WO2011141372A1 - Endoskopiekapsel zum nachweis eines stoffwechselproduktes eines in oder an der wand eines hohlorgans des menschlichen oder tierischen gastrointestinaltraktes befindlichen erregers - Google Patents

Endoskopiekapsel zum nachweis eines stoffwechselproduktes eines in oder an der wand eines hohlorgans des menschlichen oder tierischen gastrointestinaltraktes befindlichen erregers Download PDF

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Helmut Neumann
Markus Neurath
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    • A61B34/73—Manipulators for magnetic surgery
    • A61B2034/731—Arrangement of the coils or magnets

Definitions

  • Endoscopy capsule for the detection of a metabolite ei ⁇ nes located in or on the wall of a hollow organ of the human or animal gastrointestinal tract pathogens
  • the invention relates to an endoscopy capsule with egg ⁇ nem arranged on one side of its housing sensor for detecting a metabolite of a substance in or on the wall of a hollow organ of the human or animal
  • Gastrointestinal tract located exciter as it is known ⁇ example from WO 2009/127528 AI.
  • a pathogen for detecting the presence of a pathogen in a hollow organ of the human or animal gastro-intestinal tract, particularly the stomach, it is known from WO 2009/127528 AI be ⁇ known to introduce an endoscopic capsule into the hollow organ, which includes a sensor with which the bacterium based on the Detested by him metabolite product is detected.
  • a pathogen is for example Helicobacter pylori, which can be located in the gastric mucosa and is responsible for a whole range of gastric diseases. It has been found that around 50% of people over the age of 40 worldwide are infected with this bacterium.
  • the infection may cause stomach ache, in more severe cases gastric ulcers, which can bleed heavily and lead to bleeding, and is also considered a carcinogen.
  • stomach ache in more severe cases gastric ulcers, which can bleed heavily and lead to bleeding, and is also considered a carcinogen.
  • a bacterium in case of chronic disorders of the upper gastrointestinal tract such a bacterial cause comes grundslegi ⁇ Lich in question, and in case of infection is possible with a bacterium to eliminate targeted by killing the Subject Author ⁇ fenden bacterium the cause of the disease, it is desirable due to the large number of such cases of illness to provide a patient-friendly diagno ⁇ se knitkeit available, which is inexpensive and easy to perform, so that in view of the HAU as many patients as possible can be examined for the presence of a bacterial infection.
  • the invention is therefore based on the object, an endo ⁇ skopiekapsel with an attached arrange ⁇ th on one side of the housing sensor for detecting a metabolic product located one in the wall of a hollow organ of the human or of animal ⁇ 's gastrointestinal tract, in particular in or on the stomach wall Specify pathogen, which can be used with little technical and equipment cost.
  • the stated object is achieved according to the invention with ei ⁇ ner endoscopy capsule with the features of claim 1.
  • the specific gravity of En ⁇ doskopiekapsel is greater than the specific gravity of a liquid located in the hollow organ, the center of mass of the endoscopy capsule from the center of gravity of the Spaced from her displaced liquid and mass center of gravity and volume center of gravity define a connecting line on which the sensor is arranged on the side of the housing adjacent to the center of mass.
  • the endoscopy cap is lowered in the hollow organ which is filled with a liquid, as a rule water, owing to gravity, until it reaches the area of the wall of the hollow organ located below it. Since the center of gravity of the endoscopic capsule and the Volu ⁇ menhistician of the displaced fluid are beabs ⁇ tandet from each other, and the sensor on the set of center of mass and volume priority connecting line on the side adjacent the center of gravity of the housing is arranged reasonable, it is ensured that the endoscopic capsule with the housing side comes into contact with the wall on which the sensor is located.
  • the housing of the endoscopic capsule at least in the region of the sensor, a rotationally symmetrical curved shape, for example the shape of a spherical or an oval shape, Example ⁇ , the calotte of an ellipsoid of revolution, whereby the center of gravity and the volume center of gravity on the Rotati ⁇ onssymmetrieachse are located.
  • the weight of the endoscopic capsule and the distance between center of gravity and volume ⁇ focus are dimensioned so that the rotational axis of symmetry always ⁇ pa rallel ⁇ aligns with applied on the wall of the housing to the vertical.
  • the endoscopy capsule is designed to self-straighten itself.
  • a hollow body 2 of the Gastrointestinaltrak- tes in the example a stomach with a liquid 4, wherein ⁇ game as water filled.
  • a swallowable endoscopy capsule 6 introduced, which has approximately the shape of an ellipsoid of revolution to allow their problem ⁇ loose transport and excretion.
  • the endoscopy capsule 6 has a specific weight that is greater than the specific weight of the liquid 4, so that it automatically falls downwards, ie in the direction of gravity in the liquid 4 until it reaches the wall 8 of the hollow organ 2.
  • sensor 12 On one side of the housing 10 of the endoscopic capsule 6 only schematically-illustrated in the figure, sensor 12 is arranged, with which it is possible a metabolic product to detect ei ⁇ nes in or on the wall 8 of the bacterium hollow organ 2 located, for example, Helicobacter pylori.
  • the center of gravity 14 of the capsule endoscope 6 and the Vo ⁇ lumen 16 of the focus verdr briefly ⁇ th of the endoscopic capsule 6 liquid 4 are arranged from each other at a distance a is ⁇ .
  • the center of gravity 14 and the center of gravity 16 define a connecting straight line 18 on which the sensor 12 is arranged on the side of the housing 10 which is adjacent to the center of gravity 14, so that the endoscopy capsule 6 drops ahead with this side and reaches the wall 8.
  • the connecting gear 18 coincides with the rotational symmetry axis of the housing 10, which in the example has the shape of an ellipsoid of revolution.
  • the weight of the endoscopy capsule 6 and the distance a between the center of gravity 14 and the center of gravity 16 are dimensioned in an advantageous embodiment so that the endoscopy capsule 6 always automatically straightens and the Ver ⁇ binding line 18 and the rotational axis of symmetry always in the direction of gravity, ie parallel directed to the vertical. In this way it is ensured that the
  • the endoscopic capsule 6 comprises a transmitter 20 which transmits the measurement data detected by the sensor 12 to an external receiver 22, which is be ⁇ cements, for example, on a belt of a patient.
  • a power supply 24 for example an internal energy store, e.g. a battery, or an externally rechargeable energy storage, is used to power the transmitter 20.
  • an internal energy store e.g. a battery, or an externally rechargeable energy storage
  • the beginning of the measurement i. the activation of the sensor 12 is effected by an external signal, for example by means of a radio signal, by means of an external magnet or by a mechanical shock.
  • a permanent magnet 26 may be attached ⁇ arranged so that the endoscopic capsule 6 is held with the aid of an external magnetic device 28 in the rest position.
  • the endoscopy ⁇ capsule 6 as a holding device has an extendable, clamped in the hollow organ 2 or anchored in the wall holding device 30, which is indicated in the figure only roughly schematically by dashed lines.
  • This holding device 30 may consist of egg ⁇ nem material that dissolves by itself after a predetermined residence time in the hollow organ 2, so that the Endo ⁇ skopiekapsel 6 is released and can be excreted.

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Abstract

Eine Endoskopiekapsel (6) enthält einen an einer Seite ihres Gehäuses (10) angeordneten Sensor (12) zum Nachweis eines Stoffwechselproduktes eines in oder an der Wand eines Hohlor- gans (2) des menschlichen oder tierischen Gastrointestinaltraktes, insbesondere in der Magenwand befindlichen Bakteriums. Das spezifische Gewicht der Endoskopiekapsel (6) ist größer als das spezifische Gewicht einer im Hohlorgan (2) befindlichen Flüssigkeit (4) und der Massenschwerpunkt (14) der Endoskopiekapsel (6) ist vom Volumenschwerpunkt (16) der verdrängten Flüssigkeit (4) beabstandet, wobei Massenschwerpunkt (14) und Volumenschwerpunkt (16) eine Verbindungsgerade (18) festlegen, auf der der Sensor (10) an der dem Massenschwerpunkt (14) benachbarten Seite des Gehäuses (10) angeordnet ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Endoskopiekapsel (6) stets mit der Gehäuseseite mit der Wand des Hohlorgans (2) in Kontakt tritt, auf der der Sensor (10) angeordnet ist.

Description

Beschreibung
Endoskopiekapsel zum Nachweis eines StoffWechselproduktes ei¬ nes in oder an der Wand eines Hohlorgans des menschlichen oder tierischen Gastrointestinaltraktes befindlichen Erregers
Die Erfindung bezieht sich auf eine Endoskopiekapsel mit ei¬ nem an einer Seite ihres Gehäuses angeordneten Sensor zum Nachweis eines StoffWechselproduktes eines in oder an der Wand eines Hohlorgans des menschlichen oder tierischen
Gastrointestinaltraktes befindlichen Erregers, wie er bei¬ spielsweise aus der WO 2009/127528 AI bekannt ist.
Zum Nachweis des Vorkommens eines Erregers in einem Hohlorgan des menschlichen oder tierischen Gastrointestinaltraktes, insbesondere des Magens, ist es aus der WO 2009/127528 AI be¬ kannt, in das Hohlorgan eine Endoskopiekapsel einzubringen, die einen Sensor enthält, mit dem das Bakterium anhand des von ihm ausgeschiedenen StoffWechselproduktes detektiert wird. Ein solcher Erreger ist beispielsweise Helicobacter pylori, der in der Magenschleimhaut angesiedelt sein kann und für eine ganze Reihe von Magenerkrankungen verantwortlich ist. Dabei hat sich herausgestellt, dass weltweit etwa 50% aller über 40-jährigen Personen mit diesem Bakterium infi- ziert sind. Die Infektion kann im leichtesten Fall zu Magenschmerzen, in schwereren Fällen zu Magengeschwüren, die stark bluten und zu Verblutungen führen können, und gilt außerdem als Kanzerogen. Da im Falle von chronischen Erkrankungen des oberen Gastrointestinaltraktes eine derartige bakterielle Ursache grundsätz¬ lich in Frage kommt, und im Falle einer Infektion mit einem Bakterium die Möglichkeit besteht, durch Abtötung des betref¬ fenden Bakteriums die Ursache für die Erkrankung gezielt zu beseitigen, ist es aufgrund der Vielzahl derartiger Erkrankungsfälle wünschenswert, eine patientenverträgliche Diagno¬ semöglichkeit zur Verfügung zu stellen, die kostengünstig und einfach durchzuführen ist, so dass im Hinblick auf die Hau- figkeit der Erkrankungen möglichst viele Patienten auf das Vorhandensein einer bakteriellen Infektion untersucht werden können . Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Endo¬ skopiekapsel mit einem an einer Seite des Gehäuses angeordne¬ ten Sensor zum Nachweis eines StoffWechselproduktes eines in der Wand eines Hohlorgans des menschlichen oder des tieri¬ schen Gastrointestinaltraktes , insbesondere in oder an der Magenwand befindlichen Erregers anzugeben, die mit geringem technischen und apparativen Aufwand eingesetzt werden kann.
Die genannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit ei¬ ner Endoskopiekapsel mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Gemäß diesen Merkmalen ist das spezifische Gewicht der En¬ doskopiekapsel größer als das spezifische Gewicht einer im Hohlorgan befindlichen Flüssigkeit, wobei der Massenschwerpunkt der Endoskopiekapsel vom Volumenschwerpunkt der von ihr verdrängten Flüssigkeit beabstandet ist und Massenschwerpunkt und Volumenschwerpunkt eine Verbindungsgerade festlegen auf der der Sensor an der dem Massenschwerpunkt benachbarten Seite des Gehäuses angeordnet ist.
Durch diese Maßnahmen wird erreicht, dass die Endoskopiekap sei in dem mit einer Flüssigkeit, in der Regel Wasser, ge¬ füllten Hohlorgan auf Grund der Schwerkraft absinkt, bis es den unter ihr befindlichen Bereich der Wand des Hohlorgans erreicht . Da der Massenschwerpunkt der Endoskopiekapsel und der Volu¬ menschwerpunkt der verdrängten Flüssigkeit voneinander beabs¬ tandet sind, und der Sensor auf der von Massenschwerpunkt und Volumenschwerpunkt festgelegten Verbindungsgeraden auf der dem Massenschwerpunkt benachbarten Seite des Gehäuses ange- ordnet ist, wird sichergestellt, dass die Endoskopiekapsel mit der Gehäuseseite mit der Wand in Kontakt kommt, auf der sich der Sensor befindet. Mit einer auf diese Weise gestalteten Endoskopiekapsel ist es mit geringem technischem Aufwand sichergestellt, dass der an der Endoskopiekapsel angeordnete Sensor in unmittelbarer Nähe der Wand positioniert ist und sich damit in einem Bereich be- findet, in dem die Konzentration gegebenenfalls vorhandener StoffWechselprodukte am höchsten ist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Gehäuse der Endoskopiekapsel zumindest im Bereich des Sensors eine rotationssymmetrische gekrümmte Form auf, beispielsweise die Form einer Kugelkalotte oder eine ovale Form, beispiels¬ weise die Kalotte eines Rotationsellipsoides , wobei sich der Massenschwerpunkt und der Volumenschwerpunkt auf der Rotati¬ onssymmetrieachse befinden. Das Gewicht der Endoskopiekapsel sowie der Abstand zwischen Massenschwerpunkt und Volumen¬ schwerpunkt sind dabei so bemessen, dass sich die Rotations¬ symmetrieachse bei an der Wand anliegendem Gehäuse stets pa¬ rallel zur Vertikalen ausrichtet. Mit anderen Worten: Die Endoskopiekapsel ist so gestaltet, dass sie sich von selbst aufrichtet. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass sich die in diesem Fall an einem schmalen Ende des Gehäuses befindli¬ che Sensor auf Grund der auf diese Weise sich selbst aufrich¬ tenden Gestaltung auch dann in Kontakt mit der Schleimhaut des Hohlorgans verbleibt, wenn die Endoskopiekapsel die Wand erreicht hat.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen angegeben. Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf das in der einzigen Figur dargestellte Ausführungsbeispiel verwiesen, in der in einer schematischen Prinzipskizze eine Endoskopiekap¬ sel gemäß der Erfindung in einer Endposition an der Wand eines Hohlorgans dargestellt ist.
Gemäß der Figur ist ein Hohlorgan 2 des Gastrointestinaltrak- tes, im Beispiel ein Magen, mit einer Flüssigkeit 4, bei¬ spielsweise Wasser, gefüllt. In das Hohlorgan 2 ist eine schluckbare Endoskopiekapsel 6 eingebracht, die in etwa die Gestalt eines Rotationsellipsoids aufweist, um deren problem¬ losen Transport und Ausscheiden zu ermöglichen. Die Endoskopiekapsel 6 hat ein spezifisches Gewicht, das größer ist als das spezifische Gewicht der Flüssigkeit 4, so dass diese selbsttätig nach unten, d.h. in Richtung der Schwerkraft in der Flüssigkeit 4 absinkt, bis sie die Wand 8 des Hohlorgans 2 erreicht. An einer Seite des Gehäuses 10 der Endoskopiekapsel 6 ist ein in der Figur nur schematisch veranschaulichter Sensor 12 angeordnet, mit dem es möglich ist ein StoffWechselprodukt ei¬ nes in oder an der Wand 8 des Hohlorgans 2 befindlichen Bakteriums, beispielsweise Helicobacter pylori, zu detektieren. Der Massenschwerpunkt 14 der Endoskopiekapsel 6 sowie der Vo¬ lumenschwerpunkt 16 der von der Endoskopiekapsel 6 verdräng¬ ten Flüssigkeit 4 sind voneinander in einem Abstand a ange¬ ordnet. Massenschwerpunkt 14 und Volumenschwerpunkt 16 legen eine Verbindungsgerade 18 fest, auf der dem Massenschwer- punkt 14 benachbarten Seite des Gehäuses 10 der Sensor 12 angeordnet ist, so dass die Endoskopiekapsel 6 mit dieser Seite voran absinkt und die Wand 8 erreicht.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel fällt die Verbindungsge- rade 18 mit der Rotationssymmetrieachse des im Beispiel die Gestalt eines Rotationsellipsoids aufweisenden Gehäuses 10 zusammen .
Das Gewicht der Endoskopiekapsel 6 und der Abstand a zwischen Massenschwerpunkt 14 und Volumenschwerpunkt 16 sind dabei in einer vorteilhaften Ausgestaltung so bemessen, dass sich die Endoskopiekapsel 6 stets selbsttätig aufrichtet und die Ver¬ bindungsgerade 18 bzw. die Rotationssymmetrieachse stets in Richtung der Schwerkraft, d.h. parallel zur Vertikalen ausge- richtet wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der
Sensor 12 stets in unmittelbarer Nähe zur Wand 8 des Hohlorgans 2 angeordnet ist. Die Endoskopiekapsel 6 umfasst einen Sender 20, der die vom Sensor 12 erfassten Messdaten an einen externen Empfänger 22 übermittelt, der beispielsweise am Gürtel eines Patienten be¬ festigt ist.
Eine Energieversorgungseinrichtung 24, beispielsweise ein interner Energiespeicher, z.B. eine Batterie, oder ein von außen aufladbarer Energiespeicher, dient zur Energieversorgung des Senders 20.
Der Beginn der Messung, d.h. das Aktivieren des Sensors 12 erfolgt durch ein externes Signal, beispielsweise mit Hilfe eines Funksignals, mit Hilfe eines externen Magneten oder durch einen mechanischen Schock.
Um bei Bedarf eine Langzeitmessung zu ermöglichen, kann es notwendig sein, die Endoskopiekapsel 6 zumindest einen länge¬ ren Zeitraum mit einer Halteeinrichtung in der erreichten End- oder Ruheposition zu fixieren, da diese andernfalls auf Grund einer natürlichen Peristaltik nach kurzer Verweilzeit gemeinsam mit der Flüssigkeit 4 ausgeschieden wird. Hierzu kann in der Endoskopiekapsel 6 ein Permanentmagnet 26 ange¬ ordnet werden, so dass die Endoskopiekapsel 6 mit Hilfe einer externen Magneteinrichtung 28 in der Ruheposition gehalten wird.
Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass die Endoskopie¬ kapsel 6 als Halteeinrichtung eine ausfahrbare, im Hohlorgan 2 verspannbare oder in der Wand verankerbare Haltevorrichtung 30 aufweist, die in der Figur nur grob schematisch gestrichelt angedeutet ist. Diese Haltevorrichtung 30 kann aus ei¬ nem Material bestehen, das sich nach einer vorgegebenen Verweilzeit im Hohlorgan 2 von selbst auflöst, so dass die Endo¬ skopiekapsel 6 freigegeben wird und ausgeschieden werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Endoskopiekapsel (6) mit einem an einer Seite ihres Gehäu¬ ses (10) angeordneten Sensor (12) zum Nachweis eines Stoff- Wechselproduktes eines in oder an der Wand eines Hohlor¬ gans (2) des menschlichen oder tierischen Gastrointesti- naltraktes, insbesondere in der Magenwand befindlichen Erre¬ gers, deren spezifisches Gewicht größer ist als das spezifi¬ sche Gewicht einer im Hohlorgan (2) befindlichen Flüssigkeit (4) und deren Massenschwerpunkt (14) vom Volumenschwerpunkt (16) der verdrängten Flüssigkeit (4) beabstandet ist, wobei Massenschwerpunkt (14) und Volumenschwerpunkt (16) eine Ver¬ bindungsgerade (18) festlegen, auf der der Sensor (10) an der dem Massenschwerpunkt (14) benachbarten Seite des Gehäuses (10) angeordnet ist.
2. Endoskopiekapsel nach Anspruch 1, deren Gehäuse (10) zu¬ mindest im Bereich des Sensors (12) eine rotationssymmetrische gekrümmte Form aufweist, und bei der sich Massenschwer- punkt (14) und Volumenschwerpunkt (16) auf der Rotationssym¬ metrieachse befinden, wobei deren Gewicht sowie der Ab¬ stand (a) zwischen Massenschwerpunkt (14) und Volumenschwer¬ punkt (16) derart bemessen sind, dass sich die Rotationssym¬ metrieachse bei an der Wand (8) anliegendem Gehäuse (10) stets parallel zur Vertikalen ausrichtet.
3. Endoskopiekapsel nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Sender (20) zum kabellosen Übertragen der mit dem Sensor (12) ermittelten Messwerte.
4. Endoskopiekapsel nach Anspruch 1, 2 oder 3, deren Sensor (12) durch ein externes Signal aktivierbar ist.
5. Endoskopiekapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit ei- nem internen oder von außen aufladbaren Energiespeicher.
6. Endoskopiekapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit ei¬ ner Halteeinrichtung zum Fixieren der Endoskopiekapsel in einer Endposition.
7. Endoskopiekapsel nach Anspruch 6, bei der als Halteeinrichtung ein Permanentmagnet (26) vorgesehen ist.
8. Endoskopiekapsel nach Anspruch 6, bei der als Halteein richtung eine ausfahrbare, im Hohlorgan (2) verankerbare verspannbare Haltevorrichtung (30) vorgesehen ist.
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