JP7074813B2 - Electromagnetic navigation antenna assembly and electromagnetic navigation system including it - Google Patents
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Description
本開示は、電磁ナビゲーション用のアンテナ組立体及びかかるアンテナ組立体を設計するための方法に関する。より具体的には、本開示は、電磁ナビゲーション用の電磁界を放射するためのアンテナ組立体、かかるアンテナ組立体を含む電磁ナビゲーションシステム、及びかかるアンテナ組立体を設計するコンピュータ実装方法に関する。 The present disclosure relates to antenna assemblies for electromagnetic navigation and methods for designing such antenna assemblies. More specifically, the present disclosure relates to an antenna assembly for radiating an electromagnetic field for electromagnetic navigation, an electromagnetic navigation system including such an antenna assembly, and a computer mounting method for designing such an antenna assembly.
電磁(Electromagnetic、EM)ナビゲーション(Electromagnetic navigation、EMN)は、医療デバイスが患者の体内にある間にデバイスの場所及び/又は配向が正確に決定されることを可能にすることによって、医療用撮像、診断、予後、及び治療能力を拡張することを助ける。EMNが用いられる医療手技の一例は、計画段階及びナビゲーション段階を含むELECTROMAGNETIC
NAVIGATION BRONCHOSCOPY(登録商標)(ENB(商標))である。計画段階の間、患者の胸部のコンピュータ断層撮影(computed tomography、CT)スキャンが、患者の仮想3次元気管支マップ及びナビゲーション段階のための計画された経路を生成するために使用される。ナビゲーション段階の間、アンテナ組立体が、患者の胸部全体に電磁界を放射し、施術者が、放射された電磁界を検知する電磁センサを患者の気道内に挿入し、コンピューティングデバイスが、検知された電磁界の特性に基づいて、電磁センサの場所及び/又は配向(例えば、計画された経路に対する)を決定する。
Electromagnetic (EM) navigation (EMN) allows the location and / or orientation of a medical device to be accurately determined while it is inside the patient's body. Helps expand diagnostic, prognostic, and therapeutic capabilities. An example of a medical procedure in which EMN is used is ELECTROMAGNETIC, which includes a planning stage and a navigation stage.
NAVIGATION BRONCHOSCOPY (registered trademark) (ENB (trademark)). During the planning phase, a computerized tomography (CT) scan of the patient's chest is used to generate a virtual three-dimensional bronchial map of the patient and a planned route for the navigation phase. During the navigation phase, the antenna assembly radiates an electromagnetic field across the patient's chest, the practitioner inserts an electromagnetic sensor into the patient's airway to detect the radiated electromagnetic field, and the computing device detects it. The location and / or orientation (eg, with respect to the planned path) of the electromagnetic sensor is determined based on the characteristics of the electromagnetic field.
センサの場所及び/又は配向の正確な決定を可能にするために、それぞれのセンサの場所における電磁界測定の詳細なマッピングが生成される。しかしながら、かかるマッピングの生成は、場合によっては高価な機械を必要とする、労力及び時間がかかるプロセスである、予測された電磁ボリューム内の多く(例えば、何十万以上)の場所で精密な電磁界測定を行うことを必要とする。 Detailed mappings of field measurements at each sensor location are generated to allow accurate determination of sensor location and / or orientation. However, the generation of such mappings is a laborious and time-consuming process that may require expensive machinery, precision electromagnetics at many (eg, hundreds of thousands or more) locations within the predicted electromagnetic volume. It is necessary to make a field measurement.
電磁界マッピング生成の負荷は、複数のアンテナ組立体が用いられる状況において増加する。例えば、電磁センサが患者の身体のより深い部分に到達すること、及び/又は追加の医療デバイスを妨害せずに後続の医療手技中に体内に留まることを可能にするために、単一コイル電磁センサ等の小型電磁センサを用いることが望ましい場合がある。しかしながら、センサの多自由度(例えば、6自由度)を決定する能力を維持しながら、EMN用の小型電磁センサを用いるために、複数のアンテナ組立体が、検知されることになる、放射された電磁界の数を増加させるために必要とされ得る。かかる場合において、上記の網羅的マッピング手順が、各アンテナ組立体設計に対して行われる必要があり得る。更に、製造からの潜在的な変更を考慮すると、マッピング手順は、特定のアンテナ組立体設計(すなわち、製造された各々のアンテナ組立体)の各インスタンスに対して完了される必要さえあり得る。 The load of field mapping generation increases in situations where multiple antenna assemblies are used. For example, a single coil electromagnetic wave to allow the electromagnetic sensor to reach deeper parts of the patient's body and / or stay in the body during subsequent medical procedures without interfering with additional medical devices. It may be desirable to use a small electromagnetic sensor such as a sensor. However, due to the use of small electromagnetic sensors for EMN while maintaining the ability to determine the multi-degree of freedom (eg, 6 degrees of freedom) of the sensor, multiple antenna assemblies will be detected, radiated. May be needed to increase the number of electromagnetic fields. In such cases, the exhaustive mapping procedure described above may need to be performed for each antenna assembly design. Moreover, given potential changes from manufacturing, the mapping procedure may even need to be completed for each instance of a particular antenna assembly design (ie, each manufactured antenna assembly).
上記を考慮すると、改善された電磁ナビゲーションアンテナ組立体及びかかるアンテナ組立体を設計するための方法に対する必要性が存在する。 Considering the above, there is a need for an improved electromagnetic navigation antenna assembly and a method for designing such an antenna assembly.
本開示の一態様によると、電磁ナビゲーション用の少なくとも1つの電磁界を放射するためのアンテナ組立体が提供される。アンテナ組立体は、基板と、基板上に堆積され、かつ複数のループ内に配置されたトレースを含む平面アンテナと、を含む。隣接するループ対の間のそれぞれの距離は、最も内側のループから最も外側のループへの方向において増加する。 According to one aspect of the present disclosure, an antenna assembly for radiating at least one electromagnetic field for electromagnetic navigation is provided. The antenna assembly includes a substrate and a planar antenna including traces deposited on the substrate and arranged in a plurality of loops. Each distance between adjacent loop pairs increases in the direction from the innermost loop to the outermost loop.
本開示の別の態様において、ループの各々は、複数の直線状の線形部分及び複数の頂点を含む。例えば、いくつかの態様において、ループの各々は、4つの直線状の線形部分及び4つの頂点を含む。 In another aspect of the present disclosure, each of the loops comprises a plurality of linear linear portions and a plurality of vertices. For example, in some embodiments, each of the loops comprises four linear linear portions and four vertices.
本開示の更なる態様において、頂点の各々が、平面アンテナに対応するシード矩形の4つのそれぞれの頂点を二分する4つの対角線のうちの1つに沿って配設されている。 In a further aspect of the present disclosure, each of the vertices is arranged along one of the four diagonals that bisect each of the four vertices of the seed rectangle corresponding to the planar antenna.
本開示の更に別の態様において、アンテナ組立体は、少なくとも2つの端子を有するコネクタを更に含み、トレースは、2つの端子にそれぞれ連結される2つの端を有する。 In yet another aspect of the present disclosure, the antenna assembly further comprises a connector having at least two terminals, the trace having two ends each connected to the two terminals.
本開示の別の態様において、アンテナ組立体は、複数の平面アンテナを含み、複数の平面アンテナの各々は、基板上に堆積され、かつそれぞれのループセット内に配置されたそれぞれのトレースを含む。平面アンテナの各々に関して、それぞれの平面アンテナのループ対の間のそれぞれの距離は、最も内側のループから最も外側のループへの方向において増加する。 In another aspect of the present disclosure, the antenna assembly comprises a plurality of planar antennas, each of which comprises a trace deposited on a substrate and placed within each loop set. For each of the planar antennas, the respective distance between the loop pairs of the respective planar antennas increases in the direction from the innermost loop to the outermost loop.
本開示の別の態様において、基板は、複数の層及び平面アンテナを含み、複数の平面アンテナの各々は、層のそれぞれの1つの上に堆積されている。 In another aspect of the present disclosure, the substrate comprises multiple layers and planar antennas, each of which is deposited on one of each of the layers.
本開示の別の態様において、平面アンテナの各々は、同数のループを含む。 In another aspect of the present disclosure, each of the planar antennas comprises the same number of loops.
本開示の別の態様において、ループの各々は、複数の直線状の線形部分及び複数の頂点を含む。 In another aspect of the present disclosure, each of the loops comprises a plurality of linear linear portions and a plurality of vertices.
本開示の別の態様において、平面アンテナは、互いに異なるそれぞれの位置に配設されている基板の平面に対して、それぞれの重心を有する。 In another aspect of the present disclosure, the planar antenna has its own center of gravity with respect to the planes of the substrates arranged at different positions from each other.
本開示の別の態様によると、電磁ナビゲーションシステムが提供される。システムは、アンテナ組立体と、アンテナ組立体を駆動する交流(alternating current、AC)電流ドライバと、カテーテルと、電磁センサと、プロセッサと、メモリと、を含む。アンテナ組立体は、基板及び平面アンテナを含み、電磁界を放射するように構成されている。平面アンテナは、基板上に堆積され、かつ複数のループ内に配置されたトレースを含む。隣接するループ対の間のそれぞれの距離は、ループのうちの最も内側のループからループのうちの最も外側のループへの方向において増加する。電磁センサは、カテーテルに固定され、かつ放射された電磁界に基づいて信号を受信するように構成されている。メモリは、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、受信された信号に基づいて、電磁センサの場所及び/又は配向のうちの少なくとも一方を計算させる命令を含む。 According to another aspect of the present disclosure, an electromagnetic navigation system is provided. The system includes an antenna assembly, an alternating current (AC) current driver that drives the antenna assembly, a catheter, an electromagnetic sensor, a processor, and a memory. The antenna assembly includes a substrate and a planar antenna and is configured to radiate an electromagnetic field. The planar antenna contains traces that are deposited on the substrate and placed in multiple loops. Each distance between adjacent loop pairs increases in the direction from the innermost loop of the loop to the outermost loop of the loop. The electromagnetic sensor is fixed to the catheter and is configured to receive a signal based on the radiated electromagnetic field. The memory contains instructions that, when executed by the processor, cause the processor to calculate at least one of the location and / or orientation of the electromagnetic sensor based on the signal received.
本開示の別の態様において、ループの各々は、複数の直線状の線形部分及び複数の頂点を含む。例えば、いくつかの態様において、ループの各々は、4つの直線状の線形部分及び4つの頂点を含む。 In another aspect of the present disclosure, each of the loops comprises a plurality of linear linear portions and a plurality of vertices. For example, in some embodiments, each of the loops comprises four linear linear portions and four vertices.
本開示の更なる態様において、頂点の各々が、平面アンテナに対応するシード矩形の4つのそれぞれの頂点を二分する4つの対角線のうちの1つに沿って配設されている。 In a further aspect of the present disclosure, each of the vertices is arranged along one of the four diagonals that bisect each of the four vertices of the seed rectangle corresponding to the planar antenna.
本開示の更に別の態様において、アンテナ組立体は、少なくとも2つの端子を有するコネクタを更に含み、トレースは、2つの端子にそれぞれ連結される2つの端を有する。 In yet another aspect of the present disclosure, the antenna assembly further comprises a connector having at least two terminals, the trace having two ends each connected to the two terminals.
本開示の別の態様において、アンテナ組立体は、複数の平面アンテナを含み、複数の平面アンテナの各々は、基板上に堆積され、かつそれぞれのループセット内に配置されている、それぞれのトレースを含む。平面アンテナの各々に関して、隣接するループ対の間のそれぞれの距離は、それぞれの平面アンテナのループのうちの最も内側のループからループのうちの最も外側のループへの方向において増加する。 In another aspect of the present disclosure, the antenna assembly comprises a plurality of planar antennas, each of which is a trace deposited on a substrate and disposed within its respective loop set. include. For each of the planar antennas, the respective distance between adjacent loop pairs increases in the direction from the innermost loop of the loops of the respective planar antenna to the outermost loop of the loops.
本開示の別の態様において、基板は、複数の層を含み、平面アンテナの各々は、複数の層のそれぞれの層上に堆積される。 In another aspect of the present disclosure, the substrate comprises multiple layers, each of which is a planar antenna deposited on each layer of the plurality of layers.
本開示の別の態様において、平面アンテナの各々は、同数のループを含む。 In another aspect of the present disclosure, each of the planar antennas comprises the same number of loops.
本開示の別の態様において、平面アンテナの各々のループの各々は、複数の直線状の線形部分及び複数の頂点を含む。 In another aspect of the present disclosure, each loop of a planar antenna comprises a plurality of linear linear portions and a plurality of vertices.
本開示の別の態様において、複数の平面アンテナは、互いに異なるそれぞれの位置に配設されている基板の平面に対して、複数の重心を有する。 In another aspect of the present disclosure, the plurality of planar antennas have a plurality of centers of gravity with respect to the planes of the substrate arranged at different positions from each other.
本開示の別の態様によると、電磁ナビゲーション用の複数の電磁界を放射するためのアンテナ組立体が提供される。アンテナ組立体は、基板及び複数の平面アンテナ群を含む。基板は、複数の層を含み、平面アンテナの各々は、複数の層のそれぞれの層上に堆積され、かつそれぞれの数のループ内に配置されている、それぞれのトレースを含む。平面アンテナ群の各々は、第1の平面アンテナ、第2の平面アンテナ、及び第3の平面アンテナを含む。平面アンテナ群の各々に関して、(1)第1の平面アンテナの最も内側のループは、第1の線形部分と、第1の線形部分に対して略垂直の第2の線形部分とを有し、(2)第2の平面アンテナの最も内側のループは、第1の線形部分と、第1の線形部分に対して略垂直の、かつ第1の線形部分よりも長い第2の線形部分とを有し、(3)第3の平面アンテナの最も内側のループは、第1の線形部分と、第1の線形部分に対して略垂直の、かつ第1の線形部分よりも長い第2の線形部分とを有し、(4)第2の平面アンテナの最も内側のループの第1の線形部分は、第1の平面アンテナの最も内側のループの第1の線形部分に対して略平行であり、(5)第3の平面アンテナの最も内側のループの第1の線形部分は、第1の平面アンテナの最も内側のループの第2の線形部分に対して略平行である。 According to another aspect of the present disclosure, an antenna assembly for radiating multiple electromagnetic fields for electromagnetic navigation is provided. The antenna assembly includes a substrate and a plurality of planar antenna groups. The substrate contains multiple layers, each of which contains a trace of each of the planar antennas, which is deposited on each layer of the plurality of layers and located within each number of loops. Each of the planar antenna groups includes a first planar antenna, a second planar antenna, and a third planar antenna. For each of the planar antenna groups, (1) the innermost loop of the first planar antenna has a first linear portion and a second linear portion approximately perpendicular to the first linear portion. (2) The innermost loop of the second planar antenna has a first linear portion and a second linear portion that is substantially parallel to the first linear portion and is longer than the first linear portion. (3) The innermost loop of the third planar antenna has a first linear part and a second linear part that is substantially parallel to the first linear part and longer than the first linear part. (4) The first linear portion of the innermost loop of the second planar antenna is substantially parallel to the first linear portion of the innermost loop of the first planar antenna. , (5) The first linear portion of the innermost loop of the third planar antenna is substantially parallel to the second linear portion of the innermost loop of the first planar antenna.
本開示の別の態様において、平面アンテナの各々に関して、複数のループの隣接するループ間のそれぞれの距離は、複数のループの最も内側のループから複数のループの最も外側のループへの方向において増加する。 In another aspect of the present disclosure, for each of the planar antennas, the respective distance between adjacent loops of the plurality of loops increases in the direction from the innermost loop of the plurality of loops to the outermost loop of the plurality of loops. do.
本開示の更なる態様において、各群の第1の平面アンテナのそれぞれの最も内側のループは、複数の層のそれぞれの層上で、互いに異なるそれぞれの角度で位置付けられている。 In a further aspect of the present disclosure, the innermost loops of each of the first planar antennas of each group are positioned on each layer of the plurality of layers at different angles from each other.
本開示の更に別の態様において、複数のループの各々は、複数の直線状の線形部分及び複数の頂点を含む。 In yet another aspect of the present disclosure, each of the loops comprises a plurality of linear linear portions and a plurality of vertices.
本開示の別の態様において、複数の平面アンテナの各平面アンテナに関して、複数の頂点の各々は、複数のアンテナのそれぞれの平面アンテナに対応するシード矩形の4つのそれぞれの頂点を二分する4つの対角線のうちの1つに沿って配設されている。 In another aspect of the present disclosure, for each planar antenna of the plurality of planar antennas, each of the plurality of vertices is a four diagonal line that bisects each of the four vertices of the seed rectangle corresponding to the respective planar antenna of the plurality of antennas. It is arranged along one of them.
本開示の更なる態様において、複数の平面アンテナの複数の頂点のうちの最も外側の頂点は、基板の縁から所定の閾値以下だけ離れている。 In a further aspect of the present disclosure, the outermost vertices of the plurality of vertices of the plurality of planar antennas are separated from the edge of the substrate by a predetermined threshold or less.
本開示の更に別の態様において、平面アンテナは、互いに異なる、基板の平面に対して、それぞれの重心を有する。 In yet another aspect of the present disclosure, the planar antennas have their respective centers of gravity relative to different planes of the substrate.
本開示の別の態様において、平面アンテナの各々は、同数のループを含む。 In another aspect of the present disclosure, each of the planar antennas comprises the same number of loops.
本開示の更なる態様において、平面アンテナ群の数は、少なくとも3つである。 In a further aspect of the present disclosure, the number of planar antenna groups is at least three.
本開示の更に別の態様において、アンテナ組立体は、複数の端子を有するコネクタを更に含み、複数の平面アンテナのそれぞれのトレースの各々は、複数の端子のそれぞれの端子に連結される。 In yet another aspect of the present disclosure, the antenna assembly further comprises a connector having a plurality of terminals, each of the respective traces of the plurality of planar antennas being coupled to the respective terminal of the plurality of terminals.
本開示の別の態様によると、アンテナ組立体、カテーテル、電磁センサ、プロセッサ、及びメモリを含む電磁ナビゲーションシステムが提供される。アンテナ組立体は、電磁界を放射するように構成され、基板及び複数の平面アンテナ群を含む。基板は、複数の層を含み、平面アンテナの各々は、複数の層のそれぞれの層上に堆積され、かつそれぞれの数のループ内に配置されている、それぞれのトレースを含む。平面アンテナ群の各々は、第1の平面アンテナ、第2の平面アンテナ、及び第3の平面アンテナを含む。複数の平面アンテナ群の各々に関して、(1)第1の平面アンテナの最も内側のループは、第1の線形部分と、第1の線形部分に対して略垂直の第2の線形部分とを有し、(2)第2の平面アンテナの最も内側のループは、第1の線形部分と、第1の線形部分に対して略垂直の、かつ第1の線形部分よりも長い第2の線形部分とを有し、(3)第3の平面アンテナの最も内側のループは、第1の線形部分と、第1の線形部分に対して略垂直の、かつ第1の線形部分よりも長い第2の線形部分とを有し、(4)第2の平面アンテナの最も内側のループの第1の線形部分は、第1の平面アンテナの最も内側のループの第1の線形部分に対して略平行であり、(5)第3の平面アンテナの最も内側のループの第1の線形部分は、第1の平面アンテナの最も内側のループの第2の線形部分に対して略平行である。電磁センサは、カテーテルに固定され、かつ放射された電磁界に基づいて1つ以上の信号を受信するように構成されている。メモリは、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、受信された信号に基づいて、電磁センサの場所及び/又は配向のうちの少なくとも一方を計算させる命令を含む。 According to another aspect of the present disclosure, an electromagnetic navigation system including an antenna assembly, a catheter, an electromagnetic sensor, a processor, and a memory is provided. The antenna assembly is configured to radiate an electromagnetic field and includes a substrate and a plurality of planar antenna groups. The substrate contains multiple layers, each of which contains a trace of each of the planar antennas, which is deposited on each layer of the plurality of layers and located within each number of loops. Each of the planar antenna groups includes a first planar antenna, a second planar antenna, and a third planar antenna. For each of the plurality of planar antenna groups, (1) the innermost loop of the first planar antenna has a first linear portion and a second linear portion substantially perpendicular to the first linear portion. (2) The innermost loop of the second planar antenna is the first linear part and the second linear part that is substantially parallel to the first linear part and is longer than the first linear part. And (3) the innermost loop of the third planar antenna is a second linear portion that is approximately perpendicular to the first linear portion and longer than the first linear portion. (4) The first linear portion of the innermost loop of the second planar antenna is substantially parallel to the first linear portion of the innermost loop of the first planar antenna. (5) The first linear portion of the innermost loop of the third planar antenna is substantially parallel to the second linear portion of the innermost loop of the first planar antenna. The electromagnetic sensor is fixed to the catheter and is configured to receive one or more signals based on the radiated electromagnetic field. The memory contains instructions that, when executed by the processor, cause the processor to calculate at least one of the location and / or orientation of the electromagnetic sensor based on the signal received.
本開示の別の態様において、平面アンテナの各々に関して、複数のループの隣接するループ間のそれぞれの距離は、複数のループの最も内側のループから複数のループの最も外側のループへの方向において増加する。 In another aspect of the present disclosure, for each of the planar antennas, the respective distance between adjacent loops of the plurality of loops increases in the direction from the innermost loop of the plurality of loops to the outermost loop of the plurality of loops. do.
本開示の更なる態様において、各群の第1の平面アンテナのそれぞれの最も内側のループは、複数の層のそれぞれの層上で、互いに異なるそれぞれの角度で位置付けられている。 In a further aspect of the present disclosure, the innermost loops of each of the first planar antennas of each group are positioned on each layer of the plurality of layers at different angles from each other.
本開示の更に別の態様において、複数のループの各々は、複数の直線状の線形部分及び複数の頂点を含む。 In yet another aspect of the present disclosure, each of the loops comprises a plurality of linear linear portions and a plurality of vertices.
本開示の別の態様において、複数の平面アンテナの各平面アンテナに関して、複数の頂点の各々は、複数のアンテナのそれぞれの平面アンテナに対応するシード矩形の4つのそれぞれの頂点を二分する4つの対角線のうちの1つに沿って配設されている。 In another aspect of the present disclosure, for each planar antenna of the plurality of planar antennas, each of the plurality of vertices is a four diagonal line that bisects each of the four vertices of the seed rectangle corresponding to the respective planar antenna of the plurality of antennas. It is arranged along one of them.
本開示の更なる態様において、複数の平面アンテナの複数の頂点のうちの最も外側の頂点は、基板の縁から所定の閾値以下だけ離れている。 In a further aspect of the present disclosure, the outermost vertices of the plurality of vertices of the plurality of planar antennas are separated from the edge of the substrate by a predetermined threshold or less.
本開示の更に別の態様において、複数の平面アンテナは、互いに異なる、基板の平面に対して、複数のそれぞれの重心を有する。 In yet another aspect of the present disclosure, the plurality of planar antennas have a plurality of respective centers of gravity with respect to the planes of the substrate, which are different from each other.
本開示の別の態様において、平面アンテナの各々は、同数のループを含む。 In another aspect of the present disclosure, each of the planar antennas comprises the same number of loops.
本開示の更なる態様において、平面アンテナ群の数は、少なくとも3つである。 In a further aspect of the present disclosure, the number of planar antenna groups is at least three.
本開示の更に別の態様において、電磁ナビゲーションシステムは、複数の端子を有するコネクタを更に含み、複数の平面アンテナのそれぞれのトレースの各々は、複数の端子のそれぞれの端子に連結される。 In yet another aspect of the present disclosure, the electromagnetic navigation system further comprises a connector having a plurality of terminals, each of the respective traces of the plurality of planar antennas being coupled to the respective terminal of the plurality of terminals.
本開示の別の態様によると、電磁ナビゲーション用の複数の電磁界を放射するためのアンテナ組立体を設計するコンピュータ実装方法が提供される。方法は、境界を有する基板の座標系に対して、複数の頂点を有するシード矩形に基づく複数の対角線をそれぞれ算出することを含む。複数の対角線は、シード矩形の複数の頂点をそれぞれ二分し、かつシード矩形の複数の頂点から、それぞれ、境界までそれぞれ延在する。方法はまた、複数の対角線の各々について、(1)それぞれの対角線に沿って位置付けられる複数の隣接する平面アンテナ頂点対の間の複数の距離をそれぞれ決定することであって、複数の距離が、シード矩形のそれぞれの頂点から境界の方向において増加する、決定することと、(2)決定された複数の距離に基づいて、平面アンテナ頂点をそれぞれの対角線に沿って位置付けることと、も含む。平面アンテナレイアウトが、平面アンテナ頂点をそれぞれの直線状の線形部分によって相互接続することによって生成されて、複数の対角線の各々を順次横断する複数のループを形成する。 According to another aspect of the present disclosure, there is provided a computer mounting method for designing an antenna assembly for radiating multiple electromagnetic fields for electromagnetic navigation. The method comprises calculating each of a plurality of diagonal lines based on a seed rectangle having a plurality of vertices for a coordinate system of a substrate having a boundary. The plurality of diagonals divide the plurality of vertices of the seed rectangle into two, and extend from the plurality of vertices of the seed rectangle to the boundaries. The method is also to determine, for each of the plurality of diagonals, (1) a plurality of distances between a plurality of adjacent planar antenna vertex pairs located along each diagonal, the plurality of distances. It also includes determining to increase in the direction of the boundary from each vertex of the seed rectangle, and (2) positioning the planar antenna vertices along their respective diagonals based on the determined distances. The planar antenna layout is generated by interconnecting the planar antenna vertices with their respective linear linear portions, forming multiple loops that sequentially traverse each of the plurality of diagonals.
本開示の別の態様において、複数の距離は、平面アンテナの所定の数のループに少なくとも部分的に基づいて決定される。 In another aspect of the present disclosure, the distances are determined at least partially based on a predetermined number of loops of a planar antenna.
本開示の更なる態様において、複数の距離は、隣接する頂点間の所定の最小間隔、及び/又は隣接するトレース間の所定の最小間隔に少なくとも部分的に基づいて決定される。 In a further aspect of the present disclosure, the distances are determined at least in part based on a predetermined minimum distance between adjacent vertices and / or a predetermined minimum distance between adjacent traces.
本開示の更に別の態様において、基板は、複数の層を有し、方法は、複数の層に対応する複数の平面アンテナレイアウトをそれぞれ生成することを更に含む。 In yet another aspect of the present disclosure, the substrate has a plurality of layers, further comprising the method of producing a plurality of planar antenna layouts corresponding to the plurality of layers, respectively.
本開示の別の態様において、コンピュータ実装方法は、平面アンテナレイアウトに、平面アンテナ頂点のうちの少なくとも2つから基板の座標系に対するコネクタの場所まで配索された複数の直線状の線形部分を追加することを更に含む。 In another aspect of the present disclosure, the computer mounting method adds to the planar antenna layout a plurality of linear linear portions routed from at least two of the planar antenna vertices to the location of the connector relative to the substrate coordinate system. Further includes doing.
本開示の更なる態様において、コンピュータ実装方法は、複数の対角線のそれぞれについて、シード矩形のそれぞれの頂点とそれぞれの対角線に沿った境界との間のレイアウト距離を算出することを更に含み、複数の隣接する平面アンテナ頂点対の間の複数の距離をそれぞれ決定することは、算出されたレイアウト距離に少なくとも部分的に基づく。 In a further aspect of the present disclosure, the computer implementation method further comprises calculating the layout distance between each vertex of the seed rectangle and the boundary along each diagonal for each of the plurality of diagonals. Determining each of the multiple distances between adjacent plane antenna vertex pairs is at least partially based on the calculated layout distance.
本開示の更に別の態様において、複数のループの各々は、複数の直線状の線形部分及び複数の平面アンテナ頂点を含む。 In yet another aspect of the present disclosure, each of the loops comprises a plurality of linear linear portions and a plurality of planar antenna vertices.
本開示の別の態様において、複数の平面アンテナ頂点のうちの最も外側の平面アンテナ頂点は、基板の境界から所定の閾値以下だけ離れている。 In another aspect of the present disclosure, the outermost planar antenna vertices of the plurality of planar antenna vertices are separated from the boundaries of the substrate by a predetermined threshold or less.
本開示の更なる態様において、コンピュータ実装方法は、生成された平面アンテナレイアウトに対応するデータを、回路基板配索ツール及び/又は回路基板製造ツールのうちの少なくとも一方にエクスポートすることを更に含む。 In a further aspect of the present disclosure, the computer mounting method further comprises exporting the data corresponding to the generated planar antenna layout to at least one of a circuit board routing tool and / or a circuit board manufacturing tool.
本開示の更に別の態様において、コンピュータ実装方法は、生成された平面アンテナレイアウトに対応するデータを電磁シミュレーションツールにエクスポートすることと、エクスポートされたデータに基づいて、平面アンテナレイアウトの複数の直線状の線形部分からの複数の電磁界構成要素の重畳に基づいて電磁界をそれぞれシミュレートすることと、を更に含む。 In yet another aspect of the present disclosure, the computer implementation method exports the data corresponding to the generated planar antenna layout to an electromagnetic simulation tool and, based on the exported data, a plurality of linear forms of the planar antenna layout. Further includes simulating each of the electromagnetic fields based on the superposition of multiple electromagnetic field components from the linear portion of.
本開示の別の態様によると、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、電磁ナビゲーション用の電磁界を放射するためのアンテナ組立体を設計する方法を実施させる命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体が提供される。方法は、境界を有する基板の座標系に対して、複数の頂点を有するシード矩形に基づく複数の対角線をそれぞれ算出することを含む。複数の対角線は、シード矩形の複数の頂点をそれぞれ二分し、かつシード矩形の複数の頂点から、それぞれ、境界までそれぞれ延在する。方法は、複数の対角線の各々について、(1)それぞれの対角線に沿って位置付けられる複数の隣接する平面アンテナ頂点対の間の複数のそれぞれの距離を決定することと、(2)決定された複数の距離に基づいて、平面アンテナ頂点をそれぞれの対角線に沿って位置付けることと、を更に含む。複数の距離は、シード矩形のそれぞれの頂点から境界への方向において増加する。平面アンテナレイアウトが、平面アンテナ頂点をそれぞれの直線状の線形部分によって相互接続することによって生成されて、複数の対角線の各々を順次横断する複数のループを形成する。 According to another aspect of the present disclosure, a non-temporary computer readable that stores instructions that, when executed by the processor, cause the processor to perform a method of designing an antenna assembly for radiating electromagnetic fields for electromagnetic navigation. The medium is provided. The method comprises calculating each of a plurality of diagonal lines based on a seed rectangle having a plurality of vertices for a coordinate system of a substrate having a boundary. The plurality of diagonals divide the plurality of vertices of the seed rectangle into two, and extend from the plurality of vertices of the seed rectangle to the boundaries. The methods are, for each of the plurality of diagonals, (1) determining the respective distances between the plurality of adjacent planar antenna vertex pairs positioned along each diagonal, and (2) the determined plurality. Further includes positioning the planar antenna vertices along their respective diagonals based on the distance of. Multiple distances increase in the direction from each vertex of the seed rectangle to the boundary. The planar antenna layout is generated by interconnecting the planar antenna vertices with their respective linear linear portions, forming multiple loops that sequentially traverse each of the plurality of diagonals.
本開示の別の態様において、複数の距離は、平面アンテナの所定の数のループに少なくとも部分的に基づいて決定される。 In another aspect of the present disclosure, the distances are determined at least partially based on a predetermined number of loops of a planar antenna.
本開示の更なる態様において、複数の距離は、隣接する頂点間の所定の最小間隔、及び/又は隣接するトレース間の所定の最小間隔に少なくとも部分的に基づいて決定される。 In a further aspect of the present disclosure, the distances are determined at least in part based on a predetermined minimum distance between adjacent vertices and / or a predetermined minimum distance between adjacent traces.
本開示の更に別の態様において、基板は、複数の層を有し、方法は、複数の層に対応する複数の平面アンテナレイアウトをそれぞれ生成することを更に含む。 In yet another aspect of the present disclosure, the substrate has a plurality of layers, further comprising the method of producing a plurality of planar antenna layouts corresponding to the plurality of layers, respectively.
本開示の別の態様において、方法は、平面アンテナレイアウトに、平面アンテナ頂点のうちの少なくとも2つから基板の座標系に対するコネクタの場所まで配索された複数の直線状の線形部分を追加することを更に含む。 In another aspect of the present disclosure, the method is to add to the planar antenna layout a plurality of linear linear portions routed from at least two of the planar antenna vertices to the location of the connector relative to the substrate coordinate system. Further includes.
本開示の更なる態様において、方法は、複数の対角線のそれぞれについて、シード矩形のそれぞれの頂点とそれぞれの対角線に沿った境界との間のレイアウト距離を算出することを更に含み、複数の隣接する平面アンテナ頂点対の間の複数の距離をそれぞれ決定することは、算出されたレイアウト距離に少なくとも部分的に基づく。 In a further aspect of the present disclosure, the method further comprises calculating, for each of the plurality of diagonals, the layout distance between each vertex of the seed rectangle and the boundary along each diagonal. Determining each of the multiple distances between a pair of planar antenna vertices is at least partially based on the calculated layout distance.
本開示の更に別の態様において、複数のループの各々は、複数の直線状の線形部分及び複数の平面アンテナ頂点を含む。 In yet another aspect of the present disclosure, each of the loops comprises a plurality of linear linear portions and a plurality of planar antenna vertices.
本開示の別の態様において、複数の平面アンテナ頂点のうちの最も外側の平面アンテナ頂点は、基板の境界から所定の閾値以下だけ離れている。 In another aspect of the present disclosure, the outermost planar antenna vertices of the plurality of planar antenna vertices are separated from the boundaries of the substrate by a predetermined threshold or less.
本開示の更なる態様において、方法は、生成された平面アンテナレイアウトに対応するデータを、回路基板配索ツール及び/又は回路基板製造ツールのうちの少なくとも一方にエクスポートすることを更に含む。 In a further aspect of the present disclosure, the method further comprises exporting the data corresponding to the generated planar antenna layout to at least one of a circuit board routing tool and / or a circuit board manufacturing tool.
本開示の更に別の態様において、方法は、生成された平面アンテナレイアウトに対応するデータを電磁シミュレーションツールにエクスポートすることと、エクスポートされたデータに基づいて、平面アンテナレイアウトの複数の直線状の線形部分からの複数の電磁界構成要素の重畳に基づいて電磁界をそれぞれシミュレートすることと、を更に含む。 In yet another aspect of the present disclosure, the method exports the data corresponding to the generated planar antenna layout to an electromagnetic simulation tool and, based on the exported data, a plurality of linear alignments of the planar antenna layout. It further includes simulating each electromagnetic field based on the superposition of multiple electromagnetic field components from the portion.
本開示の上記の態様及び実施形態のうちの任意のものを、本開示の範囲から逸脱することなく組み合わせ得る。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
(項目1)
電磁ナビゲーション用の少なくとも1つの電磁界を放射するためのアンテナ組立体であって、
基板と、
前記基板上に堆積され、かつ複数のループ内に配置されたトレースを含む平面アンテナと、を備え、
前記複数のループのうちの隣接するループ間のそれぞれの距離が、前記複数のループのうちの最も内側のループから前記複数のループのうちの最も外側のループへの方向において増加する、アンテナ組立体。
(項目2)
前記複数のループの各々が、複数の直線状の線形部分及び複数の頂点を含む、項目1に記載のアンテナ組立体。
(項目3)
前記複数のループの各々が、4つの直線状の線形部分及び4つの頂点を含む、項目2に記載のアンテナ組立体。
(項目4)
前記複数の頂点の各々が、前記平面アンテナに対応するシード矩形の4つのそれぞれの頂点を二分する4つの対角線のうちの1つに沿って配設されている、項目3に記載のアンテナ組立体。
(項目5)
少なくとも2つの端子を有するコネクタを更に備え、
前記トレースが、それぞれ、前記2つの端子に連結されている2つの端を有する、項目1に記載のアンテナ組立体。
(項目6)
複数の平面アンテナを更に備え、
前記複数の平面アンテナの各々が、前記基板上に堆積され、かつそれぞれの複数のループ内に配置された、それぞれのトレースを含み、
前記複数の平面アンテナの各々に関して、前記それぞれの複数のループの隣接するループ間のそれぞれの距離が、前記それぞれの平面アンテナの前記それぞれの複数のループのうちの最も内側のループから前記それぞれの複数のループのうちの最も外側のループへの方向において増加する、項目1に記載のアンテナ組立体。
(項目7)
前記基板が、複数の層及び前記平面アンテナを含み、前記複数の平面アンテナの各々が、前記複数の層のそれぞれの層上に堆積されている、項目6に記載のアンテナ組立体。
(項目8)
前記平面アンテナ及び前記複数の平面アンテナの各々が、同数のループを各々含む、項目6に記載のアンテナ組立体。
(項目9)
前記複数の平面アンテナの各々の前記ループの各々が、複数の直線状の線形部分及び複数の頂点を含む、項目6に記載のアンテナ組立体。
(項目10)
前記平面アンテナ及び前記複数の平面アンテナが、互いに異なるそれぞれの位置に配設されている前記基板の平面に対して、それぞれ、複数の重心を有する、項目6に記載のアンテナ組立体。
(項目11)
電磁ナビゲーションシステムであって、
電磁界を放射するように構成されたアンテナ組立体であって、
基板と、
前記基板上に堆積され、かつ複数のループ内に配置されたトレースを含む平面アンテナと、を備え、
前記複数のループのうちの隣接するループ間のそれぞれの距離が、前記複数のループのうちの最も内側のループから前記複数のループのうちの最も外側のループへの方向において増加する、アンテナ組立体と、
カテーテルと、
前記カテーテルに固定され、かつ前記放射された電磁界に基づいて信号を受信するように構成された電磁センサと、
プロセッサと、
前記プロセッサによって実行されたときに、前記プロセッサに、前記受信された信号に基づいて、前記電磁センサの場所又は配向のうちの少なくとも一方を計算させる命令を含むメモリと、を備える、電磁ナビゲーションシステム。
(項目12)
前記複数のループの各々が、複数の直線状の線形部分及び複数の頂点を含む、項目11に記載の電磁ナビゲーションシステム。
(項目13)
前記複数のループの各々が、4つの直線状の線形部分及び4つの頂点を含む、項目12に記載の電磁ナビゲーションシステム。
(項目14)
前記複数の頂点の各々が、前記平面アンテナに対応するシード矩形の4つのそれぞれの頂点を二分する4つの対角線のうちの1つに沿って配設されている、項目13に記載の電磁ナビゲーションシステム。
(項目15)
前記アンテナ組立体が、
少なくとも2つの端子を有するコネクタを更に備え、
前記トレースが、それぞれ、前記2つの端子に連結されている2つの端を有する、項目11に記載の電磁ナビゲーションシステム。
(項目16)
前記アンテナ組立体が、
複数の平面アンテナを更に備え、
前記複数の平面アンテナの各々が、前記基板上に堆積され、かつそれぞれの複数のループ内に配置された、それぞれのトレースを含み、
前記複数の平面アンテナの各々に関して、前記それぞれの複数のループの隣接するループ間のそれぞれの距離が、前記それぞれの平面アンテナの前記それぞれの複数のループのうちの最も内側のループから前記それぞれの複数のループのうちの最も外側のループへの方向において増加する、項目11に記載の電磁ナビゲーションシステム。
(項目17)
前記基板が、複数の層及び前記平面アンテナを含み、前記複数の平面アンテナの各々が、前記複数の層のそれぞれの層上に堆積されている、項目16に記載の電磁ナビゲーションシステム。
(項目18)
前記平面アンテナ及び前記複数の平面アンテナの各々が、同数のループを各々含む、項目16に記載の電磁ナビゲーションシステム。
(項目19)
前記複数の平面アンテナの各々の前記ループの各々が、複数の直線状の線形部分及び複数の頂点を含む、項目16に記載の電磁ナビゲーションシステム。
(項目20)
前記平面アンテナ及び前記複数の平面アンテナが、互いに異なるそれぞれの位置に配設されている前記基板の平面に対して、それぞれ、複数の重心を有する、項目16に記載の電磁ナビゲーションシステム。
(項目21)
電磁ナビゲーション用の電磁界を放射するためのアンテナ組立体を設計するコンピュータ実装方法であって、
境界を有する基板の座標系に対して、複数の頂点を有するシード矩形に基づく複数の対角線をそれぞれ算出することであって、
前記複数の対角線が、前記シード矩形の前記複数の頂点をそれぞれ二分し、かつ前記シード矩形の前記複数の頂点から、それぞれ、前記境界までそれぞれ延在する、算出することと、
前記複数の対角線の各々に関して、
前記それぞれの対角線に沿って位置付けられる複数の隣接する平面アンテナ頂点対の間の複数の距離をそれぞれ決定することであって、前記複数の距離が、前記シード矩形の前記それぞれの頂点から前記境界の方向において増加する、決定することと、
前記決定された複数の距離に基づいて、前記平面アンテナ頂点を前記それぞれの対角線に沿って位置付けることと、
前記平面アンテナ頂点をそれぞれの直線状の線形部分によって相互接続することによって、平面アンテナレイアウトを生成して、前記複数の対角線の各々を順次横断する複数のループを形成することと、を含む、コンピュータ実装方法。
(項目22)
前記複数の距離が、前記平面アンテナの所定の数のループに少なくとも部分的に基づいて決定される、項目21に記載のコンピュータ実装方法。
(項目23)
前記複数の距離が、隣接する頂点間の所定の最小間隔、又は隣接するトレース間の所定の最小間隔のうちの少なくとも一方に少なくとも部分的に基づいて決定される、項目21に記載のコンピュータ実装方法。
(項目24)
前記基板が、複数の層を有し、前記方法が、前記複数の層に対応する複数の平面アンテナレイアウトをそれぞれ生成することを更に含む、項目21に記載のコンピュータ実装方法。
(項目25)
前記平面アンテナレイアウトに、前記平面アンテナ頂点のうちの少なくとも2つから前記基板の前記座標系に対するコネクタの場所まで配索された複数の直線状の線形部分を追加することを更に含む、項目21に記載のコンピュータ実装方法。
(項目26)
前記複数の対角線の各々に関して、
前記シード矩形の前記それぞれの頂点と前記それぞれの対角線に沿った前記境界との間のレイアウト距離を算出することを更に含み、
前記複数の隣接する平面アンテナ頂点対の間の前記複数の距離をそれぞれ決定することが、前記算出されたレイアウト距離に少なくとも部分的に基づく、項目21に記載のコンピュータ実装方法。
(項目27)
前記複数のループの各々が、複数の前記直線状の線形部分及び複数の前記平面アンテナ頂点を含む、項目21に記載のコンピュータ実装方法。
(項目28)
前記複数の平面アンテナ頂点のうちの最も外側の平面アンテナ頂点が、前記基板の前記境界から所定の閾値以下だけ離れている、項目21に記載のコンピュータ実装方法。
(項目29)
前記生成された平面アンテナレイアウトに対応するデータを、回路基板配索ツール又は回路基板製造ツールのうちの少なくとも一方にエクスポートすることを更に含む、項目21に記載のコンピュータ実装方法。
(項目30)
前記生成された平面アンテナレイアウトに対応するデータを電磁シミュレーションツールにエクスポートすることと、
前記エクスポートされたデータに基づいて、前記平面アンテナレイアウトの前記複数の直線状の線形部分からの複数の電磁界構成要素の重畳に基づいて電磁界をそれぞれシミュレートすることと、を更に含む、項目21に記載のコンピュータ実装方法。
(項目31)
プロセッサによって実行されたときに、前記プロセッサに、電磁ナビゲーション用の電磁界を放射するためのアンテナ組立体を設計する方法を実施させる命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記方法が、
境界を有する基板の座標系に対して、複数の頂点を有するシード矩形に基づく複数の対角線をそれぞれ算出することであって、
前記複数の対角線が、前記シード矩形の前記複数の頂点をそれぞれ二分し、かつ前記シード矩形の前記複数の頂点から、それぞれ、前記境界まで延在する、算出することと、
前記複数の対角線の各々に関して、
前記それぞれの対角線に沿って位置付けられる複数の隣接する平面アンテナ頂点対の間の複数の距離をそれぞれ決定することであって、前記複数の距離が、前記シード矩形の前記それぞれの頂点から前記境界の方向において増加する、決定することと、
前記決定された複数の距離に基づいて、前記平面アンテナ頂点を前記それぞれの対角線に沿って位置付けることと、
前記平面アンテナ頂点をそれぞれの直線状の線形部分によって相互接続することによって、平面アンテナレイアウトを生成して、前記複数の対角線の各々を順次横断する複数のループを形成することと、を含む、非一時的コンピュータ可読媒体。
(項目32)
前記複数の距離が、前記平面アンテナの所定の数のループに少なくとも部分的に基づいて決定される、項目31に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
(項目33)
前記複数の距離が、隣接する頂点間の所定の最小間隔、又は隣接するトレース間の所定の最小間隔のうちの少なくとも一方に少なくとも部分的に基づいて決定される、項目31に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
(項目34)
前記基板が、複数の層を有し、前記方法が、前記複数の層に対応する複数の平面アンテナレイアウトをそれぞれ生成することを更に含む、項目31に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
(項目35)
前記方法が、
前記平面アンテナレイアウトに、前記平面アンテナ頂点のうちの少なくとも2つから前記基板の前記座標系に対するコネクタの場所まで配索された複数の直線状の線形部分を追加することを更に含む、項目31に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
(項目36)
前記方法が、
前記複数の対角線の各々に関して、
前記シード矩形の前記それぞれの頂点と前記それぞれの対角線に沿った前記境界との間のレイアウト距離を算出することを更に含み、
前記複数の隣接する平面アンテナ頂点対の間の前記複数の距離をそれぞれ決定することが、前記算出されたレイアウト距離に少なくとも部分的に基づく、項目31に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
(項目37)
前記複数のループの各々が、複数の前記直線状の線形部分及び複数の前記平面アンテナ頂点を含む、項目31に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
(項目38)
前記複数の平面アンテナ頂点のうちの最も外側の平面アンテナ頂点が、前記基板の前記境界から所定の閾値以下だけ離れている、項目31に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
(項目39)
前記方法が、
前記生成された平面アンテナレイアウトに対応するデータを、回路基板配索ツール又は回路基板製造ツールのうちの少なくとも一方にエクスポートすることを更に含む、項目31に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
(項目40)
前記方法が、
前記生成された平面アンテナレイアウトに対応するデータを電磁シミュレーションツールにエクスポートすることと、
前記エクスポートされたデータに基づいて、前記平面アンテナレイアウトの前記複数の直線状の線形部分からの複数の電磁界構成要素の重畳に基づいて電磁界をそれぞれシミュレートすることと、を更に含む、項目31に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
(項目41)
電磁ナビゲーション用の複数の電磁界を放射するためのアンテナ組立体であって、
複数の層を有する基板と、
複数の平面アンテナ群であって、前記平面アンテナの各々が、前記複数の層のそれぞれの層上に堆積され、かつそれぞれの複数のループ内に配置されたそれぞれのトレースを含み、前記平面アンテナ群の各々が、第1の平面アンテナ、第2の平面アンテナ、及び第3の平面アンテナを含む、複数の平面アンテナ群と、を備え、
前記複数の平面アンテナ群の各々に関して、
前記第1の平面アンテナの最も内側のループが、第1の線形部分と、前記第1の線形部分に対して略垂直の第2の線形部分とを有し、
前記第2の平面アンテナの最も内側のループが、第1の線形部分と、前記第1の線形部分に対して略垂直の、かつ前記第1の線形部分よりも長い第2の線形部分を有し、
前記第3の平面アンテナの最も内側のループが、第1の線形部分と、前記第1の線形部分に対して略垂直の、かつ前記第1の線形部分よりも長い第2の線形部分を有し、
前記第2の平面アンテナの前記最も内側のループの前記第1の線形部分が、前記第1の平面アンテナの前記最も内側のループの前記第1の線形部分に対して略平行であり、
前記第3の平面アンテナの前記最も内側のループの前記第1の線形部分が、前記第1の平面アンテナの前記最も内側のループの前記第2の線形部分に対して略平行である、アンテナ組立体。
(項目42)
前記平面アンテナの各々に関して、前記複数のループのうちの隣接するループ間のそれぞれの距離が、前記複数のループのうちの最も内側のループから前記複数のループのうちの最も外側のループへの方向において増加する、項目41に記載のアンテナ組立体。
(項目43)
各群の前記第1の平面アンテナの前記それぞれの最も内側のループが、前記複数の層の前記それぞれの層上で、互いに異なるそれぞれの角度で位置付けられている、項目41に記載のアンテナ組立体。
(項目44)
前記複数のループの各々が、複数の直線状の線形部分及び複数の頂点を含む、項目41に記載のアンテナ組立体。
(項目45)
前記複数の平面アンテナの各平面アンテナに関して、前記複数の頂点の各々が、前記複数の平面アンテナの前記それぞれの平面アンテナに対応するシード矩形の4つのそれぞれの頂点を二分する4つの対角線のうちの1つに沿って配設されている、項目44に記載のアンテナ組立体。
(項目46)
前記複数の平面アンテナの前記複数の頂点のうちのそれぞれ最も外側の頂点が、前記基板の縁から所定の閾値以下だけ離れている、項目44に記載のアンテナ組立体。
(項目47)
前記複数の平面アンテナが、互いに異なる前記基板の平面に対して複数のそれぞれの重心を有する、項目41に記載のアンテナ組立体。
(項目48)
前記平面アンテナの各々が、同数のループを含む、項目41に記載のアンテナ組立体。(項目49)
前記複数の群の数が、少なくとも3つである、項目41に記載のアンテナ組立体。
(項目50)
複数の端子を有するコネクタを更に備え、
前記複数の平面アンテナの前記それぞれのトレースの各々が、前記複数の端子のそれぞれの端子に連結されている、項目41に記載のアンテナ組立体。
(項目51)
電磁ナビゲーションシステムであって、
電磁界を放射するように構成されたアンテナ組立体であって、
複数の層を有する基板と、
複数の平面アンテナ群であって、前記平面アンテナの各々が、前記複数の層のそれぞれの層上に堆積され、かつそれぞれの複数のループ内に配置されたそれぞれのトレースを含む、複数の平面アンテナ群と、を含み、
前記平面アンテナ群の各々が、第1の平面アンテナ、第2の平面アンテナ、及び第3の平面アンテナを含み、
前記複数の平面アンテナ群の各々に関して、
前記第1の平面アンテナの最も内側のループが、第1の線形部分と、前記第1の線形部分に対して略垂直の第2の線形部分とを有し、
前記第2の平面アンテナの最も内側のループが、第1の線形部分と、前記第1の線形部分に対して略垂直の、かつ前記第1の線形部分よりも長い第2の線形部分を有し、
前記第3の平面アンテナの最も内側のループが、第1の線形部分と、前記第1の線形部分に対して略垂直の、かつ前記第1の線形部分よりも長い第2の線形部分を有し、
前記第2の平面アンテナの前記最も内側のループの前記第1の線形部分が、前記第1の平面アンテナの前記最も内側のループの前記第1の線形部分に対して略平行であり、
前記第3の平面アンテナの前記最も内側のループの前記第1の線形部分が、前記第1の平面アンテナの前記最も内側のループの前記第2の線形部分に対して略平行である、アンテナ組立体と、
カテーテルと、
前記カテーテルに固定され、かつ前記放射された電磁界に基づいて1つ以上の信号を受信するように構成された電磁センサと、
プロセッサと、
前記プロセッサによって実行されたときに、前記プロセッサに、前記受信された1つ以上の信号に基づいて、前記電磁センサの場所又は配向のうちの少なくとも一方を計算させる命令を含むメモリと、を備える、電磁ナビゲーションシステム。
(項目52)
前記平面アンテナの各々に関して、前記複数のループのうちの隣接するループ間のそれぞれの距離が、前記複数のループのうちの最も内側のループから前記複数のループのうちの最も外側のループへの方向において増加する、項目51に記載の電磁ナビゲーションシステム。
(項目53)
各群の前記第1の平面アンテナの前記それぞれの最も内側のループが、前記複数の層の前記それぞれの層上で、互いに異なるそれぞれの角度で位置付けられている、項目51に記載の電磁ナビゲーションシステム。
(項目54)
前記複数のループの各々が、複数の直線状の線形部分及び複数の頂点を含む、項目51に記載の電磁ナビゲーションシステム。
(項目55)
前記複数の平面アンテナの各平面アンテナに関して、前記複数の頂点の各々が、前記複数の平面アンテナの前記それぞれの平面アンテナに対応するシード矩形の4つのそれぞれの頂点を二分する4つの対角線のうちの1つに沿って配設されている、項目54に記載の電磁ナビゲーションシステム。
(項目56)
前記複数の平面アンテナの前記複数の頂点のうちのそれぞれ最も外側の頂点が、前記基板の縁から所定の閾値以下だけ離れている、項目54に記載の電磁ナビゲーションシステム。
(項目57)
前記複数の平面アンテナが、互いに異なる前記基板の平面に対して複数のそれぞれの重心を有する、項目51に記載の電磁ナビゲーションシステム。
(項目58)
前記平面アンテナの各々が、同数のループを含む、項目51に記載の電磁ナビゲーションシステム。
(項目59)
前記複数の群の数が、少なくとも3つである、項目51に記載の電磁ナビゲーションシステム。
(項目60)
複数の端子を有するコネクタを更に備え、
前記複数の平面アンテナの前記それぞれのトレースの各々が、前記複数の端子のそれぞれの端子に連結されている、項目51に記載の電磁ナビゲーションシステム。
Any of the above embodiments and embodiments of the present disclosure may be combined without departing from the scope of the present disclosure.
The present specification also provides, for example, the following items.
(Item 1)
An antenna assembly for radiating at least one electromagnetic field for electromagnetic navigation.
With the board
It comprises a planar antenna, including traces deposited on the substrate and placed in a plurality of loops.
An antenna assembly in which the distance between adjacent loops of the plurality of loops increases in the direction from the innermost loop of the plurality of loops to the outermost loop of the plurality of loops. ..
(Item 2)
The antenna assembly according to item 1, wherein each of the plurality of loops includes a plurality of linear linear portions and a plurality of vertices.
(Item 3)
The antenna assembly according to
(Item 4)
The antenna assembly according to
(Item 5)
Further equipped with a connector having at least two terminals,
The antenna assembly of item 1, wherein each trace has two ends connected to the two terminals.
(Item 6)
With multiple planar antennas
Each of the plurality of planar antennas comprises a trace of each deposited on the substrate and placed in each of the plurality of loops.
For each of the plurality of planar antennas, the respective distances between adjacent loops of the plurality of loops are such that each of the plurality of the innermost loops of the plurality of loops of the respective planar antennas. The antenna assembly according to item 1, which increases in the direction toward the outermost loop of the loops of.
(Item 7)
Item 6. The antenna assembly according to item 6, wherein the substrate includes a plurality of layers and the planar antenna, and each of the plurality of planar antennas is deposited on each layer of the plurality of layers.
(Item 8)
6. The antenna assembly according to item 6, wherein each of the planar antenna and the plurality of planar antennas includes the same number of loops.
(Item 9)
The antenna assembly according to item 6, wherein each of the loops of each of the plurality of planar antennas comprises a plurality of linear linear portions and a plurality of vertices.
(Item 10)
Item 6. The antenna assembly according to item 6, wherein the planar antenna and the plurality of planar antennas each have a plurality of centers of gravity with respect to the planes of the substrate arranged at different positions from each other.
(Item 11)
It ’s an electromagnetic navigation system.
An antenna assembly configured to radiate electromagnetic fields.
With the board
It comprises a planar antenna, including traces deposited on the substrate and placed in a plurality of loops.
An antenna assembly in which the distance between adjacent loops of the plurality of loops increases in the direction from the innermost loop of the plurality of loops to the outermost loop of the plurality of loops. When,
With a catheter,
An electromagnetic sensor fixed to the catheter and configured to receive a signal based on the radiated electromagnetic field.
With the processor
An electromagnetic navigation system comprising a memory that, when executed by the processor, causes the processor to calculate at least one of the locations or orientations of the electromagnetic sensor based on the received signal.
(Item 12)
11. The electromagnetic navigation system of
(Item 13)
The electromagnetic navigation system of
(Item 14)
13. The electromagnetic navigation system of
(Item 15)
The antenna assembly
Further equipped with a connector having at least two terminals,
11. The electromagnetic navigation system of
(Item 16)
The antenna assembly
With multiple planar antennas
Each of the plurality of planar antennas comprises a trace of each deposited on the substrate and placed in each of the plurality of loops.
For each of the plurality of planar antennas, the respective distances between adjacent loops of the plurality of loops are such that each of the plurality of the innermost loops of the plurality of loops of the respective planar antennas. 11. The electromagnetic navigation system according to
(Item 17)
16. The electromagnetic navigation system of item 16, wherein the substrate comprises a plurality of layers and the planar antenna, each of the plurality of planar antennas being deposited on each layer of the plurality of layers.
(Item 18)
16. The electromagnetic navigation system of item 16, wherein each of the planar antenna and the plurality of planar antennas comprises the same number of loops.
(Item 19)
16. The electromagnetic navigation system of item 16, wherein each of the loops of each of the plurality of planar antennas comprises a plurality of linear linear portions and a plurality of vertices.
(Item 20)
Item 16. The electromagnetic navigation system according to item 16, wherein the planar antenna and the plurality of planar antennas each have a plurality of centers of gravity with respect to the planes of the substrate arranged at different positions from each other.
(Item 21)
A computer implementation method for designing an antenna assembly for radiating electromagnetic fields for electromagnetic navigation.
It is to calculate a plurality of diagonal lines based on a seed rectangle having a plurality of vertices with respect to the coordinate system of the substrate having a boundary.
It is calculated that the plurality of diagonal lines divide the plurality of vertices of the seed rectangle into two, and extend from the plurality of vertices of the seed rectangle to the boundary, respectively.
For each of the plurality of diagonals
Each of the plurality of distances between a plurality of adjacent planar antenna vertex pairs positioned along the respective diagonal lines is to be determined such that the plurality of distances are from the respective vertices of the seed rectangle to the boundary. Increasing in direction, making decisions,
Positioning the planar antenna vertices along the respective diagonals based on the determined distances,
A computer comprising interconnecting the planar antenna vertices with their respective linear linear portions to generate a planar antenna layout to form multiple loops sequentially traversing each of the plurality of diagonals. How to implement.
(Item 22)
21. The computer implementation method of
(Item 23)
21. The computer implementation method of
(Item 24)
The computer mounting method according to
(Item 25)
(Item 26)
For each of the plurality of diagonals
Further comprising calculating the layout distance between the respective vertices of the seed rectangle and the boundaries along the respective diagonals.
21. The computer implementation method of
(Item 27)
The computer mounting method according to
(Item 28)
The computer mounting method according to
(Item 29)
21. The computer mounting method of
(Item 30)
Exporting the data corresponding to the generated planar antenna layout to the electromagnetic simulation tool and
An item further comprising simulating an electromagnetic field based on the superposition of a plurality of electromagnetic field components from the plurality of linear linear portions of the planar antenna layout based on the exported data. 21. The computer mounting method.
(Item 31)
A non-temporary computer-readable medium that stores instructions that, when executed by a processor, causes the processor to perform a method of designing an antenna assembly for radiating electromagnetic fields for electromagnetic navigation, wherein the method is ,
It is to calculate a plurality of diagonal lines based on a seed rectangle having a plurality of vertices with respect to the coordinate system of the substrate having a boundary.
It is calculated that the plurality of diagonal lines divide the plurality of vertices of the seed rectangle into two and extend from the plurality of vertices of the seed rectangle to the boundary.
For each of the plurality of diagonals
Each of the plurality of distances between a plurality of adjacent planar antenna vertex pairs positioned along the respective diagonal lines is to be determined such that the plurality of distances are from the respective vertices of the seed rectangle to the boundary. Increasing in direction, making decisions,
Positioning the planar antenna vertices along the respective diagonals based on the determined distances,
Non-compliance, including generating a planar antenna layout by interconnecting the planar antenna vertices with their respective linear linear portions to form multiple loops sequentially traversing each of the plurality of diagonals. Temporary computer readable medium.
(Item 32)
31. The non-temporary computer-readable medium of item 31, wherein the plurality of distances are determined at least in part based on a predetermined number of loops of the planar antenna.
(Item 33)
31. Non-temporary item 31, wherein the plurality of distances are determined on the basis of at least one of a predetermined minimum spacing between adjacent vertices or a predetermined minimum spacing between adjacent traces. Computer-readable medium.
(Item 34)
31. The non-temporary computer-readable medium of item 31, wherein the substrate comprises a plurality of layers, wherein the method further comprises producing a plurality of planar antenna layouts corresponding to the plurality of layers.
(Item 35)
The above method
Item 31 further comprises adding to the planar antenna layout a plurality of linear linear portions routed from at least two of the planar antenna vertices to the location of the connector to the coordinate system of the substrate. The non-temporary computer-readable medium described.
(Item 36)
The above method
For each of the plurality of diagonals
Further comprising calculating the layout distance between the respective vertices of the seed rectangle and the boundaries along the respective diagonals.
31. The non-temporary computer-readable medium of item 31, wherein determining each of the plurality of distances between the plurality of adjacent planar antenna vertex pairs is at least partially based on the calculated layout distance.
(Item 37)
31. The non-temporary computer-readable medium of item 31, wherein each of the loops comprises a plurality of the linear linear portions and a plurality of the planar antenna vertices.
(Item 38)
The non-temporary computer-readable medium according to item 31, wherein the outermost planar antenna apex of the plurality of planar antenna vertices is separated from the boundary of the substrate by a predetermined threshold value or less.
(Item 39)
The above method
31. The non-temporary computer-readable medium of item 31, further comprising exporting the data corresponding to the generated planar antenna layout to at least one of a circuit board routing tool or a circuit board manufacturing tool.
(Item 40)
The above method
Exporting the data corresponding to the generated planar antenna layout to the electromagnetic simulation tool and
An item further comprising simulating an electromagnetic field based on the superposition of a plurality of electromagnetic field components from the plurality of linear linear portions of the planar antenna layout based on the exported data. 31. Non-temporary computer readable medium.
(Item 41)
An antenna assembly for radiating multiple electromagnetic fields for electromagnetic navigation.
A substrate with multiple layers and
A group of planar antennas, wherein each of the planar antennas includes a trace deposited on each layer of the plurality of layers and arranged in each of the plurality of loops. Each comprises a plurality of planar antenna groups, including a first planar antenna, a second planar antenna, and a third planar antenna.
For each of the plurality of planar antenna groups,
The innermost loop of the first planar antenna has a first linear portion and a second linear portion that is substantially perpendicular to the first linear portion.
The innermost loop of the second planar antenna has a first linear portion and a second linear portion that is substantially perpendicular to the first linear portion and longer than the first linear portion. death,
The innermost loop of the third planar antenna has a first linear portion and a second linear portion that is substantially perpendicular to the first linear portion and longer than the first linear portion. death,
The first linear portion of the innermost loop of the second planar antenna is substantially parallel to the first linear portion of the innermost loop of the first planar antenna.
An antenna set in which the first linear portion of the innermost loop of the third planar antenna is substantially parallel to the second linear portion of the innermost loop of the first planar antenna. Solid.
(Item 42)
For each of the planar antennas, the distance between adjacent loops of the plurality of loops is the direction from the innermost loop of the plurality of loops to the outermost loop of the plurality of loops. 41. The antenna assembly according to
(Item 43)
41. The antenna assembly of
(Item 44)
41. The antenna assembly of
(Item 45)
For each planar antenna of the plurality of planar antennas, each of the plurality of vertices is among the four diagonal lines that bisect each of the four vertices of the seed rectangle corresponding to the respective planar antenna of the plurality of planar antennas. 44. The antenna assembly according to item 44, which is arranged along one.
(Item 46)
44. The antenna assembly according to item 44, wherein the outermost vertices of the plurality of vertices of the plurality of planar antennas are separated from the edge of the substrate by a predetermined threshold value or less.
(Item 47)
The antenna assembly according to
(Item 48)
41. The antenna assembly of
The antenna assembly according to
(Item 50)
Further equipped with a connector with multiple terminals,
The antenna assembly according to
(Item 51)
It ’s an electromagnetic navigation system.
An antenna assembly configured to radiate electromagnetic fields.
A substrate with multiple layers and
A plurality of planar antennas, each of which is a group of planar antennas, each of which comprises a trace deposited on each layer of the plurality of layers and disposed within each of the plurality of loops. Including the group,
Each of the planar antenna groups includes a first planar antenna, a second planar antenna, and a third planar antenna.
For each of the plurality of planar antenna groups,
The innermost loop of the first planar antenna has a first linear portion and a second linear portion that is substantially perpendicular to the first linear portion.
The innermost loop of the second planar antenna has a first linear portion and a second linear portion that is substantially perpendicular to the first linear portion and longer than the first linear portion. death,
The innermost loop of the third planar antenna has a first linear portion and a second linear portion that is substantially perpendicular to the first linear portion and longer than the first linear portion. death,
The first linear portion of the innermost loop of the second planar antenna is substantially parallel to the first linear portion of the innermost loop of the first planar antenna.
An antenna set in which the first linear portion of the innermost loop of the third planar antenna is substantially parallel to the second linear portion of the innermost loop of the first planar antenna. 3D and
With a catheter,
An electromagnetic sensor fixed to the catheter and configured to receive one or more signals based on the radiated electromagnetic field.
With the processor
When executed by the processor, the processor comprises a memory containing an instruction to calculate at least one of the locations or orientations of the electromagnetic sensor based on the one or more received signals. Electromagnetic navigation system.
(Item 52)
For each of the planar antennas, the distance between adjacent loops of the plurality of loops is the direction from the innermost loop of the plurality of loops to the outermost loop of the plurality of loops. 51. The electromagnetic navigation system according to item 51, which increases in.
(Item 53)
51. The electromagnetic navigation system of item 51, wherein the innermost loops of each of the first planar antennas in each group are positioned on the respective layers of the plurality of layers at different angles from each other. ..
(Item 54)
51. The electromagnetic navigation system of item 51, wherein each of the plurality of loops comprises a plurality of linear linear portions and a plurality of vertices.
(Item 55)
For each planar antenna of the plurality of planar antennas, each of the plurality of vertices is out of four diagonal lines that bisect each of the four vertices of the seed rectangle corresponding to the respective planar antenna of the plurality of planar antennas. 54. The electromagnetic navigation system of item 54, arranged along one.
(Item 56)
54. The electromagnetic navigation system according to item 54, wherein the outermost vertices of the plurality of vertices of the plurality of planar antennas are separated from the edge of the substrate by a predetermined threshold value or less.
(Item 57)
51. The electromagnetic navigation system of item 51, wherein the plurality of planar antennas have a plurality of respective centers of gravity with respect to different planes of the substrate.
(Item 58)
51. The electromagnetic navigation system of item 51, wherein each of the planar antennas comprises the same number of loops.
(Item 59)
51. The electromagnetic navigation system according to item 51, wherein the plurality of groups has at least three numbers.
(Item 60)
Further equipped with a connector with multiple terminals,
51. The electromagnetic navigation system of item 51, wherein each of the respective traces of the plurality of planar antennas is coupled to a respective terminal of the plurality of terminals.
特許又は出願ファイルは、少なくとも1つの彩色図面を含む。彩色図面を含む本特許又は特許出願公開のコピーは、請求及び必要な手数料の支払いにより、米国特許商標庁によって提供されることになる。 The patent or application file contains at least one colored drawing. A copy of this patent or publication of a patent application, including colored drawings, will be provided by the United States Patent and Trademark Office upon request and payment of the required fees.
本開示のシステム及び方法の目的及び特徴は、添付の図面を参照して様々な実施形態の説明を読むことにより、当業者には明白になるであろう。 The purpose and features of the systems and methods of the present disclosure will be apparent to those of skill in the art by reading the description of the various embodiments with reference to the accompanying drawings.
本開示は、電磁ナビゲーション用の電磁界を放射するためのアンテナ組立体、かかるアンテナ組立体を含む電磁ナビゲーションシステム、及びかかるアンテナ組立体を設計するコンピュータ実装方法を対象とする。一例において、本明細書のアンテナ組立体の幾何学的及び他の態様により、詳細な電磁界マッピング生成及び採用する必要性は、代わりに、アンテナ組立体の特性に基づいて理論的に算出される、電磁界マッピングが、単独で、又は測定から得られるより容易に生成された低密度電磁界マッピングと併せて採用されることを可能にすることによって回避され得る。言い換えると、本明細書のアンテナ組立体は、高価な測定設備を使用する必要なく、そして、時間がかかり、かつ労力がかかる測定を実施する必要なく、EMN用の正確な高密度の理論的電磁界マッピングを生成する基盤として機能することができる。 The present disclosure relates to an antenna assembly for radiating an electromagnetic field for electromagnetic navigation, an electromagnetic navigation system including such an antenna assembly, and a computer mounting method for designing such an antenna assembly. In one example, due to the geometry and other aspects of the antenna assembly herein, the need for detailed electromagnetic field mapping generation and adoption is instead theoretically calculated based on the characteristics of the antenna assembly. The electromagnetic field mapping can be avoided by allowing it to be employed alone or in combination with the more easily generated low density field mappings obtained from the measurements. In other words, the antenna assembly herein is an accurate, high-density theoretical electromagnetic field for EMN without the need to use expensive measuring equipment and to make time-consuming and labor-intensive measurements. It can serve as the basis for generating field mappings.
別の例において、本明細書のアンテナ組立体は、単一コイルセンサ等の小型電磁センサの複数の自由度(例えば、6自由度)が決定されることを可能にする、互いに異なる幾何学的形状及び/又は相対位置等の特性を有する、単一基板上の複数の平面アンテナを含む。 In another example, the antenna assembly herein has different geometries that allow multiple degrees of freedom (eg, 6 degrees of freedom) of a small electromagnetic sensor, such as a single coil sensor, to be determined. Includes multiple planar antennas on a single substrate with characteristics such as shape and / or relative position.
更に別の例において、本明細書のアンテナ組立体は、基板の層上に堆積され、かつループ間の間隔及び基板の境界又は縁からの間隔を有する複数のループを形成するトレースを含み、結果として、基板の利用可能なエリアの効率的な使用をもたらす。 In yet another example, the antenna assembly herein comprises a trace that is deposited on a layer of substrate and forms multiple loops with spacing between loops and spacing from the boundaries or edges of the substrate. As a result of efficient use of the available area of the substrate.
更なる例において、アンテナ組立体を設計するための自動化又は半自動化され、高度に再現可能なコンピュータ実装方法が本明細書に提供される。このようにして生成されたアンテナ組立体設計は、大量の手動レイアウトの必要性を最小にするためにプリント回路基板(printed circuit board、PCB)レイアウトソフトウェアツールにエクスポートされ得る。アンテナ組立体設計はまた、アンテナ組立体の理論的電磁界マッピングの生成を可能にする電磁界シミュレータソフトウェアツールにもエクスポートされ得る。 In a further example, an automated or semi-automated, highly reproducible computer implementation method for designing an antenna assembly is provided herein. The antenna assembly design thus generated can be exported to a printed circuit board (PCB) layout software tool to minimize the need for massive manual layouts. The antenna assembly design can also be exported to an electromagnetic field simulator software tool that allows the generation of theoretical field mappings for the antenna assembly.
かかるアンテナ組立体の詳細な実施形態、かかるアンテナ組立体を組み込むシステム、及びそれを設計する方法が本明細書に説明される。しかしながら、これらの詳細な実施形態は、単に本開示の実施例であり、本開示は、様々な形態で具現化され得る。したがって、本明細書で開示する特定の構造的及び機能的な詳細は、制限的と解釈されず、単に請求項の基盤として、及び、事実上いずれの当業者が本開示を適切に詳説した構造で様々に採用することを可能にする代表的な基盤として解釈されるべきである。以下に説明される実施形態の例は、患者の気道の気管支鏡検査法を対象としているが、当業者は、同一又は類似の組立体、システム、及び方法が、例えば、血管網、リンパ系ネットワーク、及び/又は消化管ネットワークなど、他の管腔ネットワーク内でも使用され得ると認識するであろう。 A detailed embodiment of such an antenna assembly, a system incorporating such an antenna assembly, and a method of designing it are described herein. However, these detailed embodiments are merely embodiments of the present disclosure, and the present disclosure may be embodied in various forms. Accordingly, the particular structural and functional details disclosed herein are not construed as restrictive, and are merely structures that serve as the basis for the claims and that, in effect, any person skilled in the art will adequately elaborate the disclosure. It should be interpreted as a representative basis for allowing various adoptions in. Although the examples of embodiments described below are intended for bronchoscopy of the patient's airway, those skilled in the art will appreciate the same or similar assemblies, systems, and methods, eg, vascular network, lymphatic system network. And / or will recognize that it can also be used within other luminal networks, such as gastrointestinal networks.
図1は、本開示によって提供される電磁ナビゲーション(EMN)システム100の一例を例示する。一般に、EMNシステム100は、とりわけ、医療デバイスに固定されたセンサによって検知される1つ以上の電磁界を生成するアンテナ組立体を使用することによって、患者の身体内の標的場所に向かってナビゲートされている医療デバイスの場所及び/又は配向を識別するように構成されている。いくつかの場合において、EMNシステム100は、患者の肺の管腔網内の死んだ部分等の、関心の標的に向かって患者の身体を通る医療デバイスのナビゲーションの間に用いられるコンピュータ断層撮影(CT)画像、磁気共鳴撮像(magnetic resonance imaging、MRI)画像、及び/又は透視画像を拡張するように更に構成される。
FIG. 1 illustrates an example of an electromagnetic navigation (EMN)
EMNシステム100は、カテーテルガイド組立体110、気管支鏡115、コンピューティングデバイス120、監視デバイス130、患者台(EMボード140と呼ばれ得る)、追跡デバイス160、及び基準センサ170を含む。気管支鏡115は、有線接続(図1に示されるような)又は無線接続(図1に図示せず)によって、それぞれコンピューティングデバイス120(追跡デバイス160を経由して)及び監視デバイス130に動作可能に連結される。
The
EMN気管支鏡手技のナビゲーション段階中、気管支鏡115は、患者150の口腔内に挿入され、肺の管腔網の画像を捕捉する。カテーテルガイド組立体110は、患者150の肺の管腔網の周辺にアクセスするために気管支鏡115内に挿入される。カテーテルガイド組立体110は、カテーテル又は拡張作業チャネル(extended working channel、EWC)111の一部分(例えば、遠位部分)に固定されたEMセンサ112を有するEWC111を含み得る。配置可能なガイドカテーテル(locatable guide catheter、LG)が、LGの一部分(例えば、遠位部分)に固定された別のEMセンサ(図1に図示せず)と共にEWC111内に挿入され得る。EWC111に固定されたEMセンサ112又はLGに固定されたEMセンサは、アンテナ組立体145によって放射された電磁界に基づいて信号を受信するように構成され、かつ受信された信号に基づいて、肺の管腔網を通るナビゲーション中のEWC111又はLGの場所及び/又は配向を決定するために使用される。EWC111又はLGに対するEMセンサ112のサイズ制限に起因して、いくつかの場合においてEMセンサ112は、以下に更に詳細に説明されるように、アンテナ組立体145によって生成された1つ以上のEM信号を受信するための単一コイルのみを含み得る。しかしながら、EMセンサ112内のコイルの数は、1つに限定されず、2つ、3つ、又はそれより多くてもよい。
During the navigation phase of the EMN bronchoscopy procedure, the
ラップトップ、デスクトップ、タブレット、又は他の適切なコンピューティングデバイス等のコンピューティングデバイス120は、ディスプレイ122、1つ以上のプロセッサ124、1つ以上のプロセッサメモリ126、AC電流信号をアンテナ組立体145に提供するためのAC電流ドライバ127、ネットワークインターフェースコントローラ128、及び1つ以上の入力デバイス129を含む。図1に例示されるコンピューティングデバイス120の特定の構成は、一例として提供されるが、コンピューティングデバイス120内に含められる図1に示される構成要素の他の構成もまた考えられる。具体的には、いくつかの実施形態において、コンピューティングデバイス120内に含められる、図1に示される構成要素(122、124、126、127、128、及び/又は129)のうちの1つ以上は、代わりに、コンピューティングデバイス120から分離されてもよく、システム100全体にわたる電力及び/又はデータ信号の送信を容易にするために、1つ以上のそれぞれの有線又は無線経路によって、コンピューティングデバイス120及び/又はシステム100の任意の構成要素に連結されてもよい。例えば、図1に示されていないが、AC電流ドライバ127は、態様のいくつかの例において、コンピューティングデバイス120から分離されてもよく、アンテナ組立体145に連結され、及び/又は1つ以上の対応する経路によって、プロセッサ124及びメモリ126等のコンピューティングデバイス120の1つ以上の構成要素に連結されてもよい。
The
いくつかの態様において、EMNシステム100はまた、複数のコンピューティングデバイス120を含んでもよく、複数のコンピューティングデバイス120は、計画、治療、映像化、及び医療手術に適する方法で臨床医を支援する他の態様のために用いられる。ディスプレイ122は、ディスプレイ122が入力デバイス及び出力デバイスの両方として働くことを可能にする、接触感知式及び/又は音声起動式であってもよい。ディスプレイ122は、施術者が肺疾患の症状を呈する肺の一部分を定位及び識別することを可能にするために、肺の3Dモデル等の、2次元(two-dimensional、2D)画像又は3次元(three-dimensional、3D)画像を表示し得る。
In some embodiments, the
1つ以上のメモリ126は、1つ以上のプログラム及び/又はコンピュータ実行可能命令を記憶し、この命令は、1つ以上のプロセッサ124によって実行されたときに、1つ以上のプロセッサ124に様々な機能及び/又は手順を実施させる。例えば、プロセッサ124は、アンテナ組立体145によって放射され、かつEMセンサ112によって受信される電磁信号に基づいて、EMセンサ112の場所及び/又は配向を計算し得る。プロセッサ124はまた、肺の3Dモデルをディスプレイ122上に表示させるように、画像処理機能を実施し得る。プロセッサ124はまた、アンテナ組立体145によって放射される1つ以上の電磁信号を生成し得る。いくつかの実施形態において、コンピューティングデバイス120は、1つ以上のプロセッサ124が他のプログラムに使用可能であるように、画像処理機能のみを実施する別個のグラフィックアクセラレータ(図1に図示せず)を更に含み得る。1つ以上のメモリ126はまた、EMN用のマッピングデータ、画像データ、患者の医療記録データ、処方箋データ、及び/若しくは患者の疾患の履歴に関するデータ、並びに/又は他のタイプのデータ等のデータも記憶する。
One or
マッピングデータは、複数のグリッド点を、医療デバイス(例えば、EWC111、LG、治療プローブ、又は別の外科用デバイス)がナビゲートする、EMボリュームの座標系において、グリッド点に対応するEM信号特性(例えば、信号強度)にリンクさせ得る。このようにして、EMセンサ112が特定のグリッド点で一定の特性を有するEM信号を検知したとき、1つ以上のプロセッサ124は、検知されたEM信号特性をマッピングデータ内のEM信号特性と比較し、比較の結果に基づいてEMボリューム内のEMセンサ112の場所及び/又は配向を決定し得る。
The mapping data is the EM signal characteristic (eg, EWC111, LG, therapeutic probe, or another surgical device) that corresponds to the grid points in the coordinate system of the EM volume where the medical device (eg, EWC111, LG, therapeutic probe, or another surgical device) navigates the grid points. For example, it can be linked to signal strength). In this way, when the
図1に示されるように、台140は、患者150がEMNナビゲーション手順中に横になる平坦な表面を提供するように構成されている。EM場生成デバイスとも呼ばれ得るアンテナ組立体145は、台140の上に配置されるか、又は台140の構成要素として含められる。アンテナ組立体145は、平面ループアンテナ(図1に図示せず)等の1つ以上のアンテナを含む。アンテナ組立体145の態様の例は、以下で更に詳細に説明される。
As shown in FIG. 1, the
患者150が台140の上に横たわっている状態で、1つ以上のプロセッサ124(又は図1に示されていない別の信号発生器)は、アンテナが1つ以上のそれぞれのEM信号に変換し、かつ患者150の一部分を囲むために十分な様式で放射する1つ以上のAC電流信号を生成し、AC電流ドライバ127によってアンテナ組立体145のアンテナに提供する。いくつかの態様において、アンテナ組立体145は、少なくとも2つの端子を有するコネクタを含み、アンテナのトレース(図1に図示せず)は、2つの端を有し、2つの端は、2つのコネクタ端子にそれぞれ連結されて、1つ以上のプロセッサ145からアンテナへの信号通信経路を形成する。
With the
EMNシステム100の一例を説明しているが、ここで、本開示の実施形態による、EMNシステム100のアンテナ組立体145のアンテナ組立体レイアウト200の一例の図解例示である、図2を参照する。アンテナ組立体レイアウト200は、電気絶縁材料で形成され、かつ1つ以上の層を含み得る、プリント回路基板(PCB)等の基板210を含む。アンテナ組立体レイアウト200はまた、PCBトレース等の導電性材料で形成され、基板210上に堆積され、かつ複数のループに又はコイルとして配置された、複数の平面アンテナ220も含む。一例において、平面アンテナ220の各々は、基板210の層のうちのそれぞれの1つの上に堆積される。図2のアンテナ組立体レイアウト200の一例において、基板210の複数の層が同時に示されている。
An example of the
複数のアンテナの各々は、例えば、プロセッサ124によって、又は別の発生器によって制御される周波数分割多重化及び/又は時分割多重化を使用して、別個のEM場を放射するように構成され得る。例えば、アンテナは、いくつかの態様において、十分な数及び/又は十分な特性の多様性(例えば、周波数、時間、変調方式等)の複数のEM場を放射して、EWC111上、又は任意の他の医療デバイス上に装着された単一コイル電磁センサが、センサ、EWC111、及び/又は医療デバイスの場所及び/又は配向を決定するために使用されることを可能にするように構成されている。アンテナ組立体145は、例えば、6~9つ以上のループアンテナを含み得る。いくつかの実施形態において、ループアンテナの各々について、ループがより大きくなるにつれて、隣接するループ間の距離が増加する。例えば、平面アンテナの各々に関して、隣接するループ対の間のそれぞれの距離は、それぞれの平面アンテナのループのうちの最も内側のループからループのうちの最も外側のループへの方向において増加し得る。様々な実施形態において、アンテナ組立体145のループアンテナのうちの2つ以上は、同数のループを有してもよく、又はそれぞれ異なる数のループを有してもよい。
Each of the plurality of antennas may be configured to radiate a separate EM field using, for example, frequency division multiplexing and / or time division multiplexing controlled by
EMNシステム100のアンテナ組立体145のアンテナ組立体レイアウト200の一例を説明しているが、ここで、本開示の実施形態による、アンテナ組立体145等のアンテナ組立体を設計するための手順300の一例を例示するフローチャートである、図3を参照する。様々な実施形態において、手順300は、完全にコンピュータ実装され得るか、又は部分的にコンピュータ実装され得る。また、本開示の実施形態による、手順300の一定のステップの図解例示である、図4~図13も参照する。図3の方法300の例は、1つのアンテナを含むアンテナ組立体又は複数のアンテナを含むアンテナ組立体を設計するために実装され得る。例示的目的のために、方法300の本説明は、複数のアンテナを含むアンテナ組立体を設計する文脈で行われることになる。しかしながら、方法300の一定の態様は、複数のアンテナのうちの単一のアンテナの設計に関してのみ説明されることになるが、方法300のそれらの態様は、複数のアンテナのうちの他のアンテナに同様に適用される。
An example of the
手順300の詳細を説明する前に、手順300の概要が提供されることになる。一般に、手順300によると、アンテナ組立体の設計は、設計されるアンテナ組立体のアンテナの数Mを含む設計パラメータ及び/又は制約のセット、並びにアンテナ組立体の各アンテナに関して、アンテナのシード形状、アンテナが製造される基板上のシード形状の重心の場所、アンテナのループの数(N)、アンテナの最小トレース中心間隔(trace center-to-center spacing、TCCM)、及び基板の縁又は境界の寸法に基づく。アンテナのアンテナ頂点の場所は、シード形状に基づいて決定される。アンテナ設計は、次いで、アンテナ頂点を、最も内側の頂点から始まり、かつ最も外側のアンテナ頂点に進む直線状の線形部分によって相互接続することによって進み、その結果、アンテナ全体が複数のループ内に配置された単一トレースを含むコイルを形成する。一態様において、アンテナ組立体の各ループは、シード形状から基板の境界に向かって成長し、シード形状の外側の基板層の利用可能な表面積の大部分を効果的に被覆する。トレースの2つの端は、アンテナが信号発生器に連結されることを可能にするようにコネクタの場所まで配索される。
Before explaining the details of the
複数の層基板のそれぞれの層の上に複数の平面アンテナを有するアンテナ組立体に関して、この一般的な手順は、アンテナの各々に対して繰り返される。加えて、設計されたアンテナレイアウトに対応するデータは、それぞれのアンテナがそれらの特定の特性に基づいて生成する電磁界をシミュレートするための電磁界シミュレーションツール(例えば、上記のEMNの理論的電磁界マッピング)にエクスポートされ得る。設計されたアンテナレイアウトに対応するデータはまた、アンテナ組立体が、設計されたアンテナレイアウトによって、自動化された様式で製造されることを可能にするPCB製造ツールにもエクスポートされ得る。 For antenna assemblies having multiple planar antennas on each layer of multiple layer boards, this general procedure is repeated for each of the antennas. In addition, the data corresponding to the designed antenna layout is an electromagnetic field simulation tool for simulating the electromagnetic fields generated by each antenna based on their specific characteristics (eg, EMN's theoretical electromagnetic field above). Can be exported to field mapping). The data corresponding to the designed antenna layout can also be exported to a PCB manufacturing tool that allows the antenna assembly to be manufactured in an automated fashion by the designed antenna layout.
手順300の詳細を説明する前に、シード形状の例及びそれらの特性を説明するために図4を参照する。具体的には、図4は、手順300によって設計されるアンテナ組立体の9つのシード矩形401~409の例を示す。シード矩形401~409の各々は、基板の縁400内に4つの頂点を含む。図4の例に示されるシード矩形の数、したがってアンテナの数Mは、9つであるが、これは、例示的目的のみのためのものであり、限定として解釈されるべきではない。他の実施形態において、シード形状の数、したがってアンテナの数Mは、例えば、6つ、9つ、又はそれより多くてもよい。一例として、正方形400は、基板の縁を表してもよく、アンテナの配置に利用可能である基板のエリアを表す境界(図4に図示せず)は、基板の縁400内に収容され、かつ所定の閾値又はバッファ量だけ基板の縁400よりも小さい、x-z平面内の正方形から形成されてもよい。
Before explaining the details of the
別の例において、本明細書のアンテナ組立体は、単一コイルセンサ等の小型電磁センサの複数の自由度(例えば、6自由度)が決定されることを可能にする、互いに異なる幾何学的形状及び/又は相対位置等の特性を有する、単一基板上(例えば、多層基板のそれぞれの層上)の複数の平面アンテナを含む。例えば、図4に示されるように、9つのシード矩形401~409は、3つに群化されてもよく、シード矩形401-403は、第1の群にある。シード矩形404~406は、第2の群にあり、シード矩形407~409は、第3の群にある。図4に示されるように、各群内の3つのシード矩形は、互いに対して特定の地理的関係を有する。例えば、1つのシード矩形は、正方形(又は実質的に正方形様)であり、他の2つのシード矩形は、非正方形の矩形であり、正方形の2つの辺の近くに位置する。例えば、シード矩形401は、正方形であり、シード矩形402は、シード矩形401の長さと列をなして位置し、シード矩形403は、シード矩形401の幅と列をなして位置する。更に、シード矩形402の長さは、正方形401の幅よりも長く、シード矩形401の長さと同様であり、一方でシード矩形402の幅は、正方形401の幅よりも短く、シード矩形403の幅は、正方形401の長さよりも長く、正方形401の幅と同様であり、一方でシード矩形402の長さは、正方形401の長さよりも短い。第2の群のシード矩形404~406及び第3の群のシード矩形407~409もまた、第1の群のシード矩形401~403と同様の幾何学的特徴を有する。
In another example, the antenna assembly herein has different geometries that allow multiple degrees of freedom (eg, 6 degrees of freedom) of a small electromagnetic sensor, such as a single coil sensor, to be determined. Includes a plurality of planar antennas on a single substrate (eg, on each layer of a multilayer substrate) having characteristics such as shape and / or relative position. For example, as shown in FIG. 4, the nine seed rectangles 401-409 may be grouped into three, and the seed rectangles 401-403 are in the first group. Seed rectangles 404-406 are in the second group and seed rectangles 407-409 are in the third group. As shown in FIG. 4, the three seed rectangles within each group have a specific geographical relationship with each other. For example, one seed rectangle is a square (or substantially square-like) and the other two seed rectangles are non-square rectangles located near the two sides of the square. For example, the
言い換えると、シード矩形401~409に基づいて生成され得る複数の平面アンテナ群の各々に関して、第1の平面アンテナ(例えば、シード矩形401に対応する)の最も内側のループは、第1の線形部分(例えば、第1の線形部分410)と、第1の線形部分(例えば、第1の線形部分410)に対して略垂直な第2の線形部分(例えば、第2の線形部分411)を有し、第2の平面アンテナ(例えば、シード矩形402に対応する)の最も内側のループは、第1の線形部分(例えば、第1の線形部分412)と、第1の線形部分(例えば、第1の線形部分412)に対して略垂直、かつそれよりも長い第2の線形部分(例えば、第2の線形部分413)を有し、第3の平面アンテナ(例えば、シード矩形403に対応する)の最も内側のループは、第1の線形部分(例えば、第1の線形部分414)と、第1の線形部分(例えば、第1の線形部分414)に対して略垂直、かつそれよりも長い第2の線形部分(例えば、第2の線形部分415)を有し、第2の平面アンテナの最も内側のループのシード矩形の第1の線形部分(例えば、第1の線形部分412)は、第1の平面アンテナの最も内側のループの第1の線形部分(例えば、第1の線形部分410)に対して略平行であり、第3の平面アンテナの最も内側のループの第1の線形部分(例えば、第1の線形部分414)は、第1の平面アンテナの最も内側のループの第2の線形部分(例えば、第2の線形部分411)に対して略平行である。シード矩形404~409(したがって、対応する平面アンテナ)の第1及び第2の線形部分に関する追加の参照番号は、明瞭性のために図4から省略されているが、第2の群のシード矩形404~406及び第3の群のシード矩形407~409は各々、第1の群のシード矩形401~403の文脈で上に説明されたものと同様、互いに対して同様の幾何学的関係を有する。
In other words, for each of the plurality of planar antenna groups that can be generated based on the seed rectangles 401-409, the innermost loop of the first planar antenna (eg, corresponding to the seed rectangle 401) is the first linear portion. It has a first linear portion (eg, a first linear portion 410) and a second linear portion (eg, a second linear portion 411) that is approximately perpendicular to the first linear portion (eg, the first linear portion 410). Then, the innermost loop of the second planar antenna (eg, corresponding to the seed rectangle 402) has a first linear portion (eg, first linear portion 412) and a first linear portion (eg, first). It has a second linear portion (eg, a second linear portion 413) that is approximately parallel to and longer than the linear portion 412) of 1 and corresponds to a third planar antenna (eg,
一態様において、これら3つの群は、基板210内の各群から幾何学的に分散されてもよい。分散は、幾何学的関係及び/又は角度関係によって実現され得る。例えば、各群の平面アンテナのそれぞれの最も内側のループは、多層基板のそれぞれの層上で、互いに異なるそれぞれの角度で位置付けられ得る。加えて、平面アンテナ、及び/又は平面アンテナが基礎付けられるシード矩形は、互いに相互に異なる、基板の平面に対する、それぞれの重心(例えば、図4の円形ドットによって表される)を有し得る。更に、第1の群の外側境界は、第2及び第3の群の全てのシード矩形404~409を含む。また、第2及び第3の群のシード矩形404~409は、第1の群の外側境界内に幾何学的に分散される。
In one embodiment, these three groups may be geometrically dispersed from each group within the
更に、各群は、2つの軸(すなわち、x軸及びz軸)に対して角度関係を有する。例えば、第1の群のシード矩形401は、2つの軸と一致しており、一方で第2及び第3の群のシード矩形404及び407は、異なる角度を有する2つの軸に対してそれぞれ角度付けられている。言い換えると、シード矩形401又は第1の群の正方形とx軸との間の最小角度は、ゼロであり、シード矩形404とx軸との間の最小角度は、ゼロよりも大きいが、第3の群のシード矩形407とx軸との間の最小角度よりも小さい。しかしながら、3つの群間の関係は、幾何学的関係及び角度関係に限定されるものではなく、本開示の範囲内で当業者にとって容易に考えられる方式で拡張され得る。
Furthermore, each group has an angular relationship with respect to the two axes (ie, the x-axis and the z-axis). For example, the
シード矩形401~409の各々の4つの頂点は、x-z平面内の座標形態(x、z)で提供され得る。一態様において、シード矩形401~409の各々の重心もまた、座標形態で提供され得るか、又は4つの頂点から計算され得る。分散はまた、基板210内に重心を分散させることによって達成され得る。一態様において、全てのシード矩形401~409の重心は、互いに異なる位置で基板上に配設される。
Each of the four vertices of the seed rectangles 401-409 can be provided in coordinate form (x, z) in the xz plane. In one embodiment, the centroids of each of the seed rectangles 401-409 can also be provided in coordinate form or calculated from four vertices. Dispersion can also be achieved by dispersing the center of gravity within the
ここで図3を参照すると、ブロック301の前に、設計されるアンテナ組立体の第1のアンテナに関する設計パラメータ及び/又は制約のセット(例えば、アンテナのシード形状、アンテナが製造されることになる基板上のシード形状の重心の場所、アンテナのループの数(N)、アンテナの最小トレース中心間隔(TCCM)、及び基板の縁又は境界の寸法)が設定される(図3に図示せず)。例示的目的のために、各アンテナ関して手順300で利用されるシード形状は、シード矩形であるが、しかしながら、これは限定として解釈されるべきではない。他のシード形状(例えば、シード三角形、シード五角形、シード六角形、任意の凸状多角形、凸状湾曲形状(例えば、楕円、卵形、円等)、又は任意の他の適切なシード形状)が考えられ、手順300で使用され得る。いくつかの実施形態において、異なるシード形状の任意の組み合わせが、アンテナ組立体のアンテナにそれぞれ使用され得る。各シード形状は、複数の頂点を有する。より具体的には、各シード矩形は、4つの頂点を有する。
Referring here to FIG. 3, prior to block 301, a set of design parameters and / or constraints for the first antenna of the antenna assembly to be designed (eg, antenna seed shape, antenna will be manufactured. The location of the center of gravity of the seed shape on the substrate, the number of loops in the antenna (N), the minimum trace center spacing (TCCM) of the antenna, and the dimensions of the edge or boundary of the substrate) are set (not shown in FIG. 3). .. For illustrative purposes, the seed shape used in
ブロック301において、アンテナインデックスiantennaが初期化される。例えば、iantennaは、設計されるアンテナ組立体の複数(M、ここでM>1)のアンテナのうちの第1のアンテナに対応するように、1に設定される。以下に説明されるように、アンテナインデックスiantennaの目的は、アンテナ組立体が複数のアンテナを含む場合において、手順300が、アンテナ組立体のM個のアンテナの各アンテナに対して繰り返されることを可能にすることである。例えば、いくつかの例において、基板は、複数の層を有し(例えば、多層PCBにおけるように)、方法300は、基板の複数の層のうちの対応する層上に堆積されるアンテナに対応する複数の平面アンテナレイアウトを生成するために採用される。
At
ブロック302において、複数の対角線が、基板の座標系に対して、シード矩形に基づいて算出される。一般に、ブロック302で算出された対角線の数は、シード形状の頂点の数に等しい。具体的には、4つの頂点を有するシード矩形の場合、4つの対角線が算出され、これらは、シード矩形の4つの頂点をそれぞれ二分し、シード矩形の4つの頂点から、それぞれ、基板の境界まで延在する。基板の境界は、PCBの縁等の基板の物理的境界であってもよく、又は所定のバッファ距離によってPCBの縁からオフセットされた境界等の理論的に与えられた境界であってもよい。
In
一例において、ブロック302において実施される複数の対角線の算出の一部として、シード矩形の頂点の各々の対角線の起点が最初に計算され、次いで、アンテナの最も内側のループの頂点(シード頂点とも呼ばれる)が、シード矩形に基づいて決定される。例えば、図5は、図4のシード矩形405に関して計算される起点511及び512を示す。起点511及び512は、シード矩形405の4つの頂点501~504によって境界付けられる。一態様において、1つの起点が、シード矩形の単一の頂点に対応してもよく、又は1つの起点が、2つの隣接する頂点に対応してもよい。別の態様において、起点511及び512は、シード矩形の対角線、又は2つの45度の角度を形成するように対応する角度を二分する対角線上に位置し得る。この場合において、対角線は、ループアンテナの頂点の場所を画定する。一例として、起点511は、頂点501で90度の角度を二分して2つの45度の角度を形成する、対角線上に位置する。また図5に示されるように、起点511は、頂点501及び502における角度を二分する、対角線の交点上に位置する。同様に、起点512は、頂点503及び504における角度を二分する、対角線の交点に位置する。一例において、シード矩形の各頂点の対角線の起点は、特異値分解を利用して、4つの頂点501~504の座標にわたって主成分分析(principal component analysis、PCA)を実施することによって計算され得る。本明細書では、
Pjkは、j番目のループのk番目の頂点を表し、jは、1~Nであり、kは、1~4であり、
Pjkx及びPjkzは、それぞれ、頂点Pjkのx座標及びz座標を表し、
{Pj1、Pj2、Pj3、Pj4}又は単に{Pjk}は、j番目のループの4つの頂点Pj1、Pj2、Pj3、Pj4をその行として有する4×2の行列であり、
Uは、{Pjk}{Pjk}Tの正規直交の固有ベクトルをその列として有する4×4の行列を表し、
Vは、{Pjk}T{Pjk}の正規直交の固有ベクトルをその列として有する2×2の行列を表し、
Sは、4×2の行列を表し、その非ゼロ要素は、その対角のみに位置し、{Pjk}{Pjk}T又は{Pjk}T{Pjk}の固有値の平方根であり、かつ
は、4×2の行列を表し、その非ゼロ要素は、その対角のみに位置し、Sの最小非ゼロ要素に等しい。
In one example, as part of the multiple diagonal calculations performed in
P jk represents the k-th vertex of the j-th loop, j is 1 to N, k is 1 to 4, and so on.
P jkx and P jkz represent the x-coordinate and z-coordinate of the vertex P jk , respectively.
{P j1 , P j2 , P j3 , P j4 } or simply {P jk } is a 4 × 2 matrix having four vertices P j1 , P j2 , P j3 , P j4 of the jth loop as its rows. And
U represents a 4 × 4 matrix having orthonormal eigenvectors of {P jk } {P jk } T as its columns.
V represents a 2 × 2 matrix having orthonormal eigenvectors of {P jk } T {P jk } as its columns.
S represents a 4 × 2 matrix whose non-zero elements are located only diagonally thereof and are the square roots of the eigenvalues of {P jk } {P jk } T or {P jk } T {P jk }. ,And
Represents a 4 × 2 matrix whose non-zero elements are located only diagonally and equal to the smallest non-zero element of S.
所与のi番目のシード矩形の4つの頂点Rk(Rkx、Rkz)によると、i番目のシード矩形の重心C(Cx、Cz)が、次式のように計算される:
重心を減算された4つの頂点Rj上で特異値分解を実施することによって、S、V、及びDの行列が、次式のように得られる:
式中、{Rk-C}は、4×2の行列であり、{Rk-C}の各行は、重心を減算された頂点(Rkx-Cx、Rkz-Cz)であり、kは、1~4である。
According to the four vertices R k (R kx , R kz ) of a given i-th seed rectangle, the center of gravity C (C x , C z ) of the i-th seed rectangle is calculated as follows:
By performing a singular value decomposition on the four vertices Rj with the center of gravity subtracted, a matrix of S, V, and D is obtained as follows:
In the equation, {R k -C} is a 4x2 matrix, and each row of {R k -C} is a vertex (R kx -C x , R kz -C z ) whose center of gravity is subtracted. , K are 1 to 4.
Sは、対角、すなわち、S11及びS22のみに非ゼロ要素を有する4×2の行列である。特異値分解に基づいて、S11は、S22以上である。S22の値をS11の値で置換することによって、新たな4×2の対角行列
を得ることができ、ここで
は、S22に等しい。次いで、各頂点の起点Okは、次式によって得られ得る。
の対角成分がSの対角成分の最小値であるため、{Ok}は、図5に示されるように、i番目のシード矩形内において、起点511及び512に対応する2つの異なる行のみを含む。
S is a diagonal, i.e., a 4 × 2 matrix with non-zero elements only in S 11 and S 22 . Based on the singular value decomposition, S 11 is S 22 or higher. A new 4 × 2 diagonal matrix by substituting the value of S 22 with the value of S 11 .
Can be obtained here
Is equal to S 22 . Then, the starting point Ok of each vertex can be obtained by the following equation.
Since the diagonal component of S is the minimum value of the diagonal component of S, {Ok } has two different rows corresponding to the
起点511及び512を取得した後、i番目のシード矩形内の第1の4つのシード頂点P1kのセットが決定される。これらの第1の4つのシード頂点P1kは、それぞれのアンテナの最も内側のループのシード頂点であり、そのアンテナの他の頂点を決定するために使用され得る。
After acquiring the
特定のアンテナの、又は特定のアンテナ組立体の全てのアンテナのトレース又はループ間の所定の最長距離を表す、所与の最小トレース中心(TCCM)間隔によると、第1のシード頂点P11は、R1を、R1における90度の角度を二分するその対応する対角に、i番目のシード矩形の内側に向けて移動させることによって決定される。これは、次式のように、R1から2つのベクトルを最初に画定することによって行われ得る:
式中、
は、それぞれの起点OkからRkの方を指すベクトルであり、
は、R1からR4の方を指すベクトルであり、
は、R1からR2の方を指すベクトルである。
の単位ベクトルを、
に加算することによって、R1における90度の角度を二分して2つの45度の角度を形成する、それぞれの対角線と列をなす方向を有するベクトルが得られ、記号
は、記号
の内側のベクトルの大きさを表す。次いで、第1のシード頂点P11が、次の方程式によって得られる:
式中、
は、それぞれの起点O1に由来するベクトルであり、したがってP11の座標を表す。図6は、R2、R3、及びR4に一致する、アンテナの他の3つのシード頂点P12、P13、及びP14を例示する。P1kとi番目のシード矩形の4辺との間の最小距離は、TCCMに等しい。図7は、ベクトルDiag1、Diag2、Diag3、及びDiag4を示しており、これらは、シード頂点P11、P12、P13、及びP14を二分し、かつそれぞれのシード頂点P11、P12、P13、及びP14から基板の境界まで延在する、対角線のそれぞれの部分を形成し得る。
According to a given minimum trace center (TCCM) spacing, which represents a predetermined longest distance between traces or loops of a particular antenna or of all antennas of a particular antenna assembly, the first seed vertex P11 is. Determined by moving R 1 inward of the i-th seed rectangle to its corresponding diagonal that bisects the 90 degree angle at R 1 . This can be done by first defining two vectors from R 1 as in the following equation:
During the ceremony
Is a vector pointing from each starting point Ok to R k ,
Is a vector pointing from R 1 to R 4 .
Is a vector pointing from R 1 to R 2 .
Unit vector,
By adding to, we obtain a vector with directions that form a row with each diagonal, dividing the 90 degree angle at R1 into two 45 degree angles.
Is a sign
Represents the size of the vector inside. The first seed vertex P11 is then obtained by the following equation:
During the ceremony
Is a vector derived from each origin O 1 , and thus represents the coordinates of P 11 . FIG. 6 illustrates the other three seed vertices P 12 , P 13 and P 14 of the antenna that match R 2 , R 3 and R 4 . The minimum distance between P1k and the four sides of the i-th seed rectangle is equal to TCCM. FIG. 7 shows the vectors Diag 1 , Diag 2 , Diag 3 , and Diag 4 , which bisect the seed vertices P 11 , P 12 , P 13 and P 14 , and each seed vertex P 11 , P 12 , P 13 , and P 14 can form each portion of the diagonal extending from
再び図3を参照すると、ブロック303において、対角線インデックスidiagonalが初期化される。例えば、idiagonalは、シード矩形の4つの対角線の第1の対角線に対応するように、1に設定される。以下に説明されるように、対角線インデックスidiagonalの目的は、手順の態様が、シード矩形の対角線の各々に対して繰り返されることを可能にすることである。
Referring to FIG. 3 again, in
ブロック304において、それぞれの対角線に関して、それぞれの対角線に沿った、シード矩形のそれぞれの頂点と基板の境界との間の頂点レイアウト距離(本明細書ではレイアウト距離とも呼ばれる)Vlayout_kが算出される。レイアウト距離は、シード矩形のそれぞれの頂点と基板の境界との間の最大使用可能距離を表し得るか、又はこれに関連し得る。
At
実施形態のいくつかの例において、ブロック304におけるレイアウト距離の算出の一部として、起点Okと基板の境界との間のそれぞれの交点Tkは、例えば、図9に示されるように、それぞれの対角線
が起点Okから突出したときに、計算及び識別される。交点Tkは、複数の従来の手法を使用して見出され得る。交点Tkが見出されたとき、次式の関係が満たされる:
式中、
は、起点Okから交点Tkまでのベクトルである。言い換えると、ベクトル
は、対角ベクトル
と同一方向を有する。
In some examples of embodiments, as part of the calculation of the layout distance in
Is calculated and identified when it protrudes from the starting point Ok . The intersection Tk can be found using multiple conventional techniques. When the intersection T k is found, the relationship of the following equation is satisfied:
During the ceremony
Is a vector from the starting point Ok to the intersection T k . In other words, vector
Is a diagonal vector
Has the same direction as.
第1のループの4つの頂点P11、P12、P13、及びP14、並びに識別された交点T1、T2、T3、及びT4を用いて、頂点レイアウト距離Vlayout_kが次の方程式から計算され得る:
減算項
は、N番目のループの最後の頂点PNkが交点Tkから離れていることを確実にする。言い換えると、P1kから始まるVlayout_kの長さの線形部分のみが、P1kとTkとの間に(N-1)頂点を分布させるために使用される。
Using the four vertices P11, P12 , P13 , and P14 of the first loop, and the identified intersections T1 , T2 , T3, and T4 , the vertex layout distance V layout_k is: Can be calculated from the equation:
Subtraction term
Ensures that the last vertex PNk of the Nth loop is away from the intersection Tk . In other words, only the linear part of the length of Vlayout_k starting from P 1k is used to distribute the (N-1) vertices between P 1k and T k .
交点Tkが識別された後、ループアンテナの全ての頂点が決定され得る。初期条件の1つが、ループアンテナのループの数がNであり、第1のループの4つの頂点P11、P12、P13、及びP14がステップ330で決定されることであるため、第2、第3、...、及びN番目のループの各々の4つの頂点は、再帰的に決定される。具体的には、ブロック305において、それぞれの対角線に関して、それぞれの対角線に沿って位置付けられる、隣接する平面アンテナ頂点対の間のそれぞれの距離は、ブロック304で算出されたレイアウト距離に少なくとも部分的に基づいて決定される。例えば、それぞれの対角線に沿って位置付けられる、隣接する平面アンテナ頂点対の間のそれぞれの距離は、アンテナの所定の数Nのループに適合し、一方でシード矩形の頂点から基板の境界までの利用可能な直線距離の使用を最大にするように決定され得る。このようにして、基板の利用可能なエリアは、効率的に利用され得る。加えて、態様のいくつかの例において、それぞれの平面アンテナの平面アンテナ頂点の最も外側の平面アンテナ頂点は、利用可能な基板エリアの効率的な利用のために、基板の境界から所定の閾値以下だけ離れている。
After the intersection T k is identified, all vertices of the loop antenna can be determined. One of the initial conditions is that the number of loops in the loop antenna is N, and the four vertices P11 , P12 , P13 , and P14 of the first loop are determined in step 330. 2, 3rd ,. .. .. , And each of the four vertices of the Nth loop are recursively determined. Specifically, in
いくつかの例において、それぞれの距離は、平面アンテナの所定の数Nのループ、隣接する頂点間の所定の最小間隔、隣接するトレース間の所定の最小間隔、及び/又はそれらの因子又は他の因子のうちの1つ以上の任意の組み合わせに少なくとも部分的に基づいて、ブロック305で決定される。具体的には、一例において、頂点は、4つの群に群化され、各群は、矩形形状を形成し、同群の頂点は、対応する頂点として説明される。例えば、第1の群は、P11、P21、...、及びPN1を含み、第2の群は、P12、P22、...、及びPN2を含み、第3の群は、P13、P23、...、及びPN3を含み、第4の群は、P14、P24、...、及びPN4を含む。したがって、P3k及びPNkは、同じk番目の群にあり、かつ対応する頂点であり、一方でP33及びP42は、同群ではなく、対応する頂点ではない。各群に関して、PjkとP(j+1)kとの間の距離は、P(j-1)kとPjkとの間の距離よりも大きく設定され、jは、2~N-1であり、kは、1~4である。言い換えると、2つの隣接する対応する頂点間の距離は、基板の境界に向かって増加する。言い換えると、一例において、図10に例示されるように、隣接するアンテナ頂点対の間の距離は、頂点のうちの最も内側の頂点から頂点のうちの最も外側の頂点への方向において漸増的に大きくなる。シード矩形のそれぞれの頂点から境界への方向において漸増的に増加する距離は、等差数列、等比数列、指数的漸化式、及び/又は同様のもの等の様々な方法によって実装され得る。
In some examples, each distance is a predetermined number of N loops of planar antennas, a predetermined minimum spacing between adjacent vertices, a predetermined minimum spacing between adjacent traces, and / or their factors or other. Determined in
例えば、等差数列が、各群内の残りの頂点を分布させるために採用され得る。djkを、k番目の群のPjkとP(j+1)kとの間の距離とし、次のように再帰的形態で表現する:
式中、
は、頂点Pjkとp(j+1)kとの間の距離を表し、slopekは、k番目の群の定数であり、これは、2つの距離djkとd(j+1)kとの間の公差であり、jは、1~(N-2)である。したがって、k番目の群の各頂点は、Tk及びP1kを接続する線形部分上に位置付けられ、PNkとP1kとの間の全長は、頂点レイアウト距離Vlayout_k以下である。TkとPNkとの間の最小トレース中心(TCCM)間隔の半分の追加の禁止エリアを作製するために、次の方程式が満たされ得る:
方程式(20)が定数slopekについて解かれるとき、次の方程式が得られ得る:
方程式(20)が、方程式(16)及び(17)と組み合わせられたとき、次の方程式が得られる:
このように、2つの隣接する対応する頂点PjkとP(j+1)kとの間の距離は、jが増加するにつれて増加する。対応する頂点間のこの漸増的パターンは、第2及び第3の群よりも第1及び第4の群でより明確に図10に示されている。
For example, an arithmetic progression can be employed to distribute the remaining vertices within each group. Let d jk be the distance between P jk and P (j + 1) k in the kth group, and express it in a recursive form as follows:
During the ceremony
Represents the distance between the vertices P jk and p (j + 1) k , and slope k is the constant of the kth group, which is between the two distances d jk and d (j + 1) k . It is a tolerance, and j is 1 to (N-2). Therefore, each vertex of the k-th group is positioned on the linear portion connecting T k and P 1 k, and the total length between PN k and P 1 k is less than or equal to the vertex layout distance V rayout_k . The following equation may be satisfied to create an additional prohibited area of half the minimum trace center (TCCM) spacing between T k and P Nk :
When equation (20) is solved for the constant slope k , the following equation can be obtained:
When equation (20) is combined with equations (16) and (17), the following equation is obtained:
Thus, the distance between two adjacent corresponding vertices P jk and P (j + 1) k increases as j increases. This incremental pattern between the corresponding vertices is shown more clearly in FIG. 10 in the first and fourth groups than in the second and third groups.
ブロック306において、平面アンテナ頂点は、ブロック305で決定された隣接する平面アンテナ頂点対の間のそれぞれの距離に基づいて、それぞれの対角線に沿って位置付けられる。
At
ブロック307において、対角線インデックスidiagonalが、シード矩形の対角線の数、すなわち4と比較されて、ブロック305及びブロック306の手順がそれぞれのアンテナの追加の対角線に対して繰り返されるか否かを決定する。ブロック307において、idiagonalが、対角線の数未満であると決定された場合、ブロック308において、idiagonalは、シード矩形の4つの対角線の次の対角線(例えば、第2の対角線)に対応するように1ずつ増分される。次に、ブロック305及びブロック306の手順が、上記の様式で次の対角線に対して繰り返される。
At
一方で、ブロック307において、idiagonalが対角線の数に等しいと決定された場合、ブロック305及びブロック306の手順がシード矩形の4つの対角線の各々に対して実行されたことを示し、次いで、ブロック309において、最小頂点間距離(minimum vertex to vertex distance、VVM)が計算されて、頂点が線の線形部分又は区分によって接続されたときに、2つの隣接する対応する線形部分間の最小距離がTCCMよりも大きいことを確認し、「2つの隣接する対応する線形部分」のフレーズは、異なるループ内に位置付けられるが、任意の他の線形部分よりも互いに近く位置する線形部分を指すために使用される。これは、対角ベクトル
を画定し、一時的な頂点P’21及びP’22を設定し、一時的な頂点P’21及びP’22を接続する線形部分とP11及びP12を接続する線形部分との間の距離を測定し、最小距離がTCCMよりも大きくなるまでVVMの値を調整することによって行われる。このステップの詳細は、以下に更に説明される。
On the other hand, in
Is defined, temporary vertices P'21 and P'22 are set, and between the linear part connecting the temporary vertices P'21 and P'22 and the linear part connecting P11 and P12 . This is done by measuring the distance and adjusting the value of VVM until the minimum distance is greater than TCCM. The details of this step are further described below.
対角ベクトル
は、次式のように画定される:
式中、kは、1~4である。これらの対角ベクトル
が原点(0,0)に配置されたとき、それらは、図7の中央に示されるように、4つの90度の角度を形成することを示す十字を形成する。
Diagonal vector
Is defined as:
In the formula, k is 1 to 4. These diagonal vectors
When placed at the origin (0,0), they form a cross indicating that they form four 90 degree angles, as shown in the center of FIG.
一時的な距離Dp2to5が、TCCMの値として初期化される。ベクトル
は、次式によって画定される:
一時的な頂点P’22は、次式のようなベクトル形態で画定される。
式中、記号「・」は、2つのベクトル間の内積である。要するに、一時的な頂点P’22は、i番目のシード矩形の外側に向かう対角
の方向において
だけP12から離れている。次に、VVMは、次の方程式で一時的に初期化される:
一時的な頂点P’21は、次式のようなベクトル形態で画定される:
P’22と同様に、一時的な頂点P’21は、i番目のシード矩形の外側に向かう対角
の方向において
だけP11から離れている。
The temporary distance D p2to5 is initialized as the value of TCCM. vector
Is defined by the following equation:
The temporary vertex P'22 is defined by a vector form as shown in the following equation.
In the equation, the symbol "." Is the inner product between the two vectors. In short, the temporary vertex P'22 is diagonal to the outside of the i-th seed rectangle.
In the direction of
Only away from P12 . The VVM is then temporarily initialized with the following equation:
Temporary vertices P'21 are defined in vector form as in the following equation:
Similar to P'22 , the temporary vertex P'21 is diagonal to the outside of the i-th seed rectangle.
In the direction of
Only away from P11 .
図8に示されるように、一時的な頂点P’21及びP’22を接続する線形部分と、P11及びP12間の線形部分との間の距離が計算される。一時的な頂点P’21及びP’22を接続する線形部分、並びにP11及びP12間の線形部分が平行ではなくてもよいため、2つの線形部分の間に複数の距離が存在する。ブロック309において、2つの線形部分間の複数の距離のうちの最小距離DがTCCM以下であるか否かの決定が行われる。ブロック309において、複数の距離のうちの最小距離DがTCCM以下であると決定された場合、次にブロック311において、一時的な距離Dp2to5が所定の量だけ増加され、最小距離DがTCCMよりも大きくなるまで(9)~(13)を使用することを含む、ブロック302~309の上記の手順が繰り返される。VVMの最終結果は、頂点間最小値の値として設定される。
As shown in FIG. 8, the distance between the linear portion connecting the temporary vertices P'21 and P'22 and the linear portion between P 11 and P 12 is calculated. There are multiple distances between the two linear parts because the linear part connecting the temporary vertices P'21 and P'22 and the linear part between P 11 and P 12 do not have to be parallel. At
一方、ブロック309において、複数の距離のうちの最小距離DがTCCMよりも大きいと決定された場合、次にブロック312において、平面アンテナレイアウトが、それぞれの直線状の線形部分を経由して平面アンテナ頂点を相互接続して、それぞれの平面アンテナの複数の対角線の各々を順次横断する複数のループ(例えば、N個のループ)を形成することによって生成される。ループの各々は、複数の直線状の線形部分及び複数の平面アンテナ頂点を含み、すなわち、シード形状がシード矩形である場合、4つの直線状の線形部分及び4つの平面アンテナ頂点を含む。例えば、図11に示されるループアンテナ等の各ループアンテナの第1のループは、4つの頂点(すなわち、P11、P12、P13、及びP14)、及び4つの線形部分(すなわち、P11及びP12を接続するL11、P12及びP13を接続するL12、P13及びP14を接続するL13、並びにP14及びP21を接続するL14)を含み、...(N-1)番目のループは、4つの頂点(すなわち、P(N-1)1、P(N-1)2、P(N-1)3、及びP(N-1)4)、及び4つの線形部分(すなわち、P(N-1)1及びP(N-1)2間を接続するL(N-1)1、P(N-1)2及びP(N-1)3を接続するL(N-1)2、P(N-1)3及びP(N-1)4を接続するL(N-1)3、並びにP(N-1)4及びPN1を接続するL(N-1)4)(明瞭性のため、図11では符号付けされていない)を含み、そして、N番目のループは、4つの頂点(すなわち、PN1、PN2、PN3、及びPN4)、及び3つの線形部分(すなわち、PN1及びPN2を接続するLN1、PN2及びPN3を接続するLN2、並びにPN3及びPN4を接続するLN3)を含む。図11は、手順300によって設計される、複数のループを含むループアンテナの設計を示す。
On the other hand, in
ブロック313において、複数の追加の直線状の線形部分が、平面アンテナ頂点のうちの少なくとも2つから(具体的には、それぞれ、直線平面アンテナレイアウトの2つの端に位置する2つの端子アンテナ頂点から)、基板の座標系に対する1つ以上のコネクタの場所まで配索される。複数の追加の直線状の線形部分は、平面アンテナレイアウトに追加される。多層基板のそれぞれの層上に配置される複数の平面アンテナを含むアンテナ組立体を設計するために手順300が採用される実施形態において、平面アンテナレイアウトは、単一のコネクタの場所までか、各アンテナに対応する別個のコネクタの場所までか、又はコネクタの任意の組み合わせまで配索され得る。
In block 313, a plurality of additional linear linear portions are from at least two of the planar antenna vertices (specifically, from two terminal antenna vertices located at the two ends of the linear planar antenna layout, respectively). ), Routed to the location of one or more connectors with respect to the coordinate system of the board. Multiple additional linear linear parts are added to the planar antenna layout. In embodiments where
ブロック314において、アンテナインデックスiantennaは、ブロック302~ブロック313の手順がアンテナ組立体の追加のアンテナに対して繰り返されるか否かを決定するために、アンテナ組立体のアンテナの数Mと比較される。ブロック314において、iantennaがアンテナの数Mよりも小さいと決定された場合、次にブロック315において、iantennaがアンテナ組立体のM個のアンテナのうちの次のアンテナ(例えば、第2のアンテナ)に対応するように1ずつ増分される。次に、ブロック302~ブロック313の手順が、上記の様式でその次のアンテナに対して繰り返される。図12は、手順300によって設計され得る6つのループアンテナの設計を示す。
At
一方、ブロック314において、iantennaがアンテナの数Mに等しいと決定された場合、ブロック302~ブロック313の手順がアンテナ組立体のM個のアンテナの各々に対して実行されたことを示し、次いで、いくつかの実施形態で任意選択であり得るブロック316において、生成された平面アンテナレイアウトに対応するデータが、回路基板配索ツール、回路基板製造ツール、及び/又は電磁シミュレーションツールにエクスポートされる。
On the other hand, in
一例において、生成された平面アンテナレイアウトに対応するデータを、ブロック316で電磁シミュレーションツールにエクスポートすることによって、アンテナ組立体のアンテナによって生成され得る1つ以上の電磁界は、それぞれ、エクスポートされたデータ、及び平面アンテナレイアウトの複数の直線状の線形部分の各々からの複数の電磁界構成要素の重畳に基づいてシミュレートされ得る。例えば、シード形状に基づく各ループは、デカルト方程式又はパラメタリック方程式等の明確な数学的方程式によって表現されることができ、それにより、各ループによって生成されたEM場の強度は、数学的方程式に基づく空間内の任意の点でビオ-サヴァール-ラプラスの法則によって計算され得る。言い換えると、アンテナ組立体の幾何学的及び他の態様(アンテナ組立体のアンテナ内の相互接続としての直線状の線形部分の使用等)により、詳細な電磁界マッピングを生成及び採用する必要性は、代わりに、電磁界マッピングが、アンテナ組立体の特性に基づいて理論的に算出されることを可能にすることによって回避され得る。算出された電磁界マッピングは、次いで、単独又は測定から得られたより容易に生成された低密度電磁界マッピングと併せて採用され得る。言い換えると、手順300によって設計されたアンテナ組立体は、高価な測定設備を使用する必要なく、そして、時間がかかり、かつ労力がかかる測定を実施する必要なく、EMN用の正確な高密度の理論的電磁界マッピングを生成する基盤として機能することができる。
In one example, by exporting the data corresponding to the generated planar antenna layout to an electromagnetic simulation tool at
本明細書の説明から明らかであるように、手順300によると、アンテナ組立体は、少数の設計パラメータ及び/又は制約、例えば、シード形状、ループの数、TCCM、及び/又は同様のものに基づいて、効率的かつ繰り返し可能な様式で設計され得る。設計されたアンテナ組立体のアンテナの各々は、それぞれの基板層上に印刷、堆積、又は製作されることができ、図1のEMNシステム100のEM場発生器145として使用され得る。更に、ループアンテナを構築するために直線状の線形部分を採用することにより、各線形部分によって生成された電磁界は、EMボリューム内の任意の点でビオ-サヴァール-ラプラスの法則を使用して、理論的かつ正確に計算され得る。
As will be apparent from the description herein, according to
図13は、図3の方法300によって設計されたループアンテナレイアウトの図解例示を示す。全ての頂点を接続した後、追加のレイアウトが、トレース長さ及び配索配向性に関連した定位置に少数の設計規則に基づいて自動的に生成され得る。これらの規則は、PCBソフトウェアプログラム又は設計要件に特有であり得る。一態様において、方法300によって行われたアンテナ設計は、2次元DXF(Drawing eXchange
Format)CADファイルに変換されてもよく、これは、次いで、Altium PCBレイアウトソフトウェアにインポートされる。PCBレイアウトソフトウェアは、Altium PCBレイアウトソフトウェアに限定されるものではなく、当業者が容易に理解及び使用することができる任意のソフトウェアとすることができる。
FIG. 13 shows an illustrated illustration of the loop antenna layout designed by
It may be converted to a Format) CAD file, which is then imported into the Altium PCB layout software. The PCB layout software is not limited to the Altium PCB layout software, and can be any software that can be easily understood and used by those skilled in the art.
ソフトウェアの設計規則又は設計要件に基づいて、頂点P11及びPN4は、それぞれ、ループアンテナの少なくとも2つの導体1301a、1301bを含むコネクタ1301に電気的に連結され、ループアンテナの完全な図面が完成する。 Based on the software design rules or requirements, the vertices P11 and PN4 are electrically connected to connector 1301 containing at least two conductors 1301a , 1301b of the loop antenna, respectively, to complete the complete drawing of the loop antenna. do.
アンテナ組立体の設計が完了すると、アンテナは、図13に示されるように、基板上に導電性材料(例えば、銀又は銅)を堆積させることによって、アンテナ組立体設計に基づいて製作される。基板上に印刷されたアンテナは、ループ間の構造的及び/又は幾何学的関係を含み、これらは、以下に詳細に説明される。 Once the antenna assembly design is complete, the antenna is manufactured based on the antenna assembly design by depositing a conductive material (eg, silver or copper) on the substrate, as shown in FIG. Antennas printed on the substrate include structural and / or geometric relationships between loops, which are described in detail below.
態様の一例において、ループアンテナの頂点は、4つの群に群化され得る。頂点の第1の群は、P11、P21、...、及びPN1を含み、頂点の第2の群は、P12、P22、...、PN2を含み、頂点の第3の群は、P13、P23、...、PN3を含み、頂点の第4の群は、P14、P24、...、PN4を含む。Vlayout_kが各群に関して異なるため、1つの頂点群は、他の頂点群よりも密に分布され得る。図13に示されるように、第4の群の頂点は、他の群の頂点よりも緩く分布され、第2又は第3の群の頂点は、第1及び第4の群の頂点よりも密に分布されている。 In one example of the embodiment, the vertices of the loop antenna can be grouped into four groups. The first group of vertices are P 11 , P 21 , ... .. .. , And P N1 , and the second group of vertices are P 12 , P 22 ,. .. .. , P N2 , and the third group of vertices are P 13 , P 23 ,. .. .. , P N3 , and the fourth group of vertices are P 14 , P 24 ,. .. .. , PN4 included. Since Vlayout_k is different for each group, one vertex group can be distributed more densely than the other vertex groups. As shown in FIG. 13, the vertices of the fourth group are loosely distributed than the vertices of the other groups, and the vertices of the second or third group are denser than the vertices of the first and fourth groups. It is distributed in.
別の態様において、2つの対応する線形部分(例えば、Ljk及びL(j+1)k)間の最小距離は、jが増加するにつれて増加する。言い換えると、2つの隣接する対応する線形部分間の距離は、最も内側の線形部分から対応する最も外側の線形部分への方向において増加する。ループと頂点との間のこの構造的及び/又は幾何学的関係に基づいて、ループアンテナは、かかる関係を維持しながら、可能な限り基板を被覆し得る。 In another embodiment, the minimum distance between two corresponding linear parts (eg, L jk and L (j + 1) k ) increases as j increases. In other words, the distance between two adjacent corresponding linear parts increases in the direction from the innermost linear part to the corresponding outermost linear part. Based on this structural and / or geometric relationship between the loop and the vertices, the loop antenna may cover the substrate as much as possible while maintaining such a relationship.
一実施形態において、頂点を線形部分と接続した後、別の安全対策が、全ての要件がアンテナ設計において満たされていることを確認するために採用され得る。例えば、2つの隣接する対応する線形部分間の最短距離が、再び計算され得る。最短距離がTCCM以下である、任意の2つの隣接する対応する線形部分が存在する場合において、手順300は、異なる最小頂点間距離VVMを用いて繰り返され得る。
In one embodiment, after connecting the vertices to the linear part, another safety measure may be adopted to ensure that all requirements are met in the antenna design. For example, the shortest distance between two adjacent corresponding linear parts can be calculated again. The
一態様において、設計手順300は、インダクタンスがアンテナ幾何学的形状に少なくとも部分的に基づいて画定されるため、各ループアンテナの実質的に同一のインダクタンスを維持することを可能にし得る。ループアンテナの抵抗は、各層上の銅厚さと共に変化し得る。したがって、アンテナ組立体が意図された銅厚さを維持することを確実にするために、2つの追加の層(頂部上の一方の層、及び底部上の他方の層)が追加される。これらの追加層により、ビアのメッキ処理は、内部層上のアンテナ層に銅を追加しない。したがって、銅厚さは、使用されるコア材料、及び最初に選択された銅重量のみに依存し得る。別の態様において、PCB設計は、直列抵抗を最小化し、各電流経路の堅牢性を向上させるために、各通電経路のための単一ビアを含み得る。より多くのビアを有することによって、抵抗は、アンテナ幾何学的形状及び制御された銅厚さに基づいて、高精度で予測され、自動的に計算され得る。
In one aspect, the
ここで図14を参照すると、EMNシステム100、制御ワークステーション102、追跡デバイス160、及び/又は図3の手順300を実施するコンピュータとして使用され得る、コンピューティングデバイス1400のブロック図が示されている。コンピューティングデバイス1400は、メモリ1402、プロセッサ1404、ディスプレイ1406、ネットワークインターフェースコントローラ1408、入力デバイス1410、及び/又は出力モジュール1412の各々のうちの1つ以上を含み得る。
Referring here to FIG. 14, a block diagram of a
メモリ1402は、プロセッサ1404によって実行可能であり、コンピューティングデバイス1400の動作を制御するデータ及び/又はソフトウェアを記憶する任意の非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含む。一実施形態において、メモリ1402としては、フラッシュメモリチップ等の1つ以上のソリッドステート記憶デバイスを挙げることができる。代替的に、又は、1つ以上のソリッドステート記憶デバイスに加えて、メモリ1402としては、大容量記憶制御デバイス(図14に図示せず)及び通信バス(図14に図示せず)を介してプロセッサ1404に接続された1つ以上の大容量記憶デバイスを挙げることができる。本明細書に含まれるコンピュータ可読媒体の説明はソリッドステートストレージを指すが、当業者は、コンピュータ可読記憶媒体は、プロセッサ1404がアクセスすることができる任意の利用可能な媒体とすることができることを理解するであろう。すなわち、コンピュータ可読記憶媒体の例としては、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール又は他のデータなどの情報の記憶のために任意の方法又は技術で実行される非一時的、揮発性及び不揮発性、取り外し可能及び取り外し不能媒体が挙げられる。例えば、コンピュータ可読記憶媒体としては、RAM、ROM、EPROM、EEPROM、フラッシュメモリ又は他のソリッドステートメモリ技術、CD-ROM、DVD、Blu-Ray又は他の光記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置、又は、他の磁気記憶装置、又は、所望の情報を記憶するために使用することができ、コンピューティングデバイス1400がアクセスすることができる任意の他の媒体を挙げることができる。
Memory 1402 is runnable by
メモリ1402は、アプリケーション1416及び/又はデータ1414を記憶し得る。アプリケーション1416は、プロセッサ1404によって実行されたとき、ディスプレイ1406に、ユーザインターフェース1418をディスプレイ1406上に提示させ得る。
Memory 1402 may store
プロセッサ1404は、汎用プロセッサ、汎用プロセッサが他のタスクを実施することを解放しながら特定のグラフィック処理タスクを実施するように構成された特殊グラフィックスプロセッサ(graphic processing unit、GPU)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(field programmable gate
array、FPGA)若しくは複合プログラマブルロジックデバイス(complex programmable logic device、CPLD)等のプログラマブルロジックデバイス、及び/又は独立して若しくは協調して動作するように構成された、かかるプロセッサ若しくはデバイスの任意の数若しくは組み合わせとすることができる。
The
Programmable logic devices (array, FPGA) or programmable logic devices (complex programmable logic devices, CPLDs) and / or any number of such processors or devices configured to operate independently or in concert. Can be a combination.
ディスプレイ1406は、ディスプレイ1406が入力及び出力デバイスの両方として働くことを可能にする、接触感知式及び/又は音声起動式であってもよい。代替的に、キーボード(図示せず)、マウス(図示せず)、又は他のデータ入力デバイスを用いることができる。
The
ネットワークインターフェース1408は、有線ネットワーク及び/又は無線ネットワークを含むローカルエリアネットワーク(local area network、LAN)、広域ネットワーク(wide area network、WAN)、無線携帯電話ネットワーク、ブルートゥース(登録商標)ネットワーク、及び/又はインターネット等のネットワークに接続するように構成され得る。例えば、コンピューティングデバイス1400は、設計要件及び所定の変数を受信し、アンテナ組立体を設計するために図3の手順300を実施し得る。コンピューティングデバイス1400は、そのソフトウェア、例えば、アプリケーション1416に対する更新を、ネットワークインターフェースコントローラ1408を介して、受信し得る。コンピューティングデバイス1400はまた、ソフトウェアの更新が入手可能であるという通知をディスプレイ1406上に表示し得る。
The
別の態様において、コンピューティングデバイス1400は、手術計画中の使用のためのサーバ、例えば、病院のサーバ、インターネットサーバ、又は他の同様のサーバから患者のコンピュータ断層撮影(CT)画像データを受信し得る。患者のCT画像データはまた、取り外し可能メモリ(図14に図示せず)を介してコンピューティングデバイス1400に提供されてもよい。
In another embodiment, the
入力デバイス1410は、例えば、マウス、キーボード、フットペダル、タッチスクリーン、及び/又は音声インターフェース等の、ユーザがコンピューティングデバイス1400と対話することができる任意のデバイスであり得る。
The
出力モジュール1412としては、例えば、パラレルポート、シリアルポート、ユニバーサルシリアルバス(universal serial buss、USB)、又は当業者に知られている任意の他の同様の接続ポート等の任意の接続ポート又はバスを挙げることができる。
The
アプリケーション1416は、メモリ1402内に記憶され、コンピューティングデバイス1400のプロセッサ1404によって実行される1つ以上のソフトウェアプログラムであり得る。ループアンテナの設計段階中、アプリケーション1416内の1つ以上のソフトウェアプログラムは、メモリ1402からロードされ、プロセッサ1404によって実行されて、ループアンテナを自動的に設計し、シード形状情報、各ループアンテナ内のループの数、及び/又は同様のもの等の、一定のパラメータ及び/又は制約を与えられる。いくつかの実施形態において、計画段階中、アプリケーション1416内の1つ以上のプログラムは、標的、標的のサイズ、治療ゾーンのサイズを識別する、及び/又はナビゲーション又は手技段階中の後の使用のための標的へのアクセス経路を決定するように、一連のステップを通して臨床医をガイドする。いくつかの他の実施形態において、アプリケーション1416内の1つ以上のソフトウェアプログラムは、手術室又は外科手技が実施される他の施設内のコンピューティングデバイス上にロードされ得、外科手技を実施する臨床医をガイドするために計画又はマップとして使用されるが、医療デバイスが計画に関連して位置する場所を示すために手技で使用される医療デバイスからのいかなるフィードバックも伴わない。
アプリケーション1416は、コンピューティングデバイス1400上に直接設置されてもよいし、別のコンピュータ、例えば、中央サーバ上に設置されて、ネットワークインターフェース1408を介してコンピューティングデバイス1400上で開かれてもよい。アプリケーション1416は、ウェブベースのアプリケーションとして、又は当業者に既知の任意の他の形式で、コンピューティングデバイス1400上でネイティブに動作し得る。いくつかの実施形態において、アプリケーション1416は、本開示に説明される特徴及び機能の全てを有する単一のソフトウェアプログラムであることになる。他の実施形態において、アプリケーション1416は、これらの特徴及び機能の様々な部分を提供する2つ以上の別個のソフトウェアプログラムであり得る。例えば、アプリケーション1416は、ループアンテナを自動的に設計するための1つのソフトウェアプログラム、設計をCADファイルに変換するための別のソフトウェアプログラム、及びPCBレイアウトソフトウェアプログラムのための第3のプログラムを含み得る。かかる例において、アプリケーション1416の一部を形成する様々なソフトウェアプログラムは、互いに通信すること、並びに/又はループアンテナの設計に関連する設定及びパラメータを含む様々なデータをインポート及びエクスポートすることを可能にされ得る。例えば、1つのソフトウェアプログラムによって生成されたループアンテナの設計は、CADファイルに変換するために第2のソフトウェアプログラムによって使用されるように記憶及びエクスポートされてもよく、変換されたファイルはまた、ループアンテナの図面を完成させるために、PCBレイアウトソフトウェアプログラムによって使用されるように記憶及びエクスポートされてもよい。
アプリケーション1416は、ユーザインターフェース1418と通信し得、これは、例えば、ディスプレイ1406上でユーザに視覚対話型特徴を提示するため、及び、例えば、ユーザ入力デバイスを介して、ユーザ入力を受信するためのユーザインターフェースを生成する。例えば、ユーザインターフェース1418は、グラフィカルユーザインターフェース(graphical user interface、GUI)を生成し、GUIをユーザによる閲覧のためにディスプレイ1406に出力し得る。
コンピューティングデバイス1400が、EMNシステム100、制御ワークステーション102、又は追跡デバイス160として使用され得る場合において、コンピューティングデバイス1400は、監視デバイス130にリンクされ得、したがって、コンピューティングデバイス1400が、ディスプレイ1406上の出力と共に、監視デバイス130上の出力を制御することを可能にする。コンピューティングデバイス1400は、ディスプレイ1406上に表示された出力と同一又は同様である出力を表示するように監視デバイス130を制御し得る。例えば、ディスプレイ1406上の出力は、監視デバイス130上にミラーリングされ得る。代替的に、コンピューティングデバイス1400は、ディスプレイ1406上に表示された出力とは異なる出力を表示するように監視デバイス130を制御し得る。例えば、監視デバイス130は、外科手技中にガイダンスの画像及び情報を表示するように制御され得るが、一方でディスプレイ1406は、電気外科発電機(図1に図示せず)の構成又はステータス情報等の他の出力を表示するように制御される。
Where the
例えば、アプリケーション1416は、計画段階中の使用のための1つのソフトウェアプログラム、及びナビゲーション又は手技段階中の使用のための第2のソフトウェアプログラムを含み得る。かかる事例において、アプリケーション1416の一部を形成する様々なソフトウェアプログラムは、互いに通信すること、かつ/又は情報を共有するために、ナビゲーション及び治療並びに/若しくは患者に関連する様々な設定及びパラメータをインポート及びエクスポートすることを可能にし得る。例えば、計画段階中に1つのソフトウェアプログラムによって生成された治療計画及びその構成要素のうちのいずれかを記憶し、手技段階中に第2のソフトウェアプログラムによって使用されるようにエクスポートすることができる。
For example,
例示及び説明のための添付の図面を参照して実施形態が詳細に説明されてきたが、本発明のプロセス及び装置が限定されるものと解釈すべきではないことを理解されたい。本開示の範囲から逸脱することなく上述の実施形態に対する様々な修正が行われ得ることは当業者には明白であろう。 Although embodiments have been described in detail with reference to the accompanying drawings for illustration and illustration, it should be understood that the processes and devices of the invention should not be construed as limiting. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications to the above embodiments may be made without departing from the scope of the present disclosure.
Claims (16)
複数の層を有する基板と、
第1の群の平面アンテナおよび第2の群の平面アンテナおよび第3の群の平面アンテナであって、前記第1の群の平面アンテナおよび前記第2の群の平面アンテナおよび前記第3の群の平面アンテナのそれぞれは、それぞれのトレースを含み、前記それぞれのトレースは、前記複数の層のそれぞれの層上に堆積され、かつ、それぞれの複数のループ内に配置されており、前記第1の群の平面アンテナおよび前記第2の群の平面アンテナおよび前記第3の群の平面アンテナのそれぞれは、第1の平面アンテナと第2の平面アンテナと第3の平面アンテナとを含む、第1の群の平面アンテナおよび第2の群の平面アンテナおよび第3の群の平面アンテナと
を備え、
前記第1の群の平面アンテナおよび前記第2の群の平面アンテナおよび前記第3の群の平面アンテナのそれぞれに対して、
前記第1の平面アンテナの最も内側のループは、第1の線形部分と、前記第1の線形部分に対して略垂直である第2の線形部分とを有し、
前記第2の平面アンテナの最も内側のループは、第1の線形部分と、前記第1の線形部分に対して略垂直であり、かつ、前記第1の線形部分よりも長い第2の線形部分を有し、
前記第3の平面アンテナの最も内側のループは、第1の線形部分と、前記第1の線形部分に対して略垂直であり、かつ、前記第1の線形部分よりも長い第2の線形部分を有し、
前記第2の平面アンテナの前記最も内側のループの前記第1の線形部分は、前記第1の平面アンテナの前記最も内側のループの前記第1の線形部分に対して略平行であり、
前記第3の平面アンテナの前記最も内側のループの前記第1の線形部分は、前記第1の平面アンテナの前記最も内側のループの前記第2の線形部分に対して略平行であり、
前記第2の群の平面アンテナおよび前記第3の群の平面アンテナは、前記第1の群の平面アンテナによって画定される外側境界内に幾何学的に分散されており、
前記第1の群の平面アンテナおよび前記第2の群の平面アンテナおよび前記第3の群の平面アンテナのそれぞれの前記第1の平面アンテナのそれぞれの最も内側のループは、前記複数の層の前記それぞれの層上で、互いに異なるそれぞれの角度で位置付けられており、前記角度は、X軸およびZ軸に対するものである、アンテナ組立体。 An antenna assembly for radiating a plurality of electromagnetic fields for electromagnetic navigation, said antenna assembly.
A substrate with multiple layers and
A first group of planar antennas, a second group of planar antennas, and a third group of planar antennas , the first group of planar antennas, the second group of planar antennas, and the third group. Each of the planar antennas of the above includes its own trace, and each of the traces is deposited on each layer of the plurality of layers and arranged in each of the plurality of loops . Each of the group of planar antennas, the second group of planar antennas, and the third group of planar antennas includes a first planar antenna , a second planar antenna , and a third planar antenna. With a group of planar antennas and a second group of planar antennas and a third group of planar antennas
Equipped with
For each of the first group of planar antennas, the second group of planar antennas, and the third group of planar antennas.
The innermost loop of the first planar antenna has a first linear portion and a second linear portion that is substantially perpendicular to the first linear portion.
The innermost loop of the second planar antenna is a second linear portion that is substantially perpendicular to the first linear portion and is longer than the first linear portion. Have,
The innermost loop of the third planar antenna is a second linear portion that is substantially perpendicular to the first linear portion and is longer than the first linear portion. Have,
The first linear portion of the innermost loop of the second planar antenna is substantially parallel to the first linear portion of the innermost loop of the first planar antenna.
The first linear portion of the innermost loop of the third planar antenna is substantially parallel to the second linear portion of the innermost loop of the first planar antenna .
The second group of planar antennas and the third group of planar antennas are geometrically dispersed within the outer boundaries defined by the first group of planar antennas.
The innermost loops of the first planar antennas of the first group of planar antennas and the second group of planar antennas and the third group of planar antennas are the innermost loops of the plurality of layers. An antenna assembly that is positioned on each layer at different angles from each other, the angles being relative to the X and Z axes .
前記複数の平面アンテナの前記それぞれのトレースのそれぞれは、前記複数の端子のそれぞれの端子に結合されている、請求項1に記載のアンテナ組立体。 The antenna assembly further comprises a connector having a plurality of terminals.
The antenna assembly according to claim 1, wherein each of the traces of the plurality of planar antennas is coupled to each terminal of the plurality of terminals.
電磁界を放射するように構成されたアンテナ組立体であって、前記アンテナ組立体は、
複数の層を有する基板と、
第1の群の平面アンテナおよび第2の群の平面アンテナおよび第3の群の平面アンテナであって、前記第1の群の平面アンテナおよび前記第2の群の平面アンテナおよび前記第3の群の平面アンテナのそれぞれは、それぞれのトレースを含み、前記それぞれのトレースは、前記複数の層のそれぞれの層上に堆積され、かつ、それぞれの複数のループ内に配置されており、前記第1の群の平面アンテナおよび前記第2の群の平面アンテナおよび前記第3の群の平面アンテナのそれぞれは、第1の平面アンテナと第2の平面アンテナと第3の平面アンテナとを含む、第1の群の平面アンテナおよび第2の群の平面アンテナおよび第3の群の平面アンテナと
を含み、
前記第1の群の平面アンテナおよび前記第2の群の平面アンテナおよび前記第3の群の平面アンテナのそれぞれに対して、
前記第1の平面アンテナの最も内側のループは、第1の線形部分と、前記第1の線形部分に対して略垂直である第2の線形部分とを有し、
前記第2の平面アンテナの最も内側のループは、第1の線形部分と、前記第1の線形部分に対して略垂直であり、かつ、前記第1の線形部分よりも長い第2の線形部分を有し、
前記第3の平面アンテナの最も内側のループは、第1の線形部分と、前記第1の線形部分に対して略垂直であり、かつ、前記第1の線形部分よりも長い第2の線形部分を有し、
前記第2の平面アンテナの前記最も内側のループの前記第1の線形部分は、前記第1の平面アンテナの前記最も内側のループの前記第1の線形部分に対して略平行であり、
前記第3の平面アンテナの前記最も内側のループの前記第1の線形部分は、前記第1の平面アンテナの前記最も内側のループの前記第2の線形部分に対して略平行である、アンテナ組立体と、
カテーテルと、
前記カテーテルに固定されている電磁センサであって、前記放射された電磁界に基づいて1つ以上の信号を受信するように構成されている電磁センサと、
プロセッサと、
命令を含むメモリであって、前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記受信された1つ以上の信号に基づいて、前記電磁センサの場所または配向のうちの少なくとも一方を計算することを前記プロセッサに行わせる、メモリと
を備え、
前記第2の群の平面アンテナおよび前記第3の群の平面アンテナは、前記第1の群の平面アンテナによって画定される外側境界内に幾何学的に分散されており、
前記第1の群の平面アンテナおよび前記第2の群の平面アンテナおよび前記第3の群の平面アンテナのそれぞれの前記第1の平面アンテナのそれぞれの最も内側のループは、前記複数の層の前記それぞれの層上で、互いに異なるそれぞれの角度で位置付けられており、前記角度は、X軸およびZ軸に対するものである、電磁ナビゲーションシステム。 It is an electromagnetic navigation system, and the electromagnetic navigation system is
An antenna assembly configured to radiate an electromagnetic field, said antenna assembly.
A substrate with multiple layers and
A first group of planar antennas, a second group of planar antennas, and a third group of planar antennas , the first group of planar antennas, the second group of planar antennas, and the third group. Each of the planar antennas of the above includes its own trace, and each of the traces is deposited on each layer of the plurality of layers and arranged in each of the plurality of loops . Each of the group of planar antennas, the second group of planar antennas, and the third group of planar antennas includes a first planar antenna , a second planar antenna , and a third planar antenna . With 1 group of planar antennas and 2nd group of planar antennas and 3rd group of planar antennas
Including
For each of the first group of planar antennas, the second group of planar antennas, and the third group of planar antennas.
The innermost loop of the first planar antenna has a first linear portion and a second linear portion that is substantially perpendicular to the first linear portion.
The innermost loop of the second planar antenna is a second linear portion that is substantially perpendicular to the first linear portion and is longer than the first linear portion. Have,
The innermost loop of the third planar antenna is a second linear portion that is substantially perpendicular to the first linear portion and is longer than the first linear portion. Have,
The first linear portion of the innermost loop of the second planar antenna is substantially parallel to the first linear portion of the innermost loop of the first planar antenna.
An antenna set in which the first linear portion of the innermost loop of the third planar antenna is substantially parallel to the second linear portion of the innermost loop of the first planar antenna. 3D and
With a catheter,
An electromagnetic sensor fixed to the catheter that is configured to receive one or more signals based on the radiated electromagnetic field.
With the processor
A memory containing an instruction that, when executed by the processor, calculates at least one of the locations or orientations of the electromagnetic sensor based on the one or more signals received . With memory to let the processor do
Equipped with
The second group of planar antennas and the third group of planar antennas are geometrically dispersed within the outer boundaries defined by the first group of planar antennas.
The innermost loops of the first planar antennas of the first group of planar antennas and the second group of planar antennas and the third group of planar antennas are the innermost loops of the plurality of layers. An electromagnetic navigation system that is positioned on each layer at different angles from each other, the angles being relative to the X and Z axes .
前記複数の平面アンテナの前記それぞれのトレースのそれぞれは、前記複数の端子のそれぞれの端子に結合されている、請求項9に記載の電磁ナビゲーションシステム。 The electromagnetic navigation system further comprises a connector having a plurality of terminals.
The electromagnetic navigation system according to claim 9 , wherein each of the traces of the plurality of planar antennas is coupled to each terminal of the plurality of terminals.
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