[发明专利]电子胃肠胶囊

说明书

技术领域

本发明属于用于通过断层摄影方法，优选通过光学相干断层摄影，进行胃肠道检查的装置的领域。

背景技术

传统的结肠镜检查给病人带来很大的疼痛和不适。当前技术现在提供胶囊，其能够通过消化道，从而获取关于其的信息，并然后将该信息发送给外部接收器。例如，Heidelberg胶囊能够测量pH值，而在专利WO0165995中描述的装置获取体内管道壁的图像。在两种情况中，所述信息被无线发送到外部接收器。然而，上述技术缺乏在研究组织学以及从而提供精确诊断中非常重要的高分辨率截面信息。从而，尽管其允许对息肉和其它危险结构的可视识别和检测，其有用性是有限的，因为仍需要随后的活检。

该需求在文献中已经被反复确认。美国专利申请2005/0096526A1描述了具有可调图像元件的胃肠胶囊。尽管该申请关注传统摄影成像系统，其提高了使用备选成像元件（包括断层摄影信息获取的手段）的可能性。然而，该申请仅传达了解决本发明所述问题的需要，而没有指出用于实现其的手段。

美国专利申请2007/0142708A1提出了在胃肠成像胶囊内的超声波振荡器的引入。该技术，在一些光学相干断层摄影的应用中是备选的，在集成到胃肠胶囊方面存在显著的限制。超声波振荡器提供较差的空间分辨率，要求传输介质使声阻抗适应并使用较笨重的仪器。另外，该申请没有描述将超声成像技术集成到胃肠胶囊中。

专利申请WO2008/012701A1描述了具有可变透镜系统的胃肠视频胶囊，该可变透镜系统允许其引导来自光源的光束以用于与图像传感器结合进行成像。该专利申请包括本发明的示例应用，其中在其将来能够集成到胃肠胶囊中时被用于光学相干断层摄影系统。该申请认识到获得断层摄影信息的重要性，但是没有描述任何解决方案。

申请JP2004/243034A描述了如何利用Mirau干涉仪集成全视场OCT（光学相干断层摄影）系统。由于其自身的特性，其基于自由空间光学元件，并且与集成光学元件的使用不兼容。该发明一个显著的限制为，在到对象的距离变化的情况中，非常难于应用如上所述的Mirau干涉仪，因为必须在与期望扫描相当的范围中调节各个光学-机械元件；实际中不能实现与胶囊的尺寸（10-20mm）相当的距离范围，并且该文献自身承认轴扫描覆盖的最大距离为1-2mm。由于该系统不能调节其扫描范围超过1-2mm，在JP2004-243034中描述的发明简化为形成样品的横向图像，并且从而不能形成整个肠道的图像。该发明的另一个显著限制为，光学图像必须与Mirau干涉仪的视场重合。该第二视场必须较小以获得OCT技术的微观分辨率特征，其提供组织信息。然而，当为了诊断进行成像时，病灶及其环境的宏观横向尺寸可能是大于干涉仪的视场的量级。

所有这些限制使得实现在JP2004-243034中描述的发明非常困难，并且它们严重地损害了该申请中的光学相干断层摄影的可能的诊断价值。

从而，需要一种集成OCT成像系统的胃肠胶囊，该OCT成像系统可适应于在到样品的不同距离处工作。具有这些特征的胶囊将能够获得整个肠道的断层摄影信息，并且，通过组合OCT系统与视频设备，其不仅能够如同其它可用胶囊那样对医生提供视频信息，还能够对医生提供在视频中出现的结构的断层摄影信息，从而提供可以排除实际活检需要的虚拟活检。

发明内容

本发明旨在解决现有技术的限制和消化内窥镜检查程序对病人造成的严重不适和发病率，从而使相关联的活检介入的数量最小化。可能带来定性进展的程序为食管胃十二指肠镜检查、直肠乙状结肠镜检查、结肠镜检查、内镜逆行胰胆管造影或肠镜检查。尤其在后面的情况中，标准内窥镜进入的困难使得寻找备选诊断手段特别可取。

本发明描述了一种胃肠胶囊，其集成这样的OCT系统，该OCT系统能够使其操作范围适应于到对象的宽的距离间隔（达到几厘米），并且其横向扫描范围可以在聚焦光学元件的视场内的宽的区域范围上进行选择并变化，从而解耦OCT扫描区域和所述光学元件的总视场。

本发明还描述了将OCT系统与视频系统集成的方式，所述视频系统的视场与总光学元件重合，但是在任何时间独立于由OCT系统扫描的区域。还描述了在需要时通过其可以记录二者的相对位置的方法。本发明还描述了基于集成光学元件的实现方案，其论证了本发明在胃肠胶囊中所要求的紧凑尺寸下是可行的。关于非断层摄影成像系统，本发明提供了能够获得与视频图像组合的轴向信息的优势，其具有重要的诊断价值，从而使得可避免实际活检。