KR20150116442A - 항행형 외과용 기구를 위한 가요성 회로 시트 - Google Patents

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KR20150116442A
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Abstract

가요성 회로 어셈블리는 베이스 층(244), 복수의 회로 트레이스(350) 및 절연성 층(362)을 포함할 수 있다. 복수의 회로 트레이스는 각각 한 쌍의 회로 패드에 결합될 수 있고, 회로 트레이스는 베이스 층의 상측 상에 형성될 수 있다. 절연성 층은 회로 트레이스를 외부 환경으로부터 격리시키도록 회로 트레이스 위에 형성될 수 있다. 베이스 층, 복수의 회로 트레이스 및 절연성 층은 가요성 회로 시트(232)를 형성할 수 있다. 베이스 층 및 절연성 층은 가요성 회로 시트가 의료용 디바이스(100)의 비-평면 표면에 순응하게 적응되도록 가요성 회로 시트가 가요성인 것을 용이하게 하도록 구성된 두께 및 재료 속성을 포함할 수 있다.

Description

항행형 외과용 기구를 위한 가요성 회로 시트{FLEXIBLE CIRCUIT SHEET FOR A NAVIGATED SURGICAL INSTRUMENT}
본 발명은 일반적으로는 가요성 회로 시트에 관한 것이고, 더 구체적으로는, 외과용 기구를 위한 가요성 회로 시트에 관한 것이다.
이 절에서의 진술은 단지 본 발명과 관련된 배경 정보를 제공하는 것일 뿐이고 선행 기술을 구성하지는 않을 수 있다.
외과 시술은 해부 구조에 대한 요법을 제공하도록 인간 해부 구조와 같은 해부 구조 상에 수행될 수 있다. 외과의 하나의 영역은 이비인후과(ENT)와 같이 환자의 안면 공동 상에 수행되는 시술을 포함한다. 그러한 시술에 있어서, 흡인 디바이스와 같은 외과용 기구는 예를 들어 시술을 수행할 그러한 공동 내로 삽입될 수 있다. 관심 영역에서 외과 의사의 시야각이 공동의 주변 조직에 의해 모호하게 될 수 있기 때문에, 흡인 시술과 같이, 요법을 효과적으로 적용할 수 있는 외과 의사의 능력이 감축될 수 있다. 일부 시술에 있어서는, 해부 구조의 다양한 형상의 공동을 통해 외과용 기구를 효과적으로 유도하는 것도 어려울 수 있다. 이러한 어려움을 다루려는 노력으로, 영구적으로 가요성인 것으로 구성되는 가요성의 세장형 부분(flexible elongated portion)을 포함하는 기구가 개발되어 왔다. 이들 가요성 기구는 해부 구조의 내부 공동에 순응할 수 있지만, 그것들은 어떠한 특정 구성도 보유하고 있지 않아서, 그것들은 일반적으로는 ENT 흡인 시술과 같은, 특정 시술에는 적합하지 않다.
항행 시스템(navigation system)에 있어서, 기구에는 추적 디바이스가 제공된다. 그렇지만, 때때로 그러한 추적 디바이스는 조작이 어렵고 기구, 특히 가요성의 세장형 부분을 갖는 기구에 결합하기가 번잡할 수 있다. 예를 들어, 가요성의 세장형 부분에 대하여 추적 디바이스를 연관된 리드 와이어에 전기적으로 결합시키는 것이 어려울 수 있다. 다른 사례에 있어서, 추적 디바이스는 기구의 핸들 또는 근위 부위에 위치결정될 수 있어서, 원위 첨단이 핸들에 상대적으로 이동되면 원위 첨단이 더 이상 정확하게 추적될 수 없게 된다.
이 절은 본 발명의 일반적 개요를 제공하며, 그 특징의 전부 또는 그 전 범위의 포괄적 개시는 아니다.
일 형태에서는, 본 발명의 교시에 따라 의료용 디바이스를 위한 가요성 회로 어셈블리(flexible circuit assembly)가 제공된다. 가요성 회로 어셈블리는 베이스 층, 복수의 회로 트레이스 및 절연성 층을 포함할 수 있다. 복수의 회로 트레이스는 각각 한 쌍의 회로 패드에 결합될 수 있고, 회로 트레이스는 베이스 층의 상측 상에 형성될 수 있다. 절연성 층은 회로 트레이스를 외부 환경으로부터 격리시키도록 회로 트레이스 위에 형성될 수 있다. 베이스 층, 복수의 회로 트레이스 및 절연성 층은 가요성 회로 시트를 형성할 수 있다. 베이스 층 및 절연성 층은 가요성 회로 시트가 의료용 디바이스의 비-평면 표면에 순응하게 적응되도록 가요성 회로 시트가 가요성인 것을 용이하게 하도록 구성된 두께 및 재료 속성을 포함할 수 있다.
다른 일 형태에서는, 본 발명의 교시에 따라 의료용 디바이스를 위한 가요성 회로 어셈블리가 제공된다. 가요성 회로 어셈블리는 베이스 층, 복수의 회로 트레이스 및 절연성 층을 포함할 수 있다. 복수의 회로 트레이스는 각각 제1 및 제2 회로 패드에 결합될 수 있고, 복수의 회로 트레이스는 베이스 층의 상측 상에 형성될 수 있다. 절연성 층은 회로 트레이스를 외부 환경으로부터 격리시키도록 회로 트레이스 위에 형성될 수 있다. 베이스 층, 복수의 회로 트레이스 및 절연성 층은 가요성 회로 시트를 형성할 수 있다. 베이스 층 및 절연성 층은 가요성 회로 시트가 의료용 디바이스의 비-평면 표면에 순응하게 적응되도록 가요성 회로 시트가 가요성인 것을 용이하게 하는 0.05 ㎜ 이하의 가요성 회로 시트의 전체적 두께와 조합된 재료 속성을 포함할 수 있다.
또 다른 일 형태에서는, 본 발명의 교시에 따라 의료용 디바이스를 위한 가요성 회로 어셈블리가 제공된다. 가요성 회로 어셈블리는 베이스 층, 복수의 회로 트레이스 및 절연성 층을 포함할 수 있다. 복수의 회로 트레이스는 각각 제1 및 제2 회로 패드에 결합될 수 있고, 복수의 회로 트레이스는 베이스 층의 상측 상에 형성될 수 있다. 절연성 층은 회로 트레이스를 외부 환경으로부터 격리시키도록 회로 트레이스 위에 형성될 수 있다. 베이스 층, 복수의 회로 트레이스 및 절연성 층은 의료용 디바이스의 가요성 컴포넌트의 비-평면 표면에 결합되도록 구성된 가요성 회로 시트를 형성할 수 있다. 베이스 층 및 절연성 층은 가요성 회로 시트가 비-평면 표면에 순응하고 가요성 컴포넌트의 구부러짐에 따라 휘거나 구부러지게 구성되도록 가요성 회로 시트가 가요성인 것을 용이하게 하는 대략 0.04 ㎜ 내지 0.05 ㎜ 사이의 가요성 회로 시트의 전체적 두께 및 대략 0.4 ㎜ 내지 0.5 ㎜ 사이의 대응하는 굽힘 반경과 조합된 재료 속성을 포함할 수 있다.
추가적 응용가능성 영역이 여기에서 제공되는 설명으로부터 분명하게 될 것이다. 설명 및 특정 예는 단지 예시의 목적으로 의도되며 본 교시의 범위를 제한하려는 의도는 아님을 이해하여야 한다.
본 교시가 상세한 설명, 첨부된 특허청구범위 및 이하의 도면으로부터 더 충분히 이해될 것이다. 도면은 선택된 실시예의 예시 목적을 위한 것일 뿐이며 모든 가능한 제한은 아니고, 본 발명의 범위를 제한하려는 의도가 아니다.
도 1은 본 발명의 원리에 따라 일례의 항행 시스템의 사시도;
도 2는 본 발명의 원리에 따른 항행 시스템과의 사용을 위한 일례의 가단성 흡인 기구의 평면도;
도 3은 본 발명의 원리에 따른 예시적 흡인 기구의 측면도;
도 4는 본 발명의 원리에 따른 일례의 가요성 회로 시트를 갖는 예시적 흡인 기구의 원위 부위의 부분 사시도;
도 5는 본 발명의 원리에 따른 예시적 가요성 회로 시트와 연관된 예시적 흡인 기구의 원위 부위의 부분 측면도;
도 5a는 본 발명의 원리에 따른 일례의 와이어 라우팅 구성의 분해도;
도 6은 본 발명의 원리에 따른 도 5의 예시적 흡인 기구의 부분 단면도;
도 7은 본 발명의 원리에 따른 예시적 흡인 기구의 핸들 부분의 부분도;
도 8 및 도 9는 본 발명의 원리에 따른 예시적 대안의 추적 센서 구성의 예시도;
도 10은 본 발명의 원리에 따른 예시적 가단성 흡인 기구의 예시적 구부러진 또는 형성된 구성도;
도 11은 본 발명의 원리에 따른 예시적 가요성 회로 시트와 연관된 일례의 대안의 추적 배열을 예시하는 예시적 흡인 기구의 원위 부위의 부분 사시도;
도 12는 본 발명의 원리에 따른 다른 일례의 대안의 추적 배열을 예시하는 예시적 흡인 기구의 원위 부위의 부분 사시도;
도 13a는 본 발명의 원리에 따른 가요성 인쇄 회로 시트의 일례의 구성의 분해 사시도;
도 13b는 본 발명의 원리에 따라 일례의 조립된 구성으로 도 13a의 가요성 인쇄 회로 시트의 사시도;
도 14는 본 발명의 원리에 따른 다른 일례의 가요성 인쇄 회로 시트의 사시도;
도 15는 본 발명의 원리에 따라 구부러진 또는 휜 조건으로 도 14의 가요성 인쇄 회로 시트를 예시하는 사시도;
도 16은 본 발명의 원리에 따른 일례의 기구의 외측 표면에 순응하는 휜 조건으로 도 14 및 도 15의 가요성 인쇄 회로 시트의 사시도;
도 17은 본 발명의 원리에 따라 와이어 관리 채널을 갖는 그리고 예시적 가요성 회로 시트와 연관된 도 5의 예시적 흡인 기구의 원위 부위의 부분 측면도;
도 18은 본 발명의 원리에 따라 일례의 가요성 인쇄 회로 시트 및 연관된 코일을 갖는 환자 추적 디바이스의 사시도;
도 19는 본 발명의 원리에 따른 다른 일례의 가요성 인쇄 시트의 평면도; 및
도 20a 내지 도 20c는 본 발명의 원리에 따라 도 19의 가요성 인쇄 회로 시트의 다양한 예시적 구성을 표현하는 측면도.
이하의 설명은 본질상 단지 예시일 뿐이며 본 발명, 그 응용, 또는 사용을 제한하려는 의도는 아니다. 도면의 곳곳을 통하여, 대응하는 참조 부호는 유사하거나 대응하는 부분 및 특징을 나타내며 각각의 도면 내 다양한 구성요소는 축척대로 그려져 있다고 이해되는 것이다. 이하의 설명이 일반적으로는 일례의 가요성 또는 가단성 흡인 기구(malleable suction instrument)와 동작상 연관된 가요성 회로 시트와 관련되어 있기는 하지만, 가요성 회로 시트는, 다양한 다른 외과용 기구를 포함하는, 다양한 디바이스 및/또는 기구와 연관될 수 있음을 인식할 것이다.
다양한 예시적 실시예는 이러한 개시가 철저하게 되고 당업자에게 그 범위를 충분히 전하도록 제공된다. 본 발명의 예시적 실시예의 철저한 이해를 제공하기 위해 특정 컴포넌트, 디바이스, 시스템 및/또는 방법의 예와 같은 수많은 특정 상세가 제시된다. 특정 상세가 채용될 필요는 없고, 예시적 실시예는 여러 다른 형태로 구체화될 수 있고, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니됨은 당업자에게는 명백할 것이다. 일부 예시적 실시예에 있어서, 주지의 프로세스, 주지의 디바이스 구조, 및 주지의 기술은 상세히 설명되지는 않는다.
도 1은 본 발명의 다양한 예시적 실시예에 따라, 항행가능한 가단성 흡인 디바이스 또는 흡인 기구와 같은, 외과용 기구(100)의 라인-오브-사이트 아닌 항행(non-line-of-site navigating)에서의 사용을 위한 이미지-유도형 항행 시스템(10)의 개관을 도식적으로 예시하는 선도이다. 예시적 항행 시스템은 John H. Dukesherer 등에 2008년 4월 29일자로 발행된 미국 특허 제7,366,562호 및 Bradley A. Jascob 등에 2008년 6월 5일 출간된 미국 특허 출원 공개 공보 제2008/0132909호에 개시된 것들을 포함하여, 양자는 참조에 의해 여기에 편입된다. 상업용 항행 시스템은 미국 콜로라도 루이빌에 사업장을 갖는 Medtronic Navigation, Inc.에 의해 판매되는 StealthStation® AxiEMTM 외과용 항행 시스템을 포함한다. 항행 시스템(10) 및 흡인 기구(100)가 일반적으로 이비인후과(ENT) 시술과 연관하여 설명되고 있기는 하지만, 항행 시스템(10) 및 흡인 기구(100)는 다양한 다른 적합한 시술에서 사용될 수 있음을 인식하여야 한다.
일반적으로, 항행 시스템(10)은, 여기에서 설명될 바와 같이, 그 연관된 일례의 가요성 인쇄 회로 시트(232)를 포함하는, 그 원위 첨단 또는 단부를 포함하는, 일례의 흡인 기구(100)의 위치를 추적하도록 사용될 수 있다. 항행 시스템(10)은 일반적으로 이미지 디바이스 컨트롤러(28) 및 C-아암(24)으로서 구성된 형광 투시 X-레이 이미징 디바이스와 같은 선택적 이미징 시스템(20)을 포함할 수 있다. C-아암 이미징 시스템(20)은 당업계에서 주지되어 있는, 디지털 또는 CCD 카메라와 같은, 어떠한 적합한 이미징 시스템이라도 될 수 있다. 획득된 이미지 데이터는 C-아암 컨트롤러(28)에 저장되고 이미지 데이터(40)를 디스플레이할 디스플레이 디바이스(36) 및 사용자 인터페이스(44)를 갖는 항행 컴퓨터 및/또는 프로세서 컨트롤러 또는 워크스테이션(32)에 보내질 수 있다. 워크스테이션(32)은 또한 이미지 프로세서, 항행 프로세서, 및 명령어와 데이터를 유지할 메모리를 포함하거나 그에 접속될 수 있다. 워크스테이션(32)은 항행형 시술에서 조력하는 최적화 프로세서를 포함할 수 있다. 또한 이미지 데이터가 컨트롤러(28)에 반드시 우선 보유되지는 않고 워크스테이션(32)에 직접 송신될 수도 있음을 이해할 것이다. 더욱, 항행 시스템을 위한 프로세싱 및 최적화는 전부 단일 또는 다수의 프로세서로 행해질 수 있으며 그 전부는 워크스테이션(32)에 포함되어 있을 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다.
워크스테이션(32)은 디스플레이 디바이스(36) 상에 이미지로서 이미지 데이터(40)를 디스플레이하거나, 저장하거나, 디지털식으로 조작하거나, 수신된 이미지 데이터의 하드 카피 이미지를 인쇄하기 위한 기능을 제공한다. 키보드, 마우스, 터치 펜, 터치 스크린 또는 다른 적합한 디바이스일 수 있는 사용자 인터페이스(44)는 의사 또는 사용자(50)가 C-아암 컨트롤러(28)를 통하여 이미징 디바이스(20)를 제어하도록 입력을 제공하거나 또는 디스플레이 디바이스(36)의 디스플레이 설정을 조절할 수 있게 한다.
도 1을 계속 참조하면, 항행 시스템(10)은 전자기(EM) 추적 시스템(60)과 같은 추적 시스템을 더 포함할 수 있다. EM 추적 시스템(60)의 논의는 어떠한 적합한 추적 시스템과도 관련된다고 이해될 수 있다. EM 추적 시스템(60)은 코일 어레이(64) 및/또는 제2 코일 어레이(68)와 같은 로컬라이저, 코일 어레이 컨트롤러(72), 항행 프로브 인터페이스(80), 및 추적가능한 흡인 기구(100)를 포함할 수 있다. 기구(100)는, 여기에서 논의될 바와 같이, 기구 추적 디바이스 또는 디바이스들(84)을 포함할 수 있다. 간략하게는, 추적 디바이스(84)는 로컬라이징 코일 어레이(64, 68)에 의해 산출된 필드를 감지하고 항행 시스템(10)에 정보를 제공하여 추적 디바이스(84)의 위치를 결정하도록 전자기 코일을 포함할 수 있다. 그 후 항행 시스템(10)은 환자(34) 및 환자 공간에 상대적인 항행을 감안하도록 흡인 기구(100)의 원위 첨단의 위치를 결정할 수 있다.
EM 추적 시스템(60)은 항행에 사용되는 전자기 필드를 생성하도록 코일 어레이(64, 68)를 사용할 수 있다. 코일 어레이(64, 68)는, 때로는 환자 공간이라고 지칭되는, 환자(34)의 항행 영역 내 구별되는 전자기 필드를 발생시키도록 각각 동작가능한 복수의 코일을 포함할 수 있다. 대표적 전자기 시스템은 1999년 6월 22일에 발행된 미국 특허 제5,913,820호 발명의 명칭("Position Location System") 및 1997년 1월 14일에 발행된 미국 특허 제5,592,939호(발명의 명칭 "Method and System for Navigating a Catheter Probe")에 제시되어 있으며, 그 각각은 참조에 의해 여기에 편입된다.
코일 어레이(64, 68)는 코일 어레이 컨트롤러(72)에 의해 제어 또는 구동될 수 있다. 코일 어레이 컨트롤러(72)는 시분할 다중 또는 주파수 분할 다중 방식으로 코일 어레이(64, 68) 내 각각의 코일을 구동할 수 있다. 이에 관하여, 각각의 코일이 구별되는 시간에 별개로 구동될 수도 있고 코일 전부가 각각 서로 다른 주파수에 의해 구동되어 동시에 구동될 수도 있다.
코일 어레이(64, 68) 내 코일을 코일 어레이 컨트롤러(72)로 구동 시에, 전자기 필드는, 또다시 때로는 환자 공간이라고 지칭되는, 의료 시술이 수행되고 있는 영역 내 환자(34) 내 발생된다. 환자 공간 내 발생된 전자기 필드는 흡인 기구(100) 상에 또는 그 내부에 위치결정된 추적 디바이스(84) 내 전류를 유도한다. 추적 디바이스(84)로부터의 이들 유도된 신호는 항행 프로브 인터페이스(80)에 전해지고 후속하여 코일 어레이 컨트롤러(72)에 포워딩될 수 있다. 항행 프로브 인터페이스(80)는 또한 기구(100) 내 추적 디바이스(84)와 직접 인터페이싱하도록 증폭기, 필터 및 버퍼를 포함할 수 있다. 대안으로, 추적 디바이스(84) 또는 어떠한 다른 적합한 부분이라도, 항행 프로브 인터페이스(80)에 직접 결합되는 것이 아니라, 참조에 의해 여기에 편입되는, 2002년 11월 5일에 발행된 미국 특허 제6,474,341호(발명의 명칭: "Surgical Communication Power System")에 개시되어 있는 것과 같은 무선 통신 채널을 채용할 수 있다.
추적 시스템(60)은 필수적으로, 그것이 전자기 추적 어셈블리를 사용하고 있으면, 낮은 에너지이고 일반적으로 항행 필드라고 지칭될 수 있는 자기 필드를 발생시키도록 환자(32)에 인접하여 코일 어레이(64, 68)를 위치결정시킴으로써 작동한다. 항행 필드 또는 환자 공간 내 모든 포인트마다 고유 필드 강도와 연관되기 때문에, 전자기 추적 시스템(60)은 추적 디바이스(84) 위치에서 필드 강도를 측정함으로써 기구(100)의 위치를 결정할 수 있다. 코일 어레이 컨트롤러(72)는 추적 디바이스(84)로부터의 유도된 신호를 수신하고 추적된 흡인 기구(100)와 연관된 추적 디바이스(84)의 위치에 관한 정보를 송신할 수 있으며, 여기서 위치 정보는 x, y 및 z 위치와 롤, 피치 및 요 오리엔테이션 정보 양자를 포함할 수 있다. 따라서, 6 자유도(6 DOF) 정보가 항행 시스템(10)으로 결정될 수 있다.
이제 도 2 내지 도 10을 참조하면, 항행형 가단성 외과용 기구(100)가 더 상세히 설명될 것이다. 일례의 구성에 있어서, 가단성 외과용 기구(100)는, ENT 시술에서 유체 및 조직 제거를 포함하여, 흡인에 사용될 수 있다. 그렇지만, 항행형 가단성 외과용 기구(100)는 소망될 수 있는 바와 같이 다양한 다른 외과용 시술에서 사용될 수 있고 가단성 또는 가요성 내시경, 가단성 또는 가요성 카테터, 및/또는 가단성 삽입관의 형태로 제공될 수 있음을 인식하여야 한다. 그리하여, 이하의 설명이 항행형 가단성 흡인 기구(100)를 참조하여 계속되기는 하지만, 그 논의는 또한 위에서 논의된 외과용 기구에도 적용가능하다.
흡인 기구(100)는 튜브 어셈블리(110), 핸들 어셈블리(114) 및 추적 센서 배열(118)을 포함할 수 있다. 흡인 기구(100)는 그것이 그러한 사용 후에 버려지도록 단일 사용으로 구성될 수 있다. 튜브 어셈블리(110)는 가단성의 세장형 튜브 바디(126) 및 삽입 부분(130)을 포함할 수 있다. 튜브 바디(126)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 외측 직경(134) 및 내측 직경(138)을 포함할 수 있고 핸들 어셈블리(114)에 결합된 제1 단부(142) 및 삽입 부분(130)을 수용하도록 구성된 제2의 반대 단부(148)를 가질 수 있다. 제2 단부(148)는, 도 6에 또한 도시된 바와 같이, 바디(126)의 나머지 부분의 내측 직경(138)보다 더 큰 내측 직경(156)을 갖는 내부 환상 오목부(152)를 포함할 수 있다. 가단성의 세장형 바디(126)는 여기에서 논의될 바와 같이, 그것이 다양한 구성으로 구부러지거나 형성되고 그 구부러지거나 형성된 구성을 보유하는 것을 용이하게 하도록 가단성이도록, AL 3003-O와 같은 다양한 알루미늄 합금, 어닐링된 304와 같은 다양한 스테인리스 스틸 합금과 더불어, 티타늄, 니오븀, 몰리브덴, 탄탈룸, 니티놀, 비닐 및 멀티-루멘 재료를 포함하는 다양한 다른 재료로 형성될 수 있다. 바디(126)는 또한, 7, 9, 및 12 프렌치 직경을 포함하여, 다양한 길이 및 직경으로 제공될 수 있다.
삽입 부분(130)은 적어도 추적 센서(84)를 위한 비-가단성 서포트를 제공하도록 구성될 수 있다. 삽입 부분(130)은, 도 6에 또한 도시된 바와 같이, 환상 오목부(152)의 내측 직경(156)과 실질적으로 같은 외측 직경(160), 및 가단성의 세장형 바디(126)의 내측 직경(138)과 실질적으로 같은 내측 직경(164)을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 실질적으로 같은 내측 직경(138, 164)은 흡인을 위한 실질적으로 일정한 흐름 경로(166)를 제공할 수 있다. 그렇지만, 내측 직경(138, 164)에는 또한 달라지는 치수가 제공될 수 있다. 삽입 부분(130)은 또한, 14 ㎜를 포함하여, 10 내지 15 ㎜의 일례의 축방향 길이를 포함할 수 있다. 삽입 부분(130)은 제1 단부(172) 및 제2의 반대 단부(176)를 포함할 수 있다. 삽입 부분(130)의 제1 단부(172)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 환상 오목부(152)에 수용될 수 있다. 삽입 부분은, 여기에서 설명될 바와 같이, 추적 디바이스(84)를 수용 및 하우징하는 것을 용이하게 하도록 강성 구성을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 삽입 부분(130)은 삽입 부분(130)이 세장형 바디(126)처럼 가단성이 아니도록 스테인리스 스틸 또는 다른 생체적합성 강성 재료로 형성 또는 제조될 수 있다. 삽입 부분은 또한 대략 10 ㎜의 일례의 축방향 길이를 포함할 수 있다.
삽입 부분(130)은, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 그 외부 상에 수용된 슬리브(190)를 포함할 수 있다. 슬리브(190)는 삽입 부분(130)의 외측 직경과 실질적으로 같은 내측 직경(194), 및 바디(126)의 외측 직경(134)과 실질적으로 같은 외측 직경(198)을 포함할 수 있다. 슬리브(190)는 또한 바디(126)에 비해 다른 직경으로 구성될 수 있음을 인식하여야 한다. 슬리브(190)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 삽입 부분(130)의 제1 단부(172)로부터 제2 단부로 향하여 삽입부(130)의 일부 위에 뻗어있을 수 있다. 일례의 구성에 있어서, 슬리브(190)는 제1 단부(172)로부터 뻗어있고 삽입 부분(130)이 바디(126)의 환상 오목부(152)에 결합될 때 바디(126)의 제1 단부(142)와 접촉할 수 있다. 다른 일례의 구성에 있어서, 슬리브(190)는 위에서 논의된 것과 유사한 방식으로 바디 부분(130)의 제1 단부(172)로부터 뻗어있을 수 있지만, 도 6에 도시된 바와 같이, 바디(126)의 제1 단부(142)에 미달하여 멈출 수 있다. 슬리브(190)는 삽입 부분(130)에 고정될 수 있고, 삽입 부분(130)은 적합한 접착제로 환상 오목부(152)에 고정될 수 있다. 슬리브(190)는 중합체 재료 또는 다른 적합한 재료로 형성될 수 있다. 슬리브(190)는 또한 삽입부(130)의 제2 단부(176)와 실질적으로 정렬하도록 구성된 제1 단부(220)를 포함할 수 있다. 제1 단부(220)는 그것이 흡인 시술 동안 주변 조직에 맞대어 그러한 조직을 절단 또는 손상시키지 않게 놓일 수 있도록 둥근 또는 챔퍼링된 뭉툭한 원위 첨단 또는 단부 부분(222)을 포함할 수 있다. 일례의 구성에 있어서, 단부 부분(222)은 조직을 절단 또는 손상시키는 것을 방지하도록 삽입 부분(130) 위에 뻗어있을 수 있다.
도 4 및 도 5를 특히 참조하면, 슬리브(190)는, 여기에서 설명될 바와 같이, 추적 센서 배열(118)을 수용 및 지지하는 것을 용이하게 하도록 구성된 복수의 평평한 섹션(206)을 포함할 수 있다. 일례의 구성에 있어서, 슬리브(190)는 추적 디바이스(84)를 부착가능하게 수용하도록 구성된 적어도 3개의 평평한 섹션(206)을 포함할 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 추적 디바이스(84)는, 여기에서 설명될 바와 같이, 3개의 코일 어셈블리(214)를 포함할 수 있다. 간략하게는, 일례의 구성에 있어서, 3개의 코일 어셈블리(214)는 각각 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 원통형 구성을 포함할 수 있으며, 대략 1.5 ㎜ 내지 2 ㎜의 전체적 축방향 길이, 대략 0.3 내지 0.5 ㎜의 전체적 직경, 및 원통형 구성을 형성하도록 원통형 베이스를 따라 감긴 복수의 와이어 권선을 갖는다. 복수의 권선은, 도 5에 일반적으로 도시된 바와 같이, 일반적으로 균일한 원통형 구성을 갖는 코일 어셈블리(214)를 형성할 수 있다. 각각의 평평한 섹션(206)은, 예를 들어 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 대응하는 코일 어셈블리(214)를 수용하도록 구성되어 내부에 형성된 슬롯 또는 디프레션(218)을 포함할 수 있다. 각각의 슬롯(218)은 튜브 어셈블리(110)의 길이방향 축(208)에 대하여, 55도 각도를 포함하여, 35도 내지 75도 각도로 대응하는 평평한 섹션(206)에 형성될 수 있다. 일례의 구성에 있어서, 각각의 슬롯(218)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 길이방향 축(208)에 대하여 55도 각도로 형성될 수 있다. 3개의 평평한 섹션(206)의 각각은, 도 4 내지 도 6에 또한 일반적으로 도시된 바와 같이, 슬리브(190)의 원주 둘레에 120도로 또는 등거리에 위치결정될 수 있고 따라서 3개의 코일 어셈블리(214)는 마찬가지로 슬리브(90)의 원주 둘레에 등거리로 위치결정된다. 코일 어셈블리는 또한 평평한 섹션(206) 없이 슬리브에 결합될 수 있고, 길이방향 축에 대해, 평행한 것을 포함하여, 여러 다른 오리엔테이션으로 정렬될 수 있음을 인식하여야 한다. 이에 관하여, 슬리브(190)는 코일 어셈블리(214)를 수용하도록 구성된 단면이 원형 형상인 외측 표면을 포함할 수 있다.
코일 어셈블리(214)는 6 DOF 추적 정보가 결정될 수 있도록 항행 시스템(10)과 협력하는 위에서 설명된 바와 같은 3개의 코일 어셈블리를 포함할 수 있다. 그렇지만, 6 DOF 추적 정보가 또한 결정될 수 있도록 항행 시스템(10)과 함께 2개의 코일 어셈블리(214)도 사용될 수 있음을 인식하여야 한다. 3개의 코일 어셈블리(214)가 이용되는 일 구성에 있어서, 3개의 코일 어셈블리 중 2개는 길이방향 축(208)에 대하여 소정 각도로 위치결정되고 제3 코일 어셈블리는 길이방향 축(208)에 대하여 소정 각도로 위치결정되거나 그에 평행할 수 있다. 3개의 코일 어셈블리(214)는 또한 각각 서로에 대하여 소정 각도로 위치결정될 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 길이방향 축(208)에 대한 3개의 코일 어셈블리(214)의 일례의 각도는 55도일 수 있으며, 그것은 또한 슬리브(190) 둘레로 원주상으로 코일 어셈블리의 최적 패키징 및 스페이싱을 제공한다. 55도의 각도가 논의되었기는 하지만, 요구될 수 있는 바와 같이 다른 각도가 코일 어셈블리(214) 및 기구(100)와 이용될 수 있음을 인식하여야 한다. 또한, 위에서 논의된 바와 같이, 코일 어셈블리는 길이방향 축(208)에 직각으로 또는 평행으로 위치결정될 수 있음을 인식하여야 한다.
추적 디바이스(84)가 2개의 코일 어셈블리(214)를 포함하는 일 구성에 있어서, 2개의 코일 어셈블리는 유사하게 슬리브(190)의 외측 주변 둘레로 180도 이격되거나 등거리로 위치결정될 수 있고, 더불어 또한 튜브 어셈블리(110)의 길이방향 축(208)에 대해 소정 각도로 그리고 서로에 대해 소정 각도로 각각 위치결정될 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 2개의 코일 어셈블리는 또한 6 DOF 추적 정보가 결정될 수 있도록 항행 시스템(10)과 협력할 수 있다. 일례의 구성에 있어서, 2개의 코일 어셈블리(214)는 튜브 어셈블리(210)의 길이방향 축(208)에 대하여 약 55도를 포함하여 약 35도 내지 75도의 각도로 위치결정될 수 있다.
도 8 및 도 9를 부가적으로 참조하면, 대안의 권선 구성을 갖는 2개의 예시적 코일 어셈블리(214A, 214B)가 일례의 기구의 일례의 튜브 구조(223)와 동작상 연관되어 예시되어 있다. 코일 어셈블리(214A, 214B)는 각각 도 5에 도시된 코일 어셈블리(214)의 전체적 원통형 구성에 비해 전체적 비-선형 형상을 포함할 수 있다. 코일 어셈블리(214A)는, 도 8에 일반적으로 도시된 바와 같이, 디프레션(224)이 복수의 권선의 대향 단부(225)보다 더 작은 외측 직경을 갖게 되도록 중심 아치 디프레션 또는 오목부(224)를 포함할 수 있다. 코일 어셈블리(214A)의 권선 구성은 기구의 전체적 외측 치수 또는 사이즈를 최소화하는 것을 지향하면서 베이스 와이어 상의 코일 권선의 양을 최대화할 수 있는 능력을 제공할 수 있다. 이에 관하여, 코일 어셈블리(214A)는 코일 어셈블리 또는 어셈블리들(214A)이 필수적으로 튜브 구조의 외측 표면(226) 둘레에 둥지를 틀도록 튜브 구조(223)의 외측 표면(226)에 실질적으로 순응하는 아치 디프레션(224)을 갖는 것으로 도 8에 도시되어 있다. 이에 관하여, 튜브 구조(223)의 외측 직경에 인접하여 위치결정된 원통형 코일 어셈블리에 의해 제공된 일반적 클리어런스 때문에, 코일의 어느 단부 상의 갭 또는 공간(221)은 어셈블리 전체의 전체적 외측 직경을 유효하게 증가시키지 않고도 부가적 권선을 포함할 수 있다. 이것은 항행 공간 내 더 크거나 더 센 감도를 가능하게 할 수 있다.
도 9를 특히 참조하면, 코일 어셈블리(214B)는 일례의 튜브 구조의 내측 직경(229)에 순응하고 그 내부에 둥지를 틀도록 구성된 전체적 아치 볼록 형상(227)을 포함할 수 있다. 코일 어셈블리(214A)와 유사하게, 그러한 구성은 하나 이상의 코일 어셈블리(214B)를 수용하도록 요구될 튜브 구조(223)의 내측 직경(229)을 최소화하는 것도 지향하면서 베이스 와이어 상의 권선의 양을 최대화하기 위해 마련될 수 있다.
도 5 및 도 5a를 특히 참조하여, 추적 센서 배열(118)이 이제 상세히 설명될 것이다. 추적 센서 배열(118)은 2개 또는 3개의 코일 어셈블리(214)를 갖는 추적 디바이스(84)와 더불어, 제1 리드 와이어 세트(228), 가요성 인쇄 회로 기판 또는 시트(232) 및 제2 리드 와이어 세트(236)도 포함할 수 있다. 제1 리드 와이어 세트(228)는, 도 5에 일반적으로 도시된 바와 같이, 각각의 코일 어셈블리(214)에 대하여 한 쌍의 리드 와이어(228A, 228B)를 포함할 수 있다. 각각의 각자의 리드 와이어 쌍(228A, 228B)은 가요성 인쇄 회로 시트(232) 상의 각자의 회로 커넥션 쌍(240)의 제1 단부로 라우팅될 수 있다. 아래에 더 상세히 논의될 바와 같이, 가요성 회로 시트(232)는 의료용 및 다른 기구에서 이용되는 미세 와이어를 종단시키는 것과 연관된 시간 및 비용을 개선하면서 또한 그러한 기구에 필요로 되는 가요성을 제공하는 것을 용이하게 할 수 있다. 추적 디바이스(84)가 3개의 코일 어셈블리를 갖는 것으로 설명되고 있기는 하지만, 예를 들어 이용 중인 항행 시스템의 특성과 더불어 또한 소망의 자유도의 수에 따라 소망되거나 요구될 수 있는 바와 같이 더 많거나 더 적은 코일 어셈블리가 이용될 수 있음을 인식하여야 한다.
가요성 인쇄 회로 시트(232)는, 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이, 가요성 배킹 또는 베이스 층(244)을 가져서 그것이 바디(126)의 외측 표면의 윤곽에 쉽게 순응할 수 있다. 가요성 인쇄 회로 시트(232)는, 도 5 및 도 6에 일반적으로 도시된 바와 같이, 바디(126)의 주변 둘레를 전체적으로 또는 부분적으로 감싸고 있을 수 있고 바디(126)의 제2 단부(148)에 인접하여 위치결정될 수 있다. 이러한 방식으로, 삽입 부분(130)은, 도 6에 도시된 그 삽입된 위치에서, 가요성 인쇄 회로 시트(232)의 전부 또는 실질적으로 전부 아래에 있을 수 있다. 그리하여 강성 삽입 부분(130)은 가단성 바디(126)가 가요성 인쇄 회로 시트(232)의 부위에서 구부러지거나 휘지 않게 방지할 수 있다. 일례의 구성에 있어서, 가요성 인쇄 회로 시트(232)는 슬리브(190)의 일체 부분일 수 있다. 다른 일례의 구성에 있어서, 가요성 인쇄 회로 시트(232)는 슬리브(190) 상에 유사한 방식으로 위치결정될 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 가요성 인쇄 회로 시트(232)는 바디(126)의 제2 단부(148)에 인접하는 슬리브(190)의 단부와 코일 어셈블리(214) 사이의 슬리브(190) 상에 위치결정될 수 있다.
제2 리드 와이어 세트는, 도 5a에서의 부분 분해도를 참조하여 도 5에 일반적으로 도시된 바와 같이, 3개의 각각의 와이어 쌍(236A, 236B, 236C)을 포함할 수 있다. 도 2 내지 도 5, 도 6, 도 7 및 도 10이 제2 리드 와이어 세트(236)를 하나의 엘리먼트로서 도시하고 있기는 하지만, 이것은 단지 예시의 목적을 위한 것일 뿐임을 인식하여야 하고 도 2 내지 도 5, 도 6, 도 7 및 도 10에 도시된 제2 리드 와이어 세트는, 도 5a에 도시된 바와 같이, 3개의 각자의 리드 와이어 쌍(236A-C)을 포함한다고 이해되어야 한다. 각각의 리드 와이어 쌍(236A-C)은, 도 5a에 또한 도시된 바와 같이, 함께 꼬여 서로 인접하여 위치결정될 수 있다. 꼬인 와이어 쌍(236A-C)은 인접하는 리드 와이어의 각각의 쌍 간 전기적 간섭 또는 크로스-토크를 감축할 수 있다. 각각의 리드 와이어 쌍은 가요성 인쇄 회로 시트(232)를 통하여 단일 코일 어셈블리(214)에 접속될 수 있다. 리드 와이어는 또한 그 외측 표면 상에 테플론 코팅 또는 다른 적합한 윤활 또는 마찰 감축 코팅을 포함할 수 있다. 각각의 리드 와이어 쌍(236A-C)은 가요성 인쇄 회로 시트(232) 상의 각각의 회로 패드(240)의 반대 단부에 결합될 수 있다. 대안으로 리드 와이어(228)는 가요성 인쇄 회로 시트(232)의 사용 없이 바디(126)까지 꼬인 리드 와이어 쌍으로서 뻗어 있을 수 있거나, 또는 각각의 꼬인 리드 와이어 쌍(236)까지 뻗어 거기에 직접 종단될 수 있음을 인식하여야 한다.
3개의 꼬인 와이어 쌍(236A-C)을 포함하는 제2 리드 와이어 세트(236)는, 예를 들어 도 3 내지 도 5a에 일반적으로 도시된 바와 같이, 가요성 인쇄 회로 시트(232)로부터 제2 단부(148)까지 세장형 바디(126) 둘레에 나선형으로 감길 수 있다. 와이어(236)는, 도 5 내지 도 5a에 일반적으로 도시된 바와 같이, 약 30도를 포함하는, 대략 0 내지 85도의 길이방향 축(208)에 대한 각도(α)로 바디(126)의 바깥 둘레에 감길 수 있다. 바디(126) 둘레에 와이어(236)의 각각의 회전은, 도 5를 참조하여 도시된 바와 같이, 약 5 ㎜를 포함하는, 대략 2 내지 45 ㎜의 거리(D)만큼 서로로부터 이격되어 있을 수 있다. 일례의 구성에 있어서, 그 범위는 약 15 내지 45 ㎜를 포함할 수 있다. 테플론 코팅 및 와이어의 비교적 밀접한 스페이싱과 함께 길이방향 축에 대한 예각으로 와이어(236)의 나선형 권선은, 여기에서 논의될 바와 같이, 와이어(236)를 끊거나 그렇지 않으면 손상시킴이 없이, 90도 너머를 포함하는, 상당한 각도로 가단성 바디(126)를 구부릴 수 있음을 용이하게 한다. 와이어(236)는 또한 가요성 인쇄 회로 시트(232) 또는 추적 디바이스(84)로부터 제2 단부(148)까지 단일 회전으로 바디(126)를 따라 위치결정될 수 있음을 인식하여야 한다. 이에 관하여, 회전 스페이싱은 약 2 ㎜ 내지 바디(126)의 길이일 수 있다. 와이어(236)는 또한 바디(136) 둘레에 감기지 않고 가요성 인쇄 회로 시트(232)로부터 제2 단부(148)까지 바디(126)를 따라 위치결정될 수 있다.
제2 와이어 세트(236)가 제1 단부(142)로까지 튜브 바디(126)의 바깥 둘레에 나선형으로 감기고 나면, 와이어는, 도 7에 일반적으로 도시된 바와 같이, 핸들 어셈블리(114) 내 슬롯(254) 내에 라우팅되고 케이블 커넥터 어셈블리(258)의 각각의 리드 와이어에 접속될 수 있다. 케이블 커넥터 어셈블리(258)는, 도 1에 일반적으로 도시된 바와 같이, 항행 프로브 인터페이스(80)에 접속될 수 있다. 핸들 어셈블리(114)는 2개의 절반 섹션(264)을 포함할 수 있으며, 예시의 목적으로 도 7에는 하나의 절반 섹션이 도시되어 있다.
도 6을 특히 참조하고 도 2 내지 도 5a, 도 7 및 도 10을 계속 참조하면, 튜브 어셈블리(110)는, 도 6의 단면도에 도시된 바와 같이, 어셈블리 전체를 덮는 중합체성 외측 히트 슈링크(polymeric outer heat shrink)(272)를 포함할 수 있다. 그리하여, 히트 슈링크(272)는 바디(126)를 따라 나선형으로 감긴 와이어를 포함하는 센서 배열(118), 삽입 부분(130) 및 세장형 바디(126)를 덮을 수 있다. 히트 슈링크(272)는 바디(126)의 구부러짐과 그 구부러짐의 결과로서 나선형으로 감긴 와이어(236)의 사소한 상대 운동 양자에 충분한 가요성을 제공하면서 센서 배열(118) 및 튜브 어셈블리(110) 위에 외측 커버링 또는 쉘을 제공할 수 있다. 이에 관하여, 와이어는 히트 슈링크와 튜브 바디 사이에 움직일 수 있게 잡혀 있을 수 있다. 히트 슈링크 커버링은 또한 전기 격리 배리어로서 역할할 수 있다. 히트 슈링크 커버링은 도 6에만 도시되어 있는 한편, 그것은 와이어(236)의 라우팅 및 센서 배열(118)을 더 잘 예시하기 위해 단지 명확화의 목적으로 다른 다양한 도면에서는 도시되지 않았음을 이해하여야 한다. 이에 관하여, 히트 슈링크(272)는 도 2 내지 도 10에 도시된 센서 배열(118) 및 튜브 어셈블리(110)를 덮을 수 있다고 이해되어야 한다.
위에서 논의된 바와 같이, 핸들 어셈블리(114)는 예를 들어 2개의 절반과 같은 다수의 컴포넌트를 포함하 수 있으며, 도 7에 도시된 절반 중 하나는 내부에 형성된 흡인 통로(280)와 유체 연통하고 있는 흡인 튜브 어셈블리(110)의 제1 단부를 수용한다. 흡인 통로(280)는 핸들의 근위 단부로부터 돌출하는 커넥터(284)(도 2 및 도 3)에서 종단될 수 있고 흡인 소스(도시되지 않음)와 유체 연통하고 있는 흡인 호스 또는 다른 배열을 수용하도록 구성될 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이 와이어가 케이블 어셈블리에 접속되고 슬롯(254) 내 라우팅되고 나면, 핸들 어셈블리(114)의 다른 하나의 절반이 연결될 수 있고 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 핸들을 형성하도록 접착제가 사용되어 핸들 절반들을 함께 접합할 수 있다.
도 2를 특히 참조하면, 핸들 어셈블리(114)는 핸들 어셈블리(114)의 외측 표면(294)으로부터 뻗어 흡인 통로(280)와 유체 연통하는 보어(292) 형태일 수 있는 흡인 조절 특징(290)을 포함할 수 있다. 조작에 있어서, 외과 의사 또는 기구(100)의 사용자(50)는 그들의 엄지손가락 또는 다른 물체를 보어(292)의 위에 놓아 보어(292)의 열림을 달리하고 그리하여 흐름 경로 또는 통로(166)에 실현된 흡인 압력의 양을 달리할 수 있다. 예를 들어, 보어(292)가 완전히 열리거나 덮히지 않고 두면, 흡인의 전부는 아니더라도 대다수는 보어(292)를 통할 것이고 삽입 부분(130)의 제1 단부(172)를 통하지 않을 것이다. 다른 한편, 보어(192)가 완전히 덮히거나 닫혀 버리면, 최대 흡인량이 단부(172)에서 실현될 것이다. 따라서 완전히 닫힘과 완전히 열림 사이에서 보어(292)의 열림을 달리하는 것은 대응하여 단부(172)에서 실현되는 흡인의 양을 달리할 수 있다.
조작에 있어서 그리고 도 10을 부가적으로 참조하면, 가단성의 세장형 바디(126)는, 예시적 구성(300A-D)에 의해 일반적으로 도시된 바와 같이, 다양한 구성으로 구부러질 수 있다. 바디(126)의 가단성 본질은 바디(126)가 뒤틀림 없이 그러한 다양한 구성으로 구부러질 수 있는 능력을 제공할 수 있고 다른 구성으로 구부러지거나 성형될 때까지 그 다양한 구성을 유지하고 있을 수 있다. 더욱, 가단성 바디(126)는, 구부림을 용이하게 하는 맨드렐과 같은, 부가적 도구를 요구함이 없이 위에서 논의된 바와 같이 구부러지거나 성형될 수 있다. 이것은, 예를 들어, 외과 의사가 시술을 수행하면서 구부림을 용이하게 하도록 부가적 도구 또는 다른 장비에 의지해야 함이 없이 환자에 가까이 근접하여 시술 동안 손으로 여러 번 바디(126)를 구부릴 수 있다는 점에서 유익하다.
더욱, 테플론 코팅과 함께 와이어(236)의 나선형으로 감긴 구성은 와이어를 끊지 않고, 90도를 통하여를 포함하는, 다양한 각도로 가단성 바디(126)를 구부릴 수 있는 능력을 제공한다. 더 구체적으로, 와이어(236)를 길이방향 축에 대해 소정 각도로 그리고 서로 가까이 근접하여 바디(126) 둘레에 나선형으로 감는 것에 의하여, 감긴 와이어는 그것들이 구부림 동안 잡아당겨지고 그리고/또는 끊기지 않도록 그 구부러진 형상에 순응하고 그 구부러진 튜브에 따라 축방향으로 움직이거나 휠 수 있다. 부가적으로, 테플론 코팅은 와이어가 구부림 동안 튜브와 외측 슈링크 코팅(272) 간 상대적 운동을 갖도록 부가 윤활성을 제공한다.
더욱, 원위 첨단(222) 가까이에 추적 디바이스(84)를 제공함으로써, 흡인 기구의 원위 첨단(222)은 환자(34)의 체강 내 시선 밖에 있을 때 흡인 기구(100)의 원위 첨단에 대한 실질적으로 정확한 위치 데이터를 제공하도록 추적될 수 있다. 이것은, 예를 들어 첨단이 핸들에 상대적으로 구부러지거나 움직이고 여전히 추적될 수 있기 때문에, 가단성 흡인 기구(100)에 특히 유용하다. 다른 한편으로, 추적 디바이스가 (후부 추적 시스템에서와 같이) 핸들 내 있었고 후속하여 바디(126)가 구부러지거나 성형되었으면, 항행 시스템은 더 이상 원위 첨단의 위치를 정확히 추적할 수 없었을 것이다. 이에 관하여, 본 교시는 시술 동안 요구될 수 있는 바와 같은 다양한 구성으로 구부러지거나 성형될 수 있는 첨단 추적 가단성 흡인 기구를 제공하고, 원위 첨단은 다양한 구부러진 위치 중 어디에서라도 정확히 추적될 수 있다.
사용에 있어서, 환자(34)는 수술대 또는 다른 적합한 구조 상에 위치결정될 수 있고, ENT 영역과 같은, 환자 또는 항행 공간의 적합한 이미지 데이터가 획득될 수 있다. 이미지 데이터는 당업계에 알려져 있는 바와 같이 항행 공간에 등록될 수 있다. 외과 의사(50)는 표적 부위에 도달하도록 가단성 흡인 기구(100)의 형상을 결정하고 결정된 형상으로 흡인 기구(100)를 구부릴 수 있고, 위에서 논의된 바와 같이, 여기서 기구(100)는 구부러진 형상을 보유한다. 그 후 구부러지거나 성형된 외과용 기구(100)는 기구(100)의 원위 첨단의 위치를 표현하는 십자선이 이미지 데이터 상에 겹쳐지면서 표적 부위로 유도될 수 있다. 십자선은 기구(100)가 표적 부위로 항행됨에 따라 원위 첨단의 추적된 상대적 위치를 보여줄 수 있다. 부가적으로, 성형된 기구(100)의 표적 부위로의 항행 동안 외과 의사가 그 성형된 구성이 개조될 필요가 있을 것이라고 결정하면, 외과 의사는 기구(100)를 구부리고 그리고/또는 새로 성형된 구성으로 재성형하여 위에서 논의된 바와 같이 또다시 진행할 수 있다.
도 11을 부가적으로 참조하면, 대안의 추적 디바이스 배열(84')이 이제 논의될 것이다. 도 11에서 알 수 있는 바와 같이, 추적 디바이스(84')는 코일 어셈블리(214) 대신에 사용될 수 있는 2개 또는 3개의 감싸진 코일 어셈블리(214')를 포함할 수 있다. 코일 어셈블리(214')는 원위 첨단(222)에 근접하여 슬리브(190) 둘레에 감싸질 수 있다. 일례의 구성에 있어서, 코일 어셈블리(214')는 길이방향 축(208)에 대해 비-법선 및 비-평행 각도를 갖는 감싸기 축으로 중첩하는 방식으로 슬리브(190) 둘레에 개별적으로 감싸질 수 있다. 예시된 예의 구성에 있어서, 코일 어셈블리(214')는 서로 및 길이방향 축(208)에 대해 소정 각도로 슬리브(190) 둘레에 감싸질 수 있다. 다른 일례의 구성에 있어서, 코일 어셈블리(214')는 슬리브(190) 둘레에 그리고 서로로부터 축방향으로 이격되어 감싸질 수 있다. 코일 어셈블리(214')의 추가적 논의는 2010년 4월 29일자로 제출된 미국 출원 일련 번호 제12/770,181호(발명의 명칭: "Method and Apparatus for Surgical Navigation")에서 찾아볼 수 있으며, 그 개시는 그 전체가 참조에 의해 여기에 편입된다.
도 12를 부가적으로 참조하면, 다른 대안의 추적 디바이스 배열(84")이 기구(100)와 연관되어 도시되어 있다. 추적 디바이스(84")는 또한 추적 디바이스(84) 대신에 사용될 수 있고 원위 첨단(222)에 근접하여 슬리브(190) 둘레에 위치결정된 복수의 계란형 코일 어셈블리(214")를 포함할 수 있다. 일례의 구성에 있어서는, 2개 내지 4개의 코일 어셈블리(214")가 원위 첨단(222)에 근접하여 슬리브(190) 둘레에 위치결정될 수 있다. 예시된 예의 구성에 있어서, 도 12에 도시된 바와 같이, 4개의 코일 어셈블리(214")는 원위 첨단(222)에 근접하여 슬리브(190) 둘레에 원주상으로 이격되어 있을 수 있고, 축방향 코일(304)은 코일 어셈블리(214")의 근위에 위치결정될 수 있다. 일례의 구성에 있어서, 2개의 계란형 코일 어셈블리(214")에는 축방향 코일(304)이 제공될 수 있다. 2개의 코일 어셈블리(214")는 또한 축방향 코일(304)을 구비한 2쌍의 코일 어셈블리(214")를 포함할 수 있다.
코일 어셈블리(214")는, 타원형, 원형 또는 계란형과 같은, 다양한 선택된 형상으로 형성될 수 있다. 일례의 구성에 있어서, 축방향 코일(304)은, 도 12에 도시된 바와 같이, 바디(126) 또는 슬리브(190)의 외측 표면과 동심원이고 그 둘레에 감싸질 수 있다. 코일 어셈블리(214") 및 축방향 코일(304)의 추가적 논의는 2011년 1월 28일자로 제출된 미국 출원 일련 번호 제13/016,740호(발명의 명칭: "Method and Apparatus for Image-Based Navgation")에서 찾아볼 수 있으며, 그 개시는 그 전체가 참조에 의해 여기에 편입된다.
이제 도 13a 내지 도 18을 보면, 가요성 인쇄 회로 시트(232)가, 그 다양한 예시적 구성을 포함하여, 이제 더 상세히 논의될 것이다. 도 13a 내지 도 13b를 특히 참조하면, 가요성 인쇄 회로 시트(232)의 일례의 구성이 분해도(도 13a)로도 그리고 조립도(도 13b)로도 도시되어 있다. 가요성 인쇄 회로 시트(232)는 가요성 배킹 또는 베이스 층(244), 베이스 층(244)의 제1 또는 상측(354) 상에 위치결정된, 구리 트레이스(350)와 같은, 하나 이상의 회로 또는 도전성 트레이스, 트레이스(350)와 연관된 회로 패드(358), 및 적어도 구리 트레이스(350) 위에 형성되고 베이스 층(244)에 결합되는 절연성 층(362)을 포함할 수 있다. 구리 트레이스(350)가 상측(354) 상에 위치결정된 것으로 도시되어 있기는 하지만, 구리 트레이스(350)는 또한 베이스 층(244)의 반대 하측 상에 위치결정될 수 있음을 인식할 것이다. 논의가 구리 트레이스(350)인 도전성 트레이스를 계속 참조할 것이기는 하지만, 도전성 트레이스는 또한 금속, 니켈, 금, 또는 니켈/금 도금 구리로 형성될 수 있다.
가요성 인쇄 회로 시트(232)는, 일례의 흡인 기구(100)의 와이어(228, 236) 같은, 리드 와이어 및 연관된 센서 또는 코일의 미세 게이지 와이어 종단을 용이하게 하기 위한 메커니즘을 제공할 수 있다. 가요성 인쇄 회로 시트(232)는 또한 가요성이고 그리고/또는 순응가능한 기구 및 다른 디바이스 상의 회로 시트(232)의 사용과 연관하여 제조 및 설계 가요성을 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 센서 와이어를 리드 와이어에 전기적으로 종단시키기 위한 관용적 기술은 솔더링을 통하여 센서 와이어를 리드 와이어에 직접 접속시키는 것을 포함할 수 있다. 인식될 수 있는 바와 같이, 그러한 기술은 센서 및 리드 와이어가 대략 0.01 ㎜의 외측 직경을 갖는 58 AWG 와이어를 포함할 수 있음을 고려할 때 매우 시간 및 노동 집약적이다. 실로, 센서 와이어를 리드 와이어에 솔더링하기 위한 그러한 관용적 기술은 흔히, 제조 프로세스에 경비 및 비용을 추가적으로 넣을 수 있는, 현미경 또는 다른 확대 장치 하에 프로세스를 수행할 것을 요구한다.
또한 아래에 더 상세히 논의될 바와 같이, 여기에서 논의되는 예시적 가요성 회로 시트는, 특히 사이즈 또는 볼륨 제약을 갖고 또한 가요성 또는 순응성을 요구하는 의료용 기구에 대하여, 그러한 미세 게이지 센서 및 리드 와이어를 종단시킴에 있어서 개선된 효율 및 비용 감축을 제공할 수 있다. 이에 관하여, 가요성 회로 시트(232) 상의 회로 패드(358)는, 예를 들어, 0.1 ㎜ 내지 0.5 ㎜ 정사각형 패드와 같이, 종단될 와이어의 외측 직경보다 더 큰 크기의 차수일 수 있다. 일례의 구성에 있어서, 회로 패드(358)는, 예를 들어, 회로 패드(358)의 주 선형 치수가 종단될 와이어의 외측 직경보다 더 큰 크기의 차수일 수 있도록 종단될 와이어에 대해 큰 표면적을 가질 수 있다. 일례의 구성에 있어서, 종단될 와이어는 대략 0.03 ㎜ 내지 0.05 ㎜ 사이의 외측 직경을 포함할 수 있다. 일례의 구성에 있어서, 종단될 와이어는 대략 0.01 ㎜의 외측 직경을 갖는 58 AWG 와이어를 포함할 수 있다. 이것은, 여러 다른 것들 중에서도, 회로 패드(358)의 더 큰 사이즈에 기인하여 미세 게이지 와이어의 더 용이하고 더 효율적인 종단을 용이하게 할 수 있다.
베이스 층(244)은 베이스 층(244)이 가요성이고 다양한 표면 기하 구조에 순응할 수 있게 되도록 적합한 절연성 속성 및 적합한 재료 속성을 갖는 다양한 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 베이스 층(244)(또한 조립된 인쇄 회로 시트(232))은 가단성 흡인 기구(100)의 외측 튜브 표면에 순응할 수 있다. 일례의 구성에 있어서, 가요성 회로 시트(232)의 가요성 본질은 거기에 부착되고 나면 가단성 기구(100)의 튜브 어셈블리(110)와의 움직임을 용이하게 할 수 있다(예를 들어, 도 10). 일례의 구성에 있어서, 베이스 층(244)은, 국한되는 것은 아니지만, 폴리이미드를 포함하는 중합체 재료로 형성될 수 있다. 도 13a 내지 도 13b에 예시된 예의 구성에 있어서, 베이스 층(244)은 대략 7 ㎜의 길이(366) 및 대략 3 ㎜의 폭(370)을 포함할 수 있다. 그렇지만, 베이스 층(244)의 사이즈 및 형상은 특정 응용에 따라 달라질 수 있음을 인식하여야 한다.
구리 트레이스(350)는, 베이스 층(244)의 길이방향 축(374)에 실질적으로 직각인 것을 포함하여, 베이스 층(244) 상에 어떠한 소망의 오리엔테이션으로라도 위치결정 또는 인쇄될 수 있다. 유사하게 구리 트레이스(350)는 가요성 인쇄 회로 시트(232)의 특정 구성에 따라 길이 및 폭을 달리하는 것을 포함할 수 있다. 도 13a 내지 도 13b에 예시된 예의 구성에 있어서, 구리 트레이스(350)는 대략 1.25 내지 3.0 ㎜의 길이 및 대략 0.15 ㎜의 폭을 포함할 수 있다. 구리 트레이스(350)는 대략 0.01 내지 0.04 ㎜의 두께를 포함할 수 있다.
회로 패드(358)는, 도 13a 내지 도 13b에서 알 수 있는 바와 같이, 구리 트레이스(350)의 단부에 위치결정 또는 인쇄될 수 있다. 회로 패드(358)는, 예를 들어, 도 13a 내지 도 13b에 도시된 정사각형 또는 실질적 정사각형 형상(378)을 포함하여, 어떠한 소망의 형상으로라도 형성될 수 있다. 회로 패드(358)는 또한, 패드에 결합되기로 되어 있는 와이어의 전형적 외측 직경보다 더 큰 치수 또는 치수들을 포함하는, 달라지는 치수를 갖도록 형성될 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 와이어의 사이즈에 비해 회로 패드(358)의 그러한 더 큰 치수는 패드(358)에 와이어의 더 용이한 솔더링을 제공하고 그리하여 미세 게이지 와이어의 종단을 요구하는 기구를 제작하는 것과 연관된 시간 및 제조 복잡도를 감축시킬 수 있다.
예를 들어, 도 13a 내지 도 13b에 도시된 예시적 회로 패드(358)는 형상이 정사각형이고 대략 0.5 ㎜의 길이 및 폭을 포함한다. 또다시, 회로 패드(358)의 길이 및 폭은 가요성 인쇄 회로 시트(232)의 특정 응용에 따라 달라질 수 있음을 인식하여야 한다. 회로 패드(358)는 또한 구리로 형성될 수 있고, 주석/납과 같은 주석 도금 재료, 니켈/금 및/또는 금을 포함할 수 있다.
절연성 층(362)은 가요성 회로 시트(232)의 가요성 및 순응성을 저해하지 않거나 허용하는 어떠한 적합한 방식으로라도 베이스 층(244)에 결합되고 구리 트레이스(350) 위에 위치결정될 수 있다. 일례의 구성에 있어서, 절연성 층(362)은 접착제로 베이스 층(244) 및 구리 트레이스(350)에 부착될 수 있다. 절연성 층(362)은 회로 패드(358) 사이 구리 트레이스(350)를 덮거나 실질적으로 덮어 외부 콘택트로부터 트레이스(350)를 절연하도록 형상 및/또는 폭을 포함할 수 있다. 베이스 층(244)에 유사하게, 절연성 층(362)은 또한 폴리이미드와 같은 중합체 재료로 형성될 수 있다. 일례의 구성에 있어서, 절연성 층(362)은 포토이미지어블 커버레이(photoimageable coverlay)일 수 있다. 아래에 더 상세히 논의될 바와 같이, 절연성 층(362)은 베이스 층(244)의 두께보다 더 작은 두께를 포함할 수 있다. 도 13a 내지 도 13b에 도시된 예의 구성에 있어서, 절연성 층(362)은 구리 트레이스(350) 및 대응하는 회로 패드(358)의 예시적 대칭적 위치결정에 대응하는 직사각형 형상을 포함할 수 있다.
예시적 기구(100)와 같은 구조에 가요성 인쇄 회로 시트(232)를 결합하기 위하여, 접착제(364)가 사용될 수 있다. 그렇지만, 사용되는 수단이 인쇄 회로 시트(232)의 가요성 본질을 저해하지 않는 한, 가요성 회로 시트(232)를 구조에 고정하기 위한 다른 수단이 사용될 수 있음을 인식하여야 한다. 일례의 구성에 있어서, 접착제(364)는 베이스 층(244)의 하측 또는 제2 측(384)에 도포될 수 있다. 이에 관하여, 베이스 층(244)의 제2 측은 실질적으로 매끄러울 수 있다. 접착제(364)는 또한 베이스 층(244)에 도포되는 대신에 또는 그에 부가하여 구조에 도포될 수 있음을 또한 인식하여야 한다. 일례의 구성에 있어서, 접착제(364)는 의료용 등급 압력 감지 접착제를 포함할 수 있다. 다른 일례의 구성에 있어서, 접착제(364)는 의료용 등급 액체 또는 겔 접착제를 포함할 수 있다.
예시적 가요성 인쇄 회로 시트(232)는, 도 13b에 도시된 예시적 조립된 구성에 있어서, 대략 0.04 내지 0.07 ㎜ 사이의 함께 묶인 또는 전체적 두께(388)를 포함할 수 있다. 일부 예시적 실시예에 있어서, 전체적 두께(388)는 단지 대략 0.04 ㎜일 수 있다. 환언하면, 조립된 베이스 층(244), 회로 트레이스 및 패드(350, 358) 및 절연성 층(263)은 대략 0.05 ㎜의 전체적 두께(388)를 포함할 수 있다. 그렇지만, 그러한 두께는 가요성 인쇄 회로 시트(232)의 특정 응용에 따라 더 작거나 더 크도록 달라질 수 있음을 인식하여야 한다. 압력 감지 접착제(364)의 사용은 대략 0.025 ㎜ 내지 0.05 ㎜만큼 전체적 두께(388)를 증가시킬 수 있다. 유사하게, 겔 또는 액체 접착제의 사용은 단지 0.01 ㎜만큼만 두께(388)를 증가시킬 수 있다. 그리하여, 가요성 인쇄 회로 시트(232)의 전체적 두께(388)는, 다양한 여러 다른 구성에 있어서, 0.04 ㎜(접착제(364) 없음) 내지 대략 0.11 ㎜(접착제(364) 있음)로 달라질 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 가요성 회로 시트(232)의 그러한 최소 두께(388)는 회로 시트(232)의 가요성 및 순응성뿐만 아니라, 매우 타이트 볼륨 및/또는 패키징 제약을 갖는 의료용 및 다른 디바이스 및/또는 기구에 가요성 회로 시트의 적용가능성도 제공한다.
예를 들어, 당업자는 산업계에서 얇다고 생각되는 관용적 인쇄 회로 기판이 0.8 ㎜ 이상의 두께를 포함할 수 있고 에폭시 수지 프리프레그와 함께 적층된 유전체 층으로 만들어질 수 있음을 인식할 것이다. 그러한 두께와 조합된 그러한 재료는 관용적 회로 기판이 가요성이도록 제공하지 않고 그리하여 그것들은 비-평면 표면에 순응하거나 그리고/또는 휠 수 없어서, 그것들이 가요성 또는 가단성 의료용 기구와 사용될 수 없다. 더욱, 0.8 ㎜ 이상의 그러한 두께는 최소 두께 또는 전체적 높이를 유지하는 것이 중대한 파라미터인 의료용 기구 또는 디바이스에서 관용적 인쇄 회로 기판의 사용을 불가능하게 할 수 있다.
예시적 가요성 회로 시트(232)의 매우 얇은 두께(388)는, 폴리이미드 재료 구성과 함께, 회로 시트(232)의 상당한 가요성 및/또는 순응성을 제공할 수 있다. 이에 관하여, 전체적 두께(388) 및 폴리이미드 재료 구성을 갖는 예시적 가요성 회로 시트(232)는 두께(388)의 대략 10배의 굽힘 반경을 포함할 수 있다. 그리하여, 여기에서 논의되는 가요성 회로 시트(232)의 예시적 구성에 대하여, 굽힘 반경은 가요성 인쇄 회로 시트(232)의 전체적 두께(388)에 따라 대략 0.4 ㎜ 내지 0.7 ㎜일 수 있다. 그러한 굽힘 반경은 콤팩트 또는 낮은 프로파일 의료용 기구 또는 디바이스와 연관된 타이트 반경에 또는 그 둘레에 가요성 인쇄 회로 시트를 순응시킴에 있어서 상당한 가요성을 제공할 수 있다.
도 14 내지 도 16을 부가적으로 참조하면, 다른 일례의 가요성 인쇄 회로 시트(232)가 이제 논의되며 (232A)라는 참조 부호로 지정될 것이다. 가요성 인쇄 회로 시트(232A)는 가요성 회로 시트(232)에 대해 위에서 논의된 바와 같은 유사한 속성 및 두께 치수를 포함할 수 있어서 유사한 참조 부호가 유사한 특징 또는 컴포넌트를 지칭한다. 가요성 인쇄 회로 시트(232A)는 특정 의료용 기구 또는 디바이스를 위해 구성된 일례의 맞춤형 형상(custom shape)(392)을 갖는 것으로 도시되어 있다. 도 14 내지 도 16에 예시된 예의 구성에 있어서, 가요성 인쇄 회로 시트(232A)는 대응하는 코일 어셈블리(214) 둘레에 위치결정되거나 그리고/또는 그로의 접근을 제공하도록 구성된 하나 이상의 애퍼처(396)를 포함할 수 있다. 구리 회로 트레이스(350)는, 예를 들어 도 14에 도시된 바와 같이, 애퍼처(396) 및 맞춤형 형상(392)에 부응하도록 다양한 패턴으로 인쇄될 수 있다. 명확성의 목적으로 도시되지는 않았지만, 절연성 층(362)은 가요성 회로 시트(232A)의 회로 패드(358)가 노출되어 있게 두면서 구리 트레이스(350)를 덮기에 적합한 형상 및 적합한 컷아웃을 포함하는 맞춤형 형상으로 될 수 있음을 인식하여야 한다.
도 15 내지 도 16에서 알 수 있는 바와 같이, 가요성 인쇄 회로 시트(232A)는, 가단성 흡인 기구(100)의 원위 단부와 같은, 다양한 기구 또는 디바이스 형상에 순응하도록 다양한 구성으로 구부러지거나 휠 수 있다. 일례의 구성에 있어서, 가요성 인쇄 회로 시트(232A)는 가단성 흡인 기구(100) 둘레에 또는 실질적으로 둘레에 감싸질 수 있다. 가요성 인쇄 회로 시트(232A)는 또한 그 사용 동안 가단성 흡인 기구(100)와 구부러지거나, 휘거나 또는 비틀릴 수 있다. 이에 관하여, 가요성 인쇄 회로 시트(232A)는 3-차원적으로 휠 수 있다. 도 16에 도시된 예의 구성에 있어서, 가요성 회로 시트(232A)는, 예를 들어, 접착제(364)를 사용하여 가단성 흡인 기구(100)의 컴포넌트의 외측 표면에 부착될 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 리드 와이어(236A)는 적합한 회로 패드(358)에, 솔더링을 통하여서와 같이, 전기적으로 결합될 수 있고 코일 어셈블리 와이어(228)는, 도 16에 또한 도시된 바와 같이, 대응하는 패드(358)에 솔더링될 수 있다.
이제 도 17을 보면, 슬리브(190)에 형성된 채널(402)을 제외하고는 도 5에 도시된 가단성 흡인 기구(100)와 실질적으로 유사한 가단성 흡인 기구(100A)에 부착된 가요성 인쇄 회로 시트(232)가 도시되어 있다. 채널(402)은 센서 또는 코일 와이어(228)를 수용하고 기구(100A)에 대하여 와이어(228)에 대한 기결정된 라우팅 배치를 제공함과 더불어, 슬리브(190)의 외측 표면(406) 아래에 와이어(228)를 위치결정시킬 수 있다. 가요성 인쇄 회로 시트(232)는, 예를 들어 도 17에 도시된 바와 같이, 가단성 흡인 기구(100A)의 외측 표면에 순응할 수 있고 코일 어셈블리 와이어(228) 및 리드 와이어(236)의 효율적이고 비용 효과적인 종단을 제공할 수 있다. 예를 들어, 가요성 회로 시트(232)는 기구의 외측 표면의 반경에 대응하여 외측 표면에 실질적으로 동일 높이 또는 동일 평면으로 놓도록 휠 수 있다.
도 18을 특히 참조하면, 가요성 인쇄 회로 시트(232)가 전자기 환자 추적기 디바이스(410)와 연관되어 도시되어 있다. 예시된 예의 구성에 있어서, 추적기 디바이스(410)는 추적기 디바이스(410)의 길이방향 축(414) 둘레에 원주상으로 등거리에 위치결정된 3개의 코일 어셈블리(214)를 포함할 수 있고, 항행 시스템(10)의 EM 추적 시스템(60)과 통신하고 그에 의해 추적되도록 구성될 수 있다. 코일 어셈블리(214)는 또한, 예시된 예의 구성에서는, 도 5에 도시된 기구(100)에 대해 코일 어셈블리(214)가 위치결정될 때와 유사한 방식으로 축(414)에 대해 45도 내지 55도 사이와 같은 각도로 위치결정될 수 있다. 그렇지만, 다양한 다른 코일 어셈블리 구성 및/또는 오리엔테이션이 환자 추적기(410)와 이용될 수 있음을 인식할 것이다.
가요성 인쇄 회로 시트(232)는 도 18에 도시된 바와 같이 추적기(410)의 바디(418) 내에 또는 그 내부에 위치결정될 수 있거나, 또는 대안으로 추적기(410)의 외측 표면(422) 상에 위치결정될 수 있다. 일례의 구성에 있어서, 가요성 인쇄 회로 시트(232)는, 도 18에 도시된 바와 같이, 그것이 부착될 표면의 형상 또는 윤곽에 순응하도록 구부러지거나 휠 수 있다. 센서 및 리드 와이어(명확성을 위해 도시되지는 않음)는 위에서 논의된 방식으로 각각의 회로 패드에 솔더링될 수 있다.
이제 도 19 및 도 20a 내지 도 20c를 보면, 가요성 인쇄 회로 시트의 다른 일례의 구성이 (232B)로 도시되어 있다. 가요성 인쇄 회로 시트(232B)는 가요성 인쇄 회로 시트(232A)와 유사할 수 있어서 유사한 참조 부호가 유사한 컴포넌트 또는 특징을 지칭하고 차이점만이 상세히 논의될 것이다. 가요성 인쇄 회로 시트(232A)와 유사하게, 가요성 인쇄 회로 시트(232B)는 상면(354)을 갖는 베이스 층(244), 도전성 트레이스(350), 솔더 또는 회로 패드(358) 및 최상부 절연성 층(362)을 포함할 수 있다.
가요성 인쇄 회로 시트(232B)는 하나 이상의 쌍의 회로 트레이스를 포함할 수 있으며 여기서 그 쌍의 회로 트레이스는, 예를 들어 도 19에 도시된 바와 같이, 함께 가까이 이격되어 있다. 길이방향 축(374)을 따른 그러한 방식으로 회로 트레이스를 위치결정시킴으로써, 연관된 전자기 항행 시스템으로부터의 어떠한 전자기 간섭 및/또는 픽업이라도 최소화될 수 있다. 이러한 예의 구성에 있어서, 도전성 트레이스(350)는 서로 평행하거나 실질적으로 평행할 수 있고, 각각의 회로 트레이스 쌍에 있어서, 0.23 ㎜를 포함하여, 0.3 ㎜ 미만만큼 이격될 수 있다. 그렇지만, 설계 및 다른 변수에 따라 다른 스페이싱이 이용될 수 있음을 인식하여야 한다.
도 20a 내지 도 20c를 특히 참조하면, 가요성 인쇄 회로 시트(232B)의 3개의 예시적 구성(측면도로 도시됨)이 도시되어 있다. 이들 예시적 구성에 있어서는, 아래에 더 상세히 논의될 바와 같이, 접착제 있는 그리고 없는 가요성 인쇄 회로 시트(232B)의 다양한 여러 다른 두께가 도시되어 있다.
도 20a를 참조하면, 가요성 인쇄 회로 시트(232B)가 접착제(364)를 이용하는 구성으로 도시되어 있다. 이러한 구성에 있어서, 베이스 층(244)은 대략 0.01 ㎜의 두께를 포함할 수 있고, 도전성 트레이스 및 패드(350, 358)는 대략 0.04 ㎜의 두께를 포함할 수 있고, 절연성 층(362)은 대략 0.02 ㎜의 두께를 포함할 수 있다. 조립된 구성에 있어서, 도 20a에 도시된 가요성 인쇄 회로 시트(232B)는 접착제(364) 없으면 대략 0.07 ㎜의 전체적 두께(388)를 그리고 접착제(364) 있으면 0.11 ㎜의 전체적 두께(388A)를 포함할 수 있다.
도 20b를 참조하면, 접착제(364) 없으면 대략 0.05 ㎜의 더 작은 전체적 두께(388)를 그리고 접착제(364) 있으면 0.07 ㎜의 전체적 두께(388A)를 갖는 가요성 인쇄 회로 시트(232B)가 도시되어 있다. 이러한 구성에 있어서, 유사하게 베이스 층(244)은 대략 0.01 ㎜의 두께를 가질 수 있고, 도전성 트레이스 및 패드(350, 358)는 대략 0.02 내지 0.03 ㎜의 두께를 포함할 수 있고, 절연성 층은 대략 0.01 ㎜의 두께를 포함할 수 있다.
이제 도 20c를 참조하면, 가요성 인쇄 회로 시트(232B)는 대략 0.04 ㎜의 전체적 두께(388)를 갖는 다른 일례의 구성으로 도시되어 있다. 이러한 구성에 있어서, 접착제(364)는 이용되지 않을 수 있다. 접착제(364)가 이용되지 않는 그러한 구성에서는, 선택사항으로서 가요성 인쇄 회로 시트(232B) 위의 히트 슈링크 층이, 위에서 논의된 흡인 기구(100)와 같은, 기구에 가요성 인쇄 회로 시트(232B)를 결합시키도록 이용될 수 있다. 가요성 인쇄 회로 시트(232B)의 이러한 구성에 있어서, 베이스 층(244)은 또한 대략 0.01 ㎜의 두께를 포함할 수 있고, 도전성 트레이스 및 패드(350, 358)는 대략 0.01 내지 0.02 ㎜의 두께를 포함할 수 있고, 절연성 층(364)은 대략 0.01 ㎜의 두께를 포함할 수 있다.
가요성 인쇄 회로 시트의 다양한 구성이 여기에서 논의되었기는 하지만, 그러한 가요성 인쇄 회로 시트의 얇은, 콤팩트 그리고 순응가능한 특징을 이용하는 다른 구성이 활용될 수 있음을 인식할 것이다. 예를 들어, 예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이, 튜브 어셈블리(110)의 바디(126)를 따라 리드 와이어(236)를 나선형으로 감는 것에 대안으로서, 여기에서 논의된 속성을 갖는 가요성 인쇄 회로 시트가 리드 와이어(236)와 유사한 방식으로 바디(126)를 따라 감도록 사이즈 및 형상이 정해질 수 있다. 이러한 예의 구성에 있어서, 그러한 가요성 인쇄 회로 시트는 슬리브(190)로부터 핸들 어셈블리(114)로까지 나선형으로 감기도록 구성된 길이를 포함할 수 있다. 그때 코일 어셈블리 와이어(228)는 슬리브(190)에 인접하는 적합한 회로 패드에 솔더링될 수 있고 리드 와이어(236)는 핸들 어셈블리(114)에 인접하는 적합한 회로 패드(358)에 솔더링될 수 있어, 그로써 바디(126)를 따라 리드 와이어를 라우팅할 필요성을 없앤다.
하나 이상의 특정 예가 설명 및 예시되었지만, 당업자는 청구범위에 정의된 바와 같은 본 교시의 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 변경이 이루어질 수 있고 균등물이 그 구성요소에 대체될 수 있음을 이해할 것이다. 더욱, 당업자가 하나의 예의 특징, 구성요소 및/또는 기능이, 위에서 달리 기술되지 않는 한, 적합한 대로 다른 하나의 예에 편입될 수 있음을 본 교시로부터 인식하게 되도록 다양한 예들 간의 특징, 구성요소 및/또는 기능의 혼합 및 정합이 여기에서 고려될 수 있음은 명확하다. 더욱, 그 본질적 범위로부터 벗어남이 없이 본 교시에 특정 상황 또는 재료를 적응시키도록 많은 수정이 이루어질 수 있다.

Claims (26)

  1. 항행형 의료용 기구(navigated medical instrument)를 위한 가요성 회로 어셈블리(flexible circuit assembly)로서,
    베이스 층;
    한 쌍의 회로 패드에 각각 결합되고 상기 베이스 층의 상측 상에 형성된 복수의 회로 트레이스(circuit trace); 및
    외부 환경으로부터 상기 회로 트레이스를 격리시키도록 상기 회로 트레이스 위에 형성된 절연성 층을 포함하되, 상기 베이스 층, 복수의 회로 트레이스 및 절연성 층은 가요성 회로 시트를 형성하고,
    상기 베이스 층 및 상기 절연성 층은 상기 가요성 회로 시트가 의료용 디바이스의 비-평면 표면에 순응하게 적응되도록 상기 가요성 회로 시트가 가요성인 것을 용이하게 하도록 구성된 두께 및 재료 속성을 포함하는, 가요성 회로 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가요성 회로 시트는 대략 0.05 ㎜의 두께를 포함하는, 가요성 회로 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서, 상기 가요성 회로 시트는 0.04 ㎜의 두께를 포함하는, 가요성 회로 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서, 상기 베이스 층 및 상기 절연성 층은 폴리이미드로 형성되거나 또는 포토이미지어블 커버레이(photoimageable coverlay)인, 가요성 회로 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서, 상기 베이스 층의 하측에 접촉하도록 구성되고 상기 항행형 의료용 기구에 상기 가요성 회로 시트를 부착하도록 적응된 접착제를 더 포함하는, 가요성 회로 어셈블리.
  6. 제5항에 있어서, 상기 접착제는 압력 감지 접착제를 포함하는, 가요성 회로 어셈블리.
  7. 제5항에 있어서, 상기 베이스 층의 상기 하측에 접촉하는 상기 접착제 및 상기 가요성 회로 시트는 대략 0.07 내지 0.11 ㎜ 사이의 조합된 두께를 포함하는, 가요성 회로 어셈블리.
  8. 제7항에 있어서, 상기 베이스 층의 상기 하측에 접촉하는 상기 접착제 및 상기 가요성 회로 시트는 0.07 ㎜의 조합된 두께를 포함하는, 가요성 회로 어셈블리.
  9. 제1항에 있어서, 상기 베이스 층에 의해 획정된 적어도 하나의 애퍼처를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 애퍼처는 추적 디바이스 및 뻗어 나오는 센서 와이어로의 접근을 제공하도록 적응되는, 가요성 회로 어셈블리.
  10. 제1항에 있어서, 상기 항행형 의료용 기구를 더 포함하되,
    상기 가요성 회로 시트는 상기 항행형 의료용 기구의 원통형 외측 표면에 순응하도록 실질적으로 튜브 구성으로 휘고 접착제로 상기 원통형 외측 표면에 부착되는, 가요성 회로 어셈블리.
  11. 제10항에 있어서, 상기 항행형 의료용 기구의 상기 원통형 외측 표면은 그것이 다양한 형상으로 구부러질 수 있도록 가단성이고,
    상기 원통형 외측 표면에 부착된 상기 가요성 회로 시트는 상기 가단성 외측 표면의 구부러짐에 따라 구부러지거나 휘도록 구성되는, 가요성 회로 어셈블리.
  12. 제3항에 있어서, 상기 가요성 회로 시트는 대략 0.4 ㎜의 굽힘 반경을 포함하는, 가요성 회로 어셈블리.
  13. 제1항에 있어서, 뻗어 나오는 리드 와이어를 갖는 추적 디바이스를 더 포함하되,
    상기 가요성 회로 시트는 상기 추적 디바이스 및 뻗어 나오는 리드 와이어로의 접근을 제공하도록 구성된 적어도 하나의 애퍼처를 획정하고, 상기 리드 와이어는 상기 가요성 회로 시트의 상기 한 쌍의 회로 패드에 결합되도록 구성되는, 가요성 회로 어셈블리.
  14. 가단성 튜브 어셈블리를 갖는 항행형 의료용 기구를 위한 가요성 회로 어셈블리로서, 상기 가요성 회로 어셈블리는,
    베이스 층;
    제1 및 제2 회로 패드에 각각 결합되고 상기 베이스 층의 상측 상에 형성된 복수의 회로 트레이스; 및
    외부 환경으로부터 상기 회로 트레이스를 격리시키도록 상기 회로 트레이스 위에 형성된 절연성 층을 포함하되,
    상기 베이스 층, 복수의 회로 트레이스 및 절연성 층은 가요성 회로 시트를 형성하고,
    상기 베이스 층 및 상기 절연성 층은 상기 가요성 회로 시트가 의료용 디바이스의 비-평면 표면에 순응하게 적응되도록 상기 가요성 회로 시트가 가요성인 것을 용이하게 하는 0.05 ㎜ 이하의 상기 가요성 회로 시트의 전체적 두께와 조합된 재료 속성을 포함하며,
    상기 가요성 회로 시트는 상기 가단성 튜브 어셈블리의 원통형 외측 표면에 순응하도록 실질적으로 튜브 구성으로 휘고 상기 가요성 회로 시트가 상기 가단성 튜브 어셈블리의 구부러짐에 따라 구부러지거나 휘게 구성되도록 상기 원통형 외측 표면에 부착되고,
    상기 가요성 회로 시트는 추적 디바이스 및 뻗어 나오는 리드 와이어로의 접근을 제공하도록 구성된 적어도 하나의 애퍼처를 획정하고, 상기 리드 와이어는 상기 가요성 회로 시트의 제1 및 제2 회로 패드에 결합되도록 구성되는, 가요성 회로 어셈블리.
  15. 제14항에 있어서, 상기 베이스 층 및 상기 절연성 층은 폴리이미드로 형성되고, 상기 가요성 회로 시트는 0.04 ㎜의 전체적 두께를 포함하는, 가요성 회로 어셈블리.
  16. 제14항에 있어서, 상기 베이스 층의 하측에 접촉하도록 구성되고 상기 항행형 의료용 기구에 상기 가요성 회로 시트를 부착하도록 적응된 접착제를 더 포함하되,
    상기 가요성 회로 시트 및 상기 접착제는 대략 0.07 ㎜ 내지 0.11 ㎜ 사이의 조합된 두께를 포함하는, 가요성 회로 어셈블리.
  17. 제16항에 있어서, 상기 베이스 층의 상기 하측에 접촉하는 상기 접착제 및 상기 가요성 회로 시트는 0.07 ㎜의 조합된 두께를 포함하는, 가요성 회로 어셈블리.
  18. 제14항에 있어서, 상기 가요성 회로 시트는 대략 0.4 ㎜의 굽힘 반경을 포함하는, 가요성 회로 어셈블리.
  19. 가단성 튜브 어셈블리를 갖는 항행형 의료용 기구를 위한 가요성 회로 어셈블리로서,
    베이스 층;
    제1 및 제2 회로 패드에 각각 결합되고 상기 베이스 층의 상측 상에 형성된 복수의 회로 트레이스; 및
    외부 환경으로부터 상기 회로 트레이스를 격리시키도록 상기 회로 트레이스 위에 형성된 절연성 층을 포함하되,
    상기 베이스 층, 복수의 회로 트레이스 및 절연성 층은 의료용 디바이스의 가요성 컴포넌트의 비-평면 표면에 결합되도록 구성된 가요성 회로 시트를 형성하고,
    상기 베이스 층 및 상기 절연성 층은 상기 가요성 회로 시트가 상기 비-평면 표면에 순응하고 상기 가요성 컴포넌트의 구부러짐에 따라 휘거나 구부러지게 구성되도록 상기 가요성 회로 시트가 가요성인 것을 용이하게 하는 대략 0.04 ㎜ 내지 0.05 ㎜ 사이의 상기 가요성 회로 시트의 전체적 두께 및 대략 0.4 ㎜ 내지 0.5 ㎜ 사이의 대응하는 굽힘 반경과 조합된 재료 속성을 포함하며,
    상기 가요성 회로 시트는 상기 가요성 회로 시트가 상기 가단성 튜브 어셈블리의 구부러짐에 따라 구부러지거나 휘게 구성되도록 상기 가단성 튜브 어셈블리의 원통형 외측 표면에 순응하도록 실질적으로 튜브 구성으로 휘는, 가요성 회로 어셈블리.
  20. 제19항에 있어서, 상기 항행형 의료용 기구는,
    뻗어 나오는 제1 및 제2 센서 와이어를 갖는 추적 디바이스를 갖는 항행형 흡인 기구를 포함하되,
    상기 제1 및 제2 센서 와이어는 상기 복수의 회로 트레이스의 회로 트레이스의 쌍의 제1 회로 패드에 결합되도록 구성되는, 가요성 회로 어셈블리.
  21. 제20항에 있어서, 상기 베이스 층은 상기 추적 디바이스 및 뻗어 나오는 제1 및 제2 센서 와이어로의 접근을 제공하도록 구성된 애퍼처를 획정하는, 가요성 회로 어셈블리.
  22. 제20항에 있어서, 상기 흡인 기구는 제1 및 제2 리드 와이어를 포함하고, 상기 제1 및 제2 리드 와이어는 상기 회로 트레이스의 각각의 쌍의 제2 회로 패드에 결합되도록 구성되되,
    상기 제1 및 제2 센서 와이어는 대략 0.01 ㎜의 외측 직경을 포함하고, 상기 제1 및 제2 리드 와이어는 대략 0.05 ㎜의 외측 직경을 포함하고, 상기 제1 및 제2 회로 패드는 대략 0.1 ㎜ 내지 0.5 ㎜ 사이의 폭을 포함하는, 가요성 회로 어셈블리.
  23. 제22항에 있어서, 상기 제1 및 제2 센서 및 리드 와이어는 대략 0.01 ㎜의 외측 직경을 포함하고, 상기 제1 및 제2 회로 패드는 대략 0.1 ㎜의 폭을 포함하는, 가요성 회로 어셈블리.
  24. 제20항에 있어서, 상기 추적 디바이스는 코일 어셈블리를 포함하는, 가요성 회로 어셈블리.
  25. 제20항에 있어서, 상기 코일 어셈블리는 적어도 2개의 코일 어셈블리를 포함하는, 가요성 회로 어셈블리.
  26. 제25항에 있어서, 상기 가요성 회로 시트는 상기 적어도 2개의 코일 어셈블리 위에 배치되는, 가요성 회로 어셈블리.
KR1020157021532A 2013-01-23 2014-01-23 항행형 외과용 기구를 위한 가요성 회로 시트 KR102226545B1 (ko)

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