(57)【要約】非消化性の外部シェル（１１）を備えた摂取可能カプセルを利用して人または動物の消化管の内部からの医療情報を決定する、改良型の新規な摂取可能カプセル（１０）および方法。外部シェル内（１１）には、レンズ（１４）、照明ＬＥＤ（１６）、フィルタ（１８）、イメージャ（２０）、送信機（２２）、アンテナ（２４）および小型電池（２６）が収容されている。診断用の医療情報を得る改良方法は、抗体標識した蛍光染料物質を始めとする蛍光染料を摂取し（３２）、それによって対象領域を標識を付ける工程と、非特異的な蛍光染料を洗い流すために、リンス液を摂取する工程（３４）と、カプセルを摂取する工程（３６）とから成り、蛍光標識した対象領域を照明および画像化することを特徴とする。一旦画像が受け取られると、小型電池によって動力を供給されている低周波送信機が、体外の受信機に映像信号を送信する（４０）。送信された信号は、標識が付けられた対象領域の画像を提供する。
2004522467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人または動物の消化管の内部からの医療情報を決定する摂取可能カプセルであって、
イメージャ；
化学的に標識付けられた対象領域を、該イメージャ上に結像するレンズシステム；
前記組織領域を照明する照明ＬＥＤ；
照明ＬＥＤにより発せられた励起光をブロックするフィルタ；
信号、およびしたがって前記化学的に標識付けられた組織領域の画像を身体の外部に提供する低周波送信機；および
イメージャ、ＬＥＤおよび送信機に動力を供給する電源；
をその中に収容している、消化管を通過するように形成された非消化性の外部シェルを備えた摂取可能カプセル。
【請求項２】
前記化学的に標識付けられた組織領域は化学染料物質により標識付けされている、請求項１に記載の人または動物の身体の医療情報を決定する摂取可能カプセル。
【請求項３】
前記化学染料物質は、酵素、抗原、または抗体のレベルとして特徴付けられる所定の状態に反応する、請求項２に記載の人または動物の身体の医療情報を決定する摂取可能カプセル。
【請求項４】
前記化学染料物質は蛍光染料物質である、請求項２に記載の人または動物の身体の医療情報を決定する摂取可能カプセル。
【請求項５】
前記蛍光染料物質は抗体標識した蛍光染料物質である、請求項４に記載の人または動物の身体の医療情報を決定する摂取可能カプセル。
【請求項６】
前記蛍光染料物質は半導体ナノ結晶染料である、請求項４に記載の人または動物の身体の医療情報を決定する摂取可能カプセル。
【請求項７】
前記電源が小型電池である、請求項１に記載の人または動物の身体の医療情報を決定する摂取可能カプセル。
【請求項８】
前記送信機がセラミック材料またはプラスチック材料で形成された小型送信機である、請求項１に記載の人または動物の身体の医療情報を決定する摂取可能カプセル。
【請求項９】
前記送信機が体外の受信機に映像信号を送信する、請求項１に記載の人または動物の身体の医療情報を決定する摂取可能カプセル。
【請求項１０】
人または動物の消化管の内部から診断用の医療情報を得る方法であって、
化学的染料物質を消化管内へと摂取する工程；
イメージャ；化学的に標識付けられた対象領域を、該イメージャ上に結像するレンズシステム；前記組織領域を照明する照明ＬＥＤ；照明ＬＥＤにより発せられた励起光をブロックするフィルタ；信号、およびしたがって前記化学的に標識付けられた組織領域の画像を身体の外部に提供する低周波送信機；およびイメージャ、ＬＥＤおよび送信機に動力を供給する電源；を含む生体内画像化カプセルを摂取する工程；および
前記送信機から信号を受け取るものとして特徴付けられる受信機を、遠隔に配置する工程；から成る方法。
【請求項１１】
生体内画像化カプセルを摂取する前にリンス液を摂取する工程をさらに含み、リンス液の摂取が非特異的な蛍光染料物質を洗い流すこととして特徴付けられる、請求項１０に記載の人または動物の消化管の内部から診断用の医療情報を得る方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の属する技術分野）
本発明は、医療分野で使用される新規な摂取可能カプセルと、動物、特に人の身体の内部からの医療データを蓄積するためのそのようなカプセルの使用方法とに関する。
【０００２】
（発明の背景）
医療分野で現在使用されている苦痛な侵襲的処置を用いずに、特定の医療情報を得て、特定の医学的疾病（特に癌）を発見することは非常に望ましいことである。そのような侵襲的処置の多くはストレスが過度にかかり、極端な場合には患者が医療補助や初期診断を求めることを思いとどまらせる。侵襲性処置すなわち例えば切開やスコープ等が身体の一部に進入することが要求される医療処置は、特定の疾病の診断に一般に利用されており、そのような処置としては、針やフレキシブルチューブを用いる処置、内視鏡検査法、および外科手術のような処置が挙げられる。
【０００３】
そのような診断処置の多くは、使用する特定の処置または装置や、装置のオペレータの技能、もしくは処置を行なう人に依存する。よくある診断ツールとして今日一般的に使用されている処置の一つは、結腸直腸癌（ＣＲＣ）の検出用の結腸鏡検査法である。結腸鏡検査法は、一般に、内視鏡ファイバースコープによる、結腸、回腸盲腸部、および回腸終端部の直接の外観検査から成る。結腸鏡検査法は、通常、資格のある消化器病学者によって行なわれる。結腸鏡検査法中、患者は一般に目が覚めているが、鎮静薬により鎮静化される。処置中、フレキシブルな内視鏡が直腸に挿入され、より下方の胃腸管の様々な部分に進められる。重要な解剖学的目標が識別され、表面が潰瘍、ポリープ、出血部位、新生物、狭窄などについて検査される。識別された状態に依存して、結腸直腸癌または結腸の前癌状態が診断される。この侵襲的処置の多くの例では、合併症が発生する。最も一般的な合併症は結腸の穿孔であり、この場合、感染が存在するようになるまで診断が何日も遅れることがある。穿孔は、特に壁が弱化した場合に、機器の先端に由来する機械的外傷によって引き起こされ得る。それよりは一般的でないが、穿孔は、空気による積極的吸入に二次的に派生する、機器によらないものである場合もある。しかしながら、穿孔から生じる深刻な合併症が、通常の症例で報告されている。さらに、合併症として出血が起こる可能性があり、出血を凝固させるために何度も結腸鏡検査法を繰り返す必要がある。少数例では、血管造影術と外科手術が必要とされている。第３のそれほど一般的でない合併症は、呼吸抑制である。これは通常、慢性肺疾病の患者の薬物による過鎮静によって起こる。
【０００４】
他の一般的診断処置としては、触指による直腸検査、大便試料を利用した便潜血検査（ＦＯＢＴ）、バリウム注腸Ｘ線検査、および内視鏡的Ｓ状結腸鏡検査法が挙げられる。これらの処置はすべて癌の状態を診断するために利用される。内視鏡的Ｓ状結腸鏡検査法中、直腸、Ｓ状結腸、および結腸の近位部分（６０ｃｍ）の直接検査が、フレキシブル内視鏡ファイバースコープによって達成される。
この処置は、最小の腸標本について医師の診療所で一般に行なわれている。３５ｃｍのスコープは、それより大きなスコープである結腸鏡より、快適ではあるが高価ではない。しかしながら、この機器の効率は幾分低く、わずかに４０％の悪性または前癌状態の結腸病変しか診断されない。
【０００５】
以上の処置はすべて侵襲的処置と称され、患者に高いレベルの不快感を引き起こし得る。したがって、癌やそれと同様なものを始めとする疾病および／または状態をそれらの非常に初期の段階で検出可能な、非侵襲性処置を有することが望ましい。
【０００６】
さらに、医学界は、医学的疾病の検出およびしたがって診断のための、より信頼性が高く侵襲性が低い処置の必要性を認識している。近年、「放射性ピル」が現れた。このピルは、身体の因子をモニタする手段を提供し、移植するかまたは摂取することができ、身体の外部に情報を送信することができる。これらの装置の多くは、受信手段が非常に厄介であり、信頼性が低く、また一般にピルの地理的位置の決定を提供しない。
【０００７】
医療分野では多くの癌検出手段が知られており、そのようなものの１つに癌マーカーの使用がある。癌を含めた様々な疾病の検出のための首尾良いスクリーニング処置を開発するために、適切で信頼できる診断用マーカーの同定は不可欠である。そのようなマーカーの一般的カテゴリーは、物理的マーカー、遺伝子マーカー、化学的マーカーの３つである。前結腸癌ポリープの発達の初期段階を検出するために医療分野で現在利用されている１つの処置に、結腸鏡検査法に関して先に述べたような内視鏡検査画像化技術やフレキシブルＳ状結腸鏡検査法、ならびに生体内画像化カプセルを使用する腸の内表面の物理的特徴付けがある。
【０００８】
内視鏡検査法や生体内画像化カプセル技術は、診断する胃腸管の物理的外観の検査に依存するため、生化学センサを設けることによって提供される特異性や感度を欠いている。さらに、我々が今日理解しているような内視鏡検査、結腸鏡検査法および生体内画像化カプセルは、もっぱら画像化の目的での消化管の照明に依存する。上述したように、癌研究および分子生物学の進歩は、識別される癌に特異的なマーカーを我々に提供した。そのような特異的マーカーを利用する方法の１つは、非常に特異的な抗原／抗体相互作用に基づいている。抗体／抗原相互作用から得られる診断の特異性には、いかなるタイプの物理的外観評価も匹敵できないことが知られている。したがって、化学的検出手段は、生体内モードの検出を追求するための最も論理的なものである。したがって、照明画像化と化学的検出との組み合わせは、検出方法の向上を提供するだろう。
【０００９】
従って、本発明の目的は、生体内画像化カプセルと組み合わせて化学的マーカーを利用する、状態の検出および診断のための装置を提供することにある。
本発明の別の目的は、利用した診断用マーカーによる所定因子の画像化時に反応する、身体の外部に位置する遠隔受信機に診断情報を送信することができるカプセルを始めとする摂取可能装置を提供することにある。
【００１０】
本発明のさらに別の目的は、化学的マーカーと生体内画像化を用いた所定状態の検出に基づいて知覚した情報を送信することができる摂取可能カプセルを身体に導入することによる、情報を受信し医学的状態を診断する方法を提供することにある。
【００１１】
（発明の要約）
上記の要求や他の要求は、人または動物の消化管を通り抜けるよう形成された非消化性の外部シェルを備えた、人または動物の消化管の内部からの医療情報を決定する摂取可能カプセルを提供することによりほぼ満たされる。外部シェル内には、レンズ、照明ＬＥＤ、フィルタ、ＣＭＯＳイメージャ、送信機、アンテナ、およびイメージャ、ＬＥＤおよび送信機に動力を供給する小型電池が収容される。
【００１２】
さらには、診断用の医療情報を得る方法であって、抗体標識した蛍光染料を始めとする蛍光染料を摂取し、それによって所定の標的組織を標識を付ける工程と、非特異的な蛍光染料を洗い流すために、リンス液を摂取する工程と、カプセルを摂取する工程とから成り、該所定標的組織を照明および画像化することを特徴とする方法が開示される。一旦画像が受け取られると、小型電池によって動力を供給されている低周波送信機は、体外の受信機に信号を送信する。送信された信号は、所定標的組織の画像を提供する。
【００１３】
本発明の上述の、追加の、ならびにさらに詳しい目的と利点が、図面に関連させて採り上げた本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明から、当業者には容易に明らかとなるだろう。
【００１４】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
この説明の間、本発明を例証する異なる図面の同様な要素を識別するために、同様な番号を使用する。
従って、図１は本発明による摂取可能カプセルの略断面図を例証する。より詳しくは、図１では、摂取可能カプセルが符号１０として、摂取可能カプセル１０内のその構成要素が一般に相互に関連づけられた状態で、例証されている。摂取可能カプセル１０は、通常、光学ドーム１２、レンズ１４、少なくとも１つの照明ＬＥＤ１６、フィルタ１８、ＣＭＯＳイメージャ２０、送信機２２、アンテナ２４、および小型電池電源を始めとする電源２６を備えている。構成要素１２，１４，１６，１８，２０，２２は、酵素、抗原、抗体、特定のｐＨレベル、またはそれらと同様のものの存在のような、所定の因子または状態の検出を提供すべく相互に関連づけられている。
【００１５】
図２を参照すると、本発明による、人または動物の消化管の内部から診断用医療情報を得る方法を構成する工程３０が、略フローチャートで例証されている。通常の作用の間、ならびに図２に示されるように、図１の教示に照らすと、まず始めに、化学染料物質、より詳細には抗体標識染料を始めとする摂取可能な蛍光染料が、患者により摂取される（３２）。次に、非特異的な蛍光染料を洗い流すために、蛍光性のリンス液が患者により摂取される（３４）。このプロセスは、化学染料物質（より詳細には蛍光染料）の摂取（３２）により予め識別された特定組織の、染料による標識付けを提供する。次に、摂取可能カプセル１０が、従来のピル／カプセルと同様に患者によって飲み込まれ（３６）、蠕動と呼ばれる自然な収縮により消化管を通って進められる。この消化管を通ってのカプセル１０の推進は、画像データの収集（３８）を提供する。照明ＬＥＤ１６は、光学ドーム１２を通して消化管を照明するように作製されている。照明ＬＥＤ１６は、カプセル１０が消化管を通過した時に消化管の内壁を照明する光を提供する。レンズ１４は、照明ＬＥＤ１６から発せられた光の、後方のイメージャ２０上への集束を提供する。フィルタ１８は励起光からのブロックを提供し、また染料標識組織から発せられた蛍光の送信を可能にする。フィルタ１８は、イメージャ２０に応答するように通知する、染料標識組織からの蛍光信号を検出する役割を果たす。
【００１６】
所定の状態に引きつけられる蛍光染料３２の摂取により、この組織の画像はイメージャ２０により受け取られる。したがって、酵素、抗原、抗体、ｐＨ等のレベルのような特定の状態の存在を検出する能力が存在する。その後、低周波送信機２２が、画像データを受け取るとオンに切り換えられ、身体の外部に位置する受信機に画像の信号を送る（４０）ものとして特徴付けられる。このような画像化される蛍光標識組織の存在は、所定の因子か状態が存在することを意味する。その後、カプセル１０は消化管を通過して身体から出て、画像データは医療専門家により受け取られ解釈される（４２）。
【００１７】
図１を再び参照すると、カプセル１０は通常、人または動物が容易に飲み込めるよう十分に小さく作製される。一般に、カプセル１０は、参照符号Ｘで示すように約３０ｍｍ×参照符号Ｙに示すように約１１ｍｍ未満に作製される。より詳しくは、カプセル１０は約２．５４ｃｍ（１インチ）未満の長さ×約１．２７ｃｍ（１／２インチ）未満の幅であり、消化管を容易に通過するような形状の、封止された非消化性の外部シェル１１を備えるように作製される。カプセル１０がさらに、診断を支援するための追加の光学要素等を含み得ることが予想されるが、カプセル１０は外部ワイヤ、ファイバ、光学バンドルまたはケーブルは含まない。上述したように、カプセル１０は蠕動（すなわち自然な収縮）により消化管（すなわち胃腸管）を通って進められるが、カプセル１０を腸の中で進めるのにはいかなる推進力も必要としない。
【００１８】
カプセル１０の作用のための前提は、蛍光画像化と共にバイオセンシング（生体検出）することである。一般に、バイオセンシングは、生体試料（受容体）が試験試料中の対象物質と接触した時に何らかの様式で相互作用する、酵素、細胞、抗体、抗原またはその他同種のもののような生体試料の使用を伴う。本発明のカプセル１０を使用する様式では、蛍光染料３２、特に抗体標識した蛍光染料が、特定の予め識別された状態または材料の存在を検出しマークするために利用される。抗体標識した蛍光染料３２を摂取する工程は、癌前駆物質を示す状態のような、特定の状態の診断を提供する。
【００１９】
好ましい実施形態では、半導体ナノ結晶染料のような抗体標識した蛍光染料物質が、生体内標識付けの目的で利用され、生体内蛍光検出のための染色剤として機能することが開示される。ナノ結晶染料は、様々な種類の半導体材料より作ることができる。ナノ結晶染料は、有機染料と比較して、いくつかの固有の性質と利点を有する。第１に、ナノ結晶粒子のサイズと、場合によっては形状とを、製造中にコントロールすることができる。いくつかの例では、特定の用途に適合するようにナノ粒子のサイズを調整することができ、より詳しくは、粒子のサイズを特定の細胞に入り込むかまたは入り込まないように作製することができる。第２に、ナノ結晶の放射波長はサイズ依存的であり、したがって、ナノ結晶の放射波長をモニタすることによりナノ粒子のサイズを予測することができる。第３に、ナノ粒子の放射波長よりも短い波長を有するいかなる光も、その励起に寄与する。したがって、ナノ結晶染料は、有機染料に比べて、より優れた励起効率を有する。第４に、ナノ結晶染料は有機染料よりも光安定性である。
【００２０】
癌細胞または癌前駆細胞に加えて、上記の蛍光性ナノ粒子または染料３２を、他の細胞種を標識するためにも使用することができる。例えば、蛍光性ナノ粒子を、繊維芽細胞、上皮細胞等の混合物から筋細胞を選択的に標識するために使用することができる。これは、人または動物のいかなる器官／構造も複数の細胞種の混合物から成るという点で、疾病診断にとって大きな意味合いを持つ。多くの場合、特定の細胞種の異常は、正確な診断前に知らなければならない。ナノ粒子による細胞の標識付けの利点は、アポトーシスアッセイ、免疫学的アッセイ、およびｉｎ  ｓｉｔｕハイブリダイゼーションのような多くの従来の生物学的アッセイを改善することができる。
【００２１】
この特定の発明では、蛍光性ナノ結晶が生体内で使用され、摂取可能カプセル１０により画像化される。図２を参照しながら先に説明したように、特異的抗体または化学的に標識付けられた半導体ナノ結晶染料が摂取され（３２）、消化管に送達される。癌組織、特異的抗体、または化学物質が存在すると、蛍光性ナノ結晶染料は、癌組織の表面に堆積するか、または細胞構成成分を染色すべく該癌細胞に実際に入り込む。その後、非結合のナノ結晶染料は、リンス剤の摂取により洗い流される（３４）。次に、患者はカプセル１０を摂取する（３６）。カプセル１０は消化管を通って移動し、画像化データを収集する（３８）。蛍光標識された癌組織は、蛍光物質を画像化することにより、カプセル１０により検出される。この画像データは送信機２２を介して遠隔に位置する受信機に送信される（４０）。検出カプセル１０は、最終的には消化管を通り抜け（４２）、身体から出る。イメージャ２２によって提供される画像データは、遠隔受信機によって受け取られ、診断のため医療専門家によって解釈される（４２）。
【００２２】
以上の開示により、異なるマーカー特性を有し、それによって複数の状態に対する診断用ツールとして同時に機能する、抗体標識した蛍光染料物質を含めた多数の蛍光染料物質３２の使用が当然予想される。さらに、任意の時間に消化管中でのカプセル１０の正確な位置を決定する目的で、位置決め指標（図示しない）を任意選択で備えてもよい。
【００２３】
このように、蛍光標識された組織の画像を得るための、電池を始めとする小型電源、フィルタ手段およびイメージャを備えた摂取可能カプセルが開示されている。送信機は消化管内を移動する時に、外部に位置する受信機に信号を発し、それにより対象の識別された所定物質の画像を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による摂取可能カプセルの断面図。
【図２】本発明による摂取可能カプセルの略回路図。
【国際公開パンフレット】
2004522467.tif 000003
2004522467.tif 000004
2004522467.tif 000005
2004522467.tif 000006
2004522467.tif 000007
2004522467.tif 000008
2004522467.tif 000009
2004522467.tif 000010
2004522467.tif 000011
2004522467.tif 000012
2004522467.tif 000013
2004522467.tif 000014
2004522467.tif 000015
2004522467.tif 000016
2004522467.tif 000017
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2004522467.tif 000019
2004522467.tif 000020
2004522467.tif 000021
2004522467.tif 000022
2004522467.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成15年2月7日(2003.2.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
人または動物の消化管の内部からの医療情報を決定する摂取可能カプセルであって、
イメージャ；
化学的に標識付けられた対象領域を、該イメージャ上に結像するレンズシステム；
前記化学的に標識付けられた対象領域を照明する照明ＬＥＤ；
照明ＬＥＤにより発せられた励起光をブロックするフィルタ；
前記レンズシステム、前記照明ＬＥＤ、および前記フィルタが共同して前記化学的に標識付けられた対象領域の蛍光検出を提供すること；
信号、およびしたがって前記化学的に標識付けられた対象領域の画像を身体の外部に提供する送信機；および
イメージャ、ＬＥＤおよび送信機に動力を供給する電源；
をその中に収容している、消化管を通る移動を提供する手段の必要なく消化管を通過するように形成された非消化性の外部シェルを備えた摂取可能カプセル。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１０】
人または動物の消化管の内部から診断用の医療情報を得る方法であって、
化学的染料物質を消化管内へと摂取する工程；
イメージャ；化学的に標識付けられた対象領域を、該イメージャ上に結像するレンズシステム；前記組織領域を照明する照明ＬＥＤ；照明ＬＥＤにより発せられた励起光をブロックするフィルタ；信号、およびしたがって前記化学的に標識付けられた組織領域の画像を身体の外部に提供する低周波送信機；およびイメージャ、ＬＥＤおよび送信機に動力を供給する電源；を含む、蠕動により消化管を通って移動するものとして特徴付けられる生体内画像化カプセルを摂取する工程；
前記カプセルにより標識付けられた対象領域を識別し、それによりイメージャ上に化学的に標識付けられた対象領域を結像し、それにより信号を生成する工程；および
前記送信機から信号を受け取るものとして特徴付けられる受信機を、遠隔に配置する工程；から成る方法。
【国際調査報告】
2004522467.tif 000024
2004522467.tif 000025