núcleo
primeramente obtiene una estereomamografia de una mama de una
paciente, mientras la mama es inmovilizada comprimiéndola entre dos
placas, y utiliza estas dos imágenes para calcular las coordenadas
de 3-D del tumor sospechoso. Una aguja es entonces
propulsada dentro de la mama y se obtiene una biopsia del tumor
sospechoso. Si la biopsia es positiva, entonces al paciente se le
reserva una fecha para la extirpación del tumor. Debe destacarse que
antes de que comience el procedimiento de biopsia, el tumor
necesita ser manualmente identificado por un radiólogo.
La intervención quirúrgica genéricamente se
desarrolla del siguiente modo. Se somete a un paciente a una
mamografía multiplano, el radiólogo examina la película, y a
continuación inserta un alambre dentro de la mama de forma que
punce el tumor. Este procedimiento es visualizado utilizando una
representación en imágenes por rayos x repetitiva. Mas
recientemente, el sistema de representación en imágenes
esterotáctico de la mama ha sido utilizado para localizar el tumor,
con más precisión y ayudar en la inserción del alambre. El paciente
es a continuación enviado al quirófano, y la mama es preparada para
la intervención quirúrgica mediante la aplicación de un
esterilizante tópico. El cirujano abre la mama cortándola, siguiendo
el alambre hasta que la lesión es localizada y extirpada.
Uno de los factores indeseables del procedimiento
anterior es la presencia de un largo alambre que atraviesa la mama
durante muchas horas durante el periodo de tiempo mientras se espera
la intervención quirúrgica. Esto es altamente traumático e
indeseable para la paciente. En segundo lugar, durante la
intervención quirúrgica el cirujano debe seguir el alambre por el
interior de la mama. Debido a que ésta pueda no ser la trayectoria
óptima, el cirujano prácticamente normalmente prefiere plantearse
una trayectoria de entrada independientemente del alambre, o
eliminar por completo el alambre. Esto puede llevarse a cabo
únicamente si la localización de la lesión dentro de la mama puede
identificarse utilizando un sistema que tome en consideración la
deformabilidad inherente del tejido mamario. Debe apreciarse que el
problema asociado con la deformabilidad del tejido mamario se
aplica igualmente a otras estructuras corporales fácilmente
deformables, como por ejemplo el hígado.
Otra propuesta de la cirugía estereotáctica se
describe en la publicación de Patente europea No. EP 0 728 446 A1.
Esta publicación divulga un sistema y un procedimiento
estereotácticos, con una particular aplicación en cirugía mamaria.
El paciente es examinado por resonancia magnética u otro dispositivo
de representación de imágenes para generar una imagen de
3-D para su visualización en un monitor. Utilizando
marcadores visibles de resonancia magnética, los cuales se fijan al
material exoesquelético adyacente al tejido blando, un detector
óptico con emisor y receptores, y un procesador de la relación del
sistema de las coordenadas, se determina la relación entre un
sistema de coordenadas del paciente y un sistema de coordenadas de
la imagen visualizada sobre un monitor. Una trayectoria para una
biopsia, resección, o similares, se establece utilizando una guía
estereotáctica, la cual se fija a una estructura de soporte de la
paciente. Unos emisores situados sobre la guía son activados para
generar una correspondiente visualización de la trayectoria
susceptible de lectura mediante una imagen visualizada sobre el
monitor. Se selecciona una apropiada trayectoria en profundidad a
partir de la visualización de la trayectoria susceptible de lectura,
y un instrumento médico es insertado a lo largo de la guía para
efectuar la intervención médica.
El problema actual que limita el uso de la
cirugía mamaria estereotáctica es la gran diferencia entre la
posición y la forma de la mama durante la mamografía y la
intervención quirúrgica. En este sentido, las imágenes tomadas
durante la mamografía resultan inutilizables para el posicionamiento
estereotáctico durante la intervención quirúrgica. Aunque la
cirugía estereotáctica puede desarrollarse con la mama comprimida, y
el paciente tumbado sobre la mesa estereotáctica, esto no es
deseable. La forma ideal para el desarrollo de esta cirugía es con
el paciente sobre su espalda como se efectúa rutinariamente.
El documento US 5515853 describe un aparato y un
procedimiento para la medición simultánea de múltiples distancias
por medio de unos transductores piezoeléctricos conectados a una
red. Un marco de referencia externo rígido está dispuesto para
vigilar el movimiento de los instrumentos relacionados con
aquellos.
La presente invención solventa estos y otros
inconvenientes de los sistemas de la técnica anterior y proporciona
un sistema que tiene una precisión significativamente mejorada y
proporciona una mayor comodidad al paciente.
De acuerdo con la presente invención se
proporciona un sistema para llevar a cabo intervenciones
quirúrgicas estereotácticas con unas precisión y comodidad
mejoradas.
Es un objeto de la presente invención
proporcionar un sistema para llevar a cabo intervenciones
quirúrgicas sobre una estructura corporal de un modo mínimamente
invasivo.
Es otro objeto de la presente invención
proporcionar un sistema para llevar a cabo intervenciones
quirúrgicas sobre una estructura corporal que es inherentemente
deformable.
Es otro objeto de la presente invención
proporcionar un sistema para llevar a cabo intervenciones
quirúrgicas, en el que se incrementa la precisión de la localización
de un tumor, posibilitando una más precisa intervención
quirúrgica.
Es otro objeto adicional de la presente invención
proporcionar un sistema para llevar a cabo intervenciones
quirúrgicas, en el que se establece una trama de referencia
constante de 3-D.
Es otro objeto adicional de la presente invención
proporcionar un sistema para llevar a cabo intervenciones
quirúrgicas, en el que la deformación de la estructura corporal del
sujeto no altera el marco de 3-D de referencia.
Es otro objeto más de la presente invención
proporcionar un sistema para llevar a cabo intervenciones
quirúrgicas de mamas en las cuales se reduce en gran manera la
potencial desfiguración o alteración de la forma de la mama.
Es otro objeto adicional de la presente invención
proporcionar un sistema para llevar a cabo intervenciones
quirúrgicas del hígado, u otro órgano interno, en las cuales es más
precisa la localización de un tumor.
Es otro objeto adicional de la presente invención
proporcionar un sistema para llevar a cabo intervenciones
quirúrgicas del hígado, en las cuales se necesita una localización
más precisa de un instrumento quirúrgico.
Otros objetos y ventajas adicionales de la
invención se pondrán de manifiesto para los expertos en la materia
tras una lectura y la comprensión de la descripción detallada
subsecuente, con los dibujos que se acompañan y las
reivindicaciones adjuntas.
La invención puede tomar cuerpo en determinadas
partes y disposiciones, de las cuales se describirá con detalle una
forma de realización y un procedimiento en la presente memoria
descriptiva, y que se ilustran en los dibujos que se acompañan, los
cuales forman parte de la misma, y en los que:
La Fig. 1 muestra un sistema de representación en
imágenes y detección en 3-dimensiones de acuerdo
con una forma de realización preferente de la presente
invención.
La Fig. 2 muestra una mama que tiene un
transductor de referencia depositado en su interior mientras que la
mama está sometida a compresión;
la Fig. 3 muestra una disposición de transductor
de acuerdo con una forma de realización preferente de la presente
invención;
las Figs. 4A y 4B ilustran la progresión de una
sonda a través de una mama mostrada contra las estereomamografías
originales;
la Fig. 5A muestra los transductores de
referencia y un transductor de "radio faro" direccional
situado sobre una mama;
la Fig. 5B muestra la escena de la Fig. 5A,
mostrada sobre una pantalla de 3-D;
la Fig. 6A muestra una sonda que tiene un
transductor en contacto con la mama mostrada en la Fig. 4A;
la Fig. 6B muestra la escena de la Fig. 6, como
se muestra sobre una pantalla de 3-D;
la Fig. 7 muestra un hígado que tiene una
pluralidad de transductores de referencia aplicados a él;
la Fig. 8 ilustra un procedimiento para generar
una escena de 3-D que incluye una imagen de
ultrasonido de 2-D del hígado mostrado en la Fig.
7;
la Fig. 9 muestra la inserción de un tubo
localizable dentro del hígado mostrado en la Fig. 7; y
la Fig. 10 muestra una inserción de una criosonda
dentro un manguito controlable situado en el emplazamiento de un
tumor.
Es sabido que utilizando el principio de tiempo
de vuelo de ondas de sonido de alta frecuencia es posible medir con
precisión distancias dentro de un medio acuoso, como por ejemplo el
interior de un cuerpo humano durante una intervención quirúrgica.
El sonido de alta frecuencia o ultrasonido se define como una
energía vibratoria que oscila de frecuencia de 100 kHz a 10 MHz. El
dispositivo utilizado para obtener mediciones de tres dimensiones
utilizando ondas sonoras es conocido como sonomicrómetro.
Típicamente, un sonomicrómetro consiste en un par de transductores
piezoeléctricos (esto es, un transductor actúa como transmisor
mientras el otro actúa como receptor). Los transductores son
implantados dentro de un medio, y conectados a una circuitería
electrónica. Para medir la distancia entre los transductores, el
transmisor es eléctricamente energizado para producir un sonido. La
onda sonora resultante se propaga a continuación a través del medio
hasta que es detectada por el receptor.
El transmisor típicamente adopta la forma de un
cristal piezoeléctrico que es energizado por una punta de descarga
de alta tensión o función de impulso que dura menos de un
microsegundo. Esto provoca que el cristal piezoeléctrico oscile en
su propia característica frecuencia de resonancia. La envuelta de la
señal de transmisión decae rápidamente con el tiempo, produciendo
normalmente un tren de seis o más ciclos que se propagan a
distancia desde el transmisor a través del medio acuoso. La energía
sonora también se atenúa con cada interfaz que encuentra a su
paso.
El receptor también típicamente forma parte de un
cristal piezoeléctrico (con características similares a las del
cristal piezoeléctrico del transmisor) que detecta la energía sonora
producida por el transmisor y empieza a vibrar en respuesta a ella.
Esta vibración produce una señal electrónica del orden de
milivoltios, que puede ser amplificada mediante la apropiada
circuitería del receptor.
Esta bien documentada la velocidad de propagación
del sonido en un medio acuoso. La distancia recorrida por un
impulso de ultrasonido puede, por consiguiente, ser medida
simplemente registrando el retardo de tiempo entre el instante en
que el sonido es transmitido y cuándo es recibido. Pueden
determinarse unas coordenadas de tres dimensiones a partir de la
medición de la distancia.
Con referencia ahora a los dibujos, en los que
las ilustraciones tienen únicamente finalidad ilustrativa, de una
forma de realización preferente de la invención y no finalidad
limitativa de la misma, la Fig. 1 muestra un sistema 1000 de
formación de imágenes y rastreo en tres dimensiones
(3-D) para su uso y conexión con el procedimiento
de la presente invención. El sistema 1000 de formación de imágenes y
rastreo en 3-D consta genéricamente de un sistema
informático 1010, de unos transductores móviles 1032, de unos
transductores de referencia 1034, de un instrumento 1030 y de un
subsistema robótico opcional 1040.
El sistema informático 1010 está genéricamente
compuesto por un sistema 1012 de control en 3-D, un
sistema 1014 de modalidad de representación en imágenes, un sistema
1016 de registro de imágenes, un sistema 1018 de transformación de
la geometría y de deformación ("sistema de deformación") una
interfaz de usuario 1020 y una pantalla 1022. Debe destacarse que
el sistema de control 1012 puede adoptar la forma de un sistema
basado en sonidos o de un sistema de base electromagnética. Tanto
las relaciones de tiempo de vuelo como de fase pueden utilizarse
para determinar la distancia. Preferentemente, el sistema de control
de 3-D 1012 adopta la forma de un sistema de
control de ultrasonidos de 3-D descrito en la
Patente estadounidense No. 5,515,853 y en la solicitud de PCT No.
WO96/31753, las cuales se incorporan ambas a la presente memoria por
referencia.
El instrumento 1030 puede adoptar la forma de un
catéter, una sonda (por ejemplo una criosonda), un sensor, una
aguja, un bisturí, un forceps u otro dispositivo o instrumento
utilizado en una intervención quirúrgica o diagnóstica. Los
transductores móviles 1032 y los transductores de referencia 1034
pueden adoptar la forma de un transductor ultrasónico o de un
transductor electrónico. Sin embargo, con el fin de ilustrar una
forma de realización preferente de la presente invención, los
transductores 1032 y 1034 adoptarán la forma de transductores
ultrasónicos (esto es, cristales piezoeléctricos).
Una pluralidad de transductores móviles 1032
están incorporados al instrumento 1030. Uno o más transductores de
referencia 1034 proporcionan una posición de referencia con respecto
a los transductores móviles 1032. En este sentido, los
transductores de referencia 1034 pueden situarse para proporcionar
una trama de referencia dentro del cuerpo de una paciente o sobre
la superficie del cuerpo de una paciente para proporcionar una
trama de referencia externa.
Como se indicó anteriormente, los transductores
de referencia 1034 pueden ser transmisores, transceptores o
receptores que pueden generar una radiación ultrasónica o
electromagnética, que puede ser detectada por los transductores
móviles 1032.
El sistema de rastreo en 3-D 1012
transforma las mediciones de distancia múltiples entre todos los
transductores 1032, 1034 en coordenadas XYZ con respecto a un eje
geométrico de referencia según se describió con detalle
anteriormente. Debe tenerse en cuenta que la trama de referencia
suministrada por los transductores de referencia 1034 debe ser
autodeterminante, esto es, si la trama de referencia resulta
distorsionada, esta distorsión necesita ser detectada por los
transductores de referencia 1034. La detección se efectúa
típicamente utilizando unos transceptores que pueden determinar la
distancia entre cualquier combinación de dos transductores y de ahí
sus coordenadas espaciales relativas en un espacio de
3-D. En este sentido, la posición de los
transductores en 3-D se obtiene a partir de las
imágenes obtenidas de la estructura corporal (por ejemplo, tejido u
órgano) que muestran "líneas de puntos" donde están situados
los transductores, y también a partir de los mismos transductores
cuando están dentro de la estructura corporal. Si hay alguna
discrepancia en las distancias entre todas las combinaciones de los
transductores, entonces la estructura corporal debe estar
distorsionada (esto es "deformada") después de que las
imágenes se obtuvieron. Una transformación de coordenadas matemática
puede utilizarse para especificar exactamente cómo corregir la
imagen fijada y dar cuenta de la deformación. La distancia entre
cualquier combinación de dos transductores se determina mediante el
envío por parte de cada transductor de una señal a todos los demás
transductores. De esta forma, son conocidas todas las distancias
entre los transductores. A partir de estas distancias, se calculan
las coordenadas XYZ, en referencia a algún transductor considerado
como origen.
El sistema 1014 de modelación de formación de
imágenes adquiere series de datos de representación en imágenes en
2-D, 3-D o 4-D a
partir de una fuente de formación de imágenes, como por ejemplo un
fluoroscopio una MR [MRI] (imagen de resonancia magnética), TO [CT]
(tomografía por ordenador), o un dispositivo ultrasónico de
2-D, o 3-D, para proporcionar un
"modelo" mediante el cual pueda visualizarse la forma, posición
y movimiento del instrumento 1030 que se está controlando. La
plantilla típicamente toma la forma de una imagen del entorno
circundante al instrumento (por ejemplo una estructura corporal).
Debe destacarse que se si se obtienen volúmenes múltiples
(3-D) a intervalos de tiempo diferentes, se obtiene
una imagen de 4-D (esto es, una imagen de
3-D que cambia a lo largo del tiempo).
El sistema 1016 de registro de imágenes registra
la posición del instrumento 1030 dentro de las coordenadas
espaciales del conjunto de datos de imágenes mediante el sistema
1014 de modalidad de representación en imágenes. La posición del
instrumento 1030 es suministrada por el sistema 1012 de control en
3-D. El sistema 1016 de registro de imágenes
proporcionará una visualización del instrumento 1030 en su
emplazamiento adecuado en 3-D dentro de la
estructura corporal y su orientación con respecto a la misma
estructura corporal. Debe apreciarse que el sistema de registro
1016 puede ser un sistema asistido por un usuario, o completamente
automatizado si los algoritmos de procesamiento de imágenes son
implementados para detectar automáticamente los emplazamientos
espaciales de los transductores (típicamente los transductores de
referencia) en el conjunto de datos de imágenes.
El sistema de deformación 1018 es un sistema
basado en un programa que transforma o "deforma" los conjuntos
de datos en imágenes mediante los valores apropiados para su
correspondencia con una deformación que ha tenido lugar en la trama
de referencia entre el tiempo en el que se adquirió el conjunto de
datos en imágenes y el tiempo en que el procedimiento va a llevarse
a cabo durante la intervención quirúrgica. De acuerdo con ello, el
sistema de deformación 1018 consiste típicamente en una rutina de
transformación matricial que traza un mapa de la geometría
deformada sobre el conjunto de datos de imágenes original, y lo
distorsiona apropiadamente.
La interfaz de usuario 1020 posibilita que un
usuario interactúe con el sistema informático 1010 incluyendo el
sistema informático 1010 de programación para realizar una función
deseada. Por ejemplo, puede seleccionarse una vista concreta de
visualización. Pueden activarse unos instrumentos 1030 (por ejemplo,
sondas o catéteres) utilizando la interfaz de usuario 1020. La
visualización 1022 visualiza para el usuario las imágenes
registradas proporcionadas por el sistema 1016 de registro de
imágenes.
Un sistema de robótica opcional 1040 consiste
genéricamente en un sistema de control robótico 1042 y en un
sistema manipulador robótico 1044. El sistema de control robótico
1042 controla el sistema manipulador robótico 1044 para seguir una
trayectoria programada que pueda ser apropiadamente cambiada, en
base a desviaciones, deformaciones o cambios de la forma de una
estructura corporal en el momento de la intervención quirúrgica. El
sistema manipulador robótico 1044 desplaza físicamente el
instrumento 1030 de acuerdo con las instrucciones enviadas por el
sistema de control robótico 1042.
El sistema 1000 de formación de imágenes y
rastreo en 3-D anteriormente descrito puede
utilizarse para proporcionar tanto la localización estereotáctica
de una biopsia como durante una intervención quirúrgica que sea más
interactiva que los sistemas de tablas estereotácticos y el marcaje
de un tumor de forma que pueda posteriormente ser localizado
durante una intervención quirúrgica convencional. Debe apreciarse
que aunque la presente invención se describe con referencia a la
biopsia y a la extirpación quirúrgica de un tumor, es también
apropiada para su uso en conexión con otras anomalías físicas.
El marcaje de un tumor localizado en una mama se
describirá ahora con referencia a la Fig. 2. Una pluralidad de
transductores de referencia externos 20 están fijados a la
superficie de la mama 10. Los transductores de referencia 20
proporcionan una trama de referencia externa estereotáctica para la
visualización en 3-D interactiva del movimiento de
una sonda 40 durante la inserción del transductor interno 30 como se
describirá más adelante. El tumor 12 es marcado insertando uno
transductor ultrasónico interno 30 dentro del tumor 12 durante una
mamografía convencional, en la que la mama 10 es situada bajo
compresión mediante el uso de las placas de compresión 8. El
transductor 30 ocupa el lugar de la aguja localizadora que
actualmente se inserta dentro del tumor de acuerdo con
procedimientos de la técnica anterior.
Los transductores de referencia 20 pueden adoptar
la forma de elementos adhesivos individuales, o ser parte de una
tira adhesiva. La Fig. 3 muestra una forma de realización ejemplar y
una disposición destinada al transductor de referencia de fijación
20 que utiliza un adhesivo. El transductor de referencia 20 es
soportado por un parche adhesivo 24. Un gel de ajuste 26 es
aplicado al parche adhesivo 24 y el transductor de referencia 20 se
dispone en su interior. El gel 20 proporciona un acoplamiento
acústico. Los cables eléctricos 22 del transductor de referencia 20
salen a través de una abertura del parche adhesivo 24.
Debe apreciarse que los transductores de
referencia 20 aparecerán sobre las mamografías obtenidas desde dos
ángulos ligeramente diferentes, y pueden utilizarse para generar
unos marcadores fiduciales para la determinación estereográfica de
las coordenadas en 3-D del tumor 12, con respecto a
estos marcadores. Además, el movimiento de la sonda 40 puede
también referenciarse sobre estas mamografías biplano utilizando el
transductor 30. De acuerdo con ello, un usuario puede controlar el
movimiento de la sonda 40 tanto dentro de un entorno de visión en
3-D como sobre los radiogramas originales durante la
deposición del transductor 30, los cuales actuarán como
"radiofaro direccional" del tumor durante la biopsia o
intervención quirúrgica subsecuente. La progresión de un
instrumento a través de una mama se muestra en las mamografías de
las Figs. 4A y 4B.
Una vez que el transductor 30 ha sido depositado
en el tumor 12, y que la sonda 40 se ha retirado de la mama 10, la
paciente puede cómodamente deambular, ya que los cables eléctricos
32 conectados al transductor 30 son muy flexibles, y pueden ser
encintados a la piel de la paciente. Debe apreciarse que el
transductor 30 puede revelar de manera fiable la localización del
tumor 12 durante la intervención quirúrgica subsecuente, ya que
permanece alojado en el tumor 12 por medio de pequeñas barbas que se
despliegan durante la inserción.
La propuesta precedente es una mejora
significativa respecto de la esteretotaxia convencional. Debido a
que se produce un tremendo cambio en la forma de la mama entre la
mamografía y la intervención quirúrgica, el tumor puede situarse en
un emplazamiento completamente diferente del anteriormente percibido
durante la mamografía. Como resultado de ello, se pierde cualquier
registro estereotáctico de la forma externa de la mama con las
imágenes internas de la mama. Sin embargo, debido a que el tumor es
marcado con el transductor 30, su emplazamiento puede siempre
determinarse mediante los procedimientos subsecuentes.
Después del procedimiento anterior, el paciente
es trasladado al quirófano, la mama es preparada para la
intervención quirúrgica, y nuevos adhesivos con los transductores
ultrasónicos incrustados en ellos, son fijados a la piel. Los
transductores 20 y 30 están conectados al sistema de representación
en imágenes y control en 3-D anteriormente
descrito. Debe apreciarse que los transductores 20 y 30 posibilitan
el control de transductores adicionales que pueden insertarse en la
mama durante la subsecuente intervención.
La Fig 5A muestra una mama 10 que tiene un tumor
12 marcado con un transductor interno 30. La fijación de los
transductores de referencia externos 20 y la presencia del
transductor interno 30 dentro del tumor 12 posibilita la generación
de un entorno de visualización de 3-D dentro del
cual el tumor 12 puede localizarse con referencia a la mama 10
(Fig. 5B). Este medio de visualización de la localización espacial
del tumor 12 con respecto al exterior de la mama 10 es importante en
la planificación de la intervención quirúrgica para la extirpación
del tumor. La técnica convencional consiste simplemente en seguir un
cable previamente insertado dentro de la mama. Esto no es deseable
puesto que puede no constituir la trayectoria a adoptar más
deseable desde el punto de vista cosmético. Analizando una
visualización en 3-D, como por ejemplo la mostrada
en la Fig. 5B, un cirujano puede decidir desde que dirección
comenzar las
3 incisiones.
3 incisiones.
Cuando se han practicado las incisiones, una
sonda secundaria 50 puede entrar en contacto con la herida para
determinar si la trayectoria debe modificarse. La Fig. 6A muestra la
sonda 50 tocando la mama 10. Debe destacarse que la sonda 50 tiene
un transductor 52 dispuesto sobre su punta. De acuerdo con ello
puede generarse una visualización en 3-D como se
muestra en la Fig. 6B. Una vez que el transductor 52 montado en la
sonda 50 entra en contacto con el tejido aparecerá la visualización
de 3-D y puede ser localizado con respecto al
transductor 30 (esto es, el "radiofaro direccional"). De
acuerdo con ello, la visualización en 3-D
posibilita que la trayectoria quirúrgica sea visualizada y, en caso
necesario, corregida. Debido a que la trama de referencia externa
constituida por los transductores de referencia 20 se fija a la
superficie externa de la mama 10, no importa si el tejido de la
mama se deforma como consecuencia de la representación en imagen
mamográfica. En este sentido, el transductor 30 se mostrará siempre
con respecto a la nueva configuración de transductores 20 fijada a
la superficie externa de la mama 10. Así mismo, dado que los
transductores de referencia externos 20 comunican entre sí, fijarán
una nueva trama de coordenadas cambiantes con independencia de
hasta qué punto el tejido de la mama es manipulado. En cada caso, la
posición relativa del transductor 30 es desplegada dentro del
sistema de coordenadas.
La propuesta anterior proporciona numerosas
ventajas y resuelve las actuales limitaciones de la cirugía
estereotáctica que se basa en un sistema de coordenadas fijo. Con
respecto a las ventajas clínicas, la cirugía mamaria puede llevarse
a cabo de una forma mucho menos invasiva. Su desarrollo ulterior
puede hacer posible la retirada de tumores de una forma mucho menos
invasiva, mediante la inserción de pequeños catéteres que extirpen,
succionen o de alguna otra forma destruyan el tumor sin tener que
abrir completamente la mama para su inspección visual. Esto
reducirá en gran medida la desfiguración o alteración potencial de
la forma de la mama. Otra importante ventaja clínica es el
incremento en la precisión de la localización del tumor,
posibilitando una intervención quirúrgica más precisa. La precisión
teórica del sistema de control en 3-D anteriormente
descrita es 20 um. En la práctica, la precisión espacial en
3-D es inferior a 1 mm, y debido a los errores de
transformación geométricos, ello puede elevarla a 2 mm. Esto es
aparentemente todavía mejor que la precisión actualmente disponible
utilizando una técnica de inserción de cables o las tablas
estereotácticas convencionales. Dicho incremento de precisión
mejorará el porcentaje de éxitos de la excisión de tumores, sin la
necesidad de mayores, más radicales mastectomías parciales. Otra
ventaja adicional clínica es que el anterior procedimiento puede
fácilmente aplicarse tanto en biopsias, en cirugía abierta como en
cirugía cerrada mínimamente invasiva. Proporcionan un medio en
tiempo real, asistido por un usuario de afrontar los tumores del
interior de la mama y es mucho menos costoso que el equipamiento
estereotáctico convencional.
La presente invención puede también utilizarse
para localizar un instrumento en un emplazamiento tumural, de
acuerdo con otra forma de realización de la presente invención. La
Fig. 7 muestra un hígado 60 que tiene un tumor 14. Un sistema de
coordenadas de 3-dimensiones del hígado 60 se
establece fijando una pluralidad de transductores de referencia 90
a la superficie externa del hígado 60. En este sentido, los
transductores 90 pueden fijarse mediante un guía laparoscópica. A
continuación, el emplazamiento del tumor 14 se determina utilizando
un ultrasonido guiado 110 de 2-dimensiones, que
genera un plano 112 de representación en imágenes por ultrasonido
de 2-D. Un plano de representación en imágenes por
ultrasonido de 2-D es desplegado dentro del sistema
de coordenadas de 3-D para formar una escena en
3-D. Cuando el tumor 14 es transecado mediante el
plano 112 de representación en imágenes por ultrasonido, el usuario
coloca una marca de cursor en la escena de 3-D para
identificar el centro del tumor 14. El sistema de representación en
imágenes y control en 3-D determina las coordenadas
en 3-D del tumor 14 dentro de la escena en
3-D, con respecto al sistema de coordenadas en
3-D establecido por los transductores 90. Debe
apreciarse que, puesto que los transductores 90 están fijados al
hígado 60, el emplazamiento del tumor 14 permanece fijo con respecto
al sistema de coordenadas de 3-D, incluso cuando el
hígado mismo 60 es manipulado provocando la deformación del
mismo.
Con referencia ahora a las Figs. 9 y 10, una
criosonda 100 (u otro instrumento) es situado al nivel del tumor
14. A este respecto, una fijación de vaina localizable
ultrasónicamente 70 es insertada dentro del hígado 60 y situada de
forma que su extremo corresponda con la localización del tumor 14.
La fijación de vaina 70 preferentemente adopta la forma de un
manguito o tubo rígido hueco que tiene unos transductores 80
montados en él. Una fijación de vaina preferente 70 se describe con
detalle en el documento
US-A-5868673. Los transductores 80
permiten que la posición de la fijación de vaina 70 sea controlada
utilizando el sistema de representación en imágenes y de control
anteriormente descrito.
Una vez que la fijación de vaina 70 ha sido
colocada en el emplazamiento del tumor 14, la criosonda 100 es
insertada dentro de la fijación de vaina 70, de forma que se detenga
en la embocadura de la vaina. De acuerdo con ello, la criosonda 100
no requiere modificaciones físicas para situarse en el emplazamiento
del tumor 14. A continuación, la fijación de vaina 70 es retraída a
lo largo del eje de la criosonda 100. Después de ello, la criosonda
100 es energizada para extirpar el tumor 14 en la forma
conocida.
Alternativamente, el procedimiento anterior puede
llevarse a cabo insertando un instrumento de guía romo controlable
que tiene montados en él unos transductores ultrasónicos y colocando
el instrumento de guía en el emplazamiento del tumor. A
continuación, un tubo o manguito es situado en el emplazamiento del
tumor, colocando el tubo sobre el instrumento de guía. A
continuación, el instrumento de guía es retirado, dejando
únicamente el manguito. Una criosonda (u otro instrumento) es
entonces insertada a través del manguito, colocando así la criosonda
en el emplazamiento del tumor.
La invención ha sido descrita con referencia a
una forma de realización preferente. Obviamente, a otras personas
se les ocurrirán modificaciones y alteraciones tras la lectura y la
comprensión de la presente memoria descriptiva. Se pretende que
todas estas modificaciones y alteraciones queden incluidas en tanto
en cuanto caigan dentro del alcance de las reivindicaciones
adjuntas.
Claims (5)
1. Sistema para llevar a cabo una
intervención quirúrgica en una anomalía de una estructura corporal
con fines de biopsia o extirpación, comprendiendo una pluralidad de
medios de transductor de referencia (90) montados en posiciones
fijas sobre una estructura corporal para proporcionar una trama de
referencia (1012); unos medios para obtener una imagen modelo de la
estructura corporal (1014); unos medios de registro (1016) para
registrar la trama de referencia con la imagen modelo para obtener
una escena en 3-dimensiones;
unos medios de manguito (70) rastreables que
pueden ser localizados en el emplazamiento de una anomalía asociada
para identificar el emplazamiento de la anomalía asociada;
unos medios de visualización (1022) adaptados
para visualizar la posición del medio de manguito rastreable dentro
de la escena de 3 dimensiones para localizar los medios de manguito
en el emplazamiento de la anomalia asociada; y
unos primeros medios instrumentales (100)
adaptados para llevar a cabo una intervención quirúrgica en el
emplazamiento de la anomalía asociada, pudiendo los primeros medios
instrumentos ser localizados en el emplazamiento de la anomalía
asociada situando los primeros medios instrumentales en el interior
de los medios de manguito; caracterizado porque
dichos primeros medios instrumentales (100) y
dichos medios de manguito (70) rastreables están configurados para
el desplazamiento relativo entre sí para posibilitar el
emplazamiento de dichos medios instrumentales (100) a través de
dichos medios de manguito (70) en dicho emplazamiento de la anomalía
asociada y para la retracción subsecuente de los medios de manguito
(70) para posibilitar la realización de la intervención quirúrgica
en el emplazamiento de la anomalía asociada.
2. Sistema de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que dichas posiciones fijas están
localizadas sobre una superficie externa de un órgano sólido.
3. Sistema de acuerdo con las
reivindicaciones 1 o 2, en el que dicha imagen modelo es una imagen
de ultrasonido de dos dimensiones.
4. Sistema de acuerdo con
cualquier reivindicación precedente, en el que dicho sistema
adicionalmente comprende unos medios para visualizar una marca de
referencia en una escena de 3-dimensiones en el
emplazamiento de la anomalía asociada para facilitar la
localización de los medios de manguito rastreables en el
emplazamiento de la anomalía asociada.
5. Sistema de acuerdo con
cualquier reivindicación precedente, en el que dichos primeros
medios instrumentales es una criosonda.
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