[發(fā)明專利]用于在體內(nèi)裝置和定位系統(tǒng)之間同步的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280011794.0
• 申請(qǐng)日: 2012-03-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103402575A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賽民·凱特;奧倫·羅森伯格
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 基文影像公司
• 主分類號(hào): A61M25/095
• 分類號(hào): A61M25/095
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 謝順星;張晶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及體內(nèi)系統(tǒng)，并且更具體地涉及用于在體內(nèi)裝置和體內(nèi)裝置定位系統(tǒng)之間同步的同步方法，以及使用該同步方法的體內(nèi)系統(tǒng)和定位信號(hào)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

體內(nèi)測(cè)量系統(tǒng)是領(lǐng)域內(nèi)已知的。跨越胃腸（GI）系統(tǒng)的一些體內(nèi)裝置/系統(tǒng)可包括一個(gè)或多個(gè)用于對(duì)GI系統(tǒng)的內(nèi)部成像（例如捕獲其圖像）的成像傳感器和/或其它類型的傳感器。體內(nèi)裝置可通過(guò)由消化系統(tǒng)施加的蠕動(dòng)力或者通過(guò)（例如以磁性方式）操縱穿過(guò)GI系統(tǒng)從而通過(guò)GI系統(tǒng)。一些應(yīng)用要求知道所涉及的體內(nèi)裝置的當(dāng)前位置和/或當(dāng)前取向。例如，為了以磁性方式操縱體內(nèi)裝置，例如GI系統(tǒng)，磁操縱系統(tǒng)必須知道體內(nèi)裝置當(dāng)前的位置/取向（和目標(biāo)位置/取向），以便產(chǎn)生正確的操作磁場(chǎng)。

傳統(tǒng)定位系統(tǒng)使用各種技術(shù)檢測(cè)體內(nèi)裝置的位置/取向。在一些系統(tǒng)中，體內(nèi)裝置包括磁鐵，以用于產(chǎn)生恒定的在體內(nèi)裝置外部感測(cè)的磁場(chǎng)。例如，美國(guó)專利序號(hào)7,392,808公開(kāi)了用于檢測(cè)體內(nèi)裝置的位置的系統(tǒng)，包括產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)以由外部磁場(chǎng)檢測(cè)器感測(cè)的磁場(chǎng)發(fā)生器。由于體內(nèi)裝置的空間有限，是不希望在其中包括磁鐵的。

在其它定位系統(tǒng)中，諸如在美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?009/0018434公開(kāi)的系統(tǒng)中，體內(nèi)裝置包括諧振電路。測(cè)量諧振電路對(duì)外部磁場(chǎng)的影響能夠定位體內(nèi)裝置。這種系統(tǒng)通常使用外部磁場(chǎng)發(fā)生器和外部磁場(chǎng)檢測(cè)器，要求其GI系統(tǒng)被監(jiān)控的病人定位在磁場(chǎng)發(fā)生器和外部磁場(chǎng)檢測(cè)器之間的特定位置處。

在其它定位系統(tǒng)中，體內(nèi)裝置包含磁場(chǎng)感測(cè)線圈，外部磁場(chǎng)發(fā)生器連續(xù)地產(chǎn)生交流磁場(chǎng)，出于各方面原因這是不期望的。一種原因是恒定的交流磁場(chǎng)可能干擾裝置的其它功能。另一種原因是體內(nèi)裝置必須連續(xù)地分配資源以處理磁感測(cè)線圈中感生的信號(hào)，而不能將這些資源用于其它任務(wù)。

高級(jí)操縱系統(tǒng)使用交流（“AC”）磁場(chǎng)和直流（“DC”）磁場(chǎng)，操縱在體內(nèi)的裝置。然而，高級(jí)操縱系統(tǒng)和傳統(tǒng)的定位系統(tǒng)不能夠共存，例如原因是外部操縱AC磁場(chǎng)可能對(duì)體內(nèi)裝置的定位感測(cè)線圈的讀出有負(fù)面影響，外部AC定位信號(hào)可能對(duì)操縱體內(nèi)裝置的操縱力有負(fù)面影響。如果體內(nèi)裝置包括“定位”磁鐵（與“可操縱磁鐵”相對(duì)），例如，根據(jù)美國(guó)7,392,808公開(kāi)的定位系統(tǒng)，外部操縱DC磁場(chǎng)可在體內(nèi)裝置的定位磁鐵上施加不期望的操縱力。如果體內(nèi)裝置包括LC電路，例如根據(jù)US2009/0018434中公開(kāi)的定位系統(tǒng)，定位并操縱體內(nèi)裝置可能遇到前述缺陷中的至少一些缺陷。

出于上文列出的至少一些原因，傳統(tǒng)的定位系統(tǒng)阻礙了高級(jí)操縱系統(tǒng)的使用。因此，具有這樣一種方法可能是有益的，這種方法能夠使磁操縱系統(tǒng)操作體內(nèi)裝置，使磁定位系統(tǒng)來(lái)定位體內(nèi)裝置，而不使兩個(gè)系統(tǒng)相互干擾。此外，由于體內(nèi)裝置通常執(zhí)行內(nèi)部定時(shí)的各種任務(wù)（例如對(duì)GI系統(tǒng)成像，處理各種類型的數(shù)據(jù)，在其存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或從存儲(chǔ)器中檢索數(shù)據(jù)，發(fā)射傳感數(shù)據(jù)，接收命令等），在定位系統(tǒng)進(jìn)行的定位信號(hào)的發(fā)射和體內(nèi)裝置進(jìn)行的這些信號(hào)的傳感之間進(jìn)行同步也是有益的。

發(fā)明內(nèi)容

可以在體內(nèi)裝置的工作循環(huán)中分配電磁場(chǎng)感測(cè)時(shí)間窗口（簡(jiǎn)寫(xiě)為“感測(cè)窗口”），以用于感測(cè)電磁定位信號(hào)，并用于處理感測(cè)信號(hào)。體內(nèi)裝置可根據(jù)工作循環(huán)操作。“工作循環(huán)”可以是被劃分成時(shí)間槽或周期的一個(gè)循環(huán)或重復(fù)的時(shí)間周期，包括體內(nèi)裝置例如通過(guò)第一通信信道給數(shù)據(jù)記錄器發(fā)射數(shù)據(jù)（例如數(shù)據(jù)幀，例如圖像幀）的發(fā)射周期以及體內(nèi)裝置不通過(guò)第一通信信道發(fā)射數(shù)據(jù)（但可通過(guò)第二通信信道發(fā)射數(shù)據(jù)或被占用執(zhí)行內(nèi)部任務(wù)）的空閑周期。可以定義可限定感測(cè)窗口的時(shí)間細(xì)節(jié)（例如開(kāi)始時(shí)間，持續(xù)時(shí)間，終止時(shí)間），使得感測(cè)窗口足夠?qū)挘ɡ绨ㄗ銐蜷L(zhǎng)的時(shí)間周期），使得體內(nèi)裝置能夠感測(cè)需要感測(cè)的盡可能多的定位信號(hào)，來(lái)確定體內(nèi)裝置的位置和/或取向，并使感測(cè)窗口足夠窄并定位在工作循環(huán)中，使得它不干擾體內(nèi)裝置可能進(jìn)行的其它活動(dòng)。感測(cè)窗口可以被分成或包括n（n=1，2，3，...,）個(gè)感測(cè)子窗口，使得在每個(gè)感測(cè)窗口中，體內(nèi)裝置能夠感測(cè)例如n個(gè)定位信號(hào)，另外的時(shí)間細(xì)節(jié)可包括同樣與感測(cè)子窗口有關(guān)的時(shí)間信息。在一個(gè)實(shí)施例中，n=3使體內(nèi)裝置能夠感測(cè)可能與例如X，Y，Z坐標(biāo)系關(guān)聯(lián)的三個(gè)定位信號(hào)。一個(gè)或多個(gè)感測(cè)子窗口可以被另外用來(lái)感測(cè)取向信號(hào)，以用于確定體內(nèi)裝置的空間取向。“定位信號(hào)”和“取向信號(hào)”在本文中后面被總稱為“定位信號(hào)”和“感測(cè)信號(hào)”。在體內(nèi)裝置可能為其分配/保留的特定感測(cè)子窗口中可以感測(cè)每個(gè)特定的定位信號(hào)。