DE102022104960A1

DE102022104960A1 - Magnetisches Positionsmesssystem mit Interferenzreduzierung

Info

Publication number: DE102022104960A1
Application number: DE102022104960.4A
Authority: DE
Inventors: Westley S. Ashe; William Petrow
Original assignee: Ascension Technology Corp
Current assignee: Northern Digital Inc
Priority date: 2021-03-04
Filing date: 2022-03-02
Publication date: 2022-09-08
Also published as: US20220280060A1; CA3149712A1; CN115037579B; CN115037579A

Abstract

Ein elektromagnetisches Trackingsystem (EMT) ist konfiguriert, um eine Frequenz zur Erzeugung zumindest eines Anteils eines Magnetfeldsignals unter Benutzung einer Sendespule aus einer Vielzahl von Sendespulen zu bestimmen. Das EMT-System konfiguriert ein zeitmultiplexiertes (TDM) Steuersignal, das konfiguriert ist, um die Sendespule zu veranlassen, Bündel des Magnetfeldsignals bei der Frequenz zu senden. Das EMT-System konfiguriert einen Filter zur Filterung des TDM Steuersignals, wobei der Filter konfiguriert ist, jedes Bündel zu formen, um ein harmonisches Artefakt der Bündel zu verringern oder zu eliminieren. Das EMT-System veranlasst die Sendespule, die geformten Bündel des Magnetfeldsignals zu erzeugen. Das EMT-System empfängt von einem Sensor ein Sensorsignal, das mit dem Magnetfeldsignal korrespondiert, wobei der Sensor die auf die Lage des Sensors relativ zum Sender hinweisende Ausgabeantwort umfasst.

Description

PRIORITÄTSANSPRUCH
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität nach 35 U. S. C. §119(e) nach U. S. Patentanmeldung Nummer 63/156,695 , eingereicht am 04. März 2021, deren gesamter Inhalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenlegung bezieht sich auf elektromagnetische Trackingsysteme. Genauer bezieht sich diese Offenlegung auf die Reduzierung von Interferenz mit benachbarter Instrumentierung in einer Trackingumgebung.
HINTERGRUND
Elektromagnetische Tracking (EMT) Systeme werden benutzt, um bei der Lokalisierung von Instrumenten und Anatomie in medizinischen Verfahren zu helfen. Diese Systeme verwenden einen magnetischen Sender in der Nähe zu einem magnetischen Sensor. Der Sensor kann örtlich relativ zu dem Sender angeordnet sein.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Elektromagnetisches Tracking (EMT) System kann benutzt werden, um die Position und/oder Orientierung eines Sensors (z.B. die Stellung) relativ zu einem Sender nachzuverfolgen. Das EMT-System ist konfiguriert, um Trackingsignale, die zeitmultiplexierte (TDM) Wechselstrom (AC) Signale aufweisen, zu übertragen. Dies umfasst die Übertragung von sinusförmigen Pulsen oder Bündeln von jeder aus einer Anzahl von übertragenden Spulen durch Schalten jedes Senders AN und AUS. Das EMT-System umfasst einen Empfänger, der konfiguriert ist, um die sinusförmigen Pulse oder Bündel zu empfangen. Eine Spule in dem Empfänger produziert ein Signal als Antwort auf das Empfangen des übertragenen Signals. Das von dem Empfänger produzierte Signal ist mit einem von den Sendern assoziiert. Basierend auf Empfangssignalen, die jedes der übertragenen Signale darstellen, kann das EMT-System eine ungefähre Stellung des nachverfolgten Objektes an dem Standort des Empfängers bestimmen.
Zur Übertragung des TDM-AC Signals, multipliziert das EMT-System ein formgebendes Signal mit dem Sinusbündelsignal. Das formgebende Signal wird benutzt, um jeden Sender zwischen dem AN-Zustand und dem AUS-Zustand zu alternieren. Das EMT-System formt das formgebende Signal, um eine Signaleinhüllende für das Sinusbündel zu schaffen. Anstatt eines rechteckwellenformgebendes Signals ist das EMT-System konfiguriert, um ein formgebendes Signal zu erzeugen, das von AUS auf ganz AN hochfährt und von ganz AN zu AUS runterfährt. Das EMT kann das formgebende Signal durch Anwendung von einem oder mehr Filtern zu dem formgebenden Signal formen. Das formgebende Signal ermöglicht es dem Sender, ein Sinusbündel mit einer maximalen Sinusamplitude für eine bestimmte Zeit zu übertragen und übertragene harmonische Signale, die aus dem Alternieren zwischen AUS und AN Zustand bei einer bestimmten Frequenz resultieren, zu reduzieren. Die exakte Form des formgebenden Signals ist eingestellt, um die harmonische Signalamplitude zu reduzieren und gleichzeitig die Sinusbündelamplitude zu erhalten, so dass das Sinusbündel stark genug ist, ein Signal am Empfänger zu erzeugen.
Das EMT-System umfasst Sensorspulen, die Magnetkernausführungen haben. Diese Kerne können verglichen mit Luftkernen, die linear sind, kleiner sein und immer noch ein relativ starkes Signal produzieren, das passend für Nachverfolgungszwecke wie für den Gebrauch in medizinischen Kathetern ist. Die relativ kleinere Größe des Empfängers, der eine Spule mit einem magnetischen Kern hat, ermöglicht es dem Empfänger, kleiner zu sein als der Empfänger bei Gebrauch von Spulen mit Luftkernen wäre, die eine lineare Antwort erzeugen aber generell ein relativ stärkeres übertragenes Signal erfordern.
Das EMT-System benutzt TDM-AC übertragene Signale, die wie vorher beschrieben, geformt sind, um Gebrauch von kleineren, nichtlinearen Empfängerspulen in dem Empfänger zu ermöglichen. Diese Kombination von Funktionen bietet einen oder mehrere der folgenden Vorteile. Das EMT-System bewirkt keine Intermodulationsverzerrung (IMD) in den Spulen des Empfängers. Dies kommt daher, dass anstatt EM-Signale bei mehreren Frequenzen unter Gebrauch einer Teilungsmultiplexbasierten (FDM) Übertragung zu übertragen, überträgt das EMT-System EM-Signale unter Gebrauch von TDM-AC-basierter Übertragung.
IMD kann Nachverfolgungsfehler in dem EMT-System bewirken. Der Gebrauch von TDM-AC Signalen erlaubt den Gebrauch von magnetischen Kernen (die eine stärkere Antwort als Luftkerne liefern) in Empfängerspulen. Der Gebrauch von geformten TDM-AC Signalen durch das EMT-System reduziert oder eliminiert harmonische Signale (z.B. übertragene Signale, die bei anderen Frequenzen als die sinusförmige Bündelfrequenz - auch eine Mittenfrequenz oder ausgewählte Frequenz genannt - sind). Wie vorhergehend beschrieben, sind die harmonischen Frequenzen ein Artefakt vom Alternieren der Sender zwischen AUS und AN Zuständen, um eine TDM-AC Übertragung durchzuführen.
Das formgebende Signal veranlasst den Sender, Übertragung des entsprechenden TDM-AC Signals „hochzufahren“ und „runterzufahren“. Das formgebende Signal reduziert die Stärke von übertragenen harmonischen Frequenzen, während es die Signalstärke für die ausgewählte Mittenfrequenz bewahrt. Die Reduzierung in der Stärke von übertragenen harmonischen Signalen reduziert Interferenz, die mit dem Betrieb von nahegelegener elektronischer Instrumentierung auftreten kann, so wie Elektrokardiographen (EKGs), die normalerweise für Signale unter 1 KHz sensitiv sind, oder für andere biomedizinische Instrumentierung (z.B. medizinische Impedanzortungsvorrichtungen), die im Allgemeinen empfindlich für Rauschen über 10 KHz sind.
Zusätzlich verhindert das geformte Signal induzierte IMD in EMT-Ferrit-Kern-Sensoren aufgrund von den Harmonischen der TDM-AC Wellenform (d.h., ein sinusförmiger Puls oder ein sinusfömiges Bündel). Dieses bewahrt EMT-Systemleistung. Die geformten Sendersignale kommen der Gesamtleistung des EMT-Systems (z.B. Systemrauschen) durch Reduzieren der Effekte der IMD in EMT-Ferrit-Kern-Sensoreingängen zugute.
Der eine oder die mehreren Vorteile und/oder vorher beschriebenen Eigenschaften können durch eine oder mehr der folgenden Ausführungen realisiert werden.
In einem Aspekt umfasst ein System einen Sender, der eine Vielzahl von Spulen aufweist. Der Sender ist konfiguriert, um Magnetfeldsignale zu erzeugen. Das System schließt einen Sensor ein, der eine Empfängerspule einschließt. Der Sensor ist konfiguriert, um Sensorsignale zu liefern, die mit den von dem Sender erzeugten Magnetfeldsignalen korrespondieren. Das Sensorsignal ist konfiguriert, um basierend auf den vom Sender erzeugten Magnetfeldsignalen eine auf die Position des Sensors relativ zum Sender hinweisende Ausgangsantwort zu produzieren. Das System umfasst eine Rechenvorrichtung in Kommunikation mit dem Sender und dem Sensor. Die Rechenvorrichtung ist konfiguriert, um eine Frequenz zur Erzeugung von zumindest einem Anteil eines Magnetfeldsignals unter Benutzung einer Sendespule aus der Vielzahl zu bestimmen. Die Rechenvorrichtung ist konfiguriert, um ein zeitmultiplexiertes (TDM) Steuersignal zur Steuerung von Übertragungen des Magnetfeldsignals von der Sendespule zu konfigurieren, wobei das TDM Steuersignal konfiguriert ist, um die Sendespule zu veranlassen, Bündel des Magnetfeldsignals bei der Frequenz zu übertragen. Die Rechenvorrichtung ist konfiguriert, um einen Filter zur Filterung des TDM Steuersignals zu konfigurieren, wobei der Filter konfiguriert ist, um jedes Bündel zu formen, um ein harmonisches Artefakt der Bündel zu reduzieren oder zu eliminieren. Die Rechenvorrichtung ist konfiguriert, um die Sendespule zu veranlassen, die geformten Bündel des Magnetfeldsignals zu erzeugen. Die Rechenvorrichtung ist konfiguriert, um von dem Sensor ein Sensorsignal zu empfangen, das mit dem Magnetfeldsignal korrespondiert, wobei das Sensorsignal die auf die Position des Sensors relativ zum Sender hinweisende Ausgangsantwort einschließt.
Bei einigen Implementierungen umfasst der Filter einen Tiefpassfilter, der eine Step-Funktion filtert und worin die Rechenvorrichtung weiterhin konfiguriert ist, um das Magnetfeldsignal mit der Step-Function multipliziert, um die Bündel zu formen.
Bei einigen Implementierungen umfasst das Magnetfeldsignal ein TDM Wechselstrom- (TDM-AC) Signal.
Bei einigen Implementierungen umfasst die Empfängerspule einen Kern, der einen relativen magnetischen Permeabilitätswert größer als 1 hat. Bei einigen Implementierungen umfasst der Kern einen aus einem Ferrit-Material oder einem Permalloy-Material.
Bei einigen Implementierungen ist jede Spule aus der Vielzahl von Spulen in dem Sender konfiguriert, um ein entsprechendes Magnetfeldsignal bei einem entsprechenden Frequenzwert, der verschieden von den anderen Spulen der Anzahl ist, zu erzeugen. Bei einigen Implementierungen ist das entsprechende Magnetfeldsignal jeder Spule durch ein Filtersignal geformt, um Interferenz des entsprechenden Magnetfeldsignal jeder Spule mit den benachbarten Messmodalitäten der anderen Spulen aus der Vielzahl zu verhindern.
Bei einigen Implementierungen umfasst das Sensorsignal eine Spannung, die basierend auf Interaktion zwischen dem Sensor und dem durch den Sender erzeugten Magnetfeldsignal erzeugt wird. Bei einigen Implementierungen ist ein Spannungswert hinweisend auf zumindest eine aus einer Orientierung und einer Position des Sensors relativ zu dem Sender.
Bei einigen Implementierungen ist ein Filter konfiguriert, um an einer anderen elektronischen Vorrichtung in der Umgebung empfangenen harmonischen Artefakte unter eine für die andere elektronische Vorrichtung spezifizierten Schwellenwerte zu reduzieren.
Bei einigen Implementierungen ist der Sensor aus einer Gruppe ausgewählt, die umfasst: einen Hall-Effekt-Sensor, einen magnetoresistiven Sensor, einen magnetooptischen Sensor und ein Fluxgate-Magnetometer.
In einem allgemeinen Aspekt umfasst ein Verfahren zur Reduzierung von durch ein magnetisches Trackingsystem verursachte Interferenz die Bestimmung einer Frequenz zur Erzeugung von zumindest eines Anteils eines Magnetfeldsignal unter Benutzung einer Sendespule aus einer Vielzahl von Sendespulen. Das Verfahren umfasst das Konfigurieren eines zeitmultiplexiertes (TDM) Steuersignals zur Steuerung von Übertragungen des Magnetfeldsignals von der Sendespule, wobei das TDM Steuersignal konfiguriert ist, um die Sendespule zu veranlassen, Bündel des Magnetfeldsignals bei der Frequenz zu übertragen. Das Verfahren umfasst das Erhalten von Schwellendaten, die einen Interferenzschwellenwert für eine oder mehrere Vorrichtungen in einer Umgebung des magnetischen Trackingsystems repräsentieren. Das Verfahren umfasst ein Filter zur Filterung des TDM Steuersignals, wobei das Filter konfiguriert ist, um jedes Bündel zu formen, um ein harmonisches Artefakt der Bündel unter dem Interferenzschwellenwert der Schwellendaten zu reduzieren. Das Verfahren umfasst das Veranlassen der Sendespule, die geformten Bündel des Magnetfeldsignals zu erzeugen. Das Verfahren umfasst das Empfangen eines Sensorsignals, das mit dem Magnetfeldsignal korrespondiert, von einem Sensor, wobei der Sensor die auf die Position des Sensors relativ zum Sender hinweisende Ausgangsantwort aufweist.
Bei einigen Implementierungen werden die Schwellendaten im Betrieb des magnetischen Trackingsystems von der einen oder mehreren anderen Vorrichtungen erhalten, und wobei das Filter konfiguriert ist, um jedes Bündel für eine nächste Übertragung als Antwort auf Erhalten der Schwellendaten zu formen.
In einem allgemeinen Aspekt umfasst ein Verfahren das Bestimmen einer Frequenz zum Erzeugen von zumindest eines Anteils eines Magnetfeldsignals unter Benutzung einer Sendespule eines magnetischen Trackingsystems. Das Verfahren umfasst das Konfigurieren eines zeitmultiplexiertes (TDM) Steuersignals zur Steuerung von Übertragungen des Magnetfeldsignals von der Sendespule, wobei das TDM Steuersignal konfiguriert ist, um die Sendespule zu veranlassen, Bündel des Magnetfeldsignals bei der Frequenz zu übertragen. Das Verfahren umfasst das Konfigurieren eines Filters zur Filterung des TDM Steuersignals. Das Filter ist konfiguriert, um jedes Bündel zu formen, um ein harmonisches Artefakt der Bündel zu reduzieren oder zu eliminieren. Das Verfahren umfasst das Veranlassen der Sendespule, die geformten Bündel des Magnetfeldsignals zu formen. Das Verfahren umfasst das Empfangen eines Sensorsignals von einem Sensor des magnetischen Trackingsystems, wobei das Sensorsignal mit dem Magnetfeldsignal korrespondiert, wobei das Sensorsignal die auf die Position des Sensors relativ zu dem Sender hinweisende Ausgangsantwort aufweist.
Bei einigen Implementierungen umfasst das Filter einen Tiefpassfilter, das eine Schritt-Funktion filtert. Das Verfahren umfasst weiterhin das Multiplizieren des Magnetfeldsignals mit der Schritt-Funktion, um die Bündel zu formen.
Bei einigen Implementierungen umfasst das Magnetfeldsignal ein TDM Wechselstrom- (TDM-AC) Signal. Bei einigen Implementierungen umfasst eine Empfängerspule des Sensors einen Kern, der einen relativen magnetischen Permeabilitätswert größer als 1 hat. Bei einigen Implementierungen umfasst der Kern eines aus einem Ferrit-Material oder einem Permalloy-Material.
Bei einigen Implementierungen ist das Filter konfiguriert, um die an einer anderen elektronischen Vorrichtung in der Umgebung empfangenen harmonischen Artefakte unter einen für die andere elektronische Vorrichtung spezifizierten Schwellenwert zu reduzieren.
Bei einigen Implementierungen ist der Sensor aus einer Gruppe ausgewählt, die umfasst: einen Hall-Effekt-Sensor, einen magnetoresistiven Sensor, einen magnetooptischen Sensor und ein Fluxgate Magnetometer.
Die Details einer oder mehrerer Ausführungen des hier beschriebenen Gegenstandes werden in den beigefügten Zeichnungen und der Beschreibung unten dargelegt. Andere Merkmale, Objekte und Vorteile des Gegenstandes werden aus der Beschreibung und den Zeichnungen und aus den Ansprüchen ersichtlich sein.
Figurenliste

1 ist eine Darstellung eines EMT-Systems, das einen Sensor und einen Sender aufweist.
2 zeigt ein Blockdiagram des EMT-Systems der 1.
3-4 zeigen beispielhafte Filter.
5 zeigt ein Beispiel eines geformten übertragenen Magnetfeldsignals.
6-7 zeigt Beispiele einer Elektrokardiogramm- (EKG) Antwort.
8 zeigt einen Graphen, der eine IMD-Reduzierung für einen Sensor des EMT-Systems von 1-2 repräsentiert.
9-10 sind Flußdiagramme, die einen Prozess für eine Interferenzreduzierung in einem EMT-System darstellen.
11 ist ein beispielhaftes Computersystem.

Detaillierte Beschreibung
Ein EMT-System schließt ein System ein, dass konfiguriert ist, um eine Position eines Objektes in einer Umgebung nachzuverfolgen. Zum Beispiel kann das EMT-System in chirurgischen Bereichen genutzt werden, um ein medizinisches Gerät, einen Roboterarm, etc. nachzuverfolgen, wodurch es erlaubt ist, dass seine entsprechende dreidimensionale (3D) Position und Orientierung einem Arzt (z.B. einem Chirurgen) während eines medizinischen Eingriffs bekannt sein kann. Solches elektromagnetische Nachverfolgen kann für Führungszwecke in bildgeleiteten Verfahren genutzt werden, und kann in einigen Fällen eine reduzierte Abhängigkeit von anderen Bildgebungsmodalitäten wie z.B. Fluoroskopie ermöglichen, das den Patienten einem Gesundheitsrisiko ionisierender Strahlung aussetzen kann.
Im Allgemeinen ist ein Sender, der eine oder mehr Spulen hat, konfiguriert, um ein Wechselstrom (AC) EM-Feld zu erzeugen. Ein Sensor, der ein oder mehr Spulen hat, der in der Nähe des erzeugten EM-Feldes ist, ist konfiguriert, um Eigenschaften des erzeugten EM-Feldes zu messen. Die Messungen sind basierend auf der Position und Orientierung des Sensors relativ zu dem Sender. Wenn sich der Sensor zum Beispiel an einer bestimmten Position und Orientierung befindet, kann das EM-Feld an der bestimmten Stelle besondere Eigenschaften haben. Der Sensor kann die Eigenschaften des EM-Feldes messen und solche Messungen einer Rechenvorrichtung in der Form von einem Sensorsignal liefern. Unter Benutzung von auf das erzeugte EM-Feld und das von dem Sensor empfangene Sensorsignal bezogene Information kann die Rechenvorrichtung die Position und/oder Orientierung des Sensors (und z.B. die Position und/oder Orientierung einer medizinischen Vorrichtung, in der der Sensor eingebracht ist) bestimmen.
Im Allgemeinen ist eine Vielzahl von Sendespulen in dem Sender des EMT-Systems vorhanden, um die Freiheitsgrade (DoF) der Nachverfolgung wie näher beschrieben mit Bezug auf 1 zu vergrößern. Das EMT-System ist konfiguriert, um Verzerrungen zu vermeiden, wie z.B. intermodulare Verzerrung (IMD) in der Empfängerspule (oder den Empfängerspulen), die durch Übertragung bei mehreren Frequenzen im Frequenzteilungsmultiplexbetrieb (FDM) verursacht wird. Um Verzerrungen wie IMD Verzerrung, die in FDM basierten Systemen auftreten kann, zu vermeiden, ist das EMT-System konfiguriert, um unter Benutzung von zeitmultiplexierten Wechselstrom (TDM-AC) Übertragungen zu operieren.
Um die TDM-AC Übertragungen zu empfangen, können EMT Sensorspulen magnetische Kerne umfassen. Die magnetischen (z.B. Ferrite, Permalloy, etc.) Kerne der Spule erhöhen die Sensitivität der Empfängerspule im Vergleich zu einem Luftkern für die Sensorspule. Ein von der Sensorspule erzeugtes Antwortsignal umfasst ein von der Empfängerspule als Antwort auf Empfangen eines magnetischen Signals von der (den) Sendespule(n) erzeugtes Signal. Eine lineare Antwort umfasst ein Ausgangssignal, das auf einer linearen Funktion des Eingangssignal basiert. Eine nichtlineare Antwort umfasst ein Ausgangssignal, das eine nichtlineare Funktion des Eingangssignals ist.
Sensorspulen, die ein Luftkerndesign aufweisen, sind relativ groß (z.B. verglichen mit Sensorspulen, die Metallkerne aufweisen). Die relativ große Größe von Sensoren, die Spulen mit Luftkernen aufweisen, ist für einige Zwecke wie z.B. Gebrauch mit verschiedenen medizinischen Kathetern unpraktisch. Im Gegensatz dazu kann der Sensor des EMT-Systems unter Benutzung eines nichtlinearen Kerns wie eines magnetischen Kerns (z.B. ein Metall mit einem relativen magnetischen Permeabilitätswert substanziell größer als 1) relativ kleiner sein. Nichtlineare Kerne können Ferrit Kerne, Permalloy Kerne und ähnliche magnetische Materialien als Kernmaterial aufweisen.
Nichtlineare Kerne können eine relativ starke induktive Antwort in eine Empfängerspule des Sensors liefern, was den Sensor ermöglicht, sensitiver für übertragene TDM-AC Signale zu sein. Im Betrieb mit TDM-AC Übertragungen können harmonische Signale der TDM-AC übertragenen Frequenzen wie ungewolltes Rauschen detektierbar durch benachbarte elektronische Instrumentierung sein. Die harmonischen Signale können Artefakte des periodischen Durchlaufens des Senders zwischen AN- und AUS-Zuständen für die TDM-AC Übertragung sein. Die Signalharmonischen können mit dem Betrieb von benachbarter elektronischer Instrumentierung interferieren. Zum Beispiel Equipment wie Elektrokardiographen (EKGs), die normalerweise sensitiv auf Signale unter 1 Kilohertz (KHz) sind, können Interferenz erfahren. In einem anderen Beispiel können biomedizinische Instrumentierungsvorrichtungen wie z.B. medizinische Impedanzortungsvorrichtungen, die im Allgemeinen empfindlich auf Rauschen über 10KHz sind, Interferenz erfahren.
Um die harmonischen Signalartefakte zu reduzieren oder zu eliminieren, wendet das EMT-System ein formgebendes (oder modulierendes) Anregungssignal an, um (z.B. spektral) die emittierten magnetischen Signale des EM-Senders zu limitieren. Das modulierte oder geformte Anregungssignal minimiert oder eliminiert Interferenz mit anderer biomedizinischer Instrumentierung in der Nachverfolgungsumgebung durch Limitierung der Signalstärke der harmonischen Signale. Das formgebende Signal bewirkt, dass eine Amplitude des Sinusbündels während jedes TDM-Zyklus hochfährt und herunterfährt, an Stelle eines fast-augenblicklichen AUS/AN Schaltens eines rechteckförmigen Anregungssignals. Die exakte Form des formgebenden Signals hängt von Empfängersensitivität und der bestimmten Anwendung der ausgeführten Nachverfolgung ab.
1 zeigt eine beispielhafte Ausführung des EMT-System 100, das für bildgeführte medizinische Verfahren, die an einem Patienten 102 ausgeführt werden, benutzt wird. Das EMT-System 100 kann ein freibewegliches medizinisches Instrument aufweisen, das ein von dem EMT-System nachverfolgtes Objekt 104 ist. Das nachverfolgte Objekt 104 kann jede Art von chirurgischen Werkzeugen und Vorrichtungen für den Gebrauch in medizinischer Behandlung aufweisen. Das EMT-System 100 erlaubt das Anzielen eines anatomischen Organs, einer Struktur oder eines Gefäßes zur Visualisierung, Diagnostik, oder zu interventionellen Zwecken, etc. Instrumente zum Gebrauch in dem EMT-System 100 umfassen typischerweise einen oder mehrere magnetische Sensoren eingeschlossen eine oder mehrere Spulen. Der Sensor 106 kann in einem Kanal eingebettet sein oder an einer Spitze des nachverfolgten Objekts 104 befestigt sein. Der bestimmte Sensor 106, der von dem EMT-System 100 genutzt wird, kann durch den Verfahrenstyp und/oder die Anforderungen an die Messleistung bestimmt sein. In dem dargestellten Beispiel ist der Sensor 106 mit einer Elektronikeinheit oder einer Rechenvorrichtung wie eine Verarbeitungsvorrichtung 108 über eine drahtlose Verbindung verbunden. Unter Steuerung einer Schaltung zur Energetisierung von magnetischen Feldern misst der Sensor 106 seine momentane Position (x, y, z) und Orientierungswinkel (Azimut Winkel, Höhenwinkel, Rollwinkel) im dreidimensionalen Raum relativ zu einem Sender 110 und sendet das Messsignal an die Verarbeitungsvorrichtung 108 zur Analyse.
Im Allgemeinen kann der Sensor 106 einen magnetischen Kern für die Empfängerspule 122 aufweisen. Der magnetische Kern weist eine hohe magnetische Permeabilität relativ zu der umgebenden Luft auf und führt so zu einer stärkeren induktiven Antwort an der Spule. Das ermöglicht es der Empfängerspule 122 in einer energieärmeren Umgebung zu operieren oder in der Größe reduziert zu sein, um ein Antwortsignal zu erzeugen, das für die magnetische Nachverfolgung nützlich ist. Zum Beispiel kann ein Ferrit-Kern (oder anderes Metall) in dem Sensor 106 benutzt werden, um die Größe einer Empfängerspule des Sensors relativ zu einem Luftkern für eine Empfängerspule zu reduzieren. Die reduzierte Größe kann nützlich für die Einbeziehung eines kleineren Sensors 106 in einigen medizinischen Instrumenten sein, die nachverfolgte Objekte 104 sein können. Zum Beispiel werden Ferrit-Kern-Empfänger in dem Sensor 106 zum Gebrauch im oder nahe bei einem Patienten, wie z.B. für einen Katheter, ein Endoskop oder ein anderes solches medizinische Instrument, benutzt.
Wie der Sensor 106 kann der bestimmte von dem EMT-System 100 verwendete Sender durch den Verfahrenstyp, Messleistungsanforderungen etc. bestimmt sein. In einem Beispiel kann der Sender 110 ein dreiachsiger magnetischer Sender sein, der drei Sendespulen einschließt - eine X-Spule zur Erzeugung einer X-Komponente eines EM-Feldes, ein Y-Spule zur Erzeugung einer Y-Komponente des EM-Feldes und eine Z-Spule zur Erzeugung einer Z-Komponente des EM-Feldes. Das heißt, dass jede Sendespule 114a-n konfiguriert ist, um einen Anteil des EM-Feldes zu liefern. Bei einigen Implementierungen sind die Sendespulen wie ein konzentrischer, zusammengestellter Satz von Sendespulen 114a-n geformt.
Zusätzliche Sendespulen 114a-n sind hinzugefügt, um Freiheitsgrade zur Nachverfolgung des nachverfolgten Objekts 104 hinzuzufügen. Zum Beispiel können vierte und fünfte Spulen zur Detektion von Steigung und Gierung des verfolgten Objektes 104 hinzugefügt sein. Um höhere Nachverfolgungsgenauigkeit zu erreichen, können mehr als fünf Sendespulen 114a-n eigeschlossen sein. Zum Beispiel können sechs, sieben, acht oder bis zu zwölf oder mehr Sendespulen 114a-n benutzt werden. Zusätzliche Sendespulen 114a-n können die Präzision des EMT-Systems 100 erhöhen.
Der Sender 110 ist typischerweise raumfest neben, über oder unter dem Patienten oder auf medizinischem Equipment fixiert, wo es als Referenzrahmen für die von dem Sensor 106 gelieferten Messungen fungiert. Bei einigen Implementierungen kann der Sender 110 gestaltet sein, den Effekt von Verzerrungen unter seiner Oberfläche zu minimieren und/oder zu negieren, wie z.B. Verfahrenstabellen und/oder Equipment. Die von dem Sensor 106 und Sender 110 gelieferten Messungen liefern ausreichend Information, um das Instrument 104 außerhalb oder innerhalb des Körpers des Patienten 102 für diagnostische und interventionelle Zwecke zu steuern, in einigen Fällen unter Lieferung von visuellem Feedback.
Bei einigen Implementierungen ist die Verarbeitungsvorrichtung 108 ein Bildcomputer, der konfiguriert ist, um dem EMT-System 100 Darstellungsfähigkeiten bereitzustellen. Die Bildverarbeitungsvorrichtung 108, die in dem dargestellten Beispiel in kabelloser Kommunikation mit dem Sensor 106 und Sender 110 ist, ist konfiguriert, um vorher erfasste oder intraoperative Bilder des Patienten 102 in einer Bilderdatenbank zu speichern. Solche Bilder können dann in Bildgebungssoftware zu Registrierungs- und Visualisierungszwecken eingegeben werden. Während des medizinischen Verfahrens kann die dreidimensionale Position des Instruments 104 relativ zu der Anatomie des Patienten 102 und den vorher erfassten oder interoperativen Bildern nachverfolgt und in Echtzeit auf einem Bildschirm der Verarbeitungsvorrichtung 108 gezeigt werden. Wenn das Instrument 104 in Richtung des Ziels des Interesses innerhalb des Körpers des Patienten 102 vorgerückt ist, kann der Sender 110 aktiviert und gespeist werden, so dass er messbare Signale (z.B. Spannungssignale) in dem Sensor 106 erzeugt. Diese Signale werden verarbeitet und die dreidimensionale Position wir zur Übertragung zu der Verarbeitungsvorrichtung 108 berechnet. Bei einigen Implementierungen schließt die Verarbeitungvorrichtung 108 eine elektronische Einheit zur Führung ein, die konfiguriert ist, um die Spannungen zu verarbeiten, um die dreidimensionale Position zu liefern.
Bei einigen Implementierungen sind vor dem Start des Verfahrens ein oder mehr Protokolle implementiert. Ein Protokoll kann das Instrument 104 und den Sensor 106 initialisieren, um für die Nachverfolgung durch die Verarbeitungsvorrichtung 108 vorzubereiten. Konfigurierungsdaten wie Instrumenttyp, Teilenummer, Sensorposition in dem Instrument, Kalibrationsdaten etc. können in einem Speicher der Verarbeitungsvorrichtung 108 gespeichert sein. Von diesem Punkt an kann das EMT-System 100 die Bildgebungssoftware mit bestimmter Konfiguration des angebrachten Instruments 104 automatisch liefern. In solchen Implementierungen ist keine manuelle Eingabe von medizinischen Instrumentdaten durch den Arzt erforderlich. Ein anderes Protokoll kann das Instrument 104, Bildgebungsmodalitäten und Patientenreferenzrahmen korrelieren, so dass der Arzt das Instrument intuitiv innerhalb des Patienten 102 durch folgende dreidimensionale Visualisierungshinweise führen kann. Sobald diese Protokolle durchgeführt sind, kann die Verarbeitungsvorrichtung 108 kontinuierlich Instrumentführungsdaten an dem Patienten 102 empfangen und die Daten an Positionen auf dem Bildschirm der Verarbeitungsvorrichtung 108 anpassen. Auf diese Weise sieht der Arzt, wenn der Arzt das nachverfolgte Objekt 104 (z.B. ein medizinisches Instrument) zu einem Ziel innerhalb des Körpers des Patienten 102 bewegt, auch ein Bild auf dem Bildschirm eines Ikons, das mit dem Instrument 104 korrespondiert relativ zu Zielbildern des Patienten 102. Die Steuerung der Führungsdaten und Integration mit gescannten Bildern kann eine Funktion der dreidimensionalen Software sein, die auf der Verarbeitungsvorrichtung 108 lauffähig ist.
Im Allgemeinen hat das durch den Sender 110 erzeugte EM-Feld Eigenschaften, die von den Empfängerspulen des Sensors 106 gemessen werden können. Wenn zum Beispiel der Sensor 106 die Position in der Nähe zum Sender 110 ändert, können die x-, y-, und z- Spulen jede Eigenschaften der X-Komponente, der Y-Komponente und der Z-Komponente des EM-Feldes messen, wobei sie neun Gesamtkomponenten des Sensorsignals liefern. Eine Matrixdarstellung des Sensorsignals wird manchmal eine S-Matrix (z.B. eine 3 x 3 Matrix) genannt, in der die Spalten die X-, Y-, und Z- Spulen des Senders 110 repräsentieren und die Zeilen x-, y-, und z- Spulen des Sensors 106 repräsentieren.
Die Empfängerspule 122 des Sensors 106 hat wie vorher beschrieben eine nichtlineare Antwort, weil die Spule einen magnetisierten Kern hat (z.B. einen Ferrit-Kern oder anderen magnetisierten Metallkern). Zum Beispiel können die Materialien Ferrit-Materialien aufweisen oder ein Permalloy oder andere ähnliche Materialien. Im Allgemeinen kann ein relativ langes und schmales magnetisiertes Material (z.B. mit einem Längen-Breiten-Verhältnis größer als 1) für den Kern der Empfängerspule 122 des Sensors 106 benutzt werden. In einem anderen Beispiel kann ein nichtlineares Kernmaterial mit anderen Formen (z.B. einem Kubus) für den Kern der Empfängerspule benutzt werden. Das EMT-System 100 benutzt Zeitdomänenmultiplexing, um übertragene EM-Signale von jeder der Sendespulen 114a-n des Senders 110 zu steuern. Zum Beispiel kann der Sender 110 eine X-Spule einschließen, die bei TrägerfrequenzA operiert, wobei eine Y-Spule bei Trägerfrequenz B operiert, und eine Z-Spule kann bei Trägerfrequenz C operieren.
Bei einigen Implementierungen schließt der Sensor 106 andere Typen von nichtlinearen Sensorelementen ein, die konfiguriert sind, um die magnetische Feldstärke/magnetische Flussdichte des übertragenen Signals zur Bestimmung der Position des Sensors relativ zu dem Sender 110 zu messen. Zum Beispiel kann der Sensor 106 einen Hall-Effekt Sensor aufweisen. In einem anderen Beispiel umfasst der Sensor 106 einen magnetoresistiven Sensor, der konfiguriert ist, um einen wechselnden Widerstand eines Materials unter dem Einfluss von magnetischen Feldern zu messen. In einem anderen Beispiel umfasst der Sensor 106 einen magneto-optischen Sensor. In einem anderen Beispiel umfasst der Sensor ein Fluxgate-Magnetometer. Jede dieser Vorrichtungen kann eine nichtlineare Antwort auf das übertragene magnetische Signal haben.
Jede Spule ist konfiguriert, um TDM-AC Signale zu emittieren. Diese Signale können jedes einen sinusförmigen Puls oder ein sinusförmiges Bündel aufweisen. Das EMT-System 100 wendet eine bandbreitenlimittierende Fensterfunktion auf jedes EM-Sendersignalbündel oder sinusförmigen Pulse an. Die Fensterfunktion reduziert die spektrale Spreizung von der Mittenfrequenz der Übertragung. Die Fensterfunktion ist konfiguriert, um Signalharmonische zu eliminieren und dadurch wie vorher beschrieben Interferenz mit anderen medizinischen Vorrichtungen und/oder Equipment zu reduzieren oder zu eliminieren.
Das von dem EMT-System 100 durchgeführte Formen des Anregungssignal wird nun beschrieben. Um den Sender 110 zu betreiben, befindet sich ein Filter auf jedem Spulenantrieb des Senders. Dieser Filter formt jeden Sinuspuls oder jedes Bündel während der TDM-AC Übertragung für einen Sender. Die Steuerung des EMT-Systems 100 bewirkt, dass ein rechteckwellenförmiges (z.B. AN/AUS) Steuersignal zu den Sendespulen 114a-n gesendet wird, um zu steuern, wie die Spulen des Senders 110 das Trägersignal übertragen. Das rechteckwellenförmige Steuersignal ist durch den Filter geformt, um das Signal zu veranlassen hochzufahren von AUS zu AN und herunterzufahren von AN zu AUS. Das geformte Signal reduziert eine Änderungsrate des Anregungssignals zwischen den AUS- und AN-Anteilen des Signals. Die reduzierte Änderungsrate bewirkt, dass die Amplitude von harmonischen Artefakten der TDM-AC Übertragung reduziert oder eliminiert wird. Dies reduziert die Verzerrung beim Nachverfolgen des nachverfolgten Objektes 104, weil der Sensor 106 die harmonischen Artefakte nicht empfängt (oder Artefakte von reduzierter Amplitude empfängt), die mit der Nachverfolgung interferieren können.
Jede Spule des Senders 110 überträgt so eine von mehreren Elementen gebildete Wellenform. Ein Signal wird bei einer gewünschten Frequenz übertragen (manchmal eine Mittenfrequenz genannt). In einem Beispiel kann die Frequenz etwa 3200 Hz sein, obwohl das EMT-System 100 die Frequenz an andere Werte anpassen kann. Das Signal wird von dem Steuersignal (oder Anregungssignal) durch Multiplizieren des Signals geformt. Das EMT-System 100 wendet einen Filter auf das Steuersignal an, der ursprünglich eine Rechteckwelle ist. Der Filter steuert, wie schnell oder langsam die Sinuswellenamplitude für jeden Zyklus hoch- und runtergefahren wird. Je schneller der Sender für jeden Zyklus komplett an- und ausgeschaltet wird, desto höher ist der rootmean-squared (RMS) Signalstärkenwert bei der gewünschten Frequenz. Ein stärkeres Signal ist leichter von Rauschen durch die Empfängerspule(n) des Sensors 106 zu unterscheiden. Jede Spule des Senders 110 überträgt so ein Signal innerhalb einer „Signaleinhüllenden“, die von dem gefilterten Steuersignal geformt ist. Beispiele für diese geformten Signale werden nachfolgend in Bezug auf 2-4 beschrieben.
Die geformten Signale reduzieren harmonische Artefakte der übertragenen TDM-AC Signale. Die Empfängerspulen des ETM Systems 100, die auf Grund ihrer magnetischen Kerne erhöhte Sensitivität haben, können das TDM-AC Signal empfangen und die gewünschte Frequenz vom Rauschen der Umgebung und der harmonischen Artefakte, die nun in Amplitude reduziert sind, unterscheiden. Diese Konfiguration umgeht das Problem der IMD, das in den Empfängerspulen hervorgerufen würde, wenn ein FDM Ansatz in dem EMT-System 100 benutzt werden würde.
Der Filter, der benutzt wird, um die von den entsprechenden Sendespulen 114a-n übertragenen Signale zu formen, kann basierend auf den Parametern des nichtlinearen Kerns der Empfängerspule 122 des Sensors 106 konfiguriert sein. Bei einigen Implementierungen passt das EMT-System 100 die Größe der Einhüllenden basierend auf der erlaubten Signalstärke der harmonischen Artefakte an. Das EMT-System 100 kann den RMS Signallevel der Übertragung durch die Übertragungsspulen 114a-n durch Vermindern einer Zeitspanne, die benötigt wird, um von dem AUS-Zustand auf den AN-Zustand oder umgekehrt zu schalten, erhöhen. Dieses erhöht auch die Stärke der harmonischen Artefakte. Wenn die Amplituden der harmonischen Artefakte unterhalb einer Schwelle für die Empfängerspule 122 sind, kann der RMS Signallevel erhöht werden, was eine stärkere Signalübertragung bei der ausgewählten Frequenz des Sinusbündels ermöglicht. Diese Anpassung kann durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass das übertragene Signal stark genug für den Gebrauch im Betrieb des EMT-Systems 100 in einer bestimmten Umgebung ist und um sicherzustellen, dass die harmonische Artefaktschwelle in einer gegebenen Empfängerspule 122 nicht übertroffen wird. Zum Beispiel kann die Signalstärke durch das EMT-System 100 für Betrieb bei größeren Reichweiten zwischen dem Sender 110 und dem Sensor erhöht sein. Bei einigen Implementierungen kann die Signalstärke für einen Betrieb in Gegenwart von anderen Verzerrungen an dem Signal erhöht sein. In einem bestimmten Beispiel ist das EMT-System 100 konfiguriert, um mit einem oder mehreren anderen Systemen in der Umgebung des EMT-Systems zu kommunizieren. Das eine oder die mehr anderen Systeme oder Vorrichtungen können Information senden, die Interferenzschwellen für ihre entsprechenden Operationen beschreiben. Die Information entspricht einer maximal tolerierbaren Signalstärke bei einer oder mehr Frequenzen, die mit dem harmonischen Signal korrespondieren, bevor das andere System oder die andere Vorrichtung verschlechterte Leistung von der Interferenz erfährt. Als Antwort ist das EMT-System 100 konfiguriert, um die Einhüllende anzupassen, um Interferenz unter die empfangenen Schwellenlevel zu reduzieren und gleichzeitig die Signalstärke zu maximieren. Bei einigen Implementierungen passt das EMT-System 100 die Signal einhüllende in Echtzeit oder nahe Echtzeit (z.B. passt es für einen folgenden Übertragungszyklus an) basierend auf der erhaltenen Schwelleninformation an. Bei einigen Implementierungen speichert das EMT-System 100 die Schwelleninformation für eine oder mehrere andere Vorrichtungen und ruft diese Information für den Gebrauch während einer Einhüllendenkonstruktion zu einem späteren Zeitpunkt (z.B. folgende Operationen) ab.
Das EMT-System 100 veranlasst jede Sendespule 114a-n des Senders 110 ein geformtes Signal zu übertragen, das konfiguriert ist, um Interferenz mit benachbarten Messmodalitäten zu vermeiden. Der Sensor 106 ist konfiguriert, um die Signale von den entsprechenden Sendespulen 114a-n des Senders 110 zu empfangen ohne harmonische Artefakte oder mit einem minimierten harmonischen Artefakt, das nicht für Nachverfolgungsfehler oder Interferenz mit anderen Systemen in der Nachverfolgungsumgebung sorgt. Zum Beispiel ist der Sensor 106 für ein Zwölfsendespulensystem konfiguriert, um zwölf Signale bei zwölf entsprechenden Frequenzen zu empfangen. Jede dieser Übertragungen ist geformt, so dass die harmonischen Artefakte Interferenz mit den anderen Übertragungen vermeiden. Wenn mehr Spulen in dem Sender 110 vorhanden sind, kann eine Größe von jeder geformten Einhüllenden für jede Übertragung reduziert sein, um Interferenz mit benachbarten Modalitäten zu vermeiden und gleichzeitig genügend Signalstärke für die ausgewählte Frequenz beizubehalten.
Wechsel zu 2, in der ein Blockdiagramm des EMT-Systems 200 gezeigt ist. Das EMT-System 200 kann dem mit Bezug auf 1 beschriebenen EMT-System 100 substanziell ähnlich sein. Die Verarbeitungsvorrichtung 208 des EMT-Systems 200 kann eine Tracking Logic Engine (Nachverfolgungslogik-Engine) 218, eine TDM Engine 212 und eine Signalverarbeitungs-Engine 216 einschließen. Die Tracking Logic Engine 218 ist konfiguriert, um eine ungefähre Position und Orientierung des nachverfolgten Objekts 204 basierend auf von dem Sensor 206 empfangenen Signalen zu bestimmen. Wie vorher beschrieben werden die von jeder der Sendespulen 214a-n des Senders 210 empfangenen Signale an den Sensor 206 übertragen. Der Sensor 206 empfängt die übertragenen Signale mit einer Empfängerspule 222, die im Allgemeinen nichtlinear ist. Der Sensor 206 ist konfiguriert, um die gemessenen Signale typischerweise über eine drahtlose Kommunikationsverbindung an die Verarbeitungsvorrichtung 208 zu senden. Die Verarbeitungsvorrichtung 208 empfängt die gemessenen Signale von dem Sensor 206 an der Signalverarbeitungs-Engine 216. Die Signalverarbeitungs-Engine 216 ist konfiguriert, um das Signal von dem Sensor zu empfangen und eine digitale Darstellung des Signals zu der Tracking Logic Engine 218 zu senden. The Tracking Logic Engine 218 bestimmt die Position und Orientierung des nachverfolgten Objektes 204 in der Umgebung des EMT-Systems 200 basierend auf Parametern des EMT-Systems, beispielsweise welche Sendespule 214a-n mit dem empfangenen Signal assoziiert ist, Hardware-Kalibrationsparameter des Systems, bekannte Umgebungsverzerrungen (wenn vorhanden) und so weiter.
Die Tracking Logic Engine 218 schließt Signalformungslogik 220 ein. Die Signalformungslogik 220 ist konfiguriert, um die Übertragung von jeder Sendespule zu formen, um harmonische Artefakte wie vorher beschrieben zu reduzieren oder zu eliminieren. The Signalformungslogik steuert, welche Filterparameter benutzt werden, um die übertragenen Signale von jeder der Sendespulen 214a-n zu treiben.
Die TDM Engine 212 ist konfiguriert, um das formgebende Signal mit den von jeder der Sendespulen erzeugten sinusförmigen Signalen zu multiplizieren. Die TDM Engine 212 veranlasst jede Sendespule, geformte sinusförmige Bündel zu übertragen, die geformt sind, um harmonische Artefakte wie vorher beschrieben zu reduzieren oder zu eliminieren. Die TDM Engine 212 steuert die Sendespulen, so dass jede Sendespule nacheinander operiert. Die TDM Engine wechselt durch die Sendespulen, so dass jede Sendespule 214a-n ein geformtes Bündel für jeden Übertragungszyklus überträgt, um von der Empfängerspule 222 empfangen zu werden.
Wie vorher beschrieben, übertragen alle Sendespulen 214a-n e ein geformtes Signal, das einen Sinuspuls mit einer bestimmten Frequenz umfasst. Die Anzahl von Sendespulen 214a-n kann abhängig von der für Nachverfolgen des nachverfolgten Objekts 204 erforderlichen Präzision variieren. Die Anzahl von Sendespulen 214a-n kann 5, 6, 8, 12 oder mehr aufweisen.
Wie vorher beschrieben, ist die Empfängerspule 222 des Sensors 206 im Allgemeinen nichtlinear. Die nichtlineare Empfängerspule 222 des Sensors 206 kann kleiner sein als lineare Spulen mit ähnlicher Antwortsensitivität. Die Empfängerspule 222 kann, wie vorher in Zusammenhang mit 1 beschrieben, einen magnetischen Kern aufweisen.
Wechsel zu 3, ein beispielhafter Graph 300 zeigt Filtercharakteristiken für Formen der von den Sendespulen 114a-n übertragenen Signale. In diesem Beispiel ist ein 69 Tap Dolph-Chebychev Filter benutzt, um das Sendersinusbündel in ein Fenster zu legen, um die Bandbreite über die ausgewählte Übertragungsfrequenz jeder Sendespule zu begrenzen. Graph 300 zeigt die simulierte Frequenzcharakteristik des Filters.
4 zeigt einen beispielhaften Graph 400, der eine Frequenzantwort einer Rekonstruktionsvorrichtung für die Einhüllende (z.B. einen Filter) darstellt. Die Rekonstruktionsvorrichtung für die Einhüllende umfasst eine Schaltung, die konfiguriert ist, um das Trägereinhüllendensignal wiederherzustellen und eine Filterfunktion auszuführen, um das Signal zu rekonstruieren. Hier kann die Vorrichtung einen Demodulator aufweisen, um das Trägereinhüllendensignal wiederherzustellen. Dies kann synchrone oder sinusförmige Demodulation einschließen. Bei einigen Implementierungen ist die Vorrichtung für Demodulation für heterodynen Betrieb konfiguriert. In einem anderen Beispiel schließt die Vorrichtung einen Diodengleichrichter ein. Die Filterfunktion wird auf das demodulierte Signal angewendet. In einem Beispiel kann der Einhüllendenrekonstruktionsfilter Teil der Signalverarbeitungs-Engine 216 von 2 sein. Der Filter kann ein Tiefpassfilter sein, das benutzt wird, um die demodulierte Signaleinhüllende, die an dem Sensor (z.B. Sensor 106, 206 von 1-2) empfangen wird, zu rekonstruieren. Das Filter wir durch das EMT-System 100 benutzt, um eine demodulierte stationäre Antwort eines Anteils der Signalverarbeitung für das EMT-System 100 zu simulieren. In diesem Beispiel hat das Demodulator-Tiefpassausgangsfilter eine 3dB Cutoff-Frequenz bei etwa 1 KHz. Der Filter hat eine - 60dB Antwort für Frequenzen über 2 KHz. 4 zeigt eine simulierte 99 Tap-Filterfrequenzantwort des Filters.
5 zeigt ein Beispiel von einer Sendersignalableitung, die die Verarbeitungsvorrichtung 108 des EMT-Systems 100 benutzt. Der Graph 500 zeigt eine Simulation des übertragenen geformten Signals neben dem demodulierten Signal. Für Graph 500 wurde ein acht-Zyklen-Sinusbündel bei einer Mittenfrequenz von 2194,2851Hz benutzt, um die Simulation zu erzeugen. Ein einzelnes Senderpulssignal 502 ist vor dem Formen gezeigt. Dies wird auch das ungefensterte Sinusbündel genannt. Derselbe Puls ist gezeigt als Signal 508, nachdem es durch die Fensterfilter 504 Schritt-Antwort (z.B. den Dolph-Chebychev Filter von 3) geformt wurde. Das Sendergefensterte Sinusbündelsignal 506 ist gezeigt. Das tiefpassgefilterte demodulierte Signal 510 ist auch gezeigt. Für eine Einheitsamplitudensinuswelle hat die demodulierte stationäre Antwort 0.5 Amplitude des übertragenen Signals. Graph 500 zeigt, wie das Signal des Senders 114a-n geformt und auch demoduliert werden kann, um harmonische Artefakte des übertragenen Signals zu reduzieren oder zu eliminieren.
Das Resultat der Anwendung des Filters zeigt, dass die Signalamplitudenveränderung zyklisch reduziert ist. Anstelle einer rechteckwellenförmigen Steuerung von einem AUS-Zustand zu einem AN-Zustand wird die Amplitude des magnetischen Signals gemäß den Tiefpassfilterparametern „hochgefahren“ und „heruntergefahren“, so dass es keine plötzliche Veränderung in der Amplitude des Signals von einem Zyklus zu dem nächsten Zyklus gibt. Die Steuerung der Signalamplitudenveränderung auf diese Weise reduziert wie vorher beschrieben die Amplitude der harmonischen Artefakte.
6-7 zeigen entsprechende Graphen 600, 700, die jeder eine beispielhafte Elektrokardiogramm- (EKG) Filterantwort zeigen. Wie vorher beschrieben ist das EMT-System 100 konfiguriert, um Interferenz mit biomedizinischer Instrumentierung in der Umgebung des EMT-Systems 100 zu reduzieren oder zu eliminieren. Das EKG Beispiel illustriert die Reduzierung von Interferenz mit biomedizinischer Instrumentierung unter Gebrauch von einem EMT Sender gefensterten („geformten“) Sinusbündel. Die EKG-Eingangsfilterantwort auf das gefensterte Sendersignal ist in Graph 600 in der Zeitdomäne gezeigt. 7 zeigt einen Graphen 700, der die EKG-Antwort in der Frequenzdomäne repräsentiert. Für diese Simulation wurde dieselbe Tiefpasscharakteristik, die in Graph 400 gezeigt ist, benutzt, um die EKG-Filterantwort der Graphen 600 und 700 zu modellieren. Der resultierende Zeitdomänen-Ripple ist unter -40dB. Das Signal zeigt acht Zyklen, in denen die Mittenfrequenz 2194,2851Hz ist. Der maximale Ripple-Wert war -42dB. Graph 700 von 7 zeigt eine Fast-Fourier Transformation (FFT) von einem Sender-gefensterten Sinusbündel 702. Graph 700 zeigt auch eine EKG-Filterantwort 704. Die Frequenzdomänen-Magnitude ist hauptsächlich über 1,500 Hz Bereich abgeschwächt.
8 zeigt einen Graphen 800, in dem harmonische Artefakte zum Empfangen an einem Sensor (z.B. Sensor 106 von 1 oder Sensor 206 von 2) reduziert gezeigt sind. Graph 800 zeigt eine Reduzierung von Interferenz durch magnetische Feldgeneratoren, die TDM-AC-Wellenformen übertragen, um IMD in nichtlinearen EMT-Sensoren zu minimieren. In Graph 800 ist das ungefensterte Sinusbündelsignal 802 gezeigt. Graph 800 zeigt die Antwort für eine gefensterte (z.B. durch einen vorher beschrieben Dolph-Chebychev Step-Antwort-Filter) Sinusbündelantwort 806. Graph 800 zeigt eine EKG-gefilterte ungefensterte Sinusbündelantwort 804. Graph 800 zeigt eine EKG-gefilterte gefensterte Sinebündelantwort 808. Hier wurde das Signal über acht Zyklen bei einer Mittenfrequenz von 2194,2851 Hz empfangen. Vergleicht man die Frequenzantwort des ungefensterten Sinebündelsignals 802 mit dem gefensterten Sinusbündelsignal 806 zeigt Graph 800, dass ein Spektrum des EMT Feldgeneratorausgangs für das Signal 906 minimiert ist, um IMD-Effekte in der Empfängerspule zu reduzieren.
9 zeigt ein Flussdiagram, das ein Verfahren 900 für Interferenzreduzierung für ein magnetisches Trackingsystems wie z.B. das vorherbeschriebene EMT-System 100 und/oder das vorher beschriebene EMT-System 200 zeigt. Das Verfahren 900 umfasst die Bestimmung (902) einer Frequenz zur Erzeugung von zumindest einem Anteil von einem Magnetfeldsignal unter Gebrauch von einer Sendespule aus einer Vielzahl von Spulen. Ein Sender umfasst die Vielzahl von Spulen und den Sender, der konfiguriert ist, um Magnetfeldsignale zu erzeugen. Das Verfahren 900 umfasst die Konfigurierung (904) einer TDM Übertragung der EM-Signale von dem Sender. Das Verfahren umfasst die Konfigurierung (906) eines Filters zur Filterung des Anteils des Magnetfeldsignals basierend auf dem TDM. Das Filter ist konfiguriert, um das Magnetfeldsignal zu formen, um ein harmonisches Artefakt des TDM Signals abzuschwächen. Das Verfahren 900 umfasst das Veranlassen (908) der Sendespule, um das Magnetfeldsignal zu erzeugen, das durch das Filter geformt ist. Das Verfahren 900 umfasst das Empfangen (910) eines Sensorsignals von dem Sensor, das mit dem Magnetfeldsignal korrespondiert. Der Sensor ist konfiguriert, um eine auf die Position des Sensors relativ zu dem Sender hinweisende Ausgangsantwort zu erzeugen. Der Sensor umfasst den Empfänger und ist konfiguriert, um Sensorsignale zu liefern, die mit den von dem Sender erzeugten Magnetfeldsignalen korrespondieren. Das Sensorsignal ist konfiguriert, um basierend auf den von dem Sender erzeugten Magnetfeldsignalen eine auf die Position des Sensors relativ zu dem Sender hinweisende Ausgangsantwort zu produzieren.
10 zeigt ein Verfahren 1000 zur Steuerung der Form der Einhüllenden basierend auf empfangenen oder erhaltenen Daten, die Interferenzschwellen für eine oder mehrere andere Vorrichtungen oder Systeme in der Umgebung des EMT-Systems 100 beschreiben. Verfahren 1000 schließt das Erhalten (1002) von Schwellendaten ein, die einen Interferenzschwellenwert für eine oder mehr Vorrichtungen in einer Umgebung des magnetischen Trackingsystems repräsentieren. Verfahren 1000 umfasst das Konfigurieren (1004) eines Filters zur Filterung des TDM Steuersignals ein, wobei der Filter konfiguriert ist, um jedes Bündel zu formen, um ein harmonisches Artefakt der Bündel unter den Interferenzschwellenwert der Schwellendaten zu reduzieren. Verfahren 1000 kann das Veranlassen der Sendespule umfassen, um die geformten Bündel des Magnetfeldsignals zu erzeugen. Das Verfahren 1000 kann das Empfangen eines Sensorsignals von einem Sensor umfassen, das mit dem Magnetfeldsignal korrespondiert, wobei der Sensor die auf die Position des Sensors relativ zu dem Sender hinweisende Ausgangsantwort umfasst. Bei einigen Implementierungen werden die Schwellendaten von der einen oder mehreren Vorrichtungen im Betrieb des magnetischen Trackingsystems erhalten. Der Filter ist konfiguriert, um jedes Bündel für eine nächste Übertragung als Antwort auf den Erhalt der Schwellendaten zu formen. Dies kann somit eine Echtzeit- oder Nahe-Echtzeit-Anpassung der Formgebung der Signaleinhüllenden sein, um im Betrieb des EMT-Systems 100 Interferenz in einem oder mehreren anderen Systemen unter eine bestimmte Schwelle zu reduzieren.
Das oben beschriebene EMT-System 100 kann implementiert sein unter Benutzung von Software, die auf einem computerlesbaren Medium zur Ausführung auf einem Computer (z.B. der Verarbeitungsvorrichtung 108 von 1) vorhanden ist. Zum Beispiel kann die Software Verfahren in einem oder mehr Computerprogrammen formen, die ein oder mehr programmierte oder programmierbare Computersysteme (die von verschiedenen Architekturen sein können) ausführen, wobei jedes zumindest einen Prozessor, zumindest ein Datenspeichersystem (eingeschlossen flüchtige und nichtflüchtige Speicher- und/oder Speicherelemente), zumindest eine Eingabevorrichtung oder -Port und zumindest eine Ausgabevorrichtung oder -Port aufweist.
11 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Computersystems 1100. Zum Beispiel kann das Katheter-Trackingsystem das Verarbeitungssystem 118 des EMT-Systems 110 oder EMT-Systems 200 anwenden. Bei einigen Implementierungen kann das Computersystem 1100 visuell Information hinsichtlich der relativen Position und Orientierung oder Spitze eines nachverfolgten Objektes liefern. Das Computersystem 1100 schließt einen Prozessor 1110, einen Speicher 1120, eine Speichervorrichtung 1130 und eine Eingabe/Ausgabe- Vorrichtung 1140 ein. Jede der Komponenten 1110, 1120, 1130 und 1140 können untereinander verbunden sein, zum Beispiel unter Benutzung eines Systembusses 1150. Der Prozessor 1110 ist in der Lage Instruktionen zur Ausführung innerhalb des Systems 1100 zu verarbeiten. Bei einigen Implementierungen ist der Prozessor 1110 ein Single-Threaded Prozessor. Bei einigen Implementierungen ist der Prozessor 1110 ein Multi-Threaded Prozessor. Bei einigen Implementierungen ist der Prozessor 1110 ein Quantencomputer. Der Prozessor 1110 ist in der Lage, in dem Speicher 1120 oder auf der Speichervorrichtung 1130 gespeicherte Instruktionen zu verarbeiten.
Der Speicher 1120 speichert Information innerhalb des Systems 1100. Bei einigen Implementierungen ist der Speicher 1120 ein computerlesbares Medium. Bei einigen Implementierungen ist der Speicher 1120 eine flüchtige Speichereinheit. Bei einigen Implementierungen ist der Speicher 1120 eine nichtflüchtige Speichereinheit.
Die Speichervorrichtung 1130 ist in der Lage, einen Massenspeicher für das System 1100 bereitzustellen. Bei einigen Implementierungen ist die Speichervorrichtung 1130 ein computerlesbares Medium. In mehreren verschiedenen Implementierungen kann die Speichervorrichtung 1130 zum Beispiel eine Festplattenvorrichtung, eine optische Plattenvorrichtung , ein feststehendes Laufwerk, ein Flash-Laufwerk, magnetische Band oder einige andere Speichervorrichtungen mit großer Kapazität aufweisen. Die Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 1140 liefert Eingabe/Ausgabe-Operationen für das System 1100. Bei einigen Implementierungen kann die Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 1140 ein oder mehr von einer Netzwerkschnittstellenvorrichtung, z.B. einer Ethernet-Karte, einer seriellen Kommunikationsvorrichtung, z.B. ein RS-232 Port und/oder eine drahtlose Schnittstellenvorrichtung, z.B. eine 802.11 Karte, ein 3G Drahtlosmodem, ein 4G Drahtlosmodem, ein 5G Drahtlosmodem oder eine andere Art von Schnittstelle aufweisen. Eine Netzwerkschnittstellenvorrichtung erlaubt es dem System 1100, zu kommunizieren, zum Beispiel Daten über ein Netzwerk zu übertragen und zu empfangen. Bei einigen Implementierungen kann die Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung Treibervorrichtungen einschließen, die konfiguriert sind, um Eingabedaten zu empfangen und Ausgabedaten an andere Eingabe/Ausgabe-Vorrichtungen, z.B. Tastatur, Drucker und Bildschirmvorrichtungen 1160 zu senden. Bei einigen Implementierungen können mobile Rechenvorrichtungen, mobile Kommunikationsvorrichtungen und andere Vorrichtungen benutzt werden. Zum Beispiel kann das Katheter-Trackingsystem eine Computerschnittstelle benutzen, um dem Operator zu erlauben, das geplante Verfahren und Hinweise für die Katheterplazierung einzugeben. Die Computerschnittstelle könnte ein Beispiel einer Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 1160 sein. Das Katheter-Trackingsystem kann auch visuelle Information hinsichtlich der relativen Position und Orientierung des Katheters auf einer Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 1160 anzeigen.
Obwohl ein beispielhaftes Verarbeitungssystem beschrieben worden ist, können Implementierungen des Gegenstandes und die oben beschriebenen Funktionsoperationen in anderen Typen von digitalelektronischer Schaltung, oder in Computersoftware, Firmware oder Hardware implementiert sein, eingeschlossen die in diesen Spezifikationen offengelegten Strukturen und ihre strukturellen Äquivalente oder in Kombinationen von einem oder mehreren von Ihnen. Implementierungen des in diesen Spezifikationen beschriebenen Gegenstandes können als ein oder mehrere Computerprogrammprodukte, d.h. ein oder mehrere Module von Computerprogrammanweisungen codiert auf einem greifbaren Programmträger zum Beispiel einem computerlesbaren Medium zur Ausführung durch oder zur Steuerung der Operation von einem Verarbeitungssystem implementiert sein. Das computerlesbare Medium kann eine maschinenlesbare Speichervorrichtung, ein maschinenlesbares Speichersubstrat, eine Speichervorrichtung, eine Materialzusammensetzung, die ein maschinenlesbares propagiertes Signal bewirkt oder eine Kombination aus einem oder mehreren von denen sein.
Der Begriff „System“ kann alle Apparate, Vorrichtungen und Maschinen zur Verarbeitung von Daten umfassen, eingeschlossen beispielsweise ein programmierbarer Prozessor, ein Computer oder viele Prozessoren oder Computer. Ein verarbeitendes System kann zusätzlich zu Hardware Code einschließen, der eine Ausführungsumgebung für das entsprechende Computerprogram schafft, z.B. Code, der Prozessorfirmware darstellt, ein Protokollstapel, ein Datenbankverwaltungssystem, ein Betriebssystem oder eine Kombination von einem oder mehreren von denen.
Computerlesbare Medien, die geeignet für das Speichern von Computerprogrammanweisungen und Daten sind, umfassen alle Formen von nichtflüchtigen oder flüchtigen Speichern, Medien und Speichervorrichtungen, eingeschlossen beispielsweise Halbleiterspeichervorrichtungen, z.B. EPROM, EEPROM, und Flash-Speichervorrichtungen; magnetische Platten, z.B. interne Festplatten oder Wechseldatenträger oder magnetische Bänder; magneto-optische Platten; und CD-ROM und DVD-ROM-Platten. Der Prozessor und der Speicher können durch Logik für spezielle Zwecke ergänzt oder darin eingebaut sein. Manchmal ist ein Server ein Universalrechner und manchmal ist er ein kundenspezifisches elektronisches Gerät für spezielle Zwecke und manchmal ist er eine Kombination aus diesen Dingen.
Bestimmte Funktionen, die oben im Kontext mit getrennten Implementierungen beschrieben sind, können auch in Kombination in einer einzelnen Implementierung implementiert sein. Umgekehrt können Funktionen, die im Kontext einer einzelnen Implementierung beschrieben sind, in vielen Implementierungen separat oder in jeder Subkombination implementiert sein.
Die Reihenfolge, in der Operationen wie oben beschrieben durchgeführt werden, kann geändert werden. Unter bestimmten Umständen kann Multitasking und parallele Verarbeitung von vorteilhaft sein. Die Trennung von Systemkomponenten in den oben beschriebenen Implementierungen sollte nicht so verstanden sein, dass solche Trennung erforderlich ist.
Andere hier nicht spezifisch beschriebene Implementierungen sind auch im Umfang der folgenden Ansprüche.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 63156695 [0001]

Claims

System, umfassend: einen Sender, der eine Vielzahl von Spulen aufweist, wobei der Sender konfiguriert ist, um Magnetfeldsignale zu erzeugen; einen Sensor, der eine Empfängerspule aufweist, wobei der Sensor konfiguriert ist, um Sensorsignale zu liefern, die mit den Magnetfeldsignalen korrespondieren, die von dem Sender erzeugt werden, wobei das Sensorsignal konfiguriert ist, um eine auf eine Lage des Sensors relativ zum Sender hinweisende Ausgangsantwort basierend auf den von dem Sender erzeugten Magnetfeldsignalen zu produzieren; und eine Rechenvorrichtung in Kommunikation mit dem Sender und dem Sensor, wobei die Rechenvorrichtung konfiguriert ist, um: eine Frequenz zur Erzeugung von zumindest einem Teil eines Magnetfeldsignals unter Benutzung einer Sendespule aus der Vielzahl zu bestimmen; ein zeitmultiplexiertes (TDM) Steuersignal zur Steuerung von Übertragungen des Magnetfeldsignals von der Sendespule zu konfigurieren, wobei das TDM Steuersignal konfiguriert ist, um die Sendespule zu veranlassen, Bündel des Magnetfeldsignals bei der Frequenz zu übertragen; ein Filter zur Filterung des TDM Steuersignals zu konfigurieren, wobei das Filter konfiguriert ist, um jedes Bündel zu formen, um ein harmonisches Artefakt der Bündel zu reduzieren oder zu eliminieren; die Sendespule zu veranlassen, die geformten Bündel des Magnetfeldsignals zu erzeugen; und ein Sensorsignal von dem Sensor zu empfangen, das mit dem Magnetfeldsignal korrespondiert, wobei das Sensorsignal die auf die Lage des Sensors relativ zu dem Sender hinweisende Ausgangsantwort aufweist.
System nach Anspruch 1, wobei der Filter einen Tiefpassfilter umfasst, das eine Schritt-Funktion filtert und wobei die Rechenvorrichtung weiterhin konfiguriert ist, um: das Magnetfeldsignal mit der Schritt-Funktion zu multiplizieren, um die Bündel zu formen.
System nach Anspruch 1, wobei das Magnetfeldsignal ein TDM Wechselstrom (TDM-AC) Signal umfasst.
System nach Anspruch 1, wobei die Empfängerspule einen Kern umfasst, der einen relativen magnetischen Permeabilitätswert von größer als 1 hat.
System nach Anspruch 4, wobei der Kern eines aus einem Ferrit Material oder einem Permalloy Material umfasst.
System nach Anspruch 1, wobei jede Spule aus der Vielzahl von Spulen in dem Sender konfiguriert ist, um ein entsprechendes Magnetfeldsignal bei einem entsprechenden Frequenzwert zu erzeugen, der von anderen Spulen der Vielzahl verschieden ist.
System nach Anspruch 6, wobei jedes Bündel durch ein Filtersignal geformt ist, um Interferenz des Magnetfeldsignals einer Spule mit benachbarten Messmodalitäten der anderen Spulen der Vielzahl zu verhindern.
System nach Anspruch 1, wobei das Sensorsignal eine Spannung umfasst, die basierend auf Interaktion zwischen dem Sensor und dem durch den Sender erzeugten Magnetfeldsignal erzeugt wird.
System nach Anspruch 8, wobei ein Wert der Spannung auf zumindest eines von einer Orientierung und einer Position des Sensors relativ zum Sender hinweist.
System nach Anspruch 1, wobei der Filter konfiguriert ist, um die von einer anderen elektronischen Vorrichtung in einer Umgebung empfangenen harmonischen Artefakte unter einen für die elektronische Vorrichtung spezifizierten Schwellenwert zu reduzieren.
System nach Anspruch 1, wobei der Sensor aus einer Gruppe ausgewählt ist, die umfasst: einen Hall-Effekt-Sensor, einen magnetoresistiven Sensor, einen magnetooptischen Sensor und ein Fluxgatemagnetometer.
Verfahren zur Reduzierung von durch ein magnetisches Trackingsystem verursachte Interferenz, wobei des Verfahren umfasst: Bestimmen einer Frequenz zur Erzeugung von zumindest eines Anteils eines Magnetfeldsignals unter Verwendung einer Sendespule von einer Vielzahl von Sendespulen; Konfigurieren eines zeitmultiplexierten (TDM) Steuersignals zur Steuerung von Übertragungen des Magnetfeldsignals von der Sendespule, wobei das TDM Steuersignal konfiguriert ist, um die Sendespule zu veranlassen, Bündel des Magnetfeldsignals bei der Frequenz zu übertragen; Erhalten von Schwellendaten, die ein Schwelleninterferenzwert für eine oder mehrere Vorrichtungen in einer Umgebung des magnetischen Trackingsystems darstellen; Konfigurieren eines Filters zum Filtern des TDM Steuersignals, wobei das Filter konfiguriert ist, um jedes Bündel zu formen, um ein harmonisches Artefakt der Bündel unterhalb des Schwelleninterferenzwertes der Schwellendaten zu reduzieren; Veranlassen der Sendespule, die geformten Bündel des Magnetfeldsignals zu erzeugen; und Empfangen eines Sensorsignals von einem Sensor, das mit dem Magnetfeldsignal korrespondiert, wobei der Sensor eine auf eine Lage des Sensors relativ zu dem Sender hinweisende Ausgangsantwort aufweist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Schwellendaten von einer oder mehr anderen Vorrichtungen im Betrieb des magnetischen Trackingsystems erhalten werden, und wobei der Filter konfiguriert ist, um jedes Bündel für eine nächste Übertragung als Antwort auf Erhalt der Schwellendaten zu formen.
Verfahren, umfassend: Bestimmen einer Frequenz zur Erzeugung von zumindest einem Anteil eines Magnetfeldsignals unter Verwendung einer Sendespule eines magnetischen Trackingsystems; Konfigurieren eines zeitmultiplexierten (TDM) Steuersignals zur Steuerung von Übertragungen des Magnetfeldsignals von der Sendespule, wobei das TDM Steuersignal konfiguriert ist, um die Sendespule zu veranlassen, Bündel des Magnetfeldsignals bei der Frequenz zu übertragen; Konfigurieren eines Filters zur Filterung des TDM Steuersignals, wobei das Filter konfiguriert ist, um jedes Bündel zu formen, um ein harmonisches Artefakt der Bündel zu reduzieren oder zu eliminieren; Veranlassen der Sendespule, die geformten Bündel des Magnetfeldsignals zu erzeugen; und Empfangen eines Sensorsignals von einem Sensor des magnetischen Trackingsystems, das mit dem Magnetfeldsignal korrespondiert, wobei das Sensorsignal eine auf eine Lage des Sensors relativ zu dem Sender hinweisende Ausgangsantwort aufweist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Filter einen Tiefpassfilter umfasst, der eine Schritt-Funktion filtert und wobei das Verfahren weiterhin das Multiplizieren des Magnetfeldsignals mit der Schritt-Funktion umfasst, um die Bündel zu formen.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Magnetfeldsignal ein TDM Wechselstrom (TDM-AC) Signal umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei eine Empfängerspule des Sensors einen Kern umfasst, der einen relativen magnetischen Permeabilitätswert größer als 1 hat.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Kern eines aus Ferrit-Material oder aus Permalloy-Material umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Filter konfiguriert ist, um die harmonischen Artefakte, die an einer anderen elektronischen Vorrichtung in einer Umgebung empfangen werden, unter einen für die elektronische Vorrichtung spezifizierten Schwellenwert zu reduzieren.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Sensor aus einer Gruppe ausgewählt ist, die umfasst: einen Hall-Effekt-Sensor, einen magnetoresistiven Sensor, einen magnetooptischen Sensor und ein Fluxgate-Magnetometer.