[發明專利]用于磁跟蹤系統的磁發射器

在審

• 申請號: 201911064874.2
• 申請日: 2019-11-01
• 公開（公告）號: CN111134680A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: A.戈瓦里
• 申請（專利權）人: 韋伯斯特生物官能（以色列）有限公司
• 主分類號: A61B5/06
• 分類號: A61B5/06;A61B34/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 鄭浩;張金金

本發明題為“用于磁跟蹤系統的磁發射器”。公開了一種設備，該設備具有包圍容積的框架。設備包括三對分離的平面導電線圈，每對中的該分離線圈具有共同的對稱軸，三對附接到該框架，使得共同的對稱軸相互正交，并且使得線圈圍繞該容積。交流電源被耦接以便以反相的方式驅動每對中的分離線圈，以便在容積內產生具有預設空間變化的磁場。設備還包括探頭，該探頭被配置成進入容積并且具有傳感器，該傳感器被耦接以響應于磁場的時間變化率及其預設空間變化來產生信號。處理器被配置成接收該信號并且作為響應來確定探頭在容積內的位置。

技術領域

本發明整體涉及磁跟蹤系統，并且具體地涉及用于該系統中的發射器的設計。

背景技術

如果探頭具有能夠測量輻射場的傳感器，則其中磁發射器輻射到空間中內的磁跟蹤系統可用于跟蹤該空間中的探頭。該跟蹤假定來自發射器的輻射場已被校準，使得輻射場數值的測量結果可用于導出探頭的位置。

在許多情況下，校準因輻射空間中或附近的金屬元件而受到損害。例如，磁共振成像(MRI)掃描儀的金屬(盡管其為非磁性的)可影響跟蹤系統的校準。

授予Acker的美國專利5,833,608描述了一種磁位置和取向確定系統。該系統使用磁場，該磁場包括來自定位在感測容積的相對兩側的Helmholtz線圈的均勻場和由相同線圈產生的梯度場。

授予Weiss等人的美國專利申請2014/0018664描述了一種具有開放磁體的磁共振成像系統。在開放磁體中，兩個超導線圈以彼此疊置的方式進行安裝，并且它們產生類似于Helmholtz線圈的磁場。

Coutts等人發表在《Magnetic Resonance in Medicine》第40卷第6期(1998年12月)上的標題為“Integrated and interactive position tracking and imaging ofinterventional tools and intemal devices using small fiducial receiver coils”的文章描述了跟蹤剛性裝置在MR掃描儀內的位置。通過附接到單個接收器通道的兩個或三個小MR接收器線圈來執行位置跟蹤。

授予Molyneaux的美國專利5,394,087描述了一種用于磁共振系統中的同時成像的多正交表面線圈系統。

發明內容

本發明的實施方案提供了設備，包括：

包圍容積的框架；

三對分離的平面導電線圈，每對中的分離線圈具有共同的對稱軸，該三對附接到該框架，使得共同的對稱軸相互正交，并且使得線圈圍繞容積；

交流電源，該交流電源被耦接以便以反相的方式驅動每對中的分離線圈，以便在容積內產生具有預設空間變化的磁場；

探頭，該探頭被配置成進入容積并且具有傳感器，該傳感器被耦接以響應于磁場的時間變化率及其預設空間變化來產生信號；和

處理器，該處理器被配置成接收信號并且作為響應來確定(formulate)探頭在容積內的位置。

在本發明所公開的實施方案中，每對中的分離線圈具有共同的尺寸和形狀。三對中的至少一對的共同的形狀可為圓形。另選地或除此之外，三對中的至少一對的共同的形狀為多邊形。

在另一個本發明所公開的實施方案中，框架和附接對具有允許框架和附接對插入到磁共振成像掃描儀的膛孔中的總體尺寸。

在另一個本發明所公開的實施方案中，線圈對中的至少一對在相反的方向上進行纏繞，并且交流電源利用同相電流來為三對中的一對中的線圈提供功率。

在另選的實施方案中，線圈對中的至少一對在共同的方向上進行纏繞，并且交流電源利用異相電流來為三對中的一對中的線圈提供功率。