專利名稱：用于釋放輻射的電控膠囊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及用于釋放輻射的電控膠囊。更具體地，本發(fā)明涉 及用于控制從被植入的或通過(guò)患者消化道的膠囊中釋放輻射的系統(tǒng) 和方法。
背景技術(shù)：
體內(nèi)放射療法(internal radiation therapy)目前用于治療各 種癌癥，例如頭頸癌，乳癌，子宮癌，甲狀腺癌，子宮頸癌和前列腺 癌。這種過(guò)程要求在鄰近癌變部位植入放射性物質(zhì)，所述放射性物質(zhì) 也稱為種子。然而， 一旦植入放射源，在沒(méi)有其他外科介入的情況下， 劑量是連續(xù)的并且不易調(diào)節(jié)。另外，部分消化道不能通過(guò)植入的放射 性物質(zhì)來(lái)治療。

發(fā)明內(nèi)容
本公幵提供了電控膠囊或藥物輸送系統(tǒng)，其用于在通過(guò)胃腸道過(guò) 程中根據(jù)預(yù)設(shè)的分配定時(shí)圖案輸送或分配藥物。預(yù)設(shè)分配定時(shí)間圖案 是固定的，并不易受人體生理過(guò)程和條件，情緒和先前施予藥物等的 影響。電控膠囊包括控制和定時(shí)電路，其用于根據(jù)預(yù)設(shè)分配定時(shí)間圖 案控制閥或艙口的打開(kāi)和閉合，以便分配存儲(chǔ)在膠囊的藥物儲(chǔ)存器中 的藥物。電控膠囊允許患者同時(shí)服用全部膠囊，比如說(shuō)在早上7點(diǎn)， 以便全天不再需要膠囊，不能裝在一個(gè)電控膠囊中的藥物能夠配合使 用其它電控膠囊以便滿足全天的有效載荷服法。
根據(jù)本公開(kāi)，可以在同一時(shí)間服用的一個(gè)或多個(gè)電控膠囊中提供 在特定時(shí)間周期，如24小時(shí)所要求服用的所有藥物。電控膠囊能夠 有不同的分配定時(shí)圖案，以便獲得全天所需的藥物。同樣，本公開(kāi)還提供了通過(guò)一個(gè)或多個(gè)電控膠囊來(lái)同時(shí)施予兩種或多種藥物的治療 系統(tǒng)。每個(gè)膠囊具有獨(dú)立的，預(yù)設(shè)分配定時(shí)圖案以便根據(jù)分配圖案在 體內(nèi)分配藥物。所述分配圖案在人與人之間有所不同，這取決于每個(gè) 人的生理?xiàng)l件，年齡，性別，疾病等。此外，在分配定時(shí)圖案期間的 預(yù)設(shè)時(shí)刻，在體內(nèi)的電控膠囊可被編程以停止分配藥物，以期待服用 新的一組膠囊。這樣就通過(guò)僅有最近服用的膠囊在體內(nèi)分配藥物防止 了偶然的過(guò)量。
根據(jù)本公開(kāi)，提供用于向患者分配輻射的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括獨(dú)立 式膠囊，用于從患者體內(nèi)的位置向患者分配輻射。該膠囊包括含有 放射性物質(zhì)的放射性組件；第一抗輻射組件，其具有至少一個(gè)第一抗 輻射面板，該第-一抗輻射面板含有抗輻射物質(zhì)，用于阻止輻射通過(guò)至 少一個(gè)第一面板到達(dá)膠囊的周?chē)h(huán)境。在第一抗輻射組件中形成至少 一個(gè)間隙，用于允許輻射通過(guò)那里到達(dá)膠囊的周?chē)h(huán)境。該膠囊還包 括致動(dòng)器；以及第二抗輻射組件，其具有至少一個(gè)可移動(dòng)的第二抗 輻射面板，該第二抗輻射面板含有抗輻射物質(zhì)，用于阻止輻射通過(guò)至 少一個(gè)第二面板。該第二抗輻射組件可操作地與致動(dòng)器耦合，用于移 動(dòng)第二抗輻射組件，從而將相應(yīng)的第二面板定位到與至少一個(gè)間隙中 的相應(yīng)間隙相對(duì)應(yīng)的位置上，用于選擇性地覆蓋至少部分的相應(yīng)間 隙，從而阻止輻射通過(guò)相應(yīng)間隙到達(dá)膠囊的周?chē)h(huán)境。該系統(tǒng)還包括 控制電路，用于控制致動(dòng)器的致動(dòng)，從而相對(duì)于相應(yīng)間隙定位相應(yīng)的 第二面板。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，提供了用于向患者分配輻射的方 法。該方法包括下列步驟從患者體內(nèi)的位置向患者分配輻射，其中 包括在獨(dú)立式膠囊內(nèi)布置具有放射性物質(zhì)的放射性組件；以及提供 第一抗輻射組件，用于阻止輻射穿過(guò)第一組件的一部分到達(dá)膠囊的周 圍環(huán)境，并允許輻射穿過(guò)第一組件的另一部分到達(dá)膠囊的周?chē)h(huán)境。 該方法還包括下列步驟提供可調(diào)節(jié)抗輻射組件，其具有相對(duì)于第一 抗輻射組件可調(diào)節(jié)的位置，用于選擇性地阻止輻射到達(dá)膠囊的周?chē)h(huán) 境；和調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的抗輻射組件；以及控制可調(diào)節(jié)抗輻射組件的調(diào)節(jié)， 從而選擇性地允許輻射到達(dá)膠囊的周?chē)h(huán)境。
在本發(fā)明系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例中，提供用于向患者分配輻射的系 統(tǒng)，其具有用于從患者體內(nèi)的位置向患者分配輻射的獨(dú)立式膠囊。該 膠囊包括含有放射性物質(zhì)的放射性組件；以及第一抗輻射組件，其 具有至少一個(gè)第一抗輻射面板，該第一抗輻射面板含有抗輻射的物 質(zhì)，用于阻止輻射通過(guò)至少一個(gè)第一面板到達(dá)膠囊的周?chē)h(huán)境。在第 一抗輻射組件中形成至少一個(gè)間隙，從而允許輻射通過(guò)那里到達(dá)膠囊 的周?chē)h(huán)境。該膠囊還包括致動(dòng)器；可操作地與致動(dòng)器耦合、用于在 致動(dòng)器致動(dòng)時(shí)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)設(shè)備；以及第二抗輻射組件，其具有至少一 個(gè)圍繞第一抗輻射組件同軸布置的第二抗輻射面板，具有至少一個(gè)可 移動(dòng)的第二抗輻射面板的第二抗輻射組件含有抗輻射物質(zhì)，用于阻止 輻射通過(guò)至少一個(gè)第二面板。該第二抗輻射組件可操作地與移動(dòng)第二 抗輻射組件的旋轉(zhuǎn)設(shè)備耦合，從而將至少一個(gè)第二面板中的相應(yīng)第二 面板定位到與至少一個(gè)間隙中的相應(yīng)間隙對(duì)應(yīng)的位置上，以便選擇性 地覆蓋至少一個(gè)間隙中的相應(yīng)間隙中的至少部分，從而阻止輻射通過(guò) 相應(yīng)間隙到達(dá)膠囊的周?chē)h(huán)境。該系統(tǒng)還包括控制電路，用于控制致 動(dòng)器的致動(dòng)，從而相對(duì)于相應(yīng)間隙定位相應(yīng)第二面板。


以下參考附圖更詳細(xì)地描述本公開(kāi)的各個(gè)實(shí)施例，其中 圖1是根據(jù)本公開(kāi)的電控膠囊示意圖2示出根據(jù)本公開(kāi)的電控膠囊的示例性預(yù)設(shè)分配定時(shí)圖案的 流程圖3是根據(jù)本公開(kāi)的電控膠囊分配藥物的示意圖； 圖4是為向特定個(gè)體進(jìn)行施予而定制的具有多個(gè)電控藥丸的試 劑盒圖5是根據(jù)本公開(kāi)第一實(shí)施例的遠(yuǎn)程控制藥丸的示意圖； 圖6是根據(jù)本公開(kāi)第二實(shí)施例的遠(yuǎn)程控制藥丸的示意圖； 圖7是根據(jù)本公開(kāi)第三實(shí)施例的遠(yuǎn)程控制藥丸的示意圖； 圖8是用于控制由根據(jù)本公開(kāi)的遠(yuǎn)程控制藥丸進(jìn)行的藥物分配 的劑量管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖9A是根據(jù)本公開(kāi)另一個(gè)實(shí)施例的用于分配藥物的電控膠囊的 示意圖9B是根據(jù)本公開(kāi)再一個(gè)實(shí)施例的用于分配藥物的電控膠囊的 示意圖9C是根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的電控膠囊的藥物分配系統(tǒng)的示意
圖IO是根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的具有受控滲透壓機(jī)構(gòu)的、用于分配 藥物的電控膠囊的示意圖11是根據(jù)本公開(kāi)另一個(gè)實(shí)施例的在不同方向具有多個(gè)用于分 配藥物的孔的電控膠囊的示意圖12和13是根據(jù)本公開(kāi)不同實(shí)施例的具有模塊結(jié)構(gòu)的用于分配 藥物的電控膠囊的示意圖14是根據(jù)本公開(kāi)的用于采樣體液的電控膠囊的示意圖15是根據(jù)本公開(kāi)的用于感測(cè)消化道內(nèi)沉積的可視標(biāo)記的電控 膠囊的示意圖16是根據(jù)本公開(kāi)具有制動(dòng)系統(tǒng)的電控膠囊的示意圖17是圖16所示的膠囊的一個(gè)氣囊的加壓閥，減壓閥和排氣通 道區(qū)域的放大示意圖18是圖16所示膠囊的頂視示意圖19是根據(jù)本公開(kāi)另一個(gè)實(shí)施例的具有制動(dòng)系統(tǒng)的電控膠囊的 示意圖20是用于產(chǎn)生所通過(guò)的消化道的地形圖的膠囊的示意圖； 圖21是根據(jù)本公開(kāi)另一個(gè)實(shí)施例的用于施予輻射的電控膠囊的
另一個(gè)實(shí)施例的零件分離的分解透視圖22是圖21所示膠囊中一部分的橫截側(cè)面透視圖23是在圖21所示膠囊的控制殼體內(nèi)的膠囊部分的結(jié)構(gòu)圖24是根據(jù)圖22所示膠囊的另一個(gè)實(shí)施例的膠囊主體部分的橫
截側(cè)面透視圖25是根據(jù)圖21所示膠囊的另一個(gè)實(shí)施例的膠囊主體的側(cè)面透 視圖26是組裝有膠囊的可調(diào)節(jié)模塊的圖25所示膠囊的主體的透視
圖27是根據(jù)圖21和25所示實(shí)施例在組裝膠囊的開(kāi)口位置示出 的端視圖；以及
圖28是根據(jù)圖21和25所示實(shí)施例在組裝膠囊的閉合位置示出 的端視圖。
根據(jù)本公開(kāi)的電控膠囊或藥物輸送系統(tǒng)的第一示例性實(shí)施例由 圖1所示，并在下文中具體描述。電控膠囊100為獨(dú)立的電控藥物輸 送系統(tǒng)。如下文所詳述，電控膠囊100包括編程的電子器件，其根據(jù) 分配圖案控制釋放機(jī)構(gòu)進(jìn)行藥物分配。膠囊100使用生物相容材料制 成，使得膠囊100至少在其通過(guò)胃腸道所需要的時(shí)間量?jī)?nèi)是生物相容
的。該生物相容性材料優(yōu)選在室溫下是穩(wěn)定的，從而使得膠囊具有長(zhǎng) 保存期限。如在此和在權(quán)利要求中使用的，詞語(yǔ)"藥物"是指內(nèi)服藥、 非醫(yī)藥物質(zhì)、造影劑、氣體、流體、液體、化學(xué)藥品、放射性試劑、 成像或醫(yī)學(xué)標(biāo)記物、監(jiān)測(cè)人的生命指征的傳感器等。
電控膠囊100包括外殼或殼體102;用于存儲(chǔ)藥物的藥物儲(chǔ)存器 104;用于分配存儲(chǔ)在藥物儲(chǔ)存器104內(nèi)的藥物的電控釋放閥或艙口 106;用于打開(kāi)和閉合閥106的控制和定時(shí)電路108;以及電池109。 控制和定時(shí)電路108根據(jù)預(yù)設(shè)的分配定時(shí)圖案在整個(gè)分配時(shí)間周期 內(nèi)打開(kāi)和閉合所述閥106，進(jìn)一步描述如下。預(yù)設(shè)的分配定時(shí)圖案是 預(yù)先編程的，且不易受人的生理過(guò)程和條件、情緒、較早施予的藥物 等等的影響。
該殼102優(yōu)選地由用于制造可植入設(shè)備的材料制成，所述可植入 設(shè)備包括起搏器導(dǎo)線和心臟修復(fù)設(shè)備，例如人工心臟、心臟瓣膜、主 動(dòng)脈內(nèi)球囊、和心室輔助設(shè)備。這些材料包括從Dow化學(xué)公司可得 到的Pdlethane 2363聚醚聚氨酯材料和從Polymer技術(shù)集團(tuán)公司可 得到的EIasthane聚醚聚氨酯材料。其它材料包括也從Polymer技術(shù) 集團(tuán)公司可得到的PurSil⑧和CarboSil⑧材料。
閥106在分配時(shí)間周期內(nèi)每個(gè)時(shí)刻(例如每秒)打開(kāi)的量依預(yù)設(shè) 的分配定時(shí)圖案而定，所述分配定時(shí)圖案在控制和定時(shí)電路108的定 時(shí)電路110內(nèi)被編程。分配時(shí)間周期定義為從電控膠囊100放入人口 時(shí)到所有存儲(chǔ)在藥物儲(chǔ)存器104內(nèi)的藥物分配完畢的時(shí)間，或者已經(jīng) 到達(dá)一天(24小時(shí)周期)時(shí)間。該24小時(shí)周期可以根據(jù)胃相對(duì)于結(jié) 腸的吸收的不同而有輕微變動(dòng)。
如圖2所示的示例性預(yù)設(shè)分配定時(shí)圖案所示，在分配時(shí)間周期A、 D和F，在這些分配時(shí)間周期中的每個(gè)上分配的藥量相同。因此，在 這些分配時(shí)間周期內(nèi)，閥106由控制和定時(shí)電路108保持打開(kāi)，以提 供固定的閥開(kāi)口 (或打開(kāi)頻率)從而用于在分配時(shí)間周期A、 D和F 的每個(gè)時(shí)刻分配可預(yù)測(cè)的藥量。在分配時(shí)間周期A和F中的每個(gè)時(shí) 刻分配基本相同量的藥物。在分配時(shí)間周期D內(nèi)，分配的藥量比在 分配時(shí)間周期A和F內(nèi)分配的藥量較高。
然而，在分配時(shí)間周期B、 C和E內(nèi)，如圖2所示，在每個(gè)時(shí)刻 分配不同量的藥物。因此，在分配時(shí)間周期B、 C和E內(nèi)，控制和定 時(shí)電路108相應(yīng)改變閥的開(kāi)口，以便在每個(gè)時(shí)刻改變分配的藥量。在 分配時(shí)間周期B內(nèi)，相對(duì)于先前時(shí)刻，每個(gè)時(shí)刻分配的藥量增加； 而在分配時(shí)間周期內(nèi)C和E內(nèi)，相對(duì)于先前時(shí)刻，每個(gè)時(shí)刻分配的 藥量減少。
根據(jù)本公開(kāi)，在整個(gè)分配時(shí)間周期內(nèi)，控制和定時(shí)電路108被編 程用于控制閉合閥106并控制閥106的打開(kāi)量，以控制閥開(kāi)口的大 小。通過(guò)控制閥開(kāi)口的大小或閥打開(kāi)的頻率，例如通過(guò)噴墨打印機(jī)的 微流控系統(tǒng)等等，電控膠囊IOO可以精確控制在分配時(shí)間周期每個(gè)時(shí) 刻(例如每秒)內(nèi)釋放的藥量。
通過(guò)參考時(shí)間釋放圖案而了解每個(gè)時(shí)刻內(nèi)釋放的藥量或其近似 量，如圖2所示， 一個(gè)人可以精確地確定分配時(shí)間周期內(nèi)某特定時(shí)間 周期上累積釋放的藥量。例如， 一個(gè)人可以確定分配時(shí)間周期的前6 個(gè)小時(shí)、分配時(shí)間周期的前兩個(gè)小時(shí)直到最后一個(gè)小時(shí)、整個(gè)分配時(shí) 間周期等的累積釋放的藥量。 一個(gè)人也可以確定分配時(shí)間周期內(nèi)特定 時(shí)刻釋放的藥物量，例如施予膠囊100后兩小時(shí)15分的分配藥量。
預(yù)設(shè)分配定時(shí)圖案可以通過(guò)對(duì)每個(gè)膠囊100的控制和定時(shí)電路 108進(jìn)行編程，從而具有不同的預(yù)設(shè)分配定時(shí)間圖案，而在一個(gè)電控 膠囊IOO和另一個(gè)之間發(fā)生變化。因此，利用兩種不同的預(yù)設(shè)分配定 時(shí)圖案，兩個(gè)個(gè)體可以被施予相同的藥物。使用將人的一個(gè)或多個(gè)特 點(diǎn)與一個(gè)或多個(gè)預(yù)設(shè)分配定時(shí)圖案關(guān)聯(lián)的査找表，可以確定定時(shí)圖 案。
例如，查找表可以將年齡、性別、體重等中的至少一個(gè)與預(yù)設(shè)分 配定時(shí)圖案相關(guān)聯(lián)。然后，該人將會(huì)被施予根據(jù)一種確定的預(yù)設(shè)分配 定時(shí)圖案編程的電子膠囊100。因此，通過(guò)使用不同的分配定時(shí)圖案， 本公開(kāi)的膠囊100能夠?qū)Σ煌瑐€(gè)體施予相同的藥物。
另外，對(duì)于難于服用膠囊或難于記住服用膠囊的年輕人和老年
人，預(yù)設(shè)分配定時(shí)圖案是一種在特定時(shí)間周期內(nèi)，比如在24小時(shí)周 期內(nèi)，減少膠囊服用次數(shù)的途徑?？梢詫⒃谔囟〞r(shí)間周期內(nèi)個(gè)體需要 被施予的全部藥物設(shè)置在一個(gè)具有預(yù)設(shè)分配定時(shí)圖案的膠囊100中， 以根據(jù)特定時(shí)間周期內(nèi)的預(yù)定量分配藥物。如果一個(gè)膠囊中的有效載 荷不足，則使用兩個(gè)電控膠囊來(lái)分配相同的藥物，其中直到一個(gè)膠囊 已經(jīng)將它的藥物全部分配完，即它的分配時(shí)間周期已經(jīng)失效或結(jié)束 時(shí)，另一個(gè)膠囊才開(kāi)始分配藥物。此外，本公開(kāi)減少了在如醫(yī)院、療 養(yǎng)院和獸醫(yī)院等的地方施予膠囊所需要的勞動(dòng)量。通過(guò)減少施予膠囊 的次數(shù)，藥物施予錯(cuò)誤的數(shù)量也能夠得到被減少。
參見(jiàn)圖1，控制和定時(shí)電路108包括根據(jù)預(yù)設(shè)分配定時(shí)圖案編程 的定時(shí)電路UO，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器機(jī)構(gòu)112，釋放控制器114和壓力機(jī)構(gòu) 116。啟動(dòng)計(jì)時(shí)器機(jī)構(gòu)U2可以激活定時(shí)電路110。電池109為控制和 定時(shí)電路108供能，以便每個(gè)機(jī)電部件在分配時(shí)間周期內(nèi)工作。
在優(yōu)選實(shí)施例中，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器機(jī)構(gòu)112是微機(jī)電(MEM)機(jī)構(gòu)， 其具有用于感測(cè)液體(如水、唾液等)的存在的傳感器118。當(dāng)服用 或被施予膠囊100時(shí)，傳感器118感測(cè)液體的存在，并發(fā)送電信號(hào)到 定時(shí)電路IIO。在替換實(shí)施例中，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器機(jī)構(gòu)是按鈕，將其按下 后會(huì)發(fā)送電信號(hào)到定時(shí)電路110。剛好在人或動(dòng)物被施予膠囊100之 前按下該按鈕。
在另一實(shí)施例中，這可以通過(guò)溶解隔離兩個(gè)電觸點(diǎn)的薄的、水溶 性包衣，使得開(kāi)關(guān)閉合電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。在再一個(gè)實(shí)施例中，該開(kāi)關(guān)是由 患者或護(hù)理人員手動(dòng)觸發(fā)的。 '
一接到電信號(hào)，定時(shí)電路110就開(kāi)始計(jì)時(shí)分配時(shí)間周期并通過(guò)向 釋放控制器U4發(fā)送信號(hào)來(lái)控制其。定時(shí)電路UO包括根據(jù)預(yù)設(shè)分配 定時(shí)圖案編程的微處理器，用于向釋放控制器114轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)，使得在 分配時(shí)間周期內(nèi)基本根據(jù)諸如圖2所示的預(yù)設(shè)分配定時(shí)圖案分配藥 物。
信號(hào)的電壓水平轉(zhuǎn)發(fā)了閥開(kāi)口的大小，用于基本根據(jù)諸如圖2所 示的預(yù)設(shè)分配定時(shí)圖案控制分配時(shí)間周期內(nèi)每個(gè)時(shí)刻分配的藥量。在 替換實(shí)施例中，由定時(shí)電路110發(fā)送到釋放控制器114的信號(hào)僅轉(zhuǎn)發(fā) 了閥106的打開(kāi)和閉合，而不轉(zhuǎn)發(fā)閥打開(kāi)的大小。
釋放控制器114優(yōu)選是微機(jī)電機(jī)構(gòu)，它能從定時(shí)電路接收信號(hào)， 并產(chǎn)生具有可變電壓水平的信號(hào)，發(fā)送給電控閥106來(lái)使閥106閉合 或者控制閥106的閥打開(kāi)的大小或打開(kāi)的程度(根據(jù)接收信號(hào)的電壓 水平)。在最簡(jiǎn)單的例子中，釋放控制器114是晶體管或D/A電路， 來(lái)給閥106提供電壓，使其打開(kāi)或閉合。
電控閥106優(yōu)選是能夠由具有可變電壓水平的信號(hào)電控制的微 機(jī)電機(jī)構(gòu)。每個(gè)電壓水平對(duì)應(yīng)于不同的閥打開(kāi)大小，并且一個(gè)電壓水 平(或完全無(wú)電壓，即無(wú)信號(hào))對(duì)應(yīng)于閉合的閥106。閥106與噴墨 打印機(jī)中使用的閥的操作相似，用于根據(jù)閥打開(kāi)的量分配墨水。閥 106的特征在于是微流控閥，用于在小型系統(tǒng)中控制液體或氣體的微 小運(yùn)動(dòng)量。
在替換實(shí)施例中，儲(chǔ)存器104是微型注射器，憑借施加于注射器 活塞的壓力，經(jīng)與殼102中的開(kāi)口流體連通的微型注射器的針尖分配 藥物。在這個(gè)實(shí)施例中，開(kāi)口取代了閥106。然而，值得考慮的是， 在微型注射器針尖處放置止回閥，以避免在分配時(shí)間周期內(nèi)的根據(jù)預(yù) 設(shè)分配定時(shí)圖案不需要分配的時(shí)間周期內(nèi)產(chǎn)生藥物的滲漏，和/或用 于控制分配時(shí)間周期內(nèi)分配的藥量。
壓力機(jī)構(gòu)116位于藥物儲(chǔ)存器104的外部，用來(lái)保證藥物直接指
向閥106。在最簡(jiǎn)單的情況下，壓力機(jī)構(gòu)U6優(yōu)選是如圖l和3所示 的可生物降解的彈簧。所述壓力機(jī)構(gòu)16還可以是其它類型的彈簧、 活塞，或者是任何可以完成壓力機(jī)構(gòu)116功能的機(jī)構(gòu)，即，當(dāng)閥門(mén) 106打開(kāi)將活塞類型的構(gòu)件130推向閥106時(shí)完成對(duì)活塞型構(gòu)件130 施加壓力的功能。當(dāng)活塞型構(gòu)件130向閥106移動(dòng)時(shí)，如圖3所示儲(chǔ) 存器104內(nèi)的壓力促使分配藥物。
在替換實(shí)施例中，不需要壓力機(jī)構(gòu)116，藥物儲(chǔ)存器104被保持 在受壓狀態(tài)下，從而保證了根據(jù)閥106的打開(kāi)程度分配合適的藥量。 可以由壓力傳感器監(jiān)測(cè)所述壓力，所述壓力傳感器將監(jiān)測(cè)到的壓力轉(zhuǎn) 發(fā)給所述控制定時(shí)電路108。如果壓力超出預(yù)定的范圍，所述電路108 將調(diào)節(jié)閥開(kāi)口來(lái)增減所述壓力。自然地，儲(chǔ)存器104的壓力對(duì)于每種 藥物是不同的，并且依藥物的粘性而定。
值得考慮的是，査找表或其它數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以通過(guò)電路108進(jìn)行評(píng) 定，所述電路108將壓力、閥打開(kāi)程度和其它參數(shù)，例如分配時(shí)間周 期內(nèi)的時(shí)間周期相關(guān)聯(lián)，用于通過(guò)獲知壓力來(lái)確定，例如閥打開(kāi)的程 度，反之亦然。根據(jù)評(píng)定查找表獲得的信息，電路108可以調(diào)節(jié)壓力、 閥開(kāi)口等。進(jìn)行這些調(diào)節(jié)是為了基本跟蹤膠囊100內(nèi)的預(yù)設(shè)分配定時(shí) 圖案。
根據(jù)本公開(kāi)，在特定時(shí)間周期內(nèi)，例如24小時(shí)內(nèi)需要服用的全 部藥物可以由一個(gè)或多個(gè)電控膠囊100提供，這樣全部藥物可以同時(shí) 服用。同樣地，本公幵的治療系統(tǒng)可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)電控膠囊100 同時(shí)提供兩種或更多種要施予的藥物。每個(gè)膠囊IOO都有獨(dú)立的、預(yù) 設(shè)的分配定時(shí)圖案，以根據(jù)分配圖案在人體內(nèi)分配藥物。所述分配圖 案根據(jù)每個(gè)人的身體狀況、年齡、性別和疾病等等而不同。
本公開(kāi)的治療系統(tǒng)能夠使個(gè)體基本同時(shí)服用其全部藥物，例如早 晨或傍晚，而不是在特定時(shí)間周期(如24小時(shí))內(nèi)的不同時(shí)間。本 公開(kāi)的治療系統(tǒng)還能夠使護(hù)理人員對(duì)醫(yī)院里的每位患者或療養(yǎng)院里 的療養(yǎng)人員(或避難所或獸醫(yī)院里的動(dòng)物)每日施予一次(即每24 小時(shí)一次)所需的全部藥物。因此本公開(kāi)的系統(tǒng)避免了護(hù)理人員為了 單純的施藥目的而喚醒或打擾患者和療養(yǎng)人員的需要，或由于單純的
施藥目的跟蹤在醫(yī)院或療養(yǎng)院的不同地方的患者和療養(yǎng)人員的需要。
本公開(kāi)還提供了如圖4所示的試劑盒200，其具有在容器202內(nèi) 部封裝的兩個(gè)或更多個(gè)電控膠囊100。每個(gè)膠囊100放置在容器202 的凹口或凹座201處，并且每個(gè)膠囊IOO具有在其中編程的獨(dú)立的、 預(yù)設(shè)的分配定時(shí)圖案。試劑盒200里的膠囊100是為個(gè)體(或動(dòng)物) 定制的，使得個(gè)體或他的護(hù)理人員可以由醫(yī)師、藥劑師等配備有容器 202。
所述容器中提供時(shí)間表204，指示試劑盒200中每一個(gè)膠囊100 服用的時(shí)間，例如一周中的時(shí)間和天。時(shí)間表204包括區(qū)域206，醫(yī) 師、藥劑師等可以在此處寫(xiě)入膠囊IOO在每個(gè)特定日期的服用時(shí)間， 并指明上午或下午。在給定日期的特定時(shí)間可能需要服用兩個(gè)或更多 個(gè)膠囊IOO，如圖4所示，其中，每個(gè)膠囊具有不同的藥物存儲(chǔ)在其 中，并且具有不同的預(yù)設(shè)分配定時(shí)圖案。同樣地，個(gè)體能夠在指定日 期的特定時(shí)間服用指示要服用的全部膠囊100，而直到接下來(lái)的一天 的同一時(shí)間不再服用任何其它膠囊100。
由于試劑盒200中的每個(gè)膠囊100都具有已編程的預(yù)設(shè)分配定時(shí) 圖案，因此，即使同時(shí)服用膠囊100，也無(wú)需考慮來(lái)自每個(gè)膠囊100 的藥物彼此相互作用。例如，試劑盒200中的膠囊IOO能夠立即開(kāi)始 分配，而試劑盒200中的另一個(gè)膠囊100直到三小時(shí)后才開(kāi)始分配。
在膠囊100的替換實(shí)施例中，如圖5所示，通常用附圖標(biāo)記500 表示，遠(yuǎn)程控制膠囊500具有天線502，其用于接收控制信號(hào)，例如 RF控制信號(hào)，以向所述膠囊500遠(yuǎn)程傳送命令或指令，從而控制膠 囊500。天線502也可以將信息從膠囊500發(fā)送到外部，進(jìn)一步描述 如下。在替換實(shí)施例中，如圖6所示，天線502A可以具有折疊結(jié)構(gòu)， 并由可溶薄膜503密封。當(dāng)膠囊500被攝入時(shí)，可溶薄膜503被溶解， 這就允許天線502A展開(kāi)。
除了如下關(guān)于先前膠囊的遠(yuǎn)程控制能力描述的操作差異之外，膠 囊500的操作方式與膠囊100完全相同。膠囊500包括的部件與膠囊 100相同，在圖1和5中使用相同的附圖標(biāo)記標(biāo)識(shí)相似的部件。參見(jiàn) 圖4,如上所述，多個(gè)膠囊500可以被封裝為試劑盒。
膠囊500接收的控制信號(hào)經(jīng)由導(dǎo)線506發(fā)送至定時(shí)電路110內(nèi)部 的RF通信電路504。 RF通信電路504包括接收機(jī)和處理電路，用于 處理和分析接收的RF控制信號(hào)，并相應(yīng)確定表示由控制信號(hào)提供的 指令或代碼的一個(gè)或多個(gè)特定動(dòng)作。通過(guò)利用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)將指令或代碼 與一或多個(gè)動(dòng)作相關(guān)聯(lián)來(lái)確定這些動(dòng)作，所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)例如定時(shí)電路 UO內(nèi)的査找表。
控制信號(hào)提供的指令可以包括使在定時(shí)電路110中編程得到的 預(yù)設(shè)分配定時(shí)圖案在分配時(shí)間周期內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)時(shí)刻上升。在分配 時(shí)間周期內(nèi)，由于特定時(shí)刻人體的生命指征或其它因素，這對(duì)動(dòng)態(tài)地 增加和減小在特定時(shí)間內(nèi)分配的藥量是十分必要的?？梢允褂贸Ｒ?guī)系 統(tǒng)和傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)人體的生命指征。膠囊500內(nèi)本身可以設(shè)置這些傳 感器中的一個(gè)或多個(gè)，用于當(dāng)膠囊500通過(guò)胃腸道時(shí)感測(cè)人體生命指 征，并發(fā)送信息到定時(shí)電路110，定時(shí)電路IIO依次根據(jù)感測(cè)的人體 的生命指征來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)整劑量。
控制信號(hào)提供的指令還可以通過(guò)對(duì)所述定時(shí)電路uo重新編程 使其具有不同的分配定時(shí)圖案來(lái)改變所述分配定時(shí)圖案?？刂菩盘?hào)還 可以提供關(guān)于在新的分配定時(shí)圖案的時(shí)間中哪個(gè)時(shí)刻開(kāi)始分配藥物 的指令。新的分配定時(shí)圖案能夠通過(guò)控制信號(hào)被發(fā)送或存儲(chǔ)在定時(shí)電 路110的存儲(chǔ)器中，其中所述存儲(chǔ)器包含大量的分配定時(shí)圖案，并且 控制信號(hào)指示想要哪個(gè)分配定時(shí)圖案。
在施予了錯(cuò)誤的藥物、開(kāi)出了錯(cuò)誤的劑量、人體對(duì)藥物產(chǎn)生不 良反應(yīng)等情況下控制信號(hào)還可以指示控制和定時(shí)電路108終止體內(nèi) 藥物的分配?？刂菩盘?hào)還可以指示控制和定時(shí)電路108釋放減緩腸蠕 動(dòng)的藥物，例如存儲(chǔ)在膠囊500的儲(chǔ)存器或微囊514 (圖7)中的 Lomotil ,以暫時(shí)阻止膠囊500通過(guò)胃腸道的進(jìn)程。所述減緩腸蠕動(dòng) 的藥物可以和存儲(chǔ)在儲(chǔ)存器104中的藥物一前一后釋放。所述減緩腸 蠕動(dòng)的藥物也可以由獨(dú)立的膠囊提供。
控制信號(hào)的產(chǎn)生和發(fā)送可以與外部系統(tǒng)同步，例如MRI系統(tǒng)、 超聲成像系統(tǒng)等，用于根據(jù)由外部系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到的人體生命指征及外部 系統(tǒng)的操作模式等分配藥物。所述藥物可以是用于增強(qiáng)診斷圖像的口
服造影劑。此造影劑的一個(gè)例子是用于MRI成像的Gastromark⑧和用 于CT成像的鋇。
除了釋放適合于每種模態(tài)的造影劑，釋放時(shí)間可以用于診斷目 的。多模態(tài)成像(例如，CT、 PET、 MRI、超聲、X射線等的任意 組合)的常見(jiàn)問(wèn)題是圖像的配準(zhǔn)。在不同圖像之間，患者的運(yùn)動(dòng)造成 了不同圖像相互間"配準(zhǔn)"的困難?；颊叩倪\(yùn)動(dòng)包括在檢査過(guò)程中的走 動(dòng)以及自主和不自主的體內(nèi)運(yùn)動(dòng)，例如呼吸、心跳和消化。
膠囊500可以用于在特定區(qū)域釋放造影劑，此特定區(qū)域可以由時(shí) 間估計(jì)，以便將所需的造影劑減到最低或者將造影劑集中到特定區(qū) 域。造影劑的使用不僅可以按照位置來(lái)配準(zhǔn)圖像，而且可以按照時(shí)間， 甚至是通過(guò)多模態(tài)。即使使用多模態(tài)時(shí)，該第四維能夠提高配準(zhǔn) (co-registration )的精石角度。
造影劑的受控的定時(shí)還可以診斷性地用于測(cè)量其穿過(guò)消化道不 同部分的時(shí)間。這些說(shuō)明了蠕動(dòng)(推動(dòng)食物通過(guò)消化道的肌肉運(yùn)動(dòng)) 的有效性。定位蠕動(dòng)的失效區(qū)域能夠幫助診斷疾病，例如Crohn氏病 及其他阻塞性腸道問(wèn)題。
控制信號(hào)優(yōu)選發(fā)送被定時(shí)電路110使用的唯一的標(biāo)識(shí)信息，以保 證所接收的控制信號(hào)適合于相應(yīng)的膠囊500。這防止了控制信號(hào)向預(yù) 期的膠囊500以外的其它膠囊500發(fā)啟動(dòng)作。所述標(biāo)識(shí)信息可以是在 定時(shí)電路110中編程得到的唯一序列號(hào)。如果接收到的序列號(hào)與編程 得到的序列號(hào)不匹配，那么定時(shí)電路iio不會(huì)對(duì)接收到的控制信號(hào)響 應(yīng)。相應(yīng)地，定時(shí)電路110不執(zhí)行任何動(dòng)作，諸如上述的任何動(dòng)作。
通信電路504包括用于從膠囊500發(fā)送信號(hào)的發(fā)射機(jī)。由通信電 路504產(chǎn)生的信號(hào)用于為護(hù)理人員或患者提供信息。提供的信息包括 在分配時(shí)間周期內(nèi)的特定時(shí)刻；從分配時(shí)間周期開(kāi)始到分配時(shí)間周期 的特定時(shí)刻分配的累積藥量；在分配時(shí)間周期內(nèi)每一時(shí)刻(如每秒) 分配的平均藥量等。
另外，在護(hù)理人員或患者忘記是否服用了膠囊500的情況下，發(fā) 射機(jī)可以提供信號(hào)來(lái)警告或通知護(hù)理人員或患者膠囊500已經(jīng)被服 用。如果膠囊500在診斷檢査后由所述控制和定時(shí)電路108執(zhí)行，并
且確定膠囊500已經(jīng)發(fā)生故障，所述發(fā)射機(jī)也可以提供信號(hào)，在諸如 膠囊500不分配藥物的情況下，藥物不根據(jù)所述預(yù)設(shè)分配定時(shí)圖案 被分配。
膠囊500包括可選的RFID標(biāo)簽508，以使用RFID讀取系統(tǒng)用 于追蹤、標(biāo)識(shí)，盤(pán)點(diǎn)和其它目的。RFID標(biāo)簽508還可以用于確定膠 囊500是否由護(hù)理人員施予了或被患者服用了，如果是的話，所述 RFID標(biāo)簽508能夠用于確定膠囊500在胃腸道內(nèi)的大致位置。
膠囊500還包括壓電元件和關(guān)聯(lián)電路510，用于經(jīng)由通信電路504 向定時(shí)電路IIO遠(yuǎn)程發(fā)送命令，從而遠(yuǎn)程控制膠囊500。元件510優(yōu) 選地附著在殼體102上，并能夠以一個(gè)或多個(gè)預(yù)定的頻率振動(dòng)。所述 振動(dòng)是由超聲探頭、水聽(tīng)器或其它靠近人體引起振動(dòng)的設(shè)備造成的。
元件510引起的頻率由關(guān)聯(lián)電路轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。所述電信號(hào)通過(guò) 導(dǎo)線512發(fā)送到定時(shí)電路110，其中經(jīng)過(guò)處理這些信號(hào)用于確定要執(zhí) 行的動(dòng)作。動(dòng)作可以是參考經(jīng)由導(dǎo)線506向定時(shí)電路110提供的控制 信號(hào)的如上所述的動(dòng)作中的一個(gè)。所述動(dòng)作優(yōu)選地通過(guò)使用數(shù)據(jù)結(jié) 構(gòu)，例如查找表將所述元件510的振動(dòng)和一種動(dòng)作關(guān)聯(lián)來(lái)確定，所述 査找表存儲(chǔ)在控制和定時(shí)電路108內(nèi)，并可由定時(shí)電路110訪問(wèn)。
參見(jiàn)圖8，遠(yuǎn)程控制膠囊500的通信電路504能通過(guò)劑量管理系 統(tǒng)卯0的天線502 (或者壓電等價(jià)物510)與發(fā)射機(jī)/接收機(jī)800通信。 發(fā)射機(jī)/接收機(jī)800通過(guò)天線801傳遞由劑量管理器802確定的命令。 劑量管理器802是一種可以連接到因特網(wǎng)或其它網(wǎng)絡(luò)，如LAN的計(jì) 算設(shè)備，例如個(gè)人計(jì)算機(jī)。劑量管理器802從先進(jìn)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和/或 生物傳感器設(shè)備，和/或從人工的計(jì)算機(jī)輸入，例如從鍵盤(pán)以電子形 式接收患者的生命指征信息，其包括脈搏、來(lái)自脈搏-血氧計(jì)的氧含 量、EKG、血壓、血蛋白含量、體溫、體液組分?；谒邮盏降男?息，按照如下所述的方法調(diào)節(jié)藥物的劑量。
生物傳感器設(shè)備包括置于用戶上的電極。膠囊500本身可以有一 個(gè)或多個(gè)生物傳感器設(shè)備?；颊呋蜥t(yī)生還可以向劑量管理器802輸入 輔助信息，例如疼痛的程度或水平，這些信息典型地不能被直接測(cè)量。
控制和定時(shí)電路110使用劑量管理器802接收的信息來(lái)自動(dòng)地控
制要由所述遠(yuǎn)程控制膠囊500分配的所需要的劑量或者藥量。外部的 或非測(cè)量的信息也可以用來(lái)導(dǎo)向所需要的劑量。例如，氣壓計(jì)讀數(shù)、 和為特定地區(qū)預(yù)報(bào)或預(yù)測(cè)的天氣(雪、雨等)(這種信息可以從 www.weather.com網(wǎng)站上得到)都可以驅(qū)動(dòng)由遠(yuǎn)程控制膠囊500輸送 的關(guān)節(jié)炎藥物的量。類似地，通常可以通過(guò)因特網(wǎng)得到特定地區(qū)的花 粉計(jì)數(shù)及其他過(guò)敏原信息。將過(guò)敏藥物作為患者對(duì)特定過(guò)敏原的敏感 度的函數(shù)來(lái)分配。為了更精確和自動(dòng)地控制，定位在患者身上的GPS 可以向劑量管理器802發(fā)送信息來(lái)確定患者的當(dāng)前位置和郵政編碼。 無(wú)線通信，如手機(jī)，可以代替因特網(wǎng)或GPS與劑量管理器802之間 的通信。
從存儲(chǔ)在PDA或者鬧鐘中的患者電子日歷或日程表導(dǎo)出的信息 也可以用來(lái)推斷適當(dāng)?shù)膭┝俊＠?，較早的約定可以觸發(fā)較早地釋放 關(guān)節(jié)炎藥物，從而喚醒患者并且根據(jù)一天的需求釋放更多地藥物。
參見(jiàn)圖9A和9B，顯示了根據(jù)本公開(kāi)的另一實(shí)施例的膠囊900。 膠囊900是獨(dú)立式的膠囊，其不用結(jié)構(gòu)附著于定位在患者身體之外的 設(shè)備上。示例性的膠囊900包括殼體102、用于分配藥物的藥物分配 系統(tǒng)901 、包括至少一個(gè)傳感器904的MEMS傳感器模塊902、控制 電路906、電源908、可選的如RFID標(biāo)簽之類的標(biāo)識(shí)標(biāo)簽910和/或 通信組件。該通信組件包括天線502 (可以隨意折疊的)、超聲換能 器元件和關(guān)聯(lián)電路510a和/或通信電路504。通信電路504優(yōu)選地包 含在控制電路906內(nèi)，或者與控制電路906通信，從而在天線502和 控制電路906之間和/或在壓電元件510a和控制電路906之間連接。
控制電路906可以通過(guò)來(lái)自遠(yuǎn)程設(shè)備(例如遠(yuǎn)程處理設(shè)備950或 另一個(gè)膠囊，如膠囊900，或其它有通信與處理能力的膠囊)的通信組 件發(fā)送/接收控制信號(hào)。控制信號(hào)包括用于標(biāo)識(shí)目標(biāo)受體的信息，例 如為該受體定址的信息。每個(gè)膠囊900優(yōu)選具有特定的標(biāo)識(shí)號(hào)或分配 給膠囊900的地址，以便膠囊900僅處理為該膠囊定址的控制信號(hào)。 所述標(biāo)識(shí)號(hào)，如唯一的序列號(hào)，可以被編入控制電路906內(nèi)的程序， 如編入控制電路906中包括的EPROM里。
控制電路906與藥物輸送系統(tǒng)901和傳感器模塊902通信，以便
接收信息和/或發(fā)送命令信號(hào)，例如控制信號(hào)。膠囊900的部件之間 的通信可以是有線的，也可以是無(wú)線的，如通過(guò)光信號(hào)通信。
控制.電牆906優(yōu)選地通過(guò)無(wú)線通信與遠(yuǎn)程處理設(shè)備950通信。例 如，控制電路906與遠(yuǎn)程處理設(shè)備950之間的通信可以經(jīng)由天線502 和遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)/接收機(jī)設(shè)備800來(lái)提供?？商鎿Q地，或者另外，控制 電路906與遠(yuǎn)程處理設(shè)備950之間的通信可以經(jīng)由元件510a和具有 換能器954的外部超聲探頭952來(lái)提供。
元件510a是換能器元件，例如壓電元件，并且可以可操作地配 置為類似于圖5所示的元件510，然而元件510a優(yōu)選地能夠進(jìn)行發(fā) 送和接收信號(hào)的雙向通信。由所述元件510向所述遠(yuǎn)程處理設(shè)備950 發(fā)送的超聲信號(hào)優(yōu)選地以低頻發(fā)送，用于穿過(guò)患者的身體適當(dāng)?shù)陌l(fā) 送，以便從患者的身體出離。在優(yōu)選實(shí)施例中，使用基于Zigbee (適 于低帶寬通信)的協(xié)議進(jìn)行膠囊900與遠(yuǎn)程處理電路950之間的通信。
還可以設(shè)想，控制電路906可以與放置于患者體內(nèi)(植入或攝入) 的另一個(gè)膠囊設(shè)備的控制電路通信?？梢酝ㄟ^(guò)天線502和/或元件510a 促成通信，從而用于膠囊之間的通信。由于患者身體內(nèi)的膠囊彼此接 近，因此可以使用多種頻率和協(xié)議。還可以設(shè)想，具有替代膠囊900 的部件或除膠囊900的部件之外的其它部件的膠囊，可以配置為用于 科遠(yuǎn)程處理電路950和/或其它膠囊通信，所述其他部件例如代替藥 物分配系統(tǒng)901和/或傳感器模塊902的部件。例如，具有照相機(jī)的 膠囊可以發(fā)送信號(hào)給它后面的另一個(gè)膠囊，例如指示另一個(gè)膠囊執(zhí)行 某一動(dòng)作，例如在具有照相機(jī)的膠囊感測(cè)或成像的特定位置處分配藥 物。
控制電路906包括至少一個(gè)處理設(shè)備，例如微處理器。處理設(shè)備 執(zhí)行至少一個(gè)軟件模塊980，其包括一系列可編程指令，這些可編程 指令存儲(chǔ)在微處理器可訪問(wèn)的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)內(nèi)，如ROM、閃 存，或者經(jīng)過(guò)傳播信號(hào)發(fā)送，用于執(zhí)行在此公開(kāi)的功能，并實(shí)現(xiàn)與本 公開(kāi)所述一致的技術(shù)效果。即使是在膠囊900位于患者體內(nèi)的情況下 也可以通過(guò)遠(yuǎn)程處理設(shè)備對(duì)所述控制電路906進(jìn)行編程。微處理器并 不限于執(zhí)行所述軟件模塊980。相應(yīng)的軟件模塊980的功能和包含在
所述軟件模塊980內(nèi)的模塊可以合并成一個(gè)模塊或者分布于不同的 模塊組合中。優(yōu)選地，所述微處理器執(zhí)行軟件模塊980,處理接收到 的信號(hào)，例如來(lái)自所述傳感器模塊902和/或所述遠(yuǎn)程處理電路950 的信號(hào)，并產(chǎn)生控制信號(hào)來(lái)控制膠囊900的部件，如藥物分配系統(tǒng) 901和/或傳感器模塊902。所述控制電路906還包括定時(shí)電路和機(jī)構(gòu) 和/或用于啟動(dòng)和/或控制定時(shí)電路的電路，以及用于和膠囊的其他組 件相連接的任何接口。
預(yù)期控制電路906或其中的一部分可以遠(yuǎn)離所述膠囊900，并向 所述膠囊發(fā)送控制信號(hào)，這里控制信號(hào)可以是由膠囊900中的控制電 路906處理的數(shù)字信號(hào)，或者該控制信號(hào)可能是用于控制所述膠囊 900的部件的RF或者超聲信號(hào)。
所述標(biāo)識(shí)標(biāo)簽910，例如RFID標(biāo)簽，為遠(yuǎn)程處理電路950禾口/ 或另一個(gè)膠囊提供信息以便標(biāo)識(shí)所述膠囊900，其可以包括唯一的標(biāo) 識(shí)符，和/或標(biāo)識(shí)膠囊卯0所屬的類別。電源908包括至少一個(gè)電源， 例如電池，其為所述控制電路906和/或所述膠囊900中其他需要電 能的部件提供電能。示例性的電池為薄膜鋰電池(例如，可以從位于 加拿大Baldwin Park的Frontedge Technologies 得到的產(chǎn)品)，其體 積小、保存期限適當(dāng)(例如，放電量1%/年)。電池還可以從其它已 知電池中選擇，例如相機(jī)鋰電池(photo lithium),氧化銀電池，紐扣鋰 電池，鋅空氣電池，堿性電池等等。可以想到，膠囊900可以不包括 電源卯8 (例如，電池)，且可以使用無(wú)源電能?？梢韵氲?，電源908 包括可以配置用于從其它設(shè)備中獲得能量的設(shè)備，其可以使用靜電電 池、微型燃料電池、微型熱電池、溫度梯度電池等。
遠(yuǎn)程處理設(shè)備950包括至少一個(gè)處理器，其可以包括處理器網(wǎng) 絡(luò)，其還可以包括劑量管理器802,決策支持系統(tǒng)(DSS)和/或知識(shí) 庫(kù)。遠(yuǎn)程處理設(shè)備950的至少一個(gè)處理器可以分析信息，例如膠囊 900提供的信息，遠(yuǎn)離膠囊900的附加傳感器提供的信息，和/或存儲(chǔ) 在可訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息，以便提供實(shí)時(shí)決策制定。此外，遠(yuǎn)程處理 設(shè)備950的至少一個(gè)處理器可以給控制電路卯6提供控制信號(hào)，以便 實(shí)時(shí)控制膠囊900的部件的操作。
可以想到，膠囊900的位置可以通過(guò)外部裝置進(jìn)行監(jiān)湖!)，例如通 過(guò)對(duì)患者成像且使膠囊900可視化，和/或通過(guò)監(jiān)測(cè)膠囊900發(fā)送的 RF信號(hào)來(lái)跟蹤膠囊。如上下文所述，遠(yuǎn)程處理設(shè)備950可以按照對(duì) 膠囊900的位置的檢測(cè)向控制電路906提供控制信號(hào)，以便控制膠囊 900的一個(gè)或多個(gè)操作。
超聲探頭952包括換能器954和關(guān)聯(lián)電路，用于在膠囊900與遠(yuǎn) 程處理設(shè)備950和/或另一膠囊之間傳輸數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)程處理設(shè)備950經(jīng) 過(guò)探頭952發(fā)送數(shù)據(jù)，例如用于遠(yuǎn)程控制膠囊的命令。傳感器954與 關(guān)聯(lián)電路將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為發(fā)送給元件510a的振動(dòng)信號(hào)。元件510a與關(guān) 聯(lián)電路將振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，所述數(shù)字信號(hào)作為數(shù)據(jù)提供給控 制電路906。
類似地，來(lái)自控制電路906的數(shù)字信號(hào)(例如，數(shù)據(jù))通過(guò)元件 510a轉(zhuǎn)換為振動(dòng)信號(hào)。所述振動(dòng)信號(hào)由探頭952接收，這里所述的 換能器952與關(guān)聯(lián)電路接收并處理振動(dòng)信號(hào)，將這些振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為 數(shù)字信號(hào)(例如，數(shù)據(jù))，并將該數(shù)據(jù)提供給遠(yuǎn)程處理設(shè)備950。振 動(dòng)信號(hào)也可以由另一膠囊的元件510a接收并進(jìn)行處理。
如圖1、 3、 5和7所示且根據(jù)它們的配置和操作，藥物分配系統(tǒng) 卯1可以包括元件104、 106、 114、 116禾B/或130的組合。藥物分配 系統(tǒng)卯l或者可以包括本領(lǐng)域公知的可控的MEMS藥物輸送系統(tǒng)， 或者本領(lǐng)域公知的且還設(shè)置有響應(yīng)于來(lái)自控制電路卯6的控制信號(hào) 的控制機(jī)構(gòu)的MEMS藥物輸送系統(tǒng)。
可以想到，可用另一個(gè)醫(yī)學(xué)系統(tǒng)替代藥物分配系統(tǒng)901來(lái)實(shí)現(xiàn)其 醫(yī)學(xué)功能，例如診斷或治療的醫(yī)學(xué)功能。優(yōu)選地，其它系統(tǒng)也可由控 制電路906控制。
參見(jiàn)圖9A，藥物分配系統(tǒng)901包括至少一個(gè)用于保存藥物的儲(chǔ) 存器960，與相應(yīng)儲(chǔ)存器960相關(guān)的推動(dòng)或壓力機(jī)構(gòu)962，其用于在 儲(chǔ)存器960和/或藥物上施加力從而移動(dòng)存儲(chǔ)在儲(chǔ)存器960中的藥物， 以及優(yōu)選地至少一個(gè)閉合件966，例如MEMS微型閥，或類似通過(guò) 噴墨打印機(jī)的微流控系統(tǒng)等。儲(chǔ)存器(一個(gè)或多個(gè))與殼體102上的至 少一個(gè)孔970相通，通過(guò)該孔藥物可以脫離膠囊900。可以提供至少
一個(gè)壓力傳感器968，例如用于測(cè)量相應(yīng)的儲(chǔ)存器(一個(gè)或多個(gè))960 中的壓力。相應(yīng)的閉合件966可以布置在所述孔(一個(gè)或多個(gè))970處， 用于控制藥物通過(guò)孔(一個(gè)或多個(gè))970的流量；和/或相應(yīng)的儲(chǔ)存器 960的開(kāi)口端，和/或沿著儲(chǔ)存器960和孔970之間的導(dǎo)管。
藥物輸送系統(tǒng)901由控制電路906控制，例如通過(guò)控制相應(yīng)的壓 力機(jī)構(gòu)962和/或至少一個(gè)閉合件966。藥物輸送系統(tǒng)901的控制可以 包括控制藥物輸送的定時(shí)、藥物輸送的量、藥物輸送的速率和/或藥 物被輸送所用的力。優(yōu)選地，藥物輸送系統(tǒng)901是可控的，以便促進(jìn) 藥物的間歇性輸送。
優(yōu)選地，所述至少一個(gè)閉合件966可控地打開(kāi)或閉合，其中在閉 合件966打開(kāi)時(shí)，優(yōu)選地允許流體只沿一個(gè)方向流動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例 中，閉合件966包括MEMS閥，其包括微型閥，例如流控晶體管(fluidic transistor),和關(guān)聯(lián)的微型閥致動(dòng)器機(jī)構(gòu)。優(yōu)選地，微型閥處于常閉 狀態(tài)(例如，微型閥幾乎完全不允許流過(guò)它的任何方向)，并可以通 過(guò)致動(dòng)器機(jī)構(gòu)使其在選定持續(xù)時(shí)間內(nèi)處于打開(kāi)狀態(tài)以便允許流體的 流動(dòng)(例如，微型閥允許藥物流動(dòng)以脫離儲(chǔ)存器960和/或膠囊900)。
優(yōu)選地當(dāng)處于打開(kāi)狀態(tài)時(shí)，藥物流過(guò)微型閥的速率是可選和可控的。 對(duì)致動(dòng)器機(jī)構(gòu)和/或微型閥的控制由控制電路906提供。本領(lǐng)域已知 的微型閥的實(shí)例包括由Redwood Microsystem 設(shè)計(jì)的微型閥和在 www.cornell.edu/2003cnfra/2003cnfral72.pdf中描述的微型閥。
致動(dòng)器機(jī)構(gòu)可以包括微型電動(dòng)機(jī)，其可以由電源508供電，用于 機(jī)械地打幵和閉合微型閥內(nèi)部的活動(dòng)機(jī)構(gòu)。當(dāng)處于打開(kāi)狀態(tài)時(shí)，其打 開(kāi)的大小優(yōu)選地是可選擇的，用于控制藥物的流速?；蛘?，致動(dòng)器機(jī) 構(gòu)可以關(guān)于微型閥中的開(kāi)口控制藥物的移動(dòng)。優(yōu)選地，致動(dòng)器可以控 制移動(dòng)的程度，因此在打開(kāi)狀態(tài)下可以控制藥物的流速。
微型閥可以包括結(jié)構(gòu)材料，例如Si、 Si02、 SiN、 Ti和/或TiNi， 和墊襯材料，例如PDMS，聚酰胺(Polymide)、 Polycoarbonate、聚 對(duì)二甲苯(Parylene)和/或硅橡膠。致動(dòng)器機(jī)構(gòu)可包括，例如靜電的、 磁性的、壓電的、雙金屬的、形狀記憶合金(SMA)的、氣動(dòng)的和/ 或熱力氣動(dòng)的結(jié)構(gòu)和功能。
另一種示例性閉合件966包括閥，其具有至少一個(gè)由聚合物制成 的可控人工肌肉，其能夠響應(yīng)于電信號(hào)膨脹或收縮，進(jìn)而基本上塞住 或開(kāi)放孔。類似地，人工肌肉的膨脹和收縮可以包含在致動(dòng)器機(jī)構(gòu)內(nèi)， 用于控制藥物的移動(dòng)，從而控制其流量。在2004年10月的IEEE Spectrum 49-53頁(yè)中，描述了用于打開(kāi)和閉合生物MEMS系統(tǒng)中的儲(chǔ) 存器的電刺激人工肌肉。
圖1、 3、 5、 7中的可控閥106和在下文描述的閉合件(例如， MEMS閥和微型閥)基本上可以根據(jù)關(guān)于所述閉合件966的結(jié)構(gòu)和 功能的描述進(jìn)行配置?？梢韵氲?，特定閉合件的正常狀態(tài)(例如，打 開(kāi)或閉合狀態(tài))應(yīng)按照設(shè)計(jì)選擇的意圖來(lái)選擇。
在本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中，儲(chǔ)存器960可以包括響應(yīng)于來(lái)自壓力 元件962的壓力的可變形腔。壓力機(jī)構(gòu)962包括可移動(dòng)的和/或可膨 脹的構(gòu)件，其用于在儲(chǔ)存器960或藥物上施加壓力以移動(dòng)保存在儲(chǔ)存 器960中的藥物以便使藥物脫離儲(chǔ)存器960。例如，圖l、 3、 5和7 中所示的實(shí)施例中，壓力機(jī)構(gòu)包括活塞式構(gòu)件130和偏置元件，例如 彈簧116，其對(duì)所述活塞式構(gòu)件130施加固定力以移動(dòng)活塞式構(gòu)件 130，并對(duì)儲(chǔ)存器104加壓，儲(chǔ)存器104有由閥106覆蓋的開(kāi)口端。 另外，可以通過(guò)控制閥106控制藥物的分配。
優(yōu)選地，儲(chǔ)存器960的開(kāi)口端與殼體102的孔970中的一個(gè)相一 致，并且由一個(gè)閉合件966提供對(duì)其的閉合。當(dāng)閉合件966處于打開(kāi) 狀態(tài)時(shí)，從儲(chǔ)存器960出離的藥物(例如，由于壓力機(jī)構(gòu)962所施加 的壓力)直接從儲(chǔ)存器960通過(guò)孔970進(jìn)入膠囊900的周?chē)h(huán)境。一 旦藥物出離儲(chǔ)存器960，為了分配藥物，藥物無(wú)需通過(guò)任何導(dǎo)管或附 加的閉合件。通過(guò)將儲(chǔ)存器960的開(kāi)口端與孔970配置為一致的(例 如，用于控制壓力機(jī)構(gòu)962禾n/或閉合件966)，為了分配藥物產(chǎn)生控 制信號(hào)的時(shí)間到分配藥物的時(shí)間之間的任何時(shí)間延遲被最小化。否 則，延遲能夠由藥物出離儲(chǔ)存器后穿過(guò)附加導(dǎo)管或閉合件而引起，和 /或通過(guò)控制和操作附加控制構(gòu)件而引起。此外，通過(guò)將儲(chǔ)存器960 的開(kāi)口端配置為與所述孔970 —致，在任何導(dǎo)管中都不存在殘留藥 物，因此有益于精確藥物定量。
在本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中，如在授權(quán)給Elan Medical Technologies 有限公司的美國(guó)專利申請(qǐng)5，318,557中所述的，壓力機(jī)構(gòu)962可以包 括容納電解池的腔，當(dāng)電流流經(jīng)那里時(shí)所述電解池產(chǎn)生氣體。隨著所 述腔內(nèi)的壓力增加，在可變形儲(chǔ)存器962上施加壓力，用于迫使藥物 通過(guò)儲(chǔ)存器962的開(kāi)口端輸送。在本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施例中，壓力機(jī) 構(gòu)962可以包括由聚合物構(gòu)成的人工肌肉，其響應(yīng)于施加的電信號(hào)可 控地膨脹或收縮，進(jìn)而對(duì)所述可變形儲(chǔ)存器962和/或所存儲(chǔ)的藥物 加壓。
在本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施例中，壓力機(jī)構(gòu)962可以包括滲透膜，其 當(dāng)暴露于液體時(shí)，以緩慢的速率擴(kuò)大。在美國(guó)專利4，519，801; 4,612,008; 4,783,337;禾卩5,082,668中描述的滲透壓元件，全部轉(zhuǎn)讓 給Alza公司。
參見(jiàn)圖10，所示的膠囊1000具有可控滲透壓元件1002。滲透壓 元件1002對(duì)可變形儲(chǔ)存器1004加壓，以響應(yīng)于滲透壓元件1002對(duì) 液體的吸收，通過(guò)儲(chǔ)存器1006的孔1005分配藥物。膠囊1000的殼 體1008包括具有可控閉合件1012的第一孔1010，例如微型閥和關(guān) 聯(lián)致動(dòng)器機(jī)構(gòu)，閉合件1012響應(yīng)于來(lái)自控制電路906的控制信號(hào)， 從而可控地允許液體從膠囊1000的環(huán)境中進(jìn)入殼體1008中。閉合件 1012打開(kāi)的大小和/或頻率通過(guò)控制電路906控制。閉合閉合件1012 可阻止附加的液體進(jìn)入殼體1008，進(jìn)而被滲透壓構(gòu)件1002吸收，并 且因此中止了其進(jìn)一步地?cái)U(kuò)大。在閉合閉合件1012和中止?jié)B透壓構(gòu) 件1002的擴(kuò)張之間存在時(shí)滯，其可由控制電路906進(jìn)行補(bǔ)償。
通過(guò)打開(kāi)閉合件1012，滲透壓構(gòu)件1002可以繼續(xù)擴(kuò)大，以通過(guò) 孔1005間歇性分配藥物。在打開(kāi)閉合件1012和繼續(xù)擴(kuò)大滲透壓構(gòu)件 1002之間存在時(shí)滯，其可由控制電路906補(bǔ)償。
殼體1008還具有第二孔1014，其與孔1005流體相通，其中從 孔1005分配的藥物傳遞到孔1014中，通過(guò)其藥物被分配到膠囊1000 的環(huán)境中。施加給儲(chǔ)存器1004的用于從其中分配藥物的壓力涉及并 響應(yīng)于從膠囊1000的環(huán)境進(jìn)入殼體1002的流體量，其通過(guò)閉合件 1012的受控操作來(lái)控制?？?014和1005還具有與閉合件1012類似
的可控閉合件1016，其響應(yīng)于來(lái)自控制電路906的控制信號(hào)，以便 進(jìn)一步控制將對(duì)藥物分配到膠囊1000的環(huán)境中。
控制電路906及其它電路，例如通信組件、電源等，可以設(shè)置在 封閉室1018內(nèi)，其阻止流體進(jìn)入并干擾封入的電路。在控制電路卯6 和閉合件1012和1016之間的通信可經(jīng)由無(wú)線通信和/或有線通信， 這里的導(dǎo)線和連接線都是防水的。
參見(jiàn)圖9B，膠囊900'包括藥物分配系統(tǒng)901',其包括至少一個(gè) 微型泵972和/或微型閥和關(guān)聯(lián)致動(dòng)器機(jī)構(gòu)974，其與膠囊的殼體102 中的孔流體相通，以控制從膠囊分配藥物。可以想到，微型泵972和 /或微型閥974可以包括，分別并入其中的儲(chǔ)存器，壓力機(jī)構(gòu)和/或閥。 關(guān)于微型閥974，致動(dòng)器機(jī)構(gòu)可能提供至少一部分的移動(dòng)動(dòng)作，例如 由圖9A中的壓力機(jī)構(gòu)962提供。微型泵972包括，例如，微型蠕動(dòng) 泵。在本領(lǐng)域公知的示例性微型蠕動(dòng)泵中，至少一個(gè)吊掛在熱力氣動(dòng) 系統(tǒng)中的加熱器與堆疊硅片(例如，通道晶片(charmel wafer)，薄膜 晶片(membranewafer)和加熱器晶片(heater wafer))組合布置。對(duì)流 體加熱導(dǎo)致控制藥物流動(dòng)的薄膜的偏轉(zhuǎn)。對(duì)流體的加熱，例如，通過(guò) 施加受控的電壓來(lái)提供，這里由控制電路906提供控制。
在一個(gè)實(shí)例中，微型泵包括與用于熱驅(qū)動(dòng)噴墨打印機(jī)的泵類似熱 力泵。對(duì)于具有小電源的小膠囊900'，例如可攝入的膠囊，電能消耗
可能限制熱力泵的有效使用持續(xù)時(shí)間。在具有較大電源的較大膠囊 中，例如，可植入膠囊，電能消耗的限制更少。此外，例如，通過(guò)提 供絕緣或者冷卻系統(tǒng)，可以將對(duì)藥物的熱損害降至最低。例如，用于 產(chǎn)生熱量的設(shè)備(一個(gè)或多個(gè))所產(chǎn)生的熱量能夠膨脹和收縮液體進(jìn) 而引起膨脹和抽吸作用，所述設(shè)備可以設(shè)置在封閉系統(tǒng)(類似于空調(diào) 系統(tǒng))內(nèi)，其由薄膜(優(yōu)選地包括絕緣體)從藥物的存儲(chǔ)和通道隔離 開(kāi)。
參見(jiàn)圖11，所示的閉合件組件980包括布置在膠囊900周?chē)?兩個(gè)或多個(gè)閉合件964。各個(gè)閉合件966對(duì)布置在殼體102的不同位 置上的各個(gè)關(guān)聯(lián)孔970提供可選擇的閉合，例如從膠囊沿不同方向可 選地分配至少一種藥物。類似于閉合件966，所示的閉合件964通過(guò)
通道982 (可以有幾條分支)與一個(gè)儲(chǔ)存器960流體相通，以便分配 —種藥物?？梢栽O(shè)想，各個(gè)閉合件964可以與不同儲(chǔ)存器流體相通， 以便輸送一種以上的藥物。閉合件964.優(yōu)選地是可尋址的并且由控制 電路906獨(dú)立控制，以便經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)閉合件964沿選定的方向分 配藥物(或給選定的藥)。在某些應(yīng)用中，所述儲(chǔ)存器960的開(kāi)口優(yōu) 選盡可能靠近殼體102中的孔970，或者通道982優(yōu)選盡可能短，以 便將從膠囊900中分配藥物的延遲降到最小。類似于閉合件966，可 以提供可控閉合件984用于控制藥物通過(guò)儲(chǔ)存器960開(kāi)口端流入通道 982。
此外，閉合件964和/或孔970可以布置在膠囊900周?chē)?，以?在通過(guò)多個(gè)閉合件964分配藥物時(shí)，根據(jù)患者的解剖結(jié)構(gòu)使沉積的藥 物形成環(huán)狀或其它圖案。用于分配藥物的力，是可控的，例如通過(guò)控 制使藥物穿過(guò)閉合件964的壓力，和/或控制各個(gè)閉合件的打開(kāi)大小 來(lái)實(shí)現(xiàn)。閉合件組件980可以布置在膠囊900周?chē)鄠€(gè)位置上，例如 布置在其錐形末端，或在膠囊900中較寬或最寬的中間區(qū)域。
圖12和13分別顯示了具有多個(gè)儲(chǔ)存器的膠囊1200和膠囊1300。 膠囊1200和1300是獨(dú)立式膠囊，其在結(jié)構(gòu)上不附著于位于患者體外 的設(shè)備上。在膠囊1200和1300的每個(gè)中，在相應(yīng)的模塊中設(shè)置單獨(dú) 的儲(chǔ)存器，這些模塊是電子地和/或機(jī)械地聯(lián)鎖和/或連接的。該相應(yīng) 的模塊可以包括藥物分配系統(tǒng)901的其它部件和/或電路，例如通信 組件、控制電路906和/或電源。所述相應(yīng)的模塊可獨(dú)立制備，包括 用藥物填充儲(chǔ)存器960和/或?qū)刂齐娐?06編程，甚至是在不同位 置，例如在不同的藥用項(xiàng)目的位置。 一旦制備完畢，相應(yīng)的模塊可以 組裝到一個(gè)膠囊中?？梢栽O(shè)想，膠囊可以備有相應(yīng)的儲(chǔ)存器，其可以 在組裝入膠囊時(shí)填充藥物，例如通過(guò)將它們插入到彼此中或者底部， 并且將它們裝入殼體102并在適當(dāng)位置制備孔970。還可以設(shè)想，可
在不同位置制備和填充儲(chǔ)存器，之后可以將所述儲(chǔ)存器置入或插入已 組裝好的或部分組裝好的膠囊中。還可以設(shè)想，控制電路906可在膠 囊1200和1300組裝之前、之中或之后被編程。
示出了膠囊1200的第一模塊1202和第二模塊1204,其中每個(gè)
模塊包括作為獨(dú)立模塊操作的足夠的部件。示出了膠囊1300的模塊 1302、 1304、 1306和1308，其中每個(gè)模塊至少包括相應(yīng)的藥物分配 系統(tǒng)901的一部分。膠囊1300還包括空間1308，其中提供共享的部 件或資源。共享部件可以包括天線502、通信組件504、控制電路906、 元件510a和電源908的任意組合。在模塊之間和/或共享元件之間提 供機(jī)械和/或電連接器1310，優(yōu)選地促使共享部件的功能共享。電連 接器1310可以以多種結(jié)構(gòu)進(jìn)行配置，例如總線結(jié)構(gòu)、分布式結(jié)構(gòu)或 集中式結(jié)構(gòu)。模塊1302、 1304、 1306和1308可全部彼此共享相同的 部件，或共享彼此不同的部件。優(yōu)選地，每個(gè)模塊1302、 1304、 1306 和1308是獨(dú)立控制的。例如，模塊1302、 1304、 1306和1308可由 共享的控制電路906分別訪問(wèn)。
膠囊內(nèi)的模塊可相互通信，例如通過(guò)低功率通信，這里使用的功 率低于膠囊和位于患者體外的設(shè)備之間的通信所使用的功率。例如， 模塊1202和1204可彼此通信，模塊1302、 1304、 1306禾口/或1308 可彼此通信?？商峁┠z囊內(nèi)通信，例如經(jīng)由無(wú)線通信，如RF或超聲 通信，和/或經(jīng)由利用連接器的有線通信(例如，具有導(dǎo)電接頭的每 個(gè)模塊，所述導(dǎo)電接頭用于與另一個(gè)模塊的相應(yīng)接頭連接)。
模塊1202和1204的儲(chǔ)存器960，和/或模塊1302、 1304、 1306 和1308的儲(chǔ)存器可以設(shè)有可封閉的通路1220，通過(guò)此接口可用藥物 填充儲(chǔ)存器960。在用所需要的藥量填充了儲(chǔ)存器960之后，封閉所 述接口 1220。所述通路1220可配置為閥或薄膜，通過(guò)其注射器可輸 送藥物，但是是有彈性的，從而可以閉合穿刺部位形成封閉，如本領(lǐng) 域公知的。通路1220可以設(shè)置在儲(chǔ)存器960殼體的任何位置。儲(chǔ)存 器960可利用在本領(lǐng)域公知的多種方法來(lái)封閉，例如用于填充注射 器、管形瓶等等。
再次參見(jiàn)圖9A，優(yōu)選地，至少一個(gè)軟件模塊980包括分配器控
制軟件模塊，用于根據(jù)至少一個(gè)預(yù)定條件，諸如感測(cè)值(例如當(dāng)超過(guò) 閾值時(shí))或時(shí)間相關(guān)條件，例如周期性時(shí)間間隔來(lái)控制藥物的釋放。 例如，分配器控制軟件模塊控制相應(yīng)的閉合件964和966和/或壓力 系統(tǒng)962，以便以規(guī)則時(shí)間間隔分配藥物，例如其中該藥物是造影劑
或成像或醫(yī)學(xué)標(biāo)記物，用于將標(biāo)記物或造影劑沉積物作為基準(zhǔn)標(biāo)記， 例如參考標(biāo)記沿消化道放置。
造影劑可以是在患者體內(nèi)沉積后可視的試劑，例如通過(guò)眼睛、顯 微鏡、照相機(jī)(例如布置在膠囊里的照相機(jī))、醫(yī)學(xué)成像器械等等。
例如，造影劑可以是通過(guò)X射線或CT成像可視的鋇，或通過(guò)MRI 成像可視的順磁性試劑。醫(yī)學(xué)標(biāo)記物可以是諸如碳基墨(例如，印度 墨汁)或亞甲藍(lán)的物質(zhì)，其作為標(biāo)記物用于組織時(shí)可暫時(shí)地或永久地 對(duì)組織著色。
在診斷過(guò)程中，例如在利用膠囊，如照相機(jī)-膠囊組合(例如裝 在膠囊上的照相機(jī))，完成的診斷過(guò)程中，找出之前標(biāo)識(shí)的區(qū)域的位 置受許多復(fù)雜因素影響，例如小腸的活動(dòng)。例如，為了找出在隨后的 非侵入性過(guò)程中的位置，通過(guò)三維坐標(biāo)不能充分描述所標(biāo)識(shí)的區(qū)域的 位置。描述所標(biāo)識(shí)的區(qū)域的位置的一種方法是通過(guò)指定從照相機(jī)-膠 囊組合進(jìn)入消化道后逝去的時(shí)間(例如，攝入時(shí)間)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。此外， 還可能通過(guò)指定照相機(jī)穿過(guò)可視標(biāo)記后逝去的時(shí)間來(lái)更精確地描述 所標(biāo)識(shí)的區(qū)域的位置。例如，裝在膠囊上的照相機(jī)可以收集并選擇性 地發(fā)送圖像，以便檢査醫(yī)師(例如，放射科醫(yī)師或胃腸病學(xué)家)或例 如執(zhí)行圖像匹配算法的計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)系統(tǒng)，可以檢測(cè)穿過(guò)的消化道 結(jié)構(gòu)的變化。該結(jié)構(gòu)的變化可能與照相機(jī)-膠囊組合進(jìn)入消化道的不 同部分有關(guān)，例如食道、胃、十二指腸(胃和小腸之間的接合處)、 盲腸(小腸和大腸的接合處)和直腸。
另外，在穿過(guò)大多數(shù)可視標(biāo)記之間逝去的時(shí)間的比例還可用于描 述所標(biāo)識(shí)的區(qū)域的位置。然而，由于即使在同一個(gè)患者體內(nèi)，小腸的 不同部分蠕動(dòng)的速率不同，通過(guò)小腸的逝去時(shí)間可能是幾個(gè)小時(shí)。這 使得對(duì)所描述的位置的估計(jì)值的精確度甚至較低，所述估計(jì)值例如用 在隨后的介入治療中。當(dāng)隨后的介入是開(kāi)放性外科手術(shù)時(shí)，外科醫(yī)生 經(jīng)常通過(guò)望診來(lái)識(shí)別可視的問(wèn)題，這可能是費(fèi)時(shí)的，尤其對(duì)于視覺(jué)上 較不明顯的問(wèn)題。此外，并非所有問(wèn)題都是可以視覺(jué)上識(shí)別的。在微 創(chuàng)過(guò)程中，例如通過(guò)使用內(nèi)窺鏡或隨后的膠囊(例如，用于在所需要 的位置沉積藥物)，典型定位所標(biāo)識(shí)的區(qū)域在很大程度上要求依靠所
描述的區(qū)域的位置。
利用由膠囊900以規(guī)則的時(shí)間間隔沉積的可檢測(cè)標(biāo)記，在診斷過(guò) 程中標(biāo)識(shí)的目標(biāo)區(qū)域的位置相對(duì)于在執(zhí)行診斷過(guò)程之前或執(zhí)行診斷 過(guò)程后，可以更精確地被描述。然后在隨后的過(guò)程中可以使用這些標(biāo) 記找出所述位置。在開(kāi)放性外科手術(shù)過(guò)程中或在微創(chuàng)過(guò)程中，應(yīng)用所 述標(biāo)記提高了定位所述區(qū)域的速率和準(zhǔn)確度。在微創(chuàng)外科手術(shù)中，標(biāo) 記的作用類似于高速公路上的"英里標(biāo)記"，用于找出要治療的區(qū)域 的位置。當(dāng)微創(chuàng)過(guò)程包括從電控膠囊中分配藥物時(shí)，可以通過(guò)計(jì)數(shù)通 過(guò)的標(biāo)記來(lái)觸發(fā)藥物的分配。
在一個(gè)例子中，攝入的照相機(jī)-膠囊組合通過(guò)消化道。在已知的 時(shí)間間隔"s"后，例如十分鐘或更長(zhǎng)，攝入用于定期分配一系列標(biāo) 記的膠囊卯0。這樣，膠囊900跟隨照相機(jī)-膠囊組合通過(guò)消化道，并 未干擾或追上照相機(jī)-膠囊組合。在穿過(guò)消化道期間，通過(guò)胃的時(shí)間 可變性很大。因此，使用參考位置，在這里對(duì)照相機(jī)-膠囊組合和膠 囊900開(kāi)始計(jì)時(shí)(時(shí)間=0)。優(yōu)選地，在離開(kāi)胃后，例如在進(jìn)入小腸 處(例如，在十二指腸處，對(duì)于成年人其長(zhǎng)度大約是25cm)穿過(guò)所 述參考位置。例如，可以通過(guò)識(shí)別所獲圖像中示出的結(jié)構(gòu)變化，由照 相機(jī)-膠囊組合來(lái)確定進(jìn)入十二指腸，也可基于膠囊900上的pH傳感 器感測(cè)的pH讀數(shù)由膠囊900來(lái)確定?？梢栽O(shè)想，照相機(jī)-膠囊也可包 括pH傳感器，并可利用來(lái)自pH傳感器的輸出來(lái)檢測(cè)參考位置。
在操作中，當(dāng)照相機(jī)-膠囊達(dá)到參考位置時(shí)，定時(shí)是同步的并且 以時(shí)間=0開(kāi)始。同步和/或定時(shí)可通過(guò)膠囊900和照相機(jī)-膠囊和/或 遠(yuǎn)程處理設(shè)備之間的膠囊間的通信來(lái)完成。膠囊900到達(dá)參考位置的 時(shí)間被稱作"s"。
照相機(jī)-膠囊組合獲得的圖像由遠(yuǎn)程處理器分析，例如遠(yuǎn)程處理 設(shè)備950，甚至在照相機(jī)-膠囊組合被排出患者體外之后。隨后的過(guò)程 的目標(biāo)區(qū)域可以根據(jù)獲得的診斷圖像來(lái)確定。確定照相機(jī)-膠囊組合 從參考位置移動(dòng)，并到達(dá)目標(biāo)區(qū)域的時(shí)間。膠囊900經(jīng)過(guò)目標(biāo)區(qū)域的 時(shí)間確定為""+ "s"。確定相對(duì)于系列標(biāo)記中相應(yīng)特定標(biāo)記的目標(biāo) 區(qū)域的位置，并在隨后的過(guò)程中使用。例如，用于執(zhí)行隨后的過(guò)程的
隨后攝入的膠囊(例如，第三膠囊)能夠?qū)?biāo)記進(jìn)行計(jì)數(shù)，以便定位 特定標(biāo)記并在相對(duì)于特定標(biāo)記的已知的目標(biāo)區(qū)域的位置處釋放藥物。 因此，藥物，例如消炎藥，可直接應(yīng)用于目標(biāo)區(qū)域(例如，可以是發(fā) 炎區(qū)域)，而不必將藥物應(yīng)用于健康組織。這種方法可用于在隨后的 過(guò)程中定位幾個(gè)目標(biāo)區(qū)域。
如上所述，在開(kāi)放性外科手術(shù)、內(nèi)窺鏡或腹腔鏡外科手術(shù)中，這 些標(biāo)記是可視的，且在成像過(guò)程中可視，可以由隨后能感測(cè)這些標(biāo)記 的膠囊來(lái)感測(cè)，或在成像期間檢測(cè)，以便跟蹤隨后攝入的膠囊。在隨 后的膠囊的通過(guò)期間，對(duì)一種標(biāo)記或預(yù)定數(shù)量的標(biāo)記的感測(cè)或檢測(cè)可 以觸發(fā)實(shí)現(xiàn)或激活隨后的膠囊的一種或多種功能?；趯?duì)標(biāo)記的檢測(cè) 或感測(cè)，可以配置隨后的膠囊，用于執(zhí)行診斷過(guò)程或進(jìn)行治療。當(dāng)這 些標(biāo)記作為基準(zhǔn)標(biāo)記生成時(shí)，隨后的膠囊可以感測(cè)這些標(biāo)記或成像過(guò) 程，并執(zhí)行診斷過(guò)程。診斷信息可能與這些標(biāo)記及其位置相關(guān)，或可 根據(jù)對(duì)這些標(biāo)記的感測(cè)或檢測(cè)定期地提供治療。
此外，標(biāo)記物和/或造影沉積物可能被感測(cè)(例如，通過(guò)成像或 利用隨后的膠囊)，用于導(dǎo)出與消化道或其一部分的蠕動(dòng)相關(guān)的信息， 其包括研究這些標(biāo)記物或造影沉積物之間的空間間隔，并使空間間隔
與標(biāo)記物或造影沉積物從膠囊900中分配的時(shí)間間隔相關(guān)。
不同的造影劑可以從不同的膠囊或膠囊900內(nèi)的不同儲(chǔ)存器中 可控地進(jìn)行分配。可以分配具有不同顏色的造影劑，例如，用于區(qū)別 隨后的沉積物和/或用于使消化道迂回曲折的區(qū)域(例如結(jié)腸)可視。同 樣地，可以分配用于不同模態(tài)的造影劑。分配造影劑或標(biāo)記物的量、 位置或定時(shí)是受控的，例如，用于在疑似病理區(qū)域分配造影劑或標(biāo)記 物，該區(qū)域例如在由先前膠囊留下的標(biāo)記所標(biāo)記的圖像中可被觀察到 的，或由傳感器感測(cè)到的。
3D圖像的多模態(tài)配準(zhǔn)(multimodal registration)是公知的。對(duì)于
單一成像模態(tài)而言，利用時(shí)間的第四維進(jìn)行配準(zhǔn)是已知的，在此種方 式中，以多次獲取之間的時(shí)間間隔獲取第一和第二3D圖像，并執(zhí)行 第一和第二圖像之間的配準(zhǔn)。在本公開(kāi)中，以規(guī)則時(shí)間間隔沉積的標(biāo) 記沉積物可被用于對(duì)由甚至兩個(gè)或更多個(gè)成像模態(tài)產(chǎn)生的圖像進(jìn)行
配準(zhǔn)，和/或用于對(duì)在不同時(shí)間點(diǎn)獲取的圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，這樣實(shí)現(xiàn)了 在第四維上的多模態(tài)配準(zhǔn)。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)空間以及時(shí)間平面和多模 態(tài)的配準(zhǔn)。多模態(tài)和第四維的配準(zhǔn)可以改善配準(zhǔn)的準(zhǔn)確度，并且提供 了相對(duì)于使用一種成像模態(tài)的附加信息。
如上所述，膠囊卯o可以是植入設(shè)備或可攝入設(shè)備。所述植入設(shè)
備可置于需要的位置，以便受控間歇性地分配藥物或延長(zhǎng)分配藥物，
感測(cè)物理特性，和/或與遠(yuǎn)程處理設(shè)備950和/或另一個(gè)處于患者體內(nèi) 的膠囊900通信。例如經(jīng)由通過(guò)經(jīng)皮組織管道放置的導(dǎo)管，可以將植 入設(shè)備經(jīng)由皮膚或肌肉置于人體的不同部分，例如，大腦、肝、乳房， 等等。植入設(shè)備可以可控地分配藥物，例如藥品，例如抗生素或激素， 其要求或最好在延伸的時(shí)間周期(例如， 一星期或更長(zhǎng))內(nèi)經(jīng)由皮膚 施予。植入設(shè)備的典型應(yīng)用包括施予生長(zhǎng)激素、胰島素、避孕等。藥 物分配系統(tǒng)901可由控制電路906和/或遠(yuǎn)程處理電路950根據(jù)感測(cè) 的特性、患者反饋、預(yù)先編制的日程表等來(lái)控制。
在另一個(gè)應(yīng)用中，植入設(shè)備通過(guò)外科手術(shù)(例如，開(kāi)放性的、內(nèi) 窺鏡的或腹腔鏡的)置于目標(biāo)(例如，腫瘤)附近，以用于受控的指 向目標(biāo)的藥物分配，例如用于外科手術(shù)之前或外科之后的治療，或代 替治療。因?yàn)橹踩朐O(shè)備可以像可攝入裝置一樣小，所以外科植入過(guò)程 可以很簡(jiǎn)單。
膠囊900的植入對(duì)于化療劑的長(zhǎng)期釋放尤其有用。最新研究表明 某些腫瘤需要2-3天來(lái)攝取殺死癌細(xì)胞所需的化療劑的量。相對(duì)長(zhǎng)的 攝取時(shí)間可能由于如下混亂的方式腫瘤造成血管再生，這引起無(wú)效 的攝取和血液的釋放(也稱作"wash-inAvash-out")。與造影劑配合的
診斷成像系統(tǒng)利用相對(duì)的攝取無(wú)效來(lái)增強(qiáng)顯示可疑的損害，使造影時(shí) 間更長(zhǎng)。然而，由于化療劑對(duì)健康組織的作用，患者典型情況下不能 忍受超過(guò)幾個(gè)小時(shí)的化療劑應(yīng)用。如果惡性腫瘤已被定位，例如在單 個(gè)腫瘤或損害上，電控膠囊可根據(jù)腫瘤攝取的需要在一段長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)逐 步地受控地釋放所述化療劑。此外，化療劑可直接導(dǎo)向腫瘤，以便將 健康組織攝取的不必要的化療劑降到最低。
參看圖9C，作為植入設(shè)備配置的膠囊900具有定制的，與藥物
分配系統(tǒng)901連接的注嘴982。注嘴982的形狀和大小與980顯示的 損害的形狀和大小相應(yīng)，以便將化療劑導(dǎo)向該損害，并且使對(duì)健康組 織應(yīng)用的化療劑量降到最低。注嘴982工作原理與多孔供水壺注嘴類 似，將由藥物分配系統(tǒng)901分配的藥物，例如化療劑，導(dǎo)向該損害。 儲(chǔ)存器960的開(kāi)口端與注嘴982流體相通，例如，經(jīng)由導(dǎo)管984。注 嘴982具有多個(gè)孔或毛細(xì)孔986。當(dāng)藥物從儲(chǔ)存器960中分配出來(lái)時(shí)， 至少一部分藥物通過(guò)導(dǎo)管984被導(dǎo)入注嘴982，并通過(guò)孔986被分配， 以便使藥物沿著損害表面直接分配于其上。注嘴982可以在植入之前 使用關(guān)于該損害1980的形狀和大小的信息來(lái)成形和確定大小，該信 息例如從已獲取的圖像中獲得。此外，注嘴可由能在植入過(guò)程中成形 的柔韌材料構(gòu)成。將注嘴形狀設(shè)為，例如，圍繞該損害以便在該損害 1982的區(qū)域的最大表面面積上分配藥物，并使藥物與非目標(biāo)區(qū)域或 健康組織的接觸降到最低。
在膠囊900被攝入的位置，膠囊900沿消化道移動(dòng)，在那里執(zhí)行 診斷或治療過(guò)程，并具有到使用內(nèi)窺鏡可以達(dá)到的區(qū)域以及難以到達(dá) 的區(qū)域的通路。正如重要地，膠囊900比內(nèi)窺鏡過(guò)程具有更小的侵入 性，并且不需要使患者鎮(zhèn)靜或住院，等等。
參見(jiàn)圖9A，傳感器模塊902的多個(gè)傳感器904可能布置在外殼 102上和/或封裝在外殼102內(nèi)部，此時(shí)可控閉合件使傳感器102暴露 于膠囊卯O的環(huán)境。因此，傳感器904可能永久暴露于膠囊900的環(huán) 境，或可以可控地暴露。傳感器904產(chǎn)生與感測(cè)相對(duì)應(yīng)的感測(cè)信號(hào)。 這些感測(cè)信號(hào)被傳送給控制電路卯6和/或遠(yuǎn)程處理電路950。可以可 控地使能傳感器904的操作，例如為了避免產(chǎn)生或處理不關(guān)心的數(shù) 據(jù)，或只采樣關(guān)心的樣本數(shù)據(jù)，保存資源，如處理和/或輸入/輸出(1/0) 資源?？梢栽O(shè)想，膠囊900可以僅為診斷目的而設(shè)計(jì)，并不需要包括 藥物分配系統(tǒng)卯i。
傳感器904的一種控制操作方法包括為獨(dú)立的傳感器904或傳感 器904的組合提供可控的和可閉合的外罩。例如，傳感器904(—個(gè)或 多個(gè))可布置在具有可控MEMS閉合件的腔內(nèi)，例如艙口或閥，其可 以選擇性地被控制將傳感器暴露于膠囊900的環(huán)境?？刂齐娐?06可
產(chǎn)生用于控制閉合件的控制信號(hào)，其中，例如根據(jù)至少一個(gè)預(yù)定條件產(chǎn)生控制信號(hào)，所述預(yù)定條件如收到來(lái)自遠(yuǎn)程處理電路950的指令收 據(jù)、由暴露的傳感器904感測(cè)的感測(cè)條件(如，超出閾值)、時(shí)間表， 等等。當(dāng)傳感器904未暴露于膠囊900環(huán)境時(shí)，由傳感器904產(chǎn)生的 信號(hào)不能使用，因而傳感器904失去功能?？蛇x地，由未暴露的傳感 器904產(chǎn)生的信號(hào)可以被用于某種特殊用途，例如用作控制或參考 值。
傳感器904的另一種控制操作方法包括選擇性地使能感測(cè)信號(hào) 的傳播，這種方法可使用至少一個(gè)沿著感測(cè)信號(hào)傳播路徑的模擬或數(shù) 字設(shè)備(例如開(kāi)關(guān))來(lái)實(shí)現(xiàn)。在傳感器904的另一種控制操作方法中， 相應(yīng)的傳感器904可能被失能，例如通過(guò)阻止向需要電能以產(chǎn)生和/ 或發(fā)送信號(hào)的傳感器904輸送電能。在傳感器904的另一種控制操作 方法中，對(duì)感測(cè)信號(hào)的處理可以選擇性地使能。
感測(cè)信號(hào)和用于描述傳感器904的操作控制的傳感器使能數(shù)據(jù) 可由膠囊900存儲(chǔ)，并且一旦從患者體內(nèi)排出后可從膠囊中取回和/ 或被發(fā)送給遠(yuǎn)程處理電路950以便用于分析。分析可包括與時(shí)間的相 關(guān)性，還可包括與膠囊900穿過(guò)消化道的距離的相關(guān)性。因此，由傳 感器904產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可用于產(chǎn)生相關(guān)于時(shí)間的感測(cè)信息映射圖，或者 相關(guān)于膠囊900沿消化道的位置的感測(cè)信息映射圖。
在本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)傳感器904之一是用于感測(cè)pH 水平的pH傳感器，例如當(dāng)膠囊沿消化道移動(dòng)，并且軟件模塊之一是 pH控制軟件模塊時(shí)。pH控制軟件模塊通過(guò)pH傳感器監(jiān)測(cè)感測(cè)信號(hào) 輸出，以便確定膠囊900在消化道中到達(dá)所期望的位置的時(shí)間，控制 信號(hào)從此模塊上發(fā)送出去，以便控制膠囊900的功能?？刂菩盘?hào)可以 被提供給，例如藥物分配系統(tǒng)901用于分配藥物或一部分藥物。pH 控制軟件模塊可連續(xù)監(jiān)測(cè)pH水平并響應(yīng)于pH水平分配藥物，以便 根據(jù)預(yù)定pH水平按照所期望的速率和沿著消化道所期望的位置分配 藥物。
pH傳感器中的pH讀數(shù)具有優(yōu)勢(shì)地觸發(fā)藥物的分配，其中，優(yōu) 點(diǎn)包括將膠囊900的藥物載荷傳遞到所期望位置的能力，該藥物載荷 可經(jīng)過(guò)對(duì)于某些含有藥物的血流吸收不佳、破壞蛋白質(zhì)的胃。因而，
藥物的分配可被延遲直至膠囊900到達(dá)所期望的吸收量達(dá)到最大值 的位置，例如十二指腸或小腸遠(yuǎn)端和/或大腸。參看圖16，如下所述， 期望控制膠囊900通過(guò)消化道(例如，優(yōu)選地，在進(jìn)食之后且不是之 前，由于攝入的食物將干擾膠囊900的定位)，以在藥物分配期間將 膠囊保持在所期望的位置。例如，相對(duì)較短的十二指腸(大約25厘 米)，由于絨毛的存在，其表面面積較高并且血管豐富。當(dāng)前許多藥 物和維生素主要在十二指腸被吸收。
實(shí)際的pH水平、pH水平的變化和/或pH水平的變化率可被監(jiān) 測(cè)，以確定膠囊900的位置并控制藥物的分配。胃的pH水平典型地 大約為2.0，正常健康人的變化范圍在1-3之間。小腸的pH水平大約 是6。十二指腸的pH水平典型地是6-6.5pH，但是可以達(dá)到7或8。 小腸接下來(lái)的兩部分，空腸和回腸中的pH水平逐漸升高至7.5。大 腸的pH水平降至5.5-7。用于控制藥物分配的控制信號(hào)的處理可通過(guò) 控制電路906或遠(yuǎn)程處理器完成，例如遠(yuǎn)程處理設(shè)備950?？刂菩盘?hào) 的處理可以包括參考相關(guān)于pH水平(或其范圍)的沿消化道的位置 映射圖(例如，査找表、連續(xù)映射圖、可查找數(shù)據(jù)庫(kù)，等等)，并根 據(jù)當(dāng)前pH水平、pH水平的變化或pH水平變化率使用該映射圖來(lái)確 定膠囊900的位置。
在小腸中，血管分布占百分之九十，其基本上直接向肝臟供給， 在肝臟中藥物被新陳代謝，并因此從血流中移除。因?yàn)樵诖竽c內(nèi)，百 分之九十的循環(huán)首先流過(guò)循環(huán)系統(tǒng)，再到達(dá)肝臟，所以大腸內(nèi)輸送的 藥物是高生物可用性的，并且對(duì)肝臟的毒性很低。
可以設(shè)想，超過(guò)一個(gè)膠囊900可用于向患者分配藥物，此時(shí)對(duì)于 其中一個(gè)膠囊900重要的是了解其他膠囊900的狀況。例如，連續(xù)攝 入的膠囊卯0或多個(gè)植入設(shè)備可提供一種或多種藥物的連續(xù)的劑量 或組合的劑量，此時(shí)調(diào)整劑量的輸送是十分關(guān)鍵的，例如每次提供一 種藥物、無(wú)交疊、避免過(guò)量。因此，對(duì)于一種膠囊900 (例如第二膠 囊)，知道先前用于施予劑量的膠囊900 (例如，第一膠囊)是否已 經(jīng)停止分配藥物，例如由于儲(chǔ)存器耗盡、電池耗盡或己從患者消化道
排出，是十分有益的。
還可設(shè)想，當(dāng)?shù)谝荒z囊分配藥物時(shí)，會(huì)發(fā)出第二膠囊能夠檢測(cè)的 信號(hào)(連續(xù)信號(hào)或離散信號(hào))。當(dāng)?shù)诙z囊檢測(cè)到第一膠囊不再發(fā)出 信號(hào)時(shí)(例如，由于已排出消化道或有效負(fù)荷己耗盡)，第二膠囊開(kāi) 始分配藥物?？商鎿Q地，第一膠囊可以辨別、檢測(cè)或感測(cè)其自身即將 中止或已經(jīng)中止藥物分配，并因此發(fā)出指示第二膠囊接替、從而分配 其藥物的信號(hào)?？商鎿Q地，可以以連續(xù)的分配周期中對(duì)第一和第二膠 囊編程來(lái)分配藥物，其中，在滿足預(yù)定條件時(shí)，第一膠囊停止分配并 且第二膠囊開(kāi)始分配，例如經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間間隔(如，其可絕對(duì)地或相 對(duì)地確定)或感測(cè)特征。
在本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施例中，參見(jiàn)圖14，膠囊1400設(shè)置有至少 一個(gè)腔1402，其中存儲(chǔ)周?chē)镔|(zhì)，典型為體液。膠囊1400是獨(dú)立式 膠囊，其無(wú)需在結(jié)構(gòu)上附貼于位于患者體外的設(shè)備。優(yōu)選地，這些腔 1402是真空的或者負(fù)壓。每個(gè)腔1402有？L，其與殼體102中的孔970 流體相通，這里，腔1402中的孔和殼體102中的孔中的至少一個(gè)具 有由控制電路906控制的關(guān)聯(lián)閉合件1406。閉合件1406在結(jié)構(gòu)上和 操作上與圖9中的閉合件966類似。優(yōu)選地，腔1402的孔與殼體102 的孔970 —致，并且一個(gè)閉合件1406提供對(duì)其的閉合。軟件模塊980 包括用于控制閉合件1406的采樣軟件模塊。
通過(guò)為與殼體102的孔970 —致的相應(yīng)腔1402的孔提供使其閉 合的一個(gè)閉合件1406，當(dāng)閉合件1406處于打開(kāi)狀態(tài)時(shí)，進(jìn)入腔1402 的周?chē)黧w直接進(jìn)入腔1402。因此，進(jìn)入膠囊1400的周?chē)黧w不必 經(jīng)過(guò)附加的導(dǎo)管或閉合件，可將從產(chǎn)生控制信號(hào)以打幵閉合件1406 直到獲取樣本的時(shí)間延遲降到最小。此外，在通過(guò)任何附加導(dǎo)管時(shí)產(chǎn) 生的任何所獲樣本的剩余損失將降到最低。
示出了示例性膠囊1400，其具有用于定義七個(gè)收集腔1402的多 個(gè)分割器1408。此外，分割器定義了附加區(qū)域1404，在此區(qū)域中布 置有膠囊1400的部件，包括例如，控制電路906、通信組件504、元 件510a和電源908。優(yōu)選地，腔1402是阻流的，以在除了通過(guò)相應(yīng) 的閉合件1406之外，不允許流體進(jìn)入。相應(yīng)的腔1402可以設(shè)有有助
于與進(jìn)入腔1402中的流體發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)物，該反應(yīng)物可沉積在腔 1402內(nèi)部或沿腔1402內(nèi)壁作為涂層設(shè)置。
分割器是由不透水材料加工成形的，它將相應(yīng)的腔1402彼此分 幵，或與膠囊的其它區(qū)域分開(kāi)，而不允許它們之間流體相通，以便每 個(gè)腔1402都是不透流體的?？梢栽O(shè)想，收集腔1402和/或分割器1408 可以有與圖示不同的結(jié)構(gòu)。例如，殼體I02可提供腔的內(nèi)壁或外壁， 膠囊1400還可容納其它部件組合，例如藥物分配系統(tǒng)、傳感器或照 相機(jī)。另外，膠囊1400中用于容納其它部件的區(qū)域可設(shè)置在一個(gè)或 多個(gè)腔1402之間，或者設(shè)置在膠囊1400中定義的中心區(qū)域。
閉合件1406閉合以阻止物質(zhì)進(jìn)入，直至期望獲取樣本，例如在 滿足預(yù)定條件時(shí)，并且用于在腔內(nèi)保持獲取的周?chē)镔|(zhì)。在膠囊1400 從患者的消化道中排出后，回收膠囊1400并對(duì)存留在腔1402中的內(nèi) 容物進(jìn)行分析。因此，通過(guò)對(duì)沿著患者消化道對(duì)體液采樣而獲取的腔 1402的內(nèi)容物，在設(shè)施齊全的實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行分析。
閉合件1406還可包括艙口，其可分別打開(kāi)或閉合以分別允許或 阻止流體流入腔中。由控制電路906控制的微型電動(dòng)機(jī)用于開(kāi)動(dòng)艙 口。還可以設(shè)想其它技術(shù)來(lái)打開(kāi)或閉合艙口，例如使用可打開(kāi)或閉合 小型腔的艙口的小型電子"肌肉"，或者使艙口本身具有此種功能。
較大的腔得益于具有至少兩個(gè)與殼體102內(nèi)的相應(yīng)孔970流體相
通(并且優(yōu)選地與其一致)的孔，并且經(jīng)由相應(yīng)的閉合件1406提供 的閉合狀態(tài)，尤其是對(duì)相對(duì)高度粘稠的周?chē)镔|(zhì)。腔1402的多個(gè)閉 合件1406可位于關(guān)聯(lián)腔1406的相對(duì)端。
在一個(gè)簡(jiǎn)化實(shí)施例中，相應(yīng)的閉合件1406處于正常打開(kāi)狀態(tài)。 在滿足至少一種預(yù)定條件時(shí)，例如時(shí)間相關(guān)條件、感測(cè)條件或如從位 于不同膠囊或患者體外設(shè)備中另一處理器收到命令，采樣軟件模塊控 制閉合件1406閉合。例如，當(dāng)感測(cè)到膠囊1400即將離開(kāi)特定位置時(shí)， 釆樣軟件模塊可以控制閉合件1406閉合。在優(yōu)選實(shí)施例中，采樣軟 件模塊控制相應(yīng)的閉合件1406獨(dú)立地打開(kāi)和閉合。
在另一個(gè)典型實(shí)施例中，與所選的腔1402相關(guān)的閉合件1406可 以被獨(dú)立地控制以打開(kāi)和閉合，從而在膠囊1400沿消化道當(dāng)前所處
的位置獲取樣本。與相應(yīng)的腔1402關(guān)聯(lián)的閉合件1406可獨(dú)立控制，
以在順序的方式下(例如，以某一模式，如螺旋)每次打開(kāi)和閉合，
從而在不同間隔內(nèi)獲取樣本，并且因此在沿著消化道的不同位置處獲
取樣本。優(yōu)選地，當(dāng)關(guān)聯(lián)閉合件1406打開(kāi)時(shí)，在腔1402內(nèi)提供的負(fù)
壓幫助流體進(jìn)入腔內(nèi)。閉合件1406的打開(kāi)可能十分短暫，并且打開(kāi)
大小很小。間隔可以是定時(shí)間隔，例如，規(guī)則的間隔，和/或可以根 據(jù)至少一個(gè)條件來(lái)確定，例如感測(cè)的條件和/或由外部設(shè)備跟蹤的膠
囊1400的位置。
優(yōu)選地，采樣軟件模塊根據(jù)至少一個(gè)條件，例如定時(shí)條件、感測(cè) 的條件、從遠(yuǎn)程設(shè)備接收的指令等，來(lái)控制各個(gè)閉合件1406的打開(kāi) 和閉合，各個(gè)閉合件1406打開(kāi)大小和/或各個(gè)閉合件1406打開(kāi)的持 續(xù)時(shí)間。根據(jù)要對(duì)已獲取的樣本執(zhí)行的分析的需要，每個(gè)腔1402所 需的周?chē)镔|(zhì)量是可變的。各個(gè)腔1402可以裝有用于感測(cè)流體樣本 或大量樣本的存在的傳感器，此傳感器有觸發(fā)關(guān)聯(lián)閉合件1406閉合
的功能。采樣軟件模塊可被編程，從而用于根據(jù)樣本大小要求、患者 解剖等來(lái)致動(dòng)各個(gè)閉合件1406。
可以設(shè)想，膠囊1400還設(shè)置有用于在相應(yīng)的腔1402中建立負(fù)壓 的壓力機(jī)構(gòu)。優(yōu)選地，壓力機(jī)構(gòu)可控地建立選定的、受控壓力。此外， 優(yōu)選地，壓力機(jī)構(gòu)可控地用于獨(dú)立控制相應(yīng)的腔1402的壓力。
優(yōu)選的是膠囊1400被定向，使得相應(yīng)的腔1402的閉合件1406 指向與體液流過(guò)消化道相對(duì)的方向，從而當(dāng)關(guān)聯(lián)閉合件1406打開(kāi)時(shí)， 流體流向閉合件1406并且被導(dǎo)入腔1402。膠囊1400可以設(shè)置有布 置在膠囊1400的錐形端之一的、用于偏置要沿流體穿過(guò)消化道的方 向向下導(dǎo)向的加載端的配重組件1430。膠囊1400可在膠囊1400外 設(shè)置標(biāo)記1432，用于在攝入或打開(kāi)膠囊1400時(shí)(例如在實(shí)驗(yàn)室安裝 過(guò)程中)使膠囊1432適當(dāng)定向，和/或用于指示哪一個(gè)腔1402保存 了已獲取的第一樣本。閉合件1406響應(yīng)于來(lái)自分離的設(shè)備的控制信 號(hào)是可控的，例如通過(guò)控制電路906，用于以與獲取樣本的順序?qū)?yīng) 的順序方式打開(kāi)，從而提供通路并以適當(dāng)?shù)拇涡蛞苿?dòng)樣本以供分析。
有利地，膠囊1400能夠?qū)ο赖牟煌瑓^(qū)域采樣。在分析期間，
如果在獲取的樣本之一中檢測(cè)到可疑物質(zhì)，例如血液，可能確定該樣
本獲取的時(shí)間和位置(例如，來(lái)自當(dāng)與存儲(chǔ)該樣本的腔1402相關(guān)的 閉合件1402(—個(gè)或多個(gè))打幵或閉合時(shí)膠囊的時(shí)間和/或位置)。例如， 采樣時(shí)膠囊的位置可根據(jù)膠囊攝入和已打開(kāi)的閉合件1406打開(kāi)/閉 合之間經(jīng)過(guò)的時(shí)間間隔、相似患者的統(tǒng)計(jì)基線(statistical baseline)信 息、利用由膠囊1400發(fā)出的信號(hào)(例如，RF信號(hào))的三角形位置， 和/或在膠囊穿過(guò)消化道期間獲取的圖像(X射線、MRI等等)來(lái)確 定。 、
膠囊1400可包括報(bào)警設(shè)備1440，軟件模塊980可包括取回報(bào)警 軟件模塊，并且傳感器904之一可以是當(dāng)膠囊1400排出患者體外或 即將排出患者體外時(shí)能夠感測(cè)其排出的排出傳感器。所述取回報(bào)警軟 件模塊接收來(lái)自排出傳感器的感測(cè)信號(hào)，并確定何時(shí)所述感測(cè)信號(hào)指 示膠囊1400排出或即將排出。因此，所述取回報(bào)警軟件模塊產(chǎn)生提 供給報(bào)警設(shè)備1440的控制信號(hào)將其激活。
排出傳感器可以是用于感測(cè)膠囊1400環(huán)境變化的傳感器，其中 環(huán)境變化包括膠囊1400在排出時(shí)所處的排便的環(huán)境變化，例如，在 進(jìn)入肛管期間或從那里排出期間。傳感器可感測(cè)，例如，壓力變化、 照明條件變化、和/或溫度變化。
報(bào)警設(shè)備1440可以是用于為患者提供感官警報(bào)的MEMS振動(dòng) 器；用于發(fā)出可辨別的聲音的音頻設(shè)備；和/或協(xié)同如圖9A中所示的 用于釋放的藥物釋放系統(tǒng)901在排出后釋放的藥物，這里，藥物是可 對(duì)患者發(fā)出警報(bào)的物質(zhì)，例如濃縮染料，優(yōu)選是熒光的，或具有濃烈 可分辨氣味的濃縮物質(zhì)。警報(bào)有利于向患者或其護(hù)理人發(fā)出警報(bào)，或 當(dāng)需要時(shí)用于取回膠囊，所述警報(bào)表明膠囊1400已安全排出。報(bào)警 設(shè)備1440、排出傳感器和取回報(bào)警軟件模塊可包括多種膠囊，例如 在其上帶有照相機(jī)的膠囊，等等。
參見(jiàn)圖15，圖中所示膠囊1500能夠感測(cè)標(biāo)記，例如由先前膠囊 留下的標(biāo)記。膠囊1500是獨(dú)立式膠囊，其無(wú)需在結(jié)構(gòu)上附著于位于 患者體外的設(shè)備。膠囊1500包括標(biāo)記檢測(cè)系統(tǒng)1502，其包括光源組 件1504和光電檢測(cè)器組件1506。標(biāo)記檢測(cè)系統(tǒng)1502使用與光碼檢
測(cè)器中發(fā)現(xiàn)的電路等效的MEMS電路，例如基于激光的光碼閱讀器 或基于圖像的光碼閱讀器。因?yàn)闃?biāo)記檢測(cè)系統(tǒng)1502的對(duì)象可由墨汁 在未著色組織與著色組織之間區(qū)分出來(lái)，在標(biāo)記檢測(cè)系統(tǒng)1502中不 需要高精度或譯碼處理，或不需要對(duì)由此產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行處理。光源 組件1504包括至少一個(gè)光源，例如發(fā)光二極管(LED)、氤燈或激光 源。光電檢測(cè)器組件1506包括至少一個(gè)用于感測(cè)入射光并產(chǎn)生相應(yīng) 的感測(cè)信號(hào)的光電檢測(cè)器，優(yōu)選地，該光電檢測(cè)器組件包括最小量的 光電檢測(cè)器，例如一或二排光電檢測(cè)器或一個(gè)光電檢測(cè)器。光電檢測(cè) 器組件1506還可包括用于輸出與感測(cè)信號(hào)相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)的關(guān)聯(lián)電 路。在殼體102中提供的窗1510便于將來(lái)自光源1504的光或到光電 檢測(cè)器組件1506的光傳輸通過(guò)殼體102。
在操作中，光源組件1504發(fā)出至少一束光或激光束，光束撞擊 在膠囊附近的消化道壁上并被反射。該壁根據(jù)其是否著色將會(huì)有不同 的光反射率特性。光源組件1504還可包括用于偏轉(zhuǎn)光束來(lái)穿過(guò)圓弧 掃描光束的掃描組件。膠囊的定向，例如經(jīng)由在本公開(kāi)的其它地方論 述的配重或?qū)б齺?lái)實(shí)施，可用來(lái)瞄準(zhǔn)光源或?qū)⒐怆姍z測(cè)器定位在期望 位置上。由于標(biāo)記可圍繞消化道形成環(huán)狀，光源的瞄準(zhǔn)和/或光束的 偏轉(zhuǎn)可能不必需。
光電檢測(cè)器組件1506檢測(cè)入射到光電檢測(cè)器組件1506的光電檢 測(cè)器上的反射光，并產(chǎn)生相應(yīng)的光感測(cè)信號(hào)。關(guān)聯(lián)電路處理相應(yīng)的光 感測(cè)信號(hào)，例如用于緩沖、放大、濾波和/或從模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字信 號(hào)，并輸出與該光感測(cè)信號(hào)相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。膠囊1500還至少包括 控制電路906，優(yōu)選地還包括便于在膠囊1500和遠(yuǎn)離膠囊1500的處 理設(shè)備(另一膠囊或遠(yuǎn)程處理設(shè)備950)之間通信的天線502、通信電 路504和/或換能器元件510a?？刂齐娐?06分析由光電檢測(cè)器組件 1506輸出的數(shù)字信號(hào)，或者向遠(yuǎn)程處理器發(fā)送該數(shù)字信號(hào)，以確定 反射感測(cè)光的表面的反射率特性。光束從其被反射的目標(biāo)(例如，消 化道中沉積了醫(yī)學(xué)標(biāo)記的組織或未標(biāo)記組織)的光反射率特性影響相 應(yīng)感測(cè)信號(hào)的波形。因此，光反射率特性能夠根據(jù)感測(cè)信號(hào)的模擬或 數(shù)字形式的波形確定。
關(guān)聯(lián)電路或其一部分可設(shè)有遠(yuǎn)程處理設(shè)備950，以便完成任何附 加的、對(duì)由光電檢測(cè)器組件1506輸出的感測(cè)信號(hào)進(jìn)行的必要的處理。 控制電路906和/或遠(yuǎn)程處理設(shè)備950處理由光電檢測(cè)器組件1506產(chǎn) 生的感測(cè)信號(hào)，從而確定與入射光相關(guān)的反射率特性。感測(cè)信號(hào)的處 理可由模擬或數(shù)字電路完成，優(yōu)選地，由數(shù)字電路處理與感測(cè)信號(hào)相 應(yīng)的數(shù)字信號(hào)完成。
對(duì)感測(cè)信號(hào)的處理優(yōu)選地包括，當(dāng)確定的反射率特性指示入射光 由先前膠囊沉積的醫(yī)學(xué)標(biāo)記反射時(shí)，產(chǎn)生第一控制信號(hào)。當(dāng)確定的反 射率特性指示入射光是由沒(méi)有沉積醫(yī)學(xué)標(biāo)記的消化道組織反射時(shí)，產(chǎn) 生第二控制信號(hào)。因此，對(duì)設(shè)備的控制、運(yùn)行、或激活應(yīng)根據(jù)膠囊 1500對(duì)先前膠囊沉積的沉積醫(yī)學(xué)標(biāo)記的感測(cè)來(lái)確定。
參見(jiàn)圖16-18，顯示了本公開(kāi)的另一實(shí)施例?？蓴z入的膠囊1600 設(shè)有制動(dòng)系統(tǒng)1601，其包括至少一個(gè)氣體加壓模塊1602和至少一個(gè) 球囊1604，在通過(guò)消化道期間至少一個(gè)球囊1604的充氣控制膠囊 1600的通過(guò)，例如減緩或停止膠囊1600在消化道中的移動(dòng)。另外， 通過(guò)至少一個(gè)球囊1604中的選定球囊1604的選定量的充氣可輔助膠 囊1600的導(dǎo)引和/或定位，例如在期望的方位定向膠囊1600。膠囊 1600是獨(dú)立式膠囊，其無(wú)需在結(jié)構(gòu)上附貼于位于患者體外的設(shè)備。
球囊和導(dǎo)管組合(例如，球囊導(dǎo)管)的應(yīng)用和構(gòu)造在醫(yī)學(xué)技術(shù)上 為大家所公知，例如在授權(quán)給Levy的美國(guó)專利Re.32，983和授權(quán)給 Saab的美國(guó)專利4,820,349中所描述的。球囊導(dǎo)管組合典型地用作使 身體管腔擴(kuò)張的擴(kuò)張?jiān)O(shè)備，所述身體管腔例如冠狀動(dòng)脈或其它體腔， 該球囊導(dǎo)管組合還有其他功能，如固定和梗塞，例如用于在身體管腔 內(nèi)暫時(shí)固定儀器以便完成外科或治療過(guò)程。示出了各種形式球囊導(dǎo)管 組合的應(yīng)用的其它專利通常包括授權(quán)給Wolvek的美國(guó)專利 4,540,404、授權(quán)給Schiff的美國(guó)專利4,422,447和授權(quán)給Cho等人的 美國(guó)專利4,681,092，等等。球囊和導(dǎo)管組合的示例性應(yīng)用包括血管 成形術(shù)、腕管擴(kuò)張術(shù)、膽道擴(kuò)張術(shù)、尿道擴(kuò)張術(shù)、良性前列腺增生 (BPH)治療、Barrett食道治療、輸卵管擴(kuò)張術(shù)、淚腺擴(kuò)張術(shù)、瓣膜 成形術(shù)，等等。
球囊(一個(gè)或多個(gè))1604的充氣和放氣是由控制電路906控制的。 當(dāng)球囊充氣時(shí)，球囊(一個(gè)或多個(gè))1604產(chǎn)生阻力，和/或?qū)δz囊1600 所處的消化道鄰壁施加壓力或產(chǎn)生摩擦力。其中施加制動(dòng)以便減緩或 停止膠囊1600的通過(guò)有優(yōu)勢(shì)的應(yīng)用和實(shí)例包括使用裝在膠囊上的照 相機(jī)來(lái)獲得圖像的過(guò)程、施予膠囊上攜帶的藥物載荷的過(guò)程、感測(cè)環(huán) 境條件的過(guò)程、對(duì)周?chē)黧w采樣的過(guò)程、輸送光照療法藥物的過(guò)程、 結(jié)合光照療法藥物完成光照療法的過(guò)程，和完成診斷或治療過(guò)程的過(guò) 程。
球囊(一個(gè)或多個(gè))1604可選擇地充氣和放氣。在圖16中，球囊 1604A顯示處于充氣狀態(tài)，球囊1604B顯示處于放氣狀態(tài)。圖17更 詳細(xì)地顯示了局部1700，其中顯示了加壓閉合件1606，其設(shè)置在氣 體加壓模塊1602和關(guān)聯(lián)球囊1604之間，用于選擇性地允許氣體從氣 體加壓模塊1602到球囊1604的單向流動(dòng)。減壓閉合件1608還被提 供用于選擇性地允許氣體從關(guān)聯(lián)球囊1604單向流過(guò)關(guān)聯(lián)排放通道 1610，從而通過(guò)允許氣體穿過(guò)排放通道1610從球囊1604排出并進(jìn)入 膠囊1600的周?chē)h(huán)境，對(duì)球囊1604放氣。
可操作地，球囊(一個(gè)或多個(gè))1604可在選定的時(shí)間或位置，或根 據(jù)感測(cè)的特性或來(lái)自遠(yuǎn)程處理設(shè)備或另一膠囊的指令被充氣或放氣。 球囊的充氣用于停止、減緩或?qū)бz囊在消化道中的進(jìn)程。膠囊1600 可包括附加的一個(gè)或多個(gè)用于完成治療或診斷過(guò)程的設(shè)備。治療結(jié)束 后，球囊(一個(gè)或多個(gè))1604可以被完全地或部分地放氣以允許膠囊 1600繼續(xù)通過(guò)消化道，此后球囊(一個(gè)或多個(gè))可能選擇性地再次放 氣，例如用于在沿消化道的不同位置重復(fù)該過(guò)程。
相應(yīng)的球囊(一個(gè)或多個(gè))1604可安裝在膠囊1600上。圖17顯示 了形成在殼體102上的示例性凸緣1612，球囊1604固定于其上而便 于安裝。球囊1604的彈性導(dǎo)致球囊1604由反抗凸緣1612的力擠壓 球囊的頸部1614，從而保持固定球囊1604。用于將頸1614固定在凸 緣1612上的其他結(jié)構(gòu)特征可隨頸1614或凸緣1612提供，例如脊、 棱(lib)、嚙合凹槽或槽口，等等。
相應(yīng)的球囊(一個(gè)或多個(gè))1604可以以各種方式固定在膠囊1600
上。例如，除凸緣1612之外或作為凸緣1612的替代物，相應(yīng)的球囊 1604可以包括附著于球囊1604上或與其集成的彈性帶或袋，其用于 固抓緊殼體102。由于帶/袋的彈性，張力使球囊604處于合適的位 置。殼體、球囊的頸1614或帶/袋可與附加固定機(jī)構(gòu)提供，附加固定 機(jī)構(gòu)例如棱、嚙合凹槽或槽口，等等。帶/袋可以配置為適應(yīng)于膠囊 1600的其它特征，例如有孔，例如用于分配藥物和/或與天線502相 適應(yīng)。在本領(lǐng)域公知的方法和結(jié)構(gòu)，例如球囊導(dǎo)管組合還可以安裝在 膠囊1600上，例如，將導(dǎo)管安裝在膠囊上，且將球囊1604安裝在導(dǎo) 管上。導(dǎo)管可以僅從殼體102上略微延伸出。
圖19顯示了帶有球囊和導(dǎo)管組合的膠囊1卯0，其中膠囊l卯O 的操作與膠囊1600的操作相似。膠囊1900是獨(dú)立式膠囊，其在結(jié)構(gòu) 上無(wú)需附著于位于患者體外的設(shè)備。球囊1901和導(dǎo)管1904設(shè)置在臨 時(shí)殼體1903內(nèi)部，該殼體在膠囊1900攝入后可控地從膠囊1900上 脫落。脫落的殼體1903被溶解、吸收和/或穿過(guò)消化道并排出?？刂?電路906和氣體加壓模塊1602布置在導(dǎo)管1904或球囊管腔內(nèi)(例如， 其中所述球囊具有多個(gè)管腔)。氣體加壓模塊1602經(jīng)過(guò)通道1906和 加壓閉合件1606與球囊l卯l流體連通。減壓閉合件1608與球囊1901 和穿過(guò)導(dǎo)管1901的排放通道1610流體連通，以允許氣體穿過(guò)排放通 道1610從球囊1901中排出。閉合件1606和1608的定位可以變化， 以將閉合件1606和1608定位在其它地方，并不局限于圖示的實(shí)例。
殼體1903由生物相容材料制成，例如一種在攝入后由于在消化 道中的生化過(guò)程溶化或溶解的材料。優(yōu)選地，如在本領(lǐng)域公知的，溶 化過(guò)程是可控的，以在預(yù)期位置脫離殼體1903。還可以設(shè)想，殼體 1903響應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)由控制電路控制的事件而從導(dǎo)管球囊組合上 溶化脫落。所述事件可以包括加熱一個(gè)或多個(gè)用于溶化殼體l卯3的 電極，或向殼體1903釋放內(nèi)部存儲(chǔ)的化學(xué)藥品、在此，化學(xué)藥品觸 發(fā)熔化過(guò)程。 一旦移除了殼體1903，導(dǎo)管球囊組合就暴露在消化道 中。導(dǎo)管1904和/或球囊l卯l的端部是圓的，以安全地穿過(guò)消化道 而不對(duì)其造成傷害。
參見(jiàn)圖16-19，控制電路控制氣體加壓模塊1602、加壓閉合件
1606和減壓閉合件1608，以可控地和重復(fù)地對(duì)球囊1901或1604充 氣和放氣，例如根據(jù)諸如定時(shí)事件、感測(cè)事件(例如，感測(cè)的壓力超 出或低于預(yù)定閾值)和/或接收來(lái)自外部設(shè)備的命令的事件，所述外 部設(shè)備例如遠(yuǎn)程處理設(shè)備或另一顆膠囊。例如，外部設(shè)備可跟蹤膠囊 1600和/或監(jiān)測(cè)的感測(cè)條件和/或定時(shí)結(jié)果，并向膠囊1600發(fā)送用于 控制球囊1604或1901充氣和放氣的控制信號(hào)。
此處將對(duì)球囊1604的描述應(yīng)用于球囊1901。球囊(一個(gè)或多 個(gè))1604可能是高壓非彈性類型，其由如柔性聚氯乙烯(PVC)、交聯(lián) 聚乙烯(PE)、聚酯聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PDT)、尼龍、或聚氨基 甲酸酯等的材料制成，或者是低壓彈性測(cè)量材料(elastometric)類型， 其由如乳膠或硅樹(shù)脂等材料制成。球囊上的涂層可以為，例如，選自 潤(rùn)滑涂層(例如，疏水的(hydropholic)、憎水的)、耐磨損和耐穿刺涂 層、膠粘或高摩擦涂層、傳導(dǎo)性涂層、抗血栓涂層、藥物釋放涂層、 反射涂層和選擇性涂層中的至少一種。
可以設(shè)想，膠囊1600可以包括一個(gè)或多個(gè)受控真空或負(fù)壓室， 以使對(duì)球囊(一個(gè)或多個(gè))1604放氣并接收從已放氣的球囊(一個(gè)或多 個(gè))1604中排出的氣體。壓縮機(jī)可以供給膠囊1600以便壓縮空氣到其 真空腔內(nèi)來(lái)減小其大小。在優(yōu)選實(shí)施例中，沒(méi)有設(shè)置真空腔。通過(guò)打 開(kāi)一個(gè)或多個(gè)閉合件，例如允許相應(yīng)球囊1604中的氣體通過(guò)關(guān)聯(lián)排 放通道1610可控排出的減壓閉合件1608，便于對(duì)球囊放氣。當(dāng)減壓 閉合件1608打開(kāi)時(shí)，關(guān)聯(lián)球囊1604中的氣體將通過(guò)排放通道1610 排出，這是由于壓力相對(duì)于環(huán)境條件歸一化的趨勢(shì)和/或者由于由患 者解剖結(jié)構(gòu)施加的壓力，例如由沿消化道的肌肉由于蠕動(dòng)而施加的壓 力。
放氣的球囊1604B，例如充氣前和/或放氣后，可以擠壓成隨機(jī) 形狀或壓扁成由球囊材料提供的結(jié)構(gòu)特征定義的形狀，例如預(yù)定的皺 折、棱和/或相當(dāng)?shù)男螤睢．?dāng)放氣的球囊1604B不使用時(shí)，可包覆和/ 或固定在殼體102上或膠囊1600內(nèi)部。
加壓閉合件1606和減壓閉合件1608選擇性地允許流體，更具體 地說(shuō)是氣體，僅沿一個(gè)方向流動(dòng)。優(yōu)選地，流速可通過(guò)調(diào)節(jié)閉合件1608的打開(kāi)程度和/或液體提供給閉合件1606或1608的壓力來(lái)控制。 閉合件1606和1608可選擇的打開(kāi)、閉合，和優(yōu)選地其打幵閉合的程 度都由控制電路906進(jìn)行控制。閉合件1606和1608在功能上和結(jié)構(gòu) 上與如上所述的閉合件966類似，可包括MEMS閥、微型閥和微型 閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)、Fluistor、微型液壓系統(tǒng)、艙口、微電機(jī)和/或可控人工 肌肉。
參見(jiàn)圖16-18，加壓閉合件1606與在殼體102內(nèi)用于在氣體加壓 模塊1602和關(guān)聯(lián)球囊1604之間提供通道的孔1802流體相通。減壓 閉合件1608與殼體102中用于在關(guān)聯(lián)球囊1602和排放通道1610之 間提供通道的孔1804流體相通。殼體還設(shè)有用于提供從排放通道 1610到膠囊1600的周?chē)h(huán)境的通道的孔1806。參見(jiàn)圖19，加壓閉 合件1606與球囊1901中用于在氣體加壓模塊1602和球囊1901之間 提供通道的孔流體相通。減壓閉合件1608與球囊1901中的孔流體相 通，該孔用于在球囊1901與排放通道1610之間提供通道，排放通道 1610通向膠囊1900的周?chē)h(huán)境。
氣體加壓模塊1602存儲(chǔ)至少一個(gè)啟動(dòng)器元件并由此產(chǎn)生用于使 球囊(一個(gè)或多個(gè))1604或1901充氣的氣體，優(yōu)選地為壓縮氣體。球 囊(一個(gè)或多個(gè))1604或1901可設(shè)有一個(gè)或多個(gè)用于調(diào)節(jié)和感測(cè)球囊 (一個(gè)或多個(gè))1604或1901內(nèi)部或球囊(一個(gè)或多個(gè))1604或1901外部 壓力的量的調(diào)節(jié)器和/或壓力傳感器1620。壓力傳感器(一個(gè)或多 個(gè))1620的輸出可包含在由控制電路906處理的信號(hào)內(nèi)，以確定釋放 加壓氣體進(jìn)入球囊(一個(gè)或多個(gè))1604或1901或從其中排出的時(shí)間。 在本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中，氣體加壓模塊1602可包括用于存儲(chǔ)壓縮 氣體的呼吸袋(canister)，此呼吸袋與空氣揚(yáng)聲器或水下呼吸器類似。 用于保存C(^的具有小型注嘴的小型呼吸袋對(duì)于遠(yuǎn)程控制模型飛機(jī)是 公知的。所述氣體可包括如氮、C02、氦、氖、氬、氪、氙、和/或氡。 優(yōu)選的氣體是氬，這是由于它的中性pH值、無(wú)毒性、無(wú)放射性和不 干擾電氣功能，因此當(dāng)通過(guò)排放通道1610釋放進(jìn)入消化道時(shí)不干擾 生物功能或膠囊1900的電氣器件，然而本公開(kāi)不限于此。
氣體由控制電路906通過(guò)控制閉合件1606和/或氣體加壓模塊
1602 (例如，它的致動(dòng)器)通過(guò)加壓閉合件1606饋送，以使球囊1604 或1901(—個(gè)或多個(gè))充氣。所述氣體可以間歇性地提供給球囊(一個(gè) 或多個(gè))1604或1901。因此，所述球囊(一個(gè)或多個(gè))1604或1901可 以多次充氣和放氣。
消化道的直徑和充氣球囊(一個(gè)或多個(gè))1604或1901的形狀是確 定一次輸送給球囊的所期望氣體量的因素。消化道的示例性直徑如
下
小腸直徑2.5cm 大腸直徑6.3cm 食道直徑2.5cm
在壓力作用下氣體體積的變化可以通過(guò)，例如，使用玻意耳定律 和/或由玻意耳定律和查理定律推導(dǎo)出的理想氣體定律，而獲知 玻意耳定律狀態(tài)方程 《,2
其中帶下標(biāo)1的變量表示操縱之前的初始值(例如，壓力初始 值)，帶下標(biāo)2的變量表示操縱之后的最終值。
應(yīng)用玻意耳定律，完成呼吸袋內(nèi)加壓量為830 psi的示例性計(jì)算， 并假定浮筏(raft)約是2 psi、大氣約是15 psi。
830/(2+15)=48.8
因此,這樣的加壓將會(huì)造成約為壓縮氣體原始體積50倍的膨脹。 例如，溫度、大氣壓力、安全措施、液化氣的初始體積、產(chǎn)生氣體的 期望體積，和對(duì)初期迅速膨脹產(chǎn)生的氣體的冷卻(一般很快達(dá)到環(huán)境 溫度)將會(huì)成為做出調(diào)節(jié)的因素。
由上可知，顯然，微量液化氣，例如氮或C02，可保存在小型可 攝入的呼吸袋內(nèi)，對(duì)其加壓將會(huì)產(chǎn)生使一個(gè)或多個(gè)球囊充氣到適當(dāng)大 小的氣體，從而在其穿過(guò)的消化道的部分中減緩、停止或?qū)бz囊 1600或1900。球囊(一個(gè)或多個(gè))1604充氣的程度取決于許多因素， 例如，患者的解剖結(jié)構(gòu)、患者的年齡、患者的體溫、大氣壓力和使用 的球囊結(jié)構(gòu)。球囊(一個(gè)或多個(gè))1604、 1901的充氣也可根據(jù)來(lái)自成像
系統(tǒng)和/或跟蹤系統(tǒng)的結(jié)果來(lái)控制，這樣的系統(tǒng)能夠確定膠囊1600或 1900是否已停止，確認(rèn)在球囊(一個(gè)或多個(gè))1604、 1901里已經(jīng)達(dá)到 足以使膠囊1600、 1900停止的壓力。因此，治療的參數(shù)，例如加壓 程度、加壓的致動(dòng)和對(duì)閉合件(一個(gè)或多個(gè))1606的控制均根據(jù)上述因 素來(lái)控制。與上述因素相關(guān)的信息在過(guò)程開(kāi)始之前(例如，作為預(yù)治 療數(shù)據(jù))和/或治療期間(例如，膠囊1600己經(jīng)攝入后)可被提供給 控制電路906或遠(yuǎn)程處理設(shè)備950。遠(yuǎn)程處理設(shè)備可根據(jù)已經(jīng)提供的 信息查閱知識(shí)庫(kù)或數(shù)據(jù)庫(kù)以確定附加信息。例如，知識(shí)庫(kù)或數(shù)據(jù)庫(kù)可 提供與特定年齡、體重和身高的患者的消化道直徑相關(guān)的信息。
氣體加壓模塊1602可選地包括電解電池，例如，授權(quán)給Gross 的美國(guó)專利5,318,557中所描述的，其中，電流應(yīng)用到電解電池中來(lái) 產(chǎn)生氣體?；蛘?，氣體加壓模塊1602可包括兩種或更多種固態(tài)、氣 態(tài)或液態(tài)的，在組合時(shí)發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氣體的化學(xué)藥品。此種氣體加壓 模塊的實(shí)例是汽車(chē)安全氣囊，其中，當(dāng)有電觸發(fā)時(shí)，微量固體推進(jìn)劑 或粉末(例如，疊氮化鈉和硝酸鉀)非常快速地反應(yīng)產(chǎn)生氮?dú)狻?br> 優(yōu)選地，在膠囊1600或1900中，氣體不用很大的速率和/或力 而平緩地注入球囊(一個(gè)或多個(gè))1604或1901中。優(yōu)選地使用無(wú)毒化 學(xué)藥品。然而，用于產(chǎn)生氣體的化學(xué)藥品包含在所述膠囊中，并隨膠 囊從患者體內(nèi)排出，優(yōu)選地不將患者的解剖結(jié)構(gòu)暴露于化學(xué)藥品。因 此，可以設(shè)想，可使用有毒的化學(xué)藥品。對(duì)觸發(fā)器進(jìn)行致動(dòng)以產(chǎn)生氣 體的過(guò)程通過(guò)控制電路906控制，如上關(guān)于呼吸袋的致動(dòng)所述的。
還可設(shè)想，膠囊1600或1900可包括一個(gè)以上用于使球囊(一個(gè) 或多個(gè))1604或1901充氣的氣體加壓模塊1602。例如，當(dāng)氣體加壓 模塊1602中的一個(gè)耗盡時(shí)，另一個(gè)將接替以使球囊充氣?；蛘撸?一和第二氣體加壓模塊每個(gè)可以與不同的球囊1604流體相通。
本領(lǐng)域公知的球囊和導(dǎo)管球囊的特定特征可應(yīng)用到球囊(一個(gè)或 多個(gè))1604和/或應(yīng)用到圖19所示的、包括導(dǎo)管1902和球囊1902的 導(dǎo)管球囊結(jié)構(gòu)中。此外，如上所述，球囊1604可具體化為導(dǎo)管球囊， 在此處導(dǎo)管安裝在膠囊1600上。
例如在授權(quán)給Saab的美國(guó)專利5,342,301中所描述的，可以提供
環(huán)形(perimetrical)管腔1630，其纏繞球囊1604或1901外壁，例如以
螺旋形式。所述環(huán)形管腔1630可在沿著其長(zhǎng)度方向包括有小孔1631， 并可用于在膠囊1600的選定時(shí)間或位置精確輸送藥物。所述膠囊 1600可包括藥物分配系統(tǒng)，例如系統(tǒng)901，并且環(huán)形管腔1630與藥 物分配系統(tǒng)901的輸出端相連。藥物通過(guò)管腔1630的分配是可控的， 例如通過(guò)控制閉合件和/或藥物分配系統(tǒng)901的壓力機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。參 見(jiàn)圖19，藥物系統(tǒng)901還可布置在球囊1901的管腔內(nèi)部(未示出)， 并與纏繞球囊1901的環(huán)形管腔1630流體相通。
球囊1604或1901可設(shè)有多個(gè)管腔，例如用于完成多種功能。多 個(gè)管腔可容納不同設(shè)備，例如診斷或治療設(shè)備，并還可用于精確定位。
膠囊1600或1900還可設(shè)有微波天線。所述微波天線可以布置在 球囊1604或1901內(nèi)部，以應(yīng)用微波能穿過(guò)球囊壁來(lái)加熱組織，或可 以布置在殼體102A的內(nèi)部，其中殼體102的至少部分是由適于將熱 量從微波天線傳遞到殼體102外表面的材料構(gòu)成?？梢栽O(shè)置冷卻系 統(tǒng)，例如冷卻球囊，從而冷卻天線和/或非加熱目標(biāo)的組織。
膠囊1600或1900還可設(shè)有安裝在其中的激光或紅外輸送設(shè)備 1640，例如利用光激活(light activated)(光照療法)藥物，如 PhotofHnTM、 ALA、 5-ALA、 FoscanTM、 Metex的激光球囊擴(kuò)大和光 動(dòng)力療法(PDT)，例如，用于Barrett食道治療或用于應(yīng)用紅外激活 藥物的治療。充氣的PDT球囊使食道膨脹并定位激光或紅外輸送設(shè) 備1640。激光或紅外輸送設(shè)備1640可布置在球囊1604或1901內(nèi)部， 以應(yīng)用光能穿過(guò)球囊壁作用于組織，或者激光或紅外輸送設(shè)備1640 可布置在殼體102內(nèi)部。球囊(一個(gè)或多個(gè))1604或1901或殼體102 的部分(例如，在剖視圖中顯示的窗口 1642)是半透明的，以允許 光或紅外能從激光或紅外輸送設(shè)備1640輸送到組織環(huán)境。此外，球 囊(一個(gè)或多個(gè))1604或1901或殼體102的部分可在選定的位置上設(shè) 置用于阻止光線從此處通過(guò)的不透明涂層，或用于阻止紅外能穿過(guò)的 抗紅外涂層，以阻止對(duì)非光照療法目標(biāo)的組織進(jìn)行治療。此外，激光 或紅外輸送設(shè)備1640可嵌入殼體102的內(nèi)部或外部。
膠囊1600或1900可包括兩個(gè)分開(kāi)的、布置在膠囊(或?qū)Ч?902)
相對(duì)端的球囊1604或1901或者狗骨狀的球囊、藥物輸送系統(tǒng)和/或 抽吸系統(tǒng)。當(dāng)相對(duì)的球囊1604或1901都充氣時(shí)，兩個(gè)球囊1604或 1901之間的區(qū)域被封閉，與消化道的其余部分隔離。對(duì)封閉的區(qū)域 進(jìn)行治療，例如通過(guò)施予某種藥物，如有毒藥物。治療之后，所述抽 吸系統(tǒng)可從該區(qū)域吸取過(guò)量的藥物?？墒┯璧牡诙N藥物用于清洗該 區(qū)域。此后，球囊1604或1901放氣以允許膠囊1600或1901通過(guò)并 排出消化道。
球囊1604或1901設(shè)置有微孔膜，其上孔的直徑變化范圍從亞微 米到幾個(gè)微米。該膜可滲漬或灌注藥物，在膜展開(kāi)時(shí)，例如球囊1604 或1901充氣時(shí)，藥物的釋放將更加容易。球囊膜滲出藥物，以在明 確定義的區(qū)域十分準(zhǔn)確地分配藥物的劑量。此外，藥物可涂在球囊 1604、 1901的表面，并輸送到指定位置。壓力、熱量、激光、等等， 都可便于藥物從球囊表面到消化道壁的傳遞。
第一膠囊和第二膠囊可以一前一后地操作。第一膠囊包含球囊 1604或l卯l，并可用來(lái)阻止第二膠囊通過(guò)以便定位第二膠囊，或阻 止藥物流過(guò)第一膠囊。第二膠囊可以包括球囊或球囊導(dǎo)管，也可以不 包括。第二膠囊可以完成診斷或治療。在治療完成后，第一膠囊的球 囊放氣，并且兩顆膠囊可以繼續(xù)在消化道移動(dòng)。對(duì)于多次分離的、間 歇性的治療，該過(guò)程是可重復(fù)的。
圖20顯示了膠囊2000，它具有許多附著于膠囊2000并散布在 膠囊2000四周的剛毛2002，優(yōu)選地，繞膠囊橫截面圓周360度散布， 優(yōu)選地，在通過(guò)消化道期間靠近位于前端的膠囊的后端。膠囊2000 是獨(dú)立式膠囊，其無(wú)需在結(jié)構(gòu)上附著于位于患者體外的設(shè)備。所述剛 毛是由一種生物相容材料制成的，此種材料在遠(yuǎn)離膠囊的位置產(chǎn)生偏 斜，例如成小于卯度的角。剛毛的長(zhǎng)度足夠使得當(dāng)膠囊穿過(guò)消化道 時(shí)，剛毛接觸消化道壁。當(dāng)壁改變形狀時(shí)，獨(dú)立的剛毛的偏轉(zhuǎn)也改變。 偏轉(zhuǎn)傳感器2004為相應(yīng)的剛毛而設(shè)，以感測(cè)偏轉(zhuǎn)程度并向控制電路 906發(fā)送相應(yīng)信號(hào)?？刂齐娐?06儲(chǔ)存相應(yīng)于該偏轉(zhuǎn)的信號(hào)和/或向遠(yuǎn) 程處理設(shè)備950發(fā)送信號(hào)，例如經(jīng)由天線502。與該偏轉(zhuǎn)相應(yīng)的信號(hào) 被處理以產(chǎn)生消化道的局部圖，例如用于識(shí)別畸形。
膠囊2000的前端和后端是錐形的，優(yōu)選地，后端的錐度更大。 當(dāng)膠囊2000穿過(guò)消化道時(shí)，膠囊2000在其可能塌陷的地方使消化道 膨脹。剛毛從膠囊直徑最大的橫截面處或附近伸出，并且向后錐端以 一定角度伸展。在消化道變?yōu)樗轄顟B(tài)之前，剛毛沿消化道擦過(guò)，但 是由于后端的大錐度，它有足夠的空間來(lái)進(jìn)行偏轉(zhuǎn)。
偏轉(zhuǎn)傳感器2004可位于膠囊2000的殼體102的內(nèi)部或外部，或 者可布置在殼體102的孔里。優(yōu)選地，每個(gè)傳感器位于殼體102的外 表面上，在此處對(duì)應(yīng)的剛毛附于殼體102上或脫離殼體102。剛毛可 以穿過(guò)殼體102在對(duì)應(yīng)的孔上延伸，這里所述孔被封閉以便沒(méi)有流體 從那里通過(guò)。
所述偏轉(zhuǎn)傳感器2004與控制電路卯6通信，例如通過(guò)有線或無(wú) 線通信。在傳感器2004安置在殼體102外部的位置，用于在相應(yīng)的 偏轉(zhuǎn)傳感器2004和控制電路906之間通信的有線連接至少通過(guò)一個(gè) 孔，這里所述孔被封閉以便沒(méi)有流體從那里通過(guò)。此外，位于殼體外 部的有線連接的任何部分都是不受流體影響的。
除了剛毛2002和偏轉(zhuǎn)傳感器2004之外或作為他們的代替物，膠 囊2000可設(shè)置有壓力傳感器2010，其感測(cè)對(duì)它施加的壓力，并產(chǎn)生 相應(yīng)的感測(cè)壓力信號(hào)，此信號(hào)由控制電路906接收，例如通過(guò)無(wú)線或 有線通信。控制電路906存儲(chǔ)或發(fā)送壓力信號(hào)。壓力信號(hào)經(jīng)處理后用 于產(chǎn)生消化道的壓力圖，例如用于識(shí)別畸形。
根據(jù)設(shè)計(jì)選擇來(lái)選擇剛毛2002和壓力傳感器2010的密度。多個(gè) 剛毛2002或壓力傳感器2010可以分別包括單排或幾排(關(guān)鍵地方) 剛毛2002或壓力傳感器2010。對(duì)偏轉(zhuǎn)信號(hào)的處理可包括對(duì)偏轉(zhuǎn)變化 的采樣和/或檢測(cè)和處理。具有優(yōu)勢(shì)地，膠囊2000能夠檢查整個(gè)消化 道的局部解剖特征(topographic features)和壓力施加特性(pressure exertion features),而不用進(jìn)行侵入性過(guò)程。甚至是難以通過(guò)內(nèi)窺鏡 檢査或結(jié)腸鏡檢査進(jìn)入的消化道區(qū)域都可由膠囊2000來(lái)測(cè)繪。
參見(jiàn)圖21，顯示了用于可控地施予輻射的膠囊2100。布置在膠 囊2100內(nèi)部的是放射性物質(zhì)，例如碘-125或鈀-103。膠囊2100可以 是可攝入的，以通過(guò)消化道，此處膠囊2100的通過(guò)是可控的，例如，
停止或緩行，以將膠囊定位在目標(biāo)區(qū)域來(lái)向目標(biāo)區(qū)域施予輻射，而不
向非目標(biāo)區(qū)輻射。優(yōu)選地，膠囊2100通過(guò)消化道是被膠囊2100上的 制動(dòng)機(jī)構(gòu)控制的，例如關(guān)于圖16-19所示和所描述的球囊1604或 1901。此外，除了使用制動(dòng)機(jī)構(gòu)或作為它的替代物，膠囊2100通過(guò) 消化道可通過(guò)施予藥物(例如，經(jīng)由膠囊或其它分配方式分配的藥物) 來(lái)減緩或停止蠕動(dòng)，例如Lomotil ,從而實(shí)現(xiàn)控制?；蛘撸z囊2100 可以是可植入的，例如在鄰近目標(biāo)(如腫塊)的預(yù)期位置植入。膠囊 2100是獨(dú)立式膠囊，其無(wú)需在結(jié)構(gòu)上附著于位于患者體外的設(shè)備。
膠囊2100包括可調(diào)節(jié)屏蔽，其中當(dāng)該屏蔽的位置被調(diào)節(jié)到閉合 位置時(shí)，膠囊2100的環(huán)境可屏蔽輻射。此外，屏蔽位置的調(diào)節(jié)是可 控的，以使其處于打開(kāi)位置，用于提供缺口或開(kāi)口，此缺口或開(kāi)口可 提供放射性物質(zhì)和膠囊環(huán)境之間的流體連通，從而允許膠囊的環(huán)境暴 露于輻射下。開(kāi)口的大小是可選擇的，以控制從膠囊2100中釋放的 輻射的量。另外，包括屏蔽在內(nèi)的膠囊可配置為用于在所期望的位置 提供開(kāi)口，以將輻射導(dǎo)向一個(gè)或多個(gè)選定的方向。
膠囊2100的優(yōu)點(diǎn)包括將非目標(biāo)實(shí)體最小暴露于輻射，以便醫(yī)學(xué) 組在攝入之前在不需要輻射暴露時(shí)操縱膠囊至非目標(biāo)組織，或操縱膠 囊至目標(biāo)組織；間歇性地和/或在長(zhǎng)時(shí)間釋放輻射的能力，例如根據(jù) 遠(yuǎn)程或嵌入控制程序，此控制程序可根據(jù)腫塊或損害的反應(yīng)和/或患 者的狀況來(lái)提供對(duì)治療的調(diào)節(jié)；沿消化道向消化道里選定的位置施予 輻射，以將非目標(biāo)組織暴露于輻射降低到最低的能力。
參見(jiàn)圖21-29，顯示了示例性膠囊2100和它的相應(yīng)的變化形式 2100'。圖21顯示了輻射膠囊2100的剖視圖，其中顯示了膠囊2100 的主體2102和可調(diào)節(jié)模塊2104。在所示的該實(shí)例中，模塊2104是 可旋轉(zhuǎn)的以調(diào)節(jié)它的位置?？梢栽O(shè)想，其它結(jié)構(gòu)和方法可被用來(lái)調(diào)節(jié) 模塊2104的位置，例如滑動(dòng)、伸縮、膨脹、收縮，等等，并且本公 開(kāi)不限于模塊2104的旋轉(zhuǎn)。
如下所述，主體2102包括容納膠囊2100的部件，如控制電路和 致動(dòng)器的殼體的第一半部分2102A，并且還如下所述，包括容納放射 性組件2106的第二半部分2102B，所述放射性組件包含放射性物質(zhì)
2107。主體2102的第一半部分2102A包括將第一半部分2102A包圍 起來(lái)的殼體2108，和將膠囊2100的部件包圍起來(lái)并將它們保護(hù)起來(lái) 以遠(yuǎn)離發(fā)射的輻射的抗輻射控制殼體2110，所述部件如控制電路和 致動(dòng)器。如圖21中的示例性配置所示，殼體2108和控制殼體2110 可以是一個(gè)整體，這里所述控制殼體2110容納第一半部分2102A， 其包括膠囊2100的部件，例如控制電路和致動(dòng)器。
主體的第二半部分2102B包括至少一個(gè)第一抗輻射面板2116， 其中，多個(gè)第一面板2116可以匯合于一點(diǎn)，并且優(yōu)選地，附著于具 有孔2120的第一端蓋2118上。在鄰近第一面板2116中間形成間隙 2122。優(yōu)選地，放射性組件2106包括固體材料2154，如生物相容的 塑料外殼，其安裝在第一面板2116的內(nèi)表面，并且優(yōu)選地，在間隙 2112處暴露。安裝在固體材料2154上的是放射性顆?；蚍N子(包含 放射性物質(zhì)2107)。優(yōu)選地，種子置于固體材料2154上，以定位在 間隙2122上?；蛘撸鐖D24所示，放射性物質(zhì)2107可安裝在由第 二半部分2102B中第一支撐組件2112支撐的固體材料2154上，并且 通過(guò)間隙2122暴露于通向膠囊2100的周?chē)h(huán)境。殼體2108、抗輻 射的第一面板2116和/或第一端蓋2118可由一整片材料加工成型， 或者可由連接在一起的分離材料加工成型，如搭接在一起。因此，主 體2102A和2102B的第一和第二半部分可由一整片材料或多片材料 加工成型。優(yōu)選地，在抗輻射的第一面板2116和殼體2108由一整片 材料加工成型的實(shí)施例中，殼體2108包括控制殼體2110。
主體的第二半部分2102B不局限于圖示的第一面板2116的結(jié)構(gòu)。 主體2102B的其它限制可能被提供，其中第一抗輻射組件至少具有 一個(gè)抗輻射部分，例如面板，并且在該第一組件內(nèi)形成至少一個(gè)間隙。 例如，第一組件可包括一個(gè)具有在此描述的間隙的面板?；蛘?，可以 提供多個(gè)面板，其中，在面板之間或者各個(gè)的面板內(nèi)部至少有一個(gè)間 隙。
圖22顯示了主體2102A第一半部分的剖視圖，在第一半部分中， 控制殼體2110由第二支撐組件2124支撐在殼體2108的內(nèi)部。圖示 的陰影部分是殼體2108的內(nèi)壁2128。旋轉(zhuǎn)設(shè)備2126，如軸，可操作
地在旋轉(zhuǎn)設(shè)備2126的第一端附著于布置在控制殼體2110中的致動(dòng) 器。在激勵(lì)或使能致動(dòng)器時(shí)，旋轉(zhuǎn)設(shè)備2126旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)設(shè)備2126容 納在主體的第二半部分2102B的第一端蓋2118的孔2120內(nèi)，由其支 撐，并且在旋轉(zhuǎn)設(shè)備2126的第二端處可旋轉(zhuǎn)。
模塊2104包括至少一個(gè)第二抗輻射面板2136，在此處多個(gè)第二 面板2136可匯合于一點(diǎn)，并且優(yōu)選地，附著于容納和支撐旋轉(zhuǎn)設(shè)備 2126的第二抗輻射端蓋2138上。第二端蓋2138還具有阻止任何從 孔2120穿過(guò)的輻射排出膠囊2100的功能。第二面板2136和第二端 蓋2138可由一整片材料或多片材料加工成型。第二端蓋2138可包括 內(nèi)部第二耦合機(jī)構(gòu)(未顯示)來(lái)容納旋轉(zhuǎn)設(shè)備2126，并不允許其在 耦合機(jī)構(gòu)內(nèi)部旋轉(zhuǎn)。例如，旋轉(zhuǎn)設(shè)備2126可焊在、搭接在、或擰在 第二端蓋2138上。在鄰近的第二面板2136中間建立間隙2142。當(dāng) 裝配膠囊2100時(shí)，模塊2104安裝在主體2102上。在激勵(lì)時(shí)，致動(dòng) 器轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)設(shè)備2126以使模塊2104旋轉(zhuǎn)，這樣可使模塊2104繞主 體2102旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，主體2102和模塊2104中的至少一個(gè)的表面 涂有如Teflon 的可減小模塊2104相對(duì)于主體2102移動(dòng)時(shí)的摩擦力 的材料，當(dāng)裝配時(shí)主體2102和模塊2104的表面是相對(duì)的。
模塊2104不局限于圖示的第二面板2136的結(jié)構(gòu)。模塊2104的 其它限制可能被提供，其中第二抗輻射組件至少具有一個(gè)抗輻射部 分，例如面板，和至少一個(gè)間隙2142。至少一個(gè)第二面板21361的 相應(yīng)的第二面板2136的位置可調(diào)節(jié)到至少一個(gè)間隙2122的相對(duì)于相 應(yīng)的間隙2122的位置處，用于選擇性地覆蓋至少相應(yīng)的間隙2122的 一部分，以阻止輻射穿過(guò)相應(yīng)的間隙2122射向膠囊2100的周?chē)h(huán)境。 可以設(shè)想， 一個(gè)第二面板2136可覆蓋一個(gè)或多個(gè)間隙2122。
類似地，至少一個(gè)間隙2142的相應(yīng)間隙2142的位置可調(diào)節(jié)到相 對(duì)于相應(yīng)的間隙2122的位置處，用于選擇性地將間隙2122暴露于膠 囊2100的周?chē)h(huán)境?？刹僮鞯兀辽僖粋€(gè)第二面板2136與致動(dòng)器 2160耦合在一起，如圖23所示，以調(diào)節(jié)至少一個(gè)第二面板2136和 至少一個(gè)間隙2142的位置，如通過(guò)旋轉(zhuǎn)、滑動(dòng)、伸縮、膨脹、收縮 等，本公開(kāi)并不僅限于模塊2104的旋轉(zhuǎn)。
膠囊2100的裝配通過(guò)在主體2102上裝配模塊2104和將旋轉(zhuǎn)設(shè) 備2126插入端蓋2138中來(lái)完成，從而使得模塊2104是由旋轉(zhuǎn)設(shè)備 2126支撐的?；蛘撸D(zhuǎn)設(shè)備2126可穩(wěn)固地附著于模塊2104的端 蓋2138處，并且穿過(guò)控制殼體2110插入致動(dòng)器2160，如馬達(dá)，它 容納于此處以支撐和旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)設(shè)備2126。旋轉(zhuǎn)設(shè)備2126可在其任何 一端被移除，并且裝配可包括將它的一端定位在裝配位置，然后定位 在另一端，首先定位哪一端的順序要根據(jù)設(shè)計(jì)選擇。
可以設(shè)想，當(dāng)裝配模塊2104時(shí)，將它定位在主體內(nèi)部。無(wú)論模 塊2104是安裝在主體2102上還是內(nèi)部，當(dāng)主體2102不旋轉(zhuǎn)時(shí)，如 保持固定時(shí)，致動(dòng)器2160的激活促使模塊2104旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，與模 塊2104旋轉(zhuǎn)有關(guān)的摩擦降低到最小，如通過(guò)在主體2102和模塊2104 的第二面板2136之間設(shè)置間隙來(lái)實(shí)現(xiàn)。
因此，優(yōu)選地，從主體2102或模塊2104的頂端2140到底部2141 的橫截面片是圓周，在裝配時(shí)，沿膠囊2100長(zhǎng)度方向上任一點(diǎn)處模 塊2104的橫截面直徑比主體2102的橫截面直徑大。此外，優(yōu)選地， 尤其對(duì)于示于圖21中的實(shí)施例，模塊2104的第二面板2136的長(zhǎng)度 和寬度分別大于主體2102的第一面板2116的長(zhǎng)度和寬度，因此在裝 配時(shí)，第二面板2136在寬度和長(zhǎng)度方向疊蓋住第一面板2116，用于 提供最大的耐輻射性以阻止當(dāng)膠囊處于閉合位置時(shí)輻射從膠囊2100 中排出，如下所述。
控制殼體2110、第二面板2136和第一面板2116每個(gè)包括一層 抗輻射材料，例如鉛，它可阻止輻射穿過(guò)控制殼體2110或第一或第 二面板2H6、 2316。包括第二面板2136、第一面板2116、控制殼體 2110、和/或殼體2108的外表面的膠囊2100的外表面包含用于阻止 鉛滲漏進(jìn)入患者體內(nèi)的生物相容涂層，如用于殼體102上的材料，例 如聚醚聚氨酯的衍生物和/或其它生物相容的聚合物。
在膠囊2100內(nèi)部，第二支撐組件2124支撐控制殼體2110，優(yōu) 選地，控制殼體2110懸掛在膠囊的中央位置，以便定位用于容納旋 轉(zhuǎn)設(shè)備2126的致動(dòng)器2160，例如馬達(dá)。由于圖21構(gòu)造中的控制殼 體2110包括在殼體2108內(nèi)，致動(dòng)器2160由第二支撐組件2124支撐，
以定位致動(dòng)器2160，如上所述。
控制電路和/或膠囊2100的其它部件(例如，電源、通信電路， 等等)還可由第二支撐組件2124或另一個(gè)支撐組件支撐。除了放射 性組件2106之外的膠囊2100的部件，例如，致動(dòng)器、控制電路、通 信電路，等等，可布置在一個(gè)或多個(gè)殼體中，這些元件可以是嵌套的 或分離的和分開(kāi)的，假設(shè)那些可能受輻射消極影響的元件受抗輻射殼 體的保護(hù)使之免于輻射。旋轉(zhuǎn)設(shè)備2126通過(guò)其中的間隙來(lái)與控制殼 體2110脫離。因此，適當(dāng)?shù)目馆椛浞雷o(hù)材料在間隙中提供，用于阻 止甚至是穿透插入在其中的旋轉(zhuǎn)設(shè)備2126的輻射，以不允許輻射通 過(guò)間隙穿透控制殼體2U0。
用于膠囊2100的一個(gè)或多個(gè)部件的電源可主動(dòng)提供，例如由裝 在膠囊2100上的電源提供，例如鋰電池?？梢栽O(shè)想，膠囊2100不包 括電源，并且由向膠囊2100提供電能的設(shè)備向膠囊2100的一個(gè)或多 個(gè)部件供電。
圖23顯示了示例性的第二支撐組件2124。第二支撐組件2124 分別在第一和第二端2126和2148處固定于殼體2108或一個(gè)或多個(gè) 第一面板2116。第二支撐組件2124包括用于保持控制殼體2110的C 形夾2150。 C形夾2150還可附著于殼體2108或第一面板2116上，
以提供更強(qiáng)的機(jī)械穩(wěn)定性。
優(yōu)選地，放射性組件2106中的放射性物質(zhì)2107懸于固體材料 2154內(nèi)部，例如那些暴露于輻射不會(huì)裂解的塑料。優(yōu)選地，放射性 組件2106置于間隙2122附近，而非緊接在第一面板2116之后。例 如，放射性組件2106可沿膠囊2100的縱軸定位。由從放射性組件 2106射出的輻射通過(guò)的距離降到最低是有利的，以便將輻射在到達(dá) 目標(biāo)之前的衰減降到最低。因此，可以設(shè)想，放射性組件2106可包 括兩個(gè)或多個(gè)安裝并支撐在不同位置的組件，優(yōu)選地，這些位置偏離 膠囊2100的縱軸以貼近間隙2122。
如上所述，第一支撐組件2112包括至少一個(gè)在期望的至少一個(gè) 位置支撐放射性組件2106的支撐結(jié)構(gòu)。此支撐結(jié)構(gòu)可附著于第一面 板2116的對(duì)面，并且包括至少一個(gè)用于在期望位置保持放射性組件
2112的C形夾。圖23顯示了致動(dòng)器2160、通信電路504、超聲換能器元件510a 和控制電路卯6，這些可布置在控制殼體2110內(nèi)部，以防由放射性 組件2106發(fā)出的輻射。膠囊2100的其它部件還可布置在控制殼體 2110內(nèi)部，并且致動(dòng)器2160和控制電路906可布置在獨(dú)立的抗輻射 殼體內(nèi)部。致動(dòng)器2160包括一個(gè)或多個(gè)設(shè)備，如微電機(jī)，這些設(shè)備 能夠例如通過(guò)旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)設(shè)備2126來(lái)簡(jiǎn)化至少一個(gè)第二面板2I36的位 置調(diào)節(jié)。例如，致動(dòng)器2160可以是壓電馬達(dá)，也稱為超聲馬達(dá)，其 被公認(rèn)為是可靠的、小型的、低電耗的。其它類型的致動(dòng)器也可使用， 如響應(yīng)于熱、光、電、聲、化學(xué)藥品等等激勵(lì)而操作的致動(dòng)器，并且 其便于至少一個(gè)第二面板2136的調(diào)節(jié)，例如通過(guò)使元件旋轉(zhuǎn)、滑動(dòng)、 膨脹、收縮等等來(lái)實(shí)現(xiàn)。通信電路504和/或超聲換能器元件510a可為便于在膠囊2100 和另一個(gè)遠(yuǎn)離該膠囊的設(shè)備之間的通信而設(shè)，其中另一個(gè)設(shè)備如處于 患者體外的遠(yuǎn)程處理設(shè)備或另一個(gè)具有通信能力的膠囊(如在本公開(kāi) 中描述的或在本領(lǐng)域公知的任何膠囊)?？刂齐娐?06向致動(dòng)器2160提供用于控制致動(dòng)器2160激活的控 制信號(hào)。如上所述，控制電路906包括定時(shí)電路和機(jī)構(gòu)和/或用于啟 動(dòng)和/或控制定時(shí)電路的電路，以及包括用于與膠囊2100的其它部件 相接的接口，其它部件如致動(dòng)器2160或通信電路?？刂齐娐?06響 應(yīng)于來(lái)自遠(yuǎn)程設(shè)備(例如，遠(yuǎn)程處理設(shè)備或另一膠囊)的、經(jīng)由天線 502和/或通信電路的信號(hào)；來(lái)自傳感器(例如，示于圖9A中的實(shí)施 例)的傳感器信息；和/或定時(shí)信息來(lái)控制致動(dòng)器。可以設(shè)想，可以 提供一個(gè)以上的致動(dòng)器2160以便彼此一前一后地工作來(lái)使旋轉(zhuǎn)設(shè)備 2126旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，至少控制電路的一部分布置在膠囊2100內(nèi)部， 但是并不局限于此處。如上所述，參見(jiàn)圖9A，可以設(shè)想，至少控制 電路906的一部分位于患者體外，并且如經(jīng)由天線502發(fā)送被致動(dòng)器接收的控制信號(hào)。圖24-26顯示了膠囊2100'，它等同于膠囊2100，但是不同之處 在于實(shí)際上模塊2104的第一面板2116和第二面板2136沿膠囊2100'
的整個(gè)長(zhǎng)度方向上延伸。圖24顯示了膠囊2100'的主體2102的截 面?zhèn)纫晥D，其中示出了控制殼體2110設(shè)置在膠囊2100'和其殼體2108 的內(nèi)部。提供第一端蓋2118用于支撐旋轉(zhuǎn)設(shè)備2126和旋轉(zhuǎn)設(shè)備2126 的一端。第一面板2116的內(nèi)面示為陰影部分。圖25顯示了膠囊2100'的主體2102的另一個(gè)實(shí)施例的透視圖， 旋轉(zhuǎn)設(shè)備2126如剖視圖所示，第一端蓋2118設(shè)置在膠囊2100'的 相對(duì)端上，旋轉(zhuǎn)設(shè)備2126在兩個(gè)第一端蓋2118之間延伸。旋轉(zhuǎn)設(shè)備 2126 (如剖視圖所示)在兩個(gè)位置脫離控制殼體2110，這兩個(gè)位置 都被適當(dāng)?shù)仄帘我圆辉试S輻射穿過(guò)控制殼體2110。由兩個(gè)第一端蓋 2118對(duì)旋轉(zhuǎn)設(shè)備提供的支撐可提供附加的機(jī)械穩(wěn)定性。第一面板 2U6的內(nèi)面顯示為陰影部分。圖26顯示了膠囊2100'的模塊2104， 其包括相對(duì)的第二端蓋2138，用于分別固定旋轉(zhuǎn)設(shè)備2126的相對(duì)端 蓋，并用于提供對(duì)輻射的屏蔽以不允許輻射通過(guò)第二端蓋2138來(lái)從 膠囊2100，的內(nèi)部射出。在操作中，當(dāng)裝配的膠囊2100'完全處于 打開(kāi)位置時(shí)，其發(fā)出輻射。圖27顯示了處于完全打開(kāi)位置的裝配的膠囊2100的端視圖，圖 28顯示了處于完全閉合位置的裝配的膠囊2100的端視圖?？刂齐娐?控制致動(dòng)器2160的激活以打開(kāi)或閉合膠囊2100，或者部分地打開(kāi)膠 囊，使得膠囊2100處于如圖27和28中所示的位置之間。因此，在操作中，當(dāng)膠囊2100處于閉合位置時(shí)，膠囊2100的環(huán) 境借助于模塊2104的交疊的第二面板2136屏蔽由放射性組件2106 發(fā)出的輻射線。 一旦植入或攝入后，控制電路可啟動(dòng)致動(dòng)器2160用 于響應(yīng)于某一事件，例如定時(shí)事件，感測(cè)結(jié)果、或來(lái)自遠(yuǎn)程設(shè)備(如 置于患者體外的遠(yuǎn)程處理設(shè)備或另一膠囊，如在此處描述的實(shí)施例中 的或在本領(lǐng)域公知的膠囊)的指令，來(lái)將膠囊置于打開(kāi)位置、閉合位 置或其之間。本公開(kāi)所述的實(shí)施例是說(shuō)明性的而非限制性的，并不代表本公幵 的每個(gè)實(shí)施例。可以做出多種修改和變化，而不背離下面的權(quán)利要求 書(shū)中文字性地闡述的和法律認(rèn)可的等同中闡述的本公開(kāi)的精神或范 圍。
權(quán)利要求
1、一種用于向患者分配輻射的系統(tǒng)(2100)，包括獨(dú)立式膠囊，用于從患者體內(nèi)的位置向患者分配輻射，其包括含有放射性物質(zhì)(2107)的放射性組件(2106)；第一抗輻射組件(2102)，其具有至少一個(gè)第一抗輻射面板(2116)，所述第一抗輻射面板(2116)含有抗輻射物質(zhì)，以便阻止輻射通過(guò)所述至少一個(gè)第一面板(2116)到達(dá)所述膠囊的周?chē)h(huán)境，其中，在所述第一抗輻射組件(2102)中形成至少一個(gè)間隙(2122)，從而允許輻射通過(guò)該間隙到達(dá)所述膠囊的周?chē)h(huán)境；致動(dòng)器；以及第二抗輻射組件(2104)，其具有至少一個(gè)可移動(dòng)的第二抗輻射面板(2136)，所述第二抗輻射面板(2136)含有抗輻射物質(zhì)，以便阻止輻射通過(guò)所述至少一個(gè)第二面板(2136)；其中，所述第二抗輻射組件(2104)可操作地與所述致動(dòng)器耦合，以便移動(dòng)所述第二抗輻射組件(2104)，將所述至少一個(gè)第二面板(2136)中的相應(yīng)第二面板定位在與所述至少一個(gè)間隙(2122)中的相應(yīng)間隙相對(duì)應(yīng)的位置上，從而選擇性地覆蓋所述相應(yīng)間隙的至少一部分，進(jìn)而阻止輻射通過(guò)所述相應(yīng)間隙到達(dá)所述膠囊的周?chē)h(huán)境；以及控制電路(906)，用于控制所述致動(dòng)器的致動(dòng)，從而相對(duì)于所述相應(yīng)間隙定位所述相應(yīng)第二面板。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)(2100)，其中，所述膠囊還包括 可操作地與所述致動(dòng)器耦合的旋轉(zhuǎn)設(shè)備，其用于在致動(dòng)器激活時(shí)旋 轉(zhuǎn)，其中，所述第二抗輻射組件(2104)可操作地與旋轉(zhuǎn)設(shè)備耦合， 以便所述第二抗輻射組件(2104)響應(yīng)于所述旋轉(zhuǎn)設(shè)備的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)， 從而在相對(duì)于所述相應(yīng)間隙的選定位置上定位所述相應(yīng)第二面板。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)(2100)，其中，當(dāng)將所述相應(yīng)第 二面板定位為基本完全覆蓋所述相應(yīng)間隙時(shí)，所述相應(yīng)第二面板的尺 寸為與所述相應(yīng)間隙交疊的尺寸。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)(2100)，其中，所述膠囊還包括 抗輻射控制殼體(2110)，用于阻止輻射迸入所述控制殼體(2110)， 并且其中，至少將所述致動(dòng)器布置在所述抗輻射控制殼體(2110)中。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(2100)，其中，所述至少一個(gè)第 一面板橫越所述膠囊的整個(gè)長(zhǎng)度。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)(2100)，其中，所述膠囊包括具 有橫越所述膠囊的一部分長(zhǎng)度的所述至少一個(gè)第一面板的第一部分， 和具有至少橫越所述膠囊剩下的部分的所述控制殼體的第二半部分。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)(2100)，其中，在將所述放射性 組件布置在所述第一抗輻射組件中后，將所述第一和第二部分固定在 一起。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)(2100)，其中，所述致動(dòng)器是壓 電馬達(dá)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)(2100)，其中，所述至少一個(gè)間 隙中的間隙形成在所述至少一個(gè)第一面板的鄰近面板之間。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(2100)，其中，至少所述控制 電路的一部分布置在所述膠囊內(nèi)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(2100)，其中，所述通信膠囊 還包括通信電路，其用于與遠(yuǎn)離所述膠囊的處理設(shè)備通信。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(2100)，其中，所述至少一個(gè) 第一面板和所述至少一個(gè)第二面板包括用生物相容層覆蓋的鉛層，所 述生物相容層用于防止鉛滲漏進(jìn)入所述膠囊的周?chē)h(huán)境。
13、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)(2100)，其中，所述旋轉(zhuǎn)設(shè)備 是軸，其由所述第一組件支撐并與所述第二組件耦合。
14、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)(2100)，其中，所述第二組件 圍繞所述第一組件同軸布置。
15、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)(2100)，其中，所述至少一個(gè) 間隙配置成允許輻射從所述膠囊全方向地射出。
16、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(2100)，其中，所述膠囊被攝入。
17、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(2100)，其中，所述膠囊被植入。
18、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)(2100)，其中，所述膠囊還包 括用于控制所述膠囊通過(guò)的裝置，以進(jìn)行使所述膠囊停止，減緩和導(dǎo) 引所述膠囊中的至少一種。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)(2100)，其中，用于控制所述 膠囊通過(guò)的裝置包括提供氣體的氣體加壓模塊，和與所述氣體加壓模 塊流體相通的至少一個(gè)球囊，所述球囊用于接收氣體并在接收到氣體 時(shí)充氣。
20、 一種用于向患者分配輻射的方法，其包括如下步驟 從患者體內(nèi)的位置向患者分配輻射，其包括-在獨(dú)立式膠囊內(nèi)布置具有放射性物質(zhì)的放射性組件； 提供第一抗輻射組件，用于在所述第一組件的一部分處阻止輻射通過(guò)并到達(dá)所述膠囊的周?chē)h(huán)境，并在所述第一組件的另一部分處允許輻射通過(guò)并到達(dá)所述膠囊的周?chē)h(huán)境；提供可調(diào)節(jié)的抗輻射組件，其具有可以相對(duì)于所述第一抗輻射組件進(jìn)行調(diào)節(jié)的位置，從而選擇性地阻止輻射通過(guò)并到達(dá)所述膠囊的周?chē)h(huán)境；調(diào)節(jié)所述可調(diào)節(jié)抗輻射組件；以及控制對(duì)所述可調(diào)節(jié)抗輻射組件的調(diào)節(jié)，從而選擇性地允許輻射通 過(guò)并到達(dá)所述膠囊的周?chē)h(huán)境。
21、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述膠囊被攝入。
22、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述膠囊被植入。
23、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括如下步驟控制所述膠 囊通過(guò)消化道。
24、 一種用于向患者分配輻射的系統(tǒng)(2100)，其包括 獨(dú)立式膠囊，用于從患者體內(nèi)的位置向患者分配輻射，其包括含有放射性物質(zhì)(2107)的放射性組件(2106);第一抗輻射組件(2102)，其具有至少一個(gè)第一抗輻射面板， 所述第一抗輻射面板含有抗輻射物質(zhì)，以便阻止輻射通過(guò)所述至少一 個(gè)第一面板(2116)到達(dá)所述膠囊的周?chē)h(huán)境，其中，在所述第一抗 輻射組件(2102)中形成至少一個(gè)間隙(2122)，從而允許輻射通過(guò) 該間隙到達(dá)所述膠囊的周?chē)h(huán)境；致動(dòng)器；以及可操作地與所述致動(dòng)器耦合的旋轉(zhuǎn)設(shè)備，用于在所述致動(dòng)器 激活時(shí)旋轉(zhuǎn)，以及第二抗輻射組件(2104)，其具有至少一個(gè)可移動(dòng)的第二抗 輻射面板(2136)，所述第二抗輻射面板(2136)圍繞所述第一抗輻 射組件(2102)同軸布置并含有抗輻射物質(zhì)，以便阻止輻射通過(guò)所述 至少一個(gè)第二面板(2136);其中，所述第二抗輻射組件(2104)可操作地與所述旋 轉(zhuǎn)設(shè)備耦合，以便移動(dòng)所述第二抗輻射組件(2104)，將所述至少一 個(gè)第二面板(2136)中的相應(yīng)第二面板定位在與所述至少一個(gè)間隙 (2122)中的相應(yīng)間隙相對(duì)應(yīng)的位置上，從而選擇性地覆蓋所述相應(yīng) 間隙的至少一部分，進(jìn)而阻止輻射通過(guò)所述相應(yīng)間隙到達(dá)所述膠囊的 周?chē)h(huán)境；以及控制電路(906)，用于控制所述致動(dòng)器的激活，從而相對(duì)于所述 相應(yīng)間隙定位所述相應(yīng)第二面板。
全文摘要
提供了一種用于從患者體內(nèi)的位置向患者分配輻射的方法和系統(tǒng)(2100)。該系統(tǒng)(2100)包括含有放射性物質(zhì)(2107)的放射性組件(2106)；第一抗輻射組件(2102)，其具有至少一個(gè)第一抗輻射面板(2116)，其中，在所述第一抗輻射組件(2102)中形成至少一個(gè)間隙(2122)，從而允許輻射通過(guò)該間隙到達(dá)所述膠囊的周?chē)h(huán)境；致動(dòng)器；以及第二抗輻射組件(2104)，其具有至少一個(gè)可移動(dòng)的第二抗輻射面板(2136)，所述第二抗輻射組件(2104)可操作地與所述致動(dòng)器耦合，以便可控地移動(dòng)所述第二抗輻射組件(2104)，將相應(yīng)第二面板定位在與相應(yīng)間隙相對(duì)應(yīng)的位置上，從而選擇性地覆蓋所述相應(yīng)間隙的至少一部分，進(jìn)而阻止輻射通過(guò)所述相應(yīng)間隙到達(dá)所述膠囊的周?chē)h(huán)境；以及控制電路(906)，用于控制所述致動(dòng)器的致動(dòng)，從而相對(duì)于所述相應(yīng)間隙定位所述相應(yīng)第二面板。
文檔編號(hào)A61M31/00GK101107043SQ200680002503
公開(kāi)日2008年1月16日 申請(qǐng)日期2006年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月18日
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