ES2632191T3 - Dispositivo robótico guiado magnéticamente para procedimientos endoscópicos - Google Patents

Dispositivo robótico guiado magnéticamente para procedimientos endoscópicos Download PDF

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ES2632191T3
ES2632191T3 ES11807765.0T ES11807765T ES2632191T3 ES 2632191 T3 ES2632191 T3 ES 2632191T3 ES 11807765 T ES11807765 T ES 11807765T ES 2632191 T3 ES2632191 T3 ES 2632191T3
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Pietro Valdastri
Gastone Ciuti
Arianna Menciassi
Paolo Dario
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Abstract

Dispositivo robótico para procedimientos endoscópicos que comprende un cuerpo (1) capsular que se extiende a lo largo de un eje (X) longitudinal, medios (2, 9) optoelectrónicos para detectar imágenes de una cavidad corporal de un paciente y medios de iluminación (8) para dicha cavidad corporal dispuestos en dicho cuerpo (1) capsular, medios sensibles a una fuerza magnética integral de dicho cuerpo (1) capsular y que comprende por lo menos un imán (11), medios para generar un campo (13) magnético externo al paciente, que se puede conectar magnéticamente a dichos medios sensibles a una fuerza magnética para mover y dirigir dicho cuerpo (1) capsular en dicha cavidad corporal y que comprende por lo menos un conducto (6; 16a, 16b) flexible para comunicar dicho cuerpo (1) capsular con una unidad (7) externa al paciente para alimentar un fluido gaseoso a dicha cavidad y succionar material desde el mismo y medios (4, 5, 6b, 14a, b ,15a, b) para soplar dicho fluido gaseoso en dicha cavidad corporal y succionar material o fluido gaseoso presente en dicha cavidad, dichos medios para soplar y succionar comprenden por lo menos una cámara (5, 15a) interna que comunica con dicho conducto flexible y una pluralidad de agujeros (4), formados sobre una parte de la pared lateral de dicho cuerpo (1) capsular que delimita dicha cámara (5); caracterizado porque dicho por lo menos un imán (11) se dispone en una cámara (12) formada en la parte de dicho cuerpo capsular radialmente opuesto a dicha cámara (5, 15a) interna con relación a dicho eje (X) longitudinal de dicho cuerpo (1) capsular.

Description

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DESCRIPCION
Dispositivo robotico guiado magneticamente para procedimientos endoscopicos CAMPO DE LA INVENCION
La presente invencion se refiere en general al campo de los dispositivos endoscopicos. Mas precisamente, la invencion se refiere a un dispositivo robotico guiado magneticamente del tipo capsular para llevar a cabo procedimientos endoscopicos, en particular en el tubo gastrointestinal.
ESTADO DE LA TECNICA
Los procedimientos endoscopicos del tubo gastrointestinal utilizan sondas flexibles con fibra optica equipadas con poderosos sistemas de lentes, una fuente de luz y canales de operacion para diagnosticar el lumen digestivo y posiblemente para el paso de farmacos o instrumentos que son adecuados para llevar a cabo los tratamientos terapeuticos y/o quirurgicos. Aunque este procedimiento medico es el unico procedimiento que es mmimamente invasivo disponible a la fecha para diagnosticar y tratar patologfas del tubo gastrointestinal con alta eficiencia y confiabilidad, en general no es bien tolerado por pacientes en razon a la insercion de una sonda endoscopica flexible, incluso aunque se lleve a cabo a traves de un orificio natural, y el soplado de aire, generan dolor. El dolor es la complicacion mas frecuente que ocurre cuando se lleva a cabo el examen diagnostico. En particular se puede provocar por un excesivo de soplado de aire, y tambien y especialmente por la formacion de bucles que tiran el mesenterio provocando de esta manera dolor. De hecho, si el operador no es capaz de hacer que el instrumento se mueva a lo largo del lumen del intestino correctamente, es posible sobre deformar el intestino provocando considerable dolor al paciente. Mas aun, los endoscopios convencionales pueden conducir a complicaciones debido a la sedacion, complicaciones cardiopulmonares e imposibilidad de llevar a cabo examenes diagnosticos de determinadas partes del sistema digestivo, como el intestino delgado.
Con el fin de resolver dichos problemas, al reducir la invasividad y al mejorar la conformidad del paciente, los dispositivos capsulares que son ingeribles y se puede mover pasivamente en el tubo gastrointestinal al efectuar movimientos peristalticos, representan la solucion y el recurso actualmente disponible en el mercado. Las capsulas endoscopicas hacen posible obtener imagenes de areas de interes del tubo gastrointestinal en una forma mmimamente invasiva y sin dolor para el paciente. Las imagenes obtenidas de esta manera pueden ser utilizadas por el doctor con el fin de detectar lesiones, polipos, areas de sangrado internas o para un diagnostico posterior de cancer del tubo gastrointestinal. El lfder en el mercado en el campo de capsulas endoscopicas es Given Imaging con los productos PillCam System. Otros fabricantes importantes de capsulas endoscopicas son Olympus (Endocapsule), IntroMedic Co. (MiroCam) y Chongqing Jinshan Science & Technology Group Co. Ltd (JS-MEII OMOM).
Uno de los principales problemas vinculados al uso de metodos endoscopicos capsulares llevados a cabo a traves de dispositivos disponibles en el mercado es la imposibilidad de separar tejidos mientras se explora el tubo del sistema gastrointestinal, tal como el colon, en el que su confiabilidad se reduce en gran medida debido a la tendencia de los tejidos a colapsar sobre las capsulas. En general, en dichas circunstancias, el tejido envuelve completamente el sistema capsular, limitando o evitando que el lumen se visualice. Un problema adicional de la endoscopia capsular se relaciona con la imposibilidad de ejercer control sobre la direccion y orientacion de la camara, montada en el dispositivo. Dispositivos comerciales actualmente disponibles en el mercado de viajan a traves del tubo digestivo pasivamente a traves de contracciones peristalticas, que toman unas pocas fotos por segundo del lumen circundante con una direccion y orientacion que es completamente aleatoria. Esto resulta en la posibilidad de tener negativos falsos, en razon a que potenciales areas de interes pueden no ser detectadas, y por lo tanto la imposibilidad de tener un diagnostico optimo y confiable del tubo digestivo pertinente.
La necesidad de superar dichos problemas, asociado con la ventaja considerable relacionada con la reduccion de invasividad, ha conducido al desarrollo de una gran cantidad de investigacion dirigida a mejorar las capacidades diagnosticas de las capsulas al equiparlas con funciones roboticas. En particular, el proposito es que permitan un movimiento activo y les permitan intervenir directamente en el tratamiento de lesiones. Un aspecto muy importante para la operacion de una capsula robotica es su capacidad de separar los tejidos del tubo gastrointestinal a lo largo del cual viaja, con el proposito de evitar ser un obstaculo al movimiento de la capsula y de permitir que se obtenga una exploracion visual adecuada.
Un ejemplo de un dispositivo capsular que es capaz de asegurar mecanico activo y ampliacion adecuada del lumen se describe en WO20O8/122997. En este documento, para la separacion de los tejidos del tubo gastrointestinal, la capsula esta provista con patas extensibles accionadas por motores de corriente continua. Si por un lado dicho sistema permite tanto el movimiento de la capsula como la separacion de los tejidos circundantes, sin embargo, de por otra parte, requiere un dispositivo electromecanico complejo, que es costoso y tiene alto consumo de energfa. La capsula esta equipada con dos grupos de seis patas radialmente extensibles que permiten una separacion uniforme del tejido colapsado del colon, promoviendo de esta manera la visualizacion de la superficie interna y al mismo tiempo permite que la capsula se mueva autonomamente. Incluso si la capsula de acuerdo con la patente
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mencionada anteriormente ha probado ser capaz de viajar a lo largo de la longitud completa del intestino grueso, pasando a traves de esquinas angostas, tal como la flexion esplenica del colon, que muestra un problema diferente en cuanto al sistema de suministro se refiere.
Otro ejemplo del dispositivo capsular con movimientos activos se describe en el documento US2004181127. En esta solucion el control de movimientos de la capsula se lleva a cabo mediante un sistema magnetico. Al interior de la capsula se encuentran medios magneticos o medios sensibles a un campo magnetico externo y el movimiento de la capsula en el lumen intestinal se induce a traves de movimientos controlados del campo magnetico externo. Sin embargo, el movimiento de la capsula se hace diffcil por el hecho de que esta tiende a pegarse a las paredes del lumen debido a la fuerza magnetica que actua sobre esta. El documento DE 10 2005 032 371 A1 divulga un dispositivo capsular de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1.
Una revision completa del estado de la tecnica sobre los aspectos de las capsulas endoscopicas se proporciona por Moglia A. et al., “Capsule endoscopy: progress update and challenges ahead”, Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology 6, 353-361 (junio 2009).
El proposito de la presente invencion es proporcionar un dispositivo endoscopico del tipo capsular que puede evitar tanto las desventajas de los endoscopios flexibles convencionales, reduciendo la invasividad de los mismos y el dolor para el paciente, aumentando de esta manera la conformidad del paciente y las desventajas de los endoscopios capsulares, al aumentar su capacidad de control al movimiento y su volumen limitante.
Un proposito adicional de la presente invencion es proporcionar un dispositivo endoscopico del tipo mencionado anteriormente que tambien permita tratamientos quirurgicos y/o terapeuticos locales para ser llevados a cabo en areas del tubo gastrointestinal inspeccionado.
RESUMEN DE LA INVENCION
Estos propositos y propositos adicionales se alcanzar con el dispositivo robotico guiado magneticamente para procedimientos endoscopicos de acuerdo con la presente invencion cuyas caractensticas principales se reportan en la reivindicacion 1. Caractensticas importantes adicionales se reportan en las reivindicaciones dependientes.
De acuerdo con un aspecto principal de la invencion, el dispositivo robotico actual es del tipo capsular equipado con un control activo de su movimiento a traves de una fuente, externa al paciente, de campo magnetico obtenido con sistemas magneticos permanentes o con electro imanes y su comunicacion con una unidad externa para soplar aire, que determina la separacion de los tejidos circundantes y para succionar fluidos y sustancias presentes en el tubo digestivo. El sistema de soplado tambien puede ser explotado para propositos terapeuticos para liberar y suministrar un farmaco dentro del tubo gastrointestinal bajo examen y se puede adaptar para la introduccion de instrumentos medicos con el fin de llevar a cabo cirugfa local o tomar muestras de biopsia.
La posibilidad de desarrollar un sistema de soplado valido adecuado para separar el tejido colapsado del tubo gastrointestinal de esta manera tiene un doble valor clmico para un sistema endoscopico robotico: (a) mejora de la visualizacion del lumen por una camara interna y (b) pasar mas suave la capsula al utilizar estrategias de movimiento activo.
La implementacion del dispositivo endoscopico del tipo cable de acuerdo con la invencion hace posible separar los tejidos colapsados y en consecuencia visualizar efectivamente el lumen y permite el movimiento activo a traves del metodo magnetico para procedimientos diagnosticos, terapeuticos y endoscopicos quirurgicos, del tipo mmimamente invasivo, que representa una alternativa valida tanto para endoscopia del tipo capsular como convencional.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
Caractensticas adicionales y ventajas del dispositivo robotico para procedimientos endoscopicos de acuerdo con la presente invencion seran mas claras a partir de la siguiente descripcion de una realizacion de la misma dada como un ejemplo y no para propositos limitantes con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La figura 1 es una vista en perspectiva de una capsula endoscopica del dispositivo robotico de acuerdo con la invencion;
La figura 2 es una vista de seccion longitudinal de la capsula de la figura 1;
Las figuras 3 a 7 muestran esquematicamente las modalidades de uso del dispositivo robotico de acuerdo con la invencion;
La figura 8 es una vista en perspectiva de una primera realizacion de la capsula endoscopica del dispositivo robotico de acuerdo con la invencion;
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La figura 9 es una vista en perspectiva de una segunda realizacion de la capsula endoscopica del dispositivo robotico de acuerdo con la invencion;
La figura 10 es una vista de seccion longitudinal de la capsula de la figura 9.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION
Con referencia a la figura 1, el dispositivo robotico para procedimientos endoscopicos de acuerdo con la invencion comprenden un cuerpo 1 hueco cilmdrico, que se extiende de acuerdo con el eje X longitudinal, con dimensiones que son comparables con aquellas de una capsula endoscopica disponible en el mercado, es decir, aproximadamente 11 mm de diametro y 24-31 mm (en promedio 26 mm) de longitud y por lo tanto, como tal permite ser insertada, sin dificultad, en el tubo gastrointestinal a traves de un orificio natural.
En la presente realizacion de la invencion, el dispositivo robotico se configura con el fin de ser utilizado como un colonoscopio, pero es claro que, con modificaciones constructivas que son obvias para el experto en la tecnica, se puede configurar tambien para otros procedimientos endoscopicos, por ejemplo, para endoscopia gastroesofagica.
El cuerpo cilmdrico 1 se trae de un material biocompatible, resistente a los agentes qmmicos presentes dentro del intestino grueso, por ejemplo, materiales poliolefmicos, tal como polietileno de alta densidad (HDPE), o materiales de fluoropolfmero, tal como politetrafluoroetileno (PTFE). El espesor del cuerpo de la capsula tiene que ser tal que soporte una presion interna del orden de kPa.
El cuerpo cilmdrico 1 tiene un primer extremo o extremo 1a delantero y un segundo extremo o extremo 1b posterior. El extremo 1a se cierra por un lente 2, plano en la realizacion ilustrada, pero tambien se puede configurar como una tapa o en cualquier caso que pueda ser cubierto por un extremo redondeado con el fin de facilitar la insercion y el movimiento dentro de la cavidad del cuerpo. El extremo 1b posterior se cierra por una parte 3 de tapa. En la actual Descripcion los terminos delantero y posterior deben estar destinados a referirse a la direccion del movimiento del cuerpo capsular 1 en el lumen intestinal.
Como una realizacion de ejemplo, el cuerpo 1 cilmdrico ha sido hecho de material acnlico (VisiJet XT200, Inition, ThingLab, Londres, Reino Unido) a traves de tecnicas de prototipos rapidos. En particular dicho material consiste en una parte (35-45%) de polfmero de acrilato uretano, una segunda parte (45-55%) de ester de dimetacrilato trietileno glicol y tiene un diametro de 15 mm, una longitud de 34 mm y un peso de 7.8 g. La capsula se somete a esterilizacion a traves de un procedimiento con oxido de etileno sin sufrir danos al material o a los electronicos integrados.
Tambien con referencia a la figura 2, se forma una pluralidad de agujeros 4 sobre una parte de la superficie lateral del cuerpo 1 con el fin de colocar el exterior del cuerpo 1 en comunicacion con una camara 5 interna del mismo. La camara 5 comunica a su vez con un sistema para soplar un fluido gaseoso, tal como aire y para succionar, indicado genericamente con 7, en un uso destinado a permanecer externo del tipo convencional, que consiste, por ejemplo, de una bomba de diafragma de aire/agua distribuida por la comparMa Parker Hannifin, a traves de un conducto o una cubierta 6 de forma de tubo flexible que se extiende desde el extremo 1 a posterior del cuerpo 1 a traves de la tapa 3. El aire que viene del sistema 7 de soplado externo se transporta dentro de la camara 5 a traves de la cubierta 6 y se expele en el lumen intestinal a traves de los agujeros 4 para separar la pared del tubo a traves del cual se mueve la capsula.
El flujo de aire se regula a traves de un sistema de control, que no se muestra, por ejemplo, una valvula de ajuste de velocidad de flujo, y se monitoriza en un ciclo cerrado a traves de sensores de presion y flujo. Una vez la valvula se abre, el aire puede fluir a traves de la cubierta 6 flexible hasta la cara 5 en donde es expelido rapidamente por medio de agujeros 4 dentro del tubo digestivo. Alternativamente, es posible crear una depresion y succionar fluidos o sustancias presentes en el tubo intestinal. Mas aun, la cubierta 6 se puede utilizar para introducir farmacos y posteriormente expelerlos en las paredes del lumen con proposito terapeutico.
De acuerdo con una realizacion preferida de la invencion, se dispone un conducto flexible adicional paralelo al conducto de 6 y que se extiende a traves de la tapa 3 hacia el extremo 1a delantero; el conducto esta provisto adicionalmente con una boquilla para pulverizar agua sobre los lentes 2, limpiando de esta manera cualesquier materiales depositados posiblemente durante el procedimiento colonoscopico. El agua para este sistema de lavado proviene del sistema externo que transporte agua en el conducto a traves de la boquilla, y se expele a traves de los agujeros 4.
Cerca al extremo delantero, en una posicion inmediatamente detras del septo 2 se encuentra un grupo 8 de iluminacion LED y una camara 9 y opticas relativas para visualizar el lumen intestinal en el que se encuentra la capsula. Por ejemplo, una segunda cubierta 10 flexible, por ejemplo, de aproximadamente 1 mm de diametro, se extiende desde la tapa 3 y contiene los cables de suministro de energfa electrica para el LED, para la camara y para los electronicos de control presente sen el dispositivo y un cable electrico para trasmitir la senal de video.
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Un elemento 11 magnetico se aloja dentro del cuerpo 1 en una camara 12 adicional del mismo que se extiende longitudinalmente desde el lado opuesto de la camara 5 con respecto al eje X. El elemento 11 magnetico es un iman permanente o un electroiman con propiedades de magnetizacion y direccion que son compatibles con medios externos, que generan un campo magnetico externo, indicado en general con referencia al numeral 13, con el fin de asegurar una alineacion optima, arrastre y orientacion de la capsula en el tubo digestivo en cuestion.
Un ejemplo del elemento 11 magnetico dentro de la capsula puede estar constituido por una serie de imanes de neodimio (grado N52) con una forma circular y direccion axial de magnetizacion y con una remanencia igual a 1.48T. El componente unico de dicho elemento magnetico interno tiene un diametro de 3 mm, un espesor de 1 mm y un peso igual a 0.05 g. Dichos modulos magneticos se conectan con el fin de hacer hasta tres lmeas, cada una hecha de 22 componentes magneticos. Los medios 13 generadores de campo magneticos externos pueden, de otra parte, consistir de unico iman de neodimio (grado N48 y remanencia igual a 1.42T) que tiene forma cilmdrica con una direccion de magnetizacion diametral y un diametro igual a 90 mm, una longitud igual a 100 mm y un peso de aproximadamente 4 kg. El movimiento y la variacion de la orientacion de dicho iman, asf como una funcion de la seleccion adecuada de las propiedades de los modulos magneticos, determina una variacion de correspondencia de posicion y orientacion del dispositivo capsular dentro del tubo digestivo.
La operacion del dispositivo robotico de acuerdo con la invencion se describe ahora con referencia a las figuras de 3 a 7.
La capsula 1 se inserta en el cuerpo del paciente a traves de un orificio natural (por ejemplo, el canal anal en el caso de una colonoscopia) y se arrastra y orienta a traves del acoplamiento magnetico que se establece entre el iman 13 externo y el iman 11 dentro de la capsula 1 en areas del tubo C digestivo que se separan suficientemente con el fin de tener un movimiento confiable y una buena visualizacion del lumen (Figura 3). Cuando la capsula llega contra regiones colapsadas, se activa el sistema de soplado con el fin de estirar el tejido circundante (Figura 4). El aire comprimido, producido por la unidad 7 externa, se introduce dentro del conducto 6 flexible, con el fin de ser transportado a la camara 5 dentro de la capsula desde donde se expele inmediatamente a traves de los agujeros 4 presentes en la pared externa (Figura 5).
Uno de los tejidos circundantes se ha estirado luego del soplado de aire controlado desde el exterior, la capsula se puede transportar y orientar en una forma efectiva y confiable a traves del acoplamiento magnetico (Figura 6) con el iman 13 externo, cuyo movimiento produce un movimiento correspondiente de la capsula.
Cuando es necesario, el dispositivo es capaz de succionar fluidos y sustancias presentes en el tubo digestivo a traves de la misma ruta, en la que el conducto 6 flexible se utiliza para transportar el material succionado externo (Figura 7). El mismo sistema de soplado y succion se puede utilizar para procedimientos terapeuticos a traves de la dispersion localizada de un farmaco dentro del tubo gastrointestinal.
El conducto 6 flexible, utilizado para la introduccion de aire y la posterior separacion del tejido, asf como para la liberacion de un farmaco y la succion de una sustancia y fluidos presentes en el tubo digestivo, tambien se puede explotar como un canal operativo para el paso de instrumentos tal como pinzas o dispositivos para biopsia (en este caso con un diametro interno que es no mayor de 2 mm para el paso de instrumentos endoscopicos).
Esta realizacion se ilustra en la figura 8. El dispositivo robotico de acuerdo con esta realizacion se puede utilizar para llevar a cabo procedimientos quirurgicos a traves de un instrumento adecuado para cirugfa endoscopica ilustrado esquematicamente he indicado con el numeral 17 de referencia. En este caso la introduccion y la succion de fluidos, asf como la liberacion de un farmaco en el tubo gastrointestinal, no ocurre a traves de los agujeros de la pared externa, sino por el contrario la introduccion y succion ocurren directamente a traves del mismo conducto 6 flexible que pasa dentro de la capsula con una salida 6b en el extremo 1 delantero de la misma, como se muestra en la figura 8.
De acuerdo con una realizacion particular de la invencion, se proporciona el conducto 6 que tiene una flexibilidad variable y rigidez a lo largo de su longitud, de tal manera que la parte del conducto que sale de la tapa 3 comprende por lo menos una primera parte adyacente a la tapa de 3, que tiene mayor flexibilidad al doblado y una segunda parte comprendida entre el primero y el extremo del conducto, en donde se van a insertar los instrumentos, que tienen una flexibilidad al doblado y una mayor resistencia mecanica que el resto del conducto, la mayor resistencia y menor flexibilidad al doblado hacen mas facil la introduccion de instrumentos. Mas aun, esta porcion mas ngida del conducto es util para tirar o empujar posiblemente la capsula por medios mecanicos, que se asocian a los medios magneticos en particular como un sistema de seguridad para la remocion rapida de la capsula del intestino. La primera parte contigua a la tapa, gracias a su mayor flexibilidad, facilita la orientacion del cuerpo 1 de capsula y puede tener aproximadamente la misma longitud que el cuerpo capsular, la segunda parte mas ngida tiene diferentes longitudes de acuerdo con diferentes necesidades y usos de la capsula.
En otra realizacion se explota el sistema de soplado y succion con el fin de generar un colchon de aire entre la capsula y los tejidos con el fin de reducir la friccion estatica y dinamica durante el arrastre y la orientacion de la capsula. Como se muestra en las figuras 9 y 10, el cuerpo 1 de la capsula comprende dos camaras interna 15a y
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15b, una contiene el iman 11, que recibe aire del exterior a traves de un primer conducto 16a flexible y lo expele en el lumen a traves de los agujeros 14a formados sobre la parte de cuerpo capsular en contacto con el tejido, mientras que la otra succiona la misma cantidad de aire soplado, a traves de un segundo conducto 16b flexible y agujeros 14b formados sobre la pared de la capsula libre del tejido, en razon a que es opuesta con respecto a la parte en donde se dispone el iman 11.
Tal proceso asegura de esta manera la creacion de un colchon de aire entre la capsula 1 y la pared del tubo gastrointestinal en una condicion de presion constante dentro del intestino. Una vez el tubo bajo examen ha sido soplado con una cantidad de aire suficiente para la separacion del mismo (para asegurar la visualizacion y el movimiento) el accionamiento de dicho sistema reduce considerablemente la friccion e contacto entre el dispositivo capsular y el lumen propiamente dicho. De hecho, el soplado de aire ocurre en oposicion con respecto a la fuerza magnetica, y por lo tanto se evita que el cuerpo 1 capsular se pegue totalmente a la pared de la cavidad, lo que puede de otra forma obstruir su movimiento. Tambien en esta realizacion el mismo sistema que soplado se puede utilizar para la liberacion localizada de un farmaco, mientras que el sistema de succion se puede utilizar para procedimientos de flui de succion y sustancias dentro del tubo digestivo.
Los conductos 16a y 16b flexibles se pueden separar o unir dentro de un canal conectado a la unidad 7 de succion o introduccion externa, y estan provistos para tener una flexibilidad variable y rigidez a lo largo de su longitud como se describio anteriormente para el conducto 6.
La localizacion del dispositivo robotico de acuerdo con la invencion dentro de la region del intestino grueso se puede controlar a traves de sistemas de seguimiento magnetico del tipo conocido (similar por ejemplo a sistemas descritos en Richert B. et al., “Magnetic sensor techniques for new intelligent endoscopic capsules” in 10th Symposium Magnetoresistive Sensors and Magnetic Systems, 2009; “Motilis medica.” (
http://www.motilis.com/)) que tiene un control intuitivo de la capsula por parte del operador a traves de la plataforma de control. Finalmente, la presencia del conducto 6 flexible (o 16a, b) hace posible definir la distancia viajada por la capsula desde el orificio en el que se inserta y de esta manera conoce la posicion de las patologfas o puntos clmico de interes para asegurar la posibilidad de una posible operacion posterior.
El dispositivo robotico de acuerdo con la presente invencion representa el primer dispositivo robotico capsular de tipo cableado para procedimientos endoscopicos con movimiento activo basado en campos magneticos y con un sistema de soplado para separar el tejido digestivo y succionar fluidos y sustancias presentes en el tubo digestivo, asf como para la liberacion localizada de farmacos para propositos terapeuticos.
El presente dispositivo permite para reducir la invasividad y el dolor de procedimientos endoscopicos llevados a cabo a traves de endoscopios flexibles convencionales y la separacion del tejido asegura una visualizacion confiable y eficiente del lumen y la posibilidad de movimiento a traves del metodo magnetico activo. El dispositivo, en sus realizaciones mencionadas anteriormente, se puede utilizar para procedimientos diagnosticos, terapeuticos y quirurgicos endoscopicos y representa una alternativa valida para endoscopios flexibles actualmente disponibles en el mercado.

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    REIVINDICACIONES
    1. Dispositivo robotico para procedimientos endoscopies que comprende un cuerpo (1) capsular que se extiende a lo largo de un eje (X) longitudinal, medios (2, 9) optoelectronics para detectar imagenes de una cavidad corporal de un paciente y medios de iluminacion (8) para dicha cavidad corporal dispuestos en dicho cuerpo (1) capsular, medios sensibles a una fuerza magnetica integral de dicho cuerpo (1) capsular y que comprende por lo menos un iman (11), medios para generar un campo (13) magnetico externo al paciente, que se puede conectar magneticamente a dichos medios sensibles a una fuerza magnetica para mover y dirigir dicho cuerpo (1) capsular en dicha cavidad corporal y que comprende por lo menos un conducto (6; 16a, 16b) flexible para comunicar dicho cuerpo (1) capsular con una unidad (7) externa al paciente para alimentar un fluido gaseoso a dicha cavidad y succionar material desde el mismo y medios (4, 5, 6b, 14a, b ,15a, b) para soplar dicho fluido gaseoso en dicha cavidad corporal y succionar material o fluido gaseoso presente en dicha cavidad, dichos medios para soplar y succionar comprenden por lo menos una camara (5, 15a) interna que comunica con dicho conducto flexible y una pluralidad de agujeros (4), formados sobre una parte de la pared lateral de dicho cuerpo (1) capsular que delimita dicha camara (5); caracterizado porque dicho por lo menos un iman (11) se dispone en una camara (12) formada en la parte de dicho cuerpo capsular radialmente opuesto a dicha camara (5, 15a) interna con relacion a dicho eje (X) longitudinal de dicho cuerpo (1) capsular.
  2. 2. El dispositivo robotico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho cuerpo (1) capsular comprende una primera camara (15a) interna delimitada por una primera parte de dichas paredes de dicho cuerpo (1) capsular sobre el cual se forma una primera pluralidad de agujeros (14a), y una segunda camara (15b) interna que aloja dichos medios sensibles a una fuerza (11) magnetica y delimitados por una segunda parte de pared lateral de dicho cuerpo (1) capsular, sobre el cual se forma una segunda pluralidad de agujeros (14b), un primer (16a) y un segundo (16b) conductos flexibles se proporcionan para comunicar dicha primera (15a) y segunda (15b) camaras internas con dicha unidad (7) de alimentacion/succion, en tal forma que dichos fluidos gaseosos se soplan a dicha segunda camara (15b) interna, y dicho segundo conducto (16b), mientras que el material y fluido gaseoso presente en dicha cavidad se succiona a traves de dicha primera camara (15a) interna y dicho primer conducto (16a), con lo cual se forma un cojm entre dicho cuerpo (1) capsular y la pared de cavidad corporal, en oposicion a la fuerza magnetica, reduciendo asf la friccion.
  3. 3. El dispositivo robotico de acuerdo con la reivindicacion 2, en donde dicho conducto (6) flexible tiene un tamano que permite el paso de un instrumento (17) de cirugfa diagnostico o endoscopico a traves de este.
  4. 4. El dispositivo robotico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende adicionalmente una conexion (10) electrica cableada para conectar electricamente dicho cuerpo (1) capsular a una fuente externa de energfa al paciente.
  5. 5. El dispositivo robotico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dichos medios optoelectronics comprenden por lo menos un lente (2) colocado en un extremo de dicho cuerpo (1) capsular y una camara (9) para adquirir imagenes del tubo de cavidad en el que se mueve dicho cuerpo (1) capsular.
  6. 6. El dispositivo robotico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho conducto (6; 16a, 16b) flexible es capaz de transporter un farmaco que se va a suministrar localmente en dicha cavidad corporal.
  7. 7. El dispositivo robotico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha cavidad corporal es el tubo gastrointestinal.
  8. 8. El dispositivo robotico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende adicionalmente un conducto flexible adicional dispuesto en paralelo al conducto (6; 16a, 16b) y que se extiende a traves de la tapa (3) hacia el extremo delantero (1a), dicho conducto adicional es capaz de suministrar agua es dichos lentes (2) para lavarlos y limpiarlos de cualquier material depositado posiblemente sobre este durante uso.
  9. 9. El dispositivo robotico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el dicho conducto (6, 16a, 16b) flexible tiene una flexibilidad variable a lo largo de su longitud de tal manera que la parte de dicho conducto que sobresale de la tapa (3) externa al cuerpo (1) capsular comprende por lo menos dos parte que tienen flexibilidad diferentes, una primera parte adyacente a dicha tapa (3) que tiene mayor flexibilidad al doblado, y una segunda parte comprendida entre un primer conducto y el extremo de dicho conducto que tiene una flexibilidad al doblado inferior y una mayor resistencia mecanica.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITFI20110114A1 (it) 2011-05-31 2012-12-01 Scuola Superiore Di Studi Universit Arie Di Perfe Piattaforma robotica per chirurgia mininvasiva
US9737364B2 (en) 2012-05-14 2017-08-22 Vanderbilt University Local magnetic actuation of surgical devices
US9826904B2 (en) 2012-09-14 2017-11-28 Vanderbilt University System and method for detecting tissue surface properties
US10485409B2 (en) 2013-01-17 2019-11-26 Vanderbilt University Real-time pose and magnetic force detection for wireless magnetic capsule
US10758111B2 (en) 2014-09-09 2020-09-01 Vanderbilt University Hydro-jet endoscopic capsule and methods for gastric cancer screening in low resource settings
EP3344113B1 (en) 2015-09-03 2023-01-18 Neptune Medical Inc. Device for endoscopic advancement through the small intestine
US11122971B2 (en) 2016-08-18 2021-09-21 Neptune Medical Inc. Device and method for enhanced visualization of the small intestine
US11122965B2 (en) 2017-10-09 2021-09-21 Vanderbilt University Robotic capsule system with magnetic actuation and localization
CA3106275A1 (en) 2018-07-19 2020-01-23 Neptune Medical Inc. Dynamically rigidizing composite medical structures
US11793392B2 (en) 2019-04-17 2023-10-24 Neptune Medical Inc. External working channels
JP2023520780A (ja) 2020-03-30 2023-05-19 ネプチューン メディカル インク. 装置硬化のための層状壁
US20230346204A1 (en) 2022-04-27 2023-11-02 Neptune Medical Inc. Endoscope sheath apparatuses

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6866626B2 (en) * 2001-11-09 2005-03-15 Ethicon-Endo Surgery, Inc. Self-propelled, intraluminal device with working channel and method of use
JP2004298560A (ja) 2003-04-01 2004-10-28 Olympus Corp カプセル内視鏡システム
JP4009588B2 (ja) * 2003-12-26 2007-11-14 オリンパス株式会社 内視鏡
DE102005032371A1 (de) * 2005-07-08 2007-01-11 Siemens Ag Endoskopiekapsel
DE102005032578A1 (de) * 2005-07-11 2007-02-01 Siemens Ag Fruchtblasenkapsel
US20110004058A1 (en) * 2006-01-30 2011-01-06 Vision - Sciences Inc. Controllable Endoscope
US20080015413A1 (en) * 2006-02-22 2008-01-17 Olympus Medical Systems Corporation Capsule endoscope system and medical procedure
WO2008122997A1 (en) 2007-04-04 2008-10-16 Scuola Superiore Di Studi Universitari E Di Perfezionamento Sant'anna Teleoperated endoscopic capsule

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