СИСТЕМА ДЕТЕКТИРОВАНИЯ ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ МАГНИТНЫХ ОБЪЕКТОВ В ЧЕЛОВЕЧЕСКОМ ОРГАНИЗМЕ Российский патент 2016 года по МПК A61K9/00 A61B5/06 A61B1/04 

Изобретение касается технического исполнения блока датчиков, который может регистрировать магнитные или намагниченные лекарственные формы для приема внутрь и отслеживает их растворение по уменьшению или исчезновению магнитного поля лекарственной формы для приема внутрь.

Технологии измерения магнитных потоков давно известны. Существуют датчики, которые способны измерять вектор магнитной индукции в относительно малом объеме с высокой чувствительностью, работая на принципе анизотропного магниторезистивного эффекта, сокращенно АМР-эффекта. АМР-эффект состоит в том, что в определенных материалах омическое сопротивление зависит от угла между протеканием электрического тока и вектором намагничивания. Особо хорошо он наблюдается в тонких слоях пермаллоя, сплава из 81% Ni и 19% Fe. В коммерческих датчиках четыре отдельных сопротивления соединяют в мостик Уитстона. С помощью так называемой структуры с полюсами Барбера (barber pole) жестко задают угол в 45° между вектором намагничивания и текущим через данное конкретное сопротивление током. В отсутствие внешнего магнитного поля вектор намагничивания ориентирован в направлении продольной оси сопротивления, так называемой оси легкого намагничивания. Если возникает (начинает воздействовать) внешнее магнитное поле, то вектор намагничивания поворачивается на некоторый угол относительно этой оси. В силу этого угол между электрическим током и вектором намагничивания изменяется, что опять же связано с изменением омического сопротивления.

В международной публикации WO 2011/026808 А1 раскрыта компьютерная система оценки, которая регистрирует магнитный поток лекарственной формы для приема внутрь, оснащенной магнитными фазами. Различные фазы лекарственной формы могут быть исполнены так, что после приема внутрь они растворяются в пищеварительной системе человека в разное время. Система оценки прерывистым способом измеряет получающееся от наложения магнитных фаз магнитное поле с помощью датчика Холла, закрепленного на чашке Петри. С той предпосылкой, что магнитные поля в

человеческом организме регистрируют на расстоянии 5-20 см до поверхности кожи, система на основании итогового магнитного поля создает сигнатуру, регистрируя которую, определяют момент инкорпорации и растворения (распадения), а также и характерное исполнение лекарственной формы. Однако, отсутствуют данные, как можно получить такой сигнал, если человек движется вместе с системой оценки, а также, как можно распознать пригодный к употреблению сигнал, если параллельно измерение захватывает помеховые магнитные поля, источником которых не является лекарственная форма.

В изданной Американским физиологическим обществом работе под названием "Every slow-wave impulse is associated with motor activity of the human stomach" ("Каждый медленноволновой импульс связан с двигательной активностью желудка человека") от 08 декабря 2008 г. Michael Hocke, Ulrike Schöne et al. описывают систему, которая регистрирует движения малых магнитных маркеров в желудке человека. Стационарную систему, состоящую из 9 датчиков магнитного поля, приводят в рабочее положение, причем пациент в это время должен лежать неподвижно. Если нет ни образующих помехи магнитных полей, ни так называемых "артефактов", которые нельзя однозначно поставить в соответствие маркеру, можно проводить измерения.

Соответственно, задача настоящего изобретения состояла в том, чтобы с помощью системы регистрировать небольшие изменения в магнитном поле, которое формируется в повседневной жизни принятым внутрь магнитным объектом. Еще одна задача состояла в представлении способа получения сигнала измерений и его оценки, посредством которого обнаруживают проглоченное магнитное тело в человеческом организме в повседневной жизни.

В контексте настоящего изобретения предполагается, что помеховое магнитное поле в окружении хотя и гомогенно, но не постоянно, поскольку блок датчиков и магнитное тело могут двигаться в окружающем магнитном поле. Кроме того, магнитное тело движется относительно блока датчиков (проглатывание, изменение положения в желудке) и с заданной заранее зависимостью от времени изменяет свои магнитные свойства в силу распадения. Кроме того, появляются многочисленные объекты, которые изменяют магнитное поле окружения, например, автомобили, металлическая мебель, провода под током, и т.д. и т.п. Магнитная индукция окружающего поля, например, магнитного поля Земли, обычно составляет 35 мкТл. В рамках настоящего изобретения исходят из измерения магнитной индукции с помощью тесламетра на расстоянии по меньшей мере 1 см.

Магнитные тела (объекты), например, спрессованный в цилиндры магнетит размером несколько мм, создают на расстояниях от нескольких см до 0,5 м, представляющих интерес в рамках изобретения, магнитную индукцию в несколько сот нТл. Следовательно, компенсация помеховых потоков или их распознавание на сигнале измерений имеет решающее значение для пригодности детекторной системы к измерению.

Задачу удается неожиданным образом решить посредством детекторной системы по меньшей мере из двух сборок (блоков) датчиков, причем каждая сборка датчиков включает в себя один, два или три анизотропных магниторезистивных датчика. Оси легкого намагничивания магниторезистивных датчиков направлены попарно в различные стороны, а каждая сборка датчиков находится на расстоянии от 0,5 до 50 см от другой или других сборок датчиков. По меньшей мере две сборки датчиков наклонены друг относительно друга под углом от 0 до 45°.

Объектом изобретения, таким образом, является детекторная система для регистрации магнитных тел (объектов) в человеческом организме, которая содержит по меньше мере два блока (сборки) датчиков, причем каждый блок датчиков включает в себя один, два или три анизотропных магниторезистивных датчика,

оси легкого намагничивания которых попарно ориентированы в различных направлениях, и каждый из блоков датчиков находится на расстоянии от 0,5 до 50 см от другого или от остальных блоков датчиков, и по меньшей мере два блока датчиков наклонены друг относительно друга под углом от 0 до 45°.

В рамках изобретения термин "анизотропный магниторезистивный датчик" сокращают до термина "АМР-датчик".

Далее следует более подробное пояснение изобретения.

Сборки (блоки) датчиков могут быть зафиксированы, либо же их можно носить в поясе, в одежде, в украшении или украшениях, в браслете, например, в наручных часах или же с помощью присоски или крепления непосредственно на теле. Предпочтительно, чтобы детекторную систему согласно изобретению можно было бы носить на теле с помощью ремня, поскольку ремень, в который могут быть интегрированы блоки датчиков, предусмотрен для ношения человеком, и человек может надевать его без помощи посторонних лиц или с такой помощью. Этот ремень может представлять собой пояс, который лишь в минимальной степени ограничивает обычные движения пользователя. Ремень может выгодным образом представлять собой комбинированный нагрудный и наплечный ремень. Особо предпочтительно, если комбинированный нагрудный и наплечный ремень представляет собой систему ремней, известную по спортивному скалолазанию. Комбинированный нагрудный и наплечный ремень обладает тем преимуществом, что при ношении не ограничивает человека в повседневных движениях и с высокой точностью размещает сборки датчиков относительно пищевода и желудочно-кишечного тракта. Дополнительно, система ремней обладает тем особенным преимуществом, что она особо точно удерживает сборки датчиков детекторной системы согласно изобретению в каждом случае на заданном расстоянии, а их оси легкого намагничивания - под заданным углом. Ремень дает пользователю возможность совершенно свободно двигаться в повседневной жизни, в частности, на работе и в свободное время. Детекторную систему согласно изобретению может также нести любой предмет, который находится вблизи от тела, или который носят на теле человека, например, ее можно разместить на кресле-коляске, колесных ходунках, в колыбели, кровати или костыле, или же в наручных часах, браслете, цепочке или украшении.

Если блок датчиков детекторной системы согласно изобретению оснащен только одним AMP-датчиком, то его в рамках настоящего изобретения также называют "одноканальным", а в случае трех AMP-датчиков, соответственно, "трехканальным". Если, например, блок датчиков оснащен тремя AMP-датчиками, оси легкого намагничивания которых расположены подобно координатным осям x, y, и z декартовой системы координат, то компоненты вектора этой сборки датчиков представляют собой сигналы измерения в направлениях x, y либо же, соответственно, z - сигналы S_x, S_y и S_z. Они являются мерой магнитной индукции в направлении осей координат.

Оси легкого намагничивания сборки (блока) датчиков пересекаются в воображаемой точке - в начале координат (нуле) данной конкретной сборки датчиков. Расстояние между этими началами координат, либо же - в случае трех сборок датчиков - расстояния между этими началами координат попарно, представляют собой в рамках настоящего изобретения расстояние либо же попарные расстояния между сборками датчиков.

Оси легкого намагничивания второй сборки датчиков в каждом случае располагаются параллельно координатным осям x, y и z или под некоторым углом к ним. В рамках настоящего изобретения этот угол определяют следующим образом: оси легкого намагничивания каждой сборки датчиков в каждом случае располагаются на воображаемой боковой поверхности конуса телесного угла. В рамках настоящего изобретения угол, под которым две сборки датчиков детекторной системы согласно изобретению наклонены друг относительно друга, это угол между центральными осями конусов сборок датчиков.

Если детекторную систему носят в ремне, браслете или предмете вблизи тела, то угол в рамках точности, с которой можно отрегулировать ремень, находится в плоскости, которая задана началами координат сборок датчиков и точкой вхождения пищевода в желудок. Особо высокой точности добиваются, если этот предмет представляет собой систему ремней, известную из спортивного скалолазания (подвеску).

Если детекторная система согласно изобретению содержит две сборки датчиков, то направления и сигналы нумеруют. Соответственно, в направлениях x1, y1, z1 либо же соответственно x2, y2, z2, получают сигналы S_x1, S_y1, и S_z1 либо S_x2, S_y2 и S_z2, исходя из которых строят векторы S₁ и S₂:

S₁=(S_x1, S_y1, S_z1) и

S₂=(S_x2, S_y2, S_z2).

Если, например, первая из сборок (первый из блоков) датчиков детекторной системы согласно изобретению оснащена только одним AMP-датчиком, а именно в направлении x1, то вектор S₁ упрощается до формы

S₁=(S_x1, 0, 0).

Детекторная система согласно изобретению обладает тем преимуществом, что она в каждом случае измеряет эти компоненты векторов настолько точно и делает их пригодными для оценки таким образом, что при движении сборки датчиков, вызванном пользователем, колебания модуля этих векторов либо остаются малы, либо известны в такой мере, что изменения данных измерений, вызванные магнитным телом, регистрируются. Таким образом, влияние внешних помех распознается и устраняется, либо же его можно отфильтровать от сигнала измерений.

Модули векторов, сокращенно представленные в виде $$\left|S_1\right|$$ и $$\left|S_2\right|$$ , рассчитывают известным образом:

Если расстояние между блоками (сборками) датчиков мало, то в гомогенных полях получаются одинаковые результаты измерений. Магнитное тело с малой магнитной индукцией, находящееся вблизи датчиков, при различных расстояниях до датчиков влияет своим магнитным полем (значения которого быстро уменьшаются по мере роста расстояния до датчика) на их результаты измерений различным образом. Поскольку каждая из сборок датчиков выдает вектор, который образуется из сигналов измерения AMP-датчиков, детекторная система согласно изобретению обладает тем преимуществом, что близость магнитного тела к сборкам датчиков влияет на угол между измеренными векторами. Если магнитное тело движется, то этот вектор изменяется.

Чувствительность измерений можно повысить посредством предпочтительных вариантов исполнения детекторной системы согласно изобретению.

Предпочтительно, чтобы по меньшей мере один, а предпочтительно - каждый из АМР-датчиков имел 4 "зазубренных" (barberpole) элемента, которые соединяют в мост Уитстона или в схему, заменяющую мост Уитстона. В этом случае ось легкого намагничивания представляет собой равнодействующую (результирующую) осей легкого намагничивания отдельных "зазубренных" элементов. Внешние магнитные поля выводят такой мост Уитстона из равновесия значительно сильнее, чем, например, мост сопротивлений только с одним "зазубренным" элементом и тремя обычными омическими сопротивлениями. Таким образом, чувствительность моста Уитстона из 4 "зазубренных" элементов повышается.

В кругу специалистов известно, что характеристическую кривую AMP-датчика можно изменить сильными магнитными полями, поскольку домены анизотропного материала перестраиваются или меняют форму, или поскольку перемещаются их стенки в материале. Этому эффекту можно противодействовать посредством по меньшей мере одного установочного (set) и/или сбрасывающего (reset) импульса, который выдают однократно перед измерением, предпочтительно многократно во время измерения, а особо предпочтительно - периодически во время измерения, посредством катушки "SET/RESET" (подмагничивающая). Действие периодически испускаемых установочных и/или сбрасывающих импульсов состоит в обеспечении оптимальной характеристической кривой АМР-датчиков.

Попеременные установочные и сбрасывающие импульсы, что в рамках настоящего изобретения называется "щелчком", дают возможность устранять напряжение смещения нуля в силу формирования разности сигналов, измеренных после каждого импульса. Кроме того, устраняется термическое, электрическое и/или такое влияние, которое, например, возникает при нагреве АМР-датчика.

Равным же образом с помощью "щелчка" появляется возможность автоматической настройки рабочей точки последующего усилителя, которую в рамках настоящего изобретения называют "обратной связью (цепью обратной связи) переключения". Помимо скважности (коэффициента заполнения) важно также надежное достижение индукции насыщения посредством установочных и сбрасывающих импульсов.

На Фиг. 1 показана схема, которая обеспечивает возможность "щелчков". При формировании разности необходимо настроить рабочую точку для последующего (расположенного следом) усилителя. Неточности этой настройки при очень большой глубине модуляции проявляются в виде возникающего асимметричного ограничения сигнала.

Кроме того, детекторная система согласно изобретению может быть оснащена катушкой "OFFSET". Ток через катушку OFFSET может подавать задающая схема, которая в качестве существенного элемента может включать в себя, например, усилитель в мостике. Катушка OFFSET позволяет компенсировать подлежащие измерению компоненты поля путем создания поля с противоположной ориентацией. Без катушки OFFSET при измерении магнитной индукции приходится учитывать нелинейность характеристики датчика, а кроме того - чувствительность АМР-датчиков к поперечным колебаниям (относительную поперечную чувствительность). Поперечная чувствительность состоит в том, что при высоких значениях магнитной индукции наблюдается как ее влияние в направлении одной оси, так и влияние на результат измерения AMP-датчика, ориентированного перпендикулярно.

При наличии катушки OFFSET, однако, напряжение моста датчика в контуре регулирования минимизируют путем подачи тока в катушки OFFSET. Ток в катушке OFFSET, необходимый для уравновешивания мостика, представляет собой меру подлежащего измерению поля. Благодаря этому измерения всегда проводятся в той точке характеристической кривой датчика, в которой чувствительность и линейность находятся на максимуме и одновременно исчезает поперечная чувствительность. Поэтому система детектирования согласно изобретению пригодна для любого повседневного окружения.

Подключение катушки OFFSET осуществляется посредством задающей схемы катушки OFFSET. Схема изображена на Фиг. 2.

В общем случае нелинейность и поперечную чувствительность можно зарегистрировать при калибровке и соответствующим образом корректировать результат измерения. Благодаря этому возможна также работа без активации катушки OFFSET при минимизации энергопотребления.

Существует и еще одна альтернатива компенсации компонента поля, подлежащего измерению, состоящей в создании поля с противоположной ориентацией посредством подачи тока в катушку OFFSET. При этом по меньшей мере один, а предпочтительно - каждый AMP-датчик детекторной системы согласно изобретению можно оснастить альтернативной схемой (подключения).

При этой форме исполнения детекторной системы напряжение моста датчика не регулируют в схеме с отрицательной обратной связью до нулевого должного значения. Вместо этого в катушку OFFSET с помощью ЦА-преобразователя (ЦАП) и усилителя подают заданный ток таким образом, чтобы не покидать определенный рабочий участок характеристики моста датчика.

Еще в одном варианте исполнения детекторной системы согласно изобретению рабочий участок характеристики датчика можно подразделить на некоторое количество сегментов, например, при использовании ЦАП с разрешением 8 бит - на 256 сегментов. Для обеспечения непрерывного измерения при изменяющейся силе магнитного поля сегменты можно выбрать так, чтобы имелось достаточное перекрывание соседних сегментов. Тогда каждому из этих сегментов можно присвоить лишь малый участок вокруг оптимальной рабочей точки AMP-датчика. Уменьшение рабочего участка уменьшает поперечную чувствительность и воздействие нелинейности характеристики. Полную коррекцию нелинейности и поперечной чувствительности не проводят. Зато, однако, благодаря комбинации АЦП и сегментирования характеристики получают улучшенное разрешение измерения по амплитуде.

Для этого, для каждого из сегментов диапазона измерений AMP-датчика необходимо определить параметры аппроксимации - в каждом случае с помощью прямой с соответствующими ей наклоном и отсечкой. Значения наклона и отсечки сегментов приводятся в калибровочных файлах датчиков. Если же систему детекторов согласно изобретению в повседневном применении перемещают, например, в силу обычных, повседневных движений ее пользователя, то постоянно подают (сопровождением) заданный ток и, соответственно, аппроксимацию.

Соответственно скорости, с которой происходят движения, предпочтительна высокая скорость считывания (частота дискретизации), так чтобы реализовать непрерывное измерение без перемодуляции.

Преимущество этого варианта состоит в том, что при соответственно высокой скорости считывания катушки OFFSET можно эксплуатировать с очень низкой скважностью. Это снижает потребности в мощности и собственный нагрев датчиков, а также резко уменьшает связанные с этим проблемы со сдвигом нуля.

Кроме того, благодаря применению быстрых АЦ и ЦА-преобразователей при необходимой для непрерывного измерения в магнитном поле частоте измерений можно удерживать необходимое для отдельного измерения время на низком уровне. Это дает возможность управлять катушкой OFFSET только во время, необходимое для регистрации измеряемой величины. Если активацию катушки OFFSET осуществляют, например, только со скважностью в 0,1, например, при длительности измерения 1 мс и временном промежутке между следующими друг за другом измерениями в 10 мс, то мощность потерь уменьшается. Благодаря этому выделяется меньше тепла, и таким образом уменьшается или полностью подавляется дрейф сигналов измерения.

Для применимости детекторной системы согласно изобретению с двумя сборками датчиков следует учитывать, что длина пищевода составляет от 20 до 30 см, а проглоченный объект проходит его за 5-10 с. Из этого получается диапазон скоростей при пассаже пищевода от 2 до 6 см/с и соответствующим образом быстро изменяющийся сигнал для детекторной системы. Таким образом, диапазон частот полезного сигнала перекрывается с диапазоном частот некоторых из внешних помеховых сигналов. В рамках настоящего изобретения "внешними помеховыми сигналами" называют такие сигналы, которые обусловлены магнитными потоками, которые окружают пользователя, и в которых он, в силу необходимости, перемещается, например, в магнитном поле земли или в окружении магнитных объектов, например, автомобилей. Из-за внешних помеховых сигналов не следует ожидать, что прохождение магнитного объекта по пищеводу можно отличить от магнитных потоков других объектов. В частности, фильтрация сигнала измерения, соответствующая нынешнему техническому уровню, не дает успеха.

Известная возможность исключения внешних помех состоит в оценке функций автокорреляции и перекрестной корреляции датчиков, которые размещены на фиксированном расстоянии друг от друга. Перекрестная корреляция описывает корреляцию двух сигналов в зависимости от временного сдвига между этими сигналами. При автокорреляции рассчитывают корреляцию сигнала с самим собой. У функции автокорреляции всегда имеется максимум при сдвиге 0. Если сигнал регистрируется двумя идентичными в остальном датчиками с задержкой, то максимум функции перекрестной корреляции окажется сдвинут относительно максимума функций автокорреляции при одинаковой в остальном форме.

Существенная предпосылка для идентификации прохождения капсулы по пищеводу состоит в том, что сборки датчиков могут регистрировать сдвинутый по времени компонент сигналов. Проблема, которая, однако, сохраняется, вызвана движением сборки датчиков в окружающем магнитном поле земли, в таком движении как раз и состоит пригодность детекторной системы согласно изобретению к применению.

Неожиданно было обнаружено, что, несмотря на разнообразие магнитных потоков многочисленных объектов, например, автомобилей, металлической мебели, электрических проводов и тому подобного, детекторная система однозначно распознает те потоки, которые обусловлены магнитными телами (объектами) в человеческом организме, если выбрать расстояние между двумя сборками датчиков от 2 до 6 см. Благодаря неодинаковому расположению сборок датчиков распознаются внешние магнитные поля, которые не вызваны магнитными телами в человеческом организме. Предпочтительно фиксировать сборки датчиков над пищеводом или грудиной и желудком вертикально или горизонтально. На Фиг. 4. показана детекторная система согласно изобретению с тремя сборками датчиков в комбинированном нагрудном и плечевом ремне, которую носит на себе человек. В этой форме исполнения, представленной в качестве примера, сборка датчиков вблизи пищевода выполнена одноканальной, а обе другие сборки датчиков, напротив - трехканальными. Исполнение сборки датчиков вблизи пищевода всего с одним каналом упрощает конструкцию и уменьшает энергетические потребности детекторной системы согласно изобретению. Кроме того, эта одноканальная форма исполнения использует ту возможность, что магнитное тело не обязательно изготовлено с шаровой симметрией, а может, например, обладать цилиндрической симметрией, и что благодаря этому создаваемое им магнитное поле во время прохождения по пищеводу движется относительно одноканальной сборки датчиков, не вращаясь.

Также может быть выгодно удалять долю помеховых полей окружения посредством вычитания скользящего среднего значения и выбирать расстояние между сборками датчиков равным 2 см. Затем, используя отфильтрованные сигналы, можно рассчитать их функции автокорреляции и перекрестной корреляции. Затем, на основании разности в амплитудах и положения максимумов, можно обнаружить прохождение магнитного тела.

Если у детекторной системы согласно изобретению имеются две или три сборки датчиков, то ее можно использовать для регистрации магнитного тела в желудке.

Медленное распадение магнитного тела вызывает уменьшение его магнитной индукции. Движения носителя и изменения положения магнитного тела, например, в силу перистальтических движений, вызывают колебания измеряемых показателей. Хотя в общем случае о накладывающихся друг на друга (суперпозиция) картинах движения, обусловленных перистальтикой и магнитным изделием, ничего сказать нельзя, детекторная система с тремя сборками датчиков обеспечивает успех. Сверх того, выгодно оснастить эту детекторную систему фильтром низких частот в качестве средства обработки сигнала.

Магнитное тело (объект) детекторной системы согласно изобретению может иметь такую форму, что его можно принимать внутрь, в частности, человек может его проглотить. Исполнение этого магнитного тела в рамках настоящего изобретения называют также "лекарственной формой для приема внутрь". Это может быть капсула или капсула с некоторой функцией, причем функцию выбирают из диагностики и/или лекарственной формы. Кроме того, капсула может предпочтительно представлять собой таблетку, которая проходит по пищеводу предпочтительно в продольном направлении. У лекарственной формы имеется по меньшей мере одна магнитная часть, предпочтительно парамагнитная, суперпарамагнитная, ферримагнитная и/или ферромагнитная часть, предпочтительно по меньшей мере одна содержащая магнетит сердцевина и/или оболочка. Магнитная часть может содержать пригодные к магнитной ориентации или намагничиваемые частицы, предпочтительно магнетит (Fe₃O₄) или маггемит (Fe₂O₃). Магнетит и маггемит считаются безопасными с токсикологической и фармакологической точек зрения, и их в числе прочего применяют как нетоксичные, нерастворимые пигменты в продуктах питания или лекарственных формах.

Можно также использовать при необходимости и другие пригодные к магнитной ориентации частицы, например, ферриты MnFe₂O₄ или MgFe₂O₄. Магнитная часть магнитного тела может представлять собой в пределах от 0,05 до 80 мг, предпочтительно от 2 до 70, предпочтительно от 4 до 60, в особенности от 6 до 50 мг пригодных к магнитной ориентации или намагничиваемых частиц. Средний размер пригодных к магнитной ориентации частиц может находиться, например, в пределах от 1 нм до 1 мм, предпочтительно от 100 нм до 100 мкм.

Также предпочтительно лекарственная форма для приема внутрь может представлять собой капсулу, таблетку, палочку, покрытую оболочкой таблетку, экструдат расплава или изделие с введенной в него магнитной пленкой.

Благодаря этому детекторная система согласно изобретению, у которой сборка датчиков ориентирована перпендикулярно главной оси лекарственной формы, регистрирует выраженное изменение измеряемого показателя при ее прохождении.

Временная и пространственная шкала, на которой располагаются сигналы по меньшей мере обеих сборок датчиков, задана скоростью, с которой лекарственная форма для приема внутрь проходит детекторную систему согласно изобретению, а также расстоянием либо же попарными расстояниями между сборками датчиков. Хотя, как уже сказано выше, множество значений магнитной индукции накладываются друг на друга, а магнитная индукция, которая, собственно, представляет интерес, очень мала и неравномерна во времени и пространстве, было обнаружено, что ее можно надежно зарегистрировать с помощью детекторной системы согласно изобретению.

Поэтому объектом изобретения также является способ регистрации созданной магнитным объектом в теле человека магнитной индукции посредством детекторной системы согласно изобретению, который отличается следующими этапами:

(a) по меньшей мере один раз на каждый анизотропный магниторезистивный датчик подают установочный и сбрасывающий импульс, и

(b) сигналы каждого AMP-датчика посредством надлежащей обработки и посредством по меньшей мере одного фильтра низкой частоты усиливают, а затем

(c) определяют разность модулей векторов магнитной индукции каждой сборки датчиков, и рассчитывают угол Ф между векторами по сигналам измерения АМР-датчиков

Способ обладает тем преимуществом, что при регистрации измеряемых показателей снижается влияние активных помех. В частности, если магнитное поле при определении значения сдвига искажается под внешним воздействием, например, из-за проезжающих автомобилей, то специалист получает искаженные (неверные) значения сдвига. Еще одна опасность искажения, известная специалисту, обусловлена нарастанием и затуханием колебаний используемых фильтров. Способ согласно изобретению, однако, как мы обнаруживаем, уменьшает эти эффекты.

На этапе (a) установочные и сбрасывающие импульсы поступают попеременно, что означает циклическую пульсацию. Их следует подавать с такой силой тока импульса, при которой в каждом случае достигается намагничивание насыщения и, следовательно, контролируется наклон характеристической кривой. В зависимости от компонента сила тока импульса колеблется известным специалисту образом.

На этапе (b) для подавления зашкаливания или волнообразности сигнала можно предпочтительно применять гауссовы фильтры, фильтры Бесселя. Чтобы разделить быстрые и медленные изменения в сигналах, предпочтительным видом обработки сигнала является использование полосовых (полосно-пропускающих) фильтров. Периодические электромагнитные помехи с частотой 16,7 Гц, например, от электрифицрованных железных дорог либо же 50 Гц от сети можно подавить посредством выбора частоты дискретизации (скорости считывания) и длительности интегрирования в 60 мс или кратной ей при регистрации данных. В случае других частот периодических помех время интегрирования следует изменить соответствующим образом.

Чтобы отфильтровать помеховое электромагнитное излучение в диапазоне частот от 16 до 50 Гц, предпочтительны две сборки, у которых постоянная интегрирования составляет не менее 60 мс. Предпочтительно настраивать таким образом частоту дискретизации на различные периодически возникающие помехи.

Мера магнитной индукции в направлениях x, y и z на этапе (c) - это падение напряжения в данном конкретном направлении от рассогласования мостов Уитстона AMP-датчиков. Специалист предполагает, что в разности Δ₀ векторов двух сборок датчиков,

Δ₀=S₁-S₂,

доли гомогенной магнитной индукции взаимно компенсируются. Это компенсирует влияние внешних помеховых полей, которые практически не изменяются в пространстве, и по существу остается только поле магнитного тела в носителе (в организме носителя). При этом, однако, обе сборки датчиков не должны быть наклонены друг относительно друга, либо лишь в незначительной степени, что означает угол 0°. Магнитную индукцию событий сдвига в пространстве и времени, однако, можно, что неожиданно, регистрировать и при больших углах, когда вместо Δ₀ образуется скалярная величина Δ:

Это упрощает монтаж сборок датчиков в ремне детекторной системы согласно изобретению, а кроме того позволяет обойтись без сложной подгонки положения сборок датчиков к различным пропорциям носителя. На диаграмме величины Δ как функции от времени таким образом распознаются характерные формы линий, которые ставят в соответствие, например, проглатыванию магнитного изделия, его прохождению по пищеводу и, соответственно, прохождению мимо сборок датчиков, а также его движениям при переваривании, обусловленным перистальтикой.

Для осуществления этой постановки в соответствие фильтрации, сигналов измерения недостаточно. На нынешнем уровне техники, правда, известна возможность исключения внешних помех посредством оценки функций автокорреляции и перекрестной корреляции датчиков, которые размещены на фиксированном расстоянии друг от друга. Если сигнал регистрируется двумя идентичными в остальном датчиками с задержкой, то максимум функции перекрестной корреляции окажется сдвинут относительно максимума функций автокорреляции при одинаковой в остальном форме. Чтобы временной сдвиг между автокорреляцией и перекрестной корреляцией сигналов датчиков можно было распознать, внешние поля желудка не должны перекрывать ту долю сигнала, которая вызвана лекарственной формой для приема внутрь. В этих целях, однако, внешние помехи придется в основном устранить. Для этого используют, например, формирование разности между текущим сигналом и средним значением. Это среднее значение необходимо подгонять к текущей ситуации и получать, например, так называемое "скользящее среднее (Moving Average)". Это, однако, ставит то условие, что обследуемый во время приема лекарственной формы для приема внутрь не должен совершать ни быстрых вращательных, ни резких поступательных движений с большой амплитудой. Только в этом случае датчики нынешнего уровня техники обеспечивают достаточное разделение сигнала.

Разумеется, можно также повысить частоту дискретизации (скорость считывания), так чтобы реализовать непрерывное измерение без перемодуляции. Недостаток, состоящий в этом случае в повышении энергетических потребностей, можно по меньшей мере частично компенсировать, задавая высокую скорость считывания при интересных и сложных событиях, как, например, при проглатывании и/или распаде магнитного тела (объекта). Система, однако, должна распознавать такие интересные и сложные явления. У детекторной системы согласно изобретению имеется выгодная форма исполнения, при которой распознаются интересные, сложные события, и происходит это посредством регистрации точного момента приема внутрь. Дальнейшее пояснение этой формы исполнения приведено ниже. У решений нынешнего уровня техники имеется, однако, также еще и та проблема, что быстрые вращательные и/или поступательные движения с большой амплитудой, которые не связаны с лекарственной формой для приема внутрь, по-прежнему видны для сигналов измерения.

Альтернативный способ расчета угла Ф, заключенного между векторами сигнала измерения по формуле I,

на этапе (c) неожиданным образом позволяет обойти эту проблему. Мы обнаружили, что быстрые движения носителя и/или быстрые изменения внешней индукции (внешних потоков) помехообразующих полей оказывают менее значительное воздействие на ориентацию векторов сигнала измерения друг относительно друга, чем движение магнитного изделия в организме носителя. Объяснить это можно тем, что источники изменения внешней индукции отклоняют оба вектора сигналов измерения (или же - в случае сборок датчиков с тремя векторами сигналов измерения) по меньшей мере приблизительно в одинаковых направлениях. Хотя модули их могут изменяться совершенно по-разному, угол между в каждом случае двумя парами векторов сигналов измерения должен во времени оставаться приблизительно одинаковым. Это означает то же самое, что окружающее магнитное поле источников, находящихся на большем удалении, приблизительно сохраняет свою однородность или неоднородность. I, соответственно, позволяет скрыть удаленные источники магнитных потоков (индукции) независимо от их поведения во времени.

Ситуацию при реализации способа согласно изобретению схематически изображает Фиг. 3. Обозначения:

B линии поля помехообразующего магнитного потока

S₁, S₂ векторы S₁=(S_x1, S_y1, S_z1) либо же соответственно S₂=(S_x2, S_y2, S_z2)

Ф угол между векторами сигналов измерения согласно формуле I.

Если предположить, что источники помехообразующего магнитного потока находятся на большем удалении, чем магнитное тело либо же, соответственно, лекарственная форма для приема внутрь, то угол между векторами S₁ и S₂ приблизительно постоянен во времени. В лучшем случае, а именно в однородном (гомогенном) магнитном поле, этот угол даже навсегда исчезает. Было, однако, обнаружено, что помехообразующие магнитные тела часто по существу однородны. Преимущество при определении угла Ф состоит в том, неправильная ориентация отдельных или всех AMP-датчиков или наклон сборок датчиков друг относительно друга неважны, если эта неправильная ориентация постоянна во времени. Такая ошибка видна по не имеющему значения сдвигу на диаграмме Ф/t, что означает

Ф=const

относительно времени t.

При реализации способа согласно изобретению на этапе (b) можно применять по меньшей мере один фильтр низкой частоты с частотой среза в 0,1-0,99 мГц, 1 мГц-0,99 Гц, 1-9,99 Гц, 10 Гц-1 кГц или же комбинацию фильтров низкой частоты по меньшей мере с двумя различными частотами среза. При этом предпочтительно настраивать фильтрацию соответственно подлежащему детектированию процессу, чтобы подавить шумы и/или быстро изменяющиеся помеховые (помехообразующие) поля в сигнале измерения, например, от электрооборудования.

При реализации способа согласно изобретению модуль каждого AMP-датчика или полученный на этапе (c) сигнал измерения можно фильтровать посредством медианного фильтра.

Кроме того, при реализации способа согласно изобретению можно во время осуществления этапа (c) записывать полученную величину Δ и/или Ф как функцию времени на устройство регистрации данных (data logger) или другой прибор, известный специалисту, которым можно оборудовать детекторную систему согласно изобретению. Эту запись можно осуществлять постоянно, например, во время приема внутрь, прохождения и/или распадения магнитного тела в организме носителя. Ее можно осуществлять также и прерывистым способом, чтобы, например, сэкономить энергию.

Было обнаружено, что многие обычные (повседневные) источники помеховых полей создают на диаграммах Δ/t либо же, соответственно, Ф/t линии характерной формы. Это позволяет распознать на диаграмме, например, проезжающие автомобили, процессы электрического переключения, электромагнитные помехи, вызванные искрами, а также случайные периодические помехи и/или искрение щеток электродвигателей и компенсировать их вклад в форму линии с помощью известного специалисту программного обеспечения.

Способ согласно изобретению можно выгодным образом применять также и тогда, когда магнитное тело уже находится в желудке и распадается там. Магнитное изделие может также распадаться в тонком или толстом кишечнике. В этих случаях предпочтительна цифровая фильтрация в диапазоне от 0,1 до 1 мГц. Если необходимо регистрировать процесс проглатывания, то предпочтителен фильтр низкой частоты с диапазоном частоты среза 1 мГц-0,99 Гц. Кроме того, может быть целесообразным выбирать фильтры и/или частоты среза в соответствии с геометрическими характеристиками магнитного изделия, в частности лекарственной формы для приема внутрь. Временной промежуток, за который распадается лекарственная форма для приема внутрь, например капсула (Фиг. 10), находится в пределах от 0,5 до 30 мин, предпочтительно в пределах от 0,5 до 20 мин, более предпочтительно - в пределах от 0,5 до 5 мин. Если необходимо измерять в человеческом организме процессы, проходящие так долго, то сигналы можно предпочтительно "экспоненциально сглаживать". Математические мероприятия для этого известны специалисту. Предпочтительные константы сглаживания α находится в пределах от 0,10 до 0,40, особо предпочтительно α приблизительно равна или равна 0,25.

Магнитное тело лекарственной формы для приема внутрь для детекторной системы согласно изобретению имеет субъединицы, которые могут представлять собой слои, фазы и/или домены. Та субъединица, которая создает магнитный поток, содержит инертные кристаллические элементы, которые могут представлять собой частицы, остеклованные и/или заключенные в оболочку микро- и/или мини-магниты. Предпочтительно, чтобы микромагниты и/или мини-магниты имели форму цилиндров, чашек и/или шариков.

Предпочтительные размеры микромагнитов либо же, соответственно, мини-магнитов - это от 0,1 до 1 мкм, от 1 до 10 мкм, от 10 до 100 мкм, от 100 мкм до 1 мм и/или от 1 до 10 мм. Микромагниты либо же, соответственно, мини-магниты содержат магнитные частицы, предпочтительно - частицы из магнетита и/или магнитного материала, который не метаболизируется в человеческом организме. Кроме того, магнитные частицы могут содержать микроструктурированные полимерные композиты и/или частично кристаллические, полиморфные, спеченные, порошкообразные или же их сочетания. Магнитные частицы могут также содержать и другие обычные коммерческие компоненты, предпочтительно - заключаться в оболочку из них, например, из частиц декстранов или других компонентов для создания молекулярной оболочки, например, циклодекстринов или же из компонентов, которые получают процедурами грануляции или зернения. Инкапсуляция микромагнитов либо же, соответственно, мини-магнитов в этих материалах либо же заключение их в оболочку из этих материалов естественным образом препятствует системному поглощению (всасыванию) микромагнитов либо же, соответственно, мини-магнитов. Предпочтительно, чтобы благодаря этому замедлялось распадение микромагнитов либо же, соответственно, мини-магнитов под воздействием кислоты желудочного сока или же задерживалось начало распадения. По мере распадения, в свою очередь, ослабевает вплоть до исчезновения тот магнитный поток, который регистрируется детекторной системой согласно изобретению посредством способа согласно изобретению. На фиг. 5A-C изображены предпочтительные формы исполнения магнитного тела, а именно - в форме капсулы, которая в каждом случае оснащена одним (Фиг. 5A), двумя (Фиг. 5B) или тремя (Фиг. 5C) мини-магнитами (m).

Предпочтительно, чтобы изготовление магнитного изделия осуществлялось посредством известных специалисту галеновых способов для изготовления лекарственных форм для приема внутрь, например, посредством пригодных для GMP способов производства, предпочтительно для изготовления Granules с помощью так называемого high shear mixer (смесителя с высоким усилием сдвига) или же в грануляторе с вихревым слоем, с помощью roller compactor, (роликового пресса), экструдера, сферонизатора или процесса hotmelt (скрепления термоклеем). Кроме того, предпочтительно изготовление так называемых Pellets (гранул) посредством известных специалисту методов pelletization (пеллетирования, гранулирования), экструзии и spheronization, rotar granulation, (окатывания) powder layering (наслаивания порошка). Сверх того, магнитные тела в форме микротаблеток можно изготавливать из частично кристаллического, спрессованного, инкапсулированного и/или таблетированного материала, для чего их подвергают компактированию из порошка и полиморфных веществ. Лекарственные формы для приема внутрь можно также изготавливать в форме известных специалисту пакетиков, так называемых саше (Sachets).

Возможны также и более сложные формы магнитных изделий, в которых, например, магнитная часть имеет форму одной или нескольких пленок. Магнитные изделия детекторной системы согласно изобретению можно получать любой произвольной комбинацией вышеописанных способов. Также это могут быть системы из множества частиц, многослойные системы, системы типа "сердцевина-оболочка" и/или со-блок-системы.

Лекарственная форма для приема внутрь может иметь любую произвольную форму, включающую в себя по меньшей мере одну магнитную фазу, причем под "магнитной фазой" подразумевают пространственно отграниченное в магнитном изделии тело, которое вызывает магнитный поток. Его регистрируют способом согласно изобретению. После приема внутрь человеческого организма лекарственная форма для приема внутрь распадается за заданный промежуток времени. Если в ней содержатся, например, две, три, четыре или пять магнитных фаз, то эти временные промежутки могут иметь различную длительность либо же различаться по длительности попарно. Различной длительности временных промежутков можно добиться, например, посредством того, что магнитный материал окружают оболочкой из полимерной пленки.

Если лекарственная форма для приема внутрь представляет собой капсулу, то половину капсулы, например, можно заполнить магнитным материалом. Кроме того, магнитный материал может размещаться в капсуле в спрессованном в таблетку виде. Предпочтительно магнитная фаза может быть окружена оболочкой, которая устойчива к воздействию кислоты желудочного сока и совпадает с оболочкой лекарственной формы для приема внутрь либо же отличается от нее. Функции таких медленно распадающихся оболочек, называемых также "обтяжками" или "структурами матрикса", известны специалисту. С началом распадения оболочки, само собой разумеется, начинается также и распадение магнитного материала, как только он вступает в контакт со средой, которая вызывает либо же, соответственно, вызвала распад оболочки. С распадом магнитного материала коллективный порядок спинов электронов, вызывающий магнитный поток, утрачивается, а с исчезновением коллективного магнитного порядка магнитный поток ослабевает до не поддающихся измерению величин или до исчезновения.

Материал медленно распадающейся оболочки или материал для инкапсуляции можно выбрать из образующих пленку полимеров. Это, например, могут быть сополимеры метилметакрилата и этилакрилата, сополимеры метилметакрилата, этилакрилата и метакриловой кислоты, сополимеры метилметакрилата и метилметацилата и метакриловой кислоты и сополимеры метилметакрилата, этилакрилата и триметиламмоний-метилметакрилата.

В особенности удобны в применении сополимеры типа EUDRAGIT® E100, EUDRAGIT® E PO, EUDRAGIT® L100, EUDRAGIT® L100-55, EUDRAGIT® S, EUDRAGIT® FS, EUDRAGIT® RS или EUDRAGIT® RL. EUDRAGIT® NE или EUDRAGIT® NM.

Также можно использовать поливинилпирролидоны (ПВП), поливиниловые спирты, графт-сополимер поливинилового спирта и полиэтиленгликоля (Kollicoat®), крахмал и его производные, поливинилацетатфталат (ПВАФ Coateric®), поливинилацетат (ПВАц, Kollicoat), сополимеры винилацетата и винилпирролидона (Kollidon® VA64), сополимеры винилацетата с кротоновой кислотой, полиэтиленгликоли с молекулярной массой более 1000 г/моль, хитозан, сополимер (мет)акрилата, состоящий из 20-40 вес.-% метилметакрилата и 60-80 вес.-% метакриловой кислоты, известны как EUDRAGIT® S, полиакриловую кислоту с поперечной сшивкой и/или без поперечной сшивки, известные как Smartseal® средства для герметизации щелей на композитной основе, соль альгиновой кислоты и/или пектин, целлюлозы, как, например, карбоксиметилцеллюлозу и ее соли (КМЦ, Na-КМЦ, Ca-КМЦ, Blanose, Tylopur), карбоксиметилэтилцеллюлозу (КМЭЦ, Duodcell®), гидроксиэтилцеллюлозу (ГЭЦ, Klucel), гидроксипропилцеллюлозу (ГПЦ), гидроксипропилметилцеллюлозу (ГПМЦ, Pharmacoat, Methocel, Sepifilm, Viscontran, Opadry), гидроксиметилэтилцеллюлозу (ГЭМЦ), этилцеллюлозу (ЭЦ, Ethocel®, Aquacoat®, Surelease®), метилцеллюлозу (МЦ Viscontran, Tylopur, Methocel), эфиры целлюлозы, гликолят целлюлозы, ацетатфталат целлюлозы (ЦАФ, Cellulosi acetas PhEur, Celluloseacetate-Phtalate, NF, Aquateric®), ацетатсукцинат целлюлозы (ЦАС), ацетаттримеллиат целлюлозы (ЦАТ), фталат гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦФ, НР50, НР55), ацетатсукцинат гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦАС -LF, -MF, -HF) или смесь указанных полимеров.

В дополнение к образующим пленку полимерам можно известным как таковой способом применять в качестве вспомогательных средств рецептуры дополнительно другие обычные в фармацевтике вспомогательные вещества, которые не являются образующими пленку полимерами, или же эти вещества могут присутствовать дополнительно. В качестве примера здесь следует упомянуть стабилизаторы, красители, антиоксиданты, смачивающие агенты, пигменты, вещества, придающие блеск, и т.д. Они служат в первую очередь вспомогательными средствами переработки и должны обеспечивать надежность и. воспроизводимость способа производства, а также хорошую сохранность при долгосрочном складском хранении. Прочие обычные в фармацевтике вспомогательные вещества могут присутствовать в количествах от 0,001 до 30, предпочтительно - от 0,1 до 10 вес.-% относительно образующих пленку полимеров. Равным же образом можно применять известные специалисту вспомогательные вещества для таблеток, капсул или лекарственных форм.

Далее, лекарственная форма для приема внутрь может иметь по меньшей мере одну оболочку и по меньшей мере одну сердцевину, которые представляют собой магнитные фазы и которые в человеческом организме распадаются последовательно, снаружи внутрь, так что сердцевина или сердцевины поддерживают или поддерживает магнитный поток дольше всего.

Например, лекарственная форма может содержать сердцевину в форме таблетки, причем плоские стороны таблетки представляют собой магнитную фазу, которая жестко соединена с другим веществом, например, фиксирована химически или механически или сплавлена, и которую необходимо ввести в человеческий организм. Это вещество может представлять собой, например, действующее вещество, лекарство или вообще биологически активное вещество и присутствовать на внутренней стороне магнитной оболочки. Магнитные фазы таблетки могут обладать различной толщиной или различным образом быть заключены в оболочку из другого материала, так что магнитные фазы распадаются за временные промежутки различной длительности. Эти временные промежутки можно выбирать так, чтобы магнитные фазы распадались, пока лекарственная форма транспортируется в человеческом организме, и таким образом каждая магнитная фаза распадалась в другом месте человеческого организма. Временной промежуток можно, например, выбрать таким коротким, чтобы одна из магнитных фаз распадалась уже во время прохождения по пищеводу.

Еще в одной предпочтительной форме исполнения лекарственная форма для приема внутрь может содержать по меньшей мере три компонента, по меньшей мере один компонент из которых, а предпочтительно - каждый компонент включает в себя магнитную фазу.

Далее, лекарственная форма для приема внутрь может включать в себя по меньшей мере три фазы, из которых по меньшей мере одна фаза может содержать биологически активное вещество, а другие фазы не содержать биологически активных веществ, но содержат одну - или каждая по одной - магнитную фазу. Такие лекарственные формы проще изготавливать.

Равным же образом, предпочтительно, лекарственная форма для приема внутрь может содержать магнитную фазу на своей внешней поверхности или рядом с ней. В случае приема такой лекарственной формы внутрь сначала распадается магнитная фаза. Только после этого остальные компоненты лекарственной формы вступают в контакт с человеческим организмом. Эта форма исполнения обладает не только тем преимуществом, что детекторная система распознает точный момент приема внутрь. Точный момент приема внутрь можно распознать, например, по пику на производной ∂Δ/∂t разности векторов измерительного сигнала от времени и/или по внезапному увеличению модуля ∂Ф/∂t выше значения, которое было задано ранее. Такой момент времени в рамках настоящего изобретения означает то же самое, что и обнаружение изменяющихся магнитных полей и, следовательно распознавание прохождения через пищевод.

Если детекторная система согласно изобретению оснащена прибором для записи величины Δ и/или Ф как функции времени, то распознавание прохождения через пищевод, обозначенное как "Распознано прохождение по пищеводу?", логически положительно. Отработка этого и следующего логического состояния схематически представлена на Фиг. 6.

С другой стороны, если известен момент введения, еще одним преимуществом этой лекарственной формы оказалось то, что различные внешние магнитные потоки или изменения потоков, имеющие место в различные моменты времени, и которые невозможно полностью скрыть (экранировать) или удалить с помощью расчетов на этапах (b) и/или (c), тем не менее, распознаются как помеховые потоки, для чего в качестве характеристики для диаграммы в каждом случае используют форму линии, создаваемой в каждом случае магнитным потоком лекарственной формы после момента введения на диаграмме Δ/t или Ф/t. Это можно реализовать, табулируя и/или аппроксимируя надлежащими математическими функциями форму линии на протяжении временного интервала от 0 до 10 с, предпочтительно от 0 до 5 с, непосредственно после первого приема лекарственной формы. Тогда форму линии, зарегистрированную непосредственно после каждого последующего приема внутрь, в каждом случае в известный момент времени можно сравнить с табулированной или же аппроксимированной формой линии. В рамках настоящего изобретения такое сравнение называют "записью и сравнением данных". Если зарегистрированная линия в своей табулированной и/или аппроксимированной форме совпадает с формой линии при первом приеме лекарственной формы, то этот результат, обозначаемый как "Картина известна?" логически положителен. Если логические величины "Распознано прохождение по пищеводу?" и "Картина известна?" положительны, то можно проводить регистрацию по способу согласно изобретению, поскольку измеренная при помощи изменяющихся магнитных полей "Картина известна". Затем, однако, в различные моменты времени после приема регистрируются прочие изменения потока, причиной которых служит прохождение лекарственной формы и ее распадение в организме несмотря на различное окружение. Это дает еще одно преимущество, состоящее в мобильности детекторной системы согласно изобретению практически независимо от места или силы внешних магнитных потоков, так как способ согласно изобретению позволяет отличать различные неизвестные внешние помеховые воздействия. Если по меньшей мере одно из двух логических состояний отрицательно, то регистрации можно избежать, выключить детекторную систему согласно изобретению и/или выдать другое сообщение, которое настроено соответственно применению системы.

Поэтому объектом изобретения также является применение детекторной системы согласно изобретению для регистрации проглоченных оральных лекарственных форм и для определения момента или моментов распадения магнитных, предпочтительно - ферромагнитных частей в пищеварительном тракте. Преимущество состоит в том, что в момент распадения этой части или за определенный промежуток времени до него также распадается или должно распасться магнитное тело (объект), вообще лекарственная форма для приема внутрь, и, соответственно, должны высвободиться заключенные в ней вещества. Таким образом, детектирование распада может служить временной меткой того, когда, например, действующее вещество достигнет определенной части человеческого организма.

Предпочтительно при применении согласно изобретению можно установить распад магнитной, предпочтительно - ферромагнитной части в желудке, толстом кишечнике, тонкой кишке и/или в ободочной кишке. Одна из возможностей (опций) применения согласно изобретению состоит в следующем.

Если у магнитного тела по меньшей мере две магнитные фазы, моменты распада которых выбраны так, чтобы магнитные фазы распадались в различных местах человеческого организма, и если кроме того с каждой из этих магнитных фаз жестко соединено в каждом случае одно вещество, которые поглощаются (всасываются) в организме человека и могут представлять собой, например, действующее вещество, лекарство или вообще биологически активное вещество, и если кроме того при регистрации данного конкретного распада дополнительно измеряют уровень вещества или веществ, поглощенных организмом, в крови, то при клинических исследованиях, например, можно определять корреляцию подачи этого вещества или этих веществ in vivo с процессом метаболизма. Соответственно, детекторную систему согласно изобретению можно применять также в терапии и/или диагностике. Всосавшееся в организме вещество может также представлять собой продукт питания и пищевкусовой продукт, и таким образом детекторную систему согласно изобретению можно применять во всех областях питания.

При использовании согласно изобретению сигналы, полученные по способу согласно изобретению, можно сохранять в устройстве хранения данных и предпочтительно передавать сохраненные данные (при приеме сигнала-требования) на приемное устройство.

Детекторная система может предпочтительно передавать сигналы через обычный коммерчески доступный смартфон, мобильный телефон, PDA, причем с использованием еще одного алгоритма можно проводить обработку сигналов на этом маленьком компьютере. Примером такой обработки может быть сжатие данных, шифровки и/или расчет с личными данными носителя. Сигналы, полученные с помощью детекторной системы согласно изобретению, можно передавать по кабельному соединению, например, при временном соединении с помощью разъемов, и/или беспроводным способом, например, через узел датчиков, компьютер или же по технологии Bluetooth® на мобильный телефон. Если пользоваться этой технологией, то можно сэкономить затраты на портирование программного обеспечения на цифровой сигнальный процессор (DSP), а также сократить время обработки.

Устройство записи данных может представлять собой устройство регистрации данных с передатчиком, который можно выполнить, например, по технологии Bluetooth®. Равным же образом возможно оснастить детекторную систему согласно изобретению устройством регистрации данных с передатчиком или же радиочастотной меткой (RFID). С помощью такой схемы можно предпочтительно простым способом отправлять и принимать структурированную информацию, например, ту, которая может быть связана с особым событием, например, с чрезвычайной ситуацией. Целесообразно, чтобы эту информацию можно было вывести из измерительных сигналов, например, при злоупотреблении, неправильном приеме, слишком частом или слишком редком приеме, недостаточной или избыточной дозировке лекарственной формы для приема внутрь, аварийной нехватке энергии в детекторной системе или ее отказе. Можно также сочетать системы, которые уже находят применение в приеме лекарств, как, например, имплантированные насосы с болеутоляющими препаратами или внешняя перфузия, которые управляют контролируемой инъекцией медикаментов, причем при определенных обстоятельствах следует избегать комбинации с другими медикаментами.

Приемное устройство может представлять собой любое известное специалисту приемное устройство, которое поддерживается публичным или непубличным сервером, компьютером и/или сетью. Принятые данные можно обрабатывать в сети из мобильных телефонных устройств, компьютеров, рабочих станций, мини-компьютеров или любых других компьютеров или серверов, которые особо предпочтительно обрабатывают и/или сохраняют эти данные в целях врачебной помощи. Также может быть целесообразно применять детекторную систему согласно изобретению в публичной или непубличной сети (системе) управления данными, равным же образом предпочтительно - при управлении данными или в системе управления данными в рамках терапии или диагностики.

Эксперты могут обращаться к системе управления данными или использовать ее. Если, например, поступает сигнал о чрезвычайной ситуации, то можно с помощью автоматизированной системы, например, через автоматизированную систему назначения лечения (computerized physician order entry system, CPOE), обратиться за помощью эксперта, например, врача "Скорой помощи". Эксперт сравнивает данные, собранные системой управления данными, чтобы определить место и время явления, например, чрезвычайной ситуации, а также чтобы принять надлежащие меры.

Если согласно изобретению применяют детекторную систему согласно изобретению в терапии и/или диагностике, то систему управления данными можно выгодным образом оснастить компьютером для фармацевтических целей или фармацевтической базой данных, равным же образом выгодно - экспертной системой для медикаментозного лечения.

Получаемые и, при необходимости, посылаемые детекторной системой согласно изобретению сигналы можно переносить в систему управления данными в прошедшем процессинг (обработку), кодированном и/или упакованном виде. К данным, перенесенным в эту сеть данных, можно коммерческим путем обращаться с помощью телефонного звонка. Переданные данные могут - опосредованно или непосредственно, в реальном времени и/или в сохраненном виде - протоколировать во времени распад магнитного изделия, подтверждать его или известным специалисту образом запускать приглашения к вводу других команд.

Системы (сети) управления данными для терапевтических и клинических разработок известны и благодаря применению экспертных систем, представляющих собой, например, нейрональные учебные алгоритмы, обеспечивают высокое качество данных, а также формируют категории как совокупность отдельных данных. Высокого качества данных из больших статистических совокупностей можно добиться, например, на основе сжатия данных или алгоритмов максимальной энтропии.

При использовании детекторной системы согласно изобретению и/или применении способа согласно изобретению в сетевых системах можно, в частности, защитить пациентов в критическом состоянии или лиц, нуждающихся в уходе, от злоупотреблений, неправильного применения или других опасностей в контексте использования магнитного изделия.

Детекторную систему согласно изобретению можно применять в рамках лечения, исследований, постановки диагнозов, а также при изучении новой терапии и диагностики, а также в рамках комбинирования медицинских технических систем.

Равным же образом детекторную систему согласно изобретению можно использовать при реализации и контроле введения действующих веществ в желудочно-кишечный тракт, в особенности в виде твердых или комбинированных твердых/жидких препаратов.

Кроме того, может быть целесообразно применять детекторную систему в тестах с высокой пропускной способностью (производительностью). С помощью таких тестов можно проверять целостность магнитных слоев, фаз и/или доменов, а также определять временные показатели при их растворении в человеческом организме.

Далее приведено пояснение изобретения на основании примеров.

Примеры

Контрольный пример

Подготовили сборку датчиков с тремя AMP-датчиками, Фиг. 7 демонстрирует фотографию этой сборки. С левой стороны видны схемы AMP-датчиков, оси легкого намагничивания которых лежат параллельно плоскости печатной платы либо же стоят перпендикулярно ей. Схема сборки изображена на Фиг. 8. Использованные АМР-датчики в дополнение собственно к мостовым схемам датчиков располагали еще и двумя внутренними катушками на каждую ось.

Представленная схема работала без катушки OFFSET и в чисто аналоговом режиме при напряжении питания выше 7 В. Оцифровку и обработку сигнала проводили с помощью ноутбука с подключенным множественным USB-блоком ввода-вывода типа NI USB-6211, а также посредством программного обеспечения LabVIEW. Настройку рабочей точки и сдвига (отвода) приходилось проводить вручную с помощью потенциометра. Низкое потребление тока было возможно только при отказе от катушки OFFSET.

Этот вариант был непригоден или как минимум неудобен для мобильного применения на теле у человека, причем применение должно было длиться несколько дней, поскольку настройку рабочей точки и сдвига приходилось снова и снова выполнять вручную.

Пример 1.

(a) Капсула с магнитным телом

Сначала изготовили магнитное тело (объект). Материал:

- Капсулы из твердого желатина, размер "0"

- D-фруктоза

- Магнетит

- EUDRAGIT® FS 30 D

- HCL 0,1 H

Мини-магниты (Фиг. 5A-C, m) изготовлены в виде содержащих магнетит таблеток, в рамках изобретения именуемых "таблетками магнетита". Их получали, сначала смешивая известным специалисту образом магнетит, кукурузный крахмал, стеарат магния и коллидон друг с другом. Затем смесь спрессовали в таблетки - также соответствующим нынешнему уровню техники образом. Их снабдили основной (грунтовочной) оболочкой, а после этого оснастили еще одной функциональной обтяжкой, которая замедляет распад таблеток магнетита при контакте с кислотой желудочного сока на протяжении заданного временного промежутка.

Функциональная обтяжка состояла из смеси лаурилсульфата натрия, стеариновой кислоты, талька и дибутилсебацата и EUDRAGIT® E PO в известных специалисту пропорциях. С помощью обычного коммерчески доступного барабанного устройства для нанесения покрытий, дисперсию на протяжении временного промежутка от нескольких минут до нескольких часов наносили на таблетки магнетита, предварительно снабженные грунтовочной оболочкой в виде гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ). Чем дольше был этот временной промежуток, тем толще получалось покрытие. Количество этого нанесенного покрытия указано в мг.

Толщина полученного покрытия имела решающее значение для временного промежутка, в течение которого несущие покрытие таблетки магнетита противостояли распадению под воздействием кислоты желудочного сока. Посредством различной толщины функциональной обтяжки, таким образом, можно организовать различную задержку распада таблетки магнетита и, соответственно, исчезновения ее магнитного потока.

Половину капсулы из твердого желатина заполняли фруктозой (на конце шпателя). На середину таблетки из магнетита микропипеткой нанесли каплю в 5 мкл EUDRAGIT® FS 30 D. С помощью пинцета на сторону таблетки с каплей EUDRAGIT® точно наложили вторую таблетку из магнетита и оставили сохнуть приблизительно на 10 минут, причем две таблетки склеились друг с другом.

Склеившиеся таблетки с помощью пинцета посадили в половину капсулы из твердого желатина на порошок фруктозы. Эту половину заполнили фруктозой и уплотнили порошок постукиванием. Во вторую половину капсулы осторожно поместили небольшое количество фруктозы (на конце шпателя). Затем две половины капсулы соединили (вставили друг в друга), так, чтобы высыпалось как можно меньше фруктозы.

Внутреннюю конструкцию полученной таким образом капсулы документировали и вставили в устройство намагничивания. Фиг. 9 демонстрирует фотографию этого устройства. Капсулу из твердого желатина, оборудованную таблеткой магнетита, поместили на держатель (HKap), так чтобы продольная ось капсулы из твердого желатина была параллельна рейке (Sch). Затем на держатель с капсулой надвинули обе подвижные направляющие (BS), которые были оснащены постоянными магнитами (PM) и магнитные поля которых были ориентированы параллельно рейке (север-юг, север-юг). Благодаря этому таблетки магнетита находились в полученном в итоге магнитном поле и получили намагничивание, ориентированное параллельно ему. Обнаружено, что после пребывания длительностью самое большее 5 минут достигалось насыщение намагничивания, которое сохранялось постоянно на протяжении времени хранения, обычного для магнитных материалов и лекарственных форм для приема внутрь. Так получили магнитное тело согласно Фиг. 5B.

Если желательна антипараллельная ориентация магнитных полей таблеток из магнетита, можно также намагничивать в описанном только что устройстве каждую таблетку магнетита по отдельности. Затем таблетки из магнетита можно склеивать при противоположном размещении их магнитных полюсов и с помощью пинцета вставлять их в половину капсулы из твердого желатина, укладывая на порошок фруктозы, а затем собирать магнитное изделие. При такой ориентации таблеток магнетита следует, однако, опасаться явлений размагничивания.

(b) Симуляционная модель

Кроме того, была подготовлена симуляционная модель, которая схематически показана на Фиг. 10. Двугорлую колбу (Zh), изображающую человеческий желудок, заполнили 300 мл 0,1 H соляной кислоты, температуру которой поддерживали с помощью термостата на уровне 37°С.

Подающий патрубок двугорлой колбы изображал пищевод (Sp). Через ее подающий патрубок и выводной патрубок (Ab) направили поток воздуха, который обеспечивал мягкую подвижность жидкости, а также магнитного тела (MK), которое в рамках примеров пускали соскальзывать по пищеводу (Sp) в колбу (Zh). Эта подвижность представляла собой симуляцию перемещений человека и перистальтики желудка.

Термостатирование, заполнение и проведение воздушного потока на Фиг. 10 не показаны. Из детекторной системы согласно изобретению на иллюстрации показаны обе сборки датчиков (Ao1) и (Ao2). Обе сборки датчиков изготовлены в трехканальном исполнении, и на Фиг. 10 показаны обе сборки, в каждом случае вместе с осями легкого намагничивания, x1, y1, z1 либо же, соответственно, x2, y2, z2. С помощью штатива (St), который заменял функции ремня либо же носимого на человеке прибора, двугорлые колбы и сборки датчиков удерживали в нужном положении друг относительно друга, а также добились заданного расстояния в 10 см и заданного угла приблизительно в 0° между двумя сборками датчиков. Это симулировало ношение детекторной системы согласно изобретению на человеческом теле.

Определили модули векторов S₁ и S₂ сборок датчиков согласно изобретению и вычли их друг из друга. Прежде чем это можно было сделать, необходимо было, однако, сначала отъюстировать и калибровать каждую сборку датчиков.

(c) AMP-датчики и их юстировка и калибровка

Фиг. 11 демонстрирует блок-схему AMP-датчика. С помощью задающей схемы на катушку SET/RESET AMP-датчиков периодически попеременно подавали установочные и сбрасывающие импульсы, благодаря чему периодически происходила инверсия характеристической кривой датчика. Благодаря этому мероприятию в подключенном затем усилителе автоматически нейтрализовалось напряжение сдвига, превышающее эталонное напряжение и независимое от магнитного потока.

Посредством усилителя с переменой полярности и фильтра низких частот снова получали собственно сигнал, модулированный установочными и сбрасывающими импульсами. Затем сигнал оцифровывали и подавали на DSP для дальнейшей обработки. "DSP" - сокращение для цифрового процессора сигналов. В отличие от процессоров для ПК цифровые процессоры сигналов оптимизированы для цифровой обработки сигналов в условиях реального времени. Они известны специалисту и их применяют, например, для обработки речи и изображений, а также в измерительной технике. На их чипе имеются, например, несколько применяемых параллельно расчетных блоков, устройств памяти, различных счетчиков, коммуникационная периферия, универсальные интерфейсы, АЦ- и ЦА-преобразователи, а также они обладают другой структурой команд. В этом примере, таким образом, применили компьютер, полностью интегрированный в схему, а именно ADSP-BF504F производства Analog Devices, представляющий собой вариант из семейства Blackfin, http://www.analog.com/en/processors-dsp/blackfin/adsp-bf504f/processors/product.html.

С помощью катушки OFFSET можно было частично компенсировать измеренное магнитное поле. Для этого при превышении или при опускании ниже некоторого порогового значения ток через катушку OFFSET регулировали посредством повышения или снижения выходного значения для ЦАП. Таким образом с помощью 8-битного ЦА-преобразователя область измерений удалось подразделить на 256 сегментов. Благодаря этому удалось эксплуатировать датчик в области максимальной чувствительности и линейности при одновременно резко сниженной поперечной чувствительности. Кроме того, улучшилось разрешение, поскольку рабочий диапазон АЦ-преобразователя ограничен величиной сегмента плюс необходимый интервал перекрывания между сегментами.

Поскольку для компенсации магнитных полей с помощью катушки OFFSET требовались относительно высокие токи (из-за малого числа витков интегрированной катушки), время работы, достижимое при заданной емкости аккумуляторов, при этом виде эксплуатации приходилось снижать. Ситуацию, однако, облегчило то, что активное время измерения каждого AMP-датчика уменьшили, а катушку OFFSET между измерениями все время эксплуатировали в нейтральном диапазоне с помощью ЦА-преобразователя.

Верхняя сторона одной из двух сборок датчиков согласно изобретению, имеющих одинаковую конструкцию, представлена на Фиг. 12A, а ее нижняя сторона на Фиг. 12B.

В общем случае параметры AMP-датчиков и их конструктивных элементов демонстрируют рассеивание (неоднородны). Из-за этого даже при совершенно одинаковой конструкции электроники в результатах измерений возникают отклонения, которые не соответствуют различным направлениям или интенсивности магнитных полей. Такие отклонения уже при простом изменении положения сборки датчиков в однородном магнитном поле вызывают ошибочные изменения рассчитанных модулей векторов магнитной индукции из компонентов, полученных из отдельных АМР-датчиков. Чтобы получить возможность двигать детекторную сборку в магнитном поле в том числе и во время детектирования слабых сигналов измерения, не получая из-за этого систематических ошибок измерения, необходима точная юстировка и калибровка каждого AMP-датчика. В идеальном случае такую юстировку следует проводить в не содержащем полей объеме - так называемой нулевой камере.

Для создания ее приблизительного подобия для AMP-датчиков подготовили сборку из трех пар катушек Гельмгольца, токи которых настраивали вручную. Это устройство поместили в цилиндрический корпус, имевший магнитное экранирование из 5 слоев металлической фольги Mu толщиной 0,1 мм. Цилиндрический корпус представлял собой трубу KG DN 300 длиной 600 мм. Фиг. 13 демонстрирует эту сборку из трех пар катушек Гельммгольца (HhSp) и цилиндрической детали магнитного экранирования (MgnAb), наложенной на цилиндрический корпус. Магнитную индукцию измеряли известным специалисту образом с помощью магнетометра Honeywell HMR 2300.

Достигнут коэффициент экранирования по меньшей мере в 7,27. Воздействие обусловленных конструкцией зазоров на торцевых сторонах цилиндрического корпуса на достигнутый коэффициент экранирования снизили посредством перекрывания корпуса и его экранирующей крышки на 40 мм, которое на Фиг. 13 не показано. Частично автоматизированное проведение необходимых для юстировки измерений известно специалисту. Этого добивались с помощью управляющей электроники, которая позволяла как устанавливать нулевую точку вручную, так и управлять токами катушки через ЦА-преобразователь и измерять токи через АЦП.

В центре сборки катушек создали гомогенное магнитное поле, причем область, в которой ошибка была меньше 0,25%, зависела от размера катушки, причем в направлении оси z на ±2,6 см, а по оси x на ±3 см. На участке по меньшей мере в ±1,5 см по каждой из осей удалось свести отклонения к величине ниже 0,03%.

Расстояние между парами катушек было различным, поскольку для гомогенного распределения поля внутри каждой пары катушек Гельмгольца расстояние между катушками должно равняться радиусу катушек. Поскольку в сборке катушек катушки приходилось вставлять друг в друга, пришлось выбирать различные диаметры катушек. Расстояния между катушками составляли 135 мм, 126 мм либо же, соответственно, 113 мм. В корпусах катушек пары в направлении у (тройка осей на Фиг. 13) имелись пазы (Nt), в которые можно вдвигать платы-носители с зафиксированными на них сборками датчиков или AMP-датчиками. Таким образом было обеспечено надежное позиционирование плат-носителей во время юстировки.

Для измерений создали программное обеспечение, которое учитывало, что для различных объектов измерения, в частности, магнитометра с феррозондом (индукционным датчиком) производства Projektelektronik Berlin, магнитометра с АМР-датчиков производства Honeywell, а также вариантов датчиков с сегментацией и без сегментацией характеристической кривой, имели смысл различные настройки. Программное обеспечение давало возможность как плавно (линейно) увеличивать поток для одной оси x, y или z (тройка осей, Фиг. 13) по выбору, так и регистрировать результаты измерения, получаемые в результате этого заданного потока на АМР-датчиках, расположенных в центре сборки катушек. Оси легкого намагничивания в каждом случае размещали параллельно одному из направлений x, y или z. Для постепенного изменения тока можно было задать верхнюю и нижнюю границу, а также шаг. Кроме того, можно было задать время ожидания после определенных явлений. Этими явлениями были достижение стартовой точки изменения, импульс "щелчка" на AMP-датчик, смена сегмента датчика, изменение тока катушки. Также необходимые для юстировки характеристические кривые катушек как функцию тока катушек определили предварительно, причем использовали индукционный датчик (феррозонд) типа GeoX производства фирмы Projektelektronik, Берлин, а также опять же магнитометр производства Honeywell, тип HMR 2300.

Полученную таким образом функциональную зависимость между измеренными сигналами AMP-датчиков и связанной с током катушки магнитной индукцией табулировали известным специалисту способом для всего рабочего участка либо же для всех 256 сегментов. На основании полученных таким образом данных рассчитали значения чувствительности и поперечной чувствительности и перенесли в файлы конфигурации.

Юстировку сборок датчиков проводили до всех нижеследующих примеров. Прием сигналов измерения от обеих сборов датчиков осуществляли посредством системы графического программирования "LabView" (фирма National Instruments) на обычном компьютере. Эти данные измерений автоматически копировали в таблицу Excel, на основании которых получали графическое представление данных.

Пример 2.

Изготовили две таблетки магнетита, как в примере 1(a), однако, отличие состояло в том, что одна из этих таблеток несла покрытие. Готовая капсула схематически представлена на Фиг. 14A. Одна из таблеток магнетита (m0) не получила никакого покрытия, так что при контакте с соляной кислотой симуляционной модели задержки распадения не было. Другая таблетка магнетита (mc) получила 2 мг покрытия. С обеими таблетками магнетита работали так же, как в примере 1(a), а затем в соответствии с этим примером собрали капсулу из твердого желатина.

После применения устройства намагничивания капсулы ввели в симуляционную модель.

Симуляционную модель (Фиг. 10) выполнили так же, как и в примере 1(b), а сборки датчиков встроили на расстоянии 10 см и под углом 0°. Юстировку АМР-датчиков проводили так же, как и в примере 1(c).

Оценку сигналов измерения проводили, используя малый участок характеристической кривой около пересечения нуля с высоким разрешением. При выходе (вверх или вниз) за пределы предварительно заданного диапазона, что означало то же самое, что и угрозу перемодуляции АЦ-преобразователя, то диапазон регулировали посредством тока через катушку OFFSET. Эту регулировку осуществляли с помощью 8-битного цифро-аналогового преобразователя с 256 ступенями. При калибровке для всех каналов датчиков определили линейную аппроксимацию в каждом случае для всех 256 сегментов характеристической кривой и заложили (в память) соответствующие значения наклона и отсечки на нулевой линии.

Сигналы измерения в направлениях x, y, z данной конкретной сборки датчиков представляли собой компоненты векторов S₁ либо же, соответственно, S₂ - в каждом случае в зависимости от времени. На Фиг. 14B показана разность Δ в μT модулей этих векторов как функция времени t в минутах.

В момент времени t=0 мин капсулу несколько секунд удерживали у пищевода (Sp) симуляционной модели, посредством чего симулировали прием внутрь. Через пищевод капсула соскальзывала в колбу (Zh) симуляционной модели. Приблизительно в момент времени t=1 мин оказавшись в предварительно помещенной в колбу соляной кислоте, первая таблетка магнетита полностью распалась за период приблизительно в 3 мин, что было видно по тому, что Δ достигла локального минимума. Поведение разности Δ в интервале (1) определялось постепенным ослаблением магнитного потока первой таблетки магнетита без покрытия, сопровождающим ее распад, относительно второй таблетки, еще совершенно интактной. Начиная с этого минимума в момент t=4 мин, система согласно изобретению, следовательно, детектировала только магнитный поток второй таблетки магнетита, которая несла покрытие в 2 мг, и которая распалась за следующие 18 мин., что видно по приближению Δ приблизительно к постоянной траектории, начиная с временного интервала (2).

Пример 3.

Этот пример осуществляли так же, как и пример 2, в отличие от него, однако, с использованием таблеток магнетита, снабженных другим покрытием. На одной таблетке магнетита было 2 мг покрытия, а вторая - 4 мг покрытия. Поведение разности Δ как функция времени представлено на Фиг. 15.

Прием внутрь, загрузка симуляционной модели и распад таблетки магнетита, снабженной 2 мг, дала временную траекторию на интервале (1). Распад первой таблетки магнетита был виден примерно к моменту t=5 мин. С конца интервала (1) начался распад второй таблетки магнетита, снабженной 4 мг покрытия, который завершился приблизительно к моменту t=37 мин, к концу интервала (2).

Пример 4.

Этот пример осуществляли так же, как и пример 2, в отличие от него, однако, с использованием трех таблеток магнетита, снабженных различным покрытием. Размещение этих таблеток магнетита в капсуле было таким, как показано на Фиг. 5C. На одной таблетке магнетита покрытия не было, вторая получила 2 мг покрытия, а третья - 6 мг покрытия. Поведение разности Δ как функция времени представлено на Фиг. 16.

Прием внутрь и загрузку симуляционной модели завершили к моменту t=2 мин. В течение интервала (1) наблюдали распад таблетки магнетита, не имеющей покрытия, до момента t=5 мин. Таким образом, преобладали магнитные потоки двух оставшихся таблеток магнетита, та из которых, которая была снабжена 2 мг покрытия, распалась до конца интервала (2) за последующие приблизительно 21 мин. Третья таблетка магнетита, с 6 мг покрытия, распалась еще за 16 мин, в течение интервала (3).

Пример 5.

Этот пример выполнили так же, как и пример 2, только без таблеток магнетита. Разность Δ как функция времени демонстрировала в течение 25 мин небольшие колебания около магнитного потока, близкого к нулю. Предполагается, что эти малые значения можно было измерить ввиду остатков или следов окружающих помехообразующих магнитных полей. Результат, представленный на Фиг. 17, обосновывает отсутствие магнитного тела.

Пример 6.

Этот пример реализовывали так же, как и пример 2, но сборки датчиков были наклонены друг относительно друга под углом 45°, в капсуле из твердого желатина как магнитном теле имелась только одна таблетка магнетита, а колба (Zh) симуляционной модели не содержала предварительно помещенной соляной кислоты, так что распад был невозможен. На Фиг. 18 показан угол Ф, , нанесенный в градусах как функция времени в секундах.

В момент времени t=0 с капсулу несколько секунд удерживали у пищевода (Sp) симуляционной модели, посредством чего симулировали прием внутрь. Приблизительно в момент t=5 с капсула проскользнула мимо сборок датчиков, так что угол Ф кратковременно изменился на 60°. Между моментами t=60-90 с, 170 с-210 с, а также приблизительно начиная с 260 с поток воздуха, подаваемый в колбу (Zh), увеличивали таким образом, что движение капсулы из твердого желатина из перекатывания и наклона время от времени переходило в существенно более интенсивное вращение и качание.

Группа изобретений относится к области медицины и предназначена для регистрации магнитных и намагниченных лекарственных форм для приема внутрь. Детекторная система содержит по меньшей мере два блока датчиков. Каждый блок датчиков включает в себя один, два или три анизотропных магниторезистивных датчика, оси легкого намагничивания которых попарно ориентированы в различных направлениях. Каждый из блоков датчиков находится на расстоянии 0,5-50 см от другого или от остальных блоков датчиков. По меньшей мере два блока датчиков наклонены относительно друг друга под углом 0-45°. Блоки датчиков зафиксированы или их носят в одежде, в украшениях, в браслете или с помощью присоски или крепления непосредственно на теле, или они интегрированы в комбинированный нагрудный и наплечный ремень, или их носят на любом предмете, который находится вблизи от тела или который носят на теле человека. Также обеспечиваются способ регистрации магнитного потока и применение детекторной системы для регистрации проглоченных магнитных тел и их распада в пищеварительной системе. Использование группы изобретений обеспечивает эффективную регистрацию магнитных тел и их распад в пищеварительном тракте человека в повседневной жизни. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 18 ил., 6 пр.

1. Детекторная система для регистрации магнитных тел в человеческом организме, включающая в себя
по меньшей мере два блока датчиков, причем каждый блок датчиков включает в себя один, два или три анизотропных магниторезистивных датчика, оси легкого намагничивания которых попарно ориентированы в различных направлениях, и каждый из блоков датчиков находится на расстоянии от 0,5 до 50 см от другого или от остальных блоков датчиков, и
по меньшей мере два блока датчиков наклонены относительно друг друга под углом от 0 до 45°, и блоки датчиков зафиксированы или их носят в одежде, в украшении или украшениях, в браслете или с помощью присоски или крепления непосредственно на теле, или они интегрированы в комбинированный нагрудный и наплечный ремень, или их носят на любом предмете, который находится вблизи от тела или который носят на теле человека.

2. Детекторная система по п. 1, причем по меньшей мере один, а предпочтительно каждый из анизотропных магниторезистивных датчиков, имеет 4 элемента с полюсами Барбера, которые соединены в мост Уитстона или в схему, заменяющую мост Уитстона, а также имеет катушку SET/RESET и катушку OFFSET.

3. Детекторная система по п. 1 или 2, причем магнитное тело представляет собой капсулу или капсулу с функцией, причем функцию выбирают из диагностической и/или функции лекарства, и человек проглатывает его, оно имеет по меньшей мере одну ферромагнитную часть, предпочтительно по меньшей мере одну сердцевину и/или оболочку, содержащую магнетит.

4. Способ регистрации магнитной индукции, создаваемой магнитным телом в человеческом организме, посредством детекторной системы по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что он включает в себя этапы:
(a) по меньшей мере однократного включения установочного и сбрасывающего импульсов на каждом анизотропном магниторезистивном датчике,
(b) усиления сигналов каждого АМР-датчика посредством надлежащего формирования сигнала и посредством по меньшей мере одного фильтра низкой частоты,
(c) определения разности модулей векторов магнитной индукции каждого блока датчиков, и/или
определения угла Ф между векторами на основании измерительных сигналов АМР-датчиков.

5. Способ по п. 4, причем вклад каждого АМР-датчика или полученный на этапе (с) измерительный сигнал фильтруют через медианный фильтр.

6. Способ по п. 4, причем на этапе (b) применяют по меньшей мере один фильтр низкой частоты с частотой среза в 0,1-0,99 мГц, 1 мГц - 0,99 Гц, 1-9,99 Гц, 10 Гц - 1 кГц или комбинацию фильтров низкой частоты по меньшей мере с двумя различными частотами среза.

7. Применение детекторной системы по одному из пп. 1-3 для регистрации лекарственных форм для приема внутрь и установления момента или моментов распадения магнитной части в пищеварительном тракте.

8. Применение по п. 7, причем полученные способом по одному из пп. 4-6 измерительные сигналы сохраняют в приборе для сохранения данных, а сохраненные данные предпочтительно по получению сигнала-требования передают на приемное устройство.

9. Применение по п. 7 в сети управления данными.

10. Применение по п. 8 в сети управления данными.

11. Применение по одному из пп. 7-10 в терапии, диагностике и/или питании.