DE102007013773A1 - Magnetically leading system, in particular medical system, in particular capsule endoscope system with prediction - Google Patents

Magnetically leading system, in particular medical system, in particular capsule endoscope system with prediction Download PDF

Info

Publication number
DE102007013773A1
DE102007013773A1 DE102007013773A DE102007013773A DE102007013773A1 DE 102007013773 A1 DE102007013773 A1 DE 102007013773A1 DE 102007013773 A DE102007013773 A DE 102007013773A DE 102007013773 A DE102007013773 A DE 102007013773A DE 102007013773 A1 DE102007013773 A1 DE 102007013773A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
model
magnetically
positioning
slide
capsule
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102007013773A
Other languages
German (de)
Inventor
Johannes Dr. Reinschke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Healthcare GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE102007013773A priority Critical patent/DE102007013773A1/en
Priority to PCT/EP2008/052748 priority patent/WO2008113697A1/en
Publication of DE102007013773A1 publication Critical patent/DE102007013773A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/041Capsule endoscopes for imaging
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00147Holding or positioning arrangements
    • A61B1/00158Holding or positioning arrangements using magnetic field
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/70Manipulators specially adapted for use in surgery
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/70Manipulators specially adapted for use in surgery
    • A61B34/73Manipulators for magnetic surgery
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/06Devices, other than using radiation, for detecting or locating foreign bodies ; determining position of probes within or on the body of the patient
    • A61B5/061Determining position of a probe within the body employing means separate from the probe, e.g. sensing internal probe position employing impedance electrodes on the surface of the body
    • A61B5/062Determining position of a probe within the body employing means separate from the probe, e.g. sensing internal probe position employing impedance electrodes on the surface of the body using magnetic field
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/06Devices, other than using radiation, for detecting or locating foreign bodies ; determining position of probes within or on the body of the patient
    • A61B5/065Determining position of the probe employing exclusively positioning means located on or in the probe, e.g. using position sensors arranged on the probe
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/70Means for positioning the patient in relation to the detecting, measuring or recording means
    • A61B5/702Posture restraints
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/70Means for positioning the patient in relation to the detecting, measuring or recording means
    • A61B5/704Tables
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/31Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor for the rectum, e.g. proctoscopes, sigmoidoscopes, colonoscopes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00017Electrical control of surgical instruments
    • A61B2017/00022Sensing or detecting at the treatment site
    • A61B2017/00026Conductivity or impedance, e.g. of tissue
    • A61B2017/00035Conductivity or impedance, e.g. of tissue pH
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/06Devices, other than using radiation, for detecting or locating foreign bodies ; determining position of probes within or on the body of the patient
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/07Endoradiosondes
    • A61B5/073Intestinal transmitters

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetisch führendes System, insbesondere ein medizinisches System, insbesondere ein Kapsel-Endoskopiesystem mit einer Einrichtung (3) zur Positionierung eines Objektträgers (5) und/oder einer Einrichtung (9) zur Ansteuerung von Spulen (11). Ein herkömmliches magnetisch führendes System, insbesondere ein Kapsel-Endoskopiesystem, soll insbesondere derart verbessert werden, dass der Objektträger nicht ruckartig bewegt wird, der Verbrauch an elektrischer Energie minimal ist und die erforderlichen magnetischen Kräfte und Drehmomente erzeugt werden können. Das vorgestellte magnetisch führende System verwendet ein Modell eines zu untersuchendes Objektbereichs zum vorausschauenden Berechnen eines optimalen Positionierungsverlaufs des Objektträgers (5) für die Einrichtung (13) zur Positionierung und/oder eines optimalen Zeitverlaufs der Spulenströme für die Einrichtung (9) zur Ansteuerung. Das Modell kann an jeweilige aktuelle Objektinformationen angepasst werden. Durch die Vorberechnungen kann die Ansteuerung mathematisch optimiert werden. Die Erfindung eignet sich beispielsweise für Kapselendoskopiesysteme (1).The present invention relates to a magnetically leading system, in particular a medical system, in particular a capsule endoscopy system with a device (3) for positioning a slide (5) and / or a device (9) for driving coils (11). A conventional magnetically leading system, in particular a capsule endoscopy system, is to be improved in particular such that the slide is not moved jerkily, the consumption of electrical energy is minimal and the required magnetic forces and torques can be generated. The presented magnetically guiding system uses a model of an object region to be examined for predictively calculating an optimum positioning profile of the slide (5) for the device (13) for positioning and / or an optimum time course of the coil currents for the device (9) for driving. The model can be adapted to current object information. The pre-calculations allow the control to be mathematically optimized. The invention is suitable, for example, for capsule endoscopy systems (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetisch führendes System, insbesondere ein medizinisches System, insbesondere ein magnetisch geführtes Kapselendoskopsystem gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The The present invention relates to a magnetically leading one System, in particular a medical system, in particular a magnetically guided capsule endoscope system according to the Preamble of the main claim.

Bei der magnetischen Kapselendoskopie befindet sich ein Körper oder Patient auf einem Untersuchungstisch oder -stuhl in einem Magnetspulensystem. In den Körper wird oral oder rektal eine Kapsel eingeführt, die einen Permanentmagneten enthält, der bevorzugt parallel oder diametral beziehungsweise senkrecht zur Kapsellängsachse magnetisiert ist. Um alle theoretisch möglichen magnetischen Freiheitsgrade abdecken zu können, muss das Magnetspulensystem mindestens 8 Spulen aufweisen.at The magnetic capsule endoscopy is a body or patient on an examination table or chair in a magnet coil system. A capsule is introduced orally or rectally into the body which contains a permanent magnet, which is preferably parallel or diametrically or perpendicular to the capsule longitudinal axis is magnetized. To all theoretically possible magnetic To cover degrees of freedom, the magnetic coil system must have at least 8 coils.

Die DE 103 40 925 B3 offenbart ein magnetisch führendes System, und zwar ein Magnetspulensystem zur berührungsfreien Bewegung einer magnetischen Einheit in einem Arbeitsraum, das 14 Spulen aufweist. Mit dem Magnetspulensystem aus 14 einzeln ansteuerbaren Einzelspulen ist eine magnetische Einheit berührungsfrei in einem Arbeitsraum zu bewegen. Hierzu sind mit dem Spulensystem drei Magnetfeldkomponenten sowie bis zu fünf linear unabhängige Magnetfeldgradienten zu erzeugen. Die Einzelspulen sind bevorzugt auf paarweise gegenüber liegenden stirnseitigen beziehungsweise seitlichen Flächen und auf einer rohrförmigen, den Arbeitsraum umschließenden Mantelfläche angeordnet. Das heißt, das beschriebene 14-Spulen-System ist, ähnlich wie bei einem Magnetresonanzmagneten, zylindrisch aufgebaut und weist einen lichten Innendurchmesser von ca. 600 mm auf. Die insgesamt 14 Spulen sind alle Luftspulen und setzen sich zusammen aus zwei mal vier viertelkreisförmigen Sattelspulen, von denen je vier einen Zylinder bilden. Beide Sattelspulenzylinder sind im gleichen Winkel um die Zylinder achse, das heißt die Mittelachse des Spulensystems, unmittelbar hintereinander gesetzt. Um die beiden Sattelspulenzylinder herum befinden sich vier größere ebene Spulen beziehungsweise viertelkreisförmige Sattelspulen, die zusammen einen Quader beziehungsweise einen Zylinder bilden. Die beiden inneren Sattelspulenzylinder sind gegenüber den äußeren Sattelspulenzylindern um 45° gedreht. An den beiden Stirnseiten des Spulensystems befindet sich je eine ebene Spule mit einem quadratischen oder kreisförmigen Spulenauge. Das Spulensystem, insbesondere die Länge und der Leiterquerschnitt der einzelnen Spulen, wird so ausgelegt, dass an jedem Punkt in einem vorgegebenen Arbeitsvolumen hinreichend starke Magnetfelder und magnetische Gradientenfelder erzeugt werden können, um die für die Kapselnavigation benötigten magnetischen Drehmomente und Kräfte auf die Kapsel ausüben zu können. Das um den Mittelpunkt des Spulensystems zentrierte Arbeitvolumen wird kreiszylindrisch angenommen, wobei die Zylinderachse die Mittenachse des Spulensystems ist. Das kreiszylindrische Arbeitsvolumen weist einen Durchmesser von circa 30 cm und eine axiale Länge von beispielsweise 12 cm bis 20 cm auf. Typischerweise steigt der Strom- und Leistungsbedarf, je weiter sich die Kapsel zum Rand des Arbeitsvolumens hin und darüber hinaus bewegt. Dies bedeutet, dass in der Nähe, aber außerhalb des Arbeitsvolumens immer noch eine magnetische Kapselnavigation möglich ist, aber eventuell nur mit verminderten Drehmomenten beziehungsweise Kräften oder nur für eine begrenzte Zeit. Es werden verminderte Drehmomente beziehungsweise Kräfte deshalb bereitgestellt, da die maximale Leistung der die Spulen treibenden Leistungsverstärker erreicht wird. Es ist lediglich eine begrenzte Zeit deshalb verfügbar, da die maximale Kühlung der Leistungsverstärker-Endstufen wie auch der Spulen die entstehende Verlustleistung nicht abführen kann, wodurch die Temperatur steigt, so dass bei Erreichen eines Temperatur-Schwellenwertes die Drosselung des Stroms durch geeignete Vorrichtungen erfolgen muss.The DE 103 40 925 B3 discloses a magnetically leading system, namely a magnet coil system for non-contact movement of a magnetic unit in a working space having 14 coils. With the magnetic coil system of 14 individually controllable individual coils, a magnetic unit is to move without contact in a working space. For this purpose, three magnetic field components and up to five linearly independent magnetic field gradients are to be generated by the coil system. The individual coils are preferably arranged on pairwise opposite frontal or lateral surfaces and on a tubular, the working space enclosing lateral surface. That is, the described 14-coil system is, similar to a magnetic resonance magnet, cylindrical and has a clear inner diameter of about 600 mm. The total of 14 coils are all air coils and are composed of two times four quarter-circle-shaped saddle coils, four of which form a cylinder. Both saddle coil cylinders are at the same angle about the cylinder axis, that is, the center axis of the coil system, set immediately behind one another. Around the two saddle coil cylinders are four larger flat coils or quarter-circle saddle coils, which together form a cuboid or a cylinder. The two inner saddle-coil cylinders are rotated 45 ° relative to the outer saddle-coil cylinders. At the two end faces of the coil system is ever a flat coil with a square or circular coil eye. The coil system, in particular the length and the conductor cross-section of the individual coils, is designed so that sufficiently strong magnetic fields and magnetic gradient fields can be generated at each point in a given working volume in order to apply the magnetic torques and forces required for capsule navigation to the capsule can. The centered around the center of the coil system work volume is assumed to be circular cylindrical, wherein the cylinder axis is the center axis of the coil system. The circular-cylindrical working volume has a diameter of approximately 30 cm and an axial length of, for example, 12 cm to 20 cm. Typically, the power and power requirements increase as the capsule moves toward the edge of the working volume and beyond. This means that magnetic capsule navigation is still possible in the vicinity, but outside the working volume, but possibly only with reduced torques or forces or only for a limited time. Reduced torques or forces are therefore provided because the maximum power of the power amplifiers driving the coils is achieved. It is available only for a limited time because the maximum cooling of the power amplifier output stages as well as the coils can not dissipate the resulting power loss, whereby the temperature rises, so that upon reaching a temperature threshold, the current must be restricted by suitable means ,

Die US 2004/0181127 A1 offenbart ein weiteres magnetisch führendes System, und zwar ein Kapselendoskopiesystem mit einem Kapselendoskop, dessen Bewegung durch ein von außen zugeführtes Magnetfeld gesteuert ist, mit zumindest einer Magnetfelderzeugungseinheit zur Erzeugung eines auf einem Punkt zur Steuerung der Bewegung des in einer Körperhöhle einer auf einem Objekttisch liegenden Person sich bewegenden Kapselendoskops fokussierten Magnetfelds, und mit einer Tischansteuerungseinheit zur Bewegung des Objekttisches relativ zu der Magnetfelderzeugungseinheit.The US 2004/0181127 A1 discloses another magnetically-leading system, namely a capsule endoscopy system with a capsule endoscope, the movement of which is controlled by an externally applied magnetic field, with at least one magnetic field generating unit for generating a one-point control of the movement of the person lying on a stage in a body cavity moving capsule endoscope focused magnetic field, and with a table driving unit for moving the stage relative to the magnetic field generating unit.

Gemäß diesem Stand der Technik ist ein magnetisches Arbeitsvolumen auf nahezu einen Punkt reduziert. Eine translatorische Kapselbewegung im Patienten kann lediglich über die Bewegung des Patiententisches und damit des Patienten erfolgen. Ein derart angesteuerter Objekttisch oder Patiententisch erzeugt während einer Prozedur nachteiliger Weise starke oder ruckartige Beschleunigungen.According to this The state of the art is almost at a magnetic working volume reduced one point. A translational capsule movement in the patient can only about the movement of the patient table and so that the patient done. Such controlled object table or patient table generated during a procedure disadvantageous Way strong or jerky accelerations.

Ein weiteres Dokument zum Stand der Technik ist die US 5 681 260 A1 . Diese Dokument offenbart eine Führungsvorrichtung zur Führung eines einführbaren Körpers in ein untersuchtes Objekt mit einem einführbaren Körper, der in ein zu untersuchendes Objekt eingeführt wird, mit einem in zumindest einem Teil des einführbaren Körpers bereitgestellten und magnetisch geführten Teil und mit einer außerhalb des untersuchten Objekts bereitgestellten Führungsvorrichtung zur magnetischen Führung des geführten Teils. Die Führungsvorrichtung schließt einen Führungsteil zur Führung des geführten Teils und eine Ansteuervorrichtung zur Bewegung des geführten Teils zumindest zweidimensional ein. Der geführte Teil und der führende Teil erzeugen eine magnetische Kraft, die zwischen diesen wirkt. Der führende Teil dient zur Führung des geführten Teils mit der magnetischen Kraft.Another prior art document is the US 5,681,260 A1 , This document discloses a guiding device for guiding an insertable body into an object under examination with an insertable body inserted into an object to be examined, with a part provided and magnetically guided in at least part of the insertable body, and with an outside of the object being examined Guiding device for the magnetic guidance of the guided part. The guide device includes a guide part for guiding the guided part and a drive device for moving the guide at least two-dimensional part. The guided part and the leading part generate a magnetic force acting between them. The leading part serves to guide the guided part with the magnetic force.

Es ist damit Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein herkömmliches magnetisch führendes System, insbesondere ein medizinisches magnetisch führendes System, insbesondere ein Kapsel endoskopsystem zu verbessern. Dabei wird ein magnetisch führendes System insbesondere derart weitergebildet, dass bei einer gesamten Prozedur der Objektträger derart positioniert wird, dass hohe oder ruckartige Beschleunigungen des Objektträgers vermieden werden. Des Weiteren sollen der Verbrauch an elektrischer Energie im zeitlichen Mittel über eine gesamte Prozedur hinweg minimiert und/oder die erforderlichen magnetischen Kräfte und Drehmomente an der magnetisch geführten Einheit, insbesondere am Kapselendoskop, von einer Magnetfelderzeugungseinrichtung tatsächlich erzeugt werden können.It is the object of the present invention, a conventional magnetically leading system, in particular a medical magnetically leading system, in particular a capsule endoscope system to improve. This will be a magnetically leading system in particular developed such that in a whole procedure the slide is positioned such that high or jerky accelerations of the slide can be avoided. Furthermore, the consumption of electrical energy in the temporal Means minimized and / or over an entire procedure the required magnetic forces and torques on the magnetically guided unit, in particular on the capsule endoscope, actually generated by a magnetic field generating device can be.

Die Aufgabe wird durch ein System gemäß dem Hauptanspruch gelöst.The Task is by a system according to the main claim solved.

Durch das Erstellen eines generischen Modells können eine vorausschauende Berechnung und eine entsprechende Ansteuerung eines magnetisch führenden Systems erfolgen. Diese Ansteuerung betrifft die Positionierung des Objektträgers, der beispielsweise ein Objekttisch oder ein Objektstuhl ist, und/oder betrifft die Spulenströme beziehungsweise Spulenspannungen beziehungsweise Spulenleistungen in der Magnetfelderzeugungseinrichtung.By Creating a generic model can be a predictive one Calculation and a corresponding control of a magnetically leading Systems take place. This control relates to the positioning of the slide, for example, a stage or is an object chair, and / or relates to the coil currents or coil voltages or coil powers in the magnetic field generating device.

Ein magnetisch führendes System führt, steuert und/oder bewegt eine magnetisch geführte Einheit oder eine magnetische Einheit mittels eines Objektträgers und einer Magnetfelderzeugungseinrichtung. Diese bewegen die magnetische Einheit in einem Arbeitsraum berührungslos. Ein magnetisch führendes System weist insbesondere eine Einrichtung zur Positionierung eines Objektträgers relativ zu einer Magnetfelderzeugungseinrichtung und eine Einrichtung zur Ansteuerung von Spulen der Magnetfelderzeugungseinrichtung auf. Die magnetisch geführte Einheit kann einen Permanentmagneten aufweisen und ist in einem Bereich innerhalb eines Objekts eingeführt. Ein magnetisch führendes System ist beispielsweise ein Kapselendoskopsystem mit einer magnetisch geführten Endoskopkapsel. Ein Objekt ist beispielsweise ein Körper, beispielsweise der Körper eines Menschen oder eines Tiers oder ein physikalischer oder technischer Körper. Ein Objektbereich ist bei einem magnetisch führenden System im Inneren des Objekts angeordnet, in das die magnetisch geführte Einheit beziehungsweise die magnetische Einheit eingeführt werden kann. Ein Objektbereich kann beispielsweise ein Magen-Darm-Trakt oder eine Speiseröhre sein.One magnetically leading system leads, controls and / or moves a magnetically guided unit or a magnetic Unit by means of a slide and a magnetic field generating device. These move the magnetic unit in a working space without contact. A magnetically leading system has in particular a Device for positioning a slide relative to a magnetic field generating device and a device for Control of coils of the magnetic field generating device. The magnetically guided unit can be a permanent magnet and is inserted in an area within an object. A magnetically leading system is for example a Capsule endoscope system with a magnetically guided endoscope capsule. An object is, for example, a body, for example the body of a human or an animal or a physical one or technical body. An object area is at a magnetically leading system located inside the object, in which the magnetically guided unit or the magnetic unit can be inserted. An object area For example, a gastrointestinal tract or a gullet be.

Das generische Modell ist an die spezifischen Gegebenheiten der konkreten Situation in dem Objektbereich oder Körperbereich, beispielsweise eines menschlichen Körpers, anpassbar. Ändert sich das generische Modell, können dessen Ausprägungen leicht angepasst werden. Es müssen dazu lediglich die geänderten Elemente berücksichtigt werden.The generic model is specific to the specific circumstances of the specific Situation in the object area or body area, for example of a human body, adaptable. change the generic model, its characteristics easily adapted. It only needs the changed Elements are taken into account.

Die Soll-Trajektorie charakterisiert, als Funktion der Zeit, den Weg, die Bahnkurve oder die Ortsraumkurve, entlang der sich der Schwerpunkt der magnetisch geführten Einheit bewegen soll. Es wird die Soll-Trajektorie als zum Modell gehörend definiert.The Target trajectory characterizes, as a function of time, the path, the trajectory or the spatial curve along which the center of gravity to move the magnetically guided unit. It will be the Target trajectory defined as belonging to the model.

Durch die vorausschauende Berechnung, insbesondere mittels Stetigkeitsnebenbedingungen, kann beispielsweise sichergestellt werden, dass keine ruckartigen Bewegungen oder Beschleunigungen des Objektträgers ausgeführt werden. Durch die vorausschauende Berechnung, insbesondere mittels Integral- und Differenzialrechnungen, kann zudem beispielsweise sichergestellt werden, dass der Verbrauch an elektrischer Energie im zeitlichen Mittel beziehungsweise über die gesamte Prozedur hinweg minimal ist. Durch die vorausschauende Berechnung, insbesondere mittels Differenzialrechnungen, kann beispielsweise sichergestellt werden, dass die erforderlichen magnetischen Kräfte und Drehmomente an der magnetisch geführten Einheit von der Magnetfelderzeugungseinrichtung tatsächlich erzeugt werden können.By the predictive calculation, in particular by means of continuity secondary conditions, can For example, ensure that no jerky movements or accelerations of the slide carried out become. Through the predictive calculation, in particular by means of Integral and differential calculations, for example, can ensure that the consumption of electrical energy in the time average or over the entire procedure is minimal. By the predictive calculation, in particular By means of differential calculations, for example, can be ensured be that the required magnetic forces and Torques on the magnetically guided unit of the magnetic field generating device actually can be generated.

Die berechneten zugeordneten örtlichen und zeitlichen Verläufe werden von der Einrichtung zur vorausschauenden Berechnung, insbesondere für einen bestimmten Zeitraum, insbesonde re bis zu einem Vorhersagehorizont oder einem Endzeitpunkt vorausschauend berechnet.The calculated assigned local and temporal courses are used by the predictive calculation facility, in particular for a certain period of time, in particular up to one Forecast horizon or an end time calculated in a forward-looking manner.

Mittels der vorausschauenden Berechnungen werden beliebig optimierbare oder beliebig zugeordnete Positionierungszeitverläufe des Objektträgers für die Einrichtung zur Positionierung und/oder beliebig optimierbare oder beliebig zugeordnete Zeitverläufe der Spulenströme und/oder Spulenspannungen und/oder Spulenleistungen für die Einrichtung zur Ansteuerung bereitgestellt. Die Optimierung von berechneten Zeitverläufen erfolgt anhand der geforderten Kriterien, wie dies beispielsweise Rüttelfreiheit, Energieverbrauch und/oder erforderliche magnetische Kräfte oder Drehmomente sind.through the predictive calculations are arbitrarily optimizable or arbitrarily assigned positioning time profiles of the slide for the device for positioning and / or any optimizable or arbitrarily assigned time courses of Coil currents and / or coil voltages and / or coil powers provided for the device for driving. The Optimization of calculated time courses is based on the required criteria, such as vibration-free Energy consumption and / or required magnetic forces or torques are.

Die Positionierung der im Objekt oder Körper befindlichen magnetisch geführten Einheit, beispielsweise eines Kapselendoskops, innerhalb des Spulensystems erfolgt über die Positionierung des Objektträgers, auf dem das Objekt, beispielsweise ein Mensch oder ein Tier, liegt. Es wird angenommen, dass ein Objekttisch während einer Prozedur automatisch mindestens in axialer Richtung verfahrbar ist. Zusätzlich kann dieser um eine Achse parallel zur Mittenachse des Spulensystems im Spulensystem schwenkbar sein, das heißt, mit dem Schwenken des Objektträgers wird der Körper zum Beispiel in Links- oder Rechts-Seitenlage gedreht. Darüber hinaus ist es möglich, dass der Objekttisch in geringem Maße um die horizontale Achse senkrecht zur Körperlängsachse beziehungsweise Spulensystemlängsachse kippbar ist, um beispielsweise den Kopf eines Patienten gegenüber den Beinen etwas abzusenken. Eine stärkere Kippung in dieser Richtung erfordert, dass ebenso das gesamte Magnetspulensystem mitgekippt wird. Grundsätzlich ist ein Objektträger in alle Richtungen verschiebbar und um alle Achsen drehbar.The positioning of the object or body magnetically guided unit, such as a capsule endoscope, within the coil system via the positioning of the slide, on which the object, for example a Human or an animal, lies. It is assumed that a stage during a procedure is automatically moved at least in the axial direction. In addition, this can be pivotable about an axis parallel to the central axis of the coil system in the coil system, that is, with the pivoting of the slide, the body is rotated, for example, in left or right lateral position. Moreover, it is possible that the object table can be tilted to a slight extent about the horizontal axis perpendicular to the body longitudinal axis or coil system longitudinal axis in order, for example, to slightly lower the head of a patient relative to the legs. A stronger tilt in this direction requires that the entire magnet coil system is also tilted. Basically, a slide is displaceable in all directions and rotatable about all axes.

Die Ansteuerung betrifft alternativ oder kumulativ die Spulenströme beziehungsweise Spulenspannungen beziehungsweise Spulenleistungen in der Magnetfelderzeugungseinrichtung.The Control relates alternatively or cumulatively the coil currents or coil voltages or coil powers in the magnetic field generating device.

Gemäß dieser Ausgestaltung ermittelt die Einrichtung zur anhand des Modells erfolgenden Berechnung kumulativ oder alternativ vorausschauend einen zugeordneten Ansteuerungszeitverlauf für eine Einrichtung zur Ansteuerung von Spulen der Magnetfelderzeugungseinrichtung. Das heißt die Spulenleistungsversorgung beziehungsweise die Spulenströme und/oder Spulenspannungen werden hinsichtlich deren zeitlicher Verläufe im Voraus berechnet. Es können auf diese Weise beliebig optimierte oder beliebig zugeordnete Ansteuerungszeitverläufe bereitgestellt werden.According to this The design determines the device based on the model Calculation cumulative or alternatively anticipatory an associated Driving time history for a device for driving of coils of the magnetic field generating device. This means the coil power supply or the coil currents and / or Coil voltages are in terms of their time course calculated in advance. It can be any way this way optimized or arbitrarily assigned control time profiles to be provided.

Dass Strom- und Leistungsbedarf der Spulen mit dem Abstand zur Spulensystemmitte steigen, gilt nicht generell. Ist beispielsweise die Kapsel beziehungsweise das Kapselendoskop entlang der Mittenachse eines Spulensystems gemäß der DE 103 40 925 B3 ausgerichtet, und soll die Kapsel um ihre Längsachse gedreht werden, so kann das dafür erforderliche rotierende Magnetfeld entweder vom äußeren Sattelspulenzylinder, das sind vier Spulen, oder von einem der beiden inneren Sattelspulenzylinder, das sind ebenfalls je vier Spulen, erzeugt werden. Da sich die inneren Sattelspulen näher an der Kapsel befinden, ist es bezüglich Strom- und Leistungsbedarf in diesem Fall günstiger, einen der beiden inneren Sattelspulenzylinder zu verwenden. Der bezüglich Strom- und Leistungsbedarf optimale Kapselort liegt für die magnetische Kapselrotation immer im Zentrum der bestromten Spulen, also in diesem Fall außerhalb des Arbeitsvolumens. Dieses Beispiel verdeutlicht, dass für den bezüglich Strom- und Leistungsbedarf optimalen Kapselort nicht immer gilt, mit der Kapsel so nahe wie möglich im Zentrum des Arbeitsvolumens beziehungsweise Magnetspulensystems zu sein.The fact that the current and power requirements of the coils increase with the distance to the center of the coil system does not generally apply. For example, the capsule or the capsule endoscope along the center axis of a coil system according to the DE 103 40 925 B3 aligned, and if the capsule is to be rotated about its longitudinal axis, the required rotating magnetic field can be generated either from the outer saddle cylinder, which are four coils, or from one of the two inner Sattelspulenzylinder, which are also four coils. Since the inner saddle coils are closer to the capsule, it is cheaper in terms of power and power consumption in this case, to use one of the two inner saddle coil cylinder. The optimal capsule location for the magnetic capsule rotation is always in the center of the energized coils, ie in this case outside the working volume. This example illustrates that for the optimal capsule location in terms of current and power requirements, it is not always the case that the capsule is as close as possible to the center of the working volume or magnet coil system.

Die berechneten Zeitverläufe gemäß Haupt- und Nebenanspruch sind insbesondere dahingehend optimiert oder zugeordnet beziehungsweise angepasst, dass die erforderlichen magnetischen Kräfte und Drehmomente an jeder Position der magnetisch geführten Einheit und zu jedem Zeitpunkt während der gesamten Prozedur erreicht werden; die Spitzenleistung der Leistungs verstärker zu keinem Zeitpunkt der Prozedur überschritten wird; ein insbesondere nach Patientenkomfort einstellbarer Schwellwert der Patiententischbeschleunigung zu keinem Zeitpunkt der Prozedur überschritten wird; thermische Effekte, wie beispielsweise eine Aufheizung der Leistungsverstärker, sowie der Spulen, und zeitlich träge Effekte, derart berücksichtigt sind, dass es zu keiner Überhitzung kommen kann; die gesamte während der Prozedur verbrauchte elektrische Energie möglichst gering ist. Zugeordnet bedeutet, dass ein berechneter Zeitverlauf noch nicht optimal ist. Es kann eine Anpassung der berechneten Zeitverläufe erfolgen bis ein Optimum erreicht wurde.The calculated time courses according to main and Ancillary claims are particularly optimized or assigned to this effect or adapted that the required magnetic Forces and torques at each position of the magnetically guided Unit and at any time throughout the procedure be achieved; the peak performance of power amplifiers is not exceeded at any time during the procedure; one in particular patient comfort adjustable threshold value of the patient table acceleration is not exceeded at any time during the procedure; thermal Effects, such as heating of the power amplifiers, as well as the coils, and temporal sluggish effects, so considered are that there can be no overheating; the whole During the procedure consumed electrical energy as low as possible is. Associated means that a calculated time course is still is not optimal. It can be an adaptation of the calculated time courses take place until an optimum has been achieved.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen.Further advantageous embodiments can be found in the subclaims.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist bei einem magnetisch führenden System die magnetisch geführte Einheit eine chirurgisch, therapeutisch und/oder diagnostisch wirkende Einheit. Das heißt, das magnetisch führende System steuert eine magnetisch geführte Einheit, die hinsichtlich deren Funktion vielfältig ist. Dabei kann die magnetisch geführte Einheit beispielsweise Parameter der Umgebung der Einheit erfassen und/oder beeinflussen.According to one Another advantageous embodiment is in a magnetically leading System the magnetically guided unit a surgically, therapeutically and / or diagnostically acting entity. This means, The magnetically leading system controls one magnetically guided unit, which in terms of their function varied is. In this case, the magnetically guided unit, for example Capture and / or influence parameters of the environment of the unit.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die magnetisch geführte Einheit ein Kapselendoskop, eine Katheterspitze, ein Skalpell und/oder thermisch derart wirkend, dass beispielsweise in der Medizin krankhaftes Gewebe beseitigt wird. Die Einheit kann beispielsweise mittels Induktion erwärmbar sein.According to one Another advantageous embodiment is the magnetically guided Unit a capsule endoscope, a catheter tip, a scalpel and / or thermally acting such that, for example, in medicine pathological Tissue is eliminated. The unit can, for example, by induction be heated.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird eine erste Einrichtung zur Anpassung des erstellten Modells an individuelle Objekt- oder Körperinformationen bereitgestellt, die mittels manueller und/oder automatischer Vermessung des Körpers, beispielsweise mittels eines Lasers, eines Computertomographen oder einer Magnetresonanzvorrichtung, ermittelt wurden. Das generische Modell wird vor Beginn der Prozedur auf den zu untersuchenden Körper oder Patienten angepasst, indem Körpermaße und Lage des Körpers auf dem Objektträger, beispielsweise die Schulterposition, die Beckenposition, die Hüftbreite, die Bauchhöhe von medizinischem Hilfspersonal händisch vermessen und eingegeben oder automatisch, beispielsweise mittels Lasers, vermessen und einem Steuerungsalgorithmus zur Verfügung gestellt werden. Ebenso kann auch ein Computertomograph- oder Magnetresonanz-Scan eines beispielsweise kapselendoskopisch zu untersuchenden Körperabschnitts bekannt sein, der zur Anpassung des generischen Modells an den Körper genutzt werden kann. Durch das generische Modell liegt vor Beginn einer Prozedur, beispielsweise einer Untersuchungsprozedur, eine Soll-Trajektorie der magnetisch geführten Einheit vor. Die zu dem Modell gehörende Soll-Trajektorie ist an das Objekt, den Körper beziehungsweise den Patienten anpassbar.According to a further advantageous embodiment, a first device for adapting the created model to individual object or body information is provided which has been determined by means of manual and / or automatic measurement of the body, for example by means of a laser, a computer tomograph or a magnetic resonance device. The generic model is adapted to the body or patient to be examined prior to the start of the procedure by manually measuring and inputting body measurements and position of the body on the slide, for example the shoulder position, the pelvic position, the hip width, the abdominal height of medical assistants or automatically, for example by means of Lasers, measured and made available to a control algorithm. Likewise, a computed tomography or magnetic resonance scan of a, for example, capsule endoscopically to be examined body portion may be known, which can be used to adapt the generic model to the body. Due to the generic model, before the beginning of a procedure, for example an examination procedure, there is a desired trajectory of the magnetically guided unit. The desired trajectory associated with the model is adaptable to the object, the body or the patient.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird eine zweite Einrichtung zur Anpassung des erstellten Modells an weitere individuelle Körperinformationen bereitgestellt, die mittels einer Erfassungseinrichtung während einer zugeordneten Positionierung und/oder zugeordneten Ansteuerung erfasst wurden. Dies sind beispielsweise Positionen, Geschwindigkeiten und/oder Orientierungen der magnetisch geführten Einheit, die beispielsweise eine Kapsel, beziehungsweise ein Kapselendoskop ist. Alternativ oder kumulativ werden von Sensoren der magnetisch geführten Einheit erfasste Informationen zu Anpassung des erstellten Modells verwendet. Diese Informationen sind beispielsweise pH-Werte, Drücke, Temperatur, Feuchte oder Videoinformationen. Das heißt, zusätzlich enthält die magnetisch geführte Einheit Sensoren wir einen pH-Sensor, einen Drucksensor, einen Temperatursensor, einen Feuchtesensor oder eine Videoeinrichtung. Beispielsweise mittels einer Kapselsensorik kann alternativ beziehungsweise kumulativ zu der absoluten Kapselpositionsmessung eine Bestimmung der relativen Position der Kapsel im Objekt beziehungsweise Körper, insbesondere im Magen-Darm-Trakt, erfolgen. Hierzu wird ausdrücklich Bezug auf Anspruch 13 genommen.According to one Another advantageous embodiment is a second device to adapt the created model to further individual body information provided by means of a detection device during an associated positioning and / or associated control were recorded. These are for example positions, speeds and / or orientations of the magnetically guided unit, for example, a capsule, or a capsule endoscope is. Alternatively or cumulatively, sensors are used magnetically information gathered by the unit to adapt the created model used. This information is for example pH values, pressures, temperature, humidity or video information. The means, in addition, contains the magnetic guided unit we sensors a pH sensor, a pressure sensor, a temperature sensor, a humidity sensor or a video device. For example, by means of a capsule sensor can alternatively or cumulatively to the absolute capsule position measurement, a determination the relative position of the capsule in the object or body, in particular in the gastrointestinal tract, done. This is explicit With reference to claim 13 taken.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird eine dritte Einrichtung zur Anpassung der Soll-Trajektorie des erstellten Modells bei einer automatischen Erfassung eines Ereignisses bereitgestellt, beispielsweise einer Blutung.According to one Another advantageous embodiment is a third device for adapting the desired trajectory of the created model in an automatic Detection of an event provided, for example one Circulation.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird eine Vorrichtung bereitgestellt, zur wiederholten Ansteuerung der Einrichtungen zur Anpassung, zur vorausschauenden Berechnung, zur zugeordneten Positionierung und/oder zur zugeordneten Ansteuerung der Spulen und zur Erfassung, über mehrere Zeiträume bis zum Endzeitpunkt der gesamten Prozedur. Über die Positionsmessung der magnetisch geführten Einheit und die zusätzlichen Sensorsignale aus der magnetisch geführten Einheit erhält man im Verlauf der Kapselbewegung neue Informationen über den tatsächlichen Verlauf des Objekt- oder Köperbereichs, wobei diese neuen Informationen für die quasikontinuierliche Anpassung des Modells mit der Soll-Trajektorie der magnetisch geführten Einheit oder magnetischen Einheit verwendet werden.According to one further advantageous embodiment, a device is provided, for the repeated activation of the devices for adaptation, anticipatory calculation, the associated positioning and / or for the associated control of the coils and for detection, over several Periods until the end time of the entire procedure. about the position measurement of the magnetically guided unit and the additional sensor signals from the magnetically guided Unit is obtained during the capsule movement new information about the actual course of the object or body region, being this new information for the quasi-continuous Adaptation of the model with the desired trajectory of the magnetically guided Unit or magnetic unit can be used.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung berechnet die vorausschauend berechnende Einrichtung über jeweils einen Vorhersagezeitraum, bis zu einem dazugehörigen Vorhersagehorizont, für vorgegebene diskrete Zeitschritte vorausschauend, und es werden jeweils die über den ersten diskreten Zeitschritt, vorausschauend berechneten zugeordneten Zeitverläufe von den Einrichtungen zur Positionierung und/oder Ansteuerung verwendet.According to one further advantageous embodiment calculates the forward-looking calculating device over a forecast period, up to an associated forecast horizon, for predicted discrete time steps ahead, and it will be each one over the first discrete time step, looking ahead calculated assigned time histories of the facilities used for positioning and / or control.

Die zugeordneten Verläufe sind vorteilhafte Zeitverläufe der Position des Objektträgers und vorteilhafte Zeitverläufe der Spulenströme beziehungsweise Spulenleistungen. Basierend auf dem angepassten Körperbereichs-Modell mit der angepassten Soll-Trajektorie werden über einen gewissen Zeitraum, das heißt bis zum so genannten Vorhersagehorizont, für vorgegebe ne diskrete Zeitschritte die vorteilhaften Zeitverläufe der Objektträgerpositionen und die vorteilhaften Zeitverläufe hinsichtlich der Spulenströme und Spulenleistungen berechnet. Dies erfolgt derart, dass die geforderten Kriterien bis zum Vorhersagehorizont erfüllt sind. Der Vorhersagehorizont beziehungsweise der Vorhersagezeitraum ist aus Rechenzeitgründen typischerweise kürzer als die vorhergesagte Gesamtdauer der Prozedur, kann aber ebenso bis zum Endzeitpunkt der Prozedur reichen. Von den auf diese Weise berechneten, zeitdiskreten Objektträgerpositionen und Spulenleistungen wird nur der erste Zeitschritt implementiert. Während dieses Zeitschritts bewegt sich die magnetisch geführte Einheit, und die Position und die Orientierung der Einheit werden während dieses Zeitschritts typischerweise mehrere Male gemessen. Für den nächsten Zeitschritt der Objektträger- und Spulenleistungssteuerung wiederholt sich nun das Verfahren des ersten Zeitschritts.The associated gradients are advantageous time courses the position of the slide and advantageous time courses the coil currents or coil powers. Based on the adjusted body region model with the adjusted target trajectory be over a period of time, that is to the so-called forecast horizon, for given ne discrete time steps the advantageous time courses of Slide positions and the advantageous time courses calculated with respect to the coil currents and coil powers. This is done in such a way that the required criteria up to the forecast horizon are fulfilled. The forecast horizon or the Prediction period is typically for computational reasons shorter than the predicted total duration of the procedure, but can also last until the end of the procedure. From the thus calculated, time-discrete slide positions and coil powers, only the first time step is implemented. During this time step, the magnetic moves guided unit, and the position and orientation of the Unit become typical during this time step measured several times. For the next time step the slide and coil power control is repeated Now the procedure of the first time step.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Vorrichtung zur wiederholten Ansteuerung über weitere erste diskrete Zeitschritte von konstant gelassenen, jeweils um einen Zeitschritt in die Zukunft verschobenen Vorhersagezeiträumen bereitgestellt, und zwar bis zu einem letzten Vorhersagehorizont, der dem zuletzt prognostizierten Endzeitpunkt einer gesamten Prozedur entspricht. Das heißt, falls der Vorhersagezeitraum im ersten Zeitschritt nicht die prognostizierte Gesamtdauer der Prozedur abdeckte, wird dieser konstant gelassen und lediglich um einen Zeitschritt in die Zukunft verschoben. Anderenfalls wird der Vorhersagehorizont so gewählt, dass er dem neuen prognostizierten Endzeitpunkt der Prozedur entspricht.According to one Another advantageous embodiment, the device is repeated Control over further first discrete time steps from constant left, each time shifted one step into the future Forecast periods, up to one last forecast horizon, the last predicted end time corresponds to an entire procedure. That is, if the Prediction period in the first time step not the predicted Covered duration of the procedure, this is left constant and just shifted one step into the future. Otherwise, the forecast horizon is chosen to be the new one predicted end time corresponds to the procedure.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Zeitschritte der vorausschauenden Berechnung der Objektträgerpositionen ganzzahlige Vielfache der Zeitschritte des vorausschauenden Berechnens der Spulenleistungen, Spulenströme oder Spulenspannungen. Das heißt, obwohl Objektträgerpositionen und die Spulenansteuerung gemeinsam optimiert und/oder zugeordnet werden können, ist es nicht notwendig, beide Größen auf derselben diskretisierten Zeitskala zu berechnen. Vorteilhaft können beispielsweise die Spulenströme mit einer feineren zeitlichen Diskretierung berechnet werden als die Objektträgerpositionen. Dabei sollten die Zeitschritte der Objektträger-Positionsberechnung sinnvoller Weise ganzzahlige Vielfache der Zeitschritte der Spulenleistungsberechnung sein.According to another advantageous embodiment staltung are the time steps of the predictive calculation of the slide positions integer multiples of the time steps of predictive computing the coil powers, coil currents or coil voltages. That is, although slide positions and coil drive can be jointly optimized and / or assigned, it is not necessary to calculate both magnitudes on the same discretized time scale. Advantageously, for example, the coil currents can be calculated with a finer temporal discretization than the slide positions. The time steps of the slide position calculation should meaningfully be integer multiples of the time steps of the coil power calculation.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der zu untersuchende Körperbereich ein Magen-Darm-Trakt, so dass das Modell eines entsprechenden Gastrointestinaltraktes oder eines Abschnittes eines Gastrointensinaltraktes verwendet wird. Das heißt, in einem Steuerungsalgorithmus ist ein generisches Modell eines typischen menschlichen Magen-Darm-Traktes oder zumindest eines Abschnittes, der beispielsweise in einer Untersuchungsprozedur untersucht werden soll, hinterlegt. Entsprechend ergeben sich folgende drei Beispiele für die Nutzung einer Kapselsensorik kumulativ zu der absoluten Kapselpositionsmessung, zur Bestimmung der relativen Position der Kapsel im Magen-Darm-Trakt:

  • 1.) pH-Wert-Erfassung: Erfassung des Übergangs vom Magen zum Duodenum, dies betrifft die Pylorus-Position.
  • 2.) Druck-Erfassung:
  • a) Mit einer Kapsel, in deren zylindrischen Außenwand ein Drucksensor eingelassen ist, kann durch Drehen der Kapsel beziehungsweise des Kapselendoskops um ihre Längsachse festgestellt werden, ob die Darmwand die Kapsel vollständig umschließt. Falls ja, ist das Lumen des Darmabschnitts geringer als der Kapselquerschnitt.
  • b) In einem mit Wasser gefüllten Magen kann der Drucksensor über die Höhe der über der Kapsel befindlichen Wassersäule Aufschluss geben.
  • c) Im Dünndarm können aus dem Zeitverlauf des Druckmesswertes Rückschlüsse auf die Peristaltik-Bewegung und damit auf die Lage innerhalb des Dünndarms gezogen werden.
  • 3.) Videoüberwachung: Die sichtbare Fältelung und Zottendichte gibt Aufschluss über die relative Lage im Dünndarm, da Fältelung und Zottendichte im Verlauf des Ileums abnehmen.
According to a further advantageous embodiment, the body region to be examined is a gastrointestinal tract, so that the model of a corresponding gastrointestinal tract or a section of a gastrointestinal tract is used. That is, in a control algorithm, a generic model of a typical human gastrointestinal tract, or at least a portion to be examined, for example, in an examination procedure, is deposited. Accordingly, the following three examples of the use of a capsule sensor cumulatively to the absolute capsule position measurement, to determine the relative position of the capsule in the gastrointestinal tract arise:
  • 1.) pH detection: detection of the transition from the stomach to the duodenum, this affects the pyloric position.
  • 2.) Pressure detection:
  • a) With a capsule, in the cylindrical outer wall of a pressure sensor is embedded, can be determined by turning the capsule or the capsule endoscope about its longitudinal axis, whether the intestinal wall completely encloses the capsule. If so, the lumen of the intestinal section is less than the capsule cross-section.
  • b) In a water-filled stomach, the pressure sensor can provide information about the height of the water column above the capsule.
  • c) In the small intestine, conclusions about the peristaltic movement and thus the position within the small intestine can be drawn from the time course of the pressure measurement.
  • 3.) Video Surveillance: The visible pleatiness and density of tusks provides information about the relative position in the small intestine, as pleatiness and density of tufts decrease in the course of the ileum.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Einrichtung zur Erstellung eines Modells, die erste, die zweite und die dritte Einrichtung zur jeweiligen Anpassung des Modells, die Einrichtung zur vorausschauenden Berechnung und die Vorrichtung zur wiederholten Ansteuerung in einer Gesamtsteuerungsvorrichtung zusammengefasst. Auf diese Weise sind die Einrichtungen einfach und funktional zusammengefasst.According to one Another advantageous embodiment, the device for creating a model, the first, the second and the third respective adaptation of the model, the institution for predictive Calculation and the device for repeated activation in an overall control device summarized. In this way, the facilities are simple and functionally summarized.

Die vorliegende Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Figur näher beschrieben. Es zeigen:The The present invention is based on an embodiment described in more detail in connection with the figure. Show it:

1 ein Ausführungsbeispiel eines magnetisch führenden Systems; 1 an embodiment of a magnetically leading system;

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Signalflussplan der Vorrichtungen und Einrichtungen eines magnetisch führenden Systems. 2 shows an embodiment of a signal flow plan of the devices and devices of a magnetically leading system.

Das magnetisch führende System gemäß 1 weist eine Einrichtung 3 zur Positionierung eines Objektträgers 5 relativ zu einer Magnetfelderzeugungseinrichtung 7 auf. Ein Objektträger 5 kann beispielsweise ein Objekttisch oder ein Objektstuhl sein. Objekte sind Körper, beispielsweise menschliche, tierische, technische oder allgemein physikalische. Zudem weist das Kapselendoskopsystem 1 eine Einrichtung 9 zur Ansteuerung von Spulen 11 der Magnetfelderzeugungseinrichtung 7 auf. Dabei erfolgt die Ansteuerung der Spulen 11 in der Magnetfelderzeugungseinrichtung 7 mittels Leistungsverstärker 10 zur Spulenansteuerung. Das gemäß 1 dargestellte Kapsel-Endoskopiesystem 1 ist lediglich ein Beispiel für ein allgemeines chirurgisch, therapeutisch und/oder diagnostisch wirkendes medizinisches System. Das hier dargestellte System kann ebenso ein beliebiges magnetisch führendes System sein, das eine beliebig funktionale magnetisch geführte Einheit oder magnetische Einheit in einem Körperinnenraum oder Körperbereich berührungslos bewegt. Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein magnetisch führende Systeme, die beispielsweise ebenso bei der Materialprüfung auf technischen Gebieten Verwendung finden können. Das gemäß 1 dargestellte Kapselendoskopsystem 1 weist zudem eine Einrichtung 15 zur Erstellung eines Modells eines zu untersuchenden Körperbereichs oder Körperinnenraums auf, beispielsweise einer Körperkavität eines auf dem Objektträger 5 liegenden Objekts oder Körpers (dieser ist nicht dargestellt) zusammen mit einer zum Modell zugehörigen Soll-Trajektorie einer magnetisch geführten Einheit in dem Körperinnenraum. Die magnetisch geführte Einheit gemäß 1 ist ein Kapselendoskop oder eine Endoskopiekapsel. Alternativ ist die magnetisch geführte Einheit ebenso eine Katheterspitze und/oder eine chirurgisch wirkende, schraubenförmige Vorrichtung, die beispielsweise induktiv zur Zerstörung von krankhaftem Gewebe in einem Körper erwärmbar ist. Die magnetisch geführte Einheit kann chirurgisch, therapeutisch und/oder diagnostisch wirkend sein. Eine Diagnose umfasst ebenso die Diagnose technischer Objekte oder Körper. Das Kapselendoskopiesystem 1 gemäß 1 weist zudem eine Einrichtung 17 zu anhand des Modells erfolgenden, über einen Zeitraum, bis zu einem Endzeitpunkt einer Prozedur vorausschauenden Berechnung eines zugeordneten Positionierungszeitverlaufs des Objektträgers 5 für die Einrichtung 3 zur Positionierung und eines optimalen Zeitverlaufs der Spulenströme, der Spulenspannungen und/oder Spulenleistungen für die Einrichtung 9 zur Ansteuerung auf. Bei der Verwendung eines Kapselendoskopiesystems 1 gemäß 1 ist die Prozedur eine Untersuchungsprozedur. Die vorliegende Erfindung schließt ebenso chirurgische und/oder diagnostische beziehungsweise beliebige Prozeduren ein. Weiterhin weist das Kapsel-Endoskopiesystem 1 eine erste Einrichtung 19 zur Anpassung des erstellten Modells an individuelle Körperinformationen auf. Derartige individuelle Körperinformationen können mittels manueller und/oder automatischer Vermessung des Kör pers ermittelt werden. Mittels manueller Vermessung kann beispielsweise eine Schulter- und Hüftposition mittels eines Lineals manuell erfasst werden. Eine automatische Vermessung kann beispielsweise mittels eines Lasers, eines Computertomographen und/oder einer Magnetresonanzvorrichtung durchgeführt werden. In der Regel erfolgt lediglich eine einmalige Anpassung des erstellten Modells an diese individuellen Körperinformationen durch diese erste Einrichtung 19 zur Anpassung. Die hierbei einmal ermittelten individuellen Körperinformationen passen das erstellte Modell in der Regel einmal an, können aber bei einer Veränderung dieser Körperinformationen weitere Modellanpassungen erfordern. Weiterhin weist das Kapselendoskopiesystem 1 eine zweite Einrichtung 21 zur Anpassung des erstellten Modells an weitere individuelle Körperinformationen auf, die mittels einer Erfassungseinrichtung 23a und 23b während einer optimierten oder zugeordneten Positionierung und/oder einer optimierten oder zugeordneten Ansteuerung erfasst wurden. Diese weiteren individuellen Körperinformationen sind beispielsweise die Positionen 23a, Geschwindigkeiten und/oder Orientierungen der magnetisch geführten Einheit oder magnetische Einheit. Ebenso werden die weiteren individuellen Körperinformationen mittels Sensoren der magnetisch geführten Einheit erfasst. Die dabei ermittelten Informationen können beispielsweise pH-Werte, Drücke, Temperaturen, Feuchte, Gaswerte oder Videoinformationen 23b sein. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese weiteren individuellen Körperinformationen eingeschränkt. Es können beliebige individuelle Körperinformationen zur Anpassung des erstellten Modells mittels der zweiten Einrichtung 21 erfasst und verarbeitet werden. 1 zeigt lediglich beispielhaft eine Positionserfassung 23a sowie eine Videoinformationserfassung 23b. Weitere individuelle Körperinformationen können ebenso erfasst und ausgewertet werden. Das Kapselendoskopiesystem 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel weist zudem eine Vorrichtung 25 zur wiederholten Ansteuerung der Einrichtungen zur Anpassung 19, 21, 27 zur vorausschauenden Berechnung 17, zur zugeordneten Positionierung 3, zur zugeordneten Ansteuerung 9 der Spulen 11 mittels der Leistungsverstärker 10 und zur Erfassung 23 über mehrere Zeiträume bis zu einem Endzeitpunkt der gesamten Prozedur auf. Damit werden die individuellen Körperinformationen, die insbesondere mittels der zweiten Einrichtung 21 zur Anpassung herangezogen werden, laufend aktualisiert und wiederholt zur Modellanpassung herangezogen. Das Kapselendoskopiesystem 1 gemäß 1 weist zudem eine dritte Einrichtung 27 zur Anpassung der Soll-Trajektorie des erstellten Modells bei der automatischen Detektion eines Ereignisses auf. Ein derartiges Ereignis kann beispielsweise eine Blutung sein. Das heißt, die dritte Einrichtung 27 passt das Modell weiterhin an, wenn während der Prozedur ein unerwartetes Ereignis eintritt. Das Kapselendoskopiesystem 1 weist eine Gesamtsteuerungsvorrichtung 29 auf, die die Einrichtung 15 zur Erstellung des Modells, die erste, die zweite und die dritte Einrichtung 19, 21 und 27 zur jeweiligen Anpassung, die Einrichtung 17 zur vorausschauenden Berechnung, und die Vorrichtung 25 zur wiederholten Ansteuerung umfasst. Dabei können insbesondere die Einrichtung 15 zur Erstellung des Modells und die drei Einrichtungen 19, 21 und 27 zur jeweiligen Anpassung sinnvoll zusammengefasst sein. Ebenso können die Einrichtungen 17 zur vorausschauenden Berechnung sowie die Vorrichtung 25 zur wiederholten Ansteuerung zur Einheit in der Gesamtsteuerungsvorrichtung 29 integriert sein. Die Gesamtsteuerungsvorrichtung 29 kann mittels einer grafischen Benutzeroberfläche 31 und/oder einer Eingabeeinheit 33 von einer Bedienperson bedient werden. Zudem kann beispielsweise das Modell in einem zentralen Datenspeicher 35 abgespeichert sein. In diesem zentralen Datenspeicher 35 können ebenso die Körperinformationen abgelegt sein. Andere Zusammenstellungen eines magnetisch führenden Systems sind ebenso im Schutzumfang der vorliegenden Anmeldung umfasst. Beispielsweise kann zudem eine Kühleinrichtung geschaffen sein.The magnetically leading system according to 1 has a facility 3 for positioning a slide 5 relative to a magnetic field generating device 7 on. A slide 5 may be, for example, a stage or an object chair. Objects are bodies, for example human, animal, technical or generally physical. In addition, the capsule endoscope system 1 An institution 9 for controlling coils 11 the magnetic field generating device 7 on. The control of the coils takes place 11 in the magnetic field generating device 7 by means of power amplifier 10 for coil control. The according to 1 illustrated capsule endoscopy system 1 is merely one example of a general surgical, therapeutic, and / or diagnostic medical system. The system shown here may also be any magnetically-leading system that moves any arbitrary functional magnetically-guided unit or magnetic unit in a body interior or body area without contact. The present invention generally relates to magnetically-leading systems which can also be used, for example, in material testing in technical fields. The according to 1 illustrated capsule endoscope system 1 also has a facility 15 for creating a model of a body region or body interior to be examined, for example a body cavity of a person on the slide 5 lying object or body (this is not shown) together with a model associated target trajectory of a magnetically guided unit in the body interior. The magnetically guided unit according to 1 is a capsule endoscope or an endoscopy capsule. Alternatively, the magnetically guided unit is also a catheter tip and / or a surgically acting, helical device that is, for example, inductively heated to destroy diseased tissue in a body. The magnetically-guided unit can be surgically, therapeutically and / or diagnostically effective. A diagnosis also includes the diagnosis of technical objects or bodies. The capsule endoscopy system 1 according to 1 also has a facility 17 to the Mo dells taking place, over a period of time, up to an end time point of a procedure looking ahead calculation of an associated positioning time history of the slide 5 for the institution 3 for positioning and an optimal time course of the coil currents, the coil voltages and / or coil outputs for the device 9 for activation. When using a capsule endoscopy system 1 according to 1 the procedure is an examination procedure. The present invention also includes surgical and / or diagnostic or any procedures. Furthermore, the capsule endoscopy system 1 a first facility 19 to adapt the created model to individual body information. Such individual body information can be determined by means of manual and / or automatic measurement of the Kör pers. By means of manual measurement, for example, a shoulder and hip position can be detected manually by means of a ruler. An automatic measurement can be carried out, for example, by means of a laser, a computer tomograph and / or a magnetic resonance apparatus. As a rule, only a single adaptation of the created model to this individual body information is performed by this first device 19 for adaptation. The individual body information once determined in this case usually adjusts the created model once, but may require further model adaptations if the body information changes. Furthermore, the capsule endoscopy system 1 a second device 21 for adapting the created model to further individual body information by means of a detection device 23a and 23b during an optimized or assigned positioning and / or an optimized or associated control have been detected. These further individual body information are, for example, the positions 23a Speeds and / or orientations of the magnetically guided unit or magnetic unit. Likewise, the further individual body information is detected by means of sensors of the magnetically guided unit. The information obtained can be, for example, pH values, pressures, temperatures, humidity, gas values or video information 23b be. The present invention is not limited to these other individual body information. Any individual body information can be used to adapt the created model by means of the second device 21 be captured and processed. 1 shows only an example of a position detection 23a as well as a video information capture 23b , Other individual body information can also be recorded and evaluated. The capsule endoscopy system 1 according to the embodiment also has a device 25 for repeated activation of the devices for adaptation 19 . 21 . 27 for predictive calculation 17 , for assigned positioning 3 , for assigned control 9 the coils 11 by means of the power amplifier 10 and for recording 23 over several periods to an end time of the entire procedure. Thus, the individual body information, in particular by means of the second device 21 be used for the adjustment, constantly updated and repeatedly used for model adaptation. The capsule endoscopy system 1 according to 1 also has a third facility 27 for adapting the desired trajectory of the created model during the automatic detection of an event. Such an event may be bleeding, for example. That is, the third device 27 the model continues to adjust if an unexpected event occurs during the procedure. The capsule endoscopy system 1 has an overall control device 29 on that the device 15 for the creation of the model, the first, the second and the third institution 19 . 21 and 27 to the respective adaptation, the device 17 for predictive calculation, and the device 25 includes for repeated activation. In particular, the device can 15 for creating the model and the three facilities 19 . 21 and 27 be sensibly summarized for the respective adjustment. Likewise, the facilities can 17 for predictive calculation as well as the device 25 for repeated drive to the unit in the overall control device 29 be integrated. The overall control device 29 can by means of a graphical user interface 31 and / or an input unit 33 be operated by an operator. In addition, for example, the model in a central data storage 35 be stored. In this central data store 35 The body information can also be stored. Other compilations of a magnetically-leading system are also included within the scope of the present application. For example, a cooling device can also be created.

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Signalflussplan, der Vorrichtungen und Einrichtungen eines magnetisch führenden Systems, insbesondere eines magnetisch führenden medizinischen Systems, und zwar eines Kapsel-Endoskopiesystems 1. 2 zeigt eine Einrichtung 15 zur Erstellung eines ersten groben Modells des Objektbereichs beziehungsweise des Körperbereichs, in den die magnetische Einheit eingeführt und in diesem bewegt wird. Dieses Modell wird mittels der ersten Einrichtung 19 meistens lediglich einmal, mittels der zweiten Einrichtung 21 und mittels der dritten Einrichtung 27 zur Anpassung des Modells dem tatsächlichen Objektbereich beziehungsweise dem realen Körperbereich und dessen Inneren angepasst. Weiterhin zeigt 2 eine Einrichtung 17 zur vorausschauenden Berechnung. Diese Einrichtung 17 verwertet die aktuellen Informationen der drei anpassenden Einrichtungen 19, 21 und 27, um einen optimierten oder zugeordneten Objektträger-Positionierungszeitverlauf für die Einrichtung 3 zur Positionierung des Objektträgers 5 und/oder einen optimierten oder zugeordneten Spulenstromzeitverlauf für die Einrichtung 9 zur Ansteuerung der Spulen 11 der Magnetfelderzeugungseinrichtung 7 vorausschauend zu berechnen. Weiterhin zeigt 2 eine Erfassungseinrichtung 23, die beispielsweise eine Kapsel-Positionserfassung 23a oder eine Videoerfassung 23b mittels einer jeweiligen Einrichtung ausführt. Die dadurch erhaltenen weiteren Körperinformationen werden den drei Einrichtungen 19, 21, 27 zur Anpassung des Modells zurückgeführt. Entsprechend wird das Modell angepasst und ein erneuter Zyklus wird ausgeführt, und zwar über mehrere Zyklen bis zu einem Endzeitpunkt der gesamten Prozedur, die bei einem Kapsel-Endoskopiesystem eine Untersuchungsprozedur ist. 2 zeigt eine Vorrichtung 25 zur wiederholten Ansteuerung der Einrichtungen zur Anpassung 19, 21 und 27, zur vorausschauenden Berechnung 17, zur zugeordneten Positionierung 3, zur zugeordneten Ansteuerung 9 der Spulen 11, und zur Erfassung 23, über mehrere Zeiträume bis zu einem Endzeitpunkt der gesamten Prozedur. Auf diese Weise zeigt 2 die wesentlichen Elemente einer Gesamtsteuerungsvorrichtung 29. In dieser sind die Einrichtung 15 zur Erstellung eines Modells, die erste, die zweite und die dritte Einrichtung 19, 21, 27 zur jeweiligen Anpassung, die Einrichtung 17 zur vorausschauenden Berechnung und die Vorrichtung 25 zur wiederholten Ansteuerung zusammengefasst. Gemäß 2 ist das Modell in der Einrichtung 15 zur Erstellung des Modells das Modell ei nes Gastrointestinaltraktes (Magen-Darmtrakt) oder eines Abschnittes eines Gastrointestinaltraktes (Magen-Darmtrakt). 2 shows an embodiment of a signal flow plan, the devices and facilities of a magnetically leading system, in particular a magnetically leading medical system, namely a capsule endoscopy system 1 , 2 shows a device 15 for creating a first coarse model of the object area or body area into which the magnetic unit is inserted and moved. This model is made by means of the first device 19 usually only once, by means of the second device 21 and by the third means 27 adapted to the actual object area or the real body area and its interior for adaptation of the model. Further shows 2 An institution 17 for predictive calculation. This device 17 utilizes the current information of the three adaptive Einrich obligations 19 . 21 and 27 to provide optimized or associated slide positioning timing for the device 3 for positioning the slide 5 and / or an optimized or associated Spulenstromzeitverlauf for the device 9 for controlling the coils 11 the magnetic field generating device 7 predictively calculate. Further shows 2 a detection device 23 for example, a capsule position detection 23a or a video capture 23b by means of a respective device. The further body information thus obtained becomes the three facilities 19 . 21 . 27 attributed to the adaptation of the model. Accordingly, the model is adjusted and a new cycle is performed over several cycles until an end time of the entire procedure, which is a screening procedure in a capsule endoscopy system. 2 shows a device 25 for repeated activation of the devices for adaptation 19 . 21 and 27 , for predictive calculation 17 , for assigned positioning 3 , for assigned control 9 the coils 11 , and to capture 23 , over several periods until an end time of the entire procedure. This way shows 2 the essential elements of an overall control device 29 , In this are the furnishings 15 to create a model, the first, second and third institutions 19 . 21 . 27 to the respective adaptation, the device 17 for predictive calculation and the device 25 summarized for repeated activation. According to 2 is the model in the facility 15 to model the model of a gastrointestinal tract (gastrointestinal tract) or a section of a gastrointestinal tract (gastrointestinal tract).

Gemäß 1 und 2 berechnet die vorausschauend berechnende Einrichtung 17 über jeweils einen Vorhersagezeitraum, bis zu einem dazugehörigen Vorhersagehorizont, für vorgegebene diskrete Zeitschritte vorausschauend. Es werden jeweils die über den ersten diskreten Zeitschritt, vorausschauend berechneten zugeordneten beziehungsweise optimierten Verläufe von den Einrichtungen 3 und 9 zur Positionierung und Ansteuerung verwendet. Die Vorrichtung 25 ist zur wiederholten Ansteuerung über weitere erste diskrete Zeitschritte von konstant belassenen, jeweils um einen Zeitschritt in die Zukunft verschobenen Vorhersagezeiträumen geschaffen, bis zu einem letzten Vorhersagehorizont, der dem zuletzt prognostizierten Endzeitpunkt der gesamten Prozedur entspricht. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Zeitschritte der vorausschauenden Berechnung der Objektträgerpositionen ganzzahlige Vielfache der Zeitschritte des vorausschauenden Berechnens der Spulenströme sind.According to 1 and 2 calculates the predictive computing device 17 via a respective prediction period, up to an associated prediction horizon, anticipating for given discrete time steps. In each case, the associated or optimized progressions calculated by the devices over the first discrete time step are calculated in a forward-looking manner 3 and 9 used for positioning and control. The device 25 is created for repeated control over further first discrete time steps of constant left, in each case shifted by a time step into the future forecast periods, up to a last forecast horizon, which corresponds to the last predicted end time of the entire procedure. It is particularly advantageous if the time steps of the predictive calculation of the slide positions are integer multiples of the time steps of the predictive calculation of the coil currents.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 10340925 B3 [0003, 0019] - DE 10340925 B3 [0003, 0019]
  • - US 2004/0181127 A1 [0004] US 2004/0181127 A1 [0004]
  • - US 5681260 A1 [0006] US 5681260 A1 [0006]

Claims (14)

Magnetisch führendes System, insbesondere medizinisches System, insbesondere Kapselendoskopsystem (1), mit – einer Einrichtung (3) zur Positionierung eines Objektträgers (5) relativ zu einer Magnetfelderzeugungseinrichtung (7); gekennzeichnet durch – eine Einrichtung (15) zur Erstellung eines Modells eines Objektbereichs eines auf dem Objektträger (5) angeordneten Objekts zusammen mit einer zum Modell dazugehörigen Soll-Trajektorie einer magnetisch geführten Einheit innerhalb des Objektbereichs; – eine Einrichtung (17) zur anhand des Modells erfolgenden, vorausschauenden Berechnung eines optimierten und/oder zugeordneten Positionierungszeitverlaufs für die Einrichtung (3) zur Positionierung des Objektträgers (5).Magnetically leading system, in particular a medical system, in particular a capsule endoscope system ( 1 ), with - a device ( 3 ) for positioning a slide ( 5 ) relative to a magnetic field generating device ( 7 ); characterized by - a device ( 15 ) for creating a model of an object area of an object on the slide ( 5 ) arranged together with a model associated target trajectory of a magnetically guided unit within the object area; - An institution ( 17 ) on the model-based, predictive calculation of an optimized and / or associated positioning time history for the device ( 3 ) for positioning the slide ( 5 ). System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Einrichtung (17) zur anhand des Modells erfolgenden kumulativen oder alternativen vorausschauenden Berechnung eines optimierten und/oder zugeordneten Ansteuerungszeitverlaufs für eine Einrichtung (9) zur Ansteuerung von Spulen (11) der Magnetfelderzeugungseinrichtung (7).System according to claim 1, characterized by the device ( 17 ) for cumulative or alternative predictive calculation, based on the model, of an optimized and / or associated drive time course for a device ( 9 ) for controlling coils ( 11 ) of the magnetic field generating device ( 7 ). System nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch das Objekt ein Körper, insbesondere ein menschlicher oder tierischer oder ein technischer Körper ist.System according to claim 1 or 2, characterized by the object is a body, especially a human or animal or a technical body. System nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetisch geführte Einheit eine chirurgisch, therapeutisch und/oder diagnostisch wirkende Einheit ist.System according to one or more of the preceding Claims 1 to 3, characterized in that the magnetic guided unit a surgically, therapeutically and / or is a diagnostic unit. System nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetisch geführte Einheit ein Kapselendoskop, eine Katheterspitze, ein Skalpell und/oder thermisch wirkend ist.System according to one or more of the preceding Claims 1 to 4, characterized in that the magnetic guided unit a capsule endoscope, a catheter tip, a scalpel and / or thermally acting. System nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine erste Einrichtung (19) zur Anpassung des erstellten Modells an individuelle Objektinformationen, die mittels manueller und/oder automatischer Vermessung des Objekts, beispielsweise mittels eines Lasers, eines Computertomographen oder einer Magnetresonanzvorrichtung, ermittelt wurden.System according to one or more of the preceding claims 1 to 5, characterized by a first device ( 19 ) for adapting the created model to individual object information which has been determined by means of manual and / or automatic measurement of the object, for example by means of a laser, a computer tomograph or a magnetic resonance apparatus. System nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine zweite Einrichtung (21) zur Anpassung des erstellten Modells an weitere individuelle Objektinformationen, die mittels einer Erfassungseinrichtung (23; 23a, 23b) während einer zugeordneten Positionierung und/oder zugeordneten Ansteuerung erfasst wurden, wie es beispielsweise Positionen (23a), Geschwindigkeiten und/oder Orientierungen der magnetisch geführten Einheit und/oder von Sensoren der magnetisch geführten Einheit erfasste Informationen, beispielsweise pH-Wert, Druck oder Videoinformationen (23b), sind.System according to one or more of the preceding claims 1 to 6, characterized by a second device ( 21 ) for adapting the created model to further individual object information, which by means of a detection device ( 23 ; 23a . 23b ) were detected during an associated positioning and / or associated control, such as positions ( 23a ), Speeds and / or orientations of the magnetically guided unit and / or information detected by sensors of the magnetically guided unit, for example pH, pressure or video information ( 23b ), are. System nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine dritte Einrichtung (27) zur Anpassung der Soll-Trajektorie des erstellten Modells bei der automatischen Erfassung eines Ereignisses, beispielsweise einer Blutung.System according to one or more of the preceding claims 1 to 7, characterized by a third device ( 27 ) for adapting the desired trajectory of the created model in the automatic detection of an event, such as a hemorrhage. System nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (25) zur wiederholten Ansteuerung der Einrichtungen zur Anpassung (19, 21, 27), zur vorausschauenden Berechnung (17), zur zugeordneten Positionierung (3) und/oder zur zugeordneten Ansteuerung (9) der Spulen (11) und zur Erfassung (23), über mehrere Zeiträume bis zu einem Endzeitpunkt.System according to claim 7 or 8, characterized by a device ( 25 ) for the re-activation of the adjustment facilities ( 19 . 21 . 27 ), for predictive calculation ( 17 ), for the assigned positioning ( 3 ) and / or the associated control ( 9 ) of the coils ( 11 ) and to record ( 23 ), over several periods to an end time. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die vorausschauend berechnende Einrichtung (17) über jeweils einen Vorhersagezeitraum, bis zu einem dazugehörigen Vorhersagehorizont, für vorgegebene diskrete Zeitschritte vorausschauend berechnet, und jeweils die über den ersten diskreten Zeitschritt, vorausschauend berechneten zugeordneten Zeitverläufe von den Einrichtungen (3, 9) zur Positionierung und/oder Ansteuerung verwendet werden, wobei ein Zeitraum jeweils einem ersten diskreten Zeitschritt entspricht.System according to claim 9, characterized in that the predictive calculating means ( 17 ) over a respective prediction period, up to an associated prediction horizon, are calculated in a forward-looking manner for predefined discrete time steps, and in each case the allocated time profiles, calculated over the first discrete time step, from the devices ( 3 . 9 ) are used for positioning and / or driving, wherein a period corresponds to a first discrete time step. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (25) zur wiederholten Ansteuerung über weitere erste diskrete Zeitschritte von konstant gelassenen, jeweils um einen Zeitschritt in die Zukunft verschobenen Vorhersagezeiträumen bereitgestellt ist.System according to claim 10, characterized in that the device ( 25 ) is provided for repeated activation over further first discrete time steps of constantly left, in each case by a time step shifted into the future forecast periods. System nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitschritte der vorausschauenden Berechnung der Objektträgerpositionen ganzzahlige Vielfache der Zeitschritte des vorausschauenden Berechnens hinsichtlich der Spulenansteuerung sind.System according to claim 10 or 11, characterized the time steps of the predictive calculation of the slide positions are integer Multiples of the time steps of predictive computing with respect to the coil drive are. System nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch das Modell eines Magen-Darm-Traktes oder eines Abschnittes eines Magen-Darm-Traktes.System according to one or more of the preceding Claims 1 to 12, characterized by the model of a Gastrointestinal tract or a section of a gastrointestinal tract. System nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (15) zur Erstellung eines Modells, die erste, die zweite und die dritte Einrichtung (19, 21, 27) zur jeweiligen Anpassung, die Einrichtung (17) zur vorausschauenden Berechnung und die Vorrichtung (25) zur wiederholten Ansteuerung in einer Gesamtsteuerungsvorrichtung (29) zusammengefasst sind.System according to one or more of the preceding claims 1 to 13, characterized in that the device ( 15 ) for the creation of a model, the first, second and third institutions ( 19 . 21 . 27 ) on the respective adaptation, the institution ( 17 ) for predictive calculation and the device ( 25 ) for repeated activation in an overall control device ( 29 ) are summarized.
DE102007013773A 2007-03-22 2007-03-22 Magnetically leading system, in particular medical system, in particular capsule endoscope system with prediction Withdrawn DE102007013773A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007013773A DE102007013773A1 (en) 2007-03-22 2007-03-22 Magnetically leading system, in particular medical system, in particular capsule endoscope system with prediction
PCT/EP2008/052748 WO2008113697A1 (en) 2007-03-22 2008-03-07 Magnetically guiding system, particularly medical system, particularly capsule endoscope system with prediction

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007013773A DE102007013773A1 (en) 2007-03-22 2007-03-22 Magnetically leading system, in particular medical system, in particular capsule endoscope system with prediction

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102007013773A1 true DE102007013773A1 (en) 2008-09-25

Family

ID=39449450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102007013773A Withdrawn DE102007013773A1 (en) 2007-03-22 2007-03-22 Magnetically leading system, in particular medical system, in particular capsule endoscope system with prediction

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102007013773A1 (en)
WO (1) WO2008113697A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009007510A1 (en) * 2009-02-05 2010-08-19 Siemens Aktiengesellschaft Medical device for performing capsule endoscopy
DE102010040580A1 (en) * 2010-09-10 2012-03-15 Siemens Aktiengesellschaft Method for navigating magnetically guided endoscopy capsule in digestive tract of patient for gastrointestinal endoscopic examination, involves measuring muscular activity of digestive tract during navigation of capsule in digestive tract
WO2013000845A1 (en) * 2011-06-30 2013-01-03 Siemens Aktiengesellschaft Endoscopy using a magnet-guided endoscope capsule

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111035416A (en) * 2019-12-17 2020-04-21 华中科技大学鄂州工业技术研究院 Digestive tract sampling device and sampling system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5681260A (en) 1989-09-22 1997-10-28 Olympus Optical Co., Ltd. Guiding apparatus for guiding an insertable body within an inspected object
US20040181127A1 (en) 2003-01-04 2004-09-16 Olympus Corporation Capsule endoscope system
DE10340925B3 (en) 2003-09-05 2005-06-30 Siemens Ag Magnetic coil system for non-contact movement of a magnetic body in a working space
DE102005032370A1 (en) * 2005-07-08 2007-01-11 Siemens Ag Method for determining the position and orientation of an endoscope capsule for an investigation of the gastrointestinal tract comprises determining the position and orientation of the capsule based on the images produced by an X-ray device
DE102005032289A1 (en) * 2005-07-11 2007-01-18 Siemens Ag Endoscopy apparatus, especially for examination of the patient's intestines, has an external magnet coil system to control a robot and a patient manipulation mechanism

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4313843A1 (en) * 1993-04-27 1994-11-24 Stm Medtech Starnberg Device for endoscopic exploration of the body
US6311082B1 (en) * 1997-11-12 2001-10-30 Stereotaxis, Inc. Digital magnetic system for magnetic surgery
EP1585429A4 (en) * 2002-07-22 2011-05-11 Stereotaxis Inc User interface for remote control of medical devices
DE102006014626A1 (en) * 2006-03-29 2007-10-11 Siemens Ag Method for positioning an endoscopy capsule which can be navigated magnetically by means of a magnetic coil system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5681260A (en) 1989-09-22 1997-10-28 Olympus Optical Co., Ltd. Guiding apparatus for guiding an insertable body within an inspected object
US20040181127A1 (en) 2003-01-04 2004-09-16 Olympus Corporation Capsule endoscope system
DE10340925B3 (en) 2003-09-05 2005-06-30 Siemens Ag Magnetic coil system for non-contact movement of a magnetic body in a working space
DE102005032370A1 (en) * 2005-07-08 2007-01-11 Siemens Ag Method for determining the position and orientation of an endoscope capsule for an investigation of the gastrointestinal tract comprises determining the position and orientation of the capsule based on the images produced by an X-ray device
DE102005032289A1 (en) * 2005-07-11 2007-01-18 Siemens Ag Endoscopy apparatus, especially for examination of the patient's intestines, has an external magnet coil system to control a robot and a patient manipulation mechanism

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009007510A1 (en) * 2009-02-05 2010-08-19 Siemens Aktiengesellschaft Medical device for performing capsule endoscopy
DE102010040580A1 (en) * 2010-09-10 2012-03-15 Siemens Aktiengesellschaft Method for navigating magnetically guided endoscopy capsule in digestive tract of patient for gastrointestinal endoscopic examination, involves measuring muscular activity of digestive tract during navigation of capsule in digestive tract
DE102010040580B4 (en) * 2010-09-10 2017-04-13 Siemens Healthcare Gmbh Method for navigating a magnet-guided endoscopy capsule in the digestive tract of a patient and endoscopy device operating according to this method
WO2013000845A1 (en) * 2011-06-30 2013-01-03 Siemens Aktiengesellschaft Endoscopy using a magnet-guided endoscope capsule

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008113697A1 (en) 2008-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3558599B1 (en) Method for calibrating a manipulator of a diagnostic and/or therapeutic manipulator system
DE19964016B4 (en) Method and device for positioning a body with a position sensor for irradiation
DE10353110B4 (en) Actuator platform for guiding medical instruments in minimally invasive interventions
EP3486915B1 (en) Medical device and method for controlling the operation of a medical device, operating device, operating system
KR101647020B1 (en) Electromagnetic based actuation device with adjustable movement of coil-module
DE102010020781B4 (en) Determination and verification of the coordinate transformation between an X-ray system and a surgical navigation system
DE102007051861B4 (en) Method for guiding a capsule endoscope and endoscope system
DE102013208610B4 (en) Patient Transport System
DE102013213727A1 (en) Interventional imaging system
DE102007013807A1 (en) Image acquisition, image processing and image visualization system for assisting the navigation of interventional tools when performing CT- and MRI-guided interventions
DE10240727A1 (en) Imaging system and method for optimizing an x-ray image
DE102005032370A1 (en) Method for determining the position and orientation of an endoscope capsule for an investigation of the gastrointestinal tract comprises determining the position and orientation of the capsule based on the images produced by an X-ray device
DE102014219077A1 (en) Mobile medical device
DE102011078405B4 (en) Method for endoscopy with magnetically guided endoscope capsule and device therefor
DE102007013773A1 (en) Magnetically leading system, in particular medical system, in particular capsule endoscope system with prediction
DE102014210458A1 (en) Determining a position of a target region of a patient to be irradiated in an irradiation device
DE102008010937B4 (en) Cooling device for conditioning an examination room of a medical examination device and medical examination device with a cooling device
DE102009033284A1 (en) Device and method for controlling an irradiation system
DE102007012360B4 (en) navigation device
WO2008074831A2 (en) Device for performing minimally invasive diagnoses and additional therapeutic procedures, where necessary, on the inside of the body of a patient
DE102010040987A1 (en) Method for placing a laparoscopic robot in a predeterminable relative position to a trocar
DE102007036242A1 (en) Magnetic coil system for applying force to an endoscopy capsule
DE10352197A1 (en) Surgical operation assisting system, comprising robot guided endoscopic device for creation of visual information and environment made of neutral materials
EP4081124A1 (en) Computer-assisted tomography system
DE102009051897A1 (en) Method for intraoperative recording of two dimensional x-ray image of e.g. organ of patient during positioning of intervertebral disk prosthesis, involves moving x-ray source to calculated target position, and recording image of organ

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R007 Decision rectified on appeal
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: A61B0019000000

Ipc: A61B0034200000

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SIEMENS HEALTHCARE GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, 80333 MUENCHEN, DE

R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee