CN118489220A

CN118489220A - 用于确定可摄入胶囊的位置的方法、程序和设备

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Publication number: CN118489220A
Application number: CN202280075538.1A
Authority: CN
Inventors: J·约翰; K·贝瑞恩; M·赫布尔怀特; A·克莱姆斯; E·拉斯·罗尔; S·T·伍德
Original assignee: Artemo Bioscience Co ltd
Current assignee: Artemo Bioscience Co ltd
Priority date: 2021-10-21
Filing date: 2022-10-21
Publication date: 2024-08-13

Abstract

一种确定可摄入胶囊在受试者哺乳动物的胃肠道内的位置的方法，所述方法包括：向所述受试者哺乳动物提供所述可摄入胶囊以供摄入，所述可摄入胶囊包括壳体、电源、TCD气体传感器和VOC气体传感器；记录所述可摄入胶囊的随时间变化的读数，所述读数包含TCD气体传感器读数和VOC气体传感器读数；处理所记录的读数，所述处理包含：确定胃‑十二指肠转换的定时，其中确定所述定时包括在包含所记录的TCD气体传感器读数的所记录的读数中检测胃‑十二指肠转换指示物；以及确定通过所述可摄入胶囊跨回盲连接部进行转换的定时，其中确定所述定时包括在包含所述VOC气体传感器读数的所记录的读数中检测回盲连接部指示物。

Description

用于确定可摄入胶囊的位置的方法、程序和设备

技术领域

本发明涉及用于包含人类的哺乳动物的胃肠(GI)道医疗和健康应用的可摄入传感器胶囊中的传感器，并且具体地涉及记录来自可摄入胶囊的传感器读数并在读数时确定在GI道内的位置。

背景技术

气体传感器胶囊，如EP3497437A1中所公开的气体传感器胶囊将气体传感器容纳在可摄入胶囊内，使得可以从哺乳动物的胃肠(GI)道内进行读数，通过所述读数可以确定分析气体的浓度。

EP3619526A1中公开了一种用于基于可摄入胶囊上的机载气体传感器从GI道内获取的读数来确定多气体混合物中的特定气体的类型和浓度的方法。

许多报告表明这些气体成分与不同的疾病、病状等相关联以及气体与肠道健康并且因此与整体健康相关联的强可能性。

然而，为了使气体成分与不同的疾病、病状等相关，期望知道或能够准确预测在获得气体传感器读数时胶囊在GI道内的位置。预期GI道的一个部分中的某些气体或气体浓度可能是GI道内的另一位置的疾病或病状的指示物。

此外，肠道健康越来越被认为是整体健康和保健的促成因素。可摄入胶囊的运动性(具有或不具有相关联的气体成分测量结果)为评估肠道健康提供了重要信息。

发明内容

一种确定可摄入胶囊在受试者哺乳动物的胃肠GI道内的位置的方法，所述方法包括：向所述受试者哺乳动物提供所述可摄入胶囊以供摄入，所述可摄入胶囊包括壳体、电源、TCD气体传感器和VOC气体传感器；记录所述可摄入胶囊的随时间变化的读数，所述读数包含TCD气体传感器读数和VOC气体传感器读数；处理所记录的读数，所述处理包含：确定第一转换事件定时，所述第一转换事件定时是通过所述可摄入胶囊进行胃-十二指肠转换的定时，其中确定所述第一转换事件定时包括在所述所记录的读数的第一子集中检测胃-十二指肠转换指示物，所述第一子集包含所记录的TCD气体传感器读数；以及确定第二转换事件定时，所述第二转换事件定时是通过所述可摄入胶囊跨回盲连接部进行转换的定时，其中确定所述第二转换事件定时包括在所述所记录的读数的第二子集中检测回盲连接部指示物，所述第二子集包含所述VOC气体传感器读数。

运动性诊断依赖于了解可摄入胶囊通过GI道的关键度量。关键度量包含：胃排空时间(GET)、小肠通过时间(SBTT)、大肠通过时间(LBTT)和全肠道通过时间(WGTT)。这些度量中的任何一个或多个的组合可以为医学从业者评估受试者人类的健康和/或诊断受试者人类的疾病或病状提供信息。

此外，来自气体传感器的读数可以用于确定可摄入胶囊所在位置的气体混合物中的成分气体和其浓度。在气体传感器读数时，根据胶囊位于GI道的哪个器官来确定胶囊的位置，为确定成分气体和其浓度增加了上下文，这为医学从业者评估受试者人类的健康和/或诊断受试者人类的疾病或病状提供信息。

此外，如果在数据收集时与肠道内的胶囊位置的指示相关联，则胶囊上传感器出于具体医学或更一般的肠道健康数据收集目的收集的数据具有增强的信息价值。

肠道健康是人类和其它哺乳动物健康的主要组成部分。很难对肠道健康进行分析，因为很难从肠道内获取读数，或者很难基于来自肠道外部的读数来准确地评估肠道健康参数。

实施例提供了从GI道内获取传感器读数并确定在所述读取时传感器的位置的机构。

实施例提供了获取物品通过GI道和通过GI道的具体区的定时信息的机构。此类定时信息本身就是肠道健康和肠道相关医疗应用中有用的人工制品。

实施例提供了从可摄入胶囊上的机载传感器获取并记录读数，并对读数进行处理以确定在读取时胶囊在GI道内的位置的机构。所述处理可以在胶囊上执行，或者在从胶囊(直接地或间接地)接收数据的远程设备上执行。

实施例利用传感器读数确定胶囊在GI道内的位置。然而，实施例不依赖于将所述读数转换成成分气体浓度的测量结果。传感器输出本身的模式和特征(即原始读数)可以用作标志物/指示物，用于确定已经发生了哪些物理事件(即胶囊通过哪些肠道部分或连接部)。因此，在定位胶囊的过程中，可以避免与校准的准确性以及能够获得气体浓度的准确和精确测量结果相关的问题。当然，气体浓度可能是所关注伴随信息，但是在确定运动性信息时需要气体浓度本身。例如，虽然胃排空肯定与CO2浓度的变化相关联，但不必知道胶囊周围的实际CO2浓度来确定胃排空是否已经发生(在分析读数的情况下)。检测并组合传感器读数中可能由CO2的变化引起的或者可能由与胃排空相关联的其它物理变化引起的一个或多个指示物，以确定胃排空是否已经发生(在分析读数的情况下)。

任选地，所述可摄入胶囊包含环境传感器，并且所述读数包含环境传感器读数；并且其中存在以下任一情况：确定所述第一转换事件定时进一步包括将在检测到的胃-十二指肠转换指示物的定时时或接近所述定时的所述环境温度传感器读数中的一个或多个环境温度传感器读数与基线环境温度值进行比较，并且基于所述比较的结果来确定所述检测到的胃-十二指肠转换指示物的所述定时是否与所述第一转换事件定时相关联；或者检测所述胃-十二指肠转换指示物包含根据相应同期环境温度传感器读数调节所述TCD气体传感器读数，并且在经调节的TCD气体传感器读数中检测所述胃-十二指肠转换指示物。

任选地，所述胃-十二指肠转换指示物是来自所述所记录的读数的所述TCD气体传感器读数中的尖峰、阶跃变化或拐点，并且其中如果环境温度值在所述胃-十二指肠转换指示物的所述定时之前的预定时间段内处于基线环境温度值的预定义阈值距离内，则确定所述胃-十二指肠转换指示物的所述定时与所述第一转换事件定时相关联。

任选地，所述VOC气体传感器包括加热元件，并且被配置成以脉冲驱动所述加热元件，并且其中所述VOC气体传感器读数各自是在所述加热元件的相应脉冲的相位中的相同点处获取的。

任选地，所述可摄入胶囊进一步包括一级收发器，所述一级收发器包括天线，所述方法进一步包括：由所述天线将所述可摄入胶囊的所述读数传输到所述受试者哺乳动物外部的接收器设备，所述接收器设备被配置成记录所述读数。

任选地，所述可摄入胶囊进一步包括定向耦合器，所述定向耦合器与所述天线串联以形成反射计，并且所述可摄入胶囊的所述读数包含所述反射计的读数，所述第一子集包含所述反射计的读数。

任选地，所述可摄入胶囊进一步包括在一级收发器处的定向耦合器，所述定向耦合器与所述天线串联以形成反射计。

任选地，所述可摄入胶囊进一步包括二极管检测器，并且所述二极管检测器形成所述反射计的一部分，所述二极管检测器被配置成通过所述定向耦合器从所述天线接收所反射的信号并测量所述所反射的信号的幅度。

任选地，所述可摄入胶囊进一步包括正交解调器，并且所述正交解调器形成所述反射计的一部分，所述正交解调器被配置成通过所述定向耦合器从所述天线接收所述所反射的信号并提取所述所反射的信号相对于载波信号的相位信息，所述载波信号是用于将数据从所述可摄入胶囊传输到所述接收器设备的所述载波信号。

任选地，所述可摄入胶囊进一步包括天线阻抗控制机构和控制器，所述天线阻抗控制机构包括可变电容器，所述可变电容器被配置成改变所述天线的阻抗，其中所述反射计和所述天线阻抗控制机构形成闭合环路或反馈环路，并且其中所述控制器被配置成从所述二极管检测器接收所述所反射的信号的所述幅度的测量结果并且执行控制算法以使用所述幅度测量结果来生成天线阻抗控制信号，所述天线阻抗控制信号设置所述可变电容器的电容以改变所述天线的阻抗，从而减小所述所反射的信号的幅度。

任选地，所述闭合环路或反馈环路进一步包括所述正交解调器，并且其中通过所述正交解调器提取的所述相位信息被输出到所述控制器，并且其中所述控制器被配置成使用所述幅度信息和所述相位信息来生成所述天线阻抗控制信号。

任选地，所述气体传感器胶囊的所述所记录的读数包括来自以下的一个或多个天线反射率相关读数：

通过所述二极管检测器测量的所述所反射的信号的所述幅度的读数；

通过所述正交解调器提取的所述所反射的信号的所述相位信息的读数；以及所述天线阻抗控制信号；

并且其中从中确定所述第一转换事件定时的所述所记录的读数的第一子集包括所述天线反射率相关读数，和/或从中确定所述第二转换事件定时的所述所记录的读数的第二子集包括所述天线反射率相关读数。

任选地，所述反射计进一步包括二极管检测器，t天线反射率相关读数是通过所述二极管检测器测量的来自所述天线的所反射的信号的幅度的测量结果。

任选地，确定所述第一转换事件定时进一步包括：在来自所述第一子集的所述天线反射率相关读数中检测胃-十二指肠转换指示物；以及基于在来自所述第一子集的所述天线反射率相关读数中检测到的所述胃-十二指肠连接部指示物来确定所述第一转换事件已经发生和其定时。

任选地，所述方法进一步包括：在来自所述第一子集的所述TCD气体传感器读数中检测胃-十二指肠转换指示物，作为第一胃-十二指肠转换指示物；以及在检测到的第一胃-十二指肠转换指示物的预定义时间范围内，在来自所述第一子集的所述天线反射率相关读数中检测胃-十二指肠转换指示物，作为第二胃-十二指肠转换指示物；以及基于检测到所述第一胃-十二指肠转换指示物和所述第二胃-十二指肠转换指示物来确定所述第一转换事件已经发生和其定时。

任选地，所述可摄入胶囊进一步包括加速度计，并且所述可摄入胶囊的所述读数包含加速度计读数，所述第一子集包含加速度计读数。

任选地，确定所述第一转换事件定时进一步包括：在来自所述第一子集的所述加速度计读数中检测胃-十二指肠转换指示物；以及基于在来自所述第一子集的所述加速度计读数中检测到的所述胃-十二指肠转换指示物来确定所述第一转换事件已经发生和其定时。

任选地，所述第一子集包含所述天线反射率相关读数，并且确定所述第一转换事件定时进一步包括：在来自所述第一子集的所述天线反射率相关读数中检测胃-十二指肠转换指示物；以及基于在来自所述第一子集的所述天线反射率相关读数中检测到的所述胃-十二指肠转换指示物来确定所述第一转换事件已经发生和其定时。

任选地，所述方法包括：在来自所述第一子集的所述TCD气体传感器读数中检测胃-十二指肠转换指示物，作为第一胃-十二指肠转换指示物；以及在检测到的第一胃-十二指肠转换指示物的预定义时间范围内，在来自所述第一子集的所述天线反射率相关读数中检测胃-十二指肠转换指示物，作为第二胃-十二指肠转换指示物；以及基于检测到所述第一胃-十二指肠转换指示物和所述第二胃-十二指肠转换指示物来确定所述第一转换事件已经发生和其定时。

任选地，所述方法进一步包括：在来自所述第一子集的所述TCD气体传感器读数中检测胃-十二指肠连接部指示物，作为第一胃-十二指肠连接部指示物；以及在检测到的第一胃-十二指肠转换指示物的预定义时间范围内，在来自所述第一子集的所述加速度计读数中检测胃-十二指肠连接部指示物，作为第二胃-十二指肠转换指示物；以及基于检测到所述第一胃-十二指肠转换指示物和所述第二胃-十二指肠转换指示物来确定所述第一转换事件已经发生和其定时。

任选地，所述方法包含：在来自所述第一子集的所述TCD气体传感器读数中检测胃-十二指肠转换指示物，作为第一胃-十二指肠转换指示物；以及计算置信度评分，所述置信度评分表示在所述TCD气体传感器读数中的检测到的所述胃-十二指肠转换指示物是由横穿所述胃-十二指肠连接部的所述可摄入胶囊引起的可能性；将所计算的置信度评分与阈值进行比较，并且如果所述置信度评分满足所述阈值，则基于所述检测到的胃-十二指肠转换指示物的定时来确定所述第一转换事件已经发生和其定时，并且如果所述置信度评分不满足所述阈值，则将来自所述TCD气体传感器读数的所述检测到的胃-十二指肠转换指示物指定为第一胃-十二指肠转换指示物，以及在除了所述TCD气体传感器读数之外的来自所述第一子集的读数中检测是否存在第二胃-十二指肠转换指示物以及其是否在所述第一胃-十二指肠转换指示物的预定义时间范围内，并且如果检测到所述第二胃-十二指肠转换指示物，则基于所述第一胃-十二指肠转换指示物的定时来确定所述第一转换事件已经发生和其定时。

任选地，在除了所述TCD气体传感器读数之外的来自所述第一子集的读数中检测是否存在第二胃-十二指肠转换指示物以及其是否在所述第一胃-十二指肠转换指示物的预定义时间范围内包括：首先在所述第一胃-十二指肠转换指示物的预定义时间范围内，在来自所述第一子集的所述天线反射率相关读数中检测是否存在第二胃-十二指肠转换指示物，以及如果在来自所述第一子集的所述天线反射率相关读数中检测到所述第二胃-十二指肠转换指示物，则基于所述第一胃-十二指肠转换指示物的定时来确定所述第一转换事件已经发生和其定时；以及如果来自所述第一子集的所述天线反射率相关读数中不存在所述第二胃-十二指肠转换指示物，则其次在所述第一胃-十二指肠转换指示物的预定义时间范围内，在来自所述第一子集的所述加速度计读数中检测是否存在第二胃-十二指肠转换指示物，以及如果在所述第一胃-十二指肠转换指示物的预定义时间范围内，在来自所述第一子集的所述加速度计读数中检测到所述第二胃-十二指肠转换指示物，则基于所述第一胃-十二指肠转换指示物的定时来确定所述第一转换事件已经发生和其定时；以及如果在所述第一胃-十二指肠转换指示物的预定义时间范围内，在来自所述第一子集的所述加速度计读数中未检测到所述第二胃-十二指肠转换指示物，则发出请求人工审查的通知并继续监测所述第一子集中第一胃-十二指肠转换指示物的另一个实例。

任选地，所述加速度计读数提供所述可摄入胶囊相对于与重力向量成固定关系的参考坐标系的取向的读数，并且其中在所述加速度计读数中检测胃-十二指肠转换指示物包括：记录所述可摄入胶囊的由第一加速度计读数给出的取向作为参考取向，并按时间顺序相对于每个连续加速度计读数重复进行以下：确定所述可摄入胶囊的由相应加速度计读数给出的所述取向是否大于相对于所述参考取向的阈值角位移，并且如果不满足所述阈值角位移，则在不改变所述参考取向的情况下前进到下一个加速度计读数，并且如果满足所述阈值角位移，则改变所述参考取向以与所述可摄入胶囊的由所述相应加速度计读数给出的所述取向对准；所述加速度计读数中的所述胃-十二指肠转换指示物是所述参考取向的变化率的增加。

任选地，所述加速度计读数提供所述可摄入胶囊相对于与重力向量成固定关系的参考坐标系的取向的读数，并且其中在所述加速度计读数中检测胃-十二指肠转换指示物包括：对于能够从所述取向的所述读数中得出的与所述可摄入胶囊成固定空间关系的三个正交轴中的每个正交轴，按时间顺序相对于每个连续加速度计读数重复进行以下：根据先前的加速度计读数计算所述正交轴相对于所述重力向量的变化，作为标量值；对所计算的变化应用低通滤波器；记录累积的经滤波的所计算的变化；所述加速度计读数中的所述胃-十二指肠转换指示物是所述累积的经滤波的所计算的变化的增长率中的阶跃变化。

任选地，所述可摄入胶囊包含环境传感器，并且所述读数包含所述环境传感器的读数，所述环境传感器是环境温度传感器、环境相对湿度传感器或环境温度传感器和环境湿度传感器；所述处理所述所记录的读数包含通过检测所述环境传感器读数在所述受试者哺乳动物的内部环境条件与所述受试者哺乳动物所在位置的外部环境条件之间的变化来确定排泄事件定时，所述排泄事件定时是由所述受试者哺乳动物排泄所述可摄入胶囊的定时。

任选地，所述可摄入胶囊包含环境传感器，并且所述读数包含所述环境传感器的读数，所述环境传感器是环境温度传感器、环境相对湿度传感器或环境温度传感器和环境湿度传感器；所述处理所述所记录的读数包含通过检测所述环境传感器读数在所述受试者哺乳动物的内部环境条件与所述受试者哺乳动物所在位置的外部环境条件之间的变化来确定摄入事件定时，所述摄入事件定时是由所述受试者哺乳动物摄入所述可摄入胶囊的定时。

实施例包含用于确定可摄入胶囊在受试者哺乳动物的胃肠GI道内的位置的设备，所述设备包括：可摄入胶囊，所述可摄入胶囊可被受试者哺乳动物摄入，所述可摄入胶囊包括壳体、电源、TCD气体传感器和VOC气体传感器；接收器设备，所述接收器设备被配置成在所述受试者哺乳动物外部的位置处从所述受试者哺乳动物内部的位置处的所述可摄入胶囊接收读数，并且记录所述可摄入胶囊的随时间变化的所述读数，所述时间包含所述可摄入胶囊在所述受试者哺乳动物的所述胃肠GI道内的时间段，所述读数包含TCD气体传感器读数和VOC气体传感器读数；处理设备，所述处理设备被配置成通过包含以下的过程来处理所记录的读数：确定第一转换事件定时，所述第一转换事件定时是通过所述可摄入胶囊进行胃-十二指肠转换的定时，其中确定所述第一转换事件定时包括在所述所记录的读数的第一子集中检测胃-十二指肠转换指示物，所述第一子集包含所记录的TCD气体传感器读数；以及确定第二转换事件定时，所述第二转换事件定时是通过所述可摄入胶囊跨回盲连接部进行转换的定时，其中确定所述第二转换事件定时包括在所述所记录的读数的第二子集中检测回盲连接部转换指示物，所述第二子集包含所述VOC气体传感器读数。

任选地，所述接收器设备和所述处理设备是同一个计算装置。可替代地，所述接收器设备是第一装置，所述处理设备是第二装置，所述第二装置是与第一装置不同的计算装置，并且被配置成访问由所述第一装置记录的所述读数。在本公开的其它地方，所述处理设备可以被称为远程计算机。所述接收器设备可以是运行用于来自存储、处理和传输中的一项或多项的应用程序的智能手机；数据是从胶囊10接收的。所述接收器设备可以是专用装置，所述专用装置被配置成进行来自存储、处理和传输中的一项或多项；数据是从胶囊10接收的。

任选地，所述可摄入胶囊进一步包括二级收发器，所述二级收发器可在所述可摄入胶囊的监听阶段操作，在所述监听阶段期间，可摄入胶囊的所述一级收发器、传感器和机载处理器断电，所述二级收发器被配置成在监听模式期间从经编码激活控制信号传输装置接收经编码激活控制信号，并且通过结束所述监听阶段并启动所述可摄入胶囊的带电阶段来做出响应，在所述带电阶段期间，所述一级收发器、传感器以及机载处理器和存储器通电，并且所述读数被记录并任选地传输到接收器设备。

任选地，所述二级收发器是NFC收发器，并且其中所述经编码激活控制信号是NFC信号。

任选地，所述接收器设备是所述经编码激活控制信号传输装置，并且其中所述接收器设备是运行应用程序的智能手机或平板计算机，所述应用程序使所述智能手机或所述平板计算机生成并传输所述经编码激活控制信号，并且接收以及任选地处理和传输通过所述一级收发器从所述胶囊传输的所述所记录的读数。

实施例可以包含一种用于确定可摄入胶囊在受试者哺乳动物的胃肠GI道内的位置的计算机程序，所述可摄入胶囊可被受试者哺乳动物摄入并且包括壳体、电源、TCD气体传感器和VOC气体传感器；所述计算机程序可由包括处理器和存储器的计算设备执行，并且在执行时使所述计算设备执行包括以下的过程：访问所述可摄入胶囊的随时间变化的所记录的读数，所述时间包含所述可摄入胶囊在所述受试者哺乳动物的所述GI道内的时间段，所述读数包含TCD气体传感器读数和VOC气体传感器读数，处理所述所记录的读数，所述处理包含：确定第一转换事件定时，所述第一转换事件定时是通过所述可摄入胶囊进行胃-十二指肠转换的定时，其中确定所述第一转换事件定时包括在所述所记录的读数的第一子集中检测胃-十二指肠转换指示物，所述第一子集包含所记录的TCD气体传感器读数；以及确定第二转换事件定时，所述第二转换事件定时是通过所述可摄入胶囊跨回盲连接部进行转换的定时，其中确定所述第二转换事件定时包括在所述所记录的读数的第二子集中检测回盲连接部指示物，所述第二子集包含所述VOC气体传感器读数。

另一方面的实施例包含一种确定可摄入胶囊在受试者哺乳动物的胃肠GI道内的位置的方法，所述方法包括：向所述受试者哺乳动物提供所述可摄入胶囊以供摄入，所述可摄入胶囊包括壳体、电源、TCD气体传感器和VOC气体传感器；记录所述可摄入胶囊的随时间变化的读数，所述读数包含TCD气体传感器读数和VOC气体传感器读数；处理所记录的读数，所述处理包括：确定第一转换事件定时，所述第一转换事件定时是通过所述可摄入胶囊进行胃-十二指肠转换的定时，其中确定所述第一转换事件定时包括在所述所记录的读数的第一子集中检测胃-十二指肠转换指示物，所述第一子集包含所记录的TCD气体传感器读数。此类实施例还可以包含上述任选的特征中的一个或多个。此类实施例可以进一步包括确定第二转换事件定时，所述第二转换事件定时是通过所述可摄入胶囊跨回盲连接部进行转换的定时，其中确定所述第二转换事件定时包括在所述所记录的读数的第二子集中检测回盲连接部指示物，所述第二子集包含所述VOC气体传感器读数。

另一方面的实施例包含一种确定可摄入胶囊在受试者哺乳动物的胃肠GI道内的位置的方法，所述方法包括：向所述受试者哺乳动物提供所述可摄入胶囊以供摄入，所述可摄入胶囊包括壳体、电源、TCD气体传感器和VOC气体传感器；记录所述可摄入胶囊的随时间变化的读数，所述读数包含TCD气体传感器读数和VOC气体传感器读数；处理所记录的读数，所述处理包括：确定转换事件定时，所述转换事件定时是通过所述可摄入胶囊跨回盲连接部进行转换的定时，其中确定所述转换事件定时包括在所述所记录的读数的子集中检测回盲连接部指示物，所述子集包含所述VOC气体传感器读数。此类实施例还可以包含上述任选的特征中的一个或多个。此类实施例可以进一步包括确定第一转换事件定时，所述第一转换事件定时是通过所述可摄入胶囊进行胃-十二指肠转换的定时，其中确定所述第一转换事件定时包括在所述所记录的读数的第一子集中检测胃-十二指肠转换指示物，所述第一子集包含所记录的TCD气体传感器读数。

实施例可以包括可摄入胶囊，所述可摄入胶囊可被受试者哺乳动物摄入，所述可摄入胶囊包括：壳体；电源；一级收发器；所述一级收发器包括：天线；处理器和存储器，所述处理器和所述存储器被配置成记录来自所述可摄入胶囊的一个或多个传感器的读数并存储所记录的读数以通过所述一级收发器传输到接收器设备；以及定向耦合器，所述定向耦合器与所述天线串联以形成反射计；其中，所述一个或多个传感器包含所述反射计。

任选地，所述可摄入胶囊进一步包括二极管检测器，所述二极管检测器形成所述反射计的一部分，所述二极管检测器被配置成通过所述定向耦合器从所述天线接收所反射的信号并测量所述所反射的信号的幅度，其中所述所记录的读数包含所述所反射的信号的所述幅度的测量结果。

任选地，所述气体传感器胶囊的所述所记录的读数包括来自以下的一个或多个天线反射率相关读数：通过所述二极管检测器测量的所述所反射的信号的所述幅度的读数；通过所述正交解调器提取的所述所反射的信号的所述相位信息的读数；以及所述天线阻抗控制信号。

任选地，所述处理器被配置成基于所述天线反射率相关读数中的尖峰或阶跃变化和/或基于由所述天线反射率相关读数表示的物理量的水平来检测到所述可摄入胶囊位于所述受试者哺乳动物的胃、小肠和大肠中的一者中。

任选地，所述可摄入胶囊进一步包括一个或多个气体传感器，其中所述一个或多个传感器包含所述一个或多个气体传感器。

实施例包含一种系统，所述系统包括所述可摄入胶囊以及接收器设备，所述接收器设备被配置成接收通过所述一级接收器的所述天线传输的所述所记录的读数，并处理所述所记录的读数以鉴定所述天线反射率相关读数中的尖峰或阶跃变化，和/或基于由特定天线反射率相关读数表示的物理量的水平来检测到在所鉴定的尖峰或阶跃变化的所述所记录的读数或特定的所记录的读数的定时时，所述可摄入胶囊位于所述受试者哺乳动物的胃、小肠和大肠中的一者中。

附图说明

将参考附图描述实施例，在附图中：

图1A是可摄入胶囊的示意图；

图1B是可摄入胶囊的横截面图；

图1C是系统的示意图；

图2A展示了在可摄入胶囊的带电阶段期间的系统；

图2B展示了包括可摄入胶囊的系统；

图2C展示了接收器设备和中继设备；

图2D展示了接收器设备的用户界面；

图3A是可摄入胶囊的电子装置布置的示意图；

图3B是一级收发器的示意图；

图4是用于确定可摄入胶囊在GI道内的位置的方法的流程图；

图5是用于确定可摄入胶囊在GI道内的位置的方法的流程图；

图6是热导率相对于时间和相关联成分气体浓度的曲线图；

图7A是胶囊读数相对于时间的曲线图；

图7B是胶囊读数相对于时间的曲线图；

图7C是环境温度读数和环境湿度读数相对于时间的曲线图；

图8A至图8E是传感器读数和所确定的气体浓度相对于时间的曲线图；

图9A至图9D是所记录的胶囊读数相对于时间的曲线图；

图10是用于确定胃-十二指肠转换事件的定时的方法的流程图；

图11A展示了传感器、算法和处理结果之间的关系；

图11B示出了用通过时间度量标记的示例性数据可视化；以及

图12A至图12D展示了处理算法。

具体实施方式

图1A和图1B展示了可摄入胶囊10。在可摄入胶囊10的带电阶段(即，当可摄入胶囊10从受试者哺乳动物40的GI道内获得读数时)期间，包含图1A和图1B的可摄入胶囊10的系统在图2A中展示。如图1A和图1B中所展示的可摄入胶囊等可摄入胶囊10内的电子组件的示例性布置的示意图在图3A中示出。

如图1A和图1B所示，胶囊10由如不透气壳11等壳体组成，所述不透气壳具有由透气膜12覆盖的开口。

系统架构

如图1C所示，除了胶囊10之外，系统进一步包括接收器设备30，所述接收器设备在带电阶段期间接收通过胶囊从受试者哺乳动物的GI道内传输的数据。同时地或随后地，接收器设备30处理接收到的数据，并且还可以将一些或所有接收到的数据上传到如基于云的服务等远程处理设备以用于进一步处理。远程计算机可以是云资源，或者可以是受试者是患者的临床医生处所处的独立计算机，或者可以是临床医生是订户/客户/服务器用户的服务提供商处的服务器(无论是基于云的还是其它的)。

接收器设备30可以是专用装置(设计用于存储以及任选地处理从胶囊10接收的数据)或者可以是如智能手机等通用装置。智能手机可以运行用于存储以及任选地处理从胶囊10接收的数据的应用程序(在胶囊摄入之前下载到其上)。具体地，胶囊10可以包括蓝牙收发器，并且接收器设备30可以是支持蓝牙的平板计算机、智能手机或个人计算机。

任选地，系统可以进一步包括远程处理设备20，如构成云计算环境或一些其它分布式处理环境的一部分的服务器。远程处理设备20可以是由受试者40是患者的临床中心提供或代表所述临床中心提供的服务器，并且负责解译由胶囊10生成的结果(即数据传输有效载荷)并将所述结果报告给受试者40。

胶囊组件

举例来说，图1C中所展示的胶囊容纳作为传感器硬件的呈温度传感器14a和/或湿度传感器14b形式的环境传感器14、呈TCD气体传感器131和VOC气体传感器132形式的气体传感器、加速度计19和反射计。实施例可以包含这些个别传感器的任何单个或组合。可替代地或另外地，实施例可以包含图1C未展示的一个或多个传感器，如分光光度计、表面声波传感器和/或体声谐振器阵列。反射计包含一级收发器和相关联电路系统。

胶囊与接收器设备之间的通信

在胶囊的带电阶段期间，胶囊10与接收器设备30之间的连接通过胶囊上的数据传输器，所述数据传输器可以是无线收发器，例如蓝牙收发器的一部分，所述蓝牙收发器可以根据标准蓝牙传输协议或者根据蓝牙低能耗(Bluetooth Low Energy)传输协议操作。其它可操作通信技术包含LoRa、wifi和433MHz无线电。

任选地，胶囊10上可以有多个无线收发器，如蓝牙或一级收发器和NFC或二级收发器。单个集成芯片可以提供这两种收发器，使得不需要复制某些电路系统。然而，单个集成芯片包含两个单独的天线，一个用于蓝牙通信(例如以2.4Ghz)，并且一个用于NFC通信(例如13.6MHz)。胶囊10可以包括两个单独的无线通信机构，每个无线通信机构被配置成将数据发送到在通信范围内的智能手机或平板计算机以及从在通信范围内的智能手机或平板计算机接收数据中的至少一项。无线通信机构可以是一级或蓝牙无线通信机构和二级或NFC无线通信机构。

例如，智能手机或平板计算机可以运行管理与胶囊10进行数据通信的应用程序，并且具体地被配置成存储、处理和传输来自胶囊10的数据中的至少一项。相同的应用程序可以例如通过用胶囊10已经被预配置成接受作为用于解锁功能的密钥的代码来编码从智能手机或平板计算机传输的一个或多个信号，从而促进与胶囊10上的通信机构的通信。也就是说，胶囊10已经被预配置成仅响应用代码编码的接收到的信号。代码对于具体胶囊实例是唯一的。

一级收发器

在胶囊10包括两个无线收发器的情况下，第一无线收发器可以被配置作为一级收发器，所述一级收发器可以使用蓝牙或433MHz无线电通信协议。一级收发器被配置成在胶囊10的带电阶段期间将数据传输有效载荷传输到接收器设备30。数据传输有效载荷在其它地方有所讨论，但是可以包括读数、表示读数的度量、运动性事件指示物的定时或报告、和/或确定运动性事件已经发生和其定时的报告。一级收发器在胶囊10穿过受试者哺乳动物40的GI道期间是激活的，并且因此被配置成将包括数据传输有效载荷的信号从受试者哺乳动物40的GI道内部传输到受试者哺乳动物外部的接收器设备30。因此，在本公开涉及数据收发器或数据传输器或传输器的情况下，除非具体涉及二级或NFC无线收发器，否则假设所讨论的是一级无线收发器(即蓝牙或433MHz收发器)。

二级收发器

第二无线收发器是可以使用NFC通信协议的二级无线收发器。二级收发器仅用于具体激活控制信号传导，如用于在胶囊10的摄入之前的解包阶段或其它阶段启动胶囊10的激活模式。二级收发器在胶囊10的带电阶段期间，即在穿过受试者哺乳动物的GI道期间未激活。二级收发器不有助于从胶囊10到接收器设备30的数据传输有效载荷的传输。二级收发器可能不需要执行任何传输，也就是说，二级收发器可能仅需要从运行应用程序的智能手机或平板计算机接收激活控制信号。然而，NFC协议可能需要如握手或耦合过程等双向信号交换，以使所述激活控制信号能够从智能手机或平板计算机传输并由胶囊10接收。尽管如此，由于与一级收发器的情况不同，当胶囊10穿过受试者哺乳动物的GI道时，二级收发器未激活，因此不需要将二级收发器配置成将信号从受试者哺乳动物40的GI道内部传输到受试者哺乳动物外部的接收器设备30。

任选地，二级收发器可以被配置成从运行应用程序的智能手机或平板计算机接收经编码激活控制信号，所述应用程序被配置成用于管理智能手机或平板计算机(在该上下文中的平板计算机(tablet)意指平板计算机(tablet computer))与胶囊10之间的交互，所述经编码激活控制信号启动胶囊10的带电阶段，在所述带电阶段期间，胶囊传感器获取读数，并且读数本身或基于读数的度量和/或报告通过一级无线数据收发器从胶囊10传输到智能手机或平板计算机。因此，二级无线数据收发器在胶囊的带电阶段之前的监听阶段是激活的。二级无线数据收发器在监听阶段期间未激活(即不消耗任何功率)。一旦接收到经编码激活控制信号(并且胶囊10作为响应而通电)，监听阶段结束并且二级无线数据收发器变为未激活。一级无线数据收发器在带电阶段期间是激活的。

为了节省电池电力，胶囊10在从制造释放与带电阶段启动的时间期间以待机或监听模式操作，在所述带电阶段期间，读数由机载传感器记录并从胶囊传输。待机或监听模式是极低功耗模式。胶囊的带电阶段在由受试者哺乳动物摄入之前启动。用于结束待机或监听模式并进入带电阶段的机构包含耦合到包装上的磁体的簧片开关，所述簧片开关通过从包装释放胶囊来触发，并且当触发时，处理器、传感器和一级收发器通电(即启动带电阶段)。替代性机构是基于近场通信NFC。在替代性机构中，在发放给受试者之前，胶囊10维持在待机或监听模式(在NFC的特定示例中是感测模式)。在监听模式下，当利用适当经编码激活控制消息检测到电磁场时，机载微控制器(即处理器)进入带电阶段。运行应用程序的平板计算机或移动电话可以生成适当经编码激活控制消息，所述应用程序被配置成用于管理与胶囊10的交互和处理从所述胶囊接收的数据并且具有NFC能力。具体地，后端服务器可以将用户帐户链接到特定胶囊实例，使得当所述用户登录到应用程序并选择激活胶囊时，应用程序执行对后端服务器的查找以确定如何编码激活控制消息。换句话说，任选地，编码对于每个胶囊是唯一的。可替代地，编码在一批胶囊或所有胶囊中可以是统一的。

NFC收发器可以与一级收发器位于同一个集成芯片上。NFC收发器可以位于胶囊的端部处并靠近壳体，以便于与平板计算机或移动电话通信。

另外的示例系统架构

如图2A所示，除了胶囊之外，系统进一步包括接收器设备30，所述接收器设备在带电阶段期间接收通过胶囊从受试者哺乳动物的GI道内传输的数据。同时地或随后地，接收器设备30将所记录的读数上传到远程计算机20进行处理。远程计算机可以是云资源，或者可以是受试者是患者的临床医生处所处的独立计算机，或者可以是临床医生是订户/客户/服务器用户的服务提供商处的服务器(无论是基于云的还是其它的)。

图2B展示了系统的另外的示例。系统包括可摄入胶囊10、接收器设备30、接收器设备的充电器32、用于将接收器设备连接到中继设备50的通信电缆34以及可通过云访问的远程计算机20。可摄入胶囊10以密封包装的形式提供给患者。例如，在带电阶段期间，可摄入胶囊通过433MHz收发器将传感器读数传输到接收器设备30。接收器设备30安装在由患者佩戴的腰带上，并且还包括433MHz收发器。接收器设备30可通过充电器32进行再充电。用户界面包括按钮和LED显示器。接收器设备30可通过例如USB-C连接连接到中继设备50。接收器设备30上的固件和中间件可通过中继设备50进行更新。中继设备50可以是平板计算机，装载有应用程序，并且也是可再充电的。中继设备50由临床医生保持，并且由此被配置成在发送数据以通过远程计算机20进行处理之前使从接收器设备上传的数据与患者ID相关联。一旦胶囊的带电阶段已经终止，患者将接收器设备返回给临床医生，并且将通过胶囊10在带电阶段期间传输的读数上传到中继设备50以与患者数据相关联并转发到远程计算机20进行处理。远程计算机20分析接收到的数据以检测指示物并确定运动性事件的定时，所述运动性事件包含胃-十二指肠转换、回盲连接部转换、摄入和排泄。外部磁夹可以在存储和运输期间使胶囊保持断电状态(在解包之前磁耦合到胶囊10中的簧片开关)。可替代地，胶囊10可以处于极低功耗模式，其中二级NFC收发器处于监听模式，并且被配置成从运行用于管理与胶囊10的数据通信的应用程序的如智能手机或平板计算机等支持NFC的接收器设备30接收经编码NFC控制信号，一旦接收所述信号，胶囊10就通电并启动其带电阶段。

如图1C中所展示的，支持蓝牙的胶囊可以直接与运行用于管理与胶囊10的数据通信的应用程序的智能手机或平板计算机进行通信，通过所述应用程序，智能手机可作为本文所公开的接收器设备进行操作。如本公开中其它地方所讨论的，胶囊10可以进一步包括NFC通信机构，用于与作为二级收发器的智能手机或平板计算机进行通信。

配对或耦合

一级无线数据传输器可以是蓝牙传输器、wifi传输器、无线电传输器或另一种形式的无线数据传输器。一级无线电传输器可以被配置成在433MHz频带中传输。在任何情况下，一级无线数据传输器可以作为一级无线数据收发器的一部分提供。例如，一级无线数据收发器可以至少在执行与接收装置30的配对或任何其它形式的耦合时接收信号。胶囊10可以被配置成在带电阶段开始时(即，第一次完全通电)立即进入无线配对或耦合模式，其中在摄入胶囊10之前(通过书面指令或通过在接收装置本身上运行的应用程序)指示受试者或另一用户将胶囊10以及具体地其一级无线收发器与接收装置30配对或耦合。然而，实施例可以被配置成使得配对或耦合不是必需的，例如胶囊10可以被配置成以对配对或耦合状态不可知的数据传输技术向接收装置传播数据。配对或耦合建立了数据通信连接或路径，用于通过一级数据收发器将数据传输有效载荷从胶囊10传输到接收器设备30。

数据传输有效载荷是排泄前传输例程、排泄后传输例程或两者中从胶囊10传输到接收器设备30的数据。数据传输有效载荷可以包括来自以下中的一个或多个：来自胶囊10上的机载传感器或准传感器的原始读数；由所述原始读数的机载处理计算的一个或多个度量；由所述原始读数的机载处理鉴定的运动性事件指示物。

一级收发器：排泄后数据传输例程

存在两种主要的数据传输例程，可摄入胶囊可以被配置成使用其中一种或两种，这取决于实施细节(即使用情况)。在排泄后数据传输模型中，来自传感器的信号在处理器硬件151处被接收(也利用存储器硬件152的存储能力)并在胶囊10上进行机载处理，以便鉴定和记录运动性指示物(以及任选地还鉴定和记录所关注传感器输出或传感器读数或所关注传感器读数组的其它特性)以及所记录的运动性指示物(以及任选地还鉴定和记录其它特性、度量和所关注读数或读数组，如峰值H2、H2相对于时间的曲线图下面积)作为数据传输有效载荷存储在存储器硬件152上。其它所关注特性和读数或读数组可以包含例如来自具体传感器或者来自通过组合传感器计算的度量的最大或最小读数。最大或最小读数可以是局部最大或局部最小读数，其中局部由例如预定义定时或胶囊10本身确定的已经发生的运动性事件来定义。具体示例是最大或最小H2浓度，这是由适当经校准的处理器硬件根据气体传感器读数计算的度量。

在排泄后数据传输例程中，一旦检测到胶囊10从GI道排泄(例如，通过温度传感器14a信号和/或通过加速度计19信号)，则通过无线收发器传输数据传输有效载荷。度量进一步包含峰值H2水平或数值、峰值H2的定时和总H2(曲线下面积)。此类度量可以在穿过受试者的GI道期间由机载处理器硬件151计算，并且在排泄后传输中作为报告的一部分或以其它方式从胶囊10传输到接收器装置。

在排泄后数据传输例程中，传输可以通过不依赖于配对状态的蓝牙传输模式进行。也就是说，例如，如果蓝牙收发器与接收器设备30配对，则所述蓝牙收发器向配对的接收器装置传输数据传输有效载荷，并且如果蓝牙收发器未配对，则所述蓝牙收发器在查询模式(其可以被称为发现模式或信标模式)下在不存在配对的情况下向接收装置30传播数据传输有效载荷。蓝牙协议具有查询模式，在所述查询模式下，装置传播唯一的标识符、名称和其它信息。数据传输有效载荷或其一部分可以包括或包含在所述其它信息中。具体地，数据传输有效载荷可以通过处理器硬件151优先化或以其它方式进行滤波，使得被认为特别重要的信息如已经发生排泄的指示(出于临床原因，已知胶囊10已经排泄是重要的)和潜在的信息如所确定的运动性事件的定时优先于其它信息从胶囊10中传递出去。

在查询模式传输之后，收发器可以再次尝试与接收装置配对、连接或以其它方式耦合，并且如果成功，则传输数据传输有效载荷的剩余部分。当然，所述配对、连接或耦合可能最初已经在摄入前执行，使得排泄后蓝牙收发器试图与接收器装置30重新配对、重新连接或重新耦合。应当注意，本讨论使用蓝牙作为传输协议的示例，但是相同的技术可以应用于不同的传输协议。

在蓝牙查询模式期间，在传播唯一标识符、名称和其它信息之后，如果数据传输有效载荷待从胶囊10传输，则胶囊10可以被配置成启动或重新启动与接收器装置30的数据通信连接(即配对或重新配对)。在成功启动或重新启动通信连接时，执行待从胶囊10传输的所述数据传输有效载荷的传输，同时数据通信连接保持激活。

蓝牙一级收发器18或任何其它一级无线数据收发器18可以被配置成在与接收器装置30的初始(即摄入前)连接之后自动重新连接。接收器装置30可以运行应用程序或网络应用程序以指导受试者如何摄入胶囊10，通知受试者排泄事件已经确定，并且任选地还通知受试者数据传输有效载荷已经成功传输到接收器装置30，并且因此可以冲走胶囊10。应当注意，术语配对、连接和耦合在本文档中是可互换的，每个术语表示在两个装置之间建立无线连接以进行无线数据传递。

应当注意，数据传输有效载荷可以在胶囊10穿过GI道的整个过程中传输，这取决于与接收器装置30的配对、耦合或连接。然而，确认胶囊已经确定排泄事件的发生是特别重要的信息，因为胶囊10的安全性依赖于被排泄的胶囊10。因此，表示确定排泄事件发生的信息(即，其报告)被优先化，并且可以以广播或查询模式传输，而一旦无线数据传输器18与接收器装置30之间的连接建立，则传输剩余数据传输有效载荷。

在蓝牙查询模式下，在不需要配对的情况下可以将数据传输到接收器设备30或胶囊10范围内的任何蓝牙接收器设备。一级收发器18可在蓝牙查询模式或蓝牙低能耗模式下操作。胶囊10可以存储和传输来自一个或多个传感器的数据传输有效载荷读数，所述数据传输有效载荷读数表示所鉴定的运动性指示物的任一侧的预定义时间段。例如，仅针对气体传感器信号，或者针对所有传感器。此类读数在确定运动性事件是否已经发生方面可以用于增加所鉴定的运动性指示物的置信度，和/或在健康或临床背景下可以提供其它有用的信息。

更通常地，根据排泄后数据传输例程传输的数据可以是尚未传输的数据传输有效载荷中的任何数据传输有效载荷。例如，一级收发器18可以被配置成在仍处于GI道中时将数据传输有效载荷传输到配对的接收器设备(该传输元件在本文中被称为排泄前数据传输例程)。然而，由于如信号衰减、噪声、电源问题、临时配对失败等问题，或者如果从一开始就没有执行配对，或者由于任何其它原因，数据传输有效载荷中的一些或所有数据传输有效载荷可能在排泄点等待传输。在这种情况下，一旦检测到排泄，便根据排泄后数据传输例程来传输剩余数据传输有效载荷。应当注意，数据传输有效载荷的下采样可以在通过排泄后数据传输例程进行传输之前执行。此外，应当注意，数据传输有效载荷的一些元件可能被阻止通过排泄后数据传输例程进行传输。例如，由于带宽以及传输时间的可能是有限的，因此可以包含运动性事件指示物和诊断指示物本身，但是根据排泄后数据传输例程，传感器读数被排除在待传输数据之外。

一级收发器：排泄后数据传输例程

在排泄前数据传输技术中，传感器信号通过一级收发器18连续传输(尽管存在错误、故障和其它意外中断)。在排泄前数据传输程序中，处理硬件151协调来自传感器的信号的接收和在存储器硬件152处的存储，以便通过无线收发器18传输。

在蓝牙一级收发器18的示例中，在排泄前传输例程中，收发器可以根据如BTLECoded PHY等远程或coded-phy蓝牙传输程序操作。通过BTLE Coded PHY蓝牙传输过程，可实现约10dB的信号功率增强。

在可摄入胶囊10的数据传输阶段(即在可摄入胶囊10使用期间，即在受试者哺乳动物40的GI道中并获得和传输读数时，在排泄后数据传输例程中处于短暂的突发排泄后状态，并且在排泄前数据传输例程中处于连续状态)，无线传输器18将读数传输到接收器设备30，所述接收器设备可以是用于接收和存储读数的专用装置(并且任选地具有用户界面)或者可以是如移动电话(如智能手机)等多功能装置。移动电话可以运行处理数据传输有效载荷中的一些或全部数据传输有效载荷的应用程序，以基于包含在数据传输有效载荷中或可从所述数据传输有效载荷得出的运动性指示物和诊断指示物来生成运动性报告或医学病状诊断。可替代地，应用程序可以被配置成将数据传输有效载荷传输到服务器或另一个处理设备上，以基于数据传输有效载荷来生成运动性报告或诊断。在带电阶段期间，受试者哺乳动物不需要保持在远程计算机20的具体范围内。配备有蓝牙收发器18的胶囊10可以直接与用户的智能手机通信，这消除了对专用接收器设备的任何需要(智能手机承担接收器设备30的角色)。接收器设备30(无论是专用装置还是移动电话或平板计算机)可以自行处理读数，或者可以将读数上传到远程计算机20进行处理(即鉴定运动性指示物、确定运动性事件定时、解析气体分析物)。可以在胶囊的带电阶段期间连续上传，或者可以在胶囊的带电阶段终止之后上传。接收器设备30还可以存储读数，使得接收器设备30与远程处理设备之间的连接丢失不是关键的。

预处理

机载处理器151可以应用一个或多个处理或预处理步骤，如下文更详细地讨论的。读数的数字化由传感器本身、处理器151或无线收发器18执行。经数字化的读数通过天线17传输。胶囊10的读数是在某一时刻读取的，并且与读取读数的时刻相关联。例如，时间戳可以通过微控制器15、无线传输器18或者在接收器设备30或远程计算机20处与读数相关联。例如，如果通过无线传输器18或多或少瞬时地(即，在一秒或几秒内)读取和传输读数，则通过接收器设备接收的时间可以作为时间戳与读数相关联。下文进一步讨论的读数的处理在某种程度上取决于读数的相对定时(即，使得来自不同传感器的同期读数可以被鉴定为同期的)，然而，一秒、几秒或10秒的准确性水平就已足够。

组合数据传输例程

在混合模式下，胶囊10可以组合两种数据传输例程。例如，胶囊10可以处理机载传感器读数以鉴定运动性标志物(以及任选地还鉴定所关注其它读数或读数组)，以在排泄后立即以蓝牙查询模式传输。另外，胶囊10可以向配对的接收器设备连续传输传感器读数。任选地，连续传输可以仅是气体传感器信号，或者是校准气体传感器信号所需的气体传感器信号和温度传感器信号。气体传感器信号特别关注提供健康和临床信息方面，具体地一旦与由如加速度计、反射计等其它传感器提供的运动性指示物组合。气体传感器信号可以在传输之前由机载处理器进行下采样或接收其它压缩技术。任选地，机载处理器硬件151可以应用一个或多个滤波器，如应用于值本身或关于时间的导数的高通或低通滤波器，使得仅满足特定阈值的气体传感器信号包含在数据传输有效载荷中。如得出的H2值的峰值或得出的H2值关于时间的曲线图下面积等表示气体传感器信号的度量可以得以维持并从胶囊10传输。

对于被配置成在穿过GI道期间执行数据传输(即排泄前数据传输例程)的胶囊10，天线17使用商用频带(如433MHz、蓝牙(2.4Ghz))，因为在该频率范围内的电磁波可以安全穿透哺乳动物组织40。蓝牙也可以用于此类胶囊，其中蓝牙可以是远程蓝牙，具体地当受试者(人类)的BMI高于阈值时，或者由于一些其它原因预期存在高水平的衰减时。其它商用频带和协议可以用于如LoRa等各种应用程序。可以在数字化阶段应用编码，以确保通过胶囊10传输的数据与通过其它类似胶囊10传输的数据是可区分的。传输天线17可以是例如用于向身体数据采集系统的外部传输数据的伪贴片型。

电源

电源16是可以为传感器和包含处理器硬件151和存储器硬件152的电子电路供电的电池或超级电容器。至少48小时的生命时间可以被设置为消化道胶囊的最低要求。电源16中的氧化银电池的数量是可配置的，这取决于胶囊所需的生命时间和其它规格。例如，远程蓝牙可能比标准蓝牙消耗更多的电力。胶囊可以被配置成一旦电池(或多个电池)中存储的能量下降到低于预定义阈值，便从远程蓝牙传输切换到标准蓝牙传输，其中机载处理器被配置成检测所存储的能量水平。

中继设备

图2C展示了连接到中继设备50的接收器设备30。例如，中继设备50可以是用于将如序列号等胶囊ID与将出现在所生成的报告上的专利细节配对的诊所安卓(Android)平板计算机。安卓平板计算机装载有应用程序，所述应用程序具有一系列屏幕，所述一系列屏幕引导临床医生完成施用胶囊的过程，包含指导患者摄入胶囊。在一些实施方案中，可以将指令的时间戳记录为摄入事件定时(例如，如果临床医生目睹了摄入)。可替代地，(以及如图2A至图2D中所展示的)摄入事件定时可以通过受试者与接收器设备30上的按钮的交互来记录。

机载组件

胶囊10内部包含气体传感器13、环境传感器14和微控制器15。环境传感器14可以是温度传感器14a或湿度传感器14b，或者可以是温度传感器14a和湿度传感器14b。内部电子装置还可以包含电源16例如，氧化银电池、天线17、无线传输器18和簧片开关。如图3A中所展示的，气体传感器13包含TCD气体传感器131和VOC气体传感器132。

气体传感器13的尺寸各自小于若干mm，并且对包含氧气、氢气、二氧化碳和甲烷的特定气体成分敏感。事实上，VOC传感器132可以被配置成给出传感器侧读数和驱动器或加热器侧读数。加热器侧读数可以用于确定周围气体的热导率，并且由此VOC的加热器侧读数是TCD读数。传感器侧读数用于确定周围气体中的挥发性有机化合物的浓度并且是VOC读数。TCD传感器131可以是例如耦合到热电堆输出的加热元件，热电堆温度由于传导到在胶囊10的位置处的气体中的能量而变化。TCD传感器131测量远离加热元件的热扩散速率。

如图6中所展示的，VOC传感器的加热器侧(作为TCD传感器操作)和TCD传感器的传感器侧具有不同的操作范围，因此来自这两个传感器的TCD读数共同跨越的操作温度范围比来自任何一个传感器的TCD读数个别跨越的操作温度范围宽。两个传感器具有加热元件。TCD传感器的操作温度低，但精度高。VOC的加热器侧的操作范围有所增加，但TCD读数的精度低于TCD传感器的精度。由两个气体传感器13协同实现的更大的共同热范围使得能够在第二处理分支中更好地分辨分析物。GI道的气体混合物中的成分气体的热导率随温度而变化，并且因此通过在不同操作温度下获得TCD读数，可以将不同气体彼此区分开。这在第二处理分支中利用，所述第二处理分支用于确定胶囊10周围的气体混合物中的成分气体的特性和浓度。

气体传感器13包含在与电源16和其它电子组件密封的胶囊10的一部分中。胶囊的这部分的外表面由选择性渗透膜组成。例如，气体传感器13包含相应加热器，驱动所述相应加热器以将相应气体传感器13的感测部分加热到获得传感器读数的温度(即测量温度)。加热器可以以脉冲驱动，使得感测部分温度存在时间变化，并且使得在足以获取读数的时间段内获得测量温度，而不消耗持续维持测量温度所需的功率。

校准气体传感器13，使得气体传感器读数可以用于鉴定特定气体的组合物和浓度。校准系数在制造过程中收集，并在处理阶段应用于所记录的读数(即通过如云上等服务器)。否则，该校准可以在胶囊10上、在接收器设备30处或在能够访问校准系数和来自气体传感器13的所记录的读数的任何装置上执行。此类校准涉及与测量胶囊10处的气体混合物中的成分气体的浓度有关的处理分支。所述处理分支的输出环境由另一个处理分支提供，所述另一个处理分支确定(或在预定义置信度水平内预测)发现所述气体混合物的GI道内的胶囊10的位置。在位置确定处理分支中，在寻找以发现胃-十二指肠转换指示物时可能还需要一些校准，因为摄入的不同温度的食物会改变胃中的环境温度，这会影响热扩散速率。在摄入之后和胃-十二指肠转换之前(即，当胶囊10在胃中时)获取气体传感器读数的情况下，读数的处理可以包含基于环境温度传感器14a的环境温度读数来对来自任一气体传感器的TCD读数进行调节，以便校正环境温度的变化。TCD读数有效地测量周围环境的热损失速率，并且因此通过测量周围环境的温度而非通过依靠假设(即受试者哺乳动物的内部温度的先验知识)来提高准确性。然而，所述处理可以依赖假设，例如，如果胶囊10不包含环境温度传感器14a，或者如果环境温度传感器读数存在一些问题，或者例如，如果假设提供的准确性水平在特定实施方案中是可接受的。胃部温度可以基于例如受试者哺乳动物对液体或食物的摄入或受试者哺乳动物40进行的身体活动而变化。环境温度是本文档中所使用的术语，是指胶囊10所处环境的温度，不同于气体传感器13的操作温度。气体传感器13对不同成分气体的灵敏度根据传感器的操作温度而变化，并且读数的处理包含根据同期操作温度以及任选地根据同期环境温度校准(也被称为调节或校正)来自气体传感器的读数。

除了气体传感器13和环境传感器14之外，胶囊电子装置进一步包含微控制器15、电源16、天线17或多个天线、无线收发器18或多个无线收发器，以及任选地簧片开关(但在存在两个无线收发器的情况下，可以省略簧片开关)。无线传输器18与一级收发器的天线17协同操作，以将包含来自传感器(统称为气体传感器13和环境传感器14)的读数的数据传输有效载荷传输到接收器设备30和/或远程计算机20进行处理。

在可摄入胶囊10的带电阶段期间(即在可摄入胶囊10使用期间，即在受试者哺乳动物40的GI道中并获得和传输读数时)，并假设排泄前数据传输例程，一级收发器的无线传输器18将读数传输到接收器设备30，所述接收器设备可以是用于接收和存储读数的专用装置(并且任选地具有用户界面)，或者可以是运行管理智能手机在接收、处理和/或传输来自胶囊10的数据方面的作用的应用程序的如移动电话(如智能手机)等多功能装置。在带电阶段期间，受试者哺乳动物40不需要保持在远程计算机20的具体范围内。接收器设备30将读数上传到远程计算机20。可以在胶囊的带电阶段期间连续上传，或者可以在胶囊的带电阶段终止之后上传。在连续传输的情况下，接收器设备30还可以存储读数，使得接收器设备30与网络之间的连接丢失不是关键的。接收器设备30可以应用一个或多个预处理步骤。读数的数字化由传感器本身、微控制器15或无线传输器18执行。经数字化的读数通过天线17传输。胶囊10的读数是在某一时刻读取的，并且与读取读数的时刻相关联。例如，时间戳可以通过微控制器15、无线传输器18或者在接收器设备30或远程计算机20处与读数相关联。例如，如果通过无线传输器18或多或少瞬时地(即，在一秒或几秒内)读取和传输读数，则通过接收器设备接收的时间可以作为时间戳与读数相关联。下文进一步讨论的读数的处理在某种程度上取决于读数的相对定时(即，使得来自不同传感器的同期读数可以被鉴定为同期的)，然而，一秒、几秒或10秒的准确性水平就已足够。

图3A展示了作为无线传输器18的元件一级收发器天线17和定向耦合器171，因为天线是无线传输器18向接收器设备30传输数据的物理手段。无线传输器18还被配置成缓冲用于传输的数据。无线传输器18还可以被配置成用在一组类似胶囊10中对于胶囊10是唯一的代码编码数据。

图3A中的电子组件之间的互连展示为通过中央总线进行。这是功率和数据如何在组件之间分配的一个示例。可以实施其它电路系统架构，例如，所有连接可以通过微控制器15，所述微控制器协调组件之间的数据和功率的分配。传感器(TCD传感器131、VOC传感器132、环境传感器14、加速度计19和定向耦合器171)在由电源16供电的微控制器15的指令下读取读数，并将读数传递到无线传输器18，以便通过天线17传输到接收器设备。

胶囊的尺寸可以是直径小于11.2mm并且长度小于27.8mm。胶囊10的壳体可以由具有生物相容性的不可消化聚合物制成。壳体可以是光滑且不粘腻的，以允许其在尽可能短的时间内穿过，并尽可能降低任何胶囊滞留的风险。

数据处理

可以或多或少实时执行处理，允许由传输和处理造成的延迟。可替代地，读数可以由接收器设备30接收并存储，用于上传和回溯性地处理。此类回溯性处理可以通过以下来执行：首先分析最近的读数(即，按逆时间顺序)，使得待确定的第一事件定时是排泄，随后是ICJ，然后是GET，然后是摄入。或者可以按时间顺序分析读数。

远程计算机20可以处理读数，或者处理可以在胶囊10上或通过接收器设备30执行。这些装置的一些组合可以执行所述处理。所述处理可以被认为包含两个分支：基于读数来确定可摄入胶囊10在GI道内的位置的第一(运动性)分支；以及确定可摄入胶囊10所在位置处的气体混合物中的成分气体和其浓度的任选的第二(气体组成)分支。本文所讨论的实施例主要涉及第一(运动性)分支，注意准确地确定可摄入胶囊10在GI道中的位置的特定益处是为第二(气体组成)分支的确定提供上下文。然而，应当注意，即使在不存在第二(气体组成)处理分支的情况下，第一(运动性)处理分支的结果也提供了评估肠道健康的有用信息，并且可能具有除第二(气体组成)处理分支之外的其它用途。任选地，第二(气体组成)处理分支的确定可以用于增加第一(运动性)处理分支中的确定的置信度。

来自不同传感器或伪传感器的读数将视情况用于第一(运动性)分支和/或第二(气体组成)分支。例如，TCD气体传感器读数用于检测第一(运动性)分支和第二(气体组成)分支中的胃十二指肠转换指示物，用于例如确定胶囊10所在位置处的H2的浓度。来自VOC加热器侧的读数在第二(气体组成)分支中用作更热的TCD传感器，以增加获得TCD读数的温度范围，并且因此增加可检测的H2浓度的范围。VOC传感器侧对O2和H2两者以及其它气体敏感，并且因此这些读数可以用于第二(气体组成)分支。其它气体包含CH4和SCFA。任选地，VOC传感器侧读数不用于第二(气体组成)分支，并且VOC传感器侧读数仅用于检测回盲连接部指示物。任选地，VOC传感器侧(即VOC传感元件)在分压器网络中形成电阻器，所述分压器网络的输出被测量为VOC传感器侧实时读数。可以在胶囊10处和/或作为处理的一部分应用转换，以将分压器网络的输出转换成来自感测元件的电阻测量结果。VOC传感器侧可以用一致的(即重复的)电压脉冲轮廓来驱动。VOC传感器侧读数可以与电压脉冲轮廓同步读取，使得在电压脉冲与读数的定时之间没有相位偏移。CH4浓度由TCD气体传感器读数和/或VOC加热器侧读数确定。

一级收发器配置和天线反射率相关读数

一级收发器的天线17使用商用频带(如433MHz和蓝牙2.4GHz)，因为该频率范围内的电磁波可以安全地穿透哺乳动物组织40。可以使用其它商用频带。可以在数字化阶段应用编码，以确保通过胶囊10传输的数据与通过其它类似胶囊10传输的数据是可区分的。传输天线17可以是例如用于向身体数据采集系统的外部传输数据的伪贴片型。电源16是可以为传感器和电子电路供电的电池或超级电容器。消化道胶囊需要至少48小时的生命时间。电源16中的氧化银电池的数量是可配置的，这取决于胶囊所需的生命时间和其它规格。

天线17可以与定向耦合器171串联。定向耦合器171和天线17被配置作为反射计。反射计通过二极管检测器测量所反射的信号的幅度。反射计的幅度测量结果是表示胶囊附近的材料的电磁性质的读数。例如，天线与胶囊10周围环境之间的良好阻抗匹配将产生低幅度反射率信号并且因此产生低幅度测量结果。天线与胶囊10周围环境之间的不良阻抗匹配将产生高幅度反射率信号并且因此产生高幅度测量结果。

在上述示例中，反射计测量一级收发器的天线17处的所反射的信号的幅度。任选地，反射计可以被配置成测量所反射的信号的相位。例如，胶囊10可以包括正交解调器以从所反射的信号中提取相位信息。除了幅度信息之外，相位信息还提供了用于表示所反射的信号的维度。在第一示例中，来自所反射的信号的相位信息可以随着胶囊周围环境的变化而表现出阶跃变化，使得相位信息的分析提供了运动性事件指示物。在下文更详细地讨论的第二示例中，相位信息使得能够确定如何修改天线控制信号以使天线阻抗与环境的阻抗更好地匹配。

正交解调将反射率信号的调制转换为虚基带信号和实基带信号。正交解调器由具有90度相位差的载波频率(载波频率是一级收发器的传输频率)正弦波驱动，以生成两个基带信号，可以将所述两个基带信号进行比较以生成相位信息。可以(对虚信号和基带信号中的每一个)应用低通滤波来滤除是原始基带频率的约两倍的高频内容。

反射计读数(幅度和相位读数中的一者或两者)为区分胶囊在GI道中的位置处的气体、液体与固体物质提供了基础。反射计读数(幅度和相位读数中的一者或两者)为区分胶囊10周围的不同物理环境提供了基础。反射计的读数使得天线17和定向耦合器171能够作为环境介电和阻抗传感器协同操作。

反射计：可调谐天线

图3B展示了反射计的特定示例。胶囊10被配置成通过无线电信号将其通过机载传感器和准传感器捕获的数据传输有效载荷传输到接收器设备30。由于胶囊10内的可用能量有限，因此胶囊10可以被配置成以节能方式传输无线电信号。胶囊10的受限体积和形状与在通过受试者哺乳动物的GI道期间周围环境的变化的电磁性质的组合意味着天线17与周围环境之间的阻抗匹配难以实现。更好的阻抗匹配提高了传输效率。传输器18可以是例如包含缓冲用于传输的数据的缓冲器的收发器的控制电路系统。

图3B中所展示的收发器包括可调谐天线17。来自天线17的所反射的信号在传输期间生成，在定向耦合器处接收，并在控制器181处处理，以从所反射的信号中提取幅度和相位信息中的一者或两者。

幅度提供了对所反射的能量的量的测量。相位信息提供了关于所传输的信号与所反射的信号之间的相位如何偏移的信息。传输环境，即胶囊10所处的环境的电磁性质的变化可能产生任一者或两者的阶跃变化。因此，反射计测量结果(是应用于幅度信息和相位信息中的任一者或两者的统称)凭借其绝对值(并通过参考如查找表等校准信息)和/或凭借其值中的阶跃变化的存在(在这种情况下不需要校准信息)，提供了胶囊周围环境或胶囊周围环境变化的指示物。

天线17、定向耦合器171、控制器181、可变电容器172形成闭合环路机构，以测量天线的效率(其中所反射的信号的幅度测量效率，低幅度指示效率，并且高幅度指示无效率)，并通过控制器181生成到可变电容器172的控制信号，以最小化天线反射率。取决于反射计如何配置，控制器181可以被配置成递增地改变到可变电容器172的控制信号，将幅度读数与递增改变之前的幅度读数进行比较，并基于所述比较来确定是否反转递增改变的方向。否则，在提取相位信息的反射计中，相位信息本身可以通知控制器181应该朝哪个方向改变控制信号以减小幅度读数。

控制器181被配置成基于天线反射率相关读数来生成控制信号，以改变可变电容器172的电容，所述可变电容器改变天线17的阻抗。控制算法负责确定由控制器181输出的控制信号，以改变可变电容器172的电容，从而改变天线17的阻抗，以减小来自天线17的所反射的信号的幅度。控制器181可以通过以下来凭经验生成控制信号：在给定方向上周期性地调整控制信号；将调整前和调整后的反射计幅度读数进行比较；以及如果反射计幅度读数从调整前到调整后有所增加，则改变下一次周期性调整的调整方向；以及如果天线反射率相关读数从调整前到调整后有所减少，则下一次周期性调整的调整方向维持不变。控制器可以基于反射计相位信息来确定性地生成控制信号，其中特定相位读取值范围指示控制器将增加控制信号，并且特定相位读取值范围指示控制器将减小控制信号，并且任选地特定相位读取值范围指示控制器将维持控制信号。通过控制器181生成的控制信号的水平与可变电容器172的电容成比例或直接成比例，并且因此与天线17的阻抗成比例或直接成比例。如上所详述的，由于天线17、控制器181和可变电容器172形成闭合环路或反馈环路机构以使天线17与周围环境阻抗匹配(即，减小所反射的信号幅度)，因此逻辑上可以得出通过控制器181生成的用于设置可变电容器的电容的控制信号与胶囊10周围环境的阻抗成比例。因此，控制信号本身可以被记录为表示或指示胶囊10周围环境的天线反射率相关读数。

配置有形成闭合环路(即反馈环路)的定向耦合器171、控制器181、可变电容器172和天线17的反射计提供天线17的自动调谐以提高传输效率。此外，如上所详述的，从控制器181到可变电容器172的控制信号指示天线17的阻抗，并且因此也指示胶囊10周围环境的阻抗，并且因此控制信号本身可以被采样为天线反射率相关读数，以供运动性处理使用。控制信号的变化或甚至控制信号本身的绝对值(与经校准的查找表组合)提供了受试者哺乳动物的GI道内的胶囊10位置的指示物。

图3B的上下文中的传输器18是提供传输信号(即，具有经编码数据传输有效载荷的载波，以及传输协议所需的任何元数据等)的电路系统。传输器18可以是蓝牙传输器。

可摄入胶囊10的包含来自以下中的一个或多个的读数也可以包含反射计的读数：来自环境传感器14的读数、来自VOC气体传感器132的加热器侧132b的读数、来自VOC气体传感器132的传感器侧132a的读数和来自TCD气体传感器131的读数。因此，GI道内的胶囊位置的变化产生天线反射率相关读数的变化，并且因此提供了GI道的两部分之间的转换事件已经发生的指示物。

可摄入胶囊：加速度计

可摄入胶囊10可以进一步包括加速度计19。加速度计19可以是三轴加速度计。胶囊10的角位置或取向的变化率在某种程度上取决于在GI道内的位置，并且因此加速度计读数提供了GI道的两个部分之间的转换事件已经发生的指示物。加速度计读数可以测量围绕三个旋转轴的角加速度，其中三个旋转轴可以是相互正交的。

非机载处理

图1A至图3的可摄入胶囊10是数据收集和数据传输装置。如本公开中其它地方所提及的，将所收集的数据(即读数)通过接收器设备30上传到远程计算机20进行处理，所述接收器设备可以是用于将读数传输到远程计算机的中继设备，或者可以直接与远程计算机连接以将读数上传到所述远程计算机。例如，接收器设备30可以包括远程计算机20可读的存储器。接收器设备30直接或通过如因特网等网络提供与远程计算机20的如有线连接、网络连接或插头-插座连接等数据连接，通过所述网络将读数中继到远程计算机20。以这种方式，胶囊10仅需要被配置成与接收器设备30建立数据连接，所述接收器设备可以是用于接收和存储读数的专用装置(并且任选地具有用户界面)或者可以是如移动电话(如智能手机)等多功能装置，以便在带电阶段期间，受试者哺乳动物不需要保持在远程计算机20的具体范围内。接收器设备30将读数上传到远程计算机20。可以在胶囊的带电阶段期间连续上传，或者可以在胶囊的带电阶段终止之后上传。在连续传输的情况下，接收器设备30还可以存储读数，使得接收器设备30与网络之间的连接丢失不是关键的。

处理所记录的读数

包含获取读数和处理读数的方法在图4和图5中展示。处理可以被认为包含两个分支：基于读数来确定可摄入胶囊10在GI道内的位置的第一(运动性)分支；以及确定可摄入胶囊10所在位置处的气体混合物中的成分气体和其浓度的第二(气体组成)分支。第二(气体组成)分支是任选的，并且是利用第一(运动性)处理分支的结果的示例。本公开主要涉及第一(运动性)分支。第二(气体组成)分支与第一(运动性)分支并行进行，或者可以关于第一(运动性)分支延迟进行，因为第二(气体组成)分支利用第一(运动性)分支的确定来检测疾病或病状。例如，第二(气体组成)分支包括处理TCD气体传感器131、VOC气体传感器132的读数，以确定可摄入胶囊10所在位置处的气体混合物中的成分气体和其浓度，并使用第一(运动性)处理分支的确定来确定可摄入胶囊10的位置。以这种方式，可以确定所确定的气体和浓度是摄入后-胃-十二指肠转换前，或胃-十二指肠转换后-回盲连接部前，或回盲连接部后-排泄前。然而，应当注意，即使在不存在第二(气体组成)处理分支的情况下，第一(运动性)处理分支的结果也提供了评估肠道健康的有用信息，并且可能具有除第二(气体组成)处理分支之外的其它用途。任选地，第二(气体组成)处理分支的确定可以用于增加第一(运动性)处理分支中的确定的置信度。

方法可以包含存储和/或传输来自读数中的随时间变化记录的TCD气体传感器读数和VOC气体传感器读数，以及第一转换事件和第二转换事件(以及任选地还有摄入事件和排泄事件)的所确定的定时，用于分析。例如，分析可以包括与GI道的特定位置或部分处的特定成分气体的产生或其浓度相关联的一种或多种病状或疾病的诊断。

图4展示了一种方法，用于向哺乳动物提供S100可摄入胶囊10以供摄入，记录S102来自胶囊10的读数，并通过确定第一转换事件定时S104和第二转换事件定时S106来确定GI道的部分中的胶囊10的位置。

图5展示了图4的方法的具体示例，所述具体示例进一步包含确定摄入事件定时S103和排泄事件定时S107。

如其它地方所述，可以按时间顺序或逆时间顺序处理读数。因此，图4中执行步骤的顺序可以是：

-按时间顺序处理：S100；S102；S104和S104a；S106和S106a；或者

-按逆时间顺序处理：S100；S102；S106和S106a；S104和S104a。

或者在图5的情况下：

-按时间顺序处理：S100；S102；S103和S103a；S104和S104a；S106和S106a；S107和S107a；或者

-按逆时间顺序处理：S100；S102；S107和S107a；S106和S106a；S104和S104a；S103和S103a。

为了检测事件的指示物而分析的读数界限由已确定的事件设置。因此，在按时间顺序处理的情况下，在检测事件指示物时，从前述事件的所确定的定时在向前滚动的基础上分析读数(在检测摄入的情况下，前述事件是启动)。在按逆时间顺序处理的情况下，在检测事件指示物时，从处理事件的确定定时在向后滚动的基础上分析读数(在检测排泄的情况下，在进行中事件是终止，其可以通过不具有另外的读数或通过受试者在用户界面上设置)。因此，所述处理可能是：

-按时间顺序处理：S100；S102；S104和S104a；S106和S106a(具有由S104提供的早期界限)；

-按逆时间顺序处理：S100；S102；S106和S106a；S104和S104a(具有由S106提供的后期界限)。

或者在图5的情况下：

-按时间顺序处理：S100；S102；S103和S103a(具有由启动事件提供的早期界限)；S104和S104a(具有由S103提供的早期界限)；S106和S106a(具有由S104提供的早期界限)；S107和S107a(具有由S106提供的早期界限)；或者

-按逆时间顺序处理：S100；S102；S107和S107a(具有由终止事件提供的后期界限)；S106和S106a(具有由S107提供的后期界限)；S104和S104a(具有由S106提供的后期界限)；S103和S103a(具有由S104提供的更后期界限)。

为了简洁和易于理解起见，图4和图5的讨论涉及滚动平均值从早期界限起始点向前的按时间顺序处理示例。然而，上文提供了使得本公开能够应用于滚动平均值从后期界限起始点向后的按逆时间顺序处理的指令。

启动

提及启动事件是指：启动带电阶段的胶囊的通电事件，在所述带电阶段期间，胶囊处于激活状态，并且读数由传感器生成并由接收器设备接收；或者通过按下接收器设备30的用户界面上的按钮(使得胶囊可能已经通电)的记录的启动。带电阶段是指胶囊通电并且读数由接收器设备30记录(即存储或中继)的时间期间。

启动事件可以是由作为胶囊处的NFC收发器的二级收发器接收的经编码激活控制信号。经编码激活控制信号通过接收器设备30的NFC收发器传输。

终止

提及终止事件是指带电阶段的结束，所述终止事件可以是：结束带电阶段的胶囊的断电事件；或者是通过按下接收器设备30的用户界面上的按钮的带电阶段的终止。

摄入

在S100处，向受试者哺乳动物40提供可摄入胶囊10用于摄入。可摄入胶囊10如图1A至图3中任一个中所展示的，并且尤其包括壳体11、电源16、环境传感器14、TCD气体传感器131和VOC气体传感器132。可摄入胶囊10可以在断电状态下与包装接触而得以存储，其中将可摄入胶囊10从包装中分离使得断电状态结束并且胶囊10进入通电状态。进入通电状态可以是启动事件，或者启动事件可能需要胶囊进入通电状态并按下接收器设备30上的用户界面的按钮(或与所述接收器设备上的用户界面进行其它交互)。胶囊10从包装中分离可能是使得胶囊通电并且胶囊10开始获得和传输读数的事件。

可以预见的是，摄入将在进入通电状态之后不久发生，其中不久是指15分钟内、半小时内或一小时内。可以通过应用程序和/或通过胶囊10的包装上的注释指导受试者仅在准备摄入时激活胶囊(即，通过应用程序激活NFC)，使得激活与摄入之间的时间可以保持一分钟或更短时间。

记录读数

在S102处，开始记录读数。读数由接收器设备30记录，所述接收器设备立即将所述读数中继到远程计算机20进行处理或者存储所述读数以便稍后上传到远程计算机20。读数包含TCD气体传感器131的读数、VOC气体传感器的传感器侧132a的读数，并且还可以包含来自以下中的一个或多个：环境传感器读数、来自VOC传感器的加热器侧132b的读数、天线反射率相关读数(即来自天线17和定向耦合器171)以及来自加速度计19的读数。随时间变化记录读数。分配给每个实时读数的时间值可以在胶囊10处分配，例如由微控制器15和/或无线传输器18分配，可以由接收器设备30基于从胶囊10接收相应读数的时间分配，和/或可以由远程计算机20基于从胶囊10或从接收器设备30接收的时间分配。可替代地或另外地，分配给每个实时读数的时间值可以基于到达的顺序。例如，如果已知每n秒获得一次TCD气体传感器读数，则第m次读数在启动事件开始带电阶段之后的m x n秒(或m-1x n秒，取决于实施方案)计时。应当注意，时间值可以相对于如胶囊10进入通电状态等基线，而不是基于日历和一天中的时间值的时间的绝对值。

在图4和图5中以连续方式展示了步骤，但在实践中，可以在执行处理步骤S103至S107的同时执行获得和记录读数S102(在按时间顺序处理的情况下，显然对于逆时间顺序处理而言，在执行处理步骤之前，带电阶段终止)。任选地，可以在已经完成读数的记录S102以及排泄胶囊之后执行处理。处理可以在云上执行。处理可以在服务器计算设备上执行，所述服务器计算设备可通过与接收器设备30的互联网连接以连接到胶囊10。接收器设备本身可以执行处理步骤S103至S107中的一些或全部处理步骤。

确定运动性事件定时的处理

步骤S103至S107是处理步骤并且涉及分析所记录的读数，以便确定能够确定胶囊10在GI道内的位置的具体事件是否已经发生。所述处理不一定旨在确定胶囊10的实时或同期位置，而是确定胶囊10在所记录的读数的定时时的位置。在读数子集的定时时的位置是预期输出，而不是处理的定时时的位置。例如，确定在从VOC气体传感器132或TCD气体传感器131获得一系列读数的定时时胶囊处于GI道的特定部分。或者，例如，确定穿过GI道的各部分的定时，所述GI道的各部分本身是肠道健康的指示物。

每个确定步骤：确定摄入事件定时S103；确定第一转换事件定时S104；确定第二转换事件定时S106；确定排泄事件定时S107；具有相应相关联检测步骤。通常，检测步骤包括处理和分析所记录的读数，以鉴定指示与胶囊10的运动性相关联的事件可能已经发生的指示物(即标志物)。除了检测之外，相应确定步骤还包含将条件或一些其它逻辑应用于检测到的指示物以确定(在置信度水平内)指示物是由运动性事件引起的，并且因此可以确定运动性事件在检测到的指示物的定时时(或接近所述定时)已经发生。运动性事件包含来自中的一个或多个：摄入事件、胃-十二指肠转换、回盲连接部转换和排泄事件。胃肠运动性由消化系统的运动和其中内容物的通过来定义。指示物是来自相关传感器或伪传感器的所记录的读数相对于时间的曲线图中的特征。特征是阶跃、凹凸、拐点或梯度变化。特定指示物可以更具体，例如，条件可以比仅仅是阶跃、凹凸、拐点或梯度变化的指示物更具体。

可以在来自第一传感器的读数中检测指示物。指示物与所述指示物是由与胶囊的运动性相关联的事件引起的假设相关联。通过在指示物的定时时(和接近所述定时)从其它传感器获得读数，并在那些读数中检测验证性指示物，可以增加假设的置信度。例如，氢气(H2)水平在整个GI道中变化，并且因此H2水平的读数可以用于增加来自其它传感器的读数的置信度。H2水平的读数可以用作回盲连接部转换指示物的基础。具体地，可以通过鉴定(传感器侧)VOC气体传感器输出的增加超过预定义阈值与同期或在时间上靠近预定义时间距离内的任一侧的H2水平的增加超过预定义阈值来检测回盲连接部转换指示物。注意H2水平由TCD气体传感器输出和/或加热器侧VOC传感器输出确定。

类似地，CH4水平的读数可以用作回盲连接部转换指示物的基础。具体地，可以通过鉴定(传感器侧)VOC气体传感器输出的增加超过预定义阈值与同期或在时间上靠近预定义时间距离内的任一侧的CH4水平的增加超过预定义阈值来检测回盲连接部转换指示物。注意CH4水平可以由TCD气体传感器输出和/或加热器侧VOC传感器输出确定。

可以分析所记录的读数的不同子集，以便检测不同指示物。这些子集可以根据定时并且根据获得所述子集的传感器来划分。根据定时的划分在上文关于按时间顺序处理和按逆时间顺序处理的早期界限和后期界限进行讨论。

应当注意，术语传感器广泛地用于不仅涵盖传感器本身(即TCD气体传感器131、VOC气体传感器的传感器侧132a，以及任选地环境传感器14和/或加速度计19)，还涵盖提供读数且本身不是传感器的组件，如定向耦合器171和VOC传感器的加热器侧132b(所述组件可以被称为伪传感器)。术语传感器涵盖传感器本身和伪传感器。

在S103a处，分析来自环境传感器14的所记录的读数，以检测将指示摄入事件的环境的变化。在该上下文中，变化可以是由环境温度传感器14a的读数指示的环境温度的变化，或者变化可以是由环境湿度传感器14b的读数指示的环境湿度的变化。检测可以基于来自环境温度传感器14a和环境湿度传感器14b两者的读数，以增加彼此的置信度，或者考虑异常的环境湿度或温度条件，所述异常的环境湿度或温度条件可能会在摄入时减少一种条件相对于另一种条件的变化(即在炎热天气摄入可能不会记录显著的温度变化，但是在许多情况下会记录显著的湿度变化)。在按时间顺序处理中，可以从启动事件(如胶囊10的通电)向前进行环境传感器读数分析，通过摄入事件定时的确定来设置时间上限。也就是说，一旦确定检测到的环境传感器读数的变化是由摄入事件引起的，便不执行进一步分析来检测摄入事件。在按逆时间顺序处理中，可以从胃-十二指肠转换事件向后进行环境传感器读数分析，通过摄入事件定时的确定来设置时间下限。也就是说，一旦确定检测到的环境传感器读数的变化是由摄入事件引起的，便不执行进一步分析来检测摄入事件。不管处理方向如何(其中处理方向是指按时间顺序或按逆时间顺序)，可以通过将受试者一个或多个读数与预定数量的先前读数进行比较，在滚动的基础上检测S103a处的变化，超过阈值的差异(即一或二摄氏度或一或二％相对湿度)是检测到的变化。确定摄入事件定时可以包含将受试者的温度或湿度读数与受试者哺乳动物40的GI道的起始处的环境的预期温度或湿度进行比较，其中在阈值内是确定胶囊10已经摄入。可替代地，条件可以是预定义数量或更多的连续读数在受试者哺乳动物的GI道的起始处的环境的预期温度或湿度的阈值内。

确定摄入定时

图12a展示了用于确定摄入定时的示例性算法。在S1201处，环境传感器读数的突然变化被检测为潜在的摄入指示物，并且应用异常捕捉和摄入前滤波，并且在S1202处，应用中值滤波。算法优选地通过在S1203处检查突然变化起始处的温度是否在室温的预定义范围内来自动确定摄入。如果否，则在S1204处检查患者标志物(即，患者标志物是由患者通过如按钮按压等接收器设备30上的用户界面提供的摄入指示物，或者通过在受试者是患者的诊所处的装置上运行的应用程序提供的摄入指示物)。因此，在S1204处，如果是，则患者标志物的存在足以用作摄入标志物，并且摄入定时在S1206处被视为患者标志物的定时。如果在S1204处不存在患者标志物，则在S1205处，突然变化的第一次读数的定时被视为摄入定时。如果在S1203处检测到的突然变化的起始处的温度在预定义室温范围内，则处理前进到S1207，并且在S1207处发现温度1阶导数大于3个标准偏差的下一个时间，并且在S1208处检查环境温度传感器读数是否示出在接下来的5分钟内体温上升到预定义范围内。如果否，则流程返回到S1207。如果是，则流程前进到S1209，并且温度上升的定时是所确定的摄入定时。

传感器、算法、处理

图11a展示了实施例中的传感器、算法与处理结果之间的关系。校准数据1101是用于校准用于在不同环境温度下作为TCD传感器操作的VOC传感器的查找表等，所述校准数据与VOC传感器的加热器侧132b组合以提供校准参数。从临床数据1102可知VOC传感器加热器侧读数的变化与受试者气体混合物中的H2浓度的变化相关联，所述临床数据在S106和S106a处馈入ICJ检测并且其本身是1103处的输出数据实体。相同的附图标记用于表示其它附图中相同的特征，并且因此本文通过参考其它附图公开了对图11a的特征的完整描述。注意摄入算法执行步骤S103和S103a，排泄检测算法执行步骤S107和S107a，ICJ检测算法执行步骤S106和S106a，并且胃排空算法执行步骤S104和S104a。步骤S1110是TCD传感器读数的校正，以考虑环境温度的变化。步骤S1120应用算法来处理加速度计数据，如下文关于第一技术或行进角度技术所描述的。S1130是用于天线反射率相关读数的示例性处理算法，并且确定其输出信号中的噪声变化。其它处理算法可以应用于加速度计和读数。算法S1110、S1120和S1130可以被认为是预处理算法。通过算法确定的事件定时彼此相互组合，以确定摄入、胃排空、回盲连接部转换和排泄的事件定时。事件定时依次组合以确定包含胃排空定时1105、小肠通过时间1106、结肠通过时间1107和全肠道通过时间1108的通过时间度量。这些包含在输出运动性报告1104中。例如，数据可视化1103如图7A、图7B、图7C、图8、图9A和图9B中所展示的。图11B示出了用通过时间度量标记的示例性数据可视化。

图7A和图7B展示了可摄入胶囊10的胶囊读数相对于自启动事件(启动)以来的时间的曲线图，所述胶囊由受试者人类摄入，通过GI道，并且然后排泄。对摄入事件和排泄事件进行标记。在示例中，外部温度远低于受试者人类的内部温度。曲线图还示出了氢气读数、运动性读数和CO2读数，并用饮食事件以及排便事件(所述事件可以自动检测或手动报告)标记。分配给摄入事件和排泄事件的具体定时可以通过多种方式确定。图7C示出了可摄入胶囊10的环境温度传感器读数和环境湿度传感器读数相对于自启动事件(启动)以来的时间，所述胶囊由受试者人类摄入，通过GI道，并且然后排泄。未对事件进行标记，因为从图7A中可以明显看出，其中摄入和排泄指示物在图7C中是可检测的。分配给摄入事件和排泄事件的具体定时可以通过多种方式确定，注意读数的处理可以按时间顺序或按逆时间顺序执行。摄入事件的示例：在渐进(即滚动)的基础上，从作为启动事件(按时间顺序的情况下)或胃-十二指肠转换定时(按逆时间顺序的情况下)的起始点，确定三个相邻环境传感器读数的平均值，确定所述平均值开始或停止处于摄入后(即受试者的平均内部环境)预期环境值的阈值距离内(即在预期温度的1摄氏度内或在预期湿度的1％、2％、5％或10％内)的定时，然后确定摄入事件定时在三个读数期间(例如，中点、最早点或最晚点)。数字三是示例性的，并且可以选择滚动平均值中的样品数的不同数量，如五、十、十二或二十。此外，1摄氏度的公差是可配置的，并且例如可以是2度、3度等。

在上述示例中，通过在温度传感器的读数中检测摄入指示物(环境温度读数的上升)来确定摄入事件定时。摄入事件定时与摄入指示物是同期的。可以在来自定向耦合器的天线反射率信号中检测摄入指示物(即，标志物)，所述指示物是读数中的阶跃变化(这对于天线17和定向耦合器19用作并从中获取读数的反射计的实施例是具体的)。摄入事件定时与天线反射率相关读数中的摄入指示物是同期的。作为另外的示例，胶囊可以包含作为环境传感器形式的相对湿度传感器，其中可以通过处理来自所述相对湿度传感器的读数来检测摄入指示物。指示物是相对湿度最早(启动事件后)上升到100％的预定义阈值内，例如加减5％或加减1％。另外的摄入指示物是用户装置的用户界面上的摄入确认按钮的按钮按压。实施例可以组合所公开的摄入指示物中的一个或多个摄入指示物来确定摄入事件定时。例如，在彼此例如彼此间隔一分钟的预定义定时窗口内的定时时检测到多于一个的所公开的摄入指示物，使得摄入事件定时确定。

排泄事件的示例：在渐进(即滚动)的基础上，从作为ICJ事件(按时间顺序的情况下)或终止事件(按逆时间顺序的情况下)的起始点，确定三个相邻环境传感器读数的平均值，确定所述平均值停止处于或开始处于排泄前预期环境值的阈值距离内(即在预期温度的1摄氏度内或在预期湿度的1％、2％、5％或10％内)的定时，然后确定排泄事件定时在三个读数期间(例如，中点、最早点或最晚点)。数字三是示例性的，并且可以选择滚动平均值中的样品数的不同数量，如五、十、十二或二十。此外，1摄氏度的公差是可配置的，并且例如可以是2度、3度等。排泄事件可以通过指示自由下落事件的加速度计读数来确认或检测。

应当注意，有时，摄入或排泄时温度可能没有变化。处理可以包含备用算法，在启动处的最早环境温度读数(假设胶囊10还未摄入)处于受试者哺乳动物的GI道的起始处的预期环境温度的阈值范围内的情况下，执行所述备用算法。备用算法在来自其它传感器(如加速度计，和/或上文所讨论的其它摄入指示物或排泄指示物)的所记录的读数中寻找可以指示排泄或摄入事件的其它摄入指示物或排泄指示物。可替代地，在环境传感器14进一步包括环境湿度传感器14b的情况下，相对湿度读数可以用作温度的后备。另外的示例是在装置(如接收器设备30)的用户界面上的手动按钮按压。实施例可以以分层方式组合指示物(即，首先在温度读数中寻找指示物，并且只有在温度读数中找不到指示物时，才在来自其它传感器的读数中寻找指示物)，或者可以同等地对待指示物(即，寻找任何两个同期指示物)。可以实施用于确定定时的其它算法，例如，可以将置信度归因于检测到的指示物，并且然后只有在置信度水平不满足阈值时，才处理来自其它传感器的读数，以找到同期指示物来提高置信度。应当注意，在本文档中湿度是指相对湿度。

用于增加环境温度读数中的排泄指示物的置信度(从体温开始下降)的具体排泄指示物是接收器设备的用户界面上的排便按钮上的按钮按压，并且另外的排泄指示物是接收器处的通信丢失。例如，在所记录的排便按钮的按钮按压的定时(即，在预定义定时窗口内)处的通信丢失是排泄指示物，所述排泄指示物可以用于代替环境温度读数中的排泄指示物或增加其置信度，以便确定排泄事件定时。

排泄定时

图12b展示了用于确定排泄定时的示例性算法。在S1210处，检查环境温度传感器读数在终止事件(其可以是胶囊的断电或者可以是患者提供的标志物，如接收器设备30上的用户界面上的按钮的按压)的定时时的温度是否在室温范围内。在S1211处如果否，则在接近终止事件的定时时执行排便检查。如果否，则确定排泄尚未发生，并且在S1212处确定终止事件是连接丢失而不是排泄事件。在S1213处，如果已经出现排便(其中排便可以由患者例如通过按压接收器设备的用户界面上的按钮来记录)，则排泄事件定时是最后接收到的数据包的定时。在S1214处，算法鉴定温度1阶导数小于3个标准偏差的下一个时间，并且在S1215处检查环境温度传感器读数是否示出在前5分钟内体温下降到低于预定义范围。如果否，则流程返回到S1214。如果是，则流程前进到S1216，并且温度下降的定时是所确定的排泄定时。

图2D展示了接收器设备30上的用户界面，所述接收器设备包括用于通过手动按压按钮来记录排便事件的按钮。在图2D中，提供了5秒的示例作为手动按压按钮以记录排便的时间长度。LED显示器向患者提供记录排便事件的反馈。

图4的布局展示了按时间顺序的处理方向，其中首先确定胃十二指肠事件定时，并将其用作在检测回盲连接部指示物时待分析的最早读数的早期界限(即下限)。如图4中的箭头所指示的，可以按逆时间顺序的方向上执行处理，其中确定回盲连接部事件定时并将其用作在检测胃-十二指肠转换指示物时待分析的读数的后期界限(即上限)。

胃排空

在S104a处，对于胃-十二指肠转换指示物，分析晚于所确定的摄入事件定时的所记录的读数，或者在按逆时间顺序处理的情况下，分析早于所确定的回盲连接部转换事件定时的读数。因此，通过在相应处理方向上迭代地或重复地前进直到所确定的第一转换事件的定时来分析所记录的读数。

第一转换事件是胃排空或穿过胃与十二指肠的交界处。可以在所记录的读数的第一子集中检测一个或多个胃十二指肠指示物，第一子集如上文所解释的暂时定义。此外，第一子集可以受包括来自TCD气体传感器131的读数的传感器限制。第一子集可以进一步包括天线反射率相关读数(即，来自天线17和定向耦合器171)和/或加速度计19。

TCD气体传感器读数中的胃-十二指肠转换指示物可以是TCD气体传感器读数中的尖峰、阶跃变化或拐点。基于来自环境温度传感器14a的所记录的读数，可以对TCD气体传感器读数应用校正，以考虑环境温度的变化。可以在检测阶段S104a应用校正，使得所记录的读数本身得以校正，以考虑环境温度的变化，并且在经校正的读数中检测胃-十二指肠转换指示物。可替代地，可以在原始读数(即，未经校正的读数)中检测胃-十二指肠转换指示物，并且然后在确定步骤S104处执行检查以确定指示物是否可归因于环境温度的变化，并且如果否，则确定胃-十二指肠转换指示物是由胶囊10的胃-十二指肠转换引起的，或者在确定中应用另外的条件(例如，针对同期指示物检查来自另一个传感器的所记录的读数)。可替代地，另外的条件可以是阈值或应用于检测到的尖峰、阶跃变化或拐点本身的一些其它条件。

在检测胃-十二指肠转换指示物时，在TCD气体传感器读数中感测到的主要物理机制如下：离开胃的胃液中的盐酸与胰腺释放的胆汁酸中的碳酸氢盐混合。该胆汁酸用于中和液体的pH，并且该反应的副产物是CO2。在GI道的这个区域中，周围气体主要是N2和O2以及一些痕量的CO2。该反应中产生的CO2量显著高于由于呼出气体的吞咽而产生的痕量。因此，仅使用TCD传感器输出而不计算CO2是合适的。换句话说，一旦针对环境温度变化进行了校正，TCD气体传感器读数本身就提供胃-十二指肠转换指示物，这是因为跨胃-十二指肠转换两侧的CO2浓度变化导致热导率的变化。出于运动性目的(即，为了确定可摄入胶囊10的位置)，不需要特别计算实际CO2浓度。

由于TCD传感器131受胶囊所处位置处的气体混合物的温度的影响，因此需要温度校正过程以考虑外部环境温度变化的变化，即饮用冷水、锻炼、进食等。从所确定的摄入事件定时开始，TCD气体传感器131的读数相对于时间绘制的与环境温度变化不相关联的第一凹凸、阶跃变化或大的拐点鉴定胃-十二指肠转换。

图8a展示了环境温度传感器14a的所记录的读数(顶部图上的顶部读数线)相对于时间，以及胶囊摄入和通过GI道的情况下经校正的TCD气体传感器读数相对于时间。可以被标记为胃排空的胃-十二指肠转换指示物由经校正的TCD气体传感器读数中的高于阈值高度的尖峰来指示。例如，可以通过与趋势线的距离(例如，作为比例、作为绝对值或作为标准偏差的数量)来测量尖峰高度，所述趋势线与到所述点的读数进行拟合。

气体浓度是可以通过机载处理器或远程处理设备基于从机载传感器获得的原始数据计算的度量的示例。例如，胶囊10可以被配置成计算和转换一个或多个此类度量，以从胶囊10传输。可以丢弃或存储从胶囊10传输的原始数据。任选地，可以通过机载或非机载处理器基于所计算的气体浓度来计算度量。此类度量的示例是峰值H2，其可以在排泄事件的定时时完成，并在从胶囊10到接收器设备30的数据传输有效载荷中从胶囊10传输。

图8B示出了在TCD传感器输出和CO2读数中可见的胃排空。当胃液中的盐酸离开胃并与胰腺释放的胆汁酸中的碳酸氢盐混合时产生CO2。该反应也中和了液体的pH。实施例使用温度补偿的原始TCD传感器输出而不是所计算的CO2来检测该事件，因为所述温度补偿的原始TCD传感器输出含有少得多的噪声。对TCD传感器输出进行调整以补偿由环境温度传感器14a测量的温度波动。通过去除饮用事件并搜索摄入与ICJ转换之间的TCD输出的明显不连续性，使用算法来找到CO2增加的时刻。

处理可以包含：在来自所述所记录的读数的第一子集的所述TCD气体传感器读数中检测胃-十二指肠转换指示物，作为第一胃-十二指肠转换指示物；以及计算置信度评分，所述置信度评分表示在所述TCD气体传感器读数中的检测到的所述胃-十二指肠转换指示物是由横穿所述胃-十二指肠连接部的可摄入胶囊10引起的可能性。置信度评分可以基于例如尖峰相对于趋势线的高度，其中趋势线以上的标准偏差越多，置信度水平就越高。概率分布查找表可以用于将尖峰高度转换成置信度评分。置信度评分可以是经校正的TCD读数中的尖峰是由第一转换事件引起而不是由经校正的TCD读数中的噪声或其它随机变化引起的百分比可能性。

处理可以包含将所计算的置信度评分与阈值进行比较，并且如果所述置信度评分满足所述阈值，则基于所述检测到的胃-十二指肠转换指示物的定时来确定所述第一转换事件已经发生和其定时，并且如果所述置信度评分不满足所述阈值，则将来自所述TCD气体传感器读数的所述检测到的胃-十二指肠转换指示物指定为第一胃-十二指肠转换指示物，以及在除了所述TCD气体传感器读数之外的来自所述第一子集的读数中检测是否存在第二胃-十二指肠转换指示物以及其是否与所述第一胃-十二指肠转换指示物同期，并且如果检测到所述第二胃-十二指肠转换指示物，则基于所述第一胃-十二指肠转换指示物的定时来确定所述第一转换事件已经发生和其定时。

实际上，第一胃-十二指肠转换指示物不符合置信度评分阈值启动另外的处理线程来检测另外的胃-十二指肠转换指示物，以增加第一胃-十二指肠转换指示物的置信度。分析与来自其它传感器或伪传感器的第一胃-十二指肠转换指示物同期的所记录的读数，以鉴定一个或多个第二胃-十二指肠转换指示物。包含在分析中的读数的时间界限可以是例如第一胃十二指肠转换指示物的任一侧的预定义时间距离，例如一秒、五秒、十秒、二十秒、三十秒、一分钟、两分钟或五分钟。可以分析来自天线反射率相关读数(即，被配置为感测胶囊10周围环境的介电是否变化以及如何变化的反射计的天线17和定向耦合器171)和加速度计19(即，感测胶囊的取向变化率是否变化以及如何变化)中的任一者或两者的所记录的读数，以试图鉴定所述一个或多个第二胃-十二指肠转换指示物。

如图3A中所展示的，电路系统包含与作为反射计操作的天线17串联的定向耦合器171。二极管检测器测量来自天线的所反射的信号的幅度。二极管检测器的测量结果是天线反射率相关读数的示例，并且测量来自天线的所反射的能量，即由于阻抗失配而没有从天线17辐射的能量。反射计读数测量天线的辐射效率，所述辐射效率受胶囊周围材料的介电影响。在另一个示例中，天线反射率相关读数由包含控制可变电容器阻抗的控制器的反馈环路生成，所述可变电容器阻抗使得天线与周围环境相匹配。从控制器到可变电容器的控制信号用于使天线与周围环境阻抗匹配，并且因此表示胶囊周围环境的电磁性质或与其相关。

在胃-十二指肠转换事件的定时时，读数可能变得嘈杂和/或发生基线偏移。例如，噪声的增加和/或基线偏移可检测为转换指示物。

图9D展示了(在两组轴中较低轴上的最上面的曲线图中)天线反射率相关读数相对于时间(天线被标记为“Ant”)，并标记有胃排空事件。天线17和定向耦合器171用作反射计，用于测量来自天线的所反射的能量，即没有辐射出天线的能量。该信号随着周围介电性质的变化而变化，最明显的是当胶囊离开充满流体的胃并转换到处于被小肠中的管状组织包围时。观察到天线反射率相关读数的偏移与TCD标志物一致，增加了置信度，作为二级测量。

图9A是胶囊10中的多个传感器和伪传感器的所记录的读数(或其经处理的版本)相对于时间的曲线图。对胃排空(胃-十二指肠转换)事件进行标记。图9A的图中的顶部曲线图是天线反射率相关读数(天线被标记为“Ant”)相对于时间。可以看出，基线偏移发生的时间与经校正的TCD气体传感器读数中的尖峰一致。因此，例如，如果表示尖峰由胃-十二指肠转换引起的可能性的置信度评分不满足阈值，则分析天线反射率相关读数以检测与尖峰一致的基线偏移。例如，可以通过在渐进/滚动的基础上将最近数量(例如，五个、十个或二十个)的连续读数的平均值与最近数量的连续读数之前(或在按逆时间顺序处理的情况下进行)的多个读数的平均值进行比较来检测基线偏移。基线偏移可以由大于阈值的差异来指示，其中阈值可以是绝对值、比例或相对于读数中的标准偏差来确定。在反射计的输出中检测一致的胃-十二指肠转换指示物可能足以确认第一胃-十二指肠转换指示物是由胶囊10的胃-十二指肠转换引起的，并且因此确定胃-十二指肠转换的定时。可替代地，可以通过概率模型评估两个指示物的组合以修正置信度评分并将经修正的置信度评分与阈值进行比较，其中满足阈值将确定第一胃十二指肠转换指示物是由胶囊10的胃十二指肠转换引起的，并且因此确定胃十二指肠转换的定时。

加速度计和加速度计数据的处理

示例性加速度计19测量围绕三个相互正交的轴的滚动。来自加速度计19的读数可以是每个轴具有分量的向量，其中每个分量指示围绕对应轴的瞬时角加速度，或者自前一实时读数以来的时间段内围绕对应轴的平均加速度。可替代地，读数可以给出胶囊的三维取向。在接收器设备30处或在远程计算机20处，可以执行对来自加速度计的读数的处理，以生成聚集的(即所有三个轴)加速度计读数的表示(如相对于时间的曲线图)，标志物(即胃-十二指肠转换指示物)从所述表示中是可鉴定的。此类曲线图或表示也可以用于鉴定包含排泄事件的其它事件的标志物。在图9A中，生成“行进角度”曲线图。所述曲线图是随着时间累积地围绕所有三个轴的标量角位移的累积，其中应用低通滤波器来滤除小的角位移。

图9C示出了三个相互正交的维度中的每一个维度上的滚动，并标记有胃排空事件，从中可以看出，加速度计读数的变化与经校正的TCD读数的变化在时间上相关(即，可以用于增加经温度校正的TCD读数中的胃-十二指肠转换指示物的检测的置信度)。使用三轴加速度计并跟踪关于胶囊参考坐标系的重力向量来测量胶囊取向。使用三轴加速度计并跟踪关于胶囊参考坐标系的重力向量来测量胶囊取向。当胶囊离开胃时，所述胶囊在通过十二指肠和小肠时倾向于经历取向的快速变化。“行进角度”只是累积超过90度滞后角的取向变化。该算法倾向于对胃中经历的微小取向变化是稳健的，并避免了其它方法的一些复杂性。

用于处理加速度计数据的第一技术可以被称为行进角度。行进角度使用向量数学来计算重力向量与临时向量之间的角度。只有当该角度超过给定阈值(当前为90度)时，才会沿角度变化的方向拉动临时向量。然后，临时向量的变化的累积在标志物从中可鉴定的表示中被可视化。通常看到的是，该测量在胃中变化不大，因为重力与临时向量之间的角度很少在任何一个方向上超过阈值(胃中的小的前后取向变化被该算法的固有滞后有效地忽略)，并且一旦在小肠的弯曲内腔中，该测量由于胶囊更大、更连续的取向变化而显著累积。因此，累积的行进角度测量中的阶跃变化是胃-十二指肠转换指示物。

在行进角度的示例性实施方案中：加速度计读数可以提供可摄入胶囊相对于与重力向量成固定关系的参考坐标系的取向的读数。对来自加速度计的读数的处理可以包括记录所述可摄入胶囊的由第一加速度计读数给出的取向作为参考取向，并按时间顺序相对于每个连续加速度计读数重复进行以下：确定所述可摄入胶囊的由相应加速度计读数给出的所述取向是否大于相对于所述参考取向的阈值角位移，并且如果不满足所述阈值角位移，则在不改变所述参考取向的情况下前进到下一个加速度计读数，并且如果满足所述阈值角位移，则改变所述参考取向以与所述可摄入胶囊的由所述相应加速度计读数给出的所述取向对准。如胃-十二指肠转换指示物等指示物可以是参考取向的变化率中的阶跃变化。

图9B指示在TCD气体传感器读数中检测到的尖峰的阈值时间段内，行进角度的曲线图中的阶跃变化是可鉴定的。因此，行进角度的曲线图中的阶跃变化增加了TCD气体传感器读数中的检测到的尖峰是由胃-十二指肠转换引起的假设的置信度。存在两个大致同期的胃-十二指肠转换指示物，这使得能够将指示物中的一个指示物(可以预先选择一个，例如，TCD气体传感器读数)的定时确定为转换事件的定时。

用于处理加速度计数据的第二技术可以被称为总滚动。总滚动计算重力向量与胶囊X轴、Y轴和Z轴中的每个轴之间的角度，并将所述角度表示为可以累积超过360度的连续测量。例如，如果胶囊x轴的角度为350度，并再旋转20度，则所得角度表示为370度而不是10度。这有助于将读数表示为从中鉴定标志物的曲线图，因为其避免了与跨零线相关联的突然角度变化。在示例中，20度的真实变化而不是340度的人为变化将被可视化。除了该基本方法之外，可以应用低通滤波来对原始数据进行滤波以去除传感器噪声。另外地，只有当原始加速度计数据提供足够的数据来计算有意义的角度时才计算角度。不属于这种情况的示例是当用于计算围绕第三轴的取向角度的两个加速度计轴数值两者接近零时。在这种情况下，计算将受传感器噪声影响，并且因此无法确定有意义的角度。

加速度计读数提供可摄入胶囊相对于与重力向量成固定关系的参考坐标系的取向的读数。对来自加速度计的读数的示例性处理可以包括：对于能够从所述取向的所述读数中得出的与所述可摄入胶囊成固定空间关系的三个正交轴中的每个正交轴，按时间顺序相对于每个连续加速度计读数重复进行以下：根据先前的加速度计读数计算所述正交轴相对于所述重力向量的变化，作为标量值；对所计算的变化应用低通滤波器；记录累积的经滤波的所计算的变化。用作胃-十二指肠转换指示物的标志物可以是例如累积的经滤波的所计算的变化的增长率(如尖峰或阶跃变化)的增加。

图12D展示了用于确定胃排空的定时(即胃十二指肠转换事件定时)的示例性算法。在S1230处，获得经温度校正的TCD读数，并且在S1231处，通过将所确定的ICJ事件定时用作后期界限来缩小搜索窗口(在按逆时间顺序处理示例中)。在读数中检测两个指示物：在S1232处，经温度校正的TCD读数的二阶导数中的最近正峰值的定时被检测为标志物1；并且在S1233处，读数中的最大阶跃变化的定时被检测为标志物2。在S1234处，将两个指示物的定时进行比较，并且如果其在预定义阈值距离内(如彼此相差30分钟)，则在S1235处，将标志物2的定时确定为胶囊的胃-十二指肠转换的定时。

如果两者不一致，则对加速度计数据进行处理。在S1240处，获得行进角度数据，并且在S1241处缩小搜索窗口，如在S1231中那样。在S1242处，标志物3被检测为行进角度数据的二阶导数中的最近正峰值的定时。在S1243处，检查标志物1和3的定时是否在预定义阈值距离内(如彼此相差30分钟)一致，并且如果一致，则流程前进到S1244，并且将标志物1的定时确定为胶囊的胃-十二指肠转换的定时。如果标志物1和3不一致，则流程前进到S1245，并且检查标志物2和3的定时是否在预定义阈值距离内(如彼此相差30分钟)一致。如果是，流程前进到S1246，并且将标志物2的定时确定为胶囊的胃-十二指肠转换的定时。如果否，则在S1250处从加速度计读数中获得总滚动数据。在S1251处，通过检测加速度计总滚动数据中的基线偏移或本底噪声变化，胃十二指肠转换指示物被检测为标志物4。在S1252处，将标志物4的定时与标志物1、2和3的定时进行比较。如果标志物4的定时在预定义阈值距离内，如与其它标志物中的任何标志物相差30分钟，则在S1253处将其它标志物的定时确定为胶囊的胃-十二指肠转换的定时。如果标志物4与标志物1、2、3中的＞1者一致，则例如可以将来自标志物1、2和3中与标志物4最匹配的标志物的定时确定为胶囊的胃-十二指肠转换的定时。否则，可以将预定层次结构编程到算法中，使得例如标志物1优先于标志物2，所述标志物2进而优先于标志物3。

如果在S1252处未发现一致，则在S1260处获得反射计读数(由于定向耦合器171与形成反射计的天线17串联，因此标记“定向耦合器”)。在S1261处，执行处理以检测反射计读数中的基线偏移或本底噪声变化的定时，作为标志物5。在S1262处，将标志物5的定时与标志物1、2、3和4的定时进行比较。如果标志物5的定时在预定义阈值距离内，如与其它标志物中的任何标志物相差30分钟，则在S1253处将其它标志物的定时确定为胶囊的胃-十二指肠转换的定时。如果标志物5与标志物1、2、3、4中的＞1者一致，则例如可以将标志物1、2、3和4中与标志物4最匹配的标志物的定时确定为胶囊的胃-十二指肠转换的定时。否则，可以将预定的层次结构编程到算法中，使得例如标志物1优先于标志物2，所述标志物2进而优先于标志物3，所述标志物3进而优先于标志物4。

在按时间顺序处理的情况下，在S106a处，针对回盲连接部指示物，对晚于所确定的第一转换事件定时的所记录的读数进行分析。或者在按逆时间顺序处理的情况下，针对回盲连接部指示物，对早于所确定的排泄事件定时的读数进行分析。因此，通过迭代地或重复地进行要分析的读数，直到所确定的第二转换事件的定时来分析来自相应所确定事件定时以及更晚或更早的所记录的读数。

确定回盲连接部转换定时

第二转换事件是胶囊10穿过回盲连接部。可以在所记录的读数的第二子集中检测一个或多个回盲连接部指示物，第二子集如上文所解释的根据按时间顺序或按逆时间顺序处理暂时定义。此外，第二子集可以受包括来自VOC气体传感器的传感器侧132a的读数的传感器限制。

VOC气体传感器读数中的回盲连接部指示物可以是VOC气体传感器读数中的尖峰、阶跃变化或拐点。

确定第二转换事件定时S106是将一个或多个条件应用于检测到的回盲连接部指示物，以确定所述检测到的回盲连接部指示物是否可以归因于(即以预测在预定义置信度水平内)胶囊10穿过回盲连接部。

从小肠到大肠的转换的通过预测是所确定的第二转换事件定时。小肠与大肠之间的气体环境变化是显著的，因为大肠的细菌群体以显著更高的流行率出现，有助于挥发物的产生或增加，并通过微生物群发酵碳水化合物和蛋白质来减少O2。

来自传感器侧132a的VOC气体传感器输出132对许多不同的挥发性分析物敏感，其中最大的响应是由于H2和O2。在转换通过回盲瓣时，观察到VOC传感器上的大幅降低。当胶囊通过GI道时，随着O2被细菌消耗，环境越来越接近无氧。图8C展示了VOC传感器输出和所确定的H2浓度的曲线图上的ICJ的指示物。在S106a处，可以通过绘制VOC传感器侧读数相对于时间的微分，同时加热传感器并找到最高负峰值来鉴定VOC传感器输出中的指示物。该微分定位与转换相关联但不在转换事件的起始处出现的最大变化点。转换事件的起始可以通过来自一阶导数中的基线的初始拐点来找到。因此，可以通过最高负峰值来检测指示物，并且通过拐点来确定事件定时。可以通过分析来自在所确定的胃-十二指肠转换事件定时之后或在所确定的排泄事件定时之前(在按逆时间顺序处理的情况下)的预定义时间段(例如，一小时、两小时、四小时等)的VOC气体传感器读数来回溯性地找到最高负峰值。可替代地，可以确定阈值负峰值大小，超过阈值大小的第一峰值被检测为回盲连接部转换指示物。

如图8D中所展示的，所确定的H2浓度百分比中也存在ICJ指示物，因为当胶囊到达结肠时H2急剧增加。GI道中产生的H2是发酵的副产物。结肠中的细菌菌落比小肠中的细菌菌落大几个数量级。因此，所确定的H2浓度可以用于增加VOC传感器输出中的回盲连接部指示物的置信度。

图8E展示了呈检测到的CO2浓度的形式的回盲连接部转换的另外的后备标志物。GI道中的CO2是发酵的副产物。结肠中的细菌菌落比小肠中的细菌菌落大几个数量级。因此，所确定的CO2浓度可以用于增加VOC传感器输出中的回盲连接部指示物的置信度。

图12C展示了用于处理读数以确定回盲连接部转换事件定时的示例性算法。输入是来自VOC传感器感测侧的读数和H2读数(由VOC传感器加热器侧的预处理输出确定)。步骤S1220至S1223将ICJ指示物/标志物的搜索窗口缩小到转换事件的所确定的时间与胶囊气体传感器检测到的气体混合物中的所确定的H2的浓度首次达到10％时之间。在S1224处，找到VOC热轨迹(是来自脉冲驱动信号的VOC传感器感测侧的最热点)的1阶和二阶导数，并且在S1225处，找到一阶导数的最近匹配峰值(即来自一阶导数的最大负峰值)的定时。在S1226处，一阶导数的最近匹配峰值的定时用于将二阶导数的搜索窗口界定到最近匹配峰值时间两侧的30分钟。在S1227处，找到VOC热轨迹的2阶导数的峰值的定时，并且在S1228处，将回盲连接部转换事件定时确定为所述2阶导数峰值的定时。在S107a处，分析来自环境传感器14的所记录的读数以检测指示排泄事件的环境条件(是环境温度和环境相对湿度中的一者或两者)的变化。在按时间顺序处理的情况下，分析是对来自第二转换事件和其之后的事件的所确定的定时的环境传感器读数的分析。一旦确定检测到的环境温度的变化是由排泄事件引起的，便不执行进一步分析来检测排泄事件。在按逆时间顺序处理的情况下，在S107a处的分析是对来自终止事件以及更早的事件的读数的分析。例如，可以通过将一个或多个读数与预定数量的先前或在处理读数进行比较，在滚动的基础上检测S107a处的变化，超过阈值的差异(即一或二摄氏度)是检测到的变化。检测到的变化可以是温度变化、相对湿度变化或两者，这取决于地理位置和气候因素。确定排泄事件定时S107可以包含将一个或多个读数的温度与受试者哺乳动物40的GI道的端部处的环境的预期温度进行比较，其中高于阈值(在按逆时间顺序处理的情况下)或低于阈值(在按时间顺序处理的情况下)的变化是胶囊10已经排泄的确定。可替代地，条件可以是预定义数量或更多的连续读数在受试者哺乳动物的GI道的端部处的环境的预期温度的阈值之外。

确定排泄事件定时

通常，排泄时的温度下降是可靠的信号。然而，也存在在数据中没有观察到温度下降的情况。如图2D中所展示的排便按钮按压可以用作后备，或者另外的传感器读数作为后备进行处理。确定排泄事件定时S107可以包含将一个或多个读数的相对湿度与受试者哺乳动物40的GI道的端部处的环境的预期相对湿度进行比较，其中高于阈值(在按逆时间顺序处理的情况下)或低于阈值(在按时间顺序处理的情况下)的变化是胶囊10已经排泄的确定。可替代地，条件可以是预定义数量或更多的连续读数在受试者哺乳动物的GI道的端部处的环境的预期相对湿度的阈值之外。

应当注意，有时，排泄时温度可能没有变化。处理可以包含备用算法，在启动处的最早环境温度读数(假设胶囊10还未摄入)处于受试者哺乳动物的GI道的端部处的预期环境温度的阈值范围内的情况下(这将指示受试者处于温度为预期GI道温度或接近所述预期GI道温度的环境中)，执行所述备用算法。备用算法在来自其它传感器的所记录的读数中寻找可能指示排泄事件的标志物。由于排泄通常与物理下落相关联，标志物可以是加速度计读数中的指示物。可替代地或另外地，相对湿度的变化可以通过备用算法来检测。

胃排空

图10是用于确定胃-十二指肠转换事件定时的方法、设备和处理的流程图。应当注意，胃-十二指肠转换事件可以被称为胃排空。确定事件定时也可以被称为预测事件的定时。

在S1002处，组合来自环境温度传感器14a和TCD气体传感器131的所记录的读数来校正(即，调节或校准)TCD气体传感器读数，从而校正胶囊10所在位置处的温度变化。胶囊10所在位置处的温度变化的影响由此在经校正的TCD气体传感器读数中得到补偿，由此可以在S1004处鉴定第一胃-十二指肠指示物，这是上文所讨论的S104a的示例。假设在胶囊10处于受试者哺乳动物体内的同时执行处理步骤，对于胃-十二指肠转换指示物，连续监测所记录的读数。例如，一旦已经确定摄入事件定时，便可以开始监测胃-十二指肠转换指示物。如果回溯性地应用所述处理，则从摄入事件定时向前以滚动方式处理所记录的读数，以试图鉴定胃-十二指肠转换指示物。在经校正的TCD气体传感器读数相对于时间的曲线图中，胃-十二指肠转换指示物可以是凹凸、阶跃变化或拐点。检测算法可以应用低通滤波来防止低于相应幅度阈值的凹凸、阶跃变化或拐点被检测为胃-十二指肠转换指示物。

可替代地，如上文所提及的，可以在S1004处进行回溯性按逆时间顺序处理，以检测第一胃十二指肠指示物。

在S1006处，如上文所讨论的，计算检测到的指示物的置信度评分。例如，假设是检测到的指示物(在经校正的所记录的TCD气体传感器读数中)是由胶囊10的胃-十二指肠转换事件引起的，无效假设是检测到的指示物是由噪声或由胃内的物理效应引起的读数的随机变化。置信度评分可以通过概率分布(例如，通过知道TCD气体传感器读数在胃内时的标准分布的正态分布)以及知道标准偏差中的凹凸的大小来生成。类似地，阶跃变化或拐点相对于标准偏差的幅度可以用于从概率分布中生成概率评分。在S1006处可以应用阈值最小置信度评分，并且如果所计算的置信度评分满足阈值(例如0.9、0.92、0.95或0.99)，则流程前进到S1016，并且将检测到的转换指示物的定时确定为胃-十二指肠转换事件的定时。

如果所计算的置信度评分不满足阈值，则寻找第二胃-十二指肠转换指示物。可替代地，可以在S1004处检测多个转换指示物，例如，第一非温度相关联凹凸、阶跃变化或拐点被检测为第一转换指示物，并且另外的非温度相关联凹凸、阶跃变化或拐点被检测为替代性第一转换指示物。其中替代性第一转换指示物处于与第一转换指示物不同的相应定时，并且因此必须确定哪些第一转换指示物是由胶囊的胃-十二指肠转换事件引起的，并且哪些第一转换指示物不是由胶囊的胃-十二指肠转换事件引起的。注意在胃-十二指肠转换时TCD气体传感器读数的变化是由胶囊周围气体混合物中的CO2的增加引起的。实施例可以处理原始形式的TCD气体传感器读数，以检测第一转换指示物和替代性第一转换指示物，或者实施例可以处理经预处理的TCD气体传感器读数的预处理版本，以例如基于对存储在执行检测的装置处的校准表的查找来表示气体混合物中的CO2浓度。例如，如果第一转换指示物或替代性第一转换指示物(第一转换指示物是指示物中最早的指示物，替代性转换指示物较晚，并且因此基于假设第一转换指示物是假的，即不是由胃-十二指肠转换事件引起的)都不满足置信度阈值，则可以处理来自一个或多个其它传感器的读数，以检测与第一转换指示物或替代性第一转换指示物同期的指示物，其中来自另一个传感器的读数中的同期指示物(即第二胃-十二指肠转换指示物)增加了相应转换检测器的置信度。另一个传感器可以是例如加速度计，其中取向变化率的增加是第二转换指示物。可替代地，另一个传感器可以是定向耦合器(即反射计)，其中天线反射率读数中的阶跃变化是第二指示物。天线反射率信号(即反射计读数或可变电容器控制信号读数)中的大幅变化与肠中的存在相关联，因此阶跃变化或尖峰是胶囊已经经历胃-十二指肠转换的指示物。作为另外的示例，另一个传感器可以是温度传感器，其中大的温度变化与胃中的存在相关联，而小肠中的温度更加一致。因此，大的温度变化的停止可以被认为是第二胃-十二指肠转换指示物。使用相同的逻辑，在第一转换指示物的定时时的快速温度变化可以降低所述转换指示物的置信度。作为表示温度变化的度量，如滚动时间窗口例如30秒或1分钟中的平均变化率等量可以用于表示温度变化的量。使得先前时间窗口中的平均变化率低于阈值是胃-十二指肠转换已经发生的指示物，并且因此增加同期或最近第一转换指示物的置信度。

在图10中展示了分层程序，其中对于第二胃-十二指肠转换指示物，首先对天线反射率相关读数(即，被配置为反射计的天线17和定向耦合器171或可变电容器172的控制信号)进行分析，并且然后如果在来自反射计的所记录的读数中没有可鉴定的第二胃-十二指肠指示物，则对来自加速度计19的所记录的读数进行分析。然而，方法可以逆向执行，使得首先分析加速度计读数，并且然后如果在来自加速度计19的所记录的读数中没有可鉴定的第二胃-十二指肠指示物，则分析来自反射计的所记录的读数。

在S1008处，对在检测到的第一胃-十二指肠转换指示物的预定义时间范围内的来自反射计(由天线17和定向耦合器171组成)的所记录的读数进行分析，以检测或鉴定第二胃-十二指肠转换指示物。具体地，来自反射计的所记录的读数中的第二胃十二指肠转换指示物可以是基线偏移和/或本底噪声变化。如果检测到其中一者或两者，则在S1016处，在TCD气体传感器的所记录的读数中检测到的第一胃-十二指肠指示物被确认为由正在经历胃-十二指肠转换事件的胶囊10引起。

在S1010a和S1010b处，对在检测到的第一胃-十二指肠转换指示物的预定义时间范围内的加速度计19的读数进行分析，以检测或鉴定第二胃-十二指肠转换指示物。方法可以利用步骤S1010a和S1010b中的一者或两者。在S1010a处，对加速度计读数的所记录的读数的行进角度表示(上文进行了详述)进行分析，以检测或鉴定第二胃-十二指肠转换指示物。具体地，第二胃-十二指肠转换指示物可以是累积的行进角度中的阶跃变化。在S1010b处，对加速度计读数的所记录的读数的总滚动表示(上文进行了详述)进行分析，以检测或鉴定第二胃-十二指肠转换指示物。具体地，第二胃-十二指肠转换指示物可以是总滚动的增长率中的阶跃变化。

在S1012处，检查是否在加速度计读数中检测到第二胃-十二指肠转换指示物。如果否，则流程前进到S1014，并且不将检测到的第一胃-十二指肠指示物确定为由胶囊的胃-十二指肠转换事件引起(尽管所述第一胃-十二指肠指示物可以在传感器输出中标记用于手动检查)。TCD气体传感器读数的监测从检测到的第一胃-十二指肠转换指示物的定时向前继续，以在S1004处检测新的第一胃-十二指肠转换指示物，或者在按逆时间顺序处理的情况下从检测到的第一胃-十二指肠转换指示物的定时向后继续。

在S1016处，可以在胃-十二指肠转换事件的所确定的定时时将标签应用于所记录的读数，以在医学专业人员的进一步分析中为来自例如气体传感器的读数添加上下文。可替代地或另外地，可以生成警报或通知并将其传输到接收装置，通知胃-十二指肠转换事件的定时。

本领域技术人员将理解，在不脱离本公开广泛的一般范围的情况下，可以对上文所描述的实施例进行多种变化和/或修改。因此，本发明实施例应被视为在所有方面都是说明性而非限制性的。

Claims

1.一种确定可摄入胶囊在受试者哺乳动物的胃肠GI道内的位置的方法，所述方法包括：

向所述受试者哺乳动物提供所述可摄入胶囊以供摄入，所述可摄入胶囊包括壳体、电源、TCD气体传感器和VOC气体传感器；

记录所述可摄入胶囊的随时间变化的读数，所述读数包含TCD气体传感器读数和VOC气体传感器读数；

处理所记录的读数，所述处理包含：

确定第一转换事件定时，所述第一转换事件定时是通过所述可摄入胶囊进行胃-十二指肠转换的定时，其中，确定所述第一转换事件定时包括在所述所记录的读数的第一子集中检测胃-十二指肠转换指示物，所述第一子集包含所记录的TCD气体传感器读数；以及

确定第二转换事件定时，所述第二转换事件定时是通过所述可摄入胶囊跨回盲连接部进行转换的定时，其中，确定所述第二转换事件定时包括在所述所记录的读数的第二子集中检测回盲连接部指示物，所述第二子集包含所述VOC气体传感器读数。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述可摄入胶囊包含环境传感器，并且所述读数包含环境传感器读数；

并且其中，存在以下任一情况：

确定所述第一转换事件定时进一步包括将在检测到的胃-十二指肠转换指示物的定时时或接近所述定时的所述环境温度传感器读数中的一个或多个环境温度传感器读数与基线环境温度值进行比较，并且基于所述比较的结果来确定所述检测到的胃-十二指肠转换指示物的所述定时是否与所述第一转换事件定时相关联；或者

检测所述胃-十二指肠转换指示物包含根据相应同期环境温度传感器读数调节所述TCD气体传感器读数，并且在经调节的TCD气体传感器读数中检测所述胃-十二指肠转换指示物。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，

所述胃-十二指肠转换指示物是来自所述所记录的读数的所述TCD气体传感器读数中的尖峰、阶跃变化或拐点，并且其中，如果环境温度值在所述胃-十二指肠转换指示物的所述定时之前的预定时间段内处于基线环境温度值的预定义阈值距离内，则确定所述胃-十二指肠转换指示物的所述定时与所述第一转换事件定时相关联。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述VOC气体传感器包括加热元件，并且被配置成以脉冲驱动所述加热元件，并且其中，所述VOC气体传感器读数各自是在所述加热元件的相应脉冲的相位中的相同点处获取的。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述可摄入胶囊进一步包括一级收发器，所述一级收发器包括天线，所述方法进一步包括：

由所述天线将所述可摄入胶囊的所述读数传输到所述受试者哺乳动物外部的接收器设备，所述接收器设备被配置成记录所述读数。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，

所述可摄入胶囊进一步包括在一级收发器处的定向耦合器，所述定向耦合器与所述天线串联以形成反射计。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，

所述可摄入胶囊进一步包括二极管检测器，并且所述二极管检测器形成所述反射计的一部分，所述二极管检测器被配置成从所述天线接收所反射的信号并测量所述所反射的信号的幅度。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，

所述可摄入胶囊进一步包括正交解调器，并且所述正交解调器形成所述反射计的一部分，所述正交解调器被配置成通过所述定向耦合器从所述天线接收所述所反射的信号并提取所述所反射的信号相对于载波信号的相位信息，所述载波信号是用于将数据从所述可摄入胶囊传输到所述接收器设备的所述载波信号。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，所述可摄入胶囊进一步包括天线阻抗控制机构和控制器，所述天线阻抗控制机构包括可变电容器，所述可变电容器被配置成改变所述天线的阻抗，其中，所述反射计和所述天线阻抗控制机构形成闭合环路或反馈环路，并且其中，所述控制器被配置成从所述二极管检测器接收所述所反射的信号的所述幅度的测量结果并且执行控制算法以使用所述幅度测量结果来生成天线阻抗控制信号，所述天线阻抗控制信号设置所述可变电容器的电容以改变所述天线的阻抗，从而减小所述所反射的信号的幅度。

10.根据权利要求8和9所述的方法，其中，所述闭合环路或反馈环路进一步包括所述正交解调器，并且其中，通过所述正交解调器提取的所述相位信息被输出到所述控制器，并且其中，所述控制器被配置成使用所述幅度信息和所述相位信息来生成所述天线阻抗控制信号。

11.根据权利要求6至10中任一项所述的方法，其中，所述气体传感器胶囊的所述所记录的读数包括来自以下的一个或多个天线反射率相关读数：

通过所述正交解调器提取的所述所反射的信号的所述相位信息的读数；以及

所述天线阻抗控制信号；

并且其中，从中确定所述第一转换事件定时的所述所记录的读数的第一子集包括所述天线反射率相关读数，和/或从中确定所述第二转换事件定时的所述所记录的读数的第二子集包括所述天线反射率相关读数。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一子集包含所述天线反射率相关读数，并且确定所述第一转换事件定时进一步包括：

在来自所述第一子集的所述天线反射率相关读数中检测胃-十二指肠转换指示物；以及

基于在来自所述第一子集的所述天线反射率相关读数中检测到的所述胃-十二指肠转换指示物来确定所述第一转换事件已经发生和其定时。

13.根据权利要求12所述的方法，所述方法包括：

在来自所述第一子集的所述TCD气体传感器读数中检测胃-十二指肠转换指示物，作为第一胃-十二指肠转换指示物；以及

在检测到的第一胃-十二指肠转换指示物的预定义时间范围内，在来自所述第一子集的所述天线反射率相关读数中检测胃-十二指肠转换指示物，作为第二胃-十二指肠转换指示物；以及

基于检测到所述第一胃-十二指肠转换指示物和所述第二胃-十二指肠转换指示物来确定所述第一转换事件已经发生和其定时。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述可摄入胶囊进一步包括加速度计，并且所述可摄入胶囊的所述读数包含加速度计读数，所述第一子集包含加速度计读数。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，确定所述第一转换事件定时进一步包括：

在来自所述第一子集的所述加速度计读数中检测胃-十二指肠转换指示物；以及

基于在来自所述第一子集的所述加速度计读数中检测到的所述胃-十二指肠转换指示物来确定所述第一转换事件已经发生和其定时。

16.根据权利要求15所述的方法，所述方法进一步包括：

在来自所述第一子集的所述TCD气体传感器读数中检测胃-十二指肠连接部指示物，作为第一胃-十二指肠连接部指示物；以及

在检测到的第一胃-十二指肠转换指示物的预定义时间范围内，在来自所述第一子集的所述加速度计读数中检测胃-十二指肠连接部指示物，作为第二胃-十二指肠转换指示物；以及

17.根据权利要求11至16中任一项所述的方法，所述方法包括：

计算置信度评分，所述置信度评分表示在所述TCD气体传感器读数中的检测到的所述胃-十二指肠转换指示物是由横穿所述胃-十二指肠连接部的所述可摄入胶囊引起的可能性；

将所计算的置信度评分与阈值进行比较，并且如果所述置信度评分满足所述阈值，则基于所述检测到的胃-十二指肠转换指示物的定时来确定所述第一转换事件已经发生和其定时，并且如果所述置信度评分不满足所述阈值，则将来自所述TCD气体传感器读数的所述检测到的胃-十二指肠转换指示物指定为第一胃-十二指肠转换指示物，以及在除了所述TCD气体传感器读数之外的来自所述第一子集的读数中检测是否存在第二胃-十二指肠转换指示物以及其是否在所述第一胃-十二指肠转换指示物的预定义时间范围内，并且如果检测到所述第二胃-十二指肠转换指示物，则基于所述第一胃-十二指肠转换指示物的定时来确定所述第一转换事件已经发生和其定时。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，在除了所述TCD气体传感器读数之外的来自所述第一子集的读数中检测是否存在第二胃-十二指肠转换指示物以及其是否在所述第一胃-十二指肠转换指示物的预定义时间范围内包括：

首先在所述第一胃-十二指肠转换指示物的预定义时间范围内，在来自所述第一子集的所述天线反射率相关读数中检测是否存在第二胃-十二指肠转换指示物，以及

如果在来自所述第一子集的所述天线反射率相关读数中检测到所述第二胃-十二指肠转换指示物，

则基于所述第一胃-十二指肠转换指示物的定时来确定所述第一转换事件已经发生和其定时；以及

如果来自所述第一子集的所述天线反射率相关读数中不存在所述第二胃-十二指肠转换指示物，

则其次在所述第一胃-十二指肠转换指示物的预定义时间范围内，在来自所述第一子集的所述加速度计读数中检测是否存在第二胃-十二指肠转换指示物，以及

如果在所述第一胃-十二指肠转换指示物的预定义时间范围内，在来自所述第一子集的所述加速度计读数中检测到所述胃-十二指肠转换指示物，

则基于所述第一胃-十二指肠转换指示物的定时来确定所述第一转换事件已经发生和其定时，以及

如果在所述第一胃-十二指肠转换指示物的预定义时间范围内，在来自所述第一子集的所述加速度计读数中未检测到所述第二胃-十二指肠转换指示物，

则发出请求人工审查的通知并继续监测所述第一子集中第一胃-十二指肠转换指示物的另一个实例。

19.根据权利要求14至18中任一项所述的方法，其中，所述加速度计读数提供所述可摄入胶囊相对于与重力向量成固定关系的参考坐标系的取向的读数，并且其中，在所述加速度计读数中检测胃-十二指肠转换指示物包括：

记录所述可摄入胶囊的由第一加速度计读数给出的取向作为参考取向，并按时间顺序相对于每个连续加速度计读数重复进行以下：

确定所述可摄入胶囊的由相应加速度计读数给出的所述取向是否大于相对于所述参考取向的阈值角位移，并且如果不满足所述阈值角位移，则在不改变所述参考取向的情况下前进到下一个加速度计读数，并且如果满足所述阈值角位移，则改变所述参考取向以与所述可摄入胶囊的由所述相应加速度计读数给出的所述取向对准；

所述加速度计读数中的所述胃-十二指肠转换指示物是所述参考取向的变化率的增加。

20.根据权利要求14至19中任一项所述的方法，其中，所述加速度计读数提供所述可摄入胶囊相对于与重力向量成固定关系的参考坐标系的取向的读数，并且其中，在所述加速度计读数中检测胃-十二指肠转换指示物包括：

对于能够从所述取向的所述读数中得出的与所述可摄入胶囊成固定空间关系的三个正交轴中的每个正交轴，按时间顺序相对于每个连续加速度计读数重复进行以下：

根据先前的加速度计读数计算所述正交轴相对于所述重力向量的变化，作为标量值；

对所计算的变化应用低通滤波器；

记录累积的经滤波的所计算的变化；

所述加速度计读数中的所述胃-十二指肠转换指示物是所述累积的经滤波的所计算的变化的增长率中的阶跃变化。

21.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第二子集包含所述天线反射率相关读数，并且确定所述第二转换事件定时进一步包括：

在来自所述第二子集的所述天线反射率相关读数中检测回盲连接部转换指示物；以及

基于在来自所述第一子集的所述天线反射率相关读数中检测到的所述回盲连接部转换指示物来确定所述第二转换事件已经发生和其定时。

22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述回盲连接部转换指示物包括传感器侧VOC气体传感器读数的增加以及H2浓度的同期增加，所述H2浓度是从所述TCD气体传感器的TCD读数和/或所述VOC气体传感器的加热器侧读数得出。

23.根据权利要求21或22所述的方法，其中，所述回盲连接部转换指示物包括传感器侧VOC气体传感器读数的增加以及CH4浓度的同期增加，所述CH4浓度是从所述TCD气体传感器的TCD读数和/或所述VOC气体传感器的加热器侧读数得出。

24.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，

所述可摄入胶囊包含环境传感器，并且所述读数包含所述环境传感器的读数，所述环境传感器是环境温度传感器、环境相对湿度传感器或环境温度传感器和环境湿度传感器；

所述处理所述所记录的读数包含通过检测排泄指示物来确定排泄事件定时，所述排泄指示物是所述环境传感器读数在所述受试者哺乳动物的内部环境条件与所述受试者哺乳动物所在位置的外部环境条件之间的变化，所述排泄事件定时是由所述受试者哺乳动物排泄所述可摄入胶囊的定时。

25.根据权利要求21所述的方法，其中，

所述接收器设备包括用户界面，所述用户界面具有用于记录摄入事件的摄入事件按钮；

并且

在所述环境传感器读数中不能检测到摄入指示物的情况下，或者在所述环境传感器读数中检测到所述摄入指示物并且寻找另外的摄入指示物的情况下，确定所述摄入事件定时进一步包括：

检测所述摄入事件按钮的按钮按压，作为摄入指示物。

26.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，

所述处理所述所记录的读数包含通过检测摄入指示物来确定摄入事件定时，所述摄入指示物是所述环境传感器读数在所述受试者哺乳动物的内部环境条件与所述受试者哺乳动物所在位置的外部环境条件之间的变化，所述摄入事件定时是由所述受试者哺乳动物摄入所述可摄入胶囊的定时。

27.根据权利要求7以及任选地根据权利要求1至26中任一其它项所述的方法，其中，

在所述环境传感器读数中不能检测到所述摄入指示物的情况下，或者在所述环境传感器读数中检测到所述摄入指示物并且寻找另外的摄入指示物的情况下，或者在其它情况下，确定所述摄入事件定时包括：

在所述天线反射率相关读数中检测摄入指示物，所述摄入指示物是所述天线反射率相关读数中的阶跃变化。

28.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，

并且

检测所述摄入事件按钮的按钮按压，作为摄入指示物。

29.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，

所述可摄入胶囊进一步包括二级收发器，所述二级收发器能够在所述可摄入胶囊的监听阶段操作，在所述监听阶段期间，可摄入胶囊的所述一级收发器、传感器和机载处理器断电，所述二级收发器被配置成在监听模式期间从经编码激活控制信号传输装置接收经编码激活控制信号，并且通过结束所述监听阶段并启动所述可摄入胶囊的带电阶段来做出响应，在所述带电阶段期间，所述一级收发器、传感器以及机载处理器和存储器通电，并且所述读数被记录并任选地传输到接收器设备。

30.根据权利要求29所述的方法，其中，所述二级收发器是NFC收发器，并且其中，所述经编码激活控制信号是NFC信号。

31.根据权利要求29或30所述的方法，其中，所述接收器设备是所述经编码激活控制信号传输装置，并且其中，所述接收器设备是运行应用程序的智能手机或平板计算机，所述应用程序使所述智能手机或所述平板计算机生成并传输所述经编码激活控制信号，并且接收以及任选地处理和传输通过所述一级收发器从所述胶囊传输的所述所记录的读数。

32.一种用于确定可摄入胶囊在受试者哺乳动物的胃肠GI道内的位置的设备，所述设备包括：

可摄入胶囊，所述可摄入胶囊能够被受试者哺乳动物摄入，所述可摄入胶囊包括壳体、电源、TCD气体传感器和VOC气体传感器；

接收器设备，所述接收器设备被配置成在所述受试者哺乳动物外部的位置处从所述受试者哺乳动物内部的位置处的所述可摄入胶囊接收读数，并且记录所述可摄入胶囊的随时间变化的所述读数，所述时间包含所述可摄入胶囊在所述受试者哺乳动物的所述胃肠GI道内的时间段，所述读数包含TCD气体传感器读数和VOC气体传感器读数；

处理设备，所述处理设备被配置成通过包含以下的过程来处理所记录的读数：

33.根据权利要求32所述的设备，其中，所述可摄入胶囊包含环境传感器，并且所述读数包含环境传感器读数；

并且其中，存在以下任一情况：

34.根据权利要求33所述的设备，其中，

35.根据前述设备权利要求中任一项所述的设备，其中，所述VOC气体传感器包括加热元件，并且被配置成以脉冲驱动所述加热元件，并且其中，所述VOC气体传感器读数各自是在所述加热元件的相应脉冲的相位中的相同点处获取的。

36.根据前述设备权利要求中任一项所述的设备，其中，所述可摄入胶囊进一步包括一级收发器，所述一级收发器包括天线，所述可摄入胶囊被配置成由所述天线将所述可摄入胶囊的所述读数传输到所述接收器设备。

37.根据权利要求32至36中任一项所述的设备，其中，

所述可摄入胶囊进一步包括定向耦合器，所述定向耦合器与所述天线串联以形成反射计。

38.根据权利要求37所述的设备，其中，

所述可摄入胶囊进一步包括二极管检测器，并且所述二极管检测器形成所述反射计的一部分，所述二极管检测器被配置成通过所述定向耦合器从所述天线接收所反射的信号并测量所述所反射的信号的幅度。

39.根据权利要求37或38所述的设备，其中，

40.根据权利要求38或39所述的设备，其中，

所述可摄入胶囊进一步包括天线阻抗控制机构和控制器，所述天线阻抗控制机构包括可变电容器，所述可变电容器被配置成改变所述天线的阻抗，其中，所述反射计和所述天线阻抗控制机构形成闭合环路或反馈环路，并且其中，所述控制器被配置成从所述二极管检测器接收所述所反射的信号的所述幅度的测量结果并且执行控制算法以使用所述幅度测量结果来生成天线阻抗控制信号，所述天线阻抗控制信号设置所述可变电容器的电容以改变所述天线的阻抗，从而减小所述所反射的信号的幅度。

41.根据权利要求39和40所述的设备，其中，

所述闭合环路或反馈环路进一步包括所述正交解调器，并且其中，通过所述正交解调器提取的所述相位信息被输出到所述控制器，并且其中，所述控制器被配置成使用所述幅度信息和所述相位信息来生成所述天线阻抗控制信号。

42.根据权利要求37至41中任一项所述的设备，其中，所述气体传感器胶囊的所述所记录的读数包括来自以下的一个或多个天线反射率相关读数：

所述天线阻抗控制信号；

43.根据权利要求42所述的设备，

其中，所述第一子集包含所述天线反射率相关读数，并且确定所述第一转换事件定时进一步包括：

44.根据权利要求43所述的设备，所述过程进一步包括：

45.根据前述设备权利要求中任一项所述的设备，其中，所述可摄入胶囊进一步包括加速度计，并且所述可摄入胶囊的所述读数包含加速度计读数，所述第一子集包含加速度计读数。

46.根据权利要求45所述的设备，其中，确定所述第一转换事件定时进一步包括：

47.根据权利要求46所述的设备，所述过程进一步包括：

48.根据权利要求41至47中任一项所述的设备，所述过程进一步包括：

49.根据权利要求48所述的设备，其中，在除了所述TCD气体传感器读数之外的来自所述第一子集的读数中检测是否存在第二胃-十二指肠转换指示物以及其是否在所述第一胃-十二指肠转换指示物的预定义时间范围内包括：

50.根据权利要求45至49中任一项所述的设备，其中，所述加速度计读数提供所述可摄入胶囊相对于与重力向量成固定关系的参考坐标系的取向的读数，并且其中，在所述加速度计读数中检测胃-十二指肠转换指示物包括：

51.根据权利要求45至50中任一项所述的设备，其中，所述加速度计读数提供所述可摄入胶囊相对于与重力向量成固定关系的参考坐标系的取向的读数，并且其中，在所述加速度计读数中检测胃-十二指肠转换指示物包括：

对所计算的变化应用低通滤波器；

记录累积的经滤波的所计算的变化；

52.根据权利要求42至51中任一项所述的设备，其中，所述第二子集包含所述天线反射率相关读数，并且确定所述第二转换事件定时进一步包括：

53.根据权利要求52所述的设备，其中，所述回盲连接部转换指示物包括传感器侧VOC气体传感器读数的增加以及H2浓度的同期增加，所述H2浓度是从所述TCD气体传感器的TCD读数和/或所述VOC气体传感器的加热器侧读数得出。

54.根据权利要求52或53所述的设备，其中，所述回盲连接部转换指示物包括传感器侧VOC气体传感器读数的增加以及CH4浓度的同期增加，所述CH4浓度是从所述TCD气体传感器的TCD读数和/或所述VOC气体传感器的加热器侧读数得出。

55.根据前述设备权利要求中任一项所述的设备，其中，

所述过程进一步包括通过检测排泄指示物来确定排泄事件定时，所述排泄指示物是所述环境传感器读数在所述受试者哺乳动物的内部环境条件与所述受试者哺乳动物所在位置的外部环境条件之间的变化，所述排泄事件定时是由所述受试者哺乳动物排泄所述可摄入胶囊的定时。

56.根据前述设备权利要求中任一项所述的设备，其中，

并且

在所述环境传感器读数中不能检测到摄入指示物的情况下，或者在所述环境传感器读数中检测到所述摄入指示物并且寻找另外的摄入指示物的情况下，或者在其它情况下，确定所述摄入事件定时包括：

检测所述摄入事件按钮的按钮按压，作为摄入指示物。

57.根据前述设备权利要求中任一项所述的设备，其中，

所述过程进一步包括通过检测摄入指示物来确定摄入事件定时，所述摄入指示物是所述环境传感器读数在所述受试者哺乳动物的内部环境条件与所述受试者哺乳动物所在位置的外部环境条件之间的变化，所述摄入事件定时是由所述受试者哺乳动物摄入所述可摄入胶囊的定时。

58.根据权利要求38以及任选地还根据权利要求32至57中任一其它项所述的设备，其中，

59.根据前述设备权利要求中任一项所述的设备，其中，

并且

检测所述摄入事件按钮的按钮按压，作为摄入指示物。

60.根据前述设备权利要求中任一项所述的设备，其中，

所述接收器设备和所述处理设备是同一个计算装置；或者

所述接收器设备是第一装置，并且所述处理设备是第二装置，所述第二装置是与第一装置不同的计算装置，并且被配置成访问由所述第一装置记录的所述读数。

61.根据前述设备权利要求中任一项所述的设备，其中，所述可摄入胶囊进一步包括二级收发器，所述二级收发器能够在所述可摄入胶囊的监听阶段操作，在所述监听阶段期间，可摄入胶囊的所述一级收发器、传感器和机载处理器断电，所述二级收发器被配置成在监听模式期间从经编码激活控制信号传输装置接收经编码激活控制信号，并且通过结束所述监听阶段并启动所述可摄入胶囊的带电阶段来做出响应，在所述带电阶段期间，所述一级收发器、传感器以及机载处理器和存储器通电，并且所述读数被记录并任选地传输到接收器设备。

62.根据权利要求61所述的设备，其中，所述二级收发器是NFC收发器，并且其中，所述经编码激活控制信号是NFC信号。

63.根据权利要求62所述的设备，其中，所述接收器设备是所述经编码激活控制信号传输装置，并且其中，所述接收器设备是运行应用程序的智能手机或平板计算机，所述应用程序使所述智能手机或所述平板计算机生成并传输所述经编码激活控制信号，并且接收以及任选地处理和传输通过所述一级收发器从所述胶囊传输的所述所记录的读数。

64.一种用于确定可摄入胶囊在受试者哺乳动物的胃肠GI道内的位置的计算机程序，所述可摄入胶囊能够被受试者哺乳动物摄入并且包括壳体、电源、TCD气体传感器和VOC气体传感器；

所述计算机程序能够由包括处理器和存储器的计算设备执行，并且在执行时使所述计算设备执行包括以下的过程：

访问所述可摄入胶囊的随时间变化的所记录的读数，所述时间包含所述可摄入胶囊在所述受试者哺乳动物的所述GI道内的时间段，所述读数包含TCD气体传感器读数和VOC气体传感器读数，

处理所述所记录的读数，所述处理包含：

65.一种非暂时性计算机可读介质，其存储根据权利要求64所述的计算机程序。

66.一种可摄入胶囊，其能够被受试者哺乳动物摄入，所述可摄入胶囊包括：

壳体；

电源；

一级收发器，所述一级收发器包括天线；

处理器和存储器，所述处理器和所述存储器被配置成记录来自所述可摄入胶囊的一个或多个传感器的读数并存储所记录的读数以通过所述一级收发器传输到接收器设备；以及

定向耦合器，所述定向耦合器与所述天线串联以形成反射计；

其中，所述一个或多个传感器包含所述反射计。

67.根据权利要求66所述的可摄入胶囊，其进一步包括：

二极管检测器，所述二极管检测器形成所述反射计的一部分，所述二极管检测器被配置成通过所述定向耦合器从所述天线接收所反射的信号并测量所述所反射的信号的幅度，其中，所述所记录的读数包含所述所反射的信号的所述幅度的测量结果。

68.根据权利要求66或67所述的可摄入胶囊，其中，

69.根据权利要求66至68中任一项所述的可摄入胶囊，其进一步包括：

天线阻抗控制机构和控制器，所述天线阻抗控制机构包括可变电容器，所述可变电容器被配置成改变所述天线的阻抗，其中，所述反射计和所述天线阻抗控制机构形成闭合环路或反馈环路，并且其中，所述控制器被配置成从所述二极管检测器接收所述所反射的信号的所述幅度的所述测量结果并且执行控制算法以使用所述幅度测量结果来生成天线阻抗控制信号，所述天线阻抗控制信号设置所述可变电容器的电容以改变所述天线的阻抗，从而减小所述所反射的信号的幅度。

70.根据权利要求69所述的可摄入胶囊，其中，

71.根据权利要求66至70中任一项所述的可摄入胶囊，其中，所述气体传感器胶囊的所述所记录的读数包括来自以下的一个或多个天线反射率相关读数：

所述天线阻抗控制信号。

72.根据权利要求66至71中任一项所述的可摄入胶囊，

其中，所述处理器被配置成基于所述天线反射率相关读数中的尖峰或阶跃变化和/或基于由所述天线反射率相关读数表示的物理量的水平来检测到所述可摄入胶囊位于所述受试者哺乳动物的胃、小肠和大肠中的一者中。

73.根据权利要求66至72中任一项所述的可摄入胶囊，其进一步包括一个或多个气体传感器，其中，所述一个或多个传感器包含所述一个或多个气体传感器。

74.一种系统，其包括根据权利要求66至73中任一项所述的可摄入胶囊以及接收器设备，所述接收器设备被配置成接收通过所述一级接收器的所述天线传输的所述所记录的读数，并处理所述所记录的读数以鉴定所述天线反射率相关读数中的尖峰或阶跃变化，和/或基于由特定天线反射率相关读数表示的物理量的水平来检测到在所鉴定的尖峰或阶跃变化的所述所记录的读数或特定的所记录的读数的定时时，所述可摄入胶囊位于所述受试者哺乳动物的胃、小肠和大肠中的一者中。