JP2008500126A - 体内サンプリング用デバイス、システム及び方法 - Google Patents
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Abstract
体内サンプリング用デバイス、システム及び方法。その利用のための体内デバイス及び方法には、サンプリング室及び開閉機構が含まれる。サンプリング室は体腔物質の試料を保存し、且つ開閉機構はサンプリング室の開口を開閉する。
Description
本発明は一般に生体内試験及び／又は生体療法に関する。
体液又は体腔における物質の異常濃度又は異常の存在は、生体の生物学的状態を示すことがある。例えば、消化(GI)管中に高濃度の赤血球が存在することにより、GI管に沿った出血の位置に応じて異なる病理を示すことがある。従って、例えば、胃における出血は潰瘍を暗示し、一方で、小腸における出血は腫瘍の存在を暗示する。更に異なる臓器は異なる解析方法を必要とする異なる体液を含み得る。例えば、胃は酸を分泌し、一方で膵液は塩基性を有する。
医学診断キットは通常、疑わしい物質の存在に対する体液試料の生体内試験を基にしている。例えば、いくつかの場合、癌のような病気は腫瘍特定マーカー、典型的には特定の抗体を血流で解析することにより検出される。この方法の欠点は、血流中の抗体の発現は通常病気の後期に発生するため、この方法を利用した早期検出は不可能である。更に、この検出方法による病原の位置又は識別は簡単ではない。
（例えば、物質の異常な存在又は濃度のような）異常の早期検出、識別、及び位置は様々な病理の診断及び／又は治療を確定するために非常に重要なことである。
体内の管又は空洞を体内感知するデバイス、システム及び方法、及び情報（例えば、画像情報、ｐＨ情報、温度情報、電気インピーダンス情報、圧力情報、等）を感知及び収集することは当該技術分野において公知である。
体内の管又は空洞を体内感知するデバイス、システム及び方法、及び情報（例えば、画像情報、ｐＨ情報、温度情報、電気インピーダンス情報、圧力情報、等）を感知及び収集することは当該技術分野において公知である。
体内感知システムには、例えばＧＩ管のような体内の空洞又は体腔内から画像を得るための体内撮像デバイスが含まれる。体内撮像デバイスには、例えば光学システムと、光源と、コントローラと、電源と、送信機と、アンテナのようなユニットに関連する撮像装置が含まれる。体内撮像デバイスは収集した画像データを外部の受信機／記憶装置に、通信チャンネル（例えば、無線周波数信号）を利用して送信する。送信機を必要としない内視鏡及び撮像以外の機能を実行する生体内デバイスのような別の型の生体内デバイスが存在する。
本発明の様々な実施形態が、例えば、体内デバイスの開閉機構を提供する。
本発明のいくつかの実施形態には、時間、位置、環境条件等のような特定の条件の元のみで、例えばテスト試料をテスト室に入れることを可能にする、又は（薬剤のような）ある物質の放出を可能にするある手順を活性化又は初期化することを可能にする体内デバイスの開閉機構が、例えば含まれる。
本発明のいくつかの実施形態には、時間、位置、環境条件等のような特定の条件の元のみで、例えばテスト試料をテスト室に入れることを可能にする、又は（薬剤のような）ある物質の放出を可能にするある手順を活性化又は初期化することを可能にする体内デバイスの開閉機構が、例えば含まれる。
いくつかの実施形態に従って、開閉機構は、時間、位置、環境条件等のような特定の条件の下で体内デバイスの異なる活性化をすることが可能である。
いくつかの実施形態において、例えば、体内デバイスには体腔物質の試料を保存することができるサンプリング室及びサンプリング室の開口を開閉することができるゲートが含まれる。一実施形態において、ゲートは受動型ゲートであり、例えば、自律型ゲート、制御不能なゲート、制御されないゲート、デバイスが体内に挿入された後に開閉できるゲート、デバイスが体内に挿入された後、開閉が制御されない又は命令されないゲート等である。別の実施形態において、ゲートは能動型ゲートであり、例えば、制御されるゲート、制御可能なゲート、非自律型ゲート、開閉がユーザ或いは外部のデバイス又はシステムにより制御又は引き起こされるゲート、操作に能動的な開閉機構（例えば機械的な機構、電子又は電気的な機構、磁気的な機構等）を利用するゲート等である。
いくつかの実施形態において、例えば、体内デバイスには体腔物質の試料を保存することができるサンプリング室及びサンプリング室の開口を開閉することができるゲートが含まれる。一実施形態において、ゲートは受動型ゲートであり、例えば、自律型ゲート、制御不能なゲート、制御されないゲート、デバイスが体内に挿入された後に開閉できるゲート、デバイスが体内に挿入された後、開閉が制御されない又は命令されないゲート等である。別の実施形態において、ゲートは能動型ゲートであり、例えば、制御されるゲート、制御可能なゲート、非自律型ゲート、開閉がユーザ或いは外部のデバイス又はシステムにより制御又は引き起こされるゲート、操作に能動的な開閉機構（例えば機械的な機構、電子又は電気的な機構、磁気的な機構等）を利用するゲート等である。
いくつかの実施形態において、例えば、体内デバイスには、所定の条件が満たされたとき及び／又は信号に応答してゲートを開放することができるコントローラが含まれる。信号は外部送信機から受信され、体内画像の解析に基づいて生成されるか又は、感知したパラメータ、（例えば温度、ｐＨ、圧力、酵素の活動等）に応答して体内センサにより生成される。
いくつかの実施形態において、例えば、体内デバイスには体腔物質の少なくとも一部を吸収するための吸収要素が含まれる。
いくつかの実施形態において、例えば、体内デバイスには真空室が含まれる。
いくつかの実施形態において、例えば、体内デバイスには真空室が含まれる。
いくつかの実施形態において、例えば、体内デバイスには体腔物質を室に輸送するための毛細管吸収口又は体腔物質を室に自由に輸送するための広い注入口が含まれる。
いくつかの実施形態において、例えば、体内デバイスには体腔物質を室に注ぎ込み、或いは室から中身を注ぎ出すためのポンプが含まれる。
いくつかの実施形態において、例えば、体内デバイスには体腔物質を室に注ぎ込み、或いは室から中身を注ぎ出すためのポンプが含まれる。
いくつかの実施形態において、例えば、体内デバイスにはサンプリングされた体腔物質と相互作用するための試薬又はインジケータを有するサンプリング室が含まれる。
いくつかの実施形態において、例えば、体内デバイスには電流が第一及び第二導電板に供給されたときに第二導電板から反発することができる第一可撓性導電板及び第一及び第二導電板に電流を供給するための電源が含まれる。
いくつかの実施形態において、例えば、体内デバイスには電流が第一及び第二導電板に供給されたときに第二導電板から反発することができる第一可撓性導電板及び第一及び第二導電板に電流を供給するための電源が含まれる。
いくつかの実施形態において、例えば、体内デバイスには第一及び第二導電板間に空洞を有する井戸が含まれる。
いくつかの実施形態において、例えば、体内デバイスには第一及び第二導電板間に第一空洞を有する第一井戸、及び第一及び第二導電板間に第二空洞を有する第二井戸が含まれる。
いくつかの実施形態において、例えば、体内デバイスには第一及び第二導電板間に第一空洞を有する第一井戸、及び第一及び第二導電板間に第二空洞を有する第二井戸が含まれる。
いくつかの実施形態において、例えば、試料は第一井戸から第二井戸、又は第一サンプリング室から第二サンプリング室に進行することができる。
いくつかの実施形態において、例えば、第一井戸（又は第一サンプリング室）には、第一試薬又は第一インジケータが含まれ、且つ第二井戸（又は第二サンプリング室）には第二の異なる試薬又はインジケータが含まれる。
いくつかの実施形態において、例えば、第一井戸（又は第一サンプリング室）には、第一試薬又は第一インジケータが含まれ、且つ第二井戸（又は第二サンプリング室）には第二の異なる試薬又はインジケータが含まれる。
いくつかの実施形態において、例えば、ゲートには溶性物質が含まれる。
いくつかの実施形態において、例えば、体内デバイスには室の画像を収集するための撮像装置が含まれる。
いくつかの実施形態において、例えば、体内デバイスには室の画像を収集するための撮像装置が含まれる。
いくつかの実施形態において、例えば、体内デバイスには第一体腔物質を収集するための第一室及び第二体腔物質を収集するための第二室が含まれる。
いくつかの実施形態において、例えば、体内デバイスには第一室の開口を閉鎖するための第一ゲート及び第二室の開口を閉鎖するための第二ゲートが含まれる。
いくつかの実施形態において、例えば、体内デバイスには第一室の開口を閉鎖するための第一ゲート及び第二室の開口を閉鎖するための第二ゲートが含まれる。
いくつかの実施形態において、例えば、第二ゲートが実質的に閉鎖したときに第一ゲートが実質的に開放される。
いくつかの実施形態において、例えば、第一及び第二ゲートの少なくとも一つが溶性である。
いくつかの実施形態において、例えば、第一及び第二ゲートの少なくとも一つが溶性である。
いくつかの実施形態において、例えば、第一ゲートが実質的に完全に溶解した後に第二ゲートは実質的に溶解することができる。
いくつかの実施形態において、例えば、第一ゲートには第一体積の溶性物質が含まれ、第二ゲートには第二の異なる体積の溶性物質が含まれる。
いくつかの実施形態において、例えば、第一ゲートには第一体積の溶性物質が含まれ、第二ゲートには第二の異なる体積の溶性物質が含まれる。
いくつかの実施形態において、例えば、第一ゲートには第一溶性物質が含まれ、第二ゲートには第二の異なる溶性物質が含まれる。
いくつかの実施形態において、例えば、第一物質は第一ｐＨレベルに応答して溶解し、第二物質は第二の異なるｐＨレベルに反応して溶解する。
いくつかの実施形態において、例えば、第一物質は第一ｐＨレベルに応答して溶解し、第二物質は第二の異なるｐＨレベルに反応して溶解する。
いくつかの実施形態において、例えば、第一物質は第一温度に反応して溶解し、第二物質は第二の異なる温度に反応して溶解する。
いくつかの実施形態において、例えば、第一物質は第一圧力に反応して溶解し、第二物質は第二の異なる圧力に反応して溶解する。
いくつかの実施形態において、例えば、第一物質は第一圧力に反応して溶解し、第二物質は第二の異なる圧力に反応して溶解する。
いくつかの実施形態に従って、例えば、第一物質は第一酵素活性に応答して溶解し、第二物質は第二の異なる酵素活性に応答して溶解する。
いくつかの実施形態には、例えば、自律型である体内撮像デバイスが含まれ、且つ／又は可飲カプセルが含まれる。
いくつかの実施形態には、例えば、自律型である体内撮像デバイスが含まれ、且つ／又は可飲カプセルが含まれる。
本発明のいくつかの実施形態には体内サンプリングの方法が含まれるが、この方法には、例えば、サンプリング室にゲートによって閉鎖することができる開口が、ある体内デバイスのサンプリング室に物質を収集するための方法、サンプリング室の（例えば、体内）画像を収集すること、体内デバイスを人体に挿入した後の時点でゲートを開放すること、及び／又は他の適切な動作が含まれる。
本発明のいくつかの実施形態は、例えば、体内デバイスの特定のタイミング及び／又は位置での動作を可能にする。例えば、本発明の実施形態に従って、体内解析の方法には体内サンプリング処理をＧＩ管（例えば、十二指腸）に沿った特定の位置で調整することが含まれ、典型的には高濃度の膵臓がん又は他の膵臓の病理を発見することができる。
本発明の実施形態により様々な他の利便性がもたらされ、様々な他の適用例物と共に利用される。
本発明と見なされる対象は特に指摘され、本明細書の結論部において各々主張される。しかし、添付された図面と共に読むとき、その対象と特徴と利点とをまとめた動作の組織化及び方法の両者としての本発明は、以下の詳細な記載を参照することにより最大限理解されるであろう。
説明を単純且つ明確にするために、図面に示される要素は縮尺どおりに図示する必要が無いことは認識されるであろう。例えば、いくつかの要素の寸法は、明確性のために他の要素に比べて誇張される。更に、適切に考慮された参照番号は複数の図面で繰り返し利用され、対応する又は類似する要素を示している。
以下の記載において、本発明の様々な態様が記載される。説明を目的として、特定の構成及び詳細を本発明の理解を介して提供するために説明する。しかし、本発明を本明細書に記載される特定の詳細を利用せずに実施し得ることが当業者には明らかであろう。更に、周知の特徴は本発明を分かりにくくしないために省略又は単純化される。
説明の一部分が体内撮像デバイス、システム及び方法に関係するが、本発明はこの事項に制限されず、本発明の実施形態は様々な他の体内検出デバイス、システム及び方法と共に利用されることに注意するべきである。本発明の実施形態は典型的には自律型であり、且つ典型的には内蔵型である。例えば、デバイスはカプセル又は他のユニットであり、全構成要素は実質的に容器又は殻又はハウジングに含まれ、且つ／又はデバイスは、例えば、電力を受け取ったり情報を送信したりするためのいかなる導線又はケーブルを必要としない。例えば、本発明のいくつかの実施形態は、例えば、ｐＨの自律体内感知、温度の体内感知、圧力の体内感知、電気インピーダンスの体内感知、物質の体内検出、医学的状態又は病理の体内検出、データ又は画像の体内収集又は体内解析、体内撮像、体内光又は色検出又は解析及び／又は様々な他の体内感知デバイス、システム及び方法と共に利用される。本発明のいくつかの実施形態を体内撮像又は体内感知に関連して利用する必要は無い。
本発明のいくつかの実施形態は典型的な可飲体内感知デバイス、例えば、典型的な可飲体内撮像デバイスを対象にしている。米国特許出願公開第２００１／００３５９０２号として２００１年１１月１日に公開された、２００１年３月８日に出願された「体内撮像用デバイス及び方法」と題された米国特許出願第０９／８００，４７０号明細書、及び／又は「体内映像カメラ・システム」と題されたイッダン(Iddan)他による米国特許第５，６０４，５３１号明細書に記載される実施形態に、本発明の実施形態に従うデバイスが類似しても、或いはこの文献に記載される実施形態に類似する要素又は成分を含んでもよく、これらの発明各々には本発明と共通の代理人が任命されており、これらの文献は参照によって本明細書に完全に組み込まれる。更に、本発明の実施形態における利用に適する受信及び／又は表示システムは米国特許出願第０９／８００，４７０号明細書及び／又は米国特許第５，６０４，５３１号明細書に記載される実施形態に類似してもよい。本明細書に記載されるデバイス及びシステムは別の構成及び／又は構成部品の別の一群を有してもよい。例えば、本発明は内視鏡、注射針、カテーテル等を利用して実施されてもよい。
本発明のいくつかの実施形態は、例えば、時刻、位置、環境状態等のような例えば、特定の条件のみの下で例えば、試験サンプル試験室に入れることを可能にする等、ある手順を活性化又は初期化することを可能にする生体内デバイスの開閉機構を提供する。
本発明のいくつかの実施形態に従って、開閉機構は、例えば、時間、位置、環境条件等のような特定の条件の下で、（薬剤、染色液、マーカー、又は同等物のような）ある物質を放出することを可能にする。
いくつかの実施形態に従って、開閉機構は、例えば、時間、位置、環境条件等のような特定の条件の下で体内デバイスの異なる活性化を可能にする。
本発明の実施形態に従って、複数の室が存在し、いくつかの室は、例えば、特定の時間又は体腔内の特定の位置で試験室に試験試料を吸入することを可能にするために開閉し、他の室は薬剤のような物質をこのような条件の下で放出又は汲み出し又は注出する。このことは試料を取得した位置に関するより正確な知識を可能にし、且つ／又は物質のより正確な投与を可能にする。
本発明の実施形態に従って、複数の室が存在し、いくつかの室は、例えば、特定の時間又は体腔内の特定の位置で試験室に試験試料を吸入することを可能にするために開閉し、他の室は薬剤のような物質をこのような条件の下で放出又は汲み出し又は注出する。このことは試料を取得した位置に関するより正確な知識を可能にし、且つ／又は物質のより正確な投与を可能にする。
図１及び２を参照すると、可飲デバイスのような体内デバイス１０が図示されており、この可飲デバイスは、例えば、カプセル及び／又は自立可飲カプセルであってよいが、他の形態であってもよく、本発明の実施形態に従う。図１はデバイス１０の水平面を説明し、図２はデバイス１０の矢状面を説明しており、両者は実質的には互いに直角な断面図である。
デバイス１０には、例えば、複数のサンプリング室１２が含まれる。デバイス１０は、例えば、デバイス１０を飲み込むことにより体内に挿入される。体液試料は注入口１４を介してサンプリング室１２に入り、注入口１４の開口１８はゲート１６により閉鎖される。注出口２８にはバルブ３０があり、液体試料の放出を制御する。
デバイス１０には、サンプリング室１２を照射するための光源２０や、試料又は試料の要素と室１２内に含まれ得るインジケータとの間に発生する反応を検出するための検出器２２や、検出器２２の出力を送信するための送信機２４や、デバイス１０の電気要素に電力を給電するための電源２６が更に含まれるという選択肢もある。送信機２４は無線送信機であって、例えば、無線周波数（ＲＦ）信号を送信することができる。いくつかの実施形態において、検出器２２により中身を観察及び／又は撮像できるように、サンプリング室１２は透明又は半透明である。
検出器２２には光検出器が含まれるか、或いは画像センサ、電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ又は撮像装置、相補形金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）カメラ又は撮像装置、デジタルカメラ、スチルカメラ、映像カメラ、又は他の適切な撮像装置、カメラ、又は画像収集構成部品が含まれる。
いくつかの実施形態において、体液はゲート１６を介して注入口１４の開口１８に入る。ゲート１６に液体を入れることができる場合、液体は室１２を通過し、注出口２８から放出される。
いくつかの実施形態において、体内デバイス１０には、例えば、サンプリングされる体腔の生理学的又は他の情報の一つ以上の感知手段が選択肢として含まれ得る。例えば、デバイス１０にはセンサ２３又は複数のセンサが含まれてもよく、そのセンサには例えば、ｐＨセンサ、温度センサ、圧力センサ、電気インピーダンス・センサ、超音波検出器、放射線検出器等が含まれる。
いくつかの実施形態において、デバイス１０には体腔を撮像するため及び／又はサンプリング室の画像を取得するための画像センサが選択肢として含まれ得る。デバイス１０にはウィンド１１のような透明部分が含まれてもよく、ウィンド１１を介して体腔は照射され且つ（センサ２３又は検出器２２に類似する検出器のような）画像センサにより撮像される。光源２０及び／又は他の専用光源は体腔を照射するために利用される。デバイス１０には、画像センサに利用されるレンズ、鏡、コリメータ等のような要素を有する光学システムが含まれるという選択肢もある。センサ２３により収集された画像データ又は他のデータは、典型的には無線で外部の受信ユニット２５に送信される。
体内デバイス１０の実施形態は典型的には自律型であり且つ典型的には内蔵型である。
図３を参照すると、複数のゲート１６を有するデバイス１０の実施形態が図示されている。この実施形態において、ゲート１６Ａ、ゲート１６Ｂ及びゲート１６Ｃは、例えば、時間が経過すると溶解する溶性物質から成る。
図３を参照すると、複数のゲート１６を有するデバイス１０の実施形態が図示されている。この実施形態において、ゲート１６Ａ、ゲート１６Ｂ及びゲート１６Ｃは、例えば、時間が経過すると溶解する溶性物質から成る。
いくつかの実施形態に従って、溶解には差異がある。例えば、ゲート１６Ａはある体積の溶性物質から成り、ゲート１６Ｂはゲート１６Ａよりも大体積の溶性物質から成り、且つゲート１６Ｃはゲート１６Ｂよりも大体積の溶性物質から成る。
更に或いはこれとは別に、溶解速度に影響する特質が相違する異なる物質が、異なるゲート１６に利用される。いくつかの実施形態に従って、物質の組み合わせは、ゲート１６の異なる溶解を実現するために利用される。
本発明の実施形態に従ういくつかの溶性物質には、例えば、ポリエチレン・グリコールのようなポリマー、多糖類、蝋、植物油、炭化水素のような自然物質、及び他の適切な物質又は物質の組み合わせ等、生体に適合する分解可能な物質が含まれる。いくつかの実施形態において、例えば、炭化水素のような添加物は、例えば、機械的な強度を与えるため、及び／又は例えば、ヒドロジェル架橋結合の拡がり、濃度、厚さ等に基づいて溶解速度を決定するために利用される。いくつかの実施形態に従って、例えば、調合薬の準備で利用されるような添加物が溶性物質に含まれる。
デバイス１０が体腔を移動し、例えば、体腔液に触れると、一つ以上のゲート１６が溶解し始める。一実施形態において、最も体積の小さいゲート１６Ａは最初に溶解し、従ってゲート１６Ａは最初に「開放され」、液体が注入口１４Ａに最初に入ることが可能になる。同様にしてゲート１６Ｂはゲート１６Ａの後に溶解し、従って、ゲート１６Ａの後に「開放され」、液体は次に注入口１４Ｂに流れ込む。ゲート１６Ｃはゲート１６Ｂの後に溶解し、従ってゲート１６Ｃが「開放されて」、注入口１４Ｃに液体が入り込むことが可能になる。ゲート１６の他の特性及び／又はゲート物質が、ゲート１６が開放される速度、速さ、順番及び／又はタイミングを決定する。
例えば、他のゲート１６が溶解した後に、又は実質液に完全に溶解した後に、一つ以上のゲート１６が溶解する或いは実質的に完全に溶解するような他の適切な機構が利用され得る。
図４を参照すると、複数のゲート１６を有するデバイス１０の別の実施形態が説明される。この実施形態において、ゲート１６Ｄ，１６Ｅ及び１６Ｆは、例えば、ｐＨ感応物質から成る。ゲート１６Ｄは、例えば、ｐＨ４〜６に感応し、一方でゲート１６ＥはｐＨ６〜７に感応し、且つ例えば、ゲート１６ＦはｐＨ７〜８に感応する。他の適切な値又は範囲が利用されてもよい。いくつかの実施形態に従って、異なるゲート１６は異なるｐＨレベルにおいて異なる反応速度で溶解する。
異なる体液は体内のいたるところで異なるｐＨレベルを保持する。例えば、胃で生成される胃液のｐＨは４未満であり、十二指腸では、主なｐＨは約５．８（或いは、例えば、４〜６の間）であり、小腸では、ｐＨは約５〜７であり、且つ盲腸では、ｐＨは約７〜８である。従って、デバイス１０は、体腔を移動するにつれて、例えば、各領域で優勢なｐＨに従って、ゲート１６Ｄ〜１６Ｆは異なるＧＩ管で開放される。
いくつかの実施形態に従って、ＧＩ管の異なる部分の異なるｐＨが、例えば、サンプリングの誘発又は一つ以上のゲート１６の開閉等の誘発のパラメータとして利用される。例えば、ｐＨ感応型開閉機構はサンプリング工程を制御、或いはサンプリング動作を活性化又は初期化する。一実施形態に従って、第一ゲート１６は４未満のｐＨでサンプリングを可能にし、従って、例えば、サンプリングを胃に局在化し、第二ゲート１６は約５〜７の間のｐＨにおけるサンプリングを可能にし、従って、例えば、サンプリングを十二指腸に局在化する。他の誘発パラメータ、他の値又は範囲、及び他の位置が利用されてもよい。別の実施形態に従って、識別されたパターン又は色を誘発パラメータとして利用してもよい。例えば、自律体内撮像カプセル又はデバイスが取得したＧＩ管における体内画像の緑の部分を検出することにより胆汁が示され、カプセルは胆管領域に位置していることが示される。
いくつかの実施形態に従って、開閉物質は、例えば、温度、圧力、酵素活性、特定のバクテリア、特定に化学物質、特定の物質等のような他のパラメータに感応する。
一実施形態に従って、誘発は、例えば、時間に依存し、環境（典型的には内腔内）条件へ依存し、外部から制御され、又はパラメータ又は条件の組み合わせに依存する。例えば、管内を蠕動により移動しながらＧＩ管を撮像及び／又はサンプリングすることができるカプセルのような可飲デバイスは、典型的には公知の速度で前進し、従ってカプセルを飲み込んでいる又は挿入している間の経過時間とＧＩ管におけるカプセルの位置との相関をつけることができる。従って、一実施形態に従って、例えば、カプセルが一般的には胃に存在する、飲み込み又は挿入後１０分で、又は例えば、カプセルが一般的に小腸に存在する、飲み込み又は挿入後約二時間で、可飲カプセルがサンプリングするようにプログラムされる。別の時間及び位置が利用されてもよい。
一実施形態に従って、誘発は、例えば、時間に依存し、環境（典型的には内腔内）条件へ依存し、外部から制御され、又はパラメータ又は条件の組み合わせに依存する。例えば、管内を蠕動により移動しながらＧＩ管を撮像及び／又はサンプリングすることができるカプセルのような可飲デバイスは、典型的には公知の速度で前進し、従ってカプセルを飲み込んでいる又は挿入している間の経過時間とＧＩ管におけるカプセルの位置との相関をつけることができる。従って、一実施形態に従って、例えば、カプセルが一般的には胃に存在する、飲み込み又は挿入後１０分で、又は例えば、カプセルが一般的に小腸に存在する、飲み込み又は挿入後約二時間で、可飲カプセルがサンプリングするようにプログラムされる。別の時間及び位置が利用されてもよい。
患者間の個人差により、飲み込み又は挿入からの経過時間のような誘発パラメータは、例えば、主要なｐＨ、温度、圧力、周辺光、画像データ又は他の適切なパラメータのような一つ以上の他の誘発パラメータを組み合わされて、例えば、特定の位置で発生する誘発を実現する。体内デバイス誘発の機構は、例えば、２００４年７月１日にＷＯ ２００４／０５４４３０として公開された、２００３年１２月１６日に出願された国際特許出願第ＰＣＴ／ＩＬ２００３／００１０８０号明細書に記載されており、参照によって全体が本明細書に組み込まれる。
誘発されると、例えば、試料又はデータが体内デバイス１０に収集されるなどの、ある事象又は機能が発生するか又は実行される。（画像データ、ｐＨ情報、温度、電気インピーダンス、圧力等のような）データ収集のための公知の方法が利用されるか、又は他の適切な方法が本発明の実施形態に従って利用される。
上記実施形態は典型的には受動開閉に関連する。図５を参照すると、本発明の実施形態に従う典型的な能動開閉機構が図示されている。この実施形態において、ゲート１６はコントローラ３２により制御される。デバイス１０はセンサ３４を含み、一実施形態に従って、デバイス１０の外側に装着される。他の外部又は内部の装着位置が利用されてもよい。デバイス１０に更に含まれるものが送受信機２４であり、例えば、外部処理ユニット３６と通信することができる。
センサ３４は、例えば、ｐＨ、圧力、温度、バクテリア又は酵素のような、一つ以上の人体パラメータ又は体腔パラメータを感知する。センサ３４が感知パラメータ（例えば、ｐＨ、圧力、温度、バクテリア又は酵素）の所望の（例えば、所定の）値又はレベルを感知したとき、センサ３４は第一信号を送受信機２４に送信する。送受信機２４は次に、第二信号を外部処理ユニット３６に送信し、（例えば、ある所定のｐＨ、圧力、温度、バクテリア又は酵素に基づいて）所望の位置に存在することを示す。外部処理ユニット３６は次に、第三信号を送信機２４に送信し、それに対して、コントローラ３２にゲート１６を開放する信号を与える。送受信機２４は、例えば、ＲＦを利用して通信し、且つ／又は例えば、赤外線（ＩＲ）、マイクロ波等他の適切な送信及び／又は受信方法を利用する。コントローラ３２によってゲート１６の開閉は、例えば、機械的に、電気的に、磁気的に、又は当該技術分野で公知の任意の他の適切な機構によって制御される。ゲート１６には、いくつかの実施形態に従って、スイッチ、コイル又は他の適切な機械的開閉要素が選択肢として含まれ得る。ばね又は他の類似する構造又は機構が利用されてもよく、例えば、ラッチはばねで動作するゲートを開閉することができる。
いくつかの実施形態において、コントローラ３２は測定された又は感知したパラメータに基づいてゲート１６を直接制御する。例えば、測定されたパラメータが所定の値を上回るか又は下回った場合、コントローラ３２は自動的に動作してゲート１６を開閉する。ＡＳＩＣ又は他の適切な部品を利用して実現されるコントローラ３２には、判定及び／又は制御用の処理手段が含まれる。
いくつかの実施形態に従って、センサ３４には、例えば、ｐＨセンサ、温度センサ、圧力センサ、電気インピーダンスのセンサ、超音波検出器、放射線検出器等が含まれる。
いくつかの実施形態に従って、センサ３４には、例えば、色検出、色解析、比色分析、光又は波長解析、スペクトラム解析、画像解析、パターン認識等に基づいて、体腔内の特定の位置を示す画像センサが含まれる。いくつかの実施形態において、画像センサには、例えば、上記の光源及び光学システムが補われる。
いくつかの実施形態に従って、センサ３４には、例えば、色検出、色解析、比色分析、光又は波長解析、スペクトラム解析、画像解析、パターン認識等に基づいて、体腔内の特定の位置を示す画像センサが含まれる。いくつかの実施形態において、画像センサには、例えば、上記の光源及び光学システムが補われる。
いくつかの実施形態に従って、センサ３４には、例えば、周辺光の差を検出する光検出器が含まれる。周辺光の差により、例えば、デバイス１０が典型的には制限された管（例えば、食道又は小腸）又は典型的にはより大きな腔（例えば、胃又は大腸）に出入りすることが示される。例えば、制限された管において、発光ユニットにより照射され且つ腔壁から光検出器に反射する光は、より大きな腔における光に比べて低い又は弱い。
いくつかの実施形態に従って、コントローラ３２は、例えば、時間経過の所定の周期或いは他の時間に関連した又はタイミング基準に基づいた、時間に依存した基準によりゲート１６を開閉する。
いくつかの実施形態に従って、外部オペレータ（例えば、医師又は患者）は送受信機２４を介してコントローラ３２に、例えば、一つ以上のゲート１６を開閉するための命令を示す信号を送り、コントローラ３２は受信した命令を実行する。
ゲート１６が開放されると、例えば、図６,７,８、及び９を参照して本明細書に記載される一つ以上の方法で、液体がサンプリング室１２に入る又は吸い込まれる。
図６及び図７を参照すると、本発明の実施形態に従う、液体をサンプリング室１４に流入する方法が図示されている。図７は試料４０が注入口１４に入った後のデバイス１０を示す。注入口１４は、例えば、毛細管である。毛細管の機能により、液体はサンプリング室１２に吸い込まれる。いくつかの実施形態に従って、サンプリング室１２は注入口１４の寸法よりも大きいが、必ずしもその必要は無い。
図６及び図７を参照すると、本発明の実施形態に従う、液体をサンプリング室１４に流入する方法が図示されている。図７は試料４０が注入口１４に入った後のデバイス１０を示す。注入口１４は、例えば、毛細管である。毛細管の機能により、液体はサンプリング室１２に吸い込まれる。いくつかの実施形態に従って、サンプリング室１２は注入口１４の寸法よりも大きいが、必ずしもその必要は無い。
一実施形態に従って、体内デバイスは、２００２年１月１６日に出願され、米国特許出願公開第２００２／０１１１５４４号として２００２年８月１５日に公開された、「体腔の状態を判定するためのシステム及び方法」と題された米国特許出願第１０／０４６，５４０号明細書に記載の体内デバイスの実施形態に類似して構成され且つ／又は動作し、この出願は参照によって全体が本明細書に組み込まれる。
いくつかの実施形態に従って、毛細管作用は、例えば、数マイクロ・リットル毎分の速さで体腔内液をサンプリングする。他の速度が利用されてもよい。毛細管（例えば、注入口１４）の大きさの制限により、比較的小体積の液体がサンプリングされ、それにより例えば、典型的には短期間（例えば、一時間未満）に実質的に連続したサンプリングをすることができる。
図６に示される本発明の実施形態に従って、液体吸収要素６５を利用することによりサンプリング期間を拡大することができる。液体吸収要素６５には、スポンジ又は任意の他の適切な吸収体が含まれ、典型的には浸透性の物質又は充填剤である。吸収要素６５は、例えば注入口１４と反対の終端又は終端付近に配置される。吸収要素６５は試料４０の排水管として機能し、従って、（例えば、最初に毛細管力により）注入口１４に入った液体試料４０を吸い込むポンプとして機能する。吸収体６５が大容量（例えば、０．５〜２ミリリットル）であるため、比較的大体積の液体をサンプリングすることができ、従って長時間のサンプリングが可能である。
図８を参照すると、本発明の更に別の実施形態が図示されている。サンプリング室１２は例えば、デバイス１０を飲み込む前に真空化され、サンプリング室１２には、従ってゲート１６により密閉された真空が含まれる。ゲート１６が開放されるや否や、室１２からの真空圧により周囲の体液から試料が吸引される。
図９に示される本発明の他の実施形態において、注入口１４は特に広く、例えば、液体が吸入口１４を自由に通過することができる。ゲート１６が開放された後、機器１０を取り巻く液体（例えば、腔内液）は注入口１４Ａを自由に流れる。注入口１４Ａは特に広く、例えば、蠕動及び通常の腸の運動等の運動に従って液体が通過することが可能である。
例えば、図１０に示される、本発明の更に別の実施形態において、ポンプ機構４８を利用して液体がサンプリング室に入るか、又は室１２に保存された薬剤が放出される。ポンプ機構４８には一つ以上のポンプが備えられ、且つ／又は一つ以上の機能を有する。例えば、ポンプ機構４８が活性化されない限り、ポンプ機構４８は閉鎖されたゲートとして機能する。ポンプ機構４８が誘発されると、例えば、上記又は本明細書の開閉機構の一つを介して、ポンプ機構は薬剤を汲み出し、且つ／又は試験試料を注入口１４を介してサンプリング室１２に汲み入れる。ポンプ機構は、例えば、適切なマイクロポンプ装置を含む。
図１１を参照すると、本発明の実施形態が説明され、液体が体内デバイスに流出及び流入している。デバイス１０には、例えば、注入口１４、ゲート１６、注出口３０、孤立井戸注入口５０、孤立井戸注出口５２、上側可撓性導電板５４及び下側可撓性導電板５６が含まれる。各可撓性導電板５４及び５６は可撓性膜５８に囲まれている。膜５８は例えば、薄型非導電膜である。
可撓性導電板５４及び４６、及び可撓性膜５８はコンデンサ板及び膜に類似した方法で動作する。電流が導電板５４及び５５に提供され又は流され、それにより導電板に電圧が印加又は生成される。いくつかの実施形態に従って、例えば、導電板５４及び５６はデバイス１０の電源（例えば、図２の電源２６）に適切な方法で接続されて、電圧を導電板４５及び５６に印加することが可能になる。板５４及び／又は５６に電圧を印加する他の適切な方法が利用されてもよい。
可撓性導電板５４及び５６の電圧は、例えば、電荷を順番に移動するために利用されるＣＣＤ技術で利用される配列に類似する方法で並べられる。このような配列は、例えば、研究第４８巻第３号、１９９４年出版、１４７〜１５８頁のゾービッセン エイ．ジェイ．ピー．(Theuwissen A. J. P.)、フィリップ ジェイ．(Philips J.)による論文に記載され、参照によって本明細書に組み込まれる。
いくつかの実施形態において、両可撓性導電板５４及び５６の電圧がほぼ等しいとき、導電板５４及び５６は例えば、図１２に示されるように互いに押し合う。導電板５４及び５６は互いに反発しあうので、導電板５４及び５６間の空間は開口又は井戸６０を作る。導電板５４及び５６に反対の電圧を与えると、井戸６０は閉鎖されたままになる。
一実施形態に従って、デバイス１０にはゲート６０が含まれる必要が無い。例えば、井戸６０の開閉（例えば、導電板５４及び／又は５６の移動による）によりゲートはサンプリングさせるか又は井戸６０から薬剤を放出させる。
本発明の実施形態において、サンプリング室内に複数の試験井戸が存在してもよい。試料液は複数の井戸間を移動したり、或いはサンプリング室を介してカプセル外に移動してもよい。
図１３を参照すると、本発明の実施形態に従う複数の井戸間で液体を移動するために利用されるポンプの動作が説明される。グラフＡにおいて、井戸は形成されない。グラフＢにおいて、第一サンプリング室において（図１１及び図１２の）可撓性導電板５４及び５６の電圧が一般に等しいので、井戸６０が形成される。グラフＣにおいて、井戸６０における可撓性導電板５４及び５６の電圧は等しくなくなり始め、井戸６０は閉鎖し始める。このことは、例えば、液体を井戸６０から、井戸６２における板５４及び５６の電圧が等しくなったために開放される井戸６２への移動を引き起こす。従って、液体は井戸６０から井戸６２に、例えば、グラフＤに示したように移動する。
本発明の実施形態に従って、サンプリング室及び／又は井戸には、試料又は試料の要素に反応して、例えば、試料内の物質又は物質の濃度の指示を与えるように構成される試薬又はインジケータが含まれる。このような試薬又はインジケータには、例えば、蛋白質又は他の生物活性分子、色インジケータ、イオン又は大きく帯電した分子等が含まれる。サンプリング室又は井戸内で起こる反応は、光又は電荷、電荷の表示、又は電化の特性を表示するデータのような井戸の変化をもたらし、例えば、井戸を撮像することにより体外に送信され、且つ外部のオペレータにより検出される。体内デバイス内の撮像装置には、サンプリング室又は井戸が部分的に又は完全に含まれ、且つ室を撮像し、且つそのような画像はデバイスから外部送受信機に送信される。
本発明のいくつかの実施形態には、体内サンプリング法が含まれ、この方法には例えば、体内デバイスのサンプリング室に物質を収集することであって、サンプリング室にはゲートによって閉鎖することができる開口があること、サンプリング室の（例えば、体内）画像を収集すること、体内機器を体内に挿入した後の時点でゲートを開放すること、及び／又は他の適切な動作が含まれる。
図１４は本発明のいくつかの実施形態に従う体内撮像システムの概略図を示す。システムの一つ以上の構成要素は、図１〜１３のいずれかに示される構成要素及び要素、図１〜１３のいずれかに記載の構成要素及び要素、又は本発明の実施形態に従う他の体内デバイスと連結されるか、動作的に関連するか、又は図１〜１１のデバイス１０に含まれる。
一実施形態において、システムには、撮像装置１４６、一つ以上の光源１４２、電源１４５及び送信機１４１を有するデバイス１４０が含まれる。いくつかの実施形態において、デバイス１４０は可飲カプセルを利用して実現されるが、他種のデバイス又は適切な実施形態が利用されてもよい。患者の体外には、例えば、（例えば、アンテナ又はアンテナ・アレイを含む又は動作に関連する）外部送受信機１１２、記憶装置ユニット１１９、プロセッサ１１４、及びモニタ１１８がある。一実施形態において、例えば、プロセッサ１１４、記憶装置ユニット１１９及び／又はモニタ１１８は、例えば、ワークステーション１１７、コンピュータ、コンピュータ・プラットフォームとして実現される。
送信機１４１は無線波を利用して動作するが、いくつかの実施形態において、デバイス１４０が内視鏡であるか又は内視鏡に含まれるような場合、送信機１４１はデータを、例えば、導線、光ファイバ及び／又は他の適切な方法で送受信する。他の公知の無線送信方法が利用されてもよい。送信機１４１には、例えば、送信機モジュール又は送信機サブユニット、及び受信機モジュール又は受信機サブユニット、或いは集積化されたトランシーバ又は送受信機が含まれる。
デバイス１４０には自律可飲カプセルであるか又は自律可飲カプセルが典型的に含まれるが、デバイス１４０が他の形態であってもよく、可飲型又は自律型である必要も無い。デバイス１４０の実施形態は典型的には自律型であり、典型的には内蔵型である。例えば、デバイス１４０は、全ての構成要素が実質的に容器又は殻内に含まれ、且つデバイス１４０は例えば、電力を受け取る又は情報を送信するための任意の導線又はケーブルを必要としない、カプセル又は他のユニットである。一実施形態において、デバイス１４０は自律型且つ遠隔操作不能であり、他の実施形態において、デバイス１４０は部分的に又は完全に遠隔操作可能である。
いくつかの実施形態において、デバイス１４０は外部受信システム及び外部表示システム（例えば、ワークステーション１１７又はモニタ１１８）と通信して、データ、制御又は他の機能の表示を提供する。例えば、電力はデバイス１４０に内部電池、内部電源又は電力を受け取ることができる無線システムを利用して提供される。他の実施形態は他の構成及び他の性能を有する。例えば、構成要素は複数の場所又はユニットに分散し、制御情報又は他の情報は外部から受信される。
一実施形態において、デバイス１４０には体内映像カメラ、例えば、撮像装置１４６が含まれ、撮像装置１４６は例えば、デバイス１４０がＧＩ腔を通過中にＧＩ管の画像を記録し且つ送信する。他の腔及び／又は体腔はデバイス１４０により撮像及び／又は感知される。いくつかの実施形態において、撮像装置１４６には例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ又は撮像装置、相補形金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）カメラ又は撮像装置、デジタルカメラ、スチルカメラ、映像カメラ又は他の適切な撮像装置、カメラ又は画像収集要素が含まれる。
一実施形態において、デバイス１４０の撮像装置１４６は動作上送信機１４１に接続される。送信機１４１は画像を（例えば、一つ以上のアンテナを介して）例えば、外部トランシーバ又は送受信機１１２に送信し、外部トランシーバ又は送受信機１１２はデータをプロセッサ１１４及び／又は記憶装置ユニット１１９に送信する。送信機１４１にはまた、制御性能が含まれるが、制御性能は別の構成要素（例えば、プロセッサ１４７）に含まれてもよい。送信機１４１には、画像データ、他の感知データ及び／又は他のデータ（例えば、制御データ）を受信デバイスに送信することができる任意の適切な送信機が含まれる。送信機１４１に、例えば、外部トランシーバからの信号／命令を受信する性能があってもよい。例えば、一実施形態において、送信機１４１には、超低電力無線周波数（ＲＦ）高帯域送信機が含まれてもよく、チップ・スケール・パッケージ（ＣＳＰ）により提供される可能性がある。
いくつかの実施形態において、送信機１４１はアンテナ１４８を介する送受信機である。デバイス１４０の送信機１４１及び／又は他のユニット（例えば、コントローラ又はプロセッサ１４７）には、例えば、デバイス１４０の動作モード及び／又は設定を制御するための及び／又はデバイス１４０の動作モードの制御又は設定のための制御モジュール、処理モジュール、制御デバイス１４０の回路及び／又は機能性、の一つ以上の制御性能が含まれる。いくつかの実施形態に従って、送信機１４１には、例えば、アンテナ４８或いは異なるアンテナ又は受信要素を介して（例えば、患者の体外から）信号を受信する受信機が含まれる。いくつかの実施形態に従って、信号又はデータをデバイス１４０の別の受信デバイスが受信してもよい。
電源１４５には電池又は電源セルの一つ以上が含まれる。例えば、電源１４５には、酸化銀電池、リチウム電池、高エネルギー密度の他の適切な電気化学セルが含まれる。他の適切な電源が利用されてもよい。例えば、電源１４５は外部の電源（例えば、電磁波生成器）から電力又はエネルギーを受信し、外部電力は体内デバイス１４０に電力又はエネルギーを送信するために利用されてもよい。
選択肢として、一実施形態において、送信機１４１には、処理ユニット又はプロセッサ又は制御装置が含まれてもよく、例えば、撮像装置１４６により生成される信号及び／又はデータを処理してもよい。別実施形態において、処理ユニットはデバイス１４０内の個別の構成要素（例えば、コントローラ又はプロセッサ１４７）を利用して実現されるか、又は撮像装置１４６の集積部、送信機１４１又は他の構成要素として実現されるか、或いは必要とされない。処理ユニットには、例えば、中央処理ユニット（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、集積回路（ＩＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）或いは他の適切な多目的又は特定のプロセッサ、コントローラ又は回路が含まれる。一実施形態において、例えば、処理ユニット又はコントローラは送信機１４１に埋め込まれる又は集積され、例えば、ＡＳＩＣを利用して実現される。
いくつかの実施形態において、デバイス１４０には一つ以上の光源１４２が含まれ、例えば、一つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）、「白色ＬＥＤ」、又は他の適切な光源が含まれる。光源１４２は、例えば、撮像及び／又は感知する体腔又は空洞を照射する。例えば、一つ以上のレンズ又は複合レンズ部品、一つ以上の適切な光学フィルタ、又は任意の適切な光学要素のような一つ以上の光学要素を含む追加可能な光学システム１５０は、選択肢としてデバイス１４０に含められ、撮像装置１４６に反射光の焦点を合わせること、照射光に焦点を合わせること及び／又は他の光処理動作を実行することに役立つ。
データプロセッサ１１４によりデバイス１４０から送受信機１１２を介して受信したデータが解析され、記憶装置ユニット１１９と、例えば、フレームデータが記憶装置ユニット１１９と相互に転送することにより通信される。データプロセッサ１１４により解析されたデータがモニタ１１８に提供され、ユーザ（例えば、医師）が閲覧するか、又はデータを利用する。一実施形態において、データプロセッサ１１４はリアルタイム処理及び／又は後処理をするように構成され、後に実行及び／又は閲覧される。この場合、制御性能（例えば、遅延、タイミング等）はデバイス１４０には関係が無くなり、（例えば、データプロセッサ１１４又は送信機又はトランシーバを有する外部送受信機１１２のような）適切な外部デバイスにより一つ以上の制御信号がデバイス１４０に送信される。
モニタ１１８には、例えば、スクリーン、モニタ、又は適切な表示デバイスの一つ以上が含まれる。モニタ１１８は、例えば、ＧＩ管又は他の撮像された体腔又は空洞の画像など、デバイス１４０により記録され且つ／又は送信される画像又は画像のストリームの一つ以上を例えば、表示する。更に又はこれとは別に、モニタ１１８は例えば、制御データ、場所又は位置データ（例えば、デバイス１４０の位置又は相対位置を記述又は示すデータ）、方向データ及び様々な他の適切なデータを表示する。一実施形態において、例えば、画像及び（例えば、体腔が撮像された位置に対する）その位置の両者、又は場所がモニタ１１８を利用して表示され、且つ／又は記憶装置ユニット１１９を利用して記憶される。収集された画像データ及び／又は他のデータを記憶及び／又は表示する他のシステム及び方法が利用されてもよい。
典型的には、デバイス１４０により離散的な部位の画像情報が送信される。各部位は典型的には画像又はフレームに対応するが、他の適切な送信方法が利用されてもよい。例えば、いくつかの実施形態において、デバイス１４０は画像を０．５秒毎に記録及び／又は収集し、画像データを外部の送受信機１１２に送信する。他の定常記録速度及び／又は可変記録速度及び／又は送信速度が利用されてもよい。
選択肢として、デバイス１４０には、撮像装置１４６のようなセンサの代わり又はセンサに加えて、一つ以上のセンサが含まれ得る。センサ１４３は、デバイス１４０の周囲の特性又は特徴を表す一つ以上の値を例えば、感知、検出、判定及び／又は測定する。例えば、センサ１４３には、ｐＨセンサ、温度センサ、電気伝導性センサ、圧力センサ又は任意の他の公知の適切な体内センサが含まれる。
デバイス１４０には、図１〜１０のデバイス１０の一つ以上の構成要素又は機構、及び／又は本発明の実施形態に従う他の体内デバイスが更に含まれる。含まれるものの例として、一つ以上のサンプリング室１９９、一つ以上のゲート１９８、室、井戸、注入口、管、パイプ、毛細管、プラグ、溶性物質、溶性ゲート、溶性プラグ、容器、マーカー、インジケータ、試薬、吸収物質、コントローラ、ポンプ、又は同等物が挙げられる。
いくつかの実施形態において、公知の体内サンプリング方法が液体試料又は細胞組織試料を収集するために利用される。本発明の実施形態に従って、体内デバイスがインジケータを含み、体内デバイス内で解析又は検出をすることができる。例えば、可飲カプセル内のサンプリング室には腫瘍マーカーを特定する反応剤が含まれ、この反応剤は収集された試料に含まれるであろう腫瘍マーカーに反応する。サンプリング室内での反応の発生は腫瘍マーカーの存在を表示（例えば、電荷の変化、色の変化、又は他の光学パラメータ、又は同等物）をもたらす。例えば、ＣＡ１９−９の異なる抗原性の判定を対象とする単クローン抗体のシステムが利用される。他の抗体又は抗原が利用されてもよく、例えば、反ＴＮＦアルファ単クローン抗体がクローン病の検出に利用される。生データ或いはこのような反応又は検出に基づいて解析されたデータは、例えば、体内デバイスにより外部送受信機システムに送信される。
いくつかの実施形態において、体内デバイスに含まれるセンサは、サンプリング室内の反応を感知し、且つ信号を典型的には無線送信機を介して外部受信ユニットに送信する。
いくつかの実施形態に従って、例えば、体内デバイスの挿入又は飲み込み前、又はそのような挿入又は飲み込み後且つサンプリング前に、患者は治療準備又は治療される。例えば、化合物を含むマーカ（例えば、無線ラベル付けされたマーカ）が体内サンプリング段階の前に患者に投与され、次のサンプリング段階には、例えば、無線活動検出段階が含まれる。他の実施形態に従って、体内サンプリング試験の前に、患者はある人体機能を付与、改善又は抑制するために治療準備される。
いくつかの実施形態に従って、例えば、体内デバイスの挿入又は飲み込み前、又はそのような挿入又は飲み込み後且つサンプリング前に、患者は治療準備又は治療される。例えば、化合物を含むマーカ（例えば、無線ラベル付けされたマーカ）が体内サンプリング段階の前に患者に投与され、次のサンプリング段階には、例えば、無線活動検出段階が含まれる。他の実施形態に従って、体内サンプリング試験の前に、患者はある人体機能を付与、改善又は抑制するために治療準備される。
一実施形態に従って、治療準備段階には、例えば、胃影をもたらす物質を投与することが含まれる。他の実施形態に従って、治療準備段階には、胃の活動を活発にし且つ／又は膵臓のｐＨを上昇させる化合物を投与し、例えば、膵液をＧＩ管へ分泌させることが含まれる。本発明の実施形態に従う化合物を投与することには、高蛋白ドリンク、又は重炭酸塩分泌に類似する効能がある２７アミノ基ペプチドであるセクレチンの注射が含まれる。他の活性物質を有する他の適切な化合物が患者に適切に投与されてもよい。
本発明の実施形態に従って、治療準備段階はサンプリング段階に合わせて調整される。例えば、高濃度の膵液を有する試料を得るために、十二指腸に膵液の分泌を引き起こす前治療段階は、膵液が分泌する領域（例えば、時間及び位置領域）内の十二指腸で、サンプリング・カプセルがサンプリングを誘発するように時間調整される。
いくつかの実施形態に従って、本発明の実施形態に従って動作可能なシステムは体腔を移動する体内サンプリングデバイスである。一実施形態に従って、デバイスはＧＩ管を移動する。特定の位置で、デバイスは活性化される。位置は、例えば、胆管のような管から分泌される分泌領域である。従って、胆液又は他の分泌物（例えば、膵液）をサンプリングすることが本発明の実施形態に従って可能になる。
本発明の実施形態に従って、体内デバイスには、画像センサ又はｐＨセンサのようなセンサが含まれ、体内データを収集する。収集された体内データ（例えば、画像又はｐＨ値）は体内デバイス内で処理され、例えば、収集したデータに従って自動的に体内デバイス（又は構成要素又はその機能）を活性化する。体内デバイスには、光源、プロセッサ、送信機、光学システム、電源又は電力受け取り要素等のような他の適切な構成要素が含まれ得る。
他の実施形態に従って、収集又は感知したデータは体内デバイスから外部受信ユニットに送信される。処理及びデバイスの活性化は受信ユニットにより実行され、且つ外部受信ユニット又は他の外部装置から命令が体内デバイスに送信され、体内デバイス（又はその機能の構成要素）を活性化する。命令は、例えば、無線で体内デバイスに送信される電気信号である。一実施形態に従って、体内デバイスには、外部信号を受信し、且つ信号に従って又は信号に応答してデバイス（又はその機能の構成要素）を動作するための受信機が含まれる。本発明のいくつかの実施形態に従って、体内デバイス（又はその機能の構成要素）の活性化は受動的であり、例えば、外部命令又は外部信号に応答しない。
いくつかの実施形態に従って、試料は体内デバイス内で（例えば、上記又は本明細書に記載のように）解析され、且つ解析の結果が送信される。他の実施形態に従って、生データが体内デバイスから外部受信及び解析ユニットに送信される。
本明細書により開示された様々な実施形態の様々な態様が、本明細書で開示された他の実施形態と組み合わせることができる。
本明細書の説明部は液体又は体腔液のサンプリング、収集及び／又は放出に関するが、本発明はこの事項に制限されず、例えば、一つ以上の物質、液体、固体、気体、体腔液及び／又は固体等の両者を含む物質のサンプリング、収集及び／又は放出が含まれる。
本明細書の説明部は液体又は体腔液のサンプリング、収集及び／又は放出に関するが、本発明はこの事項に制限されず、例えば、一つ以上の物質、液体、固体、気体、体腔液及び／又は固体等の両者を含む物質のサンプリング、収集及び／又は放出が含まれる。
本明細書に記載のデバイス１０、デバイス１４０及び／又は他のデバイスは、典型的には自律可飲カプセルであるか、又は自律可飲カプセルを典型的に含むが、そのようなデバイスは他の形態であってもよく、可飲型及び／又は自律型である必要はない。本発明の実施形態は典型的には自律型であり、且つ典型的には内蔵型である。例えば、デバイスはカプセル又は他のユニットであり、全ての構成要素は実質的には容器又は殻内に含まれており、且つデバイスは、例えば、電力を受け取る又は情報を送信するためのいかなる導線又はケーブルも必要としない。デバイスは外部の受信及び表示システムと通信してデータの表示、制御又は他の機能を提供する。例えば、電力は内部電池又は無線受け取りシステムにより提供される。他の実施形態には他の構成及び他の容量がある。例えば、構成要素は複数の場所又はユニットに分散してもよい。制御情報は外部情報源から受信される。
本明細書の説明部は、例えば、容器、空洞、井戸、区画等である又はこれらが含まれる室に関するが、本発明の実施形態はこの事項には制限されない。例えば、本発明のいくつかの実施形態において、室は、例えば、クロマトグラフィ・ユニット、クロマトグラフィ帯、クロマトグラフィ構成要素、試験ユニット、試験帯、紙のような帯又はユニット、プレート、プレートのような帯又はユニット、試験構成要素等であるか或いはこれらが含まれる。いくつかの実施形態において、例えば、室は容器又は空洞の特性を有する必要は無く、又は試験構成要素又はユニットとして実現される。
本発明のいくつかの実施形態に従うデバイス、システム及び方法が、例えば、人体に挿入されるデバイスと協調して利用される。しかし本発明の範囲はこの事項に制限されない。例えば、本発明のいくつかの実施形態は、非人体又は動物の体内に挿入されるデバイスと協調して利用される。
本発明のある特徴が本明細書で説明され且つ記載されたが、多くの改良、置き換え、変化及び均等物を当業者は思いつくであろう。従って、添付した請求項は本発明の真の技術思想の範囲に入るこのような修正及び変更を包含することが意図されていると理解するべきである。
Claims (42)
- 体内デバイスであって、
体腔物質の試料を保存するサンプリング室と、
前記サンプリング室の開口を開閉するゲートと、
を備える体内デバイス。 - 前記ゲートが受動ゲートである、請求項１に記載の体内デバイス。
- 前記ゲートが能動ゲートである、請求項２に記載の体内デバイス。
- 所定の条件が満たされたときに前記ゲートを開放するコントローラ
を備える、請求項３に記載の体内デバイス。 - 信号に応答して前記ゲートを開放するコントローラ
を備える、請求項３に記載の体内デバイス。 - 前記信号は外部送信機から受信される、請求項５に記載の体内デバイス。
- 前記信号は体内画像の解析に基づいて生成される、請求項５に記載の体内デバイス。
- 前記信号は感知したパラメータに応答して体内センサにより生成される、請求項５に記載の体内デバイス。
- 前記感知したパラメータは温度、ｐＨ、圧力、バクテリア及び酵素活性をから成るグループから選択されるパラメータである、請求項８に記載の体内デバイス。
- 前記体腔物質の少なくとも一部を吸収するための吸収要素を備える、請求項１に記載の体内デバイス。
- 前記室は真空領域を含む、請求項１に記載の体内デバイス。
- 前記体腔物質を前記室に輸送するための毛細管を備える、請求項１に記載の体内デバイス。
- 前記体腔物質を前記室に自由に輸送するための広い注入口を備える、請求項１に記載の体内デバイス。
- 前記体腔物質を前記室に組み入れるためのポンプを備える、請求項１に記載の体内デバイス。
- 前記室から内容物をに汲み出すためのポンプを含む、請求項１に記載の体内デバイス。
- 前記室は前記体腔物質と相互作用するための試薬を含む、請求項１に記載の体内デバイス。
- 前記室は前記体腔物質と相互作用するためのインジケータを含む、請求項１に記載の体内デバイス。
- 電流が第一導電板及び第二導電板に供給されたときに前記第二導電板から反発することができる前記第一可撓性導電板と、
前記第一導電板及び前記第二導電板に前記電流を供給するための電源と、
を備える、請求項１に記載の体内デバイス。 - 前記第一導電板と前記第二導電板との間に空洞を有する井戸
を備える、請求項１８に記載の体内デバイス。 - 前記第一導電板と第二導電板との間に第一空洞を有する第一井戸と、
前記第一導電板と第二導電板との間に第二空洞を有する第二井戸と、
を備える、請求項１８に記載の体内デバイス。 - 前記試料は前記第一井戸から前記第二井戸に進行することができる、請求項２０に記載の体内デバイス。
- 前記第一井戸は第一試薬を含み、前記第二井戸は第二の異なる試薬を含む、請求項２１に記載の体内デバイス。
- 前記ゲートは溶性物質を含む、請求項１に記載の体内デバイス。
- 前記室に保存された前記体腔物質の画像を収集するための撮像装置を備える、請求項１に記載の体内デバイス。
- 前記体内デバイスは自律型である、請求項１に記載の体内デバイス。
- 前記体内デバイスは可飲カプセルである、請求項１に記載の体内デバイス。
- 体内デバイスであって、
第一体腔物質を収集する第一室と、
第二体腔物質を収集する第二室と、
を備える体内デバイス。 - 前記第一室の開口を閉鎖するための第一ゲートと、
前記第二室の開口を閉鎖するための第二ゲートと、
を含む、請求項２７に記載の体内デバイス。 - 前記第二ゲートが実質的に閉鎖したときに前記第一ゲートが実質的に開放される、請求項２８に記載の体内デバイス。
- 前記第一及び第二ゲートの少なくとも一つが溶性である、請求項２８に記載の体内デバイス。
- 前記第一ゲートが実質的に完全に溶解した後に前記第二ゲートは実質的に完全に溶解することができる、請求項２８に記載の体内デバイス。
- 前記第一ゲートは第一体積の溶性物質を含み、前記第二ゲートは第二の異なる体積の前記溶性物質を含む、請求項３１に記載の体内デバイス。
- 前記第一ゲートは第一溶性物質を含み、前記第二ゲートは第二の異なる溶性物質を含む、請求項３２に記載の体内デバイス。
- 前記第一物質は第一ｐＨレベルに応答して溶解し、前記第二物質は第二の異なるｐＨレベルに応答して溶解する、請求項３３に記載の体内デバイス。
- 前記第一物質は第一温度に応答して溶解し、前記第二物質は第二の異なる温度に応答して溶解する、請求項３３に記載の体内デバイス。
- 前記第一物質は第一圧力に応答して溶解し、前記第二物質は第二の異なる圧力に応答して溶解する、請求項３３に記載の体内デバイス。
- 前記第一物質は第一酵素活性に応答して溶解し、前記第二物質は第二の異なる酵素活性に応答して溶解する、請求項３３に記載の体内デバイス。
- 前記体内デバイスは自律型である、請求項２７に記載の体内デバイス。
- 前記体内デバイスは可飲カプセルを含む、請求項２７に記載の体内デバイス。
- 方法であって、
体内デバイスのサンプリング室に物質を収集することを備え、前記サンプリング室はゲートによって閉鎖することができる開口を有する、方法。 - 前記サンプリング室の画像を体内で収集することを備える、請求項４０に記載の方法。
- 前記体内デバイスを体内に挿入した後の時点で前記ゲートを開放することを備える、請求項４０に記載の方法。
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