Система управления капсульным эндоскопом и содержащая его капсульная эндоскопическая система

Группа изобретений относится к медицине. Система управления капсульным эндоскопом содержит: первый узел катушек индуктивности, имеющий катушечные секции, которые прикреплены к трем осям, расположенным под прямым углом друг к другу, и генерируют магнитные поля соответственно в осевых направлениях; второй узел катушек индуктивности, расположенный таким образом, чтобы генерировать градиентное магнитное поле в любом направлении относительно магнитного поля, генерируемого первым узлом катушек индуктивности; блок для приведения в движение катушек индуктивности, предназначенный для приведения в движение второго узла катушек индуктивности для регулировки ориентации градиентного магнитного поля; блок управления, содержащий приемную часть, принимающую сигнал изображения, переданный от капсульного эндоскопа, и управляющую часть, регулирующую электрические токи, подаваемые в первый и второй узлы катушек индуктивности, для регулирования генерируемого магнитного поля и управления блоком для приведения в движение катушек индуктивности; и капсульный эндоскоп, содержащий два постоянных магнита, расположенных под прямым углом друг к другу и создающих намагниченность с вектором намагниченности, расположенным относительно продольного направления корпуса капсульного эндоскопа под углом в диапазоне острых углов (0<δ<90°). Причем капсульный эндоскоп совершает прецессию под действием вращающегося магнитного поля, генерируемого первым узлом катушек индуктивности, и движение по спиральной траектории вдоль трубчатого органа под действием градиентного магнитного поля, генерируемого вторым узлом катушек индуктивности, действующих совместно с указанной намагниченностью. Капсульная эндоскопическая система содержит систему и модуль камеры для захвата изображения и передачи изображения к наружной стороне. Капсульный эндоскоп способен совершать движение по спиральной траектории вдоль внутренней стороны трубчатого органа под действием вращающегося магнитного поля и градиентного магнитного поля, генерируемых с наружной стороны. Применение данной группы изобретений позволит повысить точность диагностики состояния стенки трубчатого органа. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системе управления капсульным эндоскопом и содержащей его капсульной эндоскопической системе и, в частности, к системе управления капсульным эндоскопом и содержащей его капсульной эндоскопической системе, в которой капсульный эндоскоп приводится в движение таким образом, что он движется по спиральной траектории вдоль трубчатого органа, обеспечивая тем самым возможность точного диагностирования состояния стенки трубчатого органа.

Известный уровень техники

Обычный гибкий эндоскоп обтекаемой формы вводят через рот или задний проход и управляют им для диагностирования язвенных заболеваний внутренней стенки органов пищеварения, и это приносит пациенту страдания. Для решения проблемы разработан капсульный эндоскоп, форма которого позволяет с легкостью вводить его в органы пищеварения через рот и который производит съемку движений внутренней стороны органов пищеварения внутри органов пищеварения во время движения внутренней стороны органов пищеварения вследствие перистальтики органов пищеварения, чтобы выполнить диагностирование.

Однако такой капсульный эндоскоп имеет несколько недостатков, заключающихся в том, что затруднительно точно провести диагностирование вследствие пассивного движения из-за перистальтики, и в том, что капсульный эндоскоп имеет ограниченный размер вследствие необходимости введения его через рот, в результате чего на капсульном эндоскопе трудно установить различные функциональные устройства.

Для устранения этих недостатков проводились исследования приводного механизма, предназначенного для приведения в действие капсульного эндоскопа, в котором применена электромагнитная система приведения в действие.

При этом для приведения в действие такого эндоскопа на момент создания изобретения предлагаются системы катушек индуктивности. Система катушек индуктивности для привода капсульного эндоскопа раскрыта, например, в публикации заявки на патент США № 2008/0272873 (далее именуемой «известный документ»). В публикации заявки на патент США № 2008/0272873 для перемещения капсульного эндоскопа в определенном направлении могут применяться в общей сложности 18 катушек индуктивности.

Однако известная система катушек индуктивности имеет недостаток, состоящий в том, что большое количество катушек индуктивности и отсутствие полной ясности роли каждой катушки может иметь результатом увеличение расхода электроэнергии на перемещение капсульного эндоскопа.

Сущность изобретения

Техническая задача

В связи с указанным выше, настоящим изобретением предпринята попытка решить вышеупомянутые проблемы, возникающие в известных технических решениях, и целью настоящего изобретения является создание системы управления капсульным эндоскопом и содержащей его капсульной эндоскопической системы, в которой, для получения данных изображения, капсульный эндоскоп приводится в движение так, что он перемещается по спиральной траектории вдоль трубчатого органа, обеспечивая тем самым возможность точного диагностирования состояния стенки трубчатого органа.

Другой целью настоящего изобретения является создание системы управления капсульным эндоскопом и содержащей его капсульной эндоскопической системы, которые позволяют генерировать вращающееся магнитное поле и градиентное магнитного поле, прикладываемые с наружной стороны, всего лишь при минимальном конфигурировании системы катушек индуктивности для осуществления движения по спиральной траектории капсульного эндоскопа, в результате чего упрощается конфигурация системы в целом и обеспечивается простота управления приведением в действие капсульного эндоскопа.

Следующей целью настоящего изобретения является создание системы управления капсульным эндоскопом и содержащей его капсульной эндоскопической системы, которые вызывают движение по спиральной траектории вдоль трубчатого органа за счет взаимодействия между вращающимся магнитным полем и градиентным магнитным полем, генерируемыми с наружной стороны.

Решение технической задачи

Для достижения вышеуказанных целей, в соответствии с особенностью настоящего изобретения, предлагается система управления капсульным эндоскопом, включающая в себя: первый узел катушек индуктивности, имеющий катушечные секции, которые фиксированы к трем осям, расположенным под прямым углом друг к другу, и генерируют магнитные поля в направлениях осей прямоугольной системы координат; второй узел катушек индуктивности, который расположен с возможностью генерации градиентного магнитного поля в любом направлении относительно магнитного поля, генерируемого первым узлом катушек индуктивности; часть для приведения в движение катушек индуктивности, предназначенную для приведения в движение второго узла катушек индуктивности таким образом для регулирования ориентации градиентного магнитного поля; блок управления, содержащий приемную часть, которая принимает сигнал изображения, переданный от капсульного эндоскопа; и управляющую часть, которая регулирует электрические токи, подаваемые в первый и второй узлы катушек индуктивности, для регулирования генерируемого магнитного поля и управляет частью для приведения в движение катушек индуктивности.

Предпочтительно, согласно настоящему изобретению часть для приведения в движение катушек индуктивности управляет вторым узлом катушек индуктивности таким образом, что вызывает его вращение в трехмерном пространстве посредством независимых двухосных вращений.

Предпочтительно, согласно настоящему изобретению каждый катушечная секция первого узла катушек индуктивности содержит катушку Гельмгольца.

Предпочтительно, согласно настоящему изобретению второй узел катушек индуктивности содержит катушку Максвелла.

Согласно другой особенности настоящего изобретения, в соответствии с настоящим изобретением предлагается капсульная эндоскопическая система, содержащая капсульный эндоскоп, который имеет намагниченность с углом наклона вектора намагниченности относительно продольного направления корпуса эндоскопа в пределах острых углов (0<δ<90°) и содержит модуль камеры для захвата изображения и передачи изображения к наружной стороне.

Согласно следующей особенности изобретения, в соответствии с настоящим изобретением предлагается капсульный эндоскоп, который способен совершать движение по спиральной траектории вдоль внутренней стороны трубчатого органа под действием вращающегося магнитного поля и градиентного магнитного поля, генерируемых с наружной стороны, причем капсульный эндоскоп имеет намагниченность с углом наклона вектора намагниченности относительно продольного направления эндоскопа в пределах острых углов (0<δ<90°) и способен захватывать изображение и передавать изображение к наружной стороне.

Полезные эффекты

Как описано выше, капсульная эндоскопическая система согласно настоящему изобретению может формировать вращающееся магнитное поле и градиентное магнитное поле, вызывающие движение по спиральной траектории капсульного эндоскопа посредством системы катушек индуктивности с минимальным количеством катушек индуктивности благодаря тому, что она содержит: часть для формирования магнитного поля, которая имеет первый узел катушек индуктивности, размещенный по трем осям прямоугольной системы координат, генерирующую магнитное поле, и второй узел катушек индуктивности, имеющий одну катушечную конструкцию для генерирования градиентного магнитного поля; и механическую часть для приведения в движение катушек индуктивности, предназначенную для вращения второго узла катушек индуктивности в трехмерном пространстве, вызывающего создание вращающегося магнитного поля и градиентного магнитного поля, так что вращающееся магнитное поле и градиентное магнитное поле формируются с помощью системы катушек индуктивности с минимальным количеством катушек индуктивности, в результате чего упрощается система управления капсульным эндоскопом.

Кроме того, капсульный эндоскоп, предлагаемый согласно настоящему изобретению, имеет характеристики намагничивания для движения по спиральной траектории вдоль внутренней стороны трубчатого органа под действием вращающегося магнитного поля и градиентного магнитного поля, генерируемых с наружной стороны.

Описание графических материалов

На фиг. 1 представлен вид, демонстрирующий конфигурацию капсульной эндоскопической системы согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 2 представлен вид, демонстрирующий первый узел катушек индуктивности капсульной эндоскопической системы согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 3 представлен вид, демонстрирующий второй узел катушек индуктивности и часть для приведения в движение катушек индуктивности капсульной эндоскопической системы согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 4 представлен вид, демонстрирующий капсульный эндоскоп капсульной эндоскопической системы согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 5, 6(a) и 6(b) представлены виды, демонстрирующие расположение векторов намагниченности капсульного эндоскопа капсульной эндоскопической системы согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 7 представлен вид, поясняющий поступательное перемещение капсульного эндоскопа капсульной эндоскопической системы согласно предпочтительному варианту настоящего изобретения.

На фиг. 8 представлен вид, поясняющий прецессию капсульного эндоскопа капсульной эндоскопической системы согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 9 представлен фотоснимок, демонстрирующий пример действия капсульной эндоскопической системы согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

Обозначения позиций чертежей

110- первый узел катушек индуктивности;

111 – катушечная секция оси x;

112 – катушечная секция оси y;

113 – катушечная секция оси z;

120 – второй узел катушек индуктивности;

130 – часть для приведения в движение катушек индуктивности;

131 – вертикальная стойка;

132 – поворотная консоль;

133 – подвижное плечо;

200 – блок управления;

210 – приемная часть;

220 – управляющая часть;

300 – капсульный эндоскоп;

301 – корпус;

310 – постоянный магнит;

320 – модуль камеры;

330 – модуль передачи данных;

340 – модуль электропитания.

Описание варианта осуществления изобретения

Следует учесть, что конкретные конструкции или пояснения функций, предлагаемые в иллюстративных вариантах осуществления настоящего изобретения, служат для описания вариантов осуществления согласно идеям настоящего изобретения. Однако следует понимать, что иллюстративные варианты осуществления изобретения не ограничивается раскрытыми частными формами исполнения, но наоборот, варианты осуществления изобретения должны охватывать все модификации, эквиваленты и альтернативные решения, укладывающиеся в пределы технической идеи и объема настоящего изобретения.

Следует также понимать, что слова или термины, употребляемые в описании настоящего изобретения, используются для описания конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения и не предполагают ограничение настоящего изобретения. Форма единственного числа при упоминании компонентов может подразумевать множественное число, если в контексте конкретно не указано иначе. Следует также понимать, что термины «содержать; включать; включать в себя» или «иметь» в данном описании изобретения имеют тот смысл, что характеристики, численные значения, этапы, операции, компоненты, части или комбинации этапов, операций, компонентов и частей, описание которых приведено в описании изобретения, не исключают возможности существования других характеристик, численных значений, этапов, операций, компонентов, частей или комбинаций этапов, операций, компонентов и частей.

Ниже приведено подробное описание предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Как видно из фиг. 1, система управления капсульным эндоскопом согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения включает в себя первый и второй узлы 110 и 120 катушек индуктивности, часть 130 для приведения в движение катушек индуктивности, предназначенную для вращения второго узла 120 катушек индуктивности, и блок 200 управления, предназначенный для приема информации, переданной от капсульного эндоскопа 300, и регулирования подачи электропитания к первому и второму узлам 110 и 120 катушек индуктивности для управления движением капсульного эндоскопа 300 с помощью магнитного поля.

Система управления капсульным эндоскопом, предлагаемая согласно настоящему изобретению, может вызывать прецессию капсульного эндоскопа 300 под действием магнитного поля, генерируемого первым узлом 110 катушек индуктивности, и движение по спиральной траектории, которое происходит в соприкосновении со стенкой трубчатого органа, когда капсульный эндоскоп 300 движется вдоль органа пищеварения под действием движущей силы, создаваемой градиентным магнитным полем, генерируемым вторым узлом 120 катушек индуктивности. Каждый из компонентов описан ниже.

Управление капсульным эндоскопом 300 осуществляется беспроводным способом магнитным полем, генерируемым частью 100 для генерации магнитного поля, которая содержит первый и второй узлы 110 и 120 катушек индуктивности.

Как показано на фиг. 2, первый узел 110 катушек индуктивности имеет катушечные секции 112, 112 и 113, которые соответственно фиксированы к трем осям, образующим друг с другом прямой угол, и которые могут генерировать магнитные поля в направлениях осей прямоугольной системы координат.

На чертежах это не показано, но следует понимать, что могут быть установлены опорные конструкции для обеспечения фиксации соответствующих катушечных секций.

Катушечные секции 111, 112 и 113 могут представлять собой соответственно катушечную секцию 111 оси x, катушечную секцию 112 оси y и катушечную секцию 113 оси z, и каждая из катушечных секций 111, 112 и 113 в основном может быть представлена катушечной конструкцией, которая генерирует однородное магнитное поле, вращающееся магнитное поле или градиентное магнитное поле в определенном направлении, зависящие от величины и направления подаваемого электрического тока.

Например, могут применяться катушки Гельмгольца или катушки Максвелла.

Две катушки Гельмгольца образуют пару. Две катушки Гельмгольца отстоят друг от друга на расстоянии радиуса по центральной оси и могут генерировать однородное магнитное поле, когда в две катушки подаются электрические токи одинаковой величины и одинакового направления.

При этом катушки Гельмгольца могут генерировать однородное магнитное поле, зависящее от величины и направления электрического тока, подаваемого в две катушки Гельмгольца. В соответствии с другим вариантом, комбинация из трех катушек Гельмгольца может генерировать вращающееся магнитное поле, и это описано в заявке на патент Кореи № 10-1128034, по которой выдан патент 12 марта 2012 года и которая подана тем же заявителем, что и заявитель по заявке на настоящее изобретение.

Две катушки Максвелла образуют пару. Две катушки имеют определенное расположение для генерации однородного градиентного магнитного поля, когда в две катушки подаются одинаковые по величине электрические токи в противоположных направлениях.

При этом, предпочтительно, в первом узле 110 катушек индуктивности применяются катушки Гельмгольца, которые легко располагаются по трем осям, чтобы они располагались под прямым углом друг к другу. На фиг. 2 показан первый узел катушек индуктивности, имеющий две катушки Гельмгольца.

Как описано выше, три катушечные секции 111, 112 и 113, которые соответственно фиксированы к трем осям для генерации однородного магнитного поля, могут генерировать вращающееся магнитное поле, зависящее от величины и направления электрических токов, подаваемых в каждую катушечную секцию, и могут вызывать прецессию капсульного эндоскопа с использованием вращающегося магнитного поля, и это подробно описано ниже.

На фиг. 3 представлен предпочтительный пример второго узла катушек индуктивности, который может генерировать градиентное магнитное поле, и второй узел катушек индуктивности образован катушками индуктивности, которые могут генерировать градиентное магнитное поле в направлении одной оси.

Пара из двух катушек индуктивности, которые расположены параллельно, образует узел катушек индуктивности для генерации градиентного магнитного поля. Когда направления электрических токов, подаваемых в две катушки индуктивности, взаимно противоположны, генерируется градиентное магнитное поле. Настоящее изобретение предусматривает применение во втором узле катушек индуктивности, предпочтительно, катушек Максвелла.

Как показано на фиг. 3, второй узел 120 катушек индуктивности имеет катушки 121 Максвелла, и катушки 121 Максвелла окружают первый узел 110 катушек индуктивности.

В направлении центральной оси катушек 121 Максвелла создается градиентное магнитное поле, и в центральной части создается градиентное магнитное поле, которое имеет приблизительно линейный уклон.

Второй узел 120 катушек индуктивности имеет часть 130 для приведения в движение катушек индуктивности, расположенную как механическая конструкция, которая способна приводить в движение в трехмерном пространстве при размещении в центре первого узла 110 катушек индуктивности.

Часть 130 для приведения в движение катушек индуктивности может вызывать вращение второго узла 120 катушек индуктивности в двух определенных направлениях α и β и, следовательно, может регулировать направление градиентного магнитного поля, генерируемого вторым узлом 120 катушек индуктивности, с заданием произвольно выбираемого направления.

В частности, во втором узле 120 катушек индуктивности, который создает движущую силу для поступательного перемещения капсульного эндоскопа, применяется только одна катушечная конструкция, и направление градиентного магнитного поля может регулироваться с помощью части 130 для приведения в движение катушек индуктивности, которая может вызывать вращение в трехмерном пространстве второго узла 120 катушек индуктивности, тем самым настоящее изобретение позволяет упростить в целом конструкцию системы управления катушками индуктивности, с помощью которой осуществляется управление капсульным эндоскопом.

Как видно из фиг. 3, часть 130 для приведения в движение катушек индуктивности включает в себя: вертикальную стойку 131, которая зафиксирована в вертикальном положении на основании; поворотную консоль 132, которая расположена горизонтально на вертикальной стойке 131 с возможностью вращения; и подвижное плечо 133, которое фиксирует и поддерживает второй узел 120 катушек индуктивности и является поддерживаемым на переднем конце поворотной консоли 132 с возможностью перемещения в вертикальном направлении.

На поворотной консоли 132, которая имеет возможность поворота на вертикальной стойке 131, и подвижном плече 133, которое является подвижным в вертикальном направлении на переднем конце поворотной консоли 132, установлены приводы, такие как двигатели, в результате чего настоящее изобретение обеспечивает точное управление с помощью электронных, гидравлических или пневматических сигналов, поступающих извне.

Предпочтительно подвижное плечо 133 имеет форму дуги с соответствующим радиусом кривизны, который обеспечивает возможность вращения второго узла 120 катушек индуктивности в трехмерном пространстве относительно центра второго узла 120 катушек индуктивности, который совпадает с центром первого узла катушек индуктивности и представляет собой мнимую ось вращения.

Как описано выше, часть 130 для приведения в движение катушек индуктивности может обеспечивать вращение в трехмерном пространстве, потому что второй узел 120 катушек индуктивности может осуществлять двухосное вращение. Соответственно, направление градиентного магнитного поля второго узла 120 катушек индуктивности может регулироваться произвольным образом.

В данном варианте осуществления изобретения часть для приведения в движение катушек индуктивности имеет конструкцию универсального шарнира, способную совершать двухосное вращение, но настоящее изобретение не ограничивается вышеуказанным и может предусматривать возможность применения различных механических устройств в пределах объема изобретения в том плане, что второй узел 120 катушек индуктивности может совершать вращательное движение в трехмерном пространстве подобно параллельному механизму (платформе Стюарта) или руке робота.

На фиг. 4 показана структурная схема капсульного эндоскопа. Капсульный эндоскоп 300 имеет корпус 301, который определяет внешний вид, и постоянный магнит 310, модуль 320 камеры, модуль 330 передачи данных и модуль 340 электропитания, которые могут быть размещены в корпусе 301.

Постоянный магнит 310 создает намагниченность в произвольном направлении и создает силу приведения в движение капсульного эндоскопа 300 за счет взаимодействия с внешним магнитным полем.

Модуль 320 камеры служит для получения графической информации и может быть зафиксирован и установлен на передней поверхности, задней поверхности или боковой поверхности корпуса 301. При этом, для получения точной графической информации внутри живого организма посредством модуля 320 камеры, может быть дополнительно предусмотрено наличие осветительного устройства.

Модуль 330 передачи данных служит для передачи к наружной стороне графической информации, полученной от модуля 320 камеры.

Модуль 340 электропитания подводит мощность для приведения в действие, необходимую для осветительного устройства, и такой модуль 340 электропитания может быть представлен батареей.

На фиг. 5 схематически показан внешний вид капсульного эндоскопа. Капсульный эндоскоп имеет приближенно удлиненную цилиндрическую форму и имеет наклон с фиксированным углом δ в продольном направлении v и направление М вектора намагниченности. Предпочтительно, направление М вектора намагниченности капсульного эндоскопа 300 образует острый угол (0<δ<90°) с продольным направлением v.

Как будет более подробно описано ниже, в случае совпадения направления вектора намагниченности с продольным направлением прецессия капсульного эндоскопа под действием внешнего вращающегося поля не происходит. В случае, если направление вектора намагниченности перпендикулярно к продольному направлению, капсульный эндоскоп может совершать прецессию только в стабилизированном положении и не может совершать поступательное движение под действием внешнего градиентного магнитного поля.

На фиг. 6(a) и 6(b) представлен пример выполнения капсульного эндоскопа с намагниченностью в произвольном направлении, и в капсульном эндоскопе могут применяться два постоянных магнита 311 и 312, расположенных под прямым углом друг к другу.

Как показано на фиг. 6(a), капсульный эндоскоп 300 имеет векторы M1 и M2 намагниченности и содержит два постоянных магнита 311 и 312, расположенных под прямым углом друг к другу. Такое расположение постоянных магнитов определено двумя векторами M1 и M2 намагниченности, которые образуют вектор М намагниченности, образующий постоянный угол относительно продольного направления.

Как видно из фиг. 1, блок 200 управления содержит управляющую часть 220, которая регулирует величину и направление электрических токов, подаваемых в первый и второй узлы 110 и 120 катушек индуктивности части 100 для генерации магнитного поля, чтобы управлять действием капсульного эндоскопа 300. В данном случае управляющая часть 220 управляет действием части 130 для приведения в движение катушек индуктивности таким образом, что регулирует направление градиентного магнитного поля второго узла 120 катушек индуктивности.

Кроме того, блок 200 управления содержит приемную часть 210, которая принимает сигнал изображения, переданный от капсульного эндоскопа 300, и часть 230 для подачи электропитания, предназначенную для подведения рабочей мощности к блоку 200 управления.

В данном варианте осуществления изобретения управление первым и вторым узлами 110 и 120 катушек индуктивности, а также частью 130 для приведения в движение катушек индуктивности осуществляется от одной управляющей части 220, но может осуществляться от дополнительных специализированных модулей управления соответственно скоростям или свойствам по обработке данных.

В описании данного варианта осуществления изобретения это детально не оговорено, но блок управления может дополнительно содержать известные периферийные устройства, такие, как например устройство для отслеживания положения капсульного эндоскопа, которое может отслеживать положение капсульного эндоскопа с использованием рентгеновских лучей, дисплей для вывода графической информации, поступающей на его вход от приемной части 210, или другие периферийные устройства.

В капсульной эндоскопической системе, предлагаемой согласно настоящему изобретению, капсульный эндоскоп 300 под действием вращающегося магнитного поля, генерируемого зафиксированным первый узлом 110 катушек индуктивности, перемещается, совершая при этом прецессию и движение по спиральной траектории вдоль трубчатого органа под действием градиентного магнитного поля, генерируемого вторым узлом 120 катушек индуктивности, и в процессе его перемещения получает необходимую графическую информацию. Ниже подробно описана работа капсульной эндоскопической системы.

В данном варианте осуществления изобретения первый узел 110 катушек индуктивности имеет катушки Гельмгольца, расположенные по трем осям, которые образуют друг с другом прямые углы, и второй узел 120 катушек индуктивности имеет катушки Максвелла.

Как показано на фиг. 7, осевое направление капсульного эндоскопа имеет обозначение v. Когда с помощью расположенных по оси v катушек Максвелла генерируется градиентное магнитное поле, генерируются магнитное поле, имеющее наклон величиной g в направлении оси v, и магнитное поле, имеющее наклон величиной -0,5g в радиальном направлении.

В данном случае в капсульном эндоскопе магнитную силу, создаваемую градиентным магнитным полем, и величину магнитной силы получают по следующей [математической формуле 1].

[Математическая формула 1]

В математической формуле 1: M – намагниченность магнита, содержащегося в капсульном эндоскопе, V – объем магнита, g – наклон, создаваемый катушками Максвелла, и δ – угол между аксиальным вектором v и намагниченностью M.

Как показано на фиг. 7, капсульный эндоскоп в таком состоянии совершает поступательное движение в диагональном направлении, потому что магнитная сила F, образующая постоянный угол с осью v в плоскости v-r, и направление действия силы (направление перемещения) будут изменяться в соответствии с направлением вектора намагниченности посредством расположения магнитов капсульного эндоскопа, а именно на величину δ.

Далее, как видно из фиг. 8, для того, чтобы вызвать прецессию в направлении вектора намагниченности, который расположен под углом δ, так как центральная ось капсульного эндоскопа находится на оси v, необходимо надлежащим образом определить направление и величину магнитного поля катушек Гельмгольца для генерации вращающегося магнитного поля.

На фиг. 8 v – центральная ось вращения, P – вектор нормали (в плоскости v-z) к центральной оси вращения, φ – угол между вектором v и плоскостью x-y, когда вектор v проектируется на плоскость x-y, и θ – угол между вектором v и осью x, когда вектор v проектируется на плоскость x-y.

Как видно из фиг. 8, направление вектора намагниченности капсульного эндоскопа вращается относительно оси v, и когда электрические токи подаются в катушки Максвелла, расположенные по оси v, капсульный эндоскоп создает магнитную силу в направлении оси v и магнитную силу в направлении оси r (см. фиг. 7) одновременно. Под действием результирующей силы двух магнитных сил капсульный эндоскоп может совершать движение по спиральной траектории посредством вращения и поступательного движения по диагонали.

При этом, для того, чтобы вызвать движение капсульного эндоскопа по спиральной траектории вдоль трубчатого органа в трехмерном пространстве, должны удовлетворяться следующие требования.

Во-первых, как видно из фиг. 8, магнитное поле, которое должно генерироваться каждой катушкой Гельмгольца для прецессии капсульного эндоскопа, может быть выражено следующей [математической формулой 2].

[Математическая формула 2]

В математической формуле 2: a и b - это Mcosδ и Msinδ, и ω обозначает частоты вращения.

Далее, ось v и катушки Максвелла должны быть согласованы друг с другом. Когда ось v и катушки Максвелла согласованы друг с другом по направлению и катушки Максвелла согласованы друг с другом по направлению, капсульный эндоскоп может с легкостью совершать движение по спиральной траектории лишь за счет регулирования величины и направления электрических токов, подаваемых в катушки Максвелла.

На фиг. 9 представлен фотоснимок, демонстрирующий пример действия капсульной эндоскопической системы, предлагаемой согласно настоящему изобретению. На фиг. 9 постоянные магниты контактируют с поверхностью стенок стеклянной трубки в результате действия вращающегося магнитного поля и градиентного магнитного поля, генерируемых тремя парами катушек Гельмгольца и одной парой катушек Максвелла таким образом, что они вызывают движение по спирали в вертикальном направлении.

Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что иллюстративные варианты осуществления изобретения не ограничиваются раскрытыми в данном описании изобретения частными формами исполнения и допускают внесение в них изменений, дополнений и использование эквивалентных решений, не выходящих за пределы сущности и объема настоящего изобретения, которые определяются прилагаемой формулой изобретения.

1. Система управления капсульным эндоскопом, содержащая:

первый узел катушек индуктивности, имеющий катушечные секции, которые прикреплены к трем осям, расположенным под прямым углом друг к другу, и генерируют магнитные поля соответственно в осевых направлениях;

второй узел катушек индуктивности, расположенный таким образом, чтобы генерировать градиентное магнитное поле в любом направлении относительно магнитного поля, генерируемого первым узлом катушек индуктивности;

блок для приведения в движение катушек индуктивности, предназначенный для приведения в движение второго узла катушек индуктивности для регулировки ориентации градиентного магнитного поля;

блок управления, содержащий приемную часть, принимающую сигнал изображения, переданный от капсульного эндоскопа, и управляющую часть, регулирующую электрические токи, подаваемые в первый и второй узлы катушек индуктивности, для регулирования генерируемого магнитного поля и управления блоком для приведения в движение катушек индуктивности; и

капсульный эндоскоп, содержащий два постоянных магнита, расположенных под прямым углом друг к другу и создающих намагниченность с вектором намагниченности, расположенным относительно продольного направления корпуса капсульного эндоскопа под углом в диапазоне острых углов (0<δ<90°),

причем капсульный эндоскоп совершает прецессию под действием вращающегося магнитного поля, генерируемого первым узлом катушек индуктивности, и движение по спиральной траектории вдоль трубчатого органа под действием градиентного магнитного поля, генерируемого вторым узлом катушек индуктивности, действующих совместно с указанной намагниченностью.

2. Система управления по п. 1, в которой блок для приведения в движение катушек индуктивности управляет вторым узлом катушек индуктивности, таким образом вызывая его вращение в трехмерном пространстве посредством независимых двухосных вращений.

3. Система управления по п. 1, в которой каждая катушечная секция первого узла катушек индуктивности содержит катушку Гельмгольца.

4. Система управления по п. 1, в которой второй узел катушек индуктивности содержит катушку Максвелла.

5. Капсульная эндоскопическая система, содержащая систему управления по одному из пп. 1-4, причем капсульная эндоскопическая система содержит модуль камеры для захвата изображения и передачи изображения к наружной стороне.

6. Капсульный эндоскоп для использования в системе управления по пп. 1-4, способный совершать движение по спиральной траектории вдоль внутренней стороны трубчатого органа под действием вращающегося магнитного поля и градиентного магнитного поля, генерируемых с наружной стороны, причем капсульный эндоскоп содержит два постоянных магнита, расположенных под прямым углом друг к другу и создающих намагниченность с вектором намагниченности, расположенным под углом относительно продольного направления корпуса эндоскопа в диапазоне острых углов (0<δ<90°), и способен захватывать изображение и передавать изображение к наружной стороне.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицинской технике, к области анестезии, а именно к ларингеальным маскам. Устройство содержит жесткую трубку, по существу, выполненную в форме буквы "J", имеющую продольное отверстие по всей своей длине, гибкую трубку, также выполненную в форме буквы "J", предназначенную для размещения в продольном отверстии жесткой трубки и отделяемую от нее.
Изобретение относится к медицине, хирургии. При эндохирургическом лечении пищевода Барретта вводят эндоскоп, осматривают слизистую пищевода и кардиоэзофагеального перехода.

Группа изобретений относится к медицине. Инструмент для витрэктомии оснащен осветителем, содержит: зонд и узел освещения зонда, проходящий вдоль и вокруг зонда и имеющий регулируемую позицию вдоль длины зонда.

Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии и может быть использовано для прогнозирования течения острого панкреатита Проводят лапароскопию в первые 72 часа от начала заболевания.

Изобретение относится к санитарной обработке медицинских устройств многоразового использования. Аппарат для холодной санитарной обработки медицинских устройств, содержащих один или более внутренних каналов, включает: камеру (2) санитарной обработки; средства (3) для подачи одной или более жидкостей для санитарной обработки, содержащие множество гидравлических контуров (4, 4', 4ʺ), каждый из которых содержит отбирающий трубопровод (5, 5', 5ʺ), выполненный с возможностью соединения с соответствующим резервуаром (S, S', Sʺ) с жидкостью для санитарной обработки, и множество подающих трубопроводов (6, 6', 6ʺ, …), содержащих соответствующий выход (14, 14', 14ʺ) в камеру (2) санитарной обработки для введения жидкостей под давлением в указанную камеру; средства (7) для обеспечения гидравлической связи подающих трубопроводов (6, 6', 6ʺ, …) с соответствующими внутренними каналами устройства, размещенного в камере (2).

Группа изобретений относится к медицине. Эндоскоп содержит корпус, волоконный светопровод, периферическую линзовую систему, датчик расстояния, исполнительный элемент, контроллер.

Группа изобретений включает устройство для поддержания узкого просвета в организме, устройство для диагностики узкого просвета в органе с трубчатой анатомической структурой в организме, устройство для диагностики фаллопиевых труб, способ поддержания узкого просвета в организме (варианты), способ поддержания фаллопиевых труб узкого просвета, относятся к области медицины и предназначены для диагностической визуализации или обработки терапевтическими средствами для эффективной поддержки узкого просвета в организме.
Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии, и может быть использовано для эндомикроскопической диагностики раннего центрального рака легкого. Способ включает проведение через инструментальный канал бронхоскопа конфокального лазерного эндоскопического датчика для эндомикроскопии в просвет дыхательных путей при длине волны 488 нм.

Изобретение относится к областям медицины. Видеоэндоскоп содержит матричный фотоприемник, объектив матричного фотоприемника, соосный с его светочувствительной поверхностью, осветительное устройство, формирующее на дистальном конце видеоэндоскопа расходящееся световое излучение, по своей центральной оси однонаправленное с оптической осью объектива матричного фотоприемника, и устройство воспроизведения изображения, подключенное к выходу матричного фотоприемника.

Объектив для эндоскопа содержит множество линз, диафрагму и оптический элемент, расположенный вблизи диафрагмы. Фокусное расстояние объектива является переменным в соответствии с перемещением оптического элемента в направлении, отличном от направления оптической оси множества линз.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам контроля формы внутренних деталей. Способ контроля формы внутренних деталей, включающий в себя этапы доставки внутрь контролируемого оборудования эндоскопа с миниатюрной камерой, выполненного с возможностью измерений, для навигации по траектории которого используется освещение белого света, которое передается по оптическому волокну, после выхода из которого требуемая индикатриса освещенности формируется по меньшей мере одной линзой. Далее осуществляют выравнивание дистального конца эндоскопа ортогонально контролируемой поверхности посредством механической артикуляции. Далее следует этап выключения или приглушения белого света с последующим включением лазера, который посредством оптического волокна, передающего лазерный поток, и конденсатора формирует параллельный пучок лучей, который, проходя через дифракционный оптический элемент, формирует на поверхности объекта контроля изображение с известными размерами, а затем, используя полученное цифровое изображение детали и спроецированное на нее лазерное изображение, производят калибровку с последующим сравнением изображений и в случае выявления несплошностей проводится измерение геометрических параметров детали. Технические результат – повышение эффективности и производительности контроля формы внутренних деталей. 1 ил.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам измерения формы с использованием распределенного измерения температуры оптическим волокном для медицинских устройств. Система измерения температуры с оптическим волокном содержит медицинское устройство, имеющее по меньшей мере одно оптическое волокно, выполненное с возможностью распределенного измерения растяжения, вызванного температурой, и измерения формы устройства, и модуль интерпретации, выполненный с возможностью приема оптических сигналов по меньшей мере от одного оптического волокна внутри тела и интерпретации оптических сигналов для определения по меньшей мере одного температурного градиента устройства, причем модуль интерпретации выдает по меньшей мере один определенный температурный градиент устройства. Рабочая станция для измерения температуры содержит медицинское устройство, включающее в себя измерительное устройство, имеющее по меньшей мере одно оптическое волокно, процессор, память, имеющую сохраненный в ней модуль интерпретации, выполненный с возможностью приема оптических сигналов от по меньшей мере одного оптического волокна в объекте интерпретации оптических сигналов, и дисплей, выполненный с возможностью отображения информации о температуре и/или температурном градиенте, относящейся к объекту. Способ определения точки температурного перехода содержит этапы, на которых собирают данные о растяжении от устройства измерения растяжения оптического волокна, включенного в медицинское устройство, причем устройство измерения растяжения оптического волокна расположено по меньшей мере в двух различных температурных областях, определяют по меньшей мере один температурный градиент по меньшей мере по двум упомянутым различным температурным областям из данных о растяжении, определяют геометрическое растяжение устройства измерения растяжения оптического волокна, определяют точку температурного перехода между по меньшей мере двумя различными температурными областями на основании данных о растяжении и располагают точку перехода по отношению к медицинскому устройству для нахождения определенного эталонного местоположения. Использование изобретений позволяет расширить арсенал средств измерения формы. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к медицине, онкологии, комбинированной эндоскопической диагностике рентгенонегативных синхронных центральных раков легкого с помощью видеобронхоскопии в узкоспектральном режиме - сине-зеленой части спектра и в аутофлюоресцентном режиме. Для этого при выявлении с помощью аутофлюоресценции патологических участков, включая и минимальные очаги слизистой оболочки бронхиального дерева, за злокачественную трансформацию принимают участки с выраженным сиреневым свечением на фоне зеленого свечения нормальной окружающей слизистой оболочки. В обнаруженных таким образом патологических участках при исследовании в узкоспектральном режиме оценивают сосудистый рисунок. Если патологический участок имеет неструктурный сосудистый рисунок, представленный замкнутым петлистым рисунком из утолщенных деформированных сосудов, либо характеризуется наличием извитых, коротких, «обрубленных» сосудов, диагностируют рентгенонегативный синхронный центральный рак легких. Способ обеспечивает увеличение частоты раннего выявления рентгенонегативных синхронных центральных раков легкого. 2 пр.

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для выполнения прицельной биопсии внутренних органов, мягких тканей, костей и различных опухолей под контролем магнитно-резонансной томографии с целью диагностики различных заболеваний. Устройство для стереотаксического наведения биопсийной иглы под контролем МРТ содержит опору, каретку, цилиндрический стержень и биопсийную иглу. Отличается тем, что опора выполнена в виде рамки, совместимой с верхней рамкой, имеющей миллиметровую шкалу и паз с наклонными стенками для соединения с кареткой и обеспечения ее поперечного перемещения, при этом для фиксации положения каретки введены планка с угловой шкалой и винты-фиксаторы каретки, между кареткой и планкой размещен держатель цилиндрического стержня, при этом каретка и держатель имеют винты-фиксаторы положения цилиндрического стержня, а планка с угловой шкалой имеет винт-фиксатор его угла поворота, кроме того, планка с угловой шкалой, держатель и каретка имеют отверстия для их размещения на цилиндрическом стрежне, имеющем миллиметровую шкалу, в начале отсчета которой установлен концевик, имеющий колбу для контраста, канал для иглы и винт фиксации его положения. Устройство позволяет выполнять точную навигацию и забор диагностического материала в любой области тела, обеспечивает надежную фиксацию с радиочастотной катушкой, что позволяет достаточно точно на MP томограммах контролировать положение колбы для контраста и иглы при выполнении биопсии. 2 ил.
Изобретение относится к медицине, хирургии. При условии полного выполнения коралловидным камнем лоханки и чашечки почки, при отсутствии дилатации полостных элементов создают доступ выполнением пункции «на камень». Под сочетанным ультразвуковым и рентген-телевизионным контролем в условиях интимно прилежащей слизистой к конкременту расширение пункционного хода выполняют с помощью бужей диаметром не более 11 Шр. Проводят ригидный эндоскоп диаметром не более 11 Шр по одной из установленных струн до визуализации и корректировки дистального кончика струны-проводника. Осуществляют эндоскопическую ревизию дистальной части пункционного хода, дном которого является конкремент. Проводят конец струны-проводника между камнем и слизистой чашечки. Выполняют аналогичные манипуляции со второй струной. При отсутствии возможности провести конец струны-проводника выполняют литотрипсию прилегающей к эндоскопу части камня. Дополнительно бужируют пункционный ход до необходимого диаметра, устанавливают тубус мининефроскопа или Амплац-трубку нескошенным концом вперед. Способ обеспечивает доступ в полостную систему почки с установкой струн-проводников под эндоскопическим контролем, эффективно дополняется литотрипсией, минимизирует травму паренхимы снижает риск кровотечения, позволяет выполнить последующую дилатацию и установку трубки для полного удаления камня. 1 пр.

Группа изобретений относится к области медицины, а именно к диагностике. Для выделения структур высокого риска в виртуальной визуализации во время интервенционной процедуры в полости тела выполняют КТ сканирование полости тела, сегментируют просвет тела и структуру высокого риска. Определяют относительные расстояния между полостью тела и структурой высокого риска. Создают виртуальную визуализацию внутреннего пространства исследуемой полости тела, маркируют области стенки просвета в разные цвета в зависимости от относительного расстояния. Группа изобретений позволяет определить безопасный доступ к структуре высокого риска при проведении интервенционной процедуры за счет использования моделирующей программы. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретения относятся к медицине. Способ калибровки интервенционного медицинского инструмента осуществляют с помощью системы калибровки интервенционного медицинского инструмента. Система содержит связанное с процессором запоминающее устройство и модуль оптических измерений для приема сигнала оптической обратной связи из системы измерения формы, связанной с корпусом медицинского инструмента, чтобы предоставлять возможность определения формы корпуса. Система измерения формы имеет множество оптических волокон. При этом обеспечивают медицинский инструмент для оптического измерения формы. Инструмент содержит корпус, связанную с корпусом систему измерения формы и связанный с корпусом элемент памяти для хранения данных, характерных для конкретного устройства и относящихся к специфичной для волокна калибровке корпуса, включающих калибровочные картины рассеивания для каждого волокна. Данные доступны для считывания из элемента памяти по подсоединяемому к корпусу кабелю. Получают из элемента памяти данные, содержащие калибровочные данные или справочные данные, указывающие на калибровочные данные. Калибруют корпус инструмента с использованием данных, относящихся к калибровке корпуса. Достигается калибровка с использованием калибровочных картин рассеивания для каждого волокна из множества оптических волокон. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к медицине, преимущественно к кардиологии. Выполняют пункцию правой лучевой артерии в типичном месте. Устанавливают интродьюссер. Выполняют коронарографию из трансрадиального доступа. Билатеральный коронарный катетер подтягивают до дуги аорты и поворачивают таким образом, чтобы кончик смотрел в сторону нисходящей аорты, затем продвигают вперед до того момента, пока катетер не приобретет форму кончика типа JL. Затем кончик катетера направляют в сторону устья исследуемой артерии, при этом ангиограф работает в режиме съемки периферических артерий. Выполняют поочередную катетеризацию левой подключичной артерии, левой общей сонной артерии, брахиоцефального ствола с введением контрастного препарата и получением ангиограмм соответствующих сосудистых бассейнов. Причем ангиографию выполняют на задержке дыхания и при отсутствии движений пациента, а контрастирование каждой артерии выполняют по меньшей мере в двух проекциях, затем катетер извлекают. Способ позволяет избежать лишней травматизации тканей; обеспечивает повышение информативности и полноты обследования при таком системном заболевании, как атеросклероз; обеспечивает уменьшение рисков, связанных с лучевой нагрузкой (сокращение времени и дозы рентгеноскопии); позволяет снизить количество вводимого контрастного препарата пациенту по сравнению с выполнением раздельных методов диагностики; уменьшает риски, связанные с началом интенсивных лечебных мероприятий, создает более полную картину для определения тактики лечения пациента; позволяет сократить затраты на диагностические обследования. 4 з.п. ф-лы, 3 пр.

Изобретение относится к медицине, ургентной хирургии и касается возможности остановки желудочно-кишечного кровотечения через эндоскоп. Производят нанесение на кровоточащий дефект биологически активного дренирующего (БАД) сорбента и активированной обогащенной тромбоцитами аутоплазмы больного. При этом в качестве БАД сорбента используют аниловин. Причем сначала с помощью пневмоинсуффлятора на кровоточащий дефект наносят порошкообразный аниловин в количестве 0,3-0,5 г с расстояния 1,5-2 см от дефекта. Затем на дефект, покрытий гранулированным БАД сорбентом, через эндоскопический катетер с помощью шприца наносят активированную обогащенную тромбоцитами аутоплазму больного в количестве 0,7-1,0 мл с расстояния 1,0-1,5 см от дефекта. Для получения плазмы, обогащенной тромбоцитами, кровь разделяют на три фракции путем центрифугирования со скоростью 1800 оборотов в мин в течение 8 мин и выбирают среднюю фракцию. Активацию обогащенной тромбоцитами плазмы производят перед ее нанесением на дефект путем добавления к ней раствора, содержащего 10 мл 10% раствора хлорида кальция и 500 ЕД тромбина. Способ обеспечивает усиление и повышение надежности гемостаза, снижение риска рецидива кровотечения, с сокращением сроков лечения дефектов желудка и двенадцатиперстной кишки, уменьшение числа экстренных операций на высоте кровотечения. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 пр.

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для автономного эндоскопического зондирования желудочно-кишечного тракта, а именно к магнитоуправляемым эндоскопическим видеокапсулам. Магнитоуправляемый каркас для эндоскопической видеокапсулы включает корпус, выполненный с по меньшей мере одним окном из оптически прозрачного материала, и магнитную систему в виде постоянных магнитных элементов, размещенных по крайней мере на части внутренней поверхности корпуса и установленных с образованием минимального зазора коаксиально эндоскопической видеокапсуле. Использование изобретения позволяет уменьшить травматичность и облегчить процесс проводимых исследований. 16 з.п. ф-лы, 6 ил.

Группа изобретений относится к медицине. Система управления капсульным эндоскопом содержит: первый узел катушек индуктивности, имеющий катушечные секции, которые прикреплены к трем осям, расположенным под прямым углом друг к другу, и генерируют магнитные поля соответственно в осевых направлениях; второй узел катушек индуктивности, расположенный таким образом, чтобы генерировать градиентное магнитное поле в любом направлении относительно магнитного поля, генерируемого первым узлом катушек индуктивности; блок для приведения в движение катушек индуктивности, предназначенный для приведения в движение второго узла катушек индуктивности для регулировки ориентации градиентного магнитного поля; блок управления, содержащий приемную часть, принимающую сигнал изображения, переданный от капсульного эндоскопа, и управляющую часть, регулирующую электрические токи, подаваемые в первый и второй узлы катушек индуктивности, для регулирования генерируемого магнитного поля и управления блоком для приведения в движение катушек индуктивности; и капсульный эндоскоп, содержащий два постоянных магнита, расположенных под прямым углом друг к другу и создающих намагниченность с вектором намагниченности, расположенным относительно продольного направления корпуса капсульного эндоскопа под углом в диапазоне острых углов. Причем капсульный эндоскоп совершает прецессию под действием вращающегося магнитного поля, генерируемого первым узлом катушек индуктивности, и движение по спиральной траектории вдоль трубчатого органа под действием градиентного магнитного поля, генерируемого вторым узлом катушек индуктивности, действующих совместно с указанной намагниченностью. Капсульная эндоскопическая система содержит систему и модуль камеры для захвата изображения и передачи изображения к наружной стороне. Капсульный эндоскоп способен совершать движение по спиральной траектории вдоль внутренней стороны трубчатого органа под действием вращающегося магнитного поля и градиентного магнитного поля, генерируемых с наружной стороны. Применение данной группы изобретений позволит повысить точность диагностики состояния стенки трубчатого органа. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

Наверх