CN111699017A - 耳蜗植入物定位系统 - Google Patents
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Abstract
一种导航系统或导航系统的组合可以用于提供用于跟踪位置和导航体积中的单个器械的一个或多个导航模态。例如,电磁(EM)导航系统和电极电势(EP)导航系统两者可以用于导航所述体积内的器械。两个导航系统可以分别用于选择性地单独地导航所述体积中的所述单个器械。还公开了用于单独地或与所述器械的位置组合地确定所述单个器械的形状的系统和过程。所述器械可以通过添加跟踪装置或通过所述器械的本机部分或固有部分进行导航。
Description
相关申请的交叉引用
本申请包含与标题为“耳蜗植入物定位系统(COCHLEAR IMPLANT LOCALIZATIONSYSTEM)”的美国专利申请第15/890,920号和标题为“耳蜗植入物定位系统(COCHLEARIMPLANT LOCALIZATION SYSTEM)”的美国专利申请第15/890,949号中的公开的主题相关的主题。上述申请中的每一个申请的全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开总体上涉及一种用于定位被跟踪物品的系统,并且尤其涉及一种使用一种或多种模态(modality)来定位体积内的物品的定位系统。
背景技术
此部分提供与本公开相关的背景信息,其不一定是现有技术。
导航系统可以用于跟踪和导航体积内的器械。例如,导航系统可以用于在外科手术过程中跟踪器械上的电磁跟踪装置。跟踪装置被定位用于确定器械的定位。
然而,某些器械不与跟踪装置相关联。因此,某些器械不可用导航系统进行跟踪。不可跟踪的器械可能需要直接检查以确定最终定位。此外,由于各种限制,可能难以将跟踪硬件与此类器械相关联。
发明内容
此部分提供对本公开的大致概述,并且并不是对其全部范围或其全部特征的全面公开。
导航系统或导航系统的组合可以用于提供用于跟踪器械的导航。所述器械可以是帮助进行手术的器械和/或可以是永久植入的装置。永久可植入装置可以包含公知的装置,如耳蜗植入物,包含由在美国科罗拉多州百年市(Centennial,CO,USA)设有营业地的美洲科利耳公司(Cochlear Americas)销售的Contour和/或耳蜗植入物。耳蜗植入物可以包含沿可植入装置的长度间隔开的多个电极。因此,可植入装置可以是植入物。植入物可以出于各种目的(如接收、放大和/或提供刺激)而被连接到外部装置。用于接收音频信号并且在耳蜗内提供刺激以复制听觉的耳蜗植入物的手术对于所属领域的技术人员来说是众所周知的。
导航系统可以包含一种或多种类型的导航或导航模态以导航单个器械。单个器械可以被放置在患者体内并且对其进行跟踪。例如,电磁(EM)跟踪系统和电极电势(EP)跟踪系统两者均可以用于导航患者体内的器械。各种EM导航系统包含美国专利第7,599,730号和第7,697,972号中公开的EM导航系统,所述两个专利均通过引用并入本文。各种EP导航系统包含美国专利第8,260,395号和第9,101,285号中公开的EP导航系统,所述两个专利均通过引用并入本文。某些导航系统可以结合两种类型的导航模态(如EM和EP两者)和/或使用两种类型的导航模态进行操作,并且其包含美国专利第8,494,613和第8,494,614中公开的导航模态。
导航系统通常可以包含定位器和跟踪装置。本领域的技术人员将理解,所述定位器可以发射或接收信号,并且所述跟踪装置也可以发射或接收信号,以允许确定与外科手术器械相关联的所述跟踪装置的定位。外科手术器械可以具有与其相关联的一个或多个用于导航的跟踪装置,如本文所讨论的。而且,每个跟踪装置可以用于一个或多个导航模态。例如,一种器械可以包含可以与EP跟踪系统一起使用并且还可以相对于包含要与EM跟踪系统一起使用的EM线圈的跟踪装置相关联或移动的电极。
一种器械可以包含在单个手术期间与一个或多个导航系统一起使用的一个或多个跟踪装置。另外,可以在单个手术期间使用一种方法来配准两个导航系统。两个导航系统的配准可以允许确定一个导航域内的所有或选定数量的点,以协调或对应于第二导航域内的所有或选定数量的点。
所述器械还可以包含可以与单个选定模态的单个选定导航系统一起使用的一个或多个跟踪装置。在各个实施例中,器械的多个部分(包含植入物)可以在植入手术期间用作跟踪装置。在植入之后,相同的部分可以被重新用作增强部分或被重新分配为增强部分。
应当理解,尽管以下公开内容具体涉及耳蜗植入物,但是也可以使用其它类型的植入物。如本文所讨论的,耳蜗植入物包含在植入手术期间可以用于导航目的但在植入之后可以被改变用途以刺激患者的各种部分。换言之,耳蜗植入物可以具有以第一功能操作并且然后被改变成不同的功能的部分(例如,电极)。耳蜗植入物可以包含连接到接收器和刺激器(R&S)以供使用的多个电极。在植入之后的使用期间,R&S可以接收信号并且向电极提供刺激信号。在植入之前,电极可以用于跟踪,使得不需要更改或增加植入物的硬件。因此,可以维持耳蜗植入物的标准结构。然而,如本文所讨论的,可以将各种另外的跟踪装置添加到耳蜗植入物中。
此外,应当理解,本文所公开的系统和方法不限于在植入人体期间使用,而是也可以在器械相对于具有选定或合适特征的任何非活体机器的导航期间使用。
根据本文所提供的说明,其它应用领域将变得清楚。本发明内容中的描述和具体实例仅用于说明的目的,并且并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
本文所描述的附图仅仅是出于对所选实施例而不是所有可能的实施方案的说明性目的,并且不旨在限制本公开的范围。
图1是导航系统的环境视图;
图2A是根据各个实施例的受试者和定位器部分的详细视图;
图2B是根据各个实施例的受试者的详细横截面视图;
图3是根据各个实施例的器械的详细视图;
图4是根据各个实施例在植入受试者期间器械的环境视图;
图5是根据各个实施例的器械的详细视图;
图6是根据各个实施例的器械的详细环境视图;
图7、7A和7B是示出确定可植入装置的形状的方法和其子程序的流程图;
图7A1和7A2示出了基于多个电极之间的电容的理论形状;以及
图8是根据各个实施例的可植入装置的透视图。
贯穿附图的若干视图,对应的附图标记指示对应的部分。
具体实施方式
现在将参考附图对示例实施例进行更全面的描述。
图1示出了导航系统20,并且在图2A中进一步详细进行了示出,所述导航系统可以是外科手术导航系统。第一跟踪系统可以包含电极电势(EP)跟踪系统22。第二跟踪系统可以包含电磁(EM)跟踪系统24。合适的EP跟踪系统可以包含美国专利第8,260,395号和第9,101,285号中公开的EP跟踪系统,所述美国专利均通过引用并入本文。合适的EM导航系统包含美国专利第7,599,730号和第7,697,972号中公开的EM导航系统,所述美国专利均通过引用并入本文。第一跟踪系统22和第二跟踪系统24可以用于跟踪一个或多个器械,如单个外科手术器械26。外科手术器械26可以是任何合适的器械,包含定位于受试者的内耳的耳蜗中的耳蜗植入物。其它合适的器械还可以包含(但不限于)心脏电极植入物、大脑电极植入物、脊柱电极植入物、骶骨电极植入物、迷走神经电极植入物和胃电极植入物,如用作用于心律治疗、神经系统治疗、消融或其它合适的目的的可植入医疗装置(IMD)的一部分的引线。
导航系统20可以仅利用跟踪系统22、24中的单个跟踪系统来操作,每个跟踪系统以选定单独模态提供。第一跟踪系统22是EP模态跟踪系统,并且第二跟踪系统24是EM模态跟踪系统。因此,导航系统20可以是单模态或多模态跟踪系统。
在某些手术中,具有两个跟踪系统可以是有用的。示例性手术包含将具有一个或多个电极的耳蜗植入物放置于受试者(如人类受试者或患者36)的耳蜗中。在耳蜗中,植入物上的电极可以被暴露于导电流体中以使用EP跟踪系统22进行位置确定。而且,可以发射或接收EM信号的跟踪装置可以使用EM跟踪系统24进行跟踪。而且,可以使用EM跟踪系统24与图像数据的配准来帮助示出相对于患者36的位置(如解剖位置或解剖结构)。
与EM跟踪系统24相反,某些手术还可以使用EP跟踪系统22更容易地跟踪。例如,包含EM跟踪装置的通管丝可以穿过至少一部分植入物或植入物的递送部分定位。然而,在各种手术中,可以将通管丝从植入物的一部分移除以允许植入物的刚性大幅度降低并且更具柔性。一旦将通管丝从植入物移除,则可能无法使用EM跟踪系统24跟踪植入物的精确位置。当探针被移除后,可以使用EP跟踪系统22跟踪植入物电极。
除了跟踪系统22、24之外,在上文或本文所讨论的各种手术中使用的导航系统20还可以包含各种组件,如成像系统30。成像系统30可以是任何合适的成像系统,并且示例性地示出为荧光镜C型臂系统32。其它成像系统可以包含计算机断层扫描(CT)成像系统、成像系统、磁共振成像(MRI)系统和正电子发射断层扫描(PET)成像系统。外科医生34可以使用成像系统30在手术之前(术前)、手术期间(术中)或手术之后(术后)对患者36进行成像。对患者36进行成像可以创建可以在显示装置38或显示装置40上被视为图像84的图像数据。显示装置38、40可以单独提供,如在支架42上,或者作为工作站或处理系统44的一部分与处理系统一起提供。图像数据可以通过发射系统数据46(如有线或无线发射系统)从成像系统30传送到显示装置38、40。可以为选定手术选择图像并且图像可以适合于选定过程,如用于耳蜗植入物的内耳或耳蜗的图像。
导航系统20(也包含跟踪系统22、24)可以被结合或连接到处理器系统44。处理器系统44可以包含人类输入装置,如键盘48、操纵杆或鼠标50、脚踏板52或任何其它合适的人类输入装置。可以将人类输入装置48-52中的每一个与处理器系统44或其它系统(如成像系统30)连接以对其进行控制或致动。处理器系统可以进一步包含通用处理器44a,所述通用处理器被配置成执行存储在存储器44b(如非暂态存储器(例如,固态存储器、旋转硬盘、光学可读盘))上的指令。处理器44a还可以是专用处理器,如ASIC。
EP跟踪系统22可以包含在患者36体内产生电流的组件。EP跟踪系统可以包含或基于由在明尼苏达州明尼阿波里斯市设有营业地的美敦力公司(Medtronic,Inc.)销售的LocalisaTM心内跟踪系统。EP跟踪系统22还可以包含授予Wittkampf的美国专利第5,697,377号或第5,983,126号中公开的部分,所述美国专利通过引用并入本文。
简单而言,EP跟踪系统22可以包含一个或多个轴电极60(包含60a、60b、60c)。在各个实施例中,轴电极可以作为轴电极对来操作。轴电极60还可以被称为定位器,其可操作用于在体积(如患者36)体内产生或注入电流。然而,轴电极60可以包含单个轴电极60a。然而,应当理解,还可以设置两个或更多个轴电极60b和60c。因为存在两个或更多个电极,注入电流的时间变化可以用于更精细地辨别可植入装置的定位,如本文进一步讨论的。
还应理解,可以设置一对或多对轴电极。例如,可以使用三对轴电极在患者36体内产生三个基本上正交的电流轴。如上文所描述的,可以通过在任何一对轴电极之间产生的交流电将所述轴限定在选定轴电极对之间。例如,当在两个轴电极之间产生电流时,可以将第一对轴电极定位于患者36的左侧和右侧来限定X轴。
可以使用来自一个或多个轴电极的注入电流来确定或计算跟踪装置70的定位。跟踪装置70可以包含第一或EP跟踪装置70a和第二或EM跟踪装置70b。EP跟踪系统22可以用于跟踪EP跟踪装置70a。第一跟踪装置70a可以基于来自轴电极60a或轴电极对之间的感应的电流来感测患者36体内的电压或相关阻抗。电压可以与第一跟踪装置70a在患者36体内的位置有关。
轴电极60a-60c可以由控制器72中的发电机驱动,所述控制器通过导线或以无线方式与轴电极60a-64b连接。发电机可以提供用于产生选定电流(如患者36体内的交流电)的电力。控制器72还可以包含用于器械26将信号从跟踪装置70传送到控制器72的连接。根据各个实施例,与器械26的连接可以是有线或无线的。另外,控制器72可以包含处理器部分,或者所述控制器简单地是用于从跟踪装置70发射信号的发射器。信号可以通过发射系统74从控制器72发射到处理器系统44。发射系统74可以是有线或无线发射系统。
EM跟踪系统24还可以与控制器72相关联,或者可以设置有单独的控制器系统。将理解,可以在控制器72中设置各种单独的电路系统部分,以产生或操作EP跟踪系统22或EM跟踪系统24。
EM跟踪系统24包含可以相对于患者36定位的EM定位器76。EM跟踪系统可以包含在美国科罗拉多州设有营业地的美敦力导航公司(Medtronic Navigation,Inc.)销售的AxiEMTM电磁跟踪系统。定位器76可以产生电磁场,所述电磁场由EM跟踪装置70b感测。可替代地,EM跟踪装置70b可以产生由定位器76感测的场。
定位器可以用作用于确定跟踪装置70的定位的跟踪系统的一部分。例如,定位器76可以与控制器72互连,以向处理器系统44发射关于EM跟踪装置70b的位置的信号。轴电极60a-60c可以是在患者36体内感应电流轴以定位EP跟踪装置70a的定位器。因此,定位器可以指跟踪系统的可以处于体积(如患者36)的外部或内部的用于确定跟踪装置70的位置的一部分。
根据各个实施例,包含EM定位器76和轴电极60a-60c在内的定位器装置可以用于限定受试者空间中的导航域。受试者空间可以指所述器械在选定手术期间移动的物理空间。受试者空间可以包含患者36的患者空间。患者空间可以是手术期间动手术的物理空间。患者空间还可以包含外科手术器械26被导航通过的导航空间。图像空间可以由在显示装置38、40上显示为图像84的图像数据限定。图像数据可以包含任何适当的图像数据,如患者36的颅骨、内耳或其它合适的部分的图像数据。图像数据用于生成或呈现显示在显示装置38、40上的图像84,并且所述图像数据还可以包含图谱数据。图谱数据可以包含统计数据或历史数据。图谱数据可以被配准到或变形为患者图像数据或患者空间。将理解的是,图谱数据可以在无图像导航系统中使用。例如,无图像导航系统可能不需要获取患者36的图像数据。图像数据和图谱数据可以存储于存储器44b或从所述存储器调用。
患者空间可以被配准到图像数据的图像空间,以允许根据任何适当的技术(包含本文讨论的技术)显示仪器的位置(例如,作为图标叠加在图像84上)。然而,通常,患者空间被配准到图像数据,以允许在显示装置38、40上的图像84之上显示或叠加所跟踪装置(例如,外科手术器械26)的图标或表示。配准通常允许将图像数据转换为患者空间。各种配准技术可以包含轮廓匹配、基准匹配或点匹配、自动配准或任何其它合适的配准。例如,可以在图像数据和/或图像84中识别各种标志或基准点,并且可以在患者36体内(如在内耳内)识别相同的基准点或标志。然后,可以将图像数据转换到患者36的患者空间,使得可以相对于图像84显示叠加的图标26i的适当位置。配准技术可以包含上文并入的美国专利中讨论的配准技术。
另外,如本文所讨论的,EP跟踪系统22可以被配准到EM跟踪系统24。将EP跟踪系统22配准到EM跟踪系统24可以允许使用图像数据80导航EP跟踪装置70a。例如,EP跟踪系统22可以不形成定位几何形状,所述定位几何形状为欧几里得的以有效地映射到受试者36的图像的欧几里得坐标(Euclidean coordinate)。因此,在EM跟踪系统24与EP跟踪系统22之间的映射点或共相关点允许将在EP跟踪系统22中确定的点平移到EM跟踪系统24,并且因此平移到图像84。在各个实施例中,联合配准可以包含将可使用EM跟踪系统24跟踪的EM跟踪装置与可由EP跟踪系统22跟踪的EP跟踪装置一起定位。联合定位(例如,将EM跟踪装置和EP跟踪装置放置在同一位置)可以允许使用EP跟踪系统22和EM跟踪系统24两者跟踪空间中的一个点以允许两个导航空间的配准(即平移)。
器械26可以包含要放置于患者36体内的可植入耳蜗构件或耳蜗植入物电极组合件226。在各个实施例中,如图2B和图3所示出的,耳蜗植入物226可以包含沿长轴延伸的细长主体230。细长主体230可以包含多个植入物电极或触点,如被配置成定位于受试者的耳蜗37内的二十四个单独的电极部分或触点(也单独地称为电极)232i到232xxiv。应当理解,耳蜗植入物226可以包含任何合适数量的电极232,并且二十四个电极仅仅是示例性的。而且,如本文所讨论的,耳蜗植入物226还可以被称为可以接触耳蜗以发射或递送来自刺激器或源的刺激信号的电极触点的阵列或组合件。
可将电极232中的一个或多个电极形成为具有从主体230的长轴延伸的厚度的实心极板或构件(例如,生物相容性导电极板(例如,不锈钢、金等))。还可以或可替代地将电极形成为由导电材料(例如,铜、金、碳等)制成的线圈。线圈可以围绕芯体(如空气芯)形成,并且所述芯体可以沿通常与主体320的长轴成角度和/或垂直于所述主体的长轴的轴延伸。在各个实施例中,可将至少选定数量的电极(可以包含所有电极)形成为实心极板,而将其它电极形成为线圈或一定长度的导线。如果将电极形成为导电材料制成的线圈,则可以将所述线圈形成为具有如图3所示出的类似于极板的几何形状,因此将所述线圈形成在可植入构件226的侧面或弧面上。因此,当提供线圈作为电极232时,最外侧的线圈部分可以接触受试者。
电极232中的每个电极可以通过一个或多个连接器、通信线或传输线或电缆233与选定部分连接。电极232中的每个电极可以具有单独的线或连接233,所述单独的线或连接允许电极232中的每个电极直接连接(例如,有线连接)到如图2A所示出的内部接收器和刺激器(R&S)234和/或直接连接到如本文所讨论的外部R&S 234a。因此,植入物226可以将来自R&S 234、234a的刺激递送到受试者36的选定部分和/或发射或接收本文所讨论的其它选定信号。
如在本领域公知的,可以在选定时间将R&S 234、234a连接到耳蜗植入物226以在耳蜗37内提供刺激。因此,如虚线部分226'所示,可以将耳蜗植入物连接到R&S 234。R&S234、234a可以包含任何适当的R&S,如在科罗拉多州百年市设有营业地的科利耳有限公司(Cochlear Ltd.)销售的具有纤细的蜗轴状电极(Modiolar Electrode)(CI532)可植入电极系统的CochlearTM Profile和/或CochlearTM 声音处理器中所包含的接收器和刺激器部分以及各种特征。接收器可以接收外部刺激,并且通过一个或多个电连接器233向电极232中的一个或多个选定电极提供电刺激。连接器233可以是导电的,并且可以包含导电导线或其它导电材料。
R&S 234可以包含内部R&S 234(如图2A所示出的)和/或外部R&S 234a。外部R&S234a可以与内部R&S 234基本相同,或者包含选定的另外的组件或替代性组件。在各个实施例中,外部R&S 234a可以包含允许与内部接收器(如内部R&S 234)透皮通信的部分。内部部分然后可以按如上文所讨论的方式沿通信线226'将信号经由连接器233发射到如可植入电极226。因此,R&S 234可以包含内部部分234和外部R&S部分234a。应当理解,外部部分234a可以包含电源、处理器部分和听觉或信号接收部分以及发射到内部R&S 234的发射器中的大部分或全部。外部组件可以包含如所描述的那些部分以及在美国专利4,352,960中进一步描述的那些部分,所述美国专利通过引用并入本文。此外,外部组件可以包含各种另外的传输特征,如向CAC 22、24发射信号如以帮助植入物部分226的导航和放置。
通过向电极232提供刺激,可以按适当的方式向受试者36提供外部声音作为刺激。如图2B和图4所示出的,在植入期间,可以通过小开口36o将耳蜗植入物226定位于受试者36的耳蜗37中。耳蜗植入物226可以按适当的方式是柔性的,以定位在耳蜗37内,从而达到耳蜗37的内部空间的形状(包含圆形或内部环绕)。因此,耳蜗植入物226可以包含选定的柔韧度,以允许植入到耳蜗37中。
开口36o可以包含仅略大于耳蜗植入物226的直径的较小外科手术开口。例如,耳蜗植入物226的外部最大直径可以为约0.1毫米(mm)到约2mm,包含约0.8mm到约0.1mm,进一步包含约0.5mm到约0.2mm。此外,包含电极232的耳蜗植入物226部分可以从最大尺寸逐渐变细到约0.4mm到约0.8mm。开口36o的内部直径因此可以比耳蜗植入物226的直径大约0.1毫米到约0.8毫米。在各个实施例中,开口36o的内部直径可以比耳蜗植入物226的外部直径大约1%到约300%,包含约150%。因此,当耳蜗植入物226被放置到耳蜗37内时,开口36o的大小可能不允许直接观察到所述耳蜗植入物。
如上文所讨论的,导航系统20可以允许跟踪耳蜗植入物226的选定部分。例如,EM跟踪装置250可被定位在耳蜗植入物226的远端254处。EM跟踪装置250可以是任何合适的EM跟踪装置,如包含由导电材料制成的一个或多个线圈或导线的EM跟踪装置。例如,EM跟踪装置250可以包含三个由导线制成的线圈,所有的线圈位于不同的轴上,但是具有共同的原点。EM跟踪装置可以被设计和配置成允许确定六个自由度位置(six degree of freedomposition)(包含定位和朝向)。示例性EM跟踪装置包含美国专利第8,644,907号中公开的EM跟踪装置,所述美国专利通过引用并入本文。
EM跟踪装置250可以由EM跟踪系统24跟踪。如上文所讨论的,EM跟踪系统24可以包含用于发射或接收EM场以允许确定EM跟踪装置70b(其可以包含所述跟踪装置250中的一个或多个)的定位器76。跟踪装置250的尺寸可以被设置成并被配置成在允许跟踪耳蜗植入物226的同时定位于内部结构内和/或不改变耳蜗植入物226的公知的外部几何形状。
此外,应当理解,多个装置250可以沿耳蜗植入物226的长度定位。例如,多个装置250可以沿耳蜗植入物226的长度间隔开约0.1毫米(mm)到约1厘米(包含约0.2mm)定位。跟踪装置可以沿主体230间隔开,如沿主体230的纵轴间隔开。例如,多个这些装置250中的每个装置可以沿主体230的长度基本上邻近于电极232中的每个电极定位。因此,可以确定耳蜗植入物226的主体230的长度的限定的或基本精确的位置。此外,基于将图像数据配准到患者36,可以在选定的一个或多个显示装置38、40上相对于图像84示出耳蜗植入物226跟踪到的和所确定的位置。
因此,在各个实施例中,可以将EM跟踪装置250或多个装置250形成在耳蜗植入物226的主体230中,以允许沿耳蜗植入物226的长度跟踪一个或多个点。对装置250中的一个或多个进行跟踪允许确定耳蜗植入物226的位置。然后可以相对于在选定显示装置38、40上示出的图像84来示出耳蜗植入物226所确定的位置。使用EM跟踪系统24跟踪EM跟踪装置250在本领域中是公知的。如上文所讨论的,在定位器76以与跟踪装置250相反的方向操作时,跟踪装置250可以产生或感测电磁(EM)场。来自定位器76和/或跟踪装置250的信号被直接发射到处理器系统44或通过CAC 72发射到所述处理器系统。信号的发射可以是无线或有线的,如使用自定位器76的传输线76'和/或自EM跟踪装置250的合适的发射系统(无线或有线)。在各个实施例中,可以将耳蜗植入物226的连接器236连接到EM跟踪系统24(如CAC 72)以发射来自EM跟踪装置250的信号。
来自跟踪装置250的信号用于确定位置(包含跟踪装置250以及因此器械26的空间中的三维定位和一个或多个朝向)。如上文所描述的,可以执行图像数据到受试者的配准,以使得对耳蜗植入物226的跟踪可以允许示出所述耳蜗植入物相对于图像84的位置。
继续参考图2B、3和4,耳蜗植入物226的主体230的位置可以由多个EM跟踪装置250(包含第二EM跟踪装置250'和第三EM跟踪装置250")确定。如上文所指出的,多个跟踪装置可以用于显示或确定多个点沿主体230的长度的特定位置。因此,可以基于多个间隔开的跟踪装置来确定盘绕形状等特定形状。这将用于确定植入物226的最终定位以及所述植入物何时达到选定定位。
另外参考图5,除了将EM跟踪装置70b设置为所植入构件226中的一个或多个EM跟踪装置250之外或者可替代地,可以将EM跟踪装置70b设置为临时构件或可移除构件。在各个实施例中,耳蜗植入物226可被定位于套管或柔性构件内,如硅树脂或其它选定柔性材料套管270。套管270可以具有覆盖植入物226的端部的终端272。套管270可以进一步包含开口或间隙274,如第一间隙274a和第二间隙274b。间隙可以通过实心部分276分隔开。间隙274允许电极232进入患者36的一部分,如耳蜗37内。在将套管定位到耳蜗中之前,可以将套管定位在植入物226之上,这在本领域中是公知的。在这种情况下,套管270可以形成植入物的一部分。
可跟踪通管丝或导丝280可被定位在套管270内,并且可以延伸一定距离进入到套管270中(包含延伸到终端272)。导丝280可以包含一个或多个EM跟踪装置70b,如跟踪装置282'和/或多个跟踪装置282"。跟踪装置282可以包含沿导丝280的长度定位的多个跟踪装置。例如,跟踪装置282可以沿导丝280的纵轴间隔开。因此,在可植入构件226的植入和定位期间,可将导丝280定位在套管270内。
一旦达到植入物226的最终定位,就可以移除导丝280。当将导丝280移除后,套管270可以与耳蜗植入物226保持在适当的位置。在各个实施例中,可以在实现最终植入物定位之前的任何时间移除导丝280,以允许可植入构件226在耳蜗37内达到形状或位置。因为导丝280是可移除的,所以跟踪装置282不需要永久地包含在可植入构件226中。导丝280的移除还允许耳蜗植入物226与当前配置保持不变,但允许跟踪耳蜗植入物226的至少一部分。然而,在将植入物定位在耳蜗内的同时使导丝280与植入物保持在一起可以允许在植入手术的至少一部分期间跟踪可植入构件226的位置。
导丝280可以包含一个或多个跟踪装置282。跟踪装置282可以包含围绕导丝280的外部形成的跟踪装置,如具有围绕并且沿导丝280的长轴等轴的多个由导电材料(例如,导线)制成的线圈。线圈可以由围绕导丝280的外表面包裹的导电材料(如导线)形成。此外,可以按选定角度对导线进行包裹以提供跟踪轴相对于导丝280的纵轴的区分。选定包裹配置和可跟踪部分包含美国专利第8,644,907号中公开的包裹配置和可跟踪部分,所述美国专利通过引用并入本文。跟踪构件282还可以是或可替代地是由围绕具有要定位在导丝280内的大小和形状(例如,直径为约0.1mm到约0.5mm,并且长度为约0.5mm到约5.0mm)的芯体缠绕的导线制成的单独的线圈。所述单独的线圈可以选择性地放置在选定位置处的导丝280内,如放置在所述导丝的尖端附近和/或沿其长度放置。无论跟踪构件282配置如何,可以使用所述跟踪构件来跟踪可跟踪构件226,以提供对可跟踪构件226的多个点的位置的确定(包含其形状)。然而,在结束对患者36的手术之前,可以将导丝280从套管270移除。通过移除导丝,所植入构件226被配置成定位在受试者体内,而不永久地包含跟踪装置280。
可替代地或除了EM跟踪装置70b之外,如上文所讨论的,可植入主体226可以包含外部套管270。上文讨论并且在图5中示出的套管270可以永久地植入有可植入装置226。然而,可移除或跟踪套管290可以被临时定位在可植入装置226之上和/或套管270之上。如图3所示出的,跟踪套管290可以包含EM跟踪装置70b中的一个或多个,如第一EM跟踪装置294'和第二跟踪装置294"。EM跟踪装置294'、294"可以形成有可移除套管290(例如模制到所述可移除套管中)。可移除套管290可以由弹性材料和/或包含摩擦系数足够高的材料与主体230一起形成。因此,当将可植入装置226定位并且移动到患者36体内时,套管290可以相对于可植入装置226维持在选定位置。然而,一旦可植入装置226被选择性地定位在耳蜗内,则可以如通过敞开或易碎的端部移除可移除套管290。
随着可植入部分226朝耳蜗37移动到开口36o并且穿过所述开口,跟踪装置294'、294"可以用于跟踪套管290的位置。当套管290与可植入部分226一起移动时,还可以确定可植入部分226的位置。使用由相对于可植入主体230保持基本上固定的材料形成的套管290、套管290中的跟踪装置294'、294"来跟踪可植入装置226的位置。套管290可以由选定材料(如生物相容性硅树脂等)形成。在植入手术期间,套管290的材料可以固定地接合可植入装置226以相对于可植入装置226保持。因此,套管290保持基本上固定,并且在植入期间相对于可植入构件226的移动不超过跟踪系统24的误差容限。
跟踪装置294'、294"可以沿可移除套管290的长度以不连续的间隔形成。跟踪装置294'、294"中的每一个均具有多个用作EM跟踪装置70b的导电材料制成的线圈。例如,线圈可以在套管290的表面上相对于彼此形成。在各个实施例中,跟踪装置294'和294"的导电材料可以形成为沿套管290的纵轴围绕套管290的外部的绕组。如上文所讨论的,跟踪装置294'、294"还可以形成或提供为小线圈和/或印刷在套管上,和/或形成为套管上的绕组。因此,跟踪装置294'、294"可以形成为与导丝280的跟踪装置的形成基本上类似。然而,应当理解,跟踪装置294'、294"可以由定位或形成在套管290的表面或壁中的单独且分离的部分形成。
在将可植入构件226定位于耳蜗37中之后,可以将套管290从可植入装置226中移除。如图2B和3中所示出的,凸片或拉带298可以连接到套管290,并且通过开口36o向外延伸,以由使用者或外科医生34握住。在将可植入装置226定位在患者36体内之后,可以握住并拉动拉带298以将套管290从可植入装置226移除。套管290可以包含位于套管290的远端290'处的易碎或易破裂部分,如穿孔部分(如穿孔302)。穿孔302可以通过在接合可植入装置226的远端254的穿孔处拉动拉带298和套管290来打开或穿孔。当接合可植入构件226时,穿孔可以打开以允许在将可植入装置226定位在耳蜗37中之后从可植入装置226之上抽离套管290。
应当理解,可以提供其它特征来从可植入装置226中移除套管290,以确保在定位可植入装置226之后不需要将套管290维持在受试者36体内。例如,终端可以是开放的,并且套管290可以包含例如高摩擦系数材料等特征,以在植入期间维持套管290相对于耳蜗植入物226固定。然而,应当理解,在可植入装置226的使用寿命期间,可以将套管290维持在可植入装置226上。套管290可以由与套管270类似的生物相容性材料形成。此外,应当理解,套管270可以包含跟踪装置294'、294",而不是将可移除套管290提供为单独的第二套管。
根据各个实施例,可以从各个EM跟踪装置70b进行信号到EM跟踪系统24的无线或有线发射。EM跟踪系统24可以接收跟踪信号,以允许确定相应跟踪装置的定位,并且进一步确定器械26(包含可植入装置226)跟踪到的位置。可植入装置226的各个部分可以从植入过程中的跟踪到可植入装置226的使用期间被改变用途或重新分配任务,以在植入后刺激耳蜗。例如,如上文所讨论的,可植入装置226包含可互连到可植入装置226上的多个电极232的一条或多条导线236。在将导线236从耳蜗植入物226连接到可以与患者36定位在一起的选定接收器和刺激器234之前,可以沿导线236发射来自相应跟踪装置的跟踪信号,如通常对于耳蜗植入物公知的那样。因此,导线236既可以用于将信号从跟踪装置发射到EM跟踪系统24,又可以用于随后从EM跟踪系统24断开连接,并且连接到接收器和刺激器234以对植入物构件226进行操作。如上文所指出的,内部R&S部分234和/或外部R&S 234a中的一者或两者可以发射来自选定部分(如线圈250和/或电极232)的信号以进行跟踪。应当理解,线圈250和/或电极232可以通过内部R&S部分234和/或外部R&S 234a和或可替代地连接器233经由信号进行通信。
除了EM跟踪装置70b之外和/或可替代地,如上文所讨论的,EP跟踪装置70a可以设置有可植入装置226。如上文所讨论的,一个或多个轴电极60a-60c可以将电流注入到受试者36体内。所注入的电流可以在可植入装置226上的一个或多个电极处产生电压或阻抗。例如,如上文所讨论的,可植入装置226包含一个或多个电极232,其中电极232可以是一旦连接到R&S 234就刺激耳蜗37的植入物电极。电极232可以沿导电构件或导线233发射或发送信号。如上文所讨论的,可以将导线233以与连接到EM跟踪装置24的方式类似的方式连接到EP跟踪系统22。因此,导线233可以最初被指定或用作用于跟踪电极232的传输导线,并且随后可以连接到刺激器和接收器,以从与患者36相关联的接收器和/或刺激器发射和/或接收信号。类似地,电极232最初可以被指定或用作EP跟踪装置70a。植入之后,电极和导线233可以被重新分配为或重新用作耳蜗植入物系统的模拟电极。
在EP跟踪系统22中,轴电极60a-60c或任何合适的数量的轴电极60可以将电流注入到受试者36体内。由于所注入的电流,在一个或多个电极232处可以感测到电压或阻抗。参考图2A、2B,并且另外地参考图5,植入物构件226可以定位在耳蜗37内。耳蜗37可以包含导电或部分导电的流体,以允许电极232中的一个或多个基于所注入的电流并且从轴电极60感测电压。尽管示出了轴电极60a、60b和60c,但是应当理解,可以设置多于三个轴电极。
每个轴电极可以注入电流(可以包含交流电)。交流电在植入物装置226上的电极232中的每个电极处产生电压或电势。轴电极60a-60c中的每个轴电极可以按选定频率注入电流,其中每一频率可以不同。此外,来自轴电极60a-60c中的每个轴电极的注入电流之间可能存在时间(temporal/time)差分。换言之,用轴电极60a-60c注入的电流可以是时间或频率复用的或微分的。因此,在电极232中的每个电极处测量的电势可以相对于所有单独的轴电极60a-60c用三角测量法测定。电极232中的每个电极彼此的相对位置可以基于轴电极60a-60c中的每个轴电极间隔开的位置确定。这可以允许使用者34操作处理器系统44来确定植入物装置226在植入期间的相对位置。使用者34可以查看图像84,并且植入物装置226所确定的位置可以显示在图像84上。
如上文所讨论的,图像84可以被配准到植入物装置226。EP跟踪系统24可以使用合适的配准技术(如上文所讨论的配准技术)被配准到图像84。例如,可以将EP跟踪装置70a定位在受试者36体内的已知标志处,以通过识别图像84上的标志来确定向图像数据的配准。可替代地,或除此之外,EM跟踪装置70b中的一个或多个可以相对于EP跟踪装置70a被定位在相同或已知的位置,以允许EP跟踪装置70a和EM跟踪装置70b的配准,并且因此配准到图像84。可以使用与EM跟踪系统24的联合配准来帮助向图像84的配准(包含EP跟踪系统22)。例如,如上文所讨论的,可以将EM跟踪装置70b中的一个或多个与轴电极60a-60c中的一个或多个放置在一起。因此,EP跟踪系统22的轴电极60a-60c的定位可以用EM跟踪系统24确定,并且因此,使用EP跟踪系统22跟踪的EP跟踪装置70a的定位可以将其所确定的位置平移到EM跟踪系统24。
以这种方式配准,可以将图像84与EM跟踪系统24配准,所述EM跟踪系统可以包含EP跟踪系统可能不包含的基本上欧几里得的几何形状。如本领域的技术人员所理解的,包含从轴电极60a-60c注入的电流的EP跟踪系统可能不提供配准的纯欧几里得几何形状。然而,应当理解,如果使用者34选择简单地识别和/或理解电极232在植入手术期间相对于彼此的相对位置,则可能不需要精确的配准。
另外,EM跟踪装置70b中的一个或多个可以与轴电极60a-60c中的一个或多个相关联。在各个实施例中,如上文所指出的,可以使用导线或其它导电材料制成的线圈来形成电极232,而不是将单个实心构件(例如,金属板)用作电极232。如果选择了盘绕的导线,所述导线的厚度可以从植入物电极232的表面向电极232的中心轴延伸。最外面的部分可以用作电极植入物232的电极板。
作为电极的盘绕的导线可以作为具有EM跟踪系统24的跟踪装置70b工作。因此,轴电极60a-60c的位置可以使用EM跟踪系统24进行跟踪。可以相对于轴电极60a-60c确定电极232的位置。因此,这将允许使用EM跟踪系统24相对于一个位置来确定电极232的位置。因此,如果EM跟踪系统24被配准到图像,则电极232的位置也可以被示出为图像84上的图标。
通过理解电极232中的每个电极在可植入装置226上相对于彼此的位置,使用者34可以理解可植入装置226的变化的位置。因此,使用者34可以理解并且确定可植入装置226是否正在达到选定的形状,如耳蜗37预确定的形状。此外,使用者34可以在手术之前理解和评估受试者36的图像84,以预先确定植入物装置226的最终期望的朝向和位置。因此,通过确定植入物装置226的电极232的相对位置,使用者34可以确定是否已经达到了预先选定的形状(包含植入物装置26的定位和/或朝向)。
可植入部分226上的电极232中的每个电极可以用于基于来自轴电极60a-60c的注入电流在电极处接收电压。这一信息可以用于辨别或确定植入物装置226的定位和朝向。如上文所描述的,可以选择可植入装置226的选定特定形状,以帮助确保可植入装置226正在达到耳蜗37的形状。为了帮助确定可植入装置226的形状,在确定或不确定可植入装置226相对于受试者36的定位的情况下,可以确定所述电极232中的每个电极之间的相对电容。如本文所讨论的,电极232的任何第一电极和任何第二电极可以形成任意或选定的电极对。可以测量每个任意电极232对之间的电容。可以随时间并且在任何时刻瞬间进行对每个任意对之间的电容的比较,以确定所述任意电极对之间的相对距离。应当理解,还可以通过两个电极(例如,232i和232ii)之间的直接读数(如使用电压表)来确定植入物电极232的电极中的任何两个电极之间的相对电容。因此,对于对电容比较的确定,不需要从轴电极60a-60c注入电流。
定位于患者36的外表面上的轴电极60a-60c中的每个轴电极可以用于相对于可植入装置226上的电极232中的每个电极产生电势。例如,轴电极60a-60c可以用于相对于可植入装置226上的电极232产生相对正的电荷。对电极232中的任何两个电极之间的电容的确定可以用于辨别和确定两个电极232之间的可植入装置226的形状。随着两个相应电极之间的距离减小,相同两个电极之间的电容增大。例如,参考图6,当可植入装置226基本上是直的并且最初被插入到患者36体内时,可以实现电极232xxii与232xxi之间的初始距离。随着可植入装置226在耳蜗37内实现线圈,两个电极232xxii与232xxi之间的距离可能会发生变化。随着两个电极232xxii和232xxi越来越靠近,当所述两个电极开始在耳蜗37内盘绕时,所述两个电极之间的电容可能会增大。因此,可以测量任何两个选定电极(尤其是电极232xxii与232xxi之间)之间的电容,并且可以随时间推移对其进行测量和比较,以确定所述电极正变得越来越彼此靠近。
可以在所述电极中的任何两个电极之间确定电容,因此还可以相对于电极232xx和到电极232ii的电极中的任何其它电极来确定电极232xxii之间的电容。同样,可以测量并且确定电极232xxii与所有其它电极之间的电容随时间的变化,以帮助确定可植入装置226的形状。处理器系统44(包含存储器44b)可以维持随时间推移电容变化的记录,并且还可以随时间推移确定可植入装置226的形状。然后,所确定的形状可以单独或相对于图像84被示出在显示器装置38、44上。
除了如上文所讨论的通过从接入电极60a-60c注入电流来确定可植入装置226的电极232中的两个电极之间的电容之外,还可以进行直接确定或感测。如上文所讨论的,连接器233将可植入装置226的部分(如电极232中的每个电极)连接到选定系统。连接器233可以连接到选定跟踪系统22、24和/或工作站44。应当理解,其它合适的测量系统也可以被包含在各种跟踪系统22、24和/或工作站44内或与所述各种跟踪系统和/或所述工作站相关联。例如,可以使用万用表将万用表直接连接到电极232中的两个或多个电极。通过将选定仪表连接到所述电极中的两个或更多个电极,可以确定两个不同电极之间的电容差的直接计算。如上文所讨论的,可以在可植入装置226的任何或所有电极232对之间进行测量。因此,应当理解,电极232中的两个电极之间的电容差不需要由轴电极60a-60c感应,而可以直接确定。此外,EM定位器76还可以用于产生可以在电极232之间感应电压或电容差(其也可以使用选定系统(如选定万用表或其它合适的仪表)进行测量)的场。
应当理解,可植入装置226上的电极232中的每个电极可以相对于可植入装置226上的任何其它电极进行测量。因此,可能的电极对的数量也是可植入装置226上的电极的数量的函数。因此,电极的数量越多,可能进行的对测量的次数就越多。电极对的数量越多,确定可植入装置226的形状时的分辨率就越高。
如上文所讨论的,可以确定各个电极(如可植入装置226的电极232)之间的电容。包含如上文所指出的选定数量的电极232或任何适当数量的所述电极的可植入装置226可以用于确定患者36或任何适当的体积体内的可植入装置226的形状。测量可以基于形状确定算法和/或形状确定方法,如下文所讨论并且如图7中的流程图360所示出的。为了确定可植入装置226的形状,如上文所指出的,可以确定选定电极对之间的电容,并且使用其计算可植入装置226的相对形状。应当理解,可植入装置226的相对形状可以相对于任何选定的固定或已知点(例如,跟踪到的位置)(如与可植入装置226相关联的跟踪装置250中的一个或多个跟踪装置的定位)进行确定。因此,可以根据图7所示出的方法360并且可以相对于选定原点(如跟踪装置250中的一个或多个跟踪装置)确定可植入装置226的形状。
在各个实施例中,方法360在开始框364处开始,并且继续在框368中确定选定电极232之间的成对电容。在确定选定电极232之间的成对电容时,应当理解,可以确定电极232中的任何两个电极之间的电容。例如,可以将电极232i与232ii之间的电容确定为电极232i与232iii或232i与234iv之间的电容。因此,本领域的技术人员应当理解,选定电极之间的成对电容可以包含对可植入装置226的所有可能的电极对之间的电容的确定。因此,选定成对确定的数量可以基于可植入装置226中包含的电极的数量。
应进一步理解,框368中成对电容确定的次数越多,对可植入装置226的形状的确定就可以确定的越精细。例如,如果选择了可植入装置226要确定的形状的选定误差或粗糙度,则所述电极中的每个电极之间的成对计算可以仅在每隔一个电极或适当数量(如所述电极的一半、所述电极的三分之一等)的电极之间进行。如果选择更精细的形状确定,则可以测量并且确定每个电极232与所有其它电极232之间的成对电容。然而,可以沿可植入装置226的长度对电极进行成对电容确定,以确定沿可植入装置226的长度的形状。
一旦在框368中完成了选定电极之间的成对电容测量(从中可以进行所述确定),就在框372中进行经计算的成对间隔。经计算的成对间隔可以在框368中成对电容已经测量或确定的任何电极对之间。例如,可以在框368中进行所有电极相对于其它电极中的每个电极之间的成对电容。在框372中,可以基于从框368确定的选定电极的电容来进行成对间隔的计算。成对间隔的确定可以基于已知的计算或算法技术,如直接计算、保角变换、辅助函数和数值近似。通常,成对间隔可以是两个电极(i)与(j)之间的距离或半径(r)。因此,两个电极之间的半径(r)的确定可以被示出或确定为rij。如本文所讨论和图7A1和7A2中所示出的,半径r可以相对于相应的电极限定圆。
可以基于根据测得的成对电容计算的成对间隔来确定植入物装置226的形状的确定。可植入装置226的形状的确定可以通过在框376中初始化电极相对位置(也称为确定电极的初始或初始推测位置)来进行。相对电极位置的初始化可以通过选择源电极(如电极232i)来进行。应当理解,可以选择任何合适的电极作为源电极,并且电极232i仅仅是示例性的。然而,初始化不需要用电极232中的单个电极。相反,可以假设植入物电极装置226是直线,并且如本文所讨论的形状确定算法和方法可以从这种初始化开始。
此外,用如图7的流程图所示出的方法360确定的可植入装置226的形状可以用于计算或确定可植入装置226的选定精细形状。然而,可植入装置226的相对或绝对位置可以使用跟踪装置250等替代性或单独跟踪装置来确定。因此,源电极可以接近与可植入装置226相关联或连接的跟踪装置中的一个或多个。
继续参考图7并且另外参考图7A,将对框376中的相对电极位置的初始化进行更详细的描述。图7A更详细地描述了框376的过程。因此,如图7A所示出的,360处包含框376的方法包含框376中的子步骤或子算法。如上文所讨论的,在框380中执行单个电极在原点位置Pi处的选择或放置。继续参考图7A并且另外参考图7A1和7A2,电极的位置以点示出并且通过Pi或Pi+1和Pi+N枚举。应当理解,任何适当数量的电极232都可以确定,并且以下关于三个电极的讨论仅仅是示例性的。此外,应当理解,如本文中进一步讨论的,电极可以具有被确定为Pi的初始或经初始化的位置,并且然后可以确定相对位置。
参考图7A1,示出了电极在一条直线上。然而,应当理解,如图7A2所示出的,可以将电极定位于任何三维相对位置。此外,应当理解,电极的位置可能受到各种约束条件的约束(如受试者的解剖结构)。因此,电极的返回或确定的相对位置可以基于或限于相对于受试者36的解剖结构确定的约束条件。例如,如图7A2所示出的,可以尽可能确定两个朝向中的仅一个,并且向使用者34示出,如示出从原点Pi向右的分支的朝向。例如,如图7A2所示出的,因此,确定为位于右侧的电极(即,Pi+N(r))可以被确定为真实或合适的电极位置,而确定为位于左侧的电极(即,Pi+N(l))可以被确定为不是合适或正确的可能电极位置。因此,如本文中进一步讨论的,仅可以为使用者确定或返回或示出电极的选定可能位置中的一个位置。
电极之间的距离(如上文所指出的,通过半径r限定)可以基于不同电极之间测得的电容。测得的电容可以基于在各个电极与植入系统之间的可植入装置226上施加的电压。如上文所讨论的,可植入装置226包含到控制器的通信线233,其可以包含在处理器系统44中。因此,所述电极中的每个电极之间的电容可以由控制器测量和确定。
如图7A1和7A12中所示出的,相对于其它电极中的每个电极所确定的距离或半径。例如,电极Pi包含相对于第二电极Pi+1的半径ri(1)。电极Pi还包含相对于端部电极Pi+N的半径ri(2)。类似地,电极Pi+1和Pi+N包含相对于其它电极中的每个电极的半径。应当理解,仅仅三个电极仅是示例性的,并且为了便于本讨论。如本文中进一步讨论的,半径可以用于确定电极的相对位置。
一旦在框380中执行了对原点处的单个电极的选择,也可以“放置”第一最近近邻电极。在放置第一最近近邻时,应当理解为基于在选定电极与所述近邻(此处为第一最近近邻)之间的测量电容来确定间距。第一最近近邻(其中两个电极为和)以使得表1中的以下等式满足的方式放置。
由于测量误差、器械误差或进行拟合的量是任意的,量可能存在误差,误差用“ε”表示。应进一步理解,如下文所讨论的,可以提供或导出另外的具有类似方式的等式,以计算所有测量的电极的位置。
可植入装置226被定位在患者体内,或者至少开始被定位在患者体内,并且电极的位置的确定可以帮助确定受试者36体内的可植入装置226的形状。因此,方法360帮助确定可植入装置226的位置或形状。因此,在框376中,电极的放置和放置的开始允许确定可植入装置226的形状。所述电极中的每个电极的定位的放置或可能的确定还可以包含以ε表示的少量误差。因此,电极计算出或检查出的位置可以是电极之间的半径,其包含一定量的误差(例如,加上或减去(±)ε)。
确定出的电极的位置可以介于原点或第一电极Pi与任何其它电极(如电极Pi+N)之间。然后,所述确定可以进一步包含在框386中以小于或等于k+1个最近近邻约束条件放置所有近邻或第k个最近近邻。如上文所讨论的,约束条件可以包含一定量的误差,以允许确定电极相对于彼此的放置。约束条件还可以包含跟踪装置70确定的位置。例如,可植入装置226的形状可能受到任何选定跟踪装置跟踪到的和所确定的位置的限制或约束。另外的约束条件可以包含相对于患者或受试者空间的形状的电极的选定或已知的旋转位置。例如,如图7A2所示出的,电极可以在选定位置(如在右侧和左侧方向)分支。由于可植入装置226被定位于患者36的选定部分中(如在受试者36的耳蜗中),因此可植入装置226可以具有选定或已知的曲线限制。因此,约束条件可以仅包含在选定方向上弯曲(如在图7A2中示出的向右侧弯曲)的返回或放置电极。应当理解,曲线可以是任何合适的曲线或受约束的形状,并且向右侧的曲线仅是示例性的。此外,应当理解,曲线或分支位置可以相对于所放置的电极中的任何一个位于三维空间中。
最后,在放置所有电极之后,可以在框390中返回电极相对位置。同样,应当理解,所返回的相对位置可以是框376中初始化的位置,并且图7A中所示出的细节子算法或步骤包含在框376中的电极相对位置的初始化中。此外,电极的放置基于以成对方式测量和确定的电极之间的电容。如上文所指出的,应当理解,电极之间的位置或电极之间的距离可以基于以成对方式对所有电极之间的电容的测量,或者以成对方式对选定数量的电极之间的电容的测量。电极的放置可以基于如上文所讨论并且在图7A和图7A1和7A2中所示出的过程。然而,框376中的相对电极位置的初始化可以允许确定可植入装置226的形状,如本文中进一步讨论的。
如上文所讨论的,在框376中初始化电极相对位置之后,可以在框396进行对电极相对位置的调整。应当理解,调整框396的相对位置是任选的,并且对于方法360不是必需的。然而,框396中的电极相对位置的调整还可以包含各种子步骤或算法,如参考图7B详细示出和讨论的。关于图7B所示出和讨论的子步骤被理解为包含方法360的框396或包含在框396中。特别地,如上文所讨论的,框396中的相对电极位置的调整可以产生误差(ε)并且重新分配误差。具体地,如上文所指出的,误差可以被结合到电极323放置的位置或选定位置。因此,误差可能不会在最初或起先通过时正确地分布在电极之间。换言之,当基于计算出的相对于其它成对电极的半径来确定电极的位置时,计算中的误差(如由于测量造成)与一个电极的关联性可以超过与另一个电极的关联性。重新分配误差可以更好地识别成对电极之间的距离,并且允许更好地确定可植入装置226的形状。
最初,在框396中调整的电极相对位置时,可以在框400中进行预期的成对电容的计算。预期的成对电容的计算可以基于公知的计算,如直接计算、保角变换、辅助函数和数值近似。计算出的成对电容可以基于在框376中电极初始化的放置。因此,可以基于电极232的放置(包含其之间的距离)来进行计算。预期的成对电容的计算可以由处理器系统(如上文讨论的处理器系统44)执行。算法可以基于上文讨论的计算公式来计算预期的成对电容。
在框400中计算预期的成对电容之后,基于来自框376的初始化树,可以在框402中通过接收测得的成对电容来产生预期的电容与测得的电容之间的差。然后,在框404中,使用测得的电容和与预期的电容的差(Δij)来计算函数(Fo)。函数(Fo)可以是任何合适的函数,如最小二乘函数,如具体地,所述函数可以是每个选定电极232对之间测得的电容与预期的电容之间的差的总和。同样,应当理解,电极对可以是任何选定数量的电极对的每一个电极与其它电极中的每个电极组成的对。此外,如上文所讨论的,测得的电容和/或期望的电容基于电极之间的距离。给定一对之间的距离,以与第一电极的距离为半径的圆应该与以与第二电极的距离为半径的圆相交,如图7A1和7A2所示出的,其中相对于所述对中的另一个电极,所述电极实际位于空间中。因此,在测得的电容与预期的电容之间的差(以上文所讨论的计算的)可能是由于测量误差或计算误差引起的。因此,误差ε可以分布在电极的选定位置或初始化位置之间,以提供更好的拟合,并且因此使函数Fo最小化。
一旦在框404中计算出或确定了函数,就可以在框406中在电极位置上对函数进行优化。如上文所讨论的,误差可以包含在空间中电极232中的每个电极的计算或定位中,如框376中所讨论和示出的。因此,向一个电极或另一个电极分配或施加更多误差可以优化拟合或减小各个电极232的预期的位置与测得的位置之间的误差。因此,在框406中,可以在成对计算或确定的不同电极232之间调整或移动误差。
可以按选定的方式来完成函数的优化(包含使函数(下文的Fo)最小化的误差分布),如选择性地或随机地将误差施加到所述电极中的不同电极上。在各个实施例中,误差重新分配和/或所确定的形状可以通过以下公知的方法来调整:随机运动算法(例如,蒙特卡罗方法)、局部优化方法(例如,梯度下降)、全局优化方法(例如,并行回火(paralleltempering))和模式识别方法(例如,深层神经网络)。然而,应当理解,可以使用其它合适的优化算法。
因此,一旦在框406中对函数Fo进行了优化,就可以在框410中进行对优化的或确定的相对电极位置的确定。然后,在框414中,可以输出所确定的相对电极位置。所述输出可以是任何合适的输出,如到导航系统22、24的信号、呈现显示的信号等。
框316中的相对电极位置(包含经过调整的相对电极位置)可以用于确定可植入装置226的相对形状。如上文所讨论的,沿可植入装置226的长度固定或定位的电极232的相对位置可以用于确定可植入装置226的相对形状。框396中相对于位置调整的电极可以用于在框420中确定或输出可植入装置的相对形状。基于框376中初始化的电极相对位置和/或框396中的选项经调整的电极相对位置确定的可植入装置226的形状是植入装置226的相对形状。通常,如上文所讨论的,可植入装置226可以相对于受试者36定位或初始定位。因此,在框420中确定的可植入装置226的形状可以用于确定患者36体内的可植入装置226的形状。
然后,可以将所确定的可植入装置226相对于患者36的相对形状与可植入装置226的位置信息相组合,以确定可植入装置226相对于患者36的位置。在框420中确定的形状与所确定的位置的组合可以在框424中组合。可植入装置226所确定的位置可以基于各个跟踪装置,如跟踪装置70(例如,跟踪装置250)。如上文所讨论的,与可植入装置226相关联的跟踪装置70可以被配准到患者36和/或图像84。
例如,与可植入装置226相关联的跟踪装置250可以用于确定可植入装置226的至少一个点或部分的定位。因此,可植入装置226上的至少一个点相对于患者36的位置是已知的。在框420中确定的形状相对于跟踪装置250可以是已知的。因此,在框424中,可植入装置226相对于跟踪装置250的跟踪到的定位的形状是已知或组合的。同样,框420中所确定的形状以及框424中的形状和所确定的位置的组合可以通过由使用来自跟踪装置250的跟踪信息和在框420中确定的形状的处理器系统44a执行指令来形成。
一旦在框424中组合,在框428中就可以输出在框424中组合的所确定的位置和形状。输出的形状和位置可以在包含图像84的显示装置40上显示为图标(例如,26i)。应当理解,图标可以被显示在其它显示装置上,但是通常可以被示出为相对于受试者36的图像数据的图标。例如,如上文所讨论的,跟踪装置250跟踪到的定位可以被配准到患者36。患者(限定患者空间或受试者空间)可以被配准到图像84(限定图像空间)。因此,由于相对于图像40已知跟踪装置250跟踪到的定位,并且相对于跟踪装置250确定了形状,因此可植入装置226的所确定的形状可以作为图标显示在图像40上。34可以在图像40上查看可植入装置226的所确定的形状和位置,以便帮助将可植入装置226适当地定位于选定位置或最终位置并且确定所述可植入装置是否被适当地定位于选定位置或最终定位使用者。
如上文所讨论的,应当理解,方法360(包含上文所讨论的各种子算法或部分)可以被提供为由处理系统44(包含处理器44a)执行的算法和指令。如上文所讨论的,所述算法可以由处理器44a基于存储在存储器44b上的指令来执行。因此,处理器系统44可以允许以快速且有效的方式确定患者36体内的可植入装置226的形状,同时不可被使用者34直接看到和/或不可由成像系统成像。因此,方法360允许处理器系统44有效且快速地确定可植入装置226的形状和可植入装置226的形状的位置,以在选定的手术或操作期间使用。
可植入装置226的形状还可以按其它方式确定和/或估计。例如,可以使用单个EM跟踪器(如位于可植入装置226的尖端处的EM跟踪器250)来完成对可植入装置226的形状的估计。EM跟踪装置250先前跟踪到的位置可以用于确定或估计可植入装置226的形状。EM跟踪装置250的先前位置和/或当前位置的踪迹可以使用显示装置与EM跟踪装置250的当前确定的位置一起或不一起显示。除了单个跟踪装置之外或可替代地,多个跟踪装置可以具有同时和/或在过去的一段时间内确定的位置。可以将过去的“跟踪到的”位置确定为形状,或者可以对过去确定的位置进行最佳拟合。同样,如果选择了所确定的形状,其可以被显示。例如,所述形状可以被显示为叠加在图像84上的图标。
继续参考图1-6并且另外参考图8,可植入装置226可以包含多个电极232。所述电极中的每个电极可以被形成为小的线圈,如上文所讨论的,所述小的线圈可以在选定的场中操作或发射选定的场以帮助跟踪电极232中的每个电极的定位。如本领域的技术人员公知的,所述线圈可以感测电磁场并且基于所感测到的场产生信号。可替代地,线圈可以发射由接收器感测的场。不管在什么样的情况下,电极232中的每个电极的定位都可以被确定出来。
在各个实施例中,即使电极232是实心或一体式构件,电极232中的一个或多个电极也可以被连接在一起。应当理解,所述电极中的每个电极均连接到通信线233。如上文所讨论的,通信线233可以允许与R&S 234和/或其它系统(如EP或EM跟踪系统22、24)进行通信。如上文所讨论的,来自电极232的信号可以被发射到相应的跟踪系统22、24以进行选定的位置确定。
此外,连接450可被形成在电极232中的一个或多个电极之间。例如并且仅为了便于以下讨论,第一连接450a可以介于第二电极232ii与第三电极232iii之间以形成第一电极线圈460。此外,连接450b可以形成在第四电极232iv与第五电极232v之间以形成第二电极线圈462。第三或替代性连接可以互连电极232中的两个以上的电极(如互连第六电极232vi和第九电极232ix的连接452)以形成第三电极线圈466。连接452因此可以不与介于第六电极232vi与第九电极232ix之间的电极连接或接触。此外,连接450和452等连接可以电连接选定的电极。以这种方式,第一电极线圈460可以小于第三电极线圈466。较大的电极线圈466可以比较小的电极线圈460产生更强的信号或更高的信噪比。
电极到电极连接450、452可以按任何合适的方式形成。例如,可以如通过导线或其它导电方式在所述电极中的每个电极之间形成永久或易破裂的连接。此外,根据各个实施例,连接450、452可以如使用迹线或其它合适的机制形成在套管290上以临时连接电极232中的选定电极,但是一旦套管290从可植入装置226移除,所述连接就可以移除。如上文所讨论的,套管290可以定位在可植入装置226上,以将可植入装置226定位在患者36体内。套管290可以包含在电极232中的选定电极之间形成连接450、452的迹线。连接450、452可以基本上是无源的,并且不用于产生或发射信号或电力或相对于其它部分形成电势。如本文进一步讨论的,连接450、452可以简单地用于连接到电极232中的选定电极。电极232到通信线233的连接可以用于相对于选定电极232发射或接收信号。
继续参考图8,可植入装置226a可以基本上类似于图3中所示出的可植入装置226。然而,可植入装置226a可以不包含EM跟踪装置250。然而,可植入装置226的各个部分可以与EM跟踪系统24组合操作以提供对可植入装置226a的位置和/或朝向的确定。如本文所讨论的,根据各个实施例,可植入装置226a(包含通信线233)可以与EM跟踪系统24通信,以向处理器系统44传送信号,从而帮助确定可植入装置226的至少一部分的定位。
根据各个实施例,连接450a和450b可以连接到相应的电极,如相邻的电极。然而,应当理解,连接450a和450b可以不连接到相邻的电极,或者可以不仅仅连接两个电极。如上文所讨论的,连接452可以连接一个以上的电极。然而,可以发射来自一个或多个电极线圈的信号。尽管连接的电极在本文可以称为线圈,但是应当理解,线圈可以由于相应的连接而形成,如电极232ii与232iii之间的连接450a,并且来自线圈部分的单个信号可以在通信线233上发射到EM跟踪系统24。连接450a与两个电极232ii、232iii组合形成线圈460。类似地,线圈462由于连接450b而形成,并且单个线圈466可以由于电极232vi到232ix之间的连接452而形成。应当理解,线圈466相对于线圈460、462可以是有效地较大的线圈。应当进一步理解,可以通过可植入装置226中的其它电极之间的连接来形成其它线圈,并且所示出的线圈仅用于当前的讨论。
线圈460和462可以与EM导航系统24一起作为两个单独的线圈来操作。如上文所讨论的,来自线圈460、462的信号可以在通信线233上发射到EM导航系统24。如上文所讨论的,线圈可以在EM导航系统24中以EM导航系统中其它公知的线圈的操作方式类似的方式操作。因此,本领域的技术人员将理解,线圈460、462可以用以感测场(例如,具有由于外部产生的场而在线圈中感应的电流)和/或发射要由接收器感测的场。通过通信线233发射的信号可以被EM导航系统24使用以发射到处理器系统44和/或任何合适的处理器系统,从而确定线圈460、462的定位。线圈460、462中的任何一个的单独定位可以基于所接收到的信号确定。
在替代性和/或互补操作中,可以使用两个线圈460、462之间的差分信号来确定两个线圈460、462的位置和朝向。换言之,可以发射关于两个接近相邻线圈或相邻的线圈之间感测到的场的差异的信号。这种差分信号可以减少或消除噪声或干扰对发射的信号的影响。
因此,应当理解,线圈460、462可以按一种以上的操作方式来操作以帮助确定线圈460、462中的一个或多个线圈的位置。然而,可植入装置226的位置可以基于来自线圈460、462的信号单独地确定和/或作为两个线圈460、462之间的差分信号确定。因此,电极232可以作为至少一对操作以形成线圈,所述线圈可以与EM导航系统24一起使用来帮助确定线圈460、462的定位。应当进一步理解,所有电极232可以被组合为选定对,以沿可植入装置226的长度形成线圈。
此外,线圈466可以基于电极232中的两个以上电极的连接452来形成。应当进一步理解,电极232中的任何选定数量的电极可以被连接以形成具有选定大小的线圈。因此,任何合适的或选定的数量(如电极232中的十个或十二个)可以被组合以形成线圈。然而,不管所连接的电极的数量如何,所连接的或较大的线圈466还可以在通信线233上向EM导航系统24发射信号。到EM导航系统的信号可以用于确定线圈466到所确定的可植入装置226的定位的定位。同样,线圈466可以按基本上与EM导航系统中如上文所讨论的线圈的操作方式类似的方式操作。
因此,本领域的技术人员将理解,可以在可植入装置226中形成一个或多个由EM导航系统24使用的线圈以基于线圈460、462、466中的一个或多个线圈的所确定的定位和朝向来确定可植入装置226的位置(例如,定位和朝向)。
除了由于线圈460、462、466由EM导航系统24确定的位置信息之外,还可以如上文所讨论的确定可植入装置226的形状。因此,如上文所讨论的,可以使用可植入装置226的位置来以类似于使用跟踪装置250的方式来确定相对于受试者36的定位。然而,跟踪装置250可以被从可植入装置226a中去除,并且电极232中的一个或多个电极可以被组合以形成选定的线圈(如线圈460),并且可植入装置226a的形状可以按在某种程度上与如上文讨论的方式类似的方式确定。因此,跟踪装置250等跟踪装置可以不作为相对于可植入装置226a的单独元件来结合以确定可植入装置226a的定位。
另外,参考图3和/或图8,电极232中的每个电极可以与EM跟踪系统24通信。包含定位器阵列的EM跟踪系统可以产生跨两个电极感测到的场或者跨两个电极(如第一电极232i和第二电极232ii)产生电势差的场。尽管两个电极232i、232ii不与由可植入装置226关联或形成的导电构件连接,但是由于所述电极所放置的环境,所述电极可以处于电连通。例如,电极232定位于或可以被定位于受试者36体内。受试者36可以包含一定量的电导率,其中可以确定电势差并且将其传输到EM跟踪系统24。感应的电压可以基于由定位器EM导航系统24发射的场,并且可以由EM导航系统24使用以确定跟踪装置的位置或两个电极232i与232ii之间的电势差。同样,本领域的技术人员将理解,如上文所讨论的,电极232i与232ii之间的电连接可以形成或允许确定电势差,以允许类似于EM跟踪系统中的跟踪装置250地跟踪或确定电极的定位。
因此,应当理解,跟踪装置250可以不需要被结合到可植入装置226(如可植入装置226a)中。然而,所包含的电极232可以与EM跟踪系统24一起使用以确定可植入装置226的至少一部分的位置(例如,定位和朝向)。还如本文所讨论的,这一位置可以单独使用和/或与可植入装置226的所确定的形状组合使用。此外,一旦确定位置和/或形状,可植入装置226的位置可以被示出为叠加在受试者36的图像84上的图标。因此,使用者34能够在手术期间查看可植入装置226所确定的位置和形状。
因此,可植入装置226可被定位在耳蜗37内,以使用选定跟踪系统(如EP跟踪系统22或EM跟踪系统24)来跟踪。如上文所讨论的,选定EM跟踪装置70b可以与可植入装置226相关联,即要么被结合到可植入装置226中,要么相对于可植入装置226被设置在可移除构件290中。EM跟踪装置70b可以使用EM跟踪系统24跟踪以帮助确定如在耳蜗37内可植入装置226的位置和可植入装置226的形状。在此类系统中,在可植入装置226的植入期间,传输线233可以被从初始发射跟踪装置信号重新用作或重新分配为当作为耳蜗刺激系统的一部分与接收器和刺激器连接时发射模拟信号。
除了EM跟踪装置70b之外或可替代地,可以在EP跟踪系统24中使用可植入装置226的电极232来辨别可植入装置226的各种特征。例如,如上文所讨论的,可以基于可植入装置226的各个电极232之间的相对电容来确定可植入装置226的形状。因此,当将可植入装置226定位在耳蜗37中时,可以确定可植入装置226的形状。此外,可植入装置226的电极232可以与轴电极(如轴电极60a-60c)一起使用,以确定可植入装置226在患者36体内的位置。使用EP跟踪系统24的可植入装置226的所确定的位置可以被配准到图像84,或者可以被相对于轴电极60a-60c示出或确定。本领域的技术人员应当理解,EP跟踪系统22不需要配准到图像84,而是其可以相对于定位于患者36上的轴电极60a-60c进行跟踪。在任何情况下,可植入装置226的形状和/或位置可以通过沿可植入装置226的长度测量单独的电极232处的电压和/或电容确定。
此外,相应的EM跟踪装置和EP跟踪装置之间的平移或距离可以使用选定的外部图像模态或另外的图像模态确定。例如,如果两个跟踪装置均是不透射线的,则可以使用荧光检查来确定所述两个跟踪装置之间的距离。尽管可以在手术期间选择如可以用于荧光检查等方法以消除或实质上减少电离辐射的使用,但是荧光检查可以最低限度地用于确定某些信息。
还可以使用另外的成像系统来获得患者36的信息或关于映射或可跟踪装置的信息。成像系统可以包含超声(US)、计算机断层扫描(CT)、磁共振成像(MRI),并且可以使用其它合适的成像技术。例如,可以使用US系统来对选定跟踪装置在患者36体内的位置进行成像或查看所述位置。可以使用US换能器来查看所跟踪的装置并且确定其在患者36体内的位置。因此,可以使用选定成像系统对器械在患者36体内的定位进行成像。如上文所讨论的,这还可以用于确定患者36体内两个跟踪的装置之间的距离,如用于两个跟踪系统22、24之间的平移或配准目的。
R&S 234还可以包含用于与跟踪系统22、24中的一者或其两者进行通信的各种有线或无线通信系统。可以放置在受试者36的耳蜗中的可植入装置226可以在植入物226的植入期间连接到R&S 234。如上文所讨论的,来自选定跟踪装置70a(例如,电极232)、70b(例如,跟踪装置250)中的任何一个跟踪装置的信号均可以被传送到R&S 234。所述信号可以涉及各种感测到的场、电容等,如上文所讨论的。所述信号可被无线地传送到相应的跟踪系统22、24。因此,跟踪装置70a、70b从耳蜗植入物226到相应的跟踪系统22、24的直接连接可能是不必要的,因为可以首先与R&S 234进行通信,然后再与相应的跟踪系统22、24进行通信。无线传输可以是任何合适的传输,如使用已知的传输协议和硬件的传输、使用无线网络(例如,局域网)硬件和/或协议或方案(如IEEE 802.11无线LAN系统)的传输或使用其它合适的通信系统和协议的传输。
如上文所示出的,可以获取受试者的图像数据。图像数据可以用于生成用于显示在显示装置40或任何合适的显示装置上的图像84。在各个实施例中,一旦可植入装置226被定位在患者36体内,使用者34就可以查看图像84并且确定所述可植入装置选定或预确定的形状。使用者34可以通过使用输入装置(如键盘48)输入选定的形状或预确定的形状来将预确定的形状输入或保存在存储器44b中。应当理解,可植入装置226的形状的选择或预先确定可以在任何合适的时间进行,并且不需要在手术室中进行,如图1所示出的。
然而,预确定的形状可以被转移到存储器44b以供使用处理器44a访问。因此,植入物226预确定的形状可以如用叠加在图像84上的图标相对于图像84进行示出。在手术期间,如在将可植入装置226定位在患者36体内期间,可植入装置226的如文所讨论的所确定的形状和/或位置可以被示出在显示器40上。使用者34然后可以相对于预确定的位置和/或形状比较所确定的或跟踪到的可植入装置226的位置和/或形状。此外,工作站44可以执行存储在存储器装置44b上的指令来对所确定的形状和/或位置与预确定的形状和/或位置进行比较(如拟合比较)。可植入装置226的当前形状和跟踪到的形状相对于预确定的形状的匹配百分比或匹配系数可以被显示出来。
此外,使用者34可以基于显示在显示装置40上的所确定的可植入装置226的位置和/或形状来确定(例如,实时地)所述形状是否是选定的形状。因此,使用者34可以在相对于图像84的手术期间查看显示器40或其它合适的选定显示器。使用者34然后可以查看图像84的形状是否是选定的形状。
因此,如上文所讨论的对可植入装置226的定位的跟踪和确定形状的方法可以用于有效地执行手术以减少手术次数和/或确认或选择可植入装置226的合适或最佳定位。
前述对实施例的描述是出于示出和描述的目的提供的。上述描述并不旨在是详尽的或对本发明进行限制。特定实施例的单独要素或特征通常不限于所述特定实施例,但在可适用的情况下是可互换的,并且可以用于所选实施例中,即使没有具体地示出或描述。也可以按许多方式对特定实施例的单独要素或特征进行改变。此类变化不会被视为脱离本发明,并且所有此类修改旨在包含于本发明的范围内。
Claims (80)
1.一种用于跟踪可植入耳蜗刺激器电极组合件的系统,其包括:
定位器,其被定位在受试者附近,所述可植入耳蜗刺激器电极组合件将被定位在所述受试者体内;
处理器系统,其被配置成从与所述可植入耳蜗刺激器电极组合件相关联的可跟踪部分接收信号;以及
显示装置,其被配置成显示所述可植入耳蜗刺激器电极组合件的位置;
其中所述可植入耳蜗刺激器电极组合件包含至少一个电极部分,所述至少一个电极部分被配置成发射刺激所述受试者的耳蜗。
2.根据权利要求1所述的系统,其中所述定位器包含:
驱动器,其被配置成产生电流;以及
至少一个轴电极,其被配置成定位成与所述受试者接触;
其中所述至少一个轴电极被配置成产生相对于所述可植入耳蜗刺激器电极组合件的至少一个电极的电势。
3.根据权利要求2所述的系统,其中所述至少一个轴电极包含第一轴电极、第二轴电极和第三轴电极;
其中所述可植入耳蜗刺激器电极组合件的所述至少一个电极被配置成感测相对于所述第一轴电极的第一电势、相对于所述第二轴电极的第二电势和相对于所述第三轴电极的第三电势;
其中所述处理器系统被配置成确定所述至少一个电极相对于所述第一轴电极、所述第二轴电极和所述第三轴电极中的每个轴电极的位置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统,其中所述可植入耳蜗刺激器电极组合件的所述至少一个电极部分包含多个植入物电极部分。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统,其中所述可植入耳蜗刺激器电极组合件的所述至少一个电极部分被配置成在植入期间感测电压,并且被配置成在植入之后发射所述刺激所述耳蜗。
6.根据权利要求1、4和5中任一项所述的系统,其中所述定位器包含线圈,所述线圈被配置成产生电磁场。
7.根据权利要求6所述的系统,其进一步包括:
可移除套管,其能够定位在所述可植入耳蜗刺激器电极组合件之上;
其中所述可跟踪部分包含EM跟踪装置,所述EM跟踪装置被配置成具有基于所产生的电磁场而在所述EM跟踪装置中感应的信号;
其中所述EM跟踪装置被固定到所述可移动套管;
其中所述EM跟踪装置的位置由执行指令的所述处理器系统基于所述信号来确定;
其中所述可移除套管在植入期间相对于所述可植入耳蜗刺激器电极组合件保持在选定的固定位置处。
8.根据权利要求7所述的系统,其中所述可移除套管包含易碎部分;
其中所述易碎部分在所述可植入耳蜗刺激器处于选定的植入位置之后破裂,以从所述可植入耳蜗刺激器电极组合件中移除所述可移除套管。
9.根据权利要求6所述的系统,其中所述可跟踪部分是EM跟踪装置,所述EM跟踪装置被配置成具有基于所产生的电磁场而在所述EM跟踪装置中感应的信号;
其中所述EM跟踪装置被固定到所述可植入耳蜗刺激器电极组合件的一部分。
10.根据权利要求6所述的系统,其中所述可植入耳蜗刺激器电极组合件的所述至少一个电极部分被形成为由导电材料制成的线圈;
其中被形成为线圈并且被配置成已在所述线圈中感应到由于所述电磁场而产生的电流的所述至少一个电极部分在所述可跟踪部分中。
11.根据权利要求1、4和5中任一项所述的系统,其中所述定位器包含至少三个轴电极;
其中所述至少三个轴电极中的每个轴电极被驱动以在所述至少三个轴电极中的每个轴电极与至少三个轴电极对中的相应成对轴电极之间将电流注入到所述受试者体内;
其中所述至少一个电极部分为所述可跟踪部分;
其中所述至少一个电极被配置成相对于每个轴电极对感测由于注入的电流而产生的电容。
12.根据权利要求12所述的系统,其中所述至少三个轴电极中的每个轴电极以唯一的频率注入电流或者在唯一的时间注入所述电流。
13.一种用于跟踪可植入耳蜗刺激器电极组合件的系统,其包括:
定位器,其被配置成定位在受试者附近,所述可植入耳蜗刺激器电极组合件将被定位在所述受试者体内;
其中所述定位器能够用以进行以下操作中的至少一个:产生场或将电流注入到所述受试者体内,并且
其中电极部分形成有所述可植入耳蜗刺激器电极组合件,所述可植入耳蜗刺激器电极组合件被配置成进行以下操作中的至少一个:感测所述场或基于所述电流感测电压;
处理器系统,其被配置成从最初用作与所述可植入耳蜗刺激器电极组合件相关联的跟踪装置的所述电极部分接收信号;以及
显示装置,其被配置成显示所述可植入耳蜗刺激器电极组合件的位置或形状中的至少一个;
其中所述可植入耳蜗刺激器电极组合件的所述电极部分被配置成用于向所述受试者的耳蜗发射刺激信号。
14.根据权利要求13所述的系统,其中所述定位器包含用于产生所述场的由导电材料制成的至少一个线圈;
其中所述场是电磁场。
15.根据权利要求13所述的系统,其中所述定位器包含至少一个轴电极,所述至少一个轴电极被配置成将所述电流注入到所述受试者体内。
16.根据权利要求15所述的系统,其中所述至少一个轴电极包含至少三个轴电极;
其中所述至少三个轴电极中的每个轴电极被驱动以将电流注入到所述受试者体内;
其中所述至少三个轴电极中的每个轴电极以唯一的频率注入电流。
17.根据权利要求16所述的系统,其中所述处理器系统被配置成至少对所述电极相对于所述至少三个轴电极的欧几里得坐标定位进行三角测量。
18.一种用于跟踪耳蜗刺激器电极组合件的方法,其包括:
将定位器定位在受试者附近,所述可植入耳蜗刺激器电极组合件将被定位在所述受试者体内;
操作所述定位器以进行以下操作中的至少一个:产生场或注入电流;
操作具有处理器系统的跟踪系统以从具有所述耳蜗刺激器电极组合件的跟踪装置接收信号,所述耳蜗刺激器电极组合件被配置成进行以下操作中的至少一个:感测所述场或基于所述电流感测电压;
在显示装置上显示所述耳蜗刺激器电极组合件的位置;以及
将所述耳蜗刺激器电极组合件的电极部分配置成用以向所述受试者的耳蜗发射刺激信号。
19.根据权利要求18所述的方法,其进一步包括:
将所述耳蜗刺激器电极组合件联接到所述跟踪系统,以从所述跟踪装置接收所述信号;
将所述电极部分配置为所述跟踪装置,其中所述电极部分是形成有所述耳蜗刺激器电极组合件的电极,其中所述电极部分最初被用作与所述耳蜗刺激器电极组合件相关联的所述跟踪装置;以及
在操作作为所述跟踪装置的所述电极部分之后,将所述耳蜗刺激器电极组合件的所述电极部分配置成用以向所述受试者的所述耳蜗发射所述刺激信号。
20.根据权利要求19所述的方法,其进一步包括:
将所述耳蜗刺激器与所述跟踪系统解除联接;以及
将所述耳蜗刺激器联接到刺激器;
其中所述刺激器被配置成向所述电极部分提供信号以刺激所述受试者的所述耳蜗。
21.根据权利要求19所述的方法,其进一步包括:
相对于所述受试者定位至少第一轴电极、第二轴电极和第三轴电极;
操作被配置成以第一频率或在第一时间产生待由所定位的第一轴电极注入的第一电流的驱动器;
操作被配置成以第二频率或在第二时间产生待由所定位的第二轴电极注入的第二电流的所述驱动器;
操作被配置成以第三频率或在第三时间产生待由所定位的第三轴电极注入的第三电流的所述驱动器;
操作所述处理器系统以由执行指令的所述处理器系统确定所述至少一个电极相对于所述第一轴电极、所述第二轴电极和所述第三轴电极中的每个轴电极的位置;以及
使用所述显示器显示所确定的位置。
22.根据权利要求18所述的方法,其进一步包括:
将所述跟踪装置从所述耳蜗刺激器移除。
23.根据权利要求22所述的方法,其中移除所述跟踪装置包含从与所述耳蜗刺激器一起定位的套管中抽出具有所述跟踪装置的导丝。
24.根据权利要求22所述的方法,其中移除所述跟踪装置包含:
使定位在所述耳蜗刺激器之上的套管的易碎部分破裂;以及
从所述耳蜗刺激器中移动所述套管。
25.一种用于跟踪可植入耳蜗刺激器电极组合件的系统,其包括:
定位器,其具有至少三对轴电极,其中每对轴电极附接到受试者,并且被驱动以在所述至少三对轴电极中的每对轴电极之间将电流注入到所述受试者体内;
可植入刺激器电极阵列的电极部分,所述电极部分被配置成至少基于所注入的电流感测电压;
处理器系统,其被配置成从最初用作与所述可植入耳蜗刺激器电极组合件相关联的跟踪装置的所述电极部分接收信号;以及
显示装置,其被配置成显示所述可植入耳蜗刺激器电极组合件的位置或形状中的至少一个;
其中所述可植入耳蜗刺激器电极组合件的所述电极部分被配置成用于向所述受试者的耳蜗发射刺激信号。
26.根据权利要求25所述的系统,其中所述电极部分被配置成在植入所述可植入耳蜗刺激器电极组合件之后连接到刺激器以向所述耳蜗发射所述刺激信号。
27.根据权利要求25或26中任一项所述的系统,其中所述处理器系统被配置成至少对所述电极相对于所述至少三个轴电极对的欧几里得坐标定位进行三角测量。
28.一种用于跟踪可植入耳蜗刺激器电极组合件的系统,其包括:
定位器,其被定位在受试者附近,所述可植入耳蜗刺激器电极组合件将被定位在所述受试者体内;以及
处理器系统,其被配置成从所述可植入耳蜗刺激器电极组合件内的可跟踪部分接收信号;
其中所述可植入耳蜗刺激器电极组合件包含第一电极部分,所述第一电极部分最初被配置为所述可跟踪部分并且随后被配置成在植入所述可植入耳蜗刺激器电极组合件之后向所述受试者的耳蜗发射刺激。
29.根据权利要求28所述的系统,其进一步包括:
显示装置,其被配置成显示所述可植入耳蜗刺激器电极组合件的位置。
30.根据权利要求28或29中任一项所述的系统,其中所述第一电极部分包含:
由导电材料制成的线圈,其具有围绕芯体缠绕的由所述导电材料制成的多个线圈。
31.根据权利要求30所述的系统,其中所述芯体是空气芯;
其中所述芯体沿从所述可植入耳蜗刺激器电极组合件的中心纵轴延伸的轴延伸。
32.根据权利要求30或31中任一项所述的系统,其中后续配置中的所述第一电极使用与所述受试者接触的所述线圈的至少部分发射刺激信号。
33.根据权利要求28至32中任一项所述的系统,其中所述可植入耳蜗刺激器电极组合件沿纵轴延伸一定长度,并且被配置成植入在所述受试者的耳蜗中。
34.根据权利要求28至33中任一项所述的系统,其进一步包括:
护套,其被配置成覆盖所述可植入耳蜗刺激器电极组合件的长度的至少一部分;以及
护套连接器,其形成在所述护套的内表面上;
其中所述可植入耳蜗刺激器电极组合件包含第二电极部分;
其中所述护套连接器被配置成电连接至少所述第一电极部分和所述第二电极部分。
35.根据权利要求34所述的系统,其进一步包括:
第一电极部分连接器;
第二电极部分连接器;
其中所述护套连接器在电连接至少所述第一电极部分和所述第二电极部分时形成线圈;
其中所述定位器能够用以产生在所述线圈中感应电流的电磁场。
36.根据权利要求35所述的系统,其中所述第一电极部分和所述第二电极部分是一体式电极部分。
37.根据权利要求35所述的系统,其中所述第一电极和所述第二电极被间隔开。
38.根据权利要求37所述的系统,其中所述可植入耳蜗刺激器电极组合件包含第三电极部分;
其中所述第三电极部分位于所述第一电极部分与所述第二电极部分之间;
其中所述护套连接器不电连接到所述第三电极部分。
39.根据权利要求38所述的系统,其中所述护套包含易碎部分,所述易碎部分被配置成允许在植入所述可植入耳蜗刺激器电极组合件之后移除所述护套。
40.根据权利要求28所述的系统,其进一步包括:
护套,其被配置成覆盖所述可植入耳蜗刺激器电极组合件的长度的至少一部分;以及
第一护套连接器和第二护套连接器,其形成在所述护套的内表面上;
其中所述可植入耳蜗刺激器电极组合件包含所述第一电极部分的多个电极部分;
其中所述第一护套连接器被配置成电连接所述多个电极部分中的至少第一子多个电极部分,并且所述第二护套连接器被配置成电连接所述多个电极部分中的至少第二子多个电极部分;
其中所述多个电极部分中的所述第一子多个电极部分形成第一线圈,所述第一线圈被配置成具有在其中感应的第一电流,并且所述多个电极部分中的所述第二子多个电极部分形成第二线圈,所述第二线圈被配置成具有在其中感应的第二电流。
41.根据权利要求40所述的系统,其中所述多个电极部分全部是单独的一体式电极部分。
42.一种用于跟踪可植入耳蜗刺激器电极组合件的系统,其包括:
定位器,其被定位在受试者附近,所述可植入耳蜗刺激器电极组合件将被定位在所述受试者体内;
处理器系统,其被配置成从所述可植入耳蜗刺激器电极组合件内的可跟踪部分接收信号;以及
护套,其被配置成覆盖所述可植入耳蜗刺激器电极组合件的长度的至少一部分;以及
第一护套连接器,其形成在所述护套的内表面上;
其中所述可植入耳蜗刺激器电极组合件包含多个电极部分,所述多个电极部分最初被配置为所述可跟踪部分并且随后被配置成在植入所述可植入耳蜗刺激器电极组合件之后向所述受试者的耳蜗发射刺激;
其中所述第一护套连接器被配置成电连接所述多个电极部分中的至少第一子多个电极部分以形成第一线圈,所述第一线圈被配置成具有由所述定位器所产生的场在所述第一线圈中感应的第一电流。
43.根据权利要求42所述的系统,其进一步包括:
显示装置,所述显示装置被配置成基于所感应的电流显示所述可植入耳蜗刺激器电极组合件的所确定的位置。
44.根据权利要求42或43中任一项所述的系统,其进一步包括:
第二护套连接器,其形成在所述护套的所述内表面上;
其中所述第二护套连接器被配置成电连接所述多个电极部分中的至少第二子多个电极部分;
其中所述多个电极部分中的所述第二子多个电极部分形成第二线圈,所述第二线圈被配置成具有在其中感应的第二电流。
45.根据权利要求43所述的系统,其中所述第一线圈能够用以与所述第二线圈分开跟踪。
46.根据权利要求42所述的系统,其进一步包括:
跟踪装置,其与所述可植入耳蜗刺激器电极组合件分离,并且被配置成安装到所述可植入耳蜗刺激器电极组合件。
47.一种用于跟踪耳蜗刺激器电极组合件的方法,其包括:
将定位器定位在受试者附近,所述可植入耳蜗刺激器电极组合件将被定位在所述受试者体内;
操作所述定位器以产生场;
提供具有多个电极部分的耳蜗刺激器电极组合件;
定位护套以覆盖所述耳蜗刺激器电极组合件的长度的至少一部分;以及
电连接所述多个电极部分中的至少第一子多个电极部分以形成具有形成在所述护套的内表面上的第一护套连接器的第一线圈;
操作具有处理器系统的跟踪系统以从所述第一线圈接收信号;以及
将所述耳蜗刺激器电极组合件的所述多个电极部分中的至少一个电极部分配置成用以向所述受试者的耳蜗发射刺激信号。
48.根据权利要求47所述的方法,其中将所述耳蜗刺激器电极组合件的所述多个电极部分中的至少一个电极部分配置成用以向所述受试者的耳蜗发射刺激信号包含从所述耳蜗刺激器电极组合件中移除所述护套。
49.根据权利要求48所述的方法,其中移除所述护套包含使所述护套在易碎区域处破裂。
50.根据权利要求47至49中任一项所述的方法,其进一步包括:
在显示装置上显示所述耳蜗刺激器电极组合件的位置。
51.根据权利要求47至50中任一项所述的方法,其进一步包括:
将所述第一护套连接器或所述耳蜗刺激器电极组合件中的所述至少一个联接到所述跟踪系统以从所述第一线圈接收所述信号。
52.根据权利要求51所述的方法,其进一步包括:
将所述第一护套连接器或所述耳蜗刺激器电极组合件中的所联接的至少一个与所述跟踪系统解除联接;以及
将所述耳蜗刺激器联接到刺激器;
其中所述刺激器被配置成向所述电极部分提供信号以刺激所述受试者的所述耳蜗。
53.一种用于放置可植入耳蜗刺激器电极组合件的系统,其包括:
所述可植入耳蜗刺激器电极组合件包含多个植入物电极部分和导电连接器,所述导电连接器来自所述多个植入物电极部分中的每个植入物电极部分;
处理器系统,其被配置成(i)从所述多个植入物电极部分中的至少第一电极部分和第二电极部分接收信号,并(ii)确定所述第一电极部分和所述第二电极部分在受试者体内的相对位置;以及
显示装置,其被配置成至少显示所述可植入耳蜗刺激器电极组合件的形状;
其中所述多个植入物电极部分中的至少子多个植入物电极部分被配置成刺激所述受试者的耳蜗。
54.根据权利要求53所述的系统,其进一步包括:
定位器,其被定位在受试者附近,所述可植入耳蜗刺激器电极组合件将被定位在所述受试者体内。
55.根据权利要求54所述的系统,其中所述定位器包含:
驱动器,其被配置成产生电流;以及
至少一个轴电极,其被配置成定位成与所述受试者接触;
其中所述至少一个轴电极被配置成产生相对于所述多个植入物电极部分中的至少所述第一电极部分和所述第二电极部分的电势。
56.根据权利要求54所述的系统,其中从所述多个植入物电极部分中的至少所述第一电极部分和第二电极部分接收到的信号包含所述第一电极部分的第一电容的第一信号和所述第二电极部分的第二电容的第二信号;
其中所述处理器系统被配置成通过执行指令来确定所述第一电极部分和所述第二电极部分在所述受试者体内的相对位置,以基于所述第一信号与所述第二信号之间的差来确定所述第一电极部分和所述第二电极部分的所述相对位置。
57.根据权利要求56所述的系统,其中所述处理器系统被进一步配置成基于所述第一电极部分和所述第二电极部分的所确定的相对位置来确定所述可植入耳蜗刺激器电极组合件的至少一部分的形状。
58.根据权利要求55所述的系统,其中所述处理器系统被进一步配置成基于所述多个植入物电极部分中的至少一对植入物电极部分之间的所测得电容来确定包含所述多个植入物电极部分的所述可植入耳蜗刺激器的形状。
59.根据权利要求58所述的系统,其中所述显示装置被配置成显示所确定的形状。
60.根据权利要求56所述的系统,其中所述可植入耳蜗刺激器电极组合件的所述至少一个电极部分能够以第一配置操作以在植入期间感测所述电压,并且能够以第二配置操作以在植入之后发射用于刺激所述耳蜗的信号。
61.根据权利要求59所述的系统,其进一步包括:
跟踪装置,其被配置成感测由所述定位器发射的场;
其中所述跟踪装置被固定到所述可植入耳蜗刺激器;
其中所述处理器被进一步配置成确定所述跟踪装置的位置;
其中所述显示装置能够用以显示示出所述可植入耳蜗刺激器相对于所述跟踪装置的所确定位置的形状的图标。
62.根据权利要求53所述的系统,其中所述导电连接器能够选择性地连接到刺激器,以将刺激信号从所述刺激器发射到所述多个植入物电极部分中的每个植入物电极部分。
63.根据权利要求54所述的系统,其中所述定位器包含对信道、时间、频率或其组合中的至少一个进行多路复用的直接多重输入电容计。
64.根据权利要求54所述的系统,其中所述定位器包含线圈,所述线圈被配置成产生电磁场。
65.一种用于跟踪可植入耳蜗刺激器电极组合件的系统,其中所述可植入耳蜗刺激器电极组合件包含多个植入物电极部分和导电连接器,所述导电连接器从所述多个植入物电极部分中的每个植入物电极部分延伸,所述系统包括:
定位器,其被配置成定位在受试者附近,所述可植入耳蜗刺激器电极组合件将被定位在所述受试者体内;
其中所述定位器能够用以进行以下操作中的至少一个:产生场或将电流注入到所述受试者体内,
其中所述多个植入物电极中的每个植入物电极被形成为基于所述电流感测电压,
其中基于所感测到的电压的信号在所述导电连接器上发射;
处理器系统,其被配置成:
从所述多个植入物电极中的每个电极接收信号,
确定所述多个植入物电极中的电极对之间的电容,
执行指令以确定所述多个植入物电极中的所述电极对中的电极之间的相对位置;
显示装置,其被配置成显示所述可植入耳蜗刺激器电极组合件的至少一部分的位置或所述电极对的所确定的相对位置中的至少一个;
其中所述可植入耳蜗刺激器电极组合件的所述多个植入物电极被配置成用于刺激所述受试者的耳蜗。
66.根据权利要求65所述的系统,其中所述定位器包含电容计,所述电容计通过从所述多个植入物电极部分中的每个植入物电极部分延伸的所述导电连接器连接到所述多个植入物电极部分;
其中所述定位器被配置成测量至少第一电极部分和第二电极部分的电容或所述第一电极部分与所述第二电极部分之间的电容。
67.根据权利要求65所述的系统,其中所述定位器包含至少一个轴电极,所述至少一个轴电极被配置成将所述电流注入到所述受试者体内。
68.根据权利要求67所述的系统,其中所述至少一个轴电极包含至少三个轴电极;
其中所述至少三个轴电极中的每个轴电极被驱动以将电流注入到所述受试者体内;
其中所述至少三个轴电极中的每个轴电极注入电流。
69.根据权利要求65所述的系统,其中所述处理器系统被进一步配置成执行插入以进行以下操作:
确定沿所述可植入耳蜗刺激器电极组合件的长度间隔开的多个植入物电极部分中的每个电极部分与多个植入物电极部分中的所有其它电极部分之间的电容;并且
基于所述多个植入物电极部分中的每个植入物电极部分之间的电容确定所述可植入耳蜗刺激器电极组合件的形状。
70.根据权利要求69所述的系统,其进一步包括:
存储器系统,其具有存储于其上的所述指令;
其中所述指令包含:
初始化所述多个植入物电极部分中的每个电极部分的可能位置,
基于每个电极部分的初始可能位置优化每个电极部分的所确定的位置,以及
基于每个电极部分的经过优化的位置输出所述可植入耳蜗刺激器电极组合件的所确定的形状。
71.根据权利要求70所述的系统,其中所述处理器系统被进一步配置成在显示在所述显示装置上的所述受试者的图像上显示所述可植入耳蜗刺激器电极组合件的所述所确定的形状。
72.根据权利要求70所述的系统,其中所述存储器系统包含所述可植入耳蜗刺激器电极组合件的存储的预确定选定形状,并且所述处理器被配置成将所述可植入耳蜗刺激器电极组合件的输出的所确定形状与所述可植入耳蜗刺激器电极组合件的所述存储的预确定选定形状进行比较。
73.根据权利要求72所述的系统,其中所述处理器被进一步配置成输出所述可植入耳蜗刺激器电极组合件的所述输出的所确定形状(i)与所述可植入耳蜗刺激器电极组合件的所述预确定选定形状相似,(ii)基于所述受试者的所述图像是不太可能的,或者(iii)与所述可植入耳蜗刺激器电极组合件的所述预确定选定形状不相似的指示。
74.一种用于跟踪耳蜗刺激器电极组合件的方法,其包括:
沿所述耳蜗刺激器电极组合件的长度测量第一电极部分与第二电极部分之间的电容;
基于所测得电容确定所述第一电极部分和所述第二电极部分的相对位置;以及
在显示装置上基于所确定的相对位置显示至少位于所述第一电极部分与所述第二电极部分之间的所述耳蜗刺激器电极组合件的形状。
75.根据权利要求74所述的方法,其进一步包括:
注入电流以测量所述电容。
76.根据权利要求74所述的方法,其中沿所述耳蜗刺激器电极组合件的长度测量第一电极部分与第二电极部分之间的电容包含将仪表直接连接到所述第一电极部分和所述第二电极部分,以及测量所述第一电极部分和所述第二电极部分中的每个电极部分处的电容中的至少一个,或者测量所述第一电极部分与所述第二电极部分之间的电容差。
77.根据权利要求74所述的方法,其进一步包括:
操作所述第一电极部分和所述第二电极部分中的至少一个以向所述受试者的耳蜗发射刺激。
78.根据权利要求74所述的方法,其进一步包括:
确定沿所述耳蜗刺激器电极组合件的长度间隔开的多个电极部分中的每个电极部分与所述多个电极部分中的所有其它电极部分之间的电容,其中所述第一电极部分和所述第二电极部分是所述多个电极部分中的两个电极部分;
基于所确定的电容确定所述多个电极部分中的每个电极部分与所述多个电极部分中的每个其它电极部分之间的相对位置;以及
基于所述多个电极部分中的每个电极部分之间的电容确定所述耳蜗刺激器电极组合件的形状。
79.根据权利要求78所述的系统,其进一步包括:
操作处理器系统以从存储器系统调用所述处理器系统上存储的指令,其中所述指令包含:
初始化所述多个电极部分中的至少一个电极部分的可能位置,
基于初始可能位置所述至少一个电极部分优化每个电极部分的所确定的位置,以及
基于每个电极部分的所确定的经过优化的位置输出所述耳蜗刺激器电极组合件的所确定的形状。
80.根据权利要求79所述的方法,其进一步包括:
操作所述处理器系统以在显示装置上显示待叠加在所述受试者的图像上的所述耳蜗刺激器电极组合件的所述所确定的形状。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102019216780A1 (de) * | 2019-10-30 | 2021-05-06 | Neuroloop GmbH | Vorrichtung sowie Verfahren zur Detektion eines innerhalb eines Individuums befindlichen medizinischen aktiven Implantats |
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110054304A1 (en) * | 2009-08-31 | 2011-03-03 | Medtronic, Inc. | Combination Localization System |
| US20140228669A1 (en) * | 2013-02-08 | 2014-08-14 | Paul Michael Carter | Medical Device Implantation Imaging |
| US20160059015A1 (en) * | 2014-09-02 | 2016-03-03 | Frank Risi | Intra-cochlear stimulating assembly insertion |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4352960A (en) | 1980-09-30 | 1982-10-05 | Baptist Medical Center Of Oklahoma, Inc. | Magnetic transcutaneous mount for external device of an associated implant |
| US5697377A (en) | 1995-11-22 | 1997-12-16 | Medtronic, Inc. | Catheter mapping system and method |
| US8644907B2 (en) | 1999-10-28 | 2014-02-04 | Medtronic Navigaton, Inc. | Method and apparatus for surgical navigation |
| US7599730B2 (en) | 2002-11-19 | 2009-10-06 | Medtronic Navigation, Inc. | Navigation system for cardiac therapies |
| US7697972B2 (en) | 2002-11-19 | 2010-04-13 | Medtronic Navigation, Inc. | Navigation system for cardiac therapies |
| KR100548044B1 (ko) * | 2003-07-14 | 2006-01-31 | 학교법인 한양학원 | 인공 와우 삽입 보조 장치 및 방법 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110054304A1 (en) * | 2009-08-31 | 2011-03-03 | Medtronic, Inc. | Combination Localization System |
| US20140228669A1 (en) * | 2013-02-08 | 2014-08-14 | Paul Michael Carter | Medical Device Implantation Imaging |
| US20160059015A1 (en) * | 2014-09-02 | 2016-03-03 | Frank Risi | Intra-cochlear stimulating assembly insertion |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115253071A (zh) * | 2021-04-30 | 2022-11-01 | 微创投资控股有限公司 | 人工耳蜗植入装置及人工耳蜗 |
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