Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРОДВИЖЕНИЯ УСТРОЙСТВА ЗОНДИРОВАНИЯ ПО ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОМУ ТРАКТУ

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано при создании оборудования для автономного эндоскопического зондирования желудочно-кишечного тракта.

Известен способ зондирования желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) при помощи устройства, содержащего иммобилайзер (патент США №7946979, опубл. 24.05.2011). Устройство в форме капсулы содержит источник питания, датчики измерения, такие как термометры, рН-метры, оптические сканеры, датчики изображения, модуль регистрации и передачи информации, иммобилайзер, процессор для управления иммобилайзером. Устройство может быть использовано для щадящего мониторинга ЖКТ в целом, а также для детального обследования отдельных участков ЖКТ, например для контроля после операции. Для проведения непрерывного зондирования отдельных участков устройство фиксируется в исследуемой области ЖКТ. Для фиксации на стенках ЖКТ устройство содержит иммобилайзер, представляющий собой выбрасываемый анкер, выполненный в виде стрежня, внешний конец которого заострен или выполнен в виде крючка для сцепления со стенкой кишечника. Выброс анкера осуществляется по сигналу процессора. При подаче сигнала от процессора элемент, удерживающий пружину в сжатом состоянии, разрушается, и анкер выводится за пределы корпуса капсулы и фиксируется на стенке ЖКТ. В фиксированном положении устройство осуществляет непрерывное детальное зондирование исследуемого участка ЖКТ. После истечения некоторого временного промежутка анкеры, выполненные из деградирующего в среде ЖКТ материала, разрушаются, и устройство зондирования продолжает движение под действием перистальтики.

Недостатком данного способа является возможность эндоскопического исследования только при пассивном продвижении капсулы по ЖКТ под действием перистальтики, а также невозможность продвижения устройства по ЖКТ в направлении, противоположном естественному пути движения под действием перистальтики.

Известен способ продвижения устройства зондирования по желудочно-кишечному тракту, реализуемый при помощи устройства-видеокапсулы «Mermaid» (Biobyte, 03.07.2011 http://biobyte.ru/videocapsula-mermaid/-прототип), в корпусе которой установлены источник питания, источник света, видеокамера, блок обработки и передачи видеоизображения. Капсула снабжена движителем, закрепленным на одном конце капсулы и выполненным в виде хвостового плавника, который оснащен магнитным управляющим механизмом, позволяющим контролировать направление и расположение капсулы в кишечнике. Перемещение видеокапсулы может корректироваться джойстиком с внешнего пульта управления.

Недостатком способа является применение устройства со значительным увеличением длины видеокапсулы за счет установки движителя-плавника, ограничение в использовании задней оконечности капсулы для установки видеокамеры, за счет ограничения обзора из-за установки плавника.

Задачей, стоящей в данной области медицинской техники, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является создание способа продвижения устройства зондирования по желудочно-кишечному тракту зондирующего устройства, обеспечивающего возможность активного продвижения по ЖКТ, в том числе и в направлении, противоположном движению под действием перистальтики, позволяющего избирательно, детально проводить обследование отдельных участков ЖКТ.

Решение указанной задачи достигается за счет того, что в предложенном способе продвижения устройства зондирования по желудочно-кишечному тракту, содержащего корпус в виде капсулы, включающего источник питания, источник света, видеокамеру, модуль регистрации и передачи информации, блок хранения установок измеряемых параметров состояния наружной среды, датчики контроля состояния желудочно-кишечного тракта, контроллер анализа состояния желудочно-кишечного тракта, основанный на передвижении устройства под действием сил, возникающих при взаимодействии элементов устройства с опорными поверхностями желудочно-кишечного тракта, согласно изобретению движение корпуса обеспечивают за счет установки внутри корпуса блока модуляции режима активного движения, обеспечивающего принудительное продвижение устройства по желудочно-кишечному тракту.

Блок модуляции режима активного движения содержит колебательный инерционный механизм и контроллер. Одним из вариантов исполнения колебательного инерционного механизма, например, является эксцентрик, установленный на валу электропривода, при этом указанный механизм расположен в корпусе устройства таким образом, что обеспечивается знакопеременное действие сил инерции вдоль продольной оси корпуса. Контроллер подает команду на включение колебательного инерционного механизма при получении сигнала от внешнего управляющего устройства, при управлении работой устройства оператором, или на основании анализа сигналов от датчиков зондирования, контролирующих состояние ЖКТ, при работе устройства в автоматическом режиме. При этом на наружной поверхности части корпуса устройства, причем указанная часть корпуса имеет предпочтительно цилиндрическую форму, выполнены конструктивные элементы, создающие сопротивление движению устройства, причем различное в противоположных направлениях, движению вперед соответствует меньшее сопротивление, чем движению назад. Примером одного из возможных вариантов исполнения конструктивных элементов может быть вариант, при котором образующая наружной поверхности цилиндрического участка корпуса устройства выполнена в форме косозубой гребенки.

Целенаправленное движение капсулы осуществляется за счет движущей силы - результирующей сил, действующих на капсулу за один такт колебаний инерционного механизма: знакопеременного инерционного импульса вперед - назад, направленного вдоль продольной оси корпуса, равного по величине в прямом и обратном направлении, создаваемого колебательным инерционным механизмом, и силы сопротивления, возникающей вследствие взаимодействия конструктивных элементов, выполненных на наружной поверхности корпуса капсулы, с опорой-поверхностью ЖКТ, причем форма и расположение указанных конструктивных элементов определяют различное сопротивление при движении капсулы в противоположных направлениях.

Техническим результатом, достигаемым заявляемым изобретением, является создание способа продвижения малогабаритного устройства зондирования ЖКТ с функцией активного перемещения.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид зондирующего устройства, реализующего предложенный способ продвижения по желудочно-кишечному тракту, на фиг.2 показана схема устройства, на фиг.3 показана схема, поясняющая принцип движения устройства по ЖКТ.

Предложенный способ может быть реализован в устройстве следующей конструкции.

Устройство зондирования желудочно-кишечного тракта 1 выполнено в виде капсулы, в корпусе 2 которой размещены источник питания 3, источник света 4, видеокамера 5, модуль регистрации и передачи информации 6, блок хранения установок 7, приемник 8, датчики контроля состояния ЖКТ, на чертеже не показаны, блок модуляции 9 режима активного движения, включающий колебательный инерционный механизм 10, с электроприводом 11, контроллер 12 управления указанным механизмом. На наружной поверхности корпуса 2 выполнены конструктивные элементы 13, форма и расположение которых создают различное сопротивление при перемещении корпуса устройства вперед и назад.

Предложенный способ реализуется следующим образом. Устройство 1 вводят в пищевод стороной с меньшим сопротивлением движению противоположно направлению перемещения под действием перистальтики. Устройство зондирования перемещается по ЖКТ в пассивном режиме под действием перистальтики. При необходимости детального обследования участка ЖКТ, пройденного в пассивном режиме, перемещают устройство назад на необходимое расстояние, используя режим активного движения, для чего подают команду на включение электропривода 10 колебательного инерционного механизма 9, за счет чего создают колебательные движения корпуса капсулы вдоль продольной оси, при этом, за счет конструктивных элементов 13, обеспечивают, при движении устройства по желудочно-кишечному тракту, меньшее сопротивление при движении вперед, чем при движении назад, и под действием результирующей силы продвигают устройство, принудительно, с большей скоростью, чем при пассивном перемещении под действием перистальтики, по желудочно-кишечному тракту.

В варианте применения в автоматическом режиме зондирования предложенный способ реализуется следующим образом. Предварительно в блок хранения установок 7 вводят контрольные значения измеряемых параметров состояния ЖКТ, затем устройство зондирования 1 вводят в пищевод стороной с меньшим сопротивлением движению по направлению перемещения под действием перистальтики. Задействуют колебательный инерционный механизм 10 и перемещают устройство в активном режиме по ЖКТ, под действием сил, как описано выше. В процессе перемещения анализируют параметры состояния ЖКТ контроллером 12 на основании сигналов от датчиков контроля состояния ЖКТ, в случае заданного отклонения измеряемых параметров относительно контрольных значений, установленных в блоке хранения установок 7, выдают команду на отключение электропривода 11 колебательного инерционного механизма 10. Переводят устройство 1 в пассивный режим движения, которое перемещается по ЖКТ под действием перистальтики с меньшей скоростью, и осуществляют детальное зондирование участка ЖКТ. При завершении участка, характеризующегося измененными условиями состояния ЖКТ, на основании анализа контролером 12 сигналов от датчиков контроля состояния ЖКТ, подают на блок модуляции 9 управляющий сигнал включения режима активного движения и переводят устройство 1 в режим активного движения по ЖКТ.

В варианте применения устройство 1 вводят в прямую кишку и перемещают по ЖКТ в активном режиме движения до выбранного участка обследования, затем отключают режим активного перемещения. Далее устройство 1 в пассивном режиме, под действием перистальтики, продвигают по ЖКТ, зондируя выбранный участок. При необходимости снова переводят устройство 1 в режим активного движения.

Приведенные иллюстрации и описание признаков изобретения не охватывают весь спектр возможных модификаций и эквивалентных изменений, очевидных для специалиста в данной области. Следует понимать, что прилагаемая формула изобретения охватывает все возможные модификации и изменения, которые попадают в рамки сущности настоящего изобретения.

Результатом предложенного изобретения является создание способа продвижения устройства зондирования по желудочно-кишечному тракту, позволяющего регулировать скорость его перемещения по ЖКТ, в том числе, на основании измеряемых во время передвижения параметров состояния ЖКТ, за счет этого оптимизировать объем регистрируемой информации по участкам ЖКТ и в результате повысить эффективность процесса зондирования, а также сократить время проведения исследований.