[发明专利]用于磁导航胶囊内镜检查的线圈系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种线圈系统，借助该线圈系统可为患者进行磁导航胶囊内镜检查。

背景技术

进行磁导航胶囊内镜检查(MGCE)时需要将一个可完成多项医疗任务的胶囊内镜送入患者体内。胶囊中包含一个磁性元件，施加一外部磁场后，该磁性元件可对胶囊施加作用力或转矩。通过有针对性地施加作用力，可以使胶囊以非接触方式在患者体内前进并完成相应的医疗任务。

用于对胶囊施加作用力的外部磁场由设置在患者体外的导引磁体(Guidance Magnet)产生。相应的线圈系统例如公开自DE 103 40 925 B3。

本发明涉及的是MGCE的一种特殊应用，即不仅需要用胶囊内镜检查患者的食管和胃，视情况还需检查十二指肠的食管胃十二指肠镜(德语简称英文简称EGD)。

进行这种检查时，需要使胃中灌满一半或一半以上的水。胶囊体积约为2-3cm³。这种质量约为2-3g的胶囊内镜的密度相应接近水的密度，优选略低于水的密度。在此情况下，胶囊内镜将悬浮在胃内的水中，再加上浮力作用，其最终的有效质量例如为-0.1g。胶囊中的内装设备所采用的布置方式使得胶囊重心位于胶囊纵轴上且与胶囊中心分开一段距离。因此，长条形的胶囊不受外力作用地竖立在水中，安装在尖端的摄像机在静止状态下指向下方。

借助一个相应的导引磁体可以克服胶囊在胃中的浮力将其从水面上往下拉，使其水平移动，发生倾斜等等。MGCE的这种特殊应用需要施加在胶囊上的作用力远小于胶囊穿过患者整个肠道所需施加的作用力。

因而与上文所述的常规线圈系统相比，本发明所涉及的应用只需要使用一个所谓的导引磁体(英文为EGD Guidance Magnet)，这种导引磁体的结构比DE 103 40 925 B3中所描述的线圈系统简单得多。DE 102008 004 871 A1揭示一种用于对一胶囊内镜进行非接触式导引的线圈装置。与之对应的磁系统则还需要采用例如DE 10 2007 007 801 A1所揭示的线圈冷却方案。

此外，WO 2006/014011A1揭示一种替代型EGD导引磁体：磁系统由三个线圈构成，这三个线圈共同构成一个所谓的块状磁体。这个块状磁体布置在患者检查台下方且可在患者检查台下方以机械方式进行二维移动。替代方案是让患者检查台可进行相对于该块状磁体的二维移动。当患者躺在患者检查台上时，该块状磁体不会限制对患者的可及性。

发明内容

本发明的目的是为磁导航胶囊内镜检查提供一种得到进一步改进的线圈系统。

本发明用以达成上述目的的解决方案为一种如权利要求1所述的用于为磁导航胶囊内镜检查产生磁场的线圈系统。该线圈系统具有下面所述组件，其中，所有组件均位于一患者检查台下方，即布置在所述患者检查台的底面上，所述患者检查台的顶面可安置一患者。所述患者检查台的台面在此定义一平面，通常为水平平面，但该台面自身不一定为平面。所述平面例如可由患者检查台的纵向外缘定义。

所述线圈系统包括一中央线圈，所述中央线圈的法线方向垂直于所述平面。换言之，所述中央线圈与所述患者检查台平行且布置在所述患者检查台的下方。所述线圈系统还具有四个同样布置在检查台下方的线圈对，这些线圈对交叉地分布在所述中央线圈周围。每个线圈对均包括两个单个线圈，这两个单个线圈的法线方向均平行于所述平面，但彼此间成90°定向。换言之，所述线圈对由彼此交叉且各垂直于所述中央线圈的单个线圈构成。因此，所述中央线圈与所述线圈对成对地相互垂直，从而覆盖全部的磁场空间方向。患者检查台的上方及侧边不设线圈。

为了进一步说明需要假设一笛卡尔坐标系(x，y，z)：所述患者检查台及其所定义的水平平面位于该坐标系的(x，z)平面内。y向构成垂直线，即患者检查台上的表面法线。所述中央线圈也是朝y向定向，亦即，由该线圈所定义的平面的表面法线指向y向。构成所述线圈对的单个线圈则相应地各朝x向和z向定向。

也就是说，本发明包括了对线圈的几何结构和布置方式进行设计。由于磁体，即整个线圈系统完全布置或“隐藏”在患者检查台下方，在检查或任何一个需要对患者实施的处理过程中将达到最大的患者可及性。已知系统设有10或12个线圈，而本发明的线圈系统仅包括九个线圈。与上述已知块状磁体的设计方案不同，本发明的线圈系统采用刚性布置方式，亦即，导引磁体中不包含任何机械可动部件。

但是与包围患者的系统相比，本发明需要为线圈使用最大电流强度和最大功率相对更高(约350A和40kW，相比于90A和10kW)的放大器。