JP7046536B2 - Entツールアンテナ - Google Patents
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Description
本出願は、参照により本明細書に組み込まれる2016年9月14日出願の米国特許仮出願第62/394,426号の利益を主張するものである。
本発明は、概して外科用ツールに関し、特にシステムコントローラに無線で結合される剛性外科用ツールに関する。
ハンドルと、
ハンドルに固定的に取り付けられてハンドルから延在する、生体適合性である第1導電性管であって、第1導電性管の遠位端部がヒトの開口部に挿入されるように構成されて、そこで医療処置を施術する第1導電性管と、
第1導電性管に固定的に取り付けられて、第1導電性管によって包囲され、第1導電性管と共に電磁放射用のアンテナとして機能する第2導電性管と、
第2導電性管の周りに作られて、第2導電性管に固定される絶縁された導電性コイルであって、コイルを横切る磁場に反応して信号を生成する絶縁された導電性コイルと、
絶縁された導電性コイルから信号を受信し、それに反応して、予め設定された周波数で無線周波数信号を生成し、無線周波数信号を第2導電性管に伝達して、予め設定された周波数で電磁エネルギーとしてそこから放射するよう接続された送受信器と、を備える装置を提供することである。
ハンドルを提供することと、
第1導電性管をハンドルに固定的に取り付けて、そこから延在させることであって、第1導電性管は生体適合性であり、第1導電性管の遠位端部はヒトの開口部に、そこで医療処置を施術するため挿入されるように構成されていることと、
第2導電性管を第1導電性管に固定的に取り付けることで、第1導電性管は第2導電性管を包囲することであって、第2導電性管は第1導電性管と共に電磁放射用のアンテナとして機能することと、
第2導電性管の周りに絶縁された導電性コイルを作り、コイルを第2導電性管に固定することであって、コイルはコイルを横切る磁場に反応して信号を生成することと、
絶縁された導電性コイルから信号を受信し、それに反応して、予め設定された周波数で無線周波数信号を生成し、無線周波数信号を第2導電性管に伝達して、予め設定された周波数で電磁エネルギーとしてそこから放射するように送受信器を接続することとを備える。
本発明の実施形態は、ENT無線ツールの「作業する先端」、通常、ロッドが、その外科的機能を実行するためと、ツールとの間で無線周波数放射を送受信するアンテナとしての両方の機能をするために、ENT無線ツール用の比較的大きなアンテナを必要とする問題を克服する。ロッドをアンテナとして実装することで、ツールのハンドルは、多くのENT医師に好まれるように、小型化及び精密に作製されることができる。
図1を参照すると、それは、本発明の一実施形態に係る、ENT(耳、鼻及び喉)システム20の概略図である。以下により詳細に記載するように、システム20で使用される無線外科用ツール21は、1つ以上のメモリと通信する処理部を備えて、システムを作動するシステムプロセッサ40と無線通信する。以下の説明では、システム20は、患者22への副鼻腔処置を含む医療処置を施術するために用いられると想定され、以下により詳細に説明するように、ツール21は、磁気追跡システム23によって処置の間に追跡される1つ以上の磁気センサー32を含む。追跡を有効にするため、システム20において、患者22及び磁気追跡システム23のCT(コンピュータ断層撮影)画像の参照フレームが位置合わせされる。CT画像は通常、磁気共鳴撮像(MRI)画像又は透視画像を含むことができるが、本明細書の説明では、画像は一例として透視CT画像を含むと想定される。
(1) 装置であって、
ハンドルと、
前記ハンドルに固定的に取り付けられて前記ハンドルから延在する、生体適合性である第1導電性管であって、前記第1導電性管の遠位端部がヒトの開口部に挿入されるように構成されており、そこで医療処置を施術する、第1導電性管と、
前記第1導電性管に固定的に取り付けられて、前記第1導電性管によって包囲され、前記第1導電性管と共に電磁放射用のアンテナとして機能する、第2導電性管と、
前記第2導電性管の周りに作られて、前記第2導電性管に固定される絶縁された導電性コイルであって、前記コイルを横切る磁場に反応して信号を生成する、絶縁された導電性コイルと、
前記絶縁された導電性コイルから前記信号を受信し、それに反応して、予め設定された周波数で無線周波数信号を生成し、前記無線周波数信号を前記第2導電性管に伝達して、前記予め設定された周波数で電磁エネルギーとしてそこから放射するように接続された送受信器と、
を備える、装置。
(2) 前記第1導電性管が第1電気伝導率を有し、前記第2導電性管が前記第1電気伝導率よりも大きい第2電気伝導率を有する、実施態様1に記載の装置。
(3) 前記送受信器が前記ハンドル内に固定的に設置されている、実施態様1に記載の装置。
(4) 前記アンテナがアンテナインピーダンスを有し、前記装置が送受信器インピーダンスで前記無線周波数信号を受信して、前記アンテナインピーダンスで前記無線周波数信号を変換された無線周波数信号に変換するように、前記送受信器に接続されるインピーダンス変換器を更に備え、前記インピーダンス変換器が前記第2導電性管に結合されることで、前記管が前記変換された無線周波数信号を受信し、それに反応して前記予め設定された無線周波数で前記電磁エネルギーを放射する、実施態様1に記載の装置。
(5) 前記インピーダンス変換器が前記ハンドル内に固定的に設置されている、実施態様4に記載の装置。
(7) 変換された信号を生成するように前記絶縁された導電性コイルからの前記信号に離散フーリエ変換を実行するように構成されている回路を備え、前記送受信器は、前記変換された信号を受信し、前記変換された信号に反応して前記無線周波数信号を生成するように接続されている、実施態様1に記載の装置。
(8) 前記開口部が前記ヒトの鼻孔を含み、前記ハンドル、前記第1導電性管、前記第2導電性管、前記絶縁された導電性コイル及び前記送受信器は、前記鼻孔に挿入される耳、鼻及び喉(ENT)外科用ツールに含まれている、実施態様1に記載の装置。
(9) 方法であって、
ハンドルを提供することと、
第1導電性管を前記ハンドルに固定的に取り付けて、そこから延在させることであって、前記第1導電性管は生体適合性であり、前記第1導電性管の遠位端部は、ヒトの開口部に、そこで医療処置を施術するために挿入されるように構成されている、ことと、
第2導電性管を前記第1導電性管に固定的に取り付けることで、前記第1導電性管は前記第2導電性管を包囲することであって、前記第2導電性管は、前記第1導電性管と共に電磁放射用のアンテナとして機能する、ことと、
前記第2導電性管の周りに絶縁された導電性コイルを作り、前記コイルを前記第2導電性管に固定することであって、前記コイルは、前記コイルを横切る磁場に反応して信号を生成する、ことと、
前記絶縁された導電性コイルから前記信号を受信し、それに反応して、予め設定された周波数で無線周波数信号を生成し、前記無線周波数信号を前記第2導電性管に伝達して、前記予め設定された周波数で電磁エネルギーとしてそこから放射するように送受信器を接続することと、
を含む、方法。
(10) 前記第1導電性管は第1電気伝導率を有し、前記第2導電性管は前記第1電気伝導率よりも大きい第2電気伝導率を有する、実施態様9に記載の方法。
(12) 前記アンテナがアンテナインピーダンスを有し、前記方法は、送受信器インピーダンスで前記無線周波数信号を受信して、前記アンテナインピーダンスで前記無線周波数信号を変換された無線周波数信号に変換するように、前記送受信器に接続されているインピーダンス変換器を提供することを更に含み、前記インピーダンス変換器が前記第2導電性管に結合されることで、前記管が前記変換された無線周波数信号を受信し、それに反応して前記予め設定された無線周波数で前記電磁エネルギーを放射する、実施態様9に記載の方法。
(13) 前記インピーダンス変換器は前記ハンドル内に固定的に設置されている、実施態様12に記載の方法。
(14) 前記絶縁された導電性コイルを横切る前記磁場を放射する磁気放射体アセンブリを提供することを含み、前記電磁放射を前記アンテナから受信し、前記受信した放射を分析して前記磁気放射体アセンブリに対する前記絶縁された導電性コイルの位置を決定することを更に含む、実施態様9に記載の方法。
(15) 変換された信号を生成するように前記絶縁された導電性コイルからの前記信号に離散フーリエ変換を実行することを含み、前記送受信器は、前記変換された信号を受信し、前記変換された信号に反応して前記無線周波数信号を生成するように接続されている、実施態様9に記載の方法。
Claims (16)
- 装置であって、
ハンドルと、
前記ハンドルに固定的に取り付けられて前記ハンドルから延在する、生体適合性である第1導電性管であって、前記第1導電性管の遠位端部がヒトの開口部に挿入されるように構成されており、そこで外科処置を施術する、第1導電性管と、
前記第1導電性管に固定的に取り付けられて、前記第1導電性管によって包囲され、前記第1導電性管と共に電磁放射用および電磁受信用のアンテナとして機能する、第2導電性管と、
前記第2導電性管の周りに作られて、前記第2導電性管に固定され、前記第2導電性管に対して絶縁された導電性コイルであって、前記導電性コイルを横切る磁場に反応して信号を生成する、導電性コイルと、
前記導電性コイルから前記信号を受信し、それに反応して、予め設定された周波数で無線周波数信号を生成し、前記無線周波数信号を前記第2導電性管に伝達して、前記予め設定された周波数で電磁エネルギーとしてそこから放射すると共に、前記アンテナが受信した第2の電磁エネルギーに基づき生成された第2の無線周波数信号を受信するように接続された送受信器と、
を備える、装置。 - 前記第1導電性管が第1電気伝導率を有し、前記第2導電性管が前記第1電気伝導率よりも大きい第2電気伝導率を有する、請求項1に記載の装置。
- 前記送受信器が前記ハンドル内に固定的に設置されている、請求項1に記載の装置。
- 前記アンテナがアンテナインピーダンスを有し、前記装置が送受信器インピーダンスで前記無線周波数信号を受信して、前記アンテナインピーダンスで前記無線周波数信号を変換された無線周波数信号に変換するように、前記送受信器に接続されるインピーダンス変換器を更に備え、前記インピーダンス変換器が前記第2導電性管に結合されることで、前記第2導電性管が前記変換された無線周波数信号を受信し、それに反応して前記予め設定された周波数で前記電磁エネルギーを放射する、請求項1に記載の装置。
- 前記インピーダンス変換器が前記ハンドル内に固定的に設置されている、請求項4に記載の装置。
- 前記導電性コイルを横切る前記磁場を放射する磁気放射体アセンブリと、前記電磁放射を前記アンテナから受信し、前記受信した電磁放射を分析して前記磁気放射体アセンブリに対する前記導電性コイルの位置を決定するプロセッサとを備える、請求項1に記載の装置。
- 変換された信号を生成するように前記導電性コイルからの前記信号に離散フーリエ変換を実行するように構成されている回路を備え、前記送受信器は、前記変換された信号を受信し、前記変換された信号に反応して前記無線周波数信号を生成するように接続されている、請求項1に記載の装置。
- 前記開口部が前記ヒトの鼻孔を含み、前記ハンドル、前記第1導電性管、前記第2導電性管、前記導電性コイル及び前記送受信器は、前記鼻孔に挿入される耳、鼻及び喉(ENT)外科用ツールに含まれている、請求項1に記載の装置。
- 方法であって、
ハンドルを提供することと、
第1導電性管を前記ハンドルに固定的に取り付けて、そこから延在させることであって、前記第1導電性管は生体適合性であり、前記第1導電性管の遠位端部は、ヒトの開口部に、そこで外科処置を施術するために挿入されるように構成されている、ことと、
第2導電性管を前記第1導電性管に固定的に取り付けることで、前記第1導電性管は前記第2導電性管を包囲することであって、前記第2導電性管は、前記第1導電性管と共に電磁放射用および電磁受信用のアンテナとして機能する、ことと、
前記第2導電性管の周りに前記第2導電性管に対して絶縁された導電性コイルを作り、前記導電性コイルを前記第2導電性管に固定することであって、前記導電性コイルは、前記導電性コイルを横切る磁場に反応して信号を生成する、ことと、
前記導電性コイルから前記信号を受信し、それに反応して、予め設定された周波数で無線周波数信号を生成し、前記無線周波数信号を前記第2導電性管に伝達して、前記予め設定された周波数で電磁エネルギーとしてそこから放射すると共に、前記アンテナが受信した第2の電磁エネルギーに基づき生成された第2の無線周波数信号を受信するように送受信器を接続することと、
を含む、方法。 - 前記第1導電性管は第1電気伝導率を有し、前記第2導電性管は前記第1電気伝導率よりも大きい第2電気伝導率を有する、請求項9に記載の方法。
- 前記送受信器は前記ハンドル内に固定的に設置されている、請求項9に記載の方法。
- 前記アンテナがアンテナインピーダンスを有し、前記方法は、送受信器インピーダンスで前記無線周波数信号を受信して、前記アンテナインピーダンスで前記無線周波数信号を変換された無線周波数信号に変換するように、前記送受信器に接続されているインピーダンス変換器を提供することを更に含み、前記インピーダンス変換器が前記第2導電性管に結合されることで、前記第2導電性管が前記変換された無線周波数信号を受信し、それに反応して前記予め設定された周波数で前記電磁エネルギーを放射する工程を行い得るように、前記第2導電性管に結合された前記インピーダンス変換器を提供することを含む、請求項9に記載の方法。
- 前記インピーダンス変換器は前記ハンドル内に固定的に設置されている、請求項12に記載の方法。
- 前記導電性コイルを横切る前記磁場を放射する磁気放射体アセンブリを提供することを含み、前記電磁放射を前記アンテナから受信し、前記受信した電磁放射を分析して前記磁気放射体アセンブリに対する前記導電性コイルの位置を決定する工程が可能であるように前記磁気放射体アセンブリを提供することを含む、請求項9に記載の方法。
- 変換された信号を生成するように前記導電性コイルからの前記信号に離散フーリエ変換を実行することを含み、前記送受信器は、前記変換された信号を受信し、前記変換された信号に反応して前記無線周波数信号を生成するように接続されている、請求項9に記載の方法。
- 前記開口部が前記ヒトの鼻孔を含み、前記ハンドル、前記第1導電性管、前記第2導電性管、前記導電性コイル及び前記送受信器は前記鼻孔に挿入される耳、鼻及び喉(ENT)外科用ツールに含まれる、請求項9に記載の方法。
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