KR20080101781A - 위치 감지기능을 갖는 위 밴드 - Google Patents

Abstract

경피적으로 주입 포트에 접근하는 문제점은 팽창 포트 조립체 및 주입 주사기의 무선 위치 트랜스듀서(transducer)들을 사용하여 해결된다. 트랜스듀서에 의해서 제공된 조치들은 주입 포트에 대한 주사기의 위치 및 방위를 전문의에게 표시한다. 콘솔은 주사기를 적절한 위치 및 적절한 방향으로 삽입하고 포트를 명료하고 정확하게 관통시키도록, 전문의를 안내하기 위하여 위치 및 방위에 대한 시각적 표시를 제공한다.

무선 트랜스폰더, 위 제한 장치, 위치 시스템, 주입 장치, 송신기, 전기 회로, 콘솔

Description

위치 감지기능을 갖는 위 밴드{Gastric band with position sensing}

본 발명은 인체 내에 대상물의 위치를 결정하는 것 특히, 인체 내에 위치한 주입 포트에 대해서 주입기의 정렬 및 위치를 결정하는 것에 관한 것이다.

위 밴드(gastric band)는 고도 비만(morbid obesity)의 경우에 음식 섭취를 제한하는데 사용된다. 팽창형 위 밴드는 환자 위의 일부를 감싸도록 외과적으로 삽입된다. 밴드는 음식물이 느리게 통과할 수 있도록 제한된 좁은 구멍(stoma)을 갖는 작은 근위 파우치를 형성한다. 상기 밴드는 좁은 구멍의 사이즈를 조정하여 환자의 음식물 섭취를 제어하기 위하여 의료 전문의에 의해서 팽창 또는 수축될 수 있다.

통상적인 위 밴드 시스템에서, 밴드는 튜브에 의해서 인체 표면 부근의 팽창 포트에 연결된다. 밴드를 팽창 또는 수축시키기 위하여, 전문의는 주사기를 포트 안으로 삽입하고 유체를 포트를 통해서 주입 또는 추출한다. 특히 고도 비만 환자의 경우에는 포트를 발견하는 것이 어렵고 상당한 시행오차를 필요로 한다. 이것은 환자에게 불편하며 종종 실질적인 불쾌감을 준다.

포셀(Forsell)에게 허여된 미국 특허 제 6,450,946호는 환자에 이식된 제한 장치를 사용하고 위 또는 식도에서 제한된 좁은 구멍 또는 통로 및 위의 상부 파우치를 형성하기 위하여, 위 또는 식도와 결합함으로써 음식 섭취를 제한하는 것을 공개하고 있다. 환자 인체 밖으로부터 제 1 형태의 에너지를 무선 전송하기 위한 에너지 전송 장치가 제공된다. 이식된 에너지 전달 장치는 에너지 전송 장치에 의해서 전송된 제 1 형태의 에너지를 제 1 형태와 다른 제 2 형태의 에너지로 전달한다. 제 2 형태의 에너지는 제한된 통로의 크기를 변화시키기 위하여 제한 장치의 동작을 제어하는데 사용된다.

웨이잔드(Weijand) 씨 등에게 허여된 미국 특허 제 6,305, 381호는 이식형 의료 장치를 위치시키는 시스템 및 방법에 대해서 공개하고 있다. 시스템은 이식형 의료 장치 타겟 즉, 약물 저장 격벽과 동심으로 위치한 평탄한 "팬케익(pancake)" 안테나 코일로 구성된다. 시스템은 이식형 의료 장치와 분리되고 환자 외부에 있는 안테나 배열을 포함하는 특징을 갖는다. 안테나 배열은 이식된 안테나 코일로부터 방출된 에너지를 감지하는데 사용된 3개 이상의 개별 안테나를 특징으로 한다. 시스템은 안테나 배열에 의해서 유도된 에너지를 처리하는 프로세서를 추가로 포함하는 특징을 갖는다. 시스템은 이식 코일 부근을 감지하고 따라서 동일 양의 에너지가 안테나 배열의 각 안테나에 제공될 때와 이와 같이 유도된 에너지가 소정 최소값 보다 큰 지를 결정함으로써 이식 장치를 감지한다. 이러한 조건이 충족될 때, 안테나 배열이 이식 코일과 정렬된다.

벤-하임(Ben-Haim)에게 허여된 미국 특허 제 5,391,199호 및 제 5,443,489호는 본원에서 참고로 합체되었으며, 체내 탐침(intrabody probe)의 좌표가 홀 이펙 트 장치(Hall effect device), 코일(coil) 또는 상기 탐침에서 운반된 다른 안테나와 같은 하나 이상의 필드 센서들을 사용하여 결정되는 시스템을 공개하고 있다. 이러한 시스템은 의료 탐침 또는 카테터에 관한 3차원 위치 정보를 발생시키기 위하여 사용된다. 양호하게는, 센서 코일이 카테터에 배치되어서 외부 인가된 자기장에 응답하여 신호들을 발생시킨다. 자기장들은 공지된 상호 이격 위치에서 외부 기준 프레임에 고정된 3개의 방사기 코일에 의해서 발생된다. 각각의 방사기 코일 필드에 응답하여 발생된 신호들의 크기가 검출되고 센서 코일의 위치를 계산하는데 사용된다. 각 방사기 코일은 양호하게는 다른 방사기 코일과는 구별되는 공지된 주파수에서 필드를 발생시키기 위하여 구동 회로에 의해서 구동되므로, 센서 코일에 의해서 발생된 신호들은 주파수에 의해서 다른 방사기 코일들에 대응하는 성분들로 분리될 수 있다.

벤-하임 씨 등에게 허여된 미국 특허 제 6,198,963호는 본원에서 참고로 합체되었으며, 비전문가에 의해서 작동되는 체내 튜브 위치의 확인을 위한 단순한 장치를 공개하고 있다. 대상물의 초기 위치는 기준점으로서 결정되고 대상물이 초기 위치에 남아 있는 지를 결정하기 위하여 차후 조치가 취해졌다. 조치들은 위치가 결정되는 대상물의 몸체에 고정된 센서로부터 및/또는 센서로 송신된 하나 이상의 신호에 기초한다. 신호는 음파, 자외선파, 무선주파수(RF)파 또는 정적 전자기장 또는 회전 전자기장일 수 있다.

본 발명의 개시된 실시예에 따라서, 경피적으로 주입 포트에 접근하는 문제점은 포트를 팽창 및 수축시키기 위하여 사용되는 주입 주사기 및 팽창 포트 조립체의 무선 위치 트랜스폰더를 사용하여 해결된다. 트랜스폰더에 의해서 제공된 신호들은 주입 포트에 대한 주사기의 위치 및 방위를 전문의에게 표시한다. 일부 실시예에서, 콘솔은 주입 장치 및 포트의 정렬 및 상대 위치들에 대한 시각적 표시를 제공한다. 시각적 표시는 포트를 명료하고 정확하게 관통시키도록, 주입 장치를 조작할 때 전문의를 안내한다.

본 발명의 일 실시예는 팽창형 위 제한 장치를 조정하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 위 제한 장치 상에, 무선 트랜스폰더를 배치함으로써 실행된다. 무선 트랜스폰더는 수신기에 대해서 위치 신호를 발생시키고, 상기 수신기는 상기 위 제한 장치의 포트에 대해서 적응되는 주입 장치에 대한 공지된 관계를 가진다. 본 방법은 상기 무선 트랜스폰더에 구동 필드를 방사하는 단계에 의해서 더욱 실행되고, 상기 무선 트랜스폰더는 상기 구동 필드에 의해서 적어도 부분적으로 전력공급된다. 본 방법은 상기 구동 필드에 응신하여서, 상기 무선 트랜스폰더에 의하여 출력 신호를 무선으로 송신하는 단계와; 상기 주입 장치 및 상기 포트의 각 위치 및 방위를 결정하기 위하여, 상기 출력 신호를 수신 및 처리하는 단계와; 상기 주입 장치를 상기 포트 내로 도입하기 위하여, 상기 각 위치 및 방위에 응신하여서 상기 인체 내의 상기 주입 장치를 탐색하는 단계와; 상기 주입 장치를 사용하여 상기 위 제한 장치의 유체 함유량을 변화시키는 단계에 의해서 더욱 실행된다.

본 방법의 형태는 상기 주입 장치 상에 제 2 출력 신호를 발생시키는 제 2 무선 트랜스폰더를 배치하는 단계와; 상기 무선 트랜스폰더 부근 및 상기 제 2 무선 트랜스폰더 부근의 각각의 주파수들에서 복수의 전자기장들을 발생시키는 단계를 포함하고, 상기 출력 신호 및 상기 제 2 출력 신호는 상기 무선 트랜스폰더 및 상기 제 2 무선 트랜스폰더에서 상기 전자기장의 각 강도들을 표시하는 정보를 포함한다.

본 방법의 다른 형태는 상기 무선 트랜스폰더 및 상기 제 2 무선 트랜스폰더에서 각각 상기 구동 필드로부터 도출된 제 1 전기 에너지 및 제 2 전기 에너지를 저장하는 단계와; 상기 제 1 전기 에너지 및 제 2 전기 에너지를 이용하여 상기 출력 신호 및 상기 제 2 출력 신호를 각각 송신하는 단계를 포함한다.

본 방법의 또다른 형태는 상기 무선 트랜스폰더 및 상기 제 2 무선 트랜스폰더는 상기 구동 필드에 의해서 독점적으로 전력공급된다.

본 방법의 또다른 형태는 상기 위 제한 장치로부터 상기 위 제한 장치의 상태 정보를 수용하는 원격측정 신호를 송신하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예는 환자의 인체 내에 포트 및 제 1 무선 트랜스폰더를 구비한 팽창형 위 제한 장치를 조정하는 위치 시스템을 제공하며, 상기 위치 시스템은 상기 위 제한 장치의 포트에 의해서 수용되는 주입 장치를 포함한다. 상기 주입 장치는 제 2 무선 트랜스폰더를 구비한다. 상기 제 1 무선 트랜스폰더 및 제 2 무선 트랜스폰더는 각각 위치 센서와, 상기 제 1 무선 트랜스폰더 및 상기 제 2 무선 트랜스폰더에 구동 필드를 방사하기 위한 송신기를 포함한다. 상기 제 1 무선 트랜스폰더 및 상기 제 2 무선 트랜스폰더는 상기 위치 센서에 에너지를 공급하기 위하여 상기 구동 필드에 의해서 적어도 부분적으로 각각 전력공급된다. 상기 제 1 무선 트랜스폰더 및 상기 제 2 무선 트랜스폰더는 제 1 출력 신호 및 제 2 출력 신호를 각각 무선으로 송신하기 위하여 상기 구동 필드에 응답하여 작동된다. 상기 시스템은 주입 장치 및 포트의 각각의 위치 및 방위를 결정하기 위하여, 제 1 출력 신호 및 제 2 출력 신호를 수신하여 처리하는 전기 회로와, 각각의 위치 및 방위의 시각적 표시를 디스플레이하도록 작동하는 콘솔을 추가로 포함한다.

본 발명에 따른 위치 감지기능을 갖는 위 밴드는 포트를 팽창 및 수축시키기 위하여 사용되는 주입 주사기 및 팽창 포트 조립체의 무선 위치 트랜스폰더를 사용함으로써, 경피적으로 주입 포트에 접근하는 문제점을 해결할 수 있다.

아래 설명에서, 다양한 특정 세부가 본 발명을 철저히 이해시키기 위해 설명되어 있다. 그러나, 기술에 숙련된 자(이하 당업자 라고 함)는 본 발명이 이러한 특정 세부가 없어도 실시될 수 있다는 것을 명백히 이해할 것이다. 다른 상황에서는 공지된 회로, 및 제어 논리가 본 발명을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 세부적으로 도시되어 있지 않다.

실시예 1

이제 도면으로 돌아가서 먼저 도 1을 참고하면, 도 1은 본 발명의 공개된 실시예에 따라서, 살아있는 환자의 인체내에 있는 유체의 주입 및 흡인 포트(aspiration port)에 대하여 주입 또는 흡인 장치의 위치 및 방위를 감지하기 위한 시스템(10)을 개략적으로 도시한다. 인체 표면(12)은 수직선으로 나타나 있다. 일반적인 팽창형 위 제한 장치(14)가 위(16)에서 식도위이음부(esophagogastric junction: 18) 근처에 설치된다. 제한 장치(14)는 위(16)를 근위부(20) 및 원위부(22)로 나누는 위 루멘(gastric lumen)을 압축한다. 제한 장치(14)는, 근위부(20)에서 원위부(22)로 향하는 음식의 이동을 지연시키는 비교적 좁은 구멍(stoma) 또는 통로를 만든다.

제한 장치(14)에서, 밴드(24)가 위(16)와 결합하여 적어도 부분적으로 위를 둘러싼다. 보통 인체표면(12) 부근에 배치된 팽창포트(26)는 통상적으로 주사기(28)인 주입장치를 수용하도록 구성되어 있다. 통상 튜브(30)는 팽창포트(26)를 밴드(24)와 연결시킨다. 밴드(24)를 팽창 또는 수축시켜서 통로를 확장 또는 수축하기 위하여, 의사는 주사기(28)를 팽창포트(26)에 삽입하고, 경우에 따라 유체를 주입 또는 추출한다. 팽창포트(26)를 찾는 것이 특히 고도 비만 환자의 경우에서는 종종 어려운 일이어서 실질적으로 많은 시행착오를 필요로 할 수 있다. 밴드(24) 및 팽창포트(26)는 관내압력(intraluminal pressure)과 같은 파라미터를 측정하는 센서(32)를 포함할 수 있다.

주사기(28)를 팽창포트(26)와 정렬상태로 배치하기 위하여, 적어도 하나의 송신기가 팽창포트(26)에서 또는 적어도 팽창포트(26)와 알려진 관계에 있는 곳에 서 제한 장치(14)에 이식된다. 제 2 송신기가 무선 위치 트랜스폰더(34, 36)로서 도 1에 도시된 주사기(28)에 추가로 설치될 수 있으며, 상기 무선 위치 트랜스폰더들은 이 실시예에서 팽창포트(26) 및 주사기(28)에 각각 부착되어 있다. 트랜스폰더들의 배치는 중요하지 않다. 트랜스폰더는, 상기 트랜스폰더와, 팽창포트(26) 및 주사기(28)의 관심 지점 사이의 오프셋이 알려져 있는 한, 외부 또는 내부에 배치될 수 있다. 트랜스폰더에 의해 공급된 신호에서 유도된 측정값은 의사에게 팽창포트(26)에 대한 주사기(28)의 위치 및 방위를 가리킨다. 트랜스폰더(34, 36)에서 발생하는 신호는 필드 수용 유닛(38)으로 전송되며, 상기 필드 수용 유닛은 트랜스폰더(34, 36)의 위치와 이에 따라 팽창포트(26) 및 주사기(28)의 위치를 결정하기 위하여 트랜스폰더 신호를 처리한다. 통상적으로, 수용 유닛(39)에서는, 프로세서(40)가 트랜스폰더(34, 36)로부터 나오는 무선신호(42, 44)를 수신하고, 적절한 신호 처리 후에 콘솔(46)이 주사기(28) 및 팽창포트(26)의 상대 위치 및 방위에 대한 시각적 지시를 표시한다. 디스플레이는 인체표면(12)을 관통하여 팽창포트(26)에 정확하게 도달하도록 의사가 주사기(28)를 조종하도록 안내한다.

이제 도 2를 참고하면, 도 2는 본 발명의 공개된 실시예에 따라 트랜스폰더(34, 36)(도 1)로서 사용될 수 있는 무선 위치 트랜스폰더(48)의 세부를 개략적으로 도시한다. 트랜스폰더(48)는 통상적으로 제어칩(54)으로서 구현되는 제어 회로에 연결되는, 전력 코일(50) 및 센서 코일(52)를 포함한다. 제어칩(54)은 RF 신호를 발생하는 전압-주파수 변환기(56)를 포함하며, 상기 RF 신호의 주파수는 부하(load)를 가로질러 흐르는 센서 코일(52)을 통과하는 전류에 의해 발생한 전압에 비례하며, 상기 부하는 센서 코일(52)을 가로지르는 전압강하로서 측정될 수 있다. 변조기(58)를 사용하여 추가의 변조가 트랜스폰더(48)에 의해 송신된 RF 신호에 부과될 수 있다. 이것에 의하여 센서(32)(도 1)로부터 취한 정보를 송신된 신호에 합체할 수 있게 된다. 어떤 적절한 변조 전략을 변조기(58)에 의해 채용될 수 있다.

전력 코일(50)은 1 MHz 를 초과하는 범위의 고주파 신호를 수신 및 송신하도록 최적화되는 것이 바람직하다. 다른 한편 센서 코일(52)은 1 내지 3 kHz 범위에서 작동되도록 설계되는 것이 바람직하다. 아래에 설명되어 있듯이, 센서 코일(52)은 1 내지 3 kHz 범위의 주파수를 갖는 전자기장내에서 작동하도록 배치된다. 대안으로서, 응용 조건에 따라 다른 주파수 범위를 사용할 수도 있다. 전체 트랜스폰더(48)는 통상 길이가 2 내지 5 mm, 외경이 2 내지 3 mm 이며, 이것이 주사기(28) 및 팽창포트(26)(도 1) 안에 편리하게 수용될 수 있게 한다.

이제 도 3을 참고하면, 도 3은 본 발명의 공개된 실시예에 따라, 수용 유닛(38)(도 1)의 프로세서(40)에서 구동 및 처리 회로의 세부를 개략적으로 도시한다. 프로세서(40)는 양호하게 2 내지 40 MHz 범위의 전력신호를 송출하도록 안테나(62)를 구동하는 RF 전력드라이버(60)를 포함한다. 산업용, 과학용 및 의학용(ISM) 밴드들의 값은 13, 27, 및 40 MHz가 적절한 것으로 판명되었다. 드라이버 회로(66)에 의해 구동되는 다수의 필드 발생기 코일(64)은 아래에 설명한 바와 같이 트랜스폰더(48)(도 2)에 에너지를 공급하는 다른 주파수들에서 전자기장을 만든다.

다시 도 2를 참고하면, 안테나(62)(도 3)에 의해 생성된 전력신호는 전력 코 일(50)에 전류가 흐르게 하고, 상기 전류는 제어칩(54)에 의해 정류되어 내부회로에 전력공급하는데 사용된다. 트랜스폰더(48)(도 2)내의 제어칩(54)은 전력 코일(50)에 의해 수신한 RF 신호를 단독의 전력원으로서 뿐만 아니라 주파수 기준으로서 사용한다.

한편, 필드 발생기 코일(64)(도 3)에 의해 생성된 전자기장은 센서 코일(52)에 전류를 흐르게 한다. 상기 전류는 필드 발생기 코일(64)을 통해 흐르는 구동전류와 동일한 주파수에서의 주파수 성분을 가진다. 상기 주파수 성분은 센서 코일(52)의 축선과 평행한 방향으로 필드 발생기 코일(64)에 의해 생성한 각각의 자기장 성분의 강도들의 크기(amplitude)에 비례한다. 따라서, 전류의 크기는 필드 발생기 코일(64)에 대한 센서 코일(52)의 위치 및 방위를 가리킨다.

제어칩(54)은 다른 필드 주파수에서 센서 코일(52)내에서 흐르는 전류를 측정한다. 제어칩은 상기 측정치를 고주파 신호로서 부호화하고, 이 신호를 다시 전력 코일(50)을 거쳐 안테나(62)(도 3)로 전송한다. 양호하게도, 제어칩(54)에 의해 생성된 RF 신호는 50 MHz 내지 2.5 GHz 범위의 캐리어 주파수를 가진다. 433,915 MHz 및 2.5 GHz 의 ISM 주파수는 적절한 것으로 판명되었다. 이러한 방법으로 생성된 RF 신호는 필드 발생기 코일(64)에 의해 발생한 필드의 각각의 주파수에서 시간에 따라 변하는 3개의 다른 주파수 변조(FM) 성분으로 변조된다. 변조의 크기는 3개의 주파수에서 전류 성분에 비례한다. 트랜스폰더(48)로부터 나오는 센서 코일 크기 측정치를 안테나(62)로 전송하기 위하여 크기 변조보다는 주파수 변조를 사용하는 장점은, 신호(즉 주파수)내의 정보가 신호가 통과해야 하는 인체 조직의 가변 성 쇠약(attenuation)에 의해 영향을 받지 않는다는 것이다.

다시 도 3을 참고하면, 전력 코일(50)(도 2)에 의해 전송된 신호는 안테나(62)에서 픽업되어 수신기(68)로 입력된다. 수신기(68)는 신호 처리 회로(70)를 위한 적절한 입력을 발생하기 위하여 신호를 변조한다. 통상적으로 수신기(68)는 트랜스폰더(48)(도 2)에서 나오는 신호를 증폭하고, 필터링하고, 디지털화한다. 디지털화된 신호는 신호 처리 회로(70)에서 수신하여 트랜스폰더(48)의 위치 및 방위를 계산하는데 사용된다. 그 다음에 사전설정된 오프셋을 사용하여, 트랜스폰더(48)에 연결된 구조의 위치 및 방위가 유추될 수 있다. 신호 처리 회로(70)는 정교한 회로으로서 또는 범용 컴퓨터로서 실현될 수 있으며, 범용 컴퓨터는 수신기(68)에서 나오는 신호를 처리하기 위해 적절한 입력 회로를 프로그램하여 장착하고 있다.

프로세서(40)는 드라이버 회로(66) 및 전력 드라이버(60)를 동기화하는데 사용되는 클록 동기화 회로(72)를 포함한다. 전력 드라이버(60)에 의해 생성된 주파수 기준을 사용하여, 트랜스폰더(48)(도 2)내의 제어칩(54) 및 수신기(68)는 둘다, 필드 발생기 코일(64)에 의해 발생한 구동 필드과 동일 위상에 있는 센서 코일(52)의 전류를 검출하기 위하여, 센서 코일(52)(도 2)에 의해 발생한 전류 신호에 기술에 공지된 바와 같은 위상 민감성 프로세싱(phase-sensitive processing)을 적용할 수 있다. 수신기(68)의 경우에, 또한 클록 동기화 회로(72)에서 입력을 취한다. 그러한 위상 민감성 검출법은 트랜스폰더(48)가 센서 코일(52)에서의 전류 신호의 낮은 크기에도 불구하고 강화된 신호/노이즈 비율을 달성할 수 있게 한다.

트랜스폰더(48)(도 2)의 방위 좌표를 결정함에 있어서 있을 수 있는 불명료성(ambiguity)의 관점은, 센서 코일(52)에서 흐르는 전류의 크기가 코일의 축선의 방향이 역전(reversal)되어도 변하지 않는다는 것이다. 다시 말하면, 트랜스폰더(48)를 센서 코일(52)의 축선에 직각인 평면에서 180도 만큼 뒤집어도(flip) 전류 크기에 영향을 주지 않는다. 어떤 상황에서는, 이러한 대칭적 반응이 트랜스폰더(48)의 위치 및 방위 좌표를 결정하는데 있어서 180도의 오차를 초래할 수 있었다. 이러한 불명료성은 방위가 작동환경으로부터 알려져 있기 때문에 보통 실시와는 관련이 없다.

센서 코일(52)에서의 전류의 크기가 코일 축선을 뒤집어서 영향을 받지 않는 한편, 180도 역전은 필드 발생기 코일(64)에 의해 발생한 전자기장의 위상에 대하여 전류의 위상을 역전시킨다. 클록 동기화 회로(72)는 180도 역전이 발생할 때 이러한 위상 역전을 검출하고 따라서 방위의 불명료성을 극복하는데 사용될 수 있다. 제어칩(54)(도 2)에 의해 수신기(68)로 돌아간 RF 신호의 변조를 필드 발생기 코일(64)의 구동 전류와 동기화하면 수신기(68)가 구동전류에 대하여 센서 코일(52)의 전류 위상을 결정할 수 있게 된다. 센서 전류가 구동 전류와 동일 위상인지 또는 위상이 180도 벗어나 있는지 검사함으로써 신호 처리회로(70)가 트랜스폰더(48)가 어느 방향을 가리키고 있는지 결정할 수 있다.

이제 도 4를 참고하면, 도 4는 수신기(68)(도 3)의 전단부의 실시예의 세부를 도시하는 블록선도이며, 수신기는 본 발명의 공개된 실시예에 따라 트랜스폰더(34, 36)(도 1) 양쪽에서 동시에 나오는 신호를 수신하도록 구성되어 있다. 트랜 스폰더(34, 36)의 실시예는 다른 주파수에서 전송하거나 전송하지 않을 수 있으며, 또는 다른 방법으로 다른 신호를 사용할 수 있다. 어느 경우에도, 수신기(68)[및 신호 처리 회로(70)]가 트랜스폰더들 중에서 차별화될 필요가 있다. 도 4의 실시예에서, 트랜스폰더(34, 36)에 의해 송출된 주파수가 다르다고 가정한다. 안테나(62)는 트랜스폰더(34, 36)중 하나에 의해 송출된 각각의 주파수로 각각 조절되는 다수의 튜닝회로(74)에 연결된다. 스위치(76)는 튜닝회로(74)의 출력을 시분할 다중송신하고, 수신기 기술에 공지된 바와 같이 그것들을 다른 신호 처리 회로로 보낸다. 단일 수신기가 다수의 트랜스폰더로부터 나오는 신호들을 처리할 수 있도록 기술에 공지된 다른 다중송신 기술도 역시 사용될 수 있다.

대안으로서, 기술에 공지된 다른 스위칭 회로를 사용하여 트랜스폰더(34, 36)의 신호를 전환할 수 있다. 대안으로서, 수신기(68) 및 신호 처리 회로(70)의 성분들은 각각 트랜스폰더(34, 36)에 복사되어 제공될 수 있었다. 그러나, 이러한 대안책은 대체로 값이 비싸며, 따라서 만족스럽지 못하다.

트랜스폰더(48)(도 2) 및 프로세서(40)(도 3)의 다른 세부는 PCT 공보 WO 96/05768호, 상술한 미국특허 제6,690,963호, 및 미국특허출원 제2003/0120150호 및 제2005/0099290호에 설명되어 있으며, 본원에서 참고하고 있다.

작동

다시 도 1을 참고하면, 시스템(10)을 작동시키기 위해, 환자가 필드 발생기 코일(64)(도 3)에 의해 발생한 자기장에 누워있다. 예를 들어, 필드 발생기 코일(64)은 환자(도시 안됨) 아래에 배치된 패드에 배치될 수 있다. 기준 전자기 센 서(도시 안됨)는 환자에 대하여 고정되는 것이 바람직하며, 예로서 환자의 등에 부착되며, 주사기(28)가 팽창포트(26)를 향하여 환자 안으로 들어가게 된다. 프로세서(40)는 팽창포트(26) 및 주사기(28)의 상대 위치 및 방위를 지속적으로 업데이트하며, 콘솔(46)에서 시각적 지시를 표시한다. 따라서 조작자는 수술중에 항상 팽창포트(26)에 대하여 주사기(28)의 팁의 정확한 위치를 결정할 수 있다. 팽창포트(26)가 주사기(28)와 적절하게 결합될 때, 유체가 필요한 대로 밴드(24)로부터 주입 또는 흡인된다. 이어서 주사기(28)를 뽑아내어 작동을 종료한다.

실시예 2

다시 도 1을 참고하면, 트랜스폰더(34, 36) 양쪽은 송신기로서 구성될 수 있으며, 그 위치들은 환자 인체에 있는 별개의 수신 위치 패드에 대하여 결정되거나 또는 인체 외부에 고정될 수 있다.

대안으로서, 여러 가지 위치 및 방위 형태가 시스템(10)에 사용될 수 있다. 예를 들어 트랜스폰더(34, 36)중 하나가 자기장 송신기로서 구성되고, 한편 다른 트랜스폰더는 수신기로서 구성된다.

실시예 3

계속해서 도 1을 참고하면, 여러가지 센서 즉, 압력 센서 또는 온도 센서가 위 밴드에 연결될 수 있다. 팽창포트(26)와 연관되는 자기장 변환기가 역시 위 밴드의 상태에 관한 측정치 예로서 밴드(24)내의 유체 압력을 콘솔에 전송하기 위해, 원격측정을 위한 데이터 송신기로서 사용될 수 있다. 원격측정 신호(telemetry signal)는 주사기(28)(도시 안됨)내의 적절한 수신기 또는 수신기 유닛(80)의 원격 측정 안테나(78)에서 수신될 수 있으며, 상기 수신기 유닛은 도 1에 도시된 것과 별개의 유닛이거나 프로세서(40)에 합체될 수 있다.

실시예 4

초음파 위치 감지와 같은 다른 형태의 위치 감지가 사용될 수 있다. 본 발명의 대안적인 실시예에 따라서, 살아있는 물체의 몸체 내에 배치되는 주입 포트에 대해 주입 또는 흡인 장치의 위치 및 방위를 감지하기 위한 시스템(82)의 개략도인 도 5를 지금 참조한다.

이 실시예에서, 환자의 인체 내에 배치된 주입 포트(86)에 부착된 무선 트랜스폰더(84, transponder)는 전자기장으로부터가 아니라, 초음파 송신기(88)에 의해 발생된 음파 에너지로부터 작동 전력을 수신한다. 이러한 종류의 장치는 그 내용이 본원에 참조되는 미국특허공개 제2003/0018246호에 도시되어 있다. 초음파 송신기(88)에 의해 발생된 음파 에너지는 트랜스폰더를 기동하는 전기 에너지를 발생시키도록 무선 트랜스폰더(84)에 있는 압전 결정(90, piezoelectric crystal)과 같은 소형 트랜스듀서를 여기한다. 전기 에너지는 무선 트랜스폰더(84)에 있는 상기된 전력 코일(50, 도 2)과 같은 하나 이상의 코일에서 전류가 흐르게 한다. 무선 트랜스폰더(84)에 있는 코일에서의 전류는 환자의 인체 외부에 전자기장을 발생시키며, 전자기장은 이 경우에 전자기장 수신기(92)에 의해 수신된다. 인가된 음파 에너지의 주파수로 코일에서 흐르는 전류의 크기는 상기된 바와 같은 트랜스폰더를 수용하고 무선 또는 케이블(96)에 의해 기동될 수 있는 주입 장치 또는 주사기(94)와 관계하여 무선 트랜스폰더(84)의 위치를 결정하도록 측정된다.

디스플레이(98)는 바람직하게 거리 가이드(100)와 방위 타겟(102, target)을 포함한다. 거리 가이드(100) 상의 마크(104)는 주사기(94)의 팁이 포트(86)의 위치로부터 얼마나 먼지를 나타낸다. 방위 타겟 상의 커서(106)는 포트(86)에 도달하도록 요구되는 축선에 대한 공구(76)의 방위를 나타낸다. 커서(106)가 방위 타겟(102) 상에서 중심에 모여질 때, 이것은 주사기(94)가 포트(86)를 직접 향하는 것을 의미한다. 콘솔(46, 도 1)은 바람직하게 유사한 원리로 동작한다.

실시예 5

본 발명의 대안적인 실시예에 따라서, 살아있는 물체에 배치된 포트에 대해 주입 또는 흡인 장치의 위치 및 방위를 감지하기 위한 시스템(108)을 개략적으로 도시한 도 6을 지금 참조한다. 이 실시예에서, 프로세서(40)는 미국 캘리포니아 91765 다이아몬드 바, 다이아몬드 캐니언 로드 3333에 소재한 바이오센스 웹스터 인코포레이티드로부터 입수할 수 있는 등록상표 카르토-바이오센스 네비게이션 시스템(Carto-Biosense®Navigation System)과 같은 현재의 추적 시스템에 장비된다. 프로세서(40)는 트랜스폰더의 위치 및 방위를 결정하도록 신호 처리 회로(70, 도 3)를 사용하여, 트랜스폰더(112)에서 하나 이상의 센서 코일로부터 케이블(110)을 통해 수신된 신호를 수신하여 처리하도록 설계된다. 와이어(110)는 전력 코일(50)이 생략된 것 외에 트랜스폰더(48, 도 2)와 유사하게 구성된 트랜스폰더(112)에 전력 신호를 안내할 수 있다. 트랜스폰더(34)는 도 6에 도시된 바와 같이 무선일 수 있다. 대안적으로, 덜 편하지만, 트랜스폰더(34)로 통하는 와이어(도시되지 않음)가 인체 표면(12)으로 안내되어 프로세서(40)에 연결되는 것이 또한 가능하고, 이 경우에, 트랜스폰더(112)의 사본(cpoy)이 트랜스폰더(34)를 위해 대체될 수 있다. 어느 경우에도, 수신기(68)는 센서 코일(52)의 각각의 상태(instance)에 의해 발생된 가변성 전류 신호를 재구성하도록 트랜스듀서(34, 36)의 어느 하나 또는 양자에 의해 발생된 신호를 변조한다. 현재의 처리 회로는 센서 코일 전류가 무선 연결에 의해 수신되었으면 이러한 정보를 사용하여, 트랜스폰더의 위치 및 방위를 결정한다.

실시예 6

본 발명의 대안적인 실시예에 따라서, 트랜스폰더(34, 36, 도 1)로서 사용될 수 있는 무선 위치 트랜스폰더(114)의 개략 상세도를 도시하는 도 7을 지금 참조한다. 트랜스폰더(114)는, 샘플링 회로(118)와 아날로그-디지털 변환기(120, A/D)를 포함하고 센서 코일(52)에서 흐르는 전류의 크기를 디지털화하는 제어 칩(116)외에, 트랜스폰더(48, 도 2)와 유사하다. 이 경우에, 제어 칩(116)은 디지털로 변조된 신호를 발생시키고, RF는 전력 코일(50)에 의한 전송을 위한 신호를 변조한다. 디지털 부호화 및 변조의 임의의 적절한 방법이 이러한 목적을 위하여 사용될 수 있다. 신호 처리 및 변조의 다른 방법은 당업자에게는 자명한 것이다.

실시예 7

본 발명의 대안적인 실시예에 따라서 무선 트랜스폰더(122)의 개략 상세도를 도시한 도 8을 지금 참조한다. 트랜스폰더(122)는, 제어 칩(124)이 산술 논리 유닛(126, ALU, arithmetical logic unit)과 전형적으로 약 1마이크로패럿(microfarad)의 캐패시턴스를 가지는 캐패시터(128)와 같은 전력 저장 장치를 포 함하는 것 외에는, 트랜스폰더(48, 도 2)와 유사하다. 대안으로, 전력 저장 장치는 당기술에 공지된 배터리 또는 다른 전력 저장 수단을 포함한다. 전체 트랜스폰더(122)는 통상적으로 2 내지 5mm의 길이와 2 내지 3mm의 외경을 가진다.

제어 칩(124)은 상기에서 설명된 바와 같은 상이한 전자기장 주파수로 센서 코일(52)을 가로지르는 전압 강하를 측정한다. 산술 논리 유닛(126)을 이용하여, 제어 칩(124)은 전압 강하의 위상 및 크기 값을 디지털방식으로 부호화한다. 일부 적용에 대하여, 각 주파수에 대하여 측정된 위상 및 각각의 크기는, 16비트가 위상을 나타내고 16비트는 크기를 나타내는 32비트 값으로 부호화된다. 디지털 신호에서 위상 정보의 포함은 센서 코일 축선의 180도 반전이 일어날 때 신호에서 그 밖에 발생하는 상기 불명료성(ambiguity)의 분해능(resolution)을 허용한다. 위상 및 크기의 부호화된 디지털 값은 전형적으로 캐패시터(128)에 의해 공급된 전력을 사용하여 제어 칩(124)에 있는 메모리(130)에 저장된다. 저장된 디지털 값은 이어서 이후에 기술되는 바와 같은 디지털 RF 신호를 사용하여 트랜스폰더(122)에 의해 전송된다. 일부 적용에 대하여, 제어 칩(124)은 위상 값은 아니고 단지 센서 코일(52)을 가로지르는 전압 강하의 크기 값만을 디지털로 부호화하여 전송한다.

본 발명의 기술된 실시예에 따라서, 트랜스폰더(122, 도 8)와 상호 작용하는 구동 및 처리 회로(132)의 개략 상세도를 도시하는 도 9를 지금 참조한다. 회로(132)는 메가헤르츠 범위, 예를 들어 약 13㎒의 전력 신호를 방사하도록 안테나(62)를 구동하는 RF 전력 드라이버(134)를 포함한다. 하드웨어 또는 소프트웨어에 통합된 선택적 스위치(136)는 전력 신호의 방사 기간 동안 안테나(62)에 RF 전 력 드라이버(134)를 결합한다. 전력 신호는 전류가 트랜스폰더(122)의 전력 코일(50)에서 흐르도록 하고, 상기 전류는 제어 칩(124)에 의해 정류되어, 캐패시터(128)를 충전하도록 사용된다. 전형적으로, 필수적이지는 않지만, 회로(132)는 RF 전력 드라이버(134)와 드라이버 회로(166)를 동기화하도록 사용되는 클록(clock) 동기화 회로(138)를 포함한다. 상기된 바와 같이, 드라이버 회로(166)는 전자기장을 발생시키도록 필드 발생기 코일(64)을 구동한다. 전자기장은 트랜스폰더(122, 도 8)의 센서 코일(52)을 가로지르는 시간-변화 전압 강하를 유발한다.

트랜스폰더(122, 도 8)에 의해 전송된 디지털로 변조된 RF 신호는 스위치(136)를 통하여 안테나(62)에 결합되는 수신기(140)에 의해 픽업된다. 수신기(140)를 안테나(62)에 연결하는 도시된 스위치(136)는 안테나(62)를 RF 전력 드라이버(134)와 연결하도록 수신기(140)로부터 분리된다. 수신기(140)는 신호 처리 회로(142)에 대한 적절한 입력을 발생시키도록 신호를 복조한다. 디지털 신호는 수신되어, 상기된 바와 같이, 트랜스폰더(122, 도 8)의 위치 및 방위를 계산하도록 신호 처리 회로(142)에 의해 사용된다.

본 발명의 개시된 실시예에 따라서, 트랜스폰더(122, 도 8)와 회로(132, 도 9)를 사용하여, 디지털 신호를 전송하기 위한 방법을 개략적으로 예시하는 플로 차트인 도 10을 지금 참조한다. 도 10에 도시된 특정 시퀀스가 제한하는 방식이 아니고 예시의 방식에 의한 것이며, 본 발명의 범위는 당업자에게 자명한 다른 프로토콜을 포함하는 것이 강조된다.

본 방법은, 전력 드라이버(60, 도 3)가 전형적으로 대략 5밀리초 동안 제 1 RF 전력 신호를 발생시키는 초기 단계(144)에서 개시하며, 이러한 것은 전력 코일(50)에서 전류가 흐르게 하여, 캐패시터(128, 도 8)를 충전한다. 이어서, 단계 146에서, 드라이버 회로(66)는 필드 발생기 코일(64, 도 9)을 구동하여, 전형적으로 약 20밀리초동안 전자기장을 발생시켜, 위치 신호를 발생시킨다.

단계 148에서, 단계 146에서 발생된 전자기장은 트랜스폰더(122)의 센서 코일(52)을 가로지르는 전압 강하를 유도하고, 이는 제어 칩(124)에 의해 측정된다.

다음에, 단계 150에서, 캐패시터(128, 도 8)에 저장된 전력을 사용하여, 산술 논리 유닛(126)은 감지된 전압의 크기와 위상을 디지털 값으로 변환하여, 디지털 값을 메모리(130)에 저장한다.

이 단계에서, 캐패시터(128)가 많이 방전되도록 구성되면, 단계 152에서, 전력 드라이버(160)는 캐패시터(128)를 재충전하도록 전형적으로 약 5밀리초동안 제 2 RF 전력 신호를 발생시킨다. 캐패시터(128)가 이후에 기술되는 작동을 기동하도록 충분히 충전되어 유지하는 적용에서, 단계 152는 생략될 수 있다.

다음에, 단계 154에서, 저장된 에너지를 사용하여, 제어 칩(124)은 저장된 디지털 값에 기초하여 디지털로 변조된 신호를 발생시키고, RF는 전력 코일(50)에 의한 전송을 위해 신호를 변조시킨다. 대안적으로, 신호는 예를 들어 낮은 주파수가 사용되면 센서 코일(52)을 사용하여 전송된다. 이러한 전송은 전형적으로 겨우 약 3밀리초를 요구한다. 디지털 부호화 및 변조의 임의의 적절한 방법이 이러한 목적을 위해 사용될 수 있으며, 당업자에게는 자명한 것이다.

다음에, 단계 156에서, 수신기(140)는 디지털 변조된 시호를 수신하여 복조 한다.

다음에, 단계 158에서, 신호 처리 회로(142)는 트랜스폰더(122)의 위치 및 방위를 계산하도록 복조된 신호를 사용한다.

제어는 트랜스폰더(122)에서 또 다른 작동 사이클이 수행되어야하는지를 결정하는 결정 단계 160로 진행한다. 결정 단계 160에서의 결정이 긍정이면, 제어는 초기 단계 144로 복귀한다. 전형적으로, 단계 144 내지 158은 위치 및 방위 좌표가 실시간으로 결정되는 것을 허용하도록 트랜스폰더(122)의 사용동안 연속적으로 반복된다.

결정 단계 160에서의 결정이 부정이면, 제어는 최종 단계 162로 진행하고 절차는 종료한다.

처리 단계는 표현의 명료성을 위하여 도 10에서 선형 시퀀스로 도시된다. 전형적으로, RF 구동 필드는 제 1 시간 주기 동안 트랜스폰더에서 수신되어 전기 에너지로 저장되고, 디지털 출력 신호는 제 2 시간 주기 동안 트랜스폰더에 의해 전송된다. 그러나, 이 단계들이 동시에 또는 많은 다른 순서로 실시될 수 있다는 것은 명백하다. 도 10의 방법이 다수의 트랜스폰더를 동시에 사용하여 수행되는 실시예에서, 처리 단계는 많은 상이한 조합에 있는 상이한 트랜스폰더 중에서 교대처리될 수 있다.

실시예 8

본 발명의 대안적인 실시예에 따라서, 트랜스폰더(122, 도 8)와 상호 작용하는 구동 및 처리 회로(164)의 개략 상세도를 도시하는 도 11을 지금 참조한다.

회로(164)는 스위치(136)가 2개의 대역 필터(166, 168)로 교체된 것 외에는 회로(132, 도 9)와 유사하다. 대역 필터(166)는 RF 전력 드라이버(134)를 안테나(62)에 결합하고, 예를 들어, 13㎒ 주위의 협폭 밴드에서의 에너지가 안테나로 가는 것을 허용할 수 있다. 대역 필터(168)는 수신기(140)를 안테나(62)와 결합하고, 예를 들어 433㎒ 주위의 협폭 밴드에서의 에너지가 안테나로부터 수신기로 가는 것을 허용할 수 있다. 그러므로, RF 전력 드라이버(134)에서 발생된 RF 전력은 본질적으로 그 전체에 있어서 안테나(62)로 보내지고, 실질적으로 수신기(140)의 회로로 들어가지 않는다.

도 8, 도 9 및 도 11에 도시된 실시예의 추가의 상세는 상기된 미국 특허출원 공개 제2005/0099290호에 개시되어 있다.

실시예 9

도 3을 다시 참조하여, 일부 적용에 있어서, 기준 프레임에 대한 트랜스폰더의 위치 및 방위의 정량적 측정이 필요하다. 이러한 것은, 적어도 2개의 구별 가능한 AC 자기장을 발생시키는 적어도 2개의 비중첩(non-overlapping) 필드 발생기 코일(64)을 요구하고, 기준 프레임에 대한 필드 발생기 코일(64)의 위치 및 방위는 공지되어 있다. 방사기의 수 곱하기 센서 코일의 수는 기준 프레임에 대한 센서의 위치 및 방위의 필요한 정량적 측정의 자유도의 수와 같거나 또는 크다.

도 2의 실시예에서, 단일 센서 코일(52)은, 필드 발생기 코일(64)과 관련하여, 단일 처리 회로(70)가 3차원의 위치 및 2차원의 방위 정보를 발생시키는 것을 가능하게 하는데 대체로 충분하다. 3차원의 방위(전형적으로 길이 방향 축선을 중 심으로 한 회전)은 기계적인 정보로부터, 또는 2개의 트랜스폰더의 각각의 좌표의 비교로부터 필요하게 되면 추측될 수 있다. 그러나, 일부 적용에 있어서, 정량적 측정의 많은 수의 자유도가 요구된다.

본 발명의 대안적인 실시예에 따라서, 트랜스폰더(34, 36, 도 1)로서 사용될 수 있는 무선 위치 트랜스폰더(170)의 개략 상세도를 도시하는 도 12를 지금 참조한다. 트랜스폰더(170)는 바람직하게 상호 직교하고 제어 칩(178)에 연결된 다수의 센서 코일(172, 174, 176)을 가진다. 센서 코일(172, 174, 176)의 축선중 하나는 트랜스폰더(170)와 관련된 장치의 긴 축과 편리하게 정렬될 수 있다. 트랜스폰더(170)는 트랜스폰더(48, 도 2)와 유사하게 동작한다. 그러나, 신호 처리 회로(70, 도 3)는 트랜스폰더(170)의 6개의 위치 및 방위 좌표 모두를 명확하게 결정할 수 있다.

센서 코일(172, 174, 176, 및 센서 코일(52, 도 2))은 바람직하게 공기 코어에 감긴다. 센서 코일(172, 174, 176)은 트랜스폰더(170)의 크기를 감소시키도록 밀접하게 이격되어서, 트랜스폰더(170)가 작은 장치로 통합하는데 적합하다. 센서 코일은 0.5㎜의 내경을 가지며, 1 내지 1.2㎜의 전체적인 코일 지름을 주도록 16마이크로미터의 800 권선(turns)을 가질 수 있다. 각각의 코일의 유효 포획 영역은 약 400㎟이다. 이러한 치수들이 상당한 범위에 걸쳐서 변할 수 있으며, 단지 바람직한 치수 범위를 나타낸다는 것을 이해할 것이다. 특히, 코일의 크기는 0.3㎜만큼(감도의 일부 손실과 함께) 작을 수 있으며, 2㎜ 이상 클 수 있다. 최대 허용 가능한 크기 및 와이어 지름에 의존하여, 와이어 크기는 10 내지 31 마이크로미터의 범위에 있을 수 있으며, 권선의 수는 300 내지 2600의 범위에 있다. 유효 포획 영역은 전체적인 크기 조건과 일치하여 실행 가능한 크기로 만들어진다. 바람직한 센서 코일 형상은 원통형이지만, 다른 형상 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 배럴 형상의 코일은 임플란트(implant)의 동일한 지름을 위한 원통형 코일 보다 많은 권선을 가질 수 있다. 또한, 정사각형 또는 다른 형상의 코일이 카테터의 기하학적 형태에 의존하여 유용할 수 있다.

다수의 센서 코일은 필요한 변경을 가하여 트랜스폰더(114, 도 7)와 트랜스폰더(122, 도 8)에 선택적으로 통합될 수 있다.

본 발명이 특정하여 도시되고 상기된 것에 제한되지 않는 것을 당업자는 이해할 것이다. 오히려, 본 발명의 범위는 상기된 다양한 특징의 조합 및 준조합뿐만 아니라, 이전의 설명을 읽는 것으로 당업자에게 발생할 수 있는 이전에 없었던 그 변형 및 변경을 포함한다.

본 발명의 더욱 명확한 이해를 위하여, 하기 도면과 연관하여 기술된 보기를 통해서 본 발명의 상세한 설명을 참조해야 하고, 도면에서 유사 소자들에 대해서는 유사 부호를 지정하였다.

도 1은 본 발명의 개시된 실시예에 따라 포트에 대해서 주입 또는 흡인 장치의 위치 및 방위를 감지하기 위한 시스템을 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 개시된 실시예에 따라, 도 1에 도시된 시스템에서 사용하기 위한 무선 위치 트랜스폰더의 세부를 개략적으로 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 개시된 실시예에 따라, 도 1에 도시된 시스템의 프로세서의 구동 및 처리 회로의 세부를 개략적으로 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 개시된 실시예에 따라서, 복수의 트랜스폰더에서 동시에 신호를 수신하도록 구성된 도 3에 도시된 회로에 있는 수신기의 전단부의 실시예의 세부를 도시한 블록선도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 살아있는 환자의 인체 내에 위치한 주입 포트에 대해서 주입 또는 흡인 장치의 위치 및 방위를 감지하기 위한 시스템을 도시한 개략도.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 살아있는 환자의 인체 내에 위치한 포트에 대해서 주입 또는 흡인 장치의 위치 및 방위를 감지하기 위한 시스템을 개략적으로 도시한 도면.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라서 무선 위치 트랜스폰더의 세부를 개 략적으로 도시한 도면.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 무선 트랜스폰더의 세부를 개략적으로 도시하는 도면.

도 9는 본 발명의 공개된 실시예에 따라 도 8에 도시된 트랜스폰더와 협동하는 구동 및 처리 회로의 블록선도.

도 10은 본 발명의 공개된 실시예에 따라 도 8 및 도 9에 도시된 트랜스폰더 및 회로를 사용하여 디지털 신호를 전송하는 방법의 흐름도.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따라 도 8에 도시된 트랜스폰더와 협동하는 구동 및 처리 회로의 블록선도.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 위치 트랜스폰더의 블록선도.

Claims (21)

1. 살아있는 환자의 인체 내에서 팽창형 위 제한 장치를 조정하는 방법으로서,

   위 제한 장치 상에, 수신기에 대해서 위치 신호를 발생시키는 무선 트랜스폰더를 배치하는 단계로서, 상기 수신기는 상기 위 제한 장치의 포트에 대해서 적응되는 주입 장치에 대한 공지된 관계를 가지는 배치 단계와;

   상기 무선 트랜스폰더에 구동 필드를 방사하는 단계로서; 상기 무선 트랜스폰더는 상기 구동 필드에 의해서 적어도 부분적으로 전력공급되는 방사 단계와;

   상기 구동 필드에 응신하여서, 상기 무선 트랜스폰더에 의하여 출력 신호를 무선으로 송신하는 단계와;

   상기 주입 장치 및 상기 포트의 각 위치 및 방위를 결정하기 위하여, 상기 출력 신호를 수신 및 처리하는 단계와;

   상기 주입 장치를 상기 포트 내로 도입하기 위하여, 상기 각 위치 및 방위에 응신하여서 상기 인체 내의 상기 주입 장치를 탐색하는 단계와;

   상기 주입 장치를 사용하여 상기 위 제한 장치의 유체 함유량을 변화시키는 단계를 포함하는, 팽창형 위 제한 장치의 조정 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 주입 장치 상에 제 2 출력 신호를 발생시키는 제 2 무선 트랜스폰더를 배치하는 단계와;

   상기 무선 트랜스폰더 부근 및 상기 제 2 무선 트랜스폰더 부근의 각각의 주파수들에서 복수의 전자기장들을 발생시키는 단계를 포함하고, 상기 출력 신호 및 상기 제 2 출력 신호는 상기 무선 트랜스폰더 및 상기 제 2 무선 트랜스폰더에서 상기 전자기장의 각 강도들을 표시하는 정보를 포함하는, 팽창형 위 제한 장치의 조정 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 출력 신호 및 상기 제 2 출력 신호중 하나는 디지털 출력 신호인, 팽창형 위 제한 장치의 조정 방법.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 무선 트랜스폰더 및 상기 제 2 무선 트랜스폰더에서 각각 상기 구동 필드로부터 도출된 제 1 전기 에너지 및 제 2 전기 에너지를 저장하는 단계와;

   상기 제 1 전기 에너지 및 제 2 전기 에너지를 이용하여 상기 출력 신호 및 상기 제 2 출력 신호를 각각 송신하는 단계를 추가로 포함하는, 팽창형 위 제한 장치의 조정 방법.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 무선 트랜스폰더 및 상기 제 2 무선 트랜스폰더는 상기 구동 필드에 의해서 독점적으로 전력공급되는, 팽창형 위 제한 장치의 조정 방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 구동 필드는 무선주파수 구동 필드인, 팽창형 위 제한 장치의 조정 방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 구동 필드는 음파 에너지 필드인, 팽창형 위 제한 장치의 조정 방법.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 출력 신호는 주파수 변조되는, 팽창형 위 제한 장치의 조정 방법.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 위 제한 장치로부터 상기 위 제한 장치의 상태 정보를 수용하는 원격측정 신호를 송신하는 단계를 추가로 포함하는, 팽창형 위 제한 장치의 조정 방법.
10. 환자의 인체 내에 포트 및 제 1 무선 트랜스폰더를 구비한 팽창형 위 제한 장치를 조정하는 위치 시스템으로서,

    상기 위 제한 장치의 상기 포트에 의해서 수용되는 주입 장치로서, 제 2 무선 트랜스폰더를 구비하고, 상기 제 1 무선 트랜스폰더 및 제 2 무선 트랜스폰더는 각각 위치 센서를 포함하는 주입 장치와;

    상기 제 1 무선 트랜스폰더 및 상기 제 2 무선 트랜스폰더에 구동 필드를 방사하기 위한 송신기로서, 상기 제 1 무선 트랜스폰더 및 상기 제 2 무선 트랜스폰더는 상기 위치 센서에 에너지를 공급하기 위하여 상기 구동 필드에 의해서 적어도 부분적으로 각각 전력공급되는 송신기와;

    상기 포트 및 상기 주입 장치의 각각의 위치 및 방위를 결정하기 위하여, 상기 제 1 출력 신호 및 상기 제 2 출력 신호를 수신하고 처리하는 전기 회로와;

    상기 각각의 위치 및 방위의 시각적 표시를 디스플레이하는 콘솔을 포함하며,

    상기 제 1 무선 트랜스폰더 및 상기 제 2 무선 트랜스폰더는 제 1 출력 신호 및 제 2 출력 신호를 각각 무선으로 송신하기 위하여 상기 구동 필드에 응답하여 작동되는, 팽창형 위 제한 장치의 조정을 위한 위치 시스템.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 송신기는 상기 제 1 무선 트랜스폰더 부근 및 상기 제 2 무선 트랜스폰더 부근의 각각의 주파수들에서 복수의 전자기장들을 발생시키도록 작동하고, 상기 제 1 출력 신호 및 상기 제 2 출력 신호는 상기 제 1 무선 트랜스폰더 및 상기 제 2 무선 트랜스폰더에서 상기 전자기장의 각 강도들을 표시하는 정보를 포함하는, 팽창형 위 제한 장치의 조정을 위한 위치 시스템.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 제 1 무선 트랜스폰더 및 상기 제 2 무선 트랜스폰더는 상기 구동 필드에 의해서 독점적으로 전력공급되는, 팽창형 위 제한 장치의 조정을 위한 위치 시스템.
13. 제 10 항에 있어서,

    상기 구동 필드는 무선주파수 구동 필드인, 팽창형 위 제한 장치의 조정을 위한 위치 시스템.
14. 제 10 항에 있어서,

    상기 구동 필드는 음파 에너지 필드인, 팽창형 위 제한 장치의 조정을 위한 위치 시스템.
15. 제 10 항에 있어서,

    상기 위 제한 장치 및 상기 포드 부근의 각각의 주파수에서 전자기장들을 발생시키도록 구성된 복수의 필드 발생기들을 추가로 포함하며,

    상기 제 1 무선 트랜스폰더 및 상기 제 2 무선 트랜스폰더는 각각

    상기 구동 필드를 수용하도록 결합된 전력 코일과,

    상기 구동 필드로부터 도출된 전기 에너지를 저장하도록 구성된 전력 저장 장치와,

    전압 강하가 상기 전자기장에 응답하여 상기 센서 코일을 가로질러 유도되도 록, 결합된 적어도 하나의 센서 코일과,

    상기 센서 코일 및 상기 전력 저장 장치에 결합되고 상기 저장된 전기 에너지를 사용하도록 구성된 제어 회로를 포함하며,

    상기 제 1 출력 신호 및 상기 제 2 출력 신호는 각각 상기 전압 강하를 각각 표시하는, 팽창형 위 제한 장치의 조정을 위한 위치 시스템.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 센서 코일은 복수의 상호 직각 센서 코일들을 포함하는, 팽창형 위 제한 장치의 조정을 위한 위치 시스템.
17. 제 15 항에 있어서,

    상기 제어 회로는 전압 주파수 변환기를 포함하고, 제어 회로 출력 신호의 주파수는 상기 전압 강하에 비례하는, 팽창형 위 제한 장치의 조정을 위한 위치 시스템.
18. 제 15 항에 있어서,

    상기 제어 회로는 제어 회로 출력 신호에서 상기 전압 강하의 크기를 디지털 방식으로 부호화하도록 구성된 산술 논리 유닛을 포함하는, 팽창형 위 제한 장치의 조정을 위한 위치 시스템.
19. 제 18 항에 있어서,

    상기 산술 논리 유닛은 상기 제어 회로 출력 신호에서 상기 전압 강하의 위상을 디지털방식으로 부호화하도록 추가로 구성되는, 팽창형 위 제한 장치의 조정을 위한 위치 시스템.
20. 제 15 항에 있어서,

    상기 제어 회로는 제어 회로 출력 신호를 디지털 방식으로 변조시키도록, 그리고 상기 센서 코일에서 흐르는 전류의 크기를 디지털화하도록 작동하는 아날로그 디지털 변환기 및 샘플링 회로를 포함하는, 팽창형 위 제한 장치의 조정을 위한 위치 시스템.
21. 제 10 항에 있어서,

    상기 제 1 무선 트랜스폰더로부터 송신된 원격측정 신호들을 수신하기 위한 원격측정 수신 유닛을 추가로 포함하고, 상기 원격측정 신호들은 상기 위 제한 장치의 상태 정보를 수용하는, 팽창형 위 제한 장치의 조정을 위한 위치 시스템.

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