CN101426447B - 借助可磁性移动的器械来处理人体组织或动物组织的装置 - Google Patents

Abstract

本发明说明了一种借助可移动的器械来处理人体组织或动物组织的装置。该装置包括用于产生定子磁场的装置，特别是磁共振断层成像装置，其中组织位于所述定子磁场中。至少一个导体环路位于器械(10)上或者器械中，以及设置了发电机，其用于产生流过导体环路的电流，以产生有用磁场，该有用磁场与定子磁场共同作用产生合成效果，以对器械施加以有用力。

Description

借助可磁性移动的器械来处理人体组织或动物组织的装置

本发明涉及一种用于处理人体组织或者动物组织的装置，以及磁共振断层成像装置(Magnetresonanztomographen)的应用。

在处理人体组织或者动物组织时，特别是在微创手术中或者在治疗时，通常将器械引入躯体中并且必须将器械向应用位置移动。此外，常常需要在应用位置进行机械工作。对此典型的例子是使肿瘤组织失去活性和/或去除肿瘤组织。另一典型例子是处理胆囊石(Gallenblasenstein)或者从肾管或者尿道中去除肾结石。在此，在一些情况中，利用内窥镜的工作是有问题的，因为移动实际上的位于内窥镜远端的器械有困难。

本发明的任务是，提出一种开头所述类型的装置，使得能够实现器械在躯体内或者组织区域内的移动，而没有至外部的机械连接。

该任务通过一种借助可移动的器械来处理人体组织或动物组织的装置来解决，该装置包括：用于产生定子磁场的装置，其中组织位于所述定子磁场中；在器械上或者在器械中的至少一个导体环路，以及发电机，其用于产生流过导体环路的电流，以产生有用磁场，该有用磁场与定子磁场共同作用产生合成效果，以对器械施加以有用力，其中发电机构建用于产生交流电流，使得交流电流的频率能够调节为器械的共振频率，使得以小的能量输入也能够产生高的振动幅度。

本发明的一个要点是，借助市面上可获得的设备、特别是磁共振断层成像装置(核磁共振断层成像装置)来产生静态的强磁场，该磁场被利用来与电流流过的导体环路单独产生的磁场共同作用，以产生施加到器械上的力。该力又可以用于在躯体或者组织内移动器械，并且也可以用于在组织上进行机械工作。

另一个重要的方面是，如果使用了MRT(磁共振断层成像装置)，则同时可以通过成像方法来观察整个处理。因此，在此实现了一举两得，因为磁场一方面形成了成像方法的基础，并且另一方面用于进行机械工作。

特别地，上述任务通过一种用于借助可移动的器械来处理人体组织或者动物组织的装置来解决，该装置包括：用于产生定子磁场的装置(组织位于该定子磁场中)，特别是磁共振断层成像装置(MRT)，在器械上或者器械内的至少一个导体环路，以及用于产生流过导体环路的电流以产生有用磁场的发电机，该有用磁场与定子磁场共同产生对器械施加有用力的合成效果。

原则上，也可以使用明确的装置以产生所需的定子磁场，以实现根据本发明的装置。于是，用于产生磁场的装置并不局限于MRT。

优选的是，设置多个彼此分别成确定的立体角的导体环路，特别是三个彼此设置成90°的立体角的导体环路。此外，设计和构建用于对导体环路馈电的发电机，使得有用力的方向和大小可调节。由此，器械的改进的“操控”是可能的。

在一种优选的实施形式中，发电机被构建用于产生交流电流，使得器械可以进行振动。在此有利的是，构建发电机，使得交流电流的频率可以调节为器械的共振频率。通过利用这种机械共振，可能在小的能量输送的情况下也产生较高的振动幅度。当在此发电机构建用于提供附加的直流分量，可以产生“净推进”，使得例如该器械一方面不必克服静摩擦，而另一方面具有推进分量，使得可以将该器械向目标位置操控。

替代地(或者附加地)，可能的是，设计发电机用于产生旋转场，并且器械被设计为使得该器械或者位于其上的钻孔或者铣削的部件可旋转。在此当然也可以将不同的运动分量或者力分量组合，使得除了旋转运动之外还有振动(冲击)运动。

还视为有创造性的是，将磁共振断层成像装置用于产生电动机的定子磁场，以驱动外科器械或者治疗器械。其优点在上面已经给出。

以下将借助附图进一步阐述本发明的实施例。其中：

图1在示意图中以其“工作环境”示出了本发明的第一优选实施形式，并且

图2在示意图中示出了本发明的第二实施形式。

在下面的描述中，针对相同的或者作用相同的部件使用相同的参考数字。

在图1中用B示意性示出了磁共振断层成像装置产生的磁场。患者位于该磁场B中，患者的组织2作为带有空心器官1(例如尿道)的区域而示出。

需要指出的是，磁场也可以由明确地为此设计的装置来产生。

在空心器官1中有器械10，在该器械之内设置有三个构建为线圈的导体环路11、12和13。这些线圈11-13的方向在坐标系X、Y、Z的图中被示意性示出。

三个导体环路或者线圈11-13通过馈电线15与发电机20相连，该发电机可以单独地为导体环路11-13的每个馈电，使得与静磁场B共同作用构建作用到器械10上的合力。在当前情况中，例如可以想到的是，通过发电机10对导体环路11-13馈电，使得器械10一方面受到在X方向(即朝着空心器官1的方向)的力分量，另一方面该力被叠加振动，其使得器械10连同位于其前端的铣削头14置于移动方向的振动中。此外，扭矩可以通过将相应的旋转场施加到导体环路11-13上来产生，使得器械10(可能也只有铣削头14)旋转。通过这种方式，例如可以破坏位于空心器官1中的物体(例如肾结石)。

除了在静磁场B的帮助下产生力作用之外，在器械10中也可以设置(另外的)电磁转换器16，例如超声振动器，它同样通过发电机20馈电，并且于是将铣削头14置于(超声)振动中。

在图2所示的本发明的实施例中，器械包括非磁性材料构成的棒状的杆17，在杆上在活动区(图2中在上部端部上)线圈形地安装有第一导体环路11。该线圈通过带有外导体18和内导体19的同轴馈电线15由发电机20提供交流电流，而“活动区”位于在核磁共振断层成像装置中始终存在的、并且至少在该区域中可以视为均匀的磁场B中。

对应于瞬时的电流方向，“活动区”由此受到顺时针或者逆时针的扭矩，并且由于杆17(以及所有安装在其中的装置部件)的弹性而朝相应的方向偏转。偏转的大小取决于杆17的弹性、电流的强度、磁场的强度以及导体环路11的轴与磁力线的方向所成的角度。

由于流经该装置的交流电流，因此可以将“活动区”置于振动中。在合适地选择电流频率使得该频率对应于装置的共振频率的情况下，可以在较小电流强度时产生特别大的幅度，其中装置的共振频率通过杆的弹性和杆内部的质量分布(活动区与非活动区)来限定。

馈电线15优选同轴地构建在“活动区”外部，由此通过电流在磁场中出现的洛伦兹力彼此抵消。

在这里未在附图中示出的一种实施形式中，器械构建为针状的探头，使得“活动区”可以引入要处理的目标组织中。由此，所产生的振动可以传递到毗邻的和周围的组织中，使得在那里将以机械方式产生的能量转换为热能。该热量可以被利用来有针对性地以热的方式使例如肿瘤组织失去活性。此外还有一种可能性是，通过相应频率的振动来以机械方式破坏目标组织的细胞结构，以便由此产生组织的去活性或者破碎(Defragmentierung)。

从以上描述得出的是，结合两个附图描述所阐述的不同的单个思想也可以被组合。

    参考标记表

1  空心器官

2  组织

10 器械

11 第一导体环路

12 第二导体环路

13 第三导体环路

14 铣削头

15 馈电线

16 转换器

20 发电机

Claims (6)

1.一种借助可移动的器械(10)来处理人体组织或动物组织的装置，包括：

用于产生定子磁场(B)的装置，其中组织(2)位于所述定子磁场中；

在器械(10)上或者在器械(10)中的至少一个导体环路(11-13)，以及

发电机(20)，其用于产生流过导体环路(11-13)的电流，以产生有用磁场，该有用磁场与定子磁场(B)共同作用产生合成效果，以对器械(10)施加以有用力，其中

发电机(20)构建用于产生交流电流，使得交流电流的频率能够调节为器械(10)的共振频率，从而以小的能量输入也能够产生高的振动幅度。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

设计和构建多个彼此分别成确定的立体角地设置的导体环路(11-13)，以及用于对导体环路(11-13)馈电的发电机(20)，使得有用力的方向和大小能够被调节。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

发电机(20)被构建用于提供附加的直流分量。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

发电机(20)构建用于产生旋转场，并且器械(10)构建为使得器械(10)和/或钻孔或铣削的部件(14)由此能够旋转。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，用于产生定子磁场(B)的装置是磁共振断层成像装置(MRT)。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述多个彼此分别成确定的立体角地设置的导体环路(11-13)是三个彼此成90°的立体角地设置的导体环路(11-13)。

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