本發明通常涉及一種體內系統，更特別地涉及一種配備成自校準的可佩戴式傳感器帶，以及涉及一種通過使用傳感器帶在受試者中(例如在受試者的胃腸道中)定位體內裝置的方法。
背景技術：
：體內測量系統在本領域是已知的。被吞咽并穿過胃腸(GI)系統的一些自主的膠囊狀體內裝置可包括用于對GI系統的內部進行成像(例如，捕獲圖像或拍攝照片)的成像傳感器或成像器。體內裝置可包括一個或多個成像器和/或一個或多個其他類型的傳感器(例如，pH傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器等)和/或各種類型的工具(例如，微機電系統或“MEMS”)，例如以便在體內執行外科手術和/或例如從容納在體內裝置中的容器在GI系統中施用藥物。在操作中(例如，在吞咽之后)，體內裝置可與外部接收器無線地交換數據。例如，體內裝置可將數據(例如，感覺數據；例如，關于所捕獲的圖像的圖像數據)無線地發送到外部接收器，并且外部接收器可將指令無線地發送回到體內裝置，例如，可根據從體內裝置發送的數據的指令。例如，體內裝置可向接收器發送圖像幀，并且接收器可向體內裝置發送指令，例如，基于捕獲的圖像改變圖像幀捕獲率。(圖像幀是可包括圖像數據(和/或其他感覺數據)、元數據、同步數據等的數據塊/組)在許多情況下，重要的是，將捕獲的圖像或傳感器的測量與胃腸道中獲取圖像(或測量)或感測生理參數(例如pH、壓力等)的位置相關聯，以適當地解釋圖像或測量。例如，比如說pH值等于6.3，如果其是在胃腸道的一個部分中測得的則可被視為正常，而如果其是在胃腸道的另一個部分中測得的則可能被視為異常。基于磁的定位系統能夠在胃腸道中定位體內裝置。通常，磁定位系統處于受試者的外部，是靜止的和穩健的。基于磁的定位系統通常包括一個或多個磁場源來產生磁場，以便在尋求定位的體內裝置中/通過尋求定位的體內裝置感測它們。由于常規定位系統是靜止的，所以吞咽該體內裝置的受試者的運動自由非常有限。技術實現要素：使用磁定位系統來定位胃腸道中的體內裝置通常是有益的，而具有可佩戴式的并且還能精確定位體內裝置的磁定位系統也是有益的。用于定位體內裝置的可佩戴式傳感器帶可包括電路，該電路包括用于產生磁場的N(N為整數)個磁線圈，例如通過一次使用一個磁線圈，以及用于感測磁場的M(M為整數)個磁場傳感器。可佩戴式傳感器帶的電路可包括磁線圈切換模塊以使諸如原位或遠程控制器能夠選擇性地激活(通過磁線圈產生磁場)磁線圈(“線圈”)，和磁場傳感器切換模塊，以例如能夠使得控制器選擇用于感測磁場的傳感器。磁線圈和磁場傳感器可等距地或以其它方式分布在傳感器帶中或傳感器帶上，例如沿著傳感器帶的長度分布。N個磁線圈可散布在M個磁場傳感器之間或之中。磁線圈切換模塊可經由第一總線(“第一線圈總線”)連接到N個磁線圈，并且經由第二總線(“第二線圈總線”)連接到外部系統(其可以是或可包括數據記錄器)。磁傳感器切換模塊可經由第一總線(“第一傳感器總線”)連接到M個磁場傳感器，并且經由第二總線(“第二傳感器總線”)連接到外部系統。附圖說明在附圖中示出了各種示例性實施例，這些示例不是限制性的。應當理解，為了簡單和清楚的說明，以下所參照的附圖中所示的元件不一定按比例繪制。此外，在合適的情況下，附圖標記可在附圖之間重復以指示類似、對應或相似的元件。在附圖中：圖1示出了根據本發明的示例性實施例的體內裝置定位系統的框圖；圖2示出了根據本發明的示例性實施例的傳感器帶；圖3A至圖3C示出了圖2的傳感器帶的比較形狀；圖4示出了根據本發明的示例性實施例的用于定位體內裝置的方法；圖5示出了根據本發明另一示例性實施例的用于定位體內裝置的方法；圖6示出了根據本發明另一示例性實施例的用于定位體內裝置的方法；以及圖7示出了根據本發明的示例性實施例的時序圖。具體實施方式以下的描述提供了示例性實施例的各種細節。然而，該描述并不旨在限制權利要求的范圍，而是解釋本發明的各種原理和實踐本發明的方式。除非明確說明，本文所述的方法實施例不限于步驟、操作或過程的特定順序或序列。另外，所描述的一些方法實施例、其步驟或元素可同時或同步發生或執行。圖1示出了根據本發明的示例性實施例的體內系統100的框圖；體內系統100可包括體內裝置110，數據記錄器120以及傳感器帶、衣服或背心130。體內裝置110可包括用于在受試者體內諸如胃腸道內部拍攝圖像的成像器112(和/或用于感測胃腸道的參數的附加或其他傳感器)，用于通過使用射頻(“RF”)收發器116向數據記錄器120傳送圖像(和/或其他感測數據)的控制器114，以及用于感測在定位過程期間例如由傳感器帶130產生的磁場的感測單元118。感測單元118可包括用于感測在三個諸如正交的軸中的磁場的三維(3-D)磁傳感器(例如，3-D磁力計)。數據記錄器120可包括RF收發器126和控制器124，該RF收發器126用于與RF收發器116交換數據(例如從RF收發器116接收數據并且可選地向其發送數據)，該控制器124用于管理從體內裝置110接收(102)的數據和選擇性地管理必須被發送(104)到體內裝置110的數據或控制消息(例如，指令)，例如為了改變體內裝置110的操作模式。RF收發器116可經由上行鏈路通信信道102向數據記錄器120發送各種類型的數據(例如，傳感數據；例如，圖像數據、定位數據等)，并經由下行鏈路信道104接收來自數據記錄器120的各種類型的數據/信息、消息和/或指令。控制器124可以是處理器或控制器，例如中央處理單元處理器(CPU)、芯片或任何合適的運算或計算裝置。控制器124可被配置為通過例如執行軟件或代碼來執行根據本發明的方法的全部或部分。數據記錄器120可包括RF天線(其在圖1中未示出)，以便于與體內裝置110的RF收發器116通信。另外，這樣的天線可嵌入或包括在傳感器帶、衣服或背心130中，如132所示。數據記錄器120還可包括便于N個磁線圈受控(例如，及時、選擇性)激活的線圈切換模塊(“CSM”)140，和便于M個磁線圈受控(例如，及時、選擇性)讀取的傳感器切換模塊(“SSM”)150。控制器124可通過/經由線圈控制總線142連接到CSM140，經由線圈控制總線142，控制器124可向CSM140發送控制數據，例如選擇或確定將被激活的線圈。控制器124還可通過/經由線圈信號總線144連接到CSM140，經由線圈信號總線144，控制器124可向所選擇的線圈發送電流從而產生磁場。由N個線圈中的任何一個產生的磁場可由M個(磁)傳感器中的一個或多個感測。控制器124可通過/經由線圈控制總線152連接到SSM150，經由線圈控制總線152，控制器124可將控制數據發送到SSM150，例如選擇用于(測量)讀取的傳感器輸出(以及讀取、處理和解釋所選擇的傳感器輸出)。控制器124還可通過/經由傳感器數據總線154連接到SSM150，經由傳感器數據總線154，控制器124可接收由M個傳感器中的任何傳感器或所選擇的傳感器感測的表示磁場的數據。N個磁線圈可散布在M個磁場傳感器之間，例如分布在M個磁場傳感器中，例如使得對于一些線圈，其靠近傳感器而不是全部聚集在一起。可佩戴式帶130可包括用于產生磁場的N個線圈(160)，例如，通過由控制器124選擇性地激活線圈(例如，激活單個或線圈集)來產生磁場。通過使用CSM140，控制器124可通過一次使用線圈160中的一個或任意數量(例如一次2個線圈)，或者首先一次使用一個線圈，然后一次使用更多數量的線圈等來產生磁場。可佩戴式帶130還可包括用于感測(162)由磁線圈160中的任何一個產生的磁場的M個磁傳感器(170)。對應于或表示例如感測的磁場的大小(和可選地，方向)的一個或多個測量值可例如由控制器124，例如，通過使用或經由SSM150讀取。可佩戴式帶、衣服或背心130可以可選地包括類似于CSM140的CSM180，控制器124可經由CSM180選擇或確定用于激活的磁線圈。可佩戴式帶130可以可選地包括類似于SSM150的SSM190，控制器124可經由SSM190選擇用于讀取所感測的磁場的傳感器。系統100可僅包括CSM140和SSM150，或者僅包括CSM180和SSM190，或CSM140和SSM150以及CSM180和SSM190，或CSM140和SSM150以及CSM180和SSM190中的任一個，或CSM180和SSM190以及CSM140和SSM150中的任一個。數據記錄器120可經由通信信道122與可佩戴式帶130通信，通過控制數據/信號控制器124可選擇和激活磁線圈160以便產生磁場，并且通過控制數據/信號控制器124還可選擇傳感器(170)并讀取傳感器輸出以測量由一個或多個傳感器170感測的磁場。磁線圈160可在兩種操作模式中使用：(1)定位，及(2)傳感器帶校準。在第一操作模式(定位模式)中，線圈160可被激活(例如，通過控制器124或通過嵌入或包括在帶130中的控制器)以產生可在體內裝置110中/通過體內裝置110感測的磁場，例如通過感測單元118。(感測單元118可包括一個或多個3-D磁力計。簡而言之，磁力計是被設計用來測量空間中的點的磁場的強度和方向的裝置。)通過嵌入或包括在可佩戴式帶中的磁場源產生磁場，并且通過同樣嵌入或包括在傳感器帶中的傳感器線圈感測這些磁場的信號促進或能夠(例如，通過使用三角測量)確定空間位置，例如，胃腸道中的體內裝置110的位置。(被尋找位置的體內裝置可在可佩戴式帶的平面中或在不同的平面中，并且使用具有能夠確定體內裝置和(所選擇的)磁線圈之間的距離的之前已知的特性的磁場。嵌入或包括在傳感器帶130中的控制器可選擇性地激活嵌入或包括在帶中的磁線圈以產生磁場，并且其可選擇性地使用同樣嵌入或包括在帶中的磁場傳感器來感測磁場。在產生和感測磁場時，即，在執行帶校準過程時，嵌入或包括在傳感器帶130中的控制器可代替控制器124。在產生和感測磁場時，嵌入或包括在傳感器帶130中的控制器可與控制器124協作。定位或確定裝置(例如，體內裝置110)的位置需要定義坐標系的參考系。可佩戴式帶或帶上的傳感器可用作測量體內裝置110的位置的參考系。然而，帶的尺寸和形狀(例如，圓形、環形、蛋形、橢圓形等)可根據(適合)佩戴其的受試者的身體形狀或身體質量指數(“BMI”)而改變。也就是，一些受試者瘦，一些胖，而且許多受試者處于這兩個極端之間。帶的形狀也可由于受試者的運動(例如，在受試者行走或改變姿勢時)而改變。假設磁線圈160和磁傳感器170以某種方式安裝在可佩戴式帶130中/上，例如N個線圈(160)和M個傳感器(170)可在帶上以等距離間隔開(在帶與其對齊時，或形成直線時)，在佩戴時，帶可根據例如受試者身體尺寸和/或形狀改變磁線圈160的線圈和磁傳感器170的傳感器之間(以及磁線圈之間和/或磁傳感器之間)的距離。這可改變定位過程的精度，這需要動態校準帶的磁線圈和帶的磁傳感器之間的距離，因此需要第二操作模式(帶校準)。如本文所使用的術語“帶校準”是指一種過程，通過該過程，被佩戴的帶的尺寸和形狀(例如，圓形、環形、蛋形、橢圓形等)和/或傳感器的位置和/或帶上的線圈基于帶的磁線圈產生的磁場和帶的磁場傳感器感測來確定。雖然磁線圈160可用于定位和校準過程，但磁場傳感器170可僅用于或主要用于帶校準。帶校準過程結合(例如)下面描述的圖2更全面地描述。圖2示出了根據示例性實施例的可佩戴式傳感器帶200系統。傳感器帶系統200可包括帶210，用于產生磁場的N個帶上的磁線圈(其被指定為線圈C1(C1示為220)、C2、...、Cn(Cn示為250))，以及用于感測磁場的M個帶上的磁場傳感器(其被指定為傳感器S1(S1示為240)、S2、...、Sm(Sm示為230))，例如由N個磁線圈中的任何一個產生的磁場，以及可以是或可包括除磁線圈C1-Cn以外的磁場源產生的干擾磁場的外部磁場。N個磁線圈和M個磁場傳感器可沿傳感器帶的長度等距地分布在傳感器帶200中/上，雖然它們可以以其它方式沿傳感器帶200的長度分布。在一個實施例中，帶或衣服200(以及本文公開的其他帶、衣服或背心)可具有長度和寬度，并且線圈和傳感器可沿長度分布，就這種意義而言，線圈和傳感器可大體上沿對應于帶或衣服的長度的軸線上縱向分布。可按其他方式分布。可佩戴式傳感器帶200系統還可包括帶上的射頻(“RF”)天線，經由其，類似于圖1中的接收器120的接收器可與類似于圖1中的體內裝置110的體內裝置交換數據和/或指示/指令。作為示例，示出了可佩戴式傳感器帶200系統，其包括三個帶上的RF天線，其被指定為RF1(天線RF1示為260)、RF2(示為262)及RF3(示為264)。可使用其他數量的RF天線。可佩戴式傳感器帶200系統還可包括可類似于并如(例如)圖1的CSM180作用的帶上的線圈切換模塊(CSM)270，以及可類似于并如(例如)圖1的SSM190作用的帶上的傳感器切換模塊(SSM)280。CSM270和SSM280可經由電總線290電連接到接收器，接收器可類似于圖1中的接收器/數據記錄器120。磁傳感器S1至Sm中的每一個或從磁傳感器S1-Sm中選擇的磁傳感器可包括一個或多個(例如三個)磁力計或其它類型的磁傳感器。例如，傳感器S1-Sm中的一個或多個傳感器可包括一組磁力計，以感測預定坐標系的每個坐標中的磁場。例如，在笛卡爾坐標系中，傳感器Si(i＝1、2、...、m)的第一磁力計Mx可被配置為感測“X”方向上的磁場，該傳感器的第二磁力計My可被配置為感測'Y'方向上的磁場，傳感器Si的第三磁力計Mz可被配置為感測'Z'方向上的磁場。帶210可被定義并用作X-Y-Z坐標系。由帶210定義的X-Y-Z坐標系可用作用于檢測體內裝置(例如，圖1的體內裝置110)的空間位置的參考系。如圖2所示，帶系統210所在的(扣緊的)平面可定義X-Y平面，Z軸垂直于X-Y平面(帶平面)。笛卡爾坐標系的原點(202)可位于X-Y平面上并與帶210的幾何定義的參考點重合，或與帶210相關聯或者源自帶210。與帶210相關聯或源自帶210的幾何定義的參考點可以是帶210在XY平面上的中心點，并且可以以各種方式定義或確定，例如其可以幾何確定，被定義為帶210的“質心”等。任何磁線圈C1至Cn(或任何磁場傳感器S1至Sm)可用作用于定位體內裝置的坐標系的參考點(例如，原點)。例如，線圈C1可用作參考系或坐標系的參考點或原點，并且可確定每個其他線圈和傳感器相對于線圈C1的位置。為了確定笛卡爾坐標系統的原點的位置，可通過從C1-Cn中選擇的磁線圈一次使用一個線圈以產生磁場，并同時/同步通過傳感器S1-Sm中的傳感器感測由每個磁線圈產生的磁場來磁性地確定(例如，計算)帶、背心或衣服210的幾何特性(例如，幾何形狀Sh和尺寸Sz)。在一個實施例中，計算或確定帶或衣服中或上的線圈和/或傳感器的位置布置，并且由此可確定帶或衣服的幾何結構或形狀。例如控制器(例如，圖1的控制器124)，例如通過使用存儲的磁場圖或預先準備的磁場查閱表，可預先知道由每個電磁線圈產生的磁場的大小和磁梯度的方向。此外，控制器還可預先“知道”每個磁傳感器Si相對于其所安裝在帶上/帶中的帶的一部分/段的取向。也就是，傳感器帶的一部分或段的空間取向可等于相關磁傳感器的空間取向，或以其他方式從相關磁傳感器的空間取向派生而來并因此由其表示。例如，傳感器帶210的一部分或段212的空間取向可等于磁傳感器S4的空間取向，或以其他方式從磁傳感器S4的空間取向派生而來并因此由其表示。因此，可基于所測量的磁場大小來計算磁傳感器Si和產生磁場的磁線圈Ck之間的距離Li-k，并且可基于由控制器選擇的磁傳感器感測的磁場的方向來計算帶210的段的空間取向。作為示例，圖1的控制器124或類似的控制器可首先例如僅激活線圈C1以產生磁特性(例如，大小、方向、梯度等)預先已知的磁場，并且同時僅測量例如從磁傳感器S3、S4和Sm輸出的信號。控制器可基于傳感器S3輸出的信號計算線圈C1和傳感器S3之間的距離L1-3(示為222)；基于傳感器S4輸出的信號計算線圈C1和傳感器S4之間的距離L1-4(示為224)以及基于傳感器Sm輸出的信號計算線圈C1和傳感器Sm之間的距離L1-m(示為226)。然后，例如，控制器可僅激活線圈C4以產生磁場(預先已知其磁特性)并且同時僅測量例如從磁傳感器S1、S2和Sm輸出的信號。控制器可計算：(1)基于傳感器S1輸出的信號(s)，線圈C4和傳感器S1之間的距離L4-1；(2)基于傳感器S2輸出的信號，線圈C4和傳感器S2之間的距離L4-2，以及(3)基于傳感器Sm輸出的信號，線圈C4和傳感器Sm之間的距離L4-m。控制器可選擇任何磁線圈Ci以產生磁場并且同時選擇任何磁傳感器以感測由特定電磁線圈Ci產生的磁場。繼續上述示例，控制器還可基于由線圈C1產生的磁場來計算傳感器S3、S4、Sm的取向，以及基于由線圈C4產生的磁場來計算傳感器S1、S2、Sm的取向。由傳感器S1、S2、S3和Sm(根據上述示例)測量的由線圈C1和C4產生的磁場的大小可使控制器能夠計算帶210的尺寸和形狀(例如曲率)。控制器可使用帶的尺寸和形狀信息作為校準信息，或者將帶210校準為參考系。控制器可確定/計算帶的中心點，并且其可確定帶所確定/計算的中心點是坐標系(例如，笛卡爾坐標系)的原點，相對于該坐標系可以確定體內裝置(例如，體內裝置110)的3-D位置。可使用任何數量的磁線圈和磁場傳感器來確定帶210的幾何形狀和尺寸。示例表-1(下面示出的表格)便于傳感器帶系統200的校準。線圈C1至Cn和傳感器S1至Sm沿傳感器帶210的長度分布。可如上所述獲得表-1中的值V1-1至Vn-m。例如，控制器可例如僅使線圈C1產生已知磁參數的磁場，并且在C1被激活時，可使用所有傳感器(S1-Sm)或使用所選擇的傳感器(例如傳感器S1、S2和Sm)同時感測磁場。作為線圈C1激活的結果，由所選擇的傳感器(在該示例中為傳感器S1、S2和Sm)感測的值在表-1中分別示為值V1-1，V1-2和V1-m。繼續該示例，控制器然后可停用線圈C1并且(例如)僅激活線圈C2以產生已知磁參數的磁場，并且在C2被激活時，可使用所有傳感器(S1-Sm)或使用所選擇的傳感器(例如傳感器S1和Sm)同時感測磁場。作為線圈C2激活的結果，由傳感器S1和Sm感測的值在表-1中分別示為值V2-1和V2-m。可以以類似的方式激活其他或另外的線圈，并且可使用任何傳感器(包括在帶210上的任何數量和任何位置)來感測由每個所使用/選擇的線圈產生的磁場。每個表值Vi-k(i＝1、2、...、n；k＝1、2、...、m)可被轉換為相應的距離Li-k。例如，基于由線圈C1產生的磁場的已知磁特性和測量值V1-1，可確定/計算線圈1和傳感器之間的距離L1-1。可以以與距離L1-1相同的方式確定其他所選擇的線圈和所選擇的傳感器之間的距離。表1中的線圈-傳感器距離信息使控制器能夠幾何地表征帶210，例如確定帶的形狀和尺寸。傳感器S1傳感器S2-----------傳感器Sm線圈C1V1-1(L1-1)V1-2(L1-2)-----------V1-m(L1-M)線圈C2V2-1(L2-1)N/A-----------V2-m線圈C3N/AV3-2(L3-2)-----------N/A------------------------------------------------------------------------------線圈CnVn-1(Ln-1)Vn-2(Ln-2)-----------Vn-m(Ln-m)表-1表-1中的校準內容/信息可根據知道體內裝置的位置的需求進行更新。例如，如果希望每小時知道一次體內裝置的位置，則可相應地更新表-1的內容，即每小時一次，優選地是在每個定位過程開始之前的短暫時間。在傳感器帶由受試者佩戴期間，可更新表-1的校準內容/信息，可偶爾或間歇地使用表-1的信息來執行帶的幾何結構計算，例如每個時間段一次或周期性地執行(例如，每50毫秒一次)，每預定數量的圖像幀一次(例如，在每幀之前、期間或之后，每5幀一次等)或根據其他預定標準或改變的標準執行，以確定帶的動態變化的幾何結構(在佩戴帶的受試者(例如)改變姿勢或正在運動時，以適應帶的幾何結構的變化)。表-1的信息更新的速率可取決于例如受試者的運動。例如，假設必須頻繁地確定體內裝置的位置，則受試者移動越快，表格的信息更新的頻率越高。嵌入或包括在傳感器帶210中的運動傳感器292可提供運動信息。運動傳感器292可包括，例如，加速度計。知道帶的當前形狀或幾何結構意味著(例如，通過控制器)從所選磁傳感器測量的磁場信息中“知道”至少一些線圈和/或傳感器的相對位置。在帶的幾何結構確定過程中或計算中僅使用一些線圈和/或一些傳感器的情況下，可使用所使用的傳感器和/或所使用的線圈的位置信息來修改帶上的其他傳感器和/線圈的位置。可根據標準執行傳感器帶幾何結構的計算/確定。可基于或使用帶過去已知的幾何結構來選擇標準。也就是，過去已知的傳感器帶的幾何結構可用于估計或計算傳感器帶的下一個幾何結構。傳感器帶210上的任何磁線圈或磁場傳感器可用作用于確定其他線圈和/或傳感器的坐標的參考點或原點。也就是，傳感器S1(示為240)的位置可以是S1{x1；y1}，傳感器S2的位置可以是S2{x2；y2}，傳感器S3的位置可以是S3{x3；y3}等等，其中可以相對于特定線圈Ci的位置計算坐標{x1；y1}、{x2；y2}、{x3；y3}等等，其可被指定為“Ci{x0；y0}”。例如，線圈C1(示為220)可用作參考點或原點，每個傳感器和/或線圈的位置(例如，在X-Y坐標中)可參考線圈C1的位置來確定。帶上的一些線圈可用于確定傳感器在帶上的位置，并且知道傳感器的位置可用于確定其他線圈的位置。例如，線圈的位置可從傳感器的已知位置確定，通過激活線圈(使其產生具有已知磁特性的磁場)，由位置已知的數個傳感器感測線圈產生的磁場，并使用由傳感器感測的磁場來計算線圈的位置。嵌入或包括在帶或衣服210中的控制器294可選擇性地激活嵌入或包括在帶或衣服210中的磁線圈以產生磁場，并且其還可選擇性地使用嵌入或包括在帶中的磁場傳感器來感測磁場。控制器294可在產生和感測磁場(即，在執行帶校準過程中)時替換圖1的控制器124。控制器294可與控制器124協作以產生和感測磁場。圖3A-圖3B示出了根據本發明的示例性實施例的在兩個位置中類似于傳感器帶系統200的傳感器帶300系統。由于受試者的身體尺寸和形狀可能變化，因此受試者佩戴的帶的尺寸和形狀也可以變化。在相對肥胖和圓潤的受試者佩戴傳感器帶310時，傳感器帶310可看起來更像圖3A所示的帶。當相對苗條和“平坦”的受試者佩戴傳感器帶310時，傳感器帶310可看起來更像圖3B所示的帶。參照圖3A，如本文所述，可使用磁線圈和磁傳感器為佩戴帶的特定受試者，在本例中，為相對肥胖和圓潤的受試者，校準傳感器帶310(確定或計算帶的當前幾何結構或形狀，或帶或衣服中或其上的線圈和/或傳感器的位置布置)。在校準過程期間，線圈和傳感器之間的距離(例如，L1-3、L1-4、L1-M、L4-1、L4-2和L4-M)可如本文所述進行確定。校準過程可形成(可提供)參與定位過程的每個線圈應具有的磁特性(例如，大小、磁梯度)。例如，帶越大，每個線圈或選擇的線圈產生的磁場越強。換言之，控制器可基于或根據帶的幾何結構的變化來調整由線圈產生的磁場。或者，由線圈產生的磁場可每次具有相同的磁值，并且控制器可補償或調整定位讀數(例如，通過(例如，內部)將由控制器檢測位置的體內裝置所測量的磁測量。)。在完成校準過程之后，可確定/計算傳感器帶310的當前幾何結構或形狀，并且可計算佩戴帶的受試者的體內裝置(例如，體內成像裝置)或膠囊(示為320)的位置，這基于帶的確定的/計算的幾何結構和相對于由帶的幾何結構形成、體現或表示的參考系或相對于坐標系，例如由帶定義的坐標系或相對帶的位置確定的坐標系計算。在定位過程期間，控制器可僅激活第一線圈(例如線圈C1)，并作為反饋無線地接收來自膠囊320的定位數據，該定位數據表示由(例如，內部)膠囊320感測的磁場的大小。(膠囊還可感測和發送膠囊相對于其感測的磁場的方向的取向。)該信息可使控制器能夠計算(例如)線圈C1和膠囊320之間的距離(330)(以及可選地膠囊的取向)。控制器然后可停用線圈C1并激活第二線圈(例如線圈C4)并從膠囊320接收定位數據以計算線圈C4和膠囊320之間的距離(340)。控制器然后可停用線圈C4并激活第三線圈(例如線圈Cn)并從膠囊320接收定位數據以計算線圈Cn和膠囊320之間的距離(350)。然后，可使用三角測量來確定膠囊320的位置，其中在三角測量過程中使用距離330、340和350。在帶310被調整到相對苗條的人時，線圈和傳感器之間和/或線圈和其他線圈之間的所有或一些距離可能改變，如圖3B所示。例如，在圖3A中，在帶310被“扁平化”之后，線圈C4和傳感器S2之間的距離(圖3A中的距離L4-2)大于相同的兩個裝置之間的距離390(參見圖3B)。繼續比較圖3A和圖3B，帶310的扁平化的結果是，例如膠囊320和線圈C4之間的距離342(圖3B)比距離340短，以及膠囊320和線圈Cn之間的距離352(圖3B)比距離350短。然而，由于帶的幾何結構受到連續監測，因此線圈-傳感器距離的變化受到控制器檢測和調節。也就是，控制器可啟動本文描述的校準過程，以便實時地檢測可能在帶的幾何結構中發生的任何變化。檢測帶的幾何結構的變化意味著或使控制器能夠(重新)調整由一些或所有線圈和/或通過一些或所有傳感器表示或形成的參考坐標系。圖3C示出了圖3的帶310。膠囊320的位置可使用例如所計算的距離360、370和380以如本文所述的類似方式進行三角測量。圖4示出了根據本發明的示例性實施例的用于操作/使用帶200和帶310的方法。可由控制器，例如通過圖1的控制器124或類似的控制器執行結合圖4所示的方法以及本文公開的其他方法描述的步驟。假設受試者佩戴傳感器帶、衣服或背心(例如，傳感器帶130、200或310)和數據記錄器(DR)(例如，DR120)，并吞咽體內裝置(例如，裝置110或裝置320)。在步驟410中，可由控制器(例如，圖1的控制器124)并使用傳感器帶的磁場傳感器(例如，圖2的磁場傳感器S1-Sm)來初始檢測作為由帶的磁線圈之外的源產生的磁場的磁場干擾(MFI)。控制器可檢測MFI以便在校準過程期間補償在帶的磁場傳感器中或者在一些帶的傳感器中由MFI引起的干擾信號。控制器可在控制器開始(新的)帶校準過程之前檢測MFI，例如幾秒或幾毫秒。優選地，控制器檢測MFI的時間和控制器開始帶校準過程的時間盡可能接近，以便提高帶校準過程的精度，因此提高傳感器帶的幾何結構的精度，因此改進用作參考系的坐標系統。控制器可在控制器計算帶的幾何結構之前或在控制器計算帶的幾何結構之后感測干擾磁場(并且隨后相應地修改帶的幾何結構)。在控制器檢測MFI之后(例如，緊隨其后)，控制器可校準傳感器帶以表征/檢測帶的幾何結構。(帶的幾何結構定義了用于定位體內裝置的坐標系。也就是，帶的幾何結構可定義相對于其可確定裝置的位置的坐標系)。例如，如上所述，傳感器帶校準過程(在步驟410中)可包括濾除在傳感器帶的校準過程期間外部/干擾電磁場源在磁場傳感器中可能誘發的干擾信號的步驟。例如，傳感器帶校準過程可包括測量/讀取由干擾磁場源在所有或一些磁傳感器中誘發的干擾信號的步驟。在該步驟期間，傳感器帶的磁線圈被減弱/停用，使得磁場傳感器僅受到干擾磁場。由磁傳感器測量的信，每個磁傳感器的信號，可在剩余的帶的校準過程期間(例如，通過控制器)濾除或補償，以提高定位精度。在步驟420中，通過使用傳感器帶確定吞咽的體內裝置的位置。如果要再次確定體內裝置的位置(在步驟430中，條件顯示為“否”)，則在步驟440檢查是否需要或計劃帶的另一校準。(控制器可被配置成根據預定義或動態改變時間表或時間布置來計算帶的當前幾何結構。)可以根據預定標準來檢查是否需要另一帶校準的條件，其可以是例如基于時間、基于膠囊運動、基于膠囊加速度、圖像幀捕獲率等。如果根據預定標準，在步驟440中(例如，通過控制器)確定不需要另一校準(在步驟440中，條件顯示為“否”)，則體內裝置的定位可在步驟420確定，而不重新校準帶(例如，使用帶的最后所計算的幾何結構)。循環450可重復或反復，直到需要新的帶重新校準。然而，如果根據預定標準，在步驟440中(例如，通過控制器)確定需要另一校準(在步驟440中，條件顯示為“是”)，則可在步驟410中開始另一帶校準過程(460)，其后在步驟420中，可通過使用更新的、修改的或調整的帶的幾何結構來確定體內裝置的位置。換言之，定位體內裝置可包括從由包括或嵌入在傳感器帶中的磁線圈產生并由包括或嵌入在傳感器帶中的磁場傳感器感測的磁場來確定(例如，計算)傳感器帶的幾何結構，激活包括或嵌入在傳感器帶中的磁線圈以產生磁場，并且從由包括或嵌入在體內裝置的磁場傳感器感測的磁場來確定體內裝置相對于坐標系的位置。圖5示出了根據本發明的另一示例性實施例的用于操作/使用帶200/310的方法。可由控制器(例如通過圖1的控制器124)或類似的控制器執行結合圖5所示的方法以及本文公開的其它方法描述的步驟。假設受試者佩戴傳感器帶(例如，傳感器帶130、200或310)和數據記錄器(DR)(例如，DR120)，并吞咽體內裝置(例如，裝置110或裝置320)。在步驟510中，在DR中執行以下步驟：選擇并使用安裝在傳感器帶上/中的一個或多個磁線圈以產生磁場脈沖，選擇(并使用所選擇的)傳感器輸出以檢測或計算帶的幾何結構，以便將帶的幾何結構用作坐標系(參考系)。安裝在傳感器帶上/中的一個或多個磁線圈產生磁場脈沖的步驟可包括或晚于在帶的校準過程期間濾除外部/干擾電磁場源在傳感器輸出中可能誘出的干擾信號的步驟。在步驟520中，在確定(例如，檢測或計算)傳感器帶的幾何結構之后，可使用所選擇的線圈(例如，通過DR)產生定位磁脈沖。在步驟530中，在體內裝置中執行以下步驟：(1)使用一個或多個磁場傳感器(例如，三個3-D磁力計)感測由帶的選定的線圈產生的定位磁場脈沖，(2)從/通過體內裝置向數據記錄器傳輸表示所感測的磁場或與之相關的磁特性/矢量(例如，大小、方向)的數據。在步驟540中，在DR中執行以下步驟：(1)從體內裝置接收表示所感測的磁場的數據，(2)使用接收的表示感測的磁場的數據(例如，使用帶所計算的幾何結構)計算GI中的體內裝置相對于傳感器帶的位置。圖6示出了根據本發明的另一示例性實施例的用于操作/使用帶200/310的方法。可由控制器(例如由圖1的控制器124)或類似的控制器執行結合圖6所示的方法描述的步驟。假設受試者佩戴傳感器帶(例如，傳感器帶130、200或310)和數據記錄器(DR)(例如，DR120)，并吞咽體內裝置(例如，裝置110或裝置320)。在步驟610中，從N個磁線圈中選擇磁線圈并且順序地激活所選擇的磁線圈(例如一次一個線圈)以在各個時間產生磁場(例如，在不同的時間，在每個不同時間中激活一個線圈)。對于每個激活的磁線圈，在步驟620中從M個磁場傳感器中選擇線圈以同時感測相應時間處的相關(相應)的磁場。在步驟630中，可從感測的磁場計算或確定傳感器帶或衣服的幾何結構或形狀。在一個實施例中，計算或確定的是帶或衣服中或上的線圈和/或傳感器的位置布置，并且由此可確定帶或衣服的幾何結構或形狀。在步驟640中，從N個磁線圈中選擇磁線圈，并激活所選擇的磁線圈以產生磁場，并在步驟650中通過包括或嵌入在體內裝置的磁場傳感器感測磁場。在步驟660中，從感測的磁場確定體內裝置相對于由傳感器帶的幾何結構定義的坐標系的位置。圖7是根據本發明的示例性實施例的時序圖。作為示例，時序圖包括示為710、720和730的三個圖。作為示例，圖710示出了根據本發明的體內裝置的兩個示例性工作循環740/1和740/2。體內裝置可包括(但非強制性)一個或多個傳感器(例如，pH傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、成像器等)用于感測由體內裝置橫穿的胃腸道的生理參數或用于成像該胃腸道。體內裝置的每個工作循環740可包括、劃分為或分割為三個或多個所分配的時隙或時間窗口，以適應(例如)感測數據的傳輸(例如，傳輸至數據記錄器)，以及適應如本文所述的感測帶的校準和定位過程。例如，工作循環740/1可包括三個時隙/窗口，其被指定為時隙/窗口750/1、760/1和770/1，以分別適應于例如感測數據從/通過體內裝置傳輸，適應于感測帶的校準(該過程在體內裝置外發生)和通過使用體內裝置和數據記錄器或另一外部裝置進行的定位過程。關于工作循環740/1，第一時隙/窗口(例如，時隙/窗口750/1)可用于將感測數據(以及可選地其它類型的數據)從體內裝置無線地傳輸到外部數據記錄器。第二時隙/窗口(例如，時隙/窗口760/1)可被預先指定或預先分配用于本文所述的帶的校準過程。雖然對于帶的校準過程預先指定或預先分配了時隙/窗口(例如，時隙/窗口760/1)，但由于帶的校準過程可在一段時間內執行一次，例如每X(X＝2、3、...等)個工作循環740一次(例如，每3個工作循環740一次)，所以時隙/窗口可在一些工作循環中跳過。第三時隙/窗口(例如，時隙/窗口770/1)可預先指定或預先分配用于通過體內裝置感測由安裝在傳感器帶中/上的線圈產生的定位磁場脈沖。圖720示出了傳感器帶的磁場激活的兩個示例性校準系列(780/1和780/2)。磁場激活的每個系列可包括傳感器帶的磁線圈的K個激活。在傳感器帶的每次激活期間，數據記錄器可選擇特定的磁線圈，并使用所選擇的線圈產生磁場脈沖，并且同時或同步地使用數據記錄器所選擇的特定線圈組來感測磁場脈沖。數據記錄器可選擇不同的磁線圈以實現K(K＝1、2...、...)個激活中的每一個，并且它可為每個激活選擇不同的線圈組以用于感測相關的磁場脈沖。(一組線圈可包括一個線圈。)由于體內裝置可使用RF傳輸將感測數據傳輸到數據記錄器，而帶校準過程是使用磁場脈沖來實施的，因此這兩個過程可彼此獨立。因此，相對于傳輸時間750/1，磁場激活的校準系列780/1的時間位置可如圖6所示(例如，如752所示，可有一些重疊)或者磁場激活的校準系列780/1可以完全駐留在時隙/窗口760/1中。(相同的原理可應用于磁場激活的校準系列780/2，以及每個隨后的校準系列。)圖730示出了傳感器帶的磁場激活的兩個示例性定位系列(790/1和790/2)。磁場激活的每個系列可包括傳感器帶的磁線圈的L個激活。在傳感器帶的每次激活期間，數據記錄器可選擇特定的磁線圈，并使用所選擇的線圈產生磁場脈沖，以便體內裝置使用其自身的磁場傳感器同時感測磁場脈沖。數據記錄器可以為L(L＝1、2、...等)個激活中的每一個選擇不同的磁線圈。K可以是能夠精確計算帶的幾何結構所需的磁脈沖的數量。L可以是能夠精確確定體內裝置的位置所需的磁脈沖的數量。因此，可使用不同的約束來選擇K和L，但是與帶的校準過程相關的一些約束和與體內裝置的定位過程相關的一些約束可以是相互關聯的，或者它們可能必須共存。示例性的約束可包括或與下述條件相關聯：體內裝置接收定位磁場脈沖并加以處理所需的時間，可靠地確定體內裝置的定位所需的定位磁場脈沖的數量，可靠地確定帶的幾何結構所需的帶的線圈和傳感器的數量，以及數據記錄器響應于帶的線圈產生的每個磁場脈沖而處理傳感器輸出所需的時間等。每當定位磁脈沖(系列790)由數據記錄器產生時，例如在時隙/窗口770期間，其將由體內裝置中的一個或多個磁場傳感器感測。體內裝置可處理磁場傳感器的輸出信號，并生成表示由體內裝置的傳感器所感測的磁脈沖的磁特性的相應數據。體內裝置可(例如)在隨后的體內裝置的傳輸時隙/窗口750期間(例如在時隙/窗口750/2期間)，將相應的數據傳輸到數據記錄器。本文提及的控制器可被配置為使用M個磁場傳感器來感測并非由N個磁線圈產生的干擾磁場，并在控制器計算帶的幾何結構之前或之后感測干擾磁場。控制器可被配置為在計算帶的當前幾何結構時濾除干擾磁場。控制器可被配置為根據感測到的干擾磁場來調整帶所計算的幾何結構。控制器可被配置為基于源自磁線圈的磁場并還基于干擾磁場來計算帶的幾何結構。(干擾磁場可包括源自外部源的磁場，例如干擾磁場可以是地球磁場。)在體內裝置的定位期間，體內裝置的當前位置是已知的(例如，至控制器)。“知道”當前裝置的位置和過去的位置使例如控制器能夠預測或“猜測”裝置的下一個位置。在選擇用于定位體內裝置的磁線圈方面，預測裝置的下一個位置可能是有益的。如上所述，由每個磁線圈產生的磁場的磁特性，特別是磁梯度(例如，ΔB/ΔX)是已知的。(小磁梯度意味著磁場隨距離變化相對緩慢，在這種情況下，位置確定過程欠精確，反之亦然)。由于N個磁線圈中的每一個在體內裝置的預測位置處具有/引起已知的磁梯度，所以能夠選擇至少三個具有最大“最小梯度”的線圈來定位體內裝置。考慮到裝置的預測位置和傳感器帶的當前幾何結構，該線圈選擇方法可確保以高精度執行定位過程。冠詞“一”和“一個”在本文中用于指代該冠詞的一個或多于一個(例如，至少一個)語法對象，這取決于上下文。例如，根據上下文，“一個元件”能夠表示一個元件或多于一個元件。術語“包括”在本文中用于表示短語“包括但不限于”，并與之互換使用。除非上下文另有明確說明，否則術語“或”和“和”在本文中用于表示術語“和/或”，并與之互換使用。術語“例如”在本文中用于表示短語“例如但不限于”，并與之互換使用。本文公開了不同的實施例。某些實施例的特征可以與其他實施例的特征組合；因此某些實施例可以是其他或多個實施例的特征的組合。本發明的實施例可包括諸如計算機或處理器非臨時存儲介質的物件，例如存儲指令(例如計算機可執行指令)的存儲器或USB閃存，當由處理器或控制器執行該指令時，進行本文公開的方法。一些實施例可在計算機程序產品中提供，該計算機程序產品可包括非臨時機器可讀介質，其上存儲有可用于對計算機或其他可編程裝置進行編程以執行如上所公開的方法的指令。由此已經描述了本發明的示例性實施例，對于本領域技術人員將顯而易見的是，所公開的實施例的修改將處于本發明的范圍內。因此，替代實施例可包括更多模塊、更少模塊和/或功能等同模塊。本公開(例如)涉及各種類型的體內裝置以及各種類型的磁產生系統以及磁場傳感器。因此，所附權利要求的范圍不受本公開的限制。當前第1頁1 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