ES2302020T3 - Procedimiento y dispositivo para la asistencia visual de una aplicacion electrofisiologica de cateter en el corazon. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para la asistencia visual de una aplicación electrofisiológica de un catéter cardíaco, - comprendiendo uno o varios interfaces de entrada (14, 15) realizados para recibir datos electroanatómicos de cartografía 3D de la zona a tratar y datos de imagen 3D de la zona a tratar, - un módulo de segmentación (11) realizado para la segmentación de los datos de imagen 3D con el fin de extraer una configuración de la superficie 3D de un objeto contenido dentro del volumen captado mediante los datos de imagen 3D, - un módulo de registro (12) unido al módulo de segmentación (11), que está realizado para recibir los datos electroanatómicos de cartografía 3D y los datos de imagen que forman la configuración de la superficie 3D así como para una correspondencia automática de las posiciones y dimensiones de los datos electroanatómicos de cartografía 3D y de los datos de imagen 3D que forman la configuración de la superficie 3D, mediante la adaptación de la superficie de la configuración de la superficie 3D procedente de los datos de imagen 3D con una configuración de la superficie 3D procedente de los datos de cartografía 3D, por lo menos en una de las fases del registro, y - un módulo de visualización (13) unido al módulo de registro (12) que superpone entre sí los datos de cartografía 3D y por lo menos los datos de imagen 3D que forman la configuración de la superficie 3D, en posición y dimensión correcta entre sí y los facilita para la visualización con un equipo visualizador (6).

Description

Procedimiento y dispositivo para la asistencia visual de una aplicación electrofisiológica de catéter en el corazón.

La presente invención se refiere a un dispositivo para la asistencia visual de una aplicación electrofisiológica de catéter en el corazón, en el que durante la realización de la aplicación del catéter se visualizan datos electroanatómicos de cartografía 3D facilitados de una zona del corazón que se va a tratar.

El tratamiento de alteraciones del ritmo cardíaco ha cambiado considerablemente desde la introducción de la técnica de la ablación por catéter mediante corrientes de alta frecuencia. En esta técnica y bajo control de rayos X se introduce un catéter de ablación a través de venas o arterias en uno de los ventrículos, y mediante corrientes de alta frecuencia se destruye el tejido que provoca las alteraciones del ritmo cardíaco. Para efectuar con éxito una ablación por catéter es condición necesaria la localización exacta de la causa de la alteración del ritmo cardíaco en el ventrículo. Esta localización tiene lugar por medio de un reconocimiento electrofisiológico en el cual se captan con una resolución local potenciales eléctricos mediante un catéter de cartografía introducido en el ventrículo. A partir de este reconocimiento electrofisiológico, la llamada cartografía electroanatómica, se obtienen por lo tanto datos de cartografía 3D que se pueden visualizar en un monitor. Para ello, la función de cartografía y la función de ablación están reunidas en muchos casos en un mismo catéter, de modo que el catéter de cartografía es al mismo tiempo también un catéter de ablación.

Un procedimiento cartográfico 3D electroanatómico conocido, tal como se puede llevar a cabo con el sistema Carto de la Firma Biosense Webster Inc., USA, se basa en principios electromagnéticos. Debajo de la mesa de reconocimiento se crean tres campos magnéticos alternos de baja intensidad. Mediante unos sensores electromagnéticos integrados en la punta del catéter de cartografía se tiene la posibilidad de medir las variaciones de tensión inducidas dentro del campo magnético por los movimientos del catéter y calcular por medio de algoritmos matemáticos en todo momento la posición del catéter de cartografía. Mediante la exploración por puntos del contorno endocardial de un ventrículo mediante el catéter de cartografía, captando al mismo tiempo las señales eléctricas, se obtiene un mapa electroanatómico tridimensional en el que se reproducen las señales eléctricas con un código de colores.

La orientación del operario necesaria para la conducción del catéter se efectuaba hasta ahora por lo general por medio de visualización fluoroscópica. Dado que durante la cartografía electroanatómica se conoce en todo momento la posición del catéter de cartografía, después de haberse captado un número suficientemente grande de puntos de medición, en esta técnica la orientación puede efectuarse también mediante la representación continua de la punta del catéter en el mapa electroanatómico, de modo que en esta fase se puede renunciar a una técnica de imagen fluoroscópica con radioscopía.

Las posibilidades de orientación del operario para la conducción del catéter, que hasta ahora no eran óptimas, presentan un problema fundamental para la realización de la ablación por catéter dentro del corazón. Una representación más exacta del entorno morfológico durante la conducción del catéter incrementaría por una parte la precisión de la ablación por catéter y por otra parte reduciría también el tiempo para llevar a cabo la cartografía electroanatómica. Además, se podría reducir o evitar la radioscopia que en muchos casos todavía es necesaria para la cartografía electroanatómica, y con ello también se podría reducir la dosis de radiación aplicada.

Para mejorar la orientación del operario durante la conducción del catéter se conocen diversas técnicas. En una de las técnicas se emplea un catéter especial con un cabezal de medida por ultrasonido, tal como lo ofrece p.ej. la Firma Siemens AG Medical Solutions bajo la designación Acunav. Por medio de una captación ultrasónica bidimensional del entorno así como de una parte del catéter se pueden visualizar en tiempo real partes del tejido de destino que se trata de destruir, junto con el catéter. El empleo de un catéter de esta clase sin embargo no suministra información de imagen tridimensional. Por ese motivo la representación ultrasónica solamente se puede emplear, por ejemplo para introducir en el orificio de una vena pulmonar un llamado catéter Lasso. Después de posicionar el catéter Lasso se puede realizar una destrucción del tejido alrededor del orificio de la vena pulmonar mediante visualización mediante rayos X, tanto del catéter Lasso como también del catéter de ablación.

En otra técnica conocida se coloca un catéter Lasso sin ayuda de técnica ultrasónica 2D formadora de imagen en el orificio de la vena pulmonar, aplicando un medio de contraste a través de un catéter conducido en la aurícula izquierda en la zona del orificio de la vena pulmonar, asistido por radioscopia. El medio de contraste se reparte entonces y una pequeña parte sale a través de la vena pulmonar con el riego sanguíneo. Esta visualización de corta duración de la vena pulmonar permite situar el catéter Lasso en el orificio. A continuación se puede llevar a cabo la ablación por catéter igual que con la técnica antes citada.

Igualmente se conoce una técnica en la que se localiza el orificio de la vena pulmonar mediante cartografía electroanatómica de la aurícula izquierda y de la vena pulmonar, introduciendo primeramente el catéter de cartografía en una vena pulmonar y retirándolo a continuación hasta que se detecte actividad eléctrica de la aurícula. Esta posición corresponde a la posición del orificio de la vena pulmonar, alrededor de la cual se trata de destruir el tejido de destino.

Por el documento US 6 556 695 B1 se conoce un dispositivo para la asistencia visual de una aplicación electrofisiológica de un catéter cardíaco. En este dispositivo se determinan individualmente las posiciones de los electrodos de cartografía en el corazón sirviéndose de imágenes ultrasónicas obtenidas en el corazón, de resolución relativamente baja. Las imágenes ultrasónicas de baja resolución tomadas en el corazón se hacen coincidir en tiempo real con una imagen previamente tomada de alta resolución, de modo que las posiciones de los electrodos de cartografía se pueden determinar en la imagen de alta resolución y visualizar junto con ésta. La forma de proceder exige una interacción considerable con el usuario, p.ej. para los posicionamientos del cursor en la pantalla.

El objetivo de la presente invención consiste en describir un procedimiento y un dispositivo para la asistencia visual de una aplicación electrofisiológica de un catéter en el corazón, que permitan una mejor orientación durante la conducción del catéter durante la aplicación del catéter, especialmente durante la cartografía electroanatómica y/o durante una ablación mediante catéter.

Este objetivo se consigue con el dispositivo conforme a la reivindicación 1. Unas configuraciones ventajosas del dispositivo constituyen el objeto de las reivindicaciones subordinadas o se pueden deducir de la descripción siguiente y de los ejemplos de realización.

En el procedimiento que constituye la base del dispositivo se captan primeramente imágenes 3D de la zona que se ha de tratar mediante un procedimiento tomográfico de formación de imagen 3D, antes de llevar a cabo la aplicación del catéter. A partir de los datos de imagen 3D y mediante segmentación se extrae la configuración de la superficie 3D de los objetos, en particular de uno o varios ventrículos o vasos en la zona que se ha de tratar. Las imágenes de datos 3D que forman la configuración de la superficie 3D, designados en lo sucesivo como datos de imagen 3D seleccionados, se hacen corresponder durante la realización de la aplicación del catéter a los datos electroanatómicos de cartografía 3D facilitados, en posición y dimensión correcta. Los datos de cartografía 3D y por lo menos los datos de imagen 3D seleccionados se visualizan entonces superpuestos en posición y dimensión correcta en una representación visual, preferentemente durante la realización de la aplicación del catéter.

Mediante esta superposición de la configuración de la superficie 3D mediante la cual se describe muy bien la morfología de la zona a tratar o de la zona tratada, junto con los datos electroanatómicos de cartografía 3D obtenidos durante la realización de la aplicación del catéter, le transmiten al operario del catéter durante la realización de la aplicación del catéter una orientación mejor y unos detalles más exactos de lo que sucede con los procedimientos conocidos hasta la fecha para la asistencia visual. La representación de imagen superpuesta puede tener lugar por ejemplo en un monitor en la sala de control o en el mismo local de trabajo. El operario reconoce en el monitor entonces durante la realización de la aplicación del catéter el tejido anatómico y sus características electrofisiológicas dentro de una representación en tiempo real. Esto permite una forma de trabajar segura y exacta.

Para la obtención de los datos de imagen 3D se pueden emplear por ejemplo procedimientos de radiotomografía por ordenador, tomografía de resonancia magnética o reproducción de imagen ultrasónica 3D. Naturalmente cabe también la posibilidad de utilizar combinaciones de estos procedimientos de formación de imagen. Únicamente es necesario procurar que las tomas de imágenes 3D tengan lugar durante la misma fase cardíaca que los datos electroanatómicos de cartografía 3D facilitados, para captar en cada momento el mismo estado del corazón. Esto se puede garantizar con la técnica conocida de Gating electrocardiográfico para la captación de los datos de imagen así como de los datos electroanatómicos de cartografía.

Para la segmentación de los datos de imagen 3D captados se pueden emplear diversas técnicas. Así, la configuración tridimensional de la superficie de los objetos contenidos en los datos de imagen 3D, especialmente de los vasos y/o de uno o varios ventrículos puede tener lugar por ejemplo mediante segmentación de todas las capas 2D obtenidas mediante el procedimiento de formación de imagen. Además de esta segmentación por capas cabe también la posibilidad de una segmentación 3D de uno o varios ventrículos y/o vasos. El técnico en el campo del tratamiento de imagen de datos de imágenes médicas conoce técnicas adecuadas de segmentación.

La correspondencia exacta en dimensión y posición de los datos electroanatómicos de cartografía 3D y de los datos de imagen 3D seleccionados puede efectuarse mediante diversas técnicas. Una posibilidad consiste en el registro entre los datos respectivos mediante adaptación visual de la configuración de la superficie 3D a la representación de los datos electroanatómicos de cartografía 3D. Igualmente se pueden utilizar también marcadores artificiales o puntos destacados naturales que se puedan reconocer en ambos conjuntos de datos. Para el registro se puede recurrir también, además de la zona a tratar, a una zona contigua, en la medida en que ésta esté contenida en los datos existentes. Igualmente es posible situar durante la realización del registro el centro de gravedad en datos del entorno del tejido a destruir, en lo sucesivo designado también como tejido de destino, o bien en la punta del catéter. En una realización ventajosa del dispositivo, el registro se efectúa en una primera fase en la que está disponible sólo una parte más reducida de los datos electroanatómicos de cartografía 3D, sirviéndose de marcadores artificiales o de puntos destacados, y mediante adaptación de la superficie en una o varias fases subsiguientes en las cuales está ya disponible una cantidad mayor de datos electroanatómicos de cartografía 3D. De este modo se mejora el registro durante la aplicación del catéter al ir aumentando el número de datos electroanatómicos de cartografía 3D.

Durante la superposición de los datos de imagen 3D con los datos electroanatómicos de cartografía 3D se puede efectuar la representación de los datos de imagen 3D mediante una técnica de reproducción del volumen. En otra realización se representa la configuración de la superficie 3D por medio de una red poligonal, tal como se conoce del campo de la gráfica informática. La superposición puede efectuarse con transparencia graduable y factor de mezcla graduable. También se puede calcular y representar una perspectiva endoscópica. Dado que los datos electroanatómicos de cartografía 3D contienen también la posición instantánea respectiva de la punta del catéter, se puede visualizar durante algún tiempo también la posición del catéter en tiempo real en la representación de los datos de imagen 3D, sin representar los restantes datos de cartografía 3D. Debido al registro entre los datos de cartografía 3D y los datos de imagen 3D se puede calcular la distancia del catéter a cualesquiera puntos de imagen de los datos de imagen 3D. Esto permite una configuración ventajosa en la que la punta del catéter se representa en color en la visualización, variando el color en función de la distancia entre unos puntos de imagen que se pueden especificar, en particular de la posición del tejido de destino.

El presente dispositivo comprende uno o varios interfaces de entrada para los datos electroanatómicos de cartografía 3D y los datos de imagen 3D captados mediante un procedimiento tomográfico de formación de imagen. El dispositivo presenta un módulo de segmentación para segmentar los datos de imagen 3D con el fin de extraer la configuración de la superficie 3D de los objetos contenidos dentro del volumen captado con los datos de imagen 3D. Con este módulo de segmentación está unido un módulo de registro que está realizado para la correspondencia en posición y dimensión correcta de los datos electroanatómicos de cartografía 3D y los datos de imagen 3D que forman la configuración de la superficie 3D. Con este módulo de registro está unido también un modulo de visualización que superpone en posición y dimensión correcta entre sí los datos de cartografía 3D y por lo menos los datos de imagen 3D que forman la configuración de la superficie 3D, para visualizarlos mediante un equipo visualizador, en particular un monitor o un proyector.

Los distintos módulos del dispositivo están realizados en diversas configuraciones de acuerdo con la realización de las diferentes formas de realización descritas a continuación del procedimiento básico.

El dispositivo y el procedimiento básico se describen a continuación otra vez en combinación con la figura. Para ello la figura muestra las distintas fases durante la realización del procedimiento o los diferentes módulos del dispositivo correspondiente.

En una primera fase 1 tiene lugar la captación de los datos de imagen 3D de la zona que se ha de tratar, en particular del ventrículo que se ha de tratar. Durante la captación de estos datos de imagen 3D y para el registro que se ha de efectuar más adelante, se puede incluir también una parte mayor del corazón. La captación de los datos de imagen 3D tiene lugar mediante un procedimiento tomográfico de formación de imagen 3D tal como por ejemplo radiotomografía por ordenador, tomografía de resonancia magnética o técnicas 3D de ultrasonido. Durante la captación de los datos de imagen 3D hay que vigilar que estos datos de imagen se capten respectivamente para la misma fase del corazón para la cual se facilitarán más adelante los datos electroanatómicos de cartografía 3D. Esto se asegura mediante Gating electrocardiográfico de la captación de imagen así como de la captación de los datos de cartografía 3D, por ejemplo haciendo referencia a un valor porcentual del intervalo RR o a un intervalo de tiempo fijo antes o después de la cresta R.

Durante la realización es importante captar datos de imagen de alta resolución del ventrículo que se mide por procedimiento electroanatómico durante la aplicación del catéter. Para la captación de los datos de imagen 3D se emplea por lo tanto preferentemente un medio de contraste en combinación con un bolo de ensayo o seguimiento de bolo (Bolustracking).

En una segunda fase tiene lugar la segmentación 2 de los datos de imagen 3D para la extracción de la configuración de la superficie 3D de los vasos y ventrículos allí contenidos. Esta segmentación es necesaria por una parte para la posterior representación de la configuración de la superficie de estos objetos durante la representación de imagen superpuesta y por otra parte se precisa en una realización ventajosa del procedimiento para la correspondencia en posición y dimensión exacta con los datos de cartografía 3D.

La segmentación tiene lugar en el módulo de segmentación 11 del presente dispositivo 10. Este módulo de segmentación 11 contiene los datos de imagen 3D captados a través de un correspondiente interfaz de entrada 14. Del mismo modo se conducen constantemente al dispositivo 10, a través del mismo interfaz 15 u otro, los datos de cartografía 3D, por lo general de modo continuo durante el tiempo de la aplicación electrofisiológica del catéter.

Los procedimientos electrofisiológicos por lo general solamente se realizan en uno de los ventrículos. Por ventrículos se entenderá en lo sucesivo tanto los ventrículos como también las aurículas. Además de esta cámara que se ha de tratar existe también la posibilidad de medir electroanatómicamente otras cámaras o vasos, por ejemplo la aurícula derecha y la vena cava para una ablación por catéter en la vena pulmonar en la aurícula izquierda. En este caso, los datos electroanatómicos de cartografía 3D comprenden uno o varios ventrículos y/o vasos cardíacos.

La segmentación de los datos de imagen 3D puede aplicarse del mismo modo a uno o varios ventrículos y/o vasos cardiacos, tales como por ejemplo la vena cava o las venas pulmonares, para obtener todas las superficies que se representan mediante los datos electroanatómicos de cartografía 3D. Para un registro mediante adaptación de la superficie sin embargo no es preciso segmentar toda la superficie por ejemplo del ventrículo que se ha de tratar. Para ello basta por lo contrario con obtener una representación de la superficie de una zona de la cámara que interese, por ejemplo la aurícula izquierda, o de zonas que interesan de vasos cardíacos, por ejemplo de las venas pulmonares, por medio de algunos puntos de la superficie mediante los cuales se pueda efectuar la adaptación de la superficie para el registro. Por otra parte sin embargo puede ser ventajoso incluir para el registro una zona mayor, en particular otros ventrículos o vasos.

La segmentación del ventrículo que se ha de tratar -o de otras cámaras o vasos cardíacos-, puede efectuarse en forma de una segmentación 2D en capas individuales. Una posibilidad consiste en llevar a cabo una segmentación automática de todas las capas del ventrículo obtenida mediante el procedimiento de formación de imagen. Alternativamente a esto se pueden segmentar también por un operario una o varias de las capas de modo interactivo, y las capas subsiguientes de modo automático basándose en el conocimiento previo de las capas ya segmentadas. La segmentación interactiva de distintas capas también se puede soportar mediante técnicas semiautomáticas, tal como por ejemplo la técnica de los contornos activos. Después de segmentar todas las capas individuales se puede reconstruir entonces la configuración 3D de la superficie del ventrículo.

La segmentación puede efectuarse también como segmentación 3D del ventrículo a tratar - o de otras cámaras o vasos cardíacos - mediante técnicas conocidas de segmentación 3D. Como ejemplo de tales técnicas de segmentación 3D se pueden citar la técnica de los valores umbral o la técnica de crecimiento de regiones (Region-Growing). Si estos algoritmos de segmentación 3D automáticos no trabajan en determinados casos con seguridad, se puede facilitar una posibilidad de introducción interactiva para un operario, por ejemplo para poder especificar valores umbral de grises o bloqueadores tridimensionales.

La configuración de la superficie 3D de los objetos obtenido por la segmentación se conduce al módulo de registro 12, en el cual tiene lugar la correspondencia en posición y dimensión exacta de los datos de imagen 3D o de los datos de configuración de la superficie 3D obtenidos a partir de aquellos, con los datos de cartografía 3D facilitados en el paso 3. Los datos de cartografía 3D se obtienen por medio de un catéter de cartografía que por medio de un sensor de posición 6D integrado en la punta del catéter suministra las coordenadas 3D de los puntos de la superficie del ventrículo a tratar. Esta clase de catéteres son conocidos por el estado de la técnica para la ablación por catéter o la cartografía electroanatómica. Para ello el catéter es introducido por el operario en el ventrículo correspondiente a través de venas o arterias. La conducción del catéter así como la captación de los datos de cartografía 3D no forma parte del presente procedimiento. Durante la ablación por catéter o la medición electroanatómica del ventrículo a tratar se le añaden a los datos de cartografía a lo largo del tiempo cada vez un número mayor de puntos de la superficie. Estos puntos de la superficie se utilizan para la reconstrucción de la estructura morfológica de la cámara, es decir para su visualización. De este modo se forma a lo largo del tiempo una imagen cada vez más detallada del ventrículo a tratar, partiendo de los datos electroanatómicos de cartografía 3D.

Antes de realizar la ablación por catéter existe aquí también la posibilidad de captar electroanatómicamente superficies anatómicas completas de otras cámaras y vasos y reconstruirlas, por ejemplo de la aurícula derecha con la vena cava en el caso de una ablación por catéter en el orificio de la vena pulmonar. Estos datos electroanatómicos de cartografía 3D se facilitan entonces ya antes de realizar la ablación por catéter y pueden contribuir al posterior registro.

En la fase de registro 4 dentro del módulo de registro 12 tiene lugar además de la correspondencia en posición exacta también una adaptación de las dimensiones de los datos de imagen 3D y de los datos de cartografía 3D. Esto es necesario para conseguir una superposición lo más exacta posible de los datos de imagen 3D del ventrículo o de su superficie, en la misma posición, orientación, escala y forma con la correspondiente visualización del ventrículo procedente de los datos de cartografía 3D. Para ello se necesita por lo general una transformación de los datos de imagen 3D o de los datos de cartografía 3D, que puede comprender tres grados de libertad de traslación, tres grados de libertad de rotación, tres grados de libertad de escalado y/o una serie de vectores para la deformación.

En una primera realización, el registro puede tener lugar mediante adaptación visual. Para ello el operario modifica los datos visualizados hasta que coincidan la posición, la orientación, la escala y/o la forma del ventrículo representado en las dos representaciones, es decir a base de los datos de imagen 3D y a base de los datos de cartografía 3D. La adaptación visual puede tener lugar a través de un interfaz gráfico adecuado 9 de usuario

También se pueden emplear para el registro marcadores artificiales. Así, en una realización se pueden fijar los marcadores artificiales en el pecho del paciente, antes de la captación de los datos de imagen 3D. Estos marcadores permanecen fijados en la misma posición durante toda la aplicación subsiguiente del catéter. Se necesitan por lo menos tres de estos marcadores para conseguir un registro correcto, es decir la correspondencia entre los datos de imagen y los datos de cartografía. Para ello es preciso emplear marcadores que no sólo se puedan reconocer en los datos de imagen 3D sino que también puedan ser identificados por el sensor de posición del sistema de cartografía.

En otra realización para el registro está previsto utilizar para el registro marcadores anatómicos globales, es decir puntos naturales destacados de la zona que se va a tratar o de su entorno. Estos puntos destacados se deben poder identificar en los datos de imagen 3D, y son aproximados preferentemente mediante el catéter de cartografía mediante el empleo de una técnica de formación de imagen fluoroscópica. Esta clase de puntos destacados son por ejemplo los orificios de la vena cava superior e inferior o del seno coronario. Los puntos destacados se pueden detectar entonces automáticamente en los datos de imagen 3D así como en los datos de cartografía 3D, de modo que se puede calcular una correspondencia en posición y dimensión exacta de estos datos.

Adicionalmente puede efectuarse también un registro entre la posición del catéter de cartografía y los datos de imagen 3D por medio de marcadores de esta clase o de puntos destacados. Mediante este registro se posibilita la visualización de la posición del catéter de cartografía dentro de los datos de imagen 3D.

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Por lo menos en una de las fases de registro de los datos de imagen 3D y de los datos de cartografía 3D tiene lugar una adaptación automática de las superficies representadas a base de estos datos. Después de la segmentación del ventrículo que se ha de tratar tiene lugar una adaptación automática del contorno de la superficie 3D del ventrículo que se ha extraído, al contorno de la superficie del ventrículo obtenido mediante los datos de cartografía 3D. En caso de desviaciones entre la forma de los contornos de superficie obtenidos a partir de los datos de imagen 3D y de los datos de cartografía 3D se pueden aplicar algoritmos de adaptación deformantes al contorno de la superficie procedente de los datos de imagen 3D o al contorno de superficie procedente de los datos de cartografía 3D para mejorar la adaptación mutua.

La adaptación de la superficie puede efectuarse por ejemplo minimizando las distancias entre puntos de la superficie de los datos de cartografía y de los puntos de la superficie del contorno de superficie 3D extraído de los datos de imagen 3D (adaptación punto-a-punto). Alternativamente se puede realizar también la adaptación mediante la reducción al mínimo de separaciones entre puntos de la superficie de los datos de cartografía y puntos de superficie interpolados de los datos de imagen 3D (adaptación punto-a-superficie).

Para la realización de la adaptación de la superficie se necesita una buena representación de la superficie del ventrículo a tratar por medio de los datos de cartografía 3D. Pero como estos datos por lo general se recogen a lo largo de un período de tiempo prolongado, es decir que al comienzo de la ablación por catéter solamente están disponibles pocos datos electroanatómicos de cartografía 3D, se lleva a cabo preferentemente un proceso de registro en varias etapas. Para ello, en una primera etapa inicial tiene lugar un registro mediante marcadores. La precisión del registro se mejora entonces a lo largo del procedimiento en una segunda fase mediante adaptación de la superficie. Naturalmente se pueden realizar también al aumentar el número de puntos de cartografía, otras fases de adaptación de la superficie, mediante las cuales resulta eventualmente posible seguir aumentando la precisión. Este registro en varias etapas es ventajoso, ya que con una representación correspondientemente buena de la superficie, el registro mediante adaptación de la superficie es más exacto que el registro mediante puntos anatómicos destacados o mediante marcadores artificiales, aunque solamente se consigue una buena representación de la superficie mediante los datos de cartografía durante el transcurso posterior del procedimiento.

En la primera fase inicial puede efectuarse también una combinación a base de un registro mediante marcadores y un registro mediante adaptación de la superficie. Así por ejemplo el registro de la aurícula izquierda puede efectuarse mediante la adaptación de la superficie de una superficie de un vaso, por ejemplo de la arteria pulmonar, y adicionalmente mediante puntos anatómicos destacados de la aurícula derecha, por ejemplo del seno coronario o del orificio de la vena cava inferior o de la vena cava superior.

Otra posibilidad de registro mediante adaptación de la superficie consiste en no recurrir para la adaptación a la superficie de la cámara que se ha de tratar sino a la superficie de otra cámara que ya se midió de modo electroanatómico antes de comenzar la aplicación del catéter. Esto puede ser por ejemplo la aurícula derecha, que se midió antes de un aislamiento de la vena pulmonar (PVI) de la aurícula izquierda. Para ello la medición se debería efectuar naturalmente con un número suficiente de puntos de la superficie. Los parámetros de adaptación resultantes para esta cámara se pueden aplicar entonces a los datos obtenidos durante la ablación por catéter.

En los anteriores ejemplos de realización se efectuó la adaptación de la superficie como adaptación punto-a-punto o punto-a-superficie. Dado que el procedimiento de ablación por catéter se lleva a cabo en determinadas zonas menores de la cámara a tratar, la adaptación de la superficie en estas zonas que interesan suministra unos resultados más precisos que en otras zonas de la cámara a tratar, debido a la mayor densidad de puntos de cartografía. Mediante una mayor ponderación de los puntos de la superficie situados dentro de la zona que interesa, por ejemplo alrededor de las venas pulmonares en el caso de un aislamiento de vena pulmonar, se consigue una mejor adaptación en el espacio en esta zona que en otras zonas del ventrículo. La zona que interesa se puede determinar por ejemplo mediante la correspondiente introducción por parte del operario en un interfaz gráfico de usuario.

Además de esta zona que interesa anatómicamente se pueden emplear también puntos de la superficie en el entorno inmediato del catéter en movimiento o de su posición conocida, para llevar a cabo una adaptación local de la superficie. La mayor ponderación de estos puntos da lugar a una adaptación local mejor alrededor de la punta del catéter que en otras zonas de la cámara a tratar. Ahora bien, este procedimiento exige un registro en tiempo real durante la aplicación del catéter para poder actualizar de modo continuo la adaptación de la superficie durante el movimiento del catéter.

Después de efectuado el registro entre los datos de cartografía 3D y los datos de imagen 3D se lleva a cabo en la fase 5 en el módulo de visualización 13 la superposición en posición y dimensión correctas para la visualización de los datos superpuestos. Con la flecha de trazos se indica en la figura la posibilidad de afinar el registro o de realizar la superposición en el curso de la ablación por catéter mediante un proceso en varias etapas, tal como ya se ha explicado anteriormente.

Para la visualización superpuesta, que se puede realizar por ejemplo en un monitor 6, se pueden aplicar diversas técnicas. Así por ejemplo se puede efectuar una realización de la visualización de los datos de imagen 3D o del ventrículo a tratar mediante una técnica de reproducción del volumen (VRT). Los datos de imagen visualizados mediante la técnica de reproducción del volumen se pueden superponer con los datos completos de cartografía 3D, que muestran con resolución de lugar no sólo la actividad eléctrica sino también la posición instantánea del catéter. La transparencia de las dos imágenes parciales, es decir de la imagen parcial procedente de los datos de imagen 3D y de la imagen parcial procedente de los datos de cartografía 3D, así como el factor de mezcla de la superposición la puede modificar un operario para obtener una visualización adecuada de la anatomía, de la electrofisiología o simultáneamente de ambas propiedades. Dado que la visualización de los datos de cartografía 3D contiene la visualización de la posición y orientación del catéter de cartografía existe también la posibilidad de superponer con los datos de imagen 3D por tiempos únicamente la representación y orientación del catéter de cartografía.

En otra realización, la superficie extraída de los datos de imagen 3D también se puede visualizar como representación de superficie sombreada o después de una triangulación como red poligonal. La red poligonal se representa junto con los datos de cartografía 3D para visualizar simultáneamente la anatomía representada por la red poligonal y la electrofisiología representada por los datos de cartografía 3D. También en este caso se tiene la posibilidad de representar por tiempos únicamente la posición y orientación del catéter de cartografía junto con la red poligonal que representa la superficie.

En otra realización se puede calcular a partir de los datos captados también una perspectiva endoscópica, y visualizarla mediante superposición de los datos de imagen 3D anatómicos y de los datos de cartografía 3D electrofisiológicos. Mediante esta perspectiva endoscópica, desde el ángulo de visión de la punta del catéter, el operador también puede conducir el catéter a las posiciones anatómicas y electrofisiológicas correspondientes, por ejemplo al orificio de la vena pulmonar.

Los datos captados también se pueden utilizar para visualizar la distancia de la punta del catéter a unas zonas predeterminables. Ya que durante el registro entre los datos del cartografía 3D y los datos de imagen 3D o durante el registro entre la posición del catéter de cartografía y los datos de imagen 3D se obtiene una relación en el espacio entre el catéter de cartografía y los datos de imagen 3D, se puede calcular en todo momento la distancia de la punta del catéter a unos puntos de imagen prefijables de la imagen 3D. Mediante este registro existe la posibilidad de mostrar el catéter de cartografía dentro de la representación de los datos de imagen 3D, también sin la visualización de los datos electrofisiológicos, e indicar al mismo tiempo la distancia citada. Así por ejemplo se puede visualizar en la representación la distancia de la punta del catéter al tejido de destino en tiempo real. La visualización puede efectuarse por ejemplo mediante una representación en color del catéter con una codificación de color de la distancia. Esta posibilidad de representación del catéter puede emplearse para la planificación y control de procesos de ablación. Gracias al registro entre el catéter de cartografía y los datos de imagen 3D existe también la posibilidad de memorizar la posición de los puntos destruidos junto con los datos de imagen. Las posiciones memorizadas pueden emplearse para fines de documentación así como para la planificación y control de procesos de ablación subsiguientes.

Claims (5)

1. Dispositivo para la asistencia visual de una aplicación electrofisiológica de un catéter cardíaco,

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comprendiendo uno o varios interfaces de entrada (14, 15) realizados para recibir datos electroanatómicos de cartografía 3D de la zona a tratar y datos de imagen 3D de la zona a tratar,

-

un módulo de segmentación (11) realizado para la segmentación de los datos de imagen 3D con el fin de extraer una configuración de la superficie 3D de un objeto contenido dentro del volumen captado mediante los datos de imagen 3D,

-

un módulo de registro (12) unido al módulo de segmentación (11), que está realizado para recibir los datos electroanatómicos de cartografía 3D y los datos de imagen que forman la configuración de la superficie 3D así como para una correspondencia automática de las posiciones y dimensiones de los datos electroanatómicos de cartografía 3D y de los datos de imagen 3D que forman la configuración de la superficie 3D, mediante la adaptación de la superficie de la configuración de la superficie 3D procedente de los datos de imagen 3D con una configuración de la superficie 3D procedente de los datos de cartografía 3D, por lo menos en una de las fases del registro, y

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un módulo de visualización (13) unido al módulo de registro (12) que superpone entre sí los datos de cartografía 3D y por lo menos los datos de imagen 3D que forman la configuración de la superficie 3D, en posición y dimensión correcta entre sí y los facilita para la visualización con un equipo visualizador (6).

2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que el módulo de registro (12) está realizado para la correspondencia automática en posición y dimensión correcta durante un proceso de varias etapas, donde en una primera etapa se efectúa la correspondencia en posición y dimensión exacta mediante puntos anatómicos destacados o marcadores artificiales y en una posterior segunda fase se afina mediante la adaptación de la superficie de la configuración de la superficie 3D procedente de los datos de imagen 3D con una configuración de la superficie 3D procedente de los datos de cartografía 3D.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que el módulo de visualización (13) está realizado para visualizar una parte del catéter empleado dentro de una representación en tiempo real de por lo menos los datos de imagen 3D que forman la configuración de la superficie 3D.

4. Dispositivo según la reivindicación 3, en el que está previsto un módulo de cálculo (16) que calcula una distancia instantánea entre una punta de catéter y un punto de imagen predeterminable de los datos de imagen 3D, y donde el módulo de visualización (13) está realizado para la representación codificada de la distancia calculada en tiempo real.

5. Dispositivo según la reivindicación 4, en la que el módulo de visualización (13) está realizado para visualizar en color la parte del catéter, variando el color en función de la distancia calculada.