有源磁位置传感器的制作方法
优先权要求
本申请要求于2015年6月3日提交的美国临时专利申请no.62/170,466的优先权，其通过引用包含于此，如同在本文中完全阐述一样。
本公开涉及包括位置传感器的医疗装置。
背景技术：
包括电磁线圈位置传感器或用于装置导航的电极的医疗装置，诸如导丝、导管、导引器等用于身体的多种医疗程序中。例如，已知配备有多个线圈的导管，足以允许位置感测系统检测六(6)个自由度(dof)，即三维(3d)位置(x，y，z)和3d方向(例如，滚动、俯仰、偏航)。然而，可提供这种功能的线圈组件的设计提供了挑战，特别地关于空间限制。
一种已知的电磁位置传感器包括对称地缠绕在管状芯上的线圈。这种传感器可以参考授予sobe的题为“systemfordeterminingthepositionandorientationofacatheter”的美国专利no.7,197,354，其全部内容通过引用包含于此，如同在本文中完全阐述一样。sobe公开了一种芯，其是中空的，关于中心轴是对称的，并且对于特定应用可以在长度、内径和外径上缩放。线圈以期望的缠绕模式缠绕在芯上。线圈与芯一样关于中心轴对称。该传感器可在系统中用于检测由三个垂直轴(x、y和z)限定的三维空间中的位置以及围绕三个轴中的两个(例如俯仰和偏航)的旋转，但是线圈不能检测围绕芯的中心轴(例如，滚动)的旋转。因此，除了三个位置参数之外，包含围绕医疗装置的中心轴对称地安装的单个传感器线圈的医疗装置仅感测五(5)个dof，即两个方向参数。尽管有dof限制，但上述配置仍然有令人满意的方面。例如，配置使用最小的空间，并容纳开放的中央管腔。
电极标测系统，特别是可从圣犹达医疗公司获得的ensitetmvelocitytm心脏标测系统利用电场来定位患者体内的医疗装置。如已知的那样，电极可以沿着导管轴杆的轴以间隔开的关系设置。电极可以检测由这种系统生成的电场，并由此检测由三个垂直轴(x、y和z)定义的三维空间中的位置以及围绕三个轴中的两个(例如，俯仰和偏航)的旋转，但是电极不能检测到围绕导管轴杆的中心轴(例如，滚动)的旋转。
技术实现要素：
本公开的实施例可以包括医疗装置。医疗装置可以包括细长轴杆，该细长轴杆沿着轴杆纵轴延伸并且包括轴杆近侧部分和轴杆远侧部分，该轴杆远侧部分被设定尺寸和配置用于插入到身体中。有源磁位置传感器可以设置在轴杆远侧部分内。
本公开的实施例可以包括医疗装置。医疗装置可以包括细长轴杆，该细长轴杆沿着轴杆纵轴延伸并且包括轴杆近侧部分和轴杆远侧部分，该轴杆远侧部分被设定尺寸和配置成插入到身体中。有源磁位置传感器可以设置在细长轴杆的远侧部分内。电源可以与有源磁位置传感器电耦合。
本公开的实施例可以包括用于确定医疗装置的位置和方向的方法。该方法可以包括利用设置在医疗装置的细长轴杆内的有源磁位置传感器生成信号。该方法可以包括利用计算机接收来自有源磁位置传感器的所生成信号，其中所接收到的信号包括指示有源磁位置传感器的位置和方向的信息。该方法可以包括利用计算机基于所生成的信号来确定医疗装置的位置和方向。
附图说明
图1描绘了根据本公开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示意图，其中该系统包括基于磁场的医疗定位系统。
图2a描绘了根据本公开的实施例的具有有源磁位置传感器的导管的远侧部分的横截面侧视图。
图2b描绘了根据本公开的实施例的有源磁位置传感器的侧视图。
图3a描绘了根据本公开的实施例的具有有源磁位置传感器的导丝的远侧部分的横截面侧视图。
图3b描绘了根据本公开的实施例的用于与导丝一起使用的有源磁位置传感器的示意性侧视图。
图3c描绘了根据本公开的实施例的传感器安装插头的近端视图。
图3d描绘了根据本公开的实施例的传感器安装插头的等距侧视图和近端视图。
图3e描绘了根据本公开的实施例的具有有源磁位置传感器和传感器安装插头的导丝的横截面侧视图。
图4描绘了根据本公开的实施例的用于确定医疗装置的位置和方向的方法流程图。
图5示出了根据本公开的实施例的与计算装置的处理资源进行通信的计算机可读介质的示例的框图。
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可以包括细长的医疗装置，诸如例如导管、护套或导丝。出于说明和清楚的目的，下面的描述将限于其中医疗装置12包括导管或导丝(例如，导管12'、导丝12”、12”')的实施例。然而，将意识到，本公开并不意味着局限于这种实施例，而是在其它示例性实施例中，医疗装置可以包括其它细长的医疗装置，诸如例如但不限于护套、导引器、导丝等。
继续参考图1，医疗装置12可以被配置为插入到患者的身体16中，并且更具体地插入到患者的心脏18中。医疗装置12可以包括手柄20、具有近端部分24和远端部分26的轴杆22(例如细长轴杆)，以及安装在医疗装置12的轴杆22中或上的位置传感器28。虽然在图1中描绘了一个位置传感器28，但是本公开的实施例可以包括多于一个位置传感器28。在示例性实施例中，位置传感器28设置在轴杆22的远端部分26处。医疗装置12可以进一步包括其它传统部件，诸如例如但不限于温度传感器、附加传感器或电极、消融元件(例如，用于输送rf消融能量的消融尖端电极、高强度聚焦超声消融元件等)，以及相应的导体或引线。
轴杆22可以是被配置成在身体16内移动的细长管状柔性构件。轴杆22例如但不限于支撑安装在其上的传感器和/或电极，诸如例如位置传感器28、相关联的导体以及可能用于信号处理和调节的附加电子器件。轴杆22还可以允许流体(包括冲洗流体、低温消融流体和体液)、药物和/或手术工具或器械的传输、输送和/或移除。轴杆22可以由诸如聚氨酯的传统材料制成，并且限定配置为容纳和/或传输电导体、流体或手术工具的一个或多个管腔。轴杆22可以通过传统导引器被引入到身体16内的血管或其它结构中。然后可以使用本领域公知的手段将轴杆22转向或引导通过身体16到期望的方位，诸如心脏18。
安装在医疗装置12的轴杆22中或上的位置传感器28可以被提供用于多种诊断和治疗目的，包括例如但不限于电生理研究、起搏、心脏标测和消融。在示例性实施例中，位置传感器28可以执行方位或位置感测功能。更特别地，并且如将在下面更详细描述的，位置传感器28可以被配置为提供特别地在某些时间点与医疗装置12及其轴杆22的远端部分26的方位(例如，位置和方向)有关的信息。因此，在这种实施例中，当医疗装置12沿着心脏18的感兴趣结构的表面和/或围绕结构的内部移动时，位置传感器28可以用于收集与感兴趣结构的表面和/或感兴趣结构内的其它方位对应的方位数据点。这些方位数据点然后可以用于多个目的，诸如例如但不限于感兴趣结构的表面模型的构造。为了清楚和说明的目的，下面的描述将关于具有单个位置传感器28的实施例。然而，应当理解的是，在保持在本公开的精神和范围内的其它示例性实施例中，医疗装置12可以包括多于一个位置传感器28以及被配置为执行其它诊断和/或治疗功能的其它传感器或电极。如下面将更详细描述的，位置传感器28可以包括被配置为将位置传感器28电耦合到系统10的其它部件(诸如例如医疗定位系统14)的接触引线。
医疗定位系统14可以被提供用于确定医疗装置12的位置传感器28的位置和/或方向，以及由此医疗装置12的位置和/或方向。在一些实施例中，一般而言，医疗定位系统14至少部分地包括用于生成用于跟踪对象(例如，医疗装置12)的磁场的设备。该设备可以被配置为在感兴趣区域(其可以被限定为指定为感兴趣区域的三维空间)中的患者的胸腔内和周围生成低强度磁场。在这种实施例中，并且如上面简要描述的，医疗装置12包括位置传感器28，该位置传感器28是磁位置传感器，该磁位置传感器被配置为当位置传感器28设置在感兴趣区域内时检测由设备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有源磁传感器的位置传感器28可以被配置为生成与有源磁传感器所暴露的磁场的感测特性对应的信号。处理核心可以响应于所检测到的信号，并且可以被配置为计算位置传感器28的三维位置和/或方向读数。因此，医疗定位系统14能够实时地跟踪三维空间中的医疗装置12的每个位置传感器28，并且因此实时跟踪医疗装置12。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，诸如例如来自mediguide有限公司(现由圣犹达医疗公司拥有)并且通常参考美国专利no.6,233,476；7,197,354；和7,386,339中的一个或多个所示的mediguidetm系统，所述专利的全部公开内容通过引用包含于此。
医疗定位系统14被配置为用作定位系统并因此确定相对于位置传感器28的位置(定位)数据并输出相应的方位读数。方位读数可以各自包括相对于参考坐标系的位置和方向(p&o)中的至少一个或两个，该参考坐标系可以是医疗定位系统14的坐标系。p&o可以用六个自由度(六dof)表示为3d位置(例如，x、y、z坐标)和3d方向(例如，滚动、俯仰和偏航)。
医疗定位系统14基于在例如将传感器设置在受控的低强度交流(ac)或直流(dc)磁(例如电磁)场中时捕获和处理从电磁位置传感器28接收的信号来确定参考坐标系中的相应方位(例如，p&o)。应该注意的是，尽管仅示出了一个位置传感器28，但是mps22可以确定用于多个位置传感器28的p&o。例如，本文讨论的医疗装置12可以包括多个有源磁位置传感器，其可以提供与医疗装置12相关联的多个位置点。
图2a描绘了根据本公开的实施例的具有有源磁位置传感器32的导管12'的远侧部分的横截面侧视图。在多种实施例中，导管12'可包括柔性尖端组件34，该柔性尖端组件34可包括例如来自明尼苏达州圣保罗市的圣犹达医疗公司制造的therapytmcoolflextm消融导管的柔性尖端电极。关于柔性电极尖端的另外细节可以在例如美国专利no.8,187,267b2、美国专利申请公布no.us2010/0152731a1、美国专利申请no.us14/724,169和美国专利申请no.us14/213,289中找到，其中每一个通过引用包含于此，如同在本文中完全阐述一样。然而，在一些实施例中，导管12'可以包括其它类型的尖端组件。柔性尖端组件34可连接到近侧杆50，近侧杆50连接到细长导管轴杆52。线圈54可设置在柔性尖端组件34中。线圈54可以在纵向方向上或以预弯曲配置来偏置柔性尖端组件34。另外，流体管腔歧管46可以延伸通过细长导管轴杆52进入柔性尖端组件34。
在一些实施例中，有源磁位置传感器32可以是有源装置并且可以需要电力来工作并生成p&o信号。例如，有源磁位置传感器32可以包括需要大量电力来工作的集成电路。例如，有源磁位置传感器32可以包括专用集成电路(asic)。相比之下，无源磁位置传感器(例如，电磁线圈位置传感器)可以放置在磁场中并且可以生成由磁场直接在线圈中感应的p&o信号，其可以通过医疗定位系统14来接收。在一些实施例中，有源磁位置传感器32可以是软件定义的磁传感器，诸如由melexis生产的
在一些实施例中，有源磁位置传感器32可以包括具有特定磁阻特性的特定材料。这种材料可以相对于有源磁位置传感器32以多种几何形状放置。特定材料可以具有与磁场不同地反应的不同磁阻特性。在一些实施例中，可以直接测量磁阻特性和磁场之间的反应。测量的磁阻特性与磁场之间的反应可以提供输出，该输出可以用于计算空间中的有源磁位置传感器32的p&o，以及由此空间中的导管12'的p&o。如所讨论的，在一些实施例中，特定材料可以相对于有源磁位置传感器32以特定物理配置来布置。因此，特定材料可以提供对于特定物理配置唯一的输出。该输出可以用于计算有源磁位置传感器32的p&o。
在一些实施例中，在有源磁位置传感器32中包括的特定材料可以包括各种类型的霍尔效应材料、各向异性磁阻(amr)材料、隧道磁阻(tmr)材料、巨磁阻(gmr)材料、超巨磁阻(cmr)材料或异常磁阻(emr)材料。磁阻可以被定义为当外部磁场施加到材料时改变其电阻值的材料的性质。可用于确定霍尔效应磁阻材料的p&o的操作原理可以是由洛伦兹力引起的与自旋无关的轨道效应。霍尔效应材料可以与电荷密度的不对称分布相关联。可用于确定amr材料的p&o的操作原理可以与横向amr-平面效应自旋-轨道相互作用相关联，其在铁磁体中可以具有负磁阻。可替代地，可用于确定amr材料的p&o的操作原理可以是shubnikov-dehaas效应(sdh)，其可以在金属中具有正磁阻。可以用于确定tmr材料的p&o的操作原理可以与其间设置有薄绝缘体的两个铁磁体之间的电子隧穿有关。在确定tmr材料的p&o时，可以打开和关闭存在铁磁体的磁场。可以用于确定gmr材料的p&o的操作原理可以与在自旋方向上的电子散射相关联。gmr材料可以包括相邻的磁化铁磁层。可以用于确定cmr材料的p&o的操作原理可以包括自旋方向，其中cmr材料的电导率随着磁场与与cmr材料相关联的电子自旋对准而变化。可用于确定emr材料的p&o的操作原理可以与霍尔效应相关联。
在一些实施例中，有源磁位置传感器32可以用于确定导管12'的p&o。例如，有源磁位置传感器32可以用六个dof确定导管12'的p&o。在一些实施例中，用六个dof对导管12'的p&o的确定可以用作相对于导管12'的力矢量确定的输入。在一些实施例中，有源磁位置传感器32可以用少于六个的dof来确定导管12'的p&o。例如，导管12'的p&o可以用五个自由度来确定。
在一些实施例中，有源磁位置传感器32可以设置在导管12'内。在一个示例中，有源磁位置传感器32可以沿着导管12'的纵轴aa设置。在一些实施例中，有源磁位置传感器32可以与纵轴aa同轴。在一些实施例中，有源磁位置传感器32可以相对于纵轴aa偏离轴设置。例如，有源磁位置传感器32的细长轴可以与纵轴aa平行和/或可以与纵轴aa偏离。在一些实施例中，有源磁位置传感器32可以设置在将放置无源磁位置传感器(例如，电磁线圈位置传感器)的相同位置。例如，有源磁位置传感器32可以设置在与磁线圈组件38相同的位置。如先前所讨论，磁线圈组件38可以不包括在导管12'中，因为可以通过有源磁位置传感器32来确定导管12'的p&o。
为了说明的目的，导管12'被示出为具有环形电极36-1、36-2、36-3和磁线圈组件38。磁线圈组件38被描绘为经由一对互连连接到印刷电路板40。印刷电路板40安装在安装表面42上。双绞线44可以将磁线圈组件38连接到医疗定位系统14。在本公开的一些实施例中，环形电极36-1、36-2、36-3和磁线圈组件38是不需要的，因为导管12'的p&o可以经由有源磁位置传感器32被检测到。例如，有源磁位置传感器可以是在导管12'中包括的唯一位置传感器。
如图2b所示，有源磁位置传感器32可以设置在冲洗管46旁边并且相对于止动管48在近侧。在一些实施例中，有源磁位置传感器32可以设置在止动管48内或在连接到柔性尖端组件34的近侧杆50内。在示例中，诸如凹槽或孔的安装特征可以被包括在止动管48或近侧杆50中，并且有源磁位置传感器32可以插入孔中。然而，在一些实施例中，有源磁位置传感器32可以设置在导管12'内的其它方位。
本公开的实施例可以提供有源磁位置传感器32，其使用单个传感器利用六个dof提供导管12'的p&o。相比之下，现有方法中使用的许多单线圈传感器可以限制为五个dof。另外，有源磁位置传感器32可以具有可允许有源磁位置传感器32由于其小尺寸而被放置在各种各样的装置中的形状因子。此外，有源磁位置传感器32可以提供与使用有源磁位置传感器32相关联的货物成本和与构造和安装有源磁位置传感器32相关联的劳动成本有关的节省。
图2b描绘了根据本公开的实施例的有源磁位置传感器32的侧视图。在一些实施例中，有源磁位置传感器32可以是细长的并且尺寸适合于装配在导管内。与当前的有源磁位置传感器相比，有源磁位置传感器32可以更小以使其能够装配在导管内。在一些实施例中，有源位置传感器32可以具有由线bb限定的外径，其范围从0.001英寸至0.015英寸。在一些实施例中，有源磁位置传感器32的外径可以在从0.003英寸到0.01英寸的范围内。然而，在一些实施例中，有源磁位置传感器32的外径可小于0.001英寸或大于0.015英寸。在一些实施例中，由线cc限定的有源磁位置传感器32的长度可以在从0.03英寸到0.2英寸的范围内。在一些实施例中，有源磁位置传感器32的长度可以在从0.05英寸到0.1英寸的范围内。然而，在一些实施例中，有源磁位置传感器32的长度可以小于0.03英寸或大于0.2英寸。在一些实施例中，有源磁位置传感器32可以呈矩形块或圆柱形的形状以及其它形状。
有源磁位置传感器32可以包括接触垫56-1、56-2、56-3、56-4。在下文中，接触垫56-1、56-2、56-3、56-4被统称为接触垫56。接触垫56可以提供用于电力和/或与有源磁位置传感器32(例如，与医疗定位系统14)通信的连接点(例如输入和输出)。尽管描绘了四个接触垫56，但是有源磁位置传感器可以包括少于四个接触垫或多于四个接触垫。在一些实施例中，有源磁位置传感器32可以是四方扁平无引脚传感器并且可以经由接触垫56连接到印刷电路板。例如，有源磁位置传感器32可以经由一对互连与印刷电路板(诸如图2a中所示的印刷电路板40)和/或医疗定位系统14连接。
在一些实施例中，接触垫56可以提供来自有源磁位置传感器32的输入和输出。例如，可以经由接触垫56向有源磁位置传感器32提供输入电力和/或建立与有源磁位置传感器32的通信，使得能够接收由有源磁位置传感器32产生的信号。可以经由电耦合到一个或多个接触垫56的电源向有源磁位置传感器32提供电力。在示例中，一个或多个电引线可延伸通过细长导管轴杆52到达有源磁位置传感器32。在一些实施例中，发电集成电路(例如，电源)可设置在导管12'中和/或由医疗定位系统14生成的磁场内。发电集成电路可以拾取磁场并且生成电压/电流，该电压/电流可以被提供给磁位置传感器32。在一些实施例中，发电集成电路可以被包括在有源磁位置传感器中，被设置紧靠有源磁位置传感器32(例如，在轴杆远侧部分中)或者在位于由医疗定位系统产生的磁场内的细长导管轴杆52的另一部分(例如，轴杆近侧部分)中。在一些实施例中，发电集成电路可以定位在由医疗定位系统产生的磁场内但位于细长导管轴杆52的外部。在一些实施例中，电力可以经由接触垫56提供给有源磁位置传感器32。在一些实施例中，第一接触垫56-1可以用作电接地，并且第二接触垫56-2可以是电力连接。
在一些实施例中，接触垫56可以提供来自有源磁位置传感器32的输出。在一些实施例中，可以由信号处理器对来自有源磁位置传感器32的输出执行信号处理。信号处理器可以执行由有源磁位置传感器产生的信号的滤波和/或放大，并且可以电耦合到一个或多个接触垫(例如，第三接触垫56-3、第四接触垫56-4)。在一些实施例中，信号处理器可以设置在导管12'中。在一些实施例中，信号处理器可以被包括在有源磁位置传感器中，被设置为紧靠有源磁位置传感器32(例如，在轴杆远侧部分中)或者在细长导管轴杆52的另一部分中(例如，轴杆近侧部分)。在一些实施例中，信号处理器可以设置在细长导管轴杆52的外部(例如，在磁定位系统14中或其它地方)。将信号处理器紧靠有源磁位置传感器32放置可以降低在连接有源磁位置传感器32和信号处理器的电引线中可能发展的信号噪声。由于连接有源磁位置传感器32和信号处理器的电引线的长度增加，通过引线的信号可以拾取信号噪声。相应地，通过将信号处理器紧靠有源磁位置传感器32放置，信号可以较少受到信号噪声的影响。
如图2b所示，包括第一接触垫56-1和第二接触垫56-2的第一组接触垫纵向对齐并且设置在有源磁位置传感器32的第一侧上。包括第三接触垫56-3和第四接触垫56-4的第二组接触垫可纵向对齐并设置在有源磁位置传感器32的第二侧上。在一些实施例中，第一组接触垫56-1、56-2可纵向错开，并与第二组接触垫56-3、56-4径向相对。第一组接触垫56-1、56-2和第二组接触垫56-3、56-4可以设置在有源磁位置传感器32的近侧一半上。通过这样做，较少的接线可以用于将有源磁位置传感器32的接触垫56电耦合到磁定位系统14，这可以减少与导管12'的内部部件相关联的体积。
图3a描绘了根据本公开的实施例的具有有源磁位置传感器72的导丝12”的远侧部分的横截面侧视图。在一些实施例中，导丝12”可以是可偏转导丝，如图3b所示。因此，在一些实施例中，导丝12”可以包括芯线74。导丝12”可以具有围绕导丝12”的内容物的外涂层76。在示例中，芯线74可以从导丝12”的近端延伸通过导丝12”的中心到远端。在一些现有的方法中，磁线圈78可以设置在导丝12”的远端内。例如，在一些实施例中，芯线74可以延伸通过磁线圈78的中心。为了说明的目的，磁线圈78被示出为设置在导丝12”的远端中。在本公开的一些实施例中，不需要磁线圈78，因为有源磁位置传感器72可以用于检测导管12'的p&o。
在一些实施例中，如本文所讨论的，有源磁位置传感器72可以比传统的磁线圈(例如，无源磁位置传感器)更小。例如，有源磁位置传感器72可以具有是传统线圈的大约一半的长度，如图3b所示。例如，传统的磁线圈可以具有由线dd限定的长度，其可以在0.2至0.28英寸的范围内。包括用于连接线圈的互连的传统磁线圈的长度可能比期望的更长。比磁线圈的所需长度更长可影响其中包括线圈的导管轴杆的柔性和/或偏转。另外，比磁线圈的所需长度更长可以占据导丝远端的空间，这可以用于其它部件。此外，有源磁位置传感器72可以比传统的磁线圈更便宜地制造和安装。
如图3a所示，有源磁位置传感器72可以设置在导丝12”的远端，并且相对于导丝的远侧尖端80在近侧。有源磁位置传感器72可以与有源磁位置传感器32相同并且可以包括与有源磁位置传感器32相同的特征，如关于图2a和2b所讨论的。在一些实施例中，有源磁位置传感器72可以设置在导丝12”内，该导丝12”具有比导管12'更小的外径。因此，在一些实施例中，有源磁位置传感器72可以具有比放置在导管12'中的有源磁位置传感器32更小的直径。例如，在一些实施例中，导管12'中的空间可以将有源磁位置传感器32的外径限制为0.015英寸。然而，导丝12”内的空间可以将有源磁位置传感器72的外径限制为0.0038英寸。因此，在一些实施例中，有源磁位置传感器72可以具有小于0.0038英寸的外径。例如，在一些实施例中，磁位置传感器72可以具有从0.001到0.0038的范围的外径。
在一些实施例中，有源磁位置传感器72可放置在芯线74与外涂层76之间。在一些实施例中，有源磁位置传感器72的细长轴可平行于导丝12”的纵轴。可替代地，在一些实施例中，有源磁位置传感器72的细长轴可以与导丝12”的纵轴偏离。
图3b描绘了根据本公开的实施例的与导丝12”一起使用的有源磁位置传感器72的图解侧视图。如图3b所示，有源磁位置传感器72可以设置在导丝12”的远侧部分中。如图3b所示，有源磁位置传感器72可以小于传统磁线圈长度的一半。例如，这可以允许导丝中的空间节省以及与导丝12”的可偏转部分的较小干扰。
在一些实施例中，有源磁位置传感器72可以基于霍尔效应物理学进行操作以检测磁场。然而，如本文所讨论的，有源磁位置传感器72可以脱离用于检测磁场的其它原理来操作。在一些实施例中，有源磁位置传感器72可以是微电机械(mem)传感器。
当传统的磁线圈被用作磁位置传感器时，线圈可以经由焊接连接到互连(例如，导线引线)。这个过程可能花费时间和成本，并且可能需要人员将线圈和互连手动焊接在一起。本公开的实施例可以提供有源磁位置传感器72，该有源磁位置传感器72可以经由可以自动化的表面安装技术安装到印刷电路板。因此，有源磁位置传感器72和有源磁位置传感器72的安装的成本可以减少。
图3b描绘了导丝12”的远侧尖端被偏转了特定角度θ，该特定角度θ被描绘为35到45度。在使用传统的磁线圈的现有方法中，由于磁线圈定位在远侧部分中，所以导丝12”的远侧部分的偏转可限制在从35度至45度的范围内的偏转。然而，有源磁位置传感器72的使用能够使导丝12”的更远侧部分由于可以与有源磁位置传感器72相关联的更短长度而被偏转，和/或使导丝12”偏转更大的角度θ。例如，当使用有源磁位置传感器72而不是传统的磁线圈时，导丝12”可以被偏转75度。这可以通过允许增加长度的导丝12”被偏转超过与利用传统的磁线圈的导丝相关联的导丝而提高导丝12”的性能。
图3c描绘了根据本公开的实施例的传感器安装插头92的近端90视图。图3d描绘了根据本公开的实施例的传感器安装插头92的等距侧视图和近端90视图。如所描绘的，传感器安装插头92可以包括近端90和远端94，并且可以沿着纵轴延伸。在一些实施例中，传感器安装插头92可以限定多种部件可以穿过的中央管腔96。中央管腔96可以沿着由传感器安装插头92限定的纵轴延伸通过传感器安装插头92的中心。尽管中央管腔96被描绘为延伸通过传感器安装插头92的中心，但是中心管腔96可以从传感器安装插头92的中心偏移，以在一些实施例中容纳拉线。在一些实施例中，传感器安装插头92可以限定其中有源磁位置传感器72可以插入的传感器安装管腔98。传感器安装管腔98可以延伸通过传感器安装插头92并且可以偏离传感器安装插头92的中心(例如，位于中央管腔96的侧面)。在一些实施例中，传感器安装管腔98可以延伸通过传感器安装插头92的整个纵向长度(例如，通孔)，或者可以延伸通过传感器安装插头92的纵向长度的一部分(例如，盲孔)。
在一些实施例中，外涂层76可以与传感器安装插头92的外周表面接触并连接，这可以有助于将传感器安装插头92相对于导丝12”固定。在一些实施例中，传感器安装插头92的纵轴可以与导丝12”的纵轴对齐。在一些实施例中，传感器安装插头92可以与远侧尖端80和/或传感器安装插头92连接，并且远侧尖端80可以形成为具有传感器安装孔的整体件，该传感器安装孔从传感器安装插头92的近端向远侧延伸通过传感器安装插头92的一部分。传感器安装插头92可以相对于远侧尖端80在近侧设置。在一些实施例中，传感器安装插头92可以相对于远侧尖端80相邻并在近侧设置。
在一些实施例中，传感器安装插头92可以设置在导管轴杆中，诸如图2a和2b中所示的导管轴杆。传感器安装插头92可以包括多于两个管腔。例如，传感器安装插头92可以包括穿过其中的多个管腔，其中可以容纳导线或其它部件(例如冲洗管、芯线、拉线等)。例如，与柔性尖端组件34相关联的部件可以穿过在传感器安装插头92中包括的管腔。
图3e描绘了根据本公开的实施例的具有有源磁位置传感器72'和传感器安装插头92'的导丝12”'的横截面侧视图。图3e描绘了具有与关于图3a所讨论的特征类似的特征的导丝12”'，其中增加了传感器安装插头92，但没有示出磁线圈。在一些实施例中，导丝12”'可以包括芯线74'。导丝12”'可具有围绕导丝12”'的内容物的外涂层76'。在示例中，芯线74'可以从导丝12”'的近端延伸通过导丝12'的中心到远端。
如图3e所示，有源磁位置传感器72'可以设置在导丝12”'的远端，并且相对于导丝12”'的远侧尖端80'在近侧。有源磁位置传感器72'可以与有源磁位置传感器32相同并且可以包括与有源磁位置传感器32相同的特征，如关于图2a和2b所讨论的。在一些实施例中，有源磁位置传感器72'可以设置在具有比导管12'更小的外径的导丝12”'内。因此，在一些实施例中，有源磁位置传感器72'可以具有比放置在导管12'中的有源磁位置传感器32更小的直径。例如，在一些实施例中，导管12'中的空间可以将有源磁位置传感器32的外径限制为0.015英寸。然而，导丝12”内的空间可以将有源磁位置传感器72'的外径限制为0.0038英寸。因此，在一些实施例中，有源磁位置传感器72'可以具有小于0.0038英寸的外径。例如，在一些实施例中，磁位置传感器72'可以具有从0.001到0.0038的范围的外径。
在一些实施例中，有源磁位置传感器72'可放置在芯线74'与外涂层76'之间。在一些实施例中，有源磁位置传感器72'的细长轴可以与导丝12”'的纵轴平行。可替代地，在一些实施例中，有源磁位置传感器72'的细长轴可以与导丝12”'的纵轴偏离。
有源磁位置传感器72'可以容纳在由传感器安装插头92'限定的传感器安装管腔98'中。如所描绘的，传感器安装插头92'可以沿纵轴延伸。在一些实施例中，传感器安装插头92'可以限定多个部件可以穿过的中央管腔(例如，中央管腔96)，在一些实施例中所述中央管腔可以沿着由传感器安装插头92'限定的纵轴延伸并通过传感器安装插头92的中心和/或可以偏离传感器安装插头92'的中心。在一些实施例中，传感器安装插头92'可以限定其中有源磁位置传感器72'可以插入的传感器安装管腔98'。传感器安装管腔98'可以延伸通过传感器安装插头92'，并且可以从传感器安装插头92'的中心纵轴偏移。由于可能存在于导管和/或导丝中的有限空间，由传感器安装插头92'限定的管腔可连接(例如形成狭槽)。例如，参考图3c和3d，在中央管腔96和传感器安装管腔98之间示出了内壁，并且在传感器安装管腔98和传感器安装插头92的外表面之间示出了外壁。与之相比，图3e描绘了中央管腔和传感器安装管腔98'之间没有壁，并且传感器安装管腔98'和传感器安装插头92'的外表面之间没有壁，有效地形成了有源位置传感器72'被设置的狭槽。在一些实施例中，与导丝相比，导管中可以有更多的空间，并且因此传感器安装管腔98'和由传感器安装插头92'限定的多种其它管腔可以保持为独立的管腔，其中它们之间设置有壁。在一些实施例中，传感器安装管腔98'可以延伸通过传感器安装插头92'的整个纵向长度(例如，通孔)，或者可以延伸通过传感器安装插头92'的纵向长度的一部分(例如盲孔)。
在一些实施例中，外涂层76'可以与传感器安装插头92'的外周表面接触并连接，这可以有助于将传感器安装插头92'相对于导丝12”'固定。在一些实施例中，传感器安装插头92'的纵轴可以与导丝12”'的纵轴对齐。在一些实施例中，传感器安装插头92'可以与远侧尖端80'和/或传感器安装插头92'连接，并且远侧尖端80'可以形成为具有传感器安装孔的整体件，所述传感器安装孔从传感器安装插头92'的近端向远侧延伸通过传感器安装插头92'的一部分。传感器安装插头92'可以相对于远侧尖端80'设置在近侧。在一些实施例中，传感器安装插头92'可以相对于远侧尖端80'相邻并在近侧设置。
在一些实施例中，传感器安装插头92'可以设置在导管轴杆中，诸如图2a和2b中所示的导管轴杆。传感器安装插头92'可以包括多于两个管腔。例如，传感器安装插头92'可以包括穿过其中的多个管腔，其中可以容纳导线或其它部件(例如冲洗管、芯线、拉线等)。例如，与柔性尖端组件34相关联的部件可以穿过在传感器安装插头92'中包括的管腔。
图4描绘了根据本公开的实施例的用于确定医疗装置的p&o的方法流程图。在一些实施例中，该方法可以包括在方法流程框110处利用设置在医疗装置的细长轴杆内的有源磁位置传感器生成信号。有源磁位置传感器可以响应于布置在磁场中而生成信号，该磁场可以由磁场发生器生成。在一些实施例中，磁场发生器可以与磁定位系统通信。
该方法可以包括，在方法流程框112处，利用计算机接收从有源磁位置传感器生成的信号，其中所接收到的信号包括指示有源磁位置传感器的p&o的信息。在一些实施例中，计算机可以与磁定位系统通信或者是磁定位系统的一部分。如本文先前讨论的，可以用磁定位系统接收信号。与传统的磁线圈传感器相比，有源磁位置传感器可以被提供电力，该传统的磁线圈传感器是无源类型的传感器，不需要电力。可以经由电耦合到有源磁位置传感器的发电集成电路向有源磁位置传感器供应电力。在一些实施例中，可以经由电耦合到有源磁位置传感器的磁定位系统将电力供应到有源磁位置传感器。向有源磁位置传感器提供电力使有源磁位置传感器能够产生指示磁场中的特定p&o的信号。
在一些实施例中，该方法可以包括在方法流程框114处利用计算机基于所生成的信号确定医疗装置的p&o。在示例中，计算机可以与磁定位系统相关联或与磁定位系统通信，并且可以用六个自由度确定医疗装置的p&o。虽然医疗装置的p&o用六个自由度确定，但p&o可以用小于六个自由度(例如，三个自由度、五个自由度)来确定。
图5示出了根据本公开的实施例的与计算装置的处理资源进行通信的计算机可读介质的示例的框图。如关于图1所讨论的计算机系统120可以利用软件、硬件、固件和/或逻辑来执行多个功能。计算机系统120可以包括多个远程计算装置。
计算机系统120可以是被配置成执行多个功能的硬件和程序指令的组合，并且在一些实施例中可以代表磁定位系统14。硬件例如可以包括一个或多个处理资源122、计算机可读介质(crm)124等。程序指令(例如，计算机可读指令(cri)126)可以包括存储在crm124上并且可由处理资源122执行的指令以实现期望的功能(例如基于信号确定医疗装置的p&o等)。cri126也可以存储在由服务器管理的远程存储器中，并且代表可以被下载、安装和执行的安装包。计算机系统120可以包括存储器资源128，并且处理资源122可以耦合到存储器资源128。
处理资源122可以执行可以存储在内部或外部非暂态crm124上的cri126。处理资源122可以执行cri126以执行多种功能，包括关于图1至图4描述的功能。
多个模块130、132、134可以是子模块或其它模块。例如，生成模块130和接收模块132可以是子模块和/或包含在单个模块内。此外，多个模块103、132、134可以包括彼此分开和不同的各个模块。
接收表面模型模块67可以包括cri66，并且可以由处理资源32执行以接收与心动周期的舒张末期阶段对应的心脏10的表面模型。心脏10的表面模型可以由从电极17接收到的方位数据形成，并且可以对应于参考心动阶段(例如舒张末期阶段)。可替代地，心脏10的表面模型可以在之前的时间生成并且经由计算机系统20接收。
生成模块130可以包括cri126，并且可以由处理资源122执行，以利用设置在医疗装置的细长轴杆内的有源磁位置传感器来生成信号。如本文所讨论的，有源磁位置传感器可以生成指示有源磁位置传感器的p&o以及由此医疗装置的信号。在一些实施例中，有源磁位置传感器可以响应于放置在磁场中而生成信号。
接收模块132可以包括cri126，并且可以由处理资源122执行以利用计算机接收来自有源磁位置传感器的所生成信号，其中所接收到的信号包括指示有源磁位置的p&o的信息。在一些实施例中，有源磁位置传感器可以与磁定位系统通信(例如，有线或无线)。在一些实施例中，磁定位系统可以接收所生成的信号。
确定模块134可以包括cri126，并且可以由处理资源122执行以利用计算机基于所生成的信号确定医疗装置的p&o。如本文所讨论的，医疗装置的p&o可以用六个自由度来确定。
本文描述了多种设备、系统和/或方法的实施例。阐述了许多具体细节，以提供对在说明书中描述和在附图中描绘的实施例的整体结构、功能、制造和使用的全面理解。然而，本领域技术人员将理解的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施这些实施例。在其它实例中，众所周知的操作、部件和元件没有被详细描述，以免模糊说明书中描述的实施例。本领域的普通技术人员将理解，本文描述和示出的实施例是非限制性示例，并且因此可以理解的是，本文公开的具体结构和功能细节可以是代表性的，并不一定限制实施例的范围，其范围仅由所附权利要求限定。
整个说明书中对“多个实施例”、“一些实施例”、“一个实施例”、或“实施例”等的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在至少一个实施例中。因此，在整个说明书中出现的短语“在多个实施例中”、“在一些实施例中”、“在一个实施例中”、“在实施例中”等等不一定都指同一实施例。此外，特定特征、结构或特性可以以任何合适的方式在一个或多个实施例中组合。因此，结合一个实施例示出或描述的特定特征、结构或特性可以全部或部分地与一个或多个其它实施例的特征、结构或特性无限制地组合，假设这种组合不是非逻辑性的或非功能性的。
应该理解，术语“近侧”和“远侧”可以在整个说明书中参考操纵用于治疗患者的器械的一端的临床医生来使用。术语“近侧”是指器械的最接近临床医师的部分，并且术语“远侧”是指位于离临床医师最远的部分。将进一步理解的是，为了简明和清楚，在此可以相对于所示实施例使用诸如“垂直”、“水平”、“上”和“下”的空间术语。然而，手术器械可以在许多方向和位置使用，并且这些术语并不是限制性的和绝对的。
虽然以上已经以一定程度的特殊性描述了有源磁位置传感器的至少一个实施例，但是本领域的技术人员可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下对所公开的实施例进行多种改变。所有方向参考(例如上、下、向上、向下、左、右、向左、向右、顶部、底部、上方、下方、垂直、水平、顺时针和逆时针)仅用于标识目的，以帮助读者理解本公开并且不会造成限制，特别是关于装置的位置、方向或使用。连接参考(例如，固定、附接、耦合、连接等)应被广义地解释并且可以包括元件连接之间的中间构件以及元件之间的相对运动。因此，连接参考不一定推断两个元件是直接连接的并且彼此之间具有固定的关系。意图是包含在以上描述中或者在附图中示出的所有内容应当被解释为仅仅是说明性的而不是限制性的。在不脱离如所附权利要求限定的本公开的精神的情况下，可以进行细节或结构的改变。
整体或部分地被描述为通过引用包含于此的任何专利、出版物或其它公开材料仅以所包含的材料不与现有定义、陈述或在本公开中阐述的其它公开材料冲突的程度包含于此。因此，并且以必要的程度，如本文明确阐述的公开内容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现有的定义、陈述或本文所述的其它公开材料冲突的任何材料或其一部分将仅以所包含的材料与现有的公开材料之间没有冲突产生的程度被包含。
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