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【発明の名称】 運動性測定および分析のためのシステムおよび方法
【発明者】 【氏名】モルデカイ・フリスチ

【氏名】ジビカ・ジラド

【氏名】アルカディ・グルコフスキー

【氏名】ダフナ・レビィ
【要約】 【課題】胃腸管の運動性測定および分析のための装置、システム及び方法を提供する。

【解決手段】システムは、自律型生体内装置から受取ったデータ分析に基づいて管腔内の収縮活動の判断、例えば２つの画像をキャプチャする間の収縮活動及び/又は画像をキャプチャした撮像装置の相対的な運動性を計算することができるプロセッサを含む。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自律型生体内装置から受取ったデータの分析に基づいて管腔内の収縮活動を判断するためのプロセッサを含む、システム。
【請求項２】
前記プロセッサは、前記生体内装置の位置測定データの分析に基づいて前記収縮活動を判断するためのものである、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記プロセッサは、あらかじめ規定された期間中の前記生体内装置の変位を計算し、前記変位に基づいて前記収縮活動を判断するためのものである、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記プロセッサは、あらかじめ規定された期間中の前記生体内装置の速度を計算し、前記速度に基づいて前記収縮活動を判断するためのものである、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記プロセッサは、複数の計算された速度においてパターンを識別し、前記パターンに基づいて前記収縮活動を判断するためのものである、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記生体内装置は自律型生体内装置を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記生体内装置は飲込み可能なカプセルを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記プロセッサは、前記生体内装置によってキャプチャされた少なくとも１つの画像の分析に基づいて前記収縮活動を判断するためのものである、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記プロセッサは、前記生体内装置によって捉えられた複数の画像の光強度の変調に基づいて前記収縮活動を判断するためのものである、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
自律型生体内装置からデータを受取るステップと、
前記データの分析に基づいて管腔内の収縮活動を判断するステップとを含む、方法。
【請求項１１】
判断する前記ステップは、
前記生体内装置の位置測定データの分析に基づいて前記収縮活動を判断するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
判断する前記ステップは、
あらかじめ規定された期間中の前記生体内装置の変位を計算するステップと、
前記変位に基づいて前記収縮活動を判断するステップとを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記位置測定データにおいてパターンを識別するステップと、
前記パターンに基づいて前記収縮活動を判断するステップとを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記生体内装置によってキャプチャされた少なくとも１つの画像の分析に基づいて前記収縮活動を判断するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
先の出願データ
本出願は、「運動性測定および分析のための装置、システムならびに方法（Device, System and Method for Motility Measurement and Analysis）」と題された、２００５年４月２２日に出願された米国仮特許出願番号第６０／６７３，８０３号の優先権および利益を主張し、その全体が本出願に引用にて援用される。さらに本出願は、「胃腸管内の運動性分析（Motility Analysis Within a Gastrointestinal Tract）」と題された、２００５年８月１１日に出願され、２００５年１２月２２日に米国特許出願公開番号第２００５／０２８１４４６号として公開された、米国特許出願番号第１１／２０１，２１７号の一部継続出願であって、その優先権および利益を主張し、その全体が本出願に引用にて援用されるが、それは「胃腸管内の運動性分析（Motility Analysis Within a Gastrointestinal Tract）」と題されて２００２年６月２０日に出願され、２００５年９月１３日に米国特許番号第６，９４４，３１６号として発行された米国特許出願番号第１０／１７５，１４８号の継続出願であり、その全体が本出願に引用にて援用され、さらにそれは、「胃腸管内の運動性分析（Motility Analysis Within a Gastrointestinal Tract）」と題され、２００２年５月１９日に出願されて２００２年１２月２７日に国際出願公開番号第ＷＯ０２／１０２２２３号として公開された国際特許出願番号第ＰＣＴ／ＩＬ０２／００３８６号の国内段階出願であって、その全体が本出願に引用にて援用され、それは「胃腸管内の運動性分析（Motility Analysis Within a Gastrointestinal Tract）」と題され、２００１年６月２０日に出願された米国仮特許出願番号第６０／２９９，１７８号の優先権および利益を主張して、その全体が本出願に引用にて援用される。
【０００２】
発明の分野
本発明は生体内感知の分野に関し、より特定的には生体内撮像分野に関する。
【背景技術】
【０００３】
発明の背景
胃腸（ＧＩ）管内の蠕動は、呑込まれた食物を運び、消化および最終的な排出をも助ける。蠕動は、結果として胃腸管に沿って動く圧脈波または収縮となり、その結果、胃腸管の内のボーラスまたは他の物体の運動性となる。
【０００４】
ある病状は胃腸管内の正常な運動性を変え得る。例えば、障害物、閉塞状態または他の病状によって低運動性が引起される。運動性障害は、例えば神経障害によって引起され、必ずしも目に見えない。
【０００５】
いくつかの生体内感知システムは、例えば生体内撮像装置が胃腸管腔内を通過しながら胃腸管の画像を捉えて送信することができる生体内撮像装置を含み得る。
【０００６】
情報（例えば画像情報、ｐＨ情報、温度情報、電気インピーダンス情報、圧力情報など）を感知し、集積するための、体内の通路またはキャビティの生体内感知用の他の装置、システムおよび方法が当該技術で公知である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
発明の概要
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のいくつかの実施例は、例えば、胃腸管の運動性および／または収縮活動の測定と分析とのための装置、システムおよび方法を含み得る。
【０００９】
いくつかの実施例は、例えば、生体内装置から受取ったデータ分析に基づいて管腔内の運動性および／または収縮活動を判断し、計算し、かつ／または分析するプロセッサを有するシステムを含み得る。
【００１０】
いくつかの実施例は、例えば、上記生体内装置の位置測定データの分析に基いて上記運動性および／または収縮活動を判断することを含み得る。
【００１１】
いくつかの実施例は、例えば、あらかじめ規定された期間内の上記生体内装置の変位を計算して、上記変位に基いて上記運動性および／または収縮活動を判断することを含み得る。
【００１２】
いくつかの実施例は、例えば、上記あらかじめ規定された期間中の上記生体内装置の変位の大きさに基づいて、運動性および／または収縮活動の大きさを判断することを含み得る。
【００１３】
いくつかの実施例は、例えば、上記あらかじめ規定された期間中の上記生体内装置の変位の小ささに基づいて、運動性および／または収縮活動の小ささを判断することを含み得る。
【００１４】
いくつかの実施例は、例えば、上記位置測定データ中のパターンを識別し、上記パターンに基づいて上記運動性および／または収縮活動を判断することを含み得る。
【００１５】
いくつかの実施例は、例えば、上記生体内装置から受取った無線周波数信号に基づいて上記位置測定データを計算することを含み得る。
【００１６】
いくつかの実施例は、例えば、あらかじめ規定された期間中の上記生体内装置の速度を計算し、上記速度に基づいて上記運動性および／または収縮活動を判断することを含み得る。
【００１７】
いくつかの実施例は、例えば、上記あらかじめ規定された期間中の上記速度の変化に基づいて上記運動性および／または収縮活動を判断することを含み得る。
【００１８】
いくつかの実施例は、例えば、複数の計算された速度においてパターンを識別し、上記パターンに基づいて上記運動性および／または収縮活動を判断することを含み得る。
【００１９】
いくつかの実施例は、例えば、生体内撮像装置によって得られた画像の画像分析に基いて、運動性、収縮および／または収縮活動を判断することを含み得る。例えば、生体内装置によって得られた複数の画像の光強度分析が、胃腸管の収縮活動を判断するために使用されてもよい。
【００２０】
いくつかの実施例は、例えば、生体内装置によって得られた複数の画像の輝度レベルに基いて、運動性、収縮および／または収縮活動を判断することを含み得る。
【００２１】
いくつかの実施例では、生体内装置は、例えば、生体内撮像装置、生体内感知装置、自律型生体内装置および／または飲込み可能なカプセルを含む。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の実施例は様々な他の利益または利点を備え得る。
発明とされる主題は、明細書の結論部分で特に指摘され明確に主張される。しかしながら本発明は、内容、特徴および利点とともに操作の機構および方法の両方に関し、添付の図面とともに下記の詳細な説明を参照することによって最もよく理解されるであろう。
【００２３】
例示の簡潔さおよび明瞭性のために、図に示される要素が必ずしも縮尺どおりに描かれていないことが認識される。例えば、要素のうちいくつかの寸法は、明瞭性のため、他の要素に比べて誇張されることがある。さらに、適切であると考えられた場合、対応するまたは類似する要素を示すため、参照番号は図中で繰り返されることがある。
【００２４】
発明の詳細な説明
下記の詳細な説明において、多く具体的な詳細が本発明についての完全な理解をもたらすために述べられる。しかしながら、本発明がこれらの具体的詳細がなくとも実行され得ることは当業者には理解されるであろう。他の例においては、周知の方法、手順、要素および回路は、本発明を不明瞭にしないよう、詳細には記載されていない。
【００２５】
議論の一部は、生体内撮像装置、システムおよび方法に関連し得るが、本発明はこの点に限定されず、本発明の実施例は、様々な他の生体内感知装置、システムおよび方法と共に使用されてもよい。例えば、本発明のいくつかの実施例は、例えば生体内ｐＨ感知、生体内温度感知、生体内圧力感知、生体内電気インピーダンス感知、物質または材料の生体内検出、病状または病理の生体内検出、生体内データ収集または分析、および／または様々な他の生体内感知装置、システムおよび方法とともに使用されてもよい。
【００２６】
本発明のいくつかの実施例は、典型的には１回使用または部分的な使い捨て用の検出および／または分析装置に向けられる。いくつかの実施例は、例えば胃腸（ＧＩ）管などの管腔を自然な蠕動によって押し進められ、受動的にまたは能動的に進み得る、典型的には飲込み可能な生体内装置に向けられる。いくつかの実施例は、例えば血管、生殖器、尿路などの他の管腔を通され得る生体内感知装置に向けられる。生体内装置は、例えば、感知装置、撮像装置、診断装置、検出装置、分析装置、治療装置またはそれらの組合せであってもよい。いくつかの実施例では、生体内装置は画像センサまたは撮像素子を含み得る。他のセンサ、例えばｐＨセンサ、温度センサ、圧力センサ、他の生体内パラメータ用センサ、様々な生体内の物質または化合物用センサなどが含まれてもよい。
【００２７】
例えば生体内感知装置、受信システムおよび／または表示システムを含む、本発明のいくつかの実施例による装置、システムおよび方法は、「生体内ビデオカメラシステム（In-vivo Video Camera System）」と題されたイダン（Ｉｄｄａｎ）らによる米国特許番号第５，６０４，５３１号、および／または「生体内撮像用装置（Device for In-Vivo Imaging）」と題され、２００６年３月７日に発行された米国特許番号第７，００９，６３４号、および／または「管腔の広視野撮像システムおよび方法（System and Method for Wide Field Imaging of Body Lumens）」と題され、２００２年１月１６日に出願されて２００２年８月１５日に米国特許出願公開番号第２００２／０１０９７７４号として公開された米国特許出願番号第１０／０４６，５４１号、および／または「生体内管腔状態を判断するためのシステムおよび方法（System and Method for Determining In-vivo Body Lumen Conditions）」と題され、２００２年１月１６日に出願されて２００２年８月１５日に米国特許出願公開番号第２００２／０１１１５４４号として公開された米国特許出願番号第１０／０４６，５４０号、および／または「データストリームのプレゼンテーションのためのシステムおよび方法（System and Method for Presentation of Data Streams）」と題され、２００５年９月１５日に出願された米国特許出願番号第１１／２２６，３５０号に記載された実施例に類似し得、これらすべては引用によりその全体が本願明細書に援用される。本願明細書に記述される装置およびシステムは、他の構成および／または
要素の集合を有してもよい。上記の刊行物に記載されるような、例えばワークステーションにおける例えば外部受信機／レコーダ装置、プロセッサおよびモニタなどは、本発明のいくつかの実施例において用いるのに適し得る。例えば本発明は、内視鏡、針、ステント、カテーテルなどを使用して実行され得る。いくつかの生体内装置は、カプセル形状または他の形状、例えばピーナッツ形状もしくは管状、球状、円錐状、または他の適切な形状であってもよい。
【００２８】
本発明のいくつかの実施例は、例えば、典型的には飲込み可能な生体内装置を含み得る。他の実施例においては、生体内装置は飲込み可能および／または自律型である必要がなく、他の形状または構成を有してもよい。いくつかの実施例は、様々な管腔内、例えば胃腸管、血管、尿路、生殖器などで使用されてもよい。いくつかの実施例では、生体内装置は、任意でセンサ、撮像素子および／または他の適切な要素を含んでもよい。
【００２９】
生体内装置の実施例は、典型的には自律型であって典型的に自給式である。例えば、生体内装置は、要素のすべてが容器、ハウジングまたはシェル内に実質的に含まれるカプセルまたは他のユニットであるか、またはそのようなカプセルまたは他のユニットを含んでもよく、そこで生体内装置は、例えば電力を受取ったり情報を送信したりするためのワイヤまたはケーブルを要しない。生体内装置は、データ表示、制御または他の機能をもたらすために外部の受信および表示システムと通信してもよい。例えば電力は、内蔵電池または内部電源によって与えられてもよく、または有線もしくは無線受電システムを使用してもよい。他の実施例は他の構成および機能を有し得る。例えば、要素は複数のサイトまたはユニットに分散されてもよく、制御情報または他の情報は外部源から受取られてもよい。
【００３０】
本発明の実施例はこの点に限定されず、本願明細書に用いられる「運動性」という用語は、例えば生体内装置の生体内運動または生体内変位に関連してもよく、それを含んでもよい。
【００３１】
本発明の実施例はこの点に限定されず、本願明細書に用いられる「大きな運動性」という用語は、例えば生体内装置の比較的大きな変位および／または比較的速い運動に関連してもよく、それを含んでもよいが、その一方で、本願明細書に用いられる「小さな運動性」という用語は、例えば生体内装置の比較的小さな変位および／または比較的遅い運動に関連してもよく、それを含んでもよい。
【００３２】
本発明の実施例はこの点に限定されず、例えば、本願明細書に用いられる「収縮活動」という用語は、例えば胃腸管などの管腔の運動または収縮に関連してもよく、それを含んでもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図１は、本発明の実施例による生体内感知システムを概略的に示す。いくつかの実施例では、システムは、例えば撮像素子８４６と、照明源８４２と、電源８４５と送信器８４１とを有する生体内装置８４０を含み得る。いくつかの実施例では、装置８４０は飲込み可能なカプセルを使用して実現されてもよいが、他の種類の装置または適切な実現例が使用されてもよい。患者の体外には、例えば、（例えばアンテナ、アンテナベルトまたはアンテナアレイを含むか、作動可能にそれらに接続される）画像受信器８１２、記憶装置８１９、データプロセッサ８１４およびモニタ８１８があってもよい。一実施例では、例えば、記憶装置８１９、データプロセッサ８１４および／またはモニタ８１８は、例えば多目的もしくは専用コンピュータまたは計算プラットホームを含み得るワークステーション８９９として任意に実現されてもよい。
【００３４】
送信器８４１は、例えば電波の使用によって無線で作動してもよいが、装置８４０があるか、またはそれが内視鏡内に含まれている実施例においては、送信器８４１は、例えばワイヤ、光ファイバおよび／または他の適切な方法を介してデータを送信してもよい。
【００３５】
装置８４０は、典型的には自律型の飲込み可能なカプセルであってもよく、それを含んでもよいが、装置８４０は他の形状を有してもよく、飲込み可能または自律型である必要はない。装置８４０の実施例は典型的には自律型で、典型的には自給式である。例えば、装置８４０は、要素のすべてが容器またはシェル内に実質的に含まれるようなカプセルまたは他のユニットであってもよく、そこで装置８４０は電力を受取ったり情報を送信したりするためのワイヤまたはケーブルを要しない。
【００３６】
いくつかの実施例では、装置８４０は、データ表示、制御または他の機能をもたらすために、（例えば受信器８１２を介して）外部受信システムおよび表示システムと通信し得る。例えば電力は、内蔵電池、内部電源、または電力を受取るための無線システムを使用して、装置８４０に供給されてもよい。他の実施例は他の構成および機能を有し得る。例えば、要素は複数のサイトまたはユニットに分散されてもよく、制御情報は外部源から受取られてもよい。
【００３７】
一実施例においては、装置８４０は生体内ビデオカメラ、例えば撮像素子８４６を含んでもよく、それは、装置８４０が例えば胃腸管腔を通過している間に胃腸管の画像をキャプチャして送信することができる。他の管腔および／または体内キャビティは、装置８４０によって撮像されるかまたは感知される。いくつかの実施例では、撮像素子８４６は、例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラもしくは撮像素子、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）カメラもしくは撮像素子、デジタルカメラ、スチルカメラ、ビデオカメラまたは他の適切な撮像素子、カメラ、もしくは撮像要素を含み得る。
【００３８】
一実施例においては、装置８４０中の撮像素子８４６は操作上送信器８４１に接続され得る。送信器８４１は、例えば画像受信器８１２に画像を送信してもよく、画像受信器８１２はデータをデータプロセッサ８１４および／または記憶装置８１９へ送ってもよい。送信器８４１はさらに制御機能を含んでもよいが、制御機能は別個の要素に含まれてもよい。送信器８４１は、画像データ、他の感知されたデータおよび／または他のデータ（例えば制御データ）を受信装置に送信することができるいかなる適切な送信器をも含み得る。例えば、送信器８４１は、おそらくはチップスケールパッケージ（ＣＳＰ）で提供される、超低消費電力高周波数（ＲＦ）高帯域送信器を含んでもよい。送信器８４１はアンテナ８４８を介して送信してもよい。送信器８４１および／または装置８４０中の別のユニット、例えばコントローラまたはプロセッサ８４７は、装置８４０の制御のため、装置８４０の運転モードまたは設定の制御のため、および／または装置８４０内で制御操作または処理操作を行うために、制御能力、例えば１つ以上の制御モジュール、処理モジュール、回路および／または機能を含んでもよい。
【００３９】
電源８４５は１つ以上の電池または電力セルを含み得る。例えば電源８４５は、酸化銀電池、リチウム電池、高エネルギ密度を有する他の適切な電子化学セルなどを含み得る。他の適切な電源が使用されてもよい。例えば電源８４５は、外部電源（例えば電力送信器）から電力またはエネルギを受取ってもよく、それが電力またはエネルギを装置８４０に送信するために使用されてもよい。
【００４０】
いくつかの実施例においては、電源８４５は装置８４０の内部にあってもよく、かつ／または例えば電力を受取るために外部電源への結合を要しないことがある。電源８４５は、例えば連続的に、実質的に連続的に、もしくは離散的でない態様もしくはタイミングで、または周期的な態様、断続的な態様、もしくは他の連続しない態様で、装置８４０の１
つ以上の要素に電力を供給し得る。いくつかの実施例では、電源８４５は、例えば必ずしも要求に応じてではなく、または必ずしもトリガとなる事象もしくは外的な作動もしくは外部励起に応じて必然的にではなく、装置８４０の１つ以上の要素に電力を供給し得る。
【００４１】
一実施例において、送信器８４１は任意で、例えば撮像素子８４６によって生成された信号および／またはデータを処理するために処理装置もしくはプロセッサまたはコントローラを含んでもよい。別の実施例においては、処理装置は、装置８４０内の別個の要素、例えばコントローラもしくはプロセッサ８４７を使用して実現されてもよく、または撮像素子８４６、送信器８４１または別の要素の一体的な部分として実現されてもよく、必要でないこともある。任意の処理装置は例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、マイクロプロセッサ、コントローラ、チップ、マイクロチップ、コントローラ、回路、集積回路（ＩＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）または他の適切な多目的もしくは特定のプロセッサ、コントローラ、回路装置もしくは回路を含み得る。一実施例において、例えば、処理装置またはコントローラは送信器８４１に埋込まれても統合されてもよく、例えばＡＳＩＣを使用して実現されてもよい。
【００４２】
いくつかの実施例では、撮像素子８４６は、例えば連続的に、実質的に連続的に、もしくは離散的でない態様で、例えば必ずしも要求に応じてではなく、または必ずしもトリガとなる事象もしくは外部作動もしくは外部励起に応じて必然的にではなく、または周期的な態様、断続的な態様、もしくは他の連続しない態様で、生体内画像を捉えてもよい。
【００４３】
いくつかの実施例では、送信器８４１は、連続的に、実質的に連続的に、例えば必ずしも要求に応じてではなく、または必ずしもトリガとなる事象もしくは外部作動もしくは外部励起に応じて必然的にではなく、または周期的な態様、断続的な態様、もしくは他の連続しない態様で、画像データを送信してもよい。
【００４４】
いくつかの実施例において、装置８４０は、１つ以上の照明源８４２、例えば１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）、「白色ＬＥＤ」、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）、または他の適切な光源を含み得る。照明源８４２は、例えば、撮像および／または感知される管腔もしくはキャビティを照らし得る。１つ以上のレンズまたは複合レンズアセンブリなどの１つ以上の光学要素、１つ以上の適切な光学フィルタまたは他の適切な光学要素を含む任意の光学システム８５０が装置８４０に任意に含まれて、撮像素子８４６に反射光を収束するのを助け、および／または他の光処理操作を行ってもよい。
【００４５】
データプロセッサ８１４は、受信器８１２を介して装置８４０から受取ったデータを分析することができ、例えば記憶装置８１９との間でフレームデータの受渡しをするなど、記憶装置８１９と通信してもよい。データプロセッサ８１４はさらに、分析されたデータをモニタ８１８に供給し、そこでユーザ（例えば医者）は、例えば画像データ、感知データ、位置データ、運動性データまたは他の情報を含むデータを見ることができ、または他の方法で使用し得る。一実施例において、データプロセッサ８１４は、リアルタイム処理のため、および／または後処理を実行するため、および／または後で見直すために構成されてもよい。制御機能（例えば遅延、タイミングなど）が装置８４０の外部にある場合、適切な外部装置（例えばデータプロセッサ８１４または画像受信器８１２など）が装置８４０に１つ以上の制御信号を送信し得る。
【００４６】
モニタ８１８は例えば、１つ以上のスクリーン、モニタまたは適切な表示装置を含んでもよい。モニタ８１８は例えば、装置８４０によってキャプチャされたかまたは送信された１つ以上の画像または画像ストリーム、例えば胃腸管の画像またはキャビティもしくは管腔の他の画像を表示してもよい。追加的にまたは代替的に、モニタ８１８は例えば、制御データ、場所または位置データ（例えば、装置８４０の位置または相対的位置を説明し
、または示すデータ）、配向データ、運動性情報および／または他の適切なデータを表示してもよい。一実施例においては、例えば、画像およびその場所または位置の両方がモニタ８１８を用いて示され、かつ／または記憶装置８１９を用いて記憶される。集められた画像データおよび／または他のデータを記憶および／または表示する他のシステムおよび方法が用いられてもよい。
【００４７】
いくつかの実施例においては、胃腸管もしくは他の管腔の病理的もしくは他の状態を明らかにすることに加えて、またはその代りに、システムは、これらの状態の位置に関する情報を提供することができる。好適な追跡装置および方法は本願明細書に記載されており、同様に、前述の米国特許番号第５，６０４，５３１号、および／または、「生体内信号源を見つけるためのアレイシステムおよび方法（Array System for Locating an In-Vivo
Signal Source）」と題された、２００２年５月２０日に出願され、２００２年１１月２１日に米国特許出願公開番号第２００２／０１７３７１８号として公開された米国特許出願番号第１０／１５０，０１８号の実施例にも記載され、両方とも本発明と共通の譲受人に譲渡されており、全文が引用により本願明細書に援用される。他の好適な位置同定システムおよび方法が本発明の実施例に従って使用されてもよい。
【００４８】
典型的には、装置８４０は、画像情報を別々の部分として送信し得る。各部分は典型的には画像またはフレームに対応してもよい。他の適切な送信方法が使用されてもよい。例えば、いくつかの実施例では、装置８４０は２分の１秒毎に画像をキャプチャするか、かつ／または捉えることができ、受信器８１２に画像データを送信し得る。他の一定および／または変動するキャプチャ速度および／または送信速度が使用されてもよい。
【００４９】
典型的には、記録され送信される画像データはデジタルカラー画像データを含み得る。代替的実施例では、他の画像形式（例えばモノクロ画像データ）が使用されてもよい。いくつかの実施例では、画像データの各フレームは２５６行を含んでもよく、各行は２５６画素を含み得、各画素は公知の方法によって色彩および明るさのデータを含み得る。他の実施例によれば、３２０×３２０画素の撮像素子が使用されてもよく、他の適切な画素サイズを有する他の撮像素子が使用されてもよい。画素サイズは例えば５ミクロンから６ミクロンであってもよい。他の適切なサイズが使用されてもよい。いくつかの実施例によれば、各画素はマイクロレンズにそれぞれ適合され得る。例えば、バイエル（Bayer）のカラーフィルタが適用され得る。他の適切なデータフォーマットが使用されてもよく、他の適切な個数または種類の行、列、アレイ、画素、サブ画素、ボックス、スーパー画素および／または色彩が使用されてもよい。
【００５０】
任意で、装置８４０は、撮像素子８４６などのセンサの代りに、またはそのセンサに加えて、１つ以上のセンサ８４３を含んでもよい。センサ８４３は、例えば、装置８４０の周囲環境の物性または特性の１つ以上の値を感知し、検出し、判断および／または測定し得る。例えばセンサ８４３は、ｐＨセンサ、温度センサ、導電率センサ、圧力センサまたは他のあらゆる公知の適切な生体内センサを含んでもよい。
【００５１】
いくつかの実施例では、装置８４０は一方向または双方向通信ができる。例えば装置８４０は、送信器８４１を使用して、外部受信器／レコーダ８１２へデータ（例えば感知されたデータ、画像データ、位置測定データなど）を送信することができてもよい。任意に、装置８４０は、外部送信器またはトランシーバから、データ（例えば制御データ、指示、コマンド、パラメータ値、設定またはパラメータの修正、作動指示、非作動指示など）を受信することができてもよい。例えば、１つの実施例では、装置８４０は任意で、信号を受信することができる受信器を含んでもよい（例えば送信器８４１は、トランシーバまたは送受信器として任意に実現され得る）。また、受信器／レコーダ８１２は、装置８４０に信号を送信することができるトランシーバまたは送受信器として、任意に実現されて
もよい。他の適切な一方向または双方向通信機構が使用されてもよい。
【００５２】
発明のいくつかの実施例によれば、位置測定データは、例えば位置データそれ自体とは離れた生体内装置（例えば装置８４０または別の信号源）によって集められたかまたは送信されたデータを使用して決定される。例えば位置測定データは、生体内装置８４０によって送られた信号または生体内装置８４０によって送られたビーコンに固有であってもよいが、位置測定データから感知データ（例えば画像データ、ｐＨデータなど）などの別のデータおよび追加データが別個に送られてもよい。一実施例においては、感知データは生体内装置８４０によって集められた非位置測定データと考えられ得る。いくつかの実施例では、位置測定データは、主として感知されたデータを含むデータ信号に固有であり得る。
【００５３】
いくつかの実施例では、画像データおよび他の集められたデータは短期間または長期間記憶されることができ、他の場所または装置に移動され、処理され、および／または分析され得る。医療専門家は、胃腸管または他の体の部分の病状を診断するために画像を使用することができ、システムは、これらの病状の位置に関する情報を提供する。一実施例では、データプロセッサ記憶装置８１９はまずデータを集め、次にそのデータをデータプロセッサ１４に転送するので、画像データはリアルタイムには見られない。代替的実施例では、他の構成によってリアルタイム表示を可能にしてもよく、運動性データおよび／または収縮活動データは実質的にリアルタイムで計算され、表示されてもよい。
【００５４】
モニタ８１８は好ましくは静止および／または動画形式で画像データを示してもよく、さらに他の情報を示してもよい。例えば、１つの実施例では、モニタは現在示されている画像についての経過する絶対時間、装置８４０が胃腸管を通過する間の行程にわたる装置８４０の相対的もしくは絶対的な運動性、収縮活動データもしくはインジケータ、および／または、現在の画像もしくは表示されている他のデータに対応する時間を示してもよい。現在示されている画像について経過する絶対時間は、例えば装置８４０が最初に活性化され、画像受信器８１２が装置８４０から送信を受取り始めた瞬間と、現在表示されている画像がキャプチャされた瞬間との間に経過した時間の量であり得る。例えば本願明細書において明らかにされるように、装置８４０の運動性および／または収縮活動を表示するために様々な方法が使用されることができる。いくつかの実施例では、様々な種類の情報が窓または他のスクリーン部分に表示され、および／または複数のモニタが用いられて、画像データ、運動性データ、収縮活動データ、位置測定データおよび／または他のデータが表示されてもよい。
【００５５】
好ましくはあるユニットによって情報収集、記憶および処理が行われるが、本発明のシステムおよび方法は代替的な構成で実行されてもよい。例えば、運動性および／または収縮活動分析を可能にする要素は、装置８４０（例えば飲込み可能なカプセル）の内部、または代替として患者が着用する携帯機器（例えば受信器８１２）内に位置してもよい。さらに、画像情報を収集する要素はカプセルに包含される必要はなく、内視鏡、ステント、カテーテル、針などのような、人体の管腔を通過するのに適する他の輸送手段に包含されてもよい。
【００５６】
装置８４０が胃腸管を通過するのに数時間かかり得る間、生体内感知システムは、大量のデータを集め、例えば毎秒２つの画像などの速さで画像を記録することができ、何万もの画像を記録する結果となる。収集された一連の静止画像は、後に静止画像または胃腸管横断の動画として示されてもよい。画像記録速度（またはフレームをキャプチャする速度）は一定でも可変でもよく、例えば画像記録速度は装置８４０の運動性に基づいて異なってもよい。
【００５７】
胃腸管内にある間、装置８４０は、いくつかの位置または場所において比較的長い滞留時間を伴う間欠運動を行う。これらの比較的長い滞留期間が正常なこともあり、または消化管内における閉塞などの病理のためであることもある。本発明の実施例は、例えば、医療専門家が装置８４０の運動をモニタし、例えば閉塞または他の病理領域を診断して見つけることを助ける。さらに運動性の変化は、例えば胃腸管のある部分から別の部分への装置８４０の通過といった正常な状態を示し得、したがって、本発明の実施例は、装置８４０または他の診断装置の位置または場所を判断するために運動性データを用いることができる。いくつかの実施例では、運動性データは収縮活動を示し、収縮活動データの生成を可能にしてもよい。
【００５８】
１つの実施例では、画像のデータストリーム中の実質的に各画像Ｐｉがその直前の画像Ｐｉ−１（または他の以前の画像Ｐｉ−ｎ）と比較されることができ、例えば、その比較される２つの画像のキャプチャの間の装置８４０の運動性および／または収縮活動を判断する。発明の実施例に従って、運動性および／または収縮活動を画像比較または画像分析に基づいて判断する１つ以上の方法が使用されてもよい。いくつかの実施例では、例えば、画像の類似性または画像の差異が判断され、分析されて、運動性および／または収縮活動の測定または表示を得てもよい。１つの実施例では、例えば、２つの画像が類似するほど２つの画像がキャプチャされる間の装置８４０の動きが遅い、という仮定を利用することができる。１つの実施例によれば、２つの比較された画像が実質的に同一であると判断された場合、その２つの画像がキャプチャされる間に装置８４０は動かなかったと判断され得る。いくつかの実施例によれば、２つの比較された画像が非常に異なる場合、比較された画像をキャプチャする間に装置８４０が比較的速く動いたと判断され得る。
【００５９】
いくつかの実施例では、画像比較は画素画素方式および／または画素クラスタベースで行われてもよい。代替的実施例では、画像は画素またはクラスタなどのセクションに分割されることなく比較される。１つの実施例では、各画像の２５６×２５６画素グリッドは３２×３２の画素クラスタのグリッドに分割されて１，０３２個のクラスタを形成する。代替的実施例では画像を分割する他の方法が使用されてもよく、他の画素数または寸法が使用されてもよい。
【００６０】
例えば２つ以上の画像の比較に基づいて、データプロセッサ８１４は、２つの画像をキャプチャする間の収縮活動および／または画像をキャプチャした生体内撮像装置８４０の相対的な運動性を計算することができる。１つの実施例では、結果として生じるある地点での運動性値は目盛り上の相対的な数値であって、装置８４０の胃腸管または体の他の部分の横断中の他の地点に相対する生体内撮像装置８４０の運動性を示すことができ、および／または収縮活動の大小を示し得る。代替的実施例では、絶対的な運動性が計算されてもよい。
【００６１】
いくつかの実施例では、収縮活動および／または運動性計算は、実質的にすべての画像または一連の画像の中の１組の画像に繰り返されてもよく、それにより一連の収縮活動および／または運動性値を生成する。結果としての収縮活動および／または運動性値は、様々な態様でユーザに提示され得る。１つの実施例では、モニタ８１８は、画像フレームまたは動画を表示するための第１の窓と、表示されているフレームの画像の連続で経過した絶対時間（または動画中の現時点）を表示する第２の窓と、時間および／または例えば胃腸管などの管腔に沿って移動した距離に対してプロットされる、収縮活動または生体内撮像装置８４０の相対的な運動性のチャートを表示する第３の窓とを含んでもよい。ある収縮活動および／または運動性値もしくはパターン（例えば運動性もしくは収縮活動が小さい領域、運動性もしくは収縮活動が大きい領域、またはある運動性もしくは収縮活動パターンを有する領域）を画像または動画の部分に結び付ける表示がモニタ８１８の表示部上に与えられてもよい。ユーザは、例えばマウスでクリックするか別の入力装置を用いるこ
とによって、ある収縮活動もしくは運動性値、または収縮活動もしくは運動性のチャートもしくはプロットのある部分を指すことができ、するとシステムが対応する静止画像または動画を表示することができる。
【００６２】
いくつかの実施例では、追加の窓が他のデータを表示してもよい。例えば胃腸管を横断する間の生体内撮像装置８４０の位置が、三次元のパスの二次元レンダリングとしてグラフ化されてもよく、そのようなデータは、画像データ、収縮活動データおよび／または運動性データと組合わされるか、またはリンクされてもよい。運動性もしくは収縮活動が小さい領域、運動性もしくは収縮活動が大きい領域、または運動性もしくは収縮活動のパターンが変更されたり異常であったりする領域は、そのようなパス表示上で例えば色の変化もしくは色ラベルを用いて示されてもよい。
【００６３】
１つの実施例では、収縮活動もしくは運動性データのスペクトル解析が行われてもよく、スペクトル解析はユーザに提示されるか、または診断もしくは他の目的に使用されてもよい。例えば、実質的に正常な人間の胃腸管では、典型的には蠕動波はいくらかの反復を伴って生成される。一連の収縮活動または運動性データの、異なる期間または部分における蠕動波のスペクトル解析が行われてユーザに提示されてもよい。そのようなスペクトル解析は、例えば、胃腸管を通る輸送手段の行程において異なる時または位置での蠕動波の反復の周波数を示し得る。代替的実施例では、収縮活動および／または運動性の他の視覚的表示が提供されてもよい。
【００６４】
いくつかの実施例では、収縮活動データおよび／または運動性データは検討され、または分析されて少なくとも１つのパラメータまたは測定値を決定し、それは例えば、収縮活動または運動性データのスペクトル解析におけるある特定のパターン、収縮活動もしくは運動性データのスペクトル解析のパターンのある一表示、蠕動波のある特定の反復、または蠕動波の反復のある一表示として示され得る。あるパターンもしくは特定のパターンによって表示され得るパラメータは、例えば正常もしくは健康な個人のパラメータ値といった基準と比較されてもよく、または、胃腸管の病状に典型的な特定のパターンと比較されてもよい。比較結果は、例えば胃腸管の拡張状態を示すことにより、胃腸管の状態を特定するための診断ツールを提供する。スペクトル解析は、例えば収縮活動または生体内装置８４０の運動性データについて行われ得る。例えば、スペクトル解析は経時的な運動波グラフとして表される。スペクトル解析を表す他の方法が使用されてもよい。（例えばソフトウェアアプリケーションに従って作動するプロセッサ８１４を用いて実現される）パターン照合モジュールは、様々な条件に対応したスペクトル解析と記録されたスペクトル解析とを照合しようとし、一致または近接する一致を判断してユーザに報告することができる。
【００６５】
いくつかの実施例では、運動性データおよび／または収縮活動データを生成するために画像データを分析する１つ以上の方法が使用されてもよい。例えば、収縮活動および／または運動性分析は、連続するかもしくは連続しない、２以上のフレーム、画像もしくは画像部分の対応する画素間の所与の特性についての差異の計算、連続するかもしくは連続しない、２以上のフレーム、画像もしくは画像部分間の相互相関関数の計算、連続するかもしくは連続しない、２以上のフレーム、画像もしくは画像部分における局地的な統計的分布の変化の計算、または、連続するかもしくは連続しない、２以上のフレーム、画像、もしくは画像部分における対応する局地的な統計的分布間の変化の計算に基づいて行われ得る。局地的な統計的分布は、例えば、１つ以上の画素クラスタの平均、変化または標準偏差を含み得る。
【００６６】
いくつかの実施例では、生体内の装置４０の位置を（例えば胃腸管または他の管腔の特定の領域に典型的な画像パラメータを識別することによって）判断するために画像分析が
使用されてもよい。いくつかの実施例では、運動性および／または収縮活動を計算するために、位置または場所情報および他の要因（例えば装置８４０の転置中に経過した時間、またはその経路に沿った装置８４０の速度）が使用されてもよい。同様に、装置８４０の位置は他の方法によって判断されてもよく、運動性および／または収縮活動を計算するために場所情報が使用されてもよい。
【００６７】
いくつかの実施例は、運動性および／または収縮活動を測定するための、画像分析に基づかない１つ以上の方法を使用してもよい。例えば、装置８４０は加速度計を含み得、それが胃腸管を通って動きながら、装置８４０の瞬間加速を測定し得る。積分器が加速度データを速度データに変換することができ、運動性および／または収縮活動を判断するために、速度データがデータプロセッサ８１４によって使用されてもよい。
【００６８】
いくつかの実施例では、圧力センサまたは剪断ゲージが装置８４０に取付けられるかまたは含まれてもよく、蠕動に起因する圧力または腸壁が行う運動の検知が可能になる。いくつかの実施例によれば、圧力と速度との関係が経験的に決定され、次に、装置８４０の速度または相対速度を判断するために利用される。
【００６９】
いくつかの実施例では、装置８４０のセンサは、患者の胃腸管領域で生成され得る人為的に誘起された磁場に相対する運動を検知する。磁場はセンサのコイルに電流を誘導し得、その大きさは磁場を通したコイルの速度の関数であり得る。誘導電流上のデータは分析されて運動性および／または収縮活動情報に変換される。
【００７０】
いくつかの実施例では、連続的に装置８４０を追跡する外部センサ、例えばドップラ超音波ユニットが使用されてもよい。追加的にまたは代替的に、１つの実施例によれば、装置８４０の送信器８４１からＲＦ信号を受取るよう適合される受信器８１２を用いて、送信された信号の強度をモニタすることができ、強度が不変の信号は送信器８４１（従って装置８４０）が動いていないことを示し、強度が異なる信号は送信器８４１（従って装置８４０）が動いていることを示す。装置８４０の運動性および／または管腔の収縮活動の測定をもたらすために、１つ以上のこれらの方法および／または他の適切な方法が組合せられてもよい。
【００７１】
いくつかの実施例では、収縮活動および／または運動性は、例えば経時的に、もしくはあらかじめ規定された期間にわたって、もしくは時間間隔をおいて、生体内装置８４０の測定された変位に基づくなど、生体内装置８４０の位置測定に基づいて判断されてもよい。
【００７２】
発明のいくつかの実施例に従って、位置測定データに基づいて収縮活動および／または運動性を判断する方法のフローチャートである図２が参照される。
【００７３】
枠１３１０に示されるように、この方法は、例えば、第１の時点Ｔ１における生体内装置の位置Ｌ１を判断することを含む。例えば受信器８１２および／またはデータプロセッサ８１４は、信号強度または他の受信信号解析に基づいて、第１の時点Ｔ１における生体内装置８４０の位置Ｌ１を判断してもよい。
【００７４】
枠１３２０に示されるように、任意で、枠１３１０の動作と枠１３１０の動作との間で待機期間または遅延期間が経過する。１つの実施例では、例えば、約１秒、５秒、１０秒などの時間間隔で経過してもよい。代替的実施例では、他の適切な時間間隔が経過してもよく、または実質的に遅延期間が経過しなくてもよい。
【００７５】
枠１３３０で示されるように、この方法は、例えば、別の時点Ｔ２における生体内装置
の位置Ｌ２を判断することを含む。受信器８１２および／またはデータプロセッサ８１４は、例えば信号強度または他の受信信号解析に基づいて、別の時点Ｔ２における生体内装置８４０の位置Ｌ２を判断してもよい。
【００７６】
枠１３４０で示されるように、この方法は例えば、第１および第２の時点間の生体内装置の速度Ｖを判断することを含む。例えば、１つの実施例では、Ｌ１とＬ２との差または絶対差が計算されてもよく、Ｔ１とＴ２との間の差または絶対差で除されてもよい。いくつかの実施例では、以下の式が使用され得る：
Ｖ＝｜（Ｌ２−Ｌ１）／（Ｔ２−Ｔ１）｜ 式１
他の適切な式または計算が使用されてもよい。
【００７７】
矢印１３５０によって示されるように、運動性データおよび／または収縮活動データは、速度データおよび／または位置測定データの分析（例えば実質的にリアルタイムの分析）に基づいて判断される。１つの実施例では、例えば、計算された速度Ｖは速度の閾値と比較される。計算された速度Ｖが閾値より大きい場合、Ｔ１およびＴ２間の期間の生体内装置の運動性が比較的大きいと判断することができ、および／または、Ｔ１およびＴ２間の期間の患者の収縮活動（例えば毎分ごとに複数回の収縮）が比較的大きいと判断され得る。計算された速度Ｖが閾値より小さい場合、Ｔ１およびＴ２間の期間の生体内装置の運動性が比較的小さいか、もしくは実質的に運動性がないと判断され得、および／または、Ｔ１およびＴ２間の期間に患者が行う収縮活動（例えば毎分ごとに複数回の収縮）が比較的小さいか、もしくは収縮活動がないと判断され得る。１つの実施例では、閾値は、例えば、健康な患者および／または健康でない患者からあらかじめ得られた位置測定データに基づいて、あらかじめ規定されるかあらかじめ計算されてもよく、別の実施例では、閾値は、例えば生体内装置の速度の分析もしくは平均値算出に基づいて、実質的にリアルタイムで計算されてもよい。
【００７８】
矢印１３６０によって示されるように、枠１３１０−１３５０の動作は、例えば周期的に、または実質的に連続的に繰り返されてもよい。
【００７９】
いくつかの実施例では、測定された速度値または位置測定データの分析を行って、運動性の大小を示すかもしくは収縮活動の大小を示すパターンまたはデータを識別してもよい。例えば、位置測定データおよび／または速度値は、グラフを使用して図表にしてもよく、グラフ上のパターンを特定して運動性の大小を示すか、または収縮活動の大小を示してもよい。
【００８０】
いくつかの実施例では、測定された速度値のグラフを準備し、分析することができ、例えば運動性または収縮活動の測定を可能にする。発明のいくつかの実施例に従って、生体内装置の測定された速度値グラフ１４００を概略的に示す図３が参照される。グラフ１４００では、縦軸１４１０は速度（Ｖ）値を表し、水平軸１４２０は時間（Ｔ）値を表し得る。他の実施例では、縦軸１４１０は速度（Ｖ）値を表し、水平軸１４２０は管腔、例えば胃腸管に沿った距離および／または場所を表し得る。
【００８１】
いくつかの実施例で、例えば、パターン１４３０または他の適切なパターンもしくはデータによって示されるように、速度の比較的急激な増加が識別され得る。識別されたパターンによって、対応する時点（例えば時点Ｔ１０、Ｔ２０およびＴ３０）において大きな運動性が起ったか、大きな収縮活動が起ったか、または１回以上の収縮が起ったという判断が可能になり得る。
【００８２】
いくつかの実施例では、例えば、パターン１４４０または他の適切なパターンもしくはデータによって示されるように、速度の比較的急激な減少が識別され得る。識別されたパ
ターンによって、対応する時点（例えば時点Ｔ１５、Ｔ２５およびＴ３５）において、小さな運動性または小さな収縮活動が起ったという判断が可能となり得る。
【００８３】
いくつかの実施例では、例えば、パターン１４５０または他の適切なパターンもしくはデータによって示されるように、比較的変らない速度が識別され得る。識別されたパターンによって、１つ以上の対応する時点（例えば時点Ｔ２７およびＴ２８）において、小さな運動性が起ったか、小さな収縮活動が起ったか、または、実質的に収縮は起らなかったという判断を可能にし得る。
【００８４】
運動性および／または収縮活動に関する他の適切な判断は、速度データおよび／または位置測定データの分析に基づいて行われてもよい。
【００８５】
いくつかの実施例では、収縮活動は１つ以上のインジケータに基づいて判断されてもよい。１つの実施例では、例えば、あらかじめ規定された比較的短期間における、（例えば位置測定データを用いて測定された）生体内装置の比較的大きな変位を識別したことに基づいて比較的大きな収縮活動が判断され得、あらかじめ規定された比較的長期間における、（例えば位置測定データを用いて測定された）生体内装置の比較的小さな変位を識別したことに基づいて比較的小さな収縮活動が判断され得る。別の実施例では、例えば、生体内装置の運動性データ、速度データ、変位データおよび／または位置測定データの分析に基づいて、比較的大きいかまたは比較的小さい収縮活動が判断され得る。
【００８６】
いくつかの実施例では、収縮活動についての判断を可能にするために、生体内装置によって捉えられた複数の画像が比較されてもよい。１つの実施例では、例えば、画像比較（またはクラスタ比較）により後の画像が前の画像と非常に異なることが示され得、それにより、比較された画像がキャプチャされた時刻と時刻の間に比較的大きな収縮活動が起ったと判断することが可能になる。別の実施例では、例えば、画像比較（またはクラスタ比較）により後の画像が前の画像とほとんど異ならないことが示され得、比較された画像がキャプチャされた時刻と時刻の間に比較的小さな収縮活動が起ったか、または実質的に収縮活動が起らなかったと判断することが可能になる。
【００８７】
いくつかの実施例では、運動性データおよび／または収縮活動データに基づいて、例えば、病理、可能な医学的診断、病状および／または医学的診断が決定され、示唆され得る。１つの実施例では、例えば、比較的小さな運動性および／または比較的小さな収縮活動を用いることによって、患者の腸運動に機能障害もしくは機能不良があり得、または腸の部分に機能障害もしくは機能不良を有し得ることなどを示唆し、決定してもよい。
【００８８】
いくつかの実施例では、１つ以上のデータ項目、データパターン、測定または他の解析結果が用いられて収縮を識別したり判断したりしてもよく、または収縮活動を識別したり判断したりしてもよい。１つの実施例では、例えば、１つ以上の画像における照明（例えば全体照明）の比較的急激な変化または減少が、収縮または収縮活動を判断するために用いられてもよい。別の実施例では、生体内装置の速度、位置および／または場所における例えば比較的急激な変化または増加が、収縮または収縮活動を判断するために用いられてもよい。
【００８９】
さらに別の実施例では、収縮または収縮活動を判断するために、例えば生体内装置の一般的な進行方向に従わない「逆向きの」または上流に向っての生体内装置の運動または変位が用いられる。これは例えば結果として、（例えば生体内装置の前面部分または先端部などの）生体内装置の一部のみを係合する収縮を生じ、または下流への収縮となって収縮領域の上部の流体が上流に押され得る。
【００９０】
１つの実施例では、運動性データおよび／または収縮活動データは、典型的な健康人、典型的な病人、１つ以上の疾病または病状を有する人などの運動性および／または収縮活動データを示す対応するデータと比較されるか、またはそれらに関連して分析されることができる。そのような比較または分析により、例えば、ある患者から収集された運動性データおよび／または収縮活動データにより、患者が健康であるか、健康でないか、１つ以上の疾病または病状を有するか、などについて示す（またはおそらく示す）と示唆したり判断したりすることができる。
【００９１】
いくつかの実施例、運動性データ、位置測定データ、位置データ、速度データ、加速度データ、照明データ、画像比較結果もしくは他のデータは、経時的に、例えば周期的に、実質的に連続的になど、あらかじめ規定された期間にわたり、またはあらかじめ規定された時間間隔もしくはタイムスロットに従って分析され、判断されてもよい。
【００９２】
いくつかの実施例では、運動性、収縮および／または収縮活動は、照明データ、例えば、生体内装置によって捉えられた１つ以上の画像の照明強度が変化した場合などに基づいて判断され得る。いくつかの実施例では、例えば、収縮または収縮活動によって、生体内装置とそれを囲み得る管腔との間の距離が変わり、それによって、管腔から生体内装置の撮像素子に反射される光の量または強度を変調する。いくつかの実施例では、光変調は運動性、収縮活動または収縮と相関し得る。いくつかの実施例では、生体内撮像装置は、生体内撮像装置と管腔との間に位置する比較的小さなキャビティの画像を捉えることができる。したがって、そのキャビティ内の収縮または収縮活動に関連し得る光変調が用いられて、収縮、収縮活動または運動性を判断してもよい。
【００９３】
１つの実施例によれば、胃腸管腔の画像を得るために自律型カプセル形撮像装置が使用され、それはカプセル形装置の長軸に実質的に直角である円形の視界を有し得る。いくつかの実施例では、撮像装置のある領域は凹型、テーパ状、または狭くなっているか「つままれた」ようになっているため、装置がピーナッツに似た形状を有してもよい。そのような凹型の領域は例えば透明な輪、部分、または覗き窓を含み、そこから光が入ったり、反射面（例えば胃腸管壁の一部）から画像センサ上に光が反射されたりしてもよい。装置は、例えば１つまたはいくつかの方向から管腔内壁または領域エリアを照らす、１つまたは複数の照明器を含んでもよい。管腔内壁から反射する光線は、装置の反射面に当たり、画像センサ上に反射される。いくつかの実施例では、反射面は放物面状であってもよく、そのため例えば様々な方向から反射面に当たる光線が画像センサに向って反射される。典型的には、チューブ状の管腔において、カプセル形の装置が収縮によって管腔軸と位置合わせされ得る。したがって、１つの実施例によれば、例えば小腸などの胃腸管腔に沿って動き実質的に直角な視界を有する撮像カプセルは、胃腸管腔の収縮に敏感である。なぜならこれらの収縮によって、画像を得る撮像カプセルの長手の壁において管腔壁が潰れたり収縮したりして、カプセルの視界および／または視界の照明を遮断しおよび／または変更し得るからである。そのような撮像カプセル形装置から得られた画像は、図４に示される例示的なフレームのようであってもよい。例えば、図４に示され、および本願明細書に詳述されるように、生体内撮像装置は、パノラマ状（例えばリング状）の画像を捉えることができる撮像素子を含み得る。したがって、例えば１つの実施例では、暗いか、または比較的より暗い１つ以上の生体内画像は、画像が捉えられた時に収縮が起ったことを示し得る。別の実施例では、明るいか、または比較的より明るい１つ以上の画像は、画像が捉えられた時に収縮が起らなかったことを示し得る。例えば、管腔またはその部分の収縮によって、パノラマ状生体内画像が捉えられる生体内装置の外部部分における管腔壁の収縮を引起し得、それによって生体内撮像素子のパノラマ状の視界を遮断し、結果的に暗いパノラマ状（例えばリング状）の生体内画像を生じる。このように、暗いか、または比較的暗いパノラマ画像は、生体内撮像装置、例えばパノラマ画像を捉えることができる生体内撮像装置の周囲の、またはその撮像装置の近くの管腔の収縮に対応し得る。
【００９４】
例えば、代替的実施例では、実質的に逆の判断が用いられてもよく、そのため例えば、明るい画像は収縮を示し、暗い画像は収縮活動がないかまたはより少ないことを示し得る。１つの実施例によれば、前方または後方を見るカプセル形撮像装置が用いられてもよく、そこで管腔組織はドーム型窓を通して照明され、撮像され得る。カプセル形装置は、収縮中に典型的にはチューブ状の管腔の長手軸と位置合わせされてもよい。１つの実施例によれば、管腔の弛緩状態中にカプセル壁とほぼ平行に近い管腔組織は、収縮段階ではカプセル壁にほぼ直角に近くなり、典型的にはよりカプセルドームに接近するようにされる。ドームが照明源および撮像素子を覆うので、組織は視界を妨げるほどは接近するようにされず、そのため今や接近している組織壁から反射される光は、その組織について得られた画像において、より明るいであろう。したがって１つの実施例によれば、収縮中の組織の画像は、管腔の弛緩段階で得られた画像より典型的には明るいであろう。例えば、前面の視界を利用して画像を捉えることができる生体内装置は、管腔の収縮時、および撮像素子の視界が収縮により第１のサイズまたは深さを有する場合に第１の照明レベルを有する第１の画像（例えば比較的明るい画像）を捉えることができ、一方、生体内装置は、管腔が収縮しない場合、および収縮がないために撮像素子の視界が第２の異なるサイズまたは深さを有する場合に第２の異なる照明レベルを有する第２の画像（例えば比較的暗い画像）を捉えることができる。例えば収縮の有無によって生体内撮像素子の視界の内容を変更することができ、例えば管腔またはその部分が生体内撮像素子に対してより接近しているかまたはより離れているかなどにより、捉えられた生体内画像の照明レベル（例えば明るさまたは暗さ）を変更して、捉えられた画像の照明レベルに基づいて収縮の発生または不発生を判断することを可能にする。
【００９５】
別の実施例では、例えば、１つ以上のパターンの暗い画像および明るい画像が識別されることができ、実質的にそのような各パターン（例えば、一連の暗い画像および明るい画像を有するか、その逆）が収縮を示すことが判断され得る。他の適切な分析法および判断が用いられてもよい。
【００９６】
発明のいくつかの実施例による、運動性、収縮および／または収縮活動を判断するため用いられる、生体内撮像装置によって捉えられた６つの例示的なフレーム１５０１−１５０６を示す図４が参照される。６つの例示的なフレーム１５０１−１５０６が示されるが、他のフレームまたは画像が本発明の実施例によって捉えられ、使用され、分析されてもよい。
【００９７】
フレーム１５０１は、生体内撮像装置の近くで実質的に完全な収縮が起った場合に生体内撮像装置によって捉えられる例示的な画像を示す。フレーム１５０２は、収縮が生体内撮像装置の近くで起った場合に生体内撮像装置によって捉えられる例示的な画像を示す。フレーム１５０１および１５０２に示されるように、収縮は結果的に比較的暗い画像を生じた。
【００９８】
フレーム１５０３、１５０４および１５０５は、例えば管腔が収縮中の状態から実質的に収縮活動がない「遊んでいる」状態に戻るときなどの、「復帰」期間の生体内撮像装置によって捉えられた例示的な画像を示す。フレーム１５０３−１５０５に示されるように、この期間中に生体内装置によって捉えられた画像は、フレーム１５０１−１５０２の画像より比較的明るく、またはそれほど暗くない。
【００９９】
フレーム１５０６は、管腔が実質的に収縮活動がない「遊んでいる」状態である時に生体内撮像装置によって捉えられた例示的な画像を示す。フレーム１５０６に示されるように、この期間中に生体内装置によって捉えられた画像は、フレーム１５０１−１５０２の画像より著しく明るく、または著しく暗くない。また、フレーム１５０３−１５０５の画
像より比較的明るく、またはそれほど暗くない。
【０１００】
フレーム１５０１−１５０６の画像が例示的な目的のためにのみ示されることに注意される。本発明の実施例は、様々な程度の明るさ、暗さ、相対的な明るさ、相対的な暗さ、光強度、照明強度などを有する他の画像を生成し、および／または使用してもよく、運動性、収縮または収縮活動に関する他の判断を生成するためにそのような画像を使用してもよい。
【０１０１】
いくつかの実施例では、フレーム１５０１−１５０６の生体内画像は、パノラマ状視界を有する生体内撮像装置を用いて、またはパノラマ状（例えばリング状）の生体内画像を捉えることができる生体内撮像素子を用いて得ることができる。
【０１０２】
本発明のいくつかの実施例による、管腔１６５０を通過する生体内装置１６４０の６つの例示的なステージ１６０１−１６０６を概略的に示す図５が参照される。ステージ１６０１は収縮を示さないが、ステージ１６０２−１６０６では（矢印１６６０で示されるように）収縮が管腔１６５０まで伝播していることを示す。６つの例示的なステージ１６０１−１６０６が示されるが、他の個数または種類のステージが本発明の実施例にしたがって使用されてもよい。
【０１０３】
図５に示されるように、各ステージ１６０１−１６０６において、（それぞれ参照番号１６１１−１６１６が付けられた）キャビティが、生体内装置１６４０と管腔１６５０との間に存在し得る。例えば、キャビティ１６１１−１６１６のサイズまたは体積は、収縮が管腔１６５０まで伝播する間に変わり得る。いくつかの実施例では、管腔１６５０によって生体内装置１６４０の撮像素子に反射された光は、キャビティ１６１１−１６１６サイズまたは体積に対して（例えば関係して、または逆の関係で）変わり得る。
【０１０４】
いくつかの実施例の中で、管腔１６５０を通って伝播する収縮は、キャビティ１６１１−１６１６のサイズまたは体積を変更し、または変調することができ、それにより生体内装置１６４０の撮像素子に反射される光の強さを変更し、または変調することができる。いくつかの実施例では、生体内撮像装置１６４０によって（例えば利得修正手法を適用することなく、または適用する前に）捉えられる画像の平均強度が管腔１６５０の収縮によって変調されるよう、光変調は周期的であってもよい。
【０１０５】
本発明のいくつかの実施例による生体内撮像装置によって捉えられた画像の平均画像光強度のグラフ１７００を概略的に示す図６が参照される。縦軸１７０１は平均画像光強度を示し、水平軸１７０２は時間（または、いくつかの実施例においては画像もしくは画像の集合）を示し得る。バー１７１１−１７２１は、生体内装置によって捉えられる画像の平均光強度を示し得る。
【０１０６】
グラフ１７００に示されるように、平均画像光強度は時間とともに増加し減少し得、例えば収縮活動または収縮と関連する変調信号として使用され得る。１つの実施例では、変調信号強度は比較的弱く、信号対雑音比（ＳＮＲ）が比較的低いが、変調信号は周期的であってもよく、測定可能な１つ以上のパラメータを有してもよい。例えば、いくつかの実施例では、変調信号の振幅または周波数が決定されてもよく、収縮活動の振幅または周波数に相関するよう任意で決定されてもよい。いくつかの実施例において、変調信号の振幅および／または周波数は、例えば健康な人、健康でない人、１つ以上の疾病または病状を有する人などの変調信号の振幅または周波数と比較されてもよい。１つの実施例では、調整信号は、例えば１つ以上のフィルタを使用して、運動性、収縮または収縮活動についての判断を生成するために、さらに分析され、または処理されてもよい。
【０１０７】
１つの実施例では、変調信号の「ピーク」１７５０または増大した平均画像光強度がパターンは、収縮を示し得る。代替的実施例では、変調信号の「下落」１７６０または平均画像光強度が減少したパターンが収縮を示してもよい。いくつかの実施例では、ピーク１７５０および下落１７６０はそのピーク１７５０および下落１７６０に対応する期間の１つの収縮活動を判断するために使用されてもよい。いくつかの実施例では、グラフ１７００の他のパターンまたは部分が収縮活動を示してもよく、および／または識別され、使用され、分析されてもよい。
【０１０８】
いくつかの実施例では、生体内撮像装置は、ある（例えば一定または可変の）照明パルス周波数において照明してもよく、および／または、ある（例えば一定または可変の）フレームキャプチャ速度で画像を捉えてもよい。１つの実施例では、照明パルス周波数および／またはフレームキャプチャ速度は、例えば管腔内の収縮伝播速度に比べて、比較的大きい。別の実施例では、収縮部分の長さが比較的大きくてもよい。これにより、例えば、光強度変調分析に使用され得る画像を比較的高い精度で捉えることが可能となり得る。例えば、いくつかの実施例では、収縮部分のサイズが比較的大きければ、そこのキャビティまたは管腔のサイズまたは形状にさらに著しく影響し得、収縮活動分析または判断に使用される光強度変調にさらに著しく影響し得る。
【０１０９】
いくつかの実施例では、平均画像光強度の変調から収縮の頻度または収縮活動がないことが判断でき、運動性、収縮活動または運動性もしくは収縮活動に関連する病状に関する判断の生成のためのパラメータとして使用され得る。
【０１１０】
いくつかの実施例では、収縮活動の頻度、振幅および／または周期が、運動性の判断、または運動性情報を伴う診断の作成のために使用されてもよい。１つの実施例では、収縮活動の頻度、振幅および／または周期のそのようなパラメータは、（例えばグラフ１７００の）光強度変調信号、または他の適切なデータ、例えば生体内装置の速度、生体内装置の速度の変化、生体内装置の変位、位置測定データ、位置データ、加速データまたは他のデータ）に由来し得る。１つの実施例では、収縮活動の頻度、振幅および／または周期は、例えば生体内装置の速度、生体内装置の速度の変化、生体内装置の変位、位置測定データ、位置データ、加速度データもしくは他のデータに相関するか、または関連する。
【０１１１】
いくつかの実施例では、生体内装置によって捉えられた１つ以上の画像が分析され、収縮活動についての判断を可能にしてもよい。１つの実施例では、例えば、１つ以上の画像の分析によって、１つ以上の画像の輝度レベルにおける突発的および／または短期的な変化が示され得、それにより、識別された輝度レベルの変化に関連する期間に比較的大きい収縮活動（例えば１回以上の収縮）が起ったことを判断することが可能である。
【０１１２】
本願明細書の議論のいくつかの部分は、例示の目的のため、光強度、照明強度、輝度レベルおよび／または暗さレベルに関し得るが、本発明の実施例はこの点に関して限定的ではない。いくつかの実施例は、運動性情報、収縮活動情報および／または収縮の判断を含み得、それは他のデータもしくはパラメータ、例えばコントラスト、色彩、飽和、色調、１つ以上の色彩チャネルなど、パラメータまたは値に強化プロセスまたは利得プロセスが適用される前か後に用いられ得るパラメータまたは値などに基づく。
【０１１３】
発明のいくつかの実施例は、例えば、複数の撮像素子または画像センサ、例えば２つまたは３つの撮像素子を有する生体内撮像装置を含んでもよい。例えば１つの実施例では、生体内装置は、第１の視界を有する第１の撮像装置、および第２の視界を有する第２の撮像装置を含んでもよい。いくつかの実施例では、複数の撮像装置は異なる方向に向いていてもよく、例えば約４５度、約９０度、約１８０度の角度などであってもよい。いくつかの実施例では、複数の撮像素子を有する生体内装置は、運動性データ、収縮データまたは
収縮活動データの生成または分析のために用いられるデータの収集に使用されてもよい。例えば、生体内装置の複数の撮像素子は、画像比較および／または光強度変調分析に使用され得る画像を捉えてもよく、それにより運動性、収縮または収縮活動についての判断を可能にする。１つの実施例では、捉えられたデータは複数の撮像素子によって蓄積されてもよく、別の実施例では、各撮像素子から捉えられたデータは別個に処理されて結果が比較され、またはさらに分析されてもよい。他の適切なプロセスが使用されてもよい。
【０１１４】
本発明のいくつかの実施例による装置、システムおよび方法は、例えば人体に挿入されるか、または人が飲込む装置と共に使用されてもよい。しかしながら、発明の実施例はこの点に関して限定的でなく、例えば、人体ではない体内または動物の体内に挿入されるか、飲込まれる装置と共に使用されてもよい。
【０１１５】
本発明のある特徴が本願明細書に図示され記載された一方で、多くの変形、代用、変更および等価物が当業者には想起されるであろう。したがって、添付の請求項は、本発明の真の精神においてこれらのすべての変形および変更を包含するよう意図されることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明のいくつかの実施例による、生体内感知システムの概略的ブロック図である。
【図２】本発明のいくつかの実施例による、位置測定データに基づいて運動性および／または収縮活動を判断する方法のフローチャートである。
【図３】本発明のいくつかの実施例による、生体内装置の測定された速度値のグラフの概略図である。
【図４】本発明のいくつかの実施例による、運動性、収縮および／または収縮活動を判断するために用いられ得る、生体内撮像装置によって捉えられた６つの例示的なフレームの図である。
【図５】本発明のいくつかの実施例による、管腔内を通過する生体内装置の６つの例示的な段階の概略図である。
【図６】本発明のいくつかの実施例による、生体内撮像装置によって捉えられた画像の平均画像光強度グラフの概略図である。
【出願人】 【識別番号】５００２７７６３０
【氏名又は名称】ギブン・イメージング・リミテツド
【出願日】 平成１８年４月２１日（２００６．４．２１）
【代理人】 【識別番号】１０００６４７４６
【弁理士】
【氏名又は名称】深見 久郎

【識別番号】１０００８５１３２
【弁理士】
【氏名又は名称】森田 俊雄

【識別番号】１０００８３７０３
【弁理士】
【氏名又は名称】仲村 義平

【識別番号】１０００９６７８１
【弁理士】
【氏名又は名称】堀井 豊

【識別番号】１０００９８３１６
【弁理士】
【氏名又は名称】野田 久登

【識別番号】１００１０９１６２
【弁理士】
【氏名又は名称】酒井 將行
【公開番号】 特開２００６−２９７１０９（Ｐ２００６−２９７１０９Ａ）
【公開日】 平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【出願番号】 特願２００６−１１７７９３（Ｐ２００６−１１７７９３）