在胃肠道中成像胶囊的位置估计

摘要

一种用于估计检查用户的胃肠道的成像胶囊的位置的系统，包括一成像胶囊，用于在用户体内的检查；以及一记录器，用以在用户体外与所述成像胶囊通信；该成像胶囊包括一控制器，用于控制成像胶囊的功能，一收发器，用于与记录器相通信，以及一线圈，用于电磁信号的传输。该记录器包括一控制器，用以控制记录器的功能，一收发器，用以与成像胶囊相通信，以及一线圈，用于从该成像胶囊的线圈接收电磁信号。其中该记录器根据由该成像胶囊中的线圈所发送的电磁信号的振幅的测量值判定成像胶囊的位置。

权利要求

1.一种用于估计检查用户胃肠道的成像胶囊的位置的系统，包括：一成像胶囊，用以在用户体内的检查；

一记录器，用以在用户体外与所述成像胶囊通信；以及一参考贴片,所述参考贴片是与记录器分开的单元；

所述成像胶囊，包括：

一控制器，用以控制所述成像胶囊的功能；

一收发器，用以与记录器通信；

一线圈，用以电磁信号的传输；

所述记录器包括：

一控制器，用以控制所述记录器的功能；

一收发器，用以与所述成像胶囊通信；

一线圈，用以从成像胶囊的线圈接收电磁信号；

所述参考贴片包括：

一控制器，用以控制所述参考贴片的功能；

一收发器，用以与所述记录器通信；

一线圈，用以电磁信号的传输；

其中，所述记录器基于在成像胶囊中由线圈所发送的电磁信号的振幅的测量值来判定成像胶囊的位置；以及其中，所述参考贴片在与记录器不同的位置处附接到用户的身体,并且所述记录器对所述成像胶囊的读取数据与所述参考贴片的读取数据进行比较,以去除由所述记录器的移动所导致的误差。

2.根据权利要求1的所述一种用于估计检查用户胃肠道的成像胶囊的位置的系统，其特征在于，在所述成像胶囊中的所述线圈为一3D线圈，具有在三个正交方向同时传输于三个不同频率的绕组。

3.根据权利要求1的所述一种用于估计检查用户胃肠道的成像胶囊的位置的系统，其特征在于，在所述成像胶囊中的所述线圈为一3D线圈，具有在三个正交方向循序传输的绕组。

4.根据权利要求1的所述一种用于估计检查用户胃肠道的成像胶囊的位置的系统，其特征在于，所述记录器包括至少两个3D线圈，具有在三个正交方向的绕组并且通过所检测到的一方向判定成像胶囊的位置，在所述方向中所述至少两个3D线圈的振幅一致。

5.根据权利要求4的所述一种用于估计检查用户胃肠道的成像胶囊的位置的系统，其特征在于，所述一致考虑到在所述至少两个3D线圈之间的位置的不同。

6.根据权利要求1的所述一种用于估计检查用户胃肠道的成像胶囊的位置的系统，其特征在于，所述成像胶囊以及记录器同样包括一磁力计以及一加速计。

7.根据权利要求6的所述一种用于估计检查用户胃肠道的成像胶囊的位置的系统，其特征在于，所述成像胶囊使用所述收发器以从所述磁力计和/或所述加速计的读取数据通信至所述记录器。

8.根据权利要求7的所述一种用于估计检查用户胃肠道的成像胶囊的位置的系统，其特征在于，所述读取数据随一时间戳通信。

9.根据权利要求7的所述一种用于估计检查用户胃肠道的成像胶囊的位置的系统，其特征在于，所述记录器基于从所述成像胶囊所接收到的所述磁力计以及加速计的读取数据判定所述成像胶囊的空间方向。

10.根据权利要求9的所述一种用于估计检查用户胃肠道的成像胶囊的位置的系统，其特征在于，所述记录器基于所判定的空间方向以及基于所述成像胶囊的所述线圈的传输判定所述成像胶囊的位置。

11.根据权利要求1的所述一种用于估计检查用户胃肠道的成像胶囊的位置的系统，其特征在于，所述记录器使用一自适应滤波器以提升从所述成像胶囊的所述线圈所接收的传输的信噪比。

12.根据权利要求1的所述一种用于估计检查用户胃肠道的成像胶囊的位置的系统，其特征在于，在成像胶囊内的所述线圈包括在单个平面的绕组。

13.根据权利要求1的所述一种用于估计检查用户胃肠道的成像胶囊的位置的系统，其特征在于，所述记录器中的所述线圈为一3D线圈，具有在三个正交方向的绕组。

说明书

在胃肠道中成像胶囊的位置估计

[0001] 相关申请

[0002] 本申请已申请提交于美国临时申请号61/831,163于2013年6月5号，61/903,998于2013年11月14号，以及61/931,742于2014年1月27号的优先权，这些公开根据引用合并于此。

技术领域

[0003] 本发明涉及调查使用一内腔胶囊的患者的结肠内部，尤其涉及当该胶囊穿过胃肠道判断该胶囊的位置。

背景技术

[0004] 对于检查胃肠道存在息肉以及其他的能够提供关于癌症可能性的征兆的临床相关症状的一种方法由吞咽一成像胶囊所达成，该成像胶囊将穿过胃肠道(GI)并且从内部观测该患者的状况。在一典型案例中，整个过程可能需要24小时到48小时之间，在此之后成像胶囊以患者排泄物的形式被排出。传统上，患者吞咽一造影剂以加强陈翔胶囊的成像能力。然后患者吞咽成像胶囊以在造影剂穿过时检验胃肠道。成像胶囊典型的包括一射线源，例如包括一放射性同位素，发出X射线或者伽马射线。放射物典型的在准直以使其可控地定向于一特定的方向。在一些案例中，成像胶囊被设计以测量康普顿反向散射和/或X射线荧光以及无线传输该测量值(例如一计数率)至一外部分析仪器，例如电脑或其他专用仪器。

[0005] 一典型的实施中，一射线不透明造影剂被使用，从而有息肉的位置有较少的造影剂并且将测量仪较大的反向散射计算以加强测量的准确度。可选的，其他的方法也能够被用以成像胃肠道。

[0006] 美国专利号7,787,926，发明人Kimchy，该发明所公开的通过引用合并于此，描述了涉及制造以及使用这种成像胶囊的细节。

[0007] 使用成像胶囊将用户暴露于放射物，其潜在是有害的。因此，限制用户对于放射物的的暴露是由意义的，当不需要时，例如在需要时射出且在不需要时屏蔽从胶囊内释放的放射物。成像胶囊能够被设计有一隐藏机械，其能够被指示以在不需要扫描时屏蔽放射物。可选的，该隐藏机械一般在闭合位置中，防止放射物在扫描中离开胶囊。

[0008] 在一典型实施例中，成像胶囊能够被指示以选择性的仅仅在结肠更换了位置时用放射物扫描，因为没有需要重复扫描同一位置。选择性地扫描的使用还能够保存能量，因此延长电池的寿命并且/或使能用更加小尺寸的电池。

[0009] 因此理想的持续追踪胶囊的位置，从而胶囊在位置改变或胶囊达到特定的重要的位置可以被指示以发出射线。此外，在胶囊穿过胃肠道时追踪位置能够帮助形成一精确的三围图以帮助以定位且治疗息肉或其他检测到的阻塞物。

发明内容

[0010] 本发明的实施例一方面涉及用于在用户身体内部估计成像胶囊的位置的方法的系统以及方法。该系统包括一成像胶囊，其由用户所吞咽，以及一记录器，其被置于用户身体外部，例如在用户的悲伤或者在一腰的腰带上。该成像胶囊包括一控制器，控制成像胶囊的功能，记忆一收发器，以与记录器通信而接受指令或提供信息。此外，该成像胶囊包括一线圈，发送一电磁信号，例如一低频电磁信号。

[0011] 该记录器还包括一控制器，控制其功能，以及一收发器，与成像胶囊相通信。此外，该记录器包括一个或多个线圈接收有成像胶囊所发出的电磁信号。

[0012] 该记录器的控制器被变成以分析所接受的电磁信号的振幅，并且基于电磁信号判断成像胶囊的位置。

[0013] 在本发明的一些实施例中，在成像胶囊中的线圈能够为一一维度的线圈具有在单个平面上的绕组，或其能够具有在两个或三个相互正交平面(2D或3D)中的绕组。类似的，在记录器中的线圈能够有在单平面的绕组或在两个或三个正交平面的绕组。

[0014] 在本发明的一实施例中，在成像胶囊内的线圈具有一3D线圈并且被设计以同时发送于不同频率且于三个正交方向。可选的，在成像胶囊中的线圈能够连续在三个正交方向发送。

[0015] 在本发明的一实施例中，记录器至少有两个3D线圈，接收由成像胶囊的线圈所发送的信号，并且基于发送判定陈翔胶囊的位置。

[0016] 在本发明的一实施例中，成像胶囊以及记录器都具有一加速计以及一磁力计，辨别成像胶囊的动作。可选的，在成像胶囊中的加速计以及磁力计的读取数据被通过收发器发送至记录器，并且与记录器的加速计以及磁力计的读取数据作对比以判别成像胶囊的空间方向。在本发明的一实施例中，空间方向与记录器的线圈所接受到的电磁数据的振幅被使用以判定相对于记录器的成像胶囊的位置以及它们之间的距离。

[0017] 因此根据本发明实施例提供一种用于估计检车用户胃肠道的成像胶囊的位置的系统，包括：

[0018] 一成像胶囊，用以在用户体内的检查；以及

[0019] 一记录器，用以在用户体外与所述成像胶囊通信；

[0020] 所述成像胶囊，包括：

[0021] 一控制器，用以控制所述成像胶囊的功能；

[0022] 一收发器，用以与记录器通信；

[0023] 一线圈，用以电磁信号的传输；

[0024] 所述记录器包括：

[0025] 一控制器，用以控制所述记录器的功能；

[0026] 一收发器，用以与所述成像胶囊通信；

[0027] 一线圈，用以从成像胶囊的线圈接收电磁信号；

[0028] 其中，所述记录器基于在成像胶囊中由线圈所发送的电磁信号的振幅的测量值来判定成像胶囊的位置。

[0029] 在本发明的一实施例中，在成像胶囊中的线圈为一3D线圈，具有在三个正交方向的绕组，同时于三个不同的平率传输。可选的，在成像胶囊中的线圈为一3D线圈，具有三个方向的同时传输的绕组。

[0030] 在本发明的一实施例中，记录器包括至少两个3D线圈，具有三个正交方向的绕组并且通过所检测到的方向判定成像胶囊的位置，在该方形中3D线圈中的至少两个振幅一致。可选的，所述一致考虑到在至少两个3D线圈中的位置的不同。

[0031] 在本发明的一实施例中，该成像胶囊以及记录器同样具有一磁力计以及一加速计。可选的，该成像胶囊使用该收发器来将从磁力计和/或加速计的读取数据通信至该记录器。在本发明的一实施例中，该记录器用一时间戳来通信。可选的，该记录器基于从该成像胶囊所接受到的磁力计于加速计的读取数据判定成像胶囊的空间方向。在本发明的一实施例中，该记录器根据判定的空间方向并且基于成像胶囊的线圈的传输判定该成像胶囊的位置。可选的，该系统进一步包括一参考贴片，具有与成像胶囊类似的部件；其中该草考贴片被附于用户的身体且该记录器对比成像胶囊的读取与参考贴片的读取数据以消除由记录器移动所导致的错误。在本发明的一实施例中，该记录器使用一自适应滤波器以提高从成像胶囊的线圈所接收的传输的信噪比。可选的，在成像胶囊中的线圈包括单个平面的绕组。在本发明的一实施例中，在记录器中的绕组为一3D线圈，具有在三个正交方向的绕组。

[0032] 因此根据本发明的实施例，进一步提供了一种估计检查用户胃肠道的成像胶囊的位置的方法，包括：

[0033] 吞咽一成像胶囊以在用户体内检查；

[0034] 附加一记录器，用来与在该用户的身体外部与该成像胶囊相通信；

[0035] 编程在成像胶囊中的一控制器以控制该成像胶囊的功能以及一在记录器中的控制器中以控制该记录器的功能；

[0036] 使用在成像胶囊中的收发器以及在该记录器中的收发器通信在成像胶囊的控制器以及记录器的控制器之间的信息；

[0037] 传输在该成像胶囊中的线圈的电磁信号；

[0038] 通过该记录器中的线圈接收电磁信号；

[0039] 分析由线圈发送的电磁信号的振幅以判定该成像胶囊的位置。

[0040] 在本发明的一实施例中，在成像胶囊中的线圈为3D线圈，具有在三个不同频率同时传输且在三个正交方向的绕组。可选的，成像胶囊中的线圈为一3D线圈，具有循序传输且在三个正交方向的绕组。可选的，该记录器包括至少两个3D线圈，具有在三个正交方向的绕组，且通过检测到的方向判定成像胶囊的位置，在该检测到的方向中至少两个3D线圈的振幅一致。在本发明的一实施例中，

[0041] 该成像胶囊以及记录器同样包括一磁力计以及一加速计。可选的，成像胶囊使用该收发器以通信从磁力计和/或加速计的读取信息至该记录器。

附图说明

[0042] 本发明通过以下的说明书配以相应的附图将懂得以及更好的被理解。出现于多张图的相同的结构，元件以及部分大致使用相同的或者类似的数字以在他们所处闲的图中所标记，其中：

[0043] 图1为根据本发明实施例，一种用于估计用户体内的成像胶囊的位置的系统的示意图；

[0044] 图2为根据本发明实施例，一成像胶囊的示意图；

[0045] 图3为根据本发明实施例，一记录器的示意图；

[0046] 图4为根据本发明实施例，用于与一种用于估计用户体内的成像胶囊的位置的系统共同使用的一参考贴片的示意图；

[0047] 图5为根据本发明实施例，用于提高估计成像胶囊位置精确度的一自适应滤波器的示意图；

[0048] 图6为根据本发明实施例，由成像胶囊以及记录器所发送以及接收的磁场的示意图。以及

[0049] 图7为根据本发明实施例，代表了由成像胶囊以及记录器所发送以及接收的磁场的矢量的示意图。

具体实施方式

[0050] 图1为一种用于估计用户体内的成像胶囊110的位置的系统100的示意图。在本发明的一实施例中，用户吞咽成像胶囊110。成像胶囊进入胃肠道并且对于捕捉影像以及绘制小肠以及结肠190尤其有用。在本发明的一实施例中，系统100包括一记录器120，以通信130与成像胶囊110并且记录由成像胶囊110所提供的信息。可选的，该记录器耦合于绑带或者腰带180以保持在它们通过成像胶囊110检查时，其固定于靠近小肠以及结肠190的用户的身体。该记录器能够被置于用户的前面，用户的后面或者在任何可选的位置。可选的，该位置根据经验选择以提供最佳的从由成像胶囊110所提供的传输的读取数据。在本发明的一实施例中，记录器120分析从成像胶囊110而来的传输以判定相对于记录器120的成像胶囊110的空间位置。

[0051] 图2为根据本发明实施例，成像胶囊的示意图。可选的，成像胶囊110包括一线圈240用于传输以低频电磁波，例如在1-50Khz。可选地，电磁信号的传播能够大约在7-14MHz并且该信号接着能够被同样使用于定位以及数据传输，例如使用在芯片上的一通信系统，芯片例如荷兰埃因霍温的NXP半导体所制造的NxH2180。

[0052] 根据此应用，该通信信息将从该线圈所提取，带有一较好的信噪比(SNR)。

[0053] 传输由记录器120所接受并且他们的振幅本分析以判定成像胶囊110的位置。在本发明的一些实施例中，线圈240的绕组处于一单个平面。可选的，线圈240能够包括在两个或者三个正交平面的绕组(在两个正交平面的线圈被称为2D线圈并且在三个正交平面的线圈被称为3D线圈)。可选的，一3D线圈在三个正交方向传输并且使用比在当个平面传输的线圈更多的电能。由此，在本发明的一些实施例中，成像胶囊110能够被设计以使用一单个平面线圈240以保护电能(例如由电池270所提供的)，并且使一相对大的线圈能提高功率效率。然而，在用户体外的记录器120能够使用一3D线圈，因为其电源能够更大并且更容易在需要时被替换。

[0054] 在本发明的一实施例中，成像胶囊110包括一磁力计230，其功能如同一3D地磁传感器(例如于奥斯丁德克萨斯的飞思卡尔半导体有限公司所制造的MAG3110)。可选的或附加的，成像胶囊110包括一加速计220，功能为感应成像胶囊110的位置的改变，例如在结肠190中。由飞思卡尔半导体优先公司所制造的MMA7260QT是一种尺寸较小的可以合并入成像胶囊110的加速计的例子。在本发明的一些实施例中，磁力计以及加速计的组合能够被使用，例如由飞思卡尔半导体有限公司所制造的FXOS8700CQ。

[0055] 在本发明的一实施例中，成像胶囊110包括一控制器250以及一收发器260，用于控制成像胶囊110的功能以及与记录器120通信。控制器250能够包括一处理器和/或存储器以接收并且处理软件指令。可选的，控制器250能够通过收发器260接收指令，例如开始扫描或者停止扫描。此外，控制器250能够传输由成像胶囊110所记录的影像以及关于成像胶囊110的空间位置的信息，例如磁力计230和/或加速计220的读取数据。可选的，该信息可通告记录器120关于成像胶囊110的方向以及涉及磁场以及地磁场的线圈240。

[0056] 图3为根据本发明实施例，一记录器120的示意图。可选的，记录器120能够包括一控制器350，一收发器360，一磁力计330，一加速计320，一电源370以及一个或多个接收线圈340。可选的，一个或多个接收线圈340能够为单个平面的线圈或者具有在两个或者三个正交平面的绕组(一2D线圈或者一3D线圈)。在本发明的一实施例中，记录器120一个或多个接收线圈340与成像胶囊110的线圈240通过接收从成像胶囊110所发送的低频传输来相互作用。可选的，通过与接收线圈340的结合从成像胶囊110而来的传输的振幅的分析能够使用以判定记录器120的方向以及距离，从而成像胶囊110的空间位置能被计算并且成像胶囊
110以及记录器120之间的距离能被判定。

[0057] 在本发明的一实施例中，从磁力计230和/或加速计220的读取数据从成像胶囊110被传输至记录器120。可选的，记录器120对比该读取数据与磁力计330和/或加速计320的读取数据以判定相对于记录器120以及一个或多个接收线圈340的方向的成像胶囊110以及线圈240的角度方向。在本发明的一实施例中，磁力计230和/或加速计220的读取数据被从成像胶囊110随一时间戳传送，以同步磁力计230和/或加速计220的读取数据与磁力计330和/或加速计320的读取数据的对比。可选的，带有从磁力计230和/或加速计220的读取数据所决定的交方向从线圈240传输的由一个或多个接收线圈340所测到的振幅被使用于判定星对记录器120的成像胶囊110的空间位置。

[0058] 在本发明的一实施例中，对于线圈240传输的电磁干扰可以被认定，例如通过记录器120的控制器350，因为成像胶囊110的空间角度由磁力计330和/或加速计320所取得。可选的，在外部地磁或尽速干扰的情况下，电磁场将会被不同地干扰，接着是持续的地磁场和/或引力场。因此，从线圈240的传输的振幅的一突然的改变，而没有在如由磁力计和/或加速计320所记录的成像胶囊的空间方向的一匹配改变，能够提供一关于能够忽略的磁场干扰的指示。在本发明的一些实施例中，线圈振幅将仅在成像胶囊110的移动被检测到时被处理。

[0059] 在本发明的一实施例中，到成像胶囊110的距离通过使用在记录器120的两个或多个接收线圈340来计算，无需加速计220和/或磁力计230的信息。在本发明的一实施例中，两个或多个接收线圈能够具有在一个平面的绕组或具有在两个或三个正交平面的绕组。在本发明的一些实施例中，至少一个接收线圈340为3D线圈。可选的，该位置通过测试所有对于成像胶囊110可能的方向并且选择对于两个或多个接收线圈340关于成像胶囊110所计算的位置达成一致的方向，而判定。可选的，该一致考虑到在记录器120中的两个或多个接收线圈340的位置的不同。在本发明的一实施例中，接收线圈340的一个能够作为一发射器以及接收器以提供至其他接收线圈340的传输，从而在记录器120中的在接收线圈340之间的相对的距离以及角度能够在计算线圈240之前被测量。可选的，一单独的传输参考线圈被使用并且距离相对于该参考而被计算。

[0060] 在本发明的一些实施例中，在成像胶囊110中的线圈240为一3D线圈，同时在三个不同的频率传输，或者可选的在一单独的频率传输，但是每个相交平面的绕组循序的发送，从而该接收器能够区别三个传输。可选的，一单个平面的接收线圈340能够被使用以接收传输并且计算在该时刻的从记录器120和成像胶囊110的距离。

[0061] 在一本发明的实施例中，记录器120包括一包装380(图3)。可选的，包装380被一保护记录器120的期间不受体外的磁场的影像的高磁导率所包覆，例如美国新罕布什尔州的伦敦德里郡的MuShield公司所制造的MuMetal。在本发明的一实施例中，朝向用户身体的那一侧没有被包覆，从而其可以接收从用户体内的成像胶囊110的传输。可选的，如果有保护的效果被记录器120所校准，那么其被保护不被外部电磁干扰。

[0062] 图4为用于与一种用于与估计成像胶囊110的位置的系统100共同使用的一参考贴片410的示意图。在本发明的一实施例中，参考贴片410是小的，类似于成像胶囊110，并包括类似的元件，例如一加速计420，一磁力计430，一线圈440，一控制器450以及一收发器460。可选的，参考贴片410被附于用户，例如被黏附于用户的背部。参考贴片410作为一固定的参考，相较于穿过用户胃肠道动态移动的成像胶囊110。可选的，记录器120与参考贴片410以及成像胶囊110相互通信。

[0063] 在本发明的一实施例中，记录器120计算成像胶囊110相对于参考贴片410的位置以减少记录由记录器120的移动所引起错误移动，该记录器120可选的比参考贴片410更大更笨重并且更易受移动的影响，因为其能够被附于腰带180并没有黏附于用户的身体。在本发明的一些实施例中，记录器120能够被一参考贴片410的形式(例如一如图4的附于用户一小的参考贴片的形式)被应用，而不是以如图1的记录器120的形式，从而记录器120仅需于成像胶囊110相通信，并且无需与额外的参考贴片相通信。在一些本发明的实施例中，参考贴片410还能够从线圈440传送信号至成像胶囊110，例如以测试通信的范围。

[0064] 图5为用于提高估计成像胶囊110位置精确度的一自适应滤波器500的示意图；在本发明的一实施例中，记录器120使用一自适应滤波器(例如在控制器350中)以减少噪声并且提高在有成像胶囊的传输中的信噪比(SNR)(例如从接收线圈340所接受的信号)。可选的，通过估计当成像胶囊110没有传输时在环境中的噪声，自适应滤波器500能够被设定以降低噪声(假设成像胶囊110在传输时的噪声类似于其没有在传输时的噪声)。在本发明的一实施例中，一由记录器120从成像胶囊110所接收的信号(包括噪声)被注入自适应滤波器500的输入540中。可选的，在成像胶囊110没有在传输时的所计算的估计的噪声被记录并且注入噪声输入550。一滤波器510接收从噪声输入550的信号并且预备其与输入信号的合并以将噪声从输入信号消除。一加法器520合并输入信号与处理过的噪声并且提供合并信号至输出560作为一输出信号。可选的，该输出信号被提供作为通过噪声比控制器530至滤波器510的信号的反馈以提升输入信号的处理并且最大化信噪比。

[0065] 以下为根据本发明的实施例，计算从记录器120至成像胶囊110的距离的以典型闭合形式的分析解决方案的描述。可选的，在该计算中成像胶囊110的相对于记录器120的空间方向从加速器220，加速器320，磁力计230，磁力计330，带有一个至三个正交平面绕组的线圈240以及一带有在三个正交片面绕组的接收线圈340的读取数据所得。

[0066] 感应线圈240产生一低频磁场，具有矢量幅值B＝(Bx,By,Bz)，由磁偶极子所描述：

[0067]   等式(1)

[0068] 其中n为成像胶囊线圈法向量(代表从线圈240的传输)以及r为线圈中心的矢径。

[0069] 在接收器中的第i个线圈的感应的振幅为：

[0070]   等式(2)

[0071] 其中ni为第i个线圈法向量

[0072]

[0073] 其中μ0＝4π10-7Vs/(Am)为真空中的导磁率，Ic为在成像胶囊线圈中的电流，Nc为胶囊线圈匝数，ac为成像胶囊线圈有效半径，n＝(nx,ny,nz)为胶囊线圈法向量，且r＝(x–x0,y–y0,z–z0)为在观测点(x0,y0,z0)以及胶囊线圈中心(x,y,z)之间的笛卡尔距离矢量。

[0074]

[0075] 其中f为场频，Ni为第i个线圈匝数，ai是第i个线圈有效半径，ni＝(nxi,nyi,nzi)为第i个线圈法向量，且Bi为在第i个线圈中心的磁场。

[0076] 现在通过已知幅值以及线圈法向量计算矢量r。首先，可见如果r为答数，则-r也是一个答数。我们常常能够根据身体的问题和/或跟踪的历史选择合适的解答。

[0077] 通过带入等式(1)至等式(2)，得到：

[0078]

[0079] 此处ρ为正规化向量r。

[0080] 据此：

[0081]

[0082] 假设：

[0083]

[0084]

[0085] 接着我们可得：

[0086]

[0087]

[0088] 现在定义(m)并且通过带入得到等式(3)：

[0089]

[0090] |r|3m＝n(3ρtρ-I)(3)

[0091] 让我们考虑入图6所示的特殊情况，其中通过线圈240传输的法向量(n)与通过线圈340接收的法向量(m)平行(即m↑↑n)且指定(S)为两个子项(S1)以及(S2)(平行与反平行)。

[0092] 这意味着磁场B平行于成像胶囊方向n,B＝kn。从上述(1)可见：

[0093]

[0094]

[0095] 我们表示

[0096]

[0097] 并从此得到：

[0098]

[0099]

[0100] 因此(S)项能够被分为两个子项：

[0101] ρ＝±n(S1)

[0102] <ρ，n>＝0(S2)

[0103] 对于S1，方程式如下：

[0104]

[0105]

[0106] 且对于(S2)，可得：

[0107]

[0108]

[0109] 如图6所示，r0为圆(O)的半径，其中心为原点，且正交定向至n。接着，每个在O中的点为(1)的解答。据此，该解答能够通过追踪接收的振幅所得到。

[0110] 图7表示了通过线圈240传输的法向量(n)以及通过线圈340接收的法向量(m)当他们不平行时一般的情况。我们从左边同时乘以

[0111] h＝[m,n]

[0112] |r|3mht＝n(3ρtρ-I)ht

[0113] 0＝3γρht

[0114] 此处

[0115] γ＝nρt＝cosδ

[0116] 可见向量ρ对于向量n以及m是共平面(co-planner)的。

[0117] 使μ成为正规化向量(normalized vector)于m与n的平面，其正交于n。

[0118] 使n与μ乘以等式(3)，考虑到如下式：

[0119]

[0120] 接收方程(4)：

[0121] |r|3mnt＝n(3ρtρ-I)nt＝3γ2-1＝3cos2δ-1(4)

[0122]

[0123] 对于

[0124] η＝mnt＝|m|cosε

[0125] ξ＝mμt＝|m|sinε

[0126]

[0127] 取(5)的两边的平方并且解该二次方程：

[0128] aγ4+bγ2+c＝0

[0129] a＝9(ξ2+η2)＝9m2

[0130] b＝-6ξ2-9η2＝-3m2(2+cos2ε)

[0131] c＝ξ2＝m2sin2ε

[0132] 关于γ。判别式：

[0133] D＝b2-4ac＝m4(9(2+cos2ε)2-36sin2ε)＝9m4((2+cos2ε)2-4sin2ε)[0134] ＝9m4(4+4cos2ε+cos4ε-4sin2ε)＝9m4(8cos2ε+cos4ε)＞0

[0135] 因此对于γ2有两个真正的解答g1以及g2。从韦达定理可见：

[0136]

[0137]

[0138] 从(5)可见同样0≤γ2≤1.最后

[0139]

[0140] 我们能够选择解答g1.2，其表达式为：

[0141]

[0142] 项η＝0特别需要关注。可见在在此情况下

[0143] 最后我们从(4)得到:

[0144]

[0145] 最后一步为

[0146]

[0147] 据此，从ρ的数值得到了距离值。

[0148] 可选的，以上的位置数据被使用以解决相对于特殊实例的歧义，例如使用接近奇点的历史位置。

[0149] 应该被理解到以上所述方法以及装置能够由多种方式所改变，包括省略或者增加步骤，改变步骤的顺序以及设备使用的种类。应该被理解到不同的功能能被以不同的方式合并。特别的，并非所有的功能显示于上，特别是实施例，是需要于本发明的每一种实施例中的。上述功能的进一步的合并也应被考虑于在本发明的一些实施例的范围之内。也应被该领域的技术人员所理解到本发明不限制于在此特别显示的以及所描述的。