局部磁场发生器的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求在2014年7月3日提交的、题为“localizedmagneticfieldgenerator”的美国临时专利申请no.62/020,881、以及在2014年12月31日提交的、题为“localizedmagneticfieldgenerator”的美国临时专利申请no.62/098,813的优先权。

本发明涉及局部磁场发生器和相关的组件。

背景技术：

医疗装置、导管、和/或心血管导管(诸如电生理导管)可以用在各种诊断、治疗、标测和/或消融程序中，以诊断和/或矫正诸如房性心律失常的状况，包括例如异位房性心动过速、心房纤颤、和心房扑动。心律失常会产生各种状况，包括不规则心率、同步房室收缩缺失和心室内血流郁积，这会导致各种有症状和无症状的疾病，甚至死亡。

医疗装置可以穿过患者的脉管至执行诊断、治疗、标测和/或消融程序以诊断和/或矫正疾病的部位。为了帮助将医疗装置输送至该部位，传感器(例如，电极)可以被布置在医疗装置上，医疗装置可以从装置(例如，电磁场发生器)接收在患者附近生成的信号。基于所接收到的信号，可以计算医疗装置的方向和/或位置。

附图说明

图1示出根据本发明的实施例的用于执行一个或多个诊断或治疗程序的示例性系统的图解视图，其中，系统包括基于磁场的医疗定位系统。

图2示出根据本发明的实施例的医疗定位系统。

图3示出根据本发明的实施例的用于生成用于跟踪物体的磁场的设备。

图4和5示出根据本发明的实施例的图2中的医疗定位系统的等距视图。

图6示出根据本发明的实施例的图2中的医疗定位系统的侧视图。

图7示出根据本发明的实施例的移动医疗定位系统。

图8a示出根据本发明的实施例的图7中的移动局部磁场发生器的后视图。

图8b示出根据本发明的实施例的图7中的移动局部磁场发生器的内部前视图。

图8c示出根据本发明的实施例的图7中的移动局部磁场发生器的前视图。

图9示出根据本发明的实施例的由放置在患者胸部上的移动局部磁场发生器所生成的运动箱。

图10示出根据本发明的实施例的由放置在患者的一侧的移动局部磁场发生器所生成的运动箱。

图11示出根据本发明的实施例的由放置在患者的背部上的移动局部磁场发生器所生成的运动箱。

具体实施方式

在一些实施例中，并且参考图1，系统10可以包括医疗装置12和医疗定位系统14。医疗装置12可以包括细长医疗装置，诸如例如导管或护套。为了示出和清楚的目的，以下描述将限于医疗装置12包括导管(例如，导管12)的实施例。然而，可以理解，本发明不意味着限于这种实施例，而是在其他示例性实施例中，医疗装置可以包括其他细长医疗装置，例如并且没有限制地为护套和导引器等。

继续参照图1，导管12可以被配置为插入患者身体16内，并且更特别地，插入患者心脏18内。导管12可包括手柄20、具有近端部分24和远端部分26的轴杆22、以及安装在导管12的轴杆22内和/或其上的一个或多个传感器28。如本文所使用的，根据需要并且如通常示出的，“传感器28”或“多个传感器28”可以指一个或多个传感器281,282,...28n。在一个示例性实施例中，传感器28布置在轴杆22的远端部分26处。导管12还可包括其他常规组件，例如且不限于，温度传感器、其他传感器或电极、消融元件(例如，用于传输rf消融能量的消融尖端电极、高强度聚焦超声消融元件，等等)，以及相应的导体或引线。

轴杆22可以是配置用于在身体16内移动的细长、管状、柔性构件。轴杆22支撑例如但并不限于其上安装的传感器和/或电极(例如传感器28)、相关导体，以及可能存在的用于信号处理和调节的其它电子器件。轴杆22还可以允许传输、输送和/或移除流体(包括灌注流体、低温消融流体、和体液)、药物、和/或外科手术工具或器械。轴杆22可由例如聚氨酯的常规材料制成，并限定一个或多个腔，其被配置为容纳和/或传送电导体、流体、或外科手术工具。可通过常规导引器将轴杆22引入身体16内的血管或其它结构中。之后，可利用本领域公知的部件操纵或导引轴杆22穿过身体16到达期望位置，例如心脏18。

可提供安装在导管12的轴杆22内或轴杆22上的传感器28以用于各种诊断和治疗目的，包括例如但不限于，电生理研究、步测、心脏标测、和消融。在一个示例性实施例中，提供一个或多个传感器28以实现方位或位置感测功能。更特别地，如下面更为详细的描述，一个或多个传感器28被配置为定位传感器，其提供特别是在某些时间点上与导管12、及其轴杆22的远端部分26的方位(例如，位置和方向)相关联的信息。因此，在这种实施例中，随着导管12沿心脏18的感兴趣结构的表面和/或绕该结构的内部移动，传感器28可用于采集与感兴趣结构的表面和/或其内的其他位置相对应的位置数据点。这些位置数据点可以之后用于许多目的，例如且不限于，感兴趣结构的表面模型的构造。为了清楚和示出的目的，以下描述将针对导管12的单个传感器28包括定位传感器的实施例。然而，可以理解，在保持在本发明的精神和范围内的其他示例性实施例中，导管12可以包括多于一个定位传感器以及被配置为执行其他诊断和/或治疗功能的其他传感器或电极。如以下更详细描述的，传感器28可以包括从其感测元件(例如线圈)延伸的一对引线，该引线被配置为将传感器28电耦合至系统10的其他组件，例如医疗定位系统14。

参考图1和2，现在将描述医疗定位系统14。医疗定位系统14可以被提供用于确定导管12的传感器28的位置和/或方向，以及由此确定导管12的位置和/或方向。在一些实施例中，医疗定位系统14可以包括基于磁场的系统，例如来自mediguide有限公司的mediguide^tm系统(现在由st.judemedical公司拥有)，并且如通常参考美国专利no.6,233,476；7,197,354和7,386,339中的一个或多个所示出，它们的全部内容通过引用包含于此。

在一些实施例中，并且一般地说，医疗定位系统14至少部分包括用于生成用于跟踪物体(例如，导管12)的磁场的设备36。设备36可以被配置为在感兴趣区域中在患者的胸腔中和周围生成低强度磁场，感兴趣区域可以被定义为如图2中感兴趣区域38表示的三维空间。在这种实施例中，并且如以上简单描述的，导管12包括定位传感器28，定位传感器28包括磁性传感器，其被配置为当传感器28设置在感兴趣区域38内时检测由设备36施加的低强度磁场的一个或多个特性。在示例性实施例中包括磁性线圈的传感器28可以与处理核电连接并且被配置为生成与磁性处理核所暴露的磁场的感测特性相对应的信号。处理核可以响应于所检测到的信号并且可以被配置为计算用于传感器28的三维位置和/或方向读数。由此，医疗定位系统14能够实现导管12的每个磁性传感器28在三维空间中的实时跟踪，以及因此实现导管12的实时跟踪。

在一些实施例中，设备36可以位于患者检查台46的下面，在x射线源40和患者检查台46之间。例如，设备36可以与患者检查台46连接。在一些实施例中，如本文论述的，设备36可以是移动装置，其可以放置在患者的胸部上并且用于生成用于跟踪物体的磁场。

在示例中，挑战可以与生成用于跟踪物体的磁场相关联，因为磁场可能由于位于磁场和/或产生磁场的发生器附近的物体而被破坏。例如，磁场破坏组件可以位于磁场发生器(例如，设备36)附近，并且可以包括与医疗定位系统14相关联的x射线源40、患者检查台46的部分、c形臂42、和/或x射线图像增强器44。这样，磁场破坏组件可以对磁场具有影响，并导致磁场的破坏。在一些情况下，甚至远离磁场发生器和/或由磁场发生器产生的磁场的物体可以导致磁场的破坏。破坏的部分可以针对位于感兴趣区域38内的磁场。这可能是有问题的，因为导管12的每个磁性传感器28依赖于一致的(例如，未被破坏的)磁场以确定传感器28和/或导管12的位置和/或方向。

在示例中，对磁场的干扰源可以是涡流效应和/或由磁场破坏组件导致的磁导率的改变。在示例中，磁场破坏组件可以包括位于设备36和/或由设备36产生的磁场附近的导电和/或导磁物体。如本文使用的，导磁可以被定义为材料具有支持自身内的磁场的形成的倾向。如本文使用的，导电可以被定义为材料具有支持自身内的磁场的形成的非倾向性。例如，导磁材料可以朝向材料弯曲磁场线，而导电材料可以远离材料弯曲磁场线。

在一些示例中，在磁场破坏组件是静止的情况下，由磁场破坏组件导致的涡流可以在示例中在确定导管12的位置时被分解出来。然而，在医疗定位系统14中，诸如图2中所示，x射线源40、c形臂42、x射线图像增强器44以及患者检查台46都可以相对于设备36移动，并且可以导致对由设备36产生的磁场的变化的干扰(其可能是不可预测的)。如此，由磁场破坏组件产生的涡流可以不断地变化并且可能难以被分解出来。

在一些示例中，医疗定位系统14可以包括基于阻抗的系统，用于确定导管12的位置和/或方向。然而，在一些之前的方法中，从与基于阻抗的系统结合使用的基于磁场的系统生成的涡流可以导致与经由基于阻抗的系统确定的坐标相关联的移动和/或漂移。另外，在使用基于阻抗的系统时可能生成心脏的几何结构的扭曲表示。例如，在基于阻抗的系统中使用的电流可以沿着最小电阻率的路径三维地行进。如此，电流的部分可以留下例如通过阻抗转移的具有血流的横切面。阻抗转移中的因子分解可以涉及非线性求解，其可能导致心脏的几何形状的扭曲表示。

因此，本发明的实施例可以通过减小由设备36在磁场破坏组件的附近产生的磁场的强度来减小和/或消除由设备36产生的磁场中的涡流。本发明的一些实施例能够由于涡流的减小和/或消除而导致与经由基于阻抗的系统确定的坐标相关联的移动和/或漂移的减小。此外，本发明的一些实施例可以包括基于磁场的系统，其是线性的。在示例中，这可以通过减小由设备36产生的磁场的强度、和/或从磁场破坏组件屏蔽由设备36产生的磁场来完成。如此，本发明的一些实施例可以被配置为增大位于包括被磁场跟踪的物体的感兴趣区域中的磁场的强度与位于包括磁场破坏组件的隔离区域中的磁场的强度的比率。本发明的实施例可以通过不对称的电磁屏蔽来完成这个。在本发明的一些实施例中，这可以通过使用产生较小幅度的磁场的磁场发生器并将磁场发生器放置在感兴趣区域38附近来完成，以使得由设备36在感兴趣区域38外部产生的磁场的大小减小，由此减少磁场破坏组件对磁场干扰的机会。

在一些实施例中，可以通过相对于与设备36相关联的多个磁发射机固定导磁材料的一个或多个层和/或导电材料的一个或多个层来实现不对称的屏蔽。一个或多个层可以相对于磁发射机固定以在磁场破坏组件附近创建较小幅度的可预测磁场，由此减少对位于感兴趣区域中的磁场的干扰。多个磁发射机可以安装在多个不同位置。在示例中，多个磁发射机可以位于相对于不对称屏蔽的不同位置，如图5所示。在一些示例中，多个磁发射机可以以不同的方向安装。例如，多个磁发射机可以以关于不对称屏蔽的角度安装。

在一些之前的方法中，如本文论述的，由磁场破坏组件导致的涡流可以在示例中在确定导管12的位置时被分解出来。如此，在之前方法中使用的基于磁场的系统可以被校准以考虑磁场破坏组件。例如，经由涡流对磁场导致的干扰可以在确定位于感兴趣区域中的物体的位置时被分解出来。本发明的实施例可以避免经由磁场破坏组件的涡流的创建，并由此避免考虑磁场破坏组件的校准过程。这可以导致减少的安装时间和安装的简便性的增加。

图3示出根据本发明的实施例的用于生成用于跟踪物体的磁场的设备。在一些实施例中，图3可以示出图2中设备36的内部组件。设备56可以包括线圈58，其可以经由引线60供给能量以产生延伸通过线圈58的中心并从线圈58的顶部和线圈58的底部出来的磁场62¹、62²。在示例中，磁场线62¹从线圈58的顶部延伸，并且磁场线62²从线圈58的底部延伸。如本文论述的，在一些之前的方法中，从用于产生用于跟踪物体的磁场的磁场发生器延伸的磁场线可以被诸如c形臂42、x射线源40等的磁场破坏组件影响。在一些示例中，干扰(例如，涡流)可以在磁场62¹、62²中被产生，并导致在物体的跟踪中的不精确性。

在本发明的一些实施例中，设备36可以是局部磁场发生器，其可以被配置为生成磁场62¹、62²并在感兴趣区域中控制磁场62¹、62²，并且可以被配置为在隔离区域中控制磁场62¹、62²。感兴趣区域38可以包括物体(例如，导管12)，而隔离区域可以从感兴趣区域38移位，并且可以包括磁场破坏组件。例如，如图2所示，隔离区域可以包括x射线源40、c形臂42、或可能干扰由设备36产生的磁场的另一物体。

在示例中，如本文论述的，线圈58可以创建磁场62¹、62²并且磁场屏蔽64可以控制磁场62¹、62²。在一些示例中，磁场屏蔽64可以包括导磁材料的一个或多个层。如图3所示，磁场屏蔽可以包括第一层66¹、第二层66²、第三层66³和第四层66⁴，但可以在本发明的实施例中使用任意数量的层。

在一些实施例中，磁场屏蔽64的各个层可以由导磁和/或导电材料形成。导磁材料可以包括例如镍铁高导磁率合金、铁、以及其他类型的导磁材料。导电材料可以包括例如铝、不锈钢以及其他类型的导电材料。在一些实施例中，导磁和/或导电层可以是分立的层和/或包括导磁和导电材料的合成物的单个层。在一些实施例中，磁场屏蔽64可以包括导磁和导电材料的交替层。在一些实施例中，磁场屏蔽64中的多个相邻层可以由导磁或导电材料形成。例如，相邻层可以由相同或不同类型的导磁材料形成。可替换地，例如，相邻层可以由相同或不同类型的导电材料形成。磁场屏蔽64可以减少由磁场破坏组件导致的对磁场62¹、62²的干扰。在示例中，如图3所示，从磁性线圈58的底部延伸的磁场线62²可以经由导磁和/或导电材料的组合被吸引至磁场屏蔽和/或从磁场屏蔽偏转。

在一些示例中，从线圈58的底部延伸的磁场62²可以随着磁场62²进入磁场屏蔽64的各个层而被吸引至磁场屏蔽64并且可以形成涡流68。随着磁场62²进一步行进通过磁场屏蔽64，涡流68可能减小，因为磁场62²对磁场屏蔽64损失了能量。如此，磁场62¹、62²可以通过磁场屏蔽64而被控制，以避免磁场62¹、62²与磁场破坏组件相互作用，其可以减少对由磁场破坏组件导致的磁场62¹、62²的干扰。在一些实施例中，磁场62¹可以被投射至感兴趣区域38中以提供磁性导航场，其中，包括磁性位置传感器的医疗装置(例如，导管12)可以被导航，如本文所论述的。与一些先前的方法相比，磁场62¹可以未被磁场破坏组件破坏(例如，未干扰)，从而通过使用磁场62¹中的磁性位置传感器来提供对医疗装置的精确导航。磁场屏蔽64可以在本发明的实施例中使用以减少对磁场62¹、62²的干扰。

在一些实施例中，磁场屏蔽64可以经由紧固件70¹、70²固定在一起。在示例中，紧固件可以是任何种类的紧固件，包括销、螺钉等。可替换地，磁场屏蔽的层可以经由包括例如粘合剂和/或焊接的其他类型的紧固系统连接。在一些示例中，层可以堆叠在彼此的顶部上而不在每个单独的层之间使用紧固件。

在一些实施例中，线圈58可以由各种厚度的电线和各种数量的绕组形成。在一些示例中，随着线圈58的电线厚度和绕组的各个数量改变，磁场的范围和/或强度可以改变。如此，线圈58的绕组的数量可以被选择以创建磁场62¹、62²，其大小被设计为使得磁场破坏组件几乎不对磁场62¹、62²产生干扰。电线的厚度可以通常为从3毫米到10微米。然而，在一些实施例中，电线的厚度可以大于3毫米或小于10微米。

图4示出根据本发明的实施例的图2中的医疗定位系统的等距视图。在一些实施例中，医疗定位系统可以包括局部磁场发生器76，其可以被配置为生成磁场并控制感兴趣区域中的磁场，并且可以被配置为控制隔离区域中的磁场。如所示出的，局部磁场发生器76可以经由支架80¹、80²安装至患者检查台78的下侧。局部磁场发生器76可以包括磁发射元件(进一步在图5和6中示出)，其位于磁场屏蔽82附近并被配置为生成磁场。盖84可以放置在磁场屏蔽82之上，其可以封装位于磁场屏蔽82附近的线圈。在一些示例中，盖84可以由诸如塑料的聚合物、诸如织物的合成物、和/或金属制成。

磁场屏蔽82可以包括第一侧和第二侧。在一些示例中，磁场屏蔽82的第一侧可以面向患者检查台78，以及多个磁发射元件(例如，线圈)可以位于磁场屏蔽82附近并位于磁场屏蔽82的面向患者检查台78的第一侧上。在一些示例中，磁发射元件可以与磁场屏蔽82连接和/或安装至邻近的结构，以使得它们以静止的构造悬挂在磁场屏蔽82的第一侧上。

在一些实施例中，磁场屏蔽82可以位于磁发射元件和磁场破坏组件之间。在示例中，磁场破坏组件可以是对由磁发射元件产生的磁场具有破坏性影响的物体。磁场破坏组件可以包括x射线源86、c形臂88等。在示例中，磁场破坏组件可以相对于局部磁场发生器移动。例如，x射线源86和/或c形臂88可以相对于由局部磁场发生器76中的磁发射元件生成的磁场移动。如此，难以预测磁场破坏组件将对磁场具有的影响；因为它们对磁场的影响可以随着磁场破坏组件相对于局部磁场发生器76和感兴趣区域38移动而改变。

在一些实施例中，如本文论述的，磁场屏蔽82可以包括导磁和/或导电材料的一个或多个层。在示例中，磁场屏蔽82可以包括材料的至少两个平面层。例如，材料的一个层可以是导磁材料，以及材料的另一层可以是导电材料。在一些实施例中，磁场屏蔽82可以包括靠近患者检查台78的材料的第一平面层以及邻接材料的第一平面层并在患者检查台78远侧的材料的第二层。

在一些实施例中，多个磁发射元件可以包括布置在磁场屏蔽82的第一侧上的至少3个磁发射元件，其可以被配置为引导感兴趣区域38中的磁场。在示例中，磁发射元件可以生成与磁场屏蔽82的磁发射元件所位于的那一侧垂直定向并远离该侧的不对称场。如此，在一些实施例中，磁场可以被引导远离磁场破坏组件，由此避免磁场中的涡流的形成。

磁场屏蔽82的厚度可以被选择以使得最小量的磁场或没有磁场通过磁场屏蔽82。在示例中，磁场至磁场屏蔽82中的穿透的深度可以通过以下等式确定：

其中，ρ被定义为磁场屏蔽的电阻率，单位为ω*m，f被定义为磁场的频率，以赫兹为单位。μ是磁场屏蔽的绝对磁导率，其通过以下等式计算：

μ＝μ0*μr

其中，μ0等于4π*10^-7h/m。

在一些实施例中，洞90可以形成在磁场屏蔽82中。在一些实施例中，洞可以形成在磁场屏蔽82的中间以允许来自x射线源86的x射线通过的区域。在一些实施例中，洞可以是圆形的、正方形的、三角形的或另一形状。多个磁发射元件可以围绕形成在磁场屏蔽82中的洞90布置，如关于图5进一步示出的。洞90可以允许对x射线图像的最小干扰和/或对x射线图像的最小遮挡，因为洞90可以允许x射线从x射线源穿过磁场屏蔽82。

在本发明的一些实施例中，磁场屏蔽82的由线b定义的平面宽度可以与磁发射元件和最近的磁场破坏组件之间的距离成比例。例如，如果x射线源86是距离磁发射元件最近的磁场破坏组件，从磁场发射元件和/或最近的磁场发射元件至x射线源86的距离可以与磁场屏蔽82的平面宽度大致成比例。在一些示例中，磁场屏蔽82可以至少与最近的磁场破坏组件和磁场发射元件和/或最近的磁场发射元件之间的距离一样宽。在一些实施例中，在磁场屏蔽82包括围绕磁场屏蔽的周边的唇部的情况下，如关于图5和6论述的，磁场屏蔽82的宽度可以小于最近的磁场破坏组件和磁场发射元件和/或最近的磁场发射元件之间的距离。

图5示出根据本发明的实施例的图2中的医疗定位系统的可选的等距视图。如本文论述的，医疗定位系统可以包括局部磁场发生器76。局部磁场发生器76可以位于患者检查台78和磁场破坏组件(例如，x射线源86、c形臂88)之间。局部磁场发生器76可以包括磁场屏蔽82，磁场屏蔽82包括第一侧和第二侧。多个磁发射元件96¹,96²,96³可以位于磁场屏蔽82附近并位于磁场屏蔽82的第一侧上。在一些实施例中，多个磁发射元件96¹,96²,96³可以位于磁场屏蔽82和患者检查台78之间。

在一些实施例中，如本文论述的，磁场屏蔽82可以包括穿过磁场屏蔽82的洞90。在示例中，洞90可以穿过磁场屏蔽82的中间定位，以使得来自x射线源86的x射线可以传递通过磁场屏蔽82、通过患者检查台78至图像增强器98。

在一些实施例中，如本文论述的，磁发射元件96¹,96²,96³可以安装在相对于磁场屏蔽82的不同位置。例如，磁发射元件96¹,96²,96³可以围绕洞90安装。在一些实施例中，磁发射元件96¹,96²,96³可以关于磁场屏蔽82以不同的方向安装。例如，磁发射元件96¹,96²,96³可以关于磁场屏蔽93以一角度安装。在一些实施例中，磁发射元件96¹,96²,96³可以朝向特定点引导磁场。在示例中，特定点可以在感兴趣区域内。在一些实施例中，磁发射元件96¹,96²,96³可以关于磁场屏蔽82以相同的角度安装。另外，磁发射元件96¹,96²,96³可以关于彼此旋转。例如，磁发射元件96¹,96²,96³可以以相同的角度安装并且可以关于彼此旋转，以使得它们指向开口90和/或感兴趣区域38。

在一些实施例中，磁场屏蔽82可以形成平面表面并且磁发射元件可以靠近平面表面位于平面表面的第一侧上。在一些示例中，平面表面的第一侧可以面向患者检查台78和/或感兴趣区域38。在一些实施例中，如本文论述的，磁场屏蔽82可以包括导磁和/或导电材料的一个或多个层。在示例中，磁场屏蔽82可以包括材料的至少两个平面层。例如，材料的一层可以是导磁材料，并且材料的另一层可以是导电材料。在一些实施例中，磁场屏蔽82可以包括靠近患者检查台78的材料的第一平面层，以及邻接材料的第一平面层的在患者检查台78远侧的材料的第二层。

在一些实施例中，磁场屏蔽82可以包括围绕磁场屏蔽82的周边形成的唇部。唇部可以形成在磁场屏蔽82的与多个磁发射元件96¹,96²,96³的同一侧上。在示例中，唇部可以帮助磁发射元件96¹,96²,96³屏蔽磁场破坏组件，并且也帮助减少在包括磁场破坏组件的区域中的磁场的强度和/或使得由磁发射元件96¹,96²,96³生成的磁场远离包括磁发射元件96¹,96²,96³的区域偏转。在一些实施例中，唇部可以由形成磁场屏蔽的平面表面的导磁和/或导电材料的相同的一个或多个层形成。在一些实施例中，唇部可以由与磁场屏蔽82的平面表面不同数量的层和/或不同的导磁和/或导电材料形成。

在一些实施例中，磁场屏蔽82可以包括围绕形成在磁场屏蔽82中的洞90的唇部。围绕磁场屏蔽82的周边形成的唇部和/或围绕磁场屏蔽82中的洞90的周边形成的唇部可以一般地在磁发射元件96¹,96²,96³所位于的磁场屏蔽的相同方向上从磁场屏蔽82的平面表面垂直地延伸。在示例中，唇部可以朝向感兴趣区域延伸。

在一些实施例中，在磁场屏蔽82的平面表面与唇部的顶部之间的由线a定义的长度可以在平面表面与磁发射元件96¹,96²,96³的顶部之间的距离的0.1至2.0倍的范围内。如此，磁场屏蔽82可以形成盘，其中，磁发射元件96¹,96²,96³被安装在盘中。这可以帮助磁发射元件96¹,96²,96³屏蔽磁场破坏组件；帮助包含由磁发射元件96¹,96²,96³产生的磁场；和/或帮助由磁发射元件96¹,96²,96³产生的磁场从磁场破坏组件偏转。

图6示出根据本发明的实施例的图2中的医疗定位系统的侧视图。如本文论述的，医疗定位系统可以包括局部磁场发生器76。局部磁场发生器76可以位于患者检查台78和磁场破坏组件(例如，x射线源86、c形臂88)之间。局部磁场发生器76可以包括磁场屏蔽82，磁场屏蔽82包括第一侧和第二侧。多个磁发射元件96¹,96²(在图6中由磁发射元件96³遮蔽),96³可以位于磁场屏蔽82附近并在磁场屏蔽82的第一侧上。在一些实施例中，多个磁发射元件96¹,96²,96³可以位于磁场屏蔽82和患者检查台78之间。

如关于图5论述的，磁场屏蔽82可以包括位于x射线源86之上以允许x射线经由磁场屏蔽82传递至图像增强器98的洞。在一些实施例中，磁场屏蔽82可以包括安装槽104¹、104²，其可以被配置为经由支架80¹,80²将磁场屏蔽82与患者检查台78连接。

在本发明的一些实施例中，由磁发射元件96¹,96²,96³产生的磁场可以进一步通过使用多个同步磁发射元件来成形以创建磁发射元件的相位阵列。在示例中，多个同步发射元件可以组合在一起并用作单个发射元件(例如，发射元件96¹)并以相同频率产生磁场。另外的发射元件可以组合在一起并用作不同的磁发射元件，其关于单个发射元件并关于彼此以不同频率产生第二、第三等磁场。如此，通过使用多个同步磁发射元件，同步磁场传输可以被产生以对磁场进行成形。

在一些实施例中，海尔贝克阵列、和/或亥姆霍兹线圈可以用于对由磁发射元件产生的磁场进行成形。在一些实施例中，海尔贝克阵列可以加强阵列的第一侧上的磁场并将阵列的相对侧上的磁场抵消至接近零值。如此，第一侧上的磁场可以被引导至感兴趣区域，并且可忽略的磁场可以在海尔贝克阵列的相对侧上产生，其最低限度地与磁场破坏组件相互作用或者完全不与磁场破坏组件相互作用。如此，磁场屏蔽可以不与海尔贝克阵列一起使用。在一些实施例中，亥姆霍兹线圈可以用于对由磁发射元件产生的磁场进行成形。在示例中，一对线圈可以放置在感兴趣区域的任一侧上，并且均匀或接近均匀的磁场可以在线圈之间产生。

图7示出根据本发明实施例的移动医疗定位系统。移动医疗定位系统可以包括移动局部磁场发生器110，其可以放置在患者16的心脏18附近。在示例中，移动局部磁场发生器110可以放置在患者116的胸部上、患者的侧部上、患者的背部上等。在示例中，当移动局部磁场发生器110放置在患者116的背部上时，移动局部磁场发生器110可以放置在患者检查台112和患者116之间。

移动医疗定位系统110可以生成磁场并控制感兴趣区域中的磁场，并可以控制隔离区域中的磁场。在一些实施例中，如本文论述的，感兴趣区域可以包括物体(例如，导管12)，其可以被插入至患者16的心脏18中。隔离区域可以从感兴趣区域38位移并且可以包括磁场破坏组件。例如，隔离区域可以包括x射线源、c形臂、或另一物体，如图2所示，其可以干扰由移动局部磁场发生器110产生的磁场。

在一些实施例中，移动局部磁场发生器110可以在感兴趣区域中生成局部磁场，其可以由包括在导管12中的传感器检测到。移动局部磁场发生器110可以经由线缆120耦合至控制器114，线缆120可以将电力提供至移动局部磁场发生器110并且可以控制移动局部磁场发生器110。传感器可以被配置为检测磁场的一个或多个特性，其可以用于确定用于传感器的三维位置和/或方向读数。传感器可以利用传感器线缆耦合至控制器114，传感器线缆可以将电信号提供至控制器以用于确定三维位置和/或方向读数。控制器可以经由线缆118耦合至标测系统116。在一些实施例中，线缆118可以具有围绕线缆的核心的磁屏蔽以避免来自磁场破坏组件的干扰。标测系统可以处理从控制器114接收到的电信号以确定三维位置和/或方向读数。

本发明的一些实施例可以与例如ensitevelocity^tm心脏标测系统的心脏标测系统兼容。在一些示例中，移动局部磁场发生器110可以经由线缆118、120以及控制器114耦合至心脏标测系统。

图8a示出根据本发明的实施例的图7中的移动局部磁场发生器的后视图。移动局部磁场发生器110可以包括背板126。当移动局部磁场发生器110位于感兴趣区域附近时，背板126可以远离感兴趣区域定向。在示例中，背板126可以被配置为控制感兴趣区域中的磁场并且被配置为控制隔离区域中的磁场。在示例中，如本文论述的，磁场屏蔽可以与背板126连接和/或可以与背板126集成。磁场屏蔽可以由导磁材料和/或导电材料形成并且可以被配置为朝向感兴趣区域和/或远离包括磁场破坏组件的隔离区域引导由移动局部磁场发生器110生成的磁场。

移动局部磁场发生器110可以包括电线安装部分134，其可以被配置为将电线128与背板126和/或移动局部磁场发生器110连接。在一些实施例中，电线安装部分134可以包括刚性部分132和柔性部分130。柔性部分130可以防止电线128在一个点处弯曲，由此增大电线弯曲的距离并减少电线128磨损或折断的可能性。在一些实施例中，刚性部分132可以用于保持和/或定位移动局部磁场发生器110。在一些实施例中，背板126、刚性部分132、以及柔性部分130可以由单块材料形成。可替换地，背板126、刚性部分132、和/或柔性部分130可以由不同的材料片形成并且可以与彼此连接。

图8b示出根据本发明的实施例的图7中的移动局部磁场发生器的内部前视图。在示例中，前板已经从移动局部磁场发生器移除。移动局部磁场发生器110可以在一些实施例中成形为泪珠形状，如图8a、8b、8c所示。然而，移动局部磁场发生器110可以形成为正方形、三角形、矩形等。在一些实施例中，移动局部磁场发生器110可以不包括被配置为将移动局部磁场发生器110安装至静止固体(例如，患者检查台46)的支架。例如，磁场发生器110可以是手持装置并且可以被配置为直接放置在患者(例如，患者的胸部)上。

移动局部磁场发生器110可以包括背板126，其可以与磁场屏蔽142连接和/或可以与磁场屏蔽142集成。磁场屏蔽142可以包括如本发明中论述的那些特征。如本文论述的，磁场屏蔽142可以由导磁和/或导电材料形成。在一些实施例中，磁场屏蔽142可以包括导磁材料的一个或多个层。如本文论述的，磁场屏蔽142可以包括第一层、第二层、第三层、和第四层，但在本发明的实施例中可以使用任意数量的层。

磁场屏蔽142在形状上可以是圆形的，如图8b所示。在一些实施例中，磁场屏蔽142可以被形成为正方形、矩形、三角形和其他形状。磁场屏蔽142可以典型地具有处于以下范围的厚度：从等于磁发射元件138¹,138²,138³的厚度和/或高度的厚度至比磁发射元件138¹,138²,138³的厚度和/或高度小100倍的厚度。在一些实施例中，磁场屏蔽142可以具有处于以下范围的宽度：从等于磁发射元件138¹,138²,138³的宽度的宽度至比磁发射元件138¹,138²,138³的宽度大100倍的宽度。在一些实施例中，磁场屏蔽142可以具有处于以下范围的面积：从等于磁发射元件138¹,138²,138³的面积的面积至比磁发射元件138¹,138²,138³的面积大100倍的面积。

在一些实施例中，磁场屏蔽142可以具有第一侧和第二侧。在一些实施例中，第一侧可以是被配置为面向患者和/或感兴趣区域的一侧，以及第二侧可以被配置为面向隔离区域。第一侧可以形成面朝向感兴趣区域并远离背板126的平面表面。磁发射元件138¹,138²,138³可以位于磁场屏蔽142的第一侧附近。在一些实施例中，磁发射元件138¹,138²,138³可以与磁场屏蔽142的第一侧连接并且可以面向感兴趣区域38。可替换地，磁发射元件138¹,138²,138³可以与衬背144连接，其在一些实施例中可以包括电容器，电容器被配置为将电力提供至磁发射元件138¹,138²,138³。在一些实施例中，衬背144可以是三角形、正方形、矩形、圆形的盘等。磁发射元件138¹,138²,138³可以具有比关于图4、5和6中所示的实施例论述的尺寸小的尺寸。例如，磁发射元件138¹,138²,138³可以是较小的磁发射元件138¹,138²,138³，其包括比图4、5和6中所示的实施例小的线圈。在一些实施例中，磁发射元件138¹,138²,138³可以生成比关于图4、5和6所论述的磁发射元件小的磁场。因为移动局部磁场发生器110可以被配置为直接放置在患者16上，因此在与被插入至患者中的导管轴杆连接的一个或多个磁性传感器和移动局部磁场发生器110之间可以存在较小的距离。如此，因为移动局部磁场发生器110定位为离一个或多个传感器较近，所以可以使用具有较小强度的磁场，同时仍允许一个或多个磁性传感器检测磁场的特性。另外，使用具有较小强度的磁场可以是有益的，因为较小强度的磁场可以以较小的程度与磁场破坏组件相互作用。例如，尽管移动局部磁场发生器110可以提供在感兴趣区域内具有足够强度的磁场，但磁场可以在隔离区域中具有使得其不与磁场破坏组件相互作用的强度。

在一些实施例中，线缆128可以延伸至柔性部分130和/或刚性部分132。刚性部分132可以包含包括在线缆128中的电线可以通过的开口。电线可以将电力从控制器114提供至磁发射元件138¹,138²,138³中的每一个。

在一些实施例中，唇部可以围绕磁场屏蔽142的周边形成，如本文论述的。唇部可以形成在磁场屏蔽142的与磁发射元件138¹,138²,138³相同的一侧上。在示例中，唇部可以帮助磁发射元件138¹,138²,138³屏蔽磁场破坏组件。另外，唇部可以帮助减小包括磁场破坏组件的区域中的磁场的强度和/或将由磁发射元件138¹,138²,138³生成的磁场远离包括磁发射元件138¹,138²,138³的区域偏转。

如本文论述的，在本发明的一些实施例中，由磁发射元件138¹,138²,138³产生的磁场可以进一步通过使用多个同步磁发射元件成形以创建磁发射元件的相位阵列。在示例中，多个同步发射元件可以组合在一起并用作单个发射元件(例如，发射元件138¹)并以相同的频率产生磁场。另外的发射元件可以组合在一起并用作不同的磁发射元件，其关于单个发射元件并关于彼此以不同频率产生第二、第三等磁场。如此，通过使用多个同步磁发射元件，同步磁场传输可以被产生以对磁场进行成形。在一些实施例中，海尔贝克阵列和/或亥姆霍兹线圈可以用于对由磁发射元件产生的磁场进行成形，如本文所论述的。

图8c示出根据本发明的实施例的图7中的移动局部磁场发生器的前视图。移动局部磁场发生器可以包括用于连接电线128的电线安装部分134。移动局部磁场发生器110可以包括前板146。前板可以被配置为经由粘合剂和/或机械紧固器的类型与背板连接。在一些实施例中，磁场屏蔽和磁发射元件138¹,138²,138³可以由背板126和前板146封装。

在一些实施例中，前板146可以包括垫148。垫148可以具有与移动局部磁场发生器110相同或类似的尺寸和/或形状。垫148可以与前板146连接并且可以位于患者16和移动局部磁场发生器110之间。在一些示例中，移动局部磁场发生器110可以包括垫148以改进患者16的舒适度。可替换地，和/或另外，垫148可以改进移动局部磁场发生器110与患者的身体之间的连接。例如，接触凝胶可以放置在垫148和患者16之间。

在一些实施例中，垫148可以由非导电材料形成。通过由非导电材料形成垫，可以避免与由移动局部磁场发生器110产生的磁场的干扰。在一些实施例中，洞可以形成在前板146中，并且垫148可以具有围绕垫148的周边的通道，以使得垫148被配置为经由通道插入至洞中并保持就位。在一些实施例中，垫148可以经由粘合剂和/或其他类型的紧固件(例如，螺丝钉、销等)与前板146连接。

在一些实施例中，移动局部磁场发生器110的尺寸可以允许对x射线图像的最小干扰和/或从患者拍摄的x射线图像的最小遮挡。例如，从患者拍摄的x射线图像可以不被移动局部磁场发生器110遮蔽，因为由于移动局部磁场发生器110的小的尺寸，通过患者16的x射线的小部分与移动局部磁场发生器110相互作用。

图9示出根据本发明的实施例的由放置在患者胸部上的移动局部磁场发生器所生成的运动箱。在一些实施例中，移动局部磁场发生器154可以放置在患者16的胸部上。在示例中，当移动局部磁场发生器154放置在患者16的胸部上时，心脏18和/或感兴趣区域38可以位于远离移动局部磁场发生器154的特定距离处。移动局部磁场发生器154可以创建限定运动箱156的磁场，在运动箱156处，可以监测与导管12相关联的传感器28的移动。在示例中，运动箱156可以包括心脏18。在一些实施例中，可以期望具有运动箱156，运动箱156包括心脏18和/或感兴趣区域38在内并排除包括磁场破坏组件的隔离区域。如此，移动局部磁场发生器154可以相应地设计。例如，在局部磁场发生器154放置在胸部上的情况下，可以在移动局部磁场发生器154中使用特定大小的线圈和/或可以在移动局部磁场发生器154中使用特定类型的磁场屏蔽。在面向患者16的胸部的第一侧和背对患者16的胸部的第二侧之间的磁场发生器154的尺寸可以在0.2厘米至5厘米之间，然而，在一些实施例中，尺寸可以小于0.2厘米或大于5厘米。磁发射元件可以足够强以在5至20厘米之间的距离处生成磁场。在一些实施例中，磁发射元件可以足够强以在13厘米的距离处生成磁场。在一些实施例中，磁发射元件可以足够强以生成沿着线158的磁场。如本文论述的，磁场发生器154还可以具有减小x射线检测器的区域中的磁场的磁场屏蔽，x射线检测器可以典型地距离患者16的胸部和/或磁场发生器5厘米至20厘米。在示例中，磁场屏蔽可以包括特定模式的导电材料和/或导磁材料的层。在一些实施例中，磁场屏蔽可以包括唇部，如本文论述的。

在一些示例中，当移动局部磁场发生器154放置在患者16的胸部上时，运动箱156可以是圆柱体，其具有大约15厘米的直径，其开始于离移动局部磁场发生器154大约4厘米处，并延伸至离移动局部磁场发生器154大约14厘米的距离(由线158表示)处。如此，运动箱156可以具有大约8至10厘米的高度。然而，运动箱156的这种尺寸不是包含性的，并且运动箱156可以具有大于或小于本文所论述的尺寸的尺寸。

图10示出根据本发明的实施例的由放置在患者的一侧的移动局部磁场发生器所生成的运动箱。在一些实施例中，移动局部磁场发生器160可以放置在患者16的胸部的一侧上。在示例中，当移动局部磁场发生器160放置在患者16的胸部的一侧上时，心脏18和/或感兴趣区域38可以定位在远离移动局部磁场发生器160的特定距离处。移动局部磁场发生器160可以创建限定运动箱164的磁场，在运动箱164处，可以监测与导管12相关联的传感器28的移动。在示例中，运动箱164可以包括心脏18。如本文论述的，在一些实施例中，可以期望具有包括心脏18和/或感兴趣区域38并排除包括磁场破坏组件的隔离区域的运动箱164。如此，在移动局部磁场发生器160中使用的特定大小的线圈和/或在移动局部磁场发生器160中使用的特定类型的磁场屏蔽可以在移动局部磁场发生器160的设计上改变。在面向患者16的胸部的第一侧和背对患者16的胸部的第二侧之间的磁场发生器160的尺寸可以在0.2厘米至5厘米之间，然而，在一些实施例中，尺寸可以小于0.2厘米或大于5厘米。磁发射元件可以足够强以在15至35厘米之间的距离处生成磁场。在一些实施例中，磁发射元件可以足够强以在大约25厘米的距离处生成磁场。在一些实施例中，磁发射元件可以足够强以生成沿着线168的磁场。如本文论述的，磁场发生器160还可以具有减小x射线检测器的区域中的磁场的磁场屏蔽，x射线检测器可以典型地定位为与患者16的胸部和/或磁场发生器160距离10厘米至30厘米。

在一些示例中，当移动局部磁场发生器160放置在患者16的胸部上时，运动箱164可以是圆柱体，其具有大约15厘米的直径，其开始于离移动局部磁场发生器160大约4厘米处，并延伸至离移动局部磁场发生器160大约26厘米的距离(由线168表示)处。如此，运动箱164可以具有大约22厘米的高度。然而，运动箱164的这种尺寸不是包含性的，并且运动箱164可以具有大于或小于本文论述的尺寸的尺寸。

图11示出根据本发明的实施例的由放置在患者的背部上的移动局部磁场发生器所生成的运动箱。在一些实施例中，移动局部磁场发生器170可以放置在患者16的背部上，在患者检查台和患者16之间。在示例中，当移动局部磁场发生器170放置在患者16的背部上时，心脏18和/或感兴趣区域38可以位于远离移动局部磁场发生器170的特定距离处。移动局部磁场发生器170可以创建限定运动箱172的磁场，在运动箱172处，可以监测与导管12相关联的传感器28的移动。在示例中，运动箱172可以包括心脏18。如本文论述的，在一些实施例中，可以期望具有包括心脏18和/或感兴趣区域38在内并排除包括磁场破坏组件的隔离区域的运动箱172。如此，在移动局部磁场发生器170中使用的特定大小的线圈和/或在移动局部磁场发生器170中使用的特定类型的磁场屏蔽可以在移动局部磁场发生器170的设计上改变。在面向患者16的胸部的第一侧和背对患者16的胸部的第二侧之间的磁场发生器170的尺寸可以在0.2厘米至5厘米之间，然而，在一些实施例中，尺寸可以小于0.2厘米或大于5厘米。磁发射元件可以足够强以在15至35厘米之间的距离处生成磁场。在一些实施例中，磁发射元件可以足够强以在大约25厘米的距离处生成磁场。在一些实施例中，磁发射元件可以足够强以生成沿着线174的磁场。如本文论述的，磁场发生器170还可以具有减小x射线检测器的区域中的磁场的磁场屏蔽，x射线检测器可以典型地定位为与患者16的胸部和/或磁场发生器170距离20厘米至50厘米。

在一些示例中，当移动局部磁场发生器170放置在患者16的胸部上时，运动箱172可以是圆柱体，其具有大约15厘米的直径，其开始于离移动局部磁场发生器170大约4厘米处，并延伸至离移动局部磁场发生器170大约26厘米的距离(由线174表示)处。如此，运动箱172可以具有大约22厘米的高度。然而，运动箱172的这种尺寸不是包含性的，并且运动箱172可以具有大于或小于本文论述的尺寸的尺寸。

在诸如关于图4、5和6所论述的局部磁场发生器安装在患者检查台下面的一些实施例中，心脏和/或感兴趣区域38可以位于远离局部磁场发生器的特定距离处。因此，如关于图9、10和11所述，在移动局部磁场发生器中使用的特定大小的线圈和/或在移动局部磁场发生器中使用的特定类型的磁场屏蔽可以在移动局部磁场发生器的设计上改变以生成包括心脏18和/或感兴趣区域38的运动箱。磁场发生器76可以具有5至20厘米的厚度并包含磁发射元件96¹,96²,96³，其足够强以在30至70cm的典型距离处生成磁场。磁场发生器76还可以具有显著地减小x射线发射器86的区域处的磁场的磁场屏蔽82，x射线发射器86可以典型地定位为与磁场发生器76距离5厘米至50厘米。

实施例是本文描述的各种设备、系统和/或方法。许多具体细节被阐述以提供对说明书中描述并在附图中示出的实施例的整体结构、功能、制造和使用的彻底理解。然而，本领域技术人员可以理解，实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实施。在其他实例中，公知的操作、组件和元件没有被详细描述以不模糊说明书中描述的实施例。本领域普通技术人员可以理解，本文描述和示出的实施例是非限制性示例，并且由此可以理解，本文公开的具体结构和功能细节可以是代表性的并且不必然限制实施例的范围，实施例的范围仅由所附权利要求限定。

本说明书中针对“各个实施例”、“一些实施例”、“一个实施例”、或“实施例”等的参考指代的是结合所述实施例所描述的特定特征、结构、或性质包括在至少一个实施例中。因此，短语“在各个实施例中”、“在一些实施例中”、“在一个实施例中”、或“在实施例中”等在整个说明书中各地方的出现并非必须指代相同的实施例。此外，特定特征、结构、或性质可以在一个或多个实施例中以任何合适方式组合。因此，结合一个实施例中所示出或描述的特定特征、结构或性质可以整体地或部分地与一个或多个其他实施例的特征、结构、或性质无限制地组合，只要该组合不是非逻辑性的或不能工作。

可以理解，术语“近侧”和“远侧”可以在说明书中参考操作用于治疗患者的器械的一个端部的临床医生使用。术语“近侧”指的是器械的最靠近临床医生的部分并且术语“远侧”指的是最远离临床医生的部分。还可以理解，为了简洁和清楚起见，诸如“垂直”、“水平”、“上”和“下”的空间术语可以在本文中关于所示实施例被使用。然而，外科手术器械可以在许多方向和位置被使用，并且这些术语不旨在是限制性的和绝对的。

虽然上面以一定程度的特殊性描述了局部磁场发生器的至少一个实施例，但本领域技术人员可以在不偏离本发明的精神或范围的情况下对所公开的实施例做出多种改变。所有的方向参考(例如，上、下、向上、向下、左、右、向左、向右、顶部、底部、上面、下面、垂直、水平、顺时针、以及逆时针)仅用于标识目的以帮助阅读者理解本发明，且特别是对装置的位置、方向、或用途不产生限制。连接参考(例如，贴附、附接、耦合和连接等)应该被广义地解释并且可以包括元件的连接之间的中间构件和元件之间的相对移动。这样，连接参考并非必然指的是两个元件彼此直接地连接并处于固定关系。目的是上面描述中所包含的或附图中所示出的所有事物应该解释为说明性的而非限制性的。可以在不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神的情况下做出细节或结构的改变。

被描述为整体或部分地通过引用包含于此的任何专利、公布、或其它公开材料都仅仅以如下程度包含于此，即所包含的材料不与本发明所阐述的已有定义、声明、或其它公开材料相冲突。正是如此，并且以必要的程度，在此明确阐述的本发明取代通过引用包含于此的任何冲突的材料。被描述为通过引用包含于此、但与本文所阐述的已有定义、声明、或其它公开材料相冲突的任何材料、或其部分，将仅以所包含材料与已有公开材料之间不产生冲突的程度而被包含。