[发明专利]在医疗工具中降低的场失真

说明书

技术领域

本发明一般地涉及体内医疗设备和医疗工具的位置跟踪，且更特 定地涉及导致在磁位置跟踪系统内对位置测量的降低扰动的医疗工 具。

背景技术

在本领域中已知多种方法和系统用于跟踪在医疗过程中涉及的物 体的坐标。这些系统的一些使用磁场测量。例如，其披露在此通过参 考合并的美国专利5,391,199和5,443,489描述了其中使用一个或多个 场变换器来确定体内探头的坐标的系统。这样的系统用于生成关于医 疗探头或导管的位置信息。例如线圈的传感器放置在探头内且生成响 应于外部施加的磁场的信号。磁场由磁场变换器生成，磁场变换器例 如辐射器线圈，其以已知的相互分开的位置固定到外部参考系。

也描述了涉及磁位置跟踪的另外的方法和系统，例如在PCT专利 公布WO 96/05768，美国专利6,690,963，6,239,724，6,618,612和 6,332,089和美国专利申请公布2002/0065455A1，2003/0120150A1和 2004/0068178A1中描述，它们的披露都在此通过参考合并。这些公布 描述了跟踪体内物体，例如心脏导管、矫形植入物和在不同的医疗过 程中使用的医疗工具的方法和系统。

在本领域中已熟知，在磁位置跟踪系统的磁场内包括金属、铁磁 和/或顺磁材料的医疗和外科工具的存在经常使系统的测量失真。在一 些情况中，失真由在这些物体中通过系统磁场感应的涡电流导致。在 其他情况中，干扰物体使系统的磁场自身失真。

在本领域中描述了多种方法和系统用于进行在这样的干扰存在下 的位置跟踪。例如，其披露在此通过参考合并的美国专利6,147,480描 述了其中在被跟踪物体中感应的信号首先在无任何导致寄生信号成分 的物品存在时被检测的方法。确定了信号的基准相。当生成寄生磁场 的物品被引入到被跟踪物体附近时，感应的信号因寄生成分的相移被 检测。测量到的相移用于指示物体的位置可能不准确。相移也用于分 析信号以去除寄生信号成分的至少部分。

另一个应用在其披露在此通过参考合并的美国专利5,767,669中描 述。该发明人描述了用于使用脉冲磁场来确定远方传感器位置的系 统。场被包括多个无源场感测元件的远方传感器感测到。分开地感测 涡电流失真且被系统减去。系统测量了在环境中存在的金属物体的影 响且由此动态地调整测量值。感测到的磁场用于计算远方物体的位置 和取向。

有时通过由层压的薄层金属板或由粉状铁构建物体来实现降低在 物体内的涡电流。例如，其披露在此通过参考合并的美国专利6,178,353 描述了可植入医疗设备，它利用了层压的、分段的或基于微粒的结构， 以降低在使用时由植入物设备吸收的电能。该发明人宣称此构造使得 植入物设备不受磁共振成像(MRI)的损坏。

在一些应用中，层压板也带有缝以降低在层内的涡电流。例如， 其披露在此通过参考合并的美国专利5,555,251描述了用于使用由变压 器片材料切割的层压的层来构建磁共振医疗成像器的部分的方法。每 层与邻近的层和表面通过珐琅或固定胶电绝缘。为降低在这些层内的 涡电流，在层压前在层内切割出径向定向的窄缝。缝在邻近的层内定 向为不相互重合。该发明人宣称此构造改进了在成像体积内的磁通量 的传导。

在一些应用中，医疗工具的材料成分选择为降低由工具导致的磁 场失真。例如，其披露在此通过参考合并的美国专利6,258,071描述了 由非金属非磁性材料制成的医疗针，使得要求针进入人、动物或隔离 的组织的医疗介入过程可以在磁共振成像(MRI)扫描器内进行而无 显著的伪影或图像失真。针的尺寸可适合于要求的任务。

另一个例子，即其披露在此通过参考合并的美国专利5,738,632描 述了与MRI仪器组合使用的设备。设备的远端端部的导磁率值使诊断 和处理不被对由MRI仪器生成的静磁场的均匀性的扰动导致的磁共振 图像失真所影响。

发明内容

当在被跟踪的物体附近存在金属物体、顺磁物体和/或铁磁物体 时，磁位置跟踪系统经常产生错误的或不正确的测量。这些误差的一 些由物体内感应的涡电流导致。其他误差由因铁磁材料导致的磁场线 失真所导致。

本发明的实施例提供了用于制造和使用降低了磁场失真的程度的 医疗工具的改进的方法。作为结果，根据披露的方法制造和操作的工 具当受到磁场时产生更低的失真，且因此降低了在磁位置跟踪系统内 的位置计算中与失真相关的误差。