(57)【要約】  消化器（ＧＩ）管内の生体内デバイスの位置を決定するための基準枠として使用されるウェアラブルセンサベルト。同ベルトには、被験者ごとに異なるベルトの形状および／またはサイズにおける動的変化、ならびに被験者の姿勢の変化がもたらすベルトの形状および／またはサイズにおける動的変化に対応するためのベルトの外形に関する動的較正に向けて構成される、Ｎ個の磁場生成コイルおよびＭ個の磁場センサが含まれる。センサベルトを用いる、被験者が嚥下した生体内デバイスの位置特定方法も記述される。
2017524444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の消化器管内の生体内デバイスを位置特定するためのセンサベルトシステムであって、
被験者が着用可能なベルトと、
磁場を生成するための、ベルトに分散配置されるＮ個の磁気コイルと、
磁場を感知するための、ベルトの長さ方向に沿って分散配置されるＭ個の磁場センサと、
Ｎ個の磁気コイルから磁気コイルを選択し、選択された磁気コイルを順次アクティブ化して磁場を生成することと、
アクティブ化された磁気コイルの各々について、Ｍ個の磁場センサから磁場センサを選択して、関連する磁場を感知することと、
感知された磁場からベルトの外形を計算することであって、前記外形が、生体内デバイスを位置特定するための座標系として使用されることになる、計算することと
を行うよう構成されるコントローラと
を含む、センサベルトシステム。
【請求項２】
Ｎ個の磁気コイルが、Ｍ個の磁場センサコイルの間に挿入される、請求項１に記載のセンサベルトシステム。
【請求項３】
コントローラが、スケジュールに従って、ベルトの現在の外形を計算するよう構成される、請求項１または２に記載のセンサベルトシステム。
【請求項４】
ベルトの外形計算スケジュールが、事前定義される、請求項３に記載のセンサベルトシステム。
【請求項５】
ベルト外形計算が、基準に従って実行される、請求項１、２、または４のいずれか一項に記載のセンサベルトシステム。
【請求項６】
基準が、ベルトの過去の外形に基づいて選択される、請求項５に記載のセンサベルトシステム。
【請求項７】
コントローラが、Ｍ個の磁場センサを使用して、Ｎ個の磁気コイルによって生成されたのではない干渉磁場を感知するよう構成される、請求項１、２、４、または６のいずれか一項に記載のセンサベルトシステム。
【請求項８】
コントローラが、コントローラがベルトの外形を計算する前に干渉磁場を感知するよう構成される、請求項７に記載のセンサベルトシステム。
【請求項９】
コントローラが、ベルトの現在の外形を計算するときに、干渉磁場を計算に入れるよう構成される、請求項７に記載のセンサベルトシステム。
【請求項１０】
コントローラが、感知された干渉磁場に応じて、ベルトの計算された外形を調整するよう構成される、請求項７に記載のセンサベルトシステム。
【請求項１１】
コントローラが、磁気コイルに由来する磁場、および干渉磁場に基づき、ベルトの外形を計算するよう構成される、請求項７に記載のセンサベルトシステム。
【請求項１２】
干渉磁場が、外部ソースに由来する磁場を含む、請求項７に記載のセンサベルトシステム。
【請求項１３】
干渉磁場が、地磁気を含む、請求項７に記載のセンサベルトシステム。
【請求項１４】
コントローラが、ベルトに埋め込まれる、請求項１、２、４、または６のいずれか一項に記載のセンサベルトシステム。
【請求項１５】
ベルトに電気的に接続可能な受信機をさらに含む、請求項１、２、４、または６のいずれか一項に記載のセンサベルトシステム。
【請求項１６】
コントローラが、受信機に埋め込まれ、Ｎ個の磁場コイルおよびＭ個の磁場センサに電気的に接続される、請求項１５に記載のセンサベルトシステム。
【請求項１７】
コントローラが、被験者によって嚥下された生体内デバイスに含まれる磁場センサによって磁場が感知されるよう、磁場コイルを、一度に１つのコイルという形で、選択的にアクティブ化することによって磁場を生成するよう構成され、コントローラが、生体内デバイスから、生体内デバイスに含まれる磁場センサによって感知された磁場の磁気特性を表すデータを受信するようさらに構成される、請求項１、２、４、または６のいずれか一項に記載のセンサベルトシステム。
【請求項１８】
コントローラが、コントローラの生成する磁場に応答して生体内デバイスからコントローラが受信するデータに基づき、被験者内の生体内デバイスの位置を検出するよう構成される、請求項１７に記載のセンサベルトシステム。
【請求項１９】
コントローラが、ベルトに含まれる磁気コイルを、生体内デバイスの位置を計算する基準となる座標系の原点として使用するよう構成される、請求項１８に記載のセンサベルトシステム。
【請求項２０】
コントローラが、生体内デバイスの位置特定に使用される磁気コイルの選択を最適化するよう構成される、請求項１８に記載のセンサベルトシステム。
【請求項２１】
最適化処理が、電力が最小となる磁気コイルを選択することを含む、請求項１８に記載のセンサベルトシステム。
【請求項２２】
被験者によって嚥下される生体内デバイスを位置特定するための方法であって、
被験者によって着用され、Ｎ個の磁気コイルおよびＭ個の磁場センサを含むセンサベルトのために、
Ｎ個の磁気コイルから磁気コイルを選択し、選択された磁気コイルを順次アクティブ化して磁場を生成することと、
アクティブ化された磁気コイルの各々について、Ｍ個の磁場センサから磁場センサを選択して、関連する磁場を並行して感知することと、
感知された磁場からセンサベルトの外形を計算することであって、前記外形が座標系を定義する、計算することと、
Ｎ個の磁気コイルから磁気コイルを選択し、選択された磁気コイルをアクティブ化して磁場を生成することと、
生体内デバイスに含まれる磁場センサによって磁場を感知することと、
感知された磁場から座標系を基準にした生体内デバイスの位置を決定することと
を実行することを含む、方法。
【請求項２３】
被験者によって嚥下される生体内デバイスを位置特定するための方法であって、
被験者によって着用され、Ｎ個の磁気コイルおよびＭ個の磁場センサを含むセンサベルトのために、
センサベルトに含まれる磁気コイルによって生成され、センサベルトに含まれる磁場センサによって感知される磁場から、センサベルトの外形を計算することであって、センサベルト外形が座標系を定義する、計算することと、
磁場を生成するために、センサベルトに含まれる磁気コイルをアクティブ化することと、
生体内デバイスに含まれる磁場センサによって感知された磁場から、座標系を基準にした、生体内デバイスの位置を決定することと
を実行することを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、生体内（ｉｎ  ｖｉｖｏ）システムに関し、より詳細には、自己較正のために装備されるウェアラブルセンサベルト、および、同センサベルトを用いることによって被験者内（たとえば、被験者の消化器管内）の生体内デバイスを位置特定するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体内測定システムは、当技術分野において知られているものである。嚥下を経て消化器（ＧＩ）系を通過する自律式カプセル型生体内デバイスには、ＧＩ系内部を撮像する（たとえば、画像のキャプチャや写真撮影を行う）ための撮像センサ、すなわちイメージャが含まれ得る。１つの生体内デバイスには、１つ以上のイメージャおよび／または１つ以上の別型センサ（たとえば、ｐＨセンサ、圧力センサ、温度センサなど）、ならびに／あるいは種々のツール（たとえば、マイクロエレクトロメカニカルシステム、すなわち「ＭＥＭＳ」）が含まれ得る。このようなツールは、一例として、生体内外科手術を行い、かつ／またはＧＩ系内で薬剤を（たとえば生体内デバイスが備えるコンテナから）投与することを目的としている。手術中（たとえば嚥下後）、生体内デバイスは、外部の受信機と無線でデータをやりとりすることが可能である。たとえば、生体内デバイスは、外部の受信機に無線でデータ（たとえば、キャプチャ画像に関連した画像データなどの感知データ）を送信することができ、外部の受信機は、生体内デバイスに命令を無線で送り返すことが可能である。こうした命令は、たとえば、生体内デバイスから送信されたデータに応じたものとなり得る。たとえば、生体内デバイスは受信機に画像フレームを送信することが可能であるが、受信機はその生体内デバイスに対し、たとえばキャプチャした画像を基に、画像フレームのキャプチャレートを変更するなどの命令を送信することができる。（画像フレームとは、画像データ（および／または他の感知データ）、メタデータ、同期データなどを含み得る、データのブロック／セットである）
【０００３】
画像や測定値を適切に解釈するため、多くの場合、キャプチャ画像またはセンサの測定値を、その画像（または測定値）を取得した、あるいは生理学的パラメータ（たとえば、ｐＨ、圧力など）を感知した、ＧＩ管の当該位置と関連付けることが重要となり得る。たとえば、ｐＨ値が一例として６．３に等しい場合、その値があるＧＩ部位で測定されたものであれば正常とみなすことができるが、同ＧＩ管の別部位で測定されたものであれば異常となり得る。
【０００４】
磁気ベースの位置特定システムにより、ＧＩ管内にある生体内デバイスの位置を決定することが可能となる。磁気位置特定システムは、被験者の体外にあり、定置されかつ堅牢なものとなるのが通例である。通常、磁気ベースの位置特定システムには１つ以上の磁場ソースが備わっており、これらは位置特定対象となる生体内デバイスが感知し、または生体内デバイス内で／により感知するための磁場を生成する。従来の位置特定システムは定置型であるため、生体内デバイスを嚥下した被験者の移動の自由は厳しく制限される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ＧＩ管内の生体内の位置特定に磁気位置特定システムを使用することが概して有益であると同時に、ウェアラブルであり、さらに生体内デバイスの正確な位置特定を可能にする磁気位置特定システムを実現することも有益なものとなろう。
【０００６】
生体内デバイスを位置特定するためのウェアラブルセンサベルトには、磁場生成用のＮ（Ｎは整数である）個の磁気コイルと（たとえば、一度に１つの磁気コイルが使用される）、磁場感知用のＭ（Ｍは整数である）個の磁場センサとを備えた、電気回路が含まれ得る。ウェアラブルセンサベルトの電気回路には、原位置（ｉｎ−ｓｉｔｕ）または遠隔操作のコントローラが選択的に磁気コイル（「コイル」）をアクティブ化する（ことで磁場を生成する）ことを可能にする、磁気コイルスイッチングモジュールと、たとえばコントローラが磁場を感知するためのセンサを選択することを可能にする、磁場センサスイッチングモジュールとが含まれ得る。磁気コイルおよび磁場センサは、たとえばセンサベルトの長さ方向に沿って等間隔で、または、センサベルトの内部や上に分散配置されてよい。Ｎ個の磁気コイルは、Ｍ個の磁場センサの間に挿入され得る。
【０００７】
磁気コイルスイッチングモジュールは、第１のバス（「第１のコイルバス」）を介してＮ個の磁気コイルに接続されてよく、また、第２のバス（「第２のコイルバス」）を介して外部システム（データレコーダ、またはデータレコーダを含むものとなり得る）と接続されてよい。
【０００８】
磁気センサスイッチングモジュールは、第１のバス（「第１のセンサバス」）を介してＭ個の磁場センサに接続されてよく、また、第２のバス（「第２のセンサバス」）を介して外部システムと接続されてよい。
【０００９】
添付図面には多様な例示的実施形態が示されているが、これらの実施例が何らかの制限となることは意図していない。説明図を簡単かつ明瞭なものとするため、以下で参照する図面に示される各要素は、必ずしも正しい縮小比で描かれているとは限らないことを理解されたい。また、妥当に考えれば、同様であるか、相当または類似する要素を示すため、参照番号は複数の図面にわたり繰り返される可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の例示的一実施形態による、生体内デバイス位置特定システムのブロック図である。
【図２】本発明の例示的一実施形態による、センサベルトを示す図である。
【図３Ａ】図２のセンサベルトに関する比較の形である。
【図３Ｂ】図２のセンサベルトに関する比較の形である。
【図３Ｃ】図２のセンサベルトに関する比較の形である。
【図４】本発明の例示的一実施形態による、生体内デバイスを位置特定するための方法を示す図である。
【図５】本発明の別の例示的実施形態による、生体内デバイスを位置特定するための方法を示す図である。
【図６】本発明の別の例示的実施形態による、生体内デバイスを位置特定するための方法を示す図である。
【図７】本発明の例示的一実施形態による時間ダイアグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下の説明では、例示的実施形態に関するさまざまな詳細が提供される。しかし、この説明は特許請求の範囲を限定するためのものではなく、本発明が持つ種々の原理、および本発明の実施方法を説明するためのものである。
【００１２】
明確な指定のない限り、本明細書に記載される方法の実施に関し、そのステップ、操作、または手続きが、特定の順序やならびに制限されることはない。また、記載される実施方法、ステップ、またはそれらの各要素は、そのいくつかが同時にまたは並行して発生してよく、また実行されてよい。
【００１３】
図１は、本発明の例示的一実施形態による、生体内システム１００のブロック図である。生体内システム１００には、生体内デバイス１１０、データレコーダ１２０、およびセンサベルト、衣類、もしくはベスト１３０が含まれ得る。生体内デバイス１１０には、被験者の体内（たとえば、ＧＩ管内部）画像を撮影するためのイメージャ１１２（および／またはＧＩ管のパラメータを感知する追加または他のセンサ）と、無線周波数（「ＲＦ」）送受信機１１６を用いてデータレコーダ１２０に画像（および／または他の感知データ）を送信するためのコントローラ１１４と、たとえば位置特定手続き中にセンサベルト１３０によって生成される、磁場を感知するための感知ユニット１１８とが含まれ得る。感知ユニット１１８には、（たとえば直交する）３軸で磁場を感知するための、３次元（３Ｄ）磁気センサ（たとえば３Ｄ磁力計）が含まれ得る。
【００１４】
データレコーダ１２０には、ＲＦ送受信機１１６との間でデータをやりとりする（たとえばデータの受信を行い、オプションでデータの送信も行う）ための、ＲＦ送受信機１２６と、生体内デバイス１１０から受信（１０２）したデータを管理し、オプションで、たとえば生体内デバイス１１０の動作モードを変更するために、生体内デバイス１１０へと送信（１０４）することが必須のデータまたは制御メッセージ（たとえば命令）も管理する、コントローラ１２４とが含まれ得る。ＲＦ送受信機１１６は、種々のデータ（たとえば、画像データや位置特定データなどの感知データ）を、データレコーダ１２０に向けてアップリンク通信チャネル１０２経由で送信することが可能であるとともに、種々のデータ／情報、メッセージ、および／または命令を、データレコーダ１２０からダウンリンクチャネル１０４経由で受信することも可能である。
【００１５】
コントローラ１２４は、たとえば中央処理ユニットプロセッサ（ＣＰＵ）などのプロセッサもしくはコントローラ、チップ、または任意の好適な計算デバイスとすることができる。コントローラ１２４は、たとえばソフトウェアまたはコードを実行することにより、本発明による方法の全部または一部を遂行するよう構成されてよい。
【００１６】
データレコーダ１２０には、生体内デバイス１１０が備えるＲＦ送受信機１１６との通信を容易にするため、ＲＦアンテナ（図１には図示せず）が含まれ得る。あるいは、こうしたアンテナは、１３２で示すように、センサベルト、衣類、もしくはベスト１３０に埋め込まれたり、含まれたりしてもよい。
【００１７】
また、データレコーダ１２０には、Ｎ個の磁気コイルのアクティブ化を（たとえば時間的、選択的に）制御するのを容易にする、コイルスイッチングモジュール（「ＣＳＭ」）１４０と、Ｍ個の磁気コイルの読み取りを（たとえば時間的、選択的に）制御するのを容易にする、センサスイッチングモジュール（「ＳＳＭ」）１５０とが含まれ得る。コントローラ１２４は、コイル制御バス１４２を通じてＣＳＭ１４０と接続可能であり、たとえばアクティブ化するコイルを選択または決定するため、コントローラ１２４はこのコイル制御バス１４２を介してＣＳＭ１４０に制御データを送信することができる。また、コントローラ１２４は、コイル信号バス１４４により／を介してＣＳＭ１４０と接続可能であり、コントローラ１２４はこのコイル信号バス１４４を介して選択されたコイルに電流を送ることで、磁場を生成することができる。Ｎ個のコイルのいずれかによって生成された磁場は、Ｍ個の（磁気）センサのうちの１つ以上によって感知され得る。コントローラ１２４は、コイル制御バス１５２により／を介してＳＳＭ１５０と接続可能であり、たとえば（測定値の）読み取りに向けてセンサ出力を選択（かつ選択されたセンサ出力を読み取り、処理し、解釈）するため、コントローラ１２４はこのコイル制御バス１５２を介してＳＳＭ１５０に制御データを送信することができる。また、コントローラ１２４は、センサデータバス１５４により／を介してＳＳＭ１５０と接続可能であり、コントローラ１２４はこのセンサデータバス１５４により／を介して、任意のセンサまたはＭ個のセンサから選択されたセンサによって感知された磁場を表すデータを受信することができる。Ｎ個の磁気コイルは、たとえば、すべてを１箇所に集めて配置するのではなく、Ｍ個の磁場センサの間で、いくつかのコイルがセンサと隣り合うように分散させるなど、間隔を空けて配置されてよい。
【００１８】
ウェアラブルベルト１３０には、たとえばコントローラ１２４が選択的にアクティブ化することで磁場を生成する、Ｎ個のコイル（１６０）が含まれ得る（たとえばコイルは個別にアクティブ化されてもサブセットでアクティブ化されてもよい）。コントローラ１２４は、ＣＳＭ１４０を用いることで、一度にコイル１６０を１つだけ、または任意の数だけ（たとえば一度に２つのコイルを）用いることにより、磁場を生成することができる。初めは一度に用いるコイルの数を１つとし、後に一度に複数にするなどということも可能である。また、ウェアラブルベルト１３０には、磁気コイル１６０のいずれか１つによって生成された磁場を感知（１６２）する、Ｍ個の磁気センサ（１７０）も含まれ得る。たとえば、感知した磁場の強さ（オプションで方向も加わる）を示す、またはそれに対応する測定値（複数可）は、たとえばＳＳＭ１５０などを用いてコントローラ１２４が読み取り可能なものとなる。
【００１９】
ウェアラブルベルト、衣類、もしくはベスト１３０は、ＣＳＭ１４０と類似のＣＳＭ１８０をオプションで含むことができる。このＣＳＭ１８０を介して、コントローラ１２４はアクティブ化する磁気コイルを選択または決定することが可能である。ウェアラブルベルト１３０は、ＳＳＭ１５０と類似のＳＳＭ１９０をオプションで含むことができる。このＳＳＭ１９０を介して、コントローラ１２４は感知された磁場を読み取るセンサを選択することが可能である。システム１００に含まれるのは、ＣＳＭ１４０とＳＳＭ１５０のみ、またはＣＳＭ１８０とＳＳＭ１９０のみ、またはＣＳＭ１４０、ＳＳＭ１５０、ＣＳＭ１８０、およびＳＳＭ１９０、またはＣＳＭ１４０、ＳＳＭ１５０、およびＣＳＭ１８０もしくはＳＳＭ１９０のいずれか、またはＣＳＭ１８０、ＳＳＭ１９０、およびＣＳＭ１４０もしくはＳＳＭ１５０のいずれかとすることができる。データレコーダ１２０は、通信チャネル１２２を介して、ウェアラブルベルト１３０との間で制御データ／信号をやりとりすることができる。コントローラ１２４は、磁場を生成するために、この制御データ／信号によって磁気コイル１６０を選択しアクティブ化することが可能であり、また、１つ以上のセンサ１７０が感知した磁場を測定するために、この制御データ／信号を通じてセンサ（１７０）の選択およびセンサ出力の読み取りを行うことができる。
【００２０】
磁気コイル１６０は、２つの動作モード、すなわち、（１）位置特定モード、および、（２）センサベルト較正モードで使用され得る。第１の動作モード（位置特定モード）において、コイル１６０は、磁場を生成するために、（たとえば、コントローラ１２４、またはベルト１３０に埋め込まれるか含まれるコントローラによって）アクティブ化され得る。この磁場は、たとえば感知ユニット１１８により、生体内デバイス１１０内で／により感知可能なものである。（感知ユニット１１８には、１つ以上の３Ｄ磁力計が含まれ得る。簡潔に述べれば、磁力計とは、空間内のある一点における磁場の強度と方向を測定するよう設計された装置である。）ウェアラブルベルトに埋め込まれるか含まれる磁場ソースで磁場を生成し、これらの磁場をやはり同センサベルトに埋め込まれるか含まれるセンサコイルで感知することによって、たとえばＧＩ管内の生体内デバイス１１０の空間的位置を（たとえば三角測量を用いて）決定することが容易または可能になる。（位置特定対象の生体内デバイスは、ウェアラブルベルトの平面内または異なる平面内に位置し得、先験的に知られている特徴を有する磁場を用いることにより、生体内デバイスと（選択された）磁気コイルの間の距離を決定することができる。）センサベルト１３０に埋め込まれるか含まれるコントローラは、同ベルトに埋め込まれるか含まれる磁気コイルを選択的にアクティブ化して磁場を生成することが可能であり、また、同ベルトに埋め込まれるか含まれる磁場センサを選択的に用いて磁場を感知することも可能である。センサベルト１３０に埋め込まれるか含まれるコントローラは、磁場を生成および感知する際、すなわち、ベルト較正手続きの実行時には、コントローラ１２４の代わりを務め得る。センサベルト１３０に埋め込まれるか含まれるコントローラは、磁場を生成および感知する際、コントローラ１２４と協働することもできる。
【００２１】
（たとえば生体内デバイス１１０の）位置特定すなわち位置決定には、座標系を定義する基準枠が必要となる。ウェアラブルベルト、または同ベルトのセンサは、生体内デバイス１１０の位置を測定する基準枠として使用することができる。ただし、ベルトのサイズや形状（たとえば、円形、輪状、卵形、楕円形など）は、それを着用する被験者の体型や肥満度指数（「ＢＭＩ」）に応じて（合わせて）変わり得る。すなわち、被験者には痩せた人、太った人、そしてその両極の間にある多数の人が存在する。また、ベルトの形状は、被験者の動き（たとえば、被験者が歩いたり、姿勢を変えたりするなど）によっても変化し得る。磁気コイル１６０と磁気センサ１７０がウェアラブルベルト１３０中に/上に特定の方法で取り付けられている（たとえば、Ｎ個のコイル（１６０）とＭ個のセンサ（１７０）は（ベルトを直線状にのばした際に）等間隔で配置され得る）と仮定すると、磁気コイル１６０のコイルと磁気センサ１７０のセンサの間の距離（ならびに磁気コイル同士および／または磁気センサ同士の距離）は、同ベルトの着用時、たとえば被験者の体の大きさおよび／または体型に応じて変化し得る。これにより、位置特定処理の精度が異なるおそれもあることから、ベルトの磁気コイルとベルトの磁気センサの間の距離の動的較正、つまり第２の動作モード（ベルト較正）が必要となる。本明細書で使用する「ベルト較正」という用語は、着用されたベルトのサイズや形状（たとえば、円形、輪状、卵形、楕円形など）および／または同ベルトのセンサおよび／またはコイルの位置を、ベルトの磁気コイルが生成しベルトの磁場センサが感知する磁場に基づいて決定する処理のことを指す。
【００２２】
磁気コイル１６０が位置特定処理と較正処理の両方に使用可能である一方、磁場センサ１７０は、主として、ベルト較正のためだけにしか使用することはできない。ベルト較正処理については、たとえば以下で説明する図２と併せて、より完全に記述する。
【００２３】
図２は、例示的一実施形態による、ウェアラブルセンサベルト２００のシステムを示す図である。センサベルトシステム２００には、ベルト２１０と、磁場を生成するためのＮ個のオンボード磁気コイル（コイルＣ１、Ｃ２、…、Ｃｎと呼び、Ｃ１は２２０として、Ｃｎは２５０として示す）と、磁場を感知するためのＭ個のオンボード磁場センサ（センサＳ１、Ｓ２、…、Ｓｍと呼び、Ｓ１は２４０として、Ｓｍは２３０として示す）とが含まれ得る。センサは、たとえば、Ｎ個の磁気コイルのいずれかによって生成された磁場の他にも、磁気コイルＣ１−Ｃｎ以外の磁場ソースによって生成された可能性のある干渉磁場やこれを含み得る外来磁場を感知する。Ｎ個の磁気コイルおよびＭ個の磁場センサは、センサベルト２００の長さ方向に沿って、その内部や上に等間隔で分散配置されてよいが、それらをセンサベルト２００の長さ方向に沿って、別の方法で分散配置することも可能である。一実施形態では、ベルトまたは衣類２００（および本明細書に開示する他のベルト、衣類、またはベスト）は、長さと幅を持ち得るものであって、コイルおよびセンサは、それらが一般的にベルトまたは衣類の長さに相当する軸に沿って縦に広く分散配置され得るという意味において、長さ方向に分散配置され得る。他の配置が使用されてもよい。
【００２４】
また、ウェアラブルセンサベルト２００のシステムには、オンボードの無線周波数（「ＲＦ」）アンテナも含まれ得る。図１の受信機１２０と類似した受信機であれば、このオンボードＲＦアンテナを介して、図１の生体内デバイス１１０と類似した生体内デバイスとの間で、データおよび／または命令／コマンドをやりとりすることができる。一例として、ウェアラブルセンサベルト２００のシステムは、３つのオンボードＲＦアンテナを含む形で示されている。これらのアンテナを、ＲＦ１（２６０と示す）、Ｒ２（２６２と示す）、およびＲＦ３（２６４と示す）と呼ぶ。使用されるＲＦアンテナの数は異なっていてもよい。
【００２５】
また、ウェアラブルセンサベルト２００のシステムには、たとえば図１のＣＳＭ１８０と類似し、同様に機能し得る、オンボードのコイルスイッチングモジュール（ＣＳＭ）２７０と、たとえば図１のＳＳＭ１９０と類似し、同様に機能し得る、オンボードのセンサスイッチングモジュール（ＳＳＭ）２８０とが含まれ得る。ＣＳＭ２７０およびＳＳＭ２８０は、電気バス２９０を介して、受信機と電気的に接続することができる。この受信機は、図１の受信機／データレコーダ２１０と類似したものとなり得る。
【００２６】
磁気センサＳ１からＳｍの各々、または磁気センサＳ１−Ｓｍから選択された磁気センサには、１つ以上の（たとえば３つの）磁力計、または別種の磁気センサが含まれ得る。たとえば、センサＳ１−Ｓｍのうちの１つまたは複数のセンサには、事前定義された座標系の各座標で磁場を感知するため、磁力計のセットが含まれ得る。たとえば、デカルト座標系のもとでは、センサＳｉ（ｉ＝１、２、…、ｍ）の第１の磁力計Ｍｘが「Ｘ」方向の磁場を感知するよう構成され、同センサの第２の磁力計Ｍｙが「Ｙ」方向の磁場を感知するよう構成され、同センサの第３の磁力計Ｍｚが「Ｚ」方向の磁場を感知するよう構成されてよい。
【００２７】
ベルト２１０は、Ｘ−Ｙ−Ｚ座標系を定義し、Ｘ−Ｙ−Ｚ座標系として使用されてよい。ベルト２１０によって定義されたＸ−Ｙ−Ｚ座標系は、生体内デバイス（たとえば図１の生体内デバイス１１０）の空間的位置を検出するための基準枠として使用され得る。図２に示すように、（バックルで締められた）ベルトシステム２１０が横になる平面をＸ−Ｙ平面とし、そのＸ−Ｙ平面（ベルト平面）に対する垂線をＺ軸と定義することができる。このデカルト座標系の原点（２０２）は、Ｘ−Ｙ平面上に位置するとともに、ベルト２１０についての幾何学的定義や関連付け、または導出がなされた基準点と一致し得る。ベルト２１０についての幾何学的定義や関連付け、または導出がなされたかかる基準点は、Ｘ−Ｙ平面上におけるベルト２１０の中心点となり得、たとえば幾何学的に決定することや、ベルト２１０の「重心」と定義するなど、さまざまな方法での定義や決定が可能である。磁気コイルＣ１からＣｎのいずれか（または磁場センサＳ１からＳｍのいずれか）を、生体内デバイスの位置特定に用いる座標系の基準点（たとえば原点）として利用することもできる。たとえば、コイルＣ１を基準枠または座標系の基準点や原点として利用し、コイルＣ１の位置を基準に他の各コイルやセンサの位置を求めることができる。
【００２８】
デカルト座標系の原点の位置を求めるため、ベルト、ベスト、もしくは衣類２１０の幾何特性（たとえば幾何形状ＳｈおよびサイズＳｚ）が磁気的に決定（たとえば計算）され得る。この決定は、一度に用いるコイルを１つと定めたうえコイルＣ１−Ｃｎから選択された磁気コイルに磁場を生成させ、磁気コイルの各々が生成した磁場をセンサＳ１−Ｓｍのうちのセンサが同時に／並行して感知することで行われる。一実施形態では、ベルトもしくは衣類の中または上に位置するコイルおよび／またはセンサの配置が計算または決定され、そこから同ベルトもしくは衣類に関する外形や形状が決定可能となる。
【００２９】
各磁気コイルによって生成される磁場の強度および磁気勾配の方向は、たとえば、予め用意された磁場マップまたは磁場ルックアップテーブルを格納し利用することにより、たとえばコントローラ（図１のコントローラ１２４など）が事前に知ることが可能である。加えてコントローラは、各磁気センサＳｉの配向も、それが取り付けられているベルトの部分／セグメントを基準にして事前に「知る」ことが可能である。すなわち、センサベルトの部分またはセグメントの空間的配向は、関連した磁気センサの空間的配向に対して同一であるか、そこから導出される（よって表現される）ものとなり得る。たとえば、センサベルト２１０の部分またはセグメント２１２の空間的配向は、磁気センサＳ４の空間的配向に対して同一であるか、そこから導出される（よって表現される）ものとなり得る。したがって、磁気センサＳｉと磁場を生成する磁気コイルＣｋの間の距離Ｌｉ−ｋは、測定された磁気の強度に基づいて計算可能であり、ベルト２１０のセグメントの空間的配向は、コントローラが選択した磁気センサの感知する磁場の方向に基づいて計算可能である。
【００３０】
一例として、まず、図１のコントローラ１２４、または類似のコントローラが、たとえばコイルＣ１だけをアクティブ化して、既に磁気特性（強度、方向、勾配など）が知られている磁場を生成すると同時に、たとえば磁気センサＳ３、Ｓ４、およびＳｍから／により出力された信号のみを測定することができる。コントローラは、センサＳ３の出力する信号に基づいてコイルＣ１とセンサＳ３の間の距離Ｌ１−３（２２２と示す）を計算し、センサＳ４の出力する信号に基づいてコイルＣ１とセンサＳ４の間の距離Ｌ１−４（２２４と示す）を計算し、センサＳｍの出力する信号に基づいてコイルＣ１とセンサＳｍの間の距離Ｌ１−ｍ（２２６と示す）を計算することができる。次いで、コントローラは、たとえばコイルＣ４だけをアクティブ化して、（既に磁気特性が知られている）磁場を生成すると同時に、たとえば磁気センサＳ１、Ｓ２、およびＳｍから／により出力された信号のみを測定することができる。コントローラは、（１）センサＳ１の出力する信号を基にした、コイルＣ４とセンサＳ１の間の距離Ｌ４−１、（２）センサＳ２の出力する信号を基にした、コイルＣ４とセンサＳ２の間の距離Ｌ４−２、および（３）センサＳｍの出力する信号を基にした、コイルＣ４とセンサＳｍの間の距離Ｌ４−ｍを計算することが可能である。コントローラは、任意の磁気コイルＣｉを選択して磁場を生成すると同時に、任意の磁気センサを選択して特定の磁気コイルＣｉによって生成された磁場を感知することができる。上記の例に続き、コントローラは、コイルＣ１が生成した磁場に基づいてセンサＳ３、Ｓ４、Ｓｍの配向を計算し、コイルＣ４が生成した磁場に基づいてセンサＳ１、Ｓ２、Ｓｍの配向を計算することもできる。センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、およびＳｍによって（上記の例に準拠して）測定される、コイルＣ１およびＣ４が生成した磁場の強度を用いることにより、コントローラはベルト２１０のサイズや形状（たとえば曲率）を計算することが可能となる。コントローラは、ベルトのサイズや形状に関する情報を、較正情報として用いる、すなわち、ベルト２１０を基準枠として較正を行うのに用いることができる。コントローラは、ベルトの中心点を決定／計算し、この決定／計算されたベルトの中心点を、生体内デバイス（たとえば生体内デバイス１１０）の３Ｄ位置を求めるための座標系（たとえばデカルト座標系）の原点と決定することができる。ベルト２１０の幾何形状やサイズの決定に使用される磁気コイルおよび磁場センサの数は問わない。
【００３１】
例示の表１（以下に示す）により、センサベルトシステム２００の較正が容易となる。コイルＣ１からＣｎ、およびセンサＳ１からＳｍは、センサベルト２１０の長さ方向に沿って分散配置される。表１の値Ｖ１−１からＶｎ−ｍは、上記の通りに得ることができる。一例として、コントローラは、たとえば、知っている磁気パラメータを持つ磁場をコイルＣ１にだけ生成させ、Ｃ１をアクティブ化しつつ、それと同時に、すべてのセンサ（Ｓ１−Ｓｍ）または選択されたセンサ（たとえばセンサＳ１、Ｓ２、およびＳｍ）を用いてこの磁場を感知することが可能である。コイルＣ１をアクティブ化した結果得られる、選択されたセンサ（この例ではセンサＳ１、Ｓ２、およびＳｍ）によって感知された値は、表１において、それぞれ値Ｖ１−１、Ｖ１−２、およびＶ１−ｍと示されている。この例を続けると、その後、コントローラはコイルＣ１を非アクティブ化し、たとえば、知っている磁気パラメータを持つ磁場をコイルＣ２にだけ生成させ、Ｃ２をアクティブ化しつつ、それと同時に、すべてのセンサ（Ｓ１−Ｓｍ）または選択されたセンサ（たとえばセンサＳ１およびＳｍ）を用いてこの磁場を感知することが可能である。コイルＣ２をアクティブ化した結果得られる、センサＳ１およびＳｍによって感知された値は、表１において、それぞれ値Ｖ２−１およびＶ２−ｍと示されている。他の、または追加のコイルが同様にアクティブ化されてよく、また、使用／選択された各コイルが生成する磁場を感知するために、任意のセンサ（その数やベルト２１０での位置は問わない）が用いられてよい。
【００３２】
表の各値Ｖｉ−ｋ（ｉ＝１、２、…、ｎ、また、ｋ＝１、２、…、ｍ）は、対応する距離Ｌｉ−ｋへと変換することができる。たとえば、コイルＣ１が生成した磁場が持つ知られた磁気特性、および測定された値Ｖ１−１に基づき、コイル１とセンサの間の距離Ｌ１−１を決定／計算することができる。選択された別のコイルと、選択された別のセンサとの間の距離も、距離Ｌ１−１と同様に求めることができる。表１のコイル−センサ間距離情報を用いることにより、コントローラは、ベルト２１０を幾何学的に特徴付ける（たとえばベルトの形状やサイズを決定する）ことができる。
【００３３】
【表１】
2017524444.tif 000003
【００３４】
表１の較正内容／情報は、生体内デバイスの位置を知る必要に応じて更新されてよい。たとえば、生体内デバイスの位置を１時間に１回知ることが望ましい場合、表１の内容もそれに応じて、すなわち１時間に１回、好ましくは毎回の位置特定処理の開始直前に、更新されてよい。表１の較正内容／情報は更新可能であり、表１の情報を用いたベルトの外形較正は、被験者がセンサベルトを着用している間、たとえば、期間ごとまたは周期的に（たとえば、５０ミリ秒ごとなど）、所定数の画像フレームごとに（たとえば、各フレームの前後やその間、または５フレームごとなど）、あるいはその他所定の基準や変更された基準に従って、という形で時折または断続的に、ベルトの動的な外形変化を決定すること（そしてベルトを着用している被験者が、たとえば姿勢を変えたり動いたりしても、ベルトの外形変化に順応すること）を目的に実行され得る。表１の情報が更新され得るレートは、たとえば、被験者の動きに応じたものとすることができる。一例として、生体内デバイスの位置は、たとえば被験者が速く動けば動くほど、それだけ頻繁に決定されなくてはならないことを考えれば、表の情報もそれに応じてより頻繁に更新されてよい。センサベルト２１０に埋め込まれるか含まれる移動センサ２９２が、移動情報を提供し得る。移動センサ２９２には、たとえば、加速度計が含まれ得る。ベルトの現在の形状または外形を知るということは、（たとえばコントローラが）選択された磁気センサによって測定された磁場情報から、コイルおよび／またはセンサのうちの少なくとも一部に関する相対位置を「知る」ことを意味する。ベルト外形決定処理または計算において、一部のコイルおよび／または一部のセンサのみが使用される場合、ベルトにあるその他のセンサおよび／またはコイルの位置は、使用されたセンサおよび／または使用されたコイルの位置情報を用いて補間されてよい。センサベルトの外形計算／決定は、ある基準に従って実行され得る。基準は、ベルトの以前の（たとえば知られている）外形に基づき、またはこれを用いて選択されてよい。すなわち、以前に知ったベルトの外形は、その後のセンサベルトの外形を推定または計算するのに使用することができる。
【００３５】
センサベルト２１０にある磁気コイルや磁場センサは、そのいずれもが、他のコイルおよび／またはセンサの座標を決定するための基準点または原点として使用可能である。すなわち、センサＳ１（２４０と示す）の位置はＳ１｛ｘ１；ｙ１｝とすることができ、センサＳ２の位置はＳ２｛ｘ２；ｙ２｝とすることができ、センサＳ３の位置はＳ３｛ｘ３；ｙ３｝とすることができ、他も同様である。このとき、座標｛ｘ１；ｙ１｝、｛ｘ２；ｙ２｝、｛ｘ３；ｙ３｝などは、特定のコイルＣｉの位置（「Ｃｉ｛ｘ０、ｙ０｝」と示され得る）を基準にして計算することができる。たとえば、コイルＣ１（２２０と示す）は、基準点または原点として使用することができ、各センサおよび／またはコイルの（たとえばＸ−Ｙ座標での）位置は、コイルＣ１の位置を基準にして求めることが可能である。
【００３６】
ベルトにあるコイルの一部を使用することで同ベルトにあるセンサの位置を求めることができ、センサの位置を知るということは、他のコイルの位置を求めるのに役立ち得る。たとえば、あるコイルの位置は、同コイルをアクティブ化し（それによりコイルは磁気特性が分かっている磁場を生成する）、同コイルによって生成された磁場を既に位置を知っているいくつかのセンサで感知したうえで、それらのセンサが感知した磁場を用いて同コイルの位置をセンサの知られた位置から計算することによって求めることができる。
【００３７】
ベルトまたは衣類２１０に埋め込まれるか含まれるコントローラ２９４は、そのベルトまたは衣類２１０に埋め込まれるか含まれる磁気コイルを選択的にアクティブ化して磁場を生成することが可能であり、また、同ベルトに埋め込まれるか含まれる磁場センサを選択的に用いて磁場を感知することも可能である。コントローラ２９４は、磁場を生成および感知する際、すなわち、ベルト較正手続きの実行時には、図１のコントローラ１２４の代わりを務め得る。コントローラ２９４は、コントローラ１２４と協働して、磁場を生成および感知することができる。
【００３８】
図３Ａ−３Ｂは、本発明の例示的一実施形態による、センサベルトシステム２００に類似したセンサベルト３００のシステムを、２つの様態で示したものである。被験者の体格や体型は異なり得るため、被験者が着用するベルトのサイズや形状も変化する。肥満寄りの丸い被験者がセンサベルト３１０を着用した場合、同ベルトは図３Ａに示すベルトに一層似た外観を呈する可能性がある。比較的細身の「平ら」な被験者がセンサベルト３１０を着用した場合、同ベルトは図３Ｂに示すベルトに一層似た外観を呈する可能性がある。
【００３９】
図３Ａを参照する。本明細書で記述した磁気コイルおよび磁気センサを用いて、この例では肥満寄りで丸形となる特定の被験者に対し、センサベルト３１０の較正を行う（ベルトの現在の外形や形状、すなわちベルトもしくは衣類の中または上に位置するコイルおよび／またはセンサの配置を決定または計算する）ことができる。較正処理の間、コイルとセンサの間の距離（たとえば、Ｌ１−３、Ｌ１−４、Ｌ１−Ｍ、Ｌ４−１、Ｌ４−２、およびＬ４−Ｍ）は、本明細書で記述した通りに求めることができる。
【００４０】
較正処理によって、位置特定処理に関与する各コイルの磁場特性（たとえば強度や磁気勾配）は、それらが持つべき磁場特性となり得る（磁場特性が規定され得る）。たとえば、ベルトが長ければ長いほど、各コイル、または選択されたコイルは、より強度の高い磁場を生成することになる。換言すれば、コントローラは、ベルトの外形変化に基づき、またはこれに従って、コイルの生成する磁場を調整することができる。あるいは、コイルが生成する磁場に毎回同じ磁性値を持たせ、位置特定に関する読取値（たとえば、コントローラが位置を検出する生体内デバイスによって（たとえばその内部で）測定された磁気測定値）を、コントローラが補償または調整してもよい。
【００４１】
較正手続きの完了後、センサベルト３１０の現在の外形または形状が決定／計算され得る。ベルトを着用した被験者内部の生体内デバイス（たとえば生体内撮像デバイス）またはカプセル（３２０と示す）の位置は、決定／計算したベルトの外形に基づき、かつ、ベルトの外形によって形成、体現、または表現される基準枠、あるいは、ある座標系（たとえば、ベルトによって定義されるか、ベルトを基準に位置が決定される座標系）を基準にして、計算することが可能である。
【００４２】
位置特定処理の間、コントローラは、第１のコイル（たとえばコイルＣ１）のみをアクティブ化し、カプセル３２０が（たとえばその内部で）感知した磁場の強度を表す位置特定データを、カプセル３２０からフィードバックとして無線受信することができる。（カプセルは、自身が感知した磁場の方向を基準にして、自身の配向を感知し送信することもできる。）こうした情報を用いることにより、コントローラは、たとえばコイルＣ１とカプセル３２０の間の距離（３３０）（およびオプションでカプセルの配向）を計算することが可能となる。次いで、コントローラは、第２のコイル（たとえばコイルＣ４）とカプセル３２０の間の距離（３４０）を計算するため、コイルＣ１を非アクティブ化したうえで、コイルＣ４をアクティブ化し、カプセル３２０から位置特定データを受信することができる。次いで、コントローラは、第３のコイル（たとえばコイルＣｎ）とカプセル３２０の間の距離（３５０）を計算するため、コイルＣ４を非アクティブ化したうえで、コイルＣｎをアクティブ化し、カプセル３２０から位置特定データを受信することができる。その後、距離３３０、３４０、および３５０を用いた三角測量処理を行うことで、カプセル３２０の位置が決定され得る。
【００４３】
ベルト３１０が比較的細身の人に合わせて調整される場合、図３Ｂが示している通り、コイルとセンサの間の距離および／またはコイル同士の距離は、そのすべてまたは一部が変化し得る。たとえば、図３ＡにおけるコイルＣ４とセンサＳ２の間の距離（図３Ａの距離Ｌ４−２）は、ベルト３１０が「平たくなった」後の同じ２つのデバイス間の距離３９０（図３Ｂ参照）よりも大きいものとなっている。図３Ａと図３Ｂの比較を続ける。ベルト３１０が平たくなったことにより、たとえば、カプセル３２０とコイルＣ４の間の距離３４２（図３Ｂ）は、距離３４０と比較すると短くなっており、また、カプセル３２０とコイルＣｎの間の距離３５２（図３Ｂ）は、距離３５０と比較すると短くなっている。しかし、ベルトの外形は継続的に監視されているため、コントローラはコイル−センサ間の距離の変化を検出し、これに順応する。すなわち、コントローラは、ベルトの外形に起こり得るあらゆる変化をリアルタイムで検出するために、本明細書で記述した較正処理を開始することができる。ベルトの外形変化を検出するということは、コイルの一部か全部および／またはセンサの一部か全部によって表現または形成された基準座標系を、コントローラが（再）調整することを意味しており、またそれを可能にすることでもある。図３Ｃは、図３Ｂのベルト３１０の側面図である。カプセル３２０の位置は、たとえば、本明細書で記述したのと類似の方法で計算された距離３６０、３７０、および３８０を用いて、三角測量することができる。
【００４４】
図４は、本発明の例示的一実施形態による、ベルト２００およびベルト３１０を操作／使用するための方法を示している。図４に示す方法、および本明細書で開示する他の方法に関連して説明されるステップは、たとえば図１のコントローラ１２４や、それに類似したコントローラによって実行することができる。被験者は、センサベルト、衣類、もしくはベスト（たとえばセンサベルト１３０、２００、または３１０）およびデータレコーダ（ＤＲ）（たとえばＤＲ１２０）を着用し、生体内デバイス（たとえばデバイス１１０またはデバイス３２０）を嚥下するものと仮定する。
【００４５】
ステップ４１０において、コントローラ（たとえば図１のコントローラ１２４）はまず、ベルトの磁気コイル以外のソースによって生成された磁場である磁場干渉（ＭＦＩ）を、センサベルトの磁場センサ（たとえば図２の磁場センサＳ１−Ｓｍ）を用いて検出することができる。コントローラは、較正処理の間に、ベルトの磁場センサ内、またはベルトの何らかのセンサ内でＭＦＩによって引き起こされる干渉信号を補償するため、ＭＦＩを検出することができる。たとえば、コントローラは、（新たな）ベルト較正処理を開始する前の数秒または数ミリ秒間にわたり、ＭＦＩを検出することができる。ベルト較正処理の精度を高めるために、つまり、センサベルトの外形、すなわち基準枠として使用される座標系の精度を高めるために、コントローラがＭＦＩを検出する時間と、コントローラがベルト較正処理を開始する時間とを、極力近づけることが好ましい。コントローラは、自身がベルトの外形を計算する前、または自身がベルトの外形を計算（し、それに応じてベルトの外形を修正）した後に、干渉磁場を感知することができる。
【００４６】
コントローラは、ＭＦＩを検出した後（たとえば直後）、センサベルトを較正してベルトの外形を特徴付け／検出することができる。（ベルトの外形により、生体内デバイスの位置特定に用いる座標系が定義される。すなわち、ベルトの外形により、デバイスの位置決定を可能にする座標系が定義され得る。）
【００４７】
たとえば、上述の（ステップ４１０における）センサベルト較正処理には、センサベルトの較正処理中に外部の／干渉する電磁場ソースが磁場センサ内に引き起こすおそれのある干渉信号を、フィルタリング除去するためのステップが含まれてよい。たとえば、センサベルト較正処理には、干渉磁場ソースが磁気センサのすべてまたは一部において引き起こす干渉信号の測定／読み取りを行うステップが含まれてよい。このステップの間、センサベルトの磁気コイルは、磁場センサが干渉磁場の影響のみを受けるようにミュート／非アクティブ化される。こうして磁気センサによって測定された信号、すなわち磁気センサごとの信号は、位置特定の精度を高めるため、ベルト較正処理の残りのステップの間、（たとえばコントローラによって）フィルタリング除去または補償され得る。
【００４８】
ステップ４２０では、センサベルトを用いることにより、嚥下された生体内デバイスの位置決定が行われる。生体内デバイスの位置を再度決定する場合（ステップ４３０で「Ｎｏ」と示す条件）、ステップ４４０において、同ベルトに関する新たな較正の必要性やスケジューリングの有無がチェックされる。（コントローラは、事前定義された、または動的に変化するスケジュールや時間編成に従って、現在のベルトの外形を計算するよう構成され得る。）新たなベルト較正が必要かどうかに関する条件は、たとえば、時間ベース、カプセルの移動量ベース、カプセルの加速度ベース、画像フレームのキャプチャレートなどとなり得る、所定の基準ごとにチェックされてよい。
【００４９】
ステップ４４０において、所定の基準ごとに、新たな較正は不要であると（たとえばコントローラが）決定した場合（ステップ４４０で「Ｎｏ」と示す条件）、生体内デバイスの位置特定は、ベルトの再較正をすることなく（たとえば最後に計算されたベルトの外形を用いて）、ステップ４２０において決定され得る。ループ４５０は、新たなベルトの再較正が必要となるまで繰り返しまたは反復されてよい。ただし、ステップ４４０において、所定の基準ごとに、新たな較正が必要であると（たとえばコントローラが）決定した場合（ステップ４４０で「Ｙｅｓ」と示す条件）、ステップ４１０において新たなベルト較正処理が開始（４６０）されてよく、その後、ステップ４２０において、更新、修正、または調整されたベルト外形を用いて、生体内デバイスの位置が決定されてよい。
【００５０】
換言すれば、生体内デバイスの位置特定には、センサベルトに含まれるか埋め込まれる磁気コイルによって生成され、センサベルトに含まれるか埋め込まれる磁場センサが感知した磁場から、センサベルトの外形を決定（計算）することと、磁場を生成するために、センサベルトに含まれるか埋め込まれる磁気コイルをアクティブ化することと、生体内デバイスに含まれるか埋め込まれる磁場センサが感知した磁場から、座標系を基準に同生体内デバイスの位置を決定することとが含まれ得る。
【００５１】
図５は、本発明の別の例示的実施形態による、ベルト２００／３１０を操作／使用するための方法を示している。図５に示す方法、および本明細書で開示する他の方法に関連して説明されるステップは、たとえば図１のコントローラ１２４や、それに類似したコントローラによって実行することができる。被験者は、センサベルト（たとえばセンサベルト１３０、２００、または３１０）およびデータレコーダ（ＤＲ）（たとえばＤＲ１２０）を着用し、生体内デバイス（たとえばデバイス１１０またはデバイス３２０）を嚥下するものと仮定する。
【００５２】
ステップ５１０では、ベルトの外形を座標系（基準枠）として使用するために、センサベルトの上／中に取り付けられた１つ以上の磁気コイルを選択および使用して磁場パルスを生成させるステップと、センサ出力を選択（および選択したものを使用）してベルト外形を検出または計算するステップとが、ＤＲ内で実行される。センサベルトの上／中に取り付けられた１つ以上の磁気コイルが磁場パルスを生成する間のステップには、ベルトの較正処理中に外部の／干渉する電磁場ソースがセンサ出力にもたらすおそれのある干渉信号をフィルタリング除去するステップを含み得るか先行させてよい。ステップ５２０では、センサベルトの外形が決定（たとえば検出または計算）された後、選択されたコイルを用いて、位置特定磁気パルスが（たとえばＤＲによって）生成されてよい。
【００５３】
ステップ５３０では、（１）１つ以上の磁場センサ（たとえば３つの３次元磁力計）を用いて、選択されたベルトのコイルによって生成された位置特定磁場パルスを感知するステップと、（２）生体内デバイスから／によりデータレコーダに向けて、感知した磁場の、または感知した磁場に関連する、磁気の特性／ベクトル（たとえば強度、方向）を表すデータを送信するステップとが、生体内デバイス内で実行される。
【００５４】
ステップ５４０では、（１）生体内デバイスから、感知した磁場を表すデータを受信するステップと、（２）センサベルトを基準にして（たとえば計算されたベルトの外形を用いて）、感知した磁場を表す受信データを使用することにより、ＧＩ内の生体内デバイスの位置を計算するステップとが、ＤＲ内で実行される。
【００５５】
図６は、本発明の別の例示的実施形態による、ベルト２００／３１０を操作／使用するための方法を示している。図６に示す方法に関連して説明されるステップは、たとえば図１のコントローラ１２４や、それに類似したコントローラによって実行することができる。被験者は、センサベルト（たとえばセンサベルト１３０、２００、または３１０）およびデータレコーダ（ＤＲ）（たとえばＤＲ１２０）を着用し、生体内デバイス（たとえばデバイス１１０またはデバイス３２０）を嚥下するものと仮定する。
【００５６】
ステップ６１０では、Ｎ個の磁気コイルの中から磁気コイルが選択され、各時間（たとえば、１つのコイルだけがアクティブ化された状態となる、それぞれ異なった時間）に磁場を生成するため、選択された磁気コイルが、たとえば一度に１つのコイルという形で、順次アクティブ化される。ステップ６２０では、アクティブ化された磁気コイルの各々について、関連する（各）磁場を各時間で並行して感知するため、Ｍ個の磁場センサの中からコイルが選択される。ステップ６３０では、センサベルト（もしくは衣類）の外形や形状が、感知した磁場から計算または決定され得る。一実施形態では、ベルトもしくは衣類の中または上に位置するコイルおよび／またはセンサの配置が計算または決定され、そこから同ベルトもしくは衣類に関する外形や形状が決定可能となる。
【００５７】
ステップ６４０では、Ｎ個の磁気コイルの中から磁気コイルが選択され、磁場を生成するために選択された磁気コイルがアクティブ化される。ステップ６５０では、生体内デバイスに含まれるか埋め込まれる磁場センサによって磁場が感知される。ステップ６６０では、感知した磁場から、センサベルトの外形によって定義された座標系を基準にして、生体内デバイスの位置が決定される。
【００５８】
図７は、本発明の例示的一実施形態による時間ダイアグラムである。一例として、この時間ダイアグラムには、７１０、７２０、および７３０と示す３つのグラフが含まれる。たとえば、グラフ７１０は、本発明による生体内デバイスの２つの例示的稼働サイクル７４０／１および７４０／２を示している。
【００５９】
生体内デバイスには、生体内デバイスが通過するＧＩ管の生理学的パラメータを感知、または撮像を行うための、１つ以上のセンサ（たとえばｐＨセンサ、圧力センサ、温度センサ、イメージャなど）が（必須ではないものの）含まれ得る。生体内デバイスの稼働サイクル７４０の各々は、たとえば、本明細書で記述したように、感知データの（データレコーダなどに向けた）送信や、感知用ベルトの較正、および位置特定処理に対応するため、割り当てられる３つ以上のタイムスロットまたは時間窓を含むか、そのように分割されるか、またはセグメント化され得る。たとえば、稼働サイクル７４０／１には、３つのタイムスロット／時間窓（７５０／１、７６０／１、および７７０／１と示す）が含まれ得る。たとえば、これらのタイムスロット／時間窓はそれぞれ、生体内デバイスによる／からの感知データの送信と、感知用ベルトの較正（この処理は生体内デバイスの外側で行われる）と、生体内デバイスおよびデータレコーダもしくは別の外部デバイスの双方を用いて実行される位置特定処理とに対応することを目的としている。
【００６０】
稼働サイクル７４０／１に関し、第１のタイムスロット／時間窓（たとえばスロット／窓７５０／１）は、感知データ（およびオプションで別種のデータ）を、生体内デバイスから外部のデータレコーダへと無線送信するのに使用され得る。第２のタイムスロット／時間窓（たとえばスロット／窓７６０／１）は、本明細書で記述したベルトの較正処理のために事前割り振りまたは事前割り当てされ得る。タイムスロット／時間窓（たとえばスロット／窓７６０／１）は、ベルトの較正処理に向けて事前割り振りまたは事前割り当てがなされていても、いくつかの稼働サイクルにおいてスキップされてもよい。なぜなら、ベルトの較正処理は、たとえば、Ｘ回（Ｘ＝２、３、…など）の稼働サイクル７４０に一度（たとえば、３回の稼働サイクル７４０に一度）というように、ときどき実行される可能性もあるからである。第３のタイムスロット／時間窓（たとえばスロット／窓７７０／１）は、センサベルトの中／上に取り付けられたコイルによって生成された位置特定磁場パルスを、生体内デバイスで感知するために事前割り振りまたは事前割り当てされ得る。
【００６１】
グラフ７２０は、センサベルトの磁場アクティブ化に関する２つの例示的較正シリーズ（７８０／１および７８０／２）を示している。磁場アクティブ化の各シリーズには、センサベルトの磁気コイルをＫ回アクティブ化することが含まれ得る。毎回のセンサベルトのアクティブ化中、データレコーダは、特定の磁気コイルを選択し、選択したコイルを用いて磁場パルスを生成し、同時にまたは並行して、自身が選択した特定のコイルセットを用いて磁場パルスを感知することができる。データレコーダは、Ｋ（Ｋ＝１、２、…、など）回のアクティブ化のそれぞれに影響を及ぼすよう、異なる磁気コイルを選択することができ、また、関連する磁場パルスを感知するため、アクティブ化のたびに異なるコイルセットを選択することができる。（コイルセットに含まれるコイルが１つということもあり得る。）
【００６２】
生体内デバイスによるデータレコーダへの感知データの送信にはＲＦ送信が用いられ、またベルト較正処理の実施には磁場パルスが用いられることから、これら２つの処理は互いに独立したものとすることが可能である。よって、送信時間７５０／１に対する、磁場アクティブ化に関連した較正シリーズ７８０／１の時間的位置が、図６に示すようなものとなる可能性もあれば（たとえば、７５２で示すように一部が重なり得る）、この磁場アクティブ化に関連した較正シリーズ７８０／１が、タイムスロット／時間窓７６０／１に完全に収まる可能性もある。（同じ原理が、磁場アクティブ化に関連した較正シリーズ７８０／２、および後続するすべての較正シリーズにもあてはまる。）
【００６３】
グラフ７３０は、センサベルトの磁場アクティブ化に関する２つの例示的較正シリーズ（７９０／１および７９０／２）を示している。磁場アクティブ化の各シリーズには、センサベルトの磁気コイルをＬ回アクティブ化することが含まれ得る。毎回のセンサベルトのアクティブ化中、データレコーダは、特定の磁気コイルを選択し、選択したコイルを用いて磁場パルスを生成することができる。この磁場パルスを、生体内デバイスが自身の磁場センサを用いて並行して感知する。データレコーダは、Ｌ（Ｌ＝１、２、…、など）回のアクティブ化ごとに異なる磁気コイルを選択することができる。Ｋは、ベルトの外形を正確に較正するのに必要な磁気パルスの数であり得る。Ｌは、生体内デバイスの位置を正確に決定するのに必要な磁気パルスの数であり得る。したがって、ベルトの較正処理に関するいくつかの制約と、生体内デバイスの位置特定処理に関するいくつかの制約とは、相互関係を有する、または共立が必要なものとなり得るが、ＫとＬは、異なる制約のもとで選択されてもよい。制約の例としては、位置特定磁場パルスを受信し処理するのに生体内デバイスが必要とする時間、生体内デバイスの位置を確実に決定するのに必要な位置特定磁場パルスの数、ベルトの外形を確実に決定するのに必要なベルトのコイルとセンサの数、および、ベルトのコイルによる各磁場パルスの生成に応答してセンサ出力を処理するのにデータレコーダが必要とする時間、などが挙げられる。または、これらに関連付けられたものとなる可能性もある。
【００６４】
位置特定磁場パルス（シリーズ７９０のもの）は、毎回、データレコーダによって生成され、たとえばタイムスロット／時間窓７７０の間に、生体内デバイス内の１つ以上の磁場センサによって感知される。生体内デバイスは、磁場センサの出力信号を処理し、生体内デバイスのセンサが感知した磁気パルスの磁気特性を表す対応データを生成することができる。生体内デバイスは、この対応データを、たとえば生体内デバイスの後続の送信時間タイムスロット／時間窓７５０（たとえばタイムスロット／時間窓７５０／２）の間に、データレコーダへと送信することができる。
【００６５】
本明細書で言及されるコントローラは、自身がベルトの外形を計算する前、または計算後に、Ｎ個の磁気コイルによって生成されたものではない干渉磁場を感知するために、Ｍ個の磁場センサを使用するよう構成されてよい。コントローラは、ベルトの現在の外形を計算するときに、干渉磁場をフィルタリング除去するよう構成されてよい。コントローラは、感知した干渉磁場に応じて、計算されたベルトの外形を調整するよう構成されてよい。コントローラは、磁気コイルに由来する磁場、および干渉磁場に基づき、ベルトの外形を計算するよう構成されてよい。（干渉磁場には、外部ソース由来の磁場が含まれ得る。たとえば、干渉磁場は、地磁気となり得る。）
【００６６】
生体内デバイスの位置特定期間に、同生体内デバイスの現在位置は（たとえばコントローラに）知られる。デバイスの現在位置と過去の位置を「知る」ことにより、たとえば、コントローラは、デバイスの次の位置を予想、または「推定」することが可能となる。デバイスの次の位置を予想するということは、生体内デバイスの位置特定に用いる磁気コイルの選択に関して有益であり得る。上述したように、磁場の持つ磁気特性、とりわけ、各磁気コイルによって生成された磁気勾配（たとえば、ΔＢ／ΔＸ）が知られる。（磁気勾配が小さいということは、磁場は距離とともに比較的緩やかに変化していることを意味しており、そのような場合、位置決定処理の正確性は低下する。その逆も同様である。）
【００６７】
Ｎ個の磁気コイルの各々は、予想される生体内デバイスの位置において、知られた磁気勾配を持つ／引き起こすことから、生体内デバイスの位置特定に向け、「最小勾配」が最も大きくなる少なくとも３つのコイルを選択することができる。このコイル選択方法によって、デバイスの予測位置とセンサベルトの現在外形を踏まえた、高精度の位置特定処理の実行が保証され得る。
【００６８】
本明細書における単数的表現は、その文法的対象が、文脈に応じて、１つ、または１つより多数（たとえば、少なくとも１つ）となることを指すために用いられる。たとえば、文脈によって、「ある要素」とは、１つの要素を意味することも、２つ以上の要素を意味することもあり得る。本明細書における「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」」という用語は、「含むがそれに限定されない」という文言を意味し、これと置き換えが可能なものとして用いられる。本明細書における「または（ｏｒ）」や「および（ａｎｄ）」という用語は、別段文脈が明確に示さない限り、「および／または」という用語を意味し、これと置き換えが可能なものとして用いられる。本明細書における「など（ｓｕｃｈ  ａｓ）」という用語は、「などではあるが、これに限定されない」という文言を意味し、これと置き換えが可能なものとして用いられる。たとえば、仮定する
【００６９】
本明細書では、さまざまな実施形態を開示した。特定の実施形態が持つ特徴は、他の実施形態が持つ特徴と組み合わせることが可能であり、よって、特定の実施形態は、他の、または複数の実施形態が持つ特徴の組み合わせとなり得る。本発明の実施形態には、プロセッサやコントローラによる実行時に本明細書で開示した命令を遂行する、たとえばコンピュータ実行可能命令などの命令を記憶する、たとえばメモリまたはＵＳＢフラッシュメモリといった、コンピュータまたはプロセッサ非一時的記憶媒体などの物品が含まれ得る。いくつかの実施形態は、コンピュータまたは他のプログラマブルデバイスをプログラムして上で開示した方法を実行するのに使用され得る命令を内部に格納している非一時的機械可読媒体を含み得るコンピュータプログラム製品の内部に提供され得る。
【００７０】
本発明に関する以上の実施形態は例示的なものとして記述されていることから、開示した実施形態の修正形態も本発明の範囲に含まれることは、当業者であれば明白であろう。したがって、代替的実施形態には、より多数のモジュール、より少数のモジュール、および／または機能的に同等のモジュールが含まれてよい。本開示は、たとえば、種々の生体内デバイス、ならびに、種々の磁気生成システムおよび磁場センサに関連したものである。以上のことから、続く各請求項の範囲は、本明細書の開示によって限定されるものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成29年6月29日(2017.6.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の消化器管内の生体内デバイスを位置特定するためのセンサベルトシステムであって、
磁場を生成するための、被験者によって着用可能なベルトに分散配置されるＮ個の磁気コイルと、
磁場を感知するための、ベルトの長さ方向に沿って分散配置されるＭ個の磁場センサと、
Ｎ個の磁気コイルから磁気コイルを選択し、選択された磁気コイルを順次アクティブ化して磁場を生成することと、
アクティブ化された磁気コイルの各々について、Ｍ個の磁場センサから磁場センサを選択して、アクティブ化された磁気コイルの関連する磁場を感知することと、
感知された磁場からベルトの外形を計算することであって、前記外形が、生体内デバイスを位置特定するための座標系として使用されることになる、計算することと
を行うよう構成されるコントローラと
を含む、センサベルトシステム。
【請求項２】
Ｎ個の磁気コイルが、Ｍ個の磁場センサコイルの間に挿入される、請求項１に記載のセンサベルトシステム。
【請求項３】
コントローラが、スケジュールに従って、ベルトの外形を計算するよう構成される、請求項１に記載のセンサベルトシステム。
【請求項４】
ベルト外形計算が、ベルトの過去の外形に基づいて選択された基準に従って実行される、請求項１に記載のセンサベルトシステム。
【請求項５】
コントローラが、Ｍ個の磁場センサを使用して、Ｎ個の磁気コイルによって生成されたのではない干渉磁場を感知するよう構成される、請求項１に記載のセンサベルトシステム。
【請求項６】
コントローラが、コントローラがベルトの外形を計算する前に干渉磁場を感知し、感知された干渉磁場に従って、ベルトの計算された外形を調整するよう構成される、請求項５に記載のセンサベルトシステム。
【請求項７】
コントローラが、ベルトに埋め込まれる、請求項１に記載のセンサベルトシステム。
【請求項８】
受信機をさらに含み、コントローラが、受信機に埋め込まれ、Ｎ個の磁場コイルおよびＭ個の磁場センサに電気的に接続される、請求項１に記載のセンサベルトシステム。
【請求項９】
コントローラが、被験者によって嚥下された生体内デバイスに含まれる磁場センサによって磁場が感知されるよう、磁場コイルを、一度に１つのコイルという形で、選択的にアクティブ化することによって磁場を生成するよう構成され、コントローラが、生体内デバイスから、生体内デバイスに含まれる磁場センサによって感知された磁場の磁気特性を表すデータを受信し、磁場に応答して生体内デバイスからコントローラが受信するデータに基づき、被験者内の生体内デバイスの位置を検出するようさらに構成される、請求項１に記載のセンサベルトシステム。
【請求項１０】
コントローラが、ベルトにおける磁気コイルを、生体内デバイスの位置を計算する基準となる座標系の原点として使用するよう構成される、請求項９に記載のセンサベルトシステム。
【請求項１１】
被験者によって嚥下される生体内デバイスを位置特定するための方法であって、
被験者によって着用され、Ｎ個の磁気コイルおよびＭ個の磁場センサを含むセンサベルトのために、
センサベルトに含まれる磁気コイルによって生成され、センサベルトに含まれる磁場センサによって感知される磁場から、センサベルトの外形を計算することであって、センサベルト外形が座標系を定義する、計算することと、
磁場を生成するために、センサベルトに含まれる磁気コイルをアクティブ化することと、
生体内デバイスに含まれる磁場センサによって感知された磁場から、座標系を基準にした、生体内デバイスの位置を決定することと
を実行することを含む、方法。
【国際調査報告】
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