(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定の被験体の体内における物体の位置を決定するための装置において、
第１の周波数において前記物体に向けて第１の音響波を放射することに適合している少なくとも１個の音響波発生器と、
前記物体に固定されることに適合している音響性のタグを備えており、当該タグが内部に一定のキャビティを定めている外殻部および当該外殻部の中に収容されている一定の媒体を有しており、前記第１の音響波の当該タグ上における入射に対して、このタグが前記第１の周波数とは異なる第２の周波数において第２の音響波を放射し、さらに、前記装置が、
前記第２の音響波を検出してこれに応じて信号を発生することに適合している１個以上の検出器と、
前記各信号を処理して前記体内における物体の各座標を決定するために連結されている信号プロセッサを備え、
前記タグが一定の軸を有しており、前記第１の音響波の当該タグ上における入射に応じて、このタグはその軸に対して第１のパターンの強度変化を伴って第２の周波数において前記第２の音響波を放射し、その軸に対して第２のパターンの強度変化を伴って、前記第１の周波数および第２の周波数とは異なる、第３の周波数において第３の音響波を放射するように構成されており、１個以上の検出器によるこれら第２の音響波および第３の音響波の検出に応じて、前記信号プロセッサが前記第１のパターンおよび第２のパターンの間の差に応じて前記物体の角度的配向を決定することに適合している装置。
【請求項２】
一定の被験体の体内における物体の位置を決定するための装置において、
少なくとも第１の周波数および第２の周波数を含む一定の周波数範囲にわたり前記物体に向けて複数の音響波を放射することに適合している少なくとも１個の音響波発生器と、
前記物体に固定されることに適合している音響性のタグを備えており、当該タグが第１の空間的パターンの強度変化を伴って前記第１の周波数において前記各音響波を反射し、第２の空間的パターンの強度変化を伴って前記第２の周波数において前記各音響波を反射するように構成されており、さらに、前記装置が、
前記反射した各音響波を検出してこれらに応じて信号を発生することに適合している１個以上の検出器と、
前記各信号を処理して前記第１の空間的パターンおよび第２の空間的パターンの間の差に応じて前記体内における物体の角度的配向の座標を決定するために連結されている信号プロセッサを備え、
前記タグが一定の軸を有しており、当該タグが前記第１の空間的パターンにおいて、前記各音響波がその軸に対して第１の方向に主に反射され、前記第２の空間的パターンにおいて、前記各音響波がその軸に対して、前記第１の方向とは異なる、第２の方向に主に反射されるように構成されている装置。
【請求項３】
前記タグに対する電線による接続を実質的に含まない請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記信号プロセッサがさらに前記各信号に応じて前記物体の各位置座標を決定することに適合している請求項２に記載の装置。
【請求項５】
一定の被験体の体内における物体の位置を決定するための装置において、
前記物体に向けて複数の音響波を放射することに適合している少なくとも１個の音響波発生器と、
前記物体に固定されることに適合しているトランスデューサを備えており、当該トランスデューサが前記少なくとも１個の音響波発生器に対するこのトランスデューサの配向角度により変化する応答を伴って前記各音響波に応じて電磁放射線を放射するように構成されており、さらに、前記装置が、
前記トランスデューサにより放射される電磁放射線を検出してこれに応じて信号を発生することに適合している１個以上の検出器と、
前記各信号を処理して前記体内における物体の角度的配向の座標を決定するために連結されている信号プロセッサを備え、
前記トランスデューサが圧電結晶を含み、この結晶が前記各音響波に対して異方性を伴って応答するように分極化され、
前記圧電結晶が多数の対向面部を有しており、前記トランスデューサがさらに異なるそれぞれの共振周波数を有する複数の共振回路要素を有しており、これらの回路要素が前記結晶の各面部におけるそれぞれの対の間に連結されていて、前記トランスデューサの配向角度に応じて変化するそれぞれの振幅を伴って異なる共振周波数において電磁放射線を放射する、装置。
【請求項６】
前記各回路要素が異なるそれぞれのインダクタンス値を有する複数のコイルを含む請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記信号プロセッサがさらに前記各信号に応じて前記物体の各位置座標を決定することに適当している請求項３に記載の装置。
【請求項８】
前記トランスデューサが一定の磁わい要素を含み、この要素が前記各音響波に対して異方性を伴って応答するように形状付けられている請求項３に記載の装置。
【請求項９】
前記磁わい要素が当該要素の放射する電磁放射線を集中させるように形状付けられている請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
一定の被験体の体内における物体の位置を決定するための装置において、
前記物体の中において一定の電磁場を発生することに適合している少なくとも１個の場の発生器と、
前記物体に固定されることに適合していて、前記電磁場に応じて複数の音響波を発するように構成されているトランスデューサと、
前記トランスデューサにより発せされる各音響波を検出してこれらに応じて信号を発生することに適合している１個以上の検出器と、
前記各信号を処理して前記体内における物体の各座標を決定するために連結されている信号プロセッサを備え、
前記トランスデューサが磁気音響性のトランスデューサを含み、
前記トランスデューサが一定の磁わい材料を含み、
前記磁気音響性トランスデューサが前記電磁場に対して異方性を伴って応答するように形状付けられていて、これにより放射される各音響波が前記少なくとも１個の場の発生器に対する当該トランスデューサの配向角度の関数として変化し、前記信号プロセッサが前記各信号に応じて前記物体の配向角度を決定することに適合している装置。
ている装置。
【請求項１１】
前記トランスデューサが圧電結晶を含み、この結晶が前記電磁場に対して異方性を伴って応答するように分極化されている請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記圧電結晶が多数の対向面部を有しており、前記トランスデューサがさらに異なるそれぞれの共振周波数を有する複数の共振回路要素を有しており、これらの回路要素が前記結晶の各面部におけるそれぞれの対の間に連結されていて、前記トランスデューサの配向角度に応じて変化するそれぞれの振幅を伴って異なる共振周波数において各音響波を放射する請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記各回路要素が異なるそれぞれのインダクタンス値を有する複数のコイルを含む請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記磁気音響要素が当該要素の放射する電磁放射線を集中させるように形状付けられている請求項１０に記載の装置。
【請求項１５】
前記トランスデューサに対する電線による接続を実質的に含まない請求項１０から１４のいずれか１つに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
関連出願に対するクロスリファレンス
本特許出願は本明細書に参考文献として含まれる１９９９年３月１１日に出願されている米国特許出願第０９／２６５，７１５号の一部継続出願である。
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に位置感知システムに関し、特に人体の内部における一定の物体の位置を決定するためのシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
多くの医療的処置において、内視鏡およびカテーテル等のプローブは患者の体内に一時的に挿入される。また、移植片等の装置が永久的にまたは長期間にわたり体内に挿入される処置もある。これらの挿入される医療装置の位置を決定する種々の方法が当業界において知られている。Ｘ線画像処理は最も一般的に用いられている位置確認システムである。位置感知システムもまたこの目的に使用することができ、特に装置の位置を長期間にわたり追跡する必要のある場合に好ましい。
【０００３】
超音波による体内の位置感知処理は十分に知られている。このようなシステムは体内に挿入されて、体外のコンソールに電線またはワイヤーにより接続されている装置内における一定の能動的なトランスデューサを一般的に必要とする。このトランスデューサは体外の各エミッタからの超音波を受信するか、体外の各受信機に超音波を放射する。別の超音波システムは挿入される装置内における一定の受動的な反射器を使用しており、この反射器はカテーテルの中にワイヤーを通すことを必要とせずに身体を照射する超音波を強く反射する。これらの能動的なシステムは必然的に超音波の放射線の強い背景を形成し、この背景に対してその反射器の位置が必然的に見出される。
【０００４】
さらに別の位置感知システムは電磁場を使用している。例えば、開示内容が本明細書に参考文献として含まれる、ベン−ハイム（Ben-Haim）他に発行されている特許文献１は一定の侵襲性の医療器具の位置および配向を決定するための位置決めシステムを記載しており、これにより、外部から供給されるＲＦ（高周波）の場が上記侵襲性の医療器具内に配置されている３個のコイルの中に一定の電流を誘発する。ワイヤーまたは一部のその他の形態の物理的なリード線がカテーテルから体外の空間内における一定の信号プロセッサにこの誘発された信号を運ぶために必要とされている。このプロセッサは上記侵襲性の医療器具の位置および配向を計算するためにこの信号を分析する。
【０００５】
多くの適用例において、一定の無線受動型のエミッタ、または「タグ（tag）」を体内に挿入される装置に固定することが有利である。このようなタグは内部に電力供給源を全く含まないが、一般的に身体の外部から供給される、外部のエネルギーの場により動作する。その後、このタグは超音波的または電磁的なエネルギーを発生し、このエネルギーが体外のアンテナまたはその他のセンサーにより検出される。これらの検出された信号は一定領域（腹腔等）内のタグの存在を簡単に確認するために一般に用いられるが、一部のタグは位置座標の決定のためにも使用できる。上記のような受動型の超音波反射器はこれらのタグの内の単純な例の一つである。別の受動型タグは電磁放射線を受けて、一定の周波数および／または位相のずれを伴ってこれを再発光する。超音波的および電磁的な相互作用を組み合わせているハイブリッド・タグもまた当業界において知られている。
【０００６】
例えば、開示内容が本明細書に参考文献として含まれる、ブレイア（Blair）他に発行されている特許文献２は手術中に体内腔の中において用いられる医療用スポンジまたはその他の物品等の物体に固定される医療的に不活性な検出タグに基づく、各外科部位内における不所望な物体の検出のための方法および装置を記載している。この検出タグは当該タグ内に埋め込まれた小形のフェライトの棒材およびコイルおよびコンデンサ要素等の単一の信号エミッタを含む。あるいは、このタグは単一のループ・ワイヤーおよびコンデンサ要素により構成されている柔軟な糸材を含む。一定の検出装置が広帯域送信信号のパルス化した放射によりこのタグを位置決めするために利用されている。このタグは上記広帯域の範囲内における、その予定されてない単一の周波数において、上記広帯域送信に応じて、一定の放射された信号に対して共振する。これらの帰還信号は周囲のノイズに対して単一の（予定されていないが）検出可能な周波数において強度を高めることにより、認識可能な検出信号を提供する。
【０００７】
開示内容が本明細書に参考文献として含まれる、ファビアン（Fabian）に発行されている特許文献３は人間および動物の組織内における外科器具を検出するための装置を記載しており、この装置は一定の標識が固定されている外科器具の疑問領域内におけるその存在に応答する検出器を備えている。この標識はその疑問領域内に発生する一定の周波数帯域内における確認用の信号特性を生じることに適合している。この質問用の場の位相および／または方向における変化および各標識と受信機との間の電磁的な連結における変化がこれらの間の連結を最適化するために指定される。
【０００８】
開示内容が本明細書に参考文献として含まれる、イングランド（England）他に発行されている特許文献４は人体の中の外科装置の位置および配向を決定するための方法を記載している。適用の一例において、一定のカテーテルまたはプロテーゼが高い透磁率で低い保持力の磁気材料により形成されている一定のタグを所定の場所に運ぶことが特徴付けられている。このタグの位置（それゆえ、その外科装置）はその一定の質問信号に対する磁気的な応答を遠隔的に検出することにより感知される。
【０００９】
開示内容が本明細書に参考文献として含まれる、ヒルシ（Hirschi）他に発行されている特許文献５は体内に挿入されている一定のチューブまたはその他の物体の位置を確認するためのシステムを記載している。このシステムは体外における手持式のＲＦ送信機／受信機による刺激において共振する上記物体に取り付けられている一定の共振電気回路を含む。この回路の共振により発生する電磁場が上記手持式の装置により検出され、その後、一連のＬＥＤを点灯してその使用者に標的物に対する方向を示す。さらに、付加的な視覚的表示装置が上記物体の直上に上記送信機／受信機がある時を示す。
【００１０】
また、非医療的な内容において、開示内容が本明細書に参考文献として含まれる、ネーサンズ（Nathans）他に発行されている特許文献６は一定の窃盗予防システムを記載しており、このシステムにおいては、一定の共振周波数を有する圧電性結晶が一定の装置内に組み込まれ、この装置がさらに商店内の個別の物品にそれぞれ取り付けられる。この結晶の共振周波数に等しい周波数を有する高周波（ＲＦ）信号がこの結晶に当たると、その放射されたＲＦ周波数においてその結晶の面を跨いで一定の振動性の電場の勾配が生じて、この結晶に取り付けられている２枚のスズ箔部材が振動して超音波を発する。適当な条件下におけるこの超音波の検出により、認可なくその商店からその物品を離そうとする試みを示す警報が生じる。別の実施形態においては、一定の超音波の場により照射された場合またはその共振周波数において小形で薄い金属の振動板が振動する。この超音波の場により誘発される振動板の振動が一定の入射ＲＦの場を変調し、この変調が一定のＲＦトランスデューサにより検出されて警報が活性化される。これらのシステムは物品の位置を説明する特定の情報を提供せずに、一定の検出領域内（一般的に、その商店の出口の近く）にその物品が移動したことを示すだけである。
【００１１】
移植された各装置に固定されている受動型のセンサーおよびトランスポンダもまた体外の各受信機に対して別の診断情報を搬送するために使用できる。例えば、開示内容が本明細書に参考文献として含まれる、ゴバリ（Govari）他に発行されている特許文献７は一定の被験体の体内おける流体の流れを測定するために適合しているステントを記載している。このステントは一定のコイルを収容しており、このコイルは上記被験体を照射する一定の電磁場からエネルギーを受け取り、体外の受信機に一定の圧力依存性の信号を送信するための送信機に電力供給する。実施形態の一例において、この送信機はトンネル・ダイオード式のオシレータ回路に基づいており、当業界において知られているように、一定の負の抵抗の状況において動作するように、適当にバイアス力が加えられている。
【００１２】
さらに、開示内容が本明細書に参考文献として含まれるスピルマン（Spillman）他に発行されている特許文献８は一定の移植片装置を記載しており、この装置は一定の外部質問回路に対して連絡している一体の電気的に受動的な感知回路を備えている。この感知回路は一定の誘導要素を含み、感知されるパラメーターに関連して変化する上記質問回路に対する一定の周波数依存性の可変のインピーダンス負荷作用を有する。
【００１３】
【特許文献１】
ＰＣＴ国際公開第ＷＯ  ９６／０５７６８号明細書
【特許文献２】
米国特許第６，０２６，８１８号明細書
【特許文献３】
米国特許第５，０５７，０９５号明細書
【特許文献４】
米国特許第６，０７６，００７号明細書
【特許文献５】
米国特許第５，３２５，８７３号明細書
【特許文献６】
米国特許第３，７１３，１３３号明細書
【特許文献７】
米国特許第６，０５３，８７３号明細書
【特許文献８】
米国特許第６，２０６，８３５号明細書
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は体内における装置の座標の決定において使用するために一定の患者の体内に挿入または移植される装置に固定される改善された無線タグを提供することである。
【００１５】
本発明の一部の態様における特定の目的は体内における装置の位置および配向の各座標を正確に決定可能にするタグを提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の一部の好ましい実施形態において、無線タグは入射した超音波放射線に対して非線形および／または異方性の応答を示す超音波反射器またはトランスデューサを含む。この超音波放射線は体外における１個の音響放射器により上記タグの領域に向けて放射される。これらの実施形態の一例において、上記タグから反射した放射線は周波数においてずれを生じるので、体外における音響検出器が上記音響放射器により発生されるバックグラウンドの放射線からこの反射した信号を容易に識別できる。これらの好ましい実施形態の一部において、上記タグは球面的に対称ではなく、角度の関数として変化する反射した放射線における強度、好ましくは、周波数ずれを生じる。この結果、上記音響検出器の異なる位置において検出される反射した信号の周波数範囲内における差が上記タグの位置だけでなく配向を決定するために使用でき、それゆえ、このタグを取り付けている装置の位置および配向が決定できる。
【００１７】
超音波の照射が用いられる別の好ましい実施形態において、上記タグは入射した超音波放射線に対して異方性の応答を示す圧電性または磁気音響性のトランスデューサを含む。この超音波放射線に応答して、上記トランスデューサは電磁放射線を発生し、この放射線が体外におけるアンテナまたはその他の電気的なセンサーにより検出される。この検出された空間的な変化が上記タグの位置および配向を決定するために分析される。圧電性の場合には、好ましくは圧電結晶がその超音波放射線に対する電圧応答が異方性になるように製造されて分極化される。異なる共振回路がこの結晶の異なる面を跨いで連結されていて、上記の発生される放射線がこの結晶の軸に対する角度の関数として変化する。また、磁気音響性の場合には、上記トランスデューサは好ましくは一定の磁わい材料により構成されており、このトランスデューサは異なる軸に沿って異なる共振の振動周波数を有するように非対称形の形状を有している。それゆえ、このトランスデューサにより発生される磁場もまた一定の角度の関数として変化する周波数を有している。
【００１８】
本発明のさらに別の実施形態において、上記タグは一定のトランスデューサを含み、このトランスデューサは体外からこのタグに向けて放射される電磁放射線に応じて超音波放射線を発する。この種の一部のタグが上記米国特許出願第０９／２６５，７１５号において記載されている。また、この種の別のタグは一定の磁気音響性のトランスデューサにより構成されており、このトランスデューサは入射した電磁場により励起されて特有の共振振動周波数において振動する。上述したように、このトランスデューサは好ましくは上記周波数が一定の角度の関数として変化するように形状付けられている。発生された超音波放射線は体外における各音響センサーにより検出されて、その空間的な変化が上記タグの位置および配向を決定するために分析される。また、圧電性のトランスデューサも同様の様式で使用できる。
【００１９】
それゆえ、本発明の好ましい実施形態によれば、一定の被験体の体内における物体の位置を決定するための装置が提供され、この装置は、
第１の周波数において上記物体に向けて第１の音響波を放射することに適合している少なくとも１個の音響波発生器と、
上記物体に固定されることに適合している音響性のタグを備えており、このタグは内部に一定のキャビティを定めている外殻部および当該外殻部の中に収容されている一定の媒体を有しており、上記第１の音響波の当該タグ上における入射に対して、このタグが上記第１の周波数とは異なる第２の周波数において第２の音響波を発生し、さらに、上記装置は、
上記第２の音響波を検出してこれに応じて信号を発生することに適合している１個以上の検出器と、
上記各信号を処理して上記体内における物体の各座標を決定するために連結されている信号プロセッサを備えている。
【００２０】
好ましくは、上記タグに対する電線による接続が実質的に含まれない。
【００２１】
好ましい実施形態において、上記タグは一定の軸を有しており、上記第１の音響波の当該タグ上における入射に応じて、このタグはその軸に対して第１のパターンの強度変化を伴って第２の周波数において上記第２の音響波を発生し、その軸に対して第２のパターンの強度変化を伴って、上記第１の周波数および第２の周波数とは異なる、第３の周波数において第３の音響波を発生するように構成されており、１個以上の検出器によるこれら第２の音響波および第３の音響波の検出に応じて、上記信号プロセッサは上記第１のパターンおよび第２のパターンの間の差に応じて上記物体の角度的配向を決定することに適合している。
【００２２】
さらに、本発明の好ましい実施形態によれば、一定の被験体の体内における物体の位置を決定するための装置が提供され、この装置は、
少なくとも第１の周波数および第２の周波数を含む一定の周波数範囲にわたり上記物体に向けて複数の音響波を放射することに適合している少なくとも１個の音響波発生器と、
上記物体に固定されることに適合している音響性のタグを備えており、このタグは第１の空間的パターンの強度変化を伴って上記第１の周波数において上記各音響波を反射し、第２の空間的パターンの強度変化を伴って上記第２の周波数において上記各音響波を反射するように構成されており、さらに、上記装置は、
上記反射した各音響波を検出してこれらに応じて信号を発生することに適合している１個以上の検出器と、
上記各信号を処理して上記第１の空間的パターンおよび第２の空間的パターンの間の差に応じて上記体内における物体の角度的配向の座標を決定するために連結されている信号プロセッサを備えている。
【００２３】
好ましくは、上記信号プロセッサはさらに上記各信号に応じて上記物体の各位置座標を決定することに適合している。
【００２４】
さらに好ましくは、上記タグは一定の軸を有しており、このタグは上記第１の空間的パターンにおいて、上記各音響波がその軸に対して第１の方向に主に反射され、上記第２の空間的パターンにおいて、上記各音響波がその軸に対して、上記第１の方向とは異なる、第２の方向に主に反射されるように構成されている。
【００２５】
さらに、本発明の好ましい実施形態によれば、一定の被験体の体内における物体の位置を決定するための装置が提供され、この装置は、
上記物体に向けて複数の音響波を放射することに適合している少なくとも１個の音響波発生器と、
上記物体に固定されることに適合しているトランスデューサを備えており、このトランスデューサは上記少なくとも１個の音響波発生器に対する当該トランスデューサの配向角度により変化する応答を伴って上記各音響波に応じて電磁放射線を発するように構成されており、さらに、上記装置は、
上記トランスデューサにより発せされる電磁放射線を検出してこれに応じて信号を発生することに適合している１個以上の検出器と、
上記各信号を処理して上記体内における物体の角度的配向の座標を決定するために連結されている信号プロセッサを備えている。
【００２６】
好ましい実施形態において、上記トランスデューサは圧電結晶を含み、この結晶は上記各音響波に対して異方性を伴って応答するように分極化されている。好ましくは、この圧電結晶は多数の対向面部を有しており、上記トランスデューサはさらに異なるそれぞれの共振周波数を有する複数の共振回路要素を有しており、これらの回路要素が上記結晶の各面部におけるそれぞれの対の間に連結されていて、上記トランスデューサの配向角度に応じて変化するそれぞれの振幅を伴って異なる共振周波数において電磁放射線を発する。最も好ましくは、上記各回路要素は異なるそれぞれのインダクタンス値を有する複数のコイルを含む。
【００２７】
別の好ましい実施形態において、上記トランスデューサは一定の磁わい要素を含み、この要素は上記各音響波に対して異方性を伴って応答するように形状付けられている。好ましくは、この磁わい要素は当該要素が発する電磁放射線を集中させるように形状付けられている。
【００２８】
さらに、本発明の好ましい実施形態によれば、一定の被験体の体内における物体の位置を決定するための装置が提供され、この装置は、
上記物体の中において一定の電磁場を発生することに適合している少なくとも１個の場の発生器と、
上記物体に固定されることに適合していて、上記電磁場に応じて複数の音響波を発するように構成されているトランスデューサと、
上記トランスデューサにより発せされる各音響波を検出してこれらに応じて信号を発生することに適合している１個以上の検出器と、
上記各信号を処理して上記体内における物体の各座標を決定するために連結されている信号プロセッサを備えている。
【００２９】
好ましい実施形態において、上記トランスデューサは磁気音響性のトランスデューサを含み、好ましくは一定の磁わい材料を含む。好ましくは、この磁気音響性トランスデューサは上記電磁場に対して異方性を伴って応答するように形状付けられていて、これにより発せられる各音響波は当該トランスデューサの上記少なくとも１個の場の発生器に対する配向角度の関数として変化し、上記信号プロセッサは上記各信号に応じて上記物体の配向角度を決定することに適合している。最も好ましくは、上記磁気音響要素は当該要素が発する上記電磁放射線を集中させるように形状付けられている。
【００３０】
さらに、本発明の好ましい実施形態によれば、一定の被験体の体内における物体の位置を決定するための方法が提供され、この方法は、
上記物体に一定の音響性のタグを固定する工程を含み、このタグは内部に一定のキャビティを定めている外殻部および当該外殻部の中に収容されている一定の媒体を有しており、第１の周波数における第１の音響波の当該タグ上における入射に応じて、このタグが上記第１の周波数とは異なる第２の周波数において第２の音響波を放射し、さらに、上記方法は、
上記被験体の体内に上記物体を挿入する工程と、
上記第１の周波数において上記物体に向けて上記第１の音響波を放射することにより、上記タグに上記第２の周波数において上記第２の音響波を放射させる工程と、
上記第２の音響波を検出してこれに応じて信号を発生する工程と、
上記各信号を処理して上記体内における物体の各座標を決定する工程を含む。
【００３１】
さらに、本発明の好ましい実施形態によれば、一定の被験体の体内における物体の位置を決定するための方法が提供され、この方法は、
上記物体に一定の音響性のタグを固定する工程を含み、このタグは第１の空間的パターンの強度変化を伴って第１の周波数において複数の音響波を反射し、第２の空間的パターンの強度変化を伴って第２の周波数において複数の音響波を反射するように構成されており、さらに、上記方法は、
上記被験体の体内に上記物体を挿入する工程と、
少なくとも上記第１の周波数および第２の周波数を含む一定の周波数範囲にわたり上記物体に向けて上記各音響波を放射する工程と、
上記反射した各音響波を検出してこれに応じて信号を発生する工程と、
上記各信号を処理して上記第１の空間的パターンおよび第２の空間的パターンの間における差に応じて上記体内における物体の角度的配向座標を決定する工程を含む。
【００３２】
さらに、本発明の好ましい実施形態によれば、一定の被験体の体内における物体の位置を決定するための方法が提供され、この方法は、
上記物体にトランスデューサを固定する工程を含み、このトランスデューサは各音響波の供給源に対する当該トランスデューサの配向角度により変化する応答を伴って当該トランスデューサ上における各音響波の入射に応じて電磁放射線を発するように構成されており、さらに、上記方法は、
上記被験体の体内に上記物体を挿入する工程と、
上記物体に向けて上記各音響波を放射する工程と、
上記各音響波に応じて上記トランスデューサにより発せられる電磁放射線を検出してこれに応じて信号を発生する工程と、
上記各信号を処理して上記体内における物体の角度的配向座標を決定する工程を含む。
【００３３】
さらに、本発明の好ましい実施形態によれば、一定の被験体の体内における物体の位置を決定するための方法が提供され、この方法は、
上記物体にトランスデューサを固定する工程を含み、このトランスデューサは当該トランスデューサ上に入射した一定の電磁場に応じて複数の音響波を発するように構成されており、さらに、上記方法は、
上記被験体の体内に上記物体を挿入する工程と、
上記物体の中において上記電磁場を発生する工程と、
上記トランスデューサにより発せられた各音響波を検出してこれらに応じて信号を発生する工程と、
上記各信号を処理して上記体内における物体の各座標を決定する工程を含む。
【００３４】
本発明は以下における各添付図面を伴うその好ましい各実施形態の詳細な説明によりさらに完全に理解される。
【００３５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の好ましい実施形態による人間または人間以外の被験体の体内におけるカテーテル２２の位置を追跡するためのシステム２０の概略図である。この適用例において、カテーテル２２は標準的な各技法により一定の患者の血管１８の中に挿入される。このカテーテル２２は本体部分１４、無線位置決め用のタグ１２、および当該カテーテルの先端部における一定の能動的部分１０を備えている。この能動的部分は、例えば、当業界において知られているような、電気的センサー、超音波ヘッド部、光ファイバー観察用ヘッド部、電気的刺激装置、電気的またはレーザー式の融除装置、イオン・センサー、酸素または二酸化炭素用のセンサー、加速度計、血圧または温度用のセンサー、または低温用プローブを含むことができる。一般に、上記カテーテルは、オペレーターの要求に応じてその能動的部分を励起するための、リード線、光案内装置、導波管等を含み、体内においてこのカテーテルを操縦するための一定の先端偏向機構も有することができる。
【００３６】
上記カテーテルの先端部の位置および／または配向の情報はタグ１２の位置および／または配向を決定することにより得られる。このタグ１２の異なる可能な実施例が図２，３，４および図５（Ａ）／５（Ｂ）において以下に示されており、これらの参照を伴って詳細に説明されている。一部の実施形態において、上記タグ１２は各音響発生器１１，１３および１５による超音波の照射を受けた時に超音波放射線を発する。このタグにおける超音波の放射は各音響検出器３４，３６および３８により感知される。これらの音響的な発生器および検出器は、当業界において知られているように、一般的に超音波トランスデューサにより構成されており、照射および検出の両方において同一のトランスデューサを使用することが可能である。
【００３７】
別の実施形態において、上記タグ１２は超音波の照射を受けた時に電磁放射線を放射し、この電磁放射線は少なくとも１個の高周波（ＲＦ）検出器１７により検出される。さらに別の実施形態において、上記タグ１２は各ＲＦ放射器４０，４２および４４による電磁的な照射を受けた時に超音波放射線を放射する。これらのＲＦ放射器および検出器は、当業界において知られているように、コイルまたは別の種類のアンテナにより構成されていることが好ましい。
【００３８】
便宜上、および説明を簡潔にするために、図１は各音響発生器１１，１３および１５、および各ＲＦ放射器４０，４２および４４の両方を含み、さらに、各音響検出器３４，３６および３８およびＲＦ検出器１７を示している各照射の全範囲を示している。実施においては、使用されるタグ１２の種類に応じて、１種類のみの照射装置および１種類の検出器が任意の実施形態において用いられる。各音響発生器１１，１３および１５、および各音響検出器３４，３６および３８は、当業界において知られているように、患者の身体の表面２４に接して配置されていることが好ましいが、各ＲＦ発生器および検出器は身体表面２４からわずかに離して配置できる。
【００３９】
上記タグ１２のＲＦ波または音響波の照射は制御装置３２からの制御信号により行なわれる。ＲＦ波の照射が採用される場合に、これらの制御信号はＲＦ放射器駆動装置２６に各ＲＦ放射器４０，４２および４４に対する各駆動信号を発生させる。各ＲＦ放射器または音響発生器に対する上記駆動信号の表示は信号プロセッサ３０に対しても送られる。さらに、ＲＦ波または音響波の各検出器は上記信号プロセッサ３０が位置決め用のトランスデューサの位置および配向を計算するために上記各駆動信号およびこれらの検出器からの測定結果を表示する各入力を利用できるように構成されている。この位置測定は好ましくは、当業界において知られているように、一定の三角測量アルゴリズムに基づいている。上記各検出器は任意の好都合な位置および配向において構成可能であるが、（ａ）これらが一定の基準フレームに対して固定されていること、（ｂ）これらが重なり合っていない、すなわち、いずれの２個の検出器も厳密に同一の位置および配向を有していないこと、（ｃ）これらの検出器が同一線上に配置されていないこと、および（ｄ）２個の検出器および上記位置決め用のトランスデューサがいつでも全て同一線上にないことが好ましい。
【００４０】
図面において示されている異なる種類の照射器および検出器の数および位置は例示のみのために選択されており、特定の適用例における要求に応じて、これらよりも多いまたは少ない数の各物品が使用可能である。実施において、上記カテーテルの能動的端部は超音波の反響情報、電気的活性の情報等のような情報を集めるため、および一定の動脈（または静脈）が到達している器官１６の室内における各動脈（または静脈）あるいはその他の組織についての特定の処置を随意的に行なうために使用できる。器官の室内における特定の実施例は心臓、脳、または胃腸管の各室内である。この適用例に応じて、上記システム２０はカテーテル２２の配向の正確な認識情報（例えば、心臓内におけるレーザー焼灼のための情報）を提供するように、あるいは当該カテーテルまたはその他のプローブの位置の認識情報（例えば、胃腸管チューブの配置のための情報）を提供するように構成できる。図１の実施形態は脈管内カテーテル２２の中のタグ１２の使用について特定的に示しているが、ここに図示されていて以下において説明されているこれらのタグは別の種類の医療用プローブの中、ならびに、移植可能な各装置の中において同様に使用できる。
【００４１】
上記タグ１２により放射される超音波または電磁放射線に応じて、各音響検出器３４，３６および３８またはＲＦ検出器１７は、アナログまたはデジタルのいずれかの形態で、上記信号プロセッサ３０に送られる各電気的信号を生成する。この信号プロセッサ３０は上記タグ１２の位置および／または配向を計算するために上記各検出器の出力を処理して、この情報を表示モニター２８および／または制御装置３２に送信する。上記システム２０によるカテーテル２２の各座標を計算する方法は上記米国特許出願第０９／２６５，７１５号において詳細に説明されている。
【００４２】
図２は本発明の好ましい実施形態による超音波反射用タグ５０の概略的で絵画的な部分破断図である。このタグ５０は患者の体外における１個以上の音響発生器１１，１３，１５により発生される各超音波により照射される外殻部５２を有している。これらの入射波はタグが共振して検出可能な超音波の音響波を放射することを誘発する。この外殻部５２が（図示のように）球形であれば、放射される音響波は概ね等方性であり、この音響波の三角測量により体内における標的物の位置情報が得られる。
【００４３】
好ましくは、この外殻部５２は一定の媒体５４を収容しており、これらの外殻部および媒体は上記タグ５０が入射した超音波に対して一定の非線形の振動性の応答を有するように構成されている。患者の体外における各音響発生器により放射される一定周波数ｆ１を有する各超音波が上記外殻部を照射してこの外殻部および／または収容されている媒体にエネルギーを与える。その後、この外殻部は上記ｆ１とは異なるその共振周波数ｆ２において超音波を放射する。この共振周波数は、当業界において知られているように、外殻部の半径、ヤング率および厚さ等のパラメーターにより決定される。好ましくは、上記周波数ｆ２において上記タグにより放射される信号の出力が患者の体外の３個以上の部位における各検出器３４，３６，３８により測定されて、三角測量により上記標的物の位置の決定が可能になる。好ましくは、上記外殻部５２の材料は標準的な画像処理技法により明瞭に可視化できるように選択される。
【００４４】
図３は本発明の別の好ましい実施形態による入射した超音波を反射するタグ６０の概略的で絵画的な部分破断図である。前述の実施形態と同様に、このタグ６０も媒体５４を収容している一定の外殻部を有している。しかしながら、この場合においては、このタグはその外殻部を構成しているそれぞれ等しくない各面部６２，６４および６６を伴う長方形の角柱の形態を有している。あるいは、このタグは円筒形であってもよく、別の非球形の形状を有することもできる。このタグ６０の非対称性により、当該タグ６０により放射される超音波は一般的に異方性である。多数の音響発生器１１，１３および１５が異なる角度で上記タグ６０を照射するために交互に用いられて、各検出器３４，３６および３８がこれらの異なる角度で反射される各波の強度を測定する場合に、信号プロセッサ３０はその患者の体内における上記タグの位置および配向の各座標の両方を決定できる。前述したように、この目的のための計算方法が上記米国特許出願第０９／２６５，７１５号において記載されている。
【００４５】
さらに、上記各面部６２，６４および６６の異なる寸法のために、上記タグ６０の各軸はその特有の共振周波数または周波数ずれを有している。この結果、各検出器３４，３６および３８により受信される各反射超音波は、強度だけでなく周波数ずれにおいても、各検出器の位置および配向の関数として変化する。これらの周波数ずれは好ましくは上記タグの配向角度の決定において測定および使用される。
【００４６】
図４は本発明の好ましい実施形態による分極化した圧電結晶７２を含むタグ７０の概略図である。各インダクタ（またはコイル）７４，７８および８２は結晶７２を跨いでそれぞれ接続しており、各インダクタはそれぞれの面部７６，８０および８４およびこの結晶の反対側における対向面部に接触している。このタグ７０が各音響発生器１１，１３および１５のいずれかの各超音波により照射されると、上記結晶７２が振動して、その各対向面部の間に発生する各電圧がそれぞれのインダクタの中に流れる電流を生じる。この結果、これらのインダクタはそれぞれ電磁場を放射し、これらの電磁場が上記ＲＦ検出器１７により検出される。
【００４７】
好ましくは、上記タグ７０は入射した各超音波に対するその応答が異方性になるように構成されている。好ましくは、上記結晶７２はその製造時に、上記各波の機械的な刺激に対するその電圧応答がそのそれぞれの軸について異なるように分極化されている。さらに好ましくは、各インダクタ７６，８０および８４は一定の共振回路における一部分を形成しており、それぞれ異なる共振周波数を有している。（一般的に、各インダクタは一定の異なるインダクタンスを有するように選択される。）これにより、入射した超音波照射に応じて、当該超音波の供給源に対する上記タグの相対的な角度配向の関数として変化する一定の大きさを伴って、各インダクタはその特定の周波数において電磁放射線を放射する。従って、上記信号プロセッサ３０が上記タグ７０により放射される各電磁波を分析して、このタグの位置情報および完全な角度配向情報の両方を得ることができる。
【００４８】
あるいは、上記タグ７０は各ＲＦ反射器４０，４２，４４により発生される電磁波により照射することができる。これらの波は各インダクタ７４，７８および８２の中に流れる電流を誘発し、上記結晶７２の各面部の間にそれぞれの電圧を印加させる。この結果、上記結晶が振動して、それぞれの超音波を放射し、これらの超音波が各音響検出器３４，３６，３８により検出される。好ましくは、各インダクタは多数の巻線を伴うコイルにより構成されていて、十分に高い電圧が上記結晶の各面部にそれぞれ供給されて実質的な振動が生じる。さらに、当業界において知られているような、一定の電圧ダブラ回路（voltage doubler circuit）も使用可能である。上述したように、各インダクタが異なる周波数応答性を有していれば、一定のＲＦ励起周波数の関数としての上記放射された各超音波の変化が上記プロセッサ３０により用いられて上記タグ７０の位置および配向の両方が決定できる。
【００４９】
図５（Ａ）および図５（Ｂ）は本発明の好ましい実施形態による一定の磁気音響トランスデューサを含むタグ９０を概略的に示している図である。図５（Ａ）は絵画的な図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）における線ＶＢ−ＶＢに沿う断面図である。このタグ９０は好ましくは、当業界において知られているような、テルフェノール−Ｄ（Terfenol-D）等の一定の磁わい材料により構成されている。
【００５０】
各ＲＦ放射器４０，４２，４４は、好ましくは約１００ｋＨｚ乃至１０００ｋＨｚの範囲内の、電磁放射線を上記タグ９０に向けて送信する。このタグにおける放射線の時間変化性の磁場により、このタグが拡張および収縮して、一部の電磁エネルギーがそれぞれの機械的振動に変換される。この結果、上記タグ９０は、その励起用の磁場の周波数において、超音波を放射する。これらの超音波は各音響検出器３４，３６および３８により感知され、結果として得られる各信号が信号プロセッサ３０により分析されて三角測量により上記タグの位置が決定できる。
【００５１】
あるいは、または、さらに、上記音響発生器１１，１３，１５が上記タグ９０に各超音波を送り、これによりこのタグが振動する。この振動の結果として、タグ９０は上記トランスデューサの諸特性および上記励起用の各超音波の周波数により決定される一定の周波数を有する電磁場を発生する。この放射された電磁場が上記ＲＦ検出器１７により検出される。
【００５２】
好ましくは、上記タグ９０は非対称形であり、その振動の周波数応答性が異方性であるように形状付けられている。この結果、入射した各超音波に対する上記タグの応答性（タグが音響波の照射により励起される場合）および放射される各超音波のパターン（タグがＲＦ照射により励起される場合）の両方がこのタグの配向角度の関数として変化する。これにより、各ＲＦ検出器または音響検出器により感知される空間的変化を用いて、上述したように、上記タグ９０の位置および配向の両方を決定することができる。
【００５３】
随意的に、上記タグ９０は当該タグに対する特定の方向、あるいは、特定の位置において、その放射される超音波または電磁波を集中させるように形状付けられている。例えば、このタグを（図示のように）平凹形にすることにより、その放射される放射線を患者の体外における１点に概ね集中させることができる。さらに、適当に配置されている各検出器のアレイを用いてその集中点の位置を決定することができ、これにより、患者の体内における上記タグの位置および配向が決定できる。さらに随意的な例として、幾つかの上述したような形状のトランスデューサを単一のタグの中に組み込むことができる。このようなタグ９０により放射される超音波は画像処理に使用することができ、あるいは、このタグが内部に配置されている組織の諸特性を分析するためにも使用できる。
【００５４】
上記タグの配向の確認を可能にするために適している、当該タグ９０についての別の有用な形状が当該技術分野における熟練者において明らかになると考えられる。例えば、円筒形およびディスク状の形状は指向性の超音波パルスの発生において特に有用である。
【００５５】
本発明のさらに別の実施形態において、各図面に示されていないが、一定の受動型タグが一定の共振回路に連結されている一定のトンネル・ダイオードを備えている。この種の回路および受動型トランスポンダとしてのこれらの使用方法が上記米国特許第６，０５３，８７３号において詳細に説明されている。この回路は第１の周波数（ｆ１）において１個以上の放射器４０，４２，４４により発生される一定の電磁波により励起されて、別の周波数（ｆ２）の電磁波を放射する。各トンネル・ダイオードがこの目的に特に良く適しており、この理由は、一定のトンネル・ダイオードの特性Ｉ−Ｖ曲線が、当該ダイオードが「負の（negative）」の抵抗を示す、すなわち、当該ダイオードを跨いで供給される電圧が減少すると、このダイオードを通る電流が増加して、その回路内に振動が生じる部分を含むからである。この振動周波数（ｆ２）はそのトンネル・ダイオードの有効キャパシタンスにより上記回路の通常の共振周波数とは異なる。一般的に、この周波数ｆ２は上記励起周波数ｆ１に対して約１０％乃至４０％だけ異なる。例えば、８８ＭＨｚの励起周波数ｆ１は１２０ＭＨｚの周波数ｆ２を有する波形（外部装置により検出可能）を生じることができる。
【００５６】
上記回路により放射される電磁波の出力の三角測量により、上記タグの位置情報が得られる。一般的に、それぞれの部位における３個以上のＲＦ検出器がこの目的のために用いられる。上記タグの角度位置もまた、上記共振回路内のインダクタの角度位置に基づいて、少なくとも部分的に、決定できる。随意的に、上記タグは、当該タグの角度的配向のさらに正確な決定を可能にするために、相互に直交している各インダクタを伴う多数の共振回路を含む。
【００５７】
上記の好ましい各実施形態が例示のために引用されていること、および本発明が上記において特定的に図示および説明されている各例に限定されないことが当然に認識されると考える。むしろ、本発明の範囲は上記において説明されている種々の特徴、ならびに、上記の説明を読むことにより当該技術分野における熟練者において当然に考え出せると思われる、従来技術において開示されていない、これらの変形例および変更例の組み合わせおよび部分的な組み合わせの両方を含む。
【００５８】
本発明の実施態様は以下の通りである。
（Ａ）  一定の被験体の体内における物体の位置を決定するための装置において、
第１の周波数において前記物体に向けて第１の音響波を放射することに適合している少なくとも１個の音響波発生器と、
前記物体に固定されることに適合している音響性のタグを備えており、当該タグが内部に一定のキャビティを定めている外殻部および当該外殻部の中に収容されている一定の媒体を有しており、前記第１の音響波の当該タグ上における入射に対して、このタグが前記第１の周波数とは異なる第２の周波数において第２の音響波を放射し、さらに、前記装置が、
前記第２の音響波を検出してこれに応じて信号を発生することに適合している１個以上の検出器と、
前記各信号を処理して前記体内における物体の各座標を決定するために連結されている信号プロセッサを備えている装置。
（Ｂ）  一定の被験体の体内における物体の位置を決定するための装置において、
少なくとも第１の周波数および第２の周波数を含む一定の周波数範囲にわたり前記物体に向けて複数の音響波を放射することに適合している少なくとも１個の音響波発生器と、
前記物体に固定されることに適合している音響性のタグを備えており、当該タグが第１の空間的パターンの強度変化を伴って前記第１の周波数において前記各音響波を反射し、第２の空間的パターンの強度変化を伴って前記第２の周波数において前記各音響波を反射するように構成されており、さらに、前記装置が、
前記反射した各音響波を検出してこれらに応じて信号を発生することに適合している１個以上の検出器と、
前記各信号を処理して前記第１の空間的パターンおよび第２の空間的パターンの間の差に応じて前記体内における物体の角度的配向の座標を決定するために連結されている信号プロセッサを備えている装置。
（Ｃ）  一定の被験体の体内における物体の位置を決定するための装置において、
前記物体に向けて複数の音響波を放射することに適合している少なくとも１個の音響波発生器と、
前記物体に固定されることに適合しているトランスデューサを備えており、当該トランスデューサが前記少なくとも１個の音響波発生器に対するこのトランスデューサの配向角度により変化する応答を伴って前記各音響波に応じて電磁放射線を放射するように構成されており、さらに、前記装置が、
前記トランスデューサにより放射される電磁放射線を検出してこれに応じて信号を発生することに適合している１個以上の検出器と、
前記各信号を処理して前記体内における物体の角度的配向の座標を決定するために連結されている信号プロセッサを備えている装置。
（Ｄ）  一定の被験体の体内における物体の位置を決定するための装置において、
前記物体の中において一定の電磁場を発生することに適合している少なくとも１個の場の発生器と、
前記物体に固定されることに適合していて、前記電磁場に応じて複数の音響波を発するように構成されているトランスデューサと、
前記トランスデューサにより発せされる各音響波を検出してこれらに応じて信号を発生することに適合している１個以上の検出器と、
前記各信号を処理して前記体内における物体の各座標を決定するために連結されている信号プロセッサを備えている装置。
（Ｅ）  一定の被験体の体内における物体の位置を決定するための方法において、
前記物体に一定の音響性のタグを固定する工程を含み、当該タグが内部に一定のキャビティを定めている外殻部および当該外殻部の中に収容されている一定の媒体を有しており、第１の周波数における第１の音響波の当該タグ上における入射に応じて、このタグが前記第１の周波数とは異なる第２の周波数において第２の音響波を放射し、さらに、前記方法が、
前記被験体の体内に前記物体を挿入する工程と、
前記第１の周波数において前記物体に向けて前記第１の音響波を放射することにより、前記タグに前記第２の周波数において前記第２の音響波を放射させる工程と、
前記第２の音響波を検出してこれに応じて信号を発生する工程と、
前記各信号を処理して前記体内における物体の各座標を決定する工程を含む方法。
（Ｆ）  一定の被験体の体内における物体の位置を決定するための方法において、
前記物体に一定の音響性のタグを固定する工程を含み、当該タグが第１の空間的パターンの強度変化を伴って第１の周波数において複数の音響波を反射し、第２の空間的パターンの強度変化を伴って第２の周波数において複数の音響波を反射するように構成されており、さらに、前記方法が、
前記被験体の体内に前記物体を挿入する工程と、
少なくとも前記第１の周波数および第２の周波数を含む一定の周波数範囲にわたり前記物体に向けて前記各音響波を放射する工程と、
前記反射した各音響波を検出してこれに応じて信号を発生する工程と、
前記各信号を処理して前記第１の空間的パターンおよび第２の空間的パターンの間における差に応じて前記体内における物体の角度的配向座標を決定する工程を含む方法。
（Ｇ）  一定の被験体の体内における物体の位置を決定するための方法において、
前記物体にトランスデューサを固定する工程を含み、当該トランスデューサが各音響波の供給源に対するこのトランスデューサの配向角度により変化する応答を伴って当該トランスデューサ上における各音響波の入射に応じて電磁放射線を放射するように構成されており、さらに、前記方法が、
前記被験体の体内に前記物体を挿入する工程と、
前記物体に向けて前記各音響波を放射する工程と、
前記各音響波に応じて前記トランスデューサにより放射される電磁放射線を検出してこれに応じて信号を発生する工程と、
前記各信号を処理して前記体内における物体の角度的配向座標を決定する工程を含む方法。
（Ｈ）  一定の被験体の体内における物体の位置を決定するための方法において、
前記物体にトランスデューサを固定する工程を含み、当該トランスデューサがこのトランスデューサ上に入射した一定の電磁場に応じて複数の音響波を放射するように構成されており、さらに、前記方法が、
前記被験体の体内に前記物体を挿入する工程と、
前記物体の中において前記電磁場を発生する工程と、
前記トランスデューサにより放射された各音響波を検出してこれらに応じて信号を発生する工程と、
前記各信号を処理して前記体内における物体の各座標を決定する工程を含む方法。
（１）前記タグに対する電線による接続を実質的に含まない実施態様Ａに記載の装置。
（２）前記タグが一定の軸を有しており、前記第１の音響波の当該タグ上における入射に応じて、このタグはその軸に対して第１のパターンの強度変化を伴って第２の周波数において前記第２の音響波を放射し、その軸に対して第２のパターンの強度変化を伴って、前記第１の周波数および第２の周波数とは異なる、第３の周波数において第３の音響波を放射するように構成されており、１個以上の検出器によるこれら第２の音響波および第３の音響波の検出に応じて、前記信号プロセッサが前記第１のパターンおよび第２のパターンの間の差に応じて前記物体の角度的配向を決定することに適合している実施態様Ａに記載の装置。
（３）前記信号プロセッサがさらに前記各信号に応じて前記物体の各位置座標を決定することに適合している実施態様Ｂに記載の装置。
（４）前記タグが一定の軸を有しており、当該タグが前記第１の空間的パターンにおいて、前記各音響波がその軸に対して第１の方向に主に反射され、前記第２の空間的パターンにおいて、前記各音響波がその軸に対して、前記第１の方向とは異なる、第２の方向に主に反射されるように構成されている実施態様Ｂに記載の装置。
（５）前記タグに対する電線による接続を実質的に含まない実施態様Ｂに記載の装置。
【００５９】
（６）前記トランスデューサが圧電結晶を含み、この結晶が前記各音響波に対して異方性を伴って応答するように分極化されている実施態様Ｃに記載の装置。
（７）前記圧電結晶が多数の対向面部を有しており、前記トランスデューサがさらに異なるそれぞれの共振周波数を有する複数の共振回路要素を有しており、これらの回路要素が前記結晶の各面部におけるそれぞれの対の間に連結されていて、前記トランスデューサの配向角度に応じて変化するそれぞれの振幅を伴って異なる共振周波数において電磁放射線を放射する実施態様（６）に記載の装置。
（８）前記各回路要素が異なるそれぞれのインダクタンス値を有する複数のコイルを含む実施態様（７）に記載の装置。
（９）前記信号プロセッサがさらに前記各信号に応じて前記物体の各位置座標を決定することに適当している実施態様Ｃに記載の装置。
（１０）前記トランスデューサが一定の磁わい要素を含み、この要素が前記各音響波に対して異方性を伴って応答するように形状付けられている実施態様Ｃに記載の装置。
【００６０】
（１１）前記磁わい要素が当該要素の放射する電磁放射線を集中させるように形状付けられている実施態様（１０）に記載の装置。
（１２）前記トランスデューサに対する電線による接続を実質的に含まない実施態様Ｃに記載の装置。
（１３）前記トランスデューサが圧電結晶を含み、この結晶が前記電磁場に対して異方性を伴って応答するように分極化されている実施態様Ｄに記載の装置。
（１４）前記圧電結晶が多数の対向面部を有しており、前記トランスデューサがさらに異なるそれぞれの共振周波数を有する複数の共振回路要素を有しており、これらの回路要素が前記結晶の各面部におけるそれぞれの対の間に連結されていて、前記トランスデューサの配向角度に応じて変化するそれぞれの振幅を伴って異なる共振周波数において各音響波を放射する実施態様（１３）に記載の装置。
（１５）前記各回路要素が異なるそれぞれのインダクタンス値を有する複数のコイルを含む実施態様（１４）に記載の装置。
【００６１】
（１６）前記トランスデューサが磁気音響性のトランスデューサを含む実施態様Ｄに記載の装置。
（１７）前記トランスデューサが一定の磁わい材料を含む実施態様（１６）に記載の装置。
（１８）前記磁気音響性トランスデューサが前記電磁場に対して異方性を伴って応答するように形状付けられていて、これにより放射される各音響波が前記少なくとも１個の場の発生器に対する当該トランスデューサの配向角度の関数として変化し、前記信号プロセッサが前記各信号に応じて前記物体の配向角度を決定することに適合している実施態様（１６）に記載の装置。
（１９）前記磁気音響要素が当該要素の放射する電磁放射線を集中させるように形状付けられている実施態様（１８）に記載の装置。
（２０）前記トランスデューサに対する電線による接続を実質的に含まない実施態様Ｄに記載の装置。
【００６２】
（２１）前記タグを前記物体に固定する工程が前記物体の前記体内への挿入時に前記タグと体外における回路との間にワイヤーによる接続が実質的に全く含まれないようにタグを固定する工程を含む参考例Ｅに記載の方法。
（２２）前記タグが一定の軸を有しており、前記第１の音響波の当該タグ上における入射に応じて、このタグはその軸に対して第１のパターンの強度変化を伴って第２の周波数において前記第２の音響波を放射し、その軸に対して第２のパターンの強度変化を伴って、前記第１の周波数および第２の周波数とは異なる、第３の周波数において第３の音響波を発生するように構成されており、さらに、当該第３の音響波を検出してこれに応じて信号を発生する工程を含み、前記信号を処理する工程が前記第１のパターンおよび第２のパターンの間の差に応じて前記物体の角度的配向を決定する工程を含む参考例Ｅに記載の方法。
（２３）前記信号を処理する工程がさらに前記各信号に応じて前記物体の各位置座標を決定する工程を含む参考例Ｆに記載の方法。
（２４）前記タグが一定の軸を有しており、このタグが前記第１の空間的パターンにおいて、前記各音響波がその軸に対して第１の方向に主に反射され、前記第２の空間的パターンにおいて、前記各音響波がその軸に対して、前記第１の方向とは異なる、第２の方向に主に反射されるように構成されている参考例Ｆに記載の方法。
（２５）前記タグを前記物体に固定する工程が前記物体の前記体内への挿入時に前記タグと体外における回路との間にワイヤーによる接続が実質的に全く含まれないようにタグを固定する工程を含む参考例Ｆに記載の方法。
【００６３】
（２６）前記トランスデューサが圧電結晶を含み、この結晶が前記各音響波に対して異方性を伴って応答するように分極化されている参考例Ｇに記載の方法。
（２７）前記圧電結晶が多数の対向面部を有しており、前記トランスデューサがさらに異なるそれぞれの共振周波数を有する複数の共振回路要素を有しており、これらの回路要素が前記結晶の各面部におけるそれぞれの対の間に連結されていて、前記トランスデューサの配向角度に応じて変化するそれぞれの振幅を伴って異なる共振周波数において電磁放射線が放射される参考例（２６）に記載の方法。
（２８）前記各回路要素が異なるそれぞれのインダクタンス値を有する複数のコイルを含む参考例（２７）に記載の方法。
（２９）前記信号を処理する工程がさらに前記各信号に応じて前記物体の各位置座標を決定する工程を含む参考例Ｇに記載の方法。
（３０）前記トランスデューサが一定の磁わい要素を含み、この要素が前記各音響波に対して異方性を伴って応答するように形状付けられている参考例Ｇに記載の方法。
【００６４】
（３１）前記磁わい要素が当該要素の放射する電磁放射線を集中させるように形状付けられている参考例（３０）に記載の方法。
（３２）前記トランスデューサを前記物体に固定する工程が前記物体の前記体内への挿入時に当該トランスデューサと体外における回路との間にワイヤーによる接続が実質的に全く含まれないようにトランスデューサを固定する工程を含む参考例Ｇに記載の方法。
（３３）前記トランスデューサが圧電結晶を含み、この結晶が前記電磁場に対して異方性を伴って応答するように分極化されている参考例Ｈに記載の方法。
（３４）前記圧電結晶が多数の対向面部を有しており、前記トランスデューサがさらに異なるそれぞれの共振周波数を有する複数の共振回路要素を有しており、これらの回路要素が前記結晶の各面部におけるそれぞれの対の間に連結されていて、前記トランスデューサの配向角度に応じて変化するそれぞれの振幅を伴って異なる共振周波数において各音響波が放射される参考例（３３）に記載の方法。
（３５）前記各回路要素が異なるそれぞれのインダクタンス値を有する複数のコイルを含む参考例（３４）に記載の方法。
【００６５】
（３６）前記トランスデューサが磁気音響性のトランスデューサを含む参考例Ｈに記載の方法。
（３７）前記トランスデューサが一定の磁わい材料を含む参考例（３３）に記載の方法。
（３８）前記磁気音響性トランスデューサが前記電磁場に対して異方性を伴って応答するように形状付けられていて、これにより放射される各音響波が前記少なくとも１個の場の発生器に対する当該トランスデューサの配向角度の関数として変化し、前記信号を処理する工程が前記各信号に応じて前記物体の配向角度を決定する工程を含む参考例（３３）に記載の方法。
（３９）前記磁気音響要素が当該要素の放射する電磁放射線を集中させるように形状付けられている参考例（３８）に記載の方法。
（４０）前記トランスデューサを前記物体に固定する工程が前記物体の前記体内への挿入時に当該トランスデューサと体外における回路との間にワイヤーによる接続が実質的に全く含まれないようにトランスデューサを固定する工程を含む参考例Ｈに記載の方法。
【００６６】
【発明の効果】
従って、本発明によれば、体内における装置の座標の決定において使用するために一定の患者の体内に挿入または移植される装置に固定される改善された無線タグが提供でき、さらに、体内における装置の位置および配向の各座標を正確に決定可能にするタグが提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施形態によるカテーテル追跡システムの概略図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態による超音波反射器の破断図を示している概略的で絵画的な図である。
【図３】本発明の好ましい実施形態による、部分破断図における、別の超音波反射器を示している概略的で絵画的な図である。
【図４】本発明の好ましい実施形態による圧電タグの概略的で絵画的な図である。
【図５】図５（Ａ）は本発明の好ましい実施形態による磁気音響タグの概略的で絵画的な図である。図５（Ｂ）はＶＢ−ＶＢで示されている線に沿う図５（Ａ）のタグの概略的な断面図である。
【符号の説明】
１０  カテーテルの能動的部分
１１，１３，１５  音響発生器
１２  タグ
１４  カテーテルの本体部分
１７  ＲＦ検出器
１８  血管
２０  システム
２２  カテーテル
２６  ＲＦ放射器駆動装置
２８  モニター
３０  信号プロセッサ
３２  制御装置
３４，３６，３８  音響検出器
４０，４２，４４  ＲＦ放射器
【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５】
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