操纵可吞入式体内装置的操纵线圈结构的制作方法_4

文档序号:9509160阅读:来源:国知局
[0092] 控制器840可获取(例如,从Ρ&0系统880)代表体内装置860的当前位置与方向 的Ρ&0数据,例如,在被放置于环形Ν个三元线圈组件(例,三元线圈组件系统705)内的 受试者的肠胃系统内,并且可获得(892)代表肠胃系统内体内设备的目标位置与方向的数 据。之后,控制器840可根据该当前Ρ&0数据与目标Ρ&0数据,对Ν个三元线圈组件(每个 组件对应一个控制信号)产生控制信号(832)。示例信号可包含改变放大器的电学参数的 指令;例如每个TCA的放大器的电学参数。每个放大器830的增益可为示例电学参数。控 制信号可为提供给放大器的输入端的信号。
[0093] 图8Β是根据本发明实施例的磁操纵控制系统805'的局部框图。磁操纵控制系统 805'包含Ν个TCA,指定为TCA-1((图中812),TCA-2(图中814)."TCA-N。(所有的TCA都在 810'示出)。每个TCA可包含三个线圈,前置线圈、后置线圈和辅助线圈。举例说明,TCA-1 可包括第一线圈"线圈1_1"( "电磁阀可以是前置线圈;第二线圈"线圈1_2"( "电 磁阀1_2"),可以是后置线圈;和第三线圈"线圈1_3"( "电磁阀1_3"),可以是辅助线圈。 每个TCA的功能可如本文所示。
[0094] 磁操纵控制系统805还可包含3XN个放大器,如图830'所示,举例说明,每个线 圈配一个放大器。例如,放大器"放大器1_1"可驱动电磁阀1_1,放大器"放大器1_2 "可驱 动电磁阀1_2,以此类推。(也可使用其他放大器配置)。
[0095] 体内装置(例如,体内装置860)可通过使用多于一个电流方案操纵其从一个位置 到另一个位置。("电流方案"是指共同产生所需的MMP以操纵体内装置到达下一个位置方 向的一组线圈电流)。发明人已经考虑一个特定的MMP可以有一个以上的电流方案;即,同 样的或相似的MMP可以由不同的线圈组或线圈电流产生。然而,为了驱动系统线圈从系统 的电源(例,电源820)消耗的总电量可因不同的线圈与电流设置而产生差异。也就是说, 对于在电力方面最适合某一特定需求的磁操纵或MMP的优化过程,一组特定的线圈电流可 能比其他线圈组更经济。控制器840可以在选择线圈和线圈的电流方面,执行最优过程/ 程序来确定对于任何的磁操纵需求(例如,产生能够操纵体内装置从三维空间内的一个点 移动到另一个点的MMP),哪组线圈和线圈电流才是最优的(在功耗方面)。给定一个特定 的磁操纵需求或MMP,优化过程包括一个计算一组或多组线圈电流的步骤,以及另一个选择 能够导致最小电功耗的线圈电流的步骤。以下是一些根据本发明实施例的用于产生示例磁 场操纵模式的非限制性例子。
[0096] 实施例-1
[0097] 下表3涉及一种情况,其中要求悬浮体内装置,例如,在胃中,而该体内装置的成 像器的视场(F0V)在+Z方向。(该体内装置相对于Y轴"看起来"在Z轴正方向浮着,或飘 着,Y轴与重力的方向一致)。虽然施加在体内装置上的磁场方向在此例中与Z方向一致从 而在Z方向对准或定位体内装置中的成像器,但此例中的磁场梯度在Y方向,从而产生一个 抵消重力的力。此例中的磁场强度为800高斯/米。表3规定了每个TCA中每个线圈的电 流(假设八个TCA)。

[0100]表-3
[0101] 图例:(仅有代表性的例子描述如下。图例也对其他下示的表格适用。"x","Y"和 "Ζ"是容纳或围绕操纵线圈的壳体的笛卡尔轴,其中,Ζ轴与操纵线圈的平面法线一致。)
[0102] 1、线圈名称和位置Χ(辅助线圈)--这是辅助线圈定位在X轴,在X= 〇度处 (例,如图5中的TCA530)。
[0103] 2、线圈名称和位置Χ+45(辅助线圈)一一这是辅助线圈设置在X轴与Υ轴之间; 艮ρ,与X轴呈45度(例,如图5中的TCA520。)
[0104] 3、线圈名称和位置Χ+90 (辅助线圈)一一这是辅助线圈定位在Υ轴;S卩,与X轴呈 90度(例,如图5中的TCA510。)
[0105] 4、线圈名称和位置X+135 (辅助线圈)一一这是辅助线圈设置在X轴与Y轴之间; 艮P,与X轴呈135度(例,如图5中的TCA580),等。
[0106] 5、线圈名称和位置180 (_Z)(后置线圈) 这是后置线圈设置在X轴负侧(_X); 艮P,与X轴呈180度(例,如图5中的TCA570),并且位于Z轴的负侧(具有负Z值)。
[0107] 6、线圈名称和位置180(+Z)(前置线圈)一一这是前置线圈设置在(-X)轴,即, 相对X轴180度(例,如图5中的TCA570),并且位于Z轴的正侧(具有正Z值)。在位置 180(-Z)与180(+Z)的线圈可以构成或形成+180度处具有前置线圈的TCA(例如,TCA570)。
[0108] 7、线圈名称和位置315 (-Z)(后置线圈)一一这是后置线圈设置在X轴与-Y轴之 间;即,与X轴呈135度(例,如图5中的TCA540),并且位于Z轴的负侧(具有负Z值)。
[0109] 8、线圈名称和位置315 (+Z)(前置线圈)一一这是前置线圈定位在X轴与-Y轴之 间;即,与X轴呈135度(例,如图5中的TCA540),并且在Z轴正侧(具有正Z值)。在位置 315(-Z)和(+Z)的线圈可以构成或形成具有在X+315处的辅助线圈的TCA(例如,TCA540)。
[0110] 9、线圈Zl(+Z)与线圈Z2(+Z)分别是第一线圈和第二线圈,其法线和Z轴/方向 一致。两个线圈之一沿着Z轴方向设置在另一个之前。例,线圈Zl(+Z)定位在线圈Z2(+Z) 之前。这同样适用于线圈Z1和Z2,但在Z轴的相反/负方向。
[0111] 实施例-2
[0112] 下面的表_4示出了一种方案,其中要求悬浮体内装置,例如,在胃中,而该体内装 置的成像器的视场(F0V)在+X方向。(该体内装置"看起来"相对于Y轴,在X轴的正方向 并"悬浮"或漂浮)。在此例中,磁场的方向(施加在该体内装置)与X轴正方向一致,从而 使体内装置的成像器对准或面向+X轴方向,此例中的磁场梯度在Y轴方向,以产生抵消重 力的力。此例中的磁场强度为800高斯/米。表4指定了每个TCA中流经每个线圈的电流 (假设八个TCA)。


[0116]表 _4
[0117]实施例-3
[0118] 下面的表-5示出了一种情况,其中要求悬浮体内装置例如在胃中,而该体内装置 的成像器的视场(F0V)在+Y方向(该体内装置"看起来"在(定向于)Y轴的正方向并相对 于Y轴"悬浮"或漂浮)。因为此例中体内装置需要悬浮并且其视场正对Y方向,因此磁场 (施加在体内装置上的)与磁场梯度都与+Y方向一致(磁场沿+Y方向施加在该体内装置 成像器上,因此磁场梯度产生了一个抵消重力的力)。此例中的磁场强度为800高斯/米。 表4指定了每个TCA中流经每个线圈的电流(假定八个TCA)。

[0121] 表 _5
[0122] 实施例-4
[0123] 下表6涉及一种情况,其中需要移动体内装置例如在小肠内,例如沿Z方向,同时 成像器的F0V也定向为同一方向。然而,在此例中,体内装置由小肠悬挂,没有必要生成沿Y 方向的磁场梯度以抵消重力。因此,只需要沿移动方向(Z方向)的力。另外,因为体内装 置的视场与移动方向一致,对齐装置的视场的磁场以及产生力的磁场梯度在同一方向(此 例中沿Z方向)。磁场强度为8000高斯/米。表6指定了每个TCA中流经每个线圈的电流 (假设八个TCA)。

[0126] 表 _6
[0127] 实施例-5
[0128] 下表7涉及一种情况,其中需要移动体内装置例如在小肠内沿Y轴方向,同时成像 器的F0V也定向为同一方向(Y方向)。
[0129] 因为,在此例中,体内装置由小肠悬挂,没有必要产生力以抵消重力。因此,只需要 沿移动方向(Y方向)的力。另外,因为体内装置的视场与移动方向一致(Y),对齐/朝向装 置的视场的磁场以及产生力的磁场梯度在同一方向(此例中沿Y方向)。此例中的磁场强 度为8000高斯/米。表7指定了每个TCA中流经每个线圈的电流(假如八个TCA)。


[0133]表-7
[0134]图9所示为根据示例实施例的体内成像系统900。虽然图9对应一个体内装置 (体内装置906),其发送可能相关或包括任何类型的传感器数据(例如,PH值)的数据帧, 图9示出的体内装置906以示例传感器为成像器的情况,在此方案中体内装置906可称为 "体内成像设备"或"体内成像器",通过或由体内装置906传输来的(数据)帧可称为"图 像帧"(虽然图像帧还可能包含其他类型数据,包括定位数据和/或其他类型传感数据)。 体内成像系统900可包括体内装置906,数据记录器908,用户工作站930,其可以为工作站 或个人计算机,以及显示设备902用于显示,例如图像和/或视频片段或运动图像流,和用 于显示体内装置的定位和方向,等等。
[0135] 体内成像装置可以具有或包括一个或多个成像器。举例而言,体内装置906包括 一个成像器(例,成像器912)(可使用不是一两个的成像器数目)。体内装置906还可包 括光源/照明源914用于照明要成像的GI部分/部位/器官,帧发生器920用于产生对于 每个捕捉到的图像的图像帧;控制器960,其可执行由控制器840设置的步骤或程序;存储 单元940用于存储数据,发射器或接收器950用于发射(942)图像帧,也可选择性地接收 (948)来自数据记录器908的数据和/或命令;还包括电源,为这些元件和电路供电。为体 内装置906供电的电源可包括电荷存储设备(例如,一个或多个电池,其可或不可再次充 电),具有电气电路,共同实现电力从外部电源通过电磁感应向体内装置传输。
[0136] 体内设备906可包括位置和转向单元(LSU) 907。LSU907可包括传感线圈组装体 (SCA) 910,用于检测产生的定位信号,例如,通过外部定位系统(未示出)。SCA910可包括 K个用于检测的电磁感应线圈,其通过电磁感应,检测电磁定位场/信号,其中η是整数,等 于或大于1 (例如,Κ= 2个传感线圈,或Κ= 3个传感线圈),并且其可以为,例如,互相垂 直。每个电磁感测线圈可以被用来检测每个不同位置/方向的电磁场。举例说明,一个线圈 可以被用来感应X方向或在Υ-Ζ平面的电磁场;另一个线圈可以被用来感应在Υ方向的或 在Χ-Ζ平面的电磁场,等。由外部定位系统产生的每个定位信号都将产生一个电磁场(EMF) 信号施加在SCA910中的Κ个电磁感应线圈中的一个或多个上,而体内装置906的当前位 置和任选的当前方向都可由SCA910中的感应线圈感测(感应)到的EMF信号(一个或多 个)来确定。
[0137] 体内装置906还可包括磁性操纵单元(MSU) 911,以促进对于体内装置206的磁性 操纵,例如,通过与由图8Α-8Β所示的磁操纵系统相同或相似的操纵系统产生的磁场相互 作用。MSU911可包括,例如,一个或多个永磁铁,其可以与如图8Α所示的磁操纵系统805 或类似的系统产生的磁场相互作用。永磁体与磁场(多个)相结合,可产生磁力和/或转 矩,引导体内装置906在期望的方向或将其定向或放置在期望方向/位置。控制器960可 通过收发器950传送代表感应到的位置信号的数据。体内设备906还可包括用于检测SCA 910的电动势EMF信号的感测信号处理器(SSP)913。
[0138] 代表SCA910诱导的EMF信号的数据或由其衍生的数据可通过在图像帧中嵌入数 据和/或通过使用可专用传送这类数据的帧被传送942到例如数据记录器908。帧发生器 920可接收(91
当前第4页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1