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检测手术标记物的敏感性探针中的改进或与其相关的改进实质审查 发明

技术领域

[0001] 本公开涉及一种用于在手术中感测植入磁标记物的探针、制造这种探针的方法、设置这种探针的方法以及包括这种探针的检测系统。

相关背景技术

[0002] 在用于检测用于在手术期间定位病变等的可植入磁标记物的敏感性探针领域中,已知使用驱动线圈和感测线圈的组合来确定磁标记物(也称为种子)相对于探针的接近度。向驱动线圈供应电流,从而生成驱动磁场。驱动磁场感应来自磁标记物的响应,其进而感应感测线圈中的感测电压。通过测量和解释来自感测线圈的感测电压,可以确定标记物相对于探针的位置。然而,还在感测线圈中从驱动线圈感应出电压。这可能干扰标记物的位置的确定,因为在感测线圈中从驱动线圈感应的电压掩蔽了由标记物产生的感测电压。
[0003] 在已知的手术探针中,例如由WO2014/140567A2所公开的,使用线圈布置,该线圈布置使得能够消除直接从驱动线圈感应的电压,使得感测电压可归因于磁标记物。这例如通过将驱动线圈布置在两个类似感测线圈之间的中点来实现,所述两个类似感测线圈反串联连接或具有相对绕组。替代地,单个感测线圈可以介于两个驱动线圈之间。
[0004] 由于探针和线圈的制造公差,消除或完全消除在一个或更多个感测线圈中直接从一个或更多个驱动线圈感应的电压可能是不实际的。例如,两个特定感测或驱动线圈可能彼此不同,或者驱动线圈和感测线圈的定位可能不够精确。结果,由于一个或更多个驱动线圈,可能存在在一个或更多个感测线圈中感应的残余基准电压:这对于准确确定标记物的位置可能是有问题的。虽然通常期望探针具有窄直径以减小在使用探针时需要的手术切口的大小,但是该问题在具有小线圈的探针中变得复杂,因为在这样的探针中,即使线圈位置或驱动电流的小变化也导致驱动场的相对大变化,并且因此还导致感测电压。
[0005] 因此,需要一种改进的敏感性探针,其允许即使具有较小的探针直径,也更准确地确定标记物位置,而不干扰一个或更多个驱动线圈。

具体实施方式

[0033] 如附图中的图1和图2所示,在手术中使用以定位用于标记不可触诊病变(即,太小而无法在手术期间感觉或看到的病变)的可植入磁标记物1002的检测装置1001通常包括连接到基站1007的探针1004。如图所示,探针1004适当地包括手持棒1005,并且可以经由适当电缆1006连接到基站1007,或者它可以被无线连接。如图2所示,探针1004在手术期间用于将外科医生引导到病变1003,并且允许准确切除病变,同时最小化被移除的健康组织的量。
[0034] 标记物1002适当地包括一片或更多片磁性材料。合适的标记物1002例如由WO2016/193753A2公开。探针1004通常包括:用于生成驱动磁场的至少一个驱动线圈,其从标记物产生响应场;以及用于检测来自标记物的响应场的至少一个感测线圈。响应场在感测线圈中产生感测电压,该感测电压由容纳在基站1007中的合适信号处理器来检测。WO2014/140567A2公开了一种已知的探针。感测电压对应于标记物1002和探针1004之间的距离。因此,如WO2011/067576A1所公开的,信号处理器被配置为例如从检测到的感测电压计算标记物距离。信号处理器可以生成表示标记物距离的输出信号。输出信号可以是例如用于在基站1007上的屏幕1008上显示标记物距离的显示信号,或者例如WO 2022/008922 A1所公开的音频或触觉信号。
[0035] 本公开提供了上述种类的探针中和关于该探针的改进。
[0036] 因此,根据第一方面,本公开提供了一种用于定位手术中使用的磁标记物的探针,该探针包括:
[0037] 至少两个第一线圈和至少一个第二线圈,所述至少两个第一线圈和所述至少一个第二线圈基本上同轴地布置在所述探针的纵向轴线上作为梯度计,用于测量磁标记物与所述探针的接近度;所述至少两个第一线圈是感测线圈或驱动线圈中的一者,并且所述至少一个第二线圈是驱动线圈或感测线圈中的另一者;所述一个或更多个驱动线圈适于连接到电流源以生成驱动磁场,并且一个或更多个感测线圈适于连接到信号处理器,以用于处理在相应的一个或更多个感测线圈中感应的一个或更多个感测电压,以生成表示标记物和探针之间的距离的输出信号;第一线圈或第二线圈被配置或布置成最小化在一个或更多个感测线圈中感应的感测电压的可直接归因于驱动磁场的基准电压分量,或者向信号处理器输出来自两个或更多个感测线圈的单独感测电压,以允许信号处理器处理感测电压,从而最小化感测电压的可直接归因于驱动磁场的基准电压分量;以及
[0038] 基准电压配衡设备,其包括第一细长导体,该第一细长导体限定部分地围绕探针轴线延伸的导电路径,并且可连接到电流源以在一个或更多个感测线圈附近生成平衡磁场;
[0039] 其中,导电路径被配置和布置成使得在使用中,平衡磁场在一个或更多个感测线圈中感应出至少部分地抵消基准电压的平衡电压;由此感测电压至少主要归因于由标记物响应于驱动场而生成的响应场,该响应场对应于标记物的接近度。
[0040] 适当地,至少两个第一线圈和至少一个第二线圈可以在探针的纵向轴线(“探针轴线”)上居中。线圈可以沿着探针轴线彼此分离。第一细长导体可以部分地围绕与一个或更多个感测线圈并置的探针轴线延伸。通常,第一细长导体可以关于至少两个第一线圈和至少一个第二线圈偏心定位。
[0041] 至少两个第一线圈和至少一个第二线圈可以适当地容纳在中空探针壳体内。探针壳体可以具有细长形状。在一些实施方式中,探针壳体可以是基本上圆柱形的。在一些实施方式中,探针壳体可以包括外径相同或不同的多个区段。探针壳体可以是阶梯状的或在不同外径的相邻区段之间包括截头圆锥形过渡(frustoconical transition)。
[0042] 探针壳体的外径可以取决于探针的预期用途。通常期望探针壳体具有窄直径以减小在使用探针时需要的手术切口的大小。在一些实施方式中,探针壳体的最大外径可以在约3mm至约20mm之间;通常在约4mm至约15mm之间或在约6mm至约10mm之间,这取决于探针的预期用途。例如,用于腹腔镜或机器人手术的探针的直径可以在约4mm至约6mm之间。
[0043] 适当地,探针壳体的壁厚可以在约0.2mm至3mm之间;通常在约0.5mm至约1mm之间。
[0044] 在至少两个第一线圈和至少一个第二线圈与探针壳体的内表面之间可能需要气隙以减少热效应。气隙在径向尺寸上可以适当地在约0.2mm至约3mm之间;通常在约0.5mm至约1mm之间。
[0045] 适当地,线圈中的至少一些并且优选地所有以及基准电压配衡设备可以设置在探针壳体的靠近探针的远侧感测端部或末端的头部内。优选地,至少一个感测线圈被设置成尽可能接近远端以优化探针的灵敏度,例如在远端的约5mm内;优选地在远端的约3mm内;更优选地在距远端2mm内。
[0046] 在一些实施方式中,线圈可以安装在壳体内的细长成形器或其它支承件上。适当地,成形器或其它支承件可以由绝缘材料形成,或者在成形器或支承件与线圈之间包括绝缘层。
[0047] 替代地,在一些实施方式中,线圈中的至少一个线圈可以设置在探针壳体的外部。例如,线圈中的至少一个线圈可以围绕探针壳体的外表面缠绕并由其支承。
[0048] 一个或更多个驱动线圈适当地连接到可选择性操作的AC电流源(未示出),该AC电流源提供用于操作探针的驱动电流。在一些实施方式中,探针可以包括多于一个驱动线圈。在这种情况下,驱动线圈可以如本文所述串联或反串联连接,并且可以连接到相同的电流源。一个或更多个驱动线圈由驱动电流激励以产生驱动磁场。驱动磁场的强度取决于驱动线圈的数量和配置、通过一个或更多个驱动线圈的电流以及所述或每个驱动线圈的匝数。
[0049] 在使用中,驱动磁场在探针附近感应磁标记物以生成响应场。
[0050] 在一些实施方式中,磁标记物可以是铁磁标记物。合适的示例性标记物由WO2014013235A1、WO2016/193753、WO2019180580A1、英国专利申请no.2115827.4和英国专利申请no.2115826.6公开,其各自的公开内容通过引用并入本文。
[0051] 来自标记物的响应场取决于标记物所经历的驱动磁场的强度,该强度还取决于标记物与一个或更多个驱动线圈的接近度。应当理解,在存在沿探针轴向间隔开的两个或更多个驱动线圈的情况下,标记物所经历的驱动磁场可以主要源自更接近的标记物的驱动线圈;通常,源自更接近探针的远端设置的那些驱动线圈。响应场还取决于标记物的磁导率。
[0052] 来自标记物的响应场被一个或更多个感测线圈检测为感测电压。与驱动线圈一样,在探针具有多于一个感测线圈的情况下,响应场可以由更接近使用中的标记物设置的感测线圈(通常在探针的远端处或附近的感测线圈)更强地检测。在提供两个或更多个感测线圈的情况下,可以提供一个或更多个感测线圈以感测直接由驱动磁场产生的跨感测线圈的电压,使得可以从感测电压中减去,如下所述。然而,在探针的末端在使用中移动经过标记物的情况下,标记物可以更强地响应于由距远端更远设置的驱动线圈生成的驱动磁场,并且可以由距远端更远定位的感测线圈更强地检测响应场。
[0053] 由标记物生成的响应场产生的跨一个或更多个感测线圈的感测电压与探针和标记物之间的距离相关,并且适当地输出到信号处理器(未示出),以用于计算标记物相对于探针的接近度,并且用于输出表示接近度的合适动态可听、可见或其它可感知信号;例如,显示器上的数字距离的可见指示。
[0054] 然而,电压(本文中称为“基准电压”)也通过由一个或更多个驱动线圈产生的驱动磁场在一个或更多个感测线圈中感应。磁标记物和一个或更多个驱动线圈两者可以增加或减少穿过感测线圈的磁通量。驱动线圈越接近感测线圈定位,并且驱动磁场越强,基准电压越大。本领域技术人员将理解,基准电压通常远大于感测电压的由响应场产生的分量。当探针用于检测标记物时,由驱动磁场在一个或更多个感测线圈中感应的基准电压因此应被最小化,使得跨一个或更多个感测线圈的感测电压主要由标记物的响应场产生,从而允许准确地确定标记物的接近度。显著基准电压是不期望的,因为它可能模糊源自标记物的感测电压。
[0055] 基准电压可以以几种不同的方式减小和潜在地消除。在一些实施方式中,第一线圈或第二线圈可以被配置或布置成最小化在一个或更多个感测线圈中感应的感测电压的直接归因于驱动磁场的基准电压分量。例如,第一线圈可以包括两个或更多个驱动线圈,所述两个或更多个驱动线圈以反串联连接或具有相反的绕组,以在作为第二线圈的至少一个感测线圈的位置处产生最小(理想地为零)强度的驱动场,使得跨感测线圈的感测电压主要(理想地完全)由标记物的响应场产生。这可能需要例如将感测线圈布置在两个基本上相同的驱动线圈之间的中点处。
[0056] 替代地,第一线圈可以包括至少两个感测线圈。一个感测线圈可以设置在探针的远端附近以用于检测标记物,而另一个感测线圈可设置成远离远端。可以提供至少一个驱动线圈作为第二线圈以在使用中生成驱动场。通常,一个或更多个驱动线圈可以介于感测线圈之间。替代地,一个或更多个驱动线圈可以被布置成接近每个感测线圈以形成两组线圈;每组线圈包括感测线圈和至少一个驱动线圈。例如,如本文所述,单个驱动线圈可以邻近每个感测线圈定位,或者每个感测线圈可以介于两个相邻的驱动线圈之间。两个感测线圈可以对称地定位在驱动场内,使得每个感测线圈经历基本上相同的驱动场。两个感测线圈可以相距足够远,使得位于驱动场中的标记物仅在它们中的一者中生成显著感测电压;通常是靠近探针末端的一者。可以从跨一个感测线圈生成的感测电压中减去跨另一感测线圈生成的感测电压,使得跨感测线圈的净感测电压主要由响应场产生。例如,两个感测线圈可以反串联连接或具有相反的绕组方向,使得跨它们感应的感测电压具有相互相反的极性。
[0057] 在替代布置中,来自两个或更多个感测线圈的感测电压可以单独输入到信号处理器,所述信号处理器可以被配置为在使用中处理感测电压以最小化由驱动场产生的基准电压。因此,在一些实施方式中,可以通过适当地配置或布置线圈来物理地减小跨一个或更多个感测线圈的基准电压,而在其它实施方式中,可以通过在信号处理器处处理表示由感测线圈感测的电压的信号来减小基准电压。
[0058] 实际上,由于探针和线圈的制造公差,仅使用至少一个驱动线圈或感测线圈的布置难以消除基准电压。对于结合小直径线圈的相对窄探针,例如直径小于约15mm或甚至更特别地小于约10mm的探针,尤其是这种情况。根据本公开,包括第一导体的基准电压配衡设备可以用于进一步减小基准电压,该第一导体限定并置的弓形导电路径,该弓形导电路径围绕探针轴线角向地延伸,即,靠近或邻近或更一般地,在一个或更多个感测线圈附近。第一导体连接到可选择性操作的电流源,使得在使用中它还在使用中生成磁场,该磁场在本文中被称为平衡磁场。导电路径部分地(即,不完全地)围绕探针轴线延伸,并且如本文所公开的被配置为抵消直接从一个或更多个驱动线圈产生的跨一个或更多个感测线圈的残余基准电压。
[0059] 在一些实施方式中,探针可以包括沿着探针轴线轴向分离的至少两个感测线圈,以及介于至少两个感测线圈之间的驱动线圈。在这种情况下,感测线圈中的至少两个感测线圈可以反串联连接或以相反方向卷绕,如上所述。可以通过驱动磁场在每个感测线圈中感应出电压。感测线圈中的至少一者可以在与至少一个驱动线圈相同的方向上卷绕,并且感测线圈中的至少一者可以在与至少一个驱动线圈相反的方向上卷绕。因此,在使用中,在以相反方向卷绕的感测线圈中感应出相反的电压。在该实施方式中,基准电压是由于驱动场而在感测线圈中感应的电压之和。
[0060] 在一些实施方式中,探针可以包括两个感测线圈和设置在两个感测线圈之间的单个驱动线圈。感测线圈中的一个感测线圈可以靠近探针的远端设置:驱动线圈可以定位在一个感测线圈的近侧;另一个感测线圈可以定位在驱动线圈的近侧。合适地,两个感测线圈之间的距离可以使得设置在探针的远端处或该远端远侧的标记物不会在另一个近侧感测线圈中产生任何显著感测电压。驱动线圈可以适当地具有在约2mm至约10mm之间的长度。驱动线圈可以包括在约10匝至约150匝之间的导线;通常在约10匝至约60匝之间。每个感测线圈可以具有在约0.5mm和约6mm之间的长度。每个感测线圈可以包括在约50匝和约1000匝之间的导线;通常在约100匝和约500匝之间。两个感测线圈可以包括相同的匝数并且具有大致相同的长度。每个线圈之间的间隔可以在约0.5mm至约1.0mm之间。
[0061] 对于以反串联方式卷绕但在其它方面相同的两个感测线圈以及正好居中在两个感测线圈之间的中点上的驱动线圈,当驱动电流通过驱动线圈时,在没有磁标记物的情况下,由驱动磁场在两个感测线圈中感应出大致相等且相反的电压,从而导致净感测电压为零。实际上,由于制造公差,两个感测线圈可能不相同,或者驱动线圈可能不精确地居中在两个感测线圈之间的中点处。因此,在两个感测线圈中感应的电压可以相反但不相等,并且可以存在所得净基准电压。
[0062] 因此,可以根据本公开使用基准电压配衡设备来减少或优选地消除所得净基准电压。驱动电流可以沿着导电路径穿过第一导体以生成与基准电压相反并且至少部分地抵消基准电压的平衡电压。导电路径可以适当地定位成从两个感测线圈之间的中点偏心(off‑centre),靠近或邻近感测线圈中的一个感测线圈。如果导电路径被定位成从两个感测线圈之间的中点偏心,则导电路径中的电流的通过可以在两个感测线圈中感应出电压,但是在感测线圈中的一个感测线圈中感应的电压的量值可以大于在另一感测线圈中感应的电压。导电路径可以被布置成靠近或邻近感测线圈中的一个感测线圈,并且可以与感测线圈中的一个感测线圈处于小轴向间隔。因此,导电路径可以在感测线圈中的一个感测线圈中感应附加平衡电压,减小由驱动场在两个感测线圈中感应的感测电压的量值的任何差异,并且由此至少减小净基准电压,使得感测电压至少主要归因于由标记物响应于驱动场而生成的响应场。
[0063] 如上所述,在一些实施方式中,探针可以包括沿着探针的长度轴向分离的至少两个驱动线圈和设置在至少两个驱动线圈之间的感测线圈。合适地,驱动线圈中的一个驱动线圈尽可能接近探针的远端定位。在这种情况下,至少两个驱动线圈可以反串联连接或以相反方向卷绕。在使用中,以反串联或相反缠绕的方式连接的两个类似驱动线圈生成相反的磁场,从而导致在两个驱动线圈之间的中点处或附近的零点和中点两侧的对称相反磁场。感测线圈可以设置在两个驱动线圈之间。感测线圈可以具有在约0.5mm至约6mm之间的长度。感测线圈可以包括在约50匝至约1000匝之间的导线;通常在约100匝至约500匝之间。每个驱动线圈可以具有在约0.75至约6mm之间的长度。每个驱动线圈可以包括在约10匝至约150匝之间的导线;通常在约10匝至约60匝之间。两个驱动线圈可以包括相同的匝数并且具有大致相同的长度。每个线圈之间的间隔可以在约0.5mm至约1.0mm之间。
[0064] 在使用中,每个驱动线圈在感测线圈中感应出电压。反串联或相反缠绕的驱动线圈在感测线圈中感应出相反的电压。感测线圈中感应的净电压是基准电压。如果感测线圈精确地定位在驱动线圈之间的中点处,并且如果驱动线圈相同但反串联连接,则在感测线圈中感应的平衡电压将为零。在实践中,驱动线圈可能不相同,并且感测线圈可能不精确地居中在驱动线圈之间的中点处;例如,由于制造公差。因此,可能存在所得小基准电压。
[0065] 基准电压配衡设备可以适当地被配置和布置成至少减小并且优选地消除基准电压。在使用中,使驱动电流通过导电路径,使得导电路径产生平衡磁场。来自导电路径的平衡磁场在感测线圈中感应出平衡电压。导电路径被配置为使得平衡电压基本上抵消基准电压。特别地,导电路径围绕探针轴线的角向长度可以使得平衡电压基本上抵消基准电压。导电路径可以适当地位于两个驱动线圈之间,从两个驱动线圈之间的中点偏心。导电路径可以设置为靠近或邻近线圈中的一个线圈。
[0066] 在一些实施方式中,探针可以包括第一组线圈和第二组线圈,第一组线圈包括至少一个驱动线圈和至少一个感测线圈,第二组线圈包括至少一个驱动线圈和至少一个感测线圈。第一组线圈和第二组线圈可以沿着探针的长度轴向分离。优选地,多组线圈中的一组靠近探针的远端设置。
[0067] 在一些实施方式中,第一组线圈可以包括驱动线圈和感测线圈,并且第二组线圈可以包括驱动线圈和感测线圈。第一组线圈和第二组线圈可以基本相同。适当地,两个感测线圈可以以与其相应驱动线圈类似的关系定位。每个感测线圈可以定位在其相关联的驱动线圈的近侧或远侧。在一些实施方式中,两个感测线圈可以设置在其相应驱动线圈的远侧。在其它实施方式中,两个感测线圈可以设置在其相应驱动线圈的近侧。在其它实施方式中,感测线圈中的一个感测线圈可以设置在其驱动线圈的远侧,并且另一个感测线圈可以设置在其相应驱动线圈的近侧。优选地,一个感测线圈设置在探针的远端处或附近。由英国专利申请no.2204999.3和国际专利申请no.PCT/GB2023/050909公开了合适的线圈布置,其每个的公开内容通过引用并入本文。
[0068] 适当地,每组线圈可以包括两个基本相同的驱动线圈;即,驱动线圈可以具有彼此基本相同的尺寸,并且可以包括相同匝数导线。
[0069] 在一些实现中,每个驱动线圈可以具有在约0.5mm至10mm之间;通常在约1.5mm至约6mm之间的外半径。驱动线圈的半径可以被选择为适合于探针的直径,例如如上所述。
[0070] 在一些实现中,每个驱动线圈的轴向长度可以在约0.2mm至10mm之间;通常在约0.5mm至约2.5mm之间。
[0071] 在一些实现中,每个驱动线圈可以具有在约10匝至约150匝之间的导线,通常在约10匝至约60匝之间的导线。
[0072] 每组线圈的感测线圈的轴向长度可以在约0.5mm至6mm之间;通常在约0.75mm至约2mm之间。
[0073] 每组线圈的感测线圈的平均半径可以在约0.5mm至10mm之间;通常在约1.5mm至约6.5mm之间。便利地,第一感测线圈可以具有与相应组线圈的驱动线圈的平均半径类似的平均半径。
[0074] 通常,每组线圈中的感测线圈可以包括在约50匝至约1000匝之间的导线。在一些实现中,感测线圈可以具有在约100匝至约500匝之间的导线。
[0075] 适当地,每组线圈中的感测线圈可以由直径在约0.01mm和0.3mm之间;通常在约0.025mm和0.1mm之间的导线形成。
[0076] 在一些实现中,每组线圈的感测线圈可以包括约3至20个叠加层;通常约8至10个匝层;其中每层具有约5匝至50匝;通常约15匝和20匝之间。
[0077] 如英国专利申请no.2204999.3和国际专利申请no.PCT/GB2023/050909所公开的,同一组线圈内的每个感测线圈的中心与每个驱动线圈的中心之间的距离可以有利地在约1mm和约3mm之间。
[0078] 由第一组线圈和第二组线圈跨越的总轴向距离可以在约10mm与100mm之间;通常在约19mm与约30mm之间。在一些实现中,第一组线圈和第二组线圈的感测线圈之间的轴向间隔可以在约3mm和约100mm之间;通常在约12mm和约15mm之间。
[0079] 合适地,两个感测线圈之间的距离使得在使用中,设置在远侧感测线圈远侧的标记物在远侧感测线圈中基本上不生成感测电压,由此近侧感测线圈中的感测电压几乎完全由驱动场产生,并且与感测电压的由于驱动场在远侧感测线圈中感应的分量基本上相同。因此,如上所述,感测线圈之一中的感测电压可用于隔离在另一感测线圈中的由标记物的感测响应产生的感测电压。因此,第一组线圈的感测线圈和第二组线圈的感测线圈可以反串联连接或具有相反的缠绕方向。同时,第一组线圈的驱动线圈和第二组线圈的驱动线圈可以适当地串联连接。
[0080] 因此,由相应驱动线圈在感测线圈中的一个感测线圈中感应的电压可以近似相等并且与由其相应驱动线圈在另一感测线圈中感应的电压相反。如果第一组线圈与第二组线圈不相同,或者如果第一组线圈和第二组线圈之间的轴向间隔不足,则在第二感测线圈中感应的电压可能不会完全抵消在第一感测线圈中感应的电压,并且可能导致残余基准电压。基准电压配衡设备可以被配置为抵消该残余基准电压。因此,由基准电压配衡设备限定的导电路径可以定位在第一组线圈和第二组线圈之间。导电路径可以靠近第一组线圈或第二组线圈中的一者定位或定位在其附近。驱动电流可以通过导电路径,从而生成磁场。来自导电路径的磁场可以在感测线圈之一中生成平衡电压(或在两个感测线圈中生成不相等的电压)。导电路径的角向长度使得在感测线圈中感应的来自导电路径的平衡电压基本上抵消来自驱动线圈的任何残余基准电压。
[0081] 在一些实施方式中,第一组线圈可以包括设置在第一对驱动线圈之间的第一感测线圈。第二组线圈可以包括设置在第二对驱动线圈之间的第二感测线圈。适当地,第一组线圈可以与第二组线圈基本相同。
[0082] 第一组线圈可以包括基本相同的第一对驱动线圈。第一对驱动线圈可以串联连接。
[0083] 第二组线圈可以与第一组线圈基本相同。第二组线圈可以包括基本相同的第二对驱动线圈。第二对驱动线圈可以与第一对驱动线圈基本相同。第二对驱动线圈可以串联连接。第二对驱动线圈可以与第一对驱动线圈串联连接。适当地,第一对驱动线圈和第二对驱动线圈可以连接到相同的电流源。
[0084] 适当地,第一感测线圈和第二感测线圈中的一者可以以与其相应的一对驱动线圈相同的极性连接。第二感测线圈和第一感测线圈中的另一者可以以与其相应的一对驱动线圈相反的极性连接。因此,在一些实施方式中,两对驱动线圈可以彼此串联连接,与感测线圈之一具有相同的极性,同时一个感测线圈以与驱动线圈和另一个感测线圈相反的极性连接。在一些实施方式中,两个感测线圈可以反串联连接或串联连接,但是具有相反方向的绕组。在替代布置中,如上所述,感测线圈可以适于单独地连接到信号处理器,使得由驱动磁场在感测线圈中的一个感测线圈中感应的感测电压可以用于处理,以从驱动磁场剥离另一感测线圈中的感测电压的分量,从而仅留下由标记物响应场产生的感测电压和任何残余基准电压。
[0085] 有利地,第一组线圈可以定位在探针的远侧感测端附近。当驱动电流通过第一组驱动线圈时,生成驱动磁场。驱动磁场可以从靠近探针的远端的磁标记物感应响应场,该响应场可以被检测为第一感测线圈中的感应电压。还在第一感测线圈中从至少第一对驱动线圈感应出电压。本领域技术人员将理解,由驱动场产生的感测电压通常比来自响应场的感测电压大得多。
[0086] 穿过第二对驱动线圈的驱动场生成驱动磁场并在第二感测线圈中感应出电压。当第二感测线圈与第一感测线圈反串联卷绕并且第二对驱动线圈与第一对驱动线圈基本上相同时,在第二感测线圈中从第二对驱动线圈感应的电压理想地相等并且与在第一感测线圈中从第一对驱动线圈感应的电压相反。因此,在感测线圈中从驱动线圈感应的净电压(其为基准电压)可以为零或接近零,从而允许检测来自标记物的任何感测响应。
[0087] 实际上,例如由于制造公差,第一对驱动线圈不太可能与第二对驱动线圈相同,第一感测线圈不太可能与第二感测线圈相同,并且第一感测线圈和第二感测线圈不太可能位于驱动线圈之间的准确中点处。结果,基准电压不太可能正好为零。在小直径探针(例如,小于约15mm,尤其小于约10mm)中尤其如此,其中,线圈中和周围的磁场高于较宽探针中的磁场,因为它们的尺寸较小。因此,定位或驱动电流的小变化通常导致驱动场的较大变化,并且因此也导致感测电压的较大变化。这可能模糊或干扰从标记物感应的感测电压的测量结果。
[0088] 基准电压配衡设备的导电路径可以根据本公开进一步被配置成减小或甚至基本上消除基准电压。由第一导体提供的导电路径可以适当地设置在第一组线圈和第二组线圈之间。导电路径可以设置在第一组线圈和第二组线圈之间的固定轴向位置处。导电路径可以设置为从第一组线圈和第二组线圈之间的中点偏心。因此,导电路径可以定位成更接近第一感测线圈和第二感测线圈中的一者。便利地,导电路径可以连接到与第一组驱动线圈或第二组驱动线圈相同的电流源。当电流穿过导电路径时,生成平衡磁场,这在第一感测线圈或第二感测线圈中感应出附加平衡电压。在第一感测线圈或第二感测线圈中感应的电压可以更大。导电路径可以被配置为使得由穿过导电路径的电流感应的平衡电压与基准电压相反。
[0089] 如本文所述,导电路径由第一导体形成。通常,第一导体可以设置在两个驱动线圈或两个感测线圈中间,以在一个或更多个感测线圈中产生平衡电压。由第一导体限定的导电路径应在探针轴线的方向上在两个驱动线圈或两个感测线圈之间偏心定位。第一导体可以以本领域技术人员已知的任何方便方式连接到合适的电流源。便利地,第一导体可以连接到与至少一个驱动线圈相同的电流源。通常,第一导体在第一导体上的两个间隔开的位置处连接到电流源,从而在两个位置中间限定导电路径。由基准电压配衡设备提供的平衡电压是两个位置之间的导电路径的角向长度的函数。
[0090] 在一些实现中,基准电压配衡设备可以方便地包括围绕探针延伸的第二细长导体和在轴向方向上延伸以互连第一导体和第二导体的至少一个导电桥。因此,导电桥确定导电桥中间的第一导体上的导电路径的角向长度。第二导体还可以限定围绕探针轴线的导电路径,该导电路径与由第一导体限定的导电路径并置。在一些实现中,由第二导体限定的导电路径可以与两个感测线圈或两个驱动线圈之间的中点对齐,因此为方便起见,其并不有助于平衡电压。然而,在一些实施方式中,第二导体的导电路径也可以偏心设置,使得其有助于平衡场。
[0091] 第一导体和第二导体中的一者或两者可以完全或部分地围绕探针延伸。因此,在一些实施方式中,第一导体和第二导体中的一者或两者可以形成完整的环。替代地,第一导体和第二导体中的一者或两者可以形成部分地但不完全地围绕探针轴线延伸的弧。在一些实现中,第一导体和第二导体中的一者或两者可以在垂直于探针轴线的平面中围绕探针轴线角向地延伸。在一些实施方式中,第一导体和第二导体可以基本上彼此平行。
[0092] 适当地,第一导体和第二导体中的一者或两者可以包括导线或带;例如,铜导线或带。因此,在一些实现中,第一导体或第二导体可以包括铜线环。合适的导电带可以包括涂覆有导电材料薄层的柔性绝缘膜。合适的绝缘膜是聚酰亚胺膜,其可以在商标 下从美国特拉华州的威尔明顿市的杜邦公司(E.I.du Pont de Nemours and Company)商购获得。合适的导电材料是铜。
[0093] 适当地,第一导体和第二导体中的每一者连接到电流源,并且至少一个导电桥将第一导体和第二导体连接在一起以完成电路。在一些实现中,至少一个导电桥可以在基本上垂直于第一导体和第二导体中的至少一者的方向上在第一导体和第二导体之间延伸。适当地,至少一个导电桥可以包括导电线或带。上述用于第一导体和第二导体的材料也可以适合于导电桥。
[0094] 在一些实施方式中,至少一个导电桥可以在围绕探针轴线的多个角向位置之间移动。单个导电桥可以在第一导体和第二导体之间延伸,并且可以通过在多个角向位置之间滑动而移动。导电桥可以在多个角向位置之间以离散步长移动。
[0095] 在一些实施方式中,第一导体和第二导体中的一者或两者可以包括在围绕探针轴线的一系列角向间隔的位置处的多个导电焊盘(land)。该或每个导体上的焊盘可以在基本上平行于探针轴线的方向上朝向另一导体延伸。一个导体上的每个焊盘适当地在没有另一个导体处终止,从而在其间限定短间隙。导电桥可以包括导电带,该导电带适于在围绕探针轴线的选定角向位置处形成跨导体之一上的焊盘与另一导体之间的间隙的连接。通过在多个角向位置之间移动导电桥,可以调整导电路径的角向长度以控制平衡磁场的量值,从而最小化跨一个或更多个感测线圈的基准电压。替代地,导电桥可以在固定角向位置处设置在第一导体和第二导体之间。有利地,可以选择导电桥的固定角向位置,使得由第一导体限定的导电路径的角向长度被优化以至少部分地抵消基准电压。
[0096] 在一些实施方式中,基准电压配衡设备可以包括至少部分地围绕探针轴线缠绕的柔性电路板。适当地,电路板可以是印刷电路板。电路板可以包括限定第一导体和第二导体的两条导电迹线以及在如上所述的一系列角向间隔的位置处从第一导体和第二导体中的一者或两者延伸的多个导电焊盘。可以提供一个或更多个导电桥,以在导体之一上的焊盘和另一导体之间延伸,从而限定导电路径的角向长度。一个或更多个导电桥可以例如由跨一个导体上的焊盘和另一导体之间的间隙固定的合适导电带形成,或者可以通过在一个导体上的焊盘和另一导体之间进行焊接来形成导电桥。将导体之一上的焊盘和另一导体互连的其它方法对于本领域技术人员而言将是显而易见的。
[0097] 根据第二方面,本公开提供了一种制造用于在手术过程期间感测磁标记物的探针的方法,该方法包括:
[0098] 将至少两个第一线圈和至少一个第二线圈基本上同轴地安装在探针的纵向轴线上,所述至少两个第一线圈是感测线圈或驱动线圈中的一者,并且所述至少一个第二线圈是驱动线圈或感测线圈中的另一者,使得一个或更多个驱动线圈可以连接到电流源以生成通过一个或更多个驱动线圈的驱动磁场,并且一个或更多个感测线圈可连接到信号处理器,用于处理在相应的一个或更多个感测线圈中感应的一个或更多个感测电压以生成输出信号;第一线圈或第二线圈被配置或布置成最小化在一个或更多个感测线圈中感应的感测电压的可直接归因于驱动磁场的基准电压分量,或者向信号处理器输出来自两个或更多个感测线圈的单独感测电压,以允许信号处理器处理感测电压,从而最小化感测电压的可直接归因于驱动磁场的基准电压分量;由此,第一线圈和第二线圈被配置和布置成梯度计,用于测量磁标记物与探针的接近度,并且输出信号表示标记物与探针之间的距离;以及[0099] 将包括第一细长导体的基准电压配衡设备装配到探针,使得第一导体限定部分地围绕探针轴线延伸的导电路径,并且可连接到电流源以在一个或更多个感测线圈附近生成平衡磁场,使得在使用中,平衡磁场在一个或更多个感测线圈中感应出平衡电压,该平衡电压至少部分地抵消基准电压;由此感测电压至少主要归因于由标记物响应于驱动场生成的响应场,该响应场对应于标记物的接近度。
[0100] 探针可以是包括上面公开的任何特征的探针。因此,导电路径可以部分地围绕与一个或更多个感测线圈并置的探针轴线延伸。导电路径通常可以关于至少两个第一线圈和至少一个第二线圈的布置偏心或不对称地装配到探针。
[0101] 适当地,该方法还可以包括调整探针周围的导电路径的角向长度,以最小化跨一个或更多个感测线圈的基准电压。
[0102] 调整导电路径的角向长度可以包括将上述种类的导电桥移动到围绕探针圆周的角向位置,使得基准电压被最小化。多个导电焊盘或接线片可以在不同角向位置处在第一导体和第二导体之间延伸。调整导电路径的长度可以包括完成至少两个对应焊盘或接线片之间的连接,从而形成导电桥。可以通过在导体之间焊接连接件来适当地完成连接。
[0103] 根据第三方面,本公开提供了一种设置用于感测手术中使用的磁标记物的探针的方法,该探针包括:
[0104] 至少两个第一线圈和至少一个第二线圈,所述至少两个第一线圈和所述至少一个第二线圈基本上同轴地布置在所述探针的纵向轴线上作为梯度计,用于测量磁标记物与所述探针的接近度;所述至少两个第一线圈是感测线圈或驱动线圈中的一者,所述至少一个第二线圈是驱动线圈或感测线圈中的另一者;所述一个或更多个驱动线圈适于连接到电流源以生成驱动磁场,并且所述一个或更多个感测线圈适于连接到信号处理器,用于处理在所述一个或更多个感测线圈中感应的感测电压以生成输出信号;第一线圈或第二线圈被配置或布置成最小化在一个或更多个感测线圈中感应的感测电压的可直接归因于驱动磁场的基准电压分量,或者向信号处理器输出来自两个或更多个感测线圈的感测电压,以允许信号处理器处理感测电压,从而最小化感测电压的可直接归因于驱动磁场的基准电压分量;
[0105] 基准电压配衡设备,其包括第一细长导体,该第一细长导体限定部分地围绕探针轴线延伸的导电路径,该导电路径与一个或更多个感测线圈并置并且可连接到电流源以在一个或更多个感测线圈附近生成平衡磁场;
[0106] 该方法包括调整围绕探针轴线的导电路径的角向长度以控制平衡磁场,从而跨一个或更多个感测线圈感应出至少部分地抵消基准电压的平衡电压。
[0107] 探针可以包括上面公开的任何特征。
[0108] 应当理解,该方法包括通过改变围绕探针轴线的导电路径的角向长度来有效地调谐平衡磁场,使得平衡电压最小化基准电压。
[0109] 围绕探针轴线改变导电路径的角向长度可以包括将导电桥移动到围绕探针轴线的角向位置,使得基准电压被最小化。改变围绕探针轴线的导电路径的角向长度可以包括完成至少两个导体之间的连接,从而形成导电桥。多个导电带可以在至少两个导体之间在不同角向位置处部分延伸,并且可以通过焊接所选择的铜带和至少两个导体之间的导电连接来完成连接。
[0110] 设置本公开的探针的方法可以作为探针的制造的一部分来执行。在一些实施方式中,导电桥的位置可以是可调节的,以允许周期性地或根据需要重新校准探针。
[0111] 根据第四方面,本公开提供了一种用于在手术期间定位磁标记物的检测装置,该装置包括:如上所述的根据本公开的第一方面的探针;电流源,该电流源能够选择性地操作以通过一个或更多个驱动线圈和第一导体生成驱动磁场;以及至少一个信号处理器,该至少一个信号处理器被配置为从一个或更多个感测线圈接收一个或更多个感测电压并且生成表示探针与磁标记物之间的距离的输出信号。
[0112] 在一些实施方式中,该装置还可以包括至少一个可植入磁标记物。适当地,磁标记物可以包括铁磁标记物;例如,可从英国剑桥的Endomagnetics公司商购的 标记物。
[0113] 图3是根据本公开的实施方式的探针的一部分的示意性纵向剖面图。特别地,图3示出了大致圆柱形的心轴1,心轴1的形状和尺寸被设计成被容纳在探针壳体(未示出)中的相应形状的凹口内,公差很小,在心轴1的外表面和壳体的内表面之间具有小气隙(例如,约1mm)。心轴1适合于牢固地固定到手持棒的远端,例如如图1所示,使得心轴1安装在探针的远端。
[0114] 心轴1限定纵向轴线2,纵向轴线2与探针的纵向轴线对齐,并且承载沿着探针轴线2轴向分离的两个感测线圈3a、3b。感测线圈3a中的一者与心轴1的远端4并置,心轴1的远端
4在装配时定位在探针的远侧感测端(在本文中也称为末端)处。另一感测线圈3b与心轴1的近端6并置。长驱动线圈5大致在两个感测线圈之间的中点处介于感测线圈3a、3b之间。感测线圈3a、3b被反串联连接,使得由磁场在其中感应的感测电压具有相反的极性。替代地,感测线圈3a、3b可以在彼此相反的方向上缠绕并且串联连接以实现相同的效果。长驱动线圈5连接到合适的电流源(未示出),该电流源可以容纳在图1所示类型的基站中,探针可以经由合适的电缆连接到该基站。当电流穿过驱动线圈5时,生成驱动磁场。
[0115] 感测线圈3a、3b被布置用于连接到信号处理器(未示出),该信号处理器也可以容纳在例如基站中。当探针在使用中时,来自长驱动线圈5的驱动磁场从探针附近的磁标记(也未示出)生成响应场;通常接近探针的远端。响应场被信号处理器检测为最接近探针末端的感测线圈3a中的感测电压。在远侧感测线圈3a和近侧感测线圈3b两者中也从驱动线圈5感应出电压。由于感测线圈3a、3b与驱动线圈5基本上等距地反串联连接,因此驱动线圈5在感测线圈3a、3b中感应出大致相等且相反的电压。因此,由驱动线圈5产生的感测线圈
31a、3b中的净基准电压接近于零。然而,由于制造公差(例如,感测线圈3a、3b不太可能相同,并且驱动线圈不太可能精确居中地定位在两个感测线圈3a、3b之间),在感测线圈3a、3b中从驱动线圈5感应的净基准电压不精确地为零。
[0116] 包括由导电材料的弓形细长带形成的导体7的基准电压配衡设备在远侧感测线圈3a近侧安装到心轴1。导体7在周向间隔端子(未示出)处连接到电流源,并且在连接件之间限定部分地围绕心轴1周向延伸的导电路径。如图3所示,导体7因此形成围绕探针轴线2角向地延伸的导电路径,但不形成完整的环。当电流穿过导电路径时,导电路径生成平衡磁场,平衡磁场在感测线圈3a中感应出平衡电压。导电路径的角向长度使得感测线圈3a中感应的平衡电压减小来自驱动线圈5的基准电压。有利地,这意味着在感测线圈3a中检测到的感测电压主要归因于标记物。因此,信号处理器可以处理感测电压以计算标记物与探针的接近度并生成表示该接近度的输出信号。输出信号可以是用于在合适显示器上显示标记物和探针之间的距离的显示信号、具有根据接近度变化的一个或更多个参数的音频信号和/或用于在探针或与用户接触的另一设备中生成指示探针和标记物之间的距离的触觉响应的触觉信号。
[0117] 图4是根据本公开的另一实施方式的穿过形成探针的一部分的心轴101截取的示意性纵向剖面图。心轴101通常与图3的心轴1类似地构造和布置,并且适于牢固地固定到手持棒的远端,使得心轴1安装在探针的远端处。棒被适当地配置用于连接到基站,如图1所示。心轴101支承与心轴101的远端104相邻的第一对线圈110a和与心轴101的近端106相邻的第二对线圈110b,第一对线圈110a和第二对线圈110b沿着探针的轴线102轴向分离。第一对线圈110a包括第一驱动线圈105a和第一感测线圈103a:第二对线圈104b包括第二驱动线圈105b和第二感测线圈103b。第二驱动线圈105b和第二感测线圈103b分别与第一驱动线圈105a和第一感测线圈103a基本上相同。第一驱动线圈105a和第二驱动线圈105b连接到可以容纳在基站中并且串联连接的电流源(未示出)。第一感测线圈103a和第二感测线圈103b被反串联连接,并且被布置用于连接到如上所述的合适信号处理器。在替代布置中,如上文关于图3所述,第一感测线圈103a和第二感测线圈103b可以串联连接但以相反方向缠绕。
[0118] 当在使用中使电流穿过第一驱动线圈105a和第二驱动线圈105b时,生成驱动磁场。结果,在第一感测线圈103a中主要从第一驱动线圈105a感应出电压,并且在第二感测线圈103b中主要从第二驱动线圈105b感应出电压。由于感测线圈103a、103b被反串联连接,因此感测线圈103a、103b中从其相关联的驱动线圈105a、105b感应的电压大致相等且相反。然而,由于制造公差,第一驱动线圈105a不太可能与第二驱动线圈105b相同,第一感测线圈103a不太可能与第二感测线圈103b相同,并且第一对线圈110a中的线圈103a、105a之间的间距不太可能等于第二对线圈110b中的线圈103b、105b之间的间距。结果,从两个感测线圈
103a、103b求和的净基准电压不太可能为零。
[0119] 包括由导电材料的弓形细长带形成的导体107的基准电压配衡设备也被安装到心轴201,并且连接到电流源以生成如上所述的平衡磁场,该导电材料的弓形细长带限定在导体107上的间隔端子(未示出)之间靠近第一驱动线圈105a的周向延伸的导电路径。导电路径围绕探针轴线102延伸并且在端子之间具有角向长度,使得平衡磁场在第一感测线圈103a中感应出至少部分地抵消基准电压的平衡电压。有利地,这意味着在感测线圈103a中检测到的电压将至少主要归因于靠近探针的标记物,从而允许信号处理器确定标记物和探针之间的距离。
[0120] 图5是根据本公开的又一实施方式的穿过探针的心轴201截取的示意性纵向剖面图。心轴201类似于上述第一实施方式和第二实施方式的心轴1;101,并且适于牢固地固定到手持棒的远端,使得心轴201被安装在探针的远端处。心轴201支承沿着心轴201的纵向轴线202轴向分离的第一组远侧线圈210a和第二组近侧线圈210b。第一组线圈210a包括第一对驱动线圈205a、205c和介于第一对驱动线圈205a、205c之间的第一感测线圈203a:第二组线圈210b包括与第一对驱动线圈205a、205c基本上相同的第二对驱动线圈205b、205d和第二感测线圈203b。第一对驱动线圈205a、205c和第二对驱动线圈205b、205d串联连接到可以容纳在合适的基站中的电流源(未示出),如图1所示。如上所述,第一感测线圈203a和第二感测线圈203b彼此反串联连接并且被布置用于连接到信号处理器。在替代布置中,如上文关于图3和图4所述的,第一感测线圈203a和第二感测线圈203b可以串联连接但以相反方向缠绕。
[0121] 当电流在使用中穿过第一对驱动线圈205a、205c和第二对驱动线圈205b、205d时,生成驱动磁场。两组线圈210a、210b的轴向间隔使得在第一感测线圈203a中感应的电压主要来自第一对驱动线圈205a、205c,并且在第二感测线圈203b中感应的电压主要来自第二驱动线圈205b、205d。由于感测线圈203a、203b被反串联连接,因此在感测线圈203a、203b中从其相应对驱动线圈205a、205c;205b、205d感应的电压大致相等且彼此相反。然而,由于制造公差,第一对驱动线圈205a、205c不太可能与第二对驱动线圈205b、205d相同,第一感测线圈203a不太可能与第二感测线圈203b相同,并且第一组线圈210a中的线圈之间的间距不太可能等于第二组线圈210b中的线圈之间的间距。结果,跨两个感测线圈203a、203b的净基准电压不太可能精确地为零。
[0122] 包括由导电材料的弓形细长带形成的弓形导体207的基准电压配衡设备被安装到心轴201的外表面,并且在导体207上的间隔开的端子(未示出)之间限定周向延伸的导电路径,所述间隔开的端子在第一组线圈210a和第二组线圈210b中间。导体207方便地经由端子连接到电流源,所述端子适当地设置在导体207的相应轴向端208、209处或附近,以在使用中生成平衡磁场。应当理解,在一些实施方式中,如果需要,可以提供用于导电路径的单独电流源。导体207被定位成比多组线圈210a、210b中的一组线圈更接近另一组线圈210b、210a,使得在操作中,其生成磁场,该磁场跨一组线圈210a、210b中的感测线圈203a、203b感应更大的电压。导体207被配置为使得端子208、209中间的导电路径的角向长度导致跨感测线圈203a、203b的净平衡电压,该净平衡电压至少部分地抵消基准电压。有利地,这意味着在感测线圈203a、203b中检测到的电压主要归因于靠近探针的磁标记物,从而允许信号处理器确定标记物与探针之间的距离。在替代布置中,导体207可以由下文参考图6(a)和图6(b)或图7所描述的种类中的一者的基准电压配衡设备替代。
[0123] 图6(a)是根据本公开的另一实施方式的基准电压配衡设备401的透视图:图6(b)是为了便于参考而处于展开配置的基准电压配衡设备401的平面图。该配衡设备401由柔性印刷电路板形成,该柔性印刷电路板包括绝缘背衬层402和导电层403。适当地,导电层403可以以本领域技术人员公知的方式包括铜薄膜。背衬层402可以包括任何合适的绝缘材料,该绝缘材料具有足够的柔性以缠绕和固定到圆柱形心轴1、101、201,类似于上述材料。替代地,背衬层402可以包括绝缘带,例如聚酰亚胺带(例如,上述 带)。
[0124] 配衡设备401形成如图6(a)所示的不完整环,该环具有两个轴向端部405、406并且限定中心轴线404,该中心轴线404在装配时与心轴1、101、201的纵向轴线2、102、202对齐。接线片407附接到周向端部405中的一个周向端部,该周向端部被构造成被容纳在形成于心轴中的对应凹口(未示出)中,以用于相对于心轴定位设备401。
[0125] 以本领域技术人员已知的方式蚀刻铜层403,以形成第一轴向间隔细长导体409a和第二轴向间隔细长导体409b,第一轴向间隔细长导体409a和第二轴向间隔细长导体409b一个基本上平行于另一个地围绕设备401周向延伸。每个导体409a、409b包括为横档(rung)方式的多个周向间隔焊盘411,这些焊盘在一系列不同的角向位置处在导体409a、409b之间在基本上平行于设备401的轴线404的方向上延伸并且终止于靠近另一导体409b、409a的自由端412。每个导体409a、409b形成有端子413a、413b,该端子413a、413b与接线片407并置,用于将配衡设备401连接到电流源。
[0126] 可以通过选择导体409b、409a中的一者上的焊盘(例如411’、411”或411”’)并且在所选择的焊盘411’、411”、411”’与另一导体409a、409b之间形成电连接(未示出)以跨焊盘411’、411”、411的自由端412与另一导体409a、409b之间的短间隙桥接,来调谐由使用中的配衡设备401生成的平衡磁场。例如,可以通过从自由端412到另一导体的焊接来进行电连接,从而形成连续的电路径,如图6(b)中的箭头所示。给定焊盘411’;411”;411”’的选择确定由导体409a、409b限定的导电路径的角向长度。如本文所公开的,导电路径的角向长度确定平衡磁场的强度,并且因此确定在一个或更多个感测线圈中从配衡设备401感应的平衡电压。当被装配到心轴1、101、201时轴向延伸的焊盘411对平衡场没有贡献。方便的是,配衡设备401被装配在心轴1;101;201上,使得第一导体409a和第二导体409b中的一者定位在两个感测线圈3a、3b;103a、103b;203a、203b之间的中间,使得由该导体生成的场基本上相等地影响两个感测线圈。在这种情况下,平衡场由另一导体409b、409a的轴向位置和端子
413b、413a与所选择的焊盘411’;411”;411”’之间的另一导体的角向长度来控制。
[0127] 图7是根据本公开的另一实施方式的处于展开配置的平衡电压配衡设备501的平面图。所述配衡设备501包括柔性印刷电路板510。电路板510蚀刻有形成第一平行导体和第二平行导体的两条细长铜迹线509a、509b以及在迹线509a、509b之间部分延伸的多个间隔铜焊盘511。在此实施方式中,所有焊盘511连接到迹线509a中的一者。可以通过布线或焊接铜横档511a中的所选择的一个铜横档和另一迹线509b之间的连接来形成完整导电路径,如521所示,从而允许电流围绕路径流动,如箭头所示。在使用中,根据由迹线509a、509b限定的导电路径的角向长度和迹线509a、509b相对于一个或更多个感测线圈的位置,配衡设备
501能够在一个或更多个感测线圈中感应出平衡电压,如本文所公开的。
[0128] 图8(a)是根据本公开的另一实施方式的形成用于敏感性探针(未示出)的梯度计的两组线圈604a、604b的布置的示意图,其示出了由本文所述种类的平衡电压配衡设备提供的导电路径607如何提供平衡磁场,以跨两组线圈的两个感测线圈603a、603b感应出平衡电压,用于减小由多组线圈的驱动线圈生成的驱动磁场导致的感测线圈中的基准电压,由此跨感测线圈的感测电压主要归因于来自驱动场中存在的磁标记物的响应场。
[0129] 该布置包括同轴布置在纵向探针轴线602上的第一组线圈604a和第二组线圈604b;每组线圈包括两个间隔开的驱动线圈605a、605c;605b、605d和介于驱动线圈605a、
605c、605b、605d之间的感测线圈603a、603b。线圈可以被支承在上述种类的合适同轴成形器或心轴(未示出)上,并且容纳在探针壳体(也未示出)内,其中,第一组线圈604a靠近探针的远端定位以获得最大灵敏度。
[0130] 驱动线圈605a、605b;605c、605d彼此串联连接,并且适于连接到AC电流源(未示出),使得它们在使用中生成驱动磁场。两组线圈的感测线圈603a、603b反串联连接并且被布置用于连接到信号处理器,例如容纳在如图1所示的基站内,用于处理在感测线圈中感应的感测电压以计算探针和磁标记物之间的距离。在替代布置中,感测线圈603a、603b可以串联连接但以相反方向卷绕。
[0131] 在使用中,驱动线圈605a、605b、605c、605d在两个感测线圈603a、603b中生成大致相等且相反的电压,但由于制造公差,净基准电压(即,跨感测线圈603a、603b的净电压)不可能恰好为零。如上所述,对于具有小线圈直径的窄探针(例如,小于约10mm)尤其如此。
[0132] 如本文所公开的,导电路径607在平行于探针轴线602的方向上设置在第一组线圈604a和第二组线圈604b之间的偏心位置。在图8(a)中,为了说明的目的,导电路径607被示为完整电路,但是实际上包括用于连接到电流源的端子,以用于驱动电流通过导电路径。导电路径607适当地连接到与驱动线圈605a、605b、605c、605d相同的电流源,但是在其它实施方式中,可以提供单独电流源。在沿着探针轴线602的偏心位置处沿着导电路径607在角向方向上通过的电流(如实线箭头613所示)有助于平衡磁场,该平衡磁场在感测线圈603a、
603b中的至少一者中感应出平衡电压。轴向方向上的电流和在两个感测线圈604a、604b之间的中点处角向地流动的电流对平衡磁场没有贡献。导电路径607被布置成使得其感应出平衡电压,该平衡电压至少部分地抵消由驱动线圈605a、605b、605c、605d生成的跨感测线圈604a、604b的任何基准电压。
[0133] 如上文所公开的,导电路径607可以适当地由平衡电压配衡设备提供,该平衡电压配衡设备包括围绕探针轴线602角向地延伸的至少一个弓形导体。平衡场由导电路径607的角向长度确定。
[0134] 图8(b)至图8(d)是一系列示意图,其示出了改变介于两组线圈704a、704b之间的导电路径707a、707b、707c的角向长度的效果,所述两组线圈704a、704b同轴地布置在纵向探针轴线702上以用于根据本公开的敏感性探针中。类似于上面参考图8(a)描述的多组线圈704a、704b包括第一组线圈704a和第二组线圈704b。每组线圈704a、704b包括一对间隔开的驱动线圈705a、705c;705b、705d和介于相应驱动线圈705a、705c;705b、705d之间的感测线圈703a、703b。平衡电压配衡设备(未示出)介于多组线圈704a、704b之间以限定导电路径707a、707b、707c,该导电路径包括第一周向延伸导体和第二周向延伸导体以及两个导电桥,该两个导电桥在基本上平行于探针轴线702的方向上在周向导体之间延伸。如在图8(a)中,导电路径707a、707b、707c在图8(b)至图8(d)中分别示出为完整电路以用于说明性目的,但实际上,配衡设备包括用于将导电路径连接到电流源以用于驱动电流通过导电路径的端子。
[0135] 图8(b)示出了仅围绕探针轴线702跨越短方位角距离的导电路径707a。沿箭头713所示的轴向方向延伸的导电路径707的偏心部分有助于平衡磁场。图8(c)示出了围绕探针轴线702跨越更大方位角距离的导电路径707b。这可以例如通过在上面参考图6(a)和图6(b)或图7描述的类型的配衡设备中连接不同的焊盘411;511或者通过移动导电桥以在导电路径707b中包括更大长度的第一和第二导体409a、409b;509a、50b来实现。导电路径707b生成比图8(b)的导电路径707a更强的平衡磁场。同时,图8(d)示出了围绕探针轴线702几乎完全延伸的导电路径707c。该路径可以例如通过在上面参考图6(a)和图6(b)或图7描述的类型的配衡设备中的第一和第二导体409a、409b;509a、509b的端部处连接焊盘411;511或者通过将导电桥定位在第一周向导体和第二周向导体的远离连接端子的端部处或附近来形成,从而基本上包括导电路径中的导体的整个长度。该导电路径707c产生比图8(c)的导电路径707b更强的平衡磁场。
[0136] 图9是根据本公开的实施方式的探针800的远端部分的透视图。探针800包括如下文更详细描述的线圈布置,该线圈布置被支承在固定地固定到棒900的远端902的心轴901上。棒900适于连接到包括信号处理器的合适基站(未示出)。探针800通常通过棒900的有线连接连接到基站,但是在一些实施方式中可以无线地连接。
[0137] 心轴901限定纵向轴线902,该纵向轴线包括:具有约10mm的直径的第一远侧圆柱形部分903,该第一远侧圆柱形部分支承靠近探针800的远侧感测端部904的第一组线圈804a;第二近侧圆柱形部分905,该第二近侧圆柱形部分的尺寸类似于远侧部分903并且支承相对于第一组线圈804a轴向间隔开的第二组线圈804b;以及较窄的圆柱形中间部分907,该较窄的圆柱形中间部分支承第一组线圈804a和第二组线圈804b之间的平衡电压配衡设备807。具有固定地安装在其上的线圈布置的心轴901被容纳在具有约12mm的外径的基本上圆柱形中空探针壳体(未示出)内。
[0138] 第一组线圈804a包括第一对驱动线圈805a、805c和介于驱动线圈805a、805c之间的第一感测线圈803a。第二对线圈805b、805d类似地包括第二对驱动线圈805b、805d和介于驱动线圈805b、805d之间的第二感测线圈803b。
[0139] 每组线圈804a、804b内的驱动线圈805a、805c;805b、805d基本上彼此相同。每个驱动线圈包括在约10匝至约60匝之间的导线,并且具有在约1.5mm至约6mm之间的外半径以及在约0.5mm至约2.5mm之间的轴向长度。
[0140] 每组线圈804a、804b中的感测线圈803a、803b包括在约100匝至约500匝之间的导线,并且具有在约0.75mm至约2mm之间的轴向长度以及在约1.5mm至约6.5mm之间的平均半径。在本实施方式中,每个感测线圈803a、803b具有与相应组线圈804a、804b的驱动线圈805a、805c;805b、805d的平均半径类似的平均半径。
[0141] 每个感测线圈803a;803b由直径在约0.025mm至0.1mm之间的导线形成。
[0142] 线圈被配置和布置成使得每个感测线圈803a;803b的中心与同一组线圈804a;804b内的每个驱动线圈805a、805c;805b、805d的中心之间的距离在约1mm和约3mm之间。
[0143] 由第一组线圈804a和第二组线圈804b跨越的总轴向距离在约19mm至约30mm之间。同时,第一组线圈804a和第二组线圈804b的感测线圈803a、803b之间的轴向间隔在约12mm至约15mm之间。
[0144] 在本实施方式中,第一组线圈804a和第二组线圈804b之间的间距在平行于探针轴线902的方向上为约12mm,但是应当理解,在其它实施方式中,可以使用线圈组804a、804b之间的不同间距。
[0145] 平衡电压配衡设备807基本上如上文参考图6(a)和图6(b)所述,包括柔性印刷电路板,该柔性印刷电路板被蚀刻以在其上形成两个基本上平行的细长铜迹线,该迹线形成第一弓形导体809a和第二弓形导体809b,第一弓形导体809a和第二弓形导体809b角向地部分围绕探针轴线902延伸。柔性电路板围绕心轴901的中间部分907周向缠绕并紧固到心轴901的中间部分907,使得第一导体809a和第二导体809b围绕探针轴线902角向地延伸,如图
9所示。导体809a中的一者在第一组线圈804a和第二组线圈804b之间、更具体地在第一感测线圈803a和第二感测线圈803b之间的偏心位置处围绕心轴901沿平行于心轴901的轴线902的方向周向延伸。另一导体809b在与第一组线圈804a和第二组线圈804b等距的点处,更具体地与第一感测线圈803a和第二感测线圈803b等距的点处围绕心轴901周向延伸。在其它布置中,两个导体809a、809b可以远离多组线圈804a、804b之间的中点定位,但是它们应当关于中点不对称地布置。在本实施方式中,细长导体809a、809b中的每一者在基本上垂直于心轴901的轴线902的相应平面中延伸。在其它实施方式中,两个导体809a、809b中的一者可以具有不同的配置,使得它们也在平行于轴线902的方向上延伸,只要导体809a、809b中的至少一者围绕轴线902角向地延伸,具有沿着轴线902的平均偏心位置。
[0146] 如上所述,第一导体809a和第二导体809b在围绕探针轴线902的一系列角向位置处形成有多个焊盘811,这些焊盘811在导体809a、809b之间沿基本上平行于探针轴线902的方向延伸。每个焊盘811从导体809a、809b中的一者延伸,并且仅在没有另一个导体809b、809a处终止。导体809a、809b中的每一者在一端处具有用于连接到电流源的端子(未示出),且导体809a、809b在焊盘811中的一者处互连以形成穿过第一导体809a和第二导体809b的连续导电路径,如下文更详细地描述。
[0147] 驱动线圈805a、805b、805c、805d彼此串联连接,而第一感测线圈803a和第二感测线圈803b反串联连接。在替代布置中,感测线圈803a、803b可以串联连接但形成有相反绕组。感测线圈803a、803b设置有用于连接到如本文所述的信号处理器的连接件,用于处理由感测线圈检测到的感测电压以计算探针800与磁标记物之间的距离。驱动线圈805a、805b、805c、805d和配衡设备807连接到AC电流源。第一对驱动线圈805a、805c生成驱动磁场并且在第一感测线圈803a中感应出电压。第二对驱动线圈805b、805d还生成驱动磁场并且在第二感测线圈803b中生成近似相等且相反的电压。在第一感测线圈803a和第二感测线圈803b中从第一对驱动线圈805a、805c和第二对驱动线圈805b、805d感应的净电压接近于零,但是由于制造公差和第一组线圈804a与第二组线圈804之间的差异,不太可能恰好为零。因此通常产生残余基准电压。在使用中,存在于驱动磁场中的磁标记物生成响应场,该响应场在感测线圈803a、803b中的一者或两者中感应出感测电压。通常,标记物位于探针800的末端904的远侧,使得主要在第一远侧线圈组804a的第一感测线圈803a中生成感测电压。由驱动线圈产生的基准电压倾向于掩蔽来自标记物的感测电压,并且因此期望尽可能地最小化基准电压,使得感测电压主要归因于响应场并且指示第一感测线圈803a与标记物之间的距离,使得信号处理器可以处理感测电压以确定距离并且生成表示距离的输出信号。
[0148] 使电流通过配衡设备807的导电路径生成如本文所公开的平衡磁场。平衡场的强度取决于导电路径的角向长度,这可以通过选择在何处互连第一导体809a和第二导体809b来控制。由于导体809a、809b中的一者如上所述在线圈组804a、804b之间偏心定位,所以平衡场在第一感测线圈803a和第二感测线圈803b中感应出不相等的电压,从而产生用于至少部分地抵消基准电压的净平衡电压。因此,可以通过正确地设置导电路径的角向长度来调谐平衡场的量值以最小化由驱动线圈805a、805b、805c、805d产生的残余基准电压。如本领域技术人员将显而易见的,这通过在导体809a、809b中的一者上的焊盘811与另一个导体809b、809a之间在角向位置处形成导电桥来实现,以便导电路径的角向长度使得在导电路径中沿周向方向从第一组线圈804a和第二组线圈804b之间的中点偏心流动的电流在第一感测线圈803a和第二感测线圈803b中感应出平衡电压,使得基准电压被最小化,从而允许以提高的灵敏度和准确度检测在一个或两个感测线圈803a、803b中从由驱动场中的磁标记物生成的响应场感应出的感测电压。
[0149] 在上面参考附图3至图5、图8(a)至图8(d)和图9描述的布置的变型中,代替以反串联(或与相反绕组串联)连接两个感测线圈,两个感测线圈可以适于单独地连接到信号处理器。图10示出了用于探针的心轴1201,其类似于上面参考图5描述的心轴201。然而,应当理解,这纯粹是为了说明的目的,并且可以类似地配置根据本公开的任何其它实施方式。
[0150] 因此,图10的心轴1201包括两组线圈1210、1210,这两组线圈与心轴的纵向轴线1202同轴地被支承在心轴1201上。每组线圈包括两个轴向间隔开的驱动线圈1205a、1205c;
1205b、1205d和介于其相应驱动线圈之间的感测线圈1203a、1203b。平衡电压配衡设备1207也被支承在两组线圈1210a、1210b中间的心轴1201上。驱动线圈1205a、1205c;1205b、1205d串联连接到容纳在基站1220内的AC电流源1221。每个感测线圈1203a、1203b分别连接到基站内的信号处理器1222。以这种方式,信号处理器1222可以使用由驱动磁场在感测线圈
1203a、1203b中的一个感测线圈中直接感应的基准电压来从在另一感测线圈1203b、1203a中感应的电压中去除由驱动磁场直接引起的对应基准电压分量,从而仅留下由驱动场中的磁标记物生成的响应场产生的感测电压分量和任何残余基准电压。然后,根据本公开,可以采用上文描述的种类的配衡设备1207来最小化残余基准电压。
[0151] 图11是根据本公开的另一实施方式的制造用于感测磁标记物的探针的方法1100的流程图。在第一步骤1101中,该方法包括将至少两个第一线圈和至少一个第二线圈基本上同轴地安装在探针的纵向轴线上,至少两个第一线圈是感测线圈或驱动线圈中的一者,并且至少一个第二线圈是驱动线圈或感测线圈中的另一者,使得一个或更多个驱动线圈可连接到电流源以通过一个或更多个驱动线圈生成驱动磁场,并且一个或更多个感测线圈可连接到信号处理器以用于处理在相应的一个或更多个感测线圈中感应的一个或更多个感测电压以生成输出信号;第一线圈或第二线圈被配置或布置成最小化在一个或更多个感测线圈中感应的感测电压的基准电压分量,该基准电压分量可直接归因于驱动磁场;由此第一线圈和第二线圈被配置和布置成梯度计,用于测量磁标记物与探针的接近度,并且输出信号表示标记物与探针之间的距离。
[0152] 在第二步骤1102中,该方法包括将包括第一细长导体的基准电压配衡设备装配到探针,使得第一导体限定与一个或更多个感测线圈并置的部分地围绕探针轴线延伸的导电路径,并且可连接到电流源以在一个或更多个感测线圈附近生成平衡磁场,使得在使用中,平衡磁场在一个或更多个感测线圈中感应出平衡电压,该平衡电压至少部分地抵消基准电压;由此感测电压至少主要归因于由标记物响应于驱动场生成的响应场,该响应场对应于标记物的接近度。
[0153] 在替代实施方式中,在第一步骤1101中,两个或更多个感测线圈可以被布置成向信号处理器输出单独感测电压,以允许信号处理器处理感测电压,以最小化感测电压的可直接归因于驱动磁场的基准电压分量。
[0154] 步骤1102可以可选地包括调整探针周围的导电路径的角向长度以最小化跨一个或更多个感测线圈的基准电压。
[0155] 尽管已经参考特定实施方式描述了本公开的各方面,但是应当理解,这些实施方式仅说明本公开的原理和应用。因此,应当理解,可以对说明性实施方式进行许多修改,并且可以设计其它布置而不脱离由所附权利要求限定的本公开的范围。
[0156] 本领域普通技术人员将理解,这些示例实施方式的特征可以在落入本公开的范围内的其它实施方式中组合。
[0157] 虽然在前述描述中已经阐述了各种细节,但是应当理解,可以在没有这些具体细节的情况下实践用于操作适于识别、定位、跟踪和检测一个或更多个植入标记物的位置的诊断和/或手术引导系统的技术的各个方面。本领域技术人员将认识到,为了概念清楚起见,本文描述的组件(例如,操作)、设备、对象和伴随它们的讨论被用作示例,并且预期各种配置修改。因此,如本文所使用的,所阐述的具体示例和所附讨论旨在表示其更一般的类别。通常,任何特定示例的使用旨在表示其类别,并且不包括特定组件(例如,操作)、设备和对象不应被视为限制性的。
[0158] 此外,虽然已经示出和描述了几种形式,但是申请人的意图不是将所附权利要求的范围限制到或限于这些细节。在不脱离本公开的范围的情况下,可以实现并且本领域技术人员将想到对这些形式的许多修改、变化、改变、替换、组合和等同物。此外,与所描述的形式相关联的每个元素的结构可替换地被描述为用于提供由该元素执行的功能的装置。而且,在公开用于某些组件的材料的情况下,可以使用其它材料。因此,应当理解,前述描述和所附权利要求旨在覆盖落入所公开形式的范围内的所有此类修改、组合和变型。所附权利要求旨在覆盖所有这样的修改、变化、改变、替换、修改和等同物。
[0159] 虽然在前面的描述中提到了已知明显或可预见的等同物的整数或元素,但是这样的等同物被并入本文,就像单独阐述一样。应当参考用于确定本公开的真实范围的权利要求,其应当被解释为涵盖任何这样的等同物。读者还将理解,被描述为有利、方便等的本公开的整体或特征是可选的,并且不限制独立权利要求的范围。此外,应当理解,尽管在本公开的一些实施方式中可能受益,但是这样的可选整数或特征可能不是期望的,并且因此在其它实施方式中可能不存在。
[0160] 为了公开的简洁和清楚,已经以框图形式而不是详细地示出了前述公开的所选方面。本文提供的详细描述的一些部分可以根据对存储在基站的一个或更多个计算机存储器或一个或更多个数据存储设备或其中操作的一个或更多个处理器或微处理器(例如,软盘、硬盘驱动器、高速缓存、随机存取存储器以及其它光学和磁性存储设备和介质)中的数据进行操作的指令来呈现。本领域技术人员使用这样的描述和表示来描述其工作的实质并将其传达给本领域其它技术人员。通常,算法指的是导致期望结果的自一致步骤序列,其中“步骤”指的是对物理量和/或逻辑状态的操纵,其可以但不一定采取能够被存储、传输、组合、比较和以其它方式操纵的电信号或磁信号的形式。通常使用将这些信号称为位、值、元素、符号、字符、项、数字等。这些和类似的术语可以与适当的物理量相关联,并且仅仅是应用于这些量和/或状态的方便标签。本文公开的各种方法步骤可以被实现或编程为算法、数据结构和指令,其可以对来自数据通道的输入进行操作并且生成包含各种类型的数据(诸如用户动作数据、用户反馈信号、信息和图像)的输出。
[0161] 除非另外特别说明,否则如从前述公开显而易见的,应当理解,贯穿前述公开,使用诸如“处理”或“计算”或“推测”或“确定”或“显示”等术语的讨论是指计算机系统、基于处理器的基站或类似电子计算设备的动作和过程,其将计算机系统的寄存器和存储器内表示为物理(电子)量的数据操纵并转换成计算机系统存储器或寄存器或其它此类信息存储、传输或显示设备内类似地表示为物理量的其它数据。
[0162] 在一般意义上,本领域技术人员将认识到,可以单独地和/或共同地通过各种硬件、软件、固件或其任何组合来实现的本文描述的各个方面可以被视为由各种类型的“电路”组成。因此,如本文所使用的,“电路”包括但不限于具有至少一个分立电路的电路、具有至少一个集成电路的电路、具有至少一个专用集成电路的电路、形成由计算机程序配置的通用计算设备的电路(例如,由至少部分地执行本文所述的过程和/或设备的计算机程序配置的通用计算机,或由至少部分地执行本文所述的过程和/或设备的计算机程序配置的微处理器)、形成存储器设备(例如,随机存取存储器的形式)的电路和/或形成通信设备(例如,调制解调器、通信开关或光电装备)的电路。本领域技术人员将认识到,本文描述的主题可以以模拟或数字方式或其某种组合来实现。
[0163] 前面的详细描述已经通过使用框图、流程图和/或示例阐述了各种形式的设备和/或过程。在这样的框图、流程图和/或示例包含一个或更多个功能和/或操作的情况下,本领域技术人员将理解,这样的框图、流程图和/或示例内的每个功能和/或操作可以单独地和/或共同地通过各种硬件、软件、固件或其几乎任何组合来实现。在一种形式中,本文描述的主题的若干部分可以经由专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)或其它集成格式来实现。然而,本领域技术人员将认识到,本文公开的形式的一些方面可以全部或部分地在集成电路中等效地实现,作为在一个或更多个计算机上运行的一个或更多个计算机程序(例如,作为在一个或更多个计算机系统上运行的一个或更多个程序),作为在一个或更多个处理器上运行的一个或更多个程序(例如,作为在一个或更多个微处理器上运行的一个或更多个程序),作为固件,或作为其几乎任何组合,并且根据本公开,设计电路和/或写入用于软件和/或固件的代码将在本领域技术人员的技能范围内。
[0164] 此外,本领域技术人员将理解,本文描述的主题的机制能够以各种形式作为一个或更多个程序产品分发,并且本文描述的主题的说明性形式适用,而不管用于实际执行分发的信号承载介质的特定类型。信号承载介质的示例包括但不限于以下:可记录型介质,诸如软盘、硬盘驱动器、光盘(CD)、数字视频盘(DVD)、数字磁带、计算机存储器等;以及传输型介质,诸如数字和/或模拟通信介质(例如,光纤电缆、波导、有线通信链路、无线通信链路(例如,发射器、接收器、传输逻辑、接收逻辑等)等)。
[0165] 此外,如所描述的,一些方面可以具体实现为一种或更多种方法。作为方法的一部分执行的动作可以以任何合适的方式排序。因此,可以构造实施方式,其中以不同于所示的顺序执行动作,这可以包括同时执行一些动作,即使在说明性实施方式中被示为顺序动作。
[0166] 本文在说明书和权利要求书中使用的短语“和/或”应理解为意指如此结合的元件的“任一者或两者”,即,在一些情况下结合存在并且在其它情况下分离存在的元件。
[0167] 如本文在说明书和权利要求书中所使用的,关于一个或更多个元素的列表的短语“至少一个”应当被理解为意指从元素列表中的任一个或更多个元素中选择的至少一个元素,但不一定包括元素列表内具体列出的每个元素中的至少一者,并且不排除元素列表中的元素的任何组合。该定义还允许元素可以可选地存在,而不是在短语“至少一个”所引用的元素列表内特别标识的元素,无论是与特别标识的那些元素相关还是不相关。
[0168] 术语“大约”和“约”可以用于表示在一些实施方式中在目标值的±20%内、在一些实施方式中在目标值的±10%内、在一些实施方式中在目标值的±5%内、并且在一些实施方式中在目标值的±2%内。术语“近似”和“约”可以包括目标值。
[0169] 在权利要求中以及在以上说明书中,诸如“包括”、“包含”、“承载”、“具有”、“含有”、“涉及”、“保持”、“由…组成”等的所有过渡短语应被理解为开放式的,即意指包括但不限于。过渡短语“由…组成”和“基本上由…组成”应分别是封闭或半封闭过渡短语。
[0170] 在提供值的范围或列表的情况下,在该值的范围或列表的上限和下限之间的每个中间值被单独地预期并且被涵盖在本公开内,就好像每个值在本文中被具体地列举一样。此外,在给定范围的上限和下限之间并且包括给定范围的上限和下限的较小范围被预期并涵盖在本公开内。示例性值或范围的列表不是在给定范围的上限和下限之间并且包括给定范围的上限和下限的其它值或范围的声明。
[0171] 在本申请中使用标题和部分并不意味着限制本公开;每个部分可以应用于本公开的任何方面、实施方式或特征。仅使用词语“用于…的装置”的那些权利要求旨在根据35USC 112、第六段解释,并且甚至仅在美国解释。在权利要求中没有叙述“用于…的装置”的情况下,这些权利要求不应在35USC 112下解释。在美国之外,词语“用于…的装置”旨在具有其自然含义。说明书的限制并不旨在理解为任何权利要求,除非这些限制明确地包括在权利要求中。
[0172] 本文公开的实施方式可以具体实现为系统、方法或计算机程序产品。因此,实施方式可以采取完全硬件实施方式、完全软件实施方式(包括固件、驻留软件、微代码等)或组合软件和硬件方面的实施方式的形式,这些方面在本文中通常都可以被称为“电路”、“模块”或“系统”。此外,实施方式可以采取在其上具体实现有计算机可读程序代码的一个或更多个计算机可读介质中具体实现的计算机程序产品的形式。
[0173] 尽管本文已经参考特定实施方式描述了本发明的各方面,但是应当理解,这些实施方式仅说明本发明的原理和应用。因此,应当理解,在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下,可以对说明性实施方式进行许多修改,并且可以设计其它布置。

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