(57)【要約】【課題】  剛性外科用ツールを提供すること。【解決手段】  ハンドルと、ハンドルに取り付けられて、ハンドルから延在する第１導電性管とを含む装置。管は生体適合性であり、管遠位端部は医療処置のためにヒトの開口部に挿入されるように構成されている。装置は、第１導電性管に取り付けられて、第１導電性管によって包囲される第２導電性管を含む。２つの管は、電磁放射のためのアンテナとして共に機能する。絶縁された導電性コイルは、第２導電性管の周りに作られて、第２導電性管に固定され、そのコイルを横切る磁場に反応して信号を生成する。更に装置は、絶縁された導電性コイルから信号を受信し、それに反応して、予め設定された周波数で無線周波数信号を生成し、無線周波数信号を第２導電性管に伝達して、予め設定された周波数で電磁エネルギーとしてそこから放射する送受信器を含む。【選択図】  図１
2018043009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
ハンドルと、
前記ハンドルに固定的に取り付けられて前記ハンドルから延在する、生体適合性である第１導電性管であって、前記第１導電性管の遠位端部がヒトの開口部に挿入されるように構成されており、そこで医療処置を施術する、第１導電性管と、
前記第１導電性管に固定的に取り付けられて、前記第１導電性管によって包囲され、前記第１導電性管と共に電磁放射用のアンテナとして機能する、第２導電性管と、
前記第２導電性管の周りに作られて、前記第２導電性管に固定される絶縁された導電性コイルであって、前記コイルを横切る磁場に反応して信号を生成する、絶縁された導電性コイルと、
前記絶縁された導電性コイルから前記信号を受信し、それに反応して、予め設定された周波数で無線周波数信号を生成し、前記無線周波数信号を前記第２導電性管に伝達して、前記予め設定された周波数で電磁エネルギーとしてそこから放射するように接続された送受信器と、
を備える、装置。
【請求項２】
前記第１導電性管が第１電気伝導率を有し、前記第２導電性管が前記第１電気伝導率よりも大きい第２電気伝導率を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記送受信器が前記ハンドル内に固定的に設置されている、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記アンテナがアンテナインピーダンスを有し、前記装置が送受信器インピーダンスで前記無線周波数信号を受信して、前記アンテナインピーダンスで前記無線周波数信号を変換された無線周波数信号に変換するように、前記送受信器に接続されるインピーダンス変換器を更に備え、前記インピーダンス変換器が前記第２導電性管に結合されることで、前記管が前記変換された無線周波数信号を受信し、それに反応して前記予め設定された無線周波数で前記電磁エネルギーを放射する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記インピーダンス変換器が前記ハンドル内に固定的に設置されている、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記絶縁された導電性コイルを横切る前記磁場を放射する磁気放射体アセンブリと、前記電磁放射を前記アンテナから受信し、前記受信した放射を分析して前記磁気放射体アセンブリに対する前記絶縁された導電性コイルの位置を決定するプロセッサとを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
変換された信号を生成するように前記絶縁された導電性コイルからの前記信号に離散フーリエ変換を実行するように構成されている回路を備え、前記送受信器は、前記変換された信号を受信し、前記変換された信号に反応して前記無線周波数信号を生成するように接続されている、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記開口部が前記ヒトの鼻孔を含み、前記ハンドル、前記第１導電性管、前記第２導電性管、前記絶縁された導電性コイル及び前記送受信器は、前記鼻孔に挿入される耳、鼻及び喉（ＥＮＴ）外科用ツールに含まれている、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
方法であって、
ハンドルを提供することと、
第１導電性管を前記ハンドルに固定的に取り付けて、そこから延在させることであって、前記第１導電性管は生体適合性であり、前記第１導電性管の遠位端部は、ヒトの開口部に、そこで医療処置を施術するために挿入されるように構成されている、ことと、
第２導電性管を前記第１導電性管に固定的に取り付けることで、前記第１導電性管は前記第２導電性管を包囲することであって、前記第２導電性管は、前記第１導電性管と共に電磁放射用のアンテナとして機能する、ことと、
前記第２導電性管の周りに絶縁された導電性コイルを作り、前記コイルを前記第２導電性管に固定することであって、前記コイルは、前記コイルを横切る磁場に反応して信号を生成する、ことと、
前記絶縁された導電性コイルから前記信号を受信し、それに反応して、予め設定された周波数で無線周波数信号を生成し、前記無線周波数信号を前記第２導電性管に伝達して、前記予め設定された周波数で電磁エネルギーとしてそこから放射するように送受信器を接続することと、
を含む、方法。
【請求項１０】
前記第１導電性管は第１電気伝導率を有し、前記第２導電性管は前記第１電気伝導率よりも大きい第２電気伝導率を有する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記送受信器は前記ハンドル内に固定的に設置されている、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記アンテナがアンテナインピーダンスを有し、前記方法は、送受信器インピーダンスで前記無線周波数信号を受信して、前記アンテナインピーダンスで前記無線周波数信号を変換された無線周波数信号に変換するように、前記送受信器に接続されているインピーダンス変換器を提供することを更に含み、前記インピーダンス変換器が前記第２導電性管に結合されることで、前記管が前記変換された無線周波数信号を受信し、それに反応して前記予め設定された無線周波数で前記電磁エネルギーを放射する、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記インピーダンス変換器は前記ハンドル内に固定的に設置されている、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記絶縁された導電性コイルを横切る前記磁場を放射する磁気放射体アセンブリを提供することを含み、前記電磁放射を前記アンテナから受信し、前記受信した放射を分析して前記磁気放射体アセンブリに対する前記絶縁された導電性コイルの位置を決定することを更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
変換された信号を生成するように前記絶縁された導電性コイルからの前記信号に離散フーリエ変換を実行することを含み、前記送受信器は、前記変換された信号を受信し、前記変換された信号に反応して前記無線周波数信号を生成するように接続されている、請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
前記開口部が前記ヒトの鼻孔を含み、前記ハンドル、前記第１導電性管、前記第２導電性管、前記絶縁された導電性コイル及び前記送受信器は前記鼻孔に挿入される耳、鼻及び喉（ＥＮＴ）外科用ツールに含まれる、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、参照により本明細書に組み込まれる２０１６年９月１４日出願の米国特許仮出願第６２／３９４，４２６号の利益を主張するものである。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、概して外科用ツールに関し、特にシステムコントローラに無線で結合される剛性外科用ツールに関する。
【背景技術】
【０００３】
外科用ツールには、ケーブルのような追加の接続を必要としない単独型要素の場合がある。しかしながら、ツールによって与えられる力、又はツールの位置及び方向のようなパラメータを測定する「スマート」ツールは、通常、パラメータを記録するシステムコントローラへの接続を必要とする。接続はケーブル接続を含む場合があるが、ケーブル接続は医師のツール操作を妨害する場合があり、無線接続が好ましい場合がある。無線接続の別の有用性は、実質的に配備され得る無線ツールの数に制限がないことであるが、ケーブル接続はコネクタを必要とし、したがって非無線ツールの数を制限する。
【０００４】
無線接続は、その電磁エネルギーを送受信するためにアンテナを必要とし、効率的なアンテナはツールのサイズに比較して、特にそのようなツールのハンドルのサイズに比較して相対的に大きい場合がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態は、
ハンドルと、
ハンドルに固定的に取り付けられてハンドルから延在する、生体適合性である第１導電性管であって、第１導電性管の遠位端部がヒトの開口部に挿入されるように構成されて、そこで医療処置を施術する第１導電性管と、
第１導電性管に固定的に取り付けられて、第１導電性管によって包囲され、第１導電性管と共に電磁放射用のアンテナとして機能する第２導電性管と、
第２導電性管の周りに作られて、第２導電性管に固定される絶縁された導電性コイルであって、コイルを横切る磁場に反応して信号を生成する絶縁された導電性コイルと、
絶縁された導電性コイルから信号を受信し、それに反応して、予め設定された周波数で無線周波数信号を生成し、無線周波数信号を第２導電性管に伝達して、予め設定された周波数で電磁エネルギーとしてそこから放射するよう接続された送受信器と、を備える装置を提供することである。
【０００６】
開示された実施形態では、第１導電性管は第１電気伝導率を有し、第２導電性管は、第１電気伝導率よりも大きい第２電気伝導率を有する。
【０００７】
更に開示された実施形態では、送受信器はハンドル内に固定的に設置されている。
【０００８】
更に開示された実施形態では、アンテナはアンテナインピーダンスを有し、装置は、送受信器インピーダンスで無線周波数信号を受信して、アンテナインピーダンスで無線周波数信号を変換された無線周波数信号に変換するように、送受信器に接続されるインピーダンス変換器を更に備え、インピーダンス変換器は、第２導電性管に結合されることで、管が変換された無線周波数信号を受信し、それに反応して予め設定された無線周波数で電磁エネルギーを放射する。典型的に、インピーダンス変換器はハンドル内に固定的に設置されている。
【０００９】
代替的な実施形態では、装置は絶縁された導電性コイルを横切る磁場を放射する磁気放射体アセンブリ、及び電磁放射をアンテナから受信し、受信した放射を分析して磁気放射体アセンブリに対する絶縁された導電性コイルの位置を決定するプロセッサを含む。
【００１０】
更なる別の実施形態では、装置は、変換された信号を生成するように絶縁された導電性コイルからの信号に離散フーリエ変換を実行するように構成された回路を備え、送受信器は変換された信号を受信し、変換された信号に反応して無線周波数信号を生成するように接続されている。
【００１１】
更なる代替的な実施形態では、開口部はヒトの鼻孔であり、ハンドル、第１導電性管、第２導電性管、絶縁された導電性コイル及び送受信器は、鼻孔に挿入される耳、鼻及び喉（ＥＮＴ）外科用ツールの中に形成される。
【００１２】
本発明の一実施形態により、次の工程を含む方法が更に提供され、本方法は、
ハンドルを提供することと、
第１導電性管をハンドルに固定的に取り付けて、そこから延在させることであって、第１導電性管は生体適合性であり、第１導電性管の遠位端部はヒトの開口部に、そこで医療処置を施術するため挿入されるように構成されていることと、
第２導電性管を第１導電性管に固定的に取り付けることで、第１導電性管は第２導電性管を包囲することであって、第２導電性管は第１導電性管と共に電磁放射用のアンテナとして機能することと、
第２導電性管の周りに絶縁された導電性コイルを作り、コイルを第２導電性管に固定することであって、コイルはコイルを横切る磁場に反応して信号を生成することと、
絶縁された導電性コイルから信号を受信し、それに反応して、予め設定された周波数で無線周波数信号を生成し、無線周波数信号を第２導電性管に伝達して、予め設定された周波数で電磁エネルギーとしてそこから放射するように送受信器を接続することとを備える。
【００１３】
以下の本開示の実施形態の詳細な説明を図面と併せ読むことで本開示のより完全な理解が得られるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る、ＥＮＴ無線ツールを用いるＥＮＴ（耳、鼻及び喉）システムの概略図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態に係る、図１のシステムで使用され得る別のＥＮＴ無線ツールの概略図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態に係る、図１のシステムで使用され得る別のＥＮＴ無線ツールの概略図である。
【図２Ｃ】本発明の一実施形態に係る、図１のシステムで使用され得る別のＥＮＴ無線ツールの概略図である。
【図２Ｄ】本発明の一実施形態に係る、図１のシステムで使用され得る別のＥＮＴ無線ツールの概略図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態に係る、図１のシステムで使用される無線ツールの外部及び内部のそれぞれ概略図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態に係る、図１のシステムで使用される無線ツールの外部及び内部のそれぞれ概略図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る、ＥＮＴ無線ツールのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
概要
本発明の実施形態は、ＥＮＴ無線ツールの「作業する先端」、通常、ロッドが、その外科的機能を実行するためと、ツールとの間で無線周波数放射を送受信するアンテナとしての両方の機能をするために、ＥＮＴ無線ツール用の比較的大きなアンテナを必要とする問題を克服する。ロッドをアンテナとして実装することで、ツールのハンドルは、多くのＥＮＴ医師に好まれるように、小型化及び精密に作製されることができる。
【００１６】
１つの実施形態では、患者の洞内からの吸引を含むＥＮＴ処置用に構成される無線外科用ツールは、生体適合性の導電性管を固定的に取り付けたハンドルを含む。管はハンドルから延び、患者の開口部、通常は鼻孔にＥＮＴ処置のために挿入されるよう構成されている。
【００１７】
第２導電性管は、生体適合性の導電性管内に固定され、その結果、第２管は、生体適合性の導電性管に包囲される。２つの管は、電磁放射用のアンテナとして共に機能する。
【００１８】
絶縁された導電性コイルは、典型的に第２導電性管に巻き付けることによって、その周りに作製され、第２導電性管に固定される。コイルは、コイルを横切る磁場に反応して信号を生成する。
【００１９】
更に無線外科用ツールは、通常、ハンドル内に置かれる送受信器を含む。送受信器は、絶縁された導電性コイルから信号を受信し、それに反応して予め設定された周波数、典型的には２．４ＧＨｚで無線周波数信号を生成し、第２導電性管に無線周波数信号を伝達して、予め設定された周波数で電磁エネルギーとしてそこから放射する。
【００２０】
詳細な説明
図１を参照すると、それは、本発明の一実施形態に係る、ＥＮＴ（耳、鼻及び喉）システム２０の概略図である。以下により詳細に記載するように、システム２０で使用される無線外科用ツール２１は、１つ以上のメモリと通信する処理部を備えて、システムを作動するシステムプロセッサ４０と無線通信する。以下の説明では、システム２０は、患者２２への副鼻腔処置を含む医療処置を施術するために用いられると想定され、以下により詳細に説明するように、ツール２１は、磁気追跡システム２３によって処置の間に追跡される１つ以上の磁気センサー３２を含む。追跡を有効にするため、システム２０において、患者２２及び磁気追跡システム２３のＣＴ（コンピュータ断層撮影）画像の参照フレームが位置合わせされる。ＣＴ画像は通常、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）画像又は透視画像を含むことができるが、本明細書の説明では、画像は一例として透視ＣＴ画像を含むと想定される。
【００２１】
副鼻腔処置前及び処置の間に、磁気追跡システムに含まれる磁気放射体アセンブリ２４は、患者の頭部の下に位置付けられる。アセンブリ２４は、磁場放射体２６を含み、それは所定の位置に固定され、患者２２の頭部が置かれる領域３０に交流正弦波磁場を伝達する。一例では、アセンブリ２４の放射体２６は、患者２２の頭部の周りにほぼ馬蹄形に配置される。しかし、アセンブリ２４の放射体の別の構成は、当業者には明らかであり、そのような構成の全ては本発明の範囲内に含まれていると想定される。
【００２２】
いくつかの実施形態では、処置の前に、システム２０により実行される位置合わせのために、先端に磁気センサー３２を有するツール２１の遠位先端は患者２２の皮膚の異なる領域に接触される。センサー内に、アセンブリ２４により生成される磁場とのその相互作用に反応して誘発される信号は、一旦、アセンブリ２４が較正されると、先端の位置の追跡を可能にする。システム２０を作動している医師５４によって保持されるプローブハンドル５２は、ツール２１の近位端部に接続され、ハンドルによって医師はツールを操作することができる。可撓性チューブ５９はハンドル５２に接続し、チューブによって、ツール２１の管腔を通して流体を排出することを含む、上記で参照した医療処置が可能になる。いくつかの実施形態では、ハンドル５２は、遠位先端が皮膚に接触する時、医師が遠位先端センサーからの信号の取得を制御することを可能にする制御装置を組み込み得る。Ｃａｒｔｏ（登録商標）システム（Ｂｉｏｓｅｎｓｅ  Ｗｅｂｓｔｅｒ（Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｂａｒ，ＣＡ））は、磁界によって照射された領域内にあるコイルの位置及び方向を検出するために、本明細書に記載のシステムに類似のシステムを使用する。代替的には、当該技術分野で既知である位置合わせのための１つ以上の他の方法が、位置合わせを実行するために用いられてもよい。
【００２３】
放射体２６を含むシステム２０の要素は、システムプロセッサ４０により制御される。プロセッサ４０は、キーパッド及び／又はマウス若しくはトラックボールなどのポインティングデバイスを典型的に含む、動作制御装置５８を備えるコンソール５０内に実装され得る。コンソール５０は、ケーブルを介して、及び／又は無線で放射体に接続する。医師５４は、動作制御装置５８を用いて、システム２０を用いるＥＮＴ処置を実行しつつ、プロセッサと対話する。処置を実行している間、プロセッサはスクリーン５６に処置の結果を提示してもよい。
【００２４】
プロセッサ４０は、メモリ４２内に格納されたソフトウェアを用いてシステム２０を操作する。ソフトウェアは、例えば、ネットワークを介して、電子的形態でプロセッサ４０にダウンロードされてもよいし、又は代替的若しくは追加的に、磁気メモリ、光メモリ、若しくは電子メモリなどの、非一時的な有形媒体上に提供かつ／若しくは記憶されてもよい。
【００２５】
プロセッサ４０は、とりわけアセンブリ２４の磁気放射体２６を操作するために使用する。上述のように、放射体は、異なる周波数の正弦波交流磁場を、患者２２の頭部を含む領域３０に伝達し、放射体からの磁場はセンサー３２に信号を誘発する。以下に説明するように、信号、及び／又は信号から得られたデータは、プロセッサに無線で送信されてもよく、プロセッサは受信したデータ及び／又は信号を分析して、センサー用に、アセンブリにより定義される参照フレームに対して測定される位置及び方向値を導出する。
【００２６】
図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ及び図２Ｄは、本発明の一実施形態による、システム２０で使用され得る、ツール２１の代わりのＥＮＴ無線ツールの概略図である。図２Ａは、非可撓性管状部材６０Ｍに固定的に接続されるハンドル６０Ｈを有するＥＮＴツール６０を示す。図２Ｂは、非可撓性管状部材６２Ｍに固定的に接続されるハンドル６２Ｈを有するＥＮＴツール６２を示す。図２Ｃは、非可撓性管状部材６４Ｍに固定的に接続されるハンドル６４Ｈを有するＥＮＴツール６４を示し、図２Ｄは、非可撓性管状部材６６Ｍに固定的に接続されるハンドル６６Ｈを有するＥＮＴツール６６を示す。ツール６０、６２、６４及び６６は、概してツール２１に同様の形状であり、全てのツールは管状部材に固定的に接続されるハンドルを有する。ツール２１は、図３Ａ及び図３Ｂを参照して、以下により詳細に記載する。
【００２７】
図３Ａ及び図３Ｂは、本発明の一実施形態による、ＥＮＴ無線ツール２１の外部及び内部のそれぞれ概略図である。図３Ａに見られるように、ツール２１の遠位端部は、典型的にはチタン合金又はステンレス鋼のような不良導体から形成される、外側非可撓性の生体適合性金属管７０を備える。管７０は、典型的には銅のような良導体である、内側非可撓性金属管７２（図３Ｂでは、管７０は隠れている）に固定される保護シールドとして機能する。更に以下に説明するように、管７２は管７０と共に、ツール２１のアンテナ７１として機能する管状部材を形成し、更にアンテナ７１は本明細書において管状部材７１と呼ばれる。本明細書に記載する医療処置において、部材７１は、患者の鼻孔のような、患者２２の開口部に挿入され得る。
【００２８】
管７０は、プリント回路板（ＰＣＢ）７６を包囲するケース７４（その一部が図３Ｂでは透過して示される）に固定的に取り付けられる。更に管状流体接続８０は、ケース７４に固定的に取り付けられ、図３Ｂに見られるように、内側管７２が接続８０に結合される。接続８０は、チューブ５９に接続し（図１）、管７２に封止され、その結果、ＥＮＴ処置の間、体液がケース７４に漏出することなく、内側管７２及び接続８０を通って排出され得る。
【００２９】
絶縁されたワイヤコイルの形態にあるセンサー３２は、管７２の周りに作製され、以下の説明ではセンサー３２は本明細書においてコイル３２とも呼ばれる。一例では、ツール２１は、３つの概ね同様のコイル３２を有すると想定され、１つは管７２の遠位先端にあり、２つは管のより近位側の位置にある。しかし、本発明の別の実施形態では、３つよりも多くの、又は少ないコイル３２を有してもよい。各コイル３２は、１対の絶縁された導体８４により、低ノイズの前置増幅器及びアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器を含むＰＣＢ７６に接続されている。
【００３０】
無線サブアセンブリ９０は、封水コネクタ９２を介してケース７４に固定的に接続される。コネクタ９２は、封水であり、ツール２１のその後の滅菌はツール２１のコンポーネントに悪影響を及ぼさない。サブアセンブリ９０は、保護ケース９４により包囲され、医師５４がハンドル５２として使用することもできるため、ケース９４は本明細書においてハンドル５２とも呼ばれる。
【００３１】
本発明の一実施形態では、ハンドルは典型的に可能な限り小さく構成され、更に処置を実行している医師により確実に把持されるように構成されている。以下に記載するように、ハンドル５２はバッテリを含み、バッテリのサイズは、通常、ハンドルをどれ程小さく作製できるかを制限する。１つの実施形態では、ハンドル５２は、約２ｃｍの直径及び約３ｃｍの長さを備える円筒形を有する。
【００３２】
コネクタ９２は、ＰＣＢ７６に電力を転送し、ＰＣＢとサブアセンブリ９０内の他の回路１００（以下に記載する）との間で計時信号及びデータ信号を転送する、複数の導体を有する。電力及び計時信号は、バッテリ９６により駆動される電力及び計時回路９８（通常、ＰＣＢである）から得られる。更に回路９８は、サブアセンブリ９０の別の要素に電力及び計時信号を提供する。いくつかの実施形態では、更にサブアセンブリ９０は、ツール２１が使用中でない場合にバッテリ９６からの電力をオフにするように構成され得る加速度計９７を組み込む。
【００３３】
プロセッサに結合されるフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含む信号処理ボード１０２は、ＰＣＢ７６のＡ／Ｄ変換器からデジタル信号を受信する。１つの実施形態では、ボード１０２は、スイス、チューリッヒ州のＥｎｃｌｕｓｔｒａ製のＦＰＧＡモジュールで形成される。プロセッサは、信号を分析して、センサー３２を横切る磁場の大きさを調べ、その大きさを送受信器ボード１０４に転送する。
【００３４】
送受信器ボード１０４は、一例では２．４ＧＨｚバンドにあると想定される所定の周波数で送受信するように構成されている。１つの実施形態では、送受信器ボード１０４は、テキサス州ダラスのＴｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＣＣ２５４３  Ｓｙｓｔｅｍ−ｏｎ−Ｃｈｉｐで形成される。ボード１０４は、受信したデータを、システムプロセッサ４０への無線送信の準備として、その送信周波数に符号化する。
【００３５】
ボード１０４は、バラン１０６及びケーブル１０８によりアンテナ７１に結合され、ケーブルは管７２に電気的に接続されている。バランは、インピーダンス変換器として機能し、ボード１０４のインピーダンスをケーブル１０８のインピーダンスと一致させる。ケーブル１０８は、通常、同軸であり、５０Ωのインピーダンスを備える。更にバランは、２．４ＧＨｚバンド用のフィルタとして本質的に機能する。１つの実施形態では、バラン１０６は、カリフォルニア州カマリロのＪｏｈａｎｓｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｉｎｃ．製の２４５０ＢＭ１５バランを含む。
【００３６】
当該技術分野で既知のように、２．４ＧＨｚのオーダーの周波数で動作するコンポーネントは、通常、容量性、誘導性及び抵抗性の特性を有する分布定数素子モデルに従って動作する。これは、典型的には容量性、誘導性又は抵抗性の特性のいずれかを有する集中定数素子モデルに従い動作する、低周波でのコンポーネントの動作とは対照的である。したがって、送受信器ボード１０４の前のツール２１のコンポーネントは、典型的に集中素子として見なされてもよく、一方、ボードのコンポーネントと、ケーブル１０８及びアンテナ７１のような後続するコンポーネントは、典型的に分布様式で動作する。
【００３７】
上述のように、管７０及び７２は、アンテナ７１として機能し、本発明の実施形態では、アンテナは、ボード１０４の所定の無線周波数で無線周波数信号をボード１０４から受信し、ボードに送信する。動作において、アンテナ７１は、アンテナから電磁放射を伝達し、アンテナで電磁放射を受信する。
【００３８】
理論的な観点から、アンテナ７１は、４分の１の任意の奇数の波長で共振するモノポールアンテナとして動作すると考えられてもよい。したがって、約０．１２５ｍの波長を有する２．４ＧＨｚバンドに対して、アンテナ７１、即ち管７０及び７２は、約３ｃｍの任意の奇数の長さに形成されてもよい。実際には、管状部材７１及び同軸ケーブル１０８の分布特性のため、管状部材の長さの実際の値は、理論値と異なる場合がある。
【００３９】
１つの実施形態では、アンテナ７１は約１５ｃｍの長さとなるように形成され、発明者らは、この長さのアンテナ、即ち管状部材７１を用いると、比較的高いＱで共振することを発見した。理解されるように、Ｑは、アンテナ７１が比較的低い電気伝導率を有する材料から形成される外側管７０を有するために低下し、Ｑの減少はアンテナの共振長の選択を容易にすることが理解されよう。結果として、当業者は過分な実験をすることなく、アンテナ７１に対して１５ｃｍ以外の長さを選択することができるであろう。
【００４０】
更に、上記説明が２．４ＧＨｚバンドでのＥＮＴ無線ツールの使用に関する一方、当業者は、限定するものではないが極超短波（ＵＨＦ）及びマイクロ波（ＳＨＦ）バンドを含む他のバンドで動作するＥＮＴ無線ツールに対して、必要な変更を加えて説明を適合することができることを理解されよう。
【００４１】
図４は、本発明の一実施形態によるＥＮＴ無線ツールの概略的なブロック図である。明白にするため、以下のブロック図の説明は、ツール２１に関するが、ブロック図が、必要な変更を加えた上で、本明細書に記載する他のＥＮＴ無線ツールに適用することが理解されよう。センサーブロック１５０は、センサー３２に対応し、センサーはアンテナ２１の管７２に物理的に置かれている。センサーブロック１５０からの信号は、ボード７６及び１０２を含む信号処理ブロック１５２にフィードされる。信号処理ブロックからのデータは、送受信器ボード１０４に対応する送受信器ブロック１５４にフィードされ、ボードからの符号化されたデータは、バラン１０６を備えるバラン及びフィルタブロック１５６を通ってアンテナ７１にフィードされる。破線１５８は、センサー３２及びアンテナ７１が物理的に同じ位置で、管７２にあることを示す。
【００４２】
アンテナ７１は電磁放射を放射し、センサー３２からの信号、及び／又は信号から得られたデータをプロセッサ４０に伝達する。１つの実施形態では、信号から得られたデータは信号処理ブロック１５２、即ちボード７６及び１０２で、フーリエ変換、典型的には離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を用いて変換され、ＤＦＴはアンテナ７１から送信される。ＤＦＴを信号に実行することで、送信に必要なデータ量を減少する。
【００４３】
通常、電磁放射は、タイムスタンプ、バッテリ９６の状態、及び／又は、ツールに組み込まれ得る他の要素、例えば加速度計９７から得られる値のような、ツール２１の他の動作パラメータをプロセッサに伝達するために、更に使用されてもよい。更にプロセッサ４０は、アンテナ７１で受信した電磁放射を介して、ツール２１用のプロセッサからの制御信号を伝達するように構成されてもよい。
【００４４】
本発明の実施形態において、管７２は複数の機能を有し、ツール２１用のアンテナとして機能し、ツール用の位置追跡センサーを保持し、ツールの外科的機能を実行することが理解されよう。
【００４５】
上に述べた実施形態は例として挙げたものであり、本発明は上記に具体的に示し、説明したものに限定されない点は理解されよう。むしろ、本発明の範囲は、上記されている種々の特徴の組み合わせ及び部分的組み合わせと、前述の説明を読むことに基づいて当業者が想起するであろう、先行技術に開示されていない変形例及び修飾との両方を含む。
【００４６】
〔実施の態様〕
（１）  装置であって、
ハンドルと、
前記ハンドルに固定的に取り付けられて前記ハンドルから延在する、生体適合性である第１導電性管であって、前記第１導電性管の遠位端部がヒトの開口部に挿入されるように構成されており、そこで医療処置を施術する、第１導電性管と、
前記第１導電性管に固定的に取り付けられて、前記第１導電性管によって包囲され、前記第１導電性管と共に電磁放射用のアンテナとして機能する、第２導電性管と、
前記第２導電性管の周りに作られて、前記第２導電性管に固定される絶縁された導電性コイルであって、前記コイルを横切る磁場に反応して信号を生成する、絶縁された導電性コイルと、
前記絶縁された導電性コイルから前記信号を受信し、それに反応して、予め設定された周波数で無線周波数信号を生成し、前記無線周波数信号を前記第２導電性管に伝達して、前記予め設定された周波数で電磁エネルギーとしてそこから放射するように接続された送受信器と、
を備える、装置。
（２）  前記第１導電性管が第１電気伝導率を有し、前記第２導電性管が前記第１電気伝導率よりも大きい第２電気伝導率を有する、実施態様１に記載の装置。
（３）  前記送受信器が前記ハンドル内に固定的に設置されている、実施態様１に記載の装置。
（４）  前記アンテナがアンテナインピーダンスを有し、前記装置が送受信器インピーダンスで前記無線周波数信号を受信して、前記アンテナインピーダンスで前記無線周波数信号を変換された無線周波数信号に変換するように、前記送受信器に接続されるインピーダンス変換器を更に備え、前記インピーダンス変換器が前記第２導電性管に結合されることで、前記管が前記変換された無線周波数信号を受信し、それに反応して前記予め設定された無線周波数で前記電磁エネルギーを放射する、実施態様１に記載の装置。
（５）  前記インピーダンス変換器が前記ハンドル内に固定的に設置されている、実施態様４に記載の装置。
【００４７】
（６）  前記絶縁された導電性コイルを横切る前記磁場を放射する磁気放射体アセンブリと、前記電磁放射を前記アンテナから受信し、前記受信した放射を分析して前記磁気放射体アセンブリに対する前記絶縁された導電性コイルの位置を決定するプロセッサとを備える、実施態様１に記載の装置。
（７）  変換された信号を生成するように前記絶縁された導電性コイルからの前記信号に離散フーリエ変換を実行するように構成されている回路を備え、前記送受信器は、前記変換された信号を受信し、前記変換された信号に反応して前記無線周波数信号を生成するように接続されている、実施態様１に記載の装置。
（８）  前記開口部が前記ヒトの鼻孔を含み、前記ハンドル、前記第１導電性管、前記第２導電性管、前記絶縁された導電性コイル及び前記送受信器は、前記鼻孔に挿入される耳、鼻及び喉（ＥＮＴ）外科用ツールに含まれている、実施態様１に記載の装置。
（９）  方法であって、
ハンドルを提供することと、
第１導電性管を前記ハンドルに固定的に取り付けて、そこから延在させることであって、前記第１導電性管は生体適合性であり、前記第１導電性管の遠位端部は、ヒトの開口部に、そこで医療処置を施術するために挿入されるように構成されている、ことと、
第２導電性管を前記第１導電性管に固定的に取り付けることで、前記第１導電性管は前記第２導電性管を包囲することであって、前記第２導電性管は、前記第１導電性管と共に電磁放射用のアンテナとして機能する、ことと、
前記第２導電性管の周りに絶縁された導電性コイルを作り、前記コイルを前記第２導電性管に固定することであって、前記コイルは、前記コイルを横切る磁場に反応して信号を生成する、ことと、
前記絶縁された導電性コイルから前記信号を受信し、それに反応して、予め設定された周波数で無線周波数信号を生成し、前記無線周波数信号を前記第２導電性管に伝達して、前記予め設定された周波数で電磁エネルギーとしてそこから放射するように送受信器を接続することと、
を含む、方法。
（１０）  前記第１導電性管は第１電気伝導率を有し、前記第２導電性管は前記第１電気伝導率よりも大きい第２電気伝導率を有する、実施態様９に記載の方法。
【００４８】
（１１）  前記送受信器は前記ハンドル内に固定的に設置されている、実施態様９に記載の方法。
（１２）  前記アンテナがアンテナインピーダンスを有し、前記方法は、送受信器インピーダンスで前記無線周波数信号を受信して、前記アンテナインピーダンスで前記無線周波数信号を変換された無線周波数信号に変換するように、前記送受信器に接続されているインピーダンス変換器を提供することを更に含み、前記インピーダンス変換器が前記第２導電性管に結合されることで、前記管が前記変換された無線周波数信号を受信し、それに反応して前記予め設定された無線周波数で前記電磁エネルギーを放射する、実施態様９に記載の方法。
（１３）  前記インピーダンス変換器は前記ハンドル内に固定的に設置されている、実施態様１２に記載の方法。
（１４）  前記絶縁された導電性コイルを横切る前記磁場を放射する磁気放射体アセンブリを提供することを含み、前記電磁放射を前記アンテナから受信し、前記受信した放射を分析して前記磁気放射体アセンブリに対する前記絶縁された導電性コイルの位置を決定することを更に含む、実施態様９に記載の方法。
（１５）  変換された信号を生成するように前記絶縁された導電性コイルからの前記信号に離散フーリエ変換を実行することを含み、前記送受信器は、前記変換された信号を受信し、前記変換された信号に反応して前記無線周波数信号を生成するように接続されている、実施態様９に記載の方法。
【００４９】
（１６）  前記開口部が前記ヒトの鼻孔を含み、前記ハンドル、前記第１導電性管、前記第２導電性管、前記絶縁された導電性コイル及び前記送受信器は前記鼻孔に挿入される耳、鼻及び喉（ＥＮＴ）外科用ツールに含まれる、実施態様９に記載の方法。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【外国語明細書】
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