[发明专利]用于确定体内装置的位置以及取向的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及确定体内装置的位置的领域，并且更具体地涉及确定体内装置的体内位置和取向、以及其相对于该装置所处的外部系统的位置和取向。

背景技术

可吞咽胶囊内窥镜是众所周知的用于采集体内管腔（例如，胃肠（GI）道）的图像的装置。当今，增加对为这种胶囊以及为其它的体内装置的操纵能力，并且因此具有在沿这种装置顺其行进的管腔的特定位置处执行各种体内操作的能力的需要持续增长。在体内装置处于体内的同时对其进行操纵的一种方法是使用外部磁场，该外部磁场可以围绕通过体内装置进行治疗的患者，并且可以控制体内装置的位置。

外部磁场还可以有助于确定体内装置沿体内管腔的位置和取向。为了确定装置（例如，胶囊内窥镜装置）的位置和取向，该装置可以包括感测线圈以感测磁场。可以接着基于所感测到的场的强度来计算装置的位置和取向。然而，这种方法需要在体内装置内侧进行复杂的处理。此外，基于外部磁场确定位置和取向以及使用同一个磁场来操纵装置可能在外部磁性系统上产生过载。

因此，存在对不依赖用于操纵体内装置的相同磁力的用于确定体内装置（例如，可吞咽胶囊）的位置（和取向）的不同系统和方法的需要。

发明内容

本发明提供用于确定体内装置的位置以及取向的系统和方法，该体内装置定位在向该装置施加磁场的外部系统内。在一个例子中，体内装置可以是随着其沿GI道移动而进行成像的胶囊内窥镜。在其它例子中，体内装置可以是导管、内窥镜或者可以在患者体内进行磁性操纵的任何其它的体内装置。

附图说明

在结合附图考虑下文的详细描述时，本发明的上述和其它的目的以及优点将是显而易见的，图中，附图标记在全部附图中表示相似部件并且在图中：

图1示出了根据本发明的一个实施例的用于确定体内装置的位置的示意性二维系统；

图2A-2B示出了根据本发明的实施例的示意性时序图；

图3示出了根据本发明的实施例的示意性时序连接系统；

图4示出了根据本发明的实施例的协助计算体内装置的位置的示意性系统；

图5示出了根据本发明的实施例的协助计算体内装置的位置的示意性系统；

图6示出了根据本发明的实施例的协助计算体内装置的位置的示意性系统；

图7示出了根据本发明的一个实施例的用于确定体内装置的位置和取向的示意性二维系统；

图8示出了根据本发明的一个实施例的用于确定体内装置的位置的方法；

图9示出了根据本发明的另一个实施例的用于确定体内装置的位置的示意性二维系统；

图10A-10B示出了根据本发明的实施例的基于时间对体内装置与系统部件之间的示意性距离估计；

图11A-11B示出了根据本发明的实施例的基于反射脉冲形状对体内装置的示意性取向估计；

图12A-12B示出了根据本发明的实施例的体内装置上的示意性反射图案；以及

图13A-13D示出了根据本发明的实施例的体内装置的外壳上的示意性调制图案以及捕获到的指示滚动角的反射信号。

应当领会，为了图示的简单和清楚，附图中所示的元件不必按比例绘制。例如，为了清楚起见，一些元件的尺寸可能相对于其它元件有所夸大。此外，当被认为合适时，附图标记可以在附图之间重复使用，以指示相应的或类似的元件。

具体实施方式

在下文的详细描述中，阐述了多个具体细节，以便提供对本发明的全面理解。然而，本领域技术人员应当理解，本发明可以在没有这些具体细节的前提下实施。在其它情况下，对众所周知的方法、过程、和部件没有进行详细描述，以免使本发明模糊不清。

下文所描述的体内系统和方法提供了相对于装置被插入到其中的患者身体的坐标并且相对于体内装置定位在其中的外部系统的坐标确定体内装置的位置和取向的例子。