CN105163670B - 用于外科导航的电磁线圈设备和制造方法 - Google Patents

用于外科导航的电磁线圈设备和制造方法 Download PDF

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Abstract

一种电磁装置包括夹具(170)和多条电线。所述夹具包括中心构件(208)和线圈分离块(210)。所述线圈分离块(210)从所述中心构件(208)突出并彼此分离以提供线圈通道(202、204、206)。每条所述电线在所述夹具(170)上缠绕在所述中心构件(208)周围以及在一个所述线圈通道中以便形成多个线圈中的一个。每一个所述线圈被配置来连接至电磁导航系统(20)并产生将相对于受试者发射的相应的电磁场。

Description

用于外科导航的电磁线圈设备和制造方法
领域
本公开涉及电磁导航过程，并且更具体地说涉及用于产生或接收电磁场的线圈阵列。
背景
本部分提供与本公开相关的背景信息，所述背景信息不一定是现有技术。
基于电磁的导航过程包括外科医师使用导航系统来跟踪外科器械在三维(3-D)空间中的位置。除了外科器械，所述导航系统还包括定位器和处理器。定位器产生电磁场(或第一信号)，所述电磁场由外科器械检测。外科器械响应于第一信号产生和/或输出第二信号。处理器随后基于第二信号确定外科器械的位置。
导航系统可有助于确定指示探针和/或外科器械(如手术刀、导管、抽吸装置或脑深部刺激探针)上的跟踪装置的位置。指示探针可用于跟踪不具有跟踪装置的器械的位置。跟踪装置可指的是指示探针、外科器械或指示探针或外科器械上的装置。可确定跟踪装置相对于受试者(例如，患者)的位置。可通过将跟踪装置的图标或图像叠加在受试者的图像上来在显示器上示出跟踪装置相对于受试者的位置。
常常在对受试者进行手术之前、期间和/或之后获取受试者的图像数据以用于显示。受试者的图像和对应的图像数据可被配准到受试者。图像数据可限定第一三维空间(或图像空间)。受试者可限定图像数据配准到的第二三维空间(或物理空间)。可使用多个过程来执行配准。
电磁(EM)导航系统可用于获取或确定导航信息，包括各种跟踪装置的跟踪位置和对配准图像数据的相对位置。在EM导航系统中，EM场由定位器产生并由一个或多个跟踪装置感测。定位器可接近或相对于受试者空间定位。跟踪装置可定位在外科器械上或与其相关联。EM场可受到位于EM场区域中的导电或磁性材料的影响。导电材料的实例是金属、导电聚合物和浸渍聚合物材料。磁性材料的实例是软铁磁铁。
概述
本部分提供本公开的简要概述，并且不是本公开的全部范围或其全部特征的全面公开。
提供了一种电磁装置，并且所述电磁装置包括夹具和多条电线。夹具包括中心构件和线圈分离块。线圈分离块从中心构件突出并彼此分离以提供线圈通道。每条电线在夹具上缠绕在中心构件周围以及在一个线圈通道中以形成多个线圈中的一个。每一个线圈被配置来连接至电磁导航系统并产生将相对于受试者发射的相应的电磁场。
在其他特征中，提供了另一种电磁场装置，并且所述电磁场装置包括夹具和电线。夹具包括一对端部构件和中心构件。中心构件设置在所述一对端部构件之间。所述一对端部构件和中心构件一起提供线圈通道。线圈通道包括分隔器。中心构件、分隔器以及端部构件一起提供电线通道。电线缠绕在中心构件上和电线通道中以提供线圈。线圈被配置来连接至电磁导航系统并产生将相对于受试者发射的电磁场。
在其他特征中，提供了一种方法，并且所述方法包括形成包括中心构件和线圈分离块的第一夹具。线圈分离构件从中心构件突出并提供线圈通道。线圈通道彼此隔离并包括第一通道和第二通道。第一电线在第一夹具上缠绕在中心构件周围以及在第一通道中以形成第一线圈。第二电线在第一夹具上缠绕在中心构件和第一线圈周围以及在第二通道中以形成第二线圈。第一电线和第二电线被配置来连接至电磁导航系统，并产生将相对于受试者发射的相应的电磁场。
在其他特征中，提供了另一种方法，并且所述方法包括确定将被包括在发射线圈阵列中的包括第一夹具在内的夹具的数量。形成夹具。每一个夹具被形成为包括中心构件和一对端部构件。中心构件设置在一对端部构件之间。一对端部构件和中心构件一起提供线圈通道。电线缠绕在夹具上。每条电线缠绕在一个中心构件上以及在相应的一个夹具的一个线圈通道中以提供线圈。夹具安装在基板上以形成发射线圈阵列。每一个夹具安装在基板上的相应的位置中。线圈被配置来连接至电磁导航系统并产生将相对于受试者发射的电磁场。
从本文提供的描述其他应用领域将变得显而易见。此概述中的描述和具体实例仅旨在用于说明的目的而不旨在限制本公开的范围。
附图
本文描述的附图仅用于所选择实施方案而非所有可能的实现方式的说明的目的，并且不旨在限制本公开的范围。
图1是根据本公开的具有电磁导航系统的手术室的环境视图。
图2是根据本公开的包括夹具的发射线圈阵列的透视图，所述夹具各自具有多个线圈。
图3是用于图2的发射线圈阵列的具有三个正交缠绕线圈的夹具的透视图。
图4是图3的夹具和正交缠绕的线圈的侧视图。
图5是根据本公开的具有分开的缠绕通道的夹具的透视图。
图6是根据本公开的包括多个夹具的发射线圈阵列的透视图，所述夹具各自具有相应的线圈。
图7是用于图6的发射线圈阵列的夹具和对应线圈的透视图。
图8是图7的夹具和线圈的侧视图。
图9是根据本公开的具有分开的线圈通道的夹具和对应线圈的透视图。
图10是图9的夹具和线圈的侧视图。
图11是示出根据本公开的交叉部分的图9的夹具和线圈的侧视图。
图12是示出根据本公开的发射线圈阵列的一部分的透视图，其中单线圈夹具安装在相应取向中。
图13是根据本公开的实施方案的发射线圈阵列制造机器。
图14示出根据本公开的制造和安装图2的发射线圈阵的方法。
图15示出根据本公开的制造和安装图6和图12的发射线圈阵的方法。
贯穿附图的若干视图，对应参考数字指示对应部分。
详述
现在将参考附图更充分地描述示例性实施方案。
以下描述本质上仅仅是示例性的并不旨在限制本公开、申请或用途。应理解，贯穿附图，对应参考数字指示相同或对应的部分和特征。
EM导航系统的定位器可包括发射线圈阵列(TCA)。尽管本文涉及和/或公开的定位器被主要描述为包括用于发射信号的TCA(或线圈阵列)，TCA可用于接收信号。TCA可包括多组EM线圈。每组EM线圈可包括用于产生EM场的三个正交定位的线圈。下文公开其他布置。线圈布置包括单线圈布置和具有非彼此正交的线圈的线圈布置。正交定位的线圈具有相对于彼此呈直角的相应的中心轴线。EM导航依赖于精确且漫长的校准过程来校准TCA。校准过程还可能引起导航系统制造过程中的“瓶颈”。
所述校准过程主要由于TCA中的不一致性、不规则性以及不同的差异而执行。这包括线圈放置、每一个线圈的绕组数量、线圈电线的长度、线圈的大小、线圈之间的间距等的差异。下文公开的实现方式提供可将TCA的校准过程最小化和/或消除校准TCA需要的TCA。图2-图12和图14-图15示出TCA和对应的制造方法的实例。图1示出示例性EM导航系统20。EM导航系统20可包括相对于图2-图12和图14-图15示出和/或描述的任何TCA。
尽管EM导航系统20是主要相对于对人类患者执行手术来进行描述的，但EM导航系统20可用于对其他有生命或无生命的受试者执行手术。另外，本文公开的实现方式可应用于其他EM系统，并且用于除了跟踪装置位置的目的。例如，实现方式可用于产生经颅磁刺激系统中的EM场。另外，本文公开的手术可相对于体积、机械装置和/或封闭结构来执行。体积可为有生命或无生命的物体。受试者可为包括封闭机械装置的物体。
EM导航系统20执行引导过程。引导过程可为例如外科手术、神经手术、脊柱手术以及整形手术。EM导航系统20允许用户(如外科医师21)在显示器22上观察器械110在坐标系中的位置。坐标系可与如在图像引导过程中的图像相关，或者可与无图像过程相关。
EM导航系统20可作为基于图像的系统或作为无图像系统来操作。当作为无图像系统操作时，EM导航系统20可将受试者空间配准到代表受试者26的区域的图形显示器，而不是配准到受试者空间和图像空间二者。尽管可获取图像数据来确认器械或受试者26的解剖部分的各种位置，但不需要在任何时候获取受试者26的图像数据。可跟踪受试者26的位置，并且可跟踪器械110相对于受试者26的位置。
当作为无图像系统操作时，可确定解剖结构相对于器械的位置，并且可跟踪解剖结构和器械的位置。例如，可通过利用器械110触摸若干个点来确定髋臼的平面。作为另一个实例，可按类似的方式确定股骨的位置。器械110和解剖结构的位置可在具有图标或图形的显示器上示出。然而，显示器可能不示出受试者26的捕获的实际图像数据。可提供其他数据，如图谱数据或变形图谱数据。图谱数据可为从受试者26产生或推广的图像数据。例如，可基于患者大脑的图像数据的详细分析产生脑图谱。下文进一步描述EM导航系统20作为基于图像系统的操作。
EM导航系统20可用于导航或跟踪刚性和柔性器械。刚性器械的实例包括钻具马达、探针、锥子、钻头、大外径(OD)针、大或非柔性植入物等。柔性器械的实例包括导管、探针、导线、小OD针、小或柔性植入物、脑深部刺激器、电引线等。器械110可用在受试者26身体的任何区域中。EM导航系统20和器械110可用在各种微创手术中，如关节镜、经皮、立体定向或开放手术中。
尽管EM导航系统20被描述为使用成像装置28来获取图像数据，但可获取和/或使用其他数据，如患者和非患者具体数据。成像装置28获取受试者26的术前、术中或术后图像数据和/或实时图像数据。成像装置28可为例如荧光x射线成像装置，所述荧光x射线成像装置可被配置为具有x射线源30和x射线接收装置32的C形臂。成像装置28上可包括并安装其他成像装置。可包括校准和跟踪目标以及辐射传感器。成像装置28可为荧光系统的部分，如双平面荧光系统、顶板荧光系统、导管室荧光系统、固定C形臂荧光系统、等中心C形臂荧光系统、三维荧光系统等。
EM导航系统20还包括成像装置控制器34。成像装置控制器34控制成像装置28：(i)捕获在x射线接收部分32处接收的x射线图像，并且(ii)存储x射线图像。成像装置控制器34可与成像装置28分离和/或控制成像装置28的旋转。例如，成像装置28可在箭头28a的方向上移动，或者围绕受试者26的纵轴线26a旋转。这允许受试者26的前视图或侧视图被成像。这些移动中的每一个涉及通过构件36来围绕成像装置28的机械轴线的旋转。
可从X射线源30发射x射线并在x射线接收部分32处将其接收。x射线接收部分32可包括可从接收的x射线产生图像数据的摄像机。其他合适的成像装置和/或系统可用于产生或捕获图像数据。例如，可使用磁共振成像系统或正电子发射断层摄影系统。此外，可包括通过例如C形臂控制器34来在选定的时间跟踪成像装置28的x射线接收部分32的位置的成像器跟踪装置38。图像数据可随后从C形臂控制器34无线或通过链路41转发至导航计算机40的处理模块。导航计算机40可包括被配置来执行指令以执行手术的处理模块。
工作站42可包括导航计算机40、显示器22、用户接口44以及可访问存储器系统46。图像数据可从C形臂控制器34传输到工作站42或跟踪系统50。导航计算机40可为便携式计算机，如膝上型计算机或平板计算机。
工作站42将图像数据作为图像显示在显示器22上。用户接口44可为键盘、鼠标、触摸笔、触摸屏或其他合适的接口。用户接口44允许用户21提供输入以通过C形臂控制器34来控制成像装置28或者调整显示器22的显示设置。工作站42还可用于控制和接收来自具有导航装置接口(NDI)56的线圈阵列控制器(CAC)54的数据。
尽管在图1中示出了成像装置28，但还可使用任何其他可替代的2D、3D或4D成像模态。例如，可使用任何2D、3D或4D成像装置，如等中心荧光检查、双平面荧光检查、超声、计算断层摄影(CT)、多切片计算断层摄影(MSCT)、T1加权磁共振成像(MRI)、T2加权MRI、高频超声(HIFU)、正电子发射断层摄影(PET)、光学相干断层摄影(OCT)、血管内超声(IVUS)、超声、术中、计算断层摄影(CT)、单光子发射计算断层摄影(SPECT)和/或平面Y闪烁摄影(PGS)成像装置。这些成像装置中的任一可用于获取受试者26的2D、3D或4D术前或术后和/或实时图像或图像数据。图像也可通常以二维或三维形式获得和显示。在更高级的形式中，实现受试者的3D表面渲染区域，其可及时地渲染或改变(第四维)。可通过并入受试者数据或其他数据来实现3D表面渲染区域，所述其他数据来自图谱或解剖模型图，或者来自由MRI、CT或超声心动描记模态捕获的术前图像数据。
来自混合模态的图像数据组还可提供叠加到将被用于到达受试者26中的靶位点的解剖数据上的功能图像数据，所述混合模态如与CT结合的正电子发射断层摄影(PET)、或与CT结合的单光子发射计算断层摄影(SPECT)。如图1中所示的成像装置28可使用单头C形臂荧光镜通过围绕至少两个平面旋转成像装置28来提供虚拟双平面图像。所述两个平面可为正交平面并用于产生二维图像。二维图像可被转换成三维体积图像。通过在多于一个平面中获取图像，代表引入并推进到受试者26中的器械的位置的图标可在显示器22上叠加在多于一个视图中。这允许模拟的双平面或多平面视图，包括二维和三维视图。器械110可包括例如冲击器、管心针、铰刀驱动器、穿刺、钻具、脑深部刺激器、电引线、针、植入物、探针或者其他器械。
EM导航系统20还包括跟踪系统50。跟踪系统50包括定位器52，所述定位器52还可被称为发射线圈阵列(TCA)、跟踪阵列或发射线圈组件。图2-图12中示出定位器和对应部件的实例。TCA 52包括可发射或接收的线圈阵列52a。跟踪系统50包括CAC 54。定位器52、器械110的器械跟踪装置100以及动态参考框架(DRF)58通过NDI 56连接至CAC 54。CAC 54和NDI56可设置在CAC/NDI容器60中。NDI 56可具有与定位器52、器械跟踪装置100和/或DRF 58无线或通过电线通信的通信端口。
DRF 58可包括DRF构件58a和可移动跟踪装置58b。或者，DRF 58可包括与DRF构件58a一体成形的跟踪装置58b。例如，跟踪装置58b可直接连接至受试者26。跟踪装置58b为用作发射器或接收器以感测一个或多个EM场的线圈传感器，或者可被跟踪系统50跟踪的其他适当装置。另外，跟踪装置58b可被接线至EM导航系统20的其他控制器、处理器、模块等。
定位器52可为或包括相对于图2-图14示出和/或描述的任一TCA。尽管图1中示出单个定位器，但可包括补充由定位器52产生的EM场和/或提供另外的EM场的另外的定位器。补充由定位器52产生的EM场和/或增加另外的EM场可增加执行手术和/或准确地进行导航的导航区域。线圈阵列52a可发射信号，所述信号由DRF 58和至少一个跟踪装置(例如，器械跟踪装置100)接收。
跟踪装置100可与器械110在某一位置处相关联，所述位置在手术期间通常定位在受试者26内。DRF 58可随后基于从定位器52和/或其他定位器产生的场的接收/感测到的信号来发射和/或提供信号。
跟踪系统50或跟踪系统50的部件可并入手术室中的其他系统或装置中。例如，一个定位器可并入成像装置28中。发射线圈阵列52a可附接至成像装置28的x射线接收部分32。定位器52可定位在手术室内的任何位置处。例如，定位器52可定位在x射线源30处。另外，定位器52可定位在：手术室操作台120内或其顶部；受试者26下方；与操作台120相关联的侧面轨道上；或者在受试者26上并接近在其中导航的区域。
另外，线圈阵列52a可包括多个线圈(例如，感应线圈)，所述线圈各自可操作地产生不同的EM场到被导航的区域中，如在受试者26内的区域(有时称为患者空间)。线圈阵列52a由CAC 54控制或驱动。CAC 54可通过传输线112向定位器52发射信号。线圈阵列52a可具有由CAC 54驱动的多于一个的线圈。信号可被时分多路复用或频分多路复用。在一个实现方式中，每一个线圈阵列52a包括产生三个正交EM场的至少三个正交线圈。线圈阵列52a可包括任何数量的线圈。定位器52可包括任何数量的线圈阵列。线圈可定向在各种不同的位置中并且可不在与其他线圈正交的位置中。在这方面，可单独、在不同时间同时和/或利用具有预定频率的相应电流信号来驱动线圈阵列52a的每一个线圈。
在利用线圈阵列控制器(或控制模块)54驱动线圈阵列52a中的线圈时，在受试者26内的执行医疗过程的区域中产生EM场。EM场可在跟踪装置58b、100中感应电流。响应于感应电流，跟踪装置58b、100产生信号，所述信号被提供给NDI 56并可转发给CAC 54和/或导航计算机40。NDI 56可为EM导航系统20提供电隔离。NDI 56可包括放大器、过滤器以及缓冲器以直接与跟踪装置58b、100对接。另外，跟踪装置58b、100可无线地或通过电线与NDI 56通信。
跟踪装置100可在与附接件互连并可有助于放置植入物的手柄或插入器中。器械110可包括近端处可抓握或可操纵的元件，以及可被固定在可操纵元件附近或者在远侧工作端处的传感器。跟踪装置100可包括感测由定位器52产生的EM场并在跟踪装置100中感应电流的EM传感器。如图1所示并在本文中进一步讨论的，与器械110相关联的跟踪装置100还可完全或部分地放置在受试者26内。
DRF 58可连接至NDI 56以将信息转发给CAC 54和/或导航计算机40。DRF 58可包括磁场和/或EM场检测器(例如，跟踪装置58b)。DRF 58可固定至受试者26并邻近发生导航的区域，使得受试者26的任何移动被检测为定位器52与DRF 58之间的相对运动。DRF 58可与受试者26互连。可将任何相对运动指示给CAC 54，所述CAC 54更新配准相关性并维持准确导航。DRF 58可包括选择数量的线圈。例如，线圈可彼此相互正交并共用中心轴线，线圈缠绕在所述中心轴线周围。线圈可被配置成各种非同轴或同轴线圈配置。
DRF 58可粘附至受试者26的外部和/或邻近导航区域(例如，粘附在受试者26的颅骨上、受试者26的骨骼、或者受试者26的皮肤)。可使用粘性补片和/或张紧系统来粘附DRF58。还可将DRF 58可移除地附接至基准标记。基准标记可为附接或定位在受试者26上的解剖标志和/或人造构件。
在手术中，EM导航系统20在图像数据或图像空间中的点与受试者空间中的对应点(例如，患者解剖中或患者空间中的点)之间产生映射。在产生映射后，图像空间和受试者空间彼此配准。这包括使图像空间中的位置(位置和取向)与受试者空间(或实空间)中的对应位置关联。基于配准，EM导航系统20可示出器械110相对于叠加图像中受试者26的图像的位置。例如，可相对于提出的轨迹和/或确定的解剖目标来示出器械110。工作站42单独和/或结合CAC 54和/或C形臂控制器(或控制模块)34可：识别在预先获取的图像或图谱模型上相对于跟踪器械110的对应点；并且在显示器22上且相对于图像134显示位置。这种识别被认为是导航或定位。显示器22上示出代表定位点或器械的图标，所述图标在二维图像平面内以及在三维和四维图像和模型上。工作站42、CAC 54以及C形臂控制器34和/或其选择的部分可并入单个系统中或者实现为单个处理器或控制模块。
为了将受试者26配准到图像134，用户21可使用点配准，所述点匹配通过选择和存储来自预先获取的图像的特定点并随后利用指示探针或任何适当的跟踪装置来触摸受试者26上的对应点。EM导航系统20分析选择的两组点之间的关系并计算匹配，这允许图像数据或图像空间中的每一点与其在受试者26或受试者空间上的对应点的相关性。
被选择用于执行配准或形成映射的点是基准标记，如解剖或人造标志。此外，基准标记在图像上是可识别的并且在受试者26上是可识别且可接近的。基准标记可为定位在受试者26上的人造标志或可在图像数据中容易识别的解剖标志。人造基准标记还可形成DRF58的部分。任何适当数量的基准标记可具有DRF 58和/或与其分离。
EM导航系统20还可使用解剖表面信息或路径信息来执行配准(称为自动配准)。EM导航系统20还可通过利用获取的2D图像到3D体积图像的配准来执行2D到3D的配准，这通过使用轮廓算法、点算法或密度比较算法来进行。
为了维持配准精确度，EM导航系统20在利用DRF 58的配准和导航期间跟踪受试者26的位置。这是因为受试者26、DRF 58以及定位器52在手术期间全部可移动。另外，一旦发生配准，受试者26可保持不动，如利用头部保持器。因此，如果EM导航系统20未跟踪受试者26的位置或受试者26的解剖区域，那么配准后的任何受试者移动将导致对应图像内的不准确的导航。DRF 58允许跟踪系统50跟踪解剖并且可在配准期间使用。由于DRF 58被牢固固定到受试者26，解剖或定位器52的任何移动被检测为定位器52与DRF 58之间的相对运动。这种相对运动通过NDI 56通信至CAC 54和/或处理器48，所述CAC 54和/或处理器48更新配准相关性以便因此维持准确导航。
如上文所讨论的，DRF 58可粘附至受试者26的任何部分并可用于将受试者26配准到图像数据。例如，当相对于颅骨或头盖骨26s执行手术时，DRF 58可与头盖骨26s互连。
跟踪系统50可将定位器52邻近患者空间定位以产生EM场(称为导航场)。由于导航场或患者空间中的点与独特的场强度和方向相关联，跟踪系统50可通过测量跟踪装置100处的场强度和方向或EM场分量来确定器械110的位置(其可包括位置和取向)。DRF 58被固定到受试者26以识别受试者26在导航场中的位置。跟踪系统50继续确定DRF 58与器械110在定位期间的相对位置，并且使这一空间信息与受试者配准数据相关。这实现了器械110在受试者26内和/或相对于受试者26的图像引导。
为了获得最大精确度，可选择将DRF 58固定在至少6个自由度的每一个中。因此，DRF 58或任何跟踪装置(如跟踪装置100)可相对于轴向运动X、平移运动Y、旋转运动Z、偏航、俯仰而固定，并且相对于受试者26的跟踪装置58b附接的部分而滚动。任何适当坐标系可用于描述各个自由度。将DRF 58以这种方式相对于受试者26固定可有助于维持EM导航系统20的最大精确度。
器械110可为任何适当的器械(例如，导管、探针、引导件等)，并且可用于各种机构和方法，如将材料递送至受试者26的选择的部分处，如头盖骨26s内。材料可为任何适当的材料，如生物活性材料、药理学材料、造影剂或任何适当材料。如本文进一步讨论的，器械110可通过EM导航系统20精确地定位(包括位置和取向)，并且以其他方式用于实现协议以便以任何适当的方式将材料相对于受试者26定位，如在头盖骨26s内。器械110还可包括执行脑深部刺激的脑探针。
如上文所讨论的，EM场可由定位器52产生。产生EM场来限定导航场。然而，导航场可被各种扭曲物体，包括操作台120、成像装置28、各种器械等扭曲。
图2示出TCA 150，所述TCA 150包括夹具152、154、156。夹具152、154、156中的每一个具有线圈阵列，所述线圈阵列具有相应的线圈。夹具152、154、156通过端板158、160保持在相对于彼此的适当位置中。相对于图3-图5进一步描述了夹具152、154、156。端板158、160可包括被插入到夹具152、154、156的相应孔中的第一突片162。粘附剂可用于将第一突片162粘附至夹具152、154、156。端板158、160还可包括安装孔163和/或第二突片164。安装孔163和/或第二突片164可用于将TCA 150安装到EM导航系统和/或导航室中的物体上。例如，如图1中所示，TCA 52可替代为TCA 150并附接至操作台120上，在所述操作台120上检查受试者26和/或执行手术。线圈夹具152、154和156可定向成相对于端板158、160呈各种角度。线圈夹具152、154和156可定向成与端板158、160正交，或者相对于端板158、160呈其他角度。
在图3-图4中，示出夹具170和对应的线圈172、174、176。图2的夹具152、154、156可被实现为夹具170。尽管夹具170被示出为具有三个正交定位的线圈，但可包括任何数量的线圈并且可将其以各种取向定位在夹具170上以提供相应的EM场。线圈的取向可指径向缠绕位置、线圈在其周围缠绕的夹具的轴线、线圈中心相对于对应的夹具的中心的坐标、线圈相对于TCA或TCA的部件(例如，端板或基板)的参考点的坐标集合、线圈相对于TCA的部件(例如，端板或基板)的角位置等。
在示出的实例中，夹具170包括中心构件178和八个线圈分离块180。本文使用的术语“块”可指具有预定形状的物体。尽管线圈分离块180被示出为具有大体上立方形几何结构，但线圈分离块180可具有各种形状的几何结构。线圈分离块180突出远离中心构件178并形成绕线(或线圈)通道182、184、186。可从外部接入线圈通道182、184、186来缠绕相应的电线以形成线圈172、174、176。针对线圈172、174、176中的每一个提供单个线圈通道。线圈172、174、176中的每一个缠绕在中心构件178和/或夹具170的共用中心点190周围以及在线圈通道182、184、186的相应的一个中。线圈172、174、176中的每一个可具有预定数量的绕组。在一个实现方式中，线圈172、174、176中的每一个具有相同数量的绕组。在另一个实现方式中，线圈172、174、176具有不同数量的绕组。夹具上的线圈可具有与另一个夹具上的对应线圈相同或不同数量的绕组。夹具170的线圈通道182、184、186的每一个的直径是不相同且预定的，使得线圈172、174、176中的每一个缠绕在夹具170上而无需接触线圈172、174、176中的其他一些。
如图所示，夹具170的侧面可包括例如突片和/或孔192。突片和/或孔192可位于线圈分离块180中并可从线圈分离块180的外表面接入。线圈分离块180可在相对于中心构件178和中心点190的各种角度和/或位置处各自具有任何数量的外表面。突片和/或孔192可用于将夹具170附接至对应的安装板(或端板)，如图2中所示。突片和/或孔192还可用于在将电线缠绕在夹具170上期间保持夹具170。在缠绕电线期间夹具170可保持在例如固定装置、夹钳和/或台钳中。
夹具170上的电线的端部194可被接收到对应的连接器中。图6-图11示出了示例性连接器。连接器可通过NDI 56连接至CAC 54和/或连接至EM导航系统(例如EM导航系统20)的处理器、控制器和/或控制模块。
图5示出具有分开的绕线通道(或线圈通道)202、204、206的夹具200。夹具200包括中心构件208和突出的线圈分离块210。线圈通道202、204、206中的每一个可具有包括宽度和深度的预定尺寸。线圈通道202、204、206中的每一个被配置来接收相应的线圈并被分隔器212分开以形成多个绕线通道(或电线通道)214。分隔器212可各自具有预定的宽度、外周长和/或直径。电线通道214可各自具有预定的宽度、深度、内周长和内径。可基于例如将被施加到对应线圈上的预定的电流水平、线圈的预定的工作温度和/或预定的EM场特征(例如，电和/或磁矢量场值)来预定线圈通道202、204、206、分隔器212和电线通道214的尺寸。
线圈通道202、204、206中的每一个具有分隔器组(相应的各个分隔器212)和电线通道组(相应的各个电线通道214)。每组分隔器可具有相应的直径。每组电线通道可具有相应的内径和外径，其中外径与对应分隔器的直径相匹配。
分隔器212从中心构件208径向向外延伸并由线圈通道202、204、206隔离，使得分隔器212是非邻接环状和/或圆环形的圆盘。分隔器212和电线通道214可提供交替的线圈绕组和分隔器的堆叠层。夹具200的包括突出的线圈分离块210、中心构件208和分隔器212的元件可为单独元件或者可被实现为整体结构，如图所示。尽管夹具200被示出为是大体上立方体形，但夹具200可具有不同的形状。
每一个电线通道214被配置来接收线圈的电线。电线可一次或多次缠绕在中心构件208周围以及在每一个电线通道214中。在这一实现方式中，分隔器212将线圈的每一个绕组或线圈的绕组组分离，以便精确地将线圈的电线缠绕在夹具200上。每一组可具有相同数量的绕组或者可具有相应数量的绕组。这提供了线圈的每一个绕组的准确、预测、一致的放置。
图2-图6的夹具允许TCA的迭代制造，使得满足相同需求且具有相同尺寸的多个TCA可被生产为具有可预测且一致的特征。这些特征可包括夹具尺寸、电线长度、每线圈的绕组数量、夹具的相邻分隔器之间的绕组数量、线圈和绕组放置以及线圈尺寸(宽度、内径和外径以及厚度)。
图6示出另一个TCA 220，所述TCA 220包括多个夹具222。TCA 220可替代图1的TCA52并附接至操作台120，在所述操作台120上检查受试者26和/或执行手术。每一个夹具222为具有相应线圈的单线圈夹具。夹具222安装在基板224上的相应位置中。基板224可具有用于准确地将夹具放置在基板224上的突片(或孔)226和/或凹陷部分228。突片(或孔)226与夹具222中的孔(或突片)230对准。凹陷部分228可具有夹具上的电线234可穿过其延伸的孔232，如图所示。每一个夹具上的电线234的端部236可接收到对应的连接器238中，所述连接器238可在基板224的与夹具相反的侧上。连接器238可通过NDI 56连接至CAC 54和/或图1的EM导航系统20的处理器、控制器和/或控制模块。尽管图6中示出了三个夹具和/或十二个凹陷部分，但TCA 220可具有任何数量的夹具和对应的凹陷部分。
尽管示出的三个夹具222在基板224上具有相同的取向，但TCA 220的夹具可具有不同的取向。图12中示出具有不同取向的夹具的实例。具有相同取向的夹具的线圈可用于提供单个EM场。由具有相同取向的线圈产生的EM场能量加在一起增加EM场的大小。具有不同取向的夹具的线圈可用于提供多个EM场，所述多个EM场具有在相应方向上延伸的不同电和磁场矢量。这允许增加的场多样性。
尽管图6的夹具被示出为具有单个线圈(具有单个线圈取向)，但每一个夹具可具有任何数量的线圈(具有不同取向)。图7-图8示出了可被用在图6的TCA 220中的夹具的第一实例。图9-图11示出了可被用在图6的TCA 220中的夹具的第二实例。
图7-图8示出夹具240和对应的线圈242。夹具240被示出为在形状上为圆柱形，其中线圈通道244定位在两个端部构件246之间。电线缠绕在中心构件248和线圈通道244的内周长周围。夹具240可具有孔(或突片)250，所述孔(或突片)250用于安装到基板(例如，图6的基板224)上和/或用于在将电线缠绕在夹具240上以形成线圈242期间保持夹具240。夹具240还可具有用于将夹具240安装在缠绕设备、支架、联接器或杆上的中心开口252。作为实例，如图所示，中心开口252可为十字形(或不规则棱镜形)以接收设备的夹具安装部分。夹具安装部分可旋转来促进将电线缠绕在夹具240上以形成线圈242。电线的端部254可由连接器256接收。
图9-图11示出具有线圈通道262的夹具260和对应的线圈264。线圈通道262在端部构件266之间。线圈通道262包括分隔器268和电线通道270。分隔器268从中心构件272径向向外延伸。端部构件266、中心构件272和分隔器268可为单独元件或者可被实现为整体结构，如图所示。端部构件266中的一个可包括孔或凹口274，如图9中所示。缠绕在夹具260上的电线的端部276可延伸穿过凹口274并由连接器278接收。这允许电线穿过例如在基板中的孔。
夹具260可具有在端部构件266之间并将每一个分隔器268分离的交叉部分280，使得分隔器268是非邻接环状和/或圆环形的圆盘。电线在缠绕在夹具260上时，可缠绕在中心构件272周围，在中心轴线282周围，在电线通道270中并且在与中心轴线282平行的第一方向(由箭头284指示)上。电线随后可缠绕在与第一方向相反的第二方向(由箭头286指示)上。为了促进在第一方向和第二方向上缠绕，在交叉部分280中，电线可在电线通道之间切换。当在第一方向上缠绕电线时，电线的第一部分288延伸穿过交叉部分280。当在第二方向上缠绕电线时，电线的第二部分290延伸穿过交叉部分280。第二部分290可在交叉部分280中与第一部分288交叉。由线圈的部分288、290在交叉部分280中产生的EM场的部分可彼此抵消。
交叉部分280可为楔形，其中窄端部292延伸穿过一个端部构件266。这允许电线的端部276：(i)延伸穿过端部构件和例如基板，并且(ii)由连接器278接收。交叉部分280允许交叉位置的准确定位。交叉位置指的是交叉部分280的在其中电线在两个电线通道270之间转换的位置。
尽管未示出，但图3-图5的夹具上的线圈的一条或多条电线可在多个方向上缠绕并类似于图11的电线执行交叉。例如，在由第二线圈通道提供的空间(或间隙)中，第一电线可在电线通道之间交叉。
图12示出TCA的部分300，其中单线圈夹具302、304安装在相应取向上。夹具302、304和对应的线圈306、308被示出为以不同的取向安装在基板310上。夹具302、304通过定向块312、314从基板310向上成角度。例如，仅定向块312、314可为三角棱镜形且被安装在基板310上。定向块312、314可位于基板310的凹陷部分316中并可具有第一孔(或突片)318，所述第一孔(或突片)318被附接至基板310上的第二突片(或孔)。定向块312、314可具有第三突片(或孔)320，所述第三突片(或孔)320连接至夹具302、304上的第四孔(或突片)。定向块312、314可通过粘附剂粘附至基板310和/或夹具302、304。尽管板、夹具和定向块在本文中被描述为通过突片和对应的孔而连接，但板、夹具和定向块可通过其他合适的技术彼此连接。
定向块312、314具有夹具安装表面322。可预先确定定向块312、314的方向放置和夹具安装表面322相对于基板310的角度，以便设置夹具302、304和对应线圈306、308的取向。夹具302、304的端部构件324和对应的夹具安装表面322可相对于基板310呈相同的角度。这允许线圈不缠绕在相同夹具的相同中心构件周围，并且被放置在各种位置和/或相对于彼此的取向中。作为实例，线圈306、308可相对于彼此正交定位和/或用于产生正交EM场。TCA中可包括任何数量的夹具和线圈。夹具302、304和线圈306、308可具有相同或不同的取向。在一个实现方式中，多于两个夹具和线圈具有相同的取向，并且多于两个夹具和线圈具有不同的取向。
在一个实现方式中，包括十二个夹具和对应的线圈。十二个夹具和十二个线圈包括三组。每一组包括四个夹具和四个线圈。单个组的夹具和线圈在相同的方向上取向(例如，具有彼此平行的中心轴线)。中心轴线是线圈围绕其缠绕的轴线。不同组的夹具和线圈取向不同(例如，具有不彼此平行的中心轴线)。
图2-图12的夹具和对应线圈中的每一个可集体称为EM装置。尽管图2-图12的夹具和/或EM装置被示出为具有用于每一个线圈通道的单个线圈和电线，但夹具和/或EM装置可具有每一个线圈通道中的多于一个的线圈和/或电线。另外，尽管图2-图12的线圈和对应的线圈通道以及中心构件是圆形的，但线圈和对应的线圈通道以及中心构件可具有不同形状。例如，线圈和对应的线圈通道以及中心构件可为正方形、矩形、椭圆形和/或多边形。
本文公开的图2-图12的夹具、端板和基板和/或其他夹具、端板和/或基板可由例如热稳定塑料和/或陶瓷形成。这允许这些部件：承受由于线圈温度变化而引起的线圈膨胀和/或收缩；在线圈和部件的温度变化期间维持结构完整性；并且在温度变化期间将相应的尺寸维持在预定的范围内。本文公开的夹具、端板和基板可由以下形成：例如尼龙、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚酯、聚砜、聚亚苯基砜树脂、聚醚醚酮、聚亚苯基、硫化物、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺和/或聚苯并咪唑。夹具、端板和基板的材料可具有小于预值的热膨胀系数。可使用注射模制、机械加工和/或快速成型来构造本文公开的夹具、端板和基板。作为一个实例，可使用例如立体光刻成型来形成本文公开的夹具、端板和基板。作为另一个实例，可使用立体光刻成型工艺或铸造工艺来印刷氧化铝陶瓷，以便形成本文公开的夹具、端板和基板中的一个或多个。
图13示出包括制造系统352的TCA制造机器350。TCA制造机器350和制造系统352被提供为实例，可使用其他合适的技术形成和/或装配本文公开的板、夹具、TCA和定向块。TCA制造机器350和制造系统352可包括控制模块354、生产印刷机356、供应区358和生产系统360。控制模块354、生产印刷机356、供应区358和生产系统360中的每一个可包括在TCA制造机器350和/或制造系统352中，或者可与TCA制造机器350和制造系统352分离。
控制模块354可控制生产印刷机356、供应区358和/或生产系统360的操作，和/或可与生产印刷机356、供应区358和/或生产系统360中的模块通信。生产印刷机356、供应区358和/或生产系统360可具有相应的控制模块或者可共用单个控制模块，如图所示。
生产印刷机356可为例如立体光刻成型印刷机或其他类型的生产印刷机或生产机器。生产印刷机356可包括例如树脂槽362，在所述树脂槽362中可通过激光364和扫描系统366来形成板、夹具和/或定向块。板、夹具和/或定向块可存储在供应区358中。
供应区可存储板370、夹具372、定向块374和电线376，并包括马达、夹钳和/或将板370、夹具372、定向块374和/或电线376从生产印刷机356移动至供应区358或者从供应区358移动至生产系统360的其他机械装置。电线376可被预切割成预定的长度或者可被切割成如生产系统360中使用的那样。
生产系统360可包括绕线站380和TCA装配站382以及将夹具372移动、绕接和连接至板370的对应的夹钳和/或马达。夹具372可缠绕在绕线站380中并安装在端板之间、在基板上和/或TCA装配站382中的外壳中。生产系统360可包括用于将电线切割成预定长度的线切割器。
图14示出制造和安装图2的TCA的方法。尽管以下任务是主要相对于图2-图5的实现方式进行描述，但可简单地修改所述任务以便应用至本公开的其他实现方式中。可将任务作为自动化过程的部分来迭代执行。可手动和/或通过TCA制造机器(例如，图13的TCA制造机器350)和/或由一个或多个控制模块(下文中称为“控制模块”)控制的装配线来执行任一任务。所述方法可始于400。
在402，确定线圈特征。线圈特征可包括例如电线长度、每线圈的绕组数量、每线圈通道的绕组数量等。
在404，确定TCA中将包括的夹具数量和夹具的对应尺寸。这可基于线圈特征、每将产生的EM场的夹具数量、将产生的EM场数量、对应线圈的最大电流水平或电流范围以及将产生的EM场的特征。
在406，将夹具(例如，图2-图5的夹具)形成为具有预定的尺寸以便为具有预定形状和相对于彼此的取向的线圈和夹具提供安装位置。
在408，将第一电线在一个夹具上(在以下任务410、412中称为“夹具”)缠绕在第一线圈通道中以及在夹具的中心构件和中心点周围以便形成第一线圈。根据对应且预定的线圈特征缠绕第一电线。
在410，将第二电线在夹具上缠绕在第二线圈通道中以及在(i)中心构件、(ii)中心点和(iii)第一线圈周围。可缠绕第二电线，使得第二线圈处在相对于第一线圈的预定位置处。根据对应且预定的线圈特征缠绕第二电线。
在412，将第三电线在夹具上缠绕在第三线圈通道中以及在(i)中心构件、(ii)中心点、(iii)第一线圈和(iv)第二线圈周围。可缠绕第三电线，使得第三线圈处在相对于第一线圈和第二线圈的预定位置处。根据对应且预定的线圈特征缠绕第三电线。
尽管上述任务包括三个绕线任务，但可包括任何数量的绕线任务。
在414，控制模块确定是否存在将被缠绕的另一个夹具。如果存在将被缠绕的另一个夹具，那么执行任务408，否则执行任务416。
在415，形成端板。在416，可将一个或多个夹具安装在端板(例如，端板)之间和/或安装在外壳中以便形成TCA。可将夹具压配合、粘附地附接和/或连接至端板。
在418，可将TCA安装在EM导航系统(例如，EM导航系统20)中。在420，可通过EM导航系统的导航计算机40或其他控制器、处理器、和/或控制模块来校准TCA。在一个实现方式中，不执行任务420。TCA随后在已被校准的情况下在手术中使用。EM导航系统可基于TCA的预定特征、TCA的部件(线圈、夹具、板等)以及EM场特征(例如，电和磁场矢量值)来执行手术。TCA的特征可包括本文公开的TCA特征中的任一，包括TCA中的部件的尺寸和特征。所述方法可在422结束。
图15示出制造和安装图6和图12的TCA的方法。尽管以下任务是主要相对于图6-图12的实现方式进行描述，但可简单地修改所述任务以便应用至本公开的其他实现方式中。可将任务作为自动化过程的部分来迭代执行。可通过TCA制造机器(例如，图13的TCA制造机器350)和/或由一个或多个控制模块控制的装配线来执行任务。所述方法可始于450。
在452，确定线圈特征。线圈特征可包括例如电线长度、每线圈的绕组数量、每线圈通道的绕组数量等。
在454，确定TCA中将包括的夹具数量和夹具的对应尺寸。这可基于线圈特征、每将产生的EM场的夹具数量、将产生的EM场数量、对应线圈的最大电流水平或电流范围以及将产生的EM场的特征。
在456，将夹具(例如，图2-图5的夹具)形成为具有预定的尺寸以便为具有预定形状和相对于彼此的取向的线圈和夹具提供安装位置。
在458，将相应的电线缠绕在形成在454的每一个夹具上。可将电线缠绕在夹具的相应的线圈通道和/或电线通道中。根据对应且预定的线圈特征缠绕每一条电线。
在460，形成基板和/或定向块。可在460将定向块形成为基板的部分，或者可在454将定向块形成为夹具的部分。定向块被形成为具有呈预定角度的夹具安装表面。
在462，可将定向块安装在基板上的预定位置处。在464，可将夹具安装在定向块上和/或安装在外壳内以便形成TCA。将夹具安装在定向块上在预定位置中，并且将夹具和电线放置在相对于基板的预定取向上。
在466，可将TCA安装在EM导航系统(例如，EM导航系统20)中。在468，可通过EM导航系统的导航计算机40或其他控制器、处理器和/或控制模块来校准TCA。在一个实现方式中，不执行任务468。EM导航系统可基于TCA的预定特征、TCA的部件(线圈、夹具、板、定向块等)以及EM场特征(例如，电和磁场矢量值)来执行手术。TCA的特征可包括本文公开的任一TCA特征，包括TCA中的部件的尺寸和特征。所述方法可在470结束。
图14和图15的上述任务意图为说明性实例；可取决于应用在重叠时段期间或者以不同的顺序相继、同步、同时、连续地执行任务。或者，可取决于实现方式和/或事件序列不执行或跳过任一任务。
上述实现方式允许线圈以一致且可重复的方式缠绕在夹具上。由于TCA的可预测的物理和操作特征，这允许减少TCA的校准时间和/或消除校准过程。
可完全或部分遵照IEEE标准802.11-2012、IEEE标准802.16-2009、IEEE标准802.20-2008和/或蓝牙核心规范v4.0进行本公开中描述的无线通信。在各种实现方式中，可通过蓝牙核心规范附录2、3或4中的一个或多个来修改蓝牙核心规范v4.0。在各种实现方式中，可通过草案IEEE标准802.11ac、草案IEEE标准802.11ad和/或草案IEEE标准802.11ah来实现IEEE 802.11-2012。
应理解的是在不变更本公开原则的情况下，可按不同的顺序(或者同时)执行方法内的一个或多个步骤。
在包括以下定义的此应用中，可利用术语电路来替代术语模块。术语模块可指、为其部分、或包括：专用集成电路(ASIC)；数字、模拟或混合的数字/模拟分立电路；数字、模拟或混合的数字/模拟集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器(共用、专用或群组)；存储由处理器执行的代码的存储器(共用、专用或群组)；提供所需功能的其他合适的硬件部件；或者上述一些或全部的组合，如在芯片上系统中。
如上文使用的术语代码可包括软件、固件和/或微代码，并且可指过程、例程、功能、类别和/或受试者。术语共用的处理器涵盖执行来自多个模块的一些或所有代码的单个处理器。术语群组处理器涵盖结合另外的处理器执行来自一个或多个模块的一些或所有代码的处理器。术语共用的存储器涵盖存储来自多个模块的一些或所有代码的单个存储器。术语群组存储器涵盖结合另外的存储器存储来自一个或多个模块的一些或所有代码的存储器。术语存储器可为术语计算机可读介质的子集。术语计算机可读介质不涵盖通过介质传播的瞬时电和电磁信号，并可因此被认为是有形且非暂态的。非暂态有形计算机可读介质的非限制性实例包括非易失存储器、易失存储器、磁存储器以及光存储器。
在此申请中描述的设备和方法可通过由一个或多个处理器执行的一个或多个计算机程序来部分或完全实现。计算机程序包括存储在至少一个非暂态有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可包括和/或依赖于存储的数据。
提供了示例性实施方案以使得本公开将是详尽的，并且将把范围充分地传达给本领域技术人员。阐述了许多具体细节，如具体部件、装置和方法的实例，以便提供本公开实施方案的透彻理解。将对于本领域技术人员来说显而易见的是不需要采用具体细节，示例性实施方案可按许多不同的形式来实施，并且也不应当理解为对本公开的范围的限制。在一些示例性实施方案中，不再详细描述众所周知的过程、众所周知的装置结构以及众所周知的技术。
本文中所使用的术语仅是用于描述特定示例性实施方案的目的，并且不意图进行限制。除非上下文以其他方式明确地指出，否则如本文所用的单数形式“一个”、“一种”和“所述”旨在包括复数形式。
除非上下文明确指出，否则如“第一”、“第二”和其他序数术语的术语在本文中使用时并不暗示一种顺序或次序，除非由上下文明确指明。因此，本文讨论的第一元件、部件、区域、层或部分在不背离示例性实施方案的教义的情况下可被称为第二元件、部件、区域、层或部分。
已出于说明和描述目的提供本实施方案的以上描述。这并不旨在穷尽或限制本公开。特定实施方案的个别元件或特征通常不限制于特定实施方案，但是，在适用情况下，即使未具体示出或描述，也可交换并可用于选择的实施方案中。所述实施方案还可按许多方式进行改变。此类改变不认为是背离本公开的，并且所有这种修改旨在被包括在本公开的范围内。

Claims (25)

1.一种电磁装置，其包括：
夹具，其包括
中心构件，以及
多个线圈分离块，所述线圈分离块从所述中心构件突出并彼此分离以提供多个线圈通道，所述多个线圈通道具有分隔器以用于形成电线通道；以及
多条电线，其中所述多条电线中的每一条在所述夹具上缠绕在所述中心构件周围以及在所述多个线圈通道的一个中以便形成多个线圈中的一个，其中所述多个线圈中的每一个被配置来连接至电磁导航系统并产生将相对于受试者发射的相应的电磁场；
其中，所述夹具包括至少一个交叉部分，在所述交叉部分中至少一条所述电线在两个电线通道之间切换，所述交叉部分延伸穿过所述分隔器，从而每个分隔器是环向非邻接的以提供所述至少一条电线在所述两个电线通道之间相切换的区域。
2.如权利要求1所述的电磁装置，其中：
所述多个线圈通道彼此正交；并且
所述线圈彼此正交。
3.如权利要求1所述的电磁装置，其中所述中心构件和所述多个线圈分离块被实现为整体结构。
4.如权利要求1所述的电磁装置，其中：
所述多条电线中的每一条缠绕
在一个所述电线通道中，
在所述中心构件周围，以及
在两个所述分隔器之间，或者在一个所述分隔器与一个所述线圈分离块之间，
其中，每条电线在相对的第一和第二方向上被缠绕在所述电线通道中，以提供多个相应的绕组层。
5.如权利要求4所述的电磁装置，其中：
所述分隔器将所述多条电线中的一条的绕组组分离；并且
所述绕组组中的每一组包括两个或更多个绕组。
6.如权利要求4所述的电磁装置，其中：
所述多个线圈通道被隔离成所述多个线圈通道的隔离部分之间具有间隙，其中第一线圈通道被第二线圈通道隔离，使得所述第一线圈通道的间隙处在所述第二线圈通道中；并且
在所述多个线圈通道的所述隔离部分的所述间隙中，所述多条电线中的每一条在电线通道之间切换。
7.如权利要求1所述的电磁场装置，其中所述夹具包括塑料材料和陶瓷材料中的至少一种。
8.一种发射线圈阵列，其包括：
多个如权利要求1所述的电磁装置；以及
多个端板，其中所述多个电磁装置连接至所述端板并在所述端板之间。
9.如权利要求8所述的发射线圈阵列，其中：
所述端板包括突片；并且
所述突片插入所述夹具中的相应的孔中。
10.一种系统，其包括：
如权利要求8所述的发射线圈阵列；
控制器，其被配置来通过所述发射线圈阵列的多个线圈产生第一信号，而无需先前校准所述发射线圈阵列；以及
跟踪装置，其被配置来：(i)接收所述第一信号，并且(ii)基于所述第一信号产生第二信号，
其中所述控制器被配置来基于所述第二信号并且在对受试者进行手术期间跟踪所述跟踪装置的位置。
11.一种电磁场装置，其包括：
夹具，其包括
一对端部构件，以及
中心构件，所述中心构件设置在所述一对端部构件之间，其中所述一对端部构件和所述中心构件一起提供线圈通道，其中所述线圈通道包括分隔器，并且其中所述中心构件、所述分隔器以及所述端部构件一起提供电线通道：以及
电线，所述电线缠绕在所述中心构件上以及在所述电线通道中以提供线圈，其中所述线圈被配置来连接至电磁导航系统并产生将相对于受试者发射的相应的电磁场，
其中，所述夹具包括交叉部分，在所述交叉部分中所述电线在所述电线通道中的两个之间切换，所述交叉部分将所述分隔器中的每一个分开，从而每个分隔器是环向非邻接的以提供所述电线在所述两个电线通道之间相切换的区域。
12.如权利要求11所述的电磁场装置，其中，每条电线在相对的第一和第二方向上被缠绕在所述电线通道中，以提供多个绕组层，其中所述电线在所述交叉部分中多次自身交叉。
13.如权利要求11所述的电磁场装置，其中所述夹具包括塑料材料和陶瓷材料中的至少一种。
14.一种发射线圈阵列，其包括：
多个如权利要求11所述的电磁装置；以及
基板，其中所述多个电磁装置安装在所述基板上并且在相应的取向上。
15.如权利要求14所述的发射线圈阵列，其还包括定向块，所述定向块安装在所述基板上并且在所述电磁装置的所述夹具与所述基板之间，其中：
定向块包括夹具安装表面，所述电磁装置的所述夹具安装在所述夹具安装表面上；并且
所述夹具和所述电线基于夹具安装表面相对于所述基板的角度而相对于彼此并相对于所述基板取向。
16.如权利要求15所述的发射线圈阵列，其中：
所述基板包括第一突片；
所述第一突片插入所述定向块中的相应的孔中；
所述定向块包括第二突片；并且
所述第二突片插入所述夹具中的相应的孔中。
17.如权利要求14所述的发射线圈阵列，其中：
所述夹具包括凹口；
所述基板包括孔；并且
所述电线延伸穿过所述夹具的所述凹口和所述基板中的所述孔。
18.一种系统，其包括：
如权利要求14所述的发射线圈阵列；
控制器，所述控制器被配置来通过所述发射线圈阵列的线圈产生第一信号而无需先前校准所述发射线圈阵列；以及
跟踪装置，所述跟踪装置被配置来：(i)接收所述第一信号，并且(ii)基于所述第一信号产生第二信号，
其中所述控制器被配置来基于所述第二信号并且在对受试者进行手术期间跟踪所述跟踪装置的位置。
19.一种方法，其包括：
形成包括中心构件和多个线圈分离块的第一夹具，其中所述线圈分离块从所述中心构件突出并提供多个线圈通道，所述线圈通道中的每一个包括分隔器以用于提供电线通道，并且其中所述多个线圈通道彼此隔离并包括第一通道和第二通道；
将第一电线在所述第一夹具上缠绕在所述中心构件周围以及在所述第一通道中以形成第一线圈；以及
将第二电线在所述第一夹具上缠绕在所述中心构件和所述第一线圈周围以及在所述第二通道中以形成第二线圈；
其中，所述第一电线和所述第二电线被配置来连接至电磁导航系统，并产生将相对于受试者发射的相应的电磁场；
其中，所述第一夹具包括交叉部分，在所述交叉部分中所述第一电线当被缠绕时在所述电线通道中的两个之间切换，所述交叉部分将所述分隔器中的每一个分开，从而每个分隔器是环向非邻接的以提供所述第一电线在所述两个电线通道之间相切换的区域。
20.如权利要求19所述的方法，其还包括：
确定将包括在发射线圈阵列中的包括所述第一夹具在内的夹具的数量；
形成所述夹具；
将所述夹具附接至端板以形成所述发射线圈阵列；以及
将所述发射线圈阵列安装在所述电磁导航系统中。
21.如权利要求19所述的方法，其中形成所述第一夹具包括形成与所述第二通道正交的所述第一通道。
22.如权利要求21所述的方法，其中形成所述第一夹具包括形成包括第三通道的所述多个线圈通道，其中所述第三通道被形成为与所述第一通道和所述第二通道正交。
23.一种方法，其包括：
确定将包括在发射线圈阵列中的包括第一夹具在内的夹具的数量；
形成所述夹具，其中每一个所述夹具被形成为包括中心构件和一对端部构件，其中所述中心构件设置在所述一对端部构件之间，其中所述一对端部构件和所述中心构件一起提供线圈通道，每个线圈通道具有分隔器以用于提供电线通道；
将多条电线缠绕在所述夹具上，其中所述多条电线中的每一条缠绕在一个所述中心构件上以及在相应的一个所述夹具的一个所述线圈通道中以提供线圈；以及
将所述夹具安装在基板上以形成所述发射线圈阵列，其中每一个所述夹具安装在所述基板上的相应的位置中，
其中，所述线圈被配置来连接至电磁导航系统并产生将相对于受试者发射的电磁场；
其中，所述第一夹具包括交叉部分，在所述交叉部分中第一电线当被缠绕时在所述电线通道中的两个之间切换，所述交叉部分将所述分隔器中的每一个分开，从而每个分隔器是环向非邻接的以提供所述第一电线在所述两个电线通道之间相切换的区域。
24.如权利要求23所述的方法，其还包括形成所述夹具的包括所述分隔器的所述线圈通道，其中：
每一个所述夹具的所述中心构件、所述分隔器以及所述一对端部构件一起提供所述电线通道；并且
所述多条电线中的每一条缠绕在相应的一个所述中心构件上以及在相应的一个所述夹具的所述电线通道中。
25.如权利要求23所述的方法，其还包括将所述夹具安装在所述基板上的相应取向上。
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