Sistema propulsado por presión para una luz del cuerpo.

Aparato para su uso con una fuente de presión de fluido biológicamente compatible,

que comprende:

un miembro guía (12) insertable por lo menos parcialmente en una abertura proximal (18) de una luz (20) del cuerpo, dicho miembro guía (12) incluye un conducto (14) conectable a la fuente de presión de fluido;

dicho miembro guía (12) comprende un manguito inflable configurado para formar un sello con la pared de la luz (20) cuando el manguito está en un estado inflado en unas inmediaciones de la abertura proximal (18) con el fin de mantener una presión positiva dentro de dicha luz (20);

un portador alargado (26) dispuesto para un movimiento deslizante a través de dicho miembro guía (12); y

un cabezal de pistón distal inflable (30) montado en dicho portador (26); el cabezal de pistón (30) está configurado para formar un sello de presión con una pared de la luz después de que el portador haya sido insertado en la luz (20), de tal manera que una vez se infla el cabezal de pistón (30) está configurado para ser avanzado distalmente a través de la luz (21) del cuerpo debido a dicha presión positiva aplicada a una superficie externa del cabezal de pistón distal (30) a través de dicho conducto (14) colocado en la abertura proximal (18) de la luz (20) del cuerpo, dicha presión positiva es suficiente para hacer avanzar el portador (26) distalmente a través de la luz (20) del cuerpo y propulsar dicho cabezal de pistón (30) junto con dicho portador (26) distalmente al interior de la luz (20).

Sistema propulsado por presión para una luz del cuerpo Referencias cruzadas a solicitudes relacionadas La presente solicitud es una continuación en parte y reivindica la prioridad de los documentos:

(a) una solicitud de patente de EE.UU. de Cabiri et al., presentada el 18 de octubre de 2004, titulada, "Pressure-propelled system for body lumen, "

(b) solicitud de patente de EE.UU. 10/838.648 de Gross et al., presentada el 3 de mayo de 2004, titulada, "Pressure-propelled system for body lumen, " y

(c) solicitud de patente de EE.UU. 10/753.424 de Gross et al., presentada el 9 de enero de 2004, titulada, "Pressure-propelled system for body lumen".

La presente solicitud reivindica la prioridad de los documentos:

(a) Solicitud de patente provisional de EE.UU. 60/607.986 de Cabiri el al. presentada el 8 de septiembre de 2004, titulada "Mechanical aspects of pressure-propelled system for body lumen, " y

(b) Solicitud de patente provisional de EE.UU. 60/571.438 de Dotan et al., presentada el 14 de mayo de 2004, titulada, "Omnidirectional and forward-looking imaging device".

Todas las solicitudes mencionadas anteriormente están cedidas legalmente a los cesionarios de la presente solicitud y se incorporan en la presente memoria por referencia.

Campo de la invención La presente invención se refiere, en general, a un sistema propulsado a presión, adecuado para la formación de imágenes de luces del cuerpo, tal como el tracto gastrointestinal (GI) .

Antecedentes de la invención Se conocen muchos dispositivos de formación de imágenes para producir imágenes médicas de luces del cuerpo, tal como el tracto gastrointestinal (GI) . Por ejemplo, la endoscopia se utiliza ampliamente para observar, fotografiar tejido y tomar especímenes de lesiones y similares. En un método convencional para examinar un colon utilizando un endoscopio, por ejemplo, típicamente el endoscopio se inserta manualmente en el colon. En esta técnica manual, los pacientes a menudo pueden quejarse de dolor abdominal y distensión porque el colon se extiende o se dilata excesivamente, necesitando de ese modo detener el procedimiento endoscópico. Además, no es inusual que el colon sangre y sea perforado accidentalmente. También se puede conseguir con dificultad la inserción de un endoscopio a través del colon sigmoide y al colon descendente o a través del ángulo esplénico, el colon transversal, el ángulo hepático y las partes afectadas por operaciones previas. Debido a estos motivos, la colonoscopia es realizada típicamente por un número relativamente pequeño de facultativos experimentados, y la tasa de dolor e incomodidad del paciente es alta.

La patente de EE.UU. 5.337.732 de Grundfest et al., cuya divulgación se incorpora en la presente memoria por referencia, describe un robot para realizar procedimientos endoscópicos, que incluye una pluralidad de segmentos conectados entre sí a través de una unión articulada. Unos dispositivos de accionamiento pueden acercar y separar los segmentos y cambiar su orientación angular para permitir al robot moverse de manera semejante a una oruga o a una serpiente a través de la cavidad o luz dentro del paciente. Alrededor de los segmentos se inflan unos balones inflables para sujetar un segmento temporalmente estacionario contra las paredes de la luz mientras otros segmentos se mueven. Una línea de gas comprimido conectada al segmento trasero proporciona gas comprimido para inflar los balones y opcionalmente impulsar los dispositivos de accionamiento. El segmento líder incluye una cámara de televisión y un brazo de biopsia u otros sensores e instrumentos quirúrgicos.

La publicación de solicitud de patente de EE.UU. 2003/0168068 de Poole and Young, cuya divulgación se incorpora en la presente memoria por referencia, describe un método para forrar una cavidad del cuerpo con un forro que contiene dos cámaras al (a) controlar selectivamente la presión de fluido en una primera de las cámaras para hacer que la primera cámara everta y avance al interior de dicha cavidad del cuerpo, y (b) controlar selectivamente la presión de fluido en una segunda de dichas cámaras para controlar la rigidez del forro.

La publicación de solicitud de patente de EE.UU. 2003/0.105.386 y la patente de EE.UU. 6.485.409 de Voloshin et al, cuyas divulgaciones se incorporan en la presente memoria por referencia, describen un aparato endoscópico que comprende una manga inflable, en la que al inflar la manga se hace que el endoscopio avance al interior del colon.

La publicación de solicitud de patente de EE.UU. 2002/0107478 de Wendlandt, cuya divulgación se incorpora en la presente memoria por referencia, describe un catéter autopropulsado, en el que la presurización de un tubo evertido acoplado al catéter hace avanzar el catéter al interior del cuerpo.

La patente de EE.UU. 6.702.735 de Kelly, cuya divulgación se incorpora en la presente memoria por referencia, describe un dispositivo para mover una herramienta a lo largo de un paso. La herramienta se acopla a una funda inflable, de tal manera que a medida que se infla la funda se extiende al interior del paso y lleva la herramienta consigo.

La patente de EE.UU. 5.259.364 de Bob et al., cuya divulgación se incorpora en la presente memoria por referencia, describe un dispositivo endoscópico que comprende un tubo flexible de eversión, en el que al inflar el tubo de eversión se hace avanzar un endoscopio al interior de una cavidad del cuerpo.

La patente de EE.UU. 4403985 de Boretos, cuya divulgación se incorpora en la presente memoria por referencia, describe un catéter que contiene unos orificios cerca de su extremo distal, a través de los cuales se fuerza a un fluido a alta presión a avanzar y dirigir el catéter.

La patente de EE.UU. 4.176.662 de Frazer, cuya divulgación se incorpora en la presente memoria por referencia, describe un endoscopio que tiene un mecanismo de propulsión y por lo menos un transmisor en el extremo distal que transmite ráfagas de ondas de energía para seguir la posición del extremo distal. El mecanismo de propulsión consiste en dos vejigas expansibles radialmente separadas por un fuelle expansible axialmente con solo la vejiga delantera conectada al extremo distal de modo que al expandirlas y contraerlas con una secuencia apropiada, se logra la propulsión del endoscopio.

La patente de EE.UU. de Utsugi, cuya divulgación se incorpora en la presente memoria por referencia, describe un instrumento médico tubular que tiene por lo menos un conjunto de manguitos que incluye dos manguitos dispuestos en la circunferencia de una funda flexible, espaciados con intervalos prescritos y que solo son expansibles en dirección radial de la funda flexible, y un manguito propulsor deformable que tiene una doble sección trasera, dispuesta también en la circunferencia de la funda entre los dos manguitos. Cuando se introduce aire dentro o se extrae de los tres manguitos selectivamente, la funda flexible avanza automáticamente paso a paso en la cavidad del cuerpo humano.

La patente de EE.UU. 5.906.591 de Dario et al., cuya divulgación se incorpora en la presente memoria por referencia, describe un robot endoscópico, adaptado para ser insertado en la cavidad del cuerpo de un paciente y para avanzar en la misma utilizando un movimiento "semejante a una oruga".

La patente de EE.UU. 6.007.482 de Madni et al., cuya divulgación se incorpora en la presente memoria por referencia, describe un endoscopio que tiene un par de secciones telescópicas en su extremo distal, una de las cuales lleva una cámara, y que son accionadas alternativamente para proporcionar movimiento a través de un conducto del cuerpo mediante un cable de tipo Bowden. Respectivamente conectadas a las dos secciones cilíndricas hay unas vejigas inflables que permiten el movimiento.

La patente de EE.UU. 5.662.587 de Grundfest et al., cuya divulgación se incorpora en la presente memoria por referencia, describe un robot endoscópico que tiene una pluralidad de segmentos conectados entre sí. Los segmentos de tracción abrazan las paredes de una luz del cuerpo. Otros segmentos incluyen unos dispositivos de accionamiento que hacen que el endoscopio deforme localmente su forma por flexión, extensión o alguna combinación de flexión y extensión. Se proporciona un método para secuenciar la acción de los segmentos para provocar la locomoción "semejante a una oruga" o "semejante a una serpiente", o una combinación de ellas a través de una luz curvada y flexible. Una línea de gas comprimido conectada al segmento trasero proporciona gas comprimido para la insuflación de la luz, y opcionalmente puede utilizarse para impulsar los dispositivos de accionamiento que controlan el funcionamiento de los segmentos de endoscopio.... [Seguir leyendo]

1. Aparato para su uso con una fuente de presión de fluido biológicamente compatible, que comprende:

un miembro guía (12) insertable por lo menos parcialmente en una abertura proximal (18) de una luz (20) del cuerpo, dicho miembro guía (12) incluye un conducto (14) conectable a la fuente de presión de fluido;

dicho miembro guía (12) comprende un manguito inflable configurado para formar un sello con la pared de la luz (20) cuando el manguito está en un estado inflado en unas inmediaciones de la abertura proximal (18) con el fin de mantener una presión positiva dentro de dicha luz (20) ;

un portador alargado (26) dispuesto para un movimiento deslizante a través de dicho miembro guía (12) ; y un cabezal de pistón distal inflable (30) montado en dicho portador (26) ; el cabezal de pistón (30) está 10 configurado para formar un sello de presión con una pared de la luz después de que el portador haya sido insertado en la luz (20) , de tal manera que una vez se infla el cabezal de pistón (30) está configurado para ser avanzado distalmente a través de la luz (21) del cuerpo debido a dicha presión positiva aplicada a una superficie externa del cabezal de pistón distal (30) a través de dicho conducto (14) colocado en la abertura proximal (18) de la luz (20) del cuerpo, dicha presión positiva es suficiente para hacer avanzar el portador (26) distalmente a través de la luz (20) del cuerpo y propulsar dicho cabezal de pistón (30) junto con dicho portador (26) distalmente al interior de la luz (20) .

2. El aparato según la reivindicación 1, en el que dicha diferencia de presión de fluido es debida al fluido presurizado introducido en la luz (20) a través del conducto (14) de dicho miembro guía (12) creando una mayor presión de fluido actuando en un lado proximal del cabezal de pistón (30) que en un lado distal del cabezal de pistón (30) .

3. El aparato según la reivindicación 1, en el que dicho portador (26) incluye un conducto (34) en comunicación de fluido con dicho cabezal de pistón (30) y que se puede conectar con una fuente de presión de pistón (36) para inflar dicho cabezal de pistón (30) .

4. El aparato según la reivindicación 3, en el que el aparato comprende un balón anular, conformado para formar

una abertura a través del mismo para la inserción del portador, el balón está adaptado para ser insertado por lo menos parcialmente en el recto, y para ser expansible para formar un sello de presión entre el balón y una pared de la luz del cuerpo en unas inmediaciones del recto.

5. El aparato según la reivindicación 1, en el que la luz (20) incluye un tracto gastrointestinal (GI) , en el que el cabezal de pistón inflable (30) está adaptado para ser inflado y formar y mantener un sello de presión con la 30 pared del tracto GI después de que el portador (26) haya sido insertado en el tracto GI.

6. El aparato según la reivindicación 5, en el que el tracto GI incluye un colon y la abertura proximal (18) incluye un recto, y en el que el cabezal de pistón (30) está adaptado para formar el sello de presión con la pared del colon después de que el portador (26) haya sido insertado en el colon.

7. El aparato según la reivindicación 5, en el que el cabezal de pistón (30) está adaptado para estar en contacto 35 directo con la pared del tracto GI después de que el portador (26) haya sido insertado en el tracto GI.

8. El aparato según la reivindicación 5, en el que una superficie exterior del cabezal de pistón (30) que forma el sello de presión con la pared del tracto GI comprende un revestimiento de bajo rozamiento adecuado para facilitar el deslizamiento del cabezal de pistón (30) contra la pared del tracto GI.

9. El aparato según la reivindicación 1, en el que el cabezal de pistón (30) está conformado para definir un primer 40 (102) y un segundo (104) lóbulo, los lóbulos (102, 104) están en comunicación de fluido entre sí.

10. El aparato según la reivindicación 9, en el que un volumen del primero (102) de los lóbulos está adaptado para disminuir en respuesta a una constricción de la luz (20) adyacente al mismo, en el que un volumen del segundo (104) de los lóbulos está adaptado para permanecer constante en ausencia de un cambio en el diámetro de la luz adyacente al mismo, incluso si se disminuye el volumen del primer lóbulo (102) , y en el que la presión 45 dentro del primer (102) y el segundo (104) lóbulo son iguales en estado estable, independientemente de la disminución de volumen del primer lóbulo (102) .

11. El aparato según la reivindicación 5, que comprende un tubo de aplicación de presión en comunicación de fluido con (a) un lugar distal dentro del tracto GI distal al cabezal de pistón (30) y (b) la fuente de presión de fluido, el tubo está adaptado para introducir la presión al lado distal.

12. El aparato según la reivindicación 1, que comprende un dispositivo de captura de imágenes (32) , montado en dicho portador (26) .

13. El aparato según la reivindicación 12, que comprende: una fuente de fluido; y por lo menos un tubo de suministro de fluido (44) acoplado al portador (26) , el tubo (44) está en comunicación de fluido con la fuente de fluido, en el que la parte distal del portador (26) está conformada para definir una o más aberturas en

comunicación de fluido con el tubo (44) , las aberturas están orientadas para limpiar por lo menos una parte del dispositivo de captura de imágenes (32) cuando la fuente de fluido proporciona fluido.

14. El aparato según la reivindicación 1, que comprende una fuente de presión de fluido que incluye una fuente de presión de gas, en la que el cabezal de pistón (30) está adaptado para avanzar distalmente en respuesta a la 5 presión de gas de la fuente de presión de gas.

15. El aparato según la reivindicación 1, que comprende un tubo de descarga (38) que pasa a través del cabezal de pistón, que tiene una abertura distal al cabezal de pistón (30) a través de la que se puede descargar fluido al exterior de la luz (20) del cuerpo.

16. El aparato según la reivindicación 15, en el que dicho tubo de descarga (38) está en comunicación de fluido

con un lugar proximal dentro de la luz (20) proximal al cabezal de pistón (30) y fuera de la luz (20) , el tubo (38) está adaptado para facilitar el paso de fluido desde el lugar proximal al exterior, para reducir la presión en el lugar proximal.

17. El aparato según la reivindicación 15, en el que el tubo de descarga (38) está adaptado para ser acoplado a una fuente de succión, para facilitar activamente el paso del fluido afuera de la luz (20) .

18. El aparato según la reivindicación 14, que comprende un sensor de presión de cabezal de pistón, adaptado para sentir la presión dentro del cabezal de pistón (30) .

19. El aparato según la reivindicación 18, que comprende un sensor de presión distal, adaptado para sentir la presión distal al cabezal de pistón (30) .

20. El aparato según la reivindicación 18, que comprende un sensor de presión proximal, adaptado para sentir la 20 presión proximal al cabezal de pistón (30) .

21. El aparato según la reivindicación 18, que comprende:

un sensor de presión, adaptado para medir una primera presión asociada con el funcionamiento del aparato; y una unidad de control, adaptada para regular una segunda presión asociada con el funcionamiento del 25 aparato en respuesta a la medición del sensor de presión.

22. El aparato según la reivindicación 1, que comprende:

un miembro óptico acoplado en unas inmediaciones de la parte distal del portador (26) ; y configurado para proporcionar una visión lateral omnidireccional.

23. El aparato según la reivindicación 22, que comprende: un elemento de inflado, fijado en unas inmediaciones de

la parte distal del portador, dicho elemento de inflado está configurado para aumentar el diámetro del portador en las inmediaciones una cantidad suficiente como para colocar el miembro óptico a una distancia de la pared suficiente como para permitir el enfoque omnidireccional del sistema óptico.

24. El aparato según la reivindicación 1, que comprende un cabezal de pistón auxiliar (46) , acoplado al portador (26) en una posición proximal al cabezal de pistón (30) .

25. El aparato según la reivindicación 24, en el que el cabezal de pistón auxiliar (46) está adaptado para ser inflado para formar y mantener un sello de presión auxiliar con la pared de la luz (20) .

26. El aparato según la reivindicación 24, en el que:

(a) por lo menos una vez mientras el portador está dentro de la luz (20) , el cabezal de pistón (30) está adaptado para estar en un estado de estar ya desinflado por lo menos en parte, simultáneamente con el cabezal de pistón auxiliar (46) que ya está inflado y está avanzando distalmente a través de la luz (20) en respuesta a la presión de la fuente de presión de fluido, y (b) por lo menos otra vez mientras el portador está dentro de la luz (20) , el cabezal de pistón auxiliar (46) está adaptado para estar en un estado de estar ya desinflado por lo menos en parte, simultáneamente con el cabezal de pistón distal (30) que ya está inflado y es avanzado distalmente a través de la luz (20) en 45 respuesta a la presión de la fuente de presión de fluido.

27. El aparato según la reivindicación 24, en el que el cabezal de pistón auxiliar (46) está fijado axialmente al portador (26) a una distancia fija del cabezal de pistón (20) .

28. El aparato según la reivindicación 24, en el que dicho portador (26) incluye un conducto de cabezal de pistón

auxiliar (46) en comunicación de fluido con dicho cabezal de pistón auxiliar (46) , y que se puede conectar a una 50 fuente de presión de fluido del cabezal de pistón auxiliar (46) para inflar dicho cabezal de pistón auxiliar (46) .

29. El aparato según la reivindicación 16, en el que el cabezal de pistón (30) está adaptado para ser extraído proximalmente a través de la luz (20) del cuerpo en respuesta a la presión de la fuente de presión de fluido.

30. El aparato según la reivindicación 16, que comprende una sustancia hidrófila dispuesta en una superficie externa del cabezal de pistón (30) .

31. El aparato según la reivindicación 1, que comprende una fuente proximal de presión de fluido biológicamente compatible, adaptada para estar en comunicación de fluido con una parte proximal de la luz (20) proximal al cabezal de pistón (30) y para aplicar presión suficiente como para hacer avanzar el portador (26) distalmente a través de la luz (20) del cuerpo.

32. El aparato según la reivindicación 1, en el que dicha presión positiva es creada por el fluido presurizado introducido entonces a través del primer conducto (14) produciendo una presión mayor en la cara proximal del cabezal de pistón (30) que en la cara distal del cabezal de pistón (30) , que da como resultado una suficiente fuerza neta de presión que da como resultado el movimiento distal del cabezal de pistón (30) junto con el portador alargado (26) .

33. El aparato según la reivindicación 1, que comprende un balón (336) que está configurado para expandirse para formar un sello entre el balón (336) y una pared de la luz (20) en unas inmediaciones de dicha abertura proximal (18) , para ayudar de ese modo a mantener una presión positiva creada dentro de dicha luz (20) del cuerpo.

34. El aparato según la reivindicación 33, que comprende un introductor (330) por lo menos parcialmente insertable en una abertura proximal (18) de una luz (20) del cuerpo, dicho introductor comprende un anillo (332) para topar contra dicha abertura proximal (18) , y dicho balón (336) está acoplado a dicho anillo (332) ; dicho introductor (330) incluye un conducto que se puede conectar a la fuente de presión de fluido.