EP2205141A1 - Verfahren zur führung eines kapsel-endoskops und endoskopsystem - Google Patents

Verfahren zur führung eines kapsel-endoskops und endoskopsystem

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EP2205141A1
EP2205141A1 EP08843493A EP08843493A EP2205141A1 EP 2205141 A1 EP2205141 A1 EP 2205141A1 EP 08843493 A EP08843493 A EP 08843493A EP 08843493 A EP08843493 A EP 08843493A EP 2205141 A1 EP2205141 A1 EP 2205141A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
capsule
endoscope
rotational position
guiding
rotation
Prior art date
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Ceased
Application number
EP08843493A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Johannes Reinschke
Hironao Kawano
Akio Uchiyama
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 Healthcare GmbH
Olympus Corp
Original Assignee
Siemens AG
Olympus Medical Systems Corp
Siemens Corp
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, Olympus Medical Systems Corp, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP2205141A1 publication Critical patent/EP2205141A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
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    • A61B1/00147—Holding or positioning arrangements
    • A61B1/00158—Holding or positioning arrangements using magnetic field
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    • A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery
    • A61B34/73—Manipulators for magnetic surgery
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    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00004—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing
    • A61B1/00009—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing of image signals during a use of endoscope

Definitions

  • the invention relates to a magnetically guided capsule endoscope or a magnetically guided endoscope capsule and to a method for operating the capsule endoscope or the endoscope capsule system.
  • a magnetically controlled endoscope capsule is described, for example, in DE 101 42 253 C1. Magnetic guidance is achieved by magnetic forces due to magnetic gradient fields acting on a permanent magnet in the capsule, the magnetic gradient field being generated by means of an external guide magnet.
  • the external guide magnet is preferably an electromagnet, as described for example in DE 103 40 925 B3 or WO 2006/092421 Al.
  • the guide magnet contains one or more mechanically movable permanent magnets.
  • the capsule As an alternative to magnetic guidance by means of magnetic forces, the capsule, as described in US 2003/0181788 Al, externally be provided with a kind of thread and the principle of an Archimedes screw through a bowel section are moved, with magnetic torques act on the capsule caused by the interaction of a rotating external magnetic field with a permanently embedded in the capsule permanent magnet.
  • the magnetization direction of the permanent magnet of the capsule is preferably perpendicular to the longitudinal axis of the capsule. Furthermore, the position and location of the
  • Capsule are partially measured electromagnetically, as described for example in WO 2005/120345 A2, where there only 5 of the 6 possible coordinates are measured and a measurement of the rotation or rotation angle about the longitudinal axis of the capsule is not possible.
  • the center of gravity coordinates and the direction of magnetization of the permanent magnet in the capsule must be known exactly at any time.
  • the capsule With the permanent magnet in it, rotates about the longitudinal axis until the external magnetic field and magnetization direction of the permanent magnet again coincide.
  • the external magnetic field is not strong enough, a mismatch between the external magnetic field and the magnetization direction of the permanent magnet will remain due to frictional forces that prevent the capsule from moving freely.
  • the method for, in particular magnetic, guidance of a capsule endoscope whose endoscope capsule has a rotation sensor for measuring a rotational position of the endoscope capsule about its longitudinal axis L comprises the following steps:
  • the method also includes calculating, measuring, and comparing additional coordinates other than the rotational position to correct for a general capsule position.
  • the method may also include calculating a multi-dimensional, in particular 6D, capsule position from the mechanical motion model; measuring a multi-dimensional capsule position (by means of multiple capsule-internal and / or capsule-external sensors); comparing the measured multi-dimensional capsule position and a capsule position calculated for a substantially same time; as well as calculating a corrected, in particular 6D, capsule position in the mechanical motion model based on the comparison.
  • the capsule movement is preferably carried out by a magnetic see leadership.
  • the associated endoscope system therefore has a guide magnet or a magnet system for generating defined magnetic fields at the location of the endoscope capsule for guiding the endoscope capsule.
  • the control of the guide magnet may be implemented in hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an electromagnet as a guide magnet for magnetic guidance of the endoscope capsule
  • a method is preferred in which after the step of calculating the corrected rotational position correspondingly corrected coil currents are set to the guide electromagnet.
  • the associated endoscope system uses a mechanically movable permanent magnet (or a permanent magnet system) as guide magnet for the magnetic guidance of the endoscope capsule, a method is preferred in which adjusted according to the step of calculating the corrected rotational position, a correspondingly corrected position of the permanent magnet (s) becomes.
  • the angle of rotation of the endoscope capsule is aligned in a substantially known position.
  • a magnetically guided endoscope capsule with a capsule-fixed magnetic element, in particular permanent magnets, with fixed magnetization, usually in capsule fixed coordinates, preferably so that the rotation angle of the endoscope capsule is aligned by applying a sufficiently strong external capsule magnetic field at the site of the capsule, creating a known orientation or orientation of the magnetic element is achieved at the (capsule-external) magnetic field at this time.
  • the capsule is moved with far lower magnetic fields (and possibly also additional field gradients), although in this situation the direction of magnetization of the magnetic element is If the magnetic field vector is no longer exactly parallel to the (capsule-external) magnetic field vector, the known temporal course of the magnetic field vector indicates at least the direction and velocity of the capsule movement, in particular the 'missing coordinates', ie the rotation about an axis of the capsule, preferably the longitudinal axis ,
  • the measurements may drift. Therefore, it is advantageous if, after a certain number of recordings or measurements, the initial permanent magnet alignment is repeated.
  • the rotational position is then preferably determined by an image comparison of at least two images taken at different times by the camera, in particular by a superimposition of the images.
  • the rotation sensor can also have a magnetic field sensor whose field-scanning direction is in particular substantially perpendicular to the longitudinal axis L of the capsule endoscope.
  • the time of recording / the measurement is recorded.
  • the angle of rotation between z By superimposing or comparing successive images / measurements, the angle of rotation between z. For example, two consecutive images / measurements can be determined knowing the rotation of the magnetic field at the times of the two consecutive images / measurements. The direction of rotation can then be incorporated into the information about the image / measured value rotation, and the ambiguous With regard to a full rotation (corresponding modulo 360 °) can be removed.
  • the endoscope system is equipped with a guide means, in particular guide magnets, for guiding a, in particular magnetically guided, capsule endoscope, which is set up to run the method according to one of the above claims.
  • the endoscope capsule is particularly advantageously connected to a measured value detection device of the endoscope system, wherein the measured value detection device is adapted to record successive measurement signals from the endoscope capsule, such as the images of a camera or magnetic field measured value signals of the magnetic field sensor, recording the detection time. It is also set up to superimpose or compare the successive outputs of the rotation sensor (images / measured value signals).
  • the external guide magnet is coupled to a control device of the endoscope system.
  • the control device ensures that the correct currents flow in the individual coils of the electromagnet over time.
  • the control device ensures that the correct currents flow in the individual coils of the electromagnet over time.
  • the control device ensures the correct movement over time or positioning of the at least one permanent magnet of the guide magnet.
  • the control device is further configured to compare the - as described above, for example - experimentally determined rotational position with a numerically determined rotational position.
  • the numerically determined rotational position can be obtained, for example, from a numerical model or a numerical simulation simulating the endoscope capsule during operation.
  • the control device is set up for the numerical model to run on it.
  • the endoscope capsule can be designed not only as an autonomous, wireless system, but also as a movable head or as a movable tip of a catheter or tube.
  • the field of application is not limited to performing minimally invasive diagnoses, i. visual inspections and / or sampling inside animals or animals.
  • the endoscope capsule can be used as a therapeutic tool, e.g. for targeted, local drug application, or as a diagnostic tool in piping systems.
  • the endoscope capsule may also, for example, a lighting device, for.
  • a lighting device for.
  • LED for environment illumination
  • a sampling device for additional sensors and / or processing instruments and so on.
  • the invention is shown schematically in more detail in the following embodiment.
  • FIG. 3 shows a flow chart for driving the guide magnet 2 according to FIG. 1;
  • FIG. 1 shows a structure of a system 1 for endoscope control with a guide magnet 2 for the magnetic guidance of an endoscope capsule.
  • the guide magnet 2 is connected for operation with power amplifiers 3 and a cooling system 4.
  • the cooling system 4 and the guide magnet 2 are further connected to a temperature monitoring system 5 for temperature monitoring.
  • the guiding magnet control unit 10 is connected via digital and / or analog data interfaces to the power amplifiers 3, to the temperature monitoring system 5, optionally to a magnetic field measuring unit 6, optionally to a patient table control unit 7, with the position measuring control unit 15 and with the image data receiver 9 and the image processing and display unit 18.
  • the guide magnet control unit 10 is further coupled via at least one digital data interface with a central data storage unit 20 as well as with a graphical user interface 22.
  • the digital interfaces can be configured as Ethernet connection, CAN bus, RS-232, RS-422, RS-485 or similar.
  • An input unit 24 is part of the guide magnet control unit 10 or connected to the latter.
  • the endoscope system 1 is controlled, in particular a current flow through the guide magnet 10, which can also consist of a plurality of, in particular independently controllable, individual magnet as a magnet system.
  • a mechanical movement model of the endoscope or the endoscope capsule runs on the control unit 10.
  • measuring signals for position detection of the endoscope capsule are received by the transceiver 8 of the position measuring system and converted by the position measuring control unit 15 into a 5D capsule position.
  • These 5D capsule position measurement values are generated at a clock rate of, for example, 91 Hz and forwarded to the control unit 10.
  • measured values from the capsule are received by the image data receiver 9 at a clock rate of 2 Hz or 4 Hz.
  • the data transmission takes place by radio with a carrier frequency of eg 433 MHz.
  • either the image processing and display unit 18 or the guide magnet control unit 10 calculates a rotation angle of the endoscope capsule, in particular below
  • the control unit 10 is further configured to derive a correction of the numerically calculated values from a comparison of at least approximately simultaneous measurement and calculation values of the rotational position and possibly other coordinates of the endoscope capsule and to convert this correction into a corresponding adaptation of the current or the currents through the guide magnet 2 implement, for.
  • the control unit 10 is adapted to adjust from the comparison of calculated and measured capsule positions values of model parameters for even more realistic simulation of the capsule movement, in particular a friction coefficient.
  • FIG. 2 shows an endoscope capsule 25 of a capsule endoscope.
  • a permanent magnet 27 is housed, the magnetization direction is indicated by the arrow.
  • the capsule 25 can be aligned, for example, at a sufficiently strong external magnetic field.
  • a high-frequency antenna 28 for transmitting and receiving 433 MHz signals and a 433 MHz radio-frequency transmitter 29 are housed. Adjacent thereto are two batteries 30 for supplying power to the capsule 25.
  • a hollow-cylindrical LC marker coil 31 for the electromagnetic 5D capsule position measurement is present on a circumferential housing section spaced from permanent magnets 27.
  • the housing comprises at one end a camera controller 32 which has an image compression capability and, coupled thereto, a CMOS sensor 33 with a lens 34 and LEDs for illuminating the field of view.
  • the housing 26 is transparent in the field of view of the CMOS image sensor 33. designed here by means of a transparent hood or dome 35.
  • the optical axis of the camera 33,34,35 and the CMOS sensor 33 substantially corresponds to the longitudinal axis L of the endoscope capsule 26.
  • the camera 33,34,35 is here additionally as Rotation sensor used.
  • the magnetization direction of the permanent magnet 6 may also be different in other embodiments than perpendicular to the longitudinal axis L.
  • the capsule is preferably swallowable or rectally einschreibbar. If the capsule is to be swallowable, smaller outer mass than in a capsule to be inserted rectally preferred, with an outer diameter of at most about 11 mm and a maximum length of about 30 mm.
  • FIG. 3 shows a flow chart for controlling the guide magnet 2 from FIG. 1. This can be implemented, in particular in the guide magnet control unit 10 of FIG. B. in software, firmware and / or hardware, or on a disk, z. B. a hard disk or a DVD.
  • a setpoint force and a setpoint torque are input via the input unit 24 from FIG. From this, in a following step S2, the desired coil currents are calculated, which are to flow through the guide magnet 2 for this purpose.
  • the values of the desired coil currents are used in a following step S3 together with detected temperature measured values to limit the coil current z. B. to avoid overheating to determine.
  • the resulting actual coil currents, which are output to the power amplifiers 3, are used in a step S4 for calculating the actual forces and actual torques.
  • the calculation of the actual forces and actual torques takes place in the control unit 10 by means of a numerical movement model of the capsule.
  • the actual forces and the actual torques are used in step S5 to calculate the 6D capsule position, ie including the rotational position of the capsule about its longitudinal axis.
  • the calculation of the 6D capsule position begins with an initiation from the 5D measurement and the "initial permanent magnet alignment"; For this purpose, a magnetic field is generated at the location of the endoscopic capsule, which is strong enough to align the capsule at least sufficiently accurately with the magnetic field. Due to the calculation of the capsule position in all 6 dimensions, which takes place model-based in the control unit 10, a rotational position can also be output in rapid succession ('quasi-continuous').
  • step S6 the 6D capsule position calculated in a computer-aided model-based manner in step S5 is compared with the measured capsule position, in particular with approximately simultaneously measured 5D position values of the LC marker coil 31 and rotational position measurement values determined by a rotation sensor in the capsule.
  • the rotational position measured values result, for example, from a comparison of time-shifted images of the capsule camera.
  • a corrected 6D capsule position which is used as a correction variable for the calculation of the desired coil currents in step S2 is determined from the comparison.
  • corrections are determined from the deviations for the capsule motion model on which the calculation of the 6D capsule position in S5 is based.
  • the calculated capsule position can be adjusted or corrected only by means of the measured 5D capsule position (without the rotational position), which results in further increased guidance accuracy.
  • the execution of the procedure according to FIG. 3, i. the calculation of 6D capsule positions and the output of actual coil currents to the power amplifiers 3 is done at a clock rate of e.g. 100 Hz.
  • This clock rate is typically significantly higher than the clock rate of the rotation sensor and also differs from the clock rate of the position measurement control unit.

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Abstract

Verfahren zur Führung eines Kapsel-Endoskops, dessen Endoskopkapsel (25) einen Rotationssensor (33, 34, 35) zur Messung einer Drehlage der Endoskopkapsel (25) um mindestens eine kapselfeste Achse aufweist, das die folgenden Schritte umfasst: Berechnen einer Drehlage der Endoskopkapsel (25) aus einem mechanischen Bewegungsmodell (S5), Messen einer Drehlage der Endoskopkapsel (25) mittels des Rotationssensors (33, 34, 35), Vergleichen der gemessenen Drehlage mit einer für einen im wesentlichen gleichen Zeitpunkt berechneten Drehlage (S6), Adaption des mechanischen Bewegungsmodells auf der Grundlage des Vergleichs.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Führung eines Kapsel-Endoskops und Endoskop- system
Die Erfindung betrifft ein magnetisch geführtes Kapselendo- skop bzw. eine magnetisch geführte Endoskopkapsel sowie ein Verfahren zum Betreiben des Kapselendoskops bzw. des Endo- skopkapselsystems .
Eine magnetisch gesteuerte Endoskopkapsel ist beispielsweise in DE 101 42 253 Cl beschrieben. Eine Magnetführung wird durch magnetische Kräfte aufgrund von magnetischen Gradientenfeldern erreicht, die auf einen Permanentmagneten in der Kapsel wirken, wobei das magnetische Gradientenfeld mittels eines externen Führungsmagneten erzeugt wird. Der externe Führungsmagnet ist bevorzugt ein Elektromagnet, wie er beispielsweise in DE 103 40 925 B3 oder WO 2006/092421 Al beschrieben ist. Alternativ enthält der Führungsmagnet einen oder mehrere mechanisch beweglichen Permanentmagnete. Alternativ zur Magnetführung mittels magnetischer Kräfte kann die Kapsel, wie in der US 2003/0181788 Al beschrieben, äußerlich mit einer Art Gewinde versehen sein und nach dem Prinzip einer Archimedes-Schraube durch einen Darmabschnitt bewegt wer- den, wobei magnetische Drehmomente an der Kapsel wirken, die durch die Wechselwirkung eines rotierenden externen Magnetfeldes mit einem fest in die Kapsel eingebauten Permanentmagneten entstehen. Die Magnetisierungsrichtung des Permanentmagneten der Kapsel liegt vorzugsweise senkrecht zur Längs- achse der Kapsel. Ferner können die Position und Lage der
Kapsel teilweise elektromagnetisch gemessen werden, wie beispielsweise in WO 2005/120345 A2 beschrieben, wobei dort nur 5 der 6 möglichen Koordinaten gemessen werden und eine Messung des Rotations- bzw. Drehwinkels um die Längsachse der Kapsel nicht möglich ist.
Für eine genaue magnetische Führung, insbesondere wenn der Führungsmagnet Magnetfelder und/oder magnetische Gradienten- felder erzeugt, die im Inneren eines Arbeitsvolumens nicht räumlich weitgehend konstant sind, müssen die Schwerpunktskoordinaten und die Magnetisierungsrichtung des Permanentmagneten in der Kapsel, also insbesondere der Drehwinkel um die Längsachse der Kapsel, jederzeit genau bekannt sein. Wenn ein ausreichend starkes externes Magnetfeld mit bekannter Orientierung am Ort der Kapsel erzeugt wird, dreht sich die Kapsel, mit dem Permanentmagneten in ihr, um die Längsachse, bis das externe Magnetfeld und die Magnetisierungsrichtung des Permanentmagneten wieder übereinstimmen. Falls jedoch das externe Magnetfeld nicht stark genug ist, wird eine Fehlanpassung zwischen dem externen Magnetfeld und der Magnetisierungsrichtung des Permanentmagneten aufgrund von Reibungskräften bestehen bleiben, welche die Kapsel an einer freien Bewegung hindern.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zur präzisen, insbesondere magnetischen, Führung eines Kapsel-Endoskops bzw. einer Endoskopkapsel bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mittels eines Verfahrens nach Anspruch 1 und einer Vorrichtung nach Anspruch 12, 13 oder 14 gelöst.
Das Verfahren zur, insbesondere magnetischen, Führung eines Kapsel-Endoskops, dessen Endoskopkapsel einen Rotationssensor zur Messung einer Drehlage der Endoskopkapsel um ihre Längsachse L aufweist, weist die folgenden Schritte auf:
Berechnen einer Drehlage der Endoskopkapsel aus einem mechanischen Bewegungsmodell; - Messen einer Drehlage der Endoskopkapsel mittels des Rotationssensors;
Vergleichen der gemessenen Drehlage mit einer für einen im Wesentlichen gleichen Zeitpunkt berechneten Drehlage; Adaption des mechanischen Bewegungsmodells auf der Grund- läge des Vergleichs.
Durch dieses Verfahren lässt sich aus dem mechanischen Modell bzw. dessen Ablauf quasi-kontinuierlich die Drehlage einer Endoskopkapsel mit hoher Genauigkeit auch dann erlangen, wenn eine Endoskopkapsel verwendet wird, bei der die Messung der Drehlage nur in vergleichsweise langen Intervallen möglich ist, typischerweise zwei- oder viermal pro Sekunde. Demgegen- über kann eine Kapseldrehung schneller sein, beispielsweise bis zu 8 oder 10 Umdrehungen pro Sekunde. Statt also die kapselinterne Messwerterfassung aufwändig, unter Umständen mit Leistungsanforderungen an die kapselinterne Elektronik sowie den kapselinternen Energieverbrauch, zu beschleunigen, werden die in nur relativ langen Zeitabständen erfassten Messdaten als Eingangs- bzw. Korrekturdaten für das numerische Bewegungsmodell verwendet, welches vergleichsweise einfach implementierbar ist und Lagedaten der Kapsel in "Echtzeit" liefern kann .
Das Verfahren umfasst auch ein Berechnen, Messen und Vergleichen weiterer Koordinaten außer der Drehlage zur Korrektur bzw. Anpassung einer allgemeinen Kapselposition. So kann das Verfahren auch ein Berechnen einer mehrdimensionalen, insbe- sondere 6D-, Kapselposition aus dem mechanischen Bewegungsmodell umfassen; ein Messen einer mehrdimensionalen Kapselposition (mittels mehrerer kapselinterner und/oder kapselexterner Sensoren) ; ein Vergleichen der gemessenen mehrdimensionalen Kapselposition und einer für einen im wesentlichen gleichen Zeitpunkt berechneten Kapselposition; als auch ein Berechnen einer korrigierten, insbesondere 6D-, Kapselposition im mechanischen Bewegungsmodell auf der Grundlage des Vergleichs.
Die Kapselbewegung erfolgt vorzugsweise durch eine magneti- sehe Führung. Das zugehörige Endoskopsystem weist somit zur Führung der Endoskop-Kapsel einen Führungsmagneten bzw. ein Magnetsystem zur Erzeugung definierter Magnetfelder am Ort der Endoskop-Kapsel auf. Die Steuerung des Führungsmagneten kann in Hardware, Firmware, Software, oder einer Kombination davon implementiert sein.
Falls das zugehörige Endoskopsystem einen Elektromagneten als Führungsmagneten zur magnetischen Führung der Endoskop-Kapsel verwendet, wird ein Verfahren bevorzugt, bei dem nach dem Schritt des Berechnens der korrigierten Drehlage entsprechend korrigierte Spulenströme zum Führungs-Elektromagneten eingestellt werden.
Falls das zugehörige Endoskopsystem einen mechanisch beweglichen Permanentmagneten (bzw. ein Permanentmagnetsystem) als Führungsmagneten zur magnetischen Führung der Endoskop-Kapsel verwendet, wird ein Verfahren bevorzugt, bei dem nach dem Schritt des Berechnens der korrigierten Drehlage eine entsprechend korrigierte Position des bzw. der Permanentmagnete eingestellt wird.
Aus dem Vergleich von berechneten und gemessenen (einschließ- lieh von aus den gemessenen Daten abgeleiteten Größen) wird vorzugsweise auch die Größe mindestens eines Modellparameters korrigiert bzw. angepasst, insbesondere der Reibungskoeffizienten der Endoskopkapsel . Dadurch lassen sich Abweichungen des mechanischen Modells von der Realität weiter reduzieren. Es können aber alternativ oder zusätzlich auch andere Parameter im mechanischen Kapselbewegungsmodell angepasst werden.
Vorzugsweise wird zur Initialisierung des Verfahrens der Drehwinkels der Endoskopkapsel in eine im Wesentlichen be- kannte Stellung ausgerichtet. Dies geschieht bei einer magnetisch geführten Endoskopkapsel mit einem kapselfesten Magnetelement, insbesondere Permanentmagneten, mit fester Magnetisierungsrichtung, in der Regel in kapselfesten Koordinaten, vorzugsweise so, dass der Drehwinkel der Endoskopkapsel durch Anlegen eines ausreichend starken kapselexternen Magnetfelds am Ort der Kapsel ausgerichtet wird, wodurch eine bekannte Orientierung bzw. Ausrichtung des Magnetelements am (kapselexternen) Magnetfeld zu diesem Zeitpunkt erreicht wird. Dieser Verfahrensschritt wird nachstehend als „initiale Perma- nentmagnetausrichtung" bezeichnet. Folgend wird die Kapsel mit weit niedrigeren Magnetfeldern (und möglicherweise auch zusätzlichen Feldgradienten) bewegt. Obwohl in dieser Situation die Magnetisierungsrichtung des Magnetelements der Kap- sei nicht mehr exakt parallelgerichtet ist zum (kapselexternen) Magnetfeldvektor, gibt der bekannte zeitliche Verlauf des Magnetfeldvektors zumindest die Richtung und Geschwindigkeit der Kapselbewegung an, insbesondere der 'fehlenden Koor- dinate ' , d. h., der Drehung um eine Achse der Kapsel, vorzugsweise die Langsachse.
Jedoch können die Messungen driften. Daher ist es vorteilhaft, wenn nach einer bestimmten Zahl von Aufnahmen bzw. Mes- sungen die initiale Permanentmagnetausrichtung wiederholt wird.
Es ist zur Verwendung herkömmlicher oder nur vergleichsweise geringfügig modifizierter Endoskop-Kapseln vorteilhaft, wenn als Rotationssensors die ohnehin enthaltene Kamera benutzt wird, insbesondere, falls deren optische Achse im Wesentlichen mit der Langsachse der Endoskopkapsel übereinstimmt.
Die Drehlage wird dann vorzugsweise durch einen Bildvergleich mindestens zweier zu unterschiedlichen Zeiten von der Kamera aufgenommener Bilder bestimmt, insbesondere durch eine Überlagerung der Bilder.
Der Rotationssensor kann aber auch einen Magnetfeldsensor aufweisen, dessen Felderfassungsrichtung insbesondere im Wesentlichen senkrecht zur Langsachse L des Kapsel-Endoskops steht.
Speziell bevorzugt wird es, falls dann, wenn ein Bild / eine Messung (im engeren Sinne) des Rotationssensors aufgenommen wird, auch der Zeitpunkt der Aufnahme / der Messung festgehalten wird. Durch Überlagern bzw. Vergleichen aufeinanderfolgender Bilder / Messungen kann der Drehwinkel zwischen z. B. zwei aufeinanderfolgenden Bildern / Messungen bestimmt werden, und zwar unter Kenntnis der Drehung des Magnetfelds zu den Zeitpunkten der zwei aufeinanderfolgenden Bilder / Messungen. Die Drehrichtung kann dann in die Information über die Bild / Messwert-Drehung einfließen, und die Uneindeutig- keit bezüglich einer vollen Drehung (entsprechend modulo 360°) kann entfernt werden.
Das Endoskopsystem ist mit einem Führungsmittel, insbesondere Führungsmagneten, zur Führung eines, insbesondere magnetisch geführten, Kapsel-Endoskops ausgerüstet, das dazu eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der obigen Ansprüche ablaufen zu lassen.
Besonders vorteilhaft ist die Endoskopkapsel mit einer Mess- werterfassungseinrichtung des Endoskopsystems verbunden, wobei die Messwerterfassungseinrichtung dazu eingerichtet ist, aufeinanderfolgende Messsignale aus der Endoskopkapsel, wie die Bilder einer Kamera oder Magnetfeld-Messwertsignale des Magnetfeldsensors, unter Aufzeichnung des Erfassungszeitpunkts aufzunehmen. Auch ist sie dazu eingerichtet, die aufeinanderfolgenden Ausgaben des Rotationssensor (Bilder / Messwertsignale) zu überlagern bzw. zu vergleichen.
Bevorzugt ist der externe Führungsmagnet mit einer Steuereinrichtung des Endoskopsystems gekoppelt. Die Steuereinrichtung sorgt beispielsweise im Falle, dass der Führungsmagnet ein Elektromagnet ist, dafür, dass in den einzelnen Spulen des Elektromagneten im Zeitverlauf die richtigen Ströme fließen. Im Falle eines aus mindestens einem mechanisch beweglichen
Permanentmagneten bestehenden externen Führungsmagneten sorgt die Steuereinrichtung für die im Zeitverlauf richtige Bewegung beziehungsweise Positionierung des mindestens einen Permanentmagneten des Führungsmagneten. Vorteilhaft ist die Steuereinrichtung ferner dazu eingerichtet, die - wie beispielsweise oben beschriebene - experimentell ermittelte Drehlage mit einer numerisch ermittelten Drehlage zu vergleichen. Die numerisch ermittelte Drehlage kann beispielsweise aus einem numerischen Modell bzw. einer numerischen Simulati- on erlangt werden, das die Endoskopkapsel im Betrieb nachbildet. Bevorzugt ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, dass das numerische Modell auf ihr abläuft.
Allgemein kann die Endoskopkapsel nicht nur als autonomes, drahtloses System ausgebildet sein, sondern auch als beweglicher Kopf bzw. als bewegliche Spitze eines Katheters oder Schlauchs. Das Anwendungsgebiet beschränkt sich nicht auf die Durchführung minimalinvasiver Diagnosen, d.h. visuelle Inspektionen und/oder Probenentnahmen im Inneren von Men- sehen oder Tieren. Die Endoskopkapsel kann als therapeutisches Werkzeug, z.B. zur gezielten, lokalen Medikamentenapplikation, oder als diagnostisches Werkzeug in Rohrsystemen .
Die Endoskopkapsel kann ferner beispielsweise eine Beleuchtungsvorrichtung, z. B. LED, zur Umfeldausleuchtung, einen durch ein äußeres Wechselfeld wiederaufladbaren Akku, eine Probenentnahmevorrichtung, oder zusätzliche Sensoren und / oder Bearbeitungsinstrumente und so weiter aufweisen.
Die Erfindung wird im folgenden Ausführungsbeispiel schematisch genauer dargestellt.
FIG 1 ein System zur Endoskopsteuerung;
FIG 2 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Endoskopkapsel;
FIG 3 zeigt ein Ablaufschema zur Ansteuerung des Füh- rungsmagneten 2 entsprechend FIG 1 ;
FIG 1 zeigt einen Aufbau eines Systems 1 zur Endoskopsteuerung mit einem Führungsmagneten 2 zur magnetischen Führung einer Endoskop-Kapsel . Der Führungsmagnet 2 ist zum Betrieb mit Leistungsverstärkern 3 und einem Kühlsystem 4 verbunden. Das Kühlsystem 4 und der Führungsmagnet 2 sind zur Temperaturüberwachung ferner mit einem Temperaturüberwachungssystem 5 verbunden. Mit dem Führungsmagneten 2 ver- bunden sind zudem ein Sender/Empfänger 8 eines Positionsmesssystems und ein Bilddatenempfänger 9 sowie optional eine Patiententischsteuereinheit 7 und eine Magnetfeld- Messeinheit 6.
Als zentrale Steuereinheit dient eine Führungsmagnet- Steuereinheit 10. Die Führungsmagnet-Steuereinheit 10 ist über digitale und/oder analoge Datenschnittstellen verbunden mit den Leistungsverstärkern 3, mit dem Temperaturüber- wachungssystem 5, optional mit einer Magnetfeld-Messeinheit 6, optional mit einer Patiententischsteuereinheit 7, mit der Positionsmesssteuereinheit 15 sowie mit dem Bilddatenempfänger 9 und der Bildverarbeitungs- und Anzeigeeinheit 18. Die Führungsmagnetsteuereinheit 10 ist ferner über mindestens eine digitale Datenschnittstelle mit einer zentralen Datenspeichereinheit 20 als auch mit einer graphischen Benutzeroberfläche 22 gekoppelt. Die digitalen Schnittstellen können als Ethernet-Verbindung, CAN-Bus, RS- 232, RS-422, RS-485 oder ähnlich ausgebildet sein. Eine Eingabeeinheit 24 ist Teil der Führungsmagnetsteuereinheit 10 bzw. an letztere angeschlossen.
Mittels der Steuereinheit 10 wird das Endoskopsystem 1 gesteuert, insbesondere eine Stromführung durch den Führungs- magneten 10, der auch als Magnetsystem aus mehreren, insbesondere unabhängig ansteuerbaren, Einzelmagneten bestehen kann. Dazu läuft auf der Steuereinheit 10 ein mechanisches Bewegungsmodell des Endoskops bzw. der Endoskopkapsel . Gleichzeitig werden Messsignale zur Positionserfassung der Endoskopkapsel mittels des Sender/Empfängers (Transceivers) 8 des Positionsmesssystems empfangen und von der Positionsmesssteuereinheit 15 in eine 5D-Kapselposition umgerechnet. Diese 5D-Kapselpositionsmesswerte werden mit einer Taktrate von z.B. 91 Hz generiert und zur Steuereinheit 10 weiterge- leitet. Gleichzeitig werden mit einer Taktrate von 2 Hz o- der 4 Hz vom Bilddatenempfänger 9 Messwerte aus der Kapsel wie Videobilder und ggf. Werte anderer kapselinterner Sensoren empfangen. Die Datenübertragung erfolgt per Funk mit einer Trägerfrequenz von z.B. 433 MHz. Aus den zeitlich nacheinander aufgenommenen bzw. empfangenen Bildern der En- doskopkapsel berechnet entweder die Bildverarbeitungs- und Anzeigeeinheit 18 oder die Führungsmagnet-Steuereinheit 10 einen Drehwinkel der Endoskopkapsel, insbesondere unter
Verwendung einer Information über die Magnetfeldbewegung am Kapselort zwischen den Aufnahmezeitpunkten. Die Steuereinheit 10 ist ferner dazu eingerichtet, aus einem Vergleich von zumindest ungefähr zeitgleichen Mess- und Berechnungs- werten der Drehlage - und ggf. anderer Koordinaten - der Endoskopkapsel eine Korrektur der numerisch berechneten Werte abzuleiten und diese Korrektur in eine entsprechende Anpassung des Stroms bzw. der Ströme durch den Führungsmagneten 2 umzusetzen, z. B. durch eine Anpassung der Steuer- Signale an die Leistungsverstärker 3. Zudem ist die Steuereinheit 10 dazu eingerichtet, aus dem Vergleich von berechneten und gemessenen Kapselpositionen Werte von Modellparametern zur noch realistischeren Simulation der Kapselbewegung anzupassen, insbesondere eines Reibungskoeffizienten.
FIG 2 zeigt eine Endoskopkapsel 25 eines Kapsel-Endoskops . In einem Gehäuse 26 ist ein Permanentmagnet 27 untergebracht, dessen Magnetisierungsrichtung durch den Pfeil angedeutet ist. Mittels des Permanentmagneten 27 kann die Kapsel 25 beispielsweise an einem ausreichend starken externen Magnetfeld ausgerichtet werden. Zudem sind eine Hochfrequenzantenne 28 zur Aussendung und zum Empfang von 433 MHz-Signalen und ein 433 MHz-Hochfrequenz-Sender 29 untergebracht. Diesen benachbart untergebracht sind zwei Bat- terien 30 zur Stromversorgung der Kapsel 25. An einem von Permanentmagneten 27 beabstandeten umlaufenden Gehäuseabschnitt ist eine hohlzylindrische LC-Markerspule 31 für die elektromagnetische 5D-Kapselpositionsmessung vorhanden. Ferner umfasst das Gehäuse an einem Ende eine Kamerasteue- rung 32, die eine Bildkomprimierungsfähigkeit aufweist, sowie damit gekoppelt einen CMOS-Sensor 33 mit einer Linse 34 und LEDs zur Beleuchtung des Sichtfelds. Das Gehäuse 26 ist dazu im Sichtfeld des CMOS-Bildsensors 33 durchsichtig aus- gestaltet, hier mittels einer durchsichtigen Haube bzw. Dom 35. Die optische Achse der Kamera 33,34,35 bzw. des CMOS- Sensors 33 entspricht im Wesentlichen der Langsachse L der Endoskopkapsel 26. Die Kamera 33,34,35 wird hier zusatzlich als Rotationssensor eingesetzt.
Die Magnetisierungsrichtung des Permanentmagneten 6 kann in anderen Ausfuhrungsformen auch anders liegen als senkrecht zur Langsachse L.
Die Kapsel ist vorzugsweise schluckbar oder rektal einfuhrbar. Falls die Kapsel schluckbar sein soll, werden kleinere Außenmasse als bei einer rektal einzuführenden Kapsel bevorzugt, und zwar mit einem Außendurchmesser von maximal ca. 11 mm und einer Lange von maximal ca. 30 mm.
FIG 3 zeigt ein Ablaufschema zur Ansteuerung des Fuhrungs- magneten 2 aus FIG 1. Dies kann - bis auf Schritt Sl - insbesondere in der Fuhrungsmagnet-Steuereinheit 10 aus FIG 1 implementiert sein, z. B. in Software, Firmware und / oder Hardware, oder auf einem Datenträger vorliegen, z. B. einer Festplatte oder einer DVD.
In einem ersten Schritt Sl werden über die Eingabeeinheit 24 aus FIG 1 eine Soll-Kraft und ein Soll-Drehmoment eingegeben. Daraus werden in einem folgenden Schritt S2 die Soll-Spulenstrome berechnet, die dazu durch den Fuhrungs- magneten 2 fließen sollen. Die Werte der Soll-Spulenstrome werden in einem folgenden Schritt S3 zusammen mit erfassten Temperaturmesswerten dazu verwendet, eine Begrenzung des Spulenstroms z. B. zur Vermeidung einer Uberhitzung zu bestimmen. Die sich daraus ergebenden Ist-Spulenstrome, welche an die Leistungsverstarker 3 ausgegeben werden, werden in einem Schritt S4 zur Berechnung der Ist-Krafte und Ist-Drehmomente verwendet. Die Berechnung der Ist-Krafte und Ist-Drehmomente erfolgt in der Steuereinheit 10 mittels eines numerischen Bewegungsmodells der Kapsel. Die Ist-Kräfte und die Ist-Drehmomente werden in Schritt S5 zur Berechnung der 6D-Kapselposition, also einschließlich der Drehlage der Kapsel um ihre Längsachse, verwendet. Die Berechnung der 6D-Kapselposition beginnt mit einer Initia- lisierung aus der 5D-Messung und der "initialen Permanentmagnetausrichtung"; dazu wird ein Magnetfeld am Ort der En- doskop-Kapsel erzeugt, das stark genug ist, die Kapsel am Magnetfeld zumindest ausreichend genau auszurichten. Durch die in der Steuereinheit 10 modellbasiert ablaufende Be- rechnung der Kapselposition in allen 6 Dimensionen kann auch eine Drehlage in schneller Abfolge ( ' quasi-kontinuier- lich') ausgegeben werden. Dies ist von besonderem Vorteil deshalb, weil typischerweise eine Messwertübertragung mittels eines Rotationssensors zur Bestimmung der Drehlage aus der Kapsel heraus nur alle zwei bis vier Mal pro Sekunde erfolgt, die Kapsel sich aber bis zu acht- oder zehnmal pro Sekunde dreht. Die Messwertabfolge hinkt also der zur präzisen Steuerung der Kapsel benötigten Abfolgeschnelligkeit hinterher. Hingegen können die, z. B. anhand der LC-Marker- spule 31 in FIG 2, extern gemessenen Werte schneller abgefragt werden, mit einer Taktrate von z.B. 91 Hz.
In Schritt S6 wird die in Schritt S5 rechnergestützt modellbasiert berechnete 6D-Kapselposition mit der gemessenen Kapselposition verglichen, insbesondere mit annähernd zeitgleich gemessenen 5D-Positionswerten der LC-Markerspule 31 und Drehlagen-Messwerten, die durch einen Rotationssensor in der Kapsel bestimmt worden sind. Die Drehlagen-Messwerte ergeben sich beispielsweise aus einem Vergleich zeitver- setzt aufgenommener Bilder der Kapselkamera. Aus dem Vergleich wird einerseits eine korrigierte 6D-Kapselposition bestimmt, welche als Korrekturgröße für die Berechnung der Soll-Spulenströme in Schritt S2 verwendet wird. Andererseits werden aus den Abweichungen Korrekturen für das Kap- selbewegungsmodell bestimmt, welches der Berechnung der 6D- Kapselposition in S5 zugrunde liegt. Zwischen Vergleichen mit den gemessenen und berechneten Drehlagenmesswerten kann die berechnete Kapselposition zudem lediglich mittels der gemessenen 5D-Kapselposition (ohne die Drehlage) angepasst bzw. korrigiert werden, was eine weiter erhöhte Führungsgenauigkeit bewirkt.
Die Abarbeitung des AblaufSchemas entsprechend Figur 3, d.h. die Berechnung von 6D-Kapselpositionen und die Ausgabe von Ist-Spulenströmen an die Leistungsverstärker 3, erfolgt mit einer Taktrate von z.B. 100 Hz. Diese Taktrate ist typischerweise deutlich höher als die Taktrate des Rotationssensors und unterscheidet sich ferner von der Taktrate der PositionsmessSteuereinheit .
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Führung eines Kapsel-Endoskops, dessen Endo- skopkapsel (25) einen Rotationssensor (33,34,35) zur Messung einer Drehlage der Endoskopkapsel (25) um mindestens eine kapselfeste Achse aufweist, das die folgenden Schritte um- fasst :
Berechnen (S5) einer Drehlage der Endoskopkapsel (25) aus einem mechanischen Bewegungsmodell (S5) ; - Messen einer Drehlage der Endoskopkapsel (25) mittels des Rotationssensors (33,34,35);
Vergleichen (S6) der gemessenen Drehlage mit einer für einen im Wesentlichen gleichen Zeitpunkt berechneten Drehlage (S6); - Adaption (S7) des mechanischen Bewegungsmodells auf der Grundlage des Vergleichs.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zur magnetischen Führung eines Kapsel-Endoskops, das nach dem Schritt des Berechnens der Drehlage zusätzlich folgenden Schritt aufweist:
Einstellen von Spulenströmen in einem Führungsmagneten (2) in Form eines Elektromagneten zur Führung des Kapsel- Endoskops auf der Grundlage der berechneten Drehlage des Kapsel-Endoskops .
3. Verfahren nach Anspruch 1 zur magnetischen Führung eines Kapsel-Endoskops, das nach dem Schritt des Berechnens der Drehlage des Kapsel-Endoskops zusätzlich folgenden Schritt aufweist : - Einstellen einer korrigierten Position eines Führungsmagneten (2) in Form eines mechanisch beweglichen Permanentmagneten zur Führung des Kapsel-Endoskops auf der Grundlage der berechneten Drehlage des Kapsel-Endoskops.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, das nach dem Vergleichsschritt (S6) zusätzlich folgenden Schritt aufweist:
Korrigieren (S7) mindestens eines Modellparameters, insbesondere eines Reibungskoeffizienten zwischen der Endoskop- kapsei (25) und ihrer Umgebung, im mechanischen Bewegungsmodell auf der Grundlage des Vergleichs.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das vor dem Berechnungsschritt (S5) folgenden Schritt aufweist:
Ausrichten des Drehwinkels der Endoskopkapsel (25) .
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Endoskopkapsel (25) einen kapselfesten Permanentmagneten (27) mit vorbestimmter Magnetisierungsrichtung aufweist und der Schritt des Ausrichtens des Drehwinkels der Endoskopkapsel (25) sich wie folgt darstellt :
Ausrichten des Drehwinkels der Endoskopkapsel (25) durch Anlegen eines entsprechend starken Magnetfelds.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Schritt des Ausrichtens der Drehlage der Endoskopkapsel (25) durch Anlegen eines entsprechend starken Magnetfelds in vorbestimmten zeitlichen Abstanden wiederholt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Rotationssensors eine Kamera (33,34,35) aufweist und der Schritt des Messens der Drehlage der Endoskopkapsel (25) einen Bildvergleich mindestens zweier zu unterschiedlichen Zei- ten von der Kamera (33,34,35) aufgenommener Bilder umfasst, insbesondere durch eine Überlagerung der Bilder.
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem zur Beseitigung einer modulo (2π) -Ambiguitat in der Bestimmung der Drehlage zwischen zwei Bildern eine Drehrichtung aus der Drehung des Magnetfelds zwischen den Aufnahmezeitpunkten der Bilder bestimmt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei dem eine optische Achse der Kamera (33,34,35) im Wesentlichen längs der Langsachse (L) des Kapselendoskops (1) liegt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der Rotationssensor einen Magnetfeldsensor aufweist, dessen Felderfassungsrichtung im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse
(L) des Kapsel-Endoskops (1) steht.
12. Endoskopsystem (1) mit einem Führungsmagneten (2) zur Führung eines Kapsel-Endoskops (25) , das dazu eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der obigen Ansprüche ablaufen zu lassen.
13. Endoskopsystem (1) mit einem Führungsmagneten (2) in Form eines Elektromagneten zur Führung eines Kapsel-Endoskops
(25) , das dazu eingerichtet ist, das Verfahren nach Anspruch 2 ablaufen zu lassen.
14. Endoskopsystem (1) mit einem Führungsmagneten (2) in Form eines mechanisch beweglichen Permanentmagneten zur Führung eines Kapsel-Endoskops (25) , das dazu eingerichtet ist, das Verfahren nach Anspruch 3 ablaufen zu lassen.
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5042037B2 (ja) * 2005-12-27 2012-10-03 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 カプセル型医療装置誘導システム
WO2008095003A2 (en) * 2007-01-31 2008-08-07 Hadasit Medical Research Services And Development Ltd. Magnetic levitation based devices, systems and techniques for probing and operating in confined space, including performing medical diagnosis and surgical procedures
EP2353489A4 (de) * 2008-11-28 2015-11-25 Olympus Corp System zum führen einer verkapselten medizinischen vorrichtung
DE102010003808A1 (de) * 2010-04-09 2011-10-13 Siemens Aktiengesellschaft Endoskop
CN103370001B (zh) * 2010-12-30 2016-12-21 基文影像公司 基于体内捕捉的图像流自动导航胶囊的系统和方法
US20130267788A1 (en) * 2012-04-04 2013-10-10 Ankon Technologies Co. Ltd. System and Method for Orientation and Movement of Remote Objects
CN102860810B (zh) * 2012-10-08 2014-10-29 安翰光电技术（武汉）有限公司 一种医用磁性胶囊内窥镜系统
CN103340595B (zh) * 2013-07-03 2015-08-26 安翰光电技术（武汉）有限公司 一种无线胶囊内窥镜及其电源控制方法
US10070932B2 (en) 2013-08-29 2018-09-11 Given Imaging Ltd. System and method for maneuvering coils power optimization
KR102061263B1 (ko) * 2017-07-21 2020-01-02 주식회사 우영메디칼 전자기 코일시스템 제어 장치 및 방법
CN108451490B (zh) * 2018-01-29 2020-08-25 重庆金山医疗器械有限公司 一种在消化腔体内搜寻胶囊内窥镜的系统及方法
CN110809425B (zh) * 2018-06-02 2022-05-27 上海安翰医疗技术有限公司 胶囊内窥镜控制设备
EP3666163B1 (de) * 2018-12-10 2023-02-01 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Verfahren zur gleichzeitigen kalibrierung für ein magnetisches lokalisierungs- und betätigungssystem
CN109708851B (zh) * 2018-12-27 2021-06-08 重庆大学 一种胶囊内窥镜动态成像性能检测系统
CN113017542A (zh) * 2019-12-25 2021-06-25 江苏势通生物科技有限公司 磁性螺旋型胶囊内镜、磁性螺旋型胶囊内镜控制系统及其控制方法
CN111956176B (zh) * 2020-09-21 2024-11-22 上海睿触科技有限公司 一种磁场驱动结肠镜胶囊装置
CN113288008B (zh) * 2021-05-25 2023-07-18 湖北大学 一种磁性胶囊内窥镜全姿态测定方法
KR102601095B1 (ko) * 2021-11-05 2023-11-13 서울대학교산학협력단 최소 상한 노름 전류해를 이용한 자기장 합성 제어장치
CN118750051B (zh) * 2024-08-16 2024-12-17 西安国际医学中心有限公司 消化内镜下的无创活检取样装置和系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030229268A1 (en) * 2002-04-08 2003-12-11 Olympus Optical Co., Ltd. Encapsulated endoscope system in which endoscope moves in lumen by itself and rotation of image of region to be observed is ceased
US20050062562A1 (en) * 2003-09-19 2005-03-24 Gunter Ries Magnetically navigable device with associated magnet element
US20050093544A1 (en) * 2003-09-05 2005-05-05 Gunter Ries System for contactless moving or holding magnetic body in working space using magnet coil
DE102005032577A1 (de) * 2005-07-11 2007-01-25 Siemens Ag Verfahren zur Positionsbestimmung eines Endroboters
EP2016897A1 (de) * 2006-04-21 2009-01-21 Olympus Medical Systems Corp. Medizinprodukt-führungssystem und verfahren zur korrektur seiner position

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6311082B1 (en) * 1997-11-12 2001-10-30 Stereotaxis, Inc. Digital magnetic system for magnetic surgery
US7037258B2 (en) * 1999-09-24 2006-05-02 Karl Storz Imaging, Inc. Image orientation for endoscopic video displays
DE10142253C1 (de) 2001-08-29 2003-04-24 Siemens Ag Endoroboter
JP3869291B2 (ja) 2002-03-25 2007-01-17 オリンパス株式会社 カプセル型医療装置
EP1637063B1 (de) * 2003-06-24 2012-11-28 Olympus Corporation Kommunikationssystem für ein medizinprodukt vom kapseltyp
JP4020834B2 (ja) * 2003-06-24 2007-12-12 オリンパス株式会社 カプセル型医療装置及びカプセル型医療装置通信システム
JP4436631B2 (ja) * 2003-08-04 2010-03-24 オリンパス株式会社 カプセル内視鏡
DE10340925B3 (de) 2003-09-05 2005-06-30 Siemens Ag Magnetspulensystem zur berührungsfreien Bewegung eines magnetischen Körpers in einem Arbeitsraum
US20050123179A1 (en) * 2003-12-05 2005-06-09 Eastman Kodak Company Method and system for automatic axial rotation correction in vivo images
JP4426875B2 (ja) * 2004-03-08 2010-03-03 オリンパス株式会社 カプセル型医療装置磁気誘導システム
US7751866B2 (en) * 2004-03-08 2010-07-06 Olympus Corporation Detecting system of position and posture of capsule medical device
JP5030392B2 (ja) * 2004-06-14 2012-09-19 オリンパス株式会社 医療装置の位置検出システムおよび医療装置誘導システム
KR100615881B1 (ko) * 2004-06-21 2006-08-25 한국과학기술연구원 캡슐형 내시경 조종 시스템
JP4709594B2 (ja) * 2004-08-03 2011-06-22 オリンパス株式会社 磁気誘導医療システム
JP4891535B2 (ja) * 2004-09-21 2012-03-07 オリンパス株式会社 医療装置誘導システム
DE102005010489B4 (de) * 2005-03-04 2007-02-01 Siemens Ag Spulensystem zur berührungsfreien magnetischen Navigation eines magnetischen Körpers in einem in einem Arbeitsraum befindlichen Patienten
CN1868396A (zh) * 2005-05-27 2006-11-29 上海飞恩微电子有限公司 一种可释药的胶囊内窥镜
DE102005032378A1 (de) * 2005-07-08 2007-01-11 Siemens Ag Magnetische navigierbare Endoskopie-Kapsel mit Sensor zur Erfassung einer physiologischen Größe
JP5042037B2 (ja) * 2005-12-27 2012-10-03 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 カプセル型医療装置誘導システム
WO2007077768A1 (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Olympus Medical Systems Corp. 被検体内観察システムおよび被検体内観察方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030229268A1 (en) * 2002-04-08 2003-12-11 Olympus Optical Co., Ltd. Encapsulated endoscope system in which endoscope moves in lumen by itself and rotation of image of region to be observed is ceased
US20050093544A1 (en) * 2003-09-05 2005-05-05 Gunter Ries System for contactless moving or holding magnetic body in working space using magnet coil
US20050062562A1 (en) * 2003-09-19 2005-03-24 Gunter Ries Magnetically navigable device with associated magnet element
DE102005032577A1 (de) * 2005-07-11 2007-01-25 Siemens Ag Verfahren zur Positionsbestimmung eines Endroboters
EP2016897A1 (de) * 2006-04-21 2009-01-21 Olympus Medical Systems Corp. Medizinprodukt-führungssystem und verfahren zur korrektur seiner position

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2009056441A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009056441A1 (de) 2009-05-07
DE102007051861A1 (de) 2009-05-20
JP2011500239A (ja) 2011-01-06
JP5222367B2 (ja) 2013-06-26
DE102007051861B4 (de) 2020-03-12
CN101842043B (zh) 2012-08-22
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US20110046443A1 (en) 2011-02-24

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