JP2006122682A - 生体内撮像装置、および生体内感知装置の製造のための方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リジッド区間とフレキシブル区間とを有する回路基板を含む生体内撮像装置を用いた、生体内撮像のための装置、システムおよび方法を提供する。
【解決手段】生体内撮像装置は、たとえば、少なくとも１つのリジッド部分と少なくとも１つのフレキシブル部分とを有する回路基板を含んでいてもよく、前記少なくとも１つのリジッド部分は、そこに組み込まれた１つ以上の光源を有する。生体内撮像装置はハイブリッド照明ユニットを含んでいてもよい。ハイブリッド照明ユニットは、たとえば、複数の光源、抵抗、および光学樹脂を含んでいてもよい。
【選択図】図１

Description

発明の分野
この発明は、生体内撮像にとって有用な装置に関し、より特定的には、生体内で照明を提供するための装置に関する。

発明の背景
生体内撮像を提供するのに公知の装置が有用な場合がある。飲込み可能または摂取可能なカプセルもしくは他の装置といった自律型の生体内撮像装置は、体の内腔を通って動き、動くにつれて撮像し得る。生体内撮像は、たとえば、生体内撮像装置の内部に位置付けられた１つ以上の光源または照明ユニット、たとえば発光ダイオード（ＬＥＤ）、ＯＬＥＤ（有機ＬＥＤ）または他の好適な光源もしくはユニットを用いた生体内照明を必要とし得る。

摂取可能撮像カプセルといった生体内装置の中には、カプセル内の電子構成部品、たとえば光源が１つの基板またはいくつかの基板の上に、たとえばプリント回路基板（ＰＣＢ）の上に配置され得るものもある。場合によっては、光源などの構成部品の適正な整列または位置付けが達成困難な場合がある。

発明の概要
このためこの発明は、いくつかの実施例によれば、ハイブリッド光源などの照明サブシステムを含む撮像装置といった生体内感知装置を提供する。一実施例によれば、ハイブリッド光源は、たとえば、１つ以上の光源、たとえばＬＥＤ、ＯＬＥＤ、または他の好適な光源を保持するための、ＰＣＢなどの基板または支持体を含んでいてもよい。

光源、たとえばハイブリッド光源に対する要求は、生体内装置の非常に特定の要求に従った正確かつ強力な照明を可能とする高レベルの詳細および仕上りによって特徴付けられる生体内装置に対する高まる要求から生じている。また、既に較正され、たとえば必要な光源がその生体内装置への挿入前に装着されている生体内装置に対する要求もある。このため、この発明の一実施例によれば、予め較正され配置されたハイブリッド光源が、生体内装置、たとえば飲込み可能カプセル内に収まっていてもよく、そのため、非常に高価でかつ時間がかかるさらに別の製造ステップが必要ない。

一実施例によれば、ハイブリッド光源は、異なるレベルの照明を設定するために、少なくとも１つの抵抗を含んでいてもよい。

別の実施例では、生体内装置または実行される動作によって要求されるように照明を向けてフォーカスするために、複数の光源がハイブリッド光源上に搭載されていてもよい。

別の実施例では、ハイブリッド光源は、折り畳まれて生体内装置に挿入され得る回路基板、たとえばフレキシブルＰＣＢ上に搭載されていてもよい。

この発明のさらに別の実施例では、ハイブリッド光源はいくつかの設計に従って製造されてもよく、異なる形状の生体内装置に支持体が収まることを可能にする。

この発明は、いくつかの実施例によれば、１つ以上のリジッド区間または部分と１つ以上のフレキシブル区間または部分とを有する回路基板を含む生体内感知装置を提供する。

いくつかの実施例では、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ、ＬＥＤリング、照明リング、照明アセンブリ、または他の好適な照明システムといった１つ以上の光源が、たとえば、回路基板のリジッド部分に組み込まれても、または埋め込まれてもよい。

いくつかの実施例では、回路基板は、１つ以上の組込ＬＥＤ、組込ＯＬＥＤ、または１つ以上の組込ＬＥＤリング、照明アセンブリ、もしくは照明リングといった１つ以上の組込光源を含むよう製造されても、または予め提供されてもよい。

この発明のいくつかの実施例は、たとえば、少なくとも１つのリジッド部分と少なくとも１つのフレキシブル部分とを有する回路基板を含む生体内撮像装置を取入れた生体内撮像システムを含み、少なくとも１つのリジッド部分は少なくとも１つの埋め込まれた光源を含む。

いくつかの実施例では、第１のリジッド部分は埋め込まれた光源を含み、第２のリジッド部分は、データを送信するよう構成された送信機に接続される。

いくつかの実施例では、少なくとも１つの埋め込まれた光源は、電源から電流源モードで電力を受取るよう構成される。

いくつかの実施例では、少なくとも１つの埋め込まれた光源は、電源から電圧源モードで電力を受取るよう構成される。

いくつかの実施例では、生体内撮像システムは、少なくとも１つの埋め込まれた光源に供給される電力を高めるよう構成された電力昇圧器を含んでいてもよい。

いくつかの実施例では、生体内撮像システムは、少なくとも１つの埋め込まれた光源に電力を自動的かつ周期的に伝達するよう構成されたスイッチを含んでいてもよい。

この発明に従ったシステム、装置、および方法の原理および動作は、図面および以下の説明を参照してよりよく理解されるであろう。これらの図面は例示的な目的でのみ提供されており、限定的であるよう意図されてはいないことが理解されるであろう。

なお、説明を簡潔かつ明確にするため、図に示す要素は必ずしも縮尺通りには描かれていない。たとえば、明確にするため、要素のうちの一部の寸法が、他の要素に比べて誇張されている場合がある。さらに、適切であると考えられる場合には、連続的な図面を通して対応する、または類似する要素を示すために、参照番号が図中で繰返される場合がある。

発明の詳細な説明
以下の説明は、当業者が、ある特定の用途およびその要件という状況において記述通りこの発明を作り、用いることができるようにするために提示される。説明される実施例に対するさまざまな修正は当業者には明らかであり、ここに規定する一般的な原理は他の実施例にも適用され得る。したがって、この発明は、図示され説明される特定の実施例に限定されるよう意図されてはおらず、ここに開示される原理および新規の特徴と一貫する最も幅広い範囲が与えられるべきものである。以下の詳細な説明では、この発明の完全な理
解を提供するために、多数の特定の詳細が述べられる。しかしながら、この発明がこれらの特定の詳細なしで実践され得ることは、当業者には理解されるであろう。他の点では、この発明を不明瞭にしないよう、周知の方法、手順、および構成要素は詳細には説明されていない。

図１は、この発明の一実施例に従った生体内撮像システムの概略図である。この発明の一実施例によれば、このシステムは、撮像器１４６と、照明ユニットまたは光源１４２と、電源１４５と、送信機１４１とを有する装置４０を含んでいてもよい。いくつかの実施例では、装置４０は飲込み可能カプセルを用いて実現化されてもよいが、他の種類の装置または好適な実現化例が用いられてもよい。患者の体の外部には、たとえば、画像受信機１１２（たとえばアンテナまたはアンテナアレイを含む）、記憶ユニット１１９、データプロセッサ１１４、およびモニタ１１８があってもよい。

この発明の実施例での使用に好適な、撮像ユニット、受信ユニット、処理ユニット、記憶ユニット、および／または表示ユニットを含む、この発明の実施例に従った装置は、共にこの発明の共通譲受人に譲渡され、ここに引用により援用されている、「生体内ビデオカメラシステム」（IN-VIVO VIDEO CAMERA SYSTEM）と題されたイッダン（Iddan）等への米国特許第５，６０４，５３１号、および／または「生体内撮像のための装置およびシステム」（A DEVICE AND SYSTEM FOR IN-VIVO IMAGING）と題された米国特許出願連続番号第０９／８００，４７０号に記載された実施例と同様であってもよい。もちろん、ここに説明するような装置およびシステムは、他の構成および他の組の構成部品を有していてもよい。

装置４０は通常、自律型飲込み可能カプセルを含んでいても含まなくてもよいが、装置４０は他の形状を有していてもよく、飲込み可能または自律型である必要はない。装置４０の実施例は通常自律型であり、通常内蔵型である。たとえば、装置４０は、構成部品がすべて実質的にコンテナまたはシェルに内蔵され、装置４０がたとえば電力を受ける、または情報を送信するのにワイヤもしくはケーブルを必要としない、カプセルまたは他のユニットであってもよい。

いくつかの実施例では、装置４０は、データ機能、制御機能、または他の機能の表示を提供するために、（たとえば受信機１１２を介して）外部受信および表示システムと通信してもよい。たとえば、内部の電池、内部の電源、または電力を受取る無線システムを用いて、電力が装置４０に提供されてもよい。他の実施例は他の構成および能力を有していてもよい。たとえば、構成部品が多数の部位またはユニットにわたって分布されていてもよく、制御情報が外部源から受取られてもよい。

一実施例では、装置４０は、装置４０が胃腸内腔を通過する間、たとえば胃腸管の画像を取込んで送信し得る生体内ビデオカメラ、たとえば撮像器１４６を含んでいてもよい。他の内腔および／または体腔が装置４０によって撮像および／または感知されてもよい。いくつかの実施例では、撮像器１４６は、たとえば、電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラまたは撮像器、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）カメラまたは撮像器、デジタルカメラ、スチルカメラ、ビデオカメラ、または他の好適な撮像器、カメラ、もしくは画像取得構成部品を含んでいてもよい。

送信機１４１は電波を用いて動作してもよいが、装置４０が内視鏡、または内視鏡内に含まれるといったようないくつかの実施例では、送信機１４１は、たとえばワイヤ、光ファイバ、および／または他の好適な方法を介して、データを送信してもよい。有線または無線送信用の他の好適な方法もしくは構成部品が使用されてもよい。

一実施例では、装置４０内の撮像器１４６は、送信機１４１に動作するよう接続されてもよい。送信機１４１は画像をたとえば画像受信機１１２に送信してもよく、それはそのデータをデータプロセッサ１１４に、および／または記憶ユニット１１９に送ってもよい。送信機１４１は制御能力も含んでいてもよいが、制御能力は別個の構成部品に含まれていてもよい。送信機１４１は、画像データ、他の感知されたデータ、および／または他のデータ（たとえば制御データ）を受信装置に送信可能な任意の好適な送信機を含んでいてもよい。たとえば、送信機１４１は、おそらくチップスケールパッケージ（ＣＳＰ）で供給される超低電力無線周波数（ＲＦ）高帯域幅送信機を含んでいてもよい。送信機１４１は、たとえばアンテナ１４８を介して送信してもよい。いくつかの実施例では、送信機１４１、および／または装置４０内の別のユニット、たとえばコントローラもしくはプロセッサ１４７は、たとえば、装置４０を制御するための、装置４０の動作モードもしくは設定を制御するための、および／または装置４０内での制御動作もしくは処理動作を実行するための１つ以上の制御モジュール、処理モジュール、回路構造、および／または機能性といった制御能力を含んでいてもよい。いくつかの実施例では、送信機１４１は、（たとえば患者の体外からの）信号を、たとえばアンテナ１４８を通して、または異なるアンテナもしくは受信素子を通して受信し得る受信機を含んでいてもよい。いくつかの実施例によれば、信号またはデータは、装置４０内の別個の受信構成部品によって受信されてもよい。

電源１４５は、たとえば１つ以上の電池を含んでいてもよい。たとえば、電源１４５は、酸化銀電池、リチウム電池、高エネルギ密度を有する他の好適な電気化学電池などを含んでいてもよい。他の好適な電源が使用されてもよい。たとえば、電源１４５は、電力またはエネルギを外部電源（たとえば電磁場生成器）から受取ってもよく、それは電力またはエネルギを装置４０に送るために使用されてもよい。

随意で、一実施例では、送信機１４１は、たとえば撮像器１４６によって生成された信号および／またはデータを処理する処理ユニットまたはプロセッサもしくはコントローラを含んでいてもよい。別の実施例では、処理ユニットは、装置４０内の別個の構成部品、たとえばコントローラまたはプロセッサ１４７を用いて実現されてもよく、または、撮像器１４６、送信機１４１または別の構成部品の一体部分として実現されてもよく、もしくは、必要とされなくてもよい。随意的な処理ユニットは、たとえば、中央処理装置（ＣＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、マイクロプロセッサ、コントローラ、チップ、マイクロチップ、コントローラ、回路構成、集積回路（ＩＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、または任意の他の好適な汎用もしくは特定のプロセッサ、コントローラ、回路構成、または回路を含んでいてもよい。一実施例では、たとえば、処理ユニットまたはコントローラは送信機１４１に埋め込まれても、または組み込まれてもよく、たとえばＡＳＩＣを用いて実現されてもよい。

いくつかの実施例では、装置４０は、たとえば１つ以上のＬＥＤ、「白色ＬＥＤ」、ＯＬＥＤ、または他の好適な光源といった１つ以上の照明ユニットまたは光源１４２を含んでいてもよい。光源１４２は、たとえば、撮像および／または感知中の体の内腔または体腔を照明してもよい。たとえば、１つ以上のレンズまたは複合レンズアセンブリ、１つ以上の好適な光学フィルタ、または任意の他の好適な光学素子といった１つ以上の光学素子を含む随意的な光学系１５０が装置４０に随意で含まれていてもよく、反射された光を撮像器１４６上へフォーカスするのを、および／または他の光処理動作を実行するのを支援してもよい。

データプロセッサ１１４は、装置４０から受信機１１２を介して受信したデータを分析してもよく、記憶ユニット１１９と通信して、たとえばフレームデータを記憶ユニット１１９とやり取りしてもよい。データプロセッサ１１４はまた、分析されたデータをモニタ
１１８に提供してもよく、そこでユーザ（たとえば医師）はデータを見たり、または他の態様で使用してもよい。一実施例では、データプロセッサ１１４は、リアルタイム処理用に、および／または、後で実行される、および／または見られる後処理用に構成されてもよい。制御能力（たとえば遅延、タイミングなど）が装置４０の外部にある場合、好適な外部装置（たとえばデータプロセッサ１１４または画像受信機１１２など）が１つ以上の制御信号を装置４０に送信してもよい。

モニタ１１８は、たとえば、１つ以上のスクリーン、モニタ、または好適な表示ユニットを含んでいてもよい。モニタ１１８は、たとえば、装置４０によって取込まれた、および／または送信された１つ以上の画像もしくは画像の流れ、たとえば胃腸管または他の撮像された体の内腔もしくは体腔の画像を表示してもよい。加えて、またはそれに代えて、モニタ１１８は、たとえば、制御データ、場所または位置データ（たとえば装置４０の場所または相対的な場所を表す、もしくは指示するデータ）、配向データ、およびさまざまな他の好適なデータを表示してもよい。一実施例では、たとえば、画像と（たとえば撮像中の体の内腔に対する）その位置または場所とがモニタ１１８を用いて提示されてもよく、および／または、記憶ユニット１１９を用いて記憶されてもよい。収集された画像データおよび／または他のデータを記憶し、および／または表示する他のシステムおよび方法が用いられてもよい。

随意で、装置４０は、撮像器１４６といったセンサの代わりに、またはそれに加えて、１つ以上のセンサ１４３を含んでいてもよい。センサ１４３は、たとえば、装置４０の周囲の特性または特徴の１つ以上の値を感知、検出、判定および／または測定してもよい。たとえば、センサ１４３は、ｐＨセンサ、温度センサ、電気伝導性センサ、圧力センサ、または任意の他の好適な生体内センサであってもよい。

この発明の一実施例によれば、装置４０のさまざまな構成部品は、回路基板１３０、たとえばフレキシブル回路基板、またはリジッド区間とフレキシブル区間とを有する回路基板の上に配置されてもよい。そのような回路基板は、各々ここにその全体が引用により援用されている、「フレキシブル回路基板を備える生体内装置、およびそれを組立てるための方法」（IN-VIVO DEVICE WITH FLEXIBLE CIRCUIT BOARD AND METHOD FOR ASSEMBLY THEREOF）と題された米国出願番号第１０／８７９，０５４号、および「リジッド区間とフレキシブル区間とを有する回路基板を備える生体内感知装置」（IN-VIVO SENSING DEVICE WITH A CIRCUIT BOARD HAVING RIGID SECTIONS AND FLEXIBLE SECTIONS）と題された米国出願番号第６０／２９８，３８７号に記載された実施例と同様であってもよい。

たとえば、回路基板１３０はリジッド部分１３１、１３３、および１３５を含んでいてもよく、それらはフレキシブル部分１３２および１３４を介して相互接続されていてもよい。他の個数、順序または組合せのリジッド部分および／またはフレキシブル部分が用いられてもよい。

回路基板１３０の１つ以上のフレキシブル部分は、回路基板１３０をある形状へと曲げ、折り畳み、ねじり、または位置付けることを可能にしてもよい。たとえば、回路基板１３０は、「２」形状、「５」形状、「６」形状、「Ｃ」形状、または他の好適な形状を有していてもよい。

いくつかの実施例では、光源１４２はリジッド部分１３５に取付けられてもよく、または、リジッド部分１３５の表面内に組み込まれても、もしくは埋め込まれてもよい。たとえば、リジッド部分１３５または回路基板１３０は、光源１４２がリジッド部分１３５の一体部分であるように製造されてもよい。いくつかの実施例では、光源１４２とリジッド部分１３５または回路基板１３０とは、光源１４２がリジッド部分１３５から、または回
路基板１３０から容易に取外され、または分離されることのないように、もしくは、リジッド部分１３５または回路基板１３０にしっかりと取付けられてそれから実質的に分離できないように、統合ユニットになっていてもよい。いくつかの実施例では、光源１４２はたとえば、予め規定されたパターンまたは配置、たとえば光源１４２同士の間に予め定められた間隔を有するもの、光源１４２同士の間に均一な間隔または不均一な間隔を有するもの、同様またはさまざまなサイズおよび形状の光源１４２を有するものなどに従って、リジッド部分１３５の上に搭載または配置されてもよい。

いくつかの実施例では、多数の光源１４２（たとえば多数のＬＥＤユニット）が、接続部材、たとえばリング１９９を用いて相互接続され、保持され、制御され、搭載され、および／または支持されてもよい。いくつかの実施例では、リング１９９自体が照明機能を有していてもよい。リング１９９は、たとえば、１つ以上の光源１４２を接続し、配置し、位置付け、支持し、および／または保持してもよい。一実施例では、たとえば、リング１９９は、１つ以上の光源１４２を予め規定された位置または角度に保持してもよく、１つ以上の光源１４２に電力を供給する仲介または支援をしてもよく、もしくは、１つ以上の光源１４２を制御する仲介または支援をしてもよい。一実施例では、たとえばリング１９９はリジッド部分１３５の一体部分であってもよい。

いくつかの実施例では、光源１４２および／またはリング１９９は、リジッド部分１３５の組込または一体部分として形成、製造または生成されてもよい。たとえば、リジッド部分１３５を製造するプロセスは、光源１４２および／またはリング１９９をリジッド部分１３５の一部として接合し、接着し、はんだ付けし、接続し、または他の態様でしっかりと取付けることを含んでいてもよい。そのような製造は、光源１４２および／またはリング１９９が内部に組み込まれた、予め提供されるリジッド部分１３５をもたらす場合があり、リジッド部分１３５の製造プロセスが完了した後で光源１４２および／またはリング１９９をリジッド部分１３５に組立てる、またはさらに接続する必要性をなくし得る。

いくつかの実施例では、装置４０は、１つ以上のレンズ、プリズム、レンズアセンブリ、絞り、シャッタ、または他の光学構成部品を有する光学系１５０を含んでいてもよい。随意で、光学系１５０は、ホルダ１５１、たとえばレンズホルダまたはレンズアセンブリホルダを用いて、支持され、所定の位置に保持され、搭載され、位置付けられ、または配置されてもよい。撮像器１４６は、たとえば、光源の近傍に、たとえばリング１９９の中央区域に、およびリジッド部分１３５と光学系１５０および／またはレンズホルダ１５１との間に配置されてもよい。

いくつかの実施例では、リング１９９はたとえば、レンズホルダ１５１がリング１９９によって包囲されるように、レンズホルダ１５１のまわりに配置されてもよい。代替的な実施例では、リング１９９は、レンズホルダ１５１の少なくとも一部がリング１９９の内部にあるように配置されてもよい。リング１９９、レンズホルダ１５１、光学系１５０、撮像器１４６、および／または光源１４２の他の好適な位置付けが用いられてもよい。

いくつかの実施例では、回路基板１３０は、組み込まれた光源１４２を有する、および組み込まれたリング１９９を随意で有するリジッド部分１３５を含むよう製造されてもよい。これは、たとえば光源１４２および／またはリング１９９を回路基板１３０に、および／または装置４０の別の構成部品に取付ける、もしくは手で取付ける必要性をなくすことによって、装置４０のたとえば比較的より容易で、より迅速で、および／またはより効率のよい生産、組立、もしくは製造を可能にする。

いくつかの実施例では、回路基板１３０は、はじめは平坦で、ねじれていない、または折り畳まれていない形状を有するよう製造され、後で装置４０での所望の形状に折り畳ま
れ、曲げられ、ねじられ、または位置付けられてもよい。たとえば、回路基板１３０は、それを装置４０へ挿入する際、または回路基板１３０を装置４０内部にカプセル化する前に、折り畳まれ、もしくは再び形作られてもよい。

図２Ａは、この発明のいくつかの実施例に従った照明回路２０１を概略的に示す。

いくつかの実施例では、照明回路２０１はリジッド部分１３５に取付けられてもよく、または、リジッド部分１３５の表面内に組み込まれても、もしくは埋め込まれてもよい。たとえば、リジッド部分１３５または回路基板１３０は、照明回路２０１がリジッド部分１３５の一体部分であるように製造されてもよい。いくつかの実施例では、照明回路２０１とリジッド部分１３５または回路基板１３０とは、照明回路２０１がリジッド部分１３５から、または回路基板１３０から容易に取外され、または分離されることのないように、もしくは、リジッド部分１３５または回路基板１３０にしっかりと取付けられてそれから実質的に分離できないように、統合ユニットになっていてもよい。

この発明のいくつかの実施例によれば、回路２０１は、コントローラまたはＡＳＩＣ２３０に並列に接続され得る、光源の１つ以上の分岐、たとえば分岐２４１、２４２、２４３、および２４４を含んでいてもよい。４つの分岐２４１〜２４４が図示されているが、他の個数の分岐が使用されてもよい。

分岐２４１は、１つ以上の抵抗２２１に直列に接続された、ＬＥＤまたはＯＬＥＤなどの１つ以上の光源２１１を含んでいてもよい。分岐２４２は、１つ以上の抵抗２２２に直列に接続された１つ以上の光源２１２を含んでいてもよい。分岐２４３は、１つ以上の抵抗２２３に直列に接続された１つ以上の光源２１３を含んでいてもよい。分岐２４４は、１つ以上の抵抗２２４に直列に接続された１つ以上の光源２１４を含んでいてもよい。抵抗２２１〜２２４は、たとえば、光源２１１〜２１４に供給される電流をそれぞれ調整し、安定化させ、または他の態様で制御してもよい。

ＡＳＩＣ２３０は電力を分岐２４１〜２４４に、たとえば電圧源モードで、または電流源モードで供給してもよい。

電圧源モードを有する一実施例では、分岐２４１〜２４４は、第１の側で、分岐２４１〜２４４に供給される電圧を修正、昇圧、または増加可能な電力昇圧器２３３に接続されてもよい。分岐２４１〜２４４は、第２の側で、電流またはスイッチ２３１に接続されてもよく、それは電流がパルスで通ることを可能にし、そのため光源２１１〜２１４は電流パルスに従って、たとえば撮像器が画像を取得する時間周期に従って照明してもよい。一実施例では、たとえば、スイッチ２３１は、予め規定されたタイミング方式、照明方式、撮像方式、予め規定された時間間隔、予め規定された照明タイムスロット、パルス照明方式などに従って、光源２１１〜２１４を自動的に、または周期的に切換え、オフまたはオンにする。パルス照明の代わりに、またはそれに加えて、他の照明方法が用いられてもよい。

電流源モードを有する代替的な一実施例では、分岐２４１〜２４２に供給される電力を制限、制御、または他の態様で調整するために、電流制限器２３２が使用されてもよい。

図２Ｂは、この発明のいくつかの実施例に従った照明回路２５１を概略的に示す。

いくつかの実施例では、照明回路２５１はリジッド部分１３５に取付けられてもよく、または、リジッド部分１３５の表面内に組み込まれても、もしくは埋め込まれてもよい。たとえば、リジッド部分１３５または回路基板１３０は、照明回路２５１がリジッド部分
１３５の一体部分であるように製造されてもよい。いくつかの実施例では、照明回路２５１とリジッド部分１３５または回路基板１３０とは、照明回路２５１がリジッド部分１３５から、または回路基板１３０から容易に取外され、または分離されることのないように、もしくは、リジッド部分１３５または回路基板１３０にしっかりと取付けられてそれから実質的に分離できないように、統合ユニットになっていてもよい。

この発明のいくつかの実施例によれば、回路２５１は、コントローラまたはＡＳＩＣ２８０に図２Ｂに示すように接続され得る、光源の１つ以上の分岐、たとえば分岐２９１、２９２、２９３、および２９４を含んでいてもよい。４つの分岐２９１〜２９４が図示されているが、他の個数の分岐が使用されてもよい。

分岐２９１は、１つ以上の抵抗２７１に直列に接続された、ＬＥＤまたはＯＬＥＤなどの１つ以上の光源２６１を含んでいてもよい。分岐２９２は、１つ以上の抵抗２７２に直列に接続された１つ以上の光源２６２を含んでいてもよい。分岐２９３は、１つ以上の抵抗２７３に直列に接続された１つ以上の光源２６３を含んでいてもよい。分岐２９４は、１つ以上の抵抗２７４に直列に接続された１つ以上の光源２６４を含んでいてもよい。抵抗２７１〜２７４は、たとえば、光源２６１〜２６４に供給される電流をそれぞれ調整し、安定化させ、または他の態様で制御してもよい。

ＡＳＩＣ２８０は、たとえば昇圧器２８３を用いて、電力を分岐２９１〜２９４に、たとえば電圧源モードで、または電流源モードで供給してもよい。

図２Ｂに示すような分岐２９１〜２９４の接続は、たとえば、ＡＳＩＣ２８０による分岐２９１〜２９４または光源２６１〜２６４の個々の制御を可能にし得る。

ここで、この発明の別の実施例に従った生体内感知装置、たとえば撮像装置３４０の構成部品を示す図３を参照する。装置３４０は通常、自律型飲込み可能カプセルであっても、またはそれを含んでいてもよいが、装置３４０は他の形状を有していてもよく、飲込み可能または自律型である必要はない。

一実施例では、構成部品はすべて、装置本体（本体またはシェルは２つ以上の部品を含んでいてもよい）内に封入されてもよい。たとえば、撮像器３０８、ハイブリッド照明ユニット３２０、電力ユニット３０２、光学ユニット３２２、および送信ユニット３１２ならびに制御ユニット３１４がすべて、装置本体内に封入されてもよい。

この発明の一実施例によれば、装置３４０のさまざまな構成部品、たとえばハイブリッド照明ユニット３２０、電力ユニット３０２、送信機３１２、アンテナ３１３、および制御ユニット３１４は、支持体、たとえばＰＣＢ、フレキシブル回路基板、またはリジッドフレックス回路基板などの回路基板の上に配置されてもよい。

ここで、この発明の一実施例に従ったハイブリッド光源４２０の上からの概略図を示す図４Ａを参照する。

一実施例によれば、ハイブリッド照明ユニット４２０は、１つ以上の光源４１０Ａ、４１０Ｂ〜４１０Ｌを含んでいてもよく、または光源を１つだけ含んでいてもよい。ハイブリッド照明ユニット４２０の光源４１０Ａ、４１０Ｂ〜４１０Ｌは、同時係属中のグルホフスキー（Glukhovsky）等への米国特許出願連続番号第０９／８００，４７０号に開示されている光源などの白色発光ダイオードであってもよい。しかしながら、ハイブリッド照明ユニット４２０の光源４１０Ａ、４１０Ｂ〜４１０Ｌはまた、当該技術分野において公知の他の好適な光源、たとえば、単色ＬＥＤ、ＯＬＥＤ、白熱ランプ、フラッシュランプ
、または任意の他の好適な光源などであってもよい。

いくつかの実施例によれば、ハイブリッド照明ユニット４２０は、たとえばシリコーンまたはプラスチックでできたプリント回路基板（ＰＣＢ）を含んでいてもよい。他の好適な材料が使用されてもよい。一実施例によれば、ハイブリッド照明ユニット４２０は、内部の円、たとえば丸い穴４５７をその中央に有する、たとえばリング形状であってもよい。通常、ハイブリッド照明ユニット４２０は、生体内装置３４０、たとえば生体内撮像装置内に好適に一体化するために、適合する寸法を有する。ハイブリッド照明ユニット４２０は、リング形状以外の異なる形状、たとえば矩形または正方形の形状であってもよく、もしくは、生体内装置に収まるのに適合する任意の他の形であってもよい。

この発明の一実施例によれば、２つのプリントトレース４２４および４３４がハイブリッド照明ユニット４２０上にプリントされていてもよい。プリントトレース４２４および４３４の各々は、電池３０２の正の端子かまたは電池３０２の負の端子のいずれかに、プリントトレース４５３（図４Ｂに示す）を介して接続されてもよい。この発明のいくつかの実施例によれば、たとえばプリントトレース４２４と４３４との間に位置し得る別のプリントトレース４２６が、たとえば複数の抵抗４３２をワイヤボンディングするための複数のパッド４５２を含んでいてもよい。

この発明の一実施例によれば、導電パッド４４２、たとえばチップボンディング用の金属パッドが、複数の光源４１０Ａ〜４１０Ｌのための、たとえば多数のＬＥＤチップへの接続を提供するために、プリントトレース４３４上に配置または成形されてもよい。各光源４１０Ａ〜４１０Ｌは、プリントトレース４２６に接続され得る１つ以上の抵抗４３２といった１つ以上のさらなる構成部品と関連付けられてもよい。抵抗４３２は、たとえば、光源４１０Ａ〜４１０Ｌによって生成される照明の量に対する制御を可能にする。たとえば、装置３４０に関連するプロセッサは、抵抗４３２を用いて、胃腸管の異なる部分に異なる強度の光、たとえば小腸には２００ルクスの光を、結腸には３００ルクスの光を生成することができてもよい。照明は選択された照明機能用に制御され、カスタマイズされてもよい。抵抗４３２は可変であっても不変であってもよく、たとえば、不変抵抗は、複数の光源からの正規化された光の出力を可能にし得る。

この発明の一実施例によれば、光学樹脂４３０が各光源４１０Ａ〜４１０Ｌの上部に、たとえば各ＬＥＤチップの上部に配置されてもよく、異なるスペクトルの照明（たとえば赤、緑、または青のスペクトル、赤外線スペクトル、もしくはＵＶスペクトル）を提供する。さらに、実施例によっては、さまざまな光源４１０Ａ〜４１０Ｌが異なるスペクトルの照明（たとえば赤、緑、または青のスペクトル、赤外線スペクトル、もしくはＵＶスペクトル）を提供してもよい。そのような実施例では、提供される照明は、異なるスペクトルを採用している各チャネルに対して照明方向が異なるように、構成され得る。

いくつかの実施例によれば、光源の内部の円に位置付けられた凹み４５８は、ハイブリッド照明ユニット４２０を生体内装置内に設置する間、方向の目印としての役割を果たす。代替的な一実施例では、凹み４５８は他の好適な形状のものであってもよい。

ここで、この発明の一実施例に従った、ハイブリッド照明ユニット４２０に設置された光源４１０、たとえばＬＥＤの側面からのより接近した概略図を示す図４Ｂを参照する。

いくつかの実施例によれば、光源４１０は、導電パッド４４０、たとえばチップボンディングパッドの上部に配置されてもよく、たとえばワイヤボンディング用のパッドなどのパッド４５２にワイヤ４２５を介して接続されてもよい。いくつかの実施例によれば、抵抗４３２は、たとえば、光源４１０の照明強度、または振幅などの他のパラメータを制御
するために、パッド４５２の上に配置されてもよい。

一実施例によれば、複数の局所制御ユニットが、ハイブリッド照明ユニット４２０の各光源４１０Ａ、４１０Ｂ〜４１０Ｌの通電を制御するために、および／または光源のサブグループ、たとえば光源４１０Ａ〜４１０Ｂの通電を制御するために、ハイブリッド照明ユニット４２０の光源４１０Ａ、４１０Ｂ〜４１０Ｌに好適に接続されてもよい。一実施例によれば、各局所制御ユニットは、光源４１０Ａ、４１０Ｂ〜４１０Ｌの１つ以上をオンまたはオフにスイッチするために、もしくは、各光源４１０Ａ、４１０Ｂ〜４１０Ｌによって生成される光の強度を別個に制御するために用いられてもよい。

この発明の一実施例によれば、導電パッドおよび／または電気配線４５３は、たとえば電池４０２への接続を提供するために、ハイブリッド光源４２０上に配置または成形されてもよい。この発明の一実施例によれば、光源４１０の真上に、光学樹脂４３０が、（たとえば図４Ａを参照して説明したように）異なるスペクトルの照明を形成することを意図して配置されてもよい。図４Ｃは、この発明の一実施例に従った、レンズ４６０、たとえば成形された光学レンズがその上に搭載されたハイブリッド照明ユニット４２０を示す。この発明の一実施例によれば、各光源４１０の真上に、レンズが、各光源に対して異なる照明方向を形成することを意図して配置されてもよい。レンズ４６０は、たとえば好適なシリコンまたは透明なプラスチック、たとえばＡＢＳ、ポリカーボネート、または他の好適な材料などから作られてもよい。レンズ４６０は、たとえば射出成形によって製造されてもよい。採用されるレンズのタイプ、その形状、およびハイブリッド照明ユニット４２０上での位置が、身体上の区画の異なる区域が照明されるように照明の方向を決定してもよい。このため、レンズは生体内装置の目標区域に従って選択されてもよく、たとえば、胃内腔を撮像する目的の生体内装置は、食道を撮像する目的の装置とは異なるレンズ構成を必要とし得る。

いくつかの実施例によれば、ハイブリッド照明ユニット４２０は、装置が体を通過するにつれてその形状および焦点をそれに向けられた電流によって、遠隔手動制御を介してまたは自動的に変更可能なアモルファスレンズを含んでいてもよい。

ここで、この発明の一実施例に従った、ハイブリッド照明ユニット４２０が回路基板上に設置された後で、かつそれが折り畳まれて生体内装置、たとえばカプセルに挿入される前の、展開された形での回路基板５００、たとえばワンシートフレキシブル回路基板またはリジッドフレックス回路基板の例示的な一実施例を示す図５Ａを参照する。

一実施例によれば、回路基板５００の一部分または一区間は、その上に搭載または配置された１組の構成部品を有していてもよい。一実施例によれば、回路基板５００の部分５７０はたとえばハイブリッド照明ユニット４２０を含んでいてもよく、一方、回路基板５００の部分５７５は撮像器３０８を含んでいてもよい。代替的な実施例では、他の構成部品のレイアウトが、異なる形状を有する回路基板上に、または他の生体内装置の構成部品上に配置されてもよく、および／または、生体内装置の他の区画内に設置されてもよい。

図５Ｂは、この発明の一実施例に従った、装置３４０などの生体内装置に挿入される前の回路基板５００の、その展開された形での側面図である。この実施例では、ハイブリッド照明ユニット４２０は回路基板５００の底部に設置されているが、ハイブリッド照明ユニット４２０は、回路基板５００の他のいくつかの区域に設置されてもよい。

この発明の異なる実施例に従った、ハイブリッド照明ユニットを含み得る生体内撮像装置を生成するための方法を、図６に示す。この発明のいくつかの実施例によれば、ステップ６１０は、ＰＣＢなどの基板上に電気トレースをプリントするステップを含む。たとえ
ば、光源４１０が接続され得るパッドに配線され得る第１の電気回路と、複数の抵抗が接続され得るパッドに配線され得る第２の電気回路とが、ＰＣＢ上に搭載されてもよい。ステップ６２０は、異なる照明強度を達成できるようになるために抵抗に光源を接続するステップを含む。ステップ６３０は、体内に照明の広大なスペクトルを生成するために光源上部に光学樹脂を設置するステップを含む。異なる接合方法が、ハイブリッド照明ユニット４２０の組立中に、および／またはハイブリッド照明ユニット４２０を回路基板５００に接続するために使用されてもよい。たとえば、レーザ溶接、スピン溶接、ハーマン溶接および振動溶接などの溶接法、および／または溶融法、および／または超音波接合、および／または部分嵌合が挙げられる。ステップ６４０は、照明を向けてフォーカスするために光学レンズをハイブリッド光源上部に設置するステップを含む。

別の実施例に従った、生体内照明を提供するための方法を、図７に示す。一実施例によれば、この方法は、ハイブリッド光源を提供するステップ（７１０）と、ハイブリッド照明ユニットを支持体、たとえばフレキシブルＰＣＢ上に位置付けるステップ（７２０）と、支持体を生体内装置のハウジング内に挿入するステップ（７３０）とを含んでいてもよい。他のステップ、またはステップの組合せが用いられてもよい。

この発明のいくつかの実施例に従った、生体内照明を提供するための方法を、図８に示す。生体内撮像のためのこの方法は、以下のステップ、つまり、たとえばハイブリッド照明ユニット４２０を用いることにより、生体内部位を照明するステップ（８１０）と、送られた光を撮像器３０８上へと収集し、それによりアナログ信号を生成するステップ（８２０）と、アナログ信号をデジタル信号に変換するステップ（８３０）と、デジタル信号を任意に抽出するステップ（８４０）と、デジタル信号を受信システムに送信するステップ（８５０）と、送信された信号を処理して生体内部位の画像を取得するステップ（８６０）とを含んでいてもよい。他のステップ、またはステップの組合せが用いられてもよい。

図９は、この発明のいくつかの実施例に従った、生体内撮像装置を製造する方法の概略的なフローチャートである。

ボックス９１０で示すように、この方法は、１つ以上のリジッド部分と１つ以上のフレキシブル部分とを有する回路基板を製造または提供するステップを含んでいてもよく、リジッド部分の少なくとも１つに、１つ以上の光源が埋め込まれ、または組み込まれている。

ボックス９２０で示すように、この方法は、１つ以上の構成部品を回路基板のリジッド部分に取付ける、または接続するステップを、随意で含んでいてもよい。これは、たとえば、レンズホルダ、ＬＥＤリング、撮像器、電池、電源、センサ、送信機、アンテナ、または他の好適な構成部品を取付けるステップを含んでいてもよい。

ボックス９３０で示すように、この方法は、回路基板、または回路基板のフレキシブル部分を、たとえば予め規定された形状に折り畳み、曲げ、ねじり、および／または形作るステップを含んでいてもよい。

ボックス９４０で示すように、随意で、この方法は、折り畳まれた回路基板を、生体内撮像用に適合または構成された好適なハウジング、たとえば飲込み可能カプセルのハウジング内に挿入するステップを含んでいてもよい。

この発明の実施例の前述の説明は、例示および説明の目的で提示されてきた。それは網羅的であるよう意図されてはおらず、また、この発明を開示されたまさにその形に限定す
るよう意図されてはいない。上述の教示に鑑みて多くの修正、変形、置換、変更、および均等物が可能であることは、当業者には理解されるはずである。したがって、添付された特許請求の範囲がこの発明の真の精神の範囲に該当するような修正および変更をすべて網羅するよう意図されていることが理解されるはずである。

この発明のいくつかの実施例に従った生体内撮像システムの概略図である。 この発明の一実施例に従った照明回路の概略図である。 この発明の別の実施例に従った照明回路の概略図である。 この発明の別の実施例に従った生体内撮像装置の概略図である。 この発明の一実施例に従ったハイブリッド光源の概略図である。 この発明の一実施例に従ったハイブリッド光源の概略図である。 この発明の一実施例に従ったハイブリッド光源の概略図である。 この発明の一実施例に従った回路基板の概略図である。 この発明の一実施例に従った回路基板の概略図である。 この発明の実施例に従った、ハイブリッド光源を生成するための方法を示すフローチャートである。 この発明の実施例に従った、ハイブリッド光源を含む生体内装置を生成するための方法を示すフローチャートである。 この発明の実施例に従った、生体内撮像のための方法を示すフローチャートである。 この発明の実施例に従った、生体内撮像装置を製造する方法のフローチャートである。

符号の説明

４０ 装置、１３０ 回路基板、１３１ リジッド部分、１３２ フレキシブル部分，１３３ リジッド部分、１３４ フレキシブル部分、１３５ リジッド部分、１４２ 光源、１４６ 撮像器、３２０，４２０ ハイブリッド照明ユニット、５００ 回路基板。

Claims (21)

1. 生体内撮像装置であって、
   撮像器と、
   少なくとも１つのリジッド部分と少なくとも１つのフレキシブル部分とを有する回路基板とを含み、リジッド部分は、そこに埋め込まれた光源を有する、生体内撮像装置。
2. リジッド部分は、そこに埋め込まれた照明回路を有する、請求項１に記載の装置。
3. 照明回路は複数の分岐で構成されている、請求項２に記載の装置。
4. 分岐はコントローラに並列に接続されている、請求項３に記載の装置。
5. 光源は抵抗に直列に接続されている、請求項１に記載の装置。
6. 複数の光源を支持する接続部材を含む、請求項１に記載の装置。
7. 接続部材はリング形状である、請求項６に記載の装置。
8. 接続部材は照明機能を有する、請求項７に記載の装置。
9. 光源に供給される電力を修正する電力昇圧器を含む、請求項２に記載の装置。
10. 照明を制御するスイッチを含む、請求項２に記載の装置。
11. 送信機を含む、請求項１に記載の装置。
12. 装置は飲込み可能カプセルである、請求項１に記載の装置。
13. 光源は、ＬＥＤ、単色ＬＥＤ、ＯＬＥＤ、白熱ランプ、およびフラッシュランプからなる群から選択される、請求項１に記載の装置。
14. 生体内感知装置の製造のための方法であって、
    支持体上にハイブリッド照明ユニットを位置付けるステップと、
    支持体をデバイスハウジングへと折り畳むステップとを含む、方法。
15. 支持体上に撮像器を提供するステップを含む、請求項１４に記載の方法。
16. 支持体上に送信ユニットを提供するステップを含む、請求項１４に記載の方法。
17. 装置に電力ユニットを提供するステップを含む、請求項１４に記載の方法。
18. 照明を制御する制御ユニットを提供するステップを含む、請求項１４に記載の方法。
19. 基板上に電気トレースをプリントするステップと、
    電気トレース上に光源を配置するステップと、
    光源上部にレンズを設置するステップと、
    基板をデバイスハウジングへと折り畳むステップとを含む、請求項１４に記載の方法。
20. 光源上部に光学樹脂を設置するステップを含む、請求項１９に記載の方法。
21. 電気トレース上に抵抗を設置するステップを含む、請求項１９に記載の方法。

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