DE112010004507T5

DE112010004507T5 - System und Verfahren zur Steuerung des Stromverbrauchs einer In-vivo-Vorrichtung

Info

Publication number: DE112010004507T5
Application number: DE112010004507T
Authority: DE
Inventors: Semion Khait; Eli Horn; Micha Nisani; Ofra Zinaty
Original assignee: Given Imaging Ltd
Current assignee: Given Imaging Ltd
Priority date: 2009-11-20
Filing date: 2010-11-18
Publication date: 2013-01-17
Anticipated expiration: 2030-11-19
Also published as: CN102612338B; DE112010004507B4; US20150073213A1; US8911360B2; CN102612338A; WO2011061746A1; US20120271104A1; JP2013511320A; US9750400B2; JP5649657B2

Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung können den Energieverbrauch einer In-vivo-Bildgebungsvorrichtung steuern, indem sie eine Energiemenge bestimmen oder schätzen, die erforderlich ist, um Bilder mit einer Bildfrequenz bis zum vollständigen Durchtritt der Vorrichtung durch eine vorherbestimmte Region des Gastrointestinaltrakts aufzunehmen, und die Bildaufnahmefrequenz entsprechend ändern oder begrenzen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Vorrichtungen und Verfahren zur Durchführung von In-vivo-Bildgebung von Passagen und Höhlen in einem Körper sind in der Technik wohl bekannt. Zu derartigen Vorrichtungen können unter anderem endoskopische Bildgebungssysteme und -vorrichtungen, beispielsweise eine In-vivo-Kapsel, zur Durchführung von Bildgebung in verschiedenen inneren Körperhöhlen zählen.
Damit sie verschluckbar ist, darf eine autonome In-vivo-Kapsel einen bestimmten Umfang und eine bestimmte Länge nicht überschreiben, was wiederum den für die Kapselbestandteile, einschließlich ihrer Energiequelle, verfügbaren Platz einschränken kann. Die Einschränkung der Größe der Energiequelle kann sich auf eine Einschränkung des für den Betrieb der Kapsel verfügbaren Stroms übertragen.
Der Durchtritt einer autonomen In-vivo-Kapsel durch die Peristaltik des Gastrointestinaltrakts (GI-Trakt) kann mehrere Stunden in Anspruch nehmen. Eine angetriebene Kapsel kann den Durchtritt in einer kürzeren Zeit abschließen, kann jedoch dafür mehr Energie benötigen. Des Weiteren kann die Kapsel sich mehrere Stunden durch Gastrointestinaltrakt fortbewegen, bevor sie eine Region von Interesse, beispielsweise den Dickdarm, erreicht. Es ist wichtig sicherzustellen, dass die Energiequelle der Kapsel beim Erreichen der Region von Interesse ausreichend Energie für den Betrieb der Kapsel während des Durchtritts durch die Region von Interesse und bei einer gewünschten Betriebsfrequenz, wie einer gewünschten Bildaufnahmefrequenz, bereitstellen kann.
Während sie sich im Inneren des Körpers fortbewegt, kann die Bildgebungsvorrichtung Bilder von beispielsweise Oberflächen des Darms aufnehmen und kann die aufgenommenen Bilder mit einer festgelegten Bildfrequenz kontinuierlich an eine Bildaufzeichnungsvorrichtung außerhalb des Körpers zur Analyse durch einen Arzt übertragen. Die Vorrichtung kann sich innerhalb der Passagen oder Höhlen des Körpers ungleichmäßig bewegen. Beispielsweise kann eine In-vivo-Kapsel, die durch einen GI-Trakt hindurch tritt, sich in einem gewissen Teil des GI-Trakts „langsam” bewegen und kann zu einem gewissen Zeitpunkt und/oder an einer gewissen Position beginnen, sich „schnell” zu bewegen. Wenn die In-vivo-Vorrichtung Bilder in einem festgelegten Zeitintervall aufnimmt, kann ein Arzt, der eine Diagnose des Patienten durchführt, aufgrund dieser plötzlichen Veränderung der Bewegung der Kapsel weniger Bilder für jenen Teil des GI-Trakts erhalten.
Verschiedene Verfahren können angewendet werden, um die Frequenz von Bildern, die von der Bildgebungsvorrichtung aufgenommen und/oder an einen Empfänger oder eine Aufzeichnungsvorrichtung übertragen werden, zu steuern. Die Bildgebungsvorrichtung kann die Bildaufnahmefrequenz und die entsprechende Frequenz von Bildern, die von der Vorrichtung gesendet werden, erhöhen oder verringern.
Wenn die Bildaufnahme- und -übertragungsfrequenz jedoch erhöht wird, wird auch der Stromverbrauch erhöht. In einigen Fällen können Übertragungsfrequenzen, die zu hoch sind, die Stromressourcen der Vorrichtung aufbrauchen. Wenn die Energieressourcen aufgebraucht sind, bevor die Vorrichtung von dem Körper ausgestoßen wird, können Regionen des GI-Trakts möglicherweise nicht abgebildet werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Verfahren und eine Vorrichtung können den Energieverbrauch einer In-vivo-Bildgebungsvorrichtung steuern, indem sie eine Energiemenge bestimmen oder schätzen, die erforderlich ist, um Bilder mit einer Bildfrequenz bis zum Durchtritt der Vorrichtung durch eine vorherbestimmte Region des GI-Trakts aufzunehmen, und die Bildaufnahmefrequenz entsprechend ändern oder begrenzen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird aus der folgenden ausführlichen Beschreibung verschiedener Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen vollständiger verstanden und anerkannt werden, wobei in den Zeichnungen:
1 eine schematische Darstellung eines In-vivo-Bildgebungssystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist;
2 ein Graph der kumulierten Energienutzung im Zeitablauf gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist und
3 eine vereinfachte Flussdiagrammdarstellung eines Verfahrens zur Durchführung einer Bildfrequenzsteuerung durch eine In-vivo-Bildgebungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist.
Man wird zu schätzen wissen, dass in den Figuren gezeigte Elemente aus Gründen der Einfachheit und Klarheit der Veranschaulichung nicht unbedingt maßstabgetreu sind. Die Abmessungen einiger der Elemente können beispielsweise aus Gründen der Klarheit im Verhältnis zu anderen Elementen übertrieben worden sein.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In der folgenden ausführlichen Beschreibung sind zahlreiche spezifische Einzelheiten dargelegt, um ein vollständiges Verständnis der vorliegenden Erfindung bereitzustellen. Fachmänner werden jedoch verstehen, dass die vorliegende Erfindung ohne diese spezifischen Einzelheiten ausgeübt werden kann. In anderen Fällen wurden wohl bekannte Verfahren, Vorgänge und Komponenten nicht detailliert beschrieben, um die vorliegende Erfindung nicht zu verschleiern.
Einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen eine In-vivo-Vorrichtung, die in ein Körperlumen, z. B. den GI-Trakt, beispielsweise von außerhalb des Körpers eingeführt wird. Einige Ausführungsformen betreffen eine Nachweis- und/oder Analysevorrichtung, die typischerweise für den Einmalgebrauch oder zum Teil für einen einzigen Gebrauch ist. Einige Ausführungsformen betreffen eine typischerweise verschluckbare In-vivo-Vorrichtung, die passiv oder aktiv durch ein Körperlumen, z. B. den GI-Trakt, vorankommen kann, wobei sie durch natürliche Peristaltik oder durch einen magnetischen oder mechanischen Antrieb vorgerückt wird. Einige Ausführungsformen betreffen In-vivo-Erfassungsvorrichtungen, die durch andere Körperlumen, beispielsweise durch Blutgefäße, den Fortpflanzungstrakt oder dergleichen, geführt werden können. Die In-vivo-Vorrichtung kann beispielsweise eine Erfassungsvorrichtung, eine Bildgebungsvorrichtung, eine Diagnosevorrichtung, eine Nachweisvorrichtung, eine Analysevorrichtung, eine Therapievorrichtung oder eine Kombination davon sein. In einigen Ausführungsformen kann die In-vivo-Vorrichtung einen Bildsensor oder einen Imager und/oder andere geeignete Komponenten beinhalten. Einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können andere Bildgebungsvorrichtungen, nicht unbedingt In-vivo-Bildgebung betreffen.
Vorrichtungen, Systeme und Verfahren gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, einschließlich beispielsweise In-vivo-Erfassungsvorrichtungen, Empfangssysteme und/oder Anzeigesysteme, können Ausführungsform ähnlich sein, die in dem US-Pat. Nr. 5,604,531 an Iddan et al. mit dem Titel „In vivo Video Camera System” und/oder in dem US-Pat. Nr. 7,009,634 an Iddan et al. mit dem Titel „Device for In vivo Imaging” beschrieben sind, die alle hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen sind. Vorrichtungen, Systeme und Verfahren gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Ausführungsform ähnlich sein oder diese einbinden, die in der PCT-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer WO2006059331 mit dem Titel „TWO-WAY COMMUNICATION IN AN AUTONOMOUS IN VIVO DEVICE” beschrieben sind, die hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen ist und die eine autonome In-vivo-Erfassungsvorrichtung offenbart, die einen In-vivo-Transceiver beinhaltet, um sowohl Funksignale an beispielsweise einen externen Empfänger zu übertragen als auch Funksignale von beispielsweise einem externen Sender zu empfangen. Vorrichtungen, Systeme und Verfahren gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können den handelsüblichen Kapseln PillCam^® SB2 oder PillCam^® Colon und den damit verbundenen Datenaufzeichnern und der Workstation RAPID^® des gemeinsamen Rechtsnachfolgers ähnlich sein. Die Anwendung offenbart weiterhin, dass von dem In-vivo-Transceiver empfangene Funksignale Befehls- oder Steuersignale sein oder enthalten können, die einen Betriebszustand einer oder mehrerer Funktionen der In-vivo-Vorrichtung aktivieren, deaktivieren oder ändern können. Die von dem In-vivo-Transceiver übertragenen Funksignale können sensorische Daten sein oder enthalten, wie beispielsweise Bilddaten, die von der In-vivo-Erfassungsvorrichtung gesammelt werden können.
Vorrichtungen und Systeme, wie hierin beschrieben, können andere Konfigurationen und/oder Sätze von Komponenten aufweisen. Beispielsweise können eine externe Empfänger-/Aufzeichnereinheit, ein Prozessor und eine Überwachungsvorrichtung, z. B. eine Workstation, wie die in den oben erwähnten Veröffentlichungen beschriebenen, zur Verwendung mit einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung geeignet sein. Die vorliegende Erfindung kann unter Verwendung eines Endoskops, einer Nadel, eines Stents, eines Katheters usw. ausgeübt werden. Einige In-vivo-Vorrichtungen können kapselförmig sein oder können andere Formen haben, beispielsweise eine Erdnussform oder eine Röhren-, Kugel oder Kegelform oder andere geeignete Formen.
Ausführungsformen der Erfindung beinhalten eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung des Energieverbrauchs einer In-vivo-Bildgebungsvorrichtung (z. B. eine verschluckbare Kapsel). Eine minimale Energiemenge, die zum Betreiben der In-vivo-Bildgebungsvorrichtung benötigt wird, z. B. zum Aufnehmen von Bildfrequenzen mit einer Mindestbildfrequenz ungleich Null bis zum vollständigen Durchtritt der Vorrichtung durch mindestens eine vorherbestimmte anatomische Region des GI-Trakts und zum Übertragen der Bilder an eine Empfangsvorrichtung, kann bestimmt werden. Eine Bildfrequenz ungleich Null kann eine festgelegte oder variable Bildaufnahmefrequenz ungleich Null beinhalten. Die Frequenz ungleich Null kann gemäß mehreren Bildfrequenzparametern bestimmt werden, wie der Geschwindigkeit der Bildgebungsvorrichtung, dem Organ oder dem anatomischen Abschnitt oder der anatomischen Region des Körperlumens, das abgebildet wird, der Motilität des Körperlumens usw. Die minimale Bildfrequenz kann vorherbestimmt werden, beispielsweise auf 4 Bilder pro Sekunde oder 48 Bilder pro Minute eingestellt werden, oder kann gemäß einem oder mehreren Bildfrequenzparametern ausgewählt werden.
In einigen Ausführungsformen kann der Gesamtdurchtrittszeit der Vorrichtung durch mindestens eine vorherbestimmte anatomische Region des GI-Trakts geschätzt oder berechnet werden. Beispielsweise kann eine Maximaldauer des Durchtritts der Vorrichtung durch die gesamte Länge der abzubildenden Körperpassage geschätzt werden. In einem Beispiel kann die Gesamtdurchtrittszeit der In-vivo-Vorrichtung durch die anatomische Region des Körperlumens als 10 Stunden für einen Dickdarmabbildungsvorgang und 9 Stunden für einen Dünndarmabbildungsvorgang geschätzt werden. In einigen Ausführungsformen kann die Gesamtdurchtrittszeit der Vorrichtung durch die anatomische Region, die für die Abbildung vorgesehen ist, im Fluge auf Basis von Bilddaten oder Positionsdaten, die von der In-vivo-Bildgebungsvorrichtung empfangen werden, berechnet werden. Andere Durchtrittsdauern können beispielsweise unter Abgleich gemäß den Symptomen oder dem vermuteten pathologischen Zustand des Patienten bestimmt werden. Die Gesamtdurchtrittszeit der Vorrichtung durch mindestens eine vorherbestimmte anatomische Region des GI-Trakts oder die Maximaldauer des Durchtritts der Vorrichtung durch die gesamte Länge kann voreingestellt oder im Voraus bekannt sein. Beispielsweise kann eine Vorrichtung oder ein System derartige Werte voreingestellt aufweisen, und dieser voreingestellte Wert kann die Bestimmungen der erforderlichen Energie steuern.
Die „minimale” Energiemenge kann die Energiemenge sein, die erforderlich ist (oder die als erforderlich geschätzt oder berechnet wurde), um den In-vivo-Abbildungsvorgangs durch einen Weg abzuschließen, und kann somit in einigen Ausführungsformen die maximale Energiemenge sein, die erforderlich ist (oder die als erforderlich geschätzt oder berechnet wurde), um die Aufgabe des Aufnehmens der Bilder mit einer bestimmten minimalen Bildfrequenz abzuschließen. Die erforderliche minimale Energiemenge kann Energie für einen oder mehrere Arbeitsvorgänge der Bildgebungsvorrichtung, der bzw. die zum Abschließen des Abbildungsvorgangs durch ein Körperlumen erforderlich ist bzw. sind, Energie, die zum Aufnehmen von Einzelbildern, zum Beleuchten der Beleuchtungsquellen zum Aufnehmen der Bilder, zum Übertragen der Bilder an eine externe Empfangsvorrichtung und zum Steuern der In-vivo-Bildgebungsvorrichtung und/oder zum Durchführen anderer Funktionen erforderlich ist, beinhalten. Eine Betriebsbildfrequenz kann bestimmt werden, die eine Energiemenge von der Stromversorgung der Vorrichtung verwendet, so dass die verfügbare Energie, die in der Stromversorgung der Vorrichtung bleibt, größer gleich der minimalen Energiemenge ist. Die In-vivo-Vorrichtung kann dazu gebracht oder gesteuert werden, Bilder mit einer Frequenz aufzunehmen, die kleiner gleich der Betriebsbildfrequenz ist.
Einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können beispielsweise eine verschluckbare In-vivo-Vorrichtung beinhalten. In anderen Ausführungsformen muss eine In-vivo-Vorrichtung nicht verschluckbar und/oder autonom sein und kann fernsteuerbar sein oder navigiert werden, z. B. mittels Magneten, und kann andere Formen oder Konfigurationen aufweisen. Einige Ausführungsformen können in verschiedenen Körperlumen verwendet werden, beispielsweise dem GI-Trakt, Blutgefäßen, den Harnwegen, dem Fortpflanzungstrakt oder dergleichen.
Ausführungsformen der In-vivo-Vorrichtung können eigenständig sein oder können autonom oder steuerbar sein (z. B. mittels magnetischer Manövrierung). Beispielsweise kann die In-vivo-Vorrichtung eine Kapsel oder eine andere Einheit sein oder enthalten, wobei alle Komponenten im Wesentlichen in einem Behälter, einem Gehäuse oder einer Hülse enthalten sind und wobei die In-vivo-Vorrichtung keinerlei Drähte oder Kabel erfordert, um beispielsweise Strom aufzunehmen oder Informationen zu übertragen. Die In-vivo-Vorrichtung kann mit einem externen Empfangs- und Anzeigesystem kommunizieren, um eine Datenanzeige, eine Steuerung oder andere Funktionen bereitzustellen. Beispielsweise kann Strom von einer internen Batterie oder einer internen Energie- oder Stromquelle oder unter Verwendung eines drahtgebundenen oder drahtlosen Stromaufnahmesystems bereitgestellt werden. Andere Ausführungsformen können andere Konfigurationen und Funktionen aufweisen. Beispielsweise können Komponenten über mehrere Stellen oder Einheiten verteilt sein; und Steuerinformationen oder andere Informationen können von einer externen Quelle empfangen werden.
Vorrichtungen, Systeme und Verfahren gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung können beispielsweise in Verbindung mit einer Vorrichtung, die in einen menschlichen Körper eingeführt oder von einer Person geschluckt werden kann, verwendet werden. Ausführungsformen der Erfindung sind jedoch nicht in dieser Hinsicht eingeschränkt und können beispielsweise in Verbindung mit einer Vorrichtung, die in einen nichtmenschlichen Körper oder einen Tierkörper eingeführt oder von diesem geschluckt werden kann, verwendet werden. Andere Ausführungsformen der Erfindung müssen nicht mit In-vivo-Bildgebungsvorrichtungen verwendet werden.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können ein System und ein Verfahren zum Überwachen der Strom- und Energienutzung der Vorrichtung und zum Steuern der Bildaufnahmefrequenz auf Basis dieser beschreiben, um beispielsweise sicherzustellen, dass eine ausreichende Menge nutzbarer Energie aufrechterhalten wird, um die Bildaufnahme durch die Vorrichtung entlang einer ganzen Körperpassage abzuschließen (andere Ausführungsform müssen die Bildaufnahme entlang einer ganzen Passage nicht abschließen). Die Erfassung entlang einer ganzen Körperpassage kann das Abbilden der gesamten Länge des GI-Trakts, einer anatomischen Teilregion des GI-Trakts, z. B. dem Dünndarm oder dem Dickdarm, einer Region, die in der Nähe der Stelle endet, an der die Kapsel von dem Körper ausgestoßen wird, oder einer beliebigen anderen vorherbestimmten Länge oder Region des Körpers beinhalten.
Eine Bildgebungsvorrichtung kann eine Stromquelle, wie eine oder mehrere Batterien oder Kraftzellen, mit einer begrenzten oder endlichen Menge von verfügbarem Strom aufweisen. Der verfügbare Strom kann im Zeitablauf durch das Abbauen von Chemikalien, während die Vorrichtung sich in Lagerung befindet, aufgebraucht werden. Der verfügbare Strom kann auch zum Betreiben der Vorrichtung verwendet werden. Um beispielsweise jedes Einzelbild aufzunehmen, betreibt die Vorrichtung in der Regel Beleuchtungsquellen, einen Imager, einen Sender oder einen Transceiver, einen Prozessor und/oder andere Komponenten, von denen jede Strom von der Stromquelle verwendet. Für eine gegebene Strecke oder ein gegebenes Zeitintervall, während die Bildfrequenz zunimmt, nimmt die Anzahl der pro Zeiteinheit aufgenommenen Bilder zu und somit wird die pro Zeiteinheit verwendete Energiemenge zum Aufnehmen von Bildern größer. Die von der Vorrichtung verwendete Bildfrequenz kann beispielsweise auf Basis einer Analyse von Bildern, beispielsweise auf Basis eines Grads der Ähnlichkeit zwischen aufeinander folgenden Einzelbildern, eines Nachweises einer Pathologie in Einzelbildern, der Geschwindigkeit der Vorrichtung oder eines Grads der Beschleunigung und/oder Rotation ansteigen. Wenn beispielsweise bestimmt wird, dass die Vorrichtung stationär ist, kann die Bildfrequenz im Wesentlichen abnehmen, und wenn eine Bewegung erkannt wird, kann die Bildfrequenz gemäß einem erkannten Beschleunigungsgrad zunehmen. Die Bildfrequenz kann zunehmen, wenn bestimmt wird, dass die Vorrichtung ein Segment oder Organ von Interesse erreicht hat. Beispielsweise kann die Bildfrequenz in einem Dickdarmabbildungsvorgang niedriger sein, während die Vorrichtung Bilder in dem Magen und dem Dünndarm aufnimmt, und die Bildfrequenz kann zunehmen, wenn die Vorrichtung den Blinddarm passiert. In ähnlicher Weise kann die Bildfrequenz abnehmen, wenn die Vorrichtung Bilder in Bereichen aufnimmt, die für den derzeitigen Untersuchungsvorgang von geringerer Bedeutung sind. In herkömmlichen Vorrichtungen kann die kumulierte Energie, die zum Aufnehmen von Bildern mit der optimalen Bildfrequenz erforderlich ist, die insgesamt verfügbare oder nutzbare Energie der Stromquelle übersteigen, z. B. wenn die Passage ein hohes Ausmaß an Rötung oder Blutung aufweist, was bewirkt, dass die Bildfrequenz zunimmt. In einem derartigen Fall kann der Vorrichtungsstrom schnell aufgebraucht werden und die Vorrichtung kann nicht damit fortfahren, Bilder aufzunehmen, und kann ganze Regionen der Körperpassage undokumentiert lassen.
Ausführungsformen der Erfindung beinhalten das Begrenzen der Bildfrequenz, so dass die zum Aufnehmen von Bildern verwendete Energie nicht die Energie aufbraucht, die zum Aufnehmen von Einzelbildern benötigt wird, bis die Vorrichtung die gesamte Länge des gewünschten Durchgangs aufgenommen hat. Beispielsweise kann eine Energiereserve aufrechterhalten werden, die die vollständige Aufnahme der Bilder entlang im Wesentlichen der gesamten Länge der Körperpassage oder des Organs von Interesse in dem Vorgang sicherstellt. Während die Vorrichtung sich durch den Körper fortbewegt, bleibt bis um Ende eine kürzere Strecke und weniger Zeit, und somit werden weniger Bilder benötigt, um die Bildaufnahme für die Gesamtheit der Passage abzuschließen. Folglich kann die Energiereserve im Zeitablauf abnehmen, während die Vorrichtung durch den Körper hindurch tritt. In einer Ausführungsform wird die Energiereserve so berechnet, dass die Vorrichtung ausreichend Energie hat, um Einzelbilder mit nicht weniger als einer vorherbestimmten minimalen Bildfrequenz bis zum Ende der Körperpassage (oder bis zu einem gewissen gewünschten Punkt vor dem Ende) aufzunehmen. Ein Wert für die Energiereserve kann kontinuierlich oder wiederholt berechnet und aktualisiert werden, so dass die Sollreserve zu einem gegebenen Punkt entlang der Passage das Aufnehmen von Einzelbildern mit nicht weniger als einer vorherbestimmten minimalen Bildfrequenz ab diesem Punkt bis zum Ende der Körperpassage (oder bis zu einem gewissen gewünschten Punkt vor dem Ende) ermöglicht.
Ein Prozessor (z. B. in einer Workstation, einer Empfangseinheit oder der In-vivo-Vorrichtung) kann die Energienutzung der Vorrichtung z. B. für jedes Einzelbild überwachen, um zu bestimmen, ob eine höhere Frequenz als die Mindestbildfrequenz die Energiereserve aufbrauchen würde. Auf diese Weise werden optimale Bildfrequenzen geprüft und justiert, um sicherzustellen, dass die Stromquelle eine ausreichende Strommenge aufrechterhält, um die Bildaufnahme entlang der ganzen Länge der Körperpassage oder bis zu einem gewissen gewünschten Punkt vor dem Ende abzuschließen. Wenn die höhere Bildfrequenz Energieressourcen aufbrauchen würde, kann der Prozessor die Vorrichtung auf einen Modus mit der Mindestbildfrequenz einstellen, z. B. um Einzelbilder mit einer Frequenz aufzunehmen, die die Energiereserve aufrechterhält, und die Vorrichtung kann Bilder mit dieser Frequenz aufnehmen und/oder übertragen. Wenn die höhere Bildfrequenz Energieressourcen nicht aufbrauchen würde, ist die höhere Bildfrequenz zulässig und die Vorrichtung kann auf einen Modus mit der höheren Bildfrequenz eingestellt werden. In einigen Ausführungsformen muss die höhere Bildfrequenz nicht verwendet werden, auch wenn die höhere Bildfrequenz zulässig ist. Der Prozessor kann einen Optimierungsmechanismus verwenden, um zu bestimmen, welche Bildfrequenz aus den zulässigen Bildaufnahmefrequenzen optimal ist.
Der Prozessor kann eine optimale Bildfrequenz aus den zulässigen Bildaufnahmefrequenzen beispielsweise auf Basis eines beliebigen einzelnen Parameters oder einer beliebigen Kombination von Parametern berechnen. In einigen Ausführungsformen kann eine optimale Bildfrequenz beispielsweise auf Basis der Bewegung, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Position, Farbe der Bilder (wobei z. B. die Frequenz zunimmt, wenn das Ausmaß an Rötung zunimmt, was auf Blut hinweist), von Unterschieden in Bezug auf Farbe, Textur oder Muster zwischen aufeinander folgenden Bildern, Bilderkennung, Impedanzschwankung usw. bestimmt werden. Wenn die für diese Parameter erfassten Werte sich durch eine Körperhöhle verändern, kann die Vorrichtung zwischen den zulässigen Bildaufnahmefrequenzen umschalten oder hin- und herschalten. Wenn die optimale Bildfrequenz kleiner gleich den zulässigen Bildfrequenzen ist (z. B. wenn sie noch immer die Energiereserve bewahrt), kann ein Imager eine oder mehrere aufeinander folgende Einzelbilder mit der optimalen Bildfrequenz aufnehmen. Wenn die optimale Bildfrequenz größer gleich den zulässigen Bildfrequenzen ist (z. B. wenn sie die Energiereserve aufbrauchen würde), kann ein Imager eine oder mehrere Einzelbilder mit der höchsten zulässigen Bildfrequenz aufnehmen.
Eine Bildfrequenz oder Bildaufnahmefrequenz kann sich auf eine Frequenz ungleich Null beziehen, bei der Bilder oder Einzelbilder von der Vorrichtung aufgenommen werden, und die somit Betriebsmodi ausschließt, in denen die Vorrichtung nicht Bilder sammelt (z. B. ein Bereitschaftsmodus), keinen Strom hat oder in einem Abschaltmodus ist.
Ausführungsformen der Erfindung können einen Stromspar- oder Ruhemodus für die Vorrichtung beinhalten, in dem die Vorrichtung vorübergehend aufhören kann, Bilder aufzunehmen, oder Bilder mit einer Frequenz aufnehmen kann, die niedriger als die vorherbestimmte Mindestaufnahmefrequenz ist. Im Stromspar- oder Ruhemodus wird sich die Vorrichtung entlang des Durchgangs fortbewegen und eine kürzere Strecke des Durchgangs muss möglicherweise abgebildet werden, wenn die Vorrichtung Arbeitsschritte bei normaler Stromversorgung fortsetzt. Dementsprechend müssen nach der Stromeinsparung möglicherweise insgesamt weniger Bilder des Durchgangs aufgenommen werden, um die vorherbestimmte Mindestaufnahmefrequenz aufrechtzuerhalten. Die Mindestenergiereserve kann nach jeder Stromeinsparung dahingehend neu berechnet werden, dass sie einen kleineren Wert (für das Aufnehmen von insgesamt weniger Bildern) als bei vorherigen Berechnungen aufweist. In einer Ausführungsform kann die Vorrichtung, wenn die restliche verfügbare Energie in der Vorrichtung mit der Mindestenergiereserve ungefähr identisch ist (z. B. kann die Vorrichtung für den Rest der Passage nur Bilder mit der vorherbestimmten Mindestaufnahmefrequenz aufnehmen), automatisch oder als Reaktion auf das Ablaufen der Zeit oder einen Nachweis eines In-vivo-Zustands, wie einer Veränderung eines Organs, oder einer Kombination dieser Faktoren, in einen Stromspar- oder Ruhemodus eintreten. Die Mindestenergiereserve kann sich dann auf einen kleineren Wert als vor der Stromeinsparung neu kalibrieren und die Vorrichtung kann wiederum Energie haben, die zum Abbilden mit einer Aufnahmefrequenz, die höher als die vorherbestimmte Mindestaufnahmefrequenz ist, zur Verfügung steht.
Ausführungsformen der Erfindung können auch das Ändern der Übertragungsstärke der Vorrichtung z. B. auf eine im Wesentlichen Mindestübertragungsstärke beinhalten, um eine ausreichende Signalklarheit zu einer externen Empfangsvorrichtung zu erzielen. Wenn beispielsweise die In-vivo-Vorrichtung sich näher an eine externe Empfängerantenne bewegt, ist möglicherweise eine geringere Signalstärke erforderlich, um ein Grundniveau der Signalklarheit an dem Empfänger aufrechtzuerhalten. Eine Rückkopplungsschleife zwischen einem Sender der In-vivo-Vorrichtung und einem Vorrichtungspositioniersystem und/oder einem externen Vorrichtungsempfänger kann verwendet werden, damit die In-vivo-Vorrichtung die Stärke der übertragenen Signale kontinuierlich oder periodisch (z. B. zur rechten Zeit oder für jedes Einzelbild) ändert, um die Anforderungen an die Mindestübertragungssignalstärke zu erfüllen.
Es wird auf 1 Bezug genommen, die ein In-vivo-System gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt. Eine oder mehrere Komponenten des Systems können in Verbindung mit den hierin beschriebenen Vorrichtungen und/oder Komponenten oder anderen In-vivo-Vorrichtungen gemäß Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden oder mit diesen funktionsfähig verbunden sein.
In einigen Ausführungsformen kann das System eine Vorrichtung 140 beinhalten, die einen Sensor, z. B. einen Imager 146, eine oder mehrere Beleuchtungsquellen 142, eine Stromquelle 145 und einen Transceiver 141 aufweist. In einigen Ausführungsformen kann die Vorrichtung 140 unter Verwendung einer verschluckbaren Kapsel implementiert werden; es können jedoch auch andere Arten von Vorrichtungen oder geeignete Implementierungen verwendet werden.
Ein Empfänger/Aufzeichner 112 kann einen Transceiver 140 beinhalten, um mit der Vorrichtung 140 zu kommunizieren, z. B. um periodisch eine Bildfrequenz an die Vorrichtung 140 zu senden und periodisch Bild-, Telemetrie- und Energienutzungsdaten von der Vorrichtung 140 zu empfangen. Der Empfänger/Aufzeichner 112 kann in einigen Ausführungsformen eine tragbare Vorrichtung sein, die der Patient am Körper oder in der Hand trägt, kann in anderen Ausführungsformen jedoch beispielsweise mit einer Workstation 117 kombiniert werden. Eine Workstation 117 (z. B. ein Computer oder einer Rechenplattform) kann eine Speichereinheit 119 (die beispielsweise ein Speicher und/oder eine Datenbank usw. oder ein anderes Speichersystem sein oder beinhalten kann), einen Prozessor 114 und eine Überwachungsvorrichtung 118 beinhalten.
Der Transceiver 141 kann unter Verwendung von Funkwellen arbeiten; in einigen Ausführungsformen, wie jenen, in denen die Vorrichtung 140 ein Endoskop ist oder in einem Endoskop enthalten ist, kann der Transceiver 141 jedoch Daten mittels beispielsweise Verkabelung, Glasfaser und/oder anderer geeigneter Verfahren übertragen/empfangen. Andere bekannte Funkübertragungsverfahren können angewendet werden. Der Transceiver 141 kann beispielsweise ein Sendermodul oder eine Senderuntereinheit oder ein Empfängermodul oder eine Empfängeruntereinheit oder einen integrierten Transceiver oder einen Sender/Empfänger beinhalten. In einer Ausführungsform beinhaltet der Transceiver 141 mindestens einen Modulator zum Empfangen eines Bildsignals von dem Sensor 146, einen Hochfrequenzverstärker (HF-Verstärker), einen Impedanzanpasser und eine Antenne 148. Der Modulator wandelt das Eingangsbildsignal mit einer Grenzfrequenz f₀ von weniger als 5 MHz in ein HF-Signal mit einer Trägerfrequenz f_r, in der Regel im Bereich von 1 GHz, um. Während in einer Ausführungsform das Signal ein analoges Signal ist, kann das Modulationssignal anstelle von analog digital sein. Die Trägerfrequenz kann in anderen Bändern vorliegen, z. B. einem 400-MHz-Band. Das modulierte HF-Signal hat eine Bandbreite von f_t. Der Impedanzanpasser kann die Impedanz des Kreises an die der Antenne anpassen. Andere Transceiver oder Anordnungen von Transceiverkomponenten können verwendet werden. Beispielsweise enthalten alternative Ausführungsformen möglicherweise keine angepasste Antenne oder enthalten möglicherweise einen Transceiver ohne einen angepassten Kreis. In alternativen Ausführungsformen kann die Vorrichtung 140 andere Konfigurationen haben und andere Sätze von Komponenten beinhalten. Andere Frequenzen können verwendet werden. In noch weiteren Ausführungsformen können Sensoren verwendet werden, bei denen es sich nicht um Bildsensoren handelt, wie pH-Messgeräte, Temperatursensoren, Drucksensoren usw., und es können Eingangs-HF-Signale verwendet werden, bei denen es sich nicht um Bildsignale handelt.
Der Transceiver 141 kann unterschiedliche Arten von Signalen senden, einschließlich beispielsweise Telemetriesignale, Bildsignale und Bakensignale. Andere Arten von Signalen können von dem Transceiver 141 übertragen werden. Von der Vorrichtung 140 gesendete Informationen können Informationen beinhalten, die von Sensoren in der Vorrichtung erfasst wurden, wie Bilder, pH-Wert, Temperatur, Position und Druck. Von der Vorrichtung 140 gesendete Informationen können Telemetrieinformationen beinhalten, in Bezug auf die Kapsel-ID, den Zeitzähler, Bildtypdaten und den Status von Komponenten in der Vorrichtung, wie den aktuellen Bildaufnahmemodus oder die aktuelle Bildfrequenz des Imagers, unterschiedliche zulässige Bildfrequenzen, die Stromnutzung zum Aufnehmen jedes einzelnen Einzelbilds oder einer Gruppe von Einzelbildern, die Stromnutzung für jede zulässige Bildfrequenz, der Reststrom der Stromquelle der Vorrichtung, die Menge der Energiereserve, die zum Aufnehmen von Einzelbildern bis zum vollständigen Durchtritt der Vorrichtung durch eine Körperpassage mit einer minimalen Bildfrequenz erforderlich ist. Die Signale können separat als Teil eines größeren Datenrahmens gesendet werden, beispielsweise eines Datenrahmens, der Signale sowohl des Telemetrietyps als auch des Bildtyps enthält.
Ausführungsformen der Vorrichtung 140 können autonom und eigenständig sein oder können steuerbare Kapseln (z. B. magnetisch manövriert) sein. Beispielsweise kann die Vorrichtung 140 eine Kapsel oder eine andere Einheit sein, wobei alle Komponenten im Wesentlichen in einem Behälter oder einer Hülse enthalten sind und wobei die Vorrichtung 140 keinerlei Drähte oder Kabel erfordert, um beispielsweise Strom aufzunehmen oder Informationen zu übertragen. In einigen Ausführungsformen kann die Vorrichtung 140 autonom und nicht fernsteuerbar sein; in anderen Ausführungsformen kann die Vorrichtung 140 zum Teil oder vollständig fernsteuerbar sein.
In einigen Ausführungsformen kann die Vorrichtung 140 eine In-vivo-Videokamera, beispielsweise einen Imager 146, beinhalten, um Bilder von beispielsweise dem GI-Trakt aufnehmen und übertragen kann, während die Vorrichtung 140 durch das GI-Lumen hindurch tritt. Andere Lumen und/oder Körperhöhlen können von der Vorrichtung 140 abgebildet und/oder erfasst werden. In einigen Ausführungsformen kann der Imager 146 beispielsweise eine CCD-Kamera (CCD = charge-coupled device) oder einen CCD-Imager, eine CMOS-Kamera (CMOS = complementary metal oxide semiconductor) oder einen CMOS-Imager, eine Digitalkamera, eine Fotokamera, eine Videokamera oder andere geeignete Imager, Kameras oder Bilderfassungskomponenten beinhalten.
In einigen Ausführungsformen kann der Imager 146 funktionsfähig mit dem Sender oder Transceiver 141 verbunden sein. Der Transceiver 141 kann Bilder an beispielsweise den externen Transceiver oder Empfänger/Aufzeichner 112 (z. B. durch eine oder mehrere Antennen) übertragen, der die Daten an die Workstation 117, den Prozessor 114 und/oder die Speichereinheit 119 senden kann. Der Transceiver 141 kann auch eine Steuerfunktion beinhalten, obwohl eine Steuerfunktion in einer separaten Komponente, z. B. dem Prozessor 147, enthalten sein kann. Der Transceiver 141 kann einen beliebigen geeigneten Sender beinhalten, der Bilddaten, andere erfasste Daten und/oder andere Daten (z. B. Steuerdaten, ein Bakensignal usw.) an eine Empfangsvorrichtung übertragen kann. Der Transceiver 141 kann auch dazu in der Lage sein, Signale/Befehle zu empfangen, beispielsweise von einem externen Transceiver. Beispielsweise kann der Transceiver 141 in einigen Ausführungsformen einen Hochfrequenzsender (HF-Sender) mit extrem niedrigem Stromverbrauch und hoher Bandbreite beinhalten, der möglicherweise in einem Chip-Scale-Package (CSP) bereitgestellt ist.
In einigen Ausführungsformen kann der Transceiver 141 über eine Antenne 148 übertragen/empfangen. Der Transceiver 141 und/oder eine andere Einheit in der Vorrichtung 140, z. B. ein Controller oder Prozessor 147, kann eine Steuerfunktion, beispielsweise ein oder mehrere Steuermodule, ein Verarbeitungsmodul, Schaltkreise und/oder Funktionalität zur Steuerung der Vorrichtung 140, zur Steuerung der Bildaufnahmefrequenz oder -einstellungen der Vorrichtung 140 und/oder zur Durchführung von Steuervorgängen oder Verarbeitungsvorgängen der Vorrichtung 140 beinhalten. Gemäß einigen Ausführungsformen kann der Transceiver 141 einen Empfänger beinhalten, der Signale (z. B. von außerhalb des Körpers des Patienten) beispielsweise durch die Antenne 148 oder durch eine andere Antenne oder ein anderes Empfangselement empfangen kann. Gemäß einigen Ausführungsformen können Signale oder Daten durch eine separate Empfangsvorrichtung in der Vorrichtung 140 empfangen werden.
Die Stromquelle 145 kann eine oder mehrere Batterien oder Kraftzellen beinhalten. Die Stromquelle 145 kann beispielsweise Silberoxidbatterien, Lithiumbatterien, andere geeignete elektrochemische Zellen mit einer hohen Energiedichte oder dergleichen beinhalten, wie ENERGIZER^® LONG LIFE BATTERY, 1,55 V, 5 mA, Produktnummer 399, oder ENERGIZER^® SILVER OXIDE BATTERY, 1,55 V, Produktnummer 370. Andere geeignete Stromquellen können verwendet werden. Beispielsweise kann die Stromquelle 145 Strom oder Energie von einer externen Stromquelle (z. B. einem elektromagnetischen Feldgenerator) aufnehmen, die zum Übertragen von Strom oder Energie an die In-vivo-Vorrichtung 140 verwendet werden kann. In der Regel kann die Stromquelle 145 eine Anfangsenergiemenge aufweisen, die während des Abbildungsvorgangs verwendet werden soll, und zusätzliche Energie kann während des Vorgangs nicht bezogen oder abgezogen werden.
Die Stromquelle 145 kann zu der Vorrichtung 140 intern sein und/oder erfordert möglicherweise keine Kopplung an eine externe Stromquelle, z. B. um Strom aufzunehmen. Die Stromquelle 145 kann eine oder mehrere Komponenten der Vorrichtung 140 kontinuierlich, im Wesentlichen kontinuierlich oder in nichtdiskreter Weise oder Terminierung oder in periodischer Weise, wie jedes Mal, wenn ein Einzelbild aufgenommen wird, in intermittierender Weise oder in einer anderweitig unterbrochenen Weise mit Strom versorgen. In einigen Ausführungsformen kann die Stromquelle 145 einer oder mehreren Komponenten der Vorrichtung 140 beispielsweise nicht unbedingt nach Bedarf oder nicht unbedingt bei einem Auslösungsereignis oder einer externen Aktivierung oder externen Anregung mit Strom versorgen.
Die Stromquelle 145 kann funktionsfähig an einen Datenbus 144 gekoppelt sein und kann Daten in Bezug auf den Status verschiedener Batterieparameter beispielsweise auf Anforderung bereitstellen. Zu den Batteriedatenparameter, die aus der Batterie ausgelesen werden können, können die geschätzte Zeit, die für den Betrieb mit einer spezifischen Aufnahmefrequenz oder in einem spezifischen Vorrichtungsmodus übrig ist (oder die Restenergie, die zum Berechnen eines derartigen Werts der übrigen Zeit verwendet werden kann), die Stromkapazität, die Spannung, Batterie- und/oder Herstellerkennzeichnungscodes, die maximale Fehlerquote der Kapazität usw. zählen. In einer Ausführungsform kann die Vorrichtung 140 periodisch die momentane Energie übertragen, die z. B. zum Aufnehmen jedes Einzelbilds verwendet wurde, die seit der letzten Übertragung verwendet wurde, die für jeden Arbeitsvorgang oder eine Gruppe von Arbeitsvorgängen verwendet wurde, usw. Die Restenergiemenge in der Stromquelle 145 kann nach jedem Einzelbild und/oder jeder Übertragung durch die Vorrichtung 140 oder zu anderen Zeitpunkten bestimmt werden. Die Restenergiemenge in der Stromquelle 145 kann bestimmt werden, indem beispielsweise die Summe der momentanen Energiewerte, die von der Vorrichtung 140 übertragen wurden (z. B. unter Angabe der aktuellen Gesamtenergienutzung), von dem verfügbaren Energievorrat der Stromquelle 145 subtrahiert wird. Die Bildfrequenz zu einem beliebigen Zeitpunkt kann berechnet und gesteuert werden, um sicherzustellen, dass die Restenergiemenge in der Stromquelle 145 größer gleich der Menge der Energiereserve ist, die erforderlich ist, um Einzelbilder mit einer Mindestbildfrequenz bis zum vollständigen Durchtritt der Vorrichtung 140 aufzunehmen. Andere Verfahren zum Schätzen der Energie oder Kapazität, die in der Batterie übrig ist, können angewendet werden. Ein spezifisches Signal, das von dem Strom getrennt ist, der von der Batterie während des normalen Gebrauchs bereitgestellt wird, muss nicht verwendet werden.
Der Transceiver 141 kann eine Verarbeitungseinheit, einen Prozessor oder einen Controller beinhalten, beispielsweise um Signale und/oder Daten zu verarbeiten, die von dem Imager 146 erzeugt wurden. In einer anderen Ausführungsform kann die Verarbeitungseinheit unter Verwendung einer separaten Komponente in der Vorrichtung 140, z. B. dem Controller oder Prozessor 147, implementiert werden oder kann als ein Bestandteil des Imagers 146, des Transceivers 141 oder einer anderen Komponente implementiert werden oder ist möglicherweise nicht erforderlich. Die Verarbeitungseinheit kann beispielsweise eine Zentraleinheit (central processing unit, CPU), einen digitalen Signalprozessor (DSP), einen Mikroprozessor, einen Controller, einen Chip, einen Mikrochip, einen Controller, Schaltkreise, eine integrierte Schaltung (integrated circuit, IC), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (application-specific integrated circuit, ASIC) oder einen beliebigen anderen geeigneten Universal- oder Spezialprozessor, einen beliebigen anderen geeigneten Universal- oder Spezialcontroller, beliebige andere geeignete Universal- oder Spezialschaltkreise oder eine beliebige andere geeignete Universal- oder Spezialschaltung beinhalten. In einigen Ausführungsformen kann die Verarbeitungseinheit oder der Controller beispielsweise in den Transceiver 141 eingebettet oder mit diesem integriert sein und kann beispielsweise unter Verwendung einer ASIC implementiert werden.
In einigen Ausführungsformen kann der Imager 146 In-vivo-Bilder in diskreter oder periodischer Weise oder in intermittierender Weise oder einer anderweitig unterbrochenen Weise beispielsweise in einem Intervall gemäß einer variablen von mehreren Bildaufnahmefrequenzen erfassen. Die Aufnahmefrequenz kann für jedes Einzelbild unterschiedlich sein und kann in Bezug auf das zuletzt zuvor aufgenommene Bild oder die zuletzt zuvor aufgenommene Gruppe von Bildern berechnet werden. Die Bildaufnahmefrequenz kann zu einem beliebigen Zeitpunkt auf eine optimale Frequenz eingestellt werden, die z. B. dazu ausreicht, während Perioden einer schnellen Bewegung der Vorrichtung oder in „wichtigen” Regionen Details zu erkennen, wobei das Aufnehmen von Bildern mit dieser Frequenz weniger als oder die verfügbare Energiemenge verwendet, um eine Energiereserve aufrechtzuerhalten, um Einzelbilder mit einer minimalen Bildfrequenz für den Rest der Körperpassage aufzunehmen.
Ein Abbildungs- oder Bildaufnahmevorgang kann den Zeitraum beinhalten, während dessen der Imager 146 Bilder aufnimmt und der Transceiver 141 die Bilddaten an die Empfangseinheit 112 überträgt. Befehle können durch die Vorrichtung 140 von einer externen Steuereinheit empfangen werden, die eine separate Einheit sein kann, die sich außerhalb des Körpers des Patienten befindet, oder die beispielsweise mit der Empfangseinheit 112 integriert sein kann. Die externe Steuereinheit kann beispielsweise die Steuer-/Verarbeitungseinheit 122 sein, die in der Empfangseinheit 112 integriert ist. In einer Ausführungsform kann die Stromquelle 145 der Vorrichtung eine Anzeige durch den Transceiver 141 übertragen, die die Steuer-/Verarbeitungseinheit 122 über einen niedrigen Batterieladestatus benachrichtigt. Der Prozessor 147 der Bildgebungsvorrichtung oder eine andere Einheit, die funktionsfähig mit der Batterie verbunden ist, kann interne Register in der Batterie abtasten, um beispielsweise den aktuellen Batteriestatus oder andere Batterieparameter zu bestimmen. Die Steuer-/Verarbeitungseinheit 122 kann als Reaktion einen Steuerbefehl an die Vorrichtung 140 übertragen, um die Bildaufnahmefrequenz auf einen höheren Wert als Null zu verringern. Die Übertragungsleistung kann in Echtzeit gesteuert werden oder vorprogrammiert sein, beispielsweise pro Signaltyp oder gemäß der berechneten Restenergiemenge in der Vorrichtung 140. Andere Verfahren zur Bestimmung des Batteriestroms können angewendet werden; beispielsweise kann eine Einheit wie der Prozessor 147 oder der Sender 141 die Batterie periodisch abtasten, um Stromcharakteristika zu bestimmen, wie den Restspannungspegel, die geschätzte übrige Zeit gemäß der gegenwärtigen Nutzung usw.
In einigen Ausführungsformen kann die Vorrichtung 140 eine oder mehrere Beleuchtungsquellen 142 beinhalten, beispielsweise eine oder mehrere Leuchtdioden (LED), „weiße LED” oder andere geeignete Lichtquellen, wie die LED von Nichia mit der Produktnummer NESW007BT oder das Nichia-Produkt mit der Nummer NESW007AT B3/B5. Die Beleuchtungsquellen 142 können beispielsweise ein Körperlumen oder eine Körperhöhle beleuchten, die abgebildet und/oder erfasst wird. Ein optisches System 150, das beispielsweise ein oder mehrere optische Elemente, wie eine oder mehrere Linsen oder Verbundlinsengruppen, einen oder mehrere geeignete optische Filter oder beliebige andere geeignete optische Elemente enthält, kann gegebenenfalls in die Vorrichtung 140 eingebunden werden und kann bei der Fokussierung von reflektiertem Licht auf den Imager 146, der Fokussierung von Beleuchtungslicht und/oder der Durchführung anderer Lichtverarbeitungsvorgänge helfen.
In einigen Ausführungsformen können die Komponenten der Vorrichtung 140 in einem Gehäuse oder einer Hülse eingeschlossen werden, z. B. kapselförmig, oval oder mit anderen geeigneten Formen. Das Gehäuse oder die Hülse kann im Wesentlichen transparent sein und/oder kann ein oder mehrere Teile, ein oder mehrere Fenster oder einen oder mehrere Dome beinhalten, die im Wesentlichen transparent sein können. Beispielsweise können eine oder mehrere Beleuchtungsquellen 142 in der Vorrichtung 140 ein Körperlumen durch ein transparentes Fenster oder einen transparenten Dom beleuchten; und von dem Körperlumen reflektiertes Licht kann beispielsweise durch dasselbe transparente Teil, dasselbe transparente Fenster oder denselben transparenten Dom oder gegebenenfalls durch ein anderes transparenten Teil, ein anderes transparentes Fenster oder einen anderen transparenten Dom in die Vorrichtung 140 eintreten und kann von dem optischen System 150 und/oder dem Imager 146 aufgenommen werden. In einigen Ausführungsformen kann das optische System 150 und/oder der Imager 146 beispielsweise Licht, das von einem Körperlumen reflektiert wird, durch dasselbe Fenster oder denselben Dom, durch das bzw. den die Beleuchtungsquelle bzw. Beleuchtungsquellen 142 das Körperlumen beleuchtet bzw. beleuchten, aufnehmen.
Gemäß einer Ausführungsform, während die Vorrichtung 140 den GI-Trakt eines Patienten durchquert, überträgt die Vorrichtung 140 Bild- und eventuell andere Daten an Komponenten, die sich außerhalb des Körpers des Patienten befinden und die die Daten empfangen und verarbeiten. In der Regel befindet sich die Empfangseinheit 112 außerhalb des Körpers des Patienten an einer oder mehreren Stellen. Die Empfangseinheit 112 kann in der Regel beispielsweise eine oder mehrere Antennen oder Sensoren oder ein Antennenarray 124 beinhalten oder mit diesen funktionsfähig in Verbindung stehen, um Signale von der Vorrichtung 140 zu empfangen und/oder an die Vorrichtung 140 zu senden. Die Empfangseinheit 112 beinhaltet in der Regel eine Bildempfänger-Speichereinheit. Gemäß einer Ausführungsform sind der Bildempfänger 112 und die Bildempfänger-Speichereinheit klein und tragbar und werden in der Regel während der Aufzeichnung der Bilder auf dem Körper des Patienten getragen (oder befinden sich in unmittelbarer Nähe des Körpers des Patienten).
Die Empfangseinheit 112 kann eine Signalerfassungseinheit 123 beinhalten oder mit dieser funktionsfähig in Verbindung stehen, die Signale erfassen kann, die von beispielsweise der Vorrichtung 140 übertragen werden. Die Signalerfassungseinheit 123 kann mit der Antenne oder dem Antennenarray 124 gekoppelt oder in diese bzw. dieses eingebunden sein.
Die Steuer-/Verarbeitungseinheit 122, der Prozessor 114 und/oder der Prozessor 147 können die übertragenen Daten, einschließlich der verfügbaren Energie in der Stromquelle 145, auswerten und beispielsweise auf Basis der Informationen eine Bildaufnahmefrequenz bestimmen, die eine fortgesetzte Abbildung entlang des Durchgangs oder des Organs von Interesse unter Verwendung mindestens einer Mindestaufnahmefrequenz sicherstellt.
In einigen Ausführungsformen kann die Vorrichtung 140 mit einem externen Empfangs- und Anzeigesystem (z. B. die Workstation 117 oder die Überwachungsvorrichtung 118) kommunizieren, um eine Datenanzeige, eine Steuerung oder andere Funktionen bereitzustellen. Beispielsweise kann Strom unter Verwendung einer internen Batterie, einer internen Stromquelle oder eines Funksystems, das Strom aufnehmen kann, der Vorrichtung 140 bereitgestellt werden. Andere Ausführungsformen können andere Konfigurationen und Funktionen aufweisen. Beispielsweise können Komponenten über mehrere Stellen oder Einheiten verteilt sein und Steuerinformationen oder andere Informationen können von einer externen Quelle empfangen werden.
Der Prozessor 114 und der Prozessor 122 können Verarbeitungseinheiten, Prozessoren oder Controller beinhalten. Die Verarbeitungseinheiten können beispielsweise eine CPU, einen DSP, einen Mikroprozessor, einen Controller, einen Chip, einen Mikrochip, einen Controller, Schaltkreise, eine IC, eine ASIC oder einen beliebigen anderen geeigneten Universal- oder Spezialprozessor, einen beliebigen anderen geeigneten Universal- oder Spezialcontroller, beliebige andere geeignete Universal- oder Spezialschaltkreise oder eine beliebige andere geeignete Universal- oder Spezialschaltung beinhalten.
Der Datenprozessor 114 kann die Daten analysieren, die über den externen Empfänger/Aufzeichner 112 von der Vorrichtung 140 empfangen werden, und kann mit der Speichereinheit 119 in Verbindung stehen, z. B. Einzelbilddaten an die oder von der Speichereinheit 199 zu übertragen. Der Datenprozessor 114 kann die analysierten Daten der Überwachungsvorrichtung 118 bereitstellen, wenn ein Benutzer (z. B. ein Arzt) die Daten ansehen oder anderweitig verwenden möchte. In einigen Ausführungsformen kann der Datenprozessor 114 darauf konfiguriert sein, Echtzeit-Verarbeitung und/oder Nachverarbeitung durchzuführen und/oder zu einem späteren Zeitpunkt anzuzeigen. In dem Fall, in dem eine Steuerfunktion (z. B. Verzögerung, Terminierung usw.) extern zu der Vorrichtung 140 ist, kann eine geeignete externe Vorrichtung (wie beispielsweise der Datenprozessor 114 oder der externe Empfänger/Aufzeichner 112 mit einem Sender oder Transceiver) ein oder mehrere Steuersignale an die Vorrichtung 140 übertragen.
Die Überwachungsvorrichtung 118 kann beispielsweise einen oder mehrere Bildschirme oder Monitore oder geeignete Anzeigeeinheiten beinhalten. Die Überwachungsvorrichtung 118 kann beispielsweise ein oder mehrere Bilder oder einen Datenstrom von Bildern anzeigen, die von der Vorrichtung 140 aufgenommen und/oder übertragen werden, z. B. Bilder des GI-Trakts oder eines anderen abgebildeten Körperlumens oder einer anderen abgebildeten Körperhöhle. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Überwachungsvorrichtung 118 beispielsweise Steuerdaten, Lokalisierungs- oder Positionsdaten (z. B. Daten, die die Position oder die relative Position der Vorrichtung 140 beschreiben oder anzeigen), Ausrichtungsdaten und verschiedene andere geeignete Daten anzeigen. In einigen Ausführungsformen können beispielsweise sowohl ein Bild und dessen Position (z. B. relativ zu dem abgebildeten Körperlumen) oder Lokalisierung unter Verwendung der Überwachungsvorrichtung 118 dargestellt und/oder unter Verwendung der Speichereinheit 119 gespeichert werden. Andere Systeme und Verfahren zur Speicherung und/oder Anzeige gesammelter Bilddaten und/oder anderer Daten können verwendet werden.
In der Regel kann die Vorrichtung 140 Bildinformationen in diskreten Abschnitten übertragen. Jeder Abschnitt kann in der Regel einem Bild oder einem Einzelbild entsprechen; andere geeignete Übertragungsverfahren können verwendet werden. Beispielsweise kann die Vorrichtung 140 in einigen Ausführungsformen ein Bild mit einer von mehreren, z. B. drei, vier, zehn oder hundert unterschiedlichen Bildaufnahmefrequenzen aufnehmen und/oder erfassen und kann die Bilddaten an die externe Empfangseinheit 112 übertragen. Andere konstante und/oder veränderliche Aufnahmefrequenzen und/oder Übertragungsfrequenzen können verwendet werden.
Während sie sich passiv entlang des GI-Trakts eines Körpers bewegt, kann die Vorrichtung 140 Bilder mit einer veränderlichen Erfassungsfrequenz erfassen. Die Vorrichtung 140 kann eine Anfangs- oder Standardbildaufnahmefrequenz von z. B. vier Einzelbildern pro Sekunde (4 Hz) haben. Während des Betriebs der Vorrichtung 140 kann die Bildfrequenz beispielsweise auf Basis der Stromnutzung der Vorrichtung angepasst, geändert oder gesteuert werden, z. B. mittels Steuer- oder Anpassungssignalen, die von der Empfangseinheit 112 an die Vorrichtung 140 gesendet werden. Die Bildaufnahmefrequenz kann extern zu der Vorrichtung 140 z. B. durch den Prozessor 114 oder die Workstation 117 berechnet und von den Transceivern 130 und/oder der Workstation 117 übertragen und von den Transceivern 141 der Vorrichtung 140 empfangen werden. Alternativ dazu kann die Bildaufnahmefrequenz intern zu der Vorrichtung 140 berechnet werden, z. B. durch den Prozessor 147. Die Bildaufnahmefrequenz kann auf den Prozessor 147 angewendet werden, so dass der Imager 147 Bilder mit der empfangenen Bildaufnahmefrequenz aufnehmen kann. Beispielsweise können der Prozessor 114 und/oder der Prozessor 147 Strompegel überwachen und auf Basis dieser die entsprechende Bildaufnahmefrequenz bestimmen und aktivieren. In einer Ausführungsform kann der Prozessor 114 eine optimale Aufnahmefrequenz beispielsweise auf Basis von Parametern der Vorrichtung 140, wie Geschwindigkeit, Bewegung, Position und Umgebung, bestimmen und dann gegebenenfalls die Aufnahmefrequenz oder andere Parameter (wie Lichtsteuerung, Lichtverstärkung, Länge des Lichtimpulses, Übertragungsstärke und Art des übertragenen Signals) anpassen, um eine Abbildung entlang des vollständigen Durchgangs oder in ausreichendem Maße, um das Organ oder die Region von Interesse vollständig abzudecken, zu ermöglichen. Dementsprechend kann der Prozessor 114 die Bildaufnahmefrequenz der Vorrichtung 140 darauf einstellen, dass sie die Frequenz ist, die eine Abbildung entlang des vollständigen Durchgangs ermöglicht und der optimalen Aufnahmefrequenz am nächsten kommt.
In einer Ausführungsform kann der Prozessor 114 die Energienutzung der Vorrichtung 140 überwachen, um z. B. für jedes Einzelbild (oder in längeren Intervallen) zu bestimmen, ob eine höhere Frequenz als die Mindestbildfrequenz die Energiereserve aufbrauchen würde. Falls nicht, ist die höhere Bildfrequenz zulässig und die Vorrichtung 140 kann auf einen Modus mit der höheren Bildfrequenz eingestellt werden. Die höhere Bildfrequenz muss jedoch nicht verwendet werden, auch wenn die höhere Bildfrequenz zulässig ist. Der Prozessor 114 kann einen Optimierungsmechanismus verwenden, um zu bestimmen, welche Bildfrequenz aus den zulässigen Bildaufnahmefrequenzen optimal ist, wobei Parameter, wie die aktuelle Position der Vorrichtung 140, die Geschwindigkeit der Vorrichtung 140 und/oder andere Informationen, die aus den von der Vorrichtung 140 empfangenen Daten extrahiert wurden, berücksichtigt werden.
Um die Energienutzung der Vorrichtung 140 zu bestimmen, kann der Prozessor 114 die Bildaufnahmefrequenz und eine Energiemenge, die mit dem Aufnehmen eines Einzelbilds mit jeder Aufnahmefrequenz in Verbindung steht, bestimmen. In einer Ausführungsform kann der Prozessor 114 die Aufnahmefrequenz von der Frequenz ableiten, bei der die Einzelbilder übertragen und/oder empfangen werden, oder kann separat Aufnahmefrequenzsignale empfangen, die die Frequenzen anzeigen und die z. B. jedes Mal, wenn ein Einzelbild aufgenommen wird, periodisch zusammen mit den Bilddaten oder getrennt von den Bilddaten übertragen werden können. Der Prozessor 114 kann die Gesamtenergienutzung der Vorrichtung 140 bestimmen, indem die Produkte der Anzahl von bei jeder Aufnahmefrequenz aufgenommenen Einzelbildern und der mit dem Aufnehmen eines Einzelbilds bei dieser Frequenz in Verbindung stehenden Energie summiert werden.
Die optimale Bildfrequenz kann beispielsweise auf Basis eines oder mehrerer Parameter, wie Bewegung, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Position, Farbe der Bilder (wobei z. B. die Frequenz zunimmt, wenn das Ausmaß an Rötung zunimmt, was auf Blut hinweist), Unterschiede in Bezug auf Farbe, Farbton, Sättigung, Textur oder Muster zwischen aufeinander folgenden Bildern, Impedanzschwankung, Grad der Ähnlichkeit beim Vergleich aufeinander folgender Bilder, pH-Werte der Umgebung usw. bestimmt werden. In einer Ausführungsform kann die optimale Bildfrequenz beispielsweise auf Basis der Region, in der die Vorrichtung sich in dem Körper befindet, bestimmt werden. Wenn beispielsweise ein Arzt beabsichtigt, eine Region von Interesse in dem Körper, wie den Dünndarm oder Dickdarm, zu untersuchen, kann die optimale Bildfrequenz erhöht werden, wenn die Vorrichtung sich in dieser Region befindet (oder bestimmt wird, dass sie sich in dieser Region befindet) oder zu einem Zeitpunkt, zu dem erwartet wird, dass die Vorrichtung sich in dieser Region befindet. Wenn beispielsweise der Dickdarm untersucht wird, kann im Magen eine verhältnismäßig niedrige oder eine Mindestbildfrequenz verwendet werden, eine Bildfrequenz, die zwischen der verhältnismäßig niedrigen und einer verhältnismäßig hohen Frequenz liegt, kann im Dünndarm verwendet werden, und eine verhältnismäßig hohe oder maximale Bildfrequenz kann in dem Dickdarm verwendet werden, obgleich andere Kombinationen von Frequenzen verwendet werden können. In einigen Ausführungsformen können optimale Bildfrequenzen, die mit jedem Bereich von Parameterwerten in Verbindung stehen, voreingestellt und in einer Nachschlagetabelle gespeichert werden, auf die die Vorrichtung zugreifen kann. In einigen Ausführungsformen können die voreingestellten Werte angepasst werden, indem Befehlssignale beispielsweise von dem Empfänger 112 gesendet werden, um die Werte zu aktualisieren oder neue Werte zu schreiben, die in der Vorrichtung 140 gespeichert werden können.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann ein Prozessor (z. B. der Prozessor 122, 114 und/oder 147) eine optimale Bildfrequenz berechnen, beispielsweise auf Basis einer Region, in der die Vorrichtung sich in dem Körper befindet. Die Region, in der die Vorrichtung sich befindet, kann z. B. automatisch oder manuell bestimmt werden, beispielsweise auf Basis von Bilddifferenzierung, bekannter Farben (Farbton, Sättigung, Pixelwerte), Bildparametern (Intensität der Bilder, Verstärkungs- und Belichtungsparameter, die in dem Bild verwendet wurden), Texturen, Mustern oder In-vivo-Objekten (wie einem Lumenloch, Zotten, Falten usw.), die mit jeder Region in Verbindung stehen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Region, in der die Vorrichtung sich befindet, unter Verwendung von zeitbasierten Parametern bestimmt werden, z. B. durch Vergleichen der Dauer des Kapseldurchtritts mit vorherbestimmten Zeiten, die mit jeder Region in Verbindung stehen (z. B. kann die Vorrichtung 140 im Magen bis zu 2 Stunden bleiben, den Dünndarm in 4–6 Stunden durchqueren und dann im Dickdarm bis zu beispielsweise 24 Stunden bleiben. Diese Zeitmittel können beispielsweise auf Basis typischer Dünndarmverfahren unter Anwendung eines spezifischen Vorbereitungs- und Untersuchungsernährungsplan sein und können sich von Zeiten in einem Dickdarmverfahren wesentlich unterscheiden). Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Region, in der die Vorrichtung sich befindet, unter Verwendung von pH-Werten, von denen bekannt ist, dass sie mit jeder Region der Körperpassage in Verbindung stehen, und/oder unter Verwendung der Kenntnis von Strukturen in dem GI-Trakt (z. B. wird die Vorrichtung 140, die sich vom Magen zum Dünndarm bewegt hat, wahrscheinlich nicht in den Magen zurückkehren) bestimmt werden. Eine Kombination der obigen Verfahren kann angewendet werden.
Ausführungsformen der Erfindung zur Bestimmung der Region, in der die Vorrichtung sich befindet, können verwendet werden, wie in der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnr. 2009/0202117 an Vilarino et al. mit dem Titel „DEVICE, SYSTEM AND METHOD FOR MEASUREMENT AND ANALYSIS OF CONTRACTILE ACTIVITY” und der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnr. 2006/0069317 an Horn et al. mit dem Titel „SYSTEM AND METHOD TO DETECT A TRANSITION IN AN IMAGE STREAM” beschrieben, die alle hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen sind.
In einer Ausführungsform können eine vorherbestimmte Anzahl (z. B. drei) unterschiedlicher Bildfrequenzen ungleich Null oder vorherbestimmte Bereiche von Bildfrequenzen verwendet werden, um Einzelbilder aufzunehmen, die jeweils mit (z. B. drei) unterschiedlichen Körperregionen in Verbindung stehen. Beispielsweise kann eine verhältnismäßig hohe Bildfrequenz (HBF) von z. B. 30–100 Einzelbildern pro Sekunde verwendet werden, um Einzelbilder im Dickdarm aufzunehmen, eine verhältnismäßig niedrigere oder mittlere Bildfrequenz (MBF) von z. B. 10–20 Einzelbildern pro Sekunde verwendet werden, um Einzelbilder im Dünndarm aufzunehmen, und eine noch niedrigere oder niedrigste Bildfrequenz (NBF) von z. B. 1–5 Einzelbildern pro Sekunde kann verwendet werden, um Einzelbilder aufzunehmen, wenn die Vorrichtung sich nicht im Dickdarm oder Dünndarm, z. B. in der Speiseröhre oder dem Magen, befindet. In jeder Region des Körpers ist ein Bereich einer höheren Bildfrequenz zu einer niedrigeren Bildfrequenz zulässig. Der Prozessor 114 kann die optimale Bildfrequenz aus dem Bereich zulässiger Bildfrequenzen für jedes Einzelbild einzeln und augenblicklich bestimmen. Da Parameterwerte in dem Körper sich ändern (z. B. für Geschwindigkeit, Farbe, Textur, Vorliegen von Zotten), ändert sich auch die optimale Bildfrequenz und die Vorrichtung 140 kann folglich zwischen höheren und niedrigeren Bildfrequenzen hin- und herschalten. Beispielsweise schalten die Aufnahmefrequenzen im Dickdarm und im Dünndarm zwischen einer höhere und einer niedrigeren Bildfrequenz hin und her. Mit unterschiedlichen Regionen oder Betriebszeiten können unterschiedliche „höhere” Bildfrequenzen in Verbindung gebracht worden sein (z. B. 36 oder 35 Einzelbilder pro Sekunde im Dickdarm und 20 Einzelbilder pro Sekunde im Dünndarm). Beispielsweise schaltet die Vorrichtung 140 im Dickdarm zwischen der Dickdarm-HBF (z. B. 36 oder 35 Einzelbilder pro Sekunde) und den niedrigeren Bildfrequenzen (z. B. 4 Einzelbilder pro Sekunde) um, während die Vorrichtung 140 im Dünndarm zwischen der Dünndarm-MBF (z. B. 20 Einzelbilder pro Sekunde) und den niedrigeren Bildfrequenzen (z. B. 4 Einzelbilder pro Sekunde) umschaltet.
In einer Ausführungsform kann jede unterschiedliche Aufnahmefrequenz für einen vorherbestimmten Zeitraum aktiviert werden, von dem geschätzt wird, dass die Vorrichtung 140 während dieses Zeitraums durch jede Region hindurch tritt. Beispielsweise kann die Vorrichtung 140 Einzelbilder mit der Dünndarm-Aufnahmefrequenz für z. B. 1200 Sekunden oder zwanzig Minuten aufnehmen, die durch das Erfassen des Eintritts in den Dünndarm initiiert werden; die Vorrichtung 140 kann mit der Dickdarm-Aufnahmefrequenz für die folgenden z. B. 10.800 Sekunden oder 180 Minuten aufnehmen, die Vorrichtung 140 kann wiederum mit der Dünndarm-Aufnahmefrequenz für z. B. 1800 Sekunden oder dreißig Minuten aufnehmen und die Vorrichtung 140 kann mit der niedrigsten oder Standardaufnahmefrequenz aufnehmen, bis z. B. der Strom der Stromquelle 145 aufgebraucht ist oder bis anderweitig bestimmt wird, dass der Vorgang abgeschlossen ist.
Andere Regionen, Teilregionen oder Aufnahmefrequenzen können verwendet werden. Bei beispielsweise einer Vorrichtung, die darauf ausgerichtet ist, den Dünndarm zu untersuchen, kann die Aufnahmefrequenz oder der Bereich von Aufnahmefrequenzen für den Dünndarm höher sein als die Aufnahmefrequenz für den Dickdarm. In noch einer anderen Ausführungsform können die Aufnahmefrequenzen oder der Bereich von Aufnahmefrequenzen des Dünndarms und des Dickdarms gleich sein.
Sobald eine optimale Aufnahmefrequenz berechnet wurde, kann der Prozessor (z. B. Prozessor 122, 114 und/oder 147) bestimmen, ob das Aufnehmen von Einzelbildern mit der optimalen Aufnahmefrequenz die Energiereserve aufbrauchen würde, die erforderlich ist, um Einzelbilder bis zum Abschluss des Vorrichtungsdurchtritts aufzunehmen. Falls dies der Fall ist, kann die optimale Aufnahmefrequenz angepasst werden, z. B. wie unter Bezugnahme auf 2 ausführlicher beschrieben wird.
Es wird auf 2 Bezug genommen, die ein Graph der kumulierten Energienutzung im Zeitablauf gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist. Die X-Achse stellt den Ablauf der Zeit dar, z. B. gemessen von einem Taktgeber im Prozessor 147 (z. B. einen 8,1-MHz-Taktgeber) vom Beginn der Bildaufnahme oder vom Beginn des Abbildungsvorgangs bis zur geschätzten Maximaldauer des Durchtritts der Vorrichtung durch die gesamte Länge der abzubildenden Körperpassage, die vorherbestimmt sein oder während des Vorgangs berechnet werden kann. Die Y-Achse stellt die kumulierten Energiepegel im Zeitablauf dar, wobei die obere waagerechte Linie den Energiepegel der Stromquelle zum Beginn der Bildaufnahme darstellt. Die gewellte Linie zeigt die Energienutzung der Vorrichtung im Zeitablauf an. Zu einem beliebigen Zeitpunkt entlang der X-Achse stellt die Energiedifferenz zwischen der Kurve und der X-Achse die bis zu diesem Zeitpunkt verwendete Gesamtenergie dar und die Energiedifferenz zwischen der Kurve und der oberen waagerechten Linie stellt die noch immer zur Verwendung in der Stromquelle verfügbare Gesamtenergie dar. Im Zeitablauf, während Bilder entlang des Körperdurchgangs aufgenommen werden, nimmt die verwendete Energie zu und die verfügbare Energie nimmt ab, z. B. monoton. Während die Steigung entlang der Kurve zunimmt, nimmt die Bildfrequenz zu, und während die Steigung entlang der Kurve abnimmt, nimmt die Bildfrequenz ab. Eine konstante Bildfrequenz wird durch eine Linie mit konstanter Steigung angezeigt.
Zu einem beliebigen Zeitpunkt entlang der X-Achse besteht eine Mindestenergiereserve in der Stromversorgung 145, die ungebraucht bleibt, um sicherzustellen, dass sie zum Aufnehmen von Einzelbildern (z. B. mit einer Mindest- oder niedrigsten Bildfrequenz (NBF)) bis zum Ende der Körperpassage verfügbar ist. In dieser Beschreibung ist die NBF 4 Einzelbilder pro Sekunde und die Energie über der NBF-Kurve ist die Energie, von der geschätzt wird, dass sie zum Aufnehmen von Bildern mit der NBF-Bildfrequenz von jenem Zeitpunkt bis zum Ende des Durchgangs oder der Region von Interesse erforderlich ist. Die Mindestenergiereserve wird durch die Differenz zwischen einer mit „NBF” gekennzeichneten Kurve und der oberen waagerechten Linie angezeigt. Im Zeitablauf, während die Vorrichtung 140 durch den Körper hindurch tritt, werden weniger Bilder benötigt, um das Aufnehmen des Durchgangs abzuschließen. Folglich kann die Mindestenergiereserve z. B. linear im Zeitablauf abnehmen, während die Vorrichtung 140 durch den Körper hindurch tritt.
Um die Bildaufnahme bei einer Mindest- oder niedrigsten Bildfrequenz bis zum Ende der Körperpassage sicherzustellen, sollte die Energienutzung der Vorrichtung 140 die Mindestenergiereserve der Stromversorgung 145 nicht aufbrauchen, und die tatsächliche Energie, die in der Stromquelle übrig ist, sollte zu dem relevanten Zeitpunkt entlang der X-Achse mindestens die Mindestenergiereserve für diesen Zeitpunkt sein. Somit kann die NBF-Kurve den Grenzwert der kumulierten Energienutzung durch die Vorrichtung 140 zu einem beliebigen Zeitpunkt darstellen. Dementsprechend kann die in der Stromquelle 145 verfügbare Energie (d. h. die Energie über der Energienutzungskurve) größer gleich dieser Mindestenergiereserve (d. h. der Energie über der NBF-Kurve) sein. Das heißt, in dem Graph sollten die Energienutzungskurve und die NBF-Kurve sich niemals überschneiden, können jedoch asymptomatisch zusammentreffen. Wenn die in der Stromquelle 145 verfügbare Energie größer als die Mindestenergiereserve ist, kann eine höhere als die Mindestaufnahmefrequenz verwendet werden. Sobald die in der Stromquelle verfügbare Energie jedoch dieser Mindestenergiereserve gleich ist (d. h. die Kurven zusammentreffen), kann eine Mindest- oder niedrigste Bildfrequenz verwendet werden, bis die Stromquelle 145 vollständig aufgebracht ist und die Vorrichtung 140 das Ende der Körperpassage erreicht.
In einigen Ausführungsformen kann die Vorrichtung 140 jeder Region der Körperpassage oder jedem Zeitintervall einen vorherbestimmten Teil der Gesamtenergie der Stromquelle 145 zuordnen. Beispielsweise kann jede Region eine separate Energiehöchstgrenze aufweisen, die durch jeweilige minimale Energiekurven abgegrenzt wird und die die Energieverwendung in jeder Körperregion einzeln begrenzt. In einer Ausführungsform, wenn die Vorrichtung 140 dazu vorgesehen ist, den Dickdarm zu untersuchen, kann eine höhere Energiemenge dem Dickdarm als dem Dünndarm zugeteilt werden. Dementsprechend kann die Mindestenergie-NBF-Kurve für den Dünndarm einen verhältnismäßig kleinen Abstand zwischen der Kurve und der X-Achse im Vergleich zu der Mindestenergie-NBF-Kurve für den Dickdarm aufweisen, die einen verhältnismäßig großen Abstand zwischen der NBF-Kurve für den Dickdarm und der NBF-Kurve für den Dünndarm aufweisen kann. Dementsprechend kann die Energienutzung, wenn die Vorrichtung 140 durch den Dünndarm hindurch tritt, sich bald der Energiegrenze annähern und die Bildfrequenz kann schnell auf die Mindestbildfrequenz abnehmen. Im Gegensatz dazu kann eine höhere Bildfrequenz für einen längeren Zeitraum in dem Dickdarm verwendet werden, dem mehr Energie zugeteilt wird.
In einer anderen Ausführungsform können unterschiedlichen Regionen in dem Körper oder unterschiedlichen Zeitintervallen unterschiedliche Mindest- oder niedrigste Bildfrequenzen zugeteilt werden. Wenn beispielsweise die Vorrichtung 140 dazu vorgesehen ist, den Dickdarm zu untersuchen, kann der Dickdarm eine niedrigste Bildfrequenz (z. B. 6 Einzelbilder pro Sekunde) aufweisen, die größer als die niedrigste Bildfrequenz des Dünndarms (z. B. 4 Einzelbilder pro Sekunde) ist. In dem Graphen kann die Mindestenergiekurve für den Dickdarm mit einem größeren Gefälle als die Mindestenergiekurve für den Dünndarm erscheinen.

In einem in Tabelle 1 unten dargestellten Beispiel sind mehrere unterschiedliche Modi 0–4 gezeigt, die jeweils eine andere Bildfrequenz ungleich Null für die Vorrichtung 140 aufweisen. Die zum Aufnehmen und Übertragen jedes Einzelbilds verwendete Energiemenge kann auf Basis sich verändernder Parameter während des Betriebs der Vorrichtung 140 variieren, einschließlich beispielsweise von dem Sender 141 verwendeter Energie, wobei die für einen korrekten Empfang durch die Empfangseinheit 112 erforderliche Stärke der Übertragungen z. B. auf Basis der Entfernung zwischen der Vorrichtung 140 und der Empfangseinheit 112 variieren kann, automatischer Lichtsteuerung, die z. B. auf Basis des Lichts variieren kann, das zum korrekten Beleuchten eines Bereichs für jedes spezifische Einzelbild erforderlich ist, von dem Prozessor 147 und dem Imager 146 verwendete Energie, die z. B. auf Basis der Komplexität und des Volumens der Bilddaten variieren kann, usw. Tabelle 1 führt Durchschnittswerte der Energiemenge auf, die von der Vorrichtung 140 für jedes Einzelbild in jedem Modus verwendet wird, wie in einem Labortest gemessen. Tabelle 1

Modusnummer	Bildfrequenz [Bilder/s]	Pro Einzelbild verwendete Energie [mAh] EngSt_i = CCC/BUC·T_Zyklus
0 (Screening)	4	3,298/0,75·(1/4/3600) = 1,0993/3600
1 (vor dem Dickdarm)	0,8	0,458/0,95·(1/0,8/3600) = 0,6026/3600
2 (NBF)	4	3,298/0,75·(1/4/3600) = 1,0993/3600
3 (HBF)	36	9,704/0,5·(1/36/3600) = 0,5391/3600
4 (MBF)	20

Die Approximation der in jedem Modus verwendeten Energie kann die durchschnittliche Energie sein, die zum Aufnehmen eines einzigen Bilds in jedem Modus (z. B. von der Vorrichtung 140 gemessen und übertragen) verwendet wird, multipliziert durch die Gesamtanzahl von Einzelbildern, die in diesem Modus aufgenommen wurden. Um die in der Vorrichtung übrige Restenergiemenge zu berechnen, werden die Durchschnittswerte verschiedener Parameter verwendet, z. B. die von dem Sender zum Übertragen eines durchschnittlichen Einzelbilds verwendete Energie, die von dem Imager zum Aufnehmen eines einzigen Bilds verwendete durchschnittliche Energie, die von dem Imager zum Verarbeiten eines durchschnittlichen Einzelbilds verwendete durchschnittliche Energie, die von den Beleuchtungseinheiten zum Beleuchten eines Einzelbilds verwendete durchschnittliche Energie und der verwendete Beleuchtungsmodus (beispielsweise mit Vorblitz, Vorladung oder ohne) und die für einen Kapselzyklus und Pausenzyklus verwendete durchschnittliche Energie. Die Berechnung (oder Approximation) der verwendeten Gesamtenergie kann die Summe der in jedem Modus verwendeten durchschnittlichen Energien beinhalten. Dementsprechend ist die zu einem beliebigen Zeitpunkt verwendete Gesamtenergie:
Darüber hinaus kann auch Energie für Funktionen, bei denen es sich nicht um die Abbildung handelt (z. B. magnetischer oder mechanischer Antrieb oder magnetische oder mechanische Navigation, Nicht-Bildsensoren, therapeutische Anwendungen wie Arzneimittelabgabe, Immobilisierung usw.) addiert werden, um die von der Vorrichtung 140 verwendete Gesamtenergie zu berechnen.
In einer Ausführungsform der Erfindung können die Bildaufnahmefrequenzen so definiert werden, dass sie beispielsweise die folgende Gleichung erfüllen:
Die Parameter in der Gleichung (1) können beispielsweise wie folgt definiert werden:

• BatterieVollKap kann der anfängliche Gesamtenergievorrat der Stromversorgung 145 sein. In einem Beispiel kann die anfängliche Energie einen Wert von beispielsweise 52 mAh haben.
• LagerungEnergieverringerung kann die Energieverringerung aufgrund der Lagerbedingungen sein. Die Lagerbedingungen können beispielsweise bei 40°C für bis zu 12 Monate sein. Die Energieverringerung aufgrund der Lagerbedingungen kann eine Durchschnittswert auf Basis einer Schätzung der Lagerbedingungen sein, z. B. einschließlich des Zeitraums, während dessen die Stromquelle 145 nicht gebraucht wurde, und der geschätzten Lagertemperaturbereiche während dieses Zeitraums. Die Lagerzeit kann auf Basis eines Montagedatums, das in der Vorrichtung 140 aufgezeichnet wurde, berechnet werden. Die Lagertemperatur kann auf Basis der Lagereinrichtung geschätzt werden und kann in die Vorrichtung 140, die Empfangseinheit 112 oder die Workstation 117 einprogrammiert werden. Wenn es einen Bereich oder eine Unsicherheit bei der Energieverringerung aufgrund der Lagerbedingungen gibt, kann ein maximaler, durchschnittlicher oder minimaler Schätzwert verwendet werden.
• LagerungEnergieverringerung = (BSEF + KMAV)·Zeitraum [Monate] wobei BSEF der Batterieselbstentladungsfaktor ist und KMAV der Energieabbau im Zeitverlauf oder der monatliche Abschaltstromverbrauch der Kapsel ist.
• BisJetztVerwendEnergie kann die bis zum aktuellen Zeitpunkt akkumulierte Gesamtenergienutzung der Vorrichtung 140 sein.
• EngSt_i kann die durchschnittliche Energie sein, die zum Aufnehmen jedes Einzelbilds verwendet wird, z. B. einschließlich Beleuchten, Abbilden, Verarbeiten und Übertragen für jedes Einzelbild, in einem Modus „i”, wobei beispielsweise i = 0–4, wie in der Tabelle 1 definiert.
• MaxVorgangszeit kann die maximale geschätzte Zeit (z. B. in Stunden) für die Vorrichtung 140 sein, um vollständig durch eine vorher bezeichnete Körperpassage hindurch zu treten, und kann vorherbestimmt oder berechnet werden, beispielsweise periodisch aktualisiert unter Verwendung einer Feedbackschleife auf Basis der aktuellen Geschwindigkeit oder Weglänge, die von der Vorrichtung 140 zurückgelegt wird. In einigen Ausführungsformen kann MaxVorgangszeit ein voreingestellter Wert sein, beispielsweise gleich 9 oder 10 Stunden, der beispielsweise empirisch auf Basis eines typischen maximalen Zeitraums, während dessen die Vorrichtung 140 den Durchtritt durch die vorher bezeichnete anatomische Struktur oder Region abschließt, bestimmt werden kann.
• AktuelleZeit kann die aktuelle Zeit (z. B. in Stunden) des aufgenommenen Einzelbilds sein.
• EngSt_NBF kann die durchschnittliche Energie sein, die zum Aufnehmen jedes Einzelbilds benötigt wird, z. B. einschließlich Beleuchten, Abbilden, Verarbeiten und Übertragen für jedes Einzelbild, in dem Modus mit der Mindestaufnahmefrequenz.
• T_NBF kann das Zeitintervall (z. B. in Stunden) zum Aufnehmen eines Einzelbilds indem Modus mit der Mindestbildfrequenz sein.

Andere Parameter und andere Gleichungen können verwendet werden. Gemäß der Gleichung (1) kann die verfügbare Energie, die in der Stromversorgung 145 der Vorrichtung übrig ist (z. B. der Unterschied zwischen der anfänglichen Stromversorgung oder „BatterieVollKap” und der Gesamtenergienutzung „BisJetztVerwendEnergie” und dem Energieabbau aufgrund der Lagerung „LagerungEnergieverringerung” größer gleich der Energie sein, die zum Aufnehmen von Einzelbildern mit einer Mindestbildfrequenz bis zum vollständigen Durchtritt der Vorrichtung 140 erforderlich ist
Wenn die verfügbare Energie um mindestens die Energiemenge, die zum Aufnehmen eines Bilds mit einer mittleren oder hohen Bildfrequenz verwendet wird, größer als die benötigte Energie ist, kann die mittlere bzw. hohe Bildfrequenz verwendet werden. Wenn die verfügbare Energie gleich der benötigten Energie ist, kann die Vorrichtung 140 auf die Mindest- oder niedrigste Bildfrequenz umschalten.
Die folgende Beschreibung stellt anschauliche Beispiele zum Betreiben der Vorrichtung 140 gemäß Ausführungsformen der Erfindung, beispielsweise unter Anwendung der Gleichung (1). Man wird zu schätzen wissen, dass diese Berechnungen im Allgemeinen von einem Prozessor in einer Rechenvorrichtung ausgeführt werden und dass die Darstellungen dieser Werte, die Reihenfolge von Operationen und anderer Merkmale in anderen Ausführungsform anders sein können, z. B. in Bezug auf den Programmierungscode mit Speicher-Basisregistern. Im Allgemeinen können jedoch dieselben Berechnungen verwendet werden. Es kann angemerkt werden, dass die hier angegebenen Werte lediglich zur Veranschaulichung verwendet werden und andere Werte verwendet werden können.
Beispiel 1:
In einem ersten Beispiel kann die Stromquelle 145 im Wesentlichen keinen Energieverlust aufgrund der Lagerung haben, z. B wenn die Vorrichtung 140 sofort verwendet wird, (LageerungEnergieverringerung = 0). Die zum Aufnehmen jedes Einzelbilds in jedem der Modi 0–4 verwendeten Energien sind in Tabelle 1 beschrieben. Ein Taktgeber in oder betrieben von beispielsweise dem Prozessor 147 (z. B. ein 8,1-MHz-Taktgeber) kann die Zeit messen, für die die Vorrichtung 140 jeden Modus betreibt, z. B. wie folgt:

• 7 min in Modus 0 (1680 Einzelbilder),
• 30 Minuten in Modus 1 (1440 Einzelbilder),
• 1 Stunde in Modus 2 (14.400 Einzelbilder),
• 57,4917 Minuten in Modus 3 (124.182 Einzelbilder) und
• eine geschätzte Gesamtvorgangszeit von 9 Stunden.

Ein Prozessor kann die obigen Werte in die Gleichung (1) substituieren, beispielsweise wie folgt:
Die resultierende Gleichung (1) hat einen Wert, der Null sehr nahe kommt, jedoch größer als Null ist (z. B. 0,000049). Gemäß den Energienutzungswerten für jeden der Betriebsmodi 0–4 in Tabelle 1 würde die Gleichung (1), wenn die Vorrichtung ein weiteres Einzelbild in Modus 3 aufgenommen hätte, einen Wert von weniger als Null haben, was darauf hinweist, dass die Energiereserve aufgebraucht ist, und die Vorrichtung 140 hätte möglicherweise nicht genug Energie, um Einzelbilder für die geschätzte Gesamtvorgangszeit von 9 Stunden aufzunehmen. Um eine fortgesetzte Abbildung für die gesamte Länge des Vorgangs sicherzustellen, schaltet die Vorrichtung 140 von der verhältnismäßig hohen Bildfrequenz (z. B. 36 Einzelbilder pro Sekunde) in Modus 3 in die minimal zulässige Bildfrequenz (z. B. 4 Einzelbilder pro Sekunde) in Modus 2 um.
Man wird zu schätzen wissen, dass der Prozessor in einigen Ausführungsformen möglicherweise nicht vor, sondern nur nach einem anfänglichen Aufbrauchen der Energiereserve in eine Mindestbildfrequenz umschalten wird, z. B. wenn die Gleichung (1) zunächst einen negativen Wert hat. In diesem Fall kann die Vorrichtung 140 Einzelbilder für eine Dauer von nur geringfügig weniger (z. B. ein oder einige wenige Einzelbilder weniger) als die geschätzte Gesamtvorgangszeit (z. B. 9 Stunden) aufnehmen. In diesem Fall kann die Vorrichtung 140 Einzelbilder für im Wesentlichen, jedoch nicht genau die geschätzte Gesamtvorgangszeit aufnehmen.
Ein Prozessor kann beispielsweise gemäß den folgenden Schritten 1–3 vorgehen, die in Pseudocode geschrieben sind:
Schritt 1. Beschreiben der „Energiebilanz” der Vorrichtung 140 durch Subtrahieren der aufgrund der Lagerzeit aufgebrauchten Energie von der vollen anfänglichen Energie der Stromquelle 145, beispielsweise wie folgt: Energiebilanz = BatterieVollKap – LagerungEnergieverringerung = BatterieVollKap – (BSEF + KAMV)·MonateInsgesamt
Der Prozessor kann die folgenden Arbeitsvorgänge ausführen, um Daten abzurufen:

a. getBatteryCapacity(): Die volle anfängliche Energie der Stromquelle 145 abrufen (z. B. als ein (1) Byte Telemetriedaten gespeichert). Dieser Wert kann in der Gleichung (1) auf „BatterieVollKapazität” eingestellt werden.
b. getCurrentDate(): Wird in der Lagerzeitberechnung für den obigen „MonateInsgesamt”-Wert verwendet.
c. getProductionDate(): Wird in der Lagerzeitberechnung für den obigen „MonateInsgesamt”-Wert verwendet.
d. getBatteryBUC(): Den Batterieselbstentladungsfaktor (BSEF) und den Energieabbau im Zeitablauf (z. B. der monatliche Abschaltstromverbrauch der Kapsel (KAMV)) für die Stromquelle 145 abrufen. Diese Parameter können als ein Batterienutzungskoeffizient oder „BNK” in Telemetriedaten gespeichert werden, der ein (1) Byte umfassen kann.

Der Prozessor kann den Term
bestimmen. Diese Berechnung kann in Schritt 1 ausgeführt werden, um eine schnelle Multiplikation in späteren Schritten zu ermöglichen, obgleich diese Berechnung alternativ dazu später ausgeführt werden kann.
Der Prozessor kann den folgenden Arbeitsvorgang ausführen, um den Modus der Vorrichtung 140 auf einen Modus mit einer verhältnismäßig hohen Bildfrequenz einzustellen, z. B. Modus 3 in Tabelle 1, beispielsweise wie folgt: m_statusLowPower = HIGH_POWER.
Das Einstellen der Vorrichtung auf eine höhere Frequenz als die Mindestbildfrequenz kann bedeuten, dass die Vorrichtung 140 die hohe Bildfrequenz verwenden darf, aber nicht unbedingt verwenden wird. Die Energiebewertung, z. B. unter Anwendung der Gleichung (1), kann die Energiemodi definieren, die der Vorrichtung 140 zur Verfügung stehen, so dass deren Energiereserve aufrechterhalten wird. Aus den verfügbaren Energiemodi kann der Prozessor den tatsächlichen Energiemodus zur Verwendung durch die Vorrichtung 140 z. B. auf Basis eines oder mehrerer Parameter zur Optimierung der Aufnahmefrequenz (z. B. Geschwindigkeit, Farbe, Textur, Vorliegen von Zotten usw.) bestimmen. Sobald ausreichend Energie dafür zur Verfügung steht, dass die Vorrichtung 140 in einer höheren Frequenz als der Mindestbildfrequenz sein kann, ohne Energiereserven aufzubrauchen, kann die Vorrichtung 140 zwischen der höheren Frequenz als der Mindestbildfrequenz (z. B. Modus 3 mit 36 Einzelbildern pro Sekunde) und der Mindestbildfrequenz (z. B. Modus 2 mit 4 Einzelbildern pro Sekunde) hin- und herschalten, beispielsweise in Abhängigkeit von erfassten Werten des Parameters oder der Parameter der Bildaufnahmefrequenz.
Schritt 2. Für jedes aufgenommene und übertragene Einzelbild kann der Prozessor die Energie des übertragenen Einzelbilds in dem aktuellen Modus der Vorrichtung von der „Energiebilanz” subtrahieren. Diese Energie kann voreingestellt und in einer Nachschlagetabelle gespeichert werden, auf die der Prozessor zugreifen kann (beispielhafte Werte sind z. B. in der Tabelle 1 aufgeführt). Auf diese Weise kann der „Energiebilanz”-Wert aktualisiert werden, nachdem jedes Einzelbild aufgenommen und übertragen wurde, um die aktuelle Energiemenge der Stromquelle 145 darzustellen.
Schritt 3. Der Prozessor kann den folgenden Arbeitsvorgang ausführen, beispielsweise wie folgt:

a. ÜbrigeZeit = MaxVorgangszeit – AktuelleZeit; MaxVorgangszeit kann aus vorher definierten Einstellungen abgerufen werden, die mit einem Typ oder Modell der Vorrichtung 140 oder einer ausgewählten Vorgangsart in Verbindung stehen. Die vorher definierten Einstellungen können in einer Datei in der Workstation 117 oder der Empfangseinheit 112 gespeichert und auf die Empfangseinheit 112 heruntergeladen werden.
b. BenötigteEngZumAbschlussDesVorg = ÜbrigeZeit·EngProTInNBF; wobei EngProTInNBF als
berechnet werden kann, beispielsweise wie in Schritt 1 beschrieben.
c. Wenn die gesamte Restenergie weniger als die Energiereserve ist, die zum Abschließen des Aufnehmens mit einer Mindestbildfrequenz erforderlich ist, d. h. (Energiebilanz ≺ BenötigteEnrZumAbschlusDesVorg), kann der Modus der Vorrichtung 140 permanent auf den Modus mit der Mindestbildfrequenz eingestellt werden, beispielsweise: m_statusLowPower = LOW_POWER. Dementsprechend kann nur der Modus mit der Mindestbildfrequenz (NBF) bis im Wesentlichen dem Ende des Arbeitsvorgangs und/oder dem vollständigen Aufbrauchen der Energiequelle 145 aktiviert werden.

Andere Arbeitsvorgänge oder Reihenfolgen von Arbeitsvorgängen können verwendet werden.
In einigen Ausführungsformen, wenn genügend Energie vorliegt, damit die Vorrichtung 140 eine höhere Frequenz als die Mindestbildfrequenz verwenden kann (z. B. Modus 3 mit 36 Einzelbildern pro Sekunde oder Modus 4 mit 20 Einzelbildern pro Sekunde), kann die maximale Anzahl X von Einzelbildern, die mit der höheren Frequenz als der Mindestbildfrequenz aufgenommen werden können, bestimmt werden, indem beispielsweise die Gleichungen (2) und (3) analysiert werden, die wie folgt definiert sind (andere Reihen von Arbeitsvorgängen können verwendet werden): Grundenergie – X·EngStHBF – AnzahlEinzelbilderInNBF·EngStNBF ≥ 0 Gl. (2) AnzahlEinzelbilderInNBF = (MaxVorgangszeit – ZZBFStart – X·T_HBF)/T_NBFGl. (3)
Die Parameter in den Gleichungen (2) und (3) können beispielsweise wie folgt definiert werden:

• Grundenergie kann: [BatterieVollKap – LagerungEnergieverringerung – BisJetztVerwendEnergie] sein. Dies ist die Energie, die die Vorrichtung 140 verwenden kann, ohne die Energiereserve aufzubrauchen.
• X kann die maximale Anzahl von Einzelbildern sein, die in einem Modus mit einer höheren Bildfrequenz als dem Modus mit der Mindestbildfrequenz, z. B. Modus 3 oder 4, aufgenommen werden können.
• EngStHBF kann die Energie sein, die zum Aufnehmen jedes Einzelbilds mit der höheren Frequenz als der Mindestbildfrequenz von Modus 3 oder 4 verwendet wird.
• EngStNBF kann die Energie sein, die zum Aufnehmen jedes Einzelbilds mit der Mindestbildfrequenz von Modus 2 verwendet wird.
• MaxVorgangsdauer kann die geschätzte Gesamtvorgangszeit sein.
• ZZBFStart kann die Zeit sein, zu der die ZBF gestartet wird.
• T_HBF kann die Zykluszeit zum Aufnehmen eines Einzelbilds in dem Modus mit einer höheren Bildfrequenz als dem Modus mit der Mindestbildfrequenz sein.
• T_NBF kann die Zykluszeit zum Aufnehmen eines Einzelbilds in dem Modus mit einer höheren Bildfrequenz als dem Modus mit der Mindestbildfrequenz sein.

Die Kombination der Gleichungen (2) und (3) kann die folgende Gleichung (4) bereitstellen, die die maximale Anzahl oder den oberen Grenzwert der Anzahl von Einzelbildern, die in einem Modus mit einer höheren Bildfrequenz als einem Modus mit der Mindestbildfrequenz, z. B. Modus 3 oder 4, aufgenommen werden können, X, wie folgt definiert:
Die folgenden Beispiele können angewendet werden, um die Gleichung (4) auszuwerten.
Beispiel 2:
In einem zweiten Beispiel kann die Stromquelle 145 einen Energieverlust aufgrund der Lagerung erleiden, z. B. wenn die Vorrichtung 140 für 12 Monate gelagert wurde. Die zum Aufnehmen jedes Einzelbilds in jedem der Modi 0–4 verwendeten durchschnittlichen Energien sind in Tabelle 1 aufgeführt. Ein Taktgeber in dem Prozessor 147 (z. B. ein 8,1-MHz-Taktgeber) kann die Zeit messen, für die die Vorrichtung 140 jeden Modus betreibt, z. B. wie folgt:

• 7 min in Modus 0 (1680 Einzelbilder),
• 30 Minuten in Modus 1 (1440 Einzelbilder) und
• eine geschätzte Gesamtvorgangszeit von 9 Stunden.

Ein Prozessor kann die Grundenergie (mAh) der Vorrichtung 140 berechnen, z. B. wie folgt:
Der Prozessor kann die maximale Anzahl X von Einzelbildern bestimmen, die mit der höheren Frequenz als der Mindestbildfrequenz, z. B. von Modus 3, aufgenommen werden können, ohne die Energiereserve aufzubrauchen, wenn die Vorrichtung 140 für 12 Monate gelagert war, z. B. durch Substituieren von Werten in die Gleichung (4) wie folgt:
Der Wert X von 47.616 Einzelbildern kann mit der höheren Frequenz als der Mindestbildfrequenz, z. B. von Modus 3, aufgenommen werden, während die Energiereserve aufrechterhalten wird, die für das fortgesetzte Aufnehmen mit der Mindestbildfrequenz, z. B. von Modus 2, für den Rest des 9 Stunden dauernden Vorgangs erforderlich ist. In Modus 3 kann die Vorrichtung 140, da 36 Einzelbilder pro Sekunde aufgenommen werden, Einzelbilder mit dieser Frequenz für maximal 22,5 Minuten aufnehmen und dann in die Mindestbildfrequenz, z. B. von Modus 2, für den Rest des 9 Stunden dauernden Vorgangs umschalten.
Beispiel 3:
In einem dritten Beispiel kann die Stromquelle 145 im Wesentlichen keinen Energieverlust aufgrund der Lagerung haben, z. B wenn die Vorrichtung 140 kurz nach der Herstellung verwendet wird, (StorageEnergyReduction = 0). Die zum Aufnehmen jedes Einzelbilds in jedem der Modi 0–4 verwendeten Energien sind in Tabelle 1 aufgeführt. Ein Taktgeber in dem Prozessor 147 (z. B. ein 8,1-MHz-Taktgeber) kann die Zeit messen, für die die Vorrichtung 140 jeden Modus betreibt, z. B. wie folgt:

Wenn es keinen Energieverlust aufgrund der Lagerung gibt, kann die Grundenergie (mAh) der Vorrichtung 140 berechnet werden, z. B. wie folgt:
Mit keinem Aufbrauchen der Energie aufgrund der Lagerung können z. B. Werte wie folgt in die Gleichung (4) substituiert werden:
Der Wert X von 124.182 Einzelbildern kann mit der höheren Frequenz als der Mindestbildfrequenz, z. B. von Modus 3, aufgenommen werden, während die Energiereserve aufrechterhalten wird, die für das fortgesetzte Aufnehmen mit der Mindestbildfrequenz, z. B. von Modus 2, für den Rest des 9 Stunden dauernden Vorgangs erforderlich ist. In Modus 3 kann die Vorrichtung 140, da 36 Einzelbilder pro Sekunde aufgenommen werden, Einzelbilder mit dieser Frequenz für maximal 57 Minuten aufnehmen und dann in die Mindestbildfrequenz, z. B. von Modus 2, für den Rest des 9 Stunden dauernden Vorgangs umschalten.
Zu zusätzlichen Mechanismen zur Verringerung des Stroms in der Vorrichtung 140 können beispielsweise die folgenden zählen:

• RSSI-Optimierung (RSSI = received signal strength indicator, Anzeige der empfangenen Signalstärke): Auf Basis der übrigen Energiemenge und einer Schätzung der Energiemenge, die zum Abschließen des Vorgangs (d. h. Abschließen der optimalen Abdeckung des ausgewählten Organs von Interesse) erforderlich ist, kann die Empfangseinheit 112 bestimmen, ob die empfangene Signalstärke über einem bestimmten Schwellwert liegt, und wenn dies der Fall ist, kann die Übertragungsstärke der Vorrichtung 140 verringert werden. Ausführungsformen der Erfindung zur Verringerung der Übertragungsleistung auf Basis von RSSI-Optimierung können beispielsweise wie in dem US-Patent Nr. 6,934,573 an GLUKHOVSKY et al. mit dem Titel „SYSTEM AND METHOD FOR CHANGING TRANSMISSION FROM AN IN VIVO SENSING DEVICE” beschrieben verwendet werden, das hierin durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit aufgenommen ist.
• Lichtoptimierung (ALC): Zur Verringerung der Energie- oder Strommenge, die von den Beleuchtungsquellen 142 bereitgestellt wird (auf Basis der Bildintensität/-helligkeit). Ausführungsformen der Erfindung zur Verringerung der Beleuchtungsniveaus gemäß Bildsättigung können beispielsweise wie in der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnr. 20030/117491 an Avni et al. mit dem Titel „APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING ILLUMINATION IN AN IN VIVO IMAGING DEVICE” beschrieben verwendet werden, das hierin durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit aufgenommen ist.
• Adaptive Bildfrequenz zur Aufrechterhaltung einer Mindestaufnahmefrequenz durch den gesamten Bereich von Interesse wie gemäß Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
• Adaptive Bildfrequenz zur Verringerung der Bildfrequenz, wenn die Vorrichtung 140 gestoppt wird oder sich nicht in Bewegung befindet. Ausführungsformen der Erfindung zur Verringerung der Bildfrequenz können beispielsweise wie in dem US-Patent Nr. 7,022,067 an GLUKHOVSKY et al. mit dem Titel „SYSTEM FOR CONTROLLING IN VIVO CAMERA FRAME CAPTURE AND FRAME DISPLAY RATES” beschrieben verwendet werden, das hierin durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit aufgenommen ist.
• Verwendung von intelligenten Batterien, die den Status der Stromquelle 145 oder ein geschätzte Stromnutzungsdauer gemäß einer Rate der derzeitigen Nutzung anzeigen können. Ausführungsformen der Erfindung, die eine intelligente Batterie beschreiben, können beispielsweise wie in der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnr. 20070232887 an Khait et al. mit dem Titel „SYSTEM AND METHOD FOR CHECKING THE STATUS OF AN IN VIVO IMAGING DEVICE” beschrieben verwendet werden, das hierin durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit aufgenommen ist.
• Überwachung der Spannung der Stromquelle 145, um deren Stromnutzungsdauer unter einer spezifischen Belastung eines oder mehrerer Vorgänge zu schätzen.

In einigen Ausführungsformen können andere Bildfrequenzen verwendet werden und die Modi können für andere Zeiträume aktiviert werden. Beispielsweise kann die Vorrichtung 140 im Modus 0 (z. B. 4 Einzelbilder pro Sekunde) für einen Zeitraum von 3 Minuten und im Modus 1 für einen Zeitraum von 30 Minuten (14 Einzelbilder pro Sekunde) betrieben werden und für den Rest des Vorgangs können die Modi zwischen Modus 2 (z. B. 4 Einzelbilder pro Sekunde) und Modus 3 (z. B. 35 Einzelbilder pro Sekunde) umgeschaltet werden, in Abhängigkeit von beispielsweise der Beweglichkeit der Vorrichtung, ihrer Geschwindigkeit oder Beschleunigung oder einer Veränderung der Szenerie zwischen aufeinander folgenden Einzelbildern. Eine geschätzte Gesamtzeit des Abbildungsvorgangs kann beispielsweise 5 Stunden sein. Selbstverständlich können andere Parameter verwendet werden.
Es wird auf 3 Bezug genommen, die ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Durchführung einer Bildfrequenzsteuerung durch eine In-vivo-Bildgebungsvorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist.
In Arbeitsvorgang 300 kann ein Prozessor oder Prozess (z. B. Prozessor 122, 114 und/oder 147 von 1) eine minimale Energiemenge bestimmen, die zum Aufnehmen von Einzelbildern mit einer Mindestbildfrequenz ungleich Null bis zum vollständigen Durchtritt der Vorrichtung durch mindestens eine vorherbestimmte Region des GI-Trakts erforderlich ist. Eine Mindestenergiemenge kann eine Energiemenge sein, die in der Stromversorgung reserviert wird und die ungebraucht bleibt, um sicherzustellen, dass sie in der Zukunft zum Aufnehmen eines oder mehrerer aufeinander folgender Bilder mit einer Mindest- oder niedrigsten Bildfrequenz (NBF) bis zum geschätzten Ende der Körperregion oder -passage verfügbar ist. Im Zeitablauf, während eine In-vivo-Vorrichtung (z. B. Vorrichtung 140 in 1) sich entlang des GI-Trakts fortbewegt, kann die Vorrichtung immer weniger Energie in der Reserve benötigen, um das Aufnehmen von Bildern mit der NBF zu beenden. Daher kann die Mindestenergie zu dem geschätzten Zeitpunkt, zu dem der Vorgang endet (wenn keine Reserveenergie benötigt wird), auf Null abnehmen.
In Arbeitsvorgang 310 kann der Prozessor oder Prozess eine Annäherung der kumulierten Energiemenge, die während des Betriebs der Vorrichtung verwendet wird, schätzen oder bestimmen. Die kumulierte Energiemenge kann auf Basis von beispielsweise Durchschnittswerten von Energien, die von einer Beleuchtungsquelle, einem Imager, einem Prozessor und einem Sender verwendet werden, berechnet werden. In einigen Ausführungsformen kann der Prozessor eine Energiemenge schätzen, die während der restlichen Zeitdauer des Betriebs der Vorrichtung bis zum Abschluss des Abbildungsvorgangs des abgebildeten Organs oder der maximalen geschätzten Zeit bis zum Abschluss verwendet werden soll. Diese Menge kann z. B. über Signale von einer Batterie gemessen oder z. B. auf Basis einer bekannten Energiemenge, die pro Einzelbild verwendet wird, multipliziert mit der Anzahl der aufgenommenen Einzelbilder berechnet werden.
In Arbeitsvorgang 320 kann der Prozessor oder Prozess die verfügbare Energie bestimmen, die in der Stromversorgung der Vorrichtung übrig ist. In einer Ausführungsform kann die verfügbare Energie, die in der Stromversorgung der Vorrichtung übrig ist, als der Unterschied zwischen einer anfänglichen verfügbaren Energie in der Stromversorgung der Vorrichtung und der approximierten kumulierten verwendeten Energie, die z. B. in Arbeitsvorgang 310 bestimmt wurde, geschätzt werden. In einer anderen Ausführungsform kann die verfügbare Energie, die in der Stromversorgung der Vorrichtung übrig ist, auf Basis eines Signals, das von der Batterie übertragen wurde, oder durch Vergleichen eines aktuellen Spannungspegels der Batterie mit einem vorherigen Spannungspegel oder einem anfänglichen Spannungspegel bestimmt werden.
Die verfügbare Energiemenge in Arbeitsvorgang 320 kann umgekehrt proportional zu der kumulierten Energiemenge sein, die in Arbeitsvorgang 310 verwendet wird. Wenn beispielsweise” die kumulierte verwendete Energiemenge zunimmt, nimmt die verfügbare Energiemenge in der Regel ab. In einer Ausführungsform kann die verfügbare Energie gleich der gesamten anfänglichen Energie (die z. B. auf Basis der Batteriequellspezifikation bekannt ist) weniger der kumulierten verwendeten Energiemenge (310) sein. In einigen Ausführungsformen muss einer der Arbeitsvorgänge 310 und 320 nicht angewendet werden und das Bestimmen der verfügbaren oder der kumulierten verwendeten Energie kann dem Bestimmen der anderen entsprechen. Wenn beispielsweise die Restenergie durch Verwendung einer Batteriespannung bestimmt wird, muss die kumulierte verwendete Energie nicht verwendet werden.
In Arbeitsvorgang 330 kann der Prozessor oder Prozess eine Betriebsbildfrequenz bestimmen, die eine Energiemenge von der Stromversorgung der Vorrichtung verwendet, so dass die verfügbare Restenergie in der Stromversorgung der Vorrichtung zum Abschließen des Abbildungsvorgangs ausreicht, z. B. größer gleich der minimalen Energiemenge ist.
Der Prozessor oder Prozess kann beispielsweise eine minimale Energiemenge bestimmen, die zum Betreiben der In-vivo-Bildgebungsvorrichtung mit einer Mindestbildaufnahmefrequenz ungleich Null erforderlich ist, um einen Durchtritt der Vorrichtung durch mindestens eine vorherbestimmte Region des GI-Trakts abzuschließen.
Im Zeitablauf, während Bilder entlang des Körperdurchgangs aufgenommen werden, nimmt die kumulierte verwendete Energie (in Arbeitsvorgang 310) zu und die verfügbare Energie (in Arbeitsvorgang 320) nimmt ab. Eine Betriebsbildfrequenz zum Aufnehmen aufeinander folgender Bilder (oder in ähnlicher Weise das Zeitintervall bis zum Aufnehmen des nächsten Einzelbilds) kann ausgewählt werden, von der geschätzt wird, dass sie eine Energiemenge verwendet oder die verfügbare Energiemenge aufbraucht, um die minimale Energiemengenreserve (in Arbeitsvorgang 300) aufrechtzuerhalten. Beispielsweise kann die verfügbare Energiemenge (in Arbeitsvorgang 320) weniger der berechneten Energie zum Aufnehmen aufeinander folgender Bilder mit der Betriebsbildfrequenz größer gleich der minimalen Energiemenge (in Arbeitsvorgang 300) sein. Dementsprechend kann die gesamte anfängliche Energie weniger der berechneten Energie zum Aufnehmen aufeinander folgender Bilder mit der Betriebsbildfrequenz und weniger der kumulierten verwendeten Energiemenge (in Arbeitsvorgang 310) größer gleich der minimalen Energiemenge (in Arbeitsvorgang 300) sein. Die Betriebsbildfrequenz kann die maximal zulässige (Obergrenze) Bildaufnahmefrequenz zum Aufrechterhalten der Energiereserve sein (die Untergrenze oder zulässige Mindestbildaufnahmefrequenz kann z. B. die NBF sein).
In Arbeitsvorgang 340 kann der Prozessor eine optimale Bildfrequenz bestimmen. Die optimale Bildfrequenz kann auf Basis von beispielsweise dem Grad der Ähnlichkeit zwischen aufeinander folgenden Einzelbildern, einem Nachweis einer Pathologie in Einzelbildern, der Vorrichtungsgeschwindigkeit oder einem Grad der Beschleunigung und/oder Drehbewegung, der Farbe, dem Farbton, der Sättigung, der Textur oder Muster in Bildern oder zwischen aufeinander folgenden Bildern, der Impedanzschwankung, dem pH-Wert usw. bestimmt werden. Der Prozessor oder Prozess kann beispielsweise eine Betriebsbildfrequenz zum Aufnehmen von einem oder mehreren aufeinander folgenden Bildern bestimmen, die eine berechnete Gesamtenergiemenge von der Stromversorgung der Vorrichtung verwendet, wobei die verfügbare Energie, die in der Stromversorgung der Vorrichtung übrig ist, weniger (davon subtrahiert) der berechneten Gesamtenergiemenge größer gleich der minimalen Energiemenge ist.
In Arbeitsvorgang 350 kann der Prozessor oder Prozess bestimmen, ob die optimale Bildfrequenz kleiner gleich der Betriebsbildfrequenz ist. Falls dies nicht der Fall ist, kann ein Prozess mit Arbeitsvorgang 360 fortfahren. Falls dies der Fall ist, kann der Prozess mit Arbeitsvorgang 370 fortfahren. Der Prozessor oder Prozess kann bewirken, dass eine In-vivo-Vorrichtung oder ein Imager mit einer bestimmten Bildfrequenz arbeitet.
In Arbeitsvorgang 360, wenn die optimale Bildfrequenz größer als die Betriebsbildfrequenz ist, kann ein Imager (z. B. Imager 146 von 1) ein oder mehrere aufeinander folgende Bilder mit der Betriebsbildfrequenz aufnehmen, die in Arbeitsvorgang 330 bestimmt wurde. Die Betriebsbildfrequenz von Arbeitsvorgang 330 kann eine maximal zulässige Bildfrequenz definieren. In diesem Fall, da die optimale Bildfrequenz größer als diese Obergrenzen-Betriebsbildfrequenz von 330 ist, würde das Aufnehmen aufeinander folgender Bilder mit dieser optimalen Bildfrequenz die Energiereserve aufbrauchen und sollte vermieden werden.
In Arbeitsvorgang 370, wenn die optimale Bildfrequenz kleiner gleich der Betriebsbildfrequenz ist, kann der Imager ein oder mehrere aufeinander folgende Bilder mit der optimalen Bildfrequenz aufnehmen, die in Arbeitsvorgang 340 bestimmt wurde. In diesem Fall, da die optimale Bildfrequenz kleiner gleich der Obergrenzen-Betriebsbildfrequenz von 330 ist, würde das Aufnehmen aufeinander folgender Bilder mit dieser optimalen Bildfrequenz die Energiereserve nicht aufbrauchen.
Andere Arbeitsvorgänge oder Reihen von Arbeitsvorgängen können verwendet werden.
Man wird zu schätzen wissen, dass, obwohl spezifisch auf Regionen des Körpers, wie den Dickdarm, den Dünndarm, den Magen usw., Bezug genommen wird, diese Regionen lediglich zur Veranschaulichung sind und die Beschreibungen in Verbindung mit einer beliebigen oder jeder dieser Regionen können ausgetauscht oder stattdessen in Verbindung mit anderen Segmenten einer Körperpassage einer beliebigen Länge oder anderen vorher bezeichneten Zeitintervallen gebracht werden.
Obwohl die gezeigten und oben beschriebenen bestimmten Ausführungsformen sich als nützlich für die vielen Verteilungssysteme, die die vorliegende Erfindung betrifft, bewähren werden, werden Fachmännern weitere Modifizierungen der vorliegenden Erfindung einfallen. Alle derartigen Modifizierungen liegen innerhalb des Schutzumfangs und Gedanken der vorliegenden Erfindung, wie sie durch die angefügten Ansprüche definiert ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 5604531 [0015]
US 7009634 [0015]
WO 2006059331 [0015]
US 6934573 [0102]
US 7022067 [0102]

Claims

Verfahren zur Steuerung des Energieverbrauchs einer In-vivo-Bildgebungsvorrichtung, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bestimmen einer minimalen Energiemenge, die zum Betreiben der In-vivo-Bildgebungsvorrichtung mit einer Mindestbildaufnahmefrequenz ungleich Null erforderlich ist, um einen Durchtritt der Vorrichtung durch mindestens eine vorherbestimmte Region des GI-Trakts abzuschließen; Bestimmen einer Betriebsbildfrequenz zum Aufnehmen von einem oder mehreren aufeinander folgenden Bildern, die eine berechnete Gesamtenergiemenge von der Stromversorgung der Vorrichtung verwendet, wobei die verfügbare Energie, die in der Stromversorgung der Vorrichtung übrig ist, weniger der berechneten Gesamtenergiemenge größer gleich der minimalen Energiemenge ist; und Bewirken, dass die In-vivo-Vorrichtung ein oder mehrere aufeinander folgende Bilder mit einer Frequenz aufnimmt, die kleiner gleich der Betriebsbildfrequenz ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das das Bestimmen einer optimalen Bildfrequenz, die kleiner gleich der Betriebsbildfrequenz ist, und das Bewirken, dass die In-vivo-Vorrichtung Bilder mit der optimalen Bildfrequenz aufnimmt, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die optimale Bildfrequenz auf Basis mindestens eines der Elemente aus der Gruppe bestimmt wird, die aus folgenden Elementen besteht: Grad der Ähnlichkeit zwischen aufeinander folgenden aufgenommenen Einzelbildern, Nachweis von Pathologien in Einzelbildern, Vorrichtungsgeschwindigkeit oder ein Grad der Beschleunigung und/oder Drehbewegung, Farbe, Farbton, Sättigung, Textur oder Muster in Bildern oder zwischen aufeinander folgenden Bildern, Impedanzschwankung und pH-Wert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Betriebsbildfrequenz mindestens zum Teil auf Basis der anatomischen Region des Körpers, in dem die Vorrichtung sich befindet, bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Unterschied zwischen der anfänglichen nutzbaren Energie, die von einer Stromquelle der Vorrichtung gefasst wird, und einer akkumulierten Energiemenge, die während des Vorrichtungsbetriebs verwendet wird, nie die Energiemenge übersteigt, die zum Fortsetzen des Aufnehmens von Einzelbildern bis zum vollständigen Durchtritt der Vorrichtung in einer Region von Interesse erforderlich ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das das Bestimmen einer Approximation der kumulierten Energiemenge, die während des Betriebs der Vorrichtung verwendet wird, auf Basis von Durchschnittswerten von Energien, die von einer Beleuchtungsquelle, einem Imager, einem Prozessor und einem Sender verwendet werden, umfasst und wobei die verfügbare Energie, die in der Stromversorgung der Vorrichtung übrig ist, als der Unterschied zwischen einer anfänglichen verfügbaren Energie und der approximierten kumulierten verwendeten Energie berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Betriebsbildfrequenz verhältnismäßig höher ist, wenn die Vorrichtung sich in einer vorher definierten Region von Interesse als in einer beliebigen anderen Region des GI-Trakts befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Betriebsbildfrequenz verhältnismäßig niedriger ist, wenn die Vorrichtung sich im Dünndarm befindet, verglichen damit, wenn die Vorrichtung sich im Dickdarm befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Betriebsbildfrequenz verhältnismäßig niedriger ist, wenn die Vorrichtung sich im Magen befindet, verglichen damit, wenn die Vorrichtung sich im Dickdarm oder im Dünndarm befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine anatomische Region des Körpers, in der die Vorrichtung sich befindet, durch Analysieren der Farbe in einem zuletzt aufgenommenen Einzelbild bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das das Erhöhen der Betriebsbildfrequenz, wenn die Vorrichtung sich von dem Magen zu dem Dünndarm bewegt, von einer ersten Betriebsbildfrequenz auf eine zweite Betriebsbildfrequenz umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, das das Erhöhen der Bildfrequenz, wenn die Vorrichtung sich von dem Dünndarm zu dem Dickdarm bewegt, von der zweiten Betriebsbildfrequenz auf eine dritte Betriebsbildfrequenz umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das das wiederholte Bestimmen einer Betriebsbildfrequenz, die eine Energiemenge von der Stromversorgung der Vorrichtung verwendet, so dass die verfügbare Energie, die in der Stromversorgung der Vorrichtung übrig ist, größer gleich der minimalen Energiemenge ist, und das Bewirken, dass die In-vivo-Vorrichtung Bilder mit der Betriebsbildfrequenz aufnimmt, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das das Bestimmen einer Maximaldauer des vollständigen Durchtritts der Vorrichtung durch die abzubildende vorherbestimmte Region des GI-Trakts umfasst.
System zur Steuerung des Energieverbrauchs einer In-vivo-Bildgebungsvorrichtung, wobei das System Folgendes umfasst: eine In-vivo-Bildgebungsvorrichtung zum Aufnehmen von Bildern eines Körperlumens, die eine Stromquelle umfasst; einen Prozessor zum Bestimmen einer minimalen Energiemenge, die zum Betreiben der In-vivo-Bildgebungsvorrichtung mit einer Mindestbildaufnahmefrequenz ungleich Null erforderlich ist, um einen Durchtritt der Vorrichtung durch mindestens eine vorherbestimmte Region des GI-Trakts abzuschließen, und zum Bestimmen einer Betriebsbildfrequenz zum Aufnehmen von einem oder mehreren aufeinander folgenden Bildern, die eine berechnete Gesamtenergiemenge von der Stromquelle der Vorrichtung verwendet, wobei die verfügbare Energie, die in der Stromversorgung der Vorrichtung übrig ist, weniger der berechneten Gesamtenergiemenge größer gleich der minimalen Energiemenge ist; und einen Controller zum Steuern einer Bildaufnahmefrequenz der In-vivo-Vorrichtung, um ein oder mehrere aufeinander folgende Bilder mit einer Frequenz aufzunehmen, die kleiner gleich der Betriebsbildfrequenz ist.
System nach Anspruch 15, wobei der Prozessor eine optimale Bildfrequenz, die kleiner gleich der Betriebsbildfrequenz ist, bestimmen soll und wobei der Controller die In-vivo-Vorrichtung dahingehend steuern soll, Bilder mit der optimalen Bildfrequenz aufzunehmen.
System nach Anspruch 15, wobei der Prozessor eine Maximaldauer des vollständigen Durchtritts der Vorrichtung durch die abzubildende vorherbestimmte Region des GI-Trakts bestimmen soll.
System nach Anspruch 15, wobei die Betriebsbildfrequenz verhältnismäßig höher ist, wenn die Vorrichtung sich in einer vorher definierten Region von Interesse als in einer beliebigen anderen Region des GI-Trakts befindet.
System nach Anspruch 15, wobei der Prozessor eine Approximation der kumulierten Energiemenge, die während des Betriebs der Vorrichtung verwendet wird, auf Basis von Durchschnittswerten von Energien, die von einer Beleuchtungsquelle, einem Imager, einem Prozessor und einem Sender verwendet werden, bestimmen soll und wobei die verfügbare Energie, die in der Stromversorgung der Vorrichtung übrig ist, als der Unterschied zwischen einer anfänglichen verfügbaren Energie und der approximierten kumulierten verwendeten Energie berechnet wird.
System nach Anspruch 15, wobei der Prozessor die Betriebsbildfrequenz mindestens zum Teil auf Basis einer anatomischen Region des Körpers, in dem die Vorrichtung sich befindet, bestimmen soll.