(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象を追跡するための磁場を生成する磁気伝送素子であって、
第１外側原点から内側に中央原点に向かって第１方向に延びる第１螺旋トレースと、
前記中央原点から外側に第２外側原点に向かって前記第１方向に延びる第２螺旋トレースと、を備え、
前記第１螺旋トレースと前記第２螺旋トレースとは、前記中央原点で物理的に接続されて透視透過性（fluorolucent）磁気伝送素子を形成し、
前記第１螺旋トレース及び前記第２螺旋トレースのうちの少なくとも一つの表面には、絶縁材料が配置され、
前記第１螺旋トレースの少なくとも一部は、前記第２螺旋トレースの少なくとも一部と重なり、
前記絶縁材料は、前記第１螺旋トレースと前記第２螺旋トレースとが重なる部分において、前記第１螺旋トレースと前記第２螺旋トレースとの間に配置される、磁気伝送素子。
【請求項２】
前記第１螺旋トレースと前記第２螺旋トレースとは、連続した材料片から形成される、請求項１に記載の磁気伝送素子。
【請求項３】
前記第１螺旋トレースと前記第２螺旋トレースとを形成する前記連続した材料片は、前記中央原点で折り目がつけられている、請求項２に記載の磁気伝送素子。
【請求項４】
前記連続した材料片は、アルミニウムから形成されている、請求項２または３に記載の磁気伝送素子。
【請求項５】
前記第１螺旋トレースと前記第２螺旋トレースとは、平面材料片から切りとられ、
前記第１螺旋トレースと前記第２螺旋トレースとは、前記中央原点で折り目がつけられている、請求項１から４のいずれか一項に記載の磁気伝送素子。
【請求項６】
前記第１外側原点において前記第１螺旋トレース上に第１電気端子が配置されており、
前記第２外側原点において前記第２螺旋トレース上に第２電気端子が配置されている、請求項１から５のいずれか一項に記載の磁気伝送素子。
【請求項７】
前記第１螺旋トレースと前記第２螺旋トレースとは、前記第１電気端子から前記第２電気端子に前記第１方向で電流を流すとともに、磁場を生成するように構成される、請求項６に記載の磁気伝送素子。
【請求項８】
請求項1から７のいずれか一項に記載の磁気伝送素子によって生成される信号に対する減衰項を決定する方法であって、
第１周波数の第１信号と第２周波数の第２信号とによって前記磁気伝送素子を駆動して、第１励起信号と第２励起信号とを生成することであって、前記第１周波数は、前記第２周波数よりも低い、前記生成することと、
前記第１励起信号と前記第２励起信号とを磁気位置センサで受信するときに生成された第１受信信号と第２受信信号とをコンピュータで受信することと、
前記第１受信信号と前記第２受信信号とをフィルタリングすることと、
フィルタリング済み前記第１受信信号とフィルタリング済み前記第２受信信号とに基づいて前記第２周波数の前記第２受信信号に対する減衰項を決定することと、を含む、方法。
【請求項９】
前記方法は、フィルタリング済み前記第２受信信号に前記減衰項を適用することによって、フィルタリング済み前記第２受信信号を調整することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記方法は、調整済み前記第２信号に基づいて前記磁気位置センサの位置を決定することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記磁気伝送素子は、０．１から４ｍＨの範囲のインダクタンスを有する、請求項８から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１受信信号を前記第２受信信号から周波数分割多重化によって分離することをさらに含む、請求項８から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１信号の周波数が０．５から２ｋＨｚの範囲である、請求項８から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２信号の周波数が１０から２０ｋＨｚの範囲である、請求項８から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
フィルタリング済み前記第１受信信号とフィルタリング済み前記第２受信信号とに基づいて前記第２周波数の前記第２受信信号に対する前記減衰項を決定することは、
前記減衰項を、
前記第１信号に関連する前記磁気伝送素子内に誘導される第１電圧振幅と、前記第１信号に関連する第１周波数と、
前記第２信号に関連する前記磁気伝送素子内に誘導される第２電圧振幅と、前記第２信号に関連する第２周波数と、に基づいて決定することを含む、請求項８から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
フィルタリング済み前記第１受信信号とフィルタリング済み前記第２受信信号とに基づいて前記第２周波数の前記第２受信信号に対する前記減衰項を決定することは、第２受信信号に関連する第２の位置の変化に対する前記第１受信信号に関連する第１の位置の変化を決定することを含む、請求項８から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１受信信号と前記第２受信信号とをフィルタリングすることは、前記第１受信信号と前記第２受信信号とをカルマンフィルタでフィルタリングすることを含む、請求項８から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の磁気伝送素子によって生成される信号に対する減衰項を決定するためのコンピュータ実行可能指令を含むコンピュータプログラムであって、
前記指令は、プロセッサによって実行されることによって、
第１周波数の第１信号と第２周波数の第２信号とによって前記磁気伝送素子を駆動することであって、第１励起信号と第２励起信号とを生成するために、前記第１周波数は、前記第２周波数よりも低い、前記駆動することと、
前記第１励起信号と前記第２励起信号とを磁気位置センサで受信するときに生成された第１受信信号と第２受信信号とをコンピュータで受信することと、
前記第１受信信号と前記第２受信信号とに基づいて前記第２周波数の前記第２受信信号に対する減衰項を決定することと、
前記減衰項をフィルタリングしてフィルタリング済み減衰項を提供することと、
を実現する、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、透視透過性（fluorolucent）磁場発生装置と、関連する構成要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気生理学カテーテルのような医療機器、カテーテル、及び／または心血管カテーテルは、例えば、異所性心房頻拍、心房細動、および／または心房粗動を含む心房性不整脈などの状態を診断および／または改善するための様々な診断、治療、マッピング、および／または切除処置に使用することができる。不整脈は、様々な症候性および無症候性の疾患及び死にさえ至る可能性がある、不規則な心拍、房室同期収縮の喪失および心室内の血流の停滞、を含む様々な状態を引き起こす可能性がある。
【０００３】
医療機器は、症状を診断および／または、改善するための診断、治療、マッピング、および／または切除処置が行われる部位まで患者の脈管構造に通されることがある。医療機器をその部位に届けるのを補助するために、センサ（例えば、電極）は、デバイス（例えば、電気磁場発生装置）から患者の近くで生成される信号を受信できる医療機器に配置される。受信した信号に基づいて、医療機器の方向および／または位置を計算することができる。
【発明の概要】
【０００４】
本明細書では、様々な実施例が、対象を追跡するための磁場を発生する透視透過性磁気伝送素子を提供する。透視透過性磁気伝送素子は、第１の外側原点から中央原点まで内側に第１方向に延びる、第１螺旋トレースを含む。第２螺旋トレースは、中央原点から第２外側原点まで外側に第１方向に延びることができる。第１螺旋トレースと第２螺旋トレースとは、透視透過性（fluorolucent）磁気伝送素子を形成するために、中央原点で物理的に接続されることができ、第１螺旋トレースの少なくとも一部は、第２螺旋トレースの少なくとも一部と重なっている。
【０００５】
本明細書では、様々な実施例が、対象を追跡するための磁場を発生させる透視透過性磁気伝送素子を提供する。第１透視透過性磁気伝送素子は、第１平面に配置することができる。第２透視透過性磁気伝送素子は、第２平面に配置することができる。第２平面に配置されている第２透視透過性磁気伝送素子は部分的に、第１平面に配置されている第１透視透過性磁気伝送素子に重なることができる。
【０００６】
本明細書では、様々な実施例が、磁気伝送アセンブリを含むフレームを提供する。フレームは透視窓を含むことができる。複数の第１磁気伝送素子は、フレーム上の透視窓の第１側に配置することができる。複数の第２磁気伝送素子は、フレーム上の透視窓の第２側に配置することができる。第２側は、フレームの第１側の反対側に配置することができる。
【０００７】
本明細書では、様々な実施例が、磁気伝送素子アレイにおけるコイル間接続を防止するための方法を提供する。基準信号は磁気伝送素子とローパスフィルタに並列に供給することができる。磁気伝送素子を通過した基準信号を感知することができる。ローパスフィルタを介して、基準信号に関連して直流オフセットを生成することができる。直流電流オフセットと、磁気伝送素子を通過した基準信号とを加算することによって減衰信号を生成することができる。基準信号に減衰信号を印加して、基準信号を減衰させることができる。
【０００８】
様々な実施例において、高周波数透視透過性（fluorolucent）磁気伝送素子駆動回路を含むことができる。駆動回路は、ハウランド電流源に接続された電圧入力を含むことができる。ハウランド電流源は、演算増幅器であって、演算増幅器の反転入力は、第１及び第２改造ハウランド抵抗の間に電気的に接続され、演算増幅器の非反転入力は第３および第４改造ハウランド抵抗の間に電気的に接続されている演算増幅器を含むことができる。電圧入力は、第１改造ハウランド抵抗と電気的に接続することができる。非反転入力を備える出力演算増幅器は、改造ハウランド電流源（modified Howland source）のハウランド演算増幅器の出力と、第４改造ハウランド抵抗に電気的に接続される反転入力と、電気的に接続することができる。第２演算増幅器の出力は、第１抵抗と電気的に接続することができる。位相リードコンデンサは、出力抵抗の出力と、第２改造ハウランド抵抗の間に電気的に接続することができる。透視透過性磁気伝送素子は、出力抵抗の出力と電気的に接続することができる。
【０００９】
様々な実施例において、高周波数透視透過性（fluorolucent）磁気伝送素子駆動回路を含むことができる。電圧入力は、ローパススムージングフィルタに電気的に接続することができ、ローパススムージングフィルタの出力は、演算増幅器の非反転入力に電気的に接続することができる。様々な実施例は、改造ハウランド電流源（modified Howland source）を含むことができ、改造ハウランド電流源は、ハウランド演算増幅器であって、ハウランド演算増幅器の反転入力は第１及び第２改造ハウランド抵抗の間に電気的に接続され、ハウランド演算増幅器の非反転入力は第３および第４改造ハウランド抵抗の間に電気的に接続されたハウランド演算増幅器を含む。また、ハウランド演算増幅器の出力は、第１改造ハウランド抵抗に電気的に接続されている。非反転入力を備える出力演算増幅器は、改造ハウランド電流源のハウランド演算増幅器の出力と、電気的に接続することができ、反転入力は、第４改造ハウランド抵抗と電気的に接続することができ、第２演算増幅器は、出力抵抗と電気的に接続される。位相リードコンデンサは、出力抵抗の出力と、第２改造ハウランド抵抗との間に電気的に接続することができる。透視透過性磁気伝送素子は、出力抵抗の出力と電気的に接続することができる。
【００１０】
本明細書では、様々な実施例が、透視透過性（fluorolucent）磁気伝送素子によって生成される信号に対する減衰項を決定する方法を提供する。方法は、第１周波数の第１信号と、第２周波数の第２信号とによって透視透過性磁気伝送素子を駆動し第１励起信号と第２励起信号を生成することを含むことができ、第１周波数は第２周波数よりも低い。方法は、第１励起信号と第２励起信号とを磁気位置センサで受信するときに生成された第１受信信号と第２受信信号とを、コンピュータで受信することを含むことができる。方法は、第１受信信号と第２受信信号とを、フィルタリングすることを含むことができる。方法は、フィルタリング済み第１受信信号と、フィルタリング済み第２受信信号と、に基づいて第２周波数の第２受信信号に対する減衰項を決定することを含むことができる。
【００１１】
様々な実施例は、透視透過性（fluorolucent）磁気伝送素子によって生成される信号に対する減衰項を決定するためのコンピュータ実行可能指令を含む非一時的コンピュータ読取可能媒体を含むことができる。指令は、プロセッサによって実行されることによって、第１周波数の第１信号と第２周波数の第２信号とによって透視透過性磁気伝送素子を駆動することを、実現することができ、第１励起信号と第２励起信号とを生成するために、第１周波数は第２周波数よりも低い。指令は、プロセッサによって実行されることによって、第１励起信号と第２励起信号とを磁気位置センサで受信するときに生成された第１受信信号と第２受信信号とを、コンピュータで受信することを実現することができる。指令は、プロセッサによって実行されることによって、第１受信信号と第２受信信号とに基づいて第２周波数の第２受信信号に対する減衰項を決定することを、実現することができる。指令は、プロセッサによって実行されることによって、減衰項を印加して減衰項をフィルタリングして、フィルタリング済み減衰項を提供ことを、実現することができる。
【００１２】
いくつかの実施例は、透視透過性（fluorolucent）磁気伝送素子によって生成される信号に対する減衰項を決定するシステムを含むことができる。システムは、プロセッサと、コンピュータ実行可能指令を含んでいる非一時的コンピュータ可読媒体と、第１周波数の第１信号と第２周波数の第２信号で透視透過性磁気伝送素子を駆動させ第１励起信号と第２励起信号を生成するようにプロセッサによって実行可能な指令と、を含むことができる。この場合、第１周波数は、第２周波数よりも低い。第１の励起信号と第２の励起信号とを、磁気位置センサで受信するときに生成された第１受信信号と第２受信信号とを、コンピュータで受信するようにプロセッサにより実行可能な指令である。第１受信信号と、第２受信信号とに基づいて第２周波数の第２受信信号に対する減衰項を決定するようにプロセッサによって実行可能な指令である。第２受信信号への減衰項の印加によって生成された減衰済み受信信号に基づいて、磁気位置センサの位置を決定するようにプロセッサによって実行可能な指令である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】一つまたは複数の診断または治療処置を行うシステムの概略図を示す。本開示の実施例に従って、システムは、磁場ベースの医療位置決めシステムを含む。
【図１Ｂ】本開示の実施例に従って、図１Ａの磁場ベースの医療位置決めシステムにおいて用いられる医療機器上に配置された、磁気位置センサを示す。
【図２】本開示の実施例に用いられる、医療位置決めシステムを示す。
【図３Ａ】本開示の実施例に従って、折り曲げられる前の透視透過性磁気伝送素子の上面視を示す。
【図３Ｂ】本開示の実施例に従って、部分的に折り曲げられた図３Ａの透視透過性磁気伝送素子のアイソメ側面視を示す。
【図３Ｃ】本開示の実施例に従って、折り曲げられた後の図３Ａの透視透過性磁気伝送素子の上面視を示す。
【図４Ａ】本開示の実施例に従って、磁気伝送アレイの上面視を示す。
【図４Ｂ】本開示の実施例に従って、第１磁気伝送素子層と第２磁気伝送素子層との間に挟まれる絶縁層の側面視を示す。
【図４Ｃ】本開示の実施例に従って、磁気伝送アレイの第１磁気伝送素子層の上面視を示す。
【図５Ａ】本開示の実施例に従って、第２実施例の磁気伝送アセンブリの模式的上面視を示す。
【図５Ｂ】本開示の実施例に従って、図５Ａの磁気伝送アレイに含まれることができる、囲い内の磁気伝送素子の線ｆｆに沿った断面図を示す。
【図５Ｃ】本明細書の実施例に従って、Ｘ線源と患者の身体に対する様々な位置におけるＸ線画像増強装置を示す。
【図５Ｄ】本明細書の実施例に従って、Ｘ線源と患者の身体に対する様々な位置におけるＸ線画像増強装置を示す。
【図５Ｅ】本明細書の実施例に従って、Ｘ線源と患者の身体に対する様々な位置におけるＸ線画像増強装置を示す。
【図５Ｆ】本明細書の実施例に従って、Ｘ線源と患者の身体に対する様々な位置におけるＸ線画像増強装置を示す。
【図５Ｇ】本明細書の実施例に従って、Ｘ線源と患者の身体に対する様々な位置におけるＸ線画像増強装置を示す。
【図５Ｈ】本開示の実施例に従って、Ｘ線源と、患者の身体に対する様々な位置におけるＸ線画像増強装置を示す。
【図６】本開示の実施例に従って、第３実施例の磁気伝送アセンブリの上面視を示す。
【図７】本開示の実施例に従って、第１実施例の透視透過性磁気伝送素子のための駆動回路の概略視を示す。
【図８】本開示の実施例に従って、第２実施例の透視透過性磁気伝送素子のための駆動回路の概略視を示す。
【図９】本開示の実施例に従って、透視透過性磁気伝送素子により生成される信号に対する減衰項を決定する方法のブロック図を示す。
【図１０】本開示の実施例に従って、自由空間に対する様々な金属の存在による磁気位置センサが生成した信号の非線形の周波数依存減衰のグラフを示す。
【図１１Ａ】本開示の実施例に従って、透視透過性磁気伝送素子により生成される信号に対する減衰項を決定するシステムの図を示す。
【図１１Ｂ】本開示の様々な実施例に従って、透視透過性磁気伝送素子により生成される信号に対する減衰項を決定するコンピュータデバイスの一例の図を示す。
【図１２】本開示の実施例に従って、電磁ナビゲーションシステムの概略ブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
いくつかの実施例では、図１を参照すると、システム１０は、医療機器１２および医療位置決めシステム１４を含むことができる。医療機器１２は、例えば、カテーテルまたはシースなどの細長い医療機器を含むことができる。説明および明確化のために、以下の記述では、医療機器１２は、カテーテル（例えば、カテーテル１２）を備える実施例に限定される。しかし、本開示は、このような実施例に限定されることを意味しておらず、むしろ他の例示的な実施例では、医療機器は、例えば、限定することなく、シース、イントロデューサ、ガイドワイヤなど、他の細長い医療機器を含み得ることが理解されよう。
【００１５】
図１を引き続き参照すると、カテーテル１２は、患者の体１６内、より具体的には、患者の心臓１８内に挿入されるように構成することができる。カテーテル１２は、ハンドル２０と、近位端部２４および遠位端部２６を有するシャフト２２と、カテーテル１２のシャフト２２内に、またはその上に取り付けられた１つまたは複数の位置センサ２８とを含むことができる。本明細書で使用される場合、「位置センサ２８」は、適切に、かつ全体的に示されるように、１つまたは複数の位置センサ２８１、２８２、・・・２８Ｎを指してもよい。例示的な実施例では、位置センサ２８は、シャフト２２の遠位端部２６に配置され、インピーダンスベースの位置センサ（例えば、電極）及び／または磁気ベース位置センサ（例えば、図１Ｂを参照して描かれ、説明されているような巻線コイル）とすることができる。例えば、位置センサ２８１は、磁気ベース位置センサにすることができ、位置センサ２８２、２８３・・・２８Ｎは、インピーダンスベースの位置センサにすることができる。カテーテル１２は、例えば、限定することなく、温度センサ、追加のセンサまたは電極、アブレーション要素（例えば、高周波アブレーション・エネルギーを送達するためのアブレーション先端電極、高密度焦点式超音波アブレーション要素など）、および対応する導体またはリード線など、他の従来の構成要素をさらに含んでもよい。
【００１６】
シャフト２２は、体１６の内部で移動するように構成された細長い、管状の、可撓性のある部材とすることができる。シャフト２２は、例えば、限定することなく、例えば位置センサ２８、関連する導体、および場合によっては信号処理および調節のために使用される追加の電子機器など、シャフト２２上に取り付けられるセンサおよび／または電極を支持する。シャフト２２は、流体（灌注液、低温アブレーション液、および体液を含む）、薬、および／または外科的なツールもしくは器具を移送、送達、および／または除去することも可能としてもよい。シャフト２２は、ポリウレタンなどの従来材料から作ることができ、電気的な導体、流体、または外科的なツールを収容、および／または移送するように構成された１つまたは複数のルーメンを画定してもよい。シャフト２２は、従来のイントロデューサを介して、体１６内の血管または他の構造に導入してもよい。シャフト２２は、次いで、当技術分野でよく知られた手段を用いて、体１６を通って心臓１８などの所望の位置へと操作または案内されてもよい。
【００１７】
カテーテル１２のシャフト２２内もしくはその上に取り付けられた位置センサ２８は、例えば、限定することなく、電気生理学的調査、ペーシング、心臓マッピング、およびアブレーションを含む様々な診断および治療目的において使用されるように提供されてもよい。例示的な実施例では、１つまたは複数の位置センサ２８は、配置または位置の感知機能を実施するために提供される。より詳細には、以下でさらに詳細に述べるように、１つまたは複数の位置センサ２８は、特に、特定の時点におけるカテーテル１２、およびそのシャフト２２の遠位端部２６の配置（例えば、位置および方向）に関する情報を提供するように構成される。したがって、このような実施例では、カテーテル１２が、心臓１８の対象とする構造の表面に沿って、および／または構造の内側付近で移動するにつれて、位置センサ２８は、対象の構造の表面に、および／またはその構造内の他の場所に対応する場所データ点を収集するために使用することができる。これらの場所データ点は、次いで、例えば限定することなく、対象とする構造の表面モデルの作成など、いくつかの目的で使用することができる。
【００１８】
明確化および説明のために、以下の記述は、単一の位置センサ２８を含む実施例に関するものとする。しかし、本開示の趣旨および範囲に含まれる他の例示的な実施例では、カテーテル１２は、複数の位置センサ、ならびに他の診断および／または治療機能を実施するように構成された他のセンサまたは電極を備えてもよいことが理解されよう。以下でさらに詳細に述べるように、位置センサ２８は、例えば、医療位置決めシステム１４などのシステム１０の他の構成要素に、位置センサ２８を電気的に接続するように構成された、その感知素子（例えば、コイル）から延びる一対のリード線を含むことができる。
【００１９】
図１Ｂは、本開示の実施例に従って、図１Ａの磁場ベースの医療位置決めシステムに用いられる医療機器１０’上の磁気位置センサ２８１’を示す。磁気位置センサ２８１’は、医療機器１０’のシャフト２２’に沿って配置される巻き磁気コイルとすることができる。いくつかの実施例では、磁気位置センサ２８１’は、図示するように、シャフト２２’の外側の周りに配置されてもよい。しかしながら、図示は省略したが、磁気位置センサ２８１’は、シャフト２２’及び／またはシャフト２２’の壁内によって画定される内側ルーメンに配置することができる。
【００２０】
図１Ａから図２を参照し、医療位置決めシステム１４のさらなる詳細が以下に述べられる。医療位置決めシステム１４は、カテーテル１２のセンサ２８の位置および／または方向を、したがって、カテーテル１２の位置および／または方向を確定するために提供することができる。いくつかの実施例では、医療位置決めシステム１４は、例えば、ＭｅｄｉＧｕｉｄｅ  Ｌｔｄ．（現在Ｓｔ．Ｊｕｄｅ  Ｍｅｄｉｃａｌ，Ｉｎｃ．（セント・ジュード・メディカル社）により所有されている）からのＭｅｄｉＧｕｉｄｅ（商標）システムなどの、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，２３３，４７６号、第７，１９７，３５４号、および第７，３８６，３３９号のうち１つまたは複数のものを参照して概して示される磁場ベースのシステムを備えてもよい。
【００２１】
いくつかの実施例では、一般的に言うと、医療位置決めシステム１４は、少なくとも部分的に、対象（例えば、カテーテル１２）を追跡するための磁場を生成する装置３６を備える。装置３６は、関心領域における患者の胸腔内およびその付近で低強度の磁場を生成するように構成することができ、それは、図２で関心領域３８として指定された３次元空間として画定することができる。このような実施例では、上記で簡単に述べたように、カテーテル１２は、位置センサ２８が関心領域３８内に配置されたとき、装置３６により印加される低強度の磁場の１つまたは複数の特性を検出するように構成された磁気センサである位置センサ２８を含む。
【００２２】
例示的な実施例では磁気コイル（例えば、図１Ｂを参照して説明されているような）を含む位置センサ２８は、コンピュータ（例えば、処理コア）と電気的に接続されるとともに、磁気コイルが曝されている磁場の感知された特性に対応する信号を生成するように構成することができる。処理コアは、検出された信号に応じることができ、かつ位置センサ２８に対する３次元位置および／または方向の読取り値を計算するように構成されることができる。したがって、医療位置決めシステム１４は、３次元空間におけるカテーテル１２の各位置センサ２８の実時間追跡を、したがって、カテーテル１２の実時間追跡を可能にする。
【００２３】
医療位置決めシステム１４は、本明細書で説明する複数の機能を実行するために、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、及び／もしくはロジックを利用することができる。医療位置決めシステム１４は、ハードウェアと情報を共有するための指令との組み合わせを含むことができる。ハードウェアは、例えば、処理リソースと、及び／またはメモリリソース（例えば、非一時的コンピュータ読取可能媒体（ＣＲＭ）データベースなど）と、を含むことができる。処理リソースは、本明細書で用いられるように、メモリリソースによって格納された指令を実行可能な複数のプロセッサを含むことができる。処理リソースは、単一のデバイスに統合することも、いくつかのデバイスに分散することもできる。指令（例えば、コンピュータ読取可能指令（ＣＲＩ））は、メモリリソースに格納され、また磁場に制御を提供するために、及び／または、一例として図９を参照して説明される方法２２０を実行するために処理リソースによって実行可能な指令を含むことができる。
【００２４】
医療位置決めシステム１４は、複数の機能を実行するため、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、及び／またはロジックを利用することができる。医療位置決めシステム１４は、複数の遠隔コンピュータデバイスを含むことができる。
【００２５】
医療位置決めシステム１４は、複数の機能を実行するように構成されたハードウェアとプログラム指令との組み合わせとすることができる。ハードウェアは、例えば、一つまたは複数の処理リソース、コンピュータ読取可能媒体（ＣＲＭ）などを含むことができる。プログラム指令（例えば、コンピュータ読取可能指令（ＣＲＩ））は、所望の機能（例えば、フィルタリング済み第１信号に基づいて第２周波数の第２信号に対する減衰項を決定すること）を実行するために、ＣＲＭに格納され、処理リソースによって実行可能である指令を含むことができる。ＣＲＩは、サーバによって管理されるリモートメモリに格納することもでき、ダウンロード、インストール、および実行することができるインストールパッケージを表すことができる。医療位置決めシステム１４は、メモリリソースと、そのメモリリソースに接続可能な処理リソースと、を含むことができる。処理リソースは、内蔵のまたは外付けの非一時的ＣＲＭに格納可能なＣＲＩを実行することができる。処理リソースは、様々な機能を実行するため、ＣＲＩを実行することができる。その機能は、例として、図９を参照して本明細書で説明される機能を含む。
【００２６】
いくつかの実施例では、装置３６は、Ｘ線源４０と患者検査台４６の間であって、患者検査台４６の下側に、配置することができる。例えば、装置３６は、患者検査台４６に接続されることができる。いくつかの実施例では、装置３６は、患者の身体１６の下に配置することができる。例えば、装置３６は、患者の身体１６と患者検査台４６（例えば、マットレス下）に配置することができる。いくつかの実施例では、装置３６は、患者検査台４６内部に配置することができる。いくつかの実施例では、装置３６は、患者の胸に配置可能であって、また、対象を追跡するための磁場生成のために用いることができるモバイル機器とすることができる。
【００２７】
一例だが、課題は、対象を追跡するための磁場生成に関連付けることができる。なぜなら、磁場は、磁場の近くに配置された対象、及び／または磁場を生じさせる発生源によって歪められ得るからである。例えば、磁場歪め成分は、磁場発生装置（例えば、装置３６）の近くに配置されることがあり、Ｘ線源４０、患者検査台４６の一部、Ｃアーム４２、及び／または、医療位置決めシステム１４に関連付けられるＸ線画像増強装置４４と、を含むことができる。このように、磁場歪め成分は、磁場に影響を与えるとともに、磁場に歪みを生じさせることができる。いくつかの場合、磁場発生装置及び／または磁場発生装置によって生成された磁場から遠く離れた物体でさえ、磁場に歪みを生じさせることがある。歪みの一部は、関心領域３８内に位置する磁場に対するものであり得る。カテーテル１２の各位置センサ２８は、安定した（例えば、歪んでいない）磁場から利益を受けることで、位置センサ２８及び／またはカテーテル１２の位置及び／または方向を決定するため、これは問題となり得る。
【００２８】
一例では、磁場に対する障害の原因は、渦電流効果及び／または磁場歪め成分によって引き起こされる透磁率の変化であり得る。一例では、磁場歪め成分は、装置３６及び／または装置３６によって生成された磁場の近傍内に配置された、導電性及び／または透磁性を備える物体を含むことができる。いくつかの例では、磁場歪め成分が静止している箇所では、磁場歪め成分によって生じた過電流が、一例では校正を通してカテーテル１２の位置を決定するときに取り除かれる。しかしながら医療位置決めシステム１４では、図２に示すように、磁場歪め成分（例えば、Ｘ線源４０、Ｃアーム４２、Ｘ線画像増強装置４４、患者検査台４６）は、装置３６に対して移動することがあり、装置３６によって生成された磁場に対して、予想不可能でありうる、様々な障害を生じさせることがある。
【００２９】
いくつかの例では、Ｘ線源４０とＸ線画像増強装置４４は、磁場の歪みの最大源となる可能性がある。磁場歪め成分は装置３６に対して移動し得るため、磁場歪め成分によって生じた過電流は絶えず変化し、取り除く（例えば、磁場内に配置された磁気位置センサによって生成された信号から磁気的障害を取り除く）ことは困難となり得る。
【００３０】
いくつかの例では、医療位置決めシステム１４は、カテーテル１２の位置及び／または方向を決定するためのインピーダンスベースのシステムを含むことができる。しかしながら、セント・ジュード・メディカル，インコーポレーテッドのＥｎｓｉｔｅ（商標）システムのような、インピーダンスのみのベースシステムを使用したときに、歪んだ表示の心臓ジオメトリ（幾何学的形状）が発生することがある。例えば、インピーダンスベースシステムで用いられる電流は、最小の抵抗のパスに沿って、３次元に流れることができる。このように、例えば、インピーダンス伝達を介して、電流の一部は血流の横断面を離れることがある。インピーダンス伝達における因数分解は、非線形解を含むことがあり、それは歪んだ表示の心臓ジオメトリを生じさせる可能性がある。
【００３１】
したがって、本明細書のいくつかの実施例では、装置３６によって生成される磁場内の歪みを、磁場歪め成分近傍の装置３６によって生成される磁場の強度を低減することによって、低減及び／または除去することができる。例えば、装置３６は、可能と考えられ得るよりも近い関心領域３８に、近接するように移動することができる。したがって、磁場強度は、関心体積３８に集中させることができる。したがって、離れた物体によって生じる磁場の歪みを小さくすることができる。磁場における歪みの低減及び／または排除の結果として、インピーダンスベースシステムを介して決定される座標に関連するシフト及び／またはドリフトを、減少させることができる。
【００３２】
例えば、より小さな規模の磁場を生成する磁場発生装置を、磁場発生装置によって関心領域３８の外側で生成される磁場のサイズを低減させ、それにより磁場歪め成分によって磁場が歪む可能性を減少させるように、関心領域３８の近くに配置することができる。
【００３３】
本開示のいくつかの実施例は、装置３６が生成した磁場に対して、磁場歪め成分が及ぼす影響を小さくすることができる。例えば、本開示の実施例は、複数の周波数の磁場を生成することができる。複数の周波数は、低周波と高周波とを含むことができる。低周波場は、磁場歪み物体が低周波場近傍内に移動しても、乱れないままでいることができる。いくつかの実施例では、低周波は、高周波を校正するために用いることができ、高周波の磁場に対して磁場歪め成分が及ぼす影響を調整する。
【００３４】
磁気追跡システムは、電気的に励起されたコイルの配置を含むタイプの磁場発生装置を使用することができる。Ｍｅｄｉｇｕｉｄｅ（商標）システムでは、これは磁気伝送アレイ（ＭＴＡ）と称する。以前のシステムでは、従来のコイル（例えば、銅コイル）は、透視画像との干渉を生じさせる可能性がある。例えば、従来のコイルは、患者と透視画像ビーム及び検出器の間に配置される場合に、コイルが透視画像に現れる可能性があり、カテーテルのナビゲーションにおいて透視画像を使用するのを困難にすることがある。
【００３５】
本開示のいくつかの実施例は、後に詳細を説明するように、有益な磁場発生装置を含む。いくつかの実施例では、磁場発生装置は、透視透過性とすることができる。一例では、磁場発生装置は、透視画像内およびさまざまな器具において半透明とすることができ、および／または患者の解剖学的特徴（例えば、心臓）を透視画像内で可視的にすることができ、透視画像内で磁場発生装置によって隠されない。透視透過性（fluorolucent）とは透視画像において半透明であることと定義することができる。例えば、透視透過性磁場発生装置では、銅で形成される同じ厚みの非透視透過性磁場発生装置よりも透視画像において半透明とすることができる。これにより、透視画像において医師が詳細な解剖学的特徴及び／またはカテーテルを容易に識別することができる。
【００３６】
図３Ａは、本開示の実施例に従って、畳まれる前の透視透過性磁気伝送素子の上面図を示す。本開示のいくつかの実施例は、対象を追跡するための磁場を発生する透視透過性磁気伝送素子５０を含むことができる。例えば、図２をさらに参照すると、位置センサ２８を備えるカテーテル１２は、関心領域３８内に配置されることができ、位置センサ２８は、位置センサ２８が関心領域３８（すなわち、透視透過性磁気伝送素子５０によって生成された磁場）内のどこに位置するかに応じて特定の信号を生成することができる。
【００３７】
磁場歪め成分（例えば、Ｃアームの動き）の影響を最小にするためには、ナビゲーション領域にできる限り近づくように透視透過性磁気伝送素子５０（例えば、トランスミッタコイル）を動かすことが望ましくあり得る。金属干渉の大きさは、透視透過性磁気伝送素子５０と位置センサ２８（例えば、コイル）の間の距離と、伝送素子と磁場歪め成分の間の距離双方の関数である。従来のトランスミッタコイル（例えば、銅巻コイル）は、透視画像に従来のトランスミッタコイル自身が表れる前に、ナビゲーション領域の近くに配置することしかできず、臨床的に関連する詳細を不明瞭にし、一次画像診断法の臨床的有用性を制限する。一例では、従来のトランスミッタコイルは、従来のトランスミッタコイルが透視画像の中に表れる前に、ナビゲーション領域から３０ｃｍ未満の近さに配置してはいけない。例えば、従来のトランスミッタコイルが、ナビゲーション領域の３０ｃｍよりも近くに配置しされると、従来のトランスミッタコイルを形成する材料（例えば、銅）は、Ｘ線光子をまき散らし始めることがあり、透視画像に出現する。
【００３８】
対照的に、本明細書のトランスミッタコイルは平面とすることができ、そして患者の下に直接敷くのに十分に薄く作ることができる。例えば、本開示のいくつかの実施例では、透視透過性磁気伝送素子５０は、平面基板から形成することができる。一例では、透視透過性磁気伝送素子５０は、患者の下に直接敷くのに十分に薄く作られ得る平面コイルを含むことができる。いくつかの実施例では、本明細書に参照により全体が記載されているように本明細書に組み込まれる米国特許出願番号１５／０３４，４７４に説明されているように、透視透過性磁気伝送素子５０は、マットレスと台の間に配置することができる。いくつかの実施例では、透視透過性磁気伝送素子５０は、ナビゲーション領域の５ｃｍ以内に配置することができる。
【００３９】
透視透過性磁気伝送素子５０の最大寸法は、上限は患者検査台４６のサイズによって定義することができ、および／または、位置センサ２８によって受信されるいくつかの異なる信号を作り出すために、ナビゲーション領域（例えば、関心領域３８）の近くに配置される必要がある透視透過性磁気伝送素子５０の数によって定義することができる。
【００４０】
銅（銅の磁気伝送素子）で形成される磁気伝送素子を参照すると、銅の磁気伝送素子から放散されることができるエネルギーの量は、患者検査台４６に関連するマットレスの厚みによって制限されることがある。例えば、患者検査台４６は、絶縁体として機能するマットレスに関連する、多数の層または重層の重みを有するフレームとマットレスを含むことができる。銅磁気伝送素子は、マットレスとフレームの間に配置することができる。マットレスは患者を、磁気伝送素子が発生させる熱から保護することができ、銅磁気伝送素子が発生させる熱は、コンダクタとして働くことのできるフレームを介して放散させることができる。銅磁気伝送素子に含まれる銅の量は増加させてもよく、それに伴って、伝送素子に電流が流れる際の銅磁気伝送素子に関連する抵抗が減少し、磁気伝送素子から生じる熱量が減少する。
【００４１】
マットレスに関連する標準的な厚みの結果として、銅の磁気伝送素子は、十分な銅を備えて生産することができるが、その十分というのは、銅の磁気伝送素子が発生させた熱量は、患者検査台４６のフレームによって放散され、マットレスによって患者と絶縁することができる一方、伝送素子を生成する銅の量によって、伝送素子は透視画像において目視できるようになり、しばしば透視画像を不明瞭にする程のものである。対象的に、本開示の実施例は、十分な透視透過性材質（例えば、アルミニウム）で作られた透視透過性磁気伝送素子を提供することができ、標準的な厚みのマットレスが、透視透過性磁気伝送素子が発生させた熱から患者を保護することができる一方、透視透過性磁気伝送素子を透視画像において透視透過のままにすることができる。
【００４２】
透視透過性磁気伝送素子５０は、第１螺旋トレース５２と、第２螺旋トレース５４を含むことができる。いくつかの実施例では、螺旋トレースは、第１螺旋アーム５１と、第２螺旋アーム５３の上に形成されてもよい。例えば、第１螺旋トレース５２は、第１螺旋アーム５１上に形成することができ、第２螺旋トレース５４は、第２螺旋アーム５３上に形成することができる。いくつかの実施例では、第１螺旋アーム５１と第２螺旋アーム５３は、絶縁材料（例えば、ポリイミド）によって形成することができ、第１螺旋トレース５２と第２螺旋トレース５４は、絶縁材料の表面上に形成することができる。
【００４３】
いくつかの実施例では、ここでさらに説明するように、第１螺旋アーム５１と第２螺旋アーム５３は、絶縁材料及び／または、透視透過性材料（例えば、ポリマー）から形成されることができ、第１螺旋トレース５２と第２螺旋トレース５４は、第１螺旋アーム５１と第２螺旋アーム５３の内側に形成されてもよい。例えば、第１螺旋アーム５１と第２螺旋アーム５３は、第１螺旋トレース５２と第２螺旋トレース５４を取り囲むコーティングとすることができる。いくつかの実施例では、第１螺旋トレース５２と第２螺旋トレース５４はポリイミドのようなポリマー上に配置することができる。第１螺旋トレース５２と第２螺旋トレース５４を、ポリイミドと絶縁エポキシはんだマスクで挟み、第１螺旋アーム５１と第２螺旋アーム５３を形成することができる。代替的には、いくつかの実施例では、第１螺旋アーム５１と第２螺旋アーム５３は、それぞれ第１螺旋トレース５２及び第２螺旋トレース５４として、機能することができる。例えば、第１螺旋アーム５１と第２螺旋アーム５３は導電性を備える透視透過性材料（例えば、アルミニウム）によって形成することができる。本明細書でさらに説明するように、第１螺旋トレース５２と第２螺旋トレース５４に言及すると、第１螺旋アーム５１と第２螺旋アーム５３が導電性を備える透視透過性材料から形成されているときは、これらは第１螺旋アーム５１と第２螺旋アーム５３を含むことができる。
【００４４】
本明細書のいくつかの実施例では、アルミニウムなどの基板を用いて螺旋トレース５２、５４が作られる。アルミニウムは、銅の電気伝導率の概して６０％を有するが、アルミニウムは銅の密度の概して３０％を有しており、より軽い原子核を有しており、結果として、透視画像における透視透過性磁気伝送素子５０の透視透過性（例えば、大幅に削減されたＸ線の範囲または視認性）が生じる。透視透過性は、同じサイズ及び／または厚みの銅の磁気伝送素子に相当する電気抵抗を生じさせる透視透過性磁気伝送素子５０の厚みで得られる。本開示のいくつかの実施例では、透視透過性磁気伝送素子５０は、磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）と合わせて使用されたときに、利点を提供することができる。例えば、透視透過性磁気伝送素子５０は、ＭＲＩを介して生成された磁場と互換性を有することができ、患者の下に位置するときに、透視透過性磁気伝送素子５０及び／または透視透過性磁気伝送素子のアレイがＭＲＩスキャナチューブの内側に収まるようなサイズとすることができる。
【００４５】
本明細書のいくつかの実施例では、第１螺旋トレース５２は、第１外側原点から中央原点５８まで内側に延びる。第１螺旋トレース５２は、一つまたは複数の中央原点５８に向かって内側に延びるにつれて、中央原点５８周りに一つまたは複数のループを形成することができる。図３Ａで説明するように、第１螺旋トレース５２は、概して２周半の中央原点５８周りのループを形成することができる。しかしながら、いくつかの実施例では、第１螺旋トレース５２によって、２周半より多いループであっても、または２周半より少ないループであっても、中央原点５８周りに形成することができる。いくつかの実施例では、第１螺旋トレース５２は、第１外側原点５６から中央原点５８に向かって第１の方向に延びることができる。例えば、図示されるように、第１螺旋トレース５２は、第１外側原点５６から中央原点５８に向かって反時計周りで延びることができる。
【００４６】
いくつかの実施例では、第２螺旋トレース５４は、中央原点５８から第２外側原点６０まで外側に延びることができる。第２螺旋トレース５４は、中央原点５８から第２外側原点６０まで、第一方向と反対向きの第２方向に延びている。いくつかの実施例では、透視透過性磁気伝送素子５０は、平面材料片（例えば、透視透過性材料）で形成することができる。平面材料片は、中央原点５８に向かって第１螺旋トレース５２と第２螺旋トレース５４の間で切断することができる。例えば、第１切り込み６２と第２切り込み６４は、第１螺旋トレース５２と第２螺旋トレース５４の間の透視透過性磁気伝送素子５０内に形成することができる。いくつかの実施例では、第１切り込み６２は、第１外側原点５６と第２螺旋トレース５４の間に形成することができる。例えば、第１切り込み６２は、第１始点６６から始まり、第１終点６８で終わることができる。いくつかの実施例では、第２切り込み６４は、第２外側原点６０と第１螺旋トレース５２の間に形成することができる。例えば、第２切り込み６４は、第２始点７０から始まり、第２終点７２で終わることができる。
【００４７】
いくつかの実施例では、ある量の材料を中央原点に残して、第１螺旋トレース５２と第２螺旋トレース５４が中央原点５８で接続されたままにすることができる。例えば、材料を第１切り込み６２の第１終点６８と、第２切り込み６４の第２終点７２の間に残すことができる。したがって、第１螺旋トレース５２と、第２螺旋トレース５４は、連続した材料片から形成することができ、第１螺旋トレース５２と第２螺旋トレース５４との間に接続部品が存在することはできない。一例では、第１螺旋トレース５２の第１内側原点７４と第２螺旋トレース５４の第２内側原点７６の間には、接続部品が存在しない。例えば、第１内側原点７４と第２内側原点７６の接続は、材料の連続したトレースによって形成することができる。したがって、本明細書の実施例は、回路素子（例えば、第１螺旋トレース５２、第２螺旋トレース５４）を第１内側原点７４と第２内側原点７６ではんだ付け、溶接、ワイヤボンディング、電子メッキの貫通孔、ビアなどを介して接続することを避けることができる。
【００４８】
いくつかの実施例では、透視透過性磁気伝送素子５０は、鍛造、鋳造、切削、機械加工、またはその他の方法によって形成することができる。例えば、透視透過性磁気伝送素子５０は、第１螺旋トレース５２と第２螺旋トレース５４の間にスリットが画定されるように形成することができる。いくつかの実施例では、透視透過性磁気伝送素子５０は、アルミニウムのシートから形成することができる。代替的には、透視透過性磁気伝送素子５０は、アルミニウム以外の基板から形成することができる。いくつかの実施例では、透視透過性磁気伝送素子５０は、違うタイプの透視透過性材料から形成することができる。例えば、透視透過性磁気伝送素子５０は、銀の印刷されるインクまたはカーボングラフェンのような透視透過性材料から形成することができる。
【００４９】
一方で、いくつかの本開示の実施例では、切削、機械加工などの、減法によって透視透過性磁気伝送素子５０を形成することができるが、蒸着、印刷などによる特定のパターンへの透視透過性材料の配置のような加法的な方法を用いて透視透過性磁気伝送素子５０を形成することもできる。いくつかの実施例では、透視透過性磁気伝送素子５０は、例えば、３Ｄプリンタによって、銀の印刷されるインクで印刷されてもよい。代替的には、いくつかの実施例では、カーボングラフェンの平面層を切削して第１螺旋トレース５２と第２螺旋トレース５４を形成することができる。いくつかの実施例では、一つまたは複数の層のカーボングラフェンを重ねて、第１螺旋トレース５２と第２螺旋トレース５４を形成することができる。このようにすれば、第１螺旋トレース５２と第２螺旋トレース５４を切削せずに形成することができる。
【００５０】
図３Ｂでは、本開示の実施例に従って、部分的に折り曲げられた図３Ａの透視透過性磁気伝送素子のアイソメ側面視を示す。いくつかの実施例では、透視透過性磁気伝送素子５０−１は、中央原点の直線ａａによって定義される軸に沿って折り曲げることができる。この軸は、透視透過性磁気伝送素子５０−１を横切って延びており、その結果、軸ａａは透視透過性磁気伝送素子５０−１を半分に分割し、第１外側原点５６と第２外側原点６０は、直径方向に対向している。例えば、図３Ｂに図示するように、透視透過性磁気伝送素子５０−１は中央原点５８−１の軸ａａに沿って折り曲げられている。
【００５１】
第１螺旋トレース５２−１と第２螺旋トレース５４−１を形成し、第１螺旋アーム５１−１と第２螺旋アーム５３−１を同様に形成する連続した材料片は、中央原点５８−１で折り曲げることができる。先に述べたように、第１螺旋トレース５２−１と第２螺旋トレース５４−１は、中央原点５８−１において軸ａａに沿って折り曲げられている。例えば、透視透過性磁気伝送素子５０−１は、折り目が中央原点５８−１の軸ａａに沿ってのみ生じるように中央原点５８−１で折り曲げることができる。いくつかの実施例では、折り目に沿って透視透過性磁気伝送素子が破損しないように注意しなければならない。例えば、中央原点５８−１において軸ａａに沿って折り目を形成するのに、マンドレルを用いることができる。透視透過性磁気伝送素子５０−１は、第１螺旋トレース５２−１が軸ａａを中心に１８０度回転し、代替的には、第２螺旋トレース５４−１が軸ａａを中心に１８０度回転するように中央原点５８−１で折り曲げることができる。一例では、透視透過性磁気伝送素子５０−１を折り曲げるとき、螺旋トレース５２−１、５４−１それぞれの中央原点５８−１に位置しない部分は折り目をつけなくてもよい。
【００５２】
図３Ｃは、本開示の実施例に従って、図３Ａに示す透視透過性磁気伝送素子５０−２が折り曲げられた後の上面視を示す。説明のために、透視透過性磁気伝送素子５０−２を説明するのを助けるために透視透過性磁気伝送素子５０−２は、背景７９上に描かれている。いくつかの実施例では、図３Ａで説明したように、透視透過性磁気伝送素子５０−２が中央原点５８−２における軸ａａに沿って折り曲げられると、第１螺旋トレース５２−２は、第２螺旋トレース５４−２の領域と重なることができる（例えば、上に積み重なる）。例えば、第１螺旋トレース５２−２は、第２螺旋トレース５４−４と重複領域８１で重なることができる。ここでは、重複領域８１について説明するが、第１螺旋トレース５２−２と第２螺旋トレース５４−４は、図示されているように、多数の部位で重なることができる。図３Ａ、３Ｂ、３Ｃを参照すると、透視透過性磁気伝送素子５０は折り曲げられていない状態であり、透視透過性磁気伝送素子５０−１は部分的に折り曲げられた状態であり、透視透過性磁気伝送素子５０−２は折り曲げ後の状態である。
【００５３】
いくつかの実施例では、第１螺旋トレース５２−２と第２螺旋トレース５４−２の間に、軸ａａに沿った折り目が形成されるように、第１螺旋トレース５２−２及び／または第２螺旋トレース５４−２は軸ａａを中心として回転させることができる。例えば、第１螺旋トレース５２−２は、第２螺旋トレース５４−２と軸ａａの第１側８０で重なり、第２螺旋トレース５４−２は、第１螺旋トレース５２−２と軸ａａの第２側８２で重なることができる。いくつかの実施例では、第１電気端子（本明細書では、第１外側原点とも称する）は、第１螺旋トレース５２−２の第１外側原点５６−２に配置され、第２電気端子（本明細書では、第２外側原点とも称する）は、第２螺旋トレース５４−２の第２外側原点６０−２に配置することができる。
【００５４】
いくつかの実施例では、第１電気端子または第２電気端子に電流を供給することができ、電流は透視透過性磁気伝送素子５０−２を流れることができる。第１外側原点５６−２において第１電気端子に電流が供給されると、図３Ｃに示される矢印のように時計回りに、第１螺旋トレース５２−２に沿って中央原点５８−２に向かって電流が流れることができ、その後電流は中央原点５８−２から第２螺旋トレース５４−２に沿って、同様に時計回りに、図３Ｃの矢印でさらに描かれているように、第２外側原点６０−２と第２外側原点６０−２における第２電気端子に向かって流れることができる。このように、電流は第１電気端子から第２電気端子へ時計回りに透視透過性磁気伝送素子５０−２を流れるとともに、磁場を生成することができる。
【００５５】
代替的には、電流は第２外側原点における第２電気端子に供給することができる。電流は、第２螺旋トレース５４−２に沿って中央原点５８−２に向かって反時計回りに流れることができ、その後電流は中央原点５８−２から第１外側原点５６−２と第１外側原点５６−２における第２電気端子に向かって同様に反時計回りに流れることができる。このように、電流は第１電気端子から第２電気端子へ反時計回りに透視透過性磁気伝送素子５０−２を流れるとともに、磁場を生成することができる。
【００５６】
図３Ｃの説明は透視透過性磁気伝送素子を参照したものであるが、その構成は非透視透過性磁気伝送素子（例えば、銅のような非透視透過性材料で形成された磁気伝送素子）にも同様に有益であり得る。一例では、図３Ｃに示す構成によって、電気端子（例えば、第１外側原点５６−２及び第２外側原点６０−２）が伝送素子の外側部分に位置している間は、一様の電流方向が維持される。いくつかの伝送素子は、一様の電流方向を維持することができるが、ある一つの電気端子が伝送素子の外側に位置し、ある一つの電気端子が伝送素子の中央原点に配置されると、伝送素子の電気的接続がより困難となる。本明細書の実施例はこの困難性を回避することができる。しかしながら、本明細書のいくつかの実施例では、伝送素子の外側に位置する電気端子を含む透視透過性材料で形成される磁気伝送素子を含むことができる。磁気伝送素子のトレースは伝送素子の外側に位置する電気端子から中央原点に向かって内側にらせん状に巻くことができ、内側の端子で終結することができる。本明細書のいくつかの実施例は、本明細書に全体が記載されているように参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第１５／０３４，４７４号に関連して論じられるような、透視透過性材料（例えば、アルミニウム）から作られる磁気伝送アセンブリを含むことができる。
【００５７】
図３Ｄは、第１螺旋トレース５２−２’と、第２螺旋トレース５４−２’と、第１螺旋トレース５２−２’と第２螺旋トレース５４−２’の間に配置される絶縁材料５５を含む重複領域８１’を示している。例えば、絶縁材料は、第１螺旋トレース５２−２’の重複領域８１’と第２螺旋トレース５４−２’の間に配置することができる。いくつかの実施例では、この絶縁材料は、第１螺旋トレース５２−２’と第２螺旋トレース５４−２’が互いに一方と接触して、電流の流れを乱すことを防止することができる。一例では、絶縁材料は、第１螺旋トレース５２−２’と第２螺旋トレース５４−２’が重なる部位で短絡が発生することを防止し、第１螺旋トレース５２−２’と第２螺旋トレース５４−２’に電流が完全に流れることを可能にする。
【００５８】
いくつかの実施例では、図示はされていないが、各螺旋トレース５２−２’、５４−２’は絶縁材料でコーティングすることができる。例えば、各螺旋トレース５２−２’、５４−２’の上面、底面及び両側面は絶縁材料でコーティングすることができる。従って、第１螺旋トレース５２−２’と第２螺旋トレース５４−２’は、中央原点で折り目がつけられ、第１螺旋トレース５２−２’と第２螺旋トレース５４−２’はお互いに重なり合い、第１螺旋トレース５２−２’と第２螺旋トレース５４−２’は、トレースの間に配置された第１螺旋トレース５２−２’と第２螺旋トレース５４−２’それぞれの絶縁コーティングによって、重複領域８１’で電気的に絶縁された状態を保つことができる。
【００５９】
図３Ｃをさらに参照すると、一例では、透視透過性磁気伝送素子５０−２は、磁場を生成することができる。先に述べたように、第１電気端子から第２電気端子へ向かって、または、第２電気端子から第１電気端子へ向かっての一様の方向で、透視透過性磁気伝送素子５０−２は、電流を流すことができる。例えば、図３Ｃに示す矢印によって支持される一様の方向で、電流を流すことができる。
【００６０】
透視透過性磁気伝送素子５０−２は、概して円形で描かれているが、透視透過性磁気伝送素子５０−２は、正方形、長方形、三角形、多角形、長円形、楕円形等とすることができる。一例では、透視透過性磁気伝送素子５０−２の最大寸法は図３Ｃの仮想線で描かれる円７８によって定義することができる。一例では、円７８は６から１４ｃｍの範囲の直径を有することができる。しかしながら、いくつかの実施例では、円７８の直径は１４ｃｍより長く、６ｃｍより短くすることができる。いくつかの実施例では、透視透過性磁気伝送素子５０−２が正方形、長方形、三角形、多角形などであるかどうかにかかわらず、磁気伝送素子５０−２が円７８内に収まるような最大寸法を有することができる。説明および、円７８と透視透過性磁気伝送素子５０−２の区別をするために、円７８は透視透過性磁気伝送素子よりも大きな直径を有するように描いている。本明細書の実施例は、円７８の直径と同等の最大寸法を有する透視透過性磁気伝送素子も含むことができる。
【００６１】
透視透過性磁気伝送素子５０−２を形成する連続的な基板片は、接続部品を用いることなく透視透過性磁気伝送素子５０−２に連続的に電流が流れることを可能にする。いくつかの従来手法では、印刷回路板工程を用いて平板の磁気トランスミッタを製造する工程を採用していた。螺旋トレースに連続的に電流を流すことができるように、螺旋トレースを形成し多数の螺旋トレースを合わせて接続するため印刷回路板のセグメント間にいくつかのビアが製造されることがある。アルミニウムはより反応性を有するので、基板または基板の一部がアルミニウムから形成されている場合、電気めっきのビアは無用になる可能性がある。
【００６２】
本明細書の実施例は、本明細書で説明するように、第１螺旋トレース５２−２と第２螺旋トレース５４−２を単一の材料片で形成することを可能にし、一方では、一方向の電流を供給することができる透視透過性磁気伝送素子５０−２を提供する。例えば、透視透過性磁気伝送素子５０−２の第１螺旋アーム５１−２（例えば、第１螺旋トレース５２−２）と第２螺旋アーム５３−２（例えば、第２螺旋トレース５４−２）を中央原点５８−２で折り曲げることで、第１螺旋アーム５１−２（例えば、第１螺旋トレース５２−２）と第２螺旋アーム５３−２（例えば、第２螺旋トレース５４−２）を単一の材料片で形成することが可能になる。したがって、本開示の実施例は、セグメントと複数の螺旋トレースを接続するビアまたは他のタイプのコネクタの使用を避けることができる。例えば、本明細書の実施例は単一の材料片（例えば、アルミニウム）を伝送素子形成のために利用できる。第１螺旋トレース５２−２と第２螺旋トレース５４−２は、２つのトレースとして説明されている一方、第１及び第２トレース５２−２、５４−２は、単一の材料片で形成されているため、ビアの使用を避けることができる。
【００６３】
図４Ａは、本明細書の実施例における磁気伝送素子９２−１、９２−２、９２−３、９２−４、９４−１、９４−２、９４−３、９４−４、９６−１、９６−２、９６−３、９６−４、９８−１、９８−２、９８−３、９８−４のセットを含む磁気伝送アレイ９０の上面視を示す。本明細書のいくつかの実施例では、隣接する磁気駆動コイルがお互いに接続するのを防止することができる。一例では、多数の駆動コイルを使用して、位置センサ２８（例えば、磁気検知コイル）の位置および向きを決定することが望まれる３Ｄ空間内の任意の点で、十分な空間固有および方向固有の信号を提供することができる。固有信号は、各磁気駆動コイルを励起させるためにそれぞれ特定の周波数を用いて生成することができるが、時間ドメイン法を採用することもできるだろう。検知コイル増幅器と信号プロセッサは、その後、各駆動コイルに起因する固有の振幅値（周波数分割多重化の場合には、例えば同期復調が使用される）を測定する。駆動コイルの励起が隣接する駆動コイルと接続されずにこれらのコイルから放射されることが重要である、なぜなら、磁気検知コイルの正確な位置を導き出すための次の手段を混乱させ得るからである。各コイルが固有の周波数によって励起されると仮定すると、最も単純な数学的モデルをもたらす望ましい物理的挙動は、各周波数がその位置における単一の駆動コイルからの放射を表すのみである、ということである。近隣のコイルからの接続及び近隣のコイルからの信号（例えば、励起信号）の再放射は、数学的モデルを混乱させ得るため、好ましくない。
【００６４】
磁気位置センサ２８（例えば、磁気センスコイル）の位置決めと方向決めをするために、位置に対する３つの自由度（例えば、Ｘ、Ｙ、Ｚ）、方向に対する２つの自由度（例えば、ピッチとヨー）が要求され得る。すなわち、最少で５つの駆動コイルを必要としてもよい。いくつかの実施例では、システムゲインのような追加パラメータを求めるために、または実行可能なセンシング領域を拡張するために、さらなるコイルを使用することができる。いくつかの実施例では、低インダクタンスのコイルは、近隣のコイルと接続しやすく、近隣のコイルからの信号を再度発生させやすくしてもよい。本明細書の実施例は、近隣のコイル間の接続を低減、及び／または除去することができる。いくつかの実施例では、例えば、磁気伝送素子がアルミニウムで作られている場合には、透視透過性磁気伝送素子は、図３Ｃに関連して説明したように、１層の基板を含むことができる。層数を増やすために、磁気伝送アレイ９０は、複数の層に配置されたいくつかの透視透過性磁気伝送素子を含むことができる。透視透過性磁気伝送素子は、図３Ｃに関連して説明されるようなものとすることができる。代替的に、または、付加的に、磁気伝送アレイ９０は、参照により本明細書に完全に記載されているかのように本明細書に組み込まれる、米国特許出願第１５／０３４，４７４号に関連して論じたような磁気伝送素子を含むことができる。例えば、磁気伝送アレイ９０は、図３に関連して説明したものと類似する第１磁気伝送素子層を含むことができる。第１磁気伝送素子層は、例えば、第１磁気伝送素子９２−１、第２磁気伝送素子９２−２、第３磁気伝送素子９２−３、第４磁気伝送素子９２−４、を含むことができる。
【００６５】
いくつかの実施例では、第１層の各磁気伝送素子９２−１、９２−２、９２−３、９２−４はお互いに重ならない。例えば、各第１層磁気伝送素子９２−１、９２−２、９２−３、９２−４は、同じ層の近隣の磁気伝送素子から離間することができる。いくつかの実施例では、第１層磁気伝送素子９２−１、９２−２、９２−３、９２−４は、同じ層内の近隣の磁気伝送素子と隣りあって接しあうことができる。例えば、第１層の第１磁気伝送素子９２−１は、第１層の第３磁気伝送素子９２−３と隣りあって接しあうことができるが、第１層の第２磁気伝送素子９２−２と離間することができる。いくつかの実施例では、第１層磁気伝送素子９２−１、９２−２、９２−３、９２−４は、各第１層磁気伝送素子９２−１、９２−２、９２−３、９２−４の中央原点（例えば、中央原点９３−１、９３−２、９３−３、９３−４）が正方形、長方形、ひし形、平行四辺形などの角を形成するように、格子状に配置することができる。
【００６６】
さらに、磁気伝送アレイ９０は、第２層の磁気伝送素子９４−１、９４−２、９４−３、９４−４、第３層の磁気伝送素子９６−１、９６−２、９６−３、９６−４、及び第４層の磁気伝送素子９８−１、９８−２、９８−３、９８−４を含むことができる。説明したように、第１層、第２層、第３層、第４層磁気伝送素子は、図３Ｃに関連して説明したような透視透過性磁気伝送素子とすることができる。第２層、第３層、及び／または第４層の磁気伝送素子は、本願に記載したように第１層磁気伝送素子９２−１、９２−２、９２−３、９２−４がどのように配置されるかについて関連して説明されたものと同様の空間関係性をもって配置することができる。
【００６７】
いくつかの実施例では（図示はされていない）、第２層、第３層、及び／または第４層の磁気伝送素子は、第１層磁気伝送素子９２−１、９２−２、９２−３、９２−４とは異なる空間的関係性で配置することができる。例えば、第１層磁気伝送素子９２−１、９２−２、９２−３、９２−４は、一つまたは複数の他の層（例えば、第２層、第３層、第４層）が第１層磁気伝送素子９２−１、９２−２、９２−３、９２−４とは異なる空間的関係で配置されるように、配置することができる。例えば、第２層磁気伝送素子９４−１、９４−２、９４−３、９４−４は、各第２層磁気伝送素子９４−１、９４−２、９４−３、９４−４の中央原点が長方形の角を形成するように配置することができる一方、第１層磁気伝送素子９２−１、９２−２、９２−３、９２−４は、各第１層磁気伝送素子９２−１、９２−２、９２−３、９２−４の中央原点が正方形の角を形成するように配置される。従って、各第１層、第２層、第３層、第４層磁気伝送素子は、第１層磁気伝送素子９２−１、９２−２、９２−３、９２−４と同じ空間的関係で配置することができ、または、第１層磁気伝送素子９２−１、９２−２、９２−３、９２−４とは異なる空間的関係で配置することができる。
【００６８】
磁気伝送素子アレイ９０の各層には、４個の磁気伝送素子が描かれているが、磁気伝送アレイ９０の各層は、４個より多い磁気伝送素子または４個より少ない磁気伝送素子を含むことができる。いくつかの実施例では、磁気伝送素子アレイ９０の各層は、１個から２０個の範囲の磁気伝送素子を含むことができる。いくつかの実施例では、磁気伝送アレイの各層がそれぞれに含む磁気伝送素子の数は、２から１５とすることができる。いくつかの実施例では、磁気伝送アレイの各層がそれぞれに含む磁気伝送素子の数は、３から１０とすることができる。いくつかの実施例では、磁気伝送アレイの各層がそれぞれに含む磁気伝送素子の数は、４から７とすることができる。さらに、磁気伝送素子アレイ９０には４層の磁気伝送素子が描かれているが、磁気伝送素子アレイ９０は、４層より多い層の磁気伝送素子または４層より少ない層の磁気伝送素子を含むことができる。本明細書のいくつかの実施例では、磁気伝送素子アレイ９０に、１から８層の磁気伝送素子を含むことができる。本明細書のいくつかの実施例では、磁気伝送素子アレイ９０に、２から７層の磁気伝送素子を含むことができる。
【００６９】
いくつかの実施例では、第１層の磁気伝送素子９２−１、９２−２、９２−３、９２−４と同様に、第２層、第３層、第４層の各磁気伝送素子は、各層の磁気伝送素子とそれぞれ重ならない。例えば、第２層の磁気伝送素子９４−１、９４−２、９４−３、９４−４は、互いに重ならず、第３層の磁気伝送素子も、第４層の磁気伝送素子もお互いに重ならない。いくつかの実施例では、各層それぞれの磁気伝送素子が重ならないことによって、層内の各磁気伝送素子の間で短絡が発生することを防止する。
【００７０】
いくつかの実施例では、第１層、第２層、第３層、及び第４層磁気伝送素子は、他の層の磁気伝送素子と重なることができる。例えば、図示されるように、第２層磁気伝送素子９４−１、９４−２、９４−３、９４−４は、第１層磁気伝送素子９２−１、９２−２、９２−３、９２−４と重なることができ（例えば部分的に重なる）、第３層磁気伝送素子９６−１、９６−２、９６−３、９６−４は、第１層磁気伝送素子９２−１、９２−２、９２−３、９２−４および第２層磁気伝送素子９４−１、９４−２、９４−３、９４−４に重なることができ、第４層磁気伝送素子９８−１、９８−２、９８−３、９８−４は、第１層磁気伝送素子９２−１、９２−２、９２−３、９２−４と、第２層磁気伝送素子９４−１、９４−２、９４−３、９４−４と、第３層磁気伝送素子９６−１、９６−２、９６−３、９６−４と重なることができる。
【００７１】
磁気伝送素子層が重なっているか否かに関わらず、層は、磁気伝送素子が、層の素子が存在する平面に対して垂直な方向から見たときに六方格子パターンまたは構造に編成されるように配置されてもよい（図４Ａおよび図４Ｃに示すように）。このような実施例では、伝送素子の中央原点は、格子の頂点に合わせて配置されると考えられる。異なる層の磁気伝送素子が重なる実施例では、層間の磁気伝送素子の相対的な配置は、それらが制約領域内（例えば、患者の体のような対象の体積領域、より具体的には、患者の心臓の周囲および／または心臓の中の領域に磁場を集中させるため）で可能な限り広がるように、同時に、Ｘ線が磁気伝送素子層を通過する透視透過性画像において生じる妨害の量を最小限に抑えるように、最適化されてもよい。そのような実施例では、六角形格子構造は、図４Ａに示されるように、重なる「セル」を有する「蜂の巣」状の構造に類似化させることができる。図示されるように、伝送素子の半径は、３の平方根を格子上の頂点間の距離の２倍で割ったものとして計算してもよい（言い換えれば、伝送素子の半径は、格子上の３つの隣接する頂点によって形成される正三角形の「高さ」と等しくてもよい）。
【００７２】
より詳細に、図４Ａへの注意を継続すると、第２層磁気伝送素子９４−１、９４−２、９４−３、９４−４は、第１層磁気伝送素子９２−１、９２−２、９２−３、９２−４と同じ空間的関係で配置することができ、第２層の各磁気伝送素子９４−１、９４−２、９４−３、９４−４の中央原点（例えば、中央原点９５−１、９５−２、９５−３、９５−４）は、第１層磁気伝送素子９２−１、９２−２、９２−３、９２−４の中央原点（例えば、中央原点９３−１、９３−２、９３−３、９３−４）から第１方向へ移動させることができる。例えば、図示されるように、第２層の各磁気伝送素子９４−１、９４−２、９４−３、９４−４の中央原点は、第１層磁気伝送素子９２−１、９２−２、９２−３、９２−４の中央原点から第１方向（例えば、ページを参照にして、右側）に横に移動することができる。
【００７３】
いくつかの実施例では、第３層磁気伝送素子９６−１、９６−２、９６−３、９６−４は、第１層磁気伝送素子９２−１、９２−２、９２−３、９２−４に対して横方向及び垂直方向に移動することができる。図示されるように、第３層磁気伝送素子９６−１、９６−２、９６−３、９６−４の中央原点（例えば、中央原点９７−１、９７−２、９７−３、９７−４）は、第１層磁気伝送素子９２−１、９２−２、９２−３、９２−４および第２層磁気伝送素子９４−１、９４−２、９４−３、９４−４の中央原点間で移動してもよい。一例では、第３層磁気伝送素子９６−１、９６−２、９６−３、９６−４の中央原点は、第１層磁気伝送素子９２−１、９２−２、９２−３、９２−４の中央原点から第２層磁気伝送素子９４−１、９４−２、９４−３、９４−４の中央原点よりも少ない量右側に（ページを参照して）移動することができる。
【００７４】
加えて、第３層磁気伝送素子９６−１、９６−２、９６−３、９６−４の中央原点は、第１層磁気伝送素子９２−１、９２−２、９２−３、９２−４の中央原点に対して垂直方向（例えば、上側）に移動することができる。いくつかの実施例では、第４層磁気伝送素子９８−１、９８−２、９８−３、９８−４は、第１層磁気伝送素子９２−１、９２−２、９２−３、９２−４、第２層磁気伝送素子９４−１、９４−２、９４−３、９４−４及び第３層磁気伝送素子９６−１、９６−２、９６−３、９６−４の中央原点に対して横方向に移動することができる。例えば、第４層磁気伝送素子９８−１、９８−２、９８−３、９８−４の中央原点は、第１層、第２層、及び第３層磁気伝送素子の中央原点の右側に移動することができる。
【００７５】
加えて、第４層磁気伝送素子９８−１、９８−２、９８−３、９８−４の中央原点は、第１層磁気伝送素子９２−１、９２−２、９２−３、９２−４の中央原点から垂直方向（例えば、上側）に移動することができる。例えば、第４層磁気伝送素子９８−１、９８−２、９８−３、９８−４の中央原点（例えば、中央原点９９−１、９９−２、９９−３、９９−４）の中央原点は、第１層磁気伝送素子９２−１、９２−２、９２−３、９２−４から、第３層磁気伝送素子９６−１、９６−２、９６−３、９６−４の原点と同じ量だけ垂直方向に移動することができる。したがって、重なっている磁気伝送素子は、図４Ａに示すように、磁気伝送素子アレイ９０の間に貫通孔がないように配置することができる。例えば、図示されるように、第３層磁気伝送素子９６−３は、第１層磁気伝送素子９２−１、９２−３及び第２層磁気伝送素子９４−１、９４−３の間に存在したであろう貫通孔を覆う。
【００７６】
磁気伝送素子を形成する少数層（例えば２層）の基板を補償するために、本開示の磁気伝送素子アレイ９０は、お互いに重なる磁気伝送素子層（例えば、図３に関連して説明されたような）を含むことができる。例えば、第１層は第２層と重なっており、第２層は第３層と重なっており、第３層は第４層と重なっている。近隣の層の間の各磁気伝送素子の中央原点間の間隔は、概して各コイル間の半径に等しくすることができる。中央原点間の離れ具合は、コイル位置を決定するための逆解の条件がよく決定されるように要求することができる。例えば、第１層磁気伝送素子９２−１、９２−２、９２−３、９２−４の中央原点（例えば、中央原点９３−１、９３−２、９３−３、９３−４）及び隣接する第２層磁気伝送素子９４−１、９４−２、９４−３、９４−４の中央原点（例えば、中央原点９５−１、９５−２、９５−３、９５−４）は、磁気伝送アレイ９０のうちの一つの磁気伝送素子の半径と等しい距離離すことができる。例えば、第１層磁気伝送素子９２−１は、近隣の第２層磁気伝送素子９４−１から一つの磁気伝送素子の半径と等しい距離で離すことができる。
【００７７】
いくつかの実施例では、近隣の層間の各磁気伝送素子の中央原点間の間隔は、各コイル間の半径よりも大きくすることができる。いくつかの実施例では、近隣の層間の各磁気伝送素子の中央原点間の間隔は、より高密度の磁場を生成するために、各コイル間の半径よりも小さくすることができる。
【００７８】
本明細書で説明されるように、近隣の磁気伝送素子の中央原点と中央原点間の距離は一つの磁気伝送素子の半径と等しく、またはより大きくすることができる。重なっておらず同じ特徴サイズの正方形の磁気伝送素子の正方形アレイと比較すると、各磁気伝送素子は、４０％広い面積を収容することができ、これは、１．８ｍｍピッチで直径１１センチメートルの螺旋にエッチングされると、磁気伝送素子の正方形アレイに使用されるのと同じ電流で、１層当たり９５％以上大きな磁場をもたらす。
【００７９】
同じ寸法に対して、より大きな、重なった螺旋のトレース長は、正方形コイルのトレース長よりもわずか１０パーセントのみ長い。それゆえに、所定の磁場強度に対して、より大きな、重なった螺旋は、磁気伝送素子の正方形アレイと比較して３０％未満の熱を放出するということになってしまう。蛍光透視画像を不明瞭にすることなく銅よりもはるかに厚いアルミニウム層を使用することができれば、層当たりの抵抗をそれに応じて減少させることができ、その結果、従来手法の正方形アレイよりも、交流磁界を発生するのに概して一桁分より効率的なＸ線透過送信アレイが得られる。
【００８０】
先に述べたように、図４Ａに示すように、磁気伝送アレイ９０間に貫通孔が存在しないように、重なっている磁気伝送素子は配置することができる。例えば、図示するように、第３層磁気伝送素子９６−３は、第１層磁気伝送素子９２−１、９２−３と第２層磁気伝送素子９４−１、９４−３の間に存在したであろう貫通孔を覆う。これは、いくつかの実施例ではより高密度の磁場を生成することができる。
【００８１】
いくつかの実施例では、磁気伝送アレイ９０は、透視透過性磁気伝送アレイ９０とすることができる。例えば、図３Ｃを参照して説明したような透視透過性磁気伝送素子は、アレイ９０に含まれることができる。これは、磁気伝送アレイ９０が、フルオロスコープ（Ｘ線透視装置）からのＸ線を通過させる窓となり得る透視（フルオロ）窓９１内に配置されることを可能にする。磁気伝送アレイ９０の透視透過性は、Ｘ線が透視窓９１とアレイ９０を通過することを可能にでき、したがって、磁気伝送アレイ９０によって妨害されない蛍光透視画像を提供する。
【００８２】
図４Ｂは、本開示の実施例に従って、磁気伝送素子の第１層と伝送素子の第２層の間に配置される絶縁層１００の側面視を描いている。いくつかの実施例では、絶縁層は、１つまたは複数の磁気伝送素子一つまたは複数の間に配置することができ、磁気伝送素子がお互いに接触するのを防止している。図示するように、絶縁層１００は、第１層磁気伝送素子９２−３、９２−４と、第２層磁気伝送素子９４−３、９４−４の間に配置されている。絶縁層１００は、第１層磁気伝送素子９２−１、９２−２、９２−３、９２−４と第２層磁気伝送素子９４−１、９４−２、９４−３、９４−４の間、第２層磁気伝送素子９４−１、９４−２、９４−３、９４−４と第３層磁気伝送素子９６−１、９６−２、９６−３、９６−４の間、及び／または、第３層磁気伝送素子９６−１、９６−２、９６−３、９６−４と、第４層磁気伝送素子９８−１、９８−２、９８−３、９８−４の間に配置することができる。
【００８３】
図４Ｃは、本明細書の実施例における磁気伝送アレイの第１層の磁気伝送素子１０２−１、１０２−２、．．．．．１０２−１６の上面視である。いくつかの実施例では、磁気伝送素子１０２−１、１０２−２、．．．．．１０２−１６は、図３Ｃを参照して説明される透視透過性磁気伝送素子のように、透視透過性とすることができる。一例では、第１層磁気伝送素子１０２−１、１０２−２．．．．．１０２−１６は、図４Ａにおいて第１層磁気伝送素子９２−１、９２−２、９２−３、９２−４が配置されている方法と類似する方法で配置することができる。例えば、第１層磁気伝送素子１０２−１、１０２−２．．．．．１０２−１６は、第１磁気アセンブリを形成する第１平面に配置することができる。図４Ｃで説明したように、第１層磁気伝送素子１０２−１、１０２−２．．．．．１０２−１６は、第１平面ではお互いに重ならない。
【００８４】
いくつかの実施例では、連結リードツリー１０３は、第１層磁気伝送素子１０２−１、１０２−２．．．．．１０２−１６のそれぞれを、個々の連結リード（例えば連結リード１０５）を介して、連結パッド１０４に電気的に接続することができる。連結パッド１０４は、複数の連結リードに連結することができ、そのそれぞれが第１層磁気伝送素子１０２−１、１０２−２．．．．．１０２−１６の一つと電気的に接続される。連結リード１０５を参照すると、連結リード１０５は、第１層磁気伝送素子１０２−１を連結パッド１０４に電気的に接続させる。図４Ｃに図示するように、そして図３Ｃに関連して先に述べたように、磁気伝送素子１０２−１、１０２−２．．．．．１０２−１６のそれぞれは、磁気伝送素子の外側の端部に配置された端子を介して連結パッドに電気的に接続することができる。
【００８５】
いくつかの実施例では、第１層磁気伝送素子１０２−１、１０２−２．．．．．１０２−１６、リードツリー１０３、及び／または連結リードは、基板１０１の上に配置することができる。一例では、基板は、硬質であり及び／または可撓性を有することができる。いくつかの実施例では、基板は、第１層磁気伝送素子１０２−１、１０２−２．．．．．１０２−１６、が配置された印刷回路板とすることができる。いくつかの実施例では、図４Ａに関連してさらに説明されたように、複数層の磁気伝送素子は、互いの上に積み重ねることができる。例えば、一つまたは複数の他の層の磁気伝送素子は、第１層磁気伝送素子１０２−１、１０２−２．．．．．１０２−１６の上に重なることができ、また、図４Ａに関連して図示および説明したように、第１層磁気伝送素子から縦方向または横方向にオフセットすることができる。いくつかの実施例では、２と１０の間の層の磁気伝送素子は、互いの上に積み重ねることができる。いくつかの実施例では、磁気伝送素子の複数層が互いに積み重なることで、磁気伝送アレイの横方向の幅を低減することができ、磁気伝送アレイを透視窓内に収めることができる。しかしながら、いくつかの実施例では、単一層の磁気伝送素子を磁気伝送アレイに使用することができる。
【００８６】
図５Ａは、本明細書の実施例における、磁気伝送アセンブリ１０６の第２実施例の模式的上面視を描いている。いくつかの実施例では、磁気伝送アセンブリ１０６は、複数の電磁伝送素子１１０−１、１１０−２．．．．．１１０−１２が配置できるフレーム１０８を含むことができる。いくつかの実施例では、フレーム１０８は、透視透過性及び／またはＸ線不透過性材料から形成することができる。いくつかの実施例では、フレーム１０８は、図５Ｂに関連して説明されるように囲いとすることができる。フレーム１０８は、フレーム１０８及び／または磁気伝送素子１１０−１、１１０−２．．．．．１１０−１２によって邪魔されることなくフレーム１０８の中心をＸ線が通過可能とすることができる透視窓１１２を含むことができ、妨害されない蛍光透視画像を可能にする。いくつかの実施例では、図示されるように、透視窓１１２は正方形とすることができる。しかしながら、透視窓１１２は、円、正方形、三角形など、任意の形状を含むことができる。
【００８７】
いくつかの実施例では、Ｘ線は、透視窓１１２を通過することができるため、フレーム１０８は、Ｘ線不透過性材料で形成することができる。なぜなら、磁気伝送アセンブリ１０６のその部分は、透視窓１１２の外側であり、蛍光透視画像では見えなくなるからである。いくつかの実施例では、フレーム１０８は、非金属材料（例えば、グラスファイバー）で形成することができる。いくつかの実施例では、本明細書で説明するように、透視窓１１２は、フレーム１０８の切り抜きとすることができる。代替的に、透視窓１１２は、蛍光透視画像で半透明または透明な材料で形成することができる。
【００８８】
いくつかの実施例では、複数の電磁伝送素子１１０−１、１１０−２．．．．．１１０−１２は、透視窓１１２の中心から等距離とすることができ、または設計の許す限り、透視窓１１２の中心から等距離に近くすることができる。複数の電磁伝送素子１１０−１、１１０−２．．．．．１１０−１２は、平坦な銅コイルとすることができ、印刷回路板製造工程で形成することができる。一例では、電磁伝送素子１１０−１、１１０−２．．．．．１１０−１２は、非透視透過性とすることができる。複数の電磁伝送素子１１０−１、１１０−２．．．．．１１０−１２のそれぞれは、電磁伝送素子１１０−１、１１０−２．．．．．１１０−１２のそれぞれ上に、複数の層の巻線が形成されることを可能にすることができる。一例では、複数の電磁伝送素子１１０−１、１１０−２．．．．．１１０−１２のそれぞれは、３２層までの巻線を有することができる。しかしながら、いくつかの実施例では、追加の層の巻線を提供することができる（例えば、６４層の巻線、１２８層の巻線、数百層の巻線）。
【００８９】
いくつかの実施例では、ページに関連して、複数の電磁伝送素子１１０−１、１１０−２．．．．．１１０−１２は、フレーム１０８の上部１１１−１に配置および、フレーム１０８の下部１１１−２に配置することができる。さらに、ページに関連して、図示はされていないが、電磁伝送素子１１０−１、１１０−２．．．．．１１０−１２は、フレーム１０８の左側面１０９−１及びフレーム１０８の右側面１０９−２に配置することができる。いくつかの実施例では、電磁伝送素子１１０−１、１１０−２．．．．．１１０−１２がフレーム１０８の下部とフレーム１０８の上部に配置されているとき、フレーム１０８の上部とフレーム１０８の下部は、上部と下部を接続するフレームの側面側よりも広くすることができる。いくつかの実施例では（図示はされていない）、磁気伝送素子１１０−１、１１０−２．．．．．１１０−１２は、上側が弧状のセグメントで配置および下側が弧状のセグメントに配置することができる。いくつかの実施例では、各弧状セグメントは、透視窓の中心から等距離とすることができる。したがって、磁気伝送素子１１０−１、１１０−２．．．．．１１０−１２のそれぞれは、透視窓１１２の中心から等距離を保つことができる。
【００９０】
いくつかの実施例では、図示するように、磁気伝送素子１１０−１、１１０−２、．．．１１０−６の上部セットは、Ｖ字形状に配置することができ、磁気伝送素子１１０−７、１１０−８、．．．１１０−１２の下部セットは、Ｖ字形状に配置することができる。一例では、磁気伝送素子１１０−１、１１０−２、．．．１１０−６の上部セットは、線ｂｂとｃｃにそって配置することができる。例えば、磁気伝送素子１１０−１、１１０−２、１１０−３は、線ｂｂに沿って配置することができ、磁気伝送素子１１０−４、１１０−５、１１０−６は、線ｃｃにそって配置することができる。
【００９１】
磁気伝送素子１１０−７、１１０−８、．．．１１０−１２の下部セットは、線ｄｄと線ｅｅに沿って配置することができる。例えば、磁気伝送素子１１０−７、１１０−８、１１０−９は、線ｄｄに沿って配置することができ、磁気伝送素子１１０−１０、１１０−１１、１１０−１２は、線ｅｅにそって配置することができる。磁気伝送素子１１０−１、１１０−２、．．．１１０−６の上部セットは、６個の磁気伝送素子を含むように描かれており、磁気伝送素子１１０−７、１１０−８、．．．１１０−１２の下部セットは、６個の磁気伝送素子を含むように描かれているが、それぞれの磁気伝送素子セットは、６個より多くの磁気伝送素子あるいは６個より少ない磁気伝送素子を含むことができる。いくつかの実施例では、磁気伝送素子の各セットは、３〜８個の磁気伝送素子を含むことができる。
【００９２】
線ｂｂと線ｃｃおよび線ｄｄと線ｅｅは、磁気伝送素子１１０−１、１１０−２、．．．１１０−１１２が透視窓１１２を囲うように、または部分的に囲うように互いに対して角度をつけて配置することができる。例えば、線ｂｂと線ｃｃは互いに対し角度θで配置することができ、線ｄｄと線ｅｅは互いに対し角度θ‘で配置することができる。いくつかの実施例では、角度θとθ’は同じとすることができる。いくつかの実施例では、角度θ及びθ’は、９０度から１８０度の角度の範囲をとることができる。磁気伝送素子１１０−１、１１０−２、．．．１１０−１２は透視窓１１２を囲むまたは部分的に囲んでいるため、より均一な磁場が透視窓１１２内と、透視窓１１２の上側に位置する領域（例えば、患者の胸が位置してもよい関心領域３８）に生成され、透視窓１１２内に配置された位置センサ２８（例えば、磁気センサ）を用いるのに磁場をより均一にするのを可能とすることができる。
【００９３】
一つまたは複数の透視透過性磁気伝送素子は、透視窓１１２内の磁気伝送素子１１０−１、１１０−２、．．．１１０−１２間に配置することができる。いくつかの実施例では、磁気伝送アレイは、図４Ａに関連して説明されるように、透視窓１１２内の磁気伝送素子１１０−１、１１０−２、．．．１１０−１２間に配置することができる。本明細書で説明されるように、磁気伝送アセンブリ１０６は、磁気伝送素子１１０−１、１１０−２、．．．１１０−１２によって生成された磁場を補うことができる。代替的に、図３Ｄに関連して説明されるように、透視透過性磁気伝送素子の異なる配置が、透視窓１１２内に位置することができる。例えば、透視透過性磁気伝送素子は、図６に関連して説明されるように、透視窓１１２内に配置することができる。
【００９４】
図５Ｂは、本明細書の実施例に従って、図５Ａの磁気伝送アセンブリ１０６に含まれ得る囲い１２２内の磁気伝送素子１１０−２’の線ｆｆに沿った模式的断面図である。磁気伝送素子１１０−２’に関して上述したが、以下の説明は、図５Ａに関連して説明される、全ての磁気伝送素子１１０−１、１１０−２、．．．１１０−１２（本明細書で磁気伝送素子１１０とも称する）にも適用される。いくつかの実施例では、一つまたは複数の磁気伝送素子１１０は、一つまたは複数の囲い１２２の内部に収容することができる。例えば、磁気伝送素子１１０−２’は、囲い１２２内に収容することができる。一例では、各磁気伝送素子１１０は、個々の囲いの内部に収容することができる。いくつかの実施例では、複数の磁気伝送素子１１０をひとつの囲いの内部に収容することができる。囲い１２２は、磁気伝送素子１１０を取り付けることができるベース１２４を含むことができる。いくつかの実施例では、囲いは、フレーム１０８’に取り付けることができる。囲い１２２は、ベース１２４から垂直に伸びて上面１３０に接続される外壁１２６、１２８を含むことができ、それは磁気伝送素子１０２−２’を囲うのに役立つ。囲いのベース１２４は、正方形、長方形、三角形、円形等とすることができ、例えば、グラスファイバーのような材料で形成することができる。いくつかの実施例では、上面１３０はベースと同様の形状とすることができる。
【００９５】
いくつかの実施例では、くさび１３２を、角度をつけて磁気伝送素子１１０−２’を配置することを可能にするために、磁気伝送素子１１０−２’の下に配置することができる。いくつかの実施例では、磁気伝送素子１１０−２’は、１から２０度、２から１０度または、３から７度の範囲の角度θ’’で配置することができるが、いくつかの実施例では、磁気伝送素子１１０−２’は、１度より小さい角度または２０度より大きな角度で配置することができる。一例では、磁気伝送素子１１０−２’が配置される角度は、磁気伝送アセンブリ１０６の所望の厚みで制限することができる。例えば、磁気伝送アセンブリ１０６は、患者検査台と関連付けられるマットレスの下に配置することができる。磁気伝送素子１１０−２’が配置される角度が大きすぎる場合、磁気伝送アセンブリ１０６の厚さが、それが患者にとって目立つようになり不快感を引き起こすほどの量が患者検査テーブルから突き出るかもしれない程のものであり得る。
【００９６】
いくつかの実施例では、磁気伝送素子１１０のそれぞれは、ベース１２４に対して角度をつけて配置することができる。例えば、本明細書で説明されるように、磁気伝送素子１１０−２’はくさび１３２を介して角度θ’’で配置することができる。いくつかの実施例では、全ての磁気伝送素子（例えば、１１０−１、１１０−２、．．．１１０−１２）は、角度θ’’で配置することができる。磁気伝送素子１１０のそれぞれは、同じ角度θ’’で配置することができる一方、磁気伝送素子１１０のそれぞれは、異なった方向性を有することができる。例えば、磁気伝送素子１１０のそれぞれによって生成された磁場ベクトル（例えば、Ｂ場ベクトル）が透視窓１１２の方を向くように、磁気伝送素子１１０のそれぞれは、透視窓１１２の周りに同じ角度θ’’で配置することができる。例えば、各磁気伝送素子１１０によって生成された磁場ベクトルが関心領域３８内に位置するある共通の点の方を向くように、磁気伝送素子１１０のそれぞれを角度θ’’で配置することができる。いくつかの実施例では、各磁気伝送素子１１０によって生成された磁場ベクトルが関心領域３８（図２）内に位置するある共通の点の方を向くように、磁気伝送素子１１０のそれぞれを角度θ’’で配置することができる。どちらの場合であっても、磁気伝送素子１１０は、関心領域３８内で磁場を発生させるような方向に向けられるべきである。
【００９７】
いくつかの実施例では、角度θ’’は、図５Ａに描かれる線ｂｂに対して垂直にすることができる。例えば、磁気伝送素子１１０−１、１１０−２、１１０−３は、同じ角度θ’’及び同じ方向で配置することができる。いくつかの実施例では、磁気伝送素子１１０−４、１１０−５、１１０−６は同じ角度θ’’だが磁気伝送素子１１０−１、１１０−２、１１０−３とは異なる方向で反対に配置することができる。例えば、磁気伝送素子１１０−４、１１０−５、１１０−６が配置される角度θ’’は、図５Ａに描かれる線ｃｃに対して垂直にすることができる。いくつかの実施例では、磁気伝送素子１１０−７、１１０−８、１１０−９は同じ角度θ’’だが磁気伝送素子１１０−１、１１０−２、１１０−３及び磁気伝送素子１１０−４、１１０−５、１１０−６とは異なる方向で反対に配置することができる。例えば、磁気伝送素子１１０−７、１１０−８、１１０−９が配置される角度θ’’は、図５Ａに描かれる線ｄｄに対して垂直にすることができる。いくつかの実施例では、磁気伝送素子１１０−１０、１１０−１１、１１０−１２は同じ角度θ’’だが磁気伝送素子１１０−１、１１０−２、１１０−３、１１０−４、１１０−５、１１０−６、１１０−７、１１０−７、及び１１０−９とは異なる方向で反対に配置することができる。例えば、磁気伝送素子１１０−１０、１１０−１１、１１０−１２が配置される角度θ’’は、図５Ａに描かれる線ｅｅに対して垂直にすることができる。
【００９８】
図５Ｃから５Ｈは、本開示の実施例に用いられる、患者の身体１３５に対して様々な角度におけるＸ線源１３３とＸ線画像強化装置１３４を示す。図５Ｃに示されるように、Ｘ線源１３３−１から放出されたＸ線ビームは、患者１３５−１が横たわる検査台１３６−１から垂直に延びる線に対して６０度右斜め前方に向けられている。図５Ｄ及び５Ｆに示されるように、Ｘ線源１３３−２から放出されたＸ線ビームは、患者１３５−２が横たわる検査台１３６−２から垂直に延びる線に対して０度に向けられる。図５Ｅに示されるように、Ｘ線源１３３−３から放出されたＸ線ビームは、患者１３５−３が横たわる検査台１３６−３から垂直に延びる線に対して４０度左斜め前方に向けられている。図５Ｇに示されるように、Ｘ線源１３３−４から放出されたＸ線ビームは、患者１３５−４が横たわる検査台１３６−４から垂直に延びる線に対して３０度頭部の方に向けられている。図５Ｈに示されるように、Ｘ線源１３３−５から放出されたＸ線ビームは、患者１３５−５が横たわる検査台１３６−５から垂直に延びる線に対して２０度後（尾）方へ向けられている。
【００９９】
いくつかの実施例では、図５Ａから図５Ｈにさらに関連して、非透視透過性磁気伝送素子１１０は、図５Ａに図示されるように、フレーム１０８のどちらの側面１０９−１、１０９−２にも配置されなくてもよい。いくつかの実施例では、フレーム１０８のどちらの側面１０９−１、１０９−２にも磁気伝送素子１１０を配置しないことによって、Ｘ線源１３３及び画像増強装置が図５Ｃ及び図５Ｅのものと同様の角度で配置されたときに、Ｘ線がフレーム１０８の両側面を通過することができる。例えば、Ｘ線源１３３が図５Ｃ及び図５Ｅの角度で配置されることで、フレーム１０８の両側面１０９−１、１０９−２は、Ｘ線源１３３と画像増強装置１３４の間に配置することができる。フレーム１０８の両側面１０９−１、１０９−２に非透視透過性磁気伝送素子が含まれる場合、透視画像は妨害される可能性がある。いくつかの実施例では、Ｘ線源１３３の位置決めを形成するため、図３Ｃに関連して説明されるような透視透過性磁気伝送素子は、フレーム１０８の両サイドに配置することができる。
【０１００】
いくつかの実施例では、図５Ａから図５Ｈにさらに関連して、磁気伝送素子１１０は、図５Ａに示すようなＶ字型や、または弧状セグメント（不図示）のようなパターンで配置することができる。磁気伝送素子１１０をＶ字型や、弧状セグメントで配置することで、Ｘ線源１３３−４、１３３−５が図５Ｇ及び図５Ｈに示されるような位置に配置された場合に、Ｖ字型（例えば、線ｂｂ及び線ｃｃまたは線ｄｄおよびｅｅで画定される）の各アーム、または弧状セグメントの間で、Ｘ線がフレーム１０８を通過することができる。例えば、Ｘ線源１３３−４、１３３−５が図５Ｇ及び５Ｈに示される位置に配置される場合、Ｖ字型の各アームの間に位置するフレーム１０８の一部は、Ｘ線源１３３−４、１３３−５と、それぞれの画像増強装置１３４−４、１３４−５の間に配置することができる。これにより、磁気伝送素子１１０によって遮られない透視画像を可能にすることができる。
【０１０１】
図６は、本開示の実施例に用いられる、第３実施例の磁気伝送アセンブリ１４０の上面視を示す。いくつかの実施例では、磁気伝送アセンブリ１４０は、フレーム１４２を含むことができる。いくつかの実施例では、フレーム１４２は、透視透過性及び／またはＸ線不透過性材料によって形成することができる。いくつかの実施例では、フレーム１４２は、図５Ｂに関連して説明されるような囲いとすることができる。いくつかの実施例では、図示されるように、フレーム１４２は、長方形とすることができ、また、フレーム１４２は、透視窓１４４が位置する正方形のくりぬきを含むことができる。代替的に、透視窓１４４が位置するくりぬきの代わりに、透視窓１４４は、Ｘ線を遮られることなく通過させることを可能にする透視透過性材料を含むことができる。
【０１０２】
いくつかの実施例では、複数の電磁伝送素子１４６−１、１４６−２．．．．１４６−１２は、フレーム１４２上に配置することができる。いくつかの実施例では、電磁伝送素子１４６−１、１４６−２．．．．１４６−１２は、平坦な銅コイルとすることができ、それらがＸ線で見えないように、透視窓１４４の外側に沿って配置することができる。図５Ａに関連して説明されるように、電磁伝送素子１４６−１、１４６−２．．．．１４６−１２は、非透視透過性とすることができる。電磁伝送素子１４６−１、１４６−２．．．．１４６−１２が透視窓の外側に配置されることで、透視画像は電磁伝送素子１４６−１、１４６−２．．．．１４６−１２によって遮られない状態を保持することができる。
【０１０３】
第１列の電磁伝送素子１４６−５、１４６−６は、透視窓１４４の第１側方に配置することができ、第２列の電磁伝送素子１４６−７、１４６−８は、第１側方の反対側の透視窓１４４の第２側方に配置することができる。第１列の電磁伝送素子１４６−５、１４６−６は、第２列の電磁伝送素子１４６−７、１４６−８と平行とすることができ、透視窓１４４の中心から第２列の電磁伝送素子１４６−７、１４６−８と同じ距離だけ離間させることができる。例えば、第１列と第２列の対応する磁気伝送素子（例えば、磁気伝送素子１４６−６と磁気伝送素子１４６−７）は、透視窓１４４の中心から等距離で離間させることができる。
【０１０４】
いくつかの実施例では、第３列の電磁伝送素子１４６−１、１４６−２、１４６−３、１４６−４は、透視窓１４４の第１側方に配置することができ、第４列の電磁伝送素子１４６−９、１４６−１０、１４６−１１、１４６−１２は、第１側方の反対側の透視窓１４４の第２側方に配置することができる。第３列の電磁伝送素子１４６−１、１４６−２、１４６−３、１４６−４は、第４列の電磁伝送素子１４６−９、１４６−１０、１４６−１１、１４６−１２と平行とすることができ、透視窓１４４の中心から第４列の電磁伝送素子１４６−９、１４６−１０、１４６−１１、１４６−１２と同じ距離だけ離間させることができる。例えば、第３列と第４列の対応する磁気伝送素子（例えば、磁気伝送素子１４６−３と磁気伝送素子１４６−１０）は、透視窓１４４の中心から等距離で離間させることができる。
【０１０５】
いくつかの実施例では、第１、第２、第３、第４列の磁気伝送素子１４６−１、１４６−２．．．．１４６−１２は、お互いに平行とすることができる。いくつかの実施例では、第１、第２、第３、第４列の磁気伝送素子１４６−１、１４６−２．．．．１４６−１２は、透視窓１４４の第１側方及び第２側方に位置する縁部と平行とすることができる。
【０１０６】
いくつかの実施例では、第１及び第２列の磁気伝送素子の間のそれぞれの距離は、第３及び第４列の磁気伝送素子の間のそれぞれの距離より大きくすることができる。例えば、第１列の磁気伝送素子１４６−５、１４６−６の各中央原点間の距離は、第３列の磁気伝送素子１４６−１、１４６−２、１４６−３、１４６−４の各中央原点間の距離より大きくすることができる。いくつかの実施例では、第１列の磁気伝送素子１４６−５、１４６−６の各中央原点間の距離は、第３列の磁気伝送素子１４６−１、１４６−２、１４６−３、１４６−４の各中央原点間の距離に対して１．２５から２倍とすることができる。第２及び第４列の磁気伝送素子の中央原点間の距離の割合は、第１及び第２列の磁気伝送素子の中央原点間と同様または類似とすることができる。
【０１０７】
いくつかの実施例では、第１列の磁気伝送素子１４６−１、１４６−２のそれぞれの中央原点間の距離は、第２列の磁気伝送素子１４６−７、１４６−８のそれぞれの中央原点間の距離と同じにすることができる。さらに、第３列の磁気伝送素子１４６−１、１４６−２、１４６−３、１４６−４のそれぞれの中央原点間の距離は、第４列の磁気伝送素子１４６−９、１４６−１０、１４６−１１、１４６−１２のそれぞれの中央原点間の距離と同じにすることができる。いくつかの実施例では、磁気伝送素子がそれぞれ等距離に離間されることにより、関心領域３８全体に渡って均一な磁場を生成しやすくなる。いくつかの実施例では、均一の磁場を生成するために、第１及び第２列の磁気伝送素子間の間隔は同じまたは類似させることができ、第３及び第４列の磁気伝送素子間の間隔は同じまたは類似させることができる。いくつかの実施例では、磁気伝送素子１４６−１、１４６−２．．．．１４６−１２は、図５Ｂに関連して説明されたように、場の多様性を設けるために角度をつけて配置することができる。
【０１０８】
図５Ａとは対照的に、いくつかの実施例では、透視透過性磁気伝送素子は、透視窓１４４内に配置することができる。図示されるように、４個の透視透過性磁気伝送素子１４８−１、１４８−２、１４８−３、１４８−４は、透視窓１４４の中に配置することができる。いくつかの実施例では、透視透過性磁気伝送素子１４８−１、１４８−２、１４８−３、１４８−４は、図３Ｃに関連して図示され説明されたものと同様に、または類似させたものとすることができる。透視透過性磁気伝送素子１４８−１、１４８−２、１４８−３、１４８−４は、図示されるように、透視透過性磁気伝送素子１４８−１、１４８−２、１４８−３、１４８−４のそれぞれの中央原点が正方形の角に合うように配置されるように、格子パターンに配置することができる。透視透過性磁気伝送素子１４８−１、１４８−２、１４８−３、１４８−４の中央原点は、他のパターン、例えば、長方形、三角形などに配置することができる。いくつかの実施例では、透視透過性磁気伝送素子の中央原点が透視窓１４４から等距離になるように配置することができる。
【０１０９】
いくつかの実施例では、４個よりも少ない透視透過性磁気伝送素子が透視窓１４４内に配置することができ、または４個よりも多い透視透過性磁気伝送素子が透視窓１４４内に配置することができる。いくつかの実施例では、透視窓１４４内に配置される透視透過性磁気伝送素子の数は、１から１２個とすることができる。いくつかの実施例では、透視窓１４４内に配置される透視透過性磁気伝送素子の数は、３から１０個とすることができる。いくつかの実施例では、磁気伝送アセンブリ９０は、図４Ａに関連して説明されたように、透視窓１４４内に配置することができる。いくつかの実施例では、透視透過性磁気伝送素子１４８−１、１４８−２、１４８−３、１４８−４は、磁気伝送素子１４６−１、１４６−２．．．．１４６−１２と同じ平面に配置することができる。
【０１１０】
いくつかの実施例では、第１列の磁気伝送素子１４６−５、１４５−６（例えば、磁気伝送素子１４６−５、１４５−６の幾何学的中心）の各磁気伝送素子の中央原点間の距離は、透視透過性磁気伝送素子１４８−１、１４８−３間の距離と同じにすることができる。加えて、第１列の磁気伝送素子１４６−５、１４５−６の中央原点間の距離および透視透過性磁気伝送素子１４８−１，１４８−３の中央原点間の距離は、第２列の磁気伝送素子１４６−５、１４６−６の中央原点間の距離及び透視透過性磁気伝送素子１４８−２、１４８−４の中央原点間の距離と同じにすることができる。いくつかの実施例では、磁気伝送素子１４６−６、１４６−７及び透視透過性磁気伝送素子１４８−３、１４８−４のそれぞれの中央原点は、図６に示すように、お互いに一列に配置することができる。いくつかの実施例では、磁気伝送素子１４６−５、１４６−８及び透視透過性磁気伝送素子１４８−１、１４８−２のそれぞれの中央原点は、図６に示すように、お互いに一列に配置することができる。
【０１１１】
いくつかの実施例では、透視窓１４４は、透視透過性材料で形成することができる。いくつかの実施例では、透視透過性材料は、ポリイミドとすることができる。透視透過性材料は、透視画像への干渉を防止または低減することができる。一例では、関心領域３８（図２）において透視窓１４４の上方に心臓が位置するように患者を患者検査台に位置決めすることができる。磁気伝送素子１４６−１、１４６−２．．．．１４６−１２及び透視透過性磁気伝送素子１４８−１、１４８−２、１４８−３、１４８−４によって生成された磁場は、磁気ナビゲーション場を、一例では、カテーテル内に配置された位置センサ２８と一緒に用いるための磁気ナビゲーション場を提供するのに使用することができる。加えて、透視窓１４４または透視透過性磁気伝送素子を形成する透視透過性材料によって生じる干渉をほとんどまたは全く伴なわずに、心臓の透視画像を撮ることができる。
【０１１２】
いくつかの実施例では、一つまたは複数のツイストケーブル１４５は、磁気伝送素子１４６−１、１４６−２．．．．１４６−１２または透視透過性磁気伝送素子１４８−１、１４８−２、１４８−３、１４８−４のそれぞれに電力を供給することができる。複数のリード１４７、１４９は、一つまたは複数のツイストケーブル１４５に接続することができ、これにより磁気伝送素子１４６−１、１４６−２．．．．１４６−１２または透視透過性磁気伝送素子１４８−１、１４８−２、１４８−３、１４８−４のそれぞれに電力を供給することができる。各リード１４７，１４９は、磁気伝送素子１４６−１、１４６−２．．．．１４６−１２または透視透過性磁気伝送素子１４８−１、１４８−２、１４８−３、１４８−４それぞれに電力を供給するように構成された一つまたは複数のワイヤを含むことができる。例えば、リード１４７は、磁気伝送素子１４６−５に電力を供給することができ、また、リード１４９は、透視透過性磁気伝送素子１４８−１に電力を供給することができる。図示するように、他の磁気伝送素子及び透視透過性磁気伝送素子は、電力を提供するように構成される、それぞれ独自のリードを含むことができる。
【０１１３】
いくつかの実施例では、電力源及び／またはコントローラは、コネクタ１５１に接続することができ、これにより、透視透過性磁気伝送素子１４８−１、１４８−２、１４８−３、１４８−４および／または磁気伝送素子１４６−１、１４６−２．．．．１４６−１２に電力を供給及び／または制御することができる。
【０１１４】
本明細書で説明するように、磁気伝送アレイを作成するために、単一のコイルの代わりに複数の駆動コイルを使用することができる。本明細書で用いられているように、図４、５Ａ及び６に関連して説明されるように、駆動コイルは、透視透過性及び／またはＸ線非透視透過性とすることができる磁気伝送素子を含むことができる。磁気伝送素子は、磁場を生成するために駆動することができる。いくつかの実施例では、複数の駆動コイルは、電磁位置センサの位置及び方向を決定することが所望される３Ｄ空間の任意の点において、十分な空間固有及び方向固有の信号（例えば、磁場における励起信号）を提供することができる。固有の信号は、各駆動コイルを励起させる特定の周波数を用いて作成することができるが、異なる時点において同じ周波数を伝送できる時間ドメイン法を、代替的に用いることができる。電磁位置センサ増幅器および信号プロセッサは、各駆動コイル（周波数分割多重化の場合には、例えば同期復調を使用することができる）に起因する固有の振幅値を測定することができる。
【０１１５】
複数の駆動コイルを含むシステムでは、一つの駆動コイルからの励起が隣接する駆動コイルと接続せずにその後それらのコイルから再放射することは、センスコイルの正確な位置を導き出す後続の方法を混乱させ得るので、有益となり得る。各コイルを固有の周波数で励起する方法を想定すると、最も単純な数学的モデルをもたらす望ましい物理的挙動は、各周波数がその（既知のアプリオリ）位置における単一の駆動コイルからの放射を表すのみということである。近隣コイルからの接続及び再放射は望ましくない。
【０１１６】
検知コイルの位置決めおよび方向付けは、位置について３つの自由度、および方向について２つの自由度（時々ピッチとヨーと称され、ソレノイド感知コイルの「回転」は、左右対称であるため、値は求められないことに注意されたい）を必要とする可能性がある。これは、最小で５つの駆動コイルが必要とされ得ることを意味し得る。５つより多いコイルが、システムゲインなどの追加のパラメータを解くまたは実行可能な検知領域を延長するのに便利でありうる。
【０１１７】
複数の透視透過性磁気伝送素子は、本明細書で説明されるように、複製すること及び固有の振動数で駆動することがかなり容易であり得る。しかしながら、従来のソレノイド駆動コイルは、数十ｍＨのインダクタンスを有することができ、一般に直列コンデンサと対になって、特定のコイルのための所望の駆動周波数でチューニングされた共振回路を形成する。従来の配置の副次的な効果は、共鳴コイルが、隣接するコイルで用いられるような他の周波数に対してより高いインピーダンスを提供することである。これによって、近隣のコイルからの励起信号の望ましくない接続のしやすさを低減することができる。透視透過性磁気伝送素子の場合、本明細書で説明するように、インダクタンスは低くすることができる。例えば、透視透過性磁気伝送素子は、０．１から４ｍＨの範囲のインダクタンスを有することができる。いくつかの実施例では、透視透過性磁気伝送素子は、およそ０．２５ｍＨのインダクタンスを有することができる。共振回路を用いて駆動する従来の駆動コイルは、共振振動数でのみ駆動させることができる。本開示のような、低インダクタンスコイル（例えば、透視透過性磁気伝送素子）は、同時に多数の異なる周波数で駆動させることができる。これによって、環境の特性を明らかにするために同時に低い周波数で駆動されながら、高い信号対雑音比を達成するために同じ物理的アセンブリ（例えば、蛍光磁気伝送素子）が同時に高い周波数で駆動させることができる。本開示の実施例で説明されるような、低インダクタンスコイルは、共振回路の使用がキャパシタンス整合を必要とするために、製造によりロバスト性を設けることができる。キャパシタンス整合は、各伝送コイルに対して個々に行われ、製造に時間、コスト及び変更を増加させる可能性がある。低インダクタンスコイルは、共振回路を必要としないため、キャパシタンス整合も必要とせず、時間と費用を節約して、同時により狭い電気的公差をもたらす。
【０１１８】
図７は、本開示の実施例に用いられる、第１実施例の透視透過性磁気伝送素子のための駆動回路１５２模式図である。いくつかの実施例では、駆動回路１５２は、改造されたハウランド駆動回路とすることができる。いくつかの実施例では、駆動回路１５２は、図３Ｃに関連して説明されるような、透視透過性磁気伝送素子の駆動に用いられる高インピーダンス駆動回路とすることができる。ここでさらに説明するように、複数の透視透過性磁気伝送素子が駆動されると、各透視透過性磁気伝送素子は、別個の駆動回路１５２によって駆動される。図７を参照すると、交流電流（例えば、正弦波形）は、所望の周波数で入力１５４を介して駆動回路１５２に供給されることができる。いくつかの実施例では、正弦波形では周波数は１から２０ｋＨｚの範囲にすることができるが、周波数は、２０ｋＨｚより大きくても、１ｋＨｚより小さくすることもできる。入力１５４は、いくつかの実施例では（不図示）、デジタルーアナログコンバータで形成することができる。入力１５４は、入力１５４に電気的に接続されている入力抵抗１５６に供給されることができる。入力抵抗１５６は、１ｋΩの抵抗を有することができるが、いくつかの実施例では、該抵抗は１より大きな、または１より小さい抵抗を有することができる。入力抵抗１５６は、入力コンデンサ１６０とともにローパススムージングフィルタの一部とすることができる。入力抵抗１５６および入力コンデンサ１６０は、所望の極を与えるためのＲＣローパスフィルタを形成するようにともに選択することができる。実際には、電圧入力１５４の周波数の少なくとも２倍のどこかでカットオフとすることができる。いくつかの実施例では、ＲＣローパスフィルタに関連するカットオフ周波数は、入力１５４の周波数の概して２倍とすることができるが、デジタル―アナログサンプル比の半分より少なくすることができる。いくつかの実施例では、入力抵抗１５６の出力は、入力演算増幅器１５８の非反転入力と接続（例えば、電気的に接続）することができる。いくつかの実施例では、第１コンデンサは、平滑極として機能するために、入力抵抗１５６の出力と接続することができる。いくつかの実施例では、平滑極は、１０から６０ｋＨｚの範囲の周波数を有することができる。一例では、平滑極は、概して４８ｋＨｚの周波数を有することができる。いくつかの実施例では、入力コンデンサ１６０は、グランド１６２に接続することができる。
【０１１９】
いくつかの実施例では、入力演算増幅器１５８は、バッファ回路として機能し、ユニティゲインするように構成することができる。いくつかの実施例では、入力演算増幅器１５８は、Ａｎａｌｏｇ  Ｄｅｖｉｃｅ，Ｉｎｃ（登録商標）製のＡＤ８２３ＡＲ演算増幅器とすることができる。入力演算増幅器１５８は、ハウランド電流源１６４の反転入力と接続することができる。ハウランド電流源１６４は、第１演算増幅器の出力とハウランド電流源１６４のハウランド演算増幅器１６６の反転入力の間に接続される、第１ハウランド抵抗１６８−１を備えることができる。いくつかの実施例では、ハウランド電流源は、Ａｎａｌｏｇ  Ｄｅｖｉｃｅ，Ｉｎｃ（登録商標）製のＡＤ８２７６ＡＲＭＺ演算増幅器とすることができる。付加的に、ハウランド電流源１６４は、第１ハウランド抵抗１６８−１とハウランド電流源１６４のハウランド演算増幅器１６６の反転入力と直列に接続される第２ハウランド抵抗１６８−２を含むことができる。ハウランド電流源１６４は、第３ハウランド抵抗１６８−３と第４ハウランド電流抵抗１６８−４の間に接続される非反転入力を含むことができる。第３ハウランド抵抗１６８−３は、第２グランド１７０に接続することができ、第４ハウランド抵抗１６８−４は、出力演算増幅器１７２の反転入力に接続することができる。
【０１２０】
ハウランド抵抗１６８−１、１６８−２、１６８−３、１６８−４は４０ｋΩとすることができ、０．０２％よりも高精度でトリミングされたとみなすことができる。いくつかの実施例では、ハウランド電流源１６４のハウランド演算増幅器１６６の出力は、所望の電流レベルを供給するために以下の構成にある、出力演算増幅器１７２の非反転入力に接続することができる。出力演算増幅器１７２は、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（登録商標）製のＯＰＡ５４８Ｔとすることができる。
【０１２１】
いくつかの実施例では、出力演算増幅器１７２の出力は、出力抵抗１７４に接続することができる。出力抵抗１７４は、いくつかの実施例では、１０Ωの抵抗を有することができる。出力抵抗１７４の出力は、位相リードコンデンサ１７５に接続することができ、位相リードコンデンサ１７５の出力は、第２ハウランド抵抗１６８−２に接続することができる。出力抵抗１７４の出力は、さらに透視透過性磁気伝送素子１６９に接続することができ、ここで説明するように、いくつかの実施例では、透視透過性磁気伝送素子１６９は抵抗１７６およびインダクタンス１７７によって表される負荷を含む。一例では、抵抗１７６は、１４．５Ωとすることができ、インダクタンス１７７は、１ｍＨとすることができる。いくつかの実施例では、位相リードコンデンサ１７５は、透視透過性磁気伝送素子のインダクタンス１７７（例えば、インダクタンス）と同等と（例えば、一致する）なるように選択することができる。例えば、位相リードコンデンサ１７５は、１ｍＨのインダクタンス１７７と同等とできる、１０ｎＦの静電容量を有することができる。しかしながら、位相リードコンデンサ１７５の静電容量は、透視透過性磁気伝送素子のインダクタンス１７７に対して変化することができる。いくつかの実施例では、透視透過性磁気伝送素子は、０．２５ｍＨ以下のインダクタンス１７７を有している場合、位相リードコンデンサは必要としなくてもよい。
【０１２２】
いくつかの実施例では、透視透過性磁気伝送素子は、１４．５Ωより大きな、または小さな抵抗１７６と、１ｍＨより大きなまたは小さなインダクタンス１７７と、を有することができる。いくつかの実施例では、インダクタンス１７７は、０．１から４ｍＨの範囲または０．１から２ｍＨの範囲とすることができる。抵抗１７６およびインダクタンス１７７は、出力抵抗１７４の出力と直列であるように示されており、したがって、透視透過性磁気伝送素子の負荷を表している。いくつかの実施例では、バラスト１７８を負荷１７７とグランド１７９の間に接続することができる。いくつかの実施例では、透視透過性磁気伝送素子は、それぞれ別個の駆動回路１５２によって駆動することができる。
【０１２３】
説明したように、ハウランド電流源１６４は、平坦コイル負荷（例えば、透視透過性磁気伝送素子）の駆動中に、透視透過性磁気伝送素子１６９への入力で計測されるような高出力インピーダンスを達成するように、位相リードコンデンサ１７５を介して位相リードを導入することにより改造することができる。いくつかの実施例では、高出力インピーダンスは、１０ｋΩから１００ｋΩの範囲のインピーダンスとして定義することができる。しかしながら、インピーダンスは、１０ｋΩより小さくても、または１００ｋΩより大きくてもよい。高出力インピーダンスを達成することにより、近隣の磁気伝送素子（例えば、銅コイル）間の接続を低減させることができる。例えば、高いインピーダンスで透視透過性磁気伝送素子を駆動すると、透視透過性磁気伝送素子を近隣の磁気伝送素子と結合しにくくさせることができる。例えば、透視透過性磁気伝送素子のそれぞれを駆動するインピーダンスが高いほど、近隣の磁気伝送素子が放出する周波数は透視透過性磁気伝送素子から再放出されにくくなる。
【０１２４】
位相リードコンデンサ１７５は、負荷だけでなく増幅性能の関数であるため、位相リードコンデンサに対する正確な値を固定するための推奨手順は、コイル（負荷）に対するインダクタンスおよび抵抗の測定値同様、増幅器のための正確なモデルを用いて集積回路強調（ＳＰＩＣＥ）シミュレーションモデルを実行することとすることができる。Ｓｐｉｃｅシミュレーションでは、入力１５４（Ｖｉｎ）を回路グランドに短絡させ、大きさ（ＩＬ）を有する電流源を所望の駆動周波数に設定された負荷に接続することによって、出力インピーダンスを評価することができる。次いで、結果として負荷に生じる出力電圧（Ｖｏ）によって、出力インピーダンス（Ｚｏ）を計算することができます：Ｚｏ＝ Ｖｏ / ＩＬ。位相リードコンデンサは、最大値Ｚｏとなるように調整することができる。高電流出力増幅器および１０ｋＨｚの周波数を用いたとしても、４０ｋΩの出力インピーダンスを実現することができる。
【０１２５】
図８は、本開示の実施例に用いられる、第２実施例の透視透過性磁気伝送素子のための駆動回路１８０の模式図を示す。駆動回路１５２（図７に記載）につながる交流駆動回路が図８に示されている。駆動回路１８０は、コイルを通る電流が一定に留まることを確実にするために電流フィードバックループを利用する。付加的に、第２フィードバックループが、ＤＣクロージャのために用いられる。先に改造されたハウランド回路１５２に対するこの方法の利点は、出力インピーダンスが整合抵抗に依存しておらず、それ以外の場合に電力を消費する出力抵抗（小さな検知抵抗とフラットコイルの固有抵抗以外）がないことである。整合には時間と費用がかかることがあり、電気的特性が温度や経年とともに変化するにつれて変動する可能性があるため、出力インピーダンスが整合抵抗に依存しないことは望ましいことがある。整合抵抗を要しない設計は、製造しやすいことがあり、より高い信頼性を有することができる。
【０１２６】
いくつかの実施例は、磁気伝送素子のアレイでコイル間の接続を防止するための方法が含むことができる。いくつかの実施例では、その方法は、磁気伝送素子及びローパスフィルタに基準信号を並行して提供することを含むことができる。例えば、いくつかの実施例では、基準信号は、所望の周波数（または、複数の周波数）で入力信号源１８２を介して駆動回路１８０に供給することができる交流電流（正弦波形）を含むことができる。さらに以下に説明するように、入力信号源１８２は、透視透過性磁気伝送素子２１４を通過して駆動する所望の信号を生成するために用いる基準信号を提供することができる。図８に示すように、グランド１８１は、図示された駆動回路１８０の基準となる信号を表す。
【０１２７】
いくつかの実施例では、基準信号は、正弦波を含むことができ、デジタルーアナログコンバータ（不図示）によって生成することができる。正弦波は、例示の目的のためだが、１０ｋＨｚ源として表することができる。正弦波は、第１演算増幅器１８４の非反転入力に駆動されることができる。しかしながら、正弦波は１０ｋＨｚより大きなまたは小さな周波数を有することができる。例えば、正弦波は、１から２０ｋＨｚの範囲の周波数を有することができる。いくつかの実施例では、正弦波は１ｋＨｚより小さな、または２０ｋＨｚよりも大きな周波数を有することができる。例えば、回路は、選択された回路部品に基づいて、１ｋＨｚより小さく、または２０ｋＨｚよりも大きな周波数に合わせて変更することができる。
【０１２８】
第１演算増幅器１８４の出力は、ユニティゲインのために構成される第２演算増幅器１８６とすることができるバッファ回路内に駆動されることができる。第１演算増幅器１８４からの出力は、第１抵抗１８８および、グランド１９２につながる第１コンデンサ１９０を含む、ローパスフィルタ回路も駆動させる。第１抵抗１８８は、概して１００ｋΩの抵抗を有することができるが、概して１００ｋΩ未満またはより大きい抵抗を備えてもよい。第１コンデンサ１９０は、概して０．１μＦの静電容量を有することができるが、第１コンデンサ１９０は、０．１μＦよりも小さな、または大きな静電容量を有することができる。いくつかの実施例では、第１コンデンサ１９０の静電容量は、所望の減衰を提供するために入力信号源１８２の周波数に基づいて決定することができる。ローパスフィルタ（例えば、抵抗―コンデンサ回路）は、直流電流値を残るように１０ｋＨｚの信号をフィルタリングすることができる。
【０１２９】
直流電流値（例えば、直流電流オフセット）は、理想的にはゼロとしてもよいが、理想の回路挙動よりも少ないため、小さな値を有してもよい。直流電流値（ＶＤＣ）は、ユニティゲインのために構成される第３演算増幅器１９４によってバッファリングすることができる。いくつかの実施例では、直流電流値（例えば、直流電流オフセット）は、先に述べたように、磁気伝送素子を通過した基準信号にどれだけの減衰を実行する必要があるかを示す基準を提供することができる。第３演算増幅器１９４によってバッファリングされたローパスフィルタによって生成された信号は、直流電流ループクロージャ及び直流電流オフセットを、基準信号に関連して提供する。
【０１３０】
いくつかの実施例では、バッファ回路（例えば、ユニティゲインのために構成される第２演算増幅器１８６）は、平坦コイル負荷１９８および検知抵抗２００に直列な第２コンデンサ１９６を駆動することができる。いくつかの実施例では、本明細書で説明するように、平坦コイル負荷は、透視透過性磁気伝送素子２１４の代表例とすることができる。第２コンデンサ１９６の静電容量は、平坦コイル負荷１９８の無効インピーダンスとおよそ相殺するように、平坦コイル負荷１９８の駆動回路の位相角度が概してゼロとなるように、選択することができる。図８に示すように、透視透過性磁気伝送素子２１４は、抵抗なしで示されている。実際には、透視透過性磁気伝送素子２１４の部品は、複数の寄生部品（例えば、抵抗）を有するであろう、しかしながら、説明の目的のために、透視透過性磁気伝送素子の抵抗に関しては図示していない。
【０１３１】
いくつかの実施例では、第２コンデンサ１９６は、適正な静電容量値を有していなくてもよい。検知抵抗２００は、概して１Ωの抵抗値を有する電流検知抵抗とすることができ、透視透過性磁気伝送素子を通過した基準信号を検知することができるが、検知抵抗２００は、１Ωよりも小さな、または大きな抵抗値を有することができる。いくつかの実施例では、透視透過性磁気伝送素子を通過した基準信号の電圧、電流、位相のうちの少なくとも一つを検知することができる。検知抵抗２００によって測定された電圧及び位相（ＶＳＥＮＳＥ）は、平坦コイル負荷１９８の電流および位相と一致させることができる。いくつかの実施例では、この信号は、第３抵抗２０２にフィードバックされ、そこで第４抵抗２０４からの直流電流オフセットと加算されて減衰項が生成され、続いて第４演算増幅器２０６に供給される。第４演算増幅器２０６は、非反転加算増幅器として構成することができる。第４演算増幅器２０６の出力は、以下の式によって定義することができる。
ＶＵ４  ＝  １＋（Ｒ６／Ｒ５）＊（（ＶＳＥＮＳＥ  ＋  ＶＤＣ）／２）
この場合、ＶＵ４は、第４演算増幅器２０６の出力電圧である。Ｒ６は、第４演算増幅器２０６の出力と第４演算増幅器２０６の反転入力間に電気的に接続される第６抵抗２０８の抵抗値である。Ｒ５は、第４演算増幅器２０６の反転入力とグランド２１２の間に電気的に接続される第５抵抗の抵抗値とすることができる。ＶＳＥＮＳＥは、検知抵抗２００で測定された電圧と位相とすることができ、ＶＤＣは、直流電流値とすることができる。いくつかの実施例では、第６抵抗２０８の抵抗値は、５ｋΩとすることができ、第３抵抗２０２、第４抵抗２０４、第５抵抗２１０の抵抗値は、それぞれ１ｋΩとすることができるが、第６抵抗２０８、第３抵抗２０２、第４抵抗２０４、第５抵抗２１０、および第６抵抗２０８の抵抗値は、ここで説明されたこれらの抵抗値よりも小さく、または大きくすることができる。
【０１３２】
いくつかの実施例では、第４演算増幅器２０６の出力は、第１演算増幅器１８４の反転入力に電気的に接続することができ、それによって、制御ループを閉じて、基準信号を減衰するために基準信号に減衰項を加えることができる。したがって、制御ループは、検知抵抗２００で検出した電圧を正弦波入力に比例して追従させることができるので、第４演算増幅器２０６の出力は振幅および位相において正弦波入力に追従することができる。これにより、隣接する平坦コイルから接続した任意の電流を効果的に排除することができる。抵抗値および／または正弦波入力振幅を調整することによって、平坦負荷コイル１９８を通る電流を、所望の値に設定することができる。
【０１３３】
図９は、本開示の実施例に従って、透視透過性磁気伝送素子によって生成された励起信号に対する減衰項を決定するための方法２２０を示す。方法は、ブロック２２２において、第１周波数の第１信号及び第２周波数の第２信号を用いて、透視透過性磁気伝送素子を駆動させることを含むことができ、第１周波数は第２周波数よりも低い。いくつかの実施例では、第１信号は、０．５ｋＨｚから２ｋＨｚまでの範囲の低周波数信号とすることができ、第２信号は、１０ｋＨｚから２０ｋＨｚまでの範囲の高周波数信号とすることができ、また、第１および第２信号は、各透視透過性磁気伝送素子を駆動するために用いることができる。一つまたは複数の透視透過性磁気伝送素子が駆動しているいくつかの実施例では、各透視透過性伝送素子は、低および高周波数で駆動することができるが、各透視透過性伝送素子が駆動される低および高周波数は、各伝送素子に対して固有のものとすることができる。例えば、２つの伝送素子が低および高周波数で駆動している場合、低周波数はお互いに異ならせることができ、高周波数もお互いに異ならせることができる。
【０１３４】
代替的に、先に述べたように、２以上の信号を、各透視透過性磁気伝送素子を駆動するために用いることができる。第１及び第２信号で透視透過性磁気伝送素子を駆動させると、第１励起信号（例えば、第１磁場）が、各透視透過性磁気伝送素子によってそれぞれに生成され、第２励起信号（例えば、第２磁場）が、各透視透過性磁気伝送素子によってそれぞれに生成されることができる。いくつかの実施例では、磁気位置センサ（例えば、磁器コイル、巻線コイル）を用いて第１励起信号及び第２励起信号を受信したときに、第１受信信号および第２受信信号を生成することができる。方法は、ブロック２２４で、第１受信信号および第２受信信号をコンピュータで受信することを含むことができる。
【０１３５】
磁気位置センサで受信したときに、受信信号が接続するおそれがあるため、第１受信信号および第２受信信号の低周波成分と高周波成分は、分離することができる。信号成分の分離は、受信信号のそれぞれを別個に分析可能にすることができる。一例では、いくつかの実施例では、受信信号の低周波数および高周波数成分は、周波数領域の多重化によって分離することができる。いくつかの実施例では、図１０に関連してさらに説明されるように、低周波数（例えば、１ｋＨｚ）信号は、いくつかの構造材料（例えば、金属元素）によって比較的摂動しないままとすることができ、低周波数信号は、ナビゲーションに使用可能な高周波数信号を較正するために使用することができる。高周波数信号は、ナビゲーションのためにより大きな応答性を有することができるが、金属元素（例えば、アルミニウム、銅、薄鋼、厚鋼）によって乱されるおそれがあり、一方で、低周波数信号をナビゲーションに使用すると、より鈍い性能を生じるおそれがある。例として、低周波数信号は、本明細書では１ｋＨｚの周波数を有する信号とし、高周波数信号は本明細書では１０ｋＨｚの周波数を有する信号とする。しかしながら、先に述べたように、低周波数は、０．５ｋＨｚから２ｋＨｚの範囲の周波数を有することができ、高周波数信号は、１０ｋＨｚから２０ｋＨｚまでの範囲の周波数を有することができる。
【０１３６】
さらに説明すると、図１０は、本開示の実施例に従って、自由空間（例えば、大気中）に関して様々な金属の存在下で磁気位置センサによって生成される信号の非線形周波数依存減衰を示すグラフである。図１０は、自由空間に関して様々な金属の存在下で磁気位置センサによって生成される信号の非線形周波数依存減衰に関連した実験データである。減衰は、同じ周波数のフリースペースに関連する誘導電圧の変化として定義することができる。本明細書で用いられるように、摂動は、自由空間に関して様々な金属の存在下で磁気位置センサによって生成される信号の非線形周波数依存減衰として定義することができる。
【０１３７】
図示するように、低周波数（例えば、１ｋＨｚ）は、金属元素（アルミニウム、銅、薄鋼、厚鋼）によって相対的に摂動しないままであることができる。薄鋼は、０．０２５と０．１ｍｍの間の厚みであり、厚鋼は概して２ｃｍの厚みとした。図示するように、信号は他の金属元素よりもアルミニウムによる摂動は小さいが、周波数が増加しても、信号はまだ摂動を受ける。磁場に存在する場合、銅、薄鋼及び厚鋼に関してさらに顕著な摂動がみられる。例えば、周波数が増加するにつれ、信号の摂動は増加する。一例では、図１０を参照にすると、自由空間データセット２１５と比較して、薄鋼データセット２１６は、厚鋼データセット２１７および銅データセット２１８と類似した周波数減衰量を示す。アルミニウムデータセット２１９の結果を参照すると、自由空間データセット２１５と比較して、最も少ない周波数減衰量となっている。
【０１３８】
ナビゲーションに低周波数（例えば、１ｋＨｚ）信号を使用する場合には、課題が存在することがある。例えば、高周波数（例えば、１０ｋＨｚ）信号を使用する場合に対して、より高電流が透視透過性磁気伝送素子に提供されることがあり、または、透視透過性磁気伝送素子のコイルに関してより広い領域が求められることがある。代替的に、高周波数（たとえば１０ｋＨｚ）と同じ種類の応答性でナビゲートするために、信号からノイズを除去するために低周波数の信号（例えば、第１受信信号）に対して信号フィルタリングを実行することができる。しかしながら、フィルタリングのために要するリソースと時間のために、低周波数信号のフィルタリングは、鈍い性能をもたらすことがある。本開示の実施例によれば、ナビゲーション目的ではなく、より高い周波数の信号（例えば、第２信号）を、ナビゲーション場に近接する金属環境に対して較正するために、位置センサ２８によって受信された低周波数信号に対してフィルタリングを実行できる。
【０１３９】
図１０に示すように、位置センサ（例えば、図１Ａおよび図１Ｂの位置センサ２８１）において誘導される電圧は、磁気周波数の一次関数である。１ｋＨｚの磁場は、１０ｋＨｚの場よりも摂動しないことができるが、１０ｋＨｚの磁場に対して１ｋＨｚの磁場で位置センサ２８に誘導される同じ電圧を得るためには、１０倍の電流、したがって１００倍の電力消費が必要とされる。
【０１４０】
いくつかの透視透過性磁気伝送素子（例えば、図３Ｃに関連して説明された平坦駆動コイル）の低インダクタンスのため、各透視透過性磁気伝送素子に用いられる固有の周波数ペア（例えば、２つの周波数）によって複数の周波数を１つの透視透過性磁気伝送素子を介して同時に駆動させることができる。しかしながら、いくつかの実施例では、２つより多い周波数が各透視透過性磁気伝送素子を通して同時に駆動させてもよい。例えば、４つ以上の周波数が１つの透視透過性磁気伝送素子を駆動するために同時に使用することができ、それにより位置センサの位置の決定および減衰項を計算することに関連するロバスト性を改善することができる。計算については、さらに本明細書で説明する。一例では、減衰の周波数依存性はパラメトリックに記述することができるので、追加の測定値（例えば、透視透過性磁気伝送素子を駆動するのに使用される追加の周波数を通して集められた測定値）は、減衰のよりロバストな推定値を提供できる。
【０１４１】
いくつかの実施例では、透視透過性磁気伝送素子の低インダクタンスは、０．１ｍＨから４ｍＨの範囲または０．１ｍＨから２ｍＨの範囲とすることができる。これは、透視透過性磁気伝送素子よりも高いインダクタンスを備えるために、複数の周波数でコイルを駆動することがより困難であることが明らかになりうる、より伝統的なトランスミッタコイル（例えば、銅コイル）とは対照的である。例えば、より伝統的なコイルは、１５ｍＨから５０ｍＨの範囲のインダクタンスを有することがある。  
【０１４２】
図９をさらに参照すると、いくつかの実施例では、方法２２０は、ブロック２２６で、第１受信信号と第２受信信号のフィルタリングを含むことができ、それによって第１フィルタリング済み受信信号と第２フィルタリング済み受信信号を提供することができる。一例では、第１受信信号（例えば、低周波数信号）と第２受信信号（例えば、高周波数信号）は、信号ノイズ比に基づいてフィルタリングすることができる。例えば、第１信号は、許容可能な信号ノイズ比を達成するために、高度なフィルタリングするとともに、位置センサ２８の正確なナビゲーションを提供するために用いられる、高周波数信号を動的に較正するために用いることができる。例えば、第１信号は継続して高周波数信号を較正することができる。いくつかの実施例では、信号ノイズ比は、３０から９０ｄｂの範囲とすることができる。いくつかの実施例では、信号ノイズ比は、４０から７０ｄｂの範囲とすることができる。いくつかの実施例では、信号ノイズ比は、４５ｄｂとすることができる。低周波数信号は、ナビゲーション領域を探査するために使用することができ、そうでなければ高周波数信号に影響を及ぼし得るいくつかの構造材料（例えば、金属物体）によって低周波数が比較的摂動しないという事実によることができる。
【０１４３】
一例では、駆動コイルが各周波数に対して同一の振幅で駆動されると仮定すると、１０ｋＨｚの信号は、本質的に回復信号振幅の１０倍を有し、したがって１ｋＨｚの信号の信号ノイズ比の１０倍を有することができる。しかしながら、いくつかの実施例では、１ｋＨｚの信号は、より静的な、または部分的な較正係数に用いることができるので、１０ｋＨｚの信号から得られる動的位置結果の帯域幅の１／１０から１／１００の範囲で従来通り時間領域フィルタリングすることができ、適正なまたは同等な信号ノイズ比を得ることができる。より重いフィルタリングは、磁場内の一般的に稀な摂動（例えば、透視のヘッド位置の変更によって生じる）に対して適応さえすればよく、１ｋＨｚの信号に用いることができる。１から３秒のフィルタ設定時間は、このような摂動に追従して用いることができる。代替的に、１ｋＨｚの信号のより高いノイズレベルを処理できるカルマンフィルタのような統計的方法を使用する最適なフィルタを使用して、１ｋＨｚの信号と１０ｋＨｚの信号の両方からの情報を組み合わせることができる。
【０１４４】
ナビゲーション領域（関心領域３８（図２））に対して構造材料が移動するにつれて、フィルタリングは、低周波数信号と高周波数信号に対して行うことができ、フィルタリング済み低周波数信号とフィルタリング済み高周波数信号は、ナビゲーションで使用するための高周波数信号に対する減衰項（以下にさらに定義される）を決定するために使用することができる。例えば、方法２２０（図９）は、ブロック２２８で、第１フィルタリング済み受信信号と第２フィルタリング済み受信信号に基づいて、第２周波数の第２信号に対する減衰項を決定することを含むことができる。
【０１４５】
いくつかの実施例では、第１受信信号および第２受信信号は、第２周波数の第２信号に対する減衰項を決定するときにフィルタリングされないままとすることができる。フィルタリングされない信号から減衰項を決定すると、減衰項をフィルタリングすることができ、それによってフィルタリング済み減衰項を提供することができる。いくつかの実施例では、これにより、一つの入力がフィルタリング（例えば、減衰項）されることを可能にし、２つ以上の入力（例えば、第１信号、第２信号）がフィルタリングされることを避けることによって、コンピュータに関連する処理リソースを節約することができる。２つより多い信号が使用される場合、これは特に真実であることが明らかとなる。
【０１４６】
いくつかの実施例では、減衰項は、以下の式によって定義することができる。    
【数１】
0006931393.tif 000002
【０１４７】
この場合、Ｖ１は、第１信号に関連するコイル内に誘導される第１電圧振幅を表す。Ｖ２は、第２信号に関連するコイル内に誘導される第２電圧振幅を表す。ω１は、第１信号に関連する第１周波数を表す。ω２は、第２信号に関連する第２周波数を表す。図８に関連して図示され、説明されたように、減衰項は、基準信号を減衰するために第４演算増幅器２０６を介して基準信号に適用することができる。したがって、方法は、第１フィルタリング済み受信信号および第２フィルタリング済み受信信号に基づいて、第２周波数の第２受信信号に対する減衰項を決定することを含むことができる。例えば、上記の式を参照すると、減衰項は、第１信号に関連する透視透過性磁気伝送素子が誘導する第１電圧振幅と第１信号に関連する第１周波数および第２信号に関連する透視透過性磁気伝送素子が誘導する第２電圧振幅と第２信号に関連する第２周波数に基づいて決定することができる。第１周波数および第２周波数が摂動しない理想的なシステム（例えば、自由空間）では、減衰項は１とすることができる。しかしながら、摂動が存在する場合、減衰項は１よりも大きくまたは小さくなることがある。
【０１４８】
構造材料（例えば、磁場妨害物体、金属物体）がナビゲーション領域の近傍内を動くにつれて、位置決めセンサ２８１（図１Ａおよび１Ｂ）が受信する第１信号（例えば、低周波数信号）から決定される位置は、概して同じままであり、一方、位置センサ２８１が受信する第２信号（例えば、高周波数信号）から決定される位置は、変化しうる。位置の変化および/または、第２受信信号を介して位置センサ２８１に誘導される電圧に対する第１受信信号を介して位置センサ２８１に誘導される電圧の変化に基づいて、第２受信信号を、較正することができる。例えば、先に述べたように、減衰項が決定することができ、第２受信信号を較正するために用いることができる。いくつかの実施例では、第２受信信号（金属物体のような構造材料によって生じる摂動）内の摂動を除外するために、減衰項を第２受信信号に適用することができる。いくつかの実施例では、第２受信信号を減衰項で除算することにより、減衰項を第２受信信号に適用することができる。
【０１４９】
先に述べたように、いくつかの実施例では、減衰項はフィルタリングすることができ、したがって、第１受信信号および第２受信信号を、個別にフィルタリングする必要性を軽減することができる。減衰項がフィルタリングされると、減衰項は本明細書ではフィルタリング済み減衰項とすることができる。いくつかの実施例では、フィルタリング済み減衰項は、第２受信信号に適用してもよく、それにより第２受信信号内の摂動に対して第２受信信号を補償することができる。第２受信信号にフィルタリング済み減衰項を適用すると、第２受信信号は、減衰済み受信信号とすることができる。フィルタリング済み減衰項は、減衰済み受信信号を提供するために、フィルタリング済み減衰項で第２受信信号を除算することで第２受信信号に適用することができる。
【０１５０】
いくつかの実施例では、各受信信号は、各受信信号に関連するそれぞれの周波数を決定するために分析することができ、統計フィルタは、自由空間に関連する高周波数ゲインを決定するために、高周波数および低周波数測定値とともに使用することができる。いくつかの実施例では、フィルタは、カルマンフィルタとすることができる。このように、Ｃアーム、Ｘ線放射器、Ｘ線検出器などのような金属物体がナビゲーション領域の近くに移動されるときの追跡精度における摂動に対して補正を行うことができる。いくつかの実施例では、先に述べたように、低周波数信号を単独でナビゲーション目的で用いると、低周波数信号（例えば、ローパスフィルタリングに関連するグループ遅延によって）に実行されるフィルタリングの量によって、パフォーマンスが鈍くなるおそれがある。しかしながら、ナビゲーション領域（例えば、関心領域３８（図２））に対して磁場妨害物体が移動する時間までに、低周波数信号をフィルタリングすることができ、フィルタリング済み低周波数信号に基づいて、金属物体によって生じるあらゆる磁場妨害を処理するために、高周波数信号を調整することができる。
【０１５１】
第１受信信号および第２受信信号がフィルタリングされるいくつかの実施例では、第２フィルタリング済み受信信号は、減衰項の第２フィルタリング済み受信信号への適用によって（例えば、第２フィルタリング済み受信信号を減衰項で除算することによって）調整することができ、減衰項を介して摂動を補償された調整済み第２信号を提供することができる。磁気位置センサに関連する位置は、その後、調整済み第２信号(例えば、減衰済み受信信号）に基づいて決定することができる。
【０１５２】
図１１Ａは、本開示の実施例に用いられる、透視透過性磁気伝送素子により生成される信号に対する減衰項を決定するためのシステム２５０の図である。システム２５０は、データストア２５２、減衰項決定サブシステム２５４、および／またはいくつかのエンジンを含むことができる。減衰項決定サブシステム２５４は、データストア２５２と通信可能とすることができる。減衰項決定サブシステム２５４は、いくつかのエンジン(例えば、駆動エンジン２５６、受信エンジン２５８、減衰項決定エンジン２６０、位置決定エンジン２６２など）を含むことができる。本明細書で説明される様々な機能を実行するために、減衰項決定サブシステム２５４は、図示されているものよりも多くのまたはより少ないエンジンを含むことができる。エンジン数は、本明細書で説明される様々な機能（例えば、受信、決定など）を実行するように構成されるハードウェアおよびプログラミングの組み合わせを含むことができる。エンジンのそれぞれは、ハードウェアまたは、モジュール（例えば、特定のモジュール）を実行するように指定または設計されるハードウェアおよびプログラミングの組み合わせを含むことができる。プログラミングは、ハードワイヤードプログラム（例えば、ロジック）と同様に、メモリリソース（例えば、コンピュータ読取可能媒体）に格納される指令（例えば、ソフトウェア、ファームウェアなど）を含むことができる。
【０１５３】
減衰項決定サブシステム２５４は、本明細書で図１１Ｂに関連して説明されたものに類似するコンピュータデバイスを含むことができ、これについては以下にさらに説明する。いくつかの実施例では、コンピュータデバイスは、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）のようなデジタルディスプレイを含むことができ、これは電子データの表示に好適である。ユーザインターフェースは、ハードウェア部品および／またはコンピュータ読取可能指令部材を含むことができる。例えば、ハードウェア部材は、入力部材（例えば、マウス、タッチスクリーン、キーボード、ダイアル、そしてボタンなど）および／または出力部材(例えば、ディスプレイ、振動発生装置、スピーカなど）を含むことができる。例示的なインターフェースは、ＧＵＩを含むことができ、これは透視透過性磁気伝送素子によって生成された信号に対する減衰項の決定に関連するデータをデジタルに表示することができる。
【０１５４】
駆動エンジン２５６は、透視透過性磁気伝送素子を第１周波数の第１信号および第２周波数の第２信号で駆動させ、第１励起信号および第２励起信号を生成する、ハードウェアおよび／またはハードウェアおよびプログラミングの組み合わせを含むことができ、第１周波数は第２周波数よりも低い。いくつかの実施例では、本明細書で説明されるように、低周波数信号（例えば、第１信号）は、０．５ｋＨｚから２ｋＨｚの範囲の周波数を有することができ、高周波数信号（例えば、第２信号）は、１０ｋＨｚから２０ｋＨｚまでの範囲の周波数を有することができる。第１励起信号が生成される低周波数信号は、金属元素（例えば、アルミニウム、銅、薄鋼、厚鋼）によって比較的摂動しないままであり、したがって高周波数の励起信号を較正するために使用することができる。一例では、第１励起信号は、第２励起信号よりも、透視透過性磁気伝送素子の近くに位置する金属元素によって乱れにくくすることができる。例えば、第１励起信号は、透視透過性磁気伝送素子の近くに位置するＣアーム、Ｘ線放射装置、Ｘ線検知器などによって乱れにくくすることができる。
【０１５５】
受信エンジン２５８は、磁気位置センサで第１励起信号および第２励起信号を受信するときに生成された第１受信信号と第２受信信号をコンピュータで受信するためのハードウェアおよび／またはハードウェアおよびプログラミングの組み合わせを含むことができる。いくつかの実施例では、磁気位置センサはカテーテル（例えばカテーテルの遠位端）に配置することができる。磁気位置センサは、透視透過性磁気伝送素子によって生成される第１励起信号および第２励起信号を受信するように構成することができる。
【０１５６】
減衰項決定エンジン２６０は、本明細書で先に述べたように、第１受信信号および第２受信信号に基づいて第２周波数の第２受信信号に対する減衰項を決定するように構成されるハードウェアおよび／または、ハードウェアおよびプログラミングの組み合わせを含むことができる。いくつかの実施例では、本明細書で説明するように、第２信号に対する減衰項は、位置の変化および/または、第２受信信号を介して位置センサで誘導される電圧に対する、位置の変化および／または第１受信信号を介して位置センサで誘導される電圧の変化に基づいて決定することができる。
【０１５７】
位置決定エンジン２６２は、第２受信信号に減衰項を適用することで生成された減衰済み受信信号に基づいて磁気位置センサの位置を決定するように構成されるハードウェアおよび／またはハードウェアおよびプログラミングの組み合わせを含むことができる。いくつかの実施例では、減衰済み受信信号に基づいて決定される磁気位置センサの位置は、第２受信信号に基づいて決定される磁気位置センサの位置と異なることができる。例えば、減衰済み受信信号に基づいて決定された磁気位置センサの位置は、第２受信信号に減衰項を適用した結果として、磁場に生じた摂動に対して補正することができる。
【０１５８】
本明細書で説明されるように、第２信号よりも低い周波数を介して生成することができる第１励起信号は、第２励起信号よりも透視透過性磁気伝送素子の近くに位置する金属物体によって乱れにくくすることができる。いくつかの実施例では、第１信号に関連する周波数は、０．５から２ｋＨｚまでの範囲とすることができ、第２信号に関連する周波数は、１０から２０ｋＨｚまでの範囲とすることができる。
【０１５９】
図１１Ｂは、本開示の様々な実施例に用いられる、透視透過性磁気伝送素子により生成される信号に対する減衰項を決定するためのコンピュータデバイス２７０の図を示す。コンピュータデバイス２７０は、本明細書が説明するいくつかの機能を実行するソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、および／またはロジックを利用することができる。
【０１６０】
コンピュータデバイス２７０は、情報を共有するためのハードウェアおよび指令の組み合わせとすることができる。ハードウェアは、例えば処理リソース２７２および／またはメモリリソース２７６（例えば、コンピュータ読取可能媒体（ＣＲＭ）、データベース、など）を含むことができる。処理リソース２７２は、本明細書で利用されるように、メモリリソース２７６に格納される指令を実行可能ないくつかのプロセッサを含むことができる。処理リソース２７２は、単一デバイスに統合、または、複数デバイスにまたがって分配することができる。指令（例えば、コンピュータ読取可能指令（ＣＲＩ））は、所望の機能（例えば、第１受信信号および第２受信信号に基づく第２周波数の第２受信信号に対する減衰項を決定する）を実行するためメモリリソース２７６に格納されるとともに処理リソース２７２によって実行可能な指令を含むことができる。
【０１６１】
メモリリソース２７６は、処理リソース２７２と通信可能とすることができる。メモリリソース２７６は、本明細書で用いられるように、処理リソース２７２で実行され得る指令を格納可能ないくつかのメモリ部品を含むことができる。このようなメモリリソース２７６は、非一時的ＣＲＭとすることができる。メモリリソース２７６は、単一デバイスに、単一デバイスに統合または、複数デバイスにまたがって分配することができる。さらに、メモリリソース２７６は、処理リソース２７２と、同一のデバイスに全部または部分的に統合することができ、または、別個とすることもでき、そのデバイスおよび処理リソース２７２にアクセス可能とすることができる。したがって、コンピュータデバイス２７０が、サポートデバイスおよび／またはサポートデバイス群に、モバイルデバイスおよび／またはモバイルデバイス群に、および／またはサポートデバイスおよびモバイルデバイスの組み合わせに実装可能であることに留意されたい。
【０１６２】
メモリ２７６は、処理リソース２７２と通信リンク２７４（例えば、パス）を介して通信可能とすることができる。通信リンク２７４は、処理リソース２７２に関連するコンピュータデバイスに対して、ローカルまたはリモートとすることができる。ローカルな通信リンク２７４の例は、コンピュータデバイス内部の電子バスを含むことができ、その場合、メモリリソース２７６は、電子バスを介して処理リソース２７２と通信する揮発性、不揮発性、固定、および／または取り外し可能な記憶媒体のうちの１つである。
【０１６３】
リンク２７４（例えば、ローカル、広域、地域、または、グローバルネットワーク）は、ケーブル、ワイヤレス、光ファイバまたは、電気通信リンク、赤外線リンク、無線周波数リンク、および／または、電子通信を提供する他のコネクタまたはシステムを介したリモート接続を表す。すなわち、リンク２７４は、例えば、他の通信インターフェースとの間のイントラネット、インターネットまたはその組み合わせを含むことができる。リンク２７４は、中間プロキシ、例えば、中間プロキシサーバ（不図示）、ルータ、スイッチ、負荷バランサなどを含むことができる。
【０１６４】
メモリリソース２７６は、駆動モジュール２７８、受信モジュール２８０、決定モジュール２８２、およびフィルタモジュール２８４のようないくつかのモジュールを含むことができる。モジュール２７８、２８０、２８２、２８４は、処理リソース２７２によって実行された場合に、いくつかの機能を実行可能なＣＲＩを含むことができる。モジュール２７８、２８０、２８２、２８４は、他のモジュールのサブモジュールとすることができる。例えば、駆動モジュール２７８と受信モジュール２８０は、サブモジュールとすることができ、および／または、同一のコンピュータデバイス内に含まれることができる。他の例では、モジュール２７８、２８０、２８２、２８４は、別々の異なる場所に（例えば、ＣＲＭなど）、個別のモジュールを有することができる。
【０１６５】
本明細書で説明するように、モジュール２８７、２８０、２８２、２８４のそれぞれは、処理リソース２７２に実行されるときに、対応するエンジンとして機能できる指令を含むことができる。例えば、減衰項決定モジュール２８２は、処理リソース２７２に実行されると減衰項決定エンジン２６０としての機能できるＣＲＩを含むことができる。例えば、減衰項決定モジュール２８２は、処理リソース２７２に実行されると、コンピュータデバイスに、第１受信信号および第２受信信号に基づいて第２周波数の第２受信信号に対する減衰項を決定させることができるＣＲＩを含むことができる。
【０１６６】
図１２は、本開示の実施例に用いられる、電磁ナビゲーションシステム３００の模式的なブロック図を示す。電磁ナビゲーションシステム３００は、ガイドワイヤ、カテーテル、イントロデューサ（例えばシース）のような、磁気位置センサ３０２および／または電極３０４を組み込む医療機器を使用してもよいシステムとすることができる。図１２をさらに参照すると、システム３００は、図示するように、様々な入力／出力メカニズム３０８を有するメイン電気制御ユニット３０６（例えば、プロセッサ）、ディスプレイ３１０、選択的に画像データベース３１２、心電図（ＥＣＧ）モニタ３１４、位置特定システム、を含むことができる。該位置特定システムには、医療位置決めシステム３１６、医療位置決めシステム対応の細長い医療機器３１８、患者基準センサ３２０、磁気位置センサ３０２、そして電極３０４などである。単純化のため、一つの磁気位置センサ３０２と、一つの電極３０４が示されているが、システム３００には、一つより多い磁気位置センサ３０２および／または、一つより多い電極３０４を含むことができる。
【０１６７】
いくつかの実施例では、システム３００は、医療位置決めシステム３１６と通信する駆動回路を含むことができる。駆動回路３２２は、例えば、本明細書で、図７および８に関連して説明されるものと類似する駆動回路を含むことができる。駆動回路３２２は、いくつかの実施例では、それは図３Ｃに関連して説明される透視透過性磁気伝送素子、または非透視透過性磁気伝送素子とすることができる一つまたは複数の磁気伝送素子（ＭＴＥ）３２４と通信可能とすることができる。
【０１６８】
入力／出力メカニズム３０８は、キーボード、マウス、タブレット、フットペダル、スイッチなどのうち一つまたは複数を含むコンピュータベースの制御ユニットと、インターフェースをとるための従来の装置を含んでもよい。ディスプレイ３１０も、コンピュータモニタなどの従来の装置を備えてもよい。
【０１６９】
本明細書が説明する様々な実施例は、関心領域のリアルタイム画像および／または事前取得画像を使用するナビゲーションシアプリケーションに使用されてもよい。そのため、システム３００は、選択的に、患者の身体に関連する画像情報を格納するため画像データベース３１２を含んでもよい。画像情報は、例えば、医療機器３１８の目的地を取り囲む関心領域、および／または医療機器３１８によって横切られると考えられるナビゲーション経路に沿った複数の関心領域を含んでもよい。画像データベース３１２のデータは、既知の画像タイプを含んでもよく、既知の画像タイプには、（１）過去のそれぞれ個別の時間に取得された１つまたは複数の二次元静止画像、（２）画像データベースがバッファ（ライブ透視）として機能する、画像取得デバイス（例えば、Ｘ線画像装置からの透視画像）からリアルタイムに獲得された複数の関連する二次元画像、および／または（３）シネループを定義する二次元画像のシーケンスであって、シーケンス内の各画像は、ＥＣＧモニタ３１４から得られる取得済みリアルタイムＥＣＧ信号に従ってシーケンスの再生を可能にするのに十分である、それに関連する少なくともＥＣＧタイミングパラメータを有する、シーケンス、を含む。上述した実施例は、例示的なものにすぎず、本質的に制限するものではないことが理解されるべきである。たとえば、画像データベースは、３次元画像データも同様に含んでもよい。画像は、既知のまたは、今後開発される、例えば、Ｘ線、超音波、コンピュータトモグラフィ、核磁気共鳴などのような、あらゆる画像モダリティを介して取得してもよいことが、さらに理解されるべきである。
【０１７０】
ＥＣＧモニタ３１４は、患者の身体の外側に外付け可能な複数のＥＣＧ電極（不図示）を使用することによって、心臓器官の電気的タイミング信号を連続的に検出するように構成されている。タイミング信号は、一般的に、とりわけ心臓周期の特定の位相に一致する。一般に、データベース３１２に格納される、事前に取込まれる一連の画像（シネループ）のＥＣＧ同期再生のために制御ユニット３０６によって、ＥＣＧ信号は用いられてもよい。ＥＣＧモニタ３１４およびＥＣＧ電極は、両方とも従来部品を含んでもよい。医療位置決めシステム３１６は、位置特定システムとして機能し、そのため、一つまたは複数の磁気位置センサ３０２および／または電極３０４に関連する位置（位置特定）データを決定し、それぞれの位置読取を出力するように、構成されている。
【０１７１】
位置読取のそれぞれは、医療位置決めシステム３１６の座標系としてもよい基準座標系（例えば、磁気ベース座標系、インピーダンスベース座標系）に対する位置及び方向（Ｐ＆Ｏ）のうち少なくとも１つまたは両方を含んでもよい。いくつかのタイプのセンサでは、Ｐ＆Ｏは、磁界発生器またはトランスミッタに対する磁界内の電磁位置センサ３０２の、および／または電界発生器に対する印加電界内（例えば、一組の電極パッチ）の電極３０４の、３次元（３Ｄ）位置（例えば、３つの直行する軸Ｘ、Ｙ、Ｚ）および２次元（２Ｄ）方向（例えば、ピッチおよびヨー）として、５つの自由度（５ＤＯＦ）で表してもよい。他のセンサタイプでは、Ｐ＆Ｏは３Ｄ位置（例えば、Ｘ、Ｙ、Ｚ座標）および３Ｄ方向（例えば、ロール、ピッチ、ヨー）のような６つの自由度（６ＤＯＦ）で表してもよい。
【０１７２】
医療位置決めセンサ３１６は、ＭＴＥ３２４によって生成される制御された低強度の交流電流（ＡＣ）磁場内に磁気位置センサ３０２３０２が配置されている間は磁気位置センサ３０２からの信号を取込みおよび処理することに基づいて、また、例えば電極パッチによって生成された制御された電界に電極３０４が配置される間は、電極３０４から受信される信号に基づいて、基準座標系内のそれぞれの位置（例えば、Ｐ＆Ｏ）を決定する。いくつかの実施例では、図１１Ａと１１Ｂに関して説明されるように、医療位置決めシステム３１６および／またはメイン制御３０６は、コンピュータデバイスを含むことができ、減衰項を決定するためのハードウェアおよび／またはハードウェアとプログラミングの組み合わせを含むことができる。
【０１７３】
各磁気位置センサ３０２などは、コイルを含んでもよく、電磁気学的観点からは、コイルが磁場内にあるときに、変化または交流磁場は、コイル内に電流を誘導してもよい。磁気位置センサ３０２は、したがって、それが配置される磁場の一つまたは複数の特性（例えば、磁束）を検知し、磁気センサ３０２についてのそれぞれのＰ＆Ｏを取得するために、医療位置決めシステム３１６によってさらに処理されるそれらの特性を示す信号を生成するように構成される。いくつかの例では、電極３０４はリング電極を含んでもよい。電極３０４は、それが配置される電界の一つまたは複数の特性（例えば、電流）を検知し、複数の電極３０４についてのそれぞれのＰ＆Ｏを取得するために、医療位置決めシステム３１６によってさらに処理されるそれらの特性を示す信号を生成するように構成することができる。
【０１７４】
さらに図１２について参照すると、実施例では、医療位置決めシステム３１６は、磁気位置センサ３０２および電極３０４から受信した信号に加え、電磁位置センサ３０２および電極３０４のある物理的特性に従って、医療位置決めシステム対応医療機器３１８のＰ＆Ｏを決定してもよい。これらの特性は、例えば、センサ３０２のコイルの一つまたは複数の部分それぞれの巻回角、コイルの部分の数、コイルに用いられるコンダクタの種類、コイルの巻き方向および巻き数を示すまたはそれらに対応する、所定の較正データを含んでもよい。さらに、これらの特性は、例えば、電極３０４の位置、電極３０４の数、電極３０４のサイズ、電極３０４の形状、電極３０４を形成する材料タイプ、を示すまたはそれらに対応する、所定の較正データを含んでもよい。医療位置決めシステム３１６は、磁気位置センサ３０２および／または電極３０４のこのような特性を予めプログラムさせてもよく、このような特性を較正手順から決定してもよく、または医療機器３１８に接続される記憶素子からこのような特性を受信してもよい。
【０１７５】
磁気位置センサ３０２および電極３０４は、医療位置決めシステム対応医療機器３１８に関連付けてもよい。別の医療位置決めセンサ、すなわち、患者基準センサ（ＰＲＳ）３２０（システム３００内に提供される場合は）は、呼吸に誘発された動きのような、患者の身体の動きに対する動作補償を可能にするように患者の身体の位置基準を提供するように構成することができる。そのような動き補償は、本明細書に完全に記載されているかのようにその全体が参照により本明細書に組み入れられる、「内部位置参照センサを使用する、動作する臓器における動きの補償（Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｏｔｉｏｎ  ｉｎ  ａ  Ｍｏｖｉｎｇ  Ｏｒｇａｎ  Ｕｓｉｎｇ  ａｎ  Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｅｎｓｏｒ）」という名称の米国特許出願第１２／６５０，９３２号に詳細に記載されている。ＰＲＳ３２０は、患者の胸骨または他の場所に取り付けられてもよい。磁気位置センサ３０２のように、ＰＲＳ３２０は、それが配置される磁場の一つまたは複数の特性を検知するように構成することができ、ここで医療位置決めシステム３１６は、基準座標系においてＰＲＳの位置および方向を示す位置読取（例えば、Ｐ＆Ｏ読取）を決定する。いくつかの実施例では、追加のＰＲＳは、それが配置される電界の一つまたは複数の特性を検知するように構成することができ、ここで、医療位置決めシステム３１６は、基準座標系においてＰＲＳの位置および方向を示す位置読取（例えば、Ｐ＆Ｏ読取）を決定する。
【０１７６】
様々な装置、システム、および／または方法の実施例が本明細書で述べられている。数多くの特有の詳細事項は、本明細書で述べられかつ添付図面で示された実施例の全体構造、機能、製造、および使用の十分な理解を提供するために記載されている。しかし、これら実施例は、このような特有詳細事項を含まずに実施できることは、当業者であれば理解されよう。他の例では、本明細書で述べられた実施例を不明瞭にしないために、よく知られた動作、構成要素、および要素は、詳細に述べられていない。当業者であれば、本明細書で述べられ、かつ例示された諸実施例は非限定的な例であることが理解されよう。したがって、本明細書で開示される特有の構造および機能的な詳細事項は、代表的であってよく、必ずしも実施例の範囲を限定するものではなく、その範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ定義されることが理解されるはずである。
【０１７７】
本明細書の全体を通して、「様々な実施例」、「いくつかの実施例」、「ある実施例」、または「実施例」などの参照は、実施例（複数可）に関連して述べられた特定の機能、構造、または特性が、少なくとも１つの実施例に含まれることを意味する。したがって、本明細書の全体を通して各箇所における「様々な実施例では」、「いくつかの実施例では」、「一実施例では」、または「実施例では」などのフレーズの出現は、必ずしもすべてが同じ実施例を指しているものではない。さらに、特定の機能、構造、または特性を、任意の適切な方法で、１つまたは複数の実施例において組み合わせてもよい。したがって、１つの実施例に関連して図示されまたは記載される特定の機能、構造、または特性は、その組合せが非論理的または非機能的なものでない限り、限定することなく、１つまたは複数の他の実施例の機能、構造、または特性と、全体的に、または部分的に組み合わせてもよい。
【０１７８】
「近位の」および「遠位の」という用語は、臨床医が患者を治療するために使用される器具の一端を操作することに関連して、本明細書の全体を通して使用してもよいことが理解されよう。「近位の」という用語は、臨床医に最も近い器具の部分を指し、「遠位の」という用語は、臨床医から最も遠くに位置する部分を指す。簡潔かつ明確化するために、「垂直」、「水平」、「上」、および「下」などの空間的用語は、示された実施例に対して本明細書で使用してもよいことがさらに理解されよう。しかし、外科的な器具は、多くの方向および位置で使用してもよく、これらの用語は、限定的かつ絶対的なものであるようには意図されていない。
【０１７９】
透視透過性磁場発生装置の少なくとも１つの実施例が、ある程度詳細に上記で述べられてきたが、当業者であれば、本開示の趣旨または範囲から逸脱することなく、開示された実施例に対して数多くの改変を行うことも可能である。方向的な参照（例えば、上側、下側、上方、下方、左、右、左方向、右方向、上部、底部、上、下、垂直、水平、時計回り、および反時計回り）はすべて、読者が本開示を理解するのを支援する識別的な目的で使用されるに過ぎず、特にデバイスの位置、方向、または使用に関して限定を行うものではない。接続に関する参照（例えば、添付される、取り付けられる、結合される、接続されるなど）は、広く解釈すべきであり、要素の接続部分の間に中間的な部材を含み、要素間の相対運動を含むことができる。したがって、接続に関する参照は、２つの要素が、直接接続されること、および互いに固定された関係にあることを必ずしも暗示するものではない。上記の記述に含まれた、または添付図面で示されたすべての事項は、例示的なものに過ぎず、限定するものではないと解釈すべきであることが意図されている。細部または構造における変更は、添付の特許請求の範囲で定義された本開示の趣旨から逸脱することなく行うことができる。
【０１８０】
本明細書に参照により組み込むと言われる任意の特許、公報、または他の開示資料は、全体的にまたは部分的に、組み込まれる資料が既存の定義、陳述書、または本開示に記載される他の開示資料と競合しない程度に限って本明細書に組み込まれる。したがって、必要な程度に応じて、本明細書で明示的に記載される開示は、本明細書に参照により組み込まれたいずれの競合資料にも優先する。本明細書に参照により組み込まれると言われる任意の資料、またはその一部であって、既存の定義、陳述書、または本明細書に記載される他の開示資料と競合するものは、その組み込まれる資料と、既存の開示資料との間に競合が生じない程度に組み込まれるに過ぎない。 
【図１Ａ】
0006931393.tif 000003
【図１Ｂ】
0006931393.tif 000004
【図２】
0006931393.tif 000005
【図３Ａ】
0006931393.tif 000006
【図３Ｂ】
0006931393.tif 000007
【図３Ｃ】
0006931393.tif 000008
【図３Ｄ】
0006931393.tif 000009
【図４Ａ】
0006931393.tif 000010
【図４Ｂ】
0006931393.tif 000011
【図４Ｃ】
0006931393.tif 000012
【図５Ａ】
0006931393.tif 000013
【図５Ｂ】
0006931393.tif 000014
【図５Ｃ】
0006931393.tif 000015
【図５Ｄ】
0006931393.tif 000016
【図５Ｅ】
0006931393.tif 000017
【図５Ｆ】
0006931393.tif 000018
【図５Ｇ】
0006931393.tif 000019
【図５Ｈ】
0006931393.tif 000020
【図６】
0006931393.tif 000021
【図７】
0006931393.tif 000022
【図８】
0006931393.tif 000023
【図９】
0006931393.tif 000024
【図１０】
0006931393.tif 000025
【図１１Ａ】
0006931393.tif 000026
【図１１Ｂ】
0006931393.tif 000027
【図１２】
0006931393.tif 000028