ES2327842T3 - Aparato, procedimiento y software para seguir un objeto. - Google Patents
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Abstract
Un aparato (18) para seguir un objeto (20) en la presencia de un artículo interferente (40), que comprende: un conjunto de una o más antenas emisoras (34), que está adaptado para generar un campo de energía a una frecuencia fundamental en un entorno (60) del objeto; un sensor de posición, fijado al objeto (20), que está adaptado para generar una señal sensible al campo de energía; y caracterizado por una unidad (50) de control, con acceso a una base de datos de uno o más patrones de amplitudes relativas de frecuencias armónicas asociadas a uno o más tipos específicos respectivos de artículos interferentes, adaptada la unidad de control para: recibir la señal, detectar la amplitud de la frecuencia fundamental en la señal, detectar un patrón de amplitudes relativas de frecuencias armónicas presentes en la señal sensibles a una interacción del artículo interferente (40) con el campo de energía, comparar el patrón con los patrones de amplitudes relativas de frecuencia armónica almacenados en la base de datos, identificar el artículo interferente en base a la comparación, corregir la señal en base a la identificación del artículo interferente (40) y una magnitud de una o más de las frecuencias armónicas del patrón detectado, y determinar las coordenadas de posición del objeto (20) en base a la señal corregida.
Description
Aparato, procedimiento y software para seguir un
objeto.
La presente invención está relacionada con la
solicitud de patente europea nº 04 253 229.1 presentada en la misma
fecha, titulada "Hysteresis assessment for metal immunity", en
nombre de Biosens Webster, Inc., que reivindica la prioridad de la
solicitud de patente US nº 10/448289 presentada el 29 de mayo de
2003, y publicada ahora como EP-A-1
510 174.
La presente invención versa en general acerca de
un seguimiento sin contacto de objetos utilizando un campo
magnético, y específicamente acerca de contrarrestar el efecto de un
artículo sensible a un campo magnético que se encuentra en
movimiento en un campo magnético.
Son bien conocidos en la técnica los sistemas
electromagnéticos sin contacto de localización y de seguimiento,
con una gama excepcionalmente amplia de aplicaciones, incluyendo
diversos temas como el avistamiento de objetivos militares, la
animación informática, y procedimientos médicos de precisión. Por
ejemplo, se utiliza ampliamente la tecnología electromagnética de
localización en el campo médico durante procedimientos quirúrgicos,
de diagnóstico, terapéuticos y profilácticos que conllevan la
inserción y el movimiento de objetos como dispositivos quirúrgicos,
sondas y catéteres dentro del cuerpo del paciente. Existe la
necesidad de proporcionar información en tiempo real para
determinar de manera precisa la ubicación y la orientación de
objetos dentro del cuerpo del paciente, preferentemente sin
utilizar la formación de imágenes por medio de rayos X.
Los documentos
US-A-5.391.199 y
US-A-5.443.489 describen sistemas en
los que se determinan las coordenadas de una sonda intracorporal
utilizando uno o más sensores de campo, como dispositivos de efecto
Hall, bobinas u otras antenas p en la sonda. Se utilizan dichos
sistemas para generar información de ubicación tridimensional
respecto a una sonda o un catéter médico. Se coloca una bobina
sensora en el catéter y genera señales en respuesta a campos
magnéticos aplicados externamente. Los campos magnéticos son
generados por una pluralidad de bobinas de irradiación, fijadas a
un bastidor externo de referencia en ubicaciones conocidas separadas
mutuamente. Las amplitudes de las señales generadas en respuesta a
cada uno de los campos de las bobinas de irradiación son detectadas
y utilizadas para computar la ubicación de la bobina sensora.
Preferentemente, se excita cada bobina de irradiación mediante
circuitería de excitación para generar un campo a una frecuencia
conocida, distinta de la de otras bobinas de irradiación, de forma
que se puedan separar las señales generadas por la bobina sensora
por frecuencia en componentes correspondientes a las distintas
bobinas de irradiación.
El documento
WO-A-96/05768 describe un sistema
que genera información de posición de seis dimensiones y de
orientación acerca de la punta de un catéter. Este sistema utiliza
una pluralidad de bobinas sensoras adyacentes a una ubicación
ubicable en el catéter, por ejemplo, cerca de su extremo distal, y
una pluralidad de bobinas de irradiación fijadas en un bastidor
externo de referencia. Estas bobinas generan señales en respuesta a
campos magnéticos generados por las bobinas de irradiación, señales
que permiten el cálculo de seis coordenadas de ubicación y
orientación, de forma que son conocidas la posición y la orientación
del catéter sin la necesidad de visualizar el catéter.
El documento
US-A-6.239.724 describe un sistema
de telemetría para proporcionar información de colocación espacial
desde dentro del cuerpo de un paciente. El sistema incluye una
unidad implantable de telemetría que tiene (a) un primer
transductor, para convertir una señal de energía recibida desde
fuera del cuerpo en energía eléctrica para alimentar la unidad de
telemetría; (b) un segundo transductor, para recibir una señal de
campo de colocación que se recibe desde fuera del cuerpo; y (c) un
tercer transductor, para transmitir una señal de ubicación a una
ubicación fuera del cuerpo, en respuesta a la señal de campo de
colocación.
El documento
US-A-5.425.382 describe un aparato y
procedimientos para ubicar un catéter en el cuerpo de un paciente
al detectar el gradiente de intensidad del campo magnético estático
generado por un imán fijado al catéter.
El documento
US-A-5.558.091 describe un sistema
magnético de determinación de una posición y orientación que
utiliza campos uniformes de bobinas de Helmholtz colocadas en lados
opuestos de un volumen de detección y de campos gradientes
generados por las mismas bobinas. Al monitorizar los componentes del
campo detectados en una sonda durante la aplicación de estos
campos, se deduce la posición y la orientación de la sonda. Se
superpone una representación de la sonda en una imagen del objeto
adquirida por separado para mostrar la posición y la orientación de
la sonda con respecto al objeto.
En los documentos
US-A-4.173.228,
US-A-5.099.845,
US-A-5.325.873,
US-A-5.913.820,
US-A-4.905.698 y
US-A-5.425.367 se describen otros
dispositivos de localización utilizando un sensor de posición fijado
a un catéter.
\newpage
En la actualidad están disponibles sistemas
comerciales de mapeo electrofisiológico y físico basados en la
detección de la posición de una sonda dentro del cuerpo. Entre
ellos, CARTO^{TM}, desarrollado y comercializado por Biosense
Webster, Inc. (Diamond Bar, California), es un sistema para la
asociación y el mapeo automático de actividad eléctrica local con
la ubicación de un catéter.
Los sistemas electromagnéticos de localización y
de seguimiento son susceptibles a inexactitudes cuando se introduce
un metal u otro artículo magnéticamente sensible en el entorno del
objeto que está siendo seguido. Se producen dichas inexactitudes
porque los campos magnéticos generados en este entorno por las
bobinas de irradiación del sistema de localización están
distorsionados. Por ejemplo, los campos magnéticos de las bobinas
de irradiación pueden generar corrientes parásitas en dicho
artículo, y entonces, las corrientes parásitas provocan campos
magnéticos parásitos que reaccionan con el campo que dio lugar a
ellos. En un entorno quirúrgico, por ejemplo, existe una cantidad
sustancial de material conductor y permeable, incluyendo equipos
básicos y auxiliares (mesas de operación, carritos, lámparas
amovibles, etc.) al igual que aparatos de cirugía invasiva
(escalpelos, catéteres, tijeras, etc.). Las corrientes parásitas
generadas en estos artículos y las distorsiones resultantes del
campo magnético pueden dar lugar a errores al determinar la posición
del objeto que está siendo seguido.
Se sabe abordar el problema de la interferencia
de objetos metálicos estáticos al llevar a cabo una calibración
inicial, en la que se mide la respuesta del sistema a una sonda
colocada en un número relativamente grande de puntos de interés.
Esto puede ser aceptable para abordar fuentes estacionarias de
interferencia electromagnética, pero no es satisfactorio para
solucionar los problemas de interferencia de objetos magnéticamente
sensibles en movi-
miento.
miento.
El documento
US-A-6.373.240 describe un sistema
de seguimiento de objetos que comprende una o más bobinas sensoras
adyacentes a un punto ubicable en un objeto que está siendo seguido,
y una o más bobinas de irradiación, que generan campos magnéticos
alternos en un entorno del objeto cuando son excitadas por
corrientes eléctricas alternas respectivas. Para cada bobina de
irradiación, se explora una frecuencia de su corriente eléctrica
alterna a través de una pluralidad de valores, de forma que, en
cualquier momento específico, cada una de los bobinas de
irradiación emite una frecuencia que es distinta de las frecuencias
a las que están emitiendo las otras bobinas de irradiación.
Las bobinas sensoras generan señales eléctricas
sensibles a los campos magnéticos, señales que son recibidas por la
circuitería de procesamiento de la señal y son analizadas mediante
un ordenador u otro procesador. Cuando un metal o un artículo
sensible a un campo se encuentra en el entorno del objeto, las
señales incluyen normalmente componentes de señal de posición
sensible a los campos magnéticos generados por las bobinas de
irradiación a sus frecuencias de excitación instantáneas
respectivas, y componentes de señal parásita sensible a campos
magnéticos parásitos generados debidos al artículo. Normalmente, los
componentes parásitos son iguales en frecuencia a la frecuencia
instantánea de la frecuencia de excitación, pero están desplazados
en fase, de forma que el efecto en cada bobina sensora es producir
una señal combinada que tiene una fase y una amplitud que están
desplazadas con respecto a la señal cuando no se encuentra presente
el artículo sensible al campo. El desplazamiento de fase es una
función de la frecuencia de excitación, y, así, variará según se
explora cada frecuencia de excitación. El ordenador procesa la
señal combinada para encontrar qué frecuencia produce un
desplazamiento mínimo de fase, y por lo tanto un efecto mínimo de
los componentes parásitos, y se utiliza esta frecuencia para
calcular la posición del objeto. Se describe la variación de la
frecuencia de excitación hasta que el desplazamiento de fase sea
mínimo como un procedimiento efectivo para reducir el efecto de los
artículos sensibles a los campos en la señal.
El documento
US-A-6.172.499 describe un
dispositivo para medir la ubicación y orientación en los seis grados
de libertad de una antena de recepción con respecto a una antena de
transmisión que utilizan señales magnéticas de CA de múltiples
frecuencias. El componente de transmisión consiste en dos o más
antenas de transmisión de ubicación y orientación conocidas
mutuamente. Las antenas de transmisión están excitadas de forma
simultánea mediante excitación de CA, ocupando cada antena una o
más posiciones únicas en la gama de frecuencias. Las antenas de
recepción miden el campo magnético de CA transmitido además de
distorsiones causadas por metales conductores. Como se ha descrito,
entonces un ordenador extrae el componente de distorsión y lo
elimina de las señales recibidas, proporcionando la salida de la
posición y orientación correctas.
El documento
US-A-6.246.231 describe un
procedimiento de contención del flujo en el que los campos
magnéticos de los elementos de transmisión están limitados y
desviados desde las zonas en las que se encuentran comúnmente los
objetos conductores.
El documento
US-A-5.767.669 describe un
procedimiento para restar distorsiones de corriente parásita
producidas en un sistema magnético de seguimiento. El sistema
utiliza campos magnéticos pulsados desde una pluralidad de
generadores, y se detecta la presencia de corrientes parásitas al
medir las tasas de cambio de corrientes generadas en bobinas
sensoras utilizadas para el seguimiento. Se compensa por las
corrientes parásitas al ajustar la duración de los pulsos
magnéticos.
Los documentos
US-A-4.945.305 y
US-A-4.849.692 describen sistemas de
seguimiento que soslayan los problemas de corrientes parásitas al
utilizar campos magnéticos pulsados de CC. Se utilizan en los
sistemas sensores que son capaces de detectar campos de CC, y se
detectan y se ajustan las corrientes parásitas al utilizar las
características de decaimiento y las amplitudes de las corrientes
parásitas.
El documento
US-A-5.600.330 describe un sistema
magnético de seguimiento basado en un transmisor bucle no dipolar.
Se describe que este sistema presenta una sensibilidad reducida a
pequeños objetos metálicos en el volumen operativo.
El documento
EP-A-0.964.261 describe sistemas
para compensar las corrientes parásitas en un sistema de seguimiento
utilizando generadores de campo magnético alterno. En un primer
sistema, se compensan las corrientes parásitas al calibrar en
primer lugar el sistema cuando está libre de corrientes parásitas, y
luego al modificar los campos generados cuando se detectan las
corrientes parásitas. En un segundo sistema, se anulan las
corrientes parásitas al utilizar una o más bobinas de protección
colocadas cerca de los generadores.
El documento
US-A-5.831.260 describe un sistema
híbrido combinado electromagnético y óptico de localización que se
pretende que reduzca las desventajas de cada sistema individual que
funciona por sí solo.
El documento
US-A-6.122.538 describe sistemas
híbridos de posición y orientación que utilizan distintos tipos de
sensores incluyendo subsistemas de ultrasonidos, magnéticos, de
inclinación, giroscópicos, y de acelerómetro para seguir
dispositivos médicos de formación de imágenes.
Se conocen los sistemas de vigilancia de
artículos que utilizan materiales magnéticos blandos y los sistemas
de detección de baja frecuencia desde que se otorgó la patente
Picard (nº de serie 763.861) en Francia en 1934. Normalmente, los
sistemas de vigilancia basados en este enfoque utilizan un marcador
que consiste en material ferromagnético que tiene una permeabilidad
magnética elevada. Cuando se interroga el marcador mediante un
campo magnético generado por el sistema de vigilancia, el marcador
genera armónicos de la frecuencia interrogante debido al bucle de
histéresis no lineal del material del marcador. El sistema de
vigilancia detecta, filtra y analiza estos armónicos para
determinar la presencia del marcador. Numerosas patentes describen
sistemas basados en este enfoque y mejoras al mismo, incluyendo,
por ejemplo, los documentos
US-A-4.622.542,
US-A-4.309.697,
US-A-5.008.649 y
US-A-6.373.387.
El documento
US-A-4.791.412 describe un sistema
de vigilancia de artículos basado en la generación y detección de
señales armónicas desplazadas en fase de marcadores magnéticos
codificados. El sistema se describe como que incorpora una técnica
de procesamiento de señales para reducir los efectos de grandes
objetos metálicos en la zona de vigilancia.
Los documentos
US-A-6.150.810,
US-A-6.127.821,
US-A-5.519.317 y
US-A-5.506.506 describen un aparato
para detectar la presencia de objetos férreos mediante la
generación de un campo magnético y la detección de la respuesta del
objeto al campo. Una aplicación típica de dicho aparato es la
detección y la discriminación de objetos enterrados en la tierra.
El documento US-A-4.868.504 describe
un detector de metales para localizar y distinguir entre distintas
clases de objetos metálicos. Este aparato lleva a cabo su análisis
al utilizar componentes de frecuencia armónica de la respuesta del
objeto.
El documento
US-A-5.028.869 describe un aparato
para la medición no destructiva de las propiedades magnéticas de un
cuerpo de prueba al detectar un campo magnético tangencial y al
derivar componentes armónicos del mismo. Al analizar los
componentes armónicos, el aparato calcula la pendiente máxima de la
curva de histéresis del cuerpo de prueba.
Un artículo de Feiste KL et al. titulado
"Characterization of Nodular Cast Iron Properties by Harmonic
Analysis of Eddy Current Signals", NDT.net, vol. 3, nº 10 (1998),
disponible desde mayo de 2002 en
http://www.ndt.net/article/
ecndt98/nuclear/245/245.htm describe la aplicación de un análisis armónico a muestras de hierro fundido nodular para evaluar el rendimiento de la técnica para predecir propiedades metalúrgicas y mecánicas de las muestras.
ecndt98/nuclear/245/245.htm describe la aplicación de un análisis armónico a muestras de hierro fundido nodular para evaluar el rendimiento de la técnica para predecir propiedades metalúrgicas y mecánicas de las muestras.
El documento
US-A-6.177.792 desvela un aparato
para seguir un objeto, comprendiendo el aparato un conjunto de
múltiples antenas emisoras, que están adaptadas para generar un
campo de energía en un entorno del objeto, un sensor de posición,
fijado al objeto, que está adaptado para generar una señal sensible
al campo de energía, y una unidad de control. La unidad de control
está adaptada para recibir señales de las antenas emisoras y del
sensor de posición, para detectar la inductancia mutua entre las
múltiples antenas emisoras mediante el procedimiento de detección
de armónicos, y para corregir la determinación de la posición del
objeto para compensar los componentes parásitos de campo inducidos
por la inductancia mutua. También se desvela un procedimiento
asociado de seguimiento.
El documento US2001/0035815 desvela un aparato
para seguir un objeto, comprendiendo el aparato un conjunto de
múltiples antenas emisoras, que están adaptadas para generar un
campo de energía en un entorno del objeto, una etiqueta de
identificación fijada al objeto, que está adaptado para generar una
señal sensible al campo de energía para actuar como un sensor de
posición, y una unidad de control. La unidad de control está
adaptada para recibir señales de la etiqueta y, por lo tanto, para
identificar el objeto mediante referencia a una base de datos a la
que tiene acceso la unidad de control. También se desvela un
procedimiento asociado de seguimiento.
El documento US 5.057.095 desvela un aparato
para seguir un objeto, comprendiendo el aparato un conjunto de
múltiples antenas emisoras, que están adaptadas para generar un
campo de energía en un entorno del objeto, un sensor de posición,
fijado al objeto, que está adaptado para generar una señal sensible
al campo de energía, y una unidad de control. La unidad de control
está adaptada para recibir la señal de ese modo para determinar la
posición del objeto.
Existe la necesidad de un procedimiento
sencillo, preciso y de tiempo real que aborda el problema de
interferencia inducida en los sistemas electromagnéticos de
localización y de seguimiento causada por la introducción de
artículos metálicos no estacionarios u otros artículos
magnéticamente sensibles en el entorno de medición.
Es un objeto de algunos aspectos de la presente
invención proporcionar un aparato y procedimientos para mejorar la
precisión de los sistemas electromagnéticos de localización y de
seguimiento.
También es un objeto de algunos aspectos de la
presente invención proporcionar un aparato y procedimientos para
mejorar la precisión de los sistemas electromagnéticos de
localización y de seguimiento sin tomar en cuenta la presencia de
materiales eléctrica y/o magnéticamente sensibles en el espacio en
el que se toman mediciones.
Es un objeto adicional de algunos aspectos de la
presente invención proporcionar un aparato y procedimientos para
permitir que funcionen de manera precisa los sistemas
electromagnéticos de localización y de seguimiento en la presencia
de materiales eléctrica y/o magnéticamente sensibles en el espacio
en el que se toman mediciones, sustancialmente sin tomar en cuenta
la cantidad de dichos materiales, sus características conductivas,
velocidades, orientación, dirección y la duración en la que dichos
materiales se encuentren dentro del espacio.
Es aún un objeto adicional de algunos aspectos
de la presente invención proporcionar un aparato y procedimientos
para hacer funcionar sistemas electromagnéticos de localización y de
seguimiento sin la necesidad de emplear medios para reducir o
soslayar los efectos causados por corrientes parásitas inducidas al
mover objetos eléctrica y/o magnéticamente sensibles en el espacio
en el que se toman las mediciones.
En realizaciones preferentes de la presente
invención, el aparato para localizar y seguir de manera
electromagnética un objeto, como una sonda, en un espacio, como el
cuerpo de un paciente, comprende una pluralidad de antenas emisoras
electromagnéticas ubicadas en el entorno del espacio, un sensor de
posición, fijado a la sonda, y una unidad de control adaptada para
excitar las antenas emisoras y procesar señales del sensor de
posición. Para permitir la detección de la posición de la sonda,
las antenas emisoras transmiten una o más frecuencias
fundamentales. Cuando se introduce un elemento sensible a un campo
magnético, por ejemplo, un instrumento quirúrgico, una lámpara
amovible, un carrito, etc., en el entorno de la sonda, la posición
medida de la sonda difiere de su posición absoluta. Para compensar
por este efecto de interferencia sobre la sonda, se calcula la
posición absoluta de la sonda utilizando un algoritmo de corrección
armónica.
La corrección es posible mediante el uso de
dicho algoritmo porque la señal recibida por la sonda incluye no
solo la señal fundamental transmitida sino también uno o más
armónicos de orden superior de la frecuencia fundamental, causados,
por ejemplo mediante desplazamiento de fase debido a la no
linealidad del bucle de histéresis del elemento interferente o
causados por otros factores. Se analiza el patrón de estos armónicos
mediante la unidad de control y se compara con una base de datos
generada con anterioridad de patrones asociados con tipos
específicos de elementos, para determinar el tipo de elemento que
está causando la interferencia. Entonces, se calcula el efecto de
interferencia, sensible al tipo de elemento y a la magnitud de los
armónicos, y se elimina, como mediante una resta, de la señal
recibida por la sonda. La señal limpia resultante se utiliza como
una entrada para calcular la posición absoluta de la sonda.
De manera ventajosa, en estas realizaciones de
la presente invención, en general no es necesario emplear medios
para reducir o soslayar los efectos causados por corrientes
parásitas inducidas en elementos no estacionarios sensibles a
campos magnéticos en el espacio. Adicionalmente, de manera
ventajosa, estas realizaciones de la presente invención consiguen
normalmente el objetivo de un seguimiento preciso sin importar el
número de elementos metálicos introducidos en el espacio
circundante, sus características conductoras, las velocidades, la
orientación, la dirección y la cantidad de tiempo que los elementos
permanecen dentro del espacio.
En algunas realizaciones preferentes de la
presente invención, antes de que se utilice el aparato con un
paciente, se evalúa cada elemento que puede interferir con las
mediciones de la posición de la sonda, para "entrenar" al
aparato que será utilizado con el paciente en cuanto el efecto de la
interferencia de un elemento dado. Para evaluar cada elemento, las
antenas emisoras generan frecuencias fundamentales que son medidas
dos veces por medio de una bobina de recepción: por primera vez, no
en presencia del elemento, y por segunda vez, en presencia del
elemento. En la presencia del elemento, la señal recibida está
distorsionada por la interferencia del elemento. En general, cada
tipo de material tiene una curva única de histéresis y, por lo
tanto, genera una interferencia distinta y distintos armónicos de
orden superior correspondientes. Para cada frecuencia fundamental
emitida, la unidad de control elimina preferentemente la señal
limpia recibida de la señal distorsionada recibida. La señal
resultante, que representa el efecto de la interferencia del
elemento sobre la señal limpia, es única en general para cada
elemento y por lo tanto sirve como una "huella" del elemento.
Para reducir el efecto del ruido y otras variaciones aleatorias en
la medición, se puede repetir este procedimiento de cálculo con el
elemento en distintas ubicaciones, y combinarse los resultados, como
mediante el cálculo de la media, para generar la huella. Los datos
indicativos de la huella, como un patrón de la huella, son
almacenados en asociación con la identidad del artículo evaluado en
una base de datos.
De manera alternativa, en algunas realizaciones
preferentes de la presente invención, para evaluar cada elemento,
las antenas emisoras generan frecuencias fundamentales que son
medidas dos veces por medio de una bobina de recepción: por primera
vez, con el elemento en una primera ubicación, y por segunda vez,
con el elemento en una segunda ubicación. La distorsión de una
primera señal recibida cuando el elemento se encuentra en la primera
ubicación difiere de la distorsión de una segunda señal recibida
cuando el elemento se encuentra en la segunda ubicación. Para cada
frecuencia fundamental emitida, la unidad de control calcula,
preferentemente, la diferencia entre las señales primera y segunda,
como mediante resta. La señal resultante, que representa el efecto
de la interferencia del elemento sobre una señal que habría sido
recibida en la ausencia del elemento, es única, en general, para
cada elemento y por lo tanto sirve como una huella del elemento.
Para reducir el efecto de ruido y otras variaciones aleatorias en
la medición, se pueden llevar a cabo las mediciones cuando el
elemento se encuentra en más de dos ubicaciones, y se combinan los
resultados del cálculo, como mediante el cálculo de la media, para
generar la huella. Los datos indicativos de cada huella, como un
patrón de la huella, se almacenan con la identidad del artículo
evaluado en una base de
datos.
datos.
En algunas realizaciones preferentes, el
procedimiento de evaluación se lleva a cabo en una ubicación
distinta de un entorno de sala de operaciones. Por ejemplo, el
procedimiento de evaluación se lleva a cabo en una ubicación
distinta en las instalaciones médicas en las que se va a llevar a
cabo el procedimiento. Después de la evaluación, se transfieren los
datos y los cálculos resultantes de la evaluación a la unidad de
control.
De manera alternativa o adicional, la evaluación
se lleva a cabo en instalaciones externas, preferentemente por una
tercera entidad. En este caso, se evalúan preferentemente un gran
número de elementos y/o materiales utilizados comúnmente para
llevar a cabo procedimientos médicos. Estas evaluaciones son
almacenadas como una librería en un repositorio, como una base de
datos. Se transfiere esta librería a la unidad de control, bien
antes o bien después de que se suministre la unidad de control a su
usuario, o, de manera alternativa, se transfiera la librería a una
red o a un sistema informático al que tiene acceso la unidad de
control durante un procedimiento. Se apreciará que se puede
combinar fácilmente la evaluación en las propias instalaciones y en
instalaciones externas, dando al usuario del sistema la capacidad de
añadir elementos de interferencia no incluidos en la librería o
librerías disponibles.
En algunas realizaciones preferentes de la
presente invención, la unidad de control está acoplada a la sonda y
a las antenas emisoras por medio de cables. De manera alternativa,
la sonda comprende circuitería que transmite señales inalámbricas
sensibles a la radiación electromagnética generada por las antenas
emisoras.
Se hace notar que aunque algunas realizaciones
de la presente invención están descritas con respecto a la
evaluación del elemento al colocar el elemento en dos ubicaciones
distintas y al mantener la bobina de recepción en una ubicación
fijada, en general, esto es a título ilustrativo y no de limitación.
El alcance de la presente invención incluye evaluar el elemento al
colocar el elemento en una ubicación fijada en general y hacer que
la bobina de recepción mida el campo cuando la bobina de recepción
se encuentra en las ubicaciones primera y segunda respectivas. De
manera alternativa o adicional, tanto la bobina de recepción como el
elemento son movidos durante la evaluación. Cada una de estas
opciones de evaluación es un ejemplo del cambio de las posiciones
relativas de la bobina de recepción y del elemento.
Para algunas aplicaciones, se adaptan el aparato
y los procedimientos descritos en el presente documento para
trabajar en conjunto con el aparato y los procedimientos descritos
en el documento EP-A-1.184.684 y/o
en una solicitud de patente US, en tramitación como la presente,
presentada el 22 de noviembre de 2002, titulada "Dynamic metal
immunity".
Por lo tanto, se proporciona, conforme a una
realización de la presente invención, un aparato para seguir un
objeto en presencia de un artículo interferente, como se expone en
la reivindicación 1 adjunta.
Se proporciona adicionalmente, conforme a otra
realización de la presente invención, un aparato para seguir un
objeto como se expone en la reivindicación 2 adjunta.
Se proporciona también adicionalmente, conforme
a una realización de la presente invención, un procedimiento para
seguir un objeto en la presencia de un artículo interferente, como
se expone en la reivindicación 11 adjunta.
También se proporciona, conforme a una
realización de la presente invención, un producto de programa
informático para seguir un objeto en la presencia de un artículo
interferente, como se expone en la reivindicación 20 adjunta.
Además, se exponen aspectos preferentes en las
reivindicaciones dependientes.
Se comprenderá más completamente la presente
invención con la siguiente descripción detallada de las
realizaciones preferentes de la misma, tomada junto con los
dibujos, en los que:
La Fig. 1 es una ilustración esquemática en
perspectiva de un sistema electromagnético de localización y de
seguimiento utilizado durante un procedimiento médico, conforme a
una realización preferente de la presente invención;
la Fig. 2 es una ilustración esquemática en
perspectiva de un sistema de evaluación, conforme a una realización
preferente de la presente invención; y
las Figuras 3A, 3B y 3C son gráficos
simplificados de respuesta de frecuencia que ilustran un ejemplo de
evaluación de un elemento interferente, conforme a una realización
preferente de la presente invención.
La Fig. 1 es una ilustración esquemática en
perspectiva de un sistema electromagnético 18 de localización y
seguimiento utilizado para seguir un objeto, tal como una sonda 20,
en el cuerpo de un paciente 24 mientras que se proporciona
inmunidad a la introducción, el movimiento (dx), o la eliminación de
un elemento interferente 40, tal como un elemento ferromagnético,
en un espacio 60 o cerca al mismo en torno al paciente, conforme a
una realización preferente de la presente invención. El sistema 18
comprende un conjunto de antenas emisoras 34, que son excitadas por
una unidad 50 de control para seguir la sonda 20, utilizando
preferentemente, pero no necesariamente, los procedimientos y el
aparato que se describen en las patentes US y en la publicación de
la patente PCT citadas anteriormente otorgadas a
Ben-Haim y a Ben-Haim et al.
Por lo tanto, la sonda 20 comprende un sensor (no mostrado) de
posición, que comprende preferentemente sensores de campo, como
dispositivos de efecto Hall, bobinas, u otras antenas, para su uso
en la determinación de la posición. De manera alternativa o
adicional, se utilizan procedimientos y aparatos conocidos en la
técnica para facilitar el seguimiento de la sonda 20. La unidad 50
de control comprende circuitería para procesar señales recibidas de
la sonda 20, para detectar el elemento 40, y para calcular la
posición absoluta de la sonda 20 utilizando un algoritmo de
corrección armónica, como se describe a continuación en el presente
documento.
Normalmente, el elemento 40 comprende un
artículo fabricado completa o parcialmente de un material
magnéticamente permeable, como un material ferromagnético. Ejemplos
de dichos artículos incluyen instrumentos quirúrgicos, lámparas
amovibles, y carritos. El elemento 40 genera campos parásitos, las
fases y amplitudes de los cuales dependen generalmente de las
propiedades del elemento 40, incluyendo su constante dieléctrica,
permeabilidad magnética, forma geométrica y orientación con
respecto a la sonda 20. Se apreciará que aunque el elemento 40 se
muestra en la Fig. 1 como un único elemento, el elemento 40 puede
comprender un número de elementos separados, que son introducidos y
sacados habitualmente de la zona de un procedimiento médico.
La Fig. 2 es una ilustración esquemática en
perspectiva de un sistema 16 de evaluación, conforme a una
realización preferida de la presente invención. En esta realización
preferente, antes de que se utilice el sistema 18 sobre un
paciente, se evalúa preferentemente cada elemento 40 que puede
interferir con las mediciones de la posición de la sonda 20 por
medio del sistema 16 de evaluación. Para evaluar cada elemento 40,
el elemento no se encuentra presente inicialmente en el espacio 60.
Una o más antenas emisoras 34 emiten una frecuencia fundamental
para la que se desea una evaluación. De manera alternativa, las
antenas emisoras 34 emiten una pluralidad de frecuencias
fundamentales para las que se desean una evaluación, una frecuencia
cada vez. Las frecuencias adecuadas son normalmente entre
aproximadamente 200 Hz y aproximadamente 12 kHz. La o las
frecuencias fundamentales emitidas son preferentemente aquellas
utilizadas por las antenas emisoras 34 para detectar la posición de
la sonda 20 durante un procedimiento. Una bobina 22 de recepción,
fijado en cualquier punto en el espacio 60, recibe las señales
emitidas y las transmite a la unidad 50 de control. En una
realización preferente de la presente invención, la bobina 22 de
recepción comprende un sensor, como una bobina, un dispositivo de
efecto Hall u otra antena, dedicada a esta función. En este caso, el
sensor en la bobina 22 de recepción es preferentemente
sustancialmente idéntico al sensor en la sonda 20. De manera
alternativa, la sonda 20, fijada temporalmente en cualquier punto
en el espacio 60, funciona como una bobina 22 de recepción.
Adicionalmente, de manera alternativa, uno de las antenas emisoras
34, que no está siendo utilizado para emitir durante la evaluación,
funciona como una bobina 22 de recepción. Para algunas aplicaciones,
la bobina 22 de recepción está orientado de forma que al menos uno
de sus sensores (como una bobina) está orientado para aumentar o
maximizar la intensidad de la señal recibida.
En el siguiente paso del procedimiento de
evaluación, se introduce el elemento 40 en el espacio 60,
preferentemente cerca de la bobina 22 de recepción. Cada una de la
o las frecuencias fundamentales emitidas antes de la introducción
del elemento 40 se vuelve a emitir por las mismas antenas emisoras
34. La bobina 22 de recepción recibe las señales emitidas y las
transmite a la unidad 50 de control. En el caso de un elemento
ferromagnético, la señal recibida está distorsionada por la
interferencia causada en parte por el desplazamiento de fase causado
por la no linealidad del bucle de histéresis del elemento. Esta no
linealidad del bucle de histéresis también induce armónicos de
orden superior de la frecuencia fundamental emitida. Cada tipo de
material tiene, en general, una curva de histéresis única y, por lo
tanto, genera una interferencia distinta y un patrón distinto
correspondiente de armónicos de orden superior.
Haciendo referencia ahora a las Figuras 3A, 3B y
3C, muestran, para una única frecuencia fundamental emitida, un
ejemplo simplificado de señales recibidas y una "huella"
calculada, conforme a una realización preferente de la presente
invención. La Fig. 3A muestra la señal recibida por la bobina 22 de
recepción antes de la introducción del elemento 40 en el espacio 60
(la "señal recibida limpia"), las amplitudes de las que en
F_{0}, 3F_{0} y 5F_{0} son 4,0, 0,0 y 0,0, respectivamente.
La Fig. 3B muestra la señal recibida por la bobina 22 de recepción
después de la introducción del elemento 40 en el espacio 60 (la
"señal distorsionada recibida"), las amplitudes de las que en
F_{0}, 3F_{0} y 5F_{0} son 4,3, 2,0 y 1,0, respectivamente.
Para cada frecuencia fundamental emitida, la unidad 40 de control
analiza las señales recibidas, preferentemente al eliminar la señal
recibida limpia de la señal recibida distorsionada, como mediante
resta. La señal resultante, mostrada en la Fig. 3C, representa el
efecto de interferencia electromagnética del elemento 40 sobre la
señal recibida limpia. En este ejemplo, esta señal de "huella"
tiene amplitudes de F_{0}, 3F_{0} y 5F_{0} de 0,3, 2,0 y 1,0,
respectivamente. En general, cada tipo de material provoca una
señal resultante única restada, que permite que estas señales
sirvan como señales de huella. Se comprenderá que las frecuencias
armónicas mostradas en las Figuras 3B y 3C son únicamente
ilustrativas; en la práctica, entre otras diferencias, en general,
hay presentes armónicos de orden superior. Como se describe a
continuación en el presente documento, normalmente se almacenan las
relaciones de las amplitudes a las distintas frecuencias, más que
los valores absolutos de las amplitudes, y se utilizan para la
corrección durante la determinación de la posición.
De manera alternativa, en una realización
preferente de la presente invención, para evaluar cada elemento,
las antenas emisoras 34 generan frecuencias fundamentales que son
medidas dos veces por una bobina 22 de recepción; por primera vez,
con el elemento 40 en una primera ubicación en el espacio 60, y por
segunda vez, con el elemento 40 en una segunda ubicación en el
espacio 60. La distorsión de una primera señal recibida cuando el
elemento se encuentra en la primera ubicación difiere de la
distorsión de una segunda señal recibida cuando el elemento se
encuentra en la segunda ubicación. Para cada frecuencia fundamental
emitida, la unidad 50 de control calcula preferentemente la
diferencia entre las señales primera y segunda, como mediante una
resta. La señal resultante (o relaciones de sus amplitudes a
distintas frecuencias, como se describe a continuación en el
presente documento), que representa el efecto de la interferencia
del elemento 40 sobre una señal que habría sido recibida en la
ausencia del elemento 40, es generalmente única para cada elemento
40 y, por lo tanto, sirve como una huella del elemento. Para
reducir el efecto del ruido y de otras variaciones aleatorias en la
medición, las mediciones pueden llevarse a cabo cuando el elemento
se encuentra en más de dos ubicaciones, y se hace la media de los
resultados del cálculo para generar la huella.
Por ejemplo, supongamos que la señal mostrada en
la Fig. 3B representa la primera señal generada cuando el elemento
40 se encuentra en la primera ubicación (como se ha mencionado
anteriormente, las amplitudes de esta señal en F_{0}, 3F_{0} y
5F_{0} son 4,3, 2,0 y 1,0, respectivamente). Supongamos además que
las amplitudes de la segunda señal (no mostrada) en F_{0},
3F_{0} y 5F_{0}, generada cuando el elemento 40 se encuentra en
la segunda ubicación, son 4,6, 4,0 y 2,0, respectivamente. La resta
de la primera señal de la segunda señal tiene como resultado una
señal de huella con amplitudes en F_{0}, 3F_{0} y 5F_{0} de
0,3, 2,0 y 1,0, respectivamente. Las relaciones de estos valores se
almacenan y se utilizan para la corrección durante un
procedimiento, como se describe a continuación en el presente
documento. Normalmente, resultan sustancialmente las mismas
relaciones incluso cuando se toman las mediciones en múltiples
ubicaciones primera y segunda.
La tabla a continuación ilustra ejemplos de tres
señales de huella (con valores arbitrarios de ejemplo), conforme a
una realización preferente de la presente invención. El elemento nº
1 representa el elemento de ejemplo reflejado en las Figuras 3A, 3B
y 3C, y los elementos nº 2 y nº 3 representan otros dos elementos de
ejemplo. Se hace referencia a la porción izquierda de la tabla, con
el encabezado "Frecuencia". F_{0} representa la frecuencia
fundamental transmitida, los múltiplos de f_{0} representan las
frecuencias armónicas de la misma, y los valores representan las
amplitudes relativas.
Se hace referencia ahora a la porción derecha de
la tabla, con el encabezado "Relación". En una realización
preferente de la presente invención, se calculan para cada elemento
para le que se lleva a cabo una evaluación, las relaciones entre
dos o más frecuencias armónicas, y entre una o más frecuencias
armónicas y la frecuencia fundamental transmitida (f_{0}),
preferentemente por medio de la unidad 50 de control o, de manera
alternativa, por medio de un sistema informático (no mostrado)
externo. Cada elemento individual evaluado está caracterizado de
manera única por su relación y/o relaciones calculadas. A los
expertos en la técnica que hayan leído la revelación de la presente
solicitud de patente les resultarán evidentes otros posibles
algoritmos, por ejemplo, utilizar combinaciones de dos o más
frecuencias armónicas con la frecuencia fundamental transmitida y/o
mutuamente. Dichos otros algoritmos pueden llevarse a cabo para
producir valores alternativos o adicionales que identifiquen de
manera única los distintos tipos de elementos. De manera alternativa
o adicional, se obtienen las relaciones de evaluación y/u otros
resultados calculados para tipos específicos de materiales, más que
tipos específicos de elementos. (La identificación del material
interferente específico, sin identificar necesariamente el objeto
que comprende el material, es normalmente suficiente para llevar a
cabo las técnicas de corrección descritas en el presente
documento.) Estos resultados y/o relaciones de otros cálculos son
almacenados preferentemente en una base de datos a la que tiene
acceso la unidad 50 de control, y son utilizados durante un
procedimiento para los cálculos de compensación de posición, como
se describe a continuación en el presente documento. (Se debe
comprender que "base de datos", según se utiliza en la memoria
y en las reivindicaciones, incluye sustancialmente cualquier
repositorio, dispositivo de memoria o estructura de datos adecuados
que puedan ser utilizados para almacenar esta información.)
En una realización preferente, el procedimiento
de evaluación se lleva a cabo en una ubicación distinta de un
entorno de sala de operaciones. Por ejemplo, el procedimiento de
evaluación se lleva a cabo en una ubicación distinta en las
instalaciones médicas en las que se va a realizar el procedimiento.
En esta realización, se proporcionan, preferentemente, una o más
antenas emisoras sustancialmente idénticas a las antenas emisoras
34. Después de la evaluación, los datos y los cálculos de la
evaluación resultantes son transferidos a la unidad 50 de control
utilizando procedimientos obvios para los expertos en la
técnica.
De manera alternativa o adicional, la evaluación
se lleva a cabo en instalaciones externas, preferentemente por una
tercera entidad. En este caso, se evalúa, preferentemente, un gran
número de elementos y/o materiales utilizados habitualmente para
llevar a cabo procedimientos médicos. Estas evaluaciones son
almacenadas como una librería en un repositorio, como una base de
datos. (Se debe comprender que se puede utilizar sustancialmente
cualquier dispositivo de memoria y estructura de datos adecuados
para almacenar la librería.) Esta librería se transfiere a la
unidad 50 de control, bien antes o bien después de que la unidad 50
de control sea suministrada a su usuario, utilizando procedimientos
conocidos en la técnica. De manera alternativa, se transfiere la
librería a una red o sistema informático al que tenga acceso la
unidad 50 de control durante un procedimiento. Se apreciará que se
puede combinar fácilmente la evaluación en las propias instalaciones
y en instalaciones externas, dando al usuario del sistema 18 la
capacidad para añadir elementos 40 no incluidos en la librería o
librerías disponibles. Otros detalles de la implementación de dicho
sistema de librerías serán evidentes a los expertos en la técnica,
que hayan leído la revelación de la presente solicitud de
patente.
Se hace de nuevo referencia a la Fig. 1. Durante
un procedimiento que se está realizando sobre un paciente, cuando
se introduce el elemento 40 en el entorno del espacio 60, la
posición medida de la sonda 20 difiere de su posición real debido a
la interferencia generada por el elemento 40. En una realización
preferente de la presente invención, para compensar esta
interferencia, se analizan los armónicos inducidos en la señal
recibida por la sonda 20 por la unidad 50 de control. Se llevan a
cabo cálculos en las amplitudes de los armónicos, como la
determinación de relaciones entre las amplitudes de dos o más
armónicos. Se comparan los resultados de estos cálculos con los
almacenados en la memoria de la unidad 50 de control para
identificar el tipo de elemento evaluado con anterioridad y/o el
material del que está fabricado el elemento 40 o que incluye,
respectivamente. Una vez se conoce el elemento y/o el material, se
calcula el efecto de distorsión del elemento 40 sobre la amplitud
de la señal fundamental de interés recibida por la sonda 20, por
ejemplo al utilizar la relación de la amplitud de uno o más
armónicos con respecto a la amplitud de la señal fundamental, según
fue calculada durante la evaluación y almacenada en una base de
datos a la que la unidad 50 de control tiene acceso en tiempo real.
La amplitud de este efecto de distorsión se resta de la amplitud
medida de la señal fundamental recibida de interés. La señal
restante, ya no distorsionada por la presencia del elemento 40, se
utiliza como una entrada por la unidad 50 de control para calcular
la posición absoluta de la sonda
20.
20.
Se hace referencia de nuevo a la porción derecha
de la anterior tabla, con el encabezado "Relación", para
proporcionar un ejemplo del cálculo de una corrección de
interferencia, utilizando relaciones simples de dos armónicos,
conforme a una realización preferente de la presente invención. Por
ejemplo, supongamos, en la señal recibida por la sonda 20, que la
amplitud relativa de f_{0} es 4,1, que la amplitud relativa de
3f_{0} es 1,0 y que la amplitud relativa de 5f_{0} es 0,5. Por
lo tanto, la relación de 5f_{0} con respecto a 3f_{0} es 0,5.
Al comparar esta relación con los valores almacenados reflejados en
la tabla, la unidad 50 de control determina que, en este caso, el
elemento 40 es el mismo tipo que el elemento nº 1. Para determinar
el efecto de distorsión del elemento 40 en la señal recibida, se
divide el valor de 3f_{0} (1,0) por la relación almacenada de
3f_{0}/f_{0} (10,0), resultando en 0,1. Se resta este resultado
de la amplitud medida de f_{0} (4,1), resultando en una amplitud
corregida de 4,0, que ya no está distorsionada por la presencia del
elemento nº 1. Se utiliza esta amplitud como una entrada para
calcular la posición precisa de la sonda 20.
En una realización preferente de la presente
invención, solo se utiliza una frecuencia armónica para determinar
la identidad del elemento 40. Esto es posible, por ejemplo, cuando
uno o más elementos 40 que están siendo utilizados durante un
procedimiento producen amplitudes relativas muy distintas a una
cierta frecuencia armónica.
En una realización preferente de la presente
invención, durante los procedimientos en los que se introducen
múltiples elementos 40 en el espacio 60 durante un procedimiento, la
unidad 50 de control identifica cada elemento 40 de manera
individual al realizar cálculos adecuados. En algunos casos, estos
cálculos utilizan un número de armónicos de orden superior, que
proporcionan características adicionales distintivas para los
elementos 40, para ayudar a distinguir entre múltiples elementos
40.
En una realización preferente de la presente
invención, cuando dos o más elementos 40 están fabricados del mismo
material ferromagnético o de una combinación de materiales
ferromagnéticos, en general no existe la necesidad de distinguir
entre estos elementos durante un procedimiento. El efecto de
interferencia de dichos elementos está combinado y es identificable
de manera única por la huella de su material. Por lo tanto, la
detección y las correcciones para dichos elementos se llevan a cabo,
preferentemente, como un grupo por el sistema 18, sustancialmente
sin modificación a los procedimientos descritos anteriormente en el
presente documento.
Las realizaciones preferentes de la presente
invención han sido descritas con respecto a un sistema 18 de
localización en el que las antenas emisoras 34 transmiten señales
electromagnéticas y la sonda 20 recibe estas señales. Se debe
comprender que el alcance de la presente invención incluye la
aplicación de las técnicas descritas en el presente documento a
sistemas de localización en los que la sonda transmite señales
electromagnéticas y las antenas emisoras reciben estas señales.
Se debe comprender que las realizaciones
preferentes de la presente invención están descritas en el presente
documento con respecto a técnicas médicas invasivas únicamente a
título de ejemplo. El alcance de la presente invención incluye la
aplicación de las técnicas descritas en el presente documento a
sistemas electromagnéticos de localización y de seguimiento
utilizados para cualquier fin.
También se debe comprender que las técnicas
descritas en el presente documento son aplicables a la evaluación,
a la identificación y a la compensación de elementos particulares,
por ejemplo, un instrumento particular de composición conocida, al
igual que a la evaluación, a la identificación y a la compensación
de materiales particulares, por ejemplo, un material ferromagnético
común. Por lo tanto, se debe comprender que un "artículo
interferente", según se utiliza en la memoria y en las
reivindicaciones, incluye tanto un elemento discreto particular
(como un instrumento) como un material particular (como el acero).
Las técnicas descritas específicamente con respecto al elemento 40,
al elemento 41 o cualquier otro artículo interferente pueden ser
intercambiadas, según sea apropiado.
Se debe comprender adicionalmente que la unidad
50 de control puede comprender un ordenador de uso general, que
está programado con software para llevar a cabo las funciones
descritas en el presente documento. El software puede ser
descargado al ordenador en forma electrónica, por una red, por
ejemplo, o de manera alternativa puede ser suministrado al
ordenador en un medio tangible, como en un CD-ROM.
Además, de forma alternativa, la unidad 50 de control puede ser
implementada en lógica de hardware dedicada, o utilizando
una combinación de elementos de hardware y
software.
Los expertos en la técnica entenderán que la
presente invención no está limitada a lo que se ha mostrado y
descrito en particular anteriormente en el presente documento. Más
bien, el alcance de la presente invención está limitado por las
reivindicaciones adjuntas.
Claims (26)
1. Un aparato (18) para seguir un objeto (20) en
la presencia de un artículo interferente (40), que comprende:
- \quad
- un conjunto de una o más antenas emisoras (34), que está adaptado para generar un campo de energía a una frecuencia fundamental en un entorno (60) del objeto;
- \quad
- un sensor de posición, fijado al objeto (20), que está adaptado para generar una señal sensible al campo de energía; y caracterizado por
- \quad
- una unidad (50) de control, con acceso a una base de datos de uno o más patrones de amplitudes relativas de frecuencias armónicas asociadas a uno o más tipos específicos respectivos de artículos interferentes, adaptada la unidad de control para:
- recibir la señal,
- detectar la amplitud de la frecuencia fundamental en la señal,
- detectar un patrón de amplitudes relativas de frecuencias armónicas presentes en la señal sensibles a una interacción del artículo interferente (40) con el campo de energía,
- comparar el patrón con los patrones de amplitudes relativas de frecuencia armónica almacenados en la base de datos,
- identificar el artículo interferente en base a la comparación,
- corregir la señal en base a la identificación del artículo interferente (40) y una magnitud de una o más de las frecuencias armónicas del patrón detectado, y
- determinar las coordenadas de posición del objeto (20) en base a la señal corregida.
2. Un aparato (18) para seguir un objeto (20),
que comprende:
- \quad
- un conjunto de una o más antenas emisoras (34), fijado al objeto (20), antenas emisoras que están adaptadas para generar un campo de energía a una frecuencia fundamental;
- \quad
- un conjunto de uno o más sensores de posición, ubicado en un entorno del objeto, que está adaptado para generar señales respectivas sensibles al campo de energía; y caracterizado por
- \quad
- una unidad (50) de control, con acceso a una base de datos de uno o más patrones de amplitudes relativas de frecuencias armónicas asociadas con uno o más tipos específicos respectivos de artículos interferentes (40), adaptada la unidad de control para:
- recibir la señal,
- detectar la amplitud de la frecuencia fundamental en la señal, detectar un patrón de amplitudes relativas de frecuencias armónicas de la frecuencia fundamental presente en la señal sensibles a una interacción de un artículo interferente (40) con el campo de energía,
- comparar el patrón con los patrones de amplitudes relativas de frecuencias armónicas almacenados en la base de datos,
- identificar el artículo (40) en base a la comparación,
- corregir la señal en base a la identificación del artículo (40) y una magnitud de una o más de las frecuencias armónicas en el patrón detectado, y
- determinar las coordenadas de posición del objeto (20) en base a la señal corregida.
3. Un aparato conforme a la reivindicación 1 o
2, en el que el artículo interferente (40) es ferromagnético, y en
el que la unidad (50) de control está adaptada para identificar el
artículo interferente ferromagnético.
4. Un aparato conforme a la reivindicación 1, 2
o 3, en el que el sensor de posición comprende al menos uno de
entre: un dispositivo de efecto Hall, una bobina, y una antena.
5. Un aparato conforme a una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que la frecuencia fundamental es de
entre 200 Hz y 12 kHz, y en el que las antenas emisoras (34) están
adaptados para generar el campo de energía a la frecuencia
fundamental.
\global\parskip0.980000\baselineskip
6. Un aparato conforme a una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en el que la unidad (50) de control está
adaptada para detectar el patrón de las amplitudes relativas de
frecuencias armónicas al calcular una relación de una amplitud de
un primer armónico de la frecuencia fundamental presente en la señal
con respecto a una amplitud de un segundo armónico de la frecuencia
fundamental presente en la señal, y para comparar el patrón con los
patrones de amplitud relativa de frecuencias armónicas almacenados
en la base de datos al comparar la relación calculada de relaciones
almacenadas en la base de datos.
7. Un aparato conforme a una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que la unidad (50) de control está
adaptada para corregir la señal al calcular un efecto de
interferencia del artículo interferente en la señal, y al eliminar
el efecto de interferencia de la señal.
8. Un aparato conforme a la reivindicación 7, en
el que la unidad (50) de control está adaptada para eliminar el
efecto de interferencia mediante la resta, en un dominio de
frecuencia, del efecto de interferencia de la señal.
9. Un aparato conforme a la reivindicación 7,
en el que la unidad (50) de control está adaptada para calcular el
efecto de interferencia al:
- \quad
- calcular una relación de una amplitud de al menos una de las frecuencias armónicas de la frecuencia fundamental presente en la señal de una amplitud de la frecuencia fundamental presente en la señal, y
- \quad
- comparar la relación calculada de las relaciones almacenadas en la base de datos.
10. Un aparato conforme a cualquier
reivindicación precedente, en el que el objeto (20) está adaptado
para ser insertado en el cuerpo de un paciente (24).
11. Un procedimiento para seguir un objeto (20)
en la presencia de un artículo interferente (40), que comprende:
- \quad
- generar un campo de energía a una frecuencia fundamental;
- \quad
- recibir una señal generada sensible al campo de energía;
- \quad
- detectar la amplitud de la frecuencia fundamental en la señal; y caracterizado por
- \quad
- detectar un patrón de amplitudes relativas de frecuencias armónicas de la frecuencia fundamental presente en la señal sensibles a una interacción del artículo interferente con el campo de energía;
- \quad
- comparar el patrón con patrones de amplitud relativa de frecuencias armónicas almacenadas en una base de datos de uno o más de dichos patrones asociados con uno o más tipos específicos respectivos de artículos interferentes;
- \quad
- identificar el artículo interferente (40) en base a la comparación;
- \quad
- corregir la señal en base a la identificación del artículo interferente (40) y una magnitud de una o más frecuencias armónicas en el patrón detectado, y
- \quad
- determinar las coordenadas de posición del objeto (20) en base a la señal corregida.
12. Un procedimiento conforme a la
reivindicación 11, en el que el artículo interferente (40) es
ferromagnético, y en el que la identificación del artículo
interferente comprende identificar el artículo interferente
ferromagnético.
13. Un procedimiento conforme a la
reivindicación 11 o 12, en el que la frecuencia fundamental es de
entre 200 Hz y 12 kHz, y en el que la recepción del campo de
energía comprende recibir el campo de energía generado a la
frecuencia fundamental.
14. Un procedimiento conforme a una cualquiera
de las reivindicaciones 11 a 13,
- \quad
- en el que la detección del patrón de amplitudes relativas de frecuencias armónicas comprende calcular una relación de una amplitud de un primer armónico de la frecuencia fundamental presente en la señal con respecto a una amplitud de un segundo armónico de la frecuencia fundamental presente en la señal, y
- \quad
- en el que la comparación del patrón con los patrones de amplitudes relativas de frecuencias armónicas almacenados en la base de datos comprende comparar la relación calculada de relaciones almacenadas en la base de datos.
15. Un procedimiento conforme a una cualquiera
de las reivindicaciones 11 a 14, en el que la corrección de la señal
comprende:
- \quad
- calcular un efecto de interferencia del artículo interferente (40) en la señal; y
- \quad
- eliminar los efectos de interferencia de la señal.
\global\parskip1.000000\baselineskip
16. Un procedimiento conforme a la
reivindicación 15, en el que eliminar el efecto de interferencia
comprende restar, en un dominio de frecuencia, el efecto de
interferencia de la señal.
17. Un procedimiento conforme a la
reivindicación 15, en el que el cálculo del efecto de interferencia
comprende:
- \quad
- calcular una relación de una amplitud de al menos una de las frecuencias armónicas de la frecuencia fundamental presente en la señal con respecto a una amplitud de la frecuencia fundamental presente en la señal; y
- \quad
- comparar la relación calculada con relaciones almacenadas en la base de datos.
18. Un procedimiento conforme a una cualquiera
de las reivindicaciones 11 a 17, en el que generar el campo de
energía comprende generar el campo de energía en un entorno (60) del
objeto, y en el que la recepción de la señal comprende generar, en
el objeto (20), la señal sensible al campo de energía en el
objeto.
19. Un procedimiento conforme a una cualquiera
de las reivindicaciones 11 a 18, en el que la generación del campo
de energía comprende generar el campo de energía en el objeto (20),
y en el que la recepción de la señal comprende generar la señal en
un entorno (60) del objeto, sensible al campo de energía.
20. Un producto de programa informático para
seguir un objeto (20) en la presencia de un artículo interferente
(40), comprendiendo el producto un medio legible por ordenador, en
el que están almacenadas las instrucciones del programa,
instrucciones que, cuando son leídas por un ordenador, hacen que el
ordenador:
- \quad
- reciba una señal generada por un sensor expuesto a un campo de energía a una frecuencia fundamental;
- \quad
- detecte la amplitud de la frecuencia fundamental en la señal; caracterizado porque las instrucciones hacen adicionalmente que el ordenador
- \quad
- detecte un patrón de amplitudes relativas de frecuencias armónicas de la frecuencia fundamental presentes en la señal sensible a una interacción del artículo interferente (40) con el campo de energía;
- \quad
- compare el patrón con los patrones de amplitudes relativas de frecuencias armónicas almacenados en una base de datos de uno o más de dichos patrones asociados con uno o más tipos específicos respectivos de artículos interferentes;
- \quad
- identifique el artículo interferente (40) en base a la comparación;
- \quad
- corrija la señal en base a la identificación del artículo interferente (40) y una magnitud de una o más de las frecuencias armónicas en el patrón detectado; y
- \quad
- determine las coordenadas de posición del objeto (20) en base a la señal corregida.
21. Un producto conforme a la reivindicación 20,
en el que el artículo interferente (40) es ferromagnético, y en el
que las instrucciones hacen que el ordenador identifique el artículo
interferente ferromagnético.
22. Un producto conforme a la reivindicación 20
o 21, en el que la frecuencia fundamental es de entre 200 Hz y 12
kHz, y en el que las instrucciones hacen que el ordenador reciba la
señal generada por el sensor expuesto al campo de energía a la
frecuencia fundamental.
23. Un producto conforme a una cualquiera de las
reivindicaciones 20 a 22, en el que las instrucciones hacen que el
ordenador:
- \quad
- detecte el patrón de amplitudes relativas de frecuencias armónicas al calcular una relación de una amplitud de un primer armónico de la frecuencia fundamental presente en la señal con respecto a una amplitud de un segundo armónico de la frecuencia fundamental presente en la señal; y
- \quad
- compare el patrón con los patrones de amplitudes relativas de frecuencia armónica almacenados en la base de datos al comparar la relación calculada con relaciones almacenadas en la base de datos.
24. Un producto conforme a una cualquiera de las
reivindicaciones 20 a 23, en el que las instrucciones hacen que el
ordenador corrija la señal al:
- \quad
- calcular un efecto de interferencia del artículo interferente (40) en la señal, y
- \quad
- eliminar el efecto de interferencia de la señal.
25. Un producto conforme a la reivindicación 24,
en el que las instrucciones hacen que el ordenador elimine el
efecto de interferencia al restar, en un dominio de frecuencia, el
efecto de interferencia de la señal.
26. Un producto conforme a la reivindicación 24,
en el que las instrucciones hacen que el ordenador calcule el efecto
de interferencia al:
- \quad
- calcular una relación de una amplitud de al menos una de las frecuencias armónicas de la frecuencia fundamental presente en la señal con respecto a una amplitud de la frecuencia fundamental presente en la señal, y
- \quad
- comparar la relación calculada con relaciones almacenadas en la base de datos.
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