位裝置130對信號源120進(jìn)行響應(yīng)。
[0025]傳感器電路150包括多條電路支路160，這些電路支路160將多個傳感器134互連，使得每個傳感器都被設(shè)置在相應(yīng)電路支路160上。電壓源連接到每條電路支路160，用于部分地根據(jù)多個傳感器134相對于軸線132的定向，感生輸出信號，使得當(dāng)基座140的平面與軸線132正交并且軸線132在傳感器134之間基本上在中心時，來自每條支路160的輸出信號是相等或基本上相同的值。輸出值可以根據(jù)基座140與源120的距離和定向改變。對軸線132定位包括:通過定位裝置130中的多個傳感器134中的每個傳感器接收指示從信號源110到傳感器134的距離135和定向的信號，并且根據(jù)接收到的信號強度，確定定位裝置何時對準(zhǔn)到由信號源限定的軸線132上。由于場強度的變化，導(dǎo)致在不以目標(biāo)為中心并且不與目標(biāo)對準(zhǔn)的另一個軸線135上的定向?qū)a(chǎn)生至少一個傳感器154中的不均衡值。在操作中，改變裝置130的位置允許手術(shù)人員從未對準(zhǔn)軸線135“返回”，直到對準(zhǔn)到軸線132上為止。
[0026]校準(zhǔn)調(diào)整每個強度信號，以適應(yīng)由于甚至當(dāng)磁控電阻器設(shè)置在相同距離和定向處時由磁控電阻器給出的信號(電阻)之間的小變化導(dǎo)致的由每個傳感器134接收的信號的強度之間的變化。傳感器電路150將固定電阻器156設(shè)置在相應(yīng)電路支路160上的每個傳感器(磁控電阻器)154附近?？梢栽趫D4Β的步驟170中實現(xiàn)可變增益調(diào)整。在沒有磁場信號的情況下，在存在其軸線完全對準(zhǔn)傳感器板軸線132’的已知校準(zhǔn)磁場的情況下，或者在兩種情況下，可以確定合適增益，以校正固定電阻器值的很小不一致性，并且確定合適增益值，以校準(zhǔn)輸出νΡ..ν4。然后，在現(xiàn)場手術(shù)期間存在磁場的情況下，信號輸出Vb"V4再次經(jīng)由增益步驟170運行，以從傳感器電路150獲取磁場方向和定向的準(zhǔn)確讀數(shù)。如圖4C中所示，可以使用比較器比較來自固定元件(電阻器)156的已知信號強度讀數(shù)。固定電阻器156具有可預(yù)測的電壓降，使得調(diào)整還包括計算跨固定電阻器的可預(yù)測的電壓降，并且調(diào)節(jié)從多個傳感器中的每個傳感器接收的信號，使得對于在對準(zhǔn)的定位裝置的安放(rest)位置處的每個傳感器154，調(diào)節(jié)后的信號是相等的。因此，與隨著磁場120的強度和定向改變的磁控電阻器不同，固定電阻器156對來自電壓源的信號進(jìn)行響應(yīng)，并且具有與定向或距離無關(guān)的恒定電阻。
[0027]換句話說，傳感器電路150在通過信號VI’至V4’進(jìn)行校準(zhǔn)之后，限定其自身的中心軸線132’。當(dāng)傳感器電路軸線132’與目標(biāo)軸線132對準(zhǔn)時，出現(xiàn)傳感器電路150并且進(jìn)而裝置130的對準(zhǔn)，指示傳感器電路150并且進(jìn)而定位裝置130被引導(dǎo)朝向由磁源120限定的手術(shù)目標(biāo)110。因此，如果當(dāng)傳感器等距離地/朝向磁源120定向設(shè)置，并且對準(zhǔn)到軸線132上時，來自一個傳感器的輸出與其它輸出不同，貝ij進(jìn)行校準(zhǔn)以相應(yīng)地放大各個輸出VI’ 一V4’，使得當(dāng)電路132’的軸線與指示期望插入132的軸線132對準(zhǔn)時，輸出相等，如圖4B中所示。將想到，本發(fā)明的電路可以用于一些其它種類的校準(zhǔn)。例如，感測到的場可以是光、輻射、或其它范圍的電磁光譜，并且傳感器134可以是適于感測到的場的類型的傳感器。本發(fā)明的教導(dǎo)使得電路150具有用于每個可變電阻器154的固定電阻器156，因為這提供獲取被讀出的可變電阻器154的變化電阻值作為電壓的有效方式?？勺冸娮杵?54和固定電阻器156串聯(lián)形成分壓器，以根據(jù)可變電阻器154和固定電阻器156之間的比率劃分Vs。在示例性構(gòu)造中，傳感器134限定平面，并且信號強度指示所限定的平面何時與軸線132正交。傳感器134在電路支路上為等距定向，通常是正方形布置，并且以中心軸線132’為中心，使得當(dāng)傳感器電路150的平面與軸線132正交對準(zhǔn)并且在傳感器134之間在中心時，從每個傳感器接收的信號相等。在瞄準(zhǔn)的過程中，所公開的方法設(shè)法根據(jù)信號源使軸線132’與軸線132對準(zhǔn)。
[0028]在示例性布置中，發(fā)射器或信號源120是發(fā)射磁場152的磁源，并且傳感器134是對所發(fā)射的磁場的強度和定向進(jìn)行響應(yīng)的磁傳感器。在該構(gòu)造中，可變元件154是響應(yīng)于磁場152具有可變電阻的磁場傳感器(也被稱為磁敏傳感器)，并且固定元件156是對不受磁場152影響的電壓源具有線性響應(yīng)的靜態(tài)電阻器。在地和相應(yīng)可變元件(磁敏電阻器)154之間獲得的校準(zhǔn)基準(zhǔn)VP-V4測量磁場152的強度。由放大器170提供的調(diào)節(jié)參數(shù)限定VI’ 一V4’，選擇VI’…V4’以偏移校準(zhǔn)基準(zhǔn)VI...V4，使得當(dāng)電路軸線132’在中心時，接收相等值VI’ 一V4’。
[0029]調(diào)節(jié)參數(shù)由信號調(diào)節(jié)器170利用，使得信號調(diào)節(jié)器從每條電路支路160接收校準(zhǔn)基準(zhǔn)V并且對調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行響應(yīng)，以用于為了從每個固定電阻器156得到均一響應(yīng)而修改輸出信號。固定元件156串聯(lián)連接在電壓源和可變元件154之間，使得校準(zhǔn)基準(zhǔn)基于傳感器提供指示電流的信號，電流經(jīng)過傳感器和校準(zhǔn)基準(zhǔn)是一致的，并且該信號指示跨校準(zhǔn)基準(zhǔn)的電壓降。多通道比較器接收修改后的輸出信號，并且基于修改后的輸出信號與預(yù)定值匹配。
[0030]本文中的構(gòu)造包括傳感器電路，傳感器電路可操作用于在除了所公開的PCNL過程之外的各種環(huán)境下識別信號源。傳感器電路包括:設(shè)置成共面布置的多條支路160，這多條支路中的每條支路具有指示到磁源的距離的傳感器；以及連接到每條支路的電壓源。連接到每條支路的固定元件156具有與磁源無關(guān)的對電壓源的響應(yīng)，校準(zhǔn)基準(zhǔn)由固定元件和電壓源之間的端子或觸頭限定，使得校準(zhǔn)基準(zhǔn)指示跨固定元件的電壓降。在示例性布置中，多條支路160和相應(yīng)傳感器限定修改后的惠斯通電橋，使得校準(zhǔn)基準(zhǔn)對相應(yīng)支路中的電流進(jìn)行響應(yīng)，并且限定被實現(xiàn)為惠斯通電橋布置的半橋的分壓器。
[0031]所公開的修改后的惠斯通電橋使得固定元件156與每個可變元件156 (可變磁傳感器)串聯(lián)連接，并且由于串聯(lián)電流導(dǎo)致具有與相應(yīng)傳感器元件相同的電流電平。信號調(diào)節(jié)器具有針對在相應(yīng)電路支路上獲得的讀數(shù)的每個可變元件156的調(diào)節(jié)參數(shù)，使得調(diào)節(jié)參數(shù)用于增強從校準(zhǔn)基準(zhǔn)接收的信號，使得當(dāng)每個傳感器離磁源相同距離時，來自每個校準(zhǔn)基準(zhǔn)的增強的信號相同。從而，當(dāng)由支路限定的平面垂直于在傳感器134之間在中心的軸線132時，調(diào)節(jié)參數(shù)允許計算來自每條支路160的一致信號。
[0032]在另選布置中，外部目標(biāo)和檢測系統(tǒng)可以機械地聯(lián)接，以整體簡化系統(tǒng)。在該情況下，PCNL針將通過機械裝置直接或間接地聯(lián)接到檢測系統(tǒng)。這消除了在確定限定PCNL針的位置的內(nèi)部目標(biāo)和外部目標(biāo)的相對空間位置時必須的一些信息。針相對于檢測系統(tǒng)的位置和定向?qū)⒈活A(yù)先確定。然后，該信息被用于簡化在內(nèi)部目標(biāo)和外部目標(biāo)之間的三角測量時涉及的方程的解。這可以通過剛性安裝機構(gòu)來實現(xiàn)，剛性安裝機構(gòu)將PCNL針對準(zhǔn)到相對于檢測系統(tǒng)中的傳感器的固定定向。然后，可以實時地朝向內(nèi)部目標(biāo)操縱作為組合單元的PCNL針和檢測組件。在不嚴(yán)格限制的實現(xiàn)中，機械聯(lián)接將允許PCNL針和檢測系統(tǒng)之間的一個或更多個自由度。這可以通過關(guān)節(jié)機構(gòu)和合適標(biāo)定傳感器或使用步進(jìn)電機或其它類似方法來實現(xiàn)。然后，給出PCNL針相對于檢測系統(tǒng)中的傳感器的相對位置和定向的該信息將變?yōu)橄鄬τ趦?nèi)部目標(biāo)定位這些的三角測量方程的解的一部分。
[0033]本文中公開的構(gòu)造包括可以通過基于計算機或類似處理器的編程指令集來實現(xiàn)的至少一些特征。因此，本發(fā)明的另選構(gòu)造可以包括諸如多處理器的多編程或多處理計算機化裝置、配置