JP4173282B2 - ビデオカプセルのエネルギ管理 - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、自律ビデオカプセルのエネルギ消費を制御するための管理システムにかかわる。より詳細には、本発明は、胃腸管の体内医療検査の技術分野に関する。
【０００２】
（背景技術）
内視鏡検査は、胃腸（Ｇ．Ｉ．）疾患の医療診断における一般的な作業である。Ｇ．Ｉ．管の内部壁面の観察可能な異常を識別するために用いられるビデオカメラは、内視鏡の内部に装備され、内視鏡を管の内部に押し込むことにより、連続的に進行する場面が観察される。内視鏡は、典型的には、連係する電気回路を備えたカメラあるいは光ファイバ画像ガイドを収容する管状の装置である。それは、光源又は光導体、及び信号を受ける及び／又はエネルギを供給するための電気導体をも含んでいる。Ｇ．Ｉ．管に沿う内視鏡の移動は、押し込み動作により生ずるので、そのような力の印加に伴う機械的衝撃は、内視鏡のヘッドが屈曲部に入るとすぐに、特に不都合となる。そのような屈曲部においては、内視鏡の動作は著しく妨げられ、穴があき易いＧ．Ｉ．管壁を危険にさらし、そしてＧ．Ｉ．管の入り組んでいない領域に対する内視鏡検査の方法を制限する。
【０００３】
その開示が、参照によりここに組み込まれた米国特許第５，６０４，５３１号に記載された、生体内自律ビデオカプセルは、管壁の自然な圧搾動作によってＧ．Ｉ．管に沿って移動し、それによって押し込み動作による危険を克服し、そしてさらにカメラを管理処理する一層便利な方法を提供する。カプセルの付加的な利点は、患者の腸を外部の装置に接続するという面倒な局面を回避していることである。自律カプセルを介して、胃腸管の画像は、エネルギ源又は情報ドレーンに対して形成される物理的な接続なしに得ることができる。内部電源は、カプセルを作動させ且つ照明、画像収集及び外部受信機への情報の無線送信をサポートする。Ｇ．Ｉ．管の少なからぬ長さが原因で、多くの画像が、管の全長をカバーするために収集されなければならず、このデータの量は、カプセルが移動を停止し又はかろうじて移動しているだけのときに収集される同一の部位の冗長な画像により増大するかもしれない。そのようなタスクは、相当な量のエネルギを消費し、それゆえ、潜在的に、１回の検査において収集される画像のセットの質及び量に関しての制限要因となる。Ｇ．Ｉ．管の冗長な画像に関連するさらなる障害は、解析段階の有効性である。全体の画像のシーケンスが一旦、解析医に提供されると、関心を生じ得る部位を見付け出す冗長な処理が行なわれる。そのような一連のシーケンスの画像に存在する如何なる冗長性も、解析処置に対する妨害を引き起こす。
【０００４】
（発明の開示）
本発明の目的は、Ｇ．Ｉ．管の検査のために用いられる自律カプセルに組み込まれるべき、カプセルのイメージングユニットの消費エネルギを最小化する装置を提供することにある。
【０００５】
本発明の好ましい実施形態によれば、内部的にＧ．Ｉ管の生体内画像を取得するカプセルは、少なくとも１つのイメージングユニット、イメージングユニットに接続された制御ユニット、及び制御ユニットに接続された電源を含んでいる。制御ユニットは、スイッチングユニット、及びスイッチングユニットに接続された軸方向運動検出器を含む。軸方向運動検出器は、装置の軸方向の動きを検出し、且つ軸方向加速度が予め決定されたしきい値よりも低ければ、電源を切離し、それによって冗長な画像の収集を防止する。
【０００６】
さらに、本発明の好ましい実施形態によれば、軸方向運動検出器は、加速度計、加速度計に接続され、加速度計からの信号を増幅するための増幅器、及び増幅器に接続され、増幅された信号を解析するためのアナライザを含んでいる。アナライザは、解析された信号を、予め決定されたしきい値と比較するためのコンパレータを含んでいる。
【０００７】
加えて、本発明の好ましい実施形態によれば、体内の胃腸管内におけるカプセル内に設けられたイメージングユニットによる管の冗長な画像の収集を低減するための方法が提供される。本方法は、
カプセルの軸方向運動を検出するステップと、そして
検出された運動が予め決定されたしきい値よりも低ければ、イメージングユニットを切離すステップと、
を含んでいる。
【０００８】
さらに、本発明の好ましい実施形態によれば、本方法は、検出された運動が予め決定されたしきい値よりも高ければ、イメージングユニットを再接続するステップをさらに含んでいる。
【０００９】
本発明は、添付された図面と関連する以下の詳細な説明によって、より完全に理解され且つ認識されるであろう。
【００１０】
（発明の詳細な説明）
まず、図１を参照して説明する。図１は、電源２４からカプセル内における主要な電力コンシューマ、すなわちイメージングユニット１２へのエネルギの流れを制御するための制御ユニット１４を収容する自律カプセル１０の概念的構成を示している。副次的な電力コンシューマ１３は、ユニット１４による介入を受けない。自律カプセルの電源２４は、それゆえに、イメージングユニット１２に間接的に接続され、従って制御ユニット１４によって及ぼされる制御に対するエネルギの流れに供される。それ自体の限られたエネルギの供給を含む自律カプセルは、Ｇ．Ｉ．管の全長における潜在的に多量の画像を収集しつつ、管の全長を移動する。したがって、本発明は、可能な限り多量の変動する情報の収集に対応して消費されるエネルギの量を最小化する。
【００１１】
さて、図２を参照すると、図２は、他のユニットの間に、制御ユニット１４及びイメージングユニット１２の詳細を示している。本発明には、同様のエネルギ節約効果を提供する他の実施形態が含まれる。
【００１２】
ユニット１４は、軸方向運動検出器２２、スイッチドライバ２０、及びオン／オフスイッチ１８を備えている。軸方向運動検出器２２は、カプセルの運動の変化を検出し、カプセルの軸方向の運動成分を抽出する。予め規定された決定ルールの条件が満たされると、作動コマンドがスイッチドライバ２０に送られる。すなわち、スイッチングユニット１８は、電源２４に接続するか、又は切り離すかする。イメージングユニットは、３つの主要な電力コンシューマ、すなわち、無線送信機２７、照明器（ライトエミッタ）２６、及びカメラアセンブリ２５、を備えている。配電器１６は、それらのコンシューマに対する供給を制御する。
【００１３】
ここで参照しようとしている図３は、軸方向運動検出器２２の詳細な概念的イラストレーションである。検出器２２は、信号を増幅するための増幅器３２に接続された軸方向加速度計３０を備えている。増強された信号は、軸方向加速度アナライザ３４によって処理される。このアナライザによって提供される値は、スイッチドライバ２０に対して情報をわたす、しきい値加速度コンパレータ３６に送られる。
【００１４】
リニア加速度計３０は、加速度計本体の軸方向における加速度に選択的に感応する。したがって、それは、カプセルの動作軸に合わせて物理的に整列されるべきである。
【００１５】
手順は次のようになる。加速度計３０からの出力信号は、まず、ユニット３２によって増幅され、それから、実際の軸方向加速度を判定するアナライザ３４に供給される。コンパレータ３６は、加速度値を予め決定されたしきい値と比較し、且つスイッチを切り替えるべきか否かを決定する。こうして、Ｇ．Ｉ．管に関するカプセルの減速時には、軸方向加速度計は、負の加速度を示すであろう。信号の大きさは、ユニット３４によって解析され、コンパレータ３６によって、しきい値比較が実行される。入力が、しきい値よりも大きければ、電源はドライバ２０からのコマンドを介して切り離される。
【００１６】
同様に、休止中のカプセルが急に動き始めた場合、加速度計３０によって供給される信号は解析され、且つしきい値と比較される。値が指示すると、電源は、イメージングユニット１２を再起動するために再接続される。
【００１７】
カプセルの運動軸の整列状態は、図４に示されており、カプセル１０のいくらかの構成を示している。カプセル１０は、Ｇ．Ｉ．管５６の壁５０の圧搾動作によりＧ．Ｉ．管の収縮した空隙５２伝いに移動する。このことは、カプセルの長手方向の軸（５４で示される）をＧ．Ｉ．管の局所軸６０に沿って整列させる。軸方向加速度計３０にＧ．Ｉ．管内における前進運動を検出させるためには、５６で示されている、その長手方向軸が、カプセルとＧ．Ｉ．管それぞれの長手方向にオーバラップしている軸（５４、６０）に平行に整列されなければならない。
【００１８】
信号振幅が予め定義したしきい値よりも大きくなることが生じたら、カプセルの軸方向における成分を有する本体の動きに起因する誤った警報も他の休止中のカプセルを起動し得る。それに代わる実施形態においては、そのような体の動きを検出するために、カプセルの内部加速度計に加えて外部検出器を採用することもできる。
【００１９】
当該技術分野における熟達者によれば、本発明は、以上において詳細に示し且つ説明したことに限定されないことが認められるであろう。本発明の範囲は、請求の範囲により、更に定義される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、自律カプセルの内部に位置する運動性ビデオカメラの構成を示す概念的なブロック図イラストレーションである。
【図２】 図２は、その電力消費を調整するためのイメージング及び制御ユニットを詳細に示す概念的なブロック図イラストレーションである。
【図３】 図３は、エネルギ供給のスイッチング状態における変動を導くイベントの１連のシーケンスを始動させる運動検出器の構成要素を詳細に示す概念的なブロック図イラストレーションである。
【図４】 図４は、Ｇ．Ｉ．管内における自律カプセルの配置を示すイラストレーションである。

Claims (3)

1. 胃腸管内の一連の画像を取得する自律カプセル（１０）であって、
   該カプセル内に設けられたイメージングユニット（１２）と、
   前記カプセルの軸方向の運動を検出する運動検出器（２２）と、
   そして、
   前記検出された軸方向運動が予め決定されたしきい値よりも低ければ、前記イメージングユニットを切り離（１８）しこれによって冗長画像の取得を防止するための制御及びスイッチング手段（１４、１８）とを備え、
   前記制御及びスイッチング手段（１４、１８）が冗長画像の取得防止を達成するために前記イメージングユニットをその供給電源（２４）から切り離す動作を行うようになっており、
   前記運動検出器が前記カプセル内の加速度計（３０）を備えていることを特徴とする自律カプセル。
2. 前記制御及びスイッチング手段（１４、１８）がさらに、前記検出された運動が上記予め決定されたしきい値よりも高ければ、前記イメージングユニットを再接続して画像の取得を再開するように動作できるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の自律カプセル。
3. 前記イメージングユニットが無線送信機（２７）、照明器（２６）及びカメラアセンブリ（２５）を有することを特徴とする請求項１または２のいずれか１つの請求項に記載の自律カプセル。

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