DE102010040580A1 - Method for navigating magnetically guided endoscopy capsule in digestive tract of patient for gastrointestinal endoscopic examination, involves measuring muscular activity of digestive tract during navigation of capsule in digestive tract - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Navigieren einer magnetgeführten Endoskopiekapsel im Verdauungstrakt eines Patienten. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine nach diesem Verfahren arbeitende Endoskopieeinrichtung.The invention relates to a method for navigating a magnet-guided endoscopy capsule in the digestive tract of a patient. The invention also relates to an endoscopy device operating according to this method.
Die sogenannte magnetisch geführte Kapselendoskopie (MCGE, magnetically guided capsule endoscopy) wird als bildgebendes Verfahren in der Medizin insbesondere für Untersuchungen des menschlichen Verdauungstraktes genutzt. Eine hierzu geeignete Endoskopiekapsel ist beispielsweise aus der
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Navigieren einer magnetgeführten Endoskopiekapsel im Verdauungstrakt eines Patienten anzugeben, bei dem das Navigieren der Endoskopiekapsel verbessert ist. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine mit diesem Verfahren arbeitende Endoskopieeinrichtung anzugeben.The invention is therefore based on the object to provide a method for navigating a magnet-guided endoscopy capsule in the digestive tract of a patient, in which the navigation of the endoscopy capsule is improved. In addition, the invention has for its object to provide a working endoscope with this method.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die genannte Aufgabe gemäß der Erfindung gelöst mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Gemäß diesen Merkmalen wird zumindest während des Transports der Endoskopiekapsel durch den Verdauungstrakt eine Muskeltätigkeit des Verdauungstraktes gemessen und ein die aktuelle Muskeltätigkeit wiedergebendes Signal an den Benutzer ausgegeben.With regard to the method, the object is achieved according to the invention with a method having the features of
Durch diese Maßnahme steht dem Benutzer zusätzliche Information zur Verfügung, die ihm das Navigieren der Endoskopiekapsel erleichtert.This measure provides the user with additional information that makes it easier for him to navigate the endoscopy capsule.
Durch diese Maßnahme wird der Benutzer unmittelbar über eine aktuell stattfindende Muskeltätigkeit und insbesondere Kontraktionen des untersuchten Organs informiert, so dass er die Möglichkeit hat, auf eine stattfindende oder sich ankündigende Muskeltätigkeit zu reagieren, um die Endoskopiekapsel beispielsweise rechtzeitig von Bereichen zu entfernen, die die Durchführung einer vollständigen Untersuchung gefährden können und in Positionen zu fahren, die gegen die Muskeltätigkeit unempfindlicher sind, oder die Magnetfeldstärke temporär zu erhöhen, um die Endoskopiekapsel an einer Position festzuhalten. Mit anderen Worten: Dem Benutzer steht zusätzliche Information zur Verfügung, die ihm das Navigieren der Endoskopiekapsel erleichtert. Auf diese Weise erlangt der Benutzer ein besseres Gefühl für die Navigation, indem er insbesondere unterscheiden kann, ob eine Bewegungsänderung der Endoskopiekapsel von dem von ihm gesteuerten Magnetfeld oder von der Peristaltik des Organs verursacht ist.By this measure, the user is informed immediately about a currently occurring muscle activity and in particular contractions of the examined organ, so that he has the opportunity to respond to an ongoing or announcing muscle activity, for example, to remove the endoscopy capsule in time from areas that carry out the may endanger a complete examination and move to positions that are less sensitive to muscle activity, or temporarily increase the magnetic field strength to hold the endoscopy capsule in place. In other words, the user has additional information available to help him navigate the endoscopy capsule. In this way, the user obtains a better feeling for the navigation, in particular by being able to distinguish whether a movement change of the endoscopy capsule is caused by the magnetic field controlled by it or by the peristalsis of the organ.
Wenn aus dem bis zu einem Zeitpunkt gemessenen zeitlichen Verlauf der Muskeltätigkeit eine Vorhersage für den zeitlichen Verlauf der Muskeltätigkeit nach diesem Zeitpunkt abgeleitet wird, können Peristaltikbewegungen vorhergesagt werden, so dass dem Benutzer mehr Zeit verbleibt, die Endoskopiekapsel zu sichern. Hierzu kann beispielsweise durch Analyse der bis zu diesem Zeitpunkt vorliegenden Messwerte eine zeitliche Regelmäßigkeit der verschiedenen Muskeltätigkeiten extrahiert werden. Die Vorhersage kann zusätzlich verbessert werden, wenn ein anhand von vielen Untersuchungen trainiertes Modell zur Peristaltik, beispielsweise ein künstliches neuronales Netz, genutzt wird.If a prediction of the temporal progression of muscle activity after this time is derived from the temporal progression of muscle activity measured up to a point in time, peristaltic movements can be predicted, so that the user has more time to secure the endoscopy capsule. For this purpose, a temporal regularity of the various muscle activities can be extracted, for example, by analyzing the measured values present up to this point in time. The prediction can be further improved by using a model of peristalsis, such as an artificial neural network, that has been trained in many studies.
Wenn zum Messen der Muskeltätigkeit ein in der Endoskopiekapsel angeordneter Messwertaufnehmer verwendet wird, können Muskeltätigkeiten erfasst werden, die in unmittelbarer Umgebung der Endoskopiekapsel stattfinden.If a transducer located in the endoscopy capsule is used to measure muscular activity, muscle activities occurring in the immediate vicinity of the endoscopy capsule may be detected.
Als Messwertaufnehmer innerhalb der Endoskopiekapsel sind beispielsweise Drucksensoren, Abstandssensoren, mehrachsige Beschleunigungssensoren oder Gyroskope geeignet.For example, pressure sensors, distance sensors, multiaxial acceleration sensors or gyroscopes are suitable as transducers within the endoscopy capsule.
Alternativ oder ergänzend hierzu können auch Messwertaufnehmer verwendet werden, die außerhalb des Patienten angeordnet sind, bei denen es sich beispielsweise um Ultraschallsensoren oder elektromagnetische Sensoren handeln kann.Alternatively or additionally, it is also possible to use transducers which are arranged outside the patient, which may be, for example, ultrasonic sensors or electromagnetic sensors.
Besonders geeignet als externe Messwertaufnehmer sind Körperschallaufnehmer, die unmittelbar oder mittelbar unter Zwischenschaltung eines den Körperschall transportierenden Mediums ähnlich einem Stethoskop am Bauch des Patienten fixiert werden. Die von diesen Körperschallaufnehmern empfangenen Signale werden dann elektronisch oder mit digitalen Filtern nach den für die Muskeltätigkeit typischen Geräuschen gefiltert.Particularly suitable as external transducers are structure-borne noise transducers which are fixed directly or indirectly with the interposition of a medium transporting the structure-borne sound, similar to a stethoscope on the abdomen of the patient. The signals received by these structure-borne sound sensors are then filtered electronically or with digital filters according to the typical noise for the muscular activity.
Wenn die Muskeltätigkeit mit einem außerhalb des Patienten angeordneten Messwertaufnehmer erfasst wird, ist es in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung möglich, zusätzlich den zeitlichen Verlauf der Muskeltätigkeit des Verdauungstraktes vor dem Einbringen der Endoskopiekapsel in den Verdauungstrakt zu erfassen. Mit Hilfe der vor dem Einbringen der Endoskopiekapsel in den Verdauungstrakt über einen dann möglichen längeren Zeitraum erfassten Messwerte kann die Vorhersage der Peristaltik verbessert werden.If the muscle activity is detected with a sensor arranged outside of the patient, it is possible in an advantageous embodiment of the invention, in addition to the time course of the muscle activity of the Digestive tract before introducing the endoscopy capsule into the digestive tract. The prediction of peristalsis can be improved with the aid of the measured values acquired before the introduction of the endoscopy capsule into the digestive tract for a longer possible period.
Vorzugsweise wird ein Signal ausgegeben, das die aktuelle oder die erwartete Muskeltätigkeit wiedergibt. Bei diesem Signal kann es sich um ein visuelles, akustisches oder haptisches Signal handeln, beispielsweise eine Vibration eines zum Steuern des Magnetfeldes vom Benutzer verwendeten Joysticks, deren Intensität die Stärke der Muskeltätigkeit angibt.Preferably, a signal is output that reflects the current or expected muscle activity. This signal may be a visual, auditory or haptic signal, such as a vibration of a joystick used by the user to control the magnetic field, the intensity of which indicates the strength of the muscle activity.
Hinsichtlich der Endoskopieeinrichtung wird die Aufgabe gemäß der Erfindung gelöst mit einer Endoskopieeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 12. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Endoskopieeinrichtung sind in den diesem Patentanspruch nachgeordneten Unteransprüchen wiedergegeben. Die Vorteile der in den auf die Endoskopieeinrichtung bezogenen Ansprüchen angegebenen Merkmale entsprechen dabei sinngemäß den zu den Merkmalen der zugehörigen Verfahrensansprüche angegebenen Vorteilen.With regard to the endoscopy device, the object is achieved according to the invention with an endoscopy device having the features of
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele verwiesen. Es zeigen:For further explanation of the invention reference is made to the embodiments illustrated in the figures. Show it:
Gemäß
Alternativ oder ergänzend zu dem in der Endoskopiekapsel
In der Steuer- und Auswerteeinrichtung
Im Diagramm der
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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