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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Endoskopie-Kapsel zum Einbringen
in ein Hohlorgan eines Probanden, vorzugsweise in den Gastrointestinaltrakt
eines Patienten, mit mindestens einem Kapselmodul und einem das
Kapselmodul umgebenden starren, bezüglich einer Längsachse
länglich
ausgestalteten Kapselgehäuse,
welches entlang der Längsachse
zumindest abschnittsweise hohlzylinderförmig ausgebildet ist, sowie
aus zumindest zwei miteinander verbindbaren Gehäuseteilen ausgeführt ist.
Ferner bezieht sich Erfindung auf Verfahren zum öffnen der Endoskopie-Kapsel.
Eine entsprechende Endoskopie-Kapsel ist aus der
US 2003/0181788 A1 bekannt.
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Zur
Untersuchung bzw. Behandlung eines Menschen oder Tieres als Probanden
werden minimal- bzw. nicht-invasive medizinische Techniken eingesetzt.
Seit längerem
bekannt ist die Benutzung von Endoskopen, welche durch Körperöffnungen
oder kleine Einschnitte in den Probanden eingebracht werden. Hierbei
befinden sich an der Spitze eines mehr oder weniger langen biegsamen
Katheters Inspektions- bzw. Manipulationsgerate, z. B. eine Kamera
oder ein Greifer, zur Ausführung
einer gewünschten
Tätigkeit.
Weitere Geräte
können
in dem Arbeitskanal des Katheters zur Spitze vorgeschoben und von
dort auch wieder zurückgezogen
werden. Auf Grund der indirekten Krafteinwirkung auf die Katheterspitze,
von Reibungseffekten sowie der begrenzten Länge und Biegbarkeit entsprechender
Katheterendoskope sind diese nur beschränkt einsetzbar und auch nachteilig
bzgl. einer Patientenakzeptanz. Ferner dürfen Prozeduren mit Katheterendoskopen,
vor allem aufgrund der bestehenden Risiken, nur von spezialisierten Ärzten durchgeführt werden.
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In
der
US 2003/0181788
A1 sind mehrere Endoskopie-Kapseln zur insbesondere visuellen
Untersuchung des Gastrointestinaltrakts eines Patienten angegeben.
Einige der Ausführungsbeispiele
zeigen Endoskopie-Kapseln, deren Gehäuse aus zumindest zwei miteinander
verbindbaren becherförmigen
Gehäuseteilen
ausgebildet sind. Zur Fortbewegung der Kapseln im Gastrointestinaltrakt
ist die Außenseite
des Kapselgehäuses
mit einer gewindeähnlichen
Struktur versehen, mittels welcher sich die Kapsel durch den Gastrointestinaltrakt "hindurchschraubt". Das dazu notwendige
Rotationsmoment der Kapsel wird durch die Wechselwirkung eines externen
Magnetfeldes mit einem in der Kapsel befindlichen Permanentmagneten
erzeugt.
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Aus
der
DE 101 42 253
C1 ist zur Endoskopie eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren
bekannt, welches ebenfalls drahtlos arbeitet. Der so genannte "Endoroboter" in Form einer (Endoskopie)-Kapsel von
etwa 2 cm Länge
und etwa 1 cm Durchmesser enthält
hierbei eine Inspektions- oder Diagnose- oder Therapieeinrichtung.
Solche Einrichtungen können
z. B. eine Videokamera, eine Biopsiezange, ein Klipp, ein Medikamentenreservoir
oder Messfühler
mit Sensoren für
physiologische Größen sein.
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Der "Endoroboter" enthält ferner
ein magnetisierbares oder permanentmagnetisches Element. Im Probanden
wird die Kapsel drahtlos bewegt bzw. navigiert. Hierzu liegt der
Proband ganz oder teilweise in einem Magnetspulensystem aus mehreren,
z. B. 14 einzeln erregbaren Spulen (vgl.
DE 103 40 925 A1 ). Vom
Spulensystem werden überlagert
geeignete homogene Magnetfelder und Gradientenmagnetfelder erzeugt,
welche an der sich im Probanden befindlichen Kapsel über dessen
Magnetelement Kräfte bzw.
Drehmomente erzeugen, um diese im Probanden fortbewegen oder drehen
zu können.
Auf diese Weise lässt
sich die Kapsel im Probanden berührungslos
navigieren. Einsatzbereiche entsprechender Endoskopievorrichtungen
sind hier vor allem Hohlorgane, insbesondere der menschliche Gastrointestinaltrakt,
welcher sich mit der Kapsel in einem einzigen Durchgang in seiner
Gesamtheit durchfahren lässt.
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Bei
diesen bekannten Endoskopie-Kapseln ist davon auszugehen, dass sie
nach einem erstmaligen Einsatz nicht wieder verwendbar sind. Die
Verwendung einer solchen Einwegkapsel eliminiert die Notwendigkeit
einer Kapselsterilisation, ist also für den Probanden sicher und
für das
medizinische Personal leicht zu handhaben. Hierbei ist zu berücksichtigen,
dass die Kosten für
eine endoskopische Untersuchung bzw. Prozedur hauptsächlich von
den Kapselkosten bestimmt werden. Dies gilt umso mehr, weil für eine Prozedur
nicht notwendigerweise nur eine einzige, gegebenenfalls aus mehreren
Funktionsbausteinen zusammengesetzte Kapsel, sondern mehrere Endoskopie-Kapseln
mit unterschiedlichen medizinischen Funktionen wie z. B. Video,
Biopsie, Chips, Medikamentenabgabe, physiologische Messungen benötigt werden.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, die Endoskopie-Kapsel mit den eingangs
genannten Merkmalen dahingehend auszugestalten, dass die Kosten
für eine
endoskopische Prozedur gegenüber denen
unter Verwendung bisher bekannter Ausführungsformen solcher Kapseln
zu reduzieren sind. Zudem ist es Aufgabe der Erfindung Verfahren
zum öffnen
einer derartigen Endoskopie-Kapsel anzugeben.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den
in Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen
gelöst. Dementsprechend
soll die Endoskopie-Kapsel mit den eingangs genannten Merkmalen
dahingehend ausgestaltet sein, dass mindestens eines der Gehäuseteile
zum öffnen
des Kapselgehäuses
mit mindestens einer Soll-Trennstelle versehen ist, an welcher das
Kapselgehäuse
durch mechanische und/oder thermische Einwirkung mittels einer Trennvorrichtung auftrennbar
ist.
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Die
mit dieser Ausgestaltung der Endoskopie-Kapsel verbundenen Vorteile
sind insbesondere darin zu sehen, dass die Kapsel ganz oder zumindest teilweise
wieder verwendbar ist ohne das Erfordernis einer thermischen Sterilisation.
Denn eine solche thermische Sterilisation erfordert den Einsatz
tempe raturbeständiger
Materialien, insbesondere bei der Ausführung der Kapselmodule, und
ist in der Handhabung langwierig und kostenintensiv. Es wird so
ermöglicht,
einmal verwendete Endoskopie-Kapseln ganz oder teilweise, d.h. zumindest
die wieder verwendbaren Kapselmodule, erneut zu verwenden. Verbunden
ist damit eine entsprechende Kostenreduktion. Dabei werden in der
Kapsel befindliche Detektionseinrichtungen bzw. Sensoren in ihrer
Funktionsweise praktisch nicht nennenswert beeinträchtigt.
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Da
das mindestens eine Kapselmodul mit einem magnetisierbaren oder
permanentmagnetischen Element versehen ist, lässt sich die Kapsel mittels
auf dieses Element einwirkender magnetischer Kräfte insbesondere drahtlos navigieren.
In einem solchen Fall sind keinerlei Drahtverbindungen zu der Kapsel
gegeben. Eine solche drahtlose magnetische Navigation ist von besonderem
Vorteil, weil die Bewegungsfreiheit der Kapsel durch keinerlei mechanische
Verbindung, insbesondere mit einem Katheter, beeinträchtigt wird.
Die magnetische Navigation hat ferner den Vorteil, dass sich die
Kapsel an der Darmwand abstützen
kann, aber nicht muss. Denn – im
Gegensatz zu mechanisch navigierten Endoskopie-Kapseln mit Vielfüßer-, Raupen-,
Ketten- oder anderen mechanischen Antrieben – ist eine mechanische Wechselwirkung
zwischen Kapselvortriebseinrichtung und Darmwand nicht erforderlich. Ferner
ist das für
die Magnetnavigation einzig erforderliche Element in der Kapsel,
ein Permanentmagnet, gegenüber
mechanischen Kapselantrieben bedeutend einfacher und billiger in
der Herstellung.
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Solange
die Kapsel gar nicht navigierbar ist, d.h. sich allein aufgrund
der natürlichen
Peristaltik bewegt, wäre
nicht vorhersehbar, wann sie wieder ausgeschieden wird. Typischerweise
erfolgt die Ausscheidung sogar vom Patienten unbemerkt. Deshalb stellt
es eine besonders vorteilhafte Kombination dar, eine magnetische
Navigation zusammen mit einer Wiederverwendbarkeit der Kapsel vorzusehen.
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Wegen
der Konzeption als magnetisch navigierbare Kapsel kann diese bis
ins Signum navigiert werden. Der Patient kann dann in der Arztpraxis
oder im Krankenhaus im unmittelbaren Anschluss an die Endoskopie
gebeten werden, die Toilette aufzusuchen, die mit einer Kapselauffangvorrichtung
ausgestattet ist. Eine entsprechende Auffangvorrichtung geht z.
B. aus der
US 2004/0175289
A1 hervor.
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Vorteilhaft
sind der erfindungsgemäßen Kapsel
auch Mittel zu einer Lage- oder Positionserkennung wie zur Erkennung
der Schwerpunktsposition und/oder der Drehposition zugeordnet. Im
Allgemeinen umfassen dann solche Mittel an sich bekannte Teile innerhalb
der Kapsel zu einer Signalübertragung
und auch außerhalb
des Probanden zur Detektion und Weiterverarbeitung der entsprechenden
Signale.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Endoskopie-Kapsel gehen
aus den von Anspruch 1 abhängigen
Ansprüchen
hervor. Dabei kann die Ausführungsform
nach Anspruch 1 mit den Merkmalen abhängiger Ansprüche oder
vorzugsweise auch denen aus mehreren dieser Ansprüche kombiniert
werden. Demgemäß kann die
Endoskopie-Kapsel noch folgende Merkmale aufweisen:
- – So
kann die Verbindung der mindestens zwei Gehäuseteile aus Sicherheitsgründen unlösbar ausgeführt sein.
Unbemerktes Eingreifen in das Kapselinnere durch erneutes Öffnen und
wieder Verschließen
der Verbindung durch Unbefugte kann somit vermieden werden.
- – Vorteilhaft
kann das Kapselgehäuse
eine Gehäusewand
aufweisen, welche im Bereich der Soll-Trennstelle eine Verjüngung aufweist.
Damit wird gewährleistet,
dass das Kapselgehäuse
kontrolliert entlang der Soll-Trennstelle geöffnet wird.
- – Hierbei
kann die Verjüngung
nur auf der Innenseite des Kapselgehäuses vorgesehen sein. Das Kapselgehäuse ist
damit auf der Außenseite
zumindest im Bereich der Soll- Trennstelle
glatt ausgeführt.
Somit ist die Lage der Soll-Trennstelle Kapsel
von außen
nicht ertastbar und bei lichtundurchlässiger Gehäusewand auch nicht sichtbar.
- – Günstigerweise
kann an der dem Kapselmodul zugewandten Seite der Gehäusewand
im Bereich der Soll-Trennstelle ein Schutzring angeordnet sein.
Beim öffnen
der Endoskopie-Kapsel
ist damit das Kapselmodul vor der Trennvorrichtung geschützt.
- – Dabei
ist es von Vorteil, wenn der Schutzring auf seiner der Soll-Trennstelle
zugewandten Außenfläche mit
einer umlaufenden Nut versehen ist. Die Trennvorrichtung wird damit
beim Auftrennen des Kapselgehäuses
in der Nut geführt,
so dass ein Abgleiten der Trennvorrichtung während dem Auftrennen und damit
eine Zerstörung
des Kapselmoduls durch die Trennvorrichtung vermieden werden.
- – Weiter
kann der Schutzring vorteilhaft zumindest zweiteilig ausgeführt sein,
wobei der dem Kapselmodul zugewandte innere Teil als mechanisch
starrer Trägerring
und der der Soll-Trennstelle zugewandte äußere Teil aus einem elastoplastisch
komprimierbaren Material, insbesondere einem Hartschaum, ausgeführt sind.
Der mit dem plastisch komprimierbaren Material ausgebildete Außenring
dient hierbei insbesondere als Stoßdämpfer gegen beim öffnen des
Kapselgehäuses
von der Trennvorrichtung ausgehende Stöße. Der mechanisch starre Trägerring
ist dabei aus einem keramische Werkstoff oder einem mechanisch festen,
insbesondere glasfaserverstärkten
Kunststoff ausgeführt.
- – Der
Schutzring kann aber auch einteilig, aus einem keramischen Werkstoff
oder aus einem mechanisch festen, insbesondere glasfaserverstärkten Kunststoff
ausgeführt
sein. Bei einer beispielsweise als Säge oder Schleifscheibe ausgeführten Trennvorrichtung
verhindert der Schutzring einerseits das Eindringen von Spänen, Kühlflüssigkeit oder
sonstigem Schmutz in den Bereich der Kapselmodule und dient andererseits
als Barriere für die
Trennvorrichtung, damit während
des Trennvorgangs die Kapselmodule nicht durch die Trennvorrichtung
beschädigt
werden.
- – Alternativ
kann der Schutzring einteilig, aus einem hochtemperaturbeständigen,
insbesondere glasfaserverstärkten
Kunststoff ausgeführt
sein. Erfolgt das Auftrennen des Kapselgehäuses beispielsweise auf thermischem
Wege dient der Schutzring insbesondere zum Schutz vor thermischer
Beschädigung
des Kapselmoduls und zur Verhinderung des Eindringens von Kühlflüssigkeit und
Schmutz in den Bereich des Kapselmoduls.
- – In
an sich bekannter Weise können
die magnetischen Kräfte
von einem den Probanden mit der Kapsel umschließenden externen Magnetsystem aus
mehreren elektrisch erregbaren Einzelspulen auszuüben sein.
Mit solchen magnetischen Kräften
ist dann eine Drehbewegung und eine Schubbewegung der Kapsel gleichzeitig
oder nacheinander zu vollziehen.
- – Darüber hinaus
kann das Kapselmodul mindestens eine Einrichtung zur Untersuchung
oder Behandlung aufweisen. So kann vorteilhaft eine optische Detektionseinrichtung
zur optischen Erfassung von Bereichen des Hohlorgans vorgesehen sein.
Eine solche optische Detektionseinrichtung kann dabei bevorzugt
eine Videokamera umfassen. Das Kapselgehäuse muss dann zumindest im
Bereich der optischen Detektionseinrichtung optisch transparent
ausgebildet sein.
- – Bei
der Einrichtung kann es sich auch um wenigstens einen Sensor zur
Erfassung einer physiologischen Größe, insbesondere um einen Drucksensor
und/oder einen Temperatursensor und/oder einen pH-Sensor und/oder
einen chemischen Sensor handeln.
- – Vorzugsweise
wird eine Funkübertragung
von in der Kapsel detektierten Signalen an eine externe Empfangseinrichtung
vorgesehen. Auf diese Weise ist eine vollständig (mecha nisch) berührungsfreie
Navigation der Kapsel zu gewährleisten.
- – Vorteilhaft
kann der Endoskopie-Kapsel eine weitere Endoskopie-Kapsel zugeordnet
sein, die zu einer weiteren Untersuchung oder Behandlung ausgelegt
ist und im Allgemeinen der erfindungsgemäßen Kapsel in dem Hohlorgan
nachgeordnet bzw. nachgeführt
wird. Die Kapseln können
dabei zu einem Kapselverbund mechanisch gekoppelt werden.
- – Neben
einer schubartigen Fortbewegung der Kapsel mittels magnetischer
Gradientenfelder können
für die
Kapselbewegung in Darmabschnitten, in denen die Darmwand an nahezu
der gesamten zylindrischen Außenfläche der
Kapsel anliegt, auf der Außenseite
des Kapselgehäuses
gewindeähnliche
Strukturen vorhanden sein, mittels derer eine schraubenförmigen Fortbewegung
der Kapsel ermöglicht
wird. Voraussetzung ist das Vorhandensein eines Permanentmagneten
oder anderen magnetischen Elementes in der Kapsel, der oder das
diametral zur Kapsellängsachse
magnetisiert ist.
- – Vorteilhaft
können
Videokamera, andere Sensoren und therapeutische Elemente auf der
zylindrischen Außenfläche der
Kapsel oder in einem Winkel zur Kapsellängsachse angebracht sein. Wenn die
Kapsel darüber
hinaus ein magnetisches Element enthält, das diametral zur Kapsellängsachse magnetisiert
ist, kann mit der Kapsel eine Rundum (= 360°)-Diagnose oder -Therapie ausgeführt werden.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Endoskopie-Kapsel gehen
aus der Zeichnung hervor.
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Zur
weiteren Lösung
der Aufgabe wird ein Verfahren entsprechend den Merkmalen des Anspruchs
18 angegeben.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
handelt es sich um ein Verfahren zum Öffnen des Kapselgehäuses der
erfindungsgemäßen Endoskopie-Kapsel,
bei welchem das Kapselgehäuse
an der Soll- Trennstelle
nichtspanend-mechanisch aufgetrennt wird, wobei mittels einer keilförmigen Trennvorrichtung
eine mechanische Kraft von außen
auf die Soll-Trennstelle derart ausgeübt wird, dass das Kapselgehäuse im Bereich
der Soll-Trennstelle aufbricht.
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Mittels
der Trennvorrichtung, die vorteilhafterweise als Keil ausgeführt ist,
lässt sich
somit möglichst
einfach und schnell mit einem oder wenigen Stößen das Kapselgehäuse öffnen.
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Darüber hinaus
wird zur Lösung
der Aufgabe ein weiteres Verfahren entsprechend den Merkmalen des
Anspruchs 19 angegeben.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
handelt es sich um ein Verfahren zum öffnen des Kapselgehäuses der
erfindungsgemäßen Endoskopie-Kapsel,
bei welchem das Kapselgehäuse
an der Soll-Trennstelle
spanend-mechanisch aufgetrennt wird, wobei als Trennvorrichtung
ein Abtragemittel vorgesehen ist, mittels welchem das Gehäusewandmaterial
im Bereich der Soll-Trennstelle abgetragen wird.
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Mittels
der als Abtragemittel, insbesondere als Säge oder Trennschleifscheibe,
ausgeführten Trennvorrichtung
lässt sich
das Kapselgehäuse
möglichst
einfach und präzise öffnen.
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Ferner
wird zur Lösung
der Aufgabe ein Verfahren entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 20
angegeben.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
handelt es sich um ein Verfahren zum öffnen des Kapselgehäuses der
erfindungsgemäßen Endoskopie-Kapsel,
bei welchem das Kapselgehäuse
an der Soll-Trennstelle
thermisch aufgetrennt wird, wobei als Trennvorrichtung ein Mittel
zum Erzeugen thermischer Energie vorgesehen ist, mit welchem das
Kapselgehäuse
im Bereich der Soll-Trennstelle
aufgeschmolzen wird.
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Mittels
der als Mittel zum Erzeugen thermischer Energie ausgeführten Trennvorrichtung
lässt sich
das Kapselgehäuse
möglichst
einfach und sauber öffnen,
ohne dass beim Öffnen
des Kapselgehäuses
Gehäusematerial
in Form von Staub oder Spänen
in das Kapselmodul gelangt oder es zur thermischen Überlastung
der in der Kapsel befindlichen Komponenten kommt. Als Mittel zum
Erzeugen thermischer Energie eignet sich insbesondere ein um die Endoskopie-Kapsel
entlang der Soll-Trennstelle gelegter Hitzedraht, ein Laser oder
auch ein entsprechend dimensionierter Gasbrenner.
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Bei
den erfindungsgemäßen Verfahren
ergeben sich zudem die vorstehend für die erfindungsgemäße Endoskopie-Kapsel
erläuterten
Vorteile.
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Bevorzugte,
jedoch keinesfalls einschränkende
Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nunmehr anhand der Zeichnung näher erläutert. Zur Veranschaulichung
ist die Zeichnung nicht maßstäblich ausgeführt und
gewisse Merkmale sind schematisiert dargestellt. Im Einzelnen zeigen
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deren 1 und 2 eine
wieder verwendbare, magnetisch navigierbare Endoskopie-Kapsel mit
zwei Kapselmodulen und einem losen Schutzring vor bzw. nach einem
Zusammenbau,
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deren 3 einen
vergrößerten Ausschnitt der
Soll-Trennstelle
und des Schutzrings der zusammengebauten Endoskopie-Kapsel aus 2,
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deren 4 und 5 eine
weitere Ausführungsform
einer wieder verwendbaren, magnetisch navigierbaren Endoskopie-Kapsel
mit einem Kapselmodul und einem an einem Kapselgehäuseteil
angebrachten Schutzring vor bzw. nach einem Zusammenbau,
sowie
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deren 6 einen
vergrößerten Ausschnitt der
Soll-Trennstelle
und des Schutzrings der zusammengebauten Endoskopie-Kapsel aus 5.
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Einander
entsprechende Teile sind in den 1 bis 6 mit
denselben Bezugszeichen versehen.
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Bei
den in den
1,
2 und
4,
5 im
Längsschnitt
angedeuteten Ausführungsformen
zweier allgemein mit
2 (
1 und
2)
und
70 (
4 und
5) bezeichneten
Endoskopie-Kapseln nach der Erfindung wird von bekannten Ausführungsformen
ausgegangen (vgl. z. B. die genannte
DE 101 42 253 C1 und die
US 2003/0181788 A1 ).
Die Kapsel
2,
70 gemäß beider Ausführungsformen
weist dabei ein hülsenförmiges Kapselgehäuse
20 bzw.
21 auf,
welches ein mit
35 (
4 und
5) bezeichnetes
oder mehrere mit
33 und
34 (
1 und
2)
bezeichnete Kapselmodule umschließt. Die Kapsel
2,
70 ist
von ihrer Form her länglich
gestaltet mit einer Längsachse
A und einem kreisförmigen Querschnitt.
Sie soll in ein schlauchartiges Hohlorgan eines Probanden wie z.
B. den Gastrointestinaltrakt (Magen-Darm-Trakt) eines Menschen oder anderen
Lebewesens einzubringen sein. Hierzu kann sie oral geschluckt oder
rektal eingeführt
werden. Dabei kann die Kapsel
2,
70 drahtlos magnetisch
navigierbar sein. Hierzu weisen die Kapselmodule
33 und
35 jeweils
ein magnetisches oder magnetisierbares Element, z. B. mindestens
eine Spulenwicklung oder einen Permanentmagneten
3, auf,
dessen magnetische Polarisation bevorzugt senkrecht zur Kapsellängsachse
A ausgerichtet ist. Zur Bewegung der Kapsel
2,
70 dient
dann ein an sich bekanntes Magnetspulensystem (vgl. z. B.
DE 103 40 925 A1 )
zur Erzeugung einstellbarer überlagerter
Homogenmagnetfelder und Gradientenmagnetfelder, mit deren Hilfe
der Permanentmagnet
3 und damit die mit ihm starr verbundene
Kapsel
2 drahtlos in vorgebbarer Weise gedreht und/oder
verschoben werden kann. D.h., mit Hilfe geeigneter Ströme durch
die einzelnen Magnetspulen des Magnetspulensystems wird die Kapsel
2,
70 in
eine schraubende Bewegung, d.h. gleichzeitiges Drehen um ihre Längsachse
A und verschieben längs
dieser Achse, oder alternierend in eine Dreh- bzw. Schubbewegung
versetzt. Außerdem
kann die Endoskopie-Kapsel
2,
70 über Funkkontakt,
d.h. drahtlos, mit einer externen, signalverarbeitenden Einrichtung
außerhalb
des Pro banden verbunden sein. D.h., es ist dann keine mechanische und/oder
elektrische Verbindung über
entsprechende Elemente/Teile nach außen vorhanden.
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Ferner
weisen die Kapselmodule 33, 34 bzw. 35 noch
in an sich bekannter Weise eine elektronischen Kamera (Videokamera) 4,
LEDs (Light Emitting Diodes) 5a, 5b und einen
Prozessor 6 zur Datenverarbeitung, einen Positionssensor 7,
einen HF-Transceiver 8, eine Batterie 9 sowie
elektrische Verbindungsleitungen 10 zur Signal- und Energieleitung
auf.
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Erfindungsgemäß ist ein
starres Kapselgehäuse 20, 21 vorgesehen,
das aus zwei Gehäuseteilen 20a, 20b bzw. 21a, 21b zusammengesetzt
ist, die beispielsweise über
einen Schraub-, Steck- oder Schnappverschluss miteinander zu verbinden
sind. Als Beispiel ist in den 1, 2 bzw. 4, 5 eine
Schraubverbindung angegeben. Zu einer gegenseitigen Schraubverbindung
ist das eine becherförmige
Gehäuseteil 20a, 21a an
seiner offenen Seite mit einem Innengewinde 43 und das
andere becherförmige
Gehäuseteil 20b, 21b mit
einem entsprechenden Außengewinde 44 versehen.
Auf diese Weise können
die beiden becherförmigen
Gehäuseteile 20a, 20b bzw. 21a, 21b miteinander
verschraubt werden. Die 1 und 4 zeigen
den Zustand vor dem entsprechenden Zusammenbau, während die 2 und 5 den
Zustand nach dem Zusammenbau wiedergeben. Die Verbindung der jeweiligen
beiden Gehäuseteile 20a, 20b bzw. 21a, 21b im
zusammengebauten Zustand der Endoskopie-Kapsel 2, 70 ist
vorzugsweise derart ausgeführt,
dass sie nicht wieder geöffnet,
d.h. gelöst
werden kann.
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Das
becherförmige
Gehäuseteil 20a, 21a, welches
die Stirnseite 11 aufweist, hinter der sich die elektronische
Kamera 4 und die LEDs 5a und 5b befinden,
muss zumindest im Sichtbereich der Videokamera 4 optisch
transparent sein, d.h. einen optisch transparentes Gehäuseteil
aufweisen. Hier ist beispielsweise ein Sichtfenster 27 vorgesehen.
Es besteht zumindest im genannten Bereich aus einem durchsichtigen
Material wie z. B. aus einem biokompatiblen, lichtdurchlässigen Kunststoff.
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Vor
einer endoskopischen Prozedur schluckt der Patient die mit neuen,
sterilen Gehäuseteilen 20a, 20b bzw. 21a, 21b unlösbar zusammengesetzte Endoskopie-Kapsel 2.
Nach einer Untersuchung wird zur Wiederverwendung der Kapselmodule 33, 34 bzw. 35 dann
das Kapselgehäuse 20, 21 entfernt,
indem es an einer bestimmten Stelle, der so genannten Soll-Trennstelle 23,
mittels einer Trennvorrichtung 51, 52 aufgetrennt
wird. Die Soll-Trennstelle 23 des Kapselgehäuses 20, 21 verläuft dabei
entlang eines die Längsachse
A umschließenden
geschlossenen Wegs. Sie ist vorteilhafterweise kreisförmig entlang des
hohlzylinderförmigen
Kapselgehäuses 20, 21 ausgebildet,
wobei die durch die Soll-Trennstelle 23 gebildete gedachte
Kreisfläche
in Richtung Längsachse
A ausgerichtet ist.
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Die
in der Kapsel 2, 70 enthaltene Batterie 9 wird
ausgetauscht, oder die enthaltenen Akkus werden wieder aufgeladen.
Falls die Batterie 9 in einer separaten Stromversorgungskomponente
einer modular aufgebauten Kapsel 2 gemäß 1 und 2 vorgesehen
ist, kann dann die alte Stromversorgungskomponente durch eine neue
ersetzt werden.
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Mit
einem neuen, sterilen Kapselgehäuse 20, 21 sind
die Kapselmodule 33, 34 bzw. 35 für eine erneute
endoskopische Prozedur wieder einsatzbereit und einsetzbar.
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Das
Auftrennen des Kapselgehäuses 20, 21 erfolgt
mittels der vorerwähnten
Trennvorrichtung 51 bzw. 52 auf mechanischem und/oder
thermischem Wege. Gemäß 2 eignet
sich hierzu beispielsweise im Falle des mechanischen Auftrennens
eine als Keil 51 ausgeführte
Trennvorrichtung, mit der das Gehäuse 20 an der Soll-Trennstelle 23 nicht-spanend
aufgebrochen werden kann. Andererseits kann das Gehäuse 20 auch
spanend aufgetrennt werden, indem die Trennvorrichtung beispielsweise
als Säge oder
Schleifscheibe ausgeführt
ist, mit der an der Soll-Trennstelle 23 sägend bzw.
schleifend Gehäusematerial
abge tragen werden kann. Soll gemäß 5 dass
Kapselgehäuse 21 auf
thermischem Wege aufgetrennt werden, ist als Trennvorrichtung beispielsweise
ein Laser 52 vorgesehen, mit welchem hochenergetische elektromagnetische
Wellen 53 auf die Soll-Trennstelle 23 gerichtet
werden können.
Durch Aufschmelzen des Kapselgehäusematerials
entlang der Soll-Trennstelle 23 kann auf diese Weise das Kapselgehäuse 21 geöffnet werden.
Alternativ kann als Trennvorrichtung auch ein um die Endoskopie-Kapsel 2, 70 entlang
der Soll-Trennstelle 23 gelegter Hitzedraht oder auch ein
entsprechend dimensionierter, miniaturisierter Gasbrenner vorgesehen sein.
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Damit
gewährleistet
ist, dass sich beim mechanischen und/oder thermischen Auftrennen
das Kapselgehäuse 2, 70 bevorzugt
entlang der Soll-Trennstelle 23 öffnet bzw. auftrennt, ist die
Gehäusewand 25 des
Gehäuseteils 20a, 21b,
das die Soll-Trennstelle 23 aufweist, entlang der Soll-Trennstelle 23 verjüngt ausgeführt. Die
Gehäusewand 25 hat
somit entlang der Soll-Bruchstelle 23 eine
geringere Wandstärke
als im übrigen
Bereich des gesamten Kapselgehäuses 20, 21.
Vorzugsweise ist dabei der Außendurchmesser
des in Richtung der Längsachse
A zumindest abschnittsweise hohlzylinderförmig ausgebildeten Kapselgehäuses 20, 21 über die Soll-Trennstelle 23 hinweg
konstant. Die Kapselaußenseite
ist somit in gewünschter
Weise glatt, und die Lage der Soll-Trennstelle 23 ist auf
der Kapselaußenseite
nicht ertastbar. Ist die Gehäusewand 25,
abgesehen vom Sichtfenster 27, aus lichtundurchlässigem Material,
insbesondere lichtundurchlässigem
biokompatiblen Kunststoff, ausgeführt, ist die Soll-Trennstelle 23 der
Endoskopie-Kapsel 2, 70 für einen Betrachter von außen auch
nicht sichtbar. Vorteilhafterweise kann je nach verwendeten Kapselmodulen 33, 34 bzw. 35 mit
unterschiedlichen Funktionen die Lage der Soll-Trennstelle 23 entlang
der Längsachse
A unterschiedlich sein. Die Lage ist dabei beispielsweise nur dem
Kapselhersteller bekannt.
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Zur
Verhinderung einer Beschädigung
oder Kontamination der Kapselmodule 33, 34 bzw. 35 beim
Auftrennen des Kapselgehäu ses 20, 21 ist
innerhalb des Kapselgehäuses 20, 21 benachbart
zur Soll-Trennstelle 23 ein Schutzring 60, 60' angeordnet,
so dass er die Kapselmodule 33, 34 bzw. 35 von der
Soll-Trennstelle 23 stets abschirmt. Der Schutzring 60, 60' ist gemäß der in
den Figuren abgebildeten Ausführungsbeispiele
auf seiner der Soll-Trennstelle 23 zugewandten Außenfläche mit
einer umlaufenden Nut 37 versehen. Die 3 und 6 zeigen einen
vergrößerten Ausschnitt
der Soll-Trennstelle 23 und des Schutzrings 60, 60' der geschlossenen Endoskopie-Kapsel 2, 70 aus 2 bzw. 5.
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Bei
der als Keil 51 ausgeführten
Trennvorrichtung, wie in den 2 und 3 angedeutet, dient
der Schutzring 60 insbesondere als Barriere für die Trennvorrichtung 51 beim
Durchbrechen der Gehäusewand 25.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Schutzring 60 derart
ausgeführt
ist, dass er zugleich eine Stoßdämpfung bewirkt.
Der Schutzring 60 ist hierfür zweiteilig, aus zwei konzentrischen
Ringen 61, 62 ausgeführt. Der dem Kapselmodul 33 zugewandte
innere Teil ist dabei ein mechanisch starrer Trägerring 62, während der
der Soll-Trennstelle 23 zugewandte äußere Ring 61 aus einem
elasto-plastisch komprimierbaren Material, insbesondere einem Hartschaum,
ausgebildet ist.
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Bei
einer als Säge
oder Schleifscheibe ausgeführten
Trennvorrichtung (in den Figuren nicht dargestellt) verhindert der
Schutzring einerseits das Eindringen von Spänen, Kühlflüssigkeit oder sonstigem Schmutz
in den Bereich der Kapselmodule 33, 34 bzw. 35 und
dient andererseits als Barriere für die Trennvorrichtung, damit
während
des Trennvorgangs die Kapselmodule 33, 34 bzw. 35 nicht
durch die Trennvorrichtung beschädigt
werden. Der Schutzring ist dabei vorteilhaft einteilig aus einem
mechanisch festen Kunststoff oder einer Keramik ausgeführt.
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Erfolgt
das Auftrennen des Kapselgehäuses 21 auf
thermischem Wege, wie in den 5 und 6 angedeutet,
dient der Schutzring 60' insbesondere
zum Schutz vor thermischer Be schädigung
des Kapselmoduls 35 und zur Verhinderung des Eindringens
von Kühlflüssigkeit
und Schmutz in den Bereich des Kapselmoduls 35. Der Schutzring 60' ist dabei vorteilhafterweise
einteilig aus einem hochtemperaturbeständigen Kunststoff, einem glasfaserverstärktem Kunststoff,
einer Keramik oder einem anderen Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit
ausgeführt.
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Gemäß der 1 und 2 weist
die Endoskopie-Kapsel 2 mehrere (hier als Beispiel zwei)
Kapselmodule 33, 34 auf, die von den beiden becherförmigen Gehäuseteilen 20a, 20b umschlossen
werden. Die Kapsel 2 beinhaltet dabei ein Kapselmodul 33 mit
Videokamera 4 und ringförmigem
Permanentmagneten 3 sowie ein Kapselmodul 34 mit
Batterie 9, HF-Transceiver 8 und Positionssensor 7.
In der 1 ist ferner ein Stecker 38 an einem
Kapselmodul 33 sowie eine entsprechende Buchse 39 am
anderen Kapselmodul 34 angedeutet, die bei einem Zusammenbau
der Kapsel 2 aus den Kapselmodulen 33, 34 ineinander
rasten. Das mit dem Stecker 38 versehene Kapselmodul 33 weist
einen Steg 331 auf, an dessen Stirnseite der Stecker 38 angeordnet
ist. Der Durchmesser des Steges 331 ist dabei kleiner als
der Innendurchmesser des Schutzringes 60, d.h. kleiner
als der Durchmesser der Ringöffnung 63, während die
Länge des
Steges 331 derart die Breite des Schutzringes 60 übertrifft,
dass beim Zusammenbauen der Kapsel 2 die Kapselmodule 33, 34 durch
den Schutzring 60 hindurch zusammengesteckt werden können. Der
mit der Nut 37 versehene Schutzring 60 ist in
diesem Ausführungsbeispiel
bezüglich
des Kapselgehäuses 20 lose,
abgesehen von der Nut 37 jedoch nahezu formschlüssig mit
der Hohlzylinderinnenfläche
des Kapselgehäuses 20 ausgeführt.
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Das
Kapselgehäuse 21 gemäß der 4 und 5 wird
aus zwei Gehäuseteile 21a, 21b zusammengesetzt,
wobei ein Gehäuseteil 21a becherförmig ausgebildet
ist, während
das andere Gehäuseteil 21b einen
abgeschlossenen Hohlraum 15, insbesondere ein Medikamentenreservoir,
mit einem elektromechanischen Auslassventil 16 aufweist.
Weiter umfasst das vom Kapselgehäuse 21 umschlossene
Kapselmodul 35 eine Videokamera 4 und einen zy linderförmigen Permanentmagneten 3 als
auch eine Batterie 9, einen HF-Transceiver 8 und
einen Positionssensor 7. Auch in diesem Ausführungsbeispiel
ist der Schutzring 60' mit
einer Nut 37 versehen. Ebenso wie im Ausführungsbeispiel
gemäß den 1 bis 3 teilt
die Nut 37 die zylindrische Außenfläche des Schutzringes 60' in zwei Teile 65, 66, die
beide formschlüssig
mit der Hohlzylinderinnenfläche
des Kapselgehäuses 21 ausgeführt sind.
Im Ausführungsbeispiel
gemäß den 4 bis 6 ist
jedoch die zwischen Nut 37 und Hohlraum 15 liegende zylindrische
Außenfläche 65 des
Schutzrings 60' fest und
insbesondere dichtend mit der Hohlzylinderinnenfläche des
Kapselgehäuses 21 verbunden,
während
zwischen der anderen zylindrischen Außenfläche 66 des Schutzring 60' und der Hohlzylinderinnenfläche des
Kapselgehäuses 21 keine
feste Verbindung vorgesehen ist. Wird die Ringöffnung 63 mit einer
Membrane oder einer festen Wandung 64 versehen, wird der
Hohlraum 15 durch den verschlossenen Schutzring 60' und die Gehäusewand 25 des
Gehäuseteils 21b begrenzt.
Alternativ kann auch der Schutzring 60 aus dem Ausführungsbeispiel
gemäß den 1 bis 3 verwendet
werden, der lose im Kapselgehäuse 21 angeordnet
wird. Hierbei ist jedoch eine zusätzliche den Hohlraum 15 begrenzende,
senkrecht zur Längsachse
A angeordnete kreisscheibenförmige
Wandung vorgesehen, die dicht mit der Hohlzylinderinnenfläche des
Kapselgehäuses 21 abschließt.
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Nach
Auftrenne des Kapselgehäuses 21 kann
der als Medikamentenreservoir ausgeführte Hohlraum 15 nicht
mehr wieder verwendet werden. Anstelle des Medikamentenreservoirs 15 kann
aber auch ein Container mit Biopsiezange oder ein beispielsweise
kontaktierender physiologischer Sensor, z. B. zu einer pH- oder
Leitfähigkeitsmessung,
vorgesehen ein.
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Bei
den in den 1, 2 und 4, 5 dargestellten
Gehäuseteilen 20a, 20b bzw. 21a, 21b kann
auf deren Außenseite
ein Gewinde oder eine gewindeähnliche
Struktur aufgebracht oder aus gebildet sein (in den Figuren nicht
dargestellt), die nach dem Prinzip einer Archimedesschen Schraube
eine Kapselfortbewegung durch Rotation um ihre Längsachse A ermöglicht.