DE102007037846A1 - Medical device e.g. endoscopic instrument, position determining device for use in human body, has position determining device determining position by using body model, which describes preset body by electrical and magnetic fabric parameters - Google Patents

Medical device e.g. endoscopic instrument, position determining device for use in human body, has position determining device determining position by using body model, which describes preset body by electrical and magnetic fabric parameters Download PDF

Info

Publication number
DE102007037846A1
DE102007037846A1 DE102007037846A DE102007037846A DE102007037846A1 DE 102007037846 A1 DE102007037846 A1 DE 102007037846A1 DE 102007037846 A DE102007037846 A DE 102007037846A DE 102007037846 A DE102007037846 A DE 102007037846A DE 102007037846 A1 DE102007037846 A1 DE 102007037846A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
transmitter
determining
medical device
body model
transmitter signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102007037846A
Other languages
German (de)
Inventor
Dirk Dr. Diehl
Johannes Dr. Reinschke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE102007037846A priority Critical patent/DE102007037846A1/en
Publication of DE102007037846A1 publication Critical patent/DE102007037846A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/06—Devices, other than using radiation, for detecting or locating foreign bodies ; determining position of probes within or on the body of the patient
    • 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
    • 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
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/06—Devices, other than using radiation, for detecting or locating foreign bodies ; determining position of probes within or on the body of the patient
    • A61B5/061—Determining position of a probe within the body employing means separate from the probe, e.g. sensing internal probe position employing impedance electrodes on the surface of the body
    • A61B5/062—Determining position of a probe within the body employing means separate from the probe, e.g. sensing internal probe position employing impedance electrodes on the surface of the body using magnetic field
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/39—Markers, e.g. radio-opaque or breast lesions markers
    • A61B2090/397—Markers, e.g. radio-opaque or breast lesions markers electromagnetic other than visible, e.g. microwave
    • A61B2090/3975—Markers, e.g. radio-opaque or breast lesions markers electromagnetic other than visible, e.g. microwave active

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Endoscopes (AREA)

Abstract

The device has a set of receivers (E1-EN) arranged outside of a body (K) at distance from the body with location coordinates of a coordinate system. A transmitter (S) is moved together with a medical device (1) relative to the coordinates, and is provided for transmitting electromagnetic transmitter signals (s). A position determining device determines a position (P) of the device or the transmitter by receiver signals (en). The position determining device determines the position by using a body model (KM), which describes a preset body by the set of electrical and magnetic fabric parameters. An independent claim is also included for a method for determining a position of a medical device in a body to be treated or examined of an animal.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Position einer medizinischen Einrichtung im Körper eines Lebewesens mit oberbegrifflichen Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 bzw. auf ein Verfahren zum Bestimmen einer solchen Position.The The invention relates to a device for determining a Position of a medical institution in the body of a Living things with super-conceptual features according to claim 1 or to a method for determining such a position.

WO 2005/120345 A2 beschreibt eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Position einer medizinischen Einrichtung im Körper eines Lebewesens, insbesondere eines Menschen. Die medizinische Einrichtung ist beispielhaft eine endoskopische Einrichtung in Form einer Kapsel, welche geschluckt oder über den After in den Darm des Körpers eingeführt werden kann. In der Kapsel befinden sich u. a. eine Kamera zum Aufnehmen von Bildern sowie ein Sender in Form eines LC-Markers mit einem elektrischen Schwingkreis, welcher zur Positionsbestimmung dient. Der LC-Marker mit einer Resonanzfrequenz von 500 Hz bis 100 kHz, vorzugsweise 30 kHz, wird durch ein äußeres elektromagnetisches Wechselfeld gleicher Frequenz zum Schwingen angeregt und strahlt ein charakteristisches Dipolfeld ab. Mittels einer größeren Vielzahl von Empfängern wird das Dipolfeld des LC-Markers empfangen. Die Empfänger sind mit bekannten Ortskoordinaten eines ersten Koordinatensystems in einer medizinischen Untersuchungseinrichtung von dem Körper beabstandet außerhalb des Körpers angeordnet. Die Vielzahl der Empfänger bildet aus derart empfangenen LC-Marker-Signalen als Sendersignalen jeweils ein Empfängersignal. Eine Positionsermittlungseinrichtung, die in einer externen Vorrichtung außerhalb des Körpers angeordnet ist, ist ausgestaltet zum Ermitteln der Position der medizinischen Einrichtung oder des LC-Markers mittels der Vielzahl von Empfängersignalen. Der LC-Marker ist somit als passiver Sender ausgestaltet und über ein Erregerfeld von außerhalb des Körpers anregbar. Das Erregerfeld wird über Erregerspulen mit Wechselfrequenzen von bis zu 100 kHz erregt. In der Positionsermittlungseinrichtung wird eine Amplitudeninformation aus der Vielzahl der Empfängersignale ausgewertet. WO 2005/120345 A2 describes a device for determining a position of a medical device in the body of a living being, in particular a human. The medical device is an example of an endoscopic device in the form of a capsule, which can be swallowed or introduced via the anus into the intestine of the body. In the capsule are, inter alia, a camera for taking pictures and a transmitter in the form of an LC marker with an electrical resonant circuit, which serves for position determination. The LC marker with a resonance frequency of 500 Hz to 100 kHz, preferably 30 kHz, is excited by an external alternating electromagnetic field of the same frequency to vibrate and emits a characteristic dipole field. By means of a larger number of receivers, the dipole field of the LC marker is received. The receivers are arranged with known spatial coordinates of a first coordinate system in a medical examination device of the body spaced outside the body. The plurality of receivers form of such received LC marker signals as transmitter signals in each case a receiver signal. Position detecting means disposed in an external device outside the body is configured to detect the position of the medical device or the LC marker by means of the plurality of receiver signals. The LC marker is thus designed as a passive transmitter and excitable via a field exciter from outside the body. The excitation field is excited via excitation coils with alternating frequencies of up to 100 kHz. In the position detection device, an amplitude information from the plurality of receiver signals is evaluated.

Nachteilhaft bei einer solchen Vorrichtung bzw. einem entsprechenden Positionsbestimmungsverfahren ist, dass diese bei dem verwendeten Frequenzbereich leicht durch elektrisch leitende Objekte in der Umgebung gestört werden können. Außerdem sind auch andere medizinische Positionsmessverfahren bekannt, bei denen die mit dem Abstand fallende Amplitude eines vergleichsweise niederfrequenten magnetischen Wechselfeldes im Frequenzbereich von 800 Hz bis ca. 20 kHz gemessen wird.disadvantageous in such a device or a corresponding positioning method is that these easily at the frequency range used electrically conductive objects in the area are disturbed can. There are also other medical ones Position measuring method known in which the falling with the distance Amplitude of a comparatively low-frequency alternating magnetic field measured in the frequency range from 800 Hz to about 20 kHz.

Ausgehend von dieser Problematik einer durch elektrisch leitfähige Objekte in der Umgebung gestörten Ortsauflösung wird in einer noch nicht offengelegten Patentanmeldung DE 10 2006 019 415.2 eine elektromagnetische Positionsbestimmung eines medizinischen Geräts im menschlichen Körper beschrieben, wobei das medizinische Gerät mit einem passiven oder aktiven Transponder ausgestattet ist und die Positionsbestimmung über eine Phasendifferenzmessung erfolgt. Als Frequenzbereich werden 100...400 MHz vorgeschlagen. Wie die eigentliche Positionsbestimmung genau erfolgt, wird jedoch nicht näher erläutert.Based on this problem of disturbed by electrically conductive objects in the area spatial resolution is in a not yet disclosed patent application DE 10 2006 019 415.2 describes an electromagnetic position determination of a medical device in the human body, wherein the medical device is equipped with a passive or active transponder and the position is determined by a phase difference measurement. The frequency range proposed is 100 ... 400 MHz. How exactly the actual position determination is done, however, is not explained in detail.

Bei einer auf Phasendifferenzmessung basierenden Vorrichtung und Verfahrensweise besteht das Problem, dass für realistische Phasendifferenzmessungen bei einer geforderten Ortsauflösung von weniger als 10 mm eine Trägerfrequenz größer 10 MHz gewählt werden muss. Jedoch werden bereits ab einer Trägerfrequenz von 1 MHz die elektromagnetischen Wellenfronten eines im menschlichen Körper zu ortenden Senders oder Transponders deutlich deformiert. Dadurch erscheint eine Positionsbestimmung über Phasendifferenzmessungen nicht ohne weiteres möglich. Vorgeschlagen wird dabei eine relativ geringe Anzahl an extrakorporalen Empfängern beziehungsweise Messaufnehmern von zum Beispiel 4.at a phase difference measurement based apparatus and method the problem is that for realistic phase difference measurements at a required spatial resolution of less than 10 mm a carrier frequency greater than 10 MHz must be chosen. However, already starting at a carrier frequency of 1 MHz the electromagnetic wavefronts of one in human Body to local transmitter or transponder significantly deformed. As a result, a position determination via phase difference measurements appears not readily possible. It is proposed a relatively small number of extracorporeal receivers or Sensors of example 4.

Gattungsfremd sind aus DE 199 09 066 A1 und DE 198 52 467 A1 akustische Verfahren zur Ortung eines Herzkatheters bekannt, wobei ebenfalls eine größere Anzahl von Wandlern zum Senden und/oder Empfangen von akustischen Signalen vorgesehen sind. Da die Signale, welche zur Positionsbestimmung verwendet werden, nur durch Körpergewebe hindurchtreten müssen, nicht aber auch durch Luft im Körper, zum Beispiel im Magen, oder zwischen dem Körper und davon beabstandeten Empfängern, werden in für sich bekannter Art und Weise Ultraschallwellen als Signale eingesetzt. Dabei wird in DE 198 52 467 A1 ein Hinweis gegeben, dass gewisse akustische Gewebeeigenschaften, wie ein Absorptionskoeffizient oder eine Schallausbreitungsgeschwindigkeit des Körpers identifizierbar wären. Bei derartigen Ultraschallverfahren handelt es sich jedoch hinsichtlich verschiedener physikalischer Bedingungen, konstruktiver Anordnungsbedingungen einer entsprechenden Positionsbestimmungseinrichtung und den Auswertungsmöglichkeiten um gänzlich andere Rahmenbedingungen als im Fall elektromagnetischer Wellen, welche zudem durch einen Raum außerhalb des Körpers hindurchdringen müssen, in welchem weder Körpergewebe noch Körperflüssigkeit zu durchlaufen ist.Alien are out DE 199 09 066 A1 and DE 198 52 467 A1 Acoustic methods for locating a cardiac catheter are known, wherein also a larger number of transducers are provided for transmitting and / or receiving acoustic signals. Since the signals used for position determination only have to pass through body tissue, but not through air in the body, for example in the stomach, or between the body and receivers spaced therefrom, ultrasound waves are used as signals in a manner known per se , It will be in DE 198 52 467 A1 an indication that certain acoustic tissue properties, such as an absorption coefficient or a sound propagation velocity of the body would be identifiable. In such ultrasound methods, however, with regard to various physical conditions, constructive arrangement conditions of a corresponding position-determining device and the evaluation options are entirely different conditions than in the case of electromagnetic waves, which must also penetrate through a space outside the body, in which neither body tissue nor body fluid is to be traversed ,

DE 10 2005 010 489 B4 beschreibt allgemein ein Spulensystem zur berührungsfreien Navigation eines magnetischen Körpers in einem in einem Arbeitsraum wie einem Untersuchungsraum befindlichen Patienten. Mit einem Magnetspulensystem aus vierzehn einzeln ansteuerbaren Einzelspulen ist der magnetische Körper zu bewegen. Hierzu sind mit dem Spulensystem drei Magnetfeldkomponenten sowie fünf Magnetfeldgradienten zu erzeugen. Bis auf zwei stirnseitige Einzelspulen sind die übrigen, insbesondere sattelförmigen Einzelspulen des Spulensystems auf rohrförmigen, den Arbeitsraum umschließenden Mantelflächen angeordnet. DE 10 2005 010 489 B4 generally describes a coil system for non-contact navigation of a magnetic body in a patient located in a workspace such as an examination room. With a magnet coil system of fourteen individually controllable individual coils is the to move magnetic bodies. For this purpose, three magnetic field components and five magnetic field gradients are to be generated with the coil system. Except for two end-side individual coils, the remaining, in particular saddle-shaped individual coils of the coil system are arranged on tubular lateral surfaces enclosing the working space.

US 2003/0137380 A1 beschreibt allgemein das Drehen und Verschwenken eines Magneten aus einer Vielzahl von Segmenten für eine magnetische Navigation. US 2003/0137380 A1 generally describes rotating and pivoting a magnet out of a plurality of segments for magnetic navigation.

Die Aufgabe der Erfindung besteht entsprechend darin, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zum Bestimmen einer Position einer medizinischen Einrichtung im Körper eines Lebewesens derart zu verbessern, dass Ortsauflösungen auch kleiner 10 mm ermöglicht werden. Insbesondere sollen Trägerfrequenzen größer 1 MHz, insbesondere größer 10 MHz, eingesetzt werden. Bevorzugt soll für die Positionsbestimmung eine Phasendifferenzmessung verwendet werden können.The The object of the invention is accordingly, a device or a method for determining a position of a medical To improve the device in the body of a living being in such a way that spatial resolution also allows less than 10 mm become. In particular, carrier frequencies should be larger 1 MHz, in particular greater than 10 MHz used become. Preferably should for the position determination a Phase difference measurement can be used.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Position einer medizinischen Einrichtung im Körper eines Lebewesens mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 bzw. durch ein entsprechendes Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.These The object is achieved by a device for determining a position a medical device in the body of a living being with the features according to claim 1 or by a corresponding method with the features of the claim 9 solved. Advantageous embodiments are the subject dependent claims.

Bevorzugt wird demgemäß eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Position einer medizinischen Einrichtung im Körper eines Lebewesens mit einer Vielzahl von Empfängern, die mit bekannten Ortskoordinaten eines ersten Koordinatensystems von dem Körper beabstandet außerhalb des Körpers angeordnet sind. Die Vorrichtung umfasst außerdem einen Sender, der an oder in der medizinischen Einrichtung angeordnet ist, wobei der Sender zusammen mit der medizinischen Einrichtung relativ zu den Ortskoordinaten des ersten Koordinatensystems bewegbar, insbesondere verstellbar ist. Der Sender ist außerdem zum Senden eines elektromagnetischen Sendersignals ausgebildet. Dabei kann der Sender in für sich bekannter Art und Weise als aktiver Sender, welcher selber ein Signal generiert und aussendet, oder als ein passiver Sender, beispielsweise ein Transponder, welcher ein Signal reflektiert oder ein empfangenes Signal verarbeitet zurücksendet, ausgestaltet sein. Insbesondere können Daten in Form eines Nutzsignals auf das Sendersignal aufmoduliert sein. Außerdem weist die Vorrichtung eine Positionsermittlungseinrichtung auf, die ausgestaltet ist zum Ermitteln der Position der medizinischen Einrichtung oder des Senders mittels einer Vielzahl von Empfängersignalen, wobei jedes der Empfängersignale jeweils in einem der Empfänger aus einem empfangenen solchen Sendersignal gebildet wird. Der Einsatz auch hochfrequenter Trägerfrequenzen größer 1 MHz wird dadurch ermöglicht, dass die Positionsermittlungseinrichtung ausgestaltet ist zum Ermitteln der Position der medizinischen Einrichtung bzw. des daran angeordneten Senders unter Einsatz eines Körpermodells, welches einen vorgegebenen, insbesondere einen durchschnittlichen Körper mittels einer Vielzahl von elektrischen und/oder magnetischen Gewebeparametern beschreibt. Elektromagnetische Gewebeparameter, welche sich insbesondere auf die Wellenlänge auswirken, sind dabei insbesondere eine elektrische Dielektrizitätszahl und/oder eine elektrische Leitfähigkeit und/oder eine magnetische Permeabilität.Prefers Accordingly, an apparatus for determining a Position of a medical institution in the body of a Living with a variety of recipients, with known location coordinates a first coordinate system spaced from the body are arranged outside the body. The device also includes a transmitter, on or in the medical Device is arranged, the transmitter together with the medical Device relative to the location coordinates of the first coordinate system movable, in particular adjustable. The transmitter is also designed to transmit an electromagnetic transmitter signal. In this case, the transmitter in a known manner as an active transmitter, which generates and sends a signal, or as a passive transmitter, for example a transponder, which reflects a signal or sends a received signal back, be designed. In particular, data in the form of a Be useful signal modulated on the transmitter signal. Furthermore the device has a position detection device, which is designed to determine the position of the medical Device or the transmitter by means of a plurality of receiver signals, wherein each of the receiver signals is in each case in one of the receivers is formed from a received such a transmitter signal. The use too high frequency carrier frequencies larger 1 MHz is made possible by the position detection device is configured to determine the position of the medical device or of the transmitter arranged thereon using a body model, which a given, especially an average Body by means of a variety of electrical and / or describes magnetic tissue parameters. Electromagnetic tissue parameters, which especially affect the wavelength, are in particular an electrical permittivity and / or electrical conductivity and / or magnetic permeability.

Ausgenutzt wird dabei die Erkenntnis, dass bereits ab einer Trägerfrequenz von 1 MHz die Wellenfronten eines im menschlichen Körper zu ortenden Senders oder Transponders als dem Sender aufgrund der In-Homogenität insbesondere der Dielektrizitätszahl und Leitfähigkeit in unterschiedlichen menschlichen oder tierischen Gewebearten deutlich deformiert werden. Durch die Berücksichtigung derartiger elektromagnetischer Gewebeparameter in Verbindung mit einem Körpermodell korrigiert die Positionsermittlungseinrichtung somit den Einfluss der entsprechenden Gewebeparameter beim Durchlaufen des elektromagnetischen Sendersignals durch verschiedene Gewebetypen zwischen dem Sender und den davon beabstandeten Empfängern.exploited becomes the realization that already starting from a carrier frequency of 1 MHz the wavefronts of one in the human body to locate transmitter or transponder as the transmitter due to the In-homogeneity, in particular the dielectric constant and conductivity in different human or animal tissue types are significantly deformed. By consideration such electromagnetic tissue parameters in conjunction with a body model corrects the position detection device thus the influence of the corresponding tissue parameters when passing through of the electromagnetic transmitter signal by various types of tissue between the transmitter and the receivers spaced therefrom.

Die Positionsermittlungseinrichtung ist bevorzugt ausgelegt oder gesteuert, das Körpermodell unter Bestimmung eines Laufwegs des Sendersignals und/oder der das Sendersignal im Körper beeinflussenden elektrischen und/oder magnetischen Gewebeparameter zu einem korrigierten Körpermodell umzurechnen.The Position determining device is preferably designed or controlled, the body model determining a path of the transmitter signal and / or the transmitter signal influencing the body electrical and / or magnetic tissue parameters to a corrected To convert body model.

Die Positionsermittlungseinrichtung kann ausgelegt oder gesteuert sein, das korrigierte Körpermodell bereitzustellen für eine Anzeige auf einer Anzeigeeinrichtung und/oder für weitere Datenverarbeitung. Neben einer Anzeige eines korri gierten Körpermodells, welches an den tatsächlich untersuchten Körper angepasst ist, können solche korrigierten Körpermodelldaten z. B. auch zur Steuerung von weiteren medizinischen Einrichtungen wie endoskopischen oder chirurgischen Instrumenten verwendet werden.The Position detecting means may be designed or controlled to provide the corrected body model for a display on a display device and / or for further data processing. In addition to an indication of a corrected Body model, which to the body actually examined adjusted, such corrected body model data z. B. also for controlling other medical facilities how endoscopic or surgical instruments are used.

Dem Sender und der medizinischen Einrichtung sind vorzugsweise Senderkoordinaten eines zweiten Koordinatensystems fest zugeordnet und die Positionsermittlungseinrichtung ist dann bevorzugt ausgelegt oder gesteuert, die Senderkoordinaten in einen festen Bezug relativ zu den Ortskoordinaten zu bringen. Die Positionsermittlungseinrichtung kann dann ausgelegt oder gesteuert sein, in dem auf einer Anzeigeeinrichtung angezeigten korrigierten Körpermodell eine Lage und/oder eine Ausrichtung der medizinischen Einrichtung anzuzeigen.The transmitter and the medical device are preferably permanently assigned transmitter coordinates of a second coordinate system and the position determining device is then preferably designed or controlled to bring the transmitter coordinates into a fixed reference relative to the location coordinates. The position determining device may then be designed or controlled in the corrected body displayed on a display device model to indicate a location and / or orientation of the medical facility.

Die Positionsermittlungseinrichtung ist bevorzugt ausgelegt oder gesteuert, eine Laufzeit oder eine Phasendifferenz zwischen dem Sendersignal und den Empfängersignalen zu bestimmen oder eine Phasendifferenz zwischen den Empfängersignalen untereinander zu bestimmen. Bevorzugt beträgt die Vielzahl von Empfängern zumindest 10 Empfänger, insbesondere mehr als 25, vorzugsweise mehr als 50 Empfänger. Insbesondere kann eine solche Vorrichtung ausgestattet sein mit Komponenten zur magnetischen Navigation der medizinischen Einrichtung.The Position determining device is preferably designed or controlled, a transit time or a phase difference between the transmitter signal and determine the receiver signals or a phase difference between each other to determine the receiver signals. Preferably, the plurality of receivers at least 10 receivers, in particular more than 25, preferably more than 50 recipients. In particular, such a device be equipped with components for magnetic navigation of medical facility.

Eigenständig vorteilhaft ist ein entsprechendes Verfahren zum Bestimmen einer Position einer medizinischen Einrichtung im zu untersuchenden oder zu behandelnden Körper eines Lebewesens, bei dem Empfängersignale einer Vielzahl von Empfängern, die mit bekannten Ortskoordinaten eines ersten Koordinatensystems von dem Körper beabstandet außerhalb des Körpers angeordnet sind, erfasst werden, mit einem Sender, der an oder in der medizinischen Einrichtung angeordnet ist, der zusammen mit der medizinischen Einrichtung relativ zu den Ortskoordinaten des ersten Koordinatensystems bewegbar, insbesondere verstellbar, ist und der zum Senden eines elektromagnetischen Sendersignals ausgebildet ist, ein Sendersignal ausgesendet wird, und die Position der medizinischen Einrichtung oder des Senders mittels der Vielzahl von Empfängersignalen bestimmt wird, wobei jedes der Empfängersignale jeweils in einem der Empfänger aus einem empfangenen solchen Sendersignal gebildet wird, wobei zum Ermitteln der Position ein Körpermodell verwendet wird, welches einen vorgegebenen Körper mittels einer Vielzahl von elektrischen und/oder magnetischen Gewebeparametern beschreibt.independently advantageous is a corresponding method for determining a Position of a medical institution to be examined or to be treated body of a living being, at the receiver signals a variety of receivers with known location coordinates a first coordinate system spaced from the body are arranged outside the body be, with a transmitter, at or in the medical facility is arranged, which relative to the medical facility movable to the location coordinates of the first coordinate system, in particular adjustable, and is adapted to transmit an electromagnetic transmitter signal is, a transmitter signal is sent out, and the position of the medical Device or the transmitter by means of the plurality of receiver signals is determined, each of the receiver signals respectively in one of the receivers from a received such transmitter signal is formed, wherein for determining the position of a body model is used, which a given body by means of a Variety of electrical and / or magnetic tissue parameters describes.

Eigenständig bevorzugt wird eine Verwendung einer solchen Vorrichtung oder eines solchen Verfahrens zur Positionsbestimmung bei einer magnetischen Navigation einer medizinischen Einrichtung. Eine weitere auch kombiniert einsetzbare Verwendung einer solchen Vorrichtung oder eines solchen Verfahrens besteht darin, dass zumindest ein Parameter des Körpermodells mittels einer von dem Verfahrensablauf und der Vorrichtung unabhängigen Messung am zu untersuchenden oder zu behandelnden Körper bestimmt wurde.independently preferred is a use of such a device or a Such a method for determining the position of a magnetic Navigation of a medical facility. Another also combined usable use of such a device or such Method is that at least one parameter of the body model by means of a measurement independent of the procedure and the device determined on the body to be examined or treated has been.

Bevorzugt wird das Körpermodell unter Bestimmung eines Laufwegs des Sendersignals und/oder der das Sendersignal im Körper beeinflussenden elektrischen und/oder magnetischen Gewebeparameter zu einem korrigierten Körpermodell umgerechnet für eine Anzeige auf einer Anzeigeeinrichtung und/oder für weitere Datenverarbeitung. Dem Sender und der medizinischen Einrichtung werden Senderkoordinaten eines zweiten Koordinatensystems fest zugeordnet und die Senderkoordinaten werden in einen festen Bezug relativ zu den Ortskoordinaten gebracht. Auf einer Anzeigeeinrichtung können dann in dem korrigierten Körpermodell eine Lage und/oder eine Ausrichtung der medizinischen Einrichtung angezeigt werden.Prefers the body model is determined by determining a path of the Transmitter signal and / or influencing the transmitter signal in the body electrical and / or magnetic tissue parameters to a corrected Body model converted for an ad a display device and / or for further data processing. The sender and the medical facility become sender coordinates a second coordinate system permanently assigned and the sender coordinates brought into a fixed relationship relative to the location coordinates. On a display device may then be in the corrected Body model a location and / or orientation of the medical Device are displayed.

Eine Phasendifferenz kann zwischen dem Sendersignal und den Empfängersignalen bestimmt werden oder es kann eine Phasendifferenz zwischen den Empfängersignalen untereinander bestimmt werden.A Phase difference can be between the transmitter signal and the receiver signals be determined or there may be a phase difference between the receiver signals be determined among each other.

Ausgenutzt wird somit insbesondere die Erkenntnis, dass bei einer Positionsbestimmung mittels Laufzeit- oder Phasendifferenz die Phasengeschwindigkeit einer elektromagnetischen Welle im menschlichen Körper je nach durchgelaufenen Gewebetypen unterschiedlich ist und eine solche Messung dadurch ermöglicht wird, dass ein Vorwissen über die Phasengeschwindigkeit in Form eines Körpermodells bei einer vorzugsweise sehr hohen Messwert-Redundanz eingesetzt wird.exploited Thus, in particular, the knowledge that in a position determination by means of transit time or phase difference, the phase velocity an electromagnetic wave in the human body varies depending on the type of fabric that has passed through and one Such measurement is made possible by having a prior knowledge of the phase velocity in the form of a body model a preferably very high measured value redundancy is used.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:One Embodiment will be described below with reference to the drawing explained in more detail. It shows:

1 beispielhaft eine Teilschnittansicht durch eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Position einer medizinischen Einrichtung im Körper eines Lebewesens. 1 by way of example a partial sectional view through a device for determining a position of a medical device in the body of a living being.

1 zeigt eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Position P einer medizinischen Einrichtung 1 im Körper K eines Lebewesens. Beispielhaft ist als Lebewesen ein Mensch dargestellt, jedoch ist eine Umsetzung auf andere Lebewesen als Menschen, insbesondere auf andere Säuger, ohne weiteres möglich. Der Körper K liegt in einem Untersuchungsraum 2 in einer zu Untersuchungsbeginn unbekannten oder zumindest nicht ausreichend bekannten Lage unter Bezug auf ein erstes Koordinatensystem. Das erste Koordinatensystem hat erste Ortskoordinaten x, y, Z. Wenn als die medizinische Einrichtung 1 beispielsweise ein Endoskop oder eine endoskopische Kapsel in den Körper K eingeführt wird, ist entsprechend erstens die Lage des Körpers K relativ zu dem ersten Koordinatensystem allenfalls bedingt bekannt und zweitens die Lage der medizinischen Einrichtung 1 innerhalb des Körpers K unbekannt oder allenfalls ungenau bekannt. Wenn die medizinische Einrichtung 1 beispielsweise in ihrem vorderseitigen Abschnitt eine Kamera aufweist, mit welcher ein Bild eines zu untersuchenden oder zu behandelnden Raums innerhalb des Körpers K aufgenommen wird, so ist zudem die Bildebene eines aufgenommenen Bildes 4*, welches auf einer Anzeigeeinrichtung 4 abbildbar ist, unbekannt. Das Bild 4* liegt in einer Ebene von Senderkoordina ten a, b, c eines zweiten Koordinatensystems, welches von der jeweils momentanen Position P der medizinischen Einrichtung bzw. von deren vorderem Ende abhängt. 1 shows a device for determining a position P of a medical device 1 in the body K of a living being. By way of example, a human being is depicted as a living being, but conversion to living beings other than humans, in particular to other mammals, is readily possible. The body K lies in an examination room 2 in an unknown or at least not sufficiently known position at the beginning of the examination with reference to a first coordinate system. The first coordinate system has first location coordinates x, y, Z. If as the medical facility 1 For example, an endoscope or an endoscopic capsule is introduced into the body K, according to the first, the position of the body K relative to the first coordinate system known only conditionally and secondly the location of the medical device 1 within the body K unknown or at best inaccurately known. When the medical facility 1 For example, in its front section has a camera with which an image of a space to be examined or treated within the body K is taken, so is also the image plane of a recorded image 4 * which is on a display device 4 can be mapped, unknown. The picture 4 * lies in a plane of Sendererkoordina th a, b, c of a second Koordi natensystems, which depends on the respective current position P of the medical device and its front end.

Um die momentane Position und Ausrichtung der medizinischen Einrichtung 1 bestimmen zu können, ist in oder an deren vorderem Endabschnitt ein Sender S angeordnet, insbesondere fest befestigt, welcher ein Sendersignal s aussendet. Das Sendersignal s steht somit in einer festen Beziehung zu den Senderkoordinaten a, b, c, so dass gilt s = s(a, b, c). Das Sendersignal s kann gleichmäßig rundherum in alle Richtungen ausgesendet werden. Bevorzugt kann das Sendersignal s gerichtet und/oder gewichtet in einer oder mehreren Richtungen ausgesendet werden. Auch eine Modulation ist möglich, wobei insbesondere auch Bilddaten oder sonstige innerhalb des Körpers K aufgenommene Daten auf das Sendersignal s aufmoduliert werden. Auch möglich ist umgekehrt das Aufmodulieren von Sensorsignaldaten auf entsprechende Bilddaten.To the current position and orientation of the medical device 1 To be able to determine, in or at the front end portion of a transmitter S arranged, in particular fixedly fixed, which emits a transmitter signal s. The transmitter signal s is thus in a fixed relationship to the transmitter coordinates a, b, c, so that s = s (a, b, c). The transmitter signal s can be sent evenly around in all directions. The transmitter signal s may preferably be directed and / or weighted in one or more directions. A modulation is also possible, wherein in particular also image data or other data recorded within the body K are modulated onto the transmitter signal s. Conversely, it is also possible to modulate sensor signal data onto corresponding image data.

Das Sendersignal s durchläuft den Körper K, wobei es sich bei dem Sendersignal s um ein elektromagnetisches Signal handelt, welches aufgrund der verschiedenen Gewebeparameter bzw. Gewebeeigenschaften des Körpers K hinsichtlich der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen nicht gleichförmig sondern durch den Körpereinfluss bzw. Gewebeeinfluss verändert durch den Körper K bewegt. Unter Gewebeeinfluss sind dabei im weitesten Sinne auch Körperflüssigkeiten zu verstehen, wie z. B. eine mit Urin gefüllte Blase. Nach dem Austreten aus dem Körper K pflanzt sich das Sendersignal s bzw. eine entsprechende Vielzahl von Sendersignalen durch den Untersuchungsraum 2 fort bis zu vorzugsweise einer großen Vielzahl N von Empfängern E. Im Fall eines sich insbesondere in alle Richtungen gleichmäßig ausbildenden Sendersignals s handelt es sich tatsächlich um eine durch den Gewebeeinfluss verzerrte Wellenfront, welche sich in den Untersuchungsraum 2 und zu den einzelnen Empfängern E hin ausbreitet.The transmitter signal s passes through the body K, wherein the transmitter signal s is an electromagnetic signal which, due to the different tissue parameters or tissue properties of the body K, is not uniform with respect to the propagation of electromagnetic waves but rather with the body influence by the influence of the body or tissue K moves. Under tissue influence are understood in the broadest sense, body fluids such. B. a bladder filled with urine. After emerging from the body K, the transmitter signal s or a corresponding multiplicity of transmitter signals propagates through the examination space 2 In the case of a transmitter signal s which is uniformly formed in particular in all directions, it is in fact a wavefront distorted by the influence of the tissue which propagates into the examination space 2 and spread to the individual recipients E.

Entsprechend wird in jedem Empfänger E, welcher ein durch den Gewebeeinfluss entsprechend verzögertes und/oder verformtes Sendersignal empfängt, ein Empfängersignal e erzeugt. Das Empfängersignal e wird an eine Schnittstelle IF weitergeleitet, wie dies beispielhaft für ein n-tes Empfängersignal en(x, y, z) eines n-ten Empfängers En(x, y, z) skizziert ist.Accordingly, a receiver signal e is generated in each receiver E which receives a transmitter signal which is delayed and / or deformed correspondingly by the tissue influence. The receiver signal e is forwarded to an interface IF, as is shown by way of example for an nth receiver signal e n (x, y, z) of an nth receiver E n (x, y, z).

Für die Steuerung der Untersuchung dient eine Konsole 3, welche vorzugsweise als eine einteilige Vorrichtung ausgestaltet ist, jedoch auch aus verschiedenen individuellen Komponenten bestehen kann, welche für die verschiedenen Steuer- und Anzeigezwecke ausgebildet sind. In der beispielhaften Konsole 3 dienen eine oder mehrere Schnittstellen IF, IF2 zur Eingabe von Daten und/oder Signalen. Beispielhaft dient eine erste Schnittstelle IF zum Eingeben der Vielzahl von Empfängersignalen en(x, y, z).A console is used to control the examination 3 , which is preferably designed as a one-piece device, but may also consist of various individual components, which are designed for the various control and display purposes. In the exemplary console 3 serve one or more interfaces IF, IF2 for the input of data and / or signals. By way of example, a first interface IF serves to input the plurality of receiver signals e n (x, y, z).

Eine zweite Schnittstelle IF2 dient zum Eingeben von Bilddaten, welche durch die medizinische Einrichtung 1 bzw. eine Kamera in dieser aufgenommen wurden. Die Bilddaten werden von der zweiten Schnittstelle IF2 an die Anzeigeeinrichtung 4 weitergeleitet, auf welcher das Bild 4* abgebildet wird, welches momentan von der Kamera der medizinischen Einrichtung 1 aufgenommen wird. Rein beispielhaft ist skizziert, wie ein Polyp im Darm mittels eines endoskopischen Instruments entfernt wird, wobei sich das endoskopische Instrument im Bereich der das Bild 4* aufzeichnenden medizinischen Einrichtung 1 befindet. Dabei stellt die Anzeigeeinrichtung 4 das Bild 4* in dem zweiten Koordinatensystem mit den Senderkoordinaten a, b, c dar.A second interface IF2 is for inputting image data by the medical device 1 or a camera were recorded in this. The image data is transmitted from the second interface IF2 to the display device 4 forwarded on which the picture 4 * which is currently being displayed by the camera of the medical facility 1 is recorded. By way of example, it is outlined how a polyp in the intestine is removed by means of an endoscopic instrument, wherein the endoscopic instrument in the area of the image 4 * recording medical facility 1 located. In this case, the display device 4 the picture 4 * in the second coordinate system with the transmitter coordinates a, b, c.

Im Fall einer endoskopischen Kapsel werden die Bilddaten der Kamera über elektromagnetische Funkwellen an die Schnittstelle gesendet oder dem Sendersignal aufmoduliert. Auch kann ein derartiges Bilddatensignal direkt und unverändert als das Sendersignal zur Positionsbestimmung eingesetzt werden. Bevorzugt wird in dem System der endoskopischen Kapsel ein Dipolfeld erzeugt, welches ein Trägersignal sendet.in the Case of an endoscopic capsule, the image data of the camera over electromagnetic radio waves sent to the interface or modulated on the transmitter signal. Also, such an image data signal directly and unchanged as the transmitter signal for position determination be used. Preferred in the system of endoscopic Capsule generates a dipole field, which is a carrier signal sends.

Auf einer zweiten Anzeigeeinrichtung 5 ist schematisch ein Körper dargestellt, auf welchem mittels einer Anzeigekennzeichnung P* die momentane Position P und vorzugsweise auch Ausrichtung der medizinischen Einrichtung 1 angezeigt ist. Optional kann eine dreidimensionale Darstellung der Sichtrichtung beispielsweise dadurch erfolgen, dass in drei Raumebenen entsprechend der drei Ortskoordinaten x, y, z des ersten Koordinatensystems jeweils eine eigenständige Abbildung des Körpers und der Anzeigekennzeichnung P* dargestellt wird.On a second display device 5 schematically a body is shown, on which by means of a display label P * the current position P and preferably also alignment of the medical device 1 is displayed. Optionally, a three-dimensional representation of the viewing direction can take place, for example, by displaying in each case an independent image of the body and the display identifier P * in three spatial planes corresponding to the three spatial coordinates x, y, z of the first coordinate system.

Ein Bediener sieht somit auf einer Anzeigeeinrichtung 4 das von der Kamera in der medizinischen Einrichtung 1 aufgenommene Bild und auf der weiteren Anzeigeeinrichtung 5 die momentane Position P der medizinischen Einrichtung 1 in dem im ersten Koordinatensystem dargestellten Körper. Optional können auch andere Darstellungen auf einer einzigen Anzeigeeinrichtung abgebildet werden. Um die Anzeigekennzeichnung P* abbilden zu können, wird die momentane Position des Senders S bzw. der medizinischen Einrichtung 1 ermittelt und in dem Abbild des Körpers positions- und lagerichtig abgebildet. Dazu werden die Empfängersignale en(x, y, z) über die Schnittstelle IF in die Konsole 3 eingegeben. Von der Schnittstelle IF werden die Empfängersignale en direkt in einer Speichereinrichtung M gespeichert und/oder über eine Steuereinrichtung C verarbeitet in der Speichereinrichtung M gespeichert. Optional kann auch eine direkte Verarbeitung der Empfängersignale en in der Steuereinrichtung C durchgeführt werden, um die Anzeigekennzeichnung P* und das Abbild des Körpers auf der zweiten Anzeigeeinrichtung 5 unmittelbar abzubilden, ohne die Empfängersignale en oder damit oder daraus erzeugte Daten zwischenzuspeichern.An operator thus sees on a display device 4 that from the camera in the medical facility 1 taken picture and on the other display device 5 the current position P of the medical device 1 in the body shown in the first coordinate system. Optionally, other representations can also be displayed on a single display device. In order to be able to display the display identifier P *, the current position of the transmitter S or of the medical device becomes 1 determined and displayed in the image of the body position and position. For this purpose, the receiver signals e n (x, y, z) via the interface IF in the console 3 entered. From the interface IF, the receiver signals e n are stored directly in a memory device M and / or processed via a control device C stored in the memory device M. optional Also, a direct processing of the receiver signals e n in the control device C can be performed to the display label P * and the image of the body on the second display device 5 imaged directly, without the receiver signals e n or cached therewith or data generated therefrom.

In der Speichereinrichtung M sind in einem ersten Speicherabschnitt M1 Daten eines Körpermodells KM gespeichert. Diese Daten entsprechen elektrischen und/oder magnetischen bzw. elektromagnetischen Gewebeparametern, insbesondere in räumlicher Erstreckung einer Dielektrizitätszahl ε(x, y, z), einer elektrischen Leitfähigkeit σ(x, y, z) und/oder gegebenenfalls einer magnetischen Permeabilität μ(x, y, z). Dabei ist das Körpermodell KM so aufgebaut, dass die innerhalb eines typischen Körpers K vorhandenen unterschiedlichen tatsächlichen Gewebeparameter von dem Körpermodell berücksichtigt sind. So weisen beispielsweise Knochen eine andere Dielektrizitätszahl εK auf, als das Gewebe der Lunge mit einer entsprechenden Dielektrizitätszahl εL oder als Fettgewebe mit einer entsprechenden Dielektrizitätszahl εF. Das Körpermodell KM berücksichtigt dabei auch die Lage und die jeweiligen Übergänge zwischen einzelnen diesbezüglich verschiedenen Bereichen innerhalb eines vorgegebenen Körpers, insbesondere innerhalb eines Durchschnittskörpers eines durchschnittlichen Menschen oder sonstigen zu untersuchenden Lebewesens.In the memory device M, data of a body model KM are stored in a first memory section M1. These data correspond to electrical and / or magnetic or electromagnetic tissue parameters, in particular in the spatial extent of a relative permittivity ε (x, y, z), an electrical conductivity σ (x, y, z) and / or optionally a magnetic permeability μ (x, Y Z). In this case, the body model KM is constructed such that the different actual tissue parameters present within a typical body K are taken into account by the body model. Thus, for example, bones have a different dielectric constant ε K than the tissue of the lung with a corresponding dielectric constant ε L or as fatty tissue with a corresponding dielectric constant ε F. The body model KM also takes into account the position and the respective transitions between individual different areas within a given body, in particular within an average body of an average human or other living being to be examined.

Die Steuereinrichtung C berechnet beispielsweise rekursiv aus den Empfängersignalen en(x, y, z) unter Berücksichtigung der durchlaufenen Gewebe bzw. der entsprechenden Gewebeparameter ε den Strahlweg des jeweiligen empfangenen Sendersignals s durch den Körper K hindurch, um eine Position P zu bestimmen, welche die Anzeigekennzeichnung P* korrekt bzw. möglichst lage- und ortskorrekt als Position P = P(x, y, z, ε = ε(εi)) wiedergibt bzw. anzeigt.For example, the control device C recursively calculates from the receiver signals e n (x, y, z) the beam path of the respective received transmitter signal s through the body K, taking into account the traversed tissue or the corresponding tissue parameters ε, in order to determine a position P which the display designation P * correctly or as positionally and locally correct as position P = P (x, y, z, ε = ε (ε i )) reproduces or displays.

Prinzipiell kann die Position 3D, 5D oder 6D definiert sein. Im Fall der bevorzugten endoskopischen Kapsel mit einer 5D-Position zeigt ein Normalenvektor in Längsrichtung der Kapsel. In der Kapsel befindet sich ein Permanentmagnet. Außen können ein Grundfeld und ein Gradientenfeld erzeugt werden, wobei dazu die Kapselposition bekannt sein muss, mit diesen Feldern die Kapsel steuern zu können. Zur Steuerung steuert die Steuereinrichtung C Leistungsverstärker an, welche entsprechende Steuerspulen eines Spulensystems zur Navigation der endoskopischen Kapsel ansteuern.in principle The position 3D, 5D or 6D can be defined. In the case of the preferred endoscopic capsule with a 5D position shows a normal vector in the longitudinal direction of the capsule. In the capsule is located a permanent magnet. Outside can be a basic field and a gradient field are generated, with the capsule position It must be known to be able to control the capsule with these fields. For control, the controller C controls power amplifiers on which corresponding control coils of a coil system for navigation control the endoscopic capsule.

Eine Abspeicherung der bestimmten Parameter und Positionsdaten ermöglicht auch die Bestimmung eines korrigierten Körpermodells KC, wobei die entsprechenden Daten beispielsweise in einem zweiten Speicherabschnitt M2 der Speichereinrichtung M hinterlegt werden. Dadurch können für die weitere Verarbeitung und/oder die Anzeige auf der zweiten Anzeigeeinrichtung 5 Daten des korrigierten Körpermodells KC verwendet werden. Beispielhaft skizziert ist in dem zweiten Speicherabschnitt M2 ein korrigiertes Körpermodell, bei welchem von einem Körper K ausgegangen wird, welcher schlanker als der durchschnittlich vorgegebene Körper des Körpermodells KM ist. Entsprechend wird bei beispielsweise gleicher Körpergröße nur eine Höhenangabe bzw. Breitendimension h zu korrigieren sein. Zur Bestimmung der Daten des korrigierten Körpermodells KC kann beispielsweise der Gewebeparameter des Fettgewebes im Bauchbereich, das heißt die entsprechende Fettgewebe-Dielektrizitätszahl εF, durch eine entsprechende Signalverarbeitung oder auch durch eine individuelle Bestimmung und manuelle Eingabe in die Konsole 3 berücksichtigt werden. Für die Darstellung auf der zweiten Anzeigeeinrichtung 5 kann daher erstens eine möglichst exakt bestimmte Position P der medizinischen Einrichtung 1 bzw. des Senders S in dieser und zweitens ein dem tatsächlichen Körper K möglichst nahe angenähertes korrigiertes Körpermodell KC verwendet werden.A storage of the determined parameters and position data also makes it possible to determine a corrected body model KC, wherein the corresponding data are stored, for example, in a second memory section M2 of the memory device M. This allows for further processing and / or display on the second display device 5 Data of the corrected body model KC can be used. Exemplarily outlined in the second memory section M2 is a corrected body model, in which is assumed by a body K, which is slimmer than the average predetermined body of the body model KM. Accordingly, for example, the same body size only one height or width dimension h to be corrected. To determine the data of the corrected body model KC, for example, the tissue parameters of the adipose tissue in the abdominal area, that is the corresponding fat tissue dielectric constant ε F , by a corresponding signal processing or by an individual determination and manual input to the console 3 be taken into account. For display on the second display device 5 can therefore firstly a position P as precisely as possible determined by the medical institution 1 or of the transmitter S in this and, secondly, a body model K K that is as close as possible to the actual body K is used.

Ermöglicht wird somit eine Positionsbestimmung im Lebewesen, insbesondere im menschlichen Körper K mittels Phasendifferenz- oder Laufzeitmessungen von elektromagnetischen Wellen mit einer Frequenz größer 1 MHz, bevorzugt größer 10 MHz, aber auch größer 100 MHz. Vorzugsweise wird dabei eine deutliche höhere Anzahl an Sensoren bzw. Empfängern E verwendet als zur einfachen Triangulation/Trilateration, wie diese im homogenen Medium durchgeführt wird. Statt drei oder vier Messaufnehmern als Empfängern werden beispielsweise zehn bis fünfzig oder mehr Empfänger E verwendet.allows Thus, a position determination in living things, especially in human body K by means of phase difference or transit time measurements of electromagnetic waves with a frequency greater 1 MHz, preferably greater than 10 MHz, but also larger 100 MHz. Preferably, a significant higher Number of sensors or receivers E used as for simple triangulation / trilateration, as done in a homogeneous medium becomes. Instead of three or four sensors as receivers For example, ten to fifty or more recipients E used.

Bevorzugt werden derartige extrakorporale Empfänger als Sensoren bzw. Messaufnehmer möglichst nahe am Arbeitsvolumen des zu ortenden medizinischen Gerätes bzw. der medizinischen Einrichtung 1 aber zugleich räumlich möglichst breit verteilt und das Arbeitsvolumen bevorzugt umschließend in und/oder an dem Untersuchungsraum 2 angeordnet.Such extracorporeal receivers as sensors or measuring sensors are preferably as close as possible to the working volume of the medical device or medical device to be located 1 but at the same time spatially distributed as widely as possible and the working volume preferably enclosing in and / or at the examination room 2 arranged.

Für eine Rückrechnung der Position des Senders oder Transponders in bzw. an der zu ortenden medizinischen Einrichtung 1 wird außer den Empfängersignalen en als Messsignalen und bevorzugt deren Phasendifferenz das generische Lebewesen- bzw. Mensch-Modell als Körpermodell KM verwendet. Dabei enthält das Körpermodell KM insbesondere eine Größe und/oder Ausdehnung sowie eine individuelle Dielektrizitätszahl ε und Leitfähigkeit σ für jeweils die unterschiedlichen Gewebe im Körper K.For a recalculation of the position of the transmitter or transponder in or at the medical device to be located 1 In addition to the receiver signals e n, the generic creature or human model is used as the body model KM as measurement signals and preferably their phase difference. In this case, the body model KM contains in particular a size and / or extent as well as an individual dielectric constant ε and conductivity σ for each of the different tissues in the body K.

Für die Rückrechnung wird somit von einem generischen Lebewesen-Modell ausgegangen, welches ein Ausgangsmodell in Form des Körpermodells KM bereitstellt. Prinzipiell kann bereits mit einem solchen Körpermodell eine Korrekturrechnung für die Einflüsse der verschiedenen Gewebearten durchgeführt werden, welche von dem Sendesignal s zwischen dem Sender S und dem Austrittspunkt aus dem Körper K durchlaufen werden. Vorzugsweise werden in einem solchen generischen Körpermodell KM die Dielektrizitätszahl ε sowie die räumliche Ausdehnung von einzelnen Gewebearten als in gewissen Grenzen variabel angesetzt, indem in dem Körpermodell KM entsprechende variable Parameter eingeführt werden. Derartige Parameterwerte sowie die 3D- bis 6-D-Position des zu ortenden Objekts, das heißt des Senders S bzw. des vorderen Endabschnitts der medizinischen Einrichtung 1, was zusätzlichen 3–6 freien Parametern entspricht, werden durch Lösung eines Optimierungsproblems bestimmt.For the recalculation is thus of a generic model of life, which provides an initial model in the form of the body model KM. In principle, a correction calculation for the influences of the various types of tissue can already be carried out with such a body model, which are run through by the transmission signal s between the transmitter S and the exit point from the body K. Preferably, in such a generic body model KM, the dielectric constant ε and the spatial extent of individual tissue types are set as variable within certain limits by introducing corresponding variable parameters in the body model KM. Such parameter values as well as the 3D to 6-D position of the object to be located, that is, the transmitter S and the front end portion of the medical device 1 , which corresponds to additional 3-6 free parameters, are determined by solving an optimization problem.

Zur Lösung des Optimierungsproblems kann auf für sich bekannte mathematische Methoden zurückgegriffen werden. Dabei werden in dem vom Körpermodell KM berechnete und tatsächlich gemessene Phasendifferenz- bzw. Laufzeitdifferenzwerte möglichst gut in Übereinstimmung gebracht. Das Optimierungsproblem ist nicht linear und kann beispielsweise mittels eines Gradienten-Abstiegsverfahrens oder eines SQP-Verfahren (SQP: Sequential Quadratic Programming) iterativ und approximierend gelöst werden.to Solution of the optimization problem can be up for itself known mathematical methods are used. In the case of the body model KM calculated and actually measured phase difference or transit time difference values as possible well matched. The optimization problem is not linear and may be, for example, by means of a gradient descent method or of an SQP (Sequential Quadratic Programming) method iteratively and be solved approximatively.

Das generische Körpermodell KM kann nachfolgend oder bereits dabei mittels globaler bekannter Parameter wie Größe und Gewicht des tatsächlichen Körpers K sowie gegebenenfalls zusätzlich gemessener Parameter wie dem Fettanteil, beispielsweise mittels Caliper per Hautfaltenmessung bestimmt, angepasst werden. Dabei wird das generische Körpermodell KM insbesondere im Bereich der vermuteten Geräteposition bzw. Senderposition S, also bei der dargestellten Situation z. B. im Bauchbereich im Falle einer Dünndarm-Endoskopiekapsel oder eines entsprechend eingeführten Endoskops an den Körper K des Patienten angepasst.The generic body model KM may be below or already using globally known parameters such as size and weight of the actual body K as well optionally additionally measured parameters such as Fat content, determined by calf measurement, for example by calipers, be adjusted. This becomes the generic body model KM especially in the area of the suspected device position or transmitter position S, ie in the situation shown z. B. in the abdominal area in case of a small bowel endoscopy capsule or a suitably introduced endoscope to the body K adapted to the patient.

Unter globalen Parametern sind Parameter zu verstehen, welche sich auf Eigenschaften beziehen, die den gesamten Menschen bzw. Patienten betreffen und nicht nur einzelne Organe bzw. Gewebe des Körpers K. Beispielsweise geht das generische Körpermodell KM von einem Patienten durchschnittlicher Größe aus. Im Regelfall ist die tatsächliche Größe des Körpers K des Patienten jedoch davon abweichend, wobei die tatsächliche Größe aus dem Anamnese-Bogen des zu untersuchenden oder zu behandelnden Patienten bekannt ist. Der Modellkörper des generischen Körpermodells KM wird daher sinnvollerweise auf die tatsächliche Größe des Körpers K des Patienten gestreckt oder gestaucht. Beispielhaft ist dies anhand der skizzierten Körperabbildungen in dem ersten bzw. zweiten Speicherabschnitt M1, M2 skizziert, in denen ein schlankerer tatsächlicher Körper K im Vergleich zum Körpermodell KM zu untersuchen ist. Entsprechend können als weitere beispielhafte bekannte Parameter das gemessene Gewicht des Patienten, der Bauchumfang etc. verwendet werden, um eine Grundanpassung des ursprünglichen generischen Körpermodells KM vorzunehmen.Under global parameters are understood to be parameters that are based on Refer properties that affect the entire human or patient and not just individual organs or tissues of the body K. For example, the generic body model KM goes from a patient of average height. As a rule, the actual size However, the body K of the patient deviates from it, wherein the actual size from the anamnesis sheet of the patient to be examined or treated. The model body of the generic body model KM is therefore logically based on the actual size of the patient's body K is stretched or compressed. exemplary This is based on the sketched body images in the first and second memory section M1, M2 sketched in which a slimmer actual body K in comparison to examine body model KM. Correspondingly as further exemplary known parameters the measured weight the patient, the abdominal circumference, etc. are used to a basic adaptation of the original generic body model KM.

Neben der Anpassung des generischen Körpermodell KM an die tatsächlichen Körpermaße des Körpers K zur Bestimmung des korrigierten Körpermodells KC können auch aus den gemessenen Empfängersignalen en automatisch derartige Korrekturwerte bestimmt werden. So kann beispielsweise bei einer Position P des Senders S im Bauchbereich automatisch aus der Dicke des durchlaufenen Fettgewebes im Bauchbereich auf einen bestimmten allgemeinen Fettgehalt des Körpers geschlossen werden. Dadurch können durch die Steuereinrichtung C automatisch mittels der Empfängersignale en bestimmbarer Korrekturparameter verwendet werden, anstelle extern zu bestimmender und gegebenenfalls manuell oder über weitere Schnittstellen in die Konsole 3 einzugebender Korrekturparameter.In addition to the adaptation of the generic body model KM to the actual body dimensions of the body K for the purpose of determining the corrected body model KC, it is also possible to automatically determine such correction values from the measured receiver signals e n . Thus, for example, at a position P of the transmitter S in the abdominal region can be closed automatically from the thickness of the traversed fatty tissue in the abdominal region to a certain general fat content of the body. As a result, the control device C can automatically use e n determinable correction parameters by means of the receiver signals, instead of being determined externally and optionally manually or via further interfaces in the console 3 correction parameter to be entered.

Vorzugsweise erfolgt die Bestimmung des korrigierten Körpermodells KC nicht für das gesamte Körpermodell KM sondern nur für einen Ausschnitt des Körpermodells KM, in dem sich die medizinische Einrichtung 1 bzw. der Sender S tatsächlich befindet. Zur Bestimmung der Position P einschließlich vorzugsweise auch der Lagedaten des Senders S bzw. des Endabschnitts der medizinischen Einrichtung 1 reicht es gegebenenfalls aus, nur eine begrenzte Anzahl der Empfängersignale en zu verwerten. Bevorzugt werden dazu Empfängersignale en verwendet, welche auf Anteilen des Sendersignals S beruhen, welche möglichst wenig Verlaufsstrecke durch Körpergewebe und vorzugsweise möglichst wenig Verlaufsstrecke durch verschiedenartige Körpergewebe hatten. Da die exakte Lage des Senders S bzw. der medizinischen Einrichtung 1 zumindest zu Messbeginn eher unbekannt ist oder nur grob bekannt ist, wird für die nur begrenzte Bestimmung des korrigierten Körpermodells KC entsprechend eine vermutete Position des Senders S verwendet.The determination of the corrected body model KC preferably does not take place for the entire body model KM, but only for a section of the body model KM in which the medical device is located 1 or the transmitter S is actually located. For determining the position P including, preferably, also the position data of the transmitter S or of the end section of the medical device 1 If necessary, it is sufficient to utilize only a limited number of the receiver signals e n . Receiver signals e s are preferably used which are based on portions of the transmitter signal S, which had a minimum of flow-out through body tissue, and preferably as little as possible flow-out through various body tissues. Since the exact location of the transmitter S or the medical device 1 At least at the beginning of the measurement is rather unknown or only roughly known, a suspected position of the transmitter S is used according to the limited determination of the corrected body model KC.

Letztendlich wird somit aus den Mess- bzw. Empfängersignalen en nicht nur die Position P und gegebenenfalls auch die Orientierung bzw. Ausrichtung des zu ortenden Senders oder Transponders bzw. der medizinischen Einrichtung 1 bestimmt. Zusätzlich werden auch Parameter im Körpermodell KM, wie beispielsweise die Ausdehnung von bestimmten Gewebearten wie einer Fettschicht unter der Bauchdecke oder gegebenenfalls auch Dielektrizitätszahlen einzelner Gewebearten adaptiert und/oder korrigiert.In the end, therefore, not only the position P and possibly also the orientation or orientation of the transmitter or transponder or the medical device to be located is determined from the measurement or receiver signals e n 1 certainly. In addition, parameters in the body model KM, such as the extent of certain types of tissue such as a layer of fat under the abdominal wall or optionally also dielectrics number of individual tissue types adapted and / or corrected.

Insbesondere kann auch eine Ausdehnung und/oder Lage des Körpermodells KC im Raum an die tatsächliche Ausdehnung und Lage des Körpers K angepasst werden. Dadurch werden auch die beiden Koordinatensysteme mittels der Berechnung in der Steuereinrichtung C in jeweils momentan festen Bezug gebracht.Especially can also be an expansion and / or location of the body model KC in the room to the actual extent and location of the Body K will be adjusted. This will also be the two Coordinate systems by means of the calculation in the control device C in each currently fixed reference.

Die Steuereinrichtung C kann z. B. durch eine in der Konsole integrierte Recheneinheit oder durch einen eigenständigen Rechner wie einen so genannten Personalcomputer umgesetzt sein.The Control device C can, for. B. by a built-in console Arithmetic unit or by a standalone computer like be implemented a so-called personal computer.

Der Sensor S kann als passiver Sensor ausgestaltet sein, welcher durch ein externes Erregersignal angeregt wird und eine elektromagnetische Welle bzw. ein elektromagnetisches Signal reflektiert. Ein passiver Sensor kann das Sendersignal s aber auch zeitversetzt zu dem Empfang eines Erregersignals aussenden. Optional kann auch eine Information aufgeprägt, insbesondere aufmoduliert werden. Der Sensor S kann das Sendersignal s insbesondere im Fall eines kabelgebundenen Endoskops aber auch aktiv senden, d. h. eigenständig und insbesondere unabhängig von einem Erregersignal erzeugen und aussenden.Of the Sensor S may be configured as a passive sensor, which by an external excitation signal is excited and an electromagnetic Wave or an electromagnetic signal reflected. A passive one Sensor, the transmitter signal s but also with a time delay to the reception send out an exciter signal. Optionally, also an information imprinted, in particular be modulated. The sensor S, the transmitter signal s, in particular in the case of a wired Send endoscopes but also active, d. H. independent and in particular generate independently of an exciter signal and send out.

Anstelle eines kabelgebundenen Endoskops, wie dies skizziert ist, kann auch eine andersartige medizinische Einrichtung mit einem solchen Sensor ausgestattet sein. So kann ein solcher Sender beispielsweise in einer Endoskop-Kapsel aufgenommen werden, welche durch Schlucken oder durch den After in den Darmtrakt des Körpers K eingeführt wird.Instead of a wired endoscope, as outlined, can also a different medical device with such a sensor be equipped. Thus, such a transmitter, for example, in an endoscope capsule are swallowed or introduced into the intestinal tract of the body K through the anus becomes.

Die medizinische Untersuchungseinrichtung bzw. der Untersuchungsraum 2, welcher die HF-Sensoren bzw. Empfänger E enthält, ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung zusätzlich, insbesondere hauptsächlich zur elektromagnetischen Navigation des zu ortenden medizinischen Geräts, insbesondere der als zu ortendem Kapselendoskop ausgestalteten medizinischen Einrichtung 1 ausgestaltet und gesteuert. Dazu können verschiedene Ausführungsvarianten eingesetzt werden, welche insbesondere ein starres Spulensystem oder schwenkbare Permanentmagnete aufweisen.The medical examination facility or the examination room 2 , which contains the RF sensors or receiver E, is according to a preferred embodiment additionally, in particular mainly for the electromagnetic navigation of the medical device to be located, in particular the medical device designed as a capsule endoscope to be located 1 designed and controlled. For this purpose, different embodiments can be used, which in particular have a rigid coil system or pivotable permanent magnets.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - WO 2005/120345 A2 [0002] WO 2005/120345 A2 [0002]
  • - DE 102006019415 [0004] - DE 102006019415 [0004]
  • - DE 19909066 A1 [0006] - DE 19909066 A1 [0006]
  • - DE 19852467 A1 [0006, 0006] - DE 19852467 A1 [0006, 0006]
  • - DE 102005010489 B4 [0007] DE 102005010489 B4 [0007]
  • - US 2003/0137380 A1 [0008] US 2003/0137380 A1 [0008]

Claims (15)

Vorrichtung zum Bestimmen einer Position (P) einer medizinischen Einrichtung (1) im zu untersuchenden oder zu behandelnden Körper (K) eines Lebewesens mit – einer Vielzahl (N) von Empfängern (En), die mit bekannten Ortskoordinaten (x, y, z) eines ersten Koordinatensystems von dem Körper (K) beabstandet außerhalb des Körpers (K) angeordnet sind, – einem Sender (S), der an oder in der medizinischen Einrichtung (1) angeordnet ist, der zusammen mit der medizinischen Einrichtung (1) relativ zu den Ortskoordinaten (x, y, z) des ersten Koordinatensystems bewegbar ist und der zum Senden eines elektromagnetischen Sendersignals (s) ausgebildet ist, und – einer Positionsermittlungseinrichtung, die ausgestaltet ist zum Ermitteln der Position (P) der medizinischen Einrichtung (1) oder des Senders (S) mittels einer Vielzahl von Empfängersignalen (en), wobei jedes der Empfängersignale (en) jeweils in einem der Empfänger (En) aus einem empfangenen solchen Sendersignal (s) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass – die Positionsermittlungseinrichtung (En(x, y, z), C, M, KM) ausgestaltet ist zum Ermitteln der Position (P) unter Einsatz eines Körpermodells (KM), welches einen vorgegebenen Körper mittels einer Vielzahl von elektrischen und/oder magnetischen Gewebeparametern (ε = ε(x, y, z), σ = σ(x, y, z), μ = μ(x, y, z)) beschreibt.Device for determining a position (P) of a medical device ( 1 ) in the body (K) of a living being to be examined or treated, having - a multiplicity (N) of receivers (E n ) which are located outside the body (K) with known spatial coordinates (x, y, z) of a first coordinate system Body (K) are arranged, - a transmitter (S), on or in the medical device ( 1 ), which together with the medical facility ( 1 ) is movable relative to the location coordinates (x, y, z) of the first coordinate system and that is designed to transmit an electromagnetic transmitter signal (s), and - a position determining device which is designed to determine the position (P) of the medical device ( 1 ) or of the transmitter (S) by means of a multiplicity of receiver signals (e n ), each of the receiver signals (e n ) in each of the receivers (E n ) being formed from a received such transmitter signal (s), characterized in that the position-determining device (E n (x, y, z), C, M, KM) is designed for determining the position (P) using a body model (KM), which a predetermined body by means of a plurality of electrical and / or magnetic tissue parameters (ε = ε (x, y, z), σ = σ (x, y, z), μ = μ (x, y, z)). Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Positionsermittlungseinrichtung (En(x, y, z), C, M, KM) ausgelegt oder gesteuert ist, das Körpermodell (KM) unter Bestimmung eines Laufwegs des Sendersignals (s) und/oder der das Sendersignal (s) im Körper (K) beeinflussenden elektrischen und/oder magnetischen Gewebeparameter (ε = ε(x, y, z), σ = σ(x, y, z), μ = μ(x, y, z)) zu einem korrigierten Körpermodell (KC) umzurechnen.Apparatus according to claim 1, wherein the position determining means (E n (x, y, z), C, M, KM) is designed or controlled, the body model (KM) determining a travel of the transmitter signal (s) and / or the transmitter signal (s) in the body (K) influencing electrical and / or magnetic tissue parameters (ε = ε (x, y, z), σ = σ (x, y, z), μ = μ (x, y, z)) to convert a corrected body model (KC). Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Positionsermittlungseinrichtung (En(x, y, z), C, M, KM) ausgelegt oder gesteuert ist, das korrigierte Körpermodell (KC) bereitzustellen für eine Anzeige auf einer Anzeigeeinrichtung und/oder für weitere Datenverarbeitung.Apparatus according to claim 2, wherein the position determining means (E n (x, y, z), C, M, KM) is designed or controlled to provide the corrected body model (KC) for display on a display device and / or for further data processing. Vorrichtung nach einem vorstehenden Anspruch, wobei dem Sender (S) und der medizinischen Einrichtung (1) Senderkoordinaten (a, b, c) eines zweiten Koordinatensystems fest zugeordnet sind und die Positionsermittlungseinrichtung (En(x, y, z), C, M, KM) ausgelegt oder gesteuert ist, die Senderkoordinaten (a, b, c) in einen festen Bezug relativ zu den Ortskoordinaten (x, y, z) zu bringen.Device according to any preceding claim, wherein the transmitter (S) and the medical device ( 1 ) Transmitter coordinates (a, b, c) of a second coordinate system are permanently assigned and the position determination device (E n (x, y, z), C, M, KM) is designed or controlled, the transmitter coordinates (a, b, c) in to bring a fixed reference relative to the location coordinates (x, y, z). Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3 und nach Anspruch 4, wobei die Positionsermittlungseinrichtung (En(x, y, z), C, M, KM) ausgelegt oder gesteuert ist, in dem auf einer Anzeigeeinrichtung (5) angezeigten korrigierten Körpermodell (KC) eine Lage und/oder eine Ausrichtung der medizinischen Einrichtung (1) anzuzeigen.Device according to claim 2 or 3 and claim 4, wherein the position-determining device (E n (x, y, z), C, M, KM) is designed or controlled in which on a display device ( 5 corrected body model (KC) displayed a location and / or orientation of the medical device ( 1 ). Vorrichtung nach einem vorstehenden Anspruch, wobei die Positionsermittlungseinrichtung (En(x, y, z), C, M, KM) ausgelegt oder gesteuert ist, eine Laufzeit oder eine Phasendifferenz zwischen dem Sendersignal (s) und den Empfängersignalen (en) zu bestimmen oder eine Phasendifferenz zwischen den Empfängersignalen (en) untereinander zu bestimmen.Apparatus according to any preceding claim, wherein the position detecting means (E n (x, y, z), C, M, KM) is designed or controlled to provide a propagation time or a phase difference between the transmitter signal (s) and the receiver signals (e n ) determine or determine a phase difference between the receiver signals (e n ) with each other. Vorrichtung nach einem vorstehenden Anspruch, wobei die Vielzahl (N) von Empfängern (En) zumindest 10 Empfänger (En), insbesondere mehr als 25, vorzugsweise mehr als 50 Empfänger (En) umfasst.According to any preceding claim, wherein the plurality (N) of receivers (E n) at least 10 receiver (E n), in particular more than 25, preferably more than 50 receiver (E n) comprises the device. Vorrichtung nach einem vorstehenden Anspruch mit Komponenten zur magnetischen Navigation der medizinischen Einrichtung (1).Device according to any preceding claim comprising components for magnetic navigation of the medical device ( 1 ). Verfahren zum Bestimmen einer Position (P) einer medizinischen Einrichtung (1) im zu untersuchenden oder zu behandelnden Körper (K) eines Lebewesens, bei dem – Empfängersignale (en) einer Vielzahl (N) von Empfängern (En), die mit bekannten Ortskoordinaten (x, y, z) eines ersten Koordinatensystems von dem Körper (K) beabstandet außerhalb des Körpers (K) angeordnet sind, erfasst werden, – mit einem Sender (S), der an oder in der medizinischen Einrichtung (1) angeordnet ist, der zusammen mit der medizinischen Einrichtung (1) relativ zu den Ortskoordinaten (x, y, z) des ersten Koordinatensystems bewegbar ist und der zum Senden eines elektromagnetischen Sendersignals (s) ausgebildet ist, ein Sendersignal (s) ausgesendet wird, und – die Position (P) der medizinischen Einrichtung (1) oder des Senders (S) mittels der Vielzahl von Empfängersignalen (en) bestimmt wird, wobei jedes der Empfängersignale (en) jeweils in einem der Empfänger (En) aus einem empfangenen solchen Sendersignal (s) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass – zum Ermitteln der Position (P) ein Körpermodell (KM) verwendet wird, welches einen vorgegebenen Körper mittels einer Vielzahl von elektrischen und/oder magnetischen Gewebeparametern (ε = ε(x, y, z), σ = σ(x, y, z), µ = µ(x, y, z)) beschreibt.Method for determining a position (P) of a medical device ( 1 ) in the body (K) of a living being to be examined or treated, wherein - receiver signals (e n ) of a plurality (N) of receivers (E n ) coincident with known location coordinates (x, y, z) of a first coordinate system of the Body (K) spaced outside the body (K) are arranged to be detected, - with a transmitter (S), on or in the medical device ( 1 ), which together with the medical facility ( 1 ) is movable relative to the location coordinates (x, y, z) of the first coordinate system and is adapted to transmit an electromagnetic transmitter signal (s), a transmitter signal (s) is transmitted, and - the position (P) of the medical device ( 1 ) Or the transmitter (S) by means of the plurality of receiver signals (e n) is determined, each of the receiver signals (s n) in each case in one of the receivers is formed (E n) from a received such a transmitter signal (s), characterized in that in that - to determine the position (P), a body model (KM) is used which has a predetermined body by means of a plurality of electrical and / or magnetic tissue parameters (ε = ε (x, y, z), σ = σ (x, y , z), μ = μ (x, y, z)). Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Körpermodell (KM) unter Bestimmung eines Laufwegs des Sendersignals (s) und/oder der das Sendersignal (s) im Körper (K) beeinflussenden elektrischen und/oder magnetischen Gewebeparameter (ε = ε(x, y, z), σ = σ(x, y, z), µ = µ(x, y, z)) zu einem korrigierten Körpermodell (KC) umgerechnet wird für eine Anzeige auf einer Anzeigeeinrichtung und/oder für weitere Datenverarbeitung.Method according to claim 9, wherein the body model (KM) is determined by determining a travel path of the transmitter signal (s) and / or the electrical and / or magnetic tissue parameters influencing the transmitter signal (s) in the body (K) (ε = ε (x, y, z), σ = σ (x, y, z), μ = μ (x, y, z)) to a corrected body model (KC) is converted for display on a display device and / or for further data processing. Verfahren nach einem Anspruch 10, wobei dem Sender (S) und der medizinischen Einrichtung (1) Senderkoordinaten (a, b, c) eines zweiten Koordinatensystems fest zugeordnet werden und die Senderkoordinaten (a, b, c) in einen festen Bezug relativ zu den Ortskoordinaten (x, y, z) gebracht werden.Method according to claim 10, wherein the transmitter (S) and the medical device ( 1 ) Transmitter coordinates (a, b, c) of a second coordinate system are fixed and the transmitter coordinates (a, b, c) are brought into a fixed reference relative to the location coordinates (x, y, z). Verfahren nach Anspruch 11, wobei auf einer Anzeigeeinrichtung (5) in dem korrigierten Körpermodell (KC) eine Lage und/oder eine Ausrichtung der medizinischen Einrichtung (1) angezeigt werden.Method according to claim 11, wherein on a display device ( 5 ) in the corrected body model (KC) a position and / or an orientation of the medical device ( 1 ) are displayed. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei eine Phasendifferenz zwischen dem Sendersignal (s) und den Empfängersignalen (en) bestimmt oder eine Phasendifferenz zwischen den Empfängersignalen (en) untereinander bestimmt wird.Method according to one of claims 9 to 12, wherein a phase difference between the transmitter signal (s) and the receiver signals (e n) or a phase difference between the receiver signals (e n) to one another is determined. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 9 bis 13 zur Positionsbestimmung bei einer magnetischen Navigation einer medizinischen Einrichtung (1).Use of a device according to one of claims 1 to 8 or a method according to any one of claims 9 to 13 for determining the position in a magnetic navigation of a medical device ( 1 ). Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei zumindest ein Parameter des Körpermodells (KM) mittels einer von dem Verfahrensablauf und der Vorrichtung unabhängigen Messung am zu untersuchenden oder zu behandelnden Körper (K) bestimmt wurde.Use of a device according to one of the claims 1 to 8 or a method according to one of the claims 9 to 13, wherein at least one parameter of the body model (KM) by means of one of the process flow and the device independent measurement on the substance to be examined or treated Body (K) was determined.
DE102007037846A 2007-08-10 2007-08-10 Medical device e.g. endoscopic instrument, position determining device for use in human body, has position determining device determining position by using body model, which describes preset body by electrical and magnetic fabric parameters Withdrawn DE102007037846A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007037846A DE102007037846A1 (en) 2007-08-10 2007-08-10 Medical device e.g. endoscopic instrument, position determining device for use in human body, has position determining device determining position by using body model, which describes preset body by electrical and magnetic fabric parameters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007037846A DE102007037846A1 (en) 2007-08-10 2007-08-10 Medical device e.g. endoscopic instrument, position determining device for use in human body, has position determining device determining position by using body model, which describes preset body by electrical and magnetic fabric parameters

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102007037846A1 true DE102007037846A1 (en) 2009-02-19

Family

ID=40279350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102007037846A Withdrawn DE102007037846A1 (en) 2007-08-10 2007-08-10 Medical device e.g. endoscopic instrument, position determining device for use in human body, has position determining device determining position by using body model, which describes preset body by electrical and magnetic fabric parameters

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102007037846A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009035948A1 (en) * 2009-08-03 2010-09-16 Siemens Aktiengesellschaft Device for determining position e.g. six degree of freedom position, of object e.g. body part, in patient during setting in medical field, has position determination unit determining position of field generator from received rays
DE102010044095A1 (en) * 2010-11-18 2012-05-24 Siemens Aktiengesellschaft Method for performing endoscopic investigation with magnetically controlled endoscopy capsule, involves detecting lying position of patient automatically and arranging tactile sensor device at support surface of patient bearing unit
EP3040015A4 (en) * 2013-08-28 2017-04-19 Olympus Corporation Capsular endoscopic system

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0419729A1 (en) * 1989-09-29 1991-04-03 Siemens Aktiengesellschaft Position finding of a catheter by means of non-ionising fields
DE19852467A1 (en) 1997-11-15 1999-07-01 Roke Manor Research Catheter tracking system
DE19909066A1 (en) 1998-03-25 1999-09-30 Siemens Elema Ab Determining position of catheter within body of living being
US20030137380A1 (en) 2002-01-23 2003-07-24 Creighton Francis M. Rotating and pivoting magnet for magnetic navigation
US20040210131A1 (en) * 2003-01-16 2004-10-21 Ntt Docomo, Inc. Method and system for measuring a position, position measuring device, and an in vivo radio device
WO2005120345A2 (en) 2004-06-14 2005-12-22 Olympus Corporation Position detection system for a medical device and medical-device guidance system
DE102005010489B4 (en) 2005-03-04 2007-02-01 Siemens Ag Coil system for non-contact magnetic navigation of a magnetic body in a patient located in a working space
DE102006019415A1 (en) 2006-04-26 2007-10-31 Siemens Ag Apparatus and method for displaying the position of a medical device in the body of a living being

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0419729A1 (en) * 1989-09-29 1991-04-03 Siemens Aktiengesellschaft Position finding of a catheter by means of non-ionising fields
DE19852467A1 (en) 1997-11-15 1999-07-01 Roke Manor Research Catheter tracking system
DE19909066A1 (en) 1998-03-25 1999-09-30 Siemens Elema Ab Determining position of catheter within body of living being
US20030137380A1 (en) 2002-01-23 2003-07-24 Creighton Francis M. Rotating and pivoting magnet for magnetic navigation
US20040210131A1 (en) * 2003-01-16 2004-10-21 Ntt Docomo, Inc. Method and system for measuring a position, position measuring device, and an in vivo radio device
WO2005120345A2 (en) 2004-06-14 2005-12-22 Olympus Corporation Position detection system for a medical device and medical-device guidance system
DE102005010489B4 (en) 2005-03-04 2007-02-01 Siemens Ag Coil system for non-contact magnetic navigation of a magnetic body in a patient located in a working space
DE102006019415A1 (en) 2006-04-26 2007-10-31 Siemens Ag Apparatus and method for displaying the position of a medical device in the body of a living being

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009035948A1 (en) * 2009-08-03 2010-09-16 Siemens Aktiengesellschaft Device for determining position e.g. six degree of freedom position, of object e.g. body part, in patient during setting in medical field, has position determination unit determining position of field generator from received rays
DE102010044095A1 (en) * 2010-11-18 2012-05-24 Siemens Aktiengesellschaft Method for performing endoscopic investigation with magnetically controlled endoscopy capsule, involves detecting lying position of patient automatically and arranging tactile sensor device at support surface of patient bearing unit
EP3040015A4 (en) * 2013-08-28 2017-04-19 Olympus Corporation Capsular endoscopic system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60221781T2 (en) Wireless position sensor
EP2165215B1 (en) Image formation apparatus and method for nuclear imaging
DE102005010010B4 (en) System, device and method for determining a position of an object
DE19746093C2 (en) C-arm X-ray device
DE60014214T2 (en) Position detection based on ultrasonic emission
DE69333866T2 (en) Apparatus for medical ultrasound treatment using computed tomography
DE60308979T2 (en) Device for positioning with dynamic metal immunity
DE102004058008B4 (en) Guidewire for vascular catheter with improved tracking and navigation
EP0234198B1 (en) Process and apparatus for the contactless determination of temperature distribution within an object to be examined
DE102009021232B4 (en) Patient couch, method for a patient couch and imaging medical device
DE102007044874B4 (en) Method for determining attenuation values for a patient's PET data
DE10359981A1 (en) System and method for in vivo positioning and orientation determination of an endoscopy capsule or an endo-robot in the context of a wireless endoscopy
DE102005036020A1 (en) System and method for sensor integration
EP3706636B1 (en) Ultrasound image generating system
AT506048A2 (en) DEVICE AND METHOD FOR MINIMIZING MUTUAL INDUCTIVE COUPLING BETWEEN COILS OF AN ELECTROMAGNETIC DETECTION SYSTEM
DE102005029270B4 (en) Catheter, catheter device and diagnostic imaging device
JPS584543A (en) Diagnostic apparatus
WO2009083226A2 (en) Method for detecting motion
DE102013216529A1 (en) Method in particular for the patient-adaptive B0 homogenization of MR systems using different types of shim coils
DE102009020000B4 (en) Method and control device for operating a magnetic resonance system
WO2006097423A1 (en) Device for determining the position and/or orientation of a navigable object
DE102008013611A1 (en) Device for medical intervention in region of e.g. liver of animal for e.g. interventional radiology, has arithmetic unit generating control signal for releasing acoustic signals at determined periodically changing point of movement curve
DE102007037846A1 (en) Medical device e.g. endoscopic instrument, position determining device for use in human body, has position determining device determining position by using body model, which describes preset body by electrical and magnetic fabric parameters
DE102006014883A1 (en) Method for locating an invasive instrument and invasive instrument
DE102009009165B4 (en) Method and device for determining a path traveled by an endoscopy capsule in a patient

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20110301