(57)【要約】本願は、動物又は人間の胃腸管内で関心がある１又はそれ以上の病変組織領域の生体内撮像及び／又は治療のための経口カプセル及び方法に関する。カプセルは、画像センサ；関心がある画像の焦点を画像センサに合わせるレンズシステム；胃腸管の組織に照明を当て、状況に応じて、病変組織領域へ光学的な治療上の処置を提供することができる少なくとも１つの光源；少なくとも１つの光源の前に配置され、その光源からの光ビームを病変組織領域に向けて焦点を合わせるビームステアリング手段及び焦点合わせ手段を有する可変レンズシステム；画像センサ、光源及び可変レンズシステムと通信する制御ユニット；画像センサ、光源及び制御ユニットに電力を供給する電源；並びに、画像センサ、レンズシステム、光源、可変レンズシステム、制御ユニット及び電源を収容し、胃腸管を通るよう構成される、消化されない透明な外側保護シェルを有する。
2009544392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動物又は人間の胃腸管内で関心がある１又はそれ以上の病変組織領域の生体内撮像及び／又は治療のための経口カプセルであって：
画像センサ；
関心がある画像の焦点を前記画像センサに合わせるレンズシステム；
前記胃腸管の組織に照明を当て、状況に応じて、前記病変組織領域へ光学的な治療上の処置を提供することができる少なくとも１つの光源；
前記少なくとも１つの光源の前に配置され、前記少なくとも１つの光源からの光ビームを前記病変組織領域に向けて焦点を合わせるビームステアリング手段及び焦点合わせ手段を有する可変レンズシステム；
前記画像センサ、前記少なくとも１つの光源、及び前記可変レンズシステムと通信し、画像記憶手段と、処理手段と、画像伝送手段とを有し、当該カプセルが前記胃腸管を通って移動する場合に前記画像センサから受け取られた記憶される画像を相互に関連付け、前記少なくとも１つの光源からの光ビームが前記病変組織領域に向けられて焦点を合わせられることを確実にするよう前記可変レンズシステムの前記ビームステアリング手段及び前記焦点合わせ手段を制御する制御ユニット；
前記画像センサ、前記少なくとも１つの光源、及び前記制御ユニットに電力を供給する電源；及び
前記画像センサ、前記レンズシステム、前記少なくとも１つの光源、前記可変レンズシステム、前記制御ユニット及び前記電源を収容し、前記胃腸管を通るよう構成される、消化されない透明な外側保護シェル；
を有する経口カプセル。
【請求項２】
動物又は人間の胃腸管内で関心がある１又はそれ以上の病変組織領域の生体内撮像及び／又は治療のための請求項１記載の経口カプセルであって：
画像センサ；
関心がある画像の焦点を前記画像センサに合わせるレンズシステム；
前記胃腸管の組織に照明を当てる第１及び第２の光源であって、該第２の光源は、状況に応じて、前記病変組織領域へ光学的な治療上の処置を提供することができる光源；
前記第１の光源の前に配置され、前記第１の光源からの光ビームを前記病変組織領域に向けて焦点を合わせるビームステアリング手段及び焦点合わせ手段を有する可変レンズシステム；
前記画像センサ、前記第１及び第２の光源、及び前記可変レンズシステムと通信し、画像記憶手段と、処理手段と、画像伝送手段とを有し、当該カプセルが前記胃腸管を通って移動する場合に前記画像センサから受け取られた記憶される画像を相互に関連付け、前記第１の光源からの光ビームが前記病変組織領域に向けられて焦点を合わせられることを確実にするよう前記可変レンズシステムの前記ビームステアリング手段及び前記焦点合わせ手段を制御する制御ユニット；
前記画像センサ、前記第１及び第２の光源、及び前記制御ユニットに電力を供給する電源；及び
前記画像センサ、前記レンズシステム、前記第１及び第２の光源、前記可変レンズシステム、前記制御ユニット及び前記電源を収容し、前記胃腸管を通るよう構成される、消化されない透明な外側保護シェル；
を有する経口カプセル。
【請求項３】
前記第１及び第２の光源は夫々レーザである、請求項２記載のカプセル。
【請求項４】
前記可変レンズシステムは液体レンズシステムを有する、請求項１記載のカプセル。
【請求項５】
動物又は人間の胃腸管内で関心がある１又はそれ以上の組織領域の生体内撮像のための方法であって：
画像センサ；
関心がある画像の焦点を前記画像センサに合わせるレンズシステム；
前記胃腸管の組織に照明を当て、状況に応じて、前記病変組織領域へ光学的な治療上の処置を提供することができる少なくとも１つの光源；
前記少なくとも１つの光源の前に配置され、前記少なくとも１つの光源からの光ビームを前記病変組織領域に向けて焦点を合わせるビームステアリング手段及び焦点合わせ手段を有する可変レンズシステム；
前記画像センサ、前記少なくとも１つの光源、及び前記可変レンズシステムと通信し、画像記憶手段と、処理手段と、画像伝送手段とを有し、当該カプセルが前記胃腸管を通って移動する場合に前記画像センサから受け取られた記憶される画像を相互に関連付け、前記少なくとも１つの光源からの光ビームが前記病変組織領域に向けられて焦点を合わせられることを確実にするよう前記可変レンズシステムの前記ビームステアリング手段及び前記焦点合わせ手段を制御する制御ユニット；
前記画像センサ、前記少なくとも１つの光源、及び前記制御ユニットに電力を供給する電源；及び
前記画像センサ、前記レンズシステム、前記少なくとも１つの光源、前記可変レンズシステム、前記制御ユニット及び前記電源を収容し、前記胃腸管を通るよう構成される、消化されない透明な外側保護シェル；
を有するカプセルを摂取する工程と、
画像データを前記制御ユニットから外部の画像受信及び表示ユニットへ送信して、該画像データを見る工程と
を有する方法。
【請求項６】
動物又は人間の胃腸管内で関心がある１又はそれ以上の組織領域の生体内撮像のための請求項５記載の方法であって：
画像センサ；
関心がある画像の焦点を前記画像センサに合わせるレンズシステム；
前記胃腸管の組織に照明を当てる第１及び第２の光源であって、該第２の光源は、状況に応じて、前記病変組織領域へ光学的な治療上の処置を提供することができる光源；
前記第１の光源の前に配置され、前記第１の光源からの光ビームを前記病変組織領域に向けて焦点を合わせるビームステアリング手段及び焦点合わせ手段を有する可変レンズシステム；
前記画像センサ、前記第１及び第２の光源、及び前記可変レンズシステムと通信し、画像記憶手段と、処理手段と、画像伝送手段とを有し、当該カプセルが前記胃腸管を通って移動する場合に前記画像センサから受け取られた記憶される画像を相互に関連付け、前記第１の光源からの光ビームが前記病変組織領域に向けられて焦点を合わせられることを確実にするよう前記可変レンズシステムの前記ビームステアリング手段及び前記焦点合わせ手段を制御する制御ユニット；
前記画像センサ、前記第１及び第２の光源、及び前記制御ユニットに電力を供給する電源；及び
前記画像センサ、前記レンズシステム、前記第１及び第２の光源、前記可変レンズシステム、前記制御ユニット及び前記電源を収容し、前記胃腸管を通るよう構成される、消化されない透明な外側保護シェル；
を有するカプセルを摂取する工程と、
画像データを前記制御ユニットから外部の画像受信及び表示ユニットへ送信して、該画像データを見る工程と
を有する方法。
【請求項７】
動物又は人間の胃腸管内で関心がある１又はそれ以上の病変組織領域の生体内治療のための方法であって：
前記病変組織領域にのみ化学的に結合して、該病変組織領域に、光源によって刺激される場合に蛍光性の光ビームを伝送させる蛍光マーキング物質を前記胃腸管内に取り込む工程と、
その後に、
画像センサ；
関心がある画像の焦点を前記画像センサに合わせるレンズシステム；
前記胃腸管の組織に照明を当て、状況に応じて、前記病変組織領域へ光学的な治療上の処置を提供することができる少なくとも１つの光源；
前記少なくとも１つの光源の前に配置され、前記少なくとも１つの光源からの光ビームを前記病変組織領域に向けて焦点を合わせるビームステアリング手段及び焦点合わせ手段を有する可変レンズシステム；
前記画像センサ、前記少なくとも１つの光源、及び前記可変レンズシステムと通信し、画像記憶手段と、処理手段と、画像伝送手段とを有し、当該カプセルが前記胃腸管を通って移動する場合に前記画像センサから受け取られた記憶される画像を相互に関連付け、前記少なくとも１つの光源からの光ビームが前記病変組織領域に向けられて焦点を合わせられることを確実にするよう前記可変レンズシステムの前記ビームステアリング手段及び前記焦点合わせ手段を制御する制御ユニット；
前記画像センサ、前記少なくとも１つの光源、及び前記制御ユニットに電力を供給する電源；及び
前記画像センサ、前記レンズシステム、前記少なくとも１つの光源、前記可変レンズシステム、前記制御ユニット及び前記電源を収容し、前記胃腸管を通るよう構成される、消化されない透明な外側保護シェル；
を有するカプセルを摂取する工程と、
前記少なくとも１つの光源に、前記レンズシステム、前記画像センサ及び前記制御ユニットに蛍光画像を送信するよう、結合された蛍光物質を有する前記病変組織領域を照射させて刺激させる工程であって、前記制御ユニットは、前記少なくとも１つの光源による前記病変組織領域の照射を確実にするよう前記可変レンズ焦点合わせ手段及び前記ビームステアリング手段を制御する工程と、
前記少なくとも１つの光源に、状況に応じて前記病変組織領域を治療させる工程と
を有する方法。
【請求項８】
動物又は人間の胃腸管内で関心がある１又はそれ以上の病変組織領域の生体内治療のための請求項７記載の方法であって：
前記病変組織領域にのみ化学的に結合して、該病変組織領域に、光源によって刺激される場合に蛍光性の光ビームを伝送させる蛍光マーキング物質を前記胃腸管内に取り込む工程と、
その後に、
画像センサ；
関心がある画像の焦点を前記画像センサに合わせるレンズシステム；
前記胃腸管の組織に照明を当てる第１及び第２の光源であって、該第２の光源は、状況に応じて、前記病変組織領域へ光学的な治療上の処置を提供することができる光源；
前記第１の光源の前に配置され、前記第１の光源からの光ビームを前記病変組織領域に向けて焦点を合わせるビームステアリング手段及び焦点合わせ手段を有する可変レンズシステム；
前記画像センサ、前記第１及び第２の光源、及び前記可変レンズシステムと通信し、画像記憶手段と、処理手段と、画像伝送手段とを有し、当該カプセルが前記胃腸管を通って移動する場合に前記画像センサから受け取られた記憶される画像を相互に関連付け、前記第１の光源からの光ビームが前記病変組織領域に向けられて焦点を合わせられることを確実にするよう前記可変レンズシステムの前記ビームステアリング手段及び前記焦点合わせ手段を制御する制御ユニット；
前記画像センサ、前記第１及び第２の光源、及び前記制御ユニットに電力を供給する電源；及び
前記画像センサ、前記レンズシステム、前記第１及び第２の光源、前記可変レンズシステム、前記制御ユニット及び前記電源を収容し、前記胃腸管を通るよう構成される、消化されない透明な外側保護シェル；
を有するカプセルを摂取する工程と、
前記第１の光源に、前記レンズシステム、前記画像センサ及び前記制御ユニットに蛍光画像を送信するよう、結合された蛍光物質を有する前記病変組織領域を照射させて刺激させる工程であって、前記制御ユニットは、前記第１の光源による前記病変組織領域の照射を確実にするよう前記可変レンズ焦点合わせ手段及び前記ビームステアリング手段を制御する工程と、
前記第２の光源に、状況に応じて前記病変組織領域を治療させる工程と
を有する方法。
【請求項９】
前記第１及び第２の光源は夫々レーザである、請求５乃至８のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１０】
前記可変レンズシステムは液体レンズシステムを有する、請求項５乃至８のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１１】
前記治療は、病変若しくは腫瘍の熱アブレーション、又は出血血管若しくは出血腫瘍の凝固を含む、請求項７又は８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、動物又は人間の胃腸管内で関心がある１又はそれ以上の病変組織領域の生体内撮像及び／又は治療のための経口カプセルと、このような経口カプセルを用いる、動物又は人間の胃腸管内で関心がある１又はそれ以上の病変組織領域の生体内撮像及び／又は治療のための方法とを対象とする。
【背景技術】
【０００２】
哺乳動物（動物又は人間）の胃腸管を撮像するための経口カプセル又は医療装置は、例えば、米国特許第５６０４５３１号明細書、第６８５５１１１号明細書、及び第６９５０６９０号明細書、米国特許出願第２００６／００８２６４８号明細書（２００６年４月２０日公開）、第２００５／０１３７４６８号明細書（２００５年６月２３日公開）、第２００５／０００２９４５号明細書（２００５年１月６日公開）及び第２００６／０１００４８６号明細書（２００６年６月２３日公開）、並びに国際公開第２００４／０５１３２３号パンフレット（２００４年６月１７日公開）、第２００２／３０６００７号パンフレット（２００２年５月１０日公開）及び第２００２／０５８５３１号パンフレット（２００２年８月１日公開）等の先行技術で開示されている。
【０００３】
通常、カプセル型カメラは、その摂取後の患者の体内での生体内撮像のために適合され、例えば、胃腸管の画像シーンを撮ることができる。従来のカプセル型カメラ（図１参照。）は、５ｃｍ×３ｃｍより小さい寸法の、耐水性の透明な外側筐体３０を有する。それにより、カプセルは、患者によって容易に摂取され得る。レンズシステム３２は、カプセル筐体３０の内部で、例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ（Charge  Coupled  Device））又は相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ（Complementary  Metal-Oxide  Semiconductor））画像センサといった撮像センサ３４の前に配置されており、画像シーンをセンサ３４に提供することができる。レンズ３２は、単一又は複数の素子レンズであっても良く、焦点合わせ及び／又はズーム機能を有しうる。２つの光源３６、３８（例えば、レーザ又は発光ダイオード（ＬＥＤ）。）は、レンズ３２に隣接して配置されており、周囲の撮像領域に光を投射することができる。カプセルは、更に、通常は、制御ユニット４０を有する。制御ユニット４０は、画像記憶メモリ及び／又は、例えば、マイクロ波送信機のような画像送信機を有する。画像送信機は、外部の撮像（pick-up）素子へ画像を送信する。例えば、バッテリ又は磁気コイルセットのような電源４２も、一般的に、設けられる。電源４２は、電気出力を作り出すよう磁気信号により外部から駆動され得る。従って、このカプセル型カメラモジュールは、小型で、消費電力が小さく且つ軽量なモジュールにおいて連続的な撮像機能を提供することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５６０４５３１号明細書
【特許文献２】米国特許第６８５５１１１号明細書
【特許文献３】米国特許第６９５０６９０号明細書
【特許文献４】米国特許出願第２００６／００８２６４８号明細書
【特許文献５】米国特許出願第２００５／０１３７４６８号明細書
【特許文献６】米国特許出願第２００５／０００２９４５号明細書
【特許文献７】米国特許出願第２００６／０１００４８６号明細書
【特許文献８】国際公開第２００４／０５１３２３号パンフレット
【特許文献９】国際公開第２００２／３０６００７号パンフレット
【特許文献１０】国際公開第２００２／０５８５３１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
国際公開第２００４／０５１３２３号パンフレットには、センサの前に配置されて、小型で、消費電力が小さく且つ軽量なモジュールにおいて可変な焦点合わせ／ズーム機能及び／又は可変な指向性を持った撮像機能を可能にする可変レンズシステムが記載されている。撮像機能のみがこの文献では扱われており、幾つかの場合で胃腸管の疾病の診断を可能にする。光によるこれらの疾病の更なる検査又は治療は扱われていない。光による光学的な治療を可能にするために、扱われる領域が特定されなければならず、治療領域が特定されると、光ビームはこの領域に焦点を合わせられ、カプセルが移動する暫くの間は焦点を合わせられたままにされなければならない。
【０００６】
ある関心領域が、カプセルが移動する間、集束光ビームがその関心領域に向けられることを要する光学的な方法により更に検査されるべきである場合に、他の問題は生ずる。周知の先行技術にかかる装置によれば、集光検査は、光ビームが広範なフィールド照射ビームであるために可能でない。
【０００７】
今日までの努力に関わらず、治療又は更なる検査のために、所望の生体内の位置、例えば特定された病変、への光ビームの有効な集束を助ける摂取可能な装置及び／又は摂取可能なシステムは、依然として必要とされている。加えて、カプセル型カメラに関連して生体内光集束及び／又はビームステアリングを助ける機器及び／又はシステムが、依然として必要とされている。
【０００８】
これら及び他の必要性は、本開示の装置、システム及び方法により満足される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示に従って、動物又は人間の胃腸管における病変組織の生体内撮像及び／又は治療のための経口カプセル及び方法が開示される。カプセルは、画像センサ；画像の焦点を前記画像センサに合わせるレンズシステム；関心がある組織領域の照射のための少なくとも１つの光源、望ましくは第１及び第２の光源であって、該第２の光源は、状況に応じて、病変領域へ光学的な治療上の処置を提供することができる光源；前記第１の光源の前に配置され、該第１の光源からの光ビームを病変組織領域に向けて焦点を合わせるビームステアリング手段及び焦点合わせ手段を有する可変レンズシステム；前記画像センサ、前記第１及び第２の光源及び可変レンズシステムと通信し、画像記憶手段、処理手段及び画像伝送手段を有し、当該カプセルが胃腸管を通って移動する場合に前記画像センサから受け取られた記憶される画像を相互に関連付け、前記第１の光源からの光ビームが前記病変組織領域に向けられて焦点を合わせられることを確実にするよう前記可変レンズシステムの前記ビームステアリング手段及び前記焦点合わせ手段を制御する制御ユニット；前記画像センサ、前記第１及び第２の光源及び前記制御ユニットに電力を供給する電源；並びに、前記画像センサ、前記レンズシステム、前記第１及び第２の光源、前記可変レンズシステム、前記制御ユニット及び前記電源を収容し、胃腸管を通るよう構成される、消化されない透明な外側保護シェルを有する。
【００１０】
具体的に、本発明は、動物又は人間の胃腸管内で関心がある１又はそれ以上の病変組織領域の生体内撮像及び／又は治療のための経口カプセルであって：
画像センサ；
関心がある画像の焦点を前記画像センサに合わせるレンズシステム；
前記胃腸管の組織に照明を当て、状況に応じて、前記病変組織領域へ光学的な治療上の処置を提供することができる少なくとも１つの光源；
前記少なくとも１つの光源の前に配置され、前記少なくとも１つの光源からの光ビームを前記病変組織領域に向けて焦点を合わせるビームステアリング手段及び焦点合わせ手段を有する可変レンズシステム；
前記画像センサ、前記少なくとも１つの光源、及び前記可変レンズシステムと通信し、画像記憶手段と、処理手段と、画像伝送手段とを有し、当該カプセルが前記胃腸管を通って移動する場合に前記画像センサから受け取られた記憶される画像を相互に関連付け、前記少なくとも１つの光源からの光ビームが前記病変組織領域に向けられて焦点を合わせられることを確実にするよう前記可変レンズシステムの前記ビームステアリング手段及び前記焦点合わせ手段を制御する制御ユニット；
前記画像センサ、前記少なくとも１つの光源、及び前記制御ユニットに電力を供給する電源；及び
前記画像センサ、前記レンズシステム、前記少なくとも１つの光源、前記可変レンズシステム、前記制御ユニット及び前記電源を収容し、前記胃腸管を通るよう構成される、消化されない透明な外側保護シェル；
を有する経口カプセルを提供することを目的とする。
【００１１】
他の目的は、動物又は人間の胃腸管内で関心がある１又はそれ以上の病変組織領域の生体内撮像及び／又は治療のための経口カプセルであって：
画像センサ；
関心がある画像の焦点を前記画像センサに合わせるレンズシステム；
前記胃腸管の組織に照明を当てる第１及び第２の光源であって、該第２の光源は、状況に応じて、前記病変組織領域へ光学的な治療上の処置を提供することができる光源；
前記第１の光源の前に配置され、前記第１の光源からの光ビームを前記病変組織領域に向けて焦点を合わせるビームステアリング手段及び焦点合わせ手段を有する可変レンズシステム；
前記画像センサ、前記第１及び第２の光源、及び前記可変レンズシステムと通信し、画像記憶手段と、処理手段と、画像伝送手段とを有し、当該カプセルが前記胃腸管を通って移動する場合に前記画像センサから受け取られた記憶される画像を相互に関連付け、前記第１の光源からの光ビームが前記病変組織領域に向けられて焦点を合わせられることを確実にするよう前記可変レンズシステムの前記ビームステアリング手段及び前記焦点合わせ手段を制御する制御ユニット；
前記画像センサ、前記第１及び第２の光源、及び前記制御ユニットに電力を供給する電源；及び
前記画像センサ、前記レンズシステム、前記第１及び第２の光源、前記可変レンズシステム、前記制御ユニット及び前記電源を収容し、前記胃腸管を通るよう構成される、消化されない透明な外側保護シェル；
を有する経口カプセルを提供することである。
【００１２】
他の目的は、前記第１及び第２の光源が夫々レーザであるところのカプセルを提供することである。
【００１３】
他の目的は、前記可変レンズシステムが液体レンズシステムを有するところのカプセルを提供することである。
【００１４】
他の目的は、動物又は人間の胃腸管内で関心がある１又はそれ以上の組織領域の生体内撮像のための方法であって：
画像センサ；
関心がある画像の焦点を前記画像センサに合わせるレンズシステム；
前記胃腸管の組織に照明を当て、状況に応じて、前記病変組織領域へ光学的な治療上の処置を提供することができる少なくとも１つの光源；
前記少なくとも１つの光源の前に配置され、前記少なくとも１つの光源からの光ビームを前記病変組織領域に向けて焦点を合わせるビームステアリング手段及び焦点合わせ手段を有する可変レンズシステム；
前記画像センサ、前記少なくとも１つの光源、及び前記可変レンズシステムと通信し、画像記憶手段と、処理手段と、画像伝送手段とを有し、当該カプセルが前記胃腸管を通って移動する場合に前記画像センサから受け取られた記憶される画像を相互に関連付け、前記少なくとも１つの光源からの光ビームが前記病変組織領域に向けられて焦点を合わせられることを確実にするよう前記可変レンズシステムの前記ビームステアリング手段及び前記焦点合わせ手段を制御する制御ユニット；
前記画像センサ、前記少なくとも１つの光源、及び前記制御ユニットに電力を供給する電源；及び
前記画像センサ、前記レンズシステム、前記少なくとも１つの光源、前記可変レンズシステム、前記制御ユニット及び前記電源を収容し、前記胃腸管を通るよう構成される、消化されない透明な外側保護シェル；
を有するカプセルを摂取する工程と、
画像データを前記制御ユニットから外部の画像受信及び表示ユニットへ送信して、該画像データを見る工程と
を有する方法を提供することである。
【００１５】
他の目的は、動物又は人間の胃腸管内で関心がある１又はそれ以上の組織領域の生体内撮像のための方法であって：
画像センサ；
関心がある画像の焦点を前記画像センサに合わせるレンズシステム；
前記胃腸管の組織に照明を当てる第１及び第２の光源であって、該第２の光源は、状況に応じて、前記病変組織領域へ光学的な治療上の処置を提供することができる光源；
前記第１の光源の前に配置され、前記第１の光源からの光ビームを前記病変組織領域に向けて焦点を合わせるビームステアリング手段及び焦点合わせ手段を有する可変レンズシステム；
前記画像センサ、前記第１及び第２の光源、及び前記可変レンズシステムと通信し、画像記憶手段と、処理手段と、画像伝送手段とを有し、当該カプセルが前記胃腸管を通って移動する場合に前記画像センサから受け取られた記憶される画像を相互に関連付け、前記第１の光源からの光ビームが前記病変組織領域に向けられて焦点を合わせられることを確実にするよう前記可変レンズシステムの前記ビームステアリング手段及び前記焦点合わせ手段を制御する制御ユニット；
前記画像センサ、前記第１及び第２の光源、及び前記制御ユニットに電力を供給する電源；及び
前記画像センサ、前記レンズシステム、前記第１及び第２の光源、前記可変レンズシステム、前記制御ユニット及び前記電源を収容し、前記胃腸管を通るよう構成される、消化されない透明な外側保護シェル；
を有するカプセルを摂取する工程と、
画像データを前記制御ユニットから外部の画像受信及び表示ユニットへ送信して、該画像データを見る工程と
を有する方法を提供することである。
【００１６】
他の目的は、動物又は人間の胃腸管内で関心がある１又はそれ以上の病変組織領域の生体内治療のための方法であって：
前記病変組織領域にのみ化学的に結合して、該病変組織領域に、光源によって刺激される場合に蛍光性の光ビームを伝送させる蛍光マーキング物質を前記胃腸管内に取り込む工程と、
その後に、
画像センサ；
関心がある画像の焦点を前記画像センサに合わせるレンズシステム；
前記胃腸管の組織に照明を当て、状況に応じて、前記病変組織領域へ光学的な治療上の処置を提供することができる少なくとも１つの光源；
前記少なくとも１つの光源の前に配置され、前記少なくとも１つの光源からの光ビームを前記病変組織領域に向けて焦点を合わせるビームステアリング手段及び焦点合わせ手段を有する可変レンズシステム；
前記画像センサ、前記少なくとも１つの光源、及び前記可変レンズシステムと通信し、画像記憶手段と、処理手段と、画像伝送手段とを有し、当該カプセルが前記胃腸管を通って移動する場合に前記画像センサから受け取られた記憶される画像を相互に関連付け、前記少なくとも１つの光源からの光ビームが前記病変組織領域に向けられて焦点を合わせられることを確実にするよう前記可変レンズシステムの前記ビームステアリング手段及び前記焦点合わせ手段を制御する制御ユニット；
前記画像センサ、前記少なくとも１つの光源、及び前記制御ユニットに電力を供給する電源；及び
前記画像センサ、前記レンズシステム、前記少なくとも１つの光源、前記可変レンズシステム、前記制御ユニット及び前記電源を収容し、前記胃腸管を通るよう構成される、消化されない透明な外側保護シェル；
を有するカプセルを摂取する工程と、
前記少なくとも１つの光源に、前記レンズシステム、前記画像センサ及び前記制御ユニットに蛍光画像を送信するよう、結合された蛍光物質を有する前記病変組織領域を照射させて刺激させる工程であって、前記制御ユニットは、前記少なくとも１つの光源による前記病変組織領域の照射を確実にするよう前記可変レンズ焦点合わせ手段及び前記ビームステアリング手段を制御する工程と、
前記少なくとも１つの光源に、状況に応じて前記病変組織領域を治療させる工程と
を有する方法を提供することである。
【００１７】
他の目的は、動物又は人間の胃腸管内で関心がある１又はそれ以上の病変組織領域の生体内治療のための方法であって：
前記病変組織領域にのみ化学的に結合して、該病変組織領域に、光源によって刺激される場合に蛍光性の光ビームを伝送させる蛍光マーキング物質を前記胃腸管内に取り込む工程と、
その後に、
画像センサ；
関心がある画像の焦点を前記画像センサに合わせるレンズシステム；
前記胃腸管の組織に照明を当てる第１及び第２の光源であって、該第２の光源は、状況に応じて、前記病変組織領域へ光学的な治療上の処置を提供することができる光源；
前記第１の光源の前に配置され、前記第１の光源からの光ビームを前記病変組織領域に向けて焦点を合わせるビームステアリング手段及び焦点合わせ手段を有する可変レンズシステム；
前記画像センサ、前記第１及び第２の光源、及び前記可変レンズシステムと通信し、画像記憶手段と、処理手段と、画像伝送手段とを有し、当該カプセルが前記胃腸管を通って移動する場合に前記画像センサから受け取られた記憶される画像を相互に関連付け、前記第１の光源からの光ビームが前記病変組織領域に向けられて焦点を合わせられることを確実にするよう前記可変レンズシステムの前記ビームステアリング手段及び前記焦点合わせ手段を制御する制御ユニット；
前記画像センサ、前記第１及び第２の光源、及び前記制御ユニットに電力を供給する電源；及び
前記画像センサ、前記レンズシステム、前記第１及び第２の光源、前記可変レンズシステム、前記制御ユニット及び前記電源を収容し、前記胃腸管を通るよう構成される、消化されない透明な外側保護シェル；
を有するカプセルを摂取する工程と、
前記第１の光源に、前記レンズシステム、前記画像センサ及び前記制御ユニットに蛍光画像を送信するよう、結合された蛍光物質を有する前記病変組織領域を照射させて刺激させる工程であって、前記制御ユニットは、前記第１の光源による前記病変組織領域の照射を確実にするよう前記可変レンズ焦点合わせ手段及び前記ビームステアリング手段を制御する工程と、
前記第２の光源に、状況に応じて前記病変組織領域を治療させる工程と
を有する方法を提供することである。
【００１８】
他の目的は、前記第１及び第２の光源が夫々レーザであるところの方法を提供することである。
【００１９】
他の目的は、前記可変レンズシステムが液体レンズシステムを有するところの方法を提供することである。
【００２０】
他の目的は、前記治療が、病変若しくは腫瘍の熱アブレーション、又は出血血管若しくは出血腫瘍の凝固を含むところの方法を提供することである。
【００２１】
本発明のこれら及び他の態様について、以下の実施例を参照して及び図面を参照して、より詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来のカプセル型カメラの概念図である。
【図２】本発明に従うカプセル型カメラの概念図である。
【図３】本発明に従う共焦点顕微鏡撮像を具えるカプセル型カメラの概念図である。
【図４】本発明に従う拡散光撮像機能を具えるカプセル型カメラの概念図である。
【図５】基本ファイバに基づく光コヒーレンス・トモグラフィ（ＯＣＴ）法の概念図である。
【図６】光伝送システム（ファイバ）を簡単な焦点合わせ機構（ＧＲＩＮレンズタイプ）と組み合わせる光ファイバタイプの装置に基づく小型カテーテルタイプのプローブ（直径約２ｍｍ）（Ｏｐｔｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ２９、２２６１（２００４年）参照。）を表す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
従前の開示される医療装置及び経口カプセルに関連する問題を解消するよう、ここで開示される経口カプセル及び方法は、光源の前に配置される可変レンズ、例えば、液体レンズを利用する。液体レンズについては、国際公開第２００３／０６９３８１号パンフレットで詳細に論じられている。ビームステアリングを可能にするために、また、付加的な電極が、国際公開第２００４／０５１３２３号パンフレットに記載される液体レンズの外側で使用されるべきである。国際公開第２００４／０５１３２３号パンフレットは、その全文を参照によって本願に援用される。光ビームの焦点合わせ及びビームステアリングを可能にする液体を使用しても、治療又は更なる検査を受ける組織領域にどのように焦点スポットを保つべきかという問題は、依然として解決されない。この問題を解決するよう、照明装置３８と組み合わせて、レンズシステム３２及び撮像センサ３４を含むカメラシステムが使用される。照明装置３８がオンされると、カメラは画像を撮影する。この画像から、関心領域が画像処理ユニット４０によって特定され得る（図２参照）。この画像が撮影された直後に、第１の光源３８はオフされ、治療又は更なる診断のために使用される第２の光源３６が低光度でオンされる。光源３８及び３６はここでは別個のものとして記載されているが、それらは、また、複数の機能（例えば、照明、治療等。）を具えた１つの単光源であっても良い。また、例えば、３、４又はそれ以上といったように、２よりも多い光源があっても良い。光源３６によるカメラセンサ上のこのスポットの画像、及び光源３８による第１の画像からの関心領域の画像は、相互に関連付けられ得る。更なる応用は、カメラが撮影した２つの画像が、カプセルが移動している間、深度情報の立体顕微鏡写真にも使用され得ることである。これは、カプセル型カメラに関してではなく、内視鏡に関して開示され、使用されている。領域が重なり合わない場合は、液体レンズの調整が次に起こり、手順は繰り返される。相関付けが達成されると、ビーム３６の強さは、治療又は更なる検査を可能にするレベルへ切り替えられる。
【００２４】
治療の場合は、カメラを用いての適切な組織領域の診断に対する要求は重要である。このステップを改善するよう、蛍光マーカが使用され得る。この場合に、光源３８は、また、目標のマーカによって蛍光発光を生じさせるよう病変を照射するためにも使用される。蛍光発光は別として、これは、更に自己発光／生体発光を含むよう一般化され得る。上記の方法で治療スポットを蛍光スポットと相互に関連付けることによって、このモダリティは、治療スポットに照準を定めるために使用され得る。蛍光発光は、また、どこでアブレーション（ablation）又は他の治療が行われるべきかの表示を与える。それなしでは、カメラ画像は、病変を見つけるために解析される必要がある。また、異なる波長で放射して、様々な治療を必要とする病変において様々なタンパク質に関する情報を提供することができる複数の蛍光ラベルを使用することも可能である。
【００２５】
本発明に従う例となる応用：
［治療の例］
治療用光源がレーザである場合に、病変又は腫瘍に対する熱的効果は、病変又は腫瘍の熱アブレーションのために用いられ得る。レーザの熱的効果は、また、出血中の血管又は出血中の腫瘍表面の凝固のためにも使用され得る。
【００２６】
他の例は、光源が、光線力学療法（ＰＤＴ）（例えば、Nature  Reviews  Cancer、２００３年、ｖｏｌ．３、３８０〜３８７頁掲載の“Photodynamic  therapy  for  cancer”、DEJC  Dolmans、D  Fukumura及びRK  Jain著を参照。）のための非熱的光源として使用されることである。これは、光線感作物質の使用を必要とする。また、感光物質は、カプセルが疑わしい病変を検出する場合に（又は連続的に（なお、この場合、カプセルはより大きな貯蔵部（reservoir）を要する。））カプセルによって局所的に放出されることが可能である。
【００２７】
［更なる検査の例］
［共焦点顕微鏡］
本発明に従う用途の例は、共焦点顕微鏡を用いることである（図２及び３参照）。この場合に、光源は、組織のどこかに焦点を合わせられる点光源である。配置は、共焦点顕微鏡の焦点面が、カメラ３４及び３２の画像センサ３４に焦点を合わせられて撮像されるようにされる。
【００２８】
共焦点走査顕微鏡の場合、レーザ３８によって生ずる光ビームは、部分ビーム分割器６０を通り、関心がある病変に液体レンズ４４によって向けられて焦点を合わせられる。同じ戻り経路を辿る反射信号は、この場合に、検出器６２の前にあるピンホール又は開口部を介して検出器６２上に、部分ビーム分割器６０への反射を介して液体レンズ４４によって焦点を合わせられる。可変レンズ４４の設定を変更することによってビームを走査することで、病変の共焦点顕微鏡による画像が撮影され得る。適切な画像再構成を行うために、カプセルの動きは補正されるべきである。これは、本発明に従うカプセル型カメラを用いることによって達成され得る。
【００２９】
［蛍光画像］
蛍光画像処理の場合、レーザビームは、病変又は腫瘍に焦点を合わせられる。光吸収によって生ずる蛍光発光は、検出器モジュールによって検出される。
【００３０】
例えば、共焦点顕微鏡に関して記載されたのと同じ配置が用いられる。この場合に、光吸収によって生ずる蛍光発光が探されるので、検出器は、スペクトル分割された蛍光性の光を記録するよう適合される。
【００３１】
［拡散光トモグラフィ（ＤＯＴ）］
この場合に、光源は１又はそれ以上の発光体を有する（図４参照）。この発光体は、光を透過する部分を少なくとも含むカプセルの周囲の隣接組織のその後の点状照射を可能にする。例えば、位置１０１が光源３８によって照射される場合に、光は組織を通って広範に散在し、例えば、検出器７０に接続されている検出器ファイバに達する。全ての検出ファイバの信号が収集されて、メモリに記憶される。この測定は、照射位置１０１’、１０１”等の夫々について繰り返される。この場合に、全ての測定は、画像再構成を実行するために使用される（例えば、Ｐｈｙ．Ｍｅｄ．Ｂｉｏｌ．Ｖｏｌ．５０（２００５年）、Ｒ１〜Ｒ４３に掲載の“Recent  advances  in  diffuse  optical  imaging”、AP  Gibson、JC  Hebden及びSR  Arridge著を参照。）。サンプルの動きを補償するために、カメラ３４、３２の画像が使用され得る。
【００３２】
［光コヒーレンス・トモグラフィ（ＯＣＴ）］
ＯＣＴは、超高分解能（数ミクロン）で数ミリメートルの侵入深さ（通常、１．５〜２ｍｍ）まで達して、実時間で３次元（３Ｄ）組織画像を生成することができる撮像技術である。ＯＣＴは、３次元構造画像（組織層、密度変化）を提供し、現在、分光学的情報を提供し且つ更に機能的及び分子的な画像化を達成する大きな可能性を示している。ＯＣＴは、−９０デシベル（ｄＢ）くらい小さい信号を測定可能な、干渉分光法に基づく技術である。１つの標準的なファイバに基づくＯＣＴ設備が図５に示される。
【００３３】
光源から発せられる光は、カプラによって分割される。１つのアームは干渉計のサンプル（基準）アームとして働き、一方、他の１つのアームは光をサンプル（サンプルアーム）へ伝送する。走査オプティクスは横方向の走査機能を提供する。これにより、ＯＣＴ設備は、夫々の横の位置について１つのＡスキャン（軸走査）を得る。結合された全てのＡスキャンは３次元構造画像を形成する。夫々のＡスキャンを得る場合に、基準ミラーの配置は深さ情報を提供する。幾つかのより高度な技術は、ここで示されるものより短時間に深さ情報を得るよう開発されてきた。分光ＯＣＴは、それらの中でも最も高度であり、作動部分を用いずに深さ走査データを提供することができる。現在最も高速なＯＣＴシステムは、フレームごとに１０００よりも多いＡスキャンを有して、約３０ｆｐｓで画像を生成することができる。方位分解能は、走査オプティクス及び光集束システムによって制限される。軸分解能は光源に依存する。従来のＳＬＤ（super  luminescence  diode）（帯域幅は９３０ｎｍで約７０ｎｍである。）により現在利用可能な典型的な軸分可能は、およそ５マイクロメートル（μｍ）である。約１．５μｍの最良の実証されている分解能の１つは、Ｔｉ：サファイヤｆｓレーザを用いることによって達成された。
【００３４】
これを本発明に従うカプセルでの使用に適したものとするよう、システムは小型化されるべきである。エンジンサイドから、ＯＣＴは以下のものを必要とする。
ｉ）光源。それは、光源の帯域幅に比例する軸分解能を決定する。市販されているＳＬＤは、約５μｍの軸分解を得る。より良い分解能（１μｍに近い分解能）は、Ｔｉ：サファイヤｆｓレーザ又はタングステンランプ（出力が極めて低い。）が使用される場合に得られる。調整可能なレーザは、フーリエ領域ＯＣＴに必要とされる。
ｉｉ）光ファイバ部品。光伝送を提供するファイバ、マイケルソン干渉計を実現するファイバカプラ及び／又はサーキュレータ。
ｉｉｉ）検出部品。ＯＣＴタイプに依存。フォトダイオードは、通常、しかしスペクトルＯＣＴによるスペクトル分解検出の場合に、必要とされる（線形ＣＣＤアレイと結合するスペクトル分析器）。
ｉｖ）偏光又は位相ＯＣＴの場合に、エンジン及びプローブ部品は、光偏光特性を保つことができなければならない。
【００３５】
現在のところ、このような小型化された装置が存在しないとしても、近い将来に、更なる小型化がこのような装置の構成を可能にすると考えられる。例えば、小型化されたプローブ設計については、Ｏｐｔｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ２９、２２６１（２００４年）に記載されている（図６参照）。
【００３６】
本発明はその特定の実施例に関して記載されてきたが、当業者には当然のことながら、多数の改良、拡張、及び／又は変更が、本発明の精神及び適用範囲を逸脱することなく達成され得る。従って、本発明は特許請求の範囲及びその均等の適用範囲によってのみ限定されることが明白に意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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