侧倾检测和六自由度的传感器组件制造技术

一种侧倾检测传感器组件，包括沿着一轴延伸并围绕所述轴设置的线圈。所述线圈包括一个或多个部分，每个部分限定一缠绕角。所述部分中的至少一个限定相对于垂直于所述轴的线基本上为非零的缠绕角，由此，线圈在所施加磁场中的投射区域随着所述线圈围绕所述轴旋转而改变。结果，线圈被配置为响应于磁场来产生表示所述传感器围绕所述轴的侧倾的信号。在实施例中，所述部分中的至少一个限定至少为2度的缠绕角。在实施例中，所述部分中的至少一个限定大约为45度的缠绕角。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】侧倾检测和六自由度的传感器组件
本专利技术总地涉及用于医疗装置的电磁定位传感器，并且尤其涉及可以感测侧倾的电磁定位传感器。
技术介绍
用于装置导航的具有电磁线圈位置传感器的诸如导丝、导管和导引器等的医疗装置在各种医疗手术中在身体中使用。例如，已知将导管配备有多个线圈足够允许定位传感器检测六(6)自由度(DOF)，即其三维(3D)位置(X, Y, Z)及3D方向(例如，侧倾(roll)、俯仰(pitch)、偏转(yaw))。然而，可以提供这种功能的线圈组件的设计特别地针对空间限制提供了挑战。一种已知的电磁位置传感器包括在管状芯上对称缠绕的线圈。这种传感器可以通过参考授予 Sobe 的题目为 “System for Determining the Position and Orientation of aCatheter”的美国专利N0.7，197，354来了解，其全部内容通过引用包含于此，如在此全部阐述一样。Sobe公开了一种芯，其是中空的、关于中心轴对称，并且可以针对特定应用在长度、内径和外径上进行调整。线圈以期望缠绕图案缠绕在芯上。如同芯一样，线圈关于中心轴对称。传感器可以检测三个度的位置(乂^和幻以及俯仰和偏转，但是线圈不能检测侧倾(即，关于芯的轴的旋转位置)。因此，包括单个对称传感器线圈的医疗装置仅感测五个(5)D0F，即，除了三个位置参数外还有两个方向参数。尽管有DOF限制，但仍存在期望上述构造的情况。例如，构造使用最小的空间并且容纳开放的中央腔。已知的用于感测 医疗装置的侧倾的方案通常涉及使用多个传感器，每个具有如上所述的单个对称线圈。例如，题目为“Catheter With Obliquely-Oriented Coils”的美国专利申请公开 N0.2010/0324412 和题目为“ Intrabody Navigation System for MedicalApplications”的美国专利N0.6，593，884教导了将独立的传感器放置在医疗装置中的不同位置，它们各自的线圈以不同角度定向，其全部内容通过引用包含于此，如在此全部阐述一样。相比于单一线圈上的整体传感器，这种构造更贵并且需要医疗装置中的更大空间。因此需要一种最小化或者消除上述问题中的一个或多个的电磁位置传感器。
技术实现思路
这里的各种实施例提供了一种用于医疗装置的定位传感器组件，其可以通过使用附加独立的传感器检测侧倾而不会增大成本，不会阻挡医疗装置的中央腔，并且不会过度地增大医疗装置。因此，在至少一个实施例中，这种传感器组件可以包括沿着一轴延伸并围绕所述轴设置的线圈。线圈包括一个或多个部分，每个部分限定一缠绕角。至少一个部分限定相对于垂直于轴的线基本上为非零的缠绕角，由此，线圈在所施加磁场中的投射区域随着线圈围绕轴旋转而改变。在另一实施例中，一种传感器组件可以包括沿着一轴延伸的具有外表面的芯以及基本如上所述的线圈。线圈包括设置在芯外表面上的第一部分和与第一部分电耦合的第二部分。第一部分限定第一缠绕角，以及第二部分限定与第一缠绕角不同的第二缠绕角。第一缠绕角和第二缠绕角中的至少一个相对于垂直于所述轴的平面基本上为非零。结果，线圈被配置为响应于所施加的磁场来产生表示至少所述线圈围绕所述轴的侧倾的信号。在另一实施例中，一种传感器组件可以包括沿着一轴延伸并围绕所述轴设置的线圈。线圈可以包括一个或多个部分，每个部分限定一缠绕角，其中，一个或多个部分中的至少一个限定相对于垂直于所述轴的线至少为大约2度的缠绕角，由此，线圈在所施加磁场中的投射区域随着所述线圈围绕所述轴旋转而改变。【附图说明】图1是包括位置感测医疗装置的实施例的系统的示意框图。图2是医疗定位系统的坐标系中侧倾感测电磁位置传感器的实施例的图解视图。图3和4是靠近人心脏设置的侧倾感测医疗装置的实施例的图解视图。图5是本领域中已知的电磁位置传感器的等距视图。图6A是侧倾感测电磁位置传感器的实施例的等距视图。图6B是图6A的位置传感器的横截面视图。图6C-6J是可以用于图6A的传感器中的环的各种形状的图解视图。图7A是侧倾感测电磁位置传感器的另一实施例的等距视图。图7B是侧倾感测电磁位置传感器的另一实施例的等距视图。图8是侧倾感测电磁位置传感器的另一实施例的等距视图。图9是具有侧倾感测电磁位置传感器的医疗装置的实施例的横截面视图。图10是具有侧倾感测电磁位置传感器的医疗装置的另一实施例的侧视图。图11是与图10类似的医疗装置的横截面视图。图12是如图1中框形式示出的医疗定位系统(MPS)的示例性实施例的示意框图。【具体实施方式】现在参考附图，其中，相同的附图标记用于表示各个图中相同或相似的组件，图1是系统10的图解视图，其中，可以使用包含电磁位置传感器的诸如导丝或导管的医疗装置。在进行本专利技术的几个电磁定位传感器实施例和医疗装置实施例的详细描述之前，将首先进行可以使用这些装置和传感器的示例性实施例的描述。继续参考图1，所示的系统10包括具有各种输入/输出机构14的主电子控制单元12 (例如处理器)、显示器16、可选的图像数据库18、心电图(ECG)监视器20、诸如医疗定位系统(MPS) 22的定位系统、MPS使能的细长医疗装置24、患者参考传感器26和侧倾感测MPS位置传感器28。输入/输出结构14可以包括用于与基于计算机的控制单元相接的传统设备，包括例如，键盘、鼠标、图形输入板、脚踏板和/或开关等中的一个或多个。显示器16还可以包括诸如计算机监视器的传统设备。 这里所述的各种实施例可以用在使用感兴趣区域的实时和/或预获取图像的导航应用中。因此，系统10可以可选地包括图像数据库18以存储与患者身体相关的图像信息。图像信息可以包括例如围绕用于医疗装置24的目标部位的感兴趣区域和/或沿着预期为由医疗装置24通过的导航路径的多个感兴趣区域。图像数据库18中的数据可以包括已知的图像类型，包括(I)在过去各个单独的时间获取的一个或多个二维静止图像；(2)从图像获取装置实时获得的多个相关的二维图像(例如来自X射线成像设备的荧光图像)，其中图像数据库用作缓冲器(实况荧光透视)；和/或(3)限定影像回放的相关二维图像的序列，其中，序列中的每个图像具有至少与其相关联的ECG定时参数，足以允许根据所获取的从ECG监视器20获得的实时ECG信号来进行序列的重放。应该理解，前述实施例仅是示例并且本质上不是限制性的。例如，图像数据库同样还可以包括三维图像数据。还应该理解，图像可以通过现在已知的或今后开发的任何成像模式获取，所述成像模式例如X射线、超声波、计算机断层扫描、或核磁共振等。ECG监视器20被配置为通过使用多个ECG电极(未示出)持续检测心脏器官的电定时信号，多个ECG电极可以在外部固定至患者身体的外部。此外，定时信号一般对应于心脏周期的特定相位。通常，ECG信号可以由控制单元12使用来用于数据库18中存储的先前捕获的图像序列的ECG同步重放(影像回放)。ECG监视器20和ECG电极可以都包括常规组件。MPS22被配置为用作定位系统并且因此用于确定关于一个或多个MPS位置传感器28的位置(定位)数据并输出相应的位置读数。位置读数可以各自包括相对于参考坐标系的位置和方向(P&本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁传感器组件，包括：沿着一轴延伸并围绕所述轴设置的线圈，所述线圈包括一个或多个部分，每个部分限定一缠绕角，其中，所述一个或多个部分中的至少一个限定相对于垂直于所述轴的线基本上为非零的缠绕角，由此，所述线圈在所施加磁场中的投射区域随着所述线圈围绕所述轴旋转而改变。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.30 US 13/3413961.一种磁传感器组件，包括: 沿着一轴延伸并围绕所述轴设置的线圈，所述线圈包括一个或多个部分，每个部分限定一缠绕角，其中，所述一个或多个部分中的至少一个限定相对于垂直于所述轴的线基本上为非零的缠绕角，由此，所述线圈在所施加磁场中的投射区域随着所述线圈围绕所述轴旋转而改变。2.根据权利要求1所述的磁传感器组件，其中，所述线圈包括至少两个部分，其中所述至少两个部分中的第一部分限定相对于所述线基本上为非零的第一缠绕角，以及所述至少两个部分中的第二部分限定与所述第一缠绕角不同的第二缠绕角。3.根据权利要求2所述的磁传感器组件，其中，所述第一缠绕角和所述第二缠绕角的和为大约90度以使得所述第一部分和所述第二部分基本上垂直。4.根据权利要求2所述的磁传感器组件，其中，所述第一部分与所述第二部分电耦合。5.根据权利要求1所述的磁传感器组件，还包括沿着所述轴延伸的芯，所述芯具有芯外表面，其中所述线圈设置在所述芯外表面上。6.根据权利要求1所述的磁传感器组件，其中，所述线圈的环的外部形状基本上包括从以下组成的组中选择的形状: 圆形； 椭圆形；以及 凸多边形。7.根据权利要求1所述的磁传感器组件，其中，所述一个或多个部分中的至少一个包括导电丝。8.根据权利要求1所述的磁传感器组件，其中，所述一个或多个部分中的至少一个包括位于柔性印刷电路板上的迹线。9.根据权利要求1所述的磁传感器组件，其中，所述线圈在径向上围绕所述轴延伸通过的体积。10.一种医疗装置传感器组件，包括: 沿着一轴延伸的芯，其具有外表面；以及 沿着所述轴延伸并且围绕所述轴设置的线圈，所述线圈包括设置在所述芯外表面上的限定第一缠绕角的第一部分以及与所述第一部分电耦合的限定与所述第一缠绕角不同的第二缠绕角的第二部分； 其中，所述第一缠绕角和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：U·艾希勒，A·伊兹米尔里，D·塞特尔，
申请(专利权)人：麦迪盖德有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL