DE102010020614A1

DE102010020614A1 - Endoskopiekapsel zum Nachweis eines Stoffwechselproduktes eines in oder an der Wand eines Hohlorgans des menschlichen oder tierischen Gastrointestinaltraktes befindlichen Erregers

Info

Publication number: DE102010020614A1
Application number: DE102010020614A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Friedrich Alexander Univeritaet Erlangen Nuernberg FAU; Siemens AG; Universitaetsklinikum Erlangen
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2010-05-14
Filing date: 2010-05-14
Publication date: 2011-11-17
Also published as: BR112012029056A2; WO2011141372A1; MX2012013234A; CN102985006A

Abstract

Eine Endoskopiekapsel (6) enthält einen an einer Seite ihres Gehäuses (10) angeordneten Sensor (12) zum Nachweis eines Stoffwechselproduktes eines in oder an der Wand eines Hohlorgans (2) des menschlichen oder tierischen Gastrointestinaltraktes, insbesondere in der Magenwand befindlichen Bakteriums. Das spezifische Gewicht der Endoskopiekapsel (6) ist größer als das spezifische Gewicht einer im Hohlorgan (2) befindlichen Flüssigkeit (4) und der Massenschwerpunkt (14) der Endoskopiekapsel (6) ist vom Volumenschwerpunkt (16) der verdrängten Flüssigkeit (4) beabstandet, wobei Massenschwerpunkt (14) und Volumenschwerpunkt (16) eine Verbindungsgerade (18) festlegen, auf der der Sensor (10) an der dem Massenschwerpunkt (14) benachbarten Seite des Gehäuses (10) angeordnet ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Endoskopiekapsel (6) stets mit der Gehäuseseite mit der Wand des Hohlorgangeordnet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Endoskopiekapsel mit einem an einer Seite ihres Gehäuses angeordneten Sensor zum Nachweis eines Stoffwechselproduktes eines in oder an der Wand eines Hohlorgans des menschlichen oder tierischen Gastrointestinaltraktes befindlichen Erregers, wie er beispielsweise aus der WO 2009/127528 A1 bekannt ist.
Zum Nachweis des Vorkommens eines Erregers in einem Hohlorgan des menschlichen oder tierischen Gastrointestinaltraktes, insbesondere des Magens, ist es aus der WO 2009/127528 A1 bekannt, in das Hohlorgan eine Endoskopiekapsel einzubringen, die einen Sensor enthält, mit dem das Bakterium anhand des von ihm ausgeschiedenen Stoffwechselproduktes detektiert wird. Ein solcher Erreger ist beispielsweise Helicobacter pylori, der in der Magenschleimhaut angesiedelt sein kann und für eine ganze Reihe von Magenerkrankungen verantwortlich ist. Dabei hat sich herausgestellt, dass weltweit etwa 50% aller über 40-jährigen Personen mit diesem Bakterium infiziert sind. Die Infektion kann im leichtesten Fall zu Magenschmerzen, in schwereren Fällen zu Magengeschwüren, die stark bluten und zu Verblutungen führen können, und gilt außerdem als Kanzerogen.
Da im Falle von chronischen Erkrankungen des oberen Gastrointestinaltraktes eine derartige bakterielle Ursache grundsätzlich in Frage kommt, und im Falle einer Infektion mit einem Bakterium die Möglichkeit besteht, durch Abtötung des betreffenden Bakteriums die Ursache für die Erkrankung gezielt zu beseitigen, ist es aufgrund der Vielzahl derartiger Erkrankungsfälle wünschenswert, eine patientenverträgliche Diagnosemöglichkeit zur Verfügung zu stellen, die kostengünstig und einfach durchzuführen ist, so dass im Hinblick auf die Häufigkeit der Erkrankungen möglichst viele Patienten auf das Vorhandensein einer bakteriellen Infektion untersucht werden können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Endoskopiekapsel mit einem an einer Seite des Gehäuses angeordneten Sensor zum Nachweis eines Stoffwechselproduktes eines in der Wand eines Hohlorgans des menschlichen oder des tierischen Gastrointestinaltraktes, insbesondere in oder an der Magenwand befindlichen Erregers anzugeben, die mit geringem technischen und apparativen Aufwand eingesetzt werden kann.
Die genannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit einer Endoskopiekapsel mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Gemäß diesen Merkmalen ist das spezifische Gewicht der Endoskopiekapsel größer als das spezifische Gewicht einer im Hohlorgan befindlichen Flüssigkeit, wobei der Massenschwerpunkt der Endoskopiekapsel vom Volumenschwerpunkt der von ihr verdrängten Flüssigkeit beabstandet ist und Massenschwerpunkt und Volumenschwerpunkt eine Verbindungsgerade festlegen auf der der Sensor an der dem Massenschwerpunkt benachbarten Seite des Gehäuses angeordnet ist.
Durch diese Maßnahmen wird erreicht, dass die Endoskopiekapsel in dem mit einer Flüssigkeit, in der Regel Wasser, gefüllten Hohlorgan auf Grund der Schwerkraft absinkt, bis es den unter ihr befindlichen Bereich der Wand des Hohlorgans erreicht.
Da der Massenschwerpunkt der Endoskopiekapsel und der Volumenschwerpunkt der verdrängten Flüssigkeit voneinander beabstandet sind, und der Sensor auf der von Massenschwerpunkt und Volumenschwerpunkt festgelegten Verbindungsgeraden auf der dem Massenschwerpunkt benachbarten Seite des Gehäuses angeordnet ist, wird sichergestellt, dass die Endoskopiekapsel mit der Gehäuseseite mit der Wand in Kontakt kommt, auf der sich der Sensor befindet.
Mit einer auf diese Weise gestalteten Endoskopiekapsel ist es mit geringem technischem Aufwand sichergestellt, dass der an der Endoskopiekapsel angeordnete Sensor in unmittelbarer Nähe der Wand positioniert ist und sich damit in einem Bereich befindet, in dem die Konzentration gegebenenfalls vorhandener Stoffwechselprodukte am höchsten ist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Gehäuse der Endoskopiekapsel zumindest im Bereich des Sensors eine rotationssymmetrische gekrümmte Form auf, beispielsweise die Form einer Kugelkalotte oder eine ovale Form, beispielsweise die Kalotte eines Rotationsellipsoides, wobei sich der Massenschwerpunkt und der Volumenschwerpunkt auf der Rotationssymmetrieachse befinden. Das Gewicht der Endoskopiekapsel sowie der Abstand zwischen Massenschwerpunkt und Volumenschwerpunkt sind dabei so bemessen, dass sich die Rotationssymmetrieachse bei an der Wand anliegendem Gehäuse stets parallel zur Vertikalen ausrichtet. Mit anderen Worten: Die Endoskopiekapsel ist so gestaltet, dass sie sich von selbst aufrichtet. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass sich die in diesem Fall an einem schmalen Ende des Gehäuses befindliche Sensor auf Grund der auf diese Weise sich selbst aufrichtenden Gestaltung auch dann in Kontakt mit der Schleimhaut des Hohlorgans verbleibt, wenn die Endoskopiekapsel die Wand erreicht hat.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen angegeben.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf das in der einzigen Figur dargestellte Ausführungsbeispiel verwiesen, in der in einer schematischen Prinzipskizze eine Endoskopiekapsel gemäß der Erfindung in einer Endposition an der Wand eines Hohlorgans dargestellt ist.
Gemäß der Figur ist ein Hohlorgan 2 des Gastrointestinaltraktes, im Beispiel ein Magen, mit einer Flüssigkeit 4, beispielsweise Wasser, gefüllt. In das Hohlorgan 2 ist eine schluckbare Endoskopiekapsel 6 eingebracht, die in etwa die Gestalt eines Rotationsellipsoids aufweist, um deren problemlosen Transport und Ausscheiden zu ermöglichen. Die Endoskopiekapsel 6 hat ein spezifisches Gewicht, das größer ist als das spezifische Gewicht der Flüssigkeit 4, so dass diese selbsttätig nach unten, d. h. in Richtung der Schwerkraft in der Flüssigkeit 4 absinkt, bis sie die Wand 8 des Hohlorgans 2 erreicht.
An einer Seite des Gehäuses 10 der Endoskopiekapsel 6 ist ein in der Figur nur schematisch veranschaulichter Sensor 12 angeordnet, mit dem es möglich ist ein Stoffwechselprodukt eines in oder an der Wand 8 des Hohlorgans 2 befindlichen Bakteriums, beispielsweise Helicobacter pylori, zu detektieren. Der Massenschwerpunkt 14 der Endoskopiekapsel 6 sowie der Volumenschwerpunkt 16 der von der Endoskopiekapsel 6 verdrängten Flüssigkeit 4 sind voneinander in einem Abstand a angeordnet. Massenschwerpunkt 14 und Volumenschwerpunkt 16 legen eine Verbindungsgerade 18 fest, auf der dem Massenschwerpunkt 14 benachbarten Seite des Gehäuses 10 der Sensor 12 angeordnet ist, so dass die Endoskopiekapsel 6 mit dieser Seite voran absinkt und die Wand 8 erreicht.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel fällt die Verbindungsgerade 18 mit der Rotationssymmetrieachse des im Beispiel die Gestalt eines Rotationsellipsoids aufweisenden Gehäuses 10 zusammen.
Das Gewicht der Endoskopiekapsel 6 und der Abstand a zwischen Massenschwerpunkt 14 und Volumenschwerpunkt 16 sind dabei in einer vorteilhaften Ausgestaltung so bemessen, dass sich die Endoskopiekapsel 6 stets selbsttätig aufrichtet und die Verbindungsgerade 18 bzw. die Rotationssymmetrieachse stets in Richtung der Schwerkraft, d. h. parallel zur Vertikalen ausgerichtet wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der Sensor 12 stets in unmittelbarer Nähe zur Wand 8 des Hohlorgans 2 angeordnet ist.
Die Endoskopiekapsel 6 umfasst einen Sender 20, der die vom Sensor 12 erfassten Messdaten an einen externen Empfänger 22 übermittelt, der beispielsweise am Gürtel eines Patienten befestigt ist.
Eine Energieversorgungseinrichtung 24, beispielsweise ein interner Energiespeicher, z. B. eine Batterie, oder ein von außen aufladbarer Energiespeicher, dient zur Energieversorgung des Senders 20.
Der Beginn der Messung, d. h. das Aktivieren des Sensors 12 erfolgt durch ein externes Signal, beispielsweise mit Hilfe eines Funksignals, mit Hilfe eines externen Magneten oder durch einen mechanischen Schock.
Um bei Bedarf eine Langzeitmessung zu ermöglichen, kann es notwendig sein, die Endoskopiekapsel 6 zumindest einen längeren Zeitraum mit einer Halteeinrichtung in der erreichten End- oder Ruheposition zu fixieren, da diese andernfalls auf Grund einer natürlichen Peristaltik nach kurzer Verweilzeit gemeinsam mit der Flüssigkeit 4 ausgeschieden wird. Hierzu kann in der Endoskopiekapsel 6 ein Permanentmagnet 26 angeordnet werden, so dass die Endoskopiekapsel 6 mit Hilfe einer externen Magneteinrichtung 28 in der Ruheposition gehalten wird.
Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass die Endoskopiekapsel 6 als Halteeinrichtung eine ausfahrbare, im Hohlorgan 2 verspannbare oder in der Wand verankerbare Haltevorrichtung 30 aufweist, die in der Figur nur grob schematisch gestrichelt angedeutet ist. Diese Haltevorrichtung 30 kann aus einem Material bestehen, das sich nach einer vorgegebenen Verweilzeit im Hohlorgan 2 von selbst auflöst, so dass die Endoskopiekapsel 6 freigegeben wird und ausgeschieden werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2009/127528 A1 [0001, 0002]

Claims

Endoskopiekapsel (6) mit einem an einer Seite ihres Gehäuses (10) angeordneten Sensor (12) zum Nachweis eines Stoffwechselproduktes eines in oder an der Wand eines Hohlorgans (2) des menschlichen oder tierischen Gastrointestinaltraktes, insbesondere in der Magenwand befindlichen Erregers, deren spezifisches Gewicht größer ist als das spezifische Gewicht einer im Hohlorgan (2) befindlichen Flüssigkeit (4) und deren Massenschwerpunkt (14) vom Volumenschwerpunkt (16) der verdrängten Flüssigkeit (4) beabstandet ist, wobei Massenschwerpunkt (14) und Volumenschwerpunkt (16) eine Verbindungsgerade (18) festlegen, auf der der Sensor (10) an der dem Massenschwerpunkt (14) benachbarten Seite des Gehäuses (10) angeordnet ist.
Endoskopiekapsel nach Anspruch 1, deren Gehäuse (10) zumindest im Bereich des Sensors (12) eine rotationssymmetrische gekrümmte Form aufweist, und bei der sich Massenschwerpunkt (14) und Volumenschwerpunkt (16) auf der Rotationssymmetrieachse befinden, wobei deren Gewicht sowie der Abstand (a) zwischen Massenschwerpunkt (14) und Volumenschwerpunkt (16) derart bemessen sind, dass sich die Rotationssymmetrieachse bei an der Wand (8) anliegendem Gehäuse (10) stets parallel zur Vertikalen ausrichtet.
Endoskopiekapsel nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Sender (20) zum kabellosen Übertragen der mit dem Sensor (12) ermittelten Messwerte.
Endoskopiekapsel nach Anspruch 1, 2 oder 3, deren Sensor (12) durch ein externes Signal aktivierbar ist.
Endoskopiekapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem internen oder von außen aufladbaren Energiespeicher.
Endoskopiekapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer Halteeinrichtung zum Fixieren der Endoskopiekapsel in einer Endposition.
Endoskopiekapsel nach Anspruch 6, bei der als Halteeinrichtung ein Permanentmagnet (26) vorgesehen ist.
Endoskopiekapsel nach Anspruch 6, bei der als Halteeinrichtung eine ausfahrbare, im Hohlorgan (2) verankerbare oder verspannbare Haltevorrichtung (30) vorgesehen ist.