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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der in-vivo Diagnostik.
Noch spezifischer betrifft die vorliegende Erfindung eine Kapsel
für die
in-vivo und in-situ
Detektion von chemischen und/oder biologischen Substanzen und für die in-vivo
Detektion von körperlichen
Konditionen in Körperlumen.
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Hintergrund der Erfindung
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Eine
atypische Konzentration oder Anwesenheit von Substanzen in Körperflüssigkeiten
oder in Körperlumen
ist ein Hinweis für
die biologische Verfassung des Körpers.
So deutet zum Beispiel das Vorhandensein von erhöhten Konzentrationen roter Blutzellen
im Gastrointestinaltrakt (GI) auf verschiedene Pathologien hin,
abhängig
vom Ort der Blutung entlang des GI-Traktes. Ebenso können Abnormalitäten von
körperlichen
Konditionen des Körpers,
wie eine erhöhte
Temperatur, eine Pathologie anzeigen. Zur korrekten Diagnose und
Behandlung unterschiedlicher Pathologien ist eine frühzeitige
Erkennung, Identifikation und Lokalisierung abnormer Konditionen
von zentraler Bedeutung.
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Medizinische
Erkennungsausrüstungen
basieren üblicherweise
auf in-vitro Tests von Körperflüssigkeitsproben
bezüglich
dem Vorhandensein verdächtiger
Substanzen. Dieses Erkennungsverfahren erlaubt die Lokalisierung
oder Identifikation des Ursprungs eines abnormen Auftretens einer
Substanz nicht auf einfache Weise. In vielen Fällen trägt das Lokalisieren von abnorm
auftretenden Substanzen in einem Körperlumen wesentlich zur Identifikation der
Pathologie bei, und trägt
daher zur einfachen Behandlung der identifizerten Pathologie bei.
So kann beispielsweise ein Bluten im Magen auf ein Geschwür hinweisen,
wogegen ein Bluten im Dünndarm auf
das Vorhandensein eines Tumors hinweisen kann.
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Das
Detektieren einer Blutung im GI-Trakt ist möglich mit Hilfe eines Endoskops,
wobei diese Möglichkeit
auf den oberen oder unteren Gastro-Intestinaltrakt beschränkt ist.
Daher ist eine Blutung in anderen Abschnitten des GI-Traktes, wie
beispielsweise dem Dünndarm,
mit Hilfe von Endoskopie nicht einfach detektierbar. Zudem erlauben
die üblicherweise
verwendeten diagnostischen Kits und Verfahren zum Erkennen von Blut
im GI-Trakt nicht den Ursprung der Blutung zu identifizieren, weshalb
weitere Test durchgeführt
werden müssen
um den Typ der Pathologie zu bestimmen. Das Dokument
WO 97/33513 offenbart eine Kapsel,
welche mit Hilfe eines Katheters durch ein Körperlumen geführt werden kann.
Die Kapsel kann unterschiedliche Arten von Biosensoren umfassen,
zum Erfassen einer oder mehrerer physikalischen Eigenschaften die
mit einem Organismus in Beziehung stehen.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kapsel welche derart ausgestaltet
ist, dass diese fähig
ist ein Körperlumen
zu durchlaufen. Die Erfindung ist in Anspruch 1 definiert.
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Der
hierin verwendete Ausdruck „Körperlumenkonditionen" („body lumen
conditions") bezieht sich
auf das Vorhandensein und/oder die Konzentration von Substanzen
in Körperlumen
und/oder auf physikalische, im Körperlumen
vorherrschende Bedingungen, wie zum Beispiel, jedoch nicht abschliessend,
Temperatur, Druck oder elektrisches Feld.
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Substanzen
können
unter anderem sein: Ionen, Moleküle,
Zellen, Verbindungen wie zum Beispiel Proteine, Zucker und Blutbestandteile.
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Die
Kapsel umfasst zumindest eine Interaktionskammer, zumindest eine
Beleuchtungsquelle, und zumindest ein optischer Bildgeber. Die Interaktionskammer
kann eine in-vivo (endo-luminal) Probe enthalten und enthält zumindest
einen derartigen Indikator, dass der Indikator mit der Probe reagieren kann.
Die endo-luminale Probe hat vorherrschende Bedingungen oder enthält möglicherweise
eine derartige Substanz, dass der Indikator, enthalten innerhalb
der Interaktionskammer, bezüglich
der vorherrschenden Bedingungen reagiert, oder mit der Substanz
reagiert, wobei die Reaktion in einer optischen Veränderung
resultiert, welche in der Interaktionskammer auftritt.
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Die
Beleuchtungsquelle beleuchtet die Interaktionskammer, welche bezüglich der
Wellenlänge des
Lichtes, mit welche sie angestrahlt wird, transparent ist, wobei
der optische Bildgeber optische in-vivo Veränderungen detektiert, welche
möglicherweise
in der Interaktionskammer auftreten.
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Die
Kapsel wird in ein Körperlumen
eingeführt
und eine Probe der Körperlumenumgebung
wird in eine Interaktionskammer eingezogen, welche zumindest einen
Indikator umfasst. Die Interaktionskammer ist vorzugsweise derart
ausgestaltet, dass diese für
Körperlumenflüssigkeiten
und -substanzen durchlässig
ist, sodass es diesen möglich
ist in die Kammer zu gelangen, wobei ein Auslaufen des Indikators
von der Kammer in die Körperlumenumgebung
verhindert ist.
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Der
Indikator kann als eine Flüssigkeit
oder Suspension innerhalb von selektiven Membranen in der Interaktionskammer
enthalten sein, welche den Durchgang von Körperlumenflüssigkeiten erlauben, nicht
jedoch den Durchgang des Indikators. Eine weitere Möglichkeit
besteht darin, den Indikator auf den Interaktionskammerwänden zu
immobilisieren, oder auf einem Zubehör das derart bezüglich der
Interaktionkammer beschränkt
ist, dass der Indikator die Interaktionskammer nicht verlassen kann.
Andere Konfigurationen einer Interaktionskammer umfassend einen
Indikator sind möglich.
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Eine
Reaktion zwischen der Probe und den Indikator kann in einer optischen
Veränderung
resultieren, wie zum Beispiel, jedoch nicht eingeschränkt auf,
eine Veränderung
der Farbe oder eine Veränderung
der optischen Dichte in der Interaktionskammer. Diese optischen
Veränderungen
werden doch einen optischen Detektor detektiert und möglicherweise
abgebildet. Das detektiert Bild, welches diagnostische Informationen
enthalten kann, kann gespeichert werden um zu einem späteren Zeitpunkt
wieder geladen zu werden, oder kann an eine externe Empfangsvorrichtung übermittelt
werden.
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Das
System gemäß einer
Ausführungsform der
Erfindung kann ein Bild gebendes und übertragendes System verwenden
wie dasjenige, welches mit der schluckbaren Kapsel verwendet wird,
welches im
US Patentnummer 5,604,531 und
in
WO 01 /65995 beschrieben
ist.
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Die
Interaktionskammer enthält
Indikatoren, welche in der Lage sind auf physikalische Bedingungen
zu reagieren, wie beispielsweise die Temperatur, oder welche in
der Lage sind mit spezifischen chemischen oder biologischen Substanzen
zu reagieren, die in Körperlumenflüssigkeiten
vorhanden sein können.
Die Reaktionen haben eine optische Veränderung zur Folge. Die optische
Veränderungen
kann qualitativ sein, und lediglich das Vorhandensein einer Substanz
in der Körperlumenumgebung
detektieren oder anzeigen, und oder quantitativ, indem die Konzentration
der Substanz in der Körperlumenumgebung
dargestellt wird.
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Die
Kapsel gemäß der Erfindung
kann in Körperlumen
eingeführt
werden, wenn sie mit einer Vorrichtung verbunden ist oder in einer
Vorrichtung enthalten ist, die zum einbringen in Körperlumen
bestimmt ist, wie beispielsweise Nadeln, Stents, Endoskope oder
schluckbaren Kapseln.
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Der
optische Bildgeber ist ein Bildgeber wie beispielsweise ein CCD,
Fotodioden, oder ein CMOS-bildgebender Chip. In einem Ausführungsbeispiel
kann die optische Veränderung
bildgebend dargestellt werden.
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Die
Kapsel kann Körperlumenkonditionen in-situ
detektieren. Der optische Bildgeber ist ein Bildgeber, der sowohl
das Körperlumen
als auch optische Veränderungen,
welche ihn den Interaktionskammern auftreten, darstellt. Das Abbilden
des Körperlumens
liefert Informationen bezüglich
des Orts des Systems im Körperlumen
(zum Beispiel wie in der oben genannten
US 5,604,531 beschriebenen) zu jeder
gegebenen Zeit, so dass das Auftreten einer optischen Veränderungen
an einem spezifischen Ort im Körperlumen
lokalisiert werden kann, und Pathologien in einem bestimmten Gebiet
im Körperlumen identifiziert
und lokalisiert werden können.
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Die
Kapsel wie eine schluckbare Kapsel ist in der Lage den gesamten
GI-Trakt autonom abzubilden und abzutasten.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
vorliegende Erfindung wird verständlicher
aufgrund der nachfolgenden, detaillierten Beschreibungen in Verbindung
mit den nachfolgenden Zeichnungen, welche zeigen:
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1 ist
eine schematische Darstellung einer Seitenansicht des Systems gemäß einer
beispielhaften Ausgestaltung der Erfindung;
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2 ist
eine schematische Darstellung einer Kapsel umfassend das System
gemäß einer
beispielhaften Ausgestaltung der Erfindung;
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3 ist
eine schematische Darstellung des Bildfeldes, welches mit dem System
gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung erhalten wird.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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In
der nachfolgenden Beschreibung werden unterschiedliche Aspekte der
vorliegenden Erfindung beschrieben. Für Erklärungszwecke werden spezifische
Konfigurationen und Details dargelegt, um ein grundlegendes Verständnis der
vorliegenden Erfindung zu ermöglichen.
Für einen
Fachmann ist jedoch auch erkennbar, dass die vorliegende Erfindung
auch ohne die spezifischen, hierin offenbarten Details ausgeführt werden
kann. Zudem können
nachfolgend allgemein bekannte Merkmale weggelassen oder vereinfacht
dargestellt werden, um die vorliegende Erfindung nicht unklar zu
machen.
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Es
wird nun auf 1 Bezug genommen, in welcher
einige beispielhafte Ausgestaltung schematisch dargestellt ist.
Das System umfasst Interaktionskammern 22, eine Beleuchtungsquelle 24,
welche die Interaktionskammern 22 beleuchtet, und einen
optischen Detektor 26, der optische Veränderungen in den Interaktionskammern 22 detektiert,
zum Beispiel durch Bildgebung der Interaktionskammern 22.
Die Interaktionskammern 22 enthalten Indikatoren (nicht
dargestellt) die auf physikalische Bedingungen reagieren können, oder
die mit Substanzen reagieren, um ein optisch detektierbares Resultat
zu erlangen, wie eine Änderung
der Farbe oder eine Änderung
der optische Dichte.
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Wenn
das System in ein Körperlumen
eingeführt
wird, werden Proben der Lumenumgebung erfasst. Eine endoluminale
Probe kann beispielsweise passiv in die Interaktionskammer eingezogen
werden, doch die Kapillarwirkung der Interaktionskammer, oder die
Probe kann aktiv gezogen werden, z. B. durch die Verwendung einer
geeigneten mechanischen Mikropumpe, wie diese aus dem Stand der Technik
bekannt ist, beispielsweise eine osmotische Pumpe (verfügbar in
Silikon). Alternativ kann das Erfassen der Probe periodisch, kontrolliert
erfolgen, beispielsweise mit einem Schalter.
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Jede
der Interaktionskammern 22 kann zwei Öffnungen umfassen, um ein Entfernen
und Ersetzen der sich in der Kammer befindlichen Probe zu ermöglichen,
weil das System Proben von neuen Gebieten der Körperlumenumgebung erfasst.
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Die
Interaktionskammern 22, welche ausgestaltet sind zum Enthalten
von endoluminalen Proben, beispielsweise Körperlumenflüssigkeiten, umfassen einen
Indikator oder eine Kombination von Indikatoren, sodass beispielsweise
eine Reaktion zwischen den Indikatoren und der Probe oder der Substanzen,
welche möglicherweise
in der Probe enthalten sind, in den Interaktionskammern 22 auftreten kann.
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Die
Interaktionskammern 22 sind derart doch eine Beleuchtungsquelle 24 erleuchtet,
dass darin stattfindende optische Veränderungen doch einen optischen
Detektor 26 detektiert werden können. Diese optischen Veränderungen
sind ein Resultat der in der Probe vorherrschenden physikalischen
Bedingungen und deren Effekt auf den Indikator oder die Interaktionen
zwischen den Indikator und einer Substanz oder Substanzen, welche
in der Probe erhalten sind. Zum Detektieren oder zum bildlichen
Darstellen der optischen Veränderungen
ist zumindest ein Teil der Interaktionskammern 22 vorzugsweise
transparent bezüglich
der Wellenlänge
der Beleuchtung ausgestaltet.
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Die
Interaktionskammern 22 können als Kapillaren ausgebildet
seien, welche in eine Glasplatte 23 geritzt sind, oder
können
zwischen zwei Glasplatten 23A und 23B ausgebildet
sein, wobei eine derselben (23B) vorgebildete Schlitze
oder Kanäle
enthält.
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Es
ist erkennbar, dass die Interaktionskammern aus jeglichem geeigneten
Material gebildet sein können,
wie beispielsweise Plastik, Glas usw. Bei der Prüfung ob ein Material geeignet
sein könnte
sind Parameter zu erwägen
wie beispielsweise die Transparenz des Materials, dessen Sicherheit
für innere Anwendung,
deren Dauerhaftigkeit unter endo-luminalen Bedingungen oder Erosion
verursacht doch die Interaktionen die innerhalb stattfinden kann,
usw.
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Das
System kann eine oder mehrere Interaktionskammern umfassen, so dass
einige oder mehrere physikalischen Konditionen oder das Vorhandensein
und/oder die Konzentration von einer oder mehreren Substanzen simultan
detektiert werden kann.
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Die
innerhalb der Interaktionskammern 22 enthaltenen Indikatoren
können
reaktive chemische Komponenten seien, biologisch aktive Agent wie
Enzyme oder Zellen, Immunoreagenzien, oder jeglichen Indikator oder
Mischung von Indikatoren, welche zu Reaktionen auf physikalische
Bedingungen oder zu Reaktionen mit Substanzen geeignet sind.
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Im
Zusammenhang mit spezifischen Reaktionserfordernissen und spezifischen
Indikator-/Substanz-Eigenschaften, können die Indikatoren in der Interaktionskammer
in Lösung
oder in fester Form enthalten sein, wobei die feste Form als eine
Indikatorschicht, welche die Interaktionskammerwände bedeckt, oder als ein Indikator,
der bewegungsunfähig auf
einem Zubehör
angebracht ist, das auf die Interaktionskammer beschränkt ist,
ausgestaltet sein können.
Ein mit Indikator beschichteter Streifen kann beispielsweise mit
der Indikatorkammerwand verankert sein, oder Indikator beschichtete
Perlen können
in der Interaktionskammer eingeschlossen sein. Beispielsweise kann
Orthotolidin auf die Interaktionskammerwände aufgebracht sein, oder
auf einem Streifen, der mit der Interaktionskammer verankert ist.
In der Körperlumenumgebung
vorhandene Erythrozyten (rote Blutkörperchen), welche in die Interaktionskammer
gelangen, können
unter Abgabe von freiem Hämoglobin
hämolysiert
werden, was eine Orthotolidinoxidation katalysiert, was eine blaue
Farbe erzeugt. Die Intensität
des Farbwechsels ist proportional zur Blutmenge in einem Körperlumenfluid.
Es können
auch andere Indikatoren verwendet werden wie beispielsweise pH-Indikatoren,
Zuckerindikatoren, Antikörper,
die eine Affinität
auf spezifische Substanzen oder Zellen aufweisen, usw. Es ist verständlich dass
das System gemäss
der Erfindung auch zum detektieren verschiedener physikalischer
Bedingungen des Körperlumens
und dessen Umgebung verwendet werden kann. Es können deshalb beispielsweise
Temperaturänderungen
in unterschiedlichen Gebieten des Körperlumens detektiert werden durch
die Verwendung eines Indikators, dessen Farbe in Abhängigkeit
von der gefühlten
Temperatur ändert.
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Die
Reaktionen zwischen den Indikator und einer Substanz kann reversibel
sein. In diesem Fall kann der Indikator verwendet werden um eine
Mehrzahl von Substanzquellen zu detektieren, wobei jede Quelle als
ein einzelnes Ereignis einer optischen Veränderung erscheint. Zudem kann
die Reaktionskinetik derart sein, dass die Intensität der optischen
Veränderung
proportional zu der Substanzkonzentration ist, woraus die Substanzkonzentration
abgeleitet werden kann.
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Die
Interaktionskammern 22 werden doch die Beleuchtungsquelle 24 erleuchtet,
welche jegliche Art Beleuchtungsquellen sein können, die mit der Interaktionskammer 22 und
dem optischen Detektor 26 kompatibel sind. Beleuchtungsquellen
wie beispielsweise Licht emittierende Dioden (LEDs) können verwendet
werden. Optional kann ein Kollimator oder Reflektor 25 verwendet
werden zum Sammeln/Leiten von Lichtstrahlen von der Beleuchtungsquelle 24 zu
den Interaktionskammern 22 und durch diese zum optischen
Detektor 26.
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Der
optische Detektor 26 kann jede Art von Gerät sein,
welches zum Empfangen und Vorarbeiten von Lichtstrahlen geeignet
ist, welche die Interaktionskammern 22 passiert haben.
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Das
System kann derart aufgebaut sein, dass die Interaktionskammern 22 zwischen
einer Beleuchtungsquelle 24 auf der einen Seite und einem optischen Detektor 26 auf
der anderen Seite angeordnet ist. Die von der Beleuchtungsquelle 24 emittierten
Lichtstrahlen (dargestellt doch Pfeil 27') werden doch den Kollimator oder
Reflektor 25 gesammelt, und werden auf die Glasplatte 23 gelenkt
(dargestellt doch Pfeil 27), welche die Interaktionskammern 22 enthält. Die
Lichtstrahlen (dargestellt doch Pfeil 27) verlaufen doch
die Glasplatte 23 und die Interaktionskammern 22,
und werden doch den optischen Detektor 26 empfangen. Der
optische Detektor 26 kann jegliche Art von Detektor sein,
der zum Detektieren von optischen Veränderungen geeignet ist, zum
Beispiel ein Bildgeber wie ein CCD, CMOS Bildgeberchip, Fotodioden
usw.
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Der
optische Detektor 26 verarbeitet die erhaltenen Lichtstrahlen
zum Beispiel derart, dass ein Bild der Interaktionskammern gebildet
wird. Das Bild kann im optischen Detektor 26 gespeichert
werden, oder kann weiter übermittelt
werden an ein externes Empfangssystem.
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Die
Komponenten des Systems können
spezifisch für
das System entwickelt sein, oder das System kann teilweise Komponenten
von anderen Systemen verwenden, welche in Körperlumen arbeiten, um daraus
einen ökonomischen
Vorteil von existierenden Komponenten zu gewinnen. Das erfindungsgemäße System
kann beispielsweise in medizinische Vorrichtungen integriert oder
beigefügt
seien, welche zum Einführen
ihn ein Körperlumen
bestimmt sind, wie beispielsweise Nadeln, Stents, Endoskope oder Kapseln
die doch den GI-Trakt passieren können. Endoskope verwenden während des
Betriebs eine Beleuchtungsquelle und manchmal eine Bild gebende
Vorrichtung. Daher kann das System in einem Endoskop eingeordnet
seien und die Beleuchtungsquelle und die Bild gebende Vorrichtung
des Endoskop verwenden, um das Vorhandensein und/oder die Konzentration
von Substanzen zu detektieren oder um physikalische Bedingungen
des Körperlumens
zu messen.
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Es
wird nun auf 2 Bezug genommen, welche schematisch
eine Vorrichtungen darstellt, die ein System gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung
der Erfindung umfasst. Die Vorrichtung ist in der Lage in Körperlumen
eingeführt
zu werden und Körperlumen
zu durchlaufen, wie beispielsweise den GI-Trakt oder Blutgefäße, ähnlich wie
aus dem Stand der Technik bekannte Kapseln.
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Die
schluckbare Kapsel beschrieben in
US 5,604,531 kann
beispielsweise den gesamten Verdauungstrakt durchlaufen und kann
daher als ein autonomes Videoendoskop betrieben werden. Eine Kapsel
wahlweise verwendet gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung kann ein Bild gebendes System umfassen, wie ein Videokamerasystemen
und eine Übermittlungsvorrichtung,
vorzugsweise eine drahtlose Übermittlungsvorrichtung,
welche den Videoausgang des Bild gebenden Systems übermittelt. Der
exakte Aufenthaltsort der Kapsel kann zu jedem Zeitpunkt bekannt
sein, was es erlaubt ein spezifisches Bild mit einem spezifischen
Ort der Kapsel im GI-Trakt zu verknüpfen. Weitere Kapseln sind
in
US 6,240,312 von
Alfano beschriebenen, und in
WO 01/50941 von
Refael. Eine mögliche
verwendete Kapsel kann eine ferngesteuerte, mikrodimensionale Vorrichtung
sein, umfassend einen Bewegungsmechanismus, wie einen mechanischen
Propeller, der doch einen Elektromotor angetrieben ist, oder der
gedreht werden kann doch einen eingebauten Gasfluss. Eine andere
Kapseln kann einen Rotationsmechanismus enthalten, der durch externe
Radiowellen geladen werden kann, und der eine Rotation der Kapsel
verursachen kann.
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Unter
Bezugnahme auf 2 umfasst die Vorrichtungen 30 eine
plane Beleuchtungsquelle 32, eine Bild gebende Vorrichtung 36 wie
einen CCD oder CMOS Bild gebenden Sensor, und eine Interaktionskammer 38 welche
alle hinter dem optischen Fenster 35 angeordnet sind. Die
Vorrichtungen 30 umfasst zudem eine Batterie 31 zur
Versorgungen der Elemente der Vorrichtung mit Energie, und einen Sender 34 zum Übermitteln
von Signalen von der Bild gebenden Vorrichtung 36 an ein
externes Empfangsystem (nicht dargestellt). In einer weiteren Ausgestaltung
kann die Vorrichtung 30 LEDs verwenden beispielsweise weiße LEDs,
um die Interaktionskammern 38 zu beleuchten. Die Vorrichtung 30 kann
einen externen angetriebenen Mechanismus umfassen, um Energie zu
den Elementen der Vorrichtung zu liefern. Zudem kann die Bild gebende
Vorrichtung 36 ein optisches System umfassen, zum Beispiel
einen Array von Mikrolinsen oder Fokussierelementen. Die Vorrichtung
kann eine Mehrzahl von Bild gebenden Vorrichtungen umfassen, und
optional auch die entsprechenden optischen Systemen, und optional eine
Mehrzahl von Beleuchtungsquellen. So kann beispielsweise eine Mehrzahl
von bildgebenden Vorrichtungen und optional eine Mehrzahl von Interaktionskammern
an gegenüberliegenden
Seiten der Vorrichtungen angeordnet sein, zum mehrdimensionalen
Abtasten und/oder Betrachten des Körperlumens.
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Die
Vorrichtung 30 wird als eine Kapsel dargestellt, welche
in der Lage ist den GI-Trakt zu durchlaufen und abzutasten, wobei
auch andere Vorrichtungen in der Lage sind andere Körperlumen
zu durchlaufen und abzutasten.
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Nachdem
die Vorrichtungen
30, beispielsweise durch Schlucken, in
den GI-Trakt eingeführt ist, und
die Bild gebende Vorrichtung
36 und die Beleuchtungsquelle
32 betrieben
werden, werden die GI-Traktwände
39 und
die Interaktionskammern
38 direkt doch die Beleuchtungsquelle
32 erleuchtet
und über
die Bild gebende Vorrichtung
36 bildartig erfasst. Die
Bilder werden an ein externes Empfangsystem übermittelt, beispielsweise
wie in
US 5,604,531 beschrieben.
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Die
Interaktionskammer 38 ist offen zu der GI-Traktumgebung,
derart, dass GI-Traktflüssigkeiten 37 über Öffnungen 38' in die Interaktionskammer 38 gelangen
können,
entweder passiv oder aktiv wie vorhin beschrieben. Die innerhalb
der Interaktionskammer enthaltenen Indikatoren (nicht gezeigt) sind auf
die Interaktionskammer beschränkt.
Die Indikatoren können
immobilisiert werden, wie oben beschrieben, oder sie können unfähig sein
die Interaktionskammer zu verlassen, aufgrund von selektiven Barrieren
in den Interaktionskammern, wie dargestellt in 2 und
wie nachfolgend beschrieben.
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Wie
in 2 dargestellt umfasst die Interaktionskammer 38 eine
selektive Membran 33, welche das Eintreten von GI Traktfluiden 37 ermöglicht,
jedoch keinen Verlust der Indikatoren von der Interaktionskammer 38 erlaubt.
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Während sich
die Vorrichtungen 30 entlang des GI-Traktes bewegt, treten
winzige Mengen der GI-Traktflüssigkeiten 37 langsam
in die Interaktionskammern 38 ein, so dass der gesamte
GI Trakt erfasst werden kann mit einer einzigen Interaktionskammer.
Alternativ kann das System derart konfiguriert werden, dass die
GI-Traktflüssigkeiten,
die in einem Gebiet des GI-Traktes in die Interaktionskammer gelangt
sind, durch Flüssigkeiten
eines neu erreichten Gebietes im GI-Trakt ersetzt werden. In diesem
Falle würden
die Interaktionskammern zwei Öffnungen
und zwei Membranen haben, um den Indikator bezüglich der Interaktionskammer
zu beschränken.
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Die
Vorrichtung 30 tastet die GI-Traktumgebung überall im
Lumen ab. Deshalb kann der Ursprung oder der genaue Ort von Pathologien
im GI-Trakt detektiert werden. So kann beispielsweise der Ursprungsort
einer Blutung im GI-Trakt wie folgt detektiert werden. Einem Patient
wird die Vorrichtung 30 in seinen GI-Trakt eingeführt. Die Vorrichtung umfasst
einen Bildgeber und zumindest eine Interaktionskammer, welche einen
Indikator für
Blut oder Blutbestandteile umfasst. Die Vorrichtung wandert passiv durch
den GI-Trakt des Patienten und erfasst dabei sowohl Bilder vom GI-Trakt
als auch von der Interaktionskammer. An einem Ort, an welchem es
im GI-Trakt blutet, wird die erfasste GI-Traktflüssigkeit Blut enthalten. Das
Blut wird mit dem Indikator in der Interaktionskammer 38 reagieren,
was eine optische Veränderung
zur Folge haben wird, welche durch den optischen Detektor 36 abgebildet
wird. Da Bild der optischen Veränderung
und der Ort im GI-Trakt wird an einen externen Operator übertragen,
der auf Grund des Zeitpunktes, an welchem das Bild erzeugt wurde,
den Ort der Vorrichtung 30 bestimmen kann, und daraus den
Ort der Blutung identifizieren kann. Mehrere Ursprungsorte für Blutungen
können
entlang des GI-Traktes identifiziert werden, wobei die Intensität der Blutung
kann an jedem Ursprungsort bestimmt werden, indem die Konzentration
des Blutes an jedem Ort beurteilt wird.
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Es
wird nun auf 3 Bezug genommen, welche schematisch
das Bildfeld zeigt, welches durch einen Bildgeber in der Vorrichtung 30 erhalten wird.
Ein einziger Bildgeber (36 in 2) wird
verwendet für
die Bildgebung sowohl der GI-Traktwände und der Interaktionskammern.
Daher enthält
das Bildfeld 40, welches vom Bildgeber erhalten wurde, beide
Bilder, sowohl die GI-Traktwand 49 und Bilder der Interaktionskammern 48.
Unterschiedliche Interaktionskammern 48A–D können unterschiedliche
Indikatoren enthalten, so dass im Bildfeld 40 das Muster
von Farben oder anderen optischen Veränderungen im Bild 48 erscheint,
welche den unterschiedlichen endoluminalen Substanzen im GI-Trakt
entsprechen.
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Es
ist erkennbar, dass ein Bildfeld aus mehreren Bildern erhalten werden
kann, auch von einer Mehrzahl unterschiedlicher Bildgebern oder
optischen Detektoren, welche der Einfachheit halber in ein Bildfeld ähnlich dem
Bildfeld 40 kombiniert werden können.
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Daher
ist es durch die Verwendung des erfindungsgemässen Systems möglich für jeden
Ort in einem Körperlumen
ein „Profil" von Substanzen oder physikalischen
Konditionen zu erlangen. Das aus dem Bild 48 abgeleitete „Profil", zusammen mit den aus
dem Bild der GI-Traktwand 49 abgeleiteten Daten, kann in
der Vivo-Diagnostik verwendet werden, wie der Diagnostik des GI-Traktes.