DE602005004519T2

DE602005004519T2 - In-vivo informationsakquisitionsgerät und in-vivo informationsakquisitionsgerätesystem

Info

Publication number: DE602005004519T2
Application number: DE602005004519T
Authority: DE
Inventors: Akio Yokohama-shi UCHIYAMA; Hironobu Takizawa; Ryo Hachioji-shi KARASAWA
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2004-03-25
Filing date: 2005-03-24
Publication date: 2009-01-29
Anticipated expiration: 2025-03-25
Also published as: US20070106175A1; WO2005092189A1; US8195276B2; CN100428912C; CN1819795A; US8343069B2; EP1727464A1; DE602005004519D1; EP1839562B1; US20090124872A1; EP1727464B1; EP1839562A1; DE602005014390D1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft in-vivo Informationsakquisitionsgeräte zum Einführen in eine Körperhöhle, um eine in-vivo Information zu erlangen, sowie in-vivo Informationsakquisitionsgerätsysteme.

Beansprucht wird die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-090614 , angemeldet am 25. März 2004 und der japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-090615 , angemeldet am 25. März 2004.

STAND DER TECHNIK
Ein Untersuchungsverfahren unter Verwendung eines medizinischen Kapselgeräts ist als eine Technik zur Überprüfung des Gesundheitszustands eines Objekts (Patienten) bekannt. Bei diesem Verfahren schluckt ein Objekt ein medizinisches Gerät in Kapselform, um nicht-invasiv hämatologische oder gaströse Unregelmäßigkeiten oder andere Krankheiten mittels des medizinischen Geräts in der Körperhöhle zu untersuchen. Dies erlaubt, dass der Gesundheitszustand problemlos überprüft wird. Eine derartiges medizinisches Kapselgerät ist beispielsweise in der ungeprüften japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. Hei-5-200015 beschrieben. Die ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. Hei-5-200015 beschreibt ein medizinisches Kapselgerät, das einen Absorptionskanal zur Absorption eines Körperfluids in den Kapselhauptkörper, eine Körperfluidsammeleinheit zum Sammeln des Körperfluids, das in dem Kapselhauptkörper absorbiert wurde, eine Körperfluidtesteinheit zur Untersuchung des gesammelten Körperfluids und eine Sendeeinheit zur Übertragung des Untersuchungsergebnisses der Körperfluidtesteinheit zur Außenseite des Körpers hin aufweist.
Dieses medizinische Kapselgerät (nachfolgend mit "Kapsel" abgekürzt) wird zu einer Untersuchungsstelle in der Körperhöhle vorwärtsbewegt (oder -getrieben) und absorbiert ein Körperfluid durch den Absorptionskanal in die Kapsel durch Antrieb einer Mikropumpe zum Zeitpunkt der Untersuchung, um das Vorhandensein von Blut in dem Körperfluid unter Verwendung eines Blutsensors zu erkennen. Wenn keine Untersuchung durchgeführt wird, werden dieser Blutsensor und der Absorptionskanal mit normaler Kochsalzlösung versorgt, die in der Kapsel aufbewahrt ist. Dies verhindert, dass ein Körperfluid von dem Blutsensor erfasst wird, bevor die Kapsel eine bestimmte Untersuchungsstelle in der Körperhöhle erreicht und erhöht die Erkennungsgenauigkeit der in-vivo Information, wenn eine Mehrzahl von Stellen zu untersuchen ist.
Da die oben beschriebene Kapsel jedoch so aufgebaut ist, dass sie in-vivo Information an unterschiedlichen Untersuchungsstellen während einer Bewegung in der Körperhöhle erkennt, muss die bekannte Kapsel normale Kochsalzlösung fördern, um alle Fluidkanäle in der Kapsel jedesmal dann zu spülen, wenn eine Untersuchung an einer unterschiedlichen Untersuchungsstelle durchgeführt wird. Weiterhin ist es bei der bekannten Kapsel nicht möglich, eine Mehrzahl unterschiedlicher Stellen in der Körperhöhle im Wesentlichen gleichzeitig zu untersuchen. Aus diesem Grund ist es notwendig, eine Mehrzahl von Kapseln in die Körperhöhle einzubringen, um eine Mehrzahl von Stellen gleichzeitig zu untersuchen.
Die Druckschrift US 2003/0213495 A1 betrifft ein medizinisches Gerät des Kapseltyps und ein Kommunikationsverfahren für das medizinische Gerät des Kapseltyps. Daten werden mittels Bildaufnahme gesammelt. Beschrieben ist auch die Möglichkeit, Körperfluide zu sammeln.
Die Druckschrift FR 2 843 872 betrifft die Lokalisierung einer Kapsel in einem menschlichen Körper. Die Kapsel weist eine Sende/Empfangseinheit, einen Mikrocomputer, Mittel zur Bestimmung der Lage der Kapsel im menschlichen Körper und funktionelle Module auf, beispielsweise für Biopsie oder Sammlung von menschlichem Material.
Das Dokument von Gavignet L: NAVETTE INTESTINALE RADIO METTRICE „Annales Francaises de chronometrie et de microtechnique observatoire de besancon. Besancon, FR, vol. 47, 1998, Seiten 91–94, XP 000830917 ISSN: 0294-1228" betrifft eine Kapsel, die in der Lage ist, eine Probe innerhalb eines menschlichen Körpers auszustoßen. Die Kapsel weist Sende- und Empfangsmittel auf. Die Sende- und Empfangsmittel sind jedoch nur in der Lage, die Lage der Kapsel im menschlichen Körper an eine externe Steuervorrichtung mitzuteilen.
Die Druckschrift US 6,632,175 B1 betrifft ein verschluckbares medizinisches Kapselgerät als Datenaufzeichner. Das Gerät weist eine Kapsel mit einem Sensierungsmodul zur Erfassung eines biologischen Zustandes innerhalb eines Körpers auf.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die obigen Probleme werden durch ein in-vivo Informationsakquisitionsgerät mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Die vorliegende Erfindung wurde im Licht der oben beschriebenen Umstände gemacht und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein in-vivo Informationsakquisitionsgerät bereitzustellen, das in der Lage ist, mit hoher Genauigkeit eine in-vivo Information im Wesentlichen gleichzeitig an einer Mehrzahl unterschiedlicher Untersuchungsstellen in einer Körperhöhle zu erkennen, sowie ein in-vivo Informationsakquisitionsgerätsystem, das in der Lage ist, eine Mehrzahl von in-vivo Informationsakquisitionsgeräten gleichzeitig in einen Patient einzubringen.
Zur Lösung der oben beschriebenen Aufgabe liefert die vorliegende Erfindung die folgenden Merkmale.
Die vorliegende Erfindung liefert ein in-vivo Informationsakquisitionsgerät mit einem Probensammlerabschnitt zum Sammeln einer Probe an einer Untersuchungsstelle in einer Körperhöhle; einem Probenbeurteilungsabschnitt zum Beurteilen der von dem Probensammlerabschnitt gesammelten Probe und zur Ausgabe eines Beurteilungsergebnisses; einem Kennzeichnungsabschnitt mit einer Identifikationsinformation, die für das in-vivo Informationsakquisitionsgerät einzigartig ist; einem Kommunikationsabschnitt zum Empfang eines Signals, das von außen her übertragen wird und zur Übertragung des Beurteilungsergebnisses, das von dem Probenbeurteilungsabschnitt ausgegeben wurde, zur Außenseite; und einen Energieversorgungsabschnitt zur Lieferung elektrischer Leistung.
Bei dem oben beschriebenen Aufbau kann das in-vivo Informationsakquisitionsgerät, das in die Körperhöhle eingebracht wurde, eine Probe, beispielsweise ein Körperfluid, beurteilen und kann die ausgegebene in-vivo Information zur Außenseite des Körpers hin über den Kommunikationsabschnitt übertragen. Da zu diesem Zeitpunkt das in-vivo Informationsakquisitionsgerät den Kennzeichnungsabschnitt enthält, können Beurteilungsergebnisse, die von einer Mehrzahl von in-vivo Informationsakquisitionsgeräten, die in die Körperhöhle eingebracht wurden, gesendet werden, außerhalb des Körpers identifiziert werden. Weiterhin kann ein Signal zum gleichzeitigen Starten von Reaktionen über den Kommunikationsabschnitt von der Außenseite des Körpers her an eine Mehrzahl von in-vivo Informationsakquisitionsgeräten übertragen werden, die in die Körperhöhle eingebracht worden sind. Bei dem in-vivo Informationsakquisitionsgerät gemäß der oben beschriebenen Erfindung ist es vorteilhaft, wenn der Kennzeichnungsabschnitt ein Kennzeichnungsetikett zur Übertragung der Identifikationsinformation mittels drahtloser Kommunikation ist.
Mit dem oben beschriebenen Aufbau können elektromagnetische Wellen von der Außenseite es Körpers her in Richtung der Körperhöhle abgegeben werden und Signale, die von den Kennzeichnungsetiketten gesendet werden, die in den bestrahlten in-vivo Informationsakquisitionsgeräten vorhanden sind, können außerhalb des Körpers empfangen werden, um eine Mehrzahl von in-vivo Informationsakquisitionsgeräten im Wesentlichen gleichzeitig außerhalb des Körpers berührungsfrei zu identifizieren.
Weiterhin ist es bei dem in-vivo Informationsakquisitionsgerät gemäß der oben beschriebenen Erfindung vorteilhaft, wenn das in-vivo Informationsakquisitionsgerät einen Energieversorgungssteuerabschnitt enthält, der die Zufuhr von Energie des Energieversorgungsabschnitts basierend auf dem Signal steuert, wenn der Kommunikationsabschnitt das von der Außenseite übertragene Signal empfängt.
Da bei dem oben beschriebenen Aufbau jeder Bestandteil des in-vivo Informationsakquisitionsgeräts mit Energie versorgt werden kann, indem ein Signal von außen her nur bei Bedarf übertragen wird, kann die Kapazität des Energieversorgungsabschnitts verkleinert werden, und das in-vivo Informationsakquisitionsgerät kann kompakt gemacht werden.
Weiterhin ist es bei dem in-vivo Informationsakquisitionsgerät gemäß der oben beschriebenen Erfindung vorteilhaft, wenn der Probenbeurteilungsabschnitt einen Probendetektor enthält, um eine optische Änderung in der Probe aufgrund einer Reaktion zwischen der Probe und einer anderen Substanz zu messen.
Mit oben beschriebenen Aufbau kann eine Probe, beispielsweise ein Körperfluid, durch Messung einer Änderung in der Lichtdurchlässigkeit oder einer optischen Änderung wie der Einfärbung, Entfärbung, Lumineszenz oder Fluoreszenz in der Probe beurteilt werden.
Bei dem in-vivo Informationsakquisitionsgerät gemäß der oben beschriebenen Erfindung ist es vorteilhaft, wenn der Probenbeurteilungsabschnitt einen Blutsensor zu Erkennung des Vorhandenseins von Blut oder einen Proteinsensor zur Erkennung eines bestimmten Proteins, oder einen Enzymsensor zur Erkennung eines bestimmten Enzyms oder einen Gensensor zur Erkennung eines bestimmten Gens enthält.
Wenn bei oben beschriebenem Aufbau eine Probe, beispielsweise ein Körperfluid, Blut enthält, kann der Probenbeurteilungsabschnitt das Vorhandensein von Blut in dem Körperfluid, die Blutkonzentration etc. beurteilen und das Beurteilungsergebnis ausgeben. Wenn ein Enzym, ein Protein oder ein Gen in dem Körperfluid enthalten ist, kann auf gleiche Weise der Probenbeurteilungsabschnitt diese Untersuchungssubstanzen in der Probe, beispielsweise einem Körperfluid erkennen.
Zusätzlich schafft die vorliegende Erfindung ein in-vivo Informationsakquisitionsgerätsystem mit einem in-vivo Informationsakquisitionsgerät zum Erlangen einer in-vivo Information an einer Untersuchungsstelle in einer Körperhöhle; einem medizinischen Kapselgerät mit einer Funktion des Aufbewahrens des in-vivo Informationsakquisitionsgeräts und des Freigebens des in-vivo Informationsakquisitionsgeräts an der Untersuchungsstelle; einer externen Antenne, die außerhalb eines Körpers angeordnet ist, um ein Signal an das in-vivo Informationsakquisitionsgerät zu übertragen bzw. hiervon zu empfangen; einem externen Gerät, das ein von dem in-vivo Informationsakquisitionsgerät von der externen Antenne übertragenes Signal erlangt und einen Identifizierungsabschnitt hat, um die Identifikationsinformation zu identifizieren, die von einem Kennzeichnungsabschnitt besessen wird, der innerhalb des in-vivo Informationsakquisitionsgeräts angeordnet ist; und einem externen Steuerabschnitt, der in dem externen Gerät angeordnet ist, um ein gemeinsames Steuersignal an eine Mehrzahl von in-vivo Informationsakquisitionsgeräten zu übertragen.
Bei oben beschriebenen Aufbau kann das in-vivo Informationsakquisitionsgerät transportiert werden, bis das medizinische Kapselgerät die gewünschte Untersuchungsstelle erreicht, nachdem es in die Körperhöhle eingeführt worden ist, indem das in-vivo Informationsakquisitionsgerät in dem medizinischen Kapselgerät aufbewahrt wird. Weiterhin kann das Beurteilungsergebnis, das von dem in-vivo Informationsakquisitionsgerät übertragen wird, außerhalb des Körpers als eine in-vivo Information erlangt werden, indem das Beurteilungsergebnis unter Verwendung der externen Antenne empfangen wird. Weiterhin können die Übertragungsquellen von Beurteilungsergebnissen, die von einer Mehrzahl von in-vivo Informationsakquisitionsgeräten übertragen werden, berührungsfrei durch Erlangen der Identifikationsinformation identifiziert werden, die von den Kennzeichnungsabschnitten in den in-vivo Informationsakquisitionsgeräten gesendet werden und durch Identifikation dieser Identifikationsinformationsgegenstände unter Verwendung des Identifikationsabschnitts.
Zusätzlich überträgt der externe Steuerabschnitt, der in der externen Vorrichtung enthalten ist, ein gemeinsames Steuersignal an eine Mehrzahl von in-vivo Informationsakquisitionsgeräten in der Körperhöhle und damit kann der externe Steuerabschnitt die Mehrzahl von in-vivo Informationsakquisitionsgeräten gleichzeitig steuern.
Bei dem in-vivo Informationsakquisitionsgerätesystem gemäß der oben beschriebenen Erfindung ist es vorteilhaft, wenn das medizinische Kapselgerät einen Aufnahmeabschnitt zur Aufbewahrung einer Mehrzahl der in-vivo Informationsakquisitionsgeräte, eine Freigabeeinheit zum Freigeben der in-vivo Informationsakquisitionsgeräte aus dem Aufnahmeabschnitt nach außen hin und einen Steuerabschnitt zur Steuerung der Abgabeeinheit aufweist.
Mit oben beschriebenen Aufbau können die in-vivo Informationsakquisitionsgeräte transportiert werden, bis das medizinische Kapselgerät die gewünschte Untersuchungsstelle erreicht, nachdem es in die Körperhöhle eingebracht worden ist. Weiterhin kann das medizinische Kapselgerät wenigstens ein in-vivo Informationsakquisitionsgerät in dem Aufnahmeabschnitt nach außen aus dem Aufnahmeabschnitt an der Untersuchungsstelle in der Körperhöhle unter Steuerung durch die Steuereinheit abgeben.
Zusätzlich ist es bei dem in-vivo Informationsakquisitionsgerätesystem gemäß der oben beschriebenen Erfindung vorteilhaft, wenn das medizinische Kapselgerät einen Einstellmechanismus zur Einstellung der Anzahl von freizugebenden in-vivo Informationsakquisitionsgeräte enthält.
Mit oben beschriebenem Aufbau kann das medizinische Kapselgerät eine gewünschte Anzahl von in-vivo Informationsakquisitionsgeräten aus dem Aufnahmeabschnitt zur Außenseite an der Untersuchungsstelle in der Körperhöhle freigeben.
Weiterhin ist es bei dem in-vivo Informationsakquisitionsgerätesystem gemäß der oben beschriebenen Erfindung vorteilhaft, wenn das in-vivo Informationsakquisitionsgerätesystem einen Positionserkennungsabschnitt enthält, der in wenigstens einem der medizinischen Kapselgeräte angeordnet ist, wobei die externe Vorrichtung die Lage des in-vivo Informationsakquisitionsgerätes in einem Körper erkennen kann, wobei das medizinische Kapselgerät das in-vivo Informationsakquisitionsgerät basierend auf der Ortsinformation des medizinischen Kapselgeräts freigibt, die von dem Positionserkennungsabschnitt erlangt wird.
Da bei oben beschriebenem Aufbau die Lage des medizinischen Kapselgeräts durch die Positionserkennungseinheit erkannt werden kann, die in wenigstens einem der in-vivo Informationsakquisitionsgeräte vorhanden ist sowie durch die externe Vorrichtung, kann der Ort, wo das in-vivo Informationsakquisitionsgerät das medizinische Kapselgerät freigibt, gesteuert werden. Weiterhin können befallene Bereiche identifiziert werden, indem Informationen über die Abgabeposition des in-vivo Informationsakquisitionsgeräts und die in-vivo Information von dem in-vivo Informationsakquisitionsgerät kombiniert werden.
Bei dem in-vivo Informationsakquisitionsgerät und dem in-vivo Informationsakquisitionsgerätesystem der vorliegenden Erfindung kann eine in-vivo Information wie eine Magenstörung an einer Mehrzahl von Stellen erkannt werden und mit hoher Genauigkeit erlangt werden, indem eine Mehrzahl von in-vivo Informationsakquisitionsgeräten in die Körperhöhle eingebracht wird, die in der Lage sind, eine in-vivo Information betreffend ein Objekt zu erkennen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaus eines in-vivo Informationsakquisitionsgerätsystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Darstellung des inneren Aufbaus eines medizinischen Kapselgeräts in dem in-vivo Informationsakquisitionsgerätesystem von 1.
3 enthält seitliche Ansichten auf eine Abgabeeinheit des medizinischen Kapselgeräts von 2.
4 enthält Ansichten von vorne, welche die Arbeitsweise einer Nocke darstellen, wenn eine Erkennungszelle abgegeben wird.
5 enthält schematische Darstellungen, die das äußere Erscheinungsbild einer Erkennungszelle in dem in-vivo Informationsakquisitionsgerätesystem von 1 zeigen.
6 enthält Darstellungen, die den inneren Aufbau der Erkennungszelle von 5 zeigen.
7 ist eine Darstellung, die das Auslesen einer in-vivo Information aus Erkennungszellen zeigt.
8 enthält Darstellungen, die den inneren Aufbau einer Erkennungszelle gemäß einer Abwandlung der Erkennungszelle von 6 zeigen.
9 enthält Darstellungen, die einen Dauersondenabschnitt gemäß einer Abwandlung der Erkennungszelle in 5 zeigen.
10 ist eine Schnittdarstellung des inneren Aufbaus einer Abwandlung des medizinischen Kapselgeräts von 2.
11 enthält Darstellungen des inneren Aufbaus einer Erkennungszelle gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
12 enthält Darstellungen des inneren Aufbaus einer Erkennungszelle gemäß einer Abwandlung der Erkennungszelle von 10.
13 ist eine Darstellung eines Dauersondenabschnitts gemäß einer Abwandlung der Erkennungszelle von 10.
14 ist eine Darstellung, die den inneren Aufbau eines medizinischen Kapselgeräts gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
15 ist eine Darstellung, die eine Abgabeeinheit des medizinischen Kapselgeräts von 14 zeigt.
16 ist eine schematische Darstellung, die den Gesamtaufbau eines medizinischen Kapselgerätesystems gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
17 ist eine Darstellung, die den inneren Aufbau eines medizinischen Kapselgeräts in dem medizinischen Kapselgerätssystem von 16 zeigt.
18 ist ein Flussdiagramm, das anzuwenden ist, wenn ein medizinisches Kapselgerät eine Erkennungszelle abgibt.
19 ist eine Darstellung, die einen Positionserkennungsabschnitt gemäß einer ersten Abwandlung des medizinischen Kapselgerätesystems von 16 zeigt.
20 ist eine Darstellung, die einen Positionserkennungsabschnitt gemäß einer zweiten Abwandlung des medizinischen Kapselgerätesystems von 16 zeigt.
BESTE WEISE ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Erste Ausführungsform
Ein in-vivo Informationsakquisitionsgerätesystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die 1 bis 9 beschrieben.
Bezugnehmend auf 1 enthält ein in-vivo Informationsakquisitionsgerätesystem 1 ein medizinisches Kapselgerät 3A, Erkennungszellen 4 (in-vivo Informationsakquisitionsgeräte), eine externe Antenne 5 und eine externe Vorrichtung 6. Hierbei bewahrt gemäß 1 das medizinische Kapselgerät 3A eine Mehrzahl von Erkennungszellen 4 (in-vivo Informationsakquisitionsgeräte) auf und wird in die Körperhöhle des Patienten 2 oral oder anal eingeführt. Das medizinische Kapselgerät 3A transportiert die Erkennungszellen 4 an Untersuchungsstellen und gibt die Erkennungszellen 4 in die Körperhöhle ab. Danach erlangen die Erkennungszellen 4 (in-vivo Informationsakquisitionsgeräte) in-vivo Information von den Untersuchungsstellen in der Körperhöhle und übertragen die erlangte Information zur Körperaußenseite. Die Erkennungszellen 4 sind jeweils eine kompakte Untersuchungsvorrichtung zur Erkennung von Blut (Hämoglobin), Tumormarkern, Protein, DNA, etc. in einer Probe, beispielsweise eines Körperfluids an einer Untersuchungsstelle in der Körperhöhle und zum Übertragen der erlangten Untersuchungsdaten zur Körperaußenseite, beispielsweise durch Verwendung elektromagnetischer Wellen. Die externe Antenne 5 sendet ein Signal zur Steuerung jeder der Erkennungszellen 4 und empfängt ein Signal, das die in-vivo Information angibt, die von der Erkennungszelle erlangt wurde. Die externe Vorrichtung 6 ist außerhalb des Körpers des Patienten 2 angeordnet und steuert die Erkennungszellen 4 über die externe Antenne 5, zeichnet erlangte in-vivo Information auf etc.
Wie in 2 gezeigt, hat das medizinische Kapselgerät 3A ein Gehäuse 11 in Kapselform aus einem synthetischen Harz wie Polysulfon oder Polyurethan und enthält einen Aufbewahrungsbehälter 12, eine Abgabeeinheit 13, eine Steuerplatine (Steuerabschnitt) 14, einen Zeitgeber 15 und Batterien 16 in dem Gehäuse 11.
Der Aufnahmebehälter 12 hat an einem Ende eine Öffnung und bewahrt eine Mehrzahl von Erkennungszellen 4 auf, die in einer Reihe angeordnet sind. Die Abgabeeinheit 13 hat einen Mechanismus zum aufeinander folgenden Abgeben der Erkennungszellen 4 durch die Öffnung des Aufnahmebehälters 12. Die Steuerplatine 14 enthält einen Steuerschaltkreis (nicht gezeigt), mit welchen die internen Bestandteile des medizinischen Kapselgeräts 3A beispielsweise einer elektrischen Steuerung unterworfen werden. Der Zeitgeber 15 liegt an einem Ende (linke Seite) des Gehäuses 11 und überwacht die Zeit zur Abgabe einer jeden der Erkennungszellen 4 aus der Abgabeeinheit 13. Die Batterien 16 sind zwischen dem Zeitgeber 15 und der Steuerplatine 14 angeordnet und liefern Betriebsleistung an das interne elektrische System des medizinischen Kapselgeräts 3A.
Wie in 2 gezeigt, ist ein hohler Nockenbehälter 17 mit großem Durchmesser mit dem offenen Ende des Aufnahmebehälters 12 verbunden. Der Nockenbehälter 17 enthält die Abgabeeinheit 13 zum Herausschieben der Erkennungszellen 4, die in dem Aufnahmebehälter 12 aufbewahrt sind, über den Abgabeanschluss 18, der im Wesentlichen mittig an der äußeren Umfangsfläche des Gehäuses 11 liegt. An der inneren Oberfläche des Aufnahmebehälters 12 ist eine Metallelektrode 19 (elektrische Verbindung) in elektrischer Verbindung mit den Erkennungszellen 4 von dem offenen Ende zu dem anderen Ende 20 angeordnet. Diese Metallelektrode 19 ist elektrisch mit der Steuerplatine 14 über eine flexible Platine 33c verbunden, die in einer Öffnung angeordnet ist, welche in einem Teil des Aufnahmebehälters 12 liegt. Am anderen Ende 20 des Aufnahmebehälters 12 ist ein elastisches Bauteil 21 angeordnet, um die Erkennungszellen 4 in Richtung des Nockenbehälters 17 zu schieben.
Die Abgabeeinheit 13 enthält eine im Wesentlichen scheibenförmige Nocke 24, die in dem Nockenbehälter 17 angeordnet ist, einen Motor 25, der auf der Steuerplatine 14 angeordnet ist und ein Übertragungsgetriebe 26, das an einer Wandfläche des Nockenbehälters angeordnet ist. Die Nocke 24 enthält einen Abschnitt 22 und einen Vorsprung 23. In dem Nockenbehälter 17 liefert die Nocke 24 die Erkennungszellen 4 (4a, 4b etc.) nacheinander an den Abgabeanschluss 18. Die Arbeitsweise des Motors 25 wird von einem Steuersignal von Steuerplatine 14 gesteuert, um die Nocke 24 zu drehen. Das Übertragungsgetriebe 26 ist zwischen die Nocke 24 und dem Motor 25 gesetzt, um die Drehzahl der Nocke 24 zu steuern. Das Übertragungsgetriebe 26 ist über eine flexible Platine 27 elektrisch mit der Steuerplatine 14 verbunden, so dass die Drehzahl durch ein Steuersignal von der Steuerplatine 14 gesteuert wird.
Das hohle Innere des Nockenbehälters 17 definiert einen wesentlichen zylindrischen Raum mit im Wesentlichen dem gleichen Innendurchmesser wie der Außendurchmesser der Nocke 24. Im Inneren des Nockenbehälters 17 ist auch ein Abgabeschlitz 28 zwischen dem Aufnahmebehälter 17 und dem Abgabeanschluss 18 an der Fläche ausgebildet, die zu dem Ausschnitt 22 und dem Vorsprung 23 der Nocke 24 weist. Dieser Abgabeschlitz 28 führt die Erkennungszellen 4 zum Abgabeanschluss 18, wenn die Erkennungszellen nach außen abgegeben werden. Die Öffnung des Aufnahmebehälters 12 liegt auch benachbart dem Abgabeanschluss 18 des Gehäuses 11 so, dass der Aufnahmebehälter 12 und der Nockenbehälter 17 exzentrisch sind.
Aus diesem Grund bewegen sich die Erkennungszellen 4 nur über eine kurze Strecke, wenn die Erkennungszellen 4 nach außen abgegeben werden.
Die 3A bis 3C sind vergrößerte Querschnittsdarstellungen mit der Abgabeeinheit 13. Die 3A und 3B sind Längsschnittdarstellungen des medizinischen Kapselgeräts 3A und 3C ist eine Querschnittsdarstellung entlang Linie A-A' des medizinischen Kapselgeräts 3A in 2. Die 4A bis 4C sind Ansichten auf die Nocke 24 von dem Aufnahmebehälter 12 aus gesehen und stellen die Drehung der Nocke 24 dar, wenn die Nocke 24 eine Erkennungszelle 4 abgibt.
Wie in den 3A und 3C gezeigt, wird, wenn die Nocke 24 gedreht wird, so dass der Vorsprung 23 dem Abgabeschlitz 28 gegenüberliegt, ein Abstand D zwischen der oberen Fläche des Vorsprungs 23 und der Bodenfläche des Abgabeschlitzes 28 kleiner als eine Dicke t einer jeden Erkennungszelle 4. Eine Breite W zwischen den seitlichen Flächen des Abgabeschlitzes 28 wird auf einen etwas größeren Wert als die äußere Größe der Erkennungszelle 4 gesetzt. Der Abgabeanschluss 18 hat eine Breite gleich der Breite W des Abgabeschlitzes 28. Dieser Abgabeanschluss 18 ist auch mit einem Rückschlagventil 29 versehen, um zu verhindern, dass ein Körperfluid in das Gehäuse 11 fließt und um zu verhindern, dass eine abgegebene Erkennungszelle 4 zurückkehrt. Dieses Rückschlagventil 29 enthält ein Paar elastischer Membranteile, die sich zur Außenseite des Gehäuses 11 öffnen, wenn die Erkennungszelle 4 abzugeben ist und die sich schließen, nachdem die Erkennungszelle 4 abgegeben worden ist.
Wenn der Vorsprung 23 dem Abgabeschlitz 28 gegenüberliegt, wie in 3A gezeigt, verhindert die obere Fläche des Vorsprungs 23, dass sich die Erkennungszelle 4 in Richtung des Abgabeschlitzes 28 bewegt und somit verbleibt die Erkennungszelle 4a in dem Aufnahmebehälter 12. Wenn der Ausschnitt 22 dem Abgabeschlitz 28 gegenüberliegt, wie in 3B gezeigt, ist der Spalt zwischen der oberen Fläche des Ausschnitts 22 und der Bodenfläche des Abgabeschlitzes 28 etwas größer als die Dicke t der Erkennungszelle 4. Somit kann die Erkennungszelle 4a sich durch die Druckkraft des elastischen Bauteils 21 in Richtung Ausschnitt 22 bewegen und gelangt zum Abgabeschlitz 28.
Wie in 4 gezeigt, ist eine Nockenfläche 30 entlang der Grenze zwischen dem Vorsprung 23 und dem Ausschnitt 22 der Nocke 24 ausgebildet und zeigt eine leicht S-förmige Kurve. 4A zeigt, wie die Erkennungszelle 4a im Aufnahmebehälter verbleibt, wenn der Vorsprung 23 dem Abgabeschlitz 28 gegenüberliegt. 4B zeigt, wie die Erkennungszelle 4a vom Ausschnitt 22 geführt wird, wenn der Ausschnitt 22 dem Abgabeschlitz 28 gegenüberliegt. 4C zeigt, wie die Nockenfläche 30 die Erkennungszelle 4a in Richtung Abgabeanschluss 18 schiebt. Dieser Zustand wird erreicht, wenn die Nocke 24 in 4B gedreht wird.
Genauer gesagt, in einem normalen Zustand, wo die Erkennungszelle 4 im Aufnahmebehälter 12 aufbewahrt ist, liegt der Vorsprung 23 dem Abgabeschlitz 28 gegenüber, um zu verhindern, dass sich die Erkennungszelle 4 zum Abgabeschlitz 28 bewegt. Wenn andererseits die Erkennungszelle 4 über den Abgabeanschluss 18 aus dem Aufnahmebehälter 12 abzugeben ist, wird der Motor 25 angetrieben, um die Nocke 24 zu drehen, so dass der Ausschnitt 22 dem Abgabeschlitz 28 gegenüberliegt. Auf diese Weise wird die Erkennungszelle 4 in den Ausschnitt 22 geführt, um zu bewirken, dass die Nockenfläche 30 die Erkennungszelle 4a, die im Ausschnitt 22 aufgenommen ist, in Richtung Abgabeanschluss 18 schiebt.
In einem Zustand unmittelbar nachdem die Erkennungszelle 4a vom Abgabeanschluss 18 abgegeben worden ist, verbleibt die Erkennungszelle 4b, die nachfolgend abzugeben ist, in dem Aufnahmebehälter 12, da ein Teil des Vorsprungs 23 der Nocke 24 zu dem Abgabeschlitz 28 weist. Nachdem die Nocke 24 um eine Umdrehung gedreht worden ist, wird die Erkennungszelle 4b durch die Druckkraft des elastischen Bauteils 21 in den Ausschnitt 22 der Nocke 24 geführt. Die vom Ausschnitt 22 geführte Erkennungszelle 4b wird auf gleiche Weise in Richtung Abgabeanschluss 28 geschoben, wie die Erkennungszelle 4a abgegeben wurde. Durch den oben beschriebenen Ablauf von Vorgängen wird die Mehrzahl von Erkennungszellen 4 von dem Aufnahmebehälter 12 abgegeben, wobei eine Erkennungszelle 4 der anderen folgt.
Wie in 2 gezeigt, sind zwei Batterien 16 beispielsweise knopfförmig. Sie werden als eingebaute Energieversorgungseinheiten des medizinischen Kapselgeräts 3A verwendet. Die Batterien 16 sind so angeordnet, dass sie aufeinander entlang Axialrichtung des Gehäuses 11 gestapelt sind, um elektrisch mit einer Energieversorgungsplatine 31 in Verbindung zu sein. Die Energieversorgungsplatine 31 ist über eine flexible Platine 33a mit der Steuerplatine 14 verbunden, so dass die Betriebsleistung der Batterien 16 dem Schaltkreis für jedes Bauteil zugeführt wird. Die Energieversorgungsplatine 31 ist mit einem internen Schalter 32 versehen, beispielsweise einem vorgespannten Magneten und einem Reed-Schalter, um die von den Batterien 16 gelieferte Betriebsleistung ein- und auszuschalten.
Der Zeitgeber 15 ist mit einer Zeitgeberplatine 35 in Verbindung, die über eine flexible Platine 33b mit der Steuerplatine 14 verbunden ist. Der Zeitgeber 15 beginnt mit der Messung einer Zeit, wenn ein Steuersignal von der Steuerplatine 14 kommt, um eine Zeitinformation über die flexible Platine 33b zur Steuerplatine 14 zu schicken.
Die Steuerplatine 14 ist auch mit einem Speicher 34 versehen. Der Speicher 34 speichert vorab Zeitinformationen, um die Abgabeeinheit 13 zu betreiben, wenn die Erkennungszellen 4 abgegeben werden, sowie Informationen betreffend die Zahl der abgegebenen Erkennungszellen 4 an den Untersuchungsstellen. Die Anzahl der abgegebenen Erkennungszellen 4, die im Speicher 34 gespeichert werden, kann von jedem Wert sein, abhängig von den zu erkennenden Substanzen in der Körperhöhle und den Untersuchungszwecken. Wenn beispielsweise die Hauptzwecke sind, Verdauungsstörungen zu untersuchen, werden viele Erkennungszellen 4 in dem Magen abgegeben, wohingegen einige Erkennungszellen 4 an anderen Stellen wie dem Magen abgegeben werden, beispielsweise im Darm. Weiterhin kann die gleiche Anzahl von Erkennungszellen 4 an allen Untersuchungsstellen abgegeben werden.
An der Steuerplatine 14 sind alle Schaltkreise einschließlich der flexiblen Platine 33a und 33b elektrisch miteinander verbunden. Über die Steuerplatine 14 ist es möglich, Betriebsleistung von den Batterien 16 über die Energieversorgungsplatine 31 zu liefern und die Schaltkreise für verschiedene Bestandteile zu stoppen, einschließlich des Motors 25, des Übertragungsgetriebes 26 und des Speichers 34. Beispielsweise kann die Steuerplatine 14 Zeitinformationen vom Zeitgeber 15 lesen, sowie Informationen über die Abgabezeiten der Erkennungszellen 4 und die Anzahl von abgegebenen Erkennungszellen 4 aus dem Speicher 34, um diese Informationsteile zu verarbeiten. Danach kann die Steuerplatine 14 ein Betriebssignal an den Motor 25 und das Übertragungsgetriebe 26 zu bestimmten Zeiten schicken, die im Speicher 34 gespeichert sind, so dass eine Steuerung dahingehend durchgeführt wird, dass die betreffende Anzahl von Erkennungszellen 4 zu bestimmten Zeiten von dem Gehäuse 11 abgegeben wird.
5 enthält Darstellungen, die das äußere Erscheinungsbild der Erkennungszelle 4 darstellen. 5A ist eine perspektivische Ansicht der Erkennungszelle 4 und die 5B und C sind Ansichten von vorne auf die Erkennungszelle 4. 5B zeigt einen Zustand, bevor eine Erkennungszelle 4 in der Körperhöhle dauerhaft verankert wird. In 5C ist die Erkennungszelle 4 in der Körperhöhle dauerhaft verankert.
Gemäß 5A ist die Erkennungszelle 4 so ausgebildet, dass sie durch eine Zelleneinhausung aus synthetischem Harz, beispielsweise Polysulfon und Polyurethan hermetisch versiegelt ist. Diese Zelleneinhausung 41 hat kompakte Scheibenform mit beispielsweise 3 mm Durchmesser und 0,5 mm Dicke, so dass das medizinische Kapselgerät 3A eine Mehrzahl von Erkennungszellen 4 im Aufnahmebehälter 12 aufbewahren kann. Die Zelleneinhausung 41 hat an ihrer Oberfläche einen im Wesentlichen rechteckförmigen Abtastanschluss (Probensammelabschnitt) 42 zum Einziehen einer Probe, beispielsweise eines Körperfluids und einen Verschluss 43, um den Abtastanschluss 42 von der Innenseite der Zelleneinhausung 41 her zu verschließen. Ein Rand 44 der Zelleneinhausung 41 ist abgerundet, so dass die Erkennungszelle 4 glatt aus dem medizinischen Kapselgerät 3A abgegeben werden kann.
Zusätzlich hat, wie in den 5B und 5C gezeigt, die Zelleneinhausung 41 Blattfedern (Dauersondenabschnitte) 45a und 45b, die an der seitlichen Fläche angeordnet sind. Ein Satz von Enden 46a und 46b der Blattfedern 45a und 45b ist Seite an Seite durch Schrauben oder einen Klebstoff an der seitlichen Fläche der Zelleneinhausung 41 befestigt. Eine lösbare flexible Membran 47, beispielsweise ein Wafer, ist auch vorgesehen, um die Blattfedern 45a und 45b abzudecken. Die lösliche flexible Membran 47 ist an dem anderen Satz von Enden 48a und 48b der Blattfedern 45a und 45b mittels Kleber befestigt. Es sei festzuhalten, dass in 5A der Dauersondenabschnitt aus Gründen der Einfachheit nicht dargestellt ist. Die 5B und 5C zeigen einen Zustand, wo die lösbare flexible Membran 47 die gesamte seitliche Fläche der Zelleneinhausung 41 bedeckt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Die lösbare flexible Membran 47 kann auch nur einen Teil der Seitenfläche der Zelleneinhausung 41 abdecken und den verbleibenden Teil der Zelleneinhausung 41 freilassen. Ein leitfähiges Gummiteil 49 ist in Kontakt mit der Metallelektrode 19 des Aufbewahrungsbehälters 12 des oben beschriebenen medizinischen Kapselgeräts 3A und kann an diesem freiliegenden Teil der seitlichen Fläche der Zelleneinhausung 41 liegen. Dieses leitfähige Gummiteil 49 hat eine glatte konvexe Form, um eine zuverlässige Verbindung mit der Metallelektrode 19 sicher zu stellen, die an der Innenfläche des Aufnahmebehälters 12 angeordnet ist.
Wenn die Erkennungszelle 4 in dem Aufnahmebehälter 12 des medizinischen Gerätes 3A aufbewahrt ist, sind die Blattfedern 45a und 45b an der seitlichen Fläche der Erkennungszelle 4 durch die lösliche flexible Membran 47 festgelegt. Wenn die Erkennungszelle 4 aus dem medizinischen Kapselgerät 3A in die Körperhöhle abgegeben wird, wird die lösliche flexible Membran 47, die an den Blattfedern 45a und 45b befestigt ist, durch das Körperfluid in der Körperhöhle gelöst. Hierbei klemmen gemäß 5C die Blattfedern 45a und 45b sich an der Innenwand der Körperhöhle durch ihre eigene elastische Kraft fest. Obgleich in dem oben beschriebenen Aufbau als lösliche flexible Membran 47 ein Wafer verwendet wird, ist als lösliche flexible Membran 47 jegliche Substanz annehmbar, die in einer wasserhaltigen Flüssigkeit leicht löslich ist. Weiterhin kann jedes Bauteil mit elastischer Kraft anstelle der Blattfedern 45a und 45b verwendet werden.
6 enthält Querschnittsansichten von Teilen der Erkennungszelle 4. 6A ist eine Querschnittsdarstellung der Erkennungszelle 4, 6B ist eine Querschnittsdarstellung entlang Linie A-A' der Erkennungszelle 4 von 6A und 6C ist eine Querschnittsdarstellung entlang Linie B-B' der Erkennungszelle 4 in 6A. 6A entspricht einer Querschnittsdarstellung entlang Linie C-C in 6B.
Wie in 6 gezeigt, hat die Erkennungszelle 4 die scheibenförmige Zelleneinhausung 41. Die Erkennungszelle 4 enthält weiterhin in der Zelleneinhausung 41 eine Reaktionseinheit 51, einen Reaktionserkennungsabschnitt (Probenbeurteilungsabschnitt) 52, eine Signalverarbeitungsplatine 53, eine intrazelluläre Antenne (Kommunikationsabschnitt) 54, einen Speicher 55 und eine Energieversorgung (Energieversorgungsabschnitt) 56.
Die Reaktionseinheit 51 enthält einen Reaktortank 57, in welchem eine Probe, beispielsweise ein Körperfluid, die aus der Körperhöhle entnommen wurde, mit einer anderen Substanz reagiert. Weiterhin ist der Reaktionserkennungsabschnitt 52 nahe der Reaktionseinheit 51 angeordnet, um das Reaktionsergebnis der Probe in der Reaktionseinheit 51 zu erkennen. Die Signalverarbeitungsplatine 53 enthält einen Signalverarbeitungsschaltkreis für eine Steuerbearbeitung der internen Bestandteile der Erkennungszelle 4 und für eine Verarbeitung des Reaktionsergebnisses aus dem Reaktionserkennungsabschnitt 52. Die intrazelluläre Antenne 54 liegt unterhalb der Signalverarbeitungsplatine 53, um ein Signal zur Steuerung der Erkennungszelle 4, ein Signal wie eine in-vivo Information und andere Signale zu/von der externen Antenne 5 zu senden/zu empfangen. Der Speicher 55 (Kennzeichnungsabschnitt) ist an der Bodenfläche der Signalverarbeitungsplatine 53 angeordnet, um in-vivo Informationen zu speichern, die in dem Reaktionserkennungsabschnitt 52 erlangt wurde, sowie von Setzinformationen wie eine Reaktionsbedingung, wenn die externe Vorrichtung 6 eine Untersuchung durchführt und einen Identifikationscode, der für jede Erkennungszelle einzigartig ist. Die Energieversorgung 56 ist an der oberen Fläche der Signalverarbeitungsplatine 53 angeordnet, um Betriebsleistung an das elektrische System in die Erkennungszelle 4 zu liefern.
Wie in 6 gezeigt, enthält die Reaktionseinheit 51 den Reaktortank 57, einen Absorptionskanal 58, einen Reagenzbehälter 59 und eine Mikropumpe 61. Der Reaktortank 57 ist mit dem Abtastanschluss 42 über den Absorptionskanal 58 verbunden, um zu veranlassen, dass eine Probe, beispielsweise ein Körperfluid, das von dem Abtastanschluss 42 gesammelt wurde, mit einer anderen Substanz reagiert. Der Reagenzbehälter 59 speichert ein Antikörper- oder Kennzeichnungsreagenz, das mit einem Antigen, beispielsweise einem Tumormarkerantigen oder einem Blutbestandteilantigen in der gesammelten Probe spezifisch reagiert. Die Mikropumpe 61 absorbiert einen Antikörper oder ein Reagenz (nachfolgend als Substanz, beispielsweise Antikörper abgekürzt) vom Reagenzbehälter 59 in den Reaktortank 57 über einen Reagenzzufuhrkanal 60.
Der Reaktortank 57 ist aus Kunstharz mit hoher optischer Durchlässigkeit, beispielsweise Polycarbonat, Cykloolefinpolymer oder PMMA (Polymethylmetacrylat). Der Druck im Reaktortank 57 wird niedriger als in der Körperhöhle gehalten, so dass eine Probe, beispielsweise ein Körperfluid, von dem Abtastanschluss 42 in den Reaktortank 57 in dem Moment fließt, wo der Verschluss 43 offen ist.
Ein Ende des Verschlusses 43 ist beispielsweise mit einem Ende 63 eines Ionenleiterstellglieds 62 verbunden und das andere Ende 64 des Ionenleiterstellglieds 62 ist mit einer Antriebsplatine 65 verbunden. Das Ionenleiterstellglied 62 zeigt eine Verformung, wenn eine Spannung angelegt wird. Basierend auf dieser Charakteristik kann der mit dem Ende 63 verbundene Verschluss 43 aufgeschoben werden, wenn eine Spannung angelegt wird, während das andere Ende 64 an der Zelleneinhausung 41 festgelegt ist. Die Mikropumpe 61 ist mit der Antriebsplatine 65 verbunden, die mit der Signalverarbeitungsplatine 53 über eine flexible Antriebsplatine 66 verbunden ist. Kurz gesagt, die Mikropumpe 61 und das Ionenleiterstellglied 62 werden von einem Steuersignal betrieben, das von der Signalverarbeitungsplatine 53 zur Treiberplatine 65 geschickt wird.
Wenn eine Reaktion zwischen der gesammelten Probe und einer Substanz, beispielsweise einem Antikörper, zu beginnen ist, wird eine Spannung an das Ionenleiterstellglied 62 angelegt, um den Verschluss 43 zu öffnen, was eine Probe, beispielsweise ein Körperfluid, aus der Körperhöhle von dem Abtastanschluss 42 in den Reaktortank 57 einbringt. Danach wird die Mikropumpe 61 durch ein Steuersignal von dem Treiberschaltkreis auf die Treiberplatine 65 betrieben, um Substanzen wie einen Antikörper aus dem Reagenzbehälter 59 in den Reaktortank 57 zu übertragen.
Wie in 6 gezeigt, enthält der Reaktionserkennungsabschnitt 52 ein Beleuchtungselement 62 und einen Photodetektor 68 auf der Signalverarbeitungsplatine 53, wobei der Reaktortank 57 zwischen dem Beleuchtungselement 67 und dem Photodetektor 68 liegt. Das Beleuchtungselement 67 wird beispielsweise durch eine weiße LED realisiert. Sie ist so angeordnet, dass sie zu einer Fläche 69 des Reaktortanks 57 weist, um den Reaktortank 57 mit Beleuchtungslicht zu bestrahlen. Der Photodetektor 68 wird beispielsweise durch eine PIN-Photodiode realisiert. Sie ist so angeordnet, dass sie zur anderen Fläche 70 des Reaktortanks 57 in der optischen Achse des Beleuchtungselements 67 weist, um Licht zu erkennen, das durch den Reaktortank 57 tritt. Ein LED-Treiberschaltkreis (nicht gezeigt) ist elektrisch mit dem Beleuchtungselement 67 verbunden, um den Lichtemissionsabschnitt des Beleuchtungselements 67 so zu betreiben, dass intermittierend Blitzlicht gezündet wird.
Bevor eine Reaktion zwischen der gesammelten Probe und der Substanz, beispielsweise dem Antikörper, begonnen wird, emittiert das Beleuchtungselement 67 ein Beleuchtungslicht aus dem Reaktortank 57 ohne Probe, beispielsweise einem Körperfluid in dem Reaktortank 57. Das durch den Reaktortank 57 gefallene Licht wird als Referenzstrahl vom Photodetektor 68 empfangen. Der am Photodetektor 68 empfangene Referenzstrahl wird in ein elektrisches Stromsignal entsprechend der Lichtintensität umgewandelt und der Signalverarbeitungsplatine 53 zur vorübergehenden Speicherung im Speicher 55 zugeführt. Daten des im Speicher 55 gespeicherten Referenzstrahls werden als Referenzdaten verwendet.
Nachfolgend wird während oder nach einer Reaktion der Probe mit der Substanz, beispielsweise dem Antikörper, im Reaktortank 57 vom Beleuchtungslicht 67 wieder Beleuchtungslicht auf den Reaktortank 57 emittiert, der mit der Reaktionssubstanz gefüllt ist. Licht, das durch den Reaktortank 57 getreten ist, wird am Photodetektor 68 als Messlicht empfangen. Das im Photodetektor 68 erlangte Messlicht wird gemäß der Lichtintensität in ein elektrisches Stromsignal gewandelt, wie oben beschrieben, und der Signalverarbeitungsplatine 53 zugeschickt und als Messdaten im Speicher 55 gespeichert. Die Messdaten und Referenzdaten, gespeichert im Speicher 55, werden in dem Signalverarbeitungsschaltkreis der Signalverarbeitungsplatine 53 einem arithmetischen Vorgang, beispielsweise einer Subtraktion, unterworfen. Das Ermittlungsergebnis, das durch diesen arithmetischen Vorgang ausgegeben wird, wird als Untersuchungsdaten wieder im Speicher 55 gespeichert.
Die intrazelluläre Antenne 54 ist elektrisch mit einer Kommunikationsplatine 71 verbunden. Die Kommunikationsplatine 71 ist mit einem Kommunikationsschaltkreis zum selektiven Entnehmen einer elektromagnetischen Welle versehen, die von der externen Antenne 5 kommt, und von der intrazellulären Antenne 54 empfangen wird, um eine Wellenerkennung, eine Demodulation eines Steuersignals von der externen Vorrichtung 6 und eine Ausgabe des demodulierten Signals an beispielsweise den Schaltkreis für jede Komponente durchzuführen. Weiterhin hat der Kommunikationsschaltkreis die Funktion der Signalmodulation, beispielsweise von Untersuchungsdaten und eines Identifikationscodes, basierend auf einer Trägerwelle bestimmter Frequenz, und die Übertragung elektromagnetischer Wellen an die externe Antenne 5 als in-vivo Information von der intrazellulären Antenne 54.
Zusätzlich zur Funktion der Speicherung von Messdaten und Referenzdaten hat der Speicher 55 Funktionen zum Zurückhalten eines Identifikationscodes, der für jede Erkennungszelle einzigartig ist und der Speicherung eines Kommunikationsprotokolls zur Steuerung, wann ein Signal von der intrazellulären Antenne 54 extern zu übertragen ist. Der Speicher 55 hat die Funktion des Zurückhaltens eines Rechenprogramms zur Anwendung arithmetischer Vorgänge an den Messdaten, den Referenzdaten etc. im Signalverarbeitungsschaltkreis auf der Signalverarbeitungsplatine 53.
Wie in 6 gezeigt, wird die Energieversorgung 56 beispielsweise durch eine Speicherbatterie 72 realisiert und liefert eine Betriebsleistung an das interne elektrische System der Erkennungszelle 4. Diese Speicherbatterie 72 ist über einen Wahlschalter 73 mit der Signalverarbeitungsplatine 53 verbunden und somit wird die Betriebsleistung der Speicherbatterie 72 über die Signalverarbeitungsplatine 53 dem Schaltkreis einer jeden Komponente zugeführt.
Dieser Wahlschalter 73 ist mit dem leitfähigen Gummibauteil 49 (in der Zeichnung nicht gezeigt) verbunden, das an der Zelleneinhausung 41 angeordnet ist. Genauer gesagt, wenn die Erkennungszelle 4 in dem Aufnahmebehälter 12 des medizinischen Kapselgeräts 3A aufgenommen ist, kann eine elektrische Leistung, die von der Metallelektrode 19 des Aufnahmebehälters 12 geliefert wird, der Speicherbatterie 72 über das leitfähige Gummibauteil 49 und dem Wahlschalter 73 zugeführt werden.
Weiterhin ist eine flexible Platine 74 für eine Kommunikation zwischen dem Wahlschalter 73 und die Kommunikationsplatine 71 gesetzt, so dass Signale zwischen der Speicherbatterie 73, der Signalverarbeitungsplatine 53 und der Kommunikationsplatine 71 übertragen werden können. Die Speicherbatterie 72 kann beispielsweise durch die intrazelluläre Antenne 54 geladen werden, die eine elektromagnetische Welle empfängt, welche von der externen Antenne 5 in Richtung Körperhöhle emittiert wird und die ein elektrisches Signal, das als Ergebnis des Empfangs erlangt wurde, über die flexible Platine 74 für die Kommunikation an die Speicherbatterie 72 überträgt. Ein Schalten zwischen der Energieversorgung an den Schaltkreis für die Komponente und dem Laden über die intrazelluläre Antenne 54 oder das leitfähige Gummibauteil 49 erfolgt durch den Wahlschalter 73.
Die Signalverarbeitungsplatine 53 ist mit einer Mehrzahl von Tragstiften 75 befestigt, die an der Innenfläche der Zelleneinhausung 41 angeordnet sind und die Schaltkreise der Komponenten, beispielsweise die flexible Treiberplatine 66 und der Speicher 55, sind elektrisch verbunden. Diese Signalverarbeitungsplatine 53 hat Funktionen zur Zufuhr von Betriebsleistung von der Energieversorgung 56 an die Treiberplatine 65 über die flexible Treiberplatine 66, der Steuerung der Komponenten der Erkennungszelle 4 und der Verarbeitung von erlangten Daten. Wie oben beschrieben, werden beispielsweise auf der Signalverarbeitungsplatine 53 Messdaten und Referenzdaten vom Photodetektor 68 und Speicher 55 gespeichert und diese im Speicher 55 gespeicherten Daten werden für arithmetische Vorgänge etc. ausgelesen. Weiterhin hat die Signalverarbeitungsplatine 53 eine Steuerfunktion zur Ausgabe eines Befehls, der dem Senden/Empfangen von Signalen an/von der externen Antenne 5 über die intrazelluläre Antenne 54 zugeordnet ist.
Wie in 1 gezeigt, enthält die außerhalb des Körpers des Patienten 2 liegende externe Antenne 5 eine Spule (nicht gezeigt), die in einer Schlaufe in dem ringförmigen Bauteil 81 verlegt ist und einen Kondensator (nicht gezeigt), der mit einem Rand der Spule verbunden ist. Mit dem ringförmigen Bauteil 81 ist ein Handgriff 82 verbunden, so dass beispielsweise eine Bedienungsperson den Handgriff 82 halten kann, um die externe Antenne 5 an jeder Stelle außerhalb des Körpers zu positionieren. Obgleich das ringförmige Bauteil 81 nicht auf eine bestimmte Größe beschränkt ist, ist es bevorzugt, wenn der Außendurchmesser des ringförmigen Bauteils 81 im Wesentlichen gleich der Körperbreite des Patienten 2 ist. Dies stellt sicher, dass die in-vivo Information von den Erkennungszellen 4 erlangt wird, die sich in der Körperhöhle festgesetzt haben, ohne dass die externe Antenne 5 besonders häufig bewegt werden muss.
Weiterhin ist der Handgriff 82 mit einem Schalter 83 versehen, um die externe Antenne 5 ein/auszuschalten. Ein Kommunikationskabel 84 für eine Kommunikation, beispielsweise ein USB-Kabel, ist mit dem Handgriff 82 verbindbar/hiervon entfernbar. Die externe Antenne 5 hat die Funktion des Empfangs elektromagnetischer Wellen von den Erkennungszellen 4, um Signale wie Untersuchungsdaten und Identifikationscodes an die externe Vorrichtung 6 über das Kommunikationskabel 84 zu übertragen und die Umwandlung von Steuersignalen von der externen Vorrichtung 6 in elektromagnetischen Wellen, um diese an die Erkennungszellen 4 zu übertragen.
Gemäß 1 ist die externe Vorrichtung 6 realisiert durch beispielsweise einen Personal Computer (nachfolgend als PC abgekürzt) 85. Der PC 85 enthält eine interne Festplatte (nicht gezeigt), die Untersuchungsdaten speichert, die von der externen Antenne 5 übertragen werden. Mit dem PC 85 sind ein Anzeigeabschnitt 86 zur Darstellung von Untersuchungsdaten von der Festplatte während oder nach der Untersuchung und eine Tastatur 87 als Beispiel eines Betätigungsfelds zur Dateneingabe verbunden.
Der PC 85 enthält einen Identifikationsabschnitt zur Identifizierung eines Identifikationscodes, der von jeder aus der Mehrzahl von Erkennungszellen 4 übertragen wird. Der Identifikationsabschnitt identifiziert in kurzer Zeit eine Mehrzahl von Erkennungszellen 4 in berührungsfreier Weise durch Analysierung von Identifikationscodes, die von der externen Antenne 5 empfangen werden. Weiterhin enthält der PC 85 einen externen Steuerabschnitt (nicht gezeigt) zur Übertragung eines gemeinsamen Steuersignals an die Mehrzahl von Erkennungszellen 4.
Wenn gemäß 7 die externe Vorrichtung 6 Untersuchungsdaten von einer Mehrzahl von Erkennungszellen 4 ausliest, positioniert der Patient 2, ein Arzt oder dergleichen, die externe Antenne 5 an einer extrakorporalen Stelle nahe der Untersuchungsstelle und drückt beispielsweise den Schalter 83, um von der externen Antenne 5 ein Befehlssignal auszugeben, mit dem in-vivo Information über einen weiten Bereich im Körper unter Verwendung elektromagnetischer Wellen ausgelesen werden. Das Befehlssignal enthält einen Code äquivalent zu oder entsprechend dem Identifikationscode der Erkennungszelle 4, von der die Untersuchungsdaten zu lesen sind. Eine Mehrzahl von Erkennungszellen 4, die in dem Strahlungsbereich der elektromagnetischen Wellen vorliegen, empfängt das Befehlssignal mit ihren jeweiligen intrazellulären Antennen 54 und sendet es als elektrische Signale über die Kommunikationsplatinen 71 an die Signalverarbeitungsplatinen 53. Zu diesem Zeitpunkt liest jede der Signalverarbeitungsplatinen 53 den Identifikationscode und die im Speicher 55 gespeicherten Untersuchungsdaten aus und wenn der Code des Befehlssignals in Übereinstimmung mit dem Identifikationscode aus dem Speicher 55 ist, werden sie gemäß einem Kommunikationsprotokoll an die Kommunikationsplatine 71 gesendet. Der Identifikationscode und die Untersuchungsdaten, die zur Kommunikationsplatine 71 gesendet werden, werden von der intrazellulären Antenne 54 in Form elektromagnetischer Wellen nach außen übertragen.
Außerhalb der Körperhöhle empfängt die externe Antenne 5 ein Signal einschließlich der Untersuchungsdaten, das von der Erkennungszelle 4 in der Körperhöhle übertragen wurde. Die externe Vorrichtung 6 speichert die Untersuchungsdaten, die von der externen Antenne 5 übertragen wurden, beispielsweise auf der Festplatte des PC 85.
Bevor das medizinische Kapselgerät 3A in den Patienten 2 eingeführt wird, werden Daten, welche die Abgabezeiten der Erkennungszelle 4 angeben und im Zeitgeber 15 des medizinischen Kapselgerätes 3A gesetzt sind, in der Festplatte des PC 85, der die externe Vorrichtung 6 bildet, gespeichert.
Die Arbeitsweise gemäß dieser Ausführungsform wird nun beschrieben.
Bevor eine Untersuchung des Patienten 2 beginnt, schaltet der Techniker oder die Bedienungsperson den internen Schalter 32 des medizinischen Kapselgerätes 3A EIN. Wenn der Zeitgeber 15 mit der Zeitmessung beginnt, wird das medizinische Kapselgerät 3A in die Körperhöhle des Patienten 2 oral oder anal eingeführt. Wenn sich das medizinische Kapselgerät 3A in die Körperhöhle vorwärts bewegt, liest der Steuerschaltkreis der Steuerplatine 14 erste Zeitinformationen, gemessen vom Zeitgeber 15 und zweite Zeitinformationen zur Abgabe von Erkennungszellen 4, die im Speicher 34 gespeichert sind, aus, und vergleicht diese beiden Werte an Zeitinformationen.
Wenn als Vergleichsergebnis der Zeitinformationen bestimmt wird, dass die erste Zeitinformation mit der zweiten Zeitinformation übereinstimmt, liest der Steuerschaltkreis der Steuerplatine 14 aus dem Speicher 34 die Information über die Zahl der abgegebenen Erkennungszellen 4. Basierend auf der Information über die Anzahl von abgegebenen Erkennungszellen 4, schickt die Steuerplatine 14 ein erstes Steuersignal zur Steuerung der Drehung des Motors 25 und schickt ein mittels der flexiblen Platine 27 zweites Steuersignal zur Einstellung des Verhältnisses zwischen der Anzahl von Umdrehungen des Motors 25 und der Nocke 24 an das Übertragungsgetriebe 26. Wenn diese ersten und zweiten Steuersignale dem Motor 25 und dem Übertragungsgetriebe 26 zugeführt werden, beginnt die Nocke 24 zu drehen. Hierbei wird die Nocke 24 so gesteuert, dass sie eine bestimmte Drehzahl und bestimmte Anzahl von Umdrehungen basierend auf den ersten und zweiten Steuersignalen durchführt.
Wenn die Nocke 24 dreht, weist, wie oben beschrieben, der Ausschnitt 22 zu dem Abgabeschlitz 28, um zu veranlassen, dass die Erkennungszelle 4 aus dem Aufnahmebehälter 12 durch die Druckkraft des elastischen Bauteils 21 in den Ausschnitt 22 geführt wird. Wenn die Nocke 24 sich weiter dreht, drückt die Nockenfläche 30 die Erkennungszelle 4, die in dem Ausschnitt 22 aufgenommen ist, um sie in Richtung des Abgabeanschlusses 18 entlang des Abgabeschlitzes 28 zu schieben. Die Nocke 24 wiederholt dann den oben beschriebenen Abgabevorgang, indem sie mit der Drehung fortfährt, bis eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen erreicht ist, um so viele Erkennungszellen 4 in die Körperhöhle abzugeben, wie die im Speicher 34 gespeicherte Anzahl, wobei eine Erkennungszelle 4 nach der anderen abgegeben wird.
Auf diese Weise wird die Anzahl von abgegebenen Erkennungszellen 4 gemäß den zu erkennenden Substanzen und den Untersuchungszellen in der Körperhöhle eingestellt. Wenn beispielsweise der Hauptzweck ist, nach Verdauungsstörungen zu untersuchen, werden viele Erkennungszellen 4 im Magen abgegeben, wohingegen nur wenige oder keine Erkennungszellen 4 an anderen Stellen als dem Magen abgegeben werden, beispielsweise im Darm. Weiterhin kann die gleiche Anzahl von Erkennungszellen an allen Untersuchungsstellen abgegeben werden.
Jede der an den Untersuchungsstellen in der Körperhöhle abgegebenen Erkennungszellen 4 wird an der Innenwand der Körperhöhle durch die Blattfeder 45a und 45b immobilisiert, wenn der Verschluss 43 geschlossen ist. Die externe Vorrichtung 6 überträgt das erste Signal zur Anweisung des Erlangens von Referenzdaten in Richtung der Körperhöhle über die externe Antenne 5. In diesem Fall empfängt die Mehrzahl von Erkennungszellen 4, die an unterschiedlichen Stellen in der Körperhöhle dauersondenartig festgelegt sind, das erste Signal durch ihre jeweiligen intrazellulären Antennen 54. Jede der Erkennungszellen 4 emittiert Beleuchtungslicht auf den Reaktortank 57 mittels des Beleuchtungselements 67 für eine bestimmte Zeitdauer und empfängt am Photodetektor 68 einen Referenzstrahl, der durch den Reaktortank 57 gelaufen ist, um das erhaltene Ergebnis im Speicher 55 als Referenzdaten zu speichern.
Dann überträgt die externe Vorrichtung 6 ein zweites Signal zur Auslösung einer Reaktion zwischen einer zu sammelnden Probe und einer Substanz, beispielsweise einem Antikörper, in Richtung Körperhöhle über die externe Antenne 5. Die Mehrzahl von Erkennungszellen 4, die an unterschiedlichen Stellen in der Körperhöhle dauersondenartig festgelegt sind, empfangen das zweite Signal über ihre jeweiligen intrazellulären Antennen 54. Das zweite Signal ist an allen Erkennungszellen 4 erkennbar, die in die Körperhöhle abgegeben worden sind. Wenn jede der Erkennungszellen 4 das zweite Signal empfängt, öffnet sie den Verschluss 43 durch ein Steuersignal von der Signalverarbeitungsplatine 53, um eine Probe, beispielsweise ein Körperfluid, in den Reaktortank 57 zu leiten. Wenn der Reaktortank 57 mit der Probe gefüllt ist, schließt die Erkennungszelle 4 den Verschluss 43 und überführt einen Antikörper in den Reaktortank 57 vom Reagenzbehälter 59, um die Probe mit der Substanz, beispielsweise einem Antikörper, für eine Antigen/Antikörper-Reaktion zu mischen.
Während oder nach der Reaktion überträgt die externe Vorrichtung 6 ein drittes Signal zur Anweisung der Erkennung des Reaktionsergebnisses der Antigen/Antikörper-Reaktion über die externe Antenne 5 in Richtung Körperhöhle. Wenn die Erkennungszelle 4 das dritte Signal empfängt, gibt sie wieder Beleuchtungslicht vom Beleuchtungselement 67 in Richtung des Reaktortanks 57 ab und empfängt am Photodetektor 68 das Messlicht, das durch den Reaktortank 57 gelaufen ist, um das erlangte Ergebnis als Messdaten im Speicher 55 zu speichern. Die im Speicher 55 gespeicherten Referenzdaten und Messdaten werden für einen Arithmetikvorgang durch den Signalverarbeitungsschaltkreis auf der Signalverarbeitungsplatine 53 verwendet. Das Ermittlungsergebnis, das durch diesen arithmetischen Vorgang ausgegeben wird, wird als Untersuchungsdaten im Speicher 55 zurückgespeichert.
Bei der oben beschriebenen Antigen/Antikörper-Reaktion führen die Reaktionseinheiten 15 und der Reaktionserkennungsabschnitt 52 eine Blutsensorfunktion zur Erkennung von Blut in der Probe unter Verwendung eines Blutkomponentenantikörpers oder eine Tumorsensorfunktion mit beispielsweise Speiseröhrenkrebs-Markerantikörper, Magenkrebs-Markerantikörper oder Darmkrebs-Markerantikörper durch.
Blutkomponentenantikörper umfassen beispielsweise Antikörper-konjugiertes Kolloid, bei dem Anti-Mensch-Hämoglobin oder Maus-monoklonale Antikörper an Goldkolloidpartikel und Chromogen gebunden sind. Das Antikörper-konjugierte Kolloid zeigt purpurrote Farbe und ändert seine Farbe in helles Purpurrot oder in eine graue Farbe, wenn es mit menschlichem Hämoglobin in der Probe und Agglutinaten reagiert. Speiseröhrenkrebs-Marker umfassen SCC, CYFRA und andere Substanzen. Magenkrebs-Marker umfassen CEA, CA72-4, CA19-9, STN oder andere Substanzen.
Wenn ein Reagenz verwendet wird, um ein Antigen zu erkennen, kann ein Markierungsreagenz zusätzlich zu dem Antikörper vorab in dem Reagenzbehälter 59 eingeschlossen werden. In diesem Fall wird das Markierungsreagenz aus dem Reagenzbehälter 59 während oder nach der Reaktion abgesaugt, um das Reagenz mit einem Antigen/Antikörperkomplex zu mischen, der von dem Antikörper und dem Antigen in der Probe erzeugt wurde.
Genauer gesagt, die Substanz, beispielsweise ein Antikörper, wird vom Reagenzbehälter 59 in den Reaktortank 57 geführt, wenn die Reaktion mit der Probe beginnt und reagiert mit dem Antigen der Probe im Reaktortank 57, um eine Änderung der Lichtdurchlässigkeit oder eine optische Änderung, beispielsweise eine Färbung/Entfärbung, Lumineszenz oder Fluoreszenz zu verursachen. Das Vorhandensein von beispielsweise Blutungen oder Tumoren wird durch Messung der optischen Änderung unter Verwendung des Photodetektors 68 erkannt. Wenn beispielsweise eine Änderung der Lichtdurchlässigkeit zu erkennen ist, erkennt die Erkennungszelle 4 einen Referenzstrahl und Messlicht mit dem Photodetektor 68 und schickt die Referenzdaten und die Messdaten mit Informationen über die jeweiligen Lichtintensitäten an die Signalverarbeitungsplatine 53. Die Erkennungszelle 4 vergleicht diese Datenwerte im Signalverarbeitungsschaltkreis der Signalverarbeitungsplatine 53 und damit wird eine Lichtschwächung nach der Reaktion gegenüber der Lichtintensität vor der Reaktion berechnet.
Für den Fall, dass bei der Antigen/Antikörper-Reaktion eine Lumineszenz auftritt, kann die Lumineszenz vom Photodetektor 68 erkannt werden, ohne dass Licht vom Beleuchtungselement 67 abgegeben wird.
Wenn jede der Erkennungszellen 4 an allen Stellen in der Körperhöhle die oben beschriebene Serie von Reaktionserkennungsprozessen abgeschlossen hat und das Beurteilungsergebnis als Untersuchungsdaten im Speicher 55 gespeichert worden ist, wird ein Befehlssignal, das heißt ein viertes Signal, zur Anweisung des Auslesens des Identifikationscodes von der externen Vorrichtung 6 in Richtung Körperhöhle gesendet. Das vierte Signal ist von allen Erkennungszellen 4, die in die Körperhöhle abgegeben worden sind, erkennbar. Wenn jede aus der Mehrzahl von Erkennungszellen in der Körperhöhle das vierte Signal empfängt, sendet es den im Speicher 55 gespeicherten Identifikationscode über die intrazelluläre Antenne 54 nach außen. Da dieser Identifikationscode nur eine geringe Informationsmenge enthält, identifiziert der Identifizierungsabschnitt der externen Vorrichtung 6 alle Identifikationscodes in kurzer Zeit, selbst wenn alle Erkennungszellen 4 in der Körperhöhle die Identifikationscodes gleichzeitig senden. Auf diese Weise wird eine Mehrzahl von Erkennungszellen 4 vom Identifikationsabschnitt in kurzer Zeit berührungsfrei identifiziert.
Wenn die externe Vorrichtung 6 alle Identifikationscodes identifiziert und die Anzahl von Erkennungszellen 4 bestimmt, die in der Körperhöhle vorhanden sind, sendet die externe Vorrichtung 6 sequentiell an alle Erkennungsstellen 4 ein fünftes Signal, um die Übertragung von Untersuchungsdaten anzuweisen. Wenn jede der Erkennungszellen 4 das fünfte Signal empfängt, sendet sie im Speicher 55 gespeicherte Untersuchungsdaten gemäß einem Kommunikationsprotokoll nach außen. Zu diesem Zeitpunkt sendet die Mehrzahl von Erkennungszellen 4 sequentiell Untersuchungsdaten basierend auf dem Kommunikationsprotokoll, und zwar jeden Datenwert einzeln. Die gesendeten Untersuchungsdaten und Identifikationscodes werden von der externen Antenne 5 empfangen, der externen Vorrichtung 6 übertragen und dann im PC 85 verarbeitet und gespeichert. Wenn eine in-vivo Information an Bereichen im Körper darzustellen ist, werden die erhaltenen Untersuchungsdaten und andere Informationen auf dem Anzeigeabschnitt 86 dargestellt.
Die Übertragung der oben beschriebenen ersten, zweiten und dritten Signale wird von dem Probenbeurteilungssteuerabschnitt (nicht gezeigt) durchgeführt, der in der externen Vorrichtung 6 vorhanden ist. Weiterhin erfolgt die Übertragung des oben beschriebenen vierten Signals von dem Kommunikationssteuerabschnitt (nicht gezeigt), der in der externen Vorrichtung 6 angeordnet ist.
Weiterhin überträgt bei der oben beschriebenen Abfolge von Reaktionserkennungsprozessen die externe Vorrichtung 6 bei Bedarf elektromagnetische Wellen (Energie) über die externe Antenne 5 an die Körperhöhle, um die Speicherbatterien 72 in den Erkennungszellen 4 aufzuladen.
Wie oben beschrieben, empfängt bei dem in-vivo Informationsakquisitionsgerätsystem 1 dieser Ausführungsform eine Erkennungszelle 4, die in der Körperhöhle dauersondenartig verankert ist, ein Reaktionsstartsignal und öffnet den Verschluss 43, um eine Probe in den Reaktortank 57 zu leiten. Daher kann verhindert werden, dass Fremdsubstanzen von Stellen anders als einer Untersuchungsstelle sich am Reaktortank 57 anheften, bis die Reaktion angewiesen wird. Folglich kann Blut (Hämoglobin), Tumormarker etc. in einer Probe, beispielsweise einem Körperfluid, mit hoher Genauigkeit an einer Mehrzahl von Stellen in der Körperhöhle erkannt werden, um eine hoch zuverlässige in-vivo Information zu erhalten.
Weiterhin kann eine Mehrzahl von Erkennungszellen 4 unterschiedliche Antikörper enthalten und diese Erkennungszellen 4 können sequentiell in die Körperhöhle abgegeben werden. Somit kann eine Mehrzahl von Substanztypen und Antigenen in der Probe an der gleichen Untersuchungsstelle erkannt werden.
Die zweiten und vierten Signale sind von allen Erkennungszellen 4 erkennbar, die in die Körperhöhle abgegeben wurden. Mit einem einzelnen Steuervorgang von der externen Vorrichtung 6 kann somit eine Mehrzahl von Erkennungszellen 4 eine Reaktion an ihren jeweiligen Proben beginnen und Identifikationscodes im Wesentlichen gleichzeitig übertragen. Als Ergebnis kann eine Reaktion zwischen einer Probe und einer Substanz, beispielsweise einem Antikörper, in der Körperhöhle an einer Mehrzahl von Untersuchungsstellen im Wesentlichen gleichzeitig begonnen werden.
Weiterhin speichert jede Erkennungszelle 4 einen einzigartigen Identifikationscode im Speicher 55 und enthält die intrazelluläre Antenne 54 zur Übertragung verschiedener Informationstypen, beispielsweise den Identifikationscode. Daher können die Erkennungszellen 4, die an einer Mehrzahl von Stellen in der Körperhöhle verteilt sind, berührungsfrei gleichzeitig identifiziert werden. Im Ergebnis kann, selbst wenn eine Information über die Anzahl von Erkennungszellen 4, die in dem medizinischen Kapselgerät 3A aufbewahrt sind, nicht zur Verfügung steht, die Anzahl von Erkennungszellen 4, mit denen kommuniziert werden kann und die in die Körperhöhle abgegeben worden sind, in kurzer Zeitdauer identifiziert werden.
Da weiterhin die Erkennungszellen 4 Untersuchungsdaten an die externe Antenne 5 gemäß den Kommunikationsprotokollen in den Speichern 55 übertragen, kann eine Interferenz zwischen einer Mehrzahl von Datenteilen vermieden werden.
Das medizinische Kapselgerät 3A gemäß dieser Ausführungsform speichert in sich eine Mehrzahl von Erkennungszellen 4 und wird in die Körperhöhle transportiert. Damit können die Erkennungszellen 4 an einer Mehrzahl von Untersuchungsorten abgegeben und in der Körperhöhle verankert werden. Da weiterhin die Abgabeeinheit 13 von der Setzinformation im Speicher 34 gesteuert wird, kann die Anzahl von abgegebenen Erkennungszellen 4 gemäß den zu erkennenden Substanzen in der Körperhöhle und dem Untersuchungszweck eingestellt werden. Somit kann eine gewünschte Anzahl von Erkennungszellen 4 an einer Mehrzahl von unterschiedlichen Untersuchungsstellen in der Körperhöhle abgegeben werden, während sich das medizinische Kapselgerät 3A vorwärts bewegt.
Da weiterhin eine Mehrzahl von Erkennungszellen 4 in dem medizinischen Kapselgerät 3A aufbewahrt werden kann, kann die Anzahl von Malen, zu denen das medizinische Kapselgerät 3A in die Körperhöhle des Patienten 2 eingeführt wird, verringert werden, auch zwei oder mehr Stellen in der Körperhöhle zu untersuchen sind. Im Ergebnis fühlt sich der Patient 2 weniger unbehaglich, da das medizinische Kapselgerät 3A weniger oft oral oder anal eingeführt werden muss. Weiterhin werden die Erkennungszellen 4 in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Längsausrichtung des medizinischen Kapselgeräts 3A abgegeben. Somit behindern die abgegebenen Erkennungszellen 4 die Vorwärtsbewegung des medizinischen Kapselgerätes 3A nicht, ungeachtet, welches Ende des Gehäuses 11 vorne liegt, wenn das medizinische Kapselgerät 3A sich vorwärts bewegt.
Da weiterhin das medizinische Kapselgerät 3A die elektrische Verbindung in dem Aufbewahrungsbehälter 12 enthält, kann den Erkennungszellen 4 Energie zugeführt werden, während sie in dem medizinischen Kapselgerät 3A aufbewahrt sind. Selbst wenn daher die Erkennungszellen 4 im Aufbewahrungsbehälter 12 lange Zeit aufbewahrt werden, so dass sich die Batterien entladen, kann das medizinische Kapselgerät 3A die Energieversorgung der Erkennungszellen 4 wieder aufladen.
Da die externe Vorrichtung 6 Daten speichert, welche die Abgabezeiten der Erkennungszellen 4, festgesetzt im Zeitgeber 15 des medizinischen Kapselgerätes 3A angeben, sowie Identifikationscodes die Erkennungszellen 4, können die Lagen der Erkennungszellen 4 in der Körperhöhle durch Zuordnen der Abgabezeiten zu den Identifikationscodes abgeschätzt werden. Im Ergebnis können Stellen, wo Blutungen oder ein Tumor in der Körperhöhle bestätigt wurden, einfacher durch Zuweisung von Untersuchungsdaten, die von den Erkennungszellen 4 übertragen werden, zu den geschätzten Positionen der Erkennungszellen 4 identifiziert werden. Dies verbessert die Diagnosefähigkeit.
Diese Ausführungsform ist nicht auf den oben beschriebenen Aufbau beschränkt.
Zunächst wird bei dieser Ausführungsform eine Substanz, beispielsweise ein Antikörper im Reagenzbehälter 59 in den Reaktortank 57 der Reaktionseinheit 51 in jede Erkennungszelle 4 durch den Betrieb der Mikropumpe 61 absorbiert. Anstelle hiervon können ein elastischer Reagenzbehälter 91 und ein Mikrostellglied 92 vorgesehen sein, wie in 8 gezeigt. In diesem Fall ist der elastische Reagenzbehälter 91 ausdehnbar und schrumpfbar, um eine Substanz wie einen Antikörper anstelle des Reagenzbehälters 59 aufzubewahren. Das Mikrostellglied 92 ist mit der Treiberplatine 65 verbunden und drückt auf den elastischen Reagenzbehälter 91 bei einem Steuersignal von der Signalverarbeitungsplatine 52. Weiterhin ist zwischen dem Reaktortank 57 und dem elastischen Reagenzbehälter 91 ein Einwegventil 93 vorgesehen. Dieses Einwegventil 93 öffnet nur, wenn auf es Druck gleich oder größer als ein bestimmter Wert ausgeübt wird, so dass ein Fluid wie ein Antikörper sich zwischen dem elastischen Reagenzbehälter 91 und dem Reaktortank 57 bewegen kann.
Hierbei wird ein Elektromagnetstellglied an einem konkaven Befestigungsabschnitt 94 an einer Innenfläche des Zellengehäuses 41 als ein Beispiel des Mikrostellglieds 92 vorgesehen, wie in 8 gezeigt. Dieses Elektromagnetstellglied enthält mittig hiervon ein im Wesentlichen zylindrisches Druckteil 95 und eine Spule 96 ist um das Äußere des Druckteils 95 gewickelt. Weiterhin ist ein Permanentmagnet 97 an dem Befestigungsabschnitt 94 an der Innenwand des Behälters 41 angeordnet. Das Elektromagnetstellglied legt elektrischen Strom an die Spule 96 von der Signalverarbeitungsplatine 53 an, so dass das Druckteil 95 in Richtung des Reaktortanks 57 oder hiervon weg bewegt wird (das heißt in der Figur nach links oder rechts).
Wenn bei diesem Aufbau eine Probe wie ein Körperfluid mit einer Substanz wie einem Antikörper zu reagieren hat, bringt die Erkennungszelle 4 die Probe in den Reaktortank 57 und verschließt den Verschluss 43. Danach betreibt die Erkennungszelle 4 das Mikrostellglied 92 durch ein Steuersignal. Zu diesem Zeitpunkt drückt das Mikrostellglied 92 den elastischen Reagenzbehälter 91 und bewegt eine Substanz wie einen Antikörper, der in dem elastischen Reagenzbehälter 91 aufbewahrt ist, in den Reaktortank 57, um die Probe mit der Substanz, beispielsweise dem Antikörper für eine Antigen/Antikörperreaktion zu mischen.
Auf diese Weise wird der Mechanismus zum Einbringen einer Substanz, beispielsweise einem Antikörper, in den Reaktortank 57 vereinfacht, so dass der Aufbau weniger kompliziert wird und die Erkennungszellen 4 kompakter gemacht werden können.
Obgleich das Mikrostellglied 92 in dieser Figur mit vereinfachtem Aufbau dargestellt ist, kann das Mikrostellglied 92 von jeglichem Typ sein. Genauer gesagt, das Mikrostellglied 92 kann durch ein Elektromagnetstellglied gemäß 8, einen Standardgleichstrom- oder -wechselstrommotor, einen Linearmotor oder einen piezoelektrischen Motor realisiert werden.
Zweitens werden bei dieser Ausführungsform die Blattfedern 45a und 45b als Verankerungsabschnitt verwendet. Anstelle hiervon kann ein Verankerungsabschnitt 102 nahe einer Bodenfläche 101 vorgesehen sein, der der rückwärtigen Fläche des Probennahmeanschlusses 42 der Zelleneinhausung 41 entspricht.
Gemäß den 9A und 9b enthält der Verankerungsabschnitt 102 einen Elektromagneten 103, einen Magneten 104 und zwei biegbare/ausstreckbare Arme 105a und 105b. Der Elektromagnet 103 liegt im Wesentlichen mittig nahe der Bodenfläche 101 des Zellengehäuses 41 und enthält eine Spule, die elektrisch mit der oben beschriebenen Signalverarbeitungsplatine 53 verbunden ist. Weiterhin ist der Magnet 104 im Wesentlichen rechteckförmig. Er ist so angeordnet, dass er zum Elektromagneten 103 weist und vom Elektromagneten 103 entfernt ist. Ein Ende des Arms 105a und ein Ende des Arms 105b sind an beiden Enden dieses Magneten 104 angeordnet. Weiterhin sind die anderen Enden der Arme 105a und 105b an Armbefestigungsabschnitten 106a bzw. 106b befestigt, die an der Bodenfläche 101 des Zellengehäuses 41 angeordnet sind.
Der Elektromagnet 103 erzeugt eine magnetische Anziehungs- oder Abstoßkraft gegenüber dem Magneten 104. Der Magnet 104 kann sich in Richtung des Elektromagneten 103 oder von diesem weg bewegen, wobei die beiden Arme 105a und 105b gebogen/gestreckt werden. Die Signalverarbeitungsplatine 53 steuert das von der Spule erzeugte Magnetfeld, indem beispielsweise die Stromflussrichtung in der Spule des Elektromagneten 103 umgekehrt wird. Genauer gesagt, die Signalverarbeitungsplatine 53 steuert das Magnetfeld des Elektromagneten 103 und damit bewegt sich der Magnet 104 vom Elektromagneten 103 weg oder darauf zu, wobei sich die beiden Arme 105a und 105b biegen oder dehnen. Im Ergebnis kann die Erkennungszelle 4 die Innenwand der Körperhöhle in dem Raum durchstoßen, der von den beiden Armen 105a und 105b eingefasst wird.
Wenn die Erkennungszelle 4 in dem Aufnahmebehälter 12 des medizinischen Kapselgerätes 3A aufbewahrt ist, sind die Arme 105a und 105b gefaltet, wie in 9A gezeigt. Wenn die Erkennungszelle 4 in die Körperhöhle aus dem medizinischen Kapselgerät 3A abgegeben wird, steuert die Erkennungszelle 4 den Elektromagneten 103, so dass der Magnet 104 eine Abstoßkraft erfährt, wie in 9B gezeigt. Da sich hierbei die Arme 105a und 105b ausdehnen, wird eine Innenwand der Körperhöhle in den Raum gebracht, der von den beiden Armen 105a und 105b eingefasst wird. Danach steuert die Erkennungszelle den Elektromagneten 103, so dass der Magnet 104 eine Anziehungskraft erfährt und damit werden die Arme 105a und 105b zurückgefaltet. Im Ergebnis wird die Innenwand der Körperhöhle von den Armen 105a und 105b eingeklemmt.
Mit diesem Aufbau, der den obigen Verankerungsabschnitt 102 verwendet, wird die Signalverarbeitungsplatine 53 gesteuert, um die Erkennungszelle 4 zu veranlassen, sich aktiv selbst in der Körperhöhle zu verankern.
Obgleich 9A die Arme 105a und 105b außerhalb der Bodenfläche 101 des Zellengehäuses 41 gefaltet zeigt, ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Beispielsweise kann die Bodenfläche 101 mit einer Vertiefung zur Aufnahme der Arme 105a und 105b versehen sein. Beispielsweise hat, während die Arme 105a und 105b gefaltet sind, die Vertiefung eine solche Tiefe, dass die Bodenfläche 101 im Wesentlichen eben zu den Außenflächen der Arme 105a und 105b ist. Dies erlaubt, dass die Erkennungszelle 4 glatt aus dem medizinischen Kapselgerät 3A in die Körperhöhle abgegeben wird. Weiterhin kann anstelle des oben beschriebenen Aufbaus der Verankerungsabschnitt 102 einen Aufbau derart haben, dass die Arme 105a und 105b sich in einer Richtung parallel zur Bodenfläche 101 biegen/dehnen.
Drittens enthält gemäß dieser Ausführungsform das medizinische Kapselgerät 3A einen Aufnahmebehälter 12. Anstelle hiervon kann das medizinische Kapselgerät 3A eine Mehrzahl von Aufnahmebehältern 12 enthalten. Wie beispielsweise in 10 gezeigt, enthält das medizinische Kapselgerät 3A drei Aufnahmebehälter 12a, 12b und 12c, die in Abständen von annähernd 120° um die Längsmittelachse des Gehäuses 11 herum angeordnet sind. Weiterhin haben die Aufnahmebehälter 12a, 12b und 12c ein offenes Ende in Verbindung mit dem Nockenbehälter 17. Dieser Nockenbehälter 17 hat drei Abgabeschlitze 28a, 28b und 28c, die mit drei Abgabeanschlüssen 18a, 18b und 18c verbunden sind, die entsprechend am Gehäuse 11 vorgesehen sind. Die Aufnahmebehälter 12a, 12b und 12c, die Abgabeanschlüsse 18a, 18b und 18c und die Abgabeschlitze 28a, 28b und 28c sind in einer gleichen Positionsbeziehung wie der Aufnahmebehälter 12, der Abgabeanschluss 18 und der Abgabeschlitz 28 angeordnet.
Genauer gesagt, wenn die Nocke 24 dreht, weist der Ausschnitt 22 der Nocke 24 zum Abgabeschlitz 28a (28b, 28c), um die im Aufnahmebehälter 12a (12b, 12c) enthaltene Erkennungszelle 4 in den Ausschnitt 22 zu überführen. Wenn die Nocke 24 weiter dreht, drückt die Nockenfläche 30 die Erkennungszelle 4 im Ausschnitt 22, um sie in Richtung Abgabeanschluss 18a (18b, 18c) entlang des Abgabeschlitzes 28a (28b, 28c) zu schieben. Wenn danach die Nocke 24 um 120° dreht, weist der Ausschnitt 22 zum Abgabeschlitz 28b (28c, 28a), und zu veranlassen, dass die Erkennungszelle 4 durch den gleichen Abgabevorgang abgegeben wird.
Weiterhin wiederholt die Nocke 24 den oben beschriebenen Abgabevorgang durch weitere Drehung, bis eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen erreicht ist, um die festgelegte Anzahl von Erkennungszellen 4 in die Körperhöhle abzugeben, und zwar jede Erkennungszelle 4 einzeln.
Dies erlaubt, dass mehr Erkennungszellen 4 im medizinischen Kapselgerät 3A aufgenommen werden. Im Ergebnis kann die Anzahl von Malen, während denen das medizinische Kapselgerät 3A in die Körperhöhle des Patienten 2 eingeführt wird, verringert werden, auch wenn viele Stellen in der Körperhöhle zu untersuchen sind.
Zweite Ausführungsform
Ein in-vivo Informationsakquisitionsgerätsystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die 11A bis 11C beschrieben, wobei besondere Aufmerksamkeit auf eine Erkennungszelle 110 gerichtet ist. Bei der zweiten Ausführungsform sind gleiche Bauteile wie bei der ersten Ausführungsform mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden somit nicht nochmal beschrieben. Weiterhin werden aus Gründen der Einfachheit der Beschreibung einige Bauteile unter Bezugnahme auf die 1, 5 und 9 beschrieben.
Die Erkennungszelle 110 gemäß dieser Ausführungsform unterscheidet sich von der Erkennungszelle 4 gemäß der ersten Ausführungsform dahingehend, dass die Erkennungszelle 110 einen Film 112 mit einer Reaktionsfläche enthält, um zu veranlassen, dass eine Probe wie ein Körperfluid mit einer Substanz wie einem Antikörper reagiert (nachfolgend als die Reaktionsfläche bezeichnet), und zwar anstelle des Reaktortanks, sowie ein RF-ID 114 anstelle der intrazellulären Antenne.
11 zeigt Darstellungen, die den Aufbau der Erkennungszelle 110 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. 11A ist eine Draufsicht auf die Erkennungszelle 110. 11B ist eine Schnittdarstellung entlang Linie A-A' der Erkennungszelle 110 in 11A. 11C ist eine Schnittdarstellung entlang Linie B-B' der Erkennungszelle 110 in 11A.
Die Erkennungszelle 110 enthält ein scheibenförmiges Zellengehäuse 111 und enthält weiterhin in dem Zellengehäuse 111 den Film 112, einen Reaktionserkennungsabschnitt (Probenbeurteilungsabschnitt) 113, eine Signalverarbeitungsplatine 53, einen Speicher 55, ein RF-ID (Etikettierabschnitt, Kommunikationsabschnitt) 114 und einen Kondensator (Energieversorgungsabschnitt) 115.
Der Film 112 hat eine Reaktionsoberfläche, die zur Erkennung einer Reaktion einer erkannten Substanz in einer Probe dient, beispielsweise einem in der Körperhöhle gesammelten Körperfluid. Weiterhin ist der Reaktionserkennungsabschnitt 113 nahe dem Film 112 angeordnet, um das Reaktionsergebnis der Probe auf dem Film 112 zu erkennen. Die Signalverarbeitungsplatine 53 enthält einen Signalverarbeitungsschaltkreis für eine Steuerverarbeitung der internen Bestandteile der Erkennungszelle 110, zur Verarbeitung des Reaktionsergebnisses vom Reaktionserkennungsabschnitt 113 etc. Der Speicher 55 speichert die in-vivo Information, die in dem Reaktionserkennungsabschnitt 113 erlangt wurde, Einstellinformationen mit Reaktionsbedingungen zum Zeitpunkt der Untersuchung durch die externe Vorrichtung 6 etc. Das RF-ID 114 liegt unterhalb der Signalverarbeitungsplatine 53 für eine Funktion des Sendens/Empfangens eines Signals zur Steuerung der Erkennungszelle 110 und eines Signals wie der in-vivo Information an/von der externen Antenne 5 und zur Speicherung von Identifikationscodes, die einzigartig für eine Mehrzahl von Erkennungszellen sind. Der Kondensator 115 liegt benachbart der oberen Fläche der Signalverarbeitungsplatine 53, um Betriebsleistung an das elektrische System in der Erkennungszelle 110 zu liefern.
Das Zellengehäuse 111 hat einen Verankerungsabschnitt mit den Blattfedern 45a und 45b gemäß 5 oder den Armen 105a und 105b gemäß 9. Wie weiterhin in 11 gezeigt, hat das Zellengehäuse 111 an einer Fläche hiervon eine im Wesentlichen rechteckförmige Öffnung (Probensammelabschnitt) 116 zum Heranziehen einer Probe wie eines Körperfluids und zwei Verschlüsse 43a und 43b, um die Öffnung 116 von der Innenseite des Zellengehäuses 111 her zu verschließen. Die Verschlüsse 43a und 43b werden durch lineare Stellglieder 116a und 116b geöffnet/geschlossen, die mit Treiberplatinen 65a und 65b verbunden sind. Die Treiberplatinen 65a und 65b sind mit der Signalverarbeitungsplatine 53 über flexible Treiberplatinen 66a bzw. 66b verbunden.
Die Verschlüsse 43a und 43b haben an ihren inneren Flächen den im Wesentlichen rechteckförmigen Film 112 mit einer Reaktionsfläche, die zur Erkennung einer Substanz verwendet wird, die in einer Probe zu erkennen ist. Die Reaktionsfläche enthält verschiedene Schichttypen, bestehend beispielsweise aus einer Reagenzschicht 117 mit einer Trockenreagenz oder einer Testreagenz etc. (nachfolgend als Reagenz, etc. bezeichnet), die spezifisch mit einer zu erkennenden Substanz reagiert und einer Filterschicht 118 mit einem porösen Bauteil zur Filterung der Probe, gesehen vom Film 112 aus. Weiterhin sind beide Enden des Films 112 von einem Tragteil 119 gelagert, um den Film 112 in einen bestimmten Abstand von der Signalverarbeitungsplatine 53 festzulegen.
Der Reaktionserkennungsabschnitt 113 in der Erkennungszelle 110 enthält ein Paar bestehend aus einem Beleuchtungselement 120, gebildet aus beispielsweise einer wellenlängenabstimmbaren Lichtquelle wie einem DFB-Laser (Distributed Feedback) und beleuchtet den Film 112 mit Beleuchtungslicht. Der Photodetektor 121 ist beispielsweise eine PIN-Photodiode und erkennt gestreutes oder reflektiertes Licht vom Film 112. Die optische Achse des Beleuchtungselements 102 wird im Wesentlichen senkrecht zum Film 112 gesetzt und die optische Achse des Photodetektors 121 liegt in einem Winkel zum Film 112. Weiterhin ist ein Lichtquellentreiberschaltkreis (nicht gezeigt) zum Betreiben des lichtemittierenden Abschnitts des Beleuchtungselements 120, um intermittierend ein Blitzlicht zu zünden, elektrisch mit dem Beleuchtungselement 120 verbunden.
Das RF-ID 115 wird als Kennzeichnungsetikett zur Identifizierung der Erkennungszellen 110 verwendet, die an einer Mehrzahl von Stellen in der Körperhöhle verteilt sind. Das RF-ID 114 ist ein etikettenartiges Medium zur Speicherung von Identifikationscodes, die für eine Mehrzahl von Erkennungszellen 110 einzigartig sind, um zu ermöglichen, dass die Mehrzahl von Erkennungszellen 110 nacheinander unter Verwendung elektromagnetischer Wellen berührungsfrei identifiziert werden. Gemäß den 11B und 11C ist das RF-ID 114 nahe der Außenfläche des Zellengehäuses 111 eingebettet. Das RF-ID 114 enthält einen Chip 122 mit einem Etikettierungsschaltkreis (nicht gezeigt) und einem Speicher, der einen einzigartigen Identifikationscode und ein Kommunikationsprotokoll speichert. Das RF-ID 114 enthält weiterhin eine kompakte Antenne 123 zum Senden/Empfangen von Signalen wie einem Steuersignal der Erkennungszelle 110 und in-vivo Information an/von der externen Antenne 5. Weiterhin ist das RF-ID 114 mit dem Kondensator 115 und der Signalverarbeitungsplatine 53 über die flexible Platine 74 für eine Kommunikation und den Wahlschalter 73 verbunden. Im Ergebnis sind der Chip 122 und die kompakte Antenne 123 im RF-ID 114 elektrisch mit dem Kondensator 115 und der Signalverarbeitungsplatine 53 verbunden.
Das RF-ID 114 ist mit einem Kommunikationsschaltkreis zum selektiven Entnehmen elektromagnetischer Wellen versehen, die von der externen Antenne 5 kommen und von der kompakten Antenne 123 empfangen werden, um eine Wellenerkennung, die Modulation eines Steuersignals von der externen Vorrichtung 6 und Ausgabe des demodulierten Signales an beispielsweise den Schaltkreis eines jeden Bauteils durchzuführen. Weiterhin hat der Kommunikationsschaltkreis die Funktion der Modulation von Signalen von den Schaltkreisen der Komponenten, beispielsweise Untersuchungsdaten und einem Identifikationscode, basierend auf einer Trägerwelle bestimmter Frequenz und des Sendens elektromagnetischer Wellen an die externe Antenne 5 als in-vivo Information von der kompakten Antenne 123. Der Kommunikationsschaltkreis steuert die Übertragung von Untersuchungsdaten von einer Mehrzahl von Erkennungszellen 110 durch die Verwendung des Kommunikationsprotokolls, das vorab im Speicher des Chips 122 gespeichert ist.
Wenn Untersuchungsdaten aus einer Mehrzahl von Erkennungszellen 110 zu lesen sind, wird ein Befehlssignal zum Lesen von in-vivo Information unter Verwendung elektromagnetischer Wellen von der externen Antenne 5 über einen großen Bereich des Körpers hinweg emittiert. Eine Mehrzahl von Erkennungszellen 110, die im Strahlungsbereich der elektromagnetischen Wellen vorhanden ist, empfängt das Befehlssignal mit ihren jeweiligen kompakten Antennen 123. Das Befehlssignal, das in jeder kompakten Antenne 123 empfangen wird, wird als ein elektrisches Signal über den Kommunikationsschaltkreis des RF-ID 114 zum Chip 122 geschickt. Hierbei liest das RF-ID 114 den Identifikationscode und Untersuchungsdaten aus dem Speicher des Chips 122 aus und schickt sie gemäß dem Kommunikationsprotokoll an die kompakte Antenne 123. Der Identifikationscode und die Untersuchungsdaten werden als elektromagnetische Wellen von der kompakten Antenne 123 nach außen übertragen. Außerhalb des Körpers wird durch Verwendung der externen Antenne 5 und der externen Vorrichtung 6 die Mehrzahl von Erkennungszellen 110 in kurzer Zeit berührungsfrei durch Lesen und Analysieren der Identifikationscodes identifiziert, die von der Mehrzahl von kompakten Antennen 23 übertragen werden.
Der Kondensator 115 wird als Energieversorgung zur Versorgung des elektrischen Systems in der Erkennungszelle 110 mit Betriebsleistung verwendet. Gemäß 11 ist der Kondensator 115 mit der Signalverarbeitungsplatine 53 über den Wahlschalter 73 verbunden und damit wird die Betriebsleistung des Kondensators 115 dem Schaltkreis einer jeden Komponente über die Signalverarbeitungsplatine 53 zugeführt. Weiterhin ist eine flexible Platine 74 für eine Kommunikation zwischen den Wahlschalter 73 und das RF-ID 114 geschaltet, so dass Signale zwischen dem Kondensator 115, der Signalverarbeitungsplatine 53 und dem RF-ID 114 übertragen werden können. Der Kondensator 115 kann beispielsweise durch Empfang von elektromagnetischen Wellen durch das RF-ID 114 geladen werden, die von der externen Antenne 5 in Richtung der Körperhöhle übertragen werden und durch Übertragung eines elektrischen Signals, das ein Empfangsergebnis ist, an den Kondensator 115 über die flexible Platine 74 für die Kommunikation. Ein Schalten zwischen einer Energieversorgung an den Schaltkreis einer jeden Komponente und das Laden durch das RF-ID 114 erfolgt über den Wahlschalter 73.
Als Kondensator 115 wird beispielsweise ein elektrischer Doppelschichtkondensator verwendet. Dieser elektrische Doppelschichtkondensator ist ein kompakter Kondensator hoher elektrischer Kapazität und somit kann der Kondensator 115 kompakt gemacht werden, ohne dass die Energieversorgungsleistung verringert wird.
Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform wird nun beschrieben.
Die Erkennungszelle 110 wird durch das medizinische Kapselgerät 3A an der Untersuchungsstelle in der Körperhöhle abgegeben und an der Innenwand der Körperhöhle durch den Verankerungsabschnitt, beispielsweise die Blattfedern 45a und 45b, oder die Arme 105a und 105b festgelegt, wobei die Verschlüsse 340a und 340b geschlossen sind. Die externe Vorrichtung 6 überträgt daher ein erstes Signal zur Anweisung, dass Referenzdaten zu ermitteln sind, in Richtung Körperhöhle über die externe Antenne 5. In diesem Fall empfängt die Mehrzahl von Erkennungszellen 110, die an unterschiedlichen Stellen in der Körperhöhle verankert sind, das erste Signal durch die jeweiligen RF-IDs 114. Jede der Erkennungszellen 110 emittiert Beleuchtungslicht auf den Film 112 vom Beleuchtungselement 120 über eine bestimmte Zeitdauer und empfängt am Photodetektor 121 einen Referenzstrahl, der am Film 112 reflektiert oder gestreut wird, um das erhaltene Ergebnis als Referenzdaten im Speicher 55 zu speichern.
Nachfolgend überträgt die externe Vorrichtung 6 ein zweites Signal zur Auslösung einer Reaktion zwischen einer zu sammelnden Probe und einer Substanz, beispielsweise einem Antikörper, in Richtung Körperhöhle über das RF-ID 114. In diesem Fall empfängt die Mehrzahl von Erkennungszellen 110, die an unterschiedlichen Stellen in der Körperhöhle verankert sind, das zweite Signal durch die jeweiligen RF-IDs 114. Das zweite Signal ist bei allen Erkennungszellen 110, die in die Körperhöhle abgegeben wurden, empfangbar. Wenn jede der Erkennungszellen 110 das zweite Signal empfängt, öffnet sie die Verschlüsse 43a und 43b durch ein Steuersignal von der Signalverarbeitungsplatine 53, um eine Probe, beispielsweise ein Körperfluid, auf den Film 112 zu führen. Die Erkennungszelle 110 bringt die Probe in Kontakt mit beispielsweise dem Reagenz in der Reagenzschicht 117 auf dem Film 112 für eine Reaktionserkennung.
Während oder nach der Reaktion überträgt die externe Vorrichtung 6 ein drittes Signal zur Anweisung der Erkennung eines Reaktionsergebnisses in der Antigen/Antikörper-Reaktion in Richtung Körperhöhle über das RF-ID 114. Wenn die Erkennungszelle 110 das dritte Signal empfängt, sendet sie wieder Beleuchtungslicht auf den Film 112 vom Beleuchtungselement 120 und empfängt am Photodetektor 121 das Messlicht, das am Film 112 reflektiert oder gestreut wurde, um das erlangte Ergebnis als Messdaten im Speicher 55 zu speichern. Die Referenzdaten und Messdaten, die im Speicher 55 gespeichert sind, werden für einen arithmetischen Vorgang durch den Signalverarbeitungsschaltkreis auf der Signalverarbeitungsplatine 53 verwendet. Das Ermittlungsergebnis, das durch diesen arithmetischen Vorgang ausgegeben wird, wird im Speicher im Chip 122 in dem RF-ID 114 als Untersuchungsdaten rückgespeichert.
Bei der oben beschriebenen Reaktionserkennung dient der Film 112 als Proteinsensor zur Erkennung eines bestimmten Proteins, als Enzymsensor zur Erkennung eines bestimmten Enzyms oder als DNA-Sensor zur Identifikation einer bestimmten DNA.
Für den Fall, dass ein Protein zu erkennen ist, wird eine Trockenreagenz, die eine optische Änderung bewirkt, wenn sie mit einem bestimmten Protein reagiert, in der Reagenzschicht 117 gespeichert und das Reagenz in der Reagenzschicht 117 wird in Kontakt mit Protein in der Probe gebracht, um es dem Photodetektor 121 zu ermöglichen, eine optische Änderung zu erkennen. Insbesondere wenn ein Enzym zu erkennen ist, kann ein Rezeptor verwendet werden, der mit einem bestimmten Enzym eine spezifische Bindung eingeht, so dass der Rezeptor eine Bindung mit dem Enzym in der Probe macht. Wenn der Film 112 Beleuchtungslicht vom Beleuchtungselement 120 beleuchtet, nimmt das Gewicht des Enzyms zu und die Braun'sche Bewegung wird langsamer. Somit ändert sich der Modulationsgrad der Frequenz, der Phase etc. von gestreutem Licht aufgrund der Enzymbewegung. Diese Modulation von gestreutem Licht wird vor und nach der Bindung an den Rezeptor vom Photodetektor 120 gemessen und eine Änderung in der Modulation von gestreutem Licht wird berechnet, um das Enzym zu erkennen.
Wenn eine DNA zu identifizieren ist, wird eine feste DNA-Probe, die mit Fluoreszenzfarbe gekennzeichnet ist, in der Reagenzschicht 114 gespeichert. Wenn in der Probe eine zu erkennende DNA vorhanden ist, bewirkt ein Kontakt der Probe mit der Reagenzschicht 117, dass die DNA-Probe sich an die zu erkennende DNA bindet und eine Fluoreszenz abgibt. Somit wird die DNA durch Messung der Fluoreszenz am Photodetektor 121 erkannt. Es ist möglich, nur einen Typ von DNA-Probe in der Reagenzschicht 117 zu speichern. Alternativ kann die Reagenzschicht 117 in Form eines Gitters ausgebildet werden, so dass in jedem Segment unterschiedliche DNA-Proben gespeichert werden können. Dies erlaubt, dass mit einer einzelnen Messung viele Arten von DNA erkannt werden.
Weiterhin kann auf gleiche Weise wie bei dem oben beschriebenen DNA-Sensor der Film 112 die Funktion der Identifizierung einer Proteinsäure oder RNA haben.
Wenn jede der Erkennungszellen 110 an allen Stellen in der Körperhöhle die oben beschriebene Abfolge von Reaktionserkennungsprozessen abgeschlossen hat und das Ermittlungsergebnis als Untersuchungsdaten im Speicher des Chips 122 in dem RF-ID 114 gespeichert worden ist, wird ein Befehlssignal, d. h. ein viertes Signal, zur Anweisung des Auslesens des Identifikationscodes von der externen Vorrichtung 6 in Richtung Körperhöhle übertragen. Das vierte Signal ist bei allen Erkennungszylindern 110 in der Körperhöhle erkennbar. Wenn jede aus der Mehrzahl von Erkennungszellen 110 in der Körperhöhle das vierte Signal empfängt, überträgt sie extern den Identifikationscode, der im Speicher des Chips 122 gespeichert ist, über das RF-ID 114. Da dieser Identifikationscode nur eine geringe Informationsmenge hat, kann die externe Vorrichtung 6 alle Identifikationscodes in kurzer Zeit identifizieren, auch wenn alle Erkennungszellen 110 in der Körperhöhle die Identifikationscodes gleichzeitig übertragen.
Wenn die externe Vorrichtung 6 alle Identifikationscodes identifiziert und die Anzahl von Erkennungszellen 110 bestimmt, die in der Körperhöhle vorhanden sind, schickt die externe Vorrichtung 6 sequentiell ein fünftes Signal zur Anweisung der Übertragung von Untersuchungsdaten an alle Erkennungszellen 110. Wenn jede der Erkennungszellen 110 das fünfte Signal empfängt, sendet sie Untersuchungsdaten, die im Speicher im Chip 122 gespeichert sind, gemäß dem Kommunikationsprotokoll nach außen. Zu diesem Zeitpunkt überträgt die Mehrzahl von Erkennungszellen 110 sequentiell Untersuchungsdaten basierend auf dem Kommunikationsprotokoll nacheinander. Die übertragenen Untersuchungsdaten und Identifikationscodes werden von der externen Antenne 5 empfangen, der externen Vorrichtung 6 übertragen und dann im PC 85 verarbeitet und gespeichert.
Weiterhin überträgt bei der oben beschriebenen Abfolge von Reaktionserkennungsprozessen die externe Vorrichtung 6 bei Bedarf elektromagnetische Wellen (Energie) in Richtung Körperhöhle über die externe Antenne 5, um den Kondensator 115 in die Erkennungszelle 110 zu laden.
Bei dem in-vivo Informationsakquisitionsvorrichtungssystem dieser Ausführungsform mit obigem Aufbau kann eine Antigen/Antikörper-Reaktion ohne einen komplizierten Mechanismus durch Verwendung des Films 112 erzeugt werden, der eine Reaktionsfläche zum Aufbewahren eines Trockenantikörpers für eine Reaktion mit dem Antigen in der Probe aufweist. Folglich können die Erkennungszellen 110 kompakt gemacht werden und damit kann das medizinische Kapselgerät 3A mehr Erkennungszellen aufnehmen. Da weiterhin der Film 112 nahe der Öffnung 116 angeordnet ist, kann eine Probe die hochviskos ist, zuverlässig auf den Film 112 für eine Reaktionserkennung gebracht werden.
Weiterhin speichert jede der Erkennungszellen 110 einen einzigartigen Identifikationscode im Chip 122 des RF-ID 114 und enthält die kompakte Antenne 123 zur Übertragung verschiedener Informationstypen, beispielsweise den Identifikationscode. Somit können die Erkennungszellen 110, die an einer Mehrzahl von Stellen in der Körperhöhle verteilt sind, alle in berührungsfreier Weise identifiziert werden. Selbst wenn daher eine Information über die Anzahl von Erkennungszellen 110, die in dem medizinischen Kapselgerät 3A aufbewahrt sind, hier zur Verfügung steht, kann die Anzahl von Erkennungszellen 110, mit denen Kommunikation betrieben werden kann und die in die Körperhöhle abgegeben worden sind, in kurzer Zeitdauer identifiziert werden. Da weiterhin Untersuchungsdaten und ein Kommunikationsprotokoll im Chip 122 gespeichert sind, kann eine Übertragung von Untersuchungsdaten von der Erkennungszelle 110 durch das RF-ID 114 gesteuert werden. Dies erlaubt eine Vereinfachung der Kommunikationssteuerverarbeitung. Zusätzlich ist das RF-ID 114 ein bekanntes Identifizierungsetikett und somit kann eine preiswerte und kompakte Erkennungszelle geschaffen werden.
Bei dieser Ausführungsform kann gemäß 12 die Erkennungszelle 110 eine Abbildungsvorrichtung 131 zur Erlangung eines Bilds der Körperhöhle enthalten. Genauer gesagt, eine transparente Abdeckung 133 ist an einer Öffnung 132 wasserdicht befestigt, die an einem Teil der Oberfläche des Zellengehäuses 111 ausgebildet ist und ein Paar von optischen Beleuchtungssystemen 134 mit einem Beleuchtungselement zur Beleuchtung der Körperhöhle und ein optisches Abbildungssystem 135 mit einer Objektivlinse sind an einer Position gegenüber der transparenten Abdeckung 133 in der hermetischen Erkennungszelle 110 angeordnet. Weiterhin ist die Signalverarbeitungsplatine 53 mit einer Abbildungseinheit 136 versehen und ein Abbildungselement in der Abbildungseinheit 136 ist an der Bildausbildungsfläche des optischen Abbildungssystems 135 angeordnet. Das Abbildungselement wird beispielsweise durch einen CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) realisiert und der CMOS-Bilderzeuger ist elektrisch mit der Signalverarbeitungsplatine 53 verbunden. Insbesondere führt die Signalverarbeitungsplatine 53 eine Treibersteuerung des Beleuchtungselements durch und unterwirft einen Bildsignalausgang von dem CMOS-Bilderzeuger einer Signalverarbeitung und Steuerverarbeitung.
Im Ergebnis kann eine Bildinformation der Körperhöhle zusätzlich zur Erkennung von Untersuchungssubstanzen von einer Probe erlangt werden. Dies kann eine detailliertere in-vivo Information schaffen, die zu einer Diagnose höherer Genauigkeit führt.
Weiterhin wird bei dieser Ausführungsform eine wellenlängenabstimmbare Lichtquelle, beispielsweise ein DFB-Laser, als Beleuchtungselement 120 verwendet. Anstelle hiervon kann beispielsweise eine schmalbandige Lichtquelle zur sequentiellen Abgabe dreier Farben R (rot), G (grün) und B (blau) verwendet werden.
Zusätzlich kann als Vorrichtung zur Verankerung der Erkennungszelle 110 in der Körperhöhle ein biokompatibler Kleber (nachfolgend als Kleber bezeichnet) anstelle der Blattfedern 45a und 45b oder der Arme 105a und 105b verwendet werden. In diesem Fall kann gemäß 13 ein Kleberbehälter (Kleberabgabeabschnitt) 142 aus einem löslichen flexiblen Bauteil am äußeren der Bodenfläche 141 entsprechend der rückwärtigen Fläche der Öffnung 116 des Zellengehäuses 111 angebracht sein, um in dem Kleberbehälter 142 einen Kleber aufzubewahren.
Wenn die Erkennungszelle 110 von dem medizinischen Kapselgerät 3A in die Körperhöhle abgegeben wird, wird der Kleberbehälter 142 durch ein Körperfluid in der Körperhöhle aufgelöst, so dass der im Kleberbehälter 142 aufbewahrte Kleber ausfließt. Zu diesem Zeitpunkt liegt der Kleber zwischen der Bodenfläche 141 des Zellengehäuses 111 und der Gewebefläche der Körperhöhle und somit kann die Erkennungszelle 110 in der Körperhöhle verankert werden.
Bei obigem Aufbau ist der Kleberbehälter 142 außerhalb des Zellengehäuses 111 angeordnet. Anstelle hiervon kann ein Behälter zur Aufbewahrung eines Klebers im Inneren nahe der Bodenfläche 141 des Zellengehäuses 111 vorgesehen sein. In diesem Fall wird der im Behälter aufbewahrte Kleber zur Außenseite der Erkennungszelle 110 abgegeben, beispielsweise mittels eines Betätigungsglieds. Hiermit kann die Erkennungszelle 110 in der Körperhöhle verankert werden, da der Kleber zwischen der Bodenfläche 141 des Zellengehäuses 111 und der Gewebefläche in der Körperhöhle liegt.
Dritte Ausführungsform
Ein medizinisches Kapselgerät gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die 14 und 15 beschrieben. In der dritten Ausführungsform sind gleiche Bauteile wie in der ersten Ausführungsform mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht nochmal beschrieben.
14 ist eine Darstellung, die den internen Aufbau eines medizinischen Kapselgeräts 38 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 15 ist eine Darstellung, die eine vergrößerte detaillierte Ansicht des Aufbaus der Abgabeeinheit 13 zeigt.
Bei dieser Ausführungsform unterscheidet sich das medizinische Kapselgerät 3B vom medizinischen Kapselgerät 3A gemäß der ersten Ausführungsform dahingehend, dass die Abgabeeinheit 13 nahe der Mitte des Gehäuses 11 des medizinischen Kapselgerätes 3B ein mobiles Objekt 24a, einen Elektromagneten 36, einen magnetischen Abschirmrahmen 17b und einen Oszillator 37 enthält, wie in 14 gezeigt.
Der Elektromagnet 36 ist in einer Richtung senkrecht zur Neutralachse des Gehäuses 11 magnetisierbar und hat die Funktion, das mobile Objekt 24a elektromagnetisch zu bewegen. Weiterhin liegt der magnetische Abschirmrahmen 17b benachbart dem Behälter 17a für das mobile Objekt in Verbindung mit einem offenen Ende des Aufbewahrungsbehälters 12 und umschließt den Elektromagneten 36, um Einflüsse von einem externen Magnetfeld zu verhindern. Weiterhin ist der Oszillator 37 elektrisch mit dem Elektromagneten 36 und der Steuerplatine (Steuerabschnitt) 14 verbunden.
Gemäß 15 sind der Elektromagnet 36 und ein Führungsteil 38 parallel zum Elektromagneten 36 mit Halteteilen 39a und 39b verbunden und hieran befestigt. Das mobile Objekt 24a mit einer Öffnung, durch welche das Führungsteil 38 läuft, ist am Führungsteil 38 so angeordnet, dass es in axialer Richtung des Führungsteils 38 beweglich ist und eine Schraubenfeder 40 ist unterhalb des mobilen Objekts 24a angeordnet und spannt das mobile Objekt 24a nach oben. Das Halteteil 39a ist aus einem nichtmagnetischem Objekt und das Halteteil 39b ist aus einem magnetischem Objekt.
Das bewegliche Objekt 24a wird beispielsweise durch einen Magneten realisiert und wird vom Führungsteil 38 so gelagert, dass es in Magnetisierungsrichtung des Elektromagneten 36 beweglich ist. Weiterhin steht ein Teil des mobilen Objekts 24a von einer Öffnung vor, die an einem Teil des magnetischen Abschirmrahmens 17b vorgesehen ist und schiebt die Erkennungszelle 4, die von dem Behälter 17a für das mobile Objekt geführt wird. Der Elektromagnet 36 kann das mobile Objekt 24a in Axialrichtung des Führungsteils 38 entgegen der elastischen Kraft der Feder 40 hin- und herbewegen, welche das mobile Objekt 24a in Richtung eines Endes des Führungsteils 38 (in den 14 und 15 nach oben) vorspannt. Bei einer Bewegung nach unten des mobilen Objekts 24a schiebt der Teil des mobilen Objekts 24a, der vom magnetischen Abschirmrahmen 17b vorsteht, die Erkennungszelle 4, um sie in Richtung Abgabeanschluss 18 zu bewegen.
Die Steuerplatine 14 überträgt ein EIN/AUS-Signal an den Oszillator 37, so dass der Oszillator 37 mit einer bestimmten Frequenz schwingt. Dieser Oszillator 37 erzeugt einen elektrischen Strom zum Betrieb des Elektromagneten 36 in einem Frequenzbereich von Gleichstrom bis einigen Hz.
Die Betriebszustände der Oszillationsfrequenz des Oszillators 37 können festgesetzt sein oder können von der Steuerplatine mittels eines Aufbaus gesteuert werden, der erlaubt, dass ein Frequenzsignal zusätzlich zu dem EIN/AUS-Signal eingegeben wird.
Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform wird nun beschrieben.
Wenn das medizinische Kapselgerät 3b in die Körperhöhle des Patienten 2 oral oder anal eingegeben wird, vergleicht der Steuerschaltkreis der Steuerplatine 14 eine erste Zeitinformation, gemessen vom Zeitgeber 15 mit einer zweiten Zeitinformation zur Abgabe der Erkennungszellen 4, gespeichert im Speicher 34. Wenn bestimmt wird, dass die erste Zeitinformation mit der zweiten Zeitinformation bei diesem Vergleich der Zeitinformationen übereinstimmt, liest der Steuerschaltkreis der Steuerplatine 14 aus dem Speicher 34 die Information über die Anzahl von abgegebenen Erkennungszellen 4 aus.
Basierend auf der Information bezüglich der Anzahl von abgegebenen Erkennungszellen 4 schickt die Steuerplatine 14 das EIN/AUS-Signal an den Oszillator 37 und erzeugt einen elektrischen Strom zum Betrieb des Elektromagneten 36 in einem Frequenzbereich von Gleichstrom bis einigen Hz. Wenn das Ausgangssignal des Oszillators 37 gemäß dem Elektromagneten 36 als Treibersignal angelegt wird, erzeugt der Elektromagnet 36 ein Magnetfeld. Mit dem vom Elektromagneten 36 erzeugten Magnetfeld wird das mobile Objekt 24a in Axialrichtung des Führungsteils 38 entgegen der elastischen Kraft der Feder 40 hin- und herbewegt.
Während einer nach unten gerichteten Bewegung in der Hin- und Herbewegung dieses beweglichen Objekts 24a drückt ein Teil des mobilen Objekts 24a, das von dem magnetischen Abschirmraum 17b vorsteht, die Erkennungszelle 4, um diese in Richtung Abgabeanschluss 18 zu schieben. Das mobile Objekt 24a wiederholt dann den oben beschriebenen Abgabevorgang durch Fortführung der Hin- und Herbewegung eine bestimmte Anzahl mal, und die festgelegte Anzahl von Erkennungszellen 4 aus dem Aufbewahrungsbehälter 12 in die Körperhöhle abzugeben, wobei jeweils eine Erkennungszelle 4 zu einem Zeitpunkt abgegeben wird.
Mit dem oben beschriebenen Abgabevorgang der Erkennungszellen 4 bewegt der Elektromagnet 36 das mobile Objekt 24a eine bestimmte Anzahl mal hin und her in Abhängigkeit vom Steuersignal, das dem Oszillator 37 von der Steuerplatine 40 zugeführt wird. Dies ermöglicht es, dass die medizinische Kapselgerät 3B eine gewünschte Anzahl von Erkennungszellen an Untersuchungsstellen in der Körperhöhle abgeben kann.
Vierte Ausführungsform
Ein medizinisches Kapselgerät und ein medizinisches Kapselgerätsystem gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die 16 und 17 beschrieben. In der vierten Ausführungsform sind gleiche Bauteile wie bei der ersten Ausführungsform mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht nochmal beschrieben.
16 ist eine schematische Darstellung, die ein medizinisches Kapselgerätesystem gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 17 ist eine Darstellung, die den Innenaufbau eines medizinischen Kapselgerätes 3C zur Verwendung in dem medizinischen Kapselgerätesystem 10 gemäß dieser Ausführungsform zeigt.
Bezug nehmend auf 16 enthält das medizinische Kapselgerätesystem 10 ein medizinisches Kapselgerät 3C, Erkennungszellen (in-vivo Informationsakquisitionsgeräte) 4, eine externe Antenne 5 und eine externe Vorrichtung 6.
Bei dieser Ausführungsform unterscheidet sich das medizinische Kapselgerät 3C von dem medizinischen Kapselgerät 3A gemäß der ersten Ausführungsform dahingehend, dass das medizinische Kapselgerät 3C eine Abbildungsfunktion hat. Genauer gesagt, gemäß 17 hat das medizinische Kapselgerät 3C ein Gehäuse 11 in Form einer Kapsel und enthält einen Aufnahmebehälter 12, eine Abgabeeinheit 13, eine Steuerplatine (Steuerabschnitt) 14, Batterien 16, einen Abbildungsabschnitt 191 und eine drahtlose Kommunikationsantenne 192 im Gehäuse 11.
Der Abbildungsabschnitt 191 hat Funktionen dahingehend, das Innere der Körperhöhle abzubilden und erlangte Bilddaten an die Steuerplatine 14 zu senden. Die drahtlose Kommunikationsantenne 192 sendet/empfängt ein Steuersignal von dem medizinischen Kapselgerät 3C und eines Signals wie eine Ortsinformation in der Körperhöhle an/von der externen Antenne 5.
Gemäß 17 ist in dem medizinischen Kapselgerät 3C eine halbkreisförmige transparente Abdeckung 193 an einem Ende des Gehäuses 11 angebracht und wasserdicht befestigt und mittels eines Dichtteils 194 hermetisch im Gehäuse 11 versiegelt. Der hermetisch versiegelte Kapselbehälter enthält Bestandteile des Abbildungsabschnittes 191. Die transparente Abdeckung 193 ist aus einem Kunstharz wie Polycarbonat, Cycloolefinpolymer oder PMMA (Polymethylmethacrylat).
Ein Objektivlinsenrahmen 196 ist in einer Durchgangsöffnung angeordnet, die mittig einer Beleuchtungsplatine 195 gegenüber der transparenten Abdeckung 193 ausgebildet ist. Ein optisches Objektivsystem 197 gebildet aus einer ersten Linse 197a und einer zweiten Linse 197b ist in diesem Objektivlinsenrahmen 196 angeordnet. Weiterhin ist beispielsweise ein CMOS-Bilderzeuger 198 (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) als Abbildungsvorrichtung in der Bildausbildungsposition des optischen Objektivsystems 197 angeordnet. Dieser CMOS-Bilderzeuger 198 ist an der Vorderfläche der Abbildungskappe 199 angebracht, die hinter der Beleuchtungsplatine 195 liegt. Die Abbildungsfläche des CMOS-Bilderzeugers 198 ist von einer Glasabdeckung 200 geschützt.
Die Abbildungsplatine 199 ist mit dem CMOS-Bilderzeuger 198 und der Glasabdeckung 200 zusammengefasst. Die Abbildungsplatine 199 enthält einen Signalverarbeitungsschaltkreis zum Betreiben des CMOS-Bilderzeugers 198 in Antwort auf ein Signal von der Steuerplatine 14 und unterwirft das Bildsignal, das vom CMOS-Bilderzeuger 198 ausgegeben wird, einer Signalverarbeitung und Steuerverarbeitung.
Weiterhin sind Beleuchtungsabschnitte 201 mit beispielsweise Weißlicht-LEDs, die weißes Licht erzeugen, an der Vorderfläche der Beleuchtungsplatine 195 symmetrisch bezüglich des optischen Objektivsystems 197 angeordnet. Bezugszeichen O' in der Figur bezeichnen die Mittelachse (Richtung definiert durch Emissionswinkel von 0°) der Lumineszenz von Beleuchtungslicht von den lichtemittierenden Abschnitten der Beleuchtungsabschnitte 201 und Bezugszeichen O bezeichnen einen Lumineszenzbereich von Beleuchtungslicht von den lichtemittierenden Abschnitten der Beleuchtungsabschnitte 201.
Weiterhin hat die Beleuchtungsplatine 195 an ihrer Rückseite einen Chip 195a, der einen LED-Treiberschaltkreis (nicht gezeigt) zum Betreiben des lichtemittierenden Abschnitts der Beleuchtungsabschnitte 201 betreibt, um intermittierend Blitzlicht abzugeben.
Die Beleuchtungsplatine 195 ist elektrisch mit der Abbildungsplatine 199 über eine flexible Platine 33d verbunden. Weiterhin ist die Abbildungsplatine 199 elektrisch mit der Steuerplatine 14 über eine flexible Platine 33b und eine Energieversorgungsplatine 31 verbunden. Auf diese Weise können die Bestandteile des Abbildungsabschnittes 191 auf der Beleuchtungsplatine 195 und der Abbildungsplatine 199 von einem Steuersignal von der Steuerplatine 14 gesteuert werden. Weiterhin wird ein vom CMOS-Bilderzeuger 198 ausgegebenes Bildsignal der Steuerplatine 14 zugeführt und wird als Bilddaten im Speicher 34, der in Verbindung mit der Steuerplatine 14 ist, gespeichert.
Die oben beschriebene drahtlose Kommunikationsantenne 192 ist an einer drahtlosen Platine 202 nahe des internen Aufbewahrungsbehälters 12 des Gehäuses 11 befestigt. Weiterhin ist die drahtlose Platine 202 elektrisch mit der Steuerplatine 14 über eine flexible Platine 33e verbunden.
Die drahtlose Platine 202 ist mit einem drahtlosen Schaltkreis zum selektiven Entnehmen elektromagnetischer Wellen von der externen Antenne 5 versehen, die von der drahtlosen Kommunikationsantenne 192 empfangen werden, um eine Wellenerkennung, die Modulation eines Steuersignals von der externen Vorrichtung 6 und Ausgabe des demodulierten Signals an beispielsweise den Schaltkreis eines jeden Bestandteils durchzuführen. Weiterhin hat der drahtlose Schaltkreis die Funktion, die Modulation von Informationssignalen (Daten) wie Bilddaten von dem Schaltkreis eines jeden Bestandteils basierend auf einer Trägerwelle bestimmter Frequenz und des Übertragens hiervon als elektromagnetische Wellen an die externe Antenne 5 von der drahtlosen Kommunikationsantenne 192.
Wie in 16 gezeigt, enthält die externe Vorrichtung 6 beispielsweise einen Personal-Computer (nachfolgend als PC abgekürzt) 85. Der PC 85 enthält eine interne Festplatte (nicht gezeigt), die Bilddatenspeicher, die von der externen Antenne 5 erlangt werden, sowie einen Bestimmungsschaltkreis (Bestimmungseinheit) zur Erkennung der Lage des medizinischen Kapselgeräts 3C. In Verbindung mit dem PC 85 sind ein Anzeigeabschnitt 86 zur Darstellung von Bildern, die während oder nach der Untersuchung auf der Festplatte gespeichert wurden, sowie eine Tastatur 87 als Beispiel eines Betätigungsfelds zur Dateneingabe.
Weiterhin empfängt, wenn die Lage des medizinischen Kapselgerätes 3C zu erkennen ist, die externe Antenne 5, die an einer extrakorporalen Lage nahe der Untersuchungsstelle angeordnet ist, ein Signal von Bilddaten, das von dem medizinischen Kapselgerät 3C in die Körperhöhle gesendet wird und überträgt es an die externe Vorrichtung 6. Die Bilddaten werden vom Bestimmungsschaltkreis im PC 85 der externen Vorrichtung 6 verwendet, die Lage des medizinischen Kapselgerätes 3C zu erkennen.
Der Abbildungsabschnitt 191 des medizinischen Kapselgerätes 3C und der Bestimmungsschaltkreis des PC 85 bilden einen Positionserkennungsabschnitt.
Die Erlangung von in-vivo Informationen des Patienten 2 durch das medizinische Kapselgerätesystem 10 dieser Ausführungsform mit obigem Aufbau wird nun unter Bezugnahme auf 18 beschrieben.
Bevor eine Untersuchung des Patienten 2 beginnt, schaltet ein Techniker oder eine Bedienungsperson den internen Schalter 32 des medizinischen Kapselgerätes 3C EIN. Wenn die Batterie 16 beginnt, Leistung an die Bauteile zu liefern, wird das medizinische Kapselgerät 3C oral oder anal in die Körperhöhle des Patienten 2 eingeführt. Während sich das medizinische Kapselgerät 3C in der Körperhöhle vorwärts bewegt, nimmt der Abbildungsabschnitt 191 Bilder der Körperhöhle durch ein Steuersignal von der Steuerplatine 14 zur Erlangung von Bilddaten auf (S1).
Wenn der CMOS-Bilderzeuger 198 des Abbildungsabschnitts 191 ein Bild der Körperhöhle aufnimmt, schickt die Abbildungsplatine 199 das erlangte Bildsignal an die Steuerplatine 14. Das Bildsignal wird vorübergehend als Bilddaten im Speicher 34 in Verbindung mit der Steuerplatine 14 gespeichert. Wenn die externe Vorrichtung 6 zu jeder beliebigen Zeit einen Befehl zur Übertragung von Bilddaten an das medizinische Kapselgerät 3C ausgibt, liest die Steuerplatine 14 die Bilddaten, die im Speicher 34 gespeichert sind, aus und schickt sie an die drahtlose Platine 202. Die an die drahtlose Platine 202 gesendeten Bilddaten werden von der drahtlosen Kommunikationsantenne 192 an die externe Antenne 5 übertragen (S2).
Die übertragenen Bilddaten werden von der externen Antenne 5 empfangen (S3), an die externe Vorrichtung 6 übertragen und dann im PC 85 verarbeitet und gespeichert. Ein Bestimmungsschaltkreis (erster Bestimmungsabschnitt), der in der Zeichnung nicht gezeigt ist und im PC 85 angeordnet ist, vergleicht die erlangten Bilddaten mit einem Vergleichsbild hinsichtlich Helligkeit, Farbe, Frequenzverteilung, Oberflächeneigenschaften einer Schleimhaut etc. Alternativ misst die externe Vorrichtung 6 die Zeit, die seit dem Einsetzen des medizinischen Kapselgerätes 3C in die Körperhöhle verstrichen ist, basierend auf der Anzahl von Rahmen der Bilddaten. Basierend hierauf erkennt die externe Vorrichtung 6 die Lage des medizinischen Kapselgeräts 3C in der Körperhöhle (S4) und bestimmt, ob eine Untersuchungsstelle vorliegt (S5).
Wenn die externe Vorrichtung 6 basierend auf der Lageinformation bestimmt, dass das medizinische Kapselgerät 3C eine bestimmte Untersuchungsstelle erreicht hat, gibt sie ein Befehlssignal zur Abgabe einer Erkennungszelle 4 an das medizinische Kapselgerät 3C aus (S6). Zu diesem Zeitpunkt speichert die externe Vorrichtung 6 Informationen über die Lage, wo die Erkennungszelle 4 abgegeben wurde (S7). Wenn das medizinische Kapselgerät 3C das Befehlssignal empfängt (S8), liest die Steuerplatine 14 Setzinformationen über die Abgabe der Erkennungszellen 4 aus dem Speicher 34 (S9). Danach empfängt die Abgabeeinheit 13 ein Steuersignal einschließlich der Setzinformation von der Steuerplatine 14 (S10) und gibt eine bestimmte Anzahl von Erkennungszellen 4 aus dem Aufbewahrungsbehälter 12 zur Außenseite des Gehäuses 11 ab (S11).
Wenn das medizinische Kapselgerät 3C eine Mehrzahl von Erkennungszellen 4 enthält, wird der obige Vorgang wiederholt.
Die an den Untersuchungsstellen in der Körperhöhle abgegebenen Erkennungszellen 4 erkennen Blut (Hämoglobin), Tumormarker, Protein, DNA in der Probe, beispielsweise einem Körperfluid, um Untersuchungsdaten zu erlangen. Die Erkennungszellen 4 übertragen die erlangten Untersuchungsdaten unter Verwendung elektromagnetischer Wellen nach außen, so dass die in-vivo Information an einer Mehrzahl von Stellen in der Körperhöhle an der Außenseite des Körpers erlangt werden kann.
Wie oben beschrieben, speichert bei dem medizinischen Kapselgerätesystem 10 dieser Ausführungsform das medizinische Kapselgerät 3C eine Mehrzahl von Erkennungszellen 4 und fördert sie zum Körperhöhle. Somit kann eine notwendige Anzahl von Erkennungszellen 4 abhängig von den zu erkennenden Substanzen in der Körperhöhle und dem Zweck der Untersuchung abgegeben werden. Da weiterhin das medizinische Kapselgerät 3C den Abbildungsabschnitt 191 enthält, können Bildinformationen über die Stellen in der Körperhöhle, wo Erkennungszellen 4 abgegeben worden sind, erlangt werden.
Da zusätzlich die Lage des medizinischen Kapselgerätes 3C vom Bestimmungsschaltkreis in der externen Vorrichtung 6 erkannt werden kann, kann die externe Vorrichtung 6 die Abgabestellen und die Anzahl von Erkennungszellen 4, die vom medizinischen Kapselgerät 3C abgegeben worden sind, steuern. Weiterhin kann die Diagnosefähigkeit verbessert werden, indem Stellen von Schädigungen in Kombination mit Informationen über Abgabestellen von Erkennungszellen 4 und in-vivo Informationen, die von den Erkennungszellen 4 erlangt wurden, identifiziert werden.
Diese Ausführungsform ist nicht auf obigen Aufbau beschränkt.
Zunächst kann der Positionserkennungsabschnitt so aufgebaut sein, dass er die Lage des medizinischen Kapselgerätes 3C basierend auf der elektromagnetischen Feldintensität erkennt, welche vom medizinischen Kapselgerät 3C übertragen wird.
Genauer gesagt, gemäß 19 kann ein Positionserkennungsabschnitt 211 die drahtlose Kommunikationsantenne 192 des medizinischen Kapselgerätes 3C, eine Mehrzahl von Empfangsantennen 212 außerhalb des Körpers und einen Bestimmungsschaltkreis (zweiten Bestimmungsabschnitt) im PC 85 enthalten. Mit diesem Aufbau misst jede der Empfangsantennen 212 die Intensität von elektromagnetischen Wellen, die von der drahtlosen Kommunikationsantenne 192 übertragen werden. Weiterhin kann der Bestimmungsschaltkreis des PC 85 die Lage des medizinischen Kapselgerätes 3C basierend auf der elektromagnetischen Feldintensität erkennen, die mit den Empfangsantennen 212 empfangen wird.
Es ist bevorzugt, wenn die Empfangsantennen 212 nahe bestimmten Stellen liegen, beispielsweise dem Magen, dem Dünndarm und dem Dickdarm. Aufgrund hiervon kann der oben beschriebene Bestimmungsschaltkreis bestimmten, dass das medizinische Kapselgerät 3C den Dünndarm erreicht hat, wenn die elektromagnetische Feldintensität, die von den Empfangsantennen 212 empfangen wird, welche nahe des Dünndarms liegen, den höchsten Messwert zeigt. Auf diese Weise kann die Lage des medizinischen Geräts 3C zuverlässig unter Verwendung der elektromagnetischen Feldintensität erkannt werden.
Zweitens kann der Positionserkennungsabschnitt so aufgebaut sein, dass er die Lage des medizinischen Kapselgerätes 3C unter Verwendung eines Magnetfelds erkennt.
Genauer gesagt, gemäß 20 kann der Positionserkennungsabschnitt 211 einen Magnetfelderzeugungsabschnitt 213 mit einem Magneten, einer Spule, etc. (nicht gezeigt) in dem medizinischen Kapselgerät 3C, eine Mehrzahl von Magnetsensoren 214 außerhalb des Körpers und einen Bestimmungsschaltkreis (dritten Bestimmungsabschnitt) in dem PC 85 enthalten. Bei diesem Aufbau ist jeder der Magnetsensoren 214 beispielsweise durch eine externe Spule (Magnetfelderkennungseinheit) realisiert und misst den Magnetfeldvektor, der vom Magnetfelderzeugungsabschnitt 213 erzeugt wird. Weiterhin kann der Bestimmungsschaltkreis des PC 85 die Lage des medizinischen Kapselgerätes 3C basierend auf der Größe und Richtung des Magnetfeldvektors erkennen, der von den Magnetsensoren 214 gemessen wird.
Weiterhin kann im Positionserkennungsabschnitt 211 der Magnetfelderzeugungsabschnitt 213 eine Spule sein, die ein Wechselstrommagnetfeld erzeugt. In diesem Fall kann die Positionserkennung durch Verwendung der Magnetsensoren 214 in einem Zustand erreicht werden, wo eine Interferenz von beispielsweise physikalischen Größen der Umgebung weniger messbar ist, da das Wechselstrommagnetfeld verwendet wird. Auf diese Weise kann die Lage des medizinischen Kapselgerätes 3C zuverlässig unter Verwendung der Vektorinformation eines Magnetfelds erkannt werden.
Drittens kann der Positionserkennungsabschnitt realisiert werden durch beispielsweise einen pH-Sensor (nicht gezeigt), der in dem medizinischen Kapselgerät 3C angeordnet.
In diesem Fall bestimmt das medizinische Kapselgerät 3C, ob das medizinische Kapselgerät 3C im Magen, Dünndarm oder Dickdarm ist, basierend auf dem pH-Wert in der Körperhöhle, erkannt vom pH-Sensor. Dies ermöglicht, dass der Positionserkennungsabschnitt mit einfachem Aufbau realisiert wird.
Viertens kann im medizinischen Kapselgerät 3C der Positionserkennungsabschnitt den Abbildungsabschnitt 191 und einen Positionserkennungsschaltkreis (nicht gezeigt) auf der Steuerplatine 14 enthalten. Das medizinische Kapselgerät 3C mit diesem Aufbau zeichnet im Speicher 34 Bilddaten in der Körperhöhle, erlangt vom Abbildungsabschnitt 191, auf, während eine Bewegung in der Körperhöhle erfolgt, um die Eigenposition mit dem Positionserkennungsschaltkreis auf der Steuerplatine 14 zu erkennen. Da es somit nicht notwendig ist, die externe Vorrichtung 6 zu verwenden, während das medizinische Kapselgerät 3C eine Mehrzahl von Erkennungszellen 4 abgibt, ist die Zeit, während der der Patient 2 immobilisiert ist, verkürzbar.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt. Verschiedene Abwandlungen sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung denkbar, indem beispielsweise die oben beschriebenen Ausführungsformen teilweise kombiniert werden. Beispielsweise kann in der ersten Ausführungsform eine Abbildungsvorrichtung enthalten sein und Reagenzien oder Proben, welche speziell mit Proteinen, Enzymen und der DNA reagieren, können zur Untersuchung dieser Substanzen verwendet werden. Zusätzlich können bei der zweiten Ausführungsform Blutbestandteilantikörper, Tumormarkerantikörper etc. zur Erkennung von Blut (Hämoglobin), Tumormarkern etc. verwendet werden.
SCC, CYFRA und andere Substanzen können als Speiseröhrenkrebsmarker verwendet werden und CEA, CA72-4, CA19-9, STN und andere Substanzen können als Magenkrebsmarker verwendet werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Tumormarker beschränkt. Substanzen wie AFP, CA125, NCC-ST-439 und DuPan-2 können auch verwendet werden.

Claims

Ein in-vivo Informationsaquisitionsgerät (4; 110) zum Einführen in einen Körper, um eine Probe zu untersuchen und um eine in-vivo Information zu erlangen, wobei das in-vivo Informatioinsaquisitionsgerät (4; 110) aufweist: – einen Probensammlerabschnitt (42; 116) zum Sammeln einer Probe an einer Untersuchungsstelle in einer Körperhöhle; – einen Kennzeichnungsabschnitt (55; 114) mit einer Identifikationsinformation, die für das in-vivo Informationsaquisitionsgerät einzigartig ist; – einen Kommunikationsabschnitt (54; 114) zum Empfang eines Signals, das von außen her übertragen wird und zur Übertragung des Beurteilungsergebnisses, das von dem Probenbeurteilungsabschnitt (52; 113) ausgegeben wurde, zur Außenseite; und einen Energieversorgungsabschnitt (56; 115) zur Lieferung elektrischer Leistung, gekennzeichnet durch einen Probenbeurteilungsabschnitt (52; 113) zur Beurteilung der von dem Probensammlerabschnitt (52, 116) gesammelten Probe und zur Ausgabe eines Beurteilungsergebnisses.
Das in-vivo Informationsaquisitionsgerät nach Anspruch 1, bei dem – der Kennzeichnungsabschnitt (55; 114) ein Kennzeichnungsetikett zur Übertragung der Indentifikationsinformation mittels drahtloser Kommunikation ist.
Das in-vivo Informationsaquisitionsgerät nach Anspruch 2, bei dem – das Kennzeichnungsetikett ein RF/ID ist.
Das in-vivo Informationsaquisitionsgerät nach Anspruch 1, bei dem – das in-vivo Informationsaquisitionsgerät (4; 110) einen Energieversorgungssteuerabschnitt enthält, der die Zufuhr von Energie des Energieversorgungsabschnitts basierend auf dem Signal steuert, wenn der Kommunikationsabschnitt das von der Außenseite übertragene Signal empfängt.
Das in-vivo Informationsaquisitionsgerät nach Anspruch 1, bei dem – das in-vivo Informationsaquisitionsgerät (4; 110) einen Dauersondenabschnitt (45a, 45b; 102) zur Befestigung an einer Gewebefläche in der Körperhöhe enthält.
Das in-vivo-Informationsaquisitionsgerät nach Anspruch 1, bei dem – das in-vivo-Informationsaquisitionsgerät (4; 110) einen Klebstoffbehälter (142 zur Speicherung eines biokompatiblen Klebstoffs enthält; und – einen Kleberfreigabeabschnitt enthält, um den biokompatiblen Kleber freizugeben.
Das in-vivo-Informationsaquisitionsgerät nach Anspruch 1, bei dem – der Energieversorgungsabschnitt (56; 115) ein von außen ladbarer Energiespeicherabschnitt ist, der mit elektrischer Leistung durch drahtlose Übertragung von Energie von außerhalb des Körpers her versorgbar ist.
Das in-vivo-Informationsaquisitionsgerät nach Anspruch 7, bei dem – der Energiespeicherabschnitt ein elektrischer Doppelschichtkondensator (115) ist.
Das in-vivo-Informationsaquisitionsgerät nach Anspruch 1, bei dem – das in-vivo-Informationsaquisitionsgerät (4; 110) eine Zellenkapselung (41; 111) mit dem Probenbeurteilungsabschnitt enthält; – einen Verschluss (43; 43a; 43a, 43b) zum Einbringen der Probe in das Innere des Gehäuses enthält; und – ein Ionen leitendes Stellglied (62) enthält, um das Öffnen und Schließen des Verschlusses zu steuern.
Das in-vivo-Informationsaquisitionsgerät nach Anspruch 1, bei dem – der Probenbeurteilungsabschnitt (52; 113) einen Fotodetektor (68; 121) zur Messung einer optischen Änderung der Probe aufgrund einer Reaktion zwischen der Probe und einer anderen Substanz enthält.
Das in-vivo-Informationsaquisitionsgerät nach Anspruch 10, bei dem – der Probenbeurteilungsabschnitt (52; 113) ein Beleuchtungselement (67; 120) zur Abgabe von Beleuchtungslicht auf die Probe enthält.
Das in-vivo-Informationsaquisitionsgerät nach Anspruch 11, bei dem – das Beleuchungselement (67; 120) eine wellenlängenabstimmbare Lichtquelle ist.
Das in-vivo-Informationsaquisitionsgerät nach Anspruch 10, bei dem – der Probenbeurteilungsabschnitt (52; 113) als ein Blutsensor zur Erkennung des Vorhandenseins von Blut arbeitet.
Das in-vivo-Informationsaquisitionsgerät nach Anspruch 10, bei dem – der Probenbeurteilungsabschnitt (52; 113) als ein Proteinsensor zur Erkennung eines bestimmten Proteins dient.
Das in-vivo-Informationsaquisitionsgerät nach Anspruch 10, bei dem – der Probenbeurteilungsabschnitt (52; 113) als ein Enzymsensor zur Erkennung eines bestimmten Enzyms dient.
Das in-vivo-Informationsaquisitionsgerät nach Anspruch 10, bei dem – der Probebeurteilungsabschnitt (52; 113) als ein Gensenor zur Erkennung eines bestimmten Gens dient.
Das in-vivo-Informationsaquisitionsgerät nach Anspruch 1, bei dem – das in-vivo-Informationsaquisitionsgerät (4; 110) einen Abbildungsabschnitt (191) zur Erlangung eines Bilds der Körperhöhle enthält.