[發明專利]電磁導航天線組件和包括該組件的電磁導航系統

有效

• 申請號: 201780067029.3
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN109922752B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: S·M·摩根;L·A·科伊拉克
• 申請（專利權）人: 柯惠有限合伙公司
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 高文靜

本發明提供了一種用于輻射至少一個電磁場以用于電磁導航的天線組件，和包括這樣的天線組件的電磁導航系統。所述天線組件包括基板和平面天線，所述平面天線包括跡線，所述跡線沉積在所述基板上并以多個環布置。相鄰的所述環對之間的相應距離在從最內環到最外環的方向增加。

背景技術

技術領域

本公開涉及用于電磁導航的天線組件和用于設計此類天線組件的方法。更具體地講，本公開涉及用于輻射電磁場以用于電磁導航的天線組件、包括此類天線組件的電磁導航系統和設計此類天線組件的計算機實現的方法。

相關領域

通過實現在醫療設備位于患者體內時準確地確定該設備的位置和/或取向，電磁(EM)導航(EMN)有助于擴展醫療成像、診斷、預后和治療能力。其中采用了EMN的醫療規程的一個示例是ELECTROMAGNETIC NAVIGATION(ENB^TM)((ENB^TM))，其包括規劃階段和導航階段。在規劃階段期間，患者胸部計算的層析(CT)掃描用于生成患者的虛擬三維支氣管標測圖和用于導航階段規劃的路徑。在導航階段期間，天線組件在患者的整個胸部輻射電磁場，醫師將感測輻射的電磁場的電磁傳感器插入患者的氣道中，并且計算設備基于感測的電磁場的特性確定電磁傳感器的位置和/或取向(例如，相對于規劃的路徑)。

為了實現準確確定傳感器的位置和/或取向，在相應傳感器的位置處生成電磁場測量的詳細標測。然而生成這樣的標測，需要在預期電磁體積內在許多(例如，成千上萬個或更多)位置處進行精確的電磁場測量，這是個費力而耗時的過程，在一些情況下，該過程需要昂貴的機器。

生成電磁場標測的負擔在采用多個天線組件的情況下增加。例如，為了使得電磁傳感器能夠到達患者身體的更深部分，并且/或者在后續醫療規程期間保留在體內而不干擾另外的醫療設備，可能期望采用小電磁傳感器，諸如單線圈電磁傳感器。然而，為了在保持確定傳感器的多個(例如，六個)自由度的能力的同時為EMN采用小電磁傳感器，可能需要多個天線組件以增加要感測的輻射的電磁場數。在這樣的情況下，可能需要為每個天線組件設計進行上述詳盡的標測規程。此外，考慮到來自制造的潛在變型，甚至可能需要為特定天線組件設計(即，制造的每個單獨天線組件)的每個實例完成標測規程。

考慮到前述內容，存在對于改進電磁導航天線組件和用于設計此類天線組件的方法的需要。

發明內容

根據本公開的一個方面，提供了用于輻射至少一個電磁場以用于電磁導航的天線組件。天線組件包括基板和平面天線，該平面天線包括跡線，該跡線沉積在基板上并以多個環布置。相鄰的環對之間的相應距離在從最內環到最外環的方向增加。

在本公開的另一方面，環中的每個包括多個直線部分和多個頂點。例如，在一些方面，環中的每個包括四個直線部分和四個頂點。

在本公開的另外方面，頂點中的每個沿著四條對角線中的一條設置，四條對角線平分對應于平面天線的種子矩形的四個相應頂點。

在本公開的又一方面，天線組件還包括連接器，其具有至少兩個端子，并且跡線具有分別耦合至兩個端子的兩端。

在本公開的另一方面，天線組件包括多根平面天線，并且多根平面天線中的每根包括相應跡線，其沉積在基板上并以相應環組布置。對于平面天線中的每根，相應平面天線的相鄰環對之間的相應距離在從最內環到最外環的方向增加。

在本公開的另一方面，基板包括多個層和平面天線，并且多根平面天線中的每根沉積在層中的相應一個上。

在本公開的另一方面，平面天線中的每根包括相同的環數。

在本公開的另一方面，環中的每個包括多個直線部分和多個頂點。

在本公開的另一方面，平面天線相對于基板的平面具有相應質心，這些質心設置在彼此不同的相應位置中。