[发明专利]电磁导航天线组件和包括该组件的电磁导航系统

说明书

本发明提供了一种用于辐射至少一个电磁场以用于电磁导航的天线组件，和包括这样的天线组件的电磁导航系统。所述天线组件包括基板和平面天线，所述平面天线包括迹线，所述迹线沉积在所述基板上并以多个环布置。相邻的所述环对之间的相应距离在从最内环到最外环的方向增加。

背景技术

技术领域

本公开涉及用于电磁导航的天线组件和用于设计此类天线组件的方法。更具体地讲，本公开涉及用于辐射电磁场以用于电磁导航的天线组件、包括此类天线组件的电磁导航系统和设计此类天线组件的计算机实现的方法。

相关领域

通过实现在医疗设备位于患者体内时准确地确定该设备的位置和/或取向，电磁(EM)导航(EMN)有助于扩展医疗成像、诊断、预后和治疗能力。其中采用了EMN的医疗规程的一个示例是ELECTROMAGNETIC NAVIGATION(ENB^TM)((ENB^TM))，其包括规划阶段和导航阶段。在规划阶段期间，患者胸部计算的层析(CT)扫描用于生成患者的虚拟三维支气管标测图和用于导航阶段规划的路径。在导航阶段期间，天线组件在患者的整个胸部辐射电磁场，医师将感测辐射的电磁场的电磁传感器插入患者的气道中，并且计算设备基于感测的电磁场的特性确定电磁传感器的位置和/或取向(例如，相对于规划的路径)。

为了实现准确确定传感器的位置和/或取向，在相应传感器的位置处生成电磁场测量的详细标测。然而生成这样的标测，需要在预期电磁体积内在许多(例如，成千上万个或更多)位置处进行精确的电磁场测量，这是个费力而耗时的过程，在一些情况下，该过程需要昂贵的机器。

生成电磁场标测的负担在采用多个天线组件的情况下增加。例如，为了使得电磁传感器能够到达患者身体的更深部分，并且/或者在后续医疗规程期间保留在体内而不干扰另外的医疗设备，可能期望采用小电磁传感器，诸如单线圈电磁传感器。然而，为了在保持确定传感器的多个(例如，六个)自由度的能力的同时为EMN采用小电磁传感器，可能需要多个天线组件以增加要感测的辐射的电磁场数。在这样的情况下，可能需要为每个天线组件设计进行上述详尽的标测规程。此外，考虑到来自制造的潜在变型，甚至可能需要为特定天线组件设计(即，制造的每个单独天线组件)的每个实例完成标测规程。

考虑到前述内容，存在对于改进电磁导航天线组件和用于设计此类天线组件的方法的需要。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供了用于辐射至少一个电磁场以用于电磁导航的天线组件。天线组件包括基板和平面天线，该平面天线包括迹线，该迹线沉积在基板上并以多个环布置。相邻的环对之间的相应距离在从最内环到最外环的方向增加。

在本公开的另一方面，环中的每个包括多个直线部分和多个顶点。例如，在一些方面，环中的每个包括四个直线部分和四个顶点。

在本公开的另外方面，顶点中的每个沿着四条对角线中的一条设置，四条对角线平分对应于平面天线的种子矩形的四个相应顶点。

在本公开的又一方面，天线组件还包括连接器，其具有至少两个端子，并且迹线具有分别耦合至两个端子的两端。

在本公开的另一方面，天线组件包括多根平面天线，并且多根平面天线中的每根包括相应迹线，其沉积在基板上并以相应环组布置。对于平面天线中的每根，相应平面天线的相邻环对之间的相应距离在从最内环到最外环的方向增加。

在本公开的另一方面，基板包括多个层和平面天线，并且多根平面天线中的每根沉积在层中的相应一个上。

在本公开的另一方面，平面天线中的每根包括相同的环数。

在本公开的另一方面，环中的每个包括多个直线部分和多个顶点。

在本公开的另一方面，平面天线相对于基板的平面具有相应质心，这些质心设置在彼此不同的相应位置中。