JP2006130322A - 生体内通信システム、生体内感知装置からの伝送された信号を再生する方法、および生体内撮像装置から信号を再生する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】生体内伝送装置、複数の受信装置、信号セレクタおよび信号処理装置を含む生体内通信システムを提供する。
【解決手段】信号セレクタは複数の受信装置における複数の受信された信号から２つ以上の信号を選択することができ、信号処理装置は、選択された２つ以上の信号を結合して、伝送された信号を再生することができる。複数の受信された信号から選択された２つ以上の信号から、伝送された信号を再生する方法を提供する。
【選択図】図１

Description

発明の分野
この発明は概して生体内感知システムに関する。この発明は、特に、たとえば取込まれた画像信号および／または他の遠隔測定データを得るために、生体内伝送装置と複数の受信装置との間で伝達された信号を処理するための装置および方法に関する。

発明の背景
生体内感知システムにおいては、生体内装置、たとえば、胃腸（ＧＩ）管の中を進み、データを収集し当該データを受信機システムに伝送し得る摂取可能な装置が当該技術において公知である。生体内装置、たとえば円筒型のカプセルは無線の遠隔測定システムを有し得るが、これにより、無線周波数（ＲＦ）によって小型アンテナを介して、継続的に、または、予めプログラミングされた時間間隔でバーストとして、所望の収集されたデータを伝送することが可能となる。次いで、この無線伝送が、たとえば患者または診療所に取付けられた小型の受信機によって受信される。

感知装置に課される物理的寸法が制約され（たとえば、一実施例においては、感知装置はＧＩ管の中を移動することができなければならない）、患者によって飲込まれ得るかまたは不快感を最小限に抑えて患者に挿入され得る小型の感知装置が一般に望まれるために、結果として、感知装置内で用いられるアンテナの大きさが制限される可能性がある。アンテナの寸法は、実際には、アンテナが動作する無線周波数の波長よりもはるかに小さい可能性がある。たとえば、アンテナの大きさは、当該波長の１％以下のオーダであってもよい。放射されるＲＦ電力の量によって測定されるアンテナ効率がその面積に比例しているので、物理的なサイズが小さいことでアンテナ効率が著しく低下することとなり、通信チャネルの電力量全体に影響が及ぶおそれがある。一方、患者の体内の感知装置から外部の受信機／記録装置に無線周波数信号を伝送する間、無線周波数信号の品質は、人体による電力減衰のために劣化を被る可能性がある。加えて、生体内の診断が行われ得る周囲環境における潜在的なノイズ源も、受信機／記録装置において検出される信号の劣化の一因となるおそれがある。

発明の概要
この発明の目的は生体内通信システムを提供することであり、当該生体内通信システムは、伝送装置を含む生体内感知装置と、複数の受信装置、上記複数の受信装置に接続される信号セレクタまたはマルチプレクサおよび上記信号マルチプレクサに接続される信号処理装置を含む受信システムとを含む。

感知装置は、伝送装置および複数の受信装置を通じて受信システムと通信することができ、信号セレクタは、複数の受信装置によって供給される複数の受信された信号から２つ以上の信号を選択し、信号処理装置に２つ以上の信号を出力することができる。

この発明のさらなる目的は、信号セレクタが複数の受信された信号の相対信号強度を測定し、上記相対信号強度のオーダに基づいて２つ以上の信号を選択することである。

この発明のさらなる目的は、信号処理装置が、上記選択された２つ以上の信号を、実質的に同相になるように調整できることである。

この発明のさらなる目的は、信号処理装置が、実質的に同相である位相調整された２つ以上の信号を結合できることである。

この発明のさらなる目的は、信号処理装置が、位相調整された２つ以上の信号が実質的に同じ振幅を有するように調整できることである。

この発明のさらなる目的は、信号処理装置が、実質的に同相であり実質的に振幅が同じである位相および振幅調整された２つ以上の信号を結合できることである。

この発明のさらなる目的は、生体内感知装置が嚥下可能なカプセルであることである。

この発明のさらなる目的は、伝送された信号が画像または映像信号を含むことである。

この発明のさらなる目的は、伝送装置が送信アンテナを含むことである。

この発明のさらなる目的は、複数の受信装置が２つ以上の受信アンテナを含むことである。

この発明のさらなる目的は、伝送装置からの伝送された信号を再生する方法を提供することであり、当該方法は、複数の受信装置において複数の信号を受信するステップと、複数の受信された信号から２つ以上の信号を選択するステップと、当該選択された２つ以上の信号から、伝送された信号を構成するステップとを含む。

この発明のさらなる目的は、当該構成する方法が、選択された２つ以上の信号の位相を検出するステップと、選択された２つ以上の信号の位相を、実質的に同相になるように調整するステップとを含むことである。

この発明のさらなる目的は、当該方法が、伝送された信号を再生するために、位相調整された２つ以上の信号を結合するステップをさらに含むことである。

この発明のさらなる目的は、当該方法がさらに、位相調整された２つ以上の信号の振幅を測定するステップと、位相調整された２つ以上の信号の振幅を、実質的に同じ振幅を有するように調整するステップとを含むことである。

この発明のさらなる目的は、当該方法がさらに、伝送された信号を再生するために、位相および振幅調整された２つ以上の信号を結合するステップを含むことである。

この発明のさらなる目的は、当該選択する方法が、相対信号強度のオーダによって、複数の受信された信号から２つ以上の信号を選択するステップを含むことである。

この発明の実施例は例として説明されており、添付の図面の図に限定されるものとしては説明されない。添付の図面においては、同様の参照番号が対応する要素、類似の要素または同様の要素を示す。

説明を簡潔および明瞭にするために、図面に示される要素は必ずしも一定の縮尺では描かれない。たとえば、当該要素のうちのいくつかの寸法は、分かり易くするために他の要素に比べて誇張される可能性がある。

発明の詳細な説明
以下の詳細な説明においては、この発明の実施例を完全に理解させるために多数の特定の詳細が述べられている。しかしながら、これらの特定の詳細なしにこの発明の実施例が実施可能であることを当業者は理解するだろう。他の例においては、周知の方法、手順、構成要素および回路は、この発明の実施例を不明瞭にしないために詳細には記載されない。

この発明のいくつかの実施例は、一例においては自然な蠕動によって押し進められて胃腸（ＧＩ）管の中を受動的または能動的に進み得る典型的には嚥下可能な装置に向けられる。他の実施例は、他の体内腔、たとえば血管、生殖管などを通り得る生体内感知装置に向けられる。当該装置は、感知装置、画像装置、診断用装置、治療用装置またはそれらの組合せであってもよい。一実施例に従うと、当該装置は画像センサを含み得る。生体内感知装置、受信システムおよびディスプレイシステムを含む装置および方法は、この発明の実施例に従うと、国際出願公開番号ＷＯ ０１／６５９９５および／または米国特許第５，６０４，５３１号に記載される実施例に類似し得るが、その各々がこの発明の共通の譲受人に譲渡され、引用によりこの明細書中に援用されている。この明細書中に記載される装置は他の構成および構成要素の組を有してもよい。

図１は、生体内感知装置４、受信機／記録装置６およびワークステーション８を含む、この発明のいくつかの実施例に従った例示的な生体内感知システム２の簡略図である。この発明のいくつかの実施例に従うと、感知装置４は長方形、楕円形または球形のカプセルであり得、嚥下可能であり得るが、ただし、この発明の範囲内で他の構成も可能である。

以下の記載において説明されるとおり、ハウジング壁５に含まれる感知装置４は、患者の体内を通りつつ、たとえば体内腔の内壁の一連の画像などの情報を収集することができ、無線または有線媒体１０を介して患者の体外にある受信機／記録装置６に少なくともその情報を伝送することができるだろう。受信機／記録装置６はメモリ１２を含み得、感知装置４から受取った情報をメモリ１２に記録することができるだろう。随意には、受信機／記録装置６は、ＬＣＤ、ＴＦＴ、ＣＲＴ、ＯＬＥＤまたは他の好適なパネルを含み得るディスプレイパネル１８を含み得る。ディスプレイパネル１８は受信機／記録装置６に組込まれてもよい。受信機／記録装置６は、たとえば無線または有線媒体１４を介して、受信および／または記録された情報をディスプレイ１８またはワークステーション８に転送することができ、情報を感知装置４から受信／記録しつつ転送することができるだろう。

ワークステーション８は、感知装置４がまだ患者の体内にある間、および、受信機／記録装置６が感知装置４によって集められた情報をまだ記録している間に、受信機／記録装置６から受取った情報を処理することおよび／またはオペレータに提示することができるだろう。たとえば、ワークステーション８はディスプレイユニット１６を含み得、メモリ１２に記録された一連の画像をディスプレイユニット１６に表示することができるだろう。ディスプレイユニット１６はＬＣＤ、ＴＦＴ、ＣＲＴ、ＯＬＥＤまたは他の好適な媒体を含み得る。

たとえば無線または有線媒体１４を介して制御信号を受信機／記録装置６に送信することにより、ワークステーション８は、受信機／記録装置６が記録された情報をワークステーション８に転送する方法を制御することができるだろう。このような制御を考慮すると、一連の画像の例においては、受信機／記録装置６は以下の例示的な動作をいずれも実行し得る。ただし、これは非網羅的リストである。当該例示的な動作とは、すなわち、ワークステーション８への画像の送信の開始または停止、感知装置４から受取った順序または
逆の順序での一連の画像の送信、たとえばワークステーション８の人のオペレータによって規定される、その流れにおける特定の画像からワークステーション８への画像の送信の開始などを含む。

メモリ１２は、受信機／記録装置６に固定され得るかまたはそこから取外し可能であり得る。メモリ１２の例の非網羅的リストは以下のいずれかの組合せを含む。すなわち、半導体装置、たとえばレジスタ、ラッチ、電気的消去可能なプログラマブル読出専用メモリデバイス（ＥＥＰＲＯＭ）、否定論理積（ＮＡＮＤ）フラッシュメモリデバイス、否定論理和（ＮＯＲ）フラッシュメモリデバイス、不揮発性ランダムアクセスメモリデバイス（ＮＶＲＡＭ）、同期ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ）デバイス、ＲＡＭＢＵＳ（登録商標）ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＲＤＲＡＭ）デバイス、ダブルデータレート（ＤＤＲ）メモリデバイス、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）リムーバブルメモリ、コンパクトフラッシュ（登録商標）（ＣＦ）メモリカード、パーソナルコンピュータ・メモリカード国際協会（ＰＣＭＣＩＡ）メモリカード、識別保護モジュール（ＳＩＭ）カード、ＭＥＭＯＲＹ
ＳＴＩＣＫ（登録商標）カードなど、および、光学装置、たとえばコンパクトディスク読取専用メモリ（ＣＤ ＲＯＭ）、コンパクトディスク書込み可能メモリ（ＣＤ−Ｒ）など、および、磁気装置、たとえばハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気テープなど、である。

図２は、この発明のいくつかの実施例に従った、例示的な生体内感知システム２の簡略化されたブロック図である。生体内感知システム２は、感知装置４、受信機／記録装置６およびワークステーション８を含み得る。

この発明のいくつかの実施例に従うと、感知装置４はシェルまたはハウジング５を有するカプセルであってもよい。ただし、他の構成も可能である。感知装置４は、たとえば撮像システム３９、プロセッサ２０、送信機２２、オプションの受信機２４および少なくとも１つのアンテナ２６を含み得る。加えて、感知装置４は、少なくとも撮像システム３９、プロセッサ２０、送信機２２およびオプションの受信機２４に電力を与えるための電源２８を含み得る。

撮像システム３９は、光学窓３０と、たとえば発光ダイオード（ＬＥＤ）などの少なくとも１つの照明源３２と、撮像センサ３４と、光学システム３６とを含み得る。

照明源３２は、光学窓３０を透通し体内腔４１の内側部分４０を照明し得る光線３８を生成し得る。体内腔４１の例の非網羅的リストは、胃腸（ＧＩ）管、血管、生殖管または他の好適な体内腔を含む。

体内腔４１の内側部分４０からの光線３８の反射４２は光学窓３０を透通して感知装置４に戻り、光学システム３６によって撮像センサ３４に集束され得るかまたは向けられ得る。撮像センサ３４は集束された反射４２を受取り得る。撮像センサ３４は、プロセッサ２０からの画像取込コマンド４０に応答して、体内腔４１の内側部分４０の画像を取込み得る。プロセッサ２０は、ワイヤ４６を介して撮像センサ３４から内側部分４０の画像を受信し得、アンテナ２６を介して内側部分４０の画像を無線媒体１０に伝送するよう送信機２２を制御し得る。

感知装置４は、体内腔４１の軸に沿って受動的または能動的に進み得る。実質的に等しいかまたは等しくない可能性があり、かつ、その進み具合に対して相対的であり得るかまたは相対的であり得ない時間間隔で、プロセッサ２０が撮像センサ３４による画像の取込を開始し得、取込まれた画像を伝送するよう送信機２２を制御し得る。結果として、体内
腔４１の内側部分の一連の画像が感知装置４から無線媒体１０に伝送され得る。

感知装置４は、「無線通信フレーム」に組込まれている取込まれた画像を伝送し得る。無線通信フレームのペイロード部分は取込まれた画像を含み得、たとえば遠隔測定情報および巡回冗長符号（ＣＲＣ）などの付加的なデータを含み得る。加えて、無線通信フレームは、たとえばフレーム指示ビット、同期ビット、プリアンブルビットなどを含み得るオーバーヘッド部分を含み得る。

オプションの受信機２４は、アンテナ２６を介して無線媒体１０から無線メッセージを受信することができ、プロセッサ２０はこれらのメッセージを取込むことができるだろう。このようなメッセージの例の非網羅的リストには、感知装置４による画像取込の活性化もしくは非活性化、画像を取込むための時間間隔の制御、感知装置４からの伝送の活性化もしくは非活性化、または他の好適なメッセージが含まれる。

画像センサ２４の例の非網羅的リストには、固体撮像センサ、相補形金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）撮像センサ、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）撮像センサ、リニア撮像センサ、ライン撮像センサ、フルフレーム撮像センサ、「カメラ・オン・チップ」撮像センサ、または他の好適な撮像センサが含まれる。

電源２８の例の非網羅的リストには、電池、たとえば酸化銀電池、リチウム電池、キャパシタ、または他の好適な電源が含まれる。この発明の別の実施例においては、電源２８はなくてもよく、当該装置は外部の電源によって電力供給されてもよい。

受信機／記録装置６は、少なくとも１つのアンテナ４８、受信機５０、オプションの送信機（ＴＸ）５２、メモリコントローラ５６、プロセッサ５８、および通信コントローラ、たとえばユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）コントローラ６０を含み得る。

プロセッサ５８は、バス６２を介して、受信機５０、オプションの送信機５２、フレームシンクロナイザ５４、メモリコントローラ５６およびＵＳＢコントローラ６０の動作を制御することができるだろう。加えて、受信機５０、オプションの送信機５２、フレームシンクロナイザ５４、メモリコントローラ５６、プロセッサ５８およびＵＳＢコントローラ６０は、データ、たとえば、感知装置４から受取った画像またはその部分を、バス６２を介して交換することができるだろう。

アンテナ４８は受信機／記録装置６の内部または外部に装着され得、受信機５０およびオプションの送信機５２はともにアンテナ４８に連結され得る。オプションの送信機５２は、アンテナ４８を介して無線メッセージを感知装置４に伝送することができるだろう。受信機５０は、アンテナ４８を介して感知装置４から、伝送、たとえば一連の無線通信フレーム、を受信することができ、トレース６４上で無線通信フレームに対応するビットを出力し得る。

受信機／記録装置６は、有線媒体１４を介してワークステーション８と通信し得る。たとえば、受信機／記録装置６は記録されたペイロードをワークステーション８に転送することができ、ワークステーション８から制御を受取ることができるだろう。この発明はこの点には限定されないが、有線媒体１４はたとえばＵＳＢケーブルであってもよく、受信機／記録装置６のＵＳＢコントローラ６０とワークステーション８とにつながれてもよい。

アンテナ２６および４８の例の非網羅的リストは、ダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、多層セラミックアンテナ、平板逆Ｆアンテナ、ループアンテナ、ショットアンテ
ナ、デュアルアンテナ、全方向性アンテナ、コイルアンテナまたは他の好適なアンテナを含む。さらに、アンテナ２６およびアンテナ４８は異なる種類であってもよい。

プロセッサ２０および５８の例の非網羅的リストは、中央処理装置（ＣＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）、複雑命令セットコンピュータ（ＣＩＳＣ）などを含み得る。さらに、プロセッサ２０および／または５８は各々、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）の一部であり得るか、または特定用途向け標準品（ＡＳＳＰ）の一部であり得る。

ワークステーション８の例の非網羅的リストは、相手先商標製造会社（ＯＥＭ）専用のワークステーション、デスクトップパーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ノートブックコンピュータ、携帯用コンピュータなどを含む。

図３は、この発明のいくつかの具体的な実施例に従った、生体内感知装置４の内部にある伝送装置２６の組（１組は１つの場合を含んでもよい）の簡略化された概略図である。伝送装置は、たとえばアンテナ３１１および３１２などのアンテナであり得、送信機２２から無線または有線媒体１０に信号を伝送し得る。伝送された信号は人の内腔の内部から得られる画像信号であり得、他の遠隔測定データ、たとえばｐＨ値、圧力、温度、電池電圧などを含み得る。

この発明のいくつかの実施例に従うと、アンテナ２６の組、たとえばアンテナ３１１および３１２は、送信機２２によって生成される信号の同じコピーを伝送し得る。送信機２２はまた、異なる符号化方式で符号化された異なる伝送信号を別々のアンテナに供給し得る。たとえば、１つのアンテナ、たとえばアンテナ３１１はその大部分が画像信号であり得る信号を伝送し得、別のアンテナ、たとえばアンテナ３１２は感知装置４の主に遠隔測定の情報、たとえば電池電圧、圧力、温度などを伝送し得る。

この発明のいくつかの実施例に従うと、アンテナ２６の組のうちの１つ以上のアンテナは、たとえば受信専用モードまたは伝送専用モードなどの単方向モードで作動し得る。また、アンテナ２６の組のうちの１つ以上のアンテナは、信号を同時に送受信する双方向モードで作動し得る。

この発明のいくつかの実施例に従うと、アンテナ２６の組による双方向通信方式では、伝送信号および受信信号が１組のキャリアによって同じ無線周波数で搬送され得るか、または、１組のキャリアによって異なる無線周波数で搬送され得る。

この発明のいくつかの実施例に従うと、アンテナ２６の組、たとえばアンテナ３１１および３１２は、受信した信号の特性、たとえば強度および偏波などによって受信機／記録装置６（図２）において識別され得るように互いに対して異なる方向に向けられ得る。したがって、感知装置４の向きはまた、いくつかの異なる送信アンテナおよび受信アンテナから受取った信号の組合せに基づいて決定され得る。たとえば、アンテナ３１１および３１２は、互いに対して直交する信号を伝送するように配置され得る。他の数のアンテナ、たとえば３つ以上のアンテナが用いられてもよい。

図４は、この発明のいくつかの具体的な実施例に従ったフロントエンド受信機４００の簡略化された概略ブロック図である。一般性を損なうことなく説明を簡潔にするために、伝送装置２６（図３）は１つの送信アンテナだけ、たとえば送信アンテナ３１１（図３）を含み得、アンテナ３１１は、複数の受信装置４８、たとえばアンテナ、によって受信され得る信号１０（図１）を伝送し得るものとする。言い換えれば、「Ｎ」個のアンテナ（Ｎ＞１）を含む複数のアンテナ４８は、複数の受信された信号、たとえば信号４５１、４
６１および／または４７１を、信号セレクタたとえばマルチプレクサ４０２の入力に生成し得る。他の好適な信号選択装置が用いられてもよい。マルチプレクサ４０２はさらに、アンテナインターフェイスおよび整合回路ならびに低雑音増幅器を含み得る。マルチプレクサ４０２は、入力信号の組から選択され得る出力信号を生成し得る。この選択は、予め規定されたいくつかの基準、たとえば相対信号強度に基づいていてもよい。信号４９２の選択は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）４０８から受取った制御信号４９５によって制御され得る。

ミキサ４１２は、選択された信号４９２をマルチプレクサ４０２から受信し得る。ミキサ４１２はまた、振動周波数信号４９１をローカル周波数シンセサイザ４１０から受信し、信号４９１をマルチプレクサ４０２からの信号４９２と混合して、復調されたかまたは部分的に復調された信号４９３を生成し得る。信号４９３は、信号４９２のキャリア周波数がシンセサイザ４１０からの信号４９１の振動周波数として同じであるかまたは実質的に同じである場合、ベースバンド信号であってもよい。信号４９３はまた、信号４９２のキャリア周波数とシンセサイザ４１０の周波数との差であり、元の無線周波数（ＲＦ）から下方向に変換される中間周波数（ＩＦ）のキャリアを有する信号であってもよい。

ミキサ４１２は、ベースバンド信号４９３、またはＩＦキャリアで部分的に復調された信号４９３をアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器４１４に印加し得、信号４９３はデジタル信号４９４に変換され得る。デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）４０８は、Ａ／Ｄ変換器４１４から受取ったデジタル信号４９４を処理し、出力信号をトレース６４（図２）に供給し得る。

マルチプレクサ４０２は、入力信号、たとえば信号４５１、４６１および／または４７１、の電力を定期的に放出し、放出された信号電力を含む信号４８２として出力し得る。相対信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）ユニット４０４は、入力信号４８２の信号強度を測定し、最も強い電力を有する入力信号を選択し、信号強度表示信号４８３をアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器４０６に送信し得る。次いで、Ａ／Ｄ変換器４０６は信号４８３をデジタル信号４８４に変換してＤＳＰユニット４０８に印加し得る。ＤＳＰユニット４０８は、信号４８４に基づいて、マルチプレクサ４０２の出力の選択を、ＲＳＳＩユニット４０４によって選択され得る入力に切換え得る。ＤＳＰ４０８は、制御信号４９５によってマルチプレクサ４０２を制御し得る。

図５は、この発明のいくつかの具体的な実施例に従ったフロントエンド受信機５００の簡略化された概略ブロック図である。複数の受信装置４８、たとえば「Ｎ」個のアンテナ（Ｎ＞１）は、たとえばアンテナ３１１（図３）などの伝送装置２６のうちの１つによって伝送された信号を検出し得る。言い換えれば、複数のアンテナ４８は、Ｎ個の入力信号、たとえば信号５５１、５６１および５７１を信号セレクタ、たとえばマルチプレクサ５０２に生成し得る。

マルチプレクサ５０２はＮ個の入力ポートおよび「ｋ」個の出力ポートを有し得る。ｋは１＜ｋ＜Ｎであり、好ましくは２に等しいがそうである必要はない。ｋ個の出力ポートからの出力信号はＮ個の入力信号から選択され得る。この選択は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）５０８からの制御信号５９５によって制御され得る。この選択は、予め規定されたいくつかの基準、たとえばＮ個の入力信号間の相対信号強度に基づいていてもよい。

下記において、信号セレクタ、たとえばマルチプレクサ５０２からの出力信号の数「ｋ」が一般性を損なわずに３つの信号によって便宜的に例示され得ることが認識される。出力信号の数ｋは好ましくは２であり得るかまたは他の数であり得る。

マルチプレクサ５０２からのｋ個の出力信号、たとえば信号５５２、５６２および５７２は、１組の位相シフタ、たとえば５３２、５３４および５３６への入力信号であり得る。同時に、信号５５２、５６２および５７２のうちの少なくとも一部が放出されて、たとえば検出器５２２、５２４および５２６のような１組の位相検出器に対する入力を、位相シフタ５３２、５３４および５３６の組にそれぞれ供給し得る。

この発明のいくつかの具体的な実施例に従うと、位相検出器５２２は、たとえば、入力信号５５２の位相情報を検出および測定し得、測定された位相情報は、予め規定された基準位相と比較され得る。同じ基準位相が、他の位相検出器たとえば検出器５２４および５２６において用いられてもよい。言い換えれば、信号５５２の位相情報は、マルチプレクサ５０２からの他の出力信号、たとえば、この明細書中に例示される信号５６２および５７２と実質的に比較され得る。この発明の一実施例においては、１つの信号、たとえば信号５５２の位相情報は、他の信号、たとえば信号５６２および５７２の位相情報と直接比較され得る。

信号５５２の位相と基準位相との差に基づいて、位相検出器５２２が制御信号５５３を出力し得、制御信号５５３は位相シフタ５３２に印加され得る。他の位相シフタ、たとえば５３４および５３６とともに作動し、信号５６３および５７３によってそれぞれ制御される位相シフタ５３２は、位相シフタ５３２からの出力信号５５４が他の位相シフタからの信号、たとえば位相シフタ５３４および５３６からの信号５６４および５７４で実質的に同じ位相または同相になり得るように、入力信号５５２について遅延時間を調整し得る。言い換えれば、信号５５４、５６４および５７４は、位相シフタ５３２、５３４および５３６の後に同相になり得る。

振幅をさらに調整することなく信号５５４、５６４および５７４が既に実質的に同じ強度を有し得る場合、このために、これらの信号５５４、５６４および５７４は、結合器５１６によって一緒に追加されて、結合された信号５９２を高い信号対雑音（ＳＮＲ）比で生成し得る。

代替的には、信号５５４、５６４および５７４の組の強度は、実質的に同じ振幅または信号強度を有するようＲＦ増幅器の組、たとえば増幅器５４２、５４４および５４６によって調整され得る。ｋ個の信号、たとえば、増幅器たとえば５４２、５４４および５４６の組から出てくる信号５５５、５６５および５７５が一緒に結合器５１６によって追加されて、結合された信号５９２を高い信号対雑音比（ＳＮＲ）で供給し得る。通常、後に同じ信号振幅を有する２つの信号、たとえば信号５５５および５６５が一緒に追加されて、３ｄＢまでのＳＮＲの向上が達成され得る。というのも、信号振幅が、雑音電力の２倍の増加に比した信号電力の４倍の増加に対応して、２倍も大きくなり得るからである。２よりも大きいｋ個の信号はさらに、ＳＮＲを向上し得るが、ハードウェアをより複雑にするという犠牲を払うこととなる可能性がある。

位相検出器、たとえば検出器５２２、５２４および５２６、位相シフタ、たとえば位相シフタ５３２、５３４および５３６、増幅器、たとえば増幅器５４２、５４４および５４６、ならびに結合器５１６は、総称して信号処理装置と称されてもよい。信号処理装置は、マルチプレクサ５０２の出力から複数の入力を受信し、信号出力信号５９２を供給する。

ミキサ５１２は結合された信号５９２を結合器５１６から受信し得る。ミキサ５１２はまた、ローカル周波数シンセサイザ５１０から振動周波数信号５９１を受信し得、信号５９１を結合器５１６からの信号５９２と混合して、復調された信号５９３を生成し得る。
信号５９３は、信号５９２のキャリア周波数が、シンセサイザ５１０からの信号５９１の振動周波数として同じであるかまたは実質的に同じである場合ベースバンド信号であってもよく、および／または、信号５９２のキャリア周波数と信号５９１の周波数との差であり、元の無線周波数（ＲＦ）から下方向に変換され得る中間周波数（ＩＦ）でキャリアを有する信号であってもよい。

上述のとおり、マルチプレクサ５０２によるｋ個の出力信号の選択は信号５９５によって制御される。加えて、増幅器５４２、５４４および５４６の組のゲインは制御信号５９６によって制御されてもよく、この場合、信号５９５および５９６はともにＤＳＰユニット５０８によって生成および制御される。

デジタル信号プロセッサ５０８は、マルチプレクサ５０２によって供給されるサンプリングされた信号５８２に基づいて制御信号５９５を供給し得る。信号５８２は、入力信号、たとえば信号５５１、５６１または５７１のうちの１つの一部であり得る。言い換えれば、マルチプレクサ５０２は入力信号５５１、５６１または５７１のうちの１つに定期的にタッピングし、出力信号５８２を供給し得る。相対信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）ユニット５０４は、その入力５８２の信号強度を、サンプリングされた入力信号にわたって測定し、信号強度表示信号５８３をアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器５０６に出力し得るが、ここで、信号５８３がデジタル信号５８４に変換され、ＤＳＰユニット５０８に印加され得る。Ｎ個の入力信号、たとえば信号５５１、５６１および５７１にわたる信号強度情報を供給する信号５８４に基づき、ＤＳＰユニット５０８は制御信号５９５を供給して、比較的強い信号強度を持つｋ個の信号が選択され得るように、マルチプレクサ５０２による入力信号の選択を制御し得る。

デジタル信号プロセッサ５０８はまた、デジタル信号としてＡ／Ｄ変換器５１４によって供給される検出されたベースバンド信号５９４の品質に基づいて制御信号５９６を供給し得る。ＤＳＰ５０８は、個々の増幅器、たとえば増幅器５４２、５４４および５４６のゲインの量を調整し、Ａ／Ｄ変換器５１４からの出力信号の品質、たとえば、信号強度レベル、雑音電力またはＳＮＲを監視し得る。上述のとおり、ＤＳＰ５０８は、増幅器からの出力信号、たとえば信号５５５、５６５および／または５７５が実質的に同じ信号強度を有し得るように増幅器のゲインを制御し得る。

図６は、この発明の実施例に従った方法の簡略化されたブロック図である。一実施例に従うと、たとえば図５および図６における上述の方法は、伝送された信号を生体内感知装置から再生するのに用いられてもよい。生体内感知装置は、まず、人の内腔の内部から画像信号を取込み得る（ブロック６０２）。次いで、取込まれた画像信号が、１つ以上の伝送装置、たとえばアンテナによって人の体外に送信され得る（ブロック６０４）。複数の受信装置、たとえばアンテナは、その後、生体内感知装置によって伝送された複数の受信された信号を再生し得る（ブロック６０６）。受信された信号のうちの２つ以上、たとえば、最も強い信号強度を持つ信号が選択され得る（ブロック６０８）。当該選択された２つ以上の信号は、互いに同相になるよう調整され得（ブロック６１０）、実質的に同じ振幅または信号強度を有するよう調整され得る（ブロック６１２）。信号の他のパラメータが調整されてもよい。選択された２つ以上の信号は、たとえば位相および振幅に合わせて調整された後、伝送された信号を表わし得る出力信号を再生するよう結合され得る（６１４）。代替的には、選択された２つ以上の信号は、当該信号の信号強度が比較的互いに近い場合、同相または実質的に同相になるように調整された（６１０）直後に結合され得る（６１４）。

図７Ａおよび図７Ｂは、それぞれ、この発明のいくつかの具体的な実施例に従ったフロントエンド受信機７００の一部についての簡略化された概略ブロック図および物理的な概
略図である。フロントエンド受信機７００はアンテナセット４８を含み得る。当該アンテナセット４８は、少なくとも２つのアンテナ４５１、４６１と、さらなる処理のためにそのアンテナ４５１、４６１から伝えられる信号を制御し得るマルチプレクサ４０２と、プロセッサ７０とを含み得る。プロセッサ７０はさらに、振幅補正および制御のための手段、位相補正および制御のための手段、２信号減算器、ならびにインピーダンス整合および出力ゲイン制御を含み得る。

それぞれの受信端部７１、７２を備えたアンテナ４５１、４６１は、生体内感知装置４が実質的に２つの選択されたアンテナ間に位置するようにマルチプレクサ４０２によって選択される。感知装置４からの伝送７４はアンテナ４５１の受信端部７１において受信され、このため、図７Ｂの図示された例においては、磁束が受信端部７１の下部から上部に流れ、アンテナ４６１の受信端部７２では、その磁束が受信端部の上部から下部に流れる。一方、外部の伝送７６、たとえば、近傍の伝送装置からの伝送または電磁ノイズの伝送はアンテナ４５１、４６１によって受信され、その磁束が、同じ方向、すなわち図７Ｂの例においては上部から下部の方に、受信端部７１、７２を通って流れる。結果として、カプセル信号を表わす線４９２、４９３における信号の部分が互いに追加され、こうして、感知装置４から受取った信号が増大する。一方、外部のソースから受取った信号の部分が実質的に相互にキャンセルされる。外部のソースからの干渉のキャンセルに加えて、カプセル信号のＳＮＲ（信号対雑音比）が３ｄＢまで改善される。感知装置４から受取った信号の強度および品質は、２つのアンテナ４５１、４５２からの信号の位相および振幅を調整することによってさらに向上し得る。

この発明のいくつかの特徴をこの明細書中に例示および記載してきたが、多くの変形例、代替例、変更例および同等例が当業者には明らかとなるだろう。したがって、添付の特許請求の範囲が、この発明の精神の範囲内におけるこのような変形例および変更例をすべて包含するよう意図されたものであることが理解されるべきである。

この発明のいくつかの実施例に従った、感知装置、受信機／記録装置およびワークステーションを含む例示的な生体内感知システムを示す概念図である。 この発明のいくつかの実施例に従った、例示的な生体内感知システムを示す簡略化されたブロック図である。 この発明のいくつかの実施例に従った、生体内感知装置における１つのアンテナを含むアンテナの組を示す簡略化された概略図である。 この発明の一実施例に従った、受信アンテナの組から信号を選択するための受信機回路を示す簡略化された概略ブロック図である。 この発明の別の実施例に従った、受信アンテナの組からの２つ以上の信号を結合するための受信機回路を示す簡略化された概略ブロック図である。 ２つ以上の受信された信号を結合して、生体内感知装置によって伝送される信号を再生するための方法を示す簡略化されたブロック図である。 この発明の別の実施例に従ったフロントエンド受信機の一部をそれぞれ示す簡略化された概略ブロック図および物理的な概略図である。 この発明の別の実施例に従ったフロントエンド受信機の一部をそれぞれ示す簡略化された概略ブロック図および物理的な概略図である。

符号の説明

２ 生体内感知システム、４ 生体内感知装置、５ ハウジング壁、６ 受信機／記録装置、８ ワークステーション、１０ 無線媒体、１２ メモリ、１４ 有線媒体、１６
ディスプレイユニット、１８ ディスプレイパネル。

Claims (26)

1. 生体内通信システムであって、
   伝送装置を含む生体内感知装置と、
   受信システムとを含み、前記受信システムはさらに、
   複数の受信装置と、
   前記複数の受信装置に接続される信号セレクタと、
   前記信号セレクタに接続される信号処理装置とを含み、
   前記感知装置は、前記伝送装置と前記複数の受信装置とを介して前記受信システムと通信することができ、前記信号セレクタは、前記複数の受信装置によって供給される複数の受信された信号から２つ以上の信号を選択し、前記信号処理装置に前記２つ以上の信号を出力することができる、生体内通信システム。
2. 前記信号セレクタは、前記複数の受信された信号の相対信号強度を測定し、前記相対信号強度のオーダに基づいて前記２つ以上の信号を選択する、請求項１に記載の生体内通信システム。
3. 前記信号処理装置は、前記選択された２つ以上の信号を、実質的に同相になるように調整することができる、請求項１に記載の生体内通信システム。
4. 前記信号処理装置は、実質的に同相である前記位相調整された２つ以上の信号を結合することができる、請求項３に記載の生体内通信システム。
5. 前記信号処理装置は、前記位相調整された２つ以上の信号を、実質的に同じ振幅を有するように調整することができる、請求項３に記載の生体内通信システム。
6. 前記信号処理装置は、実質的に同相であり実質的に同じ振幅である前記位相および振幅調整された２つ以上の信号を結合することができる、請求項５に記載の生体内通信システム。
7. 前記生体内感知装置は嚥下可能なカプセルである、請求項１に記載の生体内通信システム。
8. 前記伝送された信号は画像信号を含む、請求項１に記載の生体内通信システム。
9. 前記伝送装置は送信アンテナを含む、請求項１に記載の生体内通信システム。
10. 前記複数の受信装置は２つ以上の受信アンテナを含む、請求項１に記載の生体内通信システム。
11. 前記信号セレクタはマルチプレクサを含む、請求項１に記載の生体内通信システム。
12. 前記生体内感知装置はイメージャを含む、請求項１に記載の生体内通信システム。
13. 伝送された信号を生体内感知装置から再生する方法であって、
    複数の受信装置において複数の信号を受信するステップと、
    前記複数の受信された信号から２つ以上の信号を選択するステップと、
    前記選択された２つ以上の信号から前記伝送された信号を構成するステップとを含む、方法。
14. 前記構成するステップは、
    前記選択された２つ以上の信号の位相を検出するステップと、
    前記選択された２つ以上の信号の前記位相を、実質的に同相になるように調整するステップとを含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記位相を調整する前記ステップは、遅延時間を前記選択された２つ以上の信号に変更するステップを含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記伝送された信号を再生するよう前記位相調整された２つ以上の信号を結合するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
17. 前記位相調整された２つ以上の信号の振幅を測定するステップと、
    前記位相調整された２つ以上の信号の前記振幅を、実質的に同じ振幅を有するように調整するステップとをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
18. 前記伝送された信号を再生するよう、前記位相および振幅調整された２つ以上の信号を結合するステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
19. 前記選択するステップは、相対信号強度のオーダによって、前記複数の受信された信号から２つ以上の信号を選択するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
20. 生体内撮像装置から信号を再生する方法であって、
    少なくとも画像データを含む複数の信号を受信するステップと、
    前記複数の信号から２つ以上の信号を選択するステップと、
    前記選択された２つ以上の信号の位相を検出するステップと、
    実質的に同相になるように前記位相を調整するステップと、
    伝送された信号を前記選択された２つ以上の信号から再生するステップとを含む、方法。
21. 前記選択された２つ以上の信号の振幅を測定するステップと、
    実質的に同じになるように前記振幅を調整するステップとをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
22. 前記信号セレクタは、実質的に前記生体内感知装置の両側に位置する前記複数の受信装置のうちの２つを選択する、請求項５に記載の生体内通信システム。
23. 前記２つの選択された受信装置から受取った信号が同相であり、振幅調整されている、請求項２２に記載の生体内通信システム。
24. 伝送された信号を生体内感知装置から再生する方法であって、
    複数の受信装置において複数の信号を受信するステップと、
    実質的に前記生体内感知装置の両側に位置する受信装置から受取った前記複数の受信された信号から２つの信号を選択するステップと、
    前記選択された２つの信号から前記伝送された信号を構成するステップとを含む、方法。
25. 前記構成するステップは、
    前記選択された２つ以上の信号の位相を検出するステップと、
    前記選択された２つの信号の前記位相を、実質的に同相になるように調整するステップとを含む、請求項２４に記載の方法。
26. 前記構成するステップは、
    前記位相調整された２つの信号の振幅を、実質的に同じ振幅を有するように調整するステップを含む、請求項２５に記載の方法。

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