CN110446456B - 用于可摄入装置的定位系统和方法 - Google Patents

Abstract

公开了可摄入装置，其对于存在于身体胃肠道中时的装置提供极高的定位准确度。还公开了相关的系统和方法。

Description

用于可摄入装置的定位系统和方法

对相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C.§119要求2017年3月31日提交并且题为“LocalizationSystems and Methods for an Optoelectromechanical Pill Device(用于光电机械药物装置的定位系统和方法)”的美国S.N.62/480,187和2017年8月3日提交并且题为“Localization Systems and Methods for an Optoelectromechanical Pill Device(用于光电机械药物装置的定位系统和方法)”的美国S.N.62/540,873的优先权。这些申请中的每个的全部公开内容在此通过引用并入本文。

技术领域

本公开内容涉及可摄入装置和相关的系统以及用于以相对较高准确度识别可摄入装置在身体胃肠(GI)道内的位置的方法。

背景技术

胃肠(GI)道通常包含关于个体身体的丰富信息。例如，GI道中的包含物可提供关于个体新陈代谢的信息。对GI道的包含物的分析也可提供用于识别GI包含物组分(例如细菌与生化包含物之间的关系)和特定的疾病或失调之间的关系的信息。

发明内容

在此所述的各个实施例通常涉及用于确定可摄入装置在受试者的胃肠道内的位置的装置、系统和方法。所述装置、系统和方法可产生高可靠度的数据以用于确定可摄入装置在受试者的胃肠道内的位置。可选地，所述装置可使用此信息局部处理胃肠道中的状况。

在一个通常方面，本公开内容提供一种可摄入装置，其包括：一个或多个处理装置；和存储指令的一个或多个机器可读硬件存储装置，所述指令能够由所述一个或多个处理装置执行从而以至少85％(例如至少90％、至少95％、至少97％、至少98％、至少99％、100％)的准确度确定所述可摄入装置在受试者的胃肠道的一部分中的位置。所述受试者的胃肠道的一部分的部分可以例如包括十二指肠、空肠、和/或回肠末端、盲肠和结肠。

在一个通常方面，本公开内容提供一种可摄入装置，其包括：一个或多个处理装置；存储指令的一个或多个机器可读硬件存储装置，该指令能够由所述一个或多个处理装置执行从而以至少70％(例如至少75％、至少80％、至少85％、至少88％、至少89％)的准确度确定所述可摄入装置在受试者的盲肠中。

在一个通常方面，本公开内容提供一种可摄入装置，其包括：一个或多个处理装置；和存储指令的一个或多个机器可读硬件存储装置，该指令能够由所述一个或多个处理装置执行以将数据发送到能够实施所述数据的装置从而以至少85％(例如至少90％、至少95％、至少97％、至少98％、至少99％、100％)的准确度确定所述医疗装置在受试者的胃肠道的一部分中的位置。胃肠道的一部分可例如包括十二指肠、空肠、和/或回肠末端、盲肠和结肠。

在一个通常方面，本公开内容提供一种可摄入装置，其包括：一个或多个处理装置；和存储指令的一个或多个机器可读硬件存储装置，该指令能够由所述一个或多个处理装置执行以将数据传送到能够实施所述数据的外部装置从而以至少70％(例如至少75％、至少80％、至少85％、至少88％、至少89％)的准确度确定所述可摄入装置在受试者的盲肠中。

在一些实施例中，可摄入装置还包括：第一光源和第二光源，其中，所述第一光源被构造为发射第一波长的光，而所述第二光源被构造为发射不同于所述第一波长的第二波长的光。

在一些实施例中，可摄入装置进一步包括：第一探测器和第二探测器。其中，所述第一探测器被构造为探测所述第一波长的光，而所述第二探测器被构造为探测所述第二波长的光。

在一些实施例中，所述数据包括：至少两种不同波长的光的强度数据。

在一个通常方面，本公开内容提供一种方法，其包括：以至少85％(例如至少90％、至少95％、至少97％、至少98％、至少99％、100％)的准确度确定医疗可摄入装置在受试者的胃肠道的一部分中的位置。胃肠道的所述一部分可例如包括十二指肠、空肠、和/或回肠末端、盲肠和结肠。

在一个通常方面，本公开内容提供一种方法，其包括：基于在受试者的胃肠道内测量的反射光信号，确定医疗可摄入装置在所述胃肠道内的位置；其中所述反射信号包括至少两种不同波长的光。

在一个通常方面，本公开内容提供一种方法，其包括：基于在受试者的胃肠道内测量的反射光信号，确定医疗可摄入装置在所述胃肠道内的位置；其中所述反射信号包括至少两种不同波长的光。

在一些实施例中，一种方法包括：确定可摄入装置在受试者胃肠道内的位置，包括：确定胃肠道内的反射光，其中所述反射信号包括至少两种不同波长的光。所述反射信号可包括至少三种不同波长的光。例如，反射光可包括第一波长和第二波长，其中，所述第一波长在495–600nm之间，而所述第二波长在400–495nm之间。可选地，所述第一波长和第二波长分开至少50nm。

在一些实施例中，所述反射信号包括至少三种不同波长的光。波长可包括495–600nm之间的第一波长和400–495nm之间的第二波长。可选地，所述第一波长和第二波长分开至少50nm。

在一些方面，本文中提供一种用于确定可摄入装置在身体的胃肠道内的位置的方法。所述方法包括：朝向所述可摄入装置的壳体外的环境发送第一波长的第一照射和第二波长的第二照射；探测由所述第一照射造成的来自所述环境的第一反射、和由所述第二照射造成的来自所述环境的第二反射，其中所述第一反射值指示所述第一反射中的光的量且所述第二反射值指示所述第二反射中的光的量；将所述第一反射值与所述第二反射值的比率存储到数据集中，所述数据集包括多个值，所述多个值中的每个对应于在相应时间探测的相应第一反射与相应第二反射的相应比率；从所述数据集中获取第一子集值，所述第一子集值对应于第一预定数量的最近测量值；从所述数据集中获取第二子集值，所述第二子集值对应于第二预定数量的过去测量值，所述最近测量值取自最近时间范围，所述最近时间范围与在取得所述过去测量值取时的所述过去时间范围分开至少预定时段；和当所述第一子集值的第一平均值与所述第二子集值的第二平均值之差超过阈值时，识别所述可摄入装置在身体的胃肠道内的位置改变。

在至少一些实施例中，所述第一波长可约处于495－600nm之间的绿色光谱中，而所述第二波长可约处于400－495nm之间的蓝色光谱中，并且所述第一波长和所述第二波长分开至少50nm。

在至少一些实施例中，获取所述第一子集值和获取所述第二子集值包括：通过将第一滑动窗过滤器施加于所述数据集而获取第一原始子集值；通过将第二滑动窗过滤器施加于所述数据集而获取第二原始子集值；通过从所述第一原始子集值去除第一组异常值确定所述第一子集值，所述第一组异常值基于所述第一原始子集值的标准偏差来识别；和通过从所述第二原始子集值去除第二组异常值确定所述第二子集值，所述第二组异常值基于所述第二原始子集值的标准偏差来识别。

在至少一些实施例中，所述第一滑动窗过滤器和所述第二滑动窗过滤器各自被构造为从所述数据集中选择一定数量的值，所述数量在10和40之间。

在至少一些实施例中，所述第一滑动窗过滤器和所述第二滑动窗过滤器各自被构造为从所述数据集中选择预定范围的数据值，所述预定范围的数据值在15秒的数据与5分钟的数据之间。

在至少一些实施例中，所述预定时段处于与所述预定范围的数据值的1－5倍大致相似的范围内。

在至少一些实施例中，所述阈值基于所述第一子集值和所述第二子集值中的至少一者的标准偏差。

在至少一些实施例中，识别所述可摄入装置的位置改变包括：确定所述可摄入装置的先前位置是胃；和响应于确定出所述第一子集值的所述第一平均值比所述第二子集值的所述第二平均值大所述第二子集值的标准偏差的3倍以上，存储指示探测的从胃向十二指肠的幽门转移的数据。

在至少一些实施例中，存储指示探测的幽门转移的数据包括：响应于确定不存在先前存储的指示探测的幽门转移的数据，存储指示所述第二子集值的所述第二平均值的数据作为在胃中的平均信号水平。

在至少一些实施例中，存储指示探测的幽门转移的数据包括：获取指示在胃中的平均信号水平的数据；和响应于进一步确定出所述第一子集值的所述第一平均值大于在所述胃中的平均信号水平的预定倍数，存储指示探测的幽门转移的数据，所述预定倍数大于1.2。

在至少一些实施例中，识别所述可摄入装置的位置改变包括：确定所述可摄入装置的先前位置是十二指肠；获取指示在胃中的平均信号水平的数据；和响应于确定所述第一子集值的所述第一平均值小于在所述胃中的平均信号水平的预定倍数，存储指示探测的从十二指肠向胃的逆向幽门转移的数据，所述预定倍数大于1.2。

在一些实施例中，本文中提供另一种可摄入装置。可摄入装置包括：壳体，其通过第一端、与所述第一端相对的第二端、从所述第一端纵向延伸到所述第二端的径向壁限定；传感子单元，其被构造为：朝向所述可摄入装置的壳体外的环境发送第一波长的第一照射和第二波长的第二照射；和探测由所述第一照射造成的来自所述环境的第一反射和由所述第二照射造成的来自所述环境的第二反射，其中所述第一反射值指示所述第一反射中的光的量且所述第二反射值指示所述第二反射中的光的量；和处理单元，其位于所述可摄入装置内，被构造以：将所述第一反射值与所述第二反射值的比率存储到数据集中，所述数据集包括多个值，所述多个值中的每个对应于在相应时间探测的相应第一反射与相应第二反射的相应比率；从所述数据集中获取第一子集值，所述第一子集值对应于第一预定数量的最近测量值；从所述数据集中获取第二子集值，所述第二子集值对应于第二预定数量的过去测量值，所述最近测量值取自最近时间范围，所述最近时间范围与在取得所述过去测量值时的所述过去时间范围分开至少预定时段；和当所述第一子集值的第一平均值与所述第二子集值的第二平均值之差超过阈值时，识别所述可摄入装置在身体的胃肠道内的位置改变。

在一些实施例中，可摄入装置可进一步根据本文任一教导而限定。

在一些方面，本文中描述一种用于基于蠕动运动确定可摄入装置在身体的胃肠道内的位置的方法。所述方法包括：在多个不同时间朝向所述可摄入装置的壳体外的环境周期性地发送照射，所述多个不同时间的每个隔开周期性间隔；探测由在所述多个不同时间发送的所述照射造成的来自所述环境的多个反射；获取多个反射值并将其存储到数据集中，其中，所述多个反射值中的每个指示从在相应时间时发送的相应照射探测到的所述多个反射的相应反射中的光的量；基于所述数据集计算频谱；和当所述频谱的至少在预定频率范围内的部分超过阈值时，识别所述可摄入装置在身体胃肠道内的位置改变。

在至少一些实施例中，所述周期性间隔在0.1秒和3.0秒之间，所述频谱是归一化频谱，所述预定频率范围在0.05Hz和0.33Hz之间，并且所述阈值大于或等于0.5。

在至少一些实施例中，周期性地发送所述照射包括：探测从胃向十二指肠的幽门转移；和响应于探测所述幽门转移而开始周期性发送所述照射。

在至少一些实施例中，所述照射包括波长为300nm和2500nm之间的光。

在至少一些实施例中，计算所述频谱包括：通过将窗过滤器施加于所述数据集而获取第一子集数据；通过对于所述第一子集数据插值而获取第二子集数据，所述第二子集数据至少每0.5秒而包括数据点；和通过将傅里叶变换过程施加于所述第二子集数据而计算所述频谱。

在至少一些实施例中，识别所述可摄入装置的位置改变包括：确定所述可摄入装置的先前位置是十二指肠；响应于确定所述频谱的至少在0.05Hz和0.33Hz之间的部分超过所述阈值，存储指示探测的从十二指肠向空肠的转移的数据。

在至少一些实施例中，存储指示探测的从十二指肠向空肠的转移的数据包括：响应于确定所述频谱的至少在0.05Hz和0.33Hz之间的部分超过所述阈值，存储指示探测到的肌肉收缩的数据；获取指示探测到的肌肉收缩总数的数据；和响应于进一步确定探测到的肌肉收缩的总数超过探测到的肌肉收缩预定阈值数，存储指示探测的从十二指肠向空肠的转移的数据。

在至少一些实施例中，所述照射是第一波长的第一照射，所述多个反射是第一多个反射，所述多个反射值是第一多个反射值，所述数据集是第一数据集，所述频谱是第一频谱，所述方法进一步包括：在多个不同时间朝向所述可摄入装置的壳体外的环境周期性发送第二波长的第二照射；获取第二多个反射值并将其存储到第二数据集中，其中所述第二多个反射值中的每个指示从相应第二照射探测的所述第二多个反射的相应反射中的光的量；基于所述第二数据集计算第二频谱；和通过当所述第一频谱或所述第二频谱的至少在0.05Hz和0.33Hz之间的部分超过阈值时探测，识别所述可摄入装置在身体的胃肠道内的位置改变。

在至少一些实施例中，所述方法进一步包括：响应于识别所述可摄入装置的位置改变，从所述可摄入装置的壳体外的环境获取流体样本。

在至少一些实施例中，所述方法包括：响应于识别所述可摄入装置的位置改变，将预储存于所述可摄入装置内的可配发物质从所述可摄入装置传输到胃肠道中。

在至少一些实施例中，所述方法包括：获取指示探测到的肌肉收缩总数的数据；将探测到的肌肉收缩总数与来自健康个体的预期肌肉收缩总数比较；和响应于所述确定而执行动作，所述动作包括以下至少一个：从所述可摄入装置的壳体外的环境获取流体样本；和将预储存于所述可摄入装置内的可配发物质从所述可摄入装置传输到胃肠道中。

在一些实施例中，本文中提供另一种可摄入装置。可摄入装置包括：壳体，其通过第一端、与所述第一端相对的第二端、从所述第一端纵向延伸到所述第二端的径向壁限定；传感子单元，其被构造为：朝向所述可摄入装置的壳体外的环境周期性地发送第一波长的照射和第二波长的第二照射；和探测由所述第一照射造成的来自所述环境的第一反射和由所述第二照射造成的来自所述环境的第二反射，其中第一反射值指示第一反射中的光的量且第二反射值指示第二反射中的光的量；和处理单元，其位于所述可摄入装置内，被构造为：将所述第一反射值与所述第二反射值的比率存储到数据集中，所述数据集包括多个值，所述多个值中的每个对应于在相应时间探测的相应第一反射与相应第二反射的相应比率；从所述数据集中获取第一子集值，所述第一子集值对应于第一预定数量的最近测量值；从所述数据集中获取第二子集值，所述第二子集值对应于第二预定数量的过去测量值，所述最近测量值取自最近时间范围，所述最近时间范围与在取得所述过去测量值时的所述过去时间范围分开至少预定时段；和当所述第一子集值的第一平均值与所述第二子集值的第二平均值之差超过阈值时，识别所述可摄入装置在身体的胃肠道内的位置改变。

在一些实施例中，可摄入装置可进一步根据本文任一教导而限定。

在通常方面，本公开内容提供一种网络系统，包括：可摄入装置，其生成装置数据，其中至少一部分所述装置数据以至少85％的准确度表示所述可摄入装置在受试者的胃肠道的一部分中的位置；接收器，其从所述可摄入装置通过一个或多个网络接收所述装置数据；移动装置，其从所述接收器接收所述装置数据并通过一个或多个网络将所述装置数据发送到一个或多个硬件存储装置；和数据分析系统，其从所述一个或多个硬件存储装置获取所述装置数据，并处理所述装置数据以生成分析数据。

在一个通常方面，本公开内容提供一种网络系统，包括：可摄入装置，其生成装置数据，其中至少一部分所述装置数据以至少70％的准确度表现所述可摄入装置在受试者的盲肠中；接收器，其从所述可摄入装置通过一个或多个网络接收所述装置数据；移动装置，其从所述接收器接收所述装置数据并通过一个或多个网络将所述装置数据发送到一个或多个硬件存储装置；和数据分析系统，其从所述一个或多个硬件存储装置获取所述装置数据，并处理所述装置数据以生成分析数据。

在一个通常方面，本公开内容提供一种网络系统，包括：可摄入装置，其生成装置数据；网络接收器，其接收所述装置数据并根据所述装置数据以至少85％的准确度确定所述可摄入装置在受试者的胃肠道的一部分中的位置；移动装置，其从所述网络接收器接收数据并通过一个多个网络将所接收的数据发送到一个或多个硬件存储装置；和数据分析系统，其从所述一个或多个硬件存储装置获取所接收的数据，并处理所接收的数据以生成分析数据。

在一个通常方面，本公开内容提供一种网络系统，包括：可摄入装置，其生成装置数据；网络接收器，其接收所述装置数据并根据所述装置数据以至少70％的准确度确定所述可摄入装置在受试者的盲肠中；移动装置，其从所述网络接收器接收数据并通过一个或多个网络将所接收的数据发送到一个或多个硬件存储装置；和数据分析系统，其从所述一个或多个硬件存储装置获取所接收的数据，并处理所接收的数据以生成分析数据。

在一个通常方面，本公开内容提供一种计算机实施的方法，包括：从可摄入装置接收装置数据，所述装置数据以至少85％的准确度指定所述可摄入装置在受试者的胃肠道的一部分中的位置；和针对所接收的装置数据执行可执行的逻辑以生成分析数据，所述分析数据指定一个或多个决策支持建议。

在一个通常方面，本公开内容提供一种计算机实施的方法，包括：从可摄入装置接收装置数据，所述装置数据以至少70％的准确度指定所述可摄入装置在受试者的盲肠中；和针对所接收的装置数据执行可执行的逻辑以生成分析数据，所述分析数据指定一个或多个决策支持建议。

在一个通常方面，本公开内容提供一种计算机实施的方法，包括：从可摄入装置接收数据；和基于所接收的数据并通过处于所述可摄入装置外部的装置，以至少85％的准确度确定所述可摄入装置在受试者的胃肠道的一部分中的位置。

在一个通常方面，本公开内容提供一种计算机实施的方法，包括：从可摄入装置接收装置数据；和基于所接收的数据并通过处于所述可摄入装置外部的装置，以至少70％的准确度确定所述可摄入装置在受试者的盲肠中。

在一个通常方面，本公开内容提供一种计算机实施的方法，包括：从可摄入装置接收装置数据，所述装置数据基于测量的在受试者的胃肠道内的反射光信号而指定所述可摄入装置在胃肠道内的位置，其中，所述反射信号包括至少两种不同波长的光；和针对所接收的装置数据执行可执行的逻辑以生成分析数据，所述分析数据指定一个或多个决策支持建议。

应注意，上述的系统和/或方法可适用于其它系统、方法和/或设备或者根据其它系统、方法和/或设备而使用。

附图说明

考虑以下详细描述并结合附图，以上和其它目的和优点将变得明显，在附图中，相同的附图标记自始至终表示相同的部分，并且其中：

图1是根据本公开内容的一些实施例的可摄入装置的示例性实施例的图；

图2是根据本公开内容的一些实施例的图1所示可摄入装置的分解图；

图3是根据本公开内容的一些实施例的可摄入装置在示例性转移通过胃肠道的过程中的示意图；

图4是根据本公开内容的一些实施例的可摄入装置在示例性转移通过空肠的过程中的示意图；

图5是根据本公开内容的一些实施例的用于确定可摄入装置在其转移通过胃肠道时的位置的例示性步骤的流程图；

图6是根据本公开内容的一些实施例的用于探测从胃到十二指肠以及从十二指肠回到胃的转移的例示性步骤的流程图，其可在确定可摄入装置在其转移通过胃肠道时的位置时使用；

图7是根据本公开内容的一些实施例例示出在可摄入装置的示例性操作过程中收集的数据的图线，其可在确定可摄入装置在其转移通过胃肠道时的位置时使用；

图8是根据本公开内容的一些实施例例示出在可摄入装置的示例性操作过程中收集的数据的另一图线，其可在确定可摄入装置在其转移通过胃肠道时的位置时使用；

图9是根据本公开内容的一些实施例的用于探测从十二指肠到空肠的转移的例示性步骤的流程图，其可在确定可摄入装置在其转移通过胃肠道时的位置时使用；

图10是根据本公开内容的一些实施例例示出在可摄入装置的示例性操作过程中收集的数据的图线，其可在探测从十二指肠到空肠的转移时使用；

图11是根据本公开内容的一些实施例例示出由可摄入装置随时间探测到的肌肉收缩的图线，其可在确定可摄入装置在其转移通过胃肠道时的位置时使用；

图12是根据本公开内容的一些实施例的用于探测从空肠到回肠的转移的例示性步骤的流程图，其可在确定可摄入装置在其转移通过胃肠道时的位置时使用；

图13是根据本公开内容的一些实施例的用于探测从空肠到回肠的转移的例示性步骤的流程图，其可在确定可摄入装置在其转移通过胃肠道时的位置时使用；

图14是根据本公开内容的一些实施例的用于探测从回肠到盲肠的转移的例示性步骤的流程图，其可在确定可摄入装置在其转移通过胃肠道时的位置时使用；

图15是根据本公开内容的一些实施例的用于探测从盲肠到结肠的转移的例示性步骤的流程图，其可在确定可摄入装置在其转移通过胃肠道时的位置时使用；和

图16例示出用于收集、通信和/或分析关于受试者的数据的示例性系统。

具体实施方式

本申请通过引用包含以下专利申请：2014年8月15日提交并且题为“可摄入医疗装置”的U.S.S.N.14/460,893；2017年3月24日提交并且题为“具有定位能力的电机械药物装置”的U.S.S.N.15/514,413；2017年8月18日提交并且题为“使用可摄入装置获取样本的系统和方法”的U.S.S.N.15/680,400；2017年9月8日提交并且题为“用于传输可配发物质的电机械可摄入装置”的U.S.S.N.15/699,848；和2018年3月13日提交并且题为“具有相对较大的有效载荷量的可摄入装置”的U.S.S.N.62/642,544。这些申请中的每个的全部内容在此通过引用并入本文。

在此描述各种系统、装置和方法以提供所要求保护的主题的至少一个实施例的示例。实施例不限制任何所要求保护的主题，并且任何要求保护的主题可覆盖与在此所述的系统、装置和方法不同的系统、装置和方法。要求保护的主题可以不限于具有在此所述任何一个系统、装置和方法的所有特征的系统、装置和方法，也不限于对在此所述的多个或所有系统、装置和方法共同的特征。在此所述系统、装置或方法可以不是任何要求保护的主题的实施例。在此文件中未要求保护的在此所述系统、装置和方法中公开的任何主题可为另一保护手段(例如连续或分案专利申请)的主题，并且申请人、发明人或所有人不打算将在此文件中由其公开的任何这样的主题放弃、弃权或奉献于公众。

应认识到，为了使例示简化和清楚，在适当的情况下，附图标记可以在各附图中重复使用以指示相应的或类似的元件。此外，提出多个具体细节以提供对在此所述实施例的透彻理解。然而，本领域普通技术人员应理解，在此所述实施例可以在没有这些具体细节的情况下实现。在其它情况下，对公知的方法、程序和部件不进行详细描述，从而不会混淆在此所述的实施例。而且，该描述应被认为不限制在此所述实施例的范围。

应注意，程度术语，例如“大致”、“约”和“大约”，在本文中使用时意味着修饰术语的合理偏离量，使得最终结果不会显著改变。这些程度术语应被理解为包括当这种偏离不会否定其修饰的术语的含义时被修饰术语的偏离。

此外，如在此所用，用词“和/或”意在表示包含性的“或”。也就是说，例如，“X和/或Y”意在是指X、或Y或“X和Y”两者。作为进一步的示例，“X、Y和/或Z”意在是指X或Y或Z或它们的任意组合。

在此所述各个实施例通常涉及一种可摄入装置，用于识别在胃肠(GI)道内的一个或多个位置，且在一些实施例中，用于在识别位置处收集数据和/或释放包括药剂和治疗剂的物质。如在此所用的，术语“胃肠道”或“GI道”是指负责消耗和消化食物、吸收营养和排出废物的器官系统的全部部分。这包括口和器官，例如嘴、喉、食道、胃、小肠、大肠、直肠、肛门等等、以及连接前述部分的各种通路和括约肌。

如在此所述，术语“反射率”是指从由所述装置发出、反射回所述装置、并由所述装置中或装置上的探测器接收的光所得到的值。例如，在一些实施例中，这是指由所述装置发出的光，其中光的一部分被装置外部表面反射，并且所述光由位于装置中或装置上的探测器接收。

如在此所用，术语“照射”是指任何电磁发射。在一些实施例中，照射可在红外光(IR)、可见光谱和紫外光(UV)的范围内，并且照射可使其大部分的功率集中在100nm至1000nm范围内的特定波长。在一些实施例中，有利地可使用这样的照射，其大部分功率限制到以下光谱中的一种：红外(750nm－1000nm)光谱、红(600nm－750nm)光谱、绿(495nm－600nm)光谱、蓝(400nm－495nm)光谱、或紫外(100nm－400nm)光谱。在一些实施例中，可使用具有不同波长的多种照射。为了例示目的，在此所述的实施例可以适用于使用绿光谱或蓝光谱的光。然而，应理解，这些实施例可使用任何适合的光，其具有的波长大致或近似处于如上限定的绿光谱或蓝光谱内，并且在此所述的定位系统和方法可使用任何适合光谱的光。

现在参见图1，其中显示出可摄入装置100的示例性实施例的图，该可摄入装置可用于识别胃肠(GI)道内的位置。在一些实施例中，可摄入装置100可被构造为通过利用以不同波长的光操作的传感器自主确定其是否位于胃、小肠的特定部分(例如十二指肠、空肠或回肠)或者大肠中。此外，可摄入装置100可被构造为自主确定其是否位于小肠或大肠的特定部分(例如十二指肠、空肠、盲肠或结肠)内。

可摄入装置100可具有：壳体102，形状类似于药丸或胶囊。可摄入装置100的壳体102可具有第一端部分104和第二端部分106。第一端部分104可包括第一壁部分108，并且第二端部分106可包括第二壁部分110。在一些实施例中，可摄入装置100的第一端部分104和第二端部分106可以分别制造，并且可通过连接部分112固定到一起。

在一些实施例中，可摄入装置100可包括光学透明窗114。光学透明窗114可以透过可见光谱、红外光谱或紫外光谱中的各种类型的照射，并且可摄入装置100可具有位于壳体102内且在透明窗114的后方的各种传感器和照射器。这可以允许可摄入装置100被构造为将不同波长的照射通过透明窗114发送到可摄入装置100的壳体102外的环境，并探测从壳体102外的环境通过透明窗114反射回的照射的一部分的反射率。可摄入装置100然后可以使用探测的反射率水平以确定可摄入装置100在胃肠道中的位置。在一些实施例中，光学透明窗114可为任意形状和尺寸，并可以围绕可摄入装置100的周边卷绕。在此情况下，可摄入装置100可以具有定位在窗114后方不同方位位置的多组传感器和照射器。

在一些实施例中，可摄入装置100可以可选地包括在第二壁部分110中的开口116。在一些实施例中，第二壁部分110可以被构造为围绕可摄入装置100的纵向轴线旋转(例如利用装容在可摄入装置100内的适合马达或其它致动器)。这可允许可摄入装置100通过开口116获取来自于胃肠道的流体样本，或者将物质释放到胃肠道中。

图2显示出可摄入装置100的分解图。在一些实施例中，可摄入装置100可以可选地包括旋转组件118。可选的旋转组件118可包括：马达118-1，其通过微控制器(例如联接到印刷电路板120的微控制器)驱动；旋转位置传感环118-2；和存储子单元118-3，其被构造为紧密装配到第二端部分104内。在一些实施例中，旋转组件118可以使第二端部分104和开口116相对于存储子单元118-3旋转。在一些实施例中，存储子单元118-3的侧上可存在腔，其用作储存室。当开口116对准存储子单元118-3的侧上的腔时，存储子单元118-3的侧上的腔可暴露于可摄入装置100的壳体102外的环境。在一些实施例中，在可摄入装置100被给予受试者之前，存储子单元118-3可加载药剂或其它物质。在此情况下，通过使开口116对准存储子单元118-3内的腔，药剂或其它物质可从可摄入装置100释放。在一些实施例中，存储子单元118-3可被构造为保持从胃肠道获取的流体样本。例如，可摄入装置100可以被构造为使开口116对准存储子单元118-3内的腔，从而允许来自胃肠道的流体样本进入存储子单元118-3内的腔。此后，可摄入装置100可被构造为：通过使第二端部分106相对于存储子单元118-3进一步旋转而将流体样本密封到存储子单元118-3内。在一些实施例中，存储子单元118-3还可包括亲水海绵，其可使可摄入装置100能够更好地将特定类型流体样本抽入可摄入装置100中。在一些实施例中，可摄入装置100可被构造为响应于确定可摄入装置100已到达胃肠道内的预定位置，从胃肠道内获取样本或者将物质释放到胃肠道中。例如，可摄入装置100可被构造为：响应于确定可摄入装置已进入小肠的空肠部分中(例如，如参照图9所述过程900所确定)，从胃肠道获取流体样本。能够获取样本或者释放物质的其它可摄入装置在以下申请中论述：U.S.S.N.14/460,893,15/680,400,和15/699,848，这些申请中的每个(如上所述)均在此全文通过引用并入本文。应理解，获取样本或释放物质的任何适合方法可并入在此公开的可摄入装置的一些实施例中，并且用于确定可摄入装置的位置的系统和方法可并入任何适合类型的可摄入装置中。

可摄入装置100可包括印刷电路板(PCB)120和被构造为驱动PCB120的电池128。PCB 120可包括：可编程的微控制器；和控制和记忆电路，其用于保持和执行用于协调可摄入装置100以及可摄入装置100的各个部件的操作的固件或软件。例如，PCB 120可包括记忆电路，用于存储例如通过传感子单元126收集的测量值数据集的数据，或待由控制电路执行的用于实现定位过程(例如，在此所述的一个或多个过程，包括以下结合一个或多个相关联的流程图所述的过程)的指令。PCB 120可包括探测器122和照射器124，它们一起形成传感子单元126。在一些实施例中，PCB 120内的控制电路可包括处理单元、通信电路、或用于操作可摄入装置100的任何其它适合类型的电路。为了例示目的，仅显示出形成单个传感子单元126的单个探测器122和单个照射器124。然而，应理解，在一些实施例中，可摄入装置100内可存在多个传感子单元，每个传感子单元具有分立的照射器和探测器。例如，可以存在多个围绕PCB 120的周边沿方位角分开的传感子单元，其可以使可摄入装置100能够发送照射并围绕所述装置的周边沿全部方向探测反射率或环境光。在一些实施例中，传感子单元126可被构造为使用照射器124产生照射，照射被导引沿远离可摄入装置100的径向方向通过窗114。这种照射可反射出可摄入装置100外的环境，并且通过窗114回到可摄入装置100中的反射光可由探测器122探测为反射率。

在一些实施例中，窗114可为任何适合的形状和尺寸。例如，窗114可围绕可摄入装置100的全周边延伸。在一些实施例中，可存在多个位于窗后方的不同位置的传感子单元(例如类似于传感子单元126)。例如，三个传感子单元可以在相同的纵向位置处位于窗后方，但沿方位角分开120度。这可使可摄入装置100能够围绕可摄入装置100沿全部方向径向发送照射并测量每个相应的反射率。

在一些实施例中，照射器124可以能够产生在紫外、红外或可见光谱中的各种不同波长的照射。例如，照射器124可使用红绿蓝发光二极管包封件(RGB-LED)实施。这些类型的RGB-LED包封件能够发送红、蓝、或绿照射、或者红、蓝或绿照射的组合。类似地，探测器122可被构造为传感与照射器124所产生照射波长相同的反射光。例如，如果照射器124被构造为产生红、蓝或绿色照射，则探测器122可被构造为探测由(例如通过使用适当构造的光电二极管的)红、蓝或绿色照射产生的不同反射率。这些探测的反射率可由可摄入装置100存储(例如在PCB 120的记忆电路内)，并且然后可以由可摄入装置100使用以确定可摄入装置100在胃肠道内的位置(例如通过使用过程500(图5)，过程600(图6)或过程900(图7))。

应理解，可摄入装置100意在为例示性的，而非限制性的。应理解，对参照图1和图2所述的各种装置和机构的整体形状和结构的修改可在不显著改变所述装置和机构的功能和操作的情况下进行。例如，可摄入装置100的壳体可通过单一件模制塑料形成，而不是分为第一端部分104和第二端部分106。作为可替代示例，可摄入装置100内的窗114的位置可以移动到一些其它位置，例如可摄入装置100的中心，或者移动到可摄入装置100的一个端。另外，参照图1－10所述的系统和方法可以在任何适合类型的可摄入装置上实施，只要可摄入装置能够在一定程度上探测照射的反射率或水平。例如，在一些实施例中，可摄入装置100可修改为将探测器122替换为图像传感器，并且可摄入装置可被构造为通过将记录的图像分解为其各个光谱分量而测量红、蓝、或绿光的相对水平。具有定位能力的可摄入装置的其它示例(其可用于实施参照图1－11所述的系统和方法)在U.S.S.N.15/514,413中论述，该申请的全部内容通过引用并入本文。另外，应注意，在任一实施例中所述的特征和限定可以应用于本文中的任何其它实施例，并且关于一个实施例的描述和示例可与任何其它实施例以适合方式组合。

图3是根据本公开内容一些实施例的可摄入装置在示例性转移通过胃肠(GI)道的过程中的示意图。可摄入装置300可包括本公开内容中所述任意其它可摄入装置(例如可摄入装置100(图1))的任意部分，并且可以是具有定位能力的任意适合类型的可摄入装置。例如，可摄入装置300可以是可摄入装置100的一个实施例，而没有可选的开口116(图1)或者可选的旋转组件118(图2))。在一些实施例中，可摄入装置300可被受试者摄入，并且当可摄入装置300穿过胃肠道时，可摄入装置300可以被构造为确定其在胃肠道内的位置。例如，可摄入装置300的运动和由可摄入装置300探测(例如通过探测器122(图2))的光的量可以取决于可摄入装置300在胃肠道内的位置而显著不同，并且可摄入装置300可被构造为使用此信息确定可摄入装置300在胃肠道内的位置。例如，可摄入装置300可以基于由可摄入装置300产生(例如由照射器124(图1)产生)的照射而探测来自周围环境的环境光或反射率，并使用此信息确定可摄入装置300通过使用过程(例如通过使用过程500(图5)、过程600(图6)、或者过程900(图9))的位置。可摄入装置300的当前位置以及可摄入装置300探测在胃肠道各个部分之间每次转移的时间然后可以通过可摄入装置300存储(例如存储在PCB 120(图2)的记忆电路中)，并可以用于任何适合目的。

当可摄入装置300被摄入之后不久，可摄入装置将穿过食道302，其可将受试者的嘴连接到胃306。在一些实施例中，可摄入装置300可被构造为：通过(例如通过探测器122(图2))测量可摄入装置300周围环境中的光的量和类型而确定其已进入食道部分胃肠道。例如，与在胃肠道内时探测到的光的水平相比，当在受试者体外时，可摄入装置300可以(例如通过探测器122(图2))探测到可见光谱中更高的光的水平。在一些实施例中，可摄入装置300可预先存储数据(例如存储在PCB 120(图2)的记忆电路上)，其指示在处于体外时探测的典型的光水平，并且可摄入装置300可被构造为当探测(例如通过探测器122(图2)探测)的光水平已减至超出阈值水平(例如至少20－30％的减少量)持续足够时段(例如5秒)时确定进入体内已发生。

在一些实施例中，可摄入装置300可被构造为通过经过括约肌304而探测从食道302到胃306的转移。在一些实施例中，可摄入装置300可被构造为至少部分地基于多个参数而确定其是否已进入胃306，所述参数例如但不限于：使用光或温度测量值(例如通过探测器122(图2)或通过可摄入装置300内的温度计)，pH测量值(例如通过可摄入装置300内的pH计)，时间测量值(例如通过使用PCB 120(图2)内包括的时钟电路探测)，或者任何其它适合信息。例如，可摄入装置300可被构造为：当探测到可摄入装置300的测量温度超过31摄氏度之后，确定可摄入装置300已进入胃306。另外地或可替代地，可摄入装置300可被构造为：从可摄入装置300被摄入起经过一分钟(或另一预设持续时间参数，80秒、90秒，等等)或者从可摄入装置300探测到其已进入胃肠道起一分钟(或另一预设持续时间参数，80秒、90秒，等等)之后，自动确定其已进入胃306。

胃306是相对较大的、开放的、并且空腔状的器官，并且因而可摄入装置300可具有相对较大的运动范围。通过比较，可摄入装置300的运动相对被限制在十二指肠310、空肠314、和回肠(未示出)(它们共同形成小肠)的管状结构内。此外，胃306的内部具有与十二指肠310和空肠314不同的光学性能，这可使可摄入装置300能够通过适当使用测量的反射率(例如通过使用由探测器122(图2)测量的反射率)而探测从胃306到十二指肠310的转移，如结合过程600(图6)所使用的。

在一些实施例中，可摄入装置300可被构造为探测从胃306经幽门308到十二指肠310的幽门转移。例如，在一些实施例中，可摄入装置300可被构造为(例如通过照射器124(图2)定期地产生绿和蓝光波长的照射)，并(例如通过探测器122(图2))测量形成的反射率。可摄入装置300可被构造为然后使用探测的绿光反射率与探测的蓝光反射率的比率(例如通过过程600(图6))确定可摄入装置300是否位于胃306或十二指肠310内。进而，这可以使可摄入装置300能够探测从胃306到十二指肠310的幽门转移，其示例关于图6论述。

类似地，在一些实施例中，可摄入装置300可被构造为探测从十二指肠310到胃306的逆向幽门转移。可摄入装置300将通常地从胃306自然地转移到十二指肠310，并向前到空肠314和胃肠道其余部分。然而，类似于其它被摄入物质，可摄入装置300由于受试者的运动或由于器官对于胃肠道的自然行为而可能偶然从十二指肠310转移回到胃306。为适应这种可能性，可摄入装置300可被构造为继续定期地产生绿和蓝光波长的照射(例如通过照射器124(图2))，并测量形成的反射率(例如通过探测器122(图2))以探测是否可摄入装置300已返回到胃306。示例性探测过程参照图6更详细描述。

在进入十二指肠310之后，可摄入装置300可被构造为探测通过十二指肠空肠曲312向空肠314的转移。例如，可摄入装置300可被构造为使用反射率探测空肠314内的由空肠314的壁的平滑肌组织内壁收缩造成的蠕动波。特别地，可摄入装置300可被构造为以足够高频率开始定期发送照射(并测量形成的反射率(例如通过探测器122和传感子单元126(图2)的照射器124)，以探测空肠314内的肌肉收缩。然后，可摄入装置300可响应于已探测到首次肌肉收缩或者预定数量的肌肉收缩(例如在依次探测到三次肌肉收缩之后)而确定其已进入空肠314。可摄入装置300与空肠314的壁的相互作用还参照图4论述，并且这种探测过程的示例参照图9更详细描述。

图4是根据本公开内容的一些实施例的可摄入装置在示例性转移通过空肠的过程中的示意图。示意图410、420、430和440图示出在其穿过空肠(例如空肠314)时的可摄入装置400和可摄入装置400如何与由空肠的壁406A和406B(共同为壁406)形成的蠕动波相互作用。在一些实施方式中，可摄入装置400可包括在此公开内容中所述的任何其它可摄入装置(例如可摄入装置100(图1)或可摄入装置300(图3))的任何部分，并可以是具有定位能力的任意适合类型的可摄入装置。例如，可摄入装置400可以大致类似于可摄入装置300(图3)或者可摄入装置100(图1)，其中窗404与窗114(图1)相同，并且传感子单元402与传感子单元126(图2)相同。

示意图410图示出空肠内的可摄入装置400，此时空肠壁406放松。在一些实施例中，空肠的狭窄的管状结构自然地使可摄入装置400沿空肠的长度纵向地取向，其中窗404面对壁406。在此取向下，可摄入装置400可使用传感子单元402(例如通过照射器124(图2))产生朝向壁406取向的照射，并(例如通过探测器122(图2))探测从壁406反射并且向回通过窗404的照射部分的形成的反射率。在一些实施例中，可摄入装置400可以被构造为使用传感子单元402产生照射并以足够频率测量形成的反射率以探测空肠内的蠕动波。例如，在健康人类受试者中，蠕动波可按照约0.05Hz至0.33Hz的速率发生。因此，可摄入装置400可被构造为产生照射并至少每2.5秒一次测量形成的反射率(即，探测0.2Hz信号所必要的最小速率)，并且优选地采取更高速率(例如每0.5秒一次)，这可以由于更多可用数据点而改善探测过程的整体可靠性。应理解，可摄入装置400不需以精确时间间隔搜集测量值，并且在一些实施例中，如果仍有足够数量的适当分开的数据点来探测0.05Hz至0.33Hz的信号，可摄入装置400可适合于分析在更不规则的时间间隔下搜集的数据。

示意图420图示出空肠内的可摄入装置400，此时空肠的壁406开始收缩并形成蠕动波。示意图420图示出壁406A的收缩部分408A和壁406B的收缩部分408B(共同为壁406的收缩部分408)，其在空肠内形成蠕动波。蠕动波随壁406的不同部分收缩和放松而沿空肠的长度行进，使其显现如同壁406的收缩部分408沿空肠的长度行进(即，如图示，收缩部分408在示意图410－430中从左向右行进)。在此位置时，可摄入装置400可以(例如通过使用照射器124和传感子单元126(图2)的探测器122)探测的反射率水平可与未发生蠕动波时探测(例如当可摄入装置400处于示意图410中所示位置时探测)的反射率水平相似。

示意图430图示出空肠内的可摄入装置400，此时空肠的壁406继续收缩，围绕可摄入装置400挤压。随着蠕动波沿空肠的长度行进，壁406的收缩部分408可围绕可摄入装置400紧密挤压，使壁406的内表面与窗404接触。在此位置时，可摄入装置400可以探测由于传感子单元402所产生的照射探测的反射率的变化。测量的反射率的变化的绝对值可以取决于多个因素，例如，窗404的光学性能、照射的光谱分量和壁406的光学性能。然而，可摄入装置400可以被构造为存储具有随时间的反射率值的数据集，并在数据集中搜索与蠕动波频率一致的周期性变化(例如通过分析频率域中的数据集并搜索0.05Hz至0.33Hz之间的峰值)。这可使可摄入装置400能够探测由于蠕动波所致的肌肉收缩，无需预先知晓由于探测蠕动波的肌肉收缩而可能发生的反射率信号幅度的确切变化。用于探测肌肉收缩的示例性进程参照图9进一步论述，并且当可摄入装置400位于空肠内时搜集的反射率数据集的示例参照图10论述。

示意图440图示出空肠内的可摄入装置400，此时蠕动波已移动经过可摄入装置400。示意图440图示出形成空肠内的已移动经过可摄入装置400的端的蠕动波的收缩部分408。蠕动波随壁406的不同部分收缩和放松而沿空肠的长度行进，使其显现如同壁406的收缩部分408沿空肠的长度行进(即，如图示，收缩部分408在示意图410－430中从左向右行进)。在此位置时，可摄入装置400可以(例如通过使用照射器124和传感子单元126(图2)的探测器122)探测的反射率水平可与未发生蠕动波时探测(例如当可摄入装置400处于示意图410中或示意图420中所示位置时探测)的反射率水平相似。

根据受试者的种类，蠕动波可相对地按相对可预计的规律发生。当蠕动波已经过可摄入装置400之后(例如，如示意图440中所示)，空肠的壁406可再次放松(例如如示意图410中所示)，直到下一蠕动波开始形成。在一些实施例中，可摄入装置400可被构造为当其处于胃肠道内时继续搜集反射率值数据，并可存储具有随时间的反射率值的数据集。这可允许可摄入装置400随着蠕动波经过可摄入装置400(例如如示意图430中所示)而探测每次肌肉收缩，并可使可摄入装置400能够对发生的肌肉收缩数量计数并确定可摄入装置400在空肠内的当前位置。例如，可摄入装置400可被构造为当处于胃或十二指肠内时监测可能的肌肉收缩，并响应于探测与蠕动波一致的肌肉收缩而可确定可摄入装置400已移动到空肠。

图5是例示出可摄入装置所使用的定位过程的一些方面的流程图。虽然图5出于例示目的可结合可摄入装置100描述，但是这不是意在限制性的，并且图5中所述定位进程500的部分或全部可应用于本申请中所述的任意装置(例如可摄入装置100,300,400)，并且任意可摄入装置可用于执行图5中所述过程的一个或多个部分。另外，图5的特征可与本申请中所述的任何其它系统、方法或过程组合。例如，图5中的过程的部分可集成于按图6所述的幽门转移探测进程或者按图9所述的空肠探测过程或与上述过程组合。

在502，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)(例如通过探测器122(图2))搜集环境光的测量值。例如，可摄入装置100可被构造为(例如通过探测器122(图2))定期地测量可摄入装置100的周围环境中的环境光的水平。在一些实施例中，被测量的环境光的类型可取决于可摄入装置100内的探测器122的构造。例如，如果探测器122被构造为测量红、绿和蓝波长的光，则可摄入装置100可被构造为测量来自周围环境的环境量的红、绿、蓝光。在一些实施例中，与可摄入装置100在处于食道、胃或胃肠道其它部分(例如食道302、胃306、十二指肠310或空肠314(图3))内时测量到的环境光水平相比，由可摄入装置100在体外区域中(例如在将可摄入装置100给予受试者的照明良好的房间)和在受试者口腔中测量到的环境光的量将会更大。

在504，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)(例如通过PCB 120(图2)内的控制电路)确定可摄入装置是否已探测到进入胃肠道中。例如，可摄入装置100可被构造为确定何时最近的环境光的测量值(例如在502搜集的测量值)指示可摄入装置已进入胃肠道。例如，在首次可摄入装置100在502搜集环境光测量值时，可摄入装置100可(例如通过PCB 120(图2)内的存储电路)将测量值存储为体外环境光的典型水平。可摄入装置100可被构造为然后(例如通过PCB 120(图2)内的控制电路)将最近的环境光测量值与体外环境光的典型水平比较，并当最近的环境光测量值显著小于体外环境光的典型水平时确定可摄入装置100已进入胃肠道。例如，可摄入装置100可被构造为：响应于确定最近的环境光测量值小于或等于体外环境光的典型水平的20％，探测其已进入胃肠道。如果可摄入装置100确定其已被探测到进入到胃肠道中(例如可摄入装置100已进入至少食道302(图3))，则过程500行进到506。可替代地，如果可摄入装置100确定其没有被探测到进入胃肠道中(例如由于最近测量值类似于体外环境光的典型水平)，则过程500行进回到502，其中可摄入装置100搜集进一步的测量值。例如，可摄入装置100可被构造为等待预定的时间量(例如5秒、10秒，等等)，然后从可摄入装置100周围的环境搜集环境光的水平的另一测量值。

在506，可摄入装置(例如可摄入装置100,300,或400)等待从食道转移到胃(例如从食道302到胃306(图3))。例如，可摄入装置100可被构造为：在已进入胃肠道后等待预定时段之后，确定其已进入胃(例如胃306(图3))。例如，人类患者中典型的食道转移时间可在大约15－30秒。在此情况下，当在504已探测到可摄入装置100已进入胃肠道之后(即，在探测到可摄入装置100已到达至少食道302(图3)之后)，可摄入装置100可被构造为在自动确定可摄入装置100至少已进入胃(例如胃306(图3))之前等待一分钟、或者长于典型食道转移时间的类似时间量(例如90秒)。

在一些实施例中，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)也可基于pH或温度的测量值确定其已进入胃。例如，可摄入装置100可被构造为当可摄入装置的温度已增大到至少31摄氏度(即，与胃内的温度一致)时或者当测量的可摄入装置100周围的环境的pH足够酸(即，与可在胃内出现的胃液的酸性一致)时确定其已进入胃。

在508，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)存储指示可摄入装置已进入胃(例如胃306(图3))的数据。例如，当在506已等待足够时间量之后，可摄入装置100可存储指示可摄入装置100至少已进入胃的数据(例如存储到PCB 120(图2)的存储电路内)。一旦可摄入装置100至少到达胃，则过程500行进到510，其中，可摄入装置100可被构造为搜集数据以探测进入十二指肠(例如十二指肠310(图3))。

在一些实施例中，过程500也可以从508到520同时进行，其中，可摄入装置100可被构造为搜集数据以探测肌肉收缩和探测进入空肠(例如空肠314(图3))中。在一些实施例中，可摄入装置100可被构造为同时监测在516－518进入十二指肠中以及探测在520－524进入空肠中。这可以允许可摄入装置100确定何时其已进入空肠(例如由于探测肌肉收缩)、甚至在其未能首次探测到进入十二指肠时(例如由于可摄入装置通过十二指肠的极快转移时间)。

在510，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)当在胃(例如胃306(图3))中时搜集绿和蓝光反射率水平的测量值(例如通过使用照射器124和传感子单元126(图2)的探测器122)。例如，可摄入装置100可被构造为当在胃中时定期地搜集绿和蓝光反射率水平的测量值。例如，可摄入装置100可被构造为(例如通过照射器124(图2))每5－15秒发出绿色照射和蓝色照射，并且(例如通过探测器122(图2))测量形成的反射率。每次可摄入装置100搜集新的一组测量值，测量值可被添加到存储的数据集(例如存储到PCB 120(图2)的记忆电路内)。可摄入装置100可以然后使用此数据集以确定是否可摄入装置100仍在胃(例如胃306(图3))或十二指肠(例如十二指肠310(图3))内。

在一些实施例中，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)可被构造为基于产生在大约绿色光谱(在495－600nm)中的第一波长的照射而探测第一反射率，和基于产生在大约蓝色光谱(在400－495nm)的第二波长的照射而探测第二反射率。在一些实施例中，可摄入装置可确保绿色光谱的照射和蓝色光谱的照射具有的波长分开至少50nm。这可使可摄入装置100能够当(例如通过探测器122(图2))探测反射率时在两个波长之间充分区别。应理解，分开50nm意为例示性的，而非限制性的，而且根据可摄入装置100内的探测器的准确性，也可使用较小的分开量。

在512，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)(例如使用PCB 120(图2)内的控制电路)确定可摄入装置基于绿光和蓝光(G/B)反射率水平的比率是否已探测到从胃(例如胃306(图3))转移到十二指肠(例如十二指肠310(图3))。例如，可摄入装置100可(例如从PCB120(图2)的记忆电路)获取数据集，其包含在相应时间测量的绿光反射率与蓝光反射率的相应比率的历史数据。通常而言，与胃(例如胃306(图3))反射的绿光与蓝光的比率相比，人类受试者的十二指肠(例如十二指肠310(图3))反射的绿光与蓝光的比率会更高。基于此，可摄入装置100可被构造为：获取数据集中体现最近测量结果的第一组比率，并将其与数据集中体现过去测量结果的第二组比率比较。当可摄入装置100确定第一组比率的平均值显著大于第二组比率的平均值(即，反射绿光与反射蓝光的比率增大)时，可摄入装置100可确定其已从胃(例如胃306(图3))进入十二指肠(例如十二指肠310(图3))。如果可摄入装置100探测到从胃(例如胃306(图3))转移到十二指肠(例如十二指肠310(图3))，则过程500行进到514，其中可摄入装置100存储指示可摄入装置100已进入十二指肠(例如十二指肠310(图3))的数据。可替代地，如果可摄入装置确定可摄入装置尚未从胃(例如胃306(图3))转移到十二指肠(例如十二指肠310(图3))，则过程500行进回到510以当仍处于胃(例如胃306(图3))中时搜集更多的绿光和蓝光反射率水平的测量值。用于使用绿光和蓝光反射率测量值监测胃和十二指肠之间转移的示例性进程参照图6更详细描述。

在一些实施例中，在第一次可摄入装置100探测到从胃(例如胃306(图3))转移到十二指肠(例如十二指肠310(图3))时，可摄入装置100可被构造为获取第二组数据(例如先前在胃306(图3)中时记录的数据集)的平均值，并将其存储为胃(例如胃306(图3))内探测到的绿光与蓝光的典型比率(例如存储到PCB 120(图2)的记忆电路内)。此存储的信息可在此后由可摄入装置100用于确定何时可摄入装置100由于逆向幽门转移而从十二指肠(例如十二指肠310(图3))再次进入胃(例如胃306(图3))。

在514，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)存储指示可摄入装置已进入十二指肠(例如十二指肠310(图3))的数据。例如，可摄入装置100可将标志存储到本地记忆体(例如PCB 120的记忆电路)内，指示可摄入装置100当前处于十二指肠中。在一些实施例中，可摄入装置100也可存储时间戳，其指示出可摄入装置100进入十二指肠时的时间。一旦可摄入装置100到达十二指肠，则过程500行进到520，其中，可摄入装置100可被构造为搜集数据以探测肌肉收缩和探测进入空肠(例如空肠314(图3))中。过程500也从514行进到516，其中，可摄入装置100可被构造以搜集额外数据以探测从十二指肠(例如十二指肠310(图3))再次进入胃(例如胃306(图3))中。

在516，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)当在十二指肠(例如十二指肠310(图3))中时(例如通过传感子单元126(图2))搜集绿光和蓝光反射率水平的测量值。例如，可摄入装置100可被构造为当在十二指肠中时(例如通过传感子单元126(图2))定期地搜集绿光和蓝光反射率水平的测量值，类似于当在胃中时在510实现的测量值。例如，可摄入装置100可被构造为(例如通过照射器124(图2))每5－15秒发出绿色照射和蓝色照射，并且(例如通过探测器122(图2))测量形成的反射率。每次可摄入装置100搜集新的一组测量值时，测量值可被添加到存储的数据集(例如存储到PCB 120(图2)的记忆电路内)。然后，可摄入装置100可以使用此数据集确定是否可摄入装置100仍处于十二指肠(例如十二指肠310(图3))内或者是否可摄入装置100已转移回到胃(例如胃306(图3))中。

在518，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)基于测量的绿光反射率水平与测量的蓝光反射率水平的比率确定从十二指肠(例如十二指肠310(图3))转移到胃(例如胃306(图3))。在一些实施例中，可摄入装置100可比较由可摄入装置100最近搜集的测量的绿光反射率水平与测量的蓝光反射率水平的比率(例如在516搜集的测量值)，并确定是否测量的绿光反射率水平与测量的蓝光反射率水平的比率类似于胃(例如胃306(图3))中所见的测量的绿光反射率水平与测量的蓝光反射率水平的平均比率。例如，可摄入装置100可(例如从PCB 120(图2)的记忆电路)获取指示出胃中所见的测量的绿光反射率水平与测量的蓝光反射率水平的平均比率的数据，并且当测量的绿光反射率水平与测量的蓝光反射率水平的最近测量比率充分类似于胃中的平均水平(例如处于胃中所见的测量的绿光反射率水平与测量的蓝光反射率水平的平均比率的20％范围内，或处于任何其它适合阈值水平的范围内)时，确定可摄入装置100已转移回到胃。如果可摄入装置探测到从十二指肠(例如十二指肠310(图3))转移到胃(例如胃306(图3))，则过程500行进到508以存储指示可摄入装置已进入胃(例如胃306(图3))的数据，并且继续监测其它转移。可替代地，如果可摄入装置没有探测到从十二指肠(例如十二指肠310(图3))转移到胃(例如胃306(图3))，则过程500行进到516以搜集当在十二指肠(例如十二指肠310(图3))中时的额外的绿光和蓝光反射率水平测量值，这可用于连续监测可能的回到胃中的转移。用于使用绿光和蓝光反射率测量值监测在胃与十二指肠之间的转移的示例性进程参照图6更详细论述。

在520，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)当在十二指肠(例如十二指肠310(图3))中时搜集反射率水平的周期性测量值(例如通过传感子单元126(图2))。在一些实施例中，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)也可当在胃中时搜集类似的周期性测量值。在一些实施例中，这些周期性测量值可使可摄入装置100能够探测肌肉收缩(例如参照图4所述的由于蠕动波所致的肌肉收缩)，该肌肉收缩可指示进入到了空肠(例如空肠314(图3))中。可摄入装置100可被构造为使用(例如通过使用照射器124产生照射并使用探测器122(图2)探测形成的反射率的)任何适合波长的照射或波长组合的照射搜集周期性测量值。例如，在一些实施例中，可摄入装置100可被构造为产生红、绿和蓝光照射，存储指示红、绿和蓝光照射的数据集，并分别分析每个数据集以在记录的数据中搜寻指示探测到的肌肉收缩的频率分量。在一些实施例中，由可摄入装置100在520搜集的测量值可足够快以探测受试者中的蠕动波。例如，在健康的人类受试者中，蠕动波可按约0.05Hz至0.33Hz的速率发生。因此，可摄入装置400可被构造为产生照射并每2.5秒至少一次测量形成的反射率(即，探测0.2Hz的信号所必要的最小速率)，并且优选地采取更高速率(例如每0.5秒一次或更快)，并将指示形成的反射率的值存储到数据集中(例如存储到PCB 120(图2)的记忆电路内)。当搜集额外数据之后(例如当搜集一个新的数据点或预定数量的新数据点之后)，过程500行进到522，其中可摄入装置100确定是否已探测到肌肉收缩。

在522，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)基于(例如由传感子单元126(图2)所搜集的)反射率水平的测量值(例如通过PCB120(图2)内的控制电路)确定是否可摄入装置探测到肌肉收缩。例如，可摄入装置100获取存储为在520进行的测量值的结果的固定量的数据(例如从PCB 120(图2)内的记忆电路中获取上一分钟的数据)。然后，可摄入装置100可将获取的数据转变为频率域，并在频率范围内搜寻将与蠕动波一致的峰值。例如，在健康的人类受试者中，蠕动波可按约0.05Hz至0.33Hz的速率发生，并且可摄入装置100可被构造为在0.05Hz至0.33Hz之间的高于阈值的数据的频率域表现中搜寻峰值。如果可摄入装置100基于反射率水平探测到收缩(例如基于探测到在0.05Hz至0.33Hz之间的数据的频率域表现中探测峰值)而探测收缩，则过程500行进到524以存储指示所述装置已进入空肠的数据。可替代地，如果可摄入装置100没有探测到肌肉收缩，则过程500行进到520以当在十二指肠(例如十二指肠310(图3))中时搜集反射率水平的周期性测量值。在一些实施例中，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)可存储指示探测到肌肉收缩的数据(例如存储到PCB 120(图2)的记忆电路内)，并且直到已探测到足够数量的肌肉收缩，过程500才从522进行到524。

在524，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)存储指示出所述装置已进入空肠(例如空肠314(图3))的数据(例如存储到PCB 120(图2)的记忆电路内)。例如，响应于在522探测到肌肉收缩已发生，可摄入装置100可确定其已进入空肠314，而不再处于十二指肠(例如十二指肠310(图3))或者胃(例如胃306(图3))内。在一些实施例中，可摄入装置100可当在空肠中时继续测量肌肉收缩，并且可存储指示出肌肉收缩随时间的频率、数量或者强度的数据(例如存储到PCB 120(图2)的记忆电路内)。在一些实施例中，可摄入装置100也可被构造为监测一次或多次转移。这样的转移可包括从空肠到回肠的转移，从回肠到盲肠的回盲肠转移，从盲肠到结肠的转移，或者探测从身体的离开(例如通过测量反射率、温度或环境光水平)。

在一些实施例中，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)也可在已探测到进入十二指肠(例如十二指肠310(图3))之后已经过预定时间量之后确定其已进入空肠(例如空肠314(图3))。例如，除非发生从十二指肠(例如十二指肠310(图3))回到胃(例如胃306(图3))的逆向幽门转移，否则可摄入装置从健康人类受试者中的十二指肠达到空肠的典型转移时间少于三分钟。在一些实施例中，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)可因而被构造为：当在十二指肠内经过至少三分钟之后自动确定其已进入空肠。这种确定可独立于基于测量的肌肉收缩所进行的确定(例如在522进行的确定)而进行，并且在一些实施例中，可摄入装置100可响应于探测到肌肉收缩或者从已进入十二指肠(例如，如通过在514存储指示出可摄入装置进入十二指肠的时间而确定)起经过三分钟之后而确定其已进入空肠。

为例示目的，过程500的512－518描述可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)测量绿光反射率和蓝光反射率，计算两种反射率的比率，并使用此信息确定何时可摄入装置在十二指肠与胃之间转移。然而，在一些实施例中，可使用其它波长的光，而非绿光和蓝光，只要所选光的波长在胃和十二指肠内具有不同的反射性能即可(例如由于胃组织和十二指肠组织的不同的反射系数所致)。

应理解，本公开内容的流程图(包括图5)的步骤和描述仅为例示性的。流程图(包括图5)的任何步骤和描述可修改、省略、重新布置和以可替代顺序或并行地执行，两个或更多个步骤可组合，或者可增加任意额外的步骤，而不背离本公开内容的范围。例如，可摄入装置100可并行地计算多个数据集的平均值和标准偏差以加速总计算时间。作为另一示例，可摄入装置100可搜集数据周期性测量值和探测可能的肌肉收缩(例如在520－522)，而同时搜集绿光和蓝光反射率水平以确定往来于胃和十二指肠的转移(例如在510－518)。另外，应注意，图5的步骤和描述可与本申请中所述任何其它系统、装置或方法(包括过程600(图6)和900(图9))组合，并且在本申请中所述的任何可摄入装置或系统(例如可摄入装置100,300或400)可用于执行图5中的一个或多个步骤。

图6是根据本公开内容的一些实施例的流程图，例示出用于探测从胃到十二指肠以及从十二指肠回到胃的转移的过程的一些方面，其可在确定可摄入装置在其转移通过胃肠(GI)道时的位置时使用。在一些实施例中，过程600可当可摄入装置首先探测到其已进入胃时开始，并将继续，只要可摄入装置确定其处于胃或十二指肠内。在一些实施例中，过程600可仅当可摄入装置确定其已进入空肠时即终止，或者以其它方式进行通过十二指肠和胃。虽然图6可为例示目的结合可摄入装置100描述，但是这并非限制性的，并且图6中所述的十二指肠探测过程600的一部分或全部可应用于本申请中所述的任意装置(例如可摄入装置100,300或400)，并且任意可摄入装置可用于执行图6中所述过程的一个或多个部分。另外，图6的特征可与本申请中所述的任何其它系统、方法或过程组合。例如，通过图6中的过程所述的过程的一部分可集成于参照图5所述的过程500中。

在602，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)(例如从PCB120(图2)内的记忆电路)获取数据集，其中具有随时间的测量的绿光反射率水平与测量的蓝光反射率水平的比率。例如，可摄入装置100可从PCB 120获取数据集，其中包含最近记录的测量的绿光反射率水平与测量的蓝光反射率水平的比率(例如，如在过程500(图5)的510或516记录的)。在一些实施例中，获取的数据集可包括随时间测量的绿光反射率水平与测量的蓝光反射率水平的比率。测量的绿光反射率水平与测量的蓝光反射率水平的比率的数据集的示例性图线参照图7和图8进一步论述。

在604，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)包括在数据集中的测量的绿光反射率水平与测量的蓝光反射率水平的比率的新的测量值(例如通过传感子单元126(图2)进行)。例如，可摄入装置100可被构造为：通过发出绿光和蓝光照射(例如通过照射器124(图2))而偶尔记录新数据，探测由于绿光和蓝光照射而接收的反射率的量(例如通过探测器122(图2))，并存储指示所接收的反射率的量的数据(例如存储到PCB120(图2)的记忆电路中)。可摄入装置100可被构造为每5－15秒、或以任意其它方便的时间间隔记录新数据。为了例示目的，可摄入装置100被描述为存储和获取测量的绿光反射率水平与测量的蓝光反射率水平的比率(例如，如果在给定时间探测绿光反射率的量等于探测蓝光反射率的量，则在所述给定时间绿光和蓝光反射率的比率将为“1.0”)；然而应理解，绿光反射率数据和蓝光反射率数据可分别存储到可摄入装置100的记忆体内(例如，在PCB 120(图2)的记忆电路中存储为两个分立的数据集)。

在606，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)通过将第一滑动窗过滤器施加于数据集而获取第一子集最近数据。例如，可摄入装置100可使用滑动窗过滤器在数据集内获取预定量的最近数据，其可包括在604获取的测量的绿光反射率水平与测量的蓝光反射率水平的比率的任何新值。例如，可摄入装置可被构造为在来自数据集的10至40个数据点之间选择，或者，可摄入装置100可被构造为在15秒数据与5分钟数据之间选择预定范围的数据值。在一些实施例中，可根据记录测量值的频繁程度和所涉及具体应用选择其它范围的数据。例如，可在滑动窗中选择任意适合量的数据，只要足以探测到第二滑动窗中所选择数据(例如在614选择的第二子集数据)之间的统计学上的显著差别即可。

在一些实施例中，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)也可被构造以从数据集中去除异常值或者消除数组中的不需要的噪点。例如，可摄入装置100可通过将窗过滤器施加于数据集而首先获取原始组的值而选择第一子集数据或任何其它子集数据(例如选择特定数据范围包括其中)。可摄入装置100然后可被构造为识别原始组的值中的异常值；例如，通过识别大于偏离原始组值平均值或任意其它适合阈值的3个标准偏差的数据点。可摄入装置100然后可通过从原始组值中去除异常值而确定子集数据。这可使可摄入装置100当确定是否其位于胃或十二指肠内时能够避免非真信息。

在608，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)确定是否最近探测的位置是十二指肠(例如十二指肠310(图3))。在一些实施例中，可摄入装置100可存储数据标志(例如存储到PCB 120(图2)的记忆电路内)，其指示出最近的可摄入装置100探测到其自身处于其内的胃肠道部分。例如，每次可摄入装置100探测到进入到胃(例如由于在610进行的决定而探测到进入胃306(图3)中)，标志被存储到记忆体中而(例如作为在612的存储数据的一部分)指示可摄入装置100处于胃中。如果可摄入装置100随后探测到进入十二指肠中(例如由于在624进行的决定而探测到进入十二指肠310(图3)中)，则另一不同的标志存储到记忆体中而(例如作为在624的存储数据的一部分)指示可摄入装置100处于十二指肠中。在此情况下，可摄入装置100可在608获取最近的存储标志，并确定是否所述标志指示可摄入装置100最近处于十二指肠内。如果可摄入装置100探测到其最近处于十二指肠中，则过程600行进到610，其中，可摄入装置将测量的绿光反射率水平与测量的蓝光反射率水平的比率的最近测量值(例如包括在606进行的最近测量值的测量值)与在胃内测量的典型比率比较，并使用此信息确定是否已经发生从十二指肠回到胃的逆向幽门转移。可替代地，如果可摄入装置100探测到其最近未处于十二指肠中(例如由于其反而处于胃中)，则过程600行进到614，其中可摄入装置将测量的绿光反射率水平与测量的蓝光反射率水平的比率的最近测量值(例如包括在606进行的最近测量值的测量值)与过去测量值比较，并使用此信息确定是否已经发生从胃到十二指肠的幽门转移。

当可摄入装置确定其最近处于十二指肠中时，过程600从608行进到610。在610，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)(例如通过PCB 120(图2)内的控制电路)确定是否当前G/B信号类似于记录的胃中的平均G/B信号。例如，可摄入装置100可被构造为具有先前存储的数据(例如存储到PCB 120(图2)的记忆电路内)，其指示出在胃中测量到的测量的绿光反射率水平与测量的蓝光反射率水平的平均比率。可摄入装置100然后可获取此指示出在胃中的测量的绿光反射率水平与测量的蓝光反射率水平的平均比率的存储数据，并将其与最近测量值比较，以确定是否可摄入装置100已从十二指肠返回到胃。例如，可摄入装置100可确定最近第一子集数据的平均值(即，最近测量的测量的绿光反射率水平与测量的蓝光反射率水平的比率的平均值)是否小于在胃内的测量的绿光反射率水平与测量的蓝光反射率水平的平均比率，或者小于胃内测量的平均比率加上胃内测量的比率的标准偏差的预定倍数。例如，如果在胃中的测量的绿光反射率水平与测量的蓝光反射率水平的平均比率是“1”且标准偏差是“0.2”，则可摄入装置100可确定是否第一子集数据的平均值小于“1.0+k*0.2”，其中k是0至5之间的数。应理解，在一些实施例中，可摄入装置100可被构造为使用不同阈值水平确定是否最近第一子集数据的平均值足够类似于在胃内的测量的绿光反射率水平与测量的蓝光反射率水平的平均比率。响应于确定测量的绿光反射率水平与测量的蓝光反射率水平的最近比率类似于胃中所见的测量的绿和蓝光反射率水平的平均比率，过程600行进到612，其中，可摄入装置100存储数据而指示其已从十二指肠再次进入胃。可替代地，响应于确定测量的绿和蓝光反射率水平的最近比率完全不同于胃中所见的测量的绿和蓝光反射率水平的平均比率，可摄入装置100直接行进到604，并且在正在进行的基础上继续获取新数据。

在612，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)存储数据而指示出探测到从十二指肠到胃的逆向幽门转移。例如，可摄入装置100可存储数据标志(例如存储到PCB 120(图2)的记忆电路内)，其指示出可摄入装置100最近探测到自身处于胃肠道的胃部分(例如胃306(图3))内。在一些实施例中，可摄入装置100也可存储数据(例如存储到PCB120(图2)的记忆电路内)，其指示出可摄入装置100探测到从十二指肠到胃的逆向幽门转移的时间。此信息可由可摄入装置100在608使用，并且结果过程600可从608行进到614，而非从618行进到610。在可摄入装置100存储指示出探测到从十二指肠到胃的逆向幽门转移的数据之后，过程600行进到604，其中，可摄入装置100继续搜集额外测量值，并继续监测胃与十二指肠之间的进一步转移。

当可摄入装置确定其最近未在十二指肠中时(例如由于最近反而在胃中)，过程600从608行进到614。在614，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)通过将第二滑动窗过滤器施加于数据集而获取先前的第二子集数据。例如，可摄入装置100可使用滑动窗过滤器获取来自过去时间范围的预定量的较旧数据，过去时间范围可与用于选择在606搜集的第一子集数据的最近时间范围分开预定时段。在一些实施例中，任意适合量的数据可通过第一和第二窗过滤器选择，并且第一和第二窗过滤器可分开任意适合的预定时间量。例如，在一些实施例中，第一窗过滤器和第二窗过滤器可各自被构造为从数据集选择预定范围的数据值，所述预定范围在15秒数据与5分钟数据之间。在一些实施例中，最近测量值和过去测量值然后可分开预定时段，该预定时段在预定范围数据值的1至5倍之间。例如，可摄入装置100可选择第一子集数据和第二子集数据各自为从数据集中选择的1分钟数据(即，选择为具有1分钟的预定范围)，并且第一子集数据和第二子集数据从间隔至少2分钟的记录测量值选择(即，预定时段为2分钟，其两倍于使用窗过滤器选择子集数据所用的范围)。作为另一示例，可摄入装置100可选择第一子集数据和第二子集数据各自为从数据集中选择的5分钟数据(即，选择为具有5分钟的预定范围)，并且第一子集数据和第二子集数据从间隔至少10分钟的记录测量值中选择(即，预定时段为2分钟，其两倍于使用窗过滤器选择子集数据所用的范围)。

在一些实施例中，如果可摄入装置100最近从十二指肠转移到胃(例如如通过检查在612存储到可摄入装置100内的最近数据而确定)，则当可摄入装置100已知处于胃内时，可摄入装置100可在614从时间帧中选择第二子集数据。在一些实施例中，可摄入装置100可以可替代地对于胃内的绿光反射率和蓝光反射率的比率选择先前记录的平均值和标准偏差(例如，如先前在620记录在PCB 120的记忆电路内的在胃内记录的数据的典型平均值和标准偏差)替代第二子集数据。在此情况下，当在616进行确定时，可摄入装置100可简单地使用先前记录的平均值和先前记录的标准偏差，而非耗费资源计算第二子集的平均值和标准偏差。

在616，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)确定是否第二子集的平均值与第一子集的平均值之差大于第一子集标准偏差的预定倍数。例如，可摄入装置100可以计算第一子集最近数据的平均值与第二子集过去数据的平均值之差，并确定是否所述差大于第二子集过去数据的标准偏差的3倍。在一些实施例中，应理解，可以使用任何方便的阈值水平，而非标准偏差的3倍，例如标准偏差的1至5倍之间的任意值。而且，在一些实施例中，可摄入装置可以可替代地基于第二子集(而非第一子集)的标准偏差而设定阈值水平。响应于确定第一子集的平均值与第二子集的平均值之差大于第二子集的标准偏差的预定倍数，过程600行进到618。否则，过程600行进回到604，其中，可摄入装置604继续搜集新数据，用于监测在胃(例如胃306(图3))与十二指肠(例如十二指肠310(图3))之间的转移。

在618，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)(例如通过PCB 120(图2)内的控制电路)确定在616所进行的确定是否是第一子集最近数据的平均值与第二子集过去数据的平均值之差首次被计算为大于第二子集的标准偏差。如果可摄入装置确定这是第一子集的平均值与第二子集的平均值之差首次被计算为大于第二子集的标准偏差，则过程600行进到620以存储第二子集过去数据的平均值存储作为胃中的平均G/B信号。可替代地，如果可摄入装置确定在616进行的前一次的确定不是第一子集最近数据的平均值与第二子集过去数据的平均值之差首次被计算为大于第二子集标准偏差，则过程600直接行进到622。

在620，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)存储第二子集的平均值作为胃中的平均G/B信号。例如，可摄入装置100可以被构造为存储第二子集过去数据的平均值(例如存储到PCB 120(图2)的记忆电路内)作为胃中测量到的测量的绿光反射率水平与测量的蓝光反射率水平的平均比率。在一些实施例中，可摄入装置100也可存储第二子集过去数据的标准偏差作为在胃内探测到的测量的绿光反射率水平与测量的蓝光反射率水平的比率的典型标准偏差。可由可摄入装置在此后(例如在610)使用这种存储信息以与未来数据比较，这可使可摄入装置能够探测从十二指肠(例如十二指肠310(图3))回到胃(例如胃306(图3))的逆向幽门转移，并且这种存储信息可通常用于替代从胃中搜集的其它实验数据(例如替代616的第二子集数据)。在存储第二子集的平均值作为胃中的平均G/B信号之后，过程600行进到622。

在622，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)确定第一子集最近数据的平均值与第二子集过去数据的平均值之差是否大于预定阈值“M”。在一些实施例中，预定阈值“M”将足够大以确保第一子集的平均值显著大于第二子集的平均值，并可使可摄入装置100能够确保其探测到实际转移到十二指肠。当由于第二子集过去数据的标准偏差异常小而使得在616进行的确定可能不可靠时，这可特别有利。例如，预定阈值“M”的典型值可在0.1至0.5的量级。如果可摄入装置100确定第一子集最近数据与第二子集过去数据的平均值之差大于预定阈值，则过程600行进到624以存储数据而指示出探测到从胃到十二指肠(例如从胃306到十二指肠310(图3))的幽门转移。可替代地，如果可摄入装置确定第一子集与第二子集的平均值的比率小于或等于预定阈值“M”(即，确定未发生到十二指肠的转移)，则过程600直接行进到604，其中可摄入装置100继续进行新的测量并监测胃与十二指肠之间的可能转移。

在一些实施例中，不使用第一子集最近数据的平均值与第二子集过去数据的平均值之差，而是，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)确定是否第一子集最近数据的平均值与第二子集过去数据的平均值的比率大于预定阈值“M”。在一些实施例中，预定阈值“M”将足够大，以确保第一子集的平均值显著大于第二子集的平均值，并可使可摄入装置100能够确保其探测到实际转移到十二指肠。当由于第二子集过去数据的标准偏差异常小而使得在616进行的确定可能不可靠时，这可特别有利。例如，预定阈值“M”的典型值可在1.2至2.0的量级。应理解，任何方便类型的阈值或者计算可用于确定是否第一子集数据和第二子集数据均在统计学上彼此区别，而且根据总体平均值而言也彼此显著不同。

在624，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)存储数据而指示出探测到从胃到十二指肠的幽门转移。例如，可摄入装置100可存储数据标志(例如存储到PCB 120(图2)的记忆电路内)，其指示可摄入装置100最近探测到自身处于胃肠道的十二指肠部分(例如十二指肠310(图3))内。在一些实施例中，可摄入装置100也可存储数据(例如存储到PCB120(图2)的记忆电路内)，其指示出可摄入装置100探测到从胃到十二指肠的幽门转移的时间。此信息可由可摄入装置100在608使用，并且结果，过程600可从608行进到610，而非从618行进到614。在可摄入装置100存储指示探测到从胃到十二指肠的幽门转移的数据之后，过程600行进到604，其中，可摄入装置100继续搜集额外测量值，并继续监测胃与十二指肠之间的进一步转移。

应理解，本公开内容的流程图(包括图6)的步骤和描述仅为例示性的。流程图(包括图6)的任何步骤和描述可修改、省略、重新布置、和以可替代顺序或并行地执行，两个或更多个步骤可组合，或者可增加任意额外的步骤，而不背离本公开内容的范围。例如，可摄入装置100可并行地计算多个数据集的平均值和标准偏差以加速总计算时间。另外，应注意，

图6的步骤和描述可与本申请中所述任何其它系统、装置或方法组合，并且在本申请中所述的任何可摄入装置或系统可用于执行图6中的一个或多个步骤。例如，过程600的部分可被包含到过程500(图5)的508－516中，并可为用于确定可摄入装置的位置的更多一般过程的一部分。作为另一示例，探测的蓝和绿光的比率(例如，在604测量到并添加到数据集)可以甚至在胃或十二指肠外继续，并且类似信息可由可摄入装置在其在胃肠道中转移过程中记录。测量的绿光和蓝光反射率水平的比率的数据集的示例性图线可贯穿整个胃肠道搜集，并在下文中参照图7和图8进一步论述。

图7是根据本公开内容的一些实施例例示出在可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)的示例性操作过程中收集的数据的图线，其可在确定可摄入装置当其转移通过胃肠(GI)道时的位置时使用。

虽然图7出于例示目的可结合可摄入装置100描述，但是这并非意在限制性的，并且图线700和数据集702可为本申请中所述任意装置搜集的典型数据。图线700图示出随时间的测量的绿光反射率水平与测量的蓝光反射率水平的比率。例如，可摄入装置100通过以下方式对于数据集702中的每个点计算出值：在给定时间发出绿和蓝光照射(例如通过照射器124(图2)实现)，测量形成的绿和蓝光反射率(例如通过探测器122(图2))，计算形成的反射率的比率，并且将所述比率与指示出反射率被搜集的时间的时间戳一起存储到数据集中。

在704，在可摄入装置100开始操作后不久，可摄入装置100确定其至少已到达胃(例如，由于作出与结合过程500(图5)中的506所述确定类似的确定)。可摄入装置100继续搜集绿和蓝光反射率水平的额外的测量值，并且在706，可摄入装置100确定已发生从胃到十二指肠的幽门转移(例如，由于作出与结合过程600(图6)的616－624所述确定类似的确定)。显见，数据集702中的值在706附近突然上跳，这指示出十二指肠中典型的测量的绿光反射率水平与测量的蓝光反射率水平的更高比率。

数据集702的其余部分图示出贯穿胃肠道的其余部分中测量的绿光反射率水平与测量的蓝光反射率水平的比率。在708，可摄入装置100已到达空肠(例如，如通过肌肉收缩测量所确定，如参照图9所述)，并且通过710，可摄入装置100已到达盲肠。应理解，在一些实施例中，数据集702的整体特性和外观在小肠(即，十二指肠、空肠和回肠)内相比于盲肠发生变化。在空肠和回肠内，测量的绿光反射率水平与测量的蓝光反射率水平的比率典型地可以具有广泛的变化，导致具有高标准偏差的相对较多噪点的数据。比较而言，在盲肠内可摄入装置100可测量到测量的绿光反射率水平与测量的蓝光反射率水平的相对稳定的比率。在一些实施例中，可摄入装置100可被构造为基于这些不同而确定从小肠到盲肠的转移。例如，可摄入装置100可将最近的数据窗与过去的数据窗比较，并响应于确定最近数据窗中的比率的标准偏差显著小于过去数据窗中的比率的标准偏差而探测出转移到盲肠。

图8是根据本公开内容的一些实施例例示出在可摄入装置的示例性操作过程中收集的数据的另一图线，其可在确定可摄入装置当其转移通过胃肠(GI)道时的位置时使用。类似于图7，图8出于例示目的可结合可摄入装置100描述。但是这并非意在限制性的，并且图线800和数据集802可为本申请中所述任意装置搜集的典型数据。

在804，在可摄入装置100开始操作后不久，可摄入装置100确定其至少已到达胃(例如，由于作出与结合过程500(图5)中506所述确定类似的确定)。可摄入装置100继续搜集绿和蓝光反射率水平的额外的测量值(例如通过传感子单元126(图2))，并且在806，可摄入装置100确定已发生从胃到十二指肠的幽门转移(例如，由于作出与结合过程600(图6)的616－624所述确定类似的确定)。显见，数据集802中的值在806附近突然上跳，这指示出在下落之后不久，十二指肠中典型的测量的绿光反射率水平与测量的蓝光反射率水平的更高比率。由于数据集802中的值减小，因而可摄入装置100确定在808已发生从十二指肠返回到胃的逆向幽门转移(例如，由于作出与结合过程600(图6)的610－612所述确定类似的确定)。在810，由于数据集802中的值再次增大，因而可摄入装置100确定已发生从胃到十二指肠的另一幽门转移，且此后不久，可摄入装置100向上行进到空肠、回肠和盲肠。

数据集802的其余部分图示出贯穿胃肠道其余部分中测量的绿光反射率水平与测量的蓝光反射率水平的比率。显见，在812，可摄入装置到达回肠与盲肠之间的转移部位。如在上文中结合图7所述，转移到盲肠以测量的绿光反射率与测量的蓝光反射率的比率的随时间减小的标准偏差作为标记，并且可摄入装置100可被构造为：基于确定最近测量值组的标准偏差显著小于从空肠或回肠取得的过去测量值的标准偏差而探测出转移到盲肠。

图9是根据本公开内容的一些实施例的用于探测从十二指肠到空肠的转移的例示性步骤的流程图，其可在确定可摄入装置当其转移通过胃肠(GI)道时的位置时使用。虽然图9出于例示目的可结合可摄入装置100描述，但是这不意在限制性的，并且图9中所述过程900的部分或全部可应用于本申请中所述的任意装置(例如可摄入装置100,300和400)，并且这些可摄入装置中的任意装置可用于执行图9中所述过程的一个或多个部分。另外，图9的特征可以与本申请中所述任意其它系统、方法或过程组合。例如，图9中的过程所述的部分过程可集成于图5中所述定位过程中(例如作为过程500(图5)的520－524的一部分)。在一些实施例中，可摄入装置100当在十二指肠中时或响应于探测到进入十二指肠而执行过程900。在其它实施例中，可摄入装置100可在胃中时或响应于探测到进入胃肠道中而执行过程900。还可理解的是，过程900可与本公开内容中所述任意其它过程(例如过程600(图6))并行执行，这可使可摄入装置100能够探测到进入胃肠道各个部分中，而不必探测进入胃肠道的在前部分中。

为了例示目的，图9可根据可摄入装置100论述，其产生由单个传感子单元(例如传感子单元126(图2))以单波长产生的单组反射率水平并且基于此而进行确定。然而，应理解，可摄入装置100可通过沿可摄入装置的周边定位的多个不同传感子单元(例如位于可摄入装置100(图1)的窗114之后不同位置的多个传感子单元)产生多个波长的照射，并且形成的反射率的每个可存储为分立的数据集。另外，这些组反射率水平中的每组可用于通过运行多版本的过程900而探测肌肉收缩，每个过程处理与从不同波长测量值或者由不同传感子单元进行的测量值获取的数据集对应的不同反射率组的数据。

在902，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)获取成组的反射率水平。例如，可摄入装置100可从记忆体(例如从PCB 120(图2)的记忆电路)获取先前记录的反射率水平的数据集。每个反射率水平可对应于通过由可摄入装置100产生的照射(例如通过照射器124(图2))由可摄入装置100先前探测(例如通过探测器122(图2))的反射率，并可体现出指示以给定反射率探测到的光量的值。然而，应理解，可使用任意适合频率的光，例如红外、可见、或紫外光谱的光。在一些实施例中，反射率水平可对应于先前由可摄入装置100以周期性时间间隔探测到的反射率。

在904，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)包括在数据集中的新的反射率水平测量值。例如，可摄入装置100可被构造为：以规律时间间隔或者通过足以探测蠕动波的速度探测新的反射率(例如使用传感子单元126(图2)发出照射并探测形成的反射率)。例如，可摄入装置100可被构造为每3秒一次(即，探测0.17Hz信号所必要的最小速率)产生照射并测量形成的反射率，优选地采用更高速率，快至0.1秒或甚至更快。应理解，各次测量之间的周期性时间间隔可基于受试者物种和待测量的蠕动波的预计频率而根据需要适配。每次可摄入装置100在904进行新的反射率水平测量时，新的数据被包括到数据集(例如存储到PCB 120(图2)的记忆电路内的数据集)。

在906，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)通过将滑动窗过滤器施加于数据集而获取第一子集最近数据。例如，可摄入装置100可从数据集获取1分钟价值的数据。如果数据集包括每秒测量到的反射率值，则这将是约60数据点价值的数据。可使用任何适合类型的窗尺寸，只要窗尺寸足够大以探测到蠕动波(例如对于健康人类受试者的0.05Hz至0.33Hz量级的波动)即可。在一些实施例中，可摄入装置100也可清除数据，例如通过从利用滑动窗过滤器获取的第一子集数据去除异常值。

在908，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)通过对第一子集最近数据进行插值获取第二子集最近数据。例如，可摄入装置100可对第一子集数据插值以产生具有足够数量的数据点(例如，每0.5秒或更大而间隔分开的数据点)的第二子集数据。在一些实施例中，这可使可摄入装置100还能够替换可能已作为在906施加窗过滤器的一部分被去除的任何异常数据点。

在910，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)通过第二子集数据计算归一化频谱。例如，可摄入装置100可被构造为执行快速傅里叶变换以将第二子集数据从时间域表现转变为频率域表现。应理解，根据所使用的应用和子集数据的性质，可使用任意数量的适合进程(例如傅里叶变换进程)确定第二子集数据的频谱。例如，第二子集数据的采样频率和大小可事先已知，并且可摄入装置100可被构造为在记忆体(例如PCB120(图2)的记忆电路)内具有归一化离散傅里叶变换(DFT)矩阵的预先存储值、或对应于所关注0.05Hz至0.33Hz频率分量的DFT矩阵行。在此情况下，可摄入装置可使用DFT矩阵与数据集之间的矩阵乘法以产生适合的频谱。可通过可摄入装置获取的示例性的数据集和对应的频谱参照图10更详细论述。

在912，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)确定是否归一化频谱的至少部分是否在高于0.5Hz的阈值的0.05Hz至0.33Hz之间。健康人类受试者中的蠕动波以0.05Hz至0.33Hz之间的速率发生，并且经历蠕动波的可摄入装置(例如探测空肠(图4)的壁406中的收缩的可摄入装置400)可在遵照类似的0.05Hz至0.33Hz频率的已探测的反射率水平的幅度中探测到正弦曲线变化。如果可摄入装置确定归一化频谱在0.05Hz至0.33Hz之间的部分高于0.5的阈值，则此测量值可与健康人类受试者中的蠕动波一致，并且过程900行进到914，其中，可摄入装置100存储指示探测到肌肉收缩的数据。可替代地，如果可摄入装置确定归一化频谱在0.05Hz至0.33Hz之间没有高于0.5的阈值的部分，则过程900直接行进到904以进行新的测量并继续监测新的肌肉收缩。应理解，可使用不同于0.5的阈值，并且确切阈值可取决于可摄入装置100的采样频率和所用频谱类型。

在914，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)存储指示探测到肌肉收缩的数据。例如，可摄入装置100可将数据存储到记忆体(例如PCB 120(图2)的记忆电路)中，该数据指示出探测到肌肉收缩，并指示出探测到肌肉收缩的时间。在一些实施例中，可摄入装置100也可监测探测到的肌肉收缩的总数量、或者在给定时间帧中探测到的肌肉收缩数量。在一些实施例中，探测到特定数量的肌肉收缩可与可摄入装置100在健康人类受试者的空肠(例如空肠314(图3))内一致。在探测到肌肉收缩之后，过程900行进到916。

在916，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)确定是否肌肉收缩的总数量超过预定阈值数量。例如，可摄入装置100可获取从记忆体(例如从PCB 120(图2)的记忆电路)探测到的肌肉收缩的总数量，并将总数量与阈值比较。在一些实施例中，阈值可为1、或者大于1的任何数。阈值越大，则在可摄入装置100存储指示其已进入空肠的数据之前需要探测到越多肌肉收缩。在实践中，将阈值设定为3或更高可防止可摄入装置探测到假阳性(例如由于胃肠道器官自然运动或者由于受试者运动)。如果收缩总数量超过预定阈值数量，则过程900行进到918以存储指示探测到从十二指肠转移到空肠的数据。可替代地，如果收缩总数量未超过预定阈值数量，则过程900行进到904以在数据集中包括新的反射率水平测量值。随时间探测到的肌肉收缩的示例性图线参照图11更详细论述。

在918，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)存储指示探测到从十二指肠转移到空肠的数据。例如，可摄入装置100可将数据存储到记忆体(例如PCB 120(图2)的记忆电路)中，该数据指示出已到达空肠。在一些实施例中，如果可摄入装置100被构造为当在胃中时执行过程900的所有或部分，则可摄入装置100可在918存储数据，其指示探测到从胃直接转移到空肠(例如由于对于使用过程600(图6)待探测幽门转移而过快转移通过十二指肠)。

在一些实施例中，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)可被构造为响应于识别出可摄入装置的位置改变而从可摄入装置壳体外的环境中获取流体样本。例如，可摄入装置100可被构造为：响应于确定可摄入装置位于空肠(例如空肠314(图3))内而从可摄入装置100壳体外的环境中获取流体样本(例如通过使用可选的开口116和可选的旋转组件118(图2))。在一些实施例中，可摄入装置100还可装备有适合的诊断机构以基于获取的流体样本(例如小肠细菌过度生长(SIBO))而探测特定医疗状况。

在一些实施例中，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)可被构造为响应于识别出可摄入装置的位置变化而将预先储存在可摄入装置内的可配发物质从可摄入装置传输到胃肠道中。例如，可摄入装置100可具有预先储存在可摄入装置100内(例如储存在可选的储存子单元118-3(图2)上的储存室或腔内)的可配发物质，并且可摄入装置100可被构造为：当可摄入装置100探测到可摄入装置100位于空肠(例如空肠314(图3))内时，将物质配发到胃肠道中(例如通过使用可选的开口116和可选的旋转组件118(图2))。在一些实施例中，这可使可摄入装置100能够将物质(例如治疗剂和药剂)传输到胃肠道内的目标位置。

在一些实施例中，可摄入装置(例如可摄入装置100,300或400)可被构造为基于探测到的肌肉收缩总数量而执行动作。例如，可摄入装置100可被构造为获取指示出肌肉收缩总数量的数据(例如从PCB 120(图2)的记忆电路获取)，并将其与健康个体中的预计的肌肉收缩数量比较。作为响应，可摄入装置可将物质配发到胃肠道中(例如通过使用可选的开口116和可选的旋转组件118(图2))，或者可从可摄入装置100的壳体外的环境中获取流体样本(例如通过使用可选的开口116和可选的旋转组件118(图2))。例如，可摄入装置100可被构造为响应于确定探测到的肌肉收缩数量反常且显著不同于预计数量而获取样本。作为另一示例，可摄入装置100可被构造为响应于确定探测到的肌肉收缩与健康个体中的胃肠道功能一致而将物质(例如药剂)传输到胃肠道中。

应理解，本公开内容的流程图(包括图9)的步骤和描述仅为例示性的。流程图(包括图9)的任何步骤和描述可修改、省略、重新布置、和以可替代顺序或并行地执行，两个或更多个步骤可组合，或者可增加任意额外的步骤，而不背离本公开内容的范围。例如，可摄入装置100可并行地计算多个数据集(例如多个数据集，每一个对应于不同波长的反射率或者用于探测反射率的不同传感子单元)的平均值和标准偏差以加速总计算时间。另外，应注意，图9的步骤和描述可与本申请中所述任何其它系统、装置或方法组合，并且在本申请中所述的任何可摄入装置或系统可用于执行图9中的一个或多个步骤。

图10是根据本公开内容的一些实施例例示出在可摄入装置的示例性操作过程中收集的数据的图线，其可在探测从十二指肠转移到空肠时使用。示意图1000图示出由可摄入装置测量的反射率水平的数据集(例如参照图9的908论述的第二子集数据)的时间域图线1002。在一些实施例中，可摄入装置100可被构造为以半正则时间间隔(约间隔开0.5秒)搜集数据点。通过比较，示意图1050图示出由可摄入装置测量的相同的反射率水平的数据集的频率域图线1004(例如由可摄入装置100在图9的910计算频谱)。在一些实施例中，可摄入装置100可被构造为通过任意适合手段计算频谱。

在示意图1050中，在0.05Hz至0.33Hz之间的频率范围1006可为可摄入装置100搜寻以探测肌肉收缩的频率范围。如示意图1050中所示，频率域图线1004在0.14Hz附近存在强峰，这与健康人类个体中蠕动运动的频率一致。在此情况下，分析频率域图线1004的可摄入装置100可构造为确定数据与探测到的肌肉收缩一致(例如使用与过程900(图9)的912类似的过程)，并可存储指示出已探测到肌肉收缩的数据(例如在PCB 120(图2)的记忆电路中)。由于肌肉收缩从终止于118分钟处的1分钟窗的数据中探测到，因而可摄入装置100也可存储指示在118分钟标记处探测到肌肉收缩的数据(即，其可指示出可摄入装置100在118分钟前起动并由受试者摄入)。

图11是根据本公开内容的一些实施例例示出由可摄入装置随时间探测到的肌肉收缩的图线，其可在确定可摄入装置当其转移通过胃肠(GI)道时的位置时使用。在一些实施例中，可摄入装置100可被构造为探测肌肉收缩，并存储指示每次肌肉收缩何时被探测到的数据(例如作为过程900(图9)的914的一部分)。图线1100图示出随时间探测到的肌肉收缩1106，其中每次肌肉收缩通过在y轴上从0到1的竖直线表现。

在1102，在10分钟标记附近，可摄入装置100首次进入十二指肠中(例如通过可摄入装置100执行过程600(图6)所确定)。此后不久，在1108，可摄入装置100开始快速连续地探测到多次肌肉收缩1106，这可指示出在空肠(例如空肠314(图3))中形成的强蠕动波。此后，在1110附近，可摄入装置100继续探测到间歇的肌肉收缩，这可与可摄入装置100处于回肠内一致。最后，在1104，可摄入装置100转移出小肠并进入盲肠中。显然，与小肠的回肠部分相比，可摄入装置100在小肠的空肠部分中探测到更频繁的肌肉收缩，并且可摄入装置100在已离开小肠之后未测量到任何肌肉收缩。在一些实施例中，可摄入装置100可将这种信息包含到定位过程中。例如，可摄入装置100可被构造为响应于确定探测到的肌肉收缩的频率(例如在给定10分钟的窗中测量到的肌肉收缩的数量)处于阈值数量以下而探测到从空肠转移到回肠。作为另一示例，可摄入装置100可被构造为响应于确定在阈值时段中未探测到肌肉收缩而探测到从回肠转移到盲肠。应理解，这些示例意在为例示性的，而非限制性的，并且肌肉收缩的测量值可与本公开内容中所述的任何其它过程、系统、或方法组合。

图12是用于特定实施例的流程图1200，用于确定所述装置从空肠转移到回肠。应注意，通常，空肠比回肠更红且具有更多血管。另外，通常，与回肠相比，空肠具有更厚的肠壁，肠壁具有更多肠系膜脂肪。在空肠与回肠之间的这些差别预计引起在空肠中相对于回肠的不同光学响应。可选地，一个或多个光学信号可用于研究光学响应的不同。例如，所述过程可包括监测被反射的红光、蓝光、绿光的光学响应的变化、红光与绿光的比率、红光与蓝光的比率、和/或绿光与蓝光的比率。在一些实施例中，在所述过程中探测到反射的红光。

流程图1200表现出单个滑动窗处理。在步骤1210中，空肠基准信号基于光学反射确定。典型地，从确定所述装置进入空肠起的一定时段中，此信号作为平均信号(例如反射红光)。所述时段可例如从5分钟到40分钟(例如从10分钟到30分钟、从15分钟到25分钟)。在步骤1220中，恰在步骤1210中所用时段之后探测到的信号(例如反射红光)被归一化为步骤1210中确定的基准信号。在步骤1230中，探测到信号(例如反射红光)。在步骤1240中，基于单个滑动窗探测到的平均信号与信号阈值比较。步骤1240中的信号阈值基本是步骤1210中确定的空肠基准信号的基准信号的分数。例如，信号阈值可以是空肠基准信号的60％至90％(例如70％至80％)。如果平均信号超过信号阈值，则所述过程在步骤1250确定所述装置已进入回肠。如果平均信号未超过信号阈值，则所述过程返回到步骤1230。

图13是用于特定实施例的流程图1200，用于使用两个滑动窗的处理确定所述装置从空肠转移到回肠。在步骤1310中，空肠基准信号基于光学反射确定。典型地，从确定所述装置进入空肠起的一定时段中，此信号作为平均信号(例如反射红光)。所述时段可例如为从5分钟到40分钟(例如从10分钟到30分钟、从15分钟到25分钟)。在步骤1320中，恰在步骤1310中所用时段之后探测到的信号(例如反射红光)被归一化为步骤1310中确定的基准信号。在步骤1330中，探测到信号(例如反射红光)。在步骤1340中，基于两个滑动窗探测到的信号平均差与信号阈值比较。在步骤1340中的信号阈值基于是否探测到的信号的平均差超过第一窗的探测到的信号的倍数(例如从1.5倍至5倍、从2倍到4倍)。如果超过信号阈值，则所述过程在步骤1350确定所述装置已进入回肠。如果未超过信号阈值，则所述过程返回到步骤1330。

图14是1400用于特定实施例的流程图，用于确定所述装置从回肠转移到盲肠的过程。通常，所述过程涉及：探测反射的光学信号(例如，红光、蓝光、绿光、红光与绿光的比率、红光与蓝光的比率和/或绿光与蓝光的比率)的变化。在一些实施例中，所述过程包括：探测反射的红光与反射的绿光的比率的变化，并探测反射的绿光与反射的蓝光的比率的变化。通常，在过程1400中，继续进行参照过程600所述的滑动窗分析(第一和第二窗)。

步骤1410包括：在探测的信号中设定第一阈值(例如，探测的红光与探测的绿光的比率)；和对于探测的信号设定关于变化系数(例如用于探测的绿光与探测的蓝光的比率的变化系数)的第二阈值。第一阈值可被设定为第一窗中平均信号(例如探测的红光与探测的绿光的比率)的分数(例如从0.5至0.9，从0.6至0.8)，或者为两个窗中的探测的信号(例如探测的红光与探测的绿光的比率)之间的平均差的分数(例如从0.4至0.8，从0.5至0.7)。第二阈值可被设定到0.1(例如0.05,0.02)。

步骤1420包括：探测第一和第二窗中的信号，其待用于与第一和第二阈值比较。

步骤1430包括：将探测的信号与第一和第二阈值比较。如果对应值不低于第一阈值或者对应值不低于第二阈值，则确定所述装置尚未离开回肠进入盲肠，并且所述过程返回到步骤1420。如果对应值低于第一阈值而且对应值低于第二阈值，则确定所述装置已离开回肠进入盲肠，所述过程行进到步骤1440。

步骤1450包括：确定是否首次确定所述装置离开回肠进入盲肠。如果是首次确定所述装置离开回肠进入盲肠，则所述过程行进到步骤1460。如果非首次所述装置已离开回肠进入盲肠，则所述过程行进到步骤1470。

步骤1460包括设定基准信号。在此步骤中，光学信号(例如探测的红光与探测的绿光的比率)作为基准信号。

步骤1470包括：确定是否所述装置可能已离开盲肠返回回肠。如果对应的探测的信号(例如探测的红光与探测的绿光的比率)与基准信号(在步骤1460中确定)在统计学上相当而且对应的探测的信号(例如探测的绿光与探测的蓝光的比率)的变化系数超过第二阈值，则确定所述装置已离开盲肠并返回回肠。如果确定所述装置可能已离开盲肠并返回回肠，则所述过程行进到步骤1480。

步骤1480包括：在一定时段(例如，至少1分钟、从5分钟到15分钟)中继续探测相关光学信号。

步骤1490包括：确定是否在步骤1480中所确定信号(使用在步骤1470中所述方法)指示所述装置再次进入回肠。如果所述信号指示所述装置再次进入回肠，则所述过程行进到步骤1420。如果所述信号指示所述装置处于盲肠中，则所述过程行进到步骤1492。

步骤1492包括：在一定时段(例如，至少30分钟、至少1小时、至少2小时)中继续监测相关光学信号。

步骤1494包括：确定是否在步骤1492中所确定信号(使用在步骤1470中所述方法)指示所述装置再次进入回肠。如果所述信号指示所述装置再次进入回肠，则所述过程行进到步骤1420。如果所述信号指示所述装置处于盲肠中，则所述过程行进到步骤1496。

在步骤1496，所述过程确定所述装置处于盲肠中。

图15是用于特定实施例的流程图1500，其用于确定所述装置从盲肠转移到结肠。通常，所述过程涉及：探测反射的光学信号(例如，红光、蓝光、绿光、红光与绿光的比率、红光与蓝光的比率和/或绿光与蓝光的比率)的变化。在一些实施例中，所述过程包括：探测反射的红光与反射的绿光的比率的变化，并且还探测反射的蓝光的比率的变化。通常，在过程1500中，继续进行参照过程1400所述的滑动窗分析(第一和第二窗)。

在步骤1510中，当所述装置处于盲肠中时(例如在步骤1480的过程中)，在一定时段(例如，至少1分钟、至少5分钟、至少10分钟)中收集光学信号(例如反射的红光信号与反射的绿光信号以及反射的红光信号与反射的蓝光信号的比率)。用于所记录光学信号(例如反射的红光信号与反射的绿光信号以及反射的红光信号与反射的蓝光信号的比率)的平均值建立盲肠基准信号。

在步骤1520中，在已经确定所述装置进入盲肠(例如在步骤1440)之后，探测光学信号。光学信号被归一化为盲肠基准信号。

步骤1530涉及：确定是否所述装置已进入结肠。这包括：确定是否满足三个不同准则中的任意准则。如果探测的光学信号的比率(例如探测的红光信号与探测的绿光的比率)的平均差是第二窗中的对应信号(例如探测的红光信号与探测的绿光的比率)的标准偏差的大于1的倍数(例如2X,3X,4X)，则满足第一准则。如果探测的光学信号(例如探测的红光信号与探测的绿光的比率)的平均值超过给定值(例如超过1)，则满足第二准则。如果在第一窗中的光学信号(例如探测的蓝光)的变化系数超过给定值(例如超过0.2)，则满足第三准则。如果满足三个准则中的任意准则，则所述过程行进到步骤1540。否则，三个准则均不满足，则所述过程返回到步骤1520。

为了例示目的，本公开内容主要着重于可摄入装置的多个不同示例性实施例和用于确定可摄入装置在胃肠道内位置的方法的示例性实施例。然而，可被构建的可行的可摄入装置不限于这些实施例，并且在不显著改变所述装置的功能和操作的情况下，可进行形状和设计上的变化。类似地，用于确定可摄入装置在胃肠道内位置的可行的进程不限于所述的具体进程和实施例(例如过程500(图5)，过程600(图6)，过程900(图9)，过程1200(图12)，过程1300(图13)，过程1400(图14)和过程1500(图15))。而且，在此所述的可摄入装置的应用不仅限于搜集数据、采样和检测胃肠道部分、或传输药剂。例如，在一些实施例中，可摄入装置可被适配以包括多个化学、电、或光学诊断以诊断多种疾病。类似地，用于测量身体现象或其它生理素质的多个不同传感器可包括在可摄入装置上。例如，可摄入装置可被适配为测量胃肠道中的特定化学化合物或杂质的升高的水平，或者，采样室中包含的定位、采样、以及适合的诊断和试验技术的组合可特别良好适用于确定小肠细菌生长(SIBO)的存在。

在此所述可摄入装置的各个实施例的至少一些元件通过软件(例如通过PCB 120(图2)内的控制电路执行的软件)实现，可通过高级的程序语言(例如面向对象编程、脚本语言或两者)编写。相应地，如面向对象编程中本领域技术人员公知的，程序代码可通过C、C++、或任何其它适合的编程语言编写，并可包括模块或类。可替代地或另外地，在此所述可摄入装置的实施例的至少一些元件通过软件实现，可根据需要通过汇编语言、机器语言或者固件编写。在任一情况下，所述语言可为编译或解释语言。

用于实现可摄入装置的至少一些程序代码可存储到存储介质上或者能够由通用或专用目的的可编程计算装置(其具有必要的处理器、操作系统和相关联的硬件和软件以实现在此所述的至少一个实施例的功能)读取的计算机可读介质上。程序代码当由计算装置读取时配置计算装置以新的特别的预定的方式操作，以执行在此所述的至少一种方法。

另外，与在此所述的示例性实施例的系统、装置和方法相关联的至少一些程序能够分布在计算机程序产品中，计算机程序产品包括承载用于一个或多个处理器的计算机可用指令的计算机可读介质。所述介质可通过各种形式(包括非暂时形式)设置，例如但不限于：一个或多个磁盘、光盘、磁带、芯片、以及磁和电子存储器。在一些实施例中，所述介质可本质为暂时性的，例如但不限于：有限传送、卫星传送、互联网传送(例如下载)、介质、数字和模拟信号等。计算机可用指令也可为不同形式，包括编译和非编译代码。

上述技术可使用软件实现以在计算机上执行。例如，软件形成了在一个或多个计算机程序中的进程，其在一个或多个编程或可编程的计算机系统(其可为各种构架，例如分布式、客户机/服务器、或网格)上执行，每个计算机系统包括至少一个处理器、至少一个数据存储系统(包括易失性或非易失性的记忆体和/或存储元件)、至少一个输入装置或端口、和至少一个输出装置或端口。

软件可设置在存储介质(例如CD-ROM)上，能够由通用或专用目的的可编程计算机读取，或者在网络通讯介质上传输(以传播信号编码)到其被执行的计算机。所有功能可在专用目的计算机上执行或者使用专用目的硬件(例如协处理器)执行。软件可通过分布方式实现，其中由软件规定的不同计算部分通过不同计算机执行。每个这样的计算机程序优选地存储到或下载到能够通过通用或专用目的可编程计算机读取的存储介质或装置(例如固态记忆体或介质、或者磁或光学介质)，用于当存储介质或装置通过计算机系统读取时配置和操作计算机以执行在此所述的进程。本发明的系统也可被认为作为计算机可读存储介质(其配置有计算机程序)实现，其中如此配置的存储介质使得计算机系统以特定和预定方式操作以执行在此所述的功能。

图16例示出非限制性示例的网络系统，其用于收集、通信和/或分析关于受试者的数据，使用如在此公开的可摄入装置和通过一个或多个网络而通信的一个或多个网络装置。例如，可摄入装置可被构造以与外部基站通信。作为示例，可摄入装置可具有通信单元，其与自身具有通信单元的外部基站通信。图16例示出这种可摄入装置的示例性实施方案。如图16中所示，受试者摄入如本文中公开的可摄入装置。关于受试者(例如基于所收集的样本)的特定数据(其可称为“装置数据”)和/或可摄入装置在受试者胃肠道中的位置被收集或者以其它方式可用于或提供到移动装置，移动装置然后将数据通过互联网和服务器/数据存储器转发到医生办公室的计算机。该收集的数据也可以例如指明转移时间、呼吸频率、一个或多个宏量营养素水平、和一个或多个药物水平中的一者或多者。由可摄入装置收集的数据(通过一个或多个网络)通信到接收器，例如由受试者穿戴的手表或其它物件。然后所述数据从接收器通信到移动装置，然后移动装置将数据和服务器/数据存储/硬件存储装置转发或发送(通过一个或多个网络，例如互联网)到医生的办公室的计算机或数据分析系统。然后医生能够分析一些或所有关于受试者的数据以提供建议，诸如例如，一般健康建议、饮食健康建议、决策支持建议、和/或生活方式建议。在一些实施例中，数据分析系统从一个或多个硬件存储装置获取装置数据并(通过执行数据分析系统上存储的执行逻辑)处理装置数据以产生分析数据。虽然图16显示出用于收集和传送关于受试者的数据的特定方法，不过本公开内容不限于此。作为示例，接收器、移动装置、互联网、和/或服务器/数据存储器中的一者或多者可排除于数据通信通道。例如，移动装置可以例如使用加密狗用作装置数据的接收器。在这种实施例中，由受试者穿戴的物件不需要为通讯链的一部分。作为另一示例，数据通信通道中的一个或多个物件可替换为可替代物件。例如，数据不被提供到医生的办公室的计算机，而是可提供到服务提供者网络，例如医院网络、HMO网络等。在一些实施例中，受试者数据可收集和/或存储于一个地点(例如服务器/数据存储器)，而装置数据可收集和/或存储在不同的地点(例如不同的服务器/数据存储器)。

示例

根据本公开内容的可摄入医疗装置(TLC1)对20个受试者检测以研究其定位能力。TLC1是生物相容的聚碳酸酯胶囊，其包含动力供应器、电子器件和软件。机载软件算法使用时间、温度和反射光谱数据确定胶囊在其行进于胃肠道时的位置。胶囊为0.51x 1.22英寸，其大于0.4x 0.85英寸的维生素药丸。受试者在参与研究之前禁食一夜。计算机断层扫描(CT)用作确定通过TLC1收集的定位数据的准确性的基础。20个受试者中的一个不遵从禁食规定。缺乏20个受试者中的另一个的CT数据。这样，这两个受试者被排除于进一步的分析。TLC1在其进入受试者胃中之后的首个14小时每15秒采样RGB数据(沿径向发射)，并且此后每5分钟采样，直到电池耗尽。直到TLC1到达受试者的胃，TLC1才开始记录光学数据。这样，关于任意受试者，对于嘴－食道转移，没有基于RGB的数据。

此外，

SB(给定成像)装置对57个受试者进行检测。受试者在参加研究之前禁食一夜。在每个受试者内记录PillCam视频。PillCam的采样频率取决于速率。PillCam行进越快，则其将越快地采样数据。每个视频约7至8小时长，始于胶囊给予受试者的嘴中。RGB光学数据记录在表中。医生对于每个视频中何处发生胃－十二指肠转移和回肠－盲肠转移提供记录。计算机断层扫描(CT)用作用于确定PillCam收集的定位数据的准确性的基础。

食道－胃转移

对于TLC1，假定此转移发生在患者摄入所述装置后1分钟。对于PillCam，算法如下：

1.在胶囊启动/送给之后，开始嘴－食道转移探测；

2.检查是否绿光<102.3且蓝光<94.6，

a.如是，则标记为嘴－食道转移，

b.如否，则继续扫描数据；

3.在探测到嘴－食道转移之后，继续监测绿光和蓝光信号持续另外30秒，以防止位置逆反；

a.如果绿光>110.1或蓝光>105.5，则标记其为嘴－食道的位置逆反；

b.重置嘴－食道标志，并循环步骤2和3直到确认探测到嘴－食道的转移；

4.增加1分钟至确认的嘴－食道转移，并标记其为食道－胃转移。

对于一个PillCam受试者，在食道和胃之间不存在明确的差别，因而此受试者被排除于未来的胃定位分析。在56个有效受试者中，他们中的54个具有正确的食道－胃转移定位。总符合率为54/56＝96％。两个失败案例的每一个延长食道大于1分钟。因此，增加1分钟至嘴－食道转移不足以覆盖这两个受试者食道中的转移。

胃－十二指肠

对于TLC1和PillCam，使用滑动窗分析。算法使用哑铃形的两个滑动窗的方式，其中在前(第一)和后(第二)窗之间具有2分钟间隙。2分钟的间隙被设计为至少部分地跳过从胃到小肠的快速转移，并当胶囊在小肠中安定之后捕获小肠信号。算法如下：

1.在胶囊进入胃之后，开始检查胃－十二指肠转移；

2.设立两个窗(前和后)；

a.每个窗的时间长度：对于TLC1为3分钟，对于PillCam为30秒；

b.两个窗之间的时间间隙：对于两种装置均为2分钟；

c.窗滑动步骤尺寸：对于两种装置均为0.5分钟；

3.比较两个滑动窗中的信号；

a.如果平均差高于后窗中的绿/蓝光信号的标准偏差的3倍；

i.如果是第一次，则记录后窗中的信号的平均值和标准偏差作为胃基准；

ii.如果前窗中的平均信号比胃基准信号高特定阈值(对于TLC1为0.3且对PillCam为0.18)，则标记此为可能的胃－十二指肠转移；

b.如果探测到可能的幽门转移，则继续扫描另外10分钟以防止假阳性标志；

i.如果在此10分钟内探测到位置逆反，则先前的幽门转移标志是假阳性标志。清除此标志并继续检查；

ii.如果在可能的幽门转移标志之后10分钟内未识别到位置逆反，则标记其为确认的幽门转移；

c.在确认幽门转移之后继续监测绿/蓝数据持续另外2小时以防止位置逆反；

i.如果识别到位置逆反，则当逆反发生时标志时间戳，然后重复步骤a－c以寻找下一次幽门转移；

ii.如果在先前确认幽门转移之后2小时胶囊尚未回到胃，则停止位置逆反监测并假定胶囊将会停留在小肠区中。

对于TLC1，由于通过先前开发的定位算法识别出延迟的食道－胃转移，因而18个受试者中的一个从胃中取得样本过少(<3分钟)。因此，此受试者被排除于胃－十二指肠转移的算法检测。对于其余TLC1受试者，CT图像确认对所有受试者的探测的幽门转移位于胃与空肠之间某处。17个受试者中的两个显示出胶囊在首次胃－十二指肠转移之后回到胃。在TLC1算法探测与CT扫描之间的总符合率为17/17＝100％。

对于一个PillCam受试者，在视频结束之前胶囊一直停留在受试者胃中。对于另外两个PillCam受试者，从胃中取得的样本过少而无法运行定位算法。这三个PillCam受试者被排除于胃－十二指肠转移定位算法性能检测。PillCam的幽门转移定位算法的性能总结如下：

1.良好案例(48个受试者)：

a.对于25个受试者，我们的探测准确匹配于医生记录；

b.对于19个受试者，两种探测之间的差别小于5分钟；

c.对于4个受试者，两种探测之间的差别小于10分钟(完全转移在G/B信号稳定之前可花费达10分钟)。

2.失败案例(6个受试者)：

a.4个受试者具有在胃中的绿/蓝光信号的高标准偏差；

b.1个受试者的胃中具有胆汁，严重影响胃中的绿/蓝光信号；

c.1个受试者在幽门转移处没有绿/蓝光变化。

PillCam的胃－十二指肠转移定位算法探测与医生记录的总符合率为48/54＝89％。

十二指肠－空肠转移

对于TLC1，假定所述装置离开十二指肠，并在确定所述装置进入十二指肠之后3分钟进入空肠。在前述17个受试者中，相对于胃－十二指肠转移的TLC1研究，所提及受试者中16个具有确认十二指肠－空肠转移位于胃与空肠之间某处的CT图像。17个受试者中的一个在十二指肠中具有延长的转移时间。在算法探测与CT扫描之间的总符合率为16/17＝94％。

对于PillCam，十二指肠－空肠转移未确定。

空肠－回肠转移

应注意，空肠比回肠更红且具有更多血管，而且空肠具有更厚的肠壁，该肠壁具有更多肠系膜脂肪。这些差别可引起在空肠与回肠之间的不同光学响应，特别是对于反射红光信号而言。对于TLC1和PillCam，采用两种不同手段追踪在空肠－回肠转移处的红光信号变化。第一种手段是单个滑动窗分析，其中窗为10分钟长，并且当窗继续移动时比较平均信号与阈值。第二种手段是两个滑动窗分析，其中每个窗为10分钟长且在两个窗之间具有20分钟的间隙。用于空肠－回肠转移定位的算法如下：

1.在十二指肠－空肠转移之后获取20分钟的红光信号，将数据求平均并将其记录为空肠基准信号；

2.在所述装置进入空肠之后20分钟开始检查空肠－回肠转移；

a.通过空肠基准信号将新接收的数据归一化；

b.两种手段：

i.单个滑动窗分析：

如果反射红光信号的平均值小于0.8则设定转移标志

ii.两个滑动窗分析：

如果反射红光的平均差高于在前窗中的反射红光信号的标准偏差的2倍，则设定转移标志。

对于TLC1，18个受试者中的16个具有确认探测的空肠－回肠转移处于空肠与盲肠之间的CT图像。算法与CT扫描之间的总符合率为16/18＝89％。这对于单滑动窗和双滑动窗手段而言均是如此，并且相同的两个受试者在这两种手段中失败。

对于PillCam的空肠－回肠转移的探测的性能总结如下列出：

1.单个滑动窗分析：

a.11个案例具有被探测到在空肠与盲肠之间某处的空肠－回肠转移

b.24个案例具有被探测到在盲肠之后的空肠－回肠转移

c.19个案例未探测到空肠－回肠转移

d.总符合率：11/54＝20％

2.两个滑动窗分析：

a.30个案例具有被探测到在空肠与盲肠之间某处的空肠－回肠转移

b.24个案例具有被探测到在盲肠之后的空肠－回肠转移

c.总符合率：30/54＝56％

回肠－盲肠转移

数据表明：对于TLC1，反射红/绿光的平均信号提供在回肠－盲肠的转移前后的最大的统计学差别。数据还表明：对于TLC1，反射绿/蓝光的变化系数提供回肠－盲肠的转移的最大的统计学反差。基于PillCam视频的分析显示出与通过TLC1装置获取的结果非常类似的统计学趋势。这样，算法利用反射的红/绿光的平均值的变化和反射的绿/蓝光的变化系数。算法如下：

1.在胶囊进入胃之后开始监测回肠－盲肠转移

2.设立两个窗(前(第一)和后(第二))

a.对于每个窗使用5分钟时间长度

b.在两个窗之间使用10分钟间隙

c.使用1分钟窗滑动步骤尺寸

3.比较两个滑动窗中的信号

a.在以下情况下设定回肠－盲肠转移的标志：

i.反射的红/绿光具有显著变化或者低于阈值

ii.反射的绿/蓝光的变化系数低于阈值

b.如果这是首次探测到回肠－盲肠转移，则将小肠中的平均的反射的红/绿光信号记录为小肠基准信号

c.在以下情况下标记位置逆反(即，胶囊返回末端回肠)：

i.反射的红/绿光与小肠基准信号在统计学上相当

ii.反射的绿/蓝光的变化系数高于阈值

d.如果探测到可能的回肠－盲肠转移，则对于TLC1继续扫描另外10分钟(对于PillCam为15分钟)，以防止假阳性标志

i.如果在此时间帧内(对于TLC1为10分钟，对于PillCam为15分钟)探测到位置逆反，则先前的回肠－盲肠转移的标志是假阳性标志；清除此标志并继续检查

ii.如果在可能的回肠－盲肠转移标志之后在此时间帧内(对于TLC1为10分钟，对于PillCam为15分钟)未识别到位置逆反，则标记其为确认的回肠－盲肠转移

e.在确认回肠－盲肠转移之后继续监测数据持续另外2小时，以防止位置逆反

i.如果识别到位置逆反，则当逆反发生时标志时间戳，并且然后重复步骤a－d以寻找下一次回肠－盲肠转移

ii.如果在先前确认的回肠－盲肠转移之后2小时胶囊未回到小肠则停止位置逆反监测并假定胶囊将会停留在大肠区中

被特别设计用于TLC1装置的标志设定和位置逆反准则如下：

1.在以下情况下设定回肠－盲肠转移的标志：

a.前窗中的平均反射红/绿光小于0.7或两个窗之间的平均差高于0.6

b.并且反射的绿/蓝光的变化系数小于0.02

2.在以下情况下限定为位置逆反：

a.前窗中的平均反射红/绿光高于小肠基准信号

b.和反射的绿/蓝光的变化系数高于0.086

对于TLC1，18个受试者中的16个具有确认探测到回肠－盲肠转移处于末端回肠和结肠之间的CT图像。在算法与CT扫描之间的总符合率为16/18＝89％。关于这两个回肠－盲肠转移定位算法失败的受试者，对于一个受试者，当TLC1仍在受试者末端回肠中时探测到回肠－盲肠转移，并且对于另一个受试者，当所述装置在结肠中时探测到回肠－盲肠转移。

在57个可用PillCam内窥镜视频中，对于三个受试者，内窥镜视频在PillCam到达盲肠之前结束，并且另两个受试者在大肠中仅具有非常有限的视频数据(少于5分钟)。这五个受试者被排除于回肠－盲肠转移定位算法性能检测。对于PillCam的回肠－盲肠转移探测的性能总结如下列出：

1.良好案例(39个受试者):

a.对于31个受试者，PillCam探测与医生记录之间的差别小于5分钟

b.对于3个受试者，PillCam探测与医生记录之间的差别小于10分钟

c.对于5个受试者，PillCam探测与医生记录之间的差别小于20分钟(完全转移在信号稳定之前可花费20分钟)

2.边缘/不佳案例(13个受试者)：

a.边缘案例(9个受试者)

i.PillCam回肠－盲肠转移探测出现在末端回肠或结肠中，但是两种探测之间的差别在1小时内

b.失败案例(4个受试者)

i.失败原因：

1.信号在末端回肠中已稳定

2.信号从入口到出口可变性高

3.在回肠－盲肠转移处的反射红/绿光没有在统计学上的显著变化

如果仅考虑良好案例，则在回盲肠转移定位算法探测与医生记录之间的总符合率为39/52＝75％。包括可能可接受案例的总符合率是48/52＝92.3％。

盲肠－结肠转移

数据表明：对于TLC1，反射的红/绿光的平均信号提供在盲肠－结肠的转移前后的最大的统计学差别。数据还表明：对于TLC1，反射的蓝光的变化系数提供盲肠－结肠的转移的最大的统计学反差。相同信号用于PillCam。盲肠－结肠转移定位算法如下：

1.在回肠－盲肠转移之后获取10分钟的反射的红/绿光和反射的蓝光信号，将数据求平均值并将其记录为盲肠基准信号；

2.在胶囊进入盲肠之后，开始检查盲肠－结肠转移(盲肠－结肠转移算法取决于回肠－盲肠转移标志)

a.将新接收的数据通过盲肠基准信号而归一化；

b.两个滑动窗分析：

i.使用两个相邻的10分钟窗

ii.如果满足任意以下准则，则设定转移标志：

反射的红/绿光的平均差大于后窗(第二)中的反射的红/绿光的标准偏差的4倍

前(第一)窗中的反射的红/绿光的平均值高于1.03

前(第一)窗中的反射的蓝光信号的变化系数大于0.23

以上阈值基于TLC1取得的数据的统计学分析而选择。

对于TLC1，18个受试者中的15个具有被探测到处于盲肠与结肠之间的盲肠－结肠转移。一个受试者具有当TLC1仍在盲肠中时被探测到的盲肠－结肠转移。另两个受试者均具有错误的回肠－盲肠转移探测和错误的盲肠－结肠转移探测。在算法与CT扫描之间的总符合率为15/18＝83％。

对于PillCam，关于3个受试者，内窥镜视频在PillCam到达盲肠之前结束，而对于另两个受试者，在大肠中具有非常有限的视频数据(少于5分钟)。这五个受试者被排除于盲肠－结肠转移定位算法性能检测。对于PillCam的盲肠－结肠转移探测的性能总结如下列出：

1. 27个案例具有被探测到处于盲肠与结肠之间某处的盲肠－结肠转移；

2. 1个案例具有被探测到在回肠中的盲肠－结肠转移

3. 24个案例未定位到盲肠－结肠转移

总符合率：27/52＝52％.

下表总结出定位准确性结果。

其它实施例

虽然前述公开内容提供了特定示例性实施例，但是本公开内容不限于这样的实施例。

作为示例，在一些实施例中，一种方法可包括校准步骤。校准步骤可用于减小至少部分地源自于装置设计(例如一个或多个光探测器相对于一个或多个光源的相对位置)差别的结果差别。另外地或可替代地，校准可以包括：使用模仿一个或多个胃肠道区域的一个或多个混合物。这样的校准可用于减小至少部分地由光发射/探测系统对于一个或多个所关注波长(例如红、绿、蓝光)的响应性/敏感性造成的差别的结果差别。通过校准而获取的信息可用于调节可摄入装置当其存在于胃肠道中时所收集的数据。

作为另一示例，虽然已公开特定的光源，但本公开内容不限于这样的光源。而是，可使用任何适合的光源。示例性的光源包括：OLED(例如有源矩阵OLED)；聚合物LED；发光电化学元件(例如电致发光线、纤维诱导聚合物电致发光光源)；化学发光光源；和激光器(例如二极管激光器、固态激光器、竖直腔表面发射激光器)。

作为进一步的示例，虽然已公开特定的光探测器，但是本公开内容不限于这样的光探测器。而是，可使用任何适合的光源。示例性光探测器包括：有源像素/CMOS传感器；CCD；HgCdTe探测器；光电二极管；逆向偏置LED(用作光电二极管)；光电导管(光敏电阻器)；光电晶体管；量子点光电导体；量子点光电二极管；光伏/太阳能电池；硅光电倍增器；热探测器；和石墨烯/硅光探测器。

各种实施例的系统、过程和设备已在此仅示例性地描述。可以设想，任一实施例中所述的特征和限制可应用于在此的任何其它实施例，并且涉及一个实施例的流程图或示例可通过适合方式与任何其它实施例组合，以不同顺序进行，或并行地进行。应注意，上述的系统和/或方法可应用于其它系统和/或方法，或者根据其它系统和/或方法使用。

各实施例可在数字电路中、或在计算机硬件、固件、软件中、或在它们的组合中实现。在此所述技术的设备可实现在计算机程序产品中，其确切实施或存储于机器可读存储装置中以由可编程处理器执行；并且方法动作可由可编程处理器执行，可编程处理器执行指令程序以通过对输入数据操作并产生输出而施行本发明的功能。所述技术可有利地在一个或多个计算机程序中实施，所述计算机程序可在可编程系统中执行，可编程系统包括：至少一个可编程处理器，其联接以从数据存储系统接收数据和指令以及向数据存储系统发送数据和指令；至少一个输入装置；和至少一个输出装置。每个计算机程序可按照高级进程或面向对象编程语言实现，或在希望时按照汇编或机器语言实现；并且在任意情况下，所述语言可为编译或解释语言。

适合的处理器例如包括：通用和专用目的的微处理器。通常，处理器将从只读记忆体和/或随机存取记忆体中接收指令和数据。通常，计算机将包括用于存储数据文件的一个或多个大存储装置；这样的装置包括磁盘(例如内部硬盘和可移除的盘)；磁光盘；和光盘。适于确切实施计算机程序指令和数据的存储装置包括所有形式的非易失性记忆体，通过示例包括：半导体记忆装置，例如EPROM、EEPROM和闪存记忆装置；磁盘，例如内部硬盘和可移除盘；磁光盘；和CD-ROM盘。所有上述可由ASIC(专用集成电路)补充或包含到ASIC(专用集成电路)中。

在不背离各实施例的精神和范围的情况下可对这些示例性实施例进行各种修改和变化，并且所附的一系列实施例应给予与说明书整体一致的最宽范围的解读。

Claims (18)

1.一种可摄入装置，包括：

壳体，其通过第一端、与所述第一端相对的第二端、和从所述第一端纵向延伸到所述第二端的径向壁限定；

传感子单元，其被构造为：

朝向所述可摄入装置的壳体外的环境发送第一波长的第一照射和第二波长的第二照射，第一波长不同于第二波长；

探测由所述第一照射造成的来自所述环境的第一反射和由所述第二照射造成的来自所述环境的第二反射，其中所述第一反射的值指示在所述第一反射中的光量且所述第二反射的值指示在所述第二反射中的光量；和

处理单元，其位于所述可摄入装置内，被构造为：

将所述第一反射的值与所述第二反射的值的比率存储到数据集中，所述数据集包括多个值，所述多个值中的每个对应于在相应时间探测的相应第一反射与相应第二反射的相应比率；

从所述数据集中获取第一子集值，所述第一子集值对应于最近第一反射和第二反射的第一预定数量的存储比率，最近第一反射和第二反射在最近时间范围内探测；

从所述数据集中获取第二子集值，所述第二子集值对应于过去第一反射和第二反射的第二预定数量的存储比率，过去第一反射和第二反射在过去时间范围内探测，

其中，所述最近时间范围与所述过去时间范围分开至少预定时段；和

基于所述第一子集值与所述第二子集值之间的比较，识别所述可摄入装置在身体的胃肠道内的位置改变。

2.如权利要求1所述的可摄入装置，其中，所述第一波长处于495－600nm之间，而所述第二波长处于400－495nm之间。

3.如权利要求2所述的可摄入装置，其中，所述第一波长和所述第二波长分开至少50nm。

4.如权利要求1至3中任一项所述的可摄入装置，其中，所述处理单元构造为当第一平均值和第二平均值之差超过阈值时识别可摄入装置在身体的胃肠道内的位置改变，

其中，第一平均值是第一子集值的平均值，第二平均值是第二子集值的平均值。

5.如权利要求4所述的可摄入装置，其中，所述阈值基于第一子集值和第二子集值中的至少一个的标准偏差。

6.如权利要求4所述的可摄入装置，其中，所述处理单元被构造为通过被如下构造而识别可摄入装置的位置改变：

确定所述可摄入装置的先前位置是胃；和

响应于确定出所述第一平均值比所述第二平均值大所述阈值以上，存储指示探测到的从胃向十二指肠的幽门转移的数据。

7.如权利要求6所述的可摄入装置，其中，所述阈值是第二子集值的标准偏差的1至5倍之间的值。

8.如权利要求7所述的可摄入装置，其中，所述阈值是第二子集值的标准偏差3倍的值。

9.如权利要求6所述的可摄入装置，其中，所述处理单元被构造为通过被如下构造而存储指示探测到的幽门转移的数据：

响应于确定不存在先前存储的指示所述探测到的幽门转移的数据，存储指示所述第二平均值的数据作为在胃中的平均信号水平。

10.如权利要求9所述的可摄入装置，其中，所述处理单元被构造为响应于进一步确定出所述第一子集值的第一平均值大于在所述胃中的平均信号水平的预定倍数，存储指示探测的幽门转移的数据。

11.如权利要求6所述的可摄入装置，其中，所述处理单元被构造为通过被如下构造而识别所述可摄入装置的位置改变：

确定所述可摄入装置的先前位置是十二指肠；

获取指示在所述胃中的平均信号水平的数据；和

响应于确定所述第二子集值的所述第二平均值小于在所述胃中的平均信号水平的预定倍数，存储指示探测到的从所述十二指肠向胃的逆向幽门转移的数据。

12.如权利要求9所述的可摄入装置，其中，所述处理单元被构造为通过被如下构造而识别所述可摄入装置的位置改变：

确定所述可摄入装置的先前位置是十二指肠；

获取指示在所述胃中的平均信号水平的数据；和

响应于确定所述第二子集值的所述第二平均值小于在所述胃中的平均信号水平的预定倍数，存储指示探测到的从所述十二指肠向胃的逆向幽门转移的数据。

13.如权利要求1所述的可摄入装置，其中，第一波长处于600－750nm之间，所述第二波长处于495－600nm之间。

14.如权利要求13所述的可摄入装置，其中，识别可摄入装置的位置改变包括当第一波长的光与第二波长的光的比率改变时确定回盲肠转移。

15.如权利要求1至3中任一项所述的可摄入装置，其中，所述处理单元被构造成通过被如下构造而获取所述第一子集值和获取所述第二子集值：

通过将第一滑动窗过滤器施加于所述数据集而获取第一原始子集值；

通过将第二滑动窗过滤器施加于所述数据集而获取第二原始子集值；

通过从所述第一原始子集值去除第一组异常值确定所述第一子集值，所述第一组异常值基于所述第一原始子集值的标准偏差来识别；和

通过从所述第二原始子集值去除第二组异常值确定所述第二子集值，所述第二组异常值基于所述第二原始子集值的标准偏差来识别。

16.如权利要求15所述的可摄入装置，其中，所述第一滑动窗过滤器和所述第二滑动窗过滤器各自被构造为从所述数据集中选择一定数量的值，所述数量为10和40之间。

17.如权利要求15所述的可摄入装置，其中，所述第一滑动窗过滤器和所述第二滑动窗过滤器各自被构造为从所述数据集中选择预定范围的数据值，所述预定范围的数据值为15秒数据与5分钟数据之间。

18.如权利要求17所述的可摄入装置，其中，所述预定时段处于与所述预定范围的数据值的1-5倍的范围内。

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