WO2010088994A1 - Medical device for performing capsule endoscopy - Google Patents

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WO2010088994A1
WO2010088994A1 PCT/EP2009/066892 EP2009066892W WO2010088994A1 WO 2010088994 A1 WO2010088994 A1 WO 2010088994A1 EP 2009066892 W EP2009066892 W EP 2009066892W WO 2010088994 A1 WO2010088994 A1 WO 2010088994A1
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WO
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loop
receiver
patient
antennas
capsule
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/066892
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French (fr)
Inventor
Klaus Huber
Ralph Oppelt
Johannes Reinschke
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/07—Endoradiosondes
    • A61B5/073—Intestinal transmitters
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments 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
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00011—Operational features of endoscopes characterised by signal transmission
    • A61B1/00016—Operational features of endoscopes characterised by signal transmission using wireless means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B1/00—Instruments 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
    • A61B1/00147—Holding or positioning arrangements
    • A61B1/00158—Holding or positioning arrangements using magnetic field
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments 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
    • A61B1/04—Instruments 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
    • A61B1/041—Capsule endoscopes for imaging
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/28—Combinations of substantially independent non-interacting antenna units or systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop

Definitions

  • the invention relates to a medical device for performing capsule endoscopy and a corresponding receiver for use in such a medical device.
  • Capsule endoscopy is used today to examine the internal organs of a patient, in particular for the diagnosis of diseases in the gastrointestinal tract.
  • a capsule is positioned in the patient's body, for example, by the patient swallows the capsule or the capsule is introduced rectally.
  • the capsule comprises a recording unit, in particular in the form of a camera, for taking pictures of internal organs of the patient as well as a transmission module with which signals are transmitted wirelessly, the signals containing the images recorded with the recording unit.
  • the wirelessly transmitted images are received wirelessly by a receiver outside the patient's body and further processed in order to extract or reconstruct the contained images from the received signals.
  • capsule endoscopy passively moves the capsule through the body due to peristalsis.
  • devices for magnetically guided capsule endoscopy which are used in particular for cancer diagnosis in the esophagus, stomach, duodenum and colon.
  • the capsule no longer moves passively in the body of the patient, but the capsule is magnetic and is controlled by an external magnetic field.
  • the control can be carried out by a guide magnet, which is positioned under the patient table on which the patient to be examined is located (see, for example, document [I]).
  • a guide magnet which is positioned under the patient table on which the patient to be examined is located (see, for example, document [I]).
  • a coil system for generating the external magnetic field wherein an embodiment of such a coil system, for example, in the document [2] is described.
  • the transmit modules of the capsules used in capsule endoscopy have a low power and the attenuation of the signals when passing through the human body is very high.
  • the antennas In order to be able to receive the wirelessly transmitted signals with the currently used antennas of a corresponding receiver, the antennas must be positioned directly on the skin of the patient. In this way, although the reception of the signals is made possible, in the examination additional time for the preparation of the patient, i. the attachment of the antennas on his skin, needed. In addition, this preparation is associated with inconvenience to the patient as he has to take off his clothes. Furthermore, medical personnel are needed to clean or replace the antennas. As a result, the cost of the investigation is increased and the patient comfort and the
  • the object of the invention is therefore to provide a medical device and a corresponding receiver for such a device, which allow improved reception of wirelessly transmitted from the body of the patient images.
  • the device according to the invention comprises a capsule which can be positioned in the body of a patient and has a transmission module for the wireless emission of signals at an operating frequency.
  • a receiver arranged outside the patient's body during operation of the device is provided, with which the signals transmitted by the transmission module are received wirelessly.
  • a respective loop antenna comprises at least one loop of coupled via one or more capacitances conductor pieces and wherein, when using multiple loop antennas, these antennas are decoupled from each other at the operating frequency.
  • Decoupling here means a signal decoupling in such a way that at the operating frequency of the reception of an antenna is not disturbed by magnetic or electrical or electromagnetic fields of the other antenna.
  • Various measures can be carried out for signal decoupling; in particular, the antennas can be decoupled from one another by means of a preamplifier or by means of a corresponding geometric arrangement of the antennas.
  • Document [3] describes mutual decoupling loop antennas which are used to receive signals in magnetic resonance tomography.
  • the structure of the loop antennas described therein can also be used for the reception of signals in capsule endoscopy.
  • the entire disclosure content of this document is therefore incorporated by reference into the content of the present application.
  • the loop antennas used in the device according to the invention preferably each comprise a preamplifier, which is connected to the at least one loop of a respective loop antenna.
  • This preamplifier may optionally be used for the above-mentioned decoupling of the antennas with each other.
  • the preamplifier is coupled to a capacitance of the at least one loop by means of impedance matching, so that an optimum source impedance is present at the preamplifier.
  • Each preamplifier has a known, optimal source impedance, which depends on the respective structure of the preamplifier and which maximizes the signal-to-noise ratio. Often the optimal source impedance is real without reactance and has a value of 50 ⁇ .
  • the preamplifier is preferably coupled via an impedance element to a capacitance of the respective loop such that the preamplifier together with the capacitance and the impedance element forms a parallel resonant circuit with a resonant frequency of substantially the operating frequency at which the signals of the transmission module Kap- be received.
  • the impedance element may represent a corresponding inductance in the form of a coil and / or a corresponding capacitance in the form of a capacitor.
  • a preamplifier is used whose ohmic resistance is less than 10 ohms, in particular less than 5 ohms, and particularly preferably less than 3 ohms. If such a low-impedance preamplifier is combined with the preceding embodiment in which a parallel resonant circuit is generated at the resonant frequency, the already mentioned preamplifier decoupling is obtained, because the parallel resonant circuit receives a current flow through the loop upon receipt of the signals at the resonant frequency prevented, so that the loop generates no magnetic field, which can couple into the loops of other loop antennas.
  • the preamplifier is coupled via a cable, in particular a coaxial cable, to a processing unit for processing the received signals.
  • this processing unit also performs the function of extracting the recorded images from the received signals.
  • the processing unit may, for example, be designed to be portable, so that it can be carried along by the patient. As a result, images of the internal organs of the patient can be recorded over a long period of time even without medical supervision. These images are stored in a corresponding memory of the processing unit and can later be transferred to a stationary workstation and evaluated by the doctor for diagnosis.
  • the at least one loop of a respective loop antenna is a circular or square loop which has a diameter of substantially between 3 cm and 50 cm, in particular between 8 cm and 25 cm and particularly preferably 9 cm ,
  • the diameter of a square loop is given by the distance of the parallel sides of the square.
  • the number of capacitances, via which the conductor pieces of the at least one loop of a respective loop antenna are coupled together is so large that the conductor pieces each have a length which corresponds to 10% or less of the wavelength of the operating frequency , in particular 20% or less of the wavelength of the operating frequency. This ensures good reception of the signals at the operating frequency.
  • the at least one loop of a respective loop antenna preferably comprises eight or more capacitances, in particular ten or more capacitances.
  • the values of the capacitances of the at least one loop of a respective loop antenna preferably lie in a range of 1 to 500 picofarads, in particular between 10 and 100 picofarads.
  • the device according to the invention comprises a larger number of loop antennas, so as to cover a large area of the body of the patient. ducks for signal reception.
  • 10 to 150 loop antennas preferably 20 to 70 loop antennas and more preferably 20 to 40 loop antennas are provided.
  • the loops of the loop antennas are preferably arranged in an array which can be positioned in the surroundings of the patient's body, in particular without skin contact with the patient.
  • a geometric decoupling can be used in which adjacent loop antennas are arranged such that the at least one loop of a loop antenna with the at least one loop of the other Loop antenna overlaps.
  • the overlap is preferably so large that the distance between the centers of the two circles is 75% of the diameter of the loop.
  • the spacing of the centers of the squares is preferably 90% of the diameter of the squares (i.e., the pitch of the parallel sides of the squares).
  • the loop antennas according to the invention can also be used without skin contact with the patient because of their better reception properties.
  • the loop antennas are contained in a plate or shell arranged on and / or under and / or around the patient, which optionally is flexible.
  • the loop antennas can be integrated in a patient table on which the patient is positioned during capsule endoscopy.
  • the capsule has a receiving unit for taking pictures of internal organs of the patient.
  • the images or the corresponding image data can be transmitted to the receiver with the signals of the transmission module, the receiver being designed to extract the images contained in the signals. That is, the receiver is designed such that it can reconstruct the specific images taken and emitted by the capsule of the device and, for example, store them in a corresponding format in a memory.
  • the receiver of the device further comprises a display unit on which the extracted images can be displayed. If desired, this display unit can also be integrated in a portable receiver in order to determine in real time the position of the capsule in the interior of the body.
  • the device according to the invention may also be a device for magnetically guided capsule endoscopy.
  • the capsule is magnetic and with the device, a magnetic field in the body of the patient can be generated, with which the magnetic capsule in the body out, i. can be selectively moved and rotated.
  • the magnetic field of the device can be generated, for example, by a displaceable magnet (for example a permanent magnet) or by a coil system fixedly installed in the room or by a coil system with fixed and movable coils.
  • the loop antennas according to the invention can be arranged, for example, on the displaceable magnet or the coils of the coil system of the device.
  • the invention also includes a receiver for use in such a device.
  • a receiver for use in such a device.
  • the receiver is characterized in that it has one or more magnetic loop antennas, wherein a respective loop antenna a
  • the loop comprises line sections coupled via one or more capacitances and wherein the loop antennas are decoupled from one another at the operating frequency.
  • this receiver may also contain those features of the device according to the invention described above which relate to a property of the receiver.
  • the capsule is equipped with a recording unit for taking pictures of internal organs of the patient, which images are transferable with the signals of the transmission module to the receiver.
  • the receiver is designed to extract the images contained in the signals and comprises a display unit for displaying the received images.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a receiver in a device for capsule endoscopy according to the prior art
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a receiver in an embodiment of a device according to the invention for capsule endoscopy
  • Fig. 3 is a detailed representation of the preamplifier decoupling used in Fig. 2.
  • the transmitter module of the capsule preferably operates in a license-free frequency range, in particular in an ISM band.
  • an operating frequency in the 433 MHz ISM band is used.
  • the transmission power of the transmitter module of the capsule is limited due to the small size of the capsule, because it can be used in the capsule only small batteries with correspondingly low power for the operation of the camera and the transmitter module.
  • the signals transmitted by the transmitter module are received outside the patient's body by corresponding receive antennas.
  • dipole antennas folded as receive antennas are used which are fastened (for example glued) directly to the skin of the patient, in order to position the antennas as close as possible to the capsule in the patient's body and thereby minimize signal attenuation. ren.
  • Fig. 1 shows a folded dipole antenna 1 with corresponding receiving components according to the prior art.
  • the antenna comprises a folded ⁇ / 2 dipole, where ⁇ corresponds to the wavelength of the operating frequency of the transmission module of the capsule.
  • a balun 2 ie a balancing
  • This processing unit is often referred to as the actual receiver.
  • the processing unit may, for example, be a patient-portable device on which the images captured by the capsule during the Wandering the capsule can be saved through the patient's gastrointestinal tract. On this endoscopic examinations can be carried out over a longer period of time during the normal everyday life of the patient.
  • the recorded data may be transferred from the processing unit to a stationary workstation upon completion of the examination. On the workstation, the images may then be subjected to further processing, if necessary, and viewed and analyzed by a physician to perform the diagnostics.
  • MGCE Magnetically Guided Capsule Endoscopy
  • the capsule is magnetic and by the action of a magnetic field from the outside, for example by means of a permanent magnet or a coil system, is suitably moved or oriented in the patient's body, thereby images of certain areas of the organs of the patient by means of the endocapsule camera.
  • the folded dipole antennas according to FIG. 1 have the disadvantage that due to the low signal strength of the signals received by the transmission module as well as the signal-to-noise ratio amplified by the reception arrangement, a sufficiently good reception of the images from the capsule only then can be achieved when the dipoles are placed directly in skin contact with the patient in the region of the position of the capsule in the patient's body. Thus, it takes time to prepare the patient for examination, and attaching the antennas to the skin is costly to medical personnel.
  • so-called magnetic loop antennas are used to receive the signals of the transmission module of the capsule, the structure of which is known per se and which are used, for example, in magnetic resonance tomography for receiving the electromagnetic measurement signals.
  • magnetic loop antennas very weak signals can be detected outside the human body.
  • the antennas can also be arranged at a greater distance from the patient, for example on his clothing, to carry out the examination.
  • a larger number of loop antennas is used, thereby also covering a larger receiving area with respect to the patient's body.
  • the antennas are decoupled from each other by a preamplifier decoupling or a geometric decoupling.
  • the principle of this decoupling is known per se and described in detail in the publication [3] for loop antennas used in magnetic resonance tomography.
  • the signal frequencies which occur in magnetic resonance tomography are typically in the range from 40 to 300 MHz. That is, the order of magnitude of these frequencies also corresponds to the frequencies emitted by an endocapsule, which, as mentioned above, at e.g. 433 MHz lie.
  • Fig. 2 shows an arrangement for wireless reception of the signals from an endocapsule according to a preferred embodiment of the invention.
  • loop antennas are used for reception.
  • An embodiment of such a loop antenna is shown in FIG.
  • the antenna comprises a single loop 4, which contains individual conductor pieces 401, adjacent conductor pieces being replaced by corresponding de capacitors in the form of capacitors Cl to C4 are coupled together.
  • the representation of the loop is only schematic, and when using such a loop antenna in the capsule endoscopy more than four conductor pieces and corresponding capacities are usually provided.
  • the length of the individual conductor pieces 401 is chosen to be substantially smaller than the wavelength of the operating frequency of the received signals, in particular the length should not exceed 10% of the operating frequency's wavelength.
  • the individual capacitances of the capacitors C 1 to C 4 are preferably in the range of 1 to 100 picofarads, wherein the capacitances for the individual capacitors can be selected differently.
  • a noise-adjusted preamplifier 5 is used, which taps off the signal via the capacitor C1.
  • a further impedance element 9 is provided with a predetermined reactance, with the inter alia, an impedance matching is achieved, so that the seen from the preamplifier 5 in the direction of the loop 4 source impedance optimally to the preamplifier to avoid losses is adjusted.
  • a further capacitor and / or a corresponding inductance in the form of a coil can be used, wherein the inductance value of the coil is, for example, in the range of a few nanohyros.
  • the optimum source impedance value may be, for example, a real-valued impedance of 50 ⁇ .
  • the real part of the impedance of the preamplifier 5, that is, the ohmic resistance of this preamplifier is chosen very small, whereby a decoupling of magnetic loop antennas is achieved with each other. This decoupling will be explained in more detail with reference to FIG.
  • the preamplifier 5 is adjoined by a balun / balun 6, which finally supplies the received signals to a coaxial cable 7, with which the signals, analogous to FIG. 1, reach a processing unit, which in FIG is designated.
  • a balun / balun 6 which finally supplies the received signals to a coaxial cable 7, with which the signals, analogous to FIG. 1, reach a processing unit, which in FIG is designated.
  • Fig. 3 shows a detailed view of the combination of loop 4 and preamplifier 5 according to the embodiment of Fig. 2.
  • the reactance of the impedance element 9 is represented as JX.
  • the reactance is chosen such that, as seen from the capacitor Cl, an inductance L is applied, for which applies:
  • ⁇ is the angular frequency corresponding to the operating frequency of the received signals
  • C is the capacitance value of the capacitor Cl.
  • a geomet- achieved decoupling of the signals from adjacent loop antennas In addition to preamplifier decoupling, in a particularly preferred embodiment of the invention, a geomet- achieved decoupling of the signals from adjacent loop antennas. This is ensured by the fact that adjacent antenna loops are arranged overlapping each other. If circular loops are used as loops, the centers of the loops are separated from one another by, for example, 75% of their diameter. By contrast, if square loops are used, the centers of these loops are offset from each other by approximately 90% of their diameter. The exact overlap between the individual loops depends on the specific design of the loops and can be determined empirically suitable. The diameters of the loops of the loop antennas can be suitably varied depending on the application. The larger the diameter, the better the penetration depth up to which signals can be received by the magnetic loop. The penetration depth corresponds approximately to the diameter of the circular or square loop.
  • improved reception of signals in capsule endoscopy can also be achieved by using reception frontends from the field of magnetic resonance tomography.
  • loop antennas for signal reception can be dispensed with that the antennas are arranged directly with skin contact on the patient, because due to the good reception properties of loop antennas, the reception of the signals even at a greater distance from the patient or during positioning of the antennas on the clothing of the patient guaranteed.
  • the loop antennas may, for example, be attached to a guide magnet of the endoscopic device or integrated into one or more rigid plates or shells that are placed on or around the patient when the patient has settled on the patient table.

Abstract

The invention relates to a medical device for performing capsule endoscopy. The medical device comprises a capsule that can be positioned in the body of a patient and having a transmitting module for wirelessly transmitting signals at an operating frequency. The device further comprises a receiver provided outside of the body of the patient during operation of the device for wirelessly receiving the signals transmitted by the transmitting module. The receiver comprises one or more magnetic loop antennas, wherein each loop antenna comprises at least one loop (4) made of conductors (401) coupled by means of one or more capacitors (C1, C2, C3, C4), and wherein the loop antennas (4) are decoupled from each other at the operating frequency. By using loop antennas, improved reception of the wirelessly transmitted signals in the receiver is made possible.

Description

Beschreibungdescription
Medizinische Vorrichtung zur Durchführung von KapselendoskopieMedical device for performing capsule endoscopy
Die Erfindung betrifft eine medizinische Vorrichtung zur Durchführung von Kapselendoskopie sowie einen entsprechenden Empfänger zur Verwendung in einer solchen medizinischen Vorrichtung.The invention relates to a medical device for performing capsule endoscopy and a corresponding receiver for use in such a medical device.
Kapselendoskopie wird heutzutage zur Untersuchung der inneren Organe eines Patienten, insbesondere zur Diagnostik von Erkrankungen im Magen-Darm-Trakt eingesetzt. Dabei wird eine Kapsel in den Patientenkörper positioniert, beispielsweise indem der Patient die Kapsel schluckt oder die Kapsel rektal eingeführt wird. Die Kapsel umfasst eine Aufnahme-Einheit, insbesondere in der Form einer Kamera, zur Aufnahme von Bildern von inneren Organen des Patienten sowie ein Sendemodul, mit dem Signale drahtlos ausgesendet werden, wobei die Signa- Ie die mit der Aufnahme-Einheit aufgenommenen Bilder enthalten. Die drahtlos ausgesendeten Bilder werden von einem Empfänger außerhalb des Patientenkörpers drahtlos empfangen und entsprechend weiterverarbeitet, um aus den empfangenen Signalen die enthaltenen Bilder zu extrahieren bzw. zu rekon- struieren.Capsule endoscopy is used today to examine the internal organs of a patient, in particular for the diagnosis of diseases in the gastrointestinal tract. In this case, a capsule is positioned in the patient's body, for example, by the patient swallows the capsule or the capsule is introduced rectally. The capsule comprises a recording unit, in particular in the form of a camera, for taking pictures of internal organs of the patient as well as a transmission module with which signals are transmitted wirelessly, the signals containing the images recorded with the recording unit. The wirelessly transmitted images are received wirelessly by a receiver outside the patient's body and further processed in order to extract or reconstruct the contained images from the received signals.
Üblicherweise bewegt sich die Kapsel bei der Kapselendoskopie passiv aufgrund von Peristaltik durch den Körper. Es gibt jedoch mittlerweile auch Vorrichtungen zur magnetisch geführten Kapselendoskopie, welche insbesondere zur Krebsdiagnostik im Bereich der Speiseröhre, des Magens, des Duodenums sowie des Dickdarms eingesetzt werden. Bei dieser Art von Endoskopie bewegt sich die Kapsel nicht mehr passiv im Körper des Patienten, sondern die Kapsel ist magnetisch und wird durch ein äußeres Magnetfeld gesteuert. Die Steuerung kann dabei durch einen Führungsmagneten erfolgen, der unter dem Patiententisch positioniert ist, auf dem der zu untersuchende Patient liegt (siehe beispielsweise Dokument [I]) . Ebenso besteht die Mög- lichkeit der Verwendung eines Spulensystems zur Erzeugung des externen Magnetfelds, wobei eine Ausführungsform eines solchen Spulensystems beispielsweise in der Druckschrift [2] beschrieben ist.Usually, capsule endoscopy passively moves the capsule through the body due to peristalsis. However, there are now also devices for magnetically guided capsule endoscopy, which are used in particular for cancer diagnosis in the esophagus, stomach, duodenum and colon. In this type of endoscopy, the capsule no longer moves passively in the body of the patient, but the capsule is magnetic and is controlled by an external magnetic field. The control can be carried out by a guide magnet, which is positioned under the patient table on which the patient to be examined is located (see, for example, document [I]). Likewise, the possibility the use of a coil system for generating the external magnetic field, wherein an embodiment of such a coil system, for example, in the document [2] is described.
Die Sendemodule der bei der Kapselendoskopie verwendeten Kapseln weisen eine geringe Leistung auf und die Dämpfung der Signale bei Durchlaufen des menschlichen Körpers ist sehr hoch. Um mit den derzeit verwendeten Antennen eines entspre- chenden Empfängers die drahtlos ausgesendeten Signale empfangen zu können, müssen die Antennen direkt auf die Haut des Patienten positioniert werden. Auf diese Weise wird zwar der Empfang der Signale ermöglicht, jedoch wird bei der Untersuchung zusätzlich Zeit für die Vorbereitung des Patienten, d.h. die Anbringung der Antennen auf seiner Haut, benötigt. Darüber hinaus ist diese Vorbereitung mit Unannehmlichkeiten für den Patienten verbunden, da dieser seine Kleidung ablegen muss. Ferner wird medizinisches Personal zum Reinigen bzw. Ersetzen der Antennen benötigt. Hierdurch wird der Aufwand der Untersuchung erhöht und der Patientenkomfort sowie dieThe transmit modules of the capsules used in capsule endoscopy have a low power and the attenuation of the signals when passing through the human body is very high. In order to be able to receive the wirelessly transmitted signals with the currently used antennas of a corresponding receiver, the antennas must be positioned directly on the skin of the patient. In this way, although the reception of the signals is made possible, in the examination additional time for the preparation of the patient, i. the attachment of the antennas on his skin, needed. In addition, this preparation is associated with inconvenience to the patient as he has to take off his clothes. Furthermore, medical personnel are needed to clean or replace the antennas. As a result, the cost of the investigation is increased and the patient comfort and the
Akzeptanz des Untersuchungsverfahrens vermindert. Insbesondere wird auch der Patientendurchsatz der medizinischen Endo- skopie-Vorrichtung verringert, da sich der Patient vor jeder Untersuchung zunächst entkleiden muss und medizinisches Per- sonal die Antennen auf seiner Haut anbringen muss.Acceptance of the examination procedure reduced. In particular, the patient throughput of the medical endoscopy device is also reduced because the patient first has to undress prior to each examination and medical personnel must attach the antennas to his skin.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine medizinische Vorrichtung sowie einen entsprechenden Empfänger für eine solche Vorrichtung zu schaffen, welche einen verbesserten Empfang der drahtlos aus dem Körper des Patienten übermittelten Bilder ermöglichen.The object of the invention is therefore to provide a medical device and a corresponding receiver for such a device, which allow improved reception of wirelessly transmitted from the body of the patient images.
Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 bzw. den Empfänger gemäß Patentanspruch 19 gelöst. Weiter- bildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert . Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine in den Körper eines Patienten positionierbare Kapsel mit einem Sendemodul zum drahtlosen Aussenden von Signalen mit einer Betriebsfrequenz. Es ist darüber hinaus ein im Betrieb der Vorrichtung außerhalb des Körpers des Patienten angeordneter Empfänger vorgesehen, mit dem drahtlos die durch das Sendemodul ausgesendeten Signale empfangen werden.This object is achieved by the device according to claim 1 and the receiver according to claim 19. Further developments of the invention are defined in the dependent claims. The device according to the invention comprises a capsule which can be positioned in the body of a patient and has a transmission module for the wireless emission of signals at an operating frequency. In addition, a receiver arranged outside the patient's body during operation of the device is provided, with which the signals transmitted by the transmission module are received wirelessly.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Empfänger eine oder mehrere magnetische Loop-The device according to the invention is characterized in that the receiver has one or more magnetic loop
Antennen aufweist, wobei eine jeweilige Loop-Antenne zumindest eine Schleife aus über eine oder mehrere Kapazitäten gekoppelten Leiterstücken umfasst und wobei bei der Verwendung von mehreren Loop-Antennen diese Antennen bei der Betriebs- frequenz voneinander entkoppelt sind. Unter Entkopplung ist hierbei eine Signalentkopplung derart zu verstehen, dass bei der Betriebsfrequenz der Empfang einer Antenne nicht durch magnetische bzw. elektrische bzw. elektromagnetische Felder der anderen Antenne gestört wird. Zur Signalentkopplung kön- nen verschiedene Maßnahmen durchgeführt werden, insbesondere können die Antennen mit Hilfe eines Vorverstärkers bzw. durch entsprechende geometrische Anordnung der Antennen voneinander entkoppelt werden. In dem Dokument [3] sind Loop-Antennen mit gegenseitiger Entkopplung beschrieben, welche zum Empfang von Signalen in der Magnetresonanztomographie verwendet werden.Antennas, wherein a respective loop antenna comprises at least one loop of coupled via one or more capacitances conductor pieces and wherein, when using multiple loop antennas, these antennas are decoupled from each other at the operating frequency. Decoupling here means a signal decoupling in such a way that at the operating frequency of the reception of an antenna is not disturbed by magnetic or electrical or electromagnetic fields of the other antenna. Various measures can be carried out for signal decoupling; in particular, the antennas can be decoupled from one another by means of a preamplifier or by means of a corresponding geometric arrangement of the antennas. Document [3] describes mutual decoupling loop antennas which are used to receive signals in magnetic resonance tomography.
Der Aufbau der dort beschriebenen Loop-Antennen kann auch für den Empfang von Signalen in der Kapselendoskopie eingesetzt werden. Der gesamte Offenbarungsgehalt dieses Dokuments wird deshalb durch Verweis zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht.The structure of the loop antennas described therein can also be used for the reception of signals in capsule endoscopy. The entire disclosure content of this document is therefore incorporated by reference into the content of the present application.
Die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Loop- Antennen umfassen vorzugsweise jeweils einen Vorverstärker, der mit der zumindest einen Schleife einer jeweiligen Loop- Antenne verbunden ist. Dieser Vorverstärker kann gegebenenfalls zu der oben erwähnten Entkopplung der Antennen untereinander eingesetzt werden. In einer besonders bevorzugten Variante ist der Vorverstärker an eine Kapazität der zumindest einen Schleife mittels Impedanzanpassung gekoppelt, so dass eine optimale Quellimpedanz am Vorverstärker anliegt. Jeder Vorverstärker hat dabei eine bekannte, optimale Quellimpedanz, welche vom jeweiligen Aufbau des Vorverstärkers abhängt und welche das Signal-zuRausch-Verhältnis maximiert. Oftmals ist die optimale Quellimpedanz reellwertig ohne Reaktanzanteil und hat einen Wert von 50 Ω. Der Vorverstärker ist dabei vorzugsweise über ein Impedanz-Element an eine Kapazität der jeweiligen Schleife derart gekoppelt, dass der Vorverstärker zusammen mit der Kapazität und dem Impedanz-Element einen Parallelschwingkreis mit einer Resonanzfrequenz von im Wesentlichen der Betriebsfrequenz bildet, mit der die Signale des Sendemoduls der Kap- sei empfangen werden. Das Impedanz-Element kann dabei eine entsprechende Induktivität in der Form einer Spule und/oder eine entsprechende Kapazität in der Form eines Kondensators darstellen .The loop antennas used in the device according to the invention preferably each comprise a preamplifier, which is connected to the at least one loop of a respective loop antenna. This preamplifier may optionally be used for the above-mentioned decoupling of the antennas with each other. In a particularly preferred variant, the preamplifier is coupled to a capacitance of the at least one loop by means of impedance matching, so that an optimum source impedance is present at the preamplifier. Each preamplifier has a known, optimal source impedance, which depends on the respective structure of the preamplifier and which maximizes the signal-to-noise ratio. Often the optimal source impedance is real without reactance and has a value of 50 Ω. The preamplifier is preferably coupled via an impedance element to a capacitance of the respective loop such that the preamplifier together with the capacitance and the impedance element forms a parallel resonant circuit with a resonant frequency of substantially the operating frequency at which the signals of the transmission module Kap- be received. The impedance element may represent a corresponding inductance in the form of a coil and / or a corresponding capacitance in the form of a capacitor.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Vorverstärker verwendet, dessen ohmscher Widerstand kleiner als 10 Ohm, insbesondere kleiner als 5 Ohm, und besonders bevorzugt kleiner als 3 Ohm ist. Wird ein derartig niederohmiger Vorverstärker mit der vorangegangenen Ausfüh- rungsform kombiniert, bei der ein Parallelschwingkreis bei der Resonanzfrequenz erzeugt wird, erhält man die bereits oben erwähnte Vorverstärker-Entkopplung, denn durch den Parallelschwingkreis wird bei Empfang der Signale mit der Resonanzfrequenz ein Stromfluss durch die Schleife verhindert, so dass die Schleife kein magnetisches Feld erzeugt, welches in die Schleifen von anderen Loop-Antennen einkoppeln kann.In a particularly preferred embodiment of the invention, a preamplifier is used whose ohmic resistance is less than 10 ohms, in particular less than 5 ohms, and particularly preferably less than 3 ohms. If such a low-impedance preamplifier is combined with the preceding embodiment in which a parallel resonant circuit is generated at the resonant frequency, the already mentioned preamplifier decoupling is obtained, because the parallel resonant circuit receives a current flow through the loop upon receipt of the signals at the resonant frequency prevented, so that the loop generates no magnetic field, which can couple into the loops of other loop antennas.
In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Vorverstärker über ein Kabel, insbesondere ein Koaxialkabel, an eine Verarbeitungseinheit zum Verarbeiten der empfangenen Signale gekoppelt. Diese Verarbeitungseinheit übernimmt insbesondere auch die Funktion, aus den empfangenen Signalen die aufgenommenen Bilder zu extrahieren. Die Verarbeitungseinheit kann in einer Variante beispielsweise tragbar ausgestaltet sein, so dass sie vom Patienten mitgenommen werden kann. Hierdurch können über einen längeren Zeitraum auch ohne ärztliche Überwachung Bilder der inneren Organe des Patienten aufgezeichnet werden. Diese Bilder werden in einem entsprechenden Speicher der Verarbeitungseinheit abgelegt und können später auf eine stationäre Arbeitsstation übertragen werden und von dem Arzt zur Diagnose ausgewertet werden .In a further embodiment of the device according to the invention, the preamplifier is coupled via a cable, in particular a coaxial cable, to a processing unit for processing the received signals. In particular, this processing unit also performs the function of extracting the recorded images from the received signals. In one variant, the processing unit may, for example, be designed to be portable, so that it can be carried along by the patient. As a result, images of the internal organs of the patient can be recorded over a long period of time even without medical supervision. These images are stored in a corresponding memory of the processing unit and can later be transferred to a stationary workstation and evaluated by the doctor for diagnosis.
In einer weiteren Variante der Erfindung ist die zumindest eine Schleife einer jeweiligen Loop-Antenne eine kreisförmige bzw. quadratische Schleife, welche einen Durchmesser von im Wesentlichen zwischen 3 cm und 50 cm aufweist, insbesondere zwischen 8 cm und 25 cm und besonders bevorzugt von 9 cm. Der Durchmesser einer quadratischen Schleife ist dabei durch den Abstand der parallelen Seiten des Quadrats gegeben.In a further variant of the invention, the at least one loop of a respective loop antenna is a circular or square loop which has a diameter of substantially between 3 cm and 50 cm, in particular between 8 cm and 25 cm and particularly preferably 9 cm , The diameter of a square loop is given by the distance of the parallel sides of the square.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Anzahl der Kapazitäten, über welche die Leiterstücke der zumindest einen Schleife einer jeweiligen Loop-Antenne miteinander gekoppelt sind, derart groß, dass die Leiterstücke jeweils eine Länge aufweisen, welche 10% oder weniger der Wellenlänge der Betriebsfrequenz entspricht, insbesondere 20% oder weniger der Wellenlänge der Betriebsfrequenz. Hierdurch wird ein guter Empfang der Signale bei der Betriebsfrequenz sichergestellt. Die zumindest eine Schleife einer jeweiligen Loop- Antenne umfasst dabei vorzugsweise acht oder mehr Kapazitäten, insbesondere zehn oder mehr Kapazitäten.In a further embodiment of the invention, the number of capacitances, via which the conductor pieces of the at least one loop of a respective loop antenna are coupled together, is so large that the conductor pieces each have a length which corresponds to 10% or less of the wavelength of the operating frequency , in particular 20% or less of the wavelength of the operating frequency. This ensures good reception of the signals at the operating frequency. The at least one loop of a respective loop antenna preferably comprises eight or more capacitances, in particular ten or more capacitances.
Vorzugsweise liegen die Werte der Kapazitäten der zumindest einen Schleife einer jeweiligen Loop-Antenne jeweils in einem Bereich von 1 bis 500 Pikofarad, insbesondere zwischen 10 und 100 Pikofarad.The values of the capacitances of the at least one loop of a respective loop antenna preferably lie in a range of 1 to 500 picofarads, in particular between 10 and 100 picofarads.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung eine größere Anzahl an Loop- Antennen, um somit einen großen Bereich des Körpers des Pati- enten zum Signalempfang abzudecken. Insbesondere sind 10 bis 150 Loop-Antennen, vorzugsweise 20 bis 70 Loop-Antennen und besonders bevorzugt 20 bis 40 Loop-Antennen vorgesehen. Vorzugsweise sind die Schleifen der Loop-Antennen dabei in einem Array angeordnet, welches in der Umgebung des Körpers des Patienten, insbesondere ohne Hautkontakt mit dem Patienten, positionierbar ist.In a particularly preferred embodiment, the device according to the invention comprises a larger number of loop antennas, so as to cover a large area of the body of the patient. ducks for signal reception. In particular, 10 to 150 loop antennas, preferably 20 to 70 loop antennas and more preferably 20 to 40 loop antennas are provided. The loops of the loop antennas are preferably arranged in an array which can be positioned in the surroundings of the patient's body, in particular without skin contact with the patient.
Zur Entkopplung von mehreren Loop-Antennen kann in einer wei- teren Ausführungsform der Erfindung auch eine geometrische Entkopplung verwendet werden, bei der benachbarte Loop- Antennen derart zueinander angeordnet sind, dass die zumindest eine Schleife einer Loop-Antenne mit der zumindest einen Schleife der anderen Loop-Antenne überlappt. Für eine kreis- förmige Loop-Antenne ist die Überlappung vorzugweise derart groß, dass die Strecke zwischen den Mittelpunkten der beiden Kreise 75% des Durchmessers der Schleife beträgt. Bei einer quadratischen Schleife beträgt der Abstand der Mittelpunkte der Quadrate vorzugsweise 90% des Durchmessers der Quadrate (d.h. des Abstands der parallelen Seiten der Quadrate) .For decoupling of a plurality of loop antennas in a further embodiment of the invention, a geometric decoupling can be used in which adjacent loop antennas are arranged such that the at least one loop of a loop antenna with the at least one loop of the other Loop antenna overlaps. For a circular loop antenna, the overlap is preferably so large that the distance between the centers of the two circles is 75% of the diameter of the loop. For a square loop, the spacing of the centers of the squares is preferably 90% of the diameter of the squares (i.e., the pitch of the parallel sides of the squares).
Die erfindungsgemäßen Loop-Antennen können aufgrund ihrer besseren Empfangseigenschaften auch ohne Hautkontakt mit dem Patienten verwendet werden. In einer bevorzugten Ausführungs- form sind die Loop-Antennen dabei in einer auf und/oder unter und/oder um den Patienten angeordneten Platte oder Schale enthalten, welche gegebenenfalls flexibel ist. Ebenso können die Loop-Antennen in einem Patiententisch integriert sein, auf dem der Patient bei der Kapselendoskopie positioniert ist.The loop antennas according to the invention can also be used without skin contact with the patient because of their better reception properties. In a preferred embodiment, the loop antennas are contained in a plate or shell arranged on and / or under and / or around the patient, which optionally is flexible. Likewise, the loop antennas can be integrated in a patient table on which the patient is positioned during capsule endoscopy.
Als Betriebsfrequenz, mit der das Sendemodul der Kapsel Bilder aussendet, wird vorzugsweise eine lizenzfreie Frequenz in einem sog. ISM-Band (ISM = Industrial Scientific Medical) verwendet, insbesondere eine Betriebsfrequenz im 433 MHz-ISM- Band. Dieses Band reicht von 433,05 bis 434,79 MHz. In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Kapsel eine Aufnahme- Einheit zur Aufnahme von Bildern von inneren Organen des Patienten auf. Die Bilder bzw. die entsprechenden Bilddaten sind mit den Signalen des Sendemoduls an den Empfänger übertragbar, wobei der Empfänger zur Extraktion der in den Signalen enthaltenen Bilder ausgebildet ist. Das heißt, der Empfänger ist derart ausgestaltet, dass er die spezifischen, von der Kapsel der Vorrichtung aufgenommenen und ausgesendeten Bilder rekonstruieren und beispielsweise in einem entsprechenden Format in einem Speicher ablegen kann. Der Empfänger der Vorrichtung umfasst ferner eine Anzeigeeinheit, auf der die extrahierten Bilder angezeigt werden können. Diese Anzeigeeinheit kann gegebenenfalls auch in einem tragbaren Empfän- ger integriert sein, um hierdurch in Echtzeit die Position der Kapsel im Körperinneren festzustellen.The operating frequency at which the transmission module of the capsule transmits images is preferably a license-free frequency in a so-called ISM band (ISM = Industrial Scientific Medical), in particular an operating frequency in the 433 MHz ISM band. This band ranges from 433.05 to 434.79 MHz. In a further, preferred embodiment of the device according to the invention, the capsule has a receiving unit for taking pictures of internal organs of the patient. The images or the corresponding image data can be transmitted to the receiver with the signals of the transmission module, the receiver being designed to extract the images contained in the signals. That is, the receiver is designed such that it can reconstruct the specific images taken and emitted by the capsule of the device and, for example, store them in a corresponding format in a memory. The receiver of the device further comprises a display unit on which the extracted images can be displayed. If desired, this display unit can also be integrated in a portable receiver in order to determine in real time the position of the capsule in the interior of the body.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch eine Vorrichtung zur magnetisch geführten Kapselendoskopie sein. Dabei ist die Kapsel magnetisch und mit der Vorrichtung ist ein Magnetfeld im Körper des Patienten erzeugbar, mit dem die magnetische Kapsel im Körper geführt, d.h. gezielt verschoben und gedreht werden kann. Das Magnetfeld der Vorrichtung kann beispielsweise durch einen verschiebbaren Magneten (z.B. einem Perma- nentmagneten) oder durch ein fest im Raum installiertes Spulensystem oder durch ein Spulensystem mit festen und beweglichen Spulen erzeugt werden. Die erfindungsgemäßen Loop- Antennen können dabei beispielsweise an dem verschiebbaren Magneten oder den Spulen des Spulensystems der Vorrichtung angeordnet sein.The device according to the invention may also be a device for magnetically guided capsule endoscopy. In this case, the capsule is magnetic and with the device, a magnetic field in the body of the patient can be generated, with which the magnetic capsule in the body out, i. can be selectively moved and rotated. The magnetic field of the device can be generated, for example, by a displaceable magnet (for example a permanent magnet) or by a coil system fixedly installed in the room or by a coil system with fixed and movable coils. The loop antennas according to the invention can be arranged, for example, on the displaceable magnet or the coils of the coil system of the device.
Neben der oben beschriebenen Vorrichtung umfasst die Erfindung auch einen Empfänger zur Verwendung in einer solchen Vorrichtung. Mit einem solchen Empfänger sind die durch ein Sendemodul einer Kapsel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgesendeten Signale empfangbar. Der Empfänger zeichnet sich dadurch aus, dass er eine oder mehrere magnetische Loop- Antennen aufweist, wobei eine jeweilige Loop-Antenne eine Schleife aus über eine oder mehrere Kapazitäten gekoppelten Leitungsstücken umfasst und wobei die Loop-Antennen bei der Betriebsfrequenz voneinander entkoppelt sind. Dieser Empfänger kann insbesondere auch diejenigen, im Vorangegangenen be- schriebenen Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung enthalten, die sich auf eine Eigenschaft des Empfängers beziehen .Besides the device described above, the invention also includes a receiver for use in such a device. With such a receiver, the signals emitted by a transmission module of a capsule of the device according to the invention can be received. The receiver is characterized in that it has one or more magnetic loop antennas, wherein a respective loop antenna a The loop comprises line sections coupled via one or more capacitances and wherein the loop antennas are decoupled from one another at the operating frequency. In particular, this receiver may also contain those features of the device according to the invention described above which relate to a property of the receiver.
Die Kapsel ist mit einer Aufnahme-Einheit zur Aufnahme von Bildern von inneren Organen des Patienten ausgestattet, welche Bilder mit den Signalen des Sendemoduls an den Empfänger übertragbar sind. Vorzugsweise ist der Empfänger zur Extraktion der in den Signalen enthaltenen Bilder ausgebildet und umfasst eine Anzeigeeinheit zur Anzeige der empfangenen BiI- der.The capsule is equipped with a recording unit for taking pictures of internal organs of the patient, which images are transferable with the signals of the transmission module to the receiver. Preferably, the receiver is designed to extract the images contained in the signals and comprises a display unit for displaying the received images.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben.Embodiments of the invention are described below in detail with reference to the accompanying drawings.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Empfängers in einer Vorrichtung zur Kapselendoskopie gemäß dem Stand der Technik;Fig. 1 is a schematic representation of a receiver in a device for capsule endoscopy according to the prior art;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Empfängers in einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Kapselendoskopie; und2 shows a schematic representation of a receiver in an embodiment of a device according to the invention for capsule endoscopy; and
Fig. 3 eine Detaildarstellung der in Fig. 2 eingesetzten Vorverstärker-Entkopplung.Fig. 3 is a detailed representation of the preamplifier decoupling used in Fig. 2.
Die nachfolgend beschriebenen Empfänger werden in einer Vorrichtung zur Kapselendoskopie eingesetzt, bei der eine im Körper eines Patienten positionierte endoskopische KapselThe recipients described below are used in a capsule endoscopy device in which an endoscopic capsule positioned in the body of a patient
(auch als Endokapsel bezeichnet) Bilder von inneren Organen des Patienten mit Hilfe einer Kamera aufnimmt und die Bilder bzw. die entsprechenden Bilddaten über ein Sendemodul draht- los aussendet. Alternativ oder zusätzlich zu den Bilddaten können ggf. auch andere Daten vom Sendemodul der Kapsel an den Empfänger übertragen werden. Bspw. kann die Kapsel mit Sensoren zur Messung chemischer oder physikalischer Parameter ausgestattet sein. Aufgenommene Sensordaten könnten in einem solchen Fall vom Sendemodul drahtlos übertragen werden. Diese Endokapsel wird beispielsweise durch den Patienten verschluckt bzw. rektal eingeführt. Hauptanwendungsbereiche sind die Untersuchung des Verdauungstrakts von Patienten. Das Sen- demodul der Kapsel arbeitet vorzugsweise in einem lizenzfreien Frequenzbereich, insbesondere in einem ISM-Band. Beispielsweise wird eine Betriebsfrequenz im 433 MHz-ISM-Band verwendet. Die Sendeleistung des Sendemoduls der Kapsel ist aufgrund der geringen Abmessung der Kapsel begrenzt, denn es können in die Kapsel nur kleine Batterien mit entsprechend geringer Leistung für den Betrieb der Kamera und des Sendemoduls verwendet werden. Die von dem Sendemodul ausgesendeten Signale werden außerhalb des Körpers des Patienten von entsprechenden Empfangsantennen empfangen. Gemäß dem Stand der Technik werden als Empfangsantennen gefaltete Dipol-Antennen eingesetzt, welche direkt auf der Haut des Patienten befestigt (beispielsweise aufgeklebt) werden, um auf diese Weise die Antennen möglichst dicht an die Kapsel im Patientenkörper zu positionieren und hierdurch die Signaldämpfung zu minimie- ren.(also referred to as endocapsule) takes pictures of the patient's internal organs with the aid of a camera and transmits the images or the corresponding image data via a transmission module. send out. As an alternative or in addition to the image data, it is also possible to transmit other data from the transmission module of the capsule to the receiver. For example. the capsule may be equipped with sensors for measuring chemical or physical parameters. Recorded sensor data could be transmitted wirelessly by the transmission module in such a case. This endocapsule, for example, swallowed by the patient or introduced rectally. Main areas of application are the examination of the digestive tract of patients. The transmitter module of the capsule preferably operates in a license-free frequency range, in particular in an ISM band. For example, an operating frequency in the 433 MHz ISM band is used. The transmission power of the transmitter module of the capsule is limited due to the small size of the capsule, because it can be used in the capsule only small batteries with correspondingly low power for the operation of the camera and the transmitter module. The signals transmitted by the transmitter module are received outside the patient's body by corresponding receive antennas. According to the prior art, dipole antennas folded as receive antennas are used which are fastened (for example glued) directly to the skin of the patient, in order to position the antennas as close as possible to the capsule in the patient's body and thereby minimize signal attenuation. ren.
Fig. 1 zeigt eine gefaltete Dipol-Antenne 1 mit entsprechenden Empfangskomponenten gemäß dem Stand der Technik. Die Antenne umfasst einen gefalteten λ/2-Dipol, wobei λ der Wellen- länge der Betriebsfrequenz des Sendemoduls der Kapsel entspricht. An den Dipol schließt sich ein Balun 2 (d.h. eine Symmetrierung) an, welche schließlich mit einem Koaxialkabel 3 verbunden ist, das in eine entsprechende Verarbeitungseinheit 3' zum Weiterverarbeiten der empfangenen Signale endet. Diese Verarbeitungseinheit wird oftmals auch als der eigentliche Empfänger bezeichnet. Die Verarbeitungseinheit kann beispielsweise ein durch den Patienten tragbares Gerät sein, auf dem die durch die Kapsel aufgenommenen Bilder während des Wanderns der Kapsel durch den Magen-Darm-Trakt des Patienten gespeichert werden. Auf diese können endoskopische Untersuchungen über einen längeren Zeitraum während des normalen Alltags des Patienten durchgeführt werden. Die aufgezeichne- ten Daten können nach Abschluss der Untersuchung von der Verarbeitungseinheit auf eine stationäre Arbeitsstation übertragen werden. Auf der Arbeitsstation können die Bilder dann gegebenenfalls weiteren Verarbeitungen unterzogen werden und zur Durchführung der Diagnostik durch einen Arzt betrachtet und analysiert werden.Fig. 1 shows a folded dipole antenna 1 with corresponding receiving components according to the prior art. The antenna comprises a folded λ / 2 dipole, where λ corresponds to the wavelength of the operating frequency of the transmission module of the capsule. Connected to the dipole is a balun 2 (ie a balancing), which is finally connected to a coaxial cable 3 which terminates in a corresponding processing unit 3 'for further processing of the received signals. This processing unit is often referred to as the actual receiver. The processing unit may, for example, be a patient-portable device on which the images captured by the capsule during the Wandering the capsule can be saved through the patient's gastrointestinal tract. On this endoscopic examinations can be carried out over a longer period of time during the normal everyday life of the patient. The recorded data may be transferred from the processing unit to a stationary workstation upon completion of the examination. On the workstation, the images may then be subjected to further processing, if necessary, and viewed and analyzed by a physician to perform the diagnostics.
Anstatt des oben beschriebenen Anwendungsbereichs einer Kapselendoskopie, bei der sich die Endokapsel ohne weitere Krafteinwirkung von außen aufgrund der Peristaltik im Patien- tenkörper bis zu deren rektaler Ausscheidung bewegt, kann die nachfolgend beschriebene Erfindung jedoch auch im Bereich der magnetisch geführten Kapselendoskopie (englisch: MGCE = Magnetically Guided Capsule Endoscopy) eingesetzt werden, bei der die Kapsel magnetisch ist und durch Einwirkung eines Mag- netfelds von außen, beispielsweise mit Hilfe eines Permanentmagneten oder eines Spulensystems, im Patientenkörper geeignet bewegt bzw. orientiert wird, um hierdurch Bilder von bestimmten Bereichen der Organe des Patienten mittels der Kamera der Endokapsel aufzunehmen.Instead of the above-described scope of a capsule endoscopy, in which the endocapsule moves without external force due to the peristalsis in the patient body until its rectal excretion, the invention described below, however, in the field of magnetically guided capsule endoscopy (English: MGCE = Magnetically Guided Capsule Endoscopy) are used, in which the capsule is magnetic and by the action of a magnetic field from the outside, for example by means of a permanent magnet or a coil system, is suitably moved or oriented in the patient's body, thereby images of certain areas of the organs of the patient by means of the endocapsule camera.
Die gefalteten Dipol-Antennen gemäß Fig. 1 weisen den Nachteil auf, dass aufgrund der geringen Signalstärke der vom Sendemodul empfangenen Signale sowie das durch die Empfangsanordnung verstärkte Signal-zu-Rausch-Verhältnis ein ausrei- chend guter Empfang der Bilder aus der Kapsel nur dann erreicht werden kann, wenn die Dipole direkt mit Hautkontakt auf dem Patienten im Bereich der Position der Kapsel im Patientenkörper angeordnet werden. Es wird somit Zeit für die Vorbereitung des Patienten zur Untersuchung benötigt, und die Anbringung der Antennen auf der Haut ist für das medizinische Personal mit Aufwand verbunden. Gemäß den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung werden zum Empfang der Signale des Sendemoduls der Kapsel anstatt von gefalteten Dipolen sog. magnetische Loop- Antennen verwendet, deren Aufbau an sich bekannt ist und wel- che beispielsweise in der Magnetresonanztomographie zum Empfang der elektromagnetischen Messsignale verwendet werden. Mit solchen magnetischen Loop-Antennen können sehr schwache Signale außerhalb des menschlichen Körpers detektiert werden. Beim Einsatz solcher magnetischer Loop-Antennen in der Kap- selendoskopie kann dabei auf eine Positionierung der Antennen mit Hautkontakt auf dem Patienten verzichtet werden. Vielmehr können die Antennen auch in größerem Abstand vom Patienten, beispielsweise auf dessen Kleidung, zur Durchführung der Untersuchung angeordnet werden.The folded dipole antennas according to FIG. 1 have the disadvantage that due to the low signal strength of the signals received by the transmission module as well as the signal-to-noise ratio amplified by the reception arrangement, a sufficiently good reception of the images from the capsule only then can be achieved when the dipoles are placed directly in skin contact with the patient in the region of the position of the capsule in the patient's body. Thus, it takes time to prepare the patient for examination, and attaching the antennas to the skin is costly to medical personnel. According to the embodiments of the invention described below, instead of folded dipoles, so-called magnetic loop antennas are used to receive the signals of the transmission module of the capsule, the structure of which is known per se and which are used, for example, in magnetic resonance tomography for receiving the electromagnetic measurement signals. With such magnetic loop antennas very weak signals can be detected outside the human body. When using such magnetic loop antennas in the capsule endoscopy can be dispensed with a positioning of the antennas with skin contact on the patient. Rather, the antennas can also be arranged at a greater distance from the patient, for example on his clothing, to carry out the examination.
Vorzugsweise wird bei der Durchführung der endoskopischen Untersuchung eine größere Anzahl von Loop-Antennen eingesetzt, um hierdurch auch einen größeren Empfangsbereich in Bezug auf den Patientenkörper abzudecken. Um eine Störung der einzelnen magnetischen Loop-Antennen untereinander zu vermeiden, sind die Antennen dabei durch eine Vorverstärker-Entkopplung bzw. eine geometrische Entkopplung voneinander entkoppelt. Das Prinzip dieser Entkopplung ist an sich bekannt und in der Druckschrift [3] detailliert für bei der Magnetresonanztomo- graphie verwendete Loop-Antennen beschrieben. Die Signalfrequenzen, welche bei der Magnetresonanztomographie auftreten, liegen typischerweise in einem Bereich von 40 bis 300 MHz. Das heißt, die Größenordnung dieser Frequenzen entspricht auch den durch eine Endokapsel ausgesendeten Frequenzen, wel- che - wie oben erwähnt - bei z.B. 433 MHz liegen.Preferably, in carrying out the endoscopic examination, a larger number of loop antennas is used, thereby also covering a larger receiving area with respect to the patient's body. In order to avoid disturbance of the individual magnetic loop antennas with each other, the antennas are decoupled from each other by a preamplifier decoupling or a geometric decoupling. The principle of this decoupling is known per se and described in detail in the publication [3] for loop antennas used in magnetic resonance tomography. The signal frequencies which occur in magnetic resonance tomography are typically in the range from 40 to 300 MHz. That is, the order of magnitude of these frequencies also corresponds to the frequencies emitted by an endocapsule, which, as mentioned above, at e.g. 433 MHz lie.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung zum drahtlosen Empfang der Signale von einer Endokapsel gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Wie bereits oben erwähnt, werden zum Emp- fang Loop-Antennen verwendet. Eine Ausführungsform einer solchen Loop-Antenne ist in Fig. 2 gezeigt. Die Antenne umfasst eine einzelne Schleife 4, welche einzelne Leiterstücke 401 beinhaltet, wobei benachbarte Leiterstücke durch entsprechen- de Kapazitäten in der Form von Kondensatoren Cl bis C4 miteinander gekoppelt sind. Die Darstellung der Schleife ist dabei lediglich schematisch, und bei der Verwendung einer derartigen Loop-Antenne in der Kapselendoskopie sind in der Re- gel mehr als vier Leiterstücke und entsprechende Kapazitäten vorgesehen. Um die Funktion der Loop-Antenne sicherzustellen, muss insbesondere darauf geachtet werden, dass die Länge der einzelnen Leiterstücke 401 wesentlich kleiner als die Wellenlänge der Betriebsfrequenz der empfangenen Signale gewählt ist, insbesondere sollte die Länge höchstens 10% der Wellenlänge der Betriebsfrequenz betragen. Die einzelnen Kapazitäten der Kondensatoren Cl bis C4 liegen vorzugsweise im Bereich von 1 bis 100 Pikofarad, wobei die Kapazitäten für die einzelnen Kondensatoren unterschiedlich gewählt werden kön- nen.Fig. 2 shows an arrangement for wireless reception of the signals from an endocapsule according to a preferred embodiment of the invention. As mentioned above, loop antennas are used for reception. An embodiment of such a loop antenna is shown in FIG. The antenna comprises a single loop 4, which contains individual conductor pieces 401, adjacent conductor pieces being replaced by corresponding de capacitors in the form of capacitors Cl to C4 are coupled together. The representation of the loop is only schematic, and when using such a loop antenna in the capsule endoscopy more than four conductor pieces and corresponding capacities are usually provided. In order to ensure the function of the loop antenna, particular care must be taken that the length of the individual conductor pieces 401 is chosen to be substantially smaller than the wavelength of the operating frequency of the received signals, in particular the length should not exceed 10% of the operating frequency's wavelength. The individual capacitances of the capacitors C 1 to C 4 are preferably in the range of 1 to 100 picofarads, wherein the capacitances for the individual capacitors can be selected differently.
Um ein Signal mit einem möglichst guten Signal-zu-Rausch- Verhältnis durch die Loop-Antenne zu empfangen, wird in der Ausführungsform der Fig. 2 ein rauschangepasster Vorverstär- ker 5 eingesetzt, der das Signal über den Kondensator Cl abgreift. Dabei ist zwischen Vorverstärker 5 und Kondensator Cl ein weiteres Impedanz-Element 9 mit einer vorbestimmten Reaktanz vorgesehen, mit dem unter anderem eine Impedanzanpassung erreicht wird, so dass die vom Vorverstärker 5 in Richtung zur Schleife 4 gesehene Quellimpedanz optimal an den Vorverstärker zur Vermeidung von Verlusten angepasst ist. Als weiteres Impedanz-Element kann ein weiterer Kondensator und/oder eine entsprechende Induktivität in der Form einer Spule verwendet werden, wobei der Induktivitätswert der Spule bei- spielsweise im Bereich von einigen Nanohenry liegt. Der optimale Quellimpedanzwert kann beispielsweise eine reellwertige Impedanz von 50 Ω sein. Der Realteil der Impedanz des Vorverstärkers 5, d.h. der Ohmsche Widerstand dieses Vorverstärkers, ist dabei sehr klein gewählt, wodurch eine Entkopplung von magnetischen Loop-Antennen untereinander erreicht wird. Diese Entkopplung wird noch näher in Bezug auf Fig. 3 erläutert. An den Vorverstärker 5 schließt sich ein Ba- lun/Symmetrierglied 6 an, welches die empfangenen Signale schließlich einem Koaxialkabel 7 zuführt, mit dem die Signale analog zu Fig. 1 zu einer Verarbeitungseinheit gelangen, wel- che in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 8 bezeichnet ist. Durch die Verwendung des Vorverstärkers 5 zwischen der Antennenschleife 4 und dem Kabel 7 kann ein höheres Signal-zu-Rausch- Verhältnis auch bei der Verwendung von dünnen, flexiblen Koaxialkabeln erreicht werden. Der Vorverstärker reduziert da- bei den Einfluss der Kabel und des Empfängerrauschens mit Hilfe seines Leistungsgewinns, der beispielsweise bei 1000 liegt .In order to receive a signal with the best possible signal-to-noise ratio through the loop antenna, in the embodiment of FIG. 2 a noise-adjusted preamplifier 5 is used, which taps off the signal via the capacitor C1. In this case, between the preamplifier 5 and capacitor Cl, a further impedance element 9 is provided with a predetermined reactance, with the inter alia, an impedance matching is achieved, so that the seen from the preamplifier 5 in the direction of the loop 4 source impedance optimally to the preamplifier to avoid losses is adjusted. As a further impedance element, a further capacitor and / or a corresponding inductance in the form of a coil can be used, wherein the inductance value of the coil is, for example, in the range of a few nanohyros. The optimum source impedance value may be, for example, a real-valued impedance of 50 Ω. The real part of the impedance of the preamplifier 5, that is, the ohmic resistance of this preamplifier, is chosen very small, whereby a decoupling of magnetic loop antennas is achieved with each other. This decoupling will be explained in more detail with reference to FIG. The preamplifier 5 is adjoined by a balun / balun 6, which finally supplies the received signals to a coaxial cable 7, with which the signals, analogous to FIG. 1, reach a processing unit, which in FIG is designated. By using the preamplifier 5 between the antenna loop 4 and the cable 7, a higher signal-to-noise ratio can be achieved even with the use of thin, flexible coaxial cables. The preamplifier reduces the influence of the cables and the receiver noise with the help of its power gain, which is for example 1000.
Fig. 3 zeigt eine Detailansicht der Kombination aus Schleife 4 und Vorverstärker 5 gemäß der Ausführungsform der Fig. 2. In Fig. 3 ist die Reaktanz des Impedanz-Elements 9 als JX wiedergegeben. Die Reaktanz wird dabei derart gewählt, dass gesehen vom Kondensator Cl eine Induktivität L anliegt, für die gilt:Fig. 3 shows a detailed view of the combination of loop 4 and preamplifier 5 according to the embodiment of Fig. 2. In Fig. 3, the reactance of the impedance element 9 is represented as JX. The reactance is chosen such that, as seen from the capacitor Cl, an inductance L is applied, for which applies:
L = l/(ω2c)L = l / (ω 2 c)
Dabei ist ω die der Betriebsfrequenz der empfangenen Signale entsprechende Winkelfrequenz, und C ist der Kapazitätswert des Kondensators Cl. Durch geeignete Wahl der Reaktanz des Impedanz-Elements 9 wird somit ein Parallelschwingkreis mit der Resonanzfrequenz bei der Betriebsfrequenz geschaffen, wobei durch den geringen Ohmschen Widerstand des Vorverstärkers bei Empfang von Signalen mit der Betriebsfrequenz Stromfluss durch die Schleife 4 verhindert wird. Somit wird durch die Schleife kein magnetisches Feld erzeugt, welches in benachbarte Schleifen von anderen Loop-Antennen einkoppeln kann. Auf diese Weise wird durch die obige Ausführungsform eine Vorverstärker-Entkopplung der verwendeten Loop-Antennen er- reicht.Here, ω is the angular frequency corresponding to the operating frequency of the received signals, and C is the capacitance value of the capacitor Cl. By a suitable choice of the reactance of the impedance element 9, a parallel resonant circuit with the resonant frequency at the operating frequency is thus created, wherein current flow through the loop 4 is prevented by the low ohmic resistance of the preamplifier when receiving signals at the operating frequency. Thus, no magnetic field is generated by the loop, which can couple into adjacent loops of other loop antennas. In this way, a preamplifier decoupling of the loop antennas used is achieved by the above embodiment.
Neben einer Vorverstärker-Entkopplung wird in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ferner eine geomet- rische Entkopplung der Signale von benachbarten Loop-Antennen erreicht. Dies wird dadurch gewährleistet, dass benachbarte Antennenschleifen überlappend zueinander angeordnet sind. Werden als Schleifen kreisförmige Schleifen verwendet, sind die Mittelpunkte der Schleifen voneinander um z.B. 75% ihres Durchmessers separiert. Sollten demgegenüber quadratische Schleifen verwendet werden, sind die Mittelpunkte dieser Schleifen beispielsweise um ungefähr 90% ihres Durchmessers voneinander versetzt. Die genaue Überlappung zwischen den einzelnen Schleifen hängt von der spezifischen Ausgestaltung der Schleifen ab und kann empirisch geeignet festgelegt werden. Die Durchmesser der Schleifen der Loop-Antennen können je nach Anwendungsfall geeignet variiert werden. Je größer der Durchmesser ist, umso besser ist die Eindringtiefe, bis zu der Signale durch die magnetische Loop empfangen werden können. Die Eindringtiefe entspricht dabei in etwa dem Durchmesser der kreisförmigen bzw. quadratischen Schleife.In addition to preamplifier decoupling, in a particularly preferred embodiment of the invention, a geomet- achieved decoupling of the signals from adjacent loop antennas. This is ensured by the fact that adjacent antenna loops are arranged overlapping each other. If circular loops are used as loops, the centers of the loops are separated from one another by, for example, 75% of their diameter. By contrast, if square loops are used, the centers of these loops are offset from each other by approximately 90% of their diameter. The exact overlap between the individual loops depends on the specific design of the loops and can be determined empirically suitable. The diameters of the loops of the loop antennas can be suitably varied depending on the application. The larger the diameter, the better the penetration depth up to which signals can be received by the magnetic loop. The penetration depth corresponds approximately to the diameter of the circular or square loop.
Das Prinzip des oben beschriebenen Aufbaus der Loop-Antenne ist detailliert in dem Dokument [3] dargelegt. Alle dort offenbarten Varianten von verwendbaren Loop-Antennen mit entsprechender geometrischer Entkopplung bzw. Vorverstärker- Entkopplung können auch in der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesetzt werden. Ebenso zeigt das Dokument [3] den Aufbau einer Ausführungsform eines Vorverstärkers, der gegebenenfalls auch in der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesetzt werden kann.The principle of the structure of the loop antenna described above is set forth in detail in the document [3]. All disclosed there variants of usable loop antennas with appropriate geometric decoupling or preamplifier decoupling can also be used in the device according to the invention. Likewise, the document [3] shows the structure of an embodiment of a preamplifier, which can optionally also be used in the device according to the invention.
Wie sich aus den obigen Ausführungen ergibt, kann durch die Verwendung von Empfangs-Frontends aus dem Bereich der Magnetresonanztomographie ein verbesserter Empfang auch von Signalen in der Kapselendoskopie erreicht werden. Insbesondere kann bei der Verwendung von Loop-Antennen zum Signalempfang darauf verzichtet werden, dass die Antennen unmittelbar mit Hautkontakt am Patienten angeordnet werden, da aufgrund der guten Empfangseigenschaften von Loop-Antennen der Empfang der Signale auch bei einem größeren Abstand zum Patienten bzw. bei Positionierung der Antennen auf der Kleidung des Patien- ten gewährleistet ist. Insbesondere können die Loop-Antennen z.B. an einem Führungsmagneten der endoskopischen Vorrichtung befestigt sein oder in eine oder mehrere starre Platten oder Schalen integriert sein, die auf bzw. um den Patienten gelegt werden, wenn der Patient sich auf dem Patiententisch gelegt hat. As can be seen from the above, improved reception of signals in capsule endoscopy can also be achieved by using reception frontends from the field of magnetic resonance tomography. In particular, when using loop antennas for signal reception can be dispensed with that the antennas are arranged directly with skin contact on the patient, because due to the good reception properties of loop antennas, the reception of the signals even at a greater distance from the patient or during positioning of the antennas on the clothing of the patient guaranteed. In particular, the loop antennas may, for example, be attached to a guide magnet of the endoscopic device or integrated into one or more rigid plates or shells that are placed on or around the patient when the patient has settled on the patient table.
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Claims

Patentansprüche claims
1. Medizinische Vorrichtung zur Durchführung von Kapselendoskopie, umfassend: - eine in den Körper eines Patienten positionierbare Kapsel mit einem Sendemodul zum drahtlosen Aussenden von Signalen mit einer Betriebsfrequenz; ein im Betrieb der Vorrichtung außerhalb des Körpers des Patienten vorgesehener Empfänger zum drahtlosen Empfangen der durch das Sendemodul ausgesendeten Signale; dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger eine oder mehrere magnetische Loop-Antennen aufweist, wobei eine jeweilige Loop-Antenne zumindest eine Schleife (4) aus über eine oder mehrere Kapazitäten (Cl, C2, C3, C4) gekoppelten Leiterstücken (401) umfasst und wobei die Loop-Antennen bei der Betriebsfrequenz voneinander entkoppelt sind.A medical device for performing capsule endoscopy, comprising: a capsule positionable in the body of a patient having a transmitter module for wirelessly transmitting signals at an operating frequency; a receiver provided in the operation of the device outside the patient's body for receiving the signals transmitted by the transmitter module wirelessly; characterized in that the receiver comprises one or more magnetic loop antennas, wherein a respective loop antenna comprises at least one loop (4) from one or more capacitances (Cl, C2, C3, C4) coupled conductor pieces (401) and wherein the loop antennas are decoupled from each other at the operating frequency.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Schleife (4) einer jeweiligen Loop-Antenne mit einem Vorverstärker (5) verbunden ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the at least one loop (4) of a respective loop antenna with a preamplifier (5) is connected.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorverstärker (5) an eine Kapazität (Cl) der zumindest einen Schleife (4) mittels Impedanzanpassung gekoppelt ist, so dass eine optimale Quellimpedanz am Vorverstärker (5) anliegt .3. Device according to claim 2, characterized in that the preamplifier (5) to a capacitance (Cl) of the at least one loop (4) is coupled by means of impedance matching, so that an optimal source impedance at the preamplifier (5) is applied.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich- net, dass der Vorverstärker (5) über ein Impedanz-Element (9) an eine Kapazität (Cl) der jeweiligen Schleife (4) derart gekoppelt ist, dass der Vorverstärker (5) zusammen mit der Kapazität (Cl) und dem Impedanz-Element (9) einen Parallelschwingkreis mit einer Resonanzfrequenz von im Wesentlichen der Betriebsfrequenz bildet.4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized marked, that the preamplifier (5) via an impedance element (9) to a capacitance (Cl) of the respective loop (4) is coupled such that the preamplifier (5) together with the capacitance (Cl) and the impedance element (9) forms a parallel resonant circuit with a resonant frequency of substantially the operating frequency.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ohmsche Widerstand des Vorver- stärkers (5) kleiner als 10 Ohm, insbesondere kleiner als 5 Ohm und besonders bevorzugt kleiner als 3 Ohm ist.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the ohmic resistance of the Vorver stronger (5) is less than 10 ohms, in particular less than 5 ohms and more preferably less than 3 ohms.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass der Vorverstärker (5) über ein Kabel (7), insbesondere ein Koaxialkabel, an eine Verarbeitungseinheit (8) zum Verarbeiten der empfangenen Signale gekoppelt ist.6. Device according to one of the preceding claims, character- ized in that the preamplifier (5) via a cable (7), in particular a coaxial cable, is coupled to a processing unit (8) for processing the received signals.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Schleife (4) einer jeweiligen Loop-Antenne einen Durchmesser von im Wesentlichen zwischen 5 cm und 30 cm aufweist, insbesondere zwischen 8 cm und 25 cm und besonders bevorzugt von 9 cm.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one loop (4) of a respective loop antenna has a diameter of substantially between 5 cm and 30 cm, in particular between 8 cm and 25 cm and particularly preferably from 9 cm.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Kapazitäten (Cl, C2, C3, C4), über welche die Leiterstücke (401) der zumindest einen Schleife (4) einer jeweiligen Loop-Antenne miteinander gekoppelt sind, derart groß ist, dass die Leiterstücke jeweils eine Länge aufweisen, welche 10% oder weniger der Wellenlänge der Betriebsfrequenz entspricht, insbesondere 20% oder weniger der Wellenlänge der Betriebsfrequenz.8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the number of capacitances (Cl, C2, C3, C4), via which the conductor pieces (401) of the at least one loop (4) of a respective loop antenna are coupled together, is so large that the conductor pieces each have a length which corresponds to 10% or less of the wavelength of the operating frequency, in particular 20% or less of the wavelength of the operating frequency.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehende Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Schleife (4) einer jeweiligen Loop-Antenne acht oder mehr Kapazitäten, insbesondere zehn oder mehr Kapazitäten, umfasst.9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one loop (4) of a respective loop antenna comprises eight or more capacitances, in particular ten or more capacitances.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapazitäten (Cl, C2, C3, C4) der zumindest einen Schleife (4) einer jeweiligen Loop- Antenne jeweils Kapazitätswerte im Bereich von 1 bis 500 pF aufweisen, insbesondere zwischen 10 und 100 pF.10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the capacitances (Cl, C2, C3, C4) of the at least one loop (4) of a respective loop antenna each have capacitance values in the range of 1 to 500 pF, in particular between 10 and 100 pF.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung 10 bis 150 Loop- Antennen umfasst, insbesondere 20 bis 70 Loop-Antennen und besonders bevorzugt 30 bis 40 Loop-Antennen.11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device 10 to 150 loop Antennas comprises, in particular 20 to 70 loop antennas and more preferably 30 to 40 loop antennas.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass die Schleifen (4) der Loop- Antennen in einem Array angeordnet sind.12. Device according to one of the preceding claims, character- ized in that the loops (4) of the loop antennas are arranged in an array.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Loop-Antennen derart zueinander angeordnet sind, dass die zumindest eine Schleife (4) einer Loop-Antenne mit der zumindest einen Schleife (7) der anderen Loop-Antenne überlappt.13. Device according to one of the preceding claims, characterized in that adjacent loop antennas are arranged to each other such that the at least one loop (4) of a loop antenna overlaps with the at least one loop (7) of the other loop antenna.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass die Loop-Antennen in einer auf und/oder unter und/oder um den Patienten angeordneten Platte oder Schale enthalten sind und/oder in einem Patiententisch integriert sind.14. Device according to one of the preceding claims, character- ized in that the loop antennas are contained in a arranged on and / or under and / or around the patient plate or shell and / or are integrated in a patient table.
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsfrequenz in einem ISM- Band liegt, insbesondere bei 433 MHz.15. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the operating frequency is in an ISM band, in particular at 433 MHz.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass die Kapsel eine Aufnahme-Einheit zur Aufnahme von Bildern von inneren Organen des Patienten aufweist, welche Bilder mit den Signalen des Sendemoduls an den Empfänger übertragbar sind, wobei der Empfänger zur Extraktion der in den Signalen enthaltenen Bilder ausgebildet ist und wobei der Empfänger eine Anzeigeeinheit zur Anzeige der empfangenen Bilder umfasst.16. Device according to one of the preceding claims, character- ized in that the capsule comprises a recording unit for receiving images of internal organs of the patient, which images can be transmitted with the signals of the transmission module to the receiver, wherein the receiver for extraction the image contained in the signals is formed, and wherein the receiver comprises a display unit for displaying the received images.
17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapsel magnetisch ist und mit der Vorrichtung ein Magnetfeld im Körper des Patienten erzeugbar ist, mit dem die magnetische Kapsel im Körper des Patienten geführt werden kann. 17. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the capsule is magnetic and with the device, a magnetic field in the body of the patient can be generated, with which the magnetic capsule in the body of the patient can be performed.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetfeld durch einen verschiebbaren Magneten und/oder durch ein Spulensystem mit mechanisch feststehenden oder beweglichen Spulen erzeugbar ist, wobei die Loop- Antennen vorzugsweise an den Magneten und/oder wenigstens einer Spule des Spulensystems montiert sind.18. The device according to claim 17, characterized in that the magnetic field can be generated by a displaceable magnet and / or by a coil system with mechanically fixed or movable coils, wherein the loop antennas are preferably mounted on the magnet and / or at least one coil of the coil system are.
19. Empfänger zur Verwendung in einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mit dem Empfänger die durch das Sendemodul einer Kapsel der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18 ausgesendeten Signale empfangbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger eine oder mehrere magnetische Loop-Antennen aufweist, wobei eine jeweilige Loop-Antenne zumindest eine Schleife (4) aus über eine oder mehrere Kapazitäten (Cl, C2, C3, C4) gekoppelten Leiterstücken (401) umfasst und wobei die Loop-Antennen (4) bei der Betriebsfrequenz voneinander entkoppelt sind.19. Receiver for use in a device according to one of the preceding claims, wherein the receiver can receive the signals transmitted by the transmission module of a capsule of the device according to one of claims 1 to 18, characterized in that the receiver has one or more magnetic loop sensors. Antennas, wherein a respective loop antenna comprises at least one loop (4) from one or more capacitances (Cl, C2, C3, C4) coupled conductor pieces (401) and wherein the loop antennas (4) decoupled from each other at the operating frequency are.
20. Empfänger nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapsel eine Aufnahme-Einheit zur Aufnahme von Bildern von inneren Organen des Patienten aufweist, welche Bilder mit den Signalen des Sendemoduls an den Empfänger übertragbar sind, wobei der Empfänger zur Extraktion der in den Signalen ent- haltenen Bilder ausgebildet ist und wobei der Empfänger eine Anzeigeeinheit zur Anzeige der empfangenen Bilder umfasst. 20. A receiver according to claim 19, characterized in that the capsule comprises a recording unit for receiving images of internal organs of the patient, which images are transferable to the signals of the transmitter module to the receiver, wherein the receiver for extracting the in the signals contained images is formed and wherein the receiver comprises a display unit for displaying the received images.
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