DE102006014885A1 - Endoskopische Vorrichtung mit Biochip-Sensor - Google Patents

Endoskopische Vorrichtung mit Biochip-Sensor Download PDF

Info

Publication number
DE102006014885A1
DE102006014885A1 DE102006014885A DE102006014885A DE102006014885A1 DE 102006014885 A1 DE102006014885 A1 DE 102006014885A1 DE 102006014885 A DE102006014885 A DE 102006014885A DE 102006014885 A DE102006014885 A DE 102006014885A DE 102006014885 A1 DE102006014885 A1 DE 102006014885A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
biochip
sensor
magazine
molecules
supply channel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102006014885A
Other languages
English (en)
Inventor
Arne Dr. Hengerer
Rainer Kuth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE102006014885A priority Critical patent/DE102006014885A1/de
Priority to US12/295,062 priority patent/US20090312618A1/en
Priority to PCT/EP2007/052898 priority patent/WO2007113165A1/de
Publication of DE102006014885A1 publication Critical patent/DE102006014885A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/07Endoradiosondes
    • A61B5/073Intestinal transmitters
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00064Constructional details of the endoscope body
    • A61B1/00071Insertion part of the endoscope body
    • A61B1/0008Insertion part of the endoscope body characterised by distal tip features
    • A61B1/00087Tools
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00147Holding or positioning arrangements
    • A61B1/00158Holding or positioning arrangements using magnetic field
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/041Capsule endoscopes for imaging
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/0661Endoscope light sources
    • A61B1/0676Endoscope light sources at distal tip of an endoscope
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/0661Endoscope light sources
    • A61B1/0684Endoscope light sources using light emitting diodes [LED]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/70Manipulators specially adapted for use in surgery
    • A61B34/73Manipulators for magnetic surgery
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/06Devices, other than using radiation, for detecting or locating foreign bodies ; determining position of probes within or on the body of the patient
    • A61B5/061Determining position of a probe within the body employing means separate from the probe, e.g. sensing internal probe position employing impedance electrodes on the surface of the body
    • A61B5/062Determining position of a probe within the body employing means separate from the probe, e.g. sensing internal probe position employing impedance electrodes on the surface of the body using magnetic field
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/48Other medical applications
    • A61B5/4836Diagnosis combined with treatment in closed-loop systems or methods
    • A61B5/4839Diagnosis combined with treatment in closed-loop systems or methods combined with drug delivery
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6846Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive
    • A61B5/6879Means for maintaining contact with the body
    • A61B5/6882Anchoring means
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00163Optical arrangements
    • A61B1/00193Optical arrangements adapted for stereoscopic vision

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung minimalinvasiver Maßnahmen im Inneren des Körpers eines Patienten mit wenigstens einem Sensor und/oder Aktor, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Vorrichtung (1) wenigstens einen Biochip-Sensor (18) aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung minimalinvasiver Maßnahmen im Inneren des Körpers eines Patienten mit wenigstens einen Sensor und/oder Aktor.
  • In der Medizin ist es häufig notwendig, im Innern, also im Körper eines in der Regel lebenden Menschen oder Tieres als Patienten eine medizinische Maßnahme durchzuführen, die z.B. eine Diagnose oder eine Behandlung sein kann. Zielgebiet einer derartigen medizinischen Maßnahme ist oft ein Hohlorgan im betreffenden Patienten, insbesondere der Gastrointestinaltrakt. Seit längerem werden solche medizinischen Maßnahmen mit Hilfe von Endoskopen durchgeführt, welche nicht- oder minimalinvasiv von außerhalb entweder durch Körperöffnungen des Patienten oder durch kleine Einschnitte in diesen eingeführt und mechanisch gesteuert bzw. positioniert werden. Hierbei befinden sich an der Spitze eines mehr oder weniger langen biegsamen Katheters Inspektions- bzw. Manipulationsgeräte, z.B. eine Kamera, oder ein Greifer zur Ausführung einer gewünschten Tätigkeit. Weitere Geräte können in einen Arbeitskanal des Katheters zur Spitze vorgeschoben und von dort auch wieder zurückgezogen werden. Herkömmliche Endoskope weisen hierbei verschiedene Nachteile auf, z.B. verursachen diese, wegen der indirekten Kraftübertragung auf die Katheterspitze beim Vorschub, wegen ihrer Länge und der auftretenden Reibungseffekten beim Patienten Schmerzen oder sogar Verletzungen. Ferner können entfernt liegende innere Organe nur schwer oder gar nicht erreicht werden.
  • Zur katheterfreien bzw. schlauchlosen Endoskopie sind deshalb seit einigen Jahren z.B. Videokapseln bekannt, welche der Patient schluckt. Die Videokapsel bewegt sich aufgrund der Peristaltik durch den Verdauungstrakt des Patienten und nimmt hierbei eine Reihe von Videobildern auf. Diese werden nach außen übertragen und in einem Rekorder gespeichert. Die Aus richtung der Kapsel und damit die Blickrichtung der Videobilder sowie die Verweildauer im Körper des Patienten sind hierbei zufällig. Außer der Bildaufnahme hat die Kapsel keine aktive Funktionalität. Diagnosefunktionen, wie gezielte Betrachtung, Reinigung, Biopsien sind ebenso wenig möglich wie gezielte Behandlungen im Innern des Patienten. Eine gezielte Diagnose bzw. Befundung ist mit dieser Technik nicht durchführbar.
  • Aus der DE 101 42 253 C1 ist eine Endoskopie-Kapsel bekannt, die mit einem Magneten ausgestattet ist und sich durch ein von einem externen Magnetsystem erzeugten Gradientenfeld ferngesteuert bewegen lässt.
  • In der DE 103 40 925 B3 ist ein Magnetspulensystem detailliert beschrieben, das erforderlich ist, um die magnetische Endoskopie-Kapsel durch Hohlorgane eines Patienten mittels magnetischer, berührungsfreier Kraftübertragung zu bewegen. Die Kraftübertragung erfolgt hierbei also gezielt, berührungslos und von außen kontrolliert. Diese Endoskopie-Kapseln, auch Endoroboter genannt, weisen Funktionalitäten eines herkömmlichen Endoskops auf, z.B. Videoaufnahme, Biopsie, Medikamentengabe etc. Mit einem solchen Endoroboter kann eine medizinische Maßnahme autark, d.h. kabellos bzw. katheterfrei durchgeführt werden.
  • In der nicht vorveröffentlichten Anmeldung 10 2005 032 368 wird allerdings auch ein Endoroboter beschrieben, der mit einem hochflexiblen Schlauch verbunden ist und diesen auf seinem Weg durch das Hohlorgan hinter sich herzieht und über den Versorgungsaufgaben, wie beispielsweise die Zufuhr von flüssigen oder gasförmigen Betriebs- oder Arbeitsmitteln erfolgen kann oder welcher zur Energiezufuhr genutzt werden kann.
  • Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen der vorgenannten Art.
  • Die Bio- und Gentechnologie hat in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Eine Grundaufgabe in der Bio- und Gentechnologie ist der Nachweis von biologischen Molekülen wie DNA (Desoxyribonukleinsäure) oder RNA (Ribonukleinsäure), Proteinen, Polypeptide. Insbesondere Moleküle, in denen Erbgutinformation kodiert ist, sind für viele medizinische Anwendungen von großem Interesse. Durch ihren Nachweis, beispielsweise in einer Blutprobe eines Patienten, können Krankheiterreger nachgewiesen werden. Dies erleichtert die Diagnose für den Arzt erheblich. Auch bei der Behandlung von Tumorerkrankungen können genetische Tests die Suche nach einer optimalen Behandlung erleichtern. Während solche Untersuchungen bislang in Großlabors durchgeführt worden sind, werden in Zukunft Biochip-Sensoren die Diagnosetechnik weiter verfeinern, beschleunigen und in die Praxis des behandelnden Arztes oder in den Hausbereich des Patienten verlagern. Biochip-Sensoren sind allgemein bekannt, als sehr kleine Probenträger aus Glas, Kunststoff oder Silizium, auf denen gleichzeitig hunderte bis tausende biochemischen Reaktionen ablaufen können. Auch eine Auswertung dieser Reaktionen auf dem Biochip-Sensor ist heute bereits möglich. Hinsichtlich ihrer Funktionsweise, insbesondere ihrer Auswerteverfahren lassen sich Biochip-Sensoren grob in optische und elektrische Biochip-Sensoren unterteilen, obwohl die Grundidee aller Biochip-Sensoren identisch ist. Auf dem Probenträger werden beispielsweise über fotolithographische Verfahren oder Mikrodispension so genannte Sonden oder Fängermoleküle aufgetragen und immobilisiert, d.h. an der Oberfläche des Biochip-Sensor dauerhaft fixiert. Wird eine zu untersuchende Probe nunmehr mit den immobilisierten Fängermolekülen in Wirkkontakt gebracht, so hybridisieren – zu den Sonden komplementäre – Moleküle, d.h. gemäß der Hybridisierungsregeln werden spezifische Moleküle an die Sonden gebunden. Die gebundenen Moleküle werden durch verschiedene Nachweisverfahren identifiziert. In einer weit verbreiteten Methode werden die Bindungen mit Hilfe eines Fluoreszenzfarbstoffes sichtbar gemacht. In anderen Nachweisverfahren, in denen man beispielsweise ein bestimmtes vorher bekanntes Molekül nachweisen möchte, werden die gebun denen Moleküle beispielsweise mit Enzymen beaufschlagt, die eine Aufspaltung oder Umwandlung bestimmter Moleküle bewirken und damit zu Veränderungen von Messgrößen beitragen (z.B. Änderung des pH-Wertes).
  • Karzinome, insbesondere Karzinome des Dickdarms werden heute in relativ spätem Stadium diagnostiziert. Nicht polypenartig in das Darmlumen hervortretende Neoplasien sind nur schwer mit etablierten Verfahren zu diagnostizieren. Zu allgemein bekannten in-vitro Methoden der Diagnostik, kommen seit jüngster Zeit auch bildgebende Verfahren zur in-vivo Diagnostik von molekularen Veränderungen. Dabei werden neue Reagenzien und Methoden entwickelt, die krankheitsassoziierte molekulare Veränderungen quasi in-vivo diagnostizieren. Basis dieser Technik bilden die entwickelten modernen Bildgebungstechniken und die mit spezifisch molekularen Zielstrukturen interagierenden Kontrastmittel, also die molekularen Sonden. Die Entwicklung molekularer Sonden wird es zukünftig ermöglichen, neoplastische Veränderung in einem frühen Stadium der Tumorgenese zu detektieren, wobei der Übergang von entarteten und reversiblen Zuständen jedoch fließend sein kann. Damit muss also eine invasive Entfernung früher Neoplasien gegen das Risiko einer Intervention abgeglichen werden. Minimalinvasive Verfahren bieten sich hier zwar an, da eine Resektion weitestgehend ohne das Risiko einer Komplikation vorgenommen werden kann, dennoch sind unnötige Eingriffe stets zu vermeiden. Damit gilt es den richtigen Zeitpunkt eines Eingriffs zu bestimmen. Dies ist mit den vorgenannten Verfahren nur eingeschränkt möglich, eine Überwachung der Entwicklung nach sehr frühzeitiger Erkennung wäre wünschenswert.
  • Es ist bekannt, dass verschiedene Patienten auch unterschiedliche Reaktionen auf ein Medikament zeigen, die auf so genannten genetische Prädispositionen zurückzuführen sind. Demnach wird auch für die Entwicklung neuer Therapeutika und zur routinemäßigen Überwachung von pharmakologischen Therapien eine Technik gesucht, die biochemische Veränderungen im Kör per auch über einen längeren Zeitraum zu überwachen gestattet.
  • Im Stand der Technik werden Coloncarcinoma durch Spiegelung des Dickdarms mittels flexiblen Endoskopen detektiert, wobei dies unzureichend ist, da nur anatomisch ausgeprägte Pathologien erkannt werden können. Die vorgenannten bildgebenden Verfahren beispielsweise mittels MR können theoretisch auch molekulare und damit frühzeitige Änderungen detektieren, allerdings sind solche Ansätze rein diagnostisch und ermöglichen keine Resektion im gleichen Arbeitsgang. Gleichzeitig sind solche Verfahren wegen des Einsatzes teurer Apparate kostenintensiv und können als Vorsorgeuntersuchung nicht flächendeckend angewendet werden. Eine ökonomisch vernünftige Prävention ist somit nicht möglich.
  • Die DE 10 2005 006 877 schlägt ein System und ein Verfahren vor, bei dem molekulare Sonden, beispielsweise ein tumorspezifisches Kontrastmittel, verabreicht werden, durch dass eine Identifizierung eines Tumors ermöglicht wird. Gleichzeitig werden verschiedene Behandlungsverfahren, beispielsweise die Fototherapie, die Schallwellentherapie u. a. vorgeschlagen. Die Erkennung und Behandlung von molekularen Veränderungen in einem sehr frühen Stadium, einschließlich der Möglichkeit der Überwachung über einen längeren Zeitraum wird in dieser Schrift nicht behandelt.
  • Es ist demnach Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung anzugeben, die es erlaubt, vergleichsweise kostengünstig eine umfangreiche und ortsbezogene molekulare Diagnose und Interventionsmöglichkeit im Innern des Körpers anzubieten. Es ist ferner Aufgabe der Erfindung die Wirksamkeit bestimmter pharmakologischen Therapien und molekularer Diagnosen zu überwachen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Vorrichtung wenigstens einen Biochip-Sensor aufweist. Vorzugs weise wird der Biochip-Sensor im Kopfbereich, d.h. an der Spitze der im Innern des Körpers bewegbaren Vorrichtung lokalisiert sein. Diese endoskopische Vorrichtung gestattet eine relativ kostengünstige Untersuchung durch den behandelnden Arzt ohne teure Apparatemedizin. Der Biochip-Sensor kann entlang eines Hohlorgans in Abhängigkeit der Ausgestaltung der Vorrichtung gut positioniert werden. Damit wird der Biochip-Sensor, also eine Analyseeinheit, direkt zum Ort der Pathologie gebracht und es können umfassende Test durchgeführt werden. Die gewonnenen Informationen sind somit sehr spezielle Informationen zum Ort der Pathologie (z.B. Rezeptorstatus, Antigenexpression, Enzymaktivitäten usw.) Über den integrierten Biochip-Sensor können vergleichsweise schnell umfangreiche molekulare Untersuchungen durchgeführt werden. Wichtig in diesem Zusammenhang ist es, dass nunmehr mehrere auszuwertende Parameter parallel erfasst werden können. Diese Untersuchungen können relativ aufwandsarm wiederholt werden, um so die Erhebung von Daten auch über einen längeren Zeitraum durchzuführen. Ferner kann durch eine Interventionseinheit ggf. im gleichen Arbeitsschritt therapiert werden.
  • Der verwendete Biochip-Sensor soll zum Nachweis biologischer Moleküle verwendet werden und dabei mit Fängermolekülen immobilisiert werden, die nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip hybridisieren. Solche Fängermoleküle können beispielsweise Oligonukleotide, Proteine, Polypeptide oder Polysacharide darstellen. Alternativ können auch synthetische Bindemoleküle (Affibodies), Viren, oder Bakterien als Fängermoleküle aufgebracht werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist dem Biochip-Sensor wenigstens eine Aufbereitungs- und Analyseeinheit zugeordnet, die vorzugsweise in direkter räumlicher Kopplung zum Biochip-Sensor steht. Durch die Aufbereitungs- und Analyseeinheit sollen entweder optische Auswertungen oder auch elektrische Auswertungen der Proben möglich sein. Für ein optisches Detektionsverfahren verfügt die Einheit zur Aufbereitung und Analyse der Proben typischer Weise über eine Vielzahl von me chanischen und fluidischen Komponenten. Diese Komponenten sorgen für den Transport der flüssigen Proben, entweder über Pumpen oder durch die Kapillarwirkung in den dünnen Kanälen. Über fluidische Schnittstellen werden diese mit Reagenzien vermengt, beispielsweise mit einem Fluoreszenzfarbstoff oder mit Reagenzien für eine biolumineszente Reaktion markiert und dem Biochip-Sensor zugeführt. Die Bindung bestimmter Moleküle auf dem Biochip-Sensor wird mittels des Fluoreszenzfarbstoffs sichtbar gemacht. Dazu ist ggf. in mehreren Waschschritten restlicher Farbstoff aus der Probe zu entfernen. Die Aufbereitungs- und Analyseeinheit soll ebenfalls die notwendigen optischen Belichtungs- und Auswerteeinheit umfassen. Es ist auch denkbar, dass eine Aufbereitungs- und Analyseeinheit mehrere Biochip-Sensoren versorgen kann und dass die Ansteuerung der Reaktionsoberflächen der Biochip-Sensoren dann über Mikrofluidiksysteme und Ventilsteuerungen realisiert werden. In einem solchen Fall können beispielsweise mehrere Biochip-Sensoren in einem Array neben der Aufbereitungs- und Analyseeinheit angeordnet sein. In anderer Variante umfasst die Aufbereitungs- und Analyseeinheit elektrische Messsysteme. Bei solchen Messsystemen werden Änderungen von in der Regel physikalischen oder chemischen Größen detektiert und analysiert. Beispielhaft kann hier die Messung der Änderung des ph-Wertes an der Chipoberfläche und zwar als Änderung der elektrischen Potentialdifferenz vor Gabe eines Reagenz (Enzyms) und nach seiner Verabreichung genannt werden. Andere Verfahren detektieren Massenänderungen über so genannte Mikrowaagen durch Detektierung der sich mit Anlagerung von Substanzen an den Fängermolekülen ändernden Resonanzfrequenzen. Ferner sind Verfahren bekannt, die auf Wechselwirkung zwischen einem an der Substratoberfläche austretenden Evaneszentfeld und den Molekülen, die an der Substratoberfläche binden basieren. Wiederum andere Verfahren messen die Änderung der elektrischen Ladung des Biochip-Sensors. Vorteilhafter Weise kann durch die Integration der Aufbereitungs- und Analyseeinheit im Kopf der endoskopischen Vorrichtung eine schnelle Auswertung von Proben noch während der Invasion ermöglicht werden.
  • Insofern wäre es denkbar direkt auf die Probenergebnisse zu reagieren.
  • In einer bevorzugten Variante ist die Kontaktierung der Fängermoleküle mit den zu untersuchenden oder nachzuweisenden biologischen Molekülen durch Abdeckmittel steuerbar. Erfindungsgemäß sind also i. d. R, mechanische Abdeckmittel vorgesehen, die eine sofortige Kontaktierung der sensitiven Fläche des Biochip-Sensors verhindern sollen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass vorab eine genaue Positionierung der endoskopischen Vorrichtung möglich ist und eine Kontaminierung der Fängermoleküle erst an der gewünschten Position stattfindet. In diesem Zusammenhang sind neben rigiden mechanischen Abdeckmitteln auch beispielsweise solche Abdeckmittel umfasst, die sich selbstständig nach einer gewissen Zeit im Körper auflösen und auf diese Weise die Kontaktierungsmöglichkeit der Oberfläche des Biochip-Sensors freigeben.
  • In einer weiteren Variante erfolgen die Steuerung der Abdeckmittel und damit die Steuerung der Kontaktierung der Fängermoleküle von außen, d.h. von außerhalb des Körpers. Dabei sollen von außen die Abdeckmittel derart manipulierbar sein, dass eine Freigabe der Oberfläche des Biochip-Sensors möglich wird. Eine solche Manipulation oder auch Steuerung der Abdeckmittel kann relativ einfach durch äußere Magnetfelder oder funkgesteuerte Schalteinrichtungen erfolgen. In anderen Fällen kann die Manipulation der Abdeckmittel auch über die Absonderung von bestimmten Substanzen erfolgen, die eine Auflösung der Abdeckmittel zur Folge haben. In einem weiteren Fall kann beispielsweise das Abdeckmittel einer einfachen von außen kontrollierten und gesteuerten Wärmebehandlung ausgesetzt sein und auf Grund dieser Behandlung die Kontaktierung des Biochips freigeben.
  • In einer weiteren Fortbildung der Erfindung weist die Vorrichtung ein Magazin auf, welches eine Anzahl Biochip-Sensoren mit gleicher Charakteristik der Fängermoleküle beinhaltet. Es ist bekannt, dass Biochip-Sensoren auf ihrer Oberflä che mehrere hundert so genannter Spots oder Positionen mit einem Durchmesser von ca. 100 μm aufweisen, jeder Spot eine großen Anzahl von Fängermolekülen umfasst und in diesem Spot jeweils ein Test absolviert wird. Für die Durchführung mehrerer Testreihen, insbesondere wenn diese über einen längeren Zeitraum hinweg durchgeführt werden sollen, ist es wünschenswert mehrere identische Biochip-Sensoren zur Verfügung zu haben, d.h. mehrere Biochip-Sensoren mit identischer Charakteristik der immobilisierten Fängermoleküle. Diese Biochip-Sensoren sollen erfindungsgemäß in einem Magazin, d.h. einem Aufbewahrungsbehältnis angeordnet sein und von dort aus einzeln in eine Kontaktierungs-, Mess- oder Analyseposition verbracht werden können. Der Aufbau des Magazins und die Anordnung der Biochip-Sensoren im Magazin können unterschiedlich sein. In einer Ausführungsform sind die Biochip-Sensoren beispielsweise hintereinander in einer stapelförmigen Anordnung, ähnlich einem Waffenmagazin angeordnet, in einer anderen Anordnung können die Biochip-Sensoren in Reihe auf einem flexible Träger, ähnlich einer Zuführeinrichtung von Bauelementen für einen Bestückungsautomat sein. Die Anzahl der im Magazin angeordneten Biochip-Sensoren richtet sich nach dem Einsatzfall und nach der Größe der Chips. In einer weiteren Ausprägung können ggf. Teile der Aufbereitungs- und Analyseeinheit mit dem Biochip-Sensor verbunden und ebenfalls im Magazin untergebracht sein. Auf diese Weise ist es möglich, vergleichende Messreihen aufzunehmen. In dieser vorgeschlagenen Variante der Erfindung soll die Vorrichtung also mehrere – der Charakteristik nach identische – Biochip-Sensoren innerhalb dieses Aufbewahrungsmagazins aufweisen, wobei die Zuführung der Biochip-Sensoren in die Analyseposition entweder automatisch durch Zeitsteuerung erfolgt oder wiederum von außen steuerbar erfolgen soll. Durch die vorgeschlagene Magazintechnik, ist es außerdem möglich die Biochip-Sensoren hinsichtlich ihrer Größe an den vorgeschlagenen Einsatz im Körper, insbesondere an den Einsatz im Hohlorgan anzupassen. Es können beispielsweise über zwei oder mehrere Biochip-Sensoren kleinerer Oberfläche genauso viele Tests absolviert werden, wie auf einem Chip größere Fläche und durch eine reihenför mige Anordnung der Sensoren wird eine Anordnung erreicht, die der natürlichen Längenausdehnung des Hohlorgans entspricht und somit auf diesen Einsatzfall abgestimmt ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Magazin aufweist, welches eine Anzahl Biochip-Sensoren mit unterschiedlicher Charakteristik der Fängermoleküle beinhaltet. Das Magazin selbst ist identisch mit den vorgenannten Ausführungsformen. Diese Variante ist vorteilhaft dort eingesetzt, wo eine größere Anzahl verschiedenster Tests ermöglicht werden sollen. Da die Chipoberfläche immer mit bestimmten Fängermolekülen immobilisiert ist und damit lediglich auf eine begrenzte Anzahl von Substanzen getestet werden kann, ist es von Vorteil das vorgenannte Magazin wie vorgeschlagen zu bestücken. Dies gilt umso mehr, als dass wegen des eingeschränkten Platzbedarfs für die Anwendung im Inneren des Körpers, insbesondere im Inneren eines Hohlorgans, eine Verkleinerung der Substratfläche notwendig ist. In diesem Fall wird eine Anordnung in Längsrichtung der im Körper beweglichen Vorrichtung vorgeschlagen.
  • In einer weiteren Fortbildung der Erfindung verfügt die Vorrichtung über wenigstens ein Depot, in das chemische oder biologische Substanzen einlagerbar sind. Insbesondere in der Aufbereitungs- und Analyseeinheit werden Substanzen oder Reagenzien benötigt, wie beispielsweise bei Aufbereitung einer Probe durch eine Lyse oder bei der Analyse der Probe selbst beispielsweise durch Enzymgaben. Ferner wird für einige Aufbereitungsschritte Wasser benötigt, welches ebenfalls über solche Depots zur Verfügung gestellt werden kann.
  • In einer Variante sind die im Depot eingelagerten Substanzen auch in den Körper einleitbar. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn beispielsweise der Ort der Untersuchung noch gar nicht feststeht, oder es nicht sicher ist ob überhaupt eine nähere Untersuchung stattfinden soll. In einigen Fällen soll nämlich die erfindungsgemäße endoskopische Vorrichtung zunächst dazu benutzt werden mit einer spezifi schen molekularen Sonde, d.h. einem Kontrastmittel bestimmte Stellen ggf, bereits Verdachtsstellen zu markieren, um beispielsweise Neoplasien zu erkennen. In diesen Fall wird bevorzugt eine fluoreszenzoptische Substanz verwendet. In anderen Fällen wiederum kann das Kontrastmittel bereits anderweitig verabreicht worden sein, um größere Bereiche zu markieren. In diesem Fall kann hier über die endoskopische Vorrichtung jedoch eine neuerliche Gabe an bestimmten Orten die detaillierte Diagnose unterstützen. Die Gabe der Substanzen erfolgt entweder über Injektionsnadeln einer Injektionseinheit oder über Auslasskanäle an der Mantelfläche der Vorrichtung, die in der Lage sind Substanzen abzusondern.
  • Die Steuerung dieser Injektionseinheit soll vorteilhafter Weise ebenfalls von außen möglich sein. Dies kann beispielsweise durch von außen steuerbaren Magnetfeldern, über funkgesteuerte oder im einfachsten Fall über mechanische Auslösungseinrichtungen erfolgen. Die feine Positionierung der endoskopischen Vorrichtung erfolgt i. d. R. auf Sicht über die bekannten optischen Sensoren dieser Vorrichtungen. Auf diese Weise ist eine kontrollierte Abgabe der Substanzen möglich.
  • In weiteren Varianten der Erfindung besitzt die Vorrichtung einen flexiblen Versorgungskanal, der nach außen geführt ist und auf diese Weise eine Verbindung der im Inneren des Körpers bewegbaren endoskopischen Vorrichtung nach außen darstellt. Über diesen Versorgungskanal, der für den jeweiligen Einsatzfall ausgestaltet ist und mehrere Teilkanäle umfassen kann, besteht die Möglichkeit jedweder Versorgung. So ist die Versorgung mit Licht, die Versorgung mit Energie oder auch die Versorgung mit biologischen oder chemischen Substanzen oder mit Wasser möglich. Dabei muss nicht jeder Versorgungskanal alle Versorgungsarten unterstützen, es soll vielmehr eine Anpassung an den spezifischen Versorgungsfall möglich sein.
  • In bevorzugter Ausführungsform ist der Versorgungskanal mit den Depots verbunden und diese damit über den Versorgungska nal versorgbar. Die Depots sind so wieder auffüllbar. Für den Fall, dass es zu keiner Verunreinigung von Substanzen durch Transport im selben Versorgungskanal kommen darf, wird der Versorgungskanal vorteilhafter Weise auch über mehrere parallele und von einander getrennte Versorgungsröhren verfügen.
  • Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel ist der Versorgungskanal derart mit der Vorrichtung verbunden, dass über den Kanal auch eine direkte Einleitung von biologischen oder chemischen Substanzen in das Innere des Körpers möglich ist. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn beispielsweise molekulare Sonden, also Kontrastmittel eingeleitet werden sollen, die, wie bereits erwähnt, das Markieren beispielsweise von Neoplasien ermöglichen sollen. Vorteil dieser Ausführungsform ist es, dass immer die erforderlichen Mengen von Kontrastmitteln zur Verfügung stehen und gezielt verabreicht werden können.
  • Eine weitere bevorzugte Fortbildung der Erfindung ergibt sich dann, wenn über den Versorgungskanal Licht einer Anregungswellenlänge zur Lumineszenzanregung der molekularen Sonden einkoppelbar ist und dieses Licht eine flächige Illumination eines Hohlorgans ermöglicht. Das verabreichte Kontrastmittel wird über die Einleitung von Licht bestimmter Wellenlänge angeregt und beginnt zu fluoreszieren. Dazu muss das gesamte Hohlorgan beispielsweise der Darm mit Licht der Anregungswellenlänge belichtet werden. Der Versorgungskanal weist zu diesem Zweck wenigstens einen Lichtleiter auf und das äußere Ende des Lichtleiters wird mit einer externen Lichtquelle verbunden. Die endoskopische Vorrichtung ist derart ausgeprägt, dass über transparente Lichtaustrittsöffnungen eine Lichtabstrahlung auf die Wand des Hohlorgans gewährleistet ist. Dabei können die Lichtaustrittsöffnungen über den gesamten Umfang der Mantelfläche der Vorrichtung verteilt sein und somit eine Lichtabstrahlung um 360° gewährleisten. In anderer Ausführung ist auch eine Lichtabstrahlung zusätzlich nach vorn oder hinten vorgesehen. In wiederum einem anderen Fall mag eine alleinige Lichtabstrahlung nach vorn oder hinten ausreichend sein. i. d. R. wird die Illuminationswirkung durch eine überlagerte Bewegung der Vorrichtung im Hohlorgan unterstützt werden.
  • In konsequente Weiterentwicklung der Erfindung verfügt die Vorrichtung über eine Stereooptik. Durch diese Stereooptik, welche vorteilhaft durch CCD Kameras realisiert ist, wird eine Anreicherung der moleklaren Sonden in der pathologischen Darmwand erkannt und lokalisiert. Dazu werden die Bilder nach außen übertragen und auf einer Anzeigeeinheit dargestellt. Die Erkennung von pathologischen Veränderungen kann softwareunterstützt mittels geeigneter Bilderkennungssoftware erfolgen oder die aufgenommenen Bilder werden lediglich zur Überwachung durch den Arzt auf der Anzeigeeinheit dargestellt. Eine softwareunterstützte Auswertung kann bereits innerhalb des Körpers erfolgen, zumindest wäre hier eine Vorverarbeitung möglich. Die endoskopische Vorrichtung wird zur optischen Abtastung entlang des Hohlorgans fortbewegt. Ist eine Anreichung von Kontrastmittel erkannt, kann die genaue Position der pathologischen Stelle über die Position des Kamerasensors selbst ermittelt und beispielsweise über Funk nach außen gesendet werden. Auf diese Weise können also neoplastische Veränderungen bereits in einem sehr frühen Stadium diagnostiziert werden.
  • In einer weiteren Variante, weist die Vorrichtung Mittel zur Gewebeentnahme auf. Dies ist besonders dann zweckmäßig, wenn aufgrund der vorgenannten Untersuchungen eine pathologische Auffälligkeit diagnostiziert und lokalisiert worden ist. Das Mittel zur Gewebeentnahme kann eine integrierte Biopsieeinrichtung, beispielsweise eine Kapillare sein, die in die Stelle der zuvor lokalisierten pathologischen Auffälligkeit injiziert wird, um die Gewebeprobe zu entnehmen. Der Antrieb der Biopsieeinrichtung erfolgt beispielsweise mittels eines Treibmittelsatzes, welcher für die erforderliche Kraftübertragung sorgt.
  • Die entnommene Gewebeprobe wird nunmehr mittels des integrierten Biochip-Sensors weiter analysiert. Dazu wird die Kapillare der Biopsieeinrichtung über eine geeignete Schnittstelle der Aufbereitungs- und Analyseeinheit zugeführt, welche dann die Probe einem Biochip-Sensor zur Verfügung stellt. Dabei kommen generell die bekannten optischen oder elektrischen Analyseverfahren zur Anwendung.
  • In einer weiteren Variante ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass sie über wenigstens eine Interventionseinheit verfügt, die auf einer Laserstrahlungs- oder einer thermischer Strahlungsquelle basiert. Eine derart ausgestaltete Interventionseinheit kann eingesetzt werden, um beispielsweise eine zuvor erkannte pathologische Veränderung, dessen pathologischer Befund bioanalytisch bestätigt worden ist, zu behandeln. Da Energieversorgung für derartige Interventionseinheiten erfolgt beispielsweise induktiv oder über den Versorgungskanal. Damit kann über die Interventionseinheit bei Patienten mit erhöhtem Karzinomrisiko des Kolon der Darm minimalinvasiv saniert werden. Neoplastische Entartungen werden im Frühstadium erkannt und gezielt präventiv entfernt, wobei die Anwendung selbstverständlich nicht auf den Darmbereich beschränkt bleibt.
  • Die endoskopische Vorrichtung kann Teil eines konventionellen Schiebeendoskops sein, welches bereits seit vielen Jahren im Einsatz ist und welches um Analysemöglichkeiten mittels Biochip-Sensoren erweitert worden ist.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die endoskopische Vorrichtung jedoch eine Endoskopie-Kapsel. Wenn eine solche Endoskopie-Kapsel im Innern des Körpers in einem Hohlorgan über von außen beeinflussbare Magnetfelder frei navigierbar ist, werden die Vorteile der Erfindung besonders deutlich. Eine solche Kapsel kann die vorbeschriebenen Analysen relativ selbstständig ausführen, ohne den Patienten besonders zu belasten.
  • Mit der weiter vorgeschlagen Verankerungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Endoskopie-Kapsel im Gewebe des Patienten ist die Kapsel in der Lage ihre Position auch ohne Einwirkung des äußeren Magnetfeldes zu halten. In einem solchen Fall wäre es sogar denkbar, dass der Patient lediglich zur Neupositionierungen der Kapsel in ein externes Magnetspulensystem verlagert werden muss. In diesem Falle könnten mehrere Patienten quasi parallel behandelt werden, ohne ständig das Magnetspulensystem zu beanspruchen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Darin zeigen:
  • 1 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen endoskopischen Vorrichtung in Ausprägung einer Endoskopiekapsel in einer Seitenansicht.
  • 2 eine Prinzipskizze der endoskopischen Vorrichtung gemäß 1 mit Versorgungskanal
  • 3 eine Prinzipskizze der in 2 dargestellten endoskopischen Vorrichtung in einer gegenüber 2 um 90° gedrehten Seitenansicht.
  • 4 eine Prinzipskizze eines Magazins zur Bereitstellung von Biochip-Sensoren in Seitenansicht
  • 5 eine Prinzipskizze eines Magazins zur Bereitstellung von Biochip-Sensoren in Frontansicht
  • 6 eine Prinzipskizze eines Magazins zur Bereitstellung von Biochip-Sensoren in Frontansicht bei Wechsel des Abdeckmittels
  • 7 eine Prinzipskizze eines weiteren Magazins zur Bereitstellung von Biochip-Sensoren
  • 1 zeigt die erfindungsgemäße endoskopische Vorrichtung in der Ausprägung einer magnetisch über ein äußeres Magnetfeld navigierbaren Endoskopie-Kapsel. Die Vorrichtung 1 ist eingepasst in das Gehäuse 2 in dem ein magnetisches Element 3 integriert ist. Bei dem magnetischen Element 3 handelt es sich z.B. um einen Permanentmagneten, ein in einem Magnetfeld aufmagnetisierbares weichmagnetisches Element oder um eine elektronische Spule. Das magnetische Element 3 steht in Wechselwirkung mit Navigationsmagnetfeldern, die über ein nicht dargestelltes externes Magnetspulensystem erzeugt werden, so dass die im Patientenkörper aufgenommene Vorrichtung 1 von außen gesteuert und bewegt werden kann. In das längliche, zylindrische und einen Durchmesser von ca. 10 mm bis 15 mm aufweisende Gehäuse 2 ist ferner eine Steuerungseinrichtung 4 in Form eines Mikrocontrollers integriert. Die Steuerungseinrichtung 4 übernimmt sämtliche Steuerungsaufgaben betreffend die Funktionseinrichtungen der endoskopischen Vorrichtung 1 die nachfolgend näher beschrieben werden. Auf Datenleitungen von und zur Steuereinrichtung 4 wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet. Die im Körper bewegbare endoskopische Vorrichtung 1 weist zwei Kameras 5, 6 mit Aufnahmerichtung in Längsrichtung der Vorrichtung 1 auf. Die Kameras sind soweit voneinander beabstandet, dass stereoskopische Aufnahmen möglich sind. Die Kameras 5, 6 sind mit den Sendeeinheiten 7, 8 verbunden. Die Sendeeinheiten 7, 8 sind in der Lage über eine nicht dargestellte Antenne, die durch die Kameras 5, 6 aufgenommenen Bilder an eine nicht näher dargestellte Empfangseinheit der endoskopischen Vorrichtung außerhalb des Körpers zu senden. Die Leuchteinrichtungen 9, 10, die vorzugsweise mit LED ausgestattet sind, ermöglichen das Ausleuchten des Aufnahmefeldes der Kamera 5, 6. Zwischen den Kameras 5, 6 befinden sich eine Biopsieeinrichtung 11 und eine Injektionseinrichtung 12. Die Biopsieeinrichtung 11 weist einen Greifer 13 auf, der über eine Treibeinrichtung 14 ausgelöst werden kann und somit in der Lage ist, in das Gewebe des Patienten einzugreifen. Über den Greifer 13 ist es möglich eine Verankerung der endoskopischen Vorrichtung 1 vorzunehmen. Ferner ist es möglich Gewebeproben aus der Innenwand des zu untersuchenden Hohlorgans zu entnehmen. Die Biopsieeinrichtung 11 wird durch die Steuereinheit 4 ausgelöst. Separiert von der Biopsieeinrichtung 11 und in einem eigenen Kanal operierend, befindet sich die Injektionseinrichtung 12. Die Injektionseinrichtung 12 weist eine Injektionsnadel 15 auf, die in der Lage ist, ggf. in das Gewebe des Patienten einzudringen und dort Injektionen vorzunehmen. Zu diesem Zweck ist die Injektionseinrichtung 12 über einen Kanal 27 mit einem Depot 19, 20 verbunden. Die Injektionseinrichtung 12 ist ebenfalls in der Lage Körperflüssigkeiten ggf. direkt aus dem Gewebe aufzunehmen. Zu diesem Zweck muss die Injektionsnadel nicht unbedingt ihren Aufnahmekanal verlassen. Es ist dies jedoch möglich. Die aufgenommenen Flüssigkeiten können über einen Kanal 28 einer Aufbereitungs- und Analyseeinheit 17 zugeführt werden. Die Aufbereitungs- und Analyseeinheit 17 ist in der Lage die entnommene Probe derart aufzubereiten, dass sie einem Biochip-Sensor 18 zugeführt werden kann. Die Aufbereitungs- und Analyseeinheit 17 ist ferner mit den Depots 19, 20 verbunden. In diesen Depots befinden sich biologische oder chemische Substanzen, die zur Aufbereitung und Analyse der Probe notwendig sind. Ferner sind die Depots 19, 20 über die Kanäle 21, 22 direkt nach außen verbunden, somit ist die endoskopischen Vorrichtung 1 in der Lage, bestimmte biologische oder chemische Substanzen über die Kanäle 21, 22 in den Körper des Patienten einzuleiten. Gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind mehrere Biochip-Sensoren 18 in einem Magazin 23 gelagert. Die Biochip-Sensoren 18 sind über die Abdeckmittel 24 inaktiv und werden mit Ablösung der Abdeckmittel 24 aktiviert. Im Analysebereich 25 der Aufbereitungs- und Analyseeinheit 17 erfolgt die Auswertung des Biochipsensors 18. Dazu kann der Analysebereich 25 in den Verbrauchsmaterialentank 26 entleert und gesäubert werden.
  • 2 zeigt, dass sich in einer optionalen Ausführung die Depots 19 und 20 sowie der Verbrauchsmaterialientank 25 an einen externen Versorgungskanal 26 anschließen lassen. Über diesen Kanal 26 können die Depots 19 und 20 mit flüssigen Substanzen versorgt werden. Ferner ist ein Abtransport von verunreinigten Substanzen aus dem Verbrauchsmaterialientank 25 möglich. Dazu weist der Versorgungskanal 26 verschiedene voneinander separierte Teilversorgungskanäle auf.
  • 3 zeigt eine Prinzipskizze der in 2 dargestellten endoskopischen Vorrichtung 1 in einer Seitenansicht, wobei die Vorrichtung 1 gegenüber der 2 um 90° um die Längsachse im Uhrzeigersinn gedreht ist. 3 stellt der Übersichtlichkeit halber lediglich die durch Drehung in die obere Abbildungsschicht gelangenden Funktionseinheiten dar. Die nunmehr ober- und unterhalb der zweiten Bildaufnahmeeinheit 6 und der ihr zugehörigen Leuchteinrichtung 10 dargestellten Interventionseinheiten 28, 29 dienen der Behandlung möglicher neoplastischer Entartungen. Dazu umfasst die Interventionseinheit 28, 29 eine Strahlungsquelle über die Laserstrahlung oder thermische Strahlung appliziert werden kann. Der in 3 dargestellte Versorgungskanal 26 ist über Lichtleitungskanäle 30, 31 mit Illuminationsbereichen 32, 33 verbunden. In den Illuminationsbereichen 32, 33 ist die Gehäusewand des Gehäuses 2 transparent ausgestaltet, so dass das Licht, welches über den Versorgungskanal 26 eingeleitet wird, eine flächige Illumination des Hohlorgans, in weichem sich die endoskopische Vorrichtung befindet ermöglicht. Wird über den Versorgungskanal 26 Licht einer bestimmten Anregungswellenlänge eingeleitet, so ist eine Lumineszenzanregung ggf. der zuvor über die Ausleitungskanäle 21, 22 ausgeleiteten molekularen Sonden möglich.
  • 4, 5 und 6 zeigen je eine Prinzipskizze eines Magazins zur Bereitstellung von Biochipsensoren. 4 zeigt das Magazin 23 in der Seitenansicht. Das Magazin 23 ist geteilt in einen unteren und oberen Magazinbereich. In dem unteren Magazinbereich befinden sich die unverbrauchten Biochip-Sensoren 18, die jeweils durch das Abdeckmittel 24 abgedeckt sind. Im oberen Magazinbereich werden die bereits genutzten Biochip-Sensoren 18 und die abgelösten Abdeckmittel 24 gelagert. Das Magazin 23 ist bis auf eine Seite vollstän dig geschlossen. An der offenen Seite befindet sich eine Mitnahmeeinheit 34, über die sowohl die Abdeckmittel 24 also auch die Biochip-Sensoren 18 vom unteren Magazinbereich in den oberen Magazinbereich bewegt werden können. Der Transport der Abdeckmittel 24 und der Biochip-Sensoren 18 im unteren Magazinbereich in Richtung der Magazinöffnung wird durch die Federeinrichtung 30 gewährleistet. Die Mitnahmeeinheit 34 ist Idealerweise an der Außenwand des Gehäuses des Magazins 23 befestigt. Zum Eingriff der Mitnahmeeinheit 34 in die Abdeckmittel 24 und die Biochip-Sensoren 18 kann über Mitnehmer 36 erfolgen, die beispielsweise als Nasen in entsprechende Aussparungen bei den Abdeckmitteln 24 und den Biochip-Sensoren 18 eingreifen.
  • 5 zeigt die Frontansicht also einen Blick auf die Öffnung des Magazins 23. Das dort schraffierte Abdeckmittel 24 befindet sich im Eingriff und soll über die Mitnahmeeinheit 34 in den oberen Bereich des Magazins 23 verschoben werden.
  • 6 zeigt die Verschiebung des Abdeckmittels 24 in den oberen Bereich des Magazins 23. Auf diese Weise wird der darunter liegende Biochip-Sensor 18 freigelegt. Nach Verbrauch dieses Sensors, kann dieser ebenfalls in den oberen Bereich des Magazins verschoben werden.
  • 7 zeigt eine Prinzipskizze einer weiteren Ausführungsform des Magazins 23 zur Bereitstellung von Biochip-Sensoren 18. Gemäß 5 ist das Magazin 23 in Form eines umlaufenden Bandes dargestellt. Auf diesem sind die Biochip-Sensoren 18 aufgebracht. Jeder der Sensoren 18 ist durch ein Abdeckmittel 24 abgedeckt bzw. verpackt. An der Stirnseite des umlaufenden Magazins 23 befindet sich der gerade benutzte Biochipsensor 18. Bevor er diese Position erreicht, wird über die hier dargestellt Abdeckeinheit 37 das Abdeckmittel 24 entfernt. Die Abdeckeinheit 37 kann in diesem Fall beispielsweise ein Elektromagnet sein, welcher ansteuerbar ist und somit entsprechend gestaltete Abdeckmittel 24 aufnehmen kann.

Claims (22)

  1. Vorrichtung zur Durchführung minimalinvasiver Maßnahmen im Inneren des Körpers eines Patienten mit wenigstens einen Sensor und/oder Aktor dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) wenigstens einen Biochip-Sensor (18) aufweist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Biochip-Sensor (18) Fängermoleküle zum Nachweis biologischer Moleküle aufweist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass dem Biochip-Sensor (18) wenigstens eine Aufbereitungs- und Analyseeinheit (17) zugeordnet ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierung der Fängermoleküle mit den biologischen Molekülen durch Abdeckmittel (24) steuerbar ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der Abdeckmittel (24) von außen erfolgt.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) wenigstens ein Magazin (23) aufweist, welches eine Anzahl Biochip-Sensoren (18) mit gleicher Charakteristik der Fängermoleküle beinhaltet.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) wenigstens ein Magazin (23) aufweist, welches eine Anzahl Biochip-Sensoren (18) mit unterschiedlicher Charakteristik der Fängermoleküle beinhaltet.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) über Depots (19, 20) verfügt, in die chemische oder biologische Substanzen einlagerbar sind.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Substanzen in das Innere des Körpers einleitbar sind.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einleitung von außen steuerbar ist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) einen flexiblen Versorgungskanal (26) aufweist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 8–11, dadurch gekennzeichnet, dass über den Versorgungskanal (26) die Aufbereitungs- und Analyseeinheit (17) versorgbar ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11–12, dadurch gekennzeichnet, dass über den Versorgungskanal (26) chemische oder biologische Substanzen, insbesondere molekulare Sonden in das Innere des Körpers einleitbar sind.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, dass über den Versorgungskanal (26) Licht einer Anregungswellenlänge zur Lumineszenzanregung molekularer Sonden einkoppelbar ist, welches eine flächige Illumination eines Hohlorgans ermöglicht.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) über wenigstens eine Stereooptikeinheit (5, 6) verfügt, mit welcher eine Anreicherung von biologischen oder chemischen Substanzen, insbesondere molekularer Sonden lokalisierbar ist.
  16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) Mittel (11, 12) zur Gewebeentnahme aufweist.
  17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass über den Biochip-Sensor (18) eine Gewebeanalyse durchführbar ist.
  18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) über wenigstens eine Interventionseinheit (18, 29) verfügt, die auf einer Laserstrahlung oder einer thermischer Strahlungsquelle basiert.
  19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) Teil ein konventionelles Schiebeendoskop ist.
  20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine Endoskopie-Kapsel ist.
  21. Vorrichtung nach Anspruch 20 dadurch gekennzeichnet, dass die Endoskopie-Kapsel im Innern des Körpers über Magnetfelder frei navigierbar ist.
  22. Vorrichtung nach Anspruch 21 dadurch gekennzeichnet, dass die Endoskopiekapsel eine Befestigungsvorrichtung (11) zur Verankerung im Gewebe des Körpers aufweist.
DE102006014885A 2006-03-30 2006-03-30 Endoskopische Vorrichtung mit Biochip-Sensor Withdrawn DE102006014885A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006014885A DE102006014885A1 (de) 2006-03-30 2006-03-30 Endoskopische Vorrichtung mit Biochip-Sensor
US12/295,062 US20090312618A1 (en) 2006-03-30 2007-03-27 Endoscopic device with biochip sensor
PCT/EP2007/052898 WO2007113165A1 (de) 2006-03-30 2007-03-27 Endoskopische vorrichtung mit biochip-sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006014885A DE102006014885A1 (de) 2006-03-30 2006-03-30 Endoskopische Vorrichtung mit Biochip-Sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102006014885A1 true DE102006014885A1 (de) 2007-10-18

Family

ID=38255431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102006014885A Withdrawn DE102006014885A1 (de) 2006-03-30 2006-03-30 Endoskopische Vorrichtung mit Biochip-Sensor

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20090312618A1 (de)
DE (1) DE102006014885A1 (de)
WO (1) WO2007113165A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2064998A3 (de) * 2007-11-29 2009-08-12 Olympus Medical Systems Corporation Medizinische Kapselvorrichtung zum Erhalt von Körpergewebeproben
DE102010024732A1 (de) * 2010-06-23 2011-12-29 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von tumorbehaftetem Gewebe im Gastrointestinaltrakt mit Hilfe einer Endokapsel

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9017248B2 (en) * 2007-11-08 2015-04-28 Olympus Medical Systems Corp. Capsule blood detection system and method
US9131847B2 (en) 2007-11-08 2015-09-15 Olympus Corporation Method and apparatus for detecting abnormal living tissue
US20100329520A2 (en) 2007-11-08 2010-12-30 Olympus Medical Systems Corp. Method and System for Correlating Image and Tissue Characteristic Data
WO2009104967A1 (en) * 2008-02-22 2009-08-27 Herbert Michael Pinedo Device for detecting a medical condition or disease
US20100081919A1 (en) * 2008-09-29 2010-04-01 Searete Llc, A Limited Liability Corporation Of The State Of Delaware Histological facilitation systems and methods
US20100081190A1 (en) * 2008-09-29 2010-04-01 Searete Llc, A Limited Liability Corporation Of The State Of Delaware Histological facilitation systems and methods
US20100081925A1 (en) * 2008-09-29 2010-04-01 Searete Llc, A Limited Liability Corporation Of The State Of Delaware Histological facilitation systems and methods
US20100081923A1 (en) * 2008-09-29 2010-04-01 Searete Llc, A Limited Liability Corporation Of The State Of Delaware Histological facilitation systems and methods
DE102009011831A1 (de) * 2009-03-05 2010-09-16 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Navigation einer Endoskopiekapsel
CN109171730B (zh) * 2016-07-21 2021-04-16 中南大学湘雅三医院 一种消化道病变内镜定位装置
WO2020264527A1 (en) 2019-06-28 2020-12-30 Endiatx Ingestible device with manipulation capabilities
CN112075916B (zh) * 2020-09-14 2021-08-10 青岛大学附属医院 一种胶囊胃镜
CN116602605B (zh) * 2023-07-18 2023-10-13 中国人民解放军总医院第一医学中心 一种多功能胶囊内窥镜

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3933373C2 (de) * 1989-10-06 1992-09-10 Thomas 7600 Offenburg De Hoell
US20010051766A1 (en) * 1999-03-01 2001-12-13 Gazdzinski Robert F. Endoscopic smart probe and method
DE20213710U1 (de) * 2002-09-05 2003-01-02 Aesculap AG & Co. KG, 78532 Tuttlingen Vorrichtung zum Lokalisieren bestimmter Substanzen in einem tierischen oder menschlichen Körper
DE102004026617A1 (de) * 2004-06-01 2005-12-29 Siemens Ag Vorrichtung zum Verklemmen von Gewebe

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10973397B2 (en) * 1999-03-01 2021-04-13 West View Research, Llc Computerized information collection and processing apparatus
US6632175B1 (en) * 2000-11-08 2003-10-14 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Swallowable data recorder capsule medical device
DE10142253C1 (de) * 2001-08-29 2003-04-24 Siemens Ag Endoroboter
US20050267326A1 (en) * 2001-10-02 2005-12-01 Alfred E. Mann Institute For Biomedical Eng. At The University Of Southern California Percutaneous chemical sensor based on fluorescence resonant energy transfer (FRET)
AU2003298538A1 (en) * 2002-08-01 2004-05-04 The Johns Hopkins University Techniques for identifying molecular structures and treating cell types lining a body lumen using fluorescence
US20050154277A1 (en) * 2002-12-31 2005-07-14 Jing Tang Apparatus and methods of using built-in micro-spectroscopy micro-biosensors and specimen collection system for a wireless capsule in a biological body in vivo
US20040199054A1 (en) * 2003-04-03 2004-10-07 Wakefield Glenn Mark Magnetically propelled capsule endoscopy
US20050029437A1 (en) * 2003-08-08 2005-02-10 Akira Hasegawa Capsule optical sensor
DE10336734A1 (de) * 2003-08-11 2005-03-10 Siemens Ag Gewebeanker für Endoroboter
DE10340925B3 (de) * 2003-09-05 2005-06-30 Siemens Ag Magnetspulensystem zur berührungsfreien Bewegung eines magnetischen Körpers in einem Arbeitsraum
US8021356B2 (en) * 2003-09-29 2011-09-20 Olympus Corporation Capsule medication administration system, medication administration method using capsule medication administration system, control method for capsule medication administration system
JP4733918B2 (ja) * 2003-10-01 2011-07-27 オリンパス株式会社 カプセル投薬システム
US8306592B2 (en) * 2003-12-19 2012-11-06 Olympus Corporation Capsule medical device
US20050148842A1 (en) * 2003-12-22 2005-07-07 Leming Wang Positioning devices and methods for in vivo wireless imaging capsules
JP2005185567A (ja) * 2003-12-25 2005-07-14 Olympus Corp 医療用カプセル装置
US7647090B1 (en) * 2003-12-30 2010-01-12 Given Imaging, Ltd. In-vivo sensing device and method for producing same
US7625338B2 (en) * 2003-12-31 2009-12-01 Given Imaging, Ltd. In-vivo sensing device with alterable fields of view
US20050192478A1 (en) * 2004-02-27 2005-09-01 Williams James P. System and method for endoscopic optical constrast imaging using an endo-robot
EP1727464B1 (de) * 2004-03-25 2008-01-23 Olympus Corporation In-vivo informationsakquisitionsgerät und in-vivo informationsakquisitionsgerätesystem
US7998060B2 (en) * 2004-04-19 2011-08-16 The Invention Science Fund I, Llc Lumen-traveling delivery device
US7857767B2 (en) * 2004-04-19 2010-12-28 Invention Science Fund I, Llc Lumen-traveling device
JP2008532568A (ja) * 2005-01-18 2008-08-21 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 電子制御されるカプセル
US7530948B2 (en) * 2005-02-28 2009-05-12 University Of Washington Tethered capsule endoscope for Barrett's Esophagus screening
DE102005032368B4 (de) * 2005-07-08 2016-01-28 Siemens Aktiengesellschaft Endoskopiekapsel

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3933373C2 (de) * 1989-10-06 1992-09-10 Thomas 7600 Offenburg De Hoell
US20010051766A1 (en) * 1999-03-01 2001-12-13 Gazdzinski Robert F. Endoscopic smart probe and method
DE20213710U1 (de) * 2002-09-05 2003-01-02 Aesculap AG & Co. KG, 78532 Tuttlingen Vorrichtung zum Lokalisieren bestimmter Substanzen in einem tierischen oder menschlichen Körper
DE102004026617A1 (de) * 2004-06-01 2005-12-29 Siemens Ag Vorrichtung zum Verklemmen von Gewebe

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2064998A3 (de) * 2007-11-29 2009-08-12 Olympus Medical Systems Corporation Medizinische Kapselvorrichtung zum Erhalt von Körpergewebeproben
US8444572B2 (en) 2007-11-29 2013-05-21 Olympus Medical Systems Corp. Capsule medical device and body-tissue obtaining method
DE102010024732A1 (de) * 2010-06-23 2011-12-29 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von tumorbehaftetem Gewebe im Gastrointestinaltrakt mit Hilfe einer Endokapsel

Also Published As

Publication number Publication date
US20090312618A1 (en) 2009-12-17
WO2007113165A1 (de) 2007-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102006014885A1 (de) Endoskopische Vorrichtung mit Biochip-Sensor
DE69728277T2 (de) Vorrichtung zur diagnostizierung und durchführung von interventionsverfahren auf gewebe in vivo
EP0810428B1 (de) Automatisierte Vorrichtung und Verfahren zum Messen und Bestimmen von Molekülen oder Teilen davon
DE102008022835B3 (de) Analysegerät
KR101207695B1 (ko) 형광 및 라만 신호 표적에 대한 형광 및 라만 신호 동시검출방법 및 이를 이용한 표적 동시검출용 의학영상장치
DE10142253C1 (de) Endoroboter
US20080045859A1 (en) Devices and Methods for In-Vivo Pathology Diagnosis
EP1713387A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum erstellen zumindest eines ausschnitts eines virtuellen 3d-modells eines körperinnenraums
CN101524290A (zh) 腔内组织标记物
DE102006014626A1 (de) Verfahren zur Positionierung einer magnetisch mittels eines Magnetspulensystems navigierbaren Endoskopie-Kapsel
DE60104149T2 (de) Vorrichtung zur analyse und/oder zur behandlung mit einem flexiblen schaft
DE10349659A1 (de) System zur Lokalisierung von Läsionen in Hohlorganen
DE102005032290A1 (de) Endoskopiekapsel sowie Verfahren zur Diagnose und/oder Therapie mittles einer Endoskopiekapsel
DE102006050886B4 (de) Medizinisches Instrument und Einrichtung zur Erzeugung von Gewebeschnittbildern
DE10317368B4 (de) Drahtloses Endoskopiegerät und Verfahren zum Betrieb desselben
DE102009060514A1 (de) Spulensystem und Verfahren zur berührungslosen magnetischen Navigation eines magnetischen Körpers in einem Arbeitsraum
WO2010091926A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bestimmung eines von einer endoskopiekapsel in einem patienten zurückgelegten weges
WO2009127394A2 (de) Automatische vorrichtung zur durchführung von nachweisreaktionen und verfahren zur dosierung von reagenzien auf objektträgern
DE10241071B4 (de) Vorrichtung zum Lokalisieren bestimmter Substanzen in einem tierischen oder menschlichen Körper
EP1398641B1 (de) Verteilungsbestimmung zur Infusionsplanung
DE102007010046A1 (de) PCa-Nachweisgerät
CN107510431A (zh) 一种高分子医学内窥镜
DE102019128842A1 (de) Verfahren, Vorrichtung und Markersubstanz-Kit zur multiparametrischen Röntgenfluoreszenz-Bildgebung
DE102009060608A1 (de) Spulensystem und Verfahren zur berührungslosen magnetischen Navigation eines magnetischen Körpers in einem Arbeitsraum
CN215425147U (zh) 一种消化内镜活检用护理盘

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20141001