JP6246236B2 - フレキシブル回路シート - Google Patents

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Description

[0001]本開示は概してフレキシブル回路シート(flexible circuit sheet)に関し、より詳細には、手術器具のためのフレキシブル回路シートに関する。
[0002]このセクションの記述は本開示に関連する背景技術の情報を単に提示するものであり、当技術分野を構成するものでなくてよい。
[0003]解剖学的構造に対して治療を行うために、人体解剖学的構造などの解剖学的構造上で外科手技が実施され得る。手術の一分野には、耳、鼻または喉(ENT:ear、nose、throat)などの、患者の顔の空洞上で実施される手技が含まれる。このような手技では、例えば、手技を実施するために吸引デバイスなどの手術器具がこれらの空洞内に挿入され得る。対象エリアに対する外科医の視角は空洞の周辺組織によって不明瞭となる可能性があるので、吸引手技などの治療を効果的に行うための外科医の能力が低下する可能性がある。一部の手技では、解剖学的構造の多様な形状の空洞を通して手術器具を効果的に誘導することが困難となる可能性もある。このような問題に対処する試みとして、永久的な可撓性を有するように構成される可撓性細長部分を有する器具が開発されてきた。これらの可撓性器具は解剖学的構造の内部空洞に従うことができるが、任意の固有の構造を維持せず、その結果、ENT吸引手技などの特定の手技には一般に適さない。
[0004]ナビゲーションシステムでは、器具が追跡デバイスを備える。しかし、場合によっては、このような追跡デバイスは操作することが困難である可能性があるか、または、特には可撓性細長部分を備える器具などの器具に結合することが面倒である可能性がある。例えば、可撓性細長部分に関連する付随のリードワイヤに対して追跡デバイスを電気的に結合させることが困難となる可能性がある。別の例では、追跡デバイスは器具のハンドルまたは近位領域内に配置される可能性があり、したがって、ハンドルに対して遠位端が移動するかまたは移動させられると、遠位端を正確に追跡することができなくなる。
[0005]このセクションは本開示の一般的概要を提示するものであり、その全範囲およびその特徴のすべてを包括的に開示するものではない。
[0006]一形態では、医療デバイスのためのフレキシブル回路組立体(flexible circuit assembly)が本開示の教示に従って提供される。フレキシブル回路組立体が、ベース層と、複数の回路トレースと、絶縁層とを有することができる。複数の回路トレースの各々が一対の回路パッドに結合され得、回路トレースがベース層の上側面上に形成され得る。絶縁層が、回路トレースを外部環境から隔離するために回路トレースの上に形成され得る。ベース層、複数の回路トレースおよび絶縁層がフレキシブル回路シートを形成することができる。ベース層および絶縁層がフレキシブル回路シートを可撓性にするのを促進するように構成される材料特性および厚さを有することができ、その結果、フレキシブル回路シートが医療デバイスの非平坦な表面に従うように適合される。
[0007]別の形態では、医療デバイスのためのフレキシブル回路組立体が本開示の教示に従って提供される。フレキシブル回路組立体が、ベース層と、複数の回路トレースと、絶縁層とを有することができる。複数の回路トレースの各々が第1および第2の回路パッドに結合され得、複数の回路トレースがベース層の上側面上に形成され得る。絶縁層が、回路トレースを外部環境から隔離するために回路トレースの上に形成され得る。ベース層、複数の回路トレースおよび絶縁層がフレキシブル回路シートを形成することができる。ベース層および絶縁層が、フレキシブル回路シートを可撓性にするのを促進する0.05mm以下のフレキシブル回路シートの全体の厚さと組み合わされる材料特性を有することができ、その結果、フレキシブル回路シートが医療デバイスの非平坦な表面に従うように適合される。
[0008]別の形態では、医療デバイスのためのフレキシブル回路組立体が本開示の教示に従って提供される。フレキシブル回路組立体が、ベース層と、複数の回路トレースと、絶縁層とを有することができる。複数の回路トレースの各々が第1および第2の回路パッドに結合され得、複数の回路トレースがベース層の上側面上に形成され得る。絶縁層が、回路トレースを外部環境から隔離するために回路トレースの上に形成され得る。ベース層、複数の回路トレースおよび絶縁層が、医療デバイスの可撓性構成要素の非平坦な表面に結合されるように構成されるフレキシブル回路シートを形成することができる。ベース層および絶縁層が、フレキシブル回路シートを可撓性にするのを促進する約0.04mmから0.05mmの間のフレキシブル回路シートの全体の厚さおよび約0.4mmから0.5mmの間の対応する曲げ半径と組み合わされる材料特性を有することができ、その結果、フレキシブル回路シートが非平坦な表面に従って可撓性構成要素を曲げるときに共に曲げられるかまたは湾曲されるように構成される。
[0009]本明細書で提示される説明から別の適用可能分野が明らかとなる。説明および特定の実施例が単に例示を目的とすることを意図され、本教示の範囲を限定することを意図されないことを理解されたい。
[0010]詳細な説明、添付の特許請求の範囲および以下の図面から本教示がより完全に理解される。これらの図面は選択される実施形態を単に例示することを目的とし、限定することを一切目的とせず、本開示の範囲を限定することを意図されない。
[0011]本開示の原理による例示のナビゲーションシステムを示す斜視図である。 [0012]本開示の原理によるナビゲーションシステムと共に使用されるための例示の柔軟性(malleable)のある吸引器具を示す上面図である。 [0013]本開示の原理による例示の吸引器具を示す側面図である。 [0014]本開示の原理による例示のフレキシブル回路シートを有する例示の吸引器具の遠位領域を示す部分斜視図である。 [0015]図5は本開示の原理による例示のフレキシブル回路シートに付随する例示の吸引器具の遠位領域を示す部分側面図である。 [0016]図5Aは本開示の原理による例示のワイヤルーティング構成を示す分解図である。 [0017]本開示の原理による図5の例示の吸引器具を示す部分断面図である。 [0018]本開示の原理による例示の吸引器具のハンドル部分を示す部分図である。 [0019]本開示の原理による例示の代替の追跡センサ構成を示す図である。 本開示の原理による例示の代替の追跡センサ構成を示す図である。 [0020]本開示の原理による例示の柔軟性のある吸引器具の例示の曲げられたまたは成形された構成を示す図である。 [0021]本開示の原理による例示のフレキシブル回路シートに付随する例示の代替の追跡構成を示している、例示の吸引器具の遠位領域を示す部分斜視図である。 [0022]本開示の原理による別の例示の代替の追跡構成を示している、例示の吸引器具の遠位領域を示す部分斜視図である。 [0023]図13Aは本開示の原理によるフレキシブル印刷回路シート(flexible printed circuit sheet)の例示の構成を示す分解斜視図である。 [0024]図13Bは本開示の原理による例示の組み立てられた構成の図13Aのフレキシブル印刷回路シートを示す斜視図である。 [0025]本開示の原理による別の例示のフレキシブル印刷回路シートを示す斜視図である。 [0026]本開示の原理による曲げられた状態または湾曲状態の図14のフレキシブル印刷回路シートを示す斜視図である。 [0027]本開示の原理による、例示の器具の外側表面に従う湾曲状態の図14および15のフレキシブル印刷回路シートを示す斜視図である。 [0028]本開示の原理による、例示のフレキシブル回路シートに付随し、ワイヤ管理チャネルを有する図5の例示の吸引器具の遠位領域を示す部分側面図である。 [0029]本開示の原理による、例示のフレキシブル印刷回路シートと、付随のコイルとを有する患者追跡デバイスを示す斜視図である。 [0030]本開示の原理による別の例示のフレキシブル印刷シートを示す平面図である。 [0031]図20Aは本開示の原理による図19のフレキシブル印刷回路シートの多様な例示の構成を示す側面図である。 図20Bは本開示の原理による図19のフレキシブル印刷回路シートの多様な例示の構成を示す側面図である。 図20Cは本開示の原理による図19のフレキシブル印刷回路シートの多様な例示の構成を示す側面図である。
[0032]以下の説明は本質的に単に例示であり、本開示、その適用または使用を限定することを意図されない。図面全体を通して、一致する参照符号が、各々が原寸に比例して示されている種々の要素を備える同様のまたは一致する部品または特徴を示すことを理解されたい。以下の説明は例示の可撓性のまたは柔軟性のある吸引器具に動作可能に付随するフレキシブル回路シートに概して関連するが、フレキシブル回路シートが多様な別の手術器具を含めた多様なデバイスおよび/または器具に付随してよいことを理解されたい。
[0033]種々の例示の実施形態は、本開示を完全なものとして本開示によりその範囲を当業者に完全に伝達することを目的として、提供される。本開示の例示の実施形態を完全に理解するのを可能にするために、特定の構成要素、デバイス、システムおよび/または方法の実施例などの多数の特定の詳細が記載される。特定の詳細が採用される必要がないこと、例示の実施形態が多くの異なる形態で具体化され得ること、および、例示の実施形態を本開示の範囲を限定するものとして解釈するべきではないことが当業者には明らかであろう。一部の例示の実施形態では、よく知られるプロセス、よく知られるデバイス構造、および、よく知られる技術は詳細には説明されない。
[0034]図1は、本開示の種々の例示の実施形態による、ナビゲート可能な柔軟性のある吸引デバイスまたは吸引器具などの手術器具100を非視線(non−line−of−sight)でナビゲートするのに使用されるための画像誘導ナビゲーションシステム10の概観を概略的に示す図である。例示のナビゲーションシステムには、2008年4月29日に発行されたJohn H.Dukeshererらの米国特許第7,366,562号および2008年6月5日に公開されたBradley A.Jascobらの米国特許出願公開第2008/0132909号に開示されるナビゲーションシステムが含まれ、これらは共に参照により本明細書に組み込まれる。市販のナビゲーションシステムには、米国、コロラド州、Louisvilleに事業所を有するMedtronic Navigation,Incによって販売されるStealthStation(登録商標)AxiEM(商標)Surgical Navigation Systemが含まれる。耳、鼻および喉(ENT)の手技に関連させてナビゲーションシステム10および吸引器具100を概して説明するが、ナビゲーションシステム10および吸引器具100が多様な別の適切な手技でも使用され得ることを理解されたい。
[0035]概して、ナビゲーションシステム10は、その遠位先端部または遠位端を含めた例示の吸引器具100のロケーションを追跡するのに使用され得、吸引器具100が本明細書で後で説明するように付随の例示のフレキシブル印刷回路シート232を有する。ナビゲーションシステム10が、概して、Cアーム24および画像デバイス制御装置28として構成される、蛍光透視X線撮像デバイスなどの任意選択の撮像システム20を有することができる。Cアーム撮像システム20は、当技術分野でよく理解されるデジタルカメラまたはCCDカメラなどの任意の適切な撮像システムであってよい。取得される画像データはCアーム制御装置28内に記憶され得、画像データ40を表示するためのディスプレイデバイス36と、ユーザインターフェース44とを有する、ナビゲーションコンピュータおよび/またはプロセッサ制御装置あるいはワークステーション32に送信され得る。また、ワークステーション32が、画像プロセッサと、ナビゲーションプロセッサと、命令およびデータを保持するためのメモリとを有することができるかまたはそれらに接続され得る。ワークステーション32が、ナビゲートされる手技を補助する最適化プロセッサを有することができる。また、画像データが必ずしも最初に制御装置28内で保持されず、ワークステーション32に直接に伝送されてもよいことを理解されたい。さらに、ナビゲーションシステムを処理することおよび最適化を行うことがすべて単一または複数のプロセッサを用いて行われてもよく、これらのプロセッサのすべてがワークステーション32に含まれても含まれなくてもよい。
[0036]ワークステーション32が、画像として画像データ40をディスプレイデバイス36上に表示すること、受信した画像データを保存すること、受信した画像データをデジタル操作すること、または、受信した画像データのハードコピー画像を印刷することのための機器を提供する。キーボード、マウス、タッチペン、タッチスクリーン、または、別の適切なデバイスであってよいユーザインターフェース44が、内科医または使用者50が、Cアーム制御装置28を介して撮像デバイス20を制御するためにまたはディスプレイデバイス36の表示設定を調整するために入力を行うのを可能にする。
[0037]継続して図1を参照すると、ナビゲーションシステム10が、電磁(EM:electromagnetic)追跡システム60などの、追跡システムをさらに有することができる。EM追跡システム60の考察は任意の適切な追跡システムに関連させて理解され得る。EM追跡システム60は、コイルアレイ64および/または第2のコイルアレイ68などのローカライザと、コイルアレイ制御装置72と、ナビゲーションプローブインターフェース80と、追跡可能な吸引器具100とを有することができる。器具100が、本明細書で考察されるように、器具追跡デバイス(複数可)84を有することができる。簡単には、追跡デバイス84は、位置を特定するコイルアレイ64、68によって作られる場を感知するための電磁コイルを有することができ、追跡デバイス84のロケーションを決定するための情報をナビゲーションシステム10に供給することができる。次いで、ナビゲーションシステム10が吸引器具100の遠位先端部の位置を決定することができ、それにより患者34および患者スペース(patient space)を基準としてナビゲーションを行うことが可能となる。
[0038]EM追跡システム60は、ナビゲーションに使用される電磁場を形成するのにコイルアレイ64、68を使用することができる。コイルアレイ64、68は、患者スペースと称される場合もある患者34のナビゲーション領域内に別個の電磁場を発生させるように各々が動作可能である複数のコイルを有することができる。代表的な電磁システムが、1999年6月22日に発行された「Position Location System」と題される米国特許第5,913,820号および1997年1月14日に発行された「Method and System for Navigating a Catheter Probe」と題される米国特許第5,592,939号に記載されており、これらの各々が参照により本明細書に組み込まれる。
[0039]コイルアレイ64、68はコイルアレイ制御装置72によって制御または駆動され得る。コイルアレイ制御装置72は、時分割多重法または周波数分割多重法でコイルアレイ64、68内の各コイルを駆動させることができる。この点に関連して、別個の時間に各コイルが個別に駆動されてもよく、または、各々が異なる周波数で駆動されるようにすべてのコイルが同時に駆動されてもよい。
[0040]コイルアレイ制御装置72を用いてコイルアレイ64、68内のコイルを駆動させると、患者34内の医療手技が実施されるやはり患者スペースと称される場合もあるエリア内に電磁場が発生される。患者スペース内に発生される電磁場は、吸引器具100の上または中に配置される追跡デバイス84内で電流を誘導する。追跡デバイス84からのこれらの誘発信号(induced signal)がナビゲーションプローブインターフェース(navigation probe interface)80に供給され得、次いでコイルアレイ制御装置72へと転送され得る。ナビゲーションプローブインターフェース80はまた、器具100内の追跡デバイス84と直接にインターフェース接続するための、増幅器と、フィルタと、バッファとを有することができる。別法として、追跡デバイス84または別の任意の適切な部分が、ナビゲーションプローブインターフェース80に直接に結合されるのではなく、参照により本明細書に組み込まれる2002年11月5日に発行された「Surgical Communication Power System」と題される米国特許第6,474,341号で開示されるような無線通信チャネルを採用してもよい。
[0041]追跡システム60は、電磁追跡組立体を使用する場合、磁場を発生させるために患者32に隣接させるようにコイルアレイ64、68を配置することにより本質的に仕事をし、磁場は低エネルギーであってよく、概してナビゲーションフィールド(navigation field)と称されてよい。ナビゲーションフィールドまたは患者スペース内のすべてのポイントに固有の磁場強度が関連付けられるので、電磁追跡システム60が追跡デバイス84のロケーションの磁場強度を測定することにより器具100の位置を決定することができる。コイルアレイ制御装置72が追跡デバイス84から誘発信号を受信してロケーションに関する情報を伝送することができ、ここでは、ロケーション情報には、追跡される吸引器具100に付随する追跡デバイス84の、x、yおよびzの位置と、ロール、ピッチおよびヨーの姿勢との両方の情報が含まれてよい。したがって、6自由度(6DOF:six degree of freedom)の情報がナビゲーションシステム10を用いて決定され得る。
[0042]次に図2〜10を参照して、ナビゲートされる柔軟性のある手術器具100を詳細に説明する。例示の一構成では、柔軟性のある手術器具100が吸引を行うのに使用され得、これには、ENT手技で流体および組織を除去することが含まれる。しかし、ナビゲートされる柔軟性のある手術器具100が所望される可能性がある多様な別の外科手技にも使用され得、柔軟性のあるまたは可撓性の内視鏡、柔軟性のあるまたは可撓性のカテーテル、および/あるいは、柔軟性のあるカニューレの形態で提供され得ることを理解されたい。したがって、以下の説明はナビゲートされる柔軟性のある吸引器具100を継続して参照するが、本考察は上で考察したような手術器具にも適用され得る。
[0043]吸引器具100が、チューブ組立体110と、ハンドル組立体114と、追跡センサ構成118とを有することができる。吸引器具100は一回使用となるように構成されてよく、したがって、この使用後に廃棄される。チューブ組立体110が、柔軟性のある細長管状ボディ126と、挿入部分130とを有することができる。図6に示されるように、管状ボディ126が外径134および内径138を有することができ、また、ハンドル組立体114に結合される第1の端部142と、挿入部分130を受けるように構成される第2の反対側の端部148とを有することができる。第2の端部148が、やはり図6に示されるように、ボディ126の残りの部分の内径138より大きい内径156を有する内部環状凹部152を有することができる。柔軟性のある細長ボディ126は、AL3003−Oなどの種々のアルミニウム合金、304annealedなどの種々のステンレス鋼合金、さらには、チタン、ニオブ、モリブデン、タンタル、ニチノール、ビニルおよびマルチルーメン材料を含めた、種々の別の材料から形成されてよく、その結果、本明細書で考察するように、柔軟性のある細長ボディ126が、多様な構成となるように曲げられるかまたは成形されてその曲げられた構成または成形された構成を維持するのを促進するような柔軟性を有するようになる。また、ボディ126は、多様な長さ、ならびに、7French、9Frenchおよび12Frenchの直径を含めた多様な直径を有するように提供され得る。
[0044]挿入部分130は、少なくとも追跡センサ84のための非柔軟性の支持体を提供するように構成され得る。挿入部分130は、やはり図6に示されるように、環状凹部152の内径156に実質的に等しい外径160、および、柔軟性のある細長ボディ126の内径138に実質的に等しい内径164を有することができる。このようにして、実質的に等しい内径138、164が、吸引を行うための実質的に一定の流れ経路166を形成することができる。しかし、内径138、164が変化する寸法を有するように提供されてもよいことを理解されたい。また、挿入部分130は、14mmを含む、10mmから15mmの例示の軸方向長さを有することができる。挿入部分130は、第1の端部172と、第2の反対側の端部176とを有することができる。挿入部分130の第1の端部172が図6に示されるように環状凹部152内で受けられ得る。挿入部分は、本明細書で説明されるように、追跡デバイス84を受けて収容するのを促進するために剛性構造を有してよい。このように、挿入部分130はステンレス鋼または別の生物適合性の剛性材料から形成または製造されてよく、したがって、挿入部分130は細長ボディ126のような柔軟性を有さない。また、挿入部分は約10mmの例示の軸方向長さを有することができる。
[0045]挿入部分130が、図5および6に示されるようにその外側で受けられるスリーブ190を有することができる。スリーブ190は、挿入部分130の外径に実質的に等しい内径194、および、ボディ126の外径134に実質的に等しい外径198を有することができる。スリーブ190がボディ126を基準として異なる外径を有するように構成されてもよいことを理解されたい。スリーブ190は、図6に示されるように、挿入部分130の第1の端部172から第2の端部に向かって挿入部分130の一部分にわたって延在してよい。例示の一構成では、スリーブ190は第1の端部172から延在してよく、ボディ126の環状凹部152に対して挿入部分130を結合させるときにボディ126の第1の端部142に接触してよい。別の例示の構成では、スリーブ190は上で考察した形と同様の形でボディ部分130の第1の端部172から延在してよいが、図6に示されるようにボディ126の第1の端部142は届かずに終端してよい。スリーブ190が挿入部分130に対して固定され得、挿入部分130が適切な接着剤を用いて環状凹部152に対して固定され得る。スリーブ190はポリマー材料または別の適切な材料で形成されてよい。スリーブ190はまた、挿入部分130の第2の端部176に実質的に位置合わせされるように構成される第1の端部220を有することができる。第1の端部220は曲線状のまたは面取りされる鈍い遠位先端部または端部分222を有することができ、したがって、吸引手技中に組織を切ったり傷つけたりすることなく周辺組織に接触して配置され得る。例示の一構成では、端部分222は、組織を切ったり傷つけたりするのを防止するために挿入部分130上を延在してよい。
[0046]図4および5を具体的に参照すると、スリーブ190は、本明細書で説明するように、追跡センサ構成118を受けて支持するのを促進するように構成される複数の平坦セクション206を有することができる。例示の一構成では、スリーブ190が、追跡デバイス84を着脱自在に受けるように構成される少なくとも3つの平坦セクション206を有することができる。この構成では、追跡デバイス84が本明細書で説明するように3つのコイル組立体214を有することができる。簡単には、例示の一構成では、3つのコイル組立体214の各々が、約1.5mmから2mmの全体の軸方向長さおよび約0.3mmから0.5mmの全径と、円筒形構造を形成するための円筒形ベース部分に沿って巻かれる複数のワイヤ巻線とを有する、図4および5に示されるような円筒形構造を有することができる。複数の巻線は、図5に概して示されるように、概して均等な円筒形構造を有するコイル組立体214を形成することができる。各平坦セクション206が、例えば図5および6に示されるように、対応するコイル組立体214を受けるように構成される、中に形成されるスロットまたは凹部218を有することができる。各スロット218は、チューブ組立体110の長手方向軸208に対して35度から75度の角度で対応する平坦セクション206内に形成され得、これには55度の角度が含まれる。例示の一構成では、各スロット218が図5に示されるように長手方向軸208に対して55度の角度で形成され得る。図4〜6にやはり概して示されるように、3つの平坦セクション206の各々がスリーブ190の円周の周りに等距離にすなわち120度で配置され得、したがって、3つのコイル組立体214が同様にスリーブ90の円周の周りで同様に等距離に配置される。平坦なセクション206を用いず、コイル組立体がスリーブに結合され、平行になることを含めて長手方向軸に対して別の向きで位置合わせされてもよいことを理解されたい。この点に関して、スリーブ190が、コイル組立体214を受けるように構成される円形断面形状の外側表面を有することができる。
[0047]コイル組立体214がナビゲーションシステム10と協働する上述したような3つのコイル組立体を有することができ、その結果、6DOFのトラッキング情報が決定され得る。しかし、6DOFの追跡情報をやはり決定するのを可能にするために、2つのコイル組立体214がナビゲーションシステム10との組み合わせで使用されてもよいことを理解されたい。3つのコイル組立体214が利用されるような構成では、3つのコイル組立体のうちの2つのコイル組立体が長手方向軸208を基準として一定の角度で配置され得、第3のコイル組立体は長手方向軸208を基準として一定の角度で配置されるかまたは平行に配置される。また、3つのコイル組立体214は各々が互いに対して一定の角度で配置され得る。上で考察したように、長手方向軸208に対する3つのコイル組立体214の例示の角度は55度であってよく、これはさらにパッケージングを最適化し、また、スリーブ190の円周の周りでのコイル組立体の間隔も最適化する。55度の角度を考察してきたが、必要となる可能性がある別の角度がコイル組立体214および器具100と共に使用されてもよいことを理解されたい。また、上で考察したように、コイル組立体が長手方向軸208と平行になるようにまたは長手方向軸208に対して垂直となるように配置されてもよいことを理解されたい。
[0048]追跡デバイス84が2つのコイル組立体214を有する構成では、2つのコイル組立体はスリーブ190の外周の周りで同様に等間隔に配置されてよく、つまり、180度離間されて配置されてよく、さらに、各々が互いに対して一定の角度でかつチューブ組立体110の長手方向軸208に対して一定の角度で配置され得る。この構成では、2つのコイル組立体が、6DOFの追跡情報を決定するのを可能にするようにナビゲーションシステム10とやはり協働することができる。例示の一構成では、2つのコイル組立体214がチューブ組立体210の長手方向軸208に対して約35度から75度の角度で配置され得、これには約55度の角度が含まれる。
[0049]さらに図8および9を参照すると、代替の巻線構成を有する2つの例示のコイル組立体214Aおよび214Bが、例示の器具の例示の管状構造223に動作可能に関連付けられて示される。コイル組立体214Aおよび214Bは各々が、図5に示されるコイル組立体214の全体の円筒形構造と比較すると非線形の全体形状を有してよい。コイル組立体214Aは中央弓形凹部または凹面224を有することができ、ここでは、凹部224が図8に概して示されるように複数の巻線の反対側の端部225より小さい外径を有する。コイル組立体214Aの巻線構成は、器具の全体の外側寸法またはサイズを最小にするように作用しながらベースワイヤでのコイル巻線の量を最大にするのを可能にすることができる。この点に関して、コイル組立体214Aが管状構造223の外側表面226に実質的に従う弓形凹部224を備えるように図8に示されており、その結果、コイル組立体(複数可)214Aは管状構造の外側表面226の周りで本質的に入れ子状となる。この点に関して、円筒形のコイル組立体が管状構造223の外径に隣接するように配置されることにより概してクリアランスが得られるので、組立体全体の全外径を実際的に増大させることなく、コイルのいずれかの端部上の隙間またはスペース221が追加の巻線を有することができるようになる。これにより、ナビゲートされるスペース内の感度を向上させることができ、つまり感度を強めることができる。
[0050]図9を具体的に参照すると、コイル組立体214Bが、例示の管状構造の内径229に従ってその中で入れ子状となるように構成される弓形凸面の全体形状227を有することができる。コイル組立体214Aと同様に、この構成は、1つまたは複数のコイル組立体214Bを受けるのに必要となる管状構造223の内径229をやはり最小にするように作用しながらベースワイヤでの巻線の量を最大にするのを可能にすることができる。
[0051]図5および5Aを具体的に参照して、次に、追跡センサ構成118を詳細に説明する。追跡センサ構成118が、2つまたは3つのコイル組立体214を有する追跡デバイス84、さらには、第1のセットのリードワイヤ228、フレキシブル印刷回路基板またはシート232、ならびに、第2のセットのリードワイヤ236を有することができる。第1のセットのリードワイヤ228が、図5に概して示されるように、各コイル組立体214のための一対のリードワイヤ228Aおよび228Bを有することができる。リードワイヤ228Aおよび228Bのそれぞれの各対が、フレキシブル印刷回路シート232上のそれぞれの一対の回路接続部240の第1の端部まで経由され得る。後でより詳細に考察するように、フレキシブル回路シート232は、医療器具または別の器具で必要となる可撓性を有することと同時に、医療器具または別の器具で利用される精密なワイヤを終端接続させることに伴う時間およびコストを改善することを促進することができる。3つのコイル組立体を有する追跡デバイス84を説明するが、例えば、利用されるナビゲーションシステムの性質さらには所望される自由度の数に応じて所望されるかまたは必要とされる可能性があるこれより多いまたはこれより少ないコイル組立体が利用されてもよいことを理解されたい。
[0052]フレキシブル印刷回路シート232が可撓性のバッキングまたはベース層244を有することができ、その結果、例えば図4に示されるようにボディ126の外側表面の外形に容易に従うことができる。フレキシブル印刷回路シート232がボディ126の周囲の全体または一部に巻き付くことができ、図5および6に概して示されるように、ボディ126の第2の端部148に隣接するように配置され得る。このようにして、図6に示される挿入位置にある挿入部分130がフレキシブル印刷回路シート232の全体または実質的に全体の下にくることができる。この場合、剛性の挿入部分130が、フレキシブル印刷回路シート232の一領域内で柔軟性のあるボディ126を曲げたり湾曲させたりするのを防止することができる。例示の一構成では、フレキシブル印刷回路シート232がスリーブ190の一体部分であってよい。別の例示の構成では、フレキシブル印刷回路シート232がスリーブ190上で同様の形で配置されてもよい。この構成では、フレキシブル印刷回路シート232が、コイル組立体214とボディ126の第2の端部148に隣接するスリーブ190の端部との間で、スリーブ190上に配置されてよい。
[0053]第2のセットのリードワイヤが、図5Aの部分分解図を参照しながら図5に概略的に示されるように、3つのそれぞれの対のワイヤ236A、236B、236Cを有することができる。図2〜5、6〜7および10が第2のセットのリードワイヤ236を1つの要素として示すが、これが単に例示のためであることを認識すべきであり、図2〜5、6〜7および10に示される第2のセットのリードワイヤが図5Aに示されるように3つのそれぞれの対のリードワイヤ236A〜Cを有することを理解されたい。各対のリードワイヤ236A〜Cは図5Aにやはり示されるように一体に捻じれてよく、互いに隣接するように配置され得る。捻じれた対236A〜Cのワイヤが、隣接するリードワイヤの各対の間での電気的干渉またはクロストークを低減することができる。各対のリードワイヤはフレキシブル印刷回路シート232を介して単一のコイル組立体214に接続され得る。リードワイヤはまた、その外側表面上に、Teflonコーティング、あるいは、別の適切な滑らかなコーティングまたは摩擦軽減コーティングを有することができる。各対のリードワイヤ236A〜Cはフレキシブル印刷回路シート232上のそれぞれの回路バッド240の反対側の端部に結合され得る。リードワイヤ228が別法としてフレキシブル印刷回路シート232を使用することなく捻じれた対のリードワイヤとしてボディ126に沿って延在してもよく、または、それぞれの捻じれた対のリードワイヤ236まで上方に延在して直接に終端接続されてもよいことを理解されたい。
[0054]3つの対の捻じれたワイヤ236A〜Cを有する第2のセットのリードワイヤ236は、例えば図3〜5Aに概略的に示されるように、フレキシブル印刷回路シート232から第2の端部148まで細長ボディ126の周りに螺旋状に巻かれ得る。ワイヤ236は図5および5Aに概略的に示されるように長手方向軸208に対して約0度から85度の角度αでボディ126の外側に巻かれてよく、これには約30度が含まれる。ボディ126の周りでのワイヤ236の一巻きは、図5を参照して示されるように、約2mmから45mmの距離Dだけ互いから離間されてよく、これには約5mmが含まれる。例示の一構成では、この範囲には約15mm〜45mmが含まれてよい。長手方向軸に対してワイヤ236が鋭角に螺旋状に巻かれて、ワイヤとTeflonコーティングとの間のそれぞれの間隔が接近することにより、本明細書で考察するように、ワイヤ236を破損させるかまたは別の形で損傷させることなく、有意な角度で柔軟性のあるボディ126を曲げるのを可能にすることが促進され、これには90度を超える角度が含まれる。ワイヤ236がフレキシブル印刷回路シート232または追跡デバイス84から第2の端部148まで一巻きでボディ126に沿うように配置されてもよいことを理解されたい。この点に関して、巻き間隔は約2mmからボディ126の長さまでであってよい。また、ワイヤ236は、ボディ136の周りに巻かれることなくフレキシブル印刷回路シート232から第2の端部148までボディ126に沿うように配置されてもよい。
[0055]第2のセットのワイヤ236が第1の端部142まで管状ボディ126の外側に螺旋状に巻かれると、ワイヤは、図7に概略的に示されるように、ハンドル組立体114内のスロット254内を経由してケーブルコネクタ組立体258のそれぞれのリードワイヤに接続され得る。ケーブルコネクタ組立体258は図1に概略的に示されるようにナビゲーションプローブインターフェース80に接続され得る。ハンドル組立体114が2つの半体セクション264を有することができ、例示のために一方の半体セクションが図7に示される。
[0056]図6を具体的に参照し、さらに、図2〜5A、7および10を継続して参照すると、チューブ組立体110が、図6の断面図に示されるように、組立体全体を覆う重合体外側熱収縮材(heat shrink)272を有することができる。したがって、熱収縮材272は、ボディ126に沿って螺旋状に巻かれるワイヤを含めて、細長ボディ126と、挿入部分130と、センサ構成118とを覆うことができる。熱収縮材272は、ボディ126を曲げることと、曲げられた結果として螺旋状に巻かれるワイヤ236がわずかに相対的に移動することとの両方を可能にするための十分な可撓性を提供しながら、チューブ組立体110およびセンサ構成118の上に外側被覆物またはシェルを形成することができる。この点に関して、ワイヤは熱収縮材と管状ボディとの間で移動可能に捕捉され得る。熱収縮材被覆物は電気遮蔽バリアとしても機能することができる。熱収縮材被覆物は図6のみに示され、他の種々の図では単に分かり易さのためにセンサ構成118およびワイヤ236の経路をより良好に例示するために、熱収縮材被覆物が示されていないことを理解されたい。この点に関して、熱収縮材272が図2〜10に示されるチューブ組立体110およびセンサ構成118を覆うことができることを理解されたい。
[0057]上で考察したように、ハンドル組立体114は例えば2つの半体などの複数の構成要素を有することができ、図7に示される半体の一方の半体が、中に形成される吸引通路280に流体連通される吸引チューブ組立体110の第1の端部を受ける。吸引通路280はハンドル(図2および3)の近位端から突出するコネクタ284のところで終端接続されてよく、吸引源(図示せず)に流体連通される吸引ホースまたは別の構成を受けるように構成され得る。上で考察したようにワイヤがケーブル組立体に接続されてスロット254内を経由させられると、ハンドル組立体114のもう一方の半体が接続され、図2および3に示されるようにハンドルを形成するためにハンドルの半体を一体に接着させるのに接着剤が使用され得る。
[0058]図2を具体的に参照すると、ハンドル組立体114が、ハンドル組立体114の外側表面294から延在して吸引通路280に流体連通される孔292の形態であってよい吸引調整の特徴290を有することができる。オペレーション中、外科医または器具100の使用者50が孔292の開口部を変化させるために孔292の上の自分の親指または別の物体を配置することができ、それにより通路166の流れ経路内で得られる吸気圧力の量が変化する。例えば、孔292が完全に開けられた状態または覆われない状態で維持される場合、完全ではないにしても、挿入部分130の第1の端部172ではなく孔292を通して大部分の吸引が行われる。対して、孔192が完全に覆われるかまたは閉鎖されると、端部172で最大量の吸引が行われる。したがって、孔292の開口部を完全に閉じられた状態と完全に開けられた状態との間で変化させることにより、それに対応して端部172で行われる吸引の量を変化させることができる。
[0059]さらに図10を参照すると、オペレーション中、例示の構成300A〜Dによって概略的に示されるように、柔軟性のある細長ボディ126が種々の構成となるように曲げられ得る。ボディ126が柔軟性のある性質を有することにより、捻じれ部分を発生させることなくボディ126を種々の構成にするために曲げることを可能となり、また、さらに別の構成となるように曲げられるか成形されるまでその種々の構成を維持することができる。さらに、柔軟性のあるボディ126は、曲げを促進するためのマンドレルなどの追加のツールを必要とすることなく上で考察したように曲げられ得るかまたは成形され得る。これは例えば、手技の実施中に曲げを促進するための追加のツールまたは別の設備に頼る必要なく、外科医が手技中に患者に近接してボディ126を手によって複数回曲げることが可能となる、という点で有利である。
[0060]さらに、Teflonコーティングと併せた、ワイヤ236の螺旋状に巻かれる構成により、ワイヤを破損させることなく90度を含む種々の角度で柔軟性のあるボディ126を曲げることが可能となる。より具体的には、長手方向軸に対して一定の角度でワイヤ236を互いに近接するようにボディ126の周りに螺旋状に巻くことにより、巻かれたワイヤが曲げ形状に従うことできるようになり、曲げられたチューブと共に軸方方向に移動または湾曲することができるようになり、この場合、曲げられるときに歪みが発生したりおよび/または破損したりすることがない。加えて、Teflonコーティングにより、曲げ中にチューブと外側収縮コーティング272との間でワイヤを相対運動させるための潤滑性が向上する。
[0061]さらに、遠位先端部222の近くに追跡デバイス84を設けることにより、患者34の身体空洞内で視線(line of sight)から外れるときに、吸引器具の遠位先端部222が、吸引器具100の遠位先端部のための十分に正確な位置データを提供するように追跡され得るようになる。これは、例えば先端部がハンドルを基準として曲げられるかまたは移動させられることができそれでも依然として追跡され得ることを理由として、柔軟性のある吸引器具100の場合に特に有用である。対して、仮に追跡デバイスがハンドル(後方で追跡されるシステムなど)内にあり、その後でボディ126が曲げられるか成形されるような場合では、ナビゲーションシステムが遠位先端部の位置を正確に追跡することができない。この点に関して、本教示は、手技中に必要とされる可能性がある種々の構成となるように曲げられ得るかまたは形成され得る、先端部が追跡される柔軟性のある吸引器具と、種々の曲げ位置のいずれでも正確に追跡され得る遠位先端部とを提供する。
[0062]使用時、患者34は手術台または別の適切な構造の上に位置してよく、ENTエリアなどの患者スペースまたはナビゲーションスペースの適切な画像データが取得され得る。画像データは当技術分野で知られるようにナビゲーションスペースに登録され得る。外科医50が標的部位に到達させるための柔軟性のある吸引器具100の形状を決定してその決定された形状となるように吸引器具100を曲げることができ、ここでは、上で考察したように器具100は曲げられた形状を維持する。曲げられるかまたは成形された手術器具100は、次いで、標的部位まで誘導され得、ここでは、照準線が、画像データ上に重ねられる器具100の遠位先端部の位置を表す。照準線は、器具100を標的部位までナビゲートするときに遠位先端部の追跡される相対位置を示すことができる。加えて、成形された器具100を標的部位までナビゲートするときにその成形された構成を変更する必要があると外科医が決定した場合、外科医が器具100を曲げるおよび/または再成形することができ、それにより新たに成形された構成が得られ、上で考察したように再び手順を先に進めることができる。
[0063]さらに図11を参照して、次に代替の追跡デバイス構成84’を考察する。図11に見られるように、追跡デバイス84’は、コイル組立体214’の代わりに使用され得る2つまたは3つの巻き付けられるコイル組立体214’を有することができる。コイル組立体214’は遠位先端部222の近位側でスリーブ190の周りに巻き付けられ得る。例示の一構成では、コイル組立体214’は、長手方向軸208に対して非垂直かつ非平行な一定の角度の巻き付け軸(wrap axis)を有するように重ねられる形でスリーブ190の周りに個別に巻き付けられ得る。示される例示の構成では、コイル組立体214’は、互いに対しておよび長手方向軸208に対して一定の角度でスリーブ190の周りに巻き付けられ得る。別の例示の構成では、コイル組立体214’は軸方向において互いに離間されてスリーブ190の周りに巻き付けられ得る。コイル組立体214’のさらなる考察は、2010年4月29日に出願された「Method and Apparatus for Surgical Navigation」と題される米国特許出願第12/770,181号で見ることができ、その開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
[0064]さらに図12を参照すると、器具100に付随する別の代替の追跡デバイス構成84”が示される。追跡デバイス84”はやはり追跡デバイス84の代わりに使用され得、遠位先端部222の近位側でスリーブ190の周りに配置される複数の長円コイル組立体214”を有することができる。例示の一構成では、4つのコイル組立体214”のうちの2つのコイル組立体が遠位先端部222の近位側でスリーブ190の周りに配置され得る。示される例示の構成では、4つのコイル組立体214”が遠位先端部222の近位側でスリーブ190の周りで円周方向に離間され得、軸コイル304が図12に示されるようにコイル組立体214”の近位側に配置され得る。例示の一構成では、2つの長円コイル組立体214”が軸コイル304を備えることができる。2つのコイル組立体214”はまた、軸コイル304を備える2つの対のコイル組立体214”を含むことができる。
[0065]コイル組立体214”は、楕円形、円形または長円形などの、種々の選択される形状となるように形成され得る。例示の一構成では、軸コイル304は図12に示されるようにスリーブ190またはボディ126の外側表面と同心であってよく、その周りに巻き付けられてよい。コイル組立体214”および軸コイル304のさらなる考察は、2011年1月28日に出願された「Method and Apparatus for Image−Based Navigation」と題される米国特許出願第13/016,740号で見ることができ、その開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
[0066]次いで図13A〜18を参照して、次に、その種々の例示の構成を含めて、フレキシブル印刷回路シート232をさらに詳細に考察する。図13A〜13Bを具体的に参照すると、フレキシブル印刷回路シート232の例示の一構成が分解図(図13A)および組み立てられた図(図13B)の両方で示される。フレキシブル印刷回路シート232が、可撓性のバッキングまたはベース層244と、ベース層244の第1の側面または上側面354上に配置される銅トレース350などの1つまたは複数の回路トレースまたは導電性トレースと、トレース350に付随する回路パッド358と、少なくとも銅トレース350の上に形成されてベース層244に結合される絶縁層362とを有することができる。銅トレース350は上側面354上に配置されて示されているが、銅トレース350がベース層244の反対の下側面上に配置されてもよいことを理解されたい。銅トレース350である導電性トレースを参照して継続して考察するが、導電性トレースは、金属、ニッケル、金、または、ニッケル/金のめっきを有する銅から形成されてもよい。
[0067]フレキシブル印刷回路シート232が、付随のセンサまたはコイル、および、例示の吸引器具100のワイヤ228および236などのリードワイヤをファインゲージワイヤで終端接続するのを促進するための機構を有することができる。フレキシブル印刷回路シート232はまた、可撓性および/または共形性の器具および別のデバイス上で回路シート232を使用することと関連して製造および設計に柔軟性をもたせるのを可能にすることができる。例えば、センサワイヤをリードワイヤに電気的に終端接続させるための従来の技法には、はんだ付けを介してセンサワイヤをリードワイヤに直接に接続することが含まれてよい。センサワイヤおよびリードワイヤには約0.01mmの外径を有する58AWGワイヤが含まれる可能性があることを考えると、認識され得るであろうが、このような技法は非常に時間集約的および労働集約的である。実際に、センサワイヤをリードワイヤにはんだ付けするためのこのような従来の技法では、しばしば、顕微鏡または別の拡大装置を用いてプロセスを実行することが必要となり、それにより、製造プロセスにさらなるコストおよび支出が発生する可能性がある。
[0068]後でもさらに詳細に考察するように、本明細書で考察される例示のフレキシブル回路シートは、サイズ制限または体積制限のある特には医療器具のための、やはり可撓性または共形性を有することを必要とするファインゲージのセンサワイヤおよびリードワイヤを終端接続させる際の効率を向上させてコストを低減することを実現することができる。この点に関して、フレキシブル回路シート232上の回路パッド358は、例えば0.1mmから0.5mmの方形のパッドなどといったように、終端接続されることになるワイヤの外径より桁数が大きくてよい。例示の一構成では、回路パッド358は、終端接続されることになるワイヤのために大きい表面積を有することができ、その結果、例えば、回路パッド358の主要な長さ寸法の桁数を、終端接続されることになるワイヤの外径より大きくすることができる。例示の一構成では、終端接続されることになるワイヤは、約0.03mmから0.05mmの間の外径を有することができる。例示の一構成では、終端接続されることになるワイヤには、約0.01mmの外径を有する58AWGワイヤが含まれてよい。これはとりわけ、回路パッド358のサイズが大きいことを理由としてファインゲージワイヤをより容易にかつより効率的に終端接続させるのを促進することができる。
[0069]ベース層244は、適切な絶縁特性と、ベース層244を可撓性にして多様な表面幾何形状に従わせるのを可能にするための適切な材料特性とを有する種々の材料から形成されてよい。例えば、ベース層244(さらには、組み立てられた印刷回路シート232)は、柔軟性のある吸引器具100の外側管状表面に従うことができる。例示の一構成では、フレキシブル回路シート232の可撓性の性質が、付着された後で柔軟性のある器具100(例えば、図10)のチューブ組立体110と共に移動するのを促進することができる。例示の一構成では、ベース層244は、限定しないがポリアミドを含めたポリマー材料から形成され得る。図13A〜13Bに示される例示の構成では、ベース層244は約7mmの長さ366および約3mmの幅370を有することができる。しかし、ベース層244のサイズおよび形状が特定の用途に応じて変化してよいことを理解されたい。
[0070]銅トレース350はベース層244上で任意の所望される向きに配置または印刷されてよく、これには、ベース層244の長手方向軸374に対して実質的に垂直な向きが含まれてよい。同様に、銅トレース350は、フレキシブル印刷回路シート232の特定の構成に応じて多様な長さおよび幅を有することができる。図13A〜13Bに示される例示の構成では、銅トレース350は約1.25mm〜3.0mmの長さおよび約0.15mmの幅を有することができる。銅トレース350は約0.01mm〜0.04mmの厚さを有することができる。
[0071]回路パッド358は、図13A〜13Bに見られるように、銅トレース350の端部のところに配置または印刷されてよい。回路パッド358は、例えば図13A〜13Bに示される方形または実質的に方形の形状378を含めた、任意の所望される形状で形成されてよい。回路パッド358はまた、パッドに結合されることになるワイヤの一般的な外径より大きい寸法(複数可)を含めた、多様な寸法を有するように形成され得る。上で考察したように、ワイヤのサイズを基準として大きい寸法の回路パッド358はワイヤをパッド358により容易にはんだ付けするのを可能にし、それにより、ファインゲージワイヤを終端接続するのに必要となる器具を組み立てるのに伴う時間が短縮されて製造の複雑さが軽減される。
[0072]例えば、図13A〜13Bに示される例示の回路パッド358は形状が方形であり、約0.5mmの長さおよび幅を有する。同様に、回路パッド358の長さおよび幅がフレキシブル印刷回路シート232の特定の用途に応じて変化してよいことを理解されたい。回路パッド358は銅から形成されてよく、スズ/鉛、ニッケル/金、および/または、金などの、スズめっき材料を含むことができる。
[0073]絶縁層362は、フレキシブル回路シート232に可撓性および共形性を与えるのを可能にしてそれを阻害しないような任意の適当な手法で、銅トレース350の上に配置されてベース層244に結合され得る。例示の一構成では、絶縁層362は接着剤を用いてベース層244および銅トレース350に付着され得る。絶縁層362は、銅トレース350を外部接触から絶縁するために回路パッド358の間で銅トレース350を覆うかまたは実質的に覆うような形状および/または幅を有することができる。ベース層244と同様に、絶縁層362もポリアミドなどのポリマー材料から形成され得る。例示の一構成では、絶縁層362は感光性保護膜(photoimageable coverlay)であってよい。後でより詳細に考察するように、絶縁層362はベース層244の厚さより薄い厚さを有してよい。図13A〜13Bに示される例示の構成では、絶縁層362は、銅トレース350および対応する回路パッド358の例示の対称の配置に対応するような矩形の形状を有することができる。
[0074]例示の器具100などの構造にフレキシブル印刷回路シート232を結合するために、接着剤364が使用され得る。しかし、使用される手段が印刷回路シート232の可撓性の性質を阻害しないことを条件として、構造に対してフレキシブル回路シート232を固定するための別の手段が使用されてもよいことを理解されたい。例示の一構成では、接着剤364はベース層244の下側面すなわち第2の側面384に塗布され得る。この点に関して、ベース層244の第2の側面は実質的に滑らかであってよい。また、接着剤364が、ベース層244に塗布されることに加えてまたはその代わりに、構造に対して塗布されてもよいことを理解されたい。例示の一構成では、接着剤364には医療グレードの感圧接着剤が含まれてよい。別の例示の構成では、接着剤364には医療グレードの液体接着剤またはゲル接着剤が含まれてよい。
[0075]例示のフレキシブル印刷回路シート232は、図13Bに示される例示の組み立てられた構成では、約0.04mm〜0.07mmの間の一体に接着された全体の厚さ388を有してよい。一部の例示の構成では、全体の厚さ388はわずか約0.04mmであってもよい。言い換えると、組み立てられた、ベース層244と、回路トレースおよびパッド350、358と、絶縁層263とが、約0.05mmの全体の厚さ388を有することができる。しかし、フレキシブル印刷回路シート232の特定の用途に応じてこの厚さがより薄くまたはより厚くなるように変化してよいことを理解されたい。感圧接着剤364を使用することにより、全体の厚さ388が約0.025mmから約0.05mmだけ増大する可能性がある。同様に、ゲル接着剤または液体接着剤を使用することにより厚さ388が0.01mmだけ増大する可能性がある。したがって、フレキシブル印刷回路シート232の全体の厚さ388は、種々の異なる構成において、0.04mm(接着剤364を用いない)から約0.11mm(接着剤364を用いる)まで変化してよい。上で考察したように、フレキシブル回路シート232のこの最小の厚さ388は、回路シート232に可撓性および共形性を与えることに加えて、体積制限およびパッケージング制限が非常に密であるような医療デバイスならびに別のデバイスおよび/または器具に対しての適用性をフレキシブル回路シートに与える。
[0076]例えば、当業界で薄いと考えられるような従来の印刷回路基板が有することができる厚さでも0.8mm以上であり、これらがエポキシ樹脂プリプレグと一体に積層される誘電体層から作られ得ることを当業者であれば認識するであろう。このような厚さと組み合わされるような材料は従来の回路基板に可撓性を与えることができず、したがって、非平坦な表面に従うことおよび/または湾曲することができず、その結果、可撓性のまたは柔軟性のある医療器具と共に使用され得ない。さらに、このような0.8mm以上の厚さでは、厚さまたは全体の高さを最小に維持することが重要な要件である場合では医療器具またはデバイス内で従来の印刷回路基板を使用することが妨害される可能性がある。
[0077]例示のフレキシブル回路シート232の非常に薄い厚さ388は、ポリアミド材料の構造と相まって、印刷シート232に有意な可撓性および/または共形性を与えることができる。この点に関して、全体の厚さ388およびポリアミド材料の構造を有する例示のフレキシブル回路シート232は厚さ388の約10倍の曲げ半径を有することができる。したがって、本明細書で考察されるフレキシブル回路シート232の例示の構成では、曲げ半径はフレキシブル印刷回路シート232の全体の厚さ388に応じて約0.4mmから0.7mmとなり得る。このような曲げ半径により、コンパクトなまたは薄型の医療器具または医療デバイスに付随する密な半径に対してまたはその周りに対してフレキシブル印刷回路シートを従わせるような有意な可撓性を得ることができる。
[0078]さらに図14〜16を参照して、次に、参照符号232Aで示される別の例示のフレキシブル印刷回路シート232を考察する。フレキシブル印刷回路シート232Aが、フレキシブル回路シート232の場合で上で考察したのと同様の特性および厚さを有することでき、したがって、同様の参照符号が同様の特徴または構成要素を示す。フレキシブル印刷回路シート232Aは、特定の医療器具またはデバイスのために構成される例示のカスタム形状392を有するように示される。図14〜16に示される例示の構成では、フレキシブル印刷回路シート232Aが、対応するコイル組立体214の周りに配置されるようにおよび/またはその対応するコイル組立体214にアクセスするのを可能にするように構成される1つまたは複数のアパーチャ396を有することができる。銅回路トレース350が、例えば図14に示されるように、アパーチャ396およびカスタム形状392を受け入れるように種々のパターンで印刷され得る。分かり易さのために示されないが、絶縁層362が、フレキシブル回路シート232Aの回路パッド358を露出させたまま銅トレース350を覆うように適切な切り抜き部および適切な形状を有するように個別に成形され得ることを理解されたい。
[0079]図15〜16に見られるように、フレキシブル印刷回路シート232Aは、柔軟性のある吸引器具100の遠位端などの種々の器具またはデバイスの形状に従うような多様な構成となるように曲げられ得るかまたは湾曲され得る。例示の一構成では、フレキシブル印刷回路シート232Aが柔軟性のある吸引器具100の周りまたは実質的のその周りに巻き付けられ得る。また、フレキシブル印刷回路シート232Aは、使用時に柔軟性のある吸引器具100と共に曲げられ得るか、湾曲され得るか、または、捻じられ得る。この点に関して、フレキシブル印刷回路シート232Aは三次元的に湾曲され得る。図16に示される例示の構成では、フレキシブル回路シート232Aが、例えば接着剤364を使用して柔軟性のある吸引器具100の構成要素の外側表面に付着され得る。上で考察したように、リードワイヤ236Aは、はんだ付けなどを介して適切な回路パッド358に電気的に結合され得、コイル組立体のワイヤ228が図16にやはり示されるように対応するパッド358にはんだ付けされ得る。
[0080]次に図17を参照すると、フレキシブル印刷回路シート232が柔軟性のある吸引器具100Aに付着されて示されており、この柔軟性のある吸引器具100Aはスリーブ190内にチャネル402が形成されることを除いて図5に示される柔軟性のある吸引器具100に実質的に類似する。チャネル402はセンサワイヤまたはコイルワイヤ228を受けることができ、器具100Aに対してワイヤ228のための所定の経路配置を提供することができ、さらには、スリーブ190の外側表面406の下方にワイヤ228を配置することができる。フレキシブル印刷回路シート232は柔軟性のある吸引器具100Aの外側表面に従うことができ、例えば図17に示されるように、コイル組立体のワイヤ228およびリードワイヤ236を効率的にかつ良好なコスト効率で終端接続させるのを可能にする。例えば、フレキシブル回路シート232は器具の外側表面の半径に対応するように湾曲され得、それによりその外側表面と実質的に面一となりつまり同一面を形成することができる。
[0081]図18を具体的に参照すると、電磁式患者追跡装置デバイス(electromagnetic patient tracker device)410に付随するフレキシブル印刷回路シート232が示される。示される例示の構成では、追跡装置デバイス410が、追跡装置デバイス410の長手方向軸414の周りで円周方向に等距離に配置される3つのコイル組立体214を有することができ、ナビゲーションシステム10のEM追跡システム60に連通されてそのEM追跡システム60によって追跡され得るように構成され得る。コイル組立体214はまた、示される例示の構成では、図5に示される器具100を基準として配置されるコイル組立体214と同様の形で、軸414に対して45度から55度の間といったような一定の角度で配置され得る。しかし、患者追跡装置410と共に種々の別のコイル組立体の構成および/または向きが採用され得ることを理解されたい。
[0082]フレキシブル印刷回路シート232は図18に示されるように追跡装置410のボディ418の内部すなわちその中に配置され得るか、あるいは別法として、追跡装置410の外側表面422上に配置されてもよい。例示の一構成では、フレキシブル印刷回路シート232は、図18に示されるように、付着されることになる表面の形状または外形に従うように曲げられ得るかまたは湾曲され得る。センサワイヤおよびリードワイヤ(分かり易くするために図示されない)が上で考察した手法でそれぞれの回路パッドにはんだ付けされ得る。
[0083]次に図19および20A〜20Cを参照すると、フレキシブル印刷回路シートの別の例示の構成が232Bで示されている。フレキシブル印刷回路シート232Bはフレキシブル印刷回路シート232Aと同様であってよく、したがって、同様の参照符号が同様の構成要素または特徴を示しており、違いのみを詳細に考察する。フレキシブル印刷回路シート232Aと同様に、フレキシブル印刷回路シート232Bは、上表面354を有するベース層244と、導電性トレース350と、はんだパッドまたは回路パッド358と、頂部の絶縁層362とを有することができる。
[0084]フレキシブル印刷回路シート232Bは1つまたは複数の対の回路トレースを有することができ、ここでは、これらの対の回路トレースが例えば図19に示されるように一体に密な間隔で配置される。回路トレースを長手方向軸374に沿わせるように配置することにより、付随する電磁ナビゲーションシステムからのいかなる電磁干渉および/またはピックアップ(pickup)も最小にすることができる。この例示の構成では、導電性トレース350は、各対の回路トレースにおいて、互いに平行または実質的に平行であってよく、0.23mmを含めて、互いから0.3mm未満で離間され得る。しかし、デザインおよび他の変数に応じて、別の間隔が採用されてもよいことを理解されたい。
[0085]図20A〜20Cを具体的に参照すると、フレキシブル印刷回路シート232Bの3つの例示の構成(側面図で示される)が示されている。これらの例示の構成では、後で詳細に考察するように、接着剤を用いるおよび用いないフレキシブル印刷回路シート232Bの多様な異なる厚さが示される。
[0086]図20Aを参照すると、接着剤364を利用する構成のフレキシブル印刷回路シート232Bが示されている。この構成では、ベース層244が約0.01mmの厚さを有することができ、導電性トレースおよびパッド350、358が約0.04mmの厚さを有することができ、絶縁層362が約0.02mmの厚さを有することができる。組み立てられた構成では、図20Aに示されるフレキシブル印刷回路シート232Bが接着剤364を用いずに約0.07mmの全体の厚さ388を有することができ、接着剤364を用いて0.11mmの全体の厚さ388Aを有することができる。
[0087]図20Bを参照すると、フレキシブル印刷回路シート232Bが接着剤364を用いない約0.05mmのより小さい全体の厚さ388と、接着剤364を用いる0.07mmの全体の厚さ388Aとを有するように示されている。この構成では、ベース層244が同様に約0.01mmの厚さを有することができ、導電性トレースおよびパッド350、358が約0.02mm〜0.03mmの厚さを有することができ、絶縁層が約0.01mmの厚さを有することができる。
[0088]次に図20Cを参照すると、フレキシブル印刷回路シート232Bが、約0.04mmの全体の厚さ388を有する別の例示の構成で示されている。この構成では、接着剤364が使用されなくてよい。接着剤364が利用されない構成では、フレキシブル印刷回路シート232Bの上にある熱収縮材層が、フレキシブル印刷回路シート232Bを上で考察した吸引器具100などの器具に結合させるのに任意選択で利用され得る。フレキシブル印刷回路シート232Bのこの構成では、ベース層244はやはり約0.01mmの厚さを有することができ、導電性トレースおよびパッド350、358は約0.01mm〜0.02mmの厚さを有することができ、絶縁層364は約0.01mmの厚さを有することができる。
[0089]フレキシブル印刷回路シートの多様な構成を本明細書で考察してきたが、薄く、コンパクトで、共形性の特徴を有するこのようなフレキシブル印刷回路シートを活用するのに別の構成が採用されてもよいことを理解されたい。例えば、図5に例として示されるようにチューブ組立体110のボディ126に沿って螺旋状に巻かれるリードワイヤ236の代替形態として、本明細書で考察される特性を有するフレキシブル印刷回路シートが、リードワイヤ236と同様の形でボディ126に沿って巻かれるようなサイズおよび形状を有することができる。この例示の構成では、このようなフレキシブル印刷回路シートは、スリーブ190からハンドル組立体114へと螺旋状に巻かれるように構成される長さを有することができる。次いで、コイル組立体のワイヤ228がスリーブ190に隣接する適切な回路パッドにはんだ付けされ得、リードワイヤ236がハンドル組立体114に隣接する適切な回路パッド358にはんだ付けされ得、それにより、ボディ126に沿わせてリードワイヤを経由させることの必要性が排除される。
[0090]1つまたは複数の特定の実施例を説明して示してきたが、特許請求の範囲内で定義される本教示の範囲から逸脱することなく、種々の変更形態が作られ得、その要素に対して均等物が代用され得ることを当業者であれば理解するであろう。さらに、種々の実施例の間で特徴、要素および/または機能を混合および適合させることは本明細書で明確に企図され得るので、特に明記されない限り、1つの実施例の特徴、要素および/または機能を別の実施例に適宜組み込むことができることを当業者であれば本教示から認識するであろう。また、本教示のその本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料を本教示に適合させるために多くの修正形態が作られ得る。

Claims (23)

  1. ナビゲートされる医療器具のためのフレキシブル回路組立体であって、
    ベース層と、
    一対の回路パッドに各々が結合される複数の回路トレースであって、前記ベース層の上側面上に形成される複数の回路トレースと、
    前記回路トレースを外部環境から隔離するために前記回路トレースの上に形成される絶縁層であって、前記ベース層、前記複数の回路トレースおよび絶縁層がフレキシブル回路シートを形成する、絶縁層と
    を備え、
    前記ベース層および前記絶縁層が、前記フレキシブル回路シートを可撓性にするのを促進するように構成される材料特性および厚さを有し、その結果、前記フレキシブル回路シートが医療デバイスの非平坦な表面に従うように適合され、
    前記フレキシブル回路組立体が、前記ベース層によって画定される少なくとも1つのアパーチャをさらに備え、前記少なくとも1つのアパーチャが、追跡デバイスと、前記追跡デバイスから延在するセンサワイヤとにアクセスするのを可能にするように適合される、
    フレキシブル回路組立体。
  2. 前記フレキシブル回路シートが約0.05mmの厚さを有する、請求項1に記載のフレキシブル回路組立体。
  3. 前記フレキシブル回路シートが0.04mmの厚さを有する、請求項2に記載のフレキシブル回路組立体。
  4. 前記ベース層および前記絶縁層がポリアミドまたは感光性保護膜から形成される、請求項1に記載のフレキシブル回路組立体。
  5. 前記ベース層の下側面に接触するように構成され、前記ナビゲートされる医療器具に対して前記フレキシブル回路シートを付着させるように適合される接着剤をさらに備える、請求項1に記載のフレキシブル回路組立体。
  6. 前記接着剤には感圧接着剤が含まれる、請求項5に記載のフレキシブル回路組立体。
  7. 前記フレキシブル回路シート、および、前記ベース層の前記下側面に接触する前記接着剤が、約0.07mmから0.11mmの間の組み合わせの厚さを有する、請求項5に記載のフレキシブル回路組立体。
  8. 前記フレキシブル回路シート、および、前記ベース層の前記下側面に接触する前記接着剤が、0.07mmの組み合わせの厚さを有する、請求項7に記載のフレキシブル回路組立体。
  9. 前記ナビゲートされる医療器具をさらに備え、
    前記フレキシブル回路シートが、前記ナビゲートされる医療器具の円筒形外側表面に従うように略管状構造となるように湾曲され、接着剤を用いて前記円筒形外側表面に付着される、
    請求項1に記載のフレキシブル回路組立体。
  10. 前記ナビゲートされる医療器具の前記円筒形外側表面が柔軟性を有し、したがって、種々の形状となるように曲げられ得
    前記円筒形外側表面に付着される前記フレキシブル回路シートが、前記柔軟性のある外側表面を曲げるときに共に曲げられるかまたは湾曲するように構成される、
    請求項に記載のフレキシブル回路組立体。
  11. 前記フレキシブル回路シートが約0.4mmの曲げ半径を有する、請求項3に記載のフレキシブル回路組立体。
  12. 前記追跡デバイスから延在するリードワイヤを備える前記追跡デバイスをさらに備え、
    前記少なくとも1つのアパーチャが、前記追跡デバイスおよび前記リードワイヤにアクセスするのを可能にするように構成され、前記リードワイヤが前記フレキシブル回路シートの前記対の回路パッドに結合されるように構成される、
    請求項1に記載のフレキシブル回路組立体。
  13. 柔軟性のあるチューブ組立体を有するナビゲートされる医療器具のためのフレキシブル回路組立体であって、
    ベース層と、
    第1および第2の回路パッドの各々が結合される複数の回路トレースであって、ベース層の上側面上に形成される複数の回路トレースと、
    前記回路トレースを外部環境から隔離するために前記回路トレースの上に形成される絶縁層と
    を備え、
    前記ベース層、前記複数の回路トレースおよび前記絶縁層がフレキシブル回路シートを形成し、
    前記ベース層および前記絶縁層が、前記フレキシブル回路シートを可撓性にするのを促進するために0.05mm以下の前記フレキシブル回路シートの全体の厚さと組み合わされる材料特性を有し、その結果、前記フレキシブル回路シートが医療デバイスの非平坦な表面に従うように適合され、
    前記フレキシブル回路シートが、前記柔軟性のあるチューブ組立体の円筒形外側表面に従うように実質的に管状構造となるように湾曲されて前記円筒形外側表面に付着され、その結果、前記フレキシブル回路シートが前記柔軟性のあるチューブ組立体を曲げるときに共に曲げられるかまたは湾曲されるように構成され、
    前記フレキシブル回路シートが、追跡デバイスおよび該追跡デバイスから延在するリードワイヤにアクセスするのを可能にするように構成される少なくとも1つのアパーチャを画定し、前記リードワイヤが前記フレキシブル回路シートの第1および第2の回路パッドに結合されるように構成される、
    フレキシブル回路組立体。
  14. 前記ベース層および前記絶縁層がポリアミドから形成され、前記フレキシブル回路シートが0.04mmの全体の厚さを有する、請求項13に記載のフレキシブル回路組立体。
  15. 前記ベース層の下側面に接触するように構成されて前記フレキシブル回路シートを前記ナビゲートされる医療器具に付着させるように適合される接着剤をさらに備え、
    前記フレキシブル回路シートおよび前記接着剤が約0.07mmから0.11mmの間の組み合わせの厚さを有する、
    請求項13に記載のフレキシブル回路組立体。
  16. 前記フレキシブル回路シート、および、前記ベース層の前記下側面に接触する前記接着剤が、0.07mmの組み合わせの厚さを有する、請求項15に記載のフレキシブル回路組立体。
  17. 前記フレキシブル回路シートが約0.4mmの曲げ半径を有する、請求項13に記載のフレキシブル回路組立体。
  18. 柔軟性のあるチューブ組立体を有するナビゲートされる医療器具のためのフレキシブル回路組立体であって、
    ベース層と、
    第1および第2の回路パッドに各々が結合される複数の回路トレースであって、ベース層の上側面上に形成される複数の回路トレースと、
    前記回路トレースを外部環境から隔離するために前記回路トレースの上に形成される絶縁層と
    を備え、
    前記ベース層、前記複数の回路トレースおよび前記絶縁層が、医療デバイスの可撓性構成要素の非平坦な表面に結合されるように構成されるフレキシブル回路シートを形成し、
    前記ベース層および前記絶縁層が、前記フレキシブル回路シートを可撓性にするのを促進する約0.04mmから0.05mmの間の前記フレキシブル回路シートの全体の厚さおよび約0.4mmから0.5mmの間の対応する曲げ半径と組み合わされる材料特性を有し、その結果、前記フレキシブル回路シートが、前記非平坦な表面に従い、前記可撓性構成要素を曲げるときに共に曲げられるかまたは湾曲されるように構成され、
    前記フレキシブル回路シートが、前記柔軟性のあるチューブ組立体の円筒形外側表面に従うように実質的に管状構造となるように湾曲され、その結果、前記フレキシブル回路シートが前記柔軟性のあるチューブ組立体を曲げるときに共に曲げられるかまたは湾曲されるように構成され、
    前記ナビゲートされる医療器具が、追跡デバイスから延在する第1および第2のセンサワイヤを有する追跡デバイスを有する、ナビゲートされる吸引器具を備え、
    前記第1および第2のセンサワイヤが、前記複数の回路トレースのうちの一対の回路トレースの第1の回路パッドに結合されるように構成され、
    前記ベース層が、前記追跡デバイスおよび該追跡デバイスから延在する第1および第2のセンサワイヤにアクセスするのを可能にするように構成されるアパーチャを画定する、フレキシブル回路組立体。
  19. 前記吸引器具が第1および第2のリードワイヤを有し、前記第1および第2のリードワイヤが前記それぞれの対の回路トレースの第2の回路パッドに結合されるように構成され、
    前記第1および第2のセンサワイヤが約0.01mmの外径を有し、前記第1および第2のリードワイヤが約0.05mmの外径を有し、前記第1および第2の回路パッドが約0.1mmから0.5mmの間の幅を有する、
    請求項18に記載のフレキシブル回路組立体。
  20. 前記第1および第2のセンサワイヤおよびリードワイヤが約0.01mmの外径を有し、前記第1および第2の回路パッドが約0.1mmの幅を有する、請求項19に記載のフレキシブル回路組立体。
  21. 前記追跡デバイスがコイル組立体を有する、請求項18に記載のフレキシブル回路組立体。
  22. 前記コイル組立体が少なくとも2つのコイル組立体を有する、請求項21に記載のフレキシブル回路組立体。
  23. 前記フレキシブル回路シートが前記少なくとも2つのコイル組立体の上に配置される、請求項22に記載のフレキシブル回路組立体。
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