用于检测人体组织中的磁性物体的探测系统技术方案

本发明专利技术的主题是用于检测人体组织中的磁性体的探测器系统，该探测器系统具有至少两个传感器组件，其中每个传感器组件具有一个、两个或三个各向异性的磁阻传感器，所述磁阻传感器的弱磁化的轴线沿成对不同的方向指向，并且每个传感器组件与一个或多个其余的传感器组件具有0.5至50cm的距离，并且至少两个传感器组件以0至45°的角度相对于彼此倾斜，并且此外涉及一种用于检测由在人体组织中的磁性体产生的磁通的方法，以及涉及按照本发明专利技术的探测器系统用于检测吞咽的磁性体及其在消化系统中的分解的应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检测人体组织中的磁性物体的探测系统
本专利技术涉及一种传感器组件的技术实施方式，所述传感器组件可以对磁性的或磁化的口服剂型在口服之后进行探测并且通过口服剂型的磁场的减少或消失来跟踪所述口服剂型的溶解。
技术介绍
用于测量磁通的技术已早为人知。存在如下传感器，其可以在相对小的空间以高灵敏度测量磁通密度的矢量，例如基于各向异性的磁阻效应(简称AMR效应)的工作原理的传感器。在AMR效应中，在一定材料中欧姆阻抗取决于电流和磁化矢量之间的角度。该效应在坡莫合金(即包括81％的Ni和19％的Fe的合金)的薄层中可被特别良好地观察到。在商业流通的传感器中，四个单阻抗连接成惠斯登电桥。利用所谓的巴柏杆结构强迫在磁化矢量和流过相应阻抗的电流之间的角度成45°。磁化矢量在缺少外磁场的情况下沿阻抗的纵轴线(所谓的弱磁化的轴线)的方向定向。如果施加外磁场，则磁化矢量相对于该轴线旋转一角度。由此电流和磁化矢量之间的角度改变，这再次与欧姆阻抗的改变相关联。专利申请WO2011/026808A1公开了一种基于计算机检测口服剂型的磁通的评估系统，所述口服剂型配有磁化相。所述剂型的不同的相可以这样实施，使得这些相在口服之后在不同的时间在人体消化系统中溶解。该评估系统借助固定在皮氏培养皿上的霍尔传感器非连续地测量由磁性相叠加造成的磁场。在以直至皮肤表面5-20cm的距离检测人体磁场的前提下，该系统借助所造成的磁场产生标志，利用对所述标志的检测识别吸收和溶解的时刻，但也识别剂型的特征结构。然而，没有说明当人连同评估系统运动时怎样可以获得这样的信号，并且也没有说明当不是来自剂型的干扰磁场被一起测量时怎样可以识别可用信号。在美国生理学会(AmericanPhysiologicalSociety)的2008年12月8日的标题为“每个慢波脉冲都与人的胃的肌动活动相关联(Everyslow-waveimpulseisassociatedwithmotoractivityofthehumanstomach)”的文章中，MichaelHocke、Ulrike等描述了一种检测人的胃中的小型磁性标记物的运动的系统。当病人必须安静地躺卧期间，包括九个磁场传感器的静止的系统被置于适当位置。一旦既不存在干扰磁场也不存在所谓的不能明确配置给标记物的“人为现象”时，则可以进行测量。
技术实现思路
因此本专利技术的任务是，借助一种系统检测磁场的小幅改变，所述磁场在日常生活中通过施加磁性体而引起。另一个任务在于，提供一种用于获得测量信号及其评估的方法，利用所述方法在日常生活中探测在人体组织中施予的磁性体。在本专利技术的范围中，虽然环境干扰磁场假定为均一的，但在时间上并非恒定的。这是因为传感器组件和磁性体可以在环境磁场中运动。另外，磁性体相对于传感器组件运动(吞咽、在胃中的位置变化)并且以预定的时间相关性因分解而改变其磁性特性。此外存在大量改变环境磁场的物体，例如车辆、金属家具、载流导线和更多类似物。环境场(例如地磁场)的磁通密度典型地为35μT。在本专利技术的范围中，假定在至少1cm的距离处借助特斯拉计对磁通密度进行测量。磁性体(例如挤压成圆柱体的、尺寸为几毫米的磁铁矿)沿在本专利技术的范围中关注的几厘米至0.5米的长度尺度产生几百nT的磁通。因此干扰通量的补偿或其在测量信号中的识别对于探测器系统的可用性是关键的。该任务的解决方案出人意外地通过包括至少两个传感器组件的探测器系统实现，其中每个传感器组件具有一个、两个或三个各向异性的磁阻传感器。磁阻传感器的弱磁化轴线沿成对不同的方向指向，并且每个传感器组件与一个或多个其余的传感器组件具有0.5至50cm的距离。至少两个传感器组件以0至45°的角度相对于彼此倾斜。因此，本专利技术的主题是用于检测人体组织中的磁性体的探测器系统，其具有至少两个传感器组件，其中，每个传感器组件具有一个、两个或三个各向异性的磁阻传感器，所述磁阻传感器的弱磁化轴线沿成对不同的方向指向，并且每个传感器组件与一个或多个其余的传感器组件具有0.5至50cm的距离，并且至少两个传感器组件以0至45°的角度相对于彼此倾斜。术语“各向异性的磁阻传感器”在本专利技术的范围中简称为“AMR传感器”。接着进一步解释本专利技术。所述传感器组件可以集成在带中、在衣服中、在一个或多个装饰品中、在臂带中、例如在手表中，或借助吸盘或紧固辅助装置直接固定或携带在身上。优选地，按照本专利技术的探测器系统可以借助带而随身携带，这是因为可以集成有传感器组件的带被设置用于由人穿上，该带无需第三人或借助第三人施加到该人上。该带可以例如是只最小地限制其携带者日常运动的腰带。所述带可以有利地是组合式胸带和肩带。该组合式胸带和肩带可以特别有利地是由登山运动已知的带系统。该组合式胸带和肩带具有如下优点，即不限制携带的人的日常运动并且将传感器组件以高精确性相对于食管和胃肠道定位。所述带系统附加地具有如下特别的优点，即，特别准确地分别以确定的距离保持按照本专利技术的探测器系统的传感器组件并且以确定的角度保持所述传感器组件的弱磁化轴线。所述带允许其携带者在日常作业中、尤其是在工作和空闲活动中的完全的可运动性。按照本专利技术的探测器系统也可以携带在身体附近或人身体上的任意物品上，例如安装在轮椅、助步车、摇篮、躺椅或拐杖上，或集成在手表、臂带、链或装饰品中。如果按照本专利技术的探测器系统的传感器组件仅具有一个AMR传感器，则所述传感器组件在本专利技术的范围中也称为“单通道”，在三个AMR传感器的情况下对应地称为“三通道”。如果一个传感器组件具有例如三个AMR传感器，所述AMR传感器的可弱磁化的轴线如笛卡尔坐标系的x、y和z坐标轴那样设置，则该传感器组件的矢量的分量是沿x、y或z方向的测量信号、即信号Sx、Sy和Sz。这些信号是沿坐标轴方向的磁通密度的测度。传感器组件的弱磁化轴线在假想的点、即相应的传感器组件的原点相交。在这些原点之间的距离或在三个传感器组件的情况下在这些原点之间的成对距离在本专利技术的范围中是传感器组件之间的距离或成对距离。第二传感器组件的弱磁化轴线分别平行于坐标轴x、y和z或与其成角度。在本专利技术的范围中，该角度如下确定：每个传感器组件的弱磁化轴线分别处于立体角的假想的锥体面上。在本专利技术的范围中，按照本专利技术的探测器系统的两个传感器组件相对于彼此倾斜的角度是在各传感器组件的锥体的中心轴线之间的角度。如果探测器系统携带在带、臂带、或身体附近的物体中，则在带可被调节的精确性的范围中，所述角度处于由传感器组件的原点和从食管到胃中的进入点确定的平面中。当所述物体是由登山运动已知的带系统时，实现特别高的精确性。如果按照本专利技术的探测器系统具有两个传感器组件，则对方向和信号连续编号。因而沿方向x1、y1、z1或x2、y2、z2获得信号Sx1、Sy1和Sz1或Sx2、Sy2和Sz2，由这些信号形成矢量S1和S2：S1＝(Sx1，Sy1，Sz1)和S2＝(Sx2，Sy2，Sz2)如果例如按照本专利技术的探测器系统的第一传感器组件具有仅一个AMR传感器、即沿方向x1的AMR传感器，则矢量S1简化成S1＝(Sx1，0，0)。按照本专利技术的探测器系统具有如下优点，即，在每种情况下都准确地测量这些矢量分量并且使这些矢量分量可被评估，使得在传感器组件因携带者而运动时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测人体组织中的磁性体的探测器系统，该探测器系统具有至少两个传感器组件，其中，每个传感器组件具有一个、两个或三个各向异性的磁阻传感器，所述磁阻传感器的弱磁化的轴线沿成对不同的方向指向，并且每个传感器组件与一个或多个其余的传感器组件具有0.5至50cm的距离，并且至少两个传感器组件以0至45°的角度相对于彼此倾斜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.21 DE 102011089334.21.一种用于检测人体组织中的磁性体的探测器系统，该探测器系统具有三个传感器组件，其中，每个传感器组件具有一个、两个或三个各向异性的磁阻传感器，所述磁阻传感器的弱磁化的轴线沿成对不同的方向指向，并且每个传感器组件与一个或多个其余的传感器组件具有2至6cm的距离，并且至少两个传感器组件以0至45°的角度相对于彼此倾斜，并且各个传感器组件携带在身体附近或人身体上的任意物品上，其中，在食管附近的传感器组件具有一个磁阻传感器，两个另外的传感器组件具有三个磁阻传感器。2.按照权利要求1所述的探测器系统，其中，各个传感器组件集成在衣服中、在装饰品中、在臂带中或借助于吸...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·哈特维希，P·尼伯特，S·云京格，HJ·施蒂勒，N·温德哈伯，G·盖佩尔，
申请(专利权)人：赢创罗姆有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE