JP2021512661A - 蝸牛インプラント位置特定システム - Google Patents
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Abstract
体積内で位置を追跡し、単一の器具をナビゲートするための1つまたは複数のナビゲーションモダリティを提供するために、ナビゲーションシステムまたはナビゲーションシステムの組み合わせを使用することができる。例えば、体積内で器具をナビゲートするために電磁(EM)と電位(EP)の両方のナビゲーションシステムを使用することができる。2つのナビゲーションシステムは、体積内で単一の器具を選択的に個別にナビゲートするために別々に使用可能である。単一の機器の形状を単独でまたは器具の位置と組み合わせて判断するシステムおよびプロセスも開示する。器具は、追跡装置を追加して、または器具の固有または本来備わっている部分を使用してナビゲートされ得る。
【選択図】図1
【選択図】図1
Description
関連出願の相互参照
[0001]本出願は、COCHLEAR IMPLANT LOCALIZATION SYSTEMという名称の米国特許出願第15/890,920号およびCOCHLEAR IMPLANT LOCALIZATION SYSTEMという名称の米国特許出願第15/890,949号で開示されている主題に関連する主題を含む。上記出願のそれぞれの開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。
[0001]本出願は、COCHLEAR IMPLANT LOCALIZATION SYSTEMという名称の米国特許出願第15/890,920号およびCOCHLEAR IMPLANT LOCALIZATION SYSTEMという名称の米国特許出願第15/890,949号で開示されている主題に関連する主題を含む。上記出願のそれぞれの開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。
[0002]本開示は、一般には、被追跡物を位置特定するためのシステムに関し、具体的には体積内の物を位置特定するために1つまたは複数のモダリティを使用する位置特定システムに関する。
[0003]本項では、必ずしも従来技術とは限らない、本開示に関する背景情報を示す。
[0004]体積内で器具を追跡し、ナビゲートするためにナビゲーションシステムを使用することができる。例えば、外科的処置中に器具上の電磁追跡装置を追跡するためにナビゲーションシステムを使用することができる。追跡装置は、その場所を判断するために位置特定される。
[0004]体積内で器具を追跡し、ナビゲートするためにナビゲーションシステムを使用することができる。例えば、外科的処置中に器具上の電磁追跡装置を追跡するためにナビゲーションシステムを使用することができる。追跡装置は、その場所を判断するために位置特定される。
[0005]しかし、ある種の器具には追跡装置が付随していない。したがって、ある種の器具はナビゲーションシステムによって追跡することができない。追跡可能でない器具は、最終的な場所を確認するのに直接検査を必要とすることがある。また、様々な制約のためにそのような器具に追跡ハードウェアを付随させることが困難な場合がある。
[0006]本項は、本開示の概要を示すものであり、その完全な範囲またはその特徴のすべての包括的な開示ではない。
[0007]器具を追跡するためのナビゲーションを行うために、ナビゲーションシステムまたはナビゲーションシステムの組み合わせを使用することができる。器具は、処置を支援するための器具であってよく、および/または、永久的インプラント装置であってもよい。永久的インプラント型装置は、米国コロラド州センテニアルに事業所を有するコクレアアメリカ(Cochlear Americas)によって販売されているContour Advance(R)および/またはNucleus(R)蝸牛インプラントを含む蝸牛インプラントなどの一般に知られている装置を含み得る。蝸牛インプラントは、インプラント型装置の長さに沿って間隔を置いて配置された複数の電極を含み得る。したがって、インプラント型装置は、インプラントとすることができる。インプラントは、刺激を受信し、増幅し、および/または、与えるなどの、様々な目的のために外部装置に接続することができる。音声信号を受信し、聴覚を再現するために蝸牛内に刺激を与えるための蝸牛インプラントの動作は、当業者にはよく知られている。
[0007]器具を追跡するためのナビゲーションを行うために、ナビゲーションシステムまたはナビゲーションシステムの組み合わせを使用することができる。器具は、処置を支援するための器具であってよく、および/または、永久的インプラント装置であってもよい。永久的インプラント型装置は、米国コロラド州センテニアルに事業所を有するコクレアアメリカ(Cochlear Americas)によって販売されているContour Advance(R)および/またはNucleus(R)蝸牛インプラントを含む蝸牛インプラントなどの一般に知られている装置を含み得る。蝸牛インプラントは、インプラント型装置の長さに沿って間隔を置いて配置された複数の電極を含み得る。したがって、インプラント型装置は、インプラントとすることができる。インプラントは、刺激を受信し、増幅し、および/または、与えるなどの、様々な目的のために外部装置に接続することができる。音声信号を受信し、聴覚を再現するために蝸牛内に刺激を与えるための蝸牛インプラントの動作は、当業者にはよく知られている。
[0008]ナビゲーションシステムは、単一の器具をナビゲートするための1種類または複数種類のナビゲーションまたはナビゲーションのモダリティを含み得る。単一の器具は、患者内に配置されることができ、追跡が可能である。例えば、患者内で器具をナビゲートするために、電磁(EM)追跡システムと電位(EP)追跡システムの両方が使用可能である。様々なEMナビゲーションシステムには、米国特許第7,599,730号および第7,697,972号で開示されているものが含まれ、両方は参照により本明細書に組み込まれる。様々なEPナビゲーションシステムには、米国特許第8,260,395号および第9,101,285号で開示されているものが含まれ、両方は参照により本明細書に組み込まれる。ある種のナビゲーションシステムは、EMとEPの両方などの2種類のナビゲーションモダリティを組み込み、および/または、2種類のナビゲーションモダリティを使用して動作することができ、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第8,494,613号および第8,494,614号で開示されているものを含む。
[0009]ナビゲーションシステムは、一般に、ローカライザと追跡装置とを含み得る。手術器具に付随する追跡装置の場所の判断を可能にするために、ローカライザは信号を送信または受信することができ、追跡装置も信号を送信または受信することができることが、当業者にはわかるであろう。手術器具は、本明細書で説明するように、ナビゲーションのためにそれに付随する1つまたは複数の追跡装置を有し得る。また、各追跡装置は、ナビゲーションの1つまたは複数のモダリティで使用され得る。例えば、器具はEP追跡システムとともに使用可能な電極を含むことができ、EM追跡システムとともに使用されるEMコイルを含む追跡システムに関連させるかまたはそのような追跡システムを基準として移動させることができる。
[0010]器具は、単一の処置中に1つまたは複数のナビゲーションシステムとともに使用される1つまたは複数の追跡装置を含み得る。さらに、単一の処置中に2つのナビゲーションシステムを位置合わせするための方法を使用することができる。2つのナビゲーションシステムの位置合わせは、第2のナビゲーション領域内のすべて点のまたは選択された数の点を連係させるかまたはそれらの点に対応する、1つのナビゲーション領域内のすべての点または選択された数の点の判断を可能にすることができる。
[0011]器具は、単一の選択されたモダリティの単一の選択されたナビゲーションシステムとともに使用可能な1つまたは複数の追跡装置も含み得る。様々な実施形態において、器具の各部(インプラントを含む)を、埋め込み処置中に追跡装置として使用することができる。埋め込み後、同じ各部が拡張機能部として目的変更されるか、役割変更されてもよい。
[0012]以下の開示は特に蝸牛インプラントに関係しているが、他の種類のインプラント器具も使用可能であることを理解されたい。本明細書に記載のように、蝸牛インプラントは、ナビゲーションの目的のために埋め込み処置中に有用となり得るが、埋め込み後に患者の刺激のために目的変更され得る様々な部分を含む。言い換えると、蝸牛インプラントは、第1の機能のために動作し、その後、異なる機能に変更される部分(例えば電極)を有し得る。蝸牛インプラントは、使用のために受信器兼刺激装置(R&S)に接続される複数の電極を含み得る。R&Sは、埋め込み後の使用中に、信号を受信し、電極に刺激信号を供給することができる。埋め込みの前には、電極はインプラントのハードウェアに変更または拡張を加える必要がないように、追跡のために使用可能である。したがって、蝸牛インプラントの標準構成を維持することができる。ただし、本明細書で説明するように、蝸牛インプラントには、様々な追加の追跡装置を追加することができる。
[0013]また、本明細書で開示されているシステムおよび方法は、人間への埋め込み時の使用には限定されず、選択された、または適切な特性を有する任意の無生物機械に関連する器具のナビゲーション時にも有用となり得ることを理解されたい。
[0014]本明細書に記載の説明から、他の適用可能分野も明らかになるであろう。本概要に記載されている説明および具体的な実施例は、例示のみを目的としており、本開示の範囲を限定することは意図されていない。
[0015]本明細書に記載の図面は選択された実施形態のみの例示を目的としており、すべての可能な実装形態を例示するものではなく、本開示の範囲を限定することは意図されていない。
[0026]図面のいくつかの図を通じて、対応する参照番号は対応する部分を示す。
[0027]以下、例示の実施形態について、添付図面を参照しながらさらに詳細に説明する。
[0027]以下、例示の実施形態について、添付図面を参照しながらさらに詳細に説明する。
[0028]手術ナビゲーションシステムとすることができるナビゲーションシステム20を図1に示し、図2Aにさらに詳細に示す。第1の追跡システムは電位(EP)追跡システム22を含み得る。第2の追跡システムは電磁(EM)追跡システム24を含み得る。適切なEP追跡システムは、両方とも参照により本明細書に組み込まれる米国特許第8,260,395号および第9,101,285号で開示されているものを含み得る。適切なEMナビゲーションシステムは、両方とも参照により本明細書に組み込まれる米国特許第7,599、730号および第7,697,972号で開示されているものを含む。第1および第2の追跡システム22、24は、単一の手術器具26など、1つまたは複数の器具を追跡するために使用することができる。手術器具26は、被術者の内耳の蝸牛内に配置される蝸牛インプラントを含む、任意の適切な器具とすることができる。また、他の適切な器具としては、心拍治療、神経治療、アブレーション、またはその他の適切な目的のためのインプラント型医療装置(IMD)の一部として使用されるリード線など、心臓、脳、脊髄、仙骨、迷走神経、および胃の電極インプラントも含まれるが、これらには限定されない。
[0029]ナビゲーションシステム20は、それぞれ選択された別個のモダリティで設けられる追跡システム22、24のうちの1つのみで動作させることができる。第1の追跡システム22はEPモダリティ追跡システムであり、第2の追跡システム24はEMモダリティ追跡システムである。したがって、ナビゲーションシステム20は、単一または複数モダリティ追跡システムとすることができる。
[0030]ある種の処置では、2つの追跡システムを有することが有用である。処置の例には、1つまたは複数の電極を備えた蝸牛インプラントを、人間の被術者または患者36などの被術者の蝸牛内に配置することが含まれる。蝸牛内では、インプラント上の電極がEP追跡システム22による位置判断のために導電性流体にさらされ得る。また、EM信号を送信または受信可能な追跡装置を、EM追跡システム24によって追跡することができる。また、患者36を基準とした解剖学的位置または生体構造など、位置図示するのを支援するために、画像データへのEM追跡システム24の位置合わせを使用することができる。
[0031]ある種の処置は、EM追跡システム24と比較してEP追跡システム22によってより容易に追跡されることがある。例えば、EM追跡装置を含むスタイレットを、インプラントの少なくとも一部またはインプラントの送り出し部を介して配置することができる。しかし、様々な処置において、インプラントの剛性を実質的に減じ、より柔軟性を持たせることができるように、スタイレットはインプラントの一部から取り外すことができる。スタイレットがインプラントから取り外された後は、EM追跡システム24によってインプラントの厳密な位置を追跡することができないことがある。スタイレットが取り外されると、インプラント電極をEP追跡システム22によって追跡することができる。
[0032]上記または本明細書に記載の、様々な処置で使用されるナビゲーションシステム20は、追跡システム22、24に加えて、撮像システム30など様々な構成要素も含み得る。撮像システム30は、任意の適切な撮像システムであってよく、例示として蛍光透視Cアームシステム32として図示されている。他の撮像システムには、コンピュータ断層撮影(CT)撮像システム、O−Arm(R)撮像システム、磁気共鳴映像(MRI)システム、およびポジトロン放出断層撮影(PET)撮像システムが含まれ得る。撮像システム30は、処置前(術前)、処置中(術中)、または処置後(術後)に患者36を撮像するために、外科医34により使用され得る。患者36の撮像により、表示装置38上または表示装置40上で画像84として見ることができる画像データを作成することができる。表示装置38、40は、スタンド42上などに単独で、またはワークステーションまたは処理システム44の一部として処理システムとともに設けることができる。画像データは、撮像システム30から、有線または無線送信システムなどのデータ送信システム46を介して表示装置38、40に送信することができる。画像は、蝸牛インプラントのための内耳または蝸牛の処置など、選択された処置のために選択可能であり、適切なものとすることができる。
[0033]追跡システム22、24も含むナビゲーションシステム20は、プロセッサシステム44に組み込みまたは接続可能である。プロセッサシステム44は、キーボード48、ジョイスティックまたはマウス50、フットペダル52、または任意のその他の適切な人間入力装置などの、人間入力装置を含み得る。人間入力装置48ないし52のそれぞれが、制御または作動のために、プロセッサシステム44、または、撮像システム30などのその他のシステムに接続可能である。プロセッサシステムは、非一時的なメモリ(例えば、固体メモリ、回転ハードディスク、光学読み取り可能ディスク)などのメモリ44bに記憶された命令を実行するように構成された汎用プロセッサ44aをさらに含み得る。プロセッサ44aは、ASICなどの専用プロセッサとすることもできる。
[0034]EP追跡システム22は、患者36内で電流を発生するための構成要素を含み得る。EP追跡システムは、米国ミネソタ州ミネアポリスに事業所を有するメドトロニック社によって販売されているLocalisa(TM)心臓内追跡システムを含み得るか、またはそれに基づき得る。EP追跡システム22は、参照により本明細書に組み込まれるWittkampfの米国特許第5,697,377号または第5,983,126号で開示されている各部も含み得る。
[0035]簡単に言えば、EP追跡システム22は、1つまたは複数の軸電極60(60a、60b、60cを含む)を含み得る。様々な実施形態において、軸電極は軸電極の対として動作させることができる。軸電極60はローカライザとも呼ばれることがあり、患者36などの体積内で電流を発生または注入するように動作可能である。ただし、軸電極60は単一の軸電極60aを含み得る。しかし、2つ以上の軸電極60bおよび60cも設けることができることを理解されたい。本明細書でさらに詳述するように、2つ以上の電極を備えることにより、インプラント型装置の場所をより精細に解像するために注入電流の時間的変動を使用することができる。
[0036]軸電極の1つまたは複数の対を設けることができることも理解されたい。例えば、患者36内で電流の3つのほぼ直交する軸を発生させるために3対の軸電極を使用することができる。軸は、軸電極の任意の対の間に発生させた交流電流によって、上述のような選択された軸電極対の間に画定することができる。例えば、2つの軸電極の間に電流が発生するとX軸を画定するように、軸電極の第1の対を患者36の左側と右側に配置することができる。
[0037]1つまたは複数の軸電極からの注入電流を使用して追跡装置70の場所を判断または計算することができる。追跡装置70は、第1のまたはEP追跡装置70aと、第2のまたはEM追跡装置70bとを含み得る。EM追跡装置70aを追跡するためにEP追跡システム22を使用することができる。第1の追跡装置70aは、軸電極60aから、または軸電極の対の間からの誘導電流に基づいて、患者36内の電圧または関係するインピーダンスを検知することができる。電圧は、患者36内の第1の追跡装置70aの位置に関係し得る。
[0038]軸電極60aないし60cは、軸電極60aないし64bに有線または無線で接続されているコントローラ72内の発電器によって駆動することができる。発電器は、患者36内の交流電流などの、選択された電流を発生する電力を供給することができる。コントローラ72は、追跡装置70からコントローラ72に信号を伝達するために、器具26のための接続も含み得る。器具26との接続は、様々な実施形態により、有線または無線とすることができる。さらに、コントローラ72は、プロセッサ部を含み得るか、または単純に、追跡装置70から信号を送信するための送信器とすることができる。送信システム74により信号をコントローラ72からプロセッサシステム44に送信することができる。送信システム74は、有線または無線送信システムとすることができる。
[0039]EM追跡システム24も、コントローラ72に関連付けられ得るか、または別個のコントローラシステムを備えることができる。コントローラ72には、EP追跡システム22またはEM追跡システム24を発振または動作させるための様々な別個の回路部を設けることができることはわかるであろう。
[0040]EM追跡システム24は、患者36を基準にして配置可能なEMローカライザ76を含む。EM追跡システムは、米国コロラド州に事業所を有するメドトロニックナビゲーション社によって販売されているAxiEM(TM)電磁追跡システムを含み得る。ローカライザ76は、EM追跡装置70bによって検知される電磁場を発生することができる。あるいは、EM追跡装置70bは、ローカライザ76によって検知される場を発生することができる。
[0041]追跡装置70の位置を判断するために、追跡システムの一部としてローカライザを使用することができる。例えば、ローカライザ76は、EM追跡装置70bの位置に関する信号をプロセッサシステム44に送信するためにコントローラ72と相互接続されることができる。軸電極60aないし60cは、EP追跡装置70aの位置特定のために患者36内で電流の軸を誘導するローカライザであってもよい。したがって、ローカライザは、追跡装置70の位置を判断するために使用される、患者36などの体積の外部または内部に存在し得る追跡システムの一部を指し得る。
[0042]様々な実施形態によると、EMローカライザ76と軸電極60aないし60cとを含むローカライザ装置は、対象空間におけるナビゲーション領域を画定するために使用可能である。対象空間とは、選択された処置中に器具が移動する物理空間を指し得る。対象空間は、患者36の患者空間を含み得る。患者空間は、手術処置中に手術される物理空間であり得る。患者空間は、手術器具26がナビゲートされるナビゲート空間も含み得る。表示装置38、40上に画像84として表示される画像データによって画像空間を画定することができる。画像データは、患者36の頭蓋、内耳またはその他の適切な部分の画像データなど、任意の適切な画像データを含み得る。画像データは、表示装置38、40に表示される画像84を生成またはレンダリングするために使用され、アトラスデータも含み得る。アトラスデータは、統計データまたは履歴データを含み得る。アトラスデータは、患者画像データまたは患者空間に位置合わせまたはモーフィングすることができる。アトラスデータは、イメージレスナビゲーションシステムでも使用され得ることはわかるであろう。例えば、イメージレスナビゲーションシステムは、患者36の画像データの取得を必要としない場合がある。画像データおよびアトラスデータは、メモリ44bに記憶され、またはメモリ44bから呼び出すことができる。
[0043]患者空間は、本明細書に記載の技術を含む任意の適切な技術により、器具の位置を表示する(例えば画像84上にアイコンとして重ね合わせる)ことができるようにするために、画像データの画像空間に位置合わせされ得る。しかし、一般に、患者空間は、表示装置38、40上で画像84の上に、被追跡装置、例えば手術器具26の、アイコンまたは表現物を表示または重ね合わせることを可能にするために、画像データに位置合わせされる。位置合わせは、一般に、画像データの患者空間への変換を可能にする。様々な位置合わせ技術には、輪郭マッチング、基準または点マッチング、自動位置合わせ、または任意のその他の適切な位置合わせが含まれ得る。例えば、画像データおよび/または画像84において様々な目印または基準点を特定することができ、内耳内など、患者36における同じ基準点または目印を特定することができる。画像データは次に、画像84を基準として、重ね合わされたアイコン26iの正しい位置を示すことができるように、患者36の患者空間に変換され得る。位置合わせ技術は、上記で組み込まれた各米国特許に記載されているものを含み得る。
[0044]さらに、本明細書に記載のように、EP追跡システム22はEM追跡システム24に位置合わせされ得る。EM追跡システム24へのEP追跡システム22の位置合わせは、画像データ80を使用したEP追跡装置70aのナビゲーションを可能にすることができる。例えば、EP追跡システム22は、被術者36の画像のユークリッド座標に効率的にマッピングされるユークリッド幾何形状である位置特定幾何形状を形成しない場合がある。したがって、EM追跡システム24とEP追跡システム22との間のマッピング点または相関点により、EP追跡システム22において判断された点をEM追跡システム24、したがって画像84に変換することを可能にする。様々な実施形態において、相互位置合わせは、EM追跡システム24によって追跡可能なEM追跡装置を、EP追跡システム22によって追跡可能なEP追跡装置と同一位置に配置することを含み得る。同一位置配置(例えばEM追跡装置とEP追跡装置とを同じ位置に配置すること)によって、2つのナビゲーション空間の位置合わせ(すなわち変換)を可能にするようにEP追跡システム22とEM追跡システム24の両方によって空間内の一点を追跡することを可能にし得る。
[0045]器具26は、患者36内に配置されるインプラント型蝸牛部材または蝸牛インプラント電極アセンブリ226を含み得る。様々な実施形態において、図2Bおよび図3に示すように、蝸牛インプラント226は長軸に沿って延びる細長い本体230を含み得る。細長い本体230は、被術者の蝸牛37内に配置されるように構成された、24個の個別電極部または接点(個別に電極とも呼ぶ)232iないし232xxivなどの複数のインプラント電極または接点を含み得る。蝸牛インプラント226は、任意の適切な数の電極232を含み得ることと、24個の電極は例示に過ぎないことを理解されたい。また、蝸牛インプラント226を、本明細書に記載のように刺激器または発生源から刺激信号を伝達または与えるために蝸牛と接触し得る電極接点のアレイまたはアセンブリと呼ぶこともある。
[0046]電極232のうちの1つまたは複数の電極は、本体230の長軸から延びる厚みを有する中実のパッドまたは部材(例えば生体適合性導電パッド(例えばステンレススチール、金など)として形成されてもよい。電極は、これに加えて、またはこれに代えて、導電性材料(例えば銅、金、炭素など)のコイルとして形成されてもよい。コイルは、コア(空芯など)の周囲に形成することができ、コアは、本体320の長軸に対して全体として角度をなし、および/または、直角な軸に沿って延び得る。様々な実施形態において、電極のうちの全部を含み得る少なくとも選択された数の電極が、中実パッドとして形成されてよく、一方、他の電極がコイルまたはワイヤとして形成されてもよい。導電性材料のコイルとして形成される場合、コイルは図3に示すように、パッドと類似した幾何形状を有するように形成されてもよく、したがってインプラント型部材226の一辺または弧の上に形成されてもよい。したがって、電極232としてコイルが設けられる場合、最も外側のコイル部が被術者と接触し得る。
[0047]電極232のそれぞれが、1つまたは複数のコネクタ、通信線または送信線、またはケーブル233によって、選択された部分に接続され得る。電極232のそれぞれが、図2Aに示すように内部受信器兼刺激器(R&S)234、および/または、本明細書に記載のように外部R&S234aに直接接続(例えば、配線)され得るように、別個の線または接続部233を有し得る。したがって、インプラント226は、R&S234、234aから被術者36の選択された部分に刺激を与え、および/または、本明細書に記載のように他の選択された信号を送信または受信することができる。
[0048]R&S234、234aは、当技術分野で一般に理解されているように、蝸牛37内で刺激を与えるために、選択された時点において蝸牛インプラント226に接続可能である。したがって、蝸牛インプラントは想像線226’で示すように、R&S234に接続され得る。R&S234、234aは、両方とも米国コロラド州センテニアルに事業所を有するコクレア社から販売されているCochlear(TM)Nucleus(R)Profile with slim Modiolar Electrode(CI532)インプラント型電極システムおよび/またはCochlear(TM)Nucleus(R)Kanso(R)サウンドプロセッサに含まれる受信器兼刺激装置の部分および機能などの、任意の適切なR&Sを含み得る。受信器は、外部刺激を受信し、1つまたは複数の電気コネクタ233を介して電極232のうちの選択された1つまたは複数の電極に電気刺激を与えることができる。コネクタ233は導電性とすることができ、導電ワイヤまたはその他の導電性材料を含み得る。
[0049]R&S234は、図2Aに示すような内部R&S234、および/または、外部R&S234aを含み得る。外部R&S234aは、内部R&S234と実質的に同じであってよく、または選択された追加または代替の構成要素を含んでもよい。様々な実施形態において、外部R&S234aは、内部R&S234などの内部受信器との経皮通信を可能にする部分を含み得る。この内部部分は、次に、コネクタ233を介してインプラント型電極226などに上述のようにして信号を通信線226’で送信することができる。したがって、R&S234は内部234と外部R&S部234aとを含み得る。外部234aは、電源、プロセッサ部、および可聴または信号受信部、および、内部R&S234に送信を行うための送信器のうちのほとんどまたは全部を含み得ることを理解されたい。外部構成要素は、記載のものと、さらに、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第4,352,960号で開示されているものなどの部分を含み得る。また、外部構成要素は、インプラント部226のナビゲーションと配置を支援するためなど、CAC22、24への信号の送信などの様々な追加の送信機能を含み得る。
[0050]電極232に刺激を与えることによって、適切な方式で外部音を被術者36に刺激として与えることができる。埋め込み中、蝸牛インプラント226は、図2Bおよび図4に示すような小さい開口36oを通して被術者36の蝸牛37内に配置され得る。蝸牛インプラント226は、蝸牛37の環状または内部渦巻きを含む内部空間の形状を実現するように蝸牛37内に配置されるように、適切な方式で可撓性とすることができる。したがって、蝸牛インプラント226は、蝸牛37内への埋め込みを可能にするために選択された可撓性を備え得る。
[0051]開口36oは、蝸牛インプラント226の直径よりもごくわずかに大きい、小径の外科的開口を含み得る。例えば、蝸牛インプラント226は、約0.8ミリメートル(mm)から約0.1mmを含み、さらに約0.5mmから約0.2mmを含む、約0.1mmから約2mmの最大外径を有し得る。また、電極232を含む蝸牛インプラント226部は、最大寸法から、約0.4mmから約0.8mmに先細になっていてもよい。したがって、開口36oは、蝸牛インプラント226の直径より約0.1ミリメートルから約0.8ミリメートル大きい内径を有し得る。様々な実施形態において、開口36oは、蝸牛インプラント226の直径の外法より、約150%を含む約1%から約300%大きい内径を有し得る。したがって、開口36oの大きさは、蝸牛37内に配置されるときに蝸牛インプラント226の直接目視を可能にしないことがある。
[0052]上述のように、ナビゲーションシステム20は、蝸牛インプラント226の選択された部分の追跡を可能にし得る。例えば、EM追跡装置250を蝸牛インプラント226の遠位端254に配置することができる。EM追跡装置250は、導電性材料またはワイヤの1つまたは複数のコイルを含むものなど、任意の適切なEM追跡装置とすることができる。例えば、EM追跡装置250は、すべてが異なる軸上にあるが共通の起点を有するワイヤの3つのコイルを含み得る。EM追跡装置は、6自由度位置(場所と向きとを含む)の判断を可能にするように設計され、構成され得る。EM追跡装置の例は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第8,644,907号で開示されているものを含む。
[0053]EM追跡装置250は、EM追跡システム24によって追跡され得る。上述のように、EM追跡システム24は、追跡装置250のうちの1つまたは複数を含み得るEM追跡装置70bの判断を可能にするEM場を送信または受信するためのローカライザ76を含み得る。追跡装置250は、蝸牛インプラント226の追跡を可能にする一方、内部構造内に配置され、および/または、蝸牛インプラント226の一般に理解されている外部幾何形状を変更しないような大きさとされ、構成され得る。
[0054]また、蝸牛インプラント226の長さに沿って複数の装置250を配置可能であることを理解されたい。例えば、複数の装置250は、蝸牛インプラント226の長さに沿って約0.2ミリメートル(mm)間隔を含む、約0.1mmから約1センチメートルの間隔を置いて配置され得る。追跡装置は、本体230の長手方向軸に沿って間隔を置いて配置されるなど、本体230に沿って間隔を置いて配置され得る。例えば、複数のこれらの装置250のそれぞれが、本体230の長さに沿って電極232のそれぞれに実質的に隣接して配置されてもよい。したがって、蝸牛インプラント226の本体230の長さの画定された、またはほぼ正確な位置が判断され得る。また、患者36への画像データの位置合わせに基づいて、蝸牛インプラント226の追跡または判断された位置が、選択された1つまたは複数の表示装置38、40上に画像84を基準にして示され得る。
[0055]したがって、様々な実施形態において、蝸牛インプラント226の長さに沿った1つまたは複数の点の追跡を可能にするように、EM追跡装置250または複数の装置250を、蝸牛インプラント226の本体230内に形成することができる。装置250のうちの1つまたは複数の装置の追跡により、蝸牛インプラント226の位置の判断が可能になる。次に、蝸牛インプラント226の判断された位置を、選択された表示装置38、40上に示されている画像84を基準にして示すことができる。EM追跡システム24によるEM追跡装置250の追跡は当技術分野で一般に理解されている。上述のように、追跡装置250は、ローカライザ76が追跡装置250の裏で動作している間に電磁(EM)場を発生または検知することができる。ローカライザ76および/または追跡装置250からの信号が、直接またはCAC72を介してプロセッサシステム44に送信される。信号の送信は、無線または、ローカライザ76からの送信線76’および/またはEM追跡装置250からの適切な送信システム(無線または有線)などによる有線送信とすることができる。様々な実施形態において、EM追跡装置250から信号を送信するために、蝸牛インプラント226のコネクタ236をCAC72などのEM追跡システム24に接続することができる。
[0056]追跡装置250からの信号は、(追跡装置250、したがって器具26の空間における3次元場所と1つまたは複数の向きとを含む)位置の判断に使用される。上述のように、蝸牛インプラント226の追跡によって画像84を基準にした蝸牛インプラント226の位置の図示を可能とすることができるように、被術者への画像データの位置合わせを行うことができる。
[0057]図2B、図3および図4を続けて参照すると、蝸牛インプラント226の本体230の位置が、第2のEM追跡装置250’と第3のEM追跡装置250’’とを含む複数のEM追跡装置250によって判断され得る。複数の追跡装置は、上述のように、本体230の長さに沿った複数の点の特定の位置を示すかまたは判断するために使用可能である。したがって、間隔を置いて配置された複数の追跡装置に基づいてコイル形状などの特定の形状を判断することができる。これは、最終的な場所を判断するためと、インプラント226の選択された場所に達したときとを判断するために使用されることになる。
[0058]さらに図5を参照すると、EM追跡装置70bをインプラント部材226においてEM追跡装置250のうちの1つまたは複数の装置として設けることに加えて、またはそれに代えて、EM追跡装置70bは一時的部材または取り外し可能部材として設けられてもよい。様々な実施形態において、蝸牛インプラント226は、シリコーンまたはその他の選択された可撓性材料のスリーブ270などの、スリーブまたは可撓性部材内に配置されてもよい。スリーブ270は、インプラント226の端部を覆う末端部272を有し得る。スリーブ270は、第1の間隙274aおよび第2の間隙274bなどの開口または間隙274をさらに含み得る。間隙は、中実部276によって分離されていることがある。間隙274は、電極232が蝸牛37内など、患者36の一部に届くことができるようにする。スリーブは、当事項について一般に知られているように蝸牛内へのインプラント226の配置の前にインプラント226の上に配置され得る。このような場合、スリーブ270は、インプラントの一部を形成し得る。
[0059]追跡可能スタイレットまたはガイドワイヤ280をスリーブ270内に配置することができ、末端部272までを含む、一定距離だけスリーブ270内に延びることができる。ガイドワイヤ280は、追跡装置282’および/またはより多くの追跡装置282’’などの1つまたは複数のEM追跡装置70bを含み得る。追跡装置282は、ガイドワイヤ280の長さに沿って配置された複数の追跡装置を含み得る。例えば、追跡装置282は、ガイドワイヤ280の長手方向軸に沿って間隔を置いて配置され得る。したがって、ガイドワイヤ280は、インプラント型部材226の埋め込みおよび配置中、スリーブ270内に配置され得る。
[0060]インプラント226の最終的な場所に達した後は、ガイドワイヤ280が取り外されてもよい。ガイドワイヤ280が取り外されると、スリーブ270は蝸牛インプラント226とともに所定位置に残ることができる。様々な実施形態において、インプラント型部材226が蝸牛37内の形状または位置に達することができるように、最終埋め込み場所に達する前の任意の時点でガイドワイヤ280を取り外すことができる。ガイドワイヤ280が取り外し可能であるため、追跡装置282はインプラント型部材226内に永久的に含まれなくてもよい。また、ガイドワイヤ280を取り外すと、蝸牛インプラント226を現在の形態から変化させないが、蝸牛インプラント226の少なくとも一部の追跡が可能になる。しかし、インプラントを蝸牛内に配置したままガイドワイヤ280をインプラントに付けた状態にすると、埋め込み処置のうちの少なくとも一部の間、インプラント型部材226の一部の追跡を可能にすることができる。
[0061]ガイドワイヤ280は、1つまたは複数の追跡装置282を含み得る。追跡装置282は、ガイドワイヤ280の長軸などの軸の周囲および軸に沿って導電性材料(例えばワイヤ)の複数のコイルを有するなど、ガイドワイヤ280の外面の周囲に形成された追跡装置282を含み得る。コイルは、ガイドワイヤ280の外面の周囲に巻かれたワイヤなどの導電性材料からなり得る。また、ワイヤは、ガイドワイヤ280の長手方向軸を基準とした追跡軸の区別を設けるために、選択された角度で巻かれてもよい。選択された巻き構造および追跡可能部は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第8,644,907号で開示されているものを含む。追跡部材282は、上記に加えて、または上記に代えて、ガイドワイヤ280内に配置される大きさと形状(例えば、直径約0.1mmから約0.5mmおよび長さ約0.5mmから約5.0mm)を有するコアの周囲に巻かれたワイヤの個別コイルであってもよい。個別コイルは、ガイドワイヤ280の先端付近および/または長さに沿った位置など、ガイドワイヤ280内の選択された位置に選択的に配置され得る。追跡部材282は、構成にかかわりなく、追跡可能部材226の形状を含む追跡可能部材226の複数の点の位置の判断を提供するように、追跡可能部材226を追跡するために使用可能である。ただし、ガイドワイヤ280は患者36に対する処置が終了する前にスリーブ270から取り外されてもよい。ガイドワイヤを取り外すことによって、インプラント部材226は追跡装置280を永久的に含むことなく被術者内に配置されるように構成される。
[0062]インプラント型本体226は、上記に代えて、または上述のようなEM追跡装置70bに加えて、外部スリーブ270を含み得る。上述し、図5に示すスリーブ270は、インプラント型装置226とともに永久的に埋め込まれてもよい。しかし、取り外し可能、または追跡スリーブ290が、インプラント型装置226の上および/またはスリーブ270の上に一時的に配置されてもよい。追跡スリーブ290は、図3に示すように、第1のEM追跡装置294’および第2の追跡装置294’’などの1つまたは複数のEM追跡装置70bを含み得る。EM追跡装置294’、294’’は、取り外し可能スリーブ290とともに形成(例えば成型)され得る。取り外し可能スリーブ290は、弾性材料、および/または、本体230との実質的に高い摩擦係数を備えた材料で形成され得る。したがって、スリーブ290は、インプラント型装置226を患者36内に配置し、移動するときに、インプラント型装置226を基準にした選択された位置に保持され得る。しかし、取り外し可能スリーブ290は、インプラント型装置226が蝸牛内に選択的に配置された後で開放端またはフランジブル端などにより、取り外し可能である。
[0063]インプラント型部226が開口36oに移動され、開口36oを蝸牛37に向かって通されるとき、追跡装置294’、294’’を使用してスリーブ290の位置を追跡することができる。スリーブ290がインプラント型部226とともに移動するとき、インプラント型部226の位置も判断することができる。スリーブ290はインプラント型本体230を基準にして実質的に固定されたままとなる材料からなり、スリーブ290内の追跡装置294’、294’’がインプラント型装置226の位置を追跡するために使用される。スリーブ290は、生体適合性シリコーンなどの選択された材料で形成され得る。スリーブ290の材料は、埋め込み処置中にインプラント型装置226を基準にして保持されるインプラント型装置226に撓み係合することができる。したがって、スリーブ290は、埋め込み中、実質的に固定されたままとなり、追跡システム24の許容誤差を超えてインプラント型部材226を基準にして移動しない。
[0064]追跡装置294’、294’’は、取り外し可能スリーブ290の長さに沿って離散間隔で形成され得る。追跡装置294’、294’’のそれぞれが、EM追跡装置70bとして機能するための導電性材料の複数のコイルを有する。例えば、コイルは、スリーブ290の表面上に互いを基準にして形成され得る。様々な実施形態において、追跡装置294’、および294’’の導電性材料は、スリーブ290の長手方向軸に沿ったスリーブ290の外面の周囲の巻き線として形成され得る。追跡装置294’、294’’は、小型コイルとしてスリーブ上に形成され、または設けられ、および/またはプリントされてもよく、および/または、上述のようにスリーブ上のワイヤ巻き線としても形成され得る。したがって、追跡装置294’、294’’は、ガイドワイヤ280の追跡装置の形成とほぼ類似するように形成され得る。ただし、追跡装置294’、294’’は、スリーブ290の表面または壁面に配置または形成された個別の別個の部分で形成されてもよいことを理解されたい。
[0065]蝸牛37内へのインプラント型部材226の配置後、スリーブ290をインプラント型装置226から取り外すことができる。ユーザまたは外科医34によって把持されるように、図2Bおよび図3に示すようにスリーブ290にタブまたは紐298が結合され、開口36oを通って外に延びてもよい。インプラント型装置226を患者36内に配置後、紐298を把持し、引っ張ってスリーブ290をインプラント型装置226から取り外すことができる。スリーブ290は、スリーブ290の末端部290’にミシン目302などの多孔部など、フランジブル部分または破壊可能部分を含み得る。インプラント型装置226の遠位端254に係合しているミシン目において紐298とスリーブ290とを引っ張ることによってミシン目302を開き、または破ることができる。インプラント型部材226に係合しているときに、蝸牛37内にインプラント型装置226を配置した後でスリーブ290をインプラント型装置226の上で引き出せるように、ミシン目が開くことができる。
[0066]インプラント型装置226を配置後、スリーブ290が被術者36内に維持される必要がないことを確認するために、インプラント型装置226からスリーブ290を取り外すための他の機構を設けてもよいことを理解されたい。例えば、末端が開放されてよく、スリーブ290は、埋め込み中にスリーブ290を蝸牛インプラント226を基準にして固定された状態に維持するための機構、例えば高摩擦係数材料を含んでもよい。ただし、スリーブ290は、インプラント型装置226の耐用年数期間中、インプラント型装置226上に維持されてもよいことを理解されたい。スリーブ290は、スリーブ270と同様の生体適合性材料で形成され得る。また、取り外し可能スリーブ290を別個の第2のスリーブとして設けるのではなく、スリーブ270が追跡装置294’、294’’を含んでいてもよいことを理解されたい。
[0067]様々な実施形態によると、EM追跡システム24への信号の無線または有線送信を、様々なEM追跡装置70bから行うことができる。EM追跡システム24は、それぞれの追跡装置の場所の判断を可能にするためと、インプラント型装置226を含む器具26の追跡位置をさらに判断するために、追跡信号を受信することができる。インプラント型装置226の様々な部分が、埋め込み中の追跡から、埋め込み後に蝸牛を刺激するためのインプラント型装置226の使用に目的変更されるかまたは役割変更されてもよい。例えば、上述のように、インプラント型装置226は、インプラント型装置226上の複数の電極232に相互接続可能な1つまたは複数のワイヤ236を含む。蝸牛インプラントについて一般に知られているように、患者36とともに配置可能な選択された受信器兼刺激器234に蝸牛インプラント226からワイヤ236を接続する前に、それぞれの追跡装置からの追跡信号がワイヤ236で送信され得る。したがって、ワイヤ236は、追跡装置からEM追跡システム24に信号を送信するためと、後でインプラント部材226の動作のためにEM追跡システム24から取り外して受信器兼刺激器234に接続するための両方に使用可能である。上述のように、内部R&S部234および/または外部R&S部234aのうちの一方または両方が、コイル250および/または電極232などの選択された部分から追跡のための信号を送信することができる。コイル250および/または電極232は、内部R&S部234および/または外部R&S部234aおよびそれに加えてまたはそれに代えてコネクタ233を介して、信号によって通信することができることを理解されたい。
[0068]上述のように、EM追跡装置70bに加えて、および/または、それに代えて、インプラント型装置226とともにEP追跡装置70aを設けてもよい。上述のように、1つまたは複数の軸電極60aないし60cが被術者36に電流を注入することができる。注入される電流は、インプラント型装置226上の1つまたは複数の電極において電圧またはインピーダンスを発生することができる。例えば、上述のように、インプラント型装置226は1つまたは複数の電極232を含み、電極232はR&S234に接続された後は蝸牛37を刺激することになるインプラント電極であってもよい。電極232は、導電性部材またはワイヤ233を介して信号を送信または送ることができる。上述のように、ワイヤ233は、EM追跡装置24への接続と同様にしてEP追跡システム22に接続することができる。したがって、ワイヤ233は、当初は電極232を追跡するための伝送ワイヤとしての役割を負わされるかまたは使用目的とされ、その後、患者36に付随する受信器および/または刺激器から信号を送信および/または受信するために刺激器兼受信器に接続され得る。同様に、電極232は、当初はEP追跡装置70aとしての役割を負わされるかまたは使用目的とされ得る。埋め込み後、電極およびワイヤ233は、蝸牛インプラントシステムのためのシミュレーション電極として役割変更または目的変更され得る。
[0069]EP追跡システム22において、軸電極60aないし60cまたは任意の適切な数の軸電極60が、被術者36に電流を注入することができる。電圧またはインピーダンスは、1つまたは複数の電極232において検知される注入電流によるものとすることができる。図2A、図2Bおよびさらに図5を参照すると、インプラント部材226は、蝸牛37内に配置され得る。蝸牛37は、軸電極60から、注入電流に基づいて電極232のうちの1つまたは複数の電極によって電圧が検知されることを可能にする導電性または部分的に導電性の流体を含み得る。軸電極60a、60bおよび60cが図示されているが、4つ以上の軸電極を設けてもよいことを理解されたい。
[0070]軸電極はそれぞれ、交流電流を含み得る電流を注入することができる。交流電流は、インプラント装置226上の電極232のそれぞれにおいて電圧または電位を生じさせる。軸電極60aないし60cのそれぞれが、選択された周波数で電流を注入可能であり、それぞれの周波数は異なり得る。また、軸電極60aないし60cのそれぞれからの注入電流間に時間差または時差があり得る。言い換えると、軸電極60aないし60cにより注入される電流は、時分割または周波数分割多重化または区別され得る。したがって、電極232のそれぞれにおいて測定される電位は、個別の軸電極60aないし60cのすべてを基準にして三角測定可能である。電極232のそれぞれの互いに対する相対位置を、軸電極60aないし60cのそれぞれの離隔された位置に基づいて判断することができる。これにより、ユーザ34は、埋め込み中にプロセッサシステム44を操作してインプラント装置226の相対位置を判断することができる。ユーザ34は、画像84を見ることができ、インプラント装置226の判断された位置を画像84上に表示することができる。
[0071]画像84は、上述のように、インプラント装置226に位置合わせすることができる。上述した技術などの適切な位置合わせ技術を使用して、EP追跡システム24を画像84に位置合わせすることができる。例えば、EP追跡装置70aを被術者36内の既知の目印に配置して、画像84上でその目印を特定することによって画像データへの位置合わせを判断することができる。これに代えて、またはこれに加えて、EM追跡装置70bのうちの1つまたは複数のEM追跡装置をEP追跡装置70aを基準として同じ位置または既知の位置に配置して、EP追跡装置70aとEP追跡装置70bとの位置合わせ、したがって画像84との位置合わせを可能にしてもよい。EP追跡システム22を含めて、EM追跡システム24との相互位置合わせを、画像84との位置合わせの支援のために使用することができる。例えば、上述のように、EM追跡装置70bのうちの1つまたは複数のEM追跡装置を、軸電極60aないし60cのうちの1つまたは複数の軸電極とともに配置することができる。したがって、EP追跡システム22の軸電極60aないし60cの場所をEM追跡システム24により判断することができ、したがって、EP追跡システム22により追跡されるEP追跡装置70aの場所は、その判断された位置をEM追跡システム24に変換させることができる。
[0072]このように位置合わせすることにより、画像84を、EP追跡システムが含み得ない実質的なユークリッド幾何形状を含み得るEM追跡システム24と位置合わせすることができる。当業者にはわかるように、軸電極60aないし60cから注入される電流を含むEP追跡システムは、位置合わせの純粋なユークリッド幾何形状をもたらさないことがある。しかし、ユーザ34が埋め込み処置中に互いを基準とした電極232の相対位置を単純に特定および/または把握することを選択する場合は、厳密な位置合わせを必要としない場合があることを理解されたい。
[0073]さらに、EM追跡装置70bのちの1つまたは複数のEM追跡装置を軸電極60aないし60cのうちの1つまたは複数の軸電極に関連付けることができる。様々な実施形態において、上述のように、電極232として単一の中実な部材(例えば金属板)を使用するのではなく、ワイヤまたはその他の電電性材料のコイルを使用して電極232を形成してもよい。コイル状ワイヤは、選択された場合、インプラント電極232の表面から電極232の中心軸に向かって延びる厚みを有し得る。最も外側の部分が電極インプラント232の電極パッドとして機能し得る。
[0074]電極としてのコイル状ワイヤは、EM追跡システム24を使用した追跡装置70bとして動作することができる。したがって、軸電極60aないし60cの位置をEM追跡システム24により追跡することができる。電極232の位置は、軸電極60aないし60cを基準として判断可能である。したがって、これにより、EM追跡システム24による位置を基準として電極232の位置を判断することが可能になる。したがって、EM追跡システム24が画像と位置合わせされる場合、電極232の位置も画像84上にアイコンとして図示され得る。
[0075]インプラント型装置226上の電極232のそれぞれの互いを基準とした位置を把握することにより、ユーザ34はインプラント型装置226の変化する位置を把握することができる。したがって、ユーザ34はインプラント型装置226が蝸牛37の所定形状などの選択された形状になっているか否かを把握し、判断することができる。また、ユーザ34は、処置前に、インプラント装置226の最終的な所望の向きおよび位置を予め決定するために、被術者36の画像84を把握し、評価することができる。したがって、インプラント装置226の電極232の相対位置を判断することによって、ユーザ34は、インプラント装置26の場所および/または向きを含む事前選択された形状になったか否かを判断することができる。
[0076]インプラント型部226上の電極232のそれぞれを使用して、軸電極60aないし60cからの注入電流に基づくその電極における電圧を受け取ることができる。この情報は、インプラント装置226の場所と向きを解像または判断するために使用することができる。インプラント型装置226が蝸牛37の形状になるのを確認する支援となるように、上述のようにインプラント型装置226の特定の選択形状を選択することができる。被術者36を基準にしたインプラント型装置226の場所の判断の有無にかかわらず、インプラント型装置226の形状を判断するのを支援するために、電極232のそれぞれの間の相対キャパシタンスが判断され得る。本明細書に記載のように、電極232のうちの任意の第1の電極と任意の第2の電極とが電極の任意の対または選択された対を形成することができる。電極232のうちのそれぞれの任意の対の間のキャパシタンスが測定可能である。電極232の任意のそれぞれの対の間のキャパシタンスの比較を、経時的に任意の時点で比較して、電極のその任意の対の間の相対距離を判断することができる。インプラント電極232のうちの任意の2つの電極間の相対キャパシタンスは、その2つの電極(例えば232iと232ii)の間の(電圧計などによる)直読値によっても判断可能であることを理解されたい。したがって、キャパシタンスの比較の判断のために軸電極60aないし60cからの電流の注入は必要ない。
[0077]患者36の外面に配置された軸電極60aないし60cのそれぞれを、インプラント型装置226上の電極232のそれぞれを基準にした電位を発生するために使用することができる。例えば、軸電極60aないし60cは、インプラント型装置226上の電極232を基準にした相対的な正電荷を発生するために使用されてもよい。電極232のうちの任意の2つの電極の間のキャパシタンスの判断は、その2つの電極間232のインプラント型装置226の形状を解像し、判断するために使用することができる。2つのそれぞれの電極間の距離が小さくなるにつれて、その2つの電極間のキャパシタンスが増大する。例えば、図6を参照すると、インプラント型装置226がほぼまっすぐであって最初に患者36に挿入されるとき、電極232xxiiと電極232xxiとの間の初期距離とすることができる。インプラント型装置226が蝸牛37内で輪状になると、この2つの電極232xxiiと232xxiとの距離は変化し得る。蝸牛37内で輪状になり始めて、2つの電極232xxiiと232xxiとが互いに接近すると、2つの電極間のキャパシタンスが増大し得る。したがって、任意の2つの選択された電極間、特に電極232xxiiと232xxiとの間のキャパシタンスの測定値を経時的に測定し、比較して電極が互いに近づいていると判断することができる。
[0078]電極のうちの任意の2つの電極間のキャパシタンス、したがって電極232xxと、電極232iiまでの電極のうちの任意の他の電極とを基準にした電極232xxii間のキャパシタンスも判断することができる。この場合も、電極232xxiiと電極のうちの他のすべての電極との間のキャパシタンスの変化を経時的に測定し、判断することができ、インプラント型装置226の形状の判断を支援することができる。メモリ44bを含むプロセッサシステム44は、経時的に変化するキャパシタンスの記録を保持し、インプラント型装置226の形状をやはり経時的に判断することができる。判断された形状は、次に、表示装置38、44上で単独で、または画像84を基準として図示することができる。
[0079]インプラント型装置226の電極232のうちの2つの電極間のキャパシタンスの判断に加えて、アクセス電極60aないし60cからの電流の注入に関して上述したように、直接判断または検知も可能である。上述のように、コネクタ233が、電極232のそれぞれの電極などのインプラント型装置226の各部を、選択されたシステムに接続する。コネクタ233は、選択された追跡システム22、24および/またはワークステーション44に接続可能である。他の適切な測定システムも、様々な追跡システム22、24および/またはワークステーション44に含まれてよく、または付随してもよいことを理解されたい。例えば、マルチメータを使用し、マルチメータを電極232のうちの2つ以上の電極に直接接続してもよい。選択されたメータを電極のうちの2つ以上の電極に接続することによって、2つの異なる電極間のキャパシタンス差の直接計算値を求めることができる。測定は、上述のように、インプラント型装置226の電極232のうちの任意の対またはすべての対の間で行うことができる。したがって、電極232のうちの2つの電極の間のキャパシタンス差は、軸電極60aないし60bによって誘導される必要はなく、直接判断可能であることを理解されたい。また、選択されたマルチメータまたはその他の適切なメータなどの選択されたシステムによっても測定可能な電極232間の電圧またはキャパシタンス差を誘導することができる場を発生させるために、EMローカライザ76も使用可能である。
[0080]インプラント型装置226上の電極232のそれぞれが、インプラント型装置226上の電極のうちの任意の他の電極を基準にして測定され得ることを理解されたい。したがって、可能な電極の対の数は、インプラント型装置226上の電極の数の関数でもある。したがって、電極の数が多いほど多くの可能な対の測定を行うことができる。電極対の数が多いほど、インプラント型装置226の形状の判断の分解能が大きくなる。
[0081]上述のように、インプラント型装置226の電極232などの様々な電極間のキャパシタンスを判断することができる。上述のように、選択された数、または任意の適切な数の電極232を含むインプラント型装置226を使用して、患者36または任意の適切な体積内のインプラント型装置226の形状を判断することができる。測定は、以下で説明し、図7のフローチャート360に示すような形状判断アルゴリズムおよび/または方法に基づき得る。インプラント型装置226の形状を判断するために、上述のように電極の選択された対間のキャパシタンスを判断し、インプラント型装置226の相対的形状を計算するために使用することができる。インプラント型装置226の相対的形状は、インプラント型装置226に付随する追跡装置250のうちの1つまたは複数の追跡装置の場所など、任意の選択された固定点または既知の点(例えば追跡位置)を基準にして判断可能であることを理解されたい。したがって、インプラント型装置226の形状は、図7に示す方法360に従って判断可能であり、追跡装置250のうちの1つまたは複数の追跡装置などの選択された起点を基準にして判断可能である。
[0082]様々な実施形態において、方法360はブロック364で開始し、ブロック368で、選択された電極232間の対間キャパシタンスの判断に進む。選択された電極232間の対間キャパシタンスの判断では、電極232のうちの任意の2つの電極間でキャパシタンスを判断することができることを理解されたい。例えば、電極232iと232iiとの間のキャパシタンスが判断されてもよく、電極232iと232iii、または232iと234ivの間のキャパシタンスが判断されてもよい。したがって、選択された電極間の対間キャパシタンスは、インプラント型装置226の電極のすべての可能な対間のキャパシタンスの判断を含み得ることが、当業者にはわかるであろう。したがって、選択された対間の判断の数は、インプラント型装置226に含まれる電極の数に基づき得る。
[0083]さらに、ブロック368における対間キャパシタンス判断の数が多いほど、インプラント型装置226の形状のより精細な判断が可能であることを理解されたい。例えば、インプラント型装置226の判断される形状の選択誤差または粗さを選択する場合、電極のそれぞれの間の対間の計算は、1つおきの電極間のみ、または電極のうちの2分の1、電極のうちの3分の1などの適切な数の電極間のキャパシタンスであってもよい。より精細な形状判断を選択する場合は、対間キャパシタンスは、それぞれの電極232と他のすべての電極232との間で測定および判断してもよい。ただし、対間キャパシタンス判断は、インプラント型装置226の長さに沿った形状の判断のために、インプラント型装置226の長さに沿った電極について行うことができる。
[0084]判断を行う基になり得るブロック368で選択された電極間の対間キャパシタンス測定が完了した後、ブロック372において、計算対間離隔が行われる。計算対間離隔は、ブロック368で対間キャパシタンスが測定または判断された電極の対のうちの任意の対の間で行うことができる。例えば、ブロック368で、他の電極のそれぞれを基準にしたすべての電極間の対間キャパシタンスを行うことができる。対間離隔の計算は、ブロック372において、ブロック368での選択された電極の判断されたキャパシタンスに基づいて行うことができる。対間離隔の判断は、直接計算、共形変換、補助関数、および数値近似などの知られている計算技法またはアルゴリズム技法に基づくことができる。一般に、対間離隔は、2つの電極(i)と(j)との間の距離または半径(r)とすることができる。したがって、2つの電極間の半径(r)の判断は、rijとして示されるかまたは判断される。本明細書で説明し、図7A1および図7A2に図示するように、半径rはそれぞれの電極を基準とした円を画定し得る。
[0085]インプラント装置226の形状の判断は、測定対間キャパシタンスに照らして計算された対間離隔に基づいて判断することができる。インプラント型装置226の形状の判断は、ブロック376で電極相対位置を初期設定すること(電極の初期位置または初期推定位置の判断とも呼ぶ)によって行うことができる。相対電極位置の初期設定は、電極232iなどの起点電極を選択することによって行うことができる。任意の適切な電極を起点電極として選択することができ、電極232iは例示に過ぎないことを理解されたい。しかし、初期設定は、電極232のうちの1つによって行う必要はない。むしろ、インプラント電極装置226は直線であると想定してもよく、本明細書に記載のような形状判断アルゴリズムおよび方法はそのような初期設定から進めてもよい。
[0086]また、図7のフローチャートに示すような方法360で判断されたインプラント型装置226の形状を使用して、インプラント型装置226の選択された精細な形状を計算または判断することができる。しかし、インプラント型装置226の相対位置または絶対位置は、追跡装置250などの別のまたは別個の追跡装置を使用して判断することも可能である。したがって、起点電極は、インプラント型装置226に付随するかまたは接続された追跡装置のうちの近接する1つまたは複数の電極とすることができる。
[0087]図7を続けて参照し、さらに図7Aを参照しながら、ブロック376での相対電極位置の初期設定についてさらに詳細に説明する。図7Aは、ブロック376のプロセスをより詳細に示している。したがって、360におけるブロック376を含む方法は、図7Aに示すようにブロック376におけるサブステップまたはサブアルゴリズムを含む。上述のように、ブロック380において起点位置Piにおける単一の電極の選択または配置が行われる。図7Aを続けて参照し、図7A1および図7A2をさらに参照すると、電極の位置が点によって図示され、PiまたはPi+1およびPi+Nによって列挙されている。任意の適切な数の電極232を決定可能であることと、3つの電極に関する以下の説明は例示に過ぎないことを理解されたい。また、電極はPiとして決定された初期位置または初期設定位置を有してよく、その後、本明細書でさらに説明するように相対位置を判断することができることを理解されたい。
[0088]図7A1を参照すると、電極が直線状になっている様子が図示されている。しかし、図7A2に示すように、電極は任意の3次元相対位置に配置可能であることを理解されたい。また、電極の位置は被術者の生体構造などの様々な制約によって制約される可能性があることを理解されたい。したがって、返される、または判断される電極の相対位置は、被術者36の生体構造を基準にして決まる制約に基づくかまたは制限されることがある。例えば、図7A2に示すように、起点Piから右への分岐を示す向きなど、2つの向きのうちの一方のみが可能であるものとして判断され、ユーザ34に示され得る。したがって、例えば図7A2に示すように、右側にあると判断される電極(すなわちPi+N(r))は、実際の、または適切な電極位置であるものと判断され、一方、左側にある電極(すなわちPi+N(l))は、適切なまたは正しい可能な電極位置ではないと判断され得る。したがって、本明細書でさらに説明するように、電極の選択された可能な位置のうちの1つの位置のみが判断され、またはユーザに返されるかまたは示され得る。
[0089](上記で半径rによって定義されている
)電極間の距離は、異なる電極間の測定キャパシタンスに基づき得る。測定キャパシタンスは、様々な電極とインプラントシステムとの間のインプラント型装置226の印加電圧に基づき得る。上述のように、インプラント型装置226はコントローラへの通信線233を含み、通信線233はプロセッサシステム44に付属し得る。したがって、電極のそれぞれの間のキャパシタンスは、コントローラによって測定され、判断され得る。
)電極間の距離は、異なる電極間の測定キャパシタンスに基づき得る。測定キャパシタンスは、様々な電極とインプラントシステムとの間のインプラント型装置226の印加電圧に基づき得る。上述のように、インプラント型装置226はコントローラへの通信線233を含み、通信線233はプロセッサシステム44に付属し得る。したがって、電極のそれぞれの間のキャパシタンスは、コントローラによって測定され、判断され得る。
[0090]図7A1および図7A12に示すように、判断される距離または半径は他の電極のそれぞれを基準としている。例えば、電極Piは、第2の電極Pi+1を基準にした半径ri(1)を含む。電極Piは、終端電極Pi+Nを基準にした半径ri(2)も含む。同様に、電極Pi+1およびPi+Nは他の電極のそれぞれを基準にした半径を含む。3つのみの電極は、例示および説明を簡単にするために過ぎないことを理解されたい。本明細書でさらに説明するように、半径は電極の相対位置を判断するために使用することができる。
[0091]ブロック380で起点における単一の電極の選択が行われた後は、第1の最近接隣接電極も「配置」することができる。第1の最近接隣接電極の配置では、選択された電極と隣接電極、ここでは第1の最近接隣接電極との間の測定キャパシタンスに基づく間隔の判断であるものと理解される。第1の最近接隣接電極の配置(ここで、2つの電極は
および
である)は、表1の以下の式が満たされるようになされる。
測定誤差、機器誤差、またはフィットを行うための任意量により、数量には誤差が存在する可能性があり、誤差を「ε」で表す。また、以下で述べるように、すべての電極測定位置の計算のために、追加の式が同様にして与えられるかまたは導出され得ることも理解されたい。
[0092]インプラント型装置226は患者内に配置されているか、または少なくとも患者内への配置が開始され、電極の位置の判断は被術者36内のインプラント型装置226の形状の判断を支援し得る。したがって、方法360は、インプラント型装置226の位置または形状の判断を支援する。したがって、ブロック376における電極の配置および配置の開始は、インプラント型装置226の形状の判断を可能にする。電極のそれぞれの配置、または場所の可能な判断は、εによって示されるわずかな誤差量も含む可能性がある。したがって、計算または確認される電極の位置は、誤差量(例えばプラスマイナス(±)ε)を含む電極間の半径であり得る。
[0093]判断される電極の位置は、起点または第1の電極Piと、電極Pi+Nなどの任意の他の電極との間であり得る。この判断は、さらにブロック386で、k+1以下の最近接隣接電極制約によるすべての隣接電極またはk番目に近接した隣接電極の配置をさらに含み得る。上述のように、制約は、互いを基準にした電極の配置の判断を可能にするために誤差量を含み得る。制約は、追跡装置70の判断された位置も含み得る。例えば、インプラント型装置226の形状は、任意の選択された追跡装置の追跡または判断された位置によって制限または制約され得る。その他の制約には、患者空間または対象空間を基準にした形状における電極の選択されたまたは既知の回転位置が含まれ得る。例えば、図7A2に示すように、電極は右または左方向など、選択された位置で分岐し得る。インプラント型装置226が被術者36の蝸牛内などの患者36の選択された部分に配置されるときに、インプラント型装置226は選択された、または既知の曲折制限を有し得る。したがって、制約は、図7A2に示すように、右側などの選択された方向に曲がる電極のみを返すかまたは配置することを含み得る。曲折は、任意の適切な曲折または制約された形状であり得ることと、右側への曲折は例示に過ぎないことを理解されたい。また、曲折位置または分岐位置は、配置された電極のいずれかを基準とした3次元空間に存在し得ることを理解されたい。
[0094]最後に、すべての電極の配置後、ブロック390で電極相対位置が返され得る。この場合も、返される相対位置はブロック376での初期設定位置であってもよいことと、図7Aに示す詳細なサブアルゴリズムまたはステップがブロック376における電極相対位置の初期設定に含まれることとを理解されたい。また、電極の配置は、対ごとの電極間の測定または判断されたキャパシタンスに基づく。上述のように、電極間の位置または電極間の距離は、対ごとのすべての電極間、または選択された数の対ごとの電極間のキャパシタンスの測定値に基づき得ることを理解されたい。電極の配置は、上述し、図7Aおよび図7A1および図7A2に示したようなプロセスに基づき得る。しかし、ブロック376における相対電極位置の初期設定は、本明細書でさらに説明するように、インプラント型装置226の形状の判断を可能にし得る。
[0095]前述のようなブロック376における電極相対位置の初期設定後、ブロック396で電極相対位置の調整が行われ得る。ブロック396における相対位置の調整は任意であり、方法360にとって必須ではないことを理解されたい。ただし、ブロック396における電極相対位置の調整は、図7Bを参照しながら図示し、詳述するような様々なサブステップまたはアルゴリズムも含み得る。図7Bに関連して図示し、説明するサブステップは、方法360のブロック396を含むかまたはブロック396に含まれるものと理解される。具体的には、ブロック396における相対電極位置の調整は、上述のように誤差(ε)を考慮に入れ、再分配することができる。具体的には、上述のように、電極323の配置または選択された位置には誤差が含まれている可能性がある。したがって、誤差は当初または初回通過では、電極間で適切に分配されないことがある。言い換えると、他の対になった電極を基準にして計算された半径に基づいて電極の位置を判断するとき、測定値などからの計算値の誤差が1つの電極に他の電極よりも多く付随する可能性がある。この誤差を再分配することによって、対になった電極間の距離をよりよく特定することができ、インプラント型装置226の形状のよりよい判断を可能にし得る。
[0096]最初に、ブロック396の電極相対位置の調整において、ブロック400で期待対間キャパシタンスの計算が行われ得る。期待対間キャパシタンスの計算は、直接計算、共形変換、補助関数、および数値近似などの一般に知られている計算に基づき得る。計算される対間キャパシタンスは、ブロック376における電極の初期設定配置に基づき得る。したがって、計算は、電極232間の距離を含む電極の配置に基づき得る。期待対間キャパシタンスの計算は、上述のプロセッサシステム44などのプロセッサシステムによって実行可能である。アルゴリズムにより、上述の計算式に基づいて期待対間キャパシタンスを計算することができる。
[0097]ブロック376からの初期設定ツリーに基づくブロック400における期待対間キャパシタンスの計算後、ブロック402で測定対間キャパシタンスを受信することによって期待キャパシタンスと測定キャパシタンスとの間に差が生じ得る。次に、ブロック404で、測定キャパシタンスと、期待キャパシタンスに対する差(Δij)とを使用して関数(F0)を計算する。関数(F0)は、
のような最小二乗関数などの任意の適切な関数であってよい。具体的には、この関数は、選択された電極232の各対間の測定キャパシタンスと期待キャパシタンスとの差の合計とすることができる。この場合も、電極の対は、電極の任意の選択された数の対のそれぞれの1つの電極と他の電極との対とすることができることを理解されたい。また、上述のように、測定キャパシタンスおよび/または期待キャパシタンスは、電極間の距離に基づく。対間の距離が与えられると、図7A1および図7A2に示すように、第1の電極からの距離を半径とする円が第2の電極からの距離を半径とする円と交わるはずであり、電極は実際には対の他方の電極を基準にした空間内にある。したがって、測定キャパシタンスと(上述のように計算された)期待キャパシタンスとの差は、測定誤差または計算誤差によるものであり得る。したがって、誤差εを、電極の選択または初期設定された位置間で分配してベストフィットを出し、したがって関数F0を最小化することができる。
[0098]ブロック404で関数が計算または求められた後、ブロック406で複数の電極位置にわたって関数を最適化することができる。上述のように、ブロック376で説明し、図示したように、空間における電極232のそれぞれの計算または配置には誤差が含まれ得る。したがって、一の電極または他の電極により多くの誤差を分配または適用することによって、フィットを最適化するかまたは様々な電極232の期待位置と測定位置との誤差を低減することができる。したがって、ブロック406において対ごとの計算または判断の誤差を異なる電極232間で調整または移動させることができる。
[0099]関数(以下、F0)を最小化するための誤差の分配を含む、この関数の最適化は、電極のうちの異なる電極に誤差を選択的またはランダムに適用するなどの選択された方式で行うことができる。様々な実施形態において、誤差再分配および/または判断された形状は、一般に知られているランダム運動アルゴリズム(例えばモンテカルロ法)、局所的最適化法(例えば勾配降下法)、大域的最適化法(例えばパラレルテンパリング)、およびパターン認識法(例えば深層ニューラルネットワーク)によって調整可能である。ただし、他の適切な最適化アルゴリズムも使用可能であることを理解されたい。
[0100]したがって、ブロック406で関数F0が最適化された後は、ブロック410で、最適化または判断相対電極位置の判断が行われ得る。判断相対電極位置は、次に、ブロック414で出力され得る。出力は、ディスプレイなどをレンダリングするナビゲーションシステム22、24への信号としてなど、任意の適切な出力であってよい。
[0101]調整された状態のものを含むブロック316における相対電極位置は、インプラント型装置226の相対的形状を判断するために使用することができる。上述のように、インプラント型装置226の相対的形状を判断するために、インプラント型装置226の長さに沿って固定または配置されている電極232の相対位置を使用することができる。ブロック396における調整された電極相対位置は、ブロック420でインプラント型装置の相対的形状を判断または出力するために使用可能である。ブロック376における初期設定電極相対位置および/またはブロック396における任意による調整電極相対位置に基づいて判断されるインプラント型装置226の形状は、インプラント型装置226の相対的形状である。一般に、上述のように、インプラント型装置226は被術者36を基準にして配置または初期配置され得る。したがって、ブロック420で判断されたインプラント型装置226の形状は、患者36内のインプラント型装置226の形状を判断するために使用可能である。
[0102]患者36を基準にしたインプラント型装置226の判断された相対的形状は、次に、患者36を基準にしたインプラント型装置226の位置を判断するためのインプラント型装置226の位置情報と組み合わせることができる。ブロック420で判断された形状と判断された位置との組み合わせがブロック424で組み合わされ得る。インプラント型装置226の判断された位置は、追跡装置70(例えば追跡装置250)などの様々な追跡装置に基づき得る。上述のように、インプラント型装置226に付随する追跡装置70は、患者36および/または画像84に位置合わせされ得る。
[0103]例えば、インプラント型装置226に付随する追跡装置250は、インプラント型装置226の少なくとも1つの点または部分の場所を判断するために使用可能である。したがって、患者36を基準にしたインプラント型装置226の少なくとも一点の位置がわかる。ブロック420からの判断形状は、追跡装置250を基準にして知ることができる。したがって、ブロック424で、追跡装置250の追跡場所を基準にしたインプラント型装置226の形状がわかるか、または組み合わせ可能である。この場合も、ブロック420における判断された形状と、ブロック424における形状と判断された位置との組み合わせは、追跡装置250からの追跡情報とブロック420からの判断された形状とを使用して、プロセッサシステム44aによる命令の実行によって形成され得る。
[0104]ブロック424で組み合わされた後、ブロック424で組み合わされた判断された位置と形状がブロック428で出力され得る。出力される形状と位置とは、画像84を含む表示装置40上のアイコン(例えば26i)として表示可能である。アイコンは他の表示装置上に表示されてもよいが、一般に、被術者36の画像データを基準にしたアイコンとして図示され得ることを理解されたい。例えば、上述のように、追跡装置250の追跡場所は、患者36に位置合わせされ得る。患者(患者空間または対象空間を画定する)は、画像84(画像空間を画定する)に位置合わせされ得る。したがって、追跡装置250の追跡位置が画像40を基準にしてわかり、形状が追跡装置250を基準にして判断されるため、インプラント型装置226の判断された形状が画像40上にアイコンとして表示され得る。ユーザ34は、インプラント型装置226が選択された位置または最終位置に正しく配置されたか否かを支援し、判断するために、画像40上でインプラント型装置226の判断された形状と位置とを見ることができる。
[0105]上述のように、上述のような様々なサブアルゴリズムまたは部分を含む方法360は、プロセッサ44aを含む処理システム44によって実行されるアルゴリズムおよび命令として提供可能であることを理解されたい。上述のように、アルゴリズムはメモリ44bに記憶された命令に基づいてプロセッサ44aによって実行可能である。したがって、プロセッサシステム44は、ユーザ34が直接見ることができず、および/または、撮像システムによって撮像可能ではない状態で、患者36内のインプラント型装置226の形状を判断する高速かつ効率的な方式を可能にする。したがって、方法360は、選択された処置中または手術中の使用のために、プロセッサシステム44がインプラント型装置226の形状とインプラント型装置226の形状の位置とを効率的かつ迅速に判断することができるようにする。
[0106]インプラント型装置226の形状は、他の方法で判断および/または推定されてもよい。例えば、インプラント型装置226の先端におけるEM追跡装置250などの単一のEM追跡装置を使用して、インプラント型装置226の形状の推定を行うことができる。インプラント型装置226の形状を判断または推定するために、EM追跡装置250の、前に追跡された位置を使用することも可能である。EM追跡装置250の前の、および/または、現在の位置の追跡が、EM追跡装置250の現在の判断された位置とともに、または判断された位置なしで、表示装置によって表示されてもよい。単一の追跡装置に加えて、またはそれに代えて、複数の追跡装置が、同時に、および/または、過去の期間にわたって、判断された位置を有し得る。過去の「追跡された」位置が形状として判断されてもよく、または過去に判断された位置に対するベストフィットが行われてもよい。この場合も、選択される場合は、判断された形状が表示されてもよい。例えば、形状は、画像84に重ね合わされたアイコンとして表示されてもよい。
[0107]図1ないし図6を続けて参照し、図8をさらに参照すると、インプラント型装置226は複数の電極232を含み得る。電極のそれぞれは、上述のように小型コイルとして形成されてよく、電極232のうちのそれぞれの電極の場所の追跡を支援するように、選択された場で動作させることができるか、または選択された場を発することができる。当業者には一般に理解されているように、コイルは電磁場を検知することができ、検知された電磁場に基づいて信号を発生することができる。あるいは、コイルは受信器によって検知される場を発することができる。いずれの場合でも、電極232のうちのそれぞれの電極の場所を判断することができる。
[0108]様々な実施形態において、電極232が中実または一体構造部材である場合でも、電極232のうちの1つまたは複数の電極が互いに接続され得る。電極のそれぞれが通信線233に接続されていることを理解されたい。上述のように、通信線233は、R&S234および/またはEPまたはEM追跡システム22、24などの他のシステムとの通信を可能にする。上述のように、電極232からの信号が、選択位置判断のためにそれぞれの追跡システム22、24に送信され得る。
[0109]また、電極232のうちの1つまたは複数の電極の間に接続450が形成され得る。例えば、以下の説明を簡単にするために過ぎないが、第1の電極コイル460を形成するように第2の電極232iiと第3の電極232iiiとの間に第1の接続450aが形成されてもよい。また、第2の電極コイル462を形成するように第4の電極232ivと第5の電極232vとの間に接続450bが形成されてもよい。第3の電極コイル466を形成するように第6の電極232viと第9の電極232ixとを相互接続する接続452など、第3の接続または他の接続が、電極232のうちの3つ以上の電極を相互接続してもよい。したがって、接続452は第6の電極232viと第9の電極232ixとの間の電極と接続または接触していなくてもよい。また、接続450および452などの接続は、選択された電極を電気的に接続することができる。このようにして、第1の電極コイル460は第3の電極コイル466よりも小さくてもよい。より大型の電極コイル466は、より小型の電極コイル460より強い信号または高い信号対雑音比を生じさせることができる。
[0110]電極間接続450、452は、任意の適切な方式で形成され得る。例えば、ワイヤまたはその他の導電方式などにより、電極のそれぞれの間に永久的または切断可能接続が形成され得る。また、様々な実施形態により、接続450、452は、電極232のうちの選択された電極を一時的に接続するためのトレースまたはその他の適切な機構などにより、スリーブ290上に形成され得るが、スリーブ290がインプラント型装置226から取り外された後は取り外すことができる。上述のように、スリーブ290は、インプラント型装置226を患者36内に配置するために、インプラント型装置226上に配置され得る。スリーブ290は、電極232のうちの選択された電極間に接続450、452を形成するトレースを含み得る。接続450、452は、実質的に受動性であってよく、信号または電力を発生または伝送するため、または他の部分を基準にした電位を形成するためには使用されない。接続450、452は、本明細書でさらに説明するように、単に電極232のうちの選択された電極に接続するために使用され得る。通信線233への電極232の接続は、選択された電極232に対して信号を送信または受信するために使用され得る。
[0111]図8を続けて参照すると、インプラント型装置226aは図3に示すインプラント型装置226とほぼ類似し得る。しかし、インプラント型装置226aは、EM追跡装置250を有しなくてもよい。ただし、インプラント型装置226の様々な部分が、インプラント型装置226aの位置および/または向きの判断を行うためにEM追跡装置24と組み合わせて動作させることができる。通信線233を含むインプラント型装置226aは、本明細書に記載のように、様々な実施形態により、インプラント型装置226の少なくとも一部の場所の判断を支援するようにプロセッサシステム44に信号を伝達するために、EM追跡装置24と通信することができる。
[0112]様々な実施形態によると、接続450aおよび450bは、隣接する電極などのそれぞれの電極に接続可能である。ただし、接続450aおよび450bは、隣接する電極に接続しなくてもよく、または2つの電極のみを接続しなくてもよいことを理解されたい。上述のように、接続452は複数の電極を接続することができる。ただし、1つまたは複数の電極コイルからの信号が送信され得る。接続された電極を本明細書ではコイルと呼ぶことがあるが、コイルは電極232iiと232iiiとの間の接続450aなどのそれぞれの接続の結果として形成され得ることと、コイル部からの信号が通信線233でEM追跡システム24に送信され得ることを理解されたい。接続450aは、2つの電極232ii、232iiiと組み合わさってコイル460を形成する。同様に、接続450bの結果としてコイル462が形成され、電極232viと232ixとの間の接続452の結果として単一のコイル466が形成され得る。コイル466は、コイル460、462と比較して実質的により大きいコイルとすることができることを理解されたい。また、インプラント型装置226の他の電極間の接続によって他のコイルが形成され得ることと、図示されているものは本説明での使用のために過ぎないこととを理解されたい。
[0113]コイル460および462は、EMナビゲーションシステム24により2つの別個のコイルとして動作させることが可能である。上述のように、コイル460、462からの信号は通信線233でEMナビゲーションシステム24に送信可能である。これらのコイルは、EMナビゲーションシステムにおける他の一般的に知られているコイルと同様に、上述のようにEMナビゲーションシステム24において動作可能である。したがって、当業者は、コイル460、462が場を検知する(例えば、外部で発生した場に起因してコイルにおいて電流を誘導させる)ように動作させることができ、および/または、受信器によって検知される場を発することができることがわかるであろう。通信線233を介して送信される信号は、コイル460、462の場所を判断するために、EMナビゲーションシステム24によってプロセッサシステム44および/また任意の適切なプロセッサシステムに送信するために使用され得る。受信信号に基づいて、コイル460、462のいずれの個別の場所も判断することができる。
[0114]代替の動作および/または補足的な動作では、2つのコイル460、462の位置および向きを判断するために2つのコイル460、462の間の差分信号が使用されてもよい。言い換えると、2つのほぼ隣接、または隣接する2つのコイルの間の検知された場の差に関する信号が送信されてもよい。この差分信号は、送信信号に与える雑音または干渉の影響を低減するかまたはなくすことができる。
[0115]したがって、コイル460、462は、コイル460、462のうちの1つまたは複数のコイルの位置の判断を支援するために、複数の動作方式で動作させることができることを理解されたい。しかし、インプラント型装置226の位置は、個別におよび/または2つのコイル460、462の間の差分信号として、コイル460、462からの信号に基づいて判断され得る。したがって、電極232は、コイル460、462の場所の判断を支援するために、EMナビゲーションシステム24とともに使用可能なコイルを形成するように少なくとも1つの対として動作させることができる。さらに、電極232のすべてを選択された対として組み合わせてインプラント型装置226の長さに沿ったコイルを形成することもできることを理解されたい。
[0116]また、コイル466は、電極232のうちの3つ以上の電極の接続452に基づいて形成することもできる。さらに、電極232のうちの任意の選択された数の電極を接続して、選択された大きさのコイルを形成することもできることを理解されたい。したがって、電極232のうちの10個または12個などの任意の適切な数または選択された数の電極を組み合わせてコイルを形成することができる。しかし、接続される電極の数にかかわらず、接続された、または大型のコイル466も、通信線233でEMナビゲーションシステム24に信号を送信することができる。EMナビゲーションシステムへの信号は、インプラント型装置226の判断された場所に対するコイル466の場所を判断するために使用されてもよい。この場合も、コイル466はEMナビゲーションシステムにおいて上述したコイルと実質的に同様にして動作可能である。
[0117]したがって、コイル460、462、466のうちの1つまたは複数のコイルの判断された場所および向きに基づいてインプラント型装置226の位置(例えば場所と向き)を判断するためにEMナビゲーションシステム24によって使用される、1つまたは複数のコイルが、インプラント型装置226において形成され得ることが、当業者にはわかるであろう。
[0118]コイル460、462、466によりEMナビゲーションシステム24によって判断される位置情報に加えて、上述のようにインプラント型装置226の形状も判断され得る。したがって、インプラント型装置226の位置は、上述の追跡装置250の使用と同様にして、被術者36を基準にした場所を判断するために使用され得る。ただし、インプラント型装置226aから追跡システム250を省いてもよく、電極232のうちの1つまたは複数の電極を組み合わせてコイル460などの選択されたコイルを形成してもよく、インプラント型装置226aの形状を上述の方式とある程度類似した方式で判断してもよい。したがって、インプラント型装置226aの場所を判断するために、インプラント型装置226aに対して追跡装置250などの追跡装置が別個の要素として組み込まれなくてもよい。
[0119]さらに、図3および/または図8を参照すると、電極232のそれぞれがEM追跡システム24と通信することができる。ローカライザアレイを含むEM追跡システムは、検知される場を発生することができるか、または第1の電極232iと第2の電極232iiなどの2つの電極に電位差を生じさせる場を発生させる。2つの電極232i、232iiは、インプラント型装置226に付随するかまたはインプラント型装置226によって形成される導電性部材に接続されていないが、これらの電極は、置かれている環境に起因して電気的に連通し得る。例えば、電極232は被術者36内に配置されているか、配置されることができる。被術者36は、電位差が判断され得、かつEM追跡システム24に送信され得る、導電量を含むことができる。誘導電圧は、EMナビゲーションシステム24のローカライザによって発せられる場に基づくことができ、追跡装置の位置または2つの電極232iおよび232iiの間の電位差を判断するためにEMナビゲーションシステム24によって使用され得る。この場合も、当業者は、電極232iおよび232iiの間の電気接続が、上述のようなEM追跡システムにおける追跡装置250と同様の電極の場所の追跡または判断を可能にするための電位差を生じさせるかまたは電位差の判断を可能にすることができることがわかるであろう。
[0120]したがって、追跡装置250は、インプラント型装置226aなどのインプラント型装置226に組み込まれる必要がない場合もあることを理解されたい。ただし、含まれている電極232は、インプラント型装置226の少なくとも一部の位置(例えば場所と向き)を判断するために、EM追跡システム24とともに使用可能である。やはり上述のように、この位置は、単独で、および/または、インプラント型装置226の判断された形状と組み合わせて使用され得る。また、位置および/または形状が判断された後は、インプラント型装置226の位置が被術者36の画像84上に重ね合わされたアイコンとして図示され得る。したがって、ユーザ34は、処置中に、インプラント型装置226の判断された位置と形状とを見ることができる。
[0121]したがって、インプラント型装置226は、EP追跡システム22またはEM追跡システム24などの選択された追跡システムを使用して追跡されるように蝸牛37内に配置することができる。上述のように、選択されたEM追跡装置70bはインプラント型装置226に関連付けられることができ、インプラント型装置226に組み込まれるかまたはインプラント型装置226を基準にして取り外し可能部材290内に設けることができる。EM追跡装置70bは、蝸牛37内など、インプラント型装置226の位置とインプラント型装置226の形状の判断を支援するように、EM追跡システム24を使用して追跡され得る。このようなシステムでは、送信線233は、蝸牛刺激システムの一部として受信器兼刺激器に接続されると、インプラント型装置226の埋め込み時の当初の追跡装置信号の送信から、刺激信号の送信に目的変更または役割変更され得る。
[0122]EM追跡装置70bに加えて、またはその代わりに、インプラント型装置226の電極232が、インプラント型装置226の様々な特徴を解像するためにEP追跡システム24において使用され得る。例えば、インプラント型装置226の形状は、上述のように、インプラント型装置226の様々な電極232間の相対キャパシタンスに基づいて判断され得る。したがって、インプラント型装置226を蝸牛37内に配置するときに、インプラント型装置226の形状が判断可能である。さらに、インプラント型装置226の電極232を、患者36内のインプラント型装置226の位置を判断するために、軸電極60aないし60cなどの軸電極とともに使用することができる。EP追跡システム24を使用して判断されたインプラント型装置226の位置は、画像84に位置合わせされ得るか、または軸電極60aないし60cを基準にして図示または判断され得る。当業者には、EP追跡システム22は画像84に位置合わせする必要はなく、患者36に配置された軸電極60aないし60cを基準にして追跡可能であることがわかる。いずれの場合も、インプラント型装置226の形状および/または位置は、インプラント型装置226の長さに沿った個別の電極232における電圧および/またはキャパシタンスを測定することによって判断され得る。
[0123]また、それぞれのEM追跡装置およびEP追跡装置間の変換または距離を、選択された外部または追加の画像モダリティを使用して判断可能である。例えば、両方の追跡装置が放射線不透過性である場合、2つの追跡装置間の距離を判断するために蛍光透視法を使用することができる。蛍光透視法で使用される場合があるものなど、処置中のイオン化放射の使用をなくすかまたは実質的に低減することを選択することができるが、蛍光透視法は、特定の情報を判断するために最小限に使用することができる。
[0124]患者36の情報、またはマッピング装置または追跡装置に関する情報を得るために、追加の撮像システムも使用することができる。撮像システムは、超音波(US)、コンピュータ断層撮影(CT)、磁気共鳴映像(MRI)システムを含むことができ、その他の適切な撮像技術も使用可能である。例えば、USシステムは、患者36内の選択された追跡装置の位置を撮像または目視するために使用可能である。被追跡装置を目視し、患者36内の被追跡装置の位置を判断するために、USトランスデューサを使用することができる。したがって、選択された撮像システムを使用して患者36内の器具の場所を撮像することができる。上述のように、これは、2つの追跡システム22、24間の変換および位置合わせの目的など、患者36内の2つの被追跡装置間の距離を判断するためにも使用可能である。
[0125]R&S234は、追跡システム22、24のうちの一方または両方と通信するための様々な有線または無線通信システムも含み得る。被術者36の蝸牛内に配置可能なインプラント型装置226を、インプラント226の埋め込み時にR&S234に接続することができる。上述のような選択された追跡装置70a(例えば電極232)、70b(例えば追跡装置250)のいずれかからの信号が、R&S234に伝達され得る。信号は、上述のように、様々な検知された場、キャパシタンスなどに関係し得る。信号は、それぞれの追跡システム22、24に無線で伝達可能である。したがって通信は最初にR&S234に対して行われ、次にそれぞれの追跡システム22、24に対して行われ得るため、蝸牛インプラント226からの追跡装置70a、70bのそれぞれの追跡システム22、24への直接接続は不要となり得る。無線送信は、知られているBluetooth(R)送信プロトコルおよびハードウェア、IEEE802.11無線LANシステムなどの無線ネットワーク(例えばローカルエリアネットワーク)ハードウェアおよび/またはプロトコルもしくは方式、またはその他の適切な通信システムおよびプロトコルなどを使用するものなど、任意の適切な送信とすることができる。
[0126]上記で例示したように、被術者の画像データを取得することができる。画像データは、表示装置40上また任意の適切な表示装置上に表示するための画像84を生成するために使用することができる。様々な実施形態において、患者36にインプラント型装置226が配置された後、ユーザ34は画像84を見ることができ、インプラント型装置226の選択された形状または所定の形状の判断を行うことができる。ユーザ34は、キーボード48などの入力によって、選択された形状または所定の形状を入力することによって、所定の形状を入力またはメモリ44bに保存することができる。インプラント型装置226の形状の選択または事前決定は、任意の適切な時点で行うことができ、図1に示すような手術室で行う必要はないことを理解されたい。
[0127]ただし、所定の形状は、プロセッサ44aによるアクセスのためにメモリ44bに転送され得る。したがって、インプラント226の所定の形状は、画像84に重ね合わされたアイコンを使用してなど、画像84を基準にして図示され得る。インプラント型装置226の患者36内への配置中などの処置中、インプラント型装置226の上述のように決定された形状および/または位置を表示装置40上で図示することができる。次に、ユーザ34は、インプラント型装置226の判断または追跡された位置および/または形状を、所定の位置および/または形状と比較することができる。また、ワークステーション44が、所定の形状および/または位置に対する判断された形状および/または位置のフィット比較などの比較を行うために、メモリ装置44bに記憶された命令を実行することができる。所定の形状に対するインプラント型装置226の現在および追跡された形状の合致パーセントまたは合致率を表示することができる。
[0128]また、ユーザ34は、表示装置40に表示されたインプラント型装置226の判断された位置および/または形状に基づいて、それが選択された形状であるか否かの判断を(例えばリアルタイムで)行うことができる。したがって、ユーザ34は、画像84を基準にして処置中に表示装置40またはその他の適切な選択された表示装置を見ることができる。ユーザ34は、次に、画像84の形状が選択された形状であるか否かを見ることができる。
[0129]したがって、上述のように、インプラント型装置226の場所の追跡および形状の判断方法を使用して、処置を効率的に行って処置時間を短縮することができ、および/または、インプラント型装置226の適切な、または最適な場所を確認または選択することができる。
[0130]実施形態の上記の説明は、例示および説明のために示したものである。網羅的であること、または本発明を限定することは意図されていない。特定の実施形態の個々の要素または特徴は、一般に特定の実施形態には限定されず、具体的に図示または説明されていない場合であっても、妥当な場合には交換可能であり、選択された実施形態において使用可能である。上記は多くの点で変更されてもよい。そのような変形は、本発明からの逸脱と見なされるべきではなく、そのような修正はすべて本発明の範囲に含まれることが意図されている。
Claims (80)
- インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリを追跡するシステムであって、
前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリが配置される被術者の近傍に配置されたローカライザと、
前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリに関連付けられた追跡可能部から信号を受信するように構成されたプロセッサシステムと、
前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの位置を表示するように構成された表示装置とを含み、
前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリは、前記被術者の蝸牛に刺激を送るように構成された少なくとも1つの電極部を含むシステム。 - 前記ローカライザは、
電流を発生するように構成されたドライバと、
前記被術者と接触して配置されるように構成された少なくとも1つの軸電極とを含み、
前記少なくとも1つの軸電極は、前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの前記少なくとも1つの電極を基準にした電位を発生するように構成された、請求項1に記載のシステム。 - 前記少なくとも1つの軸電極は、第1の軸電極と、第2の軸電極と、第3の軸電極とを含み、
前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの前記少なくとも1つの電極は、前記第1の軸電極を基準にした第1の電位と、前記第2の軸電極を基準にした第2の電位と、前記第3の軸電極を基準にした第3の電位とを検知するように構成され、
前記プロセッサシステムは、前記第1の軸電極と、前記第2の軸電極と、前記第3の軸電極のそれぞれを基準にして前記少なくとも1つの電極の位置を判断するように構成された、請求項2に記載のシステム。 - 前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの前記少なくとも1つの電極部は、複数のインプラント電極部を含む、請求項1から3のいずれかに一項に記載のシステム。
- 前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの前記少なくとも1つの電極部は、埋め込み中に電圧を検知するように構成され、埋め込み後に前記蝸牛に前記刺激を送るように構成された、請求項1から4のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記ローカライザは、電磁場を発生するように構成されたコイルを含む、請求項1、4および5のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの上に配置可能な取り外し可能スリーブをさらに含み、
前記追跡可能部は、発生された前記電磁場に基づいて内部で信号を誘起させるように構成されたEM追跡装置を含み、
前記EM追跡装置は前記取り外し可能スリーブに固定され、
前記EM追跡装置の位置が、前記プロセッサシステムが命令を実行することによって前記信号に基づいて判断され、
前記取り外し可能スリーブは、埋め込み中に前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリを基準にして選択された固定位置に留まる、請求項6に記載のシステム。 - 前記取り外し可能スリーブは、破壊可能部を含み、
前記破壊可能部は、前記取り外し可能スリーブを前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリから取り外すために、前記インプラント型蝸牛刺激器が選択された埋め込み位置となった後で破壊される、請求項7に記載のシステム。 - 前記追跡可能部は、発生された前記電磁場に基づいて内部で信号を誘起させるように構成されたEM追跡装置であり、
前記EM追跡装置は、前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの一部に固定されている、請求項6に記載のシステム。 - 前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの前記少なくとも1つの電極部は、導電性材料のコイルとして形成され、
前記追跡可能部において、コイルとして形成され、前記コイルにおいて前記電磁場に起因する電流を誘導させるように構成された前記少なくとも1つの電極部が存在する、請求項6に記載のシステム。 - 前記ローカライザは少なくとも3つの軸電極を含み、
前記少なくとも3つの軸電極の各軸電極は、前記少なくとも3つの軸電極の各軸電極と前記少なくとも3つの軸電極対のそれぞれの対になった軸電極との間で前記被術者内に電流を注入するように駆動され、
前記少なくとも1つの電極部は前記追跡可能部であり、
前記少なくとも1つの電極は、各軸電極対を基準にして前記注入された電流に起因するキャパシタンスを検知するように構成された、請求項1、4および5のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記少なくとも3つの軸電極の各軸電極は、固有の周波数で電流を注入するか、または固有の時点で前記電流を注入する、請求項12に記載のシステム。
- インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリを追跡するシステムであって、
前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリが配置される被術者の近傍に配置されるように構成されたローカライザであって、
前記ローカライザは場の発生または被術者への電流の注入のうちの少なくとも一方を行うように動作可能であり、
前記場の検知または前記電流に基づく電圧の検知のうちの少なくとも一方を行うように構成された電極部が前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリとともに形成された、前記ローカライザと、
前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリに関連付けられた追跡装置としての当初の目的を持たされた前記電極部から信号を受信するように構成されたプロセッサシステムと、
前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの位置または形状のうちの少なくとも一方を表示するように構成された表示装置とを含み、
前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの前記電極部は、前記被術者の蝸牛に刺激信号を送信することを目的として構成されたシステム。 - 前記ローカライザは、前記場を発生するために導電性材料の少なくとも1つのコイルを含み、
前記場は電磁場である、請求項13に記載のシステム。 - 前記ローカライザは、前記被術者に前記電流を注入するように構成された少なくとも1つの軸電極を有する、請求項13に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの軸電極は少なくとも3つの軸電極を含み、
前記少なくとも3つの軸電極の各軸電極が前記被験者に電流を注入するように駆動され、
前記少なくとも3つの軸電極の各軸電極が固有の周波数で電流を注入する、請求項15に記載のシステム。 - 前記プロセッサシステムは、前記少なくとも3つの軸電極を基準にした前記電極の少なくともユークリッド座標場所を三角測定するように構成された、請求項16に記載のシステム。
- 蝸牛刺激器電極アセンブリを追跡する方法であって、
前記蝸牛刺激器電極アセンブリが配置される被術者の近傍にローカライザを配置するステップと、
場の発生または電流の注入のうちの少なくとも一方を行うように前記ローカライザを動作させるステップと、
前記場の検知または前記電流に基づく電圧の検知のうちの少なくとも一方を行うように構成された、前記蝸牛刺激器電極アセンブリを備えた追跡装置から信号を受信するようにプロセッサシステムを有する追跡システムを動作させるステップと、
前記蝸牛刺激器電極アセンブリの位置を表示装置上に表示するステップと、
前記被術者の蝸牛に刺激信号を送信するように動作させられるように前記蝸牛刺激器電極アセンブリの電極部を構成するステップとを含む方法。 - 前記追跡装置から前記信号を受信するために前記追跡システムに前記蝸牛刺激器電極アセンブリを結合するステップと、
前記電極部が前記蝸牛刺激器電極アセンブリとともに形成された電極であり、前記電極部が当初は前記蝸牛刺激器電極アセンブリに関連付けられた前記追跡装置として動作させられる、前記電極部を前記追跡装置として構成するステップと、
前記電極部の前記追跡装置としての動作後に、前記蝸牛刺激器電極アセンブリの前記電極部を前記被術者の前記蝸牛に前記刺激信号を送信するように動作させられるように構成するステップとをさらに含む、請求項18に記載の方法。 - 前記追跡システムから前記蝸牛刺激器を外すステップと、
前記蝸牛刺激器を刺激器に結合するステップとをさらに含み、
前記刺激器は、前記被術者の前記蝸牛を刺激するために前記電極部に信号を供給するように構成された、請求項19に記載の方法。 - 第1の軸電極と、第2の軸電極と、第3の軸電極とを前記被術者を基準にして配置するステップと、
配置された前記第1の軸電極によって第1の周波数または第1の時点で注入される第1の電流を発生するように構成されたドライバを動作させるステップと、
配置された前記第2の軸電極によって第2の周波数または第2の時点で注入される第2の電流を発生するように構成された前記ドライバを動作させるステップと、
配置された前記第3の軸電極によって第3の周波数または第3の時点で注入される第3の電流を発生するように構成された前記ドライバを動作させるステップと、
前記プロセッサシステムが命令を実行することによって前記第1の軸電極と、前記第2の軸電極と、前記第3の軸電極のそれぞれを基準にして前記少なくとも1つの電極の位置を判断するように前記プロセッサシステムを動作させるステップと、
判断された前記位置を前記表示装置によって表示するステップとをさらに含む、請求項19に記載の方法。 - 前記蝸牛刺激器から前記追跡装置を取り外すステップをさらに含む、請求項18に記載の方法。
- 前記追跡装置を取り外すステップは、前記蝸牛刺激器とともに配置されたスリーブから前記追跡装置を有するガイドワイヤを引き出すステップを含む、請求項22に記載の方法。
- 前記追跡装置を取り外すステップは、
前記蝸牛刺激器の上に配置されたスリーブの破壊可能部を破壊するステップと、
前記蝸牛刺激器から前記スリーブを移動するステップとを含む、請求項22に記載の方法。 - インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリを追跡するシステムであって、
軸電極の各対が被術者に装着され、少なくとも3対の軸電極のうちの軸電極の各対間で前記被術者に電流を注入するように駆動される、前記少なくとも3対の軸電極を有するローカライザと、
注入された前記電流に基づく電圧を少なくとも検知するように構成されたインプラント型刺激器電極アレイの電極部と、
前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリに関連付けられた追跡装置としての当初の目的を持たされた前記電極部から信号を受信するように構成されたプロセッサシステムと、
前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの位置または形状のうちの少なくとも一方を表示するように構成された表示装置とを含み、
前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの前記電極部は、前記被術者の蝸牛に刺激信号を送信することを目的として構成されるシステム。 - 前記電極部は、前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの埋め込み後、前記刺激信号を前記蝸牛に送信するために刺激器に接続されるように構成される、請求項25に記載のシステム。
- 前記プロセッサシステムは、前記少なくとも3対の軸電極を基準にして前記電極の少なくともユークリッド座標場所を三角測定するように構成された、請求項25または26のいずれか一項に記載のシステム。
- インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリを追跡するシステムであって、
前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリが配置される被術者の近傍に配置されたローカライザと、
前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリ内の追跡可能部から信号を受信するように構成されたプロセッサシステムとを含み、
前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリは、当初は前記追跡可能部として構成され、その後、前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの埋め込み後に、前記被術者の蝸牛に刺激を送るように構成される第1の電極部を含むシステム。 - 前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの位置を表示するように構成された表示装置をさらに含む、請求項28に記載のシステム。
- 前記第1の電極部は、
コアの周囲に巻かれた導電性材料の複数のコイルを有する前記導電性材料のコイルを含む、請求項28または29のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記コアは空芯であり、
前記コアは前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの中心長手方向軸から伸びる軸に沿って延びている、請求項30に記載のシステム。 - 前記その後の構成の前記第1の電極は、前記コイルの前記被術者に接触する少なくとも前記部分により刺激信号を送信する、請求項30または31のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリは、長手方向軸に沿った長さに伸び、前記被術者の蝸牛内に埋め込まれるように構成された、請求項28から32のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの長さの少なくとも一部を覆うように構成された被覆と、
前記被覆の内面に形成された被覆コネクタとをさらに含み、
前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリは第2の電極部を含み、
前記被覆コネクタは、少なくとも前記第1の電極部と前記第2の電極部とを電気的に接続するように構成された、請求項28から33のいずれか一項に記載のシステム。 - 第1の電極部コネクタと、
第2の電極コネクタとをさらに含み、
前記被覆コネクタは、少なくとも前記第1の電極部と前記第2の電極部とを電気的に接続すると、コイルを形成し、
前記ローカライザは、前記コイルにおいて電流を誘導する電磁場を発生するように動作可能な、請求項34に記載のシステム。 - 前記第1の電極部と前記第2の電極部とは一体の電極部である、請求項35に記載のシステム。
- 前記第1の電極と前記第2の電極とは互いに離隔されている、請求項35に記載のシステム。
- 前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリは、第3の電極部を含み、
前記第3の電極部は前記第1の電極部と前記第2の電極部の間にあり、
前記被覆コネクタは前記第3の電極部に電気的に接続されていない、請求項37に記載のシステム。 - 前記被覆は、前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの埋め込み後に前記被覆が取り外されることができるように構成された破壊可能部を含む、請求項38に記載のシステム。
- 前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの長さの少なくとも一部を覆うように構成された被覆と、
前記被覆の内面に形成された第1の被覆コネクタと第2の被覆コネクタとをさらに含み、
前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリは、前記第1の電極部の複数の電極部を含み、
前記第1の被覆コネクタは、前記複数の電極部のうちの少なくとも第1の複数の電極部を電気的に接続するように構成され、前記第2の被覆コネクタは前記複数の電極部のうちの少なくとも第2の複数の電極部を電気的に接続するように構成され、
前記複数の電極部のうちの前記第1の複数の電極部は、内部で第1の電流を誘導させるように構成された第1のコイルを形成し、前記複数の電極部のうちの前記第2の複数の電極部は、内部で第2の電流を誘導させるように構成された第2のコイルを形成する、請求項28に記載のシステム。 - 前記複数の電極部はすべて別々の一体の電極部である、請求項40に記載のシステム。
- インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリを追跡するシステムであって、
前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリが配置される被術者の近傍に配置されたローカライザと、
前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリ内の追跡可能部から信号を受信するように構成されたプロセッサシステムと、
前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの長さの少なくとも一部を覆うように構成された被覆と、
前記被覆の内面に形成された第1の被覆コネクタとを含み、
前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリは、当初、前記追跡可能部として構成され、その後、前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの埋め込み後に前記被術者の蝸牛に刺激を送るように構成される複数の電極部を含み、
前記第1の被覆コネクタは、前記ローカライザによって発生される場によって内部で第1の電流を誘導させるように構成された第1のコイルを形成するように、前記複数の電極部のうちの少なくとも第1の複数の電極部を電気的に接続するように構成されたシステム。 - 前記誘導電流に基づいて前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの判断された位置を表示するように構成された表示装置をさらに含む、請求項42に記載のシステム。
- 前記被覆の前記内面に形成された第2の被覆コネクタをさらに含み、
前記第2の被覆コネクタは、前記複数の電極部のうちの少なくとも第2の複数の電極部を電気的に接続するように構成され、
前記複数の電極部のうちの前記第2の複数の電極部は内部で第2の電流を誘導させるように構成された第2のコイルを形成する、請求項42または43のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記第1のコイルは前記第2のコイルとは別に追跡されるように動作可能な、請求項43に記載のシステム。
- 前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリから分離し、前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリに取り付けられるように構成された追跡装置をさらに含む、請求項42に記載のシステム。
- 蝸牛刺激器電極アセンブリを追跡する方法であって、
前記蝸牛刺激器電極アセンブリが配置される被術者の近傍にローカライザを配置するステップと、
前記ローカライザを、場を発生するように動作させるステップと、
複数の電極部を有する蝸牛刺激器電極アセンブリを設けるステップと、
前記蝸牛刺激器電極アセンブリの長さの少なくとも一部を覆うように被覆を配置するステップと、
前記被覆の内面に形成された第1の被覆コネクタにより第1のコイルを形成するように、前記複数の電極部のうちの少なくとも第1の複数の電極部を電気的に接続するステップと、
プロセッサシステムを有する追跡システムを前記第1のコイルから信号を受信するように動作させるステップと、
前記蝸牛刺激器電極アセンブリの前記複数の電極部のうちの少なくとも1つの電極部を、前記被術者の蝸牛に刺激信号を送信するように動作させられるように構成するステップとを含む方法。 - 前記蝸牛刺激電極アセンブリの前記複数の電極部のうちの少なくとも1つの電極部を前記被術者の蝸牛に刺激信号を送信するように動作させるように構成するステップは、前記蝸牛刺激器電極アセンブリから前記被覆を取り外すステップを含む、請求項47に記載の方法。
- 前記被覆を取り外すステップは、前記被覆を破壊可能領域において破壊するステップを含む、請求項48に記載の方法。
- 前記蝸牛刺激器電極アセンブリの位置を表示装置に表示するステップをさらに含む、請求項47から49のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1のコイルから前記信号を受信するように、前記第1の被覆コネクタまたは前記蝸牛刺激器電極アセンブリのうちの前記少なくとも一方を前記追跡システムに結合するステップをさらに含む、請求項47から50のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の被覆コネクタまたは前記蝸牛刺激器電極アセンブリのうちの結合された前記少なくとも一方を、前記追跡システムから外すステップと、
前記蝸牛刺激器を刺激器に結合するステップとをさらに含み、
前記刺激器は、前記被術者の前記蝸牛を刺激するために前記電極部に信号を供給するように構成された、請求項51に記載の方法。 - インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの配置のためのシステムであって、
複数のインプラント電極部と、前記複数のインプラント電極部の各インプラント電極部からの導電コネクタとを含む前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリと、
(i)前記複数のインプラント電極部のうちの少なくとも第1の電極部と第2の電極部とから信号を受信し、(ii)被術者内の前記第1の電極部と前記第2の電極部の相対位置を判断するように構成されたプロセッサシステムと、
前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの少なくとも形状を表示するように構成された表示装置とを含み、
前記複数のインプラント電極部のうちの少なくとも複数のインプラント電極部が、前記被術者の蝸牛を刺激するように構成されたシステム。 - 前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリが配置される被術者の近傍に配置されたローカライザをさらに含む、請求項53に記載のシステム。
- 前記ローカライザは、
電流を発生するように構成されたドライバと、
前記被術者と接触して配置されるように構成された少なくとも1つの軸電極とを含み、
前記少なくとも1つの軸電極は、前記複数のインプラント電極部のうちの少なくとも前記第1の電極部と前記第2の電極部とを基準にした電位を発生するように構成された、請求項54に記載のシステム。 - 前記複数のインプラント電極部のうちの少なくとも前記第1の電極部と第2の電極部とからの前記受信信号は、前記第1の電極部の第1のキャパシタンスの第1の信号と、前記第2の電極部の第2のキャパシタンスの第2の信号とを含み、
前記プロセッサシステムは、前記第1の信号と前記第2の信号との差に基づいて前記第1の電極部と前記第2の電極部の前記相対位置を判断する命令を実行することによって、前記被術者内の前記第1の電極部と前記第2の電極部の前記相対位置を判断するように構成された、請求項54に記載のシステム。 - 前記プロセッサシステムは、前記第1の電極部と前記第2の電極部の判断された前記相対位置に基づいて、前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの少なくとも一部の形状を判断するようにさらに構成された、請求項56に記載のシステム。
- 前記プロセッサシステムは、前記複数のインプラント電極部のうちの少なくとも1対のインプラント電極部の間の測定キャパシタンスに基づいて、前記複数のインプラント電極部を含む前記インプラント型蝸牛刺激器の形状を判断するようにさらに構成された、請求項55に記載のシステム。
- 前記表示装置は判断された前記形状を表示するように構成された、請求項58に記載のシステム。
- 前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの前記少なくとも1つの電極部は、埋め込み中に前記電圧を検知するための第1の構成と、埋め込み後に前記蝸牛の刺激のための信号を送信するための第2の構成とで動作可能な、請求項56に記載のシステム。
- 前記ローカライザによって発せられた場を検知するように構成された追跡装置をさらに含み、
前記追跡装置は、前記インプラント型蝸牛刺激器に固定され、
前記プロセッサは、前記追跡装置の位置を判断するようにさらに構成され、
前記表示装置は、前記追跡装置の判断された前記位置を基準にした前記インプラント型蝸牛刺激器の前記形状を示すアイコンを表示するように動作可能な、請求項59に記載のシステム。 - 前記導電コネクタは、刺激器から前記複数のインプラント電極部の各インプラント電極部に刺激信号を送信するために前記刺激器に選択的に接続可能な、請求項53に記載のシステム。
- 前記ローカライザは、チャネル、時間、周波数またはこれらの組み合わせのうちの少なくとも1つの多重化による直接多重入力容量計を含む、請求項54に記載のシステム。
- 前記ローカライザは、電磁場を発生するように構成されたコイルを含む、請求項54に記載のシステム。
- インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリを追跡するシステムであって、前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリは、複数のインプラント電極部と、前記複数のインプラント電極部の各インプラント電極部から延びる導電コネクタとを含み、前記システムは、
前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリが配置される被術者の近傍に配置されるように構成されたローカライザであって、
前記ローカライザは場の発生または前記被術者への電流の注入のうちの少なくとも一方を行うように動作可能であり、
前記複数のインプラント電極のそれぞれが前記電流に基づく電圧を検知するように形成され、
検知された前記電圧に基づく信号が前記導電コネクタで送信される、前記ローカライザと、
前記複数のインプラント電極のうちの前記電極のそれぞれから信号を受信し、
前記複数のインプラント電極のうちの電極の対間のキャパシタンスを判断し、
前記複数のインプラント電極のうちの電極の前記対の前記電極間の相対位置を判断する命令を実行するように構成されたプロセッサシステムと、
前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの少なくとも一部の位置または電極の前記対の判断された前記相対位置のうちの少なくともいずれか一方を表示するように構成された表示装置とを含み、
前記インプラント型蝸牛刺激電極アセンブリの前記複数のインプラント電極は、前記被術者の蝸牛を刺激することを目的として構成されたシステム。 - 前記ローカライザは、前記複数のインプラント電極部の各インプラント電極部から延びる前記導電コネクタを介した前記複数のインプラント電極部への接続を有する容量計を含み、
前記ローカライザは、少なくとも第1の電極部および第2の電極部のキャパシタンスまたは前記第1の電極部と前記第2の電極部との間のキャパシタンスを測定するように構成された、請求項65に記載のシステム。 - 前記ローカライザは、前記被術者に前記電流を注入するように構成された少なくとも1つの軸電極を含む、請求項65に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの軸電極は少なくとも3つの軸電極を含み、
前記少なくとも3つの軸電極の各軸電極が前記被術者に電流を注入するように駆動され、
前記少なくとも3つの軸電極の各軸電極が電流を注入する、請求項67に記載のシステム。 - 前記プロセッサシステムは、
前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの長さに沿って間隔を置いて配置された複数のインプラント電極部の各電極部と複数のインプラント電極部の他のすべての電極部との間のキャパシタンスを判断する挿入と、
前記複数のインプラント電極部の各インプラント電極部間の前記キャパシタンスに基づいて前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの形状を判断する挿入とを実行するようにさらに構成された、請求項65に記載のシステム。 - 前記命令が記憶されたメモリシステムをさらに含み、
前記命令は、
前記複数のインプラント電極部の各電極部の可能な位置を初期設定する命令と、
各電極部の前記初期可能位置に基づいて各電極部の判断された位置を最適化する命令と、
各電極部の最適化された前記位置に基づいて前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの判断された形状を出力する命令とを含む、請求項69に記載のシステム。 - 前記プロセッサシステムは、前記表示装置上に表示されている前記被術者の画像上に前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの判断された前記形状を表示するようにさらに構成された、請求項70に記載のシステム。
- 前記メモリシステムは、前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの記憶された所定の選択された形状を含み、前記プロセッサは、前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの判断され、出力された前記形状を、前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの記憶された前記所定の選択された形状と比較するように構成された、請求項70に記載のシステム。
- 前記プロセッサは、
前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの判断され、出力された前記形状が、(i)前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの前記所定の選択された形状と類似しているか、または、(ii)前記被術者の前記画像に基づいてあり得ないか、または、(iii)前記インプラント型蝸牛刺激器電極アセンブリの前記所定の選択された形状と類似していないことを示す標識を出力するようにさらに構成された、請求項72に記載のシステム。 - 蝸牛刺激器電極アセンブリを追跡する方法であって、
前記蝸牛刺激器電極アセンブリの長さに沿った第1の電極部と第2の電極部との間のキャパシタンスを測定するステップと、
測定された前記キャパシタンスに基づいて前記第1の電極部と前記第2の電極部の相対位置を判断するステップと、
判断された前記相対位置に基づいて、少なくとも前記第1の電極部と前記第2の電極部との間の前記蝸牛刺激器電極アセンブリの形状を表示装置に表示するステップとを含む方法。 - 前記キャパシタンスを測定するために電流を注入するステップをさらに含む、請求項74に記載の方法。
- 前記蝸牛刺激器電極アセンブリの長さに沿った第1の電極部と第2の電極部との間のキャパシタンスを測定するステップは、前記第1の電極部と前記第2の電極部とにメータを直接接続するステップと、前記第1の電極部と前記第2の電極部のそれぞれにおけるキャパシタンスのうちの少なくとも1つを測定するか、または前記第1の電極部と前記第2の電極部との間のキャパシタンスの差を測定するステップとを含む、請求項74に記載の方法。
- 前記第1の電極部と前記第2の電極部とのうちの少なくとも一方を、前記被術者の蝸牛に刺激を送るように動作させるステップをさらに含む、請求項74に記載の方法。
- 前記蝸牛刺激器電極アセンブリの長さに沿って間隔を置いて配置された複数の電極部の各電極部と前記複数の電極部の他のすべての電極部との間のキャパシタンスを判断するステップであって、前記第1の電極部と前記第2の電極部とが前記複数の電極部のうちの2つの電極部である、前記キャパシタンスを判断するステップと、
判断された前記キャパシタンスに基づいて、前記複数の電極部の各電極部と前記複数の電極部の他の各電極部との間の相対位置を判断するステップと、
前記複数の電極部のそれぞれの間の前記キャパシタンスに基づいて前記蝸牛刺激器電極アセンブリの形状を判断するステップとをさらに含む、請求項74に記載の方法。 - メモリシステムから記憶されている命令を呼び出すようにプロセッサシステムを動作させるステップをさらに含み、前記命令は、
前記複数の電極部のうちの少なくとも1つの電極部の可能な位置を初期設定する命令と、
前記少なくとも1つの電極部の可能な前記初期位置に基づいて、各電極部の判断された位置を最適化する命令と、
各電極部の判断され、最適化された前記位置に基づいて、前記蝸牛刺激器電極アセンブリの判断された形状を出力する命令とを含む、請求項78に記載のシステム。 - 表示装置上の前記被術者の画像に重ね合わされる前記蝸牛刺激器電極アセンブリの判断された前記形状を表示するように前記プロセッサシステムを動作させるステップをさらに含む、請求項79に記載の方法。
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