PÍLDORA ELECTRÓNICA GASTROINTESTINAL.

Píldora electrónica gastrointestinal protegida por una cápsula externa biocompatible resistente al entorno del sistema digestivo que comprende una fuente de luz (4);

unos medios divisores (5) del haz de luz dirigiéndolo al brazo de referencia (6) y al de muestreo (9); un elemento de retraso de grupo adaptable (24) según la distancia del tejido a analizar; unos medios de desplazamiento óptico (7) que desplazan la intersección del haz de luz (30) del brazo de muestreo (9) sobre el tejido; un sistema óptico (8) que enfoca el haz de luz (30) del brazo de muestreo (9) sobre el tejido; unos medios interferentes (10) que producen interferencia entre la luz reflejada; un detector (11) que recibe dicha interferencia; unos medios de procesamiento (2) que procesan la información adquirida por el detector (11); y unos medios de alimentación (3) que alimentan la píldora sin conexión física al exterior.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201031835.

Solicitante: MEDLUMICS, S.L.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: RUBIO GUIVERNAU,JOSE LUIS, MARGALLO BALBÁS,Eduardo.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • A61B1/00 NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA.A61 CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE.A61B DIAGNOSTICO; CIRUGIA; IDENTIFICACION (análisis de material biológico G01N, p.ej. G01N 33/48). › Instrumentos para proceder al examen médico de las cavidades o conductos del cuerpo por inspección visual o fotográfica, p. ej. endoscopios (examen de las cavidades o conductos del cuerpo utilizando ondas ultrasónicas, sónicas o infrasónicas A61B 8/12; instrumentos endoscópicos para la toma de muestras celulares o para biopsias A61B 10/04; con fines quirúrgicos A61B 17/00; instrumentos quirúrgicos endoscópicos A61B 17/94; instrumentos quirúrgicos que utilizan un haz láser dirigido a lo largo o a través de un conducto flexible A61B 18/22 ); Dispositivos de iluminación al efecto (para los ojos A61B 3/00).
  • A61B10/00 A61B […] › Otros métodos o instrumentos para el diagnóstico, p. ej. para el diagnóstico por vacunación; Determinación del sexo; Determinación del período de ovulación; Instrumentos para raspar la garganta.
  • A61B5/00 A61B […] › Medidas encaminadas a establecer un diagnóstico (diagnóstico por medio de radiaciones A61B 6/00; diagnóstico por ondas ultrasónicas, sónicas o infrasónicas A61B 8/00 ); Identificación de individuos.
PÍLDORA ELECTRÓNICA GASTROINTESTINAL.

Fragmento de la descripción:

PílDORA ELECTRÓNICA GASTROINTESTINAL

Campo de la invención

La presente invención se engloba dentro del campo de los dispositivos para la investigación del tracto gastrointestinal mediante métodos tomográficos, con preferencia por la tomografía de coherencia óptica.

Antecedentes de la invención

La colonoscopia tradicional causa muchas molestias e incomodidad al paciente. Existen en el estado de la técnica cápsulas capaces de recorrer el tracto digestivo mientras adquieren información del mismo y la envían a un receptor externo. Por ejemplo la cápsula Heidelberg es capaz de medir el nivel de pH, mientras que el dispositivo descrito en la patente W00165995 adquiere imágenes de las paredes del interior del tracto. En ambos casos la información se envía de forma inalámbrica a un receptor externo. Sin embargo, los citados antecedentes carecen de información seccional de alta resolución, lo cual es importante para poder estudiar la histología del tejido y por consiguiente emitir un diagnóstico adecuado. Así, aunque permiten la identificación y detección visual de pólipos y otras estructuras de riesgo, siguen requiriendo una posterior biopsia, limitándose su utilidad.

Esta necesidad ha sido identificada en varias ocasiones en la literatura. La solicitud de patente US 2005/0096526 A 1, describe una cápsula gastrointestinal donde el elemento de imagen es orientable. Aunque esta solicitud se centra en sistemas tradicionales formadores de imagen fotográfica, plantea la posibilidad de usar un elemento formador de imágenes alternativo, incluyendo medios de adquisición de información tomográfica. Sin embargo, la solicitud únicamente expresa el deseo de solucionar el problema objeto de esta invención, y en ningún momento divulga los medios para conseguirlo.

La solicitud de patente US 2007/0142708 A1, menciona la introducción de un oscilador de ultrasonidos dentro de una cápsula gastrointestinal para la formación de imagen. Esta tecnología, alternativa en algunas aplicaciones a la tomografía de coherencia óptica, presenta limitaciones determinantes de cara a la integración en una píldora gastrointestinal. El oscilador de ultrasonidos proporciona menor resolución espacial, necesita un medio de transferencia que adapte las impedancias acústicas y utiliza una instrumentación más voluminosa. Por otra parte, la solicitud no describe la integración de la tecnología de imagen por ultrasonidos en una píldora gastrointestinal.

La solicitud de patente WO 2008/012701 A 1 describe una cápsula gastrointestinal de vídeo con un sistema de lentes variable que permite orientar haces de luz procedentes de fuentes luminosas para la generación de imágenes en combinación de un sensor de imagen. Esta solicitud incluye una aplicación ejemplar de la invención en la que se usa para un sistema de tomografía de coherencia óptica en la medida en que éste sea integrable, en el futuro, en una cápsula gastrointestinal. La solicitud reconoce el interés de la obtención de información tomográfica pero no describe solución alguna.

La solicitud JP 2004/243034A describe cómo integrar un sistema de OCT (Optical Coherence Tomography) de campo completo utilizando un interferómetro de Mirau. Por su propia naturaleza, está basada en componentes ópticos de espacio libre y es incompatible con el uso de óptica integrada. Una importante limitación de esta invención es que un interferómetro Mirau como el descrito ofrece una aplicación muy difícil en una situación de distancia variable al objeto, puesto que requiere ajustar diversos elementos opto-mecánicos en un rango comparable al del barrido deseado; un rango de distancias comparable a las dimensiones de la píldora (10-20mm) es inalcanzable en la práctica y el propio documento reconoce que la distancia máxima cubierta por el barrido axial es de 1-2mm. Como consecuencia de la incapacidad del sistema de ajustar su rango de barrido más allá de 1-2mm, la invención descrita en el documento JP 2004-243034 se ve reducida a crear imágenes laterales de la muestra, no pudiendo por tanto obtener imágenes del tracto intestinal completo. Otra limitación importante de esta invención reside en que la imagen óptica ha de coincidir con el campo de visión del interferómetro de Mirau. Este segundo campo de visión ha de ser pequeño para obtener la resolución microscópica característica de la técnica de OCT que proporcione información histológica. Sin embargo, el tamaño macroscópico lateral de la lesión y su entorno, si se desean visualizar con fines diagnósticos, puede ser órdenes de magnitud mayor que el campo de visión del interferómetro.

Todas estas limitaciones, hacen que la invención descrita en JP 2004-243034 sea de muy difícil implementación y comprometen seriamente el valor diagnóstico potencial de la tomografía de coherencia óptica en esta aplicación.

Era por tanto deseable una píldora gastrointestinal que integrara un sistema de adquisición de imágenes mediante OCT, el cuál pudiera adaptarse para trabajar a diferentes distancias a la muestra. Una píldora de estas características sería capaz de obtener información tomográfica del tracto intestinal completo, y combinando el sistema OCT con un equipo de video sería posible ofrecer al médico, no sólo la información de video, cómo hacen otras píldoras existentes, sino también la información tomográfica de las estructuras que aparecen en el video, proporcionando una biopsia virtual que podría evitar la necesidad de biopsias reales.

Descripción de la invención

La invención se dirige a resolver tanto las limitaciones del estado de la técnica como las graves molestias y la morbilidad que suponen para el paciente los procedimientos de endoscopia digestiva, minimizando el número de intervenciones de biopsia asociadas. Los procedimientos en los que podría suponer un avance cualitativo son la esofagogastroduodenoscopia, la rectosigmoidoscopia, la colonoscopia, la colangiopancreatografía retrógrada endoscópica o la enteroscopía. Especialmente en estos últimos casos, las dificultades para el acceso endoscópico estándar, hacen especialmente recomendable la búsqueda de alternativas para el diagnóstico.

La invención describe una píldora gastrointestinal que integra un sistema OCT capaz de adaptar su rango de trabajo a un amplio intervalo de distancias al objeto (hasta varios centímetros) y cuyo volumen de barrido lateral puede ser elegido y variado sobre un amplio rango de zonas dentro del campo de visión de una óptica de enfoque, desacoplando el área de barrido de OCT y el campo de visión general de dicha óptica.

La invención también describe modos de integrar el sistema de OCT con un sistema de vídeo, cuyo campo de visión coincide con la óptica general, pero que es independiente del área barrida por el sistema OCT en cada momento. Adicionalmente se describen métodos para que, si se desea, la posición relativa de ambos quede registrada. En la invención se muestran también soluciones de implementación basadas en óptica integrada que demuestran que la invención es realizable en el tamaño compacto que se requiere en una píldora gastrointestinal. Respecto a los sistemas de imágenes no tomográficas, la presente invención ofrece la ventaja de poder obtener información axial combinada con la imagen de vídeo, lo que es de gran valor diagnóstico, pudiendo evitar biopsias reales.

La invención comprende una cápsula externa biocompatible capaz de resistir el entorno químico del sistema digestivo, unos medios de adquisición de información, unos medios de procesamiento y unos medios de alimentación eléctrica en una implementación ultracompacta de un sistema de obtención de imágenes tomográficas de alta resolución. Los medios de procesamiento pueden enviar la información recogida a un sistema externo para su estudio y análisis, aunque también pueden incluir una unidad de almacenamiento interno. La alimentación de la píldora puede realizarse a través de un enlace inductivo o de otro modo (mediante una batería, por ejemplo) .

Los medios de adquisición de información comprenden un sistema de imagen tomográfica mediante Tomografía de Coherencia Óptica construido mediante tecnología planar y componentes de estado sólido. Este sistema comprende fuentes de luz, detectores y elementos de óptica integrada organizados según una de las muchas configuraciones usadas para tomografía de coherencia óptica. A diferencia de lo utilizado en el estado de la técnica, la invención no realiza OCT de campo completo sino OCT de barrido de haz. El OCT...

 


Reivindicaciones:

1. Píldora electrónica gastrointestinal caracterizada por estar protegida por una cápsula externa biocompatible resistente al entorno del sistema digestivo y por que comprende en su interior:

al menos una fuente de luz (4) ; unos medios divisores (5) configurados para dividir el haz de luz procedente de la fuente de luz (4) Y dirigirlo al brazo de referencia (6) y al brazo de muestreo (9) ; un elemento de retraso de grupo adaptable (24) según la distancia del tejido a analizar, situado en al menos uno de los brazos (6, 9) ; unos medios de desplazamiento óptico (7) configurados para desplazar la intersección del haz de luz (30) del brazo de muestreo (9) sobre el tejido a analizar; un sistema óptico (8) configurado para enfocar el haz de luz (30) del brazo de muestreo (9) sobre la superficie de tejido a analizar; unos medios interferentes (10) configurados para producir interferencia entre la luz reflejada procedente de los brazos de referencia (6) y muestreo (9) ; al menos un detector (11) que recibe dicha interferencia entre la luz procedente de los brazos de referencia (6) y muestreo (9) ; unos medios de procesamiento (2) configurados para procesar la información adquirida por el detector (11) ; unos medios de alimentación (3) configurados para alimentar eléctricamente la píldora sin conexión física al exterior.

2. Píldora electrónica gastrointestinal, según la reivindicación 1, caracterizada por que el elemento de retraso de grupo adaptable (24) comprende al menos un conmutador óptico (31) que elige uno entre una pluralidad, de caminos ópticos donde dichos caminos ópticos introducen retrasos de grupo distintos y previamente fijados.

3. Píldora electrónica gastrointestinal, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el elemento de retraso de grupo adaptable (24) interacciona con el sistema óptico (8) para ajustar conjuntamente el retraso de grupo y la distancia de enfoque.

4. Píldora electrónica gastrointestinal, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende un elemento activo de compensación de la dispersión cromática en al menos uno de los brazos (6, 9) , seleccionado entre:

cristales fotónicos; redes de difracción de Bragg con espaciado variable; segmentos de guía de onda cuyas características provoquen una dispersión cromática anómala.

5. Píldora electrónica gastrointestinal, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que los brazos de muestreo (9) y referencia (6) comparten al menos en parte un mismo camino físico.

6. Píldora electrónica gastrointestinal, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que los medios de procesamiento (2) comprenden una unidad de almacenamiento (12) configurada para almacenar la información procesada por los medios de procesamiento (2) .

7. Píldora electrónica gastrointestinal, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que los medios de procesamiento (2) comprenden una unidad de comunicaciones (13) configurada para enviar la información procesada por los medios de procesamiento (2) a un dispositivo de comunicaciones exterior y para recibir instrucciones de dicho dispositivo de comunicaciones exterior.

8. Píldora electrónica gastrointestinal, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que los medios de desplazamiento óptico (7) comprenden medios electromecánicos configurados para desplazar el punto de intersección del haz de luz (30) con la superficie del tejido a analizar.

9. Píldora electrónica gastrointestinal, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende un equipo de vídeo (14) configurado para capturar imágenes del tejido del entorno de la píldora.

10. Píldora electrónica gastrointestinal, según la reivindicación 9, caracterizada por que el sistema óptico (8) comprende un sistema de separación del haz (19) en función de su longitud de onda, que dirige el rango de longitudes de onda utilizado por el

sistema de tomografía de coherencia óptica hacia el mismo y otro rango de longitudes de onda hacia el equipo de vídeo (14) .

11. Píldora electrónica gastrointestinal, según cualquiera de las reivindicaciones 9-10, caracterizada por que comprende unos medios identificadores (15) configurados para localizar la posición del haz de luz saliente del brazo de muestreo (9) del sistema de tomografía de coherencia óptica en la imagen obtenida por el equipo de vídeo (14) .

12. Píldora electrónica gastrointestinal, según la reivindicación 11, caracterizada por que los medios identificadores (15) interaccionan con los medios de desplazamiento óptico (7) y con el sistema óptico (8) para orientar la posición del haz de luz saliente del brazo de muestreo (9) a partir de las instrucciones recibidas por el dispositivo de comunicaciones exterior.

13. Píldora electrónica gastrointestinal, según cualquiera de las reivindicaciones 9-12, caracterizada por que el equipo de vídeo (14) comprende filtros ópticos según la longitud de onda y una fuente de luz complementaria que permiten captar la fluorescencia procedente del tejido del entorno de la píldora.

14. Píldora electrónica gastrointestinal, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende un sensor de movimiento que proporciona información relativa al movimiento de la píldora.

15. Píldora electrónica gastrointestinal, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende un sensor de posición que proporciona información relativa a la posición de la píldora.

 

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