JP6434467B2 - 自動化されたマッピングおよび精度検査のための機器 - Google Patents

Description

（背景）
（技術分野）
本開示は、電磁ナビゲーションシステムのための自動化されたマッピングおよび精度検査のためのシステムおよび方法に関連する。より具体的には、本開示は、自動的に、電磁ナビゲーションのために電磁場の強度を測定することによりマッピングデータを取得し、かつ、マッピングデータの精度を検査するシステムおよび方法に関連する。

（関連技術の議論）
電磁ナビゲーション（ＥＭＮ）システムは、内蔵に対する処置および病気の診断の可能性を拡大するのに役に立ってきた。ＥＭＮシステムは、非侵襲性撮像技術（例えば、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャン、磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）または蛍光透視技術）に依存する。電磁場内の患者に対するこれらの画像が登録され得、結果として、電磁場内の患者の内側に設置されたセンサの位置が、画像内で特定されることが可能である。結果として、ＥＭＮは、これらの非侵襲性撮像技術と組み合わせて、標的の位置を特定するために、および、臨床医が患者の身体の内側で標的へナビゲートするのを助長するために使用される。

内蔵を可視化して病気を診断するために、正確なマッピングデータがＥＭＮシステムに格納される必要がある。一般的に、ＥＭＮシステムは、ＥＭ場の強度を測定し、測定された強度をマッピングデータと比較し、可視画像を生成する。マッピングデータが正確であればあるほど、より正確な画像が取得されることが可能であり、かつ、標的または内蔵のより正確な位置が特定されることが可能である。マッピングデータは、手動で取得されてきた。例えば、製造者またはユーザが、ＥＭＮシステムを初めに使用する前に、所定の位置の各々におけるＥＭ場の強度を手動で測定し、測定された強度をマッピングデータとしてＥＭＮシステム内へ格納する。マッピングデータの精度は、マッピングデータの生成の自動化によって向上させられることが可能である。

マッピングデータを生成する場所とは異なる手術室にＥＭＮシステムを据え付ける間に、かつ／または、ＥＭＮシステムが一時期使用された後に、ＥＭＮシステムの物理的な構造が変化させられ得る。さらに、ＥＭＮシステムによって生成されたＥＭ場は、システム付近の外部鉄材料によって影響を与えられ得、生成された画像は、内蔵または標的を正確に描写することも病気を診断するために使用されることも不可能である。したがって、マッピングデータの自動精度検査も、マッピングデータの精度の確かさを改善することが可能である。

（要旨）
概して、本開示は、自動的にＥＭＮシステムのためのマッピングデータを生成しかつマッピングデータの精度を検査するためのシステムおよび方法を提供する。ある実施形態において、機器は、ＥＭＮシステムによって生成されたＥＭ場のＥＭベクトルを感知するセンサと、第１の方向と第１の方向とは異なる第２の方向とに沿ってセンサを移動させるキャリッジであって、センサは、キャリッジにしっかりと取り付けられている、キャリッジと、センサと作用可能に関連付けられている第１の位置検出器であって、第１の位置検出器は、第１の方向に沿ってセンサの第１の位置を検出し、第１の位置は、第１の方向に沿った所定の位置のうちの１つである、第１の位置検出器と、センサと作用可能に関連付けられている第２の位置検出器であって、第２の位置検出器は、第２の方向に沿ってセンサの第２の位置を検出し、第２の位置は、第２の方向に沿った所定の位置のうちの１つである、第２の位置検出器と、センサと作用可能に関連付けられている制御器であって、制御器は、第１の方向および第２の方向に沿ったキャリッジの移動を制御し、かつ、第１の方向と、第２の方向と、第１の方向および第２の方向によって規定される平面に垂直な第３の方向とによって規定される座標系内の所定の位置における感知されたＥＭベクトルに基づいてＥＭ場をマッピングする、制御器とを含む。

ある局面において、機器は、複数の信号生成器をさらに含み、複数の信号生成器の各々は、信号を生成するように構成されており、複数の信号生成器の各々は、第１の方向に沿った所定の位置のうちの対応する位置に位置付けられている。センサは、第１の方向に沿った複数の信号生成器の各々によって生成された信号強度を第１の位置検出器が検出すると、ＥＭベクトルを感知するように構成されている。複数の信号生成器は、発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、その場合、第１の位置検出器は、ＬＥＤによって発せられた光の強度を検出する。第２の方向に沿った複数の信号生成器は、マッピングおよび精度検査のために作動させられる。

別の局面において、第２の方向に沿った所定の位置は、第１のグループと第２のグループとを含み、センサは、第２の方向に沿った所定の位置の第１のグループにおいて、マッピングのためにＥＭベクトルを感知するように構成されている。センサは、第２の方向に沿った所定の位置の第２のグループにおいて、精度検査のためにＥＭベクトルを感知するように構成されている。機器は、第１の複数の信号生成器であって、各信号生成器は、信号を生成するように構成されており、第１の複数の信号生成器の各々は、第１のグループの対応する位置に位置付けられている、第１の複数の信号生成器と、第２の複数の信号生成器であって、各信号生成器は、信号を生成するように構成されており、第２の複数の信号生成器の各々は、第２のグループの対応する位置に位置付けられている、第２の複数の信号生成器とをさらに含む。

センサは、第２の方向に沿った第１の複数の信号生成器および第２の複数の信号生成器のうちの１つによって生成された信号の最大強度を第２の位置検出器が検出すると、ＥＭベクトルを感知するように構成されている。第１の複数の信号生成器および第２の複数の信号生成器は、発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、第２の位置検出器は、ＬＥＤによって発せられた光の強度を検出する。第１の複数の信号生成器のＬＥＤは、第１の色を有する光を生成するように構成されており、第２の複数の信号生成器のＬＥＤは、第１の色とは異なる第２の色を有する光を生成するように構成されている。

別の局面において、第１の位置検出器および第２の位置検出器の各々は、中にスリットを規定し、第１の位置検出器は、第１の位置検出器の対応するスリットを通過する光の強度を検出するように構成されており、第２の位置検出器は、第２の位置検出器の対応するスリットを通過する光の強度を検出するように構成されている。

機器が、マッピングデータを生成するために動作させられると、第１の複数の信号生成器は、作動させられ、第２の複数の信号生成器は、非作動化させられる。機器が、精度検査データを生成するために動作させられると、第１の複数の信号生成器は、非作動化させられ、第２の複数の信号生成器は、作動させられる。

さらに別の局面において、センサは、第３の方向に沿ってＥＭベクトルを感知するように構成されているＥＭセンサを含み、ＥＭセンサは、第３の方向に沿って手動で移動させられるように構成されている。ＥＭセンサは、６自由度を感知するように構成されている。

さらに別の局面において、センサは、複数のセンサを含み、複数のセンサの各々は、第３の方向に沿った所定の位置のうちの対応する位置に位置する。

そのうえ別の局面において、機器は、ＥＭＮシステムによって生成されたＥＭ場上で機器を中心に置くように構成されている底層をさらに含む。

そのうえ別の局面において、機器は、大部分が非鉄材料からなる。

さらに別の局面において、機器は、第１のシャフトを介してセンサに結合されておりかつ第１の方向に沿ってセンサを移動させるように構成されている第１のモータと、第２のシャフトを介してセンサに結合されておりかつ第２の方向に沿ってセンサを移動させるように構成されている第２のモータとをさらに含む。第１のモータおよび第２のモータは、ＥＭ場に対する影響を最小化するのに十分な距離だけＥＭ場から離間されており、かつ、非鉄である。制御器は、第１のモータおよび第２のモータを制御するようにさらに構成されている。

別の実施形態において、ＥＭＮシステムによって生成されたＥＭ場をマッピングおよび精度検査するための方法は、第１の方向と第１の方向とは異なる第２の方向とによって規定される平面上の初期の位置へセンサを移動させることと、平面とその平面に垂直な第３の方向とによって規定される座標系内の所定の位置の各々においてＥＭベクトルを感知することと、感知されたＥＭベクトルをサンプリングすることによりデジタルサンプルを取得することと、デジタルサンプルに基づいて、マッピングのためのデータまたは精度検査のためのデータを生成することとを含む。

所定の位置は、第１の方向に沿った第１の所定の位置と、第２の方向に沿った第２の所定の位置と、第３の方向に沿った第３の所定の位置とによって規定される。第２の所定の位置は、マッピングのための位置の第１のグループと、精度検査のための位置の第２のグループとを含み、第１のグループに位置する信号生成器は、マッピングのための信号を生成するように構成されており、さらに、第２のグループに位置する信号生成器は、精度検査のための信号を生成するように構成されている。

信号生成器は、第３の所定の位置の各々に位置し、方法は、第３の方向に沿ってセンサを移動させることと、信号生成器によって生成された信号の強度が最大であるときにＥＭベクトルを感知することとをさらに含む。

ある局面において、センサは、複数のＥＭセンサを含み、複数のＥＭセンサの各々は、第３の所定の位置のうちの対応する位置に位置する。

別の局面において、センサを初期の位置に移動させるステップは、第１の所定の位置の開始位置に位置する第１の信号生成器と、第２の所定の位置の開始位置に位置する第２の信号生成器とを作動させることと、感知された強度が最大である位置に第１の方向および第２の方向に沿ってセンサを移動させることとをさらに含む。センサを移動させるステップは、第１の信号生成器および第２の信号生成器を除く全ての信号生成器を非作動化することをさらに含む。

別の局面において、方法は、デジタルサンプルに基づいてマッピングデータの適合曲線を生成することと、ＥＭＮシステムに適合曲線を格納することとをさらに含む。さらに、方法は、精度検査データを生成することと、適合曲線からの精度検査データの偏差値を計算することと、偏差値が閾値より大きいか否かを決定することと、偏差値が閾値より小さくないと決定されると、マッピングデータを再生成する警告を生成することとを含む。方法は、偏差値が閾値より小さくないと決定されると、ＥＭＮシステムを不能にすることをさらに含む。

本開示の上記の局面および実施形態のいずれかは、本開示の範囲を逸脱することなく組み合わせられ得る。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
電磁（ＥＭ）ナビゲーションシステムをマッピングおよび精度検査するための機器であって、前記機器は、
前記ＥＭナビゲーションシステムによって生成されたＥＭ場のＥＭベクトルを感知するように構成されているセンサと、
第１の方向と、前記第１の方向とは異なる第２の方向とに沿って、前記センサを移動させるように構成されているキャリッジと、
前記センサと作用可能に関連付けられている第１の位置検出器であって、前記第１の位置検出器は、前記第１の方向に沿って前記センサの第１の位置を検出するように構成されており、前記第１の位置は、前記第１の方向に沿った所定の位置のうちの１つである、第１の位置検出器と、
前記センサと作用可能に関連付けられている第２の位置検出器であって、前記第２の位置検出器は、前記第２の方向に沿って前記センサの第２の位置を検出するように構成されており、前記第２の位置は、前記第２の方向に沿った所定の位置のうちの１つである、第２の位置検出器と、
前記センサと作用可能に関連付けられている制御器であって、前記制御器は、前記第１の方向および前記第２の方向に沿った前記キャリッジの移動を制御するように構成されており、かつ、前記第１の方向と、前記第２の方向と、前記第１の方向および前記第２の方向によって規定される平面に垂直な第３の方向とによって規定される座標系内の所定の位置における前記感知されたＥＭベクトルに基づいて前記ＥＭ場をマッピングするように構成されている、制御器と
を備えている、機器。
（項目２）
複数の信号生成器をさらに備えており、前記複数の信号生成器の各々は、信号を生成するように構成されており、前記複数の信号生成器の各々は、前記第１の方向に沿った所定の位置のうちの対応する位置に位置付けられている、上記項目に記載の機器。
（項目３）
前記第２の方向に沿った所定の位置は、第１のグループと第２のグループとを含み、
前記センサは、前記第２の方向に沿った所定の位置の前記第１のグループにおいて、マッピングのためにＥＭベクトルを感知するように構成されている、上記項目のいずれか一項に記載の機器。
（項目４）
前記センサは、前記第２の方向に沿った所定の位置の前記第２のグループにおいて、精度検査のためにＥＭベクトルを感知するように構成されている、上記項目のいずれか一項に記載の機器。
（項目５）
第１の複数の信号生成器であって、各信号生成器は、信号を生成するように構成されており、前記第１の複数の信号生成器の各々は、前記第１のグループの対応する位置に位置付けられている、第１の複数の信号生成器と、
第２の複数の信号生成器であって、各信号生成器は、信号を生成するように構成されており、前記第２の複数の信号生成器の各々は、前記第２のグループの対応する位置に位置付けられている、第２の複数の信号生成器と
をさらに備えている、上記項目のいずれか一項に記載の機器。
（項目６）
前記センサは、前記第２の方向に沿った前記第１の複数の信号生成器および前記第２の複数の信号生成器のうちの１つによって生成された信号の最大強度を前記第２の位置検出器が検出すると、ＥＭベクトルを感知するように構成されている、上記項目のいずれか一項に記載の機器。
（項目７）
前記第１の複数の信号生成器および前記第２の複数の信号生成器は、発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、前記第２の位置検出器は、前記ＬＥＤによって発せられた光の強度を検出する、上記項目のいずれか一項に記載の機器。
（項目８）
前記第１の複数の信号生成器のＬＥＤは、第１の色を有する光を生成するように構成されており、前記第２の複数の信号生成器のＬＥＤは、前記第１の色とは異なる第２の色を有する光を生成するように構成されている、上記項目のいずれか一項に記載の機器。
（項目９）
前記機器がマッピングデータを生成するために動作させられると、前記第１の複数の信号検出器は、作動させられ、前記第２の複数の信号生成器は、非作動化させられる、上記項目のいずれか一項に記載の機器。
（項目１０）
前記センサは、前記第３の方向に沿ってＥＭベクトルを感知するように構成されているＥＭセンサを含み、前記ＥＭセンサは、前記第３の方向に手動で移動させられるように構成されている、上記項目のいずれか一項に記載の機器。
（項目１１）
前記センサは、複数のセンサを含み、前記複数のセンサの各々は、前記第３の方向に沿った所定の位置のうちの対応する位置に位置する、上記項目のいずれか一項に記載の機器。
（項目１２）
前記ＥＭナビゲーションシステムによって生成されたＥＭ場上で前記機器を中心に置くように構成されている底層をさらに備えている、上記項目のいずれか一項に記載の機器。
（項目１３）
前記機器は、大部分が非鉄材料からなる、上記項目のいずれか一項に記載の機器。
（項目１４）
第１のシャフトを介して前記センサに結合される第１のモータであって、前記第１のモータは、前記第１の方向に沿って前記センサを移動させるように構成されている、第１のモータと、
第２のシャフトを介して前記センサに結合される第２のモータであって、前記第２のモータは、前記第２の方向に沿って前記センサを移動させるように構成されている、第２のモータと
をさらに備えている、上記項目のいずれか一項に記載の機器。
（項目１５）
前記感知されたＥＭベクトルは、タイムスタンプ情報を含む、上記項目のいずれか一項に記載の機器。
（摘要）
電磁ナビゲーションシステムをマッピングおよび精度検査するための機器は、電磁場の電磁ベクトルを感知するセンサと、第１の方向および第１の方向とは異なる第２の方向に沿ってセンサを移動させるキャリッジと、センサと作用可能に関連付けられておりかつ第１の方向に沿ったセンサの第１の位置を検出する第１の位置検出器と、センサと作用可能に関連付けられておりかつ第２の方向に沿ったセンサの第２の位置を検出する第２の位置検出器と、センサと作用可能に関連付けられており、かつ第１の方向および第２の方向に沿ったキャリッジの移動を制御し、かつ第１の方向と第２の方向と第１の方向および第２の方向によって規定される平面に垂直な第３の方向とによって規定される座標系内の所定の位置において感知された電磁ベクトルに基づいて電磁場をマッピングする制御器とを含む。

様々な実施形態の説明が、添付図面を参照して読まれると、本開示のシステムおよび方法の目的および特徴が、当業者に明らかとなる。

図１は、本開示の例証的実施形態に従った、電磁ナビゲーション（ＥＭＮ）システムのためにマッピングデータを生成しかつマッピングデータの精度を検査するためのシステムの斜視図である。

図２Ａは、本開示の例証的実施形態に従った、図１のシステムの対応するプリント回路基板を有するＸ軸レールの斜視図であり、図２Ｂは本開示の例証的実施形態に従った、図１のシステムの対応するプリント回路基板を有するＺ軸レールの斜視図である。

図３は、本開示の例証的実施形態に従った、Ｚ軸に沿ったマッピングデータの信号強度のグラフ図である。

図４は、本開示の例証的実施形態に従った、Ｙ−Ｚ平面における所定の点のグラフ図である。

図５は、本開示の例証的実施形態に従った、Ｘ−Ｚ平面における検査点のグラフ図である。

図６は、本開示の例証的実施形態に従った、図１のシステムの機能的なブロック図である。

図７Ａは、本開示の例証的実施形態に従った、ＥＭＮシステムのためのマッピングデータを生成する方法のフローチャートである。 図７Ｂは、本開示の例証的実施形態に従った、ＥＭＮシステムのためのマッピングデータを生成する方法のフローチャートである。

図８Ａは、本開示の例証的実施形態に従った、マッピングデータの精度を検査する方法のフローチャートである。 図８Ｂは、本開示の例証的実施形態に従った、マッピングデータの精度を検査する方法のフローチャートである。 図８Ｃは、本開示の例証的実施形態に従った、マッピングデータの精度を検査する方法のフローチャートである。

（詳細な説明）
本開示は、自動的にＥＭＮシステムのためのマッピングデータを生成しかつマッピングデータの精度を検査するためのシステムおよび方法に関連している。ＥＭＮシステムを使用する前に、本開示は、ＥＭＮシステムによって生成されたＥＭ場上の所定の位置においてＥＭ場の強度を測定し、測定された強度に基づいてマッピングデータを生成し、そのマッピングデータをＥＭＮシステム内に格納するためのシステムおよび方法を提供する。さらに、本開示のシステムおよび方法は、ＥＭＮシステムの利用期間後にＥＭＮシステムのマッピングデータの精度を検査し、マッピングデータからの検査の偏差値が所定の閾値より大きいときに新しいマッピングデータを再生成する。

本開示は、特定の例証的実施形態に関して説明されるが、様々な改変、再配置および置換が本開示の精神から逸脱することなくなされ得ることは当業者に容易に明らかである。本開示の範囲は、本開示に添付されている特許請求の範囲によって規定される。

図１は、自動的に電磁ナビゲーション（ＥＭＮ）システムのためのマッピングデータを生成しかつマッピングデータの精度を検査するためのシステム１００を示している。例えば、ＥＭＮシステムは、Ｃｏｖｉｄｉｅｎ ＬＰ（Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ ｐｌｃの事業部）によって現在販売されているＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣ ＮＡＶＩＧＡＴＩＯＮ ＢＲＯＮＣＨＯＳＣＯＰＹ^（Ｒ）システムであり得る。ＥＭＮシステムは、内蔵の位置と患者の身体の内側の病的な部分の位置とを非侵襲的に特定するために電磁場を利用する。所定の位置に特有の電磁場の強度が、そのようなものの位置を特定するために使用され、かつ、システム１００が生成するマッピングデータの形式でＥＭＮシステムにおいて保存される。

システム１００は、プラットフォーム１１０と、キャリッジ１２０と、場感知デバイス１３０と、制御器１４０とを含む。プラットフォーム１１０は、ＥＭＮシステムの位置ボード１９０上に設置されている。具体的には、プラットフォーム１１０は、ＥＭＮシステムのＥＭ場生成器１９５上に存在する。プラットフォーム１１０は、コーナー片１１２を含み、コーナー片１１２は、位置ボード１９０を縁取り（ｆｒａｍｅ）、その結果、システム１００は、ＥＭ場生成器１９５によって生成されるＥＭ場上で中心に置かれ得る。ある局面において、コーナー片１１２は、ＥＭ場生成器１９５の２つの対角コーナー部にフィットするように対角線的に位置付けられる２つのコーナー片であり得る。

キャリッジ１２０は、プラットフォーム１１０上に設置されている軸インジケータ１８０に示されているＸ軸に沿って平行に整列させられている２つのレール１１４ａおよび１１４ｂを含み、２つのレール１１４ａおよび１１４ｂは、キャリッジ１２０の残りを支持する。第１のレール１１４ａは、単なるレールであるが、第２のレール１１４ｂは、図２Ａに示されているように、プリント回路基板（ＰＣＢ）２２０とライド表面２２０の混成物から形成され得る。ＰＣＢ２１０は、複数のグリッド位置信号源生成器２１２を含み、複数のグリッド位置信号源生成器２１２は、ＥＭＮシステムのためのマッピングデータのための所定の位置を指し示す信号を生成する。

ある局面において、グリッド位置信号源生成器２１２は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザ光生成器、音声生成器などであり得る。別の局面において、グリッド位置信号源生成器２１２は、ＰＣＢ２１０上の所定の位置に位置する。グリッド位置信号源生成器２１２がＬＥＤである例において、ライド表面２２０は、グリッド位置信号源生成器２１２によって生成された光をライド表面２２０を通して伝送するように十分に透明であり得る。ライド表面２２０の透明性は、光を実質的に分光しないが、光をライド表面２２０の上面に向かわせる。別の局面において、ライド表面２２０は、グリッド位置信号源生成器２１２上に位置するスリット２２２を有し得、その結果、グリッド位置信号源生成器２１２によって生成された光は、実質的に遮られることなくライド表面２２０を通して伝送される。ライド表面２２０は、固定手段２３０によってＰＣＢ２１０に付着され得、固定手段２３０は、リベット、接着剤、釘、ステープルなどを含む。

プラットフォーム１１０は、プラットフォーム１１０の各要素を接続する部品も含み得る。例えば、図１に示されているように、中心片１１１が、コーナー片１１２を保持するために使用され得、２つの底部片１１３ａおよび１１３ｂが、２つのレール１１４ａおよび１１４ｂと中心片１１１とを接続するために使用される。さらに、プラットフォーム１１０は、キャリッジ１２０を保持するための基部として使用される。

キャリッジ１２０は、第１のシャフト１２２ａおよび第２のシャフト１２２ｂと、第１のサイドバー１２３ａおよび第２のサイドバー１２３ｂとを含み、第１のシャフト１２２ａおよび第２のシャフト１２２ｂは、軸インジケータ１８０に示されているＺ軸に沿って相互に平行に位置付けられている。第１のシャフト１２２ａおよび第２のシャフト１２２ｂの各々は、それぞれ２つのレール１１４ａおよび１１４ｂ上を転がる２つの車輪を有する。２つの車輪は、ゴムまたは同様の材料からなり得る。第１のシャフト１２２ａは、制御器１４０に機械的に結合され、その結果、キャリッジ１２０は、２つのレール１１４ａおよび１１４ｂ上でＸ軸に沿って移動することが可能である。第１のシャフト１２２ａおよび第２のシャフト１２２ｂは、第１のサイドバー１２３ａおよび第２のサイドバー１２３ｂによって係止される。

信号検出器１２４が、第２のサイドバー１２３ｂに取り付けられ、第２のレール１１４ｂ上に位置付けられ得る。第１のシャフト１２２ａおよび第２のシャフト１２２ｂがＸ軸に沿って移動させられると、信号検出器１２４は、図２Ａのグリッド位置信号源生成器２１２によって生成された信号の強度を感知する。ある局面において、信号検出器１２４は、信号検出器が上を通過するグリッド位置信号源生成器２１２からの信号の強度を感知するために、信号検出器１２４の下側に形成されたスリットを備え得る。感知した結果は、制御器１４０へ伝送される。

キャリッジ１２０は、軸インジケータ１８０に示されているＺ軸方向に沿って延在する第３のレール１２６をさらに含む。第３のレール１２６は、図２Ｂに示されているように、プリント回路基板（ＰＣＢ）２４０とライド表面２５０とを含む混成物から形成される。ＰＣＢ２４０は、複数のグリッド位置信号源生成器を含み、グリッド位置信号源生成器は、２つのグループ（すなわち、第１種２４２および第２種２４４）に分類される。第１種のグリッド位置信号源生成器２４２は、マッピングデータを生成するための信号を生成し、第２種のグリッド位置信号源生成器２４４は、マッピングデータの精度を検査するための信号を生成する。

ある局面において、グリッド位置信号源生成器２４２およびグリッド位置信号源生成器２４４は、ＬＥＤ、レーザ光生成器、音声生成器などであり得る。別の局面において、グリッド位置信号源生成器２４２およびグリッド位置信号源生成器２４４は、ＰＣＢ２４０上の所定の位置に位置する。更なる局面において、各第２種のグリッド位置信号源生成器２４４は、２つの連続した第１種のグリッド位置信号源生成器２４２の間に位置付けられる。そのうえ更なる局面において、第１種のグリッド位置信号源生成器２４２の数は、第２種のグリッド位置信号源生成器２４４の数より多い。さらに別の局面において、第１種のグリッド位置信号源生成器２４２は、相互から等しく距離を置かれて位置付けられ得る。それにもかかわらず、グリッド位置信号源生成器２４２およびグリッド位置信号源生成器２４４の位置は、これらの局面に限定されず、本開示の範囲から逸脱することなく当業者によって改変されることが可能である。

グリッド位置信号源生成器２４２およびグリッド位置信号源生成器２４４がＬＥＤである場合、ライド表面２５０は、グリッド位置信号源生成器２４２およびグリッド位置信号源生成器２４４によって生成された光をライド表面２５０の上部に伝送するように十分に透明であり得る。ライド表面２５０の透明性は、光を実質的に分光しないが、ライド表面２５０の上面を通して光を方向付ける。ある局面において、ライド表面２５０は、グリッド位置信号源生成器２４２およびグリッド位置信号源生成器２４４上に位置するスリット２５２を有し得、その結果、グリッド位置信号源生成器２４２およびグリッド位置信号源生成器２４４によって生成された光は、遮られることなくライド表面２５０を通して伝送されることが可能である。

第１種のグリッド位置信号源生成器２４２は、第１の色を生成し得、第２種のグリッド位置信号源生成器２４４は、第１の色とは異なる第２の色を生成し得る。例えば、第１の色は、緑色であり得、第２の色は、赤色であり得る。ある局面において、同じ色がグリッド位置信号源生成器２４２およびグリッド位置信号源生成器２４４によって生成され得る。ライド表面２５０の底表面は、固定手段２６０を介してＰＣＢ２４０に付着され得、固定手段２６０は、リベット、接着剤、釘、ステープルなどを含む。

キャリッジ１２０は、第１の鉛直バー１２８ａおよび第２の鉛直バー１２８ｂも含み、第１の鉛直バー１２８ａは、第１のサイドバー１２３ａ上に付着され、第２の鉛直バー１２８ｂは、第２のサイドバー１２３ｂ上に付着される。第１の鉛直バー１２８ａおよび第２の鉛直バー１２８ｂは、距離を置かれ、かつ、サイドバーおよび第３のレール１２６によって接続される。

キャリッジ１２０は、第３のシャフト１２９も含み、第３のシャフト１２９は、第２の鉛直バー１２８ｂを通って、場感知デバイス１３０を制御器１４０に接続する。第３のシャフト１２９は、その上に円形ギア歯、または第２の鉛直バー１２８ｂにおける開口部に機械的かつ作用可能に結合する別の手段を有し得、その結果、Ｚ軸周りでの第３のシャフト１２９の回転が、Ｚ軸に沿った場感知デバイス１３０の線形方向性移動に変換されることが可能であるが、キャリッジ１２０の移動には影響を与えない。第２の鉛直バー１２８ｂの開口部の構造は、当業者によって容易に実装され得る。

場感知デバイス１３０は、信号検出器１３２と複数のセンサ１３４とを含む。信号検出器１３２は、第３のレール１２６の上に位置付けられており、第１種のグリッド位置信号源生成器２４２および第２種のグリッド位置信号源生成器２４４によって生成された信号の強度を感知する。ある局面において、信号検出器１３２は、その下側に形成されたスリット２５２も含み得、それにより、スリット２５２を通過する信号の強度を検出する。

複数のセンサ１３４は、Ｙ軸に沿った所定の位置に位置し、かつ、ＥＭＮシステムのＥＭ場生成器１９５によって生成されたＥＭ場のＥＭベクトルを検出するように構成されている。ある局面において、複数のセンサ１３４は、６自由度（ＤＯＦ）のセンサであり得、これは、ＥＭ場の感知されたＥＭベクトルに基づいて、３つの方向（例えば、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向）と３つの回転（例えば、ピッチ、ヨーおよびロール）を感知することが可能である。６ＤＯＦセンサは、一例として提供され、複数のセンサ１３４について他の種のセンサを限定するように意図されない。

制御器１４０は、鉛直ボード１４２と、第１のモータ部分１５０と、第２のモータ部分１６０と、制御回路１７０とを含む。第１のモータ部分１５０は、鉛直ボード１４２に取り付けられている。第１のモータ部分１５０は、キャリッジ１２０の第１のシャフト１２２ａに接続されており、かつ、Ｘ軸に沿ったキャリッジ１２０の方向性移動を制御するように構成されている。第２のモータ部分１６０は、キャリッジ１２０の第３のシャフト１２９に接続されており、かつ、Ｚ軸に沿った場感知デバイス１３０の方向性移動を制御するように構成されている。制御回路１７０は、制御回路１７０と信号検出器１２４および信号検出器１３２との間で情報（位置データまたは方位データ）を中継するように構成されている相互接続ＰＣＢ１７２に接続されているので、制御回路１７０は、位置データまたは方位データに基づいて、Ｘ軸に沿ったキャリッジ１２０の移動とＺ軸に沿った場感知デバイス１３０の移動とを独立して制御する。

第１のモータ部分１５０は、底部１５１と、２つのレール１５２と、２つのシャフト１５３と、ベルト１５４と、第１のモータ１５５とを含む。底部１５１は、制御器１４０の基部を形成し、２つのレール１５２は、Ｘ軸に沿って平行に底部１５１の上面に付着される。２つのシャフト１５３の各々は、２つのレール１５２上を転がるように構成されている２つの車輪を含み、かつ、鉛直ボード１４２を通して接続されている。電力供給されて制御されると、第１のモータ１５５は、回転運動を生成し、この回転運動は、第１のシャフト１２２ａに伝送される。次いで、第１のシャフト１２２ａの円運動が、キャリッジ１２０の４つの車輪を２つのレール１１４ａおよび１１４ｂ上で転がらせる。

２つのシャフト１５３のうちの一方が、ベルト１５４を介して第１のモータ１５５または第１のシャフト１２２ａに接続され、その結果、第１のモータ部分１５０の４つの車輪も、キャリッジ１２０の４つの車輪と同調して２つのレール１５２上で転がる。このようにして、制御器１４０は、相応にキャリッジ１２０の移動に同時に従う。

第２のモータ部分１６０は、１つ以上のシャフト１６１と、第２のモータ１６２とを含む。シャフト１６１は、制御器１４０の鉛直ボード１４２の開口部を通って第２のモータ１６２を接続する。電力供給されて制御されると、第２のモータ１６２は、Ｚ軸周りの回転運動を生成し、この回転運動は、第３のシャフト１２９に伝送される。Ｚ軸周りの第３のシャフト１２９の回転運動は、Ｚ軸に沿った方向性移動に変換され、その結果、場感知デバイス１３０は、Ｚ軸に沿って移動する。第２のモータ１６２およびシャフト１６１も、場感知デバイス１３０の移動に対応してＺ軸に沿って移動する。シャフト１６１は、鉛直ボード１４２の開口部を通って滑らかにスライドするように構成されている。

第１のモータ１５５および第２のモータ１６２は、制御回路１７０によって独立して制御される。

制御器１４０は、変換器１４４と、連続誘導システム（ＣＧＳ）１４６と、コンピューティングデバイス１４８とをさらに含む。変換器１４４は、アナログ信号である感知されたＥＭベクトルを場感知デバイス１３０から受信し、そのアナログ結果をデジタルサンプルに変換するように構成されている。１つの実施例において、変換器１４４のサンプリング周波数は、ＥＭ場生成器１９５によって生成されたＥＭ場の周波数の整数倍である。デジタルサンプルは、複数のセンサ１３４がいつＥＭベクトルを感知したのかを指し示すタイムスタンプ情報も含む。

デジタルサンプルは、ＣＧＳ１４６に伝送され、ＣＧＳ１４６は、磁場測定データを収集し、ＥＭセンサアセンブリ内のコイルごとにセンサの位置および方位をコンピュータ計算する。このデータ収集から生成される磁場マップが、ある環境における鉄の物体からの場の歪みを修正する。このマップは、ＥＭＮ手順中にＥＭセンサを正確に突き止めるために使用される。

ＣＧＳ１４６は、デジタルサンプル（すなわち、センサの位置および方位のサンプル）を対応するタイムスタンプ情報とともにコンピューティングデバイス１４８に送信し、コンピューティングデバイス１４８は、デジタルサンプルからマッピングデータを抽出する。制御回路１７０は、複数のセンサ１３４の位置情報をコンピューティングデバイス１４８に送信する。コンピューティングデバイス１４８は、デジタルサンプルを位置情報と関連付け、その結果をマッピングデータとして保存する。

ある局面において、コンピューティングデバイス１４８は、マッピングデータの適合曲線を計算して見出すために曲線適合プロセスをさらに実行する。図３は、Ｚ軸に沿ったＹ軸における位置ｙおよびＸ軸における位置ｘのマッピングデータに基づく適合曲線３１０を示している。マッピングデータのための１８個の所定の位置が、整数座標（例えば、１〜１８）として示されており、精度検査データのための５個の所定の位置が、座標１と座標２との間、座標５と座標６との間、座標９と座標１０との間、座標１３と座標１４との間、および座標１７と座標１８との間に示されている。マッピングデータのための所定の位置の数および精度検査データのための所定の位置の数は、一例として提供されており、限定を意図されない。

コンピューティングデバイス１４８は、１８個のマッピングデータに適合する曲線を発見する曲線適合技術を利用する。適合曲線３１０は、多項式関数ベースまたは調和関数ベースであり得る。ある局面において、最初の所定の位置または最後の所定の位置は、マッピングデータまたは精度検査データのために使用されないことがあり、データを得るための開始位置および終了位置を指し示すために使用され得る。

マッピングデータを生成すると、キャリッジ１２０の信号検出器１２４は、第１種のグリッド位置信号源生成器２４２によって生成された信号の強度をスリットを通して感知する。曲線３２０は、信号検出器１２４によって検出された強度の分布を示している。強度が最大値３２５に到達すると、場感知デバイス１３０の複数のセンサ１３４は、ＥＭ場のＥＭベクトルを感知し、かつ、感知した結果をタイムスタンプ情報と一緒に変換器１４４に伝送する。マッピングデータのための全ての所定の位置についてマッピングデータを収集した後、コンピューティングデバイス１４８は、適合曲線を生成する。

マッピングデータの精度は、マッピングデータが生成された後にチェックされ得る。精度をチェックする場合、キャリッジ１２０の信号検出器１２４は、第２種のグリッド位置信号源生成器２４４によって生成された信号の強度をスリット２５２を通して感知する。第２種のグリッド位置信号源生成器２４４によって生成された信号の強度が最大値３２５に到達すると、場感知デバイス１３０の複数のセンサ１３４は、ＥＭ場のＥＭベクトルを感知し、その結果を変換器１４４に伝送する。場感知デバイス１３０は、感知した結果とともにタイムスタンプ情報を送信する。タイムスタンプ情報は、ＥＭベクトルがいつ感知されたかを指し示す。

精度検査データが生成された後、適合曲線３１０からの精度検査データの偏差値誤差が計算される。適合曲線３１０は、精度検査のための所定の位置における予想強度を提供し、この予想強度は、所定の位置において取得された精度検査データと比較される。コンピューティングデバイス１４８は、偏差値誤差が許容範囲内か否かを決定する。偏差値誤差が許容範囲内ではないと決定された場合、システム１００のオペレータまたはユーザには、マッピングデータが再生成される必要があることが、ディスプレイスクリーン上に警告メッセージを表示することによって、または、警告音声を生成することによって、知らされる。

図２Ａ〜図４に示されているように、第２種のグリッド位置信号源生成器２４４は、Ｚ軸上に位置するが、Ｘ軸上には位置せず、かつ、Ｙ軸上には位置しない。したがって、場感知デバイス１３０がＺ軸を通してスキャンするとき、場感知デバイス１３０は、システム１００のモード（すなわち、マッピングデータを生成すること、または、精度検査データを生成すること）に基づいて、所定の位置におけるＥＭベクトルを感知する。言い換えると、マッピングを生成するようにモードが設定されると、場感知デバイス１３０によって感知された全てのデータは、信号検出器１２４が第１種のグリッド位置信号源生成器２４２の上で最大信号強度を検出するとマッピングデータを生成するために使用され、場感知デバイス１３０によって感知された全てのデータは、信号検出器１２４が第２種のグリッド位置信号源生成器２４４において最大信号強度を検出するときにマッピングデータを生成するために使用されない。

図５は、Ｘ−Ｚ平面における所定の位置を示している。場感知デバイス１３０は、場感知デバイス１３０がＺ軸に沿って最初の位置から最後の位置までＥＭベクトルを感知するのと同様に、Ｘ軸に沿って最初の位置から最後の位置までＥＭベクトルを感知する。ある局面において、Ｘ軸またはＺ軸に沿った最初の位置および最後の位置は、マッピングデータまたは精度検査データの位置を初期化するために使用され得る。言い換えると、最初の位置および最後の位置は、マッピングデータまたは精度検査データのためには使用されないが、ＥＭベクトルの感知を開始または終了するように場感知デバイス１３０のために使用され得る。したがって、最初の位置および最後の位置によって囲まれた灰色の領域は、マッピングデータおよび精度検査データを生成するための所定の位置として使用され得る。

位置の初期化に関して、最初の位置または最後の位置におけるグリッド位置信号源生成器が電力供給されると、他のグリッド位置信号源生成器は、電力供給されないことがあり、信号検出器は、初期化光が発見されるまで移動する。したがって、初期化のための位置が特定され得る。ある局面において、初期化のための位置が発見された後、他のグリッド位置信号源生成器が、電力供給され、場感知デバイス１３０は、グリッド位置信号源生成器が発光する所定の位置においてＥＭベクトルを感知し始める。

図６は、図１のシステム１００の機能的なブロック図を示している。システム１００は、制御回路１７０を含み、制御回路１７０は、プロセッサ６１０と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）６１５ａ〜６１５ｄとを含む。制御回路１７０は、第１のモータ１５５と第２のモータ１６２とを制御する。制御回路１７０は、制御回路１７０と信号検出器１２４および信号検出器１３２との間で情報を中継するように構成されている相互接続ＰＣＢ１７２に接続されている。

制御回路１７０が電源６３０から電力供給されると、プロセッサ６１０は、第１のモータ１５５および第２のモータ１６２を制御し、その結果、キャリッジ１２０および場感知デバイス１３０は、それらの初期の位置に移動する。制御回路１７０は、同時に第１のグリッド位置信号源生成器または第２のグリッド位置信号源生成器の全ての信号を作動させ得る。第１のモータ１５５および第２のモータ１６２は、Ｘ軸およびＺ軸に沿ったリセット位置に機器を設置し、次いで、別々に、Ｘ軸およびＺ軸に沿って第１の信号源に移動し得る。ある局面において、制御回路１７０は、Ｘ軸に沿った第１のグリッド位置信号源生成器２１２のみを作動させるために制御信号をＰＣＢ２１０に送信し得、Ｚ軸に沿った第１のグリッド位置信号源生成器のみを作動させるために制御信号をＰＣＢ２４０に送信し得る。

信号検出器１２４は、グリッド位置信号源生成器２１２によって生成された信号を検出する。信号検出器１２４が信号の最大強度を検出すると、信号検出器１２４は、制御信号を相互接続ＰＣＢ１７２に送信し、相互接続ＰＣＢ１７２は、制御信号をプロセッサ６１０に中継する。プロセッサ６１０は、第１のモータ１５５を制御し、停止させる。同様に、信号検出器１３２が、グリッド位置信号源生成器２４２によって生成された信号の最大強度を検出すると、プロセッサ６１０は、第２のモータ１６２を制御し、停止させる。

ＰＣＢ２１０およびＰＣＢ２４０への制御信号ならびにＰＣＢ２１０およびＰＣＢ２４０からの制御信号は、ＬＰＦ６１５ａ〜６１５ｄによってフィルタリングされ得、それにより、アナログ測定値から高周波数ノイズ信号を除去し、アナログ−デジタル変換中にエイリアスされる周波数成分を除去するのに役に立つ。これは、誤検知の可能性を制限する。

場感知デバイス１３０が第１のモータ１５５および第２のモータ１６２によって初期の位置に移動させられると、プロセッサ６１０は、第１種のグリッド位置信号源生成器２４２のみを作動させ、Ｘ軸に沿って最後の所定の位置に向かって場感知デバイス１３０を継続的に移動させるように第２のモータ１６２を制御する。信号検出器１２４が最大信号強度の検出をプロセッサ６１０に報告すると、プロセッサ６１０は、場感知デバイス１３０によって感知されたＥＭベクトルをデジタルサンプルに変換するために、制御信号を変換器１４４に送信する。

ある局面において、場感知デバイス１３０がたった１つのセンサを有するとき、場感知デバイス１３０は、ＰＣＢ、グリッド位置信号源生成器、および第３のモータ（例えば、ＰＣＢ２１０、グリッド位置信号源生成器２１２、および第１のモータ１５５）を含み得る。Ｙ軸に沿って位置するグリッド位置信号源生成器によって生成された信号の最大強度の検出をプロセッサ６１０が受信すると、プロセッサ６１０は、第２のモータ１６２を停止させ、Ｙ軸に沿ってセンサを継続的に移動させるように第３のモータを制御し、制御信号を変換器１４４に送信する。場感知デバイス１３０がＹ軸に沿って最後の所定の位置に到達した後、プロセッサ６１０は、Ｚ軸に沿って場感知デバイス１３０を移動させるように第２のモータ１６２を制御する。

別の局面において、場感知デバイス１３０が複数のセンサ１３４を含むとき、プロセッサ６１０は、Ｘ軸に沿って場感知デバイス１３０を継続的に移動させるように第２のモータ１６２を制御する。場感知デバイス１３０は、変換器１４４に、センサ１３４によって感知された全ての結果を対応するタイムスタンプ情報とともに送信する。変換された結果は、ＣＧＳ１４６を介してコンピューティングデバイス１４８に伝送され、コンピューティングデバイス１４８によって処理される。変換器１４４は、変換器１４４が別の制御信号をプロセッサ６１０から受信しない限り、感知された結果を変換しない一方で、センサ１３４は、ＥＭベクトルを継続的に感知し、変換器１４４に送信する。ある局面において、ＣＧＳ１４６は、複数のセンサ１３４からの未加工のデジタル化されたデータからピックアップ値をコンピュータ計算し得、ピックアップ値から位置データおよび方位データをコンピュータ計算し得る。別の局面において、コンピューティングデバイス１４８は、マッピングファイルを作り出すかまたは精度結果をコンピュータ計算するために、ピックアップデータまたは位置データおよび方位データを照合し得る。

精度検査データを生成することについて、説明は、マッピングデータを生成することの説明と大部分が同じである。このような状況において、プロセッサ６１０は、第１種のグリッド位置信号源生成器２４２の代わりに、第２種のグリッド位置信号源生成器２４４のみを作動させる。

ある局面において、プラットフォーム１１０およびキャリッジ１２０は、非鉄材料からなり得、複数のセンサ１３４を除く場感知デバイス１３０の大部分も、非鉄材料からなり得る。さらに、鉄材料を含む第１のモータ１５５および第２のモータ１６２は、ＥＭ場生成器１９５によって生成されるＥＭ場から距離を置かれ得る。ＥＭ場から十分に遠くに、鉄材料を含む要素を設置することによって、システム１００は、ＥＭ場への影響を最小化することが可能である。

図７Ａおよび図７Ｂは、ＥＭＮシステムのためのマッピングデータを生成するように図１のシステム１００を制御する方法７００を示すフローチャートを示している。ステップ７０５において、システム１００が、電力供給されてマッピングデータを生成するために設定されると、ＰＣＢ２１０上に位置付けられている第１のグリッド位置信号源生成器２１２と、ＰＣＢ２４０上に位置付けられている第１のグリッド位置信号源生成器２４２とが作動させられ、他のグリッド位置信号源生成器は、非作動化させられる。ＰＣＢ２１０およびＰＣＢ２４０の第１のグリッド位置信号源生成器によって、マッピングデータを生成するための初期の位置が検出される。

ステップ７１０において、第１のモータ１５５は、キャリッジ１２０をＸ軸に沿って初期の位置まで移動させるように制御される。同時に、信号検出器１２４は、ＰＣＢ２１０の第１のグリッド位置信号源生成器２１２によって生成された信号を継続的に探してその信号の強度を検出している。

ステップ７１５において、最大強度が検出されたか否かが決定され、ここで、最大強度は予め決定されており（例えば、図３に示されているように、最大値３２５）、信号検出器１２４によって検出された強度がその予め決定された値と比較される。最大強度が検出されない場合、第１のモータ１５５は、信号検出器１２４が最大強度を検出するまで、キャリッジ１２０を継続的に移動させる。

ステップ７１５において最大強度が検出されたと決定されると、第２のモータ１６２は、場感知デバイス１３０をＺ軸に沿って初期の位置に移動させるように制御される。信号検出器１３２は、ＰＣＢ２４０の第１のグリッド位置信号源生成器２４２によって生成された信号を継続的に探してその信号の強度を検出している。

ステップ７２５において、最大強度が検出されたか否かが決定され、ここで、最大強度は予め決定されており（例えば、図３に示されているように、最大値３２５）、信号検出器１３２によって検出された強度がその予め決定された値と比較される。最大強度が検出されない場合、第２のモータ１６２は、信号検出器１３２が最大強度を検出するまで、場感知デバイス１３０を継続的に移動させる。ステップ７２５において最大強度が検出されたと決定されると、場感知デバイス１３０およびキャリッジ１２０は、ＰＣＢ２１０およびＰＣＢ２４０の第１のグリッド位置信号源生成器によって規定される初期の位置上に位置付けられる。ある局面において、単に所定の値と比較されるのではなく、場の強度が測定され得、信号の強度の変化率が正から負に変化する点において見られることが可能である、外形におけるピークを特定することによって、最大値決定され得る。

ある局面において、ステップ７１０およびステップ７１５は、ステップ７２０およびステップ７２５の後に実行され得る。別の局面において、ステップ７１０およびステップ７２０は、同時に実行され得、同様に、ステップ７１５およびステップ７２５は、同時に実行される。すなわち、キャリッジ１２０および場感知デバイス１３０は、第１のモータ１５５および第２のモータ１６２によって独立にかつ同時に移動させられ得る。

ステップ７３０において、マッピングのためのグリッド位置信号源生成器（すなわち、第１種のグリッド位置信号源生成器２４２）が作動させられ、かつ、精度検査のためのグリッド位置信号源生成器（すなわち、第２種のグリッド位置信号源生成器２４４）が非作動化させられ、ステップ７３５において、Ｘ軸についてのインデックス「ｉ」とＺ軸についてのインデックス「ｊ」とが、１に初期化される。

ある局面において、プロセッサ６１０は、場感知デバイス１３０がＥＭ場生成器１９５によって生成されたＥＭベクトルを感知し始めることが可能であることをコンピューティングデバイス１４８に通信する。場感知デバイス１３０がＥＭベクトルを感知し始めた後、コンピューティングデバイス１４８は、場感知デバイス１３０がＥＭベクトルを感知することをプロセッサ６１０に通知し、変換器１４４は、感知されたＥＭベクトルをサンプリングし、コンピューティングデバイス１４８は、サンプリングデータを対応するタイムスタンプ情報および位置情報とともに記録する。

図７Ｂは、ステップ７３５に続くステップを示している。インデックス「ｉ」およびインデックス「ｊ」の初期化の後、ステップ７４０において、インデックス「ｊ」が偶数であるか奇数であるかが決定される。インデックス「ｊ」が奇数であると決定されると、ステップ７４５ａにおいて、最大強度が信号検出器１２４によって検出されたか否かが決定される。

最大強度が検出されない状況において、ステップ７５０ａにおいて、第１のモータ１５５は、Ｘ軸正方向にキャリッジ１２０を移動させるように制御され、ステップ７４５ａおよびステップ７５０ａは、最大強度が検出されるまで繰り返される。

ステップ７４５ａにおいて最大強度が検出されたと決定されると、プロセッサ６１０は、コンピューティングデバイス１４８を介して制御信号を変換器１４４に送信し、その結果、ステップ７５５ａにおいて、変換器１４４は、感知されたＥＭベクトルを受信し、かつデジタルサンプリングする。デジタルサンプルは、場感知デバイス１３０の各センサ１３４が位置する現在の位置を指し示す位置情報を含む。制御回路１７０が位置情報をＣＧＳ１４６およびコンピューティングデバイス１４８に送信した後、ステップ７５５ａにおいて、Ｘ軸のインデックス「ｉ」は、１だけインクリメントされる。

ある局面において、場感知デバイス１３０は、ＥＭベクトルを継続的に感知し、その結果、ＥＭ場の微細な分解能が必要とされるとき、任意の方向にグリッド位置信号源生成器の数を単に増大させることにより、より高い分解能のマッピングデータをもたらすことが可能である。

ステップ７６０ａにおいて、インデックス「ｉ」は、所定の数Ｎ_ｘと比較され、所定の数Ｎ_ｘは、Ｘ軸に沿ったマッピングデータのためのグリッド位置信号源生成器の所定の数である。インデックス「ｉ」が所定の数Ｎ_ｘより大きくない（すなわち、所定の数Ｎ_ｘより小さいかまたは所定の数Ｎ_ｘに等しい）とき、ステップ７４５ａ〜ステップ７６０ａが、インデックス「ｉ」が所定の数Ｎ_ｘより大きくなるまで実行される。インデックス「ｉ」が所定の数Ｎ_ｘより大きいとき、それは、ＥＭベクトルがＸ軸に沿った全ての所定の位置においてサンプリングされたことを指し示す。

ある局面において、所定の数Ｎ_ｘは、ＰＣＢ２１０上に位置付けられたグリッド位置信号源生成器の数より１または２だけ小さいことがある。最初のグリッド位置信号源生成器および／または最後のグリッド位置信号源生成器は、それぞれ、開始位置および／または終了位置を指し示すために使用され得、ＥＭベクトルを感知するために使用されない。別の局面において、所定の数Ｎ_ｘは、ＰＣＢ２１０上のグリッド位置信号源生成器の数に等しいことがある。

ステップ７６０ａにおいてインデックス「ｉ」が所定の数Ｎ_ｘより大きいと決定されると、次の比較は、ステップ７６５においてインデックス「ｊ」が所定の数Ｎ_ｚに等しいか否かが決定されることである。インデックス「ｊ」が所定の数Ｎ_ｚに等しくないと決定されると、ステップ７７０において、第２のモータ１６２は、場感知デバイス１３０をＺ軸正の方に移動させる。

ステップ７７５において、最大強度が検出されたか否かが決定される。最大強度が検出されない場合、第２のモータ１６２は、場感知デバイス１３０をＺ軸正の方に移動させ続ける。ステップ７７５において最大強度が検出されたと決定されると、ステップ７８０において、Ｚ軸のインデックス「ｊ」は、１だけ増大させられ、処理は、ステップ７４０に戻る。これは、インデックスの偶奇を変化させる（すなわち、奇数を偶数に変化させ、その逆もまた然りである）。

ステップ７６５において、インデックス「ｊ」が所定の数Ｎ_ｚに等しいと決定されると、プロセスはステップ７８５に進み、そこでは、さらに詳細に後述されるように、デジタルサンプルに基づくマッピングデータが生成される。そうでなければ、ステップ７４０〜７８０が、インデックス「ｊ」が所定の数Ｎ_ｚに等しくなるまで実行される。

ステップ７４０に戻って参照すると、インデックス「ｊ」が所定の数Ｎ_ｚより大きくないと決定されると、インデックス「ｊ」は偶数となり、その結果、方法７００は、ステップ７４５ｂ〜７６０ｂに続く。ステップ７４５ｂについての説明は、ステップ７４５ａの説明と同じである。

ステップ７５０ｂにおいて、第１のモータ１５５は、キャリッジ１２０をＸ軸負方向に移動させるように制御される。ステップ７５０ａにおいて説明されたように、ステップ７５０ｂは、最大強度が検出されるまで実行される。

ステップ７４５ｂにおいて最大強度が検出されると、ステップ７５５ｂにおいて、インデックス「ｉ」は、１だけデクリメントされ、変換器は、感知されたＥＭベクトルをサンプリングする。最初にインデックス「ｉ」をデクリメントすることによって、インデックス「ｉ」は、Ｘ軸に沿った場感知デバイス１３０の現在の位置に対応する。

ステップ７６０ｂにおいて、インデックス「ｉ」は、１と比較される。インデックス「ｉ」が１に等しくないと決定されると、ステップ７４５ｂ〜ステップ７６０ｂが繰り返される。そうでなければ、ステップ７６５が続き、以下のステップについての説明は、上述と同じである。

インデックス「ｊ」の偶奇を使用すること（すなわち、ステップ７４５ａ〜ステップ７６０ａおよびステップ７４５ｂ〜ステップ７６０ｂ）によって、キャリッジ１２０は、Ｘ軸に沿った所定の位置の各ラインを通じてスキャンした後、初期の位置に戻る必要はない。

ステップ７６５においてインデックス「ｊ」が所定の数Ｎ_ｚに等しいと決定されると、ステップ７８５において、マッピングデータが、所定の位置において感知されたＥＭベクトルに基づいて生成される。ＥＭベクトルの各々は、３つの座標（例えば、（ｘ，ｙ，ｚ））によって規定される所定の位置におけるＥＭ場の強度を含む。第１の座標は、インデックス「ｉ」によって規定され、第３の座標は、インデックス「ｊ」によって規定され、第２の座標は、Ｙ軸に沿った場感知デバイス１３０のセンサ１３４の位置によって規定される。さらに、タイムスタンプ情報が、ＥＭベクトルに含まれる。

ある局面において、マッピングデータは、図３の適合曲線３１０に類似する適合曲線の方程式を含み得る。適合曲線方程式は、多項式関数ベースまたは調和関数ベースであり得る。ＥＭＮシステムがマッピングデータを使用して患者の内蔵をマッピングするとき、内蔵の位置が、適合曲線とＥＭ場の測定された強度とに基づいて、決定される。

図８Ａ〜図８Ｃは、本開示の実施形態に従った、マッピングデータの精度を検査する方法８００を示すフローチャートを示している。図８Ａ〜図８Ｃは、図７Ａおよび図７Ｂを参照して上述されたステップに類似するステップを含み、したがって、ここではそれらの説明は省略される。図８Ａにおいて、ステップ８１０はステップ７３０に取って代わり、図８Ｂにおいて、ステップ８１５はステップ７６０ａに取って代わる。図８Ａに描かれているように、ステップ７２５において最大強度が検出されると、ステップ８１０において、精度検査のためのグリッド位置信号源生成器が作動させられ、マッピングのためのグリッド位置信号源生成器は非作動化させられる。図８Ｂに関して、精度検査データを生成するための所定の数Ｎ_{ａｃｃｕｒａｃｙ}は、図７Ｂに対して説明されたマッピングデータを生成するための所定の数Ｎ_ｘとは異なり得る。ステップ８１５についての説明は、所定の数Ｎ_ｘを所定の数Ｎ_{ａｃｃｕｒａｃｙ}に置換することによって、ステップ７６０ａの説明に類似する。したがって、インデックス「ｉ」が所定の数Ｎ_{ａｃｃｕｒａｃｙ}より大きいと決定されると、プロセスは、ステップ７６５に進む。

ステップ７６５においてインデックス「ｊ」がＮ_ｚに等しいと決定されると、ステップ８２０において、精度検査データが、デジタルサンプルに基づいて生成される。生成された精度検査データは、コンピューティングデバイス内に格納されている適合曲線と比較される。具体的には、第２種のグリッド位置信号源生成器２４４の位置における適合曲線に基づいて、期待値が計算される。第２種のグリッド位置信号源生成器２４４は、２つの連続した第１種のグリッド位置信号源生成器２４２間に位置するので、精度検査のための所定の位置における精度検査データは、対応する２つの期待値によって境界付けられるべきであり、適合曲線からの容認可能な許容範囲内にあるべきである。

ある局面において、図３に示されているように、ｘ座標およびｙ座標が固定されているとき、適合曲線は、Ｚ軸に沿って生成される。適合曲線３１０に基づいて、期待値が、複数の所定の位置のうちの位置に基づいて計算され得る（例えば、点線によって指し示された値）。ステップ８３０において、これらの期待値は、精度検査データと比較され、期待値と精度検査データとの間の差に基づいて偏差値誤差が計算される。偏差値誤差は、当業者が容易に認識する標準偏差、二乗平均平方根、または他の統計的に有意な値であり得る。

ステップ８４０において、偏差値誤差は、所定の閾値と比較される。偏差値誤差が所定の閾値より小さいかまたは所定の閾値に等しい場合、マッピングデータは十分に正確であるとみなされ、方法８００は終了する。

ステップ８４０において偏差値誤差が所定の閾値より大きいと決定される場合、マッピングデータは、正確ではないとみなされ、ステップ８５０において、マッピングデータが再生成される必要があることをＥＭＮシステムのユーザに知らせるための警告が生成される。ある局面において、警告は、システム１００のスクリーン上に表示され得るか、または、そのようなことを知らせるための音声であり得る。警告は、本開示の範囲から逸脱することなく、任意の他の手段（例えば、光、ＥＭＮシステムを自動的に不能にする手段など）であり得る。

複数の実施形態が、例証および説明の目的のための添付図面を参照してより詳細に説明されてきたが、独創的なプロセスおよび機器が限定されるように解釈されないことが理解されるべきである。前述の実施形態に対する様々な改変が本開示の範囲から逸脱することなくなされ得ることは、当業者に明らかである。

Claims (14)

1. 電磁（ＥＭ）ナビゲーションシステムをマッピングおよび精度検査するための機器であって、前記機器は、
   前記ＥＭナビゲーションシステムによって生成されたＥＭ場のＥＭベクトルを感知するように構成されているセンサと、
   第１の方向と、前記第１の方向とは異なる第２の方向とに沿って、前記センサを移動させるように構成されているキャリッジと、
   前記センサと作用可能に関連付けられている第１の位置検出器であって、前記第１の位置検出器は、前記第１の方向に沿って前記センサの第１の位置を検出するように構成されており、前記第１の位置は、前記第１の方向に沿った所定の位置のうちの１つである、第１の位置検出器と、
   前記センサと作用可能に関連付けられている第２の位置検出器であって、前記第２の位置検出器は、前記第２の方向に沿って前記センサの第２の位置を検出するように構成されており、前記第２の位置は、前記第２の方向に沿った所定の位置のうちの１つである、第２の位置検出器と、
   前記センサと作用可能に関連付けられている制御器であって、前記制御器は、前記第１の方向および前記第２の方向に沿った前記キャリッジの移動を制御するように構成されており、かつ、前記第１の方向と、前記第２の方向と、前記第１の方向および前記第２の方向によって規定される平面に垂直な第３の方向とによって規定される座標系内の所定の位置における前記感知されたＥＭベクトルに基づいて前記ＥＭ場をマッピングするように構成されている、制御器と、
   第１の複数の信号生成器であって、前記第１の複数の信号生成器の各々は、信号を生成するように構成されており、前記第１の複数の信号生成器の各々は、前記第１の方向に沿った所定の位置のうちの対応する位置に位置付けられており、前記第１の複数の信号生成器によって生成された信号の強度は、前記第１の位置検出器によって検出される、第１の複数の信号生成器と
   を備えている、機器。
2. 前記第２の方向に沿った所定の位置は、第１のグループと第２のグループとを含み、
   前記センサは、前記第２の方向に沿った所定の位置の前記第１のグループにおいて、マッピングのためにＥＭベクトルを感知するように構成されている、請求項１に記載の機器。
3. 前記センサは、前記第２の方向に沿った所定の位置の前記第２のグループにおいて、精度検査のためにＥＭベクトルを感知するように構成されている、請求項２に記載の機器。
4. 前記第１の複数の信号生成器の各々は、前記第１のグループの対応する位置に位置付けられており、
   前記機器は、
   第２の複数の信号生成器であって、前記第２の複数の信号生成器の各々は、信号を生成するように構成されており、前記第２の複数の信号生成器の各々は、前記第２のグループの対応する位置に位置付けられている、第２の複数の信号生成器をさらに備えており、
   前記第１の複数の信号生成器および前記第２の複数の信号生成器によって生成された信号の強度は、前記第２の位置検出器によって検出される、請求項２または請求項３に記載の機器。
5. 前記センサは、前記第２の方向に沿った前記第１の複数の信号生成器および前記第２の複数の信号生成器のうちの１つによって生成された信号の最大強度を前記第２の位置検出器が検出すると、ＥＭベクトルを感知するように構成されている、請求項４に記載の機器。
6. 前記第１の複数の信号生成器および前記第２の複数の信号生成器は、発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、前記第２の位置検出器は、前記ＬＥＤによって発せられた光の強度を検出する、請求項４または請求項５に記載の機器。
7. 前記第１の複数の信号生成器のＬＥＤは、第１の色を有する光を生成するように構成されており、前記第２の複数の信号生成器のＬＥＤは、前記第１の色とは異なる第２の色を有する光を生成するように構成されている、請求項４〜６のいずれか一項に記載の機器。
8. 前記機器がマッピングデータを生成するために動作させられると、前記第１の複数の信号生成器は、作動させられ、前記第２の複数の信号生成器は、非作動化させられる、請求項４〜７のいずれか一項に記載の機器。
9. 前記センサは、前記第３の方向に沿ってＥＭベクトルを感知するように構成されているＥＭセンサを含み、前記ＥＭセンサは、前記第３の方向に手動で移動させられるように構成されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の機器。
10. 前記センサは、複数のセンサを含み、前記複数のセンサの各々は、前記第３の方向に沿った所定の位置のうちの対応する位置に位置する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の機器。
11. 前記ＥＭナビゲーションシステムによって生成されたＥＭ場上で前記機器を中心に置くように構成されている底層をさらに備えている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の機器。
12. 前記機器は、大部分が非鉄材料からなる、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の機器。
13. 第１のシャフトを介して前記センサに結合される第１のモータであって、前記第１のモータは、前記第１の方向に沿って前記センサを移動させるように構成されている、第１のモータと、
    第２のシャフトを介して前記センサに結合される第２のモータであって、前記第２のモータは、前記第２の方向に沿って前記センサを移動させるように構成されている、第２のモータと
    をさらに備えている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の機器。
14. 前記感知されたＥＭベクトルは、タイムスタンプ情報を含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の機器。

Images