JP2019526423A - 分注可能物質の送達のための電気機械的摂取可能装置 - Google Patents

分注可能物質の送達のための電気機械的摂取可能装置 Download PDF

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Abstract

例えば、治療薬などの、分注可能物質を送達可能な摂取可能装置、ならびに関連構成要素、システムおよび方法が開示される。摂取可能装置と共に使用されるように構成されて、例えば、治療薬などの、分注可能物質を貯蔵可能な取り外し可能に付着可能な貯蔵リザーバ、ならびに関連構成要素、システムおよび方法も開示される。【選択図】図45

Description

関連出願の相互参照
本出願は、米国特許法第119条に基づいて、2016年9月9日に出願された「Electromechanical Ingestible Device for Delivery of a Dispensable Substance」というタイトルの米国仮特許出願第62/385,553号;2017年3月30日に出願された「Electromechanical Ingestible Device for Delivery of a Dispensable Substance」というタイトルの米国仮特許出願第62/478,955号;2017年3月30日に出願された「Treatment of a Disease of the Gastrointestinal Trace with an IL−6R Inhibitor」というタイトルの米国仮特許出願第62/478,753号;2017年3月31日に出願された「Localization Systems and Method for an Ingestible Device」というタイトルの米国仮特許出願第62/480,187号;2017年8月3日に出願された「Localization Systems and Method for an Ingestible Device」というタイトルの米国仮特許出願第62/540,873号;および2017年8月14日に出願された「Treatment of a Disease of the Gastrointestinal Tract with a CD40/CD40L Inhibitor」というタイトルの米国仮特許出願第62/545,129号:に対する優先権を主張する。
参照による組込み
本出願は、参照により以下の特許出願を組み込む:USSN 14/460,893;15/514,413;15/680,400;15/680,430;15/694,458;62/376,688;62/385,553;62/478,753;62/478,955;62/434,188;62/434,320;62/431,297;62/434,797;62/480,187;62/502,383;62/540,873;および62/545,129。
分野
本開示は、一般に、例えば、治療薬などの、分注可能物質を送達可能な摂取可能装置、ならびに関連構成要素、システムおよび方法に関する。本開示は、一般に、摂取可能装置と共に使用されるように構成されて、例えば、治療薬などの、分注可能物質を格納可能な、付着可能貯蔵リザーバ、ならびに関連構成要素、システムおよび方法にも関する。
胃腸(GI)管は一般に、個人の身体に対して治療媒体を提供する。時々、治療薬は、小腸内の指定された位置に投薬される必要があり得、それは、何らかの病状を治療するために、治療薬の経口投与よりもさらに効果的である。例えば、小腸内に直接適用された治療薬は、胃内で汚染されず、従って、より高投与量が、小腸内の特定の位置に送達されるのを可能にする。しかし、治療薬を小腸内の所望の位置に運び、次いで治療薬を所望の位置に自動的に送達するための装置または機構が必要であるので、治療薬を人体内部の小腸内に直接分注することは困難であり得る。かかる装置または機構は、人体に入る必要があるので、安全な方法で作動される必要もある。
本開示は、例えば、治療薬などの、分注可能物質を被験者のGI管内に送達できる、摂取可能装置を提供する。送達は、高度に制御できる。送達は、被験者のGI管内の所望の位置に比較的高精度で実行できる。任意選択として、摂取可能装置は、被験者のGI管内での摂取可能装置の位置を制御/操作するために使用できる機構を含むことができる。送達される分注可能物質の量、およびその放出特性が比較的高精度まで制御できる。
本開示は、例えば、摂取可能装置との併用のために構成された、付着可能貯蔵リザーバも提供する。貯蔵リザーバは、例えば、貯蔵リザーバが梱包、出荷および/または保管される前、間または後に、分注可能物質(例えば、治療薬)が貯蔵リザーバ内に配置できるように、開発できる。かかるアプローチでは、所望の分注可能物質を含む貯蔵リザーバを、分注可能物質が送達される比較的短期間前に提供することが可能である。例えば、分注可能物質は、貯蔵リザーバを用いて任意の時点で配置でき、その後間もなく、分注可能物質を含む貯蔵リザーバは、摂取可能装置の摂取直前に、摂取可能装置に/摂取可能装置内部に付着できる。
一態様では、本開示が提供する摂取可能装置は、分注可能物質を貯蔵するように構成された貯蔵リザーバおよび、力発生器が力を発生する際に、分注可能物質が摂取可能装置内の開口部から摂取可能装置を出るように構成された、力発生器構成要素を含む。
摂取可能装置はハウジングを含むことができる。
力発生器は、ハウジング内部に少なくとも一部配置できる。
力発生器は、ハウジング内部に完全に配置できる。
貯蔵リザーバは、ハウジング内部に少なくとも一部配置できる。
貯蔵リザーバは、ハウジング内部に完全に配置できる。
ハウジングは、第1の端部、第2の端部、第1の端部と第2の端部との間に延在する壁を含むことができる。貯蔵リザーバは、第1の端部に隣接できる。
貯蔵リザーバは、摂取可能装置に付着可能であり得る。
貯蔵は、摂取可能装置の不可欠な構成要素であり得る。
摂取可能装置は、力発生器が力を発生する際に、力で注入装置を動かして分注可能物質を摂取可能装置から開口部を経て出すように構成された、注入装置をさらに含むことができる。
注入装置は、シリンジを含むことができる。
摂取可能装置は、注入装置を上皮層に位置付けて、分注可能物質の送達前に上皮層を広げるように構成された構成要素をさらに含むことができる。
注入装置は、それが生成する力が粘膜を穿通するのに十分であるように構成できる。
注入装置は、ピストン;貯蔵リザーバ内部に配置されて、ピストンに付着された端部を有する針ガイド;針ガイドに連結されたばね;ならびに針ガイドおよびばねの一部を通る注射針を含むことができる。
ばねは、圧縮されるように構成でき、注射針は、ピストンが動くにつれて、摂取可能装置の外に延出するように構成できる。
注入装置は、注射針を支持するトラス機構;および膨張して、トラス機構を注射針と共に貯蔵リザーバの外に延出させるように構成されたバルーンを含むことができる。
注入装置は、力発生器が力を発生する際に、力で膜を動かして分注可能物質を摂取可能装置から開口部を経て出すように構成された膜を含むことができる。
膜は、力発生器が力を発生する際に、力で膜を動かして分注可能物質を摂取可能装置から開口部を経て出すように構成されたピストンを含むことができる。
摂取可能装置は、摂取可能装置の外部環境からの反射を検出するように構成された光検知ユニットをさらに含むことができる。
摂取可能装置は、ハウジング、およびハウジングの外部環境からの反射を検出するように構成された光検知ユニットを含むことができる。
摂取可能装置は、光検知ユニットによって検出された反射に基づいて摂取可能装置の位置を判断するように構成できる。
力発生器は、光検知ユニットによって検出された反射に基づいて力を生成できる。
摂取可能装置は、ハウジング内部に電子部品をさらに含むことができ、電子部品は、力発生器を作動させるように構成される。
力発生器は、電子部品に隣接できる。
摂取可能装置は、ハウジング内部の内圧を緩和するように構成された安全装置をさらに含むことができる。
貯蔵リザーバは、分注可能物質を貯蔵できる。
摂取可能装置は、オクルダー(occlude)をさらに含むことができる。オクルダーは、分注可能物質が摂取可能装置内の開口部を経て摂取可能装置から出るのを防ぐように構成される第1の状態を有することができる。オクルダーは、分注可能物質が摂取可能装置内の開口部を経て摂取可能装置から出るのを許可するように構成される第2の状態を有することができる。
オクルダーは、磁石を含むことができる。
オクルダーは、摺動ピンを含むことができる。
オクルダーは、バーストディスクを含むことができる。
オクルダーは、腸溶コーティングを含むことができる。
オクルダーは、腸溶コーティングおよび摺動ピンを含むことができる。
オクルダーは、腸溶コーティングおよび磁石を含むことができる。
オクルダーは、溶解可能ピンを含むことができる。
オクルダーは、溶解可能ピンおよび腸溶コーティングを含むことができる。
オクルダーは、ワックスを含むことができる。
ワックスは、プラグの形にできる。
オクルダーは、ワックスを溶かすように構成されたリード線をさらに含むことができる。
リード線は、少なくとも1つのコンピュータプロセッサからのコマンドに応答して、電源によって作動されるように構成できる。
オクルダーは、摂取可能装置のハウジング内部に配置できる。
摂取可能装置は、力発生器と貯蔵リザーバとの間にベローをさらに含むことができる。
力発生器は、分注可能物質を摂取可能装置内の開口部から出すために、ベローに力を印加するように構成できる。
摂取可能装置は、摂取可能装置の開口部内に部材をさらに含むことができる。
部材は、プラグの形にできる。
部材は、生体吸収性材料を含むことができる。
力発生器は、力を供給するためにガスを発生するように構成されたガス発生セルを含むことができる。
力発生器は、加圧ガスチャンバを含むことができる。
力発生器は、真空チャンバを含むことができる。
力発生器は、ばねを含むことができる。
力発生器は、圧縮ばねおよび引張ばねを含むことができる。
力発生器は、ギアモーターを含むことができる。
摂取可能装置は、流体を貯蔵リザーバ内に引き込むように構成された入口を含むことができる。
摂取可能装置は、貯蔵リザーバ内部であるギアモーターの一部の周囲に配置されたオーガ装置をさらに含むことができる。オーガ装置は、ギアモーターによって駆動されて、回転して分注可能物質と貯蔵リザーバ内に引き込まれた流体を混合するように構成できる。
摂取可能装置は、貯蔵リザーバ内部であるギアモーターの一部に縦方向に連結されたワイパー装置をさらに含むことができる。ワイパー装置は、ギアモーターによって駆動されて、回転して分注可能物質と貯蔵リザーバ内に引き込まれた流体を混合するように構成できる。
摂取可能装置は、貯蔵リザーバ内部であるギアモーターの一部の周囲に配置された螺旋構成要素;および螺旋構成要素の一方の端部に配置されたピストンをさらに含むことができる。螺旋構成要素は、ギアモーターによって駆動されて回転し、それによりピストンが、螺旋構成要素のピッチに沿って長手方向に出口弁に向かって動くように構成される。
摂取可能装置は、摂取可能装置の使用中に、その機械的完全性を維持するように構成されたハウジングを含むことができる。
摂取可能装置は、摂取可能装置の使用中にハウジング内部の圧力が増加した場合に、その機械的完全性を維持するように構成されたハウジングを含むことができる。
摂取可能装置は、摂取可能装置内部のガス圧力を低下させるように構成された機構をさらに含むことができる。
機構は、ガス吸収材料を含むことができる。
機構は、酸素吸収材料を含むことができる。
機構は、摂取可能装置の少なくとも一領域内部の圧力が閾値レベルに達すると開くように構成された逃がし弁を含むことができる。
貯蔵リザーバは、複数のチャンバを含むことができる。
複数のチャンバの各々は、異なる分注可能物質を貯蔵するように構成できる。
摂取可能装置は、異なる分注可能物質を摂取可能装置から同時に放出するように構成できる。
摂取可能装置は、異なる分注可能物質を摂取可能装置から順番に放出するように構成できる。
摂取可能装置は、分注可能物質の計量された用量を供給して摂取可能装置内の開口部から出すための力発生器による力の発生を制御するように構成された電子部品を含むことができる。
分注可能物質は、治療薬を含むことができる。
治療薬は、粉末、顆粒、液体、および半流動体ゲルから成る群から選択された少なくとも1つの形態にできる。
摂取可能装置は、摂取可能装置を被験者のGI管の壁に付着するための機構をさらに含むことができる。
機構は、拡張できるフックを含むことができる。
フックは、格納できる。
フックは、GI管の壁を突き刺すように構成された針を含むことができる。
フックは、中空であって、分注可能物質をGI管の壁に供給するように構成できる。
フックは、生体吸収性材料を含むことができる。
摂取可能装置は、摂取可能装置のハウジングの少なくとも一部によって支持される腸溶コーティングをさらに含むことができる。
摂取可能装置は、アクチュエータをさらに含むことができる。
アクチュエータは、ポンプを含むことができる。
アクチュエータは、浸透圧ポンプを含むことができる。
摂取可能装置は、少なくとも2つの異なる腸溶コーティングをさらに含むことができる。
一態様では、本開示は、ハウジング;ハウジングの少なくとも一部によって支持される腸溶コーティング;およびハウジング内の貯蔵リザーバを含む、摂取可能装置を提供する。貯蔵リザーバは、分注可能物質を貯蔵するように構成できる。
ハウジングは、開口部を有することができる。摂取可能装置の第1の状態では、腸溶コーティングは、分注可能物質が摂取可能装置から開口部を経て出るのを完全に防ぐように、開口部を覆うことができる。摂取可能装置の第2の状態では、腸溶コーティングが、少なくとも部分的に分注可能物質が摂取可能装置から開口部を経て出るのを可能にするように、腸溶コーティングは少なくとも部分的に溶けることができる。
ハウジングは、第1および第2の部分を含むことができる。摂取可能装置の第1の状態では、腸溶コーティングは、第1および第2の部分を一緒に保持できる。摂取可能装置の第2の状態では、腸溶コーティングが、第1および第2の部分を少なくとも部分的に相互から解放するように、腸溶コーティングは少なくとも部分的に溶けることができる。
一態様では、本開示は、ハウジング;ハウジング内部に配置されたアクチュエータ;およびハウジング内部に配置された貯蔵リザーバを含む摂取可能装置を提供する。貯蔵リザーバは、分注可能物質を貯蔵するように構成できる。
アクチュエータは、ポンプを含むことができる。
ポンプは、浸透圧ポンプおよび/または蠕動駆動ポンプを含むことができる。
摂取可能装置は、半透膜;および半透膜に隣接して配置された圧力チャンバをさらに含むことができる。
摂取可能装置は、第1の試薬を貯蔵するように構成された第1の試薬チャンバ;第2の試薬を貯蔵するように構成された第2の試薬チャンバ;および第1の試薬チャンバを第2の試薬チャンバから両方とも密封する隔膜を含むことができる。
隔膜は、ポンプによって生成された第1の圧力によって破れ、そのため:第1の試薬が半透膜を経て圧力チャンバに入り;第2の試薬が半透膜を経て圧力チャンバに入り;かつ第1の試薬が第2の試薬と相互作用して第2の圧力を生じるように構成できる。
摂取可能装置は、圧力チャンバに隣接したピストンをさらに含むことができ、ピストンは、第2の圧力の影響下で動くように構成される。
貯蔵リザーバは、第2の圧力の影響下で圧縮されるように構成されるベロー(bellows)を含むことができる。
アクチュエータは、分離可能部分;分離可能部分に隣接して配置された浸透圧ポンプ;および分離可能部分を浸透圧ポンプに付着する溶解可能材料を含むことができる。分離可能部分は、溶解可能材料が溶ける際に浸透圧ポンプから分離するように構成できる。
摂取可能装置は、摂取可能装置の一部が被験者のGI管の壁に接触すると、腸壁の一部を、分注口を通してハウジング内に吸い込むように構成された吸引装置をさらに含むことができる。
吸引装置は、貯蔵装置内部に内側に向けて配置されたバーブディスク(barb disc)を含むことができる。
摂取可能装置は、第1および第2の腸溶コーティングをさらに含むことができる。
アクチュエータは、第1の腸溶コーティングに隣接した第1の半透膜;第1の半透膜に隣接して可溶性粒子を貯蔵する第1のチャンバ;および第1のチャンバの出口において、可溶性粒子が第1のチャンバから出るのを防ぐように構成されたメッシュを含むことができる。
アクチュエータは、第1の腸溶コーティングが溶けると、摂取可能装置への吸引力を発生するように構成できる。
アクチュエータは、第2の腸溶コーティングに隣接した第2の半透膜;第2の半透膜に隣接して可溶性粒子を貯蔵する第2のチャンバ;および第2のチャンバと貯蔵リザーバとの間のピストンをさらに含むことができる。アクチュエータは、第2の腸溶コーティングが溶けると、ピストンが動くように構成できる。
一態様では、本開示は、ハウジング;ハウジング内の第1の作動構成要素;共にハウジング内部に配置された、第2の作動構成要素;第1の作動構成要素に付着された第1の腸溶コーティング;第2の作動構成要素に付着された第2の腸溶コーティング;およびハウジング内部に配置された貯蔵リザーバを含む、摂取可能装置を提供する。貯蔵リザーバは、分注可能物質を貯蔵するように構成でき、ハウジングは貯蔵リザーバと流体連結した開口部を有することができる。第1の腸溶コーティングは、第1の期間内に管腔液に曝露されると溶けるように構成でき、第2の腸溶コーティングは、第1の期間よりも長い第2の期間内に管腔液に曝露されると溶けるように構成できる。
アクチュエータは、第1の腸溶コーティングに隣接した第1の半透膜;第1の半透膜に隣接して可溶性粒子を貯蔵する第1のチャンバ;および第1のチャンバの出口において、可溶性粒子が第1のチャンバから出るのを防ぐように構成されたメッシュを含むことができる。
摂取可能装置は、開口部に隣接した吸引装置をさらに含むことができる。アクチュエータは、第1の腸溶コーティングが溶けると、摂取可能装置への吸引力を発生するように構成できる。
アクチュエータは、第2の腸溶コーティングに隣接した第2の半透膜;第2の半透膜に隣接して可溶性粒子を貯蔵する第2のチャンバ;および第2のチャンバと貯蔵リザーバとの間のピストンをさらに含むことができる。アクチュエータは、第2の腸溶コーティングが溶けると、ピストンが開口部の方に動くように構成できる。
摂取可能装置は、分注口に隣接した第1の端部および貯蔵リザーバに連結された第2の端部を有する注入装置をさらに含むことができる。注入装置は、ピストンが分注口の方に推進されると、分注可能物質を送達するように構成できる。
摂取可能装置は、複数の出口弁を含むことができる。
出口弁は、先細の側壁を有することができる。
出口弁は、真っ直ぐな側壁を有することができる。
摂取可能装置は、分注可能物質を貯蔵リザーバからハウジングの外に送達するように構成された複数の分注口を含むことができる。
分注口は、先細の側壁を有することができる。
分注口は、真っ直ぐな側壁を有することができる。
方法は、第2の圧力によって、移動部材を動かして、事前に装填された分注可能物質を複数の分注口を経て摂取可能装置の外に送達することを含むことができる。
摂取可能装置は、力発生器が力を発生する際に、分注可能物質が複数の開口部を経て摂取可能装置を出るように構成された、複数の開口部を含むことができる。
ハウジングは、分注可能物質が摂取可能装置から複数の開口部を経て出るのを可能にするように構成された複数の開口部を有することができる。
摂取可能装置は、1つ以上の処理装置;および被験者のGI管の部分内での摂取可能装置の位置を少なくとも85%の精度で判断するために1つ以上の処理装置によって実行可能な命令を格納する1つ以上の機械可読ハードウェア記憶装置をさらに含むことができる。
摂取可能装置は、1つ以上の処理装置;および摂取可能装置が被験者の盲腸内にあると少なくとも70%の精度で判断するために1つ以上の処理装置によって実行可能な命令を格納する1つ以上の機械可読ハードウェア記憶装置をさらに含むことができる。
摂取可能装置は、1つ以上の処理装置;および被験者のGI管の部分内での医療機器の位置を少なくとも85%の精度で判断するためにデータを実装可能な装置にデータを送信するために1つ以上の処理装置によって実行可能な命令を格納する1つ以上の機械可読ハードウェア記憶装置をさらに含むことができる。
摂取可能装置は、1つ以上の処理装置;および摂取可能装置が被験者の盲腸内にあると少なくとも70%の精度で判断するためにデータを実装可能な外部装置にデータを送信するために1つ以上の処理装置によって実行可能な命令を格納する1つ以上の機械可読ハードウェア記憶装置をさらに含むことができる。
摂取可能装置は、第1および第2の光源をさらに含むことができ、第1の光源は、第1の波長で光を放出するように構成され、第2の光源は、第1の波長とは異なる第2の波長で光を放出するように構成される。
摂取可能装置は、第1および第2の検出器をさらに含むことができ、第1の検出器は、第1の波長で光を検出するように構成され、第2の検出器は、第2の波長で光を検出するように構成される。
貯蔵リザーバは、分注可能物質を含むことができる。
リザーバは、摂取可能装置のハウジング内部に部分的に適合するように構成できる。
リザーバは、摂取可能装置のハウジング内部に完全に適合するように構成できる。
リザーバはハウジングを含むことができ、ハウジングはプラスチックを含む。
プラスチックは、PVC、シリコーンおよびポリカーボネートから成る群から選択された少なくとも1つの材料を含むことができる。
リザーバはハウジングを含むことができ、ハウジングは金属系材料を含む。
金属系材料は合金を含むことができる。
金属系材料はステンレス鋼を含むことができる。
リザーバは、摂取可能装置のハウジングに付着するように構成できる。
リザーバは、摂取可能装置と摩擦適合するように構成できる。
リザーバは、付勢機構を用いて摂取可能装置に固定されるように構成できる。
付勢機構は、ばね、ラッチ、フック、磁石、および電磁放射から成る群から選択された少なくとも1つの部材を含むことができる。
リザーバは、摂取可能装置のハウジング内の溝またはトラックに適合するように構成できる。
リザーバは、摂取可能装置にスナップフィットするように構成できる。
リザーバは、穴を開けるように構成できる。
リザーバは、電子部品を運ぶように構成できる。
摂取可能装置は、FDA要求を満足できる。
リザーバは、本明細書で開示する摂取可能装置と共に使用されるように構成できる。
一態様では、本開示は、摂取可能装置;および摂取可能装置内での使用のために構成されたリザーバを含むキットを提供する。リザーバは、分注可能物質を保持するように構成できる。
キットは、リザーバ内に分注可能物質をさらに含むことができる。
リザーバは、本明細書で開示するようなリザーバにできる。
一態様では、本開示は、本明細書で開示する摂取可能装置を使用して、治療薬を被験者に送達することを含む方法を提供する。
治療薬は被験者のGI管内の位置に送達できる。
一態様では、本開示は、本明細書で開示するリザーバを摂取可能装置に付着することを含む方法を提供する。
本方法は、リザーバを摂取可能装置に付着する前に、治療薬をリザーバ内に配置することをさらに含むことができる。
本方法は、リザーバを摂取可能装置に付着した後、治療薬を被験者に送達するために摂取可能装置を使用することをさらに含むことができる。
治療薬は、被験者のGI管内の位置に送達できる。
本方法は、被験者のGI管の部分内での摂取可能医療装置の位置を少なくとも85%の精度で判断することをさらに含むことができる。
被験者のGI管内部での摂取可能装置の位置を判断することは、GI管内部で反射された光信号を判断することを含み、反射された信号は、少なくとも2つの異なる波長の光を含む。
反射された信号は、少なくとも3つの異なる波長の光を含むことができる。
分注可能物質を送達するための電気機械式摂取可能装置は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、ハウジング、電気部品、ガス発生セル、貯蔵リザーバ、出口弁、および安全装置を有する摂取可能装置を提供する。ハウジングは、第1の端部、第1の端部から実質的に反対側の第2の端部、および第1の端部から第2の端部に長手方向に延在する壁によって画定される。電子部品は、ハウジング内部に配置される。ガス発生セルは、ハウジング内部に、電子部品に隣接して配置され、電子部品は、ガス発生セルを作動させてガスを発生するように構成される。貯蔵リザーバはハウジング内部に配置されて、貯蔵リザーバは分注可能物質を貯蔵し、貯蔵リザーバの第1の端部がハウジングの第1の端部に連結される。出口弁はハウジングの第1の端部に配置されて、出口弁は分注可能物質が貯蔵リザーバからハウジングの第1の端部を出て放出されるのを可能にするように構成される。安全装置は、ハウジング内部に配置されるか、またはハウジングに付着されて、安全装置は、内圧が閾値レベルを上回った場合にハウジング内部の内圧を緩和するように構成される。
いくつかの実施形態では、ハウジングは、破裂することなく、内部爆発に耐えるのに実質的に十分な厚さのポリカーボネート壁を有する。
いくつかの実施形態では、安全装置は、内部爆発を回避するためにハウジング内部の酸素を吸収する酸素吸収性材料を含む。
いくつかの実施形態では、安全装置は、ガス発生セルをハウジング内部の他の構成要素から分離する不活性非導電性誘電体(inert non−conductive dielectric)を含む。
いくつかの実施形態では、安全装置は、ハウジングの第1の端部に配置された逃がし弁を含み、逃がし弁は、ハウジング内部の内圧が閾値レベルに達すると開くように構成される。
いくつかの実施形態では、安全装置は、ハウジングの第1の端部に配置された破裂板を含み、破裂板は、ハウジング内部の内圧が閾値レベルに達すると破裂するように構成される。
いくつかの実施形態では、ハウジングは、ハウジング内部の内圧が閾値レベルに達すると、制御された方法で破裂するように構成される。
いくつかの実施形態では、ガス発生セルは、電子部品の上に取り付けられて電子部品から密封されている水素発生セルである。
いくつかの実施形態では、摂取可能装置は、ガス発生セルに隣接したピストンを有し、ピストンは、ガス発生セルからの圧力でハウジングの第1の端部の方に移動するために推進される。
いくつかの実施形態では、ピストンは、ガス発生セルに巻き付いているシリコーンシールの形でガス発生セルと統合され、ガス発生セルは、ピストンと共に移動可能である。
いくつかの実施形態では、貯蔵リザーバは、ガス発生セルからの圧力によって圧縮されるように構成されるベローの形である。
いくつかの実施形態では、貯蔵リザーバは複数のチャンバを含み、複数のチャンバの各々は異なる分注可能物質を貯蔵する。
いくつかの実施形態では、異なる分注可能物質は、出口弁を通って同時に放出される。
いくつかの実施形態では、複数のチャンバの各々からの異なる分注可能物質は、出口弁を通って順番に送達される。
いくつかの実施形態では、複数のチャンバの各々からの異なる分注可能物質は、異なる膜によって制御され、電子部品は、それぞれの分注可能物質を送達するために、ガス発生セルを制御して膜を推進するガスを放出する。
いくつかの実施形態では、摂取可能装置は、ガス発生セルに隣接した可撓性隔膜を含み、可撓性隔膜は、ガス発生セルからの圧力によってハウジングの第1の端部に向かって変形するように構成される。
いくつかの実施形態では、摂取可能装置は、ガス発生セルとハウジングの第1の端部との間に置かれたキャピラリープレート、およびガス発生セルと貯蔵リザーバとの間のワックスシールを含み、ワックスシールは、溶けるように構成され、分注可能物質は、ガス発生セルからの圧力によりキャピラリープレートを通って押される。
いくつかの実施形態では、キャピラリープレートは、同心円状のマイクロチャネルから成る。
いくつかの実施形態では、ガス発生セルは、ガス発生セルからの圧力によって変形するように構成されている折り曲げたホイルで包まれている。
いくつかの実施形態では、壁は、縦軸に沿って2つのクラムシェルの半分に分かれるように構成され、摂取可能装置はさらに、1つのクラムシェルの半分内に縦軸に沿って置かれて、電子部品を包み込んでいる、隔膜を含む。隔膜は、ガス発生セルからの圧力によって他方のクラムシェルの半分の方へ偏向するように構成される。
いくつかの実施形態では、出口弁は傘形状を有し、ハウジングの第1の端部は、分注可能物質をハウジングから放射状に向けるために、出口弁の下に複数のポートを有する。
いくつかの実施形態では、出口弁は、ハウジングの第1の端部の周囲にリングを有し、分注可能物質をハウジングから外へ向けるために、リング上に均等に分布された複数のポートを有する。
いくつかの実施形態では、出口弁は、ハウジングの第1の端部から外に延出するドームスリットを含み、分注可能物質は、ドームスリットを通って送達される。
いくつかの実施形態では、出口弁は、ハウジングの第1の端部の第1の端部に穴を含み、穴は、ハウジング内部からの内圧によって破損するように構成されたワックスまたはシリコーン材料によって密封される。
いくつかの実施形態では、出口弁は、分注可能物質が出口弁を通って送達される際に、カプセルの不平衡の力および回転を低減するために、ハウジングの第1の端部における重心に配置される。
いくつかの実施形態では、摂取可能装置は、ハウジングの第1の端部または第2の端部の近位に配置された光検知ユニットをさらに含む。光検知ユニットは、照明をハウジングの外部環境に伝達し、照明によって生じた環境からの反射を検出するように構成される。電子部品は、反射に基づいて摂取可能装置の位置を識別し;識別された位置が事前に定義された位置と一致する場合は、ガス発生セルを作動させてガスを発生させるようにさらに構成される。
いくつかの実施形態では、電子部品は、ガス発生セルを制御して、反射の特性に基づいて分注可能物質の計量された用量をハウジングの外に送達するための内圧を生じるようにさらに構成される。
いくつかの実施形態では、電子部品は、分注可能物質の用量を計量するために、ガス発生セルによって発生するガスの量を制御するための可変抵抗器を含む。
いくつかの実施形態では、分注可能物質の計量された用量は、1回限りの用量または体系的送達の複数回用量である。
いくつかの実施形態では、貯蔵リザーバは、10μL〜1500μLの分注可能物質を貯蔵する。
いくつかの実施形態では、ハウジングは、分注可能物質を貯蔵リザーバ内に装填するための装填口を含む。
いくつかの実施形態では、分注可能物質は、粉末、顆粒、液体、または半流動体ゲルの形態の治療薬を含む。
本明細書で説明するいくつかの実施形態は、ハウジング、電子部品、ガス発生セル、貯蔵リザーバ、注入装置および安全装置を含む摂取可能装置を提供する。ハウジングは、第1の端部、第1の端部から実質的に反対側の第2の端部、および第1の端部から第2の端部に長手方向に延在する壁によって画定される。電子部品は、ハウジング内部に配置される。ガス発生セルは、ハウジング内部に、電子部品に隣接して配置され、電子部品は、ガス発生セルを作動させてガスを発生するように構成される。貯蔵リザーバはハウジング内部に配置されて、貯蔵リザーバは分注可能物質を貯蔵し、貯蔵リザーバの第1の端部がハウジングの第1の端部に連結される。注入装置はハウジングの第1の端部に配置されて、注入装置は分注可能物質を貯蔵リザーバからハウジングの外に注入するように構成される。安全装置は、ハウジング内部に配置されるか、またはハウジングに付着されて、安全装置は、ハウジング内部の内圧を緩和するように構成される。
いくつかの実施形態では、分注可能物質は、粘膜に浸透するのに実質的に十分な力で、注入装置を通って放出される。
いくつかの実施形態では、摂取可能装置は、ハウジングの外部に付着された構成要素をさらに含み、構成要素は、分注可能物質の送達前に、注入装置を上皮層に位置付けて上皮層を広げるように構成される。
いくつかの実施形態では、注入装置は、ハウジングに連結されているか、またはハウジング内部に配置されて、ハウジングの外に延出する注入部を有する、シリンジである。
いくつかの実施形態では、注入装置は、分注可能物質を注入するために上皮層を穿通するように構成される注入口を含む。
本明細書で説明するいくつかの実施形態は、ハウジング、光検知ユニット、電子部品、ガス発生セル、貯蔵リザーバ、膜、および分注口を含む摂取可能装置を提供する。ハウジングは、第1の端部、第1の端部から実質的に反対側の第2の端部、および第1の端部から第2の端部に長手方向に延在する壁によって画定される。光検知ユニットは、ハウジングの一側面上に配置されて、光検知ユニットは、ハウジングの外部環境からの反射を検出するように構成される。電子部品は、ハウジング内部に配置される。ガス発生セルは、ハウジング内部に、電子部品に隣接して配置される。電子部品は、ガス発生セルを作動させて、反射に基づいた摂取可能装置の位置の識別に応答してガスを発生するように構成される。貯蔵リザーバはハウジング内部に配置されて、貯蔵リザーバは分注可能物質を貯蔵し、貯蔵リザーバの第1の端部がハウジングの第1の端部に連結される。膜は、ガス発生セルと接触していて、ガス発生セルによって生成された圧力によって貯蔵リザーバ内に移動または変形するように構成される。分注口は、ハウジングの第1の端部に配置されて、分注口は、分注可能物質を貯蔵リザーバからハウジングの外に送達するように構成される。
いくつかの実施形態では、分注口は、貯蔵リザーバの第2の端部に配置された出口弁を含み、出口弁は、分注可能物質が貯蔵リザーバからハウジングの第1の端部を出て放出されるのを可能にするように構成される。
いくつかの実施形態では、分注口は、傘形状を有し、ハウジングの第2の端部は、分注可能物質をハウジングから放射状に向けるために、出口弁の下に複数のポートを有する。
いくつかの実施形態では、分注口は、ハウジングの第2の端部の周囲にリングを有し、分注可能物質をハウジングから外へ向けるために、リング上に均等に分布された複数のポートを有する。
いくつかの実施形態では、分注口は、ハウジングの第2の端部から外に延出するドームスリットを含み、分注可能物質は、ドームスリットを通って送達される。
いくつかの実施形態では、分注口は、ハウジングの第2の端部の第2の端部に穴を含み、穴は、ハウジング内部からの内圧のバーストによって破損するように構成されたワックスまたはシリコーン材料によって密封される。
いくつかの実施形態では、分注口は、分注可能物質が分注口を通って送達される際に、カプセルの不平衡の力および回転を低減するために、ハウジングの第2の端部における重心に配置される。
いくつかの実施形態では、分注口は、貯蔵リザーバの第1の端部に配置された注入ノズルおよび分注可能物質を貯蔵リザーバからハウジングの外に注入するように構成された注入口を含む。
いくつかの実施形態では、分注可能物質は、粘膜に浸透するのに実質的に十分な力で、分注口を通って放出される。
いくつかの実施形態では、摂取可能装置は、ハウジングの外部に付着された構成要素をさらに含み、構成要素は、分注可能物質の送達前に、分注口を上皮層に位置付けて上皮層を広げるように構成される。
いくつかの実施形態では、分注口は、ハウジングに連結されているか、またはハウジング内部に配置されて、ハウジングの外に延出する注入部を有する、シリンジに連結され、ガスアクチュエータは、ハウジング内部に配置される。ガスアクチュエータは、シリンジを電子的に制御して、分注可能物質を、注入部が接触している位置に注入する。
いくつかの実施形態では、注入部は、分注可能物質を注入するために上皮層を穿通するように構成される。
いくつかの実施形態では、電子部品は、摂取可能装置の外部のいかなるトリガー機構も、事前にプログラムされた作動条件もなしで、摂取可能装置の位置の識別に応答して、ガス発生セルを自動的に作動させるように構成される。
いくつかの実施形態では、摂取可能装置の位置が、外部環境のpHレベルを評価することなく、位置の光学特性を示す反射に基づいて識別される。
いくつかの実施形態では、位置は、幽門括約筋のすぐ後ろの第1の部分、または回盲弁の直前の第2の部分のいずれかを含む。
前述の概念および以下でさらに詳細に説明する追加の概念の全ての組合せは(かかる概念が相互に食い違っていないという条件で)、本明細書で開示する発明の主題の部分として企図されることを理解すべきである。具体的には、本開示の終わりに出現する請求された主題の全ての組合せが、本明細書で開示する発明の主題の部分として企図される。参照によって組み込まれる任意の開示内にも出現し得る、本明細書で明示的に採用された用語は、本明細書で開示する特定の概念と最も一致する意味と一致すべきであることも理解すべきである。
図面は主に、例示目的であり、本明細書で開示する発明の主題の範囲を制限することを意図していない。図面は必ずしも原寸に比例しておらず、いくつかの場合には、本明細書で開示する発明の主題の様々な態様は、異なる特徴の理解を容易にするために図面内で誇張して、または拡大して示され得る。図面では、同様の参照文字は一般に、同様の特徴(例えば、機能的に同様および/または構造的に同様な要素)を指す。
本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、分注可能物質を送達するための摂取可能装置100の構造の態様を例示するモックアップ略図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、物質を分注するためにガスを発生するように構成されたガス発生セルのための機構の態様を例示する略図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、分注可能物質送達のために押すためのピストンを有する摂取可能装置100の態様を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、傘形状の出口弁構造の態様を摂取可能装置の分注口として例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、リング状の出口弁構造の態様を摂取可能装置の分注口として例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、ドームスリットの態様を摂取可能装置の分注口として例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、ハウジングの一方の端部に配置された穴の態様を摂取可能装置の分注口として例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、分注可能物質の貯蔵リザーバのためのベロー構造を有する摂取可能装置100の態様を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、分注可能物質送達のために変形する可撓性隔膜を有する摂取可能装置の態様を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、ガス発生セルが、分注可能物質送達のために押すためのピストンで可動となるように、統合されたピストンおよびガス発生セルを有する摂取可能装置の態様を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、分注可能物質を貯蔵リザーバの外に向けるためにキャピラリーを有する摂取可能装置の態様を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、クラムシェル形状ハウジングおよび分注可能物質送達のために変形する横向き分割隔膜を有する摂取可能装置の態様を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、エラストマーブラダーを有する摂取可能装置の態様を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、分注可能物質を送達するためにエラストマーブラダーを使用して圧力を提供する摂取可能装置の態様を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、分注可能物質を貯蔵リザーバから出して分注するためにギアモーターを有する摂取可能装置の態様を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、分注可能物質を貯蔵リザーバから出して分注するためにオーガを使用する摂取可能装置の態様を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、分注可能物質を貯蔵リザーバから出して分注するためにワイパーを使用する摂取可能装置の態様を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、図17で説明するワイパーを駆動するためにピストンを使用する摂取可能装置の態様を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、分注可能物質を分注するために浸透圧を使用する摂取可能装置の態様を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、管腔液による分注可能物質の拡散を使用する摂取可能装置の態様を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、分割可能なハウジングを有する摂取可能装置の態様を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、分注可能物質送達のために摂取可能装置を腸に固着させるための摂取可能装置の固着機構の態様を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、分注可能物質送達のために摂取可能装置を腸に固着させるための摂取可能装置の固着機構の態様を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、分注可能物質送達のために摂取可能装置を腸に固着させるための摂取可能装置の固着機構の態様を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、分注可能物質を送達するために腸壁の一部を掴むための摂取可能装置の腸グリッパの態様を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、分注可能物質を送達するために腸壁の一部を掴むための摂取可能装置の腸グリッパの態様を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、摂取可能装置を分注のためにGI管内の特定の位置に突き刺す(lodge)ための摂取可能装置の拡張型ステントの態様を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、摂取可能装置を分注のためにGI管内の特定の位置に突き刺す(lodge)ための摂取可能装置の拡張型ステントの態様を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、摂取可能装置を分注のためにGI管内の特定の位置に突き刺す(lodge)ための摂取可能装置の拡張型ステントの態様を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、摂取可能装置を分注のためにGI管内の特定の位置に突き刺す(lodge)ための摂取可能装置の拡張型ステントの態様を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、ジェット送達機構を有する摂取可能装置の態様を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、分注可能物質の改善された利用可能量を備えたジェット送達機構を有する摂取可能装置のための代替構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、複数のノズルを備えたジェット送達機構のための構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、化学的作動を備えたジェット送達機構のための代替構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、摂取可能装置による針での分注可能物質の直接注入を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、送達のための注入針の非軸(non−axial)構成を例示する代替構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、浸透圧セルによって駆動される注入針の非軸構成を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、摂取可能装置の吸引装置を腸壁に付着するための浸透圧の使用を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、図38に例示する浸透圧機構および吸引装置を採用している摂取可能装置を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、図39で説明する摂取可能装置によるタンブリング吸引の態様を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、タンブリング吸引および針注入の組合せを採用している摂取可能装置を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、タンブリング吸引および針注入の組合せを採用している摂取可能装置を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、タンブリング吸引および針注入の組合せを採用している摂取可能装置を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、摂取可能装置のハウジング内部にプリント基板(PCB)を含む電子部品の態様を例示する構造図例を提供する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、事前加圧アクチュエータチャンバおよび摺動ピストンを含む摂取可能装置を例示する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、ノズル部に沿ってバーストディスクを含む摂取可能装置の部分を例示する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、バーストディスクホルダーの部分断面図を例示する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、腸溶コーティング閉鎖構成要素を含む摂取可能装置の部分を例示する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、摂取可能装置のための腸溶コーティングの積重ね層を示す。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、磁気閉鎖構成要素、バーストディスク、および事前加圧アクチュエータチャンバを含む摂取可能装置を例示する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、磁気閉鎖構成要素および事前加圧アクチュエータチャンバを含む摂取可能装置を例示する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、腸内摺動閉鎖構成要素および事前加圧アクチュエータチャンバおよび摺動ピストンを含む摂取可能装置を例示する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、溶解可能ピン閉鎖構成要素および事前加圧チャンバおよび摺動ピストンを含む摂取可能装置を例示する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、リード線アクチベータ(wire lead activator)を備えたワックスプラグを含む摂取可能装置を例示する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、事前加圧チャンバおよびベローを含む摂取可能装置を例示する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、ばね式アクチュエータおよび摺動ピストンを含む摂取可能装置を例示する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、ばね作動式摺動可能ハウジング部分を含む摂取可能装置を例示する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、別のばね作動式摺動可能ハウジング部分を備えた摂取可能装置を例示する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、溶解消失閉鎖構成要素および加圧チャンバを含む摂取可能装置を例示する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、溶解可能ピン閉鎖構成要素およびばね作動式摺動ピストンを含む摂取可能装置を例示する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、シャトルスライダ(shuttle slider)閉鎖構成要素および加圧チャンバを含む摂取可能装置を例示する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、水素電池アクチュエータおよびバーストディスク閉鎖構成要素を含む摂取可能装置を例示する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、水素電池アクチュエータおよびバーストディスク閉鎖構成要素を含む別の摂取可能装置を例示する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、真空アクチュエータチャンバおよび腸溶コーティング閉鎖構成要素を含む摂取可能装置を例示する。 本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、付着可能リザーバを含む摂取可能装置を例示する。 本開示のいくつかの実施形態に従った、摂取可能装置の実施形態例の図である。 本開示のいくつかの実施形態に従った、図65の摂取可能装置の分解立体図である。 本開示のいくつかの実施形態に従った、GI管を通る移行例中の摂取可能装置の略図である。 本開示のいくつかの実施形態に従った、空腸を通る移行例中の摂取可能装置の略図である。 本開示のいくつかの実施形態に従い、摂取可能装置がGI管を通過する際に、摂取可能装置の位置を判断するための例示的なステップの流れ図である。 本開示のいくつかの実施形態に従い、胃から十二指腸への移行、および十二指腸から胃へ戻る移行を検出するための例示的なステップの流れ図であり、それは、摂取可能装置がGI管を通過する際に、摂取可能装置の位置を判断する場合に使用され得る。 本開示のいくつかの実施形態に従い、摂取可能装置がGI管を通過する際に、摂取可能装置の位置を判断する場合に使用され得る、摂取可能装置の動作例中に収集されたデータを例示するプロットである。 本開示のいくつかの実施形態に従い、摂取可能装置がGI管を通過する際に、摂取可能装置の位置を判断する場合に使用され得る、摂取可能装置の動作例中に収集されたデータを例示する別のプロットである。 本開示のいくつかの実施形態に従い、摂取可能装置がGI管を通過する際に、摂取可能装置の位置を判断する場合に使用され得る、十二指腸から空腸への移行を検出するための例示的なステップの流れ図である。 本開示のいくつかの実施形態に従い、十二指腸から空腸への移行を検出する際に使用され得る、摂取可能装置の動作例中に収集されたデータを例示するプロットである。 本開示のいくつかの実施形態に従い、摂取可能装置がGI管を通過する際に、摂取可能装置の位置を判断する場合に使用され得る、摂取可能装置により長期間にわたって検出される筋肉収縮を例示するプロットである。 本開示のいくつかの実施形態に従い、摂取可能装置がGI管を通過する際に、摂取可能装置の位置を判断する場合に使用され得る、空腸から回腸への移行を検出するための例示的なステップの流れ図である。 本開示のいくつかの実施形態に従い、摂取可能装置がGI管を通過する際に、摂取可能装置の位置を判断する場合に使用され得る、空腸から回腸への移行を検出するための例示的なステップの流れ図である。 本開示のいくつかの実施形態に従い、摂取可能装置がGI管を通過する際に、摂取可能装置の位置を判断する場合に使用され得る、回腸から盲腸への移行を検出するための例示的なステップの流れ図である。 本開示のいくつかの実施形態に従い、摂取可能装置がGI管を通過する際に、摂取可能装置の位置を判断する場合に使用され得る、盲腸から結腸への移行を検出するための例示的なステップの流れ図である。 先細シリコーンベローを例示する。 シミュレートされた装置ジグ内の先細シリコーンベローを例示する。 滑らかなPVCベローを例示する。 シミュレートされた装置ジグ内の滑らかなPVCベローを例示する。 実験で実行された競合アッセイの原理を示す。 AlphaLISAデータを示す。 AlphaLISAデータを示す。 AlphaLISAデータを示す。 テスト方法を例示する。 アッセイ原理を例示する。 摂取可能装置を例示する。 ワックス弁システムを例示する。 閉位置におけるワックス弁システムを例示する。 開位置におけるワックス弁システムを例示する。 分注のための2つの出口を備えた摂取可能装置を例示する。
以下は、例えば、治療薬などの、分注可能物質を送達可能な摂取可能装置に関連する様々な概念、および摂取可能装置の例示的な実施形態、ならびに関連構成要素、システムおよび方法のさらに詳細な説明である。また、以下は、摂取可能装置と共に使用されるように構成されて、例えば、治療薬などの分注可能物質を貯蔵可能な付着可能貯蔵リザーバに関連する様々な概念および付着可能貯蔵リザーバの例示的な実施形態、ならびに関連構成要素、システムおよび方法のさらに詳細な説明でもある。
本明細書では、本明細書で説明する主題のための少なくとも1つの実施形態の例を提供するために、様々なシステム、装置、および方法を説明する。どの実施形態も本明細書で説明するどの主題も制限せず、任意の請求された主題は本明細書で説明するものとは異なるシステム、装置および方法をカバーし得る。請求された主題が、本明細書で説明する任意の1つのシステム、装置、および方法の特徴の全てを有するシステム、装置、および方法、または本明細書で説明するシステム、装置、および方法の複数もしくは全ての特徴に共通の特徴に限定されないことが可能である。本明細書で説明するシステム、装置、または方法が任意の請求された主題の一実施形態でないことが可能であり得る。本文書で請求されない本明細書で説明するシステム、装置、および方法で開示する任意の主題は、別の保護文書、例えば、継続特許出願の主題であり得、出願者、発明者または所有者は、本文書でのその開示によって、いかなるかかる主題を放棄することも、請求権を放棄することも、または公開することも意図しない。
図を単純かつ明瞭にするために、適当であると考えられる場合には、参照番号は、対応する要素または類似の要素であることを示すために、図の間で繰り返され得ることが理解されるであろう。加えて、本明細書で説明する実施形態の完全な理解を提供するために、多数の具体的詳細が説明される。しかし、本明細書で説明する実施形態は、これら具体的詳細なしで実施され得ることが当業者によって理解されるであろう。他の例では、周知の方法、手順および構成要素は、本明細書で説明する実施形態を曖昧にしないために、詳細には説明されていない。追加として、説明は、本明細書で説明する実施形態の範囲を制限すると解釈されるべきでない。
「実質的に」、「約」および「およそ」などの程度の用語は、本明細書で使用される場合、結果が著しく変更されないように、修飾された用語の妥当な量の偏差を意味することに留意すべきである。これら程度の用語は、この偏差が、それが修飾する用語の意味を否定しない場合、修飾された用語の偏差を含むと解釈されるべきである。
追加として、本明細書では、表現「および/または」は、包含的ORを表すことを意図する。すなわち、「Xおよび/またはY」は、例えば、XまたはYまたは両方を意味することを意図する。さらなる例として、「X、Y、および/またはZ」は、XまたはYまたはZまたはそれらの任意の組合せを意味することを意図する。
本明細書では、用語「連結された(coupled)」は、2つの要素が相互に直接連結できるか、または1つ以上の中間要素を通して相互に連結できることを示す。
本明細書では、用語「体(body)」は、患者、被験者または摂取可能装置を受け入れる個人の体を指す。患者または被験者は一般に、ヒトまたは他の動物である。
本明細書では、用語「胃腸管」または「GI管」は、食糧の消費および消化、栄養分の吸収、ならびに廃棄物の排出の責任を負う臓器系の全ての部分を指す。これには、口、咽頭、食道、胃、小腸、大腸、直腸、肛門、および同様のものなどの開口部および器官、ならびに前述の部位を結合している様々な通路および括約筋を含む。
本明細書では、用語「反射」は、装置によって放出され、装置に反射して戻されて、装置内または装置上の検出器によって受け取られた光から導出された値を指す。例えば、いくつかの実施形態では、これは、装置によって放出された光を指し、光の一部が装置外部の表面によって反射されて、光が装置内または装置上に配置された検出器によって受け取られる。
本明細書では、用語「照明」は、任意の電磁放射を指す。いくつかの実施形態では、照明は、赤外光(IR:Infrared Light)、可視スペクトルおよび紫外線光(UV)の範囲内であり得、照明は、100nm〜1000nmの範囲内の特定の波長にその出力の大部分の中心を有し得る。いくつかの実施形態では、その出力の大部分が赤外線(750nm〜1000nm)、赤(620nm〜750nm)、緑(495nm〜570nm)、青(450nm〜495nm)、または紫外線(100nm〜400nm)スペクトルの1つに制限された照明を使用することは好都合であり得る。いくつかの実施形態では、異なる波長をもつ複数の照明が使用され得る。
本明細書で説明する様々な実施形態は、一般に、胃腸(GI)管内の特定の位置に経口消費により到達し、いくつかの実施形態では、その特定の位置で薬物および治療薬を含む物質を放出するために、構成される摂取可能装置に関する。別の実施形態では、摂取可能装置は、薬物および治療薬を含む物質を、例えば、女性生殖管、および/または同様のものなどであるが、それに限定されず、身体の他の部分内で放出するために使用され得る。いくつかの実施形態では、分注可能物質の放出は、ボーラス投与または破裂分注(bust of dispensing)と同様の形を取り得る。いくつかの実施形態では、物質の放出は、治療薬の全身的送達と同様の形を取り得る。摂取可能装置は、物質が、GI管の内部表面、例えば、粘膜層上に、または粘膜層への浸透を通して、送達されるのに役立つ放出構造を含み得る。
図1は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、分注可能物質を送達するための摂取可能装置100の構造の態様を例示するモックアップ略図例を提供する。いくつかの実施形態では、摂取可能装置100は一般に、カプセル、丸薬、または個人によって経口消費され得る任意の飲み込み可能な形の形状であり得る。このように、摂取可能装置100は、患者によって摂取され得るか、または医療関係者および患者によって処方され得る。
摂取可能装置100は、2つの端部102a〜bを含み得る、カプセル、丸薬、および/または同様のものと類似の形を取り得るハウジング101を含む。ハウジング101は、GI管の化学的および力学的環境(例えば、胃内の筋収縮力および濃塩酸の作用)に耐えるように設計され得る。広範囲の材料がハウジング101に対して使用され得る。これらの材料の例には、ISO10993および生体適合性のためのUSPクラスVI仕様に適合する熱可塑性物質、フッ素重合体、エラストマー、ステンレス鋼およびガラス;ならびに任意の他の適切な材料およびそれらの組合せが含まれるが、それらに限定されない。ある実施形態では、これらの材料は、デュロメーター(例えば、NuSil(商標)によって製造されたMED−4942(商標))を使用して測定される10〜90の硬度レベルをもつ液状シリコーンゴム材料、例えば、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエチレン(PE)、ポリウレタン(PU)またはポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などであるが、それらに限定されない軟質生体適合性ポリマー材料、および軟質または柔軟な生体適合性材料でコーティングされた硬質ポリマー材料(例えば、シリコーンポリマでコーティングされたポリ(メチルメタクリレート)(PMMA)材料)をさらに含み得る。異なる構成要素に対して異なる材料を使用すると、タンパク質、抗体、および他のバイオマーカーとの相互作用のためにある表面の機能化を可能にし得る。例えば、Teflon(登録商標)は、これらの構成要素間の摩擦を低減するために可動構成要素に対して摂取可能装置10における材料として使用され得る。他の材料例は、例えば、ポリジメチルシロキサン(PDMS)、ホウケイ酸ガラス、および/またはシリコーンなどの、微細加工で一般に使用される他の材料を含み得る。本明細書では特定の材料が例示目的のために装置を構築するために使用されていると言及され得るが、列挙されている材料は制限することを意図しておらず、当業者は、装置の全体的な動作または機能性に影響を及ぼすことなく、任意の数の異なる材料を使用するように容易に装置を適合させ得る。
いくつかの実施形態では、摂取可能装置100のハウジング101は、感光性アクリルポリマー材料または不活性ポリカーボネート材料などの、一種のプラスチックから製造され得る。ハウジング101は、化学物質によって無菌化できる材料を使用しても形成され得る。いくつかの実施態様では、ハウジング101の壁は、0.5mm〜1mmの厚さを有し得、それは、(例えば、ハウジング内部での水素発火または過剰圧力によって引き起こされる)内部爆発に耐えるのに十分である。
ハウジング101は、摂取可能装置の外部環境のpHレベルを検出するか、または別の方法でpHレベルに敏感であるために、pHに敏感な腸溶コーティングを有することもあれば、有していないこともある。幽門括約筋を通過した直後の部分、または回盲弁の直前の部分などであるが、それらに制限されず、GI管のいくつかの特定部分では、pHレベルだけに基づいて特定の位置を標的にすることは困難であり得る。pHレベルに頼る代わりに、摂取可能装置100は、照明を環境に伝達して反射を収集する光検知ユニットを含み、それに基づき、摂取可能装置の領域固有の位置が反射の光学特性に基づいて識別され得る。例えば、摂取可能装置は、損傷などの外傷を抱えるGI管内部の特定の位置に治療薬を送達し得る。特定の位置は、以前に実施された内視鏡検査を通して事前に決定され得る。摂取可能装置の位置の判断に関するさらなる説明は、図44に関連して見られ得る。
ハウジング101は、2つのエンクロージャ部分を一緒に連結することによって形成され得る。例えば、2つのエンクロージャ部分は、嵌合されて、シアノアクリル酸変異体などの、接着剤で一緒に融合できる。ハウジング101は、実際には、摂取可能装置100の内部を外部環境から保護し、かつ外部環境(例えば、胃腸管)を摂取可能装置100の内部の構成要素から守る。
摂取可能装置100は、ハウジング100内部に電子部品を含み得る。電子部品は、ハウジングの端部102bの近位に配置され得、プリント基板(PCB)、電池、光検知ユニット、および/または同様のものを含む。電子部品のさらなる構造例は、図44に例示され得る。
摂取可能装置100は、ガスを発生するように構成され、従って、ハウジング101内部に内圧を生じるガス発生セル103をさらに含む。一実施態様では、ガス発生セル103は、Varta(登録商標)水素ガス発生セルなどであるが、それに制限されず、水素発生セルであり得る。別の実施態様では、人体に無害な不活性ガスを発生する1つ以上の他のガス発生セルが使用され得る。
いくつかの実施態様では、ガス発生セルは、摂取可能装置の別々のチャネルもしくは弁を含み得るか、または別々のチャネルもしくは弁に連結され得、そのため、ガスがチャネルまたは弁を通って放出されて、GI管内部での摂取可能装置の位置を変更するための動きを生じ得る。かかるガス放出は、摂取可能装置を腸の内層に対して位置付けるために使用できる。別の実施態様では、分注可能物質の送達前に、腸組織の表面配向を変更するために、ガスが別々のチャネルまたは弁を通って放出され得る。
可動プランジャ104は、ハウジング101内部のガス発生セル103の上に配置され得る。可動プランジャ104は、ガス発生セル103と、分注可能物質105を貯蔵する貯蔵リザーバとを分離する膜である。いくつかの実施態様では、可動プランジャ104は、図3〜図4にさらに例示するように、可動ピストンであり得る。いくつかの実施態様では、可動プランジャ104は、代わりに、図10にさらに例示されるように、隔膜などであるがそれに制限されず、可撓性膜であり得る。いくつかの実施態様では、可撓性隔膜の形を有し得る、可動プランジャ104は、図44にさらに例示されるように、ガス発生セル103の上に配置される代わりに、ハウジング101の軸方向に沿って配置され得る。可動プランジャまたは膜104は、ガス発生セル103がガスを発生して、膜104を押す内圧を生じると、ハウジングの端部102aの方向に向かって移動(膜104がピストンである場合)または変形(膜104が隔膜である場合)し得る。このように、膜または可動プランジャ104は、分注可能物質105をハウジングから分注口107を経て押し出し得る。
ハウジング101は、可動プランジャ104に隣接した1つ以上の分注可能物質105を貯蔵する貯蔵リザーバを含み得る。分注可能物質105は、粉末、圧縮粉末、流体、半流動体ゲル、または任意の他の分注可能もしくは送達可能形態の形を取り得る治療薬または薬剤であり得る。分注可能物質105の送達は、ボーラス、半ボーラス、連続的、全身的、バースト治療薬送達、および/または同様のものなどであるが、それらに制限されない形を取り得る。
いくつかの実施態様では、貯蔵リザーバは、複数のチャンバを含み得、各チャンバは、異なる分注可能物質を貯蔵する。例えば、異なる分注可能物質は、分注口107から同時に放出できる。代替として、複数のチャンバは、各チャンバからの異なる分注可能物質が連続して順番に送達されるように、貯蔵リザーバ内部に異なる層の形を取り得る。一例では、複数のチャンバの各々は、ガス発生器によって推進され得る、別々の可動プランジャによって制御される。電子部品は、ガス発生セル103を制御して、例えば、別々のガス発生チャンバなどにより、特定の可動プランジャを推進するためにガスを発生して、それぞれの物質を送達し得る。いくつかの実施形態では、例えば、治療薬を活性化するために、放出する前に、複数のチャンバの内容物が混合または結合され得る。
摂取可能装置100は、分注可能物質105をハウジングから外に向かわせるために、ハウジング101の1つの端部102aに分注口107を含み得る。分注口107は、出口弁(図5〜図6にさらに例示するような)、スリットもしくは穴(図7〜図8にさらに例示するような)、シリンジを備えたジェット注入ノズル、および/または同様のものを含み得る。可動プランジャ104がハウジング101の端部102aの方に移動すると、貯蔵リザーバ内部の内圧が上昇して分注口を押し開いて、分注可能物質105をハウジング101から放出させ得る。
摂取可能装置100内部で水素発生セルを使用すると、様々な安全性リスクを招き得、それは、適切な装置設計によって緩和できる。例えば、摂取可能装置100の内部または外部での水素発火/加熱、ハウジング101内部の過剰圧力、水素毒性は、摂取可能装置の使用にダメージを与え得る。安全性リスクを緩和するために、圧力解放装置106などの安全装置が、ハウジング101内部に、またはハウジング101に付着して配置され得る。
いくつかの実施形態では、摂取可能装置内部での水素発火は、摂取可能装置100内部に空気(酸素を含有する)が存在する場合に生じ得る。例えば、水素は、燃焼し始めるために、例えば、ちょうど0.017mJの空気中発火のための最小限のエネルギーで、極めて少しのエネルギーしか必要としない。酸化銀電池(例えば、図3の131を参照)が摂取可能装置100内で使用される場合、スパーク(リモートであるが)の可能性は除去できず、誘導電荷および導入された空隙、または他のシナリオによって生じ得る。
例えば、摂取可能装置100内部の圧力Pは、水素・空気混合物の最悪シナリオ分析に基づいて約P = 1479 kPaまたは215psiと推定され得る。摂取可能装置100内部の水素濃度は、時間に関して増加しそうであり得るので、水素の十分な濃度は、それぞれ4%および75%の爆発下限界濃度(LEL)と爆発上限界濃度(UEL)との間にあると推測され得る。従って、摂取可能装置内部の初期圧力が水素の追加に起因して101.3kPaを上回り得ると仮定すると、終圧はもっと高い可能性がある。ハウジング101がこの最大圧力で破損すると仮定すれば、放出されるエネルギーEの量は:
Figure 2019526423

によって与えられ得、式中、Vは、摂取可能装置の近似容積を示す。参照として、このエネルギーは、82m/s(約180mph)で進む1g質量(組み立てられたカプセルの約1/4)、または推進されるBB銃ペレット内に含まれるエネルギーとほぼ同じ量に変換され、それは、患者に害を及ぼし得る。
水素発火を緩和するために、一実施態様では、ハウジング101は、1.6mmの壁厚のポリカーボネートで作製され得、それは、410psiの圧力に持ちこたえ、従って、破損することなく、内部爆発の影響に耐え得る。
一実施態様では、ハウジング101の内壁は、内部爆発を回避するために酸素の濃度を低下させる(例えば、2%以下)ため、酸素吸収物質で作られ得る(または、酸素吸収物質で作られた層を含む)。
一実施態様では、不活性非導電性液体誘電体(シリコーン油、食品グレードひまし油、ワックス、および/または同様のもの)が、電子接続を摂取可能装置100内部に含めるために塗布されて、任意の起こり得る発火を摂取可能装置100内部の水素から分離し得る。例えば、分離は、摂取可能装置の外部での水素発火のリスクも低減し得、例えば、気泡内に含まれる空気(酸素)の適当量と混合されたガス発生セル103から発生した水素がGI管に沿って進む場合、発火は小腸に対する損傷となり得る。
1つのシナリオでは、過剰加圧は、例えば、分注口107が塞がれたか、または別の方法で水素の放出から遮断された場合に、摂取可能装置100内部で起こり得る。この場合、水素ガスが圧力の閾値レベルに達すると、ハウジング101は破損し得る。例えば、摂取可能装置が500μLの容積を有し(容積水素が連結し得る)、放出された水素が40mLであり得る場合、水素によって生じる内圧は:
Figure 2019526423

ほど高い可能性がある。過剰加圧による破損または爆発によって放出されるエネルギーは:
Figure 2019526423

として計算され得る。そのエネルギー量は、患者に危害を加え得る。
一実施態様では、ハウジング101は、制御された方法で壊れるか、または破損するように設計され得、このようにして内圧を緩和できる。例えば、ガス発生セル103からのガスで充填されたチャンバ内部の内圧が閾値レベルを上回る場合、チャンバの周囲の壁は、圧力を緩和するために破損するか、または壊れるように設計され得る。
一実施態様では、圧力解放装置106は、ハウジング101の内部、例えば、ハウジング101の端部102aに配置され得る。例えば、圧力解放装置106は、ハウジング101内部の内容物を解放するように構成される圧力解放破裂板であり得る。従って、分注口107が詰まるか、または塞がれて、貯蔵リザーバ内部の圧力が閾値レベルを上回ると、圧力解放装置106は、破れて、分注可能物質を外に放出し得る。圧力解放装置106の利点は、ガスが貯蔵リザーバに漏出しないように、分注可能物質をハウジングの外に向けることにより、内圧が緩和されるので、それは、一部、分注可能物質の上流汚染を防ぐ働きもし得ることである。
いくつかの実施態様では、ハウジング101は、小さい穴(例えば、2mmより小さい直径をもつ)を、例えば、ハウジング101の側面上、または端部102aに含んで、分注可能物質を貯蔵リザーバに装填するのを容易にし得る。穴は、3つ以上の場合、ハウジング101上に軸方向または放射状に位置付けられ得る。穴は、その後、UV硬化性シアノアクリル酸で密封され得る。
いくつかの実施態様では、内圧が閾値レベルに達すると、電子部品がガス発生セル103を制御してガス発生を止めるか、または他の安全機構(例えば、フィードバック制御される放出弁など)を作動させ得るように、ガス発生セル103からのフィードバックを電子部品に送信するために、フィードバック制御回路(例えば、フィードバック抵抗器など)が追加され得る。例えば、摂取可能装置内部の内圧を測定して、フィードバック制御回路へのフィードバックを生成するために内圧センサーが使用され得る。
図2は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、物質を分注するためにガスを発生するように構成されたガス発生セル103のための機構の態様を例示する略図例を提供する。図2に示すように、ガス発生セル103は、ガス111を発生し、それは、分注可能物質105を分注口107から押し出すことができる。可変抵抗器108は、ガス発生セル103を備えた回路に接続され得、そのため、可変抵抗器108は、セル103によって発生したガス111(例えば、水素)の強度および/または量を制御するために使用され得る。具体的には、ガス発生セル103は、抵抗が印加されると水素を発生可能な電池形状因子セル(battery form factor cell)であり得る。このように、ガス発生セル103は、いかなるアクティブな電力要件なしで、抵抗だけの使用を必要とするだけなので、ガス発生セル103は、制限された利用可能なエネルギー/電力をもつカプセルなどの摂取可能装置に組み込まれ得る。例えば、ガス発生セル103は、26mm×13mm以下のサイズのカプセルと互換性があり得る。
いくつかの実施態様では、セルからのガスの溶出速度および摂取可能装置の内容積に基づいて、物質105を送達するのに十分なガス111を発生するために時間がかかり得、必要な時間は、30秒以上であり得る。例えば、500μLの流体に等しい容積の水素を発生する時間は、ほぼ5分であろう。摩擦など、摂取可能装置内部の非理想的状態に基づいて、もっと長い期間が必要であり得る。従って、ガス(例えば、水素)の発生に時間がかかり得ると仮定すると、摂取可能装置内部の圧力を増大させるために、ガス発生は、摂取可能装置が送達部位に到達する前に開始する必要があり得る。摂取可能装置は、その結果、それが送達部位に近づいている時を知る必要があり得る。例えば、装置は、「入場移行(entry transition)」でガス発生を開始し得、それは、分注可能物質を送達するために十分に高い圧力に近くなるように十分なガスを生じるために、温度によって判断される。摂取可能装置は、その結果、それが送達部位に到達した時に再度ガスの発生を開始するだけであり得、それは、分注可能物質を放出するために分注口で必要なレベルに達するために内圧を摂取可能装置内部に引き起こす。加えて、領域固有の送達のために、摂取可能装置は、ガス発生を作動させるために、摂取可能装置が特定の位置に到達する前に、分注可能物質を送達するために十分な圧力を増大させるのにかかる時間を推定し得る。
例えば、全身的送達のために、摂取可能装置の内容積がおよそ500μL、2時間のガス発生時間である場合、ほぼ300ポンド/平方インチ絶対圧力(psia)の初期圧力が生成され得、もっと高いか、または低い圧力も可能である。生成された圧力は、空気が貯蔵リザーバに入ると、低下し得、貯蔵リザーバは、以前に、分注プロセス中に分注可能物質によって装填された。全身的な分注可能物質の送達のため、例えば、粘膜層または上皮層を穿通するために、ほぼ100〜360ポンド/平方インチ(psi)の生成された圧力をもつ力が皮膚穿通のために必要とされ得る。圧力は、分注口でのノズル設計、流体粘度、ならびに周囲組織の近接および特性に応じても変わり得る。
分注可能物質の連続送達のために発生され得るガス111(例えば、4時間で1ccのH2、0.5Lの一回呼吸量で16呼吸/分)は、ほぼ2000Lの呼気中の1ccの水素、またはほぼ0.5ppmのH2と同じであり得、それは、吐き出された水素の生理値を下回る。この時間を10分まで削減することは、ほぼ13ppmの水素に相当する。従って、この期間中にカバーされ得る腸の長さに起因して、摂取可能装置は、生理的よりも高い局部的な価値を有し得る。
図3は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、分注可能物質送達のために押すためのピストンを有する摂取可能装置100の態様を例示する構造図例を提供する。摂取可能装置100は、摂取可能装置100に対して電力を供給するために、ハウジング101の1つの端部102aに配置された1つ以上の電池131を有し得る。PCB132は、電池131に隣接して配置され得、ガス発生セル103は、PCB132の上に固定され得る。ガス発生セル103は、摂取可能装置100の下部チャンバ(例えば、131および132を含む空間)から密封され得る。可動ピストン134は、ガス発生セル103に隣接して配置され得る。このように、貯蔵リザーバ135内の分注可能物質が、分注口107を通ってハウジングから押し出され得るように、ガス発生セル103からのガス発生がピストン134を推進して、ハウジング101の他方の端部102bに向かって移動し得、例えば、その移動は、ピスト134が物質を分注後の位置で、136で示されている。貯蔵リザーバ135は、ほぼ600μLの容積、またはもっと多くの分注可能物質さえ有し得、それは、1回で、またはある期間にわたって分注され得る。
電池セル131は、各々1.65mmの高さを有し得、1〜3個の電池が使用され得る。ピストンの高さは、空間を節約するために約1.5mmに対するカスタム成形品で縮小され得る。ガス発生セル103がピストン134と統合される場合(例えば、図10にさらに例示されるように)、PCB、電池およびガス発生セルの合計での全体の長さは、約5mmに縮小でき、従って、分注可能物質貯蔵のためにより多くの空間を提供する。例えば、長さが7.8mm(例えば、端部102aから他方の端部102bまで)の摂取可能装置に対して、約600μLの貯蔵リザーバ134が分注可能物質の送達のために使用され得る。別の例として、長さが17.5mmの摂取可能装置に対して、約1300μLの貯蔵リザーバ134が分注可能物質の送達のために使用され得る。
図4は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、傘形状の出口弁構造の態様を摂取可能装置の分注口として例示する構造図例を提供する。出口弁は、摂取可能装置(例えば、図3における100)のハウジングの一方の端部102bに配置され得る。出口弁は、ハウジングの一方の端部102bの上部に配置された傘形状蓋141を含み得、その下で、ハウジングの端部102bは、円形の端部102bの中心の周囲に放射状に均等に分布された穴142を含み得る。分注可能物質が穴142を通ってハウジングの内部から押し出されると、傘形状弁141が、圧力に起因して持ち上げられて、分注可能物質を穴142から出して、ハウジングの円形端部102bの縁部上に放射状に分布されたノッチ143を通して放射状に向け得る。送達穴142を覆う、傘形状弁141は、摂取可能装置100外部の汚染物質の影響を受けないように分注口穴142を保つ働きもし得る。ノッチ143および穴142は、分注可能物質の移動力下で、摂取可能装置の回転または傾斜を低減または回避するために、摂取可能装置の幾何学的形状(例えば、円筒形)に基づいて、重力の中心軸の周囲に放射状に均等に分布され得る。
図5は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、リング状の出口弁構造の態様を摂取可能装置の分注口として例示する構造図例を提供する。摂取可能装置のハウジング101は、ハウジング101の周囲の位置で、ハウジング101の端部102bの近位に、リング状弁151を含み得る。リング状弁151は、分注可能物質をハウジング101の外に向けるために、リングの周囲に均等かつ放射状に分布されたポート157を有し得る。リング状弁151は、封鎖(blockage)を摂取可能装置100外部の汚染物質から防ぐようにも設計され得る。リング状弁151は、任意選択として、摂取可能装置のバランスを維持するために分注可能物質の均等な分布のために、いくつかの均等に分布されたスリット153を有し得る。
図6は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、ドームスリットの態様を摂取可能装置の分注口として例示する構造図例を提供する。摂取可能装置の貯蔵リザーバは、ベロー161(図8にさらに例示する)を含み得、ベロー161の一方の端部は、ハウジング101の端部102bから外に延出するドームスリット162を含み得る。従って、ベローが圧縮されている場合、分注可能物質は、ドームスリット162を通ってベローから押し出され得る。
一実施態様では、図4〜図5における弁を通した放射状分布とは異なり、ドームスリット162を備えたベロー161は、分注可能物質を高速度で放出することが可能であり得、従ってジェット送達が実装され得る。ベロー161を圧縮するために生成された内圧は、小腸内部の粘膜層に浸透するために、ある速度での送達を起こすために十分であり得る。
図7は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、ハウジングの一方の端部に配置された穴の態様を摂取可能装置の分注口として例示する構造図例を提供する。送達穴171は、バースト送達(burst delivery)のためにハウジング101の端部102bに配置され得る。穴171は、薄いワックスまたはシリコーンで密封され得、それは、分注可能物質が放出できるように、ハウジング101の内部からの力によって破られ得る。
一実施態様では、注入ノズル(図6〜図7には図示せず)またはシリンジが、ジェット送達のためにハウジング101の一方の端部102bに配置され得る。例えば、ノズルまたはシリンジは、ドームスリット162または送達穴171から外に延出する注射針を有し得る。注入ノズルは、分注機構を駆動するために、小腸内部の管腔液からの浸透圧を使用し得る。注射針は、小腸内部の粘膜層を穿通するために使用され得る。図4〜図7で説明する様々な送達機構は、分注可能物質を摂取可能装置から放射状または縦方向のいずれかに送達するように構成され得る。
図8は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、分注可能物質の貯蔵リザーバのためのベロー構造を有する摂取可能装置100の態様を例示する構造図例を提供する。ガス発生セル103(図1〜図3で説明するものと類似)は、PCB132および電池131に取り付けられ得る。折畳み可能シリコーンベロー161は、ベロー161の一方の端部をガス発生セル103と接触させ、他方の端部をハウジング101の一方の端部102bと接触させて、ガス発生セル103の上部に配置される。分注可能物質は、ベロー161に装填され得、ベロー161は、分注可能物質をハウジング101から分注するために、ガス発生セル103から発生したガスによって圧縮され得る。ベロー161の形状は、制御された送達に役立ち得る。分注口107は、図4〜図5で説明する出口弁、または図6で説明するようなドームスリット162のいずれかを使用し得る。
図9は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、分注可能物質送達のために変形する可撓性隔膜を有する摂取可能装置の態様を例示する構造図例を提供する。摂取可能装置100は、ガス発生セル103がガスを発生する際に分注口107に向かって変形し得る可撓性隔膜165を有し得る。分注可能物質は次いで、変形した隔膜により、分注口107を通ってハウジングから押し出され得る。図9に示す分注口107は、図5で説明するようなリング弁の形であるが、図4〜図7で説明する任意の出口設計が適用できる。
全長7.8mmの、変形可能な隔膜を備えたそれぞれの摂取可能装置例に対して、摂取可能装置は、ほぼ600μLの分注可能物質を貯蔵および送達し得る。別の例として、長さが17.5mmの摂取可能装置に対して、摂取可能装置は、ほぼ1250μLの分注可能物質を貯蔵および送達し得る。
図10は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、ガス発生セルが、分注可能物質送達のために押すためのピストンで可動となるように、統合されたピストンおよびガス発生セルを有する摂取可能装置の態様を例示する構造図例を提供する。摂取可能装置100は、ガス発生セル103で構成されているか、またはガス発生セル103と統合されている、ピストン166を含み得る。ガス発生セル103は、カスタムシリコーンで密封され得る。このようにして、ガス発生セル103は、ガスを発生する際にピストン166と共に動き得る。接点が、PCB132に接続されたリードを備えたガス発生セル103を包み込んでいるシール166内に埋め込まれ得る。移動ガス発生セル構造は、分注可能物質の貯蔵および送達のために約400μL容量を可能にし得る。
図11は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、分注可能物質を貯蔵リザーバの外に向けるためにキャピラリーを有する摂取可能装置の態様を例示する構造図例を提供する。キャピラリー構造169は、ガス発生セル103とハウジング101の端部との間に配置され得る。分注可能物質は、ガス発生セル103の周囲の空のチャンバ135内およびキャピラリー構造169内部に貯蔵され得る。ガス発生セル103とキャピラリー構造169との間にワックスシールが適用され得る。摂取可能装置が腸内部の特定の位置にあると識別される適切な時期に、ワックスシールが、例えば、PCB132またはガス発生セル103によって発生した熱によって溶け得、次いで、ガス発生圧力がチャンバ135内の分注可能物質を、ハウジング101から分注口107を通って分注するために、キャピラリープレート169を通して押し得る。任意選択として、漏出または早い送達を回避するために、外側のワックスシールがキャピラリー構造169と分注口107との間に配置され得る。
一例では、キャピラリー構造169は、キャピラリープレートの同心リングを含み得る。別の例では、貯蔵リザーバ135とハウジング101の端部との間のキャピラリー構造170は、折り曲げたホイルで作られ得る。キャピラリー構造を備えた摂取可能装置100は、ほぼ450μLの分注可能物質の容量を有し得る。いくつかの実施態様では、PCB132のサイズを削減すること、1つまたは2つの電池を取り除くこと、ガス発生セル103をPCB132に統合すること、および/または同様のことにより、追加の容量が獲得され得る。分注可能物質の容量は900μLまで増加し得る。
図12は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、クラムシェル形状ハウジングおよび分注可能物質送達のために変形する横向き分割隔膜を有する摂取可能装置の態様を例示する構造図例を提供する。摂取可能装置のハウジング101は、2つのクラムシェルの半分101a〜bをハウジングの長軸に沿って含み得る。クラムシェル構造は、摂取可能装置を開いて分注可能物質を摂取可能装置に装填するか、または別個の貯蔵リザーバを摂取可能装置に挿入するために使用され得る。摂取可能装置100aでは、隔膜123が1つのクラムシェルの半分101bに沿って配置されて、ガス発生セル103を包み込むように延在し得る。このようにして、隔膜123は、分注可能物質を貯蔵している貯蔵リザーバ135と電子機器132との間のダムとして機能して電子機器132を保護し得る。ガス発生セル103がガスを発生すると、内圧が隔膜123をクラムシェルの他方の半分101aの方へ偏向させ、従って貯蔵リザーバ135内部の分注可能物質を押し出してハウジング101から放出し得る。摂取可能装置100b〜cは、横向き分割隔膜123の2つの異なるアングルからの異なる図を提供する。
図13は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、分注可能物質を送達するための圧力を供給するために、エラストマーブラダーを有する摂取可能装置の態様を例示する構造図例を提供する。エラストマー構成要素152(例えば、ブラダー、バルーンなど)は、エラストマー構成要素152が膨張して貯蔵リザーバ135の容積を満たすと、分注可能物質が出口、例えば、摂取可能装置の壁上の1つ以上の穴156、を経て摂取可能装置から押し出されることができるように、分注可能物質を貯蔵している貯蔵リザーバ135内に配置できる。
エラストマー構成要素152は、その自由状態で少量の容積を占めるが、貯蔵リザーバ135の容積を満たすために膨張できる可撓性材料で作られ得る。エラストマー構成要素152はその自由状態で貯蔵リザーバ内部の空間を依然として占めており、従って貯蔵リザーバ135に充填できる分注可能物質の容積が減少するので、残留量が存在し得る。例えば、図13に示すように、エラストマー構成要素152、例えば、バルーンは、自由状態でさえ、わずかに膨らみ得、従って、57μLの容積を占める。
摂取可能装置100の外側シェル上の1つ以上の穴156は、管腔液がエラストマー構成要素152の後ろの空隙に引き込まれるのを可能にできる。外壁上の穴156のポートは、摂取可能装置100の使用中に刺激を防ぐため、例えば、どの縁部も移動中にGI管内部の組織を捕捉しないため、また、管腔液の充填戻しからの汚れ(fouling)も低減するための形状にされ得る。
1つ以上の穴156を密封するためにワックスプラグが使用でき、それは、分注可能物質が放出される場合に圧力によって押し出すことができる。分注可能物質が処理中に分注されないことを確実にするために、追加のコーティング、取外し可能な覆いまたはデカール(decal)が、例えば、1つ以上の穴156の上部に追加できる。
図14は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、残留量を低減するためにエラストマーブラダーを有する摂取可能装置を事前装填する態様を例示する構造図例を提供する。残留量を低減して摂取可能装置を最大可能な分注可能物質で装填するために、貯蔵リザーバ154を分注可能物質で充填する前に、エラストマー構成要素152は伸ばされてロッド155によって充填できる。このようにして、エラストマー構成要素152の自由状態が張力を受けて事前に装填され、それは、残留量を低減できる。摂取可能装置100の外側シェル上の1つ以上の穴156は、管腔液がエラストマー構成要素152の後ろの空隙に引き込まれるのを可能にできる。外壁上の穴156のポートは、摂取可能装置100の使用中に刺激を防ぐため、例えば、どの縁部も移動中にGI管内部の組織を捕捉しないため、また、管腔液の充填戻しからの汚れ(fouling)も低減するための形状にされ得る。
このようにして、残留量が低減されると、摂取可能装置のペイロード容量が増加でき、例えば、800μLまでの投与量が摂取可能装置によって運搬できる。ペイロード容量が増加したため、摂取可能装置の外形寸法がその結果として削減でき、それは、患者にとって与薬がさらに容易になり得、パッキング密度も上昇して流通ロジスティクスが改善され得る。
図15は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、分注可能物質を貯蔵リザーバから出して分注するためにギアモーターを有する摂取可能装置の態様を例示する構造図例を提供する。ギアモーター機構160は、一方の端部を電池セル131に接続し、他方の端部を摂取可能装置100の反対側の端部に配置して、摂取可能装置内部に配置され得る。ギアモーター160は、貯蔵リザーバ内の分注可能物質が動きによって摂取可能装置100から分注できるように、特定の動き、例えば、回転などを、行わせることができる。分注可能物質は、例えば、ギアモーターの動きの速度、パターン、および出力を調整することにより、ボーラス投与として、または、様々な投与レートで所与の期間にわたる段階的投与として分注できる。ギアモーター機構は、全体的なペイロード容量を制限し得る強化された電池システムを必要とし得るので、貯蔵リザーバ135は、720μLまでの容量を運搬し得る。
図16は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、分注可能物質を貯蔵リザーバから出して分注するためにオーガを使用する摂取可能装置の態様を例示する構造図例を提供する。ギアモーター160は、オーガ装置が、貯蔵リザーバから分注すべき分注可能物質を攪拌するか、または拭うように駆動できるできるように、ギアモーター160の外壁の周囲にオーガ装置を備えることができる。
摂取可能装置100の壁へのかき傷または損傷を回避するために、オーガ装置161が摂取可能装置100の内壁に接触しないように、オーガ装置161の直径は、貯蔵リザーバの直径よりも小さい。摂取可能装置100の密封は、ギアモーター160のハウジングと摂取可能装置100の本体との間で固定にできる。これは、オーガ161を駆動するために必要なトルクの量を削減でき、ユーザーがもっと小さいギアモーター160を使用するのを可能にし得、それは、摂取可能装置100内部で利用可能なペイロード容量を増加できる。
オーガ機構は、分注可能物質が摂取可能装置100から押し出されて、管腔液が貯蔵リザーバに引き込まれるにつれて次第に希釈されるのを可能にできる。分注可能物質は次いで、下降している濃度で、貯蔵リザーバから分注される。結果として、オーガ機構が分注可能物質を分注するためにインスタンス化される回数に応じて、低残留量の分注可能物質が貯蔵リザーバ内部に残り得る。
図17は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、分注可能物質を貯蔵リザーバから出して分注するためにワイパーを使用する摂取可能装置の態様を例示する構造図例を提供する。ギアモーター160が分注可能物質を分注するためにワイパー装置163を回転して駆動するように、ワイパー装置163はギアモーター160に接続できる。ワイパーのいずれかの側の摂取可能装置100の外側覆い上の2つのポート164a〜bは、入口または出口として機能する。入口(例えば、164aまたは164b)は、管腔液が、動いているワイパー163によって作られた空隙を充填して、結果として生じる負圧を調節できるように構成される。ワイパー163は、シールを維持して、分注可能物質を適切に送達するために、ワイパー163の縁部が貯蔵リザーバの内壁に実質的に接触するサイズに構成される。結果として、ギアモーター160の回転を摩擦に対して維持するために、電池はより高い電力を供給する必要があり得る。ワックスシールは、使用していない間に、分注可能物質を保持するために使用され得る。図17におけるワイパー機構は、分注可能物質の送達を最大限にして、物質の浪費を最小限にするために、ペイロード全体(低/ゼロ残留量)を送達するのに効果的である。
図18は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、図17で説明するワイパーを駆動するためにピストンを使用する摂取可能装置の態様を例示する構造図例を提供する。微細ピッチ螺旋165がギアモーター160の上に配置され、ピストン166は、ギアモーター160の一部の周囲に、螺旋165の一方の端部に配置される。従って、ギアモーター160が回転すると、微細ピッチ螺旋165が駆動されて回転して、ピストンを螺旋165の反対側の端部に向かって移動させる。結果として、ピストンの動きによって、分注可能物質を貯蔵リザーバから押し出す。
受動型アンブレラ弁167(例えば、図4の141も参照)が、摂取可能装置100の出口で使用できる。螺旋165のピッチは、分注する投与量の計量の長期間にわたる制御を改善するために指定できる。ピストン166が貯蔵リザーバのペイロード容量を空にできるので、低残留量が達成できる。
図19は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、分注可能物質を分注するために浸透圧を使用する摂取可能装置の態様を例示する構造図例を提供する。いくつかの実施態様では、物質を分注するために摂取可能装置の内圧を高めるために、浸透が使用され得る。浸透または管腔液は、摂取可能装置の外壁上の入口から流路173を通って摂取可能装置に入ることができる。ワックスプラグ172が、管腔液を半透膜179から分離し続けるために使用され得、摂取可能装置が所望の位置内に入ると、例えば、ワックスプラグが押し流されて、管腔液が膜179に隣接したチャンバに入るのを可能にできる。このように、流体は、貯蔵リザーバ15の一方の端部に配置される、半透膜179を通って浸透して、貯蔵リザーバ135に入ることができる。
GI液(溶媒)から水が引き出されて溶液に化合できるように、一定容量の乾燥塩180(溶質)が半透膜179の一方の面(例えば、貯蔵リザーバの側)上に配置できる。溶液は、半透膜179を逆方向に通過することができない。従って、もっと多くのGI液が貯蔵リザーバ135に引き込まれて溶液を形成するほど、膜179の一方の面上に圧力が構築でき、それは、分注可能物質を抜くために利用できる。
粘液およびミネラルの「残留物」(例えば、GI液から)は、水が膜179を円滑に通過するのを妨げ得、様々な異なる選択肢が採用できる。例えば、ピストン171が、分注可能物質を摂取可能装置から押し出すために使用できる。または別の例として、分注可能物質の一部が浸透圧に起因して、摂取可能装置から押し出されるのにつれて、管腔液が貯蔵リザーバ135内部の空洞をゆっくりと充填して(図20に関連してさらに説明される)残っている分注可能物質を拡散できる。拡散された分注可能物質の混合物が従って、一方向弁から押し出され得る。
浸透圧分注機構が、摂取可能装置内部に配置されたハウジング176上に構築できる。PCB177がハウジング176の上部に取り付けられ得る。PCB177を、GI液との直接接触から保護するために、PCB177と流路チャネル173との間に絶縁体175を置くことができる。抵抗器174は、低コスト発熱体を提供するように構成され得る。PCB177が抵抗器174を通過するために電流を発生させると、抵抗器174が熱を発生し得、そのため、抵抗器に隣接しているか、または最も近くに配置されているワックスプラグ172が、加熱されて固体から液体に移行し得る。任意の外部の胃圧または内部で発生した圧力が次いで、溶けたワックスプラグ172を元の位置から押し出して、胃液が装置に入り、浸透圧機構を駆動するのを可能にし得る。
ガス、通常は水素、は、可燃性ガスであり得、身体に投与された場合に安全上の問題を引き起こし得るので、浸透圧を使用する摂取可能装置は、ガス発生セルに比べて安全面でさらに優位性を提供できる。
図20は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、管腔液による分注可能物質の拡散を使用する摂取可能装置の態様を例示する構造図例を提供する。摂取可能装置の外壁に様々なポート181a〜bおよび182が追加され得る。これらのポートは、例えば、ワックスシールまたは腸溶コーティングを使用して、一時的に密封され得る。一旦、作動されると、ポートが開き得て、分注可能物質がゆっくりとGI管に入って管腔液と混合し得る。GI管内部の蠕動圧を利用して管腔液の分注可能物質との混合を促進するために、分注可能物質で充填されたエラストマー膜183bが貯蔵リザーバ135内部に置かれ得る。例えば、ポート182は、腸溶コーティングまたはワックスプラグで密封され得る。腸溶コーティングが溶けるか、またはワックスプラグが蠕動圧によって元の位置から取り除かれると、管腔液が貯蔵リザーバ135に入って分注可能物質と混合できる。ポート181a〜bが開くと、管腔液もポート181a〜bを経て貯蔵リザーバに入り、圧力を生じてエラストマー膜183bを位置183aまで潰し得、このようにして、管腔液と混合された分注可能物質を貯蔵リザーバ135からポート182を経て分注する。
分注可能物質が貯蔵リザーバ135から徐々に分注されると、貯蔵リザーバ内の空洞が、例えば、管腔液を貯蔵リザーバ135内に引き込むことにより、複数回、洗い流すことができる。結果として、最初はより高濃度の分注可能物質がGI管に送達されて、濃度は経時的に減少し得る。
図21は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、分割可能なハウジングを有する摂取可能装置の態様を例示する構造図例を提供する。図20に示すように、管腔液が貯蔵リザーバに引き込まれて分注可能物質と混合するのを可能にするために、摂取可能装置の外壁上のポートを使用する代わりに、分割可能なハウジング183は、機械ラッチ186および腸溶コーティング187の組合せで採用できる。191で、ラッチ186は腸溶コーティング187で閉じたままにされる。192で、摂取可能装置がGI管に入ると腸溶コーティングは溶け得、ラッチ186が解除される。193で、ラッチが解除されると、ハウジング185は、2つの半分に分かれ、従って、分注可能物質を放出し得る。このようにして、ペイロード全体が分注できる。
ラッチの解除は、例えば、ワックスプラグを溶かしてラッチ機構を解除することにより、および/または位置確認システムを使用して作動のための位置を判断することにより、所定の位置で作動できる。摂取可能装置の位置確認のさらなる説明は、2015年9月25日に出願された、PCT国際出願第PCT/US2015/052500号に見られ得、それは、参照により本明細書に明示的に組み込まれる。分割可能なハウジングも浸透圧によって作動できる。
図22〜図24は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、分注可能物質送達のために摂取可能装置を腸に固着させるための摂取可能装置の固着機構の態様を例示する構造図例を提供する。図22に示すように、摂取可能装置100は、対象領域に入った後、フック203a〜dを摂取可能装置100から伸ばすことにより、腸内部に固定できる。201で、摂取可能装置100がGI管に沿って移動する際には、フック203a〜dは摂取可能装置内部に収容される。202で、摂取可能装置100が、GI管内部の位置に到達したと判断すると、フック203a〜dは、摂取可能装置100の外側に伸びるように作動され、腸壁に引っ掛かって、摂取可能装置100をそれぞれの位置内に保持できる。フック203a〜dは、摂取可能装置100の瞬間の配向に関わらず、腸壁を捕まえるように配向できる。フック203a〜dは、分注可能物質が固定された位置で送達された後、引っ込めるか、溶けるか、または腸壁から離れることができる。
図23に示すように、フック203a〜dは、摂取可能装置から放射状に伸びて、腸壁に突き刺さって摂取可能装置100を適切な位置に保持することもできる。図24に示すように、伸びているフック(例えば、203a〜b)が中空である場合、フックは、摂取可能装置を固定して、分注可能物質を腸壁に注入する両方のために、使用できる。
図25〜図26は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、分注可能物質を送達するために腸壁の一部を掴むための摂取可能装置の腸グリッパの態様を例示する構造図例を提供する。図25に示すように、ピストン205が、例えば、206で、摂取可能装置内部の2つの固着アーム204a〜bに連結される。例えば、207で、内部で生じた圧力(例えば、本開示を通して説明するように、ガス発生セルまたは浸透圧による)がピストン205を前方に動かすと、2つの固着アーム204a〜bがその結果として押されて、摂取可能装置から外へ伸びて、腸壁の一部を掴むために閉じることができる。2本以上のアームにできる、固着アーム204a〜b(例示目的で2本のアームが図25に示されている)は、状態207で吸引のような形を形成するために円形パターンに配列できる。代替として、固着アーム204a〜bは、単純な構造(例えば、もっと少ない固着アームが使用され得る)に対して矩形パターンで配列できる。固着アーム204a〜bは、剛性材料で作ることができるが、状態207でアームが閉じるのを可能にする枢軸を備えるか、または固着アーム204a〜bは、ピストン205が摂取可能装置の出口に向かって動くと曲がる可撓性金属要素で作ることができる。
図26に示すように、腸壁の一部が掴まれた後、分注可能物質を腸壁に注入するために、注射針206が固着アーム204a〜bと一緒に使用できる。例えば、作動機構(例えば、ガスまたは浸透圧など)211からの圧力がピストン205を摂取可能装置の出口に向かって動くように推進できるので、分注可能物質105、例えば、治療薬、を貯蔵している貯蔵リザーバ135、ならびに固着アーム204a〜bおよび伸縮自在針206を収納しているプランジャ212が全て、摂取可能装置の出口に向かって移動できる。状態213で、プランジャ212は、固着アーム204a〜bおよび針206が摂取可能装置から外に伸びる位置まで移動でき、その結果として、固着アーム204a〜bが腸壁の一部を掴んで針206が掴まれた部分に挿入される。状態214で、分注可能物質105が針206で腸壁に注入されるように、プランジャ212の一方の端部で流路を開くことができる。
図27〜図30は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、摂取可能装置を分注のためにGI管内の特定の位置に突き刺すための拡張型ステントの態様を例示する構造図例を提供する。円筒状ステントの例、例えば、固体円柱220または中空フレームステント21などが、図27〜図28に示されている。ステント220〜221の外表面は、ステント自体が分注可能物質を管腔液中の酵素から保護しながら、分注可能物質を小腸内に拡散し得る、パッチで覆われ得る。
いくつかの実施態様では、ステントは、体温に移行すると拡張状態に戻る、形状記憶合金によって形成され得る。ステントは、腸溶コーティングが溶けると拡張する、事前に張力をかけた構造によって形成され得る。ステント材料も溶け得るか、または治療薬を放出する材料から成る。ステント幾何形状の拡張、例えば、コイル、または装置が、円柱220の短いか、もしくは長い軸に沿って拡張できる他の幾何形状の解きほぐしが利用され得る。パッチは、溶ける基質中に埋め込まれた治療薬から成り得る。溶ける基質は、治療薬の再崩壊(re−collapsing)を可能にするか、またはステント材料自体が時間と共に溶ける。
図29に示すように、ステントは、パッチまたは他の分注可能物質を分注する物体を粘膜層の表面に押し付けるか、または接着して、置かれる。意図は、分注可能物質の本体を管腔液中の分解剤から保護しながら、分注可能物質が上皮細胞に向かってパッチの前面を通って拡散するのを可能にすることである。ステントの外表面は、分注可能物質の送達を促進するために、溶解微細針も含み得る。ステントは、摂取可能装置を裂いて開くことにより配置され得て、機械駆動式ステントがばね力によって拡張できるようにする。ステントはまた、配置されると、バルーンのように膨張し得る。浸透圧を使用して膨張した膨張可能ステントの一例が図30に示されている。
ステントが中空円筒の形の場合、腸液が依然としてステントの中心を通過でき、従って、分注可能物質が分注されている間に閉塞を引き起こさない。ステントの表面は、摂取可能装置をGI管内のある位置に突き刺すために腸壁に対する掴みを提供するための針、フックまたは粘膜付着を含み得る。
図31は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、ジェット送達機構を有する摂取可能装置の態様を例示する構造図例を提供する。摂取可能装置100は、図1で説明する摂取可能装置100の変形であり得、出口107が注入ノズル301である。いくつかの実施態様では、ガス発生セル103がガス302を発生し、ピストン104を推進してノズル301の方に移動させると、そのため分注可能物質105が加圧下で押されてバーストディスク106を破り、ノズル301で注入できる。摂取可能装置内部で注入のために十分な圧力を生じるために、325μLの量のガスが分注可能物質105を排出するために必要とされ得る。従って、分注可能物質105のペイロードは、例えば、最大300μLに、制限され得る。
分注可能物質105が組織に浸透できるように、摂取可能装置は、注入前に、腸壁から押し離され得る。
図32は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、分注可能物質の改善された利用可能容量を備えたジェット送達機構を有する摂取可能装置のための代替構造図例を提供する。ノズル301は、摂取可能装置の中心に配置され得る。摂取可能装置の端部に配置される、ピストン104を推進するためにガス発生セル103からのガスを運ぶために、ガスチャネル303が摂取可能装置の壁に沿って縦方向に配置され得る。ピストン104の移動方向が逆に、例えば、摂取可能装置の一方の端部から摂取可能装置の中心に向かってに、され得る。このようにして、ほぼ690μLの全ガス空間が摂取可能装置内部で使用でき、結果として、分注可能物質を注入してバーストディスク106を破るためにさらに大きな力が生成できる。ガスのためのより大きな圧力チャンバを備えた、図32で説明する機構は、図32に示すように、複数のジェットに対して使用され得る。
図33は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、複数のノズルを備えたジェット送達機構のための構造図例を提供する。3位置ノズル304は、3つの等間隔に並べられたジェット305a〜cと共に構成され、それらは、ジェット送達の反力の平衡をとって、分注可能物質を3つのサイト305a〜cで送達できる。いくつかの実施態様では、例えば、2、4、5、6などの、異なる数のノズルが、3位置ノズル304によって例示されるのと同様に使用され得る。いくつかの実施態様では、2位置ノズルが、ノズルを180度離して構成される。
いくつかの実施態様では、304に類似した複数ノズルの出口が、摂取可能装置があるGI管位置、粘膜壁の厚さ、分注可能物質の性質(分注可能物質をどのくらい深くGI管の壁内に送達すべきか)、および/または同様のものなどであるが、それらに制限されない、要因に基づいて、制御された圧力で、分注可能物質を送達するために使用できる。例えば、分注可能物質が局所的に、例えば、粘液を過ぎて細胞の第一層に、送達すべきである場合、摂取可能装置は、圧力量が局所送達のために生成されるように調整し得る。別の例として、分注可能物質が全身的に、例えば、粘膜下層内に送達すべきである場合、摂取可能装置は、ジェット送達を開始する高速度ジェットのために、比較的高い圧力量を構成し得る。
いくつかの実施態様では、摂取可能装置は、生成される圧力のタイミングおよび量を制御することにより、分注可能物質を一連の放出イベントで送達し得る。例えば、分注可能物質を、一連の送達イベントで、例えば、断続的に(例えば、数秒ごとに、など)、常に、または連続的に(例えば、フルペイロードを数秒以内に送達する、など)送達するために、事前に定義された送達パターンがPCT132(図44にさらに例示されるように)で格納され得る。摂取可能装置によって生成すべき圧力量は、従って、送達パターンに基づいてPCT132に事前にプログラムされる。
いくつかの実施態様では、PCT132内のマイクロコントローラ(図44でさらに説明するように)が、送達のために生成される圧力量を送達変数のマトリックスに基づいて制御し得る。送達変数は、放射状ノズルの数(例えば、1、2、3、4、5など)、ノズルの設計(例えば、ノズルの形状および幾何形状パラメータなど)、放出イベントの数(例えば、1、2、3、4、5、連続的など)、放出イベント間の持続時間(例えば、5秒、10秒、30秒、2分など)、摂取可能装置が生成するように構成される圧力の範囲(例えば、50psi、150psi、300psiなど)、分注可能物質の量(例えば、ペイロード10μL〜1500μLなど)、摂取可能装置の組織またはGI管の内壁からの距離(「オフセット距離」と呼ばれる)、および/または同様のものを含み得るが、それらに制限されない。
図34は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、化学的作動を備えたジェット送達機構のための代替構造図例を提供する。摂取可能装置は、1つ以上の試薬311〜312を混合する化学反応を使用して、分注可能物質送達のためにピストン104を推進するために十分な量のガスを発生して圧力チャンバ315に入れ得る。化学反応は、摂取可能装置の外壁上の腸溶コーティング307の化合を使用して開始され得、それは溶けて、ポンプ310をGI管内に曝し得る。一旦、GI液に曝されると、ポンプ310は、浸透(浸透駆動ポンプ)によって、または蠕動(生理的蠕動駆動ポンプなどの、蠕動駆動ポンプ)によって駆動され得、隔膜シール/ばね309を壊すために十分な圧力を印加し得る。隔膜シール309が破れると、第2の試薬312とは別個のチャンバ内に事前に貯蔵される第1の試薬311が第2の試薬312と接触して、化学反応を開始できる。反応は、半透膜179を通過して圧力チャンバ315に入り得るガスを発生できる。統合されたせん断リング308がピストン104の一方の端部に配置されてピストン104を安定させ、貯蔵されたエネルギーを圧力チャンバ315から解放して、ペイロード物質105をジェットノズル301を通して送達し得る(例示目的のために2つのノズルが示されている)。
化学反応中のガスの放出は、摂取可能装置内部の圧力を上昇でき、所望の駆動機構を提供する。酸と塩基との間の化学反応は、大量のガスを産物として生成できる高速反応と考えられる。小さいカプセル内部での産物ガスの蓄積により、薬剤送達ジェットに対して必要な圧力を供給し得る。ガスおよび圧力の量は、反応およびプロセスの化学量論の注意深い選択によって制御できる。理想的な化学反応は、速い必要があるが、生体内使用に対して有毒または安全でない産物を放出してはならない。
酢酸と炭酸水素ナトリウムとの間の反応が実装され得る。産物は、炭酸および酢酸ナトリウムを含む。化学反応の酸および塩基の解離定数(pKa、pKb)の予備分析では、平衡は反応の右側に有利に働き、反応物に対して大きな比率の産物を生成することを示す。
Figure 2019526423

反応の完了は、水中での反応物の解離およびそれらのイオンの放出を伴う。
Figure 2019526423
低圧の水中環境では、炭酸は、水および気体の二酸化炭素に分解する。二酸化炭素が小さい容器内に放出されるにつれて、容器内部の圧力が上昇して、薬剤のジェットを標的組織に向けて押すために必要な圧力駆動を提供する。平衡定数(KCおよびKP)の初期解析および気体に関するヘンリーの法則では、十分な炭酸を生成して、圧力要件を満足するのに十分な二酸化炭素が閉じたチャンバ内に放出されることを示唆する。
Figure 2019526423
水中環境では、炭酸も解離してプロトンを放出する。炭酸の解離速度は、溶液のアルカリ度および放出されたガスの分圧の関数である。
Figure 2019526423
前述の反応は、産物対反応物の比率の上昇に伴って、反応速度が減少することを示唆している可逆反応である。化学量論比に加えて、産物の分圧も反応の速度および方向に影響を及ぼし得る。複数イオンの放出、反応物および産物のイオン化および溶解度に関する制限、ならびに圧力における変化の影響は、化学駆動系をモデルに対して複雑な環境にする。結果として、効率的で安全な化学駆動系を実装する前に、化学量論比、酸のモル濃度およびチャンバのサイズの注意深い選択および解析が必要である。
一例として、摂取可能装置は、400μLのペイロード105を有し得、容量でその50%は、乾燥炭酸と結合している水中の酢酸である。摂取可能装置は、165μLの圧力チャンバ315および30μLの試薬312を必要とし得る。30μLの試薬を浸透圧ポンプによって100ポンド‐力/平方インチ(PSI)で移動させるには、4mm直径の浸透膜を有する浸透圧ポンプ310に対して1μl未満の塩を必要とし得る。
図35は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、摂取可能装置による針での分注可能物質の直接注入を例示する構造図例を提供する。摂取可能装置は、針ガイド318内部に収納される単一の針317、または針の配列(ここで、図35に示す)を含み得、それは、摂取可能装置の内部から伸びて、内部に格納して戻され得る。針ガイド318の一方の端部がピストン316内部に配置される。
状態321で、針317は摂取可能装置の内部にあり、ピストン316は、貯蔵リザーバの一方の端部のホームポジションにある。状態322で、摂取可能装置が、例えば、ガスを発生しているガス発生セルによって、作動されると、ピストン316は摂取可能装置の出口に向かって移動する。ピストン316と針ガイド318との間の摩擦が、摂取可能装置の内壁におけるインピーダンス力よりも高く、そのため、針317は摂取可能装置から外へ前進する。ばね319は、針317が摂取可能装置から外に延出するのを可能にするために、摂取可能装置の軸端で圧縮できる。状態323で、一旦、ばね319が完全に潰されると、ガス発生セルからの圧力が、ピストン318と針ガイド318との間の静止摩擦に打ち勝つのに十分なレベルまで増大し続け、そのため、ピストン316が摂取可能装置の出口に向かって移動し続け、結果として、分注可能物質を、依然として摂取可能装置の内部にある針317の端部に曝す。このようにして、物質は、ピストンが移動し続けている場合に、針317(中空)を通して分注できる。状態324で、分注後、ガス発生セルがオフにされる。スパイクが摂取可能装置の一方の端部325の内壁に配置されて、ピストン316が端部325に達すると、ピストン316に穴をあけ得る。穴があけられた後、ピストン316の両側上の圧力が平衡を保ち得、ばね316がピストン316および針317を格納位置に、例えば、針317を摂取可能装置内部に、戻し得る。
図36は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、送達のための注入針の非軸構成を例示する代替構造図例を提供する。図35で説明する直接注入の放射状バージョンが、分注可能物質で充填されて、摂取可能装置の内部に配置されたバルーン336(カテーテルバルーンに類似)を使用することにより、図36に例示されている。針333が摂取可能装置から出るのを支援するために、可撓性トラスまたはリンク機構334a〜334bおよび332a〜bが使用できる。状態331で、バルーン336が収縮すると、針ならびにリンク機構332a〜bおよび334a〜bは摂取可能装置内部にある。状態332で、バルーン336が、例えば、ガス発生セルによって発生したガスによって、作動されると、バルーン336の変形のために、リンク機構332a〜bの2つの結合点が押されて相互に近づき得る。結果として、針333を備えたトラス334a〜bが摂取可能装置から押し出され得る。状態333で、バルーンが変形し続けて336、従って、トラス334a〜bをさらに押すと、針333は押し出されて、分注可能物質を摂取可能装置からGI管に注入し得る。
ギアモーターまたは任意選択として、浸透もしくはガスセルのいずれかによって駆動されるピストンがバルーン336を膨張させるために使用できる。図37は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、浸透圧セルによって駆動される注入針の非軸構成を例示する構造図例を提供する。浸透圧セル337は、圧力を生成してバルーン336を膨張させるために使用できる。一旦、バルーン336が膨張すると、針は、図36で説明するのと同様に、物質を摂取可能装置から送達し得る。
図38は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、摂取可能装置の吸引装置を腸壁に付着するための浸透圧の使用を例示する構造図例を提供する。摂取可能装置100は、塩結晶を格納するチャンバ342を有する浸透圧機構を有し得る。チャンバ342は、チャンバ342の一方の端部において破裂弁340に近接して配置されたメッシュ341、およびチャンバ342の他方の端部上の弁345に近接して配置された逆浸透(RO)膜343を含む。吸引装置、例えば、2本以上の吸引フィンガー347a〜b(図38には例示目的で2本のフィンガーが示されている)がチャンバ342の外側に配置され、開いた出口がGI管内の管腔液に曝されている。
状態351で、浸透圧機構が機能停止される、例えば、管腔液が浸透チャンバ342に引き込まれないように、弁345が閉じる。状態352で、浸透圧機構が弁345を開くことによって作動されると、管腔液が吸引装置347a〜bの出口を通って摂取可能装置100に入り、弁345を通って浸透チャンバ342に入る。チャンバ342内の塩が次いで、流体に溶ける。RO膜343は流体が、例えば、チャンバ342の内部から弁345に、逆方向に流入するのを防ぐ。流体は、例えば、流路346を通って、チャンバ342内に含まれている全ての塩が溶けるまで、または腸組織が吸引装置347a〜bに引き込まれるまで、流れ続ける。管腔液がチャンバ342に流入し続けるにつれて、チャンバ342内の溶けた塩を含む管腔液の溶液は、浸透圧が低下し得、そのため347a〜bにおける吸引力も低下し得る。このようにして、腸組織に対する損傷を回避するために組織が弁345と接触する前に、腸組織の吸引は止まり得る。弁340が破裂弁である場合、ますます多くの管腔液がチャンバ342に入ると、管腔液は最終的に破裂弁340を破壊して浸透流が逆流し、腸組織を吸引装置347a〜bから積極的に押し出し得る。破裂弁340に近接して配置されたメッシュ341は、塩結晶がチャンバ342から出るのを防ぎ得る。
図39は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、図38に例示する浸透圧機構および吸引装置を採用している摂取可能装置を例示する構造図例を提供する。摂取可能装置100、図39に示すように、出口107が摂取可能装置100の一方の端部に配置される。吸引装置、例えば、2本以上の吸引フィンガー347a〜b(図38に示すものと同様)が、出口107に近接して配置される。出口107は、分注可能物質(例えば、治療薬)105を貯蔵する貯蔵リザーバと連結している。貯蔵リザーバ135は、ピストン363(図1における104と同様)と接触しており、ピストン363は、浸透圧ポンプ362から生じた圧力によって推進されて出口107の方に移動できる。浸透圧ポンプ362は、図38で説明する浸透圧機構に類似している。図40でさらに説明するように、摂取可能装置100の他方の端部(出口107が配置される端部の反対側)に近接して、剥離部分361が配置される。
図40は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、図39で説明する摂取可能装置によるタンブリング吸引の態様を例示する構造図例を提供する。図39に示すように、摂取可能装置100は、いかなる電子機器または他の作動要素も必要としない。図40に示すように、摂取可能装置100は、腸370を通って移動するとき、常に、断続的に、または周期的にタンブリングし得る。摂取可能装置が、出口107が腸壁371と直接接触する位置までタンブリングすると、図38で説明したものと類似の吸引プロセスが生じ得る。タンブリング運動を促進するために、フィン(fin)、フルート(flute)または同様のものなどの追加の構造要素が、摂取可能装置100の外壁に追加され得る。
図40に示すように、摂取可能装置100が位置372aまたは位置372bから位置372cまでタンブリングする場合、軸端、例えば、出口107が、幾分かの圧力で腸壁371に接触する。その圧力量は、腸壁371の組織の少量を出口107に入るように押し得、それにより、内側に向いた吸引フィンガー347a〜bが腸壁371を掴み得る。位置372dで、腸溶コーティングまたはグルコースベースの保持特徴を使用して摂取可能装置の一方の端部に事前に固定される、剥離部分361は、腸溶コーティングまたはグルコースがGI管内で溶けることができるので、摂取可能装置100から取り去られて、浸透圧ポンプ362を曝し得る。
図41は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、タンブリング吸引および針注入の組合せを採用している摂取可能装置を例示する構造図例を提供する。図41に示すように、摂取可能装置は、いくつかの吸引フィンガー/バーブ(図39に示す347a〜bと同様)をホストしている内向きバーブディスク347を含む。ダイヤフラムスプリング319が、摂取可能装置の貯蔵リザーバの一方の端部に連結され、針317の一方の端部がスプリング319に連結される。針317の他方の端部は、貯蔵リザーバの他方の端部でピストン316内部に収納される。ピストンは浸透圧セル363に隣接して配置され、浸透圧セル363は、図39における浸透圧ポンプ362に類似している。溶解材361は、図39における剥離装置361に類似している。
従って、摂取可能装置が腸に入り、腸に沿って進むにつれて、溶解材361が溶け、次いで浸透圧セル362を管腔液に曝し得る。透圧セル362は次いで、浸透圧を生じて、ピストン316を内向きバーブディスク347に向かって移動するように推進し得る。その間、摂取可能装置は、内向きバーブディスク347により、例えば、図40で説明したような方法で、腸組織の一部を吸引し得る。針317は次いで、ピストン316が浸透圧のために移動し続けると、内向きバーブディスク327によって掴まれた腸組織へ伸びて、分注可能物質を腸組織に注入し得る。針の動きおよび注入プロセスは、図35で説明するものと同様であり得る。
図42〜図43は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、タンブリング吸引および針注入の組合せを採用している摂取可能装置を例示する構造図例を提供する。図38で説明する浸透圧機構は、分注可能物質を腸壁に注入するために、浸透圧的に駆動されるピストン363、中空で、貯蔵リザーバ135内に貯蔵された分注可能物質に曝されている、静的に位置付けられた針317、およびの2つの腸溶コーティング371a〜bと組み合わされ得る。
摂取可能装置は、管腔液を引き込むために吸引装置347に連結された空のチャンバ375を有する。空のチャンバ375の内壁は、短時間遅延の腸溶コーティング371bによって覆われ得る。図43に示すように、状態401で、図42で説明するものに類似した、摂取可能装置は、腸に入り得る。状態402で、短時間遅延の腸溶コーティング371bが壊れ、結果として、管腔液が半透膜343bに接触するのを可能にし得る。水が次いで、チャンバ375内の管腔液から塩チャンバ342bに引き込まれ、次いで、破裂弁340を破ることにより、塩チャンバ342bから放出される。メッシュスクリーン341は、塩結晶全体が摂取可能装置の外部に放出されるのを防ぐ。このようにして、水がチャンバ375内の管腔液から引き出され続けるにつれて、浸透圧作動でより多くの管腔液がチャンバ375に引き込まれ、そして腸壁の組織が吸引装置347によってチャンバ375に吸い込まれ得る。吸引装置347はまた、腸組織を引き込んでいる場合、摂取可能装置を腸壁に固着できる。針317は、腸壁の掴まれた組織に突き刺さり得る。
図43の状態403で、腸壁の組織が吸引装置347によって掴まれた後、摂取可能装置の端部に配置される、長時間遅延の腸溶コーティング371aが、壊れて、摂取可能装置の端部に近接して配置された半透膜343aに、管腔液が接触するのを可能にし得る。水が次いで、塩チャンバ342aに引き込まれ、浸透圧を生成することによってピストン363を作動させる。ピストン363は次いで、分注可能物質を貯蔵リザーバ135から、吸引装置347によって掴まれた腸組織に針317を用いて押し込む。
分注可能物質ペイロードが貯蔵リザーバ135から完全に放出されると、浸透圧が貯蔵リザーバ内部のピストン363の後で高まる。この圧力は、針317を格納するか、または吸引装置347を拡張して腸壁の組織を解放するために使用できる。代替として、一定の期間の後、分注可能物質が送達されてピストン363が貯蔵リザーバ135の端部まで押されると、摂取可能装置は当然ながら腸壁から引き離され得、次いで、安全に終わることができる。針317および吸引装置347のバーブは、摂取可能装置内部に配置されて、真空がなければ腸壁に接触できない。
図42に示す摂取可能装置例は、400μlのペイロード分注可能物質を送達し得、ガス発生セルおよびガスチャンバを有するものと比べて全体サイズが縮小されている。
図1〜図43を通して示す、フック、ステント、針、バーブ、吸引装置または同様のものは、ポリグリコリド、ポリL−乳酸(PLLA)、ポリL−D−乳酸(PLDA)、ポリε−カプロラクトン−ポリ乳酸(PCL−PLA)混合物および合金、ポリオルトエステル(POE)、ポリ(DL−ラクチド)(PDLLA)、ポリ(ラクチド−コ−グリコリド)(PLGA)、ポリジオキサノン(PDS)、ポリカプロラクトン(PCL)、ポリ(シアノアクリル酸アルキル)(PCA)、ポリ酸無水物、ポリ(オルトエステル)または、分解率および腸壁に引っ掛ける、掴む、突き刺す、もしくは握るための剛性などの適切な材料特性を備えた任意の生体吸収性ポリマーなどであるが、それらに制限されない、生体吸収型または生分解性材料で作られ得、一定の時間の後、人体内で分解するか、または吸収され得る。
図44は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、摂取可能装置のハウジング内部にPCBを含む電子部品の態様を例示する構造図例を提供する。PCB132は、摂取可能装置に収まってガス発生セルを包み込む形を取り得る。一例では、PCB132が別個の電池セル131を有する場合、PCB132の全体の高さは実質的には19mmであり得る。別の例では、PCB132は、統合されたガス発生セル131で14mmの縮小された高さを達成し得、それは、PCB132の高さを10mm未満にさらに縮小し得る。このようにして、PCB設計は貯蔵リザーバのために空間を節約し得る。
いくつかの実施形態では、PCB132は、マイクロコントローラ、光検知ユニット、電源(電池131など)、通信ユニット、異なる構成要素を接続するための通信周辺機器、および/または同様のものの任意の組合せを含み得る(がそれらに制限されない)。
いくつかの実施形態では、マイクロコントローラは、ファームウェアまたはソフトウェアを保持および実行するため、ならびに摂取可能装置(例えば、図1における100を参照)およびPCB132上に埋め込まれた他の周辺機器の全ての機能を調整するためのプログラミング、制御およびメモリ回路を含む。例えば、マイクロコントローラは、STMicroelectronics(商標)からのSTM32ファミリのマイクロコントローラなどの、32ビットマイクロコントローラを使用して実装され得るが、任意の適切なマイクロコントローラが使用され得る。
いくつかの実施形態では、通信ユニットは、基地局(例えば、ドック上の赤外線送信機および/または受信機)などの、外部装置からの動作命令を受信できる。基地局は、摂取可能装置(例えば、図1における100)を動作命令で最初にプログラムするため、かつ/または動作中にリアルタイムで、もしくは摂取可能装置が身体から回収された後に摂取可能装置10と通信するために使用され得る。いくつかの実施形態では、通信ユニットは、外部装置からいかなる命令も受信せず、代わりに、摂取可能装置は生体内で自律的に動作する。
別の実施形態では、疾患の位置(例えば、管腔消化管損傷)または疾患の上流にマークを付けるか、または識別するために内視鏡的入れ墨が使用され得る。疾患の特定の位置を識別すると、次いで、摂取可能装置の動作をトリガーし得る。例えば、光検知ユニットは、前の手順中に施された内視鏡的入れ墨(例えば、グリーン色素)の存在を検知し得、それは、ガス発生セルのガス発生を作動させることにより疾患部位で、また疾患部位近くで治療薬の放出をトリガーし得る。
他の実施形態では、疾患の部位にマークを付けるか、または識別するために、ステンレス鋼クリップまたは磁石などのトリガー機構またはマーカーが使用され得る。例えば、その機構は、摂取可能装置の動作をトリガーし得、例えば、分注可能物質が送達され得るように、磁石が摂取可能装置上の弁を開き得る。局所的トリガー機構(例えば、内視鏡的入れ墨)は必ずしも、例えば、治療薬などの、分注可能物質の領域固有の送達のためではない可能性がある。
いくつかの実施形態では、通信サブユニットは、赤外線エミッタおよび受信機などの、光学エンコーダを含むことができる。IRエミッタおよび受信機は、変調された赤外光、すなわち、ステップ850nm〜930nmの波長範囲内の光を使用して動作するように構成できる。さらに、IR受信機は、基地局におけるIR送信機からのプログラミング命令を受信するために摂取可能装置内に含まれ得、IR送信機は、基地局におけるIR受信機にデータを送信するために摂取可能装置内に含まれ得る。摂取可能装置と基地局との間の双方向IR通信が、それ故に提供できる。いくつかの実施形態では、他のタイプの光学エンコーダまたは通信サブユニットが使用できること;例えば、いくつかの通信サブユニットは、光信号ではなく(または光信号に追加して)、Bluetooth(登録商標)、無線周波数(RF)通信、近距離無線通信、および同様のものを利用し得ることが理解されよう。
光検知ユニットは、摂取可能装置のハウジングの側面上の位置にあるPCB上に配置できる。光検知ユニットは、摂取可能装置が身体内部を移動中に、生体内情報を取得するために様々なセンサーを含み得る。摂取可能装置が身体内部のどこにあり得るかを識別するのを支援するために、摂取可能装置のハウジング周囲のラジアルセンサーおよび摂取可能装置の軸に沿った軸方向センサーなどの、様々なセンサーが摂取可能装置の異なる位置に提供できる。いくつかの実施形態では、センサーによって提供されるデータは、摂取可能装置の動作をトリガーするため、例えば、ガス発生を開始するためにガス発生セル(例えば、図3における103)をトリガーするために、使用できる。各センサーは、摂取可能装置の外部環境に対する照明を生成できる照明器、および生成された照明に応答して環境からの反射率を検出できる検出器を含むことができる。反射率は、摂取可能装置の特定の位置を識別するために、PCB132上の通信周辺機器を介してマイクロコントローラに送信され得る。
例えば、光検知ユニットは、赤外線発光ダイオード(IR−LED)を照明器として備えたセンサー、および赤外線スペクトルでの照明に敏感な検出器を含み得る。センサーは、いくつかの実施形態では、約571nmの波長を有する光を放出する黄緑LEDを照明器として含み得る。いくつかの実施形態では、センサーは、約517nmの波長を有する光を放出する緑LEDおよび約632nmの波長を有する光を放出する赤LEDを含み得る。いくつかの実施形態では、センサーは、複数の異なる波長で照明を放出可能なRGB LEDパッケージを含み得る。
いくつかの実施形態では、センサーは、コリメート光源を含み得る。コリメート光源は、円形状の解剖学的構造などの、ある外部環境からの反射率を最大限にするために、反射光を方向付けることができる。例えば、照明は、LEDビニングもしくは補足レンズを使用して提供され得る、コリメート光源によって、またはコリメート光源および非コリメート光源の組合せによって提供され得る。
照明に応答して検出された反射率は、マイクロコントローラによってGI管内の摂取可能装置の位置を判断するために使用され得る。このようにして、摂取可能装置は、装置を取り囲んでいる胃腸管の現在の領域を追跡し、装置の周囲の環境をモニターして、ある領域から別の領域への変化を判断し得る。いくつかの実施形態では、摂取可能装置は、ある領域から別の領域への変化をモニターすることにより、身体の胃腸管内部の装置の位置を自律的に識別し得る。いくつかの実施形態では、摂取可能装置は、状態機械として機能し得、状態は、摂取可能装置が配置される胃腸管の現在の部分を追跡する。摂取可能装置は、身体外部の出発点、胃、十二指腸、空腸、盲腸、大腸、および身体外部の出口点を含む、様々な位置を区別し得る。いくつかの実施形態では、摂取可能装置は、胃、小腸(例えば、十二指腸および空腸を含み得る小腸)、および大腸(例えば、盲腸、および大腸を含み得る大腸)だけを区別し得る。いくつかの実施形態では、摂取可能装置は、上記の位置のサブセット、ならびに/または上記の位置および、口、回腸、もしくは直腸などの、他の位置の組合せを区別し得る。
いくつかの実施形態では、摂取可能装置は、第1の波長における照明を摂取可能装置のハウジングの外部環境に向かって伝達し、結果として生じる反射率を検出して、反射率値を第1の反射率に基づくデータセット内に格納し得る。例えば、摂取可能装置は、赤波長における照明を伝達し、赤反射率を検出して、その反射率値を、どれくらいの光が赤反射率において測定されたかを示す赤データセット内に格納し得る。摂取可能装置は、このプロセスを、青、緑、または赤外波長などの、他の波長におけるいくつかの他のタイプの照明に対して繰り返し得る。摂取可能装置は、赤、緑、青およびIRスペクトルの各々において反射率センサー(すなわち、ラジアル検出器)から収集された反射率データを追跡し得る。
このデータは次いで、胃から小腸の十二指腸部分への幽門移行;十二指腸から空腸へのトライツ移行;回腸(すなわち、空腸の端部に位置付けられた領域)から盲腸への回盲移行;および盲腸から大腸の残りへの盲腸移行を識別する位置確認アルゴリズムを実行するために、オンボードマイクロプロセッサによって使用され得る。これは、複数の異なる波長の光を使用すること、本装置の周囲の環境によって反射された光の異なる量を測定すること、および胃腸管の異なる領域の異なる光吸収特性を考慮して、本装置の位置を判断することにより達成できる。摂取可能装置は、このデータを周期的な間隔で収集し得、いくつかの実施形態では、これらは1秒〜10分間隔であり得る。例えば、摂取可能装置は、摂取可能装置が小腸内部にあると判断されるまで、摂取可能装置の位置を断続的に、常に、または周期的に検出し得、次いで摂取可能装置は、ガス発生セルを作動させてガスを発生し、結果として、分注可能物質をハウジングから押し出し得る。少なくともいくつかの実施態様では、電子部品は、例えば、前述のように取得された反射率の解析に基づく、摂取可能装置の位置の識別に応答して、ガス発生セルを自動的に作動させるように構成されることに留意されたい。摂取可能装置外部での外部トリガーは必要ない。代替として、電子部品は、所定の期間後の作動、および/または同様のものなどであるが、それに制限されず、任意の作動条件で事前にプログラミングされない。少なくとも別の実施態様では、摂取可能装置は、例えば、特に、幽門括約筋を通過した直後の部分、または回盲弁の直前の部分などであるが、それらに制限されず、pHに敏感な腸溶コーティングだけに基づいて標的にすることが困難なGI管の特定部分内では、位置を判断するためにpHに敏感な腸溶コーティングに依存しない。摂取可能装置の位置確認のさらなる説明は、2015年9月25日に出願された、PCT国際出願第PCT/US2015/052500号に見られ得、それは、参照により本明細書に明示的に組み込まれる。
メモリユニットは、フラッシュストレージ、EEPROM、および同様のものなど、メモリ記憶構成要素を備えることができる。メモリユニットは、基地局から受信した命令を格納するため、ならびに移行データおよび光検知ユニットによって収集されたセンサーデータなどの、様々な他の操作データを格納するために使用できる。例えば、メモリユニットは、特定の位置を示す事前に定義された反射率パラメータおよび測定された反射率に基づいて摂取可能装置の即時の位置を識別するための命令を格納できる。別の例として、メモリユニットは、送達すべき一定量の分注可能物質に対する事前に定義されたパラメータおよび命令、ならびに異なる分注可能物質のための複数のチャンバがある場合には、取得された反射率に基づいて分注可能物質を決定して分注するための命令を格納できる。いくつかの実施形態では、マイクロコントローラは、メモリユニットに格納された命令を実行するために動作でき、それは、光検知ユニット、通信ユニットおよび電源などの、摂取可能装置の他の構成要素を操作することを伴い得る。
いくつかの実施形態では、電源は、リチウムポリマー、リチウム炭素、酸化銀、アルカリ性、および同様のものなどの、異なる化学組成から形成された1つ以上の電池131を含むことができる。これは、摂取可能装置内の様々な構成要素の異なる電力要件に対応するのに役立ち得る。いくつかの実施形態では、電源は、摂取可能装置内の様々な構成要素に電力を供給するために酸化銀電池セルを含み得る。電力を電源に供給する電池セル131は、1.55Vで動作し得る。例えば、酸化銀コイン電池バッテリは摂取可能装置の動作に適合する放電特性を有するので、例えば、Renata(商標)によって製造されたものなどの、酸化銀コイン電池型バッテリが使用され得る。いくつかの実施形態では、他のタイプの電池セルも使用され得る。
いくつかの実施形態では、1つ以上の電池セル131を含むことが可能である。例えば、摂取可能装置の動作に対して、より高い電圧を供給するために複数のコイン電池が使用され得る。電源131が1つ以上の異なるタイプの電池セルを含むことも可能であり得る。
また、電源は、電源における一時的な中断または変化が摂取可能装置の全体的な動作に影響を及ぼすのを防ぐために1つ以上のセルグループに分割され得る。例えば、電源例は、3つのセルを含むことができ、各セルは1.55ボルトを供給するように動作可能である。1つの実施形態例では、3つのセルは、全電圧として4.65ボルトを供給するように動作可能な1つのセルグループとして提供できる。電圧レギュレータは、セルグループによって供給される電圧を制御し得る。電圧レギュレータは、全電圧を光検知ユニットに供給するために動作しながら、3.3ボルトなどの、調節された電圧を、マイクロコントローラに供給するために動作し得る。別の実施形態例では、3つのセルは、2つの異なるセルグループとして提供でき、第1のセルグループは2つのセルを含み、第2のセルグループは1つのセルを含む。第1のセルグループは、従って、3.1ボルトを供給できるが、他方、第2のセルグループは1.55ボルトを供給できる。第1のセルグループは、電圧変動を防ぐために、3.1ボルトをマイクロコントローラに供給するように動作可能であり得る。第1のセルグループおよび第2のセルグループは次いで、4.65ボルトを光検知ユニットに供給するために結合できる。
いくつかの実施形態では、電源131は、摂取可能装置外部の再充電回路によって再充電するために、摂取可能装置から取り外され得る。いくつかの実施形態では、電源131は、再充電回路がPCB132上に含まれる場合、摂取可能装置内にある間に;例えば、摂取可能装置が基地局に誘導的に結合されて、無線で充電されるのを可能にする回路を提供することにより、再充電され得る。
いくつかの実施形態では、摂取可能装置は、分注可能物質(例えば、治療薬)のボーラスを、小腸の側壁などの、所望の位置に、ノズルを通した高速ジェットによって、送達するために十分なエネルギーを供給するために陽圧を供給する駆動機構を有する。駆動機構に対する代替用途例は、放出機構にエネルギーを供給すること、および装置を腸壁に付着するための吸引を提供することを含む。
図45は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、事前加圧アクチュエータチャンバ4503および摺動ピストン4504を含む摂取可能装置4500を例示する。
摂取可能装置4500は、装置ハウジング4501を含む。装置ハウジング4501は、例示する実施形態では、キャップ部4502aおよび基部4502bから成る。摂取可能装置4500は、例えば、製造中に、または摂取前に空気注入口4506を用いて、目標圧力に加圧される事前加圧アクチュエータチャンバ4503も含む。カプセルは、カプセルが標的位置に到達すると作動する能動放出機構を組み込む。放出機構が作動すると、摺動ピストン4504が素早く左に移動して、分注可能物質(例えば、治療薬)の高圧ジェットをノズルを通して押す。
装置ハウジング4501の壁を形成するために使用された材料に応じて、材料は、事前加圧アクチュエータチャンバ4503内で圧縮ガスを徐々に拡散させて、内圧を低下させ得る。製造と患者使用との間の期間にわたって摂取可能装置4500内で圧力が維持されていることを確実にするために、ある実施形態では、パッケージングは丸剤の内圧と等しくなるように加圧され得;従って、摂取可能装置4500からの圧縮ガスの浸透を防ぐ。カプセル内部でのガス膨張が非常に急速に生じて断熱ポリトロープ過程が起こると仮定すると、ガスの初期圧力および最終圧力をその体積変化率と相関させるために気体の法則が使用される。
ポリトロープ過程に対して
Figure 2019526423


式中、pは圧力であり、vはガス容積で、kはガスの比熱比(空気に対して1.4)である。
初期圧力の範囲および体積変化率に対する送達圧力特性が表1に提示されている。事前加圧アクチュエータチャンバ4503内で圧縮ガスの容積比が増加するにつれて、送達圧力における変動が小さくなることが見られる。しかし、容積比の増加は、減少した分注可能物質(例えば、治療薬)容積を代償にする。十分な分注可能物質(例えば、治療薬)容積で望ましい圧力特性に達するために、2つのパラメータ間で妥協が行われ得る。以下の表1は、本明細書で開示する分注可能物質(例えば、治療薬)送達実施形態に対する圧縮ガスの実装の結果サンプルを提供する。
Figure 2019526423
ある実施形態では、摂取可能装置4500は、リザーバ4505内の液体分注可能物質(例えば、液体治療薬)で充填される。液体分注可能物質は、平衡を保っている事前加圧アクチュエータチャンバ4503内の圧縮ガスによる作動に応答して、リザーバ4505内で摺動するピストン4504によりリザーバ4505から排出される。事前加圧アクチュエータチャンバ4503内の圧縮ガスは、当初、プラグ4508などの、閉鎖構成要素を用いて加圧状態に維持されて、分注可能物質がリザーバ4505から排出されるのを防ぐ。例えば、装置4500は外部の圧力チャンバ内に置かれて、摂取可能装置4500内部のチャンバ4503が目標圧力に引き上げられる。空気注入口4506が圧力チャンバ4503内に(接着剤等で)密封されて、プラグ4508が導管4509に差し込まれる。プラグ4508が、例えば、標的部位で、または標的部位の近くで起こっている反応に基づいて溶けることにより、取り除かれると、分注可能物質がリザーバ4505から出口導管4509を経て抜かれるのにつれて、ピストン4504がリザーバ4505内にさらに移動するので、チャンバ4503容積が増加するのにつれて、チャンバ4503内の圧力が低下する。
ある実施形態では、チャンバ4503内の圧力は、チャンバ内部の化学反応中に、ガスの放出によりチャンバ自体の内部で生成される。酸と塩基との間の化学反応は、高速反応と見なされて、大量のガスを産物として生成できる。小さいカプセル内部に産物ガスが蓄積すると、分注可能物質(例えば、治療薬)送達ジェットのために必要な圧力を供給し得る。ガスおよび圧力の量は、反応およびプロセスの化学量論の注意深い選択によって制御できる。理想的な化学反応は、速い必要があるが、生体内使用に対して有毒または安全でない産物を放出してはならない。特定の実施形態では、酢酸および炭酸水素ナトリウムが化学反応のために採用される。全ての反応物および生成物が少量では摂取可能と考えられる。生成物は炭酸および酢酸ナトリウムを含む。低圧の水中環境では、炭酸は、水および気体の二酸化炭素に分解する。二酸化炭素が小さい容器内に放出されるにつれて、チャンバ4503内部の圧力が上昇して、ピストン4504を出口導管4509に向けてリザーバ4505を通して押すために必要な力を提供し、分注可能物質をそこから押し出す。
いくつかの実施形態では、バーストディスクは、目標圧力で意図的に壊すことにより、薬剤の放出を可能にし得る。このアプローチは、加圧系における安全機構として工業用途において一般に利用される。
図46Aは、ノズル4509に沿ったバーストディスク4608を例示する。図46Bは、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、バーストディスクホルダー4610の部分断面図を例示する。バーストディスク4608は、目標圧力で意図的に壊すことにより、例えば、治療薬(例えば、リザーバ4505からの)などの、分注可能物質の放出を可能にして、分注可能物質をノズル4509からGI管内部の標的位置に出す。バーストディスク4608は、ある実施形態では、唯一の閉鎖構成要素として使用でき、別の閉鎖構成要素を含む実施形態では、上流の汚染と分注可能物質ペイロードとの間に分離を提供するために使用できる。バーストディスク4608は、図46Bに示すように、ディスクホルダー4610の固定された外側リング4611を用いて適切な位置に保持できる。
ある実施形態では、特注のバーストディスクが使用され得る。このアプローチの利点は、次の1つ以上を含み得る:コスト削減;設計およびサイズに対するさらなる制御;動作および破裂圧力特性に対する設計のカスタマイズ;材料タイプに対するさらなる選択肢;ならびに品質および公差管理。図46Bに示すように、議論するために、バーストディスクが薄壁球形圧力容器(凹面の内側−凸面の外側)の一部の形で設計されると仮定すると、分析的アプローチを次のように取ることができる。このアプローチでは、薄壁圧力容器上のせん断および引張応力が推定される。引張およびせん断応力を含む主応力を推定するために、モール円定理が使用される。薄壁球状球体に対して外壁上の主応力は
Figure 2019526423
によって与えられ、式中、pは、内表面上の圧力であり、rは、バーストディスクが切り取られた球体の半径で、tは、容器の厚さである。
容器の内壁上の最大せん断応力は:
Figure 2019526423

によって与えられる。
式によって説明されるように、バーストディスク上の最大応力は、圧力、直径、および壁の厚さの関数である。ディスクの外周上への応力集中の影響は、このアプローチでは考慮されない。バーストディスクが直面した動作圧力を通して適切に動作するために、容器の内側および外側表面上の主応力(垂直およびせん断応力)は、望ましくは、許容可能な最大応力よりも小さい。許容可能な最大応力は多くの場合、材料の究極的な引張およびせん断応力である。
バーストディスクの性能に影響を及ぼし得る他の要因は、破裂直前の材料の伸びである。破裂前の塑性変形および材料の伸びは、応力下での球体の等価直径における変化となる。これは、破裂の遅延となり得る。破裂前に最小限の塑性伸びをもつ材料を選択することが望ましくあり得る。設計制限、供給業者からの材料の入手可能性、ならびに製品の厚さおよび公差によって、バーストディスク設計のプロセスが複雑なプロセスになる。動的モデルが開発された。本モデルは、設計特性を入力として受け取り、続いて、必要な材料の最小限の厚さを計算する。このほかに、厚さ公差の影響も調査して、材料の破裂に対する圧力範囲を推定する。本モデルは、系の最大主応力を各材料の最大引張およびせん断応力と比較する。表2は、供給業者からの11の異なるシム(shim)材料に対する結果をリストする。表2における動作圧力に対する定義は、設計のための公称圧力であり、もたらされる結果に影響を及ぼさないが、他方、最小および最大圧力は破裂に対して予想される圧力である。この分析は、基材の引張強度に対する変動を考慮しておらず、それは、最小および最大圧力に対してさらなる広がりを追加し得る。
Figure 2019526423
分析から、いくつかの在庫があって入手可能な材料が使用に適していると考えられ得る。選択は、関連圧力、材料特性、および分注可能物質(例えば、治療薬)に対する材料の適合性によって決まり得る。いくつかの実施形態では、材料#3および#4と同様の特性をもつ材料を使用することが望ましくあり得、それらとの耐化学性および生体適合性がシミュレートされて使用できる。ある実施形態では、ステンレス鋼316Lを使用することが望ましくあり得る。
いくつかの実施形態では、1つ以上の腸溶コーティングがトリガー機構として使用され得る。図47は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、腸溶コーティング閉鎖構成要素4708を含む摂取可能装置4700の部分を例示する。小腸への一般的な侵入を検出するための費用対効果の高い方法として、腸溶コーティングは、特定の実施形態で、局所pHレベルにおける変化に基づいて再構成される、閉鎖構成要素として、または閉鎖構成要素の少なくとも一部として使用される。それに応じて、pHレベルは、閉鎖構成要素を再構成して、分注可能物質アクチュエータを作動または解除するための効果的な位置検出信号を提供する。ある実施形態では、圧力が腸溶コーティング4708の下側に作用し、コーティング4708が小腸管腔液への曝露に起因して弱まるので、破損して、分注可能物質のリザーバ4505からの放出を可能にする。密封または強度のための補足のコーティング(例えば、ワックス)が腸溶コーティングの内部または外部表面上に組み込まれて、(コーティングを溶かし得る)分注可能物質(例えば、治療薬)の腸溶コーティングからの分離を提供するか、または構造支持を追加し得る。いくつかの実施形態では、導管4509の先細幾何形状上に腸溶コーティングを組み込むことの利点は、内部表面上に供給された圧力がコーティングをさらに圧縮することである。
図48は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従った、摂取可能装置のための腸溶コーティング4708の積重ね層を示す。腸溶コーティングでの直接作動に対する代替として、ジェット放出を引き起こす二次特徴を曝すためにコーティングを利用する概念が開示される。これらの機構のいくつかは、流体を駆動するために酵素原(osmogen)層4708dの曝露に依存する。図48は、メッシュ層4708bを介して膜4708cおよび酵素原4708dを曝している腸溶コーティング4708aの実施態様を示し、それは、カプセルへの水の流れを駆動する。
図49は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、磁気閉鎖構成要素4908b、バーストディスク4608、および事前加圧アクチュエータチャンバ4903を含む摂取可能装置4900を例示する。図50は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、磁気閉鎖構成要素、事前加圧アクチュエータチャンバ4903および生体吸収性プラグ5008を含む摂取可能装置5000を例示する。磁気スタック(図49および図50に示す)は、蠕動または浸透圧が印加されると、空気圧を解放して、分注可能物質のジェットの導管4509を通した送達を可能にする。図49および図50によって示されるように、図49および図50における磁気4908aおよび4908bを含む閉鎖構成要素を構成するために浸透圧が使用され得る。腸溶コーティング4908cは、管腔液に曝されると溶けて、膜4908dおよび酵素原4908eを曝す。膜4908dおよび酵素原4908eは、液体の移動を容易にして、磁石4908a上に浸透圧を生じる。浸透圧が増大するにつれて、磁石4908aは、磁石4908bに近接して押し上げられる。磁石4908bが引き下げられて、加圧チャンバ4905からのガス用経路を通る流れを提供し、結合導管4911を介してリザーバ4905と相互作用する。この系の利点は、機構がカプセルの外部から完全に密封されて、圧力がチャンバ4905内にだけ発射するのを可能にし得ることである。腸溶コーティング/膜スタック4908c、4908dは、磁石4908aを押すために蠕動を利用する方法によって置換され得ることに留意されたい。図49は、一旦、チャンバ4905が加圧チャンバ4903に曝されると、密封/解除機構としてのバーストディスク4608と共に実装される。図50は、一旦、リザーバ4905が加圧アクチュエータチャンバ4903に曝されると、溶けて排出される生体吸収性プラグ5008(例えば、腸溶コーティング)と共に実装される。
図51は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、腸内摺動閉鎖構成要素5102、事前加圧アクチュエータチャンバ4903および摺動構成要素5108を含む摂取可能装置5100を例示する。腸溶コーティング5102および半透膜5104を含む、浸透駆動4908は、摺動構成要素5108を動かすように構成される。摺動構成要素5108は、一旦、浸透駆動4908によって押されると、流通ポート(flow−through port)4911が、事前加圧アクチュエータチャンバ4903をリザーバ4905に連結できるようにして、ノズル5108を通した分注可能物質送達を提供する。
図52は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、溶解可能ピン閉鎖構成要素、薬剤チャンバ5202、事前加圧チャンバ5204および摺動ピストン5206を含む摂取可能装置5200を例示する。別の実施形態では、腸溶コーティング5208bが溶けて、腸管腔液の存在下で溶ける構造ピン5208a(グルコーススパイクまたはハイドロゲルなど)を曝す。この設計では、ピン5208aが定位置にある限り、ピストン5206および薬剤チャンバ5202に印加される力は、バーストディスク4608が破裂するには十分に大きくない。腸溶コーティン5208bおよびピン5208aは、カプセル5200が摂取されると溶け、結果として、ピストン5206上の圧力が増加する。ピストン5206によって薬剤チャンバ5202上に移される事前加圧チャンバ5204の全部の力は、バーストディスク4608を破裂させるために十分に大きい。バーストディスク4608が破裂すると、液体の加圧ジェットが薬剤チャンバ5202からノズル4509を通して送達される結果となる。
図53は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、リード線アクチベータ5308bを備えたワックスプラグ5308aを含む摂取可能装置5300を例示する。この方法では、分注部位は、集められた反射光に基づいて識別される。緑および赤色スペクトルにおける光の反射率が(本方法および積極的に追求されているアルゴリズムの反復で)測定され、アルゴリズムを使用して測定された反射率を胃腸(GI)管内の位置と相関させる。本方法は、絶食移行(fasted transit)中にカプセルの解剖学的位置を判断するために非pHベースのシステムを提供する。カプセル5300が標的位置に到達すると、代替放出機構を作動させるために使用される、信号が生成される。
光ベースの位置確認技術を備えたプリント基板組立体(本明細書ではPCBAと呼ぶ)を含む、溶解ワックスベースのアプローチが提示される。これは、アルゴリズムで定義された検出点から電子信号を受信して、抵抗発熱体にエネルギーを供給することにより、機能する。この発熱体は、固体から液体への相転移を引き起こし、圧力を解放して、分注可能物質のジェットを腸壁に押し込む。このアプローチに対する制限要因の1つは、PCBAに関連する追加のコストである。
本明細書で開示する様々な実施形態は、ノズル4509などの、ノズルを使用して、腸壁に浸透可能な流体の高圧ジェットを生成する。ノズルは、分注可能物質リザーバに直接連結でき(例えば、バーストディスクが使用される場合を除く)、結果として、ノズルの開口部が密封されていなければ、分注可能物質が不注意に分注され得る。これを緩和するための1つのアプローチは、ノズルの開口部を封鎖するために生体吸収性材料を使用することを含む。生体吸収性プラグは、腸壁または管腔領域に注入されると身体によって吸収できる材料で作られたプラグを指す。プラグが分注可能物質と直接接触する場合、プラグを分注可能物質と分離して望ましくない溶解を回避するために、小さいシーラント層が使用できる。特定の実施形態は、ノズルを閉じるための密封機構としてのみ機能するパッシブ生体吸収性プラグを使用する。パッシブ生体吸収性プラグは、分注可能物質チャンバを密封して、分注可能物質が望ましくなくこぼれるのを防ぐために使用され得る。この場合、分注可能物質チャンバの内圧は低く、分注可能物質の放出を作動するために別の機構が使用される。カプセルが標的位置に到達すると、分注可能物質チャンバ内部の圧力は所定の値まで上昇する。これは、前述の放出機構のいずれかの使用を通して行うことができる。放出機構が作動されると、高圧流体が、生体吸収性プラグのノズルへの固着を取り除いて、プラグを流体のジェットと共に押し出す。この場合、プラグは作動および分注可能物質の放出において重要な役割を果たさない。ノズルを遮った後、プラグは、GI管内部に落ちるか、または腸壁に注入され得る。どちらの場合も、ある期間の後、それは身体に吸収される。
ある実施形態は、密封機構、およびアクチュエータ機構を解除するために構成可能な閉鎖構成要素の両方として機能するアクティブプラグを実装する。アクティブ生体吸収性プラグは、分注可能物質チャンバ上の放出機構および密封機構の両方として機能する。この場合、プラグは、ノズルの開口部を閉鎖するために使用される。分注可能物質チャンバは、既に加圧されており、結果として、プラグは圧力がかかっている。プラグの外部本体は、GI液と接触しているか、または腸溶コーティングで覆われている可能性がある。カプセルがGI管を通過するにつれて、プラグは溶け始める(腸溶カバーされたプラグの場合、カバーは、プラグが溶け始める前に溶ける)。時間と共に、プラグの部分が溶けるにつれて、プラグの構造的完全性が弱まる。所定の期間の後、プラグの構造が弱まって、高圧液体をもう保持することができなくなる。この時点で、プラグはノズルの開口部から剥ぎ取られて、高圧の分注可能物質の流れと共に押し出される。この場合、プラグは、密封および放出機構の両方として機能し、結果として用語「アクティブ」が使用される。
図54は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、事前加圧チャンバ5403およびベロー5404を含む摂取可能装置5400を例示する。摂取可能装置5400は、2つのチャンバ:圧力アクチュエータチャンバ5403およびリザーバ5404(図11)を含む。これら2つのチャンバは、ベロー5404によって分離される。圧力チャンバ5403は、高圧ガスで充填されて、分注可能物質をノズル5411から押し出すために必要な駆動機構を提供する。接着剤層5412が、ノズル5411の反対側のハウジング上に配置される。この概念のための閉鎖構成要素または放出機構は、液体分注可能物質から保護剤層5408bによって分離された生体吸収性プラグ5408a(他の基質および可能な組み合わせと共に腸溶コーティング、グルコースベース、セクション5.5を参照)から成る。プラグ5408aは、加圧アクチュエータチャンバ5403内のガスによって印加される圧力に耐えるように構成される。プラグ5408aを定位置に保つために必要な力は、プラグ5408aが取り付けられている断面積の関数である。この実施形態では、プラグ5408aはノズル吹出口5411の小さい断面積に配置されているので、プラグ5408aに印加される力は比較的小さい。カプセル5400が摂取されてGI管を進むにつれて、生体吸収性プラグ5408aは溶け始める(セクション5.5を参照)。(生体吸収性プラグの特性によって制御できる)ある期間の後、プラグ5408aは弱まるか、またはGI液中に完全に溶ける。プラグ5408aが溶けた後、保護剤層5408bが排出されて、(例えば、ジェットの形式の)分注可能物質が、標的位置の内壁(例えば、小腸の内壁)など、所望の組織に当たる。
いくつかの実施形態では、事前加圧ガスチャンバに対する代替は、ジェット送達機構に対して必要な圧力を供給するためにばね機構を使用することである。ある実施形態では、次の1つ以上を満足することが望ましくあり得る:
・ばねの外径はカプセルの内径よりも小さい。
・ばねの圧縮長は、薬剤のためにより多くの空間を残すために最小限にされる。
・許容可能な駆動圧力がジェット送達の全時間ステップを通して提供されるのを確実にするために、ばねの自由長が最大限にされて、カプセルの内部空洞の自由長よりも大きい。
・ばねレートは、最初から薬剤送達の終わりまで許容可能な圧力を供給するために十分に大きいべきである。
・ばねによって供給される初期圧力は、100〜250PSIの範囲内であり、最終圧力は50psiを下回ってはならない。
前述の要因に基づき、様々な供給業者からの異なるばねが考慮され得る。ばね分析/選択のサンプル結果が表3に提示される。任意選択として、特注のばねが実装され得る。潜在的にばねの密着長を短縮して、円錐ばねの使用も実装され得る。いくつかの実施形態では、ピストンがチャンバからの流体を駆動できるように、ピストンがばねと共に実装され得る。ある実施形態では、ピストンは、1つ以上の密封された接合面を有し得る。
Figure 2019526423
図55は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、ばね式アクチュエータ5503および摺動ピストン5504を含む摂取可能装置5500を例示する。摂取可能装置5500は、分注可能物質のジェット送達のための駆動または作動機構として圧縮される場合、ばね5503内に貯蔵された潜在エネルギーを使用する。閉鎖構成要素または放出機構は、保護剤層5508bによってリザーバ5505から分離された生体吸収性プラグ5508aから成る。この実施形態では、カプセル5500の内容積は、摺動ピストン5504によって分離される2つのセクションに分割される。左のセクション(例えば、リザーバ5505)は、分注可能物質で充填されて、ばね5503が右のセクション内に取り付けられる。ピストン5504は、ピストン5504(図55)上に印加される合力に応じて右または左に自由に移動できる。可能な代替密封手段を用いて、2つのセクションの間に必要な密封を提供するためにOリング5510が使用される。圧縮ばね5503は、ピストン5504に力を印加し、ピストン5504は、この力を圧力の形で液体分注可能物質に伝達する。同じ圧力が、ノズル5512を密封しているプラグ5508aに伝達される。しかし、この圧力は、小さい領域(プラグ5508aの領域)上に作用する。従って、ばね5503によって印加される大きな力が、密封プラグ5508a上の小さい力に変換される。カプセル5500が摂取されると、それは、GI管を通って移動して、生体吸収性密封プラグ5508aは溶け始める。ある期間の後、プラグは弱まるか、またはGI液中に完全に溶ける。プラグ5508aが設計閾値まで弱まるとすぐに、リザーバ5503内部の圧力が低下して、ばね5503が拡張し、分注可能物質を(例えば、流体の高圧ジェットの形で)開口部を通して送達する。
図56は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、ばね作動式摺動可能ハウジング部分5602bを含む摂取可能装置5600を例示する。摂取可能装置5600は、加圧アクチュエータ5603チャンバ、ベローなどの可変形体5604によって圧力アクチュエータチャンバ5603から分離されたリザーバ5605、およびばね/腸溶コーティング放出機構から成る。ばね5608aは、一方の端部から他方の端部上のスライドキャップ5602bへポリカーボネートキャップ5602a上に取り付けられる(図56)。ステンレス鋼上部スライダ5602bは、左右にスライドしてノズル5611を開閉できる。上部スライダを閉じたままにしておくために腸溶リング(enteric ring)5608bが使用される。Oリングおよび生体吸収性プラグ5609が必要な密封を提供するために使用される。接着シール5612がハウジング上、ばね5608aからカプセル5600の反対側の端部上に置かれる。圧縮ガスがベロー5604に力を印加し、ベロー5604はこの力を液体分注可能物質に圧力の形で伝達する。同じ圧力が、スライダ5602bに半径方向力の形で伝達される。しかし、この圧力は、小さい領域(出口オリフィス5607の領域)上に作用する。従って、スライダ5602b上の横荷重は比較的小さい。カプセル5600が組み立てられるとき、ばね5608aは圧縮されて(スライダ5602bが閉モード)、腸溶コーティング5608bがスライダ5602bを定位置に保つ。カプセル5600が摂取されると、それは、GI管を通って移動する。カプセル5600が腸液を通過するとき、腸溶コーティング5608bは溶ける。腸溶コーティング5608bが溶けると、ばね5608aはスライダ5602bを押し戻してカプセル5600から離す(開モード)。結果として、出口オリフィス5607はノズル5611と同心になり、流体のジェットが放出される。
図57は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、別のばね作動式摺動可能ハウジング部分5712を備えた摂取可能装置5700を例示する。摂取可能装置5700は、圧縮ばね(ばね5703)を駆動機構として、また圧縮ばね5708a(スライド上部キャップ5712を備えたばねを放出機構として使用する。ピストン5704は、リザーバ5705をばねチャンバから分離し、腸溶コーティング5708bは、放出機構を開始するために使用される。Oリング5710は、ピストン5704とシリンダとの間に密封を提供するために使用される。圧縮ばね5703がピストン5704に力を印加し、ピストン5704はこの力を液体分注可能物質に圧力の形で伝達する。同じ圧力が、上部キャップスライダ5712に半径方向力の形で伝達される。しかし、この圧力は、小さい領域(出口オリフィス5714の領域)上に作用して、上部スライダ5712上の小さい横方向力となる。カプセル5700が組み立てられるとき、ばね5703は圧縮モードのままにされる(スライダ5712が閉位置)。カプセル5700が摂取されると、それは、GI管を通って移動する。カプセル5700が腸液を通過するとき、腸溶コーティング5708bは溶ける。腸溶コーティング5708bが溶けると、ばね5708aはスライダ5712を押し戻してカプセル5700から離す(開モード)。結果として、出口オリフィス5714はノズル5716と同心になり、流体のジェットが放出される。
図58は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、溶解消失閉鎖構成要素5808aおよび加圧チャンバ5803を含む摂取可能装置5800を例示する。摂取可能装置5800は、2つのチャンバから成り、1つのチャンバは分注可能物質で充填され、他のチャンバは圧縮ガスで充填される。位置確認ボード5822によって作動されるワックス弁5808aが閉鎖構成要素として使用される。圧力チャンバ5803の大きな部分が放出機構および必要な電池5821によって占有される。ワックス弁ワイヤー5808bがワックス弁5808aに接続され、電流を使用してワックスを溶かす。この操作のタイミングは、位置確認ボード5822によって制御される。この実施形態では、完全に制御された放出機構が使用される。カプセル5800が標的領域に到達すると、位置確認キットが作動して、所定の電流をワックス弁5808aに向ける。発熱体が、この電流を受け取って、ワックス弁5808aを溶かすか、または弱める。ワックスが弱まるか、またはノズル5810から取り除かれると、加圧チャンバ5803からのガス圧力がベロー5804を押し、結果として液体分注可能物質の加圧ジェットがノズル5810から出て、従って、分注可能物質を送達する。
図59は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、溶解可能ピン閉鎖構成要素5908およびばね作動式摺動ピストン5914を含む摂取可能装置5900を例示する。効果的なカプセル設計の重要な課題の1つは、カプセル内部の2つのチャンバ間に著しい圧力差があるので、2つのチャンバ間の密封であり、分注可能物質は、分注可能物質チャンバから圧力またはばねチャンバに入る傾向がある。ある実施形態は、保存可能期間中、およびジェット送達前に、2つのチャンバ間の圧力差を低減することによって、これに対処する。例えば、摂取可能装置5900は、溶解可能ピン5908を使用して保持される圧縮ばね5903を含む。追加として、Oリング5912が、ピストン5914とハウジングとの間に密封を提供するために使用される。この設計では、ピン5908が定位置にある限り、ピストン5904およびチャンバ5906内の液体に印加される力はない。ばね5903によって印加される力はピン5908上のせん断応力となる。カプセル5900が摂取されると、ピン5908が溶け、結果として、ばね力が液体の加圧ジェットに変わる。ピン5908の端部上の腸溶コーティングは、トリガー位置の特定性をさらに高め得る。カプセル5900の保存可能期間中および摂取前には、分注可能物質に作用する相当量の圧力がなく、その結果として、密封課題は対処が容易である。200psi設計圧力では、ピンは、ほぼ20lbfに耐えるように期待され、溶解可能ピンのせん断強度に対する設計考慮事項を含む。カプセル5900がGI管を通過するとき、ピン5908は溶け始める。ピン5908が溶けると、ピストン5904を定位置に保つためのピストン5904に対する支持はない。ばね5903の力は、流体における著しい圧力となる。ある時点で、ピン5908は機能しなくなり、ピストン5904が左に移動して、流体の高圧ジェットをノズル5910を通して放出する。
図60は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従った、シャトルスライダ閉鎖構成要素6012および加圧チャンバ6010を含む摂取可能装置6000を例示する。摂取可能装置6000は、ポリカーボネートで作られた壁6002によって分離された2つのチャンバを含む。右のチャンバは、接着シール6028および、ガスで加圧された、加圧チャンバ6010であり、ベロー6006が左のチャンバ内に取り付けられる。2つのチャンバ6006、6010を連結する開口部はない。2つのチャンバ6006、6010を摺動弁6012を通して連結するために、浸透圧放出機構が使用される。図60に示すように、摺動弁6012の下の小さいコンテナ内部に酵素原6014が含まれる。酵素原6014は、腸溶コーティング6018で覆われた水透過膜6016によってGI液から分離される。酵素原6014の上には、シャトルスライダ6012が取り付けられる。スライダ6012は、途中に開口部6020を有する。スライダシャトル6012は、ポート6022を通した圧力を用いて、ポリカーボネートの2つのスラブ(slab)の間に挟まれる。スライダシャトル6012が閉形式の場合、ポリカーボネートスラブ上の穴は、スライダシャトル6012上の穴と同心でない。スライダシャトル6012が開モードの場合、スライダおよびそれを取り囲むポリカーボネートスラブの穴は全て同心で、ガスおよび圧力を2つのチャンバ6006、6010の間で交換させる。
摂取可能装置6000が小腸内の標的位置に到達すると、膜6016をGI液から分離している腸溶コーティング6018が溶ける。水が膜6016を通過して酵素原6014に入り始める。やがて、酵素原6014内部の水の量が増加して、スライドシャトル6012上の圧力を高める。圧力がある値に達すると、シャトル6012はずり上がって、そのポートが、スライダに隣接した2−ポリカーボネートスラブ上の穴と同心になる。この時点で、高圧ガスが左チャンバに移動する。これは、ベロー6006上の圧力の増加となる。ベロー6006上の圧力がある値に達すると、生体吸収性プラグ6024がノズル6026から排出されて、分注可能物質のジェットが標的部位に送達される。
図61は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、水素電池アクチュエータ6112およびバーストディスク閉鎖構成要素6106を含む摂取可能装置6100を例示する。摂取可能装置6100は、水素電池6103を分注可能物質アクチュエータとして採用する。分注部位の選択は、アルゴリズムで決定される。水素電池6103の作動時間を制御するために位置確認アルゴリズムが使用される。ベロー6104は、分注可能物質を位置確認装置および水素電池6103から分離するために使用される。分注可能物質の圧力が設計圧力に達する前に、分注可能物質がノズル6018から噴出しないことを確実にするために、バーストディスク6106が使用される。カプセル6100は、バーストディスク6106に近接して保持ディスク6114も含み得る。カプセル6100がGI管内の標的位置に到達すると、位置確認キットが水素電池6103を作動させる。作動されると、電池は、カプセル6100内部の小さい閉容積6105に水素を放出し始め、多くの水素が放出されるにつれて、圧力が高まる。水素電池6103は、電池6110を使用して電力供給され、プリント基板組立体6112を使用して制御および/または作動される。カプセル6100内の水素圧力が増加するにつれて、ベロー6104上の圧力も増加して、分注可能物質をバーストディスク6106に押し付ける。分注可能物質の圧力がバーストディスク6106の破裂圧力に達すると、ディスク6106は破裂して、高圧の分注可能物質をノズル6108を通して標的組織に向ける。
図62は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、水素電池アクチュエータ6014およびバーストディスク閉鎖構成要素6206を含む別の摂取可能装置6200を例示する。これらの実施形態では、摂取可能装置6200の内部チャンバは、2つのセクションに分割される。ベロー6204によって囲まれている、左のセクション6202は、液体分注可能物質を含む。分注可能物質圧力が設計基準に達するまで、分注可能物質のノズル6218を通る流れを阻止するためにバーストディスク6206が使用される。左のセクション6202は保持リング6222をさらに含む。右のチャンバ6208内に駆動機構が取り付けられる。駆動機構は、生体吸収性コーティング機構を通して作動され、それは、カプセル6200の外側表面6210上に取り付けられる。図61と図62との間の主な差は、生体吸収性コーティング機構が位置確認キットに取って代わることである。これらは、コスト削減および、分注可能物質ベローに対して利用可能な容積の増加となる。
カプセル6200が摂取されると、それは消化系を通過する。カプセル6200が小腸に入ると、生体吸収性コーティング6212は腸液内で溶ける。セグメント化された導体6214が腸液に曝され、腸液は、水素放出回路6216を閉じるための液体導体として機能する。カプセル6200が作動されて、カプセル6200の右チャンバ6208内部で水素を放出し始め、右チャンバ6208は加圧可能チャンバ6220を含む。カプセル6200が完全に密封されていると、水素の放出は、カプセル6200内部での圧力上昇となる。ガス圧力が増加するにつれて、ベロー6204上の圧力が増加し、その結果として、ベロー6204内部の分注可能物質圧力が増加する。分注可能物質圧力がバーストディスク6206の設計閾値に達すると、ディスク6206が破裂して、高圧の分注可能物質が標的領域に向かってノズル6218を通って流れる。
圧縮空気チャンバを組み込むことの代替手段として、腸壁への付着を目的として真空が代わりになり得る。陽圧の概念と同様に、吸引の概念は、カプセルが標的位置に到達すると作動するアクティブな放出/位置確認機構を組み込む。放出機構が作動すると、吸引機構は、組織をカプセルに引き込む(またはカプセルを組織に付着する)ために必要な駆動を提供する。付着すると、薬剤を組織に注入するために別の駆動機構(針および浸透圧など)が使用され得る。この概念の1つの潜在的な利点は、分注可能物質の比較的大量のペイロードを所望の位置、例えば、被験者のGI管の組織に、直接送達することであり得る。
図63は、本明細書で説明するいくつかの実施形態に従い、真空アクチュエータチャンバ6308および腸溶コーティング閉鎖構成要素を含む摂取可能装置6300を例示する。ある実施形態は真空アクチュエータを含む。真空アクチュエータ6308は、摂取可能装置を腸壁に付着し、かつ/または例えば、腸壁への付着中に、分注可能物質を分注可能物質リザーバから引き出すために使用できる。ある実施形態では、摂取可能装置は、ほぼ7.5psi真空(7.2psi絶対圧力)の吸引を提供する。
陽圧実施形態と同様に、吸引アクチュエータは、検出信号、例えば、一般に、標的位置にごく近接して見つかる化学物質との化学相互作用に応答して溶けるように構成されたコーティングに応答して、カプセルが標的位置に到達すると作動されるアクティブな放出/位置確認機構を含む。放出機構が作動すると、吸引機構は、組織をカプセル6300に引き込む(またはカプセルを組織に付着する)ために必要な駆動を提供する。付着すると、分注可能物質を組織に注入するために別の駆動機構(針および浸透圧など)が使用できる。
摂取可能装置6300は、かかる吸引および直接針注入に基づいて分注可能物質送達機構を記述する。分注可能物質を組織に注入するために流体の高圧ジェットが使用される前述の概念のいくつかとは異なり、この概念では、針6306の組織への直接穿通が分注可能物質送達機構である。カプセル6300は、鋼の本体内部にいくつかのチャンバを含む。これらのチャンバは、針チャンバ6310、事前真空チャンバ6312(左側)および、分注可能物質ベロー6314、塩チャンバ6316(右側)である。針チャンバは、上にチャンバの内部容積の方を指しているグリップスピア(grip spear)をもつ開口部を有する。針6306の尖っている端部が吸引器開口部6304の中央にはめ込まれる。針3606の他の端部はベロー6314内に位置する。針チャンバ6310は、底部にポート6318を有し、それを事前真空チャンバ6312に連結する。このポート6318は、短時間遅延の腸溶コーティングで密閉される。事前真空チャンバ6312は、針チャンバ6310の下部に位置して、2つのポート6320、6318を有する。チャンバの左上のポート6320は、真空圧を生成するために使用され、他のポートはそれを針チャンバに連結する。真空ポート6320は、チャンバ6312が必要な圧力まで真空にされた後、接着シール6322で密閉される。カプセルの右側のセクションは、2つのチャンバ:分注可能物質チャンバ6314および塩チャンバ6316から成る。1つのチャンバ6314はベロー6324によって囲まれており、液体分注可能物質を保持する。針3606の一方の端部はチャンバ6314内部に位置して、分注可能物質が標的に向かって針6306を通って流れるための低抵抗経路を提供する。ベロー6324は、塩チャンバ6316によって取り囲まれている。このチャンバ6316は、半透膜6328を通した周囲への開口部6326を有する。この膜は長時間遅延の腸溶コーティングで覆われている。
カプセル6300が摂取されると、それはGI管内を移動する。GI管液が針チャンバ6310に入って、短時間遅延の腸溶コーティングを溶かす。カプセル6300の適切な設計で、カプセル6300が標的領域に到達すると、コーティングは完全に溶けることが保証できる。短時間遅延の腸溶コーティングが溶けると、ポート6322が曝されて、事前真空チャンバ6312が標的組織を針チャンバ6310内に引き込む。針6306が組織に穿通して、スピア6330がカプセル6300を組織に付着し続ける。やがて、長時間遅延の腸溶コーティングも溶けて、ポート6326および半透膜6328をGI液に曝す。浸透圧効果のために、流体が膜6328を通して塩チャンバ6316に運ばれ、塩チャンバ6316およびベロー6324の圧力が高まる。塩チャンバ6316の圧力が高まるにつれて、分注可能物質は、ベロー6324から針6306を通って標的組織に押し出される。やがて、身体の自然防御メカニズムのために、スピア6330の組織に対するグリップが弱まって組織は解放される。
図64は、摂取可能装置6410および付着可能リザーバ6420を含むシステム6400を例示する。摂取可能装置6410は、貯蔵リザーバを不可欠な構成要素として含まないことを除いて、本明細書のどこかで説明するとおりに設計できる。付着可能リザーバ6420は、摂取可能装置6410の不可欠な構成要素ではないことを除いて、本明細書のどこかで説明するとおりに設計できる。
いくつかの実施形態では、貯蔵リザーバ6420は、摂取可能装置6410内に配置され、かつ/または摂取可能装置6410に連結される前に、分注可能物質(例えば、治療薬)が装填される。図64に示すように、摂取可能装置ハウジング6410は、貯蔵リザーバ6420を収納するように構成された1つ以上の開口部6430を含む。しかし、他の実施形態は、付着可能貯蔵リザーバを摂取可能装置に付着するために実装でき、そのうちのいくつかを以下で説明する。任意選択として、摂取可能装置ハウジング6410はベント(vent)として構成された1つ以上の開口部を含む。
典型的には、分注可能物質は、貯蔵リザーバ6410内に配置され、貯蔵リザーバ6420はその後、摂取可能装置6410に付着される。例えば、リザーバ6420は、装置6410とは別に、製造され、梱包され、かつ/または出荷され得る。任意選択として、リザーバ6420および装置6410は、被験者が装置を摂取する比較的直前に結合される。分注可能物質(例えば、治療薬)が入っていない摂取可能装置の安全な寿命が、分注可能物質(例えば、治療薬)の安全な寿命よりも実質的に長い可能性が高いと仮定すると、いくつかの場合、特に、貯蔵リザーバが不可欠な構成要素である摂取可能装置に分注可能物質を装填することが望ましくないか、または不都合である場合、付着可能装置を使用することは望ましくあり得る。
一般に、付着可能貯蔵リザーバおよび摂取可能装置は、必要に応じて、貯蔵リザーバが摂取可能装置に付着することができるように、任意の適切な方法で設計できる。設計例は、摂取可能装置内部に完全に(例えば、装置が被験者によって摂取される時点で貯蔵リザーバが装置内部に密封されるように摂取可能装置内に)収まる貯蔵リザーバ、摂取可能装置内部に部分的に収まる貯蔵リザーバ、および装置のハウジングによって運ばれる貯蔵リザーバを含む。いくつかの実施形態では、貯蔵リザーバは摂取可能装置とスナップフィットする。ある実施形態では、貯蔵リザーバは、摂取可能装置と摩擦フィットする。任意選択として、貯蔵リザーバは、摂取可能装置とねじ式連結によって連結される。かかるねじ式連結は、Oリングシールなどの、シールを含み得る。いくつかの実施形態では、貯蔵リザーバは、1つ以上のばね、1つ以上のラッチ、1つ以上のフック、1つ以上の磁石、および/または電磁放射などの、付勢機構を用いて、摂取可能装置と結合される。ある実施形態では、貯蔵リザーバは、穿孔可能部材にできる。いくつかの実施形態では、摂取可能装置は、貯蔵リザーバがその中にしっかりと納まるスリーブを有する。いくつかの実施形態では、貯蔵リザーバは、分注可能物質の送達が望まれる場合に、穿孔針の上に移動できるように摺動可能トラック/溝内/上に配置される。ある実施形態では、流体の侵入を減らすか、または防ぎさえするため、および/または内圧をカプセル内部に捕捉するため(例えば、ガス発生セル実施形態および/または事前加圧実施形態に対して)に、付着機構に加えて、シールが使用できる。ある実施形態では、貯蔵リザーバは、軟質プラスチックコーティングで作られていて、それは、必要に応じて、分注可能物質を送達するために任意の配向で針と接触する。一般に、貯蔵リザーバは、例えば、1つ以上のプラスチックおよび/または1つ以上の金属もしくは合金などの、1つ以上の適切な材料で作ることができる。例示的な材料は、シリコーン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネートおよびステンレス鋼を含む。任意選択として、設計は、貯蔵リザーバが、摂取可能装置によって使用される電気構成部品の一部または全部を運ぶようなものであり得る。前述の説明は1つの貯蔵リザーバに関連するが、摂取可能装置は、任意の所望の数(例えば、2、3、4、5)の貯蔵リザーバを保持するように設計できることが理解される。異なる貯蔵リザーバは、同じか、または異なる設計を有することができる。いくつかの実施形態では、摂取可能装置は(完全に組み立てられて梱包される場合)、アメリカ合衆国、欧州連合またはその任意の加盟国、日本、中国、ブラジル、カナダ、メキシコ、コロンビア、アルゼンチン、チリ、ペルー、ロシア、UK、スイス、ノルウェー、トルコ、イスラエル、湾岸協力会議の任意の加盟国、南アフリカ、インド、オーストラリア、ニュージーランド、韓国、シンガポール、タイ、フィリピン、マレーシア、ベトナム、およびインドネシアから選択された1つ以上の管轄において医療機器を売り込むための規制上の要件を満足する。
前述の説明は、摂取可能装置6410および付着可能リザーバ6420を含むシステム6400に関するが、本開示は、この意味において制限されない。例えば、いくつかの実施形態では、摂取可能装置は、1つ以上の貯蔵リザーバを不可欠な構成要素として含むことができ、1つ以上の付着可能リザーバとの使用に対しても設計できる。任意選択として、付着可能リザーバ6420は、カプセルの分注パラメータを調整する目的でリザーバの認識を可能にするため、および/または装置の再使用を防ぐための特徴も含むことができる。典型的には、本明細書で開示する摂取可能装置は、1つ以上の処理装置、および1つ以上の機械可読ハードウェア記憶装置を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の機械可読ハードウェア記憶装置は、被験者のGI管の部分内での摂取可能装置の位置を判断するために1つ以上の処理装置によって実行可能な命令を格納する。ある実施形態では、1つ以上の機械可読ハードウェア記憶装置は、被験者のGI管内部での装置の位置を判断するためにデータを実装可能な外部装置(例えば、被験者によって装着されるアイテム上で保持される基地局など、被験者の外部の基地局)にデータを送信するために1つ以上の処理装置によって実行可能な命令を格納する。
いくつかの実施形態では、被験者のGI管内部での摂取可能装置の位置が、少なくとも85%、例えば、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、100%の精度で判断できる。かかる実施形態では、被験者のGI管の部分は、例えば、食道、胃、十二指腸、空腸、ならびに/または回腸終端部、盲腸および結腸を含むことができる。
ある実施形態では、被験者の食道内部での摂取可能装置の位置は、少なくとも85%、例えば、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、100%の精度で判断できる。
いくつかの実施形態では、被験者の胃内部での摂取可能装置の位置は、少なくとも85%、例えば、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、100%の精度で判断できる。
ある実施形態では、被験者の十二指腸内部での摂取可能装置の位置は、少なくとも85%、例えば、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、100%の精度で判断できる。
いくつかの実施形態では、被験者の空腸内部での摂取可能装置の位置は、少なくとも85%、例えば、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、100%の精度で判断できる。
ある実施形態では、被験者の回腸終端部、盲腸および結腸内部での摂取可能装置の位置は、少なくとも85%、例えば、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、100%の精度で判断できる。
いくつかの実施形態では、被験者の盲腸内部での摂取可能装置の位置は、少なくとも85%、例えば、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、100%の精度で判断できる。
本明細書では、用語「反射率(reflectance)」は、装置によって放出されて、装置に反射して戻り、装置内または装置上の検出器によって受信された光から導出された値を指す。例えば、いくつかの実施形態では、これは装置によって放出された光を指し、その光の一部分が装置の外側表面によって反射され、光は装置内または装置上に配置された検出器によって受信される。
本明細書では、用語「照明(illumination)」は任意の電磁放射を指す。いくつかの実施形態では、照明は、赤外光(IR:Infrared Light)の範囲内、可視スペクトルおよび紫外線光(UV)であり得、照明は、100nm〜1000nmの範囲内の特定の波長にその出力の大部分の中心を有し得る。いくつかの実施形態では、その出力の大部分が赤外線(750nm〜1000nm)、赤色(600nm〜750nm)、緑色(495nm〜600nm)、青色(400nm〜495nm)、または紫外線(100nm〜400nm)スペクトルの1つに制限された照明を使用することは好都合であり得る。いくつかの実施形態では、異なる波長をもつ複数の照明が使用され得る。例示目的のため、本明細書で説明する実施形態は光の緑色または青色スペクトルの使用を指し得る。しかし、これらの実施形態は、実質的に、またはほぼ、上で定義された緑色または青色スペクトル内の波長を有する任意の適切な光を使用し得、本明細書で説明する位置確認システムおよび方法は光の任意の適切なスペクトルを使用し得ることが理解されよう。
ここで、図65を参照すると、摂取可能装置65100の実施形態例の図が示されており、それは、胃腸(GI)管内部の位置を識別するために使用され得る。摂取可能装置65100の設計に関するある詳細は図65および以下の図には示されていないこと、および一般に、本明細書の他の場所で説明する摂取可能装置の様々な態様は、摂取可能装置65100および以下の図で示す摂取可能装置で実装できることが理解されよう。
いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100は、光の異なる波長で動作するセンサーを利用することにより、それが胃、例えば、十二指腸、空腸、もしくは回腸などの小腸の特定の部位、または大腸内に位置しているかどうかを自律的に判断し得る。追加として、摂取可能装置65100は、十二指腸、空腸、盲腸、または結腸などの、小腸または大腸のある部位内部に位置しているかどうかを自律的に判断するように構成され得る。
摂取可能装置65100は、丸薬またはカプセルと類似して成形されたハウジング65102を有し得る。摂取可能装置65100のハウジング65102は、第1の端部65104、および第2の端部65106を有し得る。第1の端部65104は、第1の壁部65108を含み得、第2の端部65106は第2の壁部65110を含み得る。いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100の第1の端部65104および第2の端部65106は、別々に製造され得、接続部65112によって一緒に付着され得る。
いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100は、光学的透明窓65114を含み得る。光学的透明窓65114は、可視スペクトル、赤外線スペクトル、または紫外線光スペクトル内の様々なタイプの照明を透過させ得、摂取可能装置65100は、ハウジング65102内部で、透明窓65114の後ろに配置された様々なセンサーおよび照明器を有し得る。これは、摂取可能装置65100が、照明を異なる波長で透明窓65114を通して摂取可能装置65100のハウジング65102の外部環境に伝達し、ハウジング65102の外部環境から透明窓65114を通って反射して戻る照明の一部分からの反射率を検出するように構成されるのを可能にし得る。摂取可能装置65100は次いで、摂取可能装置65100のGI管内部での位置を判断するために、検出された反射率のレベルを使用し得る。いくつかの実施形態では、光学的透明窓65114は、任意の形状およびサイズであり得、摂取可能装置65100の周囲を取り囲み得る。この場合、摂取可能装置65100は、窓65114の後ろの異なる位置に方位角に配置されたセンサーおよび照明器の複数のセットを有し得る。
いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100は、任意選択として、第2の壁部65110内に開口部65116を含み得る。いくつかの実施形態では、第2の壁部65110は、摂取可能装置65100の縦軸の周りを(例えば、摂取可能装置65100内部に収納された適切なモーターまたは他のアクチュエータによって)回転するように構成され得る。これは、摂取可能装置65100が、開口部65116を通して、GI管から流体試料を取得するか、または物質をGI管内に放出するのを可能にし得る。
図66は、摂取可能装置65100の分解立体図を示す。いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100は、任意選択として、回転組立体65118を含み得る。任意選択の回転組立体65118は、マイクロコントローラ(例えば、プリント基板65120に結合されたマイクロコントローラ)によって駆動されるモーター65118−1、回転位置感知リング65118−2、および第2の端部65104内部にぴったり合うように構成された貯蔵サブユニット65118−3を含み得る。いくつかの実施形態では、回転組立体65118は、第2の端部65104、および開口部65116を貯蔵サブユニット65118−3に対して回転させ得る。いくつかの実施形態では、貯蔵チャンバとして機能する貯蔵サブユニット65118−3の側面上に空洞があり得る。開口部65116が貯蔵サブユニット65118−3の側面上の空洞と合わせられると、貯蔵サブユニット65118−3の側面上の空洞は、摂取可能装置65100のハウジング65102の外部環境に曝され得る。いくつかの実施形態では、貯蔵サブユニット65118−3は、摂取可能装置65100が被験者に投与される前に、薬物または他の物質が装填され得る。この場合、薬物または他の物質は、貯蔵サブユニット65118−3内部の空洞と一致している開口部65116により、摂取可能装置65100から放出され得る。いくつかの実施形態では、貯蔵サブユニット65118−3は、GI管から取得した流体試料を保持するように構成され得る。例えば、摂取可能装置65100は、開口部65116を貯蔵サブユニット65118−3内部の空洞と合わせるように構成され得、従って、GI管からの流体試料が貯蔵サブユニット65118−3内部の空洞に入るのを可能にする。その後、摂取可能装置65100は、第2の端部65106を貯蔵サブユニット65118−3に対してさらに回転させることにより、貯蔵サブユニット65118−3内部の流体試料を密封するように構成され得る。いくつかの実施形態では、貯蔵サブユニット118−3は、親水性スポンジも含み得、それは、摂取可能装置65100があるタイプの流体試料を摂取可能装置65100により良く引き込むことができるようにし得る。いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100は、摂取可能装置65100がGI管内部の所定の位置に到達しているという判断に応答して、GI管内部から試料を取得するか、または物質をGI管内に放出するように構成され得る。例えば、摂取可能装置65100は、(例えば、図73に関連して説明するプロセス65900によって判断されるように)摂取可能装置が小腸の空腸部分に入っているという判断に応答して、GI管から液体試料を取得するように構成され得る。試料を取得するか、または物質を放出することが可能な他の摂取可能装置が、2013年2月15日に出願された本発明の譲受人に譲渡されたPCT出願第PCT/CA2013/000133号、本発明の譲受人に譲渡された米国仮出願第62/385,553号、および本発明の譲受人に譲渡された米国仮出願第62/376,688号で説明されており、それら各々は、本明細書で参照することにより全体として本明細書に組み込まれる。試料を取得するか、または物質を放出する任意の適切な方法が、本明細書で開示する摂取可能装置の実施形態のいくつかに組み込まれ得ること、および摂取可能装置の位置を判断するためのシステムおよび方法が任意の適切なタイプの摂取可能装置に組み込まれ得ることが理解される。
摂取可能装置65100は、プリント基板(PCB)65120、およびPCB65120に電力を供給するように構成された電池65128を含み得る。PCB65120は、プログラマブルマイクロコントローラ、ならびに摂取可能装置65100の動作を調整するためのファームウェアまたはソフトウェアを保持および実行するための制御およびメモリ回路、ならびに摂取可能装置65100の様々な構成要素を含み得る。例えば、PCB65120は、感知サブユニット65126によって収集された測定値のデータセットなどの、データ、または、例えば、関連する流れ図の1つ以上に関連して以下で説明するものを含め、本明細書で説明する、プロセスの1つ以上などの、位置確認プロセスを実装するために制御回路によって実行される命令を格納するためのメモリ回路を含み得る。PCB65120は、検出器65122および照明器65124を含み得、それらは一緒に感知サブユニット65126を形成する。いくつかの実施形態では、PCB65120内部の制御回路は、処理装置、通信回路、または摂取可能装置65100を作動させるための任意の他の適切なタイプの回路を含み得る。例示目的のため、単一の感知サブユニット65126を形成している単一の検出器65122および単一の照明器65124だけが示されている。しかし、いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100内部に、各々が別個の照明器および検出器を備えた、複数の感知サブユニットがあり得ることが理解される。例えば、PCB65120の周囲に間隔をおいて方位角に配置されたいくつかの感知サブユニットがあり得、それは、摂取可能装置65100が照明を伝達し、装置の周囲の全ての方向で反射率または周辺光を検出するのを可能にし得る。いくつかの実施形態では、感知サブユニット65126は、照明器65124を使用して照明を生成するように構成され得、それは、窓65114を通して摂取可能装置65100から半径方向に離れる方に向かう。この照明は、摂取可能装置65100の外部環境に反射し得、窓65114を通して摂取可能装置65100に戻ってくる反射光が検出器65122によって反射率として検出され得る。
いくつかの実施形態では、窓65114は、任意の適切な形状およびサイズであり得る。例えば、窓65114は、摂取可能装置65100の全周囲の周りに広がり得る。いくつかの実施形態では、窓の後ろの異なる位置に配置された複数の感知サブユニット(例えば、感知サブユニット65126に類似)があり得る。例えば、3つの感知サブユニットが、窓の後ろに、同じ縦方向位置であるが、方位角に120度離れた間隔で、位置付けられ得る。これは、摂取可能装置65100が照明を摂取可能装置65100の周囲に半径方向に全方向に伝達して、対応する反射率の各々を測定するのを可能にし得る。
いくつかの実施形態では、照明器65124は、照明を、紫外線、赤外線、または可視スペクトル内の様々な異なる波長で生成するのが可能であり得る。例えば、照明器65124は、赤−緑−青色発光ダイオードパッケージ(RGB−LED)を使用することによって実装され得る。これらのタイプのRGB−LEDパッケージは、赤、青、もしくは緑色の照明、または赤、青、もしくは緑色の照明の組合せを伝達することが可能である。同様に、検出器65122は、照明器65124によって生成された照明と同じ波長の反射光を感知するように構成され得る。例えば、照明器65124が赤、青、もしくは緑色の照明を生成するように構成される場合、検出器65122は、赤、青、もしくは緑色の照明によって生成された異なる反射率を(例えば、適切に構成されたフォトダイオードの使用を通して)検出するように構成され得る。これらの検出された反射率は、摂取可能装置65100によって(例えば、PCB65120のメモリ回路内部に)格納され得、次いで、摂取可能装置65100のGI管内部での位置を(例えば、プロセス65500(図69)、プロセス65600(図70)、またはプロセス65900(図73)の使用を通して)判断する際に摂取可能装置65100によって使用され得る。
摂取可能装置65100は、例示を意図しており、制限ではないことが理解される。図65および図66に関連して説明する様々な装置および機構の一般的形状および構造に対する修正は、装置および機構の機能および動作を著しく変更することなく行われ得ることが理解されよう。例えば、摂取可能装置65100は、第1の端部65104および第2の端部65106に分かれているのではなく、一体成形の成型プラスチックから形成されたハウジングを有し得る。代替例として、摂取可能装置65100内部の窓65114の位置は、摂取可能装置65100の中心、または摂取可能装置65100の端部の1つなど、何らかの他の位置に移され得る。さらに、図65〜図74に関連して説明するシステムおよび方法は、摂取可能装置が幾らかの容量で照明の反射率またはレベルを検出可能であるという条件で、任意の適切なタイプの摂取可能装置上で実装され得る。例えば、いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100は、検出器65122を画像センサーと置き換えるように修正され得、摂取可能装置は、記録された画像をその個々のスペクトル成分に分解することにより赤、青、または緑色の光の相対レベルを測定するように構成され得る。図65〜図75に関連して説明するシステムおよび方法を実装するために利用され得る、位置確認機能を備えた摂取可能装置の他の例が、2015年9月25日に出願された共同所有されたPCT出願第PCT/US2015/052500号で説明されており、それは、本明細書で参照することにより全体として本明細書に組み込まれる。さらに、任意の1つの実施形態で説明される特徴および制限が、本明細書の任意の他の実施形態に適用され得、1つの実施形態に関連する説明および例は、任意の他の実施形態と適切な方法で組み合わされ得ることに留意されたい。
図67は、本開示のいくつかの実施形態に従った、胃腸(GI)管を通る移行例中の摂取可能装置の略図である。摂取可能装置65300は、本開示で説明する任意の他の摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100(図65))の任意の部分を含み得、位置確認機能を備えた任意の適切なタイプの摂取可能装置であり得る。例えば、摂取可能装置65300は、任意選択の開口部65116(図65)または任意選択の回転組立体65118(図66)のない摂取可能装置65100の一実施形態であり得る。いくつかの実施形態では、摂取可能装置65300は、被験者によって摂取され得、摂取可能装置65300がGI管を移動するとき、摂取可能装置65300はGI管内部でのその位置を判断するように構成され得る。例えば、摂取可能装置65300の移動および摂取可能装置65300によって(例えば、検出器65122(図66)を用いて)検出される光の量は、実質的に、GI管内部での摂取可能装置65300の位置に応じて異なり得、摂取可能装置65300は、この情報を使用して、摂取可能装置65300のGI管内部での位置を判断するように構成され得る。例えば、摂取可能装置65300は、周辺環境からの周辺光、または摂取可能装置65300によって生成された(例えば、照明器65124(図65)によって生成された)照明に基づく反射率を検出し、この情報を使用して、本明細書で説明するような、プロセスを通して、摂取可能装置65300の位置を判断し得る。摂取可能装置65300の現在位置、および摂取可能装置65300がGI管の様々な部分間の各移行を検出した時間が次いで、摂取可能装置65300によって(例えば、PCB65120(図66)のメモリ回路内に)格納され得、任意の適切な目的のために使用され得る。
摂取可能装置65300が摂取されると間もなく、摂取可能装置は食道65302を通り、食道65302は被験者の口を胃65306に連結し得る。いくつかの実施形態では、摂取可能装置65300は、摂取可能装置65300を囲む環境内の光の量およびタイプを(例えば、検出器65122(図66)を用いて)測定することにより、それがGI管の食道部分に入っていることを判断するように構成され得る。例えば、摂取可能装置65300は、被験者の体外にある間は、GI管内部にある間に検出される光のレベルと比較して、可視スペクトル内のより高いレベルの光を(例えば、検出器65122(図66)を用いて)検出し得る。いくつかの実施形態では、摂取可能装置65300は、身体の外部にある場合に検出される典型的なレベルの光を示しているデータを(例えば、PCB65120(図66)のメモリ回路上に)以前に格納している可能性があり、摂取可能装置65300は、(例えば、検出器65122(図66)を用いて検出された)光の検出レベルが十分な期間にわたって(例えば、5.0秒)閾値レベルを超えて減っている(例えば、少なくとも20〜30%の減少)場合、身体への侵入が生じたと判断するように構成され得る。
いくつかの実施形態では、摂取可能装置65300は、括約筋65304を通過することにより、食道65302から胃65306への移行を検出するように構成され得る。いくつかの実施形態では、摂取可能装置65300は、光もしくは温度測定値(例えば、検出器65122(図66)によるか、または摂取可能装置65300内部の温度計による)、pH測定値(例えば、摂取可能装置65300内部のpHメーターによる)、時間測定値(例えば、PCB65120(図66)内部に含まれるクロック回路の使用を通して検出されるような)、または任意の他の適切な情報の使用などであるが、それらに制限されず、複数のパラメータに少なくとも一部基づいて、それが胃65306に入っているかどうかを判断するように構成され得る。例えば、摂取可能装置65300は、摂取可能装置65300の測定された温度が摂氏31度を超えたことを検出した後、摂取可能装置65300が胃65306に入ったと判断するように構成され得る。追加または代替として、摂取可能装置65300が摂取された時間から1分(または別の事前に設定された時間分パラメータ、80秒、90秒など)、または摂取可能装置65300がGI管に入っていることを摂取可能装置65300が検出した時間から1分(または別の事前に設定された時間分パラメータ、80秒、90秒など)経過した後、摂取可能装置65300は、それが胃65306に入っていると自動的に判断するように構成され得る。
胃65306は、比較的大きくて、開いた空洞性臓器であり、従って、摂取可能装置65300は、比較的大きな移動範囲を有し得る。これに対して、その全部がまとめて小腸を形成する、十二指腸65310、空腸65314、および回腸(図示せず)の管状内部では、摂取可能装置65300の動きは比較的制限される。追加として、胃65306の内部は、十二指腸65310および空腸65314とは異なる光学特性を有し、それは、摂取可能装置65300が、プロセス65600(図70)と併せて使用されるように、測定された反射率の適切な使用を通して(例えば、検出器65122(図66)によって測定された反射率の使用を通して)、胃65306から十二指腸65310への移行を検出するのを可能にし得る。
いくつかの実施形態では、摂取可能装置65300は、胃65306から幽門65308を通って十二指腸65310への幽門移行を検出するように構成され得る。例えば、いくつかの実施形態では、摂取可能装置65300は、照明を緑および青色の波長で(例えば、照明器65124(図66)を用いて)周期的に生成し、結果として生じる反射率を(例えば、検出器65122(図66)を用いて)測定するように構成され得る。摂取可能装置65300は、次いで、摂取可能装置65300が、胃65306、または十二指腸65310内部に位置しているかどうかを(例えば、プロセス65600(図70)で)判断するために、検出された緑色の反射率の検出された青色の反射率に対する比を使用するように構成され得る。その結果として、これは、摂取可能装置65300が、胃65306から十二指腸65310への幽門移行を検出するのを可能にし得、その例が図70に関連して説明される。
同様に、いくつかの実施形態では、摂取可能装置65300は、十二指腸65310から胃65306への逆幽門移行を検出するように構成され得る。摂取可能装置65300は、典型的には、胃65306から十二指腸65310へ、そして空腸65314およびGI管の残りに向かって自然に移行する。しかし、他の摂取された物質と同様に、被験者の動きの結果として、または器官のGI管との自然挙動のために、摂取可能装置6530は、時折、十二指腸65310から胃65306へ逆方向に移行し得る。この可能性に対応するために、摂取可能装置65300は、照明を緑および青色の波長で(例えば、照明器65124(図66)を用いて)周期的に生成し、結果として生じる反射率を(例えば、検出器65122(図66)を用いて)測定し続けて、摂取可能装置65300が胃65306に戻っているか否かを検出するように構成され得る。例示的な検出プロセスが図70に関連してさらに詳細に説明される。
十二指腸65310に入った後、摂取可能装置65300は、十二指腸空腸曲65312を通って空腸65314への移行を検出するように構成され得る。例えば、摂取可能装置65300は、空腸65314の壁を覆う平滑筋細胞の収縮によって引き起こされる、空腸65314内部の蠕動を検出するために、反射率を使用するように構成され得る。具体的には、摂取可能装置65300は、空腸65314内部の筋肉収縮を検出するために、照明を十分に高い頻度で周期的に伝達し(て、結果として生じる反射率を(例えば、感知サブユニット65126(図66)の検出器65122および照明器65124を用いて)測定し)始めるように構成され得る。摂取可能装置65300は次いで、第1の筋肉収縮、または所定の数の筋肉収縮のいずれかを検出したことに応答して(例えば、3つの筋肉収縮を順に検出した後)、それが空腸65314に入ったと判断し得る。摂取可能装置65300の空腸65314の壁との相互作用も図68に関連して説明され、この検出プロセスの例は、図73に関連してさらに詳細に説明される。
図68は、本開示のいくつかの実施形態に従った、空腸を通る移行例中の摂取可能装置の略図である。略図65410、65420、65430、および65440は、空腸(例えば、空腸65314)を通って進むときの摂取可能装置65400、および摂取可能装置65400が、空腸の壁65406Aおよび65406B(総称して、壁65406)によって形成された蠕動とどのように相互作用するかを示す。いくつかの実施態様では、摂取可能装置65400は、本開示で説明する任意の他の摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100(図65)または摂取可能装置65300(図67))の任意の部分を含み得、位置確認機能を備えた任意の適切なタイプの摂取可能装置であり得る。例えば、摂取可能装置65400は、摂取可能装置65300(図67)または摂取可能装置65100(図66)と実質的に類似し得、窓65404が窓65114(図65)と同じであり、感知サブユニット65402が感知サブユニット65126(図66)と同じである。
略図65410は、空腸の壁65406が弛緩しているときの、空腸内部の摂取可能装置400を示す。いくつかの実施形態では、空腸の閉鎖された管状構造は自然に、摂取可能装置65400を空腸の長さに沿って縦方向に、窓65404を壁65406に向けて、配向させる。この配向で、摂取可能装置65400は、感知サブユニット65402を使用して、壁65406に向かって(例えば、照明器65124(図66)を用いて)照明を生成して、壁65406に反射し、窓65404を通って戻った照明の部分から結果として生じた反射率(例えば、検出器65122(図66)を用いて)を検出し得る。いくつかの実施形態では、摂取可能装置65400は、空腸内部の蠕動を検出するのに十分な周波数で、照明を生成して、結果として生じた反射率を測定するために、感知サブユニット65402を使用するように構成され得る。例えば、健康なヒトの被験者では、蠕動は、ほぼ0.05Hz〜0.33Hzのレートで生じ得る。従って、摂取可能装置65400は、照明を生成し、結果として生じる反射率を少なくとも2.5秒に1回(すなわち、潜在的に0.2Hz信号を検出するための最低限のレート)、および好ましくは、より多くの利用可能なデータ点に起因して、検出プロセスの全般的な信頼性が向上し得る、0.5秒に1回などの、より高いレートで、測定するように構成され得る。摂取可能装置65400は、測定値を正確な間隔で集める必要がなく、いくつかの実施形態では、0.05Hz〜0.33Hzの信号を検出するために依然として十分な数の適切に間隔が置かれたデータ点があるという条件で、摂取可能装置65400は、もっと不規則な間隔で集められたデータを分析するように適合され得ることが理解される。
略図65420は、空腸の壁65406が収縮して蠕動を形成し始めるときの、空腸内部の摂取可能装置65400を示す。略図65420は、空腸内部で蠕動を形成する、壁65406Aの収縮している部分65408Aおよび壁65406Bの収縮している部分65408B(総称して、壁65406の収縮部分65408)を示す。壁65406の異なる部分が収縮および弛緩するにつれて、蠕動が空腸の長さに沿って進んで、それを、あたかも壁65406の収縮部分65408が空腸の長さに沿って進んでいるかのように見せる(すなわち、略図65410〜65430で左から右に進んでいる収縮部分65408によって示される通り)。この位置にある間、摂取可能装置65400は、蠕動が生じていない場合に検出された(例えば、摂取可能装置65400が、略図65410で示されている位置にある場合に検出されたような)のと同様のレベルの反射率を(例えば、感知サブユニット65126(図66)の照明器65124および検出器65122の使用を通して)検出し得る。
略図65430は、空腸の壁65406が収縮し続けて、摂取可能装置65400の周りを締め付けているときの、空腸内部の摂取可能装置65400を示す。蠕動が空腸の長さに沿って進むにつれて、壁65406の収縮部分65408は、摂取可能装置65400の周りをきつく締め付けて、壁65406の内側表面を窓65404と接触させ得る。この位置にある間、摂取可能装置65400は、感知サブユニット65402によって生成された照明の結果として検出された反射率における変化を検出し得る。測定された反射率における変化の絶対値は、窓65404の光学特性、照明のスペクトル成分、および壁65406の光学特性などの、いくつかの要因に依存し得る。しかし、摂取可能装置65400は、反射率値を有するデータセットを長期間にわたって格納して、蠕動の周波数と一致するデータセットにおける周期的変化を(例えば、データセットを周波数領域において分析して、0.05Hz〜0.33Hzの間でピークを探すことにより)探すように構成され得る。これは、摂取可能装置65400が、蠕動の筋肉収縮検出の結果として生じ得る反射率信号振幅における正確な変化を予知することなく、蠕動に起因した筋肉収縮を検出するのを可能にし得る。筋肉収縮を検出するための手順例が、図73に関連してさらに説明され、摂取可能装置65400が空腸内部に位置している間に集められた反射率データセットの例が、図74に関連して説明される。
略図440は、蠕動が摂取可能装置65400を通過したときの、空腸内部の摂取可能装置65400を示す。略図65440は、摂取可能装置65400の端部を通過した空腸内部の蠕動を形成する収縮部分65408を示す。壁65406の異なる部分が収縮および弛緩するにつれて、蠕動が空腸の長さに沿って進んで、それを、あたかも壁65406の収縮部分65408が空腸の長さに沿って進んでいるかのように見せる(すなわち、略図65410〜65430で左から右に進んでいる収縮部分65408によって示される通り)。この位置にある間、摂取可能装置65400は、蠕動が生じていない場合に検出された(例えば、摂取可能装置65400が、略図65410、または略図65420で示されている位置にある場合に検出されたような)のと同様のレベルの反射率を(例えば、感知サブユニット65126(図66)の照明器65124および検出器65122の使用を通して)検出し得る。
被験者の種に応じて、蠕動は、比較的予測可能な規則性で生じ得る。蠕動が摂取可能装置65400を通り過ぎた(例えば、略図65440に示すとおり)後、空腸の壁65406は、次の蠕動が形成され始めるまで、再度弛緩し得る(例えば、略図65410に示すとおり)。いくつかの実施形態では、摂取可能装置65400は、それがGI管内部にある間に、反射率値データを集め続けるように構成され得、反射率値を有するデータセットを長期間にわたって格納し得る。これは、蠕動が摂取可能装置65400を通り過ぎる(例えば、略図65430に示すとおり)と、摂取可能装置65400が筋肉収縮の各々を検出するのを可能にし得、摂取可能装置65400が、生じた筋肉収縮の数を数えて、摂取可能装置65400の現在位置が空腸内部であると判断するのを可能にし得る。例えば、摂取可能装置65400は、胃または十二指腸のいずれかの内部にある間に、あり得る筋肉収縮をモニターするように構成され得、蠕動と一致する筋肉収縮の検出に応答して、摂取可能装置65400が空腸に移動していると判断し得る。
図69は、摂取可能装置によって使用される位置確認プロセスのいくつかの態様を例示する流れ図である。図69は、例示目的で摂取可能装置65100に関連して説明され得るが、これは、制限することを意図しておらず、図69で説明する位置確認手順65500の部分または全体のいずれかが本出願で説明する任意の装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、および65400)に適用され得、摂取可能装置のいずれも、図69で説明するプロセスの1つ以上の部分を実行するために使用され得る。さらに、図69の特徴は、本出願で説明する任意の他のシステム、方法またはプロセスと組み合わされ得る。例えば、図69のプロセスの部分は、図70によって説明される幽門移行検出手順、または図73によって説明される空腸検出プロセスに組み込まれるか、またはそれと組み合わされ得る。
65502で、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、周辺光の測定値を(例えば、検出器65122(図66)を通して)集める。例えば、摂取可能装置65100は、摂取可能装置65100を取り囲んでいる環境内で周辺光のレベルを(例えば、検出器65122(図66)を通して)周期的に測定するように構成され得る。いくつかの実施形態では、測定されている周辺光のタイプは摂取可能装置65100内部の検出器65122の構成に依存し得る。例えば、検出器65122が光の赤、緑、および青色の波長を測定するように構成される場合、摂取可能装置65100は、周辺環境から赤、緑、および青色光の周辺量を測定するように構成され得る。いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100によって測定される周辺光の量は、身体外の領域(例えば、摂取可能装置65100が被験者に投与されている明るい部屋)内および被験者の口腔内では、食道、胃、またはGI管の他の部分(例えば、食道65302、胃65306、十二指腸65310、または空腸65314(図67))の内部にある場合に摂取可能装置65100によって測定される光の周辺レベルに比べて、大きい。
65504で、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、摂取可能装置がGI管への侵入を検出しているかどうかを(例えば、PCB65120(図66)内部の制御回路を用いて)判断する。例えば、摂取可能装置65100は、摂取可能装置がGI管に入ったことを周辺光の直近の測定値(例えば、65502で集められた測定値)がいつ示すかを判断するように構成され得る。例えば、65502で、摂取可能装置65100が周辺光の測定値を集める最初の時、摂取可能装置65100は、その測定値を(例えば、PCB65120(図66)内部の記憶回路を用いて)身体外部の周辺光の典型的なレベルとして格納し得る。摂取可能装置65100は次いで、周辺光の直近の測定値を、(例えば、PCB65120(図66)内部の制御回路を用いて)身体外部の周辺光の典型的なレベルと比較して、周辺光の直近の測定値が、身体外部の周辺光の典型的なレベルよりも実質的に小さい場合、摂取可能装置65100はGI管に入っていると判断するように構成され得る。例えば、摂取可能装置65100は、周辺光の直近の測定値が身体外部の周辺光の典型的なレベルの20%以下であるという判断に応答して、それがGI管に入っていることを検出するように構成され得る。摂取可能装置65100が、それがGI管に入っている(例えば、摂取可能装置65100が少なくとも食道65302(図67)に入っている)と判断する場合、プロセス65500は65506に進む。あるいは、摂取可能装置65100が、(例えば、直近の測定値が身体外部の周辺光の典型的なレベルと同様である結果として)それがGI管への侵入を検出していないと判断する場合、プロセス65500は、摂取可能装置65100がさらなる測定値を集める、65502に進む。例えば、摂取可能装置65100が、所定の時間(例えば、5秒、10秒など)待機し、次いで、摂取可能装置65100を取り囲んでいる環境から周辺光のレベルの別の測定値を集めるように構成され得る。
65506で、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、食道から胃へ(例えば、食道65302から胃65306(図67)へ)の移行を待つ。例えば、摂取可能装置65100は、GI管に入った後、所定の期間、待機した後にそれが胃(例えば、胃65306(図67))に入っていると判断するように構成され得る。例えば、ヒトの被験者における典型的な食道移行時間は、約15〜30秒であり得る。この場合、65504で摂取可能装置65100がGI管に入っていることを検出した後(すなわち、摂取可能装置65100が少なくとも食道65302(図67)に到達していることを検出した後)、摂取可能装置65100は、摂取可能装置65100が少なくとも胃(例えば、胃65306(図67))に入っていると自動的に判断する前に、1分、または典型的な食道移行時間よりも長い同様の時間(例えば、90秒)待機するように構成され得る。
いくつかの実施形態では、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、pHまたは温度の測定値に基づいて胃に入っているとも判断し得る。例えば、摂取可能装置65100は、摂取可能装置の温度が少なくとも摂氏31度に上昇している(すなわち、胃内部の温度と一致している)場合、または摂取可能装置65100を取り囲んでいる環境の測定されたpHが十分に酸性である(すなわち、胃の内部で見られ得る胃液の酸性性質と一致している)場合、それが胃に入っていると判断するように構成され得る。
65508で、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、摂取可能装置が胃(例えば、胃306(図67))に入っていることを示すデータを格納する。例えば、65506で十分な時間だけ待機した後、摂取可能装置65100は、摂取可能装置65100が少なくとも胃に入っていることを示すデータを(例えば、PCB65120(図66)の記憶回路内部に)格納し得る。一旦、摂取可能装置65100が少なくとも胃に到達すると、プロセス65500は、摂取可能装置65100が、十二指腸(例えば、十二指腸65310(図67))への侵入を検出するためにデータを集めるように構成され得る、65510に進む。
いくつかの実施形態では、プロセス65500は、65508から65520へも同時に進み得、そこで、摂取可能装置65100は、筋肉収縮を検出し、かつ空腸(例えば、空腸65314(図67))への侵入を検出するために、データを集めるように構成され得る。いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100は、65516〜65518で、同時に十二指腸への侵入をモニターし、かつ65520〜65524で、空腸への侵入を検出するように構成され得る。これは、摂取可能装置65100が、(例えば、摂取可能装置が十二指腸を通過するのが非常に迅速だった結果として)それが最初に十二指腸への侵入を検出できない場合でさえ、(例えば、筋肉収縮を検出した結果として)それが空腸に入っている場合を判断するのを可能にし得る。
65510で、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、胃(例えば、胃65306(図67))内にある間に、緑および青色の反射率レベルの測定値を(例えば、感知サブユニット65126(図66)の照明器65124および検出器65122の使用を通して)集める。例えば、摂取可能装置100は、胃内にある間に、緑および青色の反射率レベルの測定値を周期的に集めるように構成され得る。例えば、摂取可能装置65100は、緑色の照明および青色の照明を(例えば、照明器65124(図66)を用いて)5〜15秒おきに伝達して、結果として生じる反射率を(例えば、検出器65122(図66)を用いて)測定するように構成され得る。摂取可能装置65100が測定値の新しいセットを集めるたびに、その測定値は格納されたデータセット(例えば、PCB65120(図66)のメモリ回路内部に格納された)に追加され得る。摂取可能装置65100は次いで、このデータセットを使用して、摂取可能装置65100がまだ胃(例えば、胃65306(図67))、または十二指腸(例えば、十二指腸65310(図67))の内部であるか否かを判断し得る。
いくつかの実施形態では、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、ほぼ光の緑色のスペクトル(495〜600nmの間)内の第1の波長の照明の生成に基づく第1の反射率を検出し、かつほぼ光の青色のスペクトル(400〜495nmの間)内の第2の波長の照明の生成に基づく第2の反射率を検出するように構成され得る。いくつかの実施形態では、摂取可能装置は、緑色のスペクトル内の照明および青色のスペクトル内の照明が少なくとも50nm、分離された波長を有することを確実にし得る。これは、摂取可能装置65100が、反射率を(例えば、検出器65122(図66)を用いて)検出する際に、2つの波長を十分に区別できるようにし得る。50nmの分離は、例示であって、制限ではないことを意図し、摂取可能装置65100内部の検出器の精度に応じて、もっと少ない分離を使用することが可能であり得ることが理解される。
65512で、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、緑および青色(G/B)の反射率レベルの比率に基づいて、摂取可能装置が胃(例えば、胃65306(図67))から十二指腸(例えば、十二指腸65310(図67))への移行を検出しているかどうかを(例えば、PCB65120(図66)内部の制御回路を使用して)判断する。例えば、摂取可能装置65100は、それぞれの時に測定された、緑色の反射率の青色の反射率に対するそれぞれの比率に対する履歴データを含むデータセットを(例えば、例えば、PCB65120(図66)のメモリ回路から)取得し得る。一般的に言えば、ヒトの被験者の十二指腸(例えば、十二指腸65310(図67))は、胃(例えば、胃65306(図67))によって反射される緑色の光の青色の光に対する比率に比べて、緑色の光の青色の光に対するより高い比率を反射する。これに基づき、摂取可能装置65100は、最近の測定値の結果を表す、データセットからの比率の第1のセットを取得して、それらを、過去の測定値の結果を表す、データセットからの比率の第2のセットと比較するように構成され得る。摂取可能装置65100が、比率の第1のセットの平均値が比率の第2のセットの平均値よりも実質的に大きい(すなわち、反射された緑色の光の反射された青色の光に対する比率が上昇している)と判断する場合、摂取可能装置65100は、それが胃(例えば、胃65306(図66))から十二指腸(例えば、十二指腸65310(図67))に入っていると判断し得る。摂取可能装置65100が、胃(例えば、胃65306(図67))から十二指腸(例えば、十二指腸65310(図67))への移行を検出すると、プロセス65500は65514へ進み、そこで、摂取可能装置65100は、摂取可能装置65100が十二指腸(例えば、十二指腸65310(図67))に入っていることを示すデータを格納する。あるいは、摂取可能装置が胃(例えば、胃65306(図67))から十二指腸(例えば、十二指腸65310(図67))に移行していないと摂取可能装置が判断する場合、プロセス65500は65510に戻って、まだ胃(例えば、胃65306(図67))にある間に、緑および青色の反射率レベルのもっと多くの測定値を集める。胃と十二指腸との間の移行をモニターするために緑および青色の反射率の測定値を使用するための手順例は、図70に関連してさらに詳細に説明される。
いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100が胃(例えば、胃65306(図67))から十二指腸(例えば、十二指腸65310(図67))への移行を検出する最初の時、摂取可能装置65100は、第2のデータのセット(例えば、胃65306(図67)の中にある間に以前に記録されたデータのセット)の平均をとり、これを胃(例えば、胃65306(図67))内部で検出された緑色の光の青色の光に対する典型的な比率として(例えば、PCB65120(図67)のメモリ回路内部に)格納するように構成され得る。この格納された情報は、後に、逆幽門移行の結果として、摂取可能装置65100が十二指腸(例えば、十二指腸65310(図67))から胃(例えば、胃65306(図67))に再度入る場合を判断するために、摂取可能装置65100によって使用され得る。
65514で、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、摂取可能装置が十二指腸(例えば、十二指腸65310(図67))に入っていることを示すデータを格納する。例えば、摂取可能装置65100は、摂取可能装置65100が現在、十二指腸内にあることを示すフラグをローカルメモリ(例えば、PCB65120のメモリ回路)内部に格納し得る。いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100は、摂取可能装置65100が十二指腸に入った時間を示すタイムスタンプも格納し得る。一旦、摂取可能装置65100が十二指腸に到達すると、プロセス65500は65520に進み、そこで、摂取可能装置65100は、筋肉収縮を検出して、空腸(例えば、空腸65314(図67))への侵入を検出するためにデータを集めるように構成され得る。プロセス65500は、65514から65516へも進み、そこで、摂取可能装置65100は、十二指腸(例えば、十二指腸65310(図67))から胃(例えば、胃65306(図67))への再侵入を検討するために、追加のデータを集めるように構成され得る。
65516で、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、十二指腸(例えば、十二指腸65310(図67))内にある間に緑および青色の反射率レベルの測定値を(例えば、感知サブユニット65126(図66)を用いて)集める。例えば、摂取可能装置65100は、65510において胃内にある間に行った測定値と同様に、十二指腸内にある間に緑および青色の反射率レベルの測定値を(例えば、感知サブユニット65126(図66)を用いて)周期的に集めるように構成され得る。例えば、摂取可能装置65100は、緑色の照明および青色の照明を(例えば、照明器65124(図66)を用いて)5〜15秒おきに伝達して、結果として生じる反射率を(例えば、検出器65122(図66)を用いて)測定するように構成され得る。摂取可能装置65100が測定値の新しいセットを集めるたびに、その測定値は格納されたデータセット(例えば、PCB65120(図66)のメモリ回路内部に格納された)に追加され得る。摂取可能装置65100は次いで、このデータセットを使用して、摂取可能装置65100がまだ十二指腸(例えば、十二指腸65310(図67))の内部であるか否か、または摂取可能装置65100が胃(例えば、胃65306(図67))に移行して戻っているかを判断し得る。
65518で、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、測定された緑色の反射率レベルの測定された青色の反射率レベルに対する比率に基づいて、十二指腸(例えば、十二指腸65310(図67))から胃(例えば、胃65306(図67))への移行を判断する。いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100は、摂取可能装置65100によって最近、集められた(例えば、65516で集められた測定値)測定された緑色の反射率レベルの測定された青色の反射率レベルに対する比率を比較して、測定された緑色の反射率レベルの測定された青色の反射率レベルに対する比率が、胃(例えば、胃65306(図67))内で見られる測定された緑色の反射率レベルの測定された青色の反射率レベルに対する平均比率と同様であるか否かを判断し得る。例えば、摂取可能装置65100は、胃内で見られる測定された緑色の反射率レベルの測定された青色の反射率レベルに対する平均比率を示すデータを(例えば、PCB65120(図66)のメモリ回路から)取得し得、測定された緑色の反射率レベルの測定された青色の反射率レベルに対する最近、測定された比率が、胃における平均レベルと十分に類似している(例えば、胃内で見られる測定された緑色の反射率レベルの測定された青色の反射率レベルに対する平均比率の20%以内)場合、摂取可能装置65100は胃に移行して戻っていると判断し得る。摂取可能装置が十二指腸(例えば、十二指腸65310(図67))から胃(例えば、胃65306(図67))への移行を検出すると、プロセス65500は65508に進んで、摂取可能装置が胃(例えば、胃65306(図67))に入っていることを示すデータを格納し、さらなる移行をモニターし続ける。あるいは、摂取可能装置が十二指腸(例えば、十二指腸65310(図67))から胃(例えば、胃65306(図67))への移行を検出しない場合、プロセス65500は65516に進んで、十二指腸(例えば、十二指腸65310(図67))内にある間に緑および青色の反射率レベルの追加の測定値を集め、それは、胃へのあり得る逆移行を継続してモニターするために使用され得る。胃と十二指腸との間の移行をモニターするために緑および青色の反射率の測定値を使用するための手順例が図70に関連してさらに詳細に説明される。
65520で、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、十二指腸(例えば、十二指腸65310(図67))内にある間に反射率レベルの測定値を(例えば、感知サブユニット65126(図66)を用いて)周期的に集める。いくつかの実施形態では、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、胃内にある間にも同様に、類似した周期的測定値を集め得る。いくつかの実施形態では、これらの周期的測定値は、摂取可能装置65100が筋肉収縮(例えば、図68に関連して説明するような蠕動に起因した筋肉収縮)を検出するのを可能にし得、それは、空腸(例えば、空腸65314(図67))への侵入を示し得る。摂取可能装置65100は、(例えば、照明器65124を使用して照明を生成し、結果として生じる反射率を検出器65122(図66)を使用して検出することにより)任意の適切な波長の照明、または複数の波長の照明の組合せを使用して、周期的測定値を集めるように構成され得る。例えば、いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100は、赤、緑、および青色の照明を生成して、赤、緑、および青色の照明を示す別個のデータセットを格納し、検出された筋肉収縮を示す周波数成分を記録されたデータ内で探すためにデータセットの各々を別々に分析するように構成され得る。いくつかの実施形態では、65520で、摂取可能装置65100によって集められた測定値は、被験者内で蠕動を検出するために十分に速い可能性がある。例えば、健康なヒトの被験者では、蠕動は、ほぼ0.05Hz〜0.33Hzのレートで生じ得る。それ故、摂取可能装置65400は、照明を生成し、結果として生じる反射率を少なくとも2.5秒に1回(すなわち、潜在的に0.2Hz信号を検出するための最低限のレート)、および好ましくは、0.5秒に1回またはより高速などの、より高いレートで、測定して、結果として生じる反射率を示す値をデータセット内(例えば、PCB65120(図66)のメモリ回路内部)に格納するように構成され得る。追加のデータを集めた後(例えば、1つの新しいデータ点、または所定の数の新しいデータ点を集めた後)、プロセス65500は65522に進み、そこで、摂取可能装置65100は筋肉収縮が検出されているか否かを判断する。
65522で、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、(例えば、感知サブユニット65126(図66)によって集められたような)反射率レベルの測定値に基づき、摂取可能装置が(例えば、PCB65120(図66)内部の制御回路を用いて)筋肉収縮を検出するかどうかを判断する。例えば、摂取可能装置65100は、65520で行われた測定の結果として格納された定量のデータを取得(例えば、PCB65120(図66)内部のメモリ回路からの過去1分のデータを取得)し得る。摂取可能装置65100は次いで、取得されたデータを周波数領域に変換し得、蠕動と一致し得る周波数範囲内でピークを探し得る。例えば、健康なヒトの被験者では、蠕動は、ほぼ0.05Hz〜0.33Hzのレートで生じ得、摂取可能装置65100は、閾値を上回る0.05Hz〜0.33Hzの間のデータの周波数領域表現においてピークを探すように構成され得る。摂取可能装置65100が、反射率レベルに基づいて(例えば、0.05Hz〜0.33Hzの間のデータの周波数領域表現でのピークの検出に基づいて)収縮を検出すると、プロセス65500は65524に進んで、装置が空腸に入っていることを示すデータを格納する。あるいは、摂取可能装置65100が筋肉収縮を検出しない場合、プロセス65500は65520に進み、十二指腸(例えば、十二指腸65310(図67))内にある間に反射率レベルの周期的測定値を集める。いくつかの実施形態では、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、筋肉収縮が検出されたことを示すデータを(例えば、PCB65120(図66)のメモリ回路内部に)格納し得、プロセス65500は、十分な数の筋肉収縮が検出されるまで、65522〜65524を開始しない。
65524で、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、装置が空腸(例えば、空腸65314(図67))に入っていることを示すデータを(例えば、PCB65120(図66)のメモリ回路内部に)格納する。例えば、65522で筋肉収縮が生じていることの検出に応答して、摂取可能装置65100は、それが空腸65314に入っていて、十二指腸(例えば、十二指腸65310(図67))または胃(例えば、胃65306(図67))の内部にはもうないと判断し得る。いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100は、空腸内にある間に筋肉収縮を測定し続け得、筋肉収縮の周波数、数、または強度を示すデータを(例えば、PCB65120(図66)のメモリ回路内部に)長期間にわたって格納し得る。いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100は、1つ以上の移行をモニターするようにも構成され得る。かかる移行は、空腸から回腸への移行、回腸から盲腸への回盲移行、盲腸から結腸への移行を含み、身体から出たことを(例えば、周辺光の反射率、温度、またはレベルを測定することにより)検出できる。
いくつかの実施形態では、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)はまた、十二指腸(例えば、十二指腸65310(図67))への侵入を検出した後に事前に定義された時間が経過した後、それは空腸(例えば、空腸65314(図67))に入っていると判断し得る。例えば、十二指腸(例えば、十二指腸65310(図67))から胃(例えば、胃65306(図67))に戻る逆幽門移行がなければ、摂取可能装置が健康なヒトの被験者で十二指腸から空腸に到達する典型的な移行時間は、3分未満である。いくつかの実施形態では、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は従って、十二指腸内部で少なくとも3分、費やした後にそれは空腸に入っていると自動的に判断するように構成され得る。この判断は、測定された筋肉収縮(例えば、65522で行われた判断)に基づいて行われた判断とは別に行われ得、いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100は、筋肉収縮の検出に応答して、または十二指腸に入ってから(例えば、摂取可能装置が十二指腸に入った時間を示すデータを65514で格納することにより判断されるとおり)3分、経過した後に、それが空腸に入っていると判断し得る。
例示目的のため、プロセス65500の65512〜65518では、緑色の反射率および青色の反射率を測定して、2つの反射率の比率を計算し、この情報を使用して摂取可能装置がいつ十二指腸と胃との間を移行したかを判断する摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)を説明する。しかし、いくつかの実施形態では、選択された波長の光が(例えば、胃組織および十二指腸の組織の異なる反射係数の結果として)胃および十二指腸内部で異なる反射特性を有するという条件で、緑および青色以外の他の波長の光が使用され得る。
図69を含む、本開示の流れ図のステップおよび記述は、例示に過ぎないことが理解されよう。図69を含む、流れ図のステップおよび記述のいずれも、本開示の範囲から逸脱することなく、修正、省略、再配置、および代替順序で、もしくは並行して実行され得、ステップの2つ以上が組み合わされ得るか、または任意の追加のステップが追加され得る。例えば、摂取可能装置65100は、全体の計算時間の速度を上げるために、複数のデータセットの平均および標準偏差を並行して計算し得る。別の例として、摂取可能装置65100は、胃および十二指腸への、ならびに胃および十二指腸からの移行を判断するために(例えば、65510〜65518で)緑および青色の反射率レベルを同時に集めながら、データ周期的測定値を集めて、あり得る筋肉収縮を検出し得る(例えば、65520〜65522で)。さらに、図69のステップおよび記述は、任意の他のシステム、装置、またはプロセス65600(図70)および65900(図73)を含む、本出願で説明する方法と組み合わされ得、本出願で説明する任意の摂取可能装置またはシステム(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、図69のステップの1つ以上を実行するために使用でき得ることに留意すべきである。
図70は、本開示のいくつかの実施形態に従い、胃から十二指腸への移行、および十二指腸から胃へ戻る移行を検出するためのプロセスのいくつかの態様を例示する流れ図であり、それは、摂取可能装置が胃腸(GI)管を通過する際に、摂取可能装置の位置を判断する場合に使用され得る。いくつかの実施形態では、プロセス65600は、摂取可能装置が、それが胃に入っていることを最初に検出した時に開始し得、摂取可能装置が、それが胃または十二指腸内部にあると判断する限り継続する。いくつかの実施形態では、プロセス65600は、摂取可能装置が、それが空腸に入っているか、または別の方法で、十二指腸および胃を通過していると判断した時にだけ終了し得る。図70は、例示目的のため、摂取可能装置65100に関連して説明され得るが、これは制限することを意図しておらず、図70で説明する十二指腸検出プロセス65600の部分または全体のいずれかが本出願で説明する任意の装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)に適用され得、摂取可能装置のいずれも、図70で説明するプロセスの1つ以上の部分を実行するために使用され得る。さらに、図70の特徴は、本出願で説明する任意の他のシステム、方法またはプロセスと組み合わされ得る。例えば、図70のプロセスによって説明されるプロセスの部分は、図69に関連して説明されるプロセス65500に組み込まれ得る。
65602で、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、長期間にわたる測定された緑色の反射率レベルの測定された青色の反射率レベルに対する比率を有するデータセットを(例えば、PCB65120(図66)内部のメモリ回路から)取得する。例えば、摂取可能装置65100は、測定された緑色の反射率レベルの測定された青色の反射率レベルに対する最近、記録された(例えば、プロセス65500(図69)の65510または65516で記録されたような)比率を含むデータセットをPCB65120から取得し得る。いくつかの実施形態では、取得されたデータは、長期間にわたる測定された緑色の反射率レベルの測定された青色の反射率レベルに対する比率を含み得る。測定された緑色の反射率レベルの測定された青色の反射率レベルに対する比率のデータセットのプロット例が図71および図72に関連してさらに説明される。
65604で、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、測定された緑色の反射率レベルの測定された青色の反射率レベルに対する比率の(例えば、感知サブユニット65126(図66)で行われるような)新しい測定値をデータセット内に含める。例えば、摂取可能装置65100は、緑および青色の照明を(例えば、照明器65124(図66)を用いて)伝達し、緑および青色の照明に起因して受け取られた反射率の量を(例えば、検出器65122(図66)を用いて)検出し、受け取られた反射率の量を示すデータを(例えば、PCB65120(図66)内部のメモリ回路内に)格納することにより、新しいデータを時折、記録するように構成され得る。摂取可能装置65100は、新しいデータを5〜15秒おきに、または任意の他の都合の良い時間間隔で、記録するように構成され得る。例示目的のために、摂取可能装置65100は、測定された緑色の反射率レベルの測定された青色の反射率レベルに対する比率を格納および取得するとして説明される(例えば、所与の時に、検出された緑色の反射率の量が検出された青色の反射率の量と同一であった場合、緑および青色の反射率の比率は、その所与の時に、「1.0」であろう);しかし、緑色の反射率データおよび青色の反射率データは摂取可能装置65100のメモリ内部に別々に格納され得る(例えば、2つの別個のデータセットとしてPCB65120(図66)のメモリ回路内部に格納される)ことが理解される。
65606で、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、第1のスライディング窓フィルタをデータセットに適用することにより、最近のデータの第1のサブセットを取得する。例えば、摂取可能装置65100は、データセット内の直近のデータの所定量を取得するためにスライディング窓フィルタを使用し得、データセットは、65604で取得された、測定された緑色の反射率レベルの測定された青色の反射率レベルに対する比率の任意の新しい値を含み得る。例えば、摂取可能装置は、データセットから10〜40のデータ点を選択するように構成され得るか、または摂取可能装置65100は、15秒のデータ〜5分のデータの間で所定の範囲のデータ値を選択するように構成され得る。いくつかの実施形態では、測定値が記録される頻度、および手元にある特定のアプリケーションに応じて、他の範囲のデータが選択され得る。例えば、第2のスライディング窓内で選択されたデータ(例えば、65614で選択されたデータの第2のサブセット)間で統計的に有意な差を検出するのに十分であるという条件で、任意の適切な量のデータがスライディング窓内で選択され得る。
いくつかの実施形態では、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、データセットから外れ値を除去するか、またはデータセット内の不必要なノイズを取り除くようにも構成され得る。例えば、摂取可能装置65100は、窓フィルタをデータセットに適用する(例えば、含むべき特定範囲のデータを選択する)ことによって、まず、値の生のセットを取得することにより、データの第1のサブセット、またはデータの任意の他のサブセットを選択し得る。摂取可能装置65100は次いで、例えば、値の生のセットの平均値、または任意の適切な閾値、から3標準偏差以上離れているデータ点を識別することにより、値の生のセット内で外れ値を識別するように構成され得る。摂取可能装置65100は次いで、外れ値を値の生のセットから除去することによりデータのサブセットを決定し得る。これは、摂取可能装置65100が胃または十二指腸内部に位置しているか否かを判断する場合に、摂取可能装置65100が、偽情報を回避するのを可能にし得る。
65608で、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、直近に検出された位置が十二指腸(例えば、十二指腸65310(図67))であったかどうかを判断する。いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100は、自身がその内部にあると検出されたGI管の直近の部分を示すデータフラグを(例えば、PCB65120(図66)のメモリ回路内部に)格納し得る。例えば、摂取可能装置65100が胃への侵入を検出する(例えば、65610で行われた判断の結果として胃65306(図67)への侵入を検出する)たびに、摂取可能装置65100が胃内にあることを示すフラグが(例えば、65612でデータ格納の一部として)メモリ内に格納される。摂取可能装置65100がその後、十二指腸への侵入を検出する(例えば、65624で行われた判断の結果として十二指腸65310(図67)への侵入を検出する)と、摂取可能装置65100が十二指腸内にあることを示す別の異なるフラグが(例えば、65624でデータ格納の一部として)メモリ内に格納される。この場合、摂取可能装置65100は、65608で、直近に格納されたフラグを取得して、そのフラグは、摂取可能装置65100が直近に十二指腸内部にあったことを示しているか否かを判断し得る。摂取可能装置65100が、それが直近に十二指腸内にあったことを検出すると、プロセス65600は65610に進み、そこで、摂取可能装置は、測定された緑色の反射率レベルの測定された青色の反射率レベルに対する比率の最近の測定値(例えば、65606で行われた最近の測定値を含む測定値)を、胃内部で測定された典型的な比率と比較し、この情報を使用して、十二指腸から胃へ戻る逆幽門移行が生じているかどうかを判断する。あるいは、摂取可能装置65100が、(例えば、それは代わりに胃内にあったので)それが直近に十二指腸内になかったことを検出すると、プロセス65600は65614に進み、そこで、摂取可能装置は、測定された緑色の反射率レベルの測定された青色の反射率レベルに対する比率の最近の測定値(例えば、65606で行われた最近の測定値を含む測定値)を過去の測定値と比較し、この情報を使用して、胃から十二指腸への幽門移行が生じているかどうかを判断する。
プロセス65600は、摂取可能装置が、それが直近に十二指腸内にあったと判断する場合、65608から65610に進む。65610で、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、(例えば、PCB65120(図66)内部の制御回路を用いて)現在のG/B信号が、胃内で記録された平均G/B信号と類似しているかどうかを判断する。例えば、摂取可能装置65100は、胃内で測定された、測定された緑色の反射率レベルの測定された青色の反射率レベルに対する平均比率を示す、以前に格納されたデータを(例えば、PCB65120(図66)のメモリ回路内部に)有するように構成され得る。摂取可能装置65100は次いで、摂取可能装置65100が十二指腸から胃に戻っているか否かを判断するために、胃内の測定された緑色の反射率レベルの測定された青色の反射率レベルに対する平均比率を示す、この格納されたデータを取得して、これを最近の測定値と比較し得る。例えば、摂取可能装置65100は、最近のデータの第1のサブセットの平均値(すなわち、測定された緑色の反射率レベルの測定された青色の反射率レベルに対する最近測定された比率の平均値)が、胃内部の測定された緑色の反射率レベルの測定された青色の反射率レベルに対する平均比率より小さいか、または胃内部で測定された平均比率+胃内部で測定された比率の標準偏差の所定数倍より小さいかを判断し得る。例えば、胃内の測定された緑色の反射率レベルの測定された青色の反射率レベルに対する平均比率が「1」で標準偏差が「0.2」であった場合、摂取可能装置100は、データの第1のサブセットの平均値が「1.0+k*0.2」未満であるか否かを判断し得、ここで「k」は0〜5の間の数である。いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100は、最近のデータの第1のサブセットの平均値が、胃内部の測定された緑色の反射率レベルの測定された青色の反射率レベルに対する平均比率と十分に類似しているか否かを判断するために、異なる閾値レベルを使用するように構成され得ることが理解される。測定された緑色の反射率レベルの測定された青色の反射率レベルの最近の比率が、胃内で見られる測定された緑色および青色の反射率レベルの平均比率と類似しているという判断に応答して、プロセス65600は、65612に進み、そこで、摂取可能装置65100は、それが十二指腸から胃へ再度入ったことを示すデータを格納する。あるいは、測定された緑色および青色の反射率レベルの最近の比率が、胃内で見られる測定された緑色および青色の反射率レベルの平均比率と十分に異なっているという判断に応答して、摂取可能装置65100は直接、65604に進み、継続的に新しいデータを取得し続ける。
65612で、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、十二指腸から胃への逆幽門移行が検出されたことを示すデータを格納する。例えば、摂取可能装置65100は、直近に自身がGI管の胃部分内部(例えば、胃65306(図67))にあることが検出されたことを示すデータフラグを(例えば、PCB65120(図66)のメモリ回路内部に)格納し得る。いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100は、摂取可能装置65100が十二指腸から胃への逆幽門移行を検出した時間を示すデータも(例えば、PCB65120(図66)のメモリ回路内部に)格納し得る。この情報は、65608で摂取可能装置65100によって使用され得、結果として、プロセス65600は、65618から65610へ進むのではなく、65608から65614へ進み得る。摂取可能装置65100が、十二指腸から胃への逆幽門移行が検出されたことを示すデータを格納した後、プロセス65600は65604へ進み、そこで、摂取可能装置65100は、追加の測定値を集め続け、胃と十二指腸との間のさらなる移行をモニターし続ける。
プロセス65600は、摂取可能装置が、それが(例えば、代わりに直近に胃内にあった結果として)直近に十二指腸内になかったと判断する場合、65608から65614に進む。65614で、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、第2のスライディング窓フィルタをデータセットに適用することにより、以前のデータの第2のサブセットを取得する。例えば、摂取可能装置65100は、過去の時間範囲からより古いデータの所定量を取得するためにスライディング窓フィルタを使用し得、過去の時間範囲は、所定の期間によって65606で集められたデータの第1のサブセットを選択するために使用された最近の時間範囲から分離され得る。いくつかの実施形態では、第1および第2の窓フィルタによって、任意の適切な量のデータが選択され得、第1および第2の窓フィルタは、任意の適切な所定の時間によって分離され得る。例えば、いくつかの実施形態では、第1の窓フィルタおよび第2の窓フィルタは各々、データセットから所定の範囲のデータ値を選択するように構成され得、所定の範囲は、15秒のデータ〜5分のデータの間である。いくつかの実施形態では、最近の測定値および過去の測定値が次いで、所定の範囲のデータ値の1〜5倍である所定の期間によって分離され得る。例えば、摂取可能装置65100は、データの第1のサブセットおよびデータの第2のサブセットを各々、データセットから選択された1分のデータとするように選択し(すなわち、所定の範囲の1分を有するように選択され)得、データの第1のサブセットおよびデータの第2のサブセットは、少なくとも2分、離れている(すなわち、所定の期間が2分であり、それは、窓フィルタを使用してデータのサブセットを選択するために使用された範囲の2倍である)記録された測定値から選択される。別の例として、摂取可能装置100は、データの第1のサブセットおよびデータの第2のサブセットを各々、データセットから選択された5分のデータとするように選択し(すなわち、所定の範囲の5分を有するように選択され)得、データの第1のサブセットおよびデータの第2のサブセットは、少なくとも10分、離れている(すなわち、所定の期間が2分であり、それは、窓フィルタを使用してデータのサブセットを選択するために使用された範囲の2倍である)記録された測定値から選択される。
いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100が、(例えば、65612で、摂取可能装置65100内部に格納された最近のデータをチェックすることによって判断されるように)直近に十二指腸から胃へ移行した場合、摂取可能装置65100は、65614で、摂取可能装置65100が胃内部にあると分かっている時間フレームからデータの第2のサブセットを選択し得る。いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100は、代替として、胃内部の緑色の反射率および青色の反射率の比率に対して以前に記録された平均および標準偏差(例えば、65620でPCB65120のメモリ回路内部に以前に記録されたような、胃内部で記録されたデータの平均および標準偏差)をデータの第2のサブセットの代わりに選択し得る。この場合、摂取可能装置65100は、65616で判断を行う際に、第2のサブセットの平均および標準偏差を計算するために資源を費やすのではなく、以前に記録された平均および以前に記録された標準偏差を単に使用し得る。
65616で、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、第2のサブセットの平均と第1のサブセットの平均との間の差が、第1のサブセットの標準偏差の所定の倍数より大きいかどうかを判断する。例えば、摂取可能装置65100は、最近のデータの第1のサブセットの平均と過去のデータの第2のサブセットの平均との間の差を計算して、この差が過去のデータの第2のサブセットの標準偏差の3倍よりも大きいかどうかを判断し得る。いくつかの実施形態では、標準偏差の1〜5倍の間の任意の値など、標準偏差の3倍以外の、任意の都合の良い閾値レベルが使用され得ることが理解される。また、いくつかの実施形態では、摂取可能装置は代わりに、第1のサブセットの代わりに第2のサブセットの標準偏差に基づいて、閾値レベルを設定し得る。第1のサブセットの平均と第2のサブセットの平均との間の差が、第2のサブセットの標準偏差の所定の倍数より大きいという判断に応答して、プロセス65600は、65618に進む。そうでなければ、プロセス65600は65604に戻り、そこで、摂取可能装置65604は、胃(例えば、胃65306(図67))と十二指腸(例えば、十二指腸65310(図67))との間の移行をモニターする際に使用される新しいデータを集め続ける。
65618で、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、65616で行われた判断が、最近のデータの第1のサブセットの平均と過去のデータの第2のサブセットの平均との間の差が、第2のサブセットの標準偏差よりも大きいと計算される初回かどうかを判断する。摂取可能装置が、これが、第1のサブセットの平均と第2のサブセットの平均との間の差が第2のサブセットの標準偏差よりも大きいと計算される初回であると判断する場合、プロセス65600は65620に進んで、過去のデータの第2のサブセットの平均を胃内の平均G/B信号として格納する。あるいは、65616で行われた直近の判断が、最近のデータの第1のサブセットの平均と過去のデータの第2のサブセットの平均との間の差が第2のサブセットの標準偏差よりも大きいと計算される初回ではない、と摂取可能装置が判断する場合、プロセス65600は直接、65622に進む。
65620で、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、第2のサブセットの平均を胃内の平均G/B信号として格納する。例えば、摂取可能装置65100は、過去のデータの第2のサブセットの平均を、胃内で測定された、測定された緑色の反射率レベルの測定された青色の反射率レベルに対する平均比率として格納する(例えば、PCB65120(図66)のメモリ回路内部に格納する)。いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100はまた、過去のデータの第2のサブセットの標準偏差を、胃内で検出された、測定された緑色の反射率レベルの測定された青色の反射率レベルに対する比率の典型的な標準偏差として格納する。この格納された情報は、後ほど(例えば、65610で)、将来のデータに対して比較するために摂取可能装置によって使用され得、それは、摂取可能装置が十二指腸(例えば、十二指腸65310(図67))から胃(例えば、胃65306(図67))へ戻る逆幽門移行を検出するのを可能にし得、一般に、胃から集められた他の実験データの代わりに(例えば、65616でデータの第2のサブセットの代わりに)使用され得る。第2のサブセットの平均を胃内の平均G/B信号として格納した後、プロセス65600は65622に進む。
65622で、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、最近のデータの第1のサブセットの平均と過去のデータの第2のサブセットの平均の差が、所定の閾値「M」よりも大きいかどうかを判断する。いくつかの実施形態では、所定の閾値「M」は、第1のサブセットの平均が第2のサブセットの平均よりも実質的に大きいことを確実にするために十分に大きくて、摂取可能装置65100が、十二指腸への実際の移行を検出したことを確実にできるようにし得る。これは、65616で行われた判断が、過去のデータの第2のサブセットの標準偏差が異常に小さいために、潜在的に信頼できない場合に特に好都合であり得る。例えば、所定の閾値「M」の典型的な値は、約0.1〜0.5であり得る。最近のデータの第1のサブセットの平均と過去のデータの第2のサブセットの差が所定の閾値よりも大きいと摂取可能装置65100が判断する場合、プロセス65600は65624に進んで、胃から十二指腸(例えば、胃65306から十二指腸65310(図67))への幽門移行が検出されたことを示すデータを格納する。あるいは、摂取可能装置が、第1のサブセットの平均の第2のサブセットに対する比率が所定の閾値「M」以下であると判断する(すなわち、十二指腸への移行が生じていないと判断する)場合、プロセス65600は直接、65604に進み、そこで、摂取可能装置65100は継続して、新しい測定を行って、胃と十二指腸との間のあり得る移行をモニターする。
いくつかの実施形態では、最近のデータの第1のサブセットの平均と過去のデータの第2のサブセットの平均の差を使用する代わりに、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、最近のデータの第1のサブセットの平均の、過去のデータの第2のサブセットの平均に対する比率が、所定の閾値「M」よりも大きいかどうかを判断する。いくつかの実施形態では、所定の閾値「M」は、第1のサブセットの平均が第2のサブセットの平均よりも実質的に大きいことを確実にするために十分に大きくて、摂取可能装置65100が、十二指腸への実際の移行を検出したことを確実にできるようにし得る。これは、65616で行われた判断が、過去のデータの第2のサブセットの標準偏差が異常に小さいために、潜在的に信頼できない場合に特に好都合であり得る。例えば、所定の閾値「M」の典型的な値は、約1.2〜2.0であり得る。データの第1のサブセットおよびデータの第2のサブセットが統計的に相互に異なっていて、かつ全体の平均値に関しても実質的に相互に異なっているか否かを判断するために任意の好都合なタイプの閾値または計算が使用され得ることが理解される。
65624で、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、胃から十二指腸への幽門移行が検出されたことを示すデータを格納する。例えば、摂取可能装置65100は、摂取可能装置65100が直近に自身がGI管の十二指腸部分(例えば、十二指腸65310(図67))内部にあることを検出したことを示すデータフラグを(例えば、PCB65120(図66)のメモリ回路内部に)格納し得る。いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100は、摂取可能装置65100が胃から十二指腸への幽門移行を検出した時間を示すデータも(例えば、PCB65120(図66)のメモリ回路内部に)格納し得る。この情報は、65608で摂取可能装置65100によって使用され得、結果として、プロセス65600は、65618から65614へ進むのではなく、65608から65610へ進み得る。摂取可能装置65100が、胃から十二指腸への幽門移行が検出されたことを示すデータを格納した後、プロセス65600は65604へ進み、そこで、摂取可能装置65100は、追加の測定値を集め続け、胃と十二指腸との間のさらなる移行をモニターし続ける。
図70を含む、本開示の流れ図のステップおよび記述は、例示に過ぎないことが理解されよう。図70を含む、流れ図のステップおよび記述のいずれも、本開示の範囲から逸脱することなく、修正、省略、再配置、および代替順序で、もしくは並行して実行され得、ステップの2つ以上が組み合わされ得るか、または任意の追加のステップが追加され得る。例えば、摂取可能装置65100は、全体の計算時間の速度を上げるために、複数のデータセットの平均および標準偏差を並行して計算し得る。さらに、図70のステップおよび記述は、本出願で説明する任意の他のシステム、装置、または方法と組み合わされ得、本出願で説明する摂取可能装置またはシステムのいずれも、図70のステップの1つ以上を実行するために使用でき得ることに留意すべきである。例えば、プロセス65600の部分が、プロセス65500(図69)の65508〜65516に組み込まれ得、摂取可能装置の位置を判断するためのより一般的なプロセスの一部であり得る。別の例として、検出された青色と緑色の光の比率(例えば、65604で測定されてデータセットに追加されたような)は、胃または十二指腸の外部でさえ継続し得、類似の情報が摂取可能装置により、そのGI管内の移行を通して記録され得る。GI管を通して集められ得る、測定された緑色と青色の反射率レベルの比率のデータセットのプロット例が、以下の図71および図72に関連してさらに説明される。
図71は、本開示のいくつかの実施形態に従い、摂取可能装置が胃腸(GI)管を通過する際に、摂取可能装置の位置を判断する場合に使用され得る、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)の動作例中に収集されたデータを例示するプロットである。図71は、例示目的のため、摂取可能装置65100に関連して説明され得るが、これは制限することを意図しておらず、プロット65700およびデータセット65702は、本出願で説明する任意の装置によって集められるデータの典型であり得る。プロット65700は、長期間にわたる測定された緑色の反射率レベルの測定された青色の反射率レベルに対する比率を示す。例えば、摂取可能装置65100は、緑および青色の照明を(例えば、照明器65124(図66)を用いて)所与の時間に伝達し、結果として生じる緑および青色の反射率を(例えば、検出器65122(図66)を用いて)測定し、結果として生じる反射率の比率を計算して、その比率を、反射率が集められた時間を示すタイムスタンプと一緒にデータセット内に格納することにより、データセット65702内の各点に対する値を計算している可能性がある。
65704で、摂取可能装置65100が動作を開始した直後、摂取可能装置65100は、(例えば、プロセス65500(図69)で65506に関連して説明した判断と同様の判断を行った結果として)それが少なくとも胃に到達していると判断する。摂取可能装置65100は、緑および青色の反射率レベルの追加の測定値を集め続け、65706で、摂取可能装置65100は、(例えば、プロセス65600(図70)で65616〜65624に関連して説明した判断と同様の判断を行った結果として)胃から十二指腸への幽門移行が生じていると判断する。とりわけ、データセット65702内の値は、65706あたりで急激に飛び上がっており、それは、十二指腸の典型の、測定された緑色の反射率レベルの測定された青色の反射率レベルに対するより高い比率を示している。
データセット65702の残りは、GI管の残りにわたる、測定された緑色の反射率レベルの測定された青色の反射率レベルに対する比率を示す。65708で、摂取可能装置65100は(例えば、図73に関連して説明するとおり、筋肉収縮の測定を通して判断されるように)空腸に到達しており、65710までに、摂取可能装置65100は盲腸に到達している。いくつかの実施形態では、データセット65702の全体的な特徴および概観が、盲腸に対して小腸内部(すなわち、十二指腸、空腸、および回腸)で変わることが理解される。空腸および回腸内部では、典型的に、測定された緑色の反射率レベルの測定された青色の反射率レベルに対する比率における幅広い変化があり得、その結果、高標準偏差をもつ比較的ノイズの多いデータとなる。これに対して、盲腸内部では、摂取可能装置65100は、測定された緑色の反射率レベルの測定された青色の反射率レベルに対する比較的安定した比率を測定し得る。いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100は、これらの差に基づいて、小腸から盲腸への移行を判断するように構成され得る。例えば、摂取可能装置65100は、最近の窓のデータを過去の窓のデータと比較し、最近の窓のデータにおける比率の標準偏差が過去の窓のデータにおける比率の標準偏差よりも実質的に小さいという判断に応答して、盲腸への移行を検出し得る。
図72は、本開示のいくつかの実施形態に従い、摂取可能装置が胃腸(GI)管を通過する際に、摂取可能装置の位置を判断する場合に使用され得る、摂取可能装置の動作例中に収集されたデータを例示する別のプロットである。図71と同様、図72は、例示目的のため、摂取可能装置65100に関連して説明され得る。しかし、これは制限することを意図しておらず、プロット65800およびデータセット65802は、本出願で説明する任意の装置によって集められるデータの典型であり得る。
65804で、摂取可能装置65100が動作を開始した直後、摂取可能装置65100は、(例えば、プロセス500(図69)で65506に関連して説明した判断と同様の判断を行った結果として)それが少なくとも胃に到達していると判断する。摂取可能装置65100は、緑および青色の反射率レベルの追加の測定値を(例えば、感知サブユニット65126(図66)を用いて)集め続け、65806で、摂取可能装置65100は、(例えば、プロセス65600(図70)の65616〜65624に関連して説明した判断と同様の判断を行った結果として)胃から十二指腸への幽門移行が生じていると判断する。とりわけ、データセット65802内の値は、65806あたりで急激に飛び上がっており、それは、十二指腸の典型の、測定された緑色の反射率レベルの測定された青色の反射率レベルに対するより高い比率を示し、その直後に下がる。データセット65802において値が低下した結果として、摂取可能装置65100は、65808で、(例えば、プロセス65600(図70)の65610〜65612に関連して説明した判断と同様の判断を行った結果として)十二指腸から胃へ戻る逆幽門移行が生じていると判断する。65810で、データセット65802における値が再度増加した結果として、摂取可能装置65100は、胃から十二指腸への別の幽門移行が生じていると判断し、その直後、摂取可能装置65100は、空腸、回腸、および盲腸へと前方に進む。
データセット65802の残りは、GI管の残りにわたる、測定された緑色の反射率レベルの測定された青色の反射率レベルに対する比率を示す。とりわけ、65812で、摂取可能装置は、回腸と盲腸との間の移行点に到達する。図71に関連して説明したように、盲腸への移行は、長期間にわたる、測定された緑色の反射率と測定された青色の反射率の比率における標準偏差の低下によって知らされ、摂取可能装置65100は、空腸または回腸から取得された、測定値の最近のセットの標準偏差が過去の測定値の標準偏差よりも実質的に小さいという判断に基づいて、盲腸への移行を検出するように構成され得る。
図73は、本開示のいくつかの実施形態に従い、摂取可能装置が胃腸(GI)管を通過する際に、摂取可能装置の位置を判断する場合に使用され得る、十二指腸から空腸への移行を検出するための例示的なステップの流れ図である。図73は、例示目的のため、摂取可能装置65100に関連して説明され得るが、これは制限することを意図しておらず、図73で説明するプロセス65900の部分または全体のいずれかが本出願で説明する任意の装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)に適用され得、これらの摂取可能装置のいずれも、図73で説明するプロセスの1つ以上の部分を実行するために使用され得る。さらに、図73の特徴は、本出願で説明する任意の他のシステム、方法またはプロセスと組み合わされ得る。例えば、図73のプロセスによって説明されるプロセスの部分は、図69によって説明される位置確認プロセスに(例えば、プロセス65500(図69)の65520〜65524の部分として)組み込まれ得る。いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100は、十二指腸内にある間、または十二指腸への侵入の検出に応答して、プロセス65900を実行し得る。他の実施形態では、摂取可能装置65100は、胃内にある間、またはGI管への侵入の検出に応答して、プロセス65900を実行し得る。プロセス65900は、本開示で説明する任意の他のプロセス(例えば、プロセス65600(図70))と並行して実行され得、それは、摂取可能装置65100が、必ずしも、GI管の先行部分への侵入を検出することなく、GI管の様々な部分への侵入を検出を可能にし得ることも理解されたい。
例示目的のため、図73は、単一の感知サブユニット(例えば、感知サブユニット65126(図66))により単一の波長で生成された反射率レベルの単一のセットに基づいて生成および判断を行う摂取可能装置65100に関して説明され得る。しかし、摂取可能装置65100は、摂取可能装置の周囲に配置された複数の異なる感知サブユニット(例えば、摂取可能装置65100(図65)の窓65114の後ろの異なる位置に配置された複数の感知サブユニット)から複数の波長の照明を生成し得、結果として生じる反射率の各々が別個のデータセットとして格納され得ることが理解される。その上、反射率レベルのこれらのセットの各々は、プロセス65900の複数のバージョンを実行することにより筋肉収縮を検出するために使用され得、プロセス65900の複数のバージョンの各1つは、異なる波長の測定値から取得されたデータセット、または異なる感知サブユニットによって行われた測定値に応答して、反射率の異なるセットに対するデータを処理する。
65902で、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、1セットの反射率レベルを取得する。例えば、摂取可能装置65100は、以前に記録された反射率レベルのデータセットをメモリから(例えば、PCB65120(図66)のメモリ回路から)取得し得る。反射率レベルの各々は、摂取可能装置65100によって(例えば、照明器65124(図66)を用いて)生成された照明から摂取可能装置65100によって(例えば、検出器65122(図66)を用いて)以前に検出された反射率に対応し得、所与の反射率において検出された光の量を示す値を表し得る。しかし、赤外、可視、または紫外スペクトル内の光などの、任意の適切な周波数の光が使用され得ることが理解される。いくつかの実施形態では、反射率レベルは、摂取可能装置65100により周期的な間隔で以前に検出された反射率に対応し得る。
904で、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、反射率レベルの新しい測定値をデータセット内に含める。例えば、摂取可能装置65100は、新しい反射率を一定間隔で、または蠕動を検出するための十分な速度で、検出する(例えば、感知サブユニット65126(図66)を使用して、照明を伝達し、結果として生じる反射率を検出する)ように構成され得る。例えば、摂取可能装置65100は、照明を生成し、結果として生じる反射率を3秒に1回(すなわち、潜在的に0.17Hz信号を検出するための最低限のレート)、および好ましくは、0.1秒またはそれ以上の速さなどの、より高いレートで、測定するように構成され得る。測定間の一定間隔は、被験者の種、および測定される蠕動の予期される周波数に基づき、必要に応じて適合され得ることが理解される。65904で、摂取可能装置65100が新しい反射率レベル測定を行うたびに、新しいデータがデータセット(例えば、PCB65120(図66)のメモリ回路内部に格納されたデータセット)に含まれる。
65906で、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、スライディング窓フィルタをデータセットに適用することにより、最近のデータの第1のサブセットを取得する。例えば、摂取可能装置65100は、データセットから1分に値するデータを取得し得る。データセットが1秒ごとに測定された反射率に対する値を含む場合、これはおよそ60データ点に値するデータであろう。窓のサイズが蠕動(例えば、健康なヒトの被験者に対して約0.05Hz〜0.33Hzの変動)を検出するために十分に大きいという条件で、任意の適切なタイプの窓サイズが使用され得る。いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100は、例えば、スライディング窓フィルタの使用を通して取得されたデータの第1のサブセットから外れ値を除去することにより、データをきれいにもし得る。
65908で、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、最近のデータの第1のサブセットを補間することにより、最近のデータの第2のサブセットを取得する。例えば、摂取可能装置65100は、十分な数のデータ点(例えば、0.5秒ごと以上の間隔が置かれたデータ点)をもつデータの第2のサブセットを生成するために、データの第1のサブセットを補間し得る。いくつかの実施形態では、これは、摂取可能装置65100が、65906で、窓フィルタを適用する一環として除去されている可能性がある任意の外れ値データ点を置換するのも可能にし得る。
65910で、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、データの第2のサブセットから正規化周波数スペクトルを計算する。例えば、摂取可能装置65100は、データの第2のサブセットを時間領域表現から周波数領域表現に変換するために、高速フーリエ変換を実行するように構成され得る。使用されている用途、およびデータのサブセットの性質に応じて、第2のサブセットに対する周波数スペクトルを判断するために、任意の数の適切な手順(例えば、フーリエ変換手順)が使用され得ることが理解される。例えば、データの第2のサブセットのサンプリング周波数およびサイズが予め既知であり得、摂取可能装置65100は、正規化された離散フーリエ変換(DFT)行列の事前に格納された値、または対象の0.05Hz〜0.33Hz周波数成分に対応するDFT行列の行を、メモリ(例えば、PCB65120(図66)のメモリ回路)内部に有するように構成され得る。この場合、摂取可能装置は、適切な周波数スペクトルを生成するために、DFT行列とデータセットとの間で行列乗算を使用し得る。摂取可能装置によって取得され得るデータセットおよび対応する周波数スペクトル例が、図74に関連してさらに詳細に説明される。
65912で、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、正規化周波数スペクトルの少なくとも一部が0.5Hzの閾値を超えて00.05Hz〜0.33Hzの間であるかどうかを判断する。健康なヒトの被験者における蠕動は、0.05Hz〜0.33Hzの間のレートで生じ、蠕動を経験している摂取可能装置(空腸(図68)の壁65406で収縮を検出している摂取可能装置65400)は、同様の0.05Hz〜0.33Hz周波数に続く、検出された反射率レベルの振幅において正弦波変化を検出し得る。摂取可能装置が、0.05Hz〜0.33Hzの間の正規化周波数スペクトルの一部が0.5Hzの閾値を超えていると判断する場合、この測定値は、健康なヒトの被験者における蠕動と一致し得、プロセス65900は65914に進み、そこで、摂取可能装置65100は、筋肉収縮が検出されたことを示すデータを格納する。あるいは、摂取可能装置が、0.05Hz〜0.33Hzの間の正規化周波数スペクトルのどの部分も0.5の閾値を超えていないと判断する場合、プロセス65900は直接、65904に進んで新しい測定を行い、新しい筋肉収縮をモニターし続ける。0.5以外の閾値が使用され得ること、および正確な閾値は摂取可能装置65100によって使用される周波数スペクトルのサンプリング周波数およびタイプによって決まり得ることが理解される。
65914で、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、筋肉収縮が検出されたことを示すデータを格納する。例えば、摂取可能装置65100は、筋肉収縮が検出されたことを示し、筋肉収縮が検出された時間を示すデータをメモリ(例えば、PCB65120(図66)のメモリ回路)内に格納し得る。いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100は、検出された筋肉収縮の総数、または所与の時間フレーム内で検出された筋肉収縮の数もモニターし得る。いくつかの実施形態では、特定の数の筋肉収縮を検出することは、健康なヒトの被験者の空腸(例えば、空腸65314(図67))内部にある摂取可能装置65100と一致し得る。筋肉収縮を検出した後、プロセス65900は65916に進む。
65916で、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、筋肉収縮の総数が所定の閾値数を超えているかどうかを判断する。例えば、摂取可能装置65100は、検出された筋肉収縮の総数をメモリから(例えば、PCB65120(図66)のメモリ回路から)取得して、その総数を閾値と比較し得る。いくつかの実施形態では、閾値は1、または1より大きい任意の数であり得る。閾値が大きければ、摂取可能装置65100が空腸に入っていることを示すデータを摂取可能装置65100が格納する前に、それだけ多くの筋肉収縮が検出される必要がある。実際には、閾値を3以上として設定することは、摂取可能装置が(例えば、GI管器官の自然の動きに起因したか、または被験者の動きに起因した)誤検知を検出するのを防ぎ得る。収縮の総数が所定の閾値数を超えている場合、プロセス65900は65918に進んで、十二指腸から空腸への移行の検出を示すデータを格納する。あるいは、収縮の総数が所定の閾値数を超えていない場合、プロセス65900は65904に進んで、反射率レベルの新しい測定値をデータセット内に含める。長期間にわたって検出された筋肉収縮のプロット例が、図75に関連してさらに説明される。
65918で、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、十二指腸から空腸への移行の検出を示すデータを格納する。例えば、摂取可能装置65100は、空腸に到達していることを示すデータをメモリ(PCB65120(図66)のメモリ回路から)内に格納し得る。いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100が、胃内にある間に、プロセス65900の全部または一部を実行するように構成され、摂取可能装置65100は、65918で、(例えば、十二指腸をあまりに素早く通過したためプロセス65600(図70)を使用して幽門移行が検出できなかった結果として)胃から直接、空腸への移行の検出を示すデータを格納し得る。
いくつかの実施形態では、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、摂取可能装置の位置の変化の識別に応答して、摂取可能装置のハウジングの外部環境から流体試料を取得するように構成され得る。例えば、摂取可能装置65100が、摂取可能装置が十二指腸(例えば、十二指腸65314(図67))内部に位置しているという判断に応答して、摂取可能装置65100のハウジングの外部環境から(例えば、任意選択の開口部65116および任意選択の回転組立体65118(図66)の使用を通して)流体試料を取得するように構成され得る。いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100は、取得した流体試料に基づいて、小腸内細菌異常増殖(SIBO)などの、ある病状を検出するための適切な診断法(diagnostics)も備え得る。
いくつかの実施形態では、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、摂取可能装置の位置における変化の識別に応答して、摂取可能装置内部に事前に貯蔵されている分注可能物質を摂取可能装置から胃腸管内に送達するように構成され得る。例えば、摂取可能装置65100は、摂取可能装置65100内部(例えば、貯蔵チャンバまたは任意選択の貯蔵サブユニット65118−3(図66)上の空洞内部)に事前に貯蔵された分注可能物質を有し得、摂取可能装置65100が十二指腸(例えば、十二指腸65314(図67))内部に位置していることを摂取可能装置65100が検出すると、摂取可能装置65100は、その物質を胃腸管内に(例えば、任意選択の開口部65116および任意選択の回転組立体65118(図66)の使用を通して)分注するように構成され得る。いくつかの実施形態では、これは、摂取可能装置65100が、GI管内部の標的位置で物質(例えば、治療薬および薬物)を送達するのを可能にし得る。
いくつかの実施形態では、摂取可能装置(例えば、摂取可能装置65100、65300、または65400)は、検出された筋肉収縮の総数に基づいて動作を実行するように構成され得る。例えば、摂取可能装置65100は、筋肉収縮の総数を示すデータを(PCB65120(図66)のメモリ回路から)取得し、それを健常人における筋肉収縮の予期される数と比較するように構成され得る。それに応じて、摂取可能装置は物質を胃腸管に(例えば、任意選択の開口部65116および任意選択の回転組立体65118(図66)の使用を通して)分注するか、または摂取可能装置65100のハウジングの外部環境から流体試料を(例えば、任意選択の開口部65116および任意選択の回転組立体65118(図66)の使用を通して)取得し得る。例えば、摂取可能装置65100は、検出された筋肉収縮の数が異常であり、予期される数と大きく異なっているという判断に応答して、試料を取得するように構成され得る。別の例として、摂取可能装置65100は、検出された筋肉収縮が健常人において機能しているGI管と一致するという判断に応答して、物質(薬物など)をGI管内に送達するように構成され得る。
図73を含む、本開示の流れ図のステップおよび記述は、例示に過ぎないことが理解されよう。図73を含む、流れ図のステップおよび記述のいずれも、本開示の範囲から逸脱することなく、修正、省略、再配置、代替順序で、もしくは並行して実行され得、ステップの2つ以上が組み合わされ得るか、または任意の追加のステップが追加され得る。例えば、摂取可能装置65100は、全体の計算時間の速度を上げるために、複数のデータセットの平均および標準偏差を並行して(例えば、各々が反射率の異なる波長または反射率を検出するために使用された異なる感知サブユニットに対応する、複数のデータセット)計算し得る。さらに、図73のステップおよび記述は、本出願で説明する任意の他のシステム、装置、または方法と組み合わされ得、本出願で説明する摂取可能装置またはシステムのいずれも、図73のステップの1つ以上を実行するために使用でき得ることに留意すべきである。
図6510は、本開示のいくつかの実施形態に従い、十二指腸から空腸への移行を検出する際に使用され得る、摂取可能装置の動作例中に収集されたデータを例示するプロットである。図表651000は、摂取可能装置によって測定された反射率レベルのデータセット(例えば図73の65908に関連して説明したデータの第2のサブセット)の時間領域プロット651002を示す。いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100は、ほぼ0.5秒離れた半規則的な間隔でデータ点を集めるように構成され得る。これに対して、図表651050は、摂取可能装置によって測定された反射率レベルの同じデータセットの周波数領域プロット651004を(例えば、図73の65910で、摂取可能装置65100が周波数スペクトルを計算した結果として)示す。いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100は、任意の好都合な手段を通して周波数スペクトルを計算するように構成され得る。
図表651050では、0.05Hz〜0.33Hzの間の周波数651006の範囲は、筋肉収縮を検出するために摂取可能装置65100が探す周波数の範囲であり得る。図表651050に示されるように、0.14Hzのあたりに周波数領域プロット651004における強いピークがあり、それは、ヒトの健常者における蠕動運動の周波数と一致する。この場合、周波数領域プロット651004を分析している摂取可能装置65100は、(例えばプロセス65900(図73)の65912と類似のプロセスを使用して)データが、検出された筋肉収縮と一致していると判断するように構成され得、筋肉収縮が検出されていることを示すデータを(例えば、PCB65120(図66)のメモリ回路内に)格納し得る。筋肉収縮が、118分で終了するデータの1分窓から検出されたので、摂取可能装置65100は、筋肉収縮が118分マークで検出されたことを示すデータ(すなわち、それは、118分前に、摂取可能装置65100がオンにされ、被験者によって摂取されたことを示し得る)も格納し得る。
図75は、本開示のいくつかの実施形態に従い、摂取可能装置が胃腸(GI)管を通過する際に、摂取可能装置の位置を判断する場合に使用され得る、摂取可能装置により長期間にわたって検出される筋肉収縮を例示するプロットである。いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100は、筋肉収縮を検出し、各筋肉収縮がいつ検出されたかを示すデータを(例えばプロセス65900(図73)の65914の一部として)格納するように構成され得る。プロット651100は、長期間にわたって検出された筋肉収縮651106を示しており、各筋肉収縮は、y軸上で「0」〜「1」に達する垂直線によって表されている。
651102において、10分マークのあたりで、摂取可能装置65100はまず、(例えば、プロセス65600(図70)を実行している摂取可能装置65100によって判断されるように)十二指腸に入る。その直後に、651108で、摂取可能装置65100は、いくつかの筋肉収縮1106を間断なく検出し始め、それは、空腸(例えば、空腸65314(図67))内で生じる強い蠕動を示し得る。その後、651110あたりで、摂取可能装置65100は、断続的な筋肉収縮を検出し続け、それは、回腸内部の摂取可能装置65100と一致し得る。最後に651104で、摂取可能装置65100は小腸を出て、盲腸内へ移行する。とりわけ、摂取可能装置65100は、小腸の空腸部分内では、小腸の回腸部分と比べて、より高頻度の筋肉収縮を検出し、摂取可能装置65100は、小腸を出た後は、いかなる筋肉収縮も測定しない。いくつかの実施形態では、摂取可能装置65100は、この情報を位置確認プロセスに組み込み得る。例えば、摂取可能装置65100は、検出された筋肉収縮(例えば、所与の10分窓内で測定された筋肉収縮の数)が閾値数を下回っているという判断に応答して、空腸から回腸への移行を検出するように構成され得る。別の例として、摂取可能装置65100は、筋肉収縮が閾値期間の間、検出されていないという判断に応答して、回腸から盲腸への移行を検出するように構成され得る。これらの例は、例示であって、制限ではないことを意図しており、筋肉収縮の測定は、本開示で説明する他のプロセス、システム、または方法のいずれとも組み合わされ得ることが理解される。
図75は、空腸から回腸への装置の移行を判断するためのある実施形態に対する流れ図651200である。一般に、空腸は回腸よりも赤くて血管が多いことに留意されたい。その上、一般に、空腸は、回腸と比較して、腸間膜脂肪が多くて厚い腸壁を有する。空腸と回腸との間のこれらの差は、回腸と比較して、空腸内での光学応答における差となることが予期される。任意選択として、光学応答における差を調査するために、1つ以上の光信号が使用され得る。例えば、プロセスは、反射された赤色の光、青色の光、緑色の光における光学応答、赤色の光の緑色の光に対する比率、赤色の光の青色の光に対する比率、および/または緑色の光の青色の光に対する比率における変化をモニターすることを含み得る。いくつかの実施形態では、反射された赤色の光がプロセス内で検出される。
流れ図651200は、単一のスライディング窓プロセスを表す。ステップ651210で、空腸基準信号が光反射に基づいて決定される。典型的には、この信号は、装置が空腸に入ったと判断された以後、ある期間にわたって平均信号(例えば、反射された赤色の光)のままである。その期間は、例えば、5分〜40分(例えば、10分〜30分、15分〜25分)であり得る。ステップ651220で、ステップ651210で使用された期間の直後に検出された信号(例えば、反射された赤色の光)が、ステップ651210で決定された基準信号に対して正規化される。ステップ651230で、信号(例えば、反射された赤色の光)が検出される。ステップ651240で、単一のスライディング窓に基づいて検出された平均信号が信号閾値と比較される。ステップ651240における信号閾値は一般に、ステップ651210で決定された空腸基準信号の基準信号の分数である。例えば、信号閾値は空腸基準信号の60%〜90%(例えば、70%〜80%)にできる。平均信号が信号閾値を超える場合、プロセスは、ステップ651250で、装置が回腸に入っていると判断する。平均信号が信号閾値を超えていない場合、プロセスはステップ651230に戻る。
図77は、空腸から回腸への装置の移行を2つのスライディング窓プロセスを使用して検出するためのある実施形態に対する流れ図651200である。ステップ651310で、空腸基準信号が光反射に基づいて決定される。典型的には、この信号は、装置が空腸に入ったと判断された以後、ある期間にわたって平均信号(例えば、反射された赤色の光)のままである。その期間は、例えば、5分〜40分(例えば、10分〜30分、15分〜25分)であり得る。ステップ651320で、ステップ651310で使用された期間の直後に検出された信号(例えば、反射された赤色の光)が、ステップ651310で決定された基準信号に対して正規化される。ステップ651330で、信号(例えば、反射された赤色の光)が検出される。ステップ651340で、2つのスライディング窓に基づいて検出された信号における平均差が信号閾値と比較される。ステップ651340における信号閾値は、検出された信号における平均差が、第1の窓の検出された信号の倍数(例えば、1.5倍〜5倍、2倍〜4倍)を超えているかどうかに基づく。信号閾値を超えている場合、プロセスは、ステップ651350で、装置が回腸に入っていると判断する。信号閾値を超えていない場合、プロセスはステップ651330に戻る。
図78は、回腸から盲腸への装置の移行を判断するためのある実施形態のためのプロセスに対する流れ図651400である。一般に、プロセスは、反射された光信号(例えば、赤色の光、青色の光、緑色の光、赤色の光の緑色の光に対する比率、赤色の光の青色の光に対する比率、および/または緑色の光の青色の光に対する比率)における変化を検出することを伴う。いくつかの実施形態では、本プロセスは、反射された赤色の光の反射された緑色の光に対する比率における変化を検出すること、および反射された緑色の光の反射された青色の光に対する比率における変化を検出することも含む。一般に、プロセス651400で、プロセス65600に関して説明するスライディング窓分析(第1および第2の窓)が続く。
ステップ651410は、検出された信号、例えば、検出された赤色の光の検出された緑色の光に対する比率、において第1の閾値を設定すること、および検出された信号に対する変動係数、例えば、検出された緑色の光の検出された青色の光に対する比率に対する変動係数、に対して第2の閾値を設定することを含む。第1の閾値は、第1の窓内の平均信号(例えば、検出された赤色の光の検出された緑色の光に対する比率)の分数(例えば、0.5〜0.9、0.6〜0.8)、または第2の窓内で検出された信号(例えば、検出された赤色の光の検出された緑色の光に対する比率)間の平均差の分数(例えば、0.4〜0.8、0.5〜0.7)に設定できる。第2の閾値は、0.1(例えば、0.05、0.02)に設定できる。
ステップ651420は、第1および第2の閾値と比較するために使用される、第1および第2の窓内で信号を検出することを含む。
ステップ651430は、検出された信号を第1および第2の閾値と比較することを含む。対応する値が第1の閾値を下回っていないか、または対応する値が第2の閾値を下回っていない場合、装置は回腸を出て、盲腸に入っていないと判断される。対応する値が第1の閾値を下回っていて、かつ対応する値が第2の閾値を下回っている場合、装置は回腸を出て、盲腸に入っていると判断されて、プロセスはステップ651440に進む。
ステップ651450は、装置が回腸を出て盲腸に入っていると判断されたのが初回かどうかを判断することを含む。装置が回腸を出て盲腸に入っていると判断されたのが初回である場合、プロセスはステップ651460に進む。装置が回腸を出て盲腸に入っているのが初回ではない場合、プロセスはステップ651470に進む。
ステップ651460は、基準信号を設定することを含む。このステップでは、光信号(例えば、検出された赤色の光の検出された緑色の光に対する比率)が基準信号である。
ステップ651470は、装置が盲腸を出て回腸に戻っているかどうかを判断することを含む。対応する検出された信号(例えば、検出された赤色の光の検出された緑色の光に対する比率)が統計的に(ステップ651460で決定された)基準信号に匹敵し、対応する検出された信号(例えば、検出された緑色の光の検出された青色の光に対する比率)に対する変動係数が第2の閾値を超える場合、装置は、盲腸を出て回腸に戻っていると判断される。装置が、盲腸を出て回腸に戻っている可能性があると判断される場合、プロセスはステップ651480に進む。
ステップ651480は、関連する光信号をある期間(例えば、少なくとも1分、5分〜15分)検出し続けることを含む。
ステップ651490は、ステップ651480で決定された信号が、(ステップ651470で説明する方法を使用して)装置が回腸に再度侵入したことを示すかどうかを判断することを含む。信号が、装置が回腸に再度侵入したことを示す場合、プロセスはステップ651420に進む。信号が、装置が盲腸内にあることを示す場合、プロセスはステップ651492に進む。
ステップ651492は、関連する光信号をある期間(例えば、少なくとも30分、少なくとも1時間、少なくとも2時間)モニターし続けることを含む。
ステップ651494は、ステップ651492で決定された信号が、(ステップ651470で説明する方法を使用して)装置が回腸に再度侵入したことを示すかどうかを判断することを含む。信号が、装置が回腸に再度侵入したことを示す場合、プロセスはステップ651420に進む。信号が、装置が盲腸内にあることを示す場合、プロセスはステップ651496に進む。
ステップ651496で、プロセスは、装置が盲腸内にあると判断する。
図79は、盲腸から結腸への装置の移行を判断するためのある実施形態のためのプロセスに対する流れ図651500である。一般に、プロセスは、反射された光信号(例えば、赤色の光、青色の光、緑色の光、赤色の光の緑色の光に対する比率、赤色の光の青色の光に対する比率、および/または緑色の光の青色の光に対する比率)における変化を検出することを伴う。いくつかの実施形態では、本プロセスは、反射された赤色の光の反射された緑色の光に対する比率における変化を検出すること、および反射された青色の光の比率における変化を検出することも含む。一般に、プロセス651500で、プロセス651400に関して説明するスライディング窓分析(第1および第2の窓)が続く。
ステップ651510で、装置が盲腸内にある間(例えば、ステップ651480中)に、光信号(例えば、反射された赤色の信号の反射された緑色の信号に対する比率、および反射された青色の信号)がある期間(例えば、少なくとも1分、少なくとも5分、少なくとも10分)収集される。記録された光信号(例えば、反射された赤色の信号の反射された緑色の信号に対する比率、および反射された青色の信号)に対する平均値が盲腸基準信号を確立する。
ステップ651520で、(例えば、ステップ651440で)装置が盲腸に入ったと判断された後に光信号が検出される。光信号は、盲腸基準信号に対して正規化される。
ステップ651530は、装置が結腸に入っているかどうかを判断することを伴う。これは、3つの異なる基準のいずれかが満足されるかどうかを判断することを含む。検出された光信号の比率(例えば、検出された赤色の信号の検出された緑色の信号に対する比率)における平均差が、第2の窓内の対応する信号(例えば、検出された赤色の信号の検出された緑色の信号に対する比率)の標準偏差より倍数(例えば、2X、3X、4X)大きい場合、第1の基準が満足される。検出された光信号(例えば、検出された赤色の光の検出された緑色の光に対する比率)の平均が、所与の値を超える(例えば、1を超える)場合、第2の基準が満足される。第1の窓内の光信号(例えば、検出された青色の光)の変動係数が所与の値を超える(例えば、0.2を超える)場合、第3の基準が満足される。3つの基準のいずれかが満足される場合、プロセスはステップ651540に進む。あるいは、3つの基準のいずれも満足されない場合、プロセスはステップ651520に戻る。
例示目的のため、本開示は主に、摂取可能装置のいくつかの異なる実施形態例、およびGI管内部で摂取可能装置の位置を判断するための方法の実施形態例に重点を置く。しかし、構築され得る考えられる摂取可能装置は、これらの実施形態に制限されず、形状および設計における変形が、本装置の機能および動作を著しく変更することなく、行われ得る。同様に、GI管内部で摂取可能装置の位置を判断するための考えられる手順は、説明した特定の手順および実施形態(例えば、プロセス65500(図69)、プロセス65600(図70)、プロセス65900(図73)、プロセス651200(図76)、プロセス651300(図77)、プロセス651400(図78)およびプロセス651500(図79))に制限されない。また、本明細書で説明する摂取可能装置の用途は、データの収集、胃腸管の部分の試料採取および検査、または薬物の送達だけに制限されない。例えば、いくつかの実施形態では、摂取可能装置は、いくつかの疾病を診断するためのいくつかの化学的、電気的、または光学的診断法を含むように適合され得る。同様に、身体上の現象または他の生理学的性質を測定するためのいくつかの異なるセンサーが、摂取可能装置上に含まれ得る。例えば、摂取可能装置は、胃腸管内のある化学物質もしくは不純物の上昇レベルを測定するように適合され得るか、または、位置確認、試料採取、ならびに試料採取チャンバに組み込まれた適切な診断および検定技法の組合せが特に、小腸内細菌異常増殖(SIBO)の存在を判断するためにうまく適合し得る。
ソフトウェア(例えば、PCB65120(図66)内部の制御回路によって実行されるソフトウェア)によって実装される、本明細書で説明する摂取可能装置の様々な実施形態の要素の少なくとも一部が、オブジェクト指向プログラミング、スクリプト言語または両方などの、高水準手続き型言語で書かれ得る。それに応じて、プログラムコードは、C,C++または任意の他の適切なプログラミング言語で書かれ得、オブジェクト指向プログラミングの熟練者に知られているように、モジュールまたはクラスを含み得る。代替として、または追加として、ソフトウェアによって実装される、本明細書で説明する摂取可能装置の実施形態の要素の少なくとも一部が、必要に応じて、アセンブリ言語、機械語またはファームウェアで書かれ得る。いずれの場合も、言語はコンパイラ型またはインタープリタ型言語であり得る。
摂取可能装置を実装するために使用されるプログラムコードの少なくとも一部は、記憶媒体上または、本明細書で説明する実施形態の少なくとも1つの機能を実装するために、プロセッサ、オペレーティングシステムならびに関連するハードウェアおよびソフトウェアを有する汎用または専用プログラマブルコンピューティング装置によって可読であるコンピュータ可読媒体上に格納できる。プログラムコードは、コンピューティング装置によって読み取られる場合、本明細書で説明する方法の少なくとも1つを実行するために、コンピューティング装置を、新規で、固有の、事前に定義された方法で動作するように構成する。
さらに、本明細書で説明する実施形態例のシステム、装置、および方法と関連付けられたプログラムの少なくとも一部は、1つ以上のプロセッサに対するコンピュータ使用可能命令を有するコンピュータ可読媒体を含むコンピュータプログラム製品で配布可能である。媒体は、1つ以上のディスケット、コンパクトディスク、チップ、ならびに磁気および電子記憶装置などであるが、それらに限定されない、持続性形式を含む、様々な形式で提供され得る。いくつかの実施形態では、媒体は、有線伝送、衛星伝送、インターネット伝送(例えば、ダウンロード)、メディア、デジタルおよびアナログ信号、ならびに同様のものなどであるが、それらに限定されず、事実上、一時的であり得る。コンピュータ使用可能命令も、コンパイル済みおよび非コンパイル済みコードを含む、様々な形式であり得る。
前述の技術は、コンピュータ上での実行のためにソフトウェアを使用して実装できる。例えば、ソフトウェアは、各々が、少なくとも1つのプロセッサ、少なくとも1つのデータ記憶システム(揮発性および不揮発性メモリならびに/または記憶要素を含む)、少なくとも1つの入力装置またはポート、および少なくとも1つの出力装置またはポートを含む、(分散、クライアント/サーバー、またはグリッドなどの様々なアーキテクチャであり得る)1つ以上のプログラム化またはプログラマブルコンピュータシステム上で実行する、1つ以上のコンピュータプログラムで手順を形成する。
ソフトウェアは、汎用または専用プログラマブルコンピュータによって可読である、CD−ROMなどの記憶媒体上で提供されるか、またはそれが実行されるコンピュータにネットワークの通信媒体を経由して配信され(伝搬信号でコード化され)得る。機能の全ては、専用コンピュータ上で、またはコプロセッサなどの、専用ハードウェアを使用して、実行され得る。ソフトウェアは、ソフトウェアによって指定された計算の異なる部分が異なるコンピュータによって実行される分散方法で実装され得る。各かかるコンピュータプログラムは、好ましくは、本明細書で説明する手順を実行するために記憶媒体または装置がコンピュータシステムによって読み取られる場合に、コンピュータを構成および作動させるために、汎用または専用プログラマブルコンピュータによって可読である、記憶媒体または装置(例えば、ソリッドステートメモリもしくは媒体、または磁気もしくは光学式媒体)上に格納されるか、またはダウンロードされる。発明システムは、コンピュータプログラムで構成される、コンピュータ可読記憶媒体として実装されるとも考えられ得、そのように構成された記憶媒体は、本明細書で説明する機能を実行するために、コンピュータシステムを特定かつ事前に定義された方法で動作させる。
例示目的のため、本明細書で与える例は主に、摂取可能装置のいくつかの異なる実施形態例に重点を置く。しかし、構築され得る考えられる摂取可能装置は、これらの実施形態に制限されず、一般的な形状および設計における変形が、本装置の機能および動作を著しく変更することなく行われ得る。例えば、摂取可能装置のいくつかの実施形態は、各々が装置の実質的に反対側の端部上に配置された、2セットの軸方向検知サブユニットと共に、実質的に装置の中心に向いた試料採取チャンバを特徴とし得る。加えて、摂取可能装置の用途は、データの収集、胃腸管の部分の試料採取および検査、または薬物の送達だけに制限されない。例えば、いくつかの実施形態では、摂取可能装置は、いくつかの疾病を診断するためのいくつかの化学的、電気的、または光学的診断法を含むように適合され得る。同様に、身体上の現象または他の生理学的性質を測定するためのいくつかの異なるセンサーが、摂取可能装置上に含まれ得る。例えば、摂取可能装置は、胃腸管内のある分析物、化学物質もしくは不純物の上昇レベルを測定するように適合され得るか、または、位置確認、試料採取、ならびに試料採取チャンバに組み込まれた適切な診断および検定技法の組合せが特に、小腸内細菌異常増殖(SIBO)の存在を判断するためにうまく適合し得る。本明細書で説明する実施形態はGI管内の摂取可能装置に重点を置いているが、図1〜64で説明するかかる摂取可能装置は、薬物および治療薬を含む物質を、女性生殖管、および/または同様のものなどであるが、それに限定されず、身体の他の部分に送達するために使用され得ることにも留意されたい。
システム、プロセスおよび装置の様々な実施形態は、ほんの一例として本明細書で説明してきた。任意の1つの実施形態で説明する特徴および制限は、本明細書の任意の他の実施形態に適用され得、1つの実施形態に関連する流れ図または例は、任意の他の実施形態と適切な方法で組み合わされるか、異なる順番で行われるか、または並行して行われ得ると考えられる。前述のシステムおよび/もしくは方法は、他のシステムおよび/もしくは方法に適用されるか、または他のシステムおよび/もしくは方法に従って使用され得ることに留意すべきである。様々な修正および変形が、これらの実施形態例に対して、実施形態の精神および範囲から逸脱することなく行われ得、それは、添付の実施形態によってのみ制限される。添付の実施形態は、全体として記述と一致する最も広い解釈を与えられるべきである。
本明細書で説明する主題および動作の実施態様は、本明細書で開示する構造およびそれらの構造的同等物、またはそれらの1つ以上の組合せを含む、デジタル電子回路によって、またはコンピュータソフトウェア、ファームウェア、またはハードウェアを用いて、実装できる。本明細書で説明する主題の実施態様は、1つ以上のコンピュータプログラム、すなわち、データ処理装置によって実行するため、またはデータ処理装置の動作を制御するために、コンピュータ記憶媒体上にコード化された、コンピュータプログラム命令の1つ以上のモジュールとして、実装できる。
コンピュータ記憶媒体は、コンピュータ可読記憶装置、コンピュータ可読記憶回路基盤、ランダムもしくは順次アクセスメモリアレイもしくは装置、またはそれらの1つ以上の組合せにできるか、またはそれらに含めることができる。その上、コンピュータ記憶媒体は伝搬信号でないが、コンピュータ記憶媒体は、人工的に発生させた伝搬信号にコード化されたコンピュータプログラム命令のソースまたは宛先にできる。コンピュータ記憶媒体はまた、1つ以上の別個の物理的構成要素もしくは媒体(例えば、複数のCD、ディスク、または他の記憶装置)にできるか、またはそれらに含めることができる。
本明細書で説明する動作は、1つ以上のコンピュータ可読記憶装置上に格納されるか、または他のソースから受信される、データに関してデータ処理装置によって実行される動作として実装できる。
用語「データ処理装置」は、例として、プログラマブルプロセッサ、コンピュータ、システムオンチップ、または前述の複数、もしくは組合せを含む、データを処理するためのあらゆる種類の機器、装置、および機械を含む。装置は、専用論理回路、例えば、FPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)またはASIC(特定用途向け集積回路)を含むことができる。装置は、ハードウェアに加えて、問題になっているコンピュータプログラムのための実行環境を作るコード、例えば、プロセッサファームウェア、プロトコルスタック、データベース管理システム、オペレーティングシステム、クロスプラットフォーム実行時環境、仮想マシン、またはそれらの1つ以上の組合せを構成するコードも含むことができる。装置および実行環境は、ウェブサービス、分散コンピューティングおよびグリッドコンピューティングインフラストラクチャなどの、様々な異なるコンピューティングモデルインフラストラクチャを実現できる。
コンピュータプログラム(プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、スクリプト、またはコードとしても知られる)は、コンパイラ型またはインタープリタ型言語、宣言型または手続き型言語を含む、任意の形式のプログラミング言語で書くことができ、またそれは、スタンドアロンプログラムとして、またはモジュール、構成要素、サブルーチン、オブジェクト、もしくはコンピューティング環境での使用に適した他のユニットとして、任意の形式で配備できる。コンピュータプログラムは、ファイルシステム内のファイルに対応し得るが、その必要はない。プログラムは、他のプログラムまたはデータを保持するファイルの一部(例えば、マークアップ言語文書内に格納された1つ以上のスクリプト)内、問題になっているプログラム専用の単一のファイル内、または複数の統合されたファイル(例えば、1つ以上のモジュール、サブプログラム、またはコードの部分を格納するファイル)内に格納できる。コンピュータプログラムは、1つのコンピュータ上で、または1つのサイトに配置されるか、もしくは複数のサイトにわたって分散されて通信ネットワークによって相互接続される複数のコンピュータ上で実行するように配備できる。
本明細書で説明するプロセスおよび論理の流れは、入力データに関して操作して、出力を生成することにより動作を実行するために、1つ以上のコンピュータプログラムを実行する1つ以上のプログラマブルプロセッサによって実行できる。プロセスおよび論理の流れも専用論理回路によって実行でき、装置も、専用論理回路、例えば、FPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)またはASIC(特定用途向け集積回路)として実装できる。
コンピュータプログラムの実行に適したプロセッサは、例として、汎用および専用マイクロプロセッサの両方、ならびに任意の種類のデジタルコンピュータの任意の1つ以上のプロセッサを含む。一般に、プロセッサは、命令およびデータを、読取り専用メモリもしくはランダムアクセスメモリまたは両方から受信する。コンピュータの本質的要素は、命令に従って動作を実行するためのプロセッサ、ならびに命令およびデータを格納するための1つ以上のメモリ装置である。一般に、コンピュータは、データを格納するための1つ以上の大容量記憶装置、例えば、磁気、光磁気ディスク、もしくは光ディスクも含むか、またはそれからデータを受信するか、もしくはそれにデータを送信するか、またはその両方を行うために動作可能に結合される。しかし、コンピュータはかかる装置を有する必要はない。その上、コンピュータは、別の装置、例えば、2〜3例を挙げると、携帯電話、携帯情報端末(PDA)、モバイルオーディオもしくはビデオプレーヤー、ゲーム機、全地球測位システム(GPS)受信機、または可搬型記憶装置(例えば、ユニバーサルシリアルバス(USB)フラッシュドライブ)上に埋め込むことができる。コンピュータプログラム命令およびデータの格納に適した装置は、不揮発性メモリ、媒体およびメモリ装置の全ての形式を含み、例として、半導体メモリ装置、例えば、EPROM、EEPROM、およびフラッシュメモリ装置;磁気ディスク、例えば、内蔵ハードディスクまたは取外し可能ディスク;光磁気ディスク;ならびにCD ROMおよびDVD−ROMディスクを含む。プロセッサおよびメモリは、専用論理回路によって補完できるか、または専用論理回路に組み込むことができる。
ユーザーとのやり取りを提供するために、本明細書で説明する主題の実施態様は、情報をユーザーに表示するための、ディスプレイ装置、例えば、CRT(ブラウン管)またはLCD(液晶ディスプレイ)モニター、ならびにユーザーがそれによって入力をコンピュータに提供できる、キーボードおよびポインティングディバイス、例えば、マウスまたはトラックボールを有するコンピュータ上で実装できる。他の種類の装置もユーザーとのやり取りを提供するために使用でき;例えば、ユーザーに提供されるフィードバックは、任意の形の感覚フィードバック、例えば、視覚フィードバック、聴覚フィードバック、または触覚フィードバックにでき;ユーザーからの入力は、音響、音声、または触覚入力を含む、任意の形で受信できる。加えて、コンピュータは、ユーザーによって使用される装置に文書を送信すること、およびそれから文書を受信することにより;例えば、ウェブブラウザから受信した要求に応答して、ユーザーのユーザー装置上のウェブブラウザにウェブページを送信することにより、ユーザーとやり取りできる。
本明細書で説明する主題の実施態様は、バックエンド構成要素、例えば、データサーバーとして含むか、またはミドルウェア構成要素、例えば、アプリケーションサーバーを含むか、または、フロントエンド構成要素、例えば、本明細書で説明する主題の実施態様とユーザーがそれを通してやり取りできるグラフィカルディスプレイまたはウェブブラウザを有するユーザーコンピュータを含むか、または1つ以上のかかるバックエンド、ミドルウェア、もしくはフロントエンド構成要素の任意の組合せを含む、コンピューティングシステムで実装できる。システムの構成要素は、デジタルデータ通信の任意の形または媒体、例えば、通信ネットワークによって相互接続できる。通信ネットワークの例は、ローカルエリアネットワーク(「LAN」)およびワイドエリアネットワーク(「WAN」)、インターネットワーク(例えば、インターネット)、ならびにピアツーピアネットワーク(例えば、アドホックピアツーピアネットワーク)を含む。
コンピューティングシステムはユーザーおよびサーバーを含むことができる。ユーザーおよびサーバーは一般に、相互にリモートであり、典型的には、通信ネットワークを通してやり取りする。ユーザーおよびサーバーの関係は、それぞれのコンピュータ上で実行して、相互にユーザー・サーバー関係を有するコンピュータプログラムのおかげで生じる。いくつかの実施態様では、サーバーはデータ(例えば、HTMLページ)をユーザー装置に(例えば、データをユーザー装置とやり取りするユーザーに表示し、ユーザー入力をユーザー装置とやり取りするユーザーから受信する目的で)送信する。(例えば、ユーザーやり取りの結果として)ユーザー装置で生成されたデータは、サーバーでユーザー装置から受信できる。
本明細書は多くの具体的な実施態様詳細を含むが、これらはいかなる発明または請求され得るものの範囲に関する制限として解釈すべきでなく、むしろ特定の発明の特定の実施態様に固有の特徴の記述として解釈すべきである。本明細書で別個の実施態様の文脈で説明されるある特徴は、単一の実施態様で組み合わせても実装できる。逆に、単一の実施態様の文脈で説明される様々な特徴は、複数の実施態様で別々に、または任意の適切な部分的組合せでも実装できる。さらに、特徴は、ある組合せで機能するとして上で説明され、最初はかかるものとして請求さえされ得るが、請求された組合せからの1つ以上の特徴は、いくつかの場合には、組合せから削除でき、請求された組合せは部分的組合せまたは部分的組合せの変形にされ得る。
本開示の目的のため、用語「連結された(coupled)」は、2つの部材を直接に、または間接的に相互に接合することを意味する。かかる接合は、本質的に固定または可動であり得る。かかる接合は、2つの部材もしくは2つの部材および単体として相互に一体的に形成されている任意の追加の中間部材で、または2つの部材もしくは2つの部材および相互に取り付けられている任意の追加の中間部材で達成され得る。かかる接合は本質的に永久的であり得るか、または本質的に取外し可能もしくは解除可能であり得る。
様々な要素の配向は、他の例示的な実施態様に従って異なり得、かかる変形は本開示によって包含されることを意図することに留意すべきである。開示する実施態様の特徴は他の開示する実施態様に組み込むことができることが理解される。

実験1
本開示に従った摂取可能医療装置(「TLC1」)を20人の被験者でテストして、その位置確認機能を調べた。TLC1は、電源、電子機器およびソフトウェアを含んだ生体適合性ポリカーボネートカプセルであった。オンボードソフトウェアアルゴリズムは、カプセルがGI管を移動するときにその位置を判断するために、時間、温度および反射された光スペクトルデータを使用した。カプセルは0.51×1.22インチで、0.4×0.85インチのビタミン剤よりも大きい。本調査に参加する前に被験者は一晩、絶食した。TLC1で収集した位置確認データの精度を判断するための根拠として、コンピュータ断層撮影(「CT」)を使用した。20人の被験者のうちの1人は、絶食ルールに従わなかった。20人の被験者の別の1人についてはCTデータがなかった。従って、これら2人の被験者をその後の分析から除外した。TLC1は、被験者の胃に入った後の最初の14時間、15秒ごとに(放射状に伝達された)RGBデータを試料採取し、次いで、その後、電池が切れるまで5分ごとに試料採取する。TLC1は、被験者の胃に到達するまで光データを記録し始めなかった。従って、どの被験者についても口−食道移行に対するRGBベースのデータはなかった。
さらに、57人の被験者についてPillCam(登録商標)SB(Given Imaging)装置をテストした。本調査に参加する前に被験者は一晩、絶食した。PillCamビデオを各被験者の体内で録画した。PillCamの試料採取頻度は速度依存である。PillCamが移動するのが速ければ、それだけデータの試料採取が速かったであろう。各ビデオは、約7〜8時間長で、カプセルが被験者の口に投与されたときから始まる。RGB光データをテーブルに記録した。医師が、胃−十二指腸移行および回腸−盲腸移行が各ビデオ内のどこで生じたかに関して記録を提供した。PillCamで収集した位置確認データの精度を判断するための根拠として、コンピュータ断層撮影(「CT」)を使用した。
食道−胃移行
TLC1について、患者が装置を摂取した1分後に、この移行が起こったと考えた。PillCamについては、アルゴリズムは以下の通りであった:
1.カプセルを作動させた/投与した後、口−食道移行検出を開始する
2.緑色<102.3かつ青色<94.6かどうかをチェックする
a.yesの場合、口−食道移行としてマークを付ける
b.noの場合、データのスキャンを継続する
3.口−食道移行を検出した後、位置逆転の場合に備えて、緑および青色の信号をもう30秒間、モニターし続ける
a.緑色>110.1または青色>105.5のいずれかの場合、それを口−食道位置逆転としてマークを付ける
b.口−食道フラグをリセットして、確認された口−食道移行が検出されるまで、ステップ2〜3をループする
4.確認された口−食道移行に1分を追加し、それを食道−胃移行としてマークを付ける
PillCam被験者の1人について、食道と胃との間に明確な差がなかったので、この被験者は胃の位置確認の将来の分析から除外した。56人の有効な被験者のうち、54人の被験者は、正しい食道−胃移行の位置確認を行った。完全一致は54/56=96%である。2人の失敗したケースの各々は、1分を超える遷延した食道(prolonged esophageal)があった。従って、これら2人の被験者に対しては、口−食道移行に1分を追加することは、食道内の移行をカバーするのに十分でなかった。
胃−十二指腸
TLC1およびPillCamの両方について、スライディング窓分析を使用した。アルゴリズムは、フロント(第1)とバック(第2)の窓との間に2分の間隔がある、ダンベル形状の2スライディング窓アプローチを使用した。2分の間隔は、少なくとも一部、胃から小腸への素早い移行をスキップして、カプセルが小腸内に落ち着いた後に小腸信号を捕捉するために設計した。本アルゴリズムは次の通りであった:
1.カプセルが胃に入った後、胃−十二指腸移行のチェックを開始する
2.2つの窓(フロントとバック)を設定する
a.各窓の時間長:TLC1に対して3分;PillCamに対して30秒
b.2つの窓の間の時間間隔:両方の装置に対して2分
c.窓スライディングステップサイズ:両方の装置に対して0.5分
3.2つのスライディング窓内の信号を比較する
a.バック窓内の緑/青色信号の平均における差が、標準偏差の3倍より高い場合
i.これが初めての場合、バック窓内の信号の平均および標準偏差を胃基準として記録する
ii.フロント窓内の平均信号が胃基準信号よりもある閾値(TLC1に対して0.3およびPillCamに対して0.18)だけ高い場合、これをあり得る胃−十二指腸移行としてマークを付ける
b.ある得る幽門移行が検出される場合、偽陽性フラグの場合に備えて、もう10分間、スキャンを継続する
i.この10分以内に、位置逆転が検出される場合、以前の幽門移行フラグは偽陽性フラグである。フラグをクリアして、チェックを継続する
ii.あり得る幽門移行フラグに続く10分以内に位置逆転が識別されていない場合、それを確認された幽門移行としてマークを付ける
c.確認された幽門移行の後、位置逆転の場合に備えて、緑/青色データのモニターをもう2時間、継続する
i.位置逆転が識別される場合、逆転が起こったタイムスタンプにフラグを立て、次いで、ステップa〜cを繰り返して次の幽門移行を探す
ii.以前の確認された幽門移行の後2時間、カプセルが胃に戻っていない場合、位置逆転モニタリングを中止して、カプセルは腸管領域内にあると想定する
TLC1について、18人の被験者のうちの1人が、以前に開発された位置確認アルゴリズムによる遅延性食道−胃移行識別のために、胃内で取得した試料が少なすぎた(<3分)。従って、この被験者は、胃−十二指腸移行アルゴリズムテストから除外した。TLC1被験者の残りに対して、CT画像で、全ての被験者について検出された幽門移行は、胃と空腸との間のどこかであったことを確認した。17人の被験者のうちの2人は、最初の胃−十二指腸移行の後にカプセルが胃に戻ったことを示した。TLC1アルゴリズム検出とCTスキャンとの間の完全一致は17/17=100%であった。
PillCam被験者の1人について、ビデオが終わるまでずっと、カプセルが被験者の胃内に留まった。PillCam被験者の別の2人について、胃内で取得した試料が少なすぎて位置確認アルゴリズムが実行できなかった。これら3人のPillCam被験者は、胃−十二指腸移行位置確認アルゴリズム性能テストから除外した。PillCamに対する幽門移行位置確認アルゴリズムの性能要約は次の通りであった:
1.良いケース(48被験者)
a.25被験者について、我々の検出は、医師の記録と完全に一致する
b.19被験者について、2つの検出間の差は5分未満である
c.4被験者について、2つの検出間の差は10分未満である(完全な移行はG/B信号が落ち着くまで最大で10分かかる)
2.失敗したケース(6被験者)
a.4被験者は、胃内の緑/青色信号の標準偏差が高かった
b.1被験者は、胃内に胆汁があって、それが、胃内の緑/青色に大きな影響を及ぼした
c.1被験者は、幽門移行で緑/青色変化がなかった
PillCam胃−十二指腸移行位置確認アルゴリズム検出および医師の記録の完全一致は、48/54=89%であった。
十二指腸−空腸移行
TLC1について、装置が十二指腸に入ったと判断された3分後に、装置は十二指腸を出て空腸に入ったと想定した。胃−十二指腸移行のTLC1調査に関して前述した17被験者のうち、16人の被験者が、十二指腸−空腸移行は胃と空腸との間のどこかであったことがCT画像で確認されたと述べた。17被験者のうちの1人は、十二指腸内で遷延した移行時間があった。アルゴリズム検出とCTスキャンとの間の完全一致は16/17=94%であった。
PillCamについて、十二指腸−空腸移行は判断しなかった。
空腸−回腸移行
空腸は回腸よりも赤くて血管が多いこと、および空腸は、腸間膜脂肪が多くてより厚い腸壁を有することに留意されたい。これらの差は、空腸と回腸との間で、特に反射された赤色の光について、様々な光学応答を生じることができる。TLC1およびPillCamの両方について、空腸−回腸移行における赤色の信号の変化を追跡するために2つの異なるアプローチを調査した。第1のアプローチは、単一スライディング窓分析であり、窓は10分長で、窓が前方に移動している間に平均信号を閾値と比較した。第2のアプローチは、2スライディング窓分析であり、各窓は10分長で2つの窓の間に20分の間隔があった。空腸−回腸移行位置確認のためのアルゴリズムは以下の通りであった:
1.十二指腸−空腸移行の後、20分の赤色の信号を取得して、データの平均値を求め、それを空腸基準信号として記録する
2.装置が空腸に入ってから20分後に、空腸−回腸移行のチェックを開始する
a.新規に受信したデータを空腸基準信号によって正規化する
b.2つのアプローチ:
i.単一スライディング窓分析
・反射された赤色の信号の平均が0.8未満の場合、移行フラグをセットする
ii.2スライディング窓分析
・フロント窓内で、反射された赤色における平均差が、反射された赤色の信号の標準偏差の2Xよりも高い場合、移行フラグをセットする
TLC1について、18被験者のうちの16人が、検出された空腸−回腸移行が空腸と盲腸との間であったことが確認されたCT画像を持っていた。アルゴリズムとCTスキャンとの間の完全一致は16/18=89%であった。これは、単一スライディング窓および二重スライディング窓アプローチの両方に当てはまり、同じ2被験者が両方のアプローチで失敗した。
PillCamに対する空腸−回腸移行検出の性能要約は次の通りである:
1.単一スライディング窓分析:
a.11ケースで、空腸−回腸移行を空腸と盲腸の間のどこかで検出した
b.24ケースで、空腸−回腸移行を盲腸の後で検出した
c.19ケースで、空腸−回腸移行を検出しなかった
d.完全一致:11/54=20%
2.2スライディング窓分析:
a.30ケースで、空腸−回腸移行を空腸と盲腸の間のどこかで検出した
b.24ケースで、空腸−回腸移行を盲腸の後で検出した
c.完全一致:30/54=56%
回腸−盲腸移行
TLC1について、反射された赤色/緑色の平均信号が、回腸−盲腸移行の前後での最も統計的な差を提供したことがデータで示された。データでは、TLC1について、反射された緑色/青色の変動係数が、回腸−盲腸移行における最も統計的な対比を提供したことも示された。PillCamビデオに基づく分析では、TLC1装置で取得されたそれらの結果に対して非常に類似した統計的傾向が示された。従って、アルゴリズムは、反射された赤色/緑色の平均値および反射された緑色/青色の変動係数における変化を利用した。本アルゴリズムは、次の通りであった:
1.カプセルが胃に入った後に回腸−盲腸移行のモニターを開始する
2.2つの窓(フロント(第1)およびバック(第2))を設定する
a.各窓に対して5分時間長を使用する
b.2つの窓の間に10分の間隔を使用する
c.1分の窓スライディングステップサイズを使用する
3.2つのスライディング窓内の信号を比較する
a.以下の場合、回腸−盲腸移行フラグをセットする
i.反射された赤色/緑色に著しい変化があるか、または閾値よりも低い
ii.反射された緑色/青色の変動係数が閾値よりも低い
b.これが検出された最初の回腸−盲腸移行である場合、小腸内での平均の反射された赤色/緑色の信号を小腸基準信号として記録する
c.以下の場合、位置逆転(すなわち、カプセルが回腸末端に戻る)のマークを付ける
i.反射された赤色/緑色が、統計的に小腸基準信号と同程度である
ii.反射された緑色/青色の変動係数が閾値よりも高い
d.あり得る回腸−盲腸移行が検出される場合、偽陽性フラグの場合に備えて、TLC1に対してもう10分間(PillCamに対してもう15分間)、スキャンを継続する
i.この時間フレーム(TLC1に対して10分、PillCamに対して15分)以内に、位置逆転が検出される場合、以前の回腸−盲腸移行フラグは偽陽性フラグである。フラグをクリアして、チェックを継続する
ii.あり得る回腸−盲腸移行フラグに続くこの時間フレーム(TLC1に対して10分、PillCamに対して15分)以内に、位置逆転が検出されていない場合、それを確認された回腸−盲腸移行としてマークを付ける
e.確認された回腸−盲腸移行の後、位置逆転の場合に備えて、データのモニターをもう2時間、継続する
i.位置逆転が識別される場合、逆転が起こったタイムスタンプにフラグを立て、次いで、ステップa〜dを繰り返して次の回腸−盲腸移行を探す
ii.以前の確認された回腸−盲腸移行の後2時間、カプセルが小腸に戻っていない場合、位置逆転モニタリングを中止して、カプセルは大腸領域内にあると想定する
TLC1装置に対して特別に設計されたフラグのセットおよび位置逆転基準は次の通りであった:
1.以下の場合、回腸−盲腸移行フラグをセットする
a.フロント窓内の平均の反射された赤色/緑色が0.7未満であるか、または2つの窓の間の平均差が0.6よりも高い
b.かつ、反射された緑色/青色の変動係数が0.02未満である
2.以下の場合、位置逆転として定義する
a.フロント窓内の平均の反射された赤色/緑色が、小腸基準信号より高い
b.かつ、反射された緑色/青色の変動係数が0.086よりも高い
TLC1について、18被験者のうちの16人が、検出された回腸−盲腸移行が回腸末端と結腸との間であったことが確認されたCT画像を持っていた。アルゴリズムとCTスキャンとの間の完全一致は16/18=89%であった。回腸−盲腸移行位置確認アルゴリズムが失敗した2人に関して、1被験者について、回腸−盲腸移行は、TLC1がまだ被験者の回腸末端内にあった間に検出され、他の被験者について、回腸−盲腸移行は、装置が結腸内にあったときに検出された。
57の入手可能なPillCam内視鏡検査ビデオの中で、3被験者について、内視鏡検査ビデオは、PillCamが盲腸に到達する前に終了し、別の2被験者は、大腸内で極めて限られたビデオデータしかなかった(5分未満)。これら5被験者は、回腸−盲腸移行位置確認アルゴリズム性能テストから除外した。PillCamに対する回腸−盲腸移行検出の性能要約を以下にリストする:
1.良いケース(39被験者)
a.31被験者について、PillCam検出と医師の記録との間の差が5分未満であった
b.3被験者について、PillCam検出と医師の記録との間の差が10分未満であった
c.5被験者について、PillCam検出と医師の記録との間の差が20分未満であった(完全な移行は信号が落ち着くまで最大で20分かかり得る)
2.境界/悪いケース(13被験者)
a.境界ケース(9被験者)
i.PillCam回腸−盲腸移行検出が回腸末端または結腸内で現れたが、2つの検出間の差は1時間以内であった
c. 失敗したケース(4被験者)
i.失敗の理由
1.信号が回腸末端内で既に安定化した
2.信号が入口から出口まで大きなばらつきがあった
3.回腸−盲腸移行において、反射された赤色/緑色における統計的に著しい変化がなかった。
良いケースだけを考慮すると、回盲移行位置確認アルゴリズム検出と医師の記録との間の完全一致は39/52=75%である。場合により許容可能なケースを含む完全一致は48/52=92.3%である。
盲腸−結腸移行
TLC1について、反射された赤色/緑色の平均信号が、盲腸−結腸移行の前後での最も統計的な差を提供したことがデータで示された。データでは、TLC1について、反射された青色の変動係数が、盲腸−結腸移行における最も統計的な対比を提供したことも示された。PillCamに対して同じ信号を使用した。盲腸−結腸移行位置確認アルゴリズムは、次の通りであった:
1.回腸−盲腸移行の後、10分の反射された赤色/緑色および反射された青色の信号を取得して、データの平均値を求め、それを盲腸基準信号として記録する
2.カプセルが盲腸に入った後に、盲腸−結腸移行のチェックを開始する(盲腸−結腸移行アルゴリズムは、回腸−盲腸移行フラグに依存する)
a.新規に受信したデータを盲腸基準信号によって正規化する
b.2スライディング窓分析:
i.2つの隣接した10分窓を使用する
ii.次のいずれかの基準が満足された場合、移行フラグをセットする
・バック(第2の)窓内で、反射された赤色/緑色における平均差が反射された赤色/緑色の標準偏差の4Xを上回った
・フロント(第1の)窓内の反射された赤色/緑色の平均が1.03よりも高かった
・フロント(第1の)窓内の反射された青色信号の変動係数が0.23よりも大きかった
前述の閾値は、TLC1によって取得されたデータの統計的分析に基づいて選択した。
TLC1について、18被験者のうちの15人は、盲腸−結腸移行を盲腸と結腸の間のどこかで検出した。被験者の1人は、TLC1がまだ盲腸内にある間に盲腸−結腸移行を検出した。他の2被験者は、間違った回腸−盲腸移行および間違った盲腸−結腸移行の両方を検出した。アルゴリズムとCTスキャンとの間の完全一致は15/18=83%であった。
PillCamに関して、3被験者について、内視鏡検査ビデオは、PillCamが盲腸に到達する前に終了し、別の2被験者は、大腸内で極めて限られたビデオデータしかなかった(5分未満)。これら5被験者は、盲腸−結腸移行位置確認アルゴリズム性能テストから除外した。PillCamに対する盲腸−結腸移行検出の性能要約を以下にリストする:
1.27ケースで、盲腸−結腸移行を盲腸と結腸との間のどこかで検出した
2.1ケースで、盲腸−結腸移行を回腸内で検出した
3.24ケースでは、位置確認された盲腸−結腸移行がなかった

完全一致:27/52=52%

以下の表は、位置確認精度結果を要約する。
Figure 2019526423
実験2
ベロー材料が分注可能物質として使用される薬剤の機能に及ぼし得る影響を評価するために実験を実行した。実験は、ベローにおける貯蔵寿命に起因した薬剤への影響も評価した。
先細シリコーンベローまたは滑らかなPVCベローのいずれかを含むシミュレートされた装置ジグに薬剤Exemptia(アダリムマブ)を装填して、光から保護しながら、4、24、または336時間、室温でインキュベートできるようにした。図80は、先細シリコーンベローを例示し、図81は、シミュレートされた装置ジグ内の先細シリコーンベローを例示する。図82は、滑らかなPVCベローを例示し、図83は、シミュレートされた装置ジグ内の滑らかなPVCを例示する。
薬剤をその後、それぞれの分注システムを使用して抽出して、競合阻害アッセイでテストした。テスト方法を文献(Velayudhanら、「Demonstration of functional similarity of proposed biosimilar ABP501 to adalimumab」BioDrugs 30:339−351(2016)およびBarbeauetら、「Application Note:Screening for inhibitors of TNFα/s TNFR1 Binding using AlphaScreen(商標)Technology」PerkinElmer Technical Note ASC−016. (2002))から開発して、対照薬剤を使用した開発作業および提供されたAlphaLISAテストキットを使用した実験の予備テストを行った。図84は、実験で実行された競合アッセイの原理を示す。
ベローを次のように装填した:シミュレートされたカプセルジグの分注口を70%エタノールで無菌的に拭き;風乾を1分間、可能にし;Exemptia送達シリンジを使用してベローの各セットを200μLの薬剤で装填して;装填した装置の写真を撮り;薬剤が全てのベロー表面と接触するのを可能にするために、装置を優しく回転させ;ベローを光から保護して;室温で所定の期間、インキュベートして、薬剤が全てのベロー表面と接触するのを可能にする。
薬剤を次のように抽出した:インキュベーション時間の完了後;分注口が下の無菌捕集ミクロチューブおよびペトリ皿の上に位置するように、装置ジグを逆にして;5立方センチの空気を適切なシリンジに引き入れ;ルアーロックを装置ジグに取り付けて;薬剤が捕集ミクロチューブに回収されるようにシリンジを使用して空気で陽圧をベローに優しく印加し;可能であれば、分注している薬剤のビデオを取り;試料を各ベロータイプから採取して;200μLの薬剤を市販の分注シリンジから無菌ミクロチューブに直接分注することにより、対照薬剤試料を採取し;200μLのPBSを無菌ピペットを使用して無菌ミクロチューブに直接分注することにより、対照薬剤のない試料を採取して;採取した薬剤を光から保護し;薬剤を以下の希釈範囲(250、125、25、2.5、0.25、0.025、0.0125、0.0025μg)に関して無菌PBS中で希釈して、IC50範囲の薬剤を決定した。
貯蔵状態が装置内の薬効に及ぼし得る影響を判断するために、(シリンジ、シリコーンベロー、PVCベロー内のいずれかに貯蔵した)薬剤を光から保護しながら、24時間〜72時間、室温で貯蔵した。試料を次いで抽出して、前述のパラグラフ内のステップを繰り返した。
AlphaLISA(LOCI(商標))テスト方法を使用した。表4に記述するように、ヒトTNFα標準希釈範囲を準備した。
Figure 2019526423
次のようにテストを実行した:上の標準希釈範囲が別々の96のウェルプレート中に入っていた;一貫した混合を確実にするために、試料をピペットで優しく上下に5回、混ぜた;表5に示すテストレイアウト表に従い、384のウェルプレートを準備した;以前に作った希釈プレートから5マイクロリットルの10,000pg/mL TNFα標準を、表5に示すように、各対応する濃度に添加した;5マイクロリットルの(市販のシリンジから直接(A)、シリコーンベローから(B Si)、PVCベローから(B PVC)、またはPBS対照から(C))回収した薬剤を、表5に記載した対応するウェルに添加した;テストプレートを、光から保護しながら、室温で1時間、インキュベートした;10マイクロリットルのアクセプタービーズを各以前にアクセスしたウェルに添加した;ウェルを光から保護しながら、室温で30分間、インキュベートした;10μLのビオチン化抗体を各以前にアクセスしたウェルに添加した;ウェルを光から保護しながら、室温で15分間、インキュベートした;室内灯を暗くして、25マイクロリットルのSAドナービーズを各以前にアクセスしたウェルに添加した;ウェルを光から保護しながら、室温で30分間、インキュベートした;プレートをAlpha Modeで解読した;そして結果を記録した。様々なステップで試薬(複数可)を添加すると、各ウェルをピペットで上下に3回混ぜて、良好な混合を達成した。
Figure 2019526423

データが図85〜図87に示されている。そのデータは、4、24時間、または336時間の貯蔵寿命後にベローが薬剤機能に悪影響を与えないことを示す。ベローから分注された薬剤のIC50値は、標準的な処方法(表6)のIC50値に匹敵した。24時間後のベロー曲線(図86)でわずかな右シフトに気付いたが、このシフトは十分に曲線のエラーバーの範囲内であった。表7〜表9は、それぞれ、図85〜図87のデータを表す。特に、試験物間の平均(n=5)RFUデータを濃度範囲にわたって比較すると、有意差(p<0.05)が識別された。しかし、これらの有意差は、どちらの試験物にも長期間にわたって好都合でなく、それらは薬剤に応じて材料の性能に関連しなかったことを示唆する(図85〜図87)。
Figure 2019526423

Figure 2019526423

Figure 2019526423
Figure 2019526423
実験3
本明細書で開示する摂取可能装置で薬剤を送達するために使用されたある圧力が薬剤に物理的なダメージを与える結果となるかどうかを判断するためにテストを実施した。
標的分析物(Novolog)を、放出機構を備えたピストンを含むジェット装置に装填した。ピストンの背面上に、手押しポンプで圧力を供給し、放出機構が解除されてNovologを放出した。端部留め具をねじで留めてノズルインサートを固定してチャンバを密封した。ジェット装置は目標圧力で作動して標的分析物を採取および分析のためにポリプロピレンチューブに分注した。最小圧力テストのために、ピストンを前方にゆっくりと押すことによりジェット装置を手動で操作して標的分析物を分注した。最大圧力テストのために、150ポンド/平方インチ(psi)をジェット装置に印加して、標的分析物を採取チューブに注意深く分注した。正の対照のために、分析物を標準シリンジを使用して分注し、負の対照は、意図的な物理的ダメージを引き起こすために、分析物を、一連の煮沸および凍結解凍サイクルを経験させることによって準備した。薬効は、採取した試料を市販のELISAキットで実行し、薬剤の検出された濃度を標準曲線と比較することによって検出した。薬物回収の減少は物理的な薬剤の立体構造に対する影響に相関して、ELISAキットによる検出の減少となった。ジェット分注が薬剤の立体構造に影響を及ぼさなかった場合、装置から回収される薬剤の濃度は正の対照と同じであっただろう。ダメージが生じた場合、検出された濃度は、負の対照と同じであっただろう。テストマトリックスを表10に示す。
Figure 2019526423
テスト方法を図88に例示する。アッセイ原理を図89に例示する。結果を表11に示す。統計値を表12に示す。
Figure 2019526423


Figure 2019526423

アッセイは、本方法によって物理的に不活性化された薬剤の検出およびこれは正の対照よりも有意差があることを示すことができた。本実験のテストパラメータの文脈内では、ジェット送達システムを通して150psiで分注した場合、薬剤の立体構造に悪影響はなかった。本実験のテストパラメータの文脈内では、ジェット送達システムを通して30psi未満で分注した場合、薬剤の立体構造に悪影響はなかった。150psiでまたは30psi未満でのジェットシステムを通しての分注の間には有意な(p>0.7)差はなかった。いずれの圧力でも、正の対照と比べて有意差はなかった。
他の実施形態
ある実施形態が説明されているが、本開示はかかる実施形態に制限されない。
一例として、いくつかの実施形態では、エラストマーブラダーが、引き伸ばされた場合に、分注可能物質が摂取可能装置から、エラストマーブラダーの圧縮力、および弁システムによって分注されるように、分注可能物質(例えば、治療薬)を含めるために使用できる。
図90は、ハウジング9010を有する摂取可能装置9000を例示する。摂取可能装置は、エラストマーブラダー9002および弁システム9004も有する。摂取可能装置9000はチューブ9006をさらに含んで、分注口9008をブラダー9002に連結する。加えて、摂取可能装置9000はPCBA9012を有する。最初は、エラストマーブラダー9002は一定容量の分注可能物質を含み、その容量の分注可能物質を収容するために伸びる。伸びたブラダー9002は、圧縮力を分注可能物質に印加し、そのため、最終的に、分注可能物質は、ブラダー9002からチューブ9006を通り、最後にハウジング9010内の分注口9008を通って出る。弁システム9004がチューブ9006上またはチューブ9006内に配置されて、閉および開の2つの位置を有する。閉じた場合、弁システム9004は、ブラダー9002と分注口9008との間の流体連結を防ぐ。閉位置では、弁システム9004は、チューブ9006内の流れを十分に塞ぐ。開位置では、弁システム9004は、ブラダー9002と分注口9008との間の流体連結を促進する。開位置では、弁システム9004は、チューブ9006から妨害物の少なくとも一部を除去する。結果として、ブラダー9002の圧縮力は、分注可能物質をブラダー9002から押し、チューブ9006を通して弁システム9004を開く。分注可能物質は次いで、必要に応じて、分注口9008からGI管の部分に分注する。弁システム9004は、PCBA9012によって制御される。一般に、PCBA9012は、信号を受信し、受信した信号内に含まれる情報に基づいて弁システム9004を作動させるように構成される。PCBA9012は追加として、電力を弁システムに供給し得る。
エラストマーブラダー9002は、任意の適切な材料で作られ得る。一般に、ブラダー9002は、エラストマー材料で作られる。材料例は、ラテックス、シリコーン、PVC、ゴム、低密度ポリエチレン、ポリプロピレンを含む。典型的には、ブラダー9002は、所望の柔軟性を提供する厚さを有する。いくつかの実施形態では、ブラダー9002は、0.001インチ〜0.0020インチ(例えば、0.002インチ〜0.0015インチ)の厚さを有する。
図91および92Aは、ワックス弁システム9100を弁システム9004の一実施形態として例示する。ワックス弁システム9100は、隔膜9102、ワックス9104、および発熱体9106を含む。典型的には、発熱体9106は、同様に図90に示される、PCBA9012と電子通信している。ワックス9102は、固形であり、隔膜9102によって完全に覆われている。ワックス9104の構成は、液体もガスもチューブ9006を通過できないように、チューブ9006内に完全に突き出ている。隔膜9102は、ワックス9104の構成に起因して伸ばされるが、隔膜9102の自然な状態は、チューブ9006の一部を塞ぐか、またはどの部分も塞がない。ワックス弁システム9100は、ワックス9104および伸びた隔膜9102がチューブ9006を完全に塞ぐ場合、閉じていると考えられる。発熱体9106は、ワックス9104に熱的に結合され、そのため、発熱体9106が熱を生じると、ワックス9104が溶ける。ワックス9104が溶けると、隔膜9102を伸ばすためのワックス9104からの圧力が低下して、隔膜9102はもっと自然な状態に弛緩する。隔膜9102およびワックス9104はもう完全にはチューブ9006を塞いでおらず、ワックス弁システム9100は開いていると考えられる。
図92Aおよび図92Bは、摂取可能装置9000内のワックス弁システム9100を示す。図92Aでは、ワックス弁システム9100は閉じており、図92Bでは、、ワックス弁システム9100は開いている。
図92Aでは、ブラダー9002は伸びて分注可能物質を含む。ブラダー9002は、分注可能物質がチューブ9006を通ってブラダー9002を出るように、分注可能物質に圧縮力を印加する。ワックス弁システム9100は閉位置で、ブラダー9002は圧縮できない。ワックス9104は、隔膜9102が伸びてチューブ9006を塞ぐように、隔膜9102を支持して、ブラダー9002と分注口9008との間の流体連結を防ぐ。ワックス弁システム9100は閉じていて、分注可能物質は、分注口9008を通って分注できない。
PCBA9012は次いで、分注可能物質を分注し、電流を発熱体9106に通すための信号を受信する。発熱体9106はワックス9104を溶かす。結果として、隔膜9102はもうワックス9104によって支持されず、図92Bに示す、妨害する伸びた位置から、自然の位置に弛緩する。自然の位置で、隔膜9102は部分的にチューブ9006を塞ぐか、またはチューブ9006のどこも塞がない可能性がある。図92Bに示す自然の位置は、チューブ9006を部分的に塞いでいる隔膜9102を示す。ワックス弁システム9100が開いている場合、隔膜9102の弛緩に起因して、ブラダー9002が、同様に図92Bに示す、分注口9008と流体連結している。分注可能物質へのブラダー9002の圧縮力は、必要に応じて、分注可能物質を押し、チューブ9006を通って、ワックス弁システム9100を開き、分注口9008から、GI管へ入る。ブラダー9002は、完全に圧縮されて、分注可能物質の残留量を含み得る。
摂取可能装置が単一の出口、例えば、ノズルを含む、ある実施形態が説明されているが、本開示は、これに関して制限されていない。一般に、本明細書で開示する摂取可能装置の実施形態のいずれも、複数の出口、例えば、ノズルと共に実装できる。例えば、摂取可能装置は、2つの出口、3つの出口、4つの出口、5つの出口または6以上の出口を含み得る。かかる実施形態では、同じタイプの送達機構(例えば、ガス発生セル)が各出口(例えば、ノズル)に対して使用できるか、異なるタイプの送達機構が異なる出口に対して使用できるか、または組合せが使用され得る。いくつかの実施形態では、摂取可能装置は、各分注可能物質に対して別々の貯蔵リザーバを含み得、摂取可能装置は、各貯蔵リザーバに対して別々の送達システムを含み得るか、またはかかるアプローチの組合せが使用できる。ある実施形態では、各出口が同時に開くように、複数の出口を備えた摂取可能装置が設計される。かかるアプローチは、分注可能物質(複数可)の比較的高圧の送達を強化でき、かかる比較的高圧は望ましい。ある実施形態では、複数の出口(例えば、2つの出口)を使用すると、GI管の組織(例えば、外筋層と粘膜下層との間)に送達される分注可能物質の量を増加できる。いくつかの実施形態では、複数の出口(例えば、2つの出口)を使用すると、力平衡の強化を可能にできる(例えば、分注可能物質のジェットは、摂取可能装置を、腸壁などの、所望の位置から離す低下した傾向がある)。いくつかの実施形態では、複数の出口(例えば、2つの出口)を使用すると、摂取可能装置が標的位置から比較的離れた位置にある場合に、分注可能物質の幾分かの容量の送達の可能性を高めることができる。
図93は、第1の出口93100Aおよび第2の出口93100Bを含む摂取可能装置93000の例示的な実施形態を示す。装置93000は、Oリング93300で密封されたピストン93200およびピストン93200を動かすためのエネルギー源(例えば、ガス発生セル)93400も含む。加えて、装置93000は、貯蔵リザーバ93500およびキャップ93600を含む。使用中、エネルギー源93400はピストン93200を動かして、貯蔵リザーバ93500内の分注可能物質を、出口93100Aおよび93100Bを経て装置93100から出す。
ノズルが必要に応じて設計できる。ノズル設計の例は、真っ直ぐな側壁を有するノズルおよび先細側壁を有するノズルを含む。先細側壁を備えたノズルの例が、例えば、図31、図32、図45、図46A、図47、および図49〜図63に例示されている。
貯蔵リザーバに対してある容量が開示されているが、本開示はかかる容量に制限されない。一般に、貯蔵リザーバは必要に応じて容量を有することができる。例えば、本明細書で開示する実施態様のいずれでも、貯蔵リザーバは10μL〜1500μL(例えば、50μL〜1000μL、100μL〜750μL、200μL〜600μL、300μL〜500μL、350μL〜450μL、400μL)の容量を有し得る。
任意の実施形態では、摂取可能装置は、試料を含むための1つ以上の貯蔵リザーバを含み得る。例えば、摂取可能装置は、被験者のGI管内にある間に、試料を取得するように構成できる。
システム、プロセスおよび装置の様々な実施形態は、本明細書ではほんの一例として説明されている。任意の一実施形態で説明する特徴および制限は、本明細書の任意の他の実施形態に適用され得、一実施形態に関連する流れ図または例は、適切な方法で、異なる順序で行われるか、または並列して行われる任意の他の実施形態と結合され得ると考えられる。前述のシステムおよび/または方法は、他のシステムおよび/もしくは方法に適用され得るか、または他のシステムおよび/もしくは方法に従って使用され得ることに留意すべきである。様々な修正および変形が、実施形態の精神および範囲から逸脱することなく、これらの実施形態例に対して行われ得、実施形態の添付のリストは、全体として説明と一致する最も広い解釈を与えられるべきである。

Claims (292)

  1. 第1の端部、前記第1の端部から実質的に反対側の第2の端部、および前記第1の端部から前記第2の端部に長手方向に延在する壁によって画定されるハウジングと、
    前記ハウジング内部に配置された電子部品と、
    前記ハウジング内部に、前記電子部品に隣接して配置されたガス発生セルであって、
    前記電子部品が前記ガス発生セルを作動させてガスを発生するように構成されている、ガス発生セルと、
    前記ハウジング内部に配置された貯蔵リザーバであって、
    分注可能物質を貯蔵し、前記貯蔵リザーバの第1の端部が前記ハウジングの前記第1の端部に連結されている、貯蔵リザーバと、
    前記ハウジングの前記第1の端部に配置された出口弁であって、
    前記出口弁は、前記分注可能物質が前記貯蔵リザーバから前記ハウジングの前記第1の端部を出て放出されるのを可能にするように構成される、出口弁と、
    前記ハウジング内部に配置されるか、または前記ハウジングに付着された安全装置であって、
    前記ハウジング内部の内圧が閾値レベルを上回った場合に前記内圧を解放するように構成される、安全装置と、
    を備える、摂取可能装置。
  2. 前記ハウジングは、破裂することなく、内部爆発に耐えるのに実質的に十分な厚さのポリカーボネート壁を有する、請求項1に記載の摂取可能装置。
  3. 前記安全装置は、内部爆発を回避するために前記ハウジング内部の酸素を吸収する酸素吸収性材料を含む、請求項1に記載の摂取可能装置。
  4. 前記安全装置は、前記ガス発生セルを前記ハウジング内部の他の構成要素から分離する不活性非導電性誘電体を含む、請求項1に記載の摂取可能装置。
  5. 前記安全装置は、前記ハウジングの前記第1の端部に配置された逃がし弁を含み、
    前記逃がし弁は、前記ハウジング内部の前記内圧が前記閾値レベルに達すると開くように構成される、請求項1に記載の摂取可能装置。
  6. 前記安全装置は、前記ハウジングの前記第1の端部に配置された破裂板を含み、前記破裂板は、前記ハウジング内部の前記内圧が前記閾値レベルに達すると破裂するように構成される、請求項1に記載の摂取可能装置。
  7. 前記ハウジングは、前記ハウジング内部の前記内圧が前記閾値レベルに達すると、制御された方法で破裂するように構成される、請求項6に記載の摂取可能装置。
  8. 前記ガス発生セルは、前記電子部品の上に取り付けられて、前記電子部品から密封されている、水素発生セルである、請求項1に記載の摂取可能装置。
  9. 前記ガス発生セルに隣接したピストンをさらに備え、前記ピストンは、前記ガス発生セルからの圧力で前記ハウジングの前記第1の端部の方に移動するように推進される、請求項1に記載の摂取可能装置。
  10. 前記ピストンは、前記ガス発生セルに巻き付いているシリコーンシールの形で前記ガス発生セルと統合され、前記ガス発生セルは、前記ピストンと共に移動可能である、請求項9に記載の摂取可能装置。
  11. 前記貯蔵リザーバは、前記ガス発生セルからの圧力によって圧縮されるように構成されるベローの形である、請求項1に記載の摂取可能装置。
  12. 前記貯蔵リザーバは、複数のチャンバを含み、前記複数の前記チャンバの各々は、異なる分注可能物質を貯蔵する、請求項1に記載の摂取可能装置。
  13. 前記異なる分注可能物質は、前記出口弁を通って同時に放出される、請求項12に記載の摂取可能装置。
  14. 前記複数の前記チャンバの各々からの前記異なる分注可能物質は、前記出口弁を通って順番に送達される、請求項12に記載の摂取可能装置。
  15. 前記複数の前記チャンバの各々からの前記異なる分注可能物質は、異なる膜によって制御され、前記電子部品は、それぞれの分注可能物質を送達するために、前記ガス発生セルを制御して膜を推進するガスを放出する、請求項12に記載の摂取可能装置。
  16. 前記ガス発生セルに隣接した可撓性隔膜をさらに備え、前記可撓性隔膜は、前記ガス発生セルからの圧力によって前記ハウジングの前記第1の端部に向かって変形するように構成される、請求項1に記載の摂取可能装置。
  17. 前記ガス発生セルと前記ハウジングの前記第1の端部との間に置かれたキャピラリープレートと、
    前記ガス発生セルと前記貯蔵リザーバとの間のワックスシールであって、前記ワックスシールは、溶けるように構成され、前記分注可能物質は、前記ガス発生セルからの圧力により前記キャピラリープレートを通って押される、ワックスシールと、
    をさらに備える、請求項1に記載の摂取可能装置。
  18. 前記キャピラリープレートは、同心円状のマイクロチャネルから成る、請求項14に記載の摂取可能装置。
  19. 前記ガス発生セルは、前記ガス発生セルからの前記圧力によって変形するように構成されている折り曲げたホイルで包まれている、請求項14に記載の摂取可能装置。
  20. 前記壁は、縦軸に沿って2つのクラムシェルの半分に分かれるように構成され、前記摂取可能装置は、
    1つのクラムシェルの半分内に前記縦軸に沿って置かれて、前記電子部品を包み込んでいる、隔膜をさらに備え、前記隔膜は、前記ガス発生セルからの圧力によって他方のクラムシェルの半分の方へ偏向するように構成される、
    請求項1に記載の摂取可能装置。
  21. 前記出口弁は、傘形状を有し、前記ハウジングの前記第1の端部は、前記分注可能物質を前記ハウジングから放射状に向けるために、前記出口弁の下に複数のポートを有する、請求項1に記載の摂取可能装置。
  22. 前記出口弁は、前記ハウジングの前記第1の端部の周囲にリングを有し、前記分注可能物質を前記ハウジングから外へ向けるために、前記リング上に均等に分布された複数のポートを有する、請求項1に記載の摂取可能装置。
  23. 前記出口弁は、前記ハウジングの前記第1の端部から外に延出するドームスリットを含み、前記分注可能物質は、前記ドームスリットを通って送達される、請求項1に記載の摂取可能装置。
  24. 前記出口弁は、前記ハウジングの前記第1の端部の前記第1の端部に穴を含み、前記穴は、前記ハウジング内部からの前記内圧によって破損するように構成されたワックスまたはシリコーン材料によって密封される、請求項1に記載の摂取可能装置。
  25. 前記出口弁は、前記分注可能物質が前記出口弁を通って送達される際に、カプセルの不平衡の力および回転を低減するために、前記ハウジングの前記第1の端部における重心に配置される、請求項1に記載の摂取可能装置。
  26. 前記ハウジングの前記第1の端部または前記第2の端部の近位に配置された光検知ユニットをさらに備え、前記光検知ユニットは、照明を前記ハウジングの外部環境に伝達して、前記照明によって生じた前記環境からの反射を検出するように構成され、
    前記電子部品は、
    前記反射に基づいて前記摂取可能装置の位置を識別することと、
    前記識別された位置が事前に定義された位置と一致する場合、前記ガス発生セルを作動させてガスを発生させることと、
    を行うように構成される、
    請求項1に記載の摂取可能装置。
  27. 前記電子部品は、
    前記ガス発生セルを制御して、前記反射の特性に基づいて前記分注可能物質の計量された用量を前記ハウジングの外に送達するための内圧を生じる
    ようにさらに構成される、請求項26に記載の摂取可能装置。
  28. 前記電子部品は、前記分注可能物質の前記用量を計量するために、前記ガス発生セルによって発生するガスの量を制御するための可変抵抗器を含む、請求項27に記載の摂取可能装置。
  29. 前記分注可能物質の前記計量された用量は、1回限りの用量または体系的送達の複数回用量である、請求項27に記載の摂取可能装置。
  30. 前記貯蔵リザーバは、10μL〜1500μLの前記分注可能物質を貯蔵する、請求項1に記載の摂取可能装置。
  31. 前記ハウジングは、前記分注可能物質を前記貯蔵リザーバ内に装填するための装填口を含む、請求項1に記載の摂取可能装置。
  32. 前記分注可能物質は、粉末、顆粒、液体、または半流動体ゲルの形態の治療薬を含む、請求項1に記載の摂取可能装置。
  33. 第1の端部、前記第1の端部から実質的に反対側の第2の端部、および前記第1の端部から前記第2の端部に長手方向に延在する壁によって画定されるハウジングと、
    前記ハウジング内部に配置された電子部品と、
    前記ハウジング内部に、前記電子部品に隣接して配置されたガス発生セルであって、
    前記電子部品が前記ガス発生セルを作動させてガスを発生するように構成されている、ガス発生セルと、
    前記ハウジング内部に配置された貯蔵リザーバであって、
    分注可能物質を貯蔵し、前記貯蔵リザーバの第1の端部が前記ハウジングの前記第1の端部に連結されている、貯蔵リザーバと、
    前記ハウジングの前記第1の端部に配置された注入装置であって、
    前記分注可能物質を前記貯蔵リザーバから前記ハウジングの外に注入するように構成される、注入装置と、
    前記ハウジング内部に配置されるか、または前記ハウジングに付着された安全装置であって、
    前記ハウジング内部の内圧を解放するように構成される、安全装置と、
    を備える、摂取可能装置。
  34. 前記分注可能物質は、粘膜に浸透するのに実質的に十分な力で、前記注入装置を通って放出される、請求項33に記載の摂取可能装置。
  35. 前記ハウジングの外部に付着された構成要素をさらに含み、前記構成要素は、前記分注可能物質の送達前に、前記注入装置を上皮層に位置付けて前記上皮層を広げるように構成される、請求項33に記載の摂取可能装置。
  36. 前記注入装置は、前記ハウジングに連結されているか、または前記ハウジング内部に配置されて、前記ハウジングの外に延出する注入部を有する、シリンジである、請求項33に記載の摂取可能装置。
  37. 前記注入装置は、前記分注可能物質を注入するために上皮層を穿通するように構成される注入口を含む、請求項33に記載の摂取可能装置。
  38. 前記ハウジングは、破裂することなく、内部爆発に耐えるのに実質的に十分な厚さのポリカーボネート壁を有する、請求項33に記載の摂取可能装置。
  39. 前記安全装置は、内部爆発を回避するために前記ハウジング内部の酸素を吸収する酸素吸収性材料を含む、請求項33に記載の摂取可能装置。
  40. 前記安全装置は、前記ガス発生セルを前記ハウジング内部の他の構成要素から分離する不活性非導電性誘電体を含む、請求項33に記載の摂取可能装置。
  41. 前記安全装置は、前記ハウジングの前記第1の端部に配置された逃がし弁を含み、
    前記逃がし弁は、前記ハウジング内部の前記内圧が前記閾値レベルに達すると開くように構成される、
    請求項33に記載の摂取可能装置。
  42. 前記安全装置は、前記ハウジングの前記第1の端部に配置された破裂板を含み、前記破裂板は、前記ハウジング内部の前記内圧が前記閾値レベルに達すると破裂するように構成される、請求項33に記載の摂取可能装置。
  43. 前記ハウジングは、前記ハウジング内部の前記内圧が前記閾値レベルに達すると、制御された方法で破裂するように構成される、請求項42に記載の摂取可能装置。
  44. 前記ガス発生セルは、前記電子部品の上に取り付けられて、前記電子部品から密封されている、水素発生セルである、請求項33に記載の摂取可能装置。
  45. 前記ガス発生セルに隣接したピストンをさらに備え、前記ピストンは、前記ガス発生セルからの圧力で前記ハウジングの前記第1の端部の方に移動するように推進される、請求項33に記載の摂取可能装置。
  46. 前記ピストンは、前記ガス発生セルに巻き付いているシリコーンシールの形で前記ガス発生セルと統合され、前記ガス発生セルは、前記ピストンと共に移動可能である、請求項45に記載の摂取可能装置。
  47. 前記貯蔵リザーバは、前記ガス発生セルからの圧力によって圧縮されるように構成されるベローの形である、請求項33に記載の摂取可能装置。
  48. 前記貯蔵リザーバは、複数のチャンバを含み、前記複数の前記チャンバの各々は、異なる分注可能物質を貯蔵する、請求項33に記載の摂取可能装置。
  49. 前記ガス発生セルに隣接した可撓性隔膜をさらに備え、前記可撓性隔膜は、前記ガス発生セルからの圧力によって前記ハウジングの前記第1の端部に向かって変形するように構成される、請求項33に記載の摂取可能装置。
  50. 前記ガス発生セルと前記ハウジングの前記第1の端部との間に置かれたキャピラリープレートと、
    前記ガス発生セルと前記貯蔵リザーバとの間のワックスシールであって、前記ワックスシールは、溶けるように構成され、前記分注可能物質は、前記ガス発生セルからの圧力により前記キャピラリープレートを通って押される、ワックスシールと、
    をさらに備える、請求項33に記載の摂取可能装置。
  51. 前記キャピラリープレートは、同心円状のマイクロチャネルから成る、請求項50に記載の摂取可能装置。
  52. 前記ガス発生セルは、前記ガス発生セルからの前記圧力によって変形するように構成されている折り曲げたホイルで包まれている、請求項50に記載の摂取可能装置。
  53. 前記壁は、縦軸に沿って2つのクラムシェルの半分に分かれるように構成され、前記摂取可能装置は、
    1つのクラムシェルの半分内に前記縦軸に沿って置かれて、前記電子部品を包み込んでいる、隔膜をさらに備え、前記隔膜は、前記ガス発生セルからの圧力によって他方のクラムシェルの半分の方へ偏向するように構成される、
    請求項33に記載の摂取可能装置。
  54. 前記ハウジングの前記第1の端部または前記第2の端部の近位に配置された光検知ユニットをさらに備え、前記光検知ユニットは、照明を前記ハウジングの外部環境に伝達して、前記照明によって生じた前記環境からの反射を検出するように構成され、
    前記電子部品は、
    前記反射に基づいて前記摂取可能装置の位置を識別することと、
    前記識別された位置が事前に定義された位置と一致する場合、前記ガス発生セルを作動させてガスを発生させることと、
    を行うように構成される、
    請求項33に記載の摂取可能装置。
  55. 前記電子部品は、
    前記ガス発生セルを制御して、前記反射の特性に基づいて前記分注可能物質の計量された用量を前記ハウジングの外に送達するための内圧を生じる
    ようにさらに構成される、請求項54に記載の摂取可能装置。
  56. 前記電子部品は、前記分注可能物質の前記用量を計量するために、前記ガス発生セルによって発生するガスの量を制御するための可変抵抗器を含む、請求項55に記載の摂取可能装置。
  57. 前記分注可能物質の前記計量された用量は、1回限りの用量または体系的送達の複数回用量である、請求項55に記載の摂取可能装置。
  58. 前記貯蔵リザーバは、10μL〜1500μLの前記分注可能物質を貯蔵する、請求項33に記載の摂取可能装置。
  59. 前記ハウジングは、前記分注可能物質を前記貯蔵リザーバ内に装填するための装填口を含む、請求項33に記載の摂取可能装置。
  60. 前記分注可能物質は、粉末、顆粒、液体、または半流動体ゲルの形態の治療薬を含む、請求項33に記載の摂取可能装置。
  61. 第1の端部、前記第1の端部から実質的に反対側の第2の端部、および前記第1の端部から前記第2の端部に長手方向に延在する壁によって画定されるハウジングと、
    前記ハウジングの一側面上に配置された光検知ユニットであって、
    前記ハウジングの外部環境からの反射を検出するように構成される、光検知ユニットと、
    前記ハウジング内部に配置された電子部品と、
    前記ハウジング内部に、前記電子部品に隣接して配置されたガス発生セルであって、
    前記電子部品が、前記ガス発生セルを作動させて、前記反射に基づいた前記摂取可能装置の位置の識別に応答してガスを発生するように構成される、ガス発生セルと、
    前記ハウジング内部に配置された貯蔵リザーバであって、
    分注可能物質を貯蔵し、前記貯蔵リザーバの第1の端部が前記ハウジングの前記第1の端部に連結されている、貯蔵リザーバと、
    前記ガス発生セルと接触していて、前記ガス発生セルによって生成された圧力によって前記貯蔵リザーバ内に移動または変形するように構成される膜と、
    前記ハウジングの前記第1の端部に配置された分注口であって、
    前記分注可能物質を前記貯蔵リザーバから前記ハウジングの外に送達するように構成される、分注口と、
    を備える、摂取可能装置。
  62. 前記分注口は、前記貯蔵リザーバの前記第2の端部に配置された出口弁を含み、
    前記出口弁は、前記分注可能物質を前記貯蔵リザーバから前記ハウジングの前記第1の端部を出て放出されるのを可能にするように構成される、
    請求項61に記載の摂取可能装置。
  63. 前記分注口は、傘形状を有し、前記ハウジングの前記第2の端部は、前記分注可能物質を前記ハウジングから放射状に向けるために、前記出口弁の下に複数のポートを有する、請求項61に記載の摂取可能装置。
  64. 前記分注口は、前記ハウジングの前記第2の端部の周囲にリングを有し、前記分注可能物質を前記ハウジングから外へ向けるために、前記リング上に均等に分布された複数のポートを有する、請求項61に記載の摂取可能装置。
  65. 前記分注口は、前記ハウジングの前記第2の端部から外に延出するドームスリットを含み、前記分注可能物質は、前記ドームスリットを通って送達される、請求項61に記載の摂取可能装置。
  66. 前記分注口は、前記ハウジングの前記第2の端部の前記第2の端部に穴を含み、前記穴は、前記ハウジング内部からの内圧のバーストによって破損するように構成されたワックスまたはシリコーン材料によって密封される、請求項61に記載の摂取可能装置。
  67. 前記分注口は、前記分注可能物質が前記分注口を通って送達される際に、カプセルの不平衡の力および回転を低減するために、前記ハウジングの前記第2の端部における重心に配置される、請求項61に記載の摂取可能装置。
  68. 前記分注口は、前記貯蔵リザーバの前記第1の端部に配置された注入ノズルおよび前記分注可能物質を前記貯蔵リザーバから前記ハウジングの外に注入するように構成された注入口を含む、請求項61に記載の摂取可能装置。
  69. 前記分注可能物質は、粘膜に浸透するのに実質的に十分な力で、前記分注口を通って放出される、請求項61に記載の摂取可能装置。
  70. 前記ハウジングの外部に付着された構成要素をさらに備え、前記構成要素は、前記分注可能物質の送達前に、前記分注口を上皮層に位置付けて前記上皮層を広げるように構成される、請求項61に記載の摂取可能装置。
  71. 前記ハウジングに連結されているか、または前記ハウジング内部に配置されて、前記ハウジングの外に延出する注入部を有する、シリンジと、
    前記ハウジング内部に配置されたガスアクチュエータであって、
    前記シリンジを電子的に制御して、前記分注可能物質を、前記注入部が接触している位置に注入する、ガスアクチュエータと、
    をさらに備える、請求項61に記載の摂取可能装置。
  72. 前記注入部は、前記分注可能物質を注入するために上皮層を穿通するように構成される、請求項61に記載の摂取可能装置。
  73. 前記ハウジングは、破裂することなく、内部爆発に耐えるのに実質的に十分な厚さのポリカーボネート壁を有する、請求項61に記載の摂取可能装置。
  74. 前記ハウジングは、内部爆発を回避するために前記ハウジング内部の酸素を吸収する酸素吸収性材料を含む、請求項61に記載の摂取可能装置。
  75. 前記ガス発生セルは、不活性非導電性液体誘電体の塗布によって前記ハウジング内部の他の構成要素から分離される、請求項61に記載の摂取可能装置。
  76. 前記ハウジングの前記第1の端部は、前記ハウジング内部の内圧が閾値レベルに達すると開くように構成される逃がし弁を含む、請求項61に記載の摂取可能装置。
  77. 前記ハウジング内部に配置された圧力解放装置をさらに備え、前記圧力解放装置は、前記ハウジング内部の内圧が閾値レベルに達すると、前記貯蔵リザーバ内の前記物質の上流汚染を防ぐために、前記ハウジング内部のガスを前記ガス発生セルの方向に向かって解放する、請求項61に記載の摂取可能装置。
  78. 前記圧力解放装置は、圧力解放破裂板を含む、請求項6に記載の摂取可能装置。
  79. 前記ガス発生セルは、前記電子部品の上に取り付けられて、前記電子部品から密封されている、水素発生セルである、請求項61に記載の摂取可能装置。
  80. 前記ガス発生セルに隣接したピストンを備え、前記ピストンは、前記ガス発生セルからの圧力で前記ハウジングの前記第1の端部の方に移動するように推進される、請求項61に記載の摂取可能装置。
  81. 前記ピストンは、前記ガス発生セルに巻き付いているシリコーンシールの形で前記ガス発生セルと統合され、前記ガス発生セルは、前記ピストンと共に移動可能である、請求項80に記載の摂取可能装置。
  82. 前記貯蔵リザーバは、前記ガス発生セルからの圧力によって圧縮されるように構成されるベローの形である、請求項61に記載の摂取可能装置。
  83. 前記貯蔵リザーバは、複数のチャンバを含み、前記複数の前記チャンバの各々は、異なる分注可能物質を貯蔵する、請求項61に記載の摂取可能装置。
  84. 前記ガス発生セルに隣接した可撓性隔膜をさらに備え、前記可撓性隔膜は、前記ガス発生セルからの圧力によって前記ハウジングの前記第1の端部に向かって変形するように構成される、請求項61に記載の摂取可能装置。
  85. 前記ガス発生セルと前記ハウジングの前記第1の端部との間に置かれたキャピラリープレートと、
    前記ガス発生セルと前記貯蔵リザーバとの間のワックスシールであって、前記ワックスシールは、溶けるように構成され、前記分注可能物質は、前記ガス発生セルからの圧力により前記キャピラリープレートを通って押される、ワックスシールと、
    をさらに備える、請求項61に記載の摂取可能装置。
  86. 前記キャピラリープレートは、同心円状のマイクロチャネルから成る、請求項85に記載の摂取可能装置。
  87. 前記ガス発生セルは、前記ガス発生セルからの前記圧力によって変形するように構成されている折り曲げたホイルで包まれている、請求項61に記載の摂取可能装置。
  88. 前記壁は、縦軸に沿って2つのクラムシェルの半分に分かれるように構成され、前記摂取可能装置はさらに、
    1つのクラムシェルの半分内に前記縦軸に沿って置かれて、前記電子部品を包み込んでいる、隔膜を備え、前記隔膜は、前記ガス発生セルからの圧力によって他方のクラムシェルの半分の方へ偏向するように構成される、
    請求項61に記載の摂取可能装置。
  89. 前記光検知ユニットは、照明を前記ハウジングの外部環境に伝達して、前記照明によって生じた前記環境からの反射を検出するように構成され、
    前記電子部品は、
    前記反射に基づいて前記摂取可能装置の位置を識別することと、
    前記識別された位置が事前に定義された位置と一致する場合、前記ガス発生セルを作動させてガスを発生させることと、
    を行うように構成される、
    請求項61に記載の摂取可能装置。
  90. 前記電子部品は、
    前記ガス発生セルを制御して、前記反射の特性に基づいて前記分注可能物質の計量された用量を前記ハウジングの外に送達するための内圧を生じる
    ようにさらに構成される、
    請求項89に記載の摂取可能装置。
  91. 前記電子部品は、前記分注可能物質の前記用量を計量するために、前記ガス発生セルによって発生するガスの量を制御するための可変抵抗器を含む、請求項90に記載の摂取可能装置。
  92. 前記分注可能物質の前記計量された用量は、1回限りの用量または体系的送達の複数回用量である、請求項90に記載の摂取可能装置。
  93. 前記貯蔵リザーバは、10μL〜1500μLの前記分注可能物質を貯蔵する、請求項61に記載の摂取可能装置。
  94. 前記ハウジングは、前記分注可能物質を前記貯蔵リザーバ内に装填するための装填口を含む、請求項61に記載の摂取可能装置。
  95. 前記分注可能物質は、粉末、顆粒、液体、または半流動体ゲルの形態の治療薬を含む、請求項61に記載の摂取可能装置。
  96. 前記電子部品は、前記摂取可能装置の外部のいかなるトリガー機構も、事前にプログラムされた作動条件もなしで、前記摂取可能装置の前記位置の識別に応答して、前記ガス発生セルを自動的に作動させるように構成される、請求項61に記載の摂取可能装置。
  97. 前記摂取可能装置の前記位置が、前記外部環境のpHレベルを評価することなく、前記位置の光学特性を示す前記反射に基づいて識別される、請求項61に記載の摂取可能装置。
  98. 前記位置は、幽門括約筋のすぐ後ろの第1の部分、または回盲弁の直前の第2の部分のいずれかを含む、請求項97に記載の摂取可能装置。
  99. 第1の端部、前記第1の端部から実質的に反対側の第2の端部、および前記第1の端部から前記第2の端部に長手方向に延在する壁によって画定されるハウジングと、
    前記ハウジング内部に配置された電子部品と、
    実質的に前記貯蔵リザーバ内部に配置されて、前記電子部品によって駆動されるように構成された、運動構成要素と、
    前記ハウジング内部に配置された貯蔵リザーバであって、
    分注可能物質を貯蔵し、前記貯蔵リザーバの第1の端部が前記ハウジングの前記第1の端部に連結されている、貯蔵リザーバと、
    前記ハウジングの前記第1の端部に配置された分注口であって、
    前記分注可能物質を前記貯蔵リザーバから前記ハウジングの外に送達するように構成される、分注口と、
    を備える、摂取可能装置。
  100. 前記運動構成要素は、ギアモーターであり、
    前記摂取可能装置の前記ハウジング上に配置されて、管腔液を前記貯蔵リザーバに引き込むように構成された、1つ以上の吸込口
    をさらに備える、請求項99に記載の摂取可能装置。
  101. 前記貯蔵リザーバ内部である前記ギアモーターの一部の周囲に配置されたオーガ装置をさらに備え、前記オーガ装置は、前記ギアモーターによって駆動されて、回転して前記分注可能物質と前記貯蔵リザーバ内に引き込まれた管腔液を混合する、請求項100に記載の摂取可能装置。
  102. 前記貯蔵リザーバ内部である前記ギアモーターの一部に縦方向に連結されたワイパー装置をさらに備え、前記ワイパー装置は、前記ギアモーターによって駆動されて、回転して前記分注可能物質と前記貯蔵リザーバ内に引き込まれた管腔液を混合する、請求項100に記載の摂取可能装置。
  103. 前記貯蔵リザーバ内部である前記ギアモーターの一部の周囲に配置された螺旋構成要素と、
    前記螺旋構成要素の一方の端部に配置されたピストンであって、前記螺旋構成要素は前記ギアモーターによって駆動されて回転し、そのため、前記ピストンが前記螺旋構成要素のピッチに沿って長手方向に前記出口弁に向かって動くように構成される、ピストンと、
    をさらに備える、請求項100に記載の摂取可能装置。
  104. 前記ハウジング上に配置された1つ以上のポートをさらに備え、前記1つ以上のポートは、ワックスシールまたは腸溶コーティングによって一時的に密封され、
    前記ワックスシールまたは腸溶コーティングは、ある期間の後に溶けて、管腔液が前記1つ以上のポートを通して前記貯蔵リザーバに流入するのを可能にする、
    請求項99に記載の摂取可能装置。
  105. 前記ハウジングは、前記摂取可能装置内部に配置されたラッチ機構によって連結される第1の半分および第2の半分を含む、請求項99に記載の摂取可能装置。
  106. 前記ラッチ機構は、前記ハウジングの表面上に置かれた腸溶コーティングで閉じたままにされ、
    前記腸溶コーティングは、ある期間の後に溶けて前記ラッチ機構を解除して、前記第1の半分が前記第2の半分から離れるのを可能にする、請求項105に記載の摂取可能装置。
  107. 前記運動構成要素は、前記分注可能物質を前記GI管の内壁の細胞の第1の層に送達する動きを生じるように構成される、請求項99に記載の摂取可能装置。
  108. 前記運動構成要素は、前記分注可能物質を前記GI管の内壁の粘膜下層に送達するのに十分な力を有する動きを生じるように構成される、請求項99に記載の摂取可能装置。
  109. 前記運動構成要素は、第1の動きを第1の時に、かつ第2の動きを第2の時に生じるように構成され、
    前記分注口は、前記第1の時に、前記第1の動きによって生成された第1の圧力に起因して、前記分注可能物質の第1の分量を前記貯蔵リザーバから送達し、かつ前記第2の時に、前記第2の動きによって生成された第2の圧力に起因して、前記分注可能物質の第2の分量を前記貯蔵リザーバから送達するように構成される、
    請求項99に記載の摂取可能装置。
  110. 第1の端部、前記第1の端部から実質的に反対側の第2の端部、および前記第1の端部から前記第2の端部に長手方向に延在する壁によって画定されるハウジングと、
    前記ハウジング内部に配置された電子部品と、
    前記ハウジングの外壁の少なくとも一部に塗布されて覆っている腸溶コーティングと、
    前記ハウジング内部に配置された貯蔵リザーバであって、
    分注可能物質を貯蔵し、前記貯蔵リザーバの第1の端部が前記ハウジングの前記第1の端部に連結されている、貯蔵リザーバと、
    前記ハウジングの前記第1の端部に配置された分注口であって、
    前記分注可能物質を前記貯蔵リザーバから前記ハウジングの外に送達するように構成される、分注口と、
    を備える、摂取可能装置。
  111. 前記ハウジングの前記外壁上に配置された1つ以上のポートをさらに備え、前記1つ以上のポートは、ワックスシールまたは前記腸溶コーティングによって一時的に密封され、
    前記ワックスシールまたは前記腸溶コーティングは、ある期間の後に溶けて:a)管腔液が前記1つ以上のポートを通して前記貯蔵リザーバに流入するのを可能にし、かつ/またはb)分注可能物質を前記摂取可能装置から1つ以上のポートを経て分注する、
    請求項110に記載の摂取可能装置。
  112. 前記ハウジングは、前記摂取可能装置内部に配置されたラッチ機構によって連結される第1の半分および第2の半分を含む、請求項110に記載の摂取可能装置。
  113. 前記ラッチ機構は、前記腸溶コーティングで閉じたままにされ、
    前記腸溶コーティングは、ある期間の後に溶けて前記ラッチ機構を解除して、前記第1の半分が前記第2の半分から離れるのを可能にする、請求項112に記載の摂取可能装置。
  114. 第1の端部、前記第1の端部から実質的に反対側の第2の端部、および前記第1の端部から前記第2の端部に長手方向に延在する壁によって画定されるハウジングと、
    前記ハウジング内部に配置された作動構成要素と、
    前記ハウジング内部に配置された貯蔵リザーバであって、
    分注可能物質を貯蔵し、前記貯蔵リザーバの第1の端部が前記ハウジングの前記第1の端部に連結されている、貯蔵リザーバと、
    前記ハウジングに配置された分注口であって、
    前記分注可能物質を前記貯蔵リザーバから前記ハウジングの外に送達するように構成される、分注口と、
    前記ハウジング内部に配置されるか、または前記ハウジングに付着された安全装置であって、
    前記ハウジング内部の内圧が閾値レベルを上回った場合に前記内圧を解放するように構成される、安全装置と、
    を備える、摂取可能装置。
  115. 前記作動構成要素は、ポンプと、第1の試薬を貯蔵する第1の試薬チャンバと、第2の試薬を貯蔵する第2の試薬チャンバと、前記第1の試薬チャンバおよび前記第2の試薬チャンバの両方を密封する隔膜とを含む、請求項114に記載の摂取可能装置。
  116. 前記ポンプは、浸透圧ポンプまたは蠕動駆動ポンプである、請求項115に記載の摂取可能装置。
  117. 前記隔膜に隣接して配置された半透膜と、
    前記半透膜に隣接して配置された圧力チャンバと、
    をさらに備える、請求項115に記載の摂取可能装置。
  118. 前記隔膜は、前記ポンプによって生成された第1の圧力によって破れるように構成され、前記第1の試薬チャンバからの前記第1の試薬が前記半透膜を経て前記圧力チャンバに入り、前記第2の試薬からの前記第2の試薬が前記半透膜を経て前記圧力チャンバに入り、かつ前記第1の試薬が前記第2の試薬と接触して第2の圧力を生じる、請求項115に記載の摂取可能装置。
  119. 前記圧力チャンバに隣接したピストンをさらに備え、前記ピストンは、前記第2の圧力によって前記ハウジングの前記第1の端部の方に移動するように推進される、請求項118に記載の摂取可能装置。
  120. 前記貯蔵リザーバは、前記第2の圧力によって圧縮されるように構成されるベローの形である、請求項118に記載の摂取可能装置。
  121. 前記作動構成要素は、
    前記ハウジングの前記第2の端部に配置された分離可能部分と、
    前記分離可能部分に隣接して配置された浸透圧ポンプと
    を含み、
    前記分離可能部分は、溶解可能材料で前記浸透圧ポンプに付着されて、前記溶解可能材料が溶ける際に前記浸透圧ポンプから分離するように構成される、
    請求項114に記載の摂取可能装置。
  122. 前記ハウジングの前記第1の端部に近接して配置され、前記ハウジングの前記第1の端部が前記腸壁に押し付けられると、腸壁の一部を、前記分注口を通して前記ハウジングに吸い込むように構成された、吸引装置をさらに備える、請求項121に記載の摂取可能装置。
  123. 前記吸引装置は、前記貯蔵装置内部に内側に向けて配置されたバーブディスクを含む、請求項122に記載の摂取可能装置。
  124. 前記作動構成要素に近接して配置され、前記ハウジングの前記第1の端部に向かって移動するように構成された、ピストンと、
    前記貯蔵リザーバ内部に長手方向に配置されて、前記ピストンに付着された1つの端部を有する、針ガイドと、
    前記ハウジングの前記第1の端部に隣接して配置された、ばねと、
    前記針ガイドおよび前記ばねの中心を通って配置された、注射針と、
    をさらに備える、請求項114に記載の摂取可能装置。
  125. 第1の期間内に管腔液に曝露されると溶けるように構成された、第1の腸溶コーティングと、
    前記第1の期間よりも長い第2の期間内に管腔液に曝露されると溶けるように構成された、第2の腸溶コーティングと、
    をさらに備える、請求項114に記載の摂取可能装置。
  126. 前記作動構成要素は、第1の浸透圧機構を含み、前記第1の浸透圧機構は、
    前記第1の腸溶コーティングに隣接して配置された第1の半透膜と、
    前記第1の半透膜に隣接して配置されて可溶性粒子を貯蔵する第1のチャンバと、
    前記第1のチャンバの出口に配置されて、前記可溶性粒子が前記第1のチャンバから出るのを防ぐように構成された、メッシュと、
    を含む、請求項114に記載の摂取可能装置。
  127. 前記第1の浸透圧機構は、前記第1の腸溶コーティングが溶けると、前記摂取可能装置への吸引力を生じるように構成される、請求項114に記載の摂取可能装置。
  128. 前記第2の腸溶コーティングに隣接して配置された第2の半透膜と、
    前記第2の半透膜に隣接して配置されて可溶性粒子を貯蔵する第2のチャンバと、
    前記第2のチャンバと前記貯蔵リザーバとの間に配置された、ピストンと、
    を含む、第2の浸透圧機構をさらに備え、
    前記第2の浸透圧機構は、前記第2の腸溶コーティングが溶けると、前記ピストンを推進して、前記摂取可能装置の前記分注口に向かって移動するように構成される、
    請求項114に記載の摂取可能装置。
  129. 前記作動構成要素は、前記分注可能物質を前記GI管の内壁の細胞の第1の層に送達するために圧力を生じるように構成される、請求項114に記載の摂取可能装置。
  130. 前記作動構成要素は、前記分注可能物質を前記GI管の内壁の粘膜下層に送達するのに十分な圧力を生じるように構成される、請求項114に記載の摂取可能装置。
  131. 前記作動構成要素は、第1の圧力を第1の時に、かつ第2の圧力を第2の時に生じるように構成され、
    前記分注口は、前記第1の時に前記第1の圧力に起因して、前記分注可能物質の第1の分量を前記貯蔵リザーバから送達し、かつ前記第2の時に前記第2の圧力に起因して、前記分注可能物質の第2の分量を前記貯蔵リザーバから送達するように構成される、
    請求項114に記載の摂取可能装置。
  132. 第1の端部、前記第1の端部から実質的に反対側の第2の端部、および前記第1の端部から前記第2の端部に長手方向に延在する壁によって画定されるハウジングと、
    両方とも前記ハウジング内部に配置された、第1の作動構成要素および第2の作動構成要素と、
    前記第1の作動構成要素に付着された、第1の腸溶コーティングと、
    前記第2の作動構成要素に付着された、第2の腸溶コーティングと、
    前記ハウジング内部に配置された貯蔵リザーバであって、
    分注可能物質を貯蔵し、前記貯蔵リザーバの第1の端部が前記ハウジングの前記第1の端部に連結されている、貯蔵リザーバと、
    前記ハウジングに配置された分注口であって、
    前記分注可能物質を前記貯蔵リザーバから前記ハウジングの外に送達するように構成される、分注口と、
    を備える、摂取可能装置。
  133. 前記第1の腸溶コーティングは、第1の期間内に管腔液に曝露されると溶けるように構成され、かつ前記第2の腸溶コーティングは、前記第1の期間よりも長い第2の期間内に管腔液に曝露されると溶けるように構成される、請求項132に記載の摂取可能装置。
  134. 前記第1の作動構成要素は、浸透圧機構であって、
    前記第1の腸溶コーティングに隣接して配置された第1の半透膜と、
    前記第1の半透膜に隣接して配置されて可溶性粒子を貯蔵する第1のチャンバと、
    前記第1のチャンバの出口に配置されて、前記可溶性粒子が前記第1のチャンバから 出るのを防ぐように構成された、メッシュと、
    を含む、浸透圧機構を含む、請求項132に記載の摂取可能装置。
  135. 前記分注口に近接して配置された吸引装置を
    さらに備え、
    前記第1の作動構成要素は、前記第1の腸溶コーティングが溶けると、前記摂取可能装置への吸引力を発生するように構成される、
    請求項132に記載の摂取可能装置。
  136. 前記第2の作動構成要素は、浸透圧機構であって、
    前記第2の腸溶コーティングに隣接して配置された第2の半透膜と、
    前記第2の半透膜に隣接して配置されて可溶性粒子を貯蔵する第2のチャンバと、
    前記第2のチャンバと前記貯蔵リザーバとの間に配置された、ピストンと、
    を含む、浸透圧機構を含み、
    前記第2の浸透圧機構は、前記第2の腸溶コーティングが溶けると、前記ピストンを推進して、前記摂取可能装置の前記分注口に向かって移動するように構成される、
    請求項132に記載の摂取可能装置。
  137. 1つの端部を前記分注口に近接させ、他方の端部を前記貯蔵リザーバに連結した注入装置をさらに備え、
    前記注入装置は、前記ピストンが前記分注口の方に推進されると、前記分注可能物質を送達するように構成される、
    請求項136に記載の摂取可能装置。
  138. 分注可能物質を摂取可能装置から胃腸管内に送達するための方法であって、
    前記摂取可能装置によって、前記GI管に入ることと、
    第1の腸溶コーティングが溶けると、第1の浸透圧機構によって第1の圧力を生成することと、
    前記第1の圧力によって、前記GI管の腸壁の一部を前記摂取可能装置に引き込むことと、
    第2の腸溶コーティングが溶けると、第2の浸透圧機構によって第2の圧力を生成することと、
    前記第2の圧力によって、移動部材を動かして、事前に装填された分注可能物質を前記摂取可能装置から送達することと、
    を含む、方法。
  139. 分注可能物質を貯蔵するように構成された貯蔵リザーバと、
    力発生器が力を発生する際に、前記分注可能物質が前記摂取可能装置内の開口部から前記摂取可能装置を出るように構成された、力発生器構成要素と、
    を備える、摂取可能装置。
  140. 前記摂取可能装置は、ハウジングを含む、請求項139に記載の摂取可能装置。
  141. 前記力発生器は、前記ハウジング内部に少なくとも一部配置される、請求項140に記載の摂取可能装置。
  142. 前記力発生器は、前記ハウジング内部に完全に配置される、請求項140に記載の摂取可能装置。
  143. 前記貯蔵リザーバは、前記ハウジング内部に少なくとも一部配置される、請求項140〜142のいずれかの請求項に記載の摂取可能装置。
  144. 前記貯蔵リザーバは、前記ハウジング内部に完全に配置される、請求項140〜142のいずれかの請求項に記載の摂取可能装置。
  145. 前記ハウジングは、第1の端部、第2の端部、および前記第1の端部と前記第2の端部との間に延在する壁を含み、
    前記貯蔵リザーバは、前記第1の端部に隣接している、
    請求項140〜144に記載の摂取可能装置。
  146. 前記貯蔵リザーバは、前記摂取可能装置に付着可能である、請求項139〜145のいずれかに記載の摂取可能装置。
  147. 前記貯蔵リザーバは、前記摂取可能装置の不可欠な構成要素である、請求項139〜145のいずれかに記載の摂取可能装置。
  148. 前記力発生器が前記力を発生する際に、前記力で前記注入装置を動かして前記分注可能物質を前記摂取可能装置から前記開口部を経て出すように構成された、注入装置をさらに備える、請求項139〜147のいずれかに記載の摂取可能装置。
  149. 前記注入装置は、シリンジを含む、請求項148に記載の摂取可能装置。
  150. 前記分注可能物質の送達前に、前記注入装置を上皮層に位置付けて前記上皮層を広げるように構成された構成要素をさらに備える、請求項148または請求項149に記載の摂取可能装置。
  151. 前記注入装置は、それが生成する前記力が粘膜を穿通するのに十分であるように構成される、請求項148〜150のいずれかに記載の摂取可能装置。
  152. 前記注入装置は、
    ピストンと、
    前記貯蔵リザーバ内部に配置されて、前記ピストンに付着された端部を有する針ガイドと、
    前記針ガイドに連結されたばねと、
    前記針ガイドおよび前記ばねの一部を通る注射針と、
    を含む、請求項148〜151のいずれかに記載の摂取可能装置。
  153. 前記ばねは、圧縮されるように構成され、前記注射針は、前記ピストンが動くにつれて、前記摂取可能装置の外に延出するように構成される、請求項152に記載の摂取可能装置。
  154. 前記注入装置は、
    注射針を支持するトラス機構と、
    膨張して、前記トラス機構を前記注射針と共に前記貯蔵リザーバの外に延出させるように構成されたバルーンと、
    を含む、請求項148〜151のいずれかに記載の摂取可能装置。
  155. 前記力発生器が前記力を発生する際に、前記力で前記膜を動かして前記分注可能物質を前記摂取可能装置から前記開口部を経て出すように構成された膜をさらに備える、請求項139〜154のいずれかに記載の摂取可能装置。
  156. 前記膜は、前記力発生器が前記力を発生する際に、前記力で前記膜を動かして前記分注可能物質を前記摂取可能装置から前記開口部を経て出すように構成されたピストンを含む、請求項155に記載の摂取可能装置。
  157. 前記摂取可能装置の外部環境からの反射を検出するように構成された光検知ユニットをさらに備える、請求項139〜156のいずれかに記載の摂取可能装置。
  158. 前記摂取可能装置は、ハウジングと、前記ハウジングの外部環境からの反射を検出するように構成された前記光検知ユニットとを備える、請求項157に記載の摂取可能装置。
  159. 前記摂取可能装置は、前記光検知ユニットによって検出された前記反射に基づいて前記摂取可能装置の位置を判断するように構成される、請求項158に記載の摂取可能装置。
  160. 前記力発生器は、前記光検知ユニットによって検出された前記反射に基づいて前記力を発生する、請求項157〜159に記載の摂取可能装置。
  161. 前記ハウジング内部に電子部品をさらに備え、前記電子部品は、前記力発生器を作動させるように構成される、請求項139〜160のいずれかに記載の摂取可能装置。
  162. 前記力発生器は、前記電子部品に隣接している、請求項161に記載の摂取可能装置。
  163. 前記ハウジング内部の内圧を緩和するように構成された安全装置をさらに備える、請求項139〜162のいずれかに記載の摂取可能装置。
  164. 前記貯蔵リザーバは、前記分注可能物質を貯蔵する、請求項139〜163のいずれかに記載の摂取可能装置。
  165. オクルダーをさらに備え、
    前記オクルダーは、前記分注可能物質が前記摂取可能装置内の前記開口部を経て前記摂取可能装置から出るのを防ぐように構成される第1の状態を有し、かつ
    前記オクルダーは、前記分注可能物質が前記摂取可能装置内の前記開口部を経て前記摂取可能装置から出るのを許可するように構成される第2の状態を有する、
    請求項139〜164のいずれかに記載の摂取可能装置。
  166. 前記オクルダーは、磁石を含む、請求項165に記載の摂取可能装置。
  167. 前記オクルダーは、摺動ピンを含む、請求項165に記載の摂取可能装置。
  168. 前記オクルダーは、バーストディスクを含む、請求項165に記載の摂取可能装置。
  169. 前記オクルダーは、腸溶コーティングを含む、請求項165に記載の摂取可能装置。
  170. 前記オクルダーは、腸溶コーティングと摺動ピンとを含む、請求項165に記載の摂取可能装置。
  171. 前記オクルダーは、腸溶コーティングと磁石とを含む、請求項165に記載の摂取可能装置。
  172. 前記オクルダーは、溶解可能ピンを含む、請求項165に記載の摂取可能装置。
  173. 前記オクルダーは、溶解可能ピンと腸溶コーティングとを含む、請求項165に記載の摂取可能装置。
  174. 前記オクルダーは、ワックスを含む、請求項165に記載の摂取可能装置。
  175. 前記ワックスは、プラグの形である、請求項174に記載の摂取可能装置。
  176. 前記オクルダーは、前記ワックスを溶かすように構成されたリード線をさらに含む、請求項174または請求項175に記載の摂取可能装置。
  177. 前記リード線は、少なくとも1つのコンピュータプロセッサからのコマンドに応答して、電源によって作動されるように構成される、請求項176に記載の摂取可能装置。
  178. 前記オクルダーは、前記摂取可能装置のハウジング内部に配置される、請求項165〜177のいずれかに記載の摂取可能装置。
  179. 前記力発生器と前記貯蔵リザーバとの間にベローをさらに備える、請求項139〜178のいずれかに記載の摂取可能装置。
  180. 前記力発生器は、前記分注可能物質を前記摂取可能装置内の前記開口部から出すために、前記ベローに前記力を印加するように構成される、請求項179に記載の摂取可能装置。
  181. 前記摂取可能装置の前記開口部内に部材をさらに含む、請求項139〜180のいずれかに記載の摂取可能装置。
  182. 前記部材は、プラグの形である、請求項181に記載の摂取可能装置。
  183. 前記部材は、生体吸収性材料を含む、請求項181または請求項182に記載の摂取可能装置。
  184. 前記力発生器は、前記力を供給するためにガスを発生するように構成されたガス発生セルを含む、請求項139〜183のいずれかに記載の摂取可能装置。
  185. 前記力発生器は、加圧ガスチャンバを含む、請求項139〜184のいずれかに記載の摂取可能装置。
  186. 前記力発生器は、真空チャンバを含む、請求項139〜184のいずれかに記載の摂取可能装置。
  187. 前記力発生器は、ばねを含む、請求項139〜184のいずれかに記載の摂取可能装置。
  188. 前記力発生器は、圧縮ばねおよび引張ばねを含む、請求項139〜184のいずれかに記載の摂取可能装置。
  189. 前記力発生器は、ギアモーターを含む、請求項139〜184のいずれかに記載の摂取可能装置。
  190. 前記摂取可能装置は、流体を前記貯蔵リザーバ内に引き込むように構成された入口を備える、請求項189に記載の摂取可能装置。
  191. 前記貯蔵リザーバ内部である前記ギアモーターの一部の周囲に配置されたオーガ装置をさらに備え、前記オーガ装置は、前記ギアモーターによって駆動されて、回転して前記分注可能物質と前記貯蔵リザーバ内に引き込まれた前記流体を混合するように構成される、請求項190に記載の摂取可能装置。
  192. 前記貯蔵リザーバ内部である前記ギアモーターの一部に縦方向に連結されたワイパー装置をさらに備え、前記ワイパー装置は、前記ギアモーターによって駆動されて、回転して前記分注可能物質と前記貯蔵リザーバ内に引き込まれた前記流体を混合するように構成される、請求項190に記載の摂取可能装置。
  193. 前記貯蔵リザーバ内部である前記ギアモーターの一部の周囲に配置された螺旋構成要素と、
    前記螺旋構成要素の一方の端部に配置されたピストンと、
    をさらに備え、
    前記螺旋構成要素は、前記ギアモーターによって駆動されて回転し、そのため、前記ピストンが、前記螺旋構成要素のピッチに沿って長手方向に前記出口弁に向かって動くように構成される、
    請求項190に記載の摂取可能装置。
  194. 前記摂取可能装置は、前記摂取可能装置の使用中に、その機械的完全性を維持するように構成されたハウジングを含む、請求項139〜193のいずれかに記載の摂取可能装置。
  195. 前記摂取可能装置は、前記摂取可能装置の使用中にハウジング内部の圧力が増加した場合に、その機械的完全性を維持するように構成された前記ハウジングを含む、請求項139〜194のいずれかに記載の摂取可能装置。
  196. 摂取可能装置内部のガス圧力を低下させるように構成された機構をさらに備える、請求項139〜195のいずれかに記載の摂取可能装置。
  197. 前記機構は、ガス吸収材料を含む、請求項196に記載の摂取可能装置。
  198. 前記機構は、酸素吸収材料を含む、請求項196に記載の摂取可能装置。
  199. 前記機構は、前記摂取可能装置の少なくとも一領域内部の圧力が閾値レベルに達すると開くように構成された逃がし弁を含む、請求項196に記載の摂取可能装置。
  200. 前記貯蔵リザーバは、複数のチャンバを含む、請求項139〜199のいずれかに記載の摂取可能装置。
  201. 前記複数の前記チャンバの各々は、異なる分注可能物質を貯蔵するように構成される、請求項200に記載の摂取可能装置。
  202. 前記摂取可能装置は、前記異なる分注可能物質を前記摂取可能装置から同時に放出するように構成される、請求項200または請求項201に記載の摂取可能装置。
  203. 前記摂取可能装置は、前記異なる分注可能物質を前記摂取可能装置から順番に放出するように構成される、請求項200または請求項201に記載の摂取可能装置。
  204. 前記分注可能物質の計量された用量を供給して前記摂取可能装置内の前記開口部から出すために前記力発生器による前記力の発生を制御するように構成された電子部品を備える、請求項139〜203のいずれかに記載の摂取可能装置。
  205. 前記分注可能物質は、治療薬を含む、請求項139〜204のいずれかに記載の摂取可能装置。
  206. 前記治療薬は、粉末、顆粒、液体、および半流動体ゲルから成る群から選択された少なくとも1つの形態である、請求項205に記載の摂取可能装置。
  207. 前記摂取可能装置を被験者の前記GI管の壁に付着するための機構をさらに備える、請求項139〜206のいずれかに記載の摂取可能装置。
  208. 前記機構は、拡張できるフックを含む、請求項207に記載の摂取可能装置。
  209. 前記フックは、格納できる、請求項208に記載の摂取可能装置。
  210. 前記フックは、前記GI管の前記壁を突き刺すように構成された針を含む、請求項208または請求項209に記載の摂取可能装置。
  211. 前記フックは、中空であって、前記分注可能物質を前記GI管の前記壁に供給するように構成される、請求項208〜210のいずれかに記載の摂取可能装置。
  212. 前記フックは、生体吸収性材料を含む、請求項208〜211のいずれかに記載の摂取可能装置。
  213. 前記摂取可能装置のハウジングの少なくとも一部によって支持される腸溶コーティングをさらに備える、請求項139〜212のいずれかに記載の摂取可能装置。
  214. アクチュエータをさらに備える、請求項139〜213のいずれかに記載の摂取可能装置。
  215. 前記アクチュエータは、ポンプを含む、請求項214に記載の摂取可能装置。
  216. 前記アクチュエータは、浸透圧ポンプを含む、請求項214または請求項215に記載の摂取可能装置。
  217. 少なくとも2つの異なる腸溶コーティングをさらに備える、請求項139〜216のいずれかに記載の摂取可能装置。
  218. ハウジングと、
    前記ハウジングの少なくとも一部によって支持される腸溶コーティングと、
    前記ハウジング内の貯蔵リザーバと
    を備え、
    前記貯蔵リザーバは、分注可能物質を貯蔵するように構成される、
    摂取可能装置。
  219. 前記ハウジングは開口部を有し、
    前記摂取可能装置の第1の状態では、前記分注可能物質が前記摂取可能装置から前記開口部を経て出るのを前記腸溶コーティングが完全に防ぐように、前記腸溶コーティングは、前記開口部を覆い、かつ
    前記摂取可能装置の第2の状態では、前記腸溶コーティングが、少なくとも部分的に前記分注可能物質が前記摂取可能装置から前記開口部を経て出るのを可能にするように、前記腸溶コーティングは少なくとも部分的に溶ける、
    請求項218に記載の摂取可能装置。
  220. 前記ハウジングは、第1および第2の部分を含み、
    前記摂取可能装置の第1の状態では、前記腸溶コーティングは、前記第1および第2の部分を一緒に保持し、かつ
    前記摂取可能装置の第2の状態では、前記腸溶コーティングが前記第1および第2の部分を少なくとも部分的に相互から解放するように、前記腸溶コーティングは少なくとも部分的に溶ける、
    請求項218または請求項219に記載の摂取可能装置。
  221. ハウジングと、
    前記ハウジング内部に配置されたアクチュエータと、
    前記ハウジング内部に配置された貯蔵リザーバと
    を備え、
    前記貯蔵リザーバは、分注可能物質を貯蔵するように構成される、
    摂取可能装置。
  222. 前記アクチュエータは、ポンプを含む、請求項221に記載の摂取可能装置。
  223. 前記ポンプは、浸透圧ポンプおよび/または蠕動駆動ポンプを含む、請求項222に記載の摂取可能装置。
  224. 半透膜と、
    前記半透膜に隣接して配置された圧力チャンバと、
    をさらに備える、請求項221〜223のいずれかに記載の摂取可能装置。
  225. 前記摂取可能装置は、
    第1の試薬を貯蔵するように構成された第1の試薬チャンバと、
    第2の試薬を貯蔵するように構成された第2の試薬チャンバと、
    前記第1の試薬チャンバを前記第2の試薬チャンバから両方密封する隔膜と
    を備える、
    請求項222〜224のいずれかに記載の摂取可能装置。
  226. 前記隔膜は、前記ポンプによって生成された第1の圧力によって破れ、そのため:
    前記第1の試薬が前記半透膜を経て前記圧力チャンバに入り、
    前記第2の試薬が前記半透膜を経て前記圧力チャンバに入り、かつ
    前記第1の試薬が前記第2の試薬と相互作用して第2の圧力を生じる
    ように構成される、請求項225に記載の摂取可能装置。
  227. 前記圧力チャンバに隣接したピストンをさらに備え、前記ピストンは、前記第2の圧力の影響下で動くように構成される、請求項226に記載の摂取可能装置。
  228. 前記貯蔵リザーバは、前記第2の圧力の前記影響下で圧縮されるように構成されるベローを含む、請求項225または請求項226に記載の摂取可能装置。
  229. 前記アクチュエータは、
    分離可能部分と、
    前記分離可能部分に隣接して配置された浸透圧ポンプと、
    前記分離可能部分を前記浸透圧ポンプに付着する溶解可能材料と
    を含み、
    前記分離可能部分は、前記溶解可能材料が溶ける際に前記浸透圧ポンプから分離するように構成される、
    請求項221に記載の摂取可能装置。
  230. 前記摂取可能装置の一部が被験者の前記GI管の壁に接触すると、腸壁の一部を前記分注口を通して前記ハウジングに吸い込むように構成された吸引装置をさらに備える、請求項221〜229のいずれかに記載の摂取可能装置。
  231. 前記吸引装置は、前記貯蔵装置内部に内側に向けて配置されたバーブディスクを含む、請求項230に記載の摂取可能装置。
  232. 第1および第2の腸溶コーティングをさらに備える、請求項221に記載の摂取可能装置。
  233. 前記アクチュエータは、
    前記第1の腸溶コーティングに隣接した第1の半透膜と、
    前記第1の半透膜に隣接して、可溶性粒子を貯蔵する第1のチャンバと、
    前記第1のチャンバの出口において、前記可溶性粒子が前記第1のチャンバから出るのを防ぐように構成されたメッシュと、
    を含む、請求項232に記載の摂取可能装置。
  234. 前記アクチュエータは、前記第1の腸溶コーティングが溶けると、前記摂取可能装置への吸引力を発生するように構成される、請求項233に記載の摂取可能装置。
  235. 前記アクチュエータは、
    前記第2の腸溶コーティングに隣接した第2の半透膜と、
    前記第2の半透膜に隣接して、可溶性粒子を貯蔵する第2のチャンバと、
    前記第2のチャンバと前記貯蔵リザーバとの間のピストンと、
    をさらに含み、
    前記アクチュエータは、前記第2の腸溶コーティングが溶けると、前記ピストンが動くように構成される、
    請求項234に記載の摂取可能装置。
  236. ハウジングと、
    前記ハウジング内の第1の作動構成要素と、
    共に前記ハウジング内部に配置された、第2の作動構成要素と、
    前記第1の作動構成要素に付着された第1の腸溶コーティングと、
    前記第2の作動構成要素に付着された第2の腸溶コーティングと、
    前記ハウジング内部に配置された貯蔵リザーバと、
    を備え、
    前記貯蔵リザーバは、分注可能物質を貯蔵するように構成され、前記ハウジングは前記貯蔵リザーバと流体連結した開口部を有する、
    摂取可能装置。
  237. 前記第1の腸溶コーティングは、第1の期間内に管腔液に曝露されると溶けるように構成され、かつ前記第2の腸溶コーティングは、前記第1の期間よりも長い第2の期間内に管腔液に曝露されると溶けるように構成される、請求項236に記載の摂取可能装置。
  238. 前記アクチュエータは、
    前記第1の腸溶コーティングに隣接した第1の半透膜と、
    前記第1の半透膜に隣接して、可溶性粒子を貯蔵する第1のチャンバと、
    前記第1のチャンバの出口において、前記可溶性粒子が前記第1のチャンバから出るのを防ぐように構成されたメッシュと、
    を含む、
    請求項236に記載の摂取可能装置。
  239. 前記開口部に隣接した吸引装置をさらに備え、前記アクチュエータは、前記第1の腸溶コーティングが溶けると、前記摂取可能装置への吸引力を発生するように構成される、請求項238に記載の摂取可能装置。
  240. 前記アクチュエータは、
    前記第2の腸溶コーティングに隣接した第2の半透膜と、
    前記第2の半透膜に隣接して、可溶性粒子を貯蔵する第2のチャンバと、
    前記第2のチャンバと前記貯蔵リザーバとの間のピストンと、
    をさらに含み、
    前記アクチュエータは、前記第2の腸溶コーティングが溶けると、前記ピストンが前記開口部の方に動くように構成される、
    請求項238または請求項239に記載の摂取可能装置。
  241. 前記分注口に近接した第1の端部および前記貯蔵リザーバに連結された第2の端部を有する注入装置をさらに含み、前記注入装置は、前記ピストンが前記分注口の方に推進されると、前記分注可能物質を送達するように構成される、請求項240に記載の摂取可能装置。
  242. 前記摂取可能装置は、複数の出口弁を備える、請求項1〜32のいずれかに記載の摂取可能装置。
  243. 前記出口弁は、先細の側壁を有する、請求項1〜32のいずれかに記載の摂取可能装置。
  244. 前記出口弁は、真っ直ぐな側壁を有する、請求項1〜32のいずれかに記載の摂取可能装置。
  245. 前記摂取可能装置は、前記分注可能物質を前記貯蔵リザーバから前記ハウジングの外に送達するように構成された複数の分注口を備える、請求項33〜137のいずれかに記載の摂取可能装置。
  246. 前記分注口は、先細の側壁を有する、請求項33〜137のいずれかに記載の摂取可能装置。
  247. 前記分注口は、真っ直ぐな側壁を有する、請求項33〜137のいずれかに記載の摂取可能装置。
  248. 前記第2の圧力によって、前記移動部材を動かして、前記事前に装填された分注可能物質を複数の分注口を経て前記摂取可能装置の外に送達することを含む、請求項138に記載の方法。
  249. 前記分注口は、先細の側壁を有する、請求項138に記載の方法。
  250. 前記分注口は、真っ直ぐな側壁を有する、請求項138に記載の方法。
  251. 前記力発生器が力を発生する際に、前記分注可能物質が、前記複数の開口部を経て前記摂取可能装置を出るように構成された、複数の開口部を含む、請求項139〜217のいずれかに記載の摂取可能装置。
  252. 前記開口部は、先細の側壁を有する、請求項139〜217のいずれかに記載の摂取可能装置。
  253. 前記開口部は、真っ直ぐな側壁を有する、請求項139〜217のいずれかに記載の摂取可能装置。
  254. 前記ハウジングは、前記分注可能物質が前記摂取可能装置から複数の開口部を経て出るのを可能にするように構成された前記複数の開口部を有する、請求項218〜235のいずれかに記載の摂取可能装置。
  255. 前記開口部は、先細の側壁を有する、請求項218〜235のいずれかに記載の摂取可能装置。
  256. 前記開口部は、真っ直ぐな側壁を有する、請求項218〜235のいずれかに記載の摂取可能装置。
  257. 1つ以上の処理装置と、
    被験者のGI管の部分内での前記摂取可能装置の位置を少なくとも85%の精度で判断するために1つ以上の処理装置によって実行可能な命令を格納する1つ以上の機械可読ハードウェア記憶装置と、
    をさらに備える、先行する請求項のいずれかに記載の摂取可能装置。
  258. 1つ以上の処理装置と、
    前記摂取可能装置が被験者の盲腸内にあると少なくとも70%の精度で判断するために前記1つ以上の処理装置によって実行可能な命令を格納する1つ以上の機械可読ハードウェア記憶装置と、
    をさらに備える、請求項1〜256のいずれかに記載の摂取可能装置。
  259. 1つ以上の処理装置と、
    被験者のGI管の部分内での前記医療機器の位置を少なくとも85%の精度で判断するためにデータを実装可能な装置に前記データを送信するために前記1つ以上の処理装置によって実行可能な命令を格納する1つ以上の機械可読ハードウェア記憶装置と、
    をさらに備える、請求項1〜256のいずれかに記載の摂取可能装置。
  260. 1つ以上の処理装置と、
    前記摂取可能装置が被験者の盲腸内にあると少なくとも70%の精度で判断するためにデータを実装可能な外部装置に前記データを送信するために前記1つ以上の処理装置によって実行可能な命令を格納する1つ以上の機械可読ハードウェア記憶装置と、
    をさらに備える、
    請求項1〜256のいずれかに記載の摂取可能装置。
  261. 第1および第2の光源をさらに備え、前記第1の光源は、第1の波長で光を放出するように構成され、前記第2の光源は、前記第1の波長とは異なる第2の波長で光を放出するように構成される、請求項247〜260のいずれかに記載の摂取可能装置。
  262. 第1および第2の検出器をさらに備え、前記第1の検出器は、前記第1の波長で光を検出するように構成され、前記第2の検出器は、前記第2の波長で光を検出するように構成される、請求項261に記載の摂取可能装置。
  263. 摂取可能装置内での使用のために構成されたリザーバであって、分注可能物質を含む、リザーバ。
  264. 前記リザーバは、前記摂取可能装置の前記ハウジング内部に部分的に適合するように構成される、請求項263に記載のリザーバ。
  265. 前記リザーバは、前記摂取可能装置の前記ハウジング内部に完全に適合するように構成される、請求項263に記載のリザーバ。
  266. 前記リザーバは、ハウジングを含み、前記ハウジングは、プラスチックを含む、請求項263〜265のいずれかに記載のリザーバ。
  267. 前記プラスチックは、PVC、シリコーンおよびポリカーボネートから成る群から選択された少なくとも1つの材料を含む、請求項266に記載のリザーバ。
  268. 前記リザーバは、ハウジングを含み、前記ハウジングは、金属系材料を含む、請求項263〜265のいずれかに記載のリザーバ。
  269. 前記金属系材料は、合金を含む、請求項268に記載のリザーバ。
  270. 前記金属系材料は、ステンレス鋼を含む、請求項268に記載のリザーバ。
  271. 前記リザーバは、前記摂取可能装置の前記ハウジングに付着するように構成される、請求項263〜270のいずれかに記載のリザーバ。
  272. 前記リザーバは、前記摂取可能装置と摩擦適合するように構成される、請求項263〜271のいずれかに記載のリザーバ。
  273. 前記リザーバは、付勢機構を用いて前記摂取可能装置に固定されるように構成される、請求項263〜272のいずれかに記載のリザーバ。
  274. 前記付勢機構は、ばね、ラッチ、フック、磁石、および電磁放射から成る群から選択された少なくとも1つの部材を含む、請求項273に記載のリザーバ。
  275. 前記リザーバは、前記摂取可能装置の前記ハウジング内の溝またはトラックに適合するように構成される、請求項263〜274のいずれかに記載のリザーバ。
  276. 前記リザーバは、前記摂取可能装置にスナップフィットするように構成される、請求項263〜275のいずれかに記載のリザーバ。
  277. 前記リザーバは、穴を開けるように構成される、請求項263〜276のいずれかに記載のリザーバ。
  278. 前記リザーバは、電子部品を運ぶように構成される、請求項263〜277のいずれかに記載のリザーバ。
  279. 前記摂取可能装置は、FDA要求を満足する、請求項263〜278のいずれかに記載のリザーバ。
  280. 前記リザーバは、請求項1〜262のいずれかに従った摂取可能装置と共に使用されるように構成される、請求項263〜279のいずれかに記載のリザーバ。
  281. 摂取可能装置と、
    摂取可能装置内での使用のために構成されたリザーバであって、分注可能物質を保持するように構成される、リザーバと、
    を含む、キット。
  282. 前記リザーバ内に前記分注可能物質をさらに含む、請求項281に記載のキット。
  283. 前記リザーバは、請求項263〜280のいずれかに従ったリザーバを含む、請求項281または請求項282に記載のキット。
  284. 請求項1〜262のいずれかに従った摂取可能装置を使用して、治療薬を被験者に送達すること、
    を含む、方法。
  285. 前記治療薬は被験者の前記GI管内の位置に送達される、請求項284に記載の方法。
  286. 請求項263〜280のいずれかに従ったリザーバを摂取可能装置に付着すること、
    を含む、方法。
  287. 前記リザーバを前記摂取可能装置に付着する前に、前記治療薬をリザーバ内に配置することをさらに含む、請求項286に記載の方法。
  288. 前記リザーバを前記摂取可能装置に付着した後、前記治療薬を被験者に送達するために前記摂取可能装置を使用することをさらに含む、請求項286または請求項287に記載の方法。
  289. 前記治療薬は、被験者の前記GI管内の位置に送達される、請求項288に記載の方法。
  290. 被験者のGI管の部分内での前記摂取可能医療装置の位置を少なくとも85%の精度で判断することをさらに含む、請求項286〜289のいずれかに記載の方法。
  291. 被験者の前記GI管内部での前記摂取可能装置の前記位置を判断することは、前記GI管内部で反射された光信号を判断することを含み、前記反射された信号は、少なくとも2つの異なる波長の光を含む、請求項290に記載の方法。
  292. 前記反射された信号は、少なくとも3つの異なる波長の光を含む、請求項291に記載の方法。
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