WO2007006728A1

WO2007006728A1 - Endoskopiekapsel

Info

Publication number: WO2007006728A1
Application number: PCT/EP2006/063979
Authority: WO
Inventors: Johannes Reinschke; Dirk Diehl; Rudolf Röckelein; Sebastian Schmidt
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 2005-07-08
Filing date: 2006-07-06
Publication date: 2007-01-18
Also published as: DE102005032371A1

Abstract

Endoskopiekapsel, enthaltend wenigstens ein mit einem externen Magnetfeld wechselwirkendes magnetisches Element zur magnetischen Navigation der Endoskopiekapsel, wobei eine elektro-thermische Einrichtung (10) zur Durchführung einer thermischen Elektro-Blutkoagulation vorgesehen ist.

Description

Beschreibung

Endoskopiekapsel

Die Erfindung betrifft eine Endoskopiekapsel, enthaltend we^¬ nigstens ein mit einem externen Magnetfeld wechselwirkendes magnetisches Element zur magnetischen Navigation der Endoskopiekapsel .

Eine der wichtigsten und häufigsten therapeutischen Maßnahmen in der gastroenterologischen Praxis, also der Gastroskopie und Koloskopie, ist die Blutungsstillung. Solche Blutungen resultieren aus Verletzungen oder krankhaften Schädigungen des Organs, können aber auch aus therapeutischen Maßnahmen wie der Polypektomie, wenn also eine Wucherung entfernt wird, resultieren .

Während für die großflächige Blutungsstillung das Argon- Plasma-Koagulationsverfahren besonders geeignet erscheint, bietet sich für die punktuelle Blutstillung (z. B. bei klei^¬ neren arteriellen Verwachsungen in der Darmmucosa oder nach Biopsien oder Polypektomien) insbesondere die thermische Koa^¬ gulation an. Hierzu werden Katheter verwendet, die bis an die zu behandelnde Stelle vorgeschoben werden. An diesem kann beispielsweise eine elektrisch heizbare Metallsonde in Form einer Platte oder Schlinge angebracht sein, die nahe an die Blutungsstelle gebracht wird und anschließend bestromt wird, so dass sie sich erwärmt, wodurch die Koagulation des Blutes und damit die Blutstillung bewirkt wird. Alternativ ist es auch denkbar, im Rahmen einer sogenannten bipolaren Koagulation katheterseitig zwei Kontakte in Form einer Anode und einer Kathode vorzusehen, die über die Blutungsstelle elekt^¬ risch kurzgeschlossen werden, so dass sich ein Stromfluss über die Blutungsstelle ergibt, worüber diese erwärmt wird und die Koagulation einsetzt. Im Rahmen einer Polypektomie wird ebenfalls ein flexibles Katheterendoskop mit einer Poly^¬ pektomieschlinge (Hochfrequenz-Diathermieschlinge) vorgescho- ben, die über den abzutragenden Polypen geworfen wird. Die Schlinge ist stromleitend und stellt eine von zwei Elektroden dar. Die andere Elektrode ist großflächig und wird äußerlich am Patienten, z. B. am Oberschenkel oder Gesäß angebracht. Zwischen den beiden Elektroden lässt man einen HF-Strom mit einer Frequenz größer 300 kHz fließen, wobei der Übergangswiderstand zwischen den beiden Elektroden etwa 500 Ohm beträgt und die elektrische Verlustleistung ca. 50 W. Die Hauptwärme^¬ entwicklung dieser bipolaren Koagulationstechnik entsteht am Ort der Polypektomieschlinge und unterdrückt eine Wundblutung bei der Polypabtragung.

Nachteilig bei diesen Vorgehensweisen ist, dass die Positio^¬ nierung der Elektroden vor Ort zwingend über den Katheter zu erfolgen hat, was einerseits für den Patienten unangenehm und nicht zuletzt mit einem Verletzungsrisiko (Organperforation) verbunden ist. Darüber hinaus sind auch nicht alle Bereiche des Gastrointestinaltrakts über den Katheter erreichbar, so dass die Katheterbehandlung nur lokal begrenzt anwendbar ist.

Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine Einrichtung anzugeben, die eine einfach zu handhabende sowie sichere Behandlung überall im Gastrointestinaltrakt zulässt.

Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß eine Endosko- piekapsel mit den eingangs genannten Merkmalen vorgesehen, die eine elektro-thermische Einrichtung zur Durchführung einer thermischen Elektro-Blutkoagulation aufweist.

Erfindungsgemäß ist eine über ein externes Magnetfeld navi^¬ gierbare Endoskopiekapsel vorgesehen, die die elektrisch ar^¬ beitende Einrichtung, die zur Durchführung der thermischen Blutkoagulation verwendet wird, aufweist. Die Endoskopiekap^¬ sel weist ein magnetisches Element, z. B. einen Permanentmag- neten, einen in einem externen Magnetfeld magnetisierbaren Ferromagneten oder eine elektro-magnetische Spule, auf, die mit einem externen Magnetfeld, das über eine Navigationsein- richtung, die extern zum Patienten steht, erzeugt wird, wechselwirkt. Über diese Navigationseinrichtung werden Navigationsmagnetfelder erzeugt, die Kräfte oder Drehmomente aufgrund der Wechselwirkung mit dem magnetischen Element auf die Endo- skopiekapsel ausüben. Dies ermöglicht es, die Endoskopiekap- sel aktiv ohne Verwendung einer Schub- oder Zugeinrichtung durch den Patienten, also beispielsweise den Gastrointesti- naltrakt zu bewegen. Dies ist zum einen für den Patienten mit keinen nennenswerten mechanischen, schmerzhaften Belastungen verbunden, nachdem die Kapsel relativ klein ist und die aus der Verwendung eines üblichen Katheters resultierenden Schwierigkeiten der Katheterabstützung an Darmwandkurven nicht gegeben sind. Zum anderen kann die Endoskopiekapsel ex^¬ akt und positionsgenau an jeden beliebigen Ort navigiert wer- den und dort unter Verwendung geeigneter kapselseitiger

Hilfsmittel wie beispielsweise eines aufblasbaren Ballons oder dergleichen lokal fixiert oder über das externe Magnet^¬ feld in Position gehalten werden.

Die erfindungsgemäße Endoskopiekapsel weist nun die elekt^¬ risch arbeitende Einrichtung auf, die wenigstens ein elektro- thermisches Element umfasst, das kapselseitig angeordnet ist und bei Bestromung erwärmt wird, worüber das umgebende Gewebe erwärmt wird. Auf diese Weise kann mittels der in ihrer Posi- tion über geeignete Positionserfassungsmittel sehr exakt be^¬ stimmbaren Endoskopiekapsel, die üblicherweise eine Bildauf^¬ nahmeeinrichtung aufweist, die bevorzugt drahtlos mit einer externen Steuerungs- oder Verarbeitungseinrichtung kommuniziert und Bilder vom Hohlorgan liefert, exakt vor Ort die Blutungsstillung durch Bestromung der relevanten elektro- thermischen Einrichtung vorgenommen werden. Nachdem wie ausgeführt bevorzugt eine Bildaufnahmeeinrichtung vorgesehen ist, kann der Vorgang auch vor Ort exakt beobachtet werden, so dass zum einen die Positionierung der Einrichtung bzw. des elektro-thermischen Elements genau überprüft werden kann, zum anderen kann auch der kontinuierliche Fortgang der Behandlung wie auch der Behandlungserfolg kontrolliert werden. Die elektro-thermische Einrichtung selbst weist bevorzugt einen elektrisch beheizbaren Heizdraht oder wenigstens zwei bestrombare Elektroden oder eine mit einer externen Gegen- elektrode zusammenwirkende Hochfrequenzschlinge oder eine eine Zufuhr eines ionisierbaren Gases erlaubende, mit einer externen Gegenelektrode zusammenwirkende Elektrode auf. Das heißt, es werden im Wesentlichen diejenigen Elektrodenausführungen und Funktionalitäten bzw. Behandlungsmöglichkeiten einschließlich der Plasma-Behandlung vorgesehen, wie sie in der klassischen Katheterendoskopie vorhanden sind.

Der Heizdraht kann dabei als bewegliche Schlinge ausgebildet sein, er kann auch an der Kapselaußenseite oder einer Träger- platte angeordnet und beispielsweise mäanderförmig geführt oder als breiter Flachdraht ausgeführt sein.

Im Falle einer beweglichen Schlinge ist diese - Entsprechendes gilt natürlich auch bezüglich einer Hochfrequenzschlinge oder der Gaszufuhrelektrode - während der Kapselbewegung in der eingezogenen Position, so dass sie also nicht oder nur unwesentlich aus der Kapselgeometrie hervorsteht. Erst dann, wenn die Kapsel ihre Endposition erreicht hat, wird die Schlinge bzw. Elektrode ausgefahren, die Behandlung kann be- ginnen. Bevorzugt ist ein Rückholmechanismus zum Bewegen des Heizdrahts bzw. der Elektroden zurück in die Ruhestellung vorgesehen, so dass der Heizdraht während der Kapselbewegung zum Bergen derselben wieder eingezogen werden kann.

Der bewegliche Heizdraht bzw. die bewegliche Elektrode selbst ist zweckmäßigerweise an einer bei Bedarf aus dem Kapselge^¬ häuse ausfahrbaren Halterung, die vorzugsweise aus zwei den Heizdraht bzw. einer Elektrodenschlinge zwischen sich führenden, voneinander beabstandeten Stangen besteht, angeordnet, welche Halterung bevorzugt über einen Federmechanismus aus^¬ fahrbar ist, wobei dieser Federmechanismus wie beschrieben gegebenenfalls auch als Rückholmechanismus ausgeführt sein kann, um die Halterung und damit den Heizdraht wieder in die Ruhestellung zu bewegen.

Die als Alternative zu dem Heizdraht einsetzbaren beiden bestrombaren Elektroden sind zweckmäßigerweise an der Kapsel^¬ außenseite oder an einem kapselaußenseitig angeordneten Elektrodenträger, der beide gegeneinander isoliert, angeordnet. Es ergibt sich eine definierte Elektrodengeometrie. Zur Behandlung wird die Endoskopiekapsel positioniert und mit der Elektrodenfläche in den Bereich des blutenden Gewebes ge^¬ bracht, wonach die Bestromung erfolgt.

Zur Ermöglichung der Bestromung sieht eine erste Erfindungsalternative eine kapselseitig integrierte Energieversorgung für die Einrichtung vor, wozu zweckmäßigerweise wenigstens eine Batterie oder wenigstens ein Akkumulator vorgesehen ist, auch die Verwendung eines Speicherkondensators ist denkbar. Alternativ ist auch die Verwendung wenigstens einer Induktionsspule möglich. Dabei wird davon ausgegangen, dass sich der Patient mit der Endoskopiekapsel in seinem Inneren in einem

Spulensystem befindet, das die niederfrequenten, quasi statischen Magnetfelder zur magnetischen Kapselnavigation erzeugt. Mittels dieses Spulensystem kann nun zusätzlich an jeder Stelle des Kapselnavigationsvolumens ein Freifeld-Induk- tionswechselfeld von ca. 50 mT Amplitude (40.000 A/m) und einer Frequenz von ca. 5 kHz erzeugt werden, über welches Wechselfeld in der Spule ein Induktionsstrom erzeugt wird, der zur Energieversorgung dient. Für induktiv einzukoppelnde Leistungen von bis zu ca. 10 W kann eine Luftspule verwendet werden, bei höheren einzukoppelnden Leistungen bis ca. 40 W sollte die Induktionsspule einen Kern aus ferromagnetischem Material enthalten, wobei in diesem Fall die geometrische Ausbildung der Induktionsspule mit ferromagnetischem Kern so zu wählen ist, dass es nicht zu einer Reduktion des magneti- sehen Dipolmoments des für die magnetische Navigation benö^¬ tigten magnetischen Elements, beispielsweise des Permanent^¬ magneten in der Kapsel kommt. Das für die thermische Koagula- tion benötigte elektro-thermische Element als elektrischer Verbraucher kann dabei direkt an die Induktionsspule ange^¬ schlossen sein, alternativ kann zwischen Induktionsspule und elektro-thermischem Element auch ein Gleichrichter und ein Akku geschaltet sein.

Bei der beschriebenen Erfindungsalternative ist also die Energieversorgung bzw. Energieerzeugung in der Kapsel integriert. Alternativ dazu sieht eine Erfindungsausbildung vor, an der Endoskopiekapsel einen aus einem flexiblen und nicht schubsteifen Material bestehenden Schlauch anzuordnen, in dem wenigstens eine der Stromleitung dienende Leitung zur Kapsel geführt ist. Dieser Schlauch, der bevorzugt aus einem nicht dehnbaren Material wie beispielsweise Polypropylen oder PoIy- tetrafluorethylen besteht, hat keinerlei der Kapselbewegung dienende Funktion im Sinne eines Katheters, sondern dient le^¬ diglich dazu, eine Leitungsverbindung zwischen Endoskopiekapsel und einer externen Einrichtung zu ermöglichen. Der Schlauch besitzt bevorzugt eine Wandstärke zwischen 0,1 und 0,5 mm, insbesondere von 0,2 mm und einen Außendurchmesser von 2 - 6 mm, insbesondere von ca. 3 - 4 mm, ist also extrem dünn und hochflexibel, so dass er jedwede Kapselbewegung durch Kurven und Schlingen des Darms nachvollziehen kann. Er ist außenseitig glatt, so dass er sehr gut entlang der Organ- wände gleitet und es keinen nennenswerten Reibungswiderstand gibt. Die Stromversorgung erfolgt über wenigstens eine in dem Schlauch integrierte Stromleitung.

Ferner ist erfindungsgemäß entweder eine kapselseitige integ- rierte Steuerungseinrichtung zum Steuern des Betriebs der elektro-thermischen Einrichtung vorgesehen. Alternativ kann die Kapsel zur Steuerung des Betriebs der elektro-thermischen Einrichtung mit einer externen Steuerungseinrichtung kommunizieren, was beispielsweise über eine zusätzlich in dem Schlauch geführte Steuerungssignalleitung erfolgen kann, oder aber drahtlos über ein entsprechendes Sendemodul in der Kap^¬ sel. An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass eine kap- selseitig integrierte Steuerungseinrichtung, z. B. ein kleiner Mikroprozessor, selbstverständlich auch sämtliche anderen Einrichtungen wie beispielsweise die Bildaufnahmeeinrichtung, eine Aufblaseinrichtung für einen kapselseitigen Ballon oder dergleichen steuert, unabhängig davon, wie nun die Kommunikation zwischen der kapselseitigen Steuerungseinrichtung und einer externen Steuerungseinrichtung erfolgt .

Wie ausgeführt kann die Ansteuerung des koagulierenden e- lektro-thermischen Elements, also beispielsweise des Heiz^¬ drahts, über eine Steuerungselektronik außerhalb des Patienten (insbesondere wenn das elektro-thermische Element direkt, das heißt ohne Akku-Zwischenspeicher, von außen gespeist wird) , oder über eine kapselseitig integrierte Steuerungsein- richtung erfolgen. Bei der Ausführung der Steuerungseinrichtung bzw. der Kommunikation und dem Steuerbetrieb sind mehrere Varianten denkbar. Zum einen ist ein vollständig manueller Betrieb möglich. Im einfachsten Fall sichtet der Arzt, unter Verwendung der kapselseitigen Bildaufnahmeeinrichtung, eine Blutung, bewegt das elektro-thermische Element durch entspre^¬ chende Positionierung der Endoskopiekapsel auf die Blutungs^¬ stelle und lässt Koagulationsstrom fließen, bis die Blutung gestillt ist, wobei hier ebenfalls die Stärke des Koagulati^¬ onsstroms manuell vorgegeben werden kann oder muss.

Für einen teilautomatischen Betrieb kann erfindungsgemäß kapselseitig ein Temperatursensor zum Ermitteln der Temperatur der betriebenen elektro-thermischen Einrichtung vorgesehen sein, wobei die Steuerung des Betriebs der Einrichtung in Ab- hängigkeit des Ermittlungsergebnisses erfolgt. Der Tempera^¬ tursensor, der gegebenenfalls in dem elektro-thermischen Element integriert sein kann, ermöglicht also eine exakte Erfas^¬ sung der Ist-Temperatur vor Ort. Über das Sensorergebnis wird dann in einem teilautomatischen Betrieb der Koagulationsstrom geregelt, bis die Blutung gestillt ist. Auch hier muss aber der Arzt manuell die Endoskopiekapsel positionieren. Für einen vollautomatischen Betrieb kann des Weiteren ein Bluterfassungssensor vorgesehen sein, wobei der Betrieb der elektro-thermischen Einrichtung in Abhängigkeit des Sensorerfassungsergebnisses steuerbar ist. Kapselseitig wird also automatisch eine etwaige Blutung erfasst. Der Blutsensor kann beispielsweise in das elektro-thermische Element integriert sein, er kann aber auch an einer anderen Stelle an der Kapseloberfläche platziert sein. Spricht der Bluterfassungssen^¬ sor an, wird zuerst das elektro-thermische Element automa- tisch auf die Blutungsstelle bewegt, wonach das elektro- thermische Element, gegebenenfalls unter Verwendung des in^¬ tegrierten Temperatursensors automatisch temperaturgeregelt, bestromt wird, bis die Blutung gestillt ist. Die Beaufschla^¬ gung des Koagulationsstroms kann intermittierend erfolgen, wobei die Bestromungspausen dafür genutzt werden, um mittels des Bluterfassungssensors festzustellen, ob die Blutung noch akut ist.

Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, eine oder mehrere kapselseitige Öffnungen zum Abgeben oder Aufnehmen eines gasförmigen oder flüssigen Mediums in die oder aus der Kapselumgebung vorzusehen, wobei kapselseitig wenigstens eine Aufnahme für abzugebendes oder aufzunehmendes Medium vorgesehen ist, oder wobei über den mit der Kapsel gekoppel- ten Schlauch das abzugebende oder aufgenommene Medium zu- oder abführbar ist. Mitunter ist es erforderlich, beispielsweise zum Spülen von Blut aus dem Bildaufnahme- oder Untersu^¬ chungsbereich vor Ort eine Flüssigkeit abzugeben, was beispielsweise unter Verwendung eines kleinen, mitgeführten Flüssigkeitsreservoirs und einer Pumpe, die kapselseitig in^¬ tegriert ist, erfolgen kann, über welche Pumpe der hinrei^¬ chende Spüldruck für einen kurzen Flüssigkeitsstoß erzeugt wird. Alternativ ist dies auch denkbar, hierfür ein Gas zu verwenden, das als Flüssiggas mitgeführt wird. Natürlich ist es auch denkbar, über eine solche Öffnung auch bei Bedarf ein gasförmiges oder flüssiges Medium aus der Kapselumgebung für eine nachfolgende Untersuchung aufzunehmen, das dann in einem entsprechenden Reservoir kapselseitig gespeichert wird. Zum Ansaugen wird ebenfalls bevorzugt eine kapselseitige Pumpe verwendet .

Sofern ein Schlauch mit der Endoskopiekapsel verbunden ist, kann natürlich die Zufuhr des beispielsweise zum Spülen dienenden Spülgases oder der Spülflüssigkeit über den Schlauch, der dann entsprechend getrennte Lumina aufweist, erfolgen. Entsprechend kann ein aus der Kapselumgebung aufgenommenes gasförmiges oder flüssiges Medium direkt über den Schlauch nach außen zur Untersuchung abgeführt werden.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht schließlich noch eine Halteeinrichtung zur mechanischen Fixierung eines mittels der elektro-thermischen Einrichtung abgetrennten Gewebeteils vor. Wird also z. B. ein Polyp im Rahmen einer Ektomie entfernt, so ist zur Verhinderung, dass sich dieser frei durch das Organ bewegt, die Halteeinrichtung vorgesehen, die ihn auch im abgetrennten Zustand fixiert, so dass er zusammen mit der Kapsel geborgen werden kann. Diese Halteeinrichtung kann beispielsweise als kapselseitige Klammer, als eine Art „Harpu^¬ ne", die den Polypen ansticht, oder dergleichen ausgeführt sein. Auch eine Saughalterung beispielsweise unter Verwendung der kapselseitig integrierten Pumpe an einer Kapselöffnung ist denkbar. Verwendbar ist jede Einrichtung, die eine sichere Halterung des Polypen ermöglicht.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er^¬ geben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbei- spielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Endoskopiekapsel mit einem monopolaren elektro- thermischen Elements mit zugeordneter Induktions- spule, Fig. 2 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen En- doskopiekapsel einer zweiten Ausführungsform mit einem monopolaren elektro-thermischen Element mit zugeordnetem integrierten Energiespeicher,

Fig. 3 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen En- doskopiekapsel einer dritten Ausführungsform mit einem bipolaren elektro-thermischen Element mit externer Stromversorgung,

Fig. 4A,

Fig. 4B Prinzipdarstellungen einer erfindungsgemäßen Endo- skopiekapsel einer vierten Ausführungsform mit einer Polyp-Ektomieschlinge, und

Fig. 5 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Endosko- piekapsel einer fünften Ausführungsform mit einer herausfahrbaren Elektrode mit Gaszuführung zur Argon-Plasma-Koagulation .

Fig. 1 zeigt eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Endoskopiekapsel 1 bestehend aus einem Kapselgehäuse 2, in dem ein magnetisches Element 3, beispielsweise ein Permanent^¬ magnet mit einer Polarisierung senkrecht zur Kapsellängsach- se, angeordnet ist. Dieses magnetische Element wirkt mit einer externen Navigationseinrichtung 4 zusammen, über die in an sich bekannter Weise am Kapselort Magnetfelder erzeugt werden können, die auf das magnetische Element einwirken. Hierüber kann eine aktive Führung und Steuerung der Endosko- piekapsel 1 durch den Gastrointestinaltrakt erfolgen.

Vorgesehen ist ferner eine integrierte Steuerungseinrichtung 5, die sämtliche elektrischen Funktionseinheiten im Kapselinneren, die nachfolgend noch beschrieben werden, soweit sie für diese vorliegende Erfindung relevant sind, steuert, und über die mittels einer nicht näher dargestellten Funkeinrichtung die Kommunikation mit einer externen Steuerungseinrich- tung 6 erfolgt. Gezeigt ist ferner eine Bildaufnahmeeinrichtung 7 in Form beispielsweise einer CCD-Kamera mit zugeordne^¬ ten Beleuchtungseinrichtungen 8 in Form kleiner LED's, die zum Ausleuchten des Untersuchungsgebiets dienen, das über die Bildaufnahmeeinrichtung 7 im Rahmen der vorgenannten Untersuchung aufgenommen wird. Die aufgenommenen Bilddaten werden über die Steuerungseinrichtung 5 an die externe Steuerungseinrichtung 6 gegeben, die diese verarbeitet und gegebenenfalls an einem Monitor 9 darstellt.

Kapselseitig vorgesehen ist ferner eine elektro-thermische Einrichtung 10 zur Durchführung einer thermischen Elektro- Blutkoagulation . Diese Einrichtung 10 umfasst ein elektro- thermisches Element 11, das eine monopolare Hitzesonde zur thermischen Koagulation darstellt. Dieses elektro-thermische Element ist hier als Heizdraht ausgebildet, der an der Kap^¬ selaußenseite an einer beliebigen Position angebracht ist. Zur Durchführung einer thermischen Koagulation zur Blutungsstillung wird die Kapsel über die externe Navigationseinrich- tung 4 so positioniert, dass das elektro-thermische Element dem Ort der Blutung direkt gegenüberliegt. Anschließend wird es durch Bestromung erwärmt, wodurch die Förderung der Koagulation und damit die Stillung der Blutung erreicht wird. Zur Bestromung ist das thermo-elektrische Element 11, das bei- spielsweise ein zur Vergrößerung der Oberfläche mäanderförmig geführter Draht oder ein breiter Flachdraht oder dergleichen ist, mit einer vorzugsweise mehrlagigen Induktionsspule 12 gekoppelt, über die über eine externe Magnetfelderzeugungs^¬ einrichtung 13 ein magnetisches Wechselfeld erzeugt wird, das mit der Induktionsspule 12 zusammenwirkt, in der dann ein In^¬ duktionsstrom erzeugt wird, der zum Erwärmen des thermo- elektrischen Elements 11 dient. Das Freifeld-Induktions- wechselfeld kann eine Amplitude von ca. 50 mT (40.000 A/m) und eine Frequenz von ca. 5 kHz aufweisen. Im dargestellten Fall der direkten Kopplung des Heizdrahtes 11 mit der Induktionsspule 12 muss der Ohmsche Widerstand des Drahts deutlich größer sein als der der Induktionsspule. Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Endoskopiekapsel 14, die in ihrer Ausgestaltung im Wesentlichen der Endoskopiekapsel 1 aus Fig. 1 entspricht. Gleiche Bauelemente sind mit den glei- chen Bezugszeichen versehen, die externen Einrichtungen sind hier nicht näher dargestellt.

Anders als bei der Endoskopiekapsel 1 aus Fig. 1 ist hier eine integrierte Energieversorgung 15 in Form eines kleinen Akkumulators oder einer Batterie vorgesehen, über die die Bestromung des Heizdrahts 11 erfolgt. An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass irgendwelche Verbindungs- oder Kom^¬ munikationsleitungen zwischen den einzelnen Elementen in allen in den Figuren beschriebenen Endoskopiekapseln aus Über- sichtlichkeitsgründen nicht näher gezeigt sind. Selbstverständlich sind solche aber je nach Ausgestaltung der jeweiligen Kapsel vorhanden.

Fig. 3 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform einer Endoskopiekapsel 16, die in ihrem grundsätzlichen Auf^¬ bau der zuvor beschriebenen Kapsel entspricht. Die elektro- thermische Einrichtung 10 umfasst hier jedoch zwei eine bipo^¬ lare Sonde bildende Elektroden 17, die voneinander beabstandet sind und beispielsweise als Flachdrähte an der Kapselau- ßenseite angeordnet sind. Zur Koagulation werden die beiden Elektroden 17 an das Gewebe gedrückt und ein Strom zwischen den beiden Elektroden 17 über das Gewebe geführt, so dass sich dieses stromflussbedingt erwärmt. Bei der in Fig. 3 ge^¬ zeigten Endoskopiekapsel 16 ist diese mit einem sehr dünnen, nicht schubsteifen und hochflexiblen Schlauch 18 beispielsweise aus PP oder PTFE gekoppelt, der von der magnetischen navigierten Kapsel durch das Hohlorgan des Patienten gezogen wird. Dieser Schlauch ist hochflexibel und gleitet ohne nen^¬ nenswerten Widerstand an den Organwänden entlang, kann also sämtliche Bewegungen nachvollziehen und stellt kein Hindernis dar. Über diesen Schlauch, der in seinem mittleren Teil vergrößert und geschnitten dargestellt ist, erfolgt die Bestro- mung der Elektroden 17, wozu schlauchseitig zwei Leiter 19 vorgesehen sind, die mit den Elektroden gekoppelt sind. Dargestellt ist die externe Steuerungseinrichtung 6, die bei^¬ spielsweise die Stromzufuhr regelt.

Im gezeigten Beispiel sind zwischen den beiden bipolaren E- lektroden 17 mehrere Öffnungen 20 vorgesehen, über die ein flüssiges Spülmedium als Puffer zwischen den Elektroden 17 und dem blutenden Gewebe freigesetzt werden kann. Dieser Flüssigkeitspuffer verhindert, dass die Bipolarsonde am ko^¬ agulierten bzw. nekrotischen Gewebe anhaftet. Diese Spülöff^¬ nungen 20 sind mit dem Lumen 21 des Schlauchs 18 verbunden, über welches im gezeigten Beispiel eine Spülflüssigkeit 22 von der Steuerungseinrichtung 6 zugeführt wird. Dies ermög- licht es, zu jedem Zeitpunkt eine Spülung vorzunehmen, nachdem unbegrenzt Spülflüssigkeit vorhanden ist.

Für den Fall, dass vornehmlich bei sehr langen Schläuchen der Zufuhrdruck der Spülflüssigkeit nicht ausreicht, ist denkbar, kapselseitig eine entsprechende Pumpe zu integrieren, die das zugeführte Spülmedium unter höherem Druck den Spülöffnungen 20 zuführt.

Gleichermaßen kann über die Spülöffnungen 20 bei abgeschalte- ter Bipolarsonde auch ein Ansaugen von Flüssigkeit oder Gas aus dem untersuchten Organ erfolgen, wobei Flüssigkeit oder Gas dann über den Schlauch 18 abgezogen werden. Sofern ein solcher Schlauch nicht vorhanden ist, wäre es denkbar, unter Verwendung der bereits beschriebenen Pumpe kapselseitig ein kleines Reservoir vorzusehen, das entweder Spülflüssigkeit enthält, oder in das ein angesaugtes Medium aufgenommen und anschließend nach Bergen der Kapsel analysiert wird.

An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass bei Verwendung eines Schlauches mit mehreren integrierten Leitern über diese Leiter selbstverständlich auch die Kommunikation zwischen der kapselseitigen Steuerungseinrichtung 5 und der externen Steu- erungseinrichtung 6 erfolgen kann. Das heißt, es ist nicht unbedingt eine Funkeinrichtung erforderlich, über die die kapselseitige Steuerungseinrichtung 5 mit der externen Steuerungseinrichtung 6 kommuniziert, gleichwohl kann eine solche aber für einen Notbetrieb vorgesehen sein. Über die schlauch- seitigen Leitungen können dann ohne weiteres sämtliche Steue^¬ rungssignale oder Bildsignale übertragen werden.

Selbstverständlich ist es denkbar, die jeweiligen Arten der Energieversorgung, wie sie in den Fig. 1 bis 3 beschrieben sind, mit unterschiedlichen Elektrodenausführungen zu verbinden, das heißt, die in Fig. 3 beschriebene Ausführungsform mit der externen Stromzufuhr und der bipolaren Sonde kann selbstverständlich auch nur eine monopolare Elektrode aufwei- sen oder es kann hier eine Induktionsspule oder dergleichen vorgesehen sein.

Fig. 4A und B zeigen eine weitere erfindungsgemäße Ausfüh^¬ rungsform einer Endoskopiekapsel 23, die vom grundsätzlichen Aufbau betreffend magnetisches Element, Steuerungseinrich^¬ tung, Bildverarbeitungseinrichtung den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 3 entspricht. Die Endoskopiekapsel 23 ist zur Durchführung einer Polyp-Ektomie ausgebildet. Das elektro- thermische Element 11 ist hier als länglicher Heizdraht in Form einer Heizschlinge ausgeführt, der zwischen einer kap- selseitigen eingezogenen Stellung, die in Fig. 4A gezeigt ist, und einer ausgefahrenen Stellung (Fig. 4B), in welcher er um den abzutragenden Polypen 24 gelegt ist, beweglich ist. Hierzu ist eine Halterung 25 vorgesehen, die im gezeigten Beispiel aus zwei Stangen 26 besteht, wobei der Heizdraht 11 mit einem Ende an einer Stange angeordnet ist, über die ande^¬ re Stange 26 geführt ist und mit dem anderen Ende im gezeig^¬ ten Beispiel an einer Zugfeder 27 angeordnet ist, über die er zurückgespannt wird. Im gezeigten Beispiel werden die Stangen 26 über Federn 28 aus der in das Kapselinnere gezogenen Posi^¬ tion in die durchgezogene Arbeitsposition herauskatapultiert, nachdem die Kapsel 23 bezüglich des Polypen positioniert wur- de. Während dieses Herausschießens legt sich der Heizdraht 11 wie in Fig. 4B gezeigt um den Polypen, die gebogene Ausführungsform der Stangen schließt die vom Draht gebildete Schlinge. Die Federn 28 sind mit einem nicht näher gezeigten Rückholmechanismus, der elektronisch gesteuert über die Steu^¬ erungseinrichtung betätigt werden kann, verbunden, so dass nach Durchführung der Ektomie die Stangen 26 bei Bedarf auch wieder eingefahren werden bzw. näher an das Kapselgehäuse zurückgezogen werden können, wenn dies der gefangene Polyp 24 zulässt. Der Polyp 24 wird sofern möglich kapselseitig fi^¬ xiert, wozu eine Halteeinrichtung 29, im gezeigten Beispiel nach Art einer Nadelspitze oder Harpune, vorgesehen ist, die beim Herauskatapultieren in den Polypen eindringt und diesen fixiert .

Das elektro-thermische Element 11, hier also die Heizdraht^¬ schlinge, stellt eine erste Elektrode dar, die mit einer zweiten, nicht näher gezeigten großflächigen Elektrode zusammenwirkt, die äußerlich am Patienten, z. B. am Oberschenkel oder Gesäß, angebracht ist. Zwischen den beiden Elektroden fließt ein Hochfrequenzstrom mit einer Frequenz größer 300 kHz, es wird also eine bipolare Elektrodenanordnung rea^¬ lisiert, wobei zur Ektomie die Hauptwärmeentwicklung am Ort des Heizdrahtes entsteht, wodurch die Wundblutung bei der Po- lypabtragung vermieden wird. In Verbindung mit der Zugspannung, unter der der Heizdraht steht, lässt sich ein blutungs^¬ armer bis blutungsloser Schnitt zum Abtragen des Polyps realisieren .

Fig. 5 zeigt schließlich eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Endoskopiekapsel 30, die im Grundaufbau wiederum den bisher beschriebenen Kapseln entspricht. Die Endoskopiekapsel 30 ist hier mit einer herausfahrbaren Elektro^¬ de 31 zur Argon-Plasma-Koagulation verbunden, wobei die Elektrode 31 derart im ausgefahrenen Zustand positioniert ist, dass der erzeugte Plasmastrahl 32 und damit der Arbeits^¬ bereich im Sichtbereich der Bildaufnahmeeinrichtung 7 ist. Die Elektrode 31 ist röhrchenartig ausgeführt, nachdem über sie Argongas, das auch bei dieser Ausführung beispielsweise über einen hochflexiblen, sehr dünnen Schlauch 18 zugeführt wird, in den Arbeitsbereich gefördert wird. Über den Schlauch 18 erfolgt bei diesem Beispiel auch die Stromzufuhr, das heißt, es ist wiederum ein integrierter Stromleiter vorgesehen, der zur Elektrode 31 geführt ist. Diese wirkt wiederum mit einer nicht näher gezeigten großflächigen Gegenelektrode auf der Haut des Patienten zusammen, es ergibt sich also auch hier ein bipolarer Arbeitsbetrieb. Über das hochfrequente

Wechselfeld wird das an der Elektrode 31 austretende Argongas ionisiert, so dass sich der Plasmastrahl 32 ergibt, der auf die hier gezeigte Darmwand 33 im Gebiet der akuten Blutung gerichtet wird, wodurch die Blutkoagulation durch oberfläch- liehe Verbrennung bewirkt wird. Sinnvoll ist die Verwendung eines geschirmten Koaxialkabels, über das gefahrlos HF auch mit hoher Spannung, die für Plasmaentladung nötig ist, zugeführt werden kann. Denkbar ist es auch, niedrige Spannung über zwei Drähte zuzuführen und diese erst in der Kapsel für die Plasmaerzeugung hoch zu transformieren.

Zum Bewegen der Elektrode 31 zwischen einer eingefahrenen und einer ausgefahrenen Position ist im gezeigten Beispiel eine Antriebseinrichtung 34, z. B. ein kleines Spindelgetriebe, vorgesehen, das über die Steuerungseinrichtung 5 angesteuert wird. Selbstverständlich erfolgt bei dieser Ausführungsform die gesamte Stromversorgung wiederum über den nach außen geführten Schlauch 18, der zu diesem Zweck neben dem der Bestromung der Elektrode dienenden Leiter noch einen oder mehrere weitere Strom- oder Signalleiter aufweist, die zu den entsprechenden Funktionselementen in der Kapsel geschleift sind.

Zur Ermöglichung eines teil- oder vollautomatischen Betriebs bzw. einer entsprechenden Kapselsteuerung ist es möglich, kapselseitig verschiedene Sensoren, nämlich einen Temperatursensor und einen Blutsensor vorzusehen. Exemplarisch sind diese beiden Sensoren in Fig. 3 dargestellt. Über den gezeigten Temperatursensor 35, der dem thermo-elektrischen Element 11 zugeordnet ist, kann dessen Betriebstemperatur ermittelt werden, worüber die Stromzufuhr zu dem thermo-elektrischen Element 11, also dem Heizdraht oder wie auch immer dieses Element ausgestaltet ist, geregelt wird.

Weiterhin vorgesehen ist ein Blutsensor 36, der in das elektro-thermische Element integriert sein kann, jedoch nicht muss, er kann auch an einer anderen Stelle an der Kapseloberfläche platziert sein. Über diesen Blutsensor, der auf frisches, nicht koaguliertes Blut sensitiv reagiert, kann die Kapsel 3 quasi automatisch in Richtung der Blutungsstelle be^¬ wegt werden, wonach die über den Temperatursensor 35 tempera- turgeregelte Bestromung des elektro-thermischen Elements 10 erfolgt. Hier ist ein intermittierender Betrieb denkbar, das heißt, die Beaufschlagung mit Koagulationsstrom kann, bevorzugt wiederum automatisch gesteuert, intermittierend erfol^¬ gen, wobei die „Strompausen" dafür genutzt werden, um mittels des Blutsensors festzustellen, ob die Blutung noch akut ist, so dass Nachblutungen ausgeschlossen werden können. Hierfür ist es bei dieser Ausgestaltung nicht erforderlich, die Endo- skopiekapsel vom Arbeitsort zu entfernen, um die Bildaufnah^¬ meeinrichtung 7 wiederum entsprechend zu positionieren kön- nen, vielmehr kann dies in der Arbeitsstellung unter Verwendung des Blutsensors erfolgen. Es ist nicht unbedingt ein se^¬ parater Blutsensor erforderlich, wenn die Kapsel eine Kamera enthält. Letztere kann selbstverständlich auch (unterstützend oder allein) zur (automatischen) Erkennung einer (noch immer) akuten Blutung verwendet werden.

Claims

Patentansprüche

1. Endoskopiekapsel, enthaltend wenigstens ein mit einem externen Magnetfeld wechselwirkendes magnetisches Element zur magnetischen Navigation der Endoskopiekapsel, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektro-thermische Einrichtung (10) zur Durchführung einer thermischen Elektro-Blutkoagulation vorgesehen ist.

2. Endoskopiekapsel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (10) einen elektrisch beheizbaren Heizdraht (11) oder wenigstens zwei bestrombare Elektroden (17) oder eine mit einer externen Gegenelektrode zusammenwirkende Hochfrequenzschlinge (37) oder eine eine Zufuhr eines ionisierbaren Gases erlaubende, mit einer externen Gegenelektrode zusammenwirkende Elektrode (31) aufweist.

3. Endoskopiekapsel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizdraht (11) als bewegliche Schlinge ausge- bildet oder vorzugsweise mäanderförmig geführt oder als

Flachdraht ausgebildet an der Kapselaußenseite oder einer Trägerplatte angeordnet ist.

4. Endoskopiekapsel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Hochfrequenzschlinge (37) oder die die

Gaszufuhr erlaubende Elektrode (31) oder der als bewegliche Schlinge ausgeführte Heizdraht (11) von einer kapselnahen Ru^¬ hestellung in eine Arbeitsstellung bewegbar ist.

5. Endoskopiekapsel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochfrequenzschlinge (37) oder die die Gaszu^¬ fuhr erlaubende Elektrode (31) oder der Heizdraht (11) an ei^¬ ner bei Bedarf aus dem Kapselgehäuse (2) ausfahrbaren Halte- rung (25), die bei Halterung einer Hochfrequenzschlinge (37) oder eines Heizdrahts (11) vorzugsweise aus zwei die Schlinge (37) oder den Heizdraht (11) zwischen sich führenden, voneinander beabstandeten Stangen (26) besteht, angeordnet ist.

6. Endoskopiekapsel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Hochfrequenzschlinge (37) oder die die Gaszufuhr erlaubende Elektrode (31) oder der Heizdraht (11) in der ausgefahrenen Arbeitsstellung wie auch das zu koagulierende Gebiet gemeinsam im Aufnahmebereich einer kapselsei- tig integrierten Bildaufnahmeeinrichtung befindet.

7. Endoskopiekapsel nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Halterung (25) über einen Federmechanismus

(28) ausfahrbar ist.

8. Endoskopiekapsel nach einem der Ansprüche 4 bis 7, da^¬ durch gekennzeichnet, dass ein Rückhohlmechanismus zum Bewe- gen der Hochfrequenzschlinge (37) oder der die Gaszufuhr ermöglichenden Elektrode (31) oder des Heizdrahts (11) , gegebe^¬ nenfalls der Halterung (25) aus der Arbeitsstellung in die Ruhestellung vorgesehen ist.

9. Endoskopiekapsel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei bestrombaren Elektroden (17) an der Kapselaußenseite oder an einem Elektrodenträger angeordnet sind.

10. Endoskopiekapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine kapselseitig integrierte Energieversorgung (12, 15) für die Einrichtung (10) vorgesehen ist.

11. Endoskopiekapsel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgung (15) wenigstens eine Batterie oder ein Akkumulator ist, oder wenigstens eine Induktionsspu^¬ le (12) umfasst.

12. Endoskopiekapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da^¬ durch gekennzeichnet, dass an ihr ein aus einem flexiblen und nicht schubsteifen Material bestehender Schlauch (18) ange- ordnet ist, in dem wenigstens eine der Stromleitung dienende Leitung (19) zur Kapsel geführt ist.

13. Endoskopiekapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine kapselseitig integrierte

Steuerungseinrichtung (5) zum Steuern des Betriebs der elektro-thermischen Einrichtung (10) vorgesehen ist, oder dass die Kapsel zur Steuerung des Betriebs der elektro- thermischen Einrichtung (10) mit einer externen Steuerungs- einrichtung (6) kommuniziert.

14. Endoskopiekapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass kapselseitig ein Temperatursen^¬ sor (35) zum Ermitteln der Temperatur der betriebenen elek- tro-thermischen Einrichtung (10) vorgesehen ist, wobei die Steuerung des Betriebs der Einrichtung (10) in Abhängigkeit des Ermittlungsergebnisses erfolgt.

15. Endoskopiekapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bluterfassungssensor (36) vorgesehen ist, wobei der Betrieb der elektro-thermischen Einrichtung (10) oder die Navigation der Kapsel (16) in Abhängigkeit des Sensorerfassungsergebnisses regelbar ist.

16. Endoskopiekapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere kapselseitige Öffnungen (20) zum Abgeben oder Aufnehmen eines gasförmigen oder flüssigen Mediums in die oder aus der Kapselumgebung vorgesehen sind, wobei kapselseitig wenigstens eine Aufnahme für abzugebendes oder aufgenommenes Medium vorgesehen ist, oder wobei über den mit der Kapsel gekoppelten Schlauch (18) das abzugebende oder aufgenommene Medium zu- oder abführbar ist .

17. Endoskopiekapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Halteeinrichtung (29) zum mechanischen Fixieren eines mittels der elektro-thermischen Einrichtung (10) abgetrennten Gewebeteils (24) vorgesehen ist .