DE102007036242B4 - Magnetic coil system for applying force to an endoscopy capsule together with the associated method - Google Patents
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Abstract
Magnetspulensystem (2) mit einem dreidimensionalen Arbeitsraum (12), in den ein Patient (14) zumindest teilweise einbringbar ist, mit mehreren, einzeln ansteuerbaren Einzelspulen (8) zur Erzeugung mindestens eines Grundmagnetfeldes (20) zur vorgebbaren berührungsfreien Kraftausübung auf eine magnetisch navigierbare, ein magnetisches Moment (18) aufweisende Endoskopiekapsel (16) im Arbeitsraum (12), gekennzeichnet durch – ein Stabilisierungs-System (22, 24, 36) zur Stabilisierung und Homogenisierung des Grundmagnetfeldes (20) für eine MR-Bildgebung vom Patienten (14) im Arbeitsraum (12), – ein HF-Spulensystem (29) zur Erzeugung eines Anregungsfeldes (33) und zum Empfang eines Resonanzfeldes (35) für die MR-Bildgebung, – eine Anlagensteuerung (34) für die MR-Bildgebung, wobei die Endoskopiekapsel (16) einen in den Außenraum (43) reichenden Fortsatz (40) aufweist und das magnetische Moment (18) über den Fortsatz (40) zwischen Endoskopiekapsel (16) und Außenraum (43) mittels eines über den Fortsatz (40) transportierbaren, das magnetische Moment (18) erzeugenden Ferrofluids (44) bewegbar ist.Magnetic coil system (2) with a three-dimensional working space (12) into which a patient (14) is at least partially insertable, with a plurality of individually controllable individual coils (8) for generating at least one basic magnetic field (20) for predeterminable contactless application of force to a magnetically navigable, a magnetic moment (18) having endoscopy capsule (16) in the working space (12), characterized by - a stabilization system (22, 24, 36) for stabilizing and homogenizing the basic magnetic field (20) for MR imaging of the patient (14) in the working space (12), - an RF coil system (29) for generating an excitation field (33) and for receiving a resonance field (35) for MR imaging, - a system controller (34) for MR imaging, wherein the endoscopy capsule (16) has an outer area (43) reaching extension (40) and the magnetic moment (18) via the extension (40) between Endoskopiekapsel (16) and outer space (43) by means of a via the extension (40) transportable, the magnetic torque (18) generating ferrofluid (44) is movable.
Description
Die Erfindung betrifft ein Magnetspulensystem zur Kraftausübung auf eine Endoskopiekapsel nebst zugehörigem VerfahrenThe invention relates to a magnetic coil system for applying force to an endoscopy capsule together with the associated method
Ein derartiges Magnetspulensystem ist z. B. aus der
Aus
Für die Anwendung der Kapselendoskopie ist eine zusätzliche radiologische Bildgebung vom Patienten in vielen Fällen hilfreich, um mit Hilfe einer Durchleuchtung auch Bildinformation aus dem mit der MGCE nicht sichtbaren Inneren des Patienten zu gewinnen. Dies erhöht sowohl die diagnostische als auch die therapeutische Sicherheit. Z. B. kann eine Röntgen-Bildgebung am Patienten durchgeführt werden.For the use of capsule endoscopy additional radiological imaging of the patient is helpful in many cases, using fluoroscopy to obtain image information from the inside of the patient with the MGCE invisible. This increases both diagnostic and therapeutic safety. For example, X-ray imaging can be performed on the patient.
Eine der größten Begrenzungen der Radiologie dagegen ist wiederum die fehlende unmittelbare Therapiemöglichkeit, da mittels Radiologie abbildbare Pathologien nur in seltenen Fällen, z. B. direkt unter der Haut oder durch eine Körperöffnung erreichbar sind. Ein direkter Zugriff durch Werkzeuge, wie z. B. Nadeln, von außerhalb des Patienten, also minimalinvasiv, ist nur in seltenen Fällen möglich.On the other hand, one of the biggest limitations of radiology is again the lack of immediate therapy option, since pathology that can be mapped by radiology is rarely seen, eg, in the case of radiology. B. can be reached directly under the skin or through a body opening. Direct access through tools such. As needles, from outside the patient, so minimal invasive, is possible only in rare cases.
Es ist bekannt, eine MGCE mit einer Röntgenbildgebung zu kombinieren. Hierdurch werden die Vorteile der vollständigen Bildgebung vom Patienten und einer deutlich gesteigerten Erreichbarkeit von Pathologien durch die Endokapsel vereint.It is known to combine an MGCE with X-ray imaging. This combines the benefits of full patient imaging and significantly increased endocapsular pathology.
Bekannt ist, ein Röntgensystem extern an das Magnetspulensystem anzubinden, z. B. in Form eines an das Spulensystem angefahrenen C-Bogens.It is known to connect an X-ray system externally to the magnetic coil system, for. B. in the form of approached to the coil system C-arm.
Bekannt ist auch, beide Systeme zu verschachteln, z. B. in das Magnetspulensystem ein hiervon unabhängiges Röntgensystem, z. B. ein CT-Gerät, zu integrieren. Röntgenquelle und -empfänger sind dann z. B. zwischen bzw. im Bereich der Magnetwicklungen des Spulensystems angeordnet.It is also known to nest both systems, z. B. in the magnetic coil system independent of this X-ray system, z. As a CT device to integrate. X-ray source and receiver are then z. B. between or in the region of the magnet windings of the coil system.
Derartige Röntgengeräte stellen in Bezug auf die Kapselendoskopie immer externe, nicht vollintegrierbare Geräte dar, da diese im Gegensatz zur auf Magnetfeldbasis arbeitenden Kapselendoskopie auf Röntgenbasis arbeiten.In terms of capsule endoscopy, such x-ray devices always represent external devices which can not be fully integrated, since they operate on the x-ray basis in contrast to the magnetic field-based capsule endoscopy.
Ferner ist aus
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Magnetspulensystem und ein verbessertes Verfahren zur magnetischen Kapselnavigation anzugeben.The object of the present invention is to specify an improved magnet coil system and an improved method for magnetic capsule navigation.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine sich zur Bildgebung vom Patienteninneren auch eine MR-Bildgebung eignet und dass diese, wie die MGCE auf Magnetfeldbasis arbeitet. Idee der Erfindung ist es daher, dass es vorteilhaft wäre, das System zur MGCE so zu erweitern, dass es sowohl zur Kapselnavigation als auch zur MR-Bildgebung verwendet werden kann, d. h. in einem einzigen System einen MR-Scanner und eine MGCE zu vereinen.The invention is based on the recognition that an MR imaging is also suitable for imaging the patient's interior and that this, like the MGCE, works on a magnetic field basis. The idea of the invention is therefore that it would be advantageous to extend the system to MGCE so that it can be used for both capsule navigation and MR imaging, i. H. to combine an MR scanner and MGCE in a single system.
Die Erfindung wird hinsichtlich des Magnetspulensystems gelöst durch ein solches mit einem dreidimensionalen Arbeitsraum, in den ein Patient zumindest teilweise einbringbar ist, mit mehreren, einzeln ansteuerbaren Einzelspulen zur Erzeugung mindestens eines Grundmagnetfeldes zur vorgebbaren berührungsfreien Kraftausübung auf eine magnetisch navigierbare, ein magnetisches Moment aufweisende Endoskopiekapsel im Arbeitsraum, wie z. B. aus der
Das magnetische Moment ist leicht, zumindest während der MR, entfernbar. Das Magnetspulensystem enthält eine Arbeitskapsel mit einem, z. B. zur MR-Bildgebung, deaktivierbaren magnetischen Moment.The magnetic moment is easily removable, at least during MR. The magnetic coil system includes a working capsule with a, z. B. for MR imaging, deactivatable magnetic moment.
Das Magnetspulensystem enthält eine Endokapsel, wie sie z. B. aus der
Der Fortsatz ist eine hohle Schnur, die die Endokapsel bei Bewegung hinter sich herzieht. Entlang oder in dieser Schnur kann das magnetische Moment der Kapsel schnell und sicher zwischen der Kapsel und einer Körperöffnung des Patienten, durch die die Schnur herausragt transportiert werden.The appendix is a hollow cord that pulls the endocapsule behind when moving. Along or in this string, the magnetic moment of the capsule can be quickly and safely transported between the capsule and a patient's orifice through which the cord protrudes.
Die Endokapsel kann hierzu einen aus der
Gemäß der Erfindung ist das Material des magnetischen Momentes in der Endokapsel flüssig und aus einem Ferrofluid hergestellt. Ein derartiges Moment kann bei der o. g. Endoratte über deren schlauchförmigen Fortsatz in die Kapsel gefüllt oder abgesaugt werden.According to the invention, the material of the magnetic moment in the endocapsule is liquid and made of a ferrofluid. Such a moment can at the o. G. Endoratte be filled or sucked through the tube-shaped extension into the capsule.
Erfindungsgemäß enthält das Magnetspulensystem ein Stabilisierungs-System zur Stabilisierung und Homogenisierung des Grundmagnetfeldes für eine MR-Bildgebung vom Patienten im Arbeitsraum, ein HF-Spulensystem zur Erzeugung eines Anregungsfeldes und zum Empfang eines Resonanzfeldes für die MR-Bildgebung, und eine Anlagensteuerung für die MR-Bildgebung.According to the invention, the magnet coil system contains a stabilization system for stabilizing and homogenizing the basic magnetic field for MR imaging of the patient in the working space, an RF coil system for generating an excitation field and for receiving a resonance field for MR imaging, and a system control for the MR imaging.
Das bekannte Magnetsystem für die Kapsel-Endoskopie besteht aus einer Reihe von Spulen, die die für die Kraftausübung auf die Endokapsel erforderlichen Magnetfelder und Magnetfeldgradienten erzeugen. Unter anderem werden nun erfindungsgemäß auch diejenigen Felder und Gradienten erzeugt, die für die MR-Bildgebung erforderlich sind. Der MR-Magnet wird hierbei z. B. aus den Helmholtzspulen des Navigationsmagneten aufgebaut. Die mit diesen Spulen erreichbaren Felder und Gradienten reichen für eine low-end MR-Bildgebung aus. Die weiteren, zur MR-Bildgebung noch notwendigen Komponenten-HF-Spulensystem und Anlagensteuerung, sind erfindungsgemäß ergänzt. Die Anlagensteuerung schließt hierbei z. B. eine Verarbeitung, Rekonstruktion und Visualisierung eines gewonnenen MR-3D-Bilddatensatzes mit ein.The known magnet system for capsule endoscopy consists of a series of coils which generate the magnetic fields and magnetic field gradients required to apply the force to the endocapsule. Among other things, according to the invention, those fields and gradients which are required for the MR imaging are also generated. The MR magnet is z. B. constructed from the Helmholtz coils of the navigation magnet. The fields and gradients achievable with these coils are sufficient for low-end MR imaging. The further, for MR imaging still necessary component RF coil system and system control, are supplemented according to the invention. The plant control closes here z. B. a processing, reconstruction and visualization of a obtained MR-3D image data set with a.
Für die Kapselendoskopie ist ein Magnet mit großen magnetischen Flüssen und sehr hohen Flussdichtegradienten erforderlich. Für die MR wird ein extrem homogener magnetischer Fluss sehr hoher zeitlicher Konstanz oder mit sehr genau bekannten zeitlichen Änderungen benötigt. Daher ist erfindungsgemäß das Stabilisierungssystem vorhanden, das das Magnetspulensystem für die MR-Bildgebung ertüchtigt. Denkbar ist hier z. B. ein System mit gegenüber der reinen Kapselnavigation verbesserten Leistungsverstärkern für die Spulen des Magnetspulensystems.Capsule endoscopy requires a magnet with large magnetic fluxes and very high flux density gradients. For the MR an extremely homogenous magnetic flux of very high temporal constancy or with very well known temporal changes is needed. Therefore, according to the invention, the stabilization system is present, which makes the magnet coil system suitable for MR imaging. It is conceivable z. B. a system with respect to the pure capsule navigation improved power amplifiers for the coils of the magnetic coil system.
Das so modifizierte Magnetspulensystem erlaubt damit eine Kombination von Kapselendoskopie und MR-Bildgebung.The modified magnetic coil system thus allows a combination of capsule endoscopy and MR imaging.
Das HF-Spulensystem kann so ausgeführt sein, dass es die zur MGCE vorhandenen Spulen des Magnetspulensystems nutzt bzw. dass diese geeignet modifiziert sind. Das HF-Spulensystem kann aber auch eine separate, also zusätzliche Anregungsspule zur Erzeugung des MR-Anregungsfeldes im Arbeitsraum enthalten. Somit muss das Anregungsfeld nicht von den zur Kraftausübung benutzten Spulen des Magnetspulensystems erzeugt werden, was eine optimale Auslegung beider Spulentypen erlaubt.The RF coil system can be designed such that it uses the coils of the magnet coil system that are present for the MGCE or that they are suitably modified. However, the RF coil system can also contain a separate, ie additional excitation coil for generating the MR excitation field in the working space. Thus, the excitation field does not have to be generated by the coils of the magnet coil system used for the application of force, which allows an optimal design of both coil types.
Die Anregungsspule kann hierbei eine Ganzkörperspule sein. Derartige Spulen stehen bereits zur Verfügung, sind für die MR-Bildgebung optimiert und können so einfach in das Spulensystem integriert werden.The excitation coil may be a whole body coil. Such coils are already available, optimized for MR imaging and can be easily integrated into the coil system.
Das HF-Spulensystem kann eine MR-Empfängerspule für das Resonanzfeld enthalten. Hierfür ergeben sich die gleichen Vorteile wie oben für die zusätzliche Anregungsspule ausgeführt. Die MR-Empfängerspule kann hierbei eine am Patienten anlegbare Oberflächenspule sein. Hierfür ergeben sich die gleichen Vorteile wie oben für die Ganzkörperspule ausgeführt.The RF coil system may include an MR receiver coil for the resonant field. This results in the same advantages as stated above for the additional excitation coil. In this case, the MR receiver coil can be a surface coil that can be applied to the patient. This results in the same advantages as outlined above for the whole body coil.
Eine erste Alternative zur Stabilisierung des Grundmagnetfeldes ist, dass das Stabilisierungs-System zusätzliche Spulen, z. B. Helmholtz-Varianten zur Erzeugung des Grundmagnetfeldes enthalten kann. Zusätzlich heißt, dass diese Spulen in einem bekannten System zur reinen MGCE nicht vorhanden sind und speziell für die MR-Bildgebung ergänzt sind.A first alternative for stabilizing the basic magnetic field is that the stabilization system additional coils, for. B. Helmholtz variants for generating the basic magnetic field may contain. In addition, these coils are not present in a known system for pure MGCE and are specially supplemented for MR imaging.
Eine andere oder zusätzliche Maßnahme hierzu ist, dass das Stabilisierungs-System eine Eisenshimmung für das Magnetspulensystem enthalten kann. Die für die MGCE verwendeten Magnetspulen werden dann durch Ertüchtigung mit der Eisenshimmung qualitativ derart verbessert, dass sie auch Felder besserer Qualität erzeugen können, die für die MR-Bildgebung ausreichend homogen sind.Another or additional measure for this is that the stabilization system may include iron hovering for the magnet coil system. The ones used for the MGCE Solenoids are then qualitatively enhanced by iron balance tuning so that they can also produce better quality fields that are sufficiently homogeneous for MR imaging.
Zumindest ein Teil der mit der MR-Bildgebung befassten Spulen, also die MR-Magnete, können auch HTS-Spulen sein. Hochtemperatursupraleiter (HTS) stehen hierfür in bekannter Weise zur Verfügung.At least part of the MR imaging coils, ie the MR magnets, can also be HTS coils. High-temperature superconductors (HTS) are available for this purpose in a known manner.
Bei einem MR-Scanner mit statischem und nicht abschaltbarem Grundfeld ist immer das Durchfahren einer magnetischen Endokapsel durch den statischen B0-Feldgradienten problematisch, weil dieser Gradient sehr steil ist und daher die Kräfte auf das magnetische Moment in der Kapsel sehr groß sind.In an MR scanner with a static and non-disconnectable basic field, it is always problematic to pass through a magnetic endocapsule due to the static B 0 field gradient because this gradient is very steep and therefore the forces on the magnetic moment in the capsule are very high.
Wenn die Kapsel zum Zeitpunkt des Durchfahrens des statischen Feldgradienten im Patienten steckt, sind die Kraftrichtung und Amplitude praktisch nicht kontrollierbar. Wenn der Patient im Zentrum des Magneten liegt und die Kapsel dann zugeführt werden soll, muss die Kapsel durch den statischen Gradienten transportiert werden, was technisch aufwendig ist. Wenn die Kapsel dagegen in den im Homogenitätsbereich, d. h. Arbeitsbereich des Magneten liegenden Patienten eingeführt worden ist, sich also dort befindet, muss andererseits im folgenden immer sichergestellt werden, dass die Körperregion, in der sich gerade die Kapsel befindet, im Homogenitätsbereich des Magneten ist, damit sie nicht wieder den Gradientenbereich erreicht.If the capsule is in the patient at the time of passing through the static field gradient, the direction of force and amplitude are virtually uncontrollable. If the patient is in the center of the magnet and the capsule is then to be supplied, the capsule must be transported through the static gradient, which is technically complicated. In contrast, if the capsule is in the homogeneity region, i. H. On the other hand, in the following it must always be ensured that the body region in which the capsule is located is in the homogeneity region of the magnet so that it does not reach the gradient region again.
Kommerzielle MR-Magnete, also MR-Spulensysteme, haben ein Homogenitätsvolumen von typisch 20 cm bis 50 cm Durchmesser bzw. Kantenlänge, was i. d. R. kleiner als der Gastrointestinaltrakt des Patienten ist. Solange nur das B0-Grundfeld aktiv ist, und die Navigationsgradientenfelder ausgeschaltet sind, erfährt ein idealer Kapselmagnet keine Kraft sondern nur ein Drehmoment, solange sein Moment nicht parallel zum B0-Magnetfeld ist. Man kann die MR-Gradientenspulen also benutzen, um Kräfte in beliebiger Richtung auszuüben, aber die Kapselrichtung bleibt immer parallel zum B0-Feld.Commercial MR magnets, ie MR coil systems, have a homogeneity volume of typically 20 cm to 50 cm diameter or edge length, which is generally smaller than the gastrointestinal tract of the patient. As long as only the B 0 basic field is active, and the navigation gradient fields are turned off, an ideal capsule magnet will experience no force but only torque, as long as its momentum is not parallel to the B 0 magnetic field. So you can use the MR gradient coils to exert forces in any direction, but the capsule direction always remains parallel to the B 0 field.
Daher kann das zur MR-Bildgebung nötige starke B0-Feld des Spulensystems für die MGCE abschaltbar sein. Ist dann nur noch das MGCE-Grundfeld oder gar keines mehr vorhanden, ist das Einbringen des Kapselmagneten in den Arbeitsraum erleichtert. Es muss dann nämlich kein oder nur ein kleiner B0-Gradient am Rande des Homogenitätsbereiches vom magnetischen Moment durchfahren werden.Therefore, the necessary for MR imaging strong B 0 field of the coil system for the MGCE can be switched off. If only the MGCE basic field or no longer exists, the introduction of the capsule magnet into the working space is facilitated. Namely, no or only a small B0 gradient at the edge of the homogeneity range must be traversed by the magnetic moment.
Das Magnetspulensystem kann dann eine Flusspumpe zum Rampen zumindest eines Teils der mit der MR-Bildgebung befassten Spulen enthalten. Das gegenüber der MGCE stärkere, zur MR-Bildgebung notwendige Feld wird dann erst nach Ein- oder Ausbringen der Kapsel in den Arbeitsraum aufgebaut, also gerampt, und vor Aus- oder Einbringen der Kapsel wieder abgebaut. Die Flusspumpe kann während der MR-Bildgebung aktiv bleiben, wobei die Resonanzfrequenz analog nachgeführt wird.The solenoid system may then include a flux pump for ramping at least a portion of the MR imaging coils. The field which is stronger in relation to the MGCE and which is necessary for MR imaging is then built up after insertion or removal of the capsule into the working space, in other words rattling, and degraded again before the capsule is removed or inserted. The flux pump can remain active during MR imaging, whereby the resonance frequency is tracked analogously.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zur magnetischen Kapselnavigation in einem Patienten, das mit Hilfe eines Magnetspulensystems nach einem der Patentansprüche 1 bis 10 MR-Bildgebungsbasiert arbeitet, bei dem MR-Bildgebung und Kraftausübung auf die Arbeitskapsel im zeitlichen Wechsel erfolgen.With regard to the method, the object of the invention is achieved by a method for magnetic capsule navigation in a patient who works with the aid of a magnetic coil system according to one of the claims 1 to 10 based MR imaging, take place in the MR imaging and power on the working capsule in temporal change ,
Die anhand des Magnetspulensystems beschriebene, qualitätsmäßig reduzierte MR-Bildgebung kann nämlich in der Regel nicht gleichzeitig mit der Kapselendoskopie verwendet werden, wenn die Kapsel über einen Permanentmagneten verfügt, da dieser durch die MR-Bildgebung in seiner Position verändert werden würde und die außerdem die MR-Bildgebung stört.Namely, the reduced-quality MR imaging described with reference to the magnet coil system can generally not be used simultaneously with the capsule endoscopy if the capsule has a permanent magnet, since this would be changed in position by the MR imaging, and the MR Imaging disturbs.
Es kann daher durch MR-Bildgebung z. B. eine Überprüfung der diagnostischen Vermutungen oder eine Untersuchung von kritischen Bereichen oder eine Identifikation und Markierung von pathologischen Bereichen vor Einsetzen der Kapsel erfolgen. Die betreffenden Regionen können dann anhand der darauffolgenden Kapselnavigation näher erkundet werden. Auch kann eine MR-basierte Bestätigung oder Ergebniskontrolle nach einer erfolgten Diagnose oder Therapie, also Kapselnavigation, stattfinden.It can therefore by MR imaging z. As a review of the diagnostic assumptions or a study of critical areas or identification and marking of pathological areas before inserting the capsule done. The relevant regions can then be further explored with the help of the subsequent capsule navigation. An MR-based confirmation or result check can also take place after a successful diagnosis or therapy, ie capsule navigation.
Durch die in das Magnetspulensystem integrierte Möglichkeit zur MR-Bildgebung erfolgt außerdem eine bessere Ausnutzung und dadurch Kostenersparnis bezüglich des Magnetspulensystems, wenn dieses, z. B. im Klinikalltag, alleine zur MR-Bildgebung benutzt wird, so lange es nicht zur Kapselnavigation benötigt wird.By integrated into the magnetic coil system option for MR imaging also better utilization and thereby cost savings with respect to the magnetic coil system, if this, z. As in clinical practice, is used alone for MR imaging, as long as it is not needed for capsule navigation.
Gemäß der Erfindung kann das magnetische Moment der Endokapsel, wie erwähnt, z. B. während der MR-Bildgebung, aus dem Arbeitsraum entfernt werden.According to the invention, the magnetic moment of the endocapsule, as mentioned, for. B. during MR imaging, are removed from the workspace.
Die Endokapsel ist, wie oben beschrieben, eine Endoratte, bei der das magnetische Moment über den Fortsatz entfernt, also aus dem mit Feldern kritischer Feldstärke erfüllten Arbeitsraum entfernt, werden kann.The endocapsule is, as described above, a Endoratte, in which the magnetic moment on the extension away, so removed from the field filled with critical field strength working space can be.
Für die beiden Betriebsarten MGCE und MR-Bildgebung des Spulensystems wird i. d. R. ein gemeinsames Koordinatensystem verwendet. In einem 3D-Bilddatensatz der MR-Bildgebung können dann Koordinatenmerker, also Bookmarks, erzeugt werden. Diese kennzeichnen Orte oder Regionen im MR-Datensatz, die einer späteren optischen Betrachtung und/oder einer Biopsie bzw. Therapie mittels Endoskopie oder MGCE bedürfen. Diese Bookmarks können dann während der anschließenden Endoskopie oder MGCE direkt vom Endoskop bzw. der Endokapsel angefahren werden.For the two operating modes MGCE and MR imaging of the coil system, a common coordinate system is generally used. Coordinate flags, ie bookmarks, can then be generated in a 3D image data record of MR imaging become. These characterize locations or regions in the MR data set which require later optical observation and / or biopsy or therapy by means of endoscopy or MGCE. These bookmarks can then be approached directly by the endoscope or the endocapsule during the subsequent endoscopy or MGCE.
Aus einem 3D-MR-Bilddatensatz kann eine virtuelle Endoskopie erzeugt werden, z. B. entlang eines Weges, den eine Arbeitskapsel zurückgelegt hat oder zurücklegen wird. Werden die o. g. Bookmarks hierzu übertragen, kann während der MGCE mittels einer Kombination aus virtueller Endoskopie und realer Endoskopie navigiert werden. Umgekehrt können während der Endoskopie oder MGCE Zielpunkte, -flächen oder -volumina als 3D-Bookmarks definiert werden, die z. B. nach Entfernen Kapsel bzw. des magnetischen Moments aus dem Körper des Patienten bzw. Arbeitsraum sodann gezielt mittels MR-Bildgebung erfasst werden können.From a 3D MR image data set, a virtual endoscopy can be generated, for. B. along a path that has covered a working capsule or will cover. If the o. G. Bookmarks can be navigated during the MGCE using a combination of virtual endoscopy and real endoscopy. Conversely, during endoscopy or MGCE, target points, areas, or volumes may be defined as 3D bookmarks, e.g. B. after removing the capsule or the magnetic moment from the body of the patient or work space can then be selectively detected by MR imaging.
Für eine weitere Beschreibung der Erfindung wird auf die Ausführungsbeispiele der Zeichnung verwiesen. Es zeigt, in einer schematischen Prinzipskizze:For a further description of the invention reference is made to the embodiments of the drawing. It shows, in a schematic outline sketch:
Das Navigationssystem
Das bekannte Navigationssystem
Das MR-System
In einer alternativen Ausgestaltung ist das Navigationssystem
In einer alternativen Ausführungsform umfasst die Anlagensteuerung
Gemäß der Erfindung enthält die Endokapsel
Hierzu kann der Magnet
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---|---|---|---|---|
DE102007043729A1 (en) | 2007-09-13 | 2009-04-02 | Siemens Ag | Medical system for e.g. endoscopic surgery, has X-ray window arranged in magnetic coil system, and X-ray diagnostic system with X-ray emitter emitting X-ray radiation that is irradiated into three-dimensional work space through window |
DE102009010286B3 (en) * | 2009-02-24 | 2010-11-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Device for contactless guiding of endoscopic capsule into operating space in body of patient for imaging internal organ, has magnetic body, where field strength is adjusted so that body is stably positioned in different positions |
DE102009013352B4 (en) * | 2009-03-16 | 2011-02-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Coil arrangements for guiding a magnetic object in a working space |
DE102011017591A1 (en) | 2011-04-27 | 2012-10-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Endoscopy capsule for examination and / or treatment in a hollow organ of a body and examination and / or treatment device with an endoscopy capsule |
CN112837887B (en) * | 2019-11-25 | 2022-09-09 | 北京华航无线电测量研究所 | Local alternating magnetic field generating device of time division multiplexing system |
CN113749597A (en) * | 2021-09-08 | 2021-12-07 | 北京善行医疗科技有限公司 | Magnetic resonance imaging system and magnetic resonance apparatus |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002043797A1 (en) * | 2000-11-29 | 2002-06-06 | Oxford Instruments Plc | Catheter steering apparatus and method |
WO2003086190A1 (en) * | 2002-04-10 | 2003-10-23 | Stereotaxis, Inc. | Systems and methods for interventional medicine |
WO2003092496A1 (en) * | 2002-04-30 | 2003-11-13 | Oxford Instruments Superconductivity Limited | Method and assembly for magnetic resonance imaging and catheter sterring |
DE10336734A1 (en) * | 2003-08-11 | 2005-03-10 | Siemens Ag | Tissue anchor for endorobots |
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 |
DE102005032368A1 (en) * | 2005-07-08 | 2007-01-11 | Siemens Ag | endoscopy capsule |
US20070080686A1 (en) * | 2005-10-12 | 2007-04-12 | Charles Dumoulin | Method for simultaneous phase contrast angiography and invasive device tracking |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE8419763U1 (en) * | 1984-07-02 | 1986-03-20 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Magnetic resonance tomography device |
US6304769B1 (en) * | 1997-10-16 | 2001-10-16 | The Regents Of The University Of California | Magnetically directable remote guidance systems, and methods of use thereof |
US6594517B1 (en) * | 1998-05-15 | 2003-07-15 | Robin Medical, Inc. | Method and apparatus for generating controlled torques on objects particularly objects inside a living body |
DE10142253C1 (en) | 2001-08-29 | 2003-04-24 | Siemens Ag | endorobot |
US20050182315A1 (en) * | 2003-11-07 | 2005-08-18 | Ritter Rogers C. | Magnetic resonance imaging and magnetic navigation systems and methods |
-
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-
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002043797A1 (en) * | 2000-11-29 | 2002-06-06 | Oxford Instruments Plc | Catheter steering apparatus and method |
WO2003086190A1 (en) * | 2002-04-10 | 2003-10-23 | Stereotaxis, Inc. | Systems and methods for interventional medicine |
WO2003092496A1 (en) * | 2002-04-30 | 2003-11-13 | Oxford Instruments Superconductivity Limited | Method and assembly for magnetic resonance imaging and catheter sterring |
DE10336734A1 (en) * | 2003-08-11 | 2005-03-10 | Siemens Ag | Tissue anchor for endorobots |
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 |
DE102005032368A1 (en) * | 2005-07-08 | 2007-01-11 | Siemens Ag | endoscopy capsule |
US20070080686A1 (en) * | 2005-10-12 | 2007-04-12 | Charles Dumoulin | Method for simultaneous phase contrast angiography and invasive device tracking |
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