CN105451651A - 用于检测在人体机体中的磁性物体的个体化检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包括传感器装置的设备，所述传感器装置能够在口服摄入后检测磁性或磁化的口服剂型并且通过口服剂型的磁场的减少或消失来跟踪其溶解。所述设备还具有日志功能，所述日志功能在口服摄入期间或之后记录由传感器装置的佩戴人给出的主观评估。

Description

用于检测在人体机体中的磁性物体的个体化检测系统

技术领域

本发明涉及一种具有传感器装置的设备，所述传感器装置能够在口服摄入后检测磁性或磁化的口服剂型并且通过口服剂型的磁场的减少或消失来跟踪其溶解，并且所述设备还具有日志功能，其在口服摄入期间或之后记录传感器装置的在佩戴人的主观评估。

背景技术

在现有技术中，研究人的疾病的、过敏或缺陷状态的原因仅限于静态的检查、使用固定器械、较小的时间段，在此期间使用器械并且人处于医生的观察之下。代替医生，保持或者复原人体的健康的其他专业人士也能够胜任，例如相应专业方向的药剂师或治疗学家。

专利US7698156B2公开了一种用于检测医学数据的设备和一种明确地识别数据流的方法。所述设备使得能够区分、记录和无线传输由各医疗装置产生的数据流，并且利用所述数据流提供用于患者的诊断和/或药物的基础。但是，该设备是静止的，它仅仅测量所述患者的身体机能，并且必要时与时间、例如日期一起检测身体机能。此外，传统的技术辅助机构不能记录附加的事项，这同样对于本领域技术人员来说也不是期望的。特别是在使用该现有技术之前的时间段，没有关于人的敏感性和能测量的量或者时间上能检测的事件之间的关系可靠的描述。

一个挑战在于，对其身体功能进行检查和测量以及请求诊断之前，人始终首先必然意识到对其健康威胁或者健康感的影响。这个挑战可以细化这样的问题，健康和/或健康感在怎样的程度上与其生活方式相关，尤其与饮食和食物增补剂、嗜好品、药品、同样顺势疗法的物质和/或药物的摄入相关。

发明内容

因此本发明的目的是，提供一种设备，所述设备允许检测这种关系，以及提供一种方法，借助于所述方法实现对这种关系的评估。

该目的出人意料地通过如下设备来实现，该设备包括在专利申请DE102011089334.2中所提出探测器系统和附加的日志，所述日志设置成用于在检测磁性体之前、期间和/之后登记量化评估。

因此，本发明的主题是一种设备，所述设备包括探测器系统，所述探测器系统用于检测在人体机体中的磁性体，所述探测器系统

-具有至少两个传感器装置，具有用于记录由每个传感器装置所测量的磁通密度的仪器，其中每个传感器装置包括一个、两个或三个各向异性磁电阻传感器，这些各向异性磁电阻传感器易磁化的轴线成对地指向不同的方向，

-并且每个传感器装置与其余的传感器装置具有0.5到50厘米的距离，以及

-至少两个传感器装置彼此倾斜0至45°的角，以及

-具有日志，用于在检测一个或多个磁性体之前、期间和/或之后检测量化的评估。

该设备具有如下优点：能够检测佩戴人意识到的方面、即量化评估和至少一个客观的量、即由磁性体所测量的磁通密度。

在下面详细描述本发明。

根据本发明的设备的日志设置用于录入，根据本发明的设备的佩戴者出于自愿手动地进行数字的、电子的日记或笔记本含义上的录入。所述日志可以是一种移动计算机，优选是市售的移动电话、PDA、个人计算机、带有发送器的数据记录器和/或输入单元，其中日志与传感器装置电子地连接。因此，该设备的佩戴人可以按照移动计算机的携带者的习惯操作日志。

日志可以具有蓝牙接口，以便能与日志的录入项一起调取由传感器装置记录的数据。根据本发明的设备的传感器装置能够集成到至少一个带、衣物和/或装饰品中，集成在手环中，例如集成到手表中，或借助于吸盘或紧固辅助件直接固定在身体上，并且日志能够随身携带。这种设备的优点是移动性，因为佩戴人在所有的日常活动中能够随身携带根据本发明的设备而不会对其运动产生限制。

特别优选可以集成有所述传感器装置的带能够在没有第三者的帮助下佩戴到人体上。该带例如可以是腰带，其仅仅最低限度限制其佩戴者的日常运动。带有利地可以组合的胸带和肩带。特别有利地，组合的胸带和肩带可以在攀岩运动中已知的是带系统。组合的胸带和肩带具有下述优点，传感器装置以较高的精度相对于食道和胃肠道定位。带系统附加地具有特别的优点，即能够特别精确地以确定的距离以及以其易磁化的轴线的确定的角度保持根据本发明的设备的传感器装置。带允许其佩戴者日常生活中，特别是在职业和休闲活动中具有完全的可运动性。根据本发明的设备也可以在任何如下物体上携带，所述物体在人的身体附近或在身体上携带，例如安装在轮椅、助行器、婴儿床、床或拐杖上，或者集成在手表、手环、项链或饰品中。

如果根据本发明的设备的传感器装置具有仅仅一个AMR传感器，那么这在本发明的范围中称为“单通道”，对于三个AMR传感器相应地称为“三通道”。如果传感器装置例如具有三个AMR传感器，则它们的易磁化的轴线如同笛卡尔坐标系的坐标轴x、y和z那样设置，因此该传感器装置的矢量的分量是沿x、y或z方向的测量信号，即信号S_x、S_y、和S_z。这些信号是沿坐标轴的方向的磁通密度的度量。

一个传感器装置的各易磁化轴线相交于一个假想的点，即相应传感器装置的原点。在这些原点之间的距离，或者对于三个传感器装置这些原点之间的成对的距离，在本发明范围中就是在传感器装置之间的距离或成对的距离。

第二传感器装置的各易磁化轴线分别平行于坐标轴x、y和z，或者与坐标轴成一角度。在本发明范围中，该角度如下定义：每个传感器装置的易磁化轴线分别位于空间角的一个假想的圆锥形表面上。在本发明的范围中，根据本发明的探测器系统的两个传感器装置相互倾斜的角度是各传感器装置的锥体的中轴线之间的角度。

如果探测器系统在带、臂带、或身体附近的物体中携带，则在带可调节的精度的范围内，所述角度位于由传感器装置的各原点和从食道进入胃中的进入点限定的平面中。当所述物体是由登山运动已知的带系统时，能实现特别高的精度。

如果根据本发明的设备具有两个传感器装置，那么对方向和信号连续编号。因此，沿方向x₁、y₁、z₁或x₂、y₂、z₂可以得到信号S_x1、S_y1和S_z1或S_x2、S_y2和S_z2，由这些信号可以形成矢量S₁和S₂：

S₁＝(S_x1，S_y1，S_z1)，和

S₂＝(S_x2，S_y2，S_z2)。

例如，如果根据本发明的设备的传感器装置中的第一传感器装置仅具有一个AMR传感器，即沿方向x1的传感器，则矢量S₁简化为

S₁＝(S_x1，0，0)。

根据本发明的设备具有如下优点：分别能精确地测量这些矢量分量并且能对其进行评估，使得在传感器装置由于佩戴者发生运动时，这些矢量的绝对值的波动或者保持很小或者是已知的，即检测测量值的由于磁性体所导致的变化。因此，要识别和消除外部干扰源的影响，或者将其从测量信号中滤除。

矢量的绝对值，简写为|S₁|和|S₂|，以已知的方式计算：

|S₁|＝(S_x1 ²+S_y1 ²+S_z1 ²)^1/2，

|S₂|＝(S_x2 ²+S_y2 ²+S_z2 ²)^1/2。

在传感器装置之间的距离较小时，在均匀的场中得到相同的测量值。在传感器附近的具有小磁感应的磁性体由于其磁场随着与传感器距离的增大迅速减弱而在与传感器的不同距离处对所述传感器的测量值有不同的影响。然而，因为每个传感器装置都提供由AMR传感器的测量信号组成的矢量，因此按照本发明的设备具有如下优点：磁性体与传感器装置的接近对所测量矢量之间的角度起作用。如果磁性体运动，则该角度变化。

测量灵敏度可以通过根据本发明的设备有利的实施例来提高。

所述设备的至少一个AMR传感器、优选每个AMR传感器优选具有4个巴伯杆元件，这些巴伯杆元件相互连接形成惠斯登电桥或惠斯登电桥的等效电路。此时易磁化轴线是各个巴伯杆元件的易磁化轴线的合成。外部磁场使得这样的惠斯通电桥比例如具有只有一个巴伯杆元件和三大常规欧姆电阻的电阻电桥更强地失谐。因此，由4个巴伯杆元件形成的惠斯通电桥的灵敏度得到提高。

在本领域中已知的是，AMR传感器的特征曲线会由于强磁场改变，因为各向异性材料的域发生改变或变形，或者因为其壁移动到材料中。这种效应可以通过至少一个设置脉冲或/和重置脉冲抵消，通过设置-重置-带在测量前发出一次，优选在测量过程中发出数次，特别优选在测量过程中周期性地发出所述设置脉冲或/和重置脉冲。周期性地发出的设置脉冲或/和重置脉冲的作用是确保AMR传感器具有最佳的特征曲线。

设置脉冲和重置脉冲的交替，在本发明中称为“翻转”，使得能够通过在每个脉冲后对所测得的信号的求差来消除偏移误差。另外，能够消除热影响、电影响和/或例如在AMR传感器升温时所出现的影响。

同样，利用“翻转”能够实现自动设定后续放大器的工作点，这在本发明的范围中称为“切换反馈”。除了占空比，通过设置脉冲和重置脉冲可靠地实现饱和感应也是重要的。

在求差时，必须调整后续放大器的工作点。这种调整的不精确性在比较大范围的调制时通过对信号非对称地使用的限制起作用。

此外，本发明的探测器系统可以具有偏移带。通过偏移带的电流可以通过驱动电路提供，所述驱动电路例如可以包含按桥式电路形式的放大器作为主要元件。偏移带使得可以通过产生具有相反定向的场对待测量场分量进行补偿。在没有偏移带的情况下，在测量磁性的磁通密度时，必须要考虑传感器特征曲线的非线性以及还有AMR传感器的横向灵敏度。横向灵敏度存在于以下方面，即较高值的磁通密度不仅沿一个轴线方向作用，而且对与该轴线方向垂直定向的AMR传感器的测量值也有作用。

但是，利用偏移带，通过向偏移带中馈送的电流使得控制回路中的传感器的桥电压最小化。在偏移带中电桥平衡所需的电流是要测量的场的度量。因此，总是在传感器特征曲线的如下工作点中进行测量，在所述工作点中灵敏度和线性具有其最大值，而同时横向敏感性消失。根据本发明的探测器系统，因此适用于任何日常生活环境。偏移带与“偏移带驱动器”接通。通常，在校准时检测非线性和横向敏感性并且相应地修正测量结果。因此，也可以在不触发偏移带的情况下在最小能量消耗下实现运行。

除了通过借助于馈入到偏移带中的电流而产生具有相反定向的场来补偿要测量的场分量，还存在另一个替代方案。在这种情况下，根据本发明的设备的至少一个、优选每个AMR传感器配备有备选的电路。

在所述设备的这个实施形式中，传感器的电桥电压不是用负反馈电路调整到零标称值。相反，借助于DA转换器和放大器，向偏移带中这样馈送确定的电流，使得不会离开传感器电桥的确定的调制范围。

在根据本发明的设备的实施形式的另一个可行方案中，传感器特征曲线的调制范围能够分为多个区段，例如对于具有8位分辨率的DA变换器分成256个区段。为了确保在磁场强度变化时连续地测量，这样来选择这些区段，使得相邻的区段存在足够的重叠。此时这些区段中的每个区段可以在AMR传感器的最佳工作点附近仅设有一个小的调制范围。调制范围的减少降低了横向敏感性和特性曲线的非线性的影响。省去了非线性和横向敏感性的完整的校正。然而，为此通过AD转换器与特性曲线的分段的组合获得了测量的改善的幅值分辨率。

为此，对于AMR传感器测量范围的每个区段，必须分别通过直线连同其所属的斜率和高度区间来确定近似的参数。各区段的斜率和高度区间通过传感器的校准文件提供。如果按照本发明的探测器系统现在在日常使用时运动，例如因佩戴者的日常运动而运动，则持续地跟踪确定的电流并借此跟踪所述近似操作。

根据所述运动的速度，高的扫描率是有利的，从而在没有过载的情况下实现连续测量。

这种变型方案的优点在于，在相应快速扫描的情况下，偏移带只须以非常小的占空比运行。由此明显降低了功率需求和传感器的自加热以及与此相关的偏移问题。

此外，通过使用较快的AD和DA转换器，在对于在磁场中的连续的测量所需的测量频率中，用于各次测量所需的时间保持较少。由此可以仅在检测测量值所需的时间期间启用偏移带。如果偏移带的启用例如仅以0.1的占空比进行，例如测量持续时间为1毫秒，而在依次进行的测量之间的时间间隔为10毫秒，则减少功率损失。因此发热较小，从而减小了或完全抑制了测量信号的漂移。

对于具有两个传感器装置的根据本发明的设备的可用性，需要注意的是，食道具有20至30cm的长度，并且吞咽的物体以5至10秒通过食道。由此得出通过食道时的速度范围为2至6cm/秒，并且因而得到探测器系统的相应快速变化的信号。就是说有用信号的频率范围与一些外部干扰信号所具有的频率范围重合。在本发明的范围中，“外部干扰信号”是指下述的信号，该信号由围绕佩戴者的磁通引起，佩戴者强制性地在所述磁通中运动，例如在地球磁场中或在磁性物体、例如车辆的周围。由于外部干扰信号，可以预期不能在磁性物体通过食道和其他物体的磁通之间进行区分。尤其是按照测量信号进行滤波的现有技术不起作用。

已知的消除外部干扰的可能性通过对以固定距离相对于彼此定位的传感器的自相关函数和互相关函数进行评估来实现。互相关描述两个信号的依赖于这两个信号之间的时间偏移的关联性。对于自相关，计算信号与自身的关联性。自相关函数总是在偏移为0时具有最大值。如果通过两个在其他方面相同的传感器以一定延迟记录信号，则在其他方面相同的形式下互相关函数的最大值相对于自相关函数的最大值偏移所述延迟。

用于识别胶囊通过食道的重要前提条件是，传感器装置能够检测信号的时间偏移的分量。但是仍然存在由传感器装置在周围地磁场中的运动所引起的问题，正是这种运动对按照本发明的探测器系统的可用性很重要。

尽管大量物体，例如车辆、金属家具、导电线路和更多类似物体的磁通具有多样性，但是当在两个传感器装置之间的距离选择为2至6cm时，根据本发明的设备能够明确地识别由在人体机体中的磁性体所产生的磁通。通过传感器装置的不同位置来识别不是由在人体机体中的磁性体所产生的外部磁场。传感器装置优选在食道或胸骨和胃上竖直地或水平地固定。图1示出具有三个传感器装置的根据本发明的设备，传感器装置在组合的胸带和肩带中携带在人身上。用于记录由每个传感器装置所测量的磁通密度的日志和仪器没有示出。在这个示例性的实施方式中，在食道附近的传感器装置是单通道的，其他两个传感器装置相反构成为三通道的。在食道附近的传感器装置的仅为单通道的构造简化了根据本发明的设备的结构并降低了能量需求。此外，这种单通道的实施形式利用了这样的可能性，即磁性体不必设计为球对称的，而是例如可以设计为圆柱对称的，并且由此由其产生的磁场在通过食道期间相对于单通道的传感器装置运动，而不旋转。

同样可能有利的是，通过减去移动平均值以去除干扰环境场的成分，并在所述传感器装置之间的距离选择为2cm。此时利用滤波后的信号可以计算它们的自相关函数和互相关函数。根据幅值的差和最大值的位置的差能够识别磁性体的通过。

如果根据本发明的设备具有两个或三个传感器装置，则该设备能够用于检测在胃中的磁性体。

磁性体的缓慢分解导致其磁通密度的减弱。佩戴者的运动和磁性体例如由于蠕动导致的位置变化会导致测量值的波动。尽管通常无法获得关于由蠕动和磁性体组成的叠加运动模式的结论，但是具有三个传感器装置的设备是有成效的。此外有利的是，该设备装备有低通滤波，作为信号处理的措施。

磁性体也可以具有这样的特点，即，所述磁性体可以通过口服摄入给药，特别是可以由人吞咽。该磁性体的形状在本发明的范围中称为“口服剂形式”。这种形状可以是胶囊或具有功能的胶囊，其中所述功能从诊断和/或剂量形式中选择。此外，胶囊优选为这样的片剂，所述片剂优选以纵向方向通过食道。该剂型具有至少一个磁性的，优选是对位磁性的、超顺磁性的、亚铁磁性的和/或铁磁的成分(Anteil)，优选具有至少一个含有磁铁矿的核和/或壳。磁性的成分能够具有可磁定向或可磁化的颗粒，优选是磁铁矿(Fe₃O₄)或磁赤铁矿(Fe₂O₃)。磁铁矿和磁赤铁矿在毒理学和药理学上是无害的，并尤其在食品或剂型中用作非毒性的、不溶的色素。

必要时，其它可磁定向的颗粒如铁氧体MnFe₂O₄或MgFe₂O₄也是适合的。磁性体的磁性成分，即可磁定向的或可磁化的颗粒可以在0.05至80mg的范围内，优选在2至70mg的范围内，优选在4至60mg的范围内，特别是在6至50mg的范围内。可磁定向的颗粒的平均颗粒尺寸例如可以在1nm至1mm的范围内，优选为100nm至100μm。

所述口服剂型同样优选是胶囊、片剂、棒、包衣片剂、熔融挤出物或具有引入的磁性膜的物体。

因此，根据本发明的设备检测在剂型经过时的测量值的显著变化，在该设备中，一个传感器装置垂直于剂型的主轴线定向。

至少两个传感器装置的测量信号所处的时间和空间的标度通过口服剂型经过根据本发明的探测器系统的速度以及通过传感器装置的距离或成对的距离给定。虽然，如上所述，多个磁通密度发生叠加，而实际关注的磁通密度是非常小并且在时间和空间上是不均匀的，但是已经确认，利用根据本发明的探测器系统能够可靠地检测这些磁通密度。

因为根据本发明的设备具有日志，在口服剂型通过的在时间上接近和/或同时地，可以与所关注的磁通密度一起也检测主观输入。

因此，本发明的主题还涉及一种通过根据本发明的设备来检测由在人体机体中的磁性体产生的磁通密度的方法，所述方法的特征在于下列步骤：

(a)将设置脉冲和复位脉冲至少一次地接通到每个各向异性磁电阻传感器，

(b)通过适当的信号处理和通过至少一个低通滤波器放大每个AMR传感器的信号，

(c)测定并记录每个传感器装置的磁通的矢量的绝对值的差值，和/或测定并记录来自AMR传感器的测量信号的矢量之间的角Φ，以及

(d)与步骤(a)、(b)或(c)中的一个步骤同时，或者在步骤(c)之后经过时间T后，至少一次检测在日志中的量化评估，该评估由传感器装置的佩戴人执行。

本发明的方法不仅具有如下优点：在检测测量值时降低动态的干扰影响，其方式是，即通过该方法减小例如由驶过的车辆所导致的偏移值的失真或者减小所使用的滤波器的瞬态特性和过滤特性。根据本发明的方法具有其他的优点：同时和/或时间上接近地检测主观标准使得可以实现仅根据客观的测量数据不能获得的相关性。

在步骤(a)中设置脉冲和复位脉冲是交替的，这意味着，使得周期性地发出这些脉冲。它们应该以分别达到磁化饱和并因此控制特性曲线的斜率的电流脉冲强度发出。电流脉冲强度根据构件的不同以本领域技术人员已知的方式波动。

在步骤(b)中，优选可以使用高斯滤波器、贝塞尔滤波器，以便抑制信号中的过冲或波纹。为了分离信号中的快速和缓慢的变化，本领域技术人员已知的带通滤波器是信号处理的优选形式。通过在数据检测时选择扫描率和60ms或多倍的积分时间，能够抑制例如在电气化铁路运行中频率为16.7Hz或者频率为50Hz的电网频率的周期性的电磁干扰。积分时间在周期性干扰具有不同频率时相应地调整。

为了将频率范围从16到50Hz的电磁干扰辐射滤除，优选采用2个装置，其中积分常数为至少60msec。优选由此使扫描频率与不同的、周期性出现的干扰源相适配。

在步骤(c)中，在x，y和z方向上的磁通密度的度量(Mass)，是由AMR传感器的惠斯登电桥的失谐在相应方向上的下降的电压。本领域技术人员假定，在两个传感器装置的矢量差Δ₀中，

Δ₀＝S₁-S₂，

恰好消除了均匀的磁通密度的分量。因此，在空间上几乎不变的、干扰性的外部场的影响被补偿，并且基本上仅剩余在佩戴者中的磁性体的场。然而，在这种情况下，这两个传感器装置不需要相对彼此倾斜或仅需要相对彼此的倾斜程度较小，就是说角度为0°。然而，出人意料的是，当代替Δ₀，如下式求标量值Δ时，即使在较大的角度下也能够检测空间和时间偏移的事件的磁通密度：

Δ＝|S₁|-|S₂|。

这简化了传感器装置在根据本发明的设备的带中的安装，也省去传感器装置的位置与佩戴者的不同比例复杂的适配。在值Δ作为时间函数的图线中，可以看到这样的特征性的线形，这些线形例如与磁性体的吞咽、磁性体通过食道、由此经过所述传感器装置的通道以及与磁性体由于在消化时蠕动而产生的运动相对应。

为了能够完成这种对应关联，测量信号的滤波是不够的。虽然现有技术知道一种通过评估以固定的距离相对彼此定位的传感器的自相关和互相关函数来消除外部干扰的可能性。但如果由两个其他相同传感器以一定延迟记录信号，则在其余相同的形式的情况下互相关函数的最大值相对于自相关函数的最大值偏移了所述延迟。为了现在能够识别传感器信号的自相关和互相关之间的时间偏移，由口服剂型所引起的信号分量不允许被外部磁场覆盖。但是为此，必须已基本上消除了外部干扰。为此例如利用在实际信号和平均值之间求得的差。该平均值必须与当前的情况相匹配并且例如作为所谓的“移动平均值(MovingAverage)”获得。然而，这要求测试者在服用口服剂型期间不进行具有较大幅值的快速的旋转运动和快速的平移运动。只有这样，根据现有技术的传感器才能确保充分的信号分离。

当然，可以提高扫描率，使得在没有过载的情况下实现连续的测量。此时能量需求提高的缺点可以至少部分地这样来补偿，即仅在所关注的、复杂的事件时才设置高扫描率，例如在磁性体的吞咽和/或分解时。当然，这种所关注的、复杂的事件必须由系统识别。然而，这能够由根据本发明的设备即根据服用的精确时刻的记录来实现，并且如果佩戴人执行记录，则根据日志中的至少一个录入项来实现。甚至能够将在现有技术已知的问题与日志中的一个或多个录入项相关联，其中所述问题为：口服剂型无关的具有较大幅值的快速旋转和/或平移运动在测量信号中仍然可见。所以存在关于佩戴者的周围环境和同样关于口服剂型的摄入情况的持续的信息和/或关于如何补偿与口服剂型不相关的干扰的信息。

由测量信号矢量所成的角Φ的替代的计算根据公式Ⅰ，

IΦ＝arccos(S1·S2/|S₁||S₂|)，

在该方法的步骤(c)中有一个替代方案能够处理上述问题。申请人发现，与磁性体在佩戴者机体中的运动相比，佩戴者的快速运动和/或干扰场的快速外部通量变化对于测量信号矢量相对彼此的定向的影响更小。这可以解释为，用于外部通量变化的源以至少大致相同的方向使两个测量信号矢量或对于三个传感器装置使三个测量信号矢量偏转。虽然这些测量信号矢量的绝对值可以发生完全不同的改变，但是每两对测量信号矢量之间的角度关于时间必然保持大致相同。这意味着，距离较远的源的周围磁场大致保持其均匀性或不均匀性。因此，I允许与其时间特性无关地屏蔽磁通量的更远的源。

图2示意性地示出在实施根据本发明的方法时的情况。附图标记的含义为:

B干扰磁通的场线

S₁，S₂矢量S₁＝(S_x1，S_y1，S_z1)或S₂＝(S_x2，S_y1，S_z2)

Φ根据公式I得出的测量信号矢量所成的角。

假设干扰磁通的源与磁性体或口服剂型相比在空间上距离更远，则在矢量S₁和S₂之间的角度在时间上是近似恒定的。在最好的情况下，即在均匀的磁场中，这个角度甚至恒定地消失。然而，已经发现，干扰磁场经常基本上是均匀的。在确定所述角Φ时的一个优点是，任何或所有AMR传感器的错误的定向或者传感器装置相对彼此的倾斜是无关紧要的，只要这些错误的定向在时间上是恒定的。这样的错误在Φ/t图表中以无关紧要的偏移可见，这意味着

关于时间t，Φ＝常数。

在根据本发明的方法中，在步骤(b)中，能够使用截止频率为0.1-0.99mHz，1mHz-0.99Hz，1Hz–9.99Hz，10Hz-1kHz的至少一个低通滤波器或者使用具有至少两个不同的截止频率的低通滤波器的组合。在此优选的是，过滤匹配于待检测的过程，以便在测量信号中抑制例如由于电器产生的噪声和/或快速变化的干扰场。

在根据本发明方法中，每个AMR传感器的量值或者在步骤(c)中获得的测量信号通过中值过滤器过滤。

此外，在根据本发明的方法中，在执行步骤(c)期间所获得的值Δ和/或Φ作为时间的函数的记录通过数据记录仪或其他合适的本领域技术人员公知的仪器进行，根据发明的设备装配有所述仪器。这种记录能够例如在磁性体在佩戴者的机体中摄入、通过和/或分解期间连续地进行。这种记录也可以不连续地进行，以便例如节省能量。

已经发现，干扰场的许多常见的源在Δ/t或Φ/t图线中产生独特的线形。因此，在图线中能够识别例如驶过的汽车、电气开关过程、由火花引起的电磁干扰，以及随机周期性的干扰和/或电动马达的电刷火花，并且能够通过本领域技术人员已知的软件来补偿它们对于线形的影响量。

即使当磁性体已经处于胃中并在那里分解时，也可以有利地使用根据本发明的方法。该磁性体也可以在肠中或结肠中分解。在这些情况下，在0.1至1mHz范围中的数字滤波是优选的。如果应检测吞咽过程，则截止频率范围为1mHz-0.99Hz的低通滤波器是优选的。此外可能有利的是，滤波器和/或截止频率的选择匹配于磁性体的几何结构，特别是口服剂型的几何结构。口服剂型、例如胶囊分解的时间段在0.5-30分钟的范围，优选在0.5-20分钟的范围，更优选在0.5-5分钟的范围。如果应测量在人体内这样长时间持续的过程，则可以优选对信号进行“指数地平滑处理”。对此的数学处理方式是本领域技术人员已知的。优选的平滑常数α在0.10至0.40的范围内，特别优选地α为大约或等于0.25。

根据本发明的设备的剂型的磁性体包括子单元，所述子单元是层、相和/或域。产生磁通的子单元具有惰性的晶体小颗粒，所述小颗粒可以是附上和/或涂覆微小和/或微型磁体的颗粒。优选地，微小和/或微型磁体具有圆柱、壳体和/或球的形状。

微小或微型磁体的优选的尺寸为从0.1至1μm，从1到10μm，从10到100μm，从100μm到1mm和/或从1mm到10mm。微小或微型磁体具有磁性微粒，优选这些微粒由不由人体机体代谢的磁铁矿和/或磁性材料组成。此外，磁性微粒可具有微结构化的聚合物复合材料和/或具有部分结晶的、多态、烧结的，粉末状的(颗粒)或它们的组合。磁性微粒也可以包括其它商业上常见的组分，优选被这些成分包覆，例如由葡聚糖颗粒(Dextranpartikel)，或由其他用于分子包覆的组分，例如由环糊精，或者由通过造粒或制粒方法得到的组分。通过由所述组分包封或包覆微小或微型磁体，固有地阻碍微小和微型磁体的系统化吸收。优选通过组分减缓微小和微型磁体由胃酸导致的分解和/或延迟分解的开始。随着不断分解，相应的磁通转而不断减弱直到消失，所述磁通利用根据本发明的探测器系统根据按本发明的方法来检测。图3A-C示出磁性体的优选的实施方式，并且是以分别配备一个(图3A)、两个(图3B)或三个(图3C)微型磁体(m)的胶囊的形式。

磁性体优选通过本领域技术人员已知的用于生产口服剂型的植物制剂方法制造，例如借助于符合GMP的制造方法，优选用于借助于所谓的高剪切混合器制造颗粒，或在流化床制粒机中，借助于辊式压实机、挤出机、滚圆机(Spheronisator)或热熔(Hotmelt)工艺制造。此外优选借助本领域技术人员已知的制粒、挤压和滚圆、回转造粒(RotaryGranulation)或粉末分层(PowderLayering)来制造所谓的小球。此外可以由部分结晶的、压制的、包封的和/或制成片剂的材料来制造微片形式的磁性体，其方式为由粉末和多形态物质压实成所述磁性体。口服剂型此外可以以本领域技术人员已知的小信封、即所谓的小袋的形式制造。

也可设想更复杂的磁性体的形状，在所述形状中例如磁性的成分具有一个或多个薄膜的形式。按照本发明的探测器系统的磁性体可以按上述方法的任意组合获得。此外磁性体可以是多粒子系统、多层系统、核-壳(Core-Shell)系统和/或共块(Co-Block)系统。

口服剂型可以具有如下任意的形状，即，该形状具有至少一个磁性相，其中“磁性相”是指在磁性体中在空间上隔离的引起磁通的体部。所述磁通根据按照本发明的方法检测。该口服剂型在被摄入到人体中之后在确定的持续时间中分解。如果例如包含两个、三个、四个或五个磁性相，则这些持续时间可以具有不同的时长、优选是成对不同的时长。各持续时间的不同时长可以例如通过将磁性材料包裹到聚合物薄膜中实现。

如果所述口服剂型是胶囊，则例如所述胶囊的一个半部可以用磁性材料填充。此外，磁性材料可以压制成片剂地置入胶囊中。磁性相可以优选由外套包围，所述外套耐抗胃酸并且与口服剂型的外套一致或不同。也称为“涂层”或“基体结构”的这种缓慢分解的外套的功能对于本领域技术人员是已知的。随着外套分解的开始，一旦所述磁性材料与引起或已引起外套分解的介质相接触，则磁性材料的分解当然也开始。随着磁性材料的分解，电子自旋的、引起磁通的集体排列丢失，并且随着集体的磁性排列的逐渐消失，磁通逐渐减弱直到不可测量或磁通消失。缓慢分解的外套或封装部的材料可以选自形成薄膜的聚合物。所述聚合物例如可以是：甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯的共聚物；甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸的共聚物；甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸的共聚物；和甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸乙酯三甲铵的共聚物。

尤其适合的是类型为E100、EPO、L100、L100-55、S、FS、RS或RL。NE或NM的共聚物。

此外适合的是：聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇、聚乙烯醇-聚乙二醇接枝共聚物淀粉及其衍生物、聚醋酸乙烯邻苯二甲酸酯(PVAP，)、聚醋酸乙烯酯(PVAc，Kollicoat)，乙烯-醋酸乙烯基吡咯烷酮共聚物醋酸乙烯酯：巴豆酸共聚物；分子量超过1000(克/摩尔)的聚乙二醇；壳聚糖；(甲基)丙烯酸共聚物——包括20-40重量％的甲基丙烯酸甲酯和60至80重量％的甲基丙烯酸，作为S已知；交联和/或非交联的聚丙烯酸；作为已知的基于复合物的裂缝密封剂；海藻酸和/或果胶的盐；纤维素，例如阴离子的羧甲基纤维素及其盐(CMC、Na-CMC、Ca-CMC、Blanose、Tylopur)、羧甲基乙基纤维素(CMEC、)、羟乙基纤维素(HEC、Klucel)、羟丙基纤维素(HPC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC、Pharmacoat、Methocel、Sepifilm、Viscontran、Opadry)、轻甲基乙基纤维素(HEMC)、乙基纤维素(EC、)、甲基纤维素(MC、Viscontran、Tylopur、Methocel)、纤维素酯、纤维素乙醇酸、邻苯二甲酸乙酸纤维素(CAP、CellulosiacetasPhEur、Celluloseacetate-Phtalate、NF、)、醋酸玻拍酸纤维素(CAS)、醋酸偏苯三甲酸纤维素(CAT)，羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯(HPMCP、HP50、HP55)、羟丙基甲基纤维素醋酸琥珀酸(HPMCAS-LF、-MF、-HF)；或上述聚合物的混合物。

附加于形成薄膜的聚合物，可以以已知方式使用或附加地包含其他的、不是形成薄膜的聚合物的、制药学常规的辅料作为配方助剂。在这里示例性地可以举出：稳定剂、颜料、抗氧化剂、湿润剂、色素、光亮剂等。它们主要是用作处理助剂并且应确保实现可靠的且可再现的制造方法以及良好的长期贮存稳定性。其他的制药学常规的辅料可以相对于形成薄膜的聚合物以按重量0.001至30、优选0.1至10％的量存在。同样可以使用本领域技术人员已知的用于片剂、胶囊或剂型的辅料。

此外，口服剂型可以具有至少一个壳和至少一个核，所述壳和核是磁性相并且在人体机体中按照顺序从外向内分解，从而所述保持磁通的时间最长。

例如，所述剂型可以具有平坦片剂形式的核，其中该片剂的平坦侧面是磁性相，所述磁性相与另一种物质固定连接、例如化学或机械地固定或熔合，并且所述磁性相应供应给人体机体。所述物质例如可以是有效物质、药品或一般而言生物学活性的物质并且设置在磁性壳的内侧上。该片剂的磁性相可以具有不同厚度或以不同方式被另一种材料完全或部分地包覆，从而所述磁性相在不同时长的持续时间内分解。该持续时间可以这样选择，使得当剂型在人体机体中输送期间磁性相分解，并且因此每个磁性相在人体机体中不同的位置处分解。例如，持续时间可以选择为这样短，使得一个磁性相在经过食道期间已经分解。

在一个更为优选的实施形式中，所述口服剂型可以具有至少三个组成部分，其中至少一个组成部分、优选每个组成部分包括一个磁性相。

此外口服剂型可以具有至少三个相，其中至少一个相可以具有生物活性的物质，并且其余的相不包含生物学活性的物质，但包含一个或分别包含一个磁性相。这样的剂型能够简单地制造。

口服剂型可以同样优选在其外表面处或其外表面上具有磁性相。在摄入这样的剂型时，磁性相首先分解。在此之后，剂型的其余组成部分才与人体机体发生接触。该实施形式主要具有如下优点，即，按照本发明的探测器系统记录准确的摄入时刻。准确的摄入时刻例如可以通过测量信号矢量差的时间导数中的峰点来识别，和/或以的数值突然上升到超过之前确定的值来识别。这样的时刻在本发明的范围中等同于探测到磁场改变并且因此识别到通过食道。

在记录作为时间的函数的参数Δ和/或Φ时，称为“食道经过识别”的食道识别为逻辑正。该逻辑状态和后续的逻辑状态的处理在图4中示意性示出。

另一方面，当摄入时刻已知时，认定为该剂型的另一个优点的是：在不同时刻存在的并且在步骤(b)和/或(c)中不能完全消除或计算出的、不同的外部磁通或通量变化被识别为干扰通量，其方式为，剂型的磁通在摄入时刻之后在Δ/t或Φ/t图线中分别产生的线形用作该图线的相应特征。这可以如下实现，即，直接在第一次摄入剂型之后，在0至10秒、优选0至5秒的时间间隔内对所述线形制表和/或通过合适的数学函数来近似所述线形。直接在相应已知的时刻的每次另外的摄入之后，可以将此时所检测的线形与所制表或近似的线形比较。这样的比较在本发明的范围中称为“数据记录和数据比较”。如果所检测的线形以其制表和/或近似的形状与在第一次摄入剂型时的线形一致，则这种称为“模式已知”的状况为逻辑正。如果所述逻辑值即食道通过识别和模式已知为正，则可以进行根据按照本发明的方法的检测，这是因为现在其为借助改变的磁场测量的“模式已识别”。但此时，剂型通过和其在机体中的分解引起的进一步通量变化尽管存在不同环境条件但仍在不同摄入时刻被检测。这实现按照本发明的设备几乎独立于地点或外部磁通强度的关于移动性的另一个优点，这是因为按照本发明的方法现在甚至能区分不同的、未知的外部干扰影响。如果两个逻辑状态中的至少一个为负，则可以避免检测，关闭按照本发明的探测器系统和/或生成另外的与所述系统的使用适配的报告。

在本发明方法的另一个实施方案中，量化的评估这样来进行，即给至少一个主观标准、优选是健康感和/或身体性能分配字母数字符号、优选是分级的字母数字符号并且将其记载到日志中。

日志记录/存储这种分配关系，根据图4例如以成绩形式表示的健康感与逻辑质量一起分配给例如“模式已知”。同样，同时也可以登记其他数据，例如在识别通过食道时的日期/时间和/或特殊事件。佩戴者同样能够记录这些数据和检测例如特殊压力，或者如果发生了，能够检测所检测到的线形和由于干扰源导致的已制表的线形的多次比较。因此，本发明具有一些优点，因为获得许多仅在佩戴者周围发生的并且优选仅由佩戴者感知的相关性。

即使是佩戴者没有有意识地感知的干扰影响，例如导致的线形的多次比较的大的干扰磁场，此时例如也可以与健康感和口服剂型的摄入相关联。

此外可能有利的是，记录在步骤(c)中获得的作为时间的函数的差的值和/或角Φ的值，以及记录在步骤(d)中检测到的作为时间函数的评估。

根据所述记录可以发现，哪些数据相互关联。例如，将Δ/t或Φ/t图中特征性的特性—如果存在的话—与作为时间函数的主观标准相关联。这种相关性目前为止在任何数据管理网络中都不可得到，并且可以给出关于耐受性、效果、口服剂型适当剂量的信息。此外，现在也可以得到下列信息，即在主观评估与任何其他记录数据之间是否存在相关性。

本发明的主题还包括按照本发明的探测器系统的应用，用于检测吞咽的口服剂型和确定磁性成分、优选铁磁成分在消化道中分解的一个或多个时刻。优点在于，在所述成分分解的时刻，或以一定时间间隔在所述分解时刻之前，磁性体、通常为口服剂型同样分解或必须分解，并且因此必须释放包含在其中的物质。因此，探测到所述分解可以是例如有效物质何时到达人体机体的特定部分的时间标记。与在日志中的输入一起，这种应用还具有另一个优点：提供关于口服剂型功效和/或适当使用的信息。

优选在按照本发明的应用，可以确定磁性成分、优选铁磁成分在胃、大肠、小肠和/或结肠中的分解。按照本发明的应用的一种选项如下。

如果所述磁性体具有至少两个磁性相，则所述磁性相的分解时刻这样选择，使得这些磁性相在人体机体的不同位置分解，此外分别有一种物质与每个磁性相固定连接，所述物质可以被人体机体吸收并且例如可以是有效物质、营养添加物、嗜好品、药品或一般而言生物活性的物质，并且此外，随着对相应分解的检测执行对被机体吸收的物质的血液水平的测量，此时例如可以在临床研究中将所述物质的释放在活体内与新陈代谢行为相互关联。因此按照本发明的设备可以在治疗和/或诊断中使用。由身体吸收的物质也可以是食品和嗜好品，并且因此按照本发明的探测器系统可以在所有营养领域中使用。

在按照本发明的应用中，根据按照本发明的方法获得的测量信号和录入项可以存储在至少一个数据存储仪器中，并且所存储的数据和录入项优选在接收到请求信号时传输给接收仪器。

所述设备可以优选通过市售的智能手机、手机、PDA来传输信号，其中通过在这种个人计算机上装载的另一种算法可以对信号进行处理。这种处理的示例可以是数据简化、加密和/或利用佩戴者的个人数据的计算。由按照本发明的设备获得的信号可以以有线的方式，例如暂时借助插接连接和/或无线地，例如通过传感器节点、计算机或借助蓝牙技术传输到移动电话上。如果利用这种技术，则可以节省将软件移植到数字信号处理器(DSP)上的费用并且也可缩短处理时间。

数据存储仪器可以是带有发送器的数据记录仪，所述发送器例如可以以蓝牙技术实施。同样可以设想，为按照本发明的设备装备带有发送器或带有“无线射频识别装置”(RFID)的数据记录仪。借助这种电路优选可以发送和接收结构简单的信息，例如可以发送可能与特定事件(例如紧急情况)相关联的信息。例如在误用、错误摄入、过于频繁或过于稀少的计量、口服剂型的计量不足或计量过大、能量紧急状况或设备失效的情况下，这些信息可以优选由测量信号导出。也可以将已经在用药中使用的各系统相组合，例如植入的止痛剂泵或外部的注样器，它们控制药品受控的注射，在一些情况下应该避免与其他药品组合。

接收仪器可以是任何本领域技术人员已知的、由公共或非公共服务器、计算机和/或网络支持的接收仪器。所接收的数据可以通过包括移动无线电设备、计算机、工作站、个人计算机或任何其他计算机或服务器的网络处理，所述网络优选出于医疗护理目的而处理和/或存储这些数据。此外可能有利的是，将按照本发明的设备在公共或非公共数据管理网络中使用，同样优选在治疗和/或诊断的领域中在数据管理中或数据管理网络中使用。

所述数据管理网络可以由专家调用或使用。如果例如发出紧急情况的信号，则可以通过自动化系统、例如通过“计算机化医嘱录入系统”(CPOE)求助于专家、例如急救医生。所述专家与由数据管理网络收集的数据关联，以便确定事件(例如紧急情况)的位置和时刻，以及以便采取合适的措施。

如果在治疗和/或诊断中按照本发明应用按照本发明的设备，则数据管理网络可以有利地装备有药学计算机或制药学数据库，同样有利地装备有药疗专家系统。

由按照本发明的设备获得的且必要时发送的信号可以经处理、编码和/或打包地传输到数据管理网络中。传输到该数据网络中的数据可以以商业途径通过拨打电话调用。所传输的数据可以间接或直接、实时和/或以存储的方式记录和确认磁性体的随时间变化的分解，或以本领域技术人员已知的方式触发其他的输入请求。

用于治疗和临床开发的数据管理网络是已知的并且通过使用专家系统(例如神经学习算法)产生比单数据总和更高的数据质量和类别。由大的统计学总量得到的较高数据质量可以例如基于数据简化或最大熵算法来获得。

在网络系统中应用按照本发明的设备和/或执行按照本发明的方法时，可以尤其是保护关键患者或需要护理的人员以防发生误用、错误应用或其他与施用磁性体相关的危险。

按照本发明的设备可以在治疗、研究、诊断的范围中应用以及在研究新的疗法和诊断法时应用，并且在医学技术系统相互结合的范围中应用。

同样按照本发明的设备可以在实施和控制尤其是固体或固液混合的制剂形式的胃肠有效物质配量时应用。

此外可以有利的是，将所述设备应用于高流量测试。借助这样的测试可以测试磁性的层、相和/或磁域的完整度，以及可以确定其在人体机体中溶解时的时间特性。

Claims (10)

1.一种设备，包括用于检测在人体机体中的磁性体的探测器系统，所述探测器系统具有至少两个传感器装置，所述传感器装置带有用于记录由每个传感器装置测得的磁通密度的仪器，其中每个传感器装置包括一个、两个或三个各向异性磁阻传感器，其易磁化轴线成对地指向不同的方向，每个传感器装置与其余的传感器装置具有0.5到50cm的距离，并且至少两个传感器装置彼此倾斜0至45°的角度，并且所述设备具有日志，用于在检测一个或多个磁性体之前、期间和/或之后登记量化评估。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述传感器装置集成到至少一个带、衣物和/或装饰品中，或者借助于吸盘或紧固辅助件直接固定或者携带在身体上，并且日志也随身携带在身体上。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述日志是一种移动计算机，优选是移动电话、PDA、个人计算机、带有发送器的数据记录器和/或输入单元，并且所述日志与所述传感器装置电子地连接。

4.一种用于通过根据权利要求1至3中任一项所述的设备来检测由在人体机体中的磁性体产生的磁通密度的方法，其特征在于，具有下述步骤

(a)将设置脉冲和重置脉冲至少一次接入到每个各向异性磁阻传感器，

(b)通过适当的信号处理并通过至少一个低通滤波器放大每个各向异性磁阻传感器的信号，

(c)测定并记录每个传感器装置的磁通密度的矢量的绝对值的差，和/或

测定并记录来自各向异性磁阻传感器的测量信号的矢量之间的角Φ，以及

(d)与步骤(a)、(b)或(c)中的任一个步骤同时地或者在步骤(c)之后经过时间T之后，在日志中至少登记一次量化评估，所述登记由传感器装置的佩戴人执行。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述量化评估通过如下方式执行：给至少一个主观标准、优选是健康感和/或身体性能分配字母数字符号、优选是分级的字母数字符号，并且将这种分配关系记载到日志中。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，作为时间的函数记录在步骤(c)中得到的差的值和/或所述角Φ的值，并且作为时间函数记录在步骤(d)中登记的评估。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的探测器系统的应用，用于检测口服剂型和用于确定磁性成分在消化道内分解的一个或多个时刻。

8.根据权利要求7所述的应用，其中将根据权利要求4至6中任一项所述的方法所获得的测量信号存储在数据存储装置中，并且优选在接收到请求信号时将所存储的数据传输给接收装置。

9.根据权利要求7或8所述的应用，该应用是在数据管理网络中的应用。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的应用，该应用是在治疗和/或饮食中的应用。