DE102006019989A1 - Endoscopic capsule for navigating inside gastrointestinal track of patient e.g. human, magnetic unit with dipole moment that produces dipole field, where part of field with orientation anti-parallel to moment penetrates via induction coil - Google Patents

Endoscopic capsule for navigating inside gastrointestinal track of patient e.g. human, magnetic unit with dipole moment that produces dipole field, where part of field with orientation anti-parallel to moment penetrates via induction coil Download PDF

Info

Publication number
DE102006019989A1
DE102006019989A1 DE102006019989A DE102006019989A DE102006019989A1 DE 102006019989 A1 DE102006019989 A1 DE 102006019989A1 DE 102006019989 A DE102006019989 A DE 102006019989A DE 102006019989 A DE102006019989 A DE 102006019989A DE 102006019989 A1 DE102006019989 A1 DE 102006019989A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
induction coil
field
magnetic
soft magnetic
dipole
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
DE102006019989A
Other languages
German (de)
Inventor
Johannes Dr. Reinschke
Günter Dr. Ries
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 AG
Original Assignee
Siemens AG
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 filed Critical Siemens AG
Priority to DE102006019989A priority Critical patent/DE102006019989A1/en
Publication of DE102006019989A1 publication Critical patent/DE102006019989A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/07—Endoradiosondes
    • A61B5/073—Intestinal transmitters
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • 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
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00025—Operational features of endoscopes characterised by power management
    • A61B1/00027—Operational features of endoscopes characterised by power management characterised by power supply
    • A61B1/00029—Operational features of endoscopes characterised by power management characterised by power supply externally powered, e.g. wireless
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • 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
    • A61B1/00147—Holding or positioning arrangements
    • A61B1/00158—Holding or positioning arrangements using magnetic field
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • 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
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery
    • A61B34/73—Manipulators for magnetic surgery
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
    • A61B2560/02—Operational features
    • A61B2560/0204—Operational features of power management
    • A61B2560/0214—Operational features of power management of power generation or supply
    • A61B2560/0219—Operational features of power management of power generation or supply of externally powered implanted units

Abstract

The capsule (7) has an induction coil (2) with soft magnetic ferrite cores (3a, 3b) and supplying energy to the capsule. A magnetic unit (4) interacts with an external magnetic field, and has a magnetic dipole moment (6). The dipole moment produces a magnetic dipole field, where a part of the field with the orientation anti-parallel to the magnetic dipole moment and perpendicular to an induction coil longitudinal axis penetrates through the induction coil. The field intensity of the dipole field corresponds to the field intensity of the magnetic field in the induction coil.

Description

Die Erfindung betrifft eine innerhalb eines Patienten, insbesondere dessen Gastrointestinaltrakt, magnetisch navigierbare Endoskopiekapsel. Die mit einer Induktionsspule ausgestaltete Endoskopiekapsel weist für die Navigation ein magnetisches Element mit einem magnetischen Dipolmoment auf, das mit einem Magnetfeld, welches von einem den Körper des Patienten zumindest teilweise umfassenden Spulensystems erzeugt wird, wechselwirkt. Unter Navigation der Endoskopiekapsel wird gemäß der Erfindung sowohl das translatorische Bewegen als auch das Rotieren sowie Kippen der Kapsel verstanden.The The invention relates to a within a patient, in particular its gastrointestinal tract, magnetically navigable endoscopy capsule. The equipped with an induction coil endoscopy capsule points for navigation a magnetic element with a magnetic dipole moment, the with a magnetic field which is from a patient's body at least partially comprehensive coil system is generated, interacts. Under navigation of the endoscopy capsule according to the invention, both the translational movement as well as the rotation and tilting of the capsule Understood.

Zur Untersuchung bzw. Behandlung eines Menschen oder Tieres als Patienten werden immer häufiger minimal- bzw. nichtinvasive medizinische Techniken eingesetzt bzw. entwickelt. Seit längerem üblich ist die Benutzung von Endoskopen, welche durch Körperöffnungen oder kleine Einschnitte in den Patienten eingebracht werden. An der Spitze eines mehr oder weniger langen biegsamen Grundkörpers befinden sich hierbei Inspektions- bzw. Manipulationsgeräte, z. B. eine Kamera oder ein Greifer, zur Ausführung einer gewünschten Tätigkeit. Auf Grund von Reibungseffekten und der begrenzten Länge und Biegbarkeit von Endoskopen sind diese nur begrenzt einsetzbar.to Examination or treatment of a human or animal as a patient are becoming more common minimal or non-invasive medical techniques used or developed. For a long time is common the use of endoscopes, which through body openings or small incisions be introduced into the patient. At the top of a more or less long flexible body this inspection or manipulation devices, eg. B. a camera or a gripper, for execution a desired one Activity. Due to frictional effects and the limited length and bendability These are of limited use by endoscopes.

Aus der DE 101 42 253 C1 ist zur Endoskopie eine drahtlos arbeitende Vorrichtung bekannt. Ein so genannter „Endoroboter" in Form einer Endoskopiekapsel von ca. 2 cm Länge und ca. 1 cm Durchmesser enthält eine Inspektions-, Diagnose- oder Therapieeinrichtung. Dies können z. B. eine Videokamera, eine Biopsiezange, ein Clip oder ein Medikamentenreservoir sein. Die Kapsel enthält ein magnetisches Element mit einem magnetischen Dipolmoment, beispielsweise einen Permanentmagneten. Im Patienten wird die Kapsel drahtlos bewegt. Hierzu liegt der Patient ganz oder teilweise in einem elektrischen Spulensystem aus mehreren, z. B. vierzehn, Einzelspulen. Vom Spulen system werden geeignete Gradientenmagnetfelder und Magnetfelder erzeugt, welche an der sich im Patienten befindlichen Kapsel entsprechend Kräfte für eine translatorische Bewegung und Drehmomente für eine Rotations- und Kippbewegung erzeugen, um diese im Patienten auf diese Weise zu navigieren.From the DE 101 42 253 C1 For endoscopy, a wireless device is known. A so-called "endorobot" in the form of an endoscopy capsule of about 2 cm in length and about 1 cm in diameter contains an inspection, diagnostic or therapeutic device, which can be, for example, a video camera, a biopsy forceps, a clip or a drug reservoir The capsule contains a magnetic element with a magnetic dipole moment, for example a permanent magnet In the patient, the capsule is moved wirelessly, for which the patient lies wholly or partly in an electric coil system of several, eg fourteen, individual coils generates appropriate gradient magnetic fields and magnetic fields, which generate corresponding forces on the capsule located in the patient for a translational movement and torques for a rotational and tilting movement in order to navigate them in the patient in this way.

Die Endoskopiekapsel kann für die Energieversorgung eine Induktionsspule mit weichmagnetischem Kern aufweisen, in welche elektrische Energie mittels eines von außen erzeugten magnetischen Wechselfeldes induktiv gekoppelt wird. Der weichmagnetische Kern dient durch seine induktionsverstärkende Wirkung zur effektiveren Energieübertragung. Da jedoch die magnetischen Grundfelder zur Navigation der Endoskopiekapsel in der Regel derart hoch sind, dass der weichmagnetischem Kern dieses Feld eine Sättigungsmagnetisierung erfährt, ist der weichmagnetische Kern in seiner induktionsverstärkenden Wirkung beeinträchtigt.The Endoscopy capsule can for the power supply an induction coil with soft magnetic Have core, into which electrical energy by means of a Outside generated magnetic alternating field is inductively coupled. Of the soft magnetic core serves by its induction-enhancing effect for more effective energy transfer. There however, the basic magnetic fields for navigation of the endoscopy capsule usually are so high that the soft magnetic core of this Field a saturation magnetization learns is the soft magnetic core in its induction-enhancing effect impaired.

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Endoskopiekapsel anzugeben, die eine effektivere Energieübertragung auf die Induktionsspule ermöglicht.Therefore It is the object of the present invention to provide an improved endoscopy capsule indicate that a more effective energy transfer to the induction coil allows.

Zur Lösung der Aufgabe wird eine Endoskopiekapsel entsprechend den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 angegeben.to solution The task is an endoscopy capsule according to the characteristics of the independent Claim 1 specified.

Dementsprechend enthält die Endoskopiekapsel

  • – eine zur Energieversorgung der Endoskopiekapsel vorgesehene, mit mindestens einem weichmagnetischen Kern versehene Induktionsspule mit einer ausgeprägten Ausdehnung entlang einer Achse, und
  • – ein ein magnetisches Dipolmoment aufweisendes, mit einem externen Magnetfeld wechselwirkendes magnetisches Element zum Navigieren der Endoskopiekapsel,
wobei
  • – das magnetische Dipolmoment eine magnetisches Dipolfeld erzeugt,
  • – ein Teil des magnetisches Dipolfeldes mit einer Ausrichtung antiparallel zum magnetischen Dipolmoment und senkrecht zur Induktionsspulenlängsachse die mit dem mindestens einen weichmagnetischen Kern versehene Induktionsspule durchsetzt, und
  • – in der mit dem mindestens einen weichmagnetischen Kern versehenen Induktionsspule die Feldstärke des Dipolfeldes der Feldstärke des externen Magnetfeldes zumindest bereichsweise entspricht.
Accordingly, the endoscopy capsule contains
  • - An intended for supplying energy to the endoscopy capsule, provided with at least one soft magnetic core induction coil with a pronounced extension along an axis, and
  • A magnetic dipole moment-interacting magnetic element interacting with an external magnetic field for navigating the endoscopy capsule,
in which
  • The magnetic dipole moment generates a magnetic dipole field,
  • - Part of the magnetic dipole field with an orientation antiparallel to the magnetic dipole moment and perpendicular to the induction coil longitudinal axis passes through the provided with the at least one soft magnetic core induction coil, and
  • - In the provided with the at least one soft magnetic core induction coil, the field strength of the dipole field of the field strength of the external magnetic field at least partially corresponds.

Der Erfindung liegt dabei zugrunde, dass sich in der mit dem mindestens einen weichmagnetischen Kern versehenen Induktionsspule das externe zur Navigation der Endoskopiekapsel vorgesehene Magnetfeld mit dem dem magnetischen Element zugeordneten magnetischen Dipolfeld in angegebener geeigneter Weise überlagert. Hierbei wird das sich daraus ergebende effektive Magnetfeld für die Magnetisierung des mindestens einen weichmagnetischen Kerns vernachlässigbar klein. In Teilbereichen innerhalb der Induktionsspule kann das externe Magnetfeld sogar vollständig vom Dipolfeld kompensiert sein. Somit wird eine Sättigungsmagnetisierung des mindestens einen weichmagnetischen Kerns vermieden, so dass die induktionsverstärkende Wirkung des mindestens einen weichmagnetischen Kerns für eine verbesserte und effektivere Energieübertragung gerade bei vorhandenem externem Magnetfeld genutzt werden kann.The invention is based on the fact that in the provided with the at least one soft magnetic core induction coil, the external provided for the navigation of the endoscopy capsule magnetic field with the magnetic element associated magnetic dipole field superimposed in a specified appropriate manner. In this case, the resulting effective magnetic field for the magnetization of the at least one soft magnetic core is negligibly small. In partial regions within the induction coil, the external magnetic field can even be completely compensated by the dipole field. Thus, a saturation magnetization of the at least one soft magnetic core is avoided, so that the induction-enhancing effect of the at least one soft magnetic core ge for improved and more effective energy transfer ge just in the presence of external magnetic field can be used.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Endoskopiekapsel gemäß der Erfindung ergeben sich aus den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen.advantageous Embodiments of the endoscopic capsule according to the invention will become apparent from the dependent of claim 1 Claims.

So ist es vorteilhaft, wenn weichmagnetischer Ferrit als weichmagnetischer Kern vorgesehen ist.So it is advantageous if soft magnetic ferrite as a soft magnetic Core is provided.

Vorteilhafterweise ist eine Kompensation des externen Magnetfeldes im Zentrum der Induktionsspule durch das dem magnetischen Element zugeordnete magnetische Dipolfeld vorgesehen.advantageously, is a compensation of the external magnetic field in the center of the induction coil by the magnetic dipole field associated with the magnetic element intended.

Es ist weiter günstig, wenn zwei parallel zur Induktionsspulenlängsachse verlaufende, bezüglich der Induktionsspulenlängsachse in radiale Richtung voneinander beabstandete weichmagnetische Kerne vorgesehen sind.It is still cheap, if two parallel to the induction coil longitudinal axis extending, with respect to Inductors longitudinal axis provided in the radial direction spaced apart soft magnetic cores are.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die beiden weichmagnetischen Kerne Teile eines Wickelkörpers der Induktionsspule sind.there It is advantageous if the two soft magnetic cores parts a bobbin the Induction coil are.

Darüber hinaus ist es günstig, wenn die beiden weichmagnetischen Kerne und zwei zwischen den weichmagnetischen Kernen angeordnete Abstandshalter den Wickelkörper mit zylinderförmiger Außenfläche ausbilden.Furthermore is it cheap if the two soft magnetic cores and two between the soft magnetic Cores arranged spacers form the winding body with a cylindrical outer surface.

Günstig ist weiter, wenn die Abstandhalter kreisbogenförmige oder kreissegmentförmige Querschnitte aufweisen.Cheap is further, when the spacers arcuate or circular segment-shaped cross sections exhibit.

Günstig ist zudem, wenn die weichmagnetischen Kerne kreisbogenförmige oder kreissegmentförmige Querschnitte aufweisen.Cheap is In addition, if the soft magnetic cores arcuate or circular segment Have cross sections.

Ferner weist die Endoskopiekapsel eine äußere Wandung auf, mit welcher die Induktionsspule zumindest teilweise formschlüssig ausgeführt ist.Further the endoscopy capsule has an outer wall on, with which the induction coil is designed at least partially positive fit.

Günstigerweise weist die Endoskopiekapsel eine äußere Wandung auf, mit welcher das magnetische Element zumindest teilweise formschlüssig ausgeführt ist.conveniently, the endoscopy capsule has an outer wall on, with which the magnetic element is designed at least partially positive fit.

Bevorzugte, jedoch keinesfalls einschränkende Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nunmehr anhand der Zeichnung näher erläutert. Zur Verdeutlichung ist die Zeichnung nicht maßstäblich ausgeführt, und gewisse Aspekte sind schematisiert dargestellt. Im Einzelnen zeigen diepreferred but by no means restrictive embodiments The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing. For clarification the drawing is not to scale, and certain aspects are schematized. Show in detail the

1 eine Endoskopiekapsel im Längsschnitt mit einem magnetischen Element, welches neben einer mit einem weichmagnetischen Kern versehenen Induktionsspule angeordnet ist, 1 an endoscopy capsule in longitudinal section with a magnetic element, which is arranged next to an induction coil provided with a soft magnetic core,

2 die Endoskopiekapsel aus 1 in einem Querschnitt, 2 the endoscopy capsule off 1 in a cross section,

3 die Endoskopiekapsel aus 1 in einem Querschnitt in einer weiteren Ausführungsvariante, und 3 the endoscopy capsule off 1 in a cross section in a further embodiment, and

4 eine Endoskopiekapsel im Längsschnitt aus 1 mit dargestellter Magnetfeldverteilung. 4 an endoscopy capsule in longitudinal section 1 with illustrated magnetic field distribution.

Einander entsprechende Teile sind in den 1 bis 4 mit denselben Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are in the 1 to 4 provided with the same reference numerals.

In 1 ist eine Endoskopiekapsel 7 gemäß der Erfindung im Längsschnitt dargestellt. Innerhalb der Endoskopiekapsel 7, welche in diesem Beispiel eine längliche, rotationssymmetrische zigarrenförmige äußere Wandung 1 aufweist, sind eine Induktionsspule 2 mit zwei weichmagnetischen Kernen 3a, 3b und ein magnetisches Element 4 mit einem magnetischen Dipolmoment 6, insbesondere ein Permanentmagnet, angeordnet. Als weichmagnetische Kerne 3a, 3b sind insbesondere Ferritkerne vorgesehen. Das magnetische Dipolmoment 6 des magnetischen Elements 4 ist senkrecht zur Längsachse 5 der Induktionsspule 2 angeordnet. Der Übersicht halber sind weitere Objekte, die beispielsweise zur Inspektion, Therapie oder Diagnose vorgesehen sind und in der Endoskopiekapsel 7 ebenfalls integriert sind, in der 1 nicht dargestellt. Die Induktionsspule 2 dient hierbei zur Energieversorgung der Endoskopiekapsel 7. Dabei wird am Ort der Endoskopiekapsel 7 ein magnetisches Wechselfeld von einem außerhalb angeordneten in den Figuren nicht dargestellten Spulensystem erzeugt, welches in der Induktionsspule 2 eine Induktionsspannung hervorruft. Diese Induktionsspannung wird direkt zum Betrieb der einzelnen mit elektrischer Energie zu versorgenden Objekten verwendet oder kann aber auch in einem ebenfalls in der Endoskopiekapsel 7 angeordneten Puffer (in den Figuren nicht dargestellt) zwischengespeichert werden. Die Induktionsspule 2 mit oder ohne Puffer (d. h. Energiezwischenspeicher) ist dabei ein Teil einer in den Figuren nicht explizit dargestellten Energieversorgungseinheit. Die beiden weichmagnetische Kerne 3a, 3b sind zur effektiveren Energieübertragung induktionsverstär kend innerhalb der entsprechenden Induktionsspule 2 vorgesehen.In 1 is an endoscopy capsule 7 shown in longitudinal section according to the invention. Inside the endoscopy capsule 7 , which in this example an elongated, rotationally symmetrical cigar-shaped outer wall 1 has an induction coil 2 with two soft magnetic cores 3a . 3b and a magnetic element 4 with a magnetic dipole moment 6 , in particular a permanent magnet, arranged. As soft magnetic cores 3a . 3b in particular ferrite cores are provided. The magnetic dipole moment 6 of the magnetic element 4 is perpendicular to the longitudinal axis 5 the induction coil 2 arranged. For the sake of clarity, further objects are provided, for example for inspection, therapy or diagnosis, and in the endoscopy capsule 7 are also integrated in the 1 not shown. The induction coil 2 serves for the energy supply of the endoscopy capsule 7 , This is done at the site of the endoscopy capsule 7 an alternating magnetic field generated by an externally arranged in the figures, not shown coil system, which in the induction coil 2 induces an induction voltage. This induction voltage is used directly for the operation of the individual objects to be supplied with electrical energy or else it can also be used in an endoscopy capsule 7 arranged buffers (not shown in the figures) are cached. The induction coil 2 with or without buffer (ie energy buffer) is part of a not explicitly shown in the figures power supply unit. The two soft magnetic cores 3a . 3b are inductive amplifying within the corresponding induction coil for more effective energy transfer 2 intended.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel in 1 ist das magnetische Element 4 benachbart zur mit den beiden weichmagnetischen Kernen 3a, 3b versehenen Induktionsspule 2 angeordnet, wobei die Längsachse 5 der Spule 2 mit der Längsachse 12 des magnetischen Elements 4 zusammenfällt.According to the embodiment in 1 is the magnetic element 4 adjacent to the two soft magnetic cores 3a . 3b provided induction coil 2 arranged, with the longitudinal axis 5 the coil 2 with the longitudinal axis 12 of the magnetic element 4 coincides.

In 2 ist ein kreisförmiger Querschnitt II der Endoskopiekapsel 7 gemäß 1 dargestellt, dessen Oberflächennormale in Richtung der Induktionsspulenlängsachse 5 ausgerichtet ist. Die beiden sich gegenüberstehenden weichmagnetischen Kerne 3a, 3b sind mittels zweier Abstandhalter 11a, 11b voneinander beabstandet angeordnet. Die Abstandhalter 11a, 11b sind dabei insbesondere aus nicht-ferritischem und vorzugsweise elektrisch isolierendem Material ausgeführt. Die weichmagnetischen Kerne 3a, 3b bilden zusammen mit den Abstandshaltern 11a, 11b einen Wickelkörper, um den die Wicklungen der Induktionsspule 2 gewickelt sind. Vorzugsweise ist darüber hinaus die Induktionsspule 2 formschlüssig mit der Kapselwand 1 ausgeführt. Die Querschnitte II3a, II3b der beiden weichmagnetischen Kerne 3a, 3b und auch die Querschnitte II11a, II11b der beiden Abstandshalter 11a, 11b sind im Ausführungsbeispiel gemäß 2 kreisbogenförmig ausgestaltet.In 2 is a circular cross section II the endoscopy capsule 7 according to 1 shown, its surface normal in the direction of the induction coil longitudinal axis 5 is aligned. The two opposing soft magnetic cores 3a . 3b are by means of two spacers 11a . 11b spaced apart. The spacers 11a . 11b are in particular made of non-ferritic and preferably electrically insulating material. The soft magnetic cores 3a . 3b make up together with the spacers 11a . 11b a winding body around which the windings of the induction coil 2 are wound. Preferably, moreover, the induction coil 2 positive fit with the capsule wall 1 executed. The cross sections II3a . II3b the two soft magnetic cores 3a . 3b and also the cross sections II11a . II11b the two spacers 11a . 11b are in the embodiment according to 2 designed in a circular arc.

In 2 ist ein kreisförmiger Querschnitt III der Endoskopiekapsel 7 gemäß 1 in einem weiteren Ausführungsbeispiel dargestellt, dessen Oberflächennormale in Richtung der Induktionsspulenlängsachse 5 ausgerichtet ist. Die beiden sich gegenüberstehenden weichmagnetischen Kerne 3a, 3b sind auch hier mittels zweier insbesondere aus nicht-ferritischem und vorzugsweise elektrisch isolierendem Material ausgeführten Abstandhalter 11a, 11b voneinander beabstandet angeordnet. Die weichmagnetischen Elemente 3a, 3b bilden zusammen mit den Abstandshaltern 11a, 11b wiederum einen Wickelkörper, um den die Wicklungen der Induktionsspule 2 gewickelt sind. Vorzugsweise ist auch hier die Induktionsspule 2 formschlüs sig mit der Kapselwand 1 ausgeführt. Die Querschnitte III3a, III3b der beiden weichmagnetischen Kerne 3a, 3b sind jedoch im Ausführungsbeispiel gemäß 3 kreissegmentförmig ausgestaltet, während die Querschnitte III11a, III11b der beiden Abstandshalter 11a, 11b weiterhin kreisbogenförmig ausgeführt sind.In 2 is a circular cross section III the endoscopy capsule 7 according to 1 represented in a further embodiment, the surface normal in the direction of the induction coil longitudinal axis 5 is aligned. The two opposing soft magnetic cores 3a . 3b are also here by means of two in particular made of non-ferritic and preferably electrically insulating material spacers 11a . 11b spaced apart. The soft magnetic elements 3a . 3b make up together with the spacers 11a . 11b turn a bobbin around which the windings of the induction coil 2 are wound. Preferably, the induction coil is also here 2 formschlüs sig with the capsule wall 1 executed. The cross sections III3a . III3b the two soft magnetic cores 3a . 3b However, in the embodiment according to 3 circular segment shaped, while the cross sections III11a . III11b the two spacers 11a . 11b continue to run circular arc.

Der hohle Innenbereich des Wickelkörpers gemäß 2 oder auch 3 kann beispielsweise für nicht dargestellte integrierte Inspektions-, Diagnose- oder Therapieobjekte genutzt werden. Er kann darüber hinaus auch den Puffer oder eine Batterie als Teil der gesamten Energieversorgungseinheit enthalten. Aufgrund der Ausgestaltungsmerkmale ist bei erhöhtem Platzbedarf das Ausführungsbeispiel gemäß 2 demjenigen gemäß 3 vorzuziehen. Auf der anderen Seite kann das Ausführungsbeispiel gemäß 3 mehr weichmagnetisches Material für die induktionsverstärkende Wirkung vorweisen.The hollow interior of the bobbin according to 2 or 3 can be used, for example, for integrated inspection, diagnostic or therapeutic objects not shown. It may also contain the buffer or a battery as part of the entire power supply unit. Due to the design features, the embodiment is in accordance with increased space requirements 2 according to that 3 preferable. On the other hand, the embodiment according to 3 have more soft magnetic material for the induction-enhancing effect.

In 4 ist der Längsschnitt gemäß 1 erneut dargestellt, um die Wirkweise der erfindungsgemäßen Anordnung detaillierter zu erläutern. Die Endoskopiekapsel 7 befindet sich dabei in einem Magnetfeld 10, welches von einem nur schematisch dargestellten Spulensystem 13 extern erzeugt wird. Die der Übersicht halber hier parallel und äquidistant dargestellten Pfeile deuten die Ausrichtung dieses externen Magnetfeldes 10 an. Selbstverständlich kann es sich bei dem externen Magnetfeld 10 auch um ein magnetisches Gradientenfeld handeln. Das magnetische Dipolmoment 6 des magnetischen Elements 4 erzeugt ebenfall ein Magnetfeld 9. Dieses Magnetfeld 9 entspricht hier einem für magnetische Dipole charakteristischen magnetischen Dipolfeld.In 4 is the longitudinal section according to 1 shown again to explain the mode of action of the inventive arrangement in more detail. The endoscopy capsule 7 is in a magnetic field 10 , which of a coil system shown only schematically 13 is generated externally. The sake of clarity here parallel and equidistant arrows indicate the orientation of this external magnetic field 10 at. Of course, it can be at the external magnetic field 10 also act around a magnetic gradient field. The magnetic dipole moment 6 of the magnetic element 4 also creates a magnetic field 9 , This magnetic field 9 corresponds here to a characteristic of magnetic dipoles magnetic dipole field.

Beide Magnetfelder 9 und 10 durchsetzen die mit den weichmagnetischen Kernen 3a, 3b versehene Induktionsspule 2. Aus der Überlagerung beider Magnetfelder 9 und 10 ergibt sich ein effektives Magnetfeld (Beff) 8 innerhalb der Induktionsspule 2, dessen relative Stärkeverteilung und Ausrichtung mit dem hilfsweise eingezeichneten 2-dimensionalen Koordinatensystem 14 schematisch dargestellt ist. Die Ordinate gibt dabei die Richtung und den Betrag des effektiven Magnetfeldes 8 wieder, während die Abszisse, welche bezüglich ihrer Ausrichtung mit der Induktionsspulenlängsachse 5 zusammenfällt, den Ort angibt. Da das externe Magnetfeld 10 hier beispielhaft als homogen, also mit konstanter Feldstärke angegeben ist, nimmt die Feldstärke entlang der Abszisse in Richtung des magnetischen Dipolmoments 6 innerhalb der Induktionsspule 2 weder ab noch zu. Das magnetische Dipolfeld 9 hingegen, welches bezüglich des externen Magnetfeldes 10 innerhalb der Induktionsspule 2 entgegengesetzt ausgerichtet ist, wird in Richtung des magnetischen Dipolmoments 6 immer stärker. Somit wird das effektive Magnetfeld 8 fern vom magnetischen Dipolmoment 6 vom externen Magnetfeld 10 dominiert und weist in Richtung des externen Magnetfeldes 10. In der Nähe des magnetischen Dipols 6 hingegen verhält es sich umgekehrt, indem das effektive Magnetfeld 8 in Richtung des vom magnetischen Dipolmoment 6 erzeugten Magnetfeldes 9 weist. Dazwischen, gemäß 4 im Zentrum der Induktionsspule 2, existiert ein Bereich, in dem sich beide Magnetfelder 9 und 10 kompensieren, so dass das effektive Magnetfeld 8 gleich Null bzw. vernachlässigbar klein ist. Da die Endoskopiekapsel 7 im Gastrointestinaltrakt in erster Näherung frei bewegbar ist und sich das magnetische Dipolmoment 6 im externen Magnetfeld 10 stets derart ausrichtet, dass das magnetische Dipolmoment 6 in dieselbe Richtung wie das externe Magnetfeld 10 weist, wird mit der erfindungsgemäßen Anordnung in der Induktionsspule 2 immer ein unkritisches, derart niedriges effektives Magnetfeld 8 vorherrschen, dass keine störende Sättigungsmagnetisierung in den weichmagnetischen Kernen 3a, 3b bewirkt werden kann. Hierzu ist es notwendig, das magnetische Element 4 so auszuführen, dass das magnetische Dipolmoment 6 ein mit dem externen Magnetfeld 10 betragsmäßig vergleichbares magnetisches Dipolfeld 9 am Ort der Induktionsspule 2 erzeugt. Umgekehrt kann auch der Betrag des externen Magnetfeldes 10 an den Betrag des magnetischen Dipolfeldes 9 am Ort der Induktionsspule 2 angepasst werden.Both magnetic fields 9 and 10 enforce those with the soft magnetic cores 3a . 3b provided induction coil 2 , From the superimposition of both magnetic fields 9 and 10 results in an effective magnetic field (B eff ) 8th inside the induction coil 2 , its relative strength distribution and alignment with the auxiliary 2-dimensional coordinate system 14 is shown schematically. The ordinate indicates the direction and the amount of the effective magnetic field 8th again, while the abscissa, which with respect to their alignment with the induction coil longitudinal axis 5 coincides, indicates the place. Because the external magnetic field 10 Here, by way of example, as homogeneous, that is to say given with constant field strength, the field strength along the abscissa increases in the direction of the magnetic dipole moment 6 inside the induction coil 2 neither off nor on. The magnetic dipole field 9 however, what about the external magnetic field 10 inside the induction coil 2 is oriented in the opposite direction, in the direction of the magnetic dipole moment 6 Always stronger. Thus, the effective magnetic field 8th far from the magnetic dipole moment 6 from the external magnetic field 10 dominates and points in the direction of the external magnetic field 10 , Near the magnetic dipole 6 however, it behaves the other way around, by the effective magnetic field 8th in the direction of the magnetic dipole moment 6 generated magnetic field 9 has. In between, according to 4 in the center of the induction coil 2 , an area exists where both magnetic fields exist 9 and 10 compensate, so that the effective magnetic field 8th is zero or negligibly small. Because the endoscopy capsule 7 In the gastrointestinal tract in the first approximation is freely movable and the magnetic dipole moment 6 in the external magnetic field 10 always aligned so that the magnetic dipole moment 6 in the same direction as the external magnetic field 10 points, is with the inventive arrangement in the induction coil 2 always an uncritical, so low effective magnetic field 8th prevail that no disturbing saturation magnetization in the soft magnetic cores 3a . 3b can be effected. For this it is necessary, the magnetic element 4 to perform so that the magnetic dipole moment 6 one with the external magnetic field 10 in terms of magnitude comparable magnetic dipole field 9 at the location of the induction coil 2 generated. Conversely, the amount of external magnetic field can also be 10 to the amount of magnetic dipole field 9 at the place of Indukti onsspule 2 be adjusted.

Die oral einzunehmende Kapsel 7 hat insbesondere einen Durchmesser im Bereich von 10 bis 14 mm und eine Länge im Bereich von 10 bis 30 mm. Soll die Kapsel 7 nur rektal eingeführt werden kann sie auch einen Durchmesser im Bereich von 10 bis 30 mm bei einer Länge im Bereich von 10 bis 50 mm aufweisen.The oral capsule 7 in particular has a diameter in the range of 10 to 14 mm and a length in the range of 10 to 30 mm. Shall the capsule 7 Only introduced rectally can it also have a diameter in the range of 10 to 30 mm with a length in the range of 10 to 50 mm.

Claims (10)

Endoskopiekapsel, enthaltend – eine zur Energieversorgung der Endoskopiekapsel (7) vorgesehene, mit mindestens einem weichmagnetischen Kern (3a, 3b) versehene Induktionsspule (2) mit einer ausgeprägten Ausdehnung entlang einer Achse (5), und – ein ein magnetisches Dipolmoment (6) aufweisendes, mit einem externen Magnetfeld (10) wechselwirkendes magnetisches Element (4) zum Navigieren der Endoskopiekapsel (7), wobei – das magnetische Dipolmoment (6) eine magnetisches Dipolfeld (9) erzeugt, – ein Teil des magnetisches Dipolfeldes (9) mit einer Ausrichtung antiparallel zum magnetischen Dipolmoment (6) und senkrecht zur Induktionsspulenlängsachse (5) die mit dem mindestens einen weichmagnetischen Kern (3a, 3b) versehene Induktionsspule (2) durchsetzt, und – in der mit dem mindestens einen weichmagnetischen Kern (3a, 3b) versehenen Induktionsspule (2) die Feldstärke des Dipolfeldes (9) der Feldstärke des externen Magnetfeldes (10) zumindest bereichsweise entspricht.Endoscopy capsule containing - one for powering the endoscopy capsule ( 7 ), with at least one soft magnetic core ( 3a . 3b ) provided induction coil ( 2 ) with a pronounced extension along an axis ( 5 ), and - a magnetic dipole moment ( 6 ), with an external magnetic field ( 10 ) interacting magnetic element ( 4 ) for navigating the endoscopy capsule ( 7 ), where - the magnetic dipole moment ( 6 ) a magnetic dipole field ( 9 ), - a part of the magnetic dipole field ( 9 ) with an orientation antiparallel to the magnetic dipole moment ( 6 ) and perpendicular to the induction coil longitudinal axis ( 5 ) with the at least one soft magnetic core ( 3a . 3b ) provided induction coil ( 2 ), and - in which at least one soft magnetic core ( 3a . 3b ) provided induction coil ( 2 ) the field strength of the dipole field ( 9 ) the field strength of the external magnetic field ( 10 ) at least partially corresponds. Endoskopiekapsel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch weichmagnetischen Ferrit als weichmagnetischer Kern (3a, 3b).Endoscopic capsule according to claim 1, characterized by soft magnetic ferrite as a soft magnetic core ( 3a . 3b ). Endoskopiekapsel nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Kompensation des externen Magnetfeldes (10) im Zentrum der Induktionsspule (2) durch das dem magnetischen Element (4) zugeordnete magnetische Dipolfeld (9).Endoscopic capsule according to claim 1 or 2, characterized by a compensation of the external magnetic field ( 10 ) in the center of the induction coil ( 2 ) by the magnetic element ( 4 ) associated magnetic dipole field ( 9 ). Endoskopiekapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch zwei parallel zur Induktionsspulenlängsachse (5) verlaufende, bezüglich der Induktionsspulenlängsachse (5) in radiale Richtung voneinander beabstandete weichmagnetische Kerne (3a, 3b).Endoscopic capsule according to one of claims 1 to 3, characterized by two parallel to the induction coil longitudinal axis ( 5 ), with respect to the induction coil longitudinal axis ( 5 ) in the radial direction spaced soft magnetic cores ( 3a . 3b ). Endoskopiekapsel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden weichmagnetischen Kerne (3a, 3b) Teile eines Wickelkörpers der Induktionsspule (2) sind.Endoscopic capsule according to claim 4, characterized in that the two soft magnetic cores ( 3a . 3b ) Parts of a wound body of the induction coil ( 2 ) are. Endoskopiekapsel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden weichmagnetischen Kerne (3a, 3b) und zwei zwischen den weichmagnetischen Kerne (3a, 3b) angeordnete Abstandshalter (11a, 11b) den Wickelkörper mit zylinderförmiger Außenfläche ausbilden.Endoscopic capsule according to claim 5, characterized in that the two soft magnetic cores ( 3a . 3b ) and two between the soft magnetic cores ( 3a . 3b ) arranged spacers ( 11a . 11b ) form the winding body with a cylindrical outer surface. Endoskopiekapsel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die die Abstandhalter (11a, 11b) kreisbogenförmige oder kreissegmentförmige Querschnitte (II11a, II11b, III11a, III11b) aufweisen.Endoscopic capsule according to claim 6, characterized in that the spacers ( 11a . 11b ) circular arc-shaped or circular segment-shaped cross sections ( II11a . II11b . III11a . III11b ) exhibit. Endoskopiekapsel nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die weichmagnetischen Kerne (3a, 3b) kreisbogenförmige oder kreissegmentförmige Querschnitte (II3a, II3b, III3a, III3b) aufweisen.Endoscopic capsule according to one of claims 4 to 7, characterized in that the soft magnetic cores ( 3a . 3b ) circular arc-shaped or circular segment-shaped cross sections ( II3a . II3b . III3a . III3b ) exhibit. Endoskopiekapsel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine äußere Wandung (1), mit welcher die Induktionsspule (2) zumindest teilweise formschlüssig ausgeführt ist.Endoscopic capsule according to one of the preceding claims, characterized by an outer wall ( 1 ), with which the induction coil ( 2 ) is executed at least partially positive fit. Endoskopiekapsel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine äußere Wandung (1), mit welcher das magnetische Element (4) zumindest teilweise formschlüssig ausgeführt ist.Endoscopic capsule according to one of the preceding claims, characterized by an outer wall ( 1 ), with which the magnetic element ( 4 ) is executed at least partially positive fit.
DE102006019989A 2006-04-26 2006-04-26 Endoscopic capsule for navigating inside gastrointestinal track of patient e.g. human, magnetic unit with dipole moment that produces dipole field, where part of field with orientation anti-parallel to moment penetrates via induction coil Ceased DE102006019989A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006019989A DE102006019989A1 (en) 2006-04-26 2006-04-26 Endoscopic capsule for navigating inside gastrointestinal track of patient e.g. human, magnetic unit with dipole moment that produces dipole field, where part of field with orientation anti-parallel to moment penetrates via induction coil

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006019989A DE102006019989A1 (en) 2006-04-26 2006-04-26 Endoscopic capsule for navigating inside gastrointestinal track of patient e.g. human, magnetic unit with dipole moment that produces dipole field, where part of field with orientation anti-parallel to moment penetrates via induction coil

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102006019989A1 true DE102006019989A1 (en) 2007-10-31

Family

ID=38542379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102006019989A Ceased DE102006019989A1 (en) 2006-04-26 2006-04-26 Endoscopic capsule for navigating inside gastrointestinal track of patient e.g. human, magnetic unit with dipole moment that produces dipole field, where part of field with orientation anti-parallel to moment penetrates via induction coil

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102006019989A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105530882A (en) * 2013-09-10 2016-04-27 奥林巴斯株式会社 Treatment tool and surgical system

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2929429A1 (en) * 1978-07-27 1980-02-07 Olympus Optical Co CAMERA SYSTEM
WO2005120345A2 (en) * 2004-06-14 2005-12-22 Olympus Corporation Position detection system for a medical device and medical-device guidance system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2929429A1 (en) * 1978-07-27 1980-02-07 Olympus Optical Co CAMERA SYSTEM
WO2005120345A2 (en) * 2004-06-14 2005-12-22 Olympus Corporation Position detection system for a medical device and medical-device guidance system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105530882A (en) * 2013-09-10 2016-04-27 奥林巴斯株式会社 Treatment tool and surgical system
US20160183773A1 (en) * 2013-09-10 2016-06-30 Olympus Corporation Treatment device and surgical system
EP3045131A4 (en) * 2013-09-10 2017-04-26 Olympus Corporation Treatment tool and surgical system
CN105530882B (en) * 2013-09-10 2018-03-16 奥林巴斯株式会社 Treatment apparatus and surgery systems

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005053759B4 (en) Method and device for the wireless transmission of energy from a magnetic coil system to a working capsule
DE102008004871A1 (en) Coil arrangement for guiding a magnetic element in a working space
DE102004006192B4 (en) Device for treatment with magnetic fields
DE102006019987A1 (en) Endoscopic capsule for investigation of body openings, has induction coil with elongation along one axis, and magnetic element having magnetic dipole moment aligned perpendicular to longitudinal axis of induction coil
EP3641621B1 (en) Endoscope device
DE102011017591A1 (en) Endoscopy capsule for examination and / or treatment in a hollow organ of a body and examination and / or treatment device with an endoscopy capsule
DE102010047738A1 (en) Actuator for scoliosis correction
WO2000048506A1 (en) Deformable fiberscope with a displaceable supplementary device
DE10029737B4 (en) Navigation of a medical instrument
DE102009013352B4 (en) Coil arrangements for guiding a magnetic object in a working space
DE102008035092B4 (en) Apparatus for performing a minimally invasive diagnosis or intervention in the interior of a patient with a capsule endoscope and method for determining the actual position of a capsule endoscope in the interior of a patient
DE102006014040B4 (en) Method and device for the wireless remote control of the capsule functions of a working capsule of a magnetic coil system
DE102007012360B4 (en) navigation device
DE102007036242B4 (en) Magnetic coil system for applying force to an endoscopy capsule together with the associated method
DE102006014045A1 (en) Method and device for the remote control of a locating coils having working capsule
DE102013214880A1 (en) magnetic resonance apparatus
DE102006019989A1 (en) Endoscopic capsule for navigating inside gastrointestinal track of patient e.g. human, magnetic unit with dipole moment that produces dipole field, where part of field with orientation anti-parallel to moment penetrates via induction coil
DE102012206921B3 (en) Receiving coil system for MRI scanner, has holding device that performs adjustable positioning of removable strip-shaped receiving coils which are sunk in parking position partially within patient table for use within patient table
WO2017190955A1 (en) Endoscope system, endoscope, and camera head
DE102005007631A1 (en) A method for driving a capsule within a patient by means of an electric coil system
DE102010008585B4 (en) endoscopy system
DE102006019986A1 (en) Endoscopy capsule for use in patient`s gastrointestinal tract, has magnetic element provided for rotating, swiveling and tilting capsule, and adjustable power supply unit for subjecting electrical conductors with electrical voltage
DE102011004825B4 (en) A method of controlling the transport of a magnetic moment endoscope capsule
DE102010010478A1 (en) Device for ablating the mouth of a pulmonary vein
DE102006015453A1 (en) Endoscopy capsule for examining gastrointestinal tract, has magnetic element interactive with external magnetic field for navigating capsule, and outer side with electrical voltage subjectable electrodes

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection