(57)【要約】【課題】  磁気位置追跡システムおよび位置追跡方法を提供する。【解決手段】  手術台の上面上に位置付けされた患者に対する医療処置を実行するのに使用される磁気位置追跡システムは、患者の直下の手術台の上面上に位置付けされた設置パッドを有している。設置パッドは、一つまたはそれ以上の磁場発生装置を有しており、これら磁場発生装置は、それぞれ磁場を発生させるように操作され、かつ設置パッドの厚さ寸法が３ｃｍ以下となるように、構成されている。位置センサは、患者の体内に挿入される侵襲的な医療装置に固定されており、体内の医療装置の位置を測定するように磁場を感知するように構成されている。【選択図】図１
2007301375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
手術台の上面上に位置付けされた患者に対する医療処置を実行するのに使用される磁気位置追跡システムにおいて、
患者の直下の手術台の上面上に位置付けされた設置パッドであって、一つまたはそれ以上の磁場発生装置を含み、当該磁場発生装置は、それぞれ磁場を発生するように操作され、かつ前記設置パッドの厚さ寸法が３ｃｍ以下となるように構成されている、設置パッドと、
患者の体内に挿入される侵襲的な医療装置に固定された位置センサであって、前記体内の前記医療装置の位置を測定するように前記磁場を感知するように構成されている、位置センサと、
を含む、システム。
【請求項２】
請求項１記載のシステムにおいて、
前記一つまたはそれ以上の磁場発生装置は、共通平面内に位置付けされ、かつ各磁場が前記平面に対して直交するように配向された、二つまたはそれ以上の磁場発生装置を含み、
前記システムは、
前記共通平面内の場所における平面に対して平行な成分を有する、補助的な磁場を発生させるように配向された、補助磁場発生装置、
を含む、システム。
【請求項３】
請求項２記載のシステムにおいて、
前記設置パッドは、前記厚さ寸法を超えない、前記補助磁場発生装置を備える、システム。
【請求項４】
請求項２記載のシステムにおいて、
前記二つまたはそれ以上の磁場発生装置は、前記共通平面に対して平行に巻回された磁場発生用コイルを含み、
前記補助磁場発生装置は、前記共通平面に対して平行でない方向に巻回された磁場発生用コイルを含む、システム。
【請求項５】
請求項２記載のシステムにおいて、
参照用位置センサ、
を含み、
当該参照用位置センサは、患者の体のうち、前記共通平面の近傍の参照用の場所に取り付けられ、前記参照用の場所の位置を測定するように、前記補助的な磁場、および前記二つまたはそれ以上の磁場発生装置によって生じた前記磁場を感知するように構成されている、システム。
【請求項６】
請求項５記載のシステムにおいて、
前記参照用位置センサは、感知された前記補助的な磁場に基づいて、前記参照用の場所の垂直方向への位置ずれを正確に測定するように構成されている、システム。
【請求項７】
請求項５記載のシステムにおいて、
プロセッサ、
を含み、
当該プロセッサは、前記侵襲的な医療装置に固定された前記位置センサ、および前記参照用位置センサによって与えられる磁場測定値に基づいて、患者の動きに関係なく、前記患者の体に対する前記侵襲的な医療装置の位置を算出するように構成されている、システム。
【請求項８】
請求項１記載のシステムにおいて、
前記一つまたはそれ以上の磁場発生装置は、互いに既知の角度で位置付けされた二つまたはそれ以上の磁場発生装置を含む、システム。
【請求項９】
手術台の上面上に位置付けされた患者に対する医療処置を実行するのに使用される磁気位置追跡システムにおいて、
患者の体内に挿入される侵襲的な医療装置に固定された磁場発生装置であって、磁場を発生するように構成された、磁場発生装置と、
患者の直下の手術台の上面上に位置付けされた設置パッドであって、一つまたはそれ以上の位置センサを含み、当該位置センサは、前記磁場を感知して患者体内の前記医療装置の位置を測定するように操作され、かつ前記設置パッドの厚さ寸法が３ｃｍ以下となるように構成されている、設置パッドと、
を含む、システム。
【請求項１０】
請求項９記載のシステムにおいて、
前記一つまたはそれ以上の位置センサは、前記二つまたはそれ以上の位置センサを含み、
当該二つまたはそれ以上の位置センサは、共通平面内に位置付けされ、かつ前記平面に対して直交する磁場の成分を感知するように配向されており、
前記システムは、
前記平面に対して平行な成分を有する磁場を感知するように配向された、補助的な位置センサ、
を含む、システム。
【請求項１１】
磁気位置追跡システムに使用される設置パッドにおいて、
共通平面内に構成され、かつ前記平面に対して直交する一次磁場をそれぞれ発生させるように配向された、一つまたはそれ以上の磁場発生装置と、
前記平面内に配置され、かつ前記平面に対して平行な成分を有する補助的な磁場を発生させるように配向された、補助磁場発生装置と、
を含み、
前記設置パッドの厚さ寸法が３ｃｍ以下となるように、前記一次磁場発生装置および前記補助磁場発生装置が構成されている、設置パッド。
【請求項１２】
手術台の上面上に位置付けされた患者に対する医療処置を実行する方法において、
設置パッドを前記患者の直下の前記手術台の前記上面上に位置付けするステップであって、
前記設置パッドは、一つまたはそれ以上の磁場発生装置を含み、
当該磁場発生装置は、それぞれ磁場を発生させるように操作され、前記設置パッドの厚さ寸法が３ｃｍ以下となるように、構成されている、
ステップと、
前記患者の体内に挿入された侵襲的な医療装置の前記体内での位置を測定するように、前記医療装置に固定された位置センサによって、前記磁場を感知するステップと、
を含む、方法
【発明の詳細な説明】
【開示の内容】
【０００１】
〔発明の分野〕
この発明は、概ね、位置追跡システムに関するものであり、特に、磁気位置追跡に使用される設置パッドに関するものである。
【０００２】
〔発明の背景〕
この技術分野においては、医療処置に含まれる対象物の座標追跡を行うための種々の方法およびシステムが公知である。これらのシステムの一部では、磁場測定系を用いている。例えば、米国特許第5,391,199号および同第5,443,489号は、その開示内容が参照によって、この明細書に組み込まれるものであるが、当該文献は、体内プローブの座標が一つまたはそれ以上の磁場トランスデューサを用いて決定されるシステムを記述している。このようなシステムは、カテーテル等の医療用プローブに関する場所情報を生成するために使用される。コイル等の位置センサは、当該プローブ内に配置され、かつ、外部から印加された磁場に応答して信号を生成する。磁場は、既知の互いに離間された場所で外部基準フレームに固定されたラジエターコイル等の磁場トランスデューサによって生成される。例えば、バイオセンスウェブスター社(Biosense Webster Inc)（米国カリフォルニア州ダイモンドバー）によって製造されたカート（CARTO）システムは、上述の方法で操作される。
【０００３】
また、例えば、国際公開第WO 96/05768号、米国特許第6,690,963号、同第6,484,118号、同第6,239,724号、同第6,618,612号、同第6,332,089号、および、米国特許出願公開第2002/0065455 A1号、同出願公開第2003/0120150 A1号、および同出願公開第2004/0068178 A1号には、磁気位置追跡に関係した他の方法およびシステムが記述されており、その開示内容は、すべて、参照によって、この明細書に組み込まれるものである。これらの文献は、異なる医療処置で使用される心臓カテーテル、整形外科用インプラントおよび医療器具等、体内対象物の位置を追跡する方法およびシステムを開示している。
【０００４】
上述した文献の一部では、磁場を生成する磁場トランスデューサは、同一平面内で、三角形状に構成された複数の磁場生成用コイルを有している。米国特許第6,615,155号には、他の平面配置構成が記述されており、その開示内容は、参照によって、この明細書に組み込まれるものである。当該米国特許は、重畳しない一群の平面ループアンテナ(planar loop antennas)を用いて、一つの磁場センサを有する移動対象物の位置を追跡するシステムを開示している。
【０００５】
〔発明の概要〕
この発明の一部の実施の形態は、薄型（すなわち、高さ寸法が小さい）である、複数の磁場発生装置を含む設置パッド(location pads)を提供する。この配置構成は、多くの医療位置追跡という使用目的において有利である。例えば、薄く水平に配置した磁場発生装置は、患者の体の患部領域直下の手術台すなわちカテーテル用手術台上に、都合よく置くことができる。カテーテル等の医療用プローブ内の位置センサ、あるいは体内の他の対象物は、磁場発生装置により生じた磁場を感知し、当該プローブあるいは他の対象物の座標を決定するために処理される信号を出力する。
【０００６】
この発明の一部の実施の形態では、設置パッドは、共通平面内に構成された二つまたはそれ以上の磁場発生装置を有している。これら磁場発生装置は、当該共通平面に対して直交する磁場をそれぞれ発生させるように配向されている。他の実施の形態では、磁場発生装置は、当該パッドの全体的な薄型の寸法を超えることなく、互いに規定の角度で配向されている。
【０００７】
しかしながら、一部の場合には、追跡された位置センサへ磁場発生装置が接近すると、位置測定の精度を低下させることがある。例えば、磁場発生装置が、当該磁場発生装置の高さを下げるために水平面で巻回させたコイルを有する場合には、当該水平面に近い位置センサの垂直方向への位置ずれについての測定値は不正確になることがある。
【０００８】
このような課題を解消するために、この発明の一部の実施の形態では、設置パッドは、その内部あるいは外部のいずれかの位置に配置された補助磁場発生装置を有しており、この補助磁場発生装置は、設置パッドの平面内のある場所においてこの平面に対して平行な成分を有する補助的な磁場を生成するように配向されている。二つまたはそれ以上の磁場ならびに補助的な磁場を感知する位置センサを有することによって、位置追跡システムは、位置センサが設置パッドの平面の近傍に設置された場合でも、当該位置センサの位置を正確に測定できる。
【０００９】
この発明の一部の実施の形態では、位置追跡システムは、心臓カテーテル術を実行する外科医の助けとなる。これらの実施の形態では、薄型の設置パッドが、患者の胴体直下のカテーテル用手術台上に配置される。位置センサは、患者の心臓内に挿入されたカテーテルに取り付けられている。患者の体、典型的には患者の背中には、付加的な参照用位置センサ(reference position sensor)が取り付けられてもよい。両方の位置センサ、特に参照用位置センサは、設置パッドの平面の近傍に配置されている。この明細書に記述された方法およびシステムを用いて、位置追跡システムは、カテーテルおよび参照用位置センサの位置を正確に追跡できる。
【００１０】
この発明の他の実施の形態では、小型の磁場発生装置がカテーテル（または患者の体内の他の対象物）に取り付けられており、設置パッド内のコイルまたは他のアンテナが磁場を感知し、これによりカテーテル（または他の対象物）の座標を決定するのに使用される。設置パッドを設計する上での新規な原理は、設置パッドが磁場を発生させる実施の形態のように、設置パッドが受信器として機能する実施の形態に等しく適用可能である。
【００１１】
したがって、この発明の一つの実施の形態によれば、手術台の上面上に位置付けされた患者に対する医療処置を実行するのに使用される磁気位置追跡システムにおいて、
患者の直下の手術台の上面上に位置付けされた設置パッドであって、一つまたはそれ以上の磁場発生装置を含み、該磁場発生装置は、それぞれ磁場を発生するように操作され、かつ設置パッドの厚さ寸法が３ｃｍ以下となるように構成されている、設置パッドと、
患者の体内に挿入される侵襲的な医療装置に固定された位置センサであって、体内の当該医療装置の位置を測定するように磁場を感知するように構成されている、位置センサと、
を含む、磁気位置追跡システムが提供される。
【００１２】
この発明の一つの実施の形態では、一つまたはそれ以上の磁場発生装置は、共通平面内に位置付けされ、かつ各磁場がこの平面に対して直交するように配向された、二つまたはそれ以上の磁場発生装置を含み、この磁気位置検出システムは、共通平面内の場所における平面に対して平行な成分を有する、補助的な磁場を発生させるように配向された、補助磁場発生装置を含む。この発明の他の実施の形態では、設置パッドは、厚さ寸法を超えない補助磁場発生装置を備えている。
【００１３】
この発明のさらに他の実施の形態では、二つまたはそれ以上の磁場発生装置は、共通平面に対して平行に巻回された磁場発生用コイルを含み、当該補助磁場発生装置は、共通平面に対して平行でない方向に巻回された磁場発生用コイルを含んでいる。
【００１４】
この発明のさらに他の実施の形態では、磁気位置検出システムは、参照用位置センサを含み、この参照用位置センサは、患者の体のうち、共通平面の近傍の参照用の場所(reference location)に取り付けられ、この参照用の場所の位置を測定するように、補助的な磁場、および二つまたはそれ以上の磁場発生装置によって生じた磁場を感知するように構成されている。参照用位置センサは、感知された補助的な磁場に基づいて、参照用の場所の垂直方向への位置ずれを正確に測定するように構成されてもよい。
【００１５】
この発明の一つの実施の形態では、磁気位置検出システムは、侵襲的な医療装置に固定された位置センサ、および参照用位置センサによって与えられる磁場測定値に基づいて、患者の動きに関係なく、患者の体に対する侵襲的な医療装置の位置を算出するように構成されたプロセッサを有している。
【００１６】
この発明の他の実施の形態では、一つまたはそれ以上の磁場発生装置は、互いに既知の角度で位置付けされた二つまたはそれ以上の磁場発生装置を含む。
【００１７】
また、この発明の一つの実施の形態によれば、手術台の上面上に位置付けされた患者に対する医療処置を実行するのに使用される磁気位置追跡システムにおいて、
患者の体内に挿入される侵襲的な医療装置に固定された磁場発生装置であって、磁場を発生するように構成された、磁場発生装置と、
患者の直下の手術台の上面上に位置付けされた設置パッドであって、一つまたはそれ以上の位置センサを含み、この位置センサは、前記磁場を感知して患者体内の医療装置の位置を測定するように操作され、かつ設置パッドの厚さ寸法が３ｃｍ以下となるように構成されている、設置パッドと、
を含む、磁気位置追跡システムが提供される。
【００１８】
さらに、この発明の一つの実施の形態によれば、磁気位置追跡システムに使用される設置パッドにおいて、
共通平面内に配置され、かつこの平面に対して直交する一次磁場をそれぞれ発生させるように配向された、一つまたはそれ以上の一次磁場発生装置と、
この平面内に構成され、かつこの平面に対して平行な成分を有する補助的な磁場を発生させるように配向された、補助磁場発生装置と、
を含み、
設置パッドの厚さ寸法が３ｃｍ以下となるように、一次磁場発生装置および補助磁場発生装置が構成されている、設置パッドが提供される。
【００１９】
さらに、この発明の一つの実施の形態によれば、手術台の上面上に位置付けされた患者に対する医療処置を実行する方法において、
設置パッドを患者の直下の手術台の上面上に位置付けするステップであって、設置パッドは、一つまたはそれ以上の磁場発生装置を含み、この磁場発生装置は、それぞれ磁場を発生させるように操作され、かつ設置パッドの厚さ寸法が３ｃｍ以下となるように構成されている、ステップと、
患者の体内に挿入された侵襲的な医療装置の体内での位置を測定するように、該医療装置に固定された位置センサによって、前記磁場を感知するステップと、
を含む、方法が提供される。
【００２０】
また、この発明の一つの実施の形態によれば、手術台の上面上に配置された患者に対する医療処置を実行する方法において、
患者の体内に挿入された侵襲的な医療装置に固定された磁場発生装置によって磁場を発生させるステップと、
設置パッドを患者の直下の手術台の上面上に位置付けするステップであって、この設置パッドは、一つまたはそれ以上の位置センサを含み、この位置センサは、体内の医療装置の位置を測定するように磁場を感知するように操作され、かつ設置パッドの厚さ寸法が３ｃｍ以下となるように構成されている、ステップと、
を含む、方法が提供される。
【００２１】
さらに、この発明の一つの実施の形態によれば、位置追跡方法において、
一つまたはそれ以上の一次磁場発生装置を共通平面内に位置付けし、かつ配向させ、これにより、この平面に対して直交する一次磁場をそれぞれ発生させるようにするステップと、
この平面内のある場所においてこの平面に対して平行な成分を有する、補助的な磁場を発生させるように、補助磁場発生装置を位置付けし、かつ配向させるステップと、
を含み、
設置パッドの厚さ寸法が３ｃｍ以下となるように、一次磁場発生装置および補助磁場発生装置が構成されている、方法が提供される。
【００２２】
この発明は、図面と共に、次の実施の形態の詳細な記述から、より完全に理解されるはずである。
【００２３】
〔発明の詳細な説明〕
図１は、この発明の一つの実施の形態による心臓カテーテル術に使用される磁気位置追跡システム２０を写実的に示す概略図である。患者２４は、カテーテル用手術台２８上に横たわっている。外科医３２は、患者の心臓４０の心室内にカテーテル３６を挿入している。この磁気位置追跡システム２０は、心臓内のカテーテル３６の位置および方位の座標を決定し、かつ表示する。
【００２４】
磁気位置追跡システム２０は、設置パッド４４を有しており、この設置パッド４４は、磁場発生用コイル等、一つまたはそれ以上の磁場発生装置を有している。図１に示された構成例では、設置パッド４４は、四つの磁場発生用コイル４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃおよび４８Ｄを有している。設置パッド４４は、磁場発生用コイル４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃおよび４８Ｄが患者外の既知の位置に固定された状態で設置されるように、患者の胴体下のカテーテル用手術台２８上に配置されている。磁場発生用コイル４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃおよび４８Ｄは、心臓４０の周囲にある所定の可動範囲内に磁場を生じさせる。
【００２５】
磁気位置追跡システム２０の操作は、上述したカート（CARTO）システムが、カテーテル用手術台の下に特別に設けられなければならない磁場発生用コイルの嵩張った配置構成を使用している点を除き、カート（CARTO）システムの操作と類似している。手術台上に薄型の設置パッドを配置することにより、当該パッドを特別に取り付ける必要がなくなり、当該パッドを手術台から他の手術台へ自由に移動できることが可能になる。また、手術台上に当該パッドを配置することにより、正確な位置測定が実行できる範囲を増大させ、かつ、位置センサの寸法を低減できることもある。さらに、手術台上に設置パッドを配置する場合には、当該パッドは、主として、位置測定精度を低下させる可能性のあるＣ形のＸ線透視装置(C-arm fluoroscopes)等の干渉する物体から、さらに離れた位置に配置されている。
【００２６】
カテーテル３６の遠位端内に取り付けられた位置センサ５０は、当該位置センサ５０の近傍の磁場を感知する。位置センサは、感知した磁場に応答して、位置信号を生成し、制御装置５２に当該信号を送信する。制御装置５２は、位置センサ５０によって送信された位置信号に基づいて、磁場発生用コイル４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃおよび４８Ｄに対するカテーテル３６の場所および方位を算出する追跡用プロセッサ５６を有している。また、制御装置５２は、典型的に、磁場発生用コイル４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃおよび４８Ｄを駆動して適切な磁場を発生させる。カテーテル３６の場所および方位の座標は、表示装置６０を用いて、外科医に対して表示される。
【００２７】
この発明の一部の実施の形態では、参照用位置センサ６４は、患者の背中に取り付けられ、較正を目的として使用される。参照用位置センサ６４の位置を追跡することによって、磁気位置追跡システム２０は、設置パッド４４に対する患者の動きを測定でき、これにより患者体内のカテーテル３６の動きから設置パッド４４に対する患者の動きを区別できる。換言すれば、参照用位置センサ６４に対する位置センサ５０の相対的な位置を測定することによって、磁気位置追跡システム２０は、例えば、患者の体のずらしまたは呼吸に起因する患者の移動にかかわらず、心臓内のカテーテルの位置を正確に決定できる。参照用位置センサ６４および設置パッド４４は、適切なケーブル６８を用いて、制御装置５２に連結されている。
【００２８】
設置パッド４４を患者とカテーテル用手術台との間に都合よく配置できるようにするために、設置パッド４４は、薄型(low profile)で製造されている。この設置パッドの厚さは、３ｃｍを超えることはなく、典型的には、２ｃｍ未満である。
【００２９】
しかしながら、一部の場合には、薄型の設置パッドは、磁気位置追跡システムによる測定の正確性を低下させることがある。例えば、設置パッド４４の厚さを最小にするために、三つの磁場発生用コイル４８Ａ、４８Ｂおよび４８Ｃは、薄型のコイルとなっており、これらのコイルは、高さ寸法を減少させるために水平面内で巻回されている。このように、磁場発生用コイル４８Ａ、４８Ｂおよび４８Ｃは、水平面に対して直交する磁場を発生させる。このような磁場の構成は、上述した磁場発生用コイルを含む水平面の近傍に設置された位置センサの位置測定を不正確にする可能性がある。特に、このような位置センサの垂直方向への位置ずれを正確に測定することは困難となる。図面から分かるように、参照用位置センサ６４は、磁場発生用コイル４８Ａ、４８Ｂおよび４８Ｃを含む水平面（設置パッドの平面ともいう）から僅かに上方に設置されている。したがって、参照用位置センサ６４は、磁場発生用コイル４８Ａ、４８Ｂおよび４８Ｃによって生じた磁場のみに基づいて測定が行われる場合に、垂直方向への位置ずれに対する感度が劣っている。
【００３０】
磁気位置追跡システム２０の正確な測定、特に参照用位置センサ６４の垂直方向への位置ずれの測定を改善するために、補助コイルと呼ばれる磁場発生用コイル４８Ｄが設置パッド４４に追加されている。磁場発生用コイル４８Ａ、４８Ｂおよび４８Ｃは、一次磁場発生装置と呼ばれ、これらコイルが発生させる磁場は一次磁場と呼ばれる。補助コイル４８Ｄは、設置パッド４４の平面に対して直交する平面、すなわち垂直軸を含む平面内で巻回されている。このように、補助コイル４８Ｄによって生じた補助的な磁場は、設置パッド４４の平面に対して平行である。したがって、補助コイル４８Ｄによって生じた磁場のために、参照用位置センサ６４によって生成された位置信号は、参照用位置センサ６４が設置パッド４４の平面に近くても、参照用位置センサ６４の垂直方向への位置ずれを正確に示すであろう。以下に示されるように、補助コイル４８Ｄは、薄型の設置パッド４４の形状に適合するように巻回されている。
【００３１】
この発明の他の実施の形態では、補助コイル４８Ｄの巻きは、コイルが設置パッド４４の平面に対して平行でない限りにおいて、当該平面に対して、他の角度で配向されてもよい。換言すれば、設置パッド４４の平面内の場所に配置された補助コイル４８Ｄによって生じた磁場は、当該平面に対して平行な成分を少なくとも持つ必要がある。この成分は、参照用位置センサ６４の垂直方向への位置ずれが磁気位置追跡システム２０の特定な解像限界内で正確に決定できるのに実質的に十分なものであるべきである。これに代えて、磁場発生用コイルは、当該コイルが設置パッドの薄型寸法を超えない限りにおいて、水平面に対して既知の角度で傾く、あるいは配向されてもよい。
【００３２】
図１の例では、設置パッド４４は、全部で四つの磁場発生用コイルを有しており、そのうち一つの磁場発生用コイルは補助コイルである。この発明の他の実施の形態では、設置パッド４４は、任意の適切な構造に構成された任意の数の一次磁場発生用コイルおよび補助磁場発生用コイルを含めてもよい。これに代えて、設置パッド４４は、一つの磁場発生用コイルを有してもよく、カテーテル３６は、このカテーテルの場所を追跡できるように、既知の相対的なオフセットおよび／または方位で位置付けされた複数の位置センサを有してもよい。
【００３３】
この発明の一部の実施の形態では、補助コイル４８Ｄは、設置パッド４４の外部に、例えば、患者の脚部に隣接するように設置されてもよい。このような実施の形態では、補助コイルの機械寸法に関する厳格な要求はない。まだ、この補助コイルは、発生磁場が設置パッドの平面に対して平行な成分を有するように、位置付けされ、かつ配向される必要がある。
【００３４】
図１は心臓カテーテル用のシステムを示しているが、薄型の設置パッド４４は、背景技術として先に引用した文献に記述されているように、整形外科用インプラントおよび医療器具を追跡するためなど、位置追跡に関する他の用途においても使用される。図１の例では、設置パッド４４は、水平に配置され、高さ寸法、すなわち垂直方向の寸法が低減されている。この明細書に記述された方法および装置は、特定の用途にとって適切であるように、設置パッドの所望のすべての寸法を低減するために使用される。
【００３５】
図２Ａおよび図２Ｂは、この発明の一つの実施の形態による薄型の設置パッド４４を概略的に示す図面である。
【００３６】
図２Ａは、同一平面内で三角形状に構成された一次磁場発生用コイル４８Ａ、４８Ｂおよび４８Ｃを示す設置パッド４４の上面図である。これらのコイル４８Ａ、４８Ｂおよび４８Ｃは、典型的には、当該コイルの厚さを最小にするように、固形コアまたはボビンを使用しないで巻回された空巻き（air-wound）型コイルを含む。これに代えて、設置パッドの厚さを有意に増大させないコアを有するコイルも使用できる。コイル間の距離は、典型的には、数センチメートルから数十センチメートルまでの範囲とされるが、他の距離も使用できる。この例では、補助コイル４８Ｄの軸は、設置パッド４４の平面に対して平行である。補助コイル４８Ｄは、設置パッド４４の中央部分に示されているが、これに代えて、都合のよい任意の他の場所にも取り付けられてもよい。
【００３７】
図２Ｂは、薄型の設置パッド４４の全体形状に適合するように配置された磁場発生用コイル４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃおよび４８Ｄを示す側面図である。特に、補助コイル４８Ｄは、一次磁場発生用コイル４８Ａ、４８Ｂおよび４８Ｃの厚さを超えないように、細長く巻回された状態で示されている。これら四つのコイルは、底板、フレームあるいは他の適切な固定器具を用いて、それぞれの位置に固定されてもよい。
【００３８】
図３は、この発明の一つの実施の形態に従うカテーテル術中における磁気位置追跡方法を概略的に示すフローチャートである。この方法は、設置パッド４４を位置付けるステップ８０において、患者の下側のカテーテル用手術台上に設置パッド４４を配置することによって開始される。参照用センサを位置付けるステップ８２において、外科医は、患者の背中に参照用位置センサ６４を取り付ける。
【００３９】
カテーテル術中に、追跡ステップ８４において、磁気位置追跡システム２０は、カテーテル３６内の位置センサ５０および参照用位置センサ６４を追跡する。四つの磁場発生用コイル４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃおよび４８Ｄは、それぞれの磁場を発生させるが、これらの磁場は、位置センサ５０および参照用位置センサ６４によって感知される。追跡用プロセッサ５６は、上述した各磁場に応答して位置センサ５０および参照用位置センサ６４によって生成される位置信号を受信し、上述した二つのセンサの位置（場所および方位）の座標を算出する。特に、参照用位置センサ追跡ステップ８６において、追跡用プロセッサ５６は、参照用位置センサ６４の位置を正確に追跡する。補助コイル４８Ｄによって生じた磁場を用いて、追跡用プロセッサ５６は、当該参照用位置センサ６４が設置パッド４４の平面近傍にあっても、当該センサ６４の位置を正確に決定できる。
【００４０】
上述した実施の形態は、患者の体外で生じた磁場を、患者の体内に配置された位置センサによって感知するシステムに関するものであるが、他の実施の形態では、位置センサを、カテーテル３６内の小型の磁場発生装置に置き換えてもよく、磁場発生用コイル４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃおよび４８Ｄを、カテーテル内の磁場発生装置（できれば、参照用位置センサ６４の平面内の参照用磁場発生装置）によって生じた磁場を感知するのに使用してもよい。さらに、主として、これらの実施の形態が磁気位置追跡システムに使用される薄型の設置パッドに言及しているが、この発明の原理は、電力が薄型のアンテナパッドに送信される無線式の電力伝達用途等、他の用途にも使用できる。
【００４１】
したがって、上述した実施の形態が例示を目的としたものであり、この発明が、特に図示され、かつ上述した内容に限定されるものではないと正当に評価されるはずである。むしろ、この発明の範囲は、上述した種々の態様、ならびに、この技術分野における当業者が上述の記載を読んで想起し、かつ先行技術に開示されていない変更および修正のコンビネーションおよびサブコンビネーションの双方を含む。
【００４２】
〔実施の態様〕
（１）  手術台の上面上に位置付けされた患者に対する医療処置を実行するのに使用される磁気位置追跡システムにおいて、
患者の直下の手術台の上面上に位置付けされた設置パッドであって、一つまたはそれ以上の磁場発生装置を含み、当該磁場発生装置は、それぞれ磁場を発生するように操作され、かつ前記設置パッドの厚さ寸法が３ｃｍ以下となるように構成（arranged）されている、設置パッドと、
患者の体内に挿入される侵襲的な医療装置に固定された位置センサであって、前記体内の前記医療装置の位置を測定するように前記磁場を感知するように構成されている、位置センサと、
を含む、システム。
（２）  実施態様（１）記載のシステムにおいて、
前記一つまたはそれ以上の磁場発生装置は、共通平面内に位置付けされ、かつ各磁場が前記平面に対して直交するように配向された、二つまたはそれ以上の磁場発生装置を含み、
前記システムは、
前記共通平面内の場所における平面に対して平行な成分を有する、補助的な磁場を発生させるように配向された、補助磁場発生装置、
を含む、システム。
（３）  実施態様（２）記載のシステムにおいて、
前記設置パッドは、前記厚さ寸法を超えない、前記補助磁場発生装置を備える、システム。
（４）  実施態様（２）記載のシステムにおいて、
前記二つまたはそれ以上の磁場発生装置は、前記共通平面に対して平行に巻回された磁場発生用コイルを含み、
前記補助磁場発生装置は、前記共通平面に対して平行でない方向に巻回された磁場発生用コイルを含む、システム。
（５）  実施態様（２）記載のシステムにおいて、
参照用位置センサ、
を含み、
当該参照用位置センサは、患者の体のうち、前記共通平面の近傍の参照用の場所に取り付けられ、前記参照用の場所の位置を測定するように、前記補助的な磁場、および前記二つまたはそれ以上の磁場発生装置によって生じた前記磁場を感知するように構成されている、システム。
【００４３】
（６）  実施態様（５）記載のシステムにおいて、
前記参照用位置センサは、感知された前記補助的な磁場に基づいて、前記参照用の場所の垂直方向への位置ずれを正確に測定するように構成されている、システム。
（７）  実施態様（５）記載のシステムにおいて、
プロセッサ、
を含み、
当該プロセッサは、前記侵襲的な医療装置に固定された前記位置センサ、および前記参照用位置センサによって与えられる磁場測定値に基づいて、患者の動きに関係なく、前記患者の体に対する前記侵襲的な医療装置の位置を算出するように構成されている、システム。
（８）  実施態様（１）記載のシステムにおいて、
前記一つまたはそれ以上の磁場発生装置は、互いに既知の角度で位置付けされた二つまたはそれ以上の磁場発生装置を含む、システム。
（９）  手術台の上面上に位置付けされた患者に対する医療処置を実行するのに使用される磁気位置追跡システムにおいて、
患者の体内に挿入される侵襲的な医療装置に固定された磁場発生装置であって、磁場を発生するように構成された、磁場発生装置と、
患者の直下の手術台の上面上に位置付けされた設置パッドであって、一つまたはそれ以上の位置センサを含み、当該位置センサは、前記磁場を感知して患者体内の前記医療装置の位置を測定するように操作され、かつ前記設置パッドの厚さ寸法が３ｃｍ以下となるように構成されている、設置パッドと、
を含む、システム。
(１０)  実施態様（９）記載のシステムにおいて、
前記一つまたはそれ以上の位置センサは、前記二つまたはそれ以上の位置センサを含み、
当該二つまたはそれ以上の位置センサは、共通平面内に位置付けされ、かつ前記平面に対して直交する磁場の成分を感知するように配向されており、
前記システムは、
前記平面に対して平行な成分を有する磁場を感知するように配向された、補助的な位置センサ、
を含む、システム。
【００４４】
(１１)  磁気位置追跡システムに使用される設置パッドにおいて、
共通平面内に配置され、かつ前記平面に対して直交する一次磁場をそれぞれ発生させるように配向された、一つまたはそれ以上の磁場発生装置と、
前記平面内に構成され、かつ前記平面に対して平行な成分を有する補助的な磁場を発生させるように配向された、補助磁場発生装置と、
を含み、
前記設置パッドの厚さ寸法が３ｃｍ以下となるように、前記一次磁場発生装置および前記補助磁場発生装置が構成されている、設置パッド。
(１２)  手術台の上面上に位置付けされた患者に対する医療処置を実行する方法において、
設置パッドを前記患者の直下の前記手術台の前記上面上に位置付けするステップであって、
前記設置パッドは、一つまたはそれ以上の磁場発生装置を含み、
当該磁場発生装置は、それぞれ磁場を発生させるように操作され、前記設置パッドの厚さ寸法が３ｃｍ以下となるように、構成されている、
ステップと、
前記患者の体内に挿入された侵襲的な医療装置の前記体内での位置を測定するように、前記医療装置に固定された位置センサによって、前記磁場を感知するステップと、
を含む、方法。
（１３）  実施態様（１２）記載の方法において、
前記一つまたはそれ以上の磁場発生装置は、二つまたはそれ以上の磁場発生装置を含み、
前記設置パッドを位置付けするステップは、
前記二つまたはそれ以上の磁場発生装置を共通平面内に位置付けするステップと、
前記二つまたはそれ以上の磁場発生装置を、それぞれの磁場が前記平面に対して直交するように配向させるステップと、
を含み、
前記方法は、
前記共通平面内の場所におけるこの平面に対して平行な成分を有する、補助的な磁場を発生させるように、補助磁場発生装置を位置付けし、かつ配向させるステップ、
を含む、方法。
（１４）実施態様（１３）記載の方法において、
前記設置パッドを位置付けするステップは、前記厚さ寸法を超えないように、前記設置パッド内に補助磁場発生装置を実装するステップを含む、方法。
（１５）実施態様（１３）記載の方法において、
前記二つまたはそれ以上の磁場発生装置、および前記補助磁場発生装置は、巻きを有する磁場発生用コイルを含み、
前記設置パッドを位置付けするステップは、
前記二つまたはそれ以上の磁場発生装置の巻きを前記共通平面に対して平行に配向させるステップと、
前記共通平面に対して平行ではない角度で前記補助磁場発生装置の巻きを配向させるステップと、
を含む、方法。
【００４５】
（１６）実施態様（１３）記載の方法において、
患者の体のうち、前記共通平面の近傍の参照用の場所に参照用位置センサを取り付けるステップと、
前記参照用の場所の位置を測定するように、前記補助的な磁場、および前記二つまたはそれ以上の磁場発生装置によって生じた前記磁場を、前記参照用位置センサによって感知するステップと、
を含む、方法。
（１７）実施態様（１６）記載の方法において、
前記補助的な磁場を感知するステップは、前記感知された補助的な磁場に基づいて、前記参照用の場所の垂直方向への位置ずれを正確に測定するステップを含む、方法。
（１８）実施態様（１６）記載の方法において、
前記侵襲的な医療装置に固定された前記位置センサ、および前記参照用位置センサによって与えられる磁場測定値に基づいて、患者の動きに関係なく、前記患者の体に対する前記侵襲的な医療装置の位置を算出するステップ、
を含む、方法。
（１９）実施態様（１２）記載の方法において、
前記一つまたはそれ以上の磁場発生装置は、互いに既知の角度で位置付けされた二つまたはそれ以上の磁場発生装置を含む、方法。
（２０）手術台の上面上に位置付けされた患者に対する医療処置を実行する方法において、
患者の体内に挿入される侵襲的な医療装置に固定された磁場発生装置によって磁場を発生させるステップと、
設置パッドを前記患者の直下の前記手術台の前記上面上に位置付けするステップであって、
前記設置パッドは、一つまたはそれ以上の位置センサを含み、
当該位置センサは、前記体内の前記医療装置の位置を測定するために前記磁場を感知するように操作され、かつ前記設置パッドの厚さ寸法が３ｃｍ以下となるように構成されている、
ステップと、
を含む、方法。
【００４６】
（２１）実施態様（１９）記載の方法において、
前記一つまたはそれ以上の位置センサは、二つまたはそれ以上の位置センサを含み、
前記設置パッドを位置付けするステップは、
前記二つまたはそれ以上の位置センサを共通平面内に位置付けするステップと、
前記平面に対して直交する前記磁場の成分を感知するように前記二つまたはそれ以上の位置センサを配向させるステップと、
を含み、
前記方法は、
前記平面に対して平行な前記磁場の成分を感知するように補助的な位置センサを位置付けし、かつ配向させるステップ、
を含む、方法。
（２２）位置追跡方法において、
一つまたはそれ以上の一次磁場発生装置を共通平面内に位置付けし、かつ配向させ、これにより、前記平面に対して直交する一次磁場をそれぞれ発生させるようにするステップと、
前記平面内の場所において前記平面に対して平行な成分を有する、補助的な磁場を発生させるように、補助磁場発生装置を位置付けし、かつ配向させるステップと、
を含み、
前記設置パッドの厚さ寸法が３ｃｍ以下となるように、前記一次磁場発生装置および補助磁場発生装置が構成されている、方法。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この発明の一つの実施の形態による磁気位置追跡システムを写実的に示す斜視図である。
【図２Ａ】この発明の一つの実施の形態による薄型の設置パッドを示す図面である。
【図２Ｂ】この発明の一つの実施の形態による薄型の設置パッドを示す図面である。
【図３】この発明の一つの実施の形態による磁気位置追跡方法を示すフローチャートである。
【図１】
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【図２Ａ】
2007301375.tif 000004
【図２Ｂ】
2007301375.tif 000005
【図３】
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【外国語明細書】
2007301375000001.pdf