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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Endoskopiekapsel, die
in ein Hohlorgan eines menschlichen oder tierischen Körpers einführbar ist und
die zumindest ein Mittel zur Probenentnahme aufweist.
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In
den letzten Jahren hat sich in der medizinischen Diagnostik die
Kapselendoskopie – auch
Videokapselendoskopie genannt – als
diagnostisches Verfahren etabliert. Dabei wird eine mit einer Optik ausgestattete
Endoskopiekapsel verschluckt, die auf dem Weg durch den Magen-Darm-Trakt
Bilder desselben anfertigt und zu einem Empfänger sendet. Auf diese Weise
ist eine den Patienten wenig belastende Untersuchung des Magen-Darm-Traktes, insbesondere
des sonst nur schwer einsehbaren Dünndarmes, möglich. Ein Anwendungsgebiet
der Videokapselendoskopie ist dabei die Abklärung des Vorhandenseins von
Neoplasien (Gewebeneubildungen), die benigne oder maligne sein können. Die
zur Zeit eingesetzten Endoskopiekapseln ermöglichen lediglich eine passive,
durch die Peristaltik angetriebene Passage durch den Magen-Darm-Trakt
und lediglich die Aufnahme von Bildern. Die Beurteilung einer verdächtigen
Gewebeanomalie kann daher zur Zeit nur durch visuelle Begutachtung
erfolgen, die zur endgültigen
Diagnosestellung nur in den seltensten Fällen ausreicht. Dies trifft
beispielsweise bei Kolonpolypen zu, bei denen eine maligne Entartung
durch visuelle Inspektion nur in den seltensten Fällen festgestellt werden
kann. Im Allgemeinen sind deshalb weitere, den Patienten belastende
diagnostische Schritte notwendig.
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Aus
der US 2004/0050394 A1 ist eine magnetisch navigierbare Kapsel,
unter anderem auch eine Videokapsel, mit einer scherenartig ausgebildeten
Biopsievorrichtung und einer Medikamentenfreigabevorrichtung bekannt.
Dadurch, dass die Kapsel magnetisch navigierbar ist, kann sie an
bestimmte Stellen des Körpers
gesteuert werden um dort Biopsien zu entnehmen oder medikamentöse Therapien lokal
zu applizieren.
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Weiterhin
ist aus der
DE 101
42 253 C1 ein magnetisch navigierbarer Endoroboter zur
Durchführung
minimalinvasiver Diagnosen und Eingriffe im Körperinneren eines Patienten
bekannt. Der Endoroboter kann dabei auch mit einer Videokamera ausgestattet
sein, sodass er einer Endoskopiekapsel entspricht. Weiterhin weist
der Endoroboter Mittel zur Probenentnahme auf, von denen eine Biopsiepistole, Messer,
Zangen und Schlingen offenbart sind.
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Aus
der
DE 10 2004
026 617 A1 ist eine Vorrichtung zum Verklemmen von Gewebe
mittels eines in einem menschlichen oder tierischen Hohlorgan in eine
Behandlungslage bringbaren Endoroboters bekannt. Der Endoroboter
weist einen Clip auf, mit dem unter anderem aus der Wand des Hohlorgans
eine Gewebeprobe entnommen werden kann.
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Die
offenbarten Endoskopiekapseln bzw. Endoroboter weisen den Vorteil
auf, dass nun auch Gewebeproben zur weiteren Diagnostik verdächtiger Gewebeveränderungen
entnommen werden können. Allerdings
können
bei derartigen Gewebeprobenentnahmen durch eine Biopsie teils erhebliche
Blutungen auftreten, die nicht mehr von alleine sistieren und so
eine ernsthafte Bedrohung für
den Patienten darstellen.
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Bei
herkömmlichen
endoskopischen Techniken, die nicht auf einer in ein Hohlorgan einführbaren Kapsel
basieren, kann ein Arzt, wenn er durch die Gewebeprobenentnahme
eine starke Blutung auslöst,
schnell eingreifen und über
das Endoskop die Blutung stillen, beispielsweise durch Setzen von
Gewebeclips zum Abklemmen der blutenden Gefäße, durch Embolisation der
Gefäße mit Histoacryl
oder durch Unterspritzung der blutenden Stelle. Diese Möglichkeiten
sind bei der Kapselendoskopie – wenn überhaupt – nur in
sehr eingeschränktem
Umfang möglich.
Wird bei der Kapselendoskopie eine Blutung ausgelöst, die
nicht selbständig
sistiert, würde dies
zu einem Noteingriff – je
nach Lokalisation und Stärke
der Blutung auch zu einer Notoperation – führen. Der Einsatz einer der
bekannten Endoskopiekapseln bzw. Endoroboter zur Entnahme von Gewebeproben
ist hinsichtlich der Patientensicherheit nicht optimal.
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Die
US 2003/167000 A1 offenbart eine einnehmbare Miniaturkapsel zur
Bildgebung im gastrointestinalen Trakt, die zur Diagnose und/oder
zur Behandlung im menschlichen Körper
eingesetzt werden kann. In einer Ausgestaltung dieser Kapsel weist
die Kapsel eine zurückziehbare
Zytologie-Bürste
auf.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Endoskopiekapsel
anzugeben, mit der eine Probenentnahme auf eine gewebeschonende
Weise durchgeführt
werden kann.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Endoskopiekapsel gemäß Anspruch
1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand untergeordneter
Ansprüche.
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Die
erfindungsgemäße Endoskopiekapsel
ist in ein Hohlorgan eines menschlichen oder tierischen Körper einführbar und
weist zumindest ein Mittel zur Probenentnahme auf, wobei durch zumindest
ein Mittel zur Probenentnahme ein Abstrich einer Wand des Hohlorgans
entnehmbar ist. Das zumindest eine Mittel zur Probenentnahme ist
dabei vibrierbar gelagert. Auf diese Weise kann verbessert Probenmaterial
von der Wand des Hohlorgans gewonnen werden.
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Im
Gegensatz zu bislang bekannten Verfahren, bei denen Gewebeprobenentnahmen
mit einer Endoskopiekapsel durch Biopsie entnommen werden, beispielsweise
durch einen Clip oder durch ein scherenartiges Element, kann mit
der erfindungsgemäßen Endoskopiekapsel
nun ein Abstrich als Gewebeprobe entnommen werden. Das Probenmaterial wird
dabei lediglich von der Ober fläche
der Wand des Hohlorgans – in
den meisten Fällen
von der Schleimhaut des Hohlorgans – gewonnen, da bei der Anfertigung
eines Abstriches die Oberfläche
der Wand lediglich abgestrichen wird. Dabei bleiben an dem zumindest
einen Mittel zur Probenentnahme einige Zellen der Gewebeoberfläche hängen, die
in einem späteren
Schritt histologisch untersucht werden können.
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Die
Anfertigung eines Abstriches geht im Gegensatz zur Entnahme einer
Biopsie, bei der ganze Gewebestücke
entnommen werden, mit einem wesentlich geringeren Blutungsrisiko
einher. Lediglich bei stärker
entarteten Bereichen ist auch durch einen Abstrich ein Blutungsrisiko
gegeben. Diese stärker entarteten
Bereiche sind aber in der Regel auch visuell zu erkennen, sodass
ein Arzt dann auf einen Abstrich verzichten und andere Untersuchungen
einleiten wird.
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Die
Qualität
der Probenentnahme durch einen Abstrich ist zwar für die histologische
Beurteilung geringer als bei Biopsieentnahmen, bei denen ein zusammenhängendes
Stück Gewebe
gewonnen wird. Da viele Tumore von Hohlorganen, insbesondere Tumore
des Magen-Darm-Traktes, jedoch ihren Ursprung in Schleimhäuten haben – d.h. in
den oberflächlichen
Schichten der Wand des Hohlorgans -, lässt sich in vielen Fällen durch
den Abstrich Probenmaterial – insbesondere
Zellmaterial – gewinnen,
das im Falle einer malignen Entartung typische Zellatypien aufweist.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Endoskopiekapsel sehen vor, dass zumindest ein
Mittel zur Probenentnahme als Abstrichspatel, Abstrichtupfer und/oder
Abstrichbürste
ausgebildet ist.
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Die
jeweils eingesetzten Abstrichmittel sind dabei dem Hohlorgan und
der zu untersuchenden und zu erwartenden Läsion angepasst. Weisen tumoröse Entartungen
in einem Hohlorgan vorwiegend polypartige Vorwölbungen auf, kann ein breiter
Abstrichspatel eingesetzt werden. Bei vorwiegend flächig wachsenden,
tumorösen
Entartungen kann es beispielsweise vorteil haft sein, eine Abstrichbürste oder
einen Abstrichtupfer zu verwenden, um möglichst gut die flächige Läsion zur
erreichen und abzustreichen.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Endoskopiekapsel ist zumindest ein Mittel zur Probenentnahme
als Feld mit einer rauen Oberfläche ausgebildet.
Mit einem derartigen Feld lässt
sich breitflächig
Probenmaterial gewinnen.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
wird die raue Oberfläche
des Feldes von Spitzen und/oder Haken, die über das Feld verteilt sind,
gebildet. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die raue Oberfläche des
Feldes von einem flächig
ausgebildeten Bürstensaum
gebildet.
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Vorteilhafterweise
ist wenigstens ein Mittel zur Probenentnahme mit einer klebenden
Schicht beschichtet. Beispielsweise können hier Gewebekleber zum
Einsatz kommen. Auf diese Weise wird beim Anfertigen des Abstriches
mehr Probenmaterial an den Mitteln zur Probenentnahme hängen bleiben
als ohne klebende Schicht.
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Mit
Vorteil ist wenigstens ein Mittel zur Probenentnahme drehbar gelagert;
zudem weist die Endoskopiekapsel zumindest einen ansteuerbaren Drehmechanismus
auf, durch den das drehbar gelagerte Mittel zur Probenentnahme rotiert
werden kann.
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Durch
die Rotation kann dabei der Abstrich verbessert durchgeführt werden,
da auf diese Weise das Mittel zur Probenentnahme dabei relativ zur Wand
des Hohlorgans bewegt werden kann, ohne dass die Endoskopiekapsel
selbst bewegt wird. Andererseits ist es auch möglich, das Mittel zur Probenentnahme
derart drehbar zu lagern, dass nach erfolgter Probenentnahme das
Mittel zur Probenentnahme derart ins Innere der Endoskopiekapsel
gekehrt wird, sodass das Probenmaterial ebenso im Inneren der Endoskopiekapsel
sicher verwahrt wird.
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Bevorzugterweise
ist die Vibration des Mittels zur Probenentnahme über zumindest
ein piezoelektrisches Element steuerbar.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform weist
die Endoskopiekapsel eine bewegliche Abdeckung und ein ansteuerbares
Antriebsmittel für
die Bewegung der Abdeckung auf. Bei geschlossener Abdeckung weist
die Endoskopiekapsel eine glatte Oberfläche auf, sodass sie bei der
Passage durch das Hohlorgan nicht behindert wird.
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Vorteilhafterweise
ist dabei wenigstens ein Mittel zur Probenentnahme hinter der Abdeckung
angeordnet. Zur Probenentnahme wird die Abdeckung geöffnet und
danach wieder verschlossen, sodass das entnommene Probenmaterial
geschützt
wird.
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In
einer anderen Ausführung
ist wenigstens ein Mittel zur Probenentnahme an der Abdeckung selbst
angeordnet. Die Probenentnahme erfolgt dann durch Öffnen und
Schließen
der Abdeckung, wobei die Bewegung der Abdeckung gleichzeitig zum
Anfertigen des Abstriches ausgenutzt wird.
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Bevorzugterweise
ist in der Endoskopiekapsel wenigstens ein Magnetelement zur Navigation (rotatorische
und/oder translatorische Bewegungen) mittels eines von einem externen
Magnetsystem erzeugbaren Magnetfeldes angeordnet. Hierdurch ist die
Endoskopiekapsel navigierbar, sodass unter anderem gezielt verdächtige Stellen
zum Anfertigen des Abstriches angesteuert werden können.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
der Erfindung werden nun in der nachfolgenden Zeichnung dargestellt,
ohne jedoch darauf beschränkt
zu sein. Es zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf eine Endoskopiekapsel, bei der ein mit einem Bürstensaum
besetztes Feld zur Entnahme eines Abstriches sichtbar ist,
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2 einen
Querschnitt durch die Endoskopiekapsel entlang der Linie II-II in 1,
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3 einen
Querschnitt durch eine Ausführungsform
der Endoskopiekapsel, bei der Bürstenelemente
an einer Abdeckung angeordnet sind,
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4 einen
Querschnitt durch eine Ausführungsform
der Endoskopiekapsel, bei der ein mit Spitzen besetztes Feld drehbar
gelagert ist,
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5 die
Endoskopiekapsel gemäß 4, wobei
das mit Spitzen besetzte Feld nach innen gedreht ist, und
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6 bis 8 jeweils
eine Draufsicht auf weitere Ausführungsformen
der Endoskopiekapsel.
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1 zeigt
eine Draufsicht auf eine Endoskopiekapsel 1. Die Endoskopiekapsel 1 weist
ein Feld 3 mit einem Bürstensaum 5 auf,
mit dem ein Abstrich genommen wird, wenn das Feld 3 über eine Oberfläche der
Wand eines Hohlorgans bewegt wird. Am Rand des Feldes angedeutet
ist die Abdeckung 7 in geöffnetem Zustand, mit der das
Feld 3 nach erfolgter Probenentnahme verschlossen werden
kann, sodass die Endoskopiekapsel 1 dadurch einerseits ihre
abgerundete, glatte Form erhält,
mit der sie durch das Hohlorgan bewegt werden kann, und andererseits
den entnommenen Abstrich schützt.
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2 zeigt
einen Querschnitt durch die in 1 dargestellte
Endoskopiekapsel 1 entlang der Linie II-II. Zu sehen ist
das Feld 3 mit dem Bürstensaum 5,
die Abdeckung 7 in geöffnetem
Zustand sowie die Wand 9 des Hohlorgans mit einer verdächtig erscheinenden
tumorösen
Veränderung 11,
von der ein Abstrich angefertigt wird.
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Unterhalb
des Feldes 3 befindet sich eine Reihe von piezoelektrischen
Elementen 13, mit denen das Feld 3 und der Bürstensaum 5 in
Vibration versetzt werden können.
Auf diese Wei se verbessert sich der Abstrich, da durch die Vibration
mehr Probenmaterial gewonnen wird als ohne Vibration.
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Dargestellt
ist ebenso ein Antriebsmittel 15, mit dem die Abdeckung 7 geöffnet und
wieder geschlossen werden kann. Das Antriebsmittel 15 sowie die
piezoelektrischen Elemente 13 stehen mit einer Steuereinrichtung 17 in
Verbindung, die ihrerseits drahtlos über eine hier nicht gezeigte
externe Bedieneinrichtung gesteuert wird.
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Angedeutet
dargestellt sind weiterhin eine bildgebende Einheit 19,
mit der Bilder vom Lumen bzw. von der Wand 9 des Hohlorgans
angefertigt werden und über
eine drahtlose Verbindung zu einem nicht dargestellten externen
Empfänger übermittelt werden
können,
sowie ein Magnetelement 21 zur Navigation mittels eines
Magnetfeldes, das von einem ebenfalls nicht dargestellten, externen
Magnetsystem erzeugt wird.
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Der Übersichtlichkeit
halber nicht dargestellt ist die nähere Ausführung der bildgebenden Einheit
19,
die üblicherweise
eine Linse, einen CCD-Sensor oder einen CMOS-Sensor, sowie Leuchtdioden
umfasst. Die Übermittelung
der aufgezeichneten Bildsignale erfolgt drahtlos an einen externen
Empfänger. Eine
derartige bildgebende Einheit findet sich beispielsweise in der
DE 101 42 253 C1 .
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3 zeigt
einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der Endoskopiekapsel 1,
bei der die Mittel zur Probenentnahme – hier beispielsweise dargestellt
durch am Rand der Abdeckung 7 angeordnete Bürstenelemente 23 – an der
Abdeckung 7 selbst angeordnet sind. Die Abstrichentnahme
wird hier durch die Bewegung des Öffnens bzw. des Schließens der
Abdeckung 7 unterstützt.
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4 und 5 zeigen
jeweils einen Querschnitt durch eine Endoskopiekapsel 1,
bei der ein Feld 3 mit einer rauen Oberfläche drehbar
gelagert ist. Die raue Oberfläche
wird in diesem Beispiel von Spitzen 25 gebildet, die aus
dem Feld 3 ra gen. Die Spitzen 25 können dabei
zusätzlich
mit einer klebenden Schicht 29 zur besseren Haftung des
Probenmaterials 27 beschichtet sein.
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Dadurch,
dass das Feld 3 drehbar gelagert ist, kann das entnommene
Probenmaterial 27 ins Innere der Endoskopiekapsel 1 transportiert
werden, sodass es hier während
des weiteren Einsatzes und Transportes der Endoskopiekapsel 1 geschützt aufbewahrt
wird, wie in 5 dargestellt. Auf diese Weise
kann auf die Abdeckung 7, die sonst zum Schutz des entnommenen
Probenmaterials 27 notwendig wäre, verzichtet werden.
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Die
Steuerung des drehbar gelagerten Feldes 3 erfolgt analog
zur Steuerung der Abdeckung 7 in 1 bis 3.
Der Drehmechanismus 31 für das drehbar gelagerte Feld 3 steht
mit einer Steuereinrichtung 17 in Verbindung, die ihrerseits
drahtlos über eine
hier nicht gezeigte externe Bedieneinrichtung gesteuert wird.
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6 bis 8 zeigen
jeweils eine Draufsicht auf weitere Ausführungsformen der Endoskopiekapsel 1.
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Bei
der in 6 gezeigten Endoskopiekapsel 1 ist unterhalb
der Abdeckung ein Abstrichspatel 33 angeordnet. Ein derartiger
Abstrichspatel 33 eignet sich z.B. zum Anfertigen eines
Abstriches bei einem hervorgewölbten
Polypen.
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Bei
der in 7 gezeigten Endoskopiekapsel 1 sind unterhalb
der Abdeckung zwei Abstrichtupfer 35 angeordnet; bei der
in 8 gezeigten Endoskopiekapsel 1 hingegen
zwei Abstrichbürsten 37. Diese
beiden Abstrichtupfer 35 bzw. Abstrichbürsten 37 können zur
besseren Probenentnahme auch drehbar gelagert sein, insbesondere
auch gegensinnig drehbar. Diese Ausführungsformen eignen sich besonders
zur Gewinnung von Probenmaterial bei flächigen Veränderungen, dahier durch die
Drehung der gewölbt
ausgebildeten Abstrichtupfer 35 bzw. der herausragenden
Bürstenhaare
der Abstrichbürste 37 Probenmateri al
von einer flächigen
Veränderung
besonders gut aufgenommen wird.