ITFI20110141A1 - Capsula endoscopica per il prelievo di campioni bioptici gastrointestinali - Google Patents

Description

TITOLO

CAPSULA ENDOSCOPICA PER IL PRELIEVO

DI CAMPIONI BIOPTICI GASTROINTESTINALI

DESCRIZIONE

Ambito dell’Invenzione

La presente invenzione riguarda in generale il settore dell’endoscopia in particolare del tratto gastrointestinale e più precisamente si riferisce ad una capsula ingeribile dotata di un meccanismo ad azionamento magnetico per il prelievo di campioni bioptici nel tratto gastrointestinale.

Stato della tecnica

Le procedure endoscopiche per l’esplorazione di cavità interne e articolazioni del corpo umano sono in uso da quasi trent’anni e tradizionalmente impiegano endoscopi a fibre ottiche dotati di potenti sistemi di lenti e di almeno una sorgente luminosa per illuminare le aree di interesse. Alcuni endoscopi sono muniti di strumenti bioptici con pinze per il prelievo contemporaneo di campioni. L’utilizzo pratico di questi strumenti presenta grossi inconvenienti legati ad esempio al corretto direzionamento delle pinze bioptiche per raggiungere la migliore angolazione delle pinze rispetto al tessuto da prelevare, così che spesso non sono asportati campioni sufficientemente grandi da poter svolgere un esame bioptico significativo.

Inoltre, le procedure endoscopiche sono procedure invasive che risultano dolorose ed in generale poco accettate dai pazienti adulti, mentre sono addirittura inutilizzabili sui pazienti pediatrici.

In anni recenti sono state introdotte le capsule endoscopiche ingeribili e capaci di fornire immagini del tratto gastrointestinale muovendosi al suo interno per effetto dei movimenti peristaltici del medesimo o per l’azione di sistemi di movimentazione posti dentro la capsula. Sono noti anche esempi di capsule munite di strumenti per il prelievo di campioni, ad esempio a forma di pinza, in cui la pinza à ̈ azionata da complessi meccanismi, necessariamente alloggiati all’interno della capsula, le cui dimensioni non possono perciò essere molto ridotte. Oltre agli svantaggi detti sopra per gli endoscopi con pinze, che si ripropongono anche nel caso di queste capsule, si ha anche l’inconveniente delle grandi dimensioni che rendono la capsula inutilizzabile per uso pediatrico.

Resta pertanto tuttora sentito il problema di disporre di un dispositivo in grado di effettuare prelievi bioptici mini-invasivi nel tratto gastrointestinale, che possa essere utilizzato senza limitazioni su pazienti pediatrici mentre su pazienti adulti consenta ad esempio programmi di screening di massa indolore, fino ad oggi inattuabili.

Scopi e sintesi dell'invenzione

Lo scopo della presente invenzione à ̈ di fornire un dispositivo endoscopico per prelievi bioptici mini-invasivi in una cavità corporea, quale il tratto gastrointestinale, che sia utilizzabile anche su pazienti pediatrici.

Un altro scopo della presente invenzione à ̈ di fornire un dispositivo di questo tipo che possa essere localizzato ed orientato all’interno della cavità corporea.

Questi scopi vengono raggiunti con il dispositivo secondo la presente invenzione le cui caratteristiche essenziali sono riportate nella rivendicazione 1. Ulteriori importanti caratteristiche sono contenute nelle rivendicazioni dipendenti.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del dispositivo secondo la presente invenzione risulteranno chiari dalla descrizione che segue di una sua forma realizzativa fatta a titolo esemplificativo e non limitativo con riferimento ai disegni annessi in cui:

- le figure 1a e 1b sono viste prospettiche del dispositivo secondo la presente invenzione, in due diverse configurazioni operative;

- le figure 2a, 2b, 2c, 2d mostrano una rappresentazione grafica della sequenza di funzionamento del dispositivo di figura 1;

- le figure 3a, 3b sono rappresentazioni grafiche del sistema magnetico nei due stati, di equilibrio a riposo (fig.3a) e in presenza di un campo magnetico esterno (fig.

3b);

- le figure 4a, 4b illustrano il meccanismo di attuazione interno del presente dispositivo nelle versioni a singola coppia di magneti (fig. 4a) e a doppia coppia di magneti (fig.4b);

- la figura 5 Ã ̈ una vista interna del dispositivo con meccanismo magnetico a lama e sensore magnetico filato.

Descrizione dettagliata dell'invenzione

Con riferimento alle figure da 1 a 5, si à ̈ indicato con 1 il dispositivo secondo l’invenzione, in cui 2 à ̈ un corpo capsulare cavo, di forma cilindrica e chiuso alle estremità, in cui à ̈ inserita una coppia di magneti permanenti 3 e 4 cilindrici diametralmente magnetizzati disposti in posizione adiacente ed in modo coassiale, e di cui il magnete 3 à ̈ vincolato al corpo capsulare ed il magnete 4 à ̈ montato su un albero centrale 5, libero di ruotare attorno al proprio asse sostenuto da un cuscinetto 7. All’albero rotante 5 à ̈ anche solidale una lama 6 di profilo circolare. Un orifizio 8 dai bordi interni taglienti à ̈ ricavato sulla superficie laterale del corpo capsulare e dedicato alla raccolta del campione bioptico da prelevare. Il profilo della lama 6 definisce con quello dell’albero 5 una camera 9 in grado di accogliere tessuto prelevato.

Il corpo capsulare 2 à ̈ realizzato in materiale biocompatibile resistente agli acidi gastrici, ad esempio materiali poliolefinici, quali il polietilene ad alta densità (HDPE), oppure materiali fluoropolimerici, quali il politetrafluoroetilene (PTFE). Lo spessore del corpo della capsula deve essere tale da resistere ad una pressione interna dell’ordine di 50 kPa. Le dimensioni della capsula sono tali da rendere possibile la sua ingestione senza difficoltà anche da pazienti pediatrici, ad esempio come quelle di una pillola vitaminica.

Entro una delle due metà del corpo capsulare 2, sono disposti i due magneti 3 e 4, di forma sostanzialmente cilindrica, in posizione adiacente l’uno all’altro, come mostrato in figura 4a. L’altra metà del corpo capsulare à ̈ invece occupata dall’albero rotante 5 circondato dalla lama concentrica 6 disposta in corrispondenza dell’orifizio 8. In figura 4b, à ̈ mostrato invece un dispositivo con doppia coppia di magneti 3, 4 e 3a, 4a, in cui la seconda coppia à ̈ aggiunta alla prima coppia dalla parte opposta rispetto alla lama concentrica 6, per incrementare i momenti e le forze magnetiche generate.

Come mostrato in Figura 2a, in condizione di riposo, cioà ̈ in assenza di campi magnetici esterni, l’orifizio 8 à ̈ mantenuto ermeticamente chiuso dalla lama 6. I magneti interni al dispositivo in condizione di riposo infatti raggiungono uno stato di equilibrio con orientamento magnetico opposta. Per effetto di un forte campo magnetico esterno (generato ad esempio da un magnete permanente posto sull’addome del paziente) il dispositivo aderisce al lume intestinale P grazie all’attrazione magnetica e tramite la pressione esercitata dalla capsula sul tessuto, una porzione di mucosa M viene spinta all’interno dell’orifizio aperto 8 (figura 2b). Contemporaneamente all’adesione infatti, il magnete interno rotante 4 vincolato all’albero 5 si allinea (ruotando di 180°) in maniera concorde sia al campo esterno che a quello interno, vincendo la repulsione del magnete adiacente fisso 3 al corpo capsulare (figure 3a e 3b). Tale rotazione à ̈ perciò trasmessa alla lama 6 solidale all’albero 5 che espone conseguentemente l’orifizio 8 su cui si affaccia il tessuto, che entra in esso per la forte pressione dovuta all’attrazione magnetica.

La progressiva diminuzione di campo esterno (associato per esempio all’allontanamento di un magnete esterno 11) determina l’automatica richiusura dell’orifizio per riallineamento (in direzione opposta) dei magneti interni ed il conseguente taglio del campione introdotto grazie alla coppia repulsiva generata (figura 2c). L’orifizio da cui entra il campione à ̈ direttamente comunicante con la camera 9 interno formata tra la lama 8 e l’albero 5; una volta terminata la procedura detta camera viene mantenuta chiusa per evitare qualsiasi fuoriuscita di materiale (figura 2d).

L’apertura dell’orifizio 8, per effetto della rotazione della lama 6, avviene soltanto quando i i magneti 3 e 4 sono perfettamente allineati. Al minimo sfasamento dei magneti interni, determinato da un leggero allontanamento del magnete esterno, la forza di attrazione à ̈ ancora elevata, mentre la lama 6 intercetta già il tessuto iniziando il taglio di esso e la richiusura dell’orifizio 8.

Impiegando un campo magnetico esterno di intensità relativamente bassa, ma sufficiente a generare interazione con i magneti interni, la capsula può essere trascinata e mossa all’interno del lume intestinale senza indurre rotazione del magnete mobile 4 e mantenendo perciò chiuso l’orifizio 8.

Al fine di monitorare lo stato del dispositivo come del meccanismo magnetico, dei sensori possono essere integrati a bordo del dispositivo. In particolare, l’uso di un sensore di campo magnetico 10, disposto per esempio come in figura 5, permette di rilevare non solo la posizione angolare del magnete mobile e quindi della lama rispetto al corpo capsulare (orifizio aperto/chiuso), ma anche di valutare l’interazione con il campo esterno di attivazione (fase di riposo, fase di trascinamento, fase di adesione, fase di prelievo ed immagazzinamento).

Nell’uso, una volta ingerita la capsula, ne viene seguito il percorso mediante un sistema di tracking magnetico, di tipo convenzionale, finché non raggiunge il sito prestabilito all’interno del tratto gastrointestinale. A questo punto, attivando il campo magnetico esterno, si porta il dispositivo in una posizione precisa e lo si orienta opportunamente in una direzione allineando il campo magnetico esterno quanto necessario.

Varianti e/o modifiche potranno essere apportate alla capsula endoscopica secondo la presente invenzione senza per questo uscire dall'ambito protettivo dell'invenzione medesima come definita nelle rivendicazioni annesse.

Claims (4)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per il prelievo di campioni bioptici di tessuto entro una cavità corporea comprendente un corpo capsulare cavo (2), chiuso alle estremità, munito di un orifizio (8), un meccanismo magnetico di attuazione costituito da almeno una coppia di magneti permanenti (3, 4) diametralmente magnetizzati disposti in posizione adiacente l’uno all’altro e coassiali, e di cui un magnete (3) à ̈ solidale a detto corpo capsulare (2) ed un magnete (4) à ̈ montato su un albero centrale (5) libero di ruotare attorno al proprio asse; una lama (6) fissata concentricamente a detto albero (5) in grado di ruotare solidalmente a detto magnete (4) libero di ruotare se sottoposto all’interazione di un campo magnetico esterno, detta lama (6) per rotazione, aprendo e chiudendo detto orifizio (8) e determinando il taglio di campioni tissutali entrati in detto orifizio (8) per la pressione imposta sul tessuto dall’attrazione magnetica esercitata tra detto campo magnetico esterno e i magneti permanenti interni a detto dispositivo.
2. 2. Il dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui detto magnete mobile (4) à ̈ rispondente al campo magnetico esterno generato da mezzi attuatori magnetici esterni per l’orientamento della capsula entro detta cavità corporea.
3. 3. Il dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui un sensore di campo magnetico (10) à ̈ disposto all’interno di detto corpo capsulare (2) per rilevare la posizione angolare di detto magnete (4), e quindi di detta lama (6) rispetto a detto corpo capsulare (2), e per valutare l’interazione con il campo esterno di attivazione.
4. 4. Il dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui tra detta lama (6) e detto albero (5) Ã ̈ ricavata una camera allo scopo di accogliere e conservare il campione di tessuto prelevato fino al recupero del dispositivo.