CN110720978B - 带有位置和力传感器线圈的柔性电路 - Google Patents

带有位置和力传感器线圈的柔性电路 Download PDF

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Abstract

本发明题为“带有位置和力传感器线圈的柔性电路”。本发明提供了一种柔性电路，该柔性电路为基本上平面的，该柔性电路可组装到电生理导管中。该柔性电路可包括各种位置感测部分和力感测部分。该柔性电路可以改善与力反馈和位置反馈有关的导管的功能性的方式变形，并且然后还被变形以组装到小体积的导管中。

Description

带有位置和力传感器线圈的柔性电路
共同未决的专利申请的交叉参考
本专利申请涉及2017年3月8日提交的先前美国专利申请15/452,843，该先前专利申请全文以引用方式并入本专利申请中。
版权声明
本专利文献的公开内容的一部分包括受版权保护的材料。版权所有者不反对任何人照专利和商标办公室专利文件或记录原样复制本专利文件或专利公开内容，但除此之外版权所有者保留所有相关的版权。
技术领域
本文所公开的主题涉及用于诊断和外科目的的器械，该器械使用导管测量力、压力或机械张力或压缩，用于心脏中的诊断和外科手术。
背景技术
当心脏组织区域向相邻组织异常地传导电信号时，发生心律失常诸如心房纤颤，从而扰乱正常的心动周期并造成心律不齐。
用于治疗心律失常的规程包括以外科的方式扰乱造成心律失常的信号源，以及扰乱用于此类信号的传导通路。通过经由导管施加能量来选择性地消融心脏组织，有时可能阻断或改变不需要的电信号从心脏的一部分到另一部分的传播。消融方法通过形成非导电消融灶来破坏不需要的电通路。
发明内容
寻求对涉及组织(特别是心脏组织)的消融的治疗方法的患者结果的改善。本文所公开的主题与电生理导管内的结构有关，该结构可用于向导管的使用者提供与例如导管的位置和施加在导管末端上的力有关的反馈。申请人已经克服了各种设计约束，以提供导管，除了别的之外，该导管具有能够以安全和有效的方式提供反馈的柔性电路。
本文所公开的是柔性电路。柔性电路可包括基本上平面的基板，该基本上平面的基板包括第一形状(例如，圆形)的第一部分和第二形状(例如，矩形或基本上矩形)的第二部分，第二形状与第一形状不同。第一基本上平面的力感测线圈可设置在第一部分上，并且第一基本上平面的位置线圈可设置在第二部分上。另外，第二部分可包括第一区段，该第一区段通过第一连接器区段连接到第二区段，使得第一基本上平面的位置线圈可设置在第一区段上。在此类实施方案中，第二基本上平面的位置线圈也可设置在第二区段上，使得优选地第一区段和第一基本上平面的位置线圈形成第二区段和第二基本上平面的位置线圈的大致镜像。因此，第一基本上平面的位置线圈可具有顺时针取向，并且第二基本上平面的位置线圈可具有逆时针取向。另选地，第一基本上平面的位置线圈可具有逆时针取向，并且第二基本上平面的位置线圈可具有顺时针取向。
在另外的实施方案中，基本上平面的基板还可包括第三部分，该第三部分包括通过第二连接器区段连接到第四区段的第三区段。第三基本上平面的位置线圈可设置在第三区段上，并且第四基本上平面的位置线圈可设置在第四区段上。相似于第一区段和第二区段，第三区段和第三基本上平面的位置线圈与第四区段和第四基本上平面的位置线圈成镜像。
在另外的实施方案中，基本上平面的基板可包括第四部分，该第四部分例如分别通过第三连接器区段、第四连接器区段和第五连接器区段连接到第一部分、第二部分和第三部分，并且设置在第一部分、第二部分和第三部分之间。
还可提供附加的连接器区段。例如，基本上平面的基板也可包括第六连接器区段和第七连接器区段，该第六连接器区段将第一区段连接到第二区段，第七连接器区段将第三区段连接到第四区段。
上述各种线圈可连接到设置在第四部分上的焊点。例如，第二基本上平面的位置线圈的一部分可经由第二部分的第一连接器区段和第一区段从第二部分的第二区段延伸到第四部分上的第一焊点。另外，力感测线圈的延伸部可延伸到第四部分上的第二焊点。
如提到的，第一部分可具有圆形形状。圆形形状可包括具有第五区段、第六区段和第七区段的三叶形形状，第一基本上平面的力感测线圈设置在第五区段上，第二基本上平面的力感测线圈设置在第六区段上，第三基本上平面的力感测线圈设置在第七区段上。
在任何实施方案中，可通过光刻过程制造基板。基本上平面的基板可包括在两个层和十个层之间，例如，四个层。另外，附加材料(例如，聚酰亚胺)可设置在第二部分、第三部分和第四部分中的至少一个上。
在任何实施方案中，正如其名称所暗示的，柔性电路为柔性的。另外，柔性电路尺寸被设计成使得第二连接器和第三连接器的变形将第二部分和第三部分之间的距离减少到大约等于第一部分的最大宽度。第二连接器的变形和第三连接器的变形可为圆形变形。另外，第四连接器的变形可引起第二区段接触第一区段且与第一区段重叠，并且第五连接器的变形可引起第四区段接触第三区段，并且大致与第三区段重叠。附加地，第三连接器的变形可使第二基本上平面的位置线圈与第一基本上平面的位置线圈对准，并且第四连接器的变形可使第四基本上平面的位置线圈与第三基本上平面的位置线圈对准。
柔性电路可根据以下方法和变型组装到导管中。第一，可使第一部分取向成平行于弹簧的面，该弹簧的面横向于弹簧的纵向轴线取向。然后，可将第一部分附连到弹簧的面。第二，可使第二部分和第三部分取向成分别平行于耦接套管的两个外部分。然后，第二部分和第三部分可分别连接到两个外表面部分。第三，耦接套管可耦接到外部套管。第四，弹簧可耦接到导管末端。在一些变型中，弹簧的面可相对于弹簧的纵向轴线以大于约60度且小于90度的角度取向。通常，弹簧可在组装之前用此类属性制造。例如，角度可为约80度。
第五，可填充在外部套管与第二部分、第三部分和第四部分中的至少一个之间的间隙。填充间隙的步骤包括在第二部分、第三部分和第四部分中的至少一个上提供附加材料(例如，聚酰亚胺)。可在耦接套管耦接到外部套管之前或之后，将附加材料提供到第二部分、第三部分和第四部分中的至少一个上。
如本文所用，术语“基本上平面的”和“大致平面的”应当理解为指示对于对象的预期用途对于本领域的技术人员将是可接受的对象的平面构型或该对象的大约平面构型。
附图说明
虽然在说明书之后提供了特别指出和清楚地要求保护本文所述主题的权利要求书，但是据信通过对下面某些示例的描述并结合附图可以更好地理解本主题，附图中类似的参考标号表示相同的元件，并且在附图中：
图1是用于评估活体受试者的心脏中的电活动且使用导管对心脏提供治疗的系统的图示说明；
图2描绘了图1的导管的柔性电路部件；
图3描绘了处于修改构型的图2的柔性电路部件；
图4描绘了图1的导管的另一柔性电路部件；
图5描绘了图1的导管的弹簧部件；
图6描绘了处于部分组装构型的图1的导管的远侧部分；
图7描绘了处于另外部分组装的构型中的图1的导管的远侧部分；以及
图8描绘了通过图6的线A-A截取的横截面。
具体实施方式
以下应当参考附图来阅读，其中不同附图中类似的元件被相同地编号。附图(未必按比例绘制)描绘所选择的实施方案，并不旨在限制本发明的范围。详细描述以举例的方式而非限制性方式示出本发明的原理。该描述将明确地使得本领域技术人员能够制作和使用本发明，并且描述了本发明的若干实施方案、改进、变型、另选方案和用途，包括目前据信是完成本发明的最佳模式。
如本文所用，针对任何数值或范围的术语“约”或“大约”指示允许部件或元件的集合实现如本文所述的其预期要达到的目的的合适的尺寸公差。更具体地，“约”或“大约”可指列举值的值±10％的范围，例如“约90％”可指81％至99％的值范围。另外，如本文所用，术语“患者”、“宿主”、“用户”和“受检者”是指任何人或动物受检者，并不旨在将系统或方法局限于人使用，但本主题发明在人类患者中的使用代表优选的实施方案。
本文所公开的主题与导管内的结构有关，该结构可用于向消融导管的使用者(例如，电生理学家)提供反馈，该反馈与导管位置和施加在导管末端以及设置在导管上的任何电极上的力有关。这些结构必须装配在导管的小内径(例如，经常等于或小于约0.1英寸)内，但克服与小内径相关的各种设计约束，以可靠地提供反馈。例如，金属线圈可用于检测磁场内的位置。大致地，带有更多线匝的较大和较厚的线圈比带有较少线匝的较小和较薄的线圈更容易检测；然而，由于导管内的小空间，所以线圈必须小和薄以装配在其中。另外，当经由光刻过程将此类线圈制造为电路板或柔性电路上的迹线时，该过程限制迹线间距。虽然选项可用于通过附加层光刻地增加电路的厚度，但是该选项具有两个缺点。第一，它是昂贵的，因为制造成本与层的数量成比例。也就是说，在其它条件相同的情况下，制造具有更多层的柔性电路比具有更少层的柔性电路成本更多。第二，产量的非线性也与层的数量成比例。也就是说，来自线圈的产量受到损害，因为产量的非线性随着迹线的数量增加。这些设计挑战通过包含邻近位置迹线的附加结构而变得复杂起来，附加结构包括冲洗结构和必须能够可靠地提供亚克力测量的力测量组件。另外，应当考虑可从将结构封装在紧凑空间中出现的串扰干扰。对于安全产品便于组装和布线以及积极的患者结果的需要也应如此。
图1为用于评估电活动和在活体受试者的心脏12上执行消融手术的系统10的图示说明。该系统包括导管14，该导管14由操作者16通过患者的血管系统经由皮肤插入心脏12的室或血管结构中。操作者16，通常为医师，使导管的远侧末端18例如在消融目标位点处与心脏壁接触。可根据公开于美国专利6,226,542和6,301,496中和公开于共同转让的美国专利6,892,091中的方法来制备电激活标测图，这些专利的公开内容全文以引用方式并入本文。一种体现系统10的元件的商品可以商品名系统购自加利福尼亚州尔湾市技术大街33号邮编为92618的强生公司(Biosense Webster,Inc.,33Technology Drive,Irvine,CA,92618)。
可通过施用热能对例如通过电激活标测图的评估而确定为异常的区域进行消融，例如，通过将射频电流通过导管中的线传递到远侧末端18处的一个或多个电极，这些电极将射频能量施用到目标组织。能量被吸收在组织中，将组织加热到一定点(通常高于50℃)，在该点下组织会永久性失去其电兴奋性。此手术在心脏组织中产生非传导性的消融灶，这些消融灶可中断导致心律失常的异常电通道。此类原理可应用于不同的心室，以诊断并治疗许多不同类型的心律失常。
导管14通常包括柄部20，在柄部上具有合适的控件，以使得操作者16能够按消融所需的对导管的远侧端部进行操纵、定位和取向。为了援助操作者16，导管14的远侧部分18或邻近导管14的远侧部分18的部分包含位置传感器(例如，迹线或线圈(下面讨论的))，该位置传感器向位于控制台24中的处理器22提供信号。
可使消融能量和电信号经由缆线38通过位于远侧末端18处或附近的一个或多个消融电极32，在心脏12和控制台24之间来回传送。可通过缆线38和电极32将起搏信号和其它控制信号从控制台24传送到心脏12。
线连接件35将控制台24与体表电极30和用于测量导管14的位置和取向坐标的定位子系统的其它部件连接在一起。处理器22或另一处理器可为定位子系统的元件。电极32和体表电极30可用于如授予Govari等人的美国专利7,536,218中教导的在消融位点处测量组织阻抗，该专利全文以引用方式并入本文。温度传感器(未示出)，通常为热电偶或热敏电阻器，可安装在电极32中的每个上或附近。
控制台24通常包含一个或多个消融功率发生器25。导管14可适于利用任何已知的消融技术将消融能量例如射频能量、超声能量、冷冻能量和激光产生的光能传导至心脏。共同转让的美国专利6,814,733、6,997,924和7,156,816中公开了此类方法，这些专利全文以引用方式并入本文。
定位子系统也可包括磁定位跟踪布置，磁定位跟踪布置通过在预定义的工作体积中生成磁场且使用设置在导管内(通常邻近末端)的线圈或迹线感测导管处的这些场，确定导管14的位置和取向。定位子系统在据此全文以引用方式并入的美国专利7,756,576以及上面提到的美国专利7,536,218中有所描述。
操作者16可经由控制台24观察和调节导管14的功能。控制台24包括处理器，优选为具有适当信号处理电路的计算机。该处理器被耦接以驱动监视器29。信号处理电路通常接收、放大、过滤并数字化来自导管14的信号，该信号包括由传感器诸如电传感器、温度传感器和接触力传感器和位于导管14远侧的多个位置感测线圈或迹线生成的信号。由控制台24和定位系统接收并使用数字化信号，以计算导管14的位置和取向并分析来自电极和接触力传感器的电信号。
本文所公开的主题与导管内的结构有关，该结构可用于向操作者16提供反馈。具体地，该反馈与导管及其末端的位置以及施加在导管的末端和设置在导管的末端上的任何电极上的力有关。这些结构必须装配在导管的小内径(例如，经常等于或小于约0.1英寸)内，但克服与小内径相关的各种设计约束，以可靠地提供反馈。例如，金属线圈可用于检测磁场内的位置。大致地，较大和较厚的线圈比较小和较薄的线圈更容易检测，然而，由于导管内的小空间，所以线圈必须小且薄以装配在其中。另外，当经由光刻过程将此类线圈制造为电路板或柔性电路上的迹线时，该过程限制迹线间距。虽然选项可用于通过附加层光刻地增加迹线的厚度，但是该选项具有两个缺点。第一，它是昂贵的，因为更多层比更少层成本更多。第二，只要产量的非线性随着迹线的数量增加，来自线圈的产量就受到损害。这些设计挑战通过包含邻近位置迹线的附加结构而变得复杂起来，附加结构必须能够可靠地提供亚克力测量，并且缺少可从将结构封装在紧凑空间中出现的串扰干扰，以及对于安全产品便于组装和布线和积极的患者结果的需要。
图2反映了柔性电路110，可在导管(诸如导管14)内采用柔性电路110，以向控制台24中的处理器提供与位置和力有关的信号。柔性电路110包括基本上平面的基板112，基本上平面的基板112具有第一形状(例如，如图所示的圆形或三叶形)的第一部分114和第二形状(例如，如图所示的基本上矩形或多边形)的第二部分116。第一部分114和第二部分116通常具有不同的形状，因为如下面将解释的，第一部分114平行于导管的纵向轴线组装，使得第一部分114应当是细长的，而第一部分114横向于导管的纵向轴线组装，使得第一部分114应当与导管的内径相符(即，具有小于或约等于导管的内径的最大宽度或直径)。尽管如此，第一部分114和第二部分116的形状可为相似的。基板可由非导电且能够抵抗高温的任何合适材料(例如，聚酰亚胺、聚酰胺或液晶聚合物(LCP))形成。
基板112也可包括附加部分，诸如第三部分130和第四部分142。这些部分中的每个还可包括各种区段。如所提到的，第一部分114可具有三叶形形状。因此，第一部分114可具有三个区段，即，区段160、区段162和区段164。第二部分116可包括区段122和区段124、以及将区段122连接到区段124的至少一个连接器区段，诸如126或150。第三部分130可具有与第二部分116相似的结构，并且可包括区段132和区段134、以及将区段132连接到区段134的至少一个连接器区段，诸如136或152。第四部分142可包括至少三个连接器区段144、连接器区段146和连接器区段148，至少三个连接器区段144、连接器区段146和连接器区段148将第四部分142连接到第一部分114、第二部分116和第三部分130。
电子部件可结合到基板112及其各种部分和区段中。例如，用于测量与力相关的信号的基本上平面的线圈或迹线(即，力感测线圈或迹线)可结合到第一部分114上。具体地，线圈118可与区段160结合，线圈170可与区段162结合，并且线圈172可与区段164结合。线圈118、线圈170和线圈172可彼此分离，如图所示，或者线圈118、线圈170和线圈172可每个连接到其它线圈中的一者或两者。每个线圈的部分或每个线圈的部分延伸部可从线圈延伸到位于第四部分142上的焊点168，并且焊接到焊点168。在三个线圈彼此分离的情况下，每个线圈应当包括相应的延伸部(即，166、174和176)。然而，在连接三个线圈的情况下，仅一个或两个延伸部可为必要的。在线圈彼此分离的情况下，在线圈中的每个中生成的信号可用于提供力的附加细节，诸如偏心力或力的偏轴方向的指示。如图所示，第一部分114上的每个线圈包括大约五个线匝。然而，因为信号强度是线匝数量的函数，所以可基于每个区段的大小和光刻过程可实现的间距来使线匝数量最大化。
用于测量与位置相关的信号的平面线圈或迹线(即，位置线圈或迹线)也可结合到第二部分116和第三部分130中。线圈120可与区段122结合，线圈128可与区段124结合，线圈138可与区段132结合，并且线圈140可与区段134结合。这些线圈中的每个可延伸到第四部分142上的焊点168。例如，线圈120可包括经由连接器区段146连接到焊点168的延伸部154，并且线圈128可包括经由连接器区段126、区段122和连接器区段146连接到焊点168的延伸部156。如图所示，第一部分116和第二部分130上的每个线圈包括大约五个线匝。然而，因为信号强度是线匝数量的函数，所以可基于区段122、区段124、区段132和区段134的大小和光刻过程可实现的间距来使线匝数量最大化。
在图2中反映各种对称性。例如，整个基板关于穿过第一部分114的中心的中线对称，使得第二部分116侧向地设置到第一部分114和第四部分142的一侧，并且使得第三部分130侧向地设置到第一部分114和第四部分142的另一侧。因此，第四部分142设置在第一部分114、第二部分116和第三部分130之间。另外，区段122和区段124彼此成镜像，并且除了延伸部156之外，线圈120与线圈128成镜像。对于区段132和区段134以及线圈138和线圈140来说同样如此。于是，并且如图所示，线圈120和线圈132的风可为顺时针(即，具有顺时针取向)，而线圈128和线圈134的风可为逆时针(即，具有逆时针取向)。另选地，线圈120和线圈132的风可为逆时针的，并且线圈128和线圈134的风可为顺时针的。
基板112可为单层。另选地，基板112可包括在两个层和十个层之间，例如，四个层。这样，可通过添加层来使线圈变厚。然而，如上所述，通过层变厚导致信号产量的增加的非线性。柔性电路110的柔韧性实现对该折衷的解决方案。具体地，参考图3，通过使连接器126和连接器150变形或弯折，可将区段124折叠在区段122的顶部上，以接触区段122的顶部且与区段122的顶部重叠，使得线圈128与线圈120对准。相似地，通过使连接器136和连接器152变形或弯折，可将区段134折叠在区段132的顶部上，以接触区段132的顶部且与区段132的顶部重叠，使得线圈140与线圈138对准。虽然连接器150和连接器152是可选的，但是连接器150和连接器152可通过减少区段之间的相对旋转来协助使线圈彼此对准。例如，如果基板112是四层，则在将区段124折叠到区段122上之后，线圈120和线圈128形成具有八层的组合线圈。虽然由于增加的面积造成的拼板密度可增加，但是如在八层基板中制造的八层线圈那样，组合线圈的产量不会遭受增加的非线性。
较薄的基板(例如，四层)具有优于较厚的基板(例如，八层)的优点在于较薄的基板(例如，四层)更容易变形或弯折，这有助于将柔性电路110组装到其它导管部件，且最终有助于将柔性电路110装配在导管的内径包络内，如下面将详述的。于是，柔性电路110允许厚线圈，而没有信号的增加的非线性和基板的增加的刚度。
图4反映了导管14的另一部件(柔性电路180)，柔性电路180包括基板182和一个或多个线圈184。柔性电路180的结构相似于柔性电路110的第一部分114的结构。然而，在各种实施方案中，线圈的数量或间距可变化，并且三个区段上的各种线圈可彼此分离或彼此成一体。
图5反映了导管14的另一部件(螺旋弹簧190)，螺旋弹簧190包括顶面192、底面194和可用于将弹簧190组装到导管14的其它部件的各种臂196。弹簧190具有根据虎克定律将距离与力相关的已知的或预先确定的弹簧常数。柔性电路180、柔性电路110的第一部分114和螺旋弹簧190一起构成子组件，该子组件可从控制台24接收电信号且向控制台24提供电信号，电信号可被处理以确定施加在导管14的末端18上的力(例如，亚克力)。具体地，在一个端部连接到控制台24的一个或多个第一缆线(在图6和图7的缆线束198内)也可在相对的端部处连接到柔性电路110的第四部分142的焊点168，焊点168分别经由线圈延伸部166、线圈延伸部174和线圈延伸部176连接到第一部分114的区段160、区段162和区段164上的线圈118、线圈170和线圈172。在一个端部连接到控制台24的一个或多个第二缆线(也在缆线束198内)也可在相对的端部连接到柔性电路180上的一个或多个线圈184。来自控制台24的电信号(例如，具有RF频率)可用于为柔性电路110的第一部分上的线圈或柔性电路180上的线圈供电。从控制台24接收功率的无论哪一组线圈都可被认为是发射器，因为该组线圈发出电磁场，该电磁场根据从控制台24接收的信号的频率变化。不是由控制台24供电的一组线圈可被认为是接收器，因为该组线圈响应于来自发射器的电磁场，像天线那样起作用。因此，接收器生成电信号，该电信号可被传送到控制台24，用于进行分析。由接收器生成的电信号取决于接收器和发射器之间的距离，使得由接收器生成的电信号可与接收器和发射器之间的距离相关联。
通过将接收器(这里，柔性电路110的第一部分114上的线圈)粘附到弹簧190的顶面192且将发射器(这里，柔性电路180上的线圈)粘附到弹簧180的底面，并且如上所述对它们进行布线，在接收器中生成的电信号可与弹簧中的压缩位移(例如，大约100纳米)相关联，并且因此与引起弹簧180压缩的针对导管14的末端18的力相关联。在使用中，控制台24可处理这些信号，并且使用这些信号来调节供应到电极的消融能量的量。例如，当信号指示弹簧处于松弛状态(即，不压缩)时，这可被感知为导管14的末端18不接触组织且因而没有消融能量应当被供应到电极的指示标识。还可将信息的指示标识(例如，以力(诸如牛顿)为单位)在监视器29上提供到操作者16。只要该信息可帮助操作者16避免通过太用力地将末端18压靠组织损坏组织，该信息就可用于直接提供到操作者16。
弹簧190的顶面192和底面194可彼此平行，并且横向于弹簧的纵向轴线取向(例如，成大于约60度且小于90度(例如，约80度)的角度)。于是，与弹簧的顶面和底面附连的接收器和发射器相似地成角度。发明人已经确定横向但非垂直的角度增加接收器的灵敏度，因为与如果发射器和接收器被提供为垂直于弹簧的纵向轴线且最终垂直于导管的纵向轴线相比，发射器和接收器之间的距离被最小化。
图6和图7示出了在导管14的组装的两个不同步骤处的导管14。图8是沿图6中的线A-A截取的导管14的横截面，但是为了清楚起见，关于柔性电路110的另外的讨论移除或简化了各种部件。图6示出了当组装到弹簧190和耦接套管200时的柔性电路110。虽然没有看到，但是柔性电路110的第一部分114粘附到弹簧190的顶面192，并且柔性电路180粘附到弹簧190的底面194。在图7中，本身可包括一个或多个消融电极32且包括各种冲洗孔214的末端18附接到弹簧190。图6和图7中也示出的是缆线束198。缆线束198包括一组缆线，虽然是不可见的，但是该组缆线连接到柔性电路110的第四部分142上的焊点168，并且因此连接到柔性电路110上的各种线圈或迹线，并且连接到柔性电路180上的线圈或迹线184。如图6-图8中看到的，柔性电路110不再是平面的。相反，柔性电路110已经变形以具有形状，该形状具有部分圆形和部分三角形的横截面。第二部分116的区段124是图6和图7中柔性电路110的最易于可见的区段。区段122、区段132和区段134的各种侧面，以及连接器126、连接器136、连接器146、连接器150和连接器152在这些图中也是可见的。如看到的，这些连接器已经变形为弯折或弯曲构型，用于附接到耦接套管200。具体地，区段122粘附到套管200的基本上平面的表面202，并且区段132粘附到套管204的基本上平面的表面204。如此组装，柔性电路110的这些部分可被视为具有三角形横截面。另外，连接器146粘附到套管200的圆形(或弓形)表面206，并且连接器148粘附到套管200的圆形(或弓形)表面208。如此组装，柔性电路110的这些部分可被视为具有圆形(或弓形)横截面。第四部分142还可粘附到套管200的基本上平面的表面210。
当组装到套管200时，柔性电路110的横截面的圆形部分的直径或宽度等于或大约等于第一部分114的直径或最大宽度，第一部分114的直径或最大宽度也等于或大约等于当组装到套管100时柔性电路110的横截面的三角形部分的最大宽度(或基部)。于是，当组装时，柔性电路110可易于插入外管或套管216(图1)中，外管或套管216提供导管14的外表面，并且限定导管14的元件部分(例如，柔性电路110、弹簧180、套管200)必须装配到的内径。为了帮助防止一方面由区段124和区段134的基本上平面的外表面和部分142之间的间隙以及另一方面套管216的曲率导致的套管216下方的软点，可通过在区段124和区段134(分别为第二部分116和第三部分130的)和部分142上包括附加材料(例如，粘合剂218和聚酰亚胺层220)填充这些间隙。聚酰亚胺层220可与柔性电路110分开制造，并且粘附到柔性电路110，或者聚酰亚胺层220可为柔性电路110的整体部分，在与柔性电路110的其余部分相同的光刻过程期间形成。聚酰亚胺层220可用一系列基本上平面的台阶或层内插套管216的曲线。
柔性电路110可如下组装到导管14中。首先，可提供柔性电路110。第二部分116的区段124可通过使连接器126和连接器150(如果包括的话)变形，折叠在第二部分116的区段122上方，以与区段122重叠，并且接触区段122。第三部分130的区段134可通过使连接器136和连接器152(如果包括的话)变形，折叠在第三部分130的区段132上方，以与区段132重叠，并且接触区段132。柔性电路110的第一部分114可被取向成平行于弹簧190的顶面192，弹簧190的顶面192横向于弹簧190的纵向轴线取向(例如，从垂直于弹簧190的纵向轴线小于30度)。然后，可将第一部分114粘附到弹簧190的顶面192。可提供具有基本上平面的表面部分的耦接套管200，并且该耦接套管200被取向成使该耦接套管200的纵向轴线与弹簧的纵向轴线对准。第二部分116和第三部分130可被取向成平行于套管200的相应的基本上平面的表面部分。然后，第二部分116和第三部分130可粘附到套管200的相应的基本上平面的表面部分。然后，粘附到柔性电路110的套管200可耦接或插入外部套管216中。最后，末端18可附连到弹簧190。只要末端18没有附接到弹簧190，柔性电路180就可在过程的几乎任何步骤处粘附到弹簧190的底面194。
本文所述的实施例或实施方案中的任一个可包括除上述那些之外或代替上述那些的各种其它特征。本文所述的教导内容、表达、实施方案、实施例等不应视为彼此独立。鉴于本文的教导内容，本文的教导内容可进行组合的各种合适方式对于本领域的技术人员而言应当是明确的。
已经示出和描述了本文所包含的主题的示例性实施方案，可在不脱离权利要求的范围的情况下进行适当修改来实现本文所述的方法和系统的进一步改进。此外，其中上述方法和步骤指示按某个次序发生的某些事件，本文之意是某些步骤不必按所描述的次序执行，而是可按任何次序执行，只要该步骤允许实施方案实针对它们的预期目的起作用。因此，如果存在本发明的变型并且所述变型属于可在权利要求书中找到的本发明公开内容或等效内容的实质范围内，则本专利旨在也涵盖这些变型。许多此类修改对于本领域的技术人员将显而易见。例如，上文所述的示例、实施方案、几何形状、材料、尺寸、比率、步骤等均为例示性的。因此，权利要求书不应受到限于本书面说明和附图中示出的结构和操作的具体细节的限制。

Claims (31)

1.一种用于导管的柔性电路，包括：
基本上平面的基板，所述基本上平面的基板包括第一形状的第一部分和第二形状的第二部分，所述第二形状与所述第一形状不同；
第一基本上平面的力感测线圈，所述第一基本上平面的力感测线圈设置在所述第一部分上并且配置成提供与施加在所述导管末端上的力相关的信号；以及
第一基本上平面的位置线圈，所述第一基本上平面的位置线圈设置在所述第二部分上并且配置成提供与所述导管的位置相关的信号。
2.根据权利要求1所述的柔性电路，其中所述第二部分包括通过第一连接器区段连接到第二区段的第一区段，所述第一基本上平面的位置线圈设置在所述第一区段上，并且第二基本上平面的位置线圈设置在所述第二区段上。
3.根据权利要求2所述的柔性电路，其中所述第一区段和所述第一基本上平面的位置线圈形成所述第二区段和所述第二基本上平面的位置线圈的大致镜像。
4.根据权利要求3所述的柔性电路，其中所述第一基本上平面的位置线圈具有顺时针取向，并且所述第二基本上平面的位置线圈具有逆时针取向。
5.根据权利要求3所述的柔性电路，其中所述基本上平面的基板还包括第三部分，所述第三部分包括通过第二连接器区段连接到第四区段的第三区段，第三基本上平面的位置线圈设置在所述第三区段上，并且第四基本上平面的位置线圈设置在所述第四区段上，并且
其中所述第三区段和所述第三基本上平面的位置线圈与所述第四区段和所述第四基本上平面的位置线圈成镜像。
6.根据权利要求5所述的柔性电路，其中所述基本上平面的基板还包括第四部分，所述第四部分连接到所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分，并且设置在所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分之间。
7.根据权利要求6所述的柔性电路，其中所述第四部分分别通过第三连接器区段、第四连接器区段和第五连接器区段连接到所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分。
8.根据权利要求7所述的柔性电路，其中所述基本上平面的基板还包括第六连接器区段和第七连接器区段，所述第六连接器区段将所述第一区段连接到所述第二区段，所述第七连接器区段将所述第三区段连接到所述第四区段。
9.根据权利要求6所述的柔性电路，其中所述第二基本上平面的位置线圈的一部分经由所述第二部分的所述第一连接器区段和所述第一区段从所述第二部分的所述第二区段延伸到所述第四部分上的第一焊点。
10.根据权利要求9所述的柔性电路，其中所述力感测线圈的延伸部延伸到所述第四部分上的第二焊点。
11.根据权利要求10所述的柔性电路，其中所述力感测线圈被构造成用于从发射器线圈接收电磁信号。
12.根据权利要求6所述的柔性电路，其中所述第一形状包括圆形轮廓，并且所述第二形状包括基本上矩形的轮廓。
13.根据权利要求12所述的柔性电路，其中所述圆形形状包括具有第五区段、第六区段和第七区段的三叶形形状，所述第一基本上平面的力感测线圈设置在所述第五区段上，第二基本上平面的力感测线圈设置在所述第六区段上，第三基本上平面的力感测线圈设置在所述第七区段上。
14.根据权利要求6所述的柔性电路，其中所述基本上平面的基板包括在两个层和十个层之间。
15.根据权利要求6所述的柔性电路，其中附加材料设置在所述第二部分、所述第三部分和所述第四部分中的至少一个上。
16.根据权利要求15所述的柔性电路，其中所述附加材料包括聚酰亚胺。
17.根据权利要求16所述的柔性电路，其中所述附加材料还包括粘合剂。
18.一种用于导管的柔性电路，包括：
基本上平面的基板，所述基本上平面的基板包括
第一部分，所述第一部分具有设置在所述第一部分上的第一基本上平面的力感测线圈并且配置成提供与施加在所述导管末端上的力相关的信号，
第二部分，所述第二部分具有设置在所述第二部分上的第一基本上平面的位置线圈并且配置成提供与所述导管的位置相关的信号，
第三部分，所述第三部分具有设置在所述第三部分上的第二基本上平面的位置线圈，以及
第四部分，所述第四部分设置在所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分之间，并且分别通过第一连接器、第二连接器和第三连接器连接到所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分，使得所述第二连接器和所述第三连接器的变形将所述第二部分和所述第三部分之间的距离减少到大约等于所述第一部分的最大宽度。
19.根据权利要求18所述的柔性电路，其中所述第二连接器的所述变形和所述第三连接器的所述变形包括圆形变形。
20.根据权利要求18所述的柔性电路，其中所述第二部分包括通过第四连接器连接到第二区段的第一区段，并且所述第三部分包括通过第五连接器连接到第四区段的第三区段，使得所述第四连接器的变形引起所述第二区段接触所述第一区段且与所述第一区段重叠，并且使得所述第五连接器的变形引起所述第四区段接触所述第三区段，并且大致与所述第三区段重叠。
21.根据权利要求20所述的柔性电路，其中所述第一区段包括所述第一基本上平面的位置线圈，所述第二区段包括第二基本上平面的位置线圈，所述第三区段包括第三基本上平面的位置线圈，并且所述第四区段包括第四基本上平面的位置线圈，使得所述第三连接器的所述变形使所述第二基本上平面的位置线圈与所述第一基本上平面的位置线圈对准，并且使得所述第四连接器的所述变形使所述第四基本上平面的位置线圈与所述第三基本上平面的位置线圈对准。
22.根据权利要求18所述的柔性电路，其中附加材料设置在所述第二部分、所述第三部分和所述第四部分中的至少一个上。
23.根据权利要求22所述的柔性电路，其中所述附加材料包括聚酰亚胺。
24.一种组装包括基本上平面的柔性电路的导管的方法，包括：
提供柔性电路，所述基本上平面的柔性电路包括基本上平面的基板，所述基本上平面的基板具有
第一部分，所述第一部分具有设置在所述第一部分上的第一基本上平面的力感测线圈并且配置成提供与施加在所述导管末端上的力相关的信号，
第二部分，所述第二部分具有设置在所述第二部分上的第一基本上平面的位置线圈并且配置成提供与所述导管的位置相关的信号，以及
第三部分，所述第三部分具有设置在所述第三部分上的第二基本上平面的位置线圈；
使所述第一部分取向成平行于弹簧的面，所述弹簧的所述面横向于所述弹簧的纵向轴线取向；
将所述第一部分附连到所述弹簧的所述面；
使所述第二部分和所述第三部分取向成分别平行于耦接套管的两个外表面部分；以及将所述第二部分和所述第三部分附连到所述两个外表面部分。
25.根据权利要求24所述的方法，还包括将所述耦接套管耦接到外部套管。
26.根据权利要求25所述的方法，还包括将所述弹簧耦接到导管末端。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述弹簧的所述面相对于所述弹簧的所述纵向轴线以大于约60度且小于90度的角度取向。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述角度为约80度。
29.根据权利要求26所述的方法，其中所述基本上平面的基板还包括第四部分，所述第四部分连接到所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分，并且设置在所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分之间，所述方法还包括填充在所述外部套管与所述第二部分、所述第三部分和所述第四部分中的至少一个之间的间隙。
30.根据权利要求29所述的方法，其中填充所述间隙的步骤包括在所述第二部分、所述第三部分和所述第四部分中的至少一个上提供附加材料。
31.根据权利要求30所述的方法，其中所述附加材料包括聚酰亚胺。
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