DE102005031652A1 - Miniaturized medical instrument e.g. for endoscope, has housing in which gyroscope is arranged and instrument is designed as endoscope or endorobot - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein miniaturisiertes medizinisches Gerät.The The invention relates to a miniaturized medical device.
In der US 2001/0049497 A1 ist ein miniaturisiertes medizinisches Gerät bekannt, das als Endoskop ausgeführt ist. Das bekannte Endoskop dient zur Behandlung von inneren Blutungen oder zum Schließen von offenen Schnittwunden im Körperinneren eines Lebewesens und ist mit einem Clip ausgestattet. Der Clip weist endseitig eine Zange auf, die in einer dem Endoskop zugeordneten Führung gelagert ist. Zum Verklemmen der inneren Blutung oder zum Schließen der Schnittwunde wird der Clip aus der Führung des Endoskops heraus gefahren, wobei nach einer Aktivierung des Clips das von der Zange umfasste Gewebe verklemmt und die Blutung gestoppt oder die Schnittwunde geschlossen wird.In US 2001/0049497 A1 discloses a miniaturized medical device, this is done as an endoscope is. The well-known endoscope is used to treat internal bleeding or to close of open cuts in the body of a living being and is equipped with a clip. The clip points at the end a pair of pliers, which in a the endoscope associated guide is stored. To pinch the internal bleeding or to close the Gash, the clip is out of the guide of the endoscope driven, wherein after activation of the clip that covered by the pliers Tissue jammed and the bleeding stopped or cut is closed.
Weiterhin
ist aus
Aus
der
Der
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Das vorstehend beschriebene Problem stellt sich in besonderem Maße dann, wenn mit dem miniaturisierten medizinischen Gerät interventionelle Eingriffe vorgenommen werden sollen, beispielsweise Biopsien. Bei derartigen interventionellen Eingriffen ist es erforderlich, das miniaturisierte medizinische Gerät sehr exakt an einer bestimmten Position zu halten, wozu auch feine Auslenkungen exakt erfasst werden müssen.The the problem described above arises in particular when using the miniaturized medical device interventional intervention to be made, for example biopsies. In such Interventional intervention requires the miniaturized medical device To hold very precisely at a certain position, including fine Deflections must be accurately detected.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein miniaturisiertes medizinisches Gerät zu schaffen, mit der Bewegungen im Magen und im Darm detektierbar sind.task The present invention is a miniaturized medical Device too create with the movements in the stomach and intestine are detectable.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein miniaturisiertes medizinisches Gerät gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand von weiteren Ansprüchen.The The object is achieved by a miniaturized medical device according to claim 1. advantageous Embodiments of the invention are each the subject of further Claims.
Das miniaturisierte medizinische Gerät nach Anspruch 1 umfasst ein Gehäuse, in dem wenigstens ein Gyroskop angeordnet ist.The miniaturized medical device according to claim 1 comprises a housing, in which at least one gyroscope is arranged.
Im Rahmen der Erfindung kann es sich bei dem miniaturisierten medizinischen Gerät beispielsweise um eine Endoskopiekapsel oder einen Endoroboter handeln. Eine Endoskopiekapsel wird passiv, also nach ihrer Einnahme allein aufgrund der Peristaltik durch den Magen-Darm-Trakt befördert. Demgegenüber handelt es sich bei einem Endoroboter um ein miniaturisiertes medizinisches Gerät, das über ein internes Magnetelement mittels eines externen Magnetfeldes aktiv navigierbar ist.in the The scope of the invention may be in the miniaturized medical Device for example to act an endoscopy capsule or an endorobot. An endoscopy capsule becomes passive, ie after its ingestion solely because of peristalsis transported through the gastrointestinal tract. In contrast, is an endorobot a miniaturized medical Device, the above an internal magnetic element by means of an external magnetic field active is navigable.
Das Gyroskop liefert bei dem miniaturisierten medizinischen Gerät gemäß der Erfindung Informationen über Änderungen seines Raumwinkels. Bei einer Endoskopiekapsel, die ausschließlich durch die Peristaltik bewegt wird, können dadurch Bewegungen im Magen und im Darm bzw. ausbleibende Bewegungen im Magen-Darm-Trakt zuverlässig erkannt werden. Damit sind zum Beispiel Diarrhö, Obstipation, Obstruktion oder Obturation zuverlässig detektierbar. Die vom Gyroskop hierbei erfassten Informationen können z.B. in wenigstens einer geräteinterne Speichereinheit abgespeichert und/oder über wenigstens eine geräteinterne Sendeeinheit an eine geräteexterne Auswerteeinheit übermittelt werden.The Gyroscope provides in the miniaturized medical device according to the invention Information about changes his solid angle. For an endoscopy capsule exclusively by the peristalsis can be moved thereby movements in the stomach and in the intestine or missing movements reliable in the gastrointestinal tract be recognized. This includes, for example, diarrhea, constipation, obstruction or obturation reliable detectable. The information gathered by the gyroscope herein can be e.g. in at least one device-internal storage unit saved and / or over at least one device internal Send unit to an external device Evaluation unit transmitted become.
Bei einem Endoroboter, der über ein externes Magnetfeld navigierbar ist, können durch die vom Gyroskop erfassten Rotationen oder kleinen Translationen zusätzlich die Erfassung der absoluten Position im Magen-Darm-Trakt dienen, wodurch eine möglicherweise erforderlich Lagekorrektur noch genauer durchführbar ist. Insbesondere wenn der Endoroboter im externen Magnetfeld frei schwebend gehalten werden soll, ohne zu „wackeln", kann die ständige Stabilisierung, welche die Anwendung von Korrekturkräften erforderlich macht, wesentlich genauer durchgeführt werden.In the case of an endorobot that can be navigated via an external magnetic field, the rotations or small translations recorded by the gyroscope can additionally detect the absolute positives on the gastrointestinal tract, whereby a possibly required position correction is even more accurate feasible. In particular, if the endorobot is to be levitated in the external magnetic field without "wobbling", the constant stabilization that requires the application of correction forces can be made much more accurate.
Die Informationen des Gyroskops werden also genutzt, um die Lage des miniaturisierten medizinischen Gerätes zu korrigieren. Dies kann entweder im miniaturisierten medizinischen Gerät selbst erfolgen, wenn dieses über interne Möglichkeiten (eigener Antrieb) zur Lagekorrektur verfügt. Alternativ dazu kann die Lage des miniaturisierten medizinischen Gerätes extern, beispielsweise über ein externes Magnetfeld, das von einem Navigationsmagneten erzeugt wird, korrigiert werden.The Information from the gyroscope are thus used to determine the location of the miniaturized medical device to correct. This can either in the miniaturized medical device itself, if this is done via internal options (own drive) for the position correction has. Alternatively, the Location of the miniaturized medical device externally, for example via a external magnetic field generated by a navigation magnet, Getting corrected.
Unabhängig davon, ob die Bewegung des miniaturisierten medizinischen Gerätes durch die Peristaltik des Magen-Darm-Traktes (Endoskopiekapsel) oder durch eine manuelle Bewegung (Endoskop) oder durch einen geräteinternen Antrieb oder druch ein geräteexternes Magnetfeld (Endoroboter) erfolgt, kann die Positionsänderung durch ein geeignetes visuelles und/oder akustisches Signal angezeigt werden. Wird die Bewegung des miniaturisierten medizinischen Gerätes von einer Bedienperson veranlasst, dann kann diese entsprechende Korrekturbewegungen des miniaturisierten medizinischen Gerätes veranlassen.Independently of, whether the movement of the miniaturized medical device through the peristalsis of the gastrointestinal tract (Endoscopy capsule) or by manual movement (endoscope) or through a device internal Drive or an external device Magnetic field (endorobot) takes place, the position change indicated by a suitable visual and / or audible signal become. Will the movement of the miniaturized medical device of causes an operator, then this can correct corrections of the miniaturized medical device.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Messdaten des Gyroskops permanent oder zumindest in regelmäßigen Abständen, vorzugsweise in Kombination mit anderen medizinisch relevanten Daten (Druck, Temperatur, pH-Wert, Leitfähigkeit, Sauerstoffsättigung, Puls usw.) aufgezeichnet. In einer Auswertung, die geräteextern und/oder geräteintern erfolgen kann, können Korrelationen zwischen den Messwerten des Gyroskops und den anderen medizinisch relevanten Daten ermittelt werden. Damit können z.B. Störungen des Herzpulses und/oder des Blutdrucks in Abhängigkeit von der Körperstellung des Patienten ermittelt werden.According to one Advantageous embodiment of the invention, the measurement data of Gyroscope permanently or at least at regular intervals, preferably in combination with other medically relevant data (pressure, temperature, pH, conductivity, Oxygen saturation, Pulse, etc.) recorded. In an evaluation, the external and / or internally can be done Correlations between gyroscopic readings and the others medically relevant data are determined. Thus, e.g. disorders the heart rate and / or the blood pressure as a function of the body position of the patient.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen miniaturisierten medizinischen Gerätes werden die Messwerte des Gyroskops in Echtzeit in einer geräteinternen Prozessoreinheit ausgewertet und gegebenenfalls Warnhinweise ausgegeben. Alternativ können die Messwerte des Gyroskops sowie weitere medizinisch relevante Daten auch in einer Auswerteeinheit außerhalb des miniaturisierten medizinischen Gerätes erfolgen. Eine derartige Auswerteeinheit könnte z.B. am Gürtel des Patienten getragen werden. Durch die Warnmeldungen werden Patient und Arzt darauf hingewiesen, dass sich der Patient in einer für ihn gefährlichen Situation befindet.In a further advantageous embodiment of the miniaturized invention medical device gyroscope readings are displayed in real-time in a device-internal Processor unit evaluated and possibly issued warnings. Alternatively you can the measured values of the gyroscope as well as other medically relevant data also in an evaluation unit outside the miniaturized medical device respectively. Such an evaluation unit could e.g. on the belt of the Patients are being carried. The alerts become patient and doctor pointed out that the patient is in a dangerous for him Situation is.
Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, dass die vorgenannten Warnhinweise bzw. Warnmeldungen an andere miniaturisierte medizinische Geräte, die sich ebenfalls im Magen-Darm-Trakt des Patienten befinden, weiter gegeben werden. Die anderen miniaturisierten medizinischen Geräte werden dann in einen speziellen Modus geschaltet oder erst aktiviert. So kann z.B. ein Herzschrittmacher aktiviert oder eine das Herz unterstützende Pumpe zugeschaltet werden.in the Under the invention, it is also possible that the aforementioned Warnings or warnings to other miniaturized medical Equipment, which is also in the gastrointestinal tract be given to the patient. The others miniaturized medical devices are then switched to a special mode or only activated. Thus, e.g. a pacemaker activates or one's heart supportive Pump be switched on.
Nachfolgend wird anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels die Erfindung näher erläutert.following is based on an embodiment schematically illustrated in the drawing the invention closer explained.
In
der Zeichnung ist mit
Erfolgt
eine passive Lageänderung
der Endoskopiekapsel
Die
durch den Doppelpfeil
Die
vom Detektor
Durch die Verwendung eines dreiachsigen Gyroskops und eines Accelerometers (Beschleunigungsmesser) können beliebige Dreh- und Translationsbewegungen auf einfache Weise detektiert werden.By the use of a three-axis gyroscope and an accelerometer (Accelerometer) can arbitrary turning and Translational movements are detected in a simple manner.
Für die in dem erfindungsgemäßen miniaturisierten medizinischen Gerät verwendbaren Gyroskope sind unter anderem Kreiselgyroskope – wie in der Zeichnung beispielhaft dargestellt – CVGs (Coriolis Vibratory Gyroscopes) oder optische Gyroskope, beispielsweise Lasergyroskope, möglich.Gyroscopes which can be used in the miniaturized medical device according to the invention include, among other things, gyro-gyroscopes - as shown by way of example in the drawing - CVGs (Coriolis Vibratory Gyroscopes) or optical gyroscopes, For example, laser gyroscopes, possible.
Bei einem Lasergyroskop wird ein Laserstrahl über eine Spiegelanordnung in zwei Teilstrahlen aufgeteilt, die beide einen Ring durchlaufen und von einem Detektor erfasst werden. Bei einer Rotation des Systems andern sich die Weglängen der beiden Teilstrahlen bis zum Detektor, wodurch es zu einer Phasenverschiebung der beiden Teilstrahlen relativ zueinander kommt („Sagnac-Effect"). Aus dieser Phasenverschiebung lässt sich die Rotationsgeschwindigkeit des Gyroskops bestimmen.at In a laser gyroscope, a laser beam is transmitted through a mirror array split two sub-beams, both of which pass through a ring and from be detected by a detector. Change with a rotation of the system the path lengths of the two partial beams to the detector, which causes a phase shift the two partial beams are relative to each other ("Sagnac Effect") .This phase shift let yourself determine the rotational speed of the gyroscope.
Derartige miniaturisierte Gyroskope lassen sich beispielsweise als MEMS (Mikro-elektro-mechanische Systeme) realisieren. So befasst sich das SIGEM-Projekt mit der Herstellung von Gyroskopen auf der Oberfläche von konventionellen CMOS-Chips. Damit kann zukünftig die Gyroskop-Funktionalität in die ohnehin vorhandene Elektronik (z.B. für die Bildverarbeitung) integriert werden.such Miniaturized gyroscopes can be described, for example, as MEMS (micro-electro-mechanical Systems). This is how the SIGEM project deals with the Production of gyroscopes on the surface of conventional CMOS chips. In order to may in the future the gyroscope functionality integrated into the already existing electronics (for example for image processing) become.
Claims (17)
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