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Die Erfindung betrifft eine Endoskopiekapsel gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Zur Untersuchung des Gastrointestinaltrakts wird üblicherweise ein flexibles Katheterendoskop verwendet, das oral oder rektal eingeführt und vorgeschoben wird. Nachteilig hierbei ist, dass der Katheter relativ steif ist, da über ihn die Vorschubkraft eingeleitet werden muss. Ein derartiges Vorwärtsschieben der Katheterspitze bedeutet, dass von der Körperöffnung weiter entfernte Gebiete schwer oder gar nicht erreichbar sind. Für den Patienten ist die Katheterendoskopie relativ unangenehm, es kann zu Komplikationen wie einer Organperforation kommen (wenn zu stark gegen eine Organwand gedrückt wird), ferner ist die manuelle Bedienung für den Arzt relativ aufwendig und kompliziert.
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Als Alternative hierzu ist die Verwendung einer Endoskopiekapsel bekannt, die über ein integriertes magnetisches Element, das mit einem patientenextern erzeugten, auf die Kapsel wirkenden Magnetfeld wechselwirkt, aktiv bewegt und durch das Untersuchungsobjekt geführt werden kann, das heißt, die magnetische Kapselnavigation erfolgt ferngesteuert, z. B. durch Betätigen eines Joysticks oder einer Maus oder dergleichen. Vorteilhaft ist hierbei, dass eine weitgehende Automatisierung der medizinischen Prozedur möglich ist. Die Automatisierbarkeit hat im Wesentlichen zwei Gründe: Zum einen erfolgt die magnetische Krafteinwirkung direkt an der Kapsel, die Perforationsgefahr sinkt dadurch drastisch. Zum anderen erfolgt die Steuerung der Kraft nicht mehr direkt manuell, sondern indirekt über die Steuerung der Spulenströme des externen Magnetsystems. Die Endoskopiekapsel kann dabei unterschiedlich ausgestaltet sein. Es kann sich um eine reine Videokapsel handeln, die eine Bildaufnahmeeinrichtung aufweist, über die Bilder aus dem Inneren des Hohlorgans aufgenommen und über Funk an eine externe Empfangs- oder Steuerungseinrichtung übertragen werden. Es kann beispielsweise eine Biopsiezange oder ein anderes mechanisches Instrument kapselseitig vorgesehen sein, das von außen per Funk angesteuert werden kann, um beispielsweise Gewebeproben oder dergleichen zu entnehmen etc. In jedem Fall lassen sich auf diese Weise Bilder und andere Messwerte bzw. Handlungen an beliebigen Orten im Gastrointestinaltrakt aufnehmen bzw. vornehmen.
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Nachteilig bei der katheterfreien Kapselendoskopie ist jedoch, dass nur begrenzte Ressourcen an Arbeits- oder Betriebsmitteln bzw. elektrischer Energie kapselseitig mitgeführt werden können. Zum Betrieb elektrischer Verbraucher wie einer Bildaufnahmeeinrichtung oder der Biopsiezange oder eines elektrischen Ventiles, das in der Kapsel einen Gasdruckbehälter mit einem Ballon verbindet, ist eine kleine Batterie integriert, die jedoch nur begrenzt Strom liefert. Entsprechend klein bemessen ist eine mitführbare Gasmenge zum Aufblasen eines Ballons, der z. B. zum Gefäßweiten oder zum Setzen eines Stents dient, wie auch eine mögliche Flüssigkeitsmenge, die beispielsweise zum Spülen der Darmwand oder dergleichen nötig ist, wie auch die Menge eines Medikaments, das vor Ort zu applizieren ist.
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Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine Endoskopiekapsel anzugeben, die den bisher gegebenen Beschränkungen, die aus der begrenzten Mitführbarkeit von Arbeits- oder Betriebsmitteln bzw. der begrenzten Stromversorgungskapazität resultieren, nicht mehr unterliegt.
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Zur Lösung dieses Problems ist eine Endoskopiekapsel gemäß Patentanspruch 1 vorgesehen.
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Über den dünnen, hochflexiblen Versorgungsschlauch ist die Kapsel mit externen Versorgungs- oder Zuführeinrichtungen verbunden, so dass eine kontinuierliche Zufuhr benötigter Betriebs- oder Arbeitsmittel oder eine Stromzufuhr möglich ist. Die hervorragende Navigierbarkeit der Kapsel mit all ihren Vorteilen bleibt erhalten, die Kapsel zieht lediglich den dünnen, selbst nicht schubsteifen Schlauch hinter sich her, was sich auf die Bewegbarkeit über die externe Magnetfeldnavigationseinrichtung nicht auswirkt, da der dünne, hochflexible Schlauch einerseits ohne weiteres entlang der Organwände gleitet und ohne weiteres durch entsprechende Darmwindungen oder dergleichen nachgezogen werden kann. Der Schlauch, der bevorzugt aus einem unelastischen, d. h. biegsamen, aber nicht dehnbaren, Material wie Polypropylen oder Polytetraflurethylen besteht, so dass er sich beispielsweise bei Zufuhr eines gasförmigen Betriebs- oder Arbeitsmittels nicht elastisch dehnt, kann sehr dünnwandig und vom Durchmesser her sehr klein ausgeführt werden, gleichwohl ist eine Zufuhr bzw. Versorgung bzw. Kommunikation ohne weiteres möglich. Die Wandstärke des Schlauches kann zwischen 0,1–0,5 mm, bevorzugt 0,2 mm, betragen, während der Außendurchmesser des Schlauches zwischen 2–6 mm, insbesondere 3–4 mm, betragen kann. Das Eigengewicht des Schlauches 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 von der Länge nach durch den gesamten Gastrointestinaltrakt nachgezogen werden kann.
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Zweckmäßigerweise sind in dem Schlauch, der über eine ausreichende Zugfestigkeit verfügen sollte, so dass er zusammen mit der Endoskopiekapsel unbeschadet aus dem Gastrointestinaltrakt bei Bedarf herausgezogen werden kann, zwei oder mehr separate, gegeneinander abgedichtete Kanäle ausgebildet, über die bei Bedarf sogar gleichzeitig verschiedene Betriebs- oder Arbeitsmittel zugeführt werden können. Selbstverständlich sind die entsprechenden Kanäle kapselseitig zu den entsprechenden Funktionseinrichtungen der Kapsel, die mit dem jeweiligen Betriebs- oder Arbeitsmittel versorgt werden sollen, geführt, wobei die Kanäle oder kapselseitigen Weiterführungsleitungen über entsprechende, über eine kapselseitige Steuerungseinrichtung ansteuerbare elektrische Ventile bei Bedarf geöffnet und geschlossen werden können. Denkbar ist hier beispielsweise, über einen ersten Kanal ein Gas zuzuführen, mittels dessen beispielsweise ein kapselseitig angeordneter Ballon aufgeblasen wird, über den die Kapselgröße, also der Kapseldurchmesser, an die Größe des umgebenden Hohlorgans für eine gleitend-berührende Bewegung der Kapsel entlang der Organwand angepasst werden kann, zugeführt wird, oder über den beispielsweise ein Stent oder eine Tamponade oder dergleichen gesetzt werden kann, während über den zweiten Kanal beispielsweise eine Spülflüssigkeit, die an einer kapselseitigen Austrittsöffnung austritt, um beispielsweise die Darmwand oder das Sichtfenster eines optischen Sensors in der Kapsel zu spülen, zugeführt werden kann.
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Die mindestens eine, üblicherweise aber mehreren elektrischen Leitungen sind zweckmäßigerweise in die Schlauchwand eingelassen, sie können aber auch an ihr geführt sein. Über diese Leitungen sind im Falle einer Stromversorgung nur sehr geringe Ströme zu führen. Es kann über dieselben Leitungen auch die Kommunikation zwischen der externen Bedien- oder Steuerungseinrichtung und der kapselseitigen Steuerungseinrichtung erfolgen, d. h. es können über die Bild- und sonstigen Messdaten, die kapselseitig aufgenommen werden, an die externe Bedien- oder Steuerungseinrichtung übertragen werden oder Steuerbefehle von extern an kapselinterne Funktionseinrichtungen gegeben werden.
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Wie ausgeführt kann kapselseitig wenigstens eine Auslassöffnung für ein zugeführtes Arbeits- oder Betriebsmittel vorgesehen sein, welche Auslassöffnung vorzugsweise benachbart zu einer kapselseitig integrierten Bildaufnahmeeinrichtung positioniert ist. Hierüber kann also beispielsweise für eine verbesserte Bildaufnahme eine Spülflüssigkeit von außen zugeführt und unmittelbar am Ort der Bildaufnahme über die Auslassöffnung abgegeben werden. Es können natürlich auch mehrere solcher Auslassöffnungen vorgesehen sein. Der schlauchseitige, an der Kapsel mündende Kanal wäre dann über ein entsprechendes Verbindungskanalsystem mit den jeweiligen Auslassöffnungen gekoppelt. Auch hier ist selbstverständlich ein Schließen und Öffnen der jeweiligen Kanäle bzw. Auslassöffnungen über elektrisch angesteuerte Ventile zweckmäßig. Die Spülöffnungen können auch mit anderen Sensoren oder Sonden auf der Kapseloberfläche kombiniert sein, z. B. einem Leitfähigkeitssensor oder einer Bipolarsonde für die thermische Koagulation.
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Für den Fall, dass über den sehr dünnen Schlauch ein Arbeits- oder Betriebsmittel nicht mit dem hinreichenden Druck, der für ein ausreichendes Spülen beispielsweise der Darmwand oder ein hinreichend starkes Aufblasen eines Ballons oder dergleichen erforderlich wäre, zugeführt werden kann, sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, in der Kapsel ein Reservoir für ein zugeführtes Arbeits- oder Betriebsmittel vorzusehen, aus dem das Arbeits- oder Betriebsmittel über eine Pumpe oder dergleichen zur Abgabe an eine Funktionseinrichtung der Kapsel oder in die Kapselumgebung entnehmbar ist. Von außen kann also das Reservoir kontinuierlich befüllt werden, während über die Pumpe der hinreichende Druck aufgebaut werden kann, dass das Arbeits- oder Betriebsmittel seine Funktion auch ausführen kann.
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Mitunter ist es auch zweckmäßig, neben der Entnahme von Gewebeproben über eine Biopsieeinrichtung beispielsweise auch Flüssigkeits- oder Gasproben vom Untersuchungsort aufzunehmen. Hierzu ist zweckmäßigerweise kapselseitig eine Ansaugeinrichtung zum Ansaugen von Flüssigkeit oder Gas aus der Kapselumgebung über eine kapselseitige Einlassöffnung und zum Zuführen in den Schlauch, gegebenenfalls das Reservoir, vorgesehen. Die entsprechende Einlassöffnung, die wie beschrieben über ein entsprechendes elektrisch ansteuerbares Ventil geöffnet und geschlossen werden kann, ermöglicht also die unmittelbare Aufnahme lokaler Flüssigkeit oder lokalen Gases, das dann mit der Kapsel nach außen transportiert werden kann. Selbstverständlich kann die Probenaufnahme über eine ohnehin vorgesehene Auslassöffnung erfolgen, die beispielsweise mit der bereits beschriebenen Pumpe gekoppelt ist, welche Pumpe dann im umgekehrten Funktionsbetrieb als Ansaugeinrichtung betrieben sind.
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Wie bereits beschrieben erfolgt das Öffnen und Schließen der Auslass- und Einlassöffnungen oder von zu Funktionseinrichtungen führenden Verbindungsleitungen über entsprechende, über eine kapselseitig integrierte Steuerungseinrichtung elektrisch ansteuerbare Ventile. Diese Steuerungseinrichtung kann – sofern im Schlauch keine elektrische Kommunikationsleitung zu einer externen Bedieneinrichtung vorgesehen ist – auch drahtlos per Funk mit der externen Bedien- oder Steuerungseinrichtung kommunizieren, alternativ natürlich über die schlauchseitigen Signalleitungen. Die Steuerungseinrichtung, ein kleiner Mikroprozessor, steuert sämtliche elektrisch ansteuerbaren bzw. arbeitenden Funktions- oder Betriebselemente, die kapselseitig integriert sind.
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Nachdem die Kapsel während der Magnetnavigation mitunter um ihre eigene Achse dreht, ist es zweckmäßig, wenn an oder in der Kapsel ein Kupplungselement angeordnet ist, an dem der Schlauch befestigt ist, und das eine Rotation der Kapsel relativ zum Schlauch ermöglicht. Die Kapsel kann also frei bezüglich des Schlauches rotieren, der die Kapselrotationsbewegung nicht nachvollziehen muss, er verwindet sich also nicht. Das Kupplungselement ist so ausgestaltet, dass selbstverständlich die entsprechenden Leitungsverbindungen vom Schlauch zur Kapsel auch bei einer Rotation nicht unterbrochen werden. Das Kupplungselement selbst muss nicht unbedingt an der Stelle, an der der Schlauch in die Kapsel mündet, angeordnet sein, vielmehr kann die Kupplung an einer beliebigen Stelle auch längs des Schlauches, bevorzugt natürlich kapselnah, vorgesehen sein.
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Weiterhin ist es mitunter zweckmäßig, den Schlauch bei Bedarf von der Kapsel entkoppeln zu können, was gegebenenfalls über das Kupplungselement erfolgen kann. Dies kann beispielsweise über ein von der kapselseitigen Steuerungseinrichtung gegebenes elektrisches Signal erfolgen, das eine Halterung am Kupplungselement oder an der Verbindung des Schlauches mit der Kapsel gezielt öffnet, oder beispielsweise durch definierten mechanischen Zug am Schlauch, so dass eine Verbindungsmechanik zwischen Schlauch und Kapsel hierdurch definiert geöffnet wird. Der Schlauch kann dann herausgezogen werden, während die Kapsel, die beispielsweise keine weitere Versorgung mit Arbeits- oder Betriebsmitteln oder dergleichen benötigt, von außen gesteuert weiter durch den Darm oder dergleichen geführt werden. Alternativ kann natürlich auch der Schlauch im Körper verbleiben, um z. B. als Ernährungs- oder Ableitungssonde genutzt zu werden, während die Endoskopiekapsel nicht mehr benötigt wird. Die Kapsel kann in diesem Fall magnetisch weiter navigiert und geborgen werden. Als besonders vorteilhaft erweist sich hier die Zugängigkeit des gesamten Darms über die navigierbare Kapsel, so dass beispielsweise eine Entlastungssonde bei Ileus sehr weit aboral (z. B. im Jejunum oder Ileum) platziert werden kann, oder eine Ernährungssonde bei fehlender Kontinuität der oralen Abschnitte des Gastrointestinaltrakts durch das Kolon in den Dünndarm eingebracht werden kann.
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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 weiter navigiert wird oder durch natürliche Peristaltik bewegt und anal geborgen wird. Mitunter ist es auch denkbar, die Kapsel zur weiteren gastroenterologischen Untersuchung oder Behandlung im Inneren des Gastrointestinaltrakts, gegebenenfalls lokal fixiert, zu belassen, den Schlauch aber bereits zu entfernen, nachdem keine weitere Arbeits- oder Betriebsmittel- bzw. Energiezufuhr erforderlich ist.
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Eine weitere vorteilhafte Erfindungsausgestaltung sieht vor, das magnetische Element in einem vom restlichen Kapselgehäuse bei Bedarf abkoppelbaren Gehäuseabschnitt anzuordnen. Dies ermöglicht es, das magnetische Element nach dem Positionieren der Endoskopiekapsel in einem Zielgebiet über den Schlauch zurückzuholen, das heißt, der abkoppelbare Gehäuseabschnitt ist mit dem Schlauch verbunden und kann mit diesem herausgezogen werden. Dies ermöglicht es, den Patienten nach dem Positionieren der Endoskopiekapsel in einer Magnetresonanzanlage zu untersuchen, da die Endoskopiekapsel nach Entfernen des magnetischen Elements bei entsprechender Ausgestaltung keine Bestandteile mehr enthält, die auf die während der Magnetresonanzuntersuchung herrschenden Magnetfelder reagieren würden. Auch ist es denkbar, eine weitere magnetische Endoskopiekapsel zum selben Ort magnetisch gesteuert zu führen, wobei die bereits positionierte Kapsel mit dem Navigationsfeld nicht mehr wechselwirkt, d. h. von letzterem nicht mehr in Bewegung versetzt wird. Das Lösen des Gehäuseabschnitts vom Restgehäuse kann in der oben beschriebenen Weise wie bei der Schlauchentkopplung erfolgen.
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Weiterhin ist der Endoskopiekapsel ein in eine Körperöffnung eines Untersuchungsobjekts, beispielsweise das Rektum, einzuführendes Einführelement, z. B. ein Rohr oder dergleichen, zugeordnet, über das die Kapsel in das Untersuchungsobjekt einführbar ist, und das eine Arretier- und/oder Vorschub- und Rückzugseinrichtung für den Schlauch aufweist.
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Durch die Arretierung kann in einem abwärts gerichteten Darmabschnitt die Kapsel am Schlauch „baumeln”, ein magnetisches Schweben ist nicht nötig. Besonders bei der retrograden Kapselbewegung kann die Zugeinrichtung im Einführelement die magnetische Kapselnavigation unterstützen, wenn beide „Bewegungsarten” (magnetische Kraft auf Kapsel und Zug am Schlauch) aufeinander abgestimmt ausgeübt werden.
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Über das Einführelement ist also eine leichtere Kapselnavigation möglich. Die Arretier- und/oder Vorschub- und Rückzugseinrichtung kann manuell bzw. mechanisch zu betätigen sein, kann aber auch automatisch und elektrisch gesteuert werden.
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Das Einführelement selbst kann gasdicht ausgeführt sein, um eine Füllung des Kolon mit Gas zur Erweiterung desselben zu ermöglichen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Endoskopiekapsel, und
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2 eine Schnittansicht durch den in 1 gezeigten Schlauch.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Endoskopiekapsel 1 mit einem Kapselgehäuse 2, in dem ein magnetisches Element 3, bei dem es sich um einen Permanentmagneten, ein in einem Magnetfeld aufmagnetisierbares weichmagnetisches Element oder eine elektronische Spule handeln kann, integriert ist. Dieses magnetische Element 3 wechselwirkt mit Navigationsmagnetfeldern, die über eine nicht dargestellte externe Navigationseinrichtung erzeugt werden, so dass die im Patientenkörper aufgenommene Endoskopiekapsel 1 von außen gesteuert aktiv geführt und bewegt werden kann.
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In der länglichen, zylindrischen und einen Durchmesser von beispielsweise 10 mm aufweisenden Kapsel ist ferner eine Steuerungseinrichtung 5 in Form eines Mikrocontrollers integriert, die sämtliche Steuerungsaufgaben betreffend die Funktionseinrichtungen der Kapsel, die nachfolgend noch beschrieben werden, übernimmt. Vorgesehen ist ferner eine Bildaufnahmeeinrichtung 6 umfassend eine Kamera, z. B. eine CCD-Kamera 7, der zwei Beleuchtungseinrichtungen in Form zweier LEDs 8 zugeordnet sind. Über die Bildaufnahmeeinrichtung 6, die hinter einer transparenten Kapselfensterabdeckung 9 angeordnet ist, ist es möglich, Bilder vom Untersuchungsvolumen, das über die LEDs 8 ausgeleuchtet wird, aufzunehmen. Die Bildsignale werden der Steuerungseinrichtung 5 übergeben, die diese, wie nachfolgend noch beschrieben wird, über eine Leitungsverbindung nach außen zu einer externen Steuerungs- oder Bedieneinrichtung überträgt.
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Die Erfassung der Position der Kapsel im Inneren des Untersuchungsobjekts erfolgt in Verbindung mit einem kapselseitig vorgesehenen Positionssensor 10, der mit einem nicht näher gezeigten magnetischen Positionserfassungssystem zusammenwirkt. Vorgesehen ist ferner im gezeigten Beispiel eine Funktionseinrichtung in Form einer Biopsiezange 11, die über die Steuerungseinrichtung 5 angesteuert werden kann, um Gewebeproben zu entnehmen. Schließlich ist am Kapselgehäuse 2 ein Ballon 12 angeordnet, der reversibel aufgeblasen werden kann, worauf nachfolgend noch eingegangen wird. Über diesen Ballon 12 kann das Äußere der Kapsel angepasst bzw. verändert werden, um sich ändernden Durchmessern des untersuchten bzw. zu untersuchenden Hohlorgans anzupassen.
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Die Endoskopiekapsel 1 weist ferner bzw. ist ferner mit einem hochflexiblen, nicht schubsteifen Schlauch 13 über ein Kupplungselement 14 verbunden. Dieser Schlauch besteht aus Polypropylen (PP) oder Polytetraflurethylen (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 bei bevorzugt ca. 0,2 mm, der Durchmesser beträgt bevorzugt zwischen 3–4 mm. Dieser Schlauch 13, der zwei oder mehr Meter lang sein kann, wird mitsamt der Endoskopiekapsel dem Patienten eingeführt. Die aktiv vorwärts bewegte Endoskopiekapsel zieht den Schlauch hinter sich her. Der Schlauch selbst ist außenseitig extrem glatt, gleitet also praktisch widerstandslos an der Organwand entlang und vollzieht ohne weiteres jedwede Biegung nach, nachdem er wie ausgeführt extrem dünnwandig und hochflexibel ist.
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Im Inneren des Schlauches sind, siehe 2, drei verschiedene Lumen oder Kanäle 15a, 15b und 15c über entsprechende Trennwände 16 voneinander abgegrenzt. Über diese Kanäle 15a–15c ist es möglich, unterschiedliche Arbeits- oder Betriebsmittel von extern zur Endoskopiekapsel 1 zu führen, die diese in irgendeiner Form benötigt, also zum internen Betrieb benötigt oder extern in das Untersuchungsorgan abgeben möchte. Beispielsweise kann hierüber ein CO2-Gas als Spülgas zugeführt werden, das kapselseitig über eine Auslassöffnung in den Darm abgegeben wird. Auch kann Wasser als Spüllösung zugeführt werden, oder eine medikamentöse Substanz, die nach außen abgegeben wird. Weiterhin kann hierüber das zum Aufblasen des Ballons 12 nötige Gas zugeführt werden. Hierzu ist der oder sind die Kanäle mit entsprechenden Leitungen im Kapselinneren, die zu den Funktionseinrichtungen oder Auslässen, wo die Arbeits- oder Betriebsmittel benötigt werden, führen, gekoppelt, worauf noch eingegangen wird.
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Gezeigt sind weiterhin mehrere elektrische Leitungen 17a, 17b, 17c, die im gezeigten Beispiel als Dünnschichtleiter direkt an der Innenwand 18 des Schlauchs 13 aufgebracht sind und im gezeigten Beispiel mit einer dünnen Membran 19 zum Kanal 15a hin abgedichtet sind. Über diese elektrischen Leitungen ist es möglich, zum einen die Stromversorgung der elektrischen Verbraucher in dem Kapselinneren sicherzustellen. Hierzu dient beispielsweise die Leitung 17a, die im Kapselinneren entsprechend weitergeschleift ist und mit den entsprechenden Verbrauchern wie der Steuerungseinrichtung 5, der Bildaufnahmeeinrichtung 6 mit ihren Komponenten oder der Biopsiezange 11 aber auch einer kapselseitig integrierten Pumpe 20, auf die nachfolgend noch eingegangen wird, verbunden ist. Die Leitung 17b dient beispielsweise der bidirektionalen Signal- oder Datenübertragung. So kann über die Leitung 17b beispielsweise die Kommunikation zwischen einer externen Steuerungs- oder Bedieneinrichtung und der Steuerungseinrichtung 5 erfolgen. Die Leitung 17c ist z. B. ein gemeinsamer Nullleiter für die Leitungen 17a und 17b. Über die Bildaufnahmeeinrichtung 6 aufgenommene Bildsignale können von der Steuerungseinrichtung 5 z. B. über die Leitung 17b zur externen Steuerung- oder Bedieneinrichtung, die die Bildsignale verarbeitet und aufbereitet und an einem zugeordneten Monitor ausgibt, übertragen werden.
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Ersichtlich ist also die erfindungsgemäße Endoskopiekapsel 1 nicht autark, das heißt, sie führt nicht die benötigten Arbeits- und Betriebsmittel mit sich, vielmehr wird sie im gezeigten Beispiel mit sämtlichen benötigten Arbeits- oder Betriebsmitteln einschließlich des benötigten elektrischen Stroms von außen versorgt. Diese Versorgung geschieht über den ausschließlich als Verbindungselement dienenden hochflexiblen, extrem dünnen Schlauch, der hinter der Kapsel hergezogen wird, und dem ansonsten hinsichtlich der mechanischen Kapselbewegung keinerlei Funktion zukommt. Vielmehr erfolgt die Kapselbewegung ausschließlich über die magnetische Navigation.
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Im Inneren der Kapsel ist wie ausgeführt eine Pumpe 20 integriert, der ein Reservoir 21 vorgeschalten ist, das über ein Leitungsverbindungsstück 22 mit dem Schlauch 13, der am Kupplungselement 14 mündet, gekoppelt ist. Das Reservoir 21 weist im gezeigten Beispiel drei separate Kammern 21a, 21b und 21c auf, in die jeweils ein Kanal 15a, 15b oder 15c führt. In diesem kann das zugeführte Arbeits- oder Betriebsmittel, also beispielsweise ein Spülgas oder eine Spülflüssigkeit oder dergleichen zwischengespeichert werden und bei Bedarf über die Pumpe 20, der ein über die Steuerungseinrichtung 5 entsprechend schaltbares Mehrwegeventil 23 vorgeschaltet ist, abgezogen werden. Die Pumpe 20 kann den mitunter erforderlichen höheren Druck, verglichen mit dem aufgrund des extrem geringen Kanaldurchmessers möglichen Zufuhrdruck, erzeugen, der beispielsweise erforderlich ist, um ein ausreichendes Spülen zu ermöglichen oder den Ballon 12 aufzublasen. An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass selbstverständlich das Reservoir auch entfallen kann, sollte beispielsweise die Zufuhr mit hinreichend hohem Druck möglich sein, wenn beispielsweise nur ein Kanal schlauchseitig vorgesehen ist und über diesen beispielsweise sequentiell unterschiedliche Arbeits- oder Betriebsmittel zugeführt werden.
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Von der Pumpe 20 gehen im gezeigten Beispiel diverse Leitungen zu unterschiedlichen Funktionseinrichtungen ab. Eine erste Leitung 24 mit integriertem Ventil 25, das über die Steuerungseinrichtung 5 ansteuerbar ist, mündet unterhalb des Ballons 12. Soll dieser also aufgeblasen werden, pumpt die Pumpe 20 das entsprechend über den Schlauch 13 zugeführte Gas, gegebenenfalls nach vorheriger Entnahme aus dem Reservoir 21, in den Ballon und bläst diesen auf.
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Zwei weitere Leitungen 26 mit zugeordneten und über die Steuerungseinrichtung 5 schaltbaren Ventilen 27 münden am Kapselgehäuse 2 kurz vor der Bildaufnahmeeinrichtung 6 in den Öffnungen 28. Sie dienen zum einen zum Ausbringen von Spülgas oder Spülflüssigkeit, das über die Pumpe 20 mit relativ hohem Druck angefördert wird. Zum anderen ist es hierüber auch möglich, bei umgekehrtem Betrieb der Pumpe, wenn diese also als Ansaugpumpe fungiert, Flüssigkeit oder Gas aus der Kapselumgebung, also aus dem Hohlorgan, in die Kapsel zu ziehen und beispielsweise in dem Reservoir 21 zwischenzuspeichern, von wo sie, wenn die Kapsel geborgen ist, entnommen und untersucht werden können.
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An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass die Pumpe 20 natürlich ebenfalls wie das Reservoir 21 nur optional ist. Sollte wie ausgeführt eine Zufuhr des oder der Arbeits- oder Betriebsmittel mit hinreichendem Druck möglich sein, werden diese Elemente nicht benötigt, vielmehr kann durch eine entsprechende externe Zufuhrsteuerung das benötigte CO2-Gas zum Aufblasen des Ballons unmittelbar zugeführt und in den Ballon geleitet werden, bzw. das Spülgas kann dann unmittelbar zu den Öffnungen 28, die wie ausgeführt als Auslass- oder Einlassöffnungen dienen können, geführt werden.
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Das Kupplungselement 14 ist derart ausgebildet, dass eine Rotation der Kapsel 1 um ihre Längsachse relativ zu dem feststehenden Schlauch möglich ist, das heißt, es ist eine Drehkupplung, wie durch den Pfeil dargestellt ist. Dies ermöglicht es, dass der Schlauch 13 etwaige Kapselrotationen um die Kapsellängsachse (nicht eingezeichnet) nicht nachvollziehen muss. Diese Ausgestaltung bietet sich insbesondere an, wenn der Schlauch 13 nur einen Kanal aufweist. Ansonsten muss sichergestellt werden, dass trotz Kapselrotation die Verbindung der schlauchseitigen Kanäle mit den entsprechenden Weiterleitungen im Kapselinneren aufrechterhalten bleibt. Die elektrische Verbindung kann über entsprechende Schleifringverbindungen oder dergleichen im Kupplungselement 14 realisiert sein.
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Um eine Lösbarkeit des Schlauchs 13 bei Bedarf von der Endoskopiekapsel zu ermöglichen, kann das Kupplungselement 14 über die Steuerungseinrichtung 5 angesteuert werden, so dass ein kupplungselementseitig integrierter Öffnungsmechanismus (nicht näher gezeigt) betätigt und der Schlauch 13 abgekoppelt wird. Hierbei kann es sich um eine einfach ausgebildete elektrisch ansteuerbare Mechanik handeln. Dies ermöglicht es, bei Bedarf den Schlauch von der Kapsel zu lösen, den Schlauch herauszuziehen und die Kapsel weiterzuführen etc. Zusätzlich oder alternativ ist es auch denkbar, das obere Kapselgehäuse 2a, das unmittelbar an das Kupplungselement 14 anschließt, und das über eine hier nur gestrichelt dargestellte dichte Trennwand 29 mit dem unteren Kapselgehäuse 2b verbunden ist, abzutrennen. Im oberen Kapselgehäuse 2a ist ausschließlich das magnetische Element 3 angeordnet. Bei Bedarf kann also dieser obere Kapselteil samt magnetischem Element 3 entfernt werden, so dass lediglich das untere Kapselteil 2b im Körper verbleibt. Der Rest kann mit dem Schlauch 13 herausgezogen werden. Dies bietet die Möglichkeit, die Kapsel während einer Magnetresonanzuntersuchung im Körper zu belassen.
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Um den Betrieb der Kapsel allgemein auch dann, wenn der Schlauch 13 abgekoppelt ist, aufrechtzuerhalten, ist es im Übrigen denkbar, eine Hilfsenergieversorgung 30 kapselseitig zu integrieren, so dass sichergestellt wird, dass beispielsweise die Bildaufnahmeeinrichtung auch nach der Abkopplung noch arbeiten kann. Zum Übertragen der aufgenommenen Bilder und Empfangen externer Steuersignale dient dann beispielsweise der in 1 gezeigte Funksender/-empfänger 31, der die Bildsignale drahtlos nach außen zur Bedien- oder Steuerungseinrichtung überträgt und/oder Steuersignale zum öffnen oder Schließen der Ventile 23, 25, 27 empfängt. Auch ist es möglich, optional einen oder mehrere Speicher 32 für Gas oder Flüssigkeit oder dergleichen vorzusehen, aus denen eine gewisse wenngleich geringe Menge bei abgekoppeltem Schlauch im Bedarfsfall abgezogen und verwendet werden kann. Dies bietet sich insbesondere dann an, wenn das optionale Reservoir 21 nicht vorgesehen ist. Der oder die Speicher 32 sind natürlich über entsprechende, nicht näher gezeigte Leitungen mit dem sonstigen Leitungssystem verbunden.
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Wie 1 ferner zeigt, ist der Schlauch 13 an seinem äußeren Ende mit mehreren externen Versorgungs- oder Bedien- oder Steuerungseinrichtungen verbunden. Im gezeigten Beispiel sind beispielsweise die Versorgungseinrichtungen A, B und C mit den Kanälen 15a, 15b und 15c verbunden, über sie kann ein entsprechendes Arbeits- oder Betriebsmittel in gasförmiger oder flüssiger Form zugeführt werden. D kennzeichnet exemplarisch die externe Steuerungs- oder Bedieneinrichtung, über die der gesamte Kapselbetrieb gesteuert werden kann, d. h. die elektrische Stromzufuhr und der Datenaustausch erfolgen kann, und die über die Leitungen 17a, b, c mit der Kapsel verbunden ist.
