(57)【要約】医療器具が、センサと、表面と、少なくとも１つの非伝導性材料と、少なくとも１対の接点とを含む。センサは、伝導性材料上に形成される少なくとも１つのコイルを有する。表面は、センサを受け取るために好適であって、ＥＭ場内に設置されることができる。少なくとも１つの非伝導性材料は、センサの少なくとも１つのコイルを被覆する。少なくとも１対の接点は、少なくとも１つのコイルに電気的に接続され、ＥＭ場の磁束変化に基づいて誘発された電気信号を感知する、測定デバイスに接続可能である。ＥＭ場の座標系内の医療器具の場所は、センサ内の誘発された電気信号に基づいて識別される。
2018505711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療器具であって、
伝導性材料から形成される少なくとも１つのコイルを有する、センサと、
前記センサを受け取るために好適であって、電磁場内への設置のために構成される、表面と、
前記センサの少なくとも１つのコイルを被覆する、少なくとも１つの非伝導性材料と、
前記少なくとも１つのコイルに電気的に接続され、前記電磁場の磁束変化に基づいて誘発された電気信号を感知するように構成される測定デバイスに接続可能である、少なくとも１対の接点と、
を備え、前記電磁場の座標系内の前記医療器具の場所は、前記センサ内の誘発された電気信号に基づいて識別される、医療器具。
【請求項２】
前記伝導性材料は、前記医療器具の遠位部分上に直接印刷される、または別個に加工され、そこに取り付けられる、請求項１に記載の医療器具。
【請求項３】
前記伝導性材料が印刷される前記医療器具の遠位部分上に非伝導性層をさらに備える、請求項２に記載の医療器具。
【請求項４】
前記センサは、前記医療器具の遠位部分上に印刷または加工される前記伝導性材料および前記非伝導性材料の複数の層を含む、請求項３に記載の医療器具。
【請求項５】
各伝導性層は、異なる構成を有する、請求項４に記載の医療器具。
【請求項６】
前記異なる構成は、前記伝導性材料のピッチ角およびループ数を含む、請求項５に記載の医療器具。
【請求項７】
前記複数の層の各層の伝導性層は、ビアを通して別の層の伝導性層に接続される、請求項５に記載の医療器具。
【請求項８】
前記少なくとも１つの非伝導性材料は、前記伝導性材料にわたって、前記医療器具の遠位部分上に直接加工または印刷される、請求項１に記載の医療器具。
【請求項９】
前記センサは、フレックス回路センサであって、伝導性層および非伝導性層は、フレックス基板上に形成され、前記フレックス回路センサは、前記医療器具に取り付けられる、請求項１に記載の医療器具。
【請求項１０】
前記フレックス回路センサは、複数の伝導性層および非伝導性層を含む、請求項９に記載の医療器具。
【請求項１１】
前記伝導性層は、複数のコイルを形成する伝導性材料を含む、請求項１０に記載の医療器具。
【請求項１２】
各伝導性層の伝導性材料は、ビアを通して別の伝導性層の伝導性材料に接続される、請求項１０に記載の医療器具。
【請求項１３】
各伝導性層は、ビアを通して相互に接続される２つまたはそれを上回る別個のコイルを含む、請求項１０に記載の医療器具。
【請求項１４】
前記フレックス回路センサのフレックス基板は、ポリイミドフィルムである、請求項９に記載の医療器具。
【請求項１５】
各伝導性層は、別の層上に印刷される伝導性材料によって相互に接続される２つまたはそれを上回る別個のコイルを含む、請求項１０に記載の医療器具。
【請求項１６】
前記２つまたはそれを上回る別個のコイルのうちの１つは、前記２つまたはそれを上回る別個のコイルの他のものの回転配向と異なる回転配向を有する、請求項１５に記載の医療器具。
【請求項１７】
前記伝導性材料は、螺旋形状を形成する、請求項１に記載の医療器具。
【請求項１８】
前記螺旋形状は、反時計回りである、請求項１７に記載の医療器具。
【請求項１９】
前記螺旋形状は、時計回りである、請求項１７に記載の医療器具。
【請求項２０】
前記管の外側表面は、ＥＴＦＥ、ＰＴＦＥ、ポリイミド、または非伝導性ポリマーから作製される、請求項１に記載の医療器具。
【請求項２１】
前記伝導性材料は、銅、銀、金、伝導性合金、または伝導性ポリマーである、請求項１に記載の医療器具。
【請求項２２】
前記医療器具は、延在式作業チャネル、撮像器具、生検鉗子、生検ブラシ、生検針、またはマイクロ波アブレーションプローブである、請求項１に記載の医療器具。
【請求項２３】
電磁ナビゲーションシステムであって、
ＥＭ場を発生させるように構成される、電磁（ＥＭ）ボードと、
医療器具であって、
伝導性材料から形成される少なくとも１つのコイルを有する、センサと、
前記センサを受け取るために好適であって、電磁場内への設置のために構成される、表面と、
少なくとも１つのセンサを被覆する、少なくとも１つの非伝導性コーティングと、
前記少なくとも１つのコイルに電気的に接続され、前記電磁場の磁束変化に基づいて誘発された電気信号を感知するように構成される測定デバイスに接続可能である、少なくとも１対の接点と、
を備え、前記電磁場の座標系内の前記医療器具の場所は、前記センサ内の誘発された電気信号に基づいて識別される、
医療器具と、
前記誘発された電気信号を処理し、前記電磁場の座標系内の前記医療器具の場所を識別するように構成される、プロセッサと、
を備える、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）
本願は、２０１４年１２月２２日に出願された米国仮出願第６２／０９５，５６３号の利益およびそれに対する優先権を主張するものであり、該米国仮出願の全体の内容は、参照により本明細書中に援用される。
【０００２】
本開示は、センサを含む医療器具と、センサの場所が検出および追跡されることができるシステムとに関する。より具体的には、本開示は、電磁場内にセンサを有する医療器具の場所を識別する、システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
電磁ナビゲーション（ＥＭＮ）は、内臓の治療および疾患の診断の可能性を広げることに役立っている。ＥＭＮは、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）走査、磁気共鳴画像診断（ＭＲＩ）、または蛍光透視技術等の非侵襲性撮像技術に依拠する。これらの画像は、発生された磁場内の患者の場所に位置合わせされてもよく、その結果、その場内に設置されるセンサの場所は、画像を参照して識別されることができる。その結果、ＥＭＮは、これらの非侵襲性撮像技術と組み合わせて、標的の場所を識別し、臨床医を患者の身体の内側で標的へとナビゲートすることに役立つために使用される。
【０００４】
患者の気道内の医療器具の位置を特定する分野における現在市販のシステムの１つの特定の実施例では、センサが、位置特定可能ガイドと称されるプローブの端部に設置され、延在式作業チャネル（ＥＷＣ）またはカテーテルを通して通過され、その組み合わせは、気管支鏡の作業チャネルの中に挿入される。ＥＷＣおよびセンサを伴うプローブは、次いで、患者内の標的へとナビゲートされる。いったん標的に到達すると、位置特定可能ガイド（すなわち、センサおよびプローブ）は、除去されることができ、生検針、生検ブラシ、アブレーションカテーテル、および同等物を含む、１つまたはそれを上回る器具が、作業チャネルおよびＥＷＣを通して通過され、サンプルを採取する、および／または標的を治療することができる。しかしながら、本時点で、そのセンサを伴う位置特定可能ガイドが除去されたため、ＥＷＣの遠位端、ひいては、それを通して通過され得る任意の器具の正確な場所は、精密に把握されない。
【０００５】
前述の非侵襲性撮像技術によって生成される画像は、ライブビデオ撮像の分解能を提供しない。ライブビデオを達成するために、臨床医は、内視鏡の特徴を利用し得る。しかしながら、内視鏡は、そのサイズによって限定され、その結果、ＥＭＮにおいて典型的に利用されるツールを用いて可能であるような肺の胸膜境界および他の非常に狭い通路にナビゲートされることができない。代替案は、ＥＷＣおよび内視鏡の作業チャネルを通して挿入され、胸膜境界等の面積に到達するように定寸され得る、可視化器具である。
【０００６】
しかしながら、位置特定可能ガイドと同様に、いったん可視化器具が除去されると、ＥＷＣの遠位端の場所は、不明である。使用される１つの技法は、標的の近傍の組織の中への１つまたはそれを上回るマーカの設置と、ＥＷＣおよびマーカならびにＥＷＣを通して通過される任意の後続器具の場所を確認するための蛍光透視法の使用である。ＥＷＣの小径に起因して、１つを上回る器具の同時挿入は、非実践的であり得る。したがって、可視化、診断、および外科手術のための器具の反復挿入および除去が、必須となる。そのような反復挿入および除去は、診断または外科手術時間および努力を長引かせ、対応して、患者にかかるコストを増加させる。したがって、器具の挿入および／または除去の回数を減らし、診断および外科手術のために必要な時間を短縮する一方、同時に、ＥＷＣおよび撮像モダリティを含むＥＷＣを通して通過される器具の場所の確実性を増加させることが所望される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ある実施形態では、本開示は、センサによって電磁（ＥＭ）場内のその場所を識別する、医療器具を特徴とする。医療器具は、センサと、表面と、少なくとも１つの非伝導性材料と、少なくとも１対の接点とを含む。センサは、伝導性材料上に形成される少なくとも１つのコイルを有する。表面は、センサを受け取るために好適であって、ＥＭ場内に設置されることができる。少なくとも１つの非伝導性材料は、センサの少なくとも１つのコイルを被覆する。少なくとも１対の接点は、少なくとも１つのコイルに電気的に接続され、ＥＭ場の磁束変化に基づいて誘発された電気信号を感知する、測定デバイスに接続可能である。ＥＭ場の座標系内の医療器具の場所は、センサ内の誘発された電気信号に基づいて識別される。
【０００８】
ある側面では、伝導性材料は、医療器具の遠位部分上に直接印刷される、または別個に加工され、そこに取り付けられる。医療器具はさらに、伝導性材料が印刷される医療器具の遠位部分上に非伝導性層を含む。
【０００９】
別の側面では、センサは、医療器具の遠位部分上に印刷または加工される伝導性材料および非伝導性材料の複数の層を含む。各伝導性層は、伝導性材料のピッチ角およびループ数を含む、異なる構成を有する。複数の層の各層の伝導性層は、ビアを通して別の層の伝導性層に接続される。
【００１０】
また別の側面では、少なくとも１つの非伝導性材料は、伝導性材料にわたって、医療器具の遠位部分上に直接加工または印刷される。
【００１１】
さらに別の側面では、センサは、フレックス回路センサであって、伝導性層および非伝導性層は、フレックス基板上に形成され、フレックス回路センサは、医療器具に取り付けられる。フレックス回路センサは、複数の伝導性層および非伝導性層を含む。伝導性層は、複数のコイルを形成する伝導性材料を含む。各伝導性層の伝導性材料は、ビアを通して別の伝導性層の伝導性材料に接続される。各伝導性層は、ビアを通して相互に接続される２つまたはそれを上回る別個のコイルを含む。フレックス回路センサのフレックス基板は、ポリイミドフィルムである。各伝導性層は、別の層上に印刷される伝導性材料によって相互に接続される２つまたはそれを上回る別個のコイルを含む。２つまたはそれを上回る別個のコイルのうちの１つは、２つまたはそれを上回る別個のコイルの他のものの回転配向と異なる回転配向を有する。
【００１２】
さらに別の側面では、伝導性材料は、反時計回りまたは時計回りである、螺旋形状を形成する。
【００１３】
また別の側面では、管の外側表面は、ＥＴＦＥ、ＰＴＦＥ、ポリイミド、または非伝導性ポリマーから作製される。
【００１４】
また別の側面では、伝導性材料は、銅、銀、金、伝導性合金、または伝導性ポリマーである。
【００１５】
なおもさらに別の側面では、医療器具は、延在式作業チャネル、撮像器具、生検鉗子、生検ブラシ、生検針、またはマイクロ波アブレーションプローブである。
【００１６】
別の実施形態では、本開示は、センサによってＥＭ場内のその場所を識別する、電磁ナビゲーションシステムを特徴とする。ＥＭナビゲーションシステムは、ＥＭボードと、医療器具と、プロセッサとを含む。ＥＭボードは、ＥＭ場を発生させる。医療器具は、センサと、表面と、少なくとも１つの非伝導性材料と、少なくとも１対の接点とを含む。センサは、伝導性材料上に形成される少なくとも１つのコイルを有する。表面は、センサを受け取るために好適であって、ＥＭ場内に設置されることができる。少なくとも１つの非伝導性材料は、センサの少なくとも１つのコイルを被覆する。少なくとも１対の接点は、少なくとも１つのコイルに電気的に接続され、ＥＭ場の磁束変化に基づいて誘発された電気信号を感知する、測定デバイスに接続可能である。ＥＭ場の座標系内の医療器具の場所は、センサ内の誘発された電気信号に基づいて識別される。プロセッサは、誘発された電気信号を処理し、ＥＭ場の座標系内の医療器具の場所を識別する。
【００１７】
本開示の上記の側面および実施形態のうちの任意のものが、本開示の範囲から逸脱することなく、組み合わせられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
本開示されるシステムならびに方法の目的および特徴は、付随の図面を参照して、種々の実施形態の説明が読み取られるとき、当業者に明白となるであろう。
【００１９】
【図１】図１は、本開示のある実施形態による、医療器具の場所を識別するためのシステムの斜視図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本開示の実施形態による、カテーテルガイドアセンブリおよび医療器具の輪郭図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａに示される指示面積の詳細の拡大図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本開示の実施形態による、医療器具の遠位部分に巻装または印刷されたコイルとしてのセンサを描写する。
【図３Ｂ】図３Ｂ−３Ｅは、本開示の実施形態による、複数の医療器具の斜視図である。
【図３Ｃ】図３Ｂ−３Ｅは、本開示の実施形態による、複数の医療器具の斜視図である。
【図３Ｄ】図３Ｂ−３Ｅは、本開示の実施形態による、複数の医療器具の斜視図である。
【図３Ｅ】図３Ｂ−３Ｅは、本開示の実施形態による、複数の医療器具の斜視図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本開示の実施形態による、フレックス回路の形態におけるセンサある。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本開示の実施形態による、その周囲に図４Ａのフレックス回路が巻着する、医療器具の遠位部分の拡大図である。
【図５】図５は、本開示の実施形態による、多層フレックス回路内に２つのコイルを含む、センサの例証的設計である。
【図６】図６は、本開示の実施形態による、多層フレックス回路内の２つのセンサの例証的設計である。
【図７】図７は、本開示の実施形態による、医療器具の表面上にセンサを印刷する、プリンタの例証である。
【図８】図８は、本開示の実施形態による、医療器具上にセンサを印刷するための方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本開示は、センサを使用することによって、電磁場内の医療器具の場所を識別するための医療器具、システム、および方法に関連する。センサは、撮像器具を含む、医療器具上に直接加工される、または別個に加工され、次いで、それに添着されてもよい。センサを加工する１つの方法は、印刷を介したものである。センサは、医療器具とともに患者の身体の内側に挿入され得るため、医療器具の場所は、リアルタイムで識別される。さらに、センサは、他の撮像モダリティを伴う医療器具の正確な方向および場所を提供し、それをトレースしてもよい。センサの小サイズに起因して、医療器具は、センサを医療器具の内側または外側に組み込み、連続ナビゲーションを促進し得る。本開示は、具体的な例証的実施形態の観点から説明されるが、種々の修正、再配列、および代用が、本開示の精神から逸脱することなく成され得ることが、当業者に容易に明白となるであろう。本開示の範囲は、本開示に添付の請求項によって定義される。
【００２１】
図１は、電磁場内の医療器具の場所を識別するためのシステムおよび方法の１つの例証的実施形態を図示する。特に、ＣＴ、ＭＲＩ、または蛍光透視画像を利用するように構成される、電磁ナビゲーション（ＥＭＮ）システム１００が、示される。１つのそのようなＥＭＮシステムは、Ｃｏｖｉｄｉｅｎ  ＬＰによって現在販売されているＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＮＡＶＩＧＡＴＩＯＮ  ＢＲＯＮＣＨＯＳＣＯＰＹ（Ｒ）システムであってもよい。ＥＭＮシステム１００は、カテーテルガイドアセンブリ１１０と、気管支鏡１１５と、コンピューティングデバイス１２０と、監視デバイス１３０と、ＥＭボード１４０と、追跡デバイス１６０と、基準センサ１７０とを含む。気管支鏡１１５は、有線接続（図１に示されるように）または無線接続（図示せず）を介して、コンピューティングデバイス１２０および監視デバイス１３０に動作可能に結合される。
【００２２】
図２Ａは、図１のカテーテルガイドアセンブリ１１０の実施形態を図示する。カテーテルガイドアセンブリ１１０は、カテーテルガイドアセンブリ１１０の遠位端２５０の前進および操向を可能にする、制御ハンドル２１０を含む。カテーテルガイドアセンブリ１１０は、ＥＷＣ２３０内に挿入される位置特定可能ガイドカテーテル（ＬＧ）２２０と、図２Ｂに示されるように、電磁ＥＭセンサ２６０とを含む。係止機構２２５は、ＥＷＣ２３０およびＬＧ２２０を相互に固着させる。本開示と併用可能なカテーテルガイドアセンブリは、ＳＵＰＥＲＤＩＭＥＮＳＩＯＮ（Ｒ）手技キットおよびＥＤＧＥ（ＴＭ）手技キットの名称下でＣｏｖｉｄｉｅｎ  ＬＰによって現在市販および販売され得る。カテーテルガイドアセンブリのさらなる詳細な説明については、Ｌａｄｔｋｏｗ  ｅｔ  ａｌ．によって２０１３年３月１５日に出願された共同所有の米国特許出願第１３／８３６，２０３号および米国特許第７，２３３，８２０号（その全内容は、参照することによって本開示に組み込まれる）を参照されたい。以下により詳細に説明されるであろうように、ＬＧ２２０の遠位部分上のＥＭセンサ２６０は、電磁場を感知し、電磁場内のＬＧ２２０の場所を識別するために使用される。
【００２３】
使用時、気管支鏡１１５が、口の中に、または患者１５０の切開を通して挿入され、内臓の画像を捕捉する。ＥＭＮシステム１００では、気管支鏡１１５の中に挿入されるのは、患者１５０の内臓へのアクセスを達成するためのカテーテルガイドアセンブリ１１０である。カテーテルガイドアセンブリ１１０は、延在式作業チャネル（ＥＷＣ）２３０を含んでもよく、その中に、位置特定可能ガイドカテーテル（ＬＧ）２２０が、遠位部分におけるＥＭセンサ２６０とともに挿入される。ＥＷＣ２３０、ＬＧ２２０、およびＥＭセンサ２６０は、以下により詳細に説明されるように、内臓を通してナビゲートするために使用される。
【００２４】
代替実施形態では、自然開口部を介して挿入される気管支鏡１１５の代わりに、カテーテルガイドアセンブリ１１０は、切開を介して、患者１５０の中に挿入される。延在式作業チャネル２３０を含む、カテーテルガイドアセンブリ１１０は、切開を通して挿入され、心臓管腔網等の肺の気道以外の管腔網をナビゲートしてもよい。
【００２５】
ラップトップ、デスクトップ、タブレット、または他の類似コンピューティングデバイス等のコンピューティングデバイス１２０は、ディスプレイ１２２と、１つまたはそれを上回るプロセッサ１２４と、メモリ１２６と、ネットワークカード１２８と、入力デバイス１２９とを含む。ＥＭＮシステム１００はまた、複数のコンピューティングデバイスを含んでもよく、別個のコンピューティングデバイスが、医療手術のために好適な様式で臨床医を補助する計画、治療、可視化、および他の側面のために採用される。ディスプレイ１２２は、タッチセンサ式および／または音声アクティブ化式であって、ディスプレイ１２２が入力および出力デバイスの両方としての役割を果たすことを可能にしてもよい。ディスプレイ１２２は、肺、前立腺、腎臓、結腸、肝臓等の内臓の２次元（２Ｄ）画像または３次元（３Ｄ）モデルを表示し、疾患の症状を呈する内臓の一部を特定および識別してもよい。
【００２６】
ディスプレイ１２２はさらに、治療されるべき標的を選択、追加、および除去するためのオプションと、内臓の可視化のための設定可能アイテムとを表示してもよい。ある側面では、ディスプレイ１２２はまた、内臓の２Ｄ画像または３Ｄモデルに基づいて、電磁場内のカテーテルガイドアセンブリ１１０の場所を表示してもよい。
【００２７】
１つまたはそれを上回るプロセッサ１２４は、コンピュータ実行可能命令を実行する。プロセッサ１２４は、内臓の３Ｄモデルがディスプレイ１２２上に表示され得るように、画像処理機能を行ってもよい。実施形態では、コンピューティングデバイス１２０はさらに、１つまたはそれを上回るプロセッサ１２４が他のプログラムのために利用可能であり得るように、画像処理機能のみを行う、別個のグラフィックアクセラレータ（図示せず）を含んでもよい。メモリ１２６は、データおよびプログラムを記憶する。例えば、データは、３Ｄモデルのための画像データまたは患者の医療記録、処方箋、および／もしくは患者の疾患の履歴等の任意の他の関連データであってもよい。
【００２８】
メモリ１２６内に記憶される１つのタイプのプログラムは、３Ｄモデルおよび経路計画ソフトウェアモジュール（計画ソフトウェア）である。３Ｄモデル生成および経路計画ソフトウェアの実施例は、Ｃｏｖｉｄｉｅｎ  ＬＰによって現在販売されているＩＬＯＧＩＣ（Ｒ）計画スイートであってもよい。典型的には、例えば、ＣＴ画像データセット（または他の撮像モダリティによる画像データセット）からの医用デジタル画像と通信に関する標準規格（ＤＩＣＯＭ）フォーマットにおける、患者の画像データが、計画ソフトウェアにインポートされると、内臓の３Ｄモデルが、生成される。ある側面では、撮像は、ＣＴ撮像、磁気共鳴画像診断（ＭＲＩ）、機能ＭＲＩ、Ｘ線、および／または任意の他の撮像モダリティによって行われてもよい。３Ｄモデルを生成するために、計画ソフトウェアは、区画化、表面レンダリング、および／またはボリュームレンダリングを採用する。計画ソフトウェアは、次いで、３Ｄモデルが、一般に、元の画像データを精査するために使用される、軸方向、冠状、および矢状ビューを含む、いくつかの異なるビューにスライスまたは操作されることを可能にする。これらの異なるビューは、ユーザが、画像データの全てを精査し、画像内の潜在的標的を識別することを可能にする。
【００２９】
いったん標的が識別されると、ソフトウェアは、経路計画モジュールに入る。経路計画モジュールは、ＥＭＮシステム１００、特に、ＥＷＣ２３０、ＬＧ２２０、およびＥＭセンサ２６０とともにカテーテルガイドアセンブリ１１０を使用して、到着され得るように、標的へのアクセスを達成するための経路計画を展開し、経路計画は、標的の場所を正確に示し、その座標を識別する。経路計画モジュールは、患者１５０内の標的へのナビゲーションの間、一連のステップを通して臨床医を誘導し、エクスポートおよび後の使用のための経路計画を展開する。用語「臨床医」は、医療手技の計画、実施、監視、および／または管理に関与する、医師、外科医、看護士、医療助手、または経路計画モジュールの任意のユーザを含んでもよい。
【００３０】
これらのプロセスおよび経路計画モジュールの詳細は、Ｃｏｖｉｄｉｅｎ  ＬＰによって２０１３年６月２１日に出願され、「Ｐａｔｈｗａｙ  Ｐｌａｎｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ」と題された米国特許出願第１３／８３８，８０５号（その全内容は、参照することによって本開示に組み込まれる）に見出されることができる。そのような経路計画モジュールは、臨床医が、ＣＴ画像データセットの個々のスライスを視認し、１つまたはそれを上回る標的を識別することを可能にする。これらの標的は、例えば、疾患が内臓の機能を損なわせている、組織の作用に影響を及ぼす病変または神経の場所であってもよい。
【００３１】
メモリ１２６は、ＥＭＮシステム１００とインターフェースをとり、指針を臨床医に提供し、計画された経路の表現を３Ｄモデルおよび３Ｄモデルから導出された２Ｄ画像上に提供する、ナビゲーションおよび手技ソフトウェアを記憶してもよい。そのようなナビゲーションソフトウェアの実施例は、Ｃｏｖｉｄｉｅｎ  ＬＰによって販売されているＩＬＯＧＩＣ（Ｒ）ナビゲーションおよび手技スイートである。実際は、ＥＭ場発生デバイス１４５によって発生されるＥＭ場内の患者１５０の場所は、３Ｄモデルおよび３Ｄモデルから導出された２Ｄ画像に位置合わせされなければならない。そのような位置合わせは、手動または自動であってもよく、「Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｎａｖｉｇａｔｉｎｇ  ｗｉｔｈｉｎ  ｔｈｅ  ｌｕｎｇ」と題された本発明の譲受人に譲渡された米国仮特許出願第６２／０２０，２４０号に詳細に説明される。
【００３２】
図１に示されるように、ＥＭボード１４０は、患者が横たわるための平坦表面を提供するように構成され、ＥＭ場発生デバイス１４５を含む。患者１５０がＥＭボード１４０上に横たわると、ＥＭ場発生デバイス１４５は、患者１５０の一部を囲繞するために十分なＥＭ場を発生させる。ＬＧ２２０の端部におけるＥＭセンサ２６０は、ＬＧ２２０の遠位端と、それとともに、患者内のＥＷＣ２３０の場所を判定するために使用される。ある側面では、別個のＥＭセンサが、ＥＷＣ２３０の遠位端に位置してもよく、それを用いて、ＥＭ場発生デバイス１４５によって発生されるＥＭ場内のＥＷＣ２３０の正確な場所が、患者１５０内で識別されることができる。
【００３３】
また別の側面では、ＥＭボード１４０は、患者１５０の胸部上に位置する、基準センサ１７０と動作可能に結合されるように構成されてもよい。基準センサ１７０は、患者１５０が吸息している間、胸部を辿って上方に移動し、患者１５０が呼息している間、胸部を辿って下方に移動する。ＥＭ場内の患者１５０の胸部の移動は、患者１５０の呼吸パターンが認識され得るように、基準センサ１７０によって捕捉され、追跡デバイス１６０に伝送される。追跡デバイス１６０はまた、ＥＭセンサ２６０の出力を受信し、両出力を組み合わせ、ＥＭセンサ２６０の場所のために、呼吸パターンを補償する。このように、ＥＭセンサ２６０によって識別される場所は、ＥＭセンサ２６０の補償された場所が内臓の３Ｄモデルと同期され得るように補償されてもよい。しかしながら、前述のように、ＬＧ２３０とその遠位端２５０におけるＥＭセンサ２６０との併用は、周囲器具の交換、場所情報の損失、および手技のために必要とされる時間の全体的延長等、課題をもたらし得る。これらの問題を緩和するために、図３Ａは、コイルの形状における電磁センサ３１０を描写する。センサ３１０は、医療器具３００の遠位部分上に直接加工または印刷されてもよい。加工または印刷された電磁センサ（ＰＥＳ）３１０は、描写されるような螺旋形状を形成する、または用途によって要求されるような別の構成であってもよい。器具３００は、管腔網（例えば、患者の気道または血管系）の中に挿入可能な短い任意の器具における、ＥＷＣ２３０、カテーテル、生検器具、アブレーション器具、モノポーラもしくはバイポーラ電気外科手術用器具、撮像器具、マーキング器具、または針であってもよい。一実施形態では、器具３００は、ＥＷＣ２３０を通して通過するように定寸される。代替として、器具３００は、ＥＷＣ２３０であってもよい。他の例示的器具は、それぞれ、本開示の方法によって適用されるＥＭセンサ３１０を有する、生検鉗子３７０、生検ブラシ３７５、生検針３８０、およびマイクロ波アブレーションプローブ３８５を描写する、図３Ｂ−３Ｅに示される。
【００３４】
器具３００の遠位部分は、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリイミド、もしくは別の好適な材料から作製される、またはそれによって被覆され、センサ３１０のための非伝導性ベースを形成してもよい。器具３００の遠位部分が、非伝導性材料によって被覆されない、またはそれから作製されない場合、非伝導性材料が、最初に、遠位部分に適用され、センサ３１０のための絶縁ベースを形成しなければならない。
【００３５】
図３Ａに描写されるセンサ３１０に関して、センサ３１０のコイルは、螺旋形状である。螺旋の寸法（すなわち、図３Ａに示されるように、長さＬ、２つの隣接するループ間の距離ｄ、および螺旋の直径Ｄ）は、最適センサ３１０を生成するために選定されてもよい。ピッチ角αが、螺旋を画定するために使用され、以下によって計算されてもよい。
【数１】
2018505711.tif 000003
ピッチ角αは、器具３００の縦軸に沿って加工または印刷される螺旋のループの密度を示す。
【００３６】
実施形態では、センサ３１０は、複数の層を含んでもよい。具体的には、伝導性材料が、器具３００に適用され、センサ３１０の第１のコイルを形成後、非伝導性材料が、第１のコイルにわたって適用されてもよく、伝導性材料から形成される第２のコイルが、器具３００上の非伝導性材料および第１のコイルの両方にわたって適用されてもよい。これは、所望の数のコイルが器具３００の上に加工または印刷されるまで継続してもよい。各コイルは、異なる構成、例えば、他のコイルのものと異なる長さＬおよび螺旋の２つの隣接するループ間の異なる距離ｄを有してもよい。代替として、センサ３１０の複数のコイルはそれぞれ、器具３００の異なる場所に適用されてもよい。
【００３７】
本開示のある側面では、１つのコイルの螺旋の回転方向は、別のコイルのものと異なってもよい。すなわち、１つの螺旋は、反時計回り配向を有してもよく、別のものは、時計回り配向を有してもよい。別の側面では、伝導性材料は、銅、銀、金、伝導性合金、または伝導性ポリマーであってもよく、非伝導性材料は、ＥＴＦＥ、ＰＴＦＥ、非伝導性ポリマー、またはポリイミドであってもよい。
【００３８】
本開示のさらなる側面によると、螺旋３１０の端部部分の各々は、電気接点３２０および３３０のために、螺旋内の伝導性材料の他の面積より大きい面積を有してもよい。ワイヤが、接点３２０および３３０のそれぞれに接続される。これらのワイヤは、カテーテルアセンブリ１００の長さに延在し、追跡デバイス１６０に接続されてもよい。したがって、器具３００が電磁場内に位置するとき、器具３００が電磁場の内側で移動する間、電気信号（例えば、電圧）がセンサ３１０内に誘発され得る。誘発された電気信号は、電磁場の座標系に関して器具３００の場所を計算する、追跡デバイス１６０に伝送される。本計算された場所は、コンピューティングデバイスが３Ｄモデルの場所をディスプレイ上に表示し得るように、３Ｄモデルに位置合わせされてもよい。このように、臨床医は、前述のように、ナビゲーションおよび手技ソフトウェアの３Ｄモデルおよび２Ｄ画像内の器具３００の相対的場所を識別し得る。
【００３９】
誘発された電圧は、Ｍａｘｗｅｌｌの方程式から導出され、以下の方程式によって計算される。
【数２】
2018505711.tif 000004
式中、εｉｎｄは、誘発された電圧であって、Ｎは、螺旋内のループ数であって、ΔΦは、電磁場の磁束の変化であって、Δｔは、時間的変化である。磁束Φは、磁場の大きさおよび面積の積である。同様に、磁束の変化ΔΦ、磁場の大きさの変化および螺旋内の１つのループの面積の積である。したがって、螺旋内のループが多いほど、誘発される電圧の大きさは大きくなる。また、磁束の変化が速いほど、誘発される電圧の大きさは大きくなる。負の符号は、誘発される電圧が磁束の変化に対抗するために生成されることを示す。
【００４０】
器具３００は、典型的には、身体の内側または内臓の管腔網内でゆっくりかつある程度の注意を払って移動され、螺旋内のループのサイズは、最小限にされるため、螺旋内のループ数は、認識可能な誘発電気信号を有するために、ゆっくりとした移動およびループのサイズを補償するために十分に大きくてもよい。したがって、誘発された電気信号の感度レベルおよび電磁場の大きさレベルが判定されるとき、コイルセンサ３１０内のループ数は、以下によって判定されてもよい。
【数３】
2018505711.tif 000005
【００４１】
センサ３１０は、ＥＭ場発生デバイス１４５によって発生される異なるＥＭ場を感知してもよく、センサ３１０内に３つのコイルを採用する一実施形態では、３つの別個の場が、感知される。ＥＭ場の強度は、源（例えば、ＥＭ場発生デバイス１４５）からの距離の平方の逆数と比例して低下する。したがって、ＥＭ場によって誘発された電圧の大きさは、ＥＭ場発生デバイス１４５からのセンサ３１０の距離を画定する情報を含む。誘発された電気信号に基づいて距離情報を判定することによって、センサ３１０の場所は、ＥＭ場発生デバイス１４５の場所に対して識別されることができる。
【００４２】
ある側面では、ＥＭ場発生デバイス１４５が、それぞれ、ｘ−、ｙ−、およびｚ−軸等の３つの異なる指向性パターンを有し得る、３つのＥＭ場を発生させる場合、誘発された電気信号は、センサ３１０を有する器具３００がＥＭ場の座標系内で任意の方向に移動するとき、異なるパターンを有し得る。例えば、器具３００がｘ−軸方向に移動するとき、ｙ−およびｚ−軸指向性パターンを有するＥＭ場の強度は、ｘ−軸指向性を有するＥＭ場の強度の感知される変化と比較して、より大きい差異を示すであろう。したがって、器具３００の場所は、センサ３１０によって感知される誘発電圧のパターンをチェックすることによって識別され得る。
【００４３】
本開示によると、センサ３１０は、器具３００上に直接加工または印刷されてもよい。すなわち、器具３００の製造の間、処理ステップの１つは、１つまたはそれを上回る伝導性インクまたは他の材料を器具３００に適用することである。本印刷は、本開示の範囲から逸脱することなく、インクジェット印刷、フレキソ印刷、蒸着、エッチング、および当業者に公知のその他を含む、いくつかのプロセスによって行われてもよい。
【００４４】
本開示のさらなる実施形態では、センサ３１０は、前述の識別された技法のうちの１つまたはそれを上回るものを使用して加工または印刷され、接着剤または同等物を使用して器具３００に適用される、フレキシブル回路を形成してもよい。図４Ａは、フレックス回路センサ４００を示し、図４Ｂは、医療器具等の器具４５０の表面上に組み込まれる図４Ａのフレックス回路センサ４００を示す。フレックス回路センサ４００は、フレックス回路が、その寸法を著しく増加させずに、器具に適用される、その中に挿入される、またはそこに添着され得るように、厚さ約０．０５ミリメートル（ｍｍ）を有してもよい。
【００４５】
一実施形態によると、伝導性材料４１５が、非伝導性フィルム４３０上に加工または印刷され、コイル４１０または４２０を形成し、第２の非伝導性フィルム４３０が、伝導性材料を被覆する。したがって、コイル４１０または４２０は、非伝導性フィルム４３０によって保護される。
【００４６】
フレックス回路センサ４００は、図４Ａに示されるように、第１のコイル４１０と、第２のコイル４２０とを有してもよい。前述のように、本開示の一側面では、各コイルは、異なる回転配向を有してもよい。第１のコイル４１０は、時計回り回転配向を有してもよく、第２のコイル４２０は、反時計回り回転配向を有してもよい。なお、２つのコイルが管の縦軸を横断して相互に面するように、フレックス回路センサ４００が器具４５０またはその周囲に添着されるとき、第１および第２のコイル４１０および４２０は、同一回転配向を有してもよい。
【００４７】
ある側面では、フレックス回路センサ４００は、フレックス回路センサ４００が、器具４５０の一部の周囲に屈曲される、または湾曲するように作製されるような様式で器具４５０に添着されてもよい。そのような状況では、フレックス回路センサ４００は、フレックス回路センサ４００と平行な電磁場の変化を感知することが可能ではない場合がある。したがって、電磁場内の複数の方向の電磁場の変化を正確に感知するために、少なくとも２つのコイルを含むフレックス回路センサ４００は、それらが平行に位置付けられないように器具４５０に添着されるべきである。このように、２つまたはそれを上回るフレックス回路センサは、任意の方向に電磁場の任意の磁束変化を感知することが可能であり得る。
【００４８】
図５は、本開示の実施形態による、二重層フレックス回路センサ５００を示す。二重層フレックス回路センサ５００は、第１のコイル５１０と、第２のコイル５２０と、第３のコイル５３０と、第４のコイル５４０とを含む。上部層は、第１および第２のコイル５１０および５２０を含み、底部層は、第３および第４のコイル５３０および５４０を含む。二重層フレックス回路センサ５００はさらに、第１および第２の接点５５０および５６０と、第１、第２、第３、および第４のビア５１２、５１４、５２２、および５２４とを含む。
【００４９】
本開示の１つの非限定的実施例では、コイル５１０−５４０のいずれかの各ループの伝導性材料は、約９ミクロン厚であってもよい。伝導性材料の厚さは、フレックス回路センサ５００の仕様に基づいて変動してもよく、本開示の範囲から逸脱することなく、特定の用途のために９ミクロンより大きいまたはより小さくあることができる。本開示の一実施形態によると、それぞれ、上部および底部層のコイル５１０−５４０の各ループは、約０．００９インチずつ相互から分離されてもよい。各コイルの最外ループの長さおよび幅は、それぞれ、約０．１４６インチおよび約０．０８５インチであってもよい。伝導性材料の幅は、約０．００１インチであってもよい。ビアは、直径約０．００２インチを有してもよい。フレックス回路センサ５００の厚さは、約０．００５インチであってもよい。フレックス回路センサ５００の長さおよび幅は、それぞれ、約０．１８０および約０．１８８インチであってもよい。同一コイルの最近傍ループ間の間隙は、典型的には、約０．０００５インチであってもよい。
【００５０】
図５に描写されるように、第１の接点５５０は、第１のコイル５１０の一端に接続され、第１のビア５１２は、第１のコイル５１０の他端に接続される。第１のビア５１２は、上部層の第１のコイル５１０を底部層の第４のコイル５４０の一端に接続する。第４のコイル５４０の他端は、第４ビア５２４を通して上部層の第２のコイル５２０の一端に接続される。第２のコイル５２０の他端は、第３ビア５２２を通して底部層の第３のコイル５３０の一端に接続される。第３のコイル５３０の他端は、第２ビア５１４を通して上部層上の接点５６０に接続される。このように、４つのコイル５１０、５２０、５３０、および５４０は全て、第１および第２の接点５５０および５６０に接続され、電気的に直列に接続される４つのコイルを伴う、１つのセンサを形成する。４つのコイルは全て、相互に接続され、１つのセンサ内のループ数は、４つのコイル５１０、５２０、５３０、および５４０のループの和であるため、結果として、電磁場の感度の増加をもたらす。
【００５１】
本開示のさらなる側面によると、第１および第２のコイル５１０および５２０は、異なる回転配向を有してもよく、同様に、第３および第４のコイル５３０および５４０も、異なる回転配向を有してもよい。すなわち、第１のコイル５１０が、反時計回り配向を有する場合、第２のコイル５２０は、時計回り配向を有する。同様に、第３のコイル５３０が、反時計回り配向を有する場合、第４のコイル５４０は、時計回り配向を有する。別の側面では、第１および第４のコイル５１０および５４０は、同一回転配向を有してもよく、第２および第３のコイル５２０および５３０は、同一回転配向を有してもよい。
【００５２】
図５に示されるように、第１および第２の接点５５０および５６０は、コイルの各ループの幅より大きく作製される。概して、フレックス回路センサ５００の各コイルは、非伝導性材料によってコーティングされる。ある側面では、第１および第２の接点５５０および５６０は、多層フレックス回路センサ５００が、誘発された電気信号（例えば、電圧および／または電流）を前述のナビゲーションおよび手技ソフトウェアの中に組み込んだりそれと併用したりするための追跡デバイス１６０等の外部装置に伝送するワイヤにより容易に接続され得るように、非伝導性材料によって被覆されなくてもよい。
【００５３】
別の側面では、第１および第２の接点５５０および５６０は、非伝導性材料によって被覆されてもよい。しかしながら、第１および第２の接点５５０および５６０は、外部装置（例えば、図１の追跡デバイス１６０）からのワイヤが、コネクタを介して、フレックス回路センサ５００のセンサに容易に接続され得るように、コネクタの形態であってもよい。また別の側面では、第１および第２の接点５５０および５６０は、ワイヤを係止し、外部装置に接続することができる、係止機構を有してもよい。これらのオプションは、器具が製造業者からのそのようなセンサを含まない場合、センサ５００を現場で器具に適用するとき、特に有用であり得る。
【００５４】
図６は、多層フレックス回路センサ６００の別の実施形態を示す。図５の多層フレックス回路センサ５００は、１つのみのセンサ（すなわち、電気的に直列に接続される４つのコイル５１０−５４０）を含むが、多層フレックス回路センサ６００は、２つのセンサを含み、それぞれ、同一層または単一層の同一側上に２つのコイルを含む。第１のセンサ６８０は、第１のコイル６１０と、第２のコイル６３０とを上部層または第１の側上に含み、第２のセンサ６９０は、第３のコイル６５０および第４のコイル６７０を底部層または第２の側上に含む。便宜上のためだけに、図６では、各コイルのループは、２つ１組のループのみの簡略化された概略方式で図示されるが、図６における各ループは、１つを上回るループを表してもよく、ループ数は、図５のコイル５１０−５４０のものにより則していてもよい。第１および第２のコイル６１０および６３０は、実線で示され、第３および第４のコイル６５０および６７０は、破線で示される。第１のブリッジ６２０は、底部層上に位置し、破線で示され、第２のブリッジ６６０は、上部層上に位置し、実線で示される。要するに、実線は、上部層上のコイルおよびブリッジを示し、破線は、底部層上のコイルおよびブリッジを示す。
【００５５】
第１の接点６０５は、第１のコイル６１０の一端に接続され、第１ビア６１５は、第１のコイル６１０の他端に接続される。第２の接点６３５は、第２のコイル６３０の一端に接続され、第２ビア６２５は、第２のコイル６３０の他端に接続される。第１および第２のコイル６１０および６３０は、第１および第２のビア６１５および６２５を介して、第１のブリッジ６２０によって接続される。
【００５６】
第３の接点６４５は、第３のコイル６５０の一端に接続され、第３ビア６５５は、第３のコイル６５０の他端に接続される。第４の接点６７５は、第４のコイル６７０の一端に接続され、第４ビア６６５は、第４のコイル６７０の他端に接続される。第３および第４のコイル６５０および６７０は、第３および第４のビア６５５および６６５を介して、第２のブリッジ６６０によって接続される。
【００５７】
図６に示されるように、第３のコイル６５０は、上部層から見る場合、第１および第２のビア６１５と６２５との間に位置し、第２のコイル６３０は、上部層から見る場合、第３および第４のビア６５５と６６５との間に位置する。本構成に従って、多層フレックス回路は、センサのコイルのいずれかの伝導性ラインを交差させずに、各層または単一層の各側上に１つのセンサを有することができる。ある側面では、第１、第２、第３、および第４の接点６０５、６１５、６３５、および６７５は、ビア６１５、６２５、６５５、および６６５の直径より大きい面積を有してもよい。
【００５８】
図６に描写されるように、上部層上の各コイル６１０、６３０は、必ずしも重複せず、底部層上の第３および第４のコイル６５０および６７０の場所に合致する場所を有する。これは、少なくとも、第１および第４のコイル５１０および５４０が重複し、第２および第３のコイル５２０および５３０が重複する、図５の実施形態とは対照的である。いくつかの実施形態では、図５の４つのコイルは全て、重複し、整合する場所を有する。
【００５９】
ある側面では、第１および第２のコイル６１０および６３０は、同一回転配向（例えば、時計回り配向）を有してもよく、第３および第４のコイル６５０および６７０は、同一回転配向（例えば、反時計回り配向）を有してもよい。別の側面では、第１および第３のコイル６１０および６５０は、異なる回転配向を有してもよい。
【００６０】
前述のように、センサを器具に適用するための１つの方法論は、器具上への直接印刷を介したものである。図７は、伝導性層および非伝導性材料を器具の所望の場所に直接印刷する、印刷装置７００を示す。印刷装置７００は、リザーバ７１０と、印刷ノズル７２０と、作動アーム７３０とを含む。リザーバ７１０は、伝導性材料を含有する第１のタンク７４０と、非伝導性材料を含有する第２のタンク７５０とを含む。印刷装置７００は、作動アーム７３０の遠位端の中に係止され得る任意の器具７６０上に回路を印刷することができる。ある側面では、印刷装置は、センサをポリマーにわたって印刷してもよい。
【００６１】
図７に示されない印刷装置７００のコントローラが、図７に示されない作動モータを制御し、作動アーム７３０を移動させる。作動モータは、作動アーム７３０の近位端に固定して接続される。作動モータは、作動アーム７３０を順方向および逆方向に送り出し、回転させることができる。ある側面では、作動モータは、印刷の間、リザーバ７１０を移動させてもよい。別の側面では、作動モータは、リザーバ７１０および作動アーム７３０を同時に移動させてもよい。例えば、作動モータは、作動アーム７３０を回転させながら、リザーバ７１０を順方向または逆方向に送り出してもよい。なおもさらに、リザーバ７１０および器具７６０は、リザーバ７１０に流体的に接続される印刷ノズル７２０が器具７６０を中心として移動する間、動かないように保持されてもよい。さらに、これらの技法の組み合わせが、本開示の範囲から逸脱することなく、当業者によって採用されてもよい。
【００６２】
一実施形態では、器具７６０の近位端が作動アーム７３０の遠位端の中に係止された状態で、印刷ノズル７２０は、作動アーム７３０が、作動モータによって、順方向に移動され、回転される間、第１のタンク７４０内に含有される伝導性材料の印刷を開始してもよい。送り出しおよび回転の速度は、螺旋タイプセンサ７７０を器具７６０上に印刷するように制御される。送り出しの速度が、回転速度より速いと、螺旋タイプセンサ７７０は、大ピッチ角を有する、すなわち、螺旋内に疎密度ループを有するであろう。一方、送り出しの速度（送り出し速度）が、回転速度（角速度）よりゆっくりであると、螺旋タイプセンサ７７０は、小ピッチ角を有する、すなわち、螺旋内に高密度ループを有するであろう。ピッチ角と速度との間の関係は、以下のように示される。
【数４】
2018505711.tif 000006
式中、αは、ピッチ角であって、νｉは、送り出し速度であって、νθは、ラジアン単位の回転の角速度であって、Ｄは、器具７６０の断面直径である。したがって、コントローラは、印刷回路７７０がその目的のために好適なピッチ角を有し得るように、送り出し速度νｉおよび角速度νθを制御してもよい。
【００６３】
ある側面では、印刷は、器具７６０の遠位端または器具７６０の近位端から開始されてもよい。印刷が器具７６０の遠位端から開始される場合、作動アーム７３０は、印刷ノズル７２０が伝導性材料を器具７６０の近位端に向かって印刷し得るように、器具７６０を順方向に送り出す。印刷が器具７６０の近位端から開始される別の場合、作動アーム７３０は、印刷ノズル７２０が伝導性材料を器具７６０の遠位端に向かって印刷し得るように、器具７６０を逆方向に送り出す。別の側面では、作動アーム７３０は、螺旋タイプセンサ７７０が反時計回りまたは時計回り螺旋を有し得るように、回転方向を変化させてもよい。
【００６４】
ある側面では、印刷ノズル７２０は、螺旋タイプセンサ７７０の各端部が外部装置への接点のためにより大きい面積を有するように、印刷の開始および終了時により多くの伝導性材料を印刷してもよい。
【００６５】
別の側面では、螺旋タイプセンサ７７０の１つの層が印刷された後、作動アーム７３０は、逆送り出しおよび回転運動を行ってもよく、螺旋タイプセンサ７７０が印刷される間、順方向送り出しが行われるとき、逆方向送り出しが行われ、螺旋タイプセンサ７７０が印刷される間、時計回り回転が行われるとき、反時計回り回転が行われることを意味する。同時に、印刷ノズル７２０は、非伝導性材料を印刷された伝導性材料にわたって印刷してもよい。このように、印刷伝導性材料は、非伝導性材料によって全体的に被覆されてもよい。別の側面では、印刷ノズル７２０は、非伝導性材料を印刷された伝導性材料の面積より大きい面積にわたって印刷するように制御されてもよい。これは、印刷された伝導性材料が非伝導性材料によって完全に被覆されることのさらなる確実性を与え得る。
【００６６】
非伝導性材料の印刷完了後、印刷ノズル７２０は、再び、伝導性材料を器具７６０にわたって印刷してもよい。ある側面では、元の送り出し速度νｉおよび角速度νθと異なる新しい送り出し速度νｉ'および新しい角速度νθ'が、新しい螺旋タイプセンサが元の螺旋タイプセンサのものと異なる構成を有し得るように選択されてもよい。これらのステップを繰り返すことによって、器具７６０は、いくつかの螺旋タイプセンサを有してもよい。
【００６７】
また別の側面では、作動アーム７３０は、センサが異なる構成を有し得るように、順方向および逆方向送り出しならびに回転運動を制御してもよい。例えば、センサは、一連の不完全円形を有してもよい。本パターンは、順方向に送り出しせずに、作動アームを回転させ、全体的円形を完成させる前に、回転させずに、それを順方向に送り出すことによって得られることができる。本開示の範囲は、当業者によって容易に理解され得る、類似または異なる構成に拡張してもよい。
【００６８】
図８は、プリンタを使用してセンサを表面上に印刷する方法８００を示す。センサは、１つの層または複数の層であってもよい。方法８００は、ステップ８１０において、カウンタＮをゼロとして設定することから開始する。ステップ８２０では、プリンタは、接点のための伝導性材料を外部装置に印刷する。接点面積は、センサの印刷された伝導性材料のための面積より大きくてもよい。ステップ８３０では、プリンタは、伝導性材料を管上に印刷する。印刷の間、ステップ８４０では、管を保持する、プリンタの送り出しアームが、管を順方向または逆方向に送り出し、回転させる。ここでは、送り出しアームの送り出し速度および角速度は、図７に前述のように、センサの具体的パターンを作製するように制御されてもよい。
【００６９】
ステップ８５０では、プリンタは、別の接点のための伝導性材料を印刷する。ステップ８１０および８５０で印刷された接点は、図１の追跡デバイス１６０等の外部装置につながり、それと接続する、ワイヤに接続するために使用されることになる。追跡デバイスは、前述のように、感知された結果を処理し、電磁場内のセンサの場所を識別することができる。
【００７０】
ステップ８６０では、プリンタは、非伝導性材料を印刷し、非伝導性フィルムを印刷された伝導性材料にわたって形成する。非伝導性材料を印刷する間、ステップ８７０では、プリンタの作動アームは、順方向または逆方向に送り出し、伝導性材料を印刷した方向と逆の方向に回転させる。このように、印刷された伝導性材料は、他の環境から絶縁または保護される。本ステップは、センサの印刷を完了させる。
【００７１】
ステップ８８０では、カウンタＮは、１ずつインクリメントされる。ステップ８９０では、カウンタＮは、層の所定の数と比較される。カウンタＮが層の所定の数未満である場合、方法８００は、ステップ８２０から８９０を繰り返す。カウンタＮが層の所定の数未満ではない場合、方法は、終了される。
【００７２】
ある側面では、層の所定の数が１を上回るとき、各層内に印刷されたセンサは、図７に示されるような螺旋パターン等の異なる構成およびピッチ角を有してもよい。別の側面では、複数の層内のセンサは全て、各層内のセンサが別のセンサの２つの接点と別個の２つの接点を有するのではなく、センサが２つのみの接点を有するように接続されてもよい。
【００７３】
実施形態が、例証および説明を目的として、付随の図面を参照して詳細に説明されたが、発明的プロセスおよび装置が、限定されると解釈されるべきではないことを理解されたい。前述の実施形態の種々の修正が、本開示の範囲から逸脱することなく成され得ることが、当業者に明白となるであろう。
【図１】
2018505711.tif 000007
【図２Ａ−２Ｂ】
2018505711.tif 000008
【図３Ａ】
2018505711.tif 000009
【図３Ｂ】
2018505711.tif 000010
【図３Ｃ】
2018505711.tif 000011
【図３Ｄ】
2018505711.tif 000012
【図３Ｅ】
2018505711.tif 000013
【図４Ａ】
2018505711.tif 000014
【図４Ｂ】
2018505711.tif 000015
【図５】
2018505711.tif 000016
【図６】
2018505711.tif 000017
【図７】
2018505711.tif 000018
【図８】
2018505711.tif 000019
【国際調査報告】
2018505711.tif 000020
2018505711.tif 000021