具有场导向的正交隔离激励器

摘要

本文提供用于产生激励信号以例如激活位于远处的标签的系统、装置、组件和方法。所述系统、装置、组件和方法可用于多种应用中，包括用于对受试者体内的标签定位的医疗应用。

说明书

本申请要求2018年6月5日提交的美国临时申请序列号62/680,750的优先权，其全文以引用方式并入本文。

技术领域

本文提供了用于产生激励信号以例如激活位于远处的标记器标签的系统、装置、组件和方法。所述系统、装置、组件和方法可用于多种应用中，包括用于对受试者体内的标签定位的医疗应用。

背景技术

许多医疗程序的共同且严重的挑战是治疗区域的准确定位。例如，对要进行治疗(包括外科手术切除)的病灶(诸如肿瘤)的定位继续对医学界提出挑战。现有系统昂贵、复杂、耗时并且通常使患者不满意。乳房病灶的外科治疗说明了这些问题。

乳房肿瘤手术中常用的技术是病灶的导丝定位。在去除病灶之前，必须对一些乳房病灶进行精确的术前定位。导丝定位用于标记乳房异常的位置。所述程序确保乳房活检或肿瘤切除术的准确性更高。外科医生通常使用导丝来引导去往需要去除的组织。导丝定位通常在医院或手术中心的放射科进行。拍摄乳房X射线照片(或在一些情况下为超声图像)以显示乳房异常的位置。患者在放置导丝期间保持清醒状态，但乳房组织会被麻醉以减轻或避免针头或导丝引起的疼痛。在导丝放置期间可能会感到压力或拉扯感。一旦拍摄了图像，并且组织已被麻醉，则放射科医生将使用针头瞄准乳房异常。该针的尖端置于外科医生需要找到的位置中，以去除恰当的组织。一根细细的导丝从针中穿过并且从针头穿出，以固定在目标组织处。移除针，将导丝留下。在导丝放置到位后，患者要再拍一次乳房X射线照片，以检查导丝尖端是否正确定位。如果导丝不在正确的位置，则放射科医生将重新定位并重新检查，以确保正确放置。在最终放置好导丝时，将用胶带或绷带将其固定到位。导丝定位过程可能需要约一个小时，并且通常安排在活检或肿瘤切除术之前的数小时进行。因此，患者经常必须等待数小时才能进行手术，其中导丝存在于其体内并从其皮肤突出。在手术期间，将导丝连同一些乳房组织一起去除。该过程耗时数小时，涉及多个成像步骤，并且给患者带来不便和不愉快，并且价格昂贵。

在切除之前，要进行类似类型的程序来定位肺结节。在一些情况下，在常规的开腹手术或胸腔镜检查中可能难以定位肺结节时，将带钩导丝、可见染料注入或放射性核素置于结节内或结节附近，以试图在去除结节之前改善定位。此程序通常在去除结节之前在计算机断层扫描(CT)套件中进行。然后将患者运送到手术室，外科医生切开导丝，使用放射性核素检测器，或使用视觉界标来定位并去除结节。

在其他类型的手术和医疗程序中，医生可能难以在去除或操纵之前定位目标。这方面的示例包括去除肿块、积液、异物或患病组织。其他时候，在没有直接可视化的情况下或缺乏特定的引导方式的情况下进行导管放置或其他经皮手术。在没有精确引导的情况下执行手术可能会增加对正常组织的损伤量，并降低患者的功能状态。

经皮活检是几乎每家医院都进行的被广泛接受的、安全的程序。活检通常需要放置同轴引导针，通过所述引导针，将活检装置放置到目标中。如上所述被去除、刺穿或处理的许多病灶在之前已进行了成功的经皮活检。用于活检的引导针的放置使得能够放置基准或其他定位系统，而不会导致患者本不会遭受的额外组织创伤。

许多其他医疗装置和程序可受益于改善的组织定位。这些程序包括因任何身体运动(例如心脏运动、呼吸运动、肌肉骨骼系统产生的运动或胃肠/泌尿生殖运动)而降级的任何程序或检测。这些程序的示例包括外部束放射疗法、放置近距离放射治疗种子、成像检测(包括但不限于CT、MRI、荧光检查、超声和核医学)、以任何方式进行的活检、内窥镜检查、腹腔镜和胸腔镜手术以及开放式手术程序。

需要用于医疗程序的组织定位的改进的系统和方法。

发明内容

本文提供用于产生激励信号以例如激活位于远处的标签的系统、装置、组件和方法。所述系统、装置、组件和方法可用于多种应用中，包括用于对受试者体内的标签定位的医疗应用。尽管下面的描述使用人类外科手术的示例说明了本发明，但是应当理解，本发明不限于此，并且包括兽医应用、农业应用、工业应用、机械应用、军事应用(例如，感测和清除物体或区域中的危险材料)、航空航天应用等。

在一些实施方案中，本文提供一种系统，所述系统包括以下的一者或多者或每一者：a)一个或多个标签；b)远程激活装置(例如，激励器组件)，所述远程激活装置在所述标签的区域内产生磁场(例如，时变磁场)，所述远程激活装置包括四个或更多个激励线圈，每一激励线圈被配置为使电流沿顺时针或逆时针方向流动，使得由所述远程激活装置产生的所述磁场能够选择性地基本上在X方向或Y方向中的任一者或全部或者X方向、Y方向和Z方向中的任一者或全部上产生(例如，以确保对于标签可被放置的多个或任一个角度，都可激励所述标签)；和c)多个传感器，所述传感器被配置为在所述一个或多个标签暴露于所述磁场时检测来自所述一个或多个标签的信号。在一些实施方案中，所述四个或更多个激励线圈串联地连接。在一些实施方案中，所述激励线圈中的四个呈现为以坐标(X1，Y1)、(X1，Y2)、(X2，Y1)和(X2，Y2)为中心排成两排的布局。在一些实施方案中，所述远程激活装置(例如，激励组件)包括三种电流流动配置：a)所有电流沿顺时针方向以模拟与垂直于Z轴的方向对准的激励线圈；b)以(X2，Y1)、(X2，Y2)为中心的激励线圈使电流沿逆时针方向流动，以模拟与X轴对准的激励线圈；以及c)以(X1，Y2)、(X2，Y2)为中心的激励线圈使电流沿逆时针方向流动，以模拟与Y轴基本上对准的激励线圈。在一些实施方案中，所述远程激活装置(例如，激励组件)包括多个继电器，所述继电器提供切换功能以完成电流方向改变(极性)但又通过切换额外的电容电抗而维持激励频率。在一些实施方案中，在总电感增加时，所述切换功能经由电容元件插入额外的串联电容电抗，使得调谐中心频率维持为所述激励频率(例如，在采用4个线圈时，4个线圈的总电感随每一线圈或线圈对内电流方向的变化而变化)。在一些实施方案中，所述电容元件包括多个电容器(例如，以更好地适应谐振时的电压电位和/或对频率调谐提供更大的灵活性)。在一些实施方案中，所述远程激活装置还包括接近所述激励线圈的巴伦。所述巴伦消除了共模电流，否则共模电流会产生不需要的电场分量，所述电场分量原本会降低准确性。所述巴伦还提供了阻抗变换，以使线圈阻抗的实数分量与传输线的实数分量匹配，通常为50欧姆。在一些实施方案中，巴伦在初级侧(放大器侧)具有八匝，而在次级侧(线圈侧)具有四匝。在一些实施方案中，所述系统还包括与所述远程激活装置进行电子通信的放大器。在一些实施方案中，所述系统还包括控制磁场产生和传感器检测的计算机。在一些实施方案中，所述计算机包括围捕算法(例如，体现为在处理器上允许的软件)，所述围捕算法调整所述磁场取向以识别对一个或多个标签的最佳检测(和对所述标签供电)。

在一些实施方案中，本文提供一种装置和系统，所述装置和系统包括：远程激活装置，所述远程激活装置在标签的区域内产生磁场，其中所述远程激活装置包括：a)基础衬底(例如，大体上平面的表面)，b)四个或更多个激励线圈，所述四个或更多个激励线圈附接到所述基础衬底，其中所述激励线圈中的每一者被配置为使电流沿顺时针或逆时针方向流动，使得所述磁通量能够选择性地基本上在X或Y方向上产生；和c)多个见证站组件，所述多个见证站组件附接到所述基础衬底，其中所述见证站组件中的每一者包括见证线圈，所述见证线圈具有感测轴并且包括：i)芯，所述芯具有无线圈近端、无线圈远端和中心区域，其中所述芯包含金属，以及ii)线圈绕组，所述线圈绕组卷绕在所述芯的所述中心区域上，其中所述见证站组件中的每一者在所述基础衬底上定向，使得所述见证线圈中的每一者的所述感测轴：A)从所述芯的所述近端延伸到所述远端，和B)与以下各者正交或基本上正交：i)所述四个或更多个激励线圈中的每一者，和/或ii)所述X方向和所述Y方向中的每一者上的所述磁通量。

在特定实施方案中，本文提供一种装置和系统，所述装置和系统包括：远程激活装置，所述远程激活装置在标签的区域内产生磁场，其中所述远程激活装置包括：a)基础衬底，b)至少一个激励线圈，所述至少一个激励线圈附接到所述基础衬底，所述激励线圈产生磁通量；和c)多个见证站组件，所述多个见证站组件附接到所述基础衬底，其中所述见证站组件中的每一者包括见证线圈，所述见证线圈具有感测轴并且包括：i)芯，所述芯具有无线圈近端、无线圈远端和中心区域，其中所述芯包含金属，以及ii)线圈绕组，所述线圈绕组卷绕在所述芯的所述中心区域上，其中所述见证站组件中的每一者在所述基础衬底上定向，使得所述见证线圈中的每一者的所述感测轴：A)从所述芯的所述近端延伸到所述远端，和B)与以下各者正交或基本上正交：i)所述磁通量，和/或ii)所述至少一个激励线圈。在特定实施方案中，所述至少一个激励线圈被配置为选择性地使电流沿顺时针或逆时针方向流动。在其他实施方案中，对于所述顺时针方向与所述逆时针方向，所述见证线圈中的每一者的所述感测轴都与所述磁通量基本上正交。

在某些实施方案中，所述系统还包括所述标签。在其他实施方案中，本文提供采用这样的系统和装置来检测受试者体内的标签的方法。

在某些实施方案中，所述激励线圈中的每一者包括中心平面，并且其中所述见证站组件中的每一者还在所述基础衬底上定向，使得所述见证线圈中的每一者的所述感测轴：C)与所述激励线圈中的每一者的所述中心平面共面。在特定实施方案中，所述磁通量当基本上在所述X方向和/或所述Y方向上产生时不在所述见证线圈中诱发信号。

在其他实施方案中，所述见证站组件中的每一者还包括：i)第一见证线圈支架和第二见证线圈支架，和ii)第一弹性体部分和第二弹性体部分，并且其中所述芯的所述无线圈近端被固定在所述第一见证线圈支架与所述第一弹性体部分之间，并且其中所述芯的所述无线圈远端被固定在所述第二见证线圈支架与所述第二弹性体部分之间。在另外的实施方案中，所述第一和第二见证线圈支架各自包括至少一个调节部分。在其他实施方案中，所述至少一个调节部分包括至少一个螺钉和/或至少一个杆。在特定实施方案中，本文提供采用所述调节部分来调节所述见证线圈的方法，使得所述见证线圈的感测轴与所述磁通量和/或所述至少一个或至少四个激励线圈正交或基本上正交。

在一些实施方案中，所述至少一个调节部分允许调节所述见证线圈中的每一者的所述感测轴，使得所述感测轴与所述X方向和所述Y方向中的每一者上的所述磁通量正交或基本上正交。在另外的实施方案中，所述磁通量还能够选择性地基本上在Z方向上产生，并且其中所述见证站组件中的每一者在所述基础衬底上定向，使得所述见证线圈中的每一者的所述感测轴与所述Z方向上的所述磁通量正交或基本上正交。在另外的实施方案中，所述磁通量当基本上在所述Z方向上产生时不在所述见证线圈中诱发信号。在另外的实施方案中，所述至少一个调节部分允许调节所述见证线圈中的每一者的所述感测轴，使得所述感测轴与所述X方向、所述Y方向和所述Z方向中的每一者上的所述磁通量正交或基本上正交。在一些实施方案中，所述金属包含铁氧体。

在其他实施方案中，所述见证站组件中的每一者在所述基础衬底上定向，使得所述见证线圈中的每一者的所述感测轴与所述四个或更多个激励线圈中的每一者正交或基本上正交。在一些实施方案中，所述见证站组件中的每一者在所述基础衬底上定向，使得所述见证线圈中的每一者的所述感测轴与所述X方向和所述Y方向中的每一者上的所述磁通量正交或基本上正交。在另外的实施方案中，所述四个或更多个激励线圈为四个激励线圈或六个激励线圈。在其他实施方案中，所述四个激励线圈呈现为以坐标(X1，Y1)、(X1，Y2)、(X2，Y1)和(X2，Y2)为中心排成两排的布局。在另外的实施方案中，所述远程激活装置包括三种电流流动配置：a)所有电流沿顺时针方向以模拟与垂直于Z轴的平面对准或基本上对准的激励线圈；b)以(X2，Y1)、(X2，Y2)为中心的激励线圈使电流沿逆时针方向流动，以模拟与X轴对准或基本上对准的激励线圈；以及c)以(X1，Y2)、(X2，Y2)为中心的激励线圈使电流沿逆时针方向流动，以模拟与Y轴对准或基本上对准的激励线圈。

在一些实施方案中，当所述至少四个激励线圈与所述见证线圈之间的隔离在所述X方向和所述Y方向上为60dB或更大时，所述见证线圈的所述感测轴基本上正交。在其他实施方案中，当所述至少四个激励线圈与所述见证线圈之间的隔离在所述X方向、所述Y方向和所述Z方向上为60dB或更大时，所述见证线圈的所述感测轴基本上正交。

本文还提供了上述系统中的任一者的用途(例如，用于检测标签在物体中的位置；用于检测标签相对于医疗装置的位置；等等)。

本文还提供了识别标签的位置的方法，所述方法包括：a)提供本文所述的系统中的任一者；b)将所述标签放置在物体中；c)用所述激活装置产生磁场；和d)通过使用所述见证站收集从所述标签发出的信息来识别所述标签在所述物体中的位置。在一些实施方案中，所述位置或包括所述标签与医疗装置的相对位置或距离。

在某些实施方案中，本文提供一种系统和装置，所述系统和装置包括：激励组件，所述激励组件在至少产生第一磁场、第二磁场和第三磁场(例如，第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七和/或第八磁场)以致使标签产生信号之间循环，其中所述激励组件包括：A)基础衬底，B)第一激励线圈，所述第一激励线圈附接到所述基础衬底，其中在产生所述第一磁场、所述第二磁场和所述第三磁场时，所述第一激励线圈中的电流沿顺时针方向流动，C)第二激励线圈，所述第二激励线圈附接到基础衬底，其中在产生所述第一磁场和所述第二磁场时，所述第二激励线圈中的电流沿顺时针方向流动，并且在产生所述第三磁场时沿逆时针方向流动，D)第三激励线圈，所述第三激励线圈附接到所述基础衬底，其中在产生所述第一磁场和所述第三磁场时，所述第三激励线圈中的电流沿顺时针方向流动，并且在产生所述第二磁场时沿逆时针方向流动；以及E)第四激励器，所述第四激励器附接到所述基础衬底，其中在产生所述第一磁场时，所述第四激励线圈中的电流沿顺时针方向流动，并且在产生所述第二和第三磁场时沿逆时针方向流动。

例如，激励线圈可使用利兹导线卷绕而成以最小化由于随频率增大而出现的皮肤效应而导致的电阻性损耗。通常选择匝数以使线圈“Q”(电感/电阻比)最大化。示例性的线圈示例是包括100股38AWG导线的利兹导线。在134.5KHz时，单个线圈的电感的测量值为约1.1mH，并且Q(电感电阻与电阻的比)的测量值超过500。可使用使用具有不同的电感值和Q值的其他导线的其他线圈构造。然而，通常期望保持“Q”尽可能高以最小化电阻性损耗，所述电阻性损耗导致效率损失和较大的热量加热。

在一些实施方案中，本文提供一种系统和装置，所述系统和装置包括：a)基础衬底，b)第一激励线圈、第二激励线圈、第三激励线圈和第四激励线圈，所述第一激励线圈、所述第二激励线圈、所述第三激励线圈和所述第四激励线圈附接到所述衬底并且被配置为产生磁场以致使标签产生信号，c)巴伦电路，所述巴伦电路电连接到所述第一激励线圈、所述第二激励线圈、所述第三激励线圈和所述第四激励线圈。

在特定实施方案中，所述第二激励线圈、所述第三激励线圈和所述第四激励线圈中的每一者可操作地连接到开关，所述开关控制流过激励线圈的电流的方向。在某些实施方案中，每一开关包括继电器元件、PIN二极管、场效应晶体管或其他固态切换装置。在特定实施方案中，每一开关另外地将至少一个电容器(例如，两个电容器)切换到电路中以使激励线圈的串联组合的谐振频率保持恒定，而不管由线圈极性变化而导致的总线圈电感的变化。

对于每一单独的线圈，示例性的激励线圈系统的电感的测量值为1.1mH，其中Q>500。由于每一线圈所产生的磁通量的相互作用，4个线圈(例如，如图4A中所示)的串联组合的电感随着线圈的极性(电流方向)而变化。对于图5中绘示的电流方向，所有4个示例性线圈的串联组合的电感的测量值为3.9mH，Q＝435，其中所有线圈都使电流沿顺时针方向流动。对于图6中绘示的电流方向，所有4个示例性线圈的串联组合的电感的测量值为4.6mH，Q＝500，其中线圈A和B使电流沿顺时针方向流动，而线圈C和D使电流沿逆时针方向流动。对于图7中绘示的电流方向，所有4个示例性线圈的串联组合的电感的测量值为4.3mH，Q＝473，其中线圈A和C使电流沿顺时针方向流动，而线圈B和D使电流沿逆时针方向流动。当线圈极性改变时，总电感的该变化需要切换入适当的补偿电容器。

在一些实施方案中，可将继电器或开关的部件以及相关联的电容器放置在陶瓷衬底上以提供牢固的安装、优异的介电性能，并且还用作散热器以减少单个部件的局部发热。

在一些实施方案中，所述系统和装置还包括：多个见证线圈或见证站组件，所述见证线圈或见证站组件附接到所述衬底并且被配置为检测来自所述标签的所述信号。在一些实施方案中，所述见证线圈被放置成使得线圈的轴与激励线圈的中心平面共面。在此平面中，对于前述线圈电流方向的每种组合，激励器产生的磁通量与见证线圈的感测轴正交。正交激励器电流不会将信号感应到见证线圈中，因此会在激励器线圈和见证线圈之间提供隔离。通常需要这种隔离来实现所需的系统动态范围，使得可在存在非常大的激励器磁场的情况下检测到非常弱的标签信号。这种隔离还很重要是因为激励线圈与见证线圈之间的串扰原本会极大地阻碍导航，因为串扰项将把来自同一磁偶极(激励器)的显著信号贡献给所有见证线圈，因此见证线圈将失去其空间独立性。另外一点是z轴取向的激励器的存在会使标签(和发射器)磁场的z轴分量显著畸变，从而使其对导航的用处不大。

在另外的实施方案中，所述多个见证线圈或多个见证站组件包括六至三十个见证线圈(例如，6…9…12…20..或30)。在额外实施方案中，所述多个见证线圈：i)位于所述基础衬底的相对侧，但不邻近于所述相对侧，和/或ii)各自被定位成相对于其他见证线圈沿着X和y轴交替地相反地取向。该定位使见证线圈之间的串扰最小化，从而减小了所施加的串扰补偿(例如，通过数学求解器软件)的程度。

在一些实施方案中，所述系统和装置还包括多个印刷电路板，其中所述多个见证线圈中的每一者可操作地连接到所述多个电路板中的一者。在某些实施方案中，每一电路板包括至少两个电容器和至少一个巴伦电路。在特定实施方案中，所述系统和装置还包括所述标签。

在某些实施方案中，所述系统和装置还包括巴伦电路，所述巴伦电路电连接到所述第一激励线圈、所述第二激励线圈、所述第三激励线圈和所述第四激励线圈。在另外的实施方案中，所述系统和装置还包括电连接到所述巴伦电路的电缆束。在另外的实施方案中，所述系统和装置还包括多个见证线圈，所述见证线圈附接到所述衬底并且被配置为检测来自所述标签的所述信号，其中所述多个见证线圈电连接到所述电缆束。

在一些实施方案中，所述系统和装置还包括至少一个自检发射器。在其他实施方案中，所述系统和方法还包括顶盖，其中所述顶盖与所述基础衬底配合以将所述第一激励线圈、所述第二激励线圈、所述第三激励线圈和所述第四激励线圈围封在其中。

在其他实施方案中，所述系统和装置还包括系统电子装置外壳，所述系统电子装置外壳被配置为向所述第一激励线圈、所述第二激励线圈、所述第三激励线圈和所述第四激励线圈提供信号。在其他实施方案中，所述第一激励线圈、所述第二激励线圈、所述第三激励线圈和所述第四激励线圈中的每一者的中心彼此间隔开至少5厘米(例如5…10…15…25…100…1000cm)。在其他实施方案中，所述第一激励线圈、所述第二激励线圈、所述第三激励线圈和所述第四激励线圈中的每一者的中心彼此间隔开线圈自身的最大尺寸的2-5倍。在某些实施方案中，所述第四激励线圈挨着所述第二激励线圈定位，并且其中所述第三激励线圈挨着所述第一激励线圈并且与所述第二激励线圈成对角线地定位。

在一些实施方案中，本文提供一种方法，所述方法包括：a)将本文公开的系统或装置置于患者下方或附近，标签位于所述患者体内，和b)激活所述系统或装置，使得产生磁场，由此致使所述标签产生信号。

在一些实施方案中，本文提供了一种系统和装置，所述系统和装置包括见证站组件，其中所述见证站组件包括：a)见证线圈，其中所述见证线圈包括：i)金属芯，所述金属芯具有无线圈近端、无线圈远端和中心区域，以及ii)线圈绕组，所述线圈绕组卷绕在所述金属芯的所述中心区域上，b)第一见证线圈支架和第二见证线圈支架，以及c)第一弹性体部分和第二弹性体部分，其中所述金属芯的所述无线圈近端被固定在所述第一见证线圈支架与所述第一弹性体部分之间，并且其中所述金属芯的所述无线圈远端被固定在所述第二见证线圈支架与所述第二弹性体部分之间。在某些实施方案中，所述系统或装置还包括远程激活装置(例如，如本文所描述)，其中所述远程激活装置包括至少一个激励线圈。在另外的实施方案中，所述系统和装置还包括：激励组件(例如，如本文所描述)，其中所述激励组件包括至少一个激励线圈。

在另外的实施方案中，所述第一见证线圈支架和所述第二见证线圈支架各自包括至少一个调节部分(例如，两个调节螺钉)。在一些实施方案中，所述至少一个调节部分包括至少一个螺钉和/或至少一个杆。在其他实施方案中，所述见证站组件还包括电连接到所述见证线圈的电子装置部分。在其他实施方案中，所述电子装置部分包括至少一个电容器和/或至少一个巴伦电路。在另外的实施方案中，所述电子装置部分包括印刷电路板。

在某些实施方案中，所述见证站组件还包括法拉第屏蔽。在其他实施方案中，所述见证站组件还包括：i)电子装置部分，所述电子装置部分电连接到所述见证线圈，和ii)法拉第屏蔽。在额外实施方案中，所述第一弹性体部分和所述第二弹性体部分包括选自以下各者的材料：弹性体聚合物和弹簧。

在一些实施方案中，所述金属芯包含铁氧体芯。在其他实施方案中，所述金属芯的直径为4至25mm(4…8…12…14…16…25mm)。在某些实施方案中，所述金属芯的长度为15至75mm(例如，15…30…45…58…75mm)。在特定实施方案中，所述线圈绕组包括金属丝。在其他实施方案中，所述金属丝绕着所述金属芯卷绕150至300次。在另外的实施方案中，所述第一见证线圈支架和所述第二见证线圈支架各自包括凹口，所述凹口被配置为配合所述金属芯的所述无线近端和/或所述无线远端。

在特定实施方案中，本文提供一种装置和系统，所述装置和系统包括：a)附接部件，所述附接部件被配置为附接到具有装置尖端的手持式医疗装置，其中所述附接部件包括：i)近端，ⅱ)成角度的远端，其中所述成角度的远端包括远端开口，所述远端开口被配置为允许所述装置尖端但不允许所述医疗装置的其余部分从中通过，以及iii)在所述近端与所述成角度的远端之间延伸的主体，以及b)第一位置发射器和第二位置发射器，所述第一位置发射器和所述第二位置发射器附接到所述附接部件。

在某些实施方案中，所述成角度的远端相对于所述附接部件的纵轴具有至少35度的角度(例如，至少35…45…65…85…或95度)。在一些实施方案中，所述成角度的远端相对于所述附接部件的所述纵轴具有约90度的角度。在另外的实施方案中，所述第一位置发射器和所述第二位置发射器附接到所述附接部件的主体(例如，间隔开)。

在其他实施方案中，系统和装置还包括：c)显示部件壳体，其中所述显示部件壳体附接到或能够附接到所述附接部件的所述近端。在额外实施方案中，所述系统和装置还包括附接到所述显示部件壳体的显示部件，其中所述显示部件包括显示屏(例如，LCD屏幕)以用于显示患者体内的植入标签相对于医疗装置上的装置尖端的位置。在其他实施方案中，所述显示部件壳体包括电缆管理部件。在额外实施方案中，所述显示部件壳体包括壳体锥形连接件。在另外的实施方案中，所述附接部件的所述近端包括近侧锥形连接件。

在其他实施方案中，所述装置和系统还包括第一位置发射器引线和第二位置发射器引线，其中所述第一位置发射器引线电连接到所述第一位置发射器(例如，小线圈)，并且所述第二位置发射器引线电连接到所述第二位置发射器(例如，小线圈)。在其他实施方案中，所述系统和装置还包括：c)胶粘带，所述胶粘带的尺寸和形状被设置成覆盖所述附接部件主体的至少50％(例如，50％…75％…90％)，并且被配置为将所述附接部件粘附到所述医疗装置。在某些实施方案中，所述系统和装置还包括：c)所述医疗装置。在其他实施方案中，所述医疗装置包括电烙外科装置。

定义

如本文所用，术语“处理器”和“中央处理单元”或“CPU”可互换使用，并且是指能够从计算机存储器(例如，ROM或其他计算机存储器)读取程序并且根据所述程序执行一组步骤的装置。

如本文所用，术语“计算机存储器”和“计算机存储器装置”是指计算机处理器可读的任何存储介质。计算机存储器的示例包括但不限于RAM、ROM、计算机芯片、数字视频光盘(DVD)、压缩光盘(CD)、硬盘驱动器(HDD)、光盘和磁带。在某些实施方案中，计算机存储器和计算机处理器是非暂时性计算机的一部分(例如，在控制单元中)。在某些实施方案中，采用非暂时性计算机可读介质，其中非暂时性计算机可读介质包括所有计算机可读介质，唯一的例外是暂时的传播信号。

如本文所用，术语“计算机可读介质”是指用于存储信息(例如，数据和指令)并将信息提供到计算机处理器的任何装置或系统。计算机可读介质的示例包括但不限于DVD、CD、硬盘驱动器、磁带和用于通过网络(无论是本地的还是远程的(例如，基于云))的流媒体的服务器。

如本文所用，术语“电子通信”是指被配置为通过直接或间接信令彼此通信的电子装置(例如，计算机、处理器等)。同样，被配置为(例如，通过电缆、电线、红外信号、电话线、电波等)将信息传输到另一台计算机或装置的计算机与另一台计算机或装置进行电子通信。

如本文所用，术语“传输”是指使用任何合适的手段将信息(例如，数据)从一个位置移动到另一个位置(例如，从一个装置到另一个装置)。

如本文所用，术语“受试者”或“患者”是指将成为特定治疗的接受者的任何动物(例如，哺乳动物)，包括但不限于人、非人灵长动物、伴侣动物、牲畜、马科动物、啮齿动物等。通常，关于人类受试者，术语“受试者”和“患者”在本文中可互换使用。

如本文所用，术语“受试者/患者被怀疑患有癌症”是指呈现一种或多种指示癌症的症状(例如，明显的块状物或肿块)或正在进行癌症筛查(例如，在常规体检期间)的受试者。被怀疑患有癌症的受试者也可能具有一种或多种风险因素。被怀疑患有癌症的受试者通常没有进行过癌症检测。然而，“被怀疑患有癌症的受试者”涵盖已经接受初步诊断(例如，显示肿块的CT扫描)但其癌症分期未知的个体。所述术语还包括曾经患有癌症的人(例如，缓解期的个体)。

如本文所用，术语“活检组织”是指为了确定样本中是否含有癌组织而从受试者体内取出的组织(例如，乳房组织)的样本。在一些实施方案中，获得活检组织是因为受试者被怀疑患有癌症。然后检查活检组织(例如，通过显微镜；通过分子测试)是否存在癌症。

如本文所用，术语“样本”按其最广义使用。从某种意义上说，这意味着包括从任何来源获得的标本或培养物，以及生物和环境样本。生物样本可从动物(包括人类)获得并涵盖流体、固体、组织和气体。生物样本包括组织、血液制品，诸如血浆，血清等。然而，此类示例不应被解释为限制适用于本发明的样本类型。

如本文所用，术语“标签”或“标记标签”是指可植入的小型标记，当被激励器的时变磁场激励时，它将发射出“归巢信标”频谱，所述频谱由见证线圈接收并用于确定其位置。可对标签编程以产生唯一频谱，从而允许同时植入和定位多个标签。

附图说明

图1示出了激励组件、附接有显示部件的医疗装置以及在肿瘤旁边植入有标签的患者的示例性定位。

图2示出了附接到医疗装置20的附接部件10，所述医疗装置具有装置尖端25。附接部件10具有位于其中的两个位置发射器70。附接部件10附接到显示部件40或与显示部件40成为一体。

图3示出了激励组件的示例性线圈配置。

图4A示出了经由电缆束200附接到控制器210的示例性激励组件250。图4B示出了示例性见证线圈组件(又名见证站组件)161。图4C示出了示例性见证线圈160，其包括三个方向，导线顺着所述三个方向卷绕以在金属芯166上形成线圈167。

图5示出了具有四个激励线圈(线圈A-D)的示例性激励组件，其中电流在所有四个激励线圈中都沿顺时针方向流动。

图6示出了具有四个激励线圈(线圈A-D)的示例性激励组件，其中电流在线圈A和B中沿顺时针方向流动，并且在线圈C和D中沿逆时针方向流动。

图7示出了具有四个激励线圈(线圈A-D)的示例性激励组件，其中电流在线圈A和C中沿顺时针方向流动，并且在线圈B和D中沿逆时针方向流动。

图8示出了顶盖230在其上的示例性激励组件250。激励组件250如所示具有在其中引出的电缆束200。

图9示出了示例性附接部件10，其具有成角度的远端300，医疗装置20的远侧尖端25插入通过所述成角度的远端。

图10A示出了在最初被插入通过附接部件10的成角度的远端300之后的医疗装置20的远端25。图10B示出了在附接到显示部件壳体330的电缆管理部件315之前的附接部件导线60。图10B示出了在附接到显示部件壳体330的电缆管理部件315之前的附接部件导线60。图10B还示出了壳体锥形连接件340，附接部件10的近侧锥形连接件350插入到所述壳体锥形连接件中。电缆管理部件315具有两个夹子，所述夹子附接到附接部件导线60和医疗装置导线50并且使附接部件导线60和医疗装置导线50排整齐。

图11示出了附接到显示部件壳体330的示例性附接部件10。附接部件10具有一对位置发射器70，该对位置发射器连接到在管360内部的位置发射器导线引线72。附接部件还具有带有远端开口305的成角度的远端300，所述远端开口允许将外科手术或其他装置的尖端插入其中。显示部件壳体330具有电缆管理部件315，所述电缆管理部件由用于固持绝缘导线的一对夹子组成。

图12示出了示例性附接部件10，所述附接部件附接到显示部件壳体330，显示部件40位于所述显示部件壳体中。示出了显示器盖370，所述显示器盖用于将显示部件40固定在显示部件壳体330内。还示出了胶粘带380，所述胶粘带的形状和尺寸被设置成可装配在附接部件内部并帮助将医疗装置固定至附接部件。

图13A示出了附接部件10的近侧锥形连接件350，所述近侧锥形连接件被配置为推入配合到显示部件壳体330的壳体锥形连接件340中。图13B示出了图13A的A部分的近视图，包括电缆管理锥形连接件317，所述电缆管理锥形连接件是电缆管理部件315的一部分并且被设计为插入显示部件壳体330的锥形连接孔319中。电缆管理锥形连接件317包括用于锁定角位置的平坦部分318。

图14示出了用于对植入患者体内的标签定位的示例性系统。所述系统包括激励组件，所述激励组件发出激活患者体内的标签的信号。系统电子装置外壳如所示为移动推车，所述推车将信号传递到激励组件并接收和处理来自患者体内的标签的信号。对外科医生的指导显示在显示部件上以及在系统电子装置外壳上的屏幕上。

具体实施方式

本文提供用于产生激励信号以例如激活位于远处的标签的系统、装置、组件和方法。所述系统、装置、组件和方法可用于多种应用中，包括用于对受试者体内的标签定位的医疗应用。虽然本说明书着重于人类组织中的医疗用途，但是应该理解，所述系统和方法具有更广泛的用途，包括非人类用途(例如，用于非人类动物，诸如牲畜、伴侣动物、野生动物或任何兽医场景)。例如，所述系统可在环保场景、农业场景，工业场景等中使用。

A.解决外部线圈(例如标签线圈)与激励组件的可变对准

在一些实施方案中，激励器被配置为独立于标签的线圈与激励器的对准而向标签提供功率。例如，在一些实施方案中，到标签的功率传递可取决于激励器磁场与标签的相对取向。在一些这样的实施方案中，在没有纠正措施的情况下，标签可仅从与标签的线圈(例如，标签中包含的铁氧体芯线圈)对准的场部分收集功率。这个问题可通过包括能够产生磁场的所有三个正交方向的多个激励器来解决。然而，这导致较厚的组件，并且既防止抑制初级激励线圈(例如，位于激励组件中)到感测线圈耦合(也位于激励组件中)(请参见下面的B部分)，又防止抑制标签/发射器与激励线圈之间的次级场耦合，所述激励线圈随后耦合到感测线圈并不利于对标签或发射器的定位(请参见下面的C部分)。为了解决这一挑战，本文提供了激励组件的配置，所述激励组件提供了一种机制，所述机制利用可在仅一个磁方向上部署的激励线圈来改变磁场的取向。

在一些实施方案中，这通过在激励组件中具有多个线圈(参见例如图4A)并且将每一线圈内的电流方向设置为顺时针或逆时针(参见例如图5至7)来实现。在一些实施方案中，线圈串联地连接，使得每一线圈中流过相同的电流。在一些实施方案中，线圈布局包括排成两行的四个线圈，其以(X1，Y1)、(X1，Y2)、(X2，Y1)和(X2，Y2)坐标为中心，具有三组电流流动配置：配置1：所有电流都顺时针以模拟与垂直于Z轴的平面对准的激励线圈；配置2：以(X2，Y1)、(X2，Y2)为中心的线圈使电流逆时针方向流动，以模拟与X轴对准的激励线圈；和配置3：以(X1，Y2)、(X2，Y2)为中心的线圈使电流逆时针方向流动，以模拟与Y轴对准的激励线圈。可采用任何数量的其他线圈配置。为了提高效率，希望(尽管不是必需的)最小化部件的数量和设计的整体复杂性。然而，在一些实施方案中，可能希望在激励组件中具有四个以上的线圈(例如，6、8、10、16等)以提供改变场方向性的更多灵活性，尽管以系统的复杂性为代价。

当相同的电流流过每种配置中的所有线圈时，针对每种配置对激励组件中的线圈进行调整所需的配置之间的变化较少。这是因为一个激励线圈对其他激励线圈的影响取决于第一激励线圈的状态(开路、载流等)。

为了提供最佳性能，激励线圈的面积应最大，并且线圈的中心之间的距离应最大。对于相同的外加电流，较大面积的线圈提供更高的磁场。相隔较大距离的线圈为配置2和3提供了较大的方向变化。

图3提供了在本发明的一些实施方案中的四线圈激励组件的示例性示意图，其中四个线圈被标记为线圈A、线圈B、线圈C和线圈D(参见图4A)。

对于医疗用途，在激励组件以平坦平面模式(例如，垫)设置在患者下面的情况下，临床上优选的系统几何形状要求所有四个线圈被放置成彼此非常接近。结果，各线圈之间的磁耦合随单独的线圈极性而变化，因此，串联的所有四个线圈的总电感随线圈极性组合而变化。因此，最佳性能将必然平衡竞争因素。为了对此进行补偿，在一些实施方案中，采用一种切换系统，其中当总电感增加时，插入额外的串联电容电抗，使得将调谐中心频率维持为所要的激励频率。在图3所示的优选实施方案中，继电器用于切换。其他实施方案可采用固态切换方法，例如PIN二极管。可采用实现切换的任何合适的机制。

在一些实施方案中，线圈的中心间隔开10…50…100…500…或1000cm。在一些实施方案中，每一线圈的面积为25…625…2500…62,500…或250,000cm

如上所述，可用于维持所要谐振频率的额外电容(例如，增加串联电容器以减小电容)由极性切换继电器或在需要时可通电的单独的开关接入。在一些实施方案中，此电容分布在极性切换继电器之间，以通过实现最佳对称性来最小化端子电压并最小化共模耦合。

在一些实施方案中，每一电容元件包括多个电容器，以最小化每一电容器上的电压，以确保不超过电容器的电压能力，并最小化由于损耗而导致的发热，否则所述发热可能会导致谐振频率漂移。

在一些实施方案中，将巴伦尽可能靠近地并入到激励线圈(参见下面的D部分和图3)。下文所述的巴伦实现了共模抑制以减少或消除电场的产生，并且还提供了阻抗转换以使线圈组件的阻抗与传输线和功率放大器的阻抗最佳匹配。在一些实施方案中，巴伦的初级(放大器侧)具有8匝，而次级(线圈侧)具有4匝，因此提供4比1的阻抗变化，所述阻抗变化使例如50欧姆的发电机输出阻抗与谐振时的12欧姆的线圈阻抗很好地匹配。可采用其他匝数比来实现向其他特性阻抗传输线和放大器的最佳阻抗转换。

图3提供了在激励组件中使用的线圈系统的示例性实施方案。在该图中，多个电容器用数字标识(例如，C1、C5、C11、C40等；pF(微微法拉))及其相对于线圈A、B、C和D的相对位置(例如，参见图4A)。示出了具有7：4匝数比的巴伦(巴伦变压器比将阻抗与50欧姆匹配，采用7：4的比，其中50欧姆侧为7匝且线圈侧为4匝)。可基于利用线圈的方式来配置或调整系统以优化性能。例如，如图3的示例性实施方案中所示：

场：Z平面(++++)电容器C9和C10为25,600pF(20,000与5,600pF并联)；

场：X平面(+-+-)电容器C19和C20为27,235pF(将27,000pF与(2个)470pF电容器的串联组合并联使用)；

场：Y平面(++-)电容器C29和C30为6,050pF(2,700并联3,300pF与(2个)100pF电容器的串联组合并联)；

通用(所有场)：电容器C39和C40为9,000pF((3个)3,000pF电容器的并联组合)；以及

C39和C40电容器(值XY固定)为9,000pF(18,000pF与18,000pF串联；可以是9,220pF；8,200与820pF并联或其他组合；总电压为660Vrms)。

可使用其他特定的电容值来以不同的电感值提供所要的谐振频率，所述不同的电感值可由不同的线圈结构产生。

B.解决传感器附近的激励器场强度

通常，用于给标签供电的激励器场强度接近于激励器，以便产生在其中可给一个或多个标签供电的大体积。该场远大于由所述一个或多个标签或与手术工具相关联的发射器提供的场(所述标签和发射器在本文中共同或单独地称为“信标”)。此外，由于单个激励组件装置既提供激励又提供感测是优选的，所以感测部件应紧邻激励部件。因此，磁场传感器通常将感测处于激励器频率的磁场，所述激励器频率非常大，比相关信号(来自信标)大了约160dB或更大。

此问题可通过电子滤波器来部分地解决。然而，这些滤波器的抑制能力是有限的，它们很昂贵，而且它们在物理上很大。过滤器可以是有源的或无源的。然而，有源电子滤波器具有固有的本底噪声，这限制了动态范围和对于这种非常高的动态范围情况的滤波有效性，因此在一些实施方案中可采用无源滤波器。

替代(或增添的)解决方案利用了上面A部分所述的线圈系统。在这样的实施方案中，可通过利用磁场的向量性质来减少传感器拾取的激励场。在一些实施方案中，选择具有仅产生基本垂直于包含感测线圈的XY平面的磁通量的取向的激励线圈。在一些实施方案中，随后使本质上也是高度定向的铁氧体芯线圈与该平面对准，使得不感测与所述平面正交的磁通量。这会产生超过40dB的激励磁场抑制。在优选的几何形状中，对于上述所有三种极性配置中的所有感测线圈，已实现了大于70dB的隔离。调整每一见证线圈的高度和倾斜度，以实现在所有三个线圈极性条件下达到此级别的隔离所需的对准。通常使用向量网络分析仪通过将激励线圈连接到端口1并将特定的见证线圈连接到端口2来测量隔离度。随后在接收频率下测量S

因此，在这样的实施方案中，系统使用一个磁场方向进行激励，而使用其余两个方向(与激励方向正交)进行感测。在其他实施方案中，可将两个正交用于激励而将一个正交用于感测。然而，使用两个正交来进行感测以提供对信标位置的更快估计可能是优选的。

C)解决激励器/信标耦合

在一些实施方案中，激励器是高谐振线圈。因为在一些实施方案中，信标的频率接近激励器的谐振频率，所以与激励线圈取向对准的信标的交流磁场的一部分可能会在激励器中感应出电流，因此在激励线圈取向上产生处于信标频率的磁场。此效应会使信标的原始场畸变，从而使定位信标更加困难。在临床上优选的几何形状中，这种畸变掩盖了信标的真实位置，使得导航可能变得困难或变为不可能。

通过选择不太接近激励器谐振的不同信标频率，可减少这种耦合。然而，由于在某些优选实施方案中，信标将单个铁氧体芯RF线圈用于接收和发射，因此可用带宽受到限制。

相反，使用在上面的部分A和B中描述的激励器配置，由于包括感测线圈的感测系统被取向为与激励线圈正交，因此不会检测到畸变的场。换句话说，畸变被限制在与激励线圈基本对准的磁场方向上，所述激励线圈与感测系统正交。因此，信标的真实位置不再被在信标频率下的激励电流所产生的场畸变所掩盖，因此可实现无伪像的精确导航。

D)解决系统产生的电场大小

激励器和相关联的电路应设计成使系统产生的电场大小最小。如果产生电场，那么电场会电容性地耦合到感测系统中，并降低系统精度。电场也与患者和环境相互作用，并且比磁场更显著。

在一些实施方案中，通过并入尽可能靠近激励线圈的巴伦来解决该挑战。巴伦也可用作阻抗变压器，它通过消除相对于接地的不对称电流来最小化电场。另一种考虑方式是巴伦消除了共模耦合。在一些实施方案中，在巴伦的激励器侧，电路设计和布局应尽可能对称以保持平衡。

除了减少电场效应之外，变压器还允许使用现成的50欧姆同轴传输线而不会出现不匹配的情况。这样可缩放传输线的电压和电流，以最佳的效率和最小、最灵活的同轴电缆将功率最佳地传输到激励器组件。

E)识别和管理多个信标的位置

在一些实施方案中，采用一个或多个信标(例如，标签、与一个或多个外科手术装置相关联的发射器，或其定位、位置、相对位置或其他空间信息是所期望的其他物体)。在一些实施方案中，每一不同的信标生成唯一的频率、频率频谱或否则可区分的信号。在一些这样的实施方案中，采用搜寻算法来识别一个或多个信标的空间信息。在一些实施方案中，通过使激励器在不同平面上循环，为每一信标识别最佳的激励器极性和功率水平(例如，考虑到信标相对于激励器的任何相对取向)。基于该信息，计算最佳激励器模式以最大化程序的质量和传达给用户(例如，治疗医生)的信息的准确性。在一些这样的实施方案中，利用第一最佳模式来提供关于第一标签的空间信息，并且进行程序的第一部分。接下来，利用第二最佳模式(可以相同或不同)来提供关于第二标签的空间信息，并且进行程序的第二部分。可对额外的标签进行进一步的循环。另选地，在提供多个信标的近实时最佳空间信息的过程期间，激励器模式(极性和功率)可在多个不同的最佳模式之间循环。在一些这样的实施方案中，采用发射器中线圈极性的快速切换来向两个或更多个信标同时地或接近同时地供电。

F)示例性系统和装置部件的概述

在一些实施方案中，所述系统、装置、组件和方法可用于以正弦磁场为远程标签装置供电的电磁导航系统中(例如，参见美国专利第9,730,764号和美国申请第15/281,862号和第15/674,455号，其全部内容通过引用并入本文)。在一些实施方案中，标签是无线的并且理想地尺寸最小。在一些实施方案中，在通电时，标签在一个或多个边带频率处产生其自身的时变磁场。磁场的形状大致是位于标签处的磁偶极子的形状。通过使用接收天线线圈(也称为感测线圈或见证线圈或见证站)监测若干位置处的磁场，可识别标签的位置。在一些实施方案中，所述系统、装置、组件和方法还包括电外科工具。在一些实施方案中，电外科工具或附接到所述工具或与其物理邻近的部件包括两个或更多个位置发射器，所述位置发射器也产生类似于磁偶极子的磁场。在一些实施方案中，用两个不同的频率信号来驱动发射器，所述两个不同的频率信号也不同于激励器频率和标签响应频率。在某些实施方案中，位置发射器被布线到信号供应源。

在一些实施方案中，采用单个激励组件(例如，如图4A所示)以产生信号，所述信号与标签以及在与电外科工具相关联的附接部件中的位置发射器相互作用。在一些实施方案中，激励组件被容纳在单个薄组件中。在一些实施方案中，包括激励器的组件还包括传感器(例如，接收天线/感测/见证站线圈)。在一些实施方案中，激励组件被配置成部署在正在接受医疗程序的患者下方。在图1中示出了示例性程序配置，其中患者90位于表面95(例如床垫或手术台)上。表面95由表面框架97固持。患者90具有病灶(例如，肿瘤)110和位于肿瘤附近、之上或之中的植入标签100。激励组件250位于患者下面和所述表面下面(例如，在表面框架97上)，并且在患者周围的围起标签100和医疗装置20(例如，外科装置)的位置的区域中在患者上方的操作场中产生电磁场(未示出)。

图2示出了可用于本发明的一些实施方案中的示例性电烙外科装置(例如，BOVIE)。装置20包括：尖端25，所述尖端提供用于处理组织的操作表面；两个嵌入式位置发射器70，所述位置发射器允许系统感测装置20的定位和位置；以及显示单元40，所述显示单元向用户(例如，外科医生)提供关于标签在患者体内的位置的视觉信息。

在一些实施方案中，激励组件被配置为在许多不同的设置下提供对远程物体(例如，标签和手术装置)的增强的检测，否则将使定位、位置和距离评估，特别是此类因素的实时评估复杂化。

在一些实施方案中，所述系统和方法包括多个部件。在一些实施方案中，第一部件包括一个或多个标签(可与术语“标记”互换使用)，将对所述标签的定位、位置、距离或其他性质进行评估。在一些实施方案中，标签被配置成在受试者体内位于手术位置或其他临床相关位置处以标记体内的目标区。在一些实施方案中，第二部件包括产生磁场的远程激活装置(例如，激励组件)。在一些实施方案中，第二部件位于在含有所述一个或多个标签的受试者附近(例如，下方)定位的装置中。在一些实施方案中，第三部件包括多个见证站，所述见证站被配置为在暴露于由第二部件产生的磁场时接收由所述一个或多个标签产生的信号。在一些实施方案中，第二和第三部件在物理上被容纳在同一装置中(例如，如图4A所示)。在一些实施方案中，第四部件包括医疗装置位置发射器。第四部件可集成到医疗装置中，或者被附接或以其他方式与附接部件(例如，护套)相关联。第四部件包括一个或多个位置发射器(例如，发射信号的天线或其他类型的发射器)，所述位置发射器经由电馈线或在暴露于由第二部件产生的磁场时产生信号，所述信号可由第三部件检测。在一些实施方案中，第五部件包括计算装置，所述计算装置包括处理器，所述处理器从第三部件的见证站接收信息并产生关于标签、医疗装置和见证站的相对位置、距离或其他特性的信息。在一些实施方案中，第五部件包括显示器，所述显示器向系统的用户显示此类产生的信息。

在一些实施方案中，第一部件是单个标签。在一些实施方案中，它是两个或更多个标签(例如，3、4、5、6、7、8、9、10、11、12等)。在一些实施方案中，在使用一个以上标签的情况下，标签是相同类型的，而在其他实施方案中，它们是不同类型的。

在一些实施方案中，标签包括耦合到集成电路(IC)的铁氧体芯线圈天线(例如，在100-200kHz下谐振)，所述铁氧体芯线圈天线由谐振时的AC磁场供电。在一些实施方案中，芯被容纳在外壳(例如，圆柱形玻璃或塑料壳体)中。在一些实施方案中，激励天线由常规振荡器和功率放大器以足以为标签供电的电平来驱动。在一些实施方案中，植入的标签对来自激励器的连续波(CW)载波功率进行幅度调制(AM)，因此以被编程到标签的计数器中的数值所限定的频率来发射边带。在一些实施方案中，这些边带以及更强的CW载波最终被第三部件检测到。

在一些实施方案中，标签包括自谐振物体(例如，具有绕线电感器的小铁氧体芯)。绕线电感器具有绕组间电容，所述电容与电感结合产生高频谐振电路。在一些实施方案中，标签包括谐振物体(例如，自谐振物体配备有片状电容器以在规定频率下产生谐振)。在一些实施方案中，标签包括带有二极管的谐振或自谐振物体。二极管与LC电路在浸入足够强度的磁场(施加的电压超过二极管的带隙电势)时产生次谐波频率。在一些实施方案中，标签包括具有有源调制器的谐振物体或自谐振物体(例如，集成电路对谐振电路进行幅度调制)。在一些实施方案中，除了调制模式是简单的次谐波而不是编码二进制模式之外，检测与全双工(FDX)射频识别(RFID)相似地进行；在一些实施方案中，类似于半双工(HDX)操作模式，在激励之后进行检测。

在一些实施方案中，标签被配置为一次性使用。在一些这样的实施方案中，可停用或撤销激活标签(例如，像EAS标签一样)。在关闭单独标签的程序中使用多个标签来简化对其他标签的检测(例如，避免或减少多个标签之间的干扰)的情况下，这特别有用。在一些实施方案中，使用来自外部装置的能量突发来停用或撤销激活标签。在其他实施方案中，标签具有内部控制部件，所述内部控制部件在从外部装置接收到指令时打开或关闭标签(例如，标签暂时地或永久地停止“交谈”)。

在一些实施方案中，标签具有外部长度、宽度和深度，其中长度是30mm或更小(例如，20mm或更小，...，10mm或更小，...，9mm或更小，...，8mm或更小，...，5mm或更小，...，3mm或更小，...，等等)，宽度是5mm或更小(例如，4mm或更小，...，3mm或更小，...，2mm或更小，...，1mm或更小，...，0.5mm或更小，...，等等)，并且深度是5mm或更小(例如，4mm或更小，...，3mm或更小，...，2mm或更小，...，1mm或更小，...，0.5mm或更小，...，等等)。

在一些实施方案中，标签被容纳在壳体中。在一些实施方案中，不采用壳体。在一些实施方案中，壳体包含生物相容性材料。在一些实施方案中，壳体提供了将信号源与壳体的外部隔开的抗液体和/或气体的屏障。在一些实施方案中，壳体很小，从而允许通过针、套管、内窥镜、导管或其他医疗装置来施用标签。在一些这样的实施方案中，壳体具有外部长度、宽度和深度，其中长度是30mm或更小(例如，20mm或更小，...，10mm或更小，...，9mm或更小，...，8mm或更小，...，5mm或更小，...，3mm或更小，...，等等)，宽度是5mm或更小(例如，4mm或更小，...，3mm或更小，...，2mm或更小，...，1mm或更小，...，0.5mm或更小，...，等等)，并且深度是5mm或更小(例如，4mm或更小，...，3mm或更小，...，2mm或更小，...，1mm或更小，...，0.5mm或更小，...，等等)。壳体可以是任何所要的形状。在一些实施方案中，壳体沿长度轴为圆柱形的。在一些实施方案中，壳体的形状像米粒(例如，具有圆形端部的圆柱形)。在一些实施方案中，壳体的形状像支柱(例如，具有平坦端部的圆柱形)。在一些实施方案中，壳体沿长度轴为多边形(例如，横截面为三角形、正方形、矩形、梯形、五边形等)。在一些实施方案中，壳体具有支杆或其他紧固件以将标签保持在适当的位置，避免在组织中迁移。这些支杆可在放置在组织中时展开。在一些实施方案中，紧固件可以是与周围组织结合的生物相容性材料。

在一些实施方案中，壳体是围绕标签的内部部件合成的单个均匀部件。在其他实施方案中，壳体由两个或更多个分离的段制成，所述两个或更多个分离的段在引入标签的内部部件之后密封在一起。在一些实施方案中，标签完全地或部分地覆盖在涂层中。在一些实施方案中，涂层包含生物相容性材料(例如，聚对二甲苯-C等)。

在一些实施方案中，标签不包括任何电源。例如，在一些实施方案中，响应于作为激活事件的磁场(即，电磁感应)，从信号源产生信号。

在一些实施方案中，标签包括射频识别(RFID)芯片(例如，在壳体中)。在一些实施方案中，RFID芯片包括射频电磁场线圈，所述射频电磁场线圈调制外部磁场以在读取器装置进行查询时传输经编码的识别号和/或其他经编码的信息。在一些实施方案中，RFID芯片从由第二部件(或其他装置)产生的EM场收集能量，随后用作无源转发器来发射微波或UHF无线电波。在一些实施方案中，RFID芯片是只读的。在其他实施方案中，它是读/写的。所述技术不受RFID芯片提供的信息的性质的限制。在一些实施方案中，信息包括序列号、批号或批次号、时间信息(例如，生产日期；手术日期；等)；患者特定信息(例如，姓名、家族史、服用药物、过敏、危险因素、手术类型、性别、年龄等)；程序特定的信息；等等。所述技术不受使用频率的限制。在一些实施方案中，RFID频率在120-150kHz频带(例如134kHz)、13.56MHz频带、433MHz频带、865-868MHz频带、902-928MHz频带、2450-5800MHz频带等等中。在一些实施方案中，RFID芯片与基于浏览器的软件结合以提高其效率。在一些实施方案中，该软件允许不同的团队或特定的医院工作人员、护士和患者查看与标签、程序或人员有关的实时数据。在一些实施方案中，实时数据被存储和存档以利用历史报告功能并证明符合各种行业法规。在一些实施方案中，RFID芯片报告传感器数据(例如，温度、运动等)。在一些实施方案中，RFID芯片包含或收集在以后的时间(例如，在手术之后)读取的信息。在一些实施方案中，在手术期间回顾信息。例如，可将消息提供给外科医生(例如，“芯片恰好在肿瘤的左侧”)，以帮助指导外科医生(例如，以适当的边缘优化肿瘤去除)。

在一些实施方案中，标签由或基本上由信号源和壳体或信号源、壳体和RFID芯片组成。在一些实施方案中，标签(例如，经由芯片)发射超声信号(例如，灰度、光谱或彩色多普勒)，使得所述信号可被超声探头或手持式多普勒单元检测到。

在一些实施方案中，标签在手术期间被加热(例如，通过暴露于外部能量源)。在一些这样的实施方案中，加热可用于辅助组织的凝结或预凝结或提供热疗(参见例如美国专利公开No.2008/0213382，其以全文引用的方式并入本文中)。加热也可用来提高放射治疗的效率。

在一些实施方案中，第二部件提供了具有一个或多个激励线圈的远程激活装置(例如，图4A所示的激励组件)。在一些实施方案中，激励线圈设置在放置在患者或手术台上的贴片或垫中，但它可位于在标签的功能距离内的任何所要位置。在一些实施方案中，远程激活装置提供源自一个或多个激励天线的AC磁场。在一些实施方案中，在使用所述系统定位乳房肿瘤的情况下，所述贴片环绕治疗的乳房或以其他方式置于乳房附近。类似的方法可用于身体的其他目标区域。在一些实施方案中，将包含激励线圈的垫放置在患者下面。在这样的实施方案中，采用大线圈或多个线圈。激励线圈可包括在电介质衬底上图案化的平坦导体的几匝或由所述平坦导体的几匝组成，或者可包括卷绕在合适的心轴上的磁线或由所述磁线组成；线圈由外部频率源供电，并且从线圈发出的磁场穿透病人的身体以激励标签，标签的发射被检测部件检测到。

在一些实施方案中，一个或多个激励线圈容纳在围绕受试者或受试者的一部分放置的带中。在一些实施方案中，外部激励线圈还可用于患者护理的其他方面，诸如用于放射疗法或用作电外科手术中使用的接地电流返回垫。在一些实施方案中，远程激活装置发射光(例如，激光)。在一些实施方案中，远程激活装置被配置为一次性使用(例如，一次性的)。

在一些实施方案中，远程激活装置采用未调制的恒定频率激活(即，激活信号具有恒定的幅度和频率)。在一些实施方案中，远程激活装置采用未调制的扫频(即，激活信号在两个端点之间具有恒定的幅度和扫频)。此类装置可与谐振型标签一起使用，使得当发射频率与标签的谐振频率一致时，激活信号的幅度就会发生可检测的变化。在一些实施方案中，远程激活装置采用脉冲频率(即，激活信号包括处于周期性频率的短暂激励脉冲，所述周期性频率可包括两个紧密相关的频率，该两个频率的和或差是标签的响应频率)。脉冲激活产生脉冲后正弦衰减信号。标签在幅度或时间上改变衰减信号的特性。

在一些实施方案中，远程激活装置包括手持式部件。在一些实施方案中，手持式部件是轻质的，以允许外科医生在手术过程中握持和操纵所述部件(例如5kg或更小、4kg或更小、3kg或更小、2kg或更小、1kg或更小、0.5kg或更小、0.25kg或更小、或其间的任何范围，例如0.5至5kg、1至4kg，等等)。在一些实施方案中，手持式部件的形状像棒子，其具有由医生握持的近端和指向带有标签的被治疗受试者或组织的远端。在一些实施方案中，手持式部件的形状像耳镜，其远端终止为与部件的主体成一角度(例如，直角)。在一些实施方案中，远程激活装置包括产生磁场的天线。在一些实施方案中，远程激活装置仅具有单个天线(即，是单基地的)。在一些实施方案中，远程激活装置仅具有两个天线(即，是双基地的)。

在一些实施方案中，远程激活装置(例如，图4A中所示的激励组件)的磁场由运行计算机程序的处理器控制。在一些实施方案中，远程激活装置包括显示器或用户接口，所述显示器或用户接口允许用户在使用中控制远程激活装置和/或监视其功能。在一些实施方案中，远程激活装置提供视觉、音频、数字、符号(例如，箭头)、文本或其他输出，所述输出帮助用户定位标签或识别标签距远程激活装置的距离或相对于远程激活装置的方向。

在一些实施方案中，第三部件的多个见证线圈在相对于标签的多个经限定的位置处共同提供多个天线，并且被配置为在暴露于第二部件所产生的磁场时接收由一个或多个标签产生的信号。

在一些实施方案中，每一见证线圈对接收器通道馈送，所述接收器通道被时分复用(TDM)以降低接收器复杂性。相对于标签和彼此(例如，沿患者排列)的经限定位置的固定见证站包含一个或多个(例如，一到三个)见证线圈，所述见证线圈以局部正交的方式布置以感测来自标签的AC磁场的各种分量。在一些实施方案中，见证站中的这些见证线圈中的一者或多者或全部也被TDM到接收器通道中，从而降低复杂度以及天线之间的串扰。

在一些实施方案中，见证线圈包括加载有铁氧体的圆柱形线圈天线或由所述圆柱形线圈天线组成，所述圆柱形线圈天线被调谐(例如，用并联的一个或多个电容器)以在激励器(例如，标签或发射器)的频率(例如，100-200kHz)下谐振。见证线圈的典型尺寸是直径为3-5mm并且长度为8-12mm，但可使用更小和更大的尺寸。

在一些实施方案中，见证站设置在患者下方(例如，在垫、衣服或位于患者下方的其他装置中)。在一些实施方案中，见证站集成到手术台或成像装置中，在医疗程序期间患者会被放到手术台或成像装置中。在一些实施方案中，见证站被放置在手术室的地板、墙壁或天花板上或在医疗运输车辆中。在一些实施方案中，见证站集成到或附接到在医疗程序中使用的医疗装置。

在一些实施方案中，第四部件在附接部件中设有医疗装置位置发射器(参见图9-12)，以允许系统确定医疗装置相对于一个或多个标签的定位、位置、距离或其他特性。在一些实施方案中，一个或多个医疗装置位置发射器集成到医疗装置或附接部件中。在其他实施方案中，它们可附接到医疗装置。在一些这样的实施方案中，位置发射器设置于在医疗装置的一部分上面滑动的附接部件(例如，套筒)中。位置发射器可作为标签操作和/或包括与标签相同的材料，但是定位在医疗装置上或附近，而不是组织内。例如，在一些实施方案中，发射器包括用载流子和/或边带激励的线圈，从而使发射器能够好像它是标签一样发射信号。在其他实施方案中，位置发射器被布线到电源和信号源。

在一些实施方案中，通过在多个见证站(例如，四个或更多个站)处测量从发射器检测到的准同时功率并使用功率差来执行明确地确定发射器的位置的向量数学运算，来在几何学上完成对位置发射器的定位。通过在程序之前使用在已知位置的已知标签进行初步校准，可简化此过程。

描述位置发射器的位置的向量被用于向外科医生提供关于医疗装置(例如，特别是其尖端)与植入的标签或(例如，在计算指导下)与病灶边界的空间关系的视觉化指导。在附接到医疗装置的附接部件上使用多个位置发射器提供向量，以使用相同的向量数学运算来确定装置的主轴。在采用更复杂的医疗装置(诸如机器人手术系统(例如，达芬奇手术系统))的情况下，采用位于装置的多个不同位置的多个位置发射器来提供所述装置的多个部件(例如，手臂)的定位、取向和其他位置信息。在一些实施方案中，位置发射器还用作检测器(例如，在医疗装置上设有见证站)。

在一些实施方案中，第五部件提供一个或多个计算系统，所述计算系统包括一个或多个计算机处理器和适当的软件以分析、计算和显示标签和发射器位置信息(参见图4A中的部分210)。在一些实施方案中，显示器在监视器上提供标签、患者和/或医疗装置的图形表示。在其他实施方案中，显示器提供用于移动或定位医疗装置的方向信息。在一些实施方案中，系统自动地(例如，用机器人)控制医疗装置或其一个或多个功能。在一些实施方案中，显示器将标签和/或医疗装置信息与患者或目标组织的先前获得或同时获得的医学图像(例如，CT、MRI、超声或其他成像模态)集成。例如，在一些实施方案中，将指示一个或多个标签的图像与从成像装置获得的受试者的组织或身体区域的图像融合。在一些实施方案中，实时地分析信息。在一些实施方案中，在一个或多个离散时间点分析信息。

在一些实施方案中，第五部件为系统的用户提供命令和控制功能。在一些实施方案中，第五部件上面存储有信息，所述信息有助于引导在附接部件上显示的信息。例如，所述信息可包括关于附接部件附接到的医疗装置的类型的数据，或者关于特定医疗装置正在使用哪种尖端或切割工具的数据。就这一点而言，医疗装置的切割尖端的精确位置以及其与标签的关系(例如，到标签的距离)被传达给外科医生(例如，为了获得对切割组织的非常精确的指示)。这样的信息例如在一些实施方案中由用户手动输入到控制单元或附接部件中，或者在检测部件附接到特定医疗装置时自动地找到(例如，通过条形码或其他指示器)。

所述系统可用于多种医疗装置和程序。在一些实施方案中，外科装置包括由用户打开和关闭的电外科装置，其中作为第五部件的一部分的控制单元在电外科装置关闭时允许远程激活装置产生磁场，并且在电外科装置开启时防止远程激活装置产生磁场(例如，确保外科装置与检测系统不会相互干扰)。在其他实施方案中，外科装置包括电源线，其中AC电流钳附接到电源线，其中AC电流钳电连接或无线地连接到控制单元，其中AC电流钳感测何时电外科装置开启或关闭并将此情况报告给控制单元(例如，使得控制单元可确保来自外科装置和远程激活装置的磁场不装置会同时激活)。

在某些实施方案中，外科装置包括电烙装置、激光切割装置、等离子体切割装置或金属切割装置(例如，BOVIE MEDICAL制造的外科装置)。可用于所述系统的实施方案中的医疗装置的其他示例见于例如以下美国专利中：9,144,453；9,095,333；9,060,765；8,998,899；8,979,834；8,802,022；8,795,272；8,795,265；8,728,076；8,696,663；8,647,342；8,628,524；8,409,190；8,377,388；8,226,640；8,114,181；8,100,897；8,057,468；8,012,154；7,993,335；7,871,423；7,632,270；6,361,532；以上各案通过引用方式整体并入本文中，并且特别是关于其中公开的手持式医疗装置。

在一些实施方案中，附接部件上面有或附接有用于引导外科医生找到一个或多个标签的显示部件。在一些实施方案中，显示部件提供：i)空间取向指示器(例如，视觉、可听等)，和/或ii)到标签的距离指示器(例如，视觉、可听等)。在一些实施方案中，显示部件包括：第一显示器，用于呈现到标签的距离信息(例如，视觉、可听、光、颜色、振动、触觉等)；第二显示器，用于呈现垂直轴取向，诸如接近患者体内的标签的预设优选角度(例如，视觉、可听、光、颜色、振动、触觉等显示)；和/或第三显示器，用于呈现水平取向(例如，从左到右的信息，因此在接近标签时可使外科装置居中)。在一些实施方案中，显示部件包括允许采用正确的俯仰轴和偏航轴(以最小化非目标组织损伤)的多个显示器(例如视觉、可听、感觉等)和/或还包括提供到标签的距离信息的显示器。在某些实施方案中，在外科手术之前绕着患者的身体移动医疗装置以对发射器和显示部件定向。在某些实施方案中，在引导外科医生的显示部件上提供了一系列的光和/或声音(例如，外科医生试图将光保持在“X”系列的光的中心，和/或将警报声的音量保持为关闭或尽可能的低)。

标签不限于放置在特定的身体区域、身体部位、器官或组织内。例如，在一些实施方案中，标签被放置在身体的头、颈、胸、腹、骨盆、上肢或下肢区域中。在一些实施方案中，将标签放置在器官系统内，诸如骨骼系统、肌肉系统、心血管系统、消化系统、内分泌系统、外皮系统、泌尿系统、淋巴系统、免疫系统、呼吸系统、神经系统或生殖系统内。在一些实施方案中，标签被放置在器官内。此类器官可包括心脏、肺、血管、韧带、肌腱、唾液腺、食道、胃、肝、胆囊、胰腺、肠、直肠、肛门、下丘脑、垂体、松果体、甲状腺、副甲状腺、肾上腺、皮肤、头发、脂肪、指甲、肾脏、输尿管、膀胱、尿道、咽、喉、支气管、隔膜、脑、脊髓、外周神经系统、卵巢、输卵管、子宫、阴道、乳腺、睾丸、输精管、精囊和前列腺。在一些实施方案中，标签被放置在组织内，诸如结缔组织、肌肉、神经和上皮组织。这样的组织可包括心肌组织、骨骼肌组织、平滑肌组织、疏松结缔组织、致密结缔组织、网状结缔组织、脂肪组织、软骨、骨骼、血液、纤维结缔组织、弹性结缔组织、淋巴结缔结组织、乳晕结缔组织、单层鳞状上皮、单层立方上皮、单层柱状上皮、复层上皮、假复层上皮和移行上皮。

在一些实施方案中，标签所位于的组织区域包括病灶。在一些实施方案中，病灶是被识别为有形成肿瘤的危险的肿瘤或组织区域。在一些实施方案中，病灶是纤维化组织。在一些实施方案中，病灶是发炎或感染的区域。在一些实施方案中，将标签放置在管腔内以检测器官的功能或其他过程或提供定位信息。例如，可经由内窥镜技术将标签吞咽或放入中空器官中。在一些实施方案中，组织区域是健康组织。

在某些实施方案中，标签放置在实体肿瘤内。标签可放置于其中的实体肿瘤的示例包括癌、淋巴瘤和肉瘤，包括但不限于异常基底细胞癌、腺泡细胞肿瘤、腺泡细胞癌、腺癌、腺样囊性癌、腺样/假腺鳞状细胞癌、附件肿瘤、肾上腺皮质腺瘤、肾上腺皮质癌、瘤、基底细胞癌、基底样鳞状细胞癌、类癌、肝胆管型肝癌、瘢痕基底细胞癌、透明细胞腺癌、透明细胞鳞状细胞癌、联合小细胞癌、粉刺状癌、复杂上皮癌、圆柱瘤、囊腺癌、囊腺瘤、囊性基底细胞癌、囊性肿瘤、导管癌、子宫内膜样肿瘤、上皮肿瘤、乳房外佩吉特病、家族性腺瘤性息肉病、粉红色纤维上皮瘤、胃泌素瘤、胰高血糖素瘤、格拉茨肿瘤、肝细胞腺瘤、肝细胞性肝癌、汗腺囊瘤、赫尔细胞、渗透性基底细胞癌、胰岛瘤、表皮内鳞状细胞癌、浸润性小叶癌、内翻性乳头状瘤、角化棘皮瘤、克拉斯金肿瘤、克鲁肯伯格肿瘤、大细胞角质化鳞状细胞癌、大细胞非角质化鳞状细胞癌、皮革状胃、脂肪肉瘤、小叶癌、淋巴上皮癌、乳腺导管癌、髓样癌、乳房髓样癌、甲状腺髓样癌、小结节性基底细胞癌、硬斑病样基底细胞癌、苔藓基底细胞癌、粘液癌、粘液性囊腺癌、粘液性囊腺瘤、粘液表皮样癌、多发性内分泌瘤病、神经内分泌瘤、结节性基底细胞癌、大嗜酸粒细胞瘤、骨肉瘤、卵巢浆液性囊腺瘤、乳房佩吉特病、胰腺导管癌、胰腺浆液性囊腺瘤、乳头状癌、乳头状汗腺腺瘤、乳头状浆液性囊腺癌、乳头状鳞状细胞癌、色素性基底细胞癌、息肉样基底细胞癌、孔样基底细胞癌、泌乳素瘤、腹膜假粘液瘤、肾细胞癌、肾嗜酸细胞瘤、侵蚀性溃疡、浆液性癌、浆液性囊腺癌、胃-印戒细胞癌、胰腺—印戒细胞鳞状细胞癌、皮肤附件肿瘤、小细胞癌、小细胞角化型鳞状细胞癌、生长抑制素瘤、梭形细胞鳞状细胞癌、肺鳞癌、甲状腺鳞状细胞癌、表皮基底细胞癌、表皮多中心性基底细胞癌、乳头状汗管囊腺瘤、汗管瘤、胸腺瘤、移行细胞癌、疣状癌、疣状鳞状细胞癌、血管活性肠肽瘤和腺淋巴瘤。

在一些实施方案中，放置标签包括以下步骤：将引入装置插入受试者体内，以及通过引入装置将标签引入受试者体内。在一些实施方案中，引入装置是针、套管或内窥镜。在一些实施方案中，将标签驱迫穿过引入装置(例如，经由物理力、压力或任何其他合适的技术)，并在引入装置的远端释放到受试者体内。在放置标签之后，撤回引入装置，将标签留在受试者体内的所要位置。在一些实施方案中，标签的引入由成像技术指导。

在一些实施方案中，将多个标签放置到受试者体内。标签可以是相同类型或可以不同(例如，信号类型不同)。标签可彼此靠近放置或放置在较远的位置。在一些实施方案中，使用多个标签来对意欲用于医疗干预的位置进行三角测量。

在一些实施方案中，标签还用作放射疗法(或其他靶向疗法)的基准点。标签的位置由外部读取器识别，并用于例如将激光放置在芯片正好所在的皮肤表面上。这消除了对使用X射线、CT或荧光检查来查看基准点的需要。这也减少或消除了在患者身上放置皮肤标记(例如纹身)的需要。当基准点随着肺或腹部的肿瘤上下移动时，这也有助于呼吸补偿。因此，只有在肿瘤处于正确位置时才可以进行实时辐射，并减少对背景组织的损害(例如，避免在肿瘤上下移动时烧伤患者体内的垂直条纹)。用作导向器治疗(例如放射治疗)的基准点也增强了三角测量，因为深度信息(基于信号强度)有助于肿瘤的定位，以最大程度地减少附带损害。

在一些实施方案中，本文提供采用以下一者或多者或全部的系统和方法：a)标签(例如，包括天线；例如，线圈天线；例如，铁氧体芯线圈天线；例如，以100-200kHz谐振；例如，耦合到集成电路)；b)在标签区域内产生磁场的远程激活装置；和c)多个见证站，每个见证站包括天线，所述天线被配置为检测由所述标签产生的信息或由所述标签引起的远程激活装置所产生的磁场变化。在一些实施方案中，标签在被磁场激活时以限定的频率发射边带，并且见证站检测这样的边带。在一些实施方案中，标签以由编程到标签中的计数器中的数值所限定的频率发射边带。

在一些实施方案中，远程激活装置包括激励线圈，所述激励线圈例如由电连接到远程激活装置的发电机供电。在一些实施方案中，远程激活装置包括垫，所述垫被配置为放置在患者附近(例如，在其下方、上方、旁边)，患者体内嵌入有标签。在一些实施方案中，垫还包含见证站。

可采用任何数量的其他标签设计。在一些实施方案中，标签包括铁小丸或铁颗粒或由铁小丸或铁颗粒组成。当铁质物体被引入磁场内时，所述物体会在交变磁场中产生不规则性，所述不规则性可被容纳在见证站内的感应线圈检测到，从而产生相对于零值的相位和幅度偏移。当铁质物体在物理上与两个感应线圈等距时，零值将恢复。

在一些实施方案中，标签包括自谐振物体(例如，具有绕线电感器的小铁氧体芯)。绕线电感器具有绕组间电容，所述电容与电感结合产生高频谐振电路。例如，使用上文针对铁小丸描述的方法或例如使用栅陷式振荡器(GDO)进行检测。GDO具有辐射电磁场的谐振电路。当接近相同频率的自谐振物体时，从GDO到自谐振物体的功率传输会引起GDO功率的可检测变化。在一些实施方案中，标签包括谐振物体(例如，自谐振物体配备有片状电容器以在规定频率下产生谐振)。在一些实施方案中，标签包括带有二极管的谐振或自谐振物体。当浸入足够强度的磁场(外加电压超过二极管的带隙电势)时，二极管与LC电路结合产生次谐波频率。在一些实施方案中，标签包括具有有源调制器的谐振物体或自谐振物体(例如，集成电路对谐振电路进行幅度调制)。检测与全双工(FDX)射频识别(RFID)相似，不同之处在于调制模式是简单的次谐波模式，而不是编码的二进制模式。

在一些实施方案中，每一见证天线包括加载有铁氧体的圆柱形线圈天线或由所述圆柱形线圈天线组成，所述圆柱形线圈天线被调谐(例如，用并联的一个或多个电容器)以在激励器(例如，标签或发射器)的频率(例如，通常为100-200kHz)下谐振。见证天线的典型尺寸是直径为3-5mm并且长度为8-12mm，但可使用更小和更大的天线。在一些实施方案中，见证站天线的铁氧体芯尺寸为0.25 x 1英寸，并包含75-80匝10/46(10股#46)绞合线，所述绞合线提供0.157mH(Q＝53)(75匝)。

在一些实施方案中，每一见证线圈对称地卷绕在铁氧体芯上并且通过两个串联电容(线圈中的每一条线各一个电容)连接到小巴伦变压器的次级。选择总串联电容以结合线圈的电感而谐振，并且可选择巴伦变压器的匝数比以使谐振线圈/电容器电路与传输线的实数阻抗(通常为50欧姆)匹配。谐振线圈/电容器电路的实数阻抗通常为10至25欧姆，但可从仅几欧姆变动到大于50欧姆，并且可通过适当地选择巴伦变压器的初级和次级匝而适当地匹配。除了作为阻抗变压器的作用之外，巴伦还使来自见证线圈组件的任何电场产生/磁化率最小化；另选地，可将其视为消除共模效应。

在一些实施方案中，每一见证站包含1-3个彼此正交取向的见证天线，并且还被布置为具有最小的串扰(即，彼此干扰)。容纳见证站的部件还包括一个或多个接收器通道，用于收集由见证站的天线获得的信息。在一些实施方案中，接收器包括一个或多个通道或由一个或多个通道组成，每一通道由一个或多个(经由复用开关)见证天线馈电。

包含位置发射器的部件(例如，附接部件)还可包括显示器，以在手术程序期间协助用户将医疗装置引导到标签。在一些这样的实施方案中，在医疗装置上设有视觉或音频显示器或视觉或音频显示器与医疗装置相关联，所述医疗装置从计算机系统接收关于标签的位置信息。显示器可以是一个或多个方向指示器，诸如LED，其指示到标签的方向和/或距离。可采用颜色变化来指示“在目标上”与“在目标外”的位置。在某些实施方案中，显示器包括：第一显示器，用于呈现到标签的距离信息(例如，视觉、可听、光、颜色、振动、触觉等)；第二显示器，用于呈现垂直轴取向，诸如接近患者体内的标签的预设优选角度(例如，视觉、可听、光、颜色、振动、触觉等显示)；和/或第三显示器，用于呈现水平取向(例如，从左到右的信息，因此在接近标签时可使外科装置居中)。在一些实施方案中，显示器包括允许采用正确的俯仰轴和偏航轴(以最小化非目标组织损伤)的多个显示器(例如视觉、可听、感觉等)和/或还包括提供到标签的距离信息的显示器。在某些实施方案中，在引导外科医生的显示器上提供了一系列的光和/或声音(例如，外科医生试图将光保持在“X”系列的光的中心，和/或将警报声的音量保持为关闭或尽可能的低)。

所述技术不受标签放置模式的限制，并且可设想到各种各样的放置技术，包括但不限于开放手术、腹腔镜检查、内窥镜检查术、经由血管内导管等。标签可通过任何合适的装置来放置，所述装置包括但不限于注射器、内窥镜、支气管镜、扩展支气管镜、腹腔镜、胸腔镜等。下文提供示例性方案。

先前被识别患有乳房肿瘤的患者被送往医疗设施。患者最初被送去放射科。放射科医生检查识别靶肿瘤的先前成像信息。使用经皮引入的针对受试者施用局部麻醉剂，通常是利多卡因或衍生物。将受试者置于成像装置中，通常是超声、常规乳房X线照相术或立体定向单元。确定肿瘤的位置。将穿刺针(通常为6-20号)插入肿瘤中或紧邻肿瘤处，并且通过穿刺针放置活检针，并使用多种方法(抽吸、机械切割、冷冻来固定组织的位置，然后进行机械切割)来获得标本。在获得标本并送去进行病理检查后，将6-20号的标签输送针插入同轴穿刺针中而到达组织，其中远侧开放端位于病灶处。将标签插入到输送针的近端中，并且通过柱塞被输送通过针的远端处的开口而进入组织中。同样，标签可能已经预先位于输送针的远端处。经由成像来确认标签的恰当位置。撤回输送针，将标签留在乳房组织中。

该类型的程序可以以类似的方式在几乎任何身体空间、器官或病理组织中进行，以期对该组织或空间定位以进行进一步的任何种类的诊断或治疗。特别令人感兴趣的领域包括但不限于以下器官及其内部发生的疾病过程：脑、头骨、头和颈、胸腔、肺、心脏、血管、胃肠道结构、肝脏、脾脏、胰腺、肾脏、腹膜后、淋巴结、骨盆、膀胱、泌尿生殖系统、子宫、卵巢和神经。

在一些实施方案中，在手术期间，将患者放置到手术台上，并使手术区域暴露并消毒。向外科医生提供显示目标组织(例如肿瘤)和标签的位置的成像信息。在放置针的进入点的位置切一个切口。将远程激活装置放置在组织附近以激活标签。包括见证站的检测部件(例如，如图4A所示)检测来自标签的信号，并允许外科医生将医疗装置的方向朝向肿瘤引导。一旦肿瘤被定位，外科医生就去除适当的组织，并且任选地去除标签。

在一些实施方案中，所述系统可在手术中使用，其中标签放置在身体之上或之中作为基准点。使用电磁场来确定标签和任何外科器械的相对位置。使用多种方法将该信息实时传达给医生，包括但不限于视觉(计算机屏幕、使用多种方法的方向和深度指示器、触觉反馈、音频反馈、全息图等)，以及在2D或3D的任何医学图像(诸如CT、MRI或PET扫描)上显示的器械的位置。该数据可用于在手术期间指导医生，或用作培训方法，使得医生可执行虚拟手术。这样的系统可集成到现有的外科系统中或者为现有的外科系统提供替代方法，诸如用于诸如神经外科学等应用的STEALTH系统(Medtronic)。

在一些实施方案中，以包括一个或多个增强现实或虚拟现实部件的方式，将关于一个或多个标签的位置或通往标签的手术路径或路线的信息传达给外科医生或其他用户。例如，在一些实施方案中，外科医生佩戴或访问虚拟现实装置(例如，护目镜、眼镜、头盔等)，所述虚拟现实装置示出患者或手术视野的部分或完整虚拟图像。由本文描述的系统收集和计算的标签位置信息通过一个或多个视觉部件向外科医生呈现以帮助准确地瞄准一个或多个标签。例如，包含标签的组织可用所示标签位置的虚拟图像来呈现。同样地，在一些实施方案中，手术路径可视地呈现为例如要遵循的彩色线。在采用增强现实特征的一些实施方案中，显示器呈现表示在监视器不存在的情况下外科医生想要视觉化的事物的、患者的图形或视频捕获，并且在显示器上覆盖一个或多个增强特征。图形或视频显示数据可由手术视野中的一个或多个摄像机捕获。增强特征包括但不限于标签在目标组织中的位置的表示、投影的手术路径、外科医生将手术装置的尖端对准的目标点、待治疗的模拟的手术边缘区域、如果偏离最佳路径则建议进行移动的箭头或其他位置指示器等等。

示例性激励组件250示出于图4、图5、图6和图7中。如图1所示，该激励组件可位于躺在表面(诸如手术台或床垫)上的患者的床垫下面。这些附图中的示例性激励组件经由四个激励线圈150为患者体内的标签提供激励信号。图4A中的示例性激励组件提供多个见证线圈组件(又名见证站组件)161，每一见证线圈组件具有见证线圈160，以便检测来自植入标签和附接部件中的标签的信号，所述附接部件附接到外科装置。激励组件由基础衬底140组成，其他部件大体上附接到或集成到所述基础衬底。基础衬底由任何合适的材料组成，所述材料可以是例如聚碳酸酯等，并且通常是非磁性且非导电的。在图4A中未示出的是顶盖230(参见图8)，所述顶盖与基础衬底配合，将所有内部部件围封在其中。顶盖由任何合适的材料组成，包括凯夫拉尔纤维和/或其他刚性材料，同样通常是非磁性且非导电的。泡沫或其他类型的填充物可包括在顶盖的顶部。

四个大的激励线圈150附接到基础衬底，在图4A中所述激励线圈被标记为“线圈A”、“线圈B”、“线圈C”和“线圈D”。每一激励线圈150可卷绕在四个激励线圈底座155上。在某些实施方案中，激励线圈未卷绕成任何特定形式，而是采用自身结合以产生线圈形状的导线。尽管在图4A中未示出，但是在某些实施方案中，线圈盖(例如，塑料线圈盖)位于四个激励线圈的每一者上方。大的中央巴伦电路180在四个激励线圈之间，通常位于中心。

开关190在激励线圈B、C和D的内部。开关190包括控制相应激励线圈中的电流的方向性(顺时针或逆时针)的部件，诸如继电器或多个PIN二极管(例如，至少四个PIN二极管)或场效应晶体管。在图4A的特定实施方案中，激励线圈A不具有开关190，因为该线圈中的方向不变。开关190连接到用于使由改变电流的方向性而导致的不同电感恰当地匹配的差分电容器。如果在开关中使用一个或多个继电器(例如，四个SPST、两个SPDT类型或一个DPDT)，则通常将输入引导到两个输出端中的一者。如果在开关190中采用多个PIN二极管(以产生继电器功能)，则这在“断开”时提供非常高的阻抗，而在“接通”时提供低阻抗。每一开关190还连接到一个或多个电容器，以修改与激励线圈电感器一起形成谐振电路的电容。这是必要的，因为当电流方向改变时，所有激励线圈的有效总串联电感也会改变。线圈A-D的内部也有一对电容器组件195，它们由中央容器197组成，两侧是金属引线199。在某些实施方案中，金属引线199附着到陶瓷散热器，以便散发在操作期间累积的热量。

在操作中，图4A中的激励组件被配置为在某些实施方案中在三种配置之间循环，所述配置被称为配置1(在图5中示出)、配置2(在图6中示出)和配置3(在图7中示出)。在配置1中，如图5所示，来自所有四个激励线圈的电流都是顺时针方向，以便模拟与垂直于Z轴的平面大体上对准的激励线圈。在配置2中，如图6所示，来自线圈A和线圈B的电流是顺时针方向，而来自线圈C和线圈D的电流是逆时针方向，以便模拟与Y轴大体对准的激励线圈。在配置3中，如图7所示，来自线圈A和线圈C的电流是顺时针方向，而来自线圈B和线圈D的电流是逆时针方向，以便模拟与X轴大体上对准的激励线圈。尽管这是优选的实施方案，但是对于某些标签取向，具有额外串联电容的其他值的线圈极性的其他组合可能是有利的。例如，线圈A中的电流可以不是顺时针方向，而是逆时针方向，然后所有其他3个线圈(线圈B、C和D)可具有如图5、图6或图7中所示的电流，或者其他3个线圈(线圈B、C和D)将具有与图5、图6和图7中所示相反的电流。在其他实施方案中，除线圈B中的电流为逆时针方向外，电流布置如图6中所示，并且线圈D中的电流为顺时针方向。可设想到线圈A-D的顺时针和逆时针的每种不同组合(即，所有十六种组合)。

图4A中的示例性激励组件250还示出为具有十二个见证站组件161(每一见证站组件具有见证线圈160)。十二个见证线圈160按相反的取向交替(沿x轴和y轴)以减少串扰。在其他实施方案中，软件也可以或另选地用于减少串扰。在某些实施方案中，不是交替取向，而是所有见证线圈都指向中心，这会增加串扰，但是可具有当信标跨越激励组件的周界转移时使见证线圈信号拾取中的拐点位置转移的优点。通常优选的是，馈入激励线圈的导线不紧密地靠近任何见证线圈，以防止隔离和噪声拾取的减少。在图4A中，从中央巴伦电路到四个激励线圈中的每一者的导线的位置都远离十二个见证线圈160。同样，如图4A所示，见证线圈从激励组件的左侧和右侧向下延伸，并且不跨过激励组件的顶部或底部。跨越顶部和/或底部添加见证站可能会导致强烈的串扰发生。另选地，如果将见证线圈放置在引发串扰的位置，则可使用软件应用程序来减少串扰。验证线圈160通过一对见证线圈支架165固持在位。

紧靠每一见证线圈160的是印刷电路板170。每一印刷电路板170包含电容器和小的巴伦电路。电容器与见证线圈一起用于产生谐振电路。巴伦用于消除共模效应，否则共模效应会使见证线圈组件容易受到电场的影响。它也可以用作阻抗匹配元件，所述阻抗匹配元件通过最佳地选择初级和次级匝数使线圈/电容器谐振电路的实际阻抗与传输线特性阻抗(通常为50欧姆)相匹配。

图4A中的激励组件250也示出为具有一对自检发射器220。存在这些自检发射器220，使得可施加已知信号并检查所有见证线圈上的响应。如果见证线圈未显示预期信号，则表明存在系统问题，或者可能表明存在使磁场畸变并降低整体定位准确性的干扰磁体或金属片。注意，可采用的另一种自检是在激励线圈上产生信号，所述信号通常被施加到附接部件(例如，手持式外科装置上的护套)上的一个发射器。通过测量从激励器传递到每一见证线圈的信号，可确认它们之间的隔离程度。在另一种自检中，可将信号分别施加到每一见证线圈，而其余的见证线圈可用于检测所述信号。在其他实施方案中，也可以以此方式测量现场见证线圈串扰并将其用于校准系统。

图4A示出了激励组件的各种部件之间的各种导线连接。每一见证线圈160都附接到同轴电缆，所述同轴电缆经由电缆束200连接到系统电子装置外壳(标记为“控制器”210)。激励信号从电缆束200进入中央巴伦电路180。从那里，导线将信号载运到开关190和/或电容器组件195。系统电子装置外壳(控制器210)对见证线圈信号执行信号处理(例如，多个频率‘通道’的滤波、混频、放大、数字化和解调)。通常，没有将A/C主电源施加到见证线圈。

关于在每一电容器组件195中以及在印刷电路板170中使用的电容器，大体上，所述电容器被选择为COG/NPO类型的，其中电容值不随温度改变，使得激励器的谐振频率不随温度改变。电容器还提供了调谐网络，所述调谐网络可选择性地增加串联电容以改变谐振频率，这有助于降低制造期间的容差，并使其更能容忍由于温度和其他因素引起的调谐变化。通常，所有使用的材料应具有较高的介电强度和相对于温度的较高稳定性，以防止在使用激励组件和温度升高时发生几何形状变化。

图4B中示出了示例性见证线圈组件(又名见证站组件)161。见证线圈组件161包括见证线圈两个见证线圈支架165，所述见证线圈支架用于将固定的见证线圈160夹紧在弹性体162上。如图4B和图4C所示，见证线圈160由金属芯(例如，铁氧体芯)166和由导线形成的线圈167组成。如示例性图4C所示，金属芯166由中心区域173(在图4C中在导线下方)与无线近端171和无线远端172组成。仅铁氧体芯(使用无线的近端和远端)被托架165和弹性体162夹紧(例如，以提供最佳对齐并消除损坏见证线圈160的线圈绕组167的可能性)。见证线圈160的每一端部的高度可通过调节螺钉163(存在于每一见证线圈支架165中)而上下调节，同时弹性体162提供复原力。选择弹性体厚度和硬度计以在所要的调节范围内提供所需的复原力，使得一旦达到最佳位置，即可轻松调节调节螺钉，但仍保持所要的设置。另外，线圈支架165各自具有“V”形或“U”形的特征，所述特征允许它们固定金属芯166的近端和远端。例如，这允许托架165在所要方向上精确对准见证线圈芯(例如，铁氧体芯)，因此它不能绕垂直于包含激励线圈的平面的轴旋转。见证线圈组件161还包括印刷电路板170(带有电容器和巴伦电路)和法拉第屏蔽168。法拉第屏蔽可由诸如黄铜或铜的导电材料组成。

在某些实施方案中，激励线圈(例如，如图4A中所示)连接到向量网络分析仪或VNA的端口1。见证线圈输出通常连接到VNA的端口2，并测量和显示发射(S21)。此测量是对端口2处存在的由提供到端口1的激励产生的信号的直接测量，因此是对隔离的直接测量。S21越低(负值越大)越好。S21负值越大越好。大体上优选实施方案实现的典型隔离值(S21)为-70dB，可用范围包括-50dB至大于-100dB(例如，VNA的本底噪声)。

通常，为了在最大的导航范围内在激励线圈与见证线圈之间实现最佳隔离以获得最佳准确性，通常重要的是将见证线圈与激励线圈产生的磁通量正交(例如，精确正交)地定位。图4A示出了十二个见证线圈的这种正交布置。见证线圈的高度或倾斜度从此最佳位置的些微偏离通常会导致从激励线圈到见证线圈的信号耦合，这会削弱隔离度。因此，在某些实施方案中，使用见证线圈支架上的螺钉(或其他连接器)来进行微调。

图4C示出了示例性见证线圈160，包括在三个阶段中如何通过将导线卷绕在金属芯上来形成线圈167：i)卷绕方向1，其中导线卷绕在金属芯的前半部分的大部分上；ii)卷绕方向2，其中导线卷绕在卷绕在前半部分上的导线的顶部上以及卷绕在金属芯的后半部分的大部分上；和iii)卷绕方向3，其中将导线反向卷绕在后半部分上的导线上。在某些实施方案中，在金属芯的每一半上有80-140个绕组(例如，80…90…112…140)(例如，总共有160-280个绕组(例如，160…200…224…280)。在某些实施方案中，导线是具有单层聚酯搪瓷和粘结涂层的32AWG铜电磁线(例如，直径为0.011英寸)，并且在卷绕期间使用热量来固定绕线。在某些实施方案中，金属芯是FAIR-RITE产品公司的铁氧体芯零件编号#4077484611。在某些实施方案中，金属芯(例如，铁氧体芯)的直径为大约10-15mm(例如，10…12…14…15mm)，并且长度为大约30-50mm(例如，30…35…45…50mm)。在某些实施方案中，金属芯具有约12.7mm的直径和约41.5mm的长度。

导线还通过两个串联电容(例如，在印刷电路板上)连接到小型巴伦变压器(在印刷电路板中，为图4B中的零件170)的次级，其中线圈中的每根导线各一个电容。一般而言，在某些实施方案中，选择总串联电容以与标签中的线圈的电感结合而谐振，并且可选择巴伦变压器的匝数比以使谐振线圈/电容器电路的实数阻抗与传输线的实数阻抗(例如，约50欧姆)相匹配。在某些实施方案中，谐振线圈/电容器电路的实数阻抗通常为10至25欧姆，但可从仅有几欧姆到大于50欧姆改变并且可通过适当地选择巴伦变压器的初级和次级匝而适当地匹配。除了作为阻抗变压器的作用之外，巴伦还使来自见证线圈组件的任何电场产生/磁化率最小化；另选地，可将其视为消除共模效应。为了进一步降低电场磁化率，采用了在巴伦和电容器上方使用导电法拉第屏蔽168。该法拉第屏蔽(例如，法拉第笼)减少屏蔽下方的部件的观察到的电场。通常，法拉第屏蔽用于减少屏蔽下方的部件的电场的发射，在这种情况下，它还可以减少对电场的接收。

图8示出了顶盖230打开的发射器部件250。顶盖230可由凯夫拉尔纤维或其他合适的刚性材料组成。激励组件250被示出有从其中引出的电缆束200。

图9示出了附接部件10，其具有成角度的远端300，医疗装置20的远侧尖端25插入通过所述成角度的远端。显示部件40经由附接部件线60附接到附接部件控制单元310。

图10A示出了在最初被插入通过附接部件10的成角度的远端300之后的医疗装置20的远端25。该视图是在附接部件导线60插入电缆管理部件315中之前截取的。图10B示出了在附接到显示部件壳体330的电缆管理部件315之前的附接部件导线60。图10B还示出了壳体锥形连接件340，附接部件10的近侧锥形连接件350插入到所述壳体锥形连接件中。电缆管理部件315具有将固定部件导线60与医疗装置导线50对准的两个夹子。

图11示出了附接到显示部件壳体330的附接部件10。附接部件10具有一对位置发射器70，该对位置发射器连接到管360内部的位置发射器导线引线72。位置发射器70由导线引线72供电，以产生由见证线圈检测到的信号。附接部件还具有带有远端开口305的成角度的远端300，所述远端开口允许将医疗或其他装置的尖端插入其中。显示部件壳体330具有电缆管理部件315，所述电缆管理部件由用于固持附接部件导线和医疗装置导线的一对夹子组成。

图12示出了示例性附接部件10，所述附接部件附接到显示部件壳体330，其中显示部件40位于所述显示部件壳体中。示出了显示器盖370，所述显示器盖用于将显示部件40固定在显示部件壳体330内。还示出了胶粘带380(例如，在两侧上均具有强力粘合剂的双面胶)，胶粘带的形状和大小设置成可装配在附接部件内部并帮助将医疗装置固定到附接部件。

图13A示出了附接部件10的近侧锥形连接件350，所述近侧锥形连接件被配置为推入配合到显示部件壳体330的壳体锥形连接件340中。图13B示出了图13A的A部分的近视图，包括电缆管理锥形连接件317，所述电缆管理锥形连接件是电缆管理部件315的一部分并且被设计为插入显示部件壳体330的锥形连接孔319中。电缆管理锥形连接件317包括用于锁定角位置的平坦部分318。

图14示出了用于定位植入患者体内的标签的示例性系统。所述系统由激励组件组成，所述激励组件发出激活患者体内的标签的信号。系统电子装置外壳被示出为移动推车，所述推车将信号传递到激励组件，并接收和处理来自患者体内的标签和附接部件中的位置发射器的信号。对外科医生的指导显示在显示部件上以及在系统电子装置外壳上的屏幕上。