JP2014512902A - 生体内装置と局限化システムとを同期するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
の実施態様ではデータ記録装置とデータを交換すること)と、(ii)外部システムによって生成された局限化信号(例えば、電磁局限化信号)を検知することと、(iii)局限化信号を処理し、結果として生じた局限化データをデータ記録装置に送信することと、が可能である。生体内装置が送信した、またはそこから送信された局限化データは、局限化信号によって生体内装置に誘導された生の信号に相当し得、従って、生体内装置の位置を確定するために、この信号を、外部システムによって処理する必要が生じ得る。あるいは、生の信号を(生体内装置が)内部で処理することによって、生体内装置が送信した、またはそこから送信された結果として生じた局限化データが、生体内装置の位置(および/または向き)を表すことができる。データ記録装置は、特に、(i)生体内装置からデータフレームを受信することと、(ii)データフレームを用いて、局限化信号を生成するシステムと局限化信号を検知する生体内装置とを同期するための同期信号を生成することと、が可能である。
しかしながら、先に論じたように、休止ピリオド期間中には、生体内装置が他の内部活動(例えば、データの受信、データの処理)をなおも進行中であるため、同期信号を局限化信号源(LSS)に転送することによって、LSSに、局限化信号のために生体内装置が割り当てた検知ウィンドウおよび/または検知サブウィンドウを指し示す。同期信号の作成は、生体内装置の復元されたタイミングメカニズム(例えば、復元または生成した基準時間、および復元したマスタークロック信号)に基づいて、生体内装置の外部で(例えば、データ記録装置によって)行うことができる。それ故、生体内装置とLSSとの同期は、時間特性が適しているか、生体内装置によって管理または指示された検知ウィンドウ(および、検知サブウィンドウ)期間に、LSSが局限化信号を生成することを意味する。
例として、一つのコイルを用いて、「X」方向すなわちY−Z平面における電磁界を検知することができ、例えば、別のコイルを用いて、「Y」方向すなわちX−Z平面における電磁界を検知することができる。局限化信号源(LSS)130が生成した各局限化信号によって、起電力(「EMF」)信号をSCA112の電磁検知コイルの一つ以上に誘導することができる。また、生体内装置110の現在位置、任意で現在の向きは、SCA112のコイルが検知したEMF信号に基づいて確定することができる。例示の電磁検知コイルを図12A〜図12Dに示し、以下に記述する。生体内装置110は、SCA112を作動させてEMF信号を測定する期間である検知ウィンドウの時間特性(例えば、開始時間および継続期間)をスケジューリングするためのタイミングユニット114も含むことができる。例示のタイミングユニットを図3Cに示し、以下に記述する。
範囲内の差異で)時間的に一致するため、生体内装置110が検知コイルアセンブリ(SCA)112を用いている期間であるタイムスロット内に正確に、LSS130が局限化信号132を生成し、送信することによって、生体内装置110は誘導されたEMF信号を検知し、誘導されたEMF信号の処理に必要なリソースを割り当てることができる。
よって、MMU140が最新の局限化または方位データに基づいて場所(または、向き)補正信号142を生成することも確実にできる。SSU124は、MMU140とLSS130とを同期するための同期信号144をMMU140に送ることができる。同期信号144は、同期信号128と同一でもよいし、その加工系または派生形でもよい。同期信号144によって、MMU140が検知ウィンドウ期間に局限化データを受信するという条件で、MMU140は、検知ウィンドウが終了した直後の、生体内装置の各作業サイクル期間に、短い操作信号の形の信号142(「操作バースト」)、または一連の操作バーストを生成することができる。
72は磁石ステアリングユニット(「MSU」)211も含むことができ、これは、例として、図1の磁気操作ユニット(MMU)140と同様の操作システムが生成する磁界との相互作用を通じて、生体内撮像装置110の操作を促進する。SCA112に誘導されたEMF信号を表すか、それから得られるデータは、例として、画像フレームにデータを組み込んで、かつ/またはそのようなデータの転送専用でもよいフレームを用いてデータ記録装置120に送信することができる。
み込んだ後に、制御装置260は、トランシーバ250を用いてそのフレームをデータ記録装置120に無線242で転送することができる。データ記録装置120は、胃腸系を撮像される人物が身に着けてもよい。制御装置260は、ソフトウェアまたは命令を実施することによって、タイミングユニット114、フレーム発生器220、および生体内装置110の他の機能の任意のいずれかによって実行されるステップを行うことができる。従って、これらのユニットとして機能することができる。
ができる。または、例として、表示部202にも表示できる位置および向き情報も含有するビデオストリームを作成できる。ワークステーション230は、データ記録装置120から転送されたフレームおよび場合によっては関連するメタデータを記憶するためのメモリ(例えば、メモリ204)を含むことができる。また、ワークステーション230は、記憶しているフレームおよび関連データを処理するためのプロセッサ(例えば、プロセッサ205)も含むことができる。ワークステーション230は、選択された画像、またはそのような画像からコンパイルされたビデオクリップ(例えば、動画ストリーム)を、例えば、人間オペレータ、健康管理者、医師などに表示できる。
4によって実行されるか、それに帰する一部または全ての活動および/または処理は、タイミングユニット300によっても実行されるか、それに帰することができる。逆も同じである。タイミングユニット300は、マスタークロック発生器(「MCG」)310、クロックカウンタ320、リセット信号発生器(「RSG」)330、カウントコンパレータ340、メモリ350、および検知ウィンドウ信号(「SWS」)発生器360を含むことができる。「マスタークロック発生器」は、生体内装置のさまざまな回路およびコンポーネントに共通して用いられ、それらの活動、タスクなどを同期することができるクロック信号を生成するパルス発生器を意味する。MCG310は、タイミングユニット300の一体部分でもよいし、タイミングユニット300外部のものでもよい。マスタークロック発生器(MCG)310は、自励発振器でもよいし、それを含んでもよいし、それを用いてもよい。これは、一定周波数fosc、例として、8.1メガヘルツ(MHz)においてクロック信号311を生成できる。クロックカウンタ320は、MCG310が生成したクロックパルスを継続的に計数することによって、経過時間の測定または計算を促進できる。
できる。リセット信号R(t)における各リセットパルス、または選択されたリセットパルスは、検知ウィンドウの時間特性を測定できる時間と相対的な基準時間を指し示し得る。
タークロック信号を復元することができる。CRM420は、位相ロックループ(「PLL」)を含むことができる。PLLは、その周波数がデータビットに基づいて確定されるか、データビットを用いて周波数が調整され得るクロック信号を出力することができる。PLLの調整は、(例えば、各データフレーム内のデータビットを用いて)継続的に実行してもよいし、時々実行してもよい(例えば、k個の(k=1,2,3,4,…)データフレームに1回)。EOT検出器430は、サフィックスデータビットを用いてEOT時刻を特定し、EOT時刻に対応するリセット信号R’(t)332’を作成することができる。EOT検出器430が検出したEOT時刻が生体内装置におけるEOT時刻に合致するため、リセット信号R’(t)332’は、図3Cおよび図3Dのリセット信号R(t)332を復元したバージョンでもよい。一例として、図4のリセットパルス382’は、図3Dのリセットパルス382を復元したバージョンである。
クルの送信ピリオド期間、または一部の他の作業サイクルの送信ピリオド期間に局限化データを(例えば、データ記録装置に)送信できる。作業サイクルの生成および送信は、ステップ510、およびステップ520〜560が各作業サイクルまたは選択された作業サイクルの間中繰り返すことができるように、可能な限り長く、または必要な限り長く続くことができる。
る。第一の信号は、X軸に関係するか、それに対応し、本明細書ではそのような信号を「X信号」と呼ぶ。第二の信号は、Y軸に関係するか、それに対応し、本明細書ではそのような信号を「Y信号」と呼ぶ。第三の信号は、Z軸に関係するか、それに対応し、本明細書ではそのような信号を「Z信号」と呼ぶ。X信号、Y信号およびZ信号は、例として、それらが生体内装置によって正確に解釈されるように一つの信号として一度に送信できる。局限化信号を検知および処理するために割り当てられたタイムスロット712全体を、3個の検知サブウィンドウ724、734および744に区切ることができる。各検知サブウィンドウに特定の局限化信号を割り当てることができる。例として、X信号を検知するために検知サブウィンドウ724を割り当てることができ、Y信号を検知するために検知サブウィンドウ734を割り当てることができ、Z信号を検知するために検知サブウィンドウ744を割り当てることができる。局限化信号源(LSS)は、X信号、Y信号およびZ信号を、3個の別個の同期信号720、730および740として送信することができる。同期信号720、730および740の時間特性は、例として、基準時刻702からまたはそれと相対的に測定することができる。一つの同期信号を個々の同期信号720,730,740の代わりに用いることができ、そのような同期信号は、個々の同期信号(その重ね合わせ)を具体化することができる。
結果生じた起電力(EMF)信号を856に示す。生体内装置は、360度回転、傾斜および転回し得るため、誘導されたEMF信号は、関連する検知コイルの特定の方向、配列または向きに適した特定の位相と、検知コイルの逆の方向、配列または向きに適した逆位相とを有することができる。この理由のため、図8に、局限化信号バースト842、844および846ごとに、2つの電位誘導されたEMF信号を示す。
間)が、例として、5ミリ秒であり、局限化信号の周波数が、例として、5キロヘルツ(KHz)である場合には、その結果、検知ウィンドウは、理論上は、25サイクル(M=25)に適応可能である。各EMF信号の処理を局限化信号のバースト間で行うことができるため、実際に使用可能なサイクル数はより少なくなり得る。例として、実際に使用可能なサイクル数は図8に示すように12でもよい。この例では、3個の例示の局限化信号バーストの各々が4個のサイクルを含む。
々をサンプルすることができる。サンプラは、EMP信号を類推的にサンプリングするためのサンプルホールド(S&H)回路と、アナログサンプル値をデジタルデータに変換するためのアナログデジタルコンバータ(ADC)とを少なくとも含むことができる。サンプラはまた、S&H回路がEMF信号をサンプルする前にそれを増幅するためのプリアンプも含むことができる。
代替的に用いる場合には、FLT1010は、FPS値ごとに2以上の計数値のペア(例えば、3ペアの計数値、4ペアの計数値など)を含むことができる。それ故、各FPS値は、一組の計数値のペアを指すか、それに関連または関係する値でもよい。一組の計数値のペアは、例として、検知ウィンドウおよび/または一つ以上の検知サブウィンドウに関連する計数値のペアを含むことができる。FLT1010は、例として、記憶ユニット240に記憶することができる。生体内装置が、例として、データ記録装置からコマンド(例えば、コマンド1020)を受信してPLT1010にリストされていないFPS速度を用いるか、それに移行する場合には、生体内装置(例えば、制御装置260)は、FLT1010にリストされているFPS値および計数値のペアから検知ウィンドウの時間特性または計数値を補間することができる。
に反比例する値でもよい。すなわち、画像取得速度が速くなるほど、Mの値が小さくなる。画像取得速度は、FPSの最小限度FPSmin(例えば、FPSmin=2FPS)と、最大限度FPSmax(例えば、FPSmax=48FPS)との間で制御可能に調節可能である。Mは画像取得速度と反比例するように、最小限度Mmin(例えば、Mmin=2サイクル)と、最大限度Mmax(例えば、Mmax=6サイクル)との間で調節できる。MminおよびMmaxは、それぞれ、FPSmaxおよびFPSminに関係する。他の実施態様では、局限化信号の周波数fLOCを変化させることによって、Mの値を維持することが可能になる。すなわち、画像取得速度が増大する場合には、画像取得速度の増大によって狭い検知ウィンドウまたは狭い検知サブウィンドウが生じ得るときでも、適切に周波数fLOCを増大させることによってMの値を維持することができる。
ジッド部1206上に取り付けることができる。一例として、リジッド部1206上に取り付けられた照明光源は、リジッド部1206上に等距離かつ円方向に配置された4個の光源を含む。生体内装置の他の電子コンポーネント(例えば、ASIC、制御装置、送信機、水晶振動子、メモリなど)を、例として、リジッド部1204および/またはリジッド部1202上に取り付けることができる。
受信機に送信することができる。データフレームは、外部受信機による同期信号の復元、生成または作成を促進するための「復元」データを含有または含むことができる。外部受信機による同期信号の復元、生成または作成は、クロック信号、基準時間、および検知時間ウィンドウの時間特性に基づいて行うことができる。生体内装置は、(ステップ1520において)作業サイクル期間に、クロック信号を用いて基準時間からの経過時間を測定することができる。そして、(ステップ1530において)経過時間に基づいて測定または計算された、検知時間ウィンドウの時間特性に重複または一致するタイムピリオドに一つ以上の局限化信号を検知できる。一つ以上の局限化信号は、例として、同期信号によって指定された時間および継続期間に、外部の局限化信号源が外部から送信することができる。生体内装置はまた、ステップ1540において、作業サイクル期間に、検知した局限化信号またはそれを加工したバージョンを表す局限化データを作成することができる。ステップ1510〜1540は、各作業サイクル、または選択された作業サイクル期間に繰り返すことができる。
おいて、同期信号を局限化信号源に転送することと、ステップ1760において、局限化信号源が局限化信号を作成し、同時に、生体内装置が検知時間ウィンドウ期間に局限化信号を検知することと、を含むことができる。ステップ1710〜1760は、生体内装置の各作業サイクル、もしくは選択された作業サイクル期間、またはデータ記録装置が各データフレームまたは選択されたデータフレームを受信する期間に繰り返すことができる。
Claims (22)
- 生体内装置によって局限化信号の検知のタイミングをとるための方法であって、
前記生体内装置が、当該生体内装置の作業サイクル内の検知時間ウィンドウに従って動作し、クロック信号を用いて前記作業サイクルのタイミングをとり、前記作業サイクル内に基準時間を規定し、前記作業サイクル期間に、
(i)前記クロックパルス、前記基準時間、および前記検知時間ウィンドウの時間特性に基づいて、局限化信号源が用いる同期信号の受信機による生成を促進するデータを含むデータフレームを前記受信機に送信することと、
(ii)前記クロック信号を用いて前記基準時間からの経過時間を測定することと、
(iii)前記経過時間に基づいて、前記検知時間ウィンドウの前記時間特性に従うタイムピリオドに、前記局限化信号源によって外部から送信された一つ以上の前記局限化信号を、前記同期信号によって指定された時間および継続期間に検知することと、
前記検知した局限化信号を表す局限化データを作成することと、を実行する、方法。 - 前記検知時間ウィンドウおよび/または前記基準時間が、前記データフレームを送信する期間である、前記作業サイクルの送信ピリオドの前記タイムピリオド内にある、請求項1記載の方法。
- 前記検知時間ウィンドウおよび/または前記基準時間が、前記生体内装置がデータの送信を回避する期間である、前記作業サイクルの休止ピリオドの前記タイムピリオド内にある、請求項1記載の方法。
- 前記基準時間からの前記経過時間の測定が、クロックカウンタによる前記クロック信号のクロックパルスの計数を含む、請求項1記載の方法。
- 前記クロック信号の前記クロックパルスが、初期の計数値と相対的に計数される、請求項4記載の方法。
- 各作業サイクル期間または選択された作業サイクル期間に、前記クロックカウンタをリセットすることを含む、請求項4記載の方法。
- 前記基準時間に重複する時間に、前記クロックカウンタを初期値に初期化することを含む、請求項4記載の方法。
- 前記一つ以上の局限化信号が、復元した前記クロック信号および前記基準時間を示す復元したデータに基づいて、前記外部の局限化信号源によって生成される、請求項1記載の方法。
- 前記基準時間を示す前記データが、前記データフレームのプレフィックスデータ、前記データフレームのサフィックスデータ、前記データフレームの送信開始を示すデータ、前記データフレームの送信終了を示すデータ、前記データフレーム内のデータビット群、および前記データフレーム内のデータビットのいずれか一つである、請求項1記載の方法。
- 前記検知時間ウィンドウ期間に前記一つ以上の局限化信号の検知が可能になるように、前記基準時間から第一の時間が経過した時に検知モードを入力することと、
前記基準時間と相対的な第二の時間が経過した時に前記検知モードを終了することと、を含む、請求項1記載の方法。 - 各局限化信号が座標系における特定の座標に関係している、請求項1記載の方法。
- 前記検知時間ウィンドウが、そのそれぞれが一つ以上の座標に関係する一つ以上の局限化信号の検知を促進するための一つ以上の検知時間サブウィンドウを含み、前記基準時間と相対的な前記検知時間ウィンドウの時間特性、および前記検知時間サブウィンドウの各々の時間特性を測定することを含む、請求項1記載の方法。
- 前記検知時間ウィンドウおよび前記検知時間サブウィンドウの時間特性の測定が、前記クロック信号のクロックパルスの計数を含む、請求項12記載の方法。
- データフレームを送信する速度に応じて前記時間特性を調整することをさらに含む、請求項12記載の方法。
- 前記検知時間ウィンドウまたは検知時間サブウィンドウの調節が、前記基準時間と相対的な前記クロック信号のクロックパルス数の調節を含む、請求項13記載の方法。
- 前記調節した時間特性を、前記生体内装置または前記受信機に送信することをさらに含む、請求項14記載の方法。
- 前記検知時間ウィンドウまたは検知時間サブウィンドウの調節に応じて、局限化信号のサイクル数および周波数の任意のいずれかを調節することを含む、請求項15記載の方法。
- 前記調節した前記局限化信号のサイクル数を、前記局限化信号源に送信することをさらに含む、請求項17記載の方法。
- 生体内装置によって局限化信号の検知と前記局限化信号の生成とを同期するための方法であって、
受信機が前記生体内装置からのデータフレームのストリームを受信するように構成されており、前記生体内装置が、当該生体内装置の作業サイクル内の検知時間ウィンドウに従って動作し、クロック信号を用いて前記作業サイクルのタイミングをとり、前記作業サイクル内に基準時間を規定し、前記受信機が、前記作業サイクル期間に、
前記クロック信号および前記基準時間の復元を促進するデータを含むデータフレームを、前記生体内装置から受信することと、
前記クロック信号および前記基準時間の前記復元を促進するデータから、前記クロック信号および前記基準時間を復元することと、
前記復元したクロック信号を用いて、前記復元した基準時間からの経過時間を測定することと、
前記経過時間および前記検知時間ウィンドウの時間特性に基づいて、前記生体内装置が前記局限化信号を検知するための前記検知時間ウィンドウ期間に重複するタイムピリオドに外部の局限化信号源が局限化信号を生成するための同期信号を生成することと、を実行する、方法。 - 前記同期信号を前記局限化信号源に転送することをさらに含む、請求項19記載の方法。
- その内に基準時間を規定する、生体内装置の作業サイクル時間を決めるためのクロック信号を生成するタイミングメカニズムと、
前記作業サイクル内に、前記クロック信号および前記基準時間の受信機による復元を促進するデータを含むデータフレームを前記受信機に送信する送信機と、
前記作業サイクル内に規定された検知時間ウィンドウの時間特性を記憶するメモリと、
局限化信号を検知する検知コイルアセンブリと、
前記作業サイクル内に、前記クロック信号を用いて前記基準時間からの経過時間を測定し、前記経過時間および時間特性に基づいて、前記検知時間ウィンドウに重複するタイムピリオドに前記局限化信号を検知するように前記検知コイルアセンブリを動作させ、前記検知した局限化信号を表すデータを送信するように構成された制御装置と、を含む、外部で生成された局限化信号の検知のタイミングをとることが可能な生体内装置。 - 生体内装置が検知コイルアセンブリ(SCA)を動作させて一つ以上の局限化信号を検知する期間である、前記生体内装置の作業サイクル内の検知時間ウィンドウを規定する時間特性を記憶するメモリと、
前記生体内装置から出たクロック信号および基準時間の復元を促進するデータを含むデータフレームを前記生体内装置から受信する受信ユニットと、
前記受信したデータフレームから、前記クロック信号および基準時間を復元する時間復元ユニットと、
前記復元したクロック信号、復元した時間基準、および記憶している前記検知時間ウィンドウの時間特性に基づいて、前記生体内装置が前記局限化信号を検知するための前記検知時間ウィンドウ期間に重複するタイムピリオドに外部の局限化信号源が前記局限化信号を生成するための同期信号を生成する同期信号ユニットと、をデータ記録装置が含む、生体内装置と局限化システムとを同期するための受信機。
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