(57)【要約】【課題】干渉の問題を解消した電磁式位置決定／追跡システムを提供すること。【解決手段】少なくとも１つの基本周波数のエネルギーの場を生成するように適合された１または複数の一連の放射器を含む評価装置を提供する。受信センサが、干渉物品がその受信センサに対して第１の位置にある時にエネルギーの場に応答して第１の信号を生成し、干渉物品がその受信センサに対して第２の位置にある時にエネルギーの場に応答して第２の信号を生成するように適合されている。制御ユニットが、（ａ）干渉物品のフィンガープリント信号の特性を計算するべく、第１の信号及び第２の信号を受信して分析し、（ｂ）干渉物品の同一性に関連してフィンガープリント信号を示すデータをデータベースに保存するように適合されている。【選択図】図１
2004351215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
評価装置であって、
少なくとも１つの基本周波数のエネルギーの場を生成するように適合された１または複数の一連の放射器と、
干渉物品が受信センサに対して第１の位置にある時に前記エネルギーの場に応答して第１の信号を生成し、前記干渉物品が前記受信センサに対して第２の位置にある時に前記エネルギーの場に応答して第２の信号を生成するように適合された受信センサと、
制御ユニットとを含み、
前記制御ユニットが、
前記干渉物品のフィンガープリント信号の特性を計算するべく、前記第１の信号及び前記第２の信号を受信して分析し、
前記干渉物品の同一性に関連して前記フィンガープリント信号を示すデータをデータベースに保存するように適合されていることを特徴とする評価装置。
【請求項２】
評価するための方法であって、
少なくとも１つの基本周波数のエネルギーの場を生成するステップと、
干渉物品が第１の信号の生成場所に対して第１の位置にある時に前記エネルギーの場に応答して前記第１の信号を生成するステップと、
前記干渉物品が第２の信号の生成場所に対して第２の位置にある時に前記エネルギーの場に応答して前記第２の信号を生成するステップと、
前記物品のフィンガープリント信号の特性を計算するように、前記第１の信号及び前記第２の信号を受信して分析するステップと、
前記干渉物品の同一性に関連して、前記フィンガープリント信号を示すデータをデータベースに保存するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
プログラム命令がストアされたコンピュータ可読媒体を含む、評価に用いるコンピュータソフトウエア製品であって、
コンピュータが前記プロラム命令を読み込むと、前記コンピュータが、
干渉物品が第１の信号の生成場所に対して第１の位置にある場合に、少なくとも１つの基本周波数のエネルギーの場に曝された時にセンサによって生成される前記第１の信号を受信し、
前記干渉物品が第２の信号の生成場所に対して第２の位置にある場合に、前記エネルギーの場に曝された時に前記センサによって生成される前記第２の信号を受信し、
前記干渉物品のフィンガープリント信号の特性を計算するように、前記第１の信号及び前記第２の信号を分析し、
前記干渉物品の同一性に関連して、前記フィンガープリント信号を示すデータをデータベースに保存することを特徴とするコンピュータソフトウエア製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本願は、本願の譲渡人に譲渡され、言及することを以って本明細書の一部とする同時出願の米国特許出願（名称「ヒステリシスによる動的金属免疫（Dynamic metal immunity by hysteresis）」）に関連する。
【０００２】
本発明は、磁界を用いた物体の非接触追跡に関し、詳細には、磁界において移動する磁界応答性物品の影響を打ち消すことに関する。
【背景技術】
【０００３】
非接触電磁式位置決定／追跡システムは当分野で周知であり、軍事用照準、コンピュータアニメーション、及び厳密な医療処置などの広範な用途を含め、様々に適用することができる。例えば、電磁式位置決定技術は、外科装置、プローブ、及びカテーテルなどの物体を患者の体内に挿入して移動させることを伴う外科手術、診断、治療、及び予防処置を含む医療分野で広く用いられている。好ましくはＸ線映像を用いずに、患者の体内の物体の位置及び向きを正確に決定するためのリアルタイム情報が要望されている。
【０００４】
言及することを以って本明細書の一部とする、本願の譲渡人に譲渡された特許文献１及び特許文献２に、プローブに取り付けられたホール効果装置、コイル、または他のアンテナなどの１または複数の磁界センサを用いて体内のプローブの座標が決定されるシステムが開示されている。このようなシステムは、医療用プローブやカテーテルに関する３次元位置情報を生成するために用いられる。センサコイルがカテーテルに配置され、外部から生成された磁界に応答して信号を生成する。このような磁界は、外部基準フレームに互いに所定間隔離間して固定された複数の放射器コイルによって生成される。放射コイルの磁界のそれぞれに応答して生成される信号の振幅が検出され、この信号の振幅がセンサコイルの位置計算に用いられる。それぞれの放射器コイルは、センサコイルによって生成された信号が周波数によってそれぞれの放射器コイルに一致する成分に分離できるように、他の放射器コイルとは異なった所定周波数の磁界を生成するようにドライバ回路によって駆動されるのが好ましい。
【０００５】
言及することを以って本明細書の一部とする本願の譲渡人に譲渡された特許文献３に、カテーテル先端部についての６つの位置及び向きの情報を生成するシステムが開示されている。このシステムは、例えばカテーテルの先端部などの配置可能部位に近接した複数のセンサコイル、並びに外部基準フレームに固定された複数の放射器コイルを用いる。これらのコイルは、放射器コイルによって生成された磁界に応答して信号を生成する。この信号により、６つの位置及び向きの座標を計算して、カテーテルを映像化しなくてもカテーテルの位置及び向きを求めることができる。
【０００６】
言及することを以って本明細書の一部とする特許文献４に、患者の体内から空間的な位置情報を提供するテレメトリーシステムが開示されている。このシステムは、移植可能なテレメトリーユニットを含む。このテレメトリーユニットは、（ａ）体外から受け取った出力信号をテレメトリーユニットを駆動するための電力に変換するための第１のトランスデューサと、（ｂ）体外から受け取った位置決定電界信号を受け取るための第２のトランスデューサと、（ｃ）位置決定電界信号に応答して体外の位置に位置決定信号を送信するための第３のトランスデューサとを含む。
【０００７】
言及することを以って本明細書の一部とする特許文献５に、カテーテルに固定された磁石によって生成される静的な磁界強度勾配を検出して患者の体内のカテーテルの位置を求めるための装置及び方法が開示されている。
【０００８】
言及することを以って本明細書の一部とする本願の譲渡人に譲渡された特許文献６に、検出する容積の両側に配置されたヘルムホルツコイルからの均一な磁界、並びにヘルムホルツコイルによって生成された勾配磁界を用いる位置及び向き決定システムが開示されている。これらの磁界が加えられた時のプローブで検出された磁界成分を監視することで、プローブの位置及び向きを導き出すことができる。別の方法で得た患者のイメージ上にプローブの表現を重ねて、患者に対するプローブの位置及び向きを示すことができる。
【０００９】
言及することを以って本明細書の一部とする特許文献７−１２に、カテーテルに取り付けられた位置センサを用いた他の位置決定装置が開示されている。
【００１０】
体内のプローブの位置を検出することに基づいた複数の電気生理学的及び物理的なマッピングシステムが市販されている。中でも、カリフォルニア州ダイヤモンド・バーに所在のバイオセンス・ウェブスター社（Biosense Webster, Inc.）が販売するカルト（CARTO）（商標）は、カテーテル位置と局所電気活性の自動的な関連付け及びマッピングのためのシステムである。
【００１１】
電磁式位置決定／追跡システムは、追跡する物体の近傍に金属や他の磁界応答性物品が存在すると精度が低下してしまう。このような精度の低下は、位置決定システムの放射器コイルによってその近傍で生成された磁界が歪むために起こる。例えば、放射器コイルの磁界が、磁界応答性物品に渦電流を発生させ、この渦電流により寄生磁界が生じ、この寄生磁界が放射器コイルの磁界に反応して増大する。外科手術の環境では、例えば、基本機器や補助機器（手術台、カート、可動ランプなど）及び侵襲性外科器具（メス、カテーテル、ハサミなど）を含む多くの導電性及び透磁性物質が存在する。これらの磁界応答性物品で生成され、磁界を歪ませる渦電流が、追跡する物体の位置決定に誤差を生じさせる。
【００１２】
初めのキャリブレーション、すなわち対象の比較的多数の点に配置されたプローブに対するシステムの応答を測定すことによって、静止金属物体の干渉の問題に対処することは周知の通りである。この方法は、電磁的な干渉の元となるものが静止している場合は問題ないが、移動する磁界応答性物体によって生じる干渉の問題には適していない。
【００１３】
言及することを以って本明細書の一部とする本願の譲渡人に譲渡された特許文献１３に、物体追跡システムが開示されている。このシステムは、追跡する物体上の位置決定可能な点に近接した１または複数のセンサコイルと、交流電流によって駆動されると交番磁界を物体の近傍に発生させる１または複数の放射器コイルを含む。時間によって各放射器コイルが他の放射器コイルが放射する周波数とは異なる周波数で放射するように、それぞれの放射器コイルについて、その交流電流の周波数を複数の値でスキャンする。
【００１４】
センサコイルが磁界に応答して電気信号を生成し、この電気信号を信号処理回路が受信し、コンピュータや他のプロセッサが分析する。物体の近傍に金属や他の磁界応答性物品が存在する場合、信号は通常、放射器コイルの各瞬間駆動周波数で放射器コイルによって生成された磁界に応じた位置信号成分と、磁界応答物品によって生成された寄生磁界に応じた寄生信号成分を含む。一般に寄生成分は、駆動周波数の瞬間周波数と同じ周波数であるが位相がずれているため、各センサコイルにおける影響は、磁界応答物品が存在しない場合の信号に比べてずれた位相及び振幅を有する組み合わせ信号を生成することである。位相のずれは、駆動周波数に関係し、各駆動周波数がスキャンされる時に変化する。位相のずれが最小となるまで駆動周波数を変化させることが、信号に対する磁界応答性物品の影響を低減する効果的な方法であると記載されている。
【００１５】
言及することを以って本明細書の一部とする特許文献１４に、多周波数ＡＣ磁気信号を利用した送信アンテナに対する受信アンテナの自由度６で位置及び向きを測定するための装置が開示されている。送信部品は、互いに位置及び向きが既知の２つ以上の送信アンテナから構成されている。各アンテナが、周波数スペクトルの１または複数の固有の位置を占有して、送信アンテナがＡＣ励起によって同時に駆動される。受信アンテナが、送信されたＡＣ電界に導電性金属によって生じた歪みを加えたものを測定する。上記したように、次にコンピュータが歪み成分を減じて、受信した信号から歪みを取り除いて正確な位置及び向きを出力する。
【００１６】
言及することを以って本明細書の一部とする特許文献１５に、送信要素からの磁界を閉じ込めて導電性の物体が存在する領域からその磁界の向きを変更する磁束閉じ込め方法が開示されている。
【００１７】
言及することを以って本明細書の一部とする特許文献１６に、磁気追跡システムで生成された渦電流の歪みを減じる方法が開示されている。このシステムは、複数の発生器からのパルス磁界を利用しており、渦電流の存在が、追跡に用いられるセンサコイルで生成される渦電流の変化率を測定して検出される。渦電流は、磁気パルスの継続時間を調節して補正される。
【００１８】
言及することを以って本明細書の一部とする特許文献１７及び１８に、パルスＤＣ磁界を用いて渦電流の問題を解消した追跡システムが開示されている。このシステムでは、ＤＣ磁界を検出可能なセンサが用いられており、渦電流が、その減衰特性及び振幅を利用して検出され調節される。
【００１９】
言及することを以って本明細書の一部とする特許文献１９に、非双極ループ型送信機に基づいた磁気追跡システムが開示されている。このシステムは、手術容積における小さな金属物体に対して低い感度を示している。
【００２０】
言及することを以って本明細書の一部とする特許文献２０に、交番磁界発生器を用いて追跡システムにおける渦電流を補正するためのシステムが開示されている。第１のシステムで、渦電流が存在しない時にシステムの初めのキャリブレーションを行い、次いで渦電流が検出された時に生成された磁界を調節して渦電流を補正する。第２のシステムでは、発生器の近傍に配置された１または複数の遮蔽コイルを使用することにより渦電流を無にする。
【００２１】
言及することを以って本明細書の一部とする特許文献２１に、それぞれのシステムが単独で動作する場合の不利な点を緩和するべく構成された、電磁式と光学式を組み合わせたハイブリッド位置決定システムが開示されている。
【００２２】
言及することを以って本明細書の一部とする特許文献２２に、医療用追跡イメージング装置のための超音波、磁石、チルト、ジャイロスコープ、及び加速度計を含む様々なタイプのセンサを用いた位置及び向き決定システムが開示されている。
【００２３】
言及することを以って本明細書の一部とするピカールによる特許（連続番号７６３，８６１）が１９３４年にフランスで発行されて以来、軟質磁気材料を用いた物体監視システム及び低周波検出システムが知られるようになった。この手法に基づいた監視システムは通常、高い透磁性を有する強磁性材料からなるマーカーを用いる。このマーカーは、監視システムによって生成された磁界によって問合せられると、マーカー材料の非線形のヒステリシスループのため、問合せ周波数の高調波を生成する。監視システムは、マーカーの存在を確認するべく、これらの高調波の検出、フィルタリング、及び分析を行う。言及することを以って本明細書の一部とする特許文献２３−２６を含む様々な特許に、この手法及びその改良された手法に基づいたシステムが開示されている。
【００２４】
言及することを以って本明細書の一部とする特許文献２７に、符号化された磁気マーカーによる位相がずれた高調波信号の生成及び検出に基づいた物体監視システムが開示されている。このシステムは、監視ゾーンにおける大きな金属物体の影響を低減するために信号処理技術を利用している。
【００２５】
言及することを以って本明細書の一部とする特許文献２８−３１に、磁界を生成してその磁界に対する物体の応答を検出することで鉄製物体の存在を検出する装置が開示されている。このような装置の一般的な用途は、地中に埋まっている物体の探索及び識別である。言及することを以って本明細書の一部とする特許文献３２に、金属物体の位置決定及び金属物体の種類の識別に用いる金属探知機が開示されている。この装置は、物体からの応答における高調波周波数成分を用いて分析する。
【００２６】
言及することを以って本明細書の一部とする特許文献３３に、接線磁界を検出し、その誘導高調波成分を引き出して、試験材料の磁気特性の非破壊的測定のための装置が開示されている。高調波成分を分析して、装置が試験材料のヒステリシス曲線の最大ピッチを算出する。
【００２７】
言及することを以って本明細書の一部とする非特許文献１に、高調波分析をノジュラー鋳鉄試料に適用した、試料の金属工学的及び機械的特性の推定における技術力の評価が開示されている。
【特許文献１】米国特許第５，３９１，１９９号明細書
【特許文献２】米国特許第５，４４３，４８９号明細書
【特許文献３】国際公開第ＷＯ９６／０５７６８号パンフレット
【特許文献４】米国特許第６，２３９，７２４号明細書
【特許文献５】米国特許第５，４２５，３８２号明細書
【特許文献６】米国特許第５，５５８，０９１号明細書
【特許文献７】米国特許第４，１７３，２２８号明細書
【特許文献８】米国特許第５，０９９，８４５号明細書
【特許文献９】米国特許第５，３２５，８７３号明細書
【特許文献１０】米国特許第５，９１３，８２０号明細書
【特許文献１１】米国特許第４，９０５，６９８号明細書
【特許文献１２】米国特許第５，４２５，３６７号明細書
【特許文献１３】米国特許第６，３７３，２４０号明細書
【特許文献１４】米国特許第６，１７２，４９９号明細書
【特許文献１５】米国特許第６，２４６，２３１号明細書
【特許文献１６】米国特許第５，７６７，６６９号明細書
【特許文献１７】米国特許第４，９４５，３０５号明細書
【特許文献１８】米国特許第４，８４９，６９２号明細書
【特許文献１９】米国特許第５，６００，３３０号明細書
【特許文献２０】欧州特許出願公開第ＥＰ ０‐９６４，２６１ Ａ２号明細書
【特許文献２１】米国特許第５，８３１，２６０号明細書
【特許文献２２】米国特許第６，１２２，５３８号明細書
【特許文献２３】米国特許第４，６２２，５４２号明細書
【特許文献２４】米国特許第４，３０９，６９７号明細書
【特許文献２５】米国特許第５，００８，６４９号明細書
【特許文献２６】米国特許第６，３７３，３８７号明細書
【特許文献２７】米国特許第４，７９１，４１２号明細書
【特許文献２８】米国特許第６，１５０，８１０号明細書
【特許文献２９】米国特許第６，１２７，８２１号明細書
【特許文献３０】米国特許第５，５１９，３１７号明細書
【特許文献３１】米国特許第５，５０６，５０６号明細書
【特許文献３２】米国特許第４，８６８，５０４号明細書
【特許文献３３】米国特許第５，０２８，８６９号明細書
【非特許文献１】フェイステゥ・ケイ・エル（Feiste KL）他、”渦電流の高調波分析によるノジュラー鋳鉄特性の特徴づけ（Characterization of Nodular Cast Iron Properties by Harmonic Analysis of Eddy Current Signals）”、［online］、ＮＤＴ.ｎｅｔ、１９９８年、第３巻、第１０号、［平成１４年５月検索］、インターネット<http://www.ndt.net/article/ecndt98/nuclear/245/245.htm>
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
非静止金属物品や他の磁界応答性物品の測定環境内への導入によって、電磁式位置決定／追跡システムで生じる干渉の問題を解消した単純かつ正確なリアルタイムの方法が要望されている。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明のある態様の目的は、電磁式位置決定／追跡システムの精度が改善された装置及び方法を提供することにある。
【００３０】
本発明のある態様の目的はまた、電界及び／または磁界応答性材料の存在を考慮することなく、電磁式位置決定／追跡システムの精度を高めるための装置及び方法を提供することにある。
【００３１】
本発明のある態様の更なる目的は、測定が行われる空間内に電界及び／または磁界応答性材料が存在しても、このような材料の量、導電特性、速度、向き、方向、及びそのような材料がその空間内に存在する時間を実質的に考慮する必要がない、正確に機能する電磁式位置決定／追跡システムの装置及び方法を提供する。
【００３２】
本発明のある態様の更なる目的は、測定が行われる空間において、電界及び／または磁界応答性物体の移動により誘導される渦電流による影響を低減または防止する手段を用いずに、電磁式位置決定／追跡システムを動作させるための装置及び方法を提供することにある。
【００３３】
本発明の好適な実施形態では、患者の体内などの空間においてプローブなどの物体を電磁的に位置決定及び追跡するための装置は、その空間の近傍に配置された複数の電磁放射器と、そのプローブに固定された位置センサと、放射器を駆動し、位置センサからの信号を処理するように適合された制御ユニットとを含む。プローブの位置を検出できるように、１または複数の基本周波数が放射器によって放射される。例えば、外科器具、可動ランプ、及びカートなどの磁界応答性要素がプローブの近傍に導入されると、測定されたプローブの位置が、その絶対位置と異なるようになる。このプローブに対する干渉の影響を補正するために、高調波補正アルゴニズムを用いてプローブの絶対位置を計算する。
【００３４】
プローブが受信する信号には、放射された基本信号だけではなく、干渉要素のヒステリシスループの非線形さによる位相のずれまたは他の因子によって起こる１または複数の基本周波数の高い高調波が含まれるため、補正はこのようなアルゴリズムを用いて行うことが可能である。これらの高調波のパターンを制御ユニットで分析し、干渉を引き起こす要素のタイプを決定するべく、要素の特定のタイプに関連したパターンの予め生成されたデータベースと比較する。次いで、要素の干渉の影響を、要素のタイプ及び高調波の大きさに応じて計算し、プローブが受信した信号から減じるなどして取り除く。得られる歪みのない信号を、プローブの絶対位置を計算するための入力として用いる。
【００３５】
本発明のこれらの実施形態では、空間において非静止性の磁界応答要素によって誘導される渦電流による影響を低減または防止するための手段を用いる必要がないという利点がある。更なる利点は、本発明のこれらの実施形態が、周囲空間に導入される金属要素の数、それらの導電特性、速度、向き、方向、及びその空間内に要素が存在する時間に関係なく、正確な追跡を実現できることである。
【００３６】
本発明のある好適な実施形態では、患者に装置を使用する前に、プローブの位置の測定を妨げ得るそれぞれの要素を評価して、患者に使用する装置を所定の要素の干渉の影響について「調整」する。それぞれの要素を評価するために、放射器が、受信コイルによって測定される基本周波数を、要素が存在しない場合と、要素が存在する場合の２回生成する。要素が存在する場合に受信する信号は、要素からの干渉によって歪んでいる。一般的な材料はそれぞれ、固有のヒステリシス曲線を有するため、異なった干渉及び対応する異なった高い高調波を生成する。放射された基本周波数のそれぞれについて、制御ユニットが、受信した歪みのある信号から受信した歪みのない信号を取り除くのが好ましい。得られる信号が、歪みのない信号に対する要素の干渉の影響を表わし、それぞれの要素に対して固有であるため、要素の「フィンガープリント」として役立つ。測定におけるノイズの影響及び他のランダムなばらつきを低減するために、要素の位置を変えてこの計算を繰り返し、平均化などによって結果を組み合わせてフィンガープリントを得ることができる。フィンガープリントのパターンなどのフィンガープリントを示すデータを、評価された物品の同一性に関連してデータベースに保存する。
【００３７】
別法では、本発明のある好適な実施形態では、それぞれの要素を評価するために、放射器が、要素が第１の位置にある場合と、要素が第２の位置にある場合の２回、受信コイルによって測定される基本周波数を生成する。要素が第１の位置にある時に受信した第１の信号の歪みは、要素が第２の位置にある時に受信した第２の信号の歪みとは異なる。放射された基本周波数のそれぞれについて、制御ユニットが、減算などによって第１の信号と第２の信号との差を計算するのが好ましい。得られる信号は、要素が存在しない場合に受信した信号に対する要素の干渉の影響を表わし、それぞれの要素に対して固有であるため、要素のフィンガープリントとして役立つ。測定におけるノイズの影響及び他のランダムなばらつきを低減するために、要素が２つ以上の位置にある時に測定を行って、平均化などによって得られる計算結果を組み合わせてフィンガープリントを得ることができる。フィンガープリントのパターンなどの各フィンガープリントを示すデータを、評価された物品の同一性に関連してデータベースに保存する。
【００３８】
ある好適な実施形態では、この評価を手術室環境以外の場所で行う。例えば、処置を実施する医療施設とは異なった場所で評価を実施する。評価の後に、得られた評価データ及び計算結果を制御ユニットに転送する。
【００３９】
これに加えて或いは別法では、評価は、好ましくは第３者によって医療施設以外の場所（オフサイト）で行われる。このような場合、医療処置の実施に一般に用いられる多数の要素及び／または材料が評価される。これらの評価がデータベースなどのリポジトリにライブラリとして保存される。制御ユニットが利用者に渡される前或いは後に、当分野で周知の方法でこのライブラリが制御ユニットに転送される。別法では、ライブラリは、制御ユニットが処置中にアクセスできるコンピュータシステムやネットワークに転送される。システムの利用者がライブラリに含まれていない要素を追加できるようにすれば、オンサイト及びオフサイトの評価を組み合わせることができることが明らかであろう。
【００４０】
本発明のある好適な実施形態では、制御ユニットが、プローブ及び放射器にリード線で接続されている。別法では、プローブは、放射器によって生成された電磁波に応答して無線信号を送信する回路を含む。
【００４１】
本発明のある実施形態は、要素を２つの異なった位置に配置し、受信コイルを通常は固定された位置に維持した要素の評価について説明するが、これは限定するものではなく単なる例示目的であることを理解されたい。本発明の範囲は、要素を概ね固定された位置に配置して、受信コイルが第１の位置及び第２の位置のそれぞれにある時にエネルギーの場を測定する要素の評価を含む。これに加えてあるいは別法では、受信コイルと要素の両方を評価中に移動させる。このような評価の各オプションは、受信コイルと要素の相対位置を変えるための例である。
【００４２】
ある適用例では、ここに記載する装置及び方法は、言及することをもって本明細書の一部とする本願の譲渡人に譲渡された２０００年７月２０日出願の同時係属の米国特許出願第０９／６２１，３２２号（名称「静止金属の補正による医療システムのキャリブレーション（Medical system calibration with static metal compensation）」）及び／または２００２年１１月２２日出願の同時係属の米国特許出願（名称「動的な金属免疫（Dynamic metal immunity）」）に記載されている装置及び方法と共に動作するように適合されている。
【００４３】
従って、本発明の実施形態に従って、干渉物品の存在下で患者の体内の物体を追跡するための装置を提供する。この装置は、物体の近傍で基本周波数のエネルギーの場を生成するように適合された１または複数の一連の放射器と、エネルギーの場に応答して信号を生成するように適合された、前記物体に固定された位置センサと、１または複数のそれぞれのタイプの干渉物品に関連した１または複数の高調波周波数パターンのデータベースにアクセスできる制御ユニットとを含む。この制御ユニットは、信号を受信し、エネルギーの場と干渉物品との相互作用に応答して、信号に存在する基本周波数の高調波周波数パターンを検出し、このパターンをデータベースに保存された高調波周波数パターンと比較し、その比較によって干渉物品を識別し、干渉物品のこの識別と検出されたパターンにおける１または複数の高調波周波数の大きさとに応じて信号を補正し、この補正された信号に応じて物体の位置座標を決定するように適合されている。
【００４４】
一般に、干渉物品は強磁性であり、制御ユニットは強磁性干渉物品を識別するように適合されている。
【００４５】
ある実施形態では、位置センサは、ホール効果装置、コイル、及びアンテナの少なくとも１つを含む。
【００４６】
基本周波数は、通常は約２００Ｈｚ〜約１２ｋＨｚの範囲であり、放射器は、基本周波数のエネルギーの場を生成するように適合されている。
【００４７】
ある適用例では、制御ユニットは、信号に存在する基本周波数の第２の高調波の振幅に対する信号に存在する基本周波数の第１の高調波の振幅の比を計算して高調波周波数のパターンを検出し、このパターンを、データベースに保存された比とこの計算した比とを比較することでデータベースに保存された高調波周波数パターンと比較するように適合されている。
【００４８】
一実施形態では、制御ユニットは、信号に対する干渉物品の干渉の影響を計算し、信号から干渉の影響を取り去って信号を補正するように適合されている。例えば、制御ユニットは、周波数ドメインにおいて信号から干渉の影響を差し引いて干渉の影響を取り去るように適合することができる。
【００４９】
これに加えてあるいは別法では、制御ユニットは、信号に存在する基本周波数の振幅に対する信号に存在する基本周波数の少なくとも１つの高調波周波数の振幅の比を計算して、この計算した比をデータベースに保存されている比と比較して干渉の影響を計算するように適合されている。
【００５０】
更に、本発明の一実施形態に従って追跡装置を提供する。この追跡装置は、患者の体内に挿入されるように適合された物体と、前記物体の近傍で基本周波数のエネルギーの場を生成するように適合された１または複数の一連の放射器と、エネルギーの場に応答して信号を生成するように適合された、物体に固定された位置センサと、１または複数のそれぞれのタイプの干渉物品に関連した１または複数の高調波周波数パターンのデータベースにアクセスすることができる制御ユニットとを含む。この制御ユニットは、信号を受信し、エネルギーの場と物品との相互作用に応答して信号に存在する基本周波数の高調波周波数のパターンを検出し、そのパターンをデータベースに保存された高調波周波数パターンと比較し、その比較により物品を識別し、この物品の識別と検出されたパターンにおける１または複数の高調波周波数の大きさに応じて信号を補正し、この補正された信号に応じて物体の位置座標を決定するように適合されている。
【００５１】
更に、本発明の一実施形態に従って患者の体内の物体を追跡するための装置を提供する。この装置は、基本周波数のエネルギーの場を生成するように適合された、物体に固定された１または複数の一連の放射器と、エネルギーの場に応答してそれぞれの信号を生成するように適合された、物体の近傍に配置された１または複数の一連の位置センサと、１または複数のそれぞれのタイプの干渉物品に関連した１または複数の高調波周波数パターンのデータベースにアクセスできる制御ユニットとを含む。この制御ユニットは、信号を受信し、物品とエネルギーの場の相互作用に応答して信号に存在する基本周波数の高調波周波数のパターンを検出し、このパターンをデータベースに保存された高調波周波数パターンと比較し、この比較により物品を識別し、この物品の識別及び検出されたパターンにおける１または複数の高調波周波数の大きさに応じて信号を補正し、この補正された信号に応じて物体の位置座標を決定するように適合されている。
【００５２】
更に、本発明の一実施形態に従って、干渉物品の存在下で患者の体内の物体を追跡するための方法を提供する。この方法は、基本周波数のエネルギーの場を生成するステップと、そのエネルギーの場に応答して生成される信号を受信するステップと、干渉物品とエネルギーの場の相互作用に応答して信号に存在する基本周波数の高調波周波数のパターンを検出するステップと、このパターンを、１または複数のそれぞれのタイプの干渉物品に関連した１または複数のパターンのデータベースに保存された高調波周波数パターンと比較するステップと、この比較により干渉物品を識別するステップと、この干渉物品の識別及び検出されたパターンにおける１または複数の高調波周波数の大きさに応じて信号を補正するステップと、この補正された信号に応じて物体の位置座標を決定するステップとを含む。
【００５３】
また、本発明の一実施形態に従って、干渉物品の存在下で患者の体内の物体を追跡するためのコンピュータソフトウエア製品を提供する。このコンピュータソフトウエア製品は、プログラム命令がストアされたコンピュータ可読媒体を含み、コンピュータがプログラム命令を読み取ると、そのコンピュータが、基本周波数のエネルギーの場に曝されたセンサによって生成された信号を受信し、干渉物品とエネルギーの場の相互作用に応答して信号に存在する基本周波数の高調波周波数のパターンを検出し、このパターンを、１または複数のそれぞれのタイプの干渉物品に関連した１または複数のパターンのデータベースに保存された高調波周波数パターンと比較し、この比較により干渉物品を識別し、この干渉物品の識別及び検出されたパターンにおける１または複数の高調波周波数の大きさに応じて信号を補正し、この補正された信号に応じて物体の位置座標を決定する。
【発明の効果】
【００５４】
非静止金属物品や他の磁界応答性物品の測定環境内への導入によって、電磁式位置決定／追跡システムで生じる干渉の問題を解消した単純かつ正確なリアルタイムの方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
本発明は、添付の図面を参照しながら、以下の本発明の好適な実施形態の詳細な説明を読むとより完全に理解できるであろう。
【００５６】
図１は、本発明の好適な実施形態に従った電磁式位置決定／追跡システム１８の模式的な絵画図である。システム１８は、患者の周りの空間６０内またはその近傍における強磁性要素などの干渉要素４０の進入、移動（ｄｘ）、または除去に対して影響を受けないようにしながら、患者２４の体内のプローブ２０などの物体を追跡する。システム１８は、プローブ２０を追跡するために制御ユニット５０によって駆動される一連の放射器３４を含む。この追跡には、必ずしも必要ではないが、上記したベン・ハイム（Ben-Haim）及びベン・ハイム他による米国特許及びＰＣＴ公開特許出願に開示されている方法及び装置を用いるのが好ましい。従って、プローブ２０は、ホール効果装置、コイル、または他のアンテナなどの磁界または電界センサを含む位置決定に用いる位置センサ（不図示）を有する。これに加えて或いは別法では、当分野で周知の方法及び装置を用いてプローブ２０の追跡を円滑にする。制御ユニット５０は、要素４０を検出するため及びプローブ２０の絶対位置を計算するために、後述する高調波補正アルゴリズムを用いて、プローブ２０から受け取った信号を処理するための回路を含む。
【００５７】
要素４０は通常、完全または部分的に強磁性材料などの透磁性材料から形成される物品を含む。このような物品として、外科器具、可動ランプ、及びカートなどを挙げることができる。要素４０は寄生磁界を発生させ、その位相及び振幅は、その誘電率、透磁率、幾何学的形状、及びプローブ２０に対する向きを含むその要素４０の特性に依存する。要素４０は図１に単一要素として示されているが、要素４０は、医療処置領域に頻繁に出入りする複数の個別の要素を含むことができる。
【００５８】
図２は、本発明の好適な実施形態に従った評価システム１６の模式的な絵画図である。この好適な実施形態では、システム１８が患者に使用される前に、プローブ２０の位置測定を妨害し得る要素４０がそれぞれ、評価システム１６によって評価されるのが好ましい。それぞれの要素４０を評価するために、初めは各要素を評価システム１６に配置しない。１または複数の放射器３４が、評価に適した基本周波数を放射する。別法では、放射器３４は、評価に適した複数の基本周波数を一度に１周波数ずつ放射する。好適な周波数は通常、約２００Ｈｚ〜約１２ｋＨｚの範囲である。放射される１または複数の基本周波数は、処置中にプローブ２０の位置検出のために放射器３４によって用いられる周波数が好ましい。空間６０の任意の位置に固定された受信コイル２２が、放射された信号を受信し、その信号を制御ユニット５０に送信する。本発明の好適な実施形態では、受信コイル２２は、この機能専用のコイル、ホール効果装置、または他のアンテナなどのセンサを含む。この場合、受信コイル２２のセンサは、プローブ２０のセンサと実質的に同一であるのが好ましい。別法では、一時的に空間６０の任意の位置に固定されるプローブ２０が受信コイル２２として機能する。更なる別法では、評価中に放射に用いられていない放射器３４の１つが、受信コイル２２として機能する。ある適用例では、受信コイル２２の少なくとも１つのセンサ（コイルなど）が受信する信号の強度を増大すなわち最大化する向きに位置するように、受信コイル２２の向きが合わせられている。
【００５９】
評価プロセスの次のステップで、要素４０が、好ましくは受信コイル２２の近傍である空間６０内に導入される。要素４０が導入される前に放射された１または複数の基本周波数が、同じ放射器３４によって再び放射される。受信コイル２２が放射された信号を受信し、その信号を制御ユニット５０に送信する。強磁性要素の場合、受信した信号は、その要素の非線形なヒステリシスループによって起こる位相のずれによって部分的に引き起こされる干渉によって歪んでしまう。この非線形なヒステリシスループはまた、放射された基本周波数の高い高調波を誘導する。一般に、材料はタイプによってそれぞれ固有のヒステリシス曲線を有するため、異なった干渉、及びそれに応じた異なるパターンの高い高調波を生成する。
【００６０】
ここで図３（Ａ）−図３（Ｃ）を参照すると、本発明の好適な実施形態に従った、放射された１つの基本周波数、受信した信号の単純化した例、及び算出された識別の特徴となる「フィンガープリント」が示されている。図３（Ａ）は、空間６０内に要素４０を導入する前に受信コイル２２が受信した信号を示し、Ｆ０、３Ｆ０、及び５Ｆ０における信号の振幅はそれぞれ、４．０、０．０、及び０．０である。図３（Ｂ）は、空間６０内に要素４０を導入した後に受信コイル２２が受信した信号を示し、Ｆ０、３Ｆ０、及び５Ｆ０における信号の振幅はそれぞれ、４．３、２．０、及び１．０である。制御ユニット５０が、それぞれの放射された基本周波数について、好ましくは減算などによって歪んだ受信した信号から歪みのない受信した信号を取り除いて受信した信号を分析する。図３（Ｃ）に示されている得られた信号は、歪みのない受信した信号に対する要素４０の電磁干渉の影響を表わしている。この例では、この「フィンガープリント」信号は、Ｆ０、３Ｆ０、及び５Ｆ０でそれぞれ、０．３、２．０、及び１．０の振幅を有する。一般に、材料はタイプによって、差し引きして得られる固有の信号を発生させるため、このような固有の信号をフィンガープリント信号として利用することができる。図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）に示されている高調波周波数は単に例示目的であって、実際には、他の違いもあるが、通常はより高い高調波である。詳細は後述するが、振幅の絶対値ではなく、通常は、異なった周波数における振幅の比が保存され、位置決定の際に補正のために用いられる。
【００６１】
別法では、本発明の好適な実施形態では、それぞれの要素を評価するために、放射器３４が、受信コイル２２で測定する基本周波数を２回放射する。初めは、要素４０が空間６０の第１の位置で放射し、次いで、要素４０が空間６０内の第２の位置で放射する。要素が第１の位置にある時に受信した第１の信号の歪みと、要素が第２の位置にある時に受信した第２の信号の歪みとは異なる。制御ユニット５０が、それぞれの放射された基本周波数について、減算などによって第１の信号と第２の信号との差を計算するのが好ましい。得られる信号（或いは、異なった周波数における振幅の比、詳細は後述）は、要素４０が存在しない時に受信した信号に対する要素４０の干渉の影響を表わし、通常はそれぞれの要素４０に対して固有であるため、要素のフィンガープリントして役立つ。測定におけるノイズの影響や他のランダムなばらつきを低減するために、２つ以上の位置で要素の測定を行い、計算結果を平均してフィンガープリントを得る。
【００６２】
例えば、図３（Ｂ）に示されている信号が、要素４０が第１の位置にある時に生成された第１の信号を表すと仮定する（上記したように、Ｆ０、３Ｆ０、及び５Ｆ０におけるこの信号の振幅はそれぞれ、４．３、２．０、及び１．０である）。更に、要素４０が第２の位置にある時に生成されたＦ０、３Ｆ０、及び５Ｆ０における第２の信号（不図示）の振幅がそれぞれ、４．６、４．０、及び２．０であると仮定する。第２の信号から第１の信号を差し引くと、Ｆ０、３Ｆ０、及び５Ｆ０における振幅がそれぞれ、０．３、２．０、及び１．０であるフィンガープリント信号が得られる。これらの値の比を保存して、後述するように処置中に補正のために用いる。測定が複数の第１の位置と第２の位置で行われたとしても、通常は実質的に同じ比が得られる。
【００６３】
下の表１は、本発明の好適な実施形態に従った３つのフィンガープリント信号（例示目的で任意の値を有する）の例を例示している。要素＃１は、図３（Ａ）−図３（Ｃ）を反映した要素の例を表わし、要素＃２及び＃３は、別の２つの要素の例を表わしている。表の左側部分に「周波数」が示されている。ｆ０は送信された基本周波数を表わし、ｆ０の整数倍がその高調波周波数を表わし、数値が相対振幅を表わしている。
【００６４】
【表１】
2004351215.tif 000003
【００６５】
表の右側部分に「比」が示されている。本発明の好適な実施形態では、評価を行うそれぞれの要素について、２つ以上の高調波周波数間の比、及び１または複数の高調波周波数と送信された基本周波数（ｆ０）との間の比が、好ましくは制御ユニット５０、或いは外部コンピュータシステム（不図示）によって計算される。評価される個々の要素は、その算出された比によって特徴付けられる。本明細書の開示を読んだ当業者であれば、例えば、送信された基本周波数と２つ以上の高調波周波数の組み合わせ及び／または２つ以上の高調波周波数の組み合わせを用いた別のアルゴリズムが可能であることが明らかであろう。このような別のアルゴリズムを実行して、異なるタイプの要素を固有に識別する代替または追加の値を生成することができる。これに加えて或いは別法では、評価の比及び／または他の計算結果を、特定のタイプの要素にではなく特定のタイプの材料について得ることができる。必ずしも特定の干渉材料を含む物体を識別しなくても、特定の干渉材料を識別すれば、ここに記載する補正技術を実施するのに十分である。これらの比及び／または他の計算結果が、好ましくは制御ユニット５０がアクセスできるデータベースに保存され、後述するように位置の補正計算に用いられる。本明細書及び特許請求の範囲で用いる「データベース」には、このような情報を保存するために用いることができる実質的に全ての好適なリポジトリ、記憶装置、またはデータ構造が含まれることを理解されたい。
【００６６】
好適な実施形態では、評価は手術室環境以外の場所で行われる。例えば、評価は、処置が行われる医療施設の別の場所で行われる。この実施形態では、放射器３４に実質的に同一の１または複数の放射器が設けられるのが好ましい。評価の後、得られた評価データ及び計算結果が、当業者に周知の方法で制御ユニット５０に送られる。
【００６７】
これに加えて或いは別法では、評価は、好ましくは第３者によって医療施設以外の場所（オフサイト）で行われる。このような場合、医療処置の実施に一般に用いられる多数の要素及び／または材料が評価される。これらの評価がデータベースなどのリポジトリにライブラリとして保存される。実質的に全ての好適な記憶装置及びデータ構造をライブラリの保存に用いることができることを理解されたい。制御ユニット５０が利用者に渡される前或いは後に、当分野で周知の方法でこのライブラリが制御ユニット５０に転送される。別法では、ライブラリは、制御ユニット５０が処置中にアクセスできるコンピュータシステムやネットワークに転送される。システム１８の利用者がライブラリに含まれていない要素４０を追加できるようにすれば、オンサイト及びオフサイトの評価を組み合わせることができることを理解されたい。このようなライブラリシステムを実施する他の詳細は、当業者であれば本明細書の開示を読めば明らかであろう。
【００６８】
ここで図１を再び参照されたい。患者に対して処置が行われている時に要素４０が空間６０内に導入されると、プローブ２０の測定位置が、要素４０によって生じる干渉によって実際の位置とは異なるようになる。本発明の好適な実施形態では、この干渉を補正するために、プローブ２０が受信した信号に誘導された高調波が制御ユニット５０によって分析される。２つ以上の高調波の振幅間の比の計算などの高調波の振幅に対する計算が行われる。これらの計算結果が、要素４０及び／または要素４０が含む材料と同じものを既に評価された要素及び／または材料のタイプから探すために、制御ユニット５０のメモリに保存された情報と比較される。要素及び／または材料が既知のものであれば、プローブ２０が受信した基本信号の振幅における要素４０の歪みの影響が、例えば、評価中に計算されてデータベースに保存された基本信号の振幅に対する１または複数の高調波の振幅の比を用いて計算される。このデータベースには、制御ユニット５０がリアルタイムでアクセスできる。この歪みの影響の振幅が、対象の受信した基本信号の測定された振幅から差し引かれる。要素４０の存在による歪みを含まなくなったこの信号が、プローブ２０の絶対位置を計算するために制御ユニット５０による入力として用いられる。
【００６９】
上の表の右側部分の「比」を参照して、本発明の好適な実施形態に従った２つの高調波の単純な比を用いた干渉の補正の計算例を説明する。例えば、プローブ２０が受信した信号において、ｆ０の相対振幅が４．１、３ｆ０の相対振幅が１．０、５ｆ０の相対振幅が０．５と仮定する。従って、３ｆ０に対するｆ０の比は０．５である。この比を表に反映されている保存された値に対して比較して、制御ユニット５０が、この場合は、要素４０が要素＃１と同じタイプであることを決定する。受信した信号に対する要素４０の歪みの影響を決定するために、３ｆ０（１．０）の値を３ｆ０／ｆ０の保存された比（１０．０）で除すと、０．１になる。この結果をｆ０（４．１）の測定振幅から減じると、要素＃１による歪みのない補正振幅４．０になる。この振幅が、プローブ２０の正確な位置を計算するための入力として用いられる。
【００７０】
本発明の好適な実施形態では、唯１つの高調波周波数を用いて、要素４０を識別した。これは、例えば、処置中に用いられる１または複数の要素４０が特定の高調波周波数の全く異なった相対振幅を生成する場合に可能である。
【００７１】
本発明の好適な実施形態では、処置中に複数の要素４０が空間６０内に導入される処置中に、制御ユニット５０が適当な計算を実施して各要素４０を個別に識別する。場合によっては、複数の要素４０の識別を容易にするべく、このような計算に、要素４０の追加的な識別特性を提供する複数の高い高調波が用いられる。
【００７２】
本発明の好適な実施形態では、２つ以上の要素４０が、同じ強磁性材料または強磁性材料の組み合わせから形成される場合、通常は処置中にこれらの要素の区別をする必要がない。このような要素の干渉の影響が、組み合わせられ、それらの材料のフィンガープリントによって固有に識別可能である。従って、このような要素の検出及びこのような要素に対する補正は、上記した方法を実質的に変更することなく、システム１８によってグループとして実行するのが好ましい。
【００７３】
本発明の好適な実施形態は、放射器３４が電磁信号を送信し、プローブ２０がその信号を受信する位置決定システム１８に対して説明してきた。しかしながら、ここに記載した技術を、プローブが電磁信号を送信し、放射器がその信号を受信する位置決定システムに対して適用することも本発明の範囲に含まれることを理解されたい。
【００７４】
本発明の好適な実施形態は、単に例示目的で侵襲性医療技術に対して説明してきた。しかしながら、本発明の範囲は、ここに記載した技術を、あらゆる目的に用いられる電磁式位置決定／追跡システムに対して適用することも含む。
【００７５】
更に、ここに記載した技術を、例えば構造が分かっている特定の器具などの特定の要素についての評価、識別、及び比較や、一般的な強磁性材料などの特定の材料についての評価、識別、及び比較に適用できることを理解されたい。従って、本明細書及び特許請求の範囲で用いる「干渉物品」が、特定の分離した要素（器具など）及び特定の材料（鋼など）の両方を含むことを理解されたい。要素４０または任意の他の干渉物品に対して記載された技術は、適宜、互いに交換可能である。
【００７６】
制御ユニット５０が、上記した機能を実行するようにソフトウエアにプログラムされた汎用コンピュータを含み得ることを理解されたい。このソフトウエアは、ネットワークを介して電子形態でダウンロードしたり、別法では、ＣＤ‐ＲＯＭなどの実体的な媒体でコンピュータにインストールすることができる。更なる別法では、制御ユニット５０は、専用のハードウエアロジックまたはハードウエアとソフトウエアの組み合わせを用いて実現可能である。
【００７７】
当業者であれば、本発明が上記した説明及び図面に限定されるものではないことを理解できよう。むしろ、本発明の範囲は、当業者が本開示を読めば容易に想到するような、上記した様々な特徴の組み合わせ及び部分的な組み合わせ、並びに従来技術ではない本発明の変更形態及び改良形態を含むものである。
【００７８】
本発明の実施態様は以下の通りである。
（１）前記干渉物品が強磁性であり、前記受信センサが、前記強磁性干渉物品が前記第１の位置にある時に前記第１の信号を生成し、前記第２の位置にある時に前記第２の信号を生成するように適合されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
（２）前記第１の位置が前記受信センサの近傍であり、前記第２の位置が前記受信センサの近傍ではなく、前記受信センサが、（ａ）前記干渉物品が前記第１の位置にある時に前記干渉物品と前記エネルギーの場との相互作用に応答して前記第１の信号を生成し、（ｂ）前記干渉物品が前記第２の位置にあって、前記第２の信号に対して実質的に影響がない時に前記第２の信号を生成するように適合されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
（３）前記第１の位置及び前記第２の位置が前記受信センサの近傍にあり、前記受信センサが、（ａ）前記干渉物品が前記第１の位置にある時に前記干渉物品と前記エネルギーの場との相互作用に応答して前記第１の信号を生成し、（ｂ）前記干渉物品が前記第２の位置にある時に前記干渉物品と前記エネルギーの場との相互作用に応答して前記第２の信号を生成するように適合されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
（４）前記制御ユニットが、前記フィンガープリント信号を計算するべく前記第１の信号から前記第２の信号を抽出するように適合されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
（５）前記制御ユニットが、前記第１の信号の周波数ドメインのアスペクトから前記第２の信号の周波数ドメインのアスペクトを減じて前記第１の信号から前記第２の信号を抽出するように適合されていることを特徴とする実施態様（４）に記載の装置。
【００７９】
（６）前記受信センサが、ホール効果装置、コイル、及びアンテナの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
（７）前記基本周波数が約２００Ｈｚ〜約１２ｋＨｚの範囲であり、前記放射器が前記基本周波数の前記エネルギーの場を生成するように適合されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
（８）前記少なくとも１つの基本周波数が複数の基本周波数を含み、前記一連の放射器が、前記複数の基本周波数の複数のエネルギーの場を生成するように適合されており、前記受信センサが前記複数のエネルギーの場のそれぞれに応答して前記第１の信号及び前記第２の信号を生成するように適合されており、前記制御ユニットが、前記基本周波数のそれぞれにおける前記第１の信号及び前記第２の信号のフィンガープリント信号を計算し、前記干渉物品の同一性及び前記各基本周波数に関連して、前記フィンガープリント信号を示すそれぞれのデータを前記データベースに保存するように適合されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
（９）前記フィンガープリント信号を示す前記データが、前記フィンガープリント信号に存在する前記基本周波数の高調波周波数パターンを含み、前記制御ユニットが、前記パターンを検出し、このパターンを前記干渉物品の同一性に関連して前記データベースに保存するように適合されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
（１０）前記制御ユニットが、前記フィンガープリント信号における前記基本周波数の第２の高調波の振幅に対する前記フィンガープリント信号における前記基本周波数の第１の高調波の振幅の比を計算して前記高調波周波数パターンを検出し、このパターンを前記干渉物品の同一性に関連して前記データベースに保存するように適合されていることを特徴とする実施態様（９）に記載の装置。
【００８０】
（１１）前記制御ユニットが、前記フィンガープリント信号に存在する前記基本周波数の振幅に対する前記フィンガープリント信号に存在する前記基本周波数の少なくとも１つの高調波周波数の振幅の比を計算して、この比を前記干渉物品の同一性に関連して前記データベースに保存するように適合されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
（１２）前記干渉物品が強磁性であり、前記第１の信号を生成する前記ステップが、前記強磁性物品が前記第１の位置にある時に前記第１の信号を生成するステップを含み、前記第２の信号を生成する前記ステップが、前記強磁性物品が前記第２の位置にある時に前記第２の信号を生成するステップを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
（１３）前記第１の信号を生成する前記ステップが、前記干渉物品が前記第１の位置にある時に前記干渉物品と前記エネルギーの場との相互作用に応答して、前記第１の位置の近傍にある検出位置で前記エネルギーの場を検出するステップと、その検出に応答して前記第１の信号を生成するステップとを含み、前記第２の信号を生成する前記ステップが、前記干渉物品が前記第２の位置にある時に前記エネルギーの場を検出するステップを含み、前記第２の位置が、前記干渉物品が前記第２の位置にある時に前記エネルギーの場の検出に対して前記干渉物品が実質的に影響を与えないような位置であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
（１４）前記第１の信号を生成する前記ステップが、前記干渉物品が前記第１の位置にある時に前記干渉物品と前記エネルギーの場との相互作用に応答して、前記第１の位置及び前記第２の位置の近傍の検出位置で前記エネルギーの場を検出するステップと、その検出に応答して前記第１の信号を生成するステップとを含み、前記第２の信号を生成する前記ステップが、前記干渉物品が前記第２の位置にある時に前記干渉物品と前記エネルギーの場との相互作用に応答して、前記検出位置で前記エネルギーの場を検出するステップと、前記干渉物品が前記第２の位置にある時に前記エネルギーの場の前記検出に応答して前記第２の信号を生成するステップを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
（１５）前記第１の信号及び前記第２の信号を分析する前記ステップが、前記フィンガープリント信号を計算するべく、前記第１の信号から前記第２の信号を抽出するステップを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【００８１】
（１６）前記第１の信号から前記第２の信号を抽出するステップが、前記第１の信号の周波数ドメインのアスペクトから前記第２の信号の周波数ドメインのアスペクトを減じるステップを含むことを特徴とする実施態様（１５）に記載の方法。
（１７）前記基本周波数が約２００Ｈｚ〜約１２ｋＨｚの範囲であり、前記エネルギーの場を生成する前記ステップが、前記基本周波数のエネルギーの場を生成するステップを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
（１８）前記少なくとも１つの基本周波数が複数の基本周波数を含み、前記エネルギーの場を生成する前記ステップが、前記複数の各基本周波数の複数のエネルギーの場を生成するステップを含み、前記第１の信号及び前記第２の信号を生成する前記ステップが、前記複数の基本周波数のそれぞれに応答して前記第１の信号及び第２の信号を生成するステップを含み、前記第１の信号及び前記第２の信号を分析する前記ステップが、前記各基本周波数の前記第１の信号及び前記第２の信号についてのフィンガープリント信号を計算するステップを含み、前記データを保存する前記ステップが、前記干渉物品の同一性及び前記各基本周波数に関連して、前記フィンガープリント信号を示す各データを前記データベースに保存するステップを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
（１９）前記データを保存する前記ステップが、前記フィンガープリント信号に存在する前記基本周波数の高調波周波数パターンを検出するステップと、前記干渉物品の同一性に関連して前記パターンを前記データベースに保存するステップとを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
（２０）前記高調波周波数パターンの前記検出が、前記基本周波数の第２の高調波の振幅に対する前記基本周波数の第１の高調波の振幅の比を計算するステップを含み、前記パターンを保存する前記ステップが前記比を保存することを含むことを特徴とする実施態様（１９）に記載の方法。
【００８２】
（２１）前記高調波周波数パターンを保存する前記ステップが、前記フィンガープリント信号に存在する前記基本周波数の振幅に対する前記フィンガープリント信号に存在する前記基本周波数の少なくとも１つの高調波周波数の振幅の比を計算するステップと、その比を前記干渉物品の同一性に関連して前記データベースに保存するステップとを含むことを特徴とする実施態様（１９）に記載の方法。
（２２）前記干渉物品が強磁性であり、前記命令により前記コンピュータが、前記強磁性干渉物品が前記第１の位置にある時に生成される前記第１の信号を受信し、前記強磁性干渉物品が前記第２の位置にある時に生成される前記第２の信号を受信することを特徴とする請求項３に記載の製品。
（２３）前記第１の位置が前記センサの近傍にあり、前記第２の位置が前記センサの近傍ではなく、前記命令により前記コンピュータが、前記干渉物品が前記第１の位置にある時に前記干渉物品と前記エネルギーの場との相互作用に応答して生成される前記第１の信号を受信し、前記干渉物品が前記第２の位置にある時に生成される前記第２の信号を受信し、前記第２の位置が、前記干渉物品が前記第２の信号に対して実質的に影響を与えないような位置であることを特徴とする請求項３に記載の製品。
（２４）前記第１の位置及び前記第２の位置が前記受信センサの近傍にあり、前記命令により前記コンピュータが、前記干渉物品が前記第１の位置にある時に前記干渉物品と前記エネルギーの場との相互作用に応答して生成される前記第１の信号を受信し、前記干渉物品が前記第２の位置にある時に前記干渉物品と前記エネルギーの場との相互作用に応答して生成される前記第２の信号を受信することを特徴とする請求項３に記載の製品。
（２５）前記命令により前記コンピュータが、前記フィンガープリント信号を計算するように、前記第１の信号から前記第２の信号を抽出して前記第１の信号及び前記第２の信号を分析することを特徴とする請求項３に記載の製品。
【００８３】
（２６）前記命令により前記コンピュータが、前記第１の信号の周波数ドメインのアスペクトから前記第２の信号の周波数ドメインのアスペクトを減じて前記第１の信号から前記第２の信号を抽出することを特徴とする実施態様（２５）に記載の製品。
（２７）前記基本周波数が約２００Ｈｚ〜約１２ｋＨｚの範囲であり、前記命令により前記コンピュータが、前記エネルギーの場に曝された時に前記センサによって生成される前記第１の信号及び前記第２の信号を受信することを特徴とする請求項３に記載の製品。
（２８）前記少なくとも１つの基本周波数が複数の基本周波数を含み、前記命令により前記コンピュータが、前記複数の基本周波数の複数のエネルギーの場に曝された時に前記センサによって生成される前記第１の信号及び前記第２の信号をそれぞれ受信し、前記各基本周波数の前記第１の信号及び前記第２の信号についてのフィンガープリント信号を計算するように前記第１の信号及び前記第２の信号を分析し、前記干渉物品の同一性及び前記各基本周波数に関連して、前記フィンガープリント信号を示す各データを前記データベースに保存することを特徴とする請求項３に記載の製品。
（２９）前記命令により前記コンピュータが、前記フィンガープリント信号に存在する前記基本周波数の高調波周波数パターンを検出し、前記干渉物品の同一性に関連して、前記パターンを前記データベースに保存することを特徴とする請求項３に記載の製品。
（３０）前記命令により前記コンピュータが、前記基本周波数の第２の高調波の振幅に対する前記基本周波数の第１の高調波の振幅の比を検出し、前記干渉物品の同一性に関連して、前記比を前記データベースに保存することを特徴とする実施態様（２９）に記載の製品。
（３１）前記命令により前記コンピュータが、前記フィンガープリント信号に存在する前記基本周波数の振幅に対する前記フィンガープリント信号に存在する前記基本周波数の少なくとも１つの高調波周波数の振幅の比を計算し、前記干渉物品の同一性に関連して、前記比を前記データベースに保存することを特徴とする請求項３に記載の製品。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の好適な実施形態に従った医療処置に用いる電磁式位置決定／追跡システムの模式的な絵画図である。
【図２】本発明の好適な実施形態に従った評価システムの模式的な絵画図である。
【図３】（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明の好適な実施形態に従った、干渉要素の評価の一例を例示する単純化した周波数応答グラフである。
【符号の説明】
【００８５】
１８  電磁式位置決定／追跡システム
２０  プローブ
２４  患者
３４  放射器
４０  干渉要素
６０  空間
【図１】
2004351215.tif 000004
【図２】
2004351215.tif 000005
【図３】
2004351215.tif 000006
【外国語明細書】
2004351215000001.pdf