知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
▶ シリウス メディカル システムズ ビー．ブイ．の特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024161066
(43)【公開日】2024-11-15
(54)【発明の名称】埋め込み型磁気マーカーの配置を決定する磁場プローブ
(51)【国際特許分類】
A61B 5/06 20060101AFI20241108BHJP
A61B 90/90 20160101ALI20241108BHJP
【ＦＩ】
A61B5/06
A61B90/90
【審査請求】有
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024141870
(22)【出願日】2024-08-23
(62)【分割の表示】P 2021530310の分割
【原出願日】2019-10-28
(31)【優先権主張番号】2022093
(32)【優先日】2018-11-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】NL
(71)【出願人】
【識別番号】521230012
【氏名又は名称】シリウス メディカル システムズ ビー．ブイ．
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】マーテンス，フーベルト セシル フランソワ
(72)【発明者】
【氏名】シュヘルメルス，ブラム
(72)【発明者】
【氏名】カネコ，タケシ
(72)【発明者】
【氏名】フランケン，ジェローン ヘンドリック
(57)【要約】
【課題】プローブの感度及び精度を向上させる。
【解決手段】埋め込み型磁気マーカーの配置の決定を向上させる磁場プローブが提供され、このプローブは、プローブの縦軸と交差する横軸に沿って実質的に配置された、第１及び第２の磁気センサーを備える。第１及び第２の磁気センサーは、プローブの遠位端に近く、且つ小さなセンサー離間距離によって分離される。第３の磁気センサーは、近位端の近くに設けられ、遠位端に近い第２の磁気センサーから大きなセンサー離間距離によって分離され、大きなセンサー離間距離は、小さなセンサー離間距離よりも大きく、小さなセンサー離間距離に対する大きなセンサー離間距離の比率は、１．２５～４０の範囲内、好ましくは１．６～７．６の範囲内である。
【選択図】 図１Ａ
【解決手段】埋め込み型磁気マーカーの配置の決定を向上させる磁場プローブが提供され、このプローブは、プローブの縦軸と交差する横軸に沿って実質的に配置された、第１及び第２の磁気センサーを備える。第１及び第２の磁気センサーは、プローブの遠位端に近く、且つ小さなセンサー離間距離によって分離される。第３の磁気センサーは、近位端の近くに設けられ、遠位端に近い第２の磁気センサーから大きなセンサー離間距離によって分離され、大きなセンサー離間距離は、小さなセンサー離間距離よりも大きく、小さなセンサー離間距離に対する大きなセンサー離間距離の比率は、１．２５～４０の範囲内、好ましくは１．６～７．６の範囲内である。
【選択図】 図１Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
埋め込み型磁気マーカー（２００）の配置を決定する磁場プローブ（１００、１０１、１０２、１０３）であって、前記プローブが、プローブ縦軸（１５０）に沿って延在し、前記プローブ（１００、１０１、１０２、１０３）が、
肌の外面（３００）の近くに配置されるように構成及びアレンジされた遠位端（１６０）と、
前記遠位端（１６０）に近い第１の磁気センサー（１１０、１２０）と、
前記第１の磁気センサー（１１０、１２０）から小さなセンサー離間距離によって分離されるように構成及びアレンジされた、前記遠位端（１６０）に近い、第２の磁気センサー（１１０、１２０）であって、前記第１及び第２の磁気センサーが、使用時に、前記磁気マーカー（２００）の１つ又は複数の配置（２５０、２５５、２６０）を決定するように構成及びアレンジされる、第２の磁気センサー（１１０、１２０）と、
前記第２の磁気センサー（１１０、１２０）から大きなセンサー離間距離によって分離されるように構成及びアレンジされた、近位端（１６５）に近い、第３の磁気センサー（１２０、１３０）であって、前記第３及び第２の磁気センサーが、使用時に、前記磁気マーカー（２００）の前記１つ又は複数の配置（２５０、２５５、２６０）をさらに決定するように構成及びアレンジされる、第３の磁気センサー（１２０、１３０）と、
を備え、
前記大きなセンサー離間距離が、前記小さなセンサー離間距離よりも大きく、
前記小さなセンサー離間距離に対する前記大きなセンサー離間距離の比率が、１．２５～４０の範囲内、好ましくは１．６～７．６の範囲内であり、
前記第１及び第２の磁気センサー（１１０、１２０）が、横軸（１８１、１８２、１８３）に沿って実質的に配置され、前記横軸（１８１、１８２、１８３）が、前記プローブ縦軸（１５０）と交差する、磁場プローブ。
肌の外面（３００）の近くに配置されるように構成及びアレンジされた遠位端（１６０）と、
前記遠位端（１６０）に近い第１の磁気センサー（１１０、１２０）と、
前記第１の磁気センサー（１１０、１２０）から小さなセンサー離間距離によって分離されるように構成及びアレンジされた、前記遠位端（１６０）に近い、第２の磁気センサー（１１０、１２０）であって、前記第１及び第２の磁気センサーが、使用時に、前記磁気マーカー（２００）の１つ又は複数の配置（２５０、２５５、２６０）を決定するように構成及びアレンジされる、第２の磁気センサー（１１０、１２０）と、
前記第２の磁気センサー（１１０、１２０）から大きなセンサー離間距離によって分離されるように構成及びアレンジされた、近位端（１６５）に近い、第３の磁気センサー（１２０、１３０）であって、前記第３及び第２の磁気センサーが、使用時に、前記磁気マーカー（２００）の前記１つ又は複数の配置（２５０、２５５、２６０）をさらに決定するように構成及びアレンジされる、第３の磁気センサー（１２０、１３０）と、
を備え、
前記大きなセンサー離間距離が、前記小さなセンサー離間距離よりも大きく、
前記小さなセンサー離間距離に対する前記大きなセンサー離間距離の比率が、１．２５～４０の範囲内、好ましくは１．６～７．６の範囲内であり、
前記第１及び第２の磁気センサー（１１０、１２０）が、横軸（１８１、１８２、１８３）に沿って実質的に配置され、前記横軸（１８１、１８２、１８３）が、前記プローブ縦軸（１５０）と交差する、磁場プローブ。
【請求項2】
前記プローブ（１００、１０１、１０２、１０３）が、
前記遠位端に近い第４の磁気センサー（１１０、１２０）をさらに備え、
前記第４の磁気センサー（１１０、１２０）が、前記第２の磁気センサー（１１０、１２０）の代わりに、前記大きなセンサー離間距離によって、前記第３の磁気センサー（１２０、１３０）から分離されるように構成及びアレンジされた、請求項１に記載のプローブ。
前記遠位端に近い第４の磁気センサー（１１０、１２０）をさらに備え、
前記第４の磁気センサー（１１０、１２０）が、前記第２の磁気センサー（１１０、１２０）の代わりに、前記大きなセンサー離間距離によって、前記第３の磁気センサー（１２０、１３０）から分離されるように構成及びアレンジされた、請求項１に記載のプローブ。
【請求項3】
前記大きなセンサー配置によって分離されるように構成及びアレンジされた磁気センサー（１１０、１２０、１３０）が、縦軸（１５０、１５１、１５２）に沿って実質的に配置される、請求項１又は２に記載のプローブ。
【請求項4】
前記大きなセンサー配置によって分離されるように構成及びアレンジされた前記磁気センサー（１１０、１２０、１３０）が、前記プローブ縦軸（１５０）に沿って実質的に配置される、請求項１～３の何れか一項に記載のプローブ。
【請求項5】
前記第１及び第２の磁気センサー（１１０、１２０）が、横軸（１８１、１８２、１８３）に沿って実質的に配置され、前記横軸（１８１、１８２、１８３）が、縦軸（１５０、１５１、１５２）と略垂直であり、前記縦軸（１５０、１５１、１５２）に沿って、センサーが、大きなセンサー離間距離によって分離されるように構成及びアレンジされる、請求項１～４の何れか一項に記載のプローブ。
【請求項6】
少なくとも１つの磁気センサー（１１０、１２０、１３０）が、前記プローブ（１００）の前記遠位端（１６０）に対する前記磁気マーカー（２００）の配置を決定するように構成及びアレンジされる、請求項１～５の何れか一項に記載のプローブ。
【請求項7】
少なくとも１つの磁気センサー（１１０、１２０、１３０）が、２つ以上の自由度で、好ましくは３つの自由度で、前記磁気マーカー（２００）の配置を決定するように構成及びアレンジされる、請求項１～６の何れか一項に記載のプローブ。
【請求項8】
２つ以上の磁気センサー（１１０、１２０、１３０）が、１Ｄ、２Ｄ、又は３Ｄアレイに含まれる、請求項１～７の何れか一項に記載のプローブ。
【請求項9】
前記プローブ（１００、１０１、１０２、１０３）が、
背景磁場を測定する１つ又は複数の補償センサー（１４０）をさらに備え、
使用時の前記磁気マーカー（２００）の１つ又は複数の配置の前記決定が、前記背景磁場をさらに考慮する、請求項１～８の何れか一項に記載のプローブ。
背景磁場を測定する１つ又は複数の補償センサー（１４０）をさらに備え、
使用時の前記磁気マーカー（２００）の１つ又は複数の配置の前記決定が、前記背景磁場をさらに考慮する、請求項１～８の何れか一項に記載のプローブ。
【請求項10】
前記小さなセンサー離間距離及び／又は前記大きなセンサー離間距離が、前記埋め込み型磁気マーカー（２００）に関連する磁場強度の逆三乗法則決定を考慮することによって、予め決定される、請求項１～９の何れか一項に記載のプローブ。
【請求項11】
前記プローブの前記遠位端（１６０）が、肌の外面（３００）に接触するように、及び／又は肌の外面（３００）を通して挿入されるように、及び／又は体腔内に挿入されるようにさらに構成及びアレンジされる、請求項１～１０の何れか一項に記載のプローブ。
【請求項12】
埋め込み型磁気マーカー（２００）の配置を検出する検出器ユニットであって、前記検出器ユニットが、請求項１～１２の何れか一項による前記磁気プローブ（１００、１０１、１０２、１０３）を備える、検出器ユニット。
【請求項13】
埋め込み型磁気マーカー（２００）の配置を決定する方法であって、
肌の外面（３００）の近くに配置されるように構成及びアレンジされた遠位端（１６０）を備えたプローブ（１００、１０１、１０２、１０３）を設けることであって、前記プローブが、プローブ縦軸（１５０）に沿って延在し、並びに、前記遠位端（１６０）に近い第１の磁気センサー（１１０、１２０）と、前記第１の磁気センサー（１１０、１２０）から小さなセンサー離間距離によって分離されるように構成及びアレンジされた第２の磁気センサー（１１０、１２０）と、をさらに備え、前記第１及び第２の磁気センサー（１１０、１２０）が、横軸（１８１、１８２、１８３）に沿って実質的に配置され、前記横軸（１８１、１８２、１８３）が、前記縦軸（１５０）と交差する、設けることと、
使用時に、前記磁気マーカー（２００）の１つ又は複数の配置（２５０、２５５、２６０）を決定するように前記第１及び第２の磁気センサーを構成及びアレンジすることと、
前記プローブが、前記第２の磁気センサー（１１０、１２０）から大きなセンサー離間距離によって分離されるように構成及びアレンジされた、近位端（１６５）に近い、第３の磁気センサー（１２０、１３０）をさらに備えることと、
使用時に、前記磁気マーカー（２００）の前記１つ又は複数の配置（２５０、２５５、２６０）をさらに決定するように前記第３及び第２の磁気センサーを構成及びアレンジすることと、
を含み、
前記小さなセンサー離間距離に対する前記大きなセンサー離間距離の比率が、１．２５～４０の範囲内、好ましくは１．６～７．６の範囲内である、方法。
肌の外面（３００）の近くに配置されるように構成及びアレンジされた遠位端（１６０）を備えたプローブ（１００、１０１、１０２、１０３）を設けることであって、前記プローブが、プローブ縦軸（１５０）に沿って延在し、並びに、前記遠位端（１６０）に近い第１の磁気センサー（１１０、１２０）と、前記第１の磁気センサー（１１０、１２０）から小さなセンサー離間距離によって分離されるように構成及びアレンジされた第２の磁気センサー（１１０、１２０）と、をさらに備え、前記第１及び第２の磁気センサー（１１０、１２０）が、横軸（１８１、１８２、１８３）に沿って実質的に配置され、前記横軸（１８１、１８２、１８３）が、前記縦軸（１５０）と交差する、設けることと、
使用時に、前記磁気マーカー（２００）の１つ又は複数の配置（２５０、２５５、２６０）を決定するように前記第１及び第２の磁気センサーを構成及びアレンジすることと、
前記プローブが、前記第２の磁気センサー（１１０、１２０）から大きなセンサー離間距離によって分離されるように構成及びアレンジされた、近位端（１６５）に近い、第３の磁気センサー（１２０、１３０）をさらに備えることと、
使用時に、前記磁気マーカー（２００）の前記１つ又は複数の配置（２５０、２５５、２６０）をさらに決定するように前記第３及び第２の磁気センサーを構成及びアレンジすることと、
を含み、
前記小さなセンサー離間距離に対する前記大きなセンサー離間距離の比率が、１．２５～４０の範囲内、好ましくは１．６～７．６の範囲内である、方法。
【請求項14】
前記プローブ（１００、１０１、１０２、１０３）が、
前記遠位端に近い第４の磁気センサー（１１０、１２０）をさらに備え、
前記方法が、
前記第２の磁気センサー（１１０、１２０）の代わりに、前記大きなセンサー離間距離によって、前記第３の磁気センサー（１２０、１３０）から分離されるように前記第４の磁気センサー（１１０、１２０）を構成及びアレンジすることを含む、請求項１４に記載の方法。
前記遠位端に近い第４の磁気センサー（１１０、１２０）をさらに備え、
前記方法が、
前記第２の磁気センサー（１１０、１２０）の代わりに、前記大きなセンサー離間距離によって、前記第３の磁気センサー（１２０、１３０）から分離されるように前記第４の磁気センサー（１１０、１２０）を構成及びアレンジすることを含む、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
分野
本開示は、埋め込み型磁気マーカーの配置を決定する磁場プローブ、同プローブを備えた検出ユニット、及び埋め込み型磁気マーカーの配置を検出する方法に関する。
本開示は、埋め込み型磁気マーカーの配置を決定する磁場プローブ、同プローブを備えた検出ユニット、及び埋め込み型磁気マーカーの配置を検出する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
背景
侵襲的及び非侵襲的な治療及び療法中に、医療従事者が関心領域を正確に位置特定できることが重要である。頻繁に、熟練者は、関心領域を見つけ出すため、及び記憶するために、視覚及び手動操作に頼り、多くの場合、肌の外面に印を付ける。実際には、上記位置特定を支援するために、Ｘ線及び／又は超音波などの画像装置も使用され得るが、これは、画像技術を用いて、関心領域と周囲組織を区別できることに依拠する。関心領域を位置特定できることが不正確であることは、全ての関心領域が治療されるわけではないこと、すなわち、治療が不完全であることを意味し得る。これは、腫瘍の除去、ポリープの除去、美容外科手術、組織の除去及び／又は矯正、埋め込みデバイスの位置検出（例えば、Implanonなどの避妊具が位置検出される必要がある場合がある）を含む、治療目的及び美容目的の処置及び治療にとって問題である。
侵襲的及び非侵襲的な治療及び療法中に、医療従事者が関心領域を正確に位置特定できることが重要である。頻繁に、熟練者は、関心領域を見つけ出すため、及び記憶するために、視覚及び手動操作に頼り、多くの場合、肌の外面に印を付ける。実際には、上記位置特定を支援するために、Ｘ線及び／又は超音波などの画像装置も使用され得るが、これは、画像技術を用いて、関心領域と周囲組織を区別できることに依拠する。関心領域を位置特定できることが不正確であることは、全ての関心領域が治療されるわけではないこと、すなわち、治療が不完全であることを意味し得る。これは、腫瘍の除去、ポリープの除去、美容外科手術、組織の除去及び／又は矯正、埋め込みデバイスの位置検出（例えば、Implanonなどの避妊具が位置検出される必要がある場合がある）を含む、治療目的及び美容目的の処置及び治療にとって問題である。
【0003】
例えば、がん検診後に病変の切除又は除去が指示される場合、外科医は、病変の場所及び範囲を知る必要がある。臨床診療における現在の重要な規準は、外科的処置の直前にターゲットに金属固定ワイヤーを配置することを必要とし、これは、ワイヤーの感染及び移動のリスクがある。より新しいソリューションは、放射性マーカーを用いるが、放射性物質の使用は、厳重に管理及び規制される。電磁及びＲＦＩＤ（無線自動識別）マーカーが開発されているが、これらは、かさ高く、且つ故障しやすい。関心領域の位置特定における何れの不正確さも、病変の不完全な切除又は除去につながり、追加の治療を必要とする可能性がある。
【0004】
加えて、スクリーニング手法の改良は、患者において、より小さく、早期の病変が、ますます識別されていることを意味する（この早期発見は、患者にとってより有益であるが、小さな病変は、外科医にとって、識別及び位置特定が難しいことがある）。また、これらは、触知できない可能性が高い。術中イメージングは、煩雑であり、且つ費用が高いことが多い。
【0005】
最近では、埋め込み型磁気マーカーの使用が提案されている。これらは、放射性マーカーと比較して、より高度な安全性を提供するが、それでもやはり、マーカーの配置を検出する（位置検出する）ために、医療従事者による多大な努力を必要とする。これは、非常に小さい関心領域に印を付けるために、非常に小さい磁気マーカーが使用される場合に、さらにいっそう難しくなる。
【0006】
例えば、米国特許第７５６１０５１Ｂ１号は、磁石の位置特定を行い、及び／又は磁石に対する装置の配向を決定する装置を記載している。一実施形態では、この装置は、複数の間隔を空けた場所でセンサーの読み取りを可能にするように往復移動が可能な多軸磁場センサーを含む。別の実施形態では、この装置は、直線に沿って配列された複数の多軸磁場センサーを含む。この装置は、組織の切除、体腔内の医療デバイスの移動を追跡すること、及び内臓器官の移動を追跡することを含む、いくつかの医療用途及び他の用途で使用され得る。
【0007】
本発明の目的は、埋め込み型磁気マーカーの配置の決定の改良を提供することである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0008】
概要的記述
本開示の第１の態様によれば、埋め込み型磁気マーカーの配置を決定する磁場プローブであって、プローブが、プローブ縦軸に沿って延在し、プローブが、肌の外面の近くに配置されるように構成及びアレンジされた遠位端と、遠位端に近い第１の磁気センサーと、第１の磁気センサーから小さなセンサー離間距離によって分離されるように構成及びアレンジされた、遠位端に近い、第２の磁気センサーであって、第１及び第２の磁気センサーが、使用時に、磁気マーカーの１つ又は複数の配置を決定するように構成及びアレンジされる、第２の磁気センサーと、第２の磁気センサーから大きなセンサー離間距離によって分離されるように構成及びアレンジされた、近位端に近い、第３の磁気センサーであって、第３及び第２の磁気センサーが、使用時に、磁気マーカーの１つ又は複数の配置をさらに決定するように構成及びアレンジされる、第３の磁気センサーと、を備え、大きなセンサー離間距離が、小さなセンサー離間距離よりも大きく、小さなセンサー離間距離に対する大きなセンサー離間距離の比率が、１．２５～４０の範囲内、好ましくは１．６～７．６の範囲内であり、第１及び第２の磁気センサーが、横軸に沿って実質的に配置され、横軸が、プローブ縦軸と交差する、磁場プローブが提供される。
本開示の第１の態様によれば、埋め込み型磁気マーカーの配置を決定する磁場プローブであって、プローブが、プローブ縦軸に沿って延在し、プローブが、肌の外面の近くに配置されるように構成及びアレンジされた遠位端と、遠位端に近い第１の磁気センサーと、第１の磁気センサーから小さなセンサー離間距離によって分離されるように構成及びアレンジされた、遠位端に近い、第２の磁気センサーであって、第１及び第２の磁気センサーが、使用時に、磁気マーカーの１つ又は複数の配置を決定するように構成及びアレンジされる、第２の磁気センサーと、第２の磁気センサーから大きなセンサー離間距離によって分離されるように構成及びアレンジされた、近位端に近い、第３の磁気センサーであって、第３及び第２の磁気センサーが、使用時に、磁気マーカーの１つ又は複数の配置をさらに決定するように構成及びアレンジされる、第３の磁気センサーと、を備え、大きなセンサー離間距離が、小さなセンサー離間距離よりも大きく、小さなセンサー離間距離に対する大きなセンサー離間距離の比率が、１．２５～４０の範囲内、好ましくは１．６～７．６の範囲内であり、第１及び第２の磁気センサーが、横軸に沿って実質的に配置され、横軸が、プローブ縦軸と交差する、磁場プローブが提供される。
【0009】
センサーに関する「第１の」、「第２の」、及び「第３の」というラベルの使用は、独特なものであり、センサーグループに関する「第１の」、「第２の」、及び「第３の」というラベルとは必ずしも同じではないことに留意されたい。第１のセンサー、第２のセンサー、及び第３のセンサーは、異なる実施形態によって行われる機能性に応じて、これらのグループの何れかから選択され得る。
【0010】
プローブの遠位端の近くに、横軸に沿って小さな離間距離を有した磁気センサーのペアと、一方が遠位端の近くにあり、他方が近位端の近くにある、大きな離間距離を有した、さらなるペアとを設けることによって（小さなセンサー離間距離に対する大きなセンサー離間距離の比率は、１．２５～４０の範囲内、好ましくは１．６～７．６の範囲内である）、プローブの遠位端がマーカーに近いとき、及びより遠くにあるときに、埋め込み型磁気マーカーの場所（配置）を正確に決定することが可能なプローブが提供される。特に、遠位端の近くにセンサーのペアを含むことは、プローブの感度及び精度を向上させ得る。
【0011】
この例では、第２の磁気センサーは、第１の磁気センサー及び第３の磁気センサーの両方と共働するように機能的に構成及びアレンジされる。これは、以下で説明されるように、３つ以上の磁気センサーを用いて実施され得る。
【0012】
任意選択的に、横軸は、縦軸に対して略垂直でもよい。これは、場合によっては、配置の計算を簡易化し得る。
【0013】
さらなる態様によれば、プローブは、遠位端に近い第４の磁気センサーをさらに備えてもよく、第４の磁気センサーは、第２の磁気センサーの代わりに、大きなセンサー離間距離によって、第３の磁気センサーから分離されるように構成及びアレンジされる。
【0014】
第１の態様における第２のセンサーの機能の一部を行う（つまり、第３の磁気センサーと共働する）追加の（第４の）磁気センサーを設けることが便利な場合がある。第２の磁気センサーは、第１の磁気センサーから小さなセンサー離間距離によって分離されるように構成及びアレンジされる。
【0015】
本開示の別の態様によれば、大きなセンサー配置によって分離されるように構成及びアレンジされた磁気センサーは、縦軸に沿って実質的に配置され得る。
【0016】
任意選択的に、これらのセンサーは、プローブ縦軸に沿って配置されてもよい。
【0017】
磁気センサーの異なるペアは、大きなセンサー配置によって分離されるように構成及びアレンジされてもよい。このようなセンサーのペアを実質的にプローブの縦軸に沿って配置することによって、特に操作が簡単な、長く細いプローブが提供される。それらをプローブ縦軸に沿って配置することによって、プローブ縦軸に対する配置の計算が、場合によっては簡易化され得る。
【0018】
任意選択的に、横軸は、縦軸と略垂直でもよく、縦軸に沿って、センサーが、大きなセンサー離間距離によって分離されるように構成及びアレンジされる。任意選択的に、これは、プローブ縦軸でもよい。
【0019】
これは、場合によっては、配置の計算を簡易化し得る。
【0020】
本開示のさらに別の態様によれば、プローブは、背景磁場を測定する１つ又は複数の補償センサーを備え得るプローブがさらに備え、使用時の磁気マーカーの１つ又は複数の配置の決定が、背景磁場をさらに考慮する。
【0021】
既存のセンサー又は専用センサーが、地球の磁場などの背景磁場を測定（又は検出）するように有益に構成されてもよい。配置の決定は、精度及び感度をさらに向上させるために、背景測定を用いて補償され得る。
【0022】
本開示の別の態様によれば、小さなセンサー離間距離及び／又は大きなセンサー離間距離が、埋め込み型磁気マーカーに関連する磁場強度の逆三乗法則決定を考慮することによって、予め決定されてもよい。
【0023】
１つ又は複数のセンサーの縦方向離間距離を決定する際に逆三乗法則を考慮することによって、磁場測定、並びにモデル及び／又は曲線適合の精度をさらに向上させることができる。
【0024】
加えて、埋め込み型磁気マーカーの配置を決定する方法であって、方法が、肌の外面の近くに配置されるように構成及びアレンジされた遠位端を備えたプローブを設けることであって、プローブが、プローブ縦軸に沿って延在し、並びに、遠位端に近い第１の磁気センサーと、第１の磁気センサーから小さなセンサー離間距離によって分離されるように構成及びアレンジされた第２の磁気センサーと、をさらに備え、第１及び第２の磁気センサーが、横軸に沿って実質的に配置され、横軸が、縦軸と交差する、設けることと、使用時に、磁気マーカーの１つ又は複数の配置を決定するように第１及び第２の磁気センサーを構成及びアレンジすることと、プローブが、第３の磁気センサーから大きなセンサー離間距離によって分離されるように構成及びアレンジされた、近位端に近い、第３の磁気センサーをさらに備えることと、使用時に、磁気マーカーの１つ又は複数の配置をさらに決定するように第３及び第２の磁気センサーを構成及びアレンジすることと、を含み、小さなセンサー離間距離に対する大きなセンサー離間距離の比率が、１．２５～４０の範囲内、好ましくは１．６～７．６の範囲内である、方法が提供される。
【0025】
この例では、第２の磁気センサーは、第１の磁気センサー及び第３の磁気センサーの両方と共働するように機能的に構成及びアレンジされる。これは、以下で説明されるように、３つ以上の磁気センサーを用いて実施され得る。
【0026】
またさらなる態様によれば、プローブは、遠位端に近い第４の磁気センサーをさらに備えてもよく、この方法は、第２の磁気センサーの代わりに、大きなセンサー離間距離によって、第３の磁気センサーから分離されるように第４の磁気センサーを構成及びアレンジすることを含む。
【0027】
第１の態様における第２のセンサーの機能の一部を行う（つまり、第３の磁気センサーと共働する）追加の（第４の）磁気センサーを設けることが便利な場合がある。第２の磁気センサーは、第１の磁気センサーから小さなセンサー離間距離によって分離されるように構成及びアレンジされる。
【0028】
図面の簡単な説明
好適及び例示的な実施形態を図示し、必ずしも一定の縮尺で描かれていない添付の図面と併せて、本発明の以下の詳細な説明を考慮すれば、本発明のいくつかの実施形態の特徴及び利点、並びにそれらの達成方法が、より容易に明白となるだろう。
好適及び例示的な実施形態を図示し、必ずしも一定の縮尺で描かれていない添付の図面と併せて、本発明の以下の詳細な説明を考慮すれば、本発明のいくつかの実施形態の特徴及び利点、並びにそれらの達成方法が、より容易に明白となるだろう。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1A】埋め込み型磁気マーカーの配置を検出する（位置検出する）磁場プローブのある実施形態を示す。
【図1B】埋め込み型磁気マーカーの配置を検出する（位置検出する）磁場プローブのある実施形態を示す。
【図2A】磁場プローブの第２の実施形態を示す。
【図2B】磁場プローブの第２の実施形態を示す。
【図3A】３次元センサーアレンジメントを有する縦方向延在プローブの例を示す。
【図3B】３次元センサーアレンジメントを有する縦方向延在プローブの例を示す。
【図3C】３次元センサーアレンジメントを有する縦方向延在プローブの例を示す。
【図4】信号とマーカー側方変位の相関を示す単純な示差測定の一例を示す。
【図5】第１のマーカーの磁場の期待される変動、及びいくつかの可能なセンサー離間距離を示す。
【図6】第２のマーカーの磁場の期待される変動、及びいくつかの可能なセンサー離間距離を示す。
【図7】代替センサー２次元アレンジメントを示す。
【図8】さらなる代替センサー２次元アレンジメントを示す。
【発明を実施するための形態】
【0030】
詳細な説明
以下の詳細な説明では、本開示の理解を助けるために、多数の非限定的な具体的詳細が提供される。本方法のコンピューター処理部分が、任意のタイプの独立型システム、又は任意のタイプのクライアント、ネットワーク、サーバー、及びデータベース要素を含むクライアント－サーバー互換システム上に実装され得ることが当業者には明らかとなるだろう。
以下の詳細な説明では、本開示の理解を助けるために、多数の非限定的な具体的詳細が提供される。本方法のコンピューター処理部分が、任意のタイプの独立型システム、又は任意のタイプのクライアント、ネットワーク、サーバー、及びデータベース要素を含むクライアント－サーバー互換システム上に実装され得ることが当業者には明らかとなるだろう。
【0031】
図１Ａ及び図１Ｂは、埋め込み型磁気マーカー２００の配置を検出する（位置検出する）磁場プローブ１００を示す。図示されるように、磁気マーカー２００は、関心領域に印を付けるために、肌の外面３００の下に埋め込まれる（これは、肌の外面の下（２５０）、数ミリメートル又は数センチメートルでもよい）。これは、深さ２５０とも呼ばれることがある。磁場プローブは、プローブ縦軸１５０（延長されると、それは、磁気マーカー２００の配置を決定するための便利な基準点を提供する）に沿って延在し得る。マーカー２００のこの配置は、任意の便利なパラメーターで表現され得る（しかし、ユーザーは、プローブ縦軸１５０と磁気マーカー２００との間の横方向距離２６０、及び遠位端１６０と磁気マーカー２００との間の縦方向距離２５５、２５０を提供されることに特に関心がある可能性がある）。
【0032】
マーカーは、注入などによる、任意の便利なやり方で埋め込まれ得る。注入は、例えば、軟組織若しくは器官内へのもの、又は肺気管支への気管支鏡による送達、若しくは結腸への小腸内視鏡による送達、又は電子ピルなどの飲み込めるデバイスに組み込まれてもよい。埋め込みの方法は、例えば、必要とされる深さ２５０、行われるべき後続の処置、関心領域のサイズ、関心領域の場所、上記領域の組織の種類、及び上記領域の周囲の組織の種類に依拠し得る。それは、検出の直前に、又は少し前に埋め込まれてもよい。
【0033】
一般的に、適切な磁気マーカー２００は、略円筒形である：
－直径１．４５ｍｍ、長さ２．１９ｍｍ、及び１．４３Ｔ（ネオジムＮ５２）の残留磁場（Ｂｒ）、又は
－直径１．７５ｍｍ、長さ５ｍｍ、及び１．４３Ｔ（ネオジムＮ５２）の残留磁場（Ｂｒ）。
－直径１．４５ｍｍ、長さ２．１９ｍｍ、及び１．４３Ｔ（ネオジムＮ５２）の残留磁場（Ｂｒ）、又は
－直径１．７５ｍｍ、長さ５ｍｍ、及び１．４３Ｔ（ネオジムＮ５２）の残留磁場（Ｂｒ）。
【0034】
プローブ１００は、肌の外面３００の近くに配置されるように構成及びアレンジされた遠位端１６０を備える。プローブ１００は、下記のように、プローブ基準と磁気マーカー２００との間の１つ又は複数の配置（距離）を決定するように、さらに構成及びアレンジされる。プローブ基準は、プローブ１００の１つ若しくは複数の点、プローブ１００の１つ若しくは複数の軸、プローブ１００の１つ若しくは複数の面、又はこれらの組み合わせでもよい。
【0035】
プローブ１００は、磁気マーカー２００によって生成された磁場の１つ又は複数の特性（例えば、強度、方向、Ｂｘ、Ｂｙ、Ｂｚ）を測定するように構成された１つ又は複数の磁気センサーを備える。これらの特性は、ソフトウェアアルゴリズムを用いて１つ又は複数の配置を決定するために使用される。
【0036】
例えば、もしプローブ１００の遠位端１６０が基準点であれば（つまり、プローブ１００の遠位端１６０に対する１つ又は複数の配置を決定するようにプローブ１００が構成されていれば）、ユーザーにとって有益となり得る。プローブが実質的に縦方向に延在する場合、特に操作が簡単な、長く細いプローブ１００が提供され、遠位端１６０を動かすことによって磁気マーカー２００を見つけることは、より直感的である。
【0037】
図示のように、遠位端１６０は、肌の外面３００から、距離２５５離れて配置され得る（一定距離２５５を維持するために、スペーサーが用いられてもよく、又はプローブ１００が、肌の外面３００に接触するように、さらに構成及びアレンジされる場合には、距離２５５は、ゼロでもよい）。プローブ１００の遠位端１６０と、磁気マーカー２００との間の距離をさらに減少させ得るくぼみを生じさせるように、プローブ１００は、肌の外面３００に押し付けられるように、さらに構成及びアレンジされてもよい。一般に、プローブ１００と磁気マーカーとの間の距離が小さいほど、測定される信号の振幅は大きくなる。いくつかの治療のために、プローブ１００とマーカー２００との間の距離をさらに減少させるように、プローブ１００は、肌の外面３００を通して、及び／又は体腔内に挿入されるように、さらに構成及びアレンジされてもよい。これは、例えば、外科的切開を用いたもの、又は自然の開口部を用いたものでもよい。
【0038】
プローブ１００は、検出ユニット又はデバイス（不図示）内に含まれてもよい。１つ又は複数の配置を決定する機能性が、磁気プローブ１００のハードウェア及びソフトウェアに実装され得ること、又はそれらが、検出器の残りの部分のハードウェア及びソフトウェアに実装され得ることが当業者には明らかとなるだろう。また、これらの機能性は、磁気プローブ１００と、検出ユニットの残りの部分との間で、任意の便利なやり方で、分けられてもよい。
【0039】
プローブ１００の検出ユニット又はデバイスは、以下の１つ又は複数を備えてもよい：
－プローブ１００の近位端１６５に取り付けられるように構成された、任意選択の電気及び／又は機械接続。取り付けを解除可能にすれば、有益な場合がある。また、この接続は、少なくとも、プローブ１００と検出器の残りの部分との間でデータ伝送を可能にするように構成及びアレンジされた、無線でもよい；
－エネルギーをプローブ磁気センサーに提供するための電源；
－磁気センサーの測定値を収集し、及び適切なソフトウェアアルゴリズムを用いて配置を決定するように構成されたプロセッサー；
－任意選択的に、決定の結果をユーザーに示すために、ディスプレイも設けられてもよい。好ましくは、磁気マーカー２００までの横方向及び／又は縦方向の距離が、数値的に、及び／又はグラフィックで表示される。追加的又は代替的に、横方向及び／又は縦方向を示すグラフィック表現が提供されてもよい。追加的又は代替的に、音声フィードバックも提供され得る（これは、下記でより詳細に説明される）。距離（配置）は、例えば、相対値及び／又は絶対値として表示されてもよい。音声フィードバックは、例えば、異なるトーンを持つ自動車駐車センサーを用いた場合に、物体までの距離が示されるやり方に類似して、提供されてもよい。
－プローブ１００の近位端１６５に取り付けられるように構成された、任意選択の電気及び／又は機械接続。取り付けを解除可能にすれば、有益な場合がある。また、この接続は、少なくとも、プローブ１００と検出器の残りの部分との間でデータ伝送を可能にするように構成及びアレンジされた、無線でもよい；
－エネルギーをプローブ磁気センサーに提供するための電源；
－磁気センサーの測定値を収集し、及び適切なソフトウェアアルゴリズムを用いて配置を決定するように構成されたプロセッサー；
－任意選択的に、決定の結果をユーザーに示すために、ディスプレイも設けられてもよい。好ましくは、磁気マーカー２００までの横方向及び／又は縦方向の距離が、数値的に、及び／又はグラフィックで表示される。追加的又は代替的に、横方向及び／又は縦方向を示すグラフィック表現が提供されてもよい。追加的又は代替的に、音声フィードバックも提供され得る（これは、下記でより詳細に説明される）。距離（配置）は、例えば、相対値及び／又は絶対値として表示されてもよい。音声フィードバックは、例えば、異なるトーンを持つ自動車駐車センサーを用いた場合に、物体までの距離が示されるやり方に類似して、提供されてもよい。
【0040】
プローブ１００は、３つ以上の磁気センサーを備える。これらは、最大で３つの異なるセンサーグループ１１０、１２０、１３０に含まれるように構成及びアレンジされてもよい。下記のように、各センサーは、単一の機能を行うように、又は複数の機能に寄与するように構成及びアレンジされてもよい。この例では、３つのグループ１１０、１２０、１３０は、プローブ１００の遠位端１６０に対するそれらの位置に基づいて、識別可能である。図１Ｂは、参照しやすいように、各磁気センサーに割り当てられた参照番号を示す（この実施形態では、最低３つの磁気センサーが設けられ、一般的に、１Ｄアレイで６つのセンサーが使用される）。センサーは、以下のようにグループ化される。
－１１０：プローブ１００の遠位端１６０に近い、少なくとも２つの磁気センサーの第１のグループ。図１Ｂに示されるように、これらは、センサー０、１、及び２でもよい。全てのセンサー位置が占有される必要はない（１つ又は複数のセンサーが、物理的に除外されてもよく、又はソフトウェアにおいて無効にされてもよい）。これらのセンサーは、遠位端１６０が磁気マーカー２００に比較的近い場合に、マーカー２００の少なくとも２つの配置が決定され得るように、隣接するセンサー同士が、小さなセンサー離間距離によって、縦方向及び横方向の両方で互いに分離されるように、構成及びアレンジされる。センサー０及び１は、小さなセンサー離間距離によって分離され、センサー１及び２も、小さなセンサー離間距離によって分離される。小さなセンサー離間距離によって分離されたセンサーは、遠位端１６０が磁気マーカー２００に比較的近いときに、マーカー２００の１つ又は複数の配置を正確に決定するための測定を提供するように構成及びアレンジされる。実際には、センサーは、最も近くて、約２．５ｍｍ以内の所まで磁気マーカー２００に近づき得る（一般的に、マーカーに接近し得る最も近い距離を制限するハウジングが、磁気プローブ１００を包囲するように使用される）。例えば、２×２×０．７ｍｍの寸法を有するLGA-12パッケージなどのＩＣ磁気センサーが使用される場合、これらは、０．５ｍｍの間隔を有して配置されてもよく、これは、小さなセンサー離間距離（パッケージの中心間距離、すなわち約２．５ｍｍに近似する）を提供する。小さな離間距離によって分離されたセンサーは、０．５～３×マーカーの長さの正確なマーカー２００の配置決定のために最適化され得る。
なお、本実施形態における非隣接センサー同士は、大きなセンサー離間距離によって縦方向に分離される：センサー２及び０。
－１２０：少なくとも１つの磁気センサーの第２のグループ。図１Ｂに示されるように、これは、センサー３及び１２でもよい。これらは、第１のグループ１１０よりもプローブ１００の近位端１６５に近い（つまり、遠位端１６０からより遠い）。これらは、主に、プローブ１００の遠位端１６０が磁気マーカー２００からより遠い場合に、１つ又は複数の配置（距離）を決定するための測定を提供するように構成及びアレンジされる。第２のグループの１つ又は複数のセンサーによる測定を用いて決定された配置は、第１のグループ１１０の１つ又は複数のセンサーによる測定を用いて決定された配置と比較される（第２のグループ１２０の磁気センサーは、大きなセンサー離間距離によって、第１のグループ１１０の磁気センサーから分離される）。この大きなセンサー離間距離は、小さなセンサー離間距離よりも大きい。例えば、以下は、縦方向に大きなセンサー離間距離によって分離される：
－センサー３、及び０、１、又は２；
－センサー１２、及び０、１、又は２
－センサー１２及び３
－１３０：任意選択的に、少なくとも１つの磁気センサーの第３のグループ。図１Ｂに示されるように、これは、センサー１３でもよい。これらは、第２のグループ１２０よりもプローブ１００の近位端１６５に近い（つまり、遠位端１６０からより遠い）。これらは、
－補償センサーとして構成及びアレンジされてもよい。この場合、補償センサーは、主に、（地球からの）自然発生磁場、測定及び決定が行われる環境内で動作する機器により存在する人工磁場、及び／又は関心領域内、若しくはその周囲の組織によって生じた反磁場などの背景磁場を検出するように構成及びアレンジされる。
－代替的又は追加的に、第３のグループ１３０の磁気センサーは、プローブ１００の遠位端１６０が磁気マーカー２００からより遠い場合に、１つ又は複数の配置（距離）を決定するためのさらなる測定を提供するように構成及びアレンジされてもよい。第３のグループ１３０の磁気センサーは、大きなセンサー離間距離によって、第１のグループ１１０から分離される。この大きなセンサー離間距離は、小さなセンサー離間距離よりも大きく、他の大きなセンサー離間距離の何れかと類似し、異なり、又は同じであってもよい。例えば、以下は、縦方向に、大きなセンサー離間距離によって分離される：センサー１３、及び０、１、又は２
－第３のグループ１３０の磁気センサーは、大きなセンサー離間距離によって、第２のグループ１２０から分離される。この大きなセンサー離間距離は、小さなセンサー離間距離よりも大きく、他の大きなセンサー離間距離の何れかと類似し、異なり、又は同じであってもよい。例えば、以下は、縦方向に、大きなセンサー離間距離によって分離される：センサー１３、及び１２又は３。
－１１０：プローブ１００の遠位端１６０に近い、少なくとも２つの磁気センサーの第１のグループ。図１Ｂに示されるように、これらは、センサー０、１、及び２でもよい。全てのセンサー位置が占有される必要はない（１つ又は複数のセンサーが、物理的に除外されてもよく、又はソフトウェアにおいて無効にされてもよい）。これらのセンサーは、遠位端１６０が磁気マーカー２００に比較的近い場合に、マーカー２００の少なくとも２つの配置が決定され得るように、隣接するセンサー同士が、小さなセンサー離間距離によって、縦方向及び横方向の両方で互いに分離されるように、構成及びアレンジされる。センサー０及び１は、小さなセンサー離間距離によって分離され、センサー１及び２も、小さなセンサー離間距離によって分離される。小さなセンサー離間距離によって分離されたセンサーは、遠位端１６０が磁気マーカー２００に比較的近いときに、マーカー２００の１つ又は複数の配置を正確に決定するための測定を提供するように構成及びアレンジされる。実際には、センサーは、最も近くて、約２．５ｍｍ以内の所まで磁気マーカー２００に近づき得る（一般的に、マーカーに接近し得る最も近い距離を制限するハウジングが、磁気プローブ１００を包囲するように使用される）。例えば、２×２×０．７ｍｍの寸法を有するLGA-12パッケージなどのＩＣ磁気センサーが使用される場合、これらは、０．５ｍｍの間隔を有して配置されてもよく、これは、小さなセンサー離間距離（パッケージの中心間距離、すなわち約２．５ｍｍに近似する）を提供する。小さな離間距離によって分離されたセンサーは、０．５～３×マーカーの長さの正確なマーカー２００の配置決定のために最適化され得る。
なお、本実施形態における非隣接センサー同士は、大きなセンサー離間距離によって縦方向に分離される：センサー２及び０。
－１２０：少なくとも１つの磁気センサーの第２のグループ。図１Ｂに示されるように、これは、センサー３及び１２でもよい。これらは、第１のグループ１１０よりもプローブ１００の近位端１６５に近い（つまり、遠位端１６０からより遠い）。これらは、主に、プローブ１００の遠位端１６０が磁気マーカー２００からより遠い場合に、１つ又は複数の配置（距離）を決定するための測定を提供するように構成及びアレンジされる。第２のグループの１つ又は複数のセンサーによる測定を用いて決定された配置は、第１のグループ１１０の１つ又は複数のセンサーによる測定を用いて決定された配置と比較される（第２のグループ１２０の磁気センサーは、大きなセンサー離間距離によって、第１のグループ１１０の磁気センサーから分離される）。この大きなセンサー離間距離は、小さなセンサー離間距離よりも大きい。例えば、以下は、縦方向に大きなセンサー離間距離によって分離される：
－センサー３、及び０、１、又は２；
－センサー１２、及び０、１、又は２
－センサー１２及び３
－１３０：任意選択的に、少なくとも１つの磁気センサーの第３のグループ。図１Ｂに示されるように、これは、センサー１３でもよい。これらは、第２のグループ１２０よりもプローブ１００の近位端１６５に近い（つまり、遠位端１６０からより遠い）。これらは、
－補償センサーとして構成及びアレンジされてもよい。この場合、補償センサーは、主に、（地球からの）自然発生磁場、測定及び決定が行われる環境内で動作する機器により存在する人工磁場、及び／又は関心領域内、若しくはその周囲の組織によって生じた反磁場などの背景磁場を検出するように構成及びアレンジされる。
－代替的又は追加的に、第３のグループ１３０の磁気センサーは、プローブ１００の遠位端１６０が磁気マーカー２００からより遠い場合に、１つ又は複数の配置（距離）を決定するためのさらなる測定を提供するように構成及びアレンジされてもよい。第３のグループ１３０の磁気センサーは、大きなセンサー離間距離によって、第１のグループ１１０から分離される。この大きなセンサー離間距離は、小さなセンサー離間距離よりも大きく、他の大きなセンサー離間距離の何れかと類似し、異なり、又は同じであってもよい。例えば、以下は、縦方向に、大きなセンサー離間距離によって分離される：センサー１３、及び０、１、又は２
－第３のグループ１３０の磁気センサーは、大きなセンサー離間距離によって、第２のグループ１２０から分離される。この大きなセンサー離間距離は、小さなセンサー離間距離よりも大きく、他の大きなセンサー離間距離の何れかと類似し、異なり、又は同じであってもよい。例えば、以下は、縦方向に、大きなセンサー離間距離によって分離される：センサー１３、及び１２又は３。
【0041】
小さなセンサー離間距離及び大きな離間距離という用語は、離間距離の一般的な分類区分として解釈されるものとする（１つ又は複数の小さなセンサー離間距離、及び１つ又は複数の大きなセンサー離間距離を有するプローブ１００が、提供され得る）。
【0042】
小さなセンサー離間距離は、位置検出されるべき磁気マーカー２００の縦方向長さのオーダー（好ましくは、このマーカーの長さの０．５～３倍）である。したがって、例えば、２．１９ｍｍ長さのマーカーの位置検出を行う場合には、小さなセンサー離間距離は、好ましくは、１．０９５ｍｍ～６．５７ｍｍである。５ｍｍ長さのマーカーの位置検出を行う場合には、小さなセンサー離間距離は、好ましくは、２．５ｍｍ～１５ｍｍである。
【0043】
大きなセンサー離間距離は、位置検出されるべき磁気マーカー２００の縦方向長さの数倍のオーダー（好ましくは、このマーカーの長さの５～２０倍）である。したがって、例えば、２．１９ｍｍ長さのマーカーの位置検出を行う場合には、小さなセンサー離間距離は、好ましくは、１０．９５ｍｍ～４３．８ｍｍである。５ｍｍ長さのマーカーの位置検出を行う場合には、小さなセンサー離間距離は、好ましくは、２５ｍｍ～１００ｍｍである。
【0044】
複数の小さなセンサー離間距離が設けられる場合には、それらは、互いに、類似し、異なり、又は同じであってもよい。複数の大きなセンサー離間距離が設けられる場合には、それらは、類似し、異なり、又は同じであってもよい。しかし、大きなセンサー離間距離は、小さなセンサー離間距離よりも大きく、小さなセンサー離間距離に対する大きなセンサー離間距離の比率は、１．２５～４０の範囲内、好ましくは１．６～７．６の範囲内である。
【0045】
有利な態様は、横軸に沿って小さなセンサー離間距離によって分離された少なくとも２つの磁気センサーを設けることであり、これは、高度な精度及び／感度を提供し得る。
【0046】
このような「Ｌ構成」は、当該技術分野では知られていない。例えば、米国特許第７５６１０５１号の図２Ｄは、２Ｄ構成を示すが、略横方向に分離されたセンサーは、近位端に近く、且つ遠位端から離れている。これは、この公報の６欄目の１１～１６行目に説明されるように、前面（遠位端）近くで米国特許第７５６１０５１号のプローブを狭く維持するために行われる。
【0047】
磁気センサー０、１、２、３、１２、１３は、磁場束の単一の方向を測定する１Ｄフラックスゲートなどの単一の測定デバイスでもよい。１つ又は複数のフラックスゲートは、実質的に同じ配向を有してもよく、又は全てが異なる配向を有してもよい（これらの配向及び感度は、設計中に予め決定されるため、各センサー０、１、２、３、１２、１３からの測定信号は、磁気マーカー２００の配置を決定するために、設計、及び１つ又は複数の選択されたセンサー離間距離によって予め決定されるようなセンサーの相対位置と組み合わせられてもよい）。代替的又は追加的に、配向、離間距離、及び／又は感度は、組み立てられた（又は部分的に組み立てられた）プローブを較正するために測定され得る。予め決定された値、及び／又は較正された値は、使用時に、プローブ１００の基準点、軸、及び／又は面に対する磁気マーカー２００の１つ又は複数の配置を決定するために、ソフトウェアモデル及び／又はルックアップテーブルにおいて使用され得る。
【0048】
センサー０、１、２、３、１２、１３の離間距離は、センサーパッケージの中心間距離の物理的測定によって決定されてもよい（多くの適用例に関して、これは、プローブ２００のさらなる較正が行われる場合に特に、十分に正確なものとなり得る）。図１Ａに示されるように、センサー０に関するパッケージの中心は、第１の横軸１８１上に位置し、センサー１に関して、第２の横軸１８２上に位置し、センサー２に関して、第３の横軸１８３上に位置し、センサー３に関して、第４の横軸１８４上に位置し、センサー１２に関して、第５の横軸１８５上に位置し、及びセンサー１３に関して、第６の横軸１８６上に位置する。横軸１８１～１８６は、縦方向プローブ軸１５０と実質的に垂直である。
【0049】
センサー離間距離は、いくつかの適用例では、１つの自由度、又は２つの自由度でも十分に正確となり得るが、好ましくは、３つの自由度で決定される。
【0050】
図１Ａに示されるように、磁気センサー０、１、２、３、１２、１３は、任意選択的に、プローブ１００の縦軸１５０に沿って配置されてもよい。これは、縦軸１５０が配置測定のための基準として使用され得るので特に有益である（離間距離が、縦軸１５０に沿った離間距離によって実質的に決定されるため、決定中にセンサー０、１、２、３、１２、１３による測定を組み合わせることが、簡易化され得る）。
【0051】
磁気センサー０、１、２、３、１２、１３は、相対又は絶対磁力を測定するように、すなわち、磁場のベクトル及び／又はスカラー成分を測定するように、構成され得る。センサー０、１、２、３、１２、１３は、異なるタイプのものでもよく、又は１つ若しくは複数のセンサー０、１、２、３、１２、１３は、同じであってもよい。各センサー０、１、２、３、１２、１３は、少なくとも１つの（１Ｄ）磁気検出器を備える。位置は、設計によって予め決定されてもよく、及び／又はプローブの組み立て後に測定されてもよい。追加的又は代替的に、センサーメーカーによって提供される技術的仕様書及び／又はシミュレーションが用いられてもよい。好ましくは、各センサーは、ベクトル又は３Ｄ磁場を測定し、これは、マーカーの配置を決定するため（又は再構築するため）の最も多くのデータを提供する。
【0052】
好ましくは、各磁気センサー０、１、２、３、１２、１３は、２つ（２Ｄ）、３つ（３Ｄ若しくは３軸）、又はそれよりも多い磁気検出器を含むデバイス（プローブにおける略同じ物理的位置での３つの自由度の測定を提供する、３つ（３Ｄ）の実質的に互いに垂直な検出器を含むＩＣなど）である。この場合もやはり、これらの位置は、設計によって予め決定されてもよく、及び／又はプローブが（部分的に）組み立てられた後に測定されてもよい。追加的又は代替的に、センサーメーカーによって提供される技術的仕様書及び／又はシミュレーションが用いられてもよい。
【0053】
本開示では、センサー及び検出器は、同義で使用されることが多い。センサーは、一般的に、１つ又は複数の検出器を含む、単一のカプセル化パッケージである。センサーパッケージが、小さなセンサー離間距離と見なされるのに十分に大きな検出器間の物理的離間距離を有した２つの検出器を含む場合、本開示の観点から、このようなセンサーパッケージは、２つのセンサーを含み、各検出器は、プローブ１００内の異なる位置に関連するマーカー２００の磁場特性の測定を提供する。小さなセンサー離間距離は、位置検出されるべき磁気マーカー２００の縦方向長さのオーダー（好ましくは、このマーカーの長さの０．５～３倍）である。検出器間の物理的離間距離が、小さなセンサー離間距離と見なされるには小さすぎる場合には、本開示の観点から、このようなセンサーパッケージは、１つのセンサーを含み、各検出器は、プローブ１００内の同じ位置に関連する磁気マーカー２００の磁場特性の測定を提供する。
【0054】
これらの検出器は、磁力計、フラックスゲートセンサー、地磁気センサー、ローレンツ力デジタルＭＥＭＳ、磁気誘導センサー、磁気抵抗センサー、ホールセンサー、磁気トンネル接合、及びこれらの任意の組み合わせなどの任意の適宜のタイプでもよい。小さく、且つ３軸検出を含む多くのＩＣパッケージが利用可能である。したがって、単純なＰＣＢ設計及び好ましくはより小さいプローブ直径を有する「多軸」ソリューションが提供され得る。以下に提案されるセンサーパッケージは、例である。これらは、より少ないアナログ設計が必要とされるため、デジタルであり、したがって、インターフェースで接続することが比較的容易である。
【0055】
TIのDRV425フラックスゲートセンサー（１Ｄ）
技術：フラックスゲート
サイズ：４×４×０．８ｍｍ
範囲：＋／－２ｍＴ（単軸）
分解能：（アナログ、ＡＤＣによって決まる）
ＲＭＳノイズ：１０００Ｈｚで０．４２μＴ（５０Ｈｚで０．２μＴ）
オフセット：８．３μＴ、＋１．４μＴのヒステリシス＋０．４の温度ドリフト
利得誤差：０．３％
絶対最大磁場：あらゆる方向に２Ｔより大きい
注記：良好なゼロ磁場オフセット性能を持つ補正センサーを用いることによって、オフセットを減少させることができる。例えば、フラックスゲートに関して、ある程度のオフセット及び／又はドリフト補正を提供する、別のタイプのセンサーがプローブ１００に組み込まれてもよい。好ましくは、このような補正センサーは、磁気マーカー２００の磁場特性の影響を減少させるために、近位端の近くに、又は近位端に位置する。
技術：フラックスゲート
サイズ：４×４×０．８ｍｍ
範囲：＋／－２ｍＴ（単軸）
分解能：（アナログ、ＡＤＣによって決まる）
ＲＭＳノイズ：１０００Ｈｚで０．４２μＴ（５０Ｈｚで０．２μＴ）
オフセット：８．３μＴ、＋１．４μＴのヒステリシス＋０．４の温度ドリフト
利得誤差：０．３％
絶対最大磁場：あらゆる方向に２Ｔより大きい
注記：良好なゼロ磁場オフセット性能を持つ補正センサーを用いることによって、オフセットを減少させることができる。例えば、フラックスゲートに関して、ある程度のオフセット及び／又はドリフト補正を提供する、別のタイプのセンサーがプローブ１００に組み込まれてもよい。好ましくは、このような補正センサーは、磁気マーカー２００の磁場特性の影響を減少させるために、近位端の近くに、又は近位端に位置する。
【0056】
BoschのBMM150３軸デジタル地磁気センサー（３Ｄ）
技術：FlipCore
サイズ：１．５６×１．５６×０．６ｍｍ
範囲：＋／－１．２ｍＴ（ｘ，ｙ）；＋／－２ｍＴ（ｚ）
分解能：０．３μＴ（ＬＳＢ）
ＲＭＳノイズ：２０サンプル／秒で０．３μＴ
オフセット：ソフトウェア補償なしで４０μＴ、補償後に（一般的に）２μＴ
利得誤差：５％（補償後）
絶対最大磁場：あらゆる方向に７Ｔより大きい
技術：FlipCore
サイズ：１．５６×１．５６×０．６ｍｍ
範囲：＋／－１．２ｍＴ（ｘ，ｙ）；＋／－２ｍＴ（ｚ）
分解能：０．３μＴ（ＬＳＢ）
ＲＭＳノイズ：２０サンプル／秒で０．３μＴ
オフセット：ソフトウェア補償なしで４０μＴ、補償後に（一般的に）２μＴ
利得誤差：５％（補償後）
絶対最大磁場：あらゆる方向に７Ｔより大きい
【0057】
STのLIS3MDL（１Ｄ）
技術：ローレンツ力デジタルＭＥＭＳ
サイズ：２×２×１ｍｍ
範囲：＋／－１．６ｍＴ（ｘ，ｙ，ｚ）（ユーザー選択可能、０．４、０．８、１．２ｍＴ）
分解能：０．０１５μＴ（ＬＳＢ）（０．４ｍＴ範囲で；１．６ｍＴ範囲で０．０６μＴ）
ＲＭＳノイズ：０．３μＴ（ｘ，ｙ）；１．２ｍＴ範囲で０．４μＴ（ｚ）
オフセット：１００μＴ；５ｍＴより大きい磁場が印加されたときにドリフトする
利得誤差：０．１５％フルスケール（最良適合直線非線形性）
絶対最大磁場：あらゆる方向に０．１Ｔより小さい
技術：ローレンツ力デジタルＭＥＭＳ
サイズ：２×２×１ｍｍ
範囲：＋／－１．６ｍＴ（ｘ，ｙ，ｚ）（ユーザー選択可能、０．４、０．８、１．２ｍＴ）
分解能：０．０１５μＴ（ＬＳＢ）（０．４ｍＴ範囲で；１．６ｍＴ範囲で０．０６μＴ）
ＲＭＳノイズ：０．３μＴ（ｘ，ｙ）；１．２ｍＴ範囲で０．４μＴ（ｚ）
オフセット：１００μＴ；５ｍＴより大きい磁場が印加されたときにドリフトする
利得誤差：０．１５％フルスケール（最良適合直線非線形性）
絶対最大磁場：あらゆる方向に０．１Ｔより小さい
【0058】
STのIIS2MDC（３Ｄ）
技術：３軸デジタル出力磁力計、高精度、超低電力
ノイズ：ローパスフィルター又はオフセット相殺を有効にして０．３μＴ。１秒当たり２０サンプルで１ＳＤ。
オフセット誤差：６μＴ；２０℃の範囲にわたって１．２μＴに補正可能。３Ｔで測定されたヒステリシスは、５３μＴであり、５ｍＴの磁場の場合に１３μＴであった。
オフセット変化：１℃毎に温度０．０３μＴ
利得誤差：１．５％（一般的）、７％（最大）
利得変化：１℃毎に温度０．０３％
技術：３軸デジタル出力磁力計、高精度、超低電力
ノイズ：ローパスフィルター又はオフセット相殺を有効にして０．３μＴ。１秒当たり２０サンプルで１ＳＤ。
オフセット誤差：６μＴ；２０℃の範囲にわたって１．２μＴに補正可能。３Ｔで測定されたヒステリシスは、５３μＴであり、５ｍＴの磁場の場合に１３μＴであった。
オフセット変化：１℃毎に温度０．０３μＴ
利得誤差：１．５％（一般的）、７％（最大）
利得変化：１℃毎に温度０．０３％
【0059】
MelexisのMLX90393 Micropower Triaxis Magnetometer（３Ｄ）
技術：ホール
サイズ：３×３×１ｍｍ
範囲：＋／－５～５０ｍＴ（ｘ，ｙ，ｚ）（ユーザー選択可能）
分解能：０．１６μＴ（ｘ，ｙ）；０．３μＴ（ｚ）（ＬＳＢ）
ＲＭＳノイズ：０．７μＴ（ｘ，ｙ）；５０サンプル／秒で０．９μＴ（ｚ）
オフセット：０μＴ（？）２．７μＴ／Ｃの温度ドリフト（オンチップ補償利用可能）
利得誤差：１％未満の交差軸感度＋３％（温度に関して）
絶対最大磁場：－
技術：ホール
サイズ：３×３×１ｍｍ
範囲：＋／－５～５０ｍＴ（ｘ，ｙ，ｚ）（ユーザー選択可能）
分解能：０．１６μＴ（ｘ，ｙ）；０．３μＴ（ｚ）（ＬＳＢ）
ＲＭＳノイズ：０．７μＴ（ｘ，ｙ）；５０サンプル／秒で０．９μＴ（ｚ）
オフセット：０μＴ（？）２．７μＴ／Ｃの温度ドリフト（オンチップ補償利用可能）
利得誤差：１％未満の交差軸感度＋３％（温度に関して）
絶対最大磁場：－
【0060】
MEMSICのMMC3416xPJ（３Ｄ）
技術：ＡＭＲ
サイズ：１．６×１．６×０．６ｍｍ
範囲：＋／－１．６ｍＴ（ｘ，ｙ，ｚ）（ユーザー選択可能、０．４、０．８、１．２ｍＴ）
分解能：０．０１５μＴ（ＬＳＢ）（０．４ｍＴ範囲で；１．６ｍＴ範囲で０．０６μＴ）
ＲＭＳノイズ：１２５サンプル／秒で０．１５μＴ
オフセット：繰り返し性誤差０．１％フルスケール＝１．６μＴ
利得誤差：－
絶対最大磁場：１Ｔ
技術：ＡＭＲ
サイズ：１．６×１．６×０．６ｍｍ
範囲：＋／－１．６ｍＴ（ｘ，ｙ，ｚ）（ユーザー選択可能、０．４、０．８、１．２ｍＴ）
分解能：０．０１５μＴ（ＬＳＢ）（０．４ｍＴ範囲で；１．６ｍＴ範囲で０．０６μＴ）
ＲＭＳノイズ：１２５サンプル／秒で０．１５μＴ
オフセット：繰り返し性誤差０．１％フルスケール＝１．６μＴ
利得誤差：－
絶対最大磁場：１Ｔ
【0061】
AKMのAK09970N（３Ｄ）
技術：ホール
サイズ：３×３×０．６ｍｍ
範囲：＋／－３６ｍＴ（ｘ，ｙ）；＋／－１０２ｍＴ（ｚ）
分解能：１．１μＴ（ＬＳＢ）
ＲＭＳノイズ：１００サンプル／秒で５μＴ
オフセット：７４３μＴ（ｘ，ｙ）、１０５０μＴ（ｚ）
利得誤差：１０％
絶対最大磁場：－
技術：ホール
サイズ：３×３×０．６ｍｍ
範囲：＋／－３６ｍＴ（ｘ，ｙ）；＋／－１０２ｍＴ（ｚ）
分解能：１．１μＴ（ＬＳＢ）
ＲＭＳノイズ：１００サンプル／秒で５μＴ
オフセット：７４３μＴ（ｘ，ｙ）、１０５０μＴ（ｚ）
利得誤差：１０％
絶対最大磁場：－
【0062】
PNIのRM3100センサーシステム（３Ｄ）
技術：磁気誘導
サイズ：１５．２４×１２．８×３×１０．５ｍｍ
範囲：＋／－８００μＴ（ｚ）
分解能：１３ｎＴ（ＬＳＢ）
ＲＭＳノイズ：１００サンプル／秒で１５ｎＴ
オフセット：繰り返し性８ｎＴ、ヒステリシス１５ｎＴ
利得誤差：線形性０．５％
絶対最大磁場：－
注記：センサーシステムは、３つのコイル及びデジタルインターフェースを備えたドライバーＩＣを含む
技術：磁気誘導
サイズ：１５．２４×１２．８×３×１０．５ｍｍ
範囲：＋／－８００μＴ（ｚ）
分解能：１３ｎＴ（ＬＳＢ）
ＲＭＳノイズ：１００サンプル／秒で１５ｎＴ
オフセット：繰り返し性８ｎＴ、ヒステリシス１５ｎＴ
利得誤差：線形性０．５％
絶対最大磁場：－
注記：センサーシステムは、３つのコイル及びデジタルインターフェースを備えたドライバーＩＣを含む
【0063】
４０ｍｍ～５０ｍｍの縦方向センサーアレイ長さ４００が好ましい。
【0064】
各センサー０、１、２、３、１２、１３は、１つ又は複数の検出器を含み、それぞれ、磁気マーカー２００の１つ又は複数の磁気特性を測定する。これらの特性測定は、それらを配向、感度、センサー離間距離などの物理的パラメーターと共に組み合わせることによって、プローブ１００内のセンサー位置に対する磁気マーカー２００の１つ又は複数の配置を決定するソフトウェアアルゴリズムに提供される。
【0065】
いくつかの適用例では、三角測量原理が、マーカー２００の１つ又は複数の配置を決定するのに十分な精度を提供し得る。各センサー０、１、２、３、１２、１３の測定は、マーカーが、各センサーからの半径ｒの球上の点に位置すると見なすことによって、磁気マーカー２００に対する配置に変換することができる。２つのセンサー０、１、２、３、１２、１３を用いて、磁気マーカー２００は、２つの球が交差する円に沿ったどこかに存在し得る。実際には、ノイズの存在が、円形の交差をリング状の体積にし得る。３つのセンサーを用いた場合、３つの球が、ある点（又はほぼある点で）交差し得る（いくつかの適用例では、これは、マーカーの位置検出にとって十分に正確となり得る）。
【0066】
好ましくは、マーカー磁場の３Ｄモデルが、シミュレーション及び／又は測定によって、予め決定される。次いで、物理的特性／場所と組み合わせた磁気特性のセンサー測定が、１つ又は複数の配置を決定するために、例えば、１つ又は複数の曲線適合アルゴリズムを用いて、３Ｄモデルに適合させられる。より高度な配置決定が提供され得るため、この３Ｄモデル手法は有益である。
【0067】
基本原理を説明するために、図５は、磁気マーカー２００の磁場の有限要素モデル、及び１つ又は複数の配置を決定するために、どのように測定が使用され得るかを示す。図示の通り、Ｔ単位で測定された磁場６０１は、磁気マーカー２００からのｍｍ単位の距離６０２と共に変化する。この場合、有限要素モデルは、直径１．４５ｍｍ、長さ２．１９ｍｍ、及び１．４３Ｔの残留磁気Ｂｒを有する円筒磁石マーカー２００に関して計算される。
【0068】
２つの曲線例が描かれている：磁気マーカー２００の縦軸（長さ）に沿った距離６１０、及び磁気マーカー２００の半径方向軸（半径）に沿った距離６２０。磁気マーカー２００の配向は、通常、予め決定されないため、プローブ１００は、好ましくは、センサー測定データを両モデルに適合させるように構成される（例えば、この例示では、プローブ１００は、マーカー２００に対する配置を決定するために、両曲線に適合するように構成される）。
【0069】
図示の通り、磁場強度６１０、６１５は、１／ｒ3（逆三乗法則）のように、急速に低下する。
【0070】
本発明が基づく見識の１つは、磁気センサーの離間距離を異ならせることが有益であるということであり、遠位端１６０が磁気マーカー２００に近い曲線６１０、６１５の急勾配部分では、センサーは、１つ又は複数の小さなセンサー離間距離を有して設けられ得る（これらは、第１のグループ１１０に含まれることが示され、期待されるより良い信号対ノイズ比（ＳＮＲ）から恩恵を受ける）。遠位端１６０が磁気マーカー２００からより遠い曲線６１０、６１５のより平坦な部分では、センサーは、１つ又は複数の大きなセンサー離間距離を有して設けられ得る（これらは、第２のグループ１２０、１３０に含まれることが示され、センサー離間距離が大きいほど、同じセンサー離間距離が全ての位置で使用される場合と比較して、より良い信号対ノイズ比（ＳＮＲ）を提供し得る）。
【0071】
センサー測定を使用することによって、センサー離間距離、感度、及び配向などの追加のパラメーターを用いて、測定は、１つ又は複数の曲線６１０、６１５に適合させられ、それによって、測定データを３Ｄモデルに適合させ得る。一旦許容可能な相関が得られれば、プローブ２００と磁気マーカー２００との間の距離（配置）が推定され得る（好ましくは、縦方向配置及び横方向配置の両方が決定される）。
【0072】
３Ｄモデル、及び何れの曲線６１０、６１５も、メーカーの技術データから、シミュレーションから、測定から、又はこれらの任意の組み合わせから確立され得る。
【0073】
図示のように、この特定の磁気マーカー２００に関する磁場強度６１０、６１５は、マーカー２００から３０ｍｍの距離で、地球の磁場６２０よりも弱くなる。同等の距離における検出精度を高めるために、センサー測定は、地球の磁場６２０などの任意の背景磁場に対して有利に補償され得る。
【0074】
小さなセンサー離間距離に対する大きなセンサー離間距離の比率は、１．２５～４０の範囲内、好ましくは１．６～７．６の範囲内である。これは、プローブ２００の遠位端１６０が磁気マーカー２００から近い（２０ｍｍ以下）とき、及び遠位端１６０がより遠い（３０ｍｍ以上）ときに、高度な測定精度を提供する。
【0075】
位置検出される磁気マーカー２００に関して逆三乗法則を考慮することによって、小さなセンサー離間距離及び／又は大きなセンサー離間距離を予め決定することがさらに有益となり得る。これは、曲線６１０、６１５の適合プロセスの精度及び速度を向上させ得る。
【0076】
第２の例では、異なる磁気マーカーの磁場の３Ｄモデルが、シミュレーション及び／又は測定によって、予め決定される。次いで、物理的特性／場所と組み合わせた磁気特性のセンサー測定が、例えば、図６に示される１つ又は複数の曲線適合アルゴリズムを用いて、３Ｄモデルに適合させられる。異なる磁気マーカー２００の磁場の有限要素モデルが示される。Ｔ単位で測定された磁場７０１は、磁気マーカー２００からのｍｍ単位の距離７０２と共に変化する。この場合、有限要素モデルは、直径１．７５ｍｍ、長さ５ｍｍ、及び１．４３Ｔの残留磁気Ｂｒを有する円筒磁石マーカー２００に関して計算される。
【0077】
再度、２つの曲線例が描かれる：磁気マーカー２００の縦軸（長さ）に沿った距離７１０、及び磁気マーカー２００の半径方向軸（半径）に沿った距離７２０。磁気マーカー２００の配向は、通常、予め決定されないため、プローブ１００は、好ましくは、両モデルのセンサー測定データに適合するように構成される（例えば、この例示では、プローブ１００は、マーカー２００に対する配置を決定するために、両曲線に適合するように構成される）。
【0078】
図示の通り、磁場強度７１０、７１５もまた、１／ｒ3（逆三乗法則）のように、急速に低下する。
【0079】
図５に類似して、磁気センサーの離間距離は、変化し、遠位端１６０が磁気マーカー２００に近い曲線７１０、７１５の急勾配部分では、センサーは、１つ又は複数の小さなセンサー離間距離を有して設けられ得る（これらは、第１のグループ１１０に含まれることが示される）。遠位端１６０が磁気マーカー２００からより遠い曲線７１０、７１５のより平坦な部分では、センサーは、１つ又は複数の大きなセンサー離間距離を有して設けられ得る（これらは、第２のグループ１２０、１３０に含まれることが示される）。
【0080】
３Ｄモデル、及び何れの曲線７１０、７１５も、メーカーの技術データから、シミュレーションから、測定から、又はこれらの任意の組み合わせから確立され得る。
【0081】
図示のように、この特定の磁気マーカー２００に関する磁場強度７１０、７１５は、マーカー２００から４０ｍｍの距離で、地球の磁場７２０よりも弱くなる。同等の距離において検出精度を高めるために、センサー測定は、地球の磁場７２０などの任意の背景磁場に対して有利に補償され得る。
【0082】
小さなセンサー離間距離に対する大きなセンサー離間距離の比率は、この場合もやはり、１．２５～４０の範囲内、好ましくは１．６～７．６の範囲内である。これは、この場合もやはり、プローブ２００の遠位端１６０が磁気マーカー２００から近い（２０ｍｍ以下）とき、及び遠位端１６０がより遠い（３０ｍｍ以上）ときに、高度な測定精度を提供する。
【0083】
図５に関して述べたように、位置検出される磁気マーカー２００に関して逆三乗法則を考慮することによって、小さなセンサー離間距離及び／又は大きなセンサー離間距離を予め決定することがさらに有益となり得る。
【0084】
【0085】
プローブ１０１は、肌の外面３００の近くに配置されるように構成及びアレンジされた遠位端１６０を備える。プローブ１０１は、２つ以上の磁気センサーの３つの列をさらに備える。これらは、最大で３つの異なるセンサーグループ１１０、１２０、１３０に含まれるように構成及びアレンジされてもよい。下記のように、各センサーは、単一の機能を行うように、又は複数の機能に寄与するように構成及びアレンジされてもよい。図１Ａを参照して上記で説明された３つのグループも存在するが、全ての列が各グループのセンサーを含むわけではない。図２Ｂは、参照しやすいように、各磁気センサーに割り当てられた参照番号を示す（この実施形態では、最低６つの磁気センサーが設けられ、一般的に、２Ｄアレイで１６個のセンサーが使用される）。センサーは、以下のようにグループ化される。
－１１０：プローブ１０１の遠位端１６０に近い、少なくとも２つの磁気センサーの第１のグループ。図２Ｂに示されるように、これらは、３×３の２Ｄアレイのセンサー０、１、２、４、５、６、８、９、及び１０でもよい。実際には、全てのセンサー位置が占有される必要はない（３×３の２Ｄアレイの１つ又は複数のセンサーが、物理的に除外されてもよく、又はソフトウェアにおいて無効にされてもよい）。これらのセンサーは、隣接するセンサー同士が、小さなセンサー離間距離によって、縦方向及び横方向の両方で互いに分離されるように、構成及びアレンジされる。
－１１０：プローブ１０１の遠位端１６０に近い、少なくとも２つの磁気センサーの第１のグループ。図２Ｂに示されるように、これらは、３×３の２Ｄアレイのセンサー０、１、２、４、５、６、８、９、及び１０でもよい。実際には、全てのセンサー位置が占有される必要はない（３×３の２Ｄアレイの１つ又は複数のセンサーが、物理的に除外されてもよく、又はソフトウェアにおいて無効にされてもよい）。これらのセンサーは、隣接するセンサー同士が、小さなセンサー離間距離によって、縦方向及び横方向の両方で互いに分離されるように、構成及びアレンジされる。
【0086】
しかし、非隣接センサーによる測定を組み合わせることによって、第１のグループ１１０内の１つ又は複数のセンサーは、大きなセンサー離間距離によって横方向に分離されると見なされ得る。例えば、以下は、大きなセンサー離間距離によって横方向に分離される：
－センサー２及び１０；
－センサー１及び９；
－センサー０及び８；
同様に、以下は、大きなセンサー離間距離によって縦方向に分離される：
－センサー２及び１；
－センサー６及び４；
－センサー１０及び８；
－１２０：少なくとも１つの磁気センサーの第２のグループ。図２Ｂに示されるように、これは、２×３の２Ｄアレイのセンサー３、１２、７、１１、及び１４でもよい。実際には、全てのセンサー位置が占有される必要はなく（ｓ×３の２Ｄアレイの１つ又は複数のセンサーが、物理的に除外されてもよく、又はソフトウェアにおいて無効にされてもよい）、図２Ｂでは、例えば、１２と１４との間にセンサーは存在しない。これらのセンサー１２０は、第１のグループ１１０よりもプローブ１０１の近位端１６５に近い（つまり、遠位端１６０からより遠い）。この実施形態では、第２のグループ１２０の磁気センサーは、大きなセンサー離間距離によって、第１のグループ１１０から縦方向に分離される。大きなセンサー離間距離は、この場合もやはり、小さなセンサー離間距離よりも大きい。例えば、以下は、大きなセンサー離間距離によって縦方向に分離される：
－センサー３、及び０、１、又は２；
－センサー７、及び４、５、又は６；
－センサー１１、及び８、９、又は１０；
－センサー１２、及び０、１、又は２；
－センサー１２及び３；
－センサー１４、及び８、９、又は１０；
－センサー１４及び１１；
加えて、第２のグループ１２０内の１つ又は複数のセンサーは、大きなセンサー離間距離によって、横方向に分離され得る。例えば、以下は、大きなセンサー離間距離によって横方向に分離される：
－センサー３及び１１；
－センサー１２及び１４；
－１３０：任意選択的に、少なくとも１つの磁気センサーの第３のグループが設けられる。図２Ｂに示されるように、これは、１×３の１Ｄアレイのセンサー１３及び１５でもよい。実際には、全てのセンサー位置が占有される必要はなく（１×３の２Ｄアレイの１つ又は複数のセンサーが、物理的に除外されてもよく、又はソフトウェアにおいて無効にされてもよい）、図２Ｂでは、例えば、１３と１５との間にセンサーは存在しない。これらのセンサー１３０は、第２のグループ１２０よりもプローブ１０１の近位端１６５に近い（つまり、遠位端１６０からより遠い）。これらは、
－図１Ａを参照して上記で説明したように、補償センサーとして構成及びアレンジされてもよい。
－代替的又は追加的に、第３のグループ１３０の磁気センサーは、プローブ１０１の遠位端１６０が磁気マーカー２００からより遠い場合に、１つ又は複数の配置（距離）を決定するための測定を提供するように構成及びアレンジされてもよい。例えば、以下は、大きなセンサー離間距離によって分離される：
－センサー１３、及び０、１、又は２；
－センサー１５、及び８、９、又は１０；
－例えば、以下は、大きなセンサー離間距離によって縦方向に分離され得る：
－センサー１３、及び１２又は３；
－センサー１５、及び１４又は１１；
加えて、第３のグループ１３０内の１つ又は複数のセンサーは、大きなセンサー離間距離によって、横方向に分離され得る。例えば、以下は、大きなセンサー離間距離によって横方向に分離される：センサー１３及び１５。
－センサー２及び１０；
－センサー１及び９；
－センサー０及び８；
同様に、以下は、大きなセンサー離間距離によって縦方向に分離される：
－センサー２及び１；
－センサー６及び４；
－センサー１０及び８；
－１２０：少なくとも１つの磁気センサーの第２のグループ。図２Ｂに示されるように、これは、２×３の２Ｄアレイのセンサー３、１２、７、１１、及び１４でもよい。実際には、全てのセンサー位置が占有される必要はなく（ｓ×３の２Ｄアレイの１つ又は複数のセンサーが、物理的に除外されてもよく、又はソフトウェアにおいて無効にされてもよい）、図２Ｂでは、例えば、１２と１４との間にセンサーは存在しない。これらのセンサー１２０は、第１のグループ１１０よりもプローブ１０１の近位端１６５に近い（つまり、遠位端１６０からより遠い）。この実施形態では、第２のグループ１２０の磁気センサーは、大きなセンサー離間距離によって、第１のグループ１１０から縦方向に分離される。大きなセンサー離間距離は、この場合もやはり、小さなセンサー離間距離よりも大きい。例えば、以下は、大きなセンサー離間距離によって縦方向に分離される：
－センサー３、及び０、１、又は２；
－センサー７、及び４、５、又は６；
－センサー１１、及び８、９、又は１０；
－センサー１２、及び０、１、又は２；
－センサー１２及び３；
－センサー１４、及び８、９、又は１０；
－センサー１４及び１１；
加えて、第２のグループ１２０内の１つ又は複数のセンサーは、大きなセンサー離間距離によって、横方向に分離され得る。例えば、以下は、大きなセンサー離間距離によって横方向に分離される：
－センサー３及び１１；
－センサー１２及び１４；
－１３０：任意選択的に、少なくとも１つの磁気センサーの第３のグループが設けられる。図２Ｂに示されるように、これは、１×３の１Ｄアレイのセンサー１３及び１５でもよい。実際には、全てのセンサー位置が占有される必要はなく（１×３の２Ｄアレイの１つ又は複数のセンサーが、物理的に除外されてもよく、又はソフトウェアにおいて無効にされてもよい）、図２Ｂでは、例えば、１３と１５との間にセンサーは存在しない。これらのセンサー１３０は、第２のグループ１２０よりもプローブ１０１の近位端１６５に近い（つまり、遠位端１６０からより遠い）。これらは、
－図１Ａを参照して上記で説明したように、補償センサーとして構成及びアレンジされてもよい。
－代替的又は追加的に、第３のグループ１３０の磁気センサーは、プローブ１０１の遠位端１６０が磁気マーカー２００からより遠い場合に、１つ又は複数の配置（距離）を決定するための測定を提供するように構成及びアレンジされてもよい。例えば、以下は、大きなセンサー離間距離によって分離される：
－センサー１３、及び０、１、又は２；
－センサー１５、及び８、９、又は１０；
－例えば、以下は、大きなセンサー離間距離によって縦方向に分離され得る：
－センサー１３、及び１２又は３；
－センサー１５、及び１４又は１１；
加えて、第３のグループ１３０内の１つ又は複数のセンサーは、大きなセンサー離間距離によって、横方向に分離され得る。例えば、以下は、大きなセンサー離間距離によって横方向に分離される：センサー１３及び１５。
【0087】
図２Ａに示されるように、パッケージの中心は、任意選択的に、より多くの横軸の１つに沿って配置されてもよい。センサー０、４、８は、第１の横軸１８１上に位置してもよく、センサー１、５、９は、第２の横軸１８２上に位置してもよく、センサー２、６、１０は、第３の横軸１８３上に位置してもよく、センサー３、７、１１は、第４の横軸１８４上に位置してもよく、センサー１２、１４に関しては、第５の横軸１８５上に位置してもよく、及びセンサー１３、１５は、第６の横軸１８６上に位置する。横軸１８１～１８６は、縦方向プローブ軸１５０と実質的に垂直である。この場合、横方向離間距離が、各縦軸１５０、１５１、１５２に沿った離間距離によって実質的に決定されるため、センサーによる測定を組み合わせることが、簡易化され得る。
【0088】
図２Ａに示されるように、磁気センサー０、１、２、３、１２、１３は、任意選択的に、プローブ１０１の縦軸１５０に沿って配置され得る。加えて、磁気センサー０、１、２、３、１２、１３は、任意選択的に、プローブ１０１の第２の縦軸１５１に沿って配置されてもよく、磁気センサー０、１、２、３、１２、１３は、任意選択的に、プローブ１０１の第３の縦軸１５２に沿って配置されてもよい。この場合、縦方向離間距離が、各縦軸１５０、１５１、１５２に沿った離間距離によって実質的に決定されるため、センサーによる測定を組み合わせることが、簡易化され得る。
【0089】
縦軸１５０、１５１、１５２の１つが、配置決定のための基準として使用され得る場合に特に有益である（この場合、離間距離が、基準として使用される縦軸１５０、１５１、１５２に沿った離間距離によって実質的に決定されるため、センサーによる測定を組み合わせることが、簡易化され得る）。
【0090】
STのIIS2MDC（３Ｄ）センサーのアレイを用いたシミュレーションを行った（これらのセンサーパッケージのそれぞれは、３つの検出器を用いて３つの自由度を測定する）。検出器が互いに非常に近く、プローブの単一の位置で効果的に測定するため、各パッケージは、本開示に記載されるような磁気センサーと見なされる。
【0091】
パッケージサイズは、２ｍｍ×２ｍｍ×０．７ｍｍであり、これは、センサーパッケージ間に少なくとも０．５ｍｍの空間を有する場合、最小センサー離間距離は、約２．５ｍｍであることを意味する。以下の構成は、満足のいく結果を生じさせた。
１．センサーレイアウト：図２Ａ及び２Ｂに示されるように、センサーが、３つの縦軸１５０～１５２、及び６つの横軸１８１～１８６に沿って配置された状態
縦方向アレイ長さ４００：約４０ｍｍ
横方向アレイ幅５００：約１０ｍｍ
グループ１１０の小さなセンサー離間距離：約５ｍｍ
横軸１８１と１８２との間の距離：約５ｍｍ
横軸１８２と１８３との間の距離：約５ｍｍ
横軸１８３と１８４との間の距離：約６．６７ｍｍ
横軸１８４と１８５との間の距離：約１０ｍｍ
横軸１８５と１８６との間の距離：約１５ｍｍ
２．センサーレイアウト：図２Ａ及び２Ｂに示されるように、センサーが、３つの縦軸１５０～１５２、及び６つの横軸１８１～１８６に沿って配置された状態
縦方向アレイ長さ４００：約５０ｍｍ
横方向アレイ幅５００：約１０ｍｍ
グループ１１０の小さなセンサー離間距離：約５ｍｍ
横軸１８１と１８２との間の距離：約５ｍｍ
横軸１８２と１８３との間の距離：約５ｍｍ
横軸１８３と１８４との間の距離：約１０ｍｍ
横軸１８４と１８５との間の距離：約１５ｍｍ
横軸１８５と１８６との間の距離：約１５ｍｍ
３．センサーレイアウト：図２Ａ及び２Ｂに示されるように、センサーが、３つの縦軸１５０～１５２、及び６つの横軸１８１～１８６に沿って配置された状態
縦方向アレイ長さ４００：約４０ｍｍ
横方向アレイ幅５００：約５ｍｍ
グループ１１０の縦方向の小さなセンサー離間距離：約５ｍｍ
グループ１１０の横方向の小さなセンサー離間距離：約２．５５ｍｍ
横軸１８１と１８２との間の距離：約５ｍｍ
横軸１８２と１８３との間の距離：約５ｍｍ
横軸１８３と１８４との間の距離：約６．６７ｍｍ
横軸１８４と１８５との間の距離：約１０ｍｍ
横軸１８５と１８６との間の距離：約１５ｍｍ
１．センサーレイアウト：図２Ａ及び２Ｂに示されるように、センサーが、３つの縦軸１５０～１５２、及び６つの横軸１８１～１８６に沿って配置された状態
縦方向アレイ長さ４００：約４０ｍｍ
横方向アレイ幅５００：約１０ｍｍ
グループ１１０の小さなセンサー離間距離：約５ｍｍ
横軸１８１と１８２との間の距離：約５ｍｍ
横軸１８２と１８３との間の距離：約５ｍｍ
横軸１８３と１８４との間の距離：約６．６７ｍｍ
横軸１８４と１８５との間の距離：約１０ｍｍ
横軸１８５と１８６との間の距離：約１５ｍｍ
２．センサーレイアウト：図２Ａ及び２Ｂに示されるように、センサーが、３つの縦軸１５０～１５２、及び６つの横軸１８１～１８６に沿って配置された状態
縦方向アレイ長さ４００：約５０ｍｍ
横方向アレイ幅５００：約１０ｍｍ
グループ１１０の小さなセンサー離間距離：約５ｍｍ
横軸１８１と１８２との間の距離：約５ｍｍ
横軸１８２と１８３との間の距離：約５ｍｍ
横軸１８３と１８４との間の距離：約１０ｍｍ
横軸１８４と１８５との間の距離：約１５ｍｍ
横軸１８５と１８６との間の距離：約１５ｍｍ
３．センサーレイアウト：図２Ａ及び２Ｂに示されるように、センサーが、３つの縦軸１５０～１５２、及び６つの横軸１８１～１８６に沿って配置された状態
縦方向アレイ長さ４００：約４０ｍｍ
横方向アレイ幅５００：約５ｍｍ
グループ１１０の縦方向の小さなセンサー離間距離：約５ｍｍ
グループ１１０の横方向の小さなセンサー離間距離：約２．５５ｍｍ
横軸１８１と１８２との間の距離：約５ｍｍ
横軸１８２と１８３との間の距離：約５ｍｍ
横軸１８３と１８４との間の距離：約６．６７ｍｍ
横軸１８４と１８５との間の距離：約１０ｍｍ
横軸１８５と１８６との間の距離：約１５ｍｍ
【0092】
図７Ａ及び７Ｂは、代替センサーレイアウトを有するプローブのさらなる実施形態１０５を示し、明確にするために、位置検出される磁気マーカー２００及び肌３００は、図示されない。しかし、測定の状況は、図１Ａ及び図２Ａに示される状況に類似する。
【0093】
プローブ１０５は、肌の外面３００の近くに配置されるように構成及びアレンジされた遠位端１６０を備える。プローブ１０５は、２つ以上の磁気センサーの５つの列をさらに備える。これらは、最大で２つの異なるセンサーグループ１１０、１３０に含まれるように構成及びアレンジされてもよい。下記のように、各センサーは、単一の機能を行うように、又は複数の機能に寄与するように構成及びアレンジされてもよい。図１Ａ及び図２Ａを参照して上記で説明された３つのグループの内の２つも存在するが、全ての列が各グループのセンサーを含むわけではない。図７Ｂは、参照しやすいように、各磁気センサーに割り当てられた参照番号を示す（この実施形態では、最低６つの磁気センサーが設けられ、一般的に、２Ｄアレイで１６個のセンサーが使用される）。センサーは、以下のようにグループ化される。
－１１０：プローブ１０５の遠位端１６０に近い、少なくとも２つの磁気センサーの第１のグループ。図７Ｂに示されるように、これらは、５×５の２Ｄアレイのセンサー０、１、２、４、５、６、８、９、１０、１２、１３、１４、及び１５でもよい。実際には、全てのセンサー位置が占有される必要はない（５×５の２Ｄアレイの１つ又は複数のセンサーが、物理的に除外されてもよく、又はソフトウェアにおいて無効にされてもよい）。これらのセンサーは、隣接するセンサー同士が、小さなセンサー離間距離によって、縦方向及び横方向の両方で互いに分離されるように、構成及びアレンジされる。隣接するセンサー同士は、対角線上に互いに隣接する。
－１１０：プローブ１０５の遠位端１６０に近い、少なくとも２つの磁気センサーの第１のグループ。図７Ｂに示されるように、これらは、５×５の２Ｄアレイのセンサー０、１、２、４、５、６、８、９、１０、１２、１３、１４、及び１５でもよい。実際には、全てのセンサー位置が占有される必要はない（５×５の２Ｄアレイの１つ又は複数のセンサーが、物理的に除外されてもよく、又はソフトウェアにおいて無効にされてもよい）。これらのセンサーは、隣接するセンサー同士が、小さなセンサー離間距離によって、縦方向及び横方向の両方で互いに分離されるように、構成及びアレンジされる。隣接するセンサー同士は、対角線上に互いに隣接する。
【0094】
しかし、非隣接センサーによる測定を組み合わせることによって、第１のグループ１１０内の１つ又は複数のセンサーは、大きなセンサー離間距離によって横方向に分離されると見なされ得る。例えば、以下は、大きなセンサー離間距離によって横方向に分離される：
－センサー３及び７、７及び１１、２及び６、６及び１０、１及び５、５及び９、０及び４、４及び８；
－センサー１３及び１５、１２及び１４；
同様に、以下は、大きなセンサー離間距離によって縦方向に分離される：
－センサー０及び１、１及び２、２及び３、４及び５、５及び６、６及び７、８及び９、９及び１０、１０及び１１；
－センサー１４及び１５、１２及び１３
－１３０：任意選択的に、図１Ａ及び図２Ａを参照して上記で説明したように、少なくとも１つの磁気センサーの第３のグループが設けられる。
－センサー３及び７、７及び１１、２及び６、６及び１０、１及び５、５及び９、０及び４、４及び８；
－センサー１３及び１５、１２及び１４；
同様に、以下は、大きなセンサー離間距離によって縦方向に分離される：
－センサー０及び１、１及び２、２及び３、４及び５、５及び６、６及び７、８及び９、９及び１０、１０及び１１；
－センサー１４及び１５、１２及び１３
－１３０：任意選択的に、図１Ａ及び図２Ａを参照して上記で説明したように、少なくとも１つの磁気センサーの第３のグループが設けられる。
【0095】
これらの代替レイアウトを用いて、STのIIS2MDC（３Ｄ）センサーのアレイを用いたシミュレーションも行った：
４．センサーレイアウト：図７Ａ及び７Ｂに示されるように、センサーが、５つの縦軸１５０～１５４、及び６つの横軸１８１～１８６に沿って配置された状態。
注記：満足のいく結果は、グループ１３０の１つ又は複数のセンサーを用いて測定された背景磁場を減算した後に、このより短いアレイから得られた。
縦方向アレイ長さ４００：約１５ｍｍ
横方向アレイ幅５００：約１０ｍｍ
グループ１１０の小さなセンサー離間距離：約３．５ｍｍ
横軸１８１と１８２との間の距離：約３．５ｍｍ
横軸１８２と１８３との間の距離：約３．５ｍｍ
横軸１８３と１８４との間の距離：約３．５ｍｍ
横軸１８４と１８５との間の距離：約３．５ｍｍ
横軸１８５と１８６との間の距離：約７ｍｍ
４．センサーレイアウト：図７Ａ及び７Ｂに示されるように、センサーが、５つの縦軸１５０～１５４、及び６つの横軸１８１～１８６に沿って配置された状態。
注記：満足のいく結果は、グループ１３０の１つ又は複数のセンサーを用いて測定された背景磁場を減算した後に、このより短いアレイから得られた。
縦方向アレイ長さ４００：約１５ｍｍ
横方向アレイ幅５００：約１０ｍｍ
グループ１１０の小さなセンサー離間距離：約３．５ｍｍ
横軸１８１と１８２との間の距離：約３．５ｍｍ
横軸１８２と１８３との間の距離：約３．５ｍｍ
横軸１８３と１８４との間の距離：約３．５ｍｍ
横軸１８４と１８５との間の距離：約３．５ｍｍ
横軸１８５と１８６との間の距離：約７ｍｍ
【0096】
図８Ａ及び８Ｂは、代替センサーレイアウトを有するプローブのさらなる実施形態１０６を示し、明確にするために、位置検出される磁気マーカー２００及び肌３００は、図示されない。しかし、測定の状況は、図１Ａ、図２Ａ、及び図７Ａに示される状況に類似する。
【0097】
プローブ１０５は、肌の外面３００の近くに配置されるように構成及びアレンジされた遠位端１６０を備える。プローブ１０６は、２つ以上の磁気センサーの５つの列をさらに備える。これらは、最大で３つの異なるセンサーグループ１１０、１２０、１３０に含まれるように構成及びアレンジされてもよい。下記のように、各センサーは、単一の機能を行うように、又は複数の機能に寄与するように構成及びアレンジされてもよい。図１Ａ及び図２Ａを参照して上記で説明された３つのグループも存在するが、全ての列が各グループのセンサーを含むわけではない。図８Ｂは、参照しやすいように、各磁気センサーに割り当てられた参照番号を示す（この実施形態では、最低６つの磁気センサーが設けられ、一般的に、２Ｄアレイで１６個のセンサーが使用される）。センサーは、以下のようにグループ化される。
－１１０：プローブ１０６の遠位端１６０に近い、少なくとも２つの磁気センサーの第１のグループ。図８Ｂに示されるように、これらは、５×５の２Ｄアレイのセンサー０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２でもよい。実際には、全てのセンサー位置が占有される必要はない（５×５の２Ｄアレイの１つ又は複数のセンサーが、物理的に除外されてもよく、又はソフトウェアにおいて無効にされてもよい）。これらのセンサーは、隣接するセンサー同士が、小さなセンサー離間距離によって、縦方向及び横方向の両方で互いに分離されるように、構成及びアレンジされる。隣接するセンサー同士は、対角線上に互いに隣接する。
－１１０：プローブ１０６の遠位端１６０に近い、少なくとも２つの磁気センサーの第１のグループ。図８Ｂに示されるように、これらは、５×５の２Ｄアレイのセンサー０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２でもよい。実際には、全てのセンサー位置が占有される必要はない（５×５の２Ｄアレイの１つ又は複数のセンサーが、物理的に除外されてもよく、又はソフトウェアにおいて無効にされてもよい）。これらのセンサーは、隣接するセンサー同士が、小さなセンサー離間距離によって、縦方向及び横方向の両方で互いに分離されるように、構成及びアレンジされる。隣接するセンサー同士は、対角線上に互いに隣接する。
【0098】
しかし、非隣接センサーによる測定を組み合わせることによって、第１のグループ１１０内の１つ又は複数のセンサーは、大きなセンサー離間距離によって横方向に分離されると見なされ得る。例えば、以下は、大きなセンサー離間距離によって横方向に分離される：
－センサー２及び５、５及び８、１及び４、４及び７、０及び３、３及び６；
－センサー１０及び１２、９及び１１；
同様に、以下は、大きなセンサー離間距離によって縦方向に分離される：
－センサー０及び１、１及び２、３及び４、４及び５、６及び７、７及び８；
－センサー９及び１０、１１及び１２
－センサー１３及び５；
－センサー１４及び１５、１４及び１３
－１３０：任意選択的に、図１Ａ及び図２Ａを参照して上記で説明したように、少なくとも１つの磁気センサーの第３のグループが設けられる。
－センサー２及び５、５及び８、１及び４、４及び７、０及び３、３及び６；
－センサー１０及び１２、９及び１１；
同様に、以下は、大きなセンサー離間距離によって縦方向に分離される：
－センサー０及び１、１及び２、３及び４、４及び５、６及び７、７及び８；
－センサー９及び１０、１１及び１２
－センサー１３及び５；
－センサー１４及び１５、１４及び１３
－１３０：任意選択的に、図１Ａ及び図２Ａを参照して上記で説明したように、少なくとも１つの磁気センサーの第３のグループが設けられる。
【0099】
これらの代替レイアウトを用いて、STのIIS2MDC（３Ｄ）センサーのアレイを用いたシミュレーションも行った：
５．センサーレイアウト：図８Ａ及び８Ｂに示されるように、センサーが、５つの縦軸１５０～１５４、及び８つの横軸１８１～１８８に沿って配置された状態。
縦方向アレイ長さ４００：約４０ｍｍ
横方向アレイ幅５００：約１０ｍｍ
グループ１１０の小さなセンサー離間距離：約５ｍｍ
横軸１８１と１８２との間の距離：約５ｍｍ
横軸１８２と１８３との間の距離：約５ｍｍ
横軸１８３と１８４との間の距離：約５ｍｍ
横軸１８４と１８５との間の距離：約５ｍｍ
横軸１８５と１８６との間の距離：約５ｍｍ
横軸１８６と１８７との間の距離：約１０ｍｍ
横軸１８７と１８８との間の距離：約１５ｍｍ
５．センサーレイアウト：図８Ａ及び８Ｂに示されるように、センサーが、５つの縦軸１５０～１５４、及び８つの横軸１８１～１８８に沿って配置された状態。
縦方向アレイ長さ４００：約４０ｍｍ
横方向アレイ幅５００：約１０ｍｍ
グループ１１０の小さなセンサー離間距離：約５ｍｍ
横軸１８１と１８２との間の距離：約５ｍｍ
横軸１８２と１８３との間の距離：約５ｍｍ
横軸１８３と１８４との間の距離：約５ｍｍ
横軸１８４と１８５との間の距離：約５ｍｍ
横軸１８５と１８６との間の距離：約５ｍｍ
横軸１８６と１８７との間の距離：約１０ｍｍ
横軸１８７と１８８との間の距離：約１５ｍｍ
【0100】
一部の従来の検出器及びプローブは、それらが低感度なため、磁気マーカー２００の高残留磁気（Ｂｒ）を必要とし、本発明によるプローブは、磁気マーカー検出のより高い感度を可能にすることによって、近い距離及びより離れた距離の両方で、より多様なマーカーの位置検出を可能にする。
【0101】
上記の実施形態は、磁気センサーの実質的に２次元（２Ｄ）のアレイを含む。図３Ａ、３Ｂ、及び３Ｃは、磁気センサーの３次元アレンジメント（３Ｄアレイ）を示す。
【0102】
【0103】
プローブ１０２は、２つ以上の磁気センサーの３つの列を含み、パッケージの中心は、任意選択的に、６つの横軸１８１～１８６に沿って配置される。横軸１８１～１８６は、３つの縦方向プローブ軸１５０～１５２と実質的に垂直である。センサーは、任意選択的に、センサーの各列が、縦方向に延在する立方体の異なる面上に配置された状態で、これらの縦軸１５０～１５２に沿って配置されてもよい。この形状は、正四角柱又は長方形角柱と称される場合もある。プローブ１０２の横断面は、正方形又は長方形である。図３Ａのプローブ１０２は、フレキシブル基板上に図２Ａのプローブ１０１を設け、磁気センサーの列間でそれを折り曲げることによって形成され得る。
【0104】
追加的に、縦方向に延在するプローブの第４の面上に、さらなるセンサーの列が配置されてもよい。
【0105】
図３Ｂは、プローブのさらなる実施形態１０３を示す。プローブ１０３は、２つ以上の磁気センサーの３つの列を含み、パッケージの中心は、任意選択的に、６つの横軸１８１～１８６に沿って配置される。横軸１８１～１８６は、３つの縦方向プローブ軸１５０～１５２と実質的に垂直である。センサーは、任意選択的に、センサーの各列が、縦方向に延在する三角柱の異なる面上に配置された状態で、これらの縦軸１５０～１５２に沿って配置されてもよい。プローブ１０２の横断面は、三角形である。図３Ｂのプローブ１０３は、フレキシブル基板上に図２Ａのプローブ１０１を設け、磁気センサーの列間でそれを折り曲げることによって形成され得る。
【0106】
当業者は、円、卵形、楕円不規則三角形、又は台形などの横断面の他の形状が、縦方向に延在した形で使用されてもよいことにも気付くだろう。
【0107】
図３Ｃは、プローブのさらなる実施形態１０４を示す。プローブ１０３は、２つ以上の磁気センサーの２つの列を含み、パッケージの中心は、任意選択的に、６つの横軸１８１～１８６に沿って配置される。横軸１８１～１８６は、２つの縦方向プローブ軸１５０及び１５１と実質的に垂直である。センサーは、任意選択的に、センサーの各列が、縦方向に延在するくさび（又はＬ）形状の異なる面上に配置された状態で、これらの縦軸１５０及び１５１に沿って配置されてもよい。プローブ１０４の横断面は、角である。図３Ｃのプローブ１０４は、フレキシブル基板上の２列の磁気センサーを用いて、磁気センサーの列間でそれを折り曲げることによって形成され得る。
【0108】
当業者は、２つの面が内側で互いに接触するように、それらが折り曲げられてもよいことにも気付くだろう。これにより、マーカー２００の位置検出に非常に適した平坦なワンドが提供される。
【0109】
当業者は、３次元センサーアレイが、正しい形状を有する硬質ＰＣＢ上に搭載されたセンサーによって、又はフレキシブル基板を用いて提供され得ることを図３Ａ、３Ｂ、及び３Ｃに示される実施形態から気付くだろう。
【0110】
センサーの３次元アレンジメントが、複数の方向により高度な感度を提供し得ることに留意されたい。
【0111】
適切なディメンショニング及び／又は基板／コンポーネントの選択によって、プローブは、プローブ、ワンド、又はペンシルなどの略円筒形状を有し得る。プローブが、肌を通して、又は腔内に挿入されるように構成される場合は、小さな直径が好まれ得る。このような処置では、側方（すなわち横方向）の測定は、重要度が低くてもよく、図２Ａ及び２Ｂに示されるようなプローブ縦軸１５０に沿って延在する単一のセンサー列を有することによって、設計から除外されてもよい。
【0112】
磁気センサーからの測定データを用いて磁気マーカー２００の１つ又は複数の配置を決定することは、任意の適宜のやり方で行われ得る。例えば、３つのタイプのアルゴリズムの評価を行った：
（１）未知のパラメーターについて解くために、反復を用いるソルバー；
（２）磁気マーカー２００の距離及び場合によっては方向の表示を与える距離計；並びに
（３）示差測定
（１）未知のパラメーターについて解くために、反復を用いるソルバー；
（２）磁気マーカー２００の距離及び場合によっては方向の表示を与える距離計；並びに
（３）示差測定
【0113】
（１）反復位置検出アルゴリズムは、ある位置及びある配向の磁石２００（既知の双極子モーメントを有する）を仮定して、既知のセンサー位置における期待磁場をシミュレーションすることによって、磁石の位置を求める。これらのマーカーの場所及び配向に関して、各磁気センサーにおいて予測磁場をシミュレーションするために、（上記のような）順３Ｄモデルが提供され得る。次いで、最適化アルゴリズムが、センサーにおける測定磁場と予測磁場の差を最小限に抑え得る。二乗（最小二乗）和、又はその他の適切な手法が最小限に抑えられてもよい。
【0114】
次いで、それは、シミュレーションされた磁場を測定結果と比較し、最適化技法を用いて、測定と予測の差を最小限に抑えるパラメーターのセットを反復的に求める。
【0115】
最適化は、９つのパラメーターに適合し得る：
・磁石位置（ｘ，ｙ，ｚ）
・磁石配向（ｎｘ，ｎｙ，ｎｚ）
・背景磁場（Ｂ０ｘ，Ｂ０ｙ，Ｂ０ｚ）
・磁石位置（ｘ，ｙ，ｚ）
・磁石配向（ｎｘ，ｎｙ，ｎｚ）
・背景磁場（Ｂ０ｘ，Ｂ０ｙ，Ｂ０ｚ）
【0116】
磁石配向は、単位ベクトルであり、費用関数が、この制約を内的に適用し、これは、８つの自由度が存在することを意味する。最適化は、scipy.optimizeパッケージのleast#squaresのTrust Region Reflectiveアルゴリズムなどの任意の便利なアルゴリズムを使用し得る。この特定のアルゴリズムは、かなり効率的で、所与の範囲内のパラメーターの最適化を可能にする。従来の磁気マーカー位置検出の公報の多くは、Levenberg-Marquardtアルゴリズムを提案するが、これは、非有界であるため、あまり好ましくない。本発明のプローブに適用されると、有界のTrust Region Reflectiveアルゴリズムは、よりロバストな解を生じさせたが、非有界最適化は、時に、非現実的な解を生じさせた。
【0117】
このアルゴリズムは、ヤコビアンを求め、それを返す（これは、推定された位置における不確実性を示すために使用され得る）。これは、ＧＰＳ位置決定における不確実性を示すために使用される手法の修正版である。不確実性は、磁気マーカー２００が、ビームの内側にあると推測されるか、或いは不検出と判断されるほど不十分に位置検出されるかの表示を提供する。
【0118】
全ての方向で±８０ｍｍの位置境界が仮定された。背景磁場ベクトルは、各方向において±１００μＴに限定された。磁場の配向は、各方向において±１に制約され、その大きさは、費用関数によって１に制約された。
【0119】
使用された最適化アルゴリズムは、勾配法であり、ヤコビアンが数値的に計算された。プローブが静止している場合、推測されるマーカー位置は、別の場所に急に変化し得る（これを安定させるために、前のサンプルからの解が、次のサンプルの初期開始点としてフィードバックされてもよい）。
【0120】
（２）非反復位置検出アルゴリズム（距離計）は、磁気マーカー２００までの距離を推測するだけである。各センサーから磁気マーカー２００までの距離は、各センサーによって測定された磁場の大きさから推定することができ、これは、
によって与えられる。
【数1】
【0121】
しかし、｜Ｂ｜は、磁石２００の配向によって決まり、θは、磁石の極と、磁石２００とセンサーとの間のベクトルとの間の角度である。これは、所与の距離ｒで、センサーが、磁石の’赤道θ＝９０度）の周辺にあるときよりも、センサーが、磁石の極に沿ったときに（すなわち、双極子に対する極座標において傾斜角θ＝０）、｜Ｂ｜が２倍の強さであることを意味する。｜Ｂ｜∝１／ｒ3であり、したがって、θの知識がない場合のｒの誤差は、１／（3√２）＝０．７９である。
【0122】
（３）図４は、示差測定対センサーからのＬ－Ｒ信号を側方変位に変換するために使用され得る側方変位特性の例を示す。各センサー（Ｌ及びＲ）から、磁場の大きさが測定される。示差測定は、隣接するセンサーにおける磁場強度を比較することによって行われる。例えば、左対右、前部対後部、最上部対底部。差がゼロであれば、マーカー２００は、センサー間の中間点の近くに配置される。差が正であれば、マーカーは、右寄りに配置される。差が負であれば、マーカーは、左寄りに配置される。
【0123】
ｘ軸は、－３．０～＋３．０のセンチメートル単位の変位Ｘを示す。Ｙ軸は、－０．６０～０．６０のＬ－Ｒ信号を示す。円筒形であり、ＮｄＦｅＢから作られ、長さが４ｍｍで、及び直径が２ｍｍの磁気マーカー２００を用いて、Ｘ＝－２．０、－１．０、０、＋１．０、及び＋２．０の横方向変位において、Ｌ－Ｒ信号の測定を行った。これらの距離は、磁気マーカー２００の寸法の５～２０倍の範囲内である。Ｘ＝０では、磁気マーカー２００は、プローブ縦軸１５０上に配置される。これらの値に基づいて、特性の適合が行われ、これは、－２．５，－０．５２７７５～２．５，０．５２７７５の直線である。つまり、距離Ｘは、Ｌ－Ｒ＝０．２１１１Ｘから計算することができる。この例では、線形曲線適合の相関係数（Ｒ2）は、０．９３２８である。
【0124】
これらの手法の何れに関しても、最適化の前に、磁場測定をフィルターにかけることが有益な場合がある。予測された配置をフィルターにかけることも有益な場合がある。
【0125】
追加的に、信号対ノイズ比（ＳＮＲ）によってセンサーに重みを付けること、及び／又はプローブ１００内の相対位置に基づいてセンサーに重みを付けることが有益な場合がある。例えば、近位端１６５に最も近いセンサーには、それらが、遠位端１６０に最も近いセンサーよりも弱い磁気信号を測定し得るため、より低い重み付けを与える。
【0126】
追加的に、可能性が低い、或いは不可能な磁気マーカー２００の場所（プローブ内の場所など）を除外することによって、サーチ空間を制約することも有益な場合がある。
【0127】
代替的に、プローブの前に推定された場所を用いて、場所を制約するアンセンテッドカルマンフィルター（Unscented Kalman Filter）などの手法が使用されてもよい。これは、Marius Birsan, "Unscented Particle Filter for Tracking a Magnetic Dipole Target", Proceedings of OCEANS 2005 MTS/IEEE (2005)にさらに記載される。
【0128】
代替的に、ただ１つだけの場所を推定する代わりに、マーカー場所の確率分布（これは、空間内の３次元領域となる）を推定することが有益な場合がある。
【0129】
本発明が基づく見識の１つは、相対距離のみが測定され、及び遠位端が磁気マーカー２００に比較的近い配置に対して感度が最適化される点で、公知のプローブが不十分であったということである。より離れた距離では、従来のプローブを用いた場合の感度及び精度は、低下し、間違った検出の可能性が増大する。大きなセンサー離間距離を有するセンサーを用いた少なくとも１つの測定を提供することによって、プローブは、磁気マーカー２００に近い場合、及び磁気マーカー２００からより離れた場合の両方で、感度を有する。
【0130】
より高度な精度及び感度により、例えば、視覚的キュー、音声キュー、若しくは振動キュー、及び／又は視覚情報を用いて、改良されたガイダンスがユーザーに提供されることが可能となる。従来のプローブは、ＡＣ磁化率測定を用いて、３Ｄガイダンスも方向性も提供せず、相対的近接のみを提供する（先行技術のシステムは、医療従事者が、マーカーの位置を推測し、最高測定値を有する位置及び配向を調べるためにプローブを移動させ、及び傾けることに依存する）これは、多くの場合、磁気マーカーの配置を検出する試行錯誤的なやり方をもたらす。他のプローブは、ＲＦＩＤ又は電磁気を用いるが、これは、（相対）距離のみを提供し、３Ｄ情報を提供しない。一部のプローブは、放射性シードを用い、これは、ある程度の方向（視準）を提供し得るが、距離に伴う信号減衰の程度が低いため、配置情報は提供されない。
【0131】
プローブ１００に含まれる、又は磁気検出器に含まれる適切なユーザーインターフェースが、ユーザーにガイダンス及びキューを与えるために提供されてもよい。これは、比較的単純なものでよく、例えば、縦方向配置２５０、２５５を表す音声フィードバック（例えば、ピッチを変更することによって）、横方向配置２６０を表す音声フィードバック。（例えば、磁気マーカー２００の位置がプローブ縦軸１５０と一致するときに連続トーンによって。また、方向を示すグラフィック表現（例えば、２Ｄターゲットクロス）、又はマーカー２００及びプローブ１００の相対的場所を示すグラフィック３Ｄ表現（又はその逆）などのより複雑なユーザーインターフェースが提供されてもよい。
【0132】
この明白なガイダンスの欠如は、３Ｄガイダンスの欠如に加えて安全性問題のさらなる欠点を有する従来の放射性マーカーの状況でもある。従来の電磁マーカー及びＲＦＩＤマーカーの場合、それらは、３Ｄガイダンスの欠如に加えて、アクティブ状態を維持しなければならず、故障しやすく、かさ高いという欠点を有する。
【0133】
磁気マーカー２００は、ＡｌＮｉＣｏ、ＳｍＣｏ、ＮｄＦｅＢ、及びこれらの任意の組み合わせなどの任意の適切な磁性材料を含み得る。例えば、円筒形、ＮｄＦｅＢから作られ、長さが４ｍｍで、直径が２ｍｍである。
【0134】
好ましくは、磁気マーカー２００は、小さいサイズ及び高残留磁場で用いられるべきである。プローブ１００は、数センチメートルの距離２５０、２５５、２６０にあるマーカー２００の配置を検出するように構成及びアレンジされてもよい。プローブ１００は、便利なハンドヘルド式の使用のために必要な大きさにされてもよい。
【0135】
このような磁気マーカーは、ほとんど壊れず、不活性な材料特性を有する。それらは、生物学的に不活性であることによって、それらが本質的に埋め込みに適したものとなる。加えて、放射性マーカーと比較した場合に、健康上のリスク及び規制が減少する。また、放射性マーカーの利用可能性及び供給は、限られている。また、電磁タイプ及びＲＦＩＤタイプを用いた場合などの、使用中に故障し得るアクティブなコンポーネントが存在しない。
【0136】
MagSeed（登録商標）磁気マーカー２００は、本発明のプローブと共に使用されると有益である（それらは、一般的な病変及び腫瘍よりも小さい５ｍｍ未満の長さで利用可能である）。それらは、高い磁化率を有し、及び一般的に、０．３Ｔのマーカーの磁性材料よりも大きい最小残留磁場を有することによって、数センチメートルの検出距離が可能となる。加えて、この検出の度合いは、一般的に約１０μＴである地球の背景磁場に対しても可能である。MagSeed（登録商標）磁気マーカーに対する従来の検出器は、磁化率検出に依存し、これは、３Ｄガイダンスの欠如に加えて、検出距離が限られている。
【0137】
３ｍｍの長さも利用可能であり、これは、手術用途で使用され得る。適切に構成及びアレンジされたプローブ１００を用いて、埋め込み後のこれらの３ｍｍのマーカー２００の配置は、（第３及び第４の磁気センサーを用いて）遠位端１６０がマーカー２００から数センチメートルの距離で決定することができ、並びに（第１及び第２の磁気センサーを用いて）近い（約）１～２ｍｍの距離で決定することもできる。
【0138】
埋め込み用に構成されるためには、磁気マーカーは、好ましくは、チタン、パリレン、シリコーン、又はこれらの任意の組み合わせなどの生物学的に安全な材料内にカプセル化又はパッケージ化される。
【0139】
当業者は、適切な変換式又は変換行列を用いて、横軸及び縦軸などの基準軸に対するマーカー２００の配置が、プローブ縦軸１５０、及びプローブの遠位端１６０の表面を通過する任意の横軸に対する配置に変換され得ることに気付くだろう。必要であれば、その逆の変換も行われ得る。
【0140】
本発明のプローブは、任意の適切な磁気センサー、及びセンサーの任意の適切な混合を含み得る。
【0141】
例えば：円筒形であり、ＮｄＦｅＢから作られ、長さが４ｍｍで、及び直径が２ｍｍの磁気マーカー２００を用いて、図２Ａ及び２Ｂに示されるようなプローブ１０１の構成を用いて、以下の測定値が取得された。
６．センサーレイアウト：図２Ａ及び２Ｂに示されるように、センサーが、３つの縦軸１５０～１５２、及び６つの横軸１８１～１８６に沿って配置された状態
縦方向アレイ長さ４００：約４０ｍｍ
横方向アレイ幅５００：約１０ｍｍ
グループ１１０の小さなセンサー離間距離：約５ｍｍ
横軸１８１と１８２との間の距離：約５ｍｍ
横軸１８２と１８３との間の距離：約５ｍｍ
横軸１８３と１８４との間の距離：約７ｍｍ
横軸１８４と１８５との間の距離：約１０ｍｍ
横軸１８５と１８６との間の距離：約１５ｍｍ
６．センサーレイアウト：図２Ａ及び２Ｂに示されるように、センサーが、３つの縦軸１５０～１５２、及び６つの横軸１８１～１８６に沿って配置された状態
縦方向アレイ長さ４００：約４０ｍｍ
横方向アレイ幅５００：約１０ｍｍ
グループ１１０の小さなセンサー離間距離：約５ｍｍ
横軸１８１と１８２との間の距離：約５ｍｍ
横軸１８２と１８３との間の距離：約５ｍｍ
横軸１８３と１８４との間の距離：約７ｍｍ
横軸１８４と１８５との間の距離：約１０ｍｍ
横軸１８５と１８６との間の距離：約１５ｍｍ
【0142】
プローブ１０１の遠位端１６０は、磁気マーカーから縦方向に約２０ｍｍに配置され、磁気マーカーから横方向に約－２０ｍｍに配置された（つまり、磁気マーカー２００は、図１Ａに示されるように、プローブ縦軸１５０の「下に」位置していた）。これらの測定のためのプローブは、Melexis MLX90393 Micropower Triaxis Magnetometerセンサー（上記を参照）を含むものであった。
【数2】
【0143】
同じセンサーレイアウトを用いて、プローブ１０１の遠位端１６０が、磁気マーカーから縦方向に約１５ｍｍに配置され、磁気マーカーから横方向に約＋１０ｍｍに配置された状態（つまり、磁気マーカー２００が、プローブ縦軸１５０の「上に」位置する、図１Ａに示された状況とは反対の状況）で、同様の測定を行った。
【数3】
【0144】
磁気センサーアレイは、従来の技法を用いてＰＣＢ上に２次元アレイとして搭載されてもよい。プローブが経皮的な場所にのみに使用される場合は、アレイは、平坦な大きい寸法の基板上にも搭載され得る。例えば、外科医が切開を行う前に、磁気マーカー２００を位置特定すること。
【0145】
「走査」効果を生じさせるために、個々のセンサーを選択及び解除することができるため、センサーの大きなアレイを有することが有益である場合がある。つまり、マーカーの配置は、横方向又は縦方向のプローブの移動なしに（又は最小限の移動で）決定され得る。このような処置では、深さ（又は縦方向配置決定）は、重要度が低くてもよく、或いは設計から除外されてもよい。
【0146】
追加的に、プローブは、プローブの配向の測定を提供するための追加のセンサーを備えてもよい。例えば、ＩＭＵ（慣性計測装置）センサーからのプローブのピッチ、ロール、及びヨー角、背景磁場センサーからの背景磁場に対する配向、又は他の入力。この配向は、磁気マーカー２００の配置を決定する際にも考慮され得る。
【0147】
位置情報を与えるその他の入力が使用されてもよく、例えば、光学マウスで使用されるセンサーに類似した光学センサーが、肌の表面上の接触点を決定するために使用されてもよい。
【0148】
本発明を具体的な実施形態例に関連して説明したが、当業者には明白な様々な変更、置き換え、及び修正が、添付の特許請求の範囲に記載されるような本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、開示の実施形態に行われ得ることが理解されるものとする。
【0149】
特許請求の範囲におけるセンサーに関する「第１の」、「第２の」、「第３の」、及び「第４の」というラベルの使用は、独特なものであり、詳細な説明で使用されるセンサーグループに関する「第１の」、「第２の」、及び「第３の」というラベルとは必ずしも同じではないことに留意されたい。第１のセンサー、第２のセンサー、第３のセンサー、及び第４のセンサーは、異なる実施形態によって行われる機能性に応じて、これらのグループの何れかから選択され得る。
【0150】
一般に、磁気センサーは、１つ又は複数の他の磁気センサーの両方と共働し、１つ又は複数の磁気センサーのペアを形成するように機能的に構成及びアレンジされてもよい。場合によっては、単一のセンサーが、より遠い磁気センサーと小さなセンサー離間距離によって分離されるように構成及びアレンジされ、並びに、さらに遠い磁気センサーと大きなセンサー離間距離によって分離されるように構成及びアレンジされることが有益な場合がある。代替的又は追加的に、当業者は、２つ以上の磁気センサーに対して、軸／半径座標系を使用することが便利となり得ることにも気付くだろう。それぞれが、１つ又は複数の対応する半径方向軸を有する、複数の軸方向軸が使用されてもよく、前述の通り、当業者は、異なる座標系間で簡単に変換を行うことができる。例えば、磁気センサー１１０、１２０、１３０が、プローブ縦軸に沿って大きなセンサー配置によって分離されるように構成及びアレンジされる場合、これは、軸方向軸又は軸方向と見なされ得る。また、これは、例えば、中心軸方向軸であると見なされ得る。小さなセンサー配置によって分離されるように構成及びアレンジされた何れの磁気センサー１１０、１２０、１３０も、半径方向軸又は半径方向に沿って配置されると見なされ得る。
【0151】
図面で使用される参照番号
０～１５ 第１～第１６の磁気センサー
１００ 磁場プローブの第１の実施形態
１０１ 磁場プローブの第２の実施形態
１０２ 磁場プローブの第３の実施形態
１０３ 磁場プローブの第４の実施形態
１０４ 磁場プローブの第５の実施形態
１１０ 第１のセンサーグループ
１２０ 第２のセンサーグループ
１３０ 第３のセンサーグループ
１５０ 第１のプローブ縦軸
１５１ 第２の縦方向センサー軸
１５２ 第３の縦方向センサー軸
１６０ プローブの遠位端
１６５ プローブの近位端
１８１ 第１の横方向センサー軸
１８２ 第２の横方向センサー軸
１８３ 第３の横方向センサー軸
１８４ 第４の横方向センサー軸
１８５ 第５の横方向センサー軸
１８６ 第６の横方向センサー軸
２００ 埋め込み型磁気マーカー
２５０ 肌の外面の下の縦方向距離（深さ）
２５５ プローブの遠位端と、肌の外面との間の間隔（クリアランス）
２６０ 縦軸からの磁気マーカーの横方向配置
３００ 肌の外面
４００ センサーアレイの縦方向の範囲
５００ センサーアレイの横方向の範囲
６０１ 磁場（Ｔ）
６０２ 距離（ｍｍ）
６１０ 磁気マーカー軸に沿った磁場の有限要素モデル
６１５ 磁気マーカー半径に沿った磁場の有限要素モデル
６２０ 地球の磁場
７０１ 磁場（Ｔ）
７０２ 距離（ｍｍ）
７１０ 磁気マーカー軸に沿った磁場の有限要素モデル
７１５ 磁気マーカー半径に沿った磁場の有限要素モデル
７２０ 地球の磁場
０～１５ 第１～第１６の磁気センサー
１００ 磁場プローブの第１の実施形態
１０１ 磁場プローブの第２の実施形態
１０２ 磁場プローブの第３の実施形態
１０３ 磁場プローブの第４の実施形態
１０４ 磁場プローブの第５の実施形態
１１０ 第１のセンサーグループ
１２０ 第２のセンサーグループ
１３０ 第３のセンサーグループ
１５０ 第１のプローブ縦軸
１５１ 第２の縦方向センサー軸
１５２ 第３の縦方向センサー軸
１６０ プローブの遠位端
１６５ プローブの近位端
１８１ 第１の横方向センサー軸
１８２ 第２の横方向センサー軸
１８３ 第３の横方向センサー軸
１８４ 第４の横方向センサー軸
１８５ 第５の横方向センサー軸
１８６ 第６の横方向センサー軸
２００ 埋め込み型磁気マーカー
２５０ 肌の外面の下の縦方向距離（深さ）
２５５ プローブの遠位端と、肌の外面との間の間隔（クリアランス）
２６０ 縦軸からの磁気マーカーの横方向配置
３００ 肌の外面
４００ センサーアレイの縦方向の範囲
５００ センサーアレイの横方向の範囲
６０１ 磁場（Ｔ）
６０２ 距離（ｍｍ）
６１０ 磁気マーカー軸に沿った磁場の有限要素モデル
６１５ 磁気マーカー半径に沿った磁場の有限要素モデル
６２０ 地球の磁場
７０１ 磁場（Ｔ）
７０２ 距離（ｍｍ）
７１０ 磁気マーカー軸に沿った磁場の有限要素モデル
７１５ 磁気マーカー半径に沿った磁場の有限要素モデル
７２０ 地球の磁場
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【手続補正書】
【提出日】2024-09-03
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
埋め込み型磁気マーカー（２００）の配置を決定する磁場プローブ（１００、１０１、１０２、１０３）であって、前記プローブが、プローブ縦軸（１５０）に沿って延在し、前記プローブ（１００、１０１、１０２、１０３）が、
肌の外面（３００）の近くに配置されるように構成及びアレンジされた遠位端（１６０）と、
前記遠位端（１６０）に近い、磁気センサー（１１０）の第１のグループであって、前記磁気センサー（１１０）は、小さなセンサー離間距離によって互いに分離される、磁気センサー（１１０）の第１のグループと、
前記遠位端（１６０）に近い、磁気センサー（１２０）の第２のグループであって、前記磁気センサー（１２０）は、大きなセンサー離間距離によって互いに分離され、前記磁気センサー（１１０）の第１のグループは、前記磁気センサー（１２０）の第２のグループよりも、前記遠位端（１６０）に近くにアレンジされ、前記磁気センサー（１１０）の第１のグループ及び前記第２の磁気センサー（１２０）の第２のグループは、使用時に、前記埋め込み型磁気マーカー（２００）の１つ又は複数の配置（２５０、２５５、２６０）を決定するように構成及びアレンジされる、磁気センサー（１２０）の第２のグループと、
近位端（１６５）に近い、少なくも一つの第３の磁気センサー（１３０）の第３のグループであって、前記少なくも一つの第３の磁気センサー（１３０）の第３のグループは、前記磁気センサー（１２０）の第２のグループよりも、前記近位端（１６５）の近くにアレンジされ、前記少なくも一つの第３の磁気センサー（１３０）の第３のグループ及び前記磁気センサー（１２０）の第２のグループは、使用時に、前記埋め込み型磁気マーカー（２００）の前記１つ又は複数の配置（２５０、２５５、２６０）をさらに決定するように構成及びアレンジされる、少なくも一つの第３の磁気センサー（１３０）の第３のグループと、
を備え、
前記大きなセンサー離間距離が、前記小さなセンサー離間距離よりも大きく、
前記小さなセンサー離間距離に対する前記大きなセンサー離間距離の比率が、１．２５～４０の範囲内であり、
前記磁気センサー（１２０）の第１のグループ及び前記第２の磁気センサー（１２０）の第２のグループは、横軸（１８１、１８２、１８３）に沿って実質的に配置され、前記横軸（１８１、１８２、１８３）が、前記プローブ縦軸（１５０）と交差し、
２つ以上の磁気センサー（１１０，１２０，１３０）は、１次元アレンジメント、２次元アレンジメント、又は３次元アレンジメントにアレンジされ、
前記プローブの前記遠位端（１６０）が、肌の外面（３００）に接触するように、及び／又は肌の外面（３００）を通して挿入されるように、及び／又は体腔内に挿入されるようにさらに構成及びアレンジされ、
前記プローブは、前記プローブ縦軸に対する前記センサーの傾きによる磁場を検出するように構成されている、磁場プローブ。
肌の外面（３００）の近くに配置されるように構成及びアレンジされた遠位端（１６０）と、
前記遠位端（１６０）に近い、磁気センサー（１１０）の第１のグループであって、前記磁気センサー（１１０）は、小さなセンサー離間距離によって互いに分離される、磁気センサー（１１０）の第１のグループと、
前記遠位端（１６０）に近い、磁気センサー（１２０）の第２のグループであって、前記磁気センサー（１２０）は、大きなセンサー離間距離によって互いに分離され、前記磁気センサー（１１０）の第１のグループは、前記磁気センサー（１２０）の第２のグループよりも、前記遠位端（１６０）に近くにアレンジされ、前記磁気センサー（１１０）の第１のグループ及び前記第２の磁気センサー（１２０）の第２のグループは、使用時に、前記埋め込み型磁気マーカー（２００）の１つ又は複数の配置（２５０、２５５、２６０）を決定するように構成及びアレンジされる、磁気センサー（１２０）の第２のグループと、
近位端（１６５）に近い、少なくも一つの第３の磁気センサー（１３０）の第３のグループであって、前記少なくも一つの第３の磁気センサー（１３０）の第３のグループは、前記磁気センサー（１２０）の第２のグループよりも、前記近位端（１６５）の近くにアレンジされ、前記少なくも一つの第３の磁気センサー（１３０）の第３のグループ及び前記磁気センサー（１２０）の第２のグループは、使用時に、前記埋め込み型磁気マーカー（２００）の前記１つ又は複数の配置（２５０、２５５、２６０）をさらに決定するように構成及びアレンジされる、少なくも一つの第３の磁気センサー（１３０）の第３のグループと、
を備え、
前記大きなセンサー離間距離が、前記小さなセンサー離間距離よりも大きく、
前記小さなセンサー離間距離に対する前記大きなセンサー離間距離の比率が、１．２５～４０の範囲内であり、
前記磁気センサー（１２０）の第１のグループ及び前記第２の磁気センサー（１２０）の第２のグループは、横軸（１８１、１８２、１８３）に沿って実質的に配置され、前記横軸（１８１、１８２、１８３）が、前記プローブ縦軸（１５０）と交差し、
２つ以上の磁気センサー（１１０，１２０，１３０）は、１次元アレンジメント、２次元アレンジメント、又は３次元アレンジメントにアレンジされ、
前記プローブの前記遠位端（１６０）が、肌の外面（３００）に接触するように、及び／又は肌の外面（３００）を通して挿入されるように、及び／又は体腔内に挿入されるようにさらに構成及びアレンジされ、
前記プローブは、前記プローブ縦軸に対する前記センサーの傾きによる磁場を検出するように構成されている、磁場プローブ。
【請求項2】
前記プローブ（１００、１０１、１０２、１０３）が、
前記遠位端（１６０）に近い、磁気センサーの第４のグループを更に備え、
前記磁気センサーの第４のグループは、前記磁気センサー（１２０）の第２のグループの代わりに、前記少なくも一つの第３の磁気センサー（１３０）の第３のグループから分離されるように構成及びアレンジされた、請求項１に記載のプローブ。
前記遠位端（１６０）に近い、磁気センサーの第４のグループを更に備え、
前記磁気センサーの第４のグループは、前記磁気センサー（１２０）の第２のグループの代わりに、前記少なくも一つの第３の磁気センサー（１３０）の第３のグループから分離されるように構成及びアレンジされた、請求項１に記載のプローブ。
【請求項3】
前記磁気センサー（１１０、１２０、１３０）は、縦軸（１５０、１５１、１５２）に沿って実質的に配置される、請求項１又は２に記載のプローブ。
【請求項4】
前記磁気センサー（１１０、１２０、１３０）は、前記プローブ縦軸（１５０）に沿って実質的に配置される、請求項１～３の何れか一項に記載のプローブ。
【請求項5】
前記磁気センサー（１１０）の第１のグループ及び前記第２の磁気センサー（１２０）の第２のグループは、横軸（１８１、１８２、１８３）に沿って実質的に配置され、前記横軸（１８１、１８２、１８３）は、縦軸（１５０、１５１、１５２）と略垂直であり、前記縦軸（１５０、１５１、１５２）に沿って、前記磁気センサーは、アレンジされる、請求項１～４の何れか一項に記載のプローブ。
【請求項6】
少なくとも１つの磁気センサー（１１０、１２０、１３０）は、前記プローブ（１００）の前記遠位端（１６０）に対する前記埋め込み型磁気マーカー（２００）の配置を決定するように構成及びアレンジされる、請求項１～５の何れか一項に記載のプローブ。
【請求項7】
前記磁気センサー（１１０）の第１のグループ、前記磁気センサー（１２０）の第２のグループ、及び前記少なくも一つの第３の磁気センサー（１３０）の第３のグループのうち少なくとも一つは、２つ以上の自由度で、前記埋め込み型磁気マーカー（２００）の配置を決定するように構成及びアレンジされる、請求項１～６の何れか一項に記載のプローブ。
【請求項8】
前記小さなセンサー離間距離に対する前記大きなセンサー離間距離の比率は、１．６～７．６の範囲内である、請求項１～７の何れか一項に記載のプローブ。
【請求項9】
前記プローブ（１００、１０１、１０２、１０３）が、
背景磁場を測定する１つ又は複数の補償センサー（１４０）をさらに備え、
使用時の前記埋め込み型磁気マーカー（２００）の１つ又は複数の配置の前記決定が、前記背景磁場をさらに考慮する、請求項１～８の何れか一項に記載のプローブ。
背景磁場を測定する１つ又は複数の補償センサー（１４０）をさらに備え、
使用時の前記埋め込み型磁気マーカー（２００）の１つ又は複数の配置の前記決定が、前記背景磁場をさらに考慮する、請求項１～８の何れか一項に記載のプローブ。
【請求項10】
前記小さなセンサー離間距離及び／又は前記大きなセンサー離間距離が、前記埋め込み型磁気マーカー（２００）に関連する磁場強度の逆三乗法則決定を考慮することによって、予め決定される、請求項１～９の何れか一項に記載のプローブ。
【請求項11】
埋め込み型磁気マーカー（２００）の配置を検出する検出器ユニットであって、前記検出器ユニットが、請求項１～１０の何れか一項による前記磁気プローブ（１００、１０１、１０２、１０３）を備える、検出器ユニット。
【請求項12】
埋め込み型磁気マーカー（２００）の配置を決定する方法であって、
肌の外面（３００）の近くに配置されるように構成及びアレンジされた遠位端（１６０）を備えたプローブ（１００、１０１、１０２、１０３）を設けることであって、前記プローブが、プローブ縦軸（１５０）に沿って延在し、並びに、前記遠位端（１６０）に近い、磁気センサー（１１０）の第１のグループと、磁気センサー（１２０）の第２のグループとを備え、前記磁気センサー（１１０）の第１のグループは、前記磁気センサー（１２０）の第２のグループよりも、前記遠位端（１６０）に近くにアレンジされ、前記磁気センサー（１１０）は、小さなセンサー離間距離によって互いに分離され、前記磁気センサー（１２０）は、大きなセンサー離間距離によって互いに分離され、前記磁気センサー（１２０）の第１のグループ及び前記第２の磁気センサー（１２０）の第２のグループは、横軸（１８１、１８２、１８３）に沿って実質的に配置され、前記横軸（１８１、１８２、１８３）は、前記プローブ縦軸（１５０）と交差する、ことと、
使用時に、前記埋め込み型磁気マーカー（２００）の１つ又は複数の配置（２５０、２５５、２６０）を決定するように前記磁気センサー（１１０）の第１のグループ及び前記磁気センサー（１２０）の第２のグループを構成及びアレンジすることであって、前記プローブは、近位端（１６５）に近い、少なくも一つの第３の磁気センサー（１３０）の第３のグループを備え、前記少なくも一つの第３の磁気センサー（１３０）の第３のグループは、前記磁気センサー（１２０）の第２のグループよりも、前記近位端（１６５）の近くにアレンジされる、ことと、
使用時に、前記埋め込み型磁気マーカー（２００）の前記１つ又は複数の配置（２５０、２５５、２６０）をさらに決定するように前記少なくも一つの第３の磁気センサー（１３０）の第３のグループ及び前記第２の磁気センサー（１２０）の第２のグループを構成及びアレンジすることと、
を含み、
前記小さなセンサー離間距離に対する前記大きなセンサー離間距離の比率が、１．２５～４０の範囲内であり、
前記プローブは、前記プローブ縦軸に対する前記センサーの傾きによる磁場を検出するように構成されている、方法。
肌の外面（３００）の近くに配置されるように構成及びアレンジされた遠位端（１６０）を備えたプローブ（１００、１０１、１０２、１０３）を設けることであって、前記プローブが、プローブ縦軸（１５０）に沿って延在し、並びに、前記遠位端（１６０）に近い、磁気センサー（１１０）の第１のグループと、磁気センサー（１２０）の第２のグループとを備え、前記磁気センサー（１１０）の第１のグループは、前記磁気センサー（１２０）の第２のグループよりも、前記遠位端（１６０）に近くにアレンジされ、前記磁気センサー（１１０）は、小さなセンサー離間距離によって互いに分離され、前記磁気センサー（１２０）は、大きなセンサー離間距離によって互いに分離され、前記磁気センサー（１２０）の第１のグループ及び前記第２の磁気センサー（１２０）の第２のグループは、横軸（１８１、１８２、１８３）に沿って実質的に配置され、前記横軸（１８１、１８２、１８３）は、前記プローブ縦軸（１５０）と交差する、ことと、
使用時に、前記埋め込み型磁気マーカー（２００）の１つ又は複数の配置（２５０、２５５、２６０）を決定するように前記磁気センサー（１１０）の第１のグループ及び前記磁気センサー（１２０）の第２のグループを構成及びアレンジすることであって、前記プローブは、近位端（１６５）に近い、少なくも一つの第３の磁気センサー（１３０）の第３のグループを備え、前記少なくも一つの第３の磁気センサー（１３０）の第３のグループは、前記磁気センサー（１２０）の第２のグループよりも、前記近位端（１６５）の近くにアレンジされる、ことと、
使用時に、前記埋め込み型磁気マーカー（２００）の前記１つ又は複数の配置（２５０、２５５、２６０）をさらに決定するように前記少なくも一つの第３の磁気センサー（１３０）の第３のグループ及び前記第２の磁気センサー（１２０）の第２のグループを構成及びアレンジすることと、
を含み、
前記小さなセンサー離間距離に対する前記大きなセンサー離間距離の比率が、１．２５～４０の範囲内であり、
前記プローブは、前記プローブ縦軸に対する前記センサーの傾きによる磁場を検出するように構成されている、方法。
【請求項13】
前記プローブ（１００、１０１、１０２、１０３）が、
前記遠位端に近い、磁気センサーの第４のグループを更に備え、
前記方法が、
前記磁気センサー（１２０）の第２のグループの代わりに、前記磁気センサーの第４のグループを構成及びアレンジすることを含む、請求項１２に記載の方法。
前記遠位端に近い、磁気センサーの第４のグループを更に備え、
前記方法が、
前記磁気センサー（１２０）の第２のグループの代わりに、前記磁気センサーの第４のグループを構成及びアレンジすることを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
前記小さなセンサー離間距離に対する前記大きなセンサー離間距離の比率は、１．６～７．６の範囲内である、請求項１２又は１３に記載の方法。
【外国語明細書】