KR20190014547A - 캡슐장치를 사용하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

캡슐장치(100)는 환자의 위장관을 통해 이동하도록 구성된다. 방법은 가속도에 기초하여 캡슐장치(100)를 여는 것이다. 시스템은 가속도에 기초하여 캡슐장치(100)를 연다. 우선, 캡슐장치(100)는 느린 샘플링 모드로 모니터링된다. 다음, 캡슐장치(100)는 고속 샘플링 모드에서 모니터링된다. 사용자는 손작동을 입력하여 가속도를 변경하여 캡슐장치(100)를 열게 할 수 있다.

Description

캡슐장치를 사용하기 위한 시스템 및 방법
본 발명은 의학에 사용되는 캡슐장치의 기술에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 선반상태에서 작동상태로 캡슐을 여는 시스템 및 방법에 관한 기술이다.
캡슐 내시경 검사는 이미 환자의 체내검사에 성공한 것으로 입증되었을뿐만 아니라 환자의 소장을 검사할때 위장관의 구역 또는 부분을 쉽게 접근 할 수 없는전통적인 표준 내시경 검사 기술에 비해 명확한 이점이 있다.
인간의 결장벽에 작용하는 진동 캡슐은 대장 경련을 완화하고 대장 운동성, 변비 치료, 대변 배출, 미용 및 건강을 촉진 할 수 있다. 또한 진동 캡슐은 소장 유동 운동을 촉진하고 소장의 흡수를 줄이며 체중감소의 효과를 볼 수 있다.
그러나 내시경 캡슐과 진동형 캡슐 모두에서 선반 또는 보관시 불필요한 전력 사용을 줄이고 저전력 소모를 유지하는 것은 어려운 과제이다. 캡슐장치의 전력 소비는 작동주기의 지속 시간에 비례한다. 일반적으로 작동주기의 대부분 전력을 절약하고 작동주기와 비 작동주기를 효과적으로 분리하는 것은 매우 실용적이고 중요하다.
다시 말해서, 실제로 필요할 때 캡슐을 정확하게 열고, 선반 또는 보관 주기에 캡슐을 낮은 전력 소비로 유지할 필요가 있다.
본 발명은 생체 내 장치에 기초한 진동캡슐 및 이를 사용하는 방법을 개시한다. 본 발명은 캡슐장치를 여는 시스템 및 방법을 개시한다.
본 발명의 하나의 목적은 선반 시간 동안 낮은 전력소비를 유지 함으로써, 긴 선반 시간을 갖는 캡슐장치를 제공하는 것이다. 예를 들어 선반 시간을 적어도 1년동안 유지하는 캡슐장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 캡슐을 잘못 열지 않도록 정확하게 여는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 캡슐을 여는 방법은 반드시 최소의 가능한 전력만 요구할뿐만 아니라 캡슐을 여는 프로토콜(protocol)반드시 일반 소비자에게 쉽게 적용할 수 있어야 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 캡슐 제조의 중량 또는 비용을 증가시키는 추가 부분이 필요하지 않는 캡슐을 여는 방법 또는 프로토콜(protocol)을 제공하는 것이다.
본 명세서에 개시된 캡슐장치를 여는 방법은 원위치에 배치된 가속도 센서에 의해 검출된 가속 데이터에 기초하여 캡슐을 비 작동상태에서 작동상태로 변경시키는 것에 관한 것이다. 이 방법은 캡슐이 비 작동상태에 있는 것으로 알려진 경우, 낮은 샘플링 주파수에서 3차원으로 캡슐의 가속도를 모니터링하는 단계; 수집된 가속 데이터가 제1임계 값 이상인 경우, 상기 검측 샘플링 주파수를 높은 샘플링 주파수로 변경하고 3차원에서 상기 캡슐의 가속도를 계속 모니터링하는 단계; 높은 샘플링 주파수에서 수집된 가속 데이터가 계속하여 제2임계 값 이상인 경우, 캡슐의 사용자로부터 확인을 요청함으로써 캡슐을 사전 작동 상태로 준비하는 단계를 포함한다. 본 발명의 방법에서, 낮은 샘플링 주파수는 바람직하게는 2-10Hz 사이이고, 높은 샘플링 주파수는 바람직하게는 20-1000Hz 사이이다. 높은 샘플링 주파수 감지의 지속 주기는 3초를 초과하지 않으며 사전 작동상태의 지속 주기는 10초를 넘지 않는다.
상기 방법과 관련하여 본 명세서에 개시된 시스템은 두개 또는 그 이상의 상이한 주파수에서 3차원 적으로 캡슐의 가속도를 검출하는 가속도 센서; 가속도 센서로부터 입력을 받아 계산하고 제1 및 제2임계 값과 비교하도록 구성된 마이크로 컨트롤러 유닛; 사용자에 대한 확인 및 가속도 센서, 마이크로 컨트롤러 유닛 및 캡슐 시작 유닛에 전력을 공급하는 전원을 요청하는 캡슐 시작 유닛을 포함한다. 본 발명의 가속도 센서는 가속도계(g 센서)이다.
본 발명의 일측으로, 일 예에서 캡슐 시작 유닛은 무선 통신 유닛을 더 포함한다.
본 발명의 다른 일측으로, 일 예에서 상기 방법은 무선 통신 유닛을 통해 캡슐을 열도록 지시하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 일측으로, 다른 예에서 상기 방법은 캡슐 내부의 LED를 열어 사용자에게 확인을 요청하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 일측으로, 다른 예에서 상기 방법은 사용자가 캡슐을 손에 들고있는 동안 손작동을 제안 및 검출하는 사용자로부터확인을 요청하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 예시적인 실시예는 첨부된 도면의 상세한 설명으로부터 보다 명백하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 예시성 캡슐장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법의 개략적인 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방법의 개략적인 흐름도이다.
이하, 목표위치에 캡슐장치가 배치되게 하는 시스템 및 그 사용 방법의 선택 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 단순 목적으로 캡슐장치는 생체 의학 응용에 관한 내용을 설명하고, 즉, 목표 위치는 생체 내 위치이고, 예를 들어 소화관 내부의 위치이다. 단순 목적으로, 여기에 개시된 의료장치는 생체 내에 배치되도록 설계된다. 비 침습적 전달 방법 중 하나는 소화관으로 삼키는 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 의료장치는 캡슐로 설명되고, 캡슐의 형상, 치수 또는 크기에 대한 제한으로 해석되어서는 안된다. 본 명세서에 개시된 캡슐장치 및 이를 사용하는 방법은 많은 기타응용에 사용될 수 있고, 예하면 원위치 이동생성수단, 이동생성수단을 관리 할 수 있는 제어모듈 및 제어모듈과 통신하기 위한 무선 통신 모듈이다.
본 발명의 범위 내에서, 고속 샘플링 모드는 높은 샘플링 주파수하에 검측 데이터를 수집하는 것을 의미한다. 저속 샘플링 모드는 낮은 샘플링 주파수하에 검측 데이터를 수집하는 것을 의미한다. 한 축의 가속 데이터는 해당 특정축을 따라 감지한 가속 데이터이다. 결합 가속도 값 또는 결합 가속 데이터 또는 전체 가속 데이터는 하나의 개별 축을 따라 계산된 두개 또는 그 이상의 단일 가속도 값의 제곱근이다. 예를 들어 축 a (Aa) 및 축 b (Ab)를 따를 때, 캡슐의 전체 가속도는 sqrt(ax^2 + ay^2 + az^2)이고, a는 대응하는 축 Aa 및 Ab이다. 본 발명의 범위 내에서, 센서 데이터가 인용 될 때, 하나의 축을 따르는 개별 가속 데이터 또는 둘 또는 그 이상의 축을 따라 개별 가속 데이터를 검측한 후의 계산된 결합 가속 데이터 일 수 있다.
당업자라면 아래의 설명은 예시적인 목적으로서 제한적으로 해석하여서는 아니 됨을 이해할 것이다. 이 개시 범위 내의 다른 변형도 적용 가능하다.
캡슐장치를 사용하는 구조 및 방법은 아래에서 상세하게 설명된다. 도면의 요소는 다음과 같다.
100 캡슐장치
102 가속도 센서
캡슐 시스템은 환자의 위장관 내부에 배치되도록 구성된 캡슐장치를 포함한다. 일 실시예에서, 캡슐은 환자의 신체 외부에 배치된외부 작동시스템과 통신한다. 일 예로, 외부 장치는 스마트 폰과 같은 휴대용 장치이다. 기본 캡슐장치는 무선 통신 네트워크를 통해 외부 작동 시스템과 통신하도록 구성된다.
본 발명은 캡슐이 어떻게 비 작동상태에서 작동상태로 효과적으로 변경 될 수 있는지에 대한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에서, 센서는 캡슐장치 내부에 위치하도록 사용되고, 센서는 가속도 센서로부터 입력을 수신하도록 구성된 마이크로 컨트롤러 유닛에 연결된다. 센서에 의해 검출 된 검측변화에 기초하여, 마이크로 컨트롤러는 상이한 상태에서 더 많은 검측을 하는 지시 및/또는 사용자로부터 사용자 인터페이스를 통하거나 또는 사용자 인터페이스를 통하지 않는 명령을 입력하는 확인요청을 송신하는 것을 통하여 캡슐이 작동상태 또는 비 작동상태에 있는지를 "추측"한다.
본 발명의 각측에 따르면, 일 실시예에서 캡슐 내에 배치된 센서는 작동 센서이다. 먼저 작동 센서는 일반적인 선반 작동 값으로 보정된다. 일 예에서, 작동 센서는 작동 데이터를 검측하고, 센서 데이터는 선반 작동 값과 비교된 다음 더 많은 검측이 필요한지 또는 사용자 확인이 요구되어야 하는 지를 결정한다.
본 발명의 목적은 선반 또는 보관주기 동안의 저전력 소모를 유지하고 불필요한 전력 사용을 줄이며 사용자에 의해 확인된 비 작동주기부터 효과적이고 정확한 작업주기으로 변경하는 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 캡슐 내에 배치된 센서는 가속도 센서이다. 일 예에서, 가속도 센서는 통상적인 선반 가속도 값으로 보정된다. 일 예에서, 가속도 센서는 가속 데이터를 검측하고, 센서 데이터는 선반 가속도 값과 비교된 다음 더 많은 검측이 필요한지 또는 사용자 확인이 전송되어야 하는 지를 결정한다.
센서가 가속도 센서인 경우, 다른 예에서, 캡슐 내부에 배치된 가속도 센서에 의해 검출된 가속 데이터 및 제1임계 가속도 값의 비교에 기초하여, 캡슐 내의 마이크로 컨트롤러는 더 많은 검측이 필요한지 또는 사용자 확인을 요청해야 하는 지를 결정한다.
본 발명은 캡슐을 비 작동상태에서 작동상태로 전환시키는 방법 또는 짧은 시간내에 캡슐을 여는 방법을 개시한다. 본 방법은 캡슐이 비 작동상태에 있는 것으로 알려진 경우, 제1샘플링 주파수에서 3차원으로 캡슐의 가속도를 먼저 모니터링하는 단계를 포함한다. 수집한 가속 데이터가 제1임계 가속도 값과 같거나 이상인 것으로 결정되면, 다른 조건하에서 더 많은 검측이 수행된다. 일 실시예에서, 상이한 조건하에서 더 많은 검측을 수행하는 단계는 검측 샘플링 주파수를 제2샘플링 주파수로 변경하고 계속하여 3차원에서 캡슐의 가속을 모니터링하는 단계; 제2샘플링 주파수에서 수집된 가속 데이터가 계속하여 제2임계 가속도 이상인 경우, 캡슐을 사전 작동상태로 두는 단계를 더 포함한다. 캡슐을 사전 작동상태로 두는 단계는 캡슐 사용자로부터 확인을 요청하는 단계를 포함한다. 본 발명에서 제2샘플링 주파수는 제1샘플링 주파수보다 크기 때문에 가속 데이터가 거짓 양성(false positive) 또는 거짓 음성(false negative) 정보를 회피하기 위해 더 분명하게 검출되도록 한다.
본 방법의 일 예에서 제1샘플링 주파수는 0.2-10Hz사이이다. 다른 예에서 제1샘플링 주파수는 0.2-8Hz사이이다. 다른 예에서 제1샘플링 주파수는 0.2-6Hz사이이다. 다른 예에서 제1샘플링 주파수는 0.2-5Hz사이이다. 다른 예에서 제1샘플링 주파수는 0.2-4Hz사이이다. 다른 예에서 제1샘플링 주파수는 0.2-3Hz사이이다. 다른 예에서 제1샘플링 주파수는 0.2-2Hz사이이다. 다른 예에서 제1샘플링 주파수는 0.2-1Hz사이이다.
본 방법의 일 예에서 제2샘플링 주파수는 10-2000Hz사이이다. 다른 예에서 제2샘플링 주파수는 10-1000Hz사이이다. 다른 예에서 제2샘플링 주파수는 10-500Hz사이이다. 다른 예에서 제2샘플링 주파수는 10-250Hz사이이다. 다른 예에서 제2샘플링 주파수는 10-120Hz사이이다. 다른 예에서 제2샘플링 주파수는 10-60Hz사이이다. 다른 예에서 제2샘플링 주파수는 10-40Hz사이이다. 다른 예에서 제2샘플링 주파수는 10-20Hz사이이다.
제1샘플링 주파수 하에서 캡슐을 모니터링하는 시간 주기을 제1가속도 주기으로 정의한다. 제1가속도 주기에, 캡슐은 비 작동상태에 있고 이는 작동주기 사이의 선반 시간 주기, 저장 주기 또는 휴식 주기를 포함한다.
제2샘플링 주파수 하에서 캡슐을 모니터링하는 시간 주기을 제2가속 주기으로 정의한다. 제2가속 주기에 캡슐의 가속 데이터를 계속하여 모니터링하고 가속 데이터를 수집하여 제2임계 가속도 값과 비교한다. 그러나, 제2가속 주기는 제1가속 주기과 다른 점은 제2가속 주기이 시간 제한을 갖는 것이다. 시간 제한은 저전력 소모 요구사항에 의해 결정된다. 일 예에서, 제2가속 주기는 5초 미만이다. 다른 예에서, 제2가속 주기는 4초 미만이다. 다른 예에서, 제2가속 주기은 3초 미만이다. 다른 예에서, 제2가속 주기는 2초 미만이다.
캡슐이 사전 작동상태에 있는 시간 주기를 제3가속 주기로 정의한다. 일반적으로 제3가속 주기는 10초 미만이다.
제3가속 주기의 일 실시예에서, 캡슐이 사전 작동상태에서 조절되는 동안, 캡슐의 가속 데이터를 계속 모니터링하고, 가속 데이터를 계속 수집하여 제3 또는 제4임계 가속도 값과 비교한다. 일 예에서, 이들을 수집한 후 a 및 b축에서의 결합 전체 가속도 값을 계산하여 제3임계 가속도 값과 비교한다. 다른 예로, 각 축의 가속도 값을 검측하고 수집하여 제4임계 가속도 값과 비교한다. 또 다른 예에서, 예하면 a축 및 b축의 하나 이상의 축에 대하여 결합 전체 가속도 값을 계산하고 수집한 후, 제3임계 가속도 값과 비교하고, 결합 가속도 값이 제3임계 가속도 값보다 크거나 같으면, 두개의 단독 축선을 따라 개별 가속 데이터를 검측한 후, 제4임계 가속도 값과 비교한다. 많은 개별 가속 데이터를 수집하고 개별 검측 데이터와 개별 임계값 데이터를 비교하여 캡슐을 여는 확인 요청에 따라 캡슐이 특정 패턴으로 가속되는지 여부를 효과적으로 결정할 수 있다. 이로써 거짓 양성 결과를 효과적으로 최소화하거나 실제로 제거할 수 있다. 이 시간동안, 사용자는 일련의 손작동을 통하여 개별 가속 데이터를 생성하여 의도적으로 가속도 센서가 사전 결정된 제3 또는 제4임계 가속도 값보다 큰 가속 데이터를 검출하게 하도록 한다.
제3가속 주기에서, 캡슐이 사전 작동 상태에서 조절될 때, 제2 실시예에서, 캡슐은 가속 데이터를 계속 모니터링하거나 또는 가속 데이터를 수집하지 않고, 무선 통신 모듈이 켜져 캡슐이 의도적으로 열릴려고 하는지 여부를 사용자에게 확인 요청할 수 있다. 이런 단계들은 캡슐과 외부 사용자 인터페이스 사이의 무선 통신 유닛을 켜는 단계; 캡슐을 열기 위해 외부 사용자 인터페이스로부터 명령을 수신하는 단계를 포함한다.
제3가속 주기에, 제2 예에서 캡슐은 가속 데이터에 대하여 계속 모니터링하거나 또느 가속 데이터를 수집하지 않으면, 통신 모듈이 켜져 사용자에게 경고하거나 캡슐이 의도적으로 열릴려고 하는지 여부를 사용자로부터 확인 요청한다. 이러한 단계는 캡슐 내부의 LED를 켜서 사용자에게 경고하거나 및/또는 확인을 요청하는 단계; 외부 사용자 인터페이스를 통해 명령을 입력하도록 사용자에게 요구하거나 또는 손작동을 입력하도록 사용자에게 요청하여 캡슐장치를 여는 것을 확인한다. 일 예에서, LED 조명이 두번 깜박이는 것으로 사용자로부터의 추가 입력을 요청한다.
본 명세서에 개시된 손작동은 결합되거나 또는 개별 가속 데이터를 상이한 축에서 발생시키는데 필요한지를 요청하고, 여기서 결합되거나 또는 개별 가속 데이터는 캡슐이 비 작동상태일 때, 검출할 수 있는 임의의 가속 데이터는 상이하게 검측된다.
일 예에서, 제3 및/또는 제4임계 가속도 값은 3-5g사이로 설정되고, 저장 또는 선반 시간 동안 배송에 의해 생성된 가속도 값이 현저하게 상이하다. 여기서 g는 지상에서 9.8m/s2의 중력 가속도이다.
다른 예에서, 임계 값은 특정 가속도 값 뿐만아니라 특정 가속방향을 요구하고, 가속 방향은 저장 또는 선반 시간 동안 배송에 의해 생성될 수 있는 임의의 방향과 상이하다. 예를 들어, 임계방향 요구사항은 지면에 완전히 수직되고 캡슐을 위아래로 움직이는 손작동을 나타낸다. 다른 예에서, 임계방향 요구사항은 지면에 완전히 수평되며, 이는 캡슐을 좌우로 움직이는 손작동을 나타낸다.
다른 예에서, 캡슐이 사전 작동상태로 조절되고 캡슐을 열지 여부의 사용자 확인을 준비한다. 확인 프로토콜(protocol)은 캡슐이 거짓 양성으로 열리지 않도록 특정 순서에 하나 이상의 손작동을 포함할 수 있다. 비록 수집한 결합 및 개별 가속 데이터 또는 가속 방향조차도 다른 예상치 못한 상황이 명확하지 않아도, 가속 데이터 및 가속 방향의 시퀀스는 센서 데이터가 캡슐장치를 열기로 확인한 사용자의 손작동에서 오는지 여부를 정확하게 결정하는데 사용된다.
전력 소비를 보존하기 위해 제3가속 주기에는 사전 설정된 제한 시간이 있다. 제3가속 주기에 대한 사전 설정된 제한 시간이 만료되면, 캡슐은 비 작동상태로 되돌아 가고 제1주기의 제1샘플링 주파수에서 3차원 적으로 캡슐의 가속도를 모니터링하고 제1가속도 값을 계산하는 것을 포함한다. 제3가속 시간 주기의 시간제한 또는 간격은 약 5초 - 1분 사이이다. 일 예에서, 제3가속 시간 주기의 시간 제한 또는 간격은 약 10초이다.
도 2 및 도 3은 본 명세서에 개시된 방법의 실시예를 설명한다. 일 실시예에서, 상기 방법은 낮은 샘플 모드에서 제1가속 데이터를 검출하는 단계; 제1가속 데이터가 제1임계 가속도 이상이면, 고속 샘플 모드로 제2가속 데이터를 수집하는 단계; 하나 이상의 축의 결합 가속 데이터가 제2임계 가속도 값보다 크면, 캡슐을 사전 작동 상태로 두고; 캡슐과 외부 사용자 인터페이스 사이의 무선 통신 유닛 켜며; 캡슐을 열기 위해 외부 사용자 인터페이스로부터 명령을 수신하는 단계; 캡슐을 여는 단계를 포함한다. 결합 가속 데이터가 제2임계 값보다 작은 경우, 캡슐을 비 작동상태로 되돌리고, 제1주기의 낮은 샘플 모드에서 캡슐의 3차원 가속도를 모니터링하고 제1가속도 값을 계산하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 본 명세서에 개시된 방법은, 제2시간 주기의 고속 샘플 모드하에서 개별 가속 축을 따라 개별 가속 데이터의 제2그룹을 검출하는 단계; 제2시간 주기에서의 개별 가속 데이터의 제2그룹에 기초한 전체 가속 데이터가 5g 인 제2임계 가속도를 초과 하는지를 결정하는 단계, 여기서 g는 지상에서 9.8m/s2의 중력 가속도이고; 사용자가 의도적으로 제3그룹 가속 데이터를 생성하도록 하나 이상의 손작동을 입력하게 요청하는 단계; 제3그룹의 수평 가속 데이터 및 수직 가속 데이터를 검출하는 단계; 제3시간 간격 내에서 제3그룹의 수평 가속 데이터와 수직 가속 데이터에 기초한 결합 가속 데이터가 제3임계 가속도 값을 초과하면, 캡슐을 여는 단계; 그렇지 않은 경우 제1주기의 제1주파수에서 캡슐의 3차원 가속도를 모니터링하고 제1가속 데이터를 계산하는 것을 통하여 캡슐을 비 작동상태로 보내는 단계; 및 제1가속 데이터가 제1임계 가속도 값을 초과 할 때 고속 샘플 모드에서 캡슐을 모니터링하는 단계를 포함한다.
본 발명은 또한 상술한 방법 단계들에서 구현되는 시스템들에 관한 것이다. 이 시스템은 캡슐장치를 포함한다. 선택적으로, 시스템은 캡슐장치와 통신에 사용될 외부 사용자 인터페이스를 더 포함한다.
캡슐장치는 환자의 위장관을 통해 네비게이트하도록 구성된다. 캡슐장치는 하우징, 가속도 센서, 마이크로 컨트롤러 유닛 및 전원을 포함한다. 본 발명의 일측에 따르면, 하우징은 캡슐의 가장 긴 치수인 길이(L)를 갖는다. 가속도 센서는 제1시간 주기에서 제1주파수로 캡슐의 3차원적 가속도를 검출하도록 구성되며, 가속도 센서는 세개의 축 x, y 및 z를 갖는다. 가속도 센서의 z축은 캡슐 하우징의 길이(L)와 평행하고, 가속도 센서의 x 및 y 축은 캡슐 하우징의 길이(L)에 수직한다. 마이크로 컨트롤러 유닛은 가속도 센서에 연결되고 가속도 센서로부터 입력을 받아 계산하고 캡슐의 현재 상태를 결정힌다. 현재 상태는 제1주기, 제2주기 또는 제3주기을 포함한다. 캡슐장치는 가속도 센서, 마이크로 컨트롤러 유닛 및 캡슐 시작 유닛에 전력을 공급하는 전원을 더 포함한다. 캡슐시작유닛은 캡슐장치가 예정 작업상태에서 시작된다. 캡슐시작유닛은 캡슐장치의 사용자에게 경고를 전송하여 사용자가 진일보의 정보를 제공하도록 요구한다.
본 발명의 일측에 의하면, 캡슐장치는 3차원 센서를 포함한다.
일 실시예에서, 캡슐 시작 유닛은 외부 사용자 인터페이스에 정보를 전송하고 외부 사용자 인터페이스로부터 명령을 수신하는 무선 통신 모듈을 포함한다.
다른 실시예에서, 캡슐 시작 유닛은 캡슐 하우징 내부에 켜져 있는 LED 빛을 포함하고, 캡슐이 사전 작동상태에서 조절되었다는 경고 또는 통지를 사용자에게 전송하고, 사용자 인터페이스로부터의 입력인지 아니면 손작동으로 부터의 입력인지를 진일보로 요청 확인한다.
본 명세서에 개시된 캡슐장치는 모터를 포함하는 진동 캡슐이다.
본 명세서에 개시된 캡슐장치는 이미지 센서를 포함하는 캡슐 내시경이다.
본 명세서에 개시된 캡슐장치는 캡슐 기능성 요소 및 캡슐 구조 요소를 포함한다. 본 발명의 일측에 따르면, 캡슐은 임의의 형상 및 기하학적 형상을 가질 수 있다. 캡슐장치의 하우징은 다이아몬드, 타원형, 가늘고 긴(elongated) 모양, 마르키스(marquise) 모양, 덤벨 모양 등을 포함하되 이에 국한되지 않는다. 일 실시예에서, 도 1과 같이, 캡슐장치는 가늘고 길며 두개의 반 돔형 단부를 갖는다. 도 1을 참조하면, 캡슐장치용 하우징은 전방 단부 및 후방 단부를 갖는다. 캡슐은 L 특징의 길이를 갖는다. 가속도 센서는 캡슐 내부에 배치되고 x, y 및 z축을 갖는다. z축은 캡슐 길이(L)에 수직되고, x 및 y축은 캡슐 길이(L)에 평행한다. 캡슐길이는 캡슐을 보호하는 하우징의 길이에 의해 검측된다. 본 발명에서, 캡슐장치의 하우징은 캡슐장치의 길이를 따른 축을 갖는다.
본 발명의 일측에 따르면, 캡슐장치는 환자의 GI트랙 내에 배치될 수 있는 임의의 치수 또는 크기일 수 있다. 예를 들어, 삼키는 것과 같은 비 침습적 방법으로 캡슐장치가 환자의 위장관에 도입될 수 있는 것이 바람직하다. 환자는 인간과 동물을 포함한다. 도 1을 참조하면, 캡슐장치는 그 전방 단부에서 후방 단부까지의 길이를 갖는다. 일 예에서, 캡슐장치의 길이는 27.6mm이다. 또한 도 1을 참조하면, 캡슐장치는 두개의 반 돔형 단부를 갖는다. 반 돔형 단부의 직경은 캡슐장치의 직경이다. 일 실시예에서, 캡슐장치의 직경은 약 11.8mm이다.
본 발명의 일측에 따르면, 캡슐장치는 움직이거나 진동할 때 환자에게 심각한 불쾌감을 주지 않는 한 임의의 중량을 가질 수 있다. 중량은 캡슐 축 주위에 분포된다. 도 1과 같이, 전력 공급 유닛, 가속도 센서 및 다른 기능 유닛들은 캡슐장치의 길이를 따라 배열된다. 일 예에서, 캡슐의 중량은 6g 미만이다. 다른 예에서, 캡슐의 중량은 5g 미만이다. 또 다른 예에서, 캡슐의 중량은 4.5g 미만이다. 또한, 본 명세서에 개시된 캡슐장치는 GI 트랙 벽을 마사지하여 생체 내 소화 조건을 개선하기 위해 교반 또는 움직임을 생성하도록 구성된다. 캡슐장치의 무게는 마사지 효과와 비례한다. 일 예에서, 캡슐의 중량은 2g 이상이다. 다른 예에서, 캡슐의 중량은 3g 미만이다. 또 다른 예에서, 캡슐의 중량은 4g 미만이다. 또 다른 예에서, 캡슐의 중량은 4.5g 이상이다.
일 실시예에서, 전력 공급 유닛은 전력 관리 유닛을 통해 캡슐장치 내의 모든 캡슐 기능 유닛에 전력을 공급한다. 일 실시예에서, 전력 관리 유닛은 최종적으로 저전력 소비를 달성하기 위하여 캡슐의 전력 사용을 관리하는 마이크로 컨트롤러 및 다른 유닛을 포함한다.
본 발명의 일 측에 따르면, 여기에 개시된 무선 통신 유닛은 Rf 통신 방법, AC 전류 - 자기장 상호 작용 방법 및 / 또는 신체 접촉 전극 방법 중에서 선택될 수 있다. 일 실시예에서, 무선 통신 유닛은 Rf 안테나, Rf 송수신기 모듈, 무선 통신 유닛을 통해 PCB 내부 또는 별도로 배치되는 마이크로 컨트롤러를 포함하고, 캡슐장치는 외부 사용자 인터페이스와 통신하는, 예를 들면 스마트 폰 또는 인터넷 데이터 센터 또는 클라우드 서버 센터와 같은 블루투스 장치와 접속을 확립 할 수 있다. Rf 송수신기는 433MHz 또는 2.4GHz를 통신 샘플링 주파수로 사용할 수 있다.
다른 실시예에서, 무선 통신 유닛은 캡슐장치의 현재 상태를 식별하기 위해 센서 데이터를 비교하고 계산하는 마이크로 컨트롤러 유닛으로부터 정보를 수신한다.
일 실시예에서, 외부 장치의 외부 사용자 인터페이스는 데이터 센터 또는 클라우드 서비스 센터와 네트워크로 진일보로 접속되는 스마트 폰 사용자 인터페이스이다. 외부 장치는 사용자 특정 장치로써 무선 통신 유닛으로부터 특정된 개별 캡슐 식별 정보를 검색 할 수 있다. 사용자는 사용자의 특정 손작동 또는 선호도의 시퀀스를 캡슐장치를 열기 위한 확인으로 정의할 수 있다.
본 발명의 일 측에서, 캡슐장치는 3차원 가속도 센서를 포함하고, 여기서 가속도 센서는 3차원의 세개의 축을 가지며 3차원에서의 가속도를 검출 할 수 있다. 본 발명의 다른 일 측에서, 가속도 센서는 단지 1차원 센서이다. 1차원 센서는 하나의 축만 있어 1차원의 가속도만 검측할 수 있다. 1차원 센서가 캡슐에 사용될 때, 방향은 캡슐의 길이방향에 평행하는 z방향으로 표시된다.
일 실시예에서, 캡슐장치를 사용하는 방법은 1차원 가속도 센서만 포함하고, 길이방향의 2배이지만 반대방향을 따라 가속 데이터를 수집하는 것을 통하여 캡슐을 여는 것을 확인하는 것을 포함한다. 예를 들어, 캡슐장치의 사용자는 길이방향을 따라 캡슐을 유지시켜, 길이방향이 수직으로 포지셔닝 되게 하고 캡슐을 위아래로 움직일 수 있다. 다음 캡슐을 뒤집고 동일한 손작동을 다시 수행 할 수 있다. 상기 실시예에서 캡슐이 패키징되고 선적될 때, 캡슐은 길이방향이 수직이 아니라 가로방향으로 놓여 진다. 다음 캡슐을 열어야 할 때 길이방향으로 위아래로 캡슐을 이동시켜 가속을 만들 수 있다. 다음 캡슐을 180도 돌리고 손의 움직임을 다시 만든다. 개별적인 손 움직임에 의해 생성된 가속도 및 그 다음에 바로 뒤 따르는 두번째 움직임을 조합하여, 통상적인 선적중에 마주치지 않는 캡슐 운동 패턴을 공동으로 생성한다.
상술한 캡슐장치의 사용방법에서, 가속도 센서로 검출된 샘플율 또는 샘플 주파수는 특정 사용자 또는 지리 정보를 갖는 이력파일에 저장될 수 있다.
당업자라면 위의 내용은 단지 설명을 위한 것임을 이해할 것이고, 위에서 논의된 예제들은 많은 가능한 예제 중 일부이다. 다른 변형도 가능하다.
본 명세서에서 "일 실시예", "실시예", "예시성 실시예"등은 그 실시예와 관련하여 설명된 특정 특징, 구조 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함됨을 의미한다. 명세서의 여러 위치들의 이러한 출현은 반드시 모두 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 또한, 특정된 특징, 구조 또는 특성이 임의의 실시예와 관련하여 기술 될 때, 당업자는 이러한 특징, 구조 또는 특징을 다른 실시예와 관련시켜 영향을 미치지 않는 것으로 간주한다. 또한 이해를 돕기 위해 특정방법 절차가 별도의 절차로 기술되었을 수 있다. 그러나 이러한 개별적으로 해석된 절차는 반드시 성능에 의거하는 것으로 해석되어서는 안된다. 즉, 일부 절차는 대체순서, 동시에 등으로 수행될 수 있다. 또한, 예시적인 도면은 본 발명의 실시예에 따른 다양한 방법을 도시한다. 이러한 예시적인 방법 실시예는 본 명세서에서 설명되고 대응하는 장치 실시예에 적용될 수 있지만, 방법 실시예는 이에 의해 제한되지 않는다.
비록 본 발명의 몇개 실시예를 기술하였지만, 당업자는 본 발명의 원리 및 사상을 벗어나지 않는 상황에서 실시예에 대하여 수정할 수 있는 것으로 이해해야 한다. 따라서, 상술한 실시예들은 모든 방면에서 설명하는 것으로 고려되어야 하고 본 발명을 제한하는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 전술한 설명보다는 첨부된 청구범위에 의해 표현되고, 청구항의 등가물의 의미 및 범위 내에 있는 모든 변경은 그 안에 포함되는 것으로 설명된다. 본 발명에서 사용된 바와 같이, "바람직하게"라는 용어는 배타적이지 아니고 "바람직하게는 그러나 이에 제한되지 않는다"를 의미한다. 청구범위의 용어는 본 명세서에 기재된 일반적인 발명 컨셉과 일치하는 가장 넓은 해석을 제공한다. 예를 들어, "커플링" 및 "연결"(및 그 파생어)이라는 용어는 직접적 및 간접적 연결/커플링을 모두 나타내기 위해 사용된다. 다른 예로서, "갖는" 및 "포함하는" 그 파생어 및 유사한 과도용어 또는 문구는 "포함하는"(즉, 모두 "개방식"용어로 간주됨)과 동의어로 사용되고, "?으로 조성"과 "기본적으로 ...으로 조성"은 "폐쇄형"으로 간주되어야 한다.

Claims (19)

  1. 환자의 위장관을 통해 이동하도록 구성된 캡슐로서,
    캡슐의 가장 긴 치수인 길이 L을 가지는 하우징;
    제1주기의 제1주파수에서 3차원적으로 캡슐의 가속도를 검출하는 가속도 센서, 여기서 상기 가속도 센서는 x, y 및 z의 3축을 가지고, 상기 z축은 상기 길이 L에 평행하고, x 및 y축은 길이 L에 수직되며;
    상기 가속도 센서로부터 입력받아 계산하고 수행하여 상기 캡슐이 제1주기, 제2주기 또는 제3주기에 있는지를 결정하도록 구성되는 마이크로 컨트롤러 유닛; 및
    상기 가속도 센서, 마이크로 컨트롤러 유닛 및 캡츌 시작 유닛에 전원을 공급하는 전원공급장치
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로 컨트롤러 유닛은 상기 가속도 센서가 상기 제2주기의 제2주파수에서의 검측을 지시하고, 상기 제2주파수는 제1주파수보다 큰 것을 특징으로 하는 캡슐.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1주파수는 0.2Hz-10Hz사이인 것을 특징으로 하는 캡슐.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2주파수는 10Hz-200Hz사이인 것을 특징으로 하는 캡슐.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 캡슐은 외부 장치로부터 상기 캡슐 시작 유닛에 명령을 전송하는 무선통신 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐.
  6. 제1항에 있어서,
    진동 캡슐이고 진동모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐.
  7. 제1항에 있어서,
    캡슐 내시경이고 LED를 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2주기는 3초 미만인 것을 특징으로 하는 캡슐.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제3주기는 10초 미만인 것을 특징으로 하는 캡슐.
  10. 캡슐 내부의 3차원 가속도 센서의 가속 데이터에 기초하여 캡슐을 비 작동상태에서 작동상태로 변경하는 단계를 포함하고,
    상기 단계는,
    제1주기의 제1주파수에서 3차원으로 상기 캡슐의 가속도를 모니터링하고, 제1가속도 값을 계산하는 단계;
    상기 제1가속도 값이 제1임계 값보다 크면 제2주기의 제2주파수에서 3차원으로 상기 캡슐의 가속도를 모니터링하고 제2가속도 값을 계산하는 단계; 및
    상기 제2가속도 값이 제2임계 값보다 크면, 상기 캡슐을 사전 작동상태에 두는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 캡슐을 상기 사전 작동상태에 두는 단계는 무선 통신 유닛을 통해 캡슐을 열도록 지시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 캡슐을 상기 사전 작동상태에 두는 단계는 상기 캡슐의 LED를 사용하는 것을 통하여 상기 캡슐을 열도록 지시할 것을 상기 캡슐의 사용자에게 요청하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로하는 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 캡슐을 상기 사전 작동상태에 두는 단계는 상기 캡슐을 열기 위한 확인으로서 의도적으로 상기 캡슐의 가속도를 변경하기 위한 손작동을 입력할 것을 사용자에게 요구하는 단계를 더 포함하는 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    x축과 y축의 계산된 결합 가속도 값이 제3임계 가속도 값보다 높은 경우 상기 캡슐을 여는 단계를 더 포함하는 방법.
  15. 환자의 위장관 내에 배치되기 전에 1 차원 센서만 갖는 캡슐장치를 여는 단계를 포함하고,
    상기 단계는,
    상기 캡슐장치를 제1방향의 제1오레인테이션으로 위치시키고, 상기 캡슐장치를 위 아래로 이동시키는 단계;
    상기 캡슐장치를 제1방향의 제2오레인테이션으로 위치시키고, 상기 캡슐장치를 위 아래로 움직이는 단계
    를 포함하고,
    상기 제1방향은 그 수송 방향에 수직인 것을 특징으로 하는 캡슐장치를 사용하는 방법
  16. 제15항에 있어서,
    상기 캡슐장치를 위 아래로 움직이는 단계는 그 길이방향을 따라 이루어지는 것을 특징으로 하는 캡슐장치를 사용하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    제1주기의 제1주파수에서 상기 캡슐의 길이방향을 따라 제1가속 데이터를 모니터링하는 단계를 더 포함하는 캡슐장치를 사용하는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1가속 데이터가 제1임계 값보다 클때에만, 제2주기의 제2주파수에서 상기 캡슐의 길이방향을 따라 제2가속 데이터를 모니터링하는 단계를 더 포함하는 캡슐장치를 사용하는 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제2주파수는 상기 제1주파수보다 높은 것을 특징으로 하는 캡슐장치를 사용하는 방법.
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