Результат интеллектуальной деятельности: ВИДЕОКАПСУЛЬНЫЙ ДИАГНОСТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

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

Известно устройство зондирования желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) с иммобилайзером (патент США №7946979, опубл. 24.05.2011).

Устройство в виде 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 стержня, 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 разрушающегося в среде ЖКТ материала, разрушаются, и устройство зондирования продолжает движение под действием перистальтики.

Недостатком данного устройства является возможность только пассивного продвижения капсулы по ЖКТ под действием перистальтики, а также невозможность продвижения устройства по ЖКТ в направлении, противоположном движению под действием перистальтики.

Известно устройство - видеокапсула «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 устройства может корректироваться джойстиком с внешнего пульта управления.

Недостатком устройства является значительное увеличение длины видеокапсулы за счет установки движителя-плавника.

Задачей, стоящей в данной области медицинской техники, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является расширение возможностей видеокапсульного комплекса диагностирования ЖКТ, в частности сокращение времени обследования, повышение информативности регистрируемого объема изображений за счет активного продвижения видеокапсулы по ЖКТ, в том числе и в направлении, противоположном движению под действием перистальтики.

Решение указанной задачи достигается тем, что в предложенном видеокапсульном диагностическом комплексе, включающем блок приема, обработки и отображения регистрируемых изображений, джойстик управления, антенну, видеокапсулу, содержащую источник питания, модуль регистрации и передачи изображения, модуль хранения установок измеряемых параметров состояния желудочно-кишечного тракта, датчики контроля состояния желудочно-кишечного тракта, согласно изобретению внутри корпуса видеокапсулы установлен колебательный инерционный механизм, включающий эксцентрик, установленный на вал электропривода, при этом плоскость вращения эксцентрика параллельна продольной плоскости корпуса устройства.

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. Управление работой колебательного инерционного механизма осуществляется контроллером по сигналам от джойстика управления, при управлении работой устройства оператором, или на основании анализа сигналов от датчиков зондирования, измеряющих состояние ЖКТ, при работе устройства в автоматическом режиме. На наружной поверхности части корпуса видеокапсулы, причем указанная часть корпуса имеет предпочтительно цилиндрическую форму, выполнены конструктивные элементы, создающие различное сопротивление движению видеокапсулы по ЖКТ при движении в противоположных направлениях. 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 по ЖКТ 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 капсулы, равного по величине в прямом и обратном направлениях, создаваемого колебательным инерционным механизмом, и силы сопротивления, возникающей вследствие взаимодействия с опорой, поверхностью ЖКТ, конструктивных элементов, выполненных на наружной поверхности корпуса видеокапсулы, форма и расположение которых определяют меньшее сопротивление при движении корпуса капсулы вперед, чем при движении назад.

Техническим результатом, достигаемым заявляемым изобретением, является создание видеокапсульного диагностического комплекса ЖКТ с функцией активного перемещения видеокапсулы по ЖКТ.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид видеокапсульного диагностического устройства, на фиг.2 показана схема видеокапсулы, на фиг.3 показана схема, поясняющая принцип движения видеокапсулы по ЖКТ.

Видеокапсульный диагностический комплекс включает блок приема, обработки и отображения регистрируемых изображений 1, джойстик управления 2, антенну 3, видеокапсулу 4, в корпусе 5 которой размещены источник питания 6, источник света 7, видеокамера 8, модуль регистрации и передачи информации 9, модуль хранения установок 10, приемник 11, датчики контроля состояния ЖКТ, на чертеже не показаны, блок модуляции 12 режима активного движения, включающий колебательный инерционный механизм 13, содержащий эксцентрик 14 с электроприводом 15, контроллер 16 управления указанным механизмом. На наружной поверхности корпуса 5 выполнены конструктивные элементы 17, форма и расположение которых создают различное сопротивление при перемещении корпуса устройства вперед и назад.

Предложенный комплекс работает следующим образом.

Видеокапсулу 4 вводят в пищевод стороной с меньшим сопротивлением движению противоположно направлению перемещения под действием перистальтики. Видеокапсула перемещается по ЖКТ в пассивном режиме. В процессе перемещения видеокапсулы изображения ЖКТ регистрируют и передают модулем 9 на внешнюю антенну 3, с которой принятый сигнал направляют в блок приема, обработки и отображения регистрируемых изображений 1. При необходимости детального обследования участка ЖКТ, пройденного в пассивном режиме, оператор включает режим активного движения, подавая управляющий сигнал на включение/выключение колебательного инерционного механизма 13 при помощи джойстика 2 или другого устройства управления, и перемещает видеокапсулу 4 назад на необходимое расстояние. При получении сигнала от внешнего устройства контроллер 16 подает команду на включение электропривода 15, приводящего во вращение эксцентрик 14. В результате чего механизм 13 создает колебательные движения видеокапсулы вдоль продольной оси. При этом за счет конструктивных элементов 17, обеспечивающих, при движении видекапсулы по желудочно-кишечному тракту, меньшее сопротивление при движении вперед, чем при движении назад, возникает движущая сила - результирующая сил инерции и силы сопротивления движению, которая продвигает видеокапсулу 4 по желудочно-кишечному тракту.

В варианте применения видеокапсулу 4 вводят в пищевод стороной с меньшим сопротивлением движению по направлению перемещения под действием перистальтики. Задействуют колебательный инерционный механизм 13, подавая сигнал на включение указанного механизма при помощи джойстика 2 или другого устройства управления, и перемещают видеокапсулу 4 в активном режиме по ЖКТ под действием сил, описанных выше, до участка детального обследования, затем отключают колебательный инерционный механизм 13. Перемещение видеокапсулы 4 контролируют по регистрируемым изображениям ЖКТ, передаваемым на устройство 1. Далее видеокапсула 4 перемещается с меньшей скоростью под действием перистальтики, осуществляя детальное зондирование участка ЖКТ. При завершении обследуемого участка передают на видеокапсулу 4 управляющий сигнал на включение блока модуляции режима активного движения 12 и переводят видеокапсулу 4 в режим активного движения по ЖКТ.

В варианте применения комплекса в автоматическом режиме зондирования предварительно в модуль хранения установок 10 вводят контрольные значения измеряемых параметров состояния ЖКТ. Вводят видеокапсулу 4 в пищевод стороной с меньшим сопротивлением движению по направлению перемещения под действием перистальтики и переводят ее в режим активного движения. В процессе перемещения контроллер 16 на основании сигналов от датчиков контроля состояния ЖКТ анализирует параметры состояния ЖКТ, в случае их заданного отклонения относительно контрольных значений, установленных в блоке хранения установок 10, контроллер 16 выдает команду на отключение электропривода 15 колебательного инерционного механизма 13. Далее видеокапсула 4 перемещается с меньшей скоростью под действием перистальтики, осуществляя детальное зондирование участка ЖКТ. При завершении участка, характеризующегося измененными условиями состояния ЖКТ, на основании анализа сигналов от датчиков контроля состояния ЖКТ, контролер 16 подает на блок модуляции 12 управляющий сигнал включения режима активного движения.

В варианте применения видеакапсулу 4 вводят в прямую кишку и перемещают по ЖКТ в активном режиме движения до выбранного участка обследования, затем отключают режим активного перемещения. Далее видеокапсула 4 в пассивном режиме под действием перистальтики продвигается по ЖКТ, зондируя выбранный участок. При необходимости снова переводят видекапсулу 4 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.

Использование предложенного технического решения позволит создать диагностический комплекс, позволяющий регулировать скорость перемещения видеокапсулы по ЖКТ, в том числе на основании измеряемых во время передвижения параметров состояния ЖКТ, за счет этого оптимизировать объем регистрируемой информации по участкам ЖКТ, повысить эффективность процесса зондирования и сократить время проведения исследований.