CN108837274A - 基于涡电流感测的机械力传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“基于涡电流感测的机械力传感器”。所描述的实施方案包括一种设备，该设备包括：导管，该导管被配置成用于插入受检者的身体中，该导管包括柔性远侧部分，该柔性远侧部分被配置成响应于被施加到导管的机械力而挠曲；导电元件，该导电元件由导管的柔性远侧部分保持，使得该导电元件的位置随着该柔性远侧部分挠曲而改变；至少一个发射线圈，该至少一个发射线圈在导管内设置在导电元件的近侧，被配置成生成交变磁场，该交变磁场在导电元件中感应出随导电元件的位置而变化的涡电流；和一个或多个接收线圈，该一个或多个接收线圈在导管内设置在导电元件的近侧，被配置成响应于(i)由发射线圈生成的磁场以及(ii)由涡电流生成的二次磁场的叠加而输出相应信号。

Description

基于涡电流感测的机械力传感器
技术领域
本发明整体涉及医疗装置的领域，并且更具体地涉及用于导管的机械力传感器。
背景技术
涡电流(也被称为傅科电流)是在导体暴露于变化的磁场时或导体在静态磁场中振荡时在导体中感应到的电流的闭合回路。
其公开内容以引用方式并入本文的美国专利7,984,659描述了一种测量装置，该测量装置可在由于线性主体的尖端与障碍物接触而向该线性主体施加纵向轴线方向上的压缩力时利用传感器来检测线性主体的弯曲程度。然后，基于弯曲程度和压缩力之间的预定相关性，将检测到的线性主体的弯曲程度转换成被施加到线性主体的纵向轴线方向上的压缩力，使得在线性主体的行进方向上存在障碍物可基于压缩力的増大来感测。
发明内容
根据本发明的一些实施方案，提供了一种设备，该设备包括被配置成用于插入受检者的身体中的导管，该导管包括柔性远侧部分，该柔性远侧部分被配置成响应于施加到导管的机械力而挠曲。该设备还包括导电元件，该导电元件由导管的柔性远侧部分保持，使得该导电元件的位置随着该柔性远侧部分挠曲而改变。该设备还包括至少一个发射线圈，该至少一个发射线圈在导管内设置在导电元件的近侧，被配置成生成交变磁场，该交变磁场在导电元件中感应出随导电元件的位置而变化的涡电流。该设备还包括一个或多个接收线圈，该一个或多个接收线圈在导管内设置在导电元件的近侧，被配置成响应于(i)由发射线圈生成的磁场以及(ii)由涡电流生成的二次磁场的叠加而输出相应信号。
在一些实施方案中，导电元件被保持在导管的柔性远侧部分内。
在一些实施方案中，导电元件附连到导管的柔性远侧部分的远侧端部。
在一些实施方案中，导管还包括管，并且导管的柔性远侧部分包括管的柔性远侧部分，管的柔性远侧部分相对于管件的较近侧部分具有増强的柔韧性。
在一些实施方案中，导管还包括管，并且导管的柔性远侧部分包括柱形元件，该柱形元件从管件朝远侧延伸并且相对于管件具有増强的柔韧性。
在一些实施方案中，柱形元件从管件朝远侧延伸介于0.5mm与2mm之间的距离。
在一些实施方案中，导管的柔性远侧部分由于被成形为限定至少一个沟槽而具有増强的柔韧性。
在一些实施方案中，至少一个沟槽包括螺旋沟槽。
在一些实施方案中，该设备还包括处理器，该处理器被配置成响应于由接收线圈输出的相应信号来探知机械力的量值和方向。
在一些实施方案中，该设备还包括电子接口，处理器被进一步配置成生成数字信号，并且电子接口被配置成将数字信号转换成模拟信号，模拟信号在被施加于发射线圈上时导致发射线圈生成交变磁场。
在一些实施方案中，接收线圈至少部分地设置在发射线圈内。
在一些实施方案中，其中所述发射线圈包裹接收线圈。
在一些实施方案中，导电元件包括板。
在一些实施方案中，导电元件包括管。
在一些实施方案中，导电元件被成形为限定中心孔。
在一些实施方案中，设备还包括：
消融电极，该消融电极耦合在导管的柔性远侧部分的远侧，被配置成当导管在受检者的身体内时，将消融电流传递到受检者的组织中；和流体递送管，该流体递送管穿过中心孔并且被配置成将流体递送至消融电极。
在一些实施方案中，设备还包括：
至少一个生理传感器，该至少一个生理传感器在导管的柔性远侧部分的远侧耦合到导管；以及至少一个线材，该至少一个线材穿过中心孔并且连接至生理传感器。
根据本发明的一些实施方案，还提供了一种方法，该方法包括：使用设置在受检者的身体内的导管内的至少一个发射线圈，生成交变磁场，该交变磁场在由导管的柔性远侧部分保持在发射线圈远侧的导电元件中感应出涡电流，使得导电元件的位置随着柔性远侧部分响应于被施加到导管的机械力挠曲而改变，涡电流随着导电元件的位置而变化。该方法还包括：使用在导管内设置在导电元件近侧的一个或多个接收线圈，响应于(i)由发射线圈生成的磁场以及(ii)由涡电流生成的二次磁场的叠加而输出相应信号；该方法还包括使用处理器，响应于由接收线圈输出的相应信号来确定机械力的量值和方向。
结合附图，从本发明实施方案的以下详细说明，将更全面地理解本发明，其中：
附图说明
图1是根据本发明的一些实施方案的包括被配置成用于插入到受检者的身体中的导管的设备的示意图；并且
图2至图3示出了根据本发明的一些实施方案的被容纳在图1的导管内的各种部件。
具体实施方式
概述
在一些应用中，导管被插入受检者的身体中，并且随后用于从身体采集信息和/或用于治疗身体。例如，导管可被插入受检者的心脏中，并且随后用于消融心脏的组织。
在此类应用中，测量被施加到导管的远侧端部的机械力可以是有帮助的。例如，基于该力的量值，可确定远侧端部是否与受检者的组织接触。此外，由于由组织施加到导管的力等同于由导管施加到组织的力，因而可识别被施加到组织的接触压力。此外，基于所测量的力的方向，可确定远侧端部的取向。
因此，本发明的实施方案提供一种导管，该导管在其远侧端部处包括机械力传感器。该传感器包括导电板(或任何其他合适的导电元件)，并且还包括设置在导电板近侧的发射线圈和多个接收线圈。交流电流通过发射线圈，从而导致生成交变磁场。该磁场在导电板中感应出涡电流，该涡电流生成由接收线圈检测到的二次磁场。(为简单起见，可以说接收线圈检测涡电流。)当将机械力(例如，通过组织)施加到导管的远侧端部时，导电板相对于发射线圈的位置和/或取向可改变，使得接收线圈感测涡电流的变化。通过分析这些变化，处理器可确定机械力的量值和方向。
通常，保持导电板的导管的远侧部分相对于导管的其他部分具有増强的(即，増加的)柔韧性。例如，远侧部分可被成形为限定赋予増强的柔韧性的螺旋沟槽。这种増强的柔性放大了由作用于导管的远侧端部的机械力引起的导电板的位置和/或取向的变化。
有利地，将发射线圈和接收线圈在导管的柔性远侧部分的近侧定位在导管内的大致相同的轴向位置可简化设备的制造过程。例如，可将发射线圈包裹接收线圈以形成集成线圈包装件，然后可在导管内直接安装线圈包装件。相比之下，如果将发射线圈定位在导管的柔性远侧部分的远侧，则制造过程将需要接收线圈和发射线圈的独立安装，发射线圈的安装由于需要运行将发射线圈通过导管的柔性远侧部分连接到导管的近侧端部的线材而变得复杂。此外，由于上述线材通常相对薄，因此导管的远侧部分的挠曲可导致线材在导管的使用期间撕裂。
装置描述
首先参考图1，其为根据本发明的一些实施方案的包括被配置成用于插入到受检者的身体中的导管22的设备20的示意图。
图1示出了当导管在受检者的身体内时医师34使用导管22以通过将由信号发生器(SIGGEN)28生成的消融电流传递到组织中来消融受检者26的心脏组织。为了执行此规程，医师34首先将导管导航至受检者26的心脏25。随后，医师将消融信号从耦合在导管的远侧部分29的远侧的消融电极21传递到心脏25的组织中。在规程期间，由泵31提供的冲洗流体可经由导管而被递送至电极21(如下文参考图2至图3进一步描述)，并通过电极中的孔。
设备20包括由导管的远侧部分29保持的导电元件24。例如，导电元件24可被保持在远侧部分29内，并且/或者附连到远侧部分29的远侧端部。导电元件可包括板、管或任何其他适当成形的导电材料片。
通常，相对于导管的较近侧部分，导管的远侧部分29具有増强的柔韧性。(在这种情况下，“柔韧性”包括横向柔韧性和轴向柔韧性例如可压缩性两者)。例如，远侧部分29可被成形为限定至少一个沟槽诸如螺旋沟槽27，其提供増强的柔韧性。另选地或除此之外，远侧部分29可由比导管的较近侧部分更柔性的材料制成。部分29的増强的柔韧性増加部分29对被施加到其上的任何机械力的响应，使得在将机械力施加到导管时，导电元件24的位置和/或取向经历相对大的变化。通常，保护性柔性管(未示出)放置在远侧部分29上方。
在一些实施方案中，远侧部分29包括导管22的主管23的柔性远侧部分，其相对于管23的较近侧部分具有増强的柔韧性。例如，远侧部分29可包括管23的远侧有沟槽的部分。在其他实施方案中，如图1所示，远侧部分29包括柱形元件29a，柱形元件29a从管23朝远侧延伸例如介于0.5mm与2mm之间的距离L。(例如，在制造过程期间，柱形元件29a可插入管23中，使得柱形元件的近侧端部由管23保持。)例如，由于柱形元件29a是有沟槽的，并且/或者由于柱形元件29a由比管23更柔性的材料制成，因此柱形元件29a相对于管23具有増强的柔韧性。例如，柱形元件29a可包括有沟槽的不锈钢管，其也可被称为“弹簧”。
应当指出的是，作为消融电极21的替代或除消融电极21之外，设备20可包括任何其他合适的部件，诸如一个或多个感测电极。作为对使用导管22进行消融规程的替代，医师可使用导管以用于在心脏25内或受检者26的身体的任何其他部分内进行任何其他合适的规程(诸如电解剖标测)。
通常，导管22的近侧端部经由电子接口46而被连接到控制台48，控制台48除了信号发生器28和泵31之外还包括处理器(PROC)30。电子接口46可包括任何合适的电路，诸如模数(A/D)转换器和数模(D/A)转换器。在该规程期间，处理器30生成由接口46转换为模拟信号的数字信号。将这些信号施加在位于导电元件24附近的发射线圈(图2至图3)，从而导致发射线圈生成交变磁场。该磁场在导电元件中感应出涡电流，该涡电流由导电元件附近的接收线圈(图2至图3)检测到。接收线圈生成模拟信号，该模拟信号通过接口46被转换为数字信号。处理器30接收数字信号，并且通过分析这些信号，确定作用在导管上的机械力的量值和方向，如下文参考图2至图3进一步所述。
一般来讲，处理器30可体现为单个处理器或协作式联网或集群的处理器集。处理器30通常是编程化数字计算装置，该编程化数字计算装置包括中央处理单元(CPU)、随机存取存储器(RAM)、非易失辅助存储装置诸如硬盘驱动器或CDROM驱动器、网络接口和/或外围装置。如本领域所公知的，将包括软件程序的程序代码和/或数据加载到RAM中以用于由CPU执行和处理，并且生成结果以用于显示、输出、传输或存储。程序代码和/或数据可以电子形式例如经网络被下载到计算机，或者另选地或除此之外，程序代码和/或数据可被提供和/或存储在诸如磁性存储器、光学存储器或电子存储器的非临时性有形介质上。此类程序代码和/或数据在提供给处理器之后，产生被配置成执行本文所述任务的机器或专用计算机。
现在参考图2至图3，图2至图3示出了根据本发明的一些实施方案的被容纳中导管22内的设备20的各种部件。图2示出这些部件的侧视图，而图3示出这些部件的正视图。为清楚起见，在图2至图3中，管23、远侧部分29和消融电极21被隐藏而不能观看到。
如图2至图3所示，设备20包括发射线圈33，发射线圈33在导管22内设置在导电元件24的近侧，并且通常也设置在远侧部分29的近侧，例如设置在距导电元件介于0.5mm与2mm之间的距离处。通常，第一电绝缘护套40a设置在发射线圈和管23之间。
设备20还包括多个接收线圈36，诸如三个或更多个接收线圈36。接收线圈中的每个接收线圈可相对于导管22的纵向轴线轴向地、横向地或以任何其他合适的取向进行取向。在一些实施方案中，设备20还包括一个或多个外部磁场感测线圈37，该一个或多个外部磁场感测线圈37响应于外部磁场而生成指示导管的位置和取向的信号。(应当指出的是，尽管图2至图3示出了作为固体结构的各种线圈，但线圈中的每个线圈实际上包括紧密卷绕的线材。
在一些实施方案中，如图所示，发射线圈33为环形的，因为发射线圈被成形为限定中心孔45。在此类实施方案中，接收线圈36可至少部分地设置在孔45内，即在发射线圈内。例如，如上文在概述中所述，发射线圈可包裹接收线圈。通常，在此类实施方案中，第二电绝缘护套40b设置在接收线圈和发射线圈之间。
如上文参考图1所述，当导管22位于受检者的身体内时(例如，当消融电流被传递到受检者的组织中时)，在发射线圈上施加交变电压。在一些实施方案中，该电压具有介于10mV和300mV之间的幅值和/或介于3kHz和20kHz之间的频率。交变电压使得发射线圈33生成交变磁场，该交变磁场在导电元件24中感应出涡电流。涡电流生成二次磁场，该二次磁场叠加到由发射线圈生成的磁场上，从而产生复合磁场。(具体地，二次磁场与由发射线圈生成的磁场相反，使得例如较高量值的二次磁场意味着较低量值的复合磁场。)复合磁场在接收线圈中的每个接收线圈中感应出电压，使得接收线圈中的每个接收线圈响应于复合磁场而输出相应的电流信号或电压信号。
如上文参考图1进一步所述，柔性远侧部分响应于被施加到导管的柔性远侧部分的机械力而挠曲。由于导电元件由柔性远侧部分保持，因而导电元件随着柔性远侧部分挠曲而移动，使得被施加到导管的柔性远侧部分的力可导致导电元件的位置和/或取向改变。该变化继而导致所感应出的涡电流的变化，并且因此导致在接收线圈中所感应出的电压的变化。
由于接收线圈处于不同的相应位置处和/或彼此以不同方式进行取向，因此导电元件的位置和取向是感应电压的确定性函数。因此，处理器30可从接收线圈输出的信号确定导电元件的位置和取向。鉴于导电元件的位置和取向，处理器可进一步确定作用于导管上的机械力的量值和方向。例如，处理器可使用将导电元件的位置和取向映射到机械力的量值和方向的函数或查找表。此类函数或查找表可在校准过程期间获知，其中当导管经受各种量值和方向的受控力时记录导电元件的位置和取向。
例如，当机械力压缩导管的远侧部分从而导致导电元件移动更靠近发射线圈33时，在导电元件中感应出较高的涡电流，使得较高的二次磁场与由发射线圈生成的场相反。因此，在接收线圈中的每个接收线圈中感应出较低的电压。响应于该较低电压，处理器30可确定导电元件的新位置，并因此确定压缩力的量值。
通常，线材38在导管的近侧端部与线圈之间延伸穿过导管。线材38将电信号从接口46递送至发射线圈33，使得当导管22在受检者身体内时发射线圈可生成交变磁场。线材38还将输出信号从接收线圈36递送至接口46。
上文参考图1所述的消融规程需要将消融电流从信号发生器28传送到消融电极21(图1)。此外，一些应用可需要流体递送管42将冲洗流体从泵31递送到消融电极。另选地或除此之外，在导管的柔性远侧部分和导电元件24的远侧耦合到导管的一个或多个生理传感器诸如温度传感器(例如，热电偶)或感测电极可输出指示受检者的生理参数的信号，该信号必须被传送到导管的近侧端部。
因此，在一些实施方案中，导电元件24被成形为限定中心孔(在图中由虚线44标定)，该中心孔允许管、线材和/或其他元件从其中穿过。例如，导电元件24可为环形或管形的，其直径为例如1.5mm-2.5mm，并且/或者厚度或长度为1mm-2mm。因此，例如，流体递送管42可穿过导电元件的中心孔，使得流体递送管可通过中心孔将流体递送至消融电极。另选地或除此之外，被连接到前述生理传感器的线材诸如热电偶线材和/或传送消融电流的线材可穿过导电元件。
在其他实施方案中，导电元件24闭合，使得没有管、线材或其他元件穿过导电元件。在此类实施方案中，任何所需的管、线材或其他元件可沿着导电元件延伸。
在一些实施方案中，设备20包括恰好一个接收线圈。在此类实施方案中，设备20可包括以不同相应频率发射的三个或更多个发射线圈，使得任何机械力的量值和方向可由如上所述的处理器确定。另选地，即使设备20仅包括单个接收线圈，设备20可包括恰好一个发射线圈，并且处理器可仅在单个方向诸如轴向方向上确定任何机械力的量值。
本领域技术人员应当理解，本发明不限于上文具体示出和描述的内容。相反，本发明实施方案的范围包括上文所述各种特征的组合与子组合两者，以及本领域的技术人员在阅读上述说明书时可能想到的未在现有技术范围内的变型和修改。以引用方式并入本专利申请的文献被视为本申请的整体部分，但是如果这些并入的文献中限定的任何术语与本说明书中明确或隐含地给出的限定相冲突，则应只考虑本说明书中的限定。

Claims (20)

1.一种设备，包括：
导管，所述导管被配置成用于插入受检者的身体中，所述导管包括柔性远侧部分，所述柔性远侧部分被配置成响应于被施加到所述导管的机械力而挠曲；
导电元件，所述导电元件由所述导管的所述柔性远侧部分保持，使得所述导电元件的位置随着所述柔性远侧部分挠曲而改变；
至少一个发射线圈，所述至少一个发射线圈在所述导管内设置在所述导电元件的近侧，被配置成生成交变磁场，所述交变磁场在所述导电元件中感应出随所述导电元件的所述位置而变化的涡电流；和
一个或多个接收线圈，所述一个或多个接收线圈在所述导管内设置在所述导电元件的近侧，被配置成响应于(i)由所述发射线圈生成的所述磁场以及(ii)由所述涡电流生成的二次磁场的叠加而输出相应信号。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述导电元件被保持在所述导管的所述柔性远侧部分内。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述导电元件附连到所述导管的所述柔性远侧部分的远侧端部。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述导管还包括管，并且其中所述导管的所述柔性远侧部分包括所述管的柔性远侧部分，所述管的所述柔性远侧部分相对于所述管的较近侧部分具有増强的柔韧性。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述导管还包括管，并且其中所述导管的所述柔性远侧部分包括柱形元件，所述柱形元件从所述管朝远侧延伸并且相对于所述管具有増强的柔韧性。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述柱形元件从所述管朝远侧延伸介于0.5mm与2mm之间的距离。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述导管的所述柔性远侧部分由于被成形为限定至少一个沟槽而具有増强的柔韧性。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述至少一个沟槽包括螺旋沟槽。
9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括处理器，所述处理器被配置成响应于由所述接收线圈输出的相应信号来确定所述机械力的量值和方向。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，还包括电子接口，其中所述处理器被进一步配置成生成数字信号，并且其中所述电子接口被配置成将所述数字信号转换成模拟信号，所述模拟信号在被施加于所述发射线圈上时导致所述发射线圈生成所述交变磁场。
11.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述接收线圈至少部分地设置在所述发射线圈内。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述发射线圈包裹所述接收线圈。
13.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述导电元件包括板。
14.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述导电元件包括管。
15.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述导电元件被成形为限定中心孔。
16.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，还包括：
消融电极，所述消融电极耦合在所述导管的所述柔性远侧部分的远侧，被配置成当所述导管在所述受检者的身体内时，将消融电流传递到所述受检者的组织中；和
流体递送管，所述流体递送管穿过所述中心孔并且被配置成将流体递送至所述消融电极。
17.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，还包括：
至少一个生理传感器，所述至少一个生理传感器在所述导管的所述柔性远侧部分的远侧耦合到所述导管；和
至少一个线材，所述至少一个线材穿过所述中心孔并且连接至所述生理传感器。
18.一种方法，包括：
使用设置在受检者的身体内的导管中的至少一个发射线圈，生成交变磁场，所述交变磁场在由所述导管的柔性远侧部分保持在所述发射线圈远侧的导电元件中感应出涡电流，使得所述导电元件的位置随着所述柔性远侧部分响应于被施加到所述导管的机械力挠曲而改变，所述涡电流随着所述导电元件的所述位置而变化；
使用在所述导管内设置在所述导电元件近侧的一个或多个接收线圈，响应于(i)由所述发射线圈生成的所述磁场以及(ii)由所述涡电流生成的二次磁场的叠加而输出相应信号；以及
使用处理器，响应于由所述接收线圈输出的所述相应信号来确定所述机械力的量值和方向。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括使用耦合在所述导管的所述柔性远侧部分远侧的消融电极，将消融电流传递到所述受检者的组织中，其中生成所述交变磁场包括在所述消融电流被传递到所述组织中时生成所述交变磁场。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述导电元件被成形为限定中心孔，并且其中所述方法还包括，当将所述消融电流传递到所述组织中时，将流体通过所述中心孔递送至所述消融电极。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112006681A (zh) * 2019-05-28 2020-12-01 伯恩森斯韦伯斯特(以色列)有限责任公司 导丝上方的柔性脑探头

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0989384A2 (en) * 1998-09-24 2000-03-29 Biosense, Inc. Miniaturized position sensor
US6304769B1 (en) * 1997-10-16 2001-10-16 The Regents Of The University Of California Magnetically directable remote guidance systems, and methods of use thereof
EP2000789A9 (en) * 2006-03-27 2009-03-18 National University Corporation Nagoya Institute of Technology Apparatus and method for measuring compression force of flexible linear body
WO2009144363A1 (en) * 2008-05-29 2009-12-03 Nokia Corporation A flexural deformation sensing device and a user interface using the same
US20110098703A1 (en) * 2008-07-08 2011-04-28 Keita Suzuki High-frequency treatment instrument
CN102387834A (zh) * 2009-01-14 2012-03-21 脊髓调制公司 刺激导线、输送系统及其使用方法
CN102961181A (zh) * 2011-09-01 2013-03-13 韦伯斯特生物官能(以色列)有限公司 适于直接组织接触的导管
US20130303886A1 (en) * 2012-05-09 2013-11-14 Doron Moshe Ludwin Locating a catheter sheath end point
CN103471745A (zh) * 2013-09-16 2013-12-25 清华大学 基于双梁或串联双梁的屈曲式微力传感器及微力测量方法
EP2774568A1 (en) * 2012-12-31 2014-09-10 Jeffrey L. Clark Methods of calibration and detection for catheter with serially connected sensing structures
EP2888997A1 (en) * 2013-12-24 2015-07-01 Biosense Webster (Israel), Ltd. Adaptive fluoroscope location for the application of field compensation
CN105997237A (zh) * 2016-05-19 2016-10-12 宋晓波 支气管平滑肌射频消融导管的顶端结构

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3516830A1 (de) 1985-05-10 1986-11-13 Max Dr. 8520 Erlangen Hubmann Katheter
PT893967E (pt) 1997-01-03 2004-07-30 Biosense Inc Cateter conformavel
US6233476B1 (en) * 1999-05-18 2001-05-15 Mediguide Ltd. Medical positioning system
US6662034B2 (en) * 2000-11-15 2003-12-09 Stereotaxis, Inc. Magnetically guidable electrophysiology catheter
JP2004206195A (ja) * 2002-12-24 2004-07-22 Yaskawa Electric Corp 監視装置
JP2005005128A (ja) * 2003-06-11 2005-01-06 Hamamatsu Photonics Kk イオン移動度検出器
JP4498155B2 (ja) * 2005-01-28 2010-07-07 キヤノン株式会社 コンテンツ記録方法及びコンテンツ記録装置
JP4480645B2 (ja) 2005-08-24 2010-06-16 財団法人電力中央研究所 圧力測定装置
US20130030286A1 (en) 2011-07-28 2013-01-31 Alouani Ali T Image guided surgery trackers using multiple asynchronous sensors

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6304769B1 (en) * 1997-10-16 2001-10-16 The Regents Of The University Of California Magnetically directable remote guidance systems, and methods of use thereof
EP0989384A2 (en) * 1998-09-24 2000-03-29 Biosense, Inc. Miniaturized position sensor
EP2000789A9 (en) * 2006-03-27 2009-03-18 National University Corporation Nagoya Institute of Technology Apparatus and method for measuring compression force of flexible linear body
WO2009144363A1 (en) * 2008-05-29 2009-12-03 Nokia Corporation A flexural deformation sensing device and a user interface using the same
US20110098703A1 (en) * 2008-07-08 2011-04-28 Keita Suzuki High-frequency treatment instrument
CN102387834A (zh) * 2009-01-14 2012-03-21 脊髓调制公司 刺激导线、输送系统及其使用方法
CN102961181A (zh) * 2011-09-01 2013-03-13 韦伯斯特生物官能(以色列)有限公司 适于直接组织接触的导管
US20130303886A1 (en) * 2012-05-09 2013-11-14 Doron Moshe Ludwin Locating a catheter sheath end point
EP2774568A1 (en) * 2012-12-31 2014-09-10 Jeffrey L. Clark Methods of calibration and detection for catheter with serially connected sensing structures
CN103471745A (zh) * 2013-09-16 2013-12-25 清华大学 基于双梁或串联双梁的屈曲式微力传感器及微力测量方法
EP2888997A1 (en) * 2013-12-24 2015-07-01 Biosense Webster (Israel), Ltd. Adaptive fluoroscope location for the application of field compensation
CN105997237A (zh) * 2016-05-19 2016-10-12 宋晓波 支气管平滑肌射频消融导管的顶端结构

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112006681A (zh) * 2019-05-28 2020-12-01 伯恩森斯韦伯斯特(以色列)有限责任公司 导丝上方的柔性脑探头

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