印刷在折叠柔性电路板上的多轴向位置传感器制造技术

本发明专利技术题为“印刷在折叠柔性电路板上的多轴向位置传感器”。一种位置传感器包括被形成为三维(3D)形状的柔性基底。至少第一场感测线圈和第二场感测线图形成于所述柔性基底的第一和第二相应层中，使得在所述3D形状中所述第一场感测线圈和所述第二场感测线圈具有不彼此平行的第一和第二相应轴线。

Multi axial position sensor printed on a folded flexible circuit board

The invention is entitled \multi axial position sensor printed on a folded flexible circuit board\. A position sensor includes a flexible substrate formed into a three-dimensional (3D) shape. At least the first field sensing coil and the second field sensing line pattern are formed in the first and second corresponding layers of the flexible substrate such that the first field sensing coil and the second field sensing coil in the 3D shape have first and second corresponding axes not parallel to each other.

【技术实现步骤摘要】
印刷在折叠柔性电路板上的多轴向位置传感器
本专利技术整体涉及装配有位置传感器的医疗器械，且具体地涉及其中在柔性电路板上形成有位置传感器的线圈的医疗器械。
技术介绍
在各种医疗应用中使用的医疗器械(诸如心脏导管)采用位置传感器来确定器械在体内的位置。位置传感器通常包括多个线圈。此类线圈的若干实施方式在本领域中是已知的。例如，其公开内容以引用方式并入本文的美国专利8,504,133描述了一种用于感测来自心脏的心内膜表面的多个局部电压的系统。所述系统包括细长管状构件；多个柔性长条，所述多个柔性长条具有近侧部分、远侧部分和其中位于所述近侧部分与所述远侧部分之间的中间部分；锚定件，所述锚定件用于固定地贴附所述长条的近侧部分；无创伤尖端，所述无创伤尖端用于固定地贴附所述长条的远侧部分；和聚合构件，所述聚合构件包括相对的第一开口端和第二开口端以及内部构件表面和外部构件表面，其中在所述第一开口端与所述第二开口端之间限定开口内腔。其公开内容以引用方式并入本文的美国专利5,722,401描述了一种包括具有近侧末端和远侧末端的柔性细长管状构件的导管探头。能够从收缩位置移动到张开位置的可伸展组件被固定到柔性细长管状构件的远侧末端，且是由可在收缩位置与张开位置之间移动的至少两个细长构件形成。
技术实现思路
本文中所述描述的本专利技术的实施方案提供一种位置传感器，所述位置传感器包括被形成为三维(3D)形状的柔性基底。至少第一场感测线圈和第二场感测线圈形成于所述柔性基底的第一和第二相应层中，使得在所述3D形状中所述第一场感测线圈和所述第二场感测线圈具有不彼此平行的第一和第二相应轴线。在一些实施方案中，所述柔性基底包括柔性电路板。在其它实施方案中，所述3D形状包括圆柱形状。在再一些实施方案中，所述位置传感器包括第三场感测线圈，在所述3D形状中，所述第三场感测线圈具有不与所述第一轴线和所述第二轴线中的任一者平行的第三轴线。在实施方案中，所述第三场感测线圈形成于所述柔性基底的第三层上。在另一个实施方案中，所述第一层与所述第二层彼此电隔离。在又一个实施方案中，在所述3D形状中，所述第一轴线与所述第二轴线彼此正交。在一些实施方案中，所述位置传感器包括形成于所述柔性基底的表面上的一个或多个电极。在其他实施方案中，所述第一线圈和所述第二线圈被配置成感测磁场的具有不同相应取向的相应分量，并产生指示所述磁场的所感测到的所述分量的对应电信号。在又一些实施方案中，所述位置传感器包括铁磁元件，所述铁磁元件耦合到或相邻于所述柔性基底且被配置成放大所感测到的所述分量中的至少一者。根据本专利技术的实施方案，另外提供一种制造位置传感器的方法。所述方法包括：在柔性基底的第一和第二相应层中形成至少第一场感测线圈和第二场感测线圈，使得当所述基底被形成为三维(3D)形状时，所述第一场感测线圈和所述第二场感测线圈具有不彼此平行的第一和第二相应轴线。将所述柔性基底形成为所述3D形状。以下结合附图根据本专利技术的实施方案的详细说明将更全面地理解本专利技术，在附图中：附图说明图1是根据本专利技术的实施方案的导管跟踪系统的示意性图解；图2A是根据本专利技术的实施方案的处于展开位置的用于制作位置传感器的柔性基底的示意性图解；以及图2B是根据本专利技术的实施方案的处于折叠位置的位置传感器的示意性图解。具体实施方式概述诸如导管等医疗器械用于各种诊断和治疗医学规程中，诸如例如，心脏电生理(EP)标测和消融。导管远侧端部可包括一个或多个位置传感器。位置传感器可包括多个(例如，三个)线圈，所述多个线圈彼此正交且彼此同心布置、以常见形式来缠绕并且配合到远侧端部中。然而，由于三个线圈的机械缠绕，制造此类线圈代价相对高昂。此外，此类线圈结构在导管中占用重要体积的不动产。下文所述的本专利技术的实施方案提供制造医疗探头的诸如三轴传感器(TAS)等位置传感器的改进的方法，从而克服以上限制。在一些实施方案中，位置传感器包括多层式柔性基底，所述多层式柔性基底被配置成形成为(例如，折叠或卷成)给定三维(3D)形状(诸如圆柱形状)。位置传感器还包括三个场感测线圈，所述三个场感测线圈彼此电隔离且形成于柔性基底的相应的三个层上。当基底被形成为给定(例如，圆柱)形状时，所述三个感测线圈的轴线基本上彼此正交。在一些实施方案中，被形成为圆柱形状的基底的总体直径配合到导管的远侧端部中。在实施方案中，圆柱形状是中空的，借此使得能够将电导体或管螺纹穿过圆柱形状的中心。此外，圆柱形状也可充当用于机械地加强导管的远侧端部的结构部件。在一些实施方案中，所述感测线圈中的每一者被配置成感测处于专用取向的磁场，并产生指示所感测到的相应磁场的对应电信号。电信号可用于估测导管远侧端部在患者体内的位置和取向。在实施方案中，位置传感器还可包括铁磁元件，所述铁磁元件设置在柔性基底上或紧密靠近基底设置，以通过增加由线圈感测到的磁场振幅来增大位置传感器的敏感度。所公开的技术使得能够制造具有在远侧端部内占用的体积基本上减小的多个线圈的位置传感器，且不再需要机械地卷绕线圈以便降低相关联的制造成本。此外，利用所公开的技术使得能够定制位置传感器的形状以配合在导管的远侧端部中为传感器指定的空间。系统说明图1是根据本专利技术的实施方案的导管跟踪系统20的示意性图解。系统20包括探头22(在本示例中为心脏导管)和控制台24。在本文所述的实施方案中，导管22可用于任何合适的治疗和/或诊断目的，诸如心脏26中的组织消融和对用于诊断心脏功能障碍诸如例如心律失常的电心脏信号的标测。控制台24包括处理器39(通常是通用计算机)，处理器39具有合适的前端和接口电路，以从导管22接收信号并控制本文所述的系统20的其他部件。处理器39可以软件形式进行编程，以执行由系统所使用的功能，并且所述处理器将用于软件的数据存储在存储器38中。例如，该软件可通过网络以电子形式而被下载到控制台24，或者其可在非临时性有形介质诸如光学、磁学或电子存储器介质上被提供。另选地，可通过专用或可编程数字硬件部件来执行处理器39的一些或全部功能。操作者30(诸如介入性心脏病专家)将导管22插入穿过躺在手术台29上的患者28的血管系统。导管22包括插入管和示于插图23中的包括一个或多个位置传感器50的远侧端部组件40。操作者30通过利用靠近导管的近侧端部的操纵器32操纵导管22而使导管22的组件40在心脏26中的目标区域附近移动，如插图21所示。导管22的近侧端部连接到处理器39中的接口电路。该远侧端部组件在心腔中的位置通常通过导管跟踪系统20中的磁性位置感测来测量。在这种情况下，控制台24包括驱动电路34，该驱动电路驱动被放置在躺在手术台29上的患者28体外的已知位置处(例如，患者的躯干下方)的磁场发生器36。现在参见插图23。远侧端部组件40通常包括一个或多个位置传感器50和例如一个或多个标测电极(未示出)。当使远侧端部组件与心脏内表面接触时，标测电极响应于所感测到的电势来产生电势梯度信号，并且位置传感器50响应于所感测到的外部磁场来产生位置信号，从而使得处理器39能够标测随着心腔内的位置变化而变化的电势。组件40中的多个位置传感器和标测电极连接到导管近侧端部处的处理器39中的接口电路。操作者30可观察组件40在用户显示器31上的心脏2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种位置传感器，包括：柔性基底，所述柔性基底被形成为三维(3D)形状；以及至少第一场感测线圈和第二场感测线圈，所述至少第一场感测线圈和第二场感测线圈形成于所述柔性基底的第一和第二相应层中，使得在所述3D形状中所述第一场感测线圈和所述第二场感测线圈具有不彼此平行的第一和第二相应轴线。

【技术特征摘要】
2017.02.15 US 15/4330721.一种位置传感器，包括：柔性基底，所述柔性基底被形成为三维(3D)形状；以及至少第一场感测线圈和第二场感测线圈，所述至少第一场感测线圈和第二场感测线圈形成于所述柔性基底的第一和第二相应层中，使得在所述3D形状中所述第一场感测线圈和所述第二场感测线圈具有不彼此平行的第一和第二相应轴线。2.根据权利要求1所述的位置传感器，其中所述柔性基底包括柔性电路板。3.根据权利要求1所述的位置传感器，其中所述3D形状包括圆柱形状。4.根据权利要求1所述的位置传感器，并且包括第三场感测线圈，其中，在所述3D形状中，所述第三感测线圈具有不与所述第一轴线和所述第二轴线中的任一者平行的第三轴线。5.根据权利要求4所述的位置传感器，其中所述第三场感测线圈形成于所述柔性基底的第三层上。6.根据权利要求1所述的位置传感器，其中所述第一层与所述第二层彼此电隔离。7.根据权利要求1所述的位置传感器，其中，在所述3D形状中，所述第一轴线与所述第二轴线彼此正交。8.根据权利要求1所述的位置传感器，并且包括形成于所述柔性基底的表面上的一个或多个电极。9.根据权利要求1所述的位置传感器，其中所述第一线圈和所述第二线圈被配置成感测磁场的具有不同相应取向的相应分量，并产生指示所述磁场的所感测到的分量的对应电信号。10.根据权利要求9所述的位置传感器，并且包...

【专利技术属性】
技术研发人员：A戈瓦里，M巴尔塔，A雷维尼，
申请(专利权)人：韦伯斯特生物官能以色列有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL