JP2013511320A - 生体内デバイスの電力消費を制御するシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

方法およびデバイスは、胃腸管の所定の領域を通ってデバイスが完全に通過するまで、あるフレームレートで画像を取得するのに必要とされるエネルギー量を確定または推定することによって、生体内撮像デバイスのエネルギー消費を制御し、相応して、フレーム取得レートを変更または制限することができる。
【選択図】図３

Description

［背景技術］
身体内の通路または空洞の生体内撮像を実施するためのデバイスおよび方法が当技術分野でよく知られている。こうしたデバイスは、種々の内部身体空洞内での撮像を実施するために、とりわけ、内視鏡撮像システムおよびデバイス、たとえば生体内カプセルを含むことができる。

カプセルが飲み込み可能であるために、自立型生体内カプセルは、ある周囲寸法および長さを超えてはならず、そのことは、次に、カプセルのエネルギー源を含むカプセル構成要素のために利用可能な空間を制限する可能性がある。エネルギー源のサイズに対する制限は、カプセルの動作のために利用可能な電力に対する制限になる可能性がある。

胃腸（ＧＩ）管の蠕動運動による自立型生体内カプセルの通過は、数時間かかる可能性がある。推進式カプセルは、より短い時間で通過を完了する可能性があるが、そうするためにより多くのエネルギーを必要とする可能性がある。さらに、カプセルは、関心領域、たとえば結腸に達する前に、胃腸管を数時間移動する可能性がある。関心領域に達すると、カプセルのエネルギー源が、関心領域通過中の、かつ、所望のフレーム取得レートなどの所望の動作レートの、カプセルの動作のために十分なエネルギーを提供できることを保証することが重要である。

身体内を移動しながら、撮像デバイスは、たとえば腸の表面の画像を取得し、医師が解析するために、身体の外の画像レコーダに、一定フレームレートで連続して取得画像を転送することができる。デバイスは、身体の通路または空洞内部で不規則に移動することができる。たとえば、ＧＩ管を通過する生体内カプセルは、ＧＩ管のある部分で「ゆっくり（ｓｌｏｗｌｙ）」移動しており、時間および／または位置のあるポイントで、「速く（ｒａｐｉｄｌｙ）」移動し始めることができる。生体内デバイスが、一定時間間隔で画像を取得している場合、患者の診断を実施する医師は、カプセルの移動のこの突然の変化の結果として、ＧＩ管のその部分について少数の画像を受信する可能性がある。

撮像デバイスによって取得される、かつ／または、受信機またはレコーダに転送される画像のレートを制御するために種々の方法が使用される可能性がある。撮像デバイスは、画像取得レートおよびデバイスによって送出される対応するフレームレートを増加または減少させることができる。

しかし、画像取得および送信レートが増加すると、電力消費もそうなる。ある場合には、高過ぎる可変送信レートが、デバイスの電力資源を使い尽くす可能性がある。デバイスが身体から排出される前にエネルギー資源が使い尽くされる場合、ＧＩ管の領域は撮像されない可能性がある。

［課題を解決するための手段］
方法およびデバイスは、胃腸管の所定の領域を通ってデバイスが完全に通過するまで、あるフレームレートで画像を取得するのに必要とされるエネルギー量を確定または推定することによって、生体内撮像デバイスのエネルギー消費を制御し、相応して、フレーム取得レートを変更または制限することができる。

本発明は、添付図面と共に考えられる、本発明の種々の実施形態の以下の詳細な説明からより完全に理解され認識されるであろう。

本発明の一実施形態による生体内撮像システムの略図である。 本発明の一実施形態による所定時間にわたる累積エネルギー使用のグラフである。 本発明の実施形態による生体内撮像デバイスによってフレームレート制御を実施する方法の略フローチャートである。

図を簡潔にかつ明確にするために、図に示す要素は、必ずしも一定比例尺に従って描かれなかったことが理解されるであろう。たとえば、要素の一部の寸法は、明確にするために、他の要素に対して誇張される場合がある。

以下の詳細な説明では、本発明の徹底的な理解を可能にするために、多数の特定の詳細が述べられる。しかし、本発明が、これらの特定の詳細の無い状態で実施されることができることが当業者によって理解されるであろう。他の事例では、本発明を曖昧にしないために、よく知られている方法、プロシージャ、および構成要素は、詳細に述べられていない。

本発明のいくつかの実施形態は、たとえば、人体の外側から身体管腔に、たとえば、ＧＩ管に挿入される生体内デバイスを対象とする。いくつかの実施形態は、通常使い捨てまたは部分的に使い捨ての検出および／または解析デバイスを対象とする。いくつかの実施形態は、たとえば、自然のぜん動運動によってあるいは磁気的推進または機械的推進によって推し進められる、身体管腔、たとえば、ＧＩ管を受動的にまたは能動的に進むことができる通常飲み込み可能な生体内デバイスを対象とする。いくつかの実施形態は、他の身体管腔、たとえば、血管、生殖管などを通過する生体内検知デバイスを対象とする。生体内デバイスは、たとえば、検知デバイス、撮像デバイス、診断デバイス、検出デバイス、解析デバイス、治療デバイス、またはそれらの組合せであってよい。いくつかの実施形態において、生体内デバイスには、画像センサまたは撮像装置および／または他の適切な構成要素を含むことができる。本発明のいくつかの実施形態は、必ずしも生体内撮像に限らず、他の撮像デバイスを対象とすることができる。

たとえば、生体内検出デバイス、受信システム、および／または表示システムを含む本発明のいくつかの実施形態によるデバイス、システムおよび方法は、その全てが参照によりその全体を本明細書に組込まれる「生体内ビデオカメラシステム（Ｉｎ ｖｉｖｏ Ｖｉｄｅｏ Ｃａｍｅｒａ Ｓｙｓｔｅｍ）」という名称のＩｄｄａｎ等に対する米国特許第５，６０４，５３１号明細書、および／または「生体内撮像のためのデバイス（Ｄｅｖｉｄｅ ｆｏｒ Ｉｎ ｖｉｖｏ ｉｍａｇｉｎｇ）」という名称のＩｄｄａｎらに対する米国特許第７，００９，６３４号明細書に記載される実施形態と同様でもよい。本発明のいくつかの実施形態によるデバイス、システム、および方法は、参照によりその全体を本明細書に組込まれる「自立型生体内デバイスにおける双方向通信（ＴＷＯ−ＷＡＹ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＮ ＩＮ ＡＮ ＡＵＴＯＮＯＭＯＵＳ ＩＮ ＶＩＶＯ ＤＥＶＩＣＥ）」という名称のＰＣＴ特許出願公報第ＷＯ／２００６／０５９３３１号明細書、に記載される実施形態と同様でもよく、この公報は、たとえば外部受信機に無線信号を送信すると共に、たとえば外部送信機から無線信号を受信するための生体内送受信機を含む、自立型生体内検出デバイスを開示する。本発明のいくつかの実施形態によるデバイス、システム、および方法は、共通譲受人の市販のＰｉｌｌＣａｍ（登録商標）ＳＢ２またはＰｉｌｌＣａｍ（登録商標）結腸カプセルならびに関連するデータレコーダおよびＲＡＰＩＤ（登録商標）ワークステーションと同様であってよい。本出願は、生体内送受信機により受信される無線信号が、生体内デバイスの１つまたは複数の機能の動作状態を起動、停止、または変更することができるコマンドまたは制御信号でもよく、またはこれらを含んでもよいことを、さらに開示する。生体内送受信機により送信される無線信号は、たとえば、生体内検出デバイスにより収集される画像データなどのセンサデータでもよく、またはこれを含んでもよい。

本明細書に述べるデバイスおよびシステムは、他の構成および／または構成要素の組を有してもよい。たとえば、上記出版物に述べられるような、たとえばワークステーション内の外部受信機／レコーダユニット、プロセッサ、およびモニタは、本発明のいくつかの実施形態と共に用いることが適切である場合がある。本発明は、内視鏡、注射針、ステント、カテーテルなどを使用して実施されてもよい。いくつかの生体内デバイスは、カプセル状でもよく、あるいは、他の形状、たとえば、ピーナツ形状またはチューブ状、球形、円錐形、または他の適切な形状を有していてもよい。

本発明の実施形態は、生体内撮像デバイス（たとえば、飲み込み可能なカプセル）のエネルギー消費を制御するためのデバイスおよび方法を含む。生体内撮像デバイスを動作させる、たとえば、ＧＩ管の少なくとも所定の解剖学的領域を通ってデバイスが完全に通過するまで、非ゼロ最小フレームレートで画像フレームを取得し、画像を受信デバイスに送信するのに必要とされるエネルギーの最小量が確定されることができる。非ゼロフレームレートは、固定または可変の非ゼロフレーム取得レートを含むことができる。非ゼロレートは、撮像デバイスの速度、撮像され身体管腔の器官または解剖学的セクションまたは領域、身体管腔の移動度などのような、いくつかのフレームレートパラメータに従って確定されることができる。最小フレームレートは、予め確定される、たとえば４フレーム／秒または４８フレーム／秒に設定されてもよく、または、１つまたは複数のフレームレートパラメータに従って選択されてもよい。

いくつかの実施形態において、ＧＩ管の少なくとも所定の解剖学的領域を通るデバイスの完全通過時間が推定または計算されることができる。たとえば、撮像される身体通路の全長を通るデバイスの通過の最大継続時間が推定されることができる。一例では、身体管腔の解剖学的領域を通る生体内デバイスの完全通過時間は、結腸撮像プロシージャの場合１０時間および小腸撮像プロシージャの場合９時間と推定されることができる。いくつかの実施形態において、撮像のために意図された解剖学的領域を通るデバイスの完全通過時間は、生体内撮像デバイスから受信される画像データまたは位置データに基づいて実行中に（ｏｎ−ｔｈｅ−ｆｌｙ）計算されることができる。他の通過継続時間は、患者の症状または疑われる病理状態に従って確定される、たとえば調節されることができる。ＧＩ管の少なくとも所定の解剖学的領域を通るデバイスの完全通過時間または全長を通るデバイスの通過の最大継続時間は、プリセットされるかまたは予め知られている可能性がある。たとえば、デバイスまたはシステムは、プリセットされたこうした値を有することができ、このプリセット値が、必要とされるエネルギーの確定を制御することができる。

エネルギーの「最小（ｍｉｎｉｍａｌ）」量は、ある経路を通って生体内撮像プロシージャを完了するのに必要とされる（または、必要とされるために推定または計算される）エネルギー量とすることができ、したがっていくつかの実施形態において、ある最小フレームレートで画像を取得するタスクを完了するのに必要とされる（または、必要とされるために推定または計算される）最大エネルギー量とすることができる。必要とされる最小エネルギー量は、身体管腔を通して撮像プロシージャを完了するために必要とされる撮像デバイスの１つまたは複数の動作のためのエネルギー、たとえば、画像フレームを取得し、画像を取得するために照明源を照射させ、画像を外部受信デバイスに送信し、生体内撮像デバイスを制御し、かつ／または他の機能を実施するために必要とされるエネルギーを含むことができる。デバイス電源に残っている利用可能エネルギーが、最小エネルギー量以上であるような、デバイス電源からのエネルギー量を使用する動作フレームレートが確定されることができる。生体内デバイスは、動作フレームレート以下であるレートで画像を取得するようにさせられるまたは制御されることができる。

本発明のいくつかの実施形態は、たとえば、飲み込み可能な生体内デバイスを含むことができる。他の実施形態において、生体内デバイスは、飲み込み可能および／または自律型である必要はなく、たとえば磁石によって遠隔で制御可能であるかまたナビゲートされることができ、また、他の形状または構成を有することができる。いくつかの実施形態は、種々の身体管腔、たとえば、ＧＩ管、血管、尿管、生殖管などで使用されることができる。

生体内デバイスの実施形態は、自己完結型であり、また、（たとえば、磁気操縦によって）自律型または制御可能であることができる。たとえば、生体内デバイスは、カプセルまたは他のユニットであるかまたはそれを含むことができ、この場合、全ての構成要素が、容器、ハウジング、または殻内に実質的に含まれ、また、生体内デバイスは、たとえば、電力を受取り、情報を送信するためのワイヤやケーブルを全く必要としない。生体内デバイスは、外部の受信および表示システムと通信して、データ表示、制御、または他の機能を提供することができる。たとえば、電源は、内部電池あるいは内部エネルギーまたは電源によってあるいは有線または無線電力受信システムを使用して、提供されることができる。他の実施形態は、他の構成および能力を有することができる。たとえば、構成要素は、多数のサイトまたはユニットにわたって分配されることができ、また、制御情報または他の情報は、外部発信源から受信されることができる。

本発明のいくつかの実施形態によるデバイス、システム、および方法は、たとえば、人体に挿入されるかまたは人が飲み込むことができるデバイスと共に使用されることができる。しかし、本発明の実施形態は、この点において限定されず、たとえば、非人体または動物の体に挿入しうるまたはそれが飲み込みうるデバイスと共に使用されることができる。本発明の他の実施形態は、生体内撮像デバイスと共に使用される必要はない。

本発明の実施形態は、たとえば完全な身体通路に沿ってデバイスによる画像取得を完了する（他の実施形態は、完全な通路に沿って画像取得を完了する必要はない）のに十分な量の使用可能エネルギーが維持されることを保証するために、デバイス電力およびエネルギー使用を監視し、それに基づいてフレーム取得レートを制御するためのシステムおよび方法を述べる。完全な身体通路に沿う取得は、ＧＩ管の全長、ＧＩ管の解剖学的サブ領域、たとえば小腸または結腸、カプセルが身体から排出される場所の近くで終わる領域、または身体の任意の他の所定の長さまたは領域を撮像することを含むことができる。

撮像デバイスは、制限されたまたは有限の量の利用可能電力を有する、１つまたは複数の電池あるいは燃料電池などの電源を有することができる。利用可能な電力は、デバイスが格納されている間に化学物質の劣化により徐々に使い尽くされる可能性がある。利用可能な電力はまた、デバイスを動作させるために使用されることができる。たとえば、各画像フレームを取得するために、デバイスは、通常、それぞれが電源から電力を使用する照明源、撮像装置、送信機または送受信機、プロセッサ、および／または他の構成要素を動作させる。所与の距離または時間間隔の場合、フレームレートが増加するにつれて、単位時間当たりに取得されるフレーム数が増加し、したがって、フレームを取得するために単位時間当たりに使用されるエネルギー量が大きくなる。デバイスによって使用されるフレームレートは、画像の解析に基づいて、たとえば連続的なフレーム間の類似の程度、フレーム内での病理の検出、デバイス速度あるいは加速度および／または回転の程度に基づいて増加する可能性がある。たとえば、デバイスが静止していると判定されると、フレームレートは実質的に減少し、移動が検出されると、フレームレートは、検出される加速度の程度に従って増加する可能性がある。フレームレートは、デバイスが関心セグメントまたは器官に達したと判定されると、増加する可能性がある。たとえば、結腸撮像プロシージャでは、フレームレートは、デバイスが胃および小腸内で画像を取得している間は低く、デバイスが盲腸を通過すると増加することができる。同様に、フレームレートは、現在の検査プロシージャについてはあまり重要でないエリア内の画像をデバイスが撮像しているときに減少することができる。従来のデバイスでは、最適フレームレートでフレームを取得するのに必要とされる累積エネルギーは、たとえば通路が高い程度の発赤または出血を有し、フレームレートを増加させる場合、電源の利用可能なまたは使用可能な総エネルギーを超える可能性がある。こうした場合、デバイス電力は、急速に使い尽くされる可能性があり、デバイスは、画像を撮影し続けることができず、身体通路の領域全体を文書化しないままにする可能性がある。

本発明の実施形態は、画像を取得するために使用されるエネルギーが、デバイスが所望の通路の全長を取得してしまうまでに画像フレームを取得するのに必要とされるエネルギーを使い尽くさないようにフレームレートを制限することを含む。たとえば、プロシージャにおいて関心の身体通路または器官の実質的に全長に沿う画像の完全な取得を保証するエネルギー貯蔵量(reserve)が維持される。デバイスが身体を通って進むにつれて、終点までに短い距離が残り、通路の全体にわたって画像取得を完了するために、少ない時間、すなわち少数の画像が必要とされる。そのため、エネルギー貯蔵量は、デバイスが身体を通過するにつれて、徐々に減少することができる。一実施形態では、エネルギー貯蔵量は、身体通路の終点まで（または、終点以前のある所望のポイントまで）所定の最小フレームレートほどのレートでフレームを取得するのに十分なエネルギーをデバイスが有するように計算される。エネルギー貯蔵量についての値は、通路に沿う任意の所与のポイントにおいて、目標貯蔵量が、そのポイントから身体通路の終点まで（または、終点以前のある所望のポイントまで）所定の最小フレームレートほどのレートでフレームを取得することを可能にするように連続してまたは繰り返して計算され更新されることができる。

（たとえば、ワークステーション、受信ユニット、または生体内デバイス内の）プロセッサは、最小より高いフレームレートがエネルギー貯蔵量を使い尽くすかどうかを判定するために、たとえば各フレームについてデバイスのエネルギー使用を監視することができる。こうして、身体通路の全長に沿ってまたは終点以前のある所望のポイントまでの画像取得を完了させるのに十分な電力量を電源が維持することを保証するように、最適フレームレートがチェックされ調整される。高いフレームレートがエネルギー資源を使い尽くすことになる場合、プロセッサは、デバイスを、最小フレームレートモードに、たとえばエネルギー貯蔵量を維持するレートでフレームを取得するように設定することができ、また、デバイスは、このレートで画像を取得および／または送信することができる。高いフレームレートがエネルギー資源を使い尽くさない場合、高いフレームレートが許容可能であり、デバイスは、高いフレームレートモードに設定されることができる。いくつかの実施形態では、高いフレームレートが許容可能であるが、高いフレームレートは使用される必要がない。プロセッサは、許容可能なフレーム取得レートの中からどのフレームレートが最適であるかを判定する最適化メカニズムを使用することができる。

プロセッサは、たとえばパラメータの任意の個々のパラメータまたは組合せに基づいて、許容可能なフレーム取得レートの中から最適フレームレートを計算することができる。いくつかの実施形態において、最適フレームレートは、動き、速度、加速度、場所、画像の色（たとえば、発赤量が増加する（血液を示す）につれて、レートが増加する）、連続的な画像間の色、テクスチャ、またはパターンの差、画像認識、インピーダンス変動などに基づいて確定されることができる。これらのパラメータについて検知される値が体腔を通して変化するため、デバイスは、許容可能なフレーム取得レート間でトグルするかまたは前後に切換えることができる。最適フレームレートが許容可能なフレームレート以下である場合（たとえば、最適フレームレートがエネルギー貯蔵量を依然として保持する場合）、撮像装置は、最適フレームレートで１つまたは複数の後続のフレームを取得することができる。最適フレームレートが許容可能なフレームレートより大きい場合（たとえば、最適フレームレートがエネルギー貯蔵量を使い尽くすことになる場合）、撮像装置は、許容可能な最大フレームレートで１つまたは複数のフレームを取得することができる。

フレームレートまたは取得フレームレートは、画像またはフレームがデバイスによって取得される非ゼロレートを指すことができ、したがって、デバイスが、画像を収集しない（たとえばスタンドバイモード）か、電力がないか、またはオフモードにある動作モードを排除する。

本発明の実施形態は、デバイスが画像を取得することを一時的に停止することができるか、または、所定の最小取得レートより小さいレートで画像を取得することができる、デバイス用の電力低減または休止モードを含むことができる。電力低減または休止モードにおいて、デバイスは、通路に沿って進むことになり、デバイスが通常電力動作を再開すると、通路の短い距離が撮像される必要がある場合がある。相応して、電力低減後に、所定の最小取得レートを維持するために、通路の少数の総画像が撮影される必要がある場合がある。最小エネルギー貯蔵量は、（少数の総画像を撮影するために）前の計算値より小さい値を有するように、各電力低減後に再計算されることができる。一実施形態において、デバイスに残っている利用可能なエネルギーが最小エネルギー貯蔵量にほぼ等しい（たとえば、デバイスが、通路の残りについて所定の最小取得レートで画像を取得することができるだけである）とき、デバイスは、自動的に、あるいは、時間経過か、器官の変化などの生体内条件の検出か、または、これらの因子の組合せに応答して、電力低減または休止モードに入る。最小エネルギー貯蔵量は、その後、電力低減の前より小さな値に再較正されることができ、デバイスは、所定の最小取得レートより高い取得レートで撮像するために利用可能なエネルギーを有することができる。

本発明の実施形態はまた、デバイスの送信強度を、たとえば外部受信デバイスにおいて十分な信号明瞭度を達成するための実質的に最小の送信強度に変更することを含むことができる。たとえば、生体内デバイスが外部受信機アンテナに近づくと、受信機においてベースレベルの信号強度を維持するために、小さな信号強度が必要とされる可能性がある。生体内デバイス送信機と、デバイス位置決めシステムおよび／または外部デバイス受信機との間のフィードバックループは、生体内デバイスが、最小送信強度要件を満たすために送信信号の強度を連続してまたは定期的に（たとえば、適時にまたは各フレームについて）変更するために使用されることができる。

本発明のいくつかの実施形態による生体内システムを概略的に示す図１が参照される。システムの１つまたは複数の構成要素は、本明細書に述べるデバイスおよび／または構成要素あるいは本発明の実施形態による他の生体内デバイスと共に使用されることができるまたはそれに動作可能に関連付けられることができる。

いくつかの実施形態において、システムには、センサ、たとえば、撮像装置１４６、１つまたは複数の照射源１４２、電源１４５、および送受信機１４１を有するデバイス１４０を含む。いくつかの実施形態において、デバイス１４０は、飲み込み可能なカプセルを使用して実装されるが、他の種類のデバイスまたは適切な実施態様が使用されてもよい。

受信機／レコーダ１１２は、デバイス１４０と通信するための、たとえば、フレームレートをデバイス１４０に定期的に送出し、画像、テレメトリ、およびエネルギー使用データをデバイス１４０から定期的に受信するための送受信機１３０を含むことができる。受信機／レコーダ１１２は、いくつかの実施形態において、患者によって装着されるかまたは運ばれる可搬型デバイスであるが、他の実施形態において、たとえばワークステーション１１７と組合されてもよい。ワークステーション１１７（たとえばコンピュータまたはコンピューティングプラットホーム）は、記憶ユニット１１９（たとえば、メモリ、データベースなどの１つまたは複数あるいは他の記憶システムであるかまたはそれを含むことができる）、プロセッサ１１４、およびモニタ１１８を含むことができる。

送受信機１４１は、無線波を使用して動作することができるが、デバイス１４０が内視鏡であるかまたはこれに含まれるなどの、いくつかの実施形態において、送受信機１４１は、たとえばワイヤ、光ファイバ、および／または他の適切な方法により、データを送信／受信することができる。他の知られている無線送信方法が使用されてもよい。送受信機１４１は、たとえば、送信機モジュールまたはサブユニットおよび受信器モジュールおよびサブユニット、あるいは統合化した送受信機または送信機−受信機を含むことができる。一実施形態において、送受信機１４１は、センサ１４６からの画像信号を受信するための少なくとも一つの変調器、無線周波数（ＲＦ）増幅器、インピーダンス整合器、およびアンテナ１４８を含む。変調器は、５ＭＨｚ未満のカットオフ周波数ｆ_０を有する入力画像信号を、通常、１ＧＨｚの範囲である、キャリア周波数ｆ_ｒを有するＲＦ信号に変換する。一実施形態において、信号はアナログ信号であるが、変調信号はアナログよりもむしろデジタルとすることができる。キャリア周波数は、他の帯域、たとえば４００ＭＨｚ帯域とすることができる。変調されたＲＦ信号は、ｆ_ｔの帯域幅を有する。インピーダンス整合器は、回路のインピーダンスをアンテナのインピーダンスに整合させる。他の送受信機または送受信機構成要素の構成が使用されてもよい。たとえば、代替の実施形態は、整合したアンテナを備えなくてもよく、整合回路のない送受信機を備えてもよい。代替の実施形態において、デバイス１４０は、異なる構成を有してもよく。他の構成要素の組を含んでもよい。他の周波数が使用されてもよい。なおさらなる実施形態において、ｐＨメータ、温度センサ、圧力センサなどのような、画像センサ以外のセンサが使用されてもよく、画像信号以外の入力ＲＦ信号が使用されてもよい。

送受信機１４１は、たとえばテレメトリ信号、画像信号、およびビーコン信号を含む、異なるタイプの信号を送出することができる。他のタイプの信号が、送受信機１４１により送信されてもよい。デバイス１４０から送出される情報は、画像、ｐＨ、温度、場所、および圧力などの、デバイス内のセンサにより検知される情報を含んでもよい。デバイス１４０から送出される信号は、テレメトリ情報、カプセルＩＤに関するもの、時間カウンタ、画像タイプデータ、および、撮像装置の現在の画像取得モードまたはフレームレートなどの許容可能な異なるフレームレート、それぞれの個々の画像フレームまたは画像フレームの群を取得するための電力使用、許容可能な各フレームレートについての電力使用、デバイス電源の残りの電力、最小フレームレートで身体通路を通ってデバイスが完全に通過するまでに画像フレームを取得するのに必要とされるエネルギー貯蔵量などの、デバイス内構成要素のステータスを含んでもよい。信号は、別々に、または、より大きなフレーム、たとえばテレメトリタイプおよび画像タイプの信号の両者を含むフレームの一部として送出されてもよい。

デバイス１４０の実施形態は、自律型でかつ自己完結型であってもよく、または、制御可能な（たとえば、磁気操縦式）カプセルであってよい。たとえば、デバイス１４０は、カプセルまたは他のユニットとすることができ、この場合、全ての構成要素が、容器または殻内に実質的に含まれ、デバイス１４０は、たとえば、電力を受信するまたは情報を送信するためのワイヤまたはケーブルを全く必要としない。いくつかの実施形態において、デバイス１４０は、自律型でかつ非遠隔制御型とすることができ、また、別の実施形態では、デバイス１４０は、部分的にまたは全体的に遠隔制御型であってよい。

いくつかの実施形態において、デバイス１４０は、生体内ビデオカメラ、たとえば、撮像装置１４６を含むことができ、撮像装置１４６は、デバイス１４０がＧＩ管腔を通過する間に、たとえばＧＩ管の画像を取得し送信することができる。他の管腔および／または体腔が、デバイス１４０によって撮像および／または検知されることができる。いくつかの実施形態では、撮像装置１４６は、たとえば、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）カメラまたは撮像装置、相補金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）カメラまたは撮像装置、デジタルカメラ、スチルカメラ、ビデオカメラ、または他の適切な撮像装置、カメラ、または画像採取構成要素を含むことができる。

いくつかの実施形態において、撮像装置１４６は、送信機または送受信機１４１に動作可能に接続されることができる。送受信機１４１は、たとえば（たとえば、１つまたは複数のアンテナを通して）外部送受信機または受信機／レコーダ１１２に画像を送信することができ、外部送受信機または受信機／レコーダ１１２は、ワークステーション１１７、プロセッサ１１４、および／または記憶ユニット１１９にデータを送出することができる。送受信機１４１はまた、制御能力を含むことができるが、制御能力は、別個の構成要素、たとえばプロセッサ１４７に含まれてもよい。送受信機１４１は、画像データ、他の検知されたデータ、および／または他のデータ（たとえば、制御データ、ビーコン信号など）を受信デバイスに送信できる任意の適切な送信機を含むことができる。送受信機１４１はまた、たとえば外部送受信機から信号／コマンドを受信することが可能であってよい。たとえば、いくつかの実施形態において、送受信機１４１は、おそらくはチップスケールパッケージ（ＣＳＰ）で提供される超低電力無線周波数（ＲＦ）広帯域送信機を含むことができる。

いくつかの実施形態において、送受信機１４１は、アンテナ１４８を介して、送信する／受信することができる。送受信機１４１および／またはデバイス１４０内の他のユニット、たとえば、コントローラまたはプロセッサ１４７は、制御能力、たとえば、デバイス１４０を制御するための、デバイス１４０のフレーム取得レートまたは設定を制御するための、および／またはデバイス１４０内の制御動作または処理動作を実施するための、１つまたは複数の制御モジュール、処理モジュール、回路要素、および／または機能を含むことができる。いくつかの実施形態によれば、送受信機１４１は、たとえばアンテナ１４８を通してあるいは異なるアンテナまたは受信要素を通して、（たとえば、患者の人体の外側から）信号を受信しうる受信機を含むことができる。いくつかの実施形態によれば、信号またはデータは、デバイス１４０内の別個の受信デバイスによって受信されてもよい。

電源１４５は、１つまたは複数の電池または燃料電池を含む。たとえば、電源１４５は、ＥＮＥＲＧＩＺＥＲ（登録商標）ＬＯＮＧ ＬＩＦＥ ＢＡＴＴＥＲＹ １．５５Ｖ，５ｍＡ製品番号３９９またはＥＮＥＲＧＩＺＥＲ（登録商標）ＳＩＬＶＥＲ ＯＸＩＤＥ ＢＡＴＴＥＲＹ １．５５Ｖ製品番号３７０などの、酸化銀電池、リチウム電池、高いエネルギー密度を有する他の適切な電気化学的電池などを含むことができる。他の適切な電源が使用されてもよい。たとえば、電源１４５は、生体内デバイス１４０に電力またはエネルギーを送信するために使用されることができる外部電源（たとえば、電磁界発生器）から電力やエネルギーを受信することができる。通常、電源１４５は、撮像プロシージャ中に使用される初期エネルギー量を有することができ、プロシージャ中、さらなるエネルギーが得られないまたは取り入れられない場合がある。

電源１４５は、デバイス１４０の内部とすることができる、かつ／または、たとえば電力を受信するために、外部電源に結合する必要はない場合がある。電源１４５は、デバイス１４０の１つまたは複数の構成要素に電力を、連続的に、実質的に連続的に、または非離散的方法またはタイミングで、あるいは、フレームが取得されるたびなど定期的な方法で、断続的な方法で、またはその他の非連続的な方法で提供することができる。いくつかの実施形態では、電源１４５は、デバイス１４０の１つまたは複数の構成要素に電力を、たとえば、必ずしも要求に応じてとは限らずまたは必ずしもトリガをかけるイベントや外部起動や外部励起に応じてとは限らずに提供することができる。

電源１４５は、データバス１４４に動作可能に結合されることができ、また、たとえば要求されると、異なる電池パラメータのステータスに関するデータを提供することができる。電池から読取られうる電池データパラメータは、特定の取得レートまたはデバイスモードで動作するために残されている推定時間（残り時間値などの、コンピュータに対して使用されうる残りのエネルギー）、現在容量、電圧、電池および／または製造業者識別コード、容量の最大誤差パーセンテージなどを含むことができる。一実施形態において、デバイス１４０は、たとえば、各画像フレームを取得するために使用される、最後の送信以来使用される、各動作またはある群の動作のために使用されるなどのための、瞬時エネルギーを定期的に送信することができる。電源１４５に残っているエネルギー量は、全ての画像フレーム後におよび／またはデバイス１４０の送信後に、あるいは、他の時点で確定されることができる。電源１４５に残っているエネルギー量は、たとえば、電源１４５の利用可能なエネルギー供給からデバイス１４０によって送信される瞬時エネルギー値の和（たとえば、現在の総エネルギー使用を与える）を減算することによって確定されることができる。時間的に任意のポイントにおけるフレームレートは、電源１４５に残っているエネルギー量が、デバイス１４０が完全に通過するまで、最小フレームレートで画像フレームを取得するのに必要とされるエネルギー貯蔵量以上であることを保証するように、計算され制御されることができる。電池に残っているエネルギーまたは容量を推定する他の方法が使用されてもよい。通常使用中に電池によって提供される電力とは別の特定の信号は使用される必要はない。

送受信機１４１は、たとえば、撮像装置１４６によって生成される信号および／またはデータを処理するために、処理ユニット、プロセッサ、またはコントローラを含む。別の実施形態において、処理ユニットは、デバイス１４０内の別個の構成要素、たとえば、コントローラまたはプロセッサ１４７を使用して実装されてもよい、または撮像装置１４６、送受信機１４１、または別の構成要素の統合された部分として実施されてもよい、または、必要とされなくてもよい。処理ユニットは、たとえば、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、回路要素、集積回路（ＩＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、あるいは、任意の他の適切な多目的または特定のプロセッサ、コントローラ、回路要素または回路を含むことができる。いくつかの実施形態において、たとえば、処理ユニットまたはコントローラは、送受信機１４１に埋め込まれるかまたはそれと統合されてもよく、また、たとえば、ＡＳＩＣを使用して実装されることができる。

いくつかの実施形態において、撮像装置１４６は、生体内画像を、離散的または周期的方法で、断続的な方法で、またはその他の非連続的な方法で、たとえば、複数のフレーム取得レートのうちの可変の１つのレートに従う間隔で採取することができる。取得レートは、各フレームについて異なるとすることができ、また、取得された直近の画像または画像のグループに関して計算されることができる。フレーム取得レートは、たとえば、デバイスの速い動きの期間中にまたは「重要な(important)」領域において細部を観察するのに十分な最適レートに、時間的に任意のポイントで調整されることができ、その場合、そのレートで画像を取得することは、身体通路の残りについて最小フレームレートでフレームを取得するためのエネルギー貯蔵量を維持するために利用可能なエネルギー量以下のエネルギー量を使用する。

撮像または画像取得プロシージャは、撮像装置１４６が画像を取得し、送受信機１４１が、画像データを受信ユニット１１２に送信する期間を含むことができる。コマンドは、外部制御ユニットからデバイス１４０によって受信されることができ、外部制御ユニットは、患者の身体の外側に位置する別個のユニットであってよく、または、たとえば受信ユニット１１２と統合されてもよい。外部制御ユニットは、たとえば受信ユニット１１２内に統合された制御／処理ユニット１２２であってよい。一実施形態において、デバイス電源１４５は、送受信機１４１を通して指示を送信することができ、制御／処理ユニット１２２に低電池ステータスを通知する。撮像デバイスプロセッサ１４７または電池に動作可能に接続される別のユニットは、電池内の内部レジスタをサンプリングして、たとえば現在の電池ステータスまたは他の電池パラメータを確定することができる。制御／処理ユニット１２２は、応答して、制御コマンドをデバイス１４０に送信して、フレーム取得レートをゼロ値より大きな値に減少させることができる。送信電力は、リアルタイムに制御される、または、たとえば信号タイプについてまたはデバイス１４０に残っている、計算されたエネルギー量に従って事前プログラムされることができる。電池電力を確定する他の方法が使用されてもよく、たとえば、プロセッサ１４７または送信機１４１などのユニットは、電池を定期的にサンプリングして、残りの電圧レベル、現在の使用に従って残っている推定時間量などのような電力特性を確定することができる。

いくつかの実施形態において、デバイス１４０は、１つまたは複数の照明源１４２、たとえば、ＮｉｃｈｉａのＬＥＤ製品番号ＮＥＳＷ００７ＢＴまたはＮｉｃｈｉａの製品番号ＮＥＳＷ００７ＡＴ Ｂ３／Ｂ５などの、１つまたは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）、「白色ＬＥＤ」、または他の適切な光源を含むことができる。照明源１４２は、たとえば、撮像および／または検知される身体管腔または体腔を照明することができる。たとえば、１つまたは複数のレンズまたは複合レンズ組立体、１つまたは複数の適切な光学フィルタ、または任意の他の適切な光学要素などの１つまたは複数の光学要素を含む光学システム１５０は、任意選択で、デバイス１４０に含まれてもよく、また、反射光を撮像装置１４６に収束させること、照明光を収束させること、および／または他の光処理動作を実施することを補助する可能性がある。

いくつかの実施形態において、デバイス１４０の構成要素は、たとえば、カプセル形状、楕円形、または他の適切な形状を有するハウジングまたは殻内に閉囲されることができる。ハウジングまたは殻は、実質的に透明とすることができる、かつ／または実質的に透明でありうる１つまたは複数の部分、窓、またはドームを含むことができる。たとえば、デバイス１４０内の１つまたは複数の照明源（複数可）１４２は、透明な部分、窓、またはドームを通して身体管腔を照射することができ、身体管腔から反射される光は、たとえば、透明な部分、窓、またはドームを通して、または任意選択で、別の透明な部分、窓、またはドームを通して、デバイス１４０に入ることができ、そして、光学システム１５０および／または撮像装置１４６によって受信されることができる。いくつかの実施形態において、たとえば、光学システム１５０および／または撮像装置１４６は、身体管腔から反射された光を、照明源（複数可）１４２が身体管腔をそこを通して照明する同じ窓またはドームを通して受信することができる。

一実施形態によれば、デバイス１４０は、患者のＧＩ管を横切る間、画像およびおそらくは他のデータを、患者の身体の外側に位置する、データを受信し処理する構成要素に送信する。通常、受信ユニット１１２は、患者の身体の外側で１つまたは複数の場所に位置する。受信ユニット１１２は、通常、たとえば、デバイス１４０から／へ信号を受信および／または送信するための、１つまたは複数のアンテナ、センサ、またはアンテナアレイ１２４を含んでもよい、または、それに動作可能に連結されてもよい。受信ユニット１１２は、通常、画像受信機記憶ユニットを含む。一実施形態によれば、画像受信機１１２および画像受信機記憶ユニットは、小型でかつ可搬型であり、通常、画像を記録している間、患者の身体に装着される（または、患者の身体の非常に近くに位置する）。

受信ユニット１１２は、たとえばデバイス１４０から送信された信号を検出することができる信号検出ユニット１２３を含むことができる、または、それに動作可能に連結されることができる。信号検出ユニット１２３は、アンテナまたはアンテナアレイと結合されることができる、または、それに含まれることができる。

制御／処理ユニット１２２、プロセッサ１１４、および／またはプロセッサ１４７は、電源１４５内の利用可能なエネルギーを含む送信済みデータを評価することができ、また、たとえば情報に基づいて、少なくとも最小取得レートを使用して、全通路または関心器官に沿う継続した撮像を保証する画像取得レートを確定することができる。

いくつかの実施形態において、デバイス１４０は、データ、制御、または他の機能の表示を提供するために、外部受信および表示システム（たとえば、ワークステーション１１７またはモニタ１１８）と通信することができる。たとえば、電力は、内部電池、内部電源、または電力を受信できる無線システムを使用してデバイス１４０に提供されることができる。他の実施形態は、他の構成および能力を有することができる。たとえば、構成要素は、複数のサイトまたはユニットにわたって分配されることができ、制御情報または他の情報は、外部源から受信されることができる。

プロセッサ１１４およびプロセッサ１２２は、処理ユニット、プロセッサ、またはコントローラを含むことができる。処理ユニットは、たとえば、ＣＰＵ、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、回路要素、ＩＣ、ＡＳＩＣ、あるいは、任意の他の適切な多目的または特定のプロセッサ、コントローラ、回路要素、または回路を含むことができる。

データプロセッサ１１４は、デバイス１４０から外部受信機／レコーダ１１２を介して受信されたデータを解析することができ、記憶ユニット１１９と通信状態にあり、たとえば、フレームデータを記憶ユニット１１９へ／から転送する。データプロセッサ１１４は、解析済みデータをモニタ１１８に提供することができ、この場合、ユーザ（たとえば、医師）は、データを閲覧するかまたはその他の方法でデータを使用する。いくつかの実施形態では、データプロセッサ１１４は、リアルタイム処理用におよび／または後で実施および／または閲覧される後処理用に構成されることができる。制御能力（たとえば、遅延、タイミングなど）が、デバイス１４０の外部にある場合、適切な外部デバイス（たとえば、送信機または送受信機を有するデータプロセッサ１１４または外部受信機／レコーダ１１２など）は、１つまたは複数の制御信号をデバイス１４０に送信することができる。

モニタ１１８は、たとえば、１つまたは複数のスクリーン、モニタ、または適切な表示ユニットを含むことができる。たとえば、モニタ１１８は、デバイス１４０によって取得および／または送信される１つまたは複数の画像または画像のストリーム、たとえば、ＧＩ管あるいは他の撮像される身体管腔または体腔の画像を表示することができる。付加的にまたは代替として、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、デバイス１４０の場所または相対的な場所を記述するかまたは示すデータ）、方位データ、および様々な他の適切なデータを表示することができる。いくつかの実施形態において、たとえば、画像と（たとえば、撮像される身体管腔に対する）その位置または場所は共に、モニタ１１８を使用して提示されることができるかつ／または記憶ユニット１１９を使用して記憶されることができる。収集済み画像データおよび／または他のデータを記憶および／または表示する他のシステムおよび方法が使用されてもよい。

通常、デバイス１４０は、画像情報を離散的な部分で送信することができる。各部分は、通常、画像またはフレームに対応するとすることができ、他の適切な送信方法が使用されてもよい。たとえば、いくつかの実施形態において、デバイス１４０は、画像を、複数の、たとえば３つの、４つの、１０の、または１００の異なるフレーム取得レートのうちの１つのフレーム取得レートで画像を取得および／または採取することができ、画像データを外部受信ユニット１１２に送信することができる。他の一定のおよび／または可変の取得レートおよび／または送信レートが使用されてもよい。

身体のＧＩ管に沿って受動的に移動する間に、デバイス１４０は、可変採取レートで画像を採取することができる。デバイス１４０は、たとえば４フレーム／秒（４Ｈｚ）の初期またはデフォルト画像取得レートを有することができる。デバイス１４０の動作中に、フレームレートは、受信ユニット１１２によってデバイス１４０に送出される制御または調整信号によって、たとえばデバイスの電力使用に基づいて、調整、変更、または制御されてもよい。フレーム取得レートは、デバイス１４０の外部で、たとえばワークステーション１１７のプロセッサ１１４によって計算され、送受信機１３０および／またはワークステーション１１７から送信され、デバイス１４０の送受信機１４１によって受信されることができる。あるいは、フレーム取得レートは、デバイス１４０の内部で、たとえばプロセッサ１４７によって計算されることができる。フレーム取得レートは、受信されたフレーム取得レートで撮像装置１４６が画像を取得するように、プロセッサ１４７によって適用されることができる。たとえば、プロセッサ１１４および／またはプロセッサ１４７は、電力レベルを監視し、電力レベルに基づいて対応するフレーム取得レートを確定し起動することができる。一実施形態において、プロセッサ１１４は、たとえば速度、動き、場所、環境などのデバイス１４０のパラメータに基づいて最適取得レートを確定し、その後、全通路に沿う、または、関心器官または領域を完全にカバーするのに十分な撮像を可能にするために、取得レート（必要である場合）または他のパラメータ（光制御、光利得、光パルス長、送信される信号の送信強度およびタイプ）を調整することができる。相応して、プロセッサ１１４は、デバイス１４０のフレーム取得レートを、最適取得レートに最も近い、全通路に沿う撮像を可能にするレートであるように設定することができる。

一実施形態において、プロセッサ１１４は、デバイス１４０のエネルギー使用を監視して、たとえば各フレームについて（または、より長い間隔で）、最小フレームレートより高いフレームレートがエネルギー貯蔵量を使い尽くすことになるかどうかを判定することができる。使い尽くさない場合、高いフレームレートが、許容可能であり、デバイス１４０は、高いフレームレートモードに設定されることができる。しかし、高いフレームレートが許容可能であるが、高いフレームレートは、使用される必要はない。プロセッサ１１４は、デバイス１４０の現在の場所、デバイス１４０の速度、および／またはデバイス１４０から受信されるデータから抽出される他の情報などのパラメータを考慮して、許容可能なフレーム取得レートの中から、どのフレームレートが最適であるかを判定する最適化メカニズムを使用することができる。

デバイス１４０のエネルギー使用を確定するために、プロセッサ１１４は、フレーム取得レートおよび各取得レートでフレームを取得することに関連するエネルギー量を確定することができる。一実施形態において、プロセッサ１１４は、フレームが送信および／または受信されるレートから取得レートを推定することができる、または、たとえばフレームが取得されるたびに、画像データと共にまたは画像データと別々に定期的に送信されうる、レートを示す取得レート信号を別に受信することができる。プロセッサ１１４は、各取得レートで取得されるフレームの数とそのレートでフレームを取得することに関連するエネルギーの積を加算することによって、デバイス１４０の総合エネルギー使用を確定することができる。

最適フレームレートは、動き、速度、加速度、場所、画像の色（たとえば、発赤量が増加する（血液を示す）につれて、レートが増加する）、連続的な画像間の色、色相、飽和度、テクスチャ、またはパターンの差、インピーダンス変動、連続的な画像を比較するときの類似の程度、環境ｐＨ値などのようなパラメータ（複数可）に基づいて確定されることができる。一実施形態において、最適フレームレートは、たとえば身体内でデバイスが位置する領域に基づいて確定されることができる。たとえば、医師が、小腸または結腸などの身体内の関心領域を調査したいと思うとき、最適フレームレートは、デバイスがその領域に位置する（または、位置すると判定される）ときに、または、デバイスがその領域に位置することが予想されるときに増加することができる。たとえば、結腸を調査するとき、比較的低いまたは最小のフレームレートが胃で使用されることができ、比較的低いレートと比較的高いレートの中間のフレームレートが小腸で使用されることができるが、レートの他の組合せが使用されてもよい。いくつかの実施形態において、パラメータ値の各範囲に関連する最適フレームレートは、プリセットされることができ、デバイスによってアクセス可能なルックアップテーブルに記憶されることができる。いくつかの実施形態において、プリセット値は、その値を更新するかまたはデバイス１４０に記憶されうる新しい値を書込むためのコマンド信号を、たとえば受信機１１２から送出することによって調整されることができる。

本発明の一実施形態において、プロセッサ（たとえば、プロセッサ１２２、１１４、および／または１４７）は、たとえば身体内でデバイスが位置する領域に基づいて最適フレームレートを計算することができる。デバイスが位置する領域は、たとえば、画像差別化、既知の色（色相、飽和度、ピクセル値）、画像パラメータ（画像の強度、画像で使用される利得および露出パラメータ）、テクスチャ、パターン、または各領域に関連する（管腔穴、絨毛、皺などのような）生体内オブジェクトに基づいて、たとえば自動でまたは手動で確定されることができる。別法としてまたは付加的に、デバイスが位置する領域は、たとえばカプセル通過の継続時間を、各領域に関連する所定の時間と比較することによって、時間ベースパラメータを使用して確定されることができる（たとえば、デバイス１４０は、最大２時間の間、胃に留まり、小腸を４〜６時間で横切り、その後、たとえば最大２４時間の間、結腸に留まる可能性がある。これらの時間平均は、たとえば、特定の調製および検査ダイエットレジメン（ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ ｄｉｅｔ ｒｅｇｉｍｅｎ）を使用する、通常の小腸プロシージャに基づく場合があり、また、結腸プロシージャの時間と著しく異なる場合がある。）別法としてまたは付加的に、デバイスが位置する領域は、たとえば、身体通路の各領域に関連することが分かっているｐＨ値を使用して、および／または、ＧＩ管内の構造の知識（たとえば、胃から小腸へ移動したデバイスは胃に戻る可能性がない）を使用して確定されることができる。

デバイスが位置する領域を確定するための本発明の実施形態は、その全てが参照によりその全体を組込まれる、「収縮活動の測定および解析のためのデバイス、システム、および方法（ＤＥＶＩＣＥ,ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ ＡＮＤ ＡＮＡＬＹＳＩＳ ＯＦ ＣＯＮＴＲＡＣＴＩＬＥ ＡＣＴＩＶＩＴＹ）」という名称のＶｉｌａｒｉｎｏ等に対する米国特許出願公報第２００９／０２０２１１７号明細書および「画像ストリーム内の遷移を検出するシステムおよび方法（ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＴＯ ＤＥＴＥＣＴ Ａ ＴＲＡＮＳＩＴＩＯＮ ＩＮ ＡＮ ＩＭＡＧＥ ＳＴＲＥＡＭ)」という名称のＨｏｒｎ等に対する米国特許出願公報第２００６／００６９３１７号明細書に記載されるように使用されてもよい。

一実施形態において、所定の数の（たとえば３つの）異なる非ゼロフレームレートまたは所定の範囲のフレームレートは、（たとえば、３つの）異なる身体領域にそれぞれ関連するフレームを取得するために使用されることができる。たとえば、たとえば３０〜１００フレーム／秒の比較的高いフレームレートまたは（ＨＦＲ）は、結腸内のフレームを取得するために使用されることができ、たとえば１０〜２０フレーム／秒の比較的低いかまたは中間のフレームレートまたは（ＭＦＲ）は、小腸内のフレームを取得するために使用されることができ、たとえば１〜５フレーム／秒の一層低いかまたは最も低いフレームレートまたは（ＬＦＲ）は、デバイスが結腸または小腸内にない、たとえば食道または胃にあるときのフレームを取得するために使用されることができる。身体の各領域内で、高いフレームレートから低いフレームレートの範囲が許容可能である。許容可能なフレームレートの範囲の中から、プロセッサ１１４は、最適フレームレートを、各フレームについて個々にかつ瞬時に確定することができる。身体内のパラメータ値が（たとえば、速度、色、テクスチャ、絨毛の存在について）変化するため、最適なフレームレートもまた変化し、したがって、デバイス１４０は、高いフレームレートと低いフレームレートとの間で前後にトグルすることができる。たとえば、結腸および小腸内で、取得レートは、高いフレームレートと低いフレームレートとの間で前後にトグルする。異なる領域または動作時間は、（たとえば、結腸において３６または３５フレーム／秒、また、小腸において２０フレーム／秒の）異なる「高い（ｈｉｇｈｅｒ）」フレームレートに関連付けられている場合がある。たとえば、結腸では、デバイス１４０は、（たとえば、３６または３５フレーム／秒の）結腸ＨＦＲと（たとえば、４フレーム／秒の）低いフレームレートとの間でトグルし、一方、小腸では、デバイス１４０は、（たとえば、２０フレーム／秒の）小腸ＭＦＲと（たとえば、４フレーム／秒の）低いフレームレートとの間でトグルする。

一実施形態において、それぞれの異なる取得レートは、デバイス１４０が各領域を通過すると推定される所定の期間、起動されることができる。たとえば、デバイス１４０は、たとえば小腸に入ることを検出することによって始動される１２００秒または２分の間、小腸取得レートでフレームを取得することができ、デバイス１４０は、それに続く、たとえば１０８００秒または１８０分の間、結腸取得レートで取得することができ、デバイス１４０は、たとえば１８００秒または３０分の間、小腸取得レートで再び取得することができ、デバイス１４０は、たとえば電源１４５が電力を使い尽くすまで、または、プロシージャが、その他の方法で終了したと判定されるまでの間、最小またはデフォルト取得レートで取得することができる。

他の領域、サブ領域、またはフレームレートが使用されてもよい。たとえば、小腸を調査することを対象とするデバイスの場合、小腸用の取得レートまたは取得レートの範囲は、結腸用の取得レートより大きいとすることができる。なお別の実施形態において、小腸および結腸の取得レートまたは取得レートの範囲は同じとすることができる。

一旦最適フレームレートが計算されると、プロセッサ（たとえば、プロセッサ１２２、１１４、および／または１４７）は、最適フレームレートでフレームを取得することが、デバイスの通過が完了するまでに画像フレームを取得するのに必要とされるエネルギー貯蔵量を使い尽くすことになるかどうかを判定することができる。使い尽くす場合、最適取得レートは、たとえば図２を参照してさらに詳細に述べるように、調整されることができる。

本発明のいくつかの実施形態による、所定期間にわたる累積エネルギー使用のグラフである図２が参照される。ｘ軸は、たとえば、画像取得の開始から、または、撮像プロシージャの開始から、予め決定されるかまたはプロシージャ中に計算されうる、撮像される身体通路の全長を通るデバイスの通過の推定された最大継続時間まで、プロセッサ１４７内のクロック（たとえば、８．１ＭＨｚクロック）によって測定された、時間の経過を表す。ｙ軸は、所定期間にわたる累積エネルギーレベルを表し、上側水平線は、画像取得の開始時の電源のエネルギーレベルを示す。湾曲線は、所定期間にわたるデバイスのエネルギー使用を示す。ｘ軸に沿う任意の時点で、曲線とｘ軸とのエネルギー差は、その時点までに使用された総エネルギーを示し、曲線と上側水平線とのエネルギー差は、電源で使用するために依然として利用可能な総エネルギーを示す。所定期間にわたって、画像が身体通路に沿って取得されるにつれて、たとえば単調に、使用されるエネルギーが増加し、利用可能なエネルギーが減少する。曲線に沿う傾斜が増加するにつれて、フレームレートが増加し、曲線に沿う傾斜が減少するにつれて、フレームレートが減少する。一定のフレームレートは、一定の傾斜を有する線によって示される。

ｘ軸に沿う任意の時点で、身体通路の終点まで（たとえば、最小のまたは最も少ないフレームレート（ＬＦＲ）で）フレームを取得するために利用可能であることを保証するために、未使用のままである電源１４５内の最小エネルギー貯蔵量が存在する。この説明において、ＬＦＲは４フレーム／秒であり、ＬＦＲ曲線を超えるエネルギーは、その時点から関心の通路または領域の終点までＬＦＲフレームレートで画像を取得するのに必要とされると推定されるエネルギーである。最小エネルギー貯蔵量は、「ＬＦＲ」と表示される曲線と上側水平線との差によって示される。所定の期間にわたって、デバイス１４０が身体を通過するにつれて、少数の画像が、通路の取得を完了するために必要とされる。そのため、最小エネルギー貯蔵量は、デバイス１４０が身体を通過するにつれて、徐々に、たとえば直線的に減少する可能性がある。

身体通路の終点までの最小のまたは最も少ないフレームレートでの画像取得を保証するために、デバイス１４０のエネルギー使用は、電源１４５の最小エネルギー貯蔵量を使い尽くすべきでなく、ｘ軸に沿う関連する時点で、電源に残っている実際のエネルギーは、少なくともその時点の最小エネルギー貯蔵量であるべきである。そのため、ＬＦＲ曲線は、任意の時点におけるデバイス１４０による累積エネルギー使用の限界を示すことができる。相応して、電源１４５において利用可能なエネルギー（すなわち、エネルギー使用曲線を超えるエネルギー）は、この最小エネルギー貯蔵量以上（すなわち、ＬＦＲ曲線を超えるエネルギー）とすることができる。すなわち、グラフにおいて、エネルギー使用曲線とＬＦＲ曲線は、交差すべきではないが、漸近収束するとすることができる。しかし、一旦電源の利用可能なエネルギーが、この最小エネルギー貯蔵量に等しくなる（すなわち、曲線が収束する）と、最小のまたは最も少ないフレームレートは、電源１４５が完全に枯渇し、デバイス１４０が、身体通路の終点に達するまで、使用されることができる。

いくつかの実施形態において、デバイス１４０は、電源１４５の総エネルギーの所定の部分を、身体通路の各領域または時間間隔のために割当てることができる。たとえば、各領域は、それぞれの最小エネルギー曲線によって境界を定められた別個の最大エネルギー限度を有することができ、その最大エネルギー限度は、各身体領域におけるエネルギー使用を個々に制限する。一実施形態において、デバイス１４０が、結腸を調査するように設計される場合、小腸よりも結腸に対してより多くのエネルギー量が指定される場合がある。相応して、小腸用の最小エネルギーＬＦＲ曲線は、結腸用のＬＦＲ曲線と小腸用のＬＦＲ曲線との間に比較的大きな距離を有する場合がある結腸用の最小エネルギーＬＦＲ曲線と比較して、曲線とｘ軸との間に比較的小さな距離を有する場合がある。相応して、デバイス１４０が小腸を通過しているときに、エネルギー使用は、そのうちエネルギー限度に近づき、フレームレートが、最小フレームレートまで急速に減少する場合がある。対照的に、より多くのエネルギーが指定される結腸において、高いフレームレーが、長い期間、使用される場合がある。

別の実施形態において、異なる最小のまたは最も少ないフレームレートが、身体の異なる領域または時間間隔について指定されることができる。たとえば、デバイス１４０が、結腸を調査するように設計される場合、結腸は、小腸の最も少ないフレームレート（たとえば、４フレーム／秒）より大きい、最も少ないフレームレート（たとえば、６フレーム／秒）を有することができる。グラフにおいて、結腸用の最小エネルギー曲線は、小腸用の最小エネルギー曲線より大きな傾斜になっているように見える。

以下の表１に示す一例において、複数の異なるモード０〜４が示され、それぞれのモードは、デバイス１４０について異なる非ゼロフレームレートを有する。各フレームを取得し送信するために使用されるエネルギー量は、デバイス１４０動作中の、変化するパラメータに基づいて変動する可能性があり、変化するパラメータは、たとえば、受信ユニット１１２による適切な受信に必要な送信強度が、たとえばデバイス１４０と受信ユニット１１２との間の距離に基づいて変動する可能性がある送受信機１４１によって使用されるエネルギー、たとえばそれぞれの特定のフレーム用のエリアを適切に照明するのに必要とされる光に基づいて変動する可能性がある自動光制御、たとえば画像データの複雑さまたはボリュームに基づいて変動する可能性があるプロセッサ１４７および撮像装置１４６によって使用されるエネルギーなどを含む。表１は、実験室の試験で測定された、各モードにおいて各フレームについてデバイス１４０によって使用されるエネルギー量の平均を挙げる。

各モードで使用されるエネルギーの近似は、（たとえば、デバイス１４０によって測定され送信される）各モードの単一フレームを取得するのに使用される平均エネルギーに、そのモードで取得される総フレーム数で掛けた値とすることができる。デバイスに残された残留エネルギー量を計算するために、異なるパラメータの平均値、たとえば、平均フレームの送信のために送信機によって使用されるエネルギー、単一フレームを取得するための撮像装置によって使用される平均エネルギー、平均フレームの処理のために撮像装置によって使用される平均エネルギー、フレームを照明する照明ユニットおよび（たとえば、プリ発光、プリチャージありで、または、プリ発光、プリチャージなしで）使用される照明モードによって使用される平均エネルギー、ならびに、カプセルサイクルおよび休止サイクルの間使用される平均エネルギーが使用される。使用される総エネルギーの計算（または近似）は、各モードで使用される平均エネルギーの和を含むとすることができる。相応して、任意の時点で使用される総エネルギーは、

である。さらに、撮像以外の機能（たとえば、磁気的または機械的推進、非画像センサ、薬物送達などの治療アプリケーション、不動化など）のためのエネルギーもまた、デバイス１４０によって使用される総エネルギーを計算するために付加されることができる。

本発明の一実施形態において、フレーム取得レートは、たとえば以下の式

を満たすように規定されることができる。
式（1）のパラメータは、次の通りに規定されることができる。
・ＢａｔｔｅｒｙＦｕｌｌＣａｐは、電源１４５の初期総エネルギー供給であるとすることができる。一例において、初期エネルギーは、たとえば５２ｍＡｈの値を持つとすることができる。
・ＳｔｏｒａｇｅＥｎｅｒｇｙＲｅｄｕｃｔｉｏｎは、格納条件によるエネルギー減少であるとすることができる。たとえば、格納条件は、最大１２カ月の間、４０°であるとすることができる。格納条件によるエネルギー減少は、たとえば電源１４５が使用されなかった時間量およびその時間量の間の推定格納温度範囲を含む、所蔵条件の推定に基づく平均値であるとすることができる。格納時間は、デバイス１４０に記録された組立日に基づいて計算されることができる。格納温度は、格納施設に基づいて推定されることができ、また、デバイス１４０、受信ユニット１１２、またはワークステーション１１７にプログラムされることができる。格納条件によるエネルギー減少の範囲または不確実性が存在する場合、最大、平均、または最小推定値が使用されてもよい。
・

であり、式中、ＢＳＤＦは、電池自己放電ファクタであり、ＣＯＭＣは、エネルギーの経時的減少（ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ ｏｖｅｒ ｔｉｍｅ）またはカプセルオフ時電流月間消費（ｃｕｒｒｅｎｔ ｍｏｎｔｈｌｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ）である。
・ＵｓｅｄＥｎｅｒｇｙＴｉｌｌＮｏｗは、現在時刻までに累積されたデバイス１４０の総エネルギー使用とすることができる。
・ＥｎｇＳｔｉは、たとえば、モード「ｉ」における各フレームについての照明、撮像、処理、および送信を含む、各フレームを取得するために使用される平均エネルギーとすることができ、たとえば、表１に規定されるようにｉ=0〜4である。
・ＰｒｏｃｅｄｕｒｅＭａｘＴｉｍｅは、デバイス１４０が、予め指定された身体通路を完全に通過するための最大推定時間（たとえば、時間単位）とすることができ、また、予め決定されるかまたは計算される、たとえば現在の速度またはデバイス１４０が移動した経路長に基づいてフィードバックループを使用して定期的に更新されることができる。いくつかの実施形態において、ＰｒｏｃｅｄｕｒｅＭａｘＴｉｍｅは、たとえば９時間または１０時間に等しいプリセット値とすることができ、プリセット値は、たとえば経験的に、デバイス１４０が、予め指定された解剖学的構造または領域の通過をその間に完了する、典型的な最大時間に基づいて確定されることができる。
・ｃｕｒｒｅｎｔＴｉｍｅは、取得済み画像フレームの現在時刻（たとえば、時間単位）とすることができる。
・ＥｎｇＳｔ_ＬＦＲは、たとえば最小取得レートモードにおける各フレームについての照明、撮像、処理、および送信を含む、各フレームを取得するために使用される平均エネルギーとすることができる。
・Ｔ_ＬＦＲは、最小取得レートモードにおいて１フレームを取得するための時間（たとえば、時間単位）間隔とすることができる。

他のパラメータおよび他の式が使用されてもよい。式（１）によれば、デバイス電源１４５に残っている利用可能なエネルギー（たとえば、初期エネルギー供給「ＢａｔｔｅｒｙＦｕｌｌＣａｐ」と、総エネルギー使用「ＵｓｅｄＥｎｅｒｇｙＴｉｌｌＮｏｗ」および格納によるエネルギー減少「ＳｔｏｒａｇｅＥｎｅｒｇｙＲｅｄｕｃｔｉｏｎ」との差）は、デバイス１４０が完全に通過するまで、最小フレームレートで画像フレームを取得するのに必要とされるエネルギー（たとえば、

）以上とすることができる。利用可能なエネルギーが、少なくとも中間のまたは高いフレームレートで画像を取得するために使用されるエネルギー量によって必要とされるエネルギーより大きいとき、中間のまたは高いフレームレートが、それぞれ使用されてもよい。利用可能なエネルギーが、必要とされるエネルギーに等しいとき、デバイス１４０は、最小または最も少ないフレームレートに切換えることができる。

以下の説明は、たとえば式（１）を使用して、本発明の実施形態に従ってデバイス１４０を動作させる例証的な例を提供する。これらの計算が、一般に、コンピューティングデバイス内のプロセッサによって実行されること、および、これらの値の表現、動作の順序、および他の特徴が、異なる実施形態において、たとえば記憶メモリポインタを有するプログラミングコードにおいて異なる可能性があることを認識することができる。しかし、一般に、同じ計算が使用されてもよい。ここで示す値は例証のために使用されるだけであり、異なる値が使用されてもよいことを留意することができる。
実施例１：

第１の実施例において、電源１４５は、たとえばデバイス１４０が即座に使用されると、格納によるエネルギー損失が実質的に全くない場合がある（

）。モード０〜４のそれぞれで各フレームを取得するために使用されるエネルギーは、表１に記載される。たとえばプロセッサ１４７内のまたはそれによって動作するクロック（たとえば、８．１ＭＨｚクロック）は、たとえば次の通りに、デバイス１４０が各モードを動作させる時間を測定することができる。その時間とは、
・モード０で７分（１６８０フレーム）、
・モード１で３０分（１４４０フレーム）、
・モード２で１時間（１４４００フレーム）、
・モード３で５７．４９１７分（１２４１８２フレーム）、および、
・９時間の総推定プロシージャ時間
である。
プロセッサは、たとえば次の通りに、上記値を式（１）に代入することができる。

結果として得られる式（１）は、ゼロに非常に近いが、ゼロより大きい値（たとえば、０．００００４９）を有する。表１の動作モード０〜４のそれぞれについてのエネルギー使用値によれば、デバイス１４０が、モード３で１つまたは複数のフレームを取得した場合、式（１）は、ゼロ未満の値を有することになり、エネルギー貯蔵量が使い尽くされ、デバイス１４０が、９時間の総推定プロシージャ時間の間、フレームを取得するのに十分なエネルギーを持たない可能性があることを示す。プロシージャの全体の長さにわたって継続した撮像を保証するために、デバイス１４０は、モード３の比較的高いフレームレート（たとえば３６フレーム／秒）からモード２の最小許容可能フレームレート（たとえば４フレーム／秒）へ切換える。

いくつかの実施形態において、プロセッサは、たとえば式（１）が最初に負値を有するとき、エネルギー貯蔵量の初期枯渇の前ではなく、初期枯渇後にのみ、最小フレームレートに切換えることができることを認識することができる。この場合、デバイス１４０は、全推定プロシージャ時間（たとえば９時間）よりほんのわずかだけ少ない（たとえば、１フレームまたは数フレーム少ない）時間の間、フレームを取得することができる。この場合、デバイス１４０は、正確にではないが、実質的に全推定プロシージャ時間の間、フレームを取得することができる。

プロセッサは、たとえば疑似コードで書かれた以下のステップ１〜３に従って進むことができる。
ステップ１．
たとえば次の通りに、格納時間により使い尽くされるエネルギーを、電源１４５の全初期エネルギーから減算することによってデバイス１４０の「ＥｎｅｒｇｙＢａｌａｎｃｅ」を確定する。

プロセッサは、データを取出すために以下のオペレーションを実行することができる。
ａ．ｇｅｔＢａｔｔｅｒｙＣａｐａｃｉｔｙ（）：（たとえば、テレメトリデータのひとつの（１）バイトとして記憶された）電源１４５の全初期エネルギーを取出す。この値は、式（１）の「ＢａｔｔｅｒｙＦｕｌｌＣａｐａｃｉｔｙ」に設定されることができる。
ｂ．ｇｅｔＣｕｒｒｅｎｔＤａｔａ（）：上記「ＴｏｔａｌＭｏｎｔｈｓ」値用の格納時間計算で使用される。
ｃ．ｇｅｔＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＤａｔｅ（）：上記「ＴｏｔａｌＭｏｎｔｈｓ」値用の格納時間計算で使用される。
ｄ．ｇｅｔＢａｔｔｅｒｙＢＵＣ（）：電源１４５について電池自己放電ファクタ（ＢＳＤＦ）および経時的エネルギー減少（たとえば、カプセルオフ時電流月間消費（ＣＯＭＣ））を取出す。これらのパラメータは、テレメトリデータ内に電池利用係数または「ＢＵＣ」（ひとつの（１）バイトとすることができる）として記憶されることができる。
プロセッサは、項

を確定することができる。この計算は、後のステップで高速乗算を可能にするためにステップ１で実行されることができるが、あるいは、この計算は後で実行されてもよい。
プロセッサは、たとえば以下の通りに、デバイス１４０のモードを、比較的高いフレームレート、たとえば表１のモード３に設定する以下のオペレーションを実行することができる。
ｍ＿ｓｔａｔｕｓＬｏｗＰｏｗｅｒ＝ＨＩＧＨ＿ＰＯＷＥＲ
デバイスを最小より高いフレームレートに設定することは、デバイス１４０が、必ずしもそうなるわけではないが、高いフレームレートを使用することを許容されることを意味する場合がある。たとえば式（１）を使用するエネルギー評価は、そのエネルギー貯蔵量が維持されるような、デバイス１４０にとって利用可能なエネルギーモードを規定することができる。利用可能なエネルギーモードの中から、プロセッサは、たとえば取得レート最適化パラメータ（複数可）（たとえば、速度、色、テクスチャ、絨毛の存在など）に基づいて、デバイス１４０が使用するための実際のエネルギーモードを決定することができる。エネルギー貯蔵量を使い尽くすことなく、デバイス１４０が最小より高いフレームレートにあるために利用可能な十分なエネルギーが存在するとき、デバイス１４０は、たとえばフレーム取得レートパラメータ（複数可）の検知された値に応じて、最小より高いフレームレート（たとえば、３６フレーム／秒のモード３）と最小フレームレート（たとえば、４フレーム／秒のモード２）との間でトグルすることができる。
ステップ２．
取得され送信された各フレームについて、プロセッサは、現在のデバイスモードにおいて送信されたフレームのエネルギーを、「ＥｎｅｒｇｙＢａｌａｎｃｅ」から減算することができる。このエネルギーは、プロセッサによってアクセス可能なルックアップテーブルにプリセットされ記憶されることができる（たとえば、例示的な値が表１に挙げられる）。こうして、「ＥｎｅｒｇｙＢａｌａｎｃｅ」値は、電源１４５内の現在のエネルギー量を表すために、各フレームが取得され送信された後に更新されることができる。
ステップ３．
プロセッサは、たとえば次の通りに、以下のオペレーションを実行することができる。
ａ．

；ＰｒｏｃｅｄｕｒｅＭａｘＴｉｍｅは、デバイス１４０のタイプまたはモデルあるいは選択されたプロシージャのタイプに関連する予め規定された設定から取出されることができる。予め規定された設定は、ワークステーション１１７または受信ユニット１１２のファイルに記憶されることができ、また、受信ユニット１１２にダウンロードされることができる。
ｂ．

；式中、ＥｎｇＰｅｒＴｌｎＬＦＲは、たとえばステップ１で述べたように、

であるように計算されることができる。
ｃ．残っている総エネルギーが、最小フレームレートでの取得を完了するために必要とされるエネルギー貯蔵量より小さい（すなわち、ＥｎｅｒｇｙＢａｌａｎｃｅ＜ＮｅｅｄｅｄＥｎｒＴｏＣｏｍｐｌｅｔｅＰｒｏｃである）場合、デバイス１４０のモードは、永久的に、最小フレームレートを有するモード、たとえばｍ＿ｓｔａｔｕｓＬｏｗＰｏｗｅｒ＝ＬＯＷ＿ＰＯＷＥＲに設定されることができる。相応して、最小フレームレートモード（ＬＦＲ）だけが、実質的な動作の終了および／または電源１４５の完全な枯渇まで、使用可能にされることができる。
他の順序のオペレーションが使用されてもよい。

いくつかの実施形態において、デバイス１４０が最小より高いフレームレート（たとえば、３６フレーム／秒のモード３または２０フレーム／秒のモード４）を使用するのに十分なエネルギーが存在する場合、最小より高いフレームレートで取得されうるフレームの最大数Ｘは、たとえば、次の通りに規定される式（２）および（３）を解析することによって確定されることができる（他の一連のオペレーショが使用されてもよい）。

式（２）および（３）のパラメータは、たとえば次の通りに規定されることができる。
・ＢａｓｅＥｎｅｒｇｙは、［ＢａｔｔｅｒｙＦｕｌｌＣａｐ−ＳｔｏｒａｇｅＥｎｅｒｇｙＲｅｄｕｃｔｉｏｎ−ＵｓｅｄＥｎｅｒｇｙＴｉｌｌＮｏｗ］とすることができる。これは、エネルギー貯蔵量を使い尽くすことなくデバイス１４０が使用することができるエネルギーである。
・Ｘは、最小より高いフレームレートモード、たとえばモード３または４で取得されることができるフレームの最大数とすることができる。
・ＥｎｇＳｔＨＦＲは、モード３または４の最小より高いフレームレートで各フレームを取得するために使用されるエネルギーとすることができる。
・ＥｎｇＳｔＬＦＲは、モード２の最小フレームレートで各フレームを取得するために使用されるエネルギーとすることができる。
・ＰｒｏｃｅｄｕｒｅＭａｘＴｉｍｅは、総推定プロシージャ時間とすることができる。
・ＴＡＦＲＳｔａｒｔは、AFRが開始される時間とすることができる。
・Ｔ_ＨＦＲは、最小より高いフレームレートモードで１フレームを取得するサイクル時間とすることができる。
・Ｔ_ＬＦＲは、最小フレームレートモードで１フレームを取得するサイクル時間とすることができる。
式（２）と（３）を結合することは、以下の式（４）を提供し、式（４）は、次の通りに、最小より高いフレームレートモード、たとえばモード３または４で取得されうるフレーム数Ｘの最大数または上限を規定する。

以下の実施例は、式（４）を評価するために適用されることができる。
実施例２：

第２の実施例において、電源１４５は、たとえばデバイス１４０が１２カ月間格納されたときに、格納によるエネルギー損失を受ける可能性がある。モード０〜４のそれぞれにおいて各フレームを取得するために使用される平均エネルギーは、表１に挙げられる。プロセッサ１４７内のクロック（たとえば、８．１ＭＨｚクロック）は、デバイス１４０が、たとえば次の通りに各モードを動作させる時間を測定することができる。その時間とは、
・モード０で７分（１６８０フレーム）、
・モード１で３０分（１４４０フレーム）、および、
・９時間の総推定プロシージャ時間
である。
プロセッサは、たとえば次の通りにデバイス１４０のＢａｓｅＥｎｅｒｇｙ（ｍＡｈ）を計算することができる。

プロセッサは、たとえば次の通りに値を式（４）に代入することによって、デバイス１４０が１２カ月間格納されたときに、エネルギー貯蔵量を使い尽くすことなく、たとえばモード３の最小より高いフレームレートで取得されうるフレームの最大Ｘを確定することができる。

値Ｘの４７６１６フレームは、たとえばモード３の最小より高いフレームレートで取得されることができ、一方、残りの９時間プロシージャの間、たとえばモード２の最小フレームレートでの継続した取得に必要なエネルギー貯蔵量が維持される。モード３では、３６フレームが１秒について取得されるため、デバイス１４０は、最大の２２．５分間、このレートでフレームを取得し、その後、残りの９時間プロシージャの間、たとえばモード２の最小フレームレートに切換えることができる。
実施例３：

第３の実施例において、電源１４５は、たとえばデバイス１４０が製造後すぐに使用されると、格納によるエネルギー損失が実質的に全くない場合がある（

）。モード０〜４のそれぞれで各フレームを取得するために使用されるエネルギーは、表１に挙げられる。プロセッサ１４７内のクロック（たとえば、８．１ＭＨｚクロック）は、たとえば次の通りに、デバイス１４０が各モードを動作させる時間を測定することができる。その時間とは、
・モード０で７分（１６８０フレーム）、
・モード１で３０分（１４４０フレーム）、および、
・９時間の総推定プロシージャ時間
である。
格納によるエネルギー損失が全くない場合、デバイス１４０のＢａｓｅＥｎｅｒｇｙ（ｍＡｈ）は、たとえば次の通りに計算されることができる。

たとえば格納によるエネルギーの枯渇がない場合、値が、次の通りに式（４）に代入されることができる。

値Ｘの１２４１８２フレームは、たとえばモード３の最小より高いフレームレートで取得されることができ、一方、残りの９時間プロシージャの間、たとえばモード２の最小フレームレートでの継続した取得に必要なエネルギー貯蔵量が維持される。モード３では、３６フレームが１秒について取得されるため、デバイス１４０は、最大の５７分間、このレートでフレームを取得し、その後、残りの９時間プロシージャの間、たとえばモード２の最小フレームレートに切換えることができる。

デバイス１４０の電力を低減するさらなるメカニズムは、たとえば以下のものを含むことができる。以下のものとは、
・受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）：残されたエネルギー量およびプロシージャを完了する（たとえば、選択された関心器官の最適なカバリジを完了する）ために必要とされるエネルギー量の推定に基づいて、受信ユニット１１２は、受信信号強度がある閾値を超えているかどうかを判定することができ、超えている場合、デバイス１４０の送信強度が、低減される場合がある。ＲＳＳＩ最適化に基づいて送信電力を低減するための本発明の実施形態は、たとえば、参照によりその全体が組込まれる「生体内検知デバイスからの送信を変更するためのシステムおよび方法（ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＣＨＡＮＧＩＮＧ ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ ＦＲＯＭ ＡＮ ＩＮ ＶＩＶＯ ＳＥＮＳＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥ）」という名称のＧＬＵＫＨＯＶＳＫＹ等に対する米国特許第６，９３４，５７３号明細書に記載されるように使用されることができる。
・光最適化（ＡＬＣ）：（画像強度／輝度に基づいて）照明源１４２に提供されるエネルギー量または電流量を低減するためのもの。画像飽和に従って照明レベルを低減するための本発明の実施形態は、たとえば、参照によりその全体が組込まれる「生体内撮像デバイスの照明を制御するための装置および方法（ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＩＬＬＵＭＩＮＡＳＩＯＮ ＩＮ ＡＮ ＩＮ ＶＩＶＯ ＩＭＡＧＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥ）」という名称のＡｖｎｉ等に対する米国特許出願公報第２００３／０１１７４９１号明細書に記載されるように使用されることができる。
・本発明の実施形態に従って述べたように、全関心エリアを通して最小取得レートを維持するための適応的フレームレート。
・デバイス１４０が停止するかまたは移動中でないときにフレームレートを低減するための適応的フレームレート。フレームレートを低減するための本発明の実施形態は、たとえば、参照によりその全体が組込まれる「生体内カメラのフレーム取得およびフレーム表示レートを制御するためのシステム（ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＩＮ ＶＩＶＯ ＣＡＭＥＲＡ ＦＲＡＭＥ ＣＡＰＴＵＲＥ ＡＮＤ ＦＲＡＭＥ ＤＩＳＰＬＡＹ ＲＡＴＥＳ）」という名称のＧＬＵＫＨＯＶＳＫＹ等に対する米国特許第７，０２２，０５７号明細書に記載されるように使用されることができる。
・現在の使用レートに従って、電源１４５のステータス、警報、または推定電源寿命を示すことができるスマート電池を使用すること。スマート電池を記載する本発明の実施形態は、たとえば、参照によりその全体が組込まれる「生体内撮像デバイスステータスをチェックするためのシステムおよび方法（ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＣＨＥＣＫＩＮＧ ＴＨＥ ＳＴＡＴＵＳ ＯＦ ＡＮ ＩＮ ＶＩＶＯ ＩＭＡＧＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥ）」という名称のＫｈａｉｔ等に対する米国特許出願公報第２００７／０２３２８８７号明細書に記載されるように使用されることができる。
・動作（複数可）の特定の負荷の下で電源寿命を推定するために電源１４５の電圧を監視すること。
である。

いくつかの実施形態において、他のフレームレートが使用されてもよく、また、モードが、異なる期間、起動されてもよい。たとえば、デバイス１４０は、３分の期間、モード０（たとえば４フレーム／秒）で、３０分の期間、モード１（１４フレーム／秒）で動作することができ、プロシージャの残りについて、モードは、たとえばデバイスの移動度、その速度または加速度、あるいは、連続的なフレーム間のシーンの変化に応じて、モード２（たとえば４フレーム／秒）とモード３（たとえば３５フレーム／秒）との間で切換えられることができる。撮像プロシージャの総推定時間は、たとえば５時間とすることができる。もちろん、他のパラメータが使用されてもよい。

本発明のいくつかの実施形態による、生体内撮像デバイスによってフレームレート制御を実施する方法のフローチャートである図３が参照される。

オペレーション３００において、プロセッサまたはプロセス（たとえば、図１のプロセッサ１２２、１１４、および／または１４７）は、ＧＩ管の少なくとも所定の領域を通ってデバイスが完全に通過するまで、最小非ゼロフレームレートで画像フレームを取得するのに必要とされる最小エネルギー量を確定することができる。最小エネルギー量は、電源内の貯蔵（ｒｅｓｅｒｖｅｄ）エネルギー量であって、身体領域または通路の推定される終点まで、最小または最も少ないフレームレート（ＬＦＲ）で１つまたは複数の後続の画像を取得するために、電源内の貯蔵エネルギー量が将来利用可能であることを保証するために、未使用のままになる可能性がある、電源内の貯蔵エネルギー量とすることができる。徐々に、生体内デバイス（たとえば、図１のデバイス１４０）がＧＩ管に沿って進むにつれて、デバイスは、ＬＦＲで画像を取得することを終了するために、益々少ない貯蔵エネルギーを必要とする可能性がある。したがって、最小エネルギーは、プロシージャが終了する推定時刻にゼロに減少する可能性がある（そのとき、貯蔵エネルギーは必要とされない）。

オペレーション３１０において、プロセッサまたはプロセスは、デバイスの動作中に使用される累積エネルギー量の近似を推定または確定することができる。累積エネルギー量は、たとえば、照明源、撮像装置、および送信機によって使用されるエネルギーの平均に基づいて計算されることができる。いくつかの実施形態において、プロセッサは、被撮像器官の撮像プロシージャの終了または終了の最大推定時間まで、デバイスの動作中の残りの時間の間に使用されるエネルギー量を推定することができる。この量は、たとえば電池からの信号によって測定される、または、たとえば１フレームについて使用される既知のエネルギー量に取得されるフレーム数を掛けた値に基づいて計算されることができる。

オペレーション３２０において、プロセッサまたはプロセスは、デバイス電源に残っている利用可能なエネルギーを確定することができる。一実施形態において、デバイス電源に残っている利用可能なエネルギーは、デバイス電源内の初期利用可能エネルギーと、たとえばオペレーション３１０で確定された、使用された近似累積エネルギーとの差であるように推定されることができる。別の実施形態において、デバイス電源に残っている利用可能なエネルギーは、電池から送信される信号に基づいて、または、電池の現在の電圧レベルを、直前の電圧レベルまたは初期電圧レベルと比較することによって推定されることができる。

オペレーション３２０における利用可能なエネルギー量は、オペレーション３１０における使用される累積エネルギー量に逆比例する可能性がある。たとえば、使用される累積エネルギー量が増加するにつれて、利用可能なエネルギー量は、通常、減少する。一実施形態において、利用可能なエネルギーは、（たとえば、電池供給元仕様に基づいてわかっている）総初期エネルギーから、使用される累積エネルギー量（３１０）を引いた値に等しい可能性がある。いくつかの実施形態において、オペレーション３１０および３２０の一方は、私用される必要がなく、利用可能エネルギーまたは使用される累積エネルギーの一方を確定することは、他方を確定することと同等である可能性がある。たとえば、残っているエネルギーが、電池電圧を使用することによって確定される場合、使用される累積エネルギーは使用される必要がない。

オペレーション３３０において、デバイス電源に残っている利用可能なエネルギーが、撮像プロシージャを終了するのに十分である、たとえば最小エネルギー量以上であるように、デバイス電源からエネルギー量を使用する動作フレームレートを確定することができる。

プロセッサまたはプロセスは、たとえば、ＧＩ管の少なくとも所定の領域を通るデバイスの通過を完了するのに必要とされる最小エネルギー量を確定することができる。

徐々に、画像が身体通路に沿って取得されるにつれて、（オペレーション３１０において）使用される累積エネルギーは増加し、（オペレーション３２０における）利用可能なエネルギーは減少する。（オペレーション３００における）最小エネルギー貯蔵量を維持するために、あるエネルギー量を使用すると推定される、または、利用可能なエネルギーを使い尽くす、後続の画像を取得するための動作フレームレート（または、同様に次のフレームが取得されるまでの時間間隔）が選択されることができる。たとえば、（オペレーション３２０における）利用可能なエネルギーから動作フレームレートで後続の画像を取得するための計算されたエネルギーを引いた値は、（オペレーション３００における）最小エネルギー量以上とすることができる。同じように、総初期エネルギーから動作フレームレートで後続の画像を取得するための計算されたエネルギーを引いた値および（オペレーション３１０における）使用される累積エネルギー量を引いた値は、（オペレーション３００における）最小エネルギー量以上とすることができる。動作フレームレートは、エネルギー貯蔵量を維持するために、最大許容可能（上限）フレーム取得レートとすることができる（たとえば、下限または最小許容可能フレーム取得レートはＬＦＲとすることができる）。

オペレーション３４０において、プロセッサは、最適フレームレートを確定することができる。最適フレームレートは、たとえば連続的な取得フレーム間の類似の程度、フレーム内での病理の検出、デバイス速度あるいは加速度および／または回転運動の程度、画像内または連続的な画像間の色、色相、飽和度、テクスチャ、またはパターンの差、インピーダンス変動、ｐＨなどに基づいて確定されることができる。プロセッサまたはプロセスは、たとえば、計算された総エネルギー量をデバイス電源から使用する、１つまたは複数の後続の画像を取得するための動作フレームレートを確定することができ、その場合、デバイス電源に残っている利用可能なエネルギーから、計算された総エネルギー量を引いた（減算された）値は、最小エネルギー量以上である。

オペレーション３５０において、プロセッサまたはプロセスは、最適フレームレートが動作フレームレート以下であるかどうか判定することができる。いいえ、である場合、プロセスは、オペレーション３６０に進むことができる。はい、である場合、プロセスは、オペレーション３７０に進むことができる。プロセッサまたはプロセスは、生体内デバイスまたは撮像装置に、あるフレームレートで動作させることができる。

オペレーション３６０において、最適フレームレートが動作フレームレートより大きいとき、撮像装置（たとえば、図１の撮像装置１４６）は、オペレーション３３０において確定された動作フレームレートで後続の１つまたは複数の画像を取得することができる。オペレーション３３０の動作フレームレートは、最大許容可能フレームレートを規定することができる。この場合、最適フレームレートが、３３０のこの上限の動作フレームレートより大きいため、この最適フレームレートで後続の画像を取得することは、エネルギー貯蔵量を使い尽くすことになり、回避されるべきである。

オペレーション３７０において、最適フレームレートが動作フレームレート以下であるとき、撮像装置は、オペレーション３４０において確定された最適フレームレートで後続の１つまたは複数の画像を取得することができる。この場合、最適フレームレートが、３３０の上限の動作フレームレート以下であるため、この最適フレームレートで後続の画像を取得することは、エネルギー貯蔵量を使い尽くさない。

他のオペレーションまたは一連のオペレーションが使用されてもよい。

結腸、小腸、胃などのような身体領域が特に参照されているが、これらの領域は例証に過ぎず、これらの領域の任意のまたはそれぞれの領域に関連する説明は、任意の長さの身体通路の他のセグメントまたは他の予め指定された時間間隔と交換される、または代わりにそれに関連付けられることができることを認識することができる。

先に示し述べた特定の実施形態は、本発明が関連する多くの分配システムについて有用であることを証明するが、本発明のさらなる変更が、当業者に思い浮かぶであろう。全てのこうした変更は、添付特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲および趣旨内にある。

Claims (20)

1. 生体内撮像デバイスのエネルギー消費を制御する方法であって、
   ＧＩ管の少なくとも所定の領域を通る前記デバイスの通過を完了するための、非ゼロ最小フレーム取得レートで前記生体内撮像デバイスを動作させるのに必要とされる最小エネルギー量を確定すること、
   前記デバイス電源からの計算された総エネルギー量を使用する、１つまたは複数の後続の画像を取得するための動作フレームレートを確定することであって、前記デバイス電源に残っている利用可能エネルギーから前記計算された総エネルギー量を引いた値が、前記最小エネルギー量以上である、確定すること、および、
   前記生体内デバイスに、前記動作フレームレート以下であるレートで１つまたは複数の後続の画像を取得させることを含む方法。
2. 最適フレームレートであって、前記動作フレームレート以下であり、かつ、前記生体内デバイスに、最適フレームレートで画像を取得させる、最適フレームレートを確定することを含む請求項１に記載の方法。
3. 前記最適フレームレートは、連続的な取得フレーム間の類似の程度、フレーム内での病理の検出、デバイス速度あるいは加速度および／または回転運動の程度、画像内または連続的な画像間の色、色相、飽和度、テクスチャ、またはパターンの差、インピーダンス変動、およびｐＨからなる群からの要素のうちの少なくとも１つの要素に基づいて確定される請求項２に記載の方法。
4. 前記動作フレームレートは、前記デバイスが位置する身体の解剖学的領域に基づいて少なくとも部分的に確定される請求項１に記載の方法。
5. 前記デバイスの電源に保持される初期使用可能エネルギーとデバイス動作中に使用される累積エネルギー量との差は、関心領域内を前記デバイスが完全に通過するまで、画像フレームを取得し続けるのに必要とされるエネルギー量を決して超えない請求項１に記載の方法。
6. 照明源、撮像装置、プロセッサ、および送信機によって使用されるエネルギーの平均に基づいて前記デバイスの動作中に使用される累積エネルギー量の近似を確定することを含み、前記デバイス電源に残っている利用可能エネルギーは、初期利用可能エネルギーと使用される近似累積エネルギーとの差であるように計算される請求項１に記載の方法。
7. 前記動作フレームレートは、前記胃腸管の任意の他の領域に比べて、前記デバイスが予め規定された関心領域に位置するときに比較的高い請求項１に記載の方法。
8. 前記動作フレームレートは、前記デバイスが結腸に位置するときに比較して、前記デバイスが小腸に位置するときに比較的低い請求項１に記載の方法。
9. 前記動作フレームレートは、前記デバイスが結腸または小腸に位置するときに比較して、前記デバイスが胃に位置するときに比較的低い請求項１に記載の方法。
10. 前記デバイスが位置する身体の解剖学的領域は、直前の取得フレームの色を解析することによって確定される請求項１に記載の方法。
11. 前記デバイスが胃から小腸まで通過するとき、前記動作フレームレートを、第１の動作フレームレートから第２の動作フレームレートへ増加させることを含む請求項１に記載の方法。
12. 前記デバイスが小腸から結腸まで通過するとき、前記動作フレームレートを、第２の動作フレームレートから第３の動作フレームレートへ増加させることを含む請求項１に記載の方法。
13. 前記デバイス電源に残っている利用可能エネルギーが、前記最小エネルギー量以上であり、かつ、前記生体内デバイスに前記動作フレームレートで画像を取得させるような、前記デバイス電源からのエネルギー量を使用する動作フレームレートを繰返し確定することを含む請求項１に記載の方法。
14. 撮像される胃腸管の所定の領域を通って前記デバイスが完全に通過する最大継続時間を確定することを含む請求項１に記載の方法。
15. 生体内撮像デバイスのエネルギー消費を制御するシステムであって、
    電源を備える、身体管腔の画像を取得するための生体内撮像デバイスと、
    胃腸管の少なくとも所定の領域を通る前記デバイスの通過を完了するための、非ゼロ最小フレーム取得レートで前記生体内撮像デバイスを動作させるのに必要とされる最小エネルギー量を確定し、前記デバイス電源からの計算された総エネルギー量を使用する、１つまたは複数の後続の画像を取得するための動作フレームレートを確定するためのプロセッサであって、前記デバイス電源に残っている利用可能エネルギーから前記計算された総エネルギー量を引いた値が、前記最小エネルギー量以上である、プロセッサと、
    前記動作フレームレート以下であるレートで１つまたは複数の後続の画像を取得するように、前記生体内デバイスのフレーム取得レートを制御するためのコントローラとを備えるシステム。
16. 前記プロセッサは、前記動作フレームレート以下である最適フレームレートを確定するためのものであり、前記コントローラは、前記最適フレームレートで画像を取得するように前記生体内デバイスを制御するためのものである請求項１５に記載のシステム。
17. 前記プロセッサは、撮像される胃腸管の所定の領域を通って前記デバイスが完全に通過する最大継続時間を確定するためのものである請求項１５に記載のシステム。
18. 前記動作フレームレートは、前記胃腸管の任意の他の領域に比べて、前記デバイスが予め規定された関心領域に位置するときに比較的高い請求項１５に記載のシステム。
19. 前記プロセッサは、照明源、撮像装置、プロセッサ、および送信機によって使用されるエネルギーの平均に基づいて前記デバイスの動作中に使用される累積エネルギー量の近似を確定するためのものであり、前記デバイス電源に残っている利用可能エネルギーは、初期利用可能エネルギーと使用される近似累積エネルギーとの差であるように計算される請求項１５に記載のシステム。
20. 前記プロセッサは、前記動作フレームレートを、前記デバイスが位置する身体の解剖学的領域に基づいて少なくとも部分的に確定するためのものである請求項１５に記載のシステム。

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