(57)【要約】患者の消化管に沿って標本を収集するための摂取可能な電気式カプセル・システム（１４００）が提供される。本カプセル・システム（１４００）は、少なくとも一つの開口（９７０）をもつハウジング（１０２）と；該ハウジング（１０２）内に配され、該ハウジング（１０２）の個別の開口と流体連絡している少なくとも一つの開口をもつ、少なくとも一つの不浸透性の捕集室（１４０２）と；少なくとも一つの閉鎖部材（９６６）を含む。個々の閉鎖部材（９６６）は前記少なくとも一つの捕集室（１４０２）の個別の開口に付随し、該個々の閉鎖部材（９６６）は、周辺流体の標本を収集するために該個別の閉鎖部材を通じた付随する捕集室（１４０２）への流体の流れを許可する開状態と、収集された標本を貯蔵するために前記付随する捕集室（１４０２）との間の流体の出入りの流れを実質的に遮断する閉状態との間で作動可能である。本カプセル・システム（１４００）はさらに、前記少なくとも一つの閉鎖部材（９６６）の作動のための制御回路を含む。
2008526419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の消化管に沿って標本を収集するための摂取可能な電気式カプセル・システムであって：
少なくとも一つの開口をもつハウジングと；
該ハウジング内に配され、該ハウジングの前記少なくとも一つの開口の個別の開口と流体連絡している少なくとも一つの開口をもつ、少なくとも一つの不浸透性の捕集室と；
少なくとも一つの閉鎖部材であって、該少なくとも一つの閉鎖部材の個々の閉鎖部材は前記少なくとも一つの捕集室の個別の開口に付随し、該個々の閉鎖部材は、周辺流体の標本を収集するために該個別の閉鎖部材を通じた付随する捕集室への流体の流れを許可する開状態と、収集された標本を貯蔵するために前記付随する捕集室との間の流体の出入りの流れを実質的に遮断する閉状態との間で作動可能であるような閉鎖部材と；
前記少なくとも一つの閉鎖部材の作動を制御する制御回路、
とを有するカプセル・システム。
【請求項２】
前記個々の閉鎖部材がさらに、選択された時間に標本を収集するために閉状態から開状態に作動可能である、請求項１記載のカプセル・システム。
【請求項３】
前記制御回路が、検知される条件、計時される条件および遠隔なプロセッサからの命令の受領よりなる条件の群から選択される少なくとも一つの所定の条件に従って前記少なくとも一つの閉鎖部材を制御する、請求項１記載のカプセル・システム。
【請求項４】
ある捕集室に付随する閉鎖部材を開くのに先立ち、該捕集室内に負圧が与えられる、請求項１記載のカプセル・システム。
【請求項５】
消化管の通過の間、当該カプセルを向き付けるため、前記ハウジング内に配された、あるいは前記ハウジングに取り付けられたおもり付き要素をさらに有する、請求項１記載のカプセル・システム。
【請求項６】
個別の閉鎖部材が人工筋肉を含んでおり、該人工筋肉が、前記個別閉鎖部材の開状態および閉状態を達成するために電気刺激に反応して選択的に収縮および伸張するポリマーを含んでいる、請求項１記載のカプセル・システム。
【請求項７】
前記少なくとも一つの閉鎖部材の個々の閉鎖部材が、その作動の独立した制御のためにアドレス指定可能である、請求項１記載のカプセル・システム。
【請求項８】
前記制御回路がさらに、個別の閉鎖部材の開きの大きさを制御する、請求項１記載のカプセル・システム。
【請求項９】
前記少なくとも一つの捕集室の個別の捕集室内に配され、該捕集室に付随する前記少なくとも一つの閉鎖部材の作動をトリガーして前記少なくとも一つの閉鎖部材を閉じさせるために、該捕集室内の流体の存在を検知するセンサーをさらに有する、請求項１記載のカプセル・システム。
【請求項１０】
前記ハウジングの前記少なくとも一つの開口の個々の開口が、当該カプセル・システムによる消化管の通過の間、消化管内の流体の流れの流行が、前記少なくとも一つの捕集室のうち該個々の開口と流体連絡している捕集室に流体がはいるのを助けるような配向になっている、請求項１記載のカプセル・システム。
【請求項１１】
当該カプセル・システムの消化管からの排出または切迫した排出を検知して対応する信号を生成するための少なくとも一つの排出センサーと；
選択的に警報を発するための警報装置とをさらに有する請求項１記載のカプセル・システムであって：
前記制御回路は、前記排出センサーによって生成された前記対応する信号を処理して前記対応する信号が排出または切迫した排出の検知を示している時を判別し、前記対応する信号が排出または切迫した排出の検知を示していると判別されたときに前記警報装置を制御して前記警報を発させる、カプセル・システム。
【請求項１２】
前記警報装置が前記ハウジング内に配されている、請求項１記載のカプセル・システム。
【請求項１３】
前記排出センサーが、検知される光、温度または圧力の変化を検知するための圧力センサー、光センサーおよび温度センサーよりなるセンサーの群から選択される、請求項１記載のカプセル・システム。
【請求項１４】
前記警報装置がさらに、音の警報を発する音響装置、光る光の警報を発する光源ならびに色および臭いよりなる特性の群から選択される顕著な特性を有する警報医薬品を施与するための医薬品施与システムのうち少なくとも一つをさらに有する、請求項１記載のカプセル・システム。
【請求項１５】
前記警報装置が、振動警報を発するための振動装置を有する、請求項１記載のカプセル・システム。
【請求項１６】
当該システムが一連の標本を収集し、該収集された一連の標本のうち収集された第一の標本へのアクセスを与えるのが前記少なくとも一つの閉鎖部材のうちのどの閉鎖部材であるかを示すために前記ハウジングに印が与えられている、請求項１記載のカプセル・システム。
【請求項１７】
患者の消化管を通過するための摂取可能な電気式カプセル・システムであって：
ハウジングと；
当該カプセル・システムの消化管からの排出または切迫した排出を検知して対応する信号を生成するための少なくとも一つの排出センサーと；
選択的に警報を発するための警報装置と；
制御回路であって、前記排出センサーによって生成された前記対応する信号を処理して前記対応する信号が排出または切迫した排出の検知を示している時を判別し、前記対応する信号が排出または切迫した排出の検知を示していると判別されたときに前記警報装置を制御して前記警報を発させる制御回路、
とを有するカプセル・システム。
【請求項１８】
前記警報装置が前記ハウジング内に配されている、請求項１７記載のカプセル・システム。
【請求項１９】
前記排出センサーが、検知される光、温度または圧力の変化を検知するための圧力センサー、光センサーおよび温度センサーよりなるセンサーの群から選択される、請求項１７記載のカプセル・システム。
【請求項２０】
前記警報装置がさらに、音の警報を発する音響装置、光る光の警報を発する光源ならびに色および臭いよりなる特性の群から選択される顕著な特性を有する警報医薬品を施与するための医薬品施与システムのうち少なくとも一つをさらに有する、請求項１７記載のカプセル・システム。
【請求項２１】
前記警報装置が、振動警報を発するための振動装置を有する、請求項１７記載のカプセル・システム。
【請求項２２】
消化管を通過するデバイスの消化管からの排出または排出の切迫に際して警報を発する方法であって：
前記デバイスの消化管からの排出または切迫した排出を検知して対応する信号を生成する段階と；
前記対応する信号を処理する段階と；
前記対応する信号が排出または切迫した排出の検知を示している時を判別する段階と；
前記対応する信号が排出または切迫した排出の検知を示していると判別されたときに警報を発する段階とを有する方法。
【請求項２３】
前記警報を発する段階が前記デバイスのハウジング内から実行される、請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記検知する段階が、検知される光、温度または圧力の変化を検知することを含む、請求項２２記載の方法。
【請求項２５】
前記警報を発する段階が、音の警報を発すること、光る光の警報を発することならびに色および臭いよりなる特性の群から選択される顕著な特性を有する警報医薬品を施与することのうち少なくとも一つを含む、請求項２２記載の方法。
【請求項２６】
前記警報を発する段階が、振動警報を発することを含む、請求項２２記載のカプセル・システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概括的には電子制御されるカプセルに関する。より詳細には、患者の消化管の流体を標本採取するための、摂取可能な電子制御されるカプセルのためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、医薬品は、少なくとも一日に一回服用されるべきカプセルまたは液体として投与される。人は、各日の同じまたは異なる時刻にいくつかの医薬品を服用するか投与されることが必要とされることがある。これはその人または介護者が、その日の種々の時刻にどの医薬品を服用または投与すべきかについて、ログを維持するか、覚えるかすることを要求する。
【０００３】
人が服用したアスピリンのような医薬品は、一般に、消化管を通過し、そこで、疾患または体調を治療するために吸収される。物体が消化管を通過する時間は典型的には20〜40時間である。いくつかの医薬品は、種々の時刻に体内に医薬品を小出しに放出する時限放出カプセルとして入手可能である。時限放出カプセルは、胃腸管内の化学物質と、溶解して医薬品を放出するためのカプセルのコーティングとの間の化学反応を利用する。食品、特にタンパク質および脂質ならびに胃腸（GI:  gastrointestinal）化学が医薬品の胃を通じた旅程のスピードに影響する。よって、時限放出カプセルとして入手可能な医薬品を含め、医薬品は消化管を通じて進む間、正確な施与または溶解パターンに従わない。
【０００４】
たとえば、人によっては、体調、先に投与された医薬品などのため、胃腸管に「通常」量より多くの化学物質を有することがあり、そのため時限放出カプセルのコーティングを通常よりも速く反応させてしまうことがある。したがって、時限制御カプセルは医薬品を意図された割合よりも速い割合で放出される。しかしながら、人によっては胃腸管に「通常」量より少ない化学物質を有することがあり、時限放出カプセルのコーティングを通常よりもゆっくり反応させてしまい、それにより、意図された割合よりも遅い割合で医薬品を放出することもある。
【０００５】
さらに、非時限放出型で入手可能な伝統的な医薬品と同様、時限放出カプセルは人または介護者が、その日の種々の時刻にどの医薬品を服用または投与すべきかについて、ログを維持するか、覚えるかすることを要求する。たとえば、慢性関節リウマチのためのNSAIDSのようないくつかの医薬品は、消化不良のような胃腸の合併症の発生を減らすため、就寝時に服用しなければならない。抗炎症性のコルチコステロイド薬品のプレドニソンのような他の医薬品は、多量に服用すると不眠症を引き起こすことがあり、典型的には朝に服用される。抗ヒスタミン薬のようなさらに別の医薬品は、しばしば朝に起こる症状に備えるために、典型的には晩に服用される。
【０００６】
さらに、カプセルからの医薬品の放出は、時刻または検知された属性といった制御因子に基づきカプセルの貯留部に保持されている薬品の量とは独立であるような、医薬品の間欠的施与のために制御することはできない。さらに、ひとたび摂取されたら、消化管の動きと独立したカプセルの動きは制御不能である。
【０００７】
内部組織の標本採取のための現行の診断方法は、侵襲的であるか、および／または消化管の全領域にアクセスする能力が限られるかしている。さらに、現行の診断方法は、時刻または検知された属性といった制御因子に基づいて離散的な時刻に標本を自動的かつ制御可能的に取得する能力は提供しない。さらに、現行の診断方法は、検知入力に基づいた消化管内の解剖構造の地勢的なマッピングは提供しない。
【０００８】
埋め込み部位で医薬品または放射を放出するための埋め込み可能デバイスまたはシードが知られている。しかしながら、現行の埋め込み可能デバイスまたはシードは、時刻または検知された属性といった制御因子に基づき、かつ埋め込み物に貯蔵されている薬品または放射の量とは独立しているような、医薬品または放射の制御可能な間欠的施与は提供しない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示は、胃腸管を通過する間に所定の施与タイミング・パターンに従って医薬品を送達または施与するための電子制御されたカプセルまたは医薬品送達システムを提供する。所定の施与タイミング・パターンは固定されており、人の生理的プロセスおよび状態、気分、先に投与された医薬品などには影響されない。電子制御されるカプセルは、カプセルの医薬品貯留部内に貯蔵されている医薬品を施与するための所定の施与タイミング・パターンに従ってバルブまたはハッチの開閉を制御するための制御およびタイミング回路を含む。電子制御されるカプセルは、すべてのカプセルを実質的に同時に、たとえば午前７時に服用することができ、その日はそれ以上カプセルは必要なくなる。電子制御されるカプセル１個に収まらない薬品は、まる一日分のペイロード摂取法のための他の電子制御されるカプセルを用いて調整されることができる。
【００１０】
本開示によれば、ある特定の時間期間、たとえば24時間の期間の間に服用される必要のある医薬品すべてが、すべて同時に服用できる一つまたは複数の電子制御されるカプセル内に与えられることができる。電子制御されるカプセルは、まる一日をカバーできるよう、種々の施与タイミング・パターンを有することができる。よって、本開示はまた、一つまたは複数の電子制御されるカプセルを介して同時に二つ以上の医薬品を投与するための治療システムをも提供する。各カプセルは、ある施与パターンに従って体内にその医薬品を施与するために、独立した所定の施与タイミング・パターンを有している。施与パターンは人によって変化がありえ、各人の身体条件、年齢、性別、疾患などに依存しうる。さらに、体内に存在する電子制御されるカプセルは、施与タイミング・パターンの間の所定の時刻において、新たなカプセルのセットが服用されることを期待して、医薬品の施与を停止するようプログラムされていてもよい。これは、いちばん最近服用したカプセルだけが体内で医薬品を施与するようにすることにより、不慮の過剰服用を防止する。
【００１１】
本開示の治療システムは、個人が、自分の医薬品のすべてを、特定の時間期間（たとえば24時間の期間）内の種々の時刻ではなく、実質的に同じ時刻、たとえば朝または晩に服用することを可能にする。本開示の治療システムはさらに、介護者が、病院の各患者または介護ホームの入居者（または収容所もしくは獣医施設にいる動物）のための医薬品すべてを一日に一回（すなわち24時間の期間あたり一回）投与することを可能にする。したがって、本開示のシステムは、介護者が、医薬品を投与するだけのために患者もしくは入居者を起こしたり他の仕方でわずらわせたりすることや、医薬品を投与するだけのために病院もしくは介護ホームの異なる部分にいるかもしれない患者または入居者を捜し出したりする必要を回避する。本開示のシステムは、医薬品の在庫管理、注文、追跡およびログ記録のために必要とされる負荷を減らしもする。
【００１２】
本開示の別の実施形態では、患者の消化管に沿って標本を収集するための摂取可能な電気式カプセル・システムが提供される。本カプセル・システムは、少なくとも一つの開口をもつハウジングと；該ハウジング内に配され、該ハウジングの個別の開口と流体連絡している少なくとも一つの開口をもつ、少なくとも一つの不浸透性捕集室と；少なくとも一つの閉鎖部材とを含む。個々の閉鎖部材は、前記少なくとも一つの捕集室の個別の開口に付随しており、ここで、該個々の閉鎖部材は、周辺流体の標本を収集するために該個々の閉鎖部材を通じた付随する捕集室への流体の流れを許可する開状態と、収集された標本を貯蔵するために前記付随する捕集室との間の流体の出入りの流れを実質的に遮断する閉状態との間で作動可能である。本カプセル・システムはさらに、前記少なくとも一つの閉鎖部材の作動を制御するための制御回路を含む。
【００１３】
本開示のさらなる実施形態では、患者の消化管を通過するための摂取可能な電気式カプセル・システムが提供される。本カプセル・システムは、ハウジングと；当該カプセル・システムの消化管からの排出または切迫した排出を検知して対応する信号を生成するための少なくとも一つの排出センサーと；選択的に警報を発するための警報装置と；制御回路とを含む。制御回路は、前記排出センサーによって生成された前記対応する信号を処理して前記対応する信号が排出または切迫した排出の検知を示している時を判別し、前記対応する信号が排出または切迫した排出の検知を示していると判別されたときに前記警報装置を制御して前記警報を発させる。
【００１４】
本発明のさらにもう一つの実施形態では、消化管を通過するデバイスの消化管からの排出または排出の切迫に際して警報を発するための方法が提供される。本方法は、カプセル・システムの消化管からの排出または切迫した排出を検知して対応する信号を生成する段階と；排出センサーによって生成された前記対応する信号を処理する段階と；前記対応する信号が排出または切迫した排出の検知を示している時を判別する段階と；前記対応する信号が排出または切迫した排出の検知を示していると判別されたときに警報を発する段階とを含む。
【００１５】
本開示のさまざまな実施形態について以下に図面を参照しつつ述べる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本開示に基づく電子制御されるカプセルまたは医薬品送達システムの第一の例示的な実施形態が図１に示されており、以下にさらに具体的に述べる。電子制御されるカプセル１００は自己完結的な電子制御される医薬品送達システムである。下記で詳細に述べるように、電子制御されるカプセル１００は、医薬品を施与するための施与パターンに従って放出機構を制御するプログラムされた電子回路を含む。カプセル１００は生体適合材料でできていて、カプセル１００は、少なくとも胃腸管を通過するのに要する時間にわたって生体適合である。カプセルが長い貯蔵寿命をもつよう、前記生体適合材料は好ましくは室温で安定である。本明細書および特許請求の範囲における用法では、「医薬品（medicament）」の用語は、薬（medicine）、非医療物質、造影剤（contrast  agent）、気体、流体、液体、化学物質、放射線医療用作用物（radiological  agent）、撮像用もしくは医療用マーカー、人の生命徴候を監視するためのセンサーを指す。
【００１７】
電子制御されるカプセル１００は、外殻またはハウジング１０２と；医薬品を貯蔵するための医薬品貯留部１０４と；医薬品貯留部１０４に貯蔵された医薬品を施与するための電子制御される放出バルブまたはハッチ１０６と；バルブ１０６を開閉するための制御およびタイミング回路１０８と；電池１０９とを含んでいる。制御およびタイミング回路１０８は、下記でさらに述べるような所定の施与タイミング・パターンに従ってある施与時間期間を通じてバルブ１０６を開閉する。前記所定の施与タイミング・パターンはあらかじめプログラムされており、人の生理的プロセスおよび状態、気分、先に投与された医薬品などには影響されない。
【００１８】
殻１０２は好ましくは、埋め込み可能デバイスを製作するために使われる材料から製造される。埋め込み可能デバイスとは、ペースメーカー・リードならびに人工心臓、心臓弁、大動脈内バルーンおよび心室補助デバイスのような心臓補綴デバイスを含む。前記材料は、ダウ・ケミカル・カンパニーから入手可能なペレサン（Pellethane）（登録商標）２３６３ポリエーテル・ウレタン・シリーズの材料およびポリマー・テクノロジー・グループ社から入手可能なElasthaneポリエーテルウレタンを含む。他の材料は、やはりポリマー・テクノロジー・グループ社から入手可能なPurSil（登録商標）およびCarboSil（登録商標）を含む。
【００１９】
施与時間期間の各時間（たとえば各秒）にバルブ１０６が開かれる量は、制御およびタイミング回路１０８のタイミング回路１１０内にプログラムされている所定の施与タイミング・パターンに依存する。施与時間期間は、電子制御されるカプセル１００が人の口に入れられる時から、医薬品貯留部１０４内に貯蔵されている医薬品のすべてが施与され終わるか１日（24時間の期間）が終わるかする時点までの時間期間として定義される。この24時間の期間は、胃と結腸での吸収の差を考慮に入れるためにわずかにずらしてもよい。
【００２０】
図２によって図示される例示的な所定の施与タイミング・パターンによって示されるように、施与時間期間Ａ、Ｄ、Ｆにおいては、これらの施与時間期間のそれぞれを通じて同一の量の医薬品が施与される。したがって、施与時間期間Ａ、Ｄ、Ｆの各時刻にて予測可能な量の医薬品を施与するための固定したバルブの開き（または開きの頻度）を与えるために、これらの施与時間期間の間、バルブ１０６は制御およびタイミング回路１０８によって開いたままに保たれる。施与時間期間ＡおよびＦの間の各時刻には、ほぼ同じ量の医薬品が施与される。施与時間期間Ｄの間には、施与時間期間ＡおよびＦの間より多量の医薬品が施与される。
【００２１】
しかしながら、施与時間期間Ｂ、Ｃ、Ｅでは、図２に示されるように、時刻によって施与される医薬品の量は異なる。したがって、施与時間期間Ｂ、Ｃ、Ｅの間は、各時刻で変わる量の医薬品を施与するために、制御およびタイミング回路１０８によって、バルブの開きがしかるべく変えられる。施与時間期間Ｂの間、各時刻の間に施与される医薬品の量は、直前の時刻に比べて増やされる。一方、施与時間期間ＣおよびＥの間は、各時刻の間に施与される医薬品の量は直前の時刻に比べて減らされる。
【００２２】
本開示によれば、全施与時間期間の間、制御およびタイミング回路１０８は、バルブ１０６を閉じ、バルブの開きの大きさを制御するためにバルブ１０６が開かれる量を制御するためにプログラムされる。インクジェット・プリンタのマイクロ流体システムなどによって可能にされるように、バルブの開きの大きさまたはバルブの開きの頻度を制御することによって、電子制御されるカプセル１００は、施与時間期間の各時間（たとえば各秒）の間に放出される医薬品の量を精密に制御できる。
【００２３】
図２に示されるような時間放出パターンを参照することにより、各時刻の間に放出される医薬品の量または近似量を知ることによって、施与時間期間の特定の時間期間にわたって放出される医薬品の累積的な量を精密に決定することができる。たとえば、施与時間期間の最初の6時間の間、あるいは施与時間期間の最初の2時間から最後の1時間までの間、あるいは施与時間期間全体の間などに放出された医薬品の累積的な量を決定することができる。また、カプセル１００が投与されてから2時間15分後のような、施与時間期間の特定の時刻の間に施与された医薬品の量も決定することができる。
【００２４】
所定の施与タイミング・パターンは、ある電子制御されるカプセル１００と別の電子制御されるカプセル１００とで変えてもよい。これは、各カプセル１００の制御およびタイミング回路１０８が異なる所定の施与タイミング・パターンをもつようにプログラムすることによってできる。したがって、二人の個人に、二つの異なる所定の施与タイミング・パターンを使った同じ医薬品を投与することができる。タイミング・パターンは、人の一つまたは複数の特性を一つまたは複数の所定の施与タイミング・パターンと相関させる探索表を使って決定できる。
【００２５】
たとえば、探索表は、年齢、性別、体重などのうち少なくとも一つを所定の施与タイミング・パターンと相関させることができる。それにより、その人は、決定された所定の施与タイミング・パターンの一つをプログラムされた電子カプセル１００を投与されることになる。したがって、本開示のカプセル１００は、異なる施与タイミング・パターンを使って異なる個人に同じ医薬品を投与することを可能にする。
【００２６】
さらに、カプセルを服用したり服用することを覚えていたりするのに困難がある若年者または高齢者にとって、所定の施与タイミング・パターンは、特定の時間期間、たとえば24時間の期間の間に服用するカプセルの数を減らす方法となる。ある個人に、特定の時間期間の間に投与される必要のある医薬品のすべてを、その特定の時間期間の間にあらかじめ決められた量に従って医薬品を施与するための所定の施与タイミング・パターンを有する一つのカプセル１００内で提供できるのである。１カプセル内のペイロードが不十分であれば、同じ医薬品を施与するために二つの電子制御されたカプセルが使われ、一方のカプセルは他方のカプセルがその医薬品を施与し終わる、すなわちその施与時間期間が経過または終了するまで医薬品の施与を開始しないようにされる。さらに、本開示は、病院、介護ホームおよび獣医施設のような場所でカプセルを投与するために要求される労働の量を軽減する。カプセルが投与される回数を減らすことによって、医薬品投与ミスの回数も減らすことができる。
【００２７】
図１を参照すると、制御およびタイミング回路１０８は、所定の施与タイミング・パターンをプログラムされたタイミング回路１１０、開始タイマー機構１１２、放出制御器１１４および圧力機構１１６を含む。開始タイマー機構１１２はタイミング回路１１０の作動を可能にする。電池１０９は、施与タイミング期間の間、それぞれの電気機械コンポーネントが動作するよう、制御およびタイミング回路１０８に電力を与える。
【００２８】
好ましい実施形態では、開始タイマー機構１１２は、水、唾液などといった液体の存在を検知するためのセンサー１１８を有する微小電気機械（MEM）機構である。カプセル１００が服用または投与されると、センサー１１８は液体の存在を検知し、電気信号をタイミング回路１１０に送信する。代替的な実施形態では、開始タイマー機構は、タイミング回路１１０に電気信号を送信するために押されるボタンである。人や動物にカプセル１００を投与する直前にそのボタンが押される。
【００２９】
別の実施形態では、これは、二つの電気接点を隔てる薄い水溶性コーティングを溶解させて、スイッチが回路を閉じることができるようにすることによって達成できる。さらにもう一つの実施形態では、前記スイッチは患者または介護者によって手動でトリガーされる。
【００３０】
前記電気信号を受信した際、タイミング回路１１０は、施与時間期間の刻時を開始し、信号を送信することによって放出制御器１１４を制御することを開始する。タイミング回路１１０は、前記信号を放出制御器１１４に中継するための所定の施与タイミング・パターンをプログラムされたマイクロプロセッサを含む。それにより施与時間期間の間、実質的に、図２に示されるような所定の施与タイミング・パターンに従って、医薬品が施与される。
【００３１】
前記信号の電圧レベルは、実質的に、図２に示されるような所定の施与タイミング・パターンに従って施与時間期間の各時刻において施与される医薬品の量を制御するためのバルブの開きの大きさを中継する。代替的な実施形態では、タイミング回路１１０によって放出制御器１１４に送信される信号は、バルブ１０６の開閉を中継するのみで、バルブの開きの大きさは中継しない。
【００３２】
放出制御器１１４は好ましくは、タイミング回路から信号を受信し、（受信される信号の電圧レベルに従って）電子的に制御されるバルブ１０６への可変電圧レベルを有する信号を生成することのできる微小電気機械機構である。この生成される信号はバルブ１０６を閉じ、バルブ１０６のバルブ開きの大きさもしくは開きの度合いを制御するためのものである。最も単純な場合では、放出制御器１１４は、バルブ１０６にそれを開閉させる電圧を提供するトランジスタまたはD/A回路である。
【００３３】
電子的に制御されるバルブ１０６は好ましくは、可変電圧レベルを有する信号によって電気的に制御されることのできる微小電気機械機構である。各電圧レベルは、バルブの開きについての異なる大きさの開きに対応し、ある一つの電圧レベル（または全く電圧レベルなし、すなわち無信号）がバルブ１０６が閉じていることに対応する。バルブ１０６は、バルブが開かれる量に従ってインクを施与するインクジェット・プリンタで使われているバルブと動作において似通っている。バルブ１０６は、ミニチュア化されたシステムにおいて微少量の液体または気体の動きを制御するためのマイクロ流体バルブとして特徴付けられる。
【００３４】
代替的な実施形態では、貯留部１０４は微小注射器であり、該注射器のプランジャーに加えられた圧力が、殻１０２内の開口部と流体連絡している該微小注射器の針の先を介して医薬品を施与する。しかしながら、施与時間期間内で所定の施与タイミング・パターンによれば施与が行われないはずの時間期間の間に医薬品の漏れを回避するために、および／または施与時間期間の間に施与される医薬品の量を制御するために、微小注射器の針の先端にはチェック・バルブが設置されることが考えられている。
【００３５】
圧力機構１１６は、医薬品貯留部１０４の外に位置し、医薬品がバルブ１０６に向けられることを保証する。最も単純な場合では、圧力機構１１６は好ましくは図１および図３に示されるように生物分解性のスプリングである。圧力機構１１６はまた、別の型のスプリング、ピストンまたは圧力機構１１６の機能を実行するための任意の機構であることもできる。圧力機構１１６の機能を実行するためとはすなわち、バルブ１０６が開かれるときに、ピストン型部材１３０に圧力を加えて該ピストン型部材１３０をバルブ１０６のほうに押す機能を実行するためということである。ピストン型部材１３０がバルブ１０６のほうに動くにつれ、貯留部１０４内の圧力によって、図３に示されるように、医薬品が施与される。
【００３６】
代替的な実施形態では、圧力機構１１６を必要とすることなく、バルブ１０６の開きの度合いに従って適正な量の医薬品が施与されることを保証するために、医薬品貯留部１０４が圧力下に保たれる。圧力は圧力センサーによってモニタリングされ、該圧力センサーはモニタリングされた圧力を制御およびタイミング回路１０８に中継する。圧力が所定の範囲外であれば、回路１０８は圧力を上昇または下降させるためにバルブの開きを調整できる。当然ながら、貯留部１０４の圧力は、各医薬品について異なることができ、医薬品の粘性に依存することができる。
【００３７】
たとえば圧力を知ることによってバルブ開きの度合いを決定する、あるいはその逆のために、圧力、バルブ開きの度合いおよび施与時間期間内の時間期間といったその他のパラメータを相関させる、探索表またはその他のデータ構造に、回路１０８がアクセスできることが考えられている。探索表を評価することによって得られる情報に基づいて、回路１０８は圧力、バルブの開きなどを調整できる。これらの調整は、カプセル１００内にプログラムされた所定の施与タイミング・パターンを実質的になぞるためになされることができる。
【００３８】
本開示によれば、ある特定の時間期間、たとえば24時間の期間の間に服用されることが必要な医薬品のすべてが、すべて同時に服用できる一つまたは複数の電子制御されるカプセル１００内で与えられることができる。よって、本開示の治療システムは、一つまたは複数の電子制御されるカプセル１００を介して、二つ以上の医薬品が同時に投与されることを提供する。各カプセル１００は、その医薬品を施与パターンに従って体内に施与するために独立した所定の施与タイミング・パターンを有する。施与パターンは、各人の身体条件、年齢、性別、疾患などに依存して人によって変えることができる。
【００３９】
本開示の治療システムは、個人が、自分の医薬品のすべてを、特定の時間期間（たとえば24時間の期間）内の種々の時刻ではなく、実質的に同じ時刻、たとえば朝または晩に服用することを可能にする。本開示の治療システムはさらに、介護者が、病院の各患者または介護ホームの入居者（または収容所もしくは獣医施設にいる動物）のための医薬品すべてを一日に一回（すなわち24時間の期間あたり一回）投与することを可能にする。したがって、本開示のシステムは、介護者が、医薬品を投与するだけのために患者もしくは入居者を起こしたり他の仕方でわずらわせたりすることや、医薬品を投与するだけのために病院もしくは介護ホームの異なる部分にいるかもしれない患者または入居者を捜し出したりする必要を回避する。
【００４０】
本開示はまた、コンテナ２０２内にパッケージ化された二つ以上の電子制御されるカプセル１００を有する、図４に示されるようなキット２００をも提供する。各カプセル１００は、コンテナ２０２のへこみまたはくぼみ２０１内に置かれ、各カプセル１００は独立した所定の施与タイミング・パターンがプログラムされている。キット２００のカプセル１００は、個人（または動物）のためにカスタムメードにされる。個人またはその介護者は、医師、薬剤師などによってコンテナ２０２を与えられることができる。
【００４１】
キット２００のカプセル１００のそれぞれがいつ服用されるべきかをたとえば時刻や曜日で示すタイミング・スケジュール２０４がコンテナ内に設けられる。タイミング・スケジュール２０４は、医師、薬剤師などがそれぞれの特定の日のためのカプセル１００が服用されるべき時刻を書き入れ、午前か午後に丸を付けることのできる領域２０６を含む。図４に示されるように、所与の日のある特定の時刻に、それぞれ異なる医薬品が貯蔵されていて異なる所定の施与タイミング・パターンを有する二つ以上のカプセル１００を服用する必要があることがある。よって、個人は、その所与の日のその特定の時刻に服用されるよう示されたカプセル１００の全部を服用することができ、翌日の同じ時刻まで他のいかなるカプセル１００も服用しないことができる。
【００４２】
キット２００のカプセル１００のそれぞれがプログラムされた所定の施与タイミング・パターンをもつので、たとえ複数のカプセル１００が同時に服用されたとしても、各カプセル１００からの医薬品が互いと相互作用する心配はほとんどあるいは全くない。たとえば、キット２００のカプセル１００の一つはすぐ施与を開始し、一方、キット２００の別のカプセル１００は3時間後にようやく施与を開始するといったことができる。
【００４３】
図５に示され、全体的に参照符号５００によって指示されるように、カプセル１００のある代替的な実施形態では、遠隔制御されるカプセル５００に、該カプセル５００を制御するためのコマンドまたは命令を該カプセル５００に遠隔連絡するためのRF制御信号のような制御信号を受信するためのアンテナ５０２が設けられる。アンテナ５０２は、下記でさらに述べるように、カプセル５００から外部に情報を送信することもできる。図６に示されるようなある代替的な実施形態では、アンテナ５０２Ａは畳まれた配位で提供され、可溶性膜５０３によって包まれていることができる。カプセル５００が摂取されると、可溶性膜５０３が溶解され、それによりアンテナ５０２Ａが展開できるようになる。
【００４４】
カプセル５００は、該カプセルの遠隔制御機能に関する後述する動作上の相違を別にすれば、カプセル１００と実質的に同じ仕方で動作する。カプセル５００は、カプセル１００と同じ構成要素を含んでおり、図１および図５の同一の参照符号は同様の構成要素を同定している。図４を参照しつつ上述したように、複数のカプセル５００がキットとしてパッケージ化されることができる。
【００４５】
カプセル５００が受信した制御信号は、リード線５０６を介してタイミング回路１１０内のRF通信回路５０４に送信される。RF通信回路５０４は、受信機と処理回路とを含む。該処理回路は、受信されたRF制御信号を処理および解析し、それに応じて前記制御信号によって提供される命令またはコードを示す一つまたは複数の特定の動作を決定するものである。該動作の決定は、タイミング回路１１０内の探索表のようなデータ構造を使って、前記命令またはコードを一つまたは複数の動作と相関させることによってなされる。
【００４６】
前記制御信号によって与えられる命令に含まれうるものとして、施与時間期間の間の一つまたは複数の時刻について、タイミング回路１１０内にプログラムされている所定の施与タイミング・パターンをオーバーライドすることがある。これは、ある特定の時刻におけるその人の生命徴候およびその他の因子に起因して、施与時間期間の間のある特定の時刻の間に施与される医薬品の量を動的に増加または減少させるために必要となることがある。人の生命徴候は通常のシステムおよびセンサーを使ってモニタリングできる。これらのセンサーの一つまたは複数をカプセル５００自身の内部に設けて、カプセル５００が胃腸管を通過するにつれてその人の生命徴候を検知し、その情報をタイミング回路１１０に送信してそのタイミング回路１１０が今度はその人の検知された生命徴候に基づいて投薬量を動的に調整するようにできる。
【００４７】
制御信号によって与えられる命令はさらに、タイミング回路１１０に異なる施与タイミング・パターンをプログラムし直すことによって施与タイミング・パターンを変更できる。制御信号はさらに、この新しい施与タイミング・パターンのどの時刻に医薬品の施与が開始されるべきかについての命令を与えることができる。新しい施与タイミング・パターンは、制御信号を介して送信される、あるいはタイミング回路１１０のメモリ内に保存されることができる。後者の場合、メモリが複数の施与タイミング・パターンを含んでおり、どの施与タイミング・パターンが所望されるかを制御信号が指示する。
【００４８】
制御信号は、誤った医薬品が投与された場合、誤った投薬量が処方された場合、その人が医薬品に対して思わしくない反応を有した場合などに、制御およびタイミング回路１０８に、体内での医薬品の施与の打ち切りを命令することもできる。制御信号はさらに、胃腸管を通じたカプセル５００の進行を一時的に止めるために、制御およびタイミング回路１０８に、カプセル５００の貯留部または微小胞５１４（図７）内に貯蔵されているLomotil（登録商標）のような腸の動きを鈍くする薬を放出するよう命令することができる。該腸の動きを鈍くする薬は、貯留部１０４内に貯蔵されている医薬品と縦続して放出されることができる。腸の動きを鈍くする薬は、別個のカプセル内で与えられることもできる。
【００４９】
制御信号の生成および送信は、MRIシステム、超音波撮像システムなどといった外部システムと同期されていることができる。外部システムによってモニタリングされるその人の生命徴候、外部システムの動作モードなどに従って医薬品を施与するためである。医薬品は、診断画像を向上させるために使われる経口造影剤であることができる。そのような造影剤の一例は、MRI画像のためのGastromark（登録商標）およびCT画像のためのバリウムである。
【００５０】
各モードについて造影剤を放出することに加えて、放出時間が診断目的のために使われることができる。マルチモーダル撮像（たとえば、CT、PET、MRI、超音波、X線などの任意の組み合わせ）における一般的な問題は、画像の位置合わせである。画像の間で、患者の動きによって、異なる画像を互いに「位置合わせする」際の困難が引き起こされる。患者の動きには、試験の合間に歩くことのほか、呼吸、拍動および消化といった随意的および非随意的な内部運動が含まれる。
【００５１】
カプセル５００は、必要とされる造影剤を最小限にする、あるいは造影剤を特定の領域に集中させるために、時間によって推定できる特定の領域において造影剤を放出するために使われることができる。造影剤の使用は、場所に関してのみならず、時間に関して、さらには複数モードの間でも画像の位置合わせをする。この第四の次元は、たとえ複数モードを使っていても、共位置合わせ（co-registration）の精度を改善することができる。
【００５２】
造影剤の制御されたタイミングは、診断上、消化管の種々の部分を通過するタイミングを測定するのに使うことができる。これは、蠕動作用（消化管を通じて食物を進ませる筋肉の運動）の有効性を立証する。蠕動作用の不全領域を位置特定することは、クローン病およびその他の閉塞性腸問題のような疾病の診断を支援できる。
【００５３】
制御信号は好ましくは、タイミング回路１１０によって使用される、一意的な識別情報を送信する。受信される制御信号がそれぞれのカプセル５００のためのものであることを保証するためである。これは、制御信号が、意図されたカプセル５００以外のカプセル５００への作用を開始することを防止する。識別情報は、タイミング回路１１０内にプログラムされる一意的なシリアル番号であることができる。受信されたシリアル番号がプログラムされたシリアル番号と一致しない場合には、タイミング回路１１０は受信された制御信号に反応しない。したがって、タイミング回路１１０は、上記の動作のようないかなる動作も実行しない。
【００５４】
通信回路５０４は、カプセル５００から信号を送信するための送信機を含む。信号は、介護者または当人に情報を提供するために通信回路５０４によって生成される。提供されることのできる情報は、施与時間期間の特定の時刻；施与時間期間の開始から施与時間期間のある特定の時刻までに施与された医薬品の累積的な量；施与時間期間の各時刻の間に施与される医薬品の平均量；などを含む。
【００５５】
さらに、送信機は、介護者または当人がカプセル５００が服用されたか服用されていないかを覚えていない場合に、該介護者または当人にカプセル５００が服用されたことを注意または通知するための信号を提供できる。送信機はまた、診断テストが制御およびタイミング回路１０８によって実行されたあとに、カプセル５００が誤動作していたかどうかの信号を提供することもできる。誤動作とは、カプセル５００が医薬品を施与していないとか、医薬品が所定の施与タイミング・パターンに従って施与されていないとかいった場合のことである。
【００５６】
カプセル５００は、RFID読み取りシステムを使っての追跡、識別、在庫管理およびその他の目的のために、任意的なRFIDタグ５０８を含んでいる。RFIDタグ５０８はまた、カプセル５００が介護者によって投与されるか当人によって服用されるかしたかどうかを決定するために使用されることもできる。もし投与または服用されていた場合には、RFIDタグ５０８は、胃腸管内でのカプセル５００の大まかな位置を決定するために使用できる。
【００５７】
カプセル５００はさらに、通信回路５０４を介してタイミング回路１１０にカプセル５００を遠隔制御するためのコマンドを遠隔送信するための圧電素子および関連回路５１０を含む。素子５１０は好ましくは、ハウジング１０２に取り付けられ、一つまたは複数の所定の周波数で振動させることができる。振動は、超音波プローブ、ハイドロホンまたはその他の振動発生デバイスを当人の近傍に置くことによって引き起こされる。
【００５８】
素子５１０によって引き起こされる周波数は、関連回路によって電気信号に変換される。電気信号はタイミング回路１１０にリード線５１２を介して送信され、そこで実行すべき動作を決定するために処理される。該動作は、ワイヤ線５０６を介してタイミング回路１１０に与えられる制御信号を参照しつつ上述した動作の一つであることができる。該動作は好ましくは、制御およびタイミング回路１０８内に保存され、タイミング回路１１０によってアクセス可能な探索表のようなデータ構造を使って、素子５１０の振動をある動作に相関させることによって決定される。
【００５９】
図８を参照すると、遠隔制御されるカプセル５００の通信回路５０４は、投薬量管理システム９００のアンテナ５０２（または圧電的な等価物５１０）を介して送信機／受信機８００と連絡できる。送信機／受信機８００は、投薬量管理器８０２によって決定されたコマンドをアンテナ８０１を介して転送する。投薬量管理器８０２は、パーソナル・コンピュータのようなコンピューティング・デバイスであり、インターネットまたはLANのようなその他のネットワークに接続されていてもよい。投薬量管理器８０２は、脈拍、脈波型酸素飽和度計からの酸素レベル、EKG、血圧、血液タンパク質レベル、体温、体液組成を含む患者の生命徴候情報を高度なモニタリング・システムおよび／またはバイオセンサー・デバイスから、および／またはキーボードからなど、手動コンピュータ入力から受け取る。受け取った情報に基づいて、医薬品の投薬量が下記のようにして調整される。
【００６０】
バイオセンサー・デバイスはユーザーの上に置かれる電極を含みうる。カプセル５００自身の中に一つまたは複数のバイオセンサー・デバイスが含まれることもできる。典型的には直接測定できない痛みの度合いまたはレベルといった補助情報を、患者または医師が投薬量管理器８０２に入力してもよい。
【００６１】
投薬量管理器８０２が受け取った情報は、遠隔制御されるカプセル５００によって施与されるべき医薬品の量または所望の投薬量を自動的に制御するために、制御およびタイミング回路１１０によって使用される。所望の投薬量を指向するために外的情報または測定されたのでない情報も使われることができる。たとえば、ある特定の郵便番号についての気圧計の読みおよび報告もしくは予想される天気（雪、雨など）（www.weather.comで利用可能なような）が、遠隔制御されるカプセル５００によって送達される関節炎薬品の量を駆動してもよい。同様に、特定の地域について花粉数および他のアレルゲンがしばしばインターネットを介して利用可能である。アレルギー薬品は患者の個別的なアレルゲン感受性に応じて施与されることができる。より正確な自動制御のため、患者の現在の位置および郵便番号を決定するため、患者に付けられたGPSが投薬量管理器８０２に情報を送ることができる。代替的に、携帯電話などによる無線通信を、インターネットまたはGPSと投薬量管理器８０２との間の通信の代わりにすることができる。
【００６２】
PDAまたはアラーム時計に保存されている患者の電子カレンダーまたはスケジュールから導出される情報も、適正な投薬量を推定するために使うことができる。たとえば、早期の予約は関節炎薬品のより早い放出をトリガーしうるので、患者はその日の需要に応じて目覚め、より生産的になることができる。
【００６３】
図９Ａおよび９Ｂを参照すると、本開示のあるさらなる実施形態に基づくカプセル９００が示されている。カプセル９００は患者の外部に位置する装置に構造的に取り付けられていない独立型のカプセルである。例示的なカプセル９００はハウジング１０２、医薬品を施与するための医薬品施与システム９０１、少なくとも一つのセンサー９０４を含むMEMSセンサー・モジュール９０２、制御回路９０６、電源９０８、RFIDタグのような任意的な識別タグ９１０および／または通信組立体を含んでいる。通信組立体はアンテナ５０２（これは任意的に折り畳み可能でもよい）、超音波トランスデューサ素子および関連回路５１０ａおよび／または通信回路５０４を含む。通信回路５０４は好ましくは制御回路９０６内に含まれるか、制御回路９０６と通信状態にあって、アンテナ５０２と制御回路９０６との間および／または圧電素子５１０ａと制御回路９０６との間のインターフェースとなる。
【００６４】
制御回路９０６は、遠隔処理装置９５０のような遠隔装置から、またはカプセル９００もしくは通信および処理機能をもつ他のカプセルのような別のカプセルから、通信組立体を介して制御信号を送受信しうる。制御信号は、目標となる受信者を識別する、たとえば宛先となる受信者を指定するための情報を含みうる。各カプセル９００は好ましくは、該カプセル９００が該カプセルに宛てられた制御信号のみを処理するため、該カプセル９００に割り当てられた特定の識別番号またはアドレスを有する。一意的なシリアル番号のような識別番号は、制御回路９０６内に含まれるePROM内など、制御回路９０６内にプログラムされうる。
【００６５】
制御回路９０６は、情報を受信し、および／または制御信号のようなコマンド信号を送信するために、医薬品送達システム９０１およびセンサー・モジュール９０２と通信状態にある。カプセル９００の構成要素間の通信は、光信号を介してなど、有線または無線でありうる。
【００６６】
制御回路９０６は好ましくは、無線通信を介して遠隔処理装置９５０と通信できる。たとえば、制御回路９０６と遠隔処理装置９５０との間の通信は、アンテナ５０２および遠隔送信機／受信機デバイス８００を介して提供されうる。代替的または追加的に、制御回路９０６と遠隔制御装置９５０との間の通信は、素子５１０ａと、トランスデューサ９５４を有する外部超音波プローブ９５２とを介して提供されうる。
【００６７】
素子５１０ａは、圧電素子のようなトランスデューサ素子であり、図５の素子５１０と動作的に同様な構成でありうるが、素子５１０ａは好ましくは信号の受信のほか送信もするための双方向通信機能をもつ。素子５１０によって遠隔処理装置９５０に送信される超音波信号は好ましくは、患者の体を通過するため患者の体の十分な透過のため低周波で送信される。ある好ましい実施形態では、Zigbee（低帯域幅の通信に適切）に基づくプロトコルが、カプセル９００と遠隔処理回路９５０との間の通信のために使われる。
【００６８】
さらに、制御回路９０６が患者内に位置された（埋め込まれるか摂取されるかした）別のカプセル・デバイスの制御回路と通信しうることが構想される。通信は、アンテナ５０２および／または素子５１０ａを通じてカプセルからカプセルへの通信のため容易にされうる。患者の体内でのカプセル間の近接性のため、多様な周波数およびプロトコルを使用しうる。さらに、カプセル９００の諸構成要素の代わりまたは追加として、たとえば医薬品施与システム９０１および／またはセンサー・モジュール９０２の代わりとして他の構成要素を有するカプセルが、遠隔処理回路９５０および／または別のカプセルとの通信のために構成されうる。たとえば、カメラを有するカプセルがその背後にある別のカプセルに信号を送信しうる。ある作用を実行するよう、たとえばカメラを有するカプセルによって検知または撮像された特定の位置において医薬品を施与するよう該別のカプセルに指示するためなどである。
【００６９】
制御回路９０６は少なくとも一つのマイクロプロセッサのような処理装置を含む。処理装置は、ここに開示される諸機能を実行し、本開示に従って技術的効果を達成するための一連のプログラム可能命令を含む少なくとも一つのソフトウェア・モジュール９８０を実行する。該命令は、ROM、フラッシュメモリといったマイクロプロセッサがアクセスできるコンピュータ可読記憶媒体上に記憶されていることができ、あるいは伝搬される信号を介して送信されることができる。制御回路９０６は、遠隔処理装置によってプログラムされてもよく、それはカプセル９００が患者の体内に位置しているときであってもよい。マイクロプロセッサは記載されるソフトウェア・モジュール９８０の実行に限定されない。各ソフトウェア・モジュール９８０および該ソフトウェア・モジュール９８０内に含まれるモジュールの諸機能は、一つのモジュールに組み合わされてもよいし、あるいはモジュールの異なる組み合わせに分配されてもよい。好ましくは、マイクロプロセッサは、ソフトウェア・モジュール９８０を実行し、センサー・モジュール９０２および／または遠隔処理回路９５０からのような受信信号を処理し、医薬品施与システム９０１および／またはセンサー・モジュール９０２のようなカプセル９００の制御要素のための制御信号を生成する。制御回路９０６はさらに、タイミング回路および機構ならびに／またはタイミング回路を開始および／または制御するための回路、さらにはカプセルの他の構成要素とのインターフェースとなるための任意のインターフェースを含む。
【００７０】
制御回路９０６またはその一部分がカプセル９００から遠隔な位置にあり、カプセルに制御信号を送ってもよいことが考えられている。ここで、制御信号はカプセル９００内の制御回路９０６による処理のためのデジタル信号でありうる。あるいは、制御信号はカプセル９００の構成要素を制御するためのRFまたは超音波信号でありうる。
【００７１】
RFIDタグのような識別タグ９１０は、遠隔処理回路９５０および／または別のカプセルに、カプセル９００を識別するための情報を提供する。該情報は一意的な識別情報を含んでいてもよいし、および／またはカプセル９００が属する分類を同定するものであってもよい。電源９０８は、制御回路９０６および／またはカプセル９００の電力を必要とする他の構成要素に電力を提供する少なくとも一つの電源を含んでいる。例示的な電池は、小さなフットプリントおよび好適な貯蔵寿命（たとえば1%放電／年）をもつ薄膜リチウム電池（たとえば、米国カリフォルニア州ボールドウィン・パークにあるフロントエッジ・テクノロジーズ（商標）から入手可能）である。該電池はさらに、フォト・リチウム、酸化銀、リチウム・コイン電池、空気亜鉛電池、アルカリ電池などといった他の既知の電池から選択されてもよい。カプセル９００は電源９０８（たとえば電池）を含まなくてもよく、受動電力を使用してもよいことが構想されている。電源９０８は、静電気、微小燃料電池、微小熱（micro-heat）、温度勾配などを用いうる、別の装置から電力を取り出すよう構成された装置を含みうる。
【００７２】
遠隔処理装置９５０は、プロセッサのネットワークを含んでいてもよい少なくとも一つのプロセッサを含む。前記少なくとも一つのプロセッサはさらに、投薬量管理器８０２、決定支援システム（DSS:  decision  support  system）および／または知識ベースを含みうる。前記遠隔処理装置９５０の前記少なくとも一つのプロセッサは、リアルタイムの意思決定を提供するために、カプセル９００によって提供される情報、カプセル９００からは遠隔な追加的センサーによって提供される情報および／またはアクセス可能なデータベースに保存されている情報といった情報を解析しうる。さらに、前記遠隔処理装置９５０の前記少なくとも一つのプロセッサは、リアルタイムでカプセル９００の構成要素の動作を制御するために、制御回路９０６に制御信号を提供しうる。
【００７３】
カプセル９００の位置が外部手段によって、たとえば患者を撮像してカプセル９００を視覚化することによって、および／またはカプセル９００により送信されるRF信号をモニタリングしてカプセルを追跡することによって、モニタリングされうることが構想されている。遠隔処理装置９５０は、カプセル９００の位置のモニタリングに基づいて、カプセル９００の動作の前述または後述の一つまたは複数を制御するための制御信号を制御回路９０６に提供しうる。
【００７４】
超音波プローブ９５２は、カプセル９００と遠隔処理装置９５０および／または別のカプセルとの間でデータを伝送するため、トランスデューサ９５４および関連する回路を含んでいる。遠隔処理装置９５０は、カプセルを遠隔制御するためのコマンドのようなデータをプローブ９５２を介して送信する。トランスデューサ９５４および関連する回路は、該データを振動信号に変換し、それが素子５１０ａに送信される。素子５１０ａおよび関連する回路がその振動信号をデジタル信号に変換し、それが制御回路９０６にデータとして提供される。
【００７５】
同様に、制御回路９０６からのデジタル信号（たとえばデータ）は素子５１０ａによって振動信号に変換される。該振動信号はプローブ９５２によって受信され、そこでトランスデューサ９５４および関連する回路が該振動信号を受信および処理して、デジタル信号（たとえばデータ）に変換して該データを遠隔処理装置９５０に提供する。振動信号はさらに、別のカプセルにある素子５１０ａによって受信および処理されてもよい。
【００７６】
医薬品施与システム９０１は、要素１０４、１０６、１１４、１１６および／または１３０の組み合わせを、図１、３、５、７に示されるように、その構成および動作に従って含みうる。医薬品施与システム９０１は代替的に、当技術分野において既知である制御可能MEMS医薬品送達システムを、あるいは当技術分野において既知のMEMS医薬品送達システムにさらに制御回路９０６からの制御信号に応答する制御機構を設けたものを含みうる。
【００７７】
医薬品施与システム９０１は、診断または治療の医療機能のような医療機能を実行するための別の医療システムで置き換えられてもよいことが構想されている。好ましくは、前記別のシステムは制御回路９０６によって制御可能である。
【００７８】
図９Ａを参照すると、医薬品施与システム９０１は、医薬品を保持するための少なくとも一つの貯留部９６０と、各貯留部９６０に付随し、該貯留部９６０および／または医薬品に力を及ぼして貯留部９６０に貯蔵されている医薬品を排除する押しまたは圧力機構９６２と、好ましくは少なくとも一つの閉鎖部材９６６とを含む。閉鎖部材９６６は、MEMS微小バルブのようなもの、あるいはインクジェット・プリンタなどのマイクロ流体システムによって可能にされるようなものである。貯留部は、医薬品がカプセル９００を出ることができる際に通るハウジング１０２内の少なくとも一つの開口９７０と連絡している。少なくとも一つの圧力センサー９６８が設けられうる。これはたとえば、各貯留部９６０内の圧力を測定するためのものである。開口９７０を通じての医薬品の流れを制御するために、開口９７０に個々の閉鎖部材９６６が配されうる。および／または閉鎖部材は、各貯留部９６０の開端に、および／または貯留部９６０と開口９７０との間の導路に沿って配されうる。
【００７９】
医薬品送達システム９０１は制御回路９０６によって制御可能である。それはたとえば、前記個々の圧力機構９６２および／または前記少なくとも一つの閉鎖部材９６６を制御することによる。医薬品制御システム９０１の制御は、医薬品の送達のタイミング、送達される医薬品の量、医薬品の送達のレートおよび／または医薬品が送達される力を制御することを含みうる。好ましくは、医薬品送達システム９０１は、該医薬品の制御された間欠的な送達を容易にするために制御可能である。
【００８０】
前記少なくとも一つの閉鎖部材９６６は好ましくは制御可能的に開放または閉鎖される。ここで、開のときは、閉鎖部材９６６は好ましくは流体が一方向に流れることを許容する。ある実施例では、閉鎖部材９６６は、流体トランジスタ（fluidic  transistor）のような微小バルブおよび関連する微小バルブ・アクチュエータ機構を含む。微小バルブは好ましくは通常は閉状態（たとえば、微小バルブは実質的に、流体が該微小バルブを通じてどちらの方向に流れるのも許さない）であり、アクチュエータ機構によって作動させて選択された継続時間にわたって流体の流れを許容するよう開状態（たとえば、微小バルブは、貯留部９６０および／またはカプセル９００を出るような医薬品の流れを許容する）にすることが可能である。好ましくは、開状態にあるときに医薬品が微小バルブを通って流れるレートは選択可能かつ制御可能である。アクチュエータ機構および／または微小バルブの制御は制御回路９０６によって提供される。当技術分野において知られている微小バルブの例としては、レッドウッド・マイクロシステムズ（商標）によって設計された微小バルブおよびwww.cornell.edu/2003cnfra/2003cnfra172.pdfに記載されている微小バルブが含まれる。
【００８１】
アクチュエータ機構は、微小バルブ内で可動機構を機械的に開閉するための電源５０８によって電力を与えられうる。好ましくは、開状態にあるときに医薬品が流れるレートを制御するために、開きの大きさは選択可能である。代替的に、アクチュエータ機構は、微小バルブのある開きに対する医薬品の排除を制御しうる。好ましくは、アクチュエータは排除の度合いを、したがって開状態にあるときに医薬品が流れるレートを制御するために制御可能である。
【００８２】
微小バルブは、Si、SiO2、SiN、TiおよびまたはTiNiといった構造材およびPDMS、ポリミド（Polymide）、ポリカーボネート、パリレンおよび／またはシリコーン・ラバーといったガスケット材を含みうる。アクチュエータ機構はたとえば、静電的、磁気的、圧電的、バイメタル式、形状記憶合金（SMA:  shape  memory  alloy）、空気式および／または熱空気式（thermopneumatic）の構造および機構含みうる。
【００８３】
もう一つの例示的な閉鎖部材９６６は、少なくとも一つの制御可能な人工筋肉を有するバルブを含む。該人工筋肉は、実質的に開口に栓をしたり開栓したりするために電気信号に応答して伸張または収縮するポリマーでできている。同様に、人工筋肉の伸張および収縮は、医薬品の排除を制御することにより医薬品の流れを制御するためのアクチュエータ機構に含められてもよい。生物学的MEMSシステムにおいて貯留部を開閉するために電気的に作動させられる人工筋肉は、2004年10月のIEEE  Spectrumのpp.49‐53に記載されている。
【００８４】
図１、図３、図５、図７の制御可能バルブ１０６および以下に述べる閉鎖部材（たとえばMEMSバルブおよび微小バルブ）は、実質的に、閉鎖部材９６６の前記構造および機能に関する記述に基づいて構成されうる。
【００８５】
本開示のある実施形態では、貯留部９６０は、圧力要素９６２からの圧力に応じて変形可能な室を含みうる。圧力機構９６２は、医薬品が貯留部９６０から出るよう、貯留部９６０に保持されている医薬品を排除するために貯留部９６０または医薬品に圧力を及ぼす変位可能および／または膨張可能な部材を含みうる。たとえば、図１、図３、図５、図７に示されている実施形態では、圧力機構はピストン型の部材１３９およびスプリング１１６のようなバイアスされた要素を含む。バイアスされた要素とは、ピストン型部材１３０を排除するためにピストン型部材１３０に一定の力を及ぼし、バルブ１０６によって覆われる開端をもつ貯留部１０４に圧力を及ぼすものである。医薬品の排除はさらに、バルブ１０６を制御することによって制御されうる。
【００８６】
好ましくは、貯留部９６０の開端はハウジング１０２の開口９７０の一つと一致し、一つの閉鎖部材９６６がそれに閉鎖を提供する。閉鎖部材９６６が開状態にあるとき、貯留部９６０を出る医薬品（たとえば圧力機構９６２によって及ぼされる圧力のために）は貯留部９６０から直接、開口９７０を通り、カプセル９００の周辺環境へと通過する。ひとたび貯留部９６０から出れば、医薬品は、施与されるために、いかなる導路または追加的な閉鎖部材を通過する必要もない。貯留部９６０の開端を開口９７０と一致するよう構成することにより（たとえば圧力機構９６２および／または閉鎖部材９６６を制御するために）、医薬品の施与のための制御信号が生成された時点から医薬品が施与されるまでのいかなる遅延も最小化される。これ以外の構成では、医薬品が追加的な導路または閉鎖部材を通過することによって、および／または追加的な制御部材の制御および動作によって、遅延が引き起こされうる。さらに、貯留部９６０の開端を開口９７０と一致するよう構成することによって、何らかの導路に残留医薬品が残ることがなくなり、医薬品の精密な投与量という恩恵がある。
【００８７】
本開示のある実施形態では、エラン（Elan）・メディカル・テクノロジーズ社に譲渡された米国特許出願5,318,557号に記載されているように、圧力機構９６２は、電流が流されると気体を発生させる電界槽（electrolytic  cell）を保持する室を含みうる。室内の圧力が上がると、変形可能な貯留部９６２に圧力が及ぼされ、貯留部９６２の開端を通じて医薬品の送達を強制する。本開示の別の実施形態では、圧力機構９６２はポリマーから形成される人口筋肉を含みうる。これは、加えられる電気信号に応じて制御可能的に伸張または収縮して、変形可能な貯留部９６２および／または貯蔵されている医薬品に圧力を加える。
【００８８】
本開示のもう一つの実施形態では、圧力機構９６２は、液体に曝露されたときにゆっくりした速さで拡大する浸透膜を含みうる。浸透圧要素は、いずれもアルザ（Alza）社に譲渡されている米国特許4,519,801;  4,612,008;  4,783,337;および5,082,668に記載されている。
【００８９】
図１０を参照すると、制御可能な浸透圧圧力要素１００２を有するカプセル１０００が示されている。浸透圧要素１００２は、浸透圧要素１００２による流体の吸収に応じて変形可能な貯留部１００４に圧力を及ぼして、貯留部１００６の開口１００５を通じて医薬品を施与させる。カプセル１０００のハウジング１００８は、微小バルブおよび関連するアクチュエータ機構のような制御可能な閉鎖部材１０１２を有する第一の開口１０１０を含む。該アクチュエータ機構は、制御回路９０６からの制御信号に応じて、流体が、カプセル１０００の環境からハウジング１００８にはいることを制御可能的に許容する。閉鎖部材１０１２の開きの大きさおよび／または頻度は制御回路９０６によって制御される。閉鎖部材１０１２を閉じることにより、浸透圧部材１００２による吸収のためにさらなる流体がハウジング１００８にはいることが防止され、よって浸透圧部材のさらなる拡大が打ち切られる。閉鎖部材１０１２を閉じてから浸透圧部材１００２の拡大が終わるまでには時間遅れがあることもあるが、これは制御回路９０６によって補償されうる。
【００９０】
開口１００５を通じた医薬品の間欠的な施与のためには、閉鎖部材１０１２を開くことにより浸透圧部材１００２の拡大が再開されうる。閉鎖部材１０１２を開けてから浸透圧部材１００２の拡大再開までには時間遅れがあることもあるが、これは制御回路９０６によって補償されうる。
【００９１】
ハウジング１００８にはさらに、開口１００５と流体連絡している第二の開口１０１４が設けられる。ここで、開口１００５から施与された医薬品は開口１０１４に行き、そこからカプセル１０００の環境に施与される。貯留部１００４に及ぼされてそこから医薬品を施与するための圧力は、カプセル１０００の環境からハウジング１００２にはいる流体の量に関係し、それに応答し、その量は閉鎖部材１０１２の制御された動作によって制御される。開口１０１４および１００５はさらに、閉鎖部材１０１２と同様の制御可能な閉鎖部材１０１６を設けられうる。これらの閉鎖部材は、制御回路９０６からの制御信号に応答して、カプセル１０００の環境への医薬品の施与をさらに制御する。
【００９２】
制御回路９０６および通信組立体、電源などといったその他の回路が密封区画１０１８内に設けられうる。密閉区画は、流体がそれに囲まれる回路にはいり、干渉することを防止する。制御回路９０６と閉鎖部材１０１２および１０１６との間の通信は、無線通信を介して、および／または有線通信を介してでありうる。ここで、線および接続は耐流体性である。
【００９３】
図９Ｂを参照すると、カプセル９００′は、カプセルからの医薬品の施与を制御するために、カプセルのハウジング１０２内の開口と流体連絡している、少なくとも一つの微小ポンプ９７２および／または微小バルブおよび関連するアクチュエータ機構９７４を含む医薬品施与システム９０１′を含んでいる。微小ポンプ９７２および／または微小バルブ９７４は、それぞれの中に組み込まれる形で、貯留部、圧力機構および／またはバルブを含みうることが構想されている。微小バルブ９７４に関しては、図９Ａの圧力機構９６２によって提供されるように、アクチュエータ機構が排除作用の少なくとも一部分を提供しうる。微小ポンプ９７２はたとえば微小蠕動ポンプを含む。当技術分野において知られる例示的な微小蠕動ポンプでは、熱空気機構内にサスペンドされる少なくとも一つのヒーターが、積み重ねられたシリコン・ウェーハの組み合わせ（たとえば、チャネル・ウェーハ、膜ウェーハおよびヒーター・ウェーハ）中に配される。流体の過熱は、医薬品の流れを制御する膜の偏向を引き起こす。該流体の過熱は、たとえば、制御された電圧を加えることによって与えられる。ここで、制御は制御回路９０６によって提供される。
【００９４】
一例では、微小ポンプは、熱駆動式のインクジェット・プリンタのために使われるポンプと同様の熱力学的ポンプを含む。摂取可能なカプセルのような、小さな電源を有する小さなカプセル９００′については、熱力学的ポンプの能動的な使用の継続時間は電力消費によって制限されうる。埋め込み可能型カプセルのような、より大きな電源を有するより大きなカプセルでは、電力消費はそれほどの制限ではない。さらに、断熱または冷却システムを設けることなどにより、医薬品に対する熱的な損傷も最小限にされうる。たとえば、膨張およびポンピング作用を引き起こすための膨張／収縮する流体を有する熱生成デバイスが、閉鎖系（エアコン・システムと同様の）中に設けられうる。該閉鎖系は、医薬品のための貯蔵部および通過経路からは、好ましくは断熱材を含む、膜で隔てられている。
【００９５】
図１１を参照すると、閉鎖部材組立体９８０が、カプセル９００のあたりに配された二つ以上の閉鎖部材９６４を含むものとして示されている。各閉鎖部材９６６は、ハウジング１０２のさまざまな位置に配された関連する各開口９７０への選択可能な閉鎖を提供する。たとえば、カプセルから種々の方向に少なくとも一つの医薬品を選択可能的に施与するためである。閉鎖部材９６６と同様の閉鎖部材９６４は、一つの医薬品を施与するためにチャネル９８２（これはいくつかの分枝があってもよい）によって一つの貯留部９６０と流体連絡があるものとして示されている。各閉鎖部材９６４は、二つ以上の医薬品を送達するために異なる複数の貯留部と流体連絡があってもよいことが構想されている。閉鎖部材９６４は好ましくは、一つまたは複数の閉鎖部材９６４を介してある選択された方向に医薬品（または選択された医薬品）を施与するために、制御回路９０６によってアドレス指定可能であり、独立に制御される。いくつかの用途では、貯留部９６０の開きがハウジング１０２内の開口９７０にできるだけ近い、すなわちチャネル９８２ができるだけ短いことが好ましい。医薬品をカプセル９００外に施与する際の遅延を最小にするためである。貯留部９６０の開端を通じたチャネル９８２への医薬品の流れを制御するために、閉鎖部材９６６と同様の制御可能な閉鎖部材９８４が設けられうる。
【００９６】
さらに、閉鎖部材９６４および／または開口９７０はカプセル９００のまわりに配されうるので、複数の閉鎖部材９６４を通じて医薬品を施与すると、患者の解剖構造上に投下された医薬品でリングまたはその他のパターンが形成される。医薬品が施与される力の制御は、たとえば医薬品をして閉鎖部材９６４を通過させる圧力を制御することによって、および／または各閉鎖部材の開きの大きさを制御することによってなされうる。閉鎖部材組み立て体９８０を配置するのは、テーパー付きの端、あるいはカプセル９００がより広くまたは最も広くなっている中間領域付近のように、カプセル９００のまわりの多様な位置でありうる。
【００９７】
図１２および図１３は、複数の貯留部を有する、それぞれカプセル１２００および１３００を示している。カプセル１２００および１３００は患者の外部に位置する装置に構造的に取り付けられていない独立型のカプセルである。カプセル１２００および１３００のそれぞれにおいて、個々の貯留部はそれぞれのモジュール内に設けられる。モジュールどうしは、互いにかみ合っている、および／または電子的および／もしくは機械的に接続可能である。それぞれのモジュールは、医薬品施与システム９０１および／または回路の他の構成要素、たとえば通信組立体、制御回路９０６および／もしくは電源を含みうる。それぞれのモジュールは独立して用意されることができ、異なる製薬主体の位置においてなど、異なる位置においてであってもよい。用意には、貯留部９６０に医薬品を詰めることおよび／または制御回路９０６をプログラムすることが含まれる。ひとたび用意されれば、それぞれのモジュールから一つのカプセルに組み立てられうる。カプセルは、それぞれの貯留部をもって用意されることができ、該貯留部は、カプセルに組み立てられる際に充填されうることが構想されている。該組み立ては、互いに、または基部に差し込んでハウジング１０２内に入れ、適切な位置に開口９７０を用意することなどによってなされる。さらに、複数の貯留部が異なる場所で用意および充填されてもよく、該貯留部がその後すでに組み立てられた、あるいは部分的に組み立てられたカプセルに配置され、あるいは差し込まれてもよいことが構想されている。さらに、制御回路９０６をプログラムするのは、カプセル１２００、１３００の組み立てに先立って、組み立て中に、あるいは組み立て後に行われてもよいことが構想されている。
【００９８】
カプセル１２００の第一および第二のモジュール１２０２および１２０４が図示されている。ここで、各モジュールはスタンドアローンのモジュールとして動作するための十分な構成要素を含んでいる。カプセル１３００はモジュール１３０２、１３０４、１３０６および１３０８が図示されている。ここで、各モジュールはそれぞれの医薬品施与システム９０１の少なくとも一部分を含んでいる。カプセル１３００はさらに、共有される構成要素またはリソースが設けられるスペース１３０８を含んでいる。共有される構成要素は、アンテナ５０２、通信組立体５０４、制御回路９０６、素子５１０ａおよび電源９０８のいかなる組み合わせをも含みうる。機械的および／または電気的コネクタ１３１０が、好ましくは共有される構成要素の機能の共有を容易にするために、モジュールおよび／または共有される構成要素の間に設けられる。電気的コネクタ１３１０は、バス構成、分散式構成または中央集中式構成といった多様な構成で構成されうる。モジュール１３０２、１３０４、１３０６および１３０８はみな互いに同じ構成要素を共有してもよいし、あるいは互いに異なる構成要素を共有していてもよい。各モジュール１３０２、１３０４、１３０６および１３０８は好ましくは独立して制御される。たとえば、モジュール１３０２、１３０４、１３０６および１３０８は共有される制御回路９０６によって個々にアドレス指定可能でありうる。
【００９９】
カプセル内の複数のモジュールは互いと通信しうるが、それは、カプセルと患者の体外に位置する装置との間の通信に使われる電力に比べて使用電力が低くてもよい低電力通信などを介してである。たとえば、モジュール１２０２と１２０４は互いに通信することができ、モジュール１３０２、１３０４、１３０６および１３０８は互いに通信することができる。カプセル内通信はたとえば、無線通信、たとえばRF通信もしくは超音波通信を介して、および／またはコネクタを使った有線通信を介して（たとえば、各モジュールが伝導性の接点を有し、該接点が別のモジュールのそれぞれの対応する接点に結合する）提供されうる。
【０１００】
モジュール１２０２および１２０４の貯留部９６０および／またはモジュール１３０２、１３０４、１３０６および１３０８の貯留部は、密封可能なアクセス１２２０を設けられ、そこを通して貯留部９６０に医薬品を充填するようにできる。貯留部９６０に所望の量の医薬品を充填したのち、アクセス１２２０が密封される。アクセス１２２０は、当技術分野において知られているような、注射器がそこを通して医薬品を送達することはできるが、穿刺部位を閉じて密封を形成するよう弾力的であるバルブまたは膜として構成されうる。アクセス１２２０は、貯留部９６０のハウジングのいかなる位置に設けられてもよい。貯留部９６０は、注射器、バイアル瓶などを埋めるためのような、当技術分野で知られている多様な方法を使って密封されうる。
【０１０１】
再び図９Ａを参照すると、好ましくは、前記少なくとも一つのソフトウェア・モジュール９８０は、検知された値（たとえば閾値を超えたとき）または周期的な時間間隔のような時間に関係した条件といった少なくとも一つの所定の条件に従って医薬品の放出を制御するための施与器（ディスペンサー）制御ソフトウェア・モジュールを含んでいる。たとえば、施与器制御ソフトウェア・モジュールは、規則的な時間間隔で医薬品を施与するためにそれぞれの閉鎖部材９６４および９６６ならびに／または圧力システム９６２を制御する。これはたとえば、医薬品が造影剤または撮像もしくは医療用のマーカー物質であり、マーカーまたは造影剤の投下物をフィデューシャル・マーク、たとえば基準マークとして消化管に沿って位置させるための場合である。
【０１０２】
造影剤とは、患者内に投下後、目、顕微鏡、カメラ（カプセル内に配されるカメラなど）、医療撮像モダリティなどを介して見える物質でありうる。たとえば、造影剤はX線またはCT撮像を介して見えるバリウムであってもよいし、あるいはMRI撮像を介して見える常磁性物質であってもよい。医療マーカー物質とは、炭素ベースのインク（たとえば墨）またはメチレンブルーのような物質であってもよい。これらは、該物質がマーカーとして付けられた組織を一時的または恒久的に染色する。
【０１０３】
カプセル、たとえばカメラ・カプセル組合わせ物（たとえばカプセルに搭載されたカメラ）によって実行される診断手続きのような診断手続きで以前に同定された領域の位置をみつけることは、小腸の可動性といった要因によって複雑になる。たとえば、その後の非侵襲手順においてその位置をみつける目的のためには、同定された領域の位置を三次元座標によって記述することは十分ではない。同定された領域の位置を記述する一つの方法は、カメラ・カプセル組合わせ物が消化管にはいってから（たとえば摂取時点から）経過した時間を指定することによるというものである。さらに、見える目印をカメラが通過してからの経過時間を指定することによって、同定された領域の位置を若干より正確に記述することが可能である。たとえば、カプセル搭載カメラは画像を収集し、任意的に送信しうる。それにより、吟味する担当者（たとえば放射線医または胃腸病医）またはたとえば画像一致アルゴリズムを実行している計算機支援検出システムが、通過している消化管のテクスチャーの変化を検出できる。テクスチャーの変化は、カメラ・カプセル組合わせ物が，食道，胃，十二指腸（胃と小腸とのつなぎ目），盲腸（小腸と大腸のつなぎ目）および直腸といった消化管の異なる区画にはいることと相関していることがある。
【０１０４】
さらに、主要な視覚的目印を通過する間の経過時間の割合を、同定された領域の位置をさらに記述するために使うことができる。しかしながら、経過時間は小腸を通る間に数時間になることもあり、同じ患者であっても小腸の異なる区画では蠕動のレートが変動がある。このため、記述される位置は、その後の侵襲において使うためには、一層不正確な推定となる。その後の侵襲が切開手術である場合、医師はしばしば目に見える問題を目視によって同定することがあるが、これは、特に視覚的にあまり明瞭でない問題の場合、時間がかかることがある。さらに、すべての問題が可視的に同定できるわけではない。内視鏡または後続カプセル（たとえば、所望の位置に医薬品を投下するため）の使用によるなどといった最小侵襲手順では、同定された領域を位置特定することは、典型的には、その領域の記載された位置に強く依存することを必要とする。
【０１０５】
定期的な時間間隔でカプセル９００によって投下された検出可能マークを使って、診断手順の間に同定された目標領域の位置は、該診断手順を実行する前に、あるいは該診断手順を実行したあとに、投下されたマークに対する位置を記述することによって、より正確に記述されうる。すると、その後の手順の間に前記位置をみつけるためにはそれらのマークが使われうる。切開手術手順または最小侵襲手順の間にマークを使うことは、領域を位置特定する際のスピードと精度を向上させる。最小侵襲手術では、マークは、治療されるべき領域の位置をみつけるために、高速道路上の「マイル標識」と類似した機能を果たしうる。最小侵襲手順が、電子制御されるカプセルから医薬品を施与することを含むとき、医薬品の施与は通過したマークを数えることによってトリガーされうる。
【０１０６】
一例では、消化管を通過するためのカメラ・カプセル組合わせ物が摂取される。10分またはそれ以上といった既知の時間間隔「s」後、規則的な間隔で一連のマークを施与するためのカプセル９００が摂取される。このようにして、カプセル９００は、消化管を通じて、カメラ・カプセル組合わせ物に干渉したり追いついたりすることなく、カメラ・カプセル組合わせ物のあとを追う。消化管を通過する間、胃を通過する時間については、高い度合いの変動がある。したがって、カメラ・カプセル組合わせ物とカプセル９００の両方について計時が開始される（時刻＝0）ある基準位置が使用される。好ましくは、該基準位置を通過するのは、胃を出たあとに、たとえば小腸に入る際に（たとえば成人の場合長さ約25cmの十二指腸において）である。たとえば、十二指腸にはいったことの判別は、カメラ・カプセル組合わせ物は取得された画像に示されるテクスチャーの変化を識別することによって、カプセル９００はカプセル９００に搭載されているpHセンサーによって検知されるpHの読みに基づいてできる。カメラ・カプセルもpHセンサーを含んでいてもよく、該pHセンサーからの出力を使って基準位置を検出してもよいことが考えられている。
【０１０７】
動作では、カメラ・カプセルが基準位置に到達すると、計時が同期され、計時が時刻＝0で開始される。同期および／または計時は、カプセル９００およびカメラ・カプセルの間のカプセル間通信および／または遠隔処理装置によって実行されることができる。カプセル９００が基準位置に到達する時刻は「s」と呼ばれる。
【０１０８】
カメラ・カプセル組合わせ物によって取得された画像は、たとえカメラ・カプセル組合わせ物が患者から排出されたあとでも、遠隔処理装置９５０のような遠隔プロセッサによって解析される。その後の手順のために目標とされる領域は、取得された診断画像に基づいて決定されうる。カメラ・カプセル組合わせ物が基準位置から目標領域に到達するまでにかかった時間「t」が決定される。カプセル９００が目標領域を通過した時刻は「t」＋「s」として判別される。一連のマークのある個別の特定のマークに対する目標領域の位置が、その後の手順の間に使用するために決定される。たとえば、その後の手順を実行するためにその後摂取されるカプセル（たとえば第三のカプセル）は、マークの数を数えてその特定のマークを位置特定し、その特定のマークを基準としてわかっている目標領域の位置のところで医薬品を放出することができる。したがって、抗炎症医薬品のような医薬品は、該医薬品を健康な組織に無用に適用することなく、目標領域（たとえば炎症のある領域でありうる）に直接適用されうる。この方法は、その後の手順の間にいくつかの目標領域を位置特定するために使用されてもよい。
【０１０９】
上記のように、マークは切開手術、内視鏡手術または腹腔鏡手術の間に可視であってもよいし、撮像に際して可視であってもよいし、マークを検知できる後続カプセルによって検知されてもよいし、その後摂取されたカプセルを追跡するために撮像に際して検出されてもよい。後続カプセルが通過する間にあるマークまたは所定数のマークを検知または検出することが、後続カプセルによる一つまたは複数の機能の有効化または作動をトリガーしうる。後続カプセルは、マークの検出または検知に基づいて診断手順または療法を実行するよう構成されうる。マークがフィデューシャル・マークとして生成されているときは、後続カプセルがマークを検知でき、あるいは撮像手順でもよいが、診断手順を実行しうる。診断情報はマークおよびその位置と相関させられてもよい。あるいはマークの検知または検出に基づいて規則的な間隔で療法が提供されてもよい。
【０１１０】
さらに、マーカーおよび／または造影投下物は、消化管またはその一部分の蠕動作用についての情報を導出するために検知されうる（たとえば撮像によって、あるいは後続カプセルによって）。これは、マーカーまたは造影投下物の間の空間間隔を調べ、該空間間隔をマーカーまたは造影投下物がカプセル９００から施与された時間間隔と相関させることを含みうる。
【０１１１】
複数の異なる造影剤が、異なるカプセルから、あるいはカプセル９００内の異なる貯留部から制御可能的に施与されうる。たとえば異なる色をもつ造影剤が、一連の投下物の間の区別をするため、および／または結腸のような消化管の諸領域の曲がりくねりを視覚化するために施与されうる。同様に、複数の異なるモダリティのために使われる造影剤が施与されうる。造影剤またはマーカーの施与の量、位置またはタイミングは、たとえば、該造影剤またはマーカーを病理的に疑わしい領域に施与するために制御されうる。該疑わしい領域は、先行カプセルによって残されたマークによってマークされた画像において見られた、あるいはセンサーによって検知されたようなものである。
【０１１２】
三次元画像についてのマルチモーダル位置合わせは既知である。時間という第四の次元を使った位置合わせは、単一撮像モダリティについては既知である。たとえば、第一および第二の三次元画像が両者の間に時間間隔を空けて取得され、第一および第二の画像の間で位置合わせが実行されるような場合である。本開示では、規則的な時間間隔で投下されたマーク投下物が、二つ以上の撮像モダリティによって生成されたものでもよい画像間の位置合わせのために、および／または異なる時刻に取得された画像の位置合わせのために使用されうる。こうして、第四の次元におけるマルチモーダル位置合わせが実現される。したがって、空間的のみならず時間的な面および複数モダリティにわたっての位置合わせが達成できる。複数モダリティにわたる位置合わせおよび第四の次元は、共位置合わせの精度を改善し、一つの撮像モダリティの使用に対して追加的な情報を提供できる。
【０１１３】
上記のように、カプセル９００は埋め込みデバイスであっても、摂取可能デバイスであってもよい。埋め込みデバイスは、医薬品の制御された間欠的もしくは持続的な施与のため、物理的属性の検知のため、および／または遠隔処理装置９５０および／もしくは患者内の別のカプセル９００との通信のために、所望の位置に配置されうる。埋め込みデバイスは、たとえば脳、肝臓、胸など、体のさまざまな部分に、経皮的にまたは筋肉内に、経皮組織管を通じて入れられるカテーテルを通じるなどして配置されうる。埋め込みデバイスは制御可能的に、たとえば抗生物質またはホルモンといった、長期間（たとえば一週間またはそれ以上）にわたって経皮的に投与されるのが必須または最善である薬剤のような医薬品を施与しうる。埋め込みデバイスについての例示的な用途は、成長ホルモン、インスリン、受胎調節などの投与を含む。医薬品施与システム９０１は、制御回路９０６によって、および／または遠隔制御回路９５０によって、検知された属性、患者のフィードバック、あらかじめプログラムされたスケジュールなどに従って制御されうる。
【０１１４】
もう一つの適用では、埋め込みデバイスは目標（たとえば腫瘍）近くに外科的に（たとえば切開手術、内視鏡手術、腹腔鏡手術によって）配置される。これはたとえば、術前または術後の治療のため、あるいは治療の代わりとして、目標に向けられた医薬品を制御のもとで施与するためなどである。埋め込みデバイスは摂取可能デバイスほど小さいので、外科的埋め込み手順は単純化されうる。
【０１１５】
カプセル９００の埋め込みは、化学療法剤の長期間の放出のために特に有用でありうる。最近の研究は、いくつかの腫瘍は、癌細胞を殺すのに必要とされる量の化学療法剤を吸い込むのに２〜３日必要とすることを示している。比較的長い吸い込み時間は、腫瘍が血管新生を生じる混沌とした仕方に起因しうるもので、これが血液の吸い込みと放出（「洗い入れ／洗い出し（wash-in/wash-out）」としても知られる）の不効率さを生み出している。造影剤と組み合わせた診断撮像システムは、疑わしい病変をハイライトする吸い込み効率が相対的に悪いことを利用する。それがコントラストをより長く保持する。しかしながら、化学療法剤の健康な組織への効果のため、患者は典型的には化学療法剤の適用を数時間以上は耐えられない。単一の腫瘍または病変におけるように癌が局在化されていれば、電子制御されたカプセルは、腫瘍による吸い込みに必要とされるような、長期間にわたっての化学療法剤の徐々の制御された放出を提供しうる。さらに、化学療法剤は、健康な組織による該化学療法剤の望まれない吸い込みを最小にするため、腫瘍に向けられることができる。
【０１１６】
図９Ｃに関し、埋め込みデバイスとして構成されたカプセル９００は、医薬品施与システム９０１に接続されたカスタマイズされたノズル９８２を設けられている。ノズル９８２は、化学療法剤を病変に向け、健康な組織への化学療法剤の適用を最小にするため、９８０に示された病変の形および大きさに対応した形および大きさをしている。ノズル９８２は、医薬品施与システム９０１によって施与される医薬品、たとえば化学療法剤を病変に向けることによって、穴の空いたじょうろのノズルと同じように動作をする。貯留部９６０の開端はノズル９８２と、たとえば導路９８４を介して流体連絡している。ノズル９８２には複数の開口または孔９８６が設けられる。医薬品が貯留部９６０から施与される際、該医薬品の少なくとも一部分は導路９８４を通じてノズル９８２に向けられ、開口９８６を通じて施与される。これにより医薬品は、病変の表面に沿って病変に直接施与される。ノズル９８２は、取得された画像から得られる病変９８０の形および大きさについての情報を使って埋め込みに先立って形および大きさを決められてもよい。さらに、ノズルは、埋め込み手順の間に成形されることができる可撓材料でできていてもよい。ノズルはたとえば、病変１９８２の表面領域の最大面積に医薬品を施与し、該医薬品と目標でない、すなわち健康な組織との接触を最小にするため、病変を取り囲むように成形されうる。
【０１１７】
カプセル９００が摂取可能である場合、カプセル９００は消化管に沿って、診断または治療手順を実行しうるところに動かされ、内視鏡によって到達可能な領域のほか内視鏡使用では到達が難しい領域にもアクセスを有する。それと同じくらい重要なこととして、カプセル９００は内視鏡手順よりも侵襲的でなく、さらに患者の鎮静や入院なども必要としない。
【０１１８】
図９Ａを参照すると、センサー・モジュール９０２のセンサー９０４は、殻１０２上に配されていてもよく、および／または殻１０２内に囲まれていて制御可能な閉鎖部材がセンサー１０２をカプセル９００の環境に曝露するのでもよい。したがって、センサー９０４はカプセル９００の環境に恒久的に曝露されていてもいいし、あるいは制御可能的に曝露されてもよい。センサー９０４は検知に対応して検知信号を発する。検知信号は制御回路９０６および／または遠隔制御回路９５０に送られる。センサー９０４の動作は制御可能的に有効にされうる。これは、関心のないデータを生成もしくは処理することを避ける、すなわち関心のあるデータのみを採取するため、処理および／または入出力（I/O）資源のような資源を節約するためなどである。カプセル９００は診断的な目的だけのために意図され、医薬品施与システム９０１を含まなくてもよいことが考えられている。
【０１１９】
センサー９０４の動作を制御する一つの方法は、個々のセンサー９０４またはセンサー９０４の群に、制御可能かつ閉鎖可能な囲みを設けることである。たとえば、センサー９０４は、ハッチまたはバルブのような制御可能なMEMS閉鎖要素を有する室内に配されうる。該MEMS閉鎖要素は、センサーをカプセル９００の環境に選択的に曝露するために制御されうる。制御回路９０６は、閉鎖要素を制御するための制御信号を生成しうる。ここで、制御信号はたとえば、少なくとも一つの所定の条件に従って生成されうる。所定の条件とはたとえば、遠隔処理回路９５０から受信される命令の受領、曝露されたセンサー９０４によって検知される（たとえば閾値を超えたとき）検知条件、タイミング・スケジュールなどである。センサーがカプセル９００の環境に曝露されていないときは、センサー９０４によって生成される信号が使用されず、よってセンサー９０４が無効にされてもよい。あるいはまた、曝露されていないセンサー９０４によって生成される信号は、制御または基準値のためなど、特別な目的のために使われてもよい。
【０１２０】
センサー９０４の動作を制御するもう一つの方法は、検知の伝搬を選択的に有効にすることを含む。これは、検知信号の伝搬経路上のスイッチのような、少なくとも一つのアナログまたはデジタル・デバイスを使って実装されうる。センサー９０４の動作を制御するもう一つの方法では、動作および／または信号送信のために電力を必要とするセンサー９０４への電力送達を妨害することなどにより、個々のセンサー９０４が無効にされうる。センサー９０４の動作を制御するさらにもう一つの方法では、検知信号の処理が選択的に有効にされうる。
【０１２１】
検知信号およびセンサー９０４の動作の制御を記述するセンサー有効化データは、カプセル９００によって保存されることができ、ひとたび患者から排出されたらカプセルから取得されるかおよび／または解析のために遠隔処理回路９５０に送信されることができる。解析は時間との相関を含みうる。時間との相関はさらに、カプセル９００が消化管を通じて移動した距離との相関を含みうる。したがって、センサー９０４によって生成されたデータは、検知された情報の時間に対するマッピングを、あるいは検知された情報の、消化管に沿ったカプセル９００の位置に対する空間的なマッピングを生成するために使用されうる。
【０１２２】
本開示のある実施形態では、センサー９０４の一つは、たとえばカプセルが消化管に沿って移動される際にpHレベルを検知するためのpHセンサーであり、ソフトウェア・モジュールの一つはpH制御ソフトウェア・モジュールである。pH制御ソフトウェア・モジュールは、pHセンサーによって出力される検知信号をモニタリングする。カプセル９００が消化管内で所望の位置に到達したことを判別するためであり、到達が判別されるとカプセル９００のある機能を制御するための制御信号が送信される。制御信号はたとえば、医薬品またはその一部分を施与するために医薬品施与システム９０１に提供されうる。pH制御ソフトウェア・モジュールは引き続きpHレベルをモニタリングし、医薬品の送達のためのpHレベルに反応して、決定されたpHレベルに従って消化管に沿った所望の位置で所望のレートで医薬品を施与してもよい。
【０１２３】
pHセンサーによるpHの読みは、有利には、医薬品の施与をトリガーする。ここで、有利な点は、カプセル９００の医薬品ペイロードを望ましい位置に輸送する能力を含む。望ましい位置とは、いくつかの医薬品の血流への吸収が乏しくタンパク質が破壊される胃を過ぎたところでありうる。こうして、医薬品の施与はカプセル９００が、十二指腸または小腸のずっと先のほうおよび／または大腸内といった、吸収が最大になる所望の位置に到達するまで遅らされうる。のちに図１６に関連して述べるように、医薬品が施与される間、所望の位置にカプセルを保持するために、カプセル９００による消化管の通過を制御することが望ましいことがありうる（たとえば、摂取された食物がカプセル９００の位置決めに干渉するので好ましくは食前でなく食後）。たとえば、比較的短い（約25cm）十二指腸は絨毛のため大きな表面積を有しており、血管が多い。多くの現行の医薬品およびビタミンは主として十二指腸で吸収される。
【０１２４】
実際のpHレベル、pHレベルの変化および／またはpHレベルの変化率が、カプセル９００の位置を判別するため、および医薬品の施与を制御するためにモニタリングされうる。胃のpHレベルは典型的には約2.0で、通常の健康な人では1ないし3の範囲になる。小腸のpHレベルは約6である。十二指腸のpHレベルは典型的には6〜6.5pHであるが、7または8に達することもできる。小腸の次の二つの部分、空腸および回腸のpHレベルは7.5までpHが徐々に上昇する。大腸のpHレベルは5.5〜7に落ちる。医薬品の施与を制御するための制御信号の処理は、制御回路９０６または遠隔処理装置９５０のような遠隔プロセッサによって実行されうる。制御信号の処理は、消化管に沿った位置のpHレベル（またはその範囲）に対するマッピング（たとえば探索表、連続的なマッピング、検索可能データベースなど）を参照し、そのマッピングを使って、現在のpHレベル、pHレベルの変化またはpHレベルの変化率に従ってカプセル９００の位置を決定することを含みうる。
【０１２５】
小腸では血管率（vascularity）は90パーセントで、これは実質的に直接肝臓に与えられる。肝臓では薬物が代謝され、よって血流から除去される。大腸に送達された医薬品は生物利用可能な割合が高く、肝臓への毒性も少ない。大腸では循環流の90パーセントがまず循環系を流れ、その後肝臓に流れるからである。
【０１２６】
患者に医薬品を施与するために二つ以上のカプセル９００が使用されてもよいことが構想されている。ここで、カプセル９００の一つが他のカプセル９００の状態を知っていることが重要である。たとえば、続けて摂取されたカプセル９００または複数の埋め込みデバイスは、一つまたは複数の医薬品の連続的な投薬または組み合わされた投薬を提供しうる。ここで、過剰投薬を避けるために重複なく一つずつ与えられるなど、投薬の送達が調整されていることが決定的に重要である。したがって、カプセル９００（たとえば第二のカプセル）が、先に投薬を投与していたカプセル９００（たとえば第一のカプセル）が医薬品の施与を停止したかどうかを認識することが有利である。施与の停止は、空になった貯留部、電池切れまたは患者の消化管から出たなどのためでありうる。
【０１２７】
さらに、第一のカプセルが医薬品を施与しているときに信号（連続信号または離散信号）を放出し、該信号が第二のカプセルによって検出可能であることが構想されている。第二のカプセルが、第一のカプセルがもはや信号を発していない（たとえば、消化管を出たため、あるいはペイロードを使い尽くしたためなど）ことを検出すると、第二のカプセルは医薬品の施与を開始する。あるいはまた、第一のカプセルは自分が医薬品の施与を終えようとしている、あるいは終えたことを認識、検出または検知して、それに際して第二のカプセルが医薬品の施与を引き継ぐべきことを示す信号を放出してもよい。あるいはまた、第一および第二のカプセルが、相続く施与サイクルにおいて薬物を施与するようプログラムされていてもよい。所定の時間区間（これは絶対的に決められても、相対的に決められてもよい）の経過またはある属性の検知といった所定の条件が満たされたときに、第一のカプセルが施与を停止し、第二のカプセルが施与を開始するのである。
【０１２８】
本開示のもう一つの実施形態では、図１４を参照して、周辺物質、典型的には体液を貯蔵するための少なくとも一つの室１４０２を有するカプセル１４００が提供される。カプセル１４００は、患者の外部に位置する装置に構造的に取り付けられていない独立型のカプセルである。好ましくは、室１４０２は真空で満たされ、あるいは負圧を与えられる。各室１４０２は、ハウジング１０２中の開口９７０と流体連絡している開口を有する。ここで、室１４０２中の開口およびハウジング１０２中の開口のうち少なくとも一つは、制御回路９０６によって制御される対応する閉鎖部材１４０６を設けられる。閉鎖部材１４０６は、図９の閉鎖部材９６６と構造的および動作的に同様であってもよい。好ましくは、室１４０２の開口はハウジング１０２の開口９７０と一致し、一つの閉鎖部材１４０６がそれへの閉鎖を与える。ソフトウェア・モジュール９８０は閉鎖部材１４０６を制御するための標本採取ソフトウェア・モジュールを含む。
【０１２９】
ハウジング１０２の開口９７０と一致すべき各室１４０２の開口に、該開口に閉鎖を与える閉鎖部材１４０６を設けることにより、閉鎖部材１４０６が開状態にあるとき、室１４０２にはいる周辺流体は直接室１４０２に流れる。したがって、カプセル１４００にはいる周辺流体は、追加的な導路や閉鎖部材を通る必要はなく、閉鎖部材１４０６を開くために制御信号が生成された時点から標本が取得されるまでのいかなる遅延も最小化される。さらに、何らかの追加的な導路を通過する際に生じうる取得された標本のいかなる部分の残差損失も最小化される。
【０１３０】
例示的なカプセル１４００は、仕切り１４０８を有するよう図示されている。仕切り１４０８は７つの収集室１４０２を画定する。仕切りはさらに、追加的な領域１４０４を画定する。領域１４０４には、たとえば制御回路９０６、通信組立体５０４、要素５１０ａおよび電源９０８を含むカプセル１４００の構成要素が配置される。室１４０２は、流体が、各閉鎖部材１４０６を通じる以外の仕方ではいることを許容しないよう、耐流体性であることが好ましい。各室１４０２は、室１４０２にはいる流体と有益な反応をする試薬を与えられてもよい。ここで、試薬は室１４０２内に投下されてもよいし、あるいは室１４０２の内壁に沿ったコーティングとして与えられてもよい。
【０１３１】
仕切りは、各室１４０２が流体に対して不浸透性となるよう、それぞれの室１４０２を互いから、あるいはカプセルの他の領域から、それらの間の流体連絡を許容することなく隔てる非透過性材料でできている。収集室１４０２および／または仕切り１４０８が、図示されているのとは異なる構成を有していてもよいことが構想されている。たとえば、ハウジング１０２が室のための内壁または外壁を与えてもよく、カプセル１４００はさらに、医薬品施与システム、センサーまたはカメラといった他の構成要素の組み合わせを収容していてもよい。追加的に、一つまたは複数の室１４０２の間に、あるいはカプセル１４００のある画定された中央領域に、カプセル１４００の他の構成要素を収容するための領域が設けられてもよい。
【０１３２】
閉鎖部材１４０６は、所定の条件が満たされた際などに標本を取得することが望まれるまでは物質の流入を遮断し、取得された周辺物質を室内に維持するために、閉じられる。カプセル１４００が患者の消化管を出たのち、カプセル１４００は回収され、室１４０２内に保持されている内容が解析される。したがって、患者の消化管に沿って体液を標本採取することによって取得された室１４０２の内容は、設備の整った実験室で解析されうる。
【０１３３】
閉鎖部材１４０６はさらに、流体の室内への流入を許容または防止するためにそれぞれ開放または閉鎖されうるハッチを含みうる。そのハッチを作動させるために、制御回路９０６によって制御可能な微小モーターが設けられる。ハッチを開閉するためには他の技術も構想される。たとえば、小さな室のハッチを開閉するかハッチそのものとして機能する小さな電子的「筋肉」の使用などである。
【０１３４】
大きな室だと、ハウジング１０２中のそれぞれの開口９７０と流体連絡して（そして好ましくは一致して）おり、それぞれの閉鎖部材１４０６を介した閉鎖を与えられる少なくとも二つの開口を有することから裨益しうる。特に比較的粘性が高い周辺物質についてはそうである。室１４０２の複数の閉鎖部材１４０６は、関連する室１４０２の互いに反対側の端に位置されうる。
【０１３５】
単純化された実施形態では、それぞれの閉鎖部材１４０６は通常開状態にある。標本採取ソフトウェア・モジュールは、少なくとも一つの所定の条件の成就に際して閉じるよう、閉鎖部材１４０６を制御する。所定の条件とは、時間に関係した条件、検知される条件または別のカプセル内もしくは患者の体外の装置内に位置している別のプロセッサからなどのコマンドの受領などである。たとえば、標本採取ソフトウェア・モジュールは、カプセル１４００が特定の位置から出ようとしていることを検知するのに際して、閉鎖部材１４０６が閉じるよう制御する。ある好ましい実施形態では、標本採取ソフトウェア・モジュールは各閉鎖部材１４０６を独立して開閉するよう制御する。
【０１３６】
もう一つの例示的な実施形態では、消化管に沿ってカプセル１４００が現在位置している場所で標本を取り込むために開閉するよう、選択された室１４０２に付随する閉鎖部材１４０６が独立して制御されうる。各室１４０２に付随する閉鎖部材１４０６は、異なる区間において、したがって消化管上の異なる位置において標本を取り込むために逐次的に（たとえば螺旋型のようなパターンで）一つずつ開閉するために、独立して制御されうる。好ましくは、付随する閉鎖部材１４０６が開かれるときには、流体が室にはいるのを支援するために室１４０２内に負圧が与えられる。閉鎖部材１４０６を開くのは非常に短期間かつ非常に小さな大きさでありうる。区間は時間を決めた区間、たとえば規則的な区間であってもよいし、および／または検知された条件および／もしくはカプセル１４００の外部装置によって追跡された位置といった少なくとも一つの条件に従って決められてもよい。
【０１３７】
好ましくは、標本採取ソフトウェア・モジュールは個々の閉鎖部材１４０６の開閉、個々の閉鎖部材１４０６の開きの大きさおよび／または閉鎖部材１４０６を開く継続時間を、時間的な条件、検知される条件、遠隔装置から受領される命令などに基づいて制御する。取得された標本に対して実行されるべき解析の要件に依存して、室１４０２当たりに要求される周辺物質の量は変わりうる。個々の室１４０２は、流体標本の存在または該標本のある体積を検知するためのセンサーを具備していてもよく、該センサーが付随する閉鎖部材１４０６を閉じるようトリガーするはたらきをしてもよい。標本採取ソフトウェア・モジュールは、標本の大きさの要件、患者の解剖構造などに基づいて個々の閉鎖部材１４０６を作動させるようプログラムされうる。
【０１３８】
カプセル１４００がさらに、各室１４０２内に負圧を確立するための圧力機構を設けられることが構想される。好ましくは、圧力機構は、選択された制御された圧力を確立するよう制御可能である。さらに、好ましくは、圧力機構は各室１４０２の圧力を独立して制御するよう制御可能である。
【０１３９】
カプセル１４００の配向が、各室１４０２の閉鎖部材１４０６が消化管を通じた体液の流れと逆を向くようにされることが好ましいことがありうる。そうすれば、付随する閉鎖部材１４０６が開かれたときに、流体は閉鎖部材１４０６に向かって流れ、室１４０２内のほうに向けられるからである。カプセル１４００は、該カプセル１４００のテーパー付きの端の一方に配されたおもり組立体１４３０を設けられてもよい。おもりのついた端が、消化管を通じる流体の流れの方向において、下側を向くようバイアスするためである。カプセル１４００は、該カプセル１４００の外側に印１４３２を設けられてもよい。カプセル１４００を摂取するまたは開けるとき（実験室環境などで）カプセル１４３２の適正な配向を可能にするため、および／またはどの室１４０２が取得された最初の標本を保持しているかを示すためである。閉鎖部材１４０６は、たとえば別個の装置からの制御信号に反応して制御回路９０６によって逐次的に開くよう制御可能でありうる。逐次的に開く仕方は、標本の解析のために適正な順序で標本のアクセスおよび取り出しを提供するよう、標本が取得された序列に対応する。
【０１４０】
有利には、カプセル１４００は、消化管の種々の領域を標本採取できる。解析の間、取得された標本の一つに血液のような疑わしい物質が検出された場合、標本が取得された時間と場所を決定することが可能である（たとえば、その標本を保存している室１４０２に付随する閉鎖部材１４０６が開かれ、および／または閉じられたときのカプセルの時間および／または位置から）。たとえば、標本採取の時点でのカプセルの位置の決定の基礎となるものとして、カプセルの摂取と開かれた閉鎖部材１４０６の開閉との間で経過した時間の間隔、似たような患者についての統計的な基準情報、カプセル１４００によって放出される信号（たとえばRF信号）を使っての三角測量された位置、および／または消化管を通じたカプセルの旅程の間に取得された画像（X線、MRIなど）がありうる。
【０１４１】
カプセル１４００は警報装置１４４０を含みうる。ソフトウェア・モジュール９８０は回収警報ソフトウェア・モジュールを含みうる。センサー９０４の一つは、カプセル１４００が患者の体から排出されるまたは排出されるのが近い時を検知できる排出センサーでありうる。回収警報ソフトウェアは、この排出センサーからの検知信号を受信し、検知信号によりカプセル１４０が排出されるまたは排出されるのが近いことが示されている時を判別する。それに基づいて回収警報ソフトウェアが生成する制御信号が警報装置１４４０に与えられてこれを作動させる。
【０１４２】
排出センサーは、カプセル１４００の環境の変化を検知するセンサーでもよい。環境の変化としては、排出の際に、たとえば肛門管にはいる際または肛門管から排出される際にカプセル１４００が位置している便の環境の変化が含まれる。センサーはたとえば、圧力の変化、光の条件の変化および／または温度の変化を検知しうる。
【０１４３】
警報装置１４４０は、患者に対して感覚的な警報を与えるためのMEMS振動器；認識可能な音を出す音響装置；および／または排出後に図９Ａに示したような医薬品放出システム９０１に関連して放出される医薬品であってもよい。この医薬品とは、患者に警報するための物質で、たとえば濃縮された好ましくは蛍光染料または強い独特の臭いをもつ濃縮された物質である。警報は、患者またはその介護者に、カプセル１４００が無事排出されたことを警報するために、あるいは望まれるならカプセルを回収するために有益である。警報装置１４４０、排出センサーおよび回収警報ソフトウェア・モジュールは、カメラ搭載カプセルなどのような、多様なカプセルに関して含まれうる。
【０１４４】
図１５を参照すると、前のカプセルによって残されたマークのようなマークを検知できるカプセル１５００が示されている。カプセル１５００は、患者の外部に位置する装置に構造的に取り付けられていない独立型のカプセルである。カプセル１５００はマーク検出システム１５０２と含まれ、該マーク検出システム１５０２は光源組立体１５０４および光検出器組立体１５０６を含む。マーク検出システム１５０２は、レーザーベースの光学式符号読み取り器または撮像（imaging）ベースの光学式符号読み取り器のような光学式符号読み取り器において見出される回路と等価なMEMS回路を使用する。マーク検出システム１５０２の目的は、未染色組織とインクのしみで染色された組織とを区別することであるので、マーク検出システム１５０２にも、それにより生成される信号の処理のためにも、高い精度や高度の復号処理は必要とされない。光源組立体１５０４は、発光ダイオード（LED）、キセノン管またはレーザー源といった少なくとも一つの光源を含んでいる。光検出器組立体１５０６は、入射光を検知し、対応する検知信号を生成する少なくとも一つの光検出器を含んでいるが、好ましくは、１列もしくは２列の光検出器または一つの光検出器といったある最低数の光検出器を含む。光検出器組立体１５０６はさらに、検知信号に対応するデジタル信号を出力するための関連回路を含む。光源１５０４からのまたは光検出器組立体１５０６へのハウジング１０２を通じた光の透過を容易にするため、ハウジング１０２には窓１５１０が設けられる。
【０１４５】
動作では、光源組立体１５０４が少なくとも一つの光またはレーザービームを発し、それがカプセルの近くにある消化管の壁に入射し、これから反射される。壁は、マークで染色されているか未染色かによって異なる光反射性属性をもつはずである。光源組立体１５０４はさらに、ビームを偏向させて該ビームを弧状に走査するための走査組立体を含みうる。光源のねらいをつけるため、あるいは光検出器を所望の位置に位置させるために、本開示の他のところで論じられるようなおもり付けまたは操縦（steering）を介するなどしてカプセルを配向させることが望ましいことがありうる。マークは消化管の周のリングとして形成されうるので、光源のねらいをつけることおよび／または光ビームの偏向は必要でないこともある。
【０１４６】
光検出器組立体１５０６は、該光検出器組立体１５０６の光検出器に入射する反射光を検出し、対応する光検知信号を生成する。前記関連回路が対応する光検知信号を、バッファリング、増幅、フィルタ処理および／またはアナログからデジタルへの変換などのために処理し、光検知信号に対応するデジタル信号を出力する。カプセル１５００はさらに、少なくとも制御回路９０６ならびに好ましくはアンテナ５０２、通信回路５０４および／またはトランスデューサ素子５１０ａを含む。これらは、カプセル１５００と該カプセル１５００から遠隔な別のカプセルもしくは遠隔処理装置９５０のような処理装置との間の通信を容易にするためのものである。検知された光を反射した表面の反射性属性を決定するために、制御回路９０６は、光検出器組立体１５０６によって出力されるデジタル信号を解析するか、該デジタル信号を遠隔なプロセッサに送信するかする。光ビームを反射した目標の光反射性属性（たとえば、消化管の組織に投下された医療マークであるかマークされていない組織であるか）は、対応する検知信号の波形に影響する。したがって、光反射性属性は、アナログまたはデジタルの形の検知信号の波形に基づいて決定できる。
【０１４７】
前記関連回路またはその一部は、光検出器組立体１５０６によって出力された検知信号に対して必要な任意の追加的な処理を実行するために遠隔処理装置９５０によって与えられうる。制御回路９０６および／または遠隔処理装置９５０は光検出器組立体１５０６によって生成された検知信号を処理して、入射光に関連した反射性属性を決定する。検知信号の処理は、アナログまたはデジタル回路によって実行されることができるが、好ましくは検知信号に対応するデジタル信号を処理するデジタル回路によって実行される。
【０１４８】
検知信号の処理は好ましくは、決定された反射性属性により、入射光が前のカプセルによって投下された医療マークから反射されたということが示される場合、第一の制御信号を生成することを含む。決定された反射性属性により、入射光が投下医療マークによってマークされていない消化管の組織から反射されたということが示される場合には、第二の制御信号が生成される。したがって、装置、機能または活動の制御は、前のカプセルによって投下された投下医療マークをカプセル１５００が検知することに基づいて与えられうる。
【０１４９】
図１６ないし１８を参照すると、本開示の別の実施形態が示されている。摂取可能カプセル１６００は、少なくとも一つの気体加圧モジュール１６０２と少なくとも一つのバルーン１６０４とを含む制動システム１６０１が与えられている。ここで、消化管通過の際の前記少なくとも一つのバルーン１６０４の膨張がカプセル１６００の通過を制御する。たとえば、消化管を通ってのカプセル１６００の動きを遅くしたり止めたりするのである。さらに、前記少なくとも一つのバルーン１６０４のうち選択された一つまたは複数のバルーン１６０４の選択可能な量の膨張は、カプセル１６００を所望の配向に配向させるためなどの、カプセル１６００の操縦（steering）および／または位置付けを支援しうる。カプセル１６００は、患者の外部に位置する装置に構造的に取り付けられていない独立型のカプセルである。
【０１５０】
バルーンおよびカテーテル組合わせ体（たとえばバルーン・カテーテル）の使用および構築は医療技術分野においてよく知られており、たとえばLevyに発行された米国特許第Re.32,983号およびSaabに発行された米国特許第4,820,349号に記載されている。バルーン・カテーテル組合わせ体は典型的には、体の管腔たとえば冠動脈またはその他の体の空洞を拡張させるための拡張デバイスとして利用される。バルーン・カテーテル組合わせ体はまた、たとえば、外科手順または治療手順が実行できるよう、体の管腔内に器具を一時的に留めるためなど、固定および隠蔽（occlusion）のような他の資格においても使用されてきた。さまざまな型のバルーン・カテーテル組合わせ体の応用を一般的に示す他の特許には、Wolvekに発行された米国特許第4,540,404号、Schiffに発行された米国特許第4,422,447号およびCho  et  al.に発行された米国特許第4,681,092号が含まれる。バルーンおよびカテーテル組合わせ体の例示的な応用は、血管形成、手根管拡張、胆管拡張、尿道拡張、良性前立腺肥大（BPH）治療、バレット食道治療、ファロピウス管拡張、涙管拡張、弁形成などが含まれる。
【０１５１】
バルーン１６０４の膨張および拡張は、制御回路９０６によって制御される。膨張されると、バルーン１６０４は抵抗を生じ、および／またはカプセル１６００が位置されている消化管の隣接する壁に圧力を加える、すなわち壁に関して摩擦を生成する。カプセル１６００の通過を遅くするか止めるために制動を加えるのが有利であるだろう応用および事例としては、カプセル搭載のカメラによる撮像のため、カプセル上に積載されている医薬品のペイロードの投与のため、周辺条件を検知するため、周辺流体の標本を採取するため、光線療法薬を送達するため、該光線療法薬とともに光療法を実行するため、および診断手順もしくは療法手順を実行するための手順が含まれる。
【０１５２】
バルーン１６０４は選択的に膨張可能および拡張可能である。図１６では、バルーン１６０４Ａは膨張された状態で示されており、バルーン１６０４Ｂはしぼんだ状態で示されている。図１７は領域１７００をより詳細に示している。ここで、気体加圧モジュール１６０２と対応するバルーン１６０４との間に設けられた加圧閉鎖部材１６０６が示されている。これは、該気体加圧モジュール１６０２からバルーン１６０４への一方向的な気体の流れを選択的に許容するためである。対応するバルーン１６０４から対応する排気チャネル１６１０を通っての一方向的な気体の流れを選択的に許容するため、減圧閉鎖部材１６０８がさらに設けられている。これは気体が排気チャネル１６１０を通ってバルーン１６０４からカプセル１６００の周辺環境に出ることを許容することによって、バルーン１６０４の収縮を許容する。
【０１５３】
動作では、バルーン１６０４は、選択された時刻または位置において、あるいは検知された属性または遠隔処理装置もしくは別のカプセルからの命令に従って膨張または収縮されうる。バルーンの膨張は、カプセルの消化管を通じた進行を止めたり、遅くしたり、あるいは操縦したりするために使われうる。カプセル１６００は、療法手順または診断手順を実行するために一つまたは複数の追加的な装置を含んでいてもよい。治療後、バルーン１６０４は、カプセル１６００が消化管の通過を続けられるよう、完全または部分的にしぼまされうる。その後、バルーンは選択的に再び膨張されてもよい。たとえば、消化管に沿った別の位置で前記手順を繰り返すためである。
【０１５４】
個々のバルーン１６０４はカプセル１６００上に取り付けられうる。図１７は、バルーン１６０４が取り付けのために固定される、ハウジング１０２上に形成された例示的なフランジ１６１２を示している。バルーン１６０４の弾性のため、バルーンは、該バルーン１６０４を固定された状態に維持するために、フランジ１６１２に対するある力をもって、該バルーンの首１６１４を絞る。首１６１４をフランジ１６１２に固定するための追加的な構造特徴が、首１６１４またはフランジ１６１２に与えられてもよい。たとえば、隆起、うね、かみ合う溝または切り込みなどである。
【０１５５】
個々のバルーン１６０４がカプセル１６００に固定されるのはさまざまな仕方がありうる。たとえば、個々のバルーン１６０４は、フランジ１６１２に加えて、あるいはフランジ１６１２の代わりに、バルーン１６０４に取り付けられるかバルーン１６０４と一体になった、ハウジング１０２をつかむ弾性ストラップまたはパウチを含んでいてもよい。ストラップ／パウチの弾性に起因する張力がバルーン１６０４の位置を保持する。ハウジング、バルーンの首１６１４またはストラップ／パウチは、うね、かみ合う溝または切り込みなどといった追加的な固定機構を設けられることもできる。ストラップ／パウチは、たとえば医薬品を施与するための開口をもつなどおよび／またはアンテナ５０２を収容するなど、カプセル１６００の他の特徴を収容するよう構成されてもよい。バルーン・カテーテル組合わせ体のような当技術分野において知られている方法および構造がさらにカプセル１６００に取り付けられてもよい。たとえば、カテーテルがカプセルに取り付けられ、バルーン１６０４が該カテーテルに取り付けられる。カテーテルはハウジング１０２からわずかしか伸びていなくてもよい。
【０１５６】
図１９は、バルーンおよびカテーテル組合わせ体をもつカプセル１９００を示している。ここで、カプセル１９００の動作はカプセル１６００の動作と同様である。カプセル１９００は、患者の外部に位置する装置に構造的に取り付けられていない独立型のカプセルである。バルーン１９０１およびカテーテル１９０４は一時ハウジング１９０３内に用意される。一時ハウジング１９０３は、カプセル１９００の摂取後、カプセル１９００から制御可能的に破棄される。破棄されたハウジング１９０３は溶解され、吸収され、および／または消化管を通って体外に出る。制御回路９０６および気体加圧モジュール１６０２がカテーテル１９０４の中またはバルーンの管腔（lumen）の中（たとえば、バルーンが複数の管腔をもつ場合）に配される。気体加圧モジュール１６０２はチャネル１９０６および加圧閉鎖部材１６０６を介してバルーン１９０１と流体連絡している。減圧閉鎖部材１６０８はバルーン１９０１および排気チャネル１６１０と、カテーテル１９０１を通じて流体連絡している。気体が排気チャネル１６１０を通じてバルーン１９０１を出ることを許容するためである。閉鎖部材１６０６および１６０８の位置付けは、閉鎖部材１６０６および１６０８を別のところに位置させるよう変更されてもよく、示されている例に限定されない。
【０１５７】
ハウジング１９０３は、摂取後に消化管における生化学過程によって溶け去るまたは溶解する物質のような生体適合材料でできている。好ましくは、ハウジング１９０３を所望の位置で破棄するために、溶ける過程は、当技術分野で既知のように制御される。さらに、ハウジング１９０３が、制御回路によって制御される一つまたは複数のイベントに反応してカテーテル・バルーン組合わせ体から溶け去ることが考えられている。イベントとは、ハウジング１９０３を溶かすための一つまたは複数の電極の加熱、あるいはハウジング１９０３内に貯蔵されている、溶ける過程をトリガーする化学物質の放出を含みうる。ひとたびハウジング１９０３が除去されると、カテーテル・バルーン組合わせ体は消化管に曝露される。カテーテル１９０４および／またはバルーン１９０１は、消化管に損傷を引き起こすことなく消化管の中を安全に通過するために両端が丸められている。
【０１５８】
図１６〜１９に関し、制御回路は、バルーン１９０１または１６０４を制御可能的かつ反復可能的に膨張および収縮させるため、気体加圧モジュール１６０２、加圧閉鎖部材１６０６および減圧閉鎖部材１６０８を制御する。その制御は、計時されたイベント、検知されたイベント（たとえば検知された圧力が所定の閾値を超えるまたは下回る）および／または遠隔処理装置もしくは別のカプセルといった外部装置から受け取られたコマンドといったイベントに従うなどして行われる。たとえば外部装置は、カプセル１６００を追跡し、および／または検知される条件および／もしくは計時のイベントをモニタリングし、バルーン１６０４もしくは１９０１の膨張および収縮を制御するための制御信号をカプセル１６００に送りうる。
【０１５９】
ここでのバルーン１６０４の記載はバルーン１９０１に当てはまる。バルーン１６０４は、軟質ポリ塩化ビニル（PVC）、架橋ポリエチレン（PE）、ポリエステルポリエチレンテレフタレート（PDT）、ナイロンもしくはポリウレタンといった材料から形成される高圧非弾性型でもよく；あるいはラテックスもしくはシリコーンといった材料から形成される低圧エラストマー型でもよい。バルーン上にコーティングが与えられてもよい。たとえば、潤滑性コーティング（たとえば撥水性（hydropholic）、疎水性）、耐摩耗耐穿刺コーティング、粘着性もしくは高摩擦コーティング、伝導性コーティング、抗血栓形成コーティング、薬物放出コーティング、反射性コーティングおよび選択的（selective）コーティングなどである。
【０１６０】
カプセル１６００は、バルーン１６０４をしぼませ、しぼまされるバルーン１６０４から出る気体を保持するための一つまたは複数の制御された真空または負圧の室を含みうることが構想されている。真空室の大きさを減らすため、カプセル１６００には真空室内の空気を圧縮するためのコンプレッサーが供給されてもよい。好ましい実施形態では、真空室は設けられない。収縮は、個々のバルーン１６０４内の気体が制御可能的に対応する排気チャネル１６１０を通って出ることを許容するための減圧閉鎖部材１６０８のような一つまたは複数の閉鎖部材を開くことによって容易にされる。減圧閉鎖部材１６０８が開かれると、周辺条件に対して圧力が正常化しようとする傾向のため、および／または消化管に沿った筋肉など患者の解剖構造がたとえば蠕動作用のために及ぼす圧力のため、対応するバルーン１６０４内の気体が排気チャネル１６１０を通って排出される。
【０１６１】
膨張前および／または収縮後のようなしぼんだ状態のバルーン１６０４Ｂはランダムな形につぶれてもよいし、あるいはバルーンの材料により与えられた、所定のしわ、うねおよび／またはその等価物といった構造的な特徴によって決まる形にたたまれてもよい。しぼんだ状態のバルーン１６０４Ｂは、使用されないときには、ハウジング１０２にまたはカプセル１６００内に、パックおよび／または固定されてもよい。
【０１６２】
加圧閉鎖部材１６０６および減圧閉鎖部材１６０８は選択的に、流体、より特定的には気体が一方向のみに流れることを許容する。好ましくは、流れの速さは、閉鎖部材１６０８の開きおよび／または流体が閉鎖部材１６０６もしくは１６０８に与えられる圧力を調整することによって制御可能である。閉鎖部材１６０６および１６０８の選択的な開放、閉鎖および好ましくはその度合いは好ましくは制御回路９０６によって与えられる。閉鎖部材１６０６および１６０８は上記の閉鎖部材９６６と機能的および構造的に同様であってもよく、MEMSバルブ、微小バルブおよび微小バルブ・アクチュエータ機構、フルイスタ（fluistor）、マイクロ流体システム、ハッチ、微小モーターおよび／または制御可能な人工筋肉を含みうる。
【０１６３】
図１６〜図１８に関しては、気体加圧モジュール１６０２と対応するバルーン１６０４との間の通路を与える加圧閉鎖部材１６０６はハウジング１０２の開口１８０２と流体連絡している。対応するバルーン１６０２と排気チャネル１６１０との間の通路を与える減圧閉鎖部材１６０８はハウジング１０２の開口１８０４と流体連絡している。ハウジングはさらに、排気チャネル１６１０からカプセル１６００の周辺の環境へのアクセスを与える開口１８０６が設けられている。図１９に関しては、気体加圧モジュール１６０２と対応するバルーン１９０１との間の通路を与える加圧閉鎖部材１６０６はバルーン１９０１の開口と流体連絡している。バルーン１９０１と排気チャネル１６１０との間の通路を与える減圧閉鎖部材１６０８はバルーン１９０１の開口と流体連絡している。該排気チャネル１６１０はカプセル１９００の周辺の環境に開いている。
【０１６４】
気体加圧モジュール１６０２は、少なくとも一つの開始剤要素を貯蔵しており、それからバルーン１６０４または１９０１をふくらませるための気体、好ましくは加圧気体を生成する。バルーン１６０４または１９０１は、バルーン１６０４、１９０１内またはバルーン１６０４または１９０１外の圧力の大きさを調整および検知するために、一つまたは複数の調整器および／または圧力センサー１６２０を設けられていてもよい。バルーン１６０４または１９０１の中にまたは外に加圧気体をいつ放出すべきかを判別するために、圧力センサー１６２０からの出力が制御回路９０６によって処理される信号に含められうる。本開示のある実施形態では、気体加圧モジュール１６０２は圧縮気体を貯蔵するための容器を含みうる。この容器はエアホーンまたはスキューバ・タンクに似ていてもよい。CO2を保持するための小さなノズルをもつ小さな容器がリモコン模型飛行機について知られている。気体はたとえば、窒素、CO2、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンおよび／またはラドンを含みうる。好ましい気体はアルゴンである。アルゴンは、pH中立性で、非毒性で、放射線がなく、電気機能に不干渉であるため、排気チャネル１６１０を通じて消化管中に放出されたときに生体機能に干渉せず、カプセル１９００の電気機能にも干渉しない。しかしながら、本開示はこれに限定されない。
【０１６５】
バルーン１６０４または１９０１をふくらませるため、閉鎖部材１６０６および／または気体加圧モジュール１６０２（たとえばそのアクチュエータ）を制御回路９０６によって制御することにより、気体が加圧閉鎖部材１６０６を通じて供給される。気体はバルーン１６０４または１９０１に間欠的に与えられてもよい。したがって、バルーン１６０４または１９０１は複数回膨張および収縮されてもよい。
【０１６６】
消化管の直径および膨張されたバルーン１６０４または１９０１の形は、ひとたび気体がバルーンに与えられたときの望まれる気体の体積を決定するために使われる因子である。消化管についての例示的な直径は次のとおりである：
小腸：直径2.5cm
大腸：直径6.3cm
食道：直径2.5cm
圧力下での気体の体積の変化は、たとえばボイルの法則ならびに／またはボイルの法則およびシャルルの法則から導かれる理想気体の法則を使って理解できる。
【０１６７】
ボイルの法則によれば：
P1V1＝P2V2
ここで、添え字1をもつ変数は（たとえば圧力の）操作の前の初期値を意味し、添え字2をもつ変数は操作後の最終値を意味する。
【０１６８】
ボイルの法則を使って、容器内の830psiの加圧について例示的な計算が実行される。ラフト（rafts）が約2psiで、大気圧が約15psiであるとすると：
830／(2＋15)＝48.8
したがって、そのような加圧は圧縮された気体の元の体積の約50倍の膨張を与える。温度、大気圧、安全策、液体気体（liquid  gas）の初期体積、生成気体の所望の体積および初期の急速な膨張に伴う生成された気体の冷却（これは典型的には迅速に周辺温度に達する）といった要因について調整がされることになるであろう。
【０１６９】
上記から、窒素またはCO2のような微量の液体気体が小さな摂取可能容器に貯蔵されうることは明らかである。ここで、加圧により、カプセル１６００または１９００をそれが通過している消化管の部分の中で遅くする、止めるまたは操縦するために適切な大きさに一つまたは複数のバルーンをふくらませるための気体を生成することになる。バルーン１６０４がふくらまされる度合いは患者の解剖構造、患者の年齢、患者の体温、大気圧および使用されるバルーン構成のような因子に依存する。バルーン１６４０、１９０１の膨張は、撮像システムおよび／または追跡システムからの結果にも基づいて制御されてもよい。そうしたシステムは、カプセル１６００または１９００が止まったことを判別し、それによりバルーン１６０４、１９０１内でカプセル１６００、１９００を止めるのに十分な圧力に達したことを確認することのできるものである。したがって、加圧の度合い、加圧の作動および閉鎖部材１６０６の制御といった治療のパラメータは、上記の因子に従って制御される。上記の因子に関係する情報が、手順を開始する前に（たとえば治療前データとして）および／または治療の間に（たとえばカプセル１６００が摂取されたあとで）制御回路９０６または遠隔処理装置９５０に与えられてもよい。遠隔処理装置は、すでに提供されている情報に基づいてさらなる情報を判別するために、知識ベースまたはデータベースを参照しうる。たとえば、知識ベースまたはデータベースは特定の年齢、体重および身長の患者についての消化管直径に関係する情報を提供しうる。
【０１７０】
代替的に、気体加圧モジュール１６０２は、Grossに発行された米国特許出願5,318,557号に記載されているような、電流が加えられると気体を発生させる電界槽を含んでいてもよい。代替的に、気体加圧モジュール１６０２は、組み合わせると反応して気体を生成する、固体、気体または液体状態の二つ以上の化学物質を含んでいてもよい。そのような気体加圧モジュールの例は自動車のエアバッグで具現されている。その場合、電気的なトリガーに際して、非常に少量の粉末または固体推進剤（たとえばアジ化ナトリウムおよび硝酸カリウム）が反応してきわめて急速に窒素を発生させる。
【０１７１】
カプセル１６００または１９００では、気体は好ましくはバルーン１６０４または１９０１に、大きなスピードおよび／または力なしに、静かに放出される。非毒性の化学物質を使うことが好ましい。しかしながら、気体を生成するために使われる化学物質はカプセル内に封入され、カプセルと一緒に患者から排出され、好ましくは患者の解剖構造を前記化学物質に曝露することはない。したがって、毒性の化学物質が使われることもできることが考えられている。気体の生成を引き起こすトリガーの作動は、容器の作動に関して上述したような制御回路９０６によって制御される。
【０１７２】
さらに、カプセル１６００または１９００がバルーン１６０４または１９０１をふくらませるための二つ以上の気体加圧モジュール１６０２を含んでいてもよいことが考えられている。たとえば、気体加圧モジュール１６０２の一つが空になったとき、別の一つがバルーンをふくらませるのを引き継ぐ。あるいはまた、第一および第二の気体加圧モジュールがそれぞれ異なるバルーン１６０４と流体連絡していてもよい。
【０１７３】
当技術分野において知られているバルーンおよびカテーテル・バルーンの特別な諸特徴がバルーン１６０４に、ならびに／またはカテーテル１９０２およびバルーン１９０２を含む図１９のカテーテル・バルーン構成に適用されてもよい。さらに、上記のように、バルーン１６０４はカテーテル・バルーンとして具現されてもよい。この場合、カテーテルはカプセル１６００に取り付けられる。
【０１７４】
前述のように、たとえばSaabに発行された米国特許5,342,301では、周囲管腔１６３０が設けられ、螺旋パターンなどでバルーン１６０４または１９０１の外壁のまわりに巻き付けられてもよい。周囲管腔１６３０はその長さに沿ってピンホール１６３１を含んでいてもよく、選択された時間およびカプセル１６００の位置において医薬品を精密に送達するために使用されうる。カプセル１６００は、システム９０１のような医薬品施与システムを含んでいてもよく、周囲管腔１６３０は医薬品施与システム９０１の出力に接続される。管腔１６３０を通じた医薬品の施与は、医薬品施与システム９０１の閉鎖部材および／または圧力機構を制御することなどにより制御される。図１９に関しては、医薬品システム９０１はさらに、バルーン１９０１の管腔（図示せず）内に配され、バルーン１９０１のまわりに巻かれた周囲管腔１６３０と流体連絡があるのでもよい。
【０１７５】
バルーン１６０４または１９０１は、複数の機能を実行するなどのため、複数の管腔を設けられてもよい。複数の管腔は、診断デバイスまたは療法デバイスなどの異なるデバイスを保持していてもよく、さらに、精密な位置付けのために使用されてもよい。
【０１７６】
カプセル１６００または１９００はさらにマイクロ波アンテナを設けられてもよい。マイクロ波アンテナは、バルーンの壁を通して組織を加熱するようマイクロ波エネルギーを加えるためにバルーン１６０４または１９０１内に配されてもよいし、あるいはマイクロ波アンテナはハウジング１０２Ａ内に配されて、ハウジング１０２の少なくとも一部分が、マイクロ波アンテナからの熱をハウジング１０２の外側表面に転送するために適切な材料でできているのでもよい。当該アンテナおよび／または加熱の対象でない組織を冷却するために冷却バルーンのような冷却システムが設けられてもよい。
【０１７７】
カプセル１６００または１９００はさらに、レーザーまたは赤外線付与デバイス１６４０をその中に取り付けられてもよい。たとえば、レーザー・バルーン拡張および光活性化（光線療法）薬または赤外線活性化薬を用いた光線力学的療法（PDT:  photo  dynamic  therapy）のためである。光活性化薬はたとえば、バレット食道の治療のためのPhotofrin（商標）、ALA、5-ALA、Foscan（商標）、Metexのようなものである。ふくらまされたPDTバルーンは食道を拡張させ、レーザーまたは赤外線付与デバイス１６４０を位置付ける。レーザーまたは赤外線付与デバイス１６４０は、バルーンの壁を通して組織に光エネルギーを加えるためにバルーン１６０４または１９０１の内部に配されてもよいし、あるいはレーザーまたは赤外線付与デバイス１６４０はハウジング１０２内に配されてもよい。バルーン１６０４もしくは１９０１またはハウジング１０２の一部分（たとえば点線で示されている窓１６４２）は、レーザーまたは赤外線付与デバイス１６４０から組織の環境への光または赤外線エネルギーの通過を許容するため、半透明である。さらに、光線療法の対象でない組織を処置してしまうのを防ぐため、バルーン１６０４もしくは１９０１またはハウジング１０２の一部分は、光が通過するのを防ぐための選択された諸位置における不透明コーティング、あるいは赤外線エネルギーが通過するのを防ぐための耐赤外線コーティングを設けられてもよい。さらに、レーザーまたは赤外線付与デバイス１６４０はハウジング１０２内に埋め込まれて設けられてもよいし、あるいはハウジング１０２の外に設けられてもよい。
【０１７８】
カプセル１６００または１９００は、カプセル（もしくはカテーテル１９０２）の両端に配された二つの別々のバルーン１６０４もしくは１９０１またはドッグボーン型のバルーン、医薬品送達システムならびに／または吸引システムを含んでいてもよい。両端のバルーン１６０４または１９０１が両方ともふくらまされると、二つのバルーン１６０４または１９０１の間の領域は消化管の残りの部分からは封鎖される。封鎖された領域は、医薬品たとえば毒性の医薬品を投与するなどによって治療されうる。治療後、吸引システムが過剰の医薬品をその領域から吸引しうる。その領域を洗うために第二の医薬品が投与されてもよい。次いでカプセル１６００または１９０１が消化管を通過して排出されることができるよう、バルーン１６０４または１９０１はしぼまされる。
【０１７９】
バルーン１６０４または１９０１は、直径1マイクロメートル以下から数マイクロメートルの範囲の大きさの孔をもつ微孔性膜を設けられていてもよい。この膜は医薬品をしみこませ、あるいは含浸させることができ、バルーン１６０４または１９０１の膨張などに際して膜が伸びると、医薬品が放出されやすくなる。バルーン膜は、よく定義された領域にわたって非常に精密な投薬量で医薬品を施与するために、該医薬品を滲出させる。さらに、医薬品はバルーン１６０４、１９０１の表面にコーティングされ、特定部位に送達されてもよい。圧力、熱、レーザー光などが、バルーン表面から消化管壁への医薬品の移転を容易にしうる。
【０１８０】
第一のカプセルおよび第二のカプセルが縦続的に動作してもよい。第一のカプセルはバルーン１６０４または１９０１を含み、第二のカプセルの位置付けのために第二のカプセルの通過を遮断するために、あるいは医薬品が該第一のカプセルを過ぎて流れるのを遮断するために使われうる。第二のカプセルはバルーンまたはバルーン・カテーテルを含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。第二のカプセルは診断的または療法的な処置を実行しうる。処置の完了後、第一のカプセルのバルーンはしぼまされ、両方のカプセルは消化管の旅程を続けうる。上記手順は、複数の別々で間欠的な処置について反復可能である。
【０１８１】
図２０は、カプセル２０００に取り付けられ、カプセル２０００のまわりに分布されている複数の剛毛２００２を有するカプセル２０００を示している。分布は、好ましくはカプセルの周または断面のまわり360度にわたり、好ましくはカプセルの後端付近である。カプセル後端とは、消化管を通過する際に前端の後を追う側である。カプセル２０００は、患者の外部に位置する装置に構造的に取り付けられていない独立型のカプセルである。剛毛は、90度未満の角度などでカプセルから離れる方向に広がるようバイアスされている生体適合材料でできている。剛毛の長さは、カプセルが消化管を通過する際に、剛毛が消化管の壁に接触するのに十分な長さである。壁の形が変わると、個々の剛毛の偏向が変わる。偏向センサー２００４がそれぞれの剛毛に設けられており、偏向の度合いを検知して対応する信号を制御回路９０６に送るようになっている。制御回路９０６は偏向に対応する信号を保存し、および／または該信号を遠隔処理装置９５０にアンテナ５０２を介するなどして送信する。偏向に対応する信号は、異常を識別するなどのため、消化管の場所的マッピング（topical  mapping）を生成するために処理される。
【０１８２】
カプセル２０００の前端および後端はテーパーが付けられており、好ましくは後端のほうがテーパーがきつくなっている。カプセル２０００が消化管を通過する際、カプセル２０００はところどころで消化管を広げるが、消化管はつぶされうる。剛毛はカプセルの直径が最大になる断面の近くでまたは該断面でカプセルから伸び、ある角度で後方に、テーパーが付けられた端のほうに向かって伸びる。剛毛は、消化管がつぶされた状態に戻るまで消化管に沿ってこするが、きつくテーパーが付けられた後端のためまだ偏向される余地が十分にある。
【０１８３】
偏向センサー２００４はカプセル２０００のハウジング１０２の内側または外側に置かれてもよいし、あるいはハウジング１０２内の開口内に配されてもよい。好ましくは、各センサーはハウジング１０２の外側面上で、対応する剛毛がハウジング１０２に取り付けられているまたはハウジング１０２から出るところに位置される。剛毛は対応する開口のところでハウジング１０２を通って伸びていてもよい。ここで、開口は密封されていて、流体は通過できなくなっている。
【０１８４】
偏向センサー２００４は、有線または無線通信などによって制御回路９０６と通信する。ここで、センサー２００４がハウジング１０２の外側に位置される場合、各偏向センサー２００４と制御回路９０６との間の通信のための有線接続は、少なくとも一つの開口を通る。ここで、開口は密封されていて、流体は通過できなくなっている。さらに、有線接続の、ハウジングの外側に位置されるいかなる部分も、流体に対して不浸透性である。
【０１８５】
剛毛２００２および偏向センサー２００４に加えて、またはその代わりに、カプセル２０００は、及ぼされた圧力を検知して対応する検知圧力信号を生成する圧力センサー２０１０を設けられてもよい。該信号は、有線または無線通信などによって制御回路９０６によって受信される。制御回路９０６は圧力信号を保存または送信する。圧力信号は、異常を識別するなどのため、消化管の圧力マッピングを生成するために処理される。
【０１８６】
剛毛２００２および圧力センサー２０１０の密度は、設計上の選択に従って選択される。前記複数の剛毛２００２または圧力センサー２０１０は、１列または数列の戦略的に位置された剛毛２００２または圧力センサー２０１０をそれぞれ含みうる。偏向信号の処理は、サンプリングならびに／または偏向の変化の検出および処理を含みうる。有利なことに、カプセル２０００は、侵襲手順なしに、消化管全体の地勢的な特徴および及ぼされる圧力の特徴を調査できる。内視鏡検査法または結腸鏡検査法ではアクセスが難しい消化管の領域さえも、カプセル２０００によってマッピングされる。
【０１８７】
図２１に関しては、制御可能的に放射線を投与するカプセル２１００が示されている。カプセル２１００内には、ヨウ素125またはパラジウム103のような放射性物質が配されている。カプセル２１００は、消化管の通過のために摂取可能でありうる。ここで、目標でない領域を照射することなく目標領域に放射線を投与するようカプセル２１００を目標領域に位置させるため、カプセル２１００の通過は制御され、たとえば停止されたり遅くされたりする。カプセル２１００による消化管の通過の制御は、好ましくは、図１６〜図１９に関して図示し、説明したバルーン１６０４または１９０１のような、カプセル２１００上の制動機構によって行われる。さらに、カプセル２１００による消化管の通過の制御は、制動機構に加えて、または制動機構の代わりに、蠕動作用を遅くするか止めるかするロモチル（Lomotil）（登録商標）のような医薬品（たとえば当該カプセルまたは他の施与手段を介して施与される）を投与することによって行われてもよい。代替的に、カプセル２１００は埋め込み可能であってもよい。たとえば、腫瘍のような目標の近くの所望の位置に埋め込むのである。カプセル２１００は、患者の外部に位置する装置に構造的に取り付けられていない独立型のカプセルである。
【０１８８】
カプセル２１００は調整可能な遮蔽を含んでいる。ここで、遮蔽の位置が閉の位置に調整されると、カプセル２１００の環境は放射線から遮蔽される。さらに、遮蔽の位置の調整は、開の位置に制御可能である。それによりすき間または開きができて、それが放射性物質とカプセルの環境との間に流体連絡を提供し、カプセルの環境が放射線に曝露されることが許容される。開きの大きさは、カプセル２１００から放出される放射線の量を制御するために選択可能である。さらに、遮蔽を含めてカプセルは、放射線を一つまたは複数の選択された方向に向けるための望ましい配置で開きを提供するよう構成可能である。
【０１８９】
カプセル２１００の利点は、非目標の実体に対する放射線被曝の最小化を含む。非目標の実体とは、摂取に先立ちカプセルを扱う医療チーム、目標とされていない組織または放射線曝露が望まれていないときの目標とされている組織などである。カプセル２１００の利点は、間欠的に、および／または長期間にわたって放射線を放出する能力を含む。これはたとえば遠隔または組み込まれた制御プログラムに従って行われる。該プログラムは、腫瘍もしくは病変の応答および／または患者の状態に依存して処置の調整を提供しうる。カプセル２１００の利点は、消化管内から消化管に沿った選択された諸位置に放射線を投与し、それにより目標とされていない組織の被爆を最小にする能力を含む。
【０１９０】
図２１〜２９を参照すると、例示的なカプセル２１００およびその一貫した変形２１００′が示されている。図２１は、放射線カプセル２１００の分解図を示している。ここで、カプセル２１００の本体２１０２および調整可能モジュール２１０４が示されている。示されている例では、モジュール２１０４はその位置を調整するために回転される。モジュール２１０４の位置を調整するためには他の構造および方法を使ってもよいことが考えられている。たとえば、スライドさせる、入れ子式にたたむ（telescoping）、拡大する、収縮させるなどであり、本開示はモジュール２１０４の回転に限定されるものではない。
【０１９１】
本体２１０２は、後述する制御回路およびアクチュエータのようなカプセル２１００の構成要素を収容するための第一の半分２１０２Ａと、さらに後述するような放射性物質２１０７を含む放射性組立体２１０６を収容する第二の半分２１０２Ｂを含んでいる。本体２１０２の第一の半分２１０２Ａは、該第一の半分２１０２Ａを囲むハウジング２１０８を含み、制御回路およびアクチュエータのようなカプセル２１００の構成要素を囲み、これを放出される放射線から保護するための耐放射線性の制御ハウジング２１１０を含んでいる。図２１の例示的な構成に示されるように、ハウジング２１０８および制御ハウジング２１１０は一つの実体で、制御ハウジング２１１０が制御回路およびアクチュエータのようなカプセル２１００の構成要素を含む第一の半分２１０２Ａを収容しているのでもよい。
【０１９２】
本体の第二の半分２１０２Ｂは、少なくとも一つの耐放射線パネル２１１６を含んでいる。ここで、複数の第一パネル２１１６は収束してもよく、好ましくは、開口２１２０を有する第一の端部キャップ２１１８に取り付けられる。隣接する第一パネル２１１６どうしの間には空隙２１２２が形成される。放射性組立体２１０６は好ましくは、生物適合性のプラスチック殻のような、第一パネル２１１６の内側の面に取り付けられ、好ましくは空隙２１１２において曝露される固体物質２１５４を含む。固体物質２１５４内には放射性の粒またはシード（放射性物質２１０７を含んでいる）がマウントされている。好ましくは、シードは、空隙２１２２内に位置されるよう、固体物質２１５４上に戦略的に配置される。代替的に、図２４に示すように、放射性物質２１０７は、第一の支持組立体２１１２によって第二の半分２１０２Ｂ内に支持された固体物質２１５４上にマウントされ、空隙２１２２を通じてカプセル２１００の周辺環境に曝露されてもよい。ハウジング２１０８、耐性第一パネル２１１６および／または第一の端部キャップ２１１８は、一体の材料片で形成されてもよいし、あるいはまた別個の材料片をスナップで留めるなどして結合して形成されてもよい。したがって、本体の第一の半分２１０２Ａおよび第二の半分２１０２Ｂは一つの材料片または複数の材料片で形成されうる。耐性第一パネル２１１６およびハウジング２１０８が一つの材料片で形成される実施形態では、ハウジング２１０８が制御ハウジング２１１０を含むことが好ましい。
【０１９３】
本体２１０２Ｂの第二の半分は、示された第一パネル２１１６の構成に限定されない。少なくとも一つの耐放射線性部分、たとえばパネルを有する第一の耐放射線組立体であって該第一組立体内に少なくとも一つの空隙が形成されるものが設けられるような、本体２１０２Ｂの他の限定も提供されうる。たとえば、第一組立体は、ここに記載される空隙を有する一つのパネルを含んでいてもよい。あるいはまた、複数のパネルが設けられて、パネル間または各パネル内に少なくとも一つの空隙が描かれるのでもよい。
【０１９４】
図２２は、本体の第一の半分２１０２Ａの断面図を示している。ここで、制御ハウジング２１１０は、第二の支持組立体２１２４によってハウジング２１０８内に支持されている。図で斜線を付された領域はハウジング２１０８の内壁２１２８である。シャフトのような回転デバイス２１２６が、該回転デバイス２１２６の第一の端において、制御ハウジング２１１０内に配されたアクチュエータに動作的に取り付けられている。アクチュエータの作動または有効化に際し、回転デバイス２１２６が回される。回転デバイス２１２６は、該回転デバイス２１２６の第二の端において、本体の第二の半分２１０２Ｂの第一の端部キャップ２１１８の開口２１２０内に受容され、支持され、回転可能である。
【０１９５】
モジュール２１０４は、少なくとも一つの第二の耐放射線パネル２１３６を含んでいる。ここで、複数の第二パネル２１３６は収束してもよく、好ましくは、回転デバイス２１２６を受容し、支持する第二の耐放射線性端部キャップ２１３８に取り付けられる。第二の端部キャップ２１３８はさらに、開口２１２０を通過した放射線がカプセル２１００を出ることを防止するよう機能する。第二パネル２１３６および第二の端部キャップ２１３８は一体の材料片で形成されてもよいし、複数の材料片で形成されてもよい。第二の端部キャップ２１３８は内的な第二の結合機構（図示せず）を含みうる。これは、該結合機構内での回転を許容することなく回転デバイス２１２６を受容するためのものである。たとえば、回転デバイス２１２６は、第二の端部キャップ２１３８に溶接されたり、スナップで留められたり、あるいはねじ式に差し込まれたりされることができる。隣接する第二パネル２１３６どうしの間には空隙２１４２が形成される。カプセル２１００が組み立てられるとき、モジュール２１０４は本体２１０２の上にかぶさるように収まる。作動に際しては、アクチュエータが回転デバイス２１２６を回し、モジュール２１０４を回転させる。それによりモジュール２１０４は本体２１０２に対して回転する。好ましくは、本体２１０２およびモジュール２１０４のうち少なくとも一方の、組み立てられるときに互いに面する表面は、モジュール２１０４が本体２１０２に対して動く際の摩擦を最小にするテフロン（登録商標）のような物質でコーティングされる。
【０１９６】
モジュール２１０４は、示された第二パネル２１３６の構成に限定されない。少なくとも一つの耐放射線性部分、たとえばパネルおよび少なくとも一つの空隙２１４２を有する第二の耐放射線組立体が設けられるような、モジュール２１０４の他の限定も提供されうる。前記少なくとも一つの第二パネル２１３６の各第二パネル２１３６の位置は、各空隙２１２２を通じて放射線がカプセル２１００の周辺環境に通過を妨害するために各空隙２１２２の少なくとも一部分を選択的に覆うよう、前記少なくとも一つの空隙２１２２の各空隙２１２２に対する位置に調整可能である。一つの第二パネル２１３６が一つまたは複数の空隙２１２２を覆ってもよいことが考えられている。
【０１９７】
同様に、前記少なくとも一つの空隙２１４２の各空隙２１４２の位置は、空隙２１２２をカプセル２１００の周辺環境に選択的に曝露するよう、各空隙２１２２に対する位置に調整可能である。前記少なくとも一つの第二パネル２１３６は、前記少なくとも一つの第二パネル２１３６と前記少なくとも一つの空隙２１４２の位置を調整するために、図２３に示されるようなアクチュエータ２１６０に動作的に結合される。調整は、回転、スライド、入れ子式にたたむ、拡大、収縮などを通じて行われ、本開示はモジュール２１０４の回転に限定されない。
【０１９８】
カプセル２１００の組み立ては、モジュール２１０４を本体２１０２にかぶせるようにしてはめ、回転デバイス２１２６を端部キャップ２１３８に挿入して、モジュール２１０４が回転デバイス２１２６によって支持されるようにすることによって実行される。あるいはまた、回転デバイス２１２６は、モジュール２１０４の端部キャップ２１３８のほうに固定的に取り付けられ、制御ハウジング２１１０を通じてアクチュエータ２１６０、たとえばモーター内に挿入され、そこで該回転デバイス２１２６を支持し、回転させるよう受容されてもよい。回転デバイス２１２６は、どちらの端で取り外し可能であってもよく、組み立ては一方の端を、次いでもう一方の端を組み立て後の位置に配置することを含んでいてもよい。どちらの端が先に配置されるかの順序は設計上の選択に従う。
【０１９９】
組み立てられたときにモジュール２１０４が本体内に位置されることが考えられている。モジュールが本体２１０２にかぶさるように収まるか、本体２１０２の内部に収まるかによらず、アクチュエータ２１６０の作動はモジュール２１０４の回転を引き起こし、一方、本体２１０２は回転しない、たとえば静止したままである。好ましくは、モジュール２１０４の回転に付随する摩擦が、本体２１０２とモジュール２１０４の第二パネル２１３６との間に空隙を設けるなどにより、最小にされる。
【０２００】
したがって、本体２１０２またはモジュール２１０４の上２１４０から下２１４１への断面スライスは円形であり、組み立てられたとき、カプセル２１００の長さに沿ったどの点においても、モジュール２１０４の断面の直径が本体２１０２の断面よりも大きいことが好ましい。さらに、特に図２１に示した実施形態では、モジュール２１０４の第二パネル２１３６の長さおよび幅が本体２１０２の第一パネル２１１６の長さおよび幅をそれぞれ超え、それにより、組み立てられたとき、第二パネル２１３６が第一パネル２１１６にその幅および長さにおいて重なり、カプセルが閉位置にあるときに放射線がカプセル２１００を出ることを防止するための最大の耐放射線性を与えることが望ましい。それについて以下に述べる。
【０２０１】
制御ハウジング２１１０、第二パネル２１３６および第一パネル２１１６のそれぞれは、放射線が制御ハウジング２１１０または第一パネル２１１６もしくは第二パネル２３１６を通過するのを妨害する鉛のような耐放射線性物質の層を含んでいる。第二パネル２１３６、第一パネル２１１６、制御ハウジング２１１０および／またはハウジング２１０８の外側表面を含むカプセル２１００の外側表面は、患者の体内への鉛の漏出を防止するため、生物適合性のコーティングを含んでいる。それは、ポリエーテルウレタンの誘導体などハウジング１０２のために使用される物質および／またはその他の生物適合性ポリマーのようなものである。
【０２０２】
第二の支持組立体２１２４は制御ハウジング２１１０をカプセル２１００内に支持する。ここで、好ましくは、アクチュエータ２１６０、たとえばモーターが回転デバイス２１２６を受容するために戦略的に位置されるよう、制御ハウジング２１１０はカプセルの中心位置に懸架される。制御ハウジング２１１０がハウジング２１０８とともに含まれている図２１の構成については、アクチュエータ２１６０は、該アクチュエータ２１６０を戦略的に位置させるよう、上述したように第二の支持組立体２１２４によって支持される。
【０２０３】
カプセル２１００の制御回路および／または他の構成要素（たとえば電源、通信回路など）はさらに、第二の支持組立体２１２４または別の支持組立体によって支持されてもよい。カプセル２１００の放射性組立体２１０６以外の構成要素、たとえばアクチュエータ、制御回路、通信回路などは、一つまたは複数のハウジング内に配されうる。該ハウジングは、放射線によって悪影響を受ける可能性のある構成要素が耐放射線性ハウジングによって放射線から保護される限り、入れ子になっていてもよいし、あるいは別個で離れていてもよい。制御ハウジング２１１０中の空隙を通って回転デバイス２１２６が制御ハウジング２１１０から出る。したがって、回転デバイス２１２６が空隙を通過して挿入されていても、放射線が空隙を通って制御ハウジング２１１０を通り抜けることを許容しないよう、放射線の通り抜けを防止するために、空隙のところに十分な耐放射線性保護物質が設けられる。
【０２０４】
カプセル２１００の一つまたは複数の構成要素のための電力は能動的に供給されうる。たとえば、リチウム電池のようなカプセル２１００に搭載の電源によってである。カプセル２１００が電源を含まず、電力がカプセル２１００の一つまたは複数の構成要素に、エネルギーをカプセル２１００に結合させて該カプセル２１００にエネルギーを提供するデバイスによって供給されることも考えられている。
【０２０５】
図２３には例示的な第二の支持組立体２１２４が示されている。第二の支持組立体２１２４は第一の端２１２６および第二の端２１４８でハウジング２１０８に、あるいは一つまたは複数の第一パネル２１１６に固定される。第二の支持組立体２１２４は、制御ハウジング２１１０を保持するためのCクランプ２１５０を含む。さらなる機械的安定性を提供するため、Cクランプ２１５０はさらにハウジング２１０８または第一パネル２１１６に取り付けられていてもよい。
【０２０６】
放射性組立体２１０６の放射性物質２１０７は好ましくは、放射線への曝露によって劣化しないプラスチックのような固体物質２１５４内に分散される。放射性組立体２１０６は好ましくは、第一パネル２１１６の真後ろではなく、空隙２１２２の近くに位置される。たとえば、放射性組立体２１０６は、カプセル２１００の長軸に沿って位置されうる。目標に達する前の放射線の減衰を最小にするため、放射性組立体２１０６から放出された放射線が通過する距離を最小にすることが有利である。したがって、放射性組立体２１０６は、戦略的に位置決めされ、異なる位置で支持された二つ以上の組立体を含みうる。ここで、支持位置は、空隙２１２２に近接するため、好ましくはカプセル２１００の長軸からはずらされている。
【０２０７】
第一の支持組立体２１１２は、放射性組立体２１０６を、上記のような少なくとも一つの所望の位置に支持するための少なくとも一つの支持構造を含む。支持構造は向かい合う第一パネル２１１６に取り付けられてもよく、放射線組立体２１１２を所望の位置に保持するために少なくとも一つのCクランプを含んでいてもよい。
【０２０８】
図２３は、アクチュエータ２１６０、通信回路５０４、超音波トランスデューサ素子５１０ａおよび制御回路９０６を示している。これらは、放射性組立体２１０６によって放出される放射線からの保護のために制御ハウジング２１１０内に配されうる。制御ハウジング２１１０内にはさらに、カプセル２１００の他の構成要素も配されてもよく、アクチュエータ２１６０と制御回路９０６は別個の耐放射線ハウジング内に配されてもよい。アクチュエータ２１６０は、たとえば回転デバイス２１２６を回転させることによって前記少なくとも一つの第二パネル２１３６の位置の調整を容易にすることのできる、微小モーターのような一つまたは複数のデバイスを含む。たとえば、アクチュエータ２１６０は圧電モーターであってもよい。これは超音波モーターとしても知られ、信頼性が高く、小型で電力消費が少ないことが知られている。熱的、光、電気的、音響的、化学的などの刺激に反応して動作し、素子を回転、スライド、拡張、収縮などさせることによって前記少なくとも一つの第二パネル２１３６の調整を容易にするアクチュエータのような他の型のアクチュエータが使用されてもよい。
【０２０９】
通信回路５０４および／または超音波トランスデューサ５１０ａがカプセル２１００と該カプセルから遠隔な別の装置との間の通信を容易にするために設けられうる。該別の装置とはたとえば、患者の外部にある遠隔処理装置または通信機能をもつ別のカプセル（たとえば本開示において記載されている、あるいは当技術分野において知られているカプセルのいずれか）などである。
【０２１０】
制御回路９０６は、アクチュエータ２１６０の作動を制御するためにアクチュエータ２１６０に制御信号を与える。上記のように、制御回路９０６は、タイミング回路と、該タイミング回路を始動および／または制御するための機構および／または回路と、さらにアクチュエータ２１６０もしくは通信回路のようなカプセル２１００の他の構成要素とのインターフェースとなる任意のインターフェースとを含む。制御回路９０６は、遠隔装置（たとえば遠隔処理装置または別のカプセル）からアンテナ５０２および／または通信回路を介して受信された信号；センサー（図９Ａの実施形態に示されるような）からのセンサー情報；および／またはタイミング情報に応答してアクチュエータを制御する。回転デバイス２１２６を回転させるために互いに縦続的にはたらく二つ以上のアクチュエータ２１６０が設けられてもよいことが考えられている。制御回路の少なくとも一部分がカプセル２１００内に配されていることが好ましいが、それに限定されるものではない。図９Ａに関して上記したように、制御回路９０６の少なくとも一部分が患者の外部に位置していて、アクチュエータによってアンテナ５０２を介するなどして受信される制御信号を送信することが考えられている。
【０２１１】
図２４〜図２６は、カプセル２１００と一貫しているがカプセル２１００とは異なるカプセル２１００′を示している。その違いとは、第一パネル２１１６およびモジュール２１０４の第二パネル２１３６がカプセル２１００′の実質全長にわたって延在することである。図２４は、カプセル２１００′の本体２１０２の断面側面図を示しているが、ここでは制御ハウジング２１１０がカプセル２１００′およびそのハウジング２１０８の中に設けられている。第一の端部キャップ２１１８が回転デバイス２１２６および該回転デバイス２１２６の一端を支持するために設けられる。第一パネル２１１６の内面は斜線で示されている。
【０２１２】
図２５は、カプセル２１００′の本体２１０２のもう一つの実施形態の斜視図を示しており、回転デバイス２１２６が点線で示されている。ここで、第一の端部キャップ２１１８がカプセル２１００′の向かい合う端に設けられており、回転デバイス２１２６は二つの第一の端部キャップ２１１８の間に延在する。回転デバイス２１２６（点線で示されている）は二つの位置で制御ハウジング２１１０を出る。該二つの位置は両方とも、放射線が制御ハウジング２１１０を通り抜けるのを許容しないよう十分に遮蔽されている。二つの第一の端部キャップ２１１８による回転デバイスの支持は追加的な機械的安定性を提供する。第一パネル２１１６の内面は斜線で示されている。図２６は。カプセル２１００′のモジュール２１０４を示す。これは、回転デバイス２１２６の向かい合う端をそれぞれ固定するよう、そして該第二の端部キャップ２１３８を通ってカプセル２１００′内から放射線が出ることを許容しないよう遮蔽を与えるように、向かい合う第二の端部キャップ２１３８を含んでいる。動作では、組み立てられたカプセル２１００′は、開位置にあるときに無指向的に放射線を放出する。
【０２１３】
図２７は、完全に開いた位置にある組み立てられたカプセル２１００の端面図を示し、図２８は完全に閉じた位置にある組み立てられたカプセル２１００の端面図を示している。制御回路がアクチュエータ２１６０の作動を制御して、カプセル２１００を開いたり閉じたりする、あるいは部分的にカプセルを開いて図２７と図２８に示された位置の間のどこかの位置を取るようにする。
【０２１４】
したがって、動作では、カプセル２１００が閉じた位置にあるとき、カプセル２１００の環境は、モジュール２１０４の第二パネル２１３６が重なるおかげで、放射線組立体２１０６によって放出される放射線から遮蔽される。ひとたび埋め込まれるか摂取されるかしたら、制御回路がアクチュエータ２１６０を作動させて、イベントに応じてカプセルに開の位置、閉の位置あるいはその中間の位置を取らせることができる。イベントとは、計時されたイベント、検知されたイベントまたは遠隔装置からの命令などである。遠隔装置とはたとえば、患者の外部にある遠隔処理装置、または、ここに記載されている実施形態の一つのようなもしくは当技術分野において知られているカプセルのような別のカプセルなどである。
【０２１５】
本開示の記載された実施形態は、制限するのではなく例示することを意図したものであり、本開示の全実施形態を表すことを意図してはいない。付属の請求項において文字通りおよび法において認められる等価物として述べられる本開示の精神および範囲から外れることなく、さまざまな修正および変形を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【０２１６】
【図１】本開示に基づく電子制御されるカプセルの概略図である。
【図２】本開示に基づく電子制御されるカプセルのための例示的な所定の施与タイミング・パターンを示す図である。
【図３】本開示に基づく医薬品を施与する電子制御されるカプセルの概略図である。
【図４】特定の個人への投与のために仕立てられた、複数の電子制御された丸薬を有するキットの図である。
【図５】本開示の第一の実施形態に基づく、遠隔制御される丸薬の概略図である。
【図６】本開示の第二の実施形態に基づく、遠隔制御される丸薬の概略図である。
【図７】本開示の第三の実施形態に基づく、遠隔制御される丸薬の概略図である。
【図８】本開示に基づく、遠隔制御される丸薬による医薬品の施与を制御する投薬量管理システムのブロック図である。
【図９Ａ】本開示の別の実施形態に基づく、医薬品を施与するための電子制御されるカプセルの概略図である。
【図９Ｂ】本開示のさらに別の実施形態に基づく、医薬品を施与するための電子制御されるカプセルの概略図である。
【図９Ｃ】本開示のある実施形態に基づく、電子制御されるカプセルの医薬品施与システムの概略図である。
【図１０】本開示のある実施形態に基づく、制御された浸透圧機構を有する、医薬品を施与するための電子制御されるカプセルの概略図である。
【図１１】本開示の別の実施形態に基づく、種々の方向に医薬品を施与するための複数の開口を有する電子制御されるカプセルの概略図である。
【図１２】本開示の種々の実施形態に基づく、モジュール構成を有する、医薬品を施与するための電子制御されるカプセルの概略図である。
【図１３】本開示の種々の実施形態に基づく、モジュール構成を有する、医薬品を施与するための電子制御されるカプセルの概略図である。
【図１４】本開示に基づく、体液を標本採取するための電子制御されるカプセルの概略図である。
【図１５】本開示に基づく、消化管内に置かれた可視的マークを検知するための電子制御されるカプセルの概略図である。
【図１６】本開示に基づく、制動システムを有する電子制御されるカプセルの概略図である。
【図１７】図１６に示されたカプセルの一つの空気バッグの加圧バルブ、減圧バルブおよび排気チャネル領域の拡大された概略図である。
【図１８】図１６に示されたカプセルの上面の概略図である。
【図１９】本開示の別の実施形態に基づく、制動システムを有する電子制御されるカプセルの概略図である。
【図２０】通過される消化管の地勢的なマッピングを生成するためのカプセルの概略図である。
【図２１】本開示の別の実施形態に基づく、放射を投与するための電子制御されるカプセルのもう一つの実施形態の、分離された諸部分の分解透視図である。
【図２２】図２１に示されたカプセルの一部分の断面横透視図である。
【図２３】図２１に示されたカプセルの制御ハウジング内に収容されているカプセルの一部分のブロック図である。
【図２４】図２２に示されたカプセルの別の実施形態に基づくカプセルの本体部分の断面横透視図である。
【図２５】図２１に示されたカプセルの別の実施形態に基づくカプセルの本体の横透視図である。
【図２６】図２５に示したカプセルの本体の、該カプセルの調整可能モジュールと組み立てられたところを示す透視図である。
【図２７】図２１および図２５に示された実施形態に基づく、開位置にある組み立てられたカプセルを示す端面図である。
【図２８】図２１および図２５に示された実施形態に基づく、閉位置にある組み立てられたカプセルを示す端面図である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【国際調査報告】
2008526419.tif 000033
2008526419.tif 000034
2008526419.tif 000035