[发明专利]用于在体内装置和定位系统之间同步的系统和方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及体内系统，并且更具体地涉及用于在体内装置和体内装置定位系统之间同步的同步方法，以及使用该同步方法的体内系统和定位信号系统。

背景技术

体内测量系统是领域内已知的。跨越胃肠（GI）系统的一些体内装置/系统可包括一个或多个用于对GI系统的内部成像（例如捕获其图像）的成像传感器和/或其它类型的传感器。体内装置可通过由消化系统施加的蠕动力或者通过（例如以磁性方式）操纵穿过GI系统从而通过GI系统。一些应用要求知道所涉及的体内装置的当前位置和/或当前取向。例如，为了以磁性方式操纵体内装置，例如GI系统，磁操纵系统必须知道体内装置当前的位置/取向（和目标位置/取向），以便产生正确的操作磁场。

传统定位系统使用各种技术检测体内装置的位置/取向。在一些系统中，体内装置包括磁铁，以用于产生恒定的在体内装置外部感测的磁场。例如，美国专利序号7,392,808公开了用于检测体内装置的位置的系统，包括产生恒定的磁场以由外部磁场检测器感测的磁场发生器。由于体内装置的空间有限，是不希望在其中包括磁铁的。

在其它定位系统中，诸如在美国专利申请号2009/0018434公开的系统中，体内装置包括谐振电路。测量谐振电路对外部磁场的影响能够定位体内装置。这种系统通常使用外部磁场发生器和外部磁场检测器，要求其GI系统被监控的病人定位在磁场发生器和外部磁场检测器之间的特定位置处。

在其它定位系统中，体内装置包含磁场感测线圈，外部磁场发生器连续地产生交流磁场，出于各方面原因这是不期望的。一种原因是恒定的交流磁场可能干扰装置的其它功能。另一种原因是体内装置必须连续地分配资源以处理磁感测线圈中感生的信号，而不能将这些资源用于其它任务。

高级操纵系统使用交流（“AC”）磁场和直流（“DC”）磁场，操纵在体内的装置。然而，高级操纵系统和传统的定位系统不能够共存，例如原因是外部操纵AC磁场可能对体内装置的定位感测线圈的读出有负面影响，外部AC定位信号可能对操纵体内装置的操纵力有负面影响。如果体内装置包括“定位”磁铁（与“可操纵磁铁”相对），例如，根据美国7,392,808公开的定位系统，外部操纵DC磁场可在体内装置的定位磁铁上施加不期望的操纵力。如果体内装置包括LC电路，例如根据US2009/0018434中公开的定位系统，定位并操纵体内装置可能遇到前述缺陷中的至少一些缺陷。

出于上文列出的至少一些原因，传统的定位系统阻碍了高级操纵系统的使用。因此，具有这样一种方法可能是有益的，这种方法能够使磁操纵系统操作体内装置，使磁定位系统来定位体内装置，而不使两个系统相互干扰。此外，由于体内装置通常执行内部定时的各种任务（例如对GI系统成像，处理各种类型的数据，在其存储器中存储数据或从存储器中检索数据，发射传感数据，接收命令等），在定位系统进行的定位信号的发射和体内装置进行的这些信号的传感之间进行同步也是有益的。

发明内容

可以在体内装置的工作循环中分配电磁场感测时间窗口（简写为“感测窗口”），以用于感测电磁定位信号，并用于处理感测信号。体内装置可根据工作循环操作。“工作循环”可以是被划分成时间槽或周期的一个循环或重复的时间周期，包括体内装置例如通过第一通信信道给数据记录器发射数据（例如数据帧，例如图像帧）的发射周期以及体内装置不通过第一通信信道发射数据（但可通过第二通信信道发射数据或被占用执行内部任务）的空闲周期。可以定义可限定感测窗口的时间细节（例如开始时间，持续时间，终止时间），使得感测窗口足够宽（例如包括足够长的时间周期），使得体内装置能够感测需要感测的尽可能多的定位信号，来确定体内装置的位置和/或取向，并使感测窗口足够窄并定位在工作循环中，使得它不干扰体内装置可能进行的其它活动。感测窗口可以被分成或包括n（n=1，2，3，...,）个感测子窗口，使得在每个感测窗口中，体内装置能够感测例如n个定位信号，另外的时间细节可包括同样与感测子窗口有关的时间信息。在一个实施例中，n=3使体内装置能够感测可能与例如X，Y，Z坐标系关联的三个定位信号。一个或多个感测子窗口可以被另外用来感测取向信号，以用于确定体内装置的空间取向。“定位信号”和“取向信号”在本文中后面被总称为“定位信号”和“感测信号”。在体内装置可能为其分配/保留的特定感测子窗口中可以感测每个特定的定位信号。