CN105167787A - 用于磁位置测量系统的射线可透过的发射器 - Google Patents
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Abstract
提供了用于磁位置测量系统的射线可透过的发射器。其中,用于在磁位置测量系统中使用的设备包括发射器。发射器包括具有低X射线横截面的场生成元件。场生成元件包括布置在片材或板材中的至少一个导电螺旋体。该至少一个螺旋体是平面的。发射器还包括围绕场生成元件的非场生成区域。
Description
技术领域
本公开内容涉及用于磁位置测量系统的射线可透过的发射器。
背景技术
磁位置测量系统被用于辅助对涉及X射线成像设备的医疗过程中的仪器和身体构造进行定位。这些系统在磁传感器附近利用磁发射器,并且传感器可以在空间上相对于磁发射器而被定位。磁发射器采用可能会导致在发射器上不均衡的X射线吸收的构造方法,当发射器被放置在X射线成像区域中时,这可能会产生讨厌的视觉伪影。此外,通过磁场生成元件的X射线吸收比通过患者身体构造的X射线吸收高多个数量级,并且因此对患者成像通常不通过场生成元件来执行。另外,X射线成像系统的部分(例如荧光屏上的图像增强器)可能使磁场扭曲(distort)并且可能会使磁定位系统报告不正确的传感器位置。作为结果,磁发射器被谨慎地定位,并且图像增强器常常被移动以获得可靠的位置数据。这导致了对医疗程序的不期望的中断,并且在给出最佳X射线图像质量的位置处的成像性能可能被磁位置测量系统损害。
发明内容
本公开内容描述了用于在磁定位系统中使用的磁发射器,磁定位系统结合X射线成像设备来使用。包括磁场生成元件的发射器被构造成使得:在一些实现方式中,当X射线穿过发射器时,发射器和磁场生成元件吸收高达约10%的X射线。此外,使X射线吸收在包括场生成元件的发射器表面上基本上均匀,从而允许发射器被放置在X射线成像路径中,而不使图像质量劣化。磁发射器可以被合并在包括低吸收、均匀X射线衰减磁屏蔽元件的组件中。屏蔽元件还可以位于X射线成像路径中,以减少附近装备例如图像增强器的失真效应。
磁发射器可以采用一种或更多种类型的几何结构,诸如在本质上是平面的如平坦的。磁发射器还可以被制造、调节等以符合不同的形状,例如相对于患者的胸部、背部、腹部、腿部、头部等形状相符。磁发射器可以以各种设计、部件等来实现,例如具有屏蔽件的平面铝线圈。因为平面铝线圈和屏蔽件是可锻的,所以它们可以被压制或辊扎成一个或更多个期望的形状。
为了在测量体中检测来自一个或更多个传感器的位置,可以使用处理系统。处理系统可以利用来自发射器的线圈的磁场的一个或更多个数学模型,或者可以使用利用磁传感器和机器人定位装置等所得到的预先获取地图。
在一个方面中,一种用于在磁位置测量系统中使用的设备包括发射器。发射器包括场生成元件。场生成元件具有低X射线横截面。场生成元件包括布置在片材或板材中的至少一个导电螺旋体。至少一个螺旋体是平面的。发射器还包括围绕场生成元件的非场生成区域。
在另一方面中,方法包括形成发射器。发射器包括具有低X射线横截面的场生成元件。形成发射器包括在片材或板材中形成至少一个平面导电螺旋体。形成发射器还包括用非场生成区域围绕至少一个平面导电螺旋体。
在另一方面中,一种用于X射线成像系统的磁定位系统包括换能器元件,该换能器元件是使用铝、碳、铍或分子量为27或更低的其它导电材料中的一种或更多种构成的。
系统、设备和方法的实现可以包括以下特征中的一个或更多个。
在一些实现方式中,当设备用于X射线成像系统时,场生成元件具有50%或更小的X射线衰减。
在一些实现方式中,X射线衰减在包括场生成元件和非场生成区域的发射器的整个表面是均匀的。
在一些实现方式中,所述设备还包括支承场生成元件的支承结构。支承结构具有低X射线横截面并且包括碳纤维、硼纤维、玻璃纤维或分子量为27或更低的其它材料。
在一些实现方式中,设备还包括导电涡电流屏蔽元件。屏蔽元件包括分子量为27或更低的金属并且屏蔽元件至少部分地位于X射线路径中。当设备用于X射线成像系统时,屏蔽元件具有50%或更小的X射线衰减。
在一些实现方式中,每个螺旋体内的间隔被填充有具有与螺旋体的材料相似的X射线吸收的材料。
在一些实现方式中,材料包括:具有与螺旋体相同的厚度并且被层压至与螺旋体相同的基底基板的铝;或者厚度被调节为使得X射线吸收与螺旋体的X射线吸收相匹配的不同材料。
在一些实现方式中,材料包括与包含粉末状二氧化钛的材料混合的聚合物基质。材料的比例被调节成使得X射线衰减与螺旋体的X射线衰减相匹配。
在一些实现方式中,在螺旋体的间隔中的材料包括布置成与螺旋体邻近的负镜像螺旋体,使得在发射器的整个表面上材料的组合X射线衰减是均匀的。
在一些实现方式中,镜像螺旋体由导电或非导电基板支承。
在一些实现方式中,场生成元件包括由铝导体形成的平面螺旋线圈和在导体之间的间隔中与导体邻近的衰减材料。衰减材料具有与铝导体相似的X射线吸收。
在一些实现方式中,螺旋体为聚合物基板上的铝螺旋线圈。
在一些实现方式中,发射器被配置成在X射线成像过程期间附接至X射线成像装备。
在一些实现方式中,发射器被配置成柔性地变形成期望的形状。
在一些实现方式中,发射器被操作为接收器以感测由磁发射器生成的磁场。
在一些实现方式中,设备还包括传感器和处理器。发射器被操作成磁耦合至传感器。传感器利用由发射器生成的磁场的无线转播。发射器连接至处理器。处理器能够检测传感器的取向、输出位置和转播的特性。
在一些实现方式中,螺旋体由方形铝线形成。
在一些实现方式中,方法还包括对发射器进行定位,使得在对X射线成像装备进行操作和定位时,所关注的X射线成像区域处于发射器的均匀衰减边界内。
在一些实现方式中,形成至少一个螺旋体包括将螺旋图案光化学地蚀刻到铝聚酯层压片上。
在一些实现方式中,形成发射器包括以镜像螺旋体的形式在每个螺旋体的间隔中填充材料。
在一些实现方式中,镜像螺旋体被创建为屏蔽元件、机械支承体或另外的场生成螺旋体层的一部分。
在一些实现方式中,换能器元件为线圈。
在一些实现方式中,磁定位系统还包括发射器组件。发射器组件包括支承结构、磁发射器和屏蔽件。磁发射器包括换能器元件。
在一些实现方式中,磁定位系统还包括传感器和处理器。
在一些实现方式中,处理器被配置成磁耦合至传感器,该传感器利用由发射器组件生成的磁场的无线转播。处理器还被配置成接收来自发射器组件的信息。处理器还被配置成检测传感器的取向、输出位置和转播的特性。
下面参照附图和描述来阐述本发明的一个或更多个实施方式的细节。根据描述、附图和权利要求,本发明的其它特征、目标和优点将是明显的。
附图说明
图1是示例磁发射器的示意性顶视图。
图2A是磁发射器的示例线圈的示意性横截面侧视图。
图2B是磁发射器的示例线圈的示意性顶视图。
图3是发射器组件的示意图。
图4是包括磁跟踪系统的成像系统的示意图。
图5是描绘用于形成发射器的过程的示例的流程图。
具体实施方式
参照图1,磁发射器102包括一个或更多个场生成元件104。在图1所示的示例中,场生成元件104为平面螺旋线圈的形式。在该具体示例中,磁发射器102包括利用基本上螺旋几何结构的十二个场生成元件104,然而,也可以使用更多或更少的场生成元件104,并且更多或更少的场生成元件104可以以一种或更多种图案、设计等分布在磁发射器102上。场生成元件104的总数可以被选择以提供期望的跟踪性能。在一些示例中,每个场生成元件104为约0.5mm厚并且具有大约80mm的外径,然而,也可以是其它尺寸。可以使用单个导体来制造螺旋几何结构,并且该导体可以包括许多匝(例如75匝)。为了在匝之间设置间隔,可以实施一个或更多个分隔。例如,场生成元件104可以被间隔开特定距离(例如10mm),并且场生成元件104可以以网格配置(例如,3×4网格配置)进行布置,然而,也可以是其它配置。场生成元件104可以由任何合适的材料制成。在一些示例中,场生成元件104由铝导体制成。每个场生成元件104可以具有一个或更多个层(例如,一层、两层等)。在场生成元件104为线圈的情况下,每个层的外边缘处的线圈端子具有螺旋形状。在一些实现方式中,线圈端子被定位成与磁发射器102的边缘邻近(例如,使得线圈端子被定位成离开X射线210的路径(图2所示))。场生成元件104可以具有基于磁发射器102的期望属性而选择的其它尺寸。
图2A和图2B分别示出了线圈202的示例的示意性侧视图和顶视图。线圈202是图1的场生成元件104的一个示例。在一些实现方式中,线圈202可以通过对低分子量导电基板(例如像铝、碳、铍或其它材料)进行化学蚀刻来构造。在一些示例中,导电基板具有不大于27的分子量,然而,也可以是其它分子量。当X射线210穿过线圈时,由低分子量材料制成的线圈可以减少X射线吸收。线圈202的导体204可以具有多个匝,并且可以通过选择性地移除材料以形成螺旋导体图案来形成。螺旋体可以是圆形、矩形,或者可以具有针对期望的磁场生成特性而选择的另外的形状。
导体204的匝之间的间隔206可以用填充材料来填充。填充材料可以具有与导体204相似的X射线吸收率。在一些实现方式中,与填充材料相比,导体204沿X射线210入射方向具有每单位距离更高的X射线吸收,并且可以将具有相对高的分子量的材料合并至填充材料中,使得填充材料的分子量和导体204的分子量彼此相等或彼此近似相等。例如,如果填充材料包括聚合物基质,则可以基于下式来选择高分子量材料的重量百分比:
%填料=(A导体-A聚合物)/(A高MW-A聚合物)
其中,%填料表示高分子量材料的重量百分比;A导体表示导体204的每单位距离的X射线衰减;A聚合物表示聚合物基质的每单位距离的X射线衰减;以及A高MW表示高分子量材料的每单位距离的X射线衰减。高分子量材料可以在整个聚合物基质上均匀地分布。在导体204为铝的情况下,合适的高分子量材料可以包括二氧化钛和/或氧化锆粉末。合适的填充材料的示例包括环氧树脂和二氧化钛粉末的混合物(例如,约89wt%的环氧树脂和约11wt%的二氧化钛粉末)。填充材料还可以包括铝粉末或其它材料。在一些实现方式中,可以存在于间隔206中的填充材料具有与导体204相同的厚度。在一些实现方式中,可以存在于间隔206中的填充材料具有与导体204不同的厚度。填充材料的厚度可以被选择成使得填充材料的X射线吸收与导体204的X射线吸收相匹配(例如,基于导体204和填充材料的组分)。导体204和填充材料可以提供入射X射线的相对均匀的衰减,从而降低在X射线影像中的视觉伪影。在一些实现方式中,填充材料和由导体204形成的线圈202被层压至相同的基底基板。
在一些实现方式中,使用窗口刮板将填充材料施加至线圈202的每一层。然后可以给填充材料一定时间以固化。线圈202——包括导体204和填充材料——形成相对平坦的表面。在一些实现方式中,线圈202可以使用一个或更多个方形绝缘铝磁线作为导体204来形成。与圆导线相比,在一些实现方式中,方形线会由于其均匀的厚度而更均匀地吸收入射X射线。在一些实现方式中,磁线的绝缘是相对薄的,使得间隔206没有被X射线成像设备分辨。
在一些实现方式中,导体204的匝之间的间隔206可以被制造得足够小以处于X射线成像设备的分辨率之下。作为结果,穿过线圈202的间隔206和导体204的X射线210均匀地衰减。在这样的情况下,间隔206中的填充材料可以是可选的。间隔可以通过对导体基板进行激光加工来形成。也可以实施其它高分辨率材料移除工艺。
磁发射器102的非场生成区域208(图1所示的)也可以被制造成具有与线圈202的导体204和填充材料相似的X射线吸收率。可替选地,非场生成区域208可以由相同的材料形成,并且可以具有与线圈202的导体204的厚度相似的厚度。非场生成区域208可以电连接至线圈202中的一个或更多个以用于提供电流通路。如果提供给导体204的激励电流是交流电流,则会在非场生成区域208中形成涡电流(例如,如果非场生成区域208是导电的)。为了避免形成涡电流,非场生成区域208可以被分为较小的导电岛,并且岛之间的间隔可以用填充材料(例如,在间隔206中使用的相同的填充材料)来填充。使用该构造技术,X射线210可以在磁发射器102的表面上均匀地衰减,从而引起所得到的X射线图像的最小阴影。作为结果,可以保留临床医生解释X射线图像和使用磁发射器102识别患者身体构造的能力。
参照图3,发射器组件302包括支承结构304、被定位在支承结构的一侧的磁发射器306和被定位在支承结构304的相对侧的屏蔽件308。在使用中,发射器组件302被定位成使得屏蔽件308被定位在磁发射器306与扭曲对象310之间。在一些实现方式中,扭曲对象310为荧光屏图像增强器。发射器组件302可以通过线缆314连接至处理器312。处理器312可以接收来自发射器组件302的信息,并且可以确定传感器316的位置。在一些实现方式中,磁发射器306与图1所示的磁发射器102相同。
磁发射器306可以附接至支承结构304。磁发射器306可以包括一个或更多个场生成元件(例如,图1的场生成元件104)。在一些实现方式中,场生成元件为线圈(例如,图2A和图2B的线圈202)。在一些实现方式中,每个线圈具有多个层。在一些实现方式中,磁发射器206的总厚度为0.5mm,其中每个线圈是使用两个0.25mm厚的铝层形成的。
在一些示例中,支承结构304可以为5mm厚,并且可以由碳纤维或玻璃纤维制成。碳纤维可以具有分子量12,并且碳纤维与玻璃纤维相比能够提供相对更低的X射线衰减和更高的强度。碳纤维还可以提供良好的导热性,这可以帮助使由磁发射器306生成的热离开患者。支承结构304可以向发射器组件302提供强度。然而,在一些实现方式中,如果附加强度是不必要的,则可以省略支承结构304。如果磁发射器306需要符合身体构造形状,则省略支承结构304可以是有用的。如果更有弹性的磁发射器306是期望的,则可以使用相对软的聚合物(例如,聚氨酯(polyurethane))来形成支承结构304。
在使用支承结构304的实现方式中,支承结构对发射器组件302提供结构支承。支承结构304可以由适于提供足够的支承而不干扰磁发射器306的功能的任何材料制成。在一些实现方式中,支承结构304包括一个或更多个子结构和/或一个或更多个层。在一些实现方式中,支承结构具有相对低的X射线横截面,并且包括碳纤维、硼纤维、玻璃纤维以及分子量为27或更低的其它材料中的一个或更多个。
在一些示例中,屏蔽件308可以是涡电流屏蔽件。在一些实现方式中,屏蔽件308由0.5mm厚的铝层制成并且附接至支承结构304。屏蔽件308可以减小耦合至邻近导电或铁磁扭曲对象(例如像扭曲对象310)的磁场,并且因此可以提高处理器312在确定传感器316的位置时的精度。屏蔽件308的厚度可以被选择成使得在磁发射器306的激励频率处的X射线吸收和趋肤深度是合适的。例如,屏蔽件308的厚度可以被选择成使得屏蔽件308不会过度吸收穿过发射器组件302的X射线。在一些实现方式中,激励频率为3200Hz并且屏蔽件308为0.5mm厚。
参照图4,在X射线成像时,患者402被放置在表面404上。包括X射线图像增强器408和X射线源410的成像系统406被布置在患者402的相对侧。在一些示例中,X射线图像增强器408和X射线源410形成荧光屏的“C型臂”。X射线图像增强器408和X射线源410可以一起沿运动弧线416在90度位置412与0度位置414之间旋转。包括发射器组件418、传感器和处理器的磁跟踪系统可以与成像系统406相结合地使用。发射器组件418、传感器和处理器可以具有与以上参照图3所描述的发射器组件302、传感器316和处理器312相似的属性。例如,图4的发射器组件418包括图3所示的支承结构304、磁发射器306和屏蔽件308。
参照图3和图4,发射器组件418可以被形成为与患者402的身体构造轮廓相符的形状。例如,发射器组件418可以具有弯曲形状。发射器组件418还可以被构造成使得在X射线图像增强器408和X射线源410在患者402的成像期间旋转至期望的观看位置时发射器组件418被定位成与所关注的X射线成像区域邻近。当X射线源410处于0度位置414或90度位置412时,从X射线源410发出的X射线没有延伸超出发射器组件418,如由表示X射线源410的投射范围的锥体420所表示的。这样的组件可以防止在X射线图像中出现阴影。成像系统406和发射器组件418的各种部件的定位还可以允许发射器组件418的屏蔽件308保留在磁发射器306与X射线图像增强器408之间,从而减小由X射线图像增强器408引起的磁场扭曲。
C型臂中的自动增益控制可以自动地增加X射线强度,以补偿由发射器组件418引起的X射线衰减。在一些实现方式中,衰减为约10%。X射线强度的增加可以导致在执行X射线成像时对患者402的X射线剂量比率升高。然而,在一些实现方式中,从处理器312接收的位置信息可以允许在成像过程的主要部分期间仅使用磁跟踪系统对患者402进行导航。在一些实现方式中,可以关闭X射线源412。因此可以大大地减小患者402和周围人员(例如,手术者、护士、医生和其它医疗专业人士)所经历的总辐射剂量。
图5是描绘用于形成发射器(例如,图1的磁发射器102或图3的磁发射器306)的过程的示例的流程图。发射器可以包括一个或更多个场生成元件。在一些实现方式中,场生成元件具有相对低的X射线横截面。在步骤510处,形成至少一个平面导电螺旋体(例如,图2所示的线圈202)。在一些实现方式中,该至少一个平面导电螺旋体被形成在片材或板材中。在步骤520处,用非场生成区域(例如,图2所示的非场生成区域208)围绕该至少一个平面导电螺旋体。
上述成像系统可以使用用于在计算机上执行的软件来实现。例如,软件形成在一个或更多个程序化的或可编程的计算机系统上执行的一个或更多个计算机程序中的进行(其可以是各种架构),其中每个计算机系统均包括至少一个处理器、至少一个数据存储系统(包括易失性存储器和非易失性存储器和/或存储元件)、至少一个输入设备或端口、以及至少一个输出设备或端口。
软件可以设置在通用或专用可编程计算机可读取的存储介质如CD-ROM上,或可以经由网络的通信介质递送(以传播信号被编码)至执行该软件的计算机。所有的功能可以在专用计算机上执行,或者使用专用硬件例如协处理器来执行。软件可以以下述分布方式来实施:其中由软件指定的计算的不同部分由不同的计算机来执行。每个这样的计算机程序优选地存储在或下载至通用或专用可编程计算机可读取的存储介质或设备(例如,固态存储器或介质,或磁介质或光学介质),以用于在存储介质或设备由计算机系统读取时对计算机进行配置和操作以执行本文所描述的过程。本创造性系统也可以被认为是被实施为配置有计算机程序的计算机可读存储介质,其中如此配置的存储介质使计算机系统以特定和预定义方式操作以执行本文所描述的功能。
已经描述了许多实施方式。尽管如此,将理解的是,可以在不背离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改。例如,可以将发射器组件直接安装在X射线图像增强器或X射线源16上。在一些实现方式中,发射器组件可以被用在使用与上述构造技术相似的构造技术的CT扫描仪孔径或诊断胸部X射线中。在一些实现方式中,发射器组件可以在成像开始之前使用粘合带被紧固至患者。在一些实现方式中,可以使用垫料如泡沫来定制使发射器组件与患者相符,使得标准发射器尺寸可以固定地与多个身体构造相符。在一些实现方式中,可以在发射器组件中设置小孔以允许接近患者(例如,用于通过发射器组件引入导管或其它医疗设备)。
其它实施方式处于所附权利要求的范围之内。
Claims (27)
1.一种在磁位置测量系统中使用的设备,所述设备包括:
发射器,所述发射器包括:
场生成元件,所述场生成元件具有低X射线横截面,其中,所述场生成元件包括布置在片材或板材中的至少一个导电螺旋体,并且其中,所述至少一个螺旋体是平面的;以及
非场生成区域,所述非场生成区域围绕所述场生成元件。
2.根据权利要求1所述的设备,其中,当所述设备用于X射线成像系统时,所述场生成元件具有50%或更小的X射线衰减。
3.根据权利要求1所述的设备,其中,X射线衰减在包括所述场生成元件和所述非场生成区域的所述发射器的整个表面是均匀的。
4.根据权利要求1所述的设备,包括支承所述场生成元件的支承结构,其中,所述支承结构具有低X射线横截面,并且包括碳纤维、硼纤维、玻璃纤维或分子量为27或更低的其它材料。
5.根据权利要求1所述的设备,包括导电涡电流屏蔽元件,其中,所述屏蔽元件包括分子量为27或更低的金属并且所述屏蔽元件至少部分地位于X射线路径中,并且其中,当所述设备用于X射线成像系统时,所述屏蔽元件具有50%或更小的X射线衰减。
6.根据权利要求1所述的设备,其中,每个螺旋体内的间隔填充有与所述螺旋体的材料具有相似的X射线吸收的材料。
7.根据权利要求6所述的设备,其中,所述材料包括:具有与所述螺旋体相同的厚度并且被层压至与所述螺旋体相同的基底基板的铝;或者厚度被调节为使得所述X射线吸收与所述螺旋体的X射线吸收相匹配的不同材料。
8.根据权利要求6所述的设备,其中,所述材料包括与包含粉末状二氧化钛的材料混合的聚合物基质,其中所述材料的比例被调节为使得所述X射线衰减与所述螺旋体的X射线衰减相匹配。
9.根据权利要求6所述的设备,其中,在所述螺旋体的间隔中的所述材料包括布置成与所述螺旋体邻近的负镜像螺旋体,使得在所述发射器的整个表面上所述材料的组合X射线衰减是均匀的。
10.根据权利要求9所述的设备,其中,所述镜像螺旋体由导电或非导电基板支承。
11.根据权利要求1所述的设备,其中,所述场生成元件包括由铝导体形成的平面螺旋线圈和在所述导体之间的间隔中与所述导体邻近的衰减材料,所述衰减材料具有与所述铝导体相似的X射线吸收。
12.根据权利要求1所述的设备,其中,所述螺旋体为聚合物基板上的铝螺旋线圈。
13.根据权利要求1所述的设备,其中,所述发射器被配置成在X射线成像过程期间附接至X射线成像装备。
14.根据权利要求1所述的设备,其中,所述发射器被配置成柔性地变形成期望的形状。
15.根据权利要求1所述的设备,其中,所述发射器被操作为接收器以感测由磁发射器生成的磁场。
16.根据权利要求1所述的设备,包括传感器和处理器,其中,所述发射器被操作成磁耦合至所述传感器,所述传感器利用由所述发射器生成的磁场的无线转播,所述发射器连接至所述处理器,所述处理器能够检测所述传感器的取向、输出位置和所述转播的特性。
17.根据权利要求1所述的设备,其中,所述螺旋体由方形铝线形成。
18.一种方法,包括:
形成发射器,所述发射器包括具有低X射线横截面的场生成元件,形成发射器包括:
在片材或板材中形成至少一个平面导电螺旋体,以及
用非场生成区域围绕所述至少一个平面导电螺旋体。
19.根据权利要求18所述的方法,其中,对所述发射器进行定位,使得在对X射线成像装备进行操作和定位时,所关注的X射线成像区域处于所述发射器的均匀衰减边界内。
20.根据权利要求18所述的方法,其中,形成所述至少一个螺旋体包括将螺旋图案光化学地蚀刻到铝聚酯层压片上。
21.根据权利要求18所述的方法,形成所述发射器包括以镜像螺旋体的形式在每个螺旋体的间隔中填充材料。
22.根据权利要求21所述的方法,其中,所述镜像螺旋体被创建为屏蔽元件、机械支承体或另外的场生成螺旋体层的一部分。
23.一种用于X射线成像系统的磁定位系统,所述磁定位系统包括:
换能器元件,所述换能器元件是使用铝、碳、铍或分子量为27或更低的其它导电材料中的一种或更多种构成的。
24.根据权利要求23所述的磁定位系统,其中,所述换能器元件为线圈。
25.根据权利要求23所述的磁定位系统,还包括发射器组件,所述发射器组件包括支承结构、磁发射器和屏蔽件,其中,所述磁发射器包括所述换能器元件。
26.根据权利要求25所述的磁定位系统,还包括传感器和处理器。
27.根据权利要求26所述的磁定位系统,其中,所述处理器被配置成:
磁耦合至所述传感器,所述传感器利用由所述发射器组件生成的磁场的无线转播;
接收来自所述发射器组件的信息;以及
检测所述传感器的取向、输出位置和所述转播的特性。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108938084A (zh) * | 2017-05-02 | 2018-12-07 | 阿森松技术公司 | 轮换发射器的频率 |
CN111491565A (zh) * | 2018-02-14 | 2020-08-04 | 圣犹达医疗用品国际控股有限公司 | 局部磁场发射器 |
CN112334066A (zh) * | 2018-07-02 | 2021-02-05 | 波士顿科学医学有限公司 | 磁跟踪发射器 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015068069A1 (en) | 2013-11-06 | 2015-05-14 | Mediguide Ltd. | Magnetic field generator with minimal image occlusion and minimal impact on dimensions in c-arm x-ray environments |
US20170188882A1 (en) * | 2016-01-03 | 2017-07-06 | Boston Scientific Scimed Inc. | Coils and coil assemblies that are radio-translucent |
EP3811890B1 (en) | 2016-11-21 | 2022-06-15 | St. Jude Medical International Holding S.à r.l. | Fluorolucent magnetic field generator |
WO2018109555A2 (en) * | 2016-12-13 | 2018-06-21 | St. Jude Medical International Holding S.A.R.L. | Multi-layer flat coil magnetic transmitters |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101668480A (zh) * | 2007-04-26 | 2010-03-10 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 定位系统 |
US20100305427A1 (en) * | 2009-06-01 | 2010-12-02 | General Electric Company | Long-range planar sensor array for use in a surgical navigation system |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5233639A (en) * | 1990-11-29 | 1993-08-03 | Marks Lloyd A | Stereoscopic fluoroscopy apparatus and method of producing stereoscopic X-ray images |
US6344649B2 (en) * | 1997-11-26 | 2002-02-05 | General Electric Company | Scintillator for a multi-slice computed tomograph system |
JP2002522184A (ja) * | 1998-08-13 | 2002-07-23 | アメルシャム・パブリック・リミテッド・カンパニー | 放射線治療の装置および方法 |
US7081631B2 (en) * | 2001-04-03 | 2006-07-25 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Radiation image storage panel |
US6784660B2 (en) * | 2002-03-18 | 2004-08-31 | Ascension Technology Corporation | Magnetic position and orientation measurement system with magnetic field permeable attenuator |
US6774624B2 (en) * | 2002-03-27 | 2004-08-10 | Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc | Magnetic tracking system |
US20060219569A1 (en) * | 2003-05-12 | 2006-10-05 | Toshitaka Kawanami | Method of coating a square wire and an insulated wire of a square wire |
CN100571623C (zh) * | 2004-03-31 | 2009-12-23 | 独立行政法人科学技术振兴机构 | 活体内三维运动测定装置及其方法 |
SE531789C2 (sv) * | 2006-12-22 | 2009-08-04 | Micropos Medical Ab | Metod och system för att spåra en position hos en positioneringsanordning samt metod för kalibrering av system |
-
2015
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101668480A (zh) * | 2007-04-26 | 2010-03-10 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 定位系统 |
US20100305427A1 (en) * | 2009-06-01 | 2010-12-02 | General Electric Company | Long-range planar sensor array for use in a surgical navigation system |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108938084A (zh) * | 2017-05-02 | 2018-12-07 | 阿森松技术公司 | 轮换发射器的频率 |
CN111491565A (zh) * | 2018-02-14 | 2020-08-04 | 圣犹达医疗用品国际控股有限公司 | 局部磁场发射器 |
US11839461B2 (en) | 2018-02-14 | 2023-12-12 | St Jude Medical International Holding S.À R.L. | Localized magnetic field transmitter |
CN111491565B (zh) * | 2018-02-14 | 2024-01-23 | 圣犹达医疗用品国际控股有限公司 | 局部磁场发射器 |
CN112334066A (zh) * | 2018-07-02 | 2021-02-05 | 波士顿科学医学有限公司 | 磁跟踪发射器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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