特許 6165320 外科的ナビゲーションのための電磁コイル配置および製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6165320

(24)【登録日】2017年6月30日

(45)【発行日】2017年7月19日

(54)【発明の名称】外科的ナビゲーションのための電磁コイル配置および製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01F 5/02 20060101AFI20170710BHJP

   A61B 34/20 20160101ALI20170710BHJP

   H01F 38/14 20060101ALI20170710BHJP

   H01F 5/00 20060101ALI20170710BHJP

   H01F 41/06 20160101ALI20170710BHJP

【ＦＩ】

   H01F5/02 H

   A61B34/20

   H01F5/02 F

   H01F38/14

   H01F5/00 E

   H01F41/06

【請求項の数】25

【全頁数】30

(21)【出願番号】特願2016-510699(P2016-510699)

(86)(22)【出願日】2014年4月15日

(65)【公表番号】特表2016-529687(P2016-529687A)

(43)【公表日】2016年9月23日

(86)【国際出願番号】US2014034120

(87)【国際公開番号】WO2014176072

(87)【国際公開日】20141030

【審査請求日】2015年12月4日

(31)【優先権主張番号】13/871,625

(32)【優先日】2013年4月26日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】511268166

【氏名又は名称】メドトロニック・ナビゲーション，インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100140109

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 新次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100075270

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 泰

(74)【代理人】

【識別番号】100101373

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 茂雄

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100118083

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 孝美

(72)【発明者】

【氏名】ワルド，アンドリュー

(72)【発明者】

【氏名】バーグ，ブルース・エム

(72)【発明者】

【氏名】ハートマン，スティーヴン・エル

(72)【発明者】

【氏名】ジェイコブセン，ブラッド

(72)【発明者】

【氏名】スウェトナム，ジェフリー

【審査官】 堀 拓也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１８４６１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１０７１０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０６２０４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１８８４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２３６９３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３４３１７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００４／０３８８９３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第５２９３５２４（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２１２２２１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ １／００

１／０４

１／０６

１／１２−１／２４

１／２６７−１／３１

１／３２

５／０６−５／２２

８／００−８／１５

１７／４３

３４／００−９０／９８

Ａ６１Ｆ ２／８２−２／９７

Ａ６１Ｍ ２５／００−２９／０４

３５／００−３６／０８

３７／００

９９／００

Ｈ０１Ｆ ５／００−５／０６

１７／００−２７／０２

２７／０６−２７／０８

２７／２３

２７／２８−２７／２９

２７／３６

２７／４２

３８／１４

３８／１８

３８／４２

４１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ジグであって、前記ジグは、
中心部材と、
前記中心部材から突出する複数のコイル分離ブロックであって、前記複数のコイル分離ブロックは、互いから分離され、複数のコイルチャネルを提供し、前記複数のコイルチャネルは分割体およびワイヤーチャネルを含む、複数のコイル分離ブロックと
を含む、ジグと、
複数のワイヤーであって、前記複数のワイヤーのそれぞれは、前記ジグの上に、前記中心部材の周りに、および、前記複数のコイルチャネルのうちの１つの中に巻き付けられ、複数のコイルのうちの１つを形成しており、前記複数のコイルのそれぞれは、電磁ナビゲーションシステムに接続し、被験者に対して放出されることとなるそれぞれの電磁場を発生させるように構成されている、複数のワイヤーと
を含み、
前記複数のコイルチャネルが隔離されており、ギャップが、前記複数のコイルチャネルの隔離されている部分同士の間にあり、第１のコイルチャネルが、第２のコイルチャネルによって隔離されており、前記第１のコイルチャネルのギャップが、前記第２のコイルチャネルの中にあるようになっており、
前記複数のワイヤーのそれぞれが、前記複数のコイルチャネルの前記隔離されている部分の前記ギャップの中のワイヤーチャネル同士の間で入れ替わる、
電磁デバイス。

【請求項2】

前記複数のコイルチャネルが、互いに直交しており、
前記コイルが、互いに直交している、請求項１に記載の電磁デバイス。

【請求項3】

前記中心部材および前記複数のコイル分離ブロックが、一体構造体として実装されている、請求項１に記載の電磁デバイス。

【請求項4】

前記複数のワイヤーのそれぞれが、
前記ワイヤーチャネルの１つの中に、
前記中心部材の周りに、および、
前記分割体の２つの間に、または、前記分割体の１つと前記コイル分離ブロックの１つとの間に、
巻き付けられている、請求項１に記載の電磁デバイス。

【請求項5】

前記分割体が、前記複数のワイヤーのうちの１つの巻線のセットを分離し、
巻線の前記セットのそれぞれが、２つ以上の巻線を含む、請求項４に記載の電磁デバイス。

【請求項6】

前記ジグが、プラスチック材料およびセラミック材料のうちの少なくとも１つを含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の電磁場デバイス。

【請求項7】

前記ジグが、少なくとも１つの交差セクションを含み、前記少なくとも１つの交差セクションでは、前記ワイヤーの少なくとも１つが、２つのワイヤーチャネルの間で入れ替えられ、前記交差セクションは、前記分割体を通って延在しており、それぞれの分割体が、非連続的に環状となり、前記ワイヤーの少なくとも１つが前記２つのワイヤーチャネルの間で入れ替えられる領域を提供するようになっている、
請求項４に記載の電磁場デバイス。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか１項に記載の複数の前記電磁デバイスと、
複数の端部プレートであって、前記複数の電磁デバイスが、前記端部プレートに接続され、および、前記端部プレート同士の間で接続されている、複数の端部プレートと
を含む、送信コイルアレイ。

【請求項9】

前記端部プレートが、タブを含み、
前記タブが、前記ジグの中のそれぞれの孔部の中へ挿入されている、請求項８に記載の送信コイルアレイ。

【請求項10】

請求項８または９に記載の送信コイルアレイと、
前記送信コイルアレイの先行する較正なしに、前記送信コイルアレイの前記複数のコイルを介して第１の信号を発生させるように構成されているコントローラーと、
（ｉ）前記第１の信号を受信するように、および、（ｉｉ）前記第１の信号に基づいて第２の信号を発生させるように構成されているトラッキングデバイスと
を含む、システムであって、
前記コントローラーは、前記第２の信号に基づいて、および、前記被験者への処置の間に、前記トラッキングデバイスの位置をトラッキングするように構成されている、システム。

【請求項11】

ジグであって、前記ジグは、
１対の端部部材と、
前記１対の端部部材の間に配設されている中心部材であって、前記１対の端部部材および前記中心部材は、コイルチャネルを一緒に提供しており、前記コイルチャネルは、分割体を含み、前記中心部材、前記分割体、および前記端部部材は、ワイヤーチャネルを一緒に提供している、中心部材と
を含む、ジグと、
前記中心部材の上に、および、前記ワイヤーチャネルの中に巻き付けられ、コイルを提供するワイヤーであって、前記コイルは、電磁ナビゲーションシステムに接続し、被験者に対して放出されることとなるそれぞれの電磁場を発生させるように構成されている、ワイヤーと
を含み、
前記ジグが交差セクションを含み、前記交差セクションでは、前記ワイヤーが、前記ワイヤーチャネルの２つの間で入れ替えられ、前記交差セクションは、前記分割体を通って延在しており、それぞれの分割体が、非連続的に環状となり、前記ワイヤーが前記２つのワイヤーチャネルの間で入れ替えられる領域を提供するようになっている、電磁場デバイス。

【請求項12】

前記ワイヤーが、前記交差セクションの中で自分自身を複数回横断している、請求項１１に記載の電磁場デバイス。

【請求項13】

前記ジグが、プラスチック材料およびセラミック材料のうちの少なくとも１つを含む、請求項１１または１２に記載の電磁場デバイス。

【請求項14】

請求項１１から１３のいずれか１項に記載の複数の前記電磁デバイスと、
ベースプレートであって、前記複数の電磁デバイスが、前記ベースプレートの上に、それぞれの配向に装着されている、ベースプレートと
を含む、送信コイルアレイ。

【請求項15】

前記ベースプレートの上に、および、前記電磁デバイスの前記ジグと前記ベースプレートとの間に、装着されている配向ブロックをさらに含み、
配向ブロックは、ジグ装着表面を含み、前記ジグ装着表面の上には、前記電磁デバイスの前記ジグが装着されており、
前記ジグおよび前記ワイヤーは、前記ベースプレートに対するジグ装着表面の角度に基づいて、互いに対して、および、前記ベースプレートに対して配向されている、請求項１４に記載の送信コイルアレイ。

【請求項16】

前記ベースプレートが、第１のタブを含み、
前記第１のタブが、前記配向ブロックの中のそれぞれの孔部の中へ挿入されており、
前記配向ブロックが、第２のタブを含み、
前記第２のタブが、前記ジグの中のそれぞれの孔部の中へ挿入されている、請求項１５に記載の送信コイルアレイ。

【請求項17】

前記ジグが、切り欠き部を含み、
前記ベースプレートが、孔部を含み、
前記ワイヤーが、前記ジグの前記切り欠き部、および、前記ベースの中の前記孔部を通って延在している、請求項１４から１６のいずれか１項に記載の送信コイルアレイ。

【請求項18】

請求項１４から１７のいずれか１項に記載の送信コイルアレイと、
前記送信コイルアレイの先行する較正なしに、前記送信コイルアレイのコイルを介して第１の信号を発生させるように構成されているコントローラーと、
（ｉ）前記第１の信号を受信するように、および、（ｉｉ）前記第１の信号に基づいて第２の信号を発生させるように構成されているトラッキングデバイスと
を含む、システムであって、
前記コントローラーは、前記第２の信号に基づいて、および、前記被験者への処置の間に、前記トラッキングデバイスの位置をトラッキングするように構成されている、システム。

【請求項19】

中心部材および複数のコイル分離ブロックを含むように第１のジグを形成するステップであって、前記コイル分離ブロックは、前記中心部材から突出し、複数のコイルチャネルを提供しており、前記各コイルチャネルは分割体およびワイヤーチャネルを含み、前記複数のコイルチャネルは、互いによって隔離されており、第１のチャネルおよび第２のチャネルを含む、ステップと、
前記第１のジグの上に、前記中心部材の周りに、および前記第１のチャネルの中に、第１のワイヤーを巻き付け、第１のコイルを形成するステップと、
前記第１のジグの上に、前記中心部材および前記第１のコイルの周りに、ならびに前記第２のチャネルの中に、第２のワイヤーを巻き付け、第２のコイルを形成するステップと
を含み、
前記複数のコイルチャネルが隔離されており、ギャップが、前記複数のコイルチャネルの隔離されている部分同士の間にあり、前記第１のコイルチャネルが、第２のコイルチャネルによって隔離されており、前記第１のコイルチャネルのギャップが、前記第２のコイルチャネルの中にあるようになっており、
前記第１のワイヤーと第２のワイヤーのそれぞれが、前記複数のコイルチャネルの前記隔離されている部分の前記ギャップの中のワイヤーチャネル同士の間で入れ替わる、方法であって、
前記第１のワイヤーおよび前記第２のワイヤーは、電磁ナビゲーションシステムに接続し、被験者に対して放出されることとなるそれぞれの電磁場を発生させるように構成されている、方法。

【請求項20】

前記第１のジグを含む、送信コイルアレイの中に含まれることとなるジグの数を決定するステップと、
前記ジグを形成するステップと、
前記ジグを端部プレートに取り付け、前記送信コイルアレイを形成するステップと、
前記送信コイルアレイを前記電磁ナビゲーションシステムの中に設置するステップと
をさらに含む、請求項１９に記載の方法。

【請求項21】

前記第１のジグを形成するステップが、前記第２のチャネルに直交する前記第１のチャネルを形成するステップを含む、請求項１９または２０に記載の方法。

【請求項22】

前記第１のジグを形成するステップが、第３のチャネルを含むように前記複数のコイルチャネルを形成するステップを含み、前記第３のチャネルは、前記第１のチャネルおよび前記第２のチャネルに直交して形成されている、請求項２１に記載の方法。

【請求項23】

第１のジグを含む、送信コイルアレイの中に含まれることとなるジグの数を決定するステップと、
前記ジグを形成するステップであって、前記ジグのそれぞれは、中心部材および１対の端部部材を含むように形成されており、前記中心部材は、前記１対の端部部材の間に配設されており、前記１対の端部部材および前記中心部材は、コイルチャネルを一緒に提供しており、前記コイルチャネルは分割体を含み、前記中心部材、前記分割体、および前記端部部材は一緒にワイヤチャネルを提供する、
前記ジグを形成するステップと、
前記ジグの上に複数のワイヤーを巻き付けるステップであって、前記複数のワイヤーのそれぞれは、前記中心部材の１つの上に、および、前記ジグのそれぞれのものの前記コイルチャネルの１つの中に巻き付けられ、コイルを提供し、
前記ジグが交差セクションを含み、前記交差セクションでは、前記ワイヤーが、前記ワイヤーチャネルの２つの間で入れ替えられ、前記交差セクションは、前記分割体を通って延在しており、それぞれの分割体が、非連続的に環状となり、前記各ワイヤーが前記２つのワイヤーチャネルの間で入れ替えられる領域を提供するようになっている、前記ワイヤーを巻き付けるステップと、
前記ジグをベースプレートの上に装着し、前記送信コイルアレイを形成するステップであって、前記ジグのそれぞれは、前記ベースプレートの上のそれぞれの場所に装着されており、前記コイルは、電磁ナビゲーションシステムに接続し、被験者に対して放出されることとなるそれぞれの電磁場を発生させるように構成されている、ステップと
を含む、方法。

【請求項24】

前記分割体を含むように前記ジグの前記コイルチャネルを形成するステップをさらに含み、
前記ジグのそれぞれの前記中心部材、前記分割体、および前記１対の端部部材が、前記ワイヤーチャネルを一緒に提供し、
前記複数のワイヤーのそれぞれが、前記中心部材のそれぞれの上に、および、前記ジグのそれぞれのものの前記ワイヤーチャネルの中に巻き付けられる、請求項２３に記載の方法。

【請求項25】

前記ベースプレートの上でそれぞれの配向に前記ジグを装着するステップをさらに含む、請求項２３または２４に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[0001]本開示は、電磁ナビゲーション処置に関し、より具体的には、電磁場を発生または受信するためのコイルアレイに関する。

【背景技術】

【0002】

[0002]この章は、本開示に関連する背景情報を提供しており、それは、必ずしも先行技術ではない。

【0003】

[0003]電磁気ベースのナビゲーション処置は、外科医がナビゲーションシステムを使用して３次元（３Ｄ）空間の中の外科的器具の位置をトラッキングすることを含む。また、外科的器具に加えて、ナビゲーションシステムは、ローカライザーおよびプロセッサーを含む。ローカライザーは、電磁場（または、第１の信号）を発生させ、それは、外科的器具によって検出される。外科的器具は、第１の信号に応答して、第２の信号を発生および／または出力する。次いで、プロセッサーは、第２の信号に基づいて、外科的器具の位置を決定する。

【0004】

[0004]ナビゲーションシステムは、ポインタープローブの上の、および／または、外科用メス、カテーテル、吸引デバイス、もしくは脳深部刺激プローブなどのような、外科的器具の上の、トラッキングされるデバイスの場所を決定することを支援することが可能である。ポインタープローブは、トラッキングデバイスを有していない器具の位置をトラッキングするために使用され得る。トラッキングされるデバイスは、ポインタープローブ、外科的器具、または、ポインタープローブもしくは外科的器具の上のデバイスを表し得る。トラッキングされるデバイスの位置は、被験者（たとえば、患者）に対して決定され得る。トラッキングされるデバイスの位置は、トラッキングされるデバイスのアイコンまたはイメージを被験者のイメージの上に重ね合わせることによって、被験者に対してディスプレイの上に図示され得る。

【0005】

[0005]被験者のイメージデータは、被験者への処置の前に、被験者への処置の間に、および／または、被験者への処置の後に、表示するために取得されることが多い。被験者のイメージおよび対応するイメージデータは、被験者に位置合わせされ得る。イメージデータは、第１の３次元空間（または、イメージスペース）を画定することが可能である。被験者は、イメージデータがそれに位置合わせされる第２の３次元空間（または、物理的なスペース）を画定することが可能である。位置合わせは、複数のプロセスを使用して行われ得る。

【0006】

[0006]電磁（ＥＭ）ナビゲーションシステムは、ナビゲーション情報を取得または決定するために使用され得、ナビゲーション情報は、様々なトラッキングデバイスのトラッキングされた場所、および、位置合わせされたイメージデータに対する相対的な場所を含む。ＥＭナビゲーションシステムでは、ＥＭ場が、ローカライザーによって発生させられ、１つまたは複数のトラッキングデバイスによって感知される。ローカライザーは、被験者スペースの近くに、または、被験者スペースに対して位置決めされ得る。トラッキングデバイスは、外科的器具の上に、または、外科的器具に関連して位置決めされ得る。ＥＭ場は、ＥＭ場の領域の中に位置付けされている導電性材料または磁気材料によって影響を受ける可能性がある。導電性材料の例は、金属、導電性ポリマー、および含浸ポリマー材料である。磁気材料の例は、軟強磁性の鉄である。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0007】

[0007]この章は、本開示の概要を提供しており、その完全な範囲またはその特徴のすべての包括的な開示ではない。

【0008】

[0008]電磁デバイスが提供され、電磁デバイスは、ジグおよび複数のワイヤーを含む。ジグは、中心部材およびコイル分離ブロックを含む。コイル分離ブロックは、中心部材から突出しており、また、互いから分離され、コイルチャネルを提供している。ワイヤーのそれぞれは、ジグの上に、中心部材の周りに、および、コイルチャネルの１つの中に巻き付けられ、複数のコイルのうちの１つを形成している。コイルのそれぞれは、電磁ナビゲーションシステムに接続し、被験者に対して放出されることとなるそれぞれの電磁場を発生させるように構成されている。

【0009】

[0009]他の特徴では、別の電磁場デバイスが提供され、別の電磁場デバイスは、ジグおよびワイヤーを含む。ジグは、１対の端部部材および中心部材を含む。中心部材は、１対の端部部材の間に配設されている。１対の端部部材および中心部材は、コイルチャネルを一緒に提供している。コイルチャネルは、分割体を含む。中心部材、分割体、および端部部材は、ワイヤーチャネルを一緒に提供している。ワイヤーは、中心部材の上に、および、ワイヤーチャネルの中に巻き付けられてコイルを提供する。コイルは、電磁ナビゲーションシステムに接続し、被験者に対して放出されることとなるそれぞれの電磁場を発生させるように構成されている。

【0010】

[0010]他の特徴では、方法が提供され、方法は、中心部材およびコイル分離ブロックを含むように第１のジグを形成するステップを含む。コイル分離部材は、中心部材から突出し、コイルチャネルを提供している。コイルチャネルは、互いによって隔離されており、第１のチャネルおよび第２のチャネルを含む。第１のワイヤーは、第１のジグの上に、中心部材の周りに、および第１のチャネルの中に巻き付けられ、第１のコイルを形成する。第２のワイヤーは、第１のジグの上に、中心部材および第１のコイルの周りに、ならびに第２のチャネルの中に巻き付けられ、第２のコイルを形成する。第１のワイヤーおよび第２のワイヤーは、電磁ナビゲーションシステムに接続し、被験者に対して放出されることとなるそれぞれの電磁場を発生させるように構成されている。

【0011】

[0011]他の特徴では、別の方法が提供され、別の方法は、第１のジグを含む、送信コイルアレイの中に含まれることとなるジグの数を決定するステップを含む。ジグが形成される。ジグのそれぞれは、中心部材および１対の端部部材を含むように形成されている。中心部材は、１対の端部部材の間に配設されている。１対の端部部材および中心部材は、コイルチャネルを一緒に提供している。ワイヤーが、ジグの上に巻き付けられる。ワイヤーのそれぞれは、中心部材の１つの上に、および、ジグのそれぞれのもののコイルチャネルの１つの中に巻き付けられ、コイルを提供する。ジグは、ベースプレートの上に装着され、送信コイルアレイを形成する。ジグのそれぞれは、ベースプレートの上のそれぞれの場所に装着されている。コイルは、電磁ナビゲーションシステムに接続し、被験者に対して放出されることとなるそれぞれの電磁場を発生させるように構成されている。

【0012】

[0012]適用可能性のさらなる領域が、本明細書で提供されている説明から明らかになることとなる。この概要の中の説明および特定の例は、単に例示の目的を意図しており、本開示の範囲を限定することを意図していない。

【0013】

[0013]本明細書で説明されている図面は、選択された実施形態の例示の目的のためのものであり、それは、すべての可能性のある実装形態ではなく、それは、本開示の範囲を限定することを意図していない。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】[0014]本開示による電磁ナビゲーションシステムを有する手術部屋の環境的な図である。

【図2】[0015]本開示による、複数のコイルをそれぞれ有するジグを含む送信コイルアレイの斜視図である。

【図3】[0016]図２の送信コイルアレイに関して、直交して巻き付けられた３つのコイルを備えるジグの斜視図である。

【図4】[0017]図３のジグおよび直交して巻き付けられたコイルの側面図である。

【図5】[0018]本開示による、分割された巻き付けチャネルを有するジグの斜視図である。

【図6】[0019]本開示による、それぞれのコイルをそれぞれ有する複数のジグを含む送信コイルアレイの斜視図である。

【図7】[0020]図６の送信コイルアレイに関して、ジグおよび対応するコイルの斜視図である。

【図8】[0021]図７のジグおよびコイルの側面図である。

【図9】[0022]本開示による、分割されたコイルチャネルおよび対応するコイルを備えるジグの斜視図である。

【図10】[0023]図９のジグおよびコイルの側面図である。

【図11】[0024]本開示による、交差セクションを図示する図９のジグおよびコイルの側面図である。

【図12】[0025]本開示による、それぞれの配向に装着されている単一のコイル巻きされたジグを備える送信コイルアレイの一部分を図示する斜視図である。

【図13】[0026]本開示の実施形態による送信コイルアレイ製造マシンを示す図である。

【図14】[0027]本開示による、図２の送信コイルアレイを製造および設置する方法を示す図である。

【図15】[0028]本開示による、図６および図１２の送信コイルアレイを製造および設置する方法を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

[0029]対応する参照番号は、図面のいくつかの図を通して、対応するパーツを示している。

【0016】

[0030]ここで、例示的な実施形態が、添付の図面を参照して、より完全に説明されることとなる。

【0017】

[0031]以下の説明は、単に、本質的に例示的なものであり、本開示、本出願、または本使用を限定することを意図していない。図面の全体を通して、対応する参照番号は、同様のまたは対応するパーツおよび特徴を示しているということが理解されるべきである。

【0018】

[0032]ＥＭナビゲーションシステムのローカライザーは、送信コイルアレイ（ＴＣＡ）を含むことが可能である。本明細書で参照および／または開示されているローカライザーは、主として、信号を送信するためのＴＣＡ（または、コイルアレイ）を含むものとして説明されているが、ＴＣＡは、信号を受信するために使用され得る。ＴＣＡは、ＥＭコイルの複数のセットを含むことが可能である。ＥＭコイルのそれぞれのセットは、直交して位置決めされている３つのコイルを含むことが可能であり、それらは、ＥＭ場を発生させるために使用される。他の配置が、以下に開示されている。コイル配置は、単数のコイル配置、および、互いに直交しないコイルを備えるコイル配置を含む。直交して位置決めされているコイルは、それぞれの中心軸線を有しており、それぞれの中心軸線は、互いに対して直角になっている。ＥＭナビゲーションは、ＴＣＡを較正するための正確なおよび長時間の較正プロセスに依存する。また、較正プロセスは、ナビゲーションシステムの製造プロセスにおいて、「ボトルネック」を引き起こす可能性がある。

【0019】

[0033]較正プロセスは、主として、ＴＣＡにおける不一致、不規則性、および、様々な相違に起因して行われる。これは、コイル設置、それぞれのコイルの巻線の数、コイルワイヤーの長さ、コイルのサイズ、コイル同士の間のスペーシングなどの相違を含む。以下に開示されている実装形態は、ＴＣＡの較正プロセスを最小化し、および／または、ＴＣＡを較正する必要性を排除することができる、ＴＣＡを提供している。ＴＣＡの例、および、対応する製造方法が、図２〜図１２および図１４〜図１５に示されている。例示的なＥＭナビゲーションシステム２０が、図１に示されている。ＥＭナビゲーションシステム２０は、図２〜図１２および図１４〜図１５を参照して示されおよび／または説明されているＴＣＡのいずれかを含むことが可能である。

【0020】

[0034]ＥＭナビゲーションシステム２０は、主として、人間の患者に処置を行うことに関して説明されているが、ＥＭナビゲーションシステム２０は、他の生物の被験体および／または非生物の被験体に処置を行うために使用され得る。また、本明細書で開示されている実装形態は、他のＥＭシステムに適用され、また、デバイスの位置トラッキング以外の目的のために適用され得る。たとえば、実装形態は、経頭蓋磁気刺激システムの中にＥＭ場を発生させるために使用され得る。また、本明細書で開示されている処置は、体積（ｖｏｌｕｍｅ）、機械的なデバイス、および／または密閉構造体に対して行われ得る。体積は、生物のまたは非生物の物体のものであることが可能である。被験体は、密閉型の機械的なデバイスを含む物体であることが可能である。

【0021】

[0035]ＥＭナビゲーションシステム２０は、ガイドされる処置を行う。ガイドされる処置は、たとえば、外科的処置、神経の処置、脊髄の処置、および整形外科的処置であることが可能である。ＥＭナビゲーションシステム２０は、外科医２１などのユーザーが、ディスプレイ２２の上で、ある座標系で、器具１１０の位置を見ることを可能にする。座標系は、たとえば、イメージガイド処置などにおいて、イメージに関連している可能性があり、または、イメージレス処置に関連している可能性がある。

【0022】

[0036]ＥＭナビゲーションシステム２０は、イメージベースのシステムとして、または、イメージレスシステムとして、動作することが可能である。イメージレスシステムとして動作する間に、ＥＭナビゲーションシステム２０は、被験者スペースを、被験者スペースおよびイメージスペースの両方に位置合わせするというよりも、被験者２６の領域を表すグラフィック表示に位置合わせすることが可能である。イメージデータは、器具の様々な場所、または、被験者２６の解剖学的部分を確認するために取得され得るが、被験者２６のイメージデータは、いつも取得される必要はない。被験者２６の位置が、トラッキングされ得、また、被験者２６に対する器具１１０の位置が、トラッキングされ得る。

【0023】

[0037]イメージレスシステムとして動作する間に、解剖学的構造体の位置が、器具に対して決定され得、また、解剖学的構造体および器具の位置が、トラッキングされ得る。たとえば、寛骨臼の平面が、器具１１０によっていくつかのポイントをタッチすることによって決定され得る。別の例として、大腿骨の位置が、同様の様式で決定され得る。器具１１０および解剖学的構造体の位置は、アイコンまたはグラフィックスによって、ディスプレイの上に示され得る。しかし、ディスプレイは、被験者２６からキャプチャーされる実際のイメージデータを示さなくてもよい。地図データ、または、モーフィングされた（ｍｏｒｐｈｅｄ）地図データなどのような、他のデータが提供され得る。地図データは、被験者２６から発生させられるかまたは一般化されるイメージデータであることが可能である。たとえば、脳地図は、患者の脳のイメージデータ詳細分析に基づいて発生させられ得る。イメージベースのシステムとしてのＥＭナビゲーションシステム２０の動作が、さらに下記に説明されている。

【0024】

[0038]ＥＭナビゲーションシステム２０は、剛体の器具および可撓性の器具をナビゲートまたはトラッキングするために使用され得る。剛体の器具の例は、ドリルモーター、プローブ、錐（ａｗｌｓ）、ドリルビット、大外径（ＯＤ）針、大型のまたは不撓性のインプラントなどを含む。可撓性の器具の例は、カテーテル、プローブ、ガイドワイヤー、小ＯＤ針、小型のまたは可撓性のインプラント、脳深部刺激装置、電気リード線などを含む。器具１１０は、被験者２６の身体の任意の領域において使用され得る。ＥＭナビゲーションシステム２０および器具１１０は、関節鏡処置、経皮的処置、定位処置などの様々な低侵襲処置において使用され、または、観血的処置（ｏｐｅｎ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）において使用され得る。

【0025】

[0039]ＥＭナビゲーションシステム２０は、イメージングデバイス２８を使用してイメージデータを取得するものとして説明されているが、患者および非患者の特定のデータなどの他のデータが取得および／または使用され得る。イメージングデバイス２８は、被験者２６の術前、術中、または術後のイメージデータおよび／またはリアルタイムイメージデータを取得する。イメージングデバイス２８は、たとえば、Ｘ線供給源３０およびＸ線受信デバイス３２を有するＣ字型アームとして構成され得る蛍光Ｘ線イメージングデバイスであることが可能である。他のイメージングデバイスが、イメージングデバイス２８の上に含まれ、および装着され得る。較正およびトラッキングターゲット、ならびに放射線センサーが含まれ得る。イメージングデバイス２８は、バイプレーン型蛍光透視システム、シーリング型蛍光透視システム、キャスラボ（ｃａｔｈ−ｌａｂ）蛍光透視システム、固定式Ｃ字型アーム蛍光透視システム、アイソセントリックＣ字型アーム蛍光透視システム、３次元蛍光透視システムなどの、蛍光透視システムの一部であることが可能である。

【0026】

[0040]ＥＭナビゲーションシステム２０は、イメージングデバイスコントローラー３４をさらに含む。イメージングデバイスコントローラー３４は、イメージングデバイス２８を制御し、（ｉ）Ｘ線受信セクション３２において受信されるＸ線イメージをキャプチャーし、（ｉｉ）Ｘ線イメージを保存する。イメージングデバイスコントローラー３４は、イメージングデバイス２８から分離されており、および／または、イメージングデバイス２８の回転を制御することが可能である。たとえば、イメージングデバイス２８は、矢印２８ａの方向に移動するか、または、被験者２６の長手方向軸線２６ａの周りに回転することが可能である。これは、イメージ化されることとなる被験者２６の前面視または側面視を可能にする。これらの移動のそれぞれは、部材３６を介して、イメージングデバイス２８の機械的な軸線の周りの回転を伴う。

【0027】

[0041]Ｘ線は、Ｘ線供給源３０から放出され、Ｘ線受信セクション３２において受信され得る。Ｘ線受信セクション３２は、カメラを含むことが可能であり、カメラは、受信されるＸ線からイメージデータを生成させることが可能である。他の適切なイメージングデバイスおよび／またはシステムが、イメージデータを生成させるかまたはキャプチャーするために使用され得る。たとえば、磁気共鳴イメージングシステムまたはポジトロン放出断層撮影システムが使用され得る。さらに、イメージャートラッキングデバイス３８が、たとえば、Ｃ字型アームコントローラー３４によって、選択された時間に、イメージングデバイス２８のＸ線受信セクション３２の位置をトラッキングするために含まれ得る。次いで、イメージデータは、Ｃ字型アームコントローラー３４からナビゲーションコンピューター４０の処理モジュールへ、無線でまたはリンク４１を介して転送され得る。ナビゲーションコンピューター４０は、処理モジュールを含むことが可能であり、処理モジュールは、処置を行うために命令を実行するように構成されている。

【0028】

[0042]ワークステーション４２は、ナビゲーションコンピューター４０、ディスプレイ２２、ユーザーインターフェース４４、およびアクセス可能なメモリーシステム４６を含むことが可能である。イメージデータは、Ｃ字型アームコントローラー３４からワークステーション４２へまたはトラッキングシステム５０へ送信され得る。ナビゲーションコンピューター４０は、ラップトップコンピューターまたはタブレットコンピューターなどの、携帯用コンピューターであることが可能である。

【0029】

[0043]ワークステーション４２は、ディスプレイ２２の上のイメージとしてイメージデータを表示する。ユーザーインターフェース４４は、キーボード、マウス、タッチペン、タッチスクリーン、または、他の適切なインターフェースであることが可能である。ユーザーインターフェース４４は、ユーザー２１が、Ｃ字型アームコントローラー３４を介してイメージングデバイス２８を制御するために、または、ディスプレイ２２の表示設定を調節するために、入力を提供することを可能にする。また、ワークステーション４２は、ナビゲーションデバイスインターフェース（ＮＤＩ）５６を有するコイルアレイコントローラー（ＣＡＣ）５４からのデータを制御および受信するために使用され得る。

【0030】

[0044]イメージングデバイス２８が図１に示されているが、任意の他の代替的な２Ｄ、３Ｄまたは４Ｄイメージングモダリティも使用され得る。たとえば、アイソセントリックＸ線透視法、バイプレーン型Ｘ線透視法、超音波、コンピューター断層撮影（ＣＴ）、マルチスライスコンピューター断層撮影（ＭＳＣＴ）、Ｔ１強調磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）、Ｔ２強調ＭＲＩ、高周波数超音波（ＨＩＦＵ）、ポジトロン放出断層撮影（ＰＥＴ）、光コヒーレンス断層撮影（ＯＣＴ）、血管内超音波（ＩＶＵＳ）、超音波の手術中のコンピューター断層撮影（ＣＴ）、単一光子放出型コンピューター断層撮影（ＳＰＥＣＴ）、および／または平面ガンマシンチグラフィー（ＰＧＳ）イメージングデバイスなどの、任意の２Ｄ、３Ｄ、または４Ｄイメージングデバイスが使用され得る。これらのイメージングデバイスのいずれもが、２Ｄ、３Ｄ、または４Ｄの術前もしくは術後のおよび／またはリアルタイムの被験者２６のイメージまたはイメージデータを取得するために使用され得る。また、イメージは、一般的に、２次元または３次元で得られて表示され得る。より進化した形態では、３Ｄ表面レンダリング領域は、被験者から実現され、それは、適切な時間にレンダリングされるかまたは変化させられ得る（第４の次元）。３Ｄ表面レンダリング領域は、地図または解剖学的モデルマップからの、または、ＭＲＩ、ＣＴ、もしくは心エコー検査モーダリティーによってキャプチャーされる術前のイメージデータからの、被験者データもしくは他のデータを組み込むことによって実現され得る。

【0031】

[0045]また、ＣＴと組み合わせたポジトロン放出断層撮影（ＰＥＴ）、または、ＣＴと組み合わせた単一フォト放出型コンピューター断層撮影（ＳＰＥＣＴ）などの、ハイブリッドモーダリティーからのイメージデータセットは、被験者２６の中のターゲット部位に到達するために使用されることとなる解剖学的データの上に重ね合わせられた機能的なイメージデータを提供することが可能である。図１に示されているように、イメージングデバイス２８は、少なくとも２つの平面の周りでイメージングデバイス２８を回転させることによって、単一ヘッドのＣ字型アームＸ線透視装置を使用して、仮想バイプレーン型イメージを提供することが可能である。２つの平面は、直交する平面であることが可能であり、２次元のイメージを発生させるために使用され得る。２次元のイメージは、３次元体積イメージに変換され得る。２つ以上の平面の中のイメージを取得することによって、被験者２６の中に導入および前進させられた器具の場所を表すアイコンが、２つ以上の視点でディスプレイ２２の上に重ね合わせられ得る。これは、２次元および３次元の視点を含む、シミュレーションされたバイプレーン型またはマルチプレーン型の視点を可能にする。器具１１０は、たとえば、インパクター、スタイレット、リーマードライバー、タップ、ドリル、脳深部刺激装置、電気リード線、針、インプラント、プローブ、または他の器具を含むことが可能である。

【0032】

[0046]ＥＭナビゲーションシステム２０は、トラッキングシステム５０をさらに含む。トラッキングシステム５０は、ローカライザー５２を含み、ローカライザー５２は、送信コイルアレイ（ＴＣＡ）、トラッキングアレイ、または送信コイルアッセンブリとも称され得る。ローカライザーおよび対応するコンポーネントの例が、図２〜図１２に示されている。ＴＣＡ５２は、送信または受信することが可能なコイルアレイ５２ａを含む。トラッキングシステム５０は、ＣＡＣ５４を含む。ローカライザー５２、器具１１０の器具トラッキングデバイス１００、および、動的基準フレーム（ＤＲＦ）５８は、ＮＤＩ５６を介してＣＡＣ５４に接続されている。ＣＡＣ５４およびＮＤＩ５６は、ＣＡＣ／ＮＤＩコンテナ６０の中に設けられ得る。ＮＤＩ５６は、通信ポートを有することが可能であり、通信ポートは、ローカライザー５２、器具トラッキングデバイス１００、および／またはＤＲＦ５８と、無線でまたは有線で通信する。

【0033】

[0047]ＤＲＦ５８は、ＤＲＦ部材５８ａおよび除去可能なトラッキングデバイス５８ｂを含むことが可能である。代替的に、ＤＲＦ５８は、ＤＲＦ部材５８ａと一体的に形成されているトラッキングデバイス５８ｂを含むことが可能である。たとえば、トラッキングデバイス５８ｂは、被験者２６に直接的に接続され得る。トラッキングデバイス５８ｂは、放出器または受信器として１つまたは複数のＥＭ場を感知することを行うコイルセンサーであるか、または、トラッキングシステム５０によってトラッキングされ得る他の適当なデバイスである。また、トラッキングデバイス５８ｂは、ＥＭナビゲーションシステム２０の他のコントローラー、プロセッサー、モジュールなどに有線接続され得る。

【0034】

[0048]ローカライザー５２は、図２〜図１４を参照して示されおよび／または説明されているＴＣＡのいずれかであるか、または、それを含むことが可能である。単一のローカライザーが図１に示されているが、追加的なローカライザーが含まれ、ローカライザー５２によって発生させられるＥＭ場を補完し、および／または、追加的なＥＭ場を提供することが可能である。ローカライザー５２によって発生させられるＥＭ場を補完すること、および／または、追加的なＥＭ場を追加することは、ナビゲーション領域を増加させ、そのナビゲーション領域において、処置を行い、および／または、ナビゲーションを正確に実施することが可能である。コイルアレイ５２ａは、信号を送信することが可能であり、信号は、ＤＲＦ５８および少なくとも１つのトラッキングデバイス（たとえば、器具トラッキングデバイス１００）によって受信される。

【0035】

[0049]トラッキングデバイス１００は、一般的に処置の間に被験者２６の中に位置決めされる場所において、器具１１０に関連付けされ得る。次いで、ＤＲＦ５８は、ローカライザー５２および／または他のローカライザーから受信／感知される発生させられた場の信号に基づいて、信号を送信および／または提供することが可能である。

【0036】

[0050]トラッキングシステム５０、または、トラッキングシステム５０のコンポーネントは、手術室の中の他のシステムまたはデバイスの中へ組み込まれ得る。たとえば、ローカライザーの１つは、イメージングデバイス２８の中へ組み込まれ得る。送信器コイルアレイ５２ａは、イメージングデバイス２８のＸ線受信セクション３２に取り付けられ得る。ローカライザー５２は、手術室の中の任意の場所に位置決めされ得る。たとえば、ローカライザー５２は、Ｘ線供給源３０に位置決めされ得る。また、ローカライザー５２は、手術部屋の台１２０の中に、もしくは、手術部屋の台１２０の上部に、被験者２６の下方に、台１２０に関連付けされたサイドレールの上に、または、被験者２６の上に、および、ナビゲートされている領域に近接して、位置決めされ得る。

【0037】

[0051]また、コイルアレイ５２ａは、複数のコイル（たとえば、誘導コイル）を含むことが可能であり、複数のコイルは、被験者２６の中の領域（患者スペースと称されることもある）などの、ナビゲートされている領域の中へ、別個のＥＭ場を発生させるようにそれぞれ動作可能である。コイルアレイ５２ａは、ＣＡＣ５４によって制御されまたは駆動される。ＣＡＣ５４は、伝送ライン１１２を介してローカライザー５２へ信号を送信することが可能である。コイルアレイ５２ａは、ＣＡＣ５４によって駆動される２つ以上のコイルを有することが可能である。信号は、時分割多重化されるか、または周波数分割多重化され得る。１つの実装形態では、コイルアレイ５２ａのそれぞれが、３つの直交するＥＭ場を発生させる少なくとも３つの直交するコイルを含む。コイルアレイ５２ａは、任意の数のコイルを含むことが可能である。ローカライザー５２は、任意の数のコイルアレイを含むことが可能である。コイルは、様々な異なる位置に配向され得、他のコイルに直交する位置にない場合がある。この点において、コイルアレイ５２ａのそれぞれのコイルは、別々に、別個の時間に、同時に駆動され、および／または、所定の周波数を有するそれぞれの電流信号によって駆動され得る。

【0038】

[0052]コイルアレイコントローラー（または、制御モジュール）５４によって、コイルアレイ５２ａの中のコイルを駆動すると、ＥＭ場が、医療処置が行われている領域において、被験者２６の中に発生させられる。ＥＭ場は、トラッキングデバイス５８ｂ、１００の中に電流を誘導することが可能である。誘導された電流に応答して、トラッキングデバイス５８ｂ、１００は、信号を発生させ、信号は、ＮＤＩ５６に提供され、ＣＡＣ５４および／またはナビゲーションコンピューター４０へ転送され得る。ＮＤＩ５６は、ＥＭナビゲーションシステム２０に対して電気的な遮蔽を提供することが可能である。ＮＤＩ５６は、増幅器、フィルター、およびバッファーを含み、トラッキングデバイス５８ｂ、１００と直接的にインターフェース接続することが可能である。代替的に、トラッキングデバイス５８ｂ、１００は、無線でまたは有線でＮＤＩ５６と通信することが可能である。

【0039】

[0053]トラッキングデバイス１００は、取り付け部品と相互接続するハンドルまたはインサーターの中にあることが可能であり、インプラントを設置するのを支援することが可能である。器具１１０は、把持可能なまたは操作可能なエレメントを近位端部に含み、また、センサーを含み、センサーは、操作可能なエレメントの近くまたは遠位作業端部に固定され得る。トラッキングデバイス１００は、ＥＭセンサーを含み、ローカライザー５２によって発生させられるＥＭ場を感知し、トラッキングデバイス１００の中に電流を誘導することが可能である。図１に図示されているように、および、本明細書でさらに議論されているように、器具１１０に関連付けされるトラッキングデバイス１００は、また、被験者２６の中に完全にまたは部分的に設置され得る。

【0040】

[0054]ＤＲＦ５８は、ＮＤＩ５６に接続されており、ＣＡＣ５４および／またはナビゲーションコンピューター４０に情報を転送することが可能である。ＤＲＦ５８は、磁場および／またはＥＭ場検出器（たとえば、トラッキングデバイス５８ｂ）を含むことが可能である。ＤＲＦ５８は、被験者２６に固定され、また、ナビゲーションが起こっている領域に隣接して固定され得、被験者２６の任意の移動が、ローカライザー５２とＤＲＦ５８との間の相対運動として検出されるようになっている。ＤＲＦ５８は、被験者２６と相互接続され得る。任意の相対運動が、ＣＡＣ５４に示され、ＣＡＣ５４は、位置合わせ相関関係を更新し、正確なナビゲーションを維持する。ＤＲＦ５８は、選択された数のコイルを含むことが可能である。たとえば、コイルは、互いに対して相互に直交しており、コイルが巻かれる中心軸線を共有することが可能である。コイルは、様々な非同軸のまたは同軸のコイル構成で構成され得る。

【0041】

[0055]ＤＲＦ５８は、被験者２６に外部から付加され、および／または、ナビゲーションの領域に隣接して付加され得る（たとえば、被験者２６の頭蓋骨の上に、被験者２６の骨に、または、被験者２６の皮膚に付加される）。ＤＲＦ５８は、接着パッチおよび／またはテンショニングシステム（ｔｅｎｓｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）を使用して付加され得る。また、ＤＲＦ５８は、基準マーカーに除去可能に取り付け可能であり得る。基準マーカーは、解剖学的ランドマーク、および／または、被験者２６の上に取り付けまたは位置決めされている人工的な部材であることが可能である。

【0042】

[0056]動作時には、ＥＭナビゲーションシステム２０が、イメージデータまたはイメージスペースの中のポイントと、被験者スペースの中の対応するポイント（たとえば、患者の生体構造の中のポイント、または、患者スペースの中のポイント）との間に、マップを生成させる。マップが生成された後に、イメージスペースおよび被験者スペースが互いに位置合わせされる。これは、イメージスペースの中の位置（場所および配向）を、被験者スペース（または、現実のスペース）の中の対応する位置に相関させることを含む。位置合わせに基づいて、ＥＭナビゲーションシステム２０は、重ね合わせられたイメージにおいて、被験者２６のイメージに対して器具１１０の位置を図示することが可能である。たとえば、器具１１０は、提案された軌道および／または決定された解剖学的ターゲットに対して図示され得る。ワークステーション４２は、単独で、および／または、ＣＡＣ５４および／またはＣ字型アームコントローラー（または、制御モジュール）３４と組み合わせて、事前に取得されるイメージまたは地図モデルの上で、トラッキングされる器具１１０に対して対応するポイントを特定し、ディスプレイ２２の上でイメージ１３４に対して位置を表示することが可能である。この特定は、ナビゲーションまたはローカライゼーションとして知られている。ローカライズされたポイントまたは器具を表すアイコンが、２次元のイメージ平面の中のディスプレイ２２の上に、ならびに、３次元および４次元のイメージおよびモデルの上に示されている。ワークステーション４２、ＣＡＣ５４、およびＣ字型アームコントローラー３４、ならびに／または、その選択された部分は、単一のシステムの中へ組み込まれるか、または、単一のプロセッサーまたは制御モジュールとして実装され得る。

【0043】

[0057]被験者２６をイメージ１３４に位置合わせするために、ユーザー２１は、事前取得されたイメージから特定のポイントを選択して保存することによって、および、次いで、ポインタープローブまたは任意の適当なトラッキングされるデバイスを用いて被験者２６の上の対応するポイントをタッチすることによって、ポイント位置合わせを使用することが可能である。ＥＭナビゲーションシステム２０は、選択されているポイントの２つのセットの間の関係を分析し、一致度をコンピューター計算し、それは、イメージデータまたはイメージスペースの中のあらゆるポイントと被験者２６または被験者スペースの上のその対応するポイントとの相関関係を可能にする。

【0044】

[0058]位置合わせを行うために、またはマップを形成するために選択されるポイントは、解剖学的ランドマークまたは人工的なランドマークなどのような、基準マーカーである。繰り返しになるが、基準マーカーは、イメージの上で特定可能であり、被験者２６の上で特定可能およびアクセス可能である。基準マーカーは、被験者２６の上に位置決めされる人工的なランドマーク、または、イメージデータの中で容易に特定され得る解剖学的ランドマークであることが可能である。また、人工的な基準マーカーは、ＤＲＦ５８の一部を形成することが可能である。任意の適当な数の基準マーカーが、ＤＲＦ５８とともに、および／または、ＤＲＦ５８から離れて設けられ得る。

【0045】

[0059]また、ＥＭナビゲーションシステム２０は、解剖学的な表面情報または経路情報（自動位置合わせと称される）を使用して位置合わせを行うことが可能である。また、ＥＭナビゲーションシステム２０は、コンター（ｃｏｎｔｏｕｒ）アルゴリズム、ポイントアルゴリズム、または密度比較アルゴリズムを使用することによって、取得される２Ｄイメージを利用して、３Ｄ体積イメージを位置合わせすることによって、２Ｄから３Ｄへの位置合わせを行うことも可能である。

【0046】

[0060]位置合わせ精度を維持するために、ＥＭナビゲーションシステム２０は、位置合わせおよびナビゲーションの間に、ＤＲＦ５８によって、被験者２６の位置をトラッキングする。これは、被験者２６、ＤＲＦ５８、およびローカライザー５２が、処置の間にすべて移動するからである。代替的に、被験者２６は、位置合わせが起こると、たとえば頭部保持具を用いて、動かないように保持され得る。したがって、ＥＭナビゲーションシステム２０が、被験者２６の位置、または、被験者２６の生体構造の領域をトラッキングしない場合には、位置合わせの後の任意の被験者移動が、対応するイメージの中の不正確なナビゲーションを結果として生じさせることとなる。ＤＲＦ５８は、トラッキングシステム５０が生体構造をトラッキングすることを可能にし、位置合わせの間に使用され得る。ＤＲＦ５８は被験者２６に剛体的に固定されているので、生体構造またはローカライザー５２の任意の移動が、ローカライザー５２とＤＲＦ５８との間の相対運動として検出される。この相対運動は、ＮＤＩ５６を介して、ＣＡＣ５４および／またはプロセッサー４８と通信され、それは、位置合わせ相関関係を更新し、それによって、正確なナビゲーションを維持する。

【0047】

[0061]ＤＲＦ５８は、上記に議論されているように、被験者２６の任意の部分に付加され得、被験者２６をイメージデータに位置合わせするために使用され得る。たとえば、頭蓋骨または頭蓋２６ｓに対して処置が行われているときに、ＤＲＦ５８は、頭蓋２６ｓに相互接続され得る。

【0048】

[0062]トラッキングシステム５０は、患者スペースに隣接してローカライザー５２を位置決めし、ＥＭ場（ナビゲーションフィールドと称される）を発生させることが可能である。ナビゲーションフィールドまたは患者スペースの中のポイントは、一意的な場の強度および方向に関連付けされるので、トラッキングシステム５０は、トラッキングデバイス１００における場の強度および方向またはＥＭ場の成分を測定することによって、器具１１０の位置（それは、場所および配向を含むことが可能である）を決定することが可能である。ＤＲＦ５８は、被験者２６に固定されており、ナビゲーションフィールドの中の被験者２６の場所を特定する。トラッキングシステム５０は、ローカライゼーションの間のＤＲＦ５８と器具１１０との相対位置を連続的に決定し、この空間的情報を被験者位置合わせデータに関連付ける。これは、被験者２６の中で、および／または、被験者２６の中に対して、器具１１０のイメージガイダンスを可能にする。

【0049】

[0063]最大精度を得るために、それは、少なくとも６自由度のそれぞれにＤＲＦ５８を固定するように選択され得る。したがって、ＤＲＦ５８、または、トラッキングデバイス１００などの任意のトラッキングデバイスは、被験者２６の一部分に対する軸線方向運動Ｘ、並進運動Ｙ、回転運動Ｚ、ヨー、ピッチ、およびロールに関して固定され得、トラッキングデバイス５８ｂは、被験者２６に取り付けられている。任意の適当な座標系が、様々な自由度を説明するために使用され得る。このように被験者２６に対してＤＲＦ５８を固定することは、ＥＭナビゲーションシステム２０の最大精度を維持することを支援することが可能である。

【0050】

[0064]器具１１０は、任意の適当な器具（たとえば、カテーテル、プローブ、ガイドなど）であることが可能であり、たとえば、頭蓋２６ｓの中などの被験者２６の選択された部分に材料を送達することなど、様々なメカニズムおよび方法のために使用され得る。材料は、生体活性材料、薬理学的材料、造影剤、または、任意の適当な材料などの、任意の適当な材料であることが可能である。本明細書でさらに議論されているように、器具１１０は、ＥＭナビゲーションシステム２０を介して、正確に位置決めされ得（場所および配向を含む）、そうでなければ、たとえば頭蓋２６ｓの中など、任意の適当な様式で被験者２６に対して材料を位置決めするためのプロトコルを実現するために使用され得る。また、器具１１０は、脳深部刺激を行うために脳プローブを含むことが可能である。

【0051】

[0065]上記に議論されているように、ＥＭ場は、ローカライザー５２によって発生させられ得る。ＥＭ場は、ナビゲーションフィールドを画定するように発生させられる。しかし、ナビゲーションフィールドは、手術台１２０、イメージングデバイス２８、様々な器具などを含む様々なゆがんだ物体によってゆがめられ得る。

【0052】

[0066]図２は、ジグ１５２、１５４、１５６を含むＴＣＡ１５０を示している。ジグ１５２、１５４、１５６のそれぞれは、それぞれのコイルを備えるコイルアレイを有している。ジグ１５２、１５４、１５６は、端部プレート１５８、１６０を介して、互いに対して適切な場所に保持されている。ジグ１５２、１５４、１５６は、図３〜図５を参照してさらに説明されている。端部プレート１５８、１６０は、第１のタブ１６２を含むことが可能であり、第１のタブ１６２は、ジグ１５２、１５４、１５６の中のそれぞれの孔部の中へ挿入されている。接着剤は、第１のタブ１６２をジグ１５２、１５４、１５６に取り付けるために使用され得る。また、端部プレート１５８、１６０は、装着孔部１６３および／または第２のタブ１６４を含むことが可能である。装着孔部１６３および／または第２のタブ１６４は、ＥＭナビゲーションシステムおよび／またはナビゲーションシアター（ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ｔｈｅａｔｒｅ）の中の物体の上にＴＣＡ１５０を装着するために使用され得る。たとえば、図１に示されているように、ＴＣＡ５２は、ＴＣＡ１５０と交換され得、被験者２６が検査されおよび／または処置が行われる台１２０に取り付けられ得る。コイルジグ１５２、１５４、および１５６は、端部プレート１５８、１６０に対して様々な角度で配向され得る。コイルジグ１５２、１５４、および１５６は、端部プレート１５８、１６０に直交して配向されるか、または、端部プレート１５８、１６０に対して他の角度で配向され得る。

【0053】

[0067]図３〜図４では、ジグ１７０および対応するコイル１７２、１７４、１７６が示されている。図２のジグ１５２、１５４、１５６は、ジグ１７０として実装され得る。ジグ１７０は、直交して位置決めされている３つのコイルを有するものとして示されているが、任意の数のコイルを含むことが可能であり、また、任意の数のコイルが、ジグ１７０の上で様々な配向で位置決めされ、それぞれのＥＭ場を提供することが可能である。コイルの配向は、半径方向の巻き付け場所、コイルが巻き付けられるジグの軸線、対応するジグの中心に対するコイルの中心の座標、ＴＣＡの参照ポイントまたはＴＣＡのコンポーネント（たとえば、端部プレートもしくはベースプレート）に対するコイルの座標のセット、ＴＣＡのコンポーネント（たとえば、端部プレートまたはベースプレート）に対するコイルの角度位置などを表すことが可能である。

【0054】

[0068]示されている例では、ジグ１７０は、中心部材１７８および８つのコイル分離ブロック１８０を含む。本明細書で使用されているような「ブロック」の用語は、所定の形状を有する物体を表すことが可能である。コイル分離ブロック１８０は、概して立方体形状の幾何学形状を有するものとして示されているが、コイル分離ブロック１８０は、様々な形状の幾何学形状を有することが可能である。コイル分離ブロック１８０は、中心部材１７８から離れるように突出しており、ワイヤー巻き付け（または、コイル）チャネル１８２、１８４、１８６を形成している。コイルチャネル１８２、１８４、１８６は、それぞれのワイヤーの巻き付けのために外部からアクセス可能であり、コイル１７２、１７４、１７６を形成することが可能である。単一のコイルチャネルが、コイル１７２、１７４、１７６のそれぞれに対して設けられている。コイル１７２、１７４、１７６のそれぞれは、ジグ１７０の中心部材１７８および／または共通の中心ポイント１９０の周りに、ならびに、コイルチャネル１８２、１８４、１８６のそれぞれのものの中に巻かれている。コイル１７２、１７４、１７６のそれぞれは、所定の数の巻線を有することが可能である。１つの実装形態では、コイル１７２、１７４、１７６のそれぞれは、同じ数の巻線を有している。別の実装形態では、コイル１７２、１７４、１７６は、異なる数の巻線を有している。ジグの上のコイルは、別のジグの上の対応するコイルと同じまたは異なる数の巻線を有することが可能である。ジグ１７０のコイルチャネル１８２、１８４、１８６のそれぞれの直径は異なっており、また、それは、コイル１７２、１７４、１７６のそれぞれが、コイル１７２、１７４、１７６の他のものと接触することなく、ジグ１７０の上に巻き付けられるように事前に決定されている。

【0055】

[0069]ジグ１７０の側部は、示されているように、たとえば、タブおよび／または孔部１９２を含むことが可能である。タブおよび／または孔部１９２は、コイル分離ブロック１８０の中に位置付けされ得、コイル分離ブロック１８０の外部表面からアクセス可能である。コイル分離ブロック１８０は、中心部材１７８および中心ポイント１９０に対して様々な角度および／または位置で、任意の数の外部表面をそれぞれ有することが可能である。タブおよび／または孔部１９２は、図２に示されているように、対応する装着（または、端部）プレートにジグ１７０を取り付けるために使用され得る。また、タブおよび／または孔部１９２は、ジグ１７０の上へのワイヤーの巻き付けの間に、ジグ１７０を保持するために使用され得る。ジグ１７０は、ワイヤーの巻き付けの間に、たとえば、固定具、グリッパー、および／または万力の中に保持され得る。

【0056】

[0070]ジグ１７０の上のワイヤーの端部１９４は、対応するコネクターの中へ受け入れられ得る。例示的なコネクターが、図６〜図１１に示されている。コネクターは、ＮＤＩ５６を介してＣＡＣ５４に接続され、ならびに／または、ＥＭナビゲーションシステム（たとえば、ＥＭナビゲーションシステム２０）のプロセッサー、コントローラー、および／もしくは制御モジュールに接続され得る。

【0057】

[0071]図５は、分割されているワイヤー巻き付けチャネル（または、コイルチャネル）２０２、２０４、２０６を有するジグ２００を示している。ジグ２００は、中心部材２０８および突出するコイル分離ブロック２１０を含む。コイルチャネル２０２、２０４、２０６のそれぞれは、幅および深さを含む所定の寸法を有することが可能である。コイルチャネル２０２、２０４、２０６のそれぞれは、それぞれのコイルを受け入れるように構成されており、また、分割体２１２によって分割され、複数のワイヤー巻き付けチャネル（または、ワイヤーチャネル）２１４を形成している。分割体２１２は、所定の幅、外周、および／または直径をそれぞれ有することが可能である。ワイヤーチャネル２１４は、所定の幅、深さ、内周、および内径をそれぞれ有することが可能である。コイルチャネル２０２、２０４、２０６、分割体２１２、およびワイヤーチャネル２１４の寸法は、たとえば、対応するコイルに印加されることとなる所定の電流のレベル、コイルの所定の動作温度、および／または、所定のＥＭ場特性（たとえば、電場ベクトル値および／または磁場ベクトル値）に基づいて事前に決定され得る。

【0058】

[0072]コイルチャネル２０２、２０４、２０６のそれぞれは、分割体のセット（分割体２１２のそれぞれのもの）、および、ワイヤーチャネルのセット（ワイヤーチャネル２１４のそれぞれのもの）を有している。分割体のセットのそれぞれは、それぞれの直径を有することが可能である。ワイヤーチャネルのセットのそれぞれは、それぞれの内径および外径を有することが可能であり、外径は、対応する分割体の直径に一致している。

【0059】

[0073]分割体２１２は、中心部材２０８から半径方向外向きに延在しており、コイルチャネル２０２、２０４、２０６によって隔離されており、分割体２１２が、非連続的に環状形状のディスクおよび／またはトロイダル形状のディスクとなるようになっている。分割体２１２およびワイヤーチャネル２１４は、交互になっているコイル巻線と分割体の積層された層を提供することが可能である。突出するコイル分離ブロック２１０、中心部材２０８、および分割体２１２を含む、ジグ２００のエレメントは、別々のエレメントであることが可能であり、または、示されているように、一体構造体として実装され得る。ジグ２００は、概して立方体形状であるとして示されているが、ジグ２００は、異なる形状を有することが可能である。

【0060】

[0074]ワイヤーチャネル２１４のそれぞれは、コイルのワイヤーを受け入れるように構成されている。ワイヤーは、中心部材２０８の周りに１回または複数回巻き付けられ、また、ワイヤーチャネル２１４のそれぞれの中に巻き付けられ得る。この実装形態では、分割体２１２は、ジグ２００の上のコイルのワイヤーの正確な巻き付けのために、コイルのそれぞれの巻線またはコイルの巻線のセットを分離している。それぞれのセットは、同じ数の巻線を有することが可能であり、または、それぞれの数の巻線を有することが可能である。これは、コイルのそれぞれの巻線の正確で予測的な一貫した設置を提供する。

【0061】

[0075]図２〜図６のジグは、ＴＣＡの反復製造を可能にし、同じ要件を満たして同じ寸法を有する複数のＴＣＡが、予測可能で一貫した特性を備えて生産され得るようになっている。これらの特性は、ジグ寸法、ワイヤー長さ、コイル当たりの巻線の数、ジグの隣接する分割体同士の間の巻線の数、コイルおよび巻線設置、ならびにコイル寸法（幅、内側および外径、ならびに厚さ）を含むことが可能である。

【0062】

[0076]図６は、複数のジグ２２２を含む別のＴＣＡ２２０を示している。ＴＣＡ２２０は、図１のＴＣＡ５２を交換することが可能であり、また、被験者２６が検査されおよび／または処置が行われる台１２０に取り付けられ得る。ジグ２２２のそれぞれは、それぞれのコイルを備える単一のコイル巻きされたジグである。ジグ２２２は、ベースプレート２２４の上のそれぞれの場所に装着されている。ベースプレート２２４は、ベースプレート２２４の上のジグの正確な設置のために、タブ（または、孔部）２２６および／または凹型セクション２２８を有することが可能である。タブ（または、孔部）２２６は、ジグ２２２の中の孔部（または、タブ）２３０に整合している。凹型セクション２２８は、孔部２３２を有することが可能であり、ジグの上のワイヤー２３４は、示されているように、孔部２３２を通って延在することが可能である。ジグのそれぞれの上のワイヤー２３４の端部２３６は、対応するコネクター２３８の中へ受け入れられ得、コネクター２３８は、ベースプレート２２４の、ジグとは反対側にあることが可能である。コネクター２３８は、ＮＤＩ５６を介してＣＡＣ５４に接続され、ならびに／または、図１のＥＭナビゲーションシステム２０のプロセッサー、コントローラー、および／もしくは制御モジュールに接続され得る。図６では、３つのジグおよび／または１２個の凹型セクションが示されているが、ＴＣＡ２２０は、任意の数のジグおよび対応する凹型セクションを有することが可能である。

【0063】

[0077]示されている３つのジグ２２２は、ベースプレート２２４の上で同じ配向を有しているが、ＴＣＡ２２０のジグは、異なる配向を有することが可能である。異なる配向を有するジグの例は、図１２に示されている。同じ配向を有するジグのコイルは、単一のＥＭ場を提供するために使用され得る。同じ配向を有するコイルによって発生させられるＥＭ場エネルギーは、ＥＭ場のサイズの増加を一緒になって助長する。異なる配向を有するジグのコイルは、それぞれの方向に延在する異なる電界ベクトルおよび磁界ベクトルを有する複数のＥＭ場を提供するために使用され得る。これは、増加した場の多様性を可能にする。

【0064】

[0078]図６のジグは、単一のコイル配向を備える単一のコイルを有するものとして示されているが、ジグのそれぞれは、異なる配向を備える任意の数のコイルを有することが可能である。図６のＴＣＡ２２０の中で使用され得るジグの第１の例が、図７〜図８に示されている。図６のＴＣＡ２２０の中で使用され得るジグの第２の例が、図９〜図１１に示されている。

【0065】

[0079]図７〜図８は、ジグ２４０および対応するコイル２４２を示している。ジグ２４０は、形状が円筒状であるものとして示されており、コイルチャネル２４４が、２つの端部部材２４６の間に位置付けされている。ワイヤーが、中心部材２４８、および、コイルチャネル２４４の内周の周りに巻き付けられている。ジグ２４０は、ベースプレート（たとえば、図６のベースプレート２２４）の上に装着するために、および／または、ジグ２４０の上でワイヤーを巻き付けてコイル２４２を形成する間にジグ２４０を保持するときに使用するために、孔部（または、タブ）２５０を有することが可能である。また、ジグ２４０は、巻き付け固定具、ブラケット、カップリング、またはロッドの上にジグ２４０を装着するために、中心開口部２５２を有することが可能である。例として、中心開口部２５２は、示されているように、十字形状であり（または、不規則なプリズム形状であり）、固定具のジグ装着部分を受け入れることが可能である。ジグ装着部分は、コイル２４２を形成するためにジグ２４０の上にワイヤーを巻き付けることを促進させるように回転させられ得る。ワイヤーの端部２５４は、コネクター２５６によって受け入れられ得る。

【0066】

[0080]図９〜図１１は、コイルチャネル２６２および対応するコイル２６４を備えるジグ２６０を示している。コイルチャネル２６２は、端部部材２６６同士の間にある。コイルチャネル２６２は、分割体２６８およびワイヤーチャネル２７０を含む。分割体２６８は、中心部材２７２から半径方向外向きに延在している。端部部材２６６、中心部材２７２、および分割体２６８は、別々のエレメントであることが可能であり、または、示されているように、一体構造体として実装され得る。端部部材２６６の１つは、図９に示されているように、孔部または切り欠き部２７４を含むことが可能である。ジグ２６０の上に巻き付けられているワイヤーの端部２７６は、切り欠き部２７４を通って延在することが可能であり、コネクター２７８によって受け入れられ得る。これは、ワイヤーが、たとえば、ベースプレートの中の孔部を通過させられることを可能にする。

【0067】

[0081]ジグ２６０は、端部部材２６６同士の間に交差セクション２８０を有することが可能であり、分割体２６８のそれぞれを分離しており、分割体２６８が、非連続的に環状形状のディスクおよび／またはトロイダル形状のディスクとなるようになっている。ワイヤーは、ジグ２６０の上に巻き付けられるときに、中心部材２７２の周りに、中心軸線２８２の周りに、ワイヤーチャネル２７０の中に、および、中心軸線２８２に平行な第１の方向（矢印２８４によって示されている）に巻き付けられ得る。次いで、ワイヤーは、第１の方向と反対の第２の方向（矢印２８６によって示されている）に巻き付けられ得る。第１の方向および第２の方向への巻き付けを促進させるために、ワイヤーは、交差セクション２８０の中のワイヤーチャネル同士の間で入れ替えることが可能である。ワイヤーの第１の部分２８８は、第１の方向にワイヤーを巻き付ける間に、交差セクション２８０を通って延在する。ワイヤーの第２の部分２９０は、第２の方向にワイヤーを巻き付ける間に、交差セクション２８０を通って延在する。第２の部分２９０は、交差セクション２８０の中で第１の部分２８８と交差することが可能である。交差セクション２８０の中のコイルの部分２８８、２９０によって発生させられるＥＭ場の一部分は、互いに打ち消し合うことが可能である。

【0068】

[0082]交差セクション２８０は、端部部材２６６の１つを通って延在する幅の狭い端部２９２を備えるくさび形状であることが可能である。これは、ワイヤーの端部２７６が、（ｉ）端部部材、および、たとえばベースプレートを通って延在し、（ｉｉ）コネクター２７８によって受け入れられることを可能にする。交差セクション２８０は、交差場所の正確な位置決めを可能にする。交差場所は、ワイヤーがワイヤーチャネル２７０の２つの間を移行する交差セクション２８０の中の場所を表している。

【0069】

[0083]示されてはいないが、図３〜図５のジグの上のコイルのワイヤーの１つまたは複数は、複数の方向に巻き付けられており、図１１のワイヤーと同様の交差を行うことが可能である。たとえば、第１のワイヤーは、第２のコイルチャネルによって設けられているスペース（または、ギャップ）の中のワイヤーチャネル同士の間で交差することが可能である。

【0070】

[0084]図１２は、ＴＣＡの一部分３００を示しており、単一のコイル巻きされたジグ３０２、３０４が、それぞれの配向に装着されている。ジグ３０２、３０４および対応するコイル３０６、３０８は、異なる配向でベースプレート３１０の上に装着されるように示されている。ジグ３０２、３０４は、配向ブロック３１２、３１４を介して、ベースプレート３１０から上向きに角度を付けられている。単なる例として、配向ブロック３１２、３１４は、三角形のプリズム形状であり、ベースプレート３１０の上に装着され得る。配向ブロック３１２、３１４は、ベースプレート３１０の凹型セクション３１６の中に位置付けされ得、第１の孔部（または、タブ）３１８を有することが可能であり、第１の孔部（または、タブ）３１８は、ベースプレート３１０の上の第２のタブ（または、孔部）に取り付けられている。配向ブロック３１２、３１４は、第３のタブ（または、孔部）３２０を有することが可能であり、第３のタブ（または、孔部）３２０は、ジグ３０２、３０４の上の第４の孔部（または、タブ）に接続している。配向ブロック３１２、３１４は、接着剤を介して、ベースプレート３１０および／またはジグ３０２、３０４に接着され得る。プレート、ジグ、および配向ブロックは、タブおよび対応する孔部を介して接続されているものとして本明細書で説明されているが、プレート、ジグ、および配向ブロックは、他の適切な技法を介して互いに接続され得る。

【0071】

[0085]配向ブロック３１２、３１４は、ジグ装着表面３２２を有している。配向ブロック３１２、３１４の指向性の設置、および、ベースプレート３１０に対するジグ装着表面３２２の角度は、ジグ３０２、３０４および対応するコイル３０６、３０８の配向をセットするように事前に決定され得る。ジグ３０２、３０４の端部部材３２４は、ベースプレート３１０に対して、対応するジグ装着表面３２２と同じ角度になっていることが可能である。これは、コイルが、同じジグの同じ中心部材の周りに巻き付けられないこと、および、互いに対して様々な位置および／または配向で設置されることを可能にする。例として、コイル３０６、３０８は、互いに対して直交して位置決めされ得、および／または、直交するＥＭ場を発生させるために使用され得る。任意の数のジグおよびコイルは、ＴＣＡの中に含まれ得る。ジグ３０２、３０４およびコイル３０６、３０８は、同じ配向または異なる配向を有することが可能である。１つの実装形態では、３つ以上のジグおよびコイルが、同じ配向を有しており、３つ以上のジグおよびコイルが、異なる配向を有している。

【0072】

[0086]１つの実装形態では、１２個のジグおよび対応するコイルが含まれる。１２個のジグおよび１２個のコイルは、３つのセットを含む。セットのそれぞれが、４つのジグおよび４つのコイルを含む。単一のセットのジグおよびコイルは、同じ方向に配向させられている（たとえば、互いに平行になっている中心軸線を有する）。中心軸線は、コイルがその周りに巻き付けられる軸線である。異なるセットのジグおよびコイルが、異なって配向されている（たとえば、互いに平行になっていない中心軸線を有する）。

【0073】

[0087]図２〜図１２のジグおよび対応するコイルのそれぞれが、集合的に、ＥＭデバイスと称され得る。図２〜図１２のジグおよび／またはＥＭデバイスは、それぞれのコイルチャネルに関して単一のコイルおよびワイヤーを有するものとして示されているが、ジグおよび／またはＥＭデバイスは、それぞれのコイルチャネルの中に２つ以上のコイルおよび／またはワイヤーを有することが可能である。また、図２〜図１２のコイルおよび対応するコイルチャネルならびに中心部材は、円形形状であるが、コイルおよび対応するコイルチャネルならびに中心部材は、異なって形状付けされ得る。たとえば、コイルおよび対応するコイルチャネルならびに中心部材は、正方形形状であり、長方形形状であり、楕円形形状であり、および／または、多角形形状であることが可能である。

【0074】

[0088]図２〜図１２のジグ、端部プレート、およびベースプレート、ならびに／または、本明細書で開示されている他のジグ、端部プレート、および／もしくはベースプレートは、たとえば、熱的に安定したプラスチックおよび／またはセラミックから形成され得る。これは、これらのコンポーネントが、コイルの温度変化に起因するコイルの膨張および／または収縮に耐えること、コイルおよびコンポーネントの温度の変化の間に構造的完全性を維持すること、ならびに、温度の変化の間に所定の範囲内にそれぞれの寸法を維持することを可能にする。本明細書で開示されているジグ、端部プレート、およびベースプレートは、たとえば、ナイロン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレン、硫化物、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、および／またはポリベンゾイミダゾールから形成され得る。ジグ、端部プレート、およびベースプレートの材料は、所定の値よりも小さい熱膨張の係数を有することが可能である。本明細書で開示されているジグ、端部プレート、およびベースプレートは、射出成形、機械加工、および／またはラピッドプロトタイピングを使用して構築され得る。例として、本明細書で開示されているジグ、端部プレート、およびベースプレートは、たとえば、ステレオリソグラフィーを使用して形成され得る。別の例として、アルミナセラミックは、ステレオリソグラフィープロセスまたは鋳造プロセスを使用してプリントされ、本明細書で開示されているジグ、端部プレート、およびベースプレートのうちの１つまたは複数を形成することが可能である。

【0075】

[0089]図１３は、製造システム３５２を含むＴＣＡ製造マシン３５０を示している。ＴＣＡ製造マシン３５０および製造システム３５２は、例として提供されており、本明細書で開示されているプレート、ジグ、ＴＣＡ、および配向ブロックは、他の適切な技法を使用して、形成および／または組み立てられ得る。ＴＣＡ製造マシン３５０および製造システム３５２は、制御モジュール３５４、プロダクションプリンター３５６、供給領域３５８、およびプロダクションシステム３６０を含むことが可能である。制御モジュール３５４、プロダクションプリンター３５６、供給領域３５８、およびプロダクションシステム３６０のそれぞれは、ＴＣＡ製造マシン３５０および／または製造システム３５２の中に含まれ得、または、ＴＣＡ製造マシン３５０および製造システム３５２から分離され得る。

【0076】

[0090]制御モジュール３５４は、プロダクションプリンター３５６、供給領域３５８、および／もしくはプロダクションシステム３６０の中の動作を制御することが可能であり、ならびに／または、プロダクションプリンター３５６、供給領域３５８、および／またはプロダクションシステム３６０の中のモジュールと通信することが可能である。プロダクションプリンター３５６、供給領域３５８、および／またはプロダクションシステム３６０は、それぞれの制御モジュールを有することが可能であり、または、示されているように、単一の制御モジュールを共有することが可能である。

【0077】

[0091]プロダクションプリンター３５６は、たとえば、ステレオリソグラフィープリンター、または、他のタイプのプロダクションプリンターもしくはプロダクションマシンであることが可能である。プロダクションプリンター３５６は、たとえば、樹脂浴３６２を含むことが可能であり、樹脂浴３６２の中で、プレート、ジグ、および／または配向ブロックは、レーザー３６４およびスキャナーシステム３６６を介して形成され得る。プレート、ジグ、および／または配向ブロックは、供給領域３５８の中に保管され得る。

【0078】

[0092]供給領域は、プレート３７０、ジグ３７２、配向ブロック３７４、およびワイヤー３７６を保管することが可能であり、また、プロダクションプリンター３５６から供給領域３５８へ、または、供給領域３５８からプロダクションシステム３６０へ、プレート３７０、ジグ３７２、配向ブロック３７４、および／またはワイヤー３７６を移動させるためのモーター、グリッパー、および／または他の機械類を含むことが可能である。ワイヤー３７６は、所定の長さに事前に切断され得、または、プロダクションシステム３６０の中で使用されるように切断され得る。

【0079】

[0093]プロダクションシステム３６０は、ワイヤー巻き付けステーション３８０およびＴＣＡ組み立てステーション３８２、ならびに、対応するグリッパーおよび／またはモーターを含み、ジグ３７２をプレート３７０に移動させ、ワイヤーラップし、接続することが可能である。ジグ３７２は、ワイヤー巻き付けステーション３８０において巻き付けられ得、端部プレート同士の間に、ベースプレートの上に、および／または、ＴＣＡ組み立てステーション３８２の中のハウジングの中で装着され得る。プロダクションシステム３６０は、ワイヤーを所定の長さに切断するためのワイヤーカッターを含むことが可能である。

【0080】

[0094]図１４は、図２のＴＣＡを製造および設置する方法を示している。以下のタスクは、主として、図２〜図５の実装形態を参照して説明されているが、タスクは、本開示の他の実装形態に適用するように容易に修正され得る。タスクは、自動化されたプロセスの一部として、反復して行われ得る。タスクのいずれも、手動で、ならびに／または、１つまたは複数の制御モジュール（以下では「制御モジュール」と称される）によって制御されるＴＣＡ製造マシン（たとえば、図１３のＴＣＡ製造マシン３５０）および／もしくは組み立てラインによって、行われ得る。方法は、４００において始まることが可能である。

【0081】

[0095]４０２において、コイル特性が決定される。コイル特性は、たとえば、ワイヤーの長さ、コイル当たりの巻線の数、ワイヤーチャネルあたりの巻線の数などを含むことが可能である。

【0082】

[0096]４０４において、ＴＣＡの中に含まれることとなるジグの数、および、対応するジグの寸法が決定される。これは、コイル特性、発生させられることとなるＥＭ場当たりのジグの数、発生させられることとなるＥＭ場の数、対応するコイルの最大電流レベルまたは電流範囲、および、発生させられることとなるＥＭ場の特性に基づくことが可能である。

【0083】

[0097]４０６において、ジグ（たとえば、図２〜図５のジグ）は、互いに対しておよびジグに対して所定の形状および配向を有するコイルのための装着場所を提供するために、所定の寸法を有するように形成される。

【0084】

[0098]４０８において、第１のワイヤーは、第１のコイルチャネルの中に、および、ジグの中心部材および中心ポイントの周りに、ジグの１つ（以下のタスク４１０、４１２において、「ジグ」と称される）に巻き付けられ、第１のコイルを形成する。第１のワイヤーは、対応するおよび所定のコイル特性にしたがって巻き付けられる。

【0085】

[0099]４１０において、第２のワイヤーが、第２のコイルチャネルの中に、ならびに、（ｉ）中心部材、（ｉｉ）中心ポイント、および（ｉｉｉ）第１のコイルの周りに、ジグの上に巻き付けられる。第２のワイヤーは、第２のコイルが第１のコイルに対して所定の位置となるように、巻き付けられ得る。第２のワイヤーは、対応するおよび所定のコイル特性にしたがって巻き付けられる。

【0086】

[0100]４１２において、第３のワイヤーは、第３のコイルチャネルの中に、ならびに、（ｉ）中心部材、（ｉｉ）中心ポイント、（ｉｉｉ）第１のコイル、および（ｉｖ）第２のコイルの周りに、ジグの上に巻き付けられる。第３のワイヤーは、第３のコイルが第１のコイルおよび第２のコイルに対して所定の位置となるように、巻き付けられ得る。第３のワイヤーは、対応するおよび所定のコイル特性にしたがって巻き付けられる。

【0087】

[0101]上記のタスクは、３つのワイヤー巻き付けタスクを含むが、任意の数のワイヤー巻き付けタスクが含まれ得る。

【0088】

[0102]４１４において、制御モジュールは、巻き付けられることとなる別のジグが存在するかどうかを決定する。巻き付けられることとなる別のジグが存在する場合には、タスク４０８が行われ、そうでなければ、タスク４１６が行われる。

【0089】

[0103]４１５において、端部プレートが形成される。４１６において、１つまたは複数のジグが、端部プレート（たとえば、端部プレート）同士の間に設置され、および／または、ハウジングの中に装着され、ＴＣＡを形成することが可能である。ジグは、端部プレートに圧入され、接着剤で取り付けられ、および／または、接続され得る。

【0090】

[0104]４１８において、ＴＣＡは、ＥＭナビゲーションシステム（たとえば、ＥＭナビゲーションシステム２０）の中に設置され得る。４２０において、ＴＣＡは、ナビゲーションコンピューター４０を介して、または、ＥＭナビゲーションシステムの他のコントローラー、プロセッサーおよび／または制御モジュールを介して、較正され得る。１つの実装形態では、タスク４２０は行われない。次いで、ＴＣＡは、較正された状態で処置において使用される。ＥＭナビゲーションシステムは、ＴＣＡの所定の特性、ＴＣＡ（コイル、ジグ、プレートなど）のコンポーネント、およびＥＭ場特性（たとえば、電界ベクトル値および磁界ベクトル値）に基づいて、処置を行うことが可能である。ＴＣＡの特性は、ＴＣＡの中のコンポーネントの寸法および特性を含む、本明細書で開示されているＴＣＡ特性のいずれかを含むことが可能である。方法は、４２２において終了することが可能である。

【0091】

[0105]図１５は、図６および図１２のＴＣＡを製造および設置する方法を示している。以下のタスクは、主として、図６〜図１２の実装形態を参照して説明されているが、タスクは、本開示の他の実装形態に適用するように容易に修正され得る。タスクは、自動化されたプロセスの一部として、反復して行われ得る。タスクは、１つまたは複数の制御モジュールによって制御されるＴＣＡ製造マシン（たとえば、図１３のＴＣＡ製造マシン３５０）および／もしくは組み立てラインによって、行われ得る。方法は、４５０において始まることが可能である。

【0092】

[0106]４５２において、コイル特性が決定される。コイル特性は、たとえば、ワイヤーの長さ、コイル当たりの巻線の数、ワイヤーチャネルあたりの巻線の数などを含むことが可能である。

【0093】

[0107]４５４において、ＴＣＡの中に含まれることとなるジグの数、および、対応するジグの寸法が決定される。これは、コイル特性、発生させられることとなるＥＭ場当たりのジグの数、発生させられることとなるＥＭ場の数、対応するコイルの最大電流レベルまたは電流範囲、および、発生させられることとなるＥＭ場の特性に基づくことが可能である。

【0094】

[0108]４５６において、ジグ（たとえば、図２〜図５のジグ）は、互いに対しておよびジグに対して所定の形状および配向を有するコイルのための装着場所を提供するために、所定の寸法を有するように形成される。

【0095】

[0109]４５８において、４５４において形成されたジグのそれぞれの上にそれぞれのワイヤーを巻き付ける。ワイヤーは、それぞれのコイルチャネルおよび／またはジグのワイヤーチャネルの中に巻き付けられ得る。ワイヤーのそれぞれは、対応するおよび所定のコイル特性にしたがって巻き付けられる。

【0096】

[0110]４６０において、ベースプレートおよび／または配向ブロックが形成される。配向ブロックが、４６０において、ベースプレートの一部として形成され得、または、４５４において、ジグの一部として形成され得る。配向ブロックは、所定の角度のジグ装着表面を備えるように形成される。

【0097】

[0111]４６２において、配向ブロックが、所定の位置においてベースプレートの上に装着され得る。４６４において、ジグは、配向ブロックの上に装着され得、および／または、ハウジングの中に装着され、ＴＣＡを形成することが可能である。ジグは、所定の位置において配向ブロックの上に装着され、ベースプレートに対して所定の配向に、ジグおよびワイヤーを設置する。

【0098】

[0112]４６６において、ＴＣＡは、ＥＭナビゲーションシステム（たとえば、ＥＭナビゲーションシステム２０）の中に設置され得る。４６８において、ＴＣＡは、ナビゲーションコンピューター４０を介して、または、ＥＭナビゲーションシステムの他のコントローラー、プロセッサーおよび／または制御モジュールを介して、較正され得る。１つの実装形態では、タスク４６８は行われない。ＥＭナビゲーションシステムは、ＴＣＡの所定の特性、ＴＣＡ（コイル、ジグ、プレート、配向ブロックなど）のコンポーネント、およびＥＭ場特性（たとえば、電界ベクトル値および磁界ベクトル値）に基づいて、処置を行うことが可能である。ＴＣＡの特性は、ＴＣＡの中のコンポーネントの寸法および特性を含む、本明細書で開示されているＴＣＡ特性のいずれかを含むことが可能である。方法は、４７０において終了することが可能である。

【0099】

[0113]図１４および図１５の上述のタスクは、例示目的の例であるということが意図されている。タスクは、用途に応じて、重なっている時間期間の間に、または、異なる順序で、逐次的に、同期して、同時に、連続的に行われ得る。また、タスクのいずれも、実装形態および／またはイベントのシーケンスに応じて、行われなくてもよく、またはスキップされ得る。

【0100】

[0114]上述の実装形態は、コイルが一貫したおよび繰り返し可能な様式でジグの上に巻かれることを可能にする。これは、ＴＣＡの予測可能な物理的特性および動作特性に起因して、ＴＣＡの較正時間の低減、および／または、較正プロセスの排除を可能にする。

【0101】

[0115]本開示で説明されている無線通信は、ＩＥＥＥ規格８０２．１１−２０１２、ＩＥＥＥ規格８０２．１６−２００９、ＩＥＥＥ規格８０２．２０−２００８、および／またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｃｏｒｅ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｖ４．０に、完全にまたは部分的に準拠して実施され得る。様々な実装形態では、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｃｏｒｅ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｖ４．０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｃｏｒｅ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ａｄｄｅｎｄｕｍｓ ２、３、または４のうちの１つまたは複数によって修正され得る。様々な実装形態では、ＩＥＥＥ８０２．１１−２０１２は、ドラフトＩＥＥＥ規格８０２．１１ａｃ、ドラフトＩＥＥＥ規格８０２．１１ａｄ、および／またはドラフトＩＥＥＥ規格８０２．１１ａｈによって補完され得る。

【0102】

[0116]方法の中の１つまたは複数のステップは、本開示の原理を変更することナック、異なる順序で（または、同時に）実行され得るということが理解されるべきである。

【0103】

[0117]以下の定義を含む本出願では、モジュールの用語は、回路の用語と交換され得る。モジュールの用語は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）；デジタル、アナログ、または混合アナログ／デジタルディスクリート回路；デジタル、アナログ、または混合アナログ／デジタル集積回路；組み合わせ論理回路；フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）；コードを実行するプロセッサー（共有、専用、またはグループ）；プロセッサーによって実行されるコードを保存するメモリー（共有、専用、またはグループ）；説明されている機能性を提供する他の適切なハードウェアコンポーネント；または、たとえば、システムオンチップなどにおいて、上記のうちのいくつかもしくはすべての組み合わせを表すことが可能であり、それらの一部であり、または、それらを含むことが可能である。

【0104】

[0118]上記で使用されているように、コードの用語は、ソフトウェア、ファームウェア、および／またはマイクロコードを含むことが可能であり、プログラム、ルーチン、関数、クラス、および／またはオブジェクトを表すことが可能である。共有プロセッサーの用語は、複数のモジュールからのいくつかのまたはすべてのコードを実行する単一のプロセッサーを包含する。グループプロセッサーの用語は、追加的なプロセッサーと組み合わせて、１つまたは複数のモジュールからのいくつかのまたはすべてのコードを実行するプロセッサーを包含する。共有メモリーの用語は、複数のモジュールからのいくつかのまたはすべてのコードを保存する単一のメモリーを包含する。グループメモリーの用語は、追加的なメモリーと組み合わせて、１つまたは複数のモジュールからのいくつかのまたはすべてのコードを保存するメモリーを包含する。メモリーの用語は、コンピューター可読媒体の用語のサブセットであることが可能である。コンピューター可読媒体の用語は、媒体を通って伝播する一時的な電気信号および電磁信号を包含せず、したがって、有形的および非一時的であると考えられ得る。非一時的な有形的コンピューター可読媒体の非限定的な例は、不揮発性のメモリー、揮発性のメモリー、磁気記憶装置、および光学記憶装置を含む。

【0105】

[0119]本出願で説明されている装置および方法は、１つまたは複数のプロセッサーによって実行される１つまたは複数のコンピュータープログラムによって、部分的にまたは完全に実装され得る。コンピュータープログラムは、少なくとも１つの非一時的な有形的コンピューター可読媒体に保存されるプロセッサー実行可能な命令を含む。また、コンピュータープログラムは、保存されるデータを含み、および／または、保存されるデータに依存し得る。

【0106】

[0120]例示的な実施形態が提供され、本開示が徹底的となるように、および、本開示が当業者に範囲を完全に伝えるようになっている。特定のコンポーネント、デバイス、および方法の例などの多数の特定の詳細が、述べられており、本開示の実施形態の徹底的な理解を提供する。特定の詳細は用いられる必要がないということ、例示的な実施形態は多くの異なる形態で具現化され得るということ、および、いずれも本開示の範囲を限定するように解釈されるべきではないということが当業者には明らかになることとなる。いくつかの例示的な実施形態では、周知のプロセス、周知のデバイス構造、および周知の技術が、詳細には説明されていない。

【0107】

[0121]本明細書で使用されている専門用語は、特定の例示的な実施形態を説明する目的のためだけのものであり、限定することは意図していない。本明細書で使用されているように、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、文脈がそうでないことを明確に示していなければ、複数形も含むということを意図し得る。

【0108】

[0122]「第１の」、「第２の」、および他の数字用語などのような用語は、本明細書で使用されるとき、文脈によって明確に示されていない場合には、シーケンスまたは順序を暗示していない。したがって、本明細書で議論されている第１のエレメント、コンポーネント、領域、層またはセクションは、例示的な実施形態の教示から逸脱することなく、第２のエレメント、コンポーネント、領域、層またはセクションと呼ばれ得る。

【0109】

[0123]実施形態の先述の説明は、図示および説明の目的のために提供されてきた。包括的であるということ、または、本開示を限定するということは意図していない。特定の実施形態の個別のエレメントまたは特徴は、概して、その特定の実施形態に限定されないが、適用可能なときには、置き換え可能であり、具体的に示されるかまたは説明されていなくても、選択された実施形態で使用され得る。また、同じことが、多くの方式で変化させられ得る。そのような変形例は、本開示からの逸脱としてみなされるべきではなく、すべてのそのような修正例は、本開示の範囲の中に含まれるということを意図している。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】