تبلیغات
๑۩۞۩๑ سایت جامع مهندسی پزشکی ایران ๑۩۞۩๑ - کپسول اندوسکوپی؛ یک دوربین خوراکی

جستجو

 

کپسول اندوسکوپی؛ یک دوربین خوراکی

سه شنبه 11 تیر 1387   11:07 ق.ظ


نوع مطلب : آندوسکوپی ،

کپسول اندوسکوپی؛ یک دوربین خوراکی

نویسنده: مهندس سمیرا نصر

کپسول اندوسکوپی(M2A) برای اولین بار در آگوست 2001 تعریف شد. این کپسول از یک دوربین بی سیم کوچک و قابل بلع برای تصویربرداری بدون درد از روده باریک طراحی شده است. کپسول تنها 11 میلیمتر در 26 میلیمتر اندازه دارد و شامل دوربین، منبع نور، رادیوترانسمیتر و باتری است. بیمار به راحتی می تواند آن را ببلعد و دوربین کپسول می تواند حدود 2 تصویر در هر ثانیه و در حین عبور از مجرای گوارشی بگیرد.

بیمار یک وسیله ثبت به اندازه یک واکمن به مچ دست یا یک کمربند به کمر می بندد. هزاران تصویر ویدئویی از طریق پروب های متصل به جدار شکم منتقل و در وسیله ثبت ذخیره می شوند و سپس به کامپیوتر انتقال می یابند تا پزشک آنها را ببیند. کپسول اندوسکوپی در شرایطی مانند دردهای شکمی، خونریزی، سوء جذب، تومورها و زخم های ناشی از دارو به کار می رود. این کپسول همراه با آب بلعیده می شود ، قابل هضم نیست و به طور طبیعی از بدن دفع می شود. شایان ذکر است که این کپسول ها به صورت یک بار مصرف تولید می شوند.
امروزه اندوسکوپی با فرستادن سیم های فیبراپتیک به داخل بدن و تفکیک ارسال اطلاعات انجام می شود که گاهی همراه با ایجاد مصدومیت و ناراحتی به دلیل پیشرفت نوک اندوسکوپ تا روده باریک می شود. برای حذف چنین مشکلی کپسول های مینیاتوری قابل بلعی طراحی شده اند که این روش تهاجمی را تا درصد بسیار بالایی تعدیل می کند. این کپسول ها با پایین رفتن از مری به سمت معده و روده ها تصاویر حاصله را به گیرنده ارسال کرده و توسط پزشک بررسی می شوند. این وسیله تصاویر دو بعدی تهیه کرده و به طور هم زمان اطلاعات تصویری را انتقال می دهد و سیگنال های لازم برای کنترل الکترونیکی کپسول ها دریافت می دارد.
آماده سازی استاندارد بیماران شامل 12 ساعت غذا نخوردن پیش از آزمایش است. آماده سازی نسبی روده توسط پلی اتیلن گلیکول یک روز پیش از آزمایش یا حداکثر 16 ساعت قبل یا در همان روز آزمایش حداقل 3-2 ساعت قبل از اندوسکوپی صورت می گیرد. در هر حال، 80 میلی گرم سایمتیکون، 20 دقیقه پیش از اندوسکوپی برای تمام بیماران توصیه می شود. 2 لیتر پلی اتیلن گلیکول و 10 میلی گرم متوکلروپرامید نیز توصیه می شود. علت این توصیه ها این است که هنگامی که کپسول ها خورده می شوند و در طول روده باریک پیش می روند، اگر روده پر از مواد باشد امکان مشاهده جدار مخاطی آن نخواهد بود. قابل ذکر است که اریترومایسین اثر خاصی بر پیشرفت کپسول ها در روده باریک ندارد در حالیکه متوکلروپرامید احتمال آزمایش موفق روده باریک را افزایش می دهد. ( متوکلروپرامید زمان عبور را در روده باریک کاهش می دهد). بیماران اجازه دارند تا 2 ساعت پیش از اندوسکوپی مایعات رقیق و 4 ساعت بعد از آن غذای سبک میل کنند.

اجزاء سیستم


2 نوع سیستم وجود دارد. درنمونه اول ، جزء اولیه سنسور تصویری CMOS و لنز تصویربرداری داخل روده است. دوربین 3/1 اینچی که سیگنال ویدئویی NTSC را تولید می کند و بسیار کم مصرف است و تنها نیاز به ذخیره 5V-DC دارد. 4 عدد LED در بالای سنسورها برای تامین روشنایی جهت نمایش بافت لازم است. یك انتقال دهنده سیگنال برای انتقال تصاویرگرفته شده به دنیای بیرون مورد نیاز است که شامل یک نوسانگر موضعی است که سیگنال RF در باند UHF با MHZ315 فركانس و قابل اتصال به كابل نمایشگر است. سیگنال های حاصل AM بوده و تقویت می شوند.آنتن دوم موجود دركپسول برای دریافت اطلاعات از كنترلر بیرونی است. این آنتن اطلاعات را به گیرنده RF می رساند. IC موجود در كپسول شامل نوسانگری است كه در فركانس MHZ433 اطلاعات را دریافت كرده و عمل متعادل سازی را انجام می دهد و آنها را به قطعه كدگذار انتقال می دهد. از طریق این اطلاعات است كه فرد از بیرون می تواند دوربین كپسول یا یك یا تمام LED ها را روشن یا خاموش كند. مصرف دستگاه كم و كیفیت تصاویر بالا است، انرژی مورد نیاز کپسول توسط یک باتری تامین می شود. تمام اجزای داخلی كپسول از طریق یک تقویت کننده با خروجی بالا حمایت می شوند. تمام اجزای توصیف شده بر روی یک چیپ PCB جای گرفته اند.


درنوع دوم، تمام تمام تصاویر کدگذاری شده، کدبرداری و کنترل عملکردهای کپسول از طریق یک چیپ CPLD انجام می شود .(Complex Programmable-Logic Device)
تمام سیگنال های زمان و مکان نیز توسط CPLD تولید می شوند. تفاوت قابل ملاحظه با ترکیبات قبلی این است که در این مورد خروجی سنسورها به صورت آنالوگ نیست و به صورت سیگنال های UHF از بیرون منتقل نمی شوند. در عوض تصاویر 8 بیتی به صورت پیکسل اطلاعاتی هستند که از طریق سنسورها تولید شده و قبل از انتقال از طریق باند UHF از طریق CPLDکدگذاری می شوند.
از آنجا که خروجی های سنسور همیشه مطمئن نیستند، CPLD زمان گرفتن نمونه ها را به دقت ثبت می کند. در این مدل سرعت انتقال اطلاعات بهMbit/sec 2 رسیده است.
در سیستم اول نمونه های تصویری بر اساس ساعت داخلی کپسول زمان بندی می شوند و پیکسل های افقی و عمودی ارائه می دهند. تمام این پالس های دیجیتال ازطریق CPLD سیگنال منفرد تبدیل و به انتقال دهنده RF می روند. در این مرحله تصاویر از روی پیکسل ها بازسازی می شوند. انرژی مصرفی در حالتی که تمامی اجزاء روشن هستند، V3/3، MA 20، MV 66 و هنگامی که فقطCPLD و دریافت کننده ها روشن هستند V 3/3، MA 9، MV 7/29 است.
مصرف توان پائین به معنی این است که قادر به گرفتن تصاویر در بازه زمانی طولانی تر است. در طی مدت زمان تعیین شده 8 الی 12 ساعت امتحان داخل احشاء، کپسول دو تصویر در ثانیه معادل 000/60 تصویر از احشاء خواهد گرفت. همچنان که بیماران به دنبال کارهای روزانه خود هستند، کپسول تصاویر را جمع آوری کرده و آنها را با استفاده ازRF می فرستد. یک آنتن جاسازی شده در كمربند یا مچ بند تصاویر را دریافت کرده و آنها را در ضبط کننده ذخیره می کند. پس از این که دوربین از سیستم عبور کرد، بیمار كمربند یا مچ بند ضبط کننده را به دکتر می دهد و دکتر تصاویر را بر روی نرم افزار RAPID دانلود می کند (تحلیل کننده تصاویر و اطلاعات) و این شامل تصاویر ویدئویی شامل20دقیقه از عمل کرد احشاء داخل بیمار است که پزشک می تواند آن را جهت اطلاعات غیر طبیعی بررسی کند.
مدارها کاملا در کپسول و با یک عایق پلاستیکی قرار گرفته اند.کپسول یک شکل خاص مکانیکی دارد، همچنان که داخل دستگاه گوارش حرکت می کند خود را با مالیدن به دیوارهای مجرا از هر چیزی که مانع دید شفاف آن باشد، تمیز می کند.
خوشبختانه، دستگاه قابل مصرف مجدد نیست! در حقیقت، یک کلید مطمئن جهت مدارات تصویر گیرنده، این تضمین است که آنها یک بار مصرف بوده و بازار سیاهی برای این قطعات وجود ندارد.

آماده سازی پیش از اندوسکوپی
5 روز پیش از انجام عمل
 قطع هر گونه داروی حاوی آهن
 عدم مصرف آجیل،دانه ها، ذرت
1 روز پیش از عمل
 عدم مصرف لبنیات
 مصرف صبحانه قبل از 8 صبح( یک تخم مرغ آب پز، نان تست، بدون کره)
 اجتناب از مصرف غذاهای حاوی رنگ ارغوانی و قرمز
 پس از 9 شب چیزی مصرف نشود.

روز عمل
 مصرف 8 لیوان آب 2 ساعت قبل از عمل
 از 1 ساعت قبل از عمل چیزی ننوشند.
 داروهای معمول را همراه داشته باشند.
 داروهای ضروری 2 ساعت بعد از عمل صرف شود.
 لوسیون پوستی بر پوست شکم استفاده نشود.

مزایای پزشکی
در روش سنتی یک لوله 21 فوتی به سختی زیاد داخل مجرای گوارشی می شود، اما این روش جهت پیدا کردن خونریزی های گوارشی داخل سیستم شده و مانند یک تکه از غذا با همان روند نرمال حرکت می کند. با یک بار بلع به صورت اتوماتیک- تنها با 8- 6 ساعت غذا نخوردن و فقط نوشیدن مایعات شفاف که روی دید دوربین اثر نگذارد.
البته یک یا دو مشکل در پیدا کردن آدرس تصویر گرفته شده موجود است. برای مثال راهی وجود ندارد که محل عکس برداری مشخص شود. اما مدل M2Aplus، یک نرم افزار دارد که یک گزارش گرافیکی از دستگاه گوارشی بیمار می دهد، با جایگزاری اطلاعات، پزشک با اطمینان بیشتر قادر به تعیین محل مشکل است.

خطرات کپسول اندوسکوپی
این کپسول ها از مواد پوشش دار مطابق با مقاومت بدن تشکیل شده که نسبت به مایعات هاضم بدن مقاوم هستند. بیماران درد یا ناراحتی ندارند اما در موارد نادری احتباس کپسول ها درروده کوچک به دلیل انسداد یا باریک شدن آن رخ می دهد. این امر بیشتر ممکن است در بیمارانی که سابقه جراحی گوارشی یا انسداد روده دارند رخ دهد. بیمارانی که وسایل الکتریکی مانند ضربان ساز قلبی دارند حین اندوسکوپی باید مانیتور شوند. بیماران تا زمان دفع کپسول اجازه انجام MRI ندارند. بیمار 8 ساعت پس از بلع می تواند وسیله ثبت را از خود جدا کند، کپسول طی 2 الی 3 روز پس از بلع از طریق حرکات طبیعی روده دفع می شود. ضایعات باقیمانده پس از دفع کپسول هیچ گونه اثر سوء زیست محیطی به جای
نمی گذارند.


از آنجا كه علم پزشکی به دنبال روش هایی است که تا حد امکان حالت تهاجمی نسبت به بدن از بین برود، این روش برای بیماران زیر سن 18 سال و سالمندان روش بسیار مناسبی است.
با توجه به كوچك بودن كپسول و بالا بودن دقت تصاویر امید است كه به زودی از این روش برای بررسی بیماری های سایر قسمت های دستگاه گوارش استفاده شود.

منابع
1- Video capsule endoscopy: update to guidelines(MAY 2006), J.F>Rey, SLadas, A.Alhassani, K.Kuznetsov, And the ESGE Guidelines Committee
2- A Low Power Digital IC Design Inside the Wireless Endoscopy Capsule, Xiang Xie,Guolin li,Xinkai Chen, LuLiu,Chun Zhang and ZhiHua Wang
Department of Electronic Engineering, Tsinghua University,Beijing,P.R.China,100084
3- Capsule Endoscopy,California Pacific Medical Center

شکل 1. چگونگی عمل کرد کپسول و طریقه اتصال آن به بدن و انتقال سیگنال ها به دستگاه گیرنده
شکل 2. کلیه تجهیزات لازم جهت انجام اندوسکوپی
شکل 3. نمای کلی از یک کپسول اندوسکوپی به همراه اجزای داخلی آن
شکل 4. بلوک دیاگرام اجزای داخلی کپسول شامل حافظه، منبع توان، واحد کنترل، آنتن، منبع نور و …
شکل5. بلوك دیاگرام ساعت داخلی كپسول كه عملیات زمان بندی دریافت و ارسال سیگنال را انجام
می دهد.
جدول1. مقایسه بین کپسول های تولید شده توسط اسرائیل، کره و کپسول ایده آل

منبع: ماهنامه مهندسی پزشکی


نوشته شده توسط : سایت جامع مهندسی پزشکی