专利名称：用于在工作区内导引磁性物体的线圈装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在工作区内非接触式导引磁性物体(特别是胶囊内窥镜)的线圈装置。
背景技术：
在医学领域中，越来越广泛地使用内窥镜和导管来对患者内脏进行诊断或治疗。 将这些器械通过身体开口或切口置入体内并从外部加以导引，使其沿纵向移动，为此需要设置与器械的机械连接。然而当器械向前运动进入人体时，通常会在弯曲处或分叉部位产生某种形式的导航困难，使得器械操作者有时必须通过多次尝试才能将器械送到预期方向上，并且需要找到为器械提供支承力的人体组织以便进行下一步导航。这个过程对操作者而言很费时且给患者带来疼痛。在最糟糕的情况下甚至不能排除以下可能，即根本不能以预期方向进行导引或者出现组织穿孔的危险。此外在进行内窥镜检查时，如能使装备有摄像机的内窥镜顶端按一定方向进行旋转，以便(例如)对某段胃肠道上的粘膜进行彻底观察，这将是十分有利的。现有的导管式内窥镜只能有条件地做到这一点，其原因在于导管尖端只能在有限范围内运动。除此以外，普通导管式内窥镜还具有很难或根本无法接触到一定距离以外的内脏器官这一缺点。借助于胃肠道的自然蠕动来运动的被动式胶囊内窥镜没有导管式内窥镜的上述缺点，然而同样也是不可导航的，亦即，不能针对胃肠道中的特定部位进行观察。因此需要采用磁导航或导引系统，以便对包含磁偶极矩的胶囊内窥镜进行无导管或无线式导引。在下文中，无导管或无线式导引也被称为“非接触式”导引。DE 103 40 925 B3和WO 2006/092421A1各描述了一种电磁线圈装置，这种电磁
线圈装置由14个单个线圈构成，用于对胶囊内窥镜、视频胶囊或其他类型的探针进行导航。此处的胶囊配有磁性元件，例如永磁体或铁磁体。电磁线圈装置产生复数个沿直角坐标系的轴x、y、z的磁场分量Bx、By、Bz以及复数个梯度磁场，以便实现对胶囊内窥镜的非接触式导引。这个装置所应用的原理如下磁性元件(即包含磁偶极矩m的元件)试图平行于磁场8(这个磁场由磁场分量氏#义构成)的方向朝直角坐标系各轴定向。由于磁性元件与胶囊内窥镜固定相连，因而也可借此来影响胶囊内窥镜的定向。此外，由梯度磁场
等引发的作用力F = G · m通过一个包括这些梯度场的梯度矩阵G作用于磁偶极矩m，公式如下
'BBx /dx dBJdy dBx/dz、F = G-m= dBy /dx dBy /dy dBy /dz -m
JBzZdx dBz /dy dBz/dzy其中，作用力F和磁矩m(类似于磁场B)均为具有相应χ轴、y轴和ζ轴分量的三维矢量。根据麦克斯韦方程组rotH = 0和divB = 0，以及根据B = μ C1 · H，3x3梯度矩阵G对称且无迹，亦即，这个梯度矩阵包含有包括δΒχ/δγ(=δΒγ/δχ), δΒχ/δζ(=δΒζ/δχ), aBy/3z(=aBz/3y)和三个对角元素中的两个(例
如和在内的五个独立梯度场。通过对电磁线圈装置中的单个线圈进行针对性控制，可对磁场B和梯度场进行任意调节。借此一方面可使磁性物体发生旋转，从而在电磁线圈装置内部的工作区内对其进行任意定向。另一方面可在磁性物体上施加作用力F，使其除了旋转运动外还能进行平移运动。为此需实现八个准静止磁自由度，即磁场分量Bx、By、Bz以及梯度矩阵G的三项对角元素中的两项(例如3Βχ/3χ和SBy/3y)和次对角元素中的三个(例如 δΒχ/δγ, δΒζ/δχ, 3Bz/3y)。DE 103 40 925 B3和WO 2006/09M21A1所描述的系统的缺点在于，由于需要设
置14个单独受控线圈，数量众多的线圈和实施为功率放大器的控制单元使得系统在制造和安装上成本相对较高。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种成本较低的磁导引系统，这种磁导引系统由一线圈装置和复数个分配给各线圈的控制单元构成。本发明用来达成上述目的的解决方案是一种根据权利要求1所述的线圈装置、一种根据权利要求13所述的线圈装置或一种根据权利要求16所述的线圈装置。本发明的改进方案由从属权利要求定义。本发明的线圈装置用于在一工作区内导引一包含一磁偶极矩的磁性物体，为所述工作区规定一包含三个轴的直角坐标系，所述三个轴包括一水平第一轴、一水平第二轴和一竖直第三轴。所述线圈装置包含复数个用于产生一磁场的复数个分量和复数个梯度场的单个线圈，其中，所述梯度场已通过本文开篇所述的梯度矩阵G得到说明。此外还设有复数个特别是实施为相应功率放大器的控制单元。本发明第一实施方式的目的是以较少的单个线圈来使一磁性物体沿任一空间方向运动，为此，单个线圈的结构和布置方式如下所述复数个单个线圈包括复数个第一单个线圈，其中，从每个第一单个线圈的纵轴方向观察，所述工作区均位于该第一单个线圈的周边内。此处和下文中所称的单个线圈的纵轴指的是线圈绕组所包围的轴。其中，所述绕组构成线圈的周边。下文中，单个线圈的宽度是指绕组在纵轴方向上的宽度。根据本发明，所述直角坐标系的一个以上轴分配有至少一个由两个第一单个线圈构成的第一线圈对，所述两个第一单个线圈沿相应的轴布置在所述工作区的相对两侧且所述两个第一单个线圈各自所在的平面大体平行。为了尽量减少线圈数目，所述直角坐标系的一个以上轴没有分配第一线圈对，而是分配有单个第一单个线圈或者没有分配任何第一单个线圈，其中，“没有分配任何第一单个线圈”这种情况是指沿该轴未设置任何第一单个线圈或由第一单个线圈所构成的线圈对。在用一个第一单个线圈取代线圈对的情况下，工作区至少部分地被这单个第一单个线圈的周边包围，亦即，该周边的宽度至少部分覆盖工作区。除所述第一单个线圈外还设有复数个第二单个线圈，其中，从每个第二单个线圈的纵轴方向观察，所述工作区均位于该第二单个线圈的周边外。其中，所述直角坐标系的一个以上轴各分配有至少一个由两个第二单个线圈构成的第二线圈对，所述第二单个线圈基本上处于一共同平面内且沿相应的轴布置在所述工作区的相对两侧。此处和下文中所称的共同平面是指穿过线圈对中的第二线圈的周边的平面。因此，第二线圈对中的第二单个线圈是呈翼状布置在工作区周围。本发明线圈装置的上述实施方式的优点是用单个第一单个线圈取代至少一个由两个第一单个线圈构成的线圈对，以此来减少所用单个线圈的数目。根据一种特别优选的实施方案，还可以用一共用控制单元控制至少两个单个线圈，以此来进一步减少所用控制单元的数目。本发明第一实施方式的一种特殊设计方案包括正好十一个单个线圈。其中，设有两个第一线圈对，其中一个第一线圈对分配给所述第一轴，另一个第一线圈对分配给所述第三轴。而所述第二轴分配有单个第一单个线圈。此外还设有一第二线圈对，该线圈对分配给所述第一轴且布置在由所述第一轴和第三轴所定义的平面内。此外还设有两个第二线圈对，这两个第二线圈对分配给所述第三轴且布置在大体相垂直的平面内，其中一个平面由所述第一轴和第三轴定义，另一平面由所述第二轴和第三轴定义。通过这种方式，作为所述线圈装置的施力对象的磁性物体仅需十一个线圈就能在工作区内进行任意定向，且能对该磁性物体施加任意作用力。根据一种同样能对所述磁性物体任意定向和施力的替代性实施方案，所述线圈装置包括与上述实施方式相同的第一线圈对和第一单个线圈。此外也同样设有一第二线圈对，该线圈对分配给所述第一轴且布置在由所述第一轴和第三轴所定义的平面内。同样设有一分配给所述第三轴且布置在由所述第一轴和第三轴所定义的平面内的第二线圈对。但与上述实施方式的不同之处在于，进一步还设有一第二线圈对，该第二线圈对分配给所述第一轴且布置在由所述第一轴和第二轴所定义的平面内。根据上述两个特殊实施例的一种特别优选的实施方案，控制所述线圈所用的控制单元的最低数目为八个。其中，在线圈装置工作过程中，第一单个线圈全部由单独的控制单元控制，第二线圈对则分别由一共用控制单元控制。本发明第二实施方式的目的是在工作区内对一磁性物体进行任意定向，且在所述磁性物体的磁偶极矩的方向与所述竖轴所定义的平面内对所述磁性物体仅施加磁力。这个实施方案尤其适用于应用胶囊内窥镜进行胃筛查的领域，例如公开案WO 2007/077922A1 中有相关描述。其中，患者喝完水后，胶囊内窥镜在患者胃里的水中运动。根据本发明第二实施方式的一种设计方案，所述线圈装置包括正好九个单个线圈。其中，设有两个第一线圈对，其中一个第一线圈对分配给所述第一轴，另一个第一线圈对分配给所述第三轴。此外还设有单个第一单个线圈，该第一单个线圈分配给所述第二轴。 所述线圈装置进一步还包含两个第二线圈对，这两个第二线圈对分配给所述第三轴且布置在大体相垂直的平面内，其中一个平面由所述第一轴和第三轴定义，另一平面由所述第二轴和第三轴定义。根据上述设有九个线圈的实施方式的一种替代性实施方案，设有相同的第一线圈对、相同的单个第一单个线圈以及相同的第二线圈对，该第二线圈对分配给所述第三轴且布置在由所述第一轴和第三轴所定义的平面内。但与上述实施方式的不同之处在于，此处还设有一第二线圈对，该第二线圈对分配给所述第一轴且布置在由所述第一轴和第二轴所定义的平面内。根据本发明第二实施方式的上述设计方案的一种特别优选的实施方案，采用正好七个控制单元，其中，第一单个线圈可全部由单独的控制单元控制，第二线圈对可分别由一共用控制单元控制。本发明线圈装置的第三实施方式的目的是在工作区内对一磁性物体进行任意定向，且在所述磁性物体的纵轴方向上对该磁性物体仅施加磁力。其中，所述物体的磁偶极矩垂直于该物体的纵轴。在胶囊内窥镜的应用领域，这个实施方案尤其适用于对胶囊内窥镜进行软管导航使其穿过患者的小肠和/或大肠。根据这个第三实施方式的一种设计方案，所述线圈装置包括正好八个单个线圈。 其中，设有一分配给所述第三轴的第一线圈对，以及一分配给所述第一轴且布置在由所述第一轴和第三轴所定义的平面内的第二线圈对。此外还设有另外两个第二线圈对，这两个第二线圈对分配给所述第三轴且布置在大体相垂直的平面内，其中一个平面由所述第一轴和第三轴定义，另一平面由所述第二轴和第三轴定义。根据本发明第三实施方式的另一实施方案，所述由八个单个线圈构成的线圈装置包括一分配给所述第一轴的第一线圈对、一分配给所述第一轴且布置在由所述第一轴和第三轴所定义的平面内的第二线圈对，以及另一第二线圈对，该第二线圈对分配给所述第一轴且布置在由所述第一轴和第二轴所定义的平面内。此外还设有另一第二线圈对，该第二线圈对分配给所述第三轴且布置在由所述第一轴和第三轴所定义的平面内。在第三实施方式的上述两种实施方案中，可以设置正好七个控制单元，其中，第二单个线圈可全部由单独的控制单元控制，第一线圈对中的两个第一单个线圈可由一共用控制单元控制。作为替代方案，可将控制单元的数目减至六个，此时，分配给所述第一轴且布置在由所述第一轴和第三轴所定义的平面内的第二线圈对中的第二单个线圈可由一共用控制单元控制。此外，第一线圈对中的两个第一单个线圈同样可由一共用控制单元控制。在这个实施方式中，线圈装置中的其余单个线圈可全部由单独的控制单元控制。本发明线圈装置的第四实施方式的目的是在工作区内对所述磁性物体进行任意定向，且在所述磁性物体的纵轴方向上仅施加磁力。其中，所述磁性物体中的磁性元件的磁偶极矩优选沿所述磁性物体的纵轴定向，这会带来一定局限性与上述实施方式不同，所述磁性物体(例如胶囊)无法绕其纵轴旋转。这个实施方式优选应用于胶囊内窥镜的应用领域，特别是对胶囊进行“软管导航”使其穿过小肠或大肠。根据本发明第四实施方式的第一实施方案，仅设有由第一单个线圈构成的第一线圈对，其中，至少一个第一线圈对中的第一单个线圈可由一共用控制单元控制。这个实施方案可完全弃用呈翼状布置的第二线圈对，而且通过用一共用控制单元控制至少一个第一线圈对，还能达到减少功率放大器数量的目的。根据一种特别优选的实施方案，设有六个第一单个线圈，其中，每个轴各分配有一个由两个第一单个线圈构成的第一线圈对。这个实施方案优选包括正好五个控制单元，其中，其中一个第一线圈对中的两个第一单个线圈可由一共用控制单元控制，其余的第一单个线圈可由单独的控制单元控制。根据本发明线圈装置的第四实施方式的另一实施方案，同样仅设有第一单个线圈，但所述直角坐标系的一个以上轴没有分配第一线圈对，而是各分配有单个第一单个线圈，其中，所述工作区至少部分被任一单个第一单个线圈的周边包围。其中，第一单个线圈优选可全部由单独的控制单元控制。根据一种优选实施方案，所述线圈装置包括正好五个第一单个线圈，也就是设有两个第二线圈对和单个第一单个线圈，后者用于取代一个第一线圈对。根据本发明线圈装置上述各实施方式的一种优选设计方案，所述单个线圈至少部分包括复数个环形线圈和/或复数个鞍形线圈。所述单个线圈同样可以至少部分包括复数个扁平线圈，特别是纵向宽度大于线圈厚度的扁平线圈，其中，宽度优选是厚度的至少十倍。102008004871. 2-35号德国专利申请案中所描述的线圈实施方式的任何一种实施方案均可应用于本发明的线圈装置。该德国专利申请案所揭示的全部内容均构成本发明的内容。如前所述，本发明的线圈装置优选应用于磁性胶囊内窥镜领域。根据一种优选实施方案，所述线圈装置包含一检查台，需要检查的患者在所述线圈装置工作期间躺在这个检查台上，其中，所述检查台以某种方式布置，使得位于该检查台上的患者的纵轴基本上沿所述直角坐标系的第二轴的方向延伸。
下面借助附图对本发明的实施例进行详细说明，其中图1为设有八个功率放大器的12线圈系统的示意图，该系统建立在申请人先前专利申请案的基础上；图2为本发明第一实施方式中设有八个功率放大器的11线圈系统的示意图；图3和图4为设有七个功率放大器的10线圈系统的示意图，该系统建立在申请人先前专利申请案的基础上；图5为本发明第二实施方式中设有七个功率放大器的9线圈系统；图6和图7为本发明第三实施方式中设有六或七个功率放大器的8线圈系统；图8和图9为本发明第四实施方式中设有五个功率放大器的6线圈系统或5线圈系统；图10为图3所示线圈系统的一个具体实施例的透视图；以及图11为流经图10所示线圈系统中一线圈对的电流示意图，该线圈对由线圈9和线圈10构成。
具体实施例方式在描述各实施方式之前，先对本发明线圈装置所导引的物体的磁偶极矩与本发明线圈系统的电流或相应产生的磁场之间的关系予以阐述。所述磁性物体优选为一包含磁性元件(例如永磁体)且定位在患者(未图示)体内的胶囊内窥镜，这种定位例如通过患者吞服胶囊而实现。这种胶囊通常包括用于摄制患者内脏图像的摄像机，以及用于将所摄制的图像发送给带相应接收器的处理单元的发送模块。所述磁偶极矩在下文中称为m ；它表示一个三维矢量。其中，该偶极矩例如由永磁体产生且可在胶囊内沿胶囊纵轴定向，必要时也可垂直于胶囊纵轴定向。永磁体与胶囊内窥镜固定相连，因此，本发明线圈装置在永磁体上所产生的作用力和转矩会直接传递到胶囊内窥镜上。概而言之，线圈系统中设有η个线圈，电流I1至In在这些线圈中流动。磁矩m或线圈电流矢量I的矢量表达式如下
权利要求
1.一种线圈装置，用于在一位于一直角坐标系中的工作区内非接触式导引一磁性物体，特别是一胶囊内窥镜，所述磁性物体包含一磁偶极矩(m)，所述直角坐标系包含三个轴 (X，y，ζ)，即一水平第一轴(X)、一水平第二轴(Z)和一竖直第三轴(y)，其中，所述线圈装置包括复数个单个线圈(1，2，…，12)和一个以上控制单元，所述单个线圈用于产生一磁场 ⑶的分量(Bx，By, Bz)以及用于产生梯度磁场，所述控制单元用于控制所述单个线圈(1， 2，-,12)的供电，其中所述复数个单个线圈(1，2，…，12)包括复数个第一单个线圈(1，2，…，6)，其中，从每个所述第一单个线圈(1，2，…，6)的纵轴方向观察，所述工作区均位于该第一单个线圈 (1,2,…，6)的周边内；所述轴(x，y，z)中的一个以上分配有至少一个由两个第一单个线圈(1，2，…，6)构成的第一线圈对，所述两个第一单个线圈沿相应的轴(x，y，z)布置在所述工作区的相对两侧且所述两个第一单个线圈各自所在的平面大体平行；所述轴(χ，y，ζ)中的一个以上没有分配第一线圈对，而是分配有单个第一单个线圈 (5')或者没有分配任何第一单个线圈(5')，其中，所述工作区至少部分被任一所述第一单个线圈(1，2，…，6)的周边包围；所述复数个单个线圈包括复数个第二单个线圈(7，8，···，12)，其中，从每个所述第二单个线圈(7，8，…，12)的纵轴方向观察，所述工作区均位于第二单个线圈的周边外；所述轴(x，y，z)中的一个以上分配有至少一个由两个第二单个线圈(7，8，…，12)构成的第二线圈对，所述两个第二单个线圈基本上处于一个共同的平面内且沿相应的轴(X， 1, ζ)布置在所述工作区的相对两侧。
2.根据权利要求1所述的线圈装置，其中，至少两个单个线圈(1，2，…，12)能由一共用控制单元控制。
3.根据权利要求1或2所述的线圈装置，其包括正好十一个单个线圈(1，2，…，12)， 其中设有两个第一线圈对(1，2，3，4)，其中一个第一线圈对(1，2)分配给所述第一轴(X)， 另一个第一线圈对(3，4)分配给所述第三轴(y)；设有单个第一单个线圈(5')，其分配给所述第二轴(ζ)；设有一第二线圈对(11，12)，其分配给所述第一轴(χ)且布置在由所述第一轴和第三轴(x，y)所定义的一平面内；设有两个第二线圈对(7，8，9，10)，其分配给所述第三轴(y)且布置在大体相垂直的平面内，其中一个平面由所述第一轴和第三轴(χ，y)定义，另一平面由所述第二轴和第三轴 (z, y)定义。
4.根据权利要求1所述的线圈装置，其包括正好十一个单个线圈(1，2，…，12)，其中 设有两个第一线圈对(1，2，3，4)，其中一个第一线圈对(1，2)分配给所述第一轴(X)，另一个第一线圈对(3，4)分配给所述第三轴(y)；设有单个第一单个线圈(5')，其分配给所述第二轴(ζ)；设有一第二线圈对(11，12)，其分配给所述第一轴(χ)且布置在由所述第一轴和第三轴(x，y)所定义的一平面内；设有一第二线圈对(7，8)，其分配给所述第一轴(χ)且布置在由所述第一轴和第二轴(x, ζ)所定义的一平面内；设有一第二线圈对(9，10)，其分配给所述第三轴(y)且布置在由所述第一轴和第三轴 (x，y)所定义的一平面内。
5.根据权利要求3或4所述的线圈装置，其包括正好八个控制单元，其中 所述第一单个线圈(1，2，…，6)能全部由单独的控制单元控制；所述第二线圈对(7，8，…，1 能分别由一共用控制单元控制。
6.根据权利要求1或2所述的线圈装置，其包括正好九个单个线圈(1，2，…，12)，其中设有两个第一线圈对(1，2，3，4)，其中一个第一线圈对(1，幻分配给所述第一轴(X)， 另一个第一线圈对(3，4)分配给所述第三轴(y)；设有单第一单个线圈(5')，其分配给所述第二轴(ζ)；设有两个第二线圈对(7，8，9，10)，其分配给所述第三轴(y)且布置在大体相垂直的平面内，其中一个平面由所述第一轴和第三轴(X，y)定义，另一平面由所述第二轴和第三轴 (z, y)定义。
7.根据权利要求1或2所述的线圈装置，其包括正好九个单个线圈(1，2，…，12)，其中设有两个第一线圈对(1，2，3，4)，其中一个第一线圈对(1，幻分配给所述第一轴(X)， 另一个第一线圈对(3，4)分配给所述第三轴(y)；设有单个第一单个线圈(5')，其分配给所述第二轴(ζ)；设有一第二线圈对(7，8)，其分配给所述第一轴(χ)且布置在由所述第一轴和第二轴 (x, ζ)所定义的一平面内；设有一第二线圈对(9，10)，其分配给所述第三轴(y)且布置在由所述第一轴和第三轴 (x，y)所定义的一平面内。
8.根据权利要求6或7所述的线圈装置，其包括正好七个控制单元，其中 所述第一单个线圈(1，2，…，6)能全部由单独的控制单元控制；所述第二线圈对(7，8，…，1 能分别由一共用控制单元控制。
9.根据权利要求1或2所述的线圈装置，其包括正好八个单个线圈(1，2，…，12)，其中设有一第一线圈对(3，4)，其分配给所述第三轴(y)；设有一第二线圈对(11，12)，其分配给所述第一轴(χ)且布置在由所述第一轴和第三轴(x，y)所定义的一平面内；设有两个第二线圈对(7，8，9，10)，其分配给所述第三轴(y)且布置在大体相垂直的平面内，其中一个平面由所述第一轴和第三轴(χ，y)定义，另一平面由所述第二轴和第三轴 (z, y)定义。
10.根据权利要求1或2所述的线圈装置，其包括正好八个单个线圈(1，2，…，12)，其中设有一第一线圈对(1，2)，其分配给所述第一轴(y)；设有一第二线圈对(11，12)，其分配给所述第一轴(χ)且布置在由所述第一轴和第三轴(x，y)所定义的一平面内；设有一第二线圈对(7，8)，其分配给所述第一轴(χ)且布置在由所述第一轴和第二轴 (x, ζ)所定义的一平面内；设有一第二线圈对(9，10)，其分配给所述第三轴(y)且布置在由所述第一轴和第三轴 (x，y)所定义的一平面内。
11.根据权利要求9或10所述的线圈装置，其包括正好七个控制单元，其中，所述第二单个线圈(7，8，…，12)能全部由单独的控制单元控制，所述第一线圈对中的两个第一单个线圈(1，2;3，4)能由一共用控制单元控制。
12.根据权利要求9或10所述的线圈装置，其包括正好六个控制单元，其中，所述分配给所述第一轴(χ)且布置在由所述第一轴和第三轴(x，y)所定义的一平面内的第二线圈对(11，12)中的第二单个线圈能由一共用控制单元控制；所述第一线圈对中的两个第一单个线圈(1，2 ;3，4)能由一共用控制单元控制；其余的单个线圈(7，8，9，10)能由单独的控制单元控制。
13.—种线圈装置，用于在一位于一直角坐标系中的工作区内非接触式导引一磁性物体，特别是一胶囊内窥镜，所述磁性物体包含一磁偶极矩(m)，所述直角坐标系包含三个轴 (X，y，ζ)，即一水平第一轴(χ)、一水平第二轴(ζ)和一竖直第三轴(y)，其中，所述线圈装置包括复数个单个线圈(1，2，…，12)和一个以上控制单元，所述单个线圈用于产生一磁场 ⑶的分量(Bx，By, Bz)以及用于产生梯度磁场，所述控制单元用于控制所述单个线圈(1， 2，-,12)的供电，其中所述复数个单个线圈(1，2，…，12)包括复数个第一单个线圈(1，2，…，6)，其中，从每个所述第一单个线圈(1，2，…，6)的纵轴的方向观察，所述工作区均位于该第一单个线圈 (1,2,…，6)的周边内；所述轴(x，y，z)中的一个以上分配有至少一个由两个第一单个线圈(1，2，…，6)构成的第一线圈对，所述两个第一单个线圈沿相应的轴(x，y，z)布置在所述工作区的相对两侧且所述两个第一单个线圈各自所在的平面大体平行；至少一个第一线圈对(5，6)中的第一单个线圈(1，2，···，6)能由一共用控制单元控制。
14.根据权利要求13所述的线圈装置，其包括正好六个第一单个线圈(1，2，…，6)，其中，每个轴(χ，ι, ζ)各分配有一第一线圈对。
15.根据权利要求14所述的线圈装置，其包括正好五个控制单元，其中，一第一线圈对中的两个第一单个线圈(1，2，3，4)能由一共用控制单元控制，其余的第一单个线圈(5，6) 能由单独的控制单元控制。
16.一种线圈装置，用于在一位于一直角坐标系中的工作区内非接触式导引一磁性物体，特别是一胶囊内窥镜，所述磁性物体包含一磁偶极矩(m)，所述直角坐标系包含三个轴 (X，y，z)，即一水平第一轴(X)、一水平第二轴(Z)和一竖直第三轴(y)，其中，所述线圈装置包括复数个单个线圈(1，2，…，12)和复数个控制单元，所述单个线圈用于产生一磁场(B) 的分量(Bx，By，Bz)以及用于产生梯度磁场，所述控制单元用于控制所述单个线圈的供电，其中所述复数个单个线圈(1，2，…，12)仅包括复数个第一单个线圈(1，2，…，6)，其中，从每个所述第一单个线圈(1，2，…，6)的纵轴的方向观察，所述工作区均位于该第一单个线圈(1，2，…，6)的周边内；所述轴(x，y，z)中的一个以上分配有至少一个由两个第一单个线圈(1，2，…，6)构成的第一线圈对，所述两个第一单个线圈沿相应的轴(x，y，z)布置在所述工作区的相对两侧且所述两个第一单个线圈各自所在的平面大体平行；所述轴(χ，y，ζ)中的一个以上没有分配第一线圈对，而是分配有单个第一单个线圈 (5')，其中，所述工作区至少部分被任一所述第一单个线圈(1，2，…，6)的周边包围。
17.根据权利要求16所述的线圈装置，其中，所述第一单个线圈(1，2，···，6)能全部由单独的控制单元控制。
18.根据权利要求16或17所述的线圈装置，其包括正好五个第一单个线圈(1，2，3，4， 5')。
19.根据上述任一项权利要求所述的线圈装置，其中，所述控制单元包括复数个功率放大器。
20.根据上述任一项权利要求所述的线圈装置，其中，所述单个线圈(1，2，…，12)至少部分包括复数个环形线圈和/或复数个鞍形线圈。
21.根据上述任一项权利要求所述的线圈装置，其中，所述单个线圈(1，2，…，12)至少部分包括复数个扁平线圈，特别是纵向宽度大于线圈厚度的扁平线圈，其中，所述宽度优选至少为所述厚度的五倍。
22.根据上述任一项权利要求所述的线圈装置，其包括一检查台，需要检查的患者在所述线圈装置工作期间躺在所述检查台上，其中，所述检查台经布置使得位于所述检查台上的患者纵轴基本上沿所述第二轴(ζ)的方向延伸。
全文摘要
本发明涉及一种用于在一工作区内导引一磁性物体(特别是胶囊内窥镜)的线圈装置。本发明的装置可以针对不同磁性物体的导航要求，用数目较少的单个线圈以及用于控制这些线圈的控制单元配置出适用的线圈装置。本发明线圈系统的优选实施方案包括十一个单个线圈结合八个功率放大器，九个单个线圈结合七个功率放大器，八个单个线圈结合六个或七个功率放大器，六个单个线圈结合五个功率放大器，以及五个单个线圈结合五个功率放大器。特定而言，借助本发明线圈装置的特定实施方案可对患者的胃部或者大肠和小肠进行检查。
文档编号A61B19/00GK102355866SQ201080012332
公开日2012年2月15日 申请日期2010年2月12日 优先权日2009年3月16日
发明者约翰内斯·赖因施克 申请人:西门子公司