用至少一个胶囊来提供图像导引的体内活检的设备、系统和方法
【专利说明】用至少一个胶囊来提供图像导引的体内活检的设备、系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请涉及2012年12月20日提交的美国专利申请序号61/740，212和2013年3月15日提交的美国专利申请序号61/798，962并且要求其优先权，所述专利申请文献的全部公开内容通过引用合并到本文中。
技术领域
[0003]本公开内容的示例性实施方式涉及如下设备、系统和方法，所述设备、系统和方法可以利用至少一个胶囊(或者要吞咽的单个胶囊)来例如对腔内组织的样本成像并且同时取回所述样本，以及例如用至少一个胶囊来提供图像导引的体内活检。
【背景技术】
[0004]影响消化道(例如食管、胃、小肠和大肠)的疾病是常见的，并且可能引起高的发病率和死亡率。这些病症中的许多病症(包括癌症、嗜酸细胞食管炎、幽门螺杆菌胃炎、乳糜泻和炎性肠病)在微观水平和宏观水平上均引起对病变组织的可观察到的伤害。为了准确诊断并且治疗这些病症，常常应当使来自消化道的组织可视化并且对其进行活检。通常，这可以通过给患者服用镇静剂、将内窥镜导引至消化道中以使病变区域的表面可视化并且使用钳子手动拉掉组织以用于收集。这样的过程是耗时的，并且使患者不适以及甚至如果未使患者服用镇静剂则会使患者呕吐。药物镇静作用对于体弱的人和老人有时会是危险的。在所述过程之后，患者可能感觉喉咙疼痛。
[0005]在吞咽的胶囊内窥镜方面的最新进展在不需要药物镇静的情况下促进了对整个消化道的可视化。另外，具有光频域成像(OFDI)技术的胶囊使得能够在显微镜下使腔内组织的表面病状可视化。然而，这些内窥镜胶囊和OFDI胶囊以及吞咽的胶囊当前不能对组织进行活检。优选的是，提供单个吞咽的胶囊以具有下述能力:既使用内窥镜或OFDI诊断技术使组织可视化，同时又获得对该组织的活检以用于进一步检验。
[0006]相应地，可能需要解决和/或克服本文上述问题和/或缺点中的至少一些问题和
/或缺点。
【发明内容】
[0007]为了解决和/或克服上述问题和/或缺点，提出了如下设备、系统和方法的示例性实施方式，其能够利用至少一个胶囊(或者要吞咽的单个胶囊)来例如对腔内组织的样本成像并且同时取回腔内组织的样本，以及例如用至少一个胶囊提供图像导引的体内活检。
[0008]将吞咽的一个或更多个胶囊内窥镜图像导引至腔内病状的示例
[0009]根据本公开内容的设备、方法和系统的某些示例性实施方式可以在不对患者进行镇静或者对患者没有严重危害的情况下:(i)由成像模块进行图像导引；(ii)接近目标病状；(iii)宏观和/或微观地进行诊断，对组织进行活检；以及/或者(iv)适当地治疗腔内道中的损伤。一个或更多个示例性胶囊可以由患者吞咽，然后通过患者的器官的蠕动运动沿着患者的腔内移动。一个或更多个示例性胶囊可以通过其自身和/或经由另一机构主动停止和/或移动。
[0010]此外，腔内道的所有或一些表面可以通过一个或更多个示例性胶囊中的相机和/或照明装置进行成像来进行宏观地监测，以及/或者通过一个或更多个示例性胶囊中的OFDI图像进行微观地诊断。借助于例如影像，可以在道中诊断病状、对样本组织进行活检、分辨不需要的物体以及/或者治疗损伤。例如，可以使用有线和/或无线传输将图像数据传送至患者体外。一个或更多个示例性胶囊还可以具有电池以对胶囊中的所有电子装置供电。
[0011 ] 在对组织成像的同时收集腔内组织样本的示例
[0012]根据本公开内容的方法和系统的某些示例性实施方式可以用于例如对腔内组织的表面特征或表面下的特征进行成像以识别异常组织和特定目标区域。在识别目标组织区域时，可以对该示例性区域进行活检和收集以用于进一步分析。
[0013]从消化道切除不需要的组织或外来物的示例
[0014]可以提供根据本公开内容的系统和方法的示例性实施方式，所述示例性实施方式可以用于使不需要的物体和组织可视化以及/或者从消化道移除不需要的物体和组织，所述不需要的物体和组织例如癌前病变或癌病变、外来物和寄生物。
[0015]对胶囊在消化道内的移动的控制的示例
[0016]提供了根据本公开内容的系统和方法的示例性实施方式，所述示例性实施方式可以在对组织成像的同时使用活检装置的一个或更多个示例性机构来控制腔内道中的胶囊。例如，通常用于对组织进行活检的夹钳可以使胶囊附着于目标区域以用于提供进一步的详细成像。例如，伸出和缩回活检装置/工具的部件可以施加力来将胶囊控制到腔内道中的期望区域和/或方位。
[0017]施用喷射流体用于提高对比度或用于靶向疗法的示例
[0018]根据本公开内容的系统和方法的示例性实施方式可以用于将胶囊内的流体喷射到周围组织上。例如，流体可以包含:促进较高质量成像的造影剂以及/或者用于病变组织的靶向治疗的治疗剂。
[0019]消化道的许多疾病改变组织的微观特性和宏观特性。通过根据本公开内容的一个或更多个图像导引的活检胶囊的系统和方法的示例性实施方式，可以例如评估腔内组织表面特性和表面下的特性，识别特定的异常组织或目标组织区域，以及/或者可以对这样的组织区域进行活检并且从身体移除以用于进一步检验。例如，还可以使用该胶囊来识别并移除消化道内不需要的外来物、寄生物和癌前/癌组织以阻止疾病的萌生和/或发展。这些示例性的图像导引的活检胶囊的方法和系统的优点可以包括:在活检或切除之前使腔内组织的表面和表面下部分可视化的能力，以及在不对患者进行镇静的情况下使组织可视化并且对组织进行活检/切除的能力。
[0020]具有挑战性的是控制胶囊在消化道内的移动。因此，难以在某些腔内区域处或在某些腔内区域中进行成像和/或活检。根据本公开内容的某些示例性实施方式，活检装置/工具的示例性结构可以被设置成控制胶囊的运动。例如，可以提供如下示例性设备，该示例性设备可以夹住组织以将一个或更多个胶囊固定就位；操作员可以选择切除所夹住的组织以用于活检或者将所夹住的组织释放以允许胶囊继续其移动。另一实施方式为用以从胶囊表面伸出并缩回臂的设备。该示例性设备可以延伸活检装置/工具的可及范围并且还可以用于施加力或转矩来控制一个或更多个胶囊的运动。
[0021]可以通过将示例性造影剂喷射在被成像的组织上来增强和/或提高图像质量。例如，通常可以使用醋酸来定位和增强巴雷特食道、癌变前食道状况。根据本公开内容的示例性实施方式，提供了如下设备和方法:使用所述设备和方法可以在活检之前喷射造影剂以促进对病变组织的较高质量的成像。在本公开内容的另一示例性实施方式中，这样的示例性设备和方法可以用于释放治疗剂溶液用于对病变组织的靶向治疗。
[0022]本公开内容的这些目的和其他目的可以通过提供一种用于获得腔解剖结构内的一个或更多个组织样本的设备来实现，所述设备可以包括例如:成像第一装置，其可以被配置成生成腔解剖结构的一部分或更多部分的图像；以及第二装置，其可以被配置成基于所述图像提取一个或更多个组织样本。药丸形壳体可以部分地封闭第一装置和第二装置。
[0023]在本公开内容的一些示例性实施方式中，系缆可以附接至壳体；系缆的长度可以大于lm，以及系缆的直径可以小于3mm。在本公开内容的一些示例性实施方式中，所述图像可以为视频图像。在本公开内容的某些示例性实施方式中，成像第三装置可以生成可以与上述图像不同的另外的图像，并且成像第三装置可以是OCT (光学相干断层成像)、SECM (扫描电化学显微镜)、0FD1、共焦、双光子、三光子、荧光或拉曼中的至少一者。壳体的长度可以小于35mm，以及壳体的直径可以小于15mm。
[0024]在本公开内容的某些示例性实施方式中，系缆可以包括可以控制第二装置的操作的(i)可拉线缆或(ii)可推线缆。第二装置可以包括:一个或更多个钳子，其可以被构造成抓取一个或更多个组织样本；以及护圈装置，其可以被设置成压缩一个或更多个钳子的一部分或更多部分以抓取一个或更多个组织样本。第二装置可以包括(i)滑轮、(ii)导轨或(iii)凸轮机械联动装置以将推拉的线性运动转化成钳子的操作。
[0025]在本公开内容的一些示例性实施方式中，药丸形壳体可以并入一个或更多个流体输送机构以用于将造影液施用于腔器官组织，流体输送机构可以包括用以控制流体的流动的(i)柱塞、(?)活塞、(iii)喷嘴、(iv)储液器或(V)导管。流体输送机构可以执行(i)喷射、(?)冲洗、(iii)引流或(iv)抽吸。例如，图像可以是显微图像，以及显微图像可以通过以下物理疗法中的至少一者生成:0CT、SECM、0FD1、共焦、双光子、三光子、荧光或拉曼。
[0026]本公开内容的示例性实施方式的这些以及其他目的、特征和优点在在结合所附权利要求阅读以下对本公开内容的示例性实施方式的详细描述时将变得明显。
【附