列控制器72驅(qū)動線圈陣列64、68中的線圈之后,電磁場產(chǎn)生在患者34 內(nèi)的醫(yī)療手術正在執(zhí)行的區(qū)域中,所述區(qū)域有時又稱為患者空間。產(chǎn)生在患者空間中的電 磁場誘導定位在抽吸器械100上或中的跟蹤裝置84中的電流。這些從跟蹤裝置84誘導的 信號可被遞送至導航探針接口 80,并且隨后轉(zhuǎn)送到處理器32。導航探針接口 80還可以包括 放大器、濾波器和緩沖器,以直接地與器械100中的跟蹤裝置84對接。或者,如與直接耦接 至導航探針接口 80相反,跟蹤裝置84或其它任何適當部分可使用無線通信信道,如在2002 年11月5日簽發(fā)的名為"外科通信電力系統(tǒng)(Surgical communication power system)" 的美國專利號6, 474, 341中所公開,所述專利以引用方式并入本文。
[0051] 如果使用電磁跟蹤組件,跟蹤系統(tǒng)60基本上通過鄰近于患者32定位線圈陣列64、 68以產(chǎn)生電磁場來工作,所述電磁場可為低能的并且通常稱為導航場。因為在導航場或患 者空間中的每一點與獨特場強度和方向相關聯(lián),所以電磁跟蹤系統(tǒng)60可通過在跟蹤裝置 84位置處測量場強度和方向或其分量來確定器械100的位置。線圈陣列控制器72可接收 來自跟蹤裝置84的誘導信號并且傳輸關于位置的信息,其中位置信息可包括與跟蹤抽吸 器械100相關聯(lián)的跟蹤裝置84的x、y和z位置和橫滾(roll)、俯仰(pitch)和偏航(yaw) 定向信息。因此,可用導航系統(tǒng)10確定六個自由度(6 D0F)信息。
[0052] 現(xiàn)在參考圖2-10,將更詳細地描述導航延展性外科器械100。在一個示例性配置 中,延展性外科器械100可在ENT手術中用于抽吸,包括體液和組織移除。然而應理解,如 可能需要的,導航延展性外科器械1〇〇可用于各種其它外科手術中,并且可以延展性或柔 性內(nèi)窺鏡、延展性或柔性導管和/或延展性套管形式來提供。因此,雖然下述描述繼續(xù)參考 導航延展性抽吸器械100進行,但是討論也適合于上述討論的外科器械。
[0053] 抽吸器械100可包括管組件110、手柄組件114和跟蹤傳感器布置118。抽吸器械 100可被配置來用于單一用途,以使得在這種用途之后可以將它丟棄。管組件110可包括 延展性伸長管狀主體126和插入部分130。管狀主體126可包括外徑134和內(nèi)徑138,并且 可具有耦接至手柄組件114的第一末端142,和被配置來接收插入部分130的第二相對末 端148,如圖6所示。第二末端148可包括內(nèi)部環(huán)形凹槽152,其具有大于主體126的其余 部分的內(nèi)徑138的內(nèi)徑156,也如圖6所示。延展性伸長主體126可由各種鋁合金(如鋁 3003-0)、各種不銹鋼(例如,304退火不銹鋼)以及各種其它材料(包括鈦、鈮、鉬、鉭、鎳鈦 諾、乙烯基材料和多流明材料)形成,以使得所述主體為延展性的,以促進彎曲或成型為各 種配置并且保持所彎曲或成型的配置,如本文將討論的。主體126還可以各種長度和直徑 來提供,所述直徑包括7、9、和12法式直徑(French diameter)。
[0054] 插入部分130可被配置來至少為跟蹤傳感器84提供非延展性支撐。插入部分130 可包括大致上等于環(huán)形凹槽152的內(nèi)徑156的外徑160,和大致上等于延展性伸長主體126 的內(nèi)徑138的內(nèi)徑164,也如圖6所示。以這種方式,大致上相等的內(nèi)徑138、164可提供大 致上恒定流量路徑166以供抽吸。然而應理解,內(nèi)徑138、164還可以具備變化的尺寸。插 入部分130還可以包括10至15mm(包括14mm)的示例性軸向長度。插入部分130可包括 第一末端172和第二相對末端176。插入部分130的第一末端172可接收在環(huán)形凹槽152 中,如圖6所示。插入部分可包括剛性構(gòu)造以促進接收和容納跟蹤裝置84,如下文將描述 的。以這種方式,插入部分130可由不銹鋼或其它生物相容剛性材料形成或制造,以使得插 入部分130不像伸長主體126 -樣為延展性的。插入部分還可包括大約10mm的示例性軸 向長度。
[0055] 插入部分130可包括接收在其外部上的套管190,如圖5和圖6所示。套管190可 包括大致上等于插入部分130的外徑的內(nèi)徑194,和大致上等于主體126的外徑134的外徑 198。應理解,套管190還可相對于主體126以各種直徑加以配置。套管190可從插入部分 130第一末端172朝第二末端在插入部分130上延伸,如圖6所示。在一個示例性配置中, 當插入部分130耦接至主體126的環(huán)形凹槽152時,套管190可從第一末端172延伸并且 接觸主體126的第一末端142。在另一個示例性配置中,套管190可以與如上討論類似的 方式從主體部分130的第一末端172延伸,但是可在未達到主體126的第一末端142時停 止,如圖6所示。套管190可固定到插入部分130,并且插入部分130可使用適當粘著劑固 定到環(huán)形凹槽152。套管190可由聚合物材料或其它適合材料形成。套管190還可包括被 配置來大致上對準插入部130的第二末端176的第一末端220。第一末端220可包括磨圓 或倒角的純遠側(cè)尖纟而或末纟而222,以使得所述純遠側(cè)尖纟而或末纟而在抽吸手術期間可以相抵 于周圍組織放置而不切割或破壞這類組織。在一個示例性配置中,末端部222可在插入部 分130上延伸,以便阻止切割或破壞組織。
[0056] 具體參考圖4和5,套管190可包括被配置來促進接收和支撐跟蹤傳感器設置118 的多個平坦區(qū)段206,如本文將描述的。在一個示例性配置中,套管190可包括被配置來可 附接地接收跟蹤裝置84的至少三個平坦區(qū)段206。在這個配置中,跟蹤裝置84可包括三個 線圈組件214,如本文將描述的。簡要來說,在一個示例性配置中,三個線圈組件214可各自 包括如圖4和5所示的圓柱形配置,所述圓柱形配置具有大約1. 5_至2. 7_的總軸向長 度、大約0. 3_至0. 6_的總直徑,和沿圓柱形基部纏繞以形成圓柱形配置的多個線繞組。 多個繞組可形成具有總體上均勻圓柱形配置的線圈組件214,大體如圖5所示。每一平坦 區(qū)段206可包括狹槽或凹陷218,其形成于區(qū)段中并且被配置來接收對應線圈組件214,如 例如圖5和6所示。每一狹槽218可相對于管組件110的縱軸208以35度至75度的角度 (包括55度的角度)形成在對應平坦區(qū)段206中。在一個示例性配置中,每一狹槽218可 相對于縱軸208以55度角度形成,如圖5所示。三個平坦區(qū)段206中的每一個可圍繞套管 190的圓周等距離地或以120度定位,以使得三個線圈組件214因此同樣地圍繞套管90的 圓周等距離地定位,大體也如圖4至6所示。應理解,線圈組件還可以耦接至沒有平坦區(qū)段 206的套管,并且可相對于縱軸以不同定向?qū)?,包括與之平行。就這點來說,套管190可包 括具有圓形剖面的外部表面,所述圓形剖面被配置來接收線圈組件214。
[0057] 線圈組件214可包括如上所述的三個線圈組件,所述組件配合導航系統(tǒng)10,以使 得可確定6 D0F跟蹤信息。然而應理解,兩個線圈組件214也可結(jié)合導航系統(tǒng)10 -起使 用,以使得還可確定6 D0F跟蹤信息。在利用的三個線圈組件214的配置中,三個線圈組件 中的兩個可相對于縱軸208以一定角度定位,而第三線圈組件相對于縱軸208以一定角度 定位或與縱軸平行定位。三個線圈組件214還可相對于彼此以一定角度定位。如以上所討 論,三個線圈組件214相對于縱軸208的示例性角度可為55度,這也為周向地圍繞套管190 的線圈組件提供最佳包裝和間隔。應理解,雖然已討論55度的角度,但如可能需要的,線圈 組件214和器械100來說可利用其它角度。還應理解,如以上所討論,線圈組件可平行或垂 直于縱軸208定位。
[0058] 在跟蹤裝置84包括兩個線圈組件214的配置中,兩個線圈組件可類似地圍繞套管 190的外周等距離地或間隔180度來定位,而且每一線圈組件可在相對于彼此以一定角度 定位并且相對于管組件110的縱軸208以一定角度定位。在這個配置中,兩個線圈組件還 可以配合導航系統(tǒng)10,以使得可確定6 D0F跟蹤信息。在一個示例性配置中,兩個線圈組件 214可相對于管組件210的縱軸208以約35度至75度(包括約55度)的角度定位。
[0059] 另外參考圖8和9,具有交替繞組配置的兩個示例性線圈組件214A和214B被示為 與示例性器械的示例性管狀結(jié)構(gòu)223可操作地相關聯(lián)。與圖5所示的線圈組件214的總圓 柱形配置相比較,線圈組件214A和214B可各自包括總非線性形狀。線圈組件214A可包括 中央弧形凹陷或凹部224,以使得凹陷224具有比多個繞組的相對末端225小的外徑,大體 如圖8所示。線圈組件214A的繞組配置可提供在基部線上最大化線圈繞組數(shù)量的能力,同 時朝著將器械的總外部尺寸或大小最小化努力。就這點來說,線圈組件214A在圖8示出, 所述線圈組件具有弧形凹陷224,其大致上符合管狀結(jié)構(gòu)223的外部表面226,以使得一個 或多個線圈組件214A基本上圍繞管狀結(jié)構(gòu)的外表面226嵌套。就這點來說,由于由圓柱形 線圈組件提供的一般余隙鄰近于管狀結(jié)構(gòu)223的外徑定位,所以在線圈的任一末端上的間 隙或空間221可包括另外的繞組,而不會有效地增加整個組件的總外徑。這可允許導航空 間具有更大或更強敏感度。
[0060] 具體參考圖9,線圈組件214B可包括被配置來符合示例性管狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑229并 且嵌套在所述內(nèi)徑內(nèi)的總弧形凸形227。類似于線圈組件214A,這類配置可提供用于在基 部線上最大化繞組數(shù)量,同時也朝著將被需要用于接收一個或多個線圈組件214B的管狀 結(jié)構(gòu)223的內(nèi)徑229最小化努力。
[0061] 具體參考圖5和5A,現(xiàn)將詳細描述跟蹤傳感器設置118。跟蹤傳感器設置118可 包括具有兩個或兩個以上線圈組件214的跟蹤裝置84、以及第一組導線228、柔性印刷電路 板或片232,和第二組導線236。第一組導線228可包括一對導線228A和228B,以用于每一 線圈組件214,大體如圖5所示。每一對相應導線228A和228B可被引導至在柔性印制電路 片232上一對相應電路連接部240的第一末端。如下文將更詳細描述的,柔性電路片232 可聯(lián)合利用在醫(yī)療和其它器械中的端接細線來促進時間與成本的改進,同時還提供這類器 械所必需的柔性。應理解,雖然跟蹤裝置84被描述為具有三個線圈組件,但是如可能需要 或要求的,取決于例如所期望所利用導航系統(tǒng)的特征以及所需自由度的數(shù)目,可以利用更 多或更少的線圈組件。
[0062] 柔性印刷電路片232可包括柔性背襯或基底層244,以使得其可容易地符合主體 126的外表面的輪廓,如例如圖4所示。柔性印刷電路片232可全部或部分地包繞主體126 的周邊,并且可鄰近主體126的第二末端148定位,大體如圖5和6所示。以這種方式,插 入部分130(在它的如圖6所示的插入位置)可低于全部或大致上全部的柔性印刷電路片 232。剛性插入部分130可因此阻止延展性主體126在柔性印刷電路片232的區(qū)域彎曲或 撓曲。在一個示例性配置中,柔性印刷電路片232可為套管190的不可分割的部分。在另 一個示例性配置中,柔性印刷電路片232可以類似方式定位在套管190中。在這個配置中, 柔性印刷電路片232可定位在套管190上處于線圈組件214與套管190的末端之間并鄰近 主體126的第二末端148。
[0063] 第二組導線可包括三對相應的線236A、236B、236C,大體如圖5所示,并且參考圖 5A的部分分解圖。應理解,雖然