(57)【要約】本開示の態様は、標的物体を追跡するための磁場を生成するための装置を対象とする。そのような装置は、例えば、Ｘ線透視撮像システムに近接して使用される場合、磁場を生成し、最小限のＸ線吸収を示す局所磁場送信器を含んでもよい。
2021513417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
関心領域内の物体を追跡するための磁場を生成する装置であって、
前記関心領域内に前記磁場を放射するように構成及び配置され、かつ、実質的にＸ線透過性である低密度磁場送信素子を備える、装置。
【請求項２】
前記磁場送信素子は、共通平面を横切って延在する２つ以上の部分巻線（ｐａｒｔｉａｌ ｗｉｎｄｓ）を含み、
前記部分巻線のそれぞれは、互いに電気的に並列であり、共通の中心点の周りに円周方向に延在する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記磁場送信素子は、互いに電気的に結合され、磁気コイルを形成するように構成及び配置された、ビア及び配線を有する多層プリント回路基板を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記磁場送信素子は、
基板と、
前記基板の周りに巻かれて磁気コイルを形成するワイヤと、
を含み、
前記基板は、前記基板の周りへの前記ワイヤの巻き付けを容易にし、Ｘ線画像上の前記磁場送信素子のシグネチャ（ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）を低減するように構成及び配置された１つ又は複数の丸い縁部を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記装置は、前記磁場の磁場強度を増幅する相補極性、又は、前記磁場を急速に減衰させる反対極性で動作するように構成及び配置された２つ以上の磁場送信素子を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記２つ以上の磁場送信素子は電気的に直列に結合される、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記磁場送信素子は、さらに、患者検査台に取り付けられるように構成及び配置され、
前記関心領域は、前記患者検査台の上方に位置する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記磁場送信素子は、さらに、患者の胸部に配置されるように構成及び配置され、
前記関心領域は心筋である、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記磁場送信素子は、さらに、患者検査台に結合されるように構成及び配置され、
前記関心領域は心筋であり、
追跡される前記物体は血管内カテーテルである、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
医療用位置決めシステムであって、
実質的にＸ線透過性であり、関心領域内の医療用カテーテルを追跡するための磁場を放射するように構成及び配置された磁場送信素子と、
前記医療用カテーテルに結合され、前記磁場送信素子から放射された前記磁場をサンプリングするように構成及び配置された磁場感知素子と、
前記磁場感知素子及び前記磁場送信素子に電気的に結合され、前記磁場感知素子によってサンプリングされた前記磁場に基づいて、前記医療用カテーテルの相対位置を決定するように構成及び配置された処理回路と、
を備える、医療用位置決めシステム。
【請求項１１】
前記磁場送信素子は、共通平面を横切って延びる２つ以上の部分巻線（ｐａｒｔｉａｌ ｗｉｎｄｓ）を含み、
前記部分巻線の各々は、互いに電気的に並列であり、共通の中心点の周りに円周方向に延在する、請求項１０に記載の医療用位置決めシステム。
【請求項１２】
前記磁場送信素子は、互いに電気的に結合され、磁気コイルを形成するように構成及び配置された、ビア及び配線を有する多層プリント回路基板を含む、請求項１０に記載の医療用位置決めシステム。
【請求項１３】
前記磁場送信素子は、
基板と、
前記基板の周りに巻かれて磁気コイルを形成するワイヤと、
を含み、
前記基板は、前記基板の周りへの前記ワイヤの巻き付けを容易にし、Ｘ線画像上の前記磁場送信素子のシグネチャ（ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）を低減するように構成及び配置された１つ又は複数の丸い縁部を含む、請求項１０に記載の医療用位置決めシステム。
【請求項１４】
前記装置は、前記磁場の磁場強度を増幅する相補極性、又は、前記磁場を急速に減衰させる反対極性で動作するように構成及び配置された２つ以上の磁場送信素子を含む、請求項１０に記載の医療用位置決めシステム。
【請求項１５】
前記２つ以上の磁場送信素子は電気的に直列に結合される、請求項１４に記載の医療用位置決めシステム。
【請求項１６】
前記磁場送信素子は、さらに、患者検査台に取り付けられるように構成及び配置され、
前記関心領域は、前記患者検査台の上方に位置する、請求項１０に記載の医療用位置決めシステム。
【請求項１７】
前記磁場送信素子は、さらに、患者の胸部に配置されるように構成及び配置され、
前記関心領域は心筋である、請求項１０に記載の医療用位置決めシステム。
【請求項１８】
前記磁場送信素子は、さらに、患者検査台に結合されるように構成及び配置され、
前記関心領域は心筋であり、
追跡される前記物体は血管内カテーテルである、請求項１０に記載の医療用位置決めシステム。
【請求項１９】
前記磁場送信素子は、
低密度材料と、薄い高密度材料と、を含み、
Ｘ線吸収を緩和するように構成及び配置されている、
請求項１０に記載の医療用位置決めシステム。
【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、２０１８年２月１４日に出願された米国仮出願第６２／６３０，３９０号の利益を主張し、これは、参照により、本明細書に完全に記載されているものとして本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本出願は、２０１７年１月０５日に出願された米国仮出願第６２／４４２，６２１号（現在は２０１８年１月０５日に出願された特許協力条約出願番号ＩＢ２０１８／０５００９１）に関連し、その開示全体は参照により、本明細書に完全に記載されているものとして本明細書に組み込まれる。
【０００３】
本出願は、２０１５年７月１日に出願された特許協力条約出願番号ＩＢ２０１５／００１６７５に関連し、その全開示は参照により、本明細書に完全に記載されているものとして本明細書に組み込まれる。
【０００４】
本出願は、２０１４年１２月３１日に出願された米国仮出願第６２／０９８，８１３号に関連し、その全開示は参照により、本明細書に完全に記載されているものとして本明細書に組み込まれる。
【０００５】
本出願は、２０１４年７月０３日に出願された米国仮出願第６２／０２０，８８１号に関連し、その全開示は参照により、本明細書に完全に記載されているものとして本明細書に組み込まれる。
【０００６】
本出願は、２０１３年１１月０６日に出願された米国仮出願第６１／９００，７４６号に関連し、その全開示は参照により、本明細書に完全に記載されているものとして本明細書に組み込まれる。
【０００７】
本開示は、局所磁場送信器、関連コンポーネント、及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００８】
電気生理学カテーテルのような医療機器、カテーテル、及び／又は心臓血管カテーテルは、例えば、異所性心房頻拍、心房細動、及び心房粗動を含む心房性不整脈を診断及び／又は矯正するために、様々な診断、治療、マッピング、及び／又は切除の処置に使用され得る。不整脈は、様々な症候性及び無症候性の病気、ならびに死に至ることさえある、不規則な心拍数、同期性房室収縮の喪失及び心腔内の血流の停滞を含む様々な状態を生じ得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
血管内カテーテルは、状態を診断及び／又は矯正するために、診断、治療、マッピング、及び／又は切除の処置が行われる部位まで、患者の血管系に通されてもよい。部位への医療機器の送達及びそれに対する操作を補助するために、患者に近接する電磁場送信器によって生成される磁気信号を受信可能なセンサ（例えば、電極）が、医療機器上に配置され得る。受信された信号に基づいて、医療機器の向き及び／又は位置が計算され得る。しかしながら、そのような磁気ベースの位置特定システムは、しばしば、Ｘ線透視（ｆｌｕｏｒｏｓｃｏｐｉｃ）撮像システムの有効性を妨げる。
【００１０】
前述の議論は本発明の分野を例示することのみを意図しており、請求の範囲を否定するものとして解釈されるべきではない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本開示の様々な態様は、標的物体を追跡するための磁場を生成するための装置を対象とする。そのような装置は、Ｘ線透視撮像システムと併せて使用される場合、磁場を生成し、実質的にＸ線透過性である局所磁場送信器を含んでもよい。
【００１２】
本開示の一実施形態は、関心領域内の物体を追跡するための所望の磁場を生成するための装置を対象とする。この装置は、関心領域に所望の磁場を放射し、かつ、実質的にＸ線透過性である低密度磁場送信素子を含む。より具体的な実施形態では、磁場送信素子は、共通平面を横切って延在する２つ以上のコイルを含み、コイルのそれぞれは、互いに電気的に並列であり、共通の中心点の周りに円周方向に延在する。
【００１３】
本開示の様々な態様は、磁場送信素子と磁場感知素子と処理回路を含む医療用位置決めシステムを対象とする。磁場送信素子は、実質的にＸ線透過性であり、関心領域内の物体を追跡するための磁場を放射する。磁場感知素子は、医療用カテーテルに結合され、磁場送信素子から放射された磁場をサンプリングする。処理回路は、磁場感知素子及び磁場送信素子に電気的に結合される。処理回路は、磁場感知素子によってサンプリングされた磁場に基づいて医療用カテーテルの相対位置を決定する。
【００１４】
本開示の前述及び他の態様、特徴、詳細、有用性、及び利点は、以下の説明及び特許請求の範囲を読むこと、ならびに添付の図面を検討することから明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
様々な例示的な実施形態は、添付の図面に関連する以下の詳細な説明を考慮して、より完全に理解され得る：
【００１６】
【図１】１つ又は複数の診断又は治療の処置を実行するための例示的なシステムの概略図を示し、システムは、本開示の様々な態様と一致する磁場ベースの医療用位置決めシステムを備える。
【図２】本開示の様々な態様と一致する医療用位置決めシステムの等角側面図を示す。
【図３】本開示の様々な態様と一致する図２の医療用位置決めシステムの部分的かつより詳細な等角側面図を示す。
【図４】本開示の種々の態様と一致する医療用位置決めシステム用の磁場送信器の等角側面図を示す。
【図５Ａ】本開示の様々な態様と一致する磁場送信器の等角側面図を示す。
【図５Ｂ】本開示の様々な態様と一致する図５Ａの磁場送信器の隠れ線が示された等角側面図を示す。
【図５Ｃ】本開示の様々な態様と一致する図５Ａの磁場送信器の基板が隠されている等角側面図を示す。
【図５Ｄ】本開示の様々な態様と一致する図５Ａの磁場送信器の隠れ線が示された上面図を示す。
【図６Ａ】本開示の様々な態様と一致する磁場送信器の等角側面図を示す。
【図６Ｂ】本開示の様々な態様と一致する図６Ａの磁場送信器の隠れ線が示された等角側面図を示す。
【図７Ａ】本開示の様々な態様と一致する磁場送信器の等角側面図を示す。
【図７Ｂ】本開示の様々な態様と一致する図７Ａの磁場送信器の隠れ線が示された等角側面図を示す。
【図８】本開示の様々な態様と一致する磁場送信器の概略図である。
【図９】本開示の様々な態様と一致する磁場送信器の概略図である。
【図１０】本開示の様々な態様と一致する磁場送信器の概略図である。
【図１１】本開示の様々な態様と一致する磁場送信器の概略図である。
【図１２】本開示の様々な態様と一致する磁場送信器の隠れ線が示された等角側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本明細書で説明される様々な実施形態は、変更及び代替の形態を受け入れるが、その態様は例示として図面に示され、詳細に説明される。しかし、その意図は、説明する特定の実施形態に本発明を限定することではないことが理解されるべきである。反対に、本発明は、特許請求の範囲に定義された態様を含む本発明の範囲内に入るすべての変形、均等物、及び代替を網羅するものである。加えて、本出願を通して使用される「例」という用語は単に例示のためのものであり、限定のためのものではない。
【００１８】
本開示の態様は、非侵襲的外科手術工程可視化のための様々な異なるタイプの方法、装置、及びシステムに適用可能である。より具体的には、患者の心臓血管系内の血管内カテーテルを可視化するための磁気位置決めシステムが開示される。磁気位置決めシステムは、関心領域内の物体の追跡のための磁場を生成する局所磁場送信器を含んでもよい。
【００１９】
本開示の様々な態様は、Ｘ線撮像システム（Ｘ線透視撮像システムとも呼ばれる）と共に使用され得る磁場送信器を対象とする。具体的には、Ｘ線ソースと、Ｘ線撮像システムのＸ線検出器（撮像装置）との間に配置することができ、結果として生じるＸ線画像を最小限に妨害する磁場送信器である。Ｘ線撮像は、光子を被験者の身体の標的組織領域に向けて、その中の細胞構造及び組織構造を可視化する。被検者の身体は、光子が通過する組織の電子濃度（すなわち、組織濃度）に関連して、Ｘ線ソースからの光子を吸収する。したがって、高密度構造（例えば、骨）は低密度構造（例えば、組織）よりも多くの光子を吸収する。濃度の変化は、コントラスト勾配を介して、結果として得られるＸ線画像において可視化される。本開示の態様は、Ｘ線画像（Ｘ線透視画像とも呼ばれる）における送信器の可視化を軽減するための低密度設計を有する磁場送信器を対象とする。
【００２０】
本開示と一致する一実施形態では、磁場を介して物体を追跡するための医療用位置決めシステムが開示され、関心領域内に磁場を生成し、Ｘ線スペクトル内の光を最小限に吸収する局所磁場送信器を含む。そのような実施形態は、Ｘ線透視撮像システムの画像フレーム内で送信器が使用される用途における磁場送信器の使用を容易にする。
【００２１】
１つの例示的な実施形態では、手術室は、患者の解剖学的構造の標的領域を撮像するためのＸ線透視撮像システムと、患者の心臓血管系内の血管内カテーテルを可視化するための磁気位置決めシステムを含む。磁気位置決めシステムは、（例えば、カテーテル内又はカテーテル上の）電磁センサの位置を追跡するための磁場を生成する局所磁場送信器を含む。局所磁場送信器から放射される比較的小さい磁場のために、送信器は、カテーテル追跡が所望される患者の解剖学的構造の標的領域に近接して配置されなければならない。多くの場合、これにより、Ｘ線透視撮像システムの画像フレーム内に局所磁場送信器が配置され、これは画像の診断上の利点に悪影響を及ぼす可能性がある。Ｘ線透視撮像システムの有効性に対する局所磁場送信器の影響を最小限に抑えるために、本開示の態様は、Ｘ線不透過性（又はより望ましくはＸ線透過性）を有する送信器を対象とする。
【００２２】
本開示の様々な実施形態の詳細は、図面を参照して以下に記載される。本発明は必ずしも医療装置に限定されないが、本開示の様々な態様は、これらのコンテクストを使用する例の議論を通して理解され得る。
【００２３】
図１は、１つ又は複数の診断又は治療の処置を実行するための例示的な外科手術システム１００の概略図を示し、外科手術システムは、本開示の種々の態様に一致する磁場ベースの医療用位置決めシステム１１４を備える。
【００２４】
いくつかの実施形態では、図１を参照すると、外科手術システム１００は、医療機器１１２と、医療用位置決めシステム１１４を含んでもよい。医療機器１１２は例えば、カテーテル又はシースのような細長い医療機器を備えることができる。例示及び明確化の目的のために、以下の説明は、医療機器１１２がカテーテル（例えば、カテーテル１１２）を備える実施形態に限定される。しかしながら、本発明はそのような実施形態に限定されることを意味するものではなく、むしろ他の例示的な実施形態では、医療機器は、例えば、限定するものではないが、イントロデューサシースのような他の医療機器、及び他の非侵襲性医療機器を備えることができることが理解されるであろう。さらなる実施形態では、医療機器１１２は、リアルタイムの位置ベースのデータが使用される処置に有利であり得る、任意の医療機器であり得る。
【００２５】
引き続き図１を参照すると、カテーテル１１２は、例えば心臓血管系を介して患者の身体１１６内に、より詳細には患者の心臓１１８内に挿入され得る。カテーテル１１２は、ハンドル１２０と、近位端部１２４と遠位端部１２６とを有するシャフト１２２と、カテーテル１１２のシャフト１２２内又はシャフト１２２上に取り付けられた１つ又は複数のセンサ１２８を含んでもよい。本明細書で使用されるように、「センサ（ｓｅｎｓｏｒ）１２８」又は「センサ（ｓｅｎｓｏｒｓ）１２８」は、適宜そして一般的に図１に示されるように、１つ又は複数のセンサ１２８１、１２８２、・・・、１２８Ｎを指すことができる。例示的な一実施形態では、センサ１２８は、シャフト１２２の遠位端部１２６に配置される。カテーテル１１２は、例えば、限定するものではないが、体温センサ、追加のセンサ又は電極、アブレーション素子（例えば、ＲＦアブレーションエネルギー、高密度焦点式超音波等を送達するための電極）、及び対応する導体又はリード線等の他の従来のコンポーネントを更に備えていてもよい。
【００２６】
シャフト１２２は、身体１１６内で動かすために、細長く、管状であり、可撓性のある部材とすることができる。シャフト１２２は、例えば、センサ１２８、関連する導体、及び場合によっては信号処理及び調整に使用される追加の電子機器など、シャフト１２２上に取り付けられたセンサ及び／又は電極を支持するが、これらは例示でありこれらに限定されない。シャフト１２２はまた、流体（潅注流体、極低温アブレーション流体、及び体液を含む）、薬剤、及び／又は外科用ツールもしくは器具の移送、送達、及び／又は除去を可能にし得る。シャフト１２２は、ポリウレタンなどの従来の材料から作製されてもよく、導電体、流体、又は外科用ツールを収容及び／又は搬送するように構成された１つ又は複数のルーメンを画定してもよい。シャフト１２２は、従来のイントロデューサを通して、身体１１６内の血管又は他の組織に導入されてもよい。次いで、シャフト１２２は、当技術分野で周知の手段を使用して、心臓１１８などの所望の位置に、身体１１６を通って操縦又は案内され得る。
【００２７】
カテーテル１１２のシャフト１２２内又はシャフト１２２上に取り付けられるセンサ１２８は、限定はされないが、例えば、電気生理学的研究、ペーシング、心臓マッピング、及びアブレーションを含む種々の診断及び治療の目的のために提供され得る。一実施形態では、１つ又は複数のセンサは、位置（ｌｏｃａｔｉｏｎ）又は位置（ｐｏｓｉｔｉｏｎ）検出機能を実行するために提供される。より詳細には、以下により詳細に記載されるように、１つ又は複数のセンサ１２８は、カテーテル１１２、特にそのシャフト１２２の遠位端部１２６の位置（例えば、位置及び向き）に関する情報を提供する位置決めセンサであり得る。したがって、このような実施形態では、カテーテル１１２が心臓１１８の表面に沿って、及び／又は心臓の内部の周りを移動するとき、センサ１２８は、心臓（又は他の関心構造）の表面、及び／又は心臓内の他の位置に対応する位置データ点を収集するために使用され得る。次いで、これらの位置データ点は、限定はされないが、例えば、関心構造の表面モデルの構築又はナビゲーションなど、いくつかの目的のために使用され得る。明確さ及び例示の目的のために、以下の説明は、カテーテル１１２の単一のセンサ１２８が位置決めセンサを備える実施形態に関する。しかしながら、本開示の精神及び範囲内にある他の例示的な実施形態では、カテーテル１１２は、２つ以上の位置決めセンサ、ならびに他の診断及び／又は治療機能を実行するように構成された他のセンサ又は電極を備えてもよいことを理解されたい。いくつかの実施形態では、１つ又は複数のセンサ１２８が、カテーテル先端の６つの自由度を決定し得る。後述するように、センサ１２８は、センサ１２８を、例えば、医療用位置決めシステム１１４などのような、システム１００の他のコンポーネントに電気的に結合する、その感知素子（例えばコイル）から延びる一対のリード線を含んでいてもよい。
【００２８】
図１及び図２を参照して、医療用位置決めシステム１１４／２１４を説明する。医療用位置決めシステム１１４／２１４は、カテーテル１１２の遠位端部１２６におけるセンサ１２８の位置及び／又は向き、従って、カテーテル１１２自身の遠位端部の位置及び／又は向きを決定するために設けられ得る。いくつかの実施形態では、医療用位置決めシステム１１４／２１４は、例えば、ＭｅｄｉＧｕｉｄｅ  ＬＴＤ.(現在、Ａｂｂｏｔｔによって所有されている）のＭｅｄｉＧｕｉｄｅ（商標）システムなどの磁場ベースのシステムを含むことができ、これは、それぞれ参照により本明細書に組み込まれる米国特許番号第６，２３３，４７６号、第７，１９７，３５４号、及び第７，３８６，３３９号のうちの１つ又は複数で一般的に示され、説明されている。
【００２９】
いくつかの実施形態では、一般的に言えば、医療用位置決めシステム１１４／２１４は、物体（例えば、カテーテル１１２の遠位部分）を追跡するための磁場を生成するための磁場送信器２３６を少なくとも部分的に備える。磁場送信器２３６は、図２に示すように、患者の胸腔（例えば、心臓外科手術中の関心領域２３８）内及びその周囲に低強度磁場を生成することができる。そのような実施形態では、簡単に上述したように、カテーテル１１２は、１つ又は複数のセンサ１２８が関心領域２３８内に配置されるときに、磁場送信器２３６によって放射される磁場の特性を検出する１つ又は複数の位置決めセンサを含む。センサ１２８は、いくつかの実施形態では磁気コイルを備えており、処理回路と通信可能に結合される。センサは、磁気コイルがさらされる磁場の感知された特性に対応する信号を生成し、この信号はさらに、処理回路に送信される。検出された信号に応答する処理回路は、検出された磁場の特性及び磁場送信器２３６への入力に基づいて、センサ１２８についての三次元位置及び向きを計算する。したがって、医療用位置決めシステム１１４／２１４は、空間内でのカテーテル１１２の各磁気センサ１２８のリアルタイム追跡を可能にし、それによって、カテーテル１１２のリアルタイム追跡を可能にする。
【００３０】
図２に示されるように、磁場送信器２３６は、Ｘ線ソース２４０と手術台２４６との間で、手術台２４６の下又は上方に配置されてもよい。例えば、磁場送信器２３６は、手術台２４６に結合することができる。いくつかの実施形態では、本明細書で論じるように、磁場送信器２３６は、患者の胸部に配置することができ、物体を追跡するための磁場を生成するために使用することができるモバイルデバイスとすることができる。さらに他の実施形態では、本開示の態様は、関心領域２３８の様々な側（ｓｉｄｅｓ）に１つ又は複数の送信器を含む磁場送信器２３６を対象とすることができる。
【００３１】
本開示の態様は、標的領域内の物体を追跡するための磁場を生成する医療用位置決めシステム２１４に関連する課題に対処する一方で、Ｘ線透視撮像システムの標的領域内のＸ線透視画像の可視性も維持する。これは、磁場送信器２３６が、関心領域２３８へ近接して送信器を配置することを必要とする低強度の磁場を発生させる場合に、特に困難であり得る。Ｘ線透視撮像システムは、Ｃアーム２４２の両側に位置するＸ線ソース２４０とＸ線検出器２４４と、を含む。Ｘ線透視撮像システムはしばしば、磁気ベース又はインピーダンスベースの医療用位置決めシステム２１４と共に使用される。Ｘ線透視撮像システムのＸ線ソース２４０は、関心領域２３８を通って、Ｘ線ソースと反対側にあるＸ線検出器（撮像装置）２４４に光子を向ける。高密度の物体がＸ線ソースとＸ線検出器との間に位置する場合、光子は高密度の物体に吸収され、物体は、結果として得られるＸ線像内に写る（ｖｉｓｉｂｌｅ）。そして、この物体は、細胞及び組織構造のような患者の身体の標的組織領域の細部を不明瞭にし得る。したがって、本開示の様々な態様は、Ｘ線吸収を最小限に抑えるために磁場送信器２３６の密度を低減することを対象とする。
【００３２】
本開示の様々な実施形態では、カテーテルは、１つ又は複数の磁気センサを含んでもよい。カテーテルはまた、インピーダンスベースの追跡システムと共に機能する電極センサを含んでもよい。したがって、そのような実施形態は、ハイブリッド位置特定システム（すなわち、インピーダンスベース及び磁気ベースの追跡の組合せ）に依存する。
【００３３】
いくつかの用途では、医療用位置決めシステム２１４の磁場送信器２３６は、Ｘ線透視撮像システムのための画像場の外側に配置されてもよいが、非侵襲的な血管内外科手術中の臨床医は、所望の画像場を達成するために、手術中にＸ線透視撮像システムの向きを変えることがしばしばある。例えば、Ｘ線ソース２４０、Ｃアーム２４２、Ｘ線検出器２４４、ならびに手術台２４６は全て、磁場送信器２３６に対して向きを変えられてもよい。したがって、標的領域２３８に近接して磁場送信器を配置する必要性は、Ｘ線透視撮像システムの少なくともいくつかの向きで、送信器が画像フレーム内に入る高い可能性を生む。送信器の密度を低減することによって、送信器は、Ｘ線透視撮像システムによって撮影された画像において実質的に透明にされ得る。
【００３４】
いくつかの例示的な実施形態では、磁場送信器２３６はＣアーム２４２に結合されてもよく、患者検査台２４６及び患者２１６に対する磁場の移動を可能にする。そのような態様は依然として、送信器が低密度材料を利用することを必要とする。
【００３５】
１つの例示的な実施形態では、医療用位置決めシステム２１４は、カテーテルの位置及び／又は向きを決定するためのインピーダンスベースのシステムをさらに備えてもよい。しかしながら、いくつかの以前のアプローチでは、インピーダンスベースのシステムは、インピーダンスベースシステムを通して決定された座標のシフト及び／又はドリフトに悩まされ得る。さらに、インピーダンスベースのシステムを使用する場合、心臓の幾何学的形状の歪んだ表現が生成され得る。例えば、インピーダンスベースのシステムで使用される電流は、最小抵抗の経路に沿って三次元的に移動し得る。したがって、電流の一部は、例えばインピーダンス伝達を通して血流を伴う横断面を離れることができ、これは、心臓の幾何学的形状の歪んだ表現を結果としてもたらし得る。本明細書に開示されるように、インピーダンスベースのシステムが磁気追跡システムと併せて使用される場合、上記の問題は修正され得る。磁気追跡システムの精度のために、磁気追跡システムは、インピーダンスベースのシステムを通して決定された座標に関連するシフト及び／又はドリフトを補正するために使用され得る。
【００３６】
本開示の種々の態様と一致する１つの例示的な実施形態では、磁場送信器２３６は、減衰磁場を生成し、関心領域２３８に近接して配置される。このような実施形態では、磁場送信器２３６によって関心領域２３８の外側に生成される磁場の大きさは低減される。関心領域の外側の低減された磁場は、関心領域２３８の外側に位置し、関心領域内の磁場乱れを起こし得る鉄性／導電性物体による磁場乱れの可能性を最小化する。
【００３７】
いくつかのアプローチでは、関心領域２３８の近くにある導電性物体（例えばＣアーム２４２）によって引き起こされる渦電流は、カテーテル２１２の位置を決定するときに取り除かれ得る。具体的には、医療的位置決めシステム２１４は、関心領域の近くにある導電性物体による関心領域２３８内の磁場に対する影響を説明するために、較正され得る。例えば、渦電流を介して引き起こされる磁場の乱れは、関心領域内に位置する物体の位置を決定するときに取り除かれるが、このような較正技術は、固定導電物体（例えば手術室内の大型資本機器）に対してのみ有効である。代替的に、又はそのような較正技術と組み合わせることによって、本開示の実施形態は、導電性物体による渦電流の生成を完全に回避でき、それによって、そのような磁気歪みを補償するために医療用位置決めシステムを較正する必要性を回避することができる。このような実施形態は、設置時間を短縮し、設置の複雑さを低減することができる。
【００３８】
一実施形態では、局所磁場送信器２３６が手術台上又はその上の開口部上に組み立てられる場合（非モバイル構成）、局所磁場送信器２３６を構成する様々な磁気コイルは、モバイル構成と比較して著しく離間されてもよい。そのような実施形態では、関心領域２３８は（磁気コイルの位置決めに基づいて）正方形、円筒形、ピラミッド形などであり得、関心領域のサイズは用途に応じて変化し得る。例えば、脚部内の大腿静脈内への挿入から患者の心臓内の位置までカテーテルを追跡することが望ましい場合、関心領域２３８は、１メートル幅、１メートル長、及び少なくとも１／３メートル深さとすることができる。
【００３９】
さらなるより具体的な実施形態では、患者内の医療機器の位置特定及び可視化のための関心領域２３８は、患者内の医療機器の相対位置に基づいてアクティブ化及び非アクティブ化することができる複数のセグメントを備えてもよい。１つの例示的な実施形態では、脚部内の大腿静脈内への挿入から患者の心臓内の位置までカテーテルを追跡することが望ましい場合がある。Ｘ線透視撮像システムと局所磁場送信器２３６の両方を調整する必要性を軽減するために、いくつかの送信器は、カテーテルの予測された経路に沿って配置され得る。したがって、臨床医及び／又は磁場制御部は、カテーテルの位置特定が別のセグメントで行われている磁場送信器のセグメントを非アクティブ化することができる。１つの特定の例として、カテーテルが、患者２１６の下肢の近くに位置する１つ又は複数の磁気センサを含む場合、磁場の他のセグメントは非アクティブ化され得る（例えば、患者の上肢及び胸部に関連するセグメント内の磁気コイルの電源を切る）。カテーテルが磁場ベースのマッピングシステムの別のセグメントに向かって移動するにつれて、複数のセグメントが同時に（カテーテル内の磁気センサが、胸腔セグメントに関連する磁気コイルのみを用いて正確に配置され得るまで、少なくとも一時的に）動作し得る。
【００４０】
図３は、本開示の様々な態様と一致する図２の医療用位置決めシステムの部分的かつ詳細な等角図を示す。本明細書で論じるように、医療用位置決めシステムは、局所磁場送信器３７６を含んでもよい。局所磁場送信器３７６は、患者検査台３７８と磁場妨害コンポーネント（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ-ｄｉｓｒｕｐｔｉｎｇ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）（例えば、Ｘ線ソース３８６、Ｃアーム３８８）との間に配置され得る。局所磁場送信器３７６は、複数の磁気送信素子３９６１〜３を含むことができる。いくつかの実施形態では、複数の磁気送信素子３９６１〜３は、患者検査台３７８の下に配置され得る。さらなる他の実施形態では、複数の磁気送信素子３９６１〜３が関心領域２３８に近接する限り、複数の磁気送信素子３９６１〜３は、手術室内の任意の場所に位置することができる（図２に示される）。
【００４１】
本開示の様々な実施形態では、局所磁場送信器３７６の磁気送信素子３９６１〜３は、例えば関心領域を通る縦軸に沿って、明瞭な経路を生成するように配置され得る。このような実施形態では、Ｘ線ソース３８６からのＸ線は、磁気送信素子の高密度コンポーネントによって（実質的に）吸収されることなく、磁気送信素子間を通過し、患者検査台３７８を通って、Ｘ線検出器３９８に至ることができる。上述のように、Ｘ線光の経路内の高密度コンポーネントは光子を吸収し、結果として生じるＸ線像の関心領域を不明瞭にし得る。
【００４２】
いくつかの実施形態では、本明細書で論じるように、磁気送信素子３９６１〜３は、Ｘ線ソース３８６からＸ線検出器３９８へのＸ線の経路に対して異なる位置に取り付けることができる。例えば、磁気送信素子３９６１〜３は、経路の周囲に取り付けることができる。いくつかの実施形態では、磁気送信素子３９６１〜３は、Ｘ線経路に対して異なる向きで取り付けることができる。例えば、磁気送信素子３９６は、Ｘ線経路に対して斜めに取り付けることができる。いくつかの実施形態では、磁気送信素子３９６１〜３は、磁場を特定の点に向けることができる。一例では、特定の点は、（図２に示すように）関心領域２３８の内側とすることができる。さらに、磁気送信素子３９６１〜３は、互いに対して回転することができる。例えば、磁気送信素子３９６１〜３は、Ｘ線経路の中心軸に向けられるように、同じ角度で取り付けることができ、互いに対して回転することができる。
【００４３】
本開示に一致する様々な実施形態では、磁気送信素子３９６１〜３は分割中心送信器（ｓｐｌｉｔ ｃｅｎｔｅｒ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｓ）であってもよく、同期された磁場出力を有する磁気送信素子のアレイを生成してもよい。さらなる実施形態では、磁気送信素子３９６１〜３は、互いに独立に、かつ並列に動作することができる。関心領域を正確に制御することが望ましい用途において、本開示の態様は、空間内の単一の焦点に磁気送信素子のすべてを位置決めすることを対象とする。本開示のさらに別の実施形態は、平坦コイルである磁気送信素子３９６１〜３を対象とする。さらに、いくつかの実施形態では、これらの平坦コイルはまた、抵抗を低減し、磁気送信素子のｚ高さをさらに最小化するために、並列巻線を一体化してもよい。並列巻線は、ｚ方向の磁気送信素子の密度を減少させる。本明細書に開示されるように、これらの実質的な平坦なコイル磁気送信素子設計のいくつかは、「側面焼成」磁気コイル（すなわち、磁気送信素子の上面に垂直な方向に磁場を伝播する磁場を生成する）であってもよい。これらの側面焼成磁気送信素子は、１センチメートル以上の長さのビアを含んでもよい。あるいは、コイルは、Ｘ線透過性を促進するために、巻回されたコイルセグメントであってもよい。Ｘ線減衰をさらに改善するために、磁気送信素子は、Ｘ線画像平面に対して制限された直線的な上昇／下降角度を有するコイルを含んでもよい。更に、磁気送信素子のコイルは、Ｘ線像平面に対してコイルの密度を更に向上させるために、３０センチメートルまでの幅を有することができる。さらなる具体的な実施形態では、複数の巻線は、種々の平面にわたるＸ線撮像を容易にするために、種々の軸にわたって構成されてもよい。
【００４４】
いくつかの実施形態では、側面焼成磁気送信素子は、平坦コイル磁気送信素子と一体化されてもよい。
【００４５】
本開示の種々の実施形態では、磁気送信素子３９６は、１つ又は複数のコイルを含み、そこを通る電流の流れに応じて磁場を生成する。コイルを駆動する電流の変化は、生成される磁場を制御することができる。例えば、コイルを通る電流の減少は、磁場強度の低下をもたらす。同様に、コイルを通る電流の増加は、磁場強度の増加をもたらす。互いに近接して配置されると、磁気送信素子３９６１〜３は、増幅された磁場、又は急速に減衰する磁場（各磁気送信素子によって生成される磁場の相対的な極性に依存する）を生成する。
【００４６】
いくつかの実施形態では、磁気送信素子３９６１〜３のコイルは、様々な厚さのワイヤ（又は配線）及び様々な数の巻線から形成されてもよい。いくつかの例では、ワイヤの厚さ及び磁気送信素子のコイルの巻線の数が変化するにつれて、磁場の範囲及び／又は強度が変化し得る。このように、コイルの巻線の数は、所望の用途のために合わせた大きさの磁場を作り出すように選択され得る。重要なことは、手術室内の鉄性物体が磁場に入ってその中に磁場歪み（例えば、渦電流）を生じさせないように、磁場の大きさを制限することが望ましい。
【００４７】
磁気ベースの位置決め装置は、カテーテルの遠位先端に結合された磁場センサと、１つ又は複数の磁気送信素子と、を備えてもよく、これらの両方は、１つ又は複数のケーブル又はワイヤレス通信手段を介して、医療用位置決め制御部回路に通信可能に結合される。センサは、センサ（及びカテーテルの遠位先端）の三次元位置及び／又は向きを決定するために、制御部に電気信号を提供する。より具体的な実施形態では、医療用位置決め制御部回路は、画像を生成し、それをディスプレイに送信することができ、臨床医が患者の身体内のカテーテルの位置を容易に把握することができるようにするために、ディスプレイは、磁気共鳴画像、Ｘ線画像、又は他の画像タイプデータ（例えば超音波）の上にカテーテルの位置及び向きを重ね合わせる。
【００４８】
医療機器のカテーテルシャフトを通して送信される信号の磁気干渉を防止するために、ケーブルは磁気的にシールドされてもよく、及び／又は、磁場妨害コンポーネント又は放射された磁場自体からの干渉を防止するために、ツイストペア構成を利用してもよい。さらなる他の実施形態では、センサは、医療用位置決め制御部回路へのカテーテルの位置及び向きデータの無線通信を容易にするために、無線送受信器回路を含んでもよい。
【００４９】
本発明のいくつかの実施形態は例えば、Ｅｎｓｉｔｅ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ（商標）心臓マッピングシステムなどの心臓マッピングシステムと互換性があってもよい。
【００５０】
図４は、本開示の種々の態様と一致する磁場送信素子４００の等角側面図を示す。
【００５１】
本開示の種々の態様と一致する磁場送信素子は、物体を追跡するための磁場を生成する。磁場送信素子４００は、送信素子４００の中心点４１１を通って延びる磁場を生成するために、電流によって駆動され得る１つ又は複数のコイル４１０１〜Ｎを含んでもよい。電流の極性に応じて、磁力線は、中心点４１１を通って上方に、又は中心点を通って下方に延びる。ある電流に対する磁場の強さは、巻線の数に依存する。磁場送信器は、１つ又は複数のリード線４２０１〜２を介して電源に結合されてもよい。リード線は、はんだパッドにおいてはんだ４２１１〜２を介して、又は他の同等の電気的結合技術を介して、送信素子に結合される。送信素子の入力／出力配線４０５１〜２は、中心点４１１の周りにほぼ１回転円周方向に延びる複数のコイル４１０１〜Ｎに結合される。個々のコイルそれぞれは、基板４０１の上面に対して垂直に延在する、結果として生じる磁場を増幅する。単一平面内の同心コイルを利用することによって（すなわち、磁場送信器の中心軸に沿って長手方向に巻かれているコイルはない）、送信器のｚ深さを最小化することができる。さらに、本実施形態の複数のコイル４１０１〜Ｎは直列ではなく、互いに並列に配置されるので、送信器内の１つ又は複数のコイルへの損傷は、送信器の完全な故障をもたらさない。その代わり、コイルへの損傷は、所定の駆動電流に対して生成される磁場を単に減少させる。また、この方法を使用することは、低インピーダンスコイルの使用を可能とし、直列巻線コイルと同じ磁場強度を達成することができる。
【００５２】
送信素子が基板４０１に結合され、電源も同じ基板に結合される場合、電源を送信素子に電気的に結合するために、プリントされた電気配線が使用され得る。
【００５３】
図５Ａは、磁場送信器５００の等角側面図を示し、図５Ｂは、磁場送信器の隠れ線が示された等角側面図であり、図５Ｃは、基板５０１が隠れた磁場送信器を示し、図５Ｄは、図５Ａの磁場送信器の隠れ線が示された上面図であり、本開示の種々の態様と一致する。磁場送信器５００は、多層基板５０１を含む。多層基板は、公知のプリント回路基板製造技術と互換性がある。第１の電気配線５０２１〜５は、基板の第１の層５１１にプリントされ得る。第２の電気配線５０３１〜４は、基板の第２の層５１２にプリントされ得る。第１及び第２の配線は、第１及び第２の層の間で基板５０１を通って延びるビア５０４１〜９によって、互いに電気的に結合されている。電気配線及びビアは、磁場送信器５００のｚ高さを最小限に抑えながら、基板の上面に対して平行に延びるコイルを形成する。結果として生じるコイルの両側は、リード線５２０１〜２を介して、電源に電気的に結合され得る。
【００５４】
Ｘ線ソース及びＸ線検出器が磁場送信器５００の上面及び下面と位置合わせされるＸ線画像フレームにおいてさらされるとき、ビア５０４１〜９は、送信器の最もＸ線可視的な側面（ａｓｐｅｃｔ）である（例えば、図５Ｄ参照）。しかしながら、基板の第１及び第２の層上のオフセット配線は、配線のＸ線可視性を軽減する。図６Ａ〜７Ｂに開示される実施形態は、このような側面焼成磁場送信器のＸ線可視性をさらに低下させることを対象としている。
【００５５】
図６Ａは、磁場送信器６００の等角側面図を示し、図６Ｂは、図６Ａの磁場送信器の隠れ線が示された等角側面図を示し、本開示の種々の態様と一致する。磁場送信器は、送信器を形成するためにワイヤ６０２が巻き付けられた基板６０１を含む。結果として得られるコイルの両側は、リード線６２０１〜２（はんだ付けされる６２１１〜２か、さもなければコイルのいずれかの端部に結合される）を介して、電源に電気的に結合され得る。
【００５６】
図５Ａ〜Ｄと同様に、図６Ａ〜Ｂの基板６０１は、磁場送信器のｚ高さを最小にするために薄く、例えば、患者と手術台との間に送信器を配置することを可能にする。送信器は、限られた範囲の磁場を生成することができ、患者の身体内のカテーテルの位置を適切に監視するために、カテーテル遠位先端上の磁気センサから一定の距離内に配置する必要があるので、ｚ高さを低減することが望ましい。
【００５７】
図６Ａ〜Ｂに開示された送信器の実施形態において、基板６０１は、基板の周りにワイヤ６０２を巻き付けることを容易にする丸い縁部６１３１〜２を含む。さらに、丸い縁部の周りのワイヤの半径は、Ｘ線画像フレームにさらされるワイヤの垂直密度を上下から減少させる。従って、図５の磁場送信器５００と比較して、送信器６００は、改善されたＸ線透過性を示す。
【００５８】
図７Ａは、磁場送信器７００の等角側面図を示し、図７Ｂは、図７Ａの磁場送信器の隠れ線が示された等角側面図を示し、本開示の種々の態様と一致する。磁場送信器は、送信器を形成するためにワイヤ７０２が巻き付けられた基板７０１を含む。結果として得られるコイルの両側は、リード線７２０１〜２（はんだ付けされる７２１１〜２か、さもなければコイルのいずれかの端部に結合される）を介して、電源に電気的に結合され得る。
【００５９】
薄いひし形の基板７０１は、磁場送信器７００の全体的なｚ高さを最小にし、同時に、Ｘ線撮像のための基板の様々な側面を最適化する。
【００６０】
図７Ａ〜Ｂに開示された送信器の実施形態において、ワイヤ７０２は、縁部７１３１〜２において、基板７０１の周りに巻かれる。縁部は、送信器の上部に垂直なＸ線画像フレームと垂直に整列しＸ線画像フレームにさらされる、ワイヤの密度を減少させる。磁場送信器７００は、いくつかのファセットに対して改善されたＸ線透過性を示す。
【００６１】
本開示のいくつかの実施形態では、磁場送信器の基板は、硬質発泡体、又は他の低密度材料（例えば、ポリアミド（ナイロン）、ポリカーボネート、及び低密度ポリエチレン）で構成されてもよい。
【００６２】
本開示の種々の実施形態と一致して、図７Ａ〜Ｂの磁場送信器７００は、多層プリント回路基板設計を使用して製造されてもよい。
【００６３】
図８は、本開示の種々の態様と一致する磁場送信器８００の概略図である。磁場送信器は２つのコイル８０１及び８０２を含み、それらは反対方向に巻かれ、ブリッジ８０３を介して互いに結合される。電源が入力／出力８０４及び８０５に結合されると、２つのコイルは、反対の極性の磁場を生成し、これは、急速に減衰する磁場を生成する。一実施形態では、送信器８００は平面状的にコイル状に巻かれる。すなわち、送信器は、回路基板上にプリントされてもよく、又はそうでなければ、基板の表面に結合されてもよく、比較的小さいｚ次元を容易にする。他の実施形態では、２つのコイル８０１及び８０２が同じ方向に巻かれ、ブリッジ８０３を介して互いに結合される。したがって、電源が入力／出力８０４及び８０５に結合されると、２つのコイルは、単一の極性の増幅された磁場を生成する。
【００６４】
図８に示されるように、磁場を生成するために、反対の極性を有するこのようなデュアルコイルアレイ構成を使用することによって、生成された磁場は強度が迅速に低下する。このタイプの磁場は、急速減衰磁場と呼ばれることがある。
【００６５】
デュアルコイルアレイの別の実装形態では、各コイルを通る電流及び極性を変化させることで、磁場の向きを形成することができる。この結果、デュアルコイルアレイ構成は、減衰率が変化する磁場を形成するだけでなく、空間において変化する磁力線の向きを形成し得る。
【００６６】
本出願人は、図８〜１１は、本開示の種々の態様と一致する、標的物体の追跡のための磁場を生成するための磁場送信器の代表例を描写することに留意する。図８〜１１に示されている磁場送信器の代表例は、磁場送信器の実際の形状を必ずしも反映しないことが理解されるべきである。すなわち、磁場送信器は必ずしも平面状ではない。その代わりに、磁場送信器は、空気コアに沿って長手方向に巻かれたコイルを含んでもよい。磁場送信器のさらなる例は、米国特許出願公開第２０１６／０２８７１３３号に開示されており、その全体は参照により、本明細書に完全に記載されているものとして本明細書に組み込まれる。
【００６７】
図９は、本開示の種々の態様と一致する磁場送信器９００の概略図である。磁場送信器は、中間配線／ワイヤ９０６１〜Ｎを介して互いに結合され、互いに同一平面上にある３つのコイル９０１、９０２、９０３を含む。本実施形態では、各コイルは直列に配置され、同じ巻き方向を有する。入力／出力９０４及び９０５に電圧が印加されると、３つのコイルは、単一の極性の増幅された磁場を生成する。
【００６８】
図１０は、本開示の種々の態様と一致する磁場送信器１０００の概略図である。磁場送信器は、中間配線／ワイヤ１００６１〜Ｎを介して互いに結合され、互いに同一平面上にある３つのコイル１００１、１００２、及び１００３を含む。本実施形態では、各コイルは直列に配置されるが、コイル１００１及び１００３は、コイル１００２の反対の巻き方向を有する。単一の連続した配線／ワイヤに沿って直列に配置されたコイル間において逆の巻き方向を達成するために、中間配線／ワイヤ１００６１〜Ｎのうちの２つ以上は、ねじれ１００７１〜２を有する。ねじれは、多層プリント回路基板を使用して達成することができ、ここで、２つの中間配線１００６１〜Ｎは互いに交差し、一方の配線は、一対のビアを介して、一時的に別の層に延長される。入力／出力１００４及び１００５に電圧が印加されると、コイル１００１及び１００３は第１の極性の増幅された磁場を生成し、コイル１００２は、第２の極性の別の磁場を生成する。第１及び第２の磁場極性は、急速に減衰する特性を有する磁場を結果として生じさせる。
【００６９】
さらに、出願人は、上記に提示された図面による磁場送信器だけでなく、それらの組み合わせ、及び、例えば、図１１〜１２にさらに提示されるような磁場送信器を意図していることを理解されたい。
【００７０】
図１１は、本開示の種々の態様と一致する磁場送信器１１００の概略図である。磁場送信器は、中間配線／ワイヤ１１０６１〜Ｎを介して互いに結合され、互いに同一平面上にある３つのコイル１１０１、１１０２、及び１１０３を含む。本実施形態では、各コイルは直列にかつ同じ巻き方向で配置される。入力／出力１１０４及び１１０５に電圧が印加されると、３つのコイルは、単一の極性の増幅された磁場を生成する。
【００７１】
磁場送信器１１００の第１のコイル１１０３は、第１のコイルの中心点を通って延在する磁場を生成するために電流によって駆動され得る１つ又は複数の巻線１１１０１〜Ｎを含む。各巻線１１１０１〜Ｎは、互いに並列に配置され、第１のコイルの中心点の周りに円周方向に延在する。個々のコイルのそれぞれは、結果として生じる磁場を増幅する。単一平面内で同心コイルを利用することにより、送信器のｚ深さは最小化され得る。さらに、本実施形態の複数のコイル１１１０１〜Ｎは直列ではなく、互いに並列に配置されるので、送信器内の１つ又は複数のコイルへの損傷は、送信器の故障をもたらさない。また、第１のコイルは低下した抵抗特性も持つ。
【００７２】
図１２は、本開示の種々の態様と一致する磁場送信器１２００の隠れ線が示された等角側面図を示す。磁場送信器１２００は、多層基板１２０１を含む。多層基板は、公知のプリント回路基板（「ＰＣＢ」）製造技術と互換性があり得る。電気配線は、第１の巻線１２０２及び第２の巻線１２０３を形成するために、ＰＣＢ基板の第１の層上にプリントされ得る。第１及び第２の巻線の各々の端部は、ＰＣＢ基板の第１及び第２の層の間に延在し、第１及び第２の巻線のそれぞれを、第３の巻線１２０４及び第４の巻線１２０５に結合するビア１２０６１〜２に電気的に結合される。また、第３及び第４の巻線は、ＰＣＢ基板の第２の層にプリントされた電気配線から形成されてもよい。
【００７３】
本実施の形態では、第１の巻線１２０２及び第４の巻線１２０５は第１巻線方向を有し、第２の巻線１２０３及び第３の巻線１２０４は、第１巻線方向とは逆の第２巻線方向を有する。その結果、第４の巻線は第１の巻線によって放射される第１の磁場を増幅し、第３の巻線は、第２の巻線の第２の磁場を増幅する。第１及び第２の磁場は、急速減衰磁場を生成する対向する磁場を有する。
【００７４】
磁場送信器１２００は、はんだパッド１２２０１〜２において、リード線１２２０１〜２と結合されてもよい。リード線は例えば、電源及び／又は制御部回路に電気的に結合され得る。
【００７５】
ビア１２０６１〜２は、Ｘ線ソース及びＸ線検出器が磁場送信器１２００の上面及び下面と位置合わせされるＸ線画像フレームにおいてさらされるとき、送信器の最もＸ線可視的な側面（ａｓｐｅｃｔ）である。しかしながら、そのようなＸ線可視性は、図６Ａ〜７Ｂを参照して論じた教示の１つ又は複数を使用してさらに低減することができる。基板の第１及び第２の層上に形成されたコイルの直径（及び／又は中心点）は様々であるため、コイルは、減少したＸ線可視性を示す。コイルは更に、Ｘ線透過性をさらに促進するために、減少した厚さ及び拡大された幅を有し得る。
【００７６】
様々な他の構成及び量の送信器コイルアレイが、本開示に鑑みて検討され、容易に実装されることが理解されるべきである。このように、所与の用途（又は磁場需要）に基づいて、巻線又は効率が改善された巻線形状を追加することなどによって、より高い磁気モーメントを生成するために、追加のコイル又はより複雑なコイルがアレイに追加され得る。
【００７７】
少なくとも１つの実施形態において、送信器のコイルは薄くて平坦であってもよく、その結果、これらのコイルは手術台に容易に一体化されるか、又は関連付けられることができる。比較的薄くて平坦な送信器は、送信器のＸ線透過性を容易にする。また、送信器は、フレキシブル回路に集積されてもよい。一実施形態では、各送信器の高さは、典型的には約１０マイクロメートル〜約０．２５ミリメートルの範囲とすることができる。したがって、送信器は薄く、実質的に平坦であってもよく、マットレス又は手術台の下に送信器を配置することを容易にする。
【００７８】
いくつかの実施形態がある程度の特殊性を伴って上記で説明されたが、当業者は、本開示の精神から逸脱することなく、開示された実施形態に多数の変更を行うことができる。上記の説明に含まれるか、又は添付の図面に示されるすべての事項は、例示的なものにすぎず、限定するものではないと解釈されるべきであることが意図される。本教示から逸脱することなく、詳細又は構造の変更を行うことができる。前述の記載及び以下の特許請求の範囲は、すべてのそのような変形及びバリエーションを包含することが意図される。
【００７９】
本明細書では、様々な装置、システム、及び方法の様々な実施形態について説明される。本明細書に記載され、添付の図面に示されるような実施形態の全体的な構造、機能、製造、及び使用の完全な理解を提供するために、多数の特定の詳細が記載される。しかしながら、実施形態は、そのような特定の詳細なしに実施されてもよいことが、当業者によって理解されるであろう。他の例では、周知の動作、コンポーネント、及び素子は、本明細書で説明される実施形態を不明瞭にしないように、詳細には説明されていない。当業者は、本明細書に記載され図示された実施形態が非限定的な例であることを理解し、したがって、本明細書に開示された特定の構造及び機能の詳細は代表的なものであってもよく、必ずしも実施形態の範囲を限定するものではなく、その範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ定義されることを理解することができる。
【００８０】
本明細書全体を通して、「種々の実施形態」、「いくつかの実施形態」、「１つの実施形態」、「実施形態」などへの言及は、実施形態に関連して説明された特定の特徴、構造、又は特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体を通して、「種々の実施形態において」、「いくつかの実施形態において」、「１つの実施形態において」、「実施形態において」などの語句の出現は、必ずしもすべて同じ実施形態を指しているわけではない。さらに、特別な特徴、構造又は特性は、１つ又は複数の実施形態において任意の適当な方法で組み合わせられ得る。したがって、１つの実施形態に関連して図示又は説明された特定の特徴、構造、又は特性は、限定することなく、１つ又は複数の他の実施形態の特徴、構造、又は特性と、全体的に又は部分的に組み合わせることができる。
【００８１】
用語「近位」及び「遠位」は、本明細書全体にわたって、患者を治療するために使用される器具の１つの端部を操作する臨床医に関して使用され得ることが理解されるであろう。用語「近位」は、臨床医に最も近い器具の部分を指し、用語「遠位」は、臨床医から最も遠くに位置する部分を指す。簡潔さ及び明瞭さのために、「縦」、「横」、「上」、及び「下」などの空間用語が、図示された実施形態に関して本明細書で使用され得ることがさらに理解されるであろう。しかし、外科用器具は多くの向き及び位置で使用され得、これらの用語は限定的かつ絶対的であることを意図されない。
【００８２】
全体又は一部が参照により本明細書に組み込まれると言われている特許、出版物、又は他の開示材料は、組み込まれた材料が本開示に記載されている既存の定義、主張、又は他の開示材料と矛盾しない範囲でのみ、本明細書に組み込まれる。したがって、必要な範囲で、本明細書に明示的に記載される開示は、参照により本明細書に組み込まれる任意の矛盾する材料に優先する。参照により本明細書に組み込まれると言われているが、本明細書に記載されている既存の定義、ステートメント、又は他の開示材料と矛盾する任意の材料又はその一部は、組み込まれた材料と既存の開示材料との間に矛盾が生じない範囲でのみ組み込まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
2021513417.tif 000013
【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年10月9日(2020.10.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
関心領域内の物体を追跡するための磁場を生成する装置であって、
前記関心領域内に前記磁場を放射するように構成及び配置され、かつ、Ｘ線透過性である低密度磁場送信素子（４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００）を備え、
前記磁場送信素子（４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００）は、第１の電気配線を有する第１の層と、第２の電気配線を有する第２の層と、を有する多層基板（４０１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１、１００１、１１０１、１２０１）を含み、
第１及び第２の電気配線は、前記第１の層と前記第２の層との間で、前記基板（４０１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１、１００１、１１０１、１２０１）を通って延びるビアによって、互いに電気的に結合される、装置。
【請求項２】
前記装置は、前記磁場の磁場強度を増幅する相補極性、又は、前記磁場を急速に減衰させる反対極性で動作するように構成及び配置された２つ以上の磁場送信素子（４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００）を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記２つ以上の磁場送信素子（４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００）は電気的に直列に結合される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記磁場送信素子（４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００）は、さらに、患者検査台に取り付けられるように構成及び配置され、
前記関心領域は、前記患者検査台の上方に位置する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記磁場送信素子（４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００）は、さらに、患者の胸部に配置されるように構成及び配置され、
前記関心領域は心筋である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記磁場送信素子（４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００）は、さらに、患者検査台に結合されるように構成及び配置され、
前記関心領域は心筋であり、
追跡される前記物体は血管内カテーテルである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記基板（４０１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１、１００１、１１０１、１２０１）は、前記基板（４０１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１、１００１、１１０１、１２０１）の周りへのワイヤの巻き付けを容易にし、Ｘ線画像上の前記磁場送信素子（４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００）のシグネチャ（ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）を低減するように構成及び配置された１つ又は複数の丸い縁部を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
医療用位置決めシステムであって、
Ｘ線透過性であり、関心領域内の医療用カテーテル（２１２）を追跡するための磁場を放射するように構成及び配置された磁場送信素子（４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００）と、
前記医療用カテーテル（２１２）に結合され、前記磁場送信素子（４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００）から放射された前記磁場をサンプリングするように構成及び配置された磁場感知素子と、
前記磁場感知素子及び前記磁場送信素子に電気的に結合され、前記磁場感知素子によってサンプリングされた前記磁場に基づいて、前記医療用カテーテルの相対位置を決定するように構成及び配置された処理回路と、
を備え、
前記磁場送信素子（４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００）は、共通平面を横切って延びる２つ以上の部分巻線（ｐａｒｔｉａｌ ｗｉｎｄｓ）を含み、
前記部分巻線の各々は、互いに電気的に並列であり、共通の中心点（４１１）の周りに円周方向に延在する、医療用位置決めシステム。
【請求項９】
前記システムは、前記磁場の磁場強度を増幅する相補極性、又は、前記磁場を急速に減衰させる反対極性で動作するように構成及び配置された２つ以上の磁場送信素子（４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００）を含む、請求項８に記載の医療用位置決めシステム。
【請求項１０】
前記２つ以上の磁場送信素子（４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００）は電気的に直列に結合される、請求項９に記載の医療用位置決めシステム。
【請求項１１】
前記磁場送信素子（４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００）は、さらに、患者検査台に取り付けられるように構成及び配置され、
前記関心領域は、前記患者検査台の上方に位置する、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の医療用位置決めシステム。
【請求項１２】
前記磁場送信素子（４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００）は、さらに、患者の胸部に配置されるように構成及び配置され、
前記関心領域は心筋である、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の医療用位置決めシステム。
【請求項１３】
前記磁場送信素子（４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００）は、さらに、患者検査台に結合されるように構成及び配置され、
前記関心領域は心筋であり、
追跡される前記物体は血管内カテーテル（２１２）である、請求項８〜１２のいずれか一項に記載の医療用位置決めシステム。
【請求項１４】
前記磁場送信素子（４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００）は、
低密度材料と、薄い高密度材料と、を含み、
Ｘ線吸収を緩和するように構成及び配置されている、
請求項８〜１３のいずれか一項に記載の医療用位置決めシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
全体又は一部が参照により本明細書に組み込まれると言われている特許、出版物、又は他の開示材料は、組み込まれた材料が本開示に記載されている既存の定義、主張、又は他の開示材料と矛盾しない範囲でのみ、本明細書に組み込まれる。したがって、必要な範囲で、本明細書に明示的に記載される開示は、参照により本明細書に組み込まれる任意の矛盾する材料に優先する。参照により本明細書に組み込まれると言われているが、本明細書に記載されている既存の定義、ステートメント、又は他の開示材料と矛盾する任意の材料又はその一部は、組み込まれた材料と既存の開示材料との間に矛盾が生じない範囲でのみ組み込まれる。
以下の項目は、国際出願時の特許請求の範囲に記載の要素である。
（項目１）
関心領域内の物体を追跡するための磁場を生成する装置であって、
前記関心領域内に前記磁場を放射するように構成及び配置され、かつ、実質的にＸ線透過性である低密度磁場送信素子を備える、装置。
（項目２）
前記磁場送信素子は、共通平面を横切って延在する２つ以上の部分巻線（ｐａｒｔｉａｌ ｗｉｎｄｓ）を含み、
前記部分巻線のそれぞれは、互いに電気的に並列であり、共通の中心点の周りに円周方向に延在する、項目１に記載の装置。
（項目３）
前記磁場送信素子は、互いに電気的に結合され、磁気コイルを形成するように構成及び配置された、ビア及び配線を有する多層プリント回路基板を含む、項目１に記載の装置。
（項目４）
前記磁場送信素子は、
基板と、
前記基板の周りに巻かれて磁気コイルを形成するワイヤと、
を含み、
前記基板は、前記基板の周りへの前記ワイヤの巻き付けを容易にし、Ｘ線画像上の前記磁場送信素子のシグネチャ（ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）を低減するように構成及び配置された１つ又は複数の丸い縁部を含む、項目１に記載の装置。
（項目５）
前記装置は、前記磁場の磁場強度を増幅する相補極性、又は、前記磁場を急速に減衰させる反対極性で動作するように構成及び配置された２つ以上の磁場送信素子を含む、項目１に記載の装置。
（項目６）
前記２つ以上の磁場送信素子は電気的に直列に結合される、項目５に記載の装置。
（項目７）
前記磁場送信素子は、さらに、患者検査台に取り付けられるように構成及び配置され、
前記関心領域は、前記患者検査台の上方に位置する、項目１に記載の装置。
（項目８）
前記磁場送信素子は、さらに、患者の胸部に配置されるように構成及び配置され、
前記関心領域は心筋である、項目１に記載の装置。
（項目９）
前記磁場送信素子は、さらに、患者検査台に結合されるように構成及び配置され、
前記関心領域は心筋であり、
追跡される前記物体は血管内カテーテルである、項目１に記載の装置。
（項目１０）
実質的にＸ線透過性であり、関心領域内の医療用カテーテルを追跡するための磁場を放射するように構成及び配置された磁場送信素子と、
前記医療用カテーテルに結合され、前記磁場送信素子から放射された前記磁場をサンプリングするように構成及び配置された磁場感知素子と、
前記磁場感知素子及び前記磁場送信素子に電気的に結合され、前記磁場感知素子によってサンプリングされた前記磁場に基づいて、前記医療用カテーテルの相対位置を決定するように構成及び配置された処理回路と、
を備える、医療用位置決めシステム。
（項目１１）
前記磁場送信素子は、共通平面を横切って延びる２つ以上の部分巻線（ｐａｒｔｉａｌ ｗｉｎｄｓ）を含み、
前記部分巻線の各々は、互いに電気的に並列であり、共通の中心点の周りに円周方向に延在する、項目１０に記載の医療用位置決めシステム。
（項目１２）
前記磁場送信素子は、互いに電気的に結合され、磁気コイルを形成するように構成及び配置された、ビア及び配線を有する多層プリント回路基板を含む、項目１０に記載の医療用位置決めシステム。
（項目１３）
前記磁場送信素子は、
基板と、
前記基板の周りに巻かれて磁気コイルを形成するワイヤと、
を含み、
前記基板は、前記基板の周りへの前記ワイヤの巻き付けを容易にし、Ｘ線画像上の前記磁場送信素子のシグネチャ（ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）を低減するように構成及び配置された１つ又は複数の丸い縁部を含む、項目１０に記載の医療用位置決めシステム。
（項目１４）
前記装置は、前記磁場の磁場強度を増幅する相補極性、又は、前記磁場を急速に減衰させる反対極性で動作するように構成及び配置された２つ以上の磁場送信素子を含む、項目１０に記載の医療用位置決めシステム。
（項目１５）
前記２つ以上の磁場送信素子は電気的に直列に結合される、項目１４に記載の医療用位置決めシステム。
（項目１６）
前記磁場送信素子は、さらに、患者検査台に取り付けられるように構成及び配置され、
前記関心領域は、前記患者検査台の上方に位置する、項目１０に記載の医療用位置決めシステム。
（項目１７）
前記磁場送信素子は、さらに、患者の胸部に配置されるように構成及び配置され、
前記関心領域は心筋である、項目１０に記載の医療用位置決めシステム。
（項目１８）
前記磁場送信素子は、さらに、患者検査台に結合されるように構成及び配置され、
前記関心領域は心筋であり、
追跡される前記物体は血管内カテーテルである、項目１０に記載の医療用位置決めシステム。
（項目１９）
前記磁場送信素子は、
低密度材料と、薄い高密度材料と、を含み、
Ｘ線吸収を緩和するように構成及び配置されている、
項目１０に記載の医療用位置決めシステム。
【国際調査報告】
2021513417.tif 000020
2021513417.tif 000021