WO2007023025A1 - Endoskopiesystem - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an endoscopy system.
- intestinal loops may be located in a section of the intestine due to the position of the patient in such a way that obstacles arise which are difficult or impossible to overcome by the endoscope or by the endoscopy capsule are.
- Such obstacles include for example kinks of the intestine, very tight corners or com ⁇ pression of intestinal shares by lying thereon organs (eg bowel loops).
- a bowel section may extend in the vertical direction.
- This location of the intestinal segment provides both for a conventional en- doskop and for an endoscopy capsule, a "gravitational ⁇ conditional blocking" is because in addition to the frictional resistance of the endoscope or the endoscopic capsule in the intestine also the weight of the endoscope or the endoscopic capsule over ⁇ must be wounded.
- a device for endoscopic examination of the body which consists of a Spulenein ⁇ direction for generating two mutually orthogonal homogeneous magnetic fields and an endoscopic magnetic capsule to which a force due to the external magnetic fields is applied.
- To move the endoscopic probe in the body because of the homogeneous magnetic fields allow a relative movement of body and probe.
- the movement of the body is achieved via a patient bed, which is ver ⁇ slidable in height, in the longitudinal and transverse directions and rotatably adjustable about its longitudinal axis.
- the magnet system itself and thus be moved relative to the body.
- the measures described here aim to get even a force entry to the Endoskopi ⁇ -specific probe and thus to create a linear advancing ⁇ possibility.
- DE 101 42 253 C1 discloses an endorobot (magnetically navigable endoscopy capsule) with which minimally invasive diagnoses and interventions in the interior of the body of a patient can be carried out.
- the endorobot has a carrier head in which measuring instruments and / or sampling and / or treatment instruments are integrated.
- the endo-robot also has a linear magnet which is arranged co-linear with the longitudinal axis of the endo-robot.
- the endorobot is a the examination region of the patient receiving magnetic system generating a 3D gradient field fernge ⁇ controls to navigate.
- DE 103 17 368 B4 discloses a wireless endoscopic device in the form of a swallowable capsule, which likewise has a permanent magnet which is installed along a fixed longitudinal axis.
- a permanent magnet which is installed along a fixed longitudinal axis.
- ⁇ tes the endoscopic device can be aligned from the outside.
- the movement of the capsule through the digestive tract takes place through the peristaltic movements of the gastrointestinal musculature.
- a dye stored in a dye container can be implemented in the tissue of the digestive tract via an outlet opening connected to the dye container.
- a device is toomme ⁇ monitoring of a contrast agent profile in a patient's body due to gravity known.
- the device comprises an MR scanner with a patient support system, which allows an oblique positioning of the patient.
- the endoscopy system comprises an external magnet system and at least one endorobot and a patient support system, wherein at least one endorobot is navigable in a human or animal hollow organ by a time variable and locally inhomogeneous magnetic field generated by the external magnet system and the patient support system has a patient couch who are around her Rotatable longitudinal axis and / or tilted in its longitudinal axis and / or is displaceable in at least one spatial direction.
- endorobot is to be understood as meaning a magnetic endoscopy capsule, which is also referred to as a magnetic capsule endoscope.
- a magnetic field is generated by the external magnet system not only at a point fixed to the magnet system, but that a temporally variable and spatially inhomogeneous magnetic field is generated by the external magnet system in a working volume, so that a desired force and / or a desired torque at the endorobot acts, a Endorobo ⁇ ter in a human or animal hollow organ wesentle Lich more navigable remote controlled.
- the working volume has e.g. a diameter of 35 cm and a length of 20 cm.
- the patient couch In order to be able to navigate the endorobot from the stomach to the intestinal exit, the patient couch must be displaceable along its longitudinal axis.
- the endoscopy system according to claim 1 means for detecting obstacles to the movement of Endoroboters have, from which control variables for the change in position of the patient support system can be derived, for example, to use the gravitational force acting on organs or tissue parts as well as on the endocapsule itself in that these are used to eliminate obstructions to the endocapsule or to support the movement resp. the movement direction change of the endocapsule contributes.
- control variables for the change in position of the patient support system can be derived, for example, to use the gravitational force acting on organs or tissue parts as well as on the endocapsule itself in that these are used to eliminate obstructions to the endocapsule or to support the movement resp. the movement direction change of the endocapsule contributes.
- constrictions / constrictions in the hollow organ due to other tissue parts or organs can be eliminated or at least minimized.
- possibly unfavorable positions of the hollow organ itself eg kinks
- the external magnetic system is thereby "relieved.”
- the magnetic fields to be generated can possibly be reduced or, in certain strength, can now be realized from a movement of the endocapsule.
- the magnet system is rotatable about its longitudinal axis and / or tiltable in its longitudinal axis and / or displaceable in at least one spatial direction.
- the patient bed of the patient support system and the external magnet system are thus either alone, ie relative to the external magnet system, or displaceable together with this magnet system. In the latter case, a tilting of patient bed and magnet system about an axis transverse to its longitudinal ⁇ axis is conceivable.
- positions of the magnet system with respect to the planned direction of movement and / or the current position of the endocapsule can be found, which ensure maximum force on the endocapsule while minimizing the magnetic field to be generated.
- the endorobot has, as a means for detecting obstacles, a sensor device which detects at least one opposing force acting on it in the hollow organ.
- a sensor device which detects at least one opposing force acting on it in the hollow organ.
- Such Sensorein ⁇ direction could, for example, on one or advantageously a plurality of peripheral pressure sensors are based. Enter the data provided by these sensors - possibly by other intermediary software-based evaluations to that en ⁇ doskopische investigation by leading physician instructions or Specifications of how a manual adjustment of the patient bed and / or the magnet system should be advantageous.
- imaging methods are used as the means for detecting obstacles.
- Imaging techniques can also be drawn conclusions on obstacles of any kind and the physician semi-automatic hints or instructions on adjustment of patient bed and / or magnet system are given.
- the patient bed and / or the magnet system by the control variables are automatically movable so that an optimal ie a lent obstacle-free movement of Endoroboters done by the Lu ⁇ men and thus the power consumption of the magnet coil ⁇ system is minimized and / or does not exceed a predefinable maximum value.
- the behan ⁇ delnde doctor may concentrate himself to the engagement because automates for optimal support of the movement of the endo-robot will be provided.
- the endoscopy system has a patient couch that at least partially consists of a largely non-ferromagnetic material.
- the patient bed is at least partially made of a material having a low electrical conductivity. This reliably prevents vortex ⁇ particular be induced in rapid changes in the magnetic field vortex ⁇ flows.
- FIG. 1 shows an external magnet system for generating a magnetic field
- FIG. 2 shows a side view of a patient couch of an embodiment of an endoscopy system
- FIG 3 shows a cross section through a patient bed of an embodiment of an endoscopy system.
- FIG. 1, 1 designates a known and therefore unspecified magnetic coil system which is part of an external magnet system.
- the magnet coil system 1 has in the illustrated embodiment, an approximately cube-shaped outer contour.
- the ent ⁇ speaking 6 cube faces are with, called F2a F2b F3a F3b F4a and F4b.
- the magnet coil system 1 is assigned a rectangular (x, y, z) coordinate system whose origin lies at the center of the magnet system.
- the surfaces F3a and F3b which lie orthogonally to the z-direction are in this case regarded as end-side surfaces, whereas the surface pairs F2a orthogonal to the x-axis and to the y-axis,
- F2b or F4a, F4b considered as lateral pairs of surfaces who ⁇ the.
- the surface pairs enclose a three-dimensionally embossed from ⁇ inner or working space A.
- the working chamber A is of single coils of the magnetic coil system 1 surrounded.
- the working space A is a patient to be examined 2 on a patient bed of a patient support system.
- the Pa ⁇ tientenlagerungssystem with the patient support is not shown for clarity in FIG. 1
- the hollow organ of the patient contains a capsular endo- robot 3.
- Within the working space A is symmetrical about the center of the magnetic coil system 1, the (rectangular or circular) cylindrical working volume (not shown), in ⁇ within which 3 magnetic forces and / or torques can be exerted on the Endoroboter.
- the longitudinal axis of the cylindrical working volume coincides with the z-axis.
- the working volume has e.g. a diameter of 35 cm and a length of 20 cm.
- the patient couch In order to be able to navigate the endorobot from the stomach to the intestinal exit, the patient couch must be displaceable along its longitudinal axis.
- the magnetic coil system 1 comprises known means for detecting the actual position of the endo robot 3 in the working space A.
- Such means are, for example, the three position indicators 4 X , 4 Y and 4 Z , with which the position of the Endoroboters 3 is determined in the respective coordinate direction.
- the corresponding measured values are fed to a control device, not shown in FIG.
- FIG. 2 shows an embodiment of a patient couch 5 which can be tilted in its longitudinal axis.
- the possible inclination, by means of which the relative height of the head and foot of the patient 2 relative to the illustrated horizontal position can be changed, is indicated by a double arrow 6.
- a patient couch comprises a first bearing shell 8, which is mounted in a floating manner in a second bearing shell 9 via an air cushion.
- the Bearing shell 8, which forms the actual patient bed, is thus rotatable about its longitudinal axis and thus correspondingly tilt ⁇ bar.
- the air cushion between the first bearing shell 8 and the second bearing shell 9 is generated in the illustratedssensbei ⁇ game in that air (arrow 10) is introduced via an air supply ⁇ 11 in a chamber 12 below the second bearing shell 9.
- the air from the chamber 12 passes through a plurality of air passage openings 13 in the second bearing shell 9 between the two bearing shells 8 and 9.
- the patient 2 bearing bearing shell 8 can be rotated almost Rei ⁇ free ⁇ free around its longitudinal axis and thus pivoted.
- the reali ⁇ s elected in the patient bed 5 and the patient bed 8 measures can also be combined.
- At least one patient holding device is provided which, however, is not shown in FIGS. 2 and 3 for reasons of clarity.
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Endoskopiesystem mit einem externen Magnetsystem und mit wenigstens einem Endoroboter (3) sowie mit einem Patientenlagerungssystem (5-9), wobei wenigstens ein Endoroboter (3) durch ein von dem externen Magnetsystem erzeugtes Magnetfeld in einem menschlichen oder tierisehen Hohlorgan navigierbar ist und das Patientenlagerungssystem eine Patientenliege (5,8) aufweist und welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die Patientenliege um ihre Längsachse drehbar und/oder in ihrer Längsachse neigbar und/oder in wenigstens einer Raumrichtung verschiebbar ist und dass das Endoskopiesystem Mittel zur Erkennung von Hindernissen für die Bewegung des Endoroboters aufweist, aus denen Steuergrössen für die Lageveränderung des Patientenlagerungssystems ableitbar sind.
Description
Beschreibung
EndoskopieSystem
Die Erfindung betrifft ein Endoskopiesystem.
Bei der Durchführung von Verfahren in der konventionellen Endoskopie und in der Kapselendoskopie kann es sein, dass in einem Darmabschnitt aufgrund der Lage des Patienten Darm- schlingen derart liegen, dass Hindernisse entstehen, die vom Endoskop bzw. von der Endoskopiekapsel nicht oder nur sehr schwer überwindbar sind. Zu solchen Hindernissen zählen beispielsweise Knicke des Darms, sehr enge Kurven oder die Kom¬ pression von Darmanteilen durch darauf liegende Organe (z.B. andere Darmschlingen) .
Weiterhin kann sich bei einer Rückenlage des Patienten ein Darmabschnitt in vertikaler Richtung erstrecken. Diese Lage des Darmabschnittes stellt sowohl für ein konventionelles En- doskop als auch für eine Endoskopiekapsel eine „gravitations¬ bedingte Blockierung" dar, da neben dem Reibungswiderstand des Endoskops bzw. der Endoskopiekapsel im Darm auch noch die Gewichtskraft des Endoskops bzw. der Endoskopiekapsel über¬ wunden werden muss.
Die vorgenannten Probleme treten in besonderem Maße bei der Endoskopie mit magnetisch navigierbaren Endoskopiekapseln (Endoroboter) auf, bei denen nur geringe Kräfte über ein extern erzeugtes Magnetfeld auf die Endoskopiekapsel ausgeübt werden.
Aus der DE 4313843 Al ist eine Vorrichtung zur endoskopischen Begutachtung des Körpers bekannt, welche aus einer Spulenein¬ richtung zur Erzeugung zweier winklig aufeinander stehenden homogenen Magnetfeldern besteht und einer endoskopischen magnetischen Kapsel, auf die eine Kraft aufgrund der äußeren Magnetfelder ausgeübt wird. Um eine Fortbewegung der endoskopischen Sonde im Körper wegen der homogenen Magnetfelder zu
ermöglichen, bedarf es einer Relativbewegung von Körper und Sonde. Die Bewegung des Körpers wird über eine Patientenliege erreicht, die in der Höhe, in Längs- und Querrichtung ver¬ schiebbar sowie um ihrer Längsachse drehbar verstellbar ist. Zusätzlich kann das Magnetsystem selbst und also relativ zum Körper bewegt werden. Die hier beschriebenen Maßnahmen zielen darauf ab, um überhaupt einen Krafteintrag auf die endoskopi¬ sche Sonde zu erhalten und somit eine lineare Fortbewegungs¬ möglichkeit zu schaffen.
In der US 2004/0181127 Al ist ein Endoskopiesystem beschrieben, bei dem eine magnetische Endoskopiekapsel in einem Hohl¬ organ eines Patienten navigierbar ist. Hierzu wird von einem externen Magnetsystem nur an einem zum Magnetsystem festen Punkt ein Magnetfeld generiert. Die Bewegung des Endoroboters erfolgt ausschließlich durch Verschieben und Kippen der Patientenliege. Damit ist die Navigation des Endoroboters nicht immer mit der gewünschten bzw. benötigten Genauigkeit möglich.
Durch die DE 101 42 253 Cl ist ein Endoroboter (magnetisch navigierbare Endoskopiekapsel) bekannt, mit dem minimalinva- sive Diagnosen und Eingriffe im Körperinneren eines Patienten durchführbar sind. Der Endoroboter weist einen Trägerkopf auf, in dem Messinstrumente und/oder Probeentnahme- und/oder Behandlungsinstrumente integriert sind. Der Endoroboter weist weiterhin einen Linearmagneten auf, der kolinear zur Längsachse des Endoroboters angeordnet ist. Der Endoroboter ist über ein den Untersuchungsbereich des Patienten aufnehmendes Magnetsystem, welches ein 3D-Gradientenfeld erzeugt, fernge¬ steuert navigierbar.
In der DE 103 17 368 B4 ist ein drahtloses Endoskopiegerät in Form einer verschluckbaren Kapsel offenbart, die ebenfalls einen Permanentmagneten aufweist, der entlang einer festgelegten Längsachse installiert ist. Durch ein äußeres angeleg¬ tes Magnetfeld ist das Endoskopiegerät von außen ausrichtbar. Die Fortbewegung der Kapsel durch den Verdauungstrakt erfolgt
durch die peristaltischen Bewegungen der Magen-Darm-Muskulatur. Ein in einem Farbstoffbehälter aufbewahrter Farbstoff kann über eine mit dem Farbstoffbehälter verbundene Austrittsöffnung im Gewebe des Verdauungstraktes implementiert werden.
Aus der DE 100 03 726 Al ist eine Vorrichtung zur Untersu¬ chung eines Kontrastmittelverlaufs im Körper eines Patienten aufgrund der Gravitation bekannt. Die Vorrichtung umfasst ei- nen MR-Scanner mit einem Patientenlagerungssystem, das eine Schrägpositionierung des Patienten ermöglicht.
Insoweit geht der Stand der Technik davon aus, dass eine ggf. magnetfeldunterstützte Fortbewegung einer Endoskopkapsel im Körper ohne weiteres möglich ist. Problemstellungen der eingangs genannten Art, nämlich auf Hindernisse, Kurven, zufäl¬ lig Organlagen zu reagieren wird nicht aufgegriffen. Zu Fragen, wie diese Probleme ggf. automatisiert zu lösen wären, werden keine Anhaltspunkte geliefert.
Es ist demnach Aufgabe der vorliegenden Erfindung , ein Endo- skopiesystem zu schaffen, das eine verbesserte und ggf. auto¬ matisierte Fortbewegung einer Endoskopkapsel, insbesondere in problematischen Zonen ermöglichet und somit eine verbesserte Genauigkeit bei der Navigation des Endoroboters aufweist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Endoskopiesystem gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand von weiteren Ansprüchen.
Das Endoskopiesystem gemäß Anspruch 1 umfasst ein externes Magnetsystem und wenigstens einen Endoroboter sowie ein Patientenlagerungssystem, wobei wenigstens ein Endoroboter durch ein von dem externen Magnetsystem erzeugtes zeitlich variab- les und örtlich inhomogenes Magnetfeld in einem menschlichen oder tierischen Hohlorgan navigierbar ist und das Patientenlagerungssystem eine Patientenliege aufweist, die um ihre
Längsachse drehbar und/oder in ihrer Längsachse neigbar und/oder in wenigstens einer Raumrichtung verschiebbar ist.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist unter dem Begriff „Endoroboter" eine magnetische Endoskopiekapsel zu verstehen, die auch als magnetisches Kapselendoskop bezeichnet wird.
Dadurch, dass vom externen Magnetsystem nicht nur an einem zum Magnetsystem festen Punkt ein Magnetfeld generiert wird, sondern dass vom externen Magnetsystem in einem Arbeitsvolumen ein zeitlich variables und örtlich inhomogenes Magnetfeld erzeugt wird, so dass am Endoroboter eine gewünschte Kraft und/oder ein gewünschtes Drehmoment wirkt, ist ein Endorobo¬ ter in einem menschlichen oder tierischen Hohlorgan wesent- lieh genauer ferngesteuert navigierbar.
Das Arbeitsvolumen weist z.B. einen Durchmesser von 35 cm und eine Länge von 20 cm auf. Um den Endoroboter vom Magen bis zum Darmausgang navigieren zu können, muss die Patientenliege entlang ihrer Längsachse verschiebbar sein.
Ferner soll das Endoskopiesystem gemäß Anspruch 1 Mittel zur Erkennung von Hindernissen für die Bewegung des Endoroboters aufweisen, aus denen Steuergrößen für die Lageveränderung des Patientenlagerungssystems ableitbar sind, um beispielsweise die Gravitationskraft, die sowohl auf Organe oder Gewebeteile als auch auf die Endokapsel selbst wirkt so einzusetzen, dass diese zur Beseitigung von Behinderungen für die Endokapsel oder zur Unterstützung der Bewegung resp. der Bewegungsrich- tungsänderung der Endokapsel beiträgt. Durch die Drehung der Patientenliege in eine Seitenlage wird der Patient beispiels¬ weise von seiner Rückenlage in eine Seitenlage gebracht. Da¬ mit wird aus einer Vertikalbewegung des Endoroboters eine Ho¬ rizontalbewegung. Wenn die vertikale Bewegungsrichtung eine Bewegung der Endokapsel von unten nach oben beinhaltet, dann ist eine Horizontalbewegung nunmehr vergleichsweise besser möglich. Eine notwendige Horizontalbewegung kann durch Dre-
hung der Patientenliege in eine Vertikalbewegung von oben nach unten erleichtert werden.
Durch die Drehung oder Neigungsverstellung der Patientenliege können beispielsweise auch Einschnürungen/Verengungen im Hohlorgan aufgrund andere Gewebeteile oder Organe beseitigt werden oder zumindest minimiert werden. Auch können ggf. ungünstige Lagen des Hohlorgans selbst (z.B. Knicke) abgemil¬ dert werden. In allen vorbeschriebenen Fällen wird das externe Magnetsystem dadurch „entlastet". Die zu erzeugenden Magnetfelder können ggf. reduziert werden oder reichen in bestimmter Stärke nunmehr aus eine Bewegung der Endokapsel zu realisieren .
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Endoskopiesystems ist das Magnetsystem um seine Längsachse drehbar und/oder in seiner Längsachse neigbar und/oder in wenigstens einer Raumrichtung verschiebbar. Die Patientenliege des Patientenlagerungssystems und das externe Magnetsystem sind damit wahlweise entweder allein, d.h. relativ zum exter- nen Magnetsystem, oder gemeinsam mit diesem Magnetsystem verschiebbar. Im letzteren Fall ist auch ein Kippen von Patientenliege und Magnetsystem um eine Achse quer zu ihrer Längs¬ achse denkbar. Auf diese Weise können ebenfalls Positionen des Magnetsystem in Bezug auf die geplante Bewegungsrichtung und/oder der aktuellen Lage der Endokapsel (Lage des Magneten in der Kapsel) gefunden werden, die eine maximale Krafteinleitung auf die Endokapsel bei gleichzeitiger Minimierung des zu erzeugenden Magnetfeldes sicherstellen.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist der Endoroboter als Mittel zur Erkennung von Hindernissen eine Sensoreinrichtung auf, welche wenigstens eine Gegenkraft er- fasst, die im Hohlorgan auf ihn wirkt. Eine solche Sensorein¬ richtung könnte beispielsweise auf einen oder vorteilhaft mehreren, peripheren Drucksensoren basieren. Die von diesen Sensoren übermittelten Daten geben - ggf. durch weitere zwischengeschaltete softwaregestützte Auswertungen dem, die en¬ doskopische Untersuchung, durchführenden Arzt Hinweise bzw.
Vorgaben, wie eine manuelle Verstellung der Patientenliege und/oder des Magnetsystem vorteilhaft erfolgen sollte.
In weiterer bevorzugter Fortbildung der Erfindung sind als Mittel zur Erkennung von Hindernissen bildgebende Verfahren eingesetzt. Über solche bildgebenden Verfahren können ebenso Rückschlüsse auf Hindernisse jedweder Art gezogen werden und dem Arzt quasi semiautomatisch Hinweise oder Vorgaben auf Verstellung von Patientenliege und/oder Magnetsystem gegeben werden.
In besonders bevorzugter Ausführungsform sind die Patientenliege und/oder das Magnetsystem durch die Steuergrößen automatisch derart bewegbar, dass eine optimale d.h. eine mög- liehst hindernisfreie Bewegung des Endoroboters durch den Lu¬ men erfolgt und somit die Leistungsaufnahme des Magnetspulen¬ systems minimiert wird und/oder einen vorgebbaren Maximalwert nicht überschreitet. Auf diese Weise kann sich der behan¬ delnde Arzt auf den Eingriff selbst konzentrieren, da automa- tisiert für eine optimale Unterstützung der Bewegung des Endoroboters gesorgt wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Endoskopiesystem eine Patientenliege auf, die zumindest teil- weise aus einem weitgehend nicht ferromagnetischen Material besteht. Damit ist sichergestellt, dass das vom externen Mag¬ netsystem erzeugte zeitlich variable und örtlich inhomogene Magnetfeld nicht verfälscht wird.
In vorteilhafter Weise besteht die Patientenliege zumindest teilweise aus einem Material mit einer geringen elektrischen Leitfähigkeit. Damit wird zuverlässig vermieden, dass insbe¬ sondere bei schnellen Änderungen des Magnetfeldes Wirbel¬ ströme induziert werden.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden im Folgenden anhand eines schematisch dargestellten Aus-
führungsbeispiels in der Zeichnung näher erläutert. Es zei¬ gen :
Figur 1 ein externes Magnetsystem zur Erzeugung eines Magnetfeldes,
Figur 2 eine Seitenansicht einer Patientenliege einer Ausführungsform eines Endoskopiesystems,
Figur 3 einen Querschnitt durch eine Patientenliege einer Ausführungsform eines Endoskopiesystems.
In Figur 1 ist mit 1 ein bekanntes und deshalb nicht näher ausgeführtes Magnetspulensystem bezeichnet, das Bestandteil eines externen Magnetsystems ist.
Das Magnetspulensystem 1 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel eine in etwa würfelförmige Außenkontur auf. Die ent¬ sprechenden 6 Würfelflächen sind mit F2a, F2b, F3a, F3b, F4a und F4b bezeichnet. Per Definition ist dem Magnetspulensystem 1 ein rechtwinkliges, (x, y, z) -Koordinatensystem zugeordnet, dessen Ursprung im Mittelpunkt des Magnetsystems liegt. Die orthogonal zur z-Richtung liegenden Flächen F3a und F3b werden dabei als stirnseitige Flächen angesehen, wohingegen die zur x-Achse und zur y-Achse orthogonalen Flächenpaare F2a,
F2b bzw. F4a, F4b als seitliche Flächenpaare betrachtet wer¬ den. Die Flächenpaare umschließen einen dreidimensional aus¬ geprägten Innen- oder Arbeitsraum A. Der Arbeitsraum A ist von Einzelspulen des Magnetspulensystems 1 umgeben.
Im Arbeitsraum A liegt ein zu untersuchender Patient 2 auf einer Patientenliege eines Patientenlagerungssystems. Das Pa¬ tientenlagerungssystem mit der Patientenliege ist aus Gründen der Übersichtlichkeit in Figur 1 nicht dargestellt. Im Hohl- organ des Patienten befindet sich ein kapseiförmiger Endoro- boter 3.
Innerhalb des Arbeitsraumes A befindet sich symmetrisch um den Mittelpunkt des Magnetspulensystems 1 das (rechteck- oder kreis-) zylindrische Arbeitsvolumen (nicht dargestellt), in¬ nerhalb dessen auf den Endoroboter 3 magnetische Kräfte und/oder Drehmomente ausgeübt werden können. Die Längsachse des zylindrischen Arbeitsvolumens koinzidiert mit der z- Achse .
Das Arbeitsvolumen weist z.B. einen Durchmesser von 35 cm und eine Länge von 20 cm auf. Um den Endoroboter vom Magen bis zum Darmausgang navigieren zu können, muss die Patientenliege entlang ihrer Längsachse verschiebbar sein.
Für eine Navigation des Endoroboters 3 umfasst das Magnetspu- lensystem 1 an sich bekannte Mittel zur Detektion der Ist-Position des Endoroboters 3 im Arbeitsraum A. Solche Mittel sind z.B. die drei Positionsmesser 4X, 4Y und 4Z, mit denen die Lage des Endoroboters 3 in der jeweiligen Koordinatenrichtung ermittelt wird. Die entsprechenden Messwerte werden einer in Figur 1 nicht dargestellten Regelungseinrichtung zugeführt .
In Figur 2 ist eine Ausführungsform einer Patientenliege 5 dargestellt, die in ihrer Längsachse neigbar ist. Die mögli- che Neigung, durch welche die relative Höhenlage von Kopf und Fuß des Patienten 2 gegenüber der gezeigten Horizontallage veränderbar ist, ist durch einen Doppelpfeil 6 gekennzeichnet .
Die Neigung ist bei dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel durch Abstützkeile 7 realisiert. Im Rahmen der Erfin¬ dung erschließen sich dem Durchschnittsfachmann jedoch auch andere Möglichkeiten, eine Neigung in der Längsachse der Patientenliege 5 zu erzielen.
Bei der in Figur 3 gezeigten Ausgestaltung umfasst eine Patientenliege eine erste Lagerschale 8, die über ein Luftpolster schwimmend in einer zweiten Lagerschale 9 gelagert ist. Die
Lagerschale 8, die die eigentliche Patientenliege bildet, ist damit um ihre Längsachse drehbar und somit entsprechend neig¬ bar .
Das Luftpolster zwischen der ersten Lagerschale 8 und der zweiten Lagerschale 9 wird im dargestellten Ausführungsbei¬ spiel dadurch erzeugt, dass Luft (Pfeil 10) über einen Luft¬ zuführstutzen 11 in eine Kammer 12 unterhalb der zweiten Lagerschale 9 eingebracht wird. Die Luft aus der Kammer 12 ge- langt über mehrere Luftdurchtrittsöffnungen 13 in der zweiten Lagerschale 9 zwischen die beiden Lagerschalen 8 und 9. Damit kann die dem Patienten 2 tragende Lagerschale 8 nahezu rei¬ bungsfrei um ihre Längsachse gedreht und damit verschwenkt werden .
Die bei der Patientenliege 5 und der Patientenliege 8 reali¬ sierten Maßnahmen können auch miteinander kombiniert werden.
Um eine Lageänderung des Patienten 2 zu vermeiden, ist we- nigstens eine Patientenhaltevorrichtung vorgesehen, die allerdings aus Gründen der Übersichtlichkeit in den Figuren 2 und 3 nicht gezeigt ist.
Claims
1. Endoskopiesystem mit einem externen Magnetsystem und mit wenigstens einem Endoroboter (3) sowie mit einem Patientenla- gerungssystem (5 - 9) , wobei wenigstens ein Endoroboter (3) durch ein von dem externen Magnetsystem erzeugtes zeitlich variables und örtlich inhomogenes Magnetfeld in einem mensch¬ lichen oder tierischen Hohlorgan navigierbar ist und wobei das Patientenlagerungssystem (5 - 9) eine Patientenliege (5, 8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Patientenliege um ihre Längsachse drehbar und/oder in ihrer Längsachse neig¬ bar und/oder in wenigstens einer Raumrichtung verschiebbar ist und dass das Endoskopiesystem Mittel zur Erkennung von Hindernissen für die Bewegung des Endoroboters aufweist, aus denen Steuergrößen für die Lageveränderung des Patientenlagerungssystems ableitbar sind.
2. Endoskopiesystem nach Anspruch 1, bei dem die Patientenliege (5, 8) automatisch und/oder ferngesteuert, vorzugsweise über Schrittmotoren, bewegbar ist.
3. Endoskopiesystem nach Anspruch 1, bei dem das Magnetsystem um seine Längsachse drehbar und/oder in seiner Längsachse neigbar und/oder in wenigstens eine Raumrichtung verschiebbar ist.
4. Endoskopiesystem nach Anspruch 1 bis 3, bei dem der Endoroboter (3) als Mittel zur Erkennung von Hindernissen eine Sensoreinrichtung aufweist, welche wenigstens eine Gegenkraft erfasst, die im Hohlorgan auf ihn wirkt.
5. Endoskopiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Endoskopiesystem als Mittel zur Erkennung von Hindernissen ein bildgebendes Verfahren aufweist.
6. Endoskopiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche , bei dem mittels einer Endoroboter-Positionsmessung die Rieh- tung der Soll-Trajektorie des Endoroboters, insbesondere ent¬ gegen der Schwerkraft, ermittelbar ist.
7. Endoskopiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Patientenliege (5, 8) und/oder das Magnetsystem durch die Steuergrößen automatisch derart bewegbar ist, dass die Leistungsaufnahme des Magnetspulensystems minimiert wird und/oder einen vorgebbaren Maximalwert nicht überschreitet.
8. Endoskopiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Patientenliege (5, 8) zumindest teilweise aus ei¬ nem weitgehend nicht ferromagnetischen Material besteht.
9. Endoskopiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Patientenliege (5, 8) zumindest teilweise aus ei¬ nem Material mit einer geringen elektrischen Leitfähigkeit besteht .
10. Endoskopiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Patientenliege als Lagerschale (8) ausgebildet ist, die vorzugsweise um ihre Längsachse verkippbar ist.
11. Endoskopiesystem nach Anspruch 10, bei dem die Lagerschale (8) über ein Luftpolster schwimmend in einer zweiten Lagerschale (9) gelagert ist.
12. Endoskopiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Patientenliege (5, 8) wenigstens eine Patienten- Haltevorrichtung aufweist.
13. Endoskopiesystem nach Anspruch 1, bei dem das externe Magnetsystem als MR-Scanner ausgebildet ist.
14. Endoskopiesystem nach Anspruch 1, bei dem das externe Magnetsystem als offener MR-Scanner ausgebildet ist.
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