[發明專利]用于操縱線圈功率優化的系統和方法

有效

• 申請號: 201480044168.0
• 申請日: 2014-08-26
• 公開（公告）號: CN105451631B
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 艾謝爾·哈森;戈蘭·因巴爾;多利·皮萊格
• 申請（專利權）人: 基文影像公司
• 主分類號: A61B1/00
• 分類號: A61B1/00;A61B5/07
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 張晶;王朋飛

優化單元控制電磁鐵組的電流以產生用于移動GI系統中的體內裝置的需要的操縱磁場模式(MMP)。優化單元可計算將體內裝置從當前位置和/或取向操縱至新的位置和/或取向的磁力和磁場。優化單元可求解關于磁力的磁力優化問題以便確定適于產生需要的MMP的電流。優化單元可額外地或可選地求解關于由電磁鐵將消耗的電功率的最小電功率優化問題以便重新計算或調節電流。優化單元可當符合與每一類型優化目標關聯的約束組或從每一類型優化目標推導的約束組時求解優化問題中的一個或多個。

技術領域

本發明通常涉及磁場中磁鐵的操縱，更具體的說，涉及一種基于磁場的操縱系統、用于操縱可吞下的體內裝置的方法和基于其電功率被提供至操縱系統的優化方法。

背景技術

體內測量系統和其它類型的體內系統(例如用于執行外科手術和雷類似手術的體內裝置)在本領域中是已知的。可穿過胃腸(“GI”)系統(嘴至肛門)或其它身體器官/系統的一些體內裝置/體內系統可包括用于對GI系統的內部成像(例如，捕獲GI系統的內部圖像)的成像傳感器或成像器。體內裝置可包括一個或多個成像器。其它體內裝置能可選地或額外地包括用于在GI系統中給藥的藥物容器和器件。其它體內裝置可包括用于執行體內手術等的器件。自主體內裝置是通過消化系統施加的蠕動力被推動通過GI系統而穿過GI系統的裝置。自主體內裝置也可時斷時續地“間歇地”在腸道中移動。

通過使用蠕動力將裝置在體內移動具有缺點。例如，體內裝置可被不受控制地卡在GI系統的某處長達未知的時間段；裝置可能在一個方向上捕獲圖像，同時可能在臨床上更關注的附近區域不被充分成像或根本不成像等。

存在用于磁性地操縱體內裝置的磁性操縱系統。可通過將磁鐵結合到裝置中來磁性地操縱裝置。這種操縱系統可被設計成將體內感測裝置從一個空間位置磁性地移動至另一個空間位置并且變換其空間取向(例如滾動角、俯仰角和/或偏轉角)。

常規磁性操縱系統具有缺點。例如，一些系統被允許過于穩健以便能夠提供較大的磁場產生電流同時允許操縱系統消耗過量的電功率。常規磁性操縱系統相對于被輸出至GI系統的各個區域的磁場和磁力的優化是不加區別的。

例如，假設磁性操縱系統可通過使用電流的各種組產生用于操縱裝置的操縱磁場模式(“MMP”)，其中每一個電流被提供至電磁鐵，將有益的是，能夠選擇電流組使得通過這些電流產生MMP將導致盡可能與期望的磁力接近的磁力并且如果需要導致盡可能小的總電功率。

發明內容

優化單元可控制操縱電磁鐵的電流以便產生可將體內裝置在GI系統中移動的操縱磁場模式(MMP)。控制器(例如，運動控制器)可計算期望的磁力和/或期望的磁場的值，該值可取決于例如GI系統中的裝置的位置/取向(當前或預期/目標)和可選地取決于GI系統中的裝置的速度/速率。控制器能將可表示例如第一磁場細節組的數據或包括或表示用于移動體內裝置的第一磁場、第一磁力和第一磁扭矩的數據輸出(并且傳輸例如至優化單元)。優化單元可接收表示第一磁場細節組的數據并且它可將需要的磁力或需要的磁場(例如通過控制器計算的磁力/磁場或由其推導或以其它方式與其相關聯的磁場)選擇為優化目標。優化單元可求解優化目標以獲得電磁鐵的電流的最佳配置或最佳組或為電磁鐵獲得電流的最佳配置或最佳組使得將這些電流提供至操縱電磁鐵導致與期望的磁力盡可能接近的磁力。優化單元可獲得電流的最佳組使得與優化目標相關聯或符合來自優化目標的預定的或預選的約束組。

優化單元可額外地或可選地將最小電功率(電磁鐵消耗的功率)選擇為最佳目標。優化單元可求解最小功率優化目標以為電磁鐵獲得電流的最佳配置或最佳組使得由這些電流將被提供至其的電磁鐵所消耗的所得總功率將會最小。優化單元可獲得電流的最佳組使得符合與最低電功率優化目標相關聯或由最低電功率優化目標推導的預定的約束組。需要的磁力和與任何優化目標一起使用的約束組可取決于GI系統/道中的操縱裝置的當前位置和/或取向和/或速度/速率，或根據GI系統/道中的操縱的裝置的當前位置和/或取向和/或速度/速率而設定。

附圖說明