WO2008125529A1 - Navigable endoscopy capsule - Google Patents

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WO2008125529A1
WO2008125529A1 PCT/EP2008/054133 EP2008054133W WO2008125529A1 WO 2008125529 A1 WO2008125529 A1 WO 2008125529A1 EP 2008054133 W EP2008054133 W EP 2008054133W WO 2008125529 A1 WO2008125529 A1 WO 2008125529A1
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WO
WIPO (PCT)
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endoscopy capsule
endoscopy
control
drive means
capsule according
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/054133
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German (de)
French (fr)
Inventor
Sven-Martin Sutter
Rainer Graumann
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/041Capsule endoscopes for imaging

Definitions

  • the invention relates to a navigable endoscopy capsule for the examination and / or treatment of the interior of the human body, in particular of the gastrointestinal tract.
  • Swallowable endoscopy capsules that traverse the gastrointestinal tract of a patient to be diagnostic or therapeutic there are well known. Capsules without their own drive can usually be used only in limited areas of application, for example in the small intestine area, so that externally navigable endoscopy capsules have been proposed in order to be able to expand the usefulness in diagnosis and therapy.
  • an endoscopy capsule of the type mentioned that it comprises at least one control nozzle, via which for the realization of a pneumatic and / or hydraulic drive drive medium is ejected.
  • the direct combination with a radiological imaging can be realized. Then, during an examination or during an intervention, for example, an X-ray check or simultaneous recording of computed tomography data sets can be made possible.
  • the capsule is expediently made of non-ferromagnetic materials, it is possible to combine such an endoscopy device with magnetic resonance imaging, which is particularly advantageous. In this way, an interventional, minimally invasive workplace can be realized for many applications.
  • the combination of a two-dimensional or three-dimensional vessel representation, as can be recorded by the endoscopy capsule, with a digital one Subtraction angiography may be the cause, as more bleeding may occur, especially in the removal of polyps, which can be predicted by digital subtraction angiography.
  • an endoscopy capsule which is radiation-opaque or otherwise visible in the external image, it is also possible, for example, to dispense with a position-determining system. A position-determining system is also unnecessary if the capsule is directly visually controlled, for example by the image directly recorded by it.
  • a position determination of the capsule is particularly useful if, for example, a spatial connection to previously recorded image data is to take place. Something like this can be realized, for example, via image fusion. Position detection can also serve to generate three-dimensional images of the hollow organs traversed by the capsule.
  • the endoscopy capsule comprises two image recording devices that are at an angle to one another (so-called stereo arrangement).
  • the capsule may include a projection device which projects line structures onto the surface of the hollow organ, which are then received by an image pickup device also provided in the capsule.
  • the endoscopy capsule may also comprise more than one image recording device, for example, front and rear image recording devices may be provided.
  • the endoscopy capsule can also comprise a light source for infrared light, with which, for example, locally fluorescent substances, such as, for example, contrast agents, can be detected, possibly followed by therapy.
  • the capsule also includes an OCT device (optical coherence tomography), the examination of the first tissue layers, for example, to quantify the depth of pathological tissue, since the image recording method OCT has a penetration depth of a few millimeters.
  • OCT optical coherence tomography
  • a particular advantage of the hydraulic and / or pneumatic drive provided according to the invention is that the simultaneous use of several such endoscopy capsules is made possible in order, for example, to visually observe and control a therapeutic activity.
  • Such a parallel use of several endoscopy capsules is unthinkable in electromagnetically controlled systems because the capsules would all react to the same external magnetic field.
  • endoscopy capsule With the endoscopy capsule according to the invention, it is conceivable, for example, to bring the endoscopy capsule intended for the treatment to the examination and treatment site, where the connection between the endoscopy capsules is then separated and both capsules can be controlled independently It is also possible to use the endoscopy capsule in combination with external instruments, such as laparoscopes or devices for stereotactic irradiation, if the position of the endoscopy capsule is determined and transmitted to the external instrument.
  • external instruments such as laparoscopes or devices for stereotactic irradiation
  • the endoscopy capsule according to the invention can also be used in patients who can not be exposed to large magnetic fields, for example in pacemaker patients. Therefore, there are no restrictions on applicability.
  • the aim of the specific design of the hydraulic or pneumatic drive is to navigate the endoscopy capsule as comfortable as possible and on a fast path to certain positions and / or in certain orientations.
  • One Another Auslegekriterium may be to keep the capsule as stable as possible in their position. It can be assumed that an elongated cylindrical endoscopy capsule.
  • each control nozzle is arranged facing one end of the endoscopy capsule in the longitudinal direction of the endoscopy capsule and four control nozzles at different angles substantially perpendicular to the longitudinal direction of the endoscopy capsule aligned substantially in a plane in the front and rear of the endoscopy capsule are arranged.
  • the eight further nozzles which are arranged around the circumference in the front and rear of the endoscopy capsule, serve to move in the other spatial directions and to rotate the endoscopy capsule.
  • Control nozzles in the rear area are mutually perpendicular to each other, that is, each two adjacent of the four control nozzles form an angle of 90 ° with each other.
  • Rotations about the longitudinal axis of the endoscopy capsule are not possible in this configuration, however, most endoscopy capsules are anyway rotationally symmetrical with respect to the longitudinal axis, so that such a rotation is not required. If rotation about the longitudinal axis is also to be enabled, further control nozzles can, for example, be provided. Overall, in this embodiment, a stable, comfortable and easy to navigate navigation of the endoscopy capsule allows.
  • the ejection direction of at least one control nozzle can be changed. Then it is possible that the driving force by the corresponding Control nozzle is generated to point in different directions, so that different types of movements can be generated.
  • the change in the ejection direction of the control nozzle is of course designed to be controllable, for example via a provided in the endoscopy capsule control unit, which also takes over the control of the other pneumatic and / or hydraulic drive.
  • the control unit or an external control device provided for controlling the drive can be designed to convert directional or rotary hubs into a corresponding control in an intelligent way.
  • the change in the ejection direction can be realized by at least one adjusting device assigned to a control nozzle and designed to move the control nozzle in order to change the ejection direction.
  • an adjusting device may for example comprise a nanomotor and / or piezoelectric elements, which are then driven accordingly.
  • a control nozzle in at least one direction, in particular two directions is pivotable.
  • a pivotability in two directions can be realized, for example, by means of a ball joint, but also by a correspondingly extendable contraction of the control nozzle, for example by means of piezo elements, inwards.
  • a pivotability is not only given about an axis, but at least two axes, in particular mutually perpendicular.
  • two adjustment means may be provided for this purpose, for example two piezo elements or stacks of piezo elements.
  • nozzles are provided whose ejection direction is changeable, it is possible to realize a stable control of the endoscopy capsule with four control nozzles arranged in a longitudinal plane of the endoscopy capsule, two of which are arranged substantially opposite one another in the front and rear regions of the endoscopy capsule. In this way, fewer control nozzles are needed. It can be shown in particular that when using control nozzles which are pivotable in two directions by 120 °, a particularly comfortable navigation of the endoscopy capsule is achieved.
  • the driving force that generates a control nozzle is essentially determined by the pressure of the drive means ejected by it.
  • a controllable valve is assigned to a control nozzle.
  • This control can be done for example electrically or electromechanically or directly via the drive means itself.
  • valves are known which open or close mechanically, but also those which respond, for example, reacting to a certain current flow or close. In the simplest embodiment, such a valve can be easily opened or closed.
  • the drive means is then ejected at a predetermined pressure.
  • the opening degree of the valve can also be determined to be controllable, so that different driving forces can be generated.
  • the control of the valve or valves can be provided via a provided in the capsule control unit or take place via an external control device, which controls in particular the entire drive, so in the case of variable in their ejection direction control nozzles and these and other functions of the drive.
  • a sufficient supply of drive means must be ensured.
  • a thin tube is provided for the supply of the drive means.
  • the drive means possibly already under the necessary pressure - the endoscopy capsule via a thin tube supplied from the outside.
  • the tube can be made highly flexible at least in the region of its capsule-side end, so that no obstruction of the navigation of the endoscopy capsule occurs as far as possible.
  • the tube which preferably consists of an inelastic, that is flexible, but non-stretchable, material such as polypropylene or polytetrafluoroethylene, so that it does not stretch elastically upon supply of the drive means, can be very thin-walled and made very small in diameter.
  • the wall thickness of the hose can be between 0.1 to 0.5 mm, preferably 0.2 mm, while the outer diameter of the hose can be between 2 and 6 mm, in particular 3 to 4 mm.
  • each control nozzle may be assigned a supply line for drive means within the tube or a channel of the tube divided into several separate channels. The corresponding drive means can be supplied simultaneously via the several feed paths. The channels are of course sealed against each other.
  • a separation device for selective separation of the tube may be provided by the endoscopy capsule.
  • This can for example be realized by a coupling element to which the hose is attached, and that allows a rotation of the capsule relative to the hose.
  • the decoupling of the tube from the capsule can take place, for example, via an electrical signal given by a capsule-side control unit, which selectively opens a holder at the connection of the tube with the capsule, but it is also possible to decouple by defined mechanical tension on the tube so that a connection mechanism between hose and capsule is thereby opened in a defined manner.
  • the tube can then be pulled out, while the capsule, which, for example, no further supply of drive means more needed, continue the Traversed through the gastrointestinal tract and eventually excreted naturally.
  • the ability to decouple offers the possibility of painless removal of the tube during oral examinations (gastroscopy) after decoupling via the mouth or nose, while the capsule is moved by natural peristalsis and recovered anal ,
  • At least one further supply and communication line in particular a data line for image and / or sensor data and / or a power supply and / or a control line for intervention tools and / or a medicament or rinsing liquid line, can be provided in the hose , in particular in the hose wall, be guided.
  • the communication between the external control device and the capsule-side control unit can also take place, that is to say that image or other measurement data, which are recorded on the capsule side, can be sent to the external control device to be transmitted or control commands from external to capsule-internal functional devices, in particular the pneumatic and / or hydraulic drive, are given.
  • Electrical connections can, for example, be supplied and controlled: the data transfer of the image data, the power supply of a camera and image processing, the power supply of therapeutic systems (for example a biopsy forceps or irrigation), systems for ablating tissue or haemostasis and / or other therapeutic systems (eg medication, local parameter measurements, brachytherapy, etc.).
  • therapeutic systems for example a biopsy forceps or irrigation
  • systems for ablating tissue or haemostasis and / or other therapeutic systems eg medication, local parameter measurements, brachytherapy, etc.
  • a multiplicity of components previously provided within the capsule can be omitted there, for example the internal power supply, transmission devices for radio communication, the permanent magnet for magnetic navigation, etc.
  • the endoscopy capsule can thereby be substantially smaller and be made lighter, so that applications in smaller hollow organs are possible.
  • the endoscopy capsule may comprise at least one inlet opening for receiving body fluid and / or body gas as drive means and at least one pump, wherein the body fluid is usable by means of the pump for driving the capsule.
  • the filtering devices for filtering the body fluid and / or the body gas in order to prevent blockages or restrictions due to stuck-on, more solid components.
  • body fluid or body gas can be used. In the stomach, for example, liquid and gas are present, while in the colon only gas is available.
  • inlet openings are provided distributed over the surface of the endoscopy capsule. Then, the suction force is distributed, so that only a small change in position and orientation of the capsule is generated. Essentially, two embodiments are conceivable in this case.
  • each control nozzle is associated with a pump.
  • the operation of the pump then controls how much driving power the corresponding control nozzle generates.
  • via the pump body gas can be sucked into a container arranged in the interior of the capsule to produce a predetermined pressure. Then only one pump is required and the control nozzles, for example, valves can be assigned.
  • At least one therapeutic and / or diagnostic pneumatically and / or hydraulically operable instrument can be operated with the drive means.
  • the drive means is in this case doubled uses, so that, for example, eliminates an electric drive for the corresponding instrument.
  • the invention also relates to an endoscopy device which comprises an endoscopy capsule according to the invention and an external control device, which communicates with the endoscopy capsule, for controlling the endoscopy capsule.
  • an external control device which communicates with the endoscopy capsule, for controlling the endoscopy capsule.
  • a less complex designed control unit can be provided, which forwards the corresponding control commands to the individual components.
  • the endoscopy capsule of the endoscopy device can be configured as described in the previous sections, so that the corresponding advantages can also be achieved with the endoscopy device according to the invention.
  • the endoscopy device can be advantageously further configured if a thin tube for supplying the drive means and a drive means supply are provided. It can then be provided with particular advantage that in each case one control nozzle associated feed lines or channels for the drive means, the supply to each nozzle by means of the drive means supply is separately controllable. Valves or the like on the control nozzles on the capsule are then no longer necessary, the entire navigation of the endoscopy capsule can be controlled completely externally by the drive means of a certain pressure of the control nozzle or the control nozzles is supplied. In this way it is possible to make the endoscopy capsule even smaller and more compact. Preferably, therefore, the pressure of the drive means can be adjusted via the drive means supply.
  • FIG. 1 is a perspective view of an endoscopy capsule in a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a front view of the endoscopy capsule of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a plan view of the endoscopy capsule of Fig. 1,
  • FIG. 4 shows a cross section through the endoscopy capsule from FIG. 1, FIG.
  • FIG. 5 shows an embodiment of a hose for supplying drive means
  • Fig. 6 shows an alternative embodiment of a
  • FIG. 7 shows the cross-sectional view of an endoscopy capsule in a second embodiment.
  • Figures 1 to 3 show various views of a first endoscopy capsule 1 according to the present invention.
  • the endoscopy capsule 1 is elongated, cylindrical and has a diameter of, for example, 10 mm. It comprises a capsule housing 2, which may also be partially or completely transparent when imaging or measurements are to be made.
  • the endoscopy capsule 1 comprises ten control nozzles 3, via which drive means can be ejected for realizing a pneumatic and / or hydraulic drive.
  • the ten control nozzles are arranged so that a comfortable and stable navigation of the endoscopy capsule 1 by the hydraulic and / or pneumatic drive can be realized.
  • Two groups of four control nozzles 3 are arranged in a front region and in a rear region perpendicular to the longitudinal axis 4 of the endoscopy capsule 1 in a plane at different angles.
  • the front and the rear control nozzle 3 are parallel to the longitudinal axis 4.
  • Two adjacent control nozzles 3 of the group in the front and rear each include an angle of 90 ° with each other, which means there are two control nozzles 3 opposite each other, wherein the connecting axes opposite control nozzles 3 at a right angle on the longitudinal axis 4 intersect.
  • the control nozzles 3 of the group in the front and in the rear of the capsule are each equidistant from a median plane of the endoscopy capsule 1.
  • a symmetrical structure is realized, which allows virtually all types of movement required.
  • rotations about the longitudinal axis 4 of the endoscopy capsule perpendicular axes are possible, the capsule can slide or float.
  • the capsule housing 2 may also have further openings, for example for medical instruments or for receiving and dispensing substances and electrodes, which are not shown here for reasons of clarity.
  • the endoscopy capsule 1 further comprises a highly flexible, non-rigid tube 5 or is connected to the highly flexible, non-rigid tube 5 via a separation device 6.
  • the hose 5 serves mainly to supply drive means for the control nozzles 3. It consists of polypropylene (PP) or polytetrafluoroethylene (PTFE), ie of an inelastic material that does not expand in the interior when pressurized, and is extremely thin in diameter as well in terms of wall thickness. The latter is preferably about 0.2 mm, the diameter is preferably between 3 and 4 mm.
  • This tube 5 two or more
  • FIG. 4 shows, in the form of a cross section, the inner workings of the endoscopy capsule 1. Only the components relevant for the present invention are shown here. Due to the cross-sectional view, six of the ten control nozzles 3 can be seen here.
  • the tube 5 is connected to the endoscopy capsule 1 via the separation device 6.
  • the separation device 6 can be actuated, for example via the control unit 8 provided in the endoscopy capsule 1, in such a way that an opening mechanism (not shown in more detail) integrated on the separation device side actuates the tube 5 is decoupled.
  • this may be a simply designed, electrically controllable mechanism. This makes it possible, if necessary, to detach the tube 5 from the capsule 1, whereupon the tube 5 can be pulled out and the capsule 1 is moved on by the natural peristalsis.
  • the endoscopy capsule 1 comprises a control unit 8, which serves to control the hydraulic and / or pneumatic drive. In addition, it can also control other systems of the endoscopy capsule, not shown here in detail, for example an image recording device, a sensor, medical instruments, the transmission of data to and from the capsule 1 and the like.
  • control unit 8 can be designed as a microcontroller.
  • each control nozzle 3 is associated with a supply line for drive means within the tube 5 or a channel of the divided into several separate channels tube 5. This will be discussed in more detail below.
  • Each of the control nozzles 3 is preceded by a valve 10 which can be controlled by the control unit 8 via corresponding communication lines 11. In this case, the control is carried out electrically, with an electromechanical control is conceivable. If each control nozzle 3 is assigned its own supply line, the control of the valve 10 can also take place via the drive means itself.
  • valves 10 determines the degree of opening of the valves 10, how much drive means is ejected, so ultimately the driving force of the corresponding control nozzle 3.
  • a drive means feed line 12 to a medical instrument 13, in this case gripping tongs, is provided, which can be operated hydraulically and / or pneumatically.
  • the drive means which is used for the realization of the hydraulic and / or pneumatic drive, also becomes the operation of the instrument 13 used.
  • the operation of the instrument 13 is also controlled by the control unit 8.
  • An endoscopy device 14 comprising the endoscopy capsule 1 comprises further components communicating with the endoscopy capsule 1 from outside the body.
  • the tube 5 is connected distally to a drive means supply 15 which provides the corresponding drive means, for example carbon dioxide or water.
  • an external control device 16 is also provided which serves to control the hydraulic and / or pneumatic drive and the other components of the endoscopy capsule 1.
  • data recorded by the endoscopy capsule 1 is received here.
  • the necessary communication connection is performed in the form of a communication line 17 along the tube wall of the tube 5 through the tube 5 to the endoscopy capsule.
  • the communication line 17 can simultaneously serve as a supply line for the power supply of the endoscopy capsule 1 or it can be provided a further line for power supply. In this way, it is possible that the endoscopy capsule 1 can do without internal power supply (apart from, for example, an auxiliary power supply) and without a communication unit. It can accordingly be dimensioned in a smaller format. Overall, a multiplicity of data can be transmitted via the supply and / or communication line 17, for example image and / or sensor data and control commands for intervention tools, for example the instrument 13. Further supply lines (not shown here) can also be supplied with Medicines or rinsing liquid serve. These can also be passed through the tube 5.
  • the external control device 16 is also designed to control the drive means supply 15 in such a way that the drive means is supplied with a specific pressure, that is, the pressure at the valves 10 can be preset accordingly.
  • the control device 16 can directly determine the corresponding pressure and thus the driving force which is generated via the corresponding control nozzle 3 by actuating the drive means supply 15 without Signals must be sent to the endoscopy capsule 1.
  • the control unit 8 is not designed to control the hydraulic and / or pneumatic drive, but the
  • Control takes place completely via the control device 16.
  • the drive means does not have to be supplied via the tube 5, but also for example in the form of body fluid and / or body gas can be sucked through inlet openings via corresponding pumps and can be ejected to the drive via the control nozzles 3 again.
  • Fig. 5 shows a possible embodiment of a tube 5a for supplying the endoscopy capsule 1 with drive means.
  • the tube wall 18 is made of a highly flexible, non-elastic material.
  • a communication line 17a and a supply line 17b leads, which are sealed by a sealing layer 19 against the drive means.
  • FIG. 6 shows a further embodiment of a tube 5b for an endoscopy capsule 1 with four control nozzles 3.
  • the interior of the tube 5b is divided by partition walls 20 into four channels 21, which are sealed against each other and supply drive means to a control nozzle 3, respectively.
  • the communication line 17a and the power supply line 17b are integrated here in the highly flexible material of the hose wall 18.
  • FIG. 7 shows a further endoscopy device 14 'according to the invention with an endoscopy capsule 1', wherein all of them similar components are provided with the same reference numerals.
  • the endoscopy capsule 1 ' is a stable control realized with only four control nozzles 3, which lie in one plane.
  • Each two control nozzles 3 are provided opposite one another in the front and in the rear region of the endoscope capsule 1 ', which is likewise elongated and cylindrical. Again, a symmetrical arrangement has been chosen.
  • the control nozzles 3 are designed to be pivotable in two directions, as indicated by the arrows A and B. Each of the control nozzles 3 can be pivoted in the two directions by 120 °. As a result, the ejection direction of the control nozzles 3 can be changed so that, despite the use of only four control nozzles 3, all the movements required for navigating the endoscopy capsule 1 'can be performed.
  • each control nozzle 3 is associated with an adjustment 22.
  • the adjusting device 22 may comprise, for example, a nanomotor and / or piezoelectric elements, in particular also stacks of piezoelectric elements.
  • the seal is achieved by rubber seals 30.
  • the various control devices 3 are associated with pumps 23, via which the drive means in the form of body fluid and / or body gas aspirated through inlet openings 24 can be supplied to the control nozzles 3 through corresponding supply lines 25.
  • the inlet openings 24 are arranged opposite each other, so that no drive is achieved by the suction itself.
  • the supply line 25 is formed in the region of the intake openings 24 with a larger cross section. Accordingly, the driving force is determined via the operation of the pumps 23, the ejection direction via the adjusting devices 22.
  • the adjusting devices 22 and the pumps 23 can be correspondingly activated by a control unit 8 via corresponding communication lines 26, 27, with control commands for specific movements. gen by a Steuerintelligencez be automatically converted into a suitable control of the hydraulic and / or pneumatic drive.
  • No tube is provided on the endoscopy capsule 1 ', so that the communication with the external control device 16, which is part of the endoscopy device 14', is realized via corresponding transmitting and receiving devices 28 of the endoscopy capsule 1 'and the control device 16, for example via Wireless.
  • the endoscopy capsule 1 'in this case includes a power supply indicated at 29.
  • the endoscopy capsule 1 '- as known - include other components, such as image recording devices, sensors, medical instruments and the like. These are not shown for the sake of clarity.
  • each control nozzle 3 is assigned a pump 23
  • the control nozzles 3 are assigned in this case valves, which are then controlled accordingly and allow the drive via the pressure of the drive means in the container.
  • Such an embodiment would have to be considered in particular in an application in the colon, where there is only gas that can be compressed well.
  • a tube can be connected to the endoscopy capsule 1 ', which supplies the drive means.
  • the tube 5b described with reference to FIG. 6 would be suitable, in which case each of the channels 21 could be assigned to a control nozzle 3.
  • a drive means supplied from the outside via a drive means supply can be used, wherein the pressure ejected by the respective control nozzle 3 is also unobjectionable. can be controlled indirectly on the drive means supply 15 via the external control device 16.
  • Both the endoscopy capsule 1 and the endoscopy capsule 1 'and the tube 5 are made of non-ferromagnetic materials. This makes it possible to use the endoscopy devices 14 and 14 'simultaneously with a magnetic resonance imaging. In particular, it is also possible to use a position detection system based on electromagnetic signals, since the endoscopy capsules 1 and 1 'can be navigated completely without magnetic fields.

Abstract

The invention relates to a navigable endoscopy capsule for investigation and/or treatment of the interior of the human body, in particular, the gastrointestinal tract, comprising at least one control nozzle (3) by means of which propellant can be ejected to achieve a pneumatic or hydraulic drive.

Description

Beschreibungdescription
Navigierbare EndoskopiekapselNavigable endoscopy capsule
Die Erfindung betrifft eine navigierbare Endoskopiekapsel zur Untersuchung und/oder Behandlung des Inneren des menschlichen Körpers, insbesondere des Gastrointestinaltraktes .The invention relates to a navigable endoscopy capsule for the examination and / or treatment of the interior of the human body, in particular of the gastrointestinal tract.
Schluckbare Endoskopiekapseln, die den Gastrointestinaltrakt eines Patienten durchwandern, um dort diagnostisch oder therapeutisch vorgehen zu können, sind allgemein bekannt. Kapseln ohne eigenen Antrieb können meist nur in eingeschränkten Anwendungsbereichen genutzt werden, beispielsweise im Dünndarmbereich, so dass von außen navigierbare Endoskopiekapseln vorgeschlagen wurden, um die Nützlichkeit in Diagnose und Therapie noch erweitern zu können.Swallowable endoscopy capsules that traverse the gastrointestinal tract of a patient to be diagnostic or therapeutic there are well known. Capsules without their own drive can usually be used only in limited areas of application, for example in the small intestine area, so that externally navigable endoscopy capsules have been proposed in order to be able to expand the usefulness in diagnosis and therapy.
Dazu wurde vorgeschlagen, in der Endoskopiekapsel einen Permanentmagneten oder einen Elektromagneten vorzusehen, so dass die Endoskopiekapsel über ein äußeres Magnetfeld, das eine entsprechende Richtung und einen entsprechenden Gradienten aufweist, navigiert werden kann. Um die Kapsel tatsächlich bewegen zu können, sind sehr große Magnetfelder notwendig. Eine dafür notwendige Navigationseinrichtung ist demnach re- lativ teuer, schwer und umfasst eine sehr aufwändige Steuerung der Magnetfelder und Gradienten.For this purpose, it has been proposed to provide a permanent magnet or an electromagnet in the endoscopy capsule so that the endoscopy capsule can be navigated via an external magnetic field which has a corresponding direction and a corresponding gradient. In order to actually move the capsule, very large magnetic fields are necessary. A navigation device necessary for this purpose is therefore relatively expensive, heavy and involves a very complex control of the magnetic fields and gradients.
Ein weiterer Nachteil der magnetisch navigierten Endoskopiekapseln ist, dass die Ortung durch elektromagnetische Positi- onserfassungssysteme durch die Überlagerung der genutztenAnother disadvantage of the magnetically navigated endoscopy capsules is that the location by electromagnetic position detection systems by the superposition of the used
Magnetfelder gestört wird, so dass oft große Fehler auftreten. Auch die Möglichkeit der Bildgebung ist durch die groß- volumigen Navigationseinrichtungen stark eingeschränkt.Magnetic fields is disturbed, so that often large errors occur. The possibility of imaging is also severely restricted by the large-volume navigation systems.
Schließlich ist es nachteilhaft, dass die Anwendung von Magnetfeldern zur Navigation der Kapsel bestimmte Personengruppen, beispielsweise Patienten mit einem Herzschrittmacher, von der Anwendung ausschließt. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfach navigierbare Endoskopiekapsel anzugeben, die die oben angegebenen Nachteile nicht aufweist.Finally, it is disadvantageous that the use of magnetic fields for navigation of the capsule excludes certain groups of persons, for example patients with a cardiac pacemaker, from the application. The invention is therefore based on the object of specifying an easily navigable endoscopy capsule which does not have the disadvantages indicated above.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Endoskopiekapsel der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass sie wenigstens eine Steuerdüse umfasst, über die zur Realisierung eines pneumatischen und/oder hydraulischen Antriebs Antriebs- mittel ausstoßbar ist.To solve this problem is provided according to the invention in an endoscopy capsule of the type mentioned that it comprises at least one control nozzle, via which for the realization of a pneumatic and / or hydraulic drive drive medium is ejected.
Bei einem derart realisierten pneumatischen und/oder hydraulischen Antrieb ist kein Magnetsystem in einer Navigationseinrichtung mehr erforderlich. Die Endoskopiekapsel wird un- mittelbar durch gesteuerten Ausstoß des Antriebsmittels bewegt und kann so an zu diagnostizierende und/oder zu behandelnde Gebiete gebracht werden. Der Antriebsmittelausstoß der wenigstens einen Steuerdüse ist extern steuerbar, so dass die erforderlichen Bewegungen der Kapsel, beispielsweise Schwe- ben, Gleiten, Drehen, usw., gezielt von außen durchgeführt werden können. Dies hat gegenüber den bekannten Endoskopie- kapseln eine ganze Reihe von Vorteilen.In a pneumatic and / or hydraulic drive realized in this way, no more magnet system is required in a navigation device. The endoscopy capsule is moved directly by controlled ejection of the drive means and can thus be brought to areas to be diagnosed and / or treated. The drive means output of the at least one control nozzle is externally controllable, so that the required movements of the capsule, for example floating, sliding, turning, etc., can be carried out in a targeted manner from the outside. This has quite a number of advantages over the known endoscopy capsules.
Durch den Verzicht auf die externen Magnetfelder und damit auch die voluminöse Navigationseinrichtung ist die unmittelbare Kombination mit einer radiologischen Bildgebung realisierbar. Dann kann während einer Untersuchung oder während eines Eingriffs beispielsweise eine Röntgenkontrolle oder die gleichzeitige Aufnahme von Computertomographiedatensätzen er- möglicht werden. Insbesondere ist es, wenn die Kapsel zweckmäßig aus nicht ferromagnetischen Materialien hergestellt ist, möglich, eine solche Endoskopieeinrichtung mit Magnetre- sonanzbildgebung zu kombinieren, was besonders vorteilhaft ist. Auf diese Weise lässt sich ein interventioneller, mini- mal invasiver Arbeitsplatz für viele Anwendungen realisieren. Als Beispiel sei die Kombination einer zweidimensionalen bzw. dreidimensionalen Gefäßdarstellung, wie sie durch die Endoskopiekapsel aufgenommen werden kann, mit einer digitalen Substraktionsangiographie genannt, da besonders bei der Entfernung von Polypen stärkere Blutungen auftreten können, die durch die digitale Substraktionsangiographie vorhergesehen werden können. Wird eine Endoskopiekapsel verwendet, die strahlungsopak oder auf andere Weise in der externen Bildge- bung sichtbar ist, so kann beispielsweise auch auf ein Positionsbestimmungssystem verzichtet werden. Ein Positionsbestimmungssystem ist auch dann unnötig, wenn die Kapsel - beispielsweise durch die von ihr unmittelbar aufgenommenen BiI- der - unmittelbar visuell gesteuert wird.By dispensing with the external magnetic fields and thus also the voluminous navigation device, the direct combination with a radiological imaging can be realized. Then, during an examination or during an intervention, for example, an X-ray check or simultaneous recording of computed tomography data sets can be made possible. In particular, if the capsule is expediently made of non-ferromagnetic materials, it is possible to combine such an endoscopy device with magnetic resonance imaging, which is particularly advantageous. In this way, an interventional, minimally invasive workplace can be realized for many applications. By way of example, the combination of a two-dimensional or three-dimensional vessel representation, as can be recorded by the endoscopy capsule, with a digital one Subtraction angiography may be the cause, as more bleeding may occur, especially in the removal of polyps, which can be predicted by digital subtraction angiography. If an endoscopy capsule is used which is radiation-opaque or otherwise visible in the external image, it is also possible, for example, to dispense with a position-determining system. A position-determining system is also unnecessary if the capsule is directly visually controlled, for example by the image directly recorded by it.
Mit besonderem Vorteil kann bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung jedoch ein kommerziell verfügbares, elektromagnetisches Positionsbestimmungssystem verwendet werden, da keine großen Navigationsmagnetfelder, die die Positionsbestimmung stören könnten, mehr benötigt werden. Eine Positionsbestimmung der Kapsel ist insbesondere dann sinnvoll, wenn beispielsweise eine räumliche Verbindung zu früher aufgenommenen Bilddaten erfolgen soll. Etwas Derartiges kann beispielsweise über eine Bildfusion realisiert werden. Auch kann eine Positionserfassung dazu dienen, dreidimensionale Bilder der von der Kapsel durchquerten Hohlorgane zu erzeugen. Dazu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Endoskopiekapsel zwei Bildaufnahmeeinrichtungen umfasst, die unter einem Win- kel zueinander stehen (sogenannte Stereoanordnung) . Auch kann die Kapsel eine Projektionseinrichtung umfassen, die Linienstrukturen auf die Oberfläche des Hohlorgans projiziert, die dann von einer ebenso in der Kapsel vorgesehenen Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommen werden. Die Endoskopiekapsel kann auch mehr als eine Bildaufnahmeeinrichtung umfassen, beispielsweise können vorn und hinten Bildaufnahmeeinrichtungen vorgesehen sein. Zweckmäßigerweise kann die Endoskopiekapsel auch eine Lichtquelle für infrarotes Licht umfassen, mit dem beispielsweise lokal fluoreszierende Stoffe, wie beispiels- weise Kontrastmittel, detektiert werden können, worauf sich eventuell gleich eine Therapie anschließen kann. Umfasst die Kapsel zudem eine OCT-Einrichtung (optical coherence to- mography) , so ist auch die Untersuchung der ersten Gewebe- schichten möglich, um beispielsweise die Tiefe von pathologischem Gewebe zu quantifizieren, da das Bildaufnahmeverfahren OCT eine Eindringtiefe von einigen Millimetern aufweist.With particular advantage, however, a commercially available, electromagnetic position determination system can be used in the embodiment according to the invention, since no large navigation magnetic fields that could disturb the position determination, more are needed. A position determination of the capsule is particularly useful if, for example, a spatial connection to previously recorded image data is to take place. Something like this can be realized, for example, via image fusion. Position detection can also serve to generate three-dimensional images of the hollow organs traversed by the capsule. For this purpose, it can be provided, for example, that the endoscopy capsule comprises two image recording devices that are at an angle to one another (so-called stereo arrangement). Also, the capsule may include a projection device which projects line structures onto the surface of the hollow organ, which are then received by an image pickup device also provided in the capsule. The endoscopy capsule may also comprise more than one image recording device, for example, front and rear image recording devices may be provided. Expediently, the endoscopy capsule can also comprise a light source for infrared light, with which, for example, locally fluorescent substances, such as, for example, contrast agents, can be detected, possibly followed by therapy. If the capsule also includes an OCT device (optical coherence tomography), the examination of the first tissue layers, for example, to quantify the depth of pathological tissue, since the image recording method OCT has a penetration depth of a few millimeters.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäß vorgesehenen hydraulischen und/oder pneumatischen Antriebs ist es, dass der gleichzeitige Einsatz mehrerer solcher Endoskopiekapseln ermöglicht wird, um beispielsweise eine therapeutische Aktivität visuell zu beobachten und zu steuern. Eine solche paral- lele Verwendung von mehreren Endoskopiekapseln ist bei elektromagnetisch gesteuerten Systemen nicht denkbar, da die Kapseln alle auf dasselbe äußere Magnetfeld reagieren würden. Mit der erfindungsgemäßen Endoskopiekapsel ist es beispielsweise denkbar, die zur Behandlung vorgesehene Endoskopiekap- sei quasi als eine Art „Anhänger" mit an den Untersuchungsund Behandlungsort zu bringen, wo die Verbindung zwischen den Endoskopiekapseln dann getrennt wird und beide Kapseln unabhängig gesteuert werden können. Schließlich ist auch ein Einsatz der Endoskopiekapsel in Kombination mit externen Instru- menten, wie beispielsweise Laparoskopen oder Einrichtungen zur stereotaktischen Bestrahlung, möglich, wenn die Position der Endoskopiekapsel bestimmt und an das externe Instrument übermittelt wird.A particular advantage of the hydraulic and / or pneumatic drive provided according to the invention is that the simultaneous use of several such endoscopy capsules is made possible in order, for example, to visually observe and control a therapeutic activity. Such a parallel use of several endoscopy capsules is unthinkable in electromagnetically controlled systems because the capsules would all react to the same external magnetic field. With the endoscopy capsule according to the invention, it is conceivable, for example, to bring the endoscopy capsule intended for the treatment to the examination and treatment site, where the connection between the endoscopy capsules is then separated and both capsules can be controlled independently It is also possible to use the endoscopy capsule in combination with external instruments, such as laparoscopes or devices for stereotactic irradiation, if the position of the endoscopy capsule is determined and transmitted to the external instrument.
Zudem ist die erfindungsgemäße Endoskopiekapsel auch bei Patienten einsetzbar, die keinen großen Magnetfeldern ausgesetzt werden können, beispielsweise bei Herzschrittmacherpatienten. Daher liegen keine Einschränkungen in der Anwendbarkeit vor.In addition, the endoscopy capsule according to the invention can also be used in patients who can not be exposed to large magnetic fields, for example in pacemaker patients. Therefore, there are no restrictions on applicability.
Insgesamt wird demnach eine signifikant günstigere und einfacher zu realisierende Endoskopieeinrichtung geschaffen, deren Anwendungsmöglichkeiten erweitert sind.Overall, therefore, a significantly cheaper and easier-to-implement endoscopy device is created, whose application possibilities are expanded.
Ziel der konkreten Ausgestaltung des hydraulischen oder pneumatischen Antriebs ist es, die Endoskopiekapsel möglichst komfortabel und auf einem schnellen Weg an bestimmte Positionen und/oder in bestimmte Orientierungen zu navigieren. Ein weiteres Auslegekriterium kann sein, die Kapsel möglichst stabil in ihrer Position zu halten. Es kann von einer länglichen zylindrischen Endoskopiekapsel ausgegangen werden.The aim of the specific design of the hydraulic or pneumatic drive is to navigate the endoscopy capsule as comfortable as possible and on a fast path to certain positions and / or in certain orientations. One Another Auslegekriterium may be to keep the capsule as stable as possible in their position. It can be assumed that an elongated cylindrical endoscopy capsule.
Dazu können in vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung zehn Steuerdüsen vorgesehen sein, wobei je eine Steuerdüse an jeweils einem Ende der Endoskopiekapsel in Längsrichtung der Endoskopiekapsel weisend angeordnet ist und je vier Steuerdüsen unter verschiedenen Winkeln im Wesentli- chen senkrecht zur Längsrichtung der Endoskopiekapsel ausgerichtet im Wesentlichen in einer Ebene im vorderen und hinteren Bereich der Endoskopiekapsel angeordnet sind. Über die an den Längsenden der länglich ausgebildeten Endoskopiekapsel angeordneten Steuerdüsen wird eine Bewegung entlang der Längsrichtungen der Endoskopiekapsel ermöglicht. Die acht weiteren Düsen, die sich im vorderen und hinteren Bereich der Endoskopiekapsel um den Umfang herum angeordnet sind, dienen zur Bewegung in den übrigen Raumrichtungen und zur Drehung der Endoskopiekapsel. Insbesondere ist es dabei vorteilhaft, wenn die vier Steuerdüsen im vorderen Bereich und die vierFor this purpose, ten control nozzles can be provided in an advantageous embodiment of the present invention, wherein each control nozzle is arranged facing one end of the endoscopy capsule in the longitudinal direction of the endoscopy capsule and four control nozzles at different angles substantially perpendicular to the longitudinal direction of the endoscopy capsule aligned substantially in a plane in the front and rear of the endoscopy capsule are arranged. Via the control nozzles arranged at the longitudinal ends of the elongated endoscopy capsule, a movement along the longitudinal directions of the endoscopy capsule is made possible. The eight further nozzles, which are arranged around the circumference in the front and rear of the endoscopy capsule, serve to move in the other spatial directions and to rotate the endoscopy capsule. In particular, it is advantageous if the four control nozzles in the front area and the four
Steuerdüsen im hinteren Bereich untereinander im rechten Winkel zueinander stehen, das bedeutet, je zwei benachbarte der vier Steuerdüsen schließen miteinander einen Winkel von 90° ein. Drehungen um die Längsachse der Endoskopiekapsel sind in dieser Konfiguration nicht möglich, jedoch sind die meisten Endoskopiekapseln ohnehin rotationssymmetrisch bezüglich der Längsachse ausgebildet, so dass eine derartige Drehung nicht erforderlich ist. Soll auch eine Drehung um die Längsachse ermöglicht werden, so können beispielsweise weitere Steuerdü- sen vorgesehen werden. Insgesamt ist in dieser Ausgestaltung eine stabile, komfortable und einfach zu steuernde Navigation der Endoskopiekapsel ermöglicht.Control nozzles in the rear area are mutually perpendicular to each other, that is, each two adjacent of the four control nozzles form an angle of 90 ° with each other. Rotations about the longitudinal axis of the endoscopy capsule are not possible in this configuration, however, most endoscopy capsules are anyway rotationally symmetrical with respect to the longitudinal axis, so that such a rotation is not required. If rotation about the longitudinal axis is also to be enabled, further control nozzles can, for example, be provided. Overall, in this embodiment, a stable, comfortable and easy to navigate navigation of the endoscopy capsule allows.
Um stabil steuerbare Endoskopiekapseln mit einer geringeren benötigten Anzahl von Steuerdüsen zu ermöglichen, kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Ausstoßrichtung wenigstens einer Steuerdüse veränderbar sein. Dann ist es möglich, dass die Antriebskraft, die durch die entsprechende Steuerdüse erzeugt wird, in verschiedene Richtungen weisen zu lassen, so dass verschiedene Arten von Bewegungen erzeugt werden können. Die Veränderung der Ausstoßrichtung der Steuerdüse ist selbstverständlich auch steuerbar ausgestaltet, beispielsweise über eine in der Endoskopiekapsel vorgesehene Steuereinheit, die auch die Steuerung des übrigen pneumatischen und/oder hydraulischen Antriebs übernimmt. Durch die Veränderung der Ausstoßrichtung ist es, wie bereits beschrieben, möglich, eine stabile, komfortable und kurze Wege nut- zende Navigation der Endoskopiekapsel auch mit einer geringeren Anzahl an Steuerdüsen zu realisieren. Die für die Ansteuerung des Antriebs vorgesehene Steuereinheit bzw. eine externe Steuereinrichtung kann in diesem Fall dazu ausgebildet sein, Richtungs- bzw. Drehangaben auf intelligente Art unmit- telbar in eine entsprechende Ansteuerung umzuwandeln.In order to enable stable controllable endoscopy capsules with a smaller required number of control nozzles, in a further embodiment of the invention, the ejection direction of at least one control nozzle can be changed. Then it is possible that the driving force by the corresponding Control nozzle is generated to point in different directions, so that different types of movements can be generated. The change in the ejection direction of the control nozzle is of course designed to be controllable, for example via a provided in the endoscopy capsule control unit, which also takes over the control of the other pneumatic and / or hydraulic drive. By changing the ejection direction, it is possible, as already described, to realize a stable, comfortable and short-distance navigation of the endoscopy capsule even with a smaller number of control nozzles. In this case, the control unit or an external control device provided for controlling the drive can be designed to convert directional or rotary hubs into a corresponding control in an intelligent way.
Zweckmäßigerweise kann die Veränderung der Ausstoßrichtung durch wenigstens eine einer Steuerdüse zugeordnete, zur Bewegung der Steuerdüse zur Veränderung der Ausstoßrichtung aus- gebildete Verstelleinrichtung realisiert werden. Eine solche Verstelleinrichtung kann beispielsweise einen Nanomotor und/oder piezoelektrische Elemente umfassen, die dann entsprechend angesteuert werden.Expediently, the change in the ejection direction can be realized by at least one adjusting device assigned to a control nozzle and designed to move the control nozzle in order to change the ejection direction. Such an adjusting device may for example comprise a nanomotor and / or piezoelectric elements, which are then driven accordingly.
Eine Art der Veränderung der Ausstoßrichtung ist die Ver- schwenkung der Steuerdüse an sich. Dazu kann vorgesehen sein, dass eine Steuerdüse in wenigstens einer Richtung, insbesondere zwei Richtungen, verschwenkbar ist. Eine Verschwenkbar- keit in zwei Richtungen kann beispielsweise über ein Kugelge- lenk, jedoch auch durch eine entsprechend verlängerbare HaI- terung der Steuerdüse, beispielsweise durch Piezoelemente, nach innen hin realisiert werden. Mit besonderem Vorteil ist eine Verschwenkbarkeit nicht nur um eine Achse gegeben, sondern um wenigstens zwei insbesondere zueinander senkrechte Achsen. Dazu können beispielsweise zwei Verstellmittel vorgesehen sein, beispielsweise zwei Piezoelemente bzw. Stapel von Piezoelementen . Um möglichst einen großen Spielraum auszunutzen und die Navigation der Endoskopiekapsel so genau wie mög- lieh zu realisieren, kann die Steuerdüse um 90 bis 130°, insbesondere 120°, verschwenkbar sein. Größere Verschwenkwinkel sind wünschenswert, aber meist nur schwer realisierbar.One way of changing the ejection direction is to swivel the control nozzle itself. For this purpose, it may be provided that a control nozzle in at least one direction, in particular two directions, is pivotable. A pivotability in two directions can be realized, for example, by means of a ball joint, but also by a correspondingly extendable contraction of the control nozzle, for example by means of piezo elements, inwards. With particular advantage, a pivotability is not only given about an axis, but at least two axes, in particular mutually perpendicular. For example, two adjustment means may be provided for this purpose, for example two piezo elements or stacks of piezo elements. In order to use as much flexibility as possible and to keep the navigation of the endoscopy capsule as accurate as possible. lent to realize the control nozzle by 90 to 130 °, in particular 120 °, be pivoted. Larger swiveling angles are desirable but usually difficult to realize.
Sind Düsen vorgesehen, deren Ausstoßrichtung veränderbar ist, ist es möglich, eine stabile Steuerung der Endoskopiekapsel mit vier in einer Längsebene der Endoskopiekapsel angeordneten Steuerdüsen zu realisieren, von denen je zwei im Wesentlichen sich gegenüber im vorderen und hinteren Bereich der Endoskopiekapsel angeordnet sind. Auf diese Weise werden weniger Steuerdüsen benötigt. Es kann insbesondere gezeigt werden, dass bei Verwendung von Steuerdüsen, die in zwei Richtungen um 120° verschwenkbar sind, eine besonders komfortable Navigation der Endoskopiekapsel erreicht wird.If nozzles are provided whose ejection direction is changeable, it is possible to realize a stable control of the endoscopy capsule with four control nozzles arranged in a longitudinal plane of the endoscopy capsule, two of which are arranged substantially opposite one another in the front and rear regions of the endoscopy capsule. In this way, fewer control nozzles are needed. It can be shown in particular that when using control nozzles which are pivotable in two directions by 120 °, a particularly comfortable navigation of the endoscopy capsule is achieved.
Bei bewegbar gestalteten Steuerdüsen ist grundsätzlich darauf zu achten, dass das Innere der Endoskopiekapsel nach außen möglichst hermetisch abgeschlossen bleibt. Um dieses Ziel zu erreichen, können beispielsweise Gummidichtungen verwendet werden.In the case of movable control nozzles, it is essential to ensure that the inside of the endoscopy capsule remains as hermetically sealed as possible to the outside. To achieve this goal, for example, rubber seals can be used.
Die Antriebskraft, die eine Steuerdüse erzeugt, bestimmt sich im Wesentlichen durch den Druck des durch sie ausgestoßenen Antriebsmittels. Um diesen einstellbar zu bestimmen, kann vorgesehen sein, dass einer Steuerdüse ein ansteuerbares Ventil zugeordnet ist. Diese Ansteuerung kann beispielsweise elektrisch oder elektromechanisch erfolgen oder auch unmittelbar über das Antriebsmittel selber. So sind Ventile bekannt, die sich mechanisch öffnen oder schließen, jedoch auch solche, die beispielsweise auf einen bestimmten Stromfluss reagierend sich öffnen oder schließen. In der einfachsten Ausgestaltung kann ein solches Ventil einfach geöffnet oder geschlossen werden. Bei geöffnetem Ventil wird dann das Antriebsmittel mit einem vorgegebenen Druck ausgestoßen. Zweck- mäßigerweise kann jedoch der Öffnungsgrad des Ventils ebenso ansteuerbar bestimmt werden, so dass verschiedene Antriebskräfte erzeugbar sind. Die Ansteuerung des oder der Ventile kann über eine in der Kapsel vorgesehene Steuereinheit oder über eine externe Steuereinrichtung erfolgen, die insbesondere den gesamten Antrieb, also im Falle von in ihrer Ausstoßrichtung veränderbaren Steuerdüsen auch diese und weitere Funktionen des Antriebs regelt.The driving force that generates a control nozzle is essentially determined by the pressure of the drive means ejected by it. In order to determine this adjustable, it can be provided that a controllable valve is assigned to a control nozzle. This control can be done for example electrically or electromechanically or directly via the drive means itself. Thus, valves are known which open or close mechanically, but also those which respond, for example, reacting to a certain current flow or close. In the simplest embodiment, such a valve can be easily opened or closed. When the valve is open, the drive means is then ejected at a predetermined pressure. Advantageously, however, the opening degree of the valve can also be determined to be controllable, so that different driving forces can be generated. The control of the valve or valves can be provided via a provided in the capsule control unit or take place via an external control device, which controls in particular the entire drive, so in the case of variable in their ejection direction control nozzles and these and other functions of the drive.
Um einen dauerhaften Betrieb der Endoskopiekapsel zu realisieren, muss eine ausreichende Zufuhr von Antriebsmittel sichergestellt sein. Dazu kann nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass ein dünner Schlauch für die Zufuhr des Antriebsmittels vorgesehen ist. In diesem Fall wird das Antriebsmittel - gegebenenfalls schon unter dem notwendigen Druck - der Endoskopiekapsel über einen dünnen Schlauch von außen zugeführt. Die hervorragende Navigierbarkeit der Endoskopiekapsel mit all ihren Vorteilen bleibt dabei erhalten. Die Kapsel zieht lediglich den dünnen, selbst nicht schubsteifen Schlauch hinter sich her, was sich auf die Bewegbarkeit über den hydraulischen und/oder pneumatischen Antrieb nicht auswirkt, da der Schlauch entlang der Wände des Hohlorgans gleitet und nachgezogen werden kann. Zweckmäßigerweise kann der Schlauch zumindest im Bereich seines kapselseitigen Endes hochflexibel ausgestaltet sein, damit möglichst keine Behinderung der Navigation der Endoskopiekapsel auftritt. Der Schlauch, der bevorzugt aus einem unelastischen, das heißt biegsamen, aber nicht dehnbaren, Mate- rial wie Polypropylen oder Polytetrafluorethylen besteht, so dass er sich bei Zufuhr des Antriebsmittels nicht elastisch dehnt, kann sehr dünnwandig und vom Durchmesser her sehr klein ausgeführt werden. Die Wandstärke des Schlauchs kann zwischen 0,1 bis 0,5 mm, bevorzugt 0,2 mm, betragen, während der Außendurchmesser des Schlauchs zwischen 2 und 6 mm, insbesondere 3 bis 4 mm, betragen kann. Das Eigengewicht des Schlauchs ist extrem gering und liegt im Bereich weniger Gramm, auch wenn der Schlauch sehr lang ausgeführt wird. Längen von mehr als 2 m sind ohne weiteres realisierbar, denkbar ist auch eine Länge von bis zu 8 m, so dass der Schlauch der Länge nach beispielsweise durch den gesamten Gastrointesti- naltrakt nachgezogen werden kann. Ist mehr als eine Steuerdüse vorgesehen, so kann jeder Steuerdüse eine Zuführleitung für Antriebsmittel innerhalb des Schlauchs oder ein Kanal des in mehrere separate Kanäle unterteilten Schlauchs zugeordnet sein. Über die mehreren Zu- führungswege können gleichzeitig die entsprechenden Antriebsmittel zugeführt werden. Die Kanäle sind selbstverständlich gegeneinander abgedichtet ausgebildet.In order to realize a permanent operation of the endoscopy capsule, a sufficient supply of drive means must be ensured. For this purpose, according to a first embodiment of the present invention may be provided that a thin tube is provided for the supply of the drive means. In this case, the drive means - possibly already under the necessary pressure - the endoscopy capsule via a thin tube supplied from the outside. The outstanding navigability of the endoscopy capsule with all its advantages remains intact. The capsule pulls behind only the thin, even non-rigid hose behind it, which does not affect the mobility on the hydraulic and / or pneumatic drive, since the hose slides along the walls of the hollow organ and can be tightened. Conveniently, the tube can be made highly flexible at least in the region of its capsule-side end, so that no obstruction of the navigation of the endoscopy capsule occurs as far as possible. The tube, which preferably consists of an inelastic, that is flexible, but non-stretchable, material such as polypropylene or polytetrafluoroethylene, so that it does not stretch elastically upon supply of the drive means, can be very thin-walled and made very small in diameter. The wall thickness of the hose can be between 0.1 to 0.5 mm, preferably 0.2 mm, while the outer diameter of the hose can be between 2 and 6 mm, in particular 3 to 4 mm. The net weight of the hose is extremely low and is in the range of a few grams, even if the hose is made very long. Lengths of more than 2 m are readily feasible, conceivable is also a length of up to 8 m, so that the hose can be tightened lengthwise, for example, through the entire gastrointestinal tract. If more than one control nozzle is provided, then each control nozzle may be assigned a supply line for drive means within the tube or a channel of the tube divided into several separate channels. The corresponding drive means can be supplied simultaneously via the several feed paths. The channels are of course sealed against each other.
Wie bereits erwähnt, ist es möglich, den Schlauch alleine durch die Bewegung der Kapsel nachzuziehen. Sollte es dabei, beispielsweise durch Reibung des Schlauchs an den Wänden des Hohlorgans oder durch dessen Gewicht, zu Schwierigkeiten kommen, so kann in vorteilhafter Ausbildung der Endoskopiekapsel vorgesehen sein, dass am Schlauch in Richtung von der Kapsel weg gerichtete weitere Steuerdüsen vorgesehen sind. Über diese Steuerdüsen kann der Schlauch selbst problemlos nachgeführt werden. Die Antriebsmittelzuleitungen zu diesen weiteren Steuerdüsen können, wie oben beschrieben, separat zu der oder den Antriebsmittelzuleitungen zur Kapsel vorgesehen sein.As already mentioned, it is possible to retighten the tube solely by the movement of the capsule. Should it come to difficulties, for example by friction of the hose on the walls of the hollow organ or by its weight, it may be provided in an advantageous embodiment of the endoscopic capsule, that further control nozzles are provided on the hose in the direction of the capsule away. About these control nozzles, the hose itself can be tracked easily. The drive means supply lines to these further control nozzles can, as described above, be provided separately from the drive means or supply lines to the capsule.
Mitunter ist es zweckmäßig, den Schlauch bei Bedarf von der Kapsel entkoppeln zu können, so dass in weiterer Ausgestaltung der Erfindung eine Trennungsvorrichtung zur selektiven Abtrennung des Schlauchs von der Endoskopiekapsel vorgesehen sein kann. Dies kann beispielsweise durch ein Kupplungselement realisiert sein, an dem der Schlauch befestigt ist, und dass eine Rotation der Kapsel relativ zum Schlauch ermöglicht. Die Entkopplung des Schlauchs von der Kapsel kann bei- spielsweise über ein von einer kapselseitigen Steuereinheit gegebenes elektrisches Signal erfolgen, das eine Halterung an der Verbindung des Schlauchs mit der Kapsel gezielt öffnet, jedoch ist es auch möglich, die Entkopplung durch definierten mechanischen Zug am Schlauch zu erreichen, so dass eine Ver- bindungsmechanik zwischen Schlauch und Kapsel hierdurch definiert geöffnet wird. Der Schlauch kann dann herausgezogen werden, während die Kapsel, die beispielsweise keine weitere Versorgung mit Antriebsmitteln mehr benötigt, weiter den Gastrointestinaltrakt durchquert und schließlich auf natürlichem Wege ausgeschieden wird. Bei Verwendung von Schläuchen, die kürzer als die gesamte Länge des Gastrointestinaltrakts sind, bietet die Abkoppelbarkeit die Möglichkeit, bei oralen Untersuchungen (Gastroskopien) den Schlauch nach Entkopplung über Mund oder Nase schmerzfrei zu entfernen, während die Kapsel durch natürliche Peristaltik bewegt und anal geborgen wird.Sometimes it is expedient to be able to decouple the tube from the capsule if necessary, so that in a further embodiment of the invention, a separation device for selective separation of the tube may be provided by the endoscopy capsule. This can for example be realized by a coupling element to which the hose is attached, and that allows a rotation of the capsule relative to the hose. The decoupling of the tube from the capsule can take place, for example, via an electrical signal given by a capsule-side control unit, which selectively opens a holder at the connection of the tube with the capsule, but it is also possible to decouple by defined mechanical tension on the tube so that a connection mechanism between hose and capsule is thereby opened in a defined manner. The tube can then be pulled out, while the capsule, which, for example, no further supply of drive means more needed, continue the Traversed through the gastrointestinal tract and eventually excreted naturally. When using tubes shorter than the entire length of the gastrointestinal tract, the ability to decouple offers the possibility of painless removal of the tube during oral examinations (gastroscopy) after decoupling via the mouth or nose, while the capsule is moved by natural peristalsis and recovered anal ,
Mit besonderem Vorteil kann wenigstens eine weitere Versor- gungs- und Kommunikationsleitung, insbesondere eine Datenleitung für Bild- und/oder Sensordaten und/oder eine Energieversorgung und/oder eine Steuerungsleitung für Eingriffswerkzeuge und/oder eine Medikamenten- oder Spülflüssigkeitslei- tung, in dem Schlauch, insbesondere in der Schlauchwand, geführt sein. Insbesondere kann bei elektrischen Leitungen, die zweckmäßigerweise in die Schlauchwand eingelassen sind, auch die Kommunikation zwischen der externen Steuereinrichtung und der kapselseitigen Steuereinheit erfolgen, das heißt, es kön- nen beispielsweise Bild- oder sonstige Messdaten, die kapsel- seitig aufgenommen werden, an die externe Steuereinrichtung übertragen werden oder Steuerbefehle von extern an kapselinterne Funktionseinrichtungen, insbesondere den pneumatischen und/oder hydraulischen Antrieb, gegeben werden. Über elektri- sehe Verbindungen können beispielsweise versorgt und gesteuert werden: der Datentransfer der Bilddaten, die Energieversorgung einer Kamera und einer Bildverarbeitung, die Energieversorgung von therapeutischen Systemen (beispielsweise einer Biopsiezange oder einer Spülung) , Systeme zur Ablation von Gewebe oder zur Blutstillung und/oder sonstige therapeutische Systeme (beispielsweise Medikamentengabe, lokale Parametermessungen, Brachytherapie, usw.) . Hierdurch können eine Vielzahl bislang innerhalb der Kapsel vorgesehener Komponenten dort wegfallen, beispielsweise die interne Spannungsversor- gung, Sendeeinrichtungen für eine Funkkommunikation, der Permanentmagnet zur magnetischen Navigation usw. Vorteilhafterweise kann dadurch die Endoskopiekapsel wesentlich kleiner und leichter gestaltet werden, so dass auch Anwendungen in kleineren Hohlorganen möglich sind.With particular advantage, at least one further supply and communication line, in particular a data line for image and / or sensor data and / or a power supply and / or a control line for intervention tools and / or a medicament or rinsing liquid line, can be provided in the hose , in particular in the hose wall, be guided. In particular, in the case of electrical lines which are expediently inserted into the tube wall, the communication between the external control device and the capsule-side control unit can also take place, that is to say that image or other measurement data, which are recorded on the capsule side, can be sent to the external control device to be transmitted or control commands from external to capsule-internal functional devices, in particular the pneumatic and / or hydraulic drive, are given. Electrical connections can, for example, be supplied and controlled: the data transfer of the image data, the power supply of a camera and image processing, the power supply of therapeutic systems (for example a biopsy forceps or irrigation), systems for ablating tissue or haemostasis and / or other therapeutic systems (eg medication, local parameter measurements, brachytherapy, etc.). As a result, a multiplicity of components previously provided within the capsule can be omitted there, for example the internal power supply, transmission devices for radio communication, the permanent magnet for magnetic navigation, etc. Advantageously, the endoscopy capsule can thereby be substantially smaller and be made lighter, so that applications in smaller hollow organs are possible.
In einer Alternative zur Zuführung des Antriebsmittels über den Schlauch kann die Endoskopiekapsel wenigstens eine Einlassöffnung zur Aufnahme von Körperflüssigkeit und/oder Körpergas als Antriebsmittel und wenigstens eine Pumpe umfassen, wobei die Körperflüssigkeit mittels der Pumpe zum Antrieb der Kapsel verwendbar ist. Insbesondere ist es zweckmäßig, wenn Filtereinrichtungen zum Filtern der Körperflüssigkeit und/oder des Körpergases vorgesehen sind, um Verstopfungen oder Einschränkungen aufgrund hängen gebliebener festerer Bestandteile zu verhindern. In diesem Fall wird demnach nicht von außen zugeführtes Antriebsmittel verwendet, sondern das Antriebsmittel wird unmittelbar aus der Umgebung der Endoskopiekapsel gezogen. Dabei kann Körperflüssigkeit oder Körpergas verwendet werden. Im Magen liegt beispielsweise Flüssigkeit und Gas vor, während im Kolon lediglich Gas zur Verfügung steht. Vorteilhaft ist es, wenn Einlassöffnungen über die Oberfläche der Endoskopiekapsel verteilt vorgesehen sind. Dann verteilt sich die Ansaugkraft, so dass hierdurch nur eine geringe Änderung von Position und Orientierung der Kapsel erzeugt wird. Im Wesentlichen sind in diesem Fall zwei Ausführungsarten denkbar.In an alternative to the supply of the drive means via the hose, the endoscopy capsule may comprise at least one inlet opening for receiving body fluid and / or body gas as drive means and at least one pump, wherein the body fluid is usable by means of the pump for driving the capsule. In particular, it is expedient to provide filtering devices for filtering the body fluid and / or the body gas in order to prevent blockages or restrictions due to stuck-on, more solid components. In this case, therefore, not externally supplied drive means is used, but the drive means is drawn directly from the environment of the endoscopy capsule. In this case, body fluid or body gas can be used. In the stomach, for example, liquid and gas are present, while in the colon only gas is available. It is advantageous if inlet openings are provided distributed over the surface of the endoscopy capsule. Then, the suction force is distributed, so that only a small change in position and orientation of the capsule is generated. Essentially, two embodiments are conceivable in this case.
Einmal kann vorgesehen sein, dass jeder Steuerdüse eine Pumpe zugeordnet ist. Über den Betrieb der Pumpe wird dann geregelt, wie viel Antriebskraft die entsprechende Steuerdüse erzeugt. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass über die Pumpe Körpergas in einen im Inneren der Kapsel angeordneten Behälter unter Erzeugung eines vorgegebenen Drucks ansaugbar ist. Dann ist nur eine Pumpe erforderlich und den Steuerdüsen können beispielsweise Ventile zugeordnet sein.Once it can be provided that each control nozzle is associated with a pump. The operation of the pump then controls how much driving power the corresponding control nozzle generates. Alternatively, however, it can also be provided that via the pump body gas can be sucked into a container arranged in the interior of the capsule to produce a predetermined pressure. Then only one pump is required and the control nozzles, for example, valves can be assigned.
Allgemein ist es zweckmäßig, wenn wenigstens ein therapeutisches und/oder diagnostisches pneumatisch und/oder hydraulisch betreibbares Instrument mit dem Antriebsmittel betreibbar ist. Das Antriebsmittel wird in diesem Fall doppelt ge- nutzt, so dass beispielsweise ein elektrischer Antrieb für das entsprechende Instrument wegfällt.In general, it is expedient if at least one therapeutic and / or diagnostic pneumatically and / or hydraulically operable instrument can be operated with the drive means. The drive means is in this case doubled uses, so that, for example, eliminates an electric drive for the corresponding instrument.
Daneben betrifft die Erfindung auch eine Endoskopieeinrich- tung, die eine erfindungsgemäße Endoskopiekapsel und eine externe, mit der Endoskopiekapsel kommunizierende Steuereinrichtung zur Steuerung der Endoskopiekapsel umfasst. Innerhalb der Endoskopiekapsel kann beispielsweise eine weniger aufwändig ausgelegte Steuereinheit vorgesehen sein, die die entsprechenden Steuerbefehle an die einzelnen Komponenten weitergibt. Die Endoskopiekapsel der Endoskopieeinrichtung kann wie in den vorherigen Abschnitten beschrieben ausgestaltet werden, so dass die entsprechenden Vorteile auch mit der erfindungsgemäßen Endoskopieeinrichtung erreicht werden kön- nen.In addition, the invention also relates to an endoscopy device which comprises an endoscopy capsule according to the invention and an external control device, which communicates with the endoscopy capsule, for controlling the endoscopy capsule. Within the endoscopy capsule, for example, a less complex designed control unit can be provided, which forwards the corresponding control commands to the individual components. The endoscopy capsule of the endoscopy device can be configured as described in the previous sections, so that the corresponding advantages can also be achieved with the endoscopy device according to the invention.
Die Endoskopieeinrichtung kann vorteilhaft weiter ausgestaltet werden, wenn ein dünner Schlauch zur Zufuhr des Antriebsmittels und eine Antriebsmittelversorgung vorgesehen sind. Dann kann mit besonderem Vorteil vorgesehen sein, dass bei jeweils einer Steuerdüse zugeordneten Zuführleitungen oder Kanälen für das Antriebsmittel die Zufuhr zu jeder Düse mittels der Antriebsmittelversorgung getrennt steuerbar ist. Ventile oder dergleichen an den Steuerdüsen an der Kapsel sind dann nicht mehr notwendig, die gesamte Navigation der Endoskopiekapsel kann vollständig extern gesteuert werden, indem Antriebsmittel eines bestimmten Drucks der oder den Steuerdüsen zugeführt wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Endoskopiekapsel noch etwas kleiner und kompakter zu ges- talten. Vorzugsweise kann demnach über die Antriebsmittelversorgung der Druck des Antriebsmittels eingestellt werden.The endoscopy device can be advantageously further configured if a thin tube for supplying the drive means and a drive means supply are provided. It can then be provided with particular advantage that in each case one control nozzle associated feed lines or channels for the drive means, the supply to each nozzle by means of the drive means supply is separately controllable. Valves or the like on the control nozzles on the capsule are then no longer necessary, the entire navigation of the endoscopy capsule can be controlled completely externally by the drive means of a certain pressure of the control nozzle or the control nozzles is supplied. In this way it is possible to make the endoscopy capsule even smaller and more compact. Preferably, therefore, the pressure of the drive means can be adjusted via the drive means supply.
Als extern zuzuführendes Antriebsmittel kann beispielsweise Kohlendioxid verwendet werden, welches heute bereits zur Er- Weiterung des Dickdarms bekannt ist. Es sind jedoch auch andere Antriebsmittel, insbesondere Luft oder Wasser, denkbar. Wichtig ist nur, dass das Antriebsmittel biokompatibel ist. Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:For example, carbon dioxide can be used as the drive means to be supplied externally, which is already known today for expanding the large intestine. However, other drive means, in particular air or water, conceivable. The only important thing is that the drive means is biocompatible. Further advantages and details of the present invention will become apparent from the embodiments described below and with reference to the drawings. Showing:
Fig. 1 eine Perspektivansicht einer Endoskopiekapsel in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,1 is a perspective view of an endoscopy capsule in a first embodiment of the present invention,
Fig. 2 eine Vorderansicht der Endoskopiekapsel aus Fig. 1,FIG. 2 is a front view of the endoscopy capsule of FIG. 1; FIG.
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Endoskopiekapsel aus Fig. 1,3 is a plan view of the endoscopy capsule of Fig. 1,
Fig. 4 einen Querschnitt durch die Endoskopiekapsel aus Fig. 1,4 shows a cross section through the endoscopy capsule from FIG. 1, FIG.
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel eines Schlauchs zur Zufuhr von Antriebsmittel,5 shows an embodiment of a hose for supplying drive means,
Fig. 6 ein alternatives Ausführungsbeispiel einesFig. 6 shows an alternative embodiment of a
Schlauchs zur Zufuhr von Antriebsmittel, undHose for the supply of drive means, and
Fig. 7 die Querschnittsansicht einer Endoskopiekapsel in einer zweiten Ausführungsform.7 shows the cross-sectional view of an endoscopy capsule in a second embodiment.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen verschiedene Ansichten einer ersten Endoskopiekapsel 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Endoskopiekapsel 1 ist länglich, zylindrisch und weist einen Durchmesser von beispielsweise 10 mm auf. Sie umfasst ein Kapselgehäuse 2, das auch teilweise oder vollständig transparent ausgebildet sein kann, wenn Bildaufnahmen oder Messungen getätigt werden sollen. Zudem umfasst die Endoskopiekapsel 1 zehn Steuerdüsen 3, über die zur Realisierung eines pneumatischen und/oder hydraulischen Antriebs Antriebsmittel ausstoß- bar ist. Die zehn Steuerdüsen sind so angeordnet, dass eine komfortable und stabile Navigation der Endoskopiekapsel 1 durch den hydraulischen und/oder pneumatischen Antrieb realisiert werden kann. Dazu sind zwei sich gegenüberliegende Steuerdüsen 3 am vorderen und am hinteren Ende der Kapsel vorgesehen. Zwei Gruppen von jeweils vier Steuerdüsen 3 sind in einem vorderen Bereich und in einem hinteren Bereich senkrecht zur Längsachse 4 der Endoskopiekapsel 1 in einer Ebene unter verschiedenen Winkeln angeordnet. Die vordere und die hintere Steuerdüse 3 liegen parallel zur Längsachse 4. Zwei benachbarte Steuerdüsen 3 der Gruppe im vorderen und hinteren Bereich schließen jeweils einen Winkel von 90° miteinander ein, das bedeutet, es liegen sich jeweils zwei Steuerdüsen 3 gegenüber, wobei sich die Verbindungsachsen gegenüberliegender Steuerdüsen 3 in einem rechten Winkel auf der Längsachse 4 schneiden. Die Steuerdüsen 3 der Gruppe im vorderen und im hinteren Bereich der Kapsel sind jeweils gleich weit von einer Mittelebene der Endoskopiekapsel 1 entfernt. Damit ist ein symmetrischer Aufbau realisiert, der praktisch alle benötigten Bewegungsarten ermöglicht. So sind beispielsweise Drehungen um zur Längsachse 4 der Endoskopiekapsel senkrechte Achsen möglich, die Kapsel kann gleiten oder schweben.Figures 1 to 3 show various views of a first endoscopy capsule 1 according to the present invention. The endoscopy capsule 1 is elongated, cylindrical and has a diameter of, for example, 10 mm. It comprises a capsule housing 2, which may also be partially or completely transparent when imaging or measurements are to be made. In addition, the endoscopy capsule 1 comprises ten control nozzles 3, via which drive means can be ejected for realizing a pneumatic and / or hydraulic drive. The ten control nozzles are arranged so that a comfortable and stable navigation of the endoscopy capsule 1 by the hydraulic and / or pneumatic drive can be realized. There are two opposite ones Control nozzles 3 provided at the front and at the rear end of the capsule. Two groups of four control nozzles 3 are arranged in a front region and in a rear region perpendicular to the longitudinal axis 4 of the endoscopy capsule 1 in a plane at different angles. The front and the rear control nozzle 3 are parallel to the longitudinal axis 4. Two adjacent control nozzles 3 of the group in the front and rear each include an angle of 90 ° with each other, which means there are two control nozzles 3 opposite each other, wherein the connecting axes opposite control nozzles 3 at a right angle on the longitudinal axis 4 intersect. The control nozzles 3 of the group in the front and in the rear of the capsule are each equidistant from a median plane of the endoscopy capsule 1. Thus, a symmetrical structure is realized, which allows virtually all types of movement required. Thus, for example, rotations about the longitudinal axis 4 of the endoscopy capsule perpendicular axes are possible, the capsule can slide or float.
Das Kapselgehäuse 2 kann auch weitere Öffnungen, beispielsweise für medizinische Instrumente oder zur Aufnahme und Abgabe von Substanzen sowie Elektroden aufweisen, die hier aus Übersichtsgründen nicht dargestellt sind.The capsule housing 2 may also have further openings, for example for medical instruments or for receiving and dispensing substances and electrodes, which are not shown here for reasons of clarity.
Die Endoskopiekapsel 1 umfasst ferner einen hochflexiblen, nicht schubsteifen Schlauch 5 bzw. ist mit dem hochflexiblen, nicht schubsteifen Schlauch 5 über eine Trennungsvorrichtung 6 verbunden. Der Schlauch 5 dient hauptsächlich der Zufuhr von Antriebsmittel für die Steuerdüsen 3. Er besteht aus Po- lypropylen (PP) oder Polytetrafluorethylen (PTFE) , also aus einem unelastischen, sich bei Druckbeaufschlagungen im Inneren nicht ausdehnenden Material und ist extrem dünn im Durchmesser wie auch hinsichtlich der Wandstärke. Letztere liegt bevorzugt bei ca. 0,2 mm, der Durchmesser beträgt bevorzugt zwischen 3 und 4 mm. Dieser Schlauch 5, der zwei oder mehrThe endoscopy capsule 1 further comprises a highly flexible, non-rigid tube 5 or is connected to the highly flexible, non-rigid tube 5 via a separation device 6. The hose 5 serves mainly to supply drive means for the control nozzles 3. It consists of polypropylene (PP) or polytetrafluoroethylene (PTFE), ie of an inelastic material that does not expand in the interior when pressurized, and is extremely thin in diameter as well in terms of wall thickness. The latter is preferably about 0.2 mm, the diameter is preferably between 3 and 4 mm. This tube 5, two or more
Meter lang sein kann, wird mitsamt der Endoskopiekapsel 1 in den Patienten eingeführt. Die aktiv vorwärts bewegte Endoskopiekapsel zieht den Schlauch hinter sich her, der außenseitig extrem glatt gestaltet sein sollte, so dass er praktisch widerstandslos an der Wand des Hohlorgans entlanggleiten kann und jedwede Biegung nachvollziehen kann, um die Navigation der Endoskopiekapsel 1 nicht zu gefährden, nachdem er extrem dünnwandig und hochflexibel ist. Um die Steuerdüsen 3 der Endoskopiekapsel dennoch zu entlasten, sind am Schlauch 5 weitere Steuerdüsen 7 vorgesehen, die in Richtung von der Endoskopiekapsel 1 weg ausgerichtet sind. So kann ein eigener Antrieb zum Nachführen des Schlauchs 5 realisiert werden.Meters long, is introduced together with the endoscopy capsule 1 in the patient. The actively forward-moving endoscopy capsule pulls the tube behind it, the outside should be designed extremely smooth, so that it can slide along the wall of the hollow organ practically without resistance and can understand any bending, so as not to endanger the navigation of the endoscopy capsule 1, after he is extremely thin-walled and highly flexible. In order nevertheless to relieve the control nozzles 3 of the endoscopy capsule, further control nozzles 7 are provided on the tube 5, which are aligned in the direction away from the endoscopy capsule 1. Thus, a separate drive for tracking the tube 5 can be realized.
Fig. 4 zeigt in Form eines Querschnitts das Innenleben der Endoskopiekapsel 1. Dabei sind hier nur die für die vorliegende Erfindung relevante Komponenten eingezeichnet. Aufgrund der Querschnittsansicht sind hier sechs der zehn Steuerdüsen 3 zu sehen.4 shows, in the form of a cross section, the inner workings of the endoscopy capsule 1. Only the components relevant for the present invention are shown here. Due to the cross-sectional view, six of the ten control nozzles 3 can be seen here.
Ersichtlich ist der Schlauch 5 über die Trennungsvorrichtung 6 mit der Endoskopiekapsel 1 verbunden. Um eine Lösbarkeit des Schlauchs 5 von der Endoskopiekapsel bei Bedarf zu ermög- liehen, kann die Trennungsvorrichtung 6, beispielsweise über die in der Endoskopiekapsel 1 vorgesehene Steuereinheit 8, so angesteuert werden, dass ein trennungsvorrichtungsseitig integrierter Öffnungsmechanismus (nicht näher gezeigt) betätigt und der Schlauch 5 abgekoppelt wird. Beispielsweise kann es sich hierbei um eine einfach ausgebildete elektrisch ansteuerbare Mechanik handeln. Dadurch wird es ermöglicht, bei Bedarf den Schlauch 5 von der Kapsel 1 zu lösen, woraufhin der Schlauch 5 hinausgezogen werden kann und die Kapsel 1 durch die natürliche Peristaltik weiterbewegt wird.As can be seen, the tube 5 is connected to the endoscopy capsule 1 via the separation device 6. In order to make solvability of the tube 5 possible from the endoscopy capsule, the separation device 6 can be actuated, for example via the control unit 8 provided in the endoscopy capsule 1, in such a way that an opening mechanism (not shown in more detail) integrated on the separation device side actuates the tube 5 is decoupled. For example, this may be a simply designed, electrically controllable mechanism. This makes it possible, if necessary, to detach the tube 5 from the capsule 1, whereupon the tube 5 can be pulled out and the capsule 1 is moved on by the natural peristalsis.
Wie bereits erwähnt, umfasst die Endoskopiekapsel 1 eine Steuereinheit 8, die zur Ansteuerung des hydraulischen und/oder pneumatischen Antriebs dient. Zusätzlich kann sie auch andere, hier nicht näher gezeigte Systeme der Endosko- piekapsel ansteuern, beispielsweise eine Bildaufnahmeeinrichtung, einen Sensor, medizinische Instrumente, die Übertragung von Daten von und zu der Kapsel 1 und dergleichen. Die Steu- ereinheit 8 kann beispielsweise als ein Mikrokontroller ausgebildet sein.As already mentioned, the endoscopy capsule 1 comprises a control unit 8, which serves to control the hydraulic and / or pneumatic drive. In addition, it can also control other systems of the endoscopy capsule, not shown here in detail, for example an image recording device, a sensor, medical instruments, the transmission of data to and from the capsule 1 and the like. The tax For example, unit 8 can be designed as a microcontroller.
Das über den Schlauch 5 zugeführte Antriebsmittel wird über entsprechende Leitungen 9 mit gleichmäßigem Druck an alle Steuerdüsen 3 weitergeführt. Der Schlauch 5 umfasst demnach eine einzige Zuleitung, die alle Steuerdüsen 3 versorgt. Es ist jedoch auch denkbar, dass jeder Steuerdüse 3 eine Zuführleitung für Antriebsmittel innerhalb des Schlauchs 5 oder ein Kanal des in mehrere separate Kanäle unterteilten Schlauchs 5 zugeordnet ist. Hierauf wird im Folgenden noch näher eingegangen. Jeder der Steuerdüsen 3 ist ein Ventil 10 vorgeschaltet, das durch die Steuereinheit 8 über entsprechende Kommunikationsleitungen 11 ansteuerbar ist. In diesem Fall erfolgt die Ansteuerung elektrisch, wobei auch eine elektromechani- sche Ansteuerung denkbar ist. Ist jeder Steuerdüse 3 eine eigene Zuleitung zugeordnet, so kann die Ansteuerung des Ventils 10 auch über das Antriebsmittel selber erfolgen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel bestimmt also der Öffnungsgrad der Ventile 10, wie viel Antriebsmittel ausgestoßen wird, also letztendlich die Antriebskraft der entsprechenden Steuerdüse 3. Je nachdem, welche Bewegungsform gewünscht ist, steuert die Steuereinheit 8 demnach die Ventile 10 der einzelnen Steuerdüsen 3 entsprechend an. Dabei können zur Erzeu- gung bestimmter Bewegungen selbstverständlich auch mehrere Ventile 10 gleichzeitig um bestimmte, auch verschiedene Beträge geöffnet werden. Durch entsprechende Ansteuerung der Ventile 10 der zehn Steuerdüsen 3 ist demnach eine stabile und einfache Steuerung der Bewegung der Endoskopiekapsel 1 möglich.The supplied via the hose 5 drive means is continued via corresponding lines 9 with uniform pressure to all control nozzles 3. The hose 5 therefore comprises a single supply line which supplies all the control nozzles 3. However, it is also conceivable that each control nozzle 3 is associated with a supply line for drive means within the tube 5 or a channel of the divided into several separate channels tube 5. This will be discussed in more detail below. Each of the control nozzles 3 is preceded by a valve 10 which can be controlled by the control unit 8 via corresponding communication lines 11. In this case, the control is carried out electrically, with an electromechanical control is conceivable. If each control nozzle 3 is assigned its own supply line, the control of the valve 10 can also take place via the drive means itself. In the illustrated embodiment, therefore, determines the degree of opening of the valves 10, how much drive means is ejected, so ultimately the driving force of the corresponding control nozzle 3. Depending on which movement shape is desired, controls the control unit 8 accordingly the valves 10 of the individual control nozzles 3 accordingly. Of course, to generate certain movements, it is of course also possible to open a plurality of valves 10 at the same time over certain, even different amounts. By appropriate control of the valves 10 of the ten control nozzles 3, a stable and simple control of the movement of the endoscopy capsule 1 is therefore possible.
Wie Fig. 4 zudem zu entnehmen ist, ist auch eine Antriebsmittelzuleitung 12 zu einem medizinischen Instrument 13, hier einer Greifzange, vorgesehen, die hydraulisch und/oder pneu- matisch betreibbar ist. Das bedeutet, das Antriebsmittel, das zur Realisierung des hydraulischen und/oder pneumatischen Antriebs verwendet wird, wird auch zum Betrieb des Instruments 13 verwendet. Der Betrieb des Instruments 13 wird ebenso von der Steuereinheit 8 gesteuert.As can also be seen from FIG. 4, a drive means feed line 12 to a medical instrument 13, in this case gripping tongs, is provided, which can be operated hydraulically and / or pneumatically. This means that the drive means, which is used for the realization of the hydraulic and / or pneumatic drive, also becomes the operation of the instrument 13 used. The operation of the instrument 13 is also controlled by the control unit 8.
Eine die Endoskopiekapsel 1 umfassende erfindungsgemäße Endo- skopieeinrichtung 14 umfasst weitere, mit der Endoskopiekapsel 1 von außerhalb des Körpers kommunizierende Komponenten. So ist der Schlauch 5 distal mit einer Antriebsmittelversorgung 15 verbunden, die das entsprechende Antriebsmittel, beispielsweise Kohlendioxid oder Wasser, zur Verfügung stellt. Ersichtlich ist weiterhin eine externe Steuereinrichtung 16 vorgesehen, die zur Ansteuerung des hydraulischen und/oder pneumatischen Antriebs sowie der weiteren Komponenten der Endoskopiekapsel 1 dient. Zudem werden hier von der Endoskopiekapsel 1 aufgenommene Daten empfangen. Die hierfür notwendige Kommunikationsverbindung ist in Form einer Kommunikationsleitung 17 entlang der Schlauchwand des Schlauchs 5 durch den Schlauch 5 zur Endoskopiekapsel geführt. Die Kommunikationsleitung 17 kann gleichzeitig als Versorgungsleitung für die Energieversorgung der Endoskopiekapsel 1 dienen oder es kann eine weitere Leitung zur Energieversorgung vorgesehen sein. Auf diese Weise ist es möglich, dass die Endoskopiekapsel 1 ohne interne Energieversorgung (abgesehen von beispielsweise einer Hilfsenergieversorgung) und ohne eine Kommunikationseinheit auskommen kann. Sie kann dementsprechend kleinforma- tiger dimensioniert werden. Insgesamt kann über die Versor- gungs- und/oder Kommunikationsleitung 17 eine Vielzahl von Daten übertragen werden, beispielsweise Bild- und/oder Sensordaten sowie Steuerungsbefehle für Eingriffswerkzeuge, beispielsweise das Instrument 13. Weitere, hier nicht darge- stellte Versorgungsleitungen können auch der Versorgung mit Medikamenten oder Spülflüssigkeit dienen. Auch diese können durch den Schlauch 5 geführt werden.An endoscopy device 14 according to the invention comprising the endoscopy capsule 1 comprises further components communicating with the endoscopy capsule 1 from outside the body. Thus, the tube 5 is connected distally to a drive means supply 15 which provides the corresponding drive means, for example carbon dioxide or water. As can be seen, an external control device 16 is also provided which serves to control the hydraulic and / or pneumatic drive and the other components of the endoscopy capsule 1. In addition, data recorded by the endoscopy capsule 1 is received here. The necessary communication connection is performed in the form of a communication line 17 along the tube wall of the tube 5 through the tube 5 to the endoscopy capsule. The communication line 17 can simultaneously serve as a supply line for the power supply of the endoscopy capsule 1 or it can be provided a further line for power supply. In this way, it is possible that the endoscopy capsule 1 can do without internal power supply (apart from, for example, an auxiliary power supply) and without a communication unit. It can accordingly be dimensioned in a smaller format. Overall, a multiplicity of data can be transmitted via the supply and / or communication line 17, for example image and / or sensor data and control commands for intervention tools, for example the instrument 13. Further supply lines (not shown here) can also be supplied with Medicines or rinsing liquid serve. These can also be passed through the tube 5.
Die externe Steuereinrichtung 16 ist im Übrigen auch dazu ausgebildet, die Antriebsmittelversorgung 15 so anzusteuern, dass das Antriebsmittel mit einem bestimmten Druck versorgt wird, das bedeutet, der Druck an den Ventilen 10 kann entsprechend voreingestellt werden. In einer Ausführungsform, in der jeder Steuerdüse 3 eine eigene Zuleitung für Antriebsmittel zugeordnet ist, kann die Steuervorrichtung 16 unmittelbar durch Ansteuerung der An- triebsmittelversorgung 15 den entsprechenden Druck und somit die Antriebskraft, die über die entsprechende Steuerdüse 3 erzeugt wird, bestimmen, ohne dass Signale an die Endoskopie- kapsel 1 gesendet werden müssen. In einem solchen Fall ist die Steuereinheit 8 nicht zur Steuerung des hydraulischen und/oder pneumatischen Antriebs ausgebildet, sondern dieIncidentally, the external control device 16 is also designed to control the drive means supply 15 in such a way that the drive means is supplied with a specific pressure, that is, the pressure at the valves 10 can be preset accordingly. In an embodiment in which each control nozzle 3 is assigned its own supply line for drive means, the control device 16 can directly determine the corresponding pressure and thus the driving force which is generated via the corresponding control nozzle 3 by actuating the drive means supply 15 without Signals must be sent to the endoscopy capsule 1. In such a case, the control unit 8 is not designed to control the hydraulic and / or pneumatic drive, but the
Steuerung erfolgt vollständig über die Steuereinrichtung 16.Control takes place completely via the control device 16.
Grundsätzlich ist anzumerken, dass das Antriebsmittel nicht über den Schlauch 5 zugeführt werden muss, sondern auch bei- spielsweise in Form von Körperflüssigkeit und/oder Körpergas durch Einlassöffnungen über entsprechende Pumpen angesaugt werden kann und zum Antrieb über die Steuerdüsen 3 wieder ausgestoßen werden kann.Basically, it should be noted that the drive means does not have to be supplied via the tube 5, but also for example in the form of body fluid and / or body gas can be sucked through inlet openings via corresponding pumps and can be ejected to the drive via the control nozzles 3 again.
Fig. 5 zeigt eine mögliche Ausbildung eines Schlauches 5a zur Versorgung der Endoskopiekapsel 1 mit Antriebsmittel. Die Schlauchwand 18 besteht aus einem hochflexiblen, nicht elastischen Material. An der Innenwand des Schlauches ist eine Kommunikationsleitung 17a und eine Versorgungsleitung 17b ge- führt, die über eine Dichtschicht 19 gegen das Antriebsmittel abgedichtet sind.Fig. 5 shows a possible embodiment of a tube 5a for supplying the endoscopy capsule 1 with drive means. The tube wall 18 is made of a highly flexible, non-elastic material. On the inner wall of the hose, a communication line 17a and a supply line 17b leads, which are sealed by a sealing layer 19 against the drive means.
Eine weitere Ausgestaltung eines Schlauches 5b für eine Endoskopiekapsel 1 mit vier Steuerdüsen 3 zeigt Fig. 6. Dabei ist das Innere des Schlauchs 5b durch Trennwände 20 in vier Kanäle 21 unterteilt, die gegeneinander abgedichtet sind und Antriebsmittel jeweils einer Steuerdüse 3 zuführen. Die Kommunikationsleitung 17a und die Energieversorgungsleitung 17b sind hier in dem hochflexiblen Material der Schlauchwand 18 integriert.FIG. 6 shows a further embodiment of a tube 5b for an endoscopy capsule 1 with four control nozzles 3. The interior of the tube 5b is divided by partition walls 20 into four channels 21, which are sealed against each other and supply drive means to a control nozzle 3, respectively. The communication line 17a and the power supply line 17b are integrated here in the highly flexible material of the hose wall 18.
Fig. 7 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Endoskopieeinrich- tung 14' mit einer Endoskopiekapsel 1', wobei sämtliche gleichartigen Komponenten mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. In der Endoskopiekapsel 1' ist eine stabile Steuerung mit lediglich vier Steuerdüsen 3 realisiert, die in einer Ebene liegen. Je zwei Steuerdüsen 3 sind sich gegenüberlie- gend im vorderen und im hinteren Bereich der ebenfalls länglich und zylindrisch ausgebildeten Endoskopiekapsel 1' vorgesehen. Erneut ist eine symmetrische Anordnung gewählt worden. Die Steuerdüsen 3 sind allerdings in zwei Richtungen verschwenkbar ausgebildet, wie durch die Pfeile A und B ange- deutet ist. Jede der Steuerdüsen 3 ist in den beiden Richtungen um 120° verschwenkbar. Dadurch kann die Ausstoßrichtung der Steuerdüsen 3 verändert werden, so dass trotz der Verwendung von nur vier Steuerdüsen 3 alle benötigten Bewegungen zur Navigation der Endoskopiekapsel 1' ausgeführt werden kön- nen.FIG. 7 shows a further endoscopy device 14 'according to the invention with an endoscopy capsule 1', wherein all of them similar components are provided with the same reference numerals. In the endoscopy capsule 1 'is a stable control realized with only four control nozzles 3, which lie in one plane. Each two control nozzles 3 are provided opposite one another in the front and in the rear region of the endoscope capsule 1 ', which is likewise elongated and cylindrical. Again, a symmetrical arrangement has been chosen. However, the control nozzles 3 are designed to be pivotable in two directions, as indicated by the arrows A and B. Each of the control nozzles 3 can be pivoted in the two directions by 120 °. As a result, the ejection direction of the control nozzles 3 can be changed so that, despite the use of only four control nozzles 3, all the movements required for navigating the endoscopy capsule 1 'can be performed.
Zur Realisierung der Schwenkbewegung ist jeder Steuerdüse 3 eine Verstelleinrichtung 22 zugeordnet. Die Verstelleinrichtung 22 kann dabei beispielsweise einen Nanomotor und/oder piezoelektrische Elemente umfassen, insbesondere auch Stapel von piezoelektrischen Elementen. Die Abdichtung wird über Gummidichtungen 30 erreicht. In weiterem Unterschied zur Endoskopiekapsel 1 sind bei der Endoskopiekapsel 1' den verschiedenen Steuergeräten 3 Pumpen 23 zugeordnet, über die durch Einlassöffnungen 24 angesaugtes Antriebsmittel in Form von Körperflüssigkeit und/oder Körpergas durch entsprechende Zuleitungen 25 den Steuerdüsen 3 zuführbar ist. Die Einlassöffnungen 24 sind dabei sich gegenüberliegend angeordnet, so dass durch den Ansaugvorgang an sich kein Antrieb erreicht wird. Um Störungen durch den Ansaugvorgang weiter zu vermindern, ist die Zuleitung 25 im Bereich der Ansaugöffnungen 24 mit größerem Querschnitt ausgebildet. Über den Betrieb der Pumpen 23 wird demnach die Antriebskraft festgelegt, über die Verstelleinrichtungen 22 die Ausstoßrichtung. Um einen ge- steuerten Antrieb zu ermöglichen, können die Verstelleinrichtungen 22 und die Pumpen 23 durch eine Steuereinheit 8 über entsprechende Kommunikationsleitungen 26, 27 entsprechend angesteuert werden, wobei Steuerbefehle zu bestimmten Bewegun- gen durch eine Steuerintelligenz automatisch in eine geeignete Ansteuerung des hydraulischen und/oder pneumatischen Antriebs umgerechnet werden. An der Endoskopiekapsel 1' ist kein Schlauch vorgesehen, so dass die Kommunikation mit der externen Steuereinrichtung 16, die Teil der Endoskopieein- richtung 14' ist, über entsprechende Sende- und Empfangsvorrichtungen 28 der Endoskopiekapsel 1' und der Steuereinrichtung 16 realisiert ist, beispielsweise über Funk. Zudem um- fasst die Endoskopiekapsel 1' in diesem Fall eine bei 29 an- gedeutete Energieversorgung.To realize the pivoting movement of each control nozzle 3 is associated with an adjustment 22. The adjusting device 22 may comprise, for example, a nanomotor and / or piezoelectric elements, in particular also stacks of piezoelectric elements. The seal is achieved by rubber seals 30. In a further difference from the endoscopy capsule 1, in the endoscopy capsule 1 ', the various control devices 3 are associated with pumps 23, via which the drive means in the form of body fluid and / or body gas aspirated through inlet openings 24 can be supplied to the control nozzles 3 through corresponding supply lines 25. The inlet openings 24 are arranged opposite each other, so that no drive is achieved by the suction itself. In order to further reduce disturbances caused by the suction process, the supply line 25 is formed in the region of the intake openings 24 with a larger cross section. Accordingly, the driving force is determined via the operation of the pumps 23, the ejection direction via the adjusting devices 22. In order to enable a controlled drive, the adjusting devices 22 and the pumps 23 can be correspondingly activated by a control unit 8 via corresponding communication lines 26, 27, with control commands for specific movements. gen by a Steuerintelligencez be automatically converted into a suitable control of the hydraulic and / or pneumatic drive. No tube is provided on the endoscopy capsule 1 ', so that the communication with the external control device 16, which is part of the endoscopy device 14', is realized via corresponding transmitting and receiving devices 28 of the endoscopy capsule 1 'and the control device 16, for example via Wireless. In addition, the endoscopy capsule 1 'in this case includes a power supply indicated at 29.
Selbstverständlich kann auch die Endoskopiekapsel 1' - wie bekannt - weitere Komponenten umfassen, beispielsweise Bildaufnahmeeinrichtungen, Sensoren, medizinische Instrumente und dergleichen. Diese sind lediglich der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.Of course, the endoscopy capsule 1 '- as known - include other components, such as image recording devices, sensors, medical instruments and the like. These are not shown for the sake of clarity.
Alternativ zu der in Fig. 7 gezeigten Ausgestaltung, in der jeder Steuerdüse 3 eine Pumpe 23 zugeordnet ist, ist es auch denkbar, lediglich eine Pumpe zu verwenden, die einen in der Endoskopiekapsel vorgesehenen Vorratsbehälter für das Antriebsmittel füllt und unter einen vorbestimmten Druck setzt. Den Steuerdüsen 3 sind in diesem Fall Ventile zugeordnet, die dann entsprechend angesteuert werden und über den Druck des Antriebsmittels im Behälter den Antrieb ermöglichen. An eine solche Ausgestaltung wäre insbesondere bei einer Anwendung im Kolon zu denken, wo lediglich Gas vorliegt, das sich gut komprimieren lässt.As an alternative to the embodiment shown in FIG. 7, in which each control nozzle 3 is assigned a pump 23, it is also conceivable to use only one pump which fills a reservoir for the drive means provided in the endoscopy capsule and places it under a predetermined pressure. The control nozzles 3 are assigned in this case valves, which are then controlled accordingly and allow the drive via the pressure of the drive means in the container. Such an embodiment would have to be considered in particular in an application in the colon, where there is only gas that can be compressed well.
Weiterhin sei darauf hingewiesen, dass auch an die Endoskopiekapsel 1' ein Schlauch angeschlossen werden kann, der das Antriebsmittel versorgt. Insbesondere würde sich in diesem Fall der bezüglich Fig. 6 beschriebene Schlauch 5b eignen, wobei dann jeder der Kanäle 21 einer Steuerdüse 3 zugeordnet sein könnte. Dann kann statt der Körperflüssigkeit und/oder des Körpergases ein von außen über eine Antriebsmittelversorgung zugeführtes Antriebsmittel verwendet werden, wobei der durch die jeweilige Steuerdüse 3 ausgestoßene Druck auch un- mittelbar an der Antriebsmittelversorgung 15 über die externe Steuereinrichtung 16 geregelt werden kann. Selbstverständlich ist es auch denkbar, wie bei der Endoskopiekapsel 1 eine Zuführungsleitung für alle Steuerdüsen 3 vorzusehen und den Steuerdüsen 3 Ventile zuzuordnen.It should also be noted that a tube can be connected to the endoscopy capsule 1 ', which supplies the drive means. In particular, in this case the tube 5b described with reference to FIG. 6 would be suitable, in which case each of the channels 21 could be assigned to a control nozzle 3. Then, instead of the body fluid and / or the body gas, a drive means supplied from the outside via a drive means supply can be used, wherein the pressure ejected by the respective control nozzle 3 is also unobjectionable. can be controlled indirectly on the drive means supply 15 via the external control device 16. Of course, it is also conceivable, as in the case of the endoscopy capsule 1, to provide a supply line for all the control nozzles 3 and to allocate valves to the control nozzles 3.
Sowohl die Endoskopiekapsel 1 als auch die Endoskopiekapsel 1' sowie der Schlauch 5 bestehen aus nicht ferromagnetischen Materialien. Dadurch wird es ermöglicht, die Endoskopieein- richtungen 14 bzw. 14' gleichzeitig mit einer Magnetresonanz- bildgebung zu verwenden. Insbesondere ist es auch möglich, ein Positionserfassungssystem zu verwenden, das auf elektromagnetischen Signalen beruht, da die Endoskopiekapseln 1 und 1' vollständig ohne magnetische Felder navigiert werden kön- nen. Both the endoscopy capsule 1 and the endoscopy capsule 1 'and the tube 5 are made of non-ferromagnetic materials. This makes it possible to use the endoscopy devices 14 and 14 'simultaneously with a magnetic resonance imaging. In particular, it is also possible to use a position detection system based on electromagnetic signals, since the endoscopy capsules 1 and 1 'can be navigated completely without magnetic fields.

Claims

Patentansprüche claims
1. Navigierbare Endoskopiekapsel zur Untersuchung und/oder Behandlung des Inneren des menschlichen Körpers, insbesondere des Gastrointestinaltraktes, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens eine Steuerdüse (3) umfasst, über die zur Realisierung eines pneumatischen und/oder hydraulischen Antriebs Antriebsmittel ausstoßbar ist.1. navigable endoscopy capsule for examination and / or treatment of the interior of the human body, in particular of the gastrointestinal tract, characterized in that it comprises at least one control nozzle (3) via which for the realization of a pneumatic and / or hydraulic drive drive means is ejected.
2. Endoskopiekapsel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zehn Steuerdüsen (3) vorgesehen sind, wobei je eine Steuerdüse (3) an jeweils einem Ende der Endoskopiekapsel (1, 1' ) in Längsrichtung der Endoskopiekapsel (1, 1') weisend angeordnet ist und je vier Steuerdüsen (3) unter verschiedenen Winkeln im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung der Endoskopiekapsel (1, 1') ausgerichtet im Wesentlichen in einer Ebene im vorderen und hinteren Bereich der Endoskopiekapsel (1, 1') angeordnet sind.2. endoscopy capsule according to claim 1, characterized in that ten control nozzles (3) are provided, wherein each one control nozzle (3) at each end of the endoscopy capsule (1, 1 ') in the longitudinal direction of the endoscopy capsule (1, 1') is arranged facing and each four control nozzles (3) are arranged at different angles substantially perpendicular to the longitudinal direction of the endoscopy capsule (1, 1 ') aligned substantially in a plane in the front and rear regions of the endoscopy capsule (1, 1').
3. Endoskopiekapsel nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Ausstoßrichtung wenigstens einer Steuerdüse (3) veränderbar ist.3. Endoscopy capsule according to claim 1 or 2, characterized in that the ejection direction of at least one control nozzle (3) is variable.
4. Endoskopiekapsel nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens eine einer Steuerdüse (3) zugeordnete, zur Bewegung der Steuerdüse (3) zur Veränderung der Ausstoßrichtung ausgebildete Verstelleinrichtung (22) aufweist.4. endoscopy capsule according to claim 3, characterized in that it comprises at least one control nozzle (3) associated, for moving the control nozzle (3) designed to change the ejection direction adjusting device (22).
5. Endoskopiekapsel nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (22) einen Nanomotor und/oder pieozoelektrische Elemente umfasst.5. endoscopy capsule according to claim 4, characterized in that the adjusting device (22) comprises a nanomotor and / or piezoelectric elements.
6. Endoskopiekapsel nach Anspruch 4 oder 5 dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerdüse (3) in wenigstens einer Rich- tung, insbesondere zwei Richtungen, verschwenkbar ist. 6. Endoscopy capsule according to claim 4 or 5, characterized in that a control nozzle (3) in at least one direction, in particular two directions, is pivotable.
7. Endoskopiekapsel nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerdüse (3) um 90 bis 130 Grad, insbesondere 120 Grad, verschwenkbar ist.7. endoscopic capsule according to claim 6, characterized in that the control nozzle (3) by 90 to 130 degrees, in particular 120 degrees, is pivotable.
8. Endoskopiekapsel nach einem der Ansprüche 3 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass vier in einer Längsebene der Endoskopiekapsel (1, 1') angeordnete Steuerdüsen (3) vorgesehen sind, von denen je zwei im Wesentlichen sich gegenüber im vorderen und hinteren Bereich der Endoskopiekapsel (1, 1') angeordnet sind.8. Endoscopy capsule according to one of claims 3 to 7, characterized in that four in a longitudinal plane of the endoscopy capsule (1, 1 ') arranged control nozzles (3) are provided, of which two each substantially opposite to the front and rear of the endoscopy capsule ( 1, 1 ') are arranged.
9. Endoskopiekapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass einer Steuerdüse (3) ein ansteuerbares Ventil (10) zugeordnet ist.9. endoscopy capsule according to one of the preceding claims, characterized in that a control nozzle (3) is associated with a controllable valve (10).
10. Endoskopiekapsel nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (10) elektronisch oder elektromechanisch betätigbar oder direkt über das Antriebsmittel ansteuerbar ist.10. Endoscopy capsule according to claim 9, characterized in that the valve (10) can be actuated electronically or electromechanically or directly via the drive means.
11. Endoskopiekapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein dünner Schlauch (5, 5a, 5b) für die Zufuhr des Antriebsmittels vorgesehen ist.11. Endoscopy capsule according to one of the preceding claims, characterized in that a thin tube (5, 5a, 5b) is provided for the supply of the drive means.
12. Endoskopiekapsel nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Steuerdüsen (3) vorgesehen sind, wobei jeder Steuerdüse (3) eine Zuführleitung für Antriebsmittel innerhalb des Schlauchs (5b) oder ein Kanal (21) des in mehrere separate Kanäle (21) unterteilten Schlauchs (5b) zugeordnet ist.12. Endoscopy capsule according to claim 11, characterized in that at least two control nozzles (3) are provided, each control nozzle (3) a supply line for drive means within the tube (5b) or a channel (21) of the divided into several separate channels (21) Hose (5b) is assigned.
13. Endoskopiekapsel nach Anspruch 11 oder 12 dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (5, 5a, 5b) zumindest im Bereich seines kapselseitigen Endes hochflexibel ausgestaltet ist.13. Endoscopy capsule according to claim 11 or 12, characterized in that the tube (5, 5a, 5b) is configured highly flexible at least in the region of its capsule-side end.
14. Endoskopiekapsel nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass am Schlauch (5, 5a, 5b) in Rieh- tung von der Endoskopiekapsel (1, 1') weg gerichtete weitere Steuerdüsen (7) vorgesehen sind.14. Endoscopy capsule according to one of claims 11 to 13, characterized in that the tube (5, 5a, 5b) in Rieh- tion of the endoscopy capsule (1, 1 ') directed away further control nozzles (7) are provided.
15. Endoskopiekapsel nach einem der Ansprüche 11 bis 14 da- durch gekennzeichnet, dass eine Trennungsvorrichtung (6) zur selektiven Abtrennung des Schlauchs (5, 5a, 5b) von der Endoskopiekapsel (1,1') vorgesehen ist.15. Endoscopy capsule according to one of claims 11 to 14, characterized in that a separation device (6) for selectively separating the tube (5, 5a, 5b) from the endoscopy capsule (1, 1 ') is provided.
16. Endoskopiekapsel nach einem der Ansprüche 11 bis 15 da- durch gekennzeichnet, dass wenigstens eine weitere Versor- gungs- und Kommunikationsleitung (17, 17a, 17b), insbesondere eine Datenleitung für Bild- und/oder Sensordaten und/oder eine Energieversorgung und/oder eine Steuerungsleitung für Eingriffswerkzeuge und/oder eine Medikamenten- oder Spülflüs- sigkeitsleitung, in dem Schlauch (5, 5a, 5b) , insbesondere in oder an der Schlauchwand (18), geführt ist.16. The endoscopy capsule according to claim 11, characterized in that at least one further supply and communication line (17, 17a, 17b), in particular a data line for image and / or sensor data and / or a power supply and / or or a control line for engagement tools and / or a medication or Spülflüs- sigkeitsleitung, in the hose (5, 5a, 5b), in particular in or on the hose wall (18) is guided.
17. Endoskopiekapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens eine Einlassöffnung (24) zur Aufnahme von Körperflüssigkeit und/oder Körpergas als Antriebsmittel und wenigstens eine Pumpe (23) umfasst, wobei die Körperflüssigkeit mittels der Pumpe (23) zum Antrieb der Endoskopiekapsel (1, 1') verwendbar ist.17. Endoscopy capsule according to one of claims 1 to 10, characterized in that it comprises at least one inlet opening (24) for receiving body fluid and / or body gas as a drive means and at least one pump (23), wherein the body fluid by means of the pump (23) for Drive the endoscopy capsule (1, 1 ') is usable.
18. Endoskopiekapsel nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Steuerdüse (3) eine Pumpe (23) zugeordnet ist .18. Endoscopy capsule according to claim 17, characterized in that each control nozzle (3) is associated with a pump (23).
19. Endoskopiekapsel nach Anspruch 17 dadurch gekennzeich- net, dass über die Pumpe (23) Körpergas in einen im Inneren der Endoskopiekapsel (1, 1') angeordneten Behälter unter Erzeugung eines vorgegebenen Drucks ansaugbar ist.19. Endoscopy capsule according to claim 17, characterized in that via the pump (23) body gas can be sucked into a container inside the endoscopy capsule (1, 1 ') arranged to produce a predetermined pressure.
20. Endoskopiekapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein therapeutisches und/oder diagnostisches pneumatisch und/oder hydraulisch betreibbares Instrument (13) mit dem Antriebsmittel betreibbar ist. 20. Endoscopy capsule according to one of the preceding claims, characterized in that at least one therapeutic and / or diagnostic pneumatically and / or hydraulically operable instrument (13) is operable with the drive means.
21. Endoskopiekapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass sie aus nicht ferromagnetischen Materialien hergestellt ist.21. Endoscopy capsule according to one of the preceding claims, characterized in that it is made of non-ferromagnetic materials.
22. Endoskopieeinrichtung, umfassend eine Endoskopiekapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche und eine externe, mit der Endoskopiekapsel (1, 1') kommunizierende Steuereinrichtung (16) zur Steuerung der Endoskopiekapsel (1, 1').22. An endoscopy device, comprising an endoscopy capsule according to one of the preceding claims and an external, with the endoscopy capsule (1, 1 ') communicating control means (16) for controlling the endoscopy capsule (1, 1').
23. Endoskopieeinrichtung nach Anspruch 22 dadurch gekennzeichnet, dass ein dünner Schlauch (5, 5a, 5b) für die Zufuhr des Antriebsmittels und eine Antriebsmittelversorgung (15) vorgesehen sind.23. Endoscopy device according to claim 22, characterized in that a thin tube (5, 5a, 5b) for the supply of the drive means and a drive means supply (15) are provided.
24. Endoskopieeinrichtung nach Anspruch 23 dadurch gekennzeichnet, dass bei jeweils einer Steuerdüse (3) zugeordneten Zuführleitungen oder Kanälen (21) für das Antriebsmittel die Zufuhr zu jeder Steuerdüse (3) mittels der Antriebsmittelversorgung (15) getrennt steuerbar ist.24. Endoscopy device according to claim 23, characterized in that in each case a control nozzle (3) associated supply lines or channels (21) for the drive means, the supply to each control nozzle (3) by means of the drive means supply (15) is separately controllable.
25. Endoskopieeinrichtung nach Anspruch 23 oder 24 dadurch gekennzeichnet, dass über die Antriebsmittelversorgung (15) der Druck des Antriebsmittels einstellbar ist. 25. Endoscopic device according to claim 23 or 24, characterized in that via the drive means supply (15), the pressure of the drive means is adjustable.
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