腔内息肉检测的制作方法

专利名称：腔内息肉检测的制作方法
技术领域：
本发明总体而言涉及体腔病症的检测领域，具体而言，本申请涉及能够通过结肠 并检测解剖学异常的可吞咽装置。
背景技术：
结肠直肠癌是西方国家人口死亡的一个重要原因。临床证据表明，如果能够早 期检测到原发性结肠直肠癌，则可以实现90%或更高的5年存活率，而如果在该癌症已经 转移之后才检测出来，则预后较差，其5年存活率仅为50%或更低，并且其复发率也高达 30%。因此，结肠直肠癌的筛查和早期检测对于这种恶性疾病的预后有着重要的积极作用。Kimchy等人的PCT申请公布WO 05/058129 ( “下称，129公布”)的内容通过援引 的方式纳入本文，该申请描述了一种被设计为可被受试者吞咽的胶囊，所述胶囊包括(a) 至少一个放射源，被设计为能够发射至少具有IOkeV能量的射线，和(b)至少一个光子检测 器，被设计为能够检测响应于发射的射线而产生的具有IOkeV能量的光子。所述设备还包 括一个控制单元，被设计为能够分析与所述光子相关的数据从而产生可用于识别受试者的 胃肠(GI)道的临床相关特征的信息。下述文献可能与本申请相关，它们均通过援引的方式纳入本文Alfano 等人的美国专利 6，240, 312 ；Smith等人的美国专利5，422，926 ；Loo等人的美国专利5，003, 980 ；Ziskind 的美国专利 4，217，045 ；Front等人的美国专利6，567，687 ；Front 的美国专利 6，173，201 ；Trebes 等人的美国专利 6，134，300 和 6，353，658 ；Shanks 的美国专利 5，721，462 ；Kimchy等人的美国专利申请公布2002/0099310 ；Nagler等人的美国专利申请公布2007/0156047 ；Kimchy等人的美国专利申请公布2006/0237652 ；Zilberstein等人的美国专利申请公布2005/0266074 ；Rousso等人的美国专利申请公布2005/0205792 ；Kimchy等人的美国专利申请公布2004/0054278 ；
Kimchy等人的美国专利申请公布2004/0054248 ；Kimchy等人的美国专利申请公布2004/0015075 ；Kimchy等人的美国专利申请公布2003/0139661 ；Front等人的美国专利申请公布2001/0041835 ；Front等人的美国专利6，368，331 ；Popper的美国专利申请公布2006/0033029 ；David等人的美国专利申请公布2005/0055174 ；Nagler等人的美国专利申请公布2004/0204646 ；Zilberstein 等人的 PCT 申请公布 WO 05/112895 ；Nagler 等人的 PCT 申请公布 W 05/104939 ；Rousso 等人的 PCT 申请公布 WO 05/067383 ；Kimchy 等人的 PCT 申请公布 WO 04/042546 ；Kimchy 等人的 PCT 申请公布 WO 02/16965Front 等人的 PCT 申请公布 WO 01/62134 ；Front 等人的 PCT 申请公布 WO 00/49958 ；Kimchy 的 PCT 申请公布 WO 05/058129A2 ；Kimcby 等人的 PCT 申请公布 W 02/058531 ；Brocliard J et al. , "Estimation of movement parameters of 3D texturedsurfaces using the autocorrelation function,，，Pattern Recognition Letters24(12) :2031_2045 (2003)；Camilleri M et al. , "Human gastric emptying and colonic filling of solidscharacterized by a new method,"Am J Physiol 257(2 Pt 1) :G284_G290(1989)；Caner BE et al. , "Functional assessment of human gastrointestinal tractusing 99Tcm-latex particles,"Nucl Med Comniun 12(6) 539-544 (1991) Compton，Arthur H. , Phys. Rev. 21,483 ；22,409(1923)；Gutman G et a 1. ,‘‘A novel needle-based miniature x-ray generatingsystem, "Phys Med Biol 49 4677-4688(2004)；Haga A et al. ,"A miniature χ-ray tube, "Applied Physics Letters84(12) 2208-2210(2004)；Madsen JL et a 1 . , "Gastrointestinal transit of technetium-99m-labeledcellulose fiber and indium-111-labeled plastic particles，”J Nucl Med30(3) 402-406(1989)；Pais, Abraham, 'Subtle is the Lord. . .，:The Science and the Life of AlbertEinstein, Oxford(1982)；Proano M et al. , "Transit of solids through the human colon regionalquantification in the unprepared bowel,"Am J Physiol 258(6 Pt 1) :-G862(1990)；Tartari A et al. , "Compton scattering elemental imaging of a deep layerperformed with the principal component analysis,，，Proceedings of the15thfforld Conference on Non-Destructive Testing,Conservation and Restorationin Art and Architecture, Rome (October 15-21,2000)；"X-ray contrast medium, "Medcyclopaedia (www. medcyclopaedia. com), from The Encyclopaedia of Medical ImagingVolume I下列美国专利可能与本申请相关，它们的内容均通过援引的方式纳入本文4，689，621,4，726，381,4，763，658,4，765，339、4，774，955、4，803，992、4，844，076、4，883，063、5，353，807、5，372，133、5,,395，366、5，415:’ 181、5,,604，531、5，778，882、5，792，053、5，800，350、5，829，437、5，833，603、5，842:,977、5，853，005、5，993，378、6，169，914、6，240，312、6，254，548、6，317，927、6,324,418、6，343，227、6，368，275、6，400，974、6，423，056、6，428，469、6，428，531、6:,440;,069、6，453，199、6，582，365、6，584，348、6，607，301、6，629，776、6，632:’ 175、6:,709,,387、6，719，684、
6，764，440 和 6，776，165

发明内容
本发明的实施方案涉及息肉和可能具有潜在胃肠(GI)道癌症(特别是结肠直肠 癌)风险的其他临床相关特征的检测在一些实施方案中，受试者经过结肠直肠癌的筛查过程。通常，会让受试者吞咽一 种不透射线的造影剂(例如硫酸钡或基于碘的造影剂)。然后，通常在等待一段时间后让受 试者吞咽一个含有Y射线、X射线或β射线放射源和射线检测器的胶囊。当所述胶囊从GI 道中通过时，所述放射源会“照亮”所述胶囊周围的区域。GI内容物(包括所述造影剂)、 GI壁和GI道外的组织起所发射射线的散射介质的作用，通常主要经过康普顿散射的过程。 被散射的光子会返回来穿过包括不透射线造影剂的GI内容物。在一些实施方案中，所述胶 囊上的射线检测器也检测从所述不透射线造影剂发出的X射线荧光(XRP)光子、反向散射 的β电子和/或由于发射的射线而导致产生的电子。与康普顿反向散射光子、XRF光子和 /或电子相关的计数水平的信息通常会传递到所述受试者佩戴的一个外部记录单元。分析每一个检测器在每一时间间隔内采集的计数水平。然后将这些数据以某种方 式呈现给医师，所述方式可以使得医师能够分析GI道中存在息肉或其他解剖学形变的可 能性(例如以构建的图像的形式)。在一些实施方案中，还会分析这些数据以显示存在这 类形变的结肠的总体区域。这些息肉或解剖学异常可能是肿瘤在GI道中开始生长的结果。 在一些实施方案中，所述设备使得医师能够区分a)管状息肉和绒毛状息肉，和b)肿瘤性息 肉，和/或使得医师能够区分有蒂息肉和无蒂息肉。如果医师基于上述呈现的数据怀疑存 在的息肉或其他解剖学异常可能为癌或前癌，所述受试者通常会接受进一步的诊断测试， 例如结肠镜检查。因此，根据本发明的一个实施方案，提供了一种设备，包括一个胶囊，被设计为可被受试者吞咽并通过受试者的GI道，所述胶囊包括一个胶囊外壳；至少一个被设计为用于发射射线的放射源；—个可旋转的准直器，被设计为可围绕所述外壳旋转并用于校准由所述放射源发 出的射线；
至少一个光子检测器，被设计为能够检测响应于发射的射线而产生的光子，所述设备包括一个控制单元，被设计为用于分析与所述光子相关的数据，从而产 生可用于识别受试者的GI道的临床相关特征的信息。在一个实施方案中，所述控制单元被设计能够检测所述胶囊已经到达GI道中的 临床上关注的区域，并且在检测到所述胶囊已经到达临床上关注的区域后启动所述准直器 的旋转。在一个实施方案中，所述准直器可围绕所述外壳旋转至少270度。在一个实施方案中，所述准直器包括两个或两个以上的可旋转的准直器，其中每 一个准直器均可围绕所述外壳旋转少于360度。在一个实施方案中，所述光子检测器被设计为围绕所述外壳旋转并检测响应于发 射的射线而产生的光子。在一个实施方案中，所述检测器可以旋转至少270度。在一个实施方案中，所述检测器包括两个或两个以上的可旋转的检测器，其中每 一个检测器均可围绕所述外壳旋转少于360度。另外，根据本发明的一个实施方案，还提供了一种设备，包括一个胶囊，被设计为可被受试者吞咽并发射射线，并能够在受试者的GI道内检测 响应于发射的射线而产生的第一和第二信号，所述设备包括一个控制单元，所述控制单元被设计为能够处理所述第一信号并产生检测到所述第一信号的GI道区域的一个第一图 像；能够处理所述第二信号并产生检测到所述第二信号的GI道区域的一个第二图 像；通过比较所述第一图像和所述第二图像而检测所述胶囊的移动。另外，根据本发明的一个实施方案，还提供了一种设备，包括—个胶囊，被设计为可被受试者吞咽，所述胶囊包括至少一个β射线放射源；以及至少一个光子检测器，被设计为能够检测响应于从所述β射线放射源发射的射 线而产生的光子，所述设备包括一个控制单元，被设计为能够通过分析与检测到的光子相关的数据 而产生所述胶囊周围的组织密度的指征。在一个实施方案中，所述控制单元被设计为能够根据所述组织密度的指征区分 a)管状息肉和绒毛状息肉，和b)肿瘤性息肉。在一个实施方案中，所述设备还包括至少一个电子检测器，被设计为能够检测响 应于从所述β射线放射源发射的射线而产生的电子，其中所述控制单元被设计为能够通 过分析与检测到的光子和电子相关的数据而产生所述胶囊周围的组织密度的指征。另外，根据本发明的一个实施方案，还提供了一种设备，包括一个胶囊，被设计为可被受试者吞咽，并且包括至少一个β射线放射源；以及至少一个电子检测器，被设计为能够检测响应于从所述β射线放射源发射的射线而产生的电子，所述设备包括一个控制单元，被设计为能够通过分析与检测到的电子相关的数据 而产生所述胶囊周围的组织密度的指征。在一个实施方案中，所述控制单元被设计为能够根据所述组织密度的指征区分
a)管状息肉和绒毛状息肉，和b)肿瘤性息肉。另外，根据本发明的一个实施方案，还提供了一种设备，包括一个胶囊，被设计为可被受试者吞咽，所述胶囊包括至少一个被设计为用于发射射线的放射源；以及至少一个光子检测器，被设计为能够检测响应于从所述放射源发射的射线而产生 的康普顿反向散射光子，所述设备包括一个控制单元，被设计为能够通过分析与检测到的康普顿反向散射 光子相关的数据而产生所述胶囊周围的组织密度的指征，并由此区分a)管状息肉和绒毛 状息肉，和b)肿瘤性息肉。在一个实施方案中，所述放射源被设计为能够发射选自下列的一种或多种放射性 粒子X射线光子、Y光子和β电子。另外，根据本发明的一个实施方案，还提供了一种设备，包括一个胶囊，被设计为可被受试者吞咽，所述胶囊包括至少一个被设计为用于发射射线的放射源；以及至少一个光子检测器，被设计为能够检测响应于从所述放射源发射的射线而产生 的康普顿反向散射光子和XRF光子，所述设备包括一个控制单元，被设计为能够通过分析与检测到的康普顿反向散射 光子和XRF光子相关的数据而产生所述胶囊周围的组织密度的指征，并由此区分a)管状 息肉和绒毛状息肉，和b)肿瘤性息肉。在一个实施方案中，所述放射源被设计为能够发射选自下列的一种或多种放射性 粒子x射线光子、Y光子和β电子。另外，根据本发明的一个实施方案，还提供了一种设备，包括一个胶囊，被设计为可被受试者吞咽，所述胶囊包括至少一个被设计为用于发射射线的放射源；以及至少一个检测器，被设计为能够检测响应于从所述放射源发射的射线而产生的电 子，所述设备包括一个控制单元，被设计为能够通过分析与检测到的β射线相关的 数据而产生所述胶囊周围的组织密度的指征，并由此区分a)管状息肉和绒毛状息肉，和
b)肿瘤性息肉。在一个实施方案中，所述放射源被设计为能够发射选自下列的一种或多种放射性 粒子X射线光子、Y光子和β电子。另外，根据本发明的一个实施方案，还提供了一种设备，包括一个胶囊，被设计为可被受试者吞咽，所述胶囊包括至少一个被设计为用于发射射线的放射源；以及至少一个检测器，被设计为能够检测响应于从所述放射源发射的射线而产生的电子和光子，所述设备包括一个控制单元，被设计为能够通过分析与检测到的β射线相关的 数据而产生所述胶囊周围的组织密度的指征，并由此区分a)管状息肉和绒毛状息肉，和 b)肿瘤性息肉。另外，根据本发明的一个实施方案，还提供了一种设备，包括一个胶囊，被设计为可被受试者吞咽，所述胶囊包括至少一个被设计为用于发射射线的放射源；以及一个可旋转的罩，被设计为当所述罩不旋转时覆盖所述放射源，当所述罩以超过 某一阈值的速度旋转时会暴露所述放射源，所述设备包括一个控制单元，被设计为可以控制所述罩以超过所述阈值的速度旋转。在一个实施方案中，所述可旋转的罩被设计为由于所述罩的旋转产生的离心力而 使得所述放射源被暴露。另外，根据本发明的一个实施方案，还提供了一种设备，包括一个胶囊，被设计为可被受试者吞咽并通过受试者的GI道，所述胶囊包括—个第一天线，被设计为当胶囊处于GI道中时在第一时间和第二时间发射射线， 分别产生第一和第二 RF脉冲；以及一个第二天线，被设计为检测所述脉冲所述设备包括一个控制单元，被设计为能够通过检测到的所述第一和第二 RF脉 冲的变化而识别所述胶囊在GI道中的移动。另外，根据本发明的一个实施方案，还提供了一种设备，包括一个胶囊，被设计为可被受试者吞咽并通过受试者的GI道，所述胶囊包括两个电 极，所述电极被设计为可以当胶囊在GI道中时，在第一时间和第二时间之间产生一个电压 降，所述设备包括一个控制单元，被设计为能够通过在所述第一时间和第二时间时在 电极之间流动的电流的变化而识别所述胶囊在GI道中的移动。另外，根据本发明的一个实施方案，还提供了一种设备，包括一个胶囊，被设计为可被受试者吞咽并通过受试者的GI道，所述胶囊包括一个传 感器，所述传感器被设计为能够检测胶囊的配置，所述设备包括一个控制单元，被设计为能够根据检测到的胶囊的配置而确定所述 胶囊已从所述受试者的肛门被排出。在一个实施方案中，所述胶囊被设计为当所述胶囊通过GI道时能够获取GI道的 相关数据，并且所述控制单元被设计为在检测到所述胶囊被从所述受试者的肛门排出后能 够从所述胶囊下载所检测到的数据。另外，根据本发明的一个实施方案，还提供了一种设备，包括一个胶囊，被设计为可被受试者吞咽并通过受试者的GI道，所述胶囊包括至少一个放射源；至少一个光子检测器，被设计为能够检测响应于所述放射源发射的射线而产生的 光子，
所述设备包括一个控制单元，被设计为能够通过分析与检测到的光子相关的数据 而区分在所述受试者GI道中的息肉是有蒂息肉还是无蒂息肉。在一个实施方案中，所述放射源包括β射线放射源。另外，根据本发明的一个实施方案，还提供了一种设备，包括一个胶囊，被设计为可被受试者吞咽并通过受试者的结肠，所述胶囊包括至少一个被设计用于发射射线的放射源；至少一个光子检测器，被设计为能够检测响应于所述放射源发射的射线而产生的 康普顿反向散射光子和XRF光子，所述设备包括一个控制单元，被设计为能够通过(a)分析在沿着所述受试者的结 肠的各个空间上接近的点检测到的康普顿反向散射光子流和XRF光子和(b)假定在沿着所 述受试者的结肠的各个空间上接近的点的造影剂的浓度变化水平很低，从而估算所述胶囊 与结肠壁之间的距离。另外，根据本发明的一个实施方案，还提供了一种方法，包括给予受试者一种造影剂；给予所述受试者一个胶囊，所述胶囊被设计为可被所述受试者吞咽并通过所述受 试者的GI道；从所述受试者结肠内的所述胶囊发射射线并通过所述造影剂；检测响应于在沿着所述受试者的结肠的各个空间上接近的点所发射的射线而产 生的康普顿反向散射光子流和XRF光子流；并且通过分析检测到的康普顿光子流和XRF光子流，并假定在沿着所述受试者的结肠 的各个空间上接近的点的造影剂的浓度变化水平很低，从而测定所述胶囊与结肠壁之间的距离。在一个实施方案中，测定距离的步骤包括根据检测到的光子流来测定所述造影剂 的平均浓度。在一个实施方案中，检测光子流的步骤包括当所述胶囊处于某一个结肠袋中的 多个空间上接近的点中的每一个时，检测所述光子流。在一个实施方案中，其中检测光子流的步骤包括当所述胶囊处于结肠的20mm至 40mm的一段距离内的多个空间上接近的点中的每一个时，检测所述光子流。通过阅读下文的具体实施方式
部分并参照附图，将能够更好地理解本发明，在附 图中


图1为根据本发明的一个实施方案的一种筛查系统的示意图；图2为根据本发明的一个实施方案的一种胶囊的示意图；图3A-B为根据本发明的一个实施方案的一种带有罩翼的胶囊的示意图；以及图4A-B为根据本发明的一个实施方案产生的平坦息肉和有蒂息肉的等高线图， 所述息肉均是在猪的结肠中诱发。
具体实施例方式现在参见图1，图1为根据本发明的一个实施方案的用于筛查受试者54的GI道 72的一种筛查系统40的示意图。系统40在许多方面都类似于’ 129公布所述的筛查系统。 系统40典型地包括一个可吞咽的胶囊50和一个外部记录单元52。在某些应用中，数据记 录单元52佩戴在受试者腰部(如图1所示)或身体其他位置(例如腕部，结构未示出)的 带59上。或者，在某些应用中，胶囊50包括一个内部数据记录单元，而不提供外部数据记 录单元。在这些应用中，会在所述胶囊被排出体外后回收由胶囊50记录的数据。在使用系 统40的一种典型筛查过程中，给予受试者口服造影剂70。造影剂70通常被设计为能够通 过GI道并随着粪便排出，而基本不会被吸收进入血液。在给予所述造影剂后(例如给予所 述造影剂几小时以后)，受试者吞服胶囊50。现在参见图2，图2是根据本发明的一个实施方案的胶囊50的示意图。胶囊50 包括至少一个被设计为用于发射Y和/或X射线的放射源(即具有至少IOkeV能量的射 线)，所述放射源被置于外壳61中。替代地或附加地，置于所述胶囊中的放射源60和/或 其他放射源发射β射线。胶囊50还包括至少一个γ射线和/或X射线检测器62和至少 一个被设计为校准由放射源60产生的射线的准直器63。替代地或附加地，置于所述胶囊中 的检测器62和/或其他检测器被设计为可检测响应于放射源60发射的射线而产生的反向 散射的β粒子和/或电子。在某些应用中，放射源60包括一种放射性同位素。或者，放射 源60包括微型射线发生器。胶囊50通常还包括电路64、电源66 (例如电池)、用于与外部 数据记录单元52通信的无线通信装置和射线罩68。在一些实施方案中，所述胶囊包括一个 压力传感器69。在很多适当的应用中，所述无线通信装置可包括电子装置65和67，它们可 包括天线或电极。通常，罩68被设计为可在所述胶囊不扫描GI道时防护所述受试者不受发射的射 线的侵害。在所述胶囊发射β射线的实施方案中，所述罩通常包括高密度陶瓷材料以阻挡 电子，同时减少次级的“辐射受阻”X射线的产生。此外，还可以使用陶瓷罩和高原子量金属 罩的组合，以减少次级X射线的放射。次级X射线是由于光子从放射源60发出、经过准直 器孔63并撞击胶囊外壳而发生的康普顿效应所产生的。一些在该表面上发生康普顿效应 的光子会返回到检测器62的方向并可被检测。在一些实施方案中，罩68减少了在所述康 普顿效应后到达检测器的光子的数量。在本发明的一些实施方案中，放射源60、准直器63、射线罩68、射线检测器62和 /或电路64会在扫描过程中旋转。例如，所述准直器和/或所述检测器可以旋转大于270 度，例如旋转360度。在一些实施方案中，在压力传感器69感受到了结肠肌肉收缩产生的压力时，所述 胶囊开启准直器63并暴露放射源60而开始扫描。接着，射线罩68和射线检测器62开始 旋转，旋转的速度通常为每秒2至50周，在有些应用中，该速度为每秒50至500周。由于 每一个准直器63都会使得γ光子或X射线光子发射向某一特定扇形区域，与所述准直器 一起旋转的射线检测器62就可以在该扇形区域内检测从结肠内容物返回的康普顿反向散 射光子、X射线荧光光子和/或电子。在一些实施方案中，由于胶囊的旋转部分是旋转的， 这使得它能够在胶囊随着结肠壁收缩而导致的结肠内容物移动而逐步向前移动的过程中， 扫描到胶囊周围的整个圆周。在一些实施方案中，所述胶囊的放射扫描的分辨率可以随着胶囊的可旋转部分的转速而变化，或者随着每一扇形区域内光子流被整合的时间间隔而变 化。例如，如果对于每一扇形区域，光子流在较长的时间段内被整合，那么每一扇形区域就 会比较大，而所述胶囊每转一圈经过的扇形区域就比较少。在某些应用中，所述胶囊包括多个检测器。每一个检测器旋转的角度少于360度， 但是所述多个检测器能够扫描360度的范围。例如，所述胶囊可包括两个检测器，每一个检 测器可以旋转180度，这样两个检测器组合使用就可以扫描360度。替代地或附加地，所述 胶囊包括多个准直器63。每一个准直器旋转的角度少于360度，但是所述多个准直器能够 扫描360度的范围。例如，所述胶囊可包括两个准直器，每一个准直器可以旋转180度，这 样两个准直器组合使用就可以使放射源60暴露的角度达到结肠圆周的360度。在某些应用中，所述胶囊的一部分如上所述地旋转，而另一部分基本上静止不动。 例如，所述静止部分可包括一个马达(未示出)、一个电源(例如电池66)、压力传感器69 和/或斜度传感器(未示出)。在某些应用中，从所述胶囊的静止部分向胶囊的旋转部分的 信号传递和电流供应是通过被设计为能够传递信号和供应电流的集电环进行的。在一些实 施方案中，在所述胶囊中加入了一个旋转编码器，使得电路和胶囊的软件能够在胶囊的旋 转部分旋转时跟踪所述旋转部分的旋转位置。这使得所述电路能够将每一个检测到的光子 与它的合适的扇形区域关联起来。在某些应用中，通过非连续地引导所述集电环上的被分 割为偶数(通常为4至128个扇区)的表面，将所述旋转编码器嵌入集电环中，这使得电路 能够在集电环旋转时检测所述旋转的集电环的位置。在一些实施方案中，所述编码器包括 一个标记(例如一个丢失的扇区位置)，用以标记一次360度旋转的完成。例如，这使得电 路能够在每周旋转后重新同步化，从而补偿旋转速度的波动或位置检测中的错误。在某些应用中，胶囊50以预定的时间间隔扫描结肠，以保证在所述胶囊移动的非 常缓慢的时候能够扫描整个结肠并且感受不到压力的变化。例如，所述胶囊可以每5秒至 每30秒和/或每0. 5分钟至每5分钟扫描结肠。在某些应用中，射线罩68被设定为仅在所述胶囊感受到胶囊的移动时(例如在压 力传感器69检测到结肠内的压力变化时)打开准直器63。这样一来，对结肠的扫描和所述 患者与射线的接触就被基本上限制为仅在结肠内容物移动的时候进行，由此减少了患者接 触的总射线量。在一些实施方案中，由于仅在胶囊感受到压力变化时进行扫描，这样就减少 了能量的消耗。在一些实施方案中，由于预计胶囊会在结肠中快速运动，所述胶囊50会响应于肠 运动而产生的压力变化而进行连续扫描。通常，胶囊响应于感受到的压力变化而进行的连 续扫描会进行10秒至1分钟，或者1分钟至10分钟。在一些实施方案中，使用其他传感方 式来检测所述胶囊的移动。在一些实施方案中，使用射频(RF)传送和接收来测量胶囊50是否在移动，和/或 检测所述胶囊的移动速度。为此，所述胶囊每过几秒(通常是每过1至60秒)就从电子装 置65 (例如天线)发射一个短RF脉冲，并用位于所述胶囊另一位置的电子装置67 (例如另 一天线)接收所述信号。如果所述胶囊在上一时间间隔内有所移动，则接收到的信号幅度 将会有变化。由于结肠内容物的阻抗很低并且很稀，所述胶囊在结肠中的相对位置的任何 变化都会改变所述RF信号。在一些实施方案中，使用低压脉冲传送和接收来测量胶囊50是否在移动，和/或检测所述胶囊的移动速度。为此，所述胶囊每过几秒(通常是每过1至60秒)就在位于胶 囊不同位置的电子装置65和67(例如电极)之间产生低频电压脉冲。如果所述胶囊在上 一时间间隔内有所移动，那么由于所述胶囊在结肠中的相对位置发生变化，两个电极之间 的阻抗也就有所变化，从而由所述电压脉冲产生的电流的幅度也会有所变化。在一些实施方案中，使用本领域已知的磁流量计来测量胶囊50的移动速度。通常， 在胶囊50的表面或其附近放置一个小磁体，并在结肠内施加一个磁场。用两个或多个电极测 量由于磁体穿过所述磁场而感生的电压。由感生电压的强度推导出所述胶囊移动的速度。在一些实施方案中，胶囊50和/或外部数据记录单元52运行一种适应性算法，以 优化扫描的频率。所述算法评估作为时间的函数的结肠内所有成像扇区的读数差异。在一 个实施方案中，所述算法对每一扇区保留一个给定数量的扫描读数的记录(例如对应每一 给定数量的扫描读数的康普顿反向散射光子的计数水平)，并计算这些已经经过的扇区的 平均值。然后，所述算法将当前的读数与平均值相比较。如果所述平均值的平方和当前读 数之间的差异小于某一下限阈值，则将下一次读数的时间间隔设定为比前一次读数的时间 间隔长。通常会存在一个最大时间间隔，也就是不会延长到比它更大的时间间隔。如果所 述平均值的平方和当前读数之间的差异大于某一上限阈值，则将下一次读数的时间间隔设 定为比前一次读数的时间间隔短。如果所述平均值的平方和当前读数之间的差异处于下限 阈值和上线阈值之间，则下一次读数的时间间隔将保持不变。在一些实施方案中，所述算法评估作为时间的函数的压力读数的差异。例如，所 述算法保留过去几次压力读数的记录，并计算这过去几次压力测量的平均值和标准差。然 后，所述算法将当前的压力读数与上述平均值进行比较，如果所述平均值的平方与新的读 数之间的差异大于某一阈值，则所述胶囊开始扫描或以比之前的扫描速度更快的速度进行 扫描。在一些实施方案中，基于前几次读数的平均值和这些读数的标准差来适应性地设定 所述阈值。通常，所述胶囊开始扫描所响应的检测到的压力为比一定数量的之前读数的平 均值大一倍至十倍标准差的压力，或比一定数量的之前读数的平均值在加上某一数值还大 一倍至十倍标准差的压力。在一些实施方案中，响应于射线检测器62检测到的数据而产生相应的图像。使用 适应性算法，通过比较相应的图像来检测所述胶囊的移动和/或移动速度。在一些实施方 案中，将适应性算法应用于检测压力变化的胶囊。通常，所述算法会根据胶囊的移动和/或 移动速度而改变胶囊的连续扫描过程中的各时间间隔。在一些实施方案中，所述算法构建 前几次图像的平均值图像，然后将当前的图像与平均值图像进行比较。通常，所述算法会根 据胶囊的移动和/或移动速度而改变胶囊的连续扫描过程中的各时间间隔。在一些实施方 案中，所述算法响应于压力传感器检测到的压力变化而启动。在本发明的一个实施方案中，在所述胶囊的静止部分中应用斜度传感器来监测所 述胶囊相对于地心引力的3D倾斜角度。所述胶囊利用这一信息来感受扫描过程中的转动， 从而在后期处理过程中重新调整参照系。这一信息通常由所述胶囊传递给外部数据记录单 元52。在一些实施方案中，利用与胶囊倾斜角度、胶囊的压力改变和/或胶囊的加速度 相关的数据来识别所述胶囊何时从受试者的肛门被排出。通常，在检测到胶囊被排出后，胶 囊的数据会立刻被传送至外部数据记录单元52。
在一些实施方案中，放射源60发设β射线，并且发射出的高能电子与结肠内容 物、结肠壁组织和结肠外的组织直接相互作用。电子通过这些相互作用被散射，并且一部分 电子以各种能量水平反向散射并被检测器62检测。通常，所发射的电子具有的能量高于1 兆电子伏特(MeV)，例如为1. 5至7MeV。例如，由于电子与物质相互作用的几率比光子大，因 此当发射的射线主要为β射线而不是、射线和/或X射线时，可以使用较少的射线。而 且，β射线具有依赖于电子的能量的最大射程。例如，由Υ-90发射的电子在水中的最大射 程为11mm。由此限制了与射线的接触，使得结肠外的组织仅与有限量的射线接触或者不接 触射线。在某些应用中，使用电子反向散射来感受胶囊50附近的组织密度的微小变化。这 可以用来区分a)管状息肉和绒毛状息肉，和b)肿瘤性息肉。管状息肉和绒毛状息肉通常比 肿瘤性息肉具有更高的组织密度。管状息肉和绒毛状息肉也比肿瘤性息肉更容易变为癌。 在一些实施方案中，发射的β射线在结肠内产生电子和/或XRF光子。在本发明的一些实施方案中，检测响应于β射线而产生的电子和/或光子，并用 于对所述胶囊附近的组织密度进行定量分析。医师们可以利用这一信息来将息肉分类为a) 管状息肉和绒毛状息肉，和b)肿瘤性息肉。在一些实施方案中，放射源60既发射β射线也发射Y射线和/或X射线。例如， β射线可用于高灵敏度地检测胶囊附近的区域，而、射线和/或X射线可以更灵敏的检测 距离胶囊较远的区域。在这类实施方案中，检测器62通常检测反向散射电子和反向散射的 康普顿光子和XRF光子。在一些实施方案中，所述胶囊含有发射光子的第一放射源和发射 β射线的其他放射源。在一些实施方案中，所述胶囊含有检测光子的第一射线检测器和检 测β射线的其他检测器。在本发明的一些实施方案中，使用响应于发射的X射线和/或、光子而产生的康 普顿反向散射来对所述胶囊附近的组织密度进行定量分析。医师们可以利用这一信息来将 息肉分类为a)管状息肉和绒毛状息肉，和b)肿瘤性息肉。在本发明的一些实施方案中，使用响应于发射的X射线和/或Y光子而产生的康 普顿反向散射光子和XRF光子来对所述胶囊附近的组织密度进行定量分析。通常，这一方 法可以如下文所述通过将XRF光子流的变化和康普顿反向散射光子流的变化相关联而实 现。与X射线荧光光子流的变化不相关的康普顿反向散射光子流被解释为组织密度变化的 指征。这可用于将息肉分类为a)管状息肉和绒毛状息肉，和b)肿瘤性息肉。响应于放射源60发射的射线而产生的XRF光子通常仅从含有造影剂70的结肠内 容物上发出。康普顿反向散射光子可从结肠内容物、结肠壁组织和结肠周围组织上发出。因 此，在一些实施方案中，将XRF光子流标准化，并从康普顿光子流中减去XRF光子流，可以自 动算出与结肠壁组织和结肠周围组织相关的光子流。通常，由于康普顿光子流与胶囊和组 织表面的距离的平方根成正比，康普顿光子流与标准化的XRF光子流的差异就主要来自于 结肠组织。康普顿光子流还依赖于组织的密度。因此，通过分析康普顿光子流，本发明的一 些实施方案提供的自动算法可以测定反向散射康普顿光子的组织的密度。现在参见图3A-B，图3A和3B是根据本发明的一个实施方案的一种带有罩翼80的 胶囊50的射线罩68的示意图。在本发明的一个实施方案中，当胶囊不扫描GI道时，所述 罩翼式关闭的(如图3A所示)，所述受试者与放射源60是隔离的。在起动GI道的扫描时，需要暴露放射源60，此时罩68与检测器62 —起旋转，所产生的离心力驱动罩翼80使其张 开，从而暴露放射源60 (如图3B所示)。当罩翼不旋转时，通常利用弹簧使其保持关闭。旋 转的罩翼处于胶囊50的外壳61内，避免了所述胶囊的移动部分与结肠壁相接触。在另一 些实施方案中，使用其他的技术(例如通过电磁铁的作用)移动罩68和/或放射源60。现在参见图4A-B，图4A和4B为根据本发明的一个实施方案产生的平坦息肉和有 蒂息肉的等高线图，所述息肉是分别在两只猪的结肠中诱发的。在本发明的一些实施方案 中，使用一种处理算法来区分有蒂息肉和无蒂息肉。所述算法通常基于下述事实由于结 肠壁的收缩推动胶囊前进，所以胶囊非常容易接触到大于几毫米(例如大于6mm)的任何息 肉。这种胶囊与息肉的接触会使得息肉沿着胶囊前进的路径排列，从而在胶囊接近息肉时 使息肉沿着结肠的纵轴被拉伸。这种拉伸会使得息肉的蒂在胶囊经过息肉时暴露出来。由 于息肉的中心被拉向胶囊前进的方向，所以息肉的拉伸通常会产生不对称的息肉图像。图4A是使用上文所述的设备产生的猪结肠内诱发的平坦息肉的等高线图。图4B 是另一只猪的结肠内诱发的有蒂息肉的等高线图。在两幅图中可以观察到形状的差异，图 4B的图像中有一个由有蒂息肉产生的拉长的尾部。胶囊移动的方向是朝向图的上方，息肉 也沿着这一方向被拉伸。在一些实施方案中，通过测定息肉是否有蒂而评估息肉变为癌的 潜在可能性。(息肉及其发展为癌的进程的临床研究表明，有蒂息肉比较不容易变为癌，而 无蒂息肉即平坦息肉更容易变为癌。)在本发明的一些实施方案中，评估了胶囊在任一点时与结肠壁的距离。另外，评估 了息肉的大小和结肠内的任意其他结构。为进行这些评估，在整个结肠内进行的大量测量 中同时测量XRF光子流和康普顿反向散射光子流，并记录这些数值以进行后期处理。通常， 造影剂的浓度随着在结肠内的移动会发生变化。而且，XRF光子流和康普顿光子流均会随 着造影剂浓度的变化而变化。因此，通过沿着结肠检测XRF和康普顿反向散射数据，能够评 估所述胶囊与结肠壁的真实距离和结肠内的特征结构的真实大小。这需要通过解含有两个 未知数(距离和造影剂浓度)的关于XRF光子流和康普顿光子流的方程组来实现。对于X射线荧光(XRF)，描述所述胶囊与结肠壁的距离和检测到的光子流的函数 关系的方程为 LxTf = KxTf*[Ln(Ixrf)/(-μ xrf*p)]其中，Lxrf是估算的所述胶囊与结肠壁的距离，Kxrf是一个已知的标量常数， Ixrf是测量出的XRF光子流，μ xrf是已知的XRF相互作用几率，ρ是造影剂浓度。对于康普顿反向散射(COMP)，描述所述胶囊与结肠壁的距离和检测到的光子流的 函数关系的方程为Lcomp = Kcomp*(Ln(I-Icomp)/-μ comp*p)其中，Lcomp是估算的所述胶囊与结肠壁的距离，Kcomp是一个已知的标量常数， Icomp是测量出的康普顿光子流，μ comp是已知的康普顿相互作用几率，ρ是造影剂浓度。因为在结肠的任何点时，这两个估算值都代表相同的真实距离，而且上面的两个 方程中仅有两个未知数，即所述胶囊与结肠壁的真实距离L和造影剂浓度(ρ)，所以可以解 出这个方程组。需要解的方程组为L = Kxrf* [ (Ln (Ixrf) / (- μ xrf*p)](方程 1)L = Kcomp*[Ln(I-Icomp)/(-μ comp*p)](方程 2)
结肠分为被称为结肠袋的多个区域。通常，在每一个结肠袋中，造影剂浓度基本 保持不变。造影剂的浓度通常在相邻的结肠袋之间发生变化。通常，每一个结肠袋的长度 为20mm至40mm。在一些实施方案中，在每一个结肠袋中进行多次测量，以提供该结肠袋中 的造影剂平均浓度。通常，使用在某一结肠袋中(例如长度为20mm至40mm的结肠段内的 各位置)的多个位置的平均XRF光子流和康普顿光子流读数(例如2至20个读数或20至 40个读数的平均值)来针对该结肠袋解上述方程组。在每一结肠袋内，可以假定造影剂的 浓度基本不变，并使用平均光子流解上述方程组，以提供该结肠袋内的平均造影剂浓度。通 常，然后使用该结肠袋内的平均造影剂浓度作为造影剂浓度，再解上述方程1和2，可以得 出该结肠袋内每一次具体读数所对应的胶囊与结肠壁之间的距离。在一些实施方案中，对于每20mm至40mm的结肠长度，都计算例如2至20个读数 或20至40个读数的移动平均值。对于每一个康普顿光子流和XRF光子流的平均值，都计 算标准差。通常，当胶囊从一个结肠袋移动到另一个结肠袋的时候，平均光子流的标准差会 有所变化。在一些实施方案中，一种算法能够通过检测移动平均值读数的标准差的变化来 测定一系列对应于在同一结肠袋内测得的读数的平均读数。然后对于某一结肠袋，就可以 通过解上文所述的方程组得出该结肠袋内的平均造影剂浓度。本发明的范围包括在下列申请中描述的实施方案，下列申请的内容均以援引的方 式纳入本文。在一个实施方案中，本文所述的技术和设备与下列一件或多件申请中所述技 术和设备组合使用2004 年 12 月 6 日提交的发明名称为 “Intra-lumen polyp detection” 的国 际专利申请公布PCT/IL2004/001140，或该申请的美国国家阶段申请，即美国专利申请 10/596，065 ；2003年12月17日提交的发明名称为“Intra-lumen polyp detection”的美国临 时专利申请60/531，690 ；和/或2004年3月31日提交的发明名称为“ Intra-lumen polyp detection”的美国临 时专利申请60/559，695。本领域技术人员应当理解的是，本发明并不限于上文具体描述和显示的范围。本 发明的范围包括上述各技术特征的组合和子集，以及本领域技术人员在阅读本说明书后能 够得到的不属于现有技术的上述各技术特征的变化方案和改变方案。
权利要求
一种设备，包括一个胶囊，被设计为可被受试者吞咽并通过受试者的GI道，所述胶囊包括一个胶囊外壳；至少一个被设计为用于发射射线的放射源；一个可旋转的准直器，被设计为可围绕所述外壳旋转并用于校准由所述放射源发出的射线；至少一个光子检测器，被设计为能够检测响应于发射的射线而产生的光子，所述设备包括一个控制单元，被设计为用于分析与所述光子相关的数据，从而产生可用于识别受试者的GI道的临床相关特征的信息。
2.根据权利要求1的设备，其中所述控制单元被设计能够检测所述胶囊已经到达GI道 中的临床上关注的区域，并且在检测到所述胶囊已经到达临床上关注的区域后启动所述准 直器的旋转。
3.根据权利要求1的设备，其中所述准直器可围绕所述外壳旋转至少270度。
4.根据权利要求1的设备，其中所述准直器包括两个或两个以上的可旋转的准直器， 其中每一个准直器均可围绕所述外壳旋转少于360度。
5.根据权利要求1-4任一项的设备，其中所述光子检测器被设计为围绕所述外壳旋转 并检测响应于发射的射线而产生的光子。
6.根据权利要求5的设备，其中所述检测器可以旋转至少270度。
7.根据权利要求5的设备，其中所述检测器包括两个或两个以上的可旋转的检测器， 其中每一个检测器均可围绕所述外壳旋转少于360度。
8.一种设备，包括一个胶囊，被设计为可被受试者吞咽并发射射线，并能够在受试者的GI道内检测响应 于发射的射线而产生的第一和第二信号，所述设备包括一个控制单元，所述控制单元被设计为能够处理所述第一信号并产生检测到所述第一信号的GI道区域的一个第一图像；能够处理所述第二信号并产生检测到所述第二信号的GI道区域的一个第二图像；通过比较所述第一图像和所述第二图像而检测所述胶囊的移动。
9.一种设备，包括 一个胶囊，被设计为可被受试者吞咽，所述胶囊包括至少一个β射线放射源；以及至少一个光子检测器，被设计为能够检测响应于从所述β射线放射源发射的射线而 产生的光子，所述设备包括一个控制单元，被设计为能够通过分析与检测到的光子相关的数据而产 生所述胶囊周围的组织密度的指征。
10.根据权利要求9的设备，其中所述控制单元被设计为能够根据所述组织密度的指 征区分a)管状息肉和绒毛状息肉，和b)肿瘤性息肉。
11.根据权利要求9的设备，还包括至少一个电子检测器，被设计为能够检测响应于从 所述β射线放射源发射的射线而产生的电子，其中所述控制单元被设计为能够通过分析 与检测到的光子和电子相关的数据而产生所述胶囊周围的组织密度的指征。
12.—种设备，包括一个胶囊，被设计为可被受试者吞咽，并且包括至少一个β射线放射源；以及至少一个电子检测器，被设计为能够检测响应于从所述β射线放射源发射的射线而 产生的电子，所述设备包括一个控制单元，被设计为能够通过分析与检测到的电子相关的数据而产 生所述胶囊周围的组织密度的指征。
13.根据权利要求12的设备，其中所述控制单元被设计为能够根据所述组织密度的指 征区分a)管状息肉和绒毛状息肉，和b)肿瘤性息肉。
14.一种设备，包括一个胶囊，被设计为可被受试者吞咽，所述胶囊包括至少一个被设计为用于发射射线的放射源；以及至少一个光子检测器，被设计为能够检测响应于从所述放射源发射的射线而产生的康 普顿反向散射光子，所述设备包括一个控制单元，被设计为能够通过分析与检测到的康普顿反向散射光子 相关的数据而产生所述胶囊周围的组织密度的指征，并由此区分a)管状息肉和绒毛状息 肉，和b)肿瘤性息肉。
15.根据权利要求14的设备，其中所述放射源被设计为能够发射选自下列的一种或多 种放射性粒子X射线光子、Y光子和β电子。
16.一种设备，包括一个胶囊，被设计为可被受试者吞咽，所述胶囊包括至少一个被设计为用于发射射线的放射源；以及至少一个光子检测器，被设计为能够检测响应于从所述放射源发射的射线而产生的康 普顿反向散射光子和XRF光子，所述设备包括一个控制单元，被设计为能够通过分析与检测到的康普顿反向散射光子 和XRF光子相关的数据而产生所述胶囊周围的组织密度的指征，并由此区分a)管状息肉 和绒毛状息肉，和b)肿瘤性息肉。
17.根据权利要求16的设备，其中所述放射源被设计为能够发射选自下列的一种或多 种放射性粒子X射线光子、Y光子和β电子。
18.一种设备，包括一个胶囊，被设计为可被受试者吞咽，所述胶囊包括至少一个被设计为用于发射射线的放射源；以及至少一个检测器，被设计为能够检测响应于从所述放射源发射的射线而产生的电子，所述设备包括一个控制单元，被设计为能够通过分析与检测到的β射线相关的数据 而产生所述胶囊周围的组织密度的指征，并由此区分a)管状息肉和绒毛状息肉，和b)肿 瘤性息肉。
19.根据权利要求18的设备，其中所述放射源被设计为能够发射选自下列的一种或多 种放射性粒子X射线光子、Y光子和β电子。
20.一种设备，包括一个胶囊，被设计为可被受试者吞咽，所述胶囊包括 至少一个被设计为用于发射射线的放射源；以及至少一个检测器，被设计为能够检测响应于从所述放射源发射的射线而产生的电子和 光子，所述设备包括一个控制单元，被设计为能够通过分析与检测到的β射线相关的数据 而产生所述胶囊周围的组织密度的指征，并由此区分a)管状息肉和绒毛状息肉，和b)肿 瘤性息肉。
21.一种设备，包括一个胶囊，被设计为可被受试者吞咽，所述胶囊包括 至少一个被设计为用于发射射线的放射源；以及一个可旋转的罩，被设计为当所述罩不旋转时覆盖所述放射源，当所述罩以超过某一 阈值的速度旋转时会暴露所述放射源，所述设备包括一个控制单元，被设计为可以控制所述罩以超过所述阈值的速度旋转。
22.根据权利要求21的设备，其中所述可旋转的罩被设计为由于所述罩的旋转产生的 离心力而使得所述放射源被暴露。
23.一种设备，包括一个胶囊，被设计为可被受试者吞咽并通过受试者的GI道，所述胶囊包括 一个第一天线，被设计为当胶囊处于GI道中时在第一时间和第二时间发射射线，分别 产生第一和第二 RF脉冲；以及一个第二天线，被设计为检测所述脉冲所述设备包括一个控制单元，被设计为能够通过检测到的所述第一和第二 RF脉冲的 变化而识别所述胶囊在GI道中的移动。
24.一种设备，包括一个胶囊，被设计为可被受试者吞咽并通过受试者的GI道，所述胶囊包括两个电极， 所述电极被设计为可以当胶囊在GI道中时，在第一时间和第二时间之间产生一个电压降， 所述设备包括一个控制单元，被设计为能够通过在所述第一时间和第二时间时在电极 之间流动的电流的变化而识别所述胶囊在GI道中的移动。
25.一种设备，包括一个胶囊，被设计为可被受试者吞咽并通过受试者的GI道，所述胶囊包括一个传感 器，所述传感器被设计为能够检测胶囊的配置，所述设备包括一个控制单元，被设计为能够根据检测到的胶囊的配置而确定所述胶囊 已从所述受试者的肛门被排出。
26.根据权利要求25的设备，其中所述胶囊被设计为当所述胶囊通过GI道时能够获取 GI道的相关数据，并且所述控制单元被设计为在检测到所述胶囊被从所述受试者的肛门排 出后能够从所述胶囊下载所检测到的数据。
27.一种设备，包括一个胶囊，被设计为可被受试者吞咽并通过受试者的GI道，所述胶囊包括 至少一个放射源；至少一个光子检测器，被设计为能够检测响应于所述放射源发射的射线而产生的光子，所述设备包括一个控制单元，被设计为能够通过分析与检测到的光子相关的数据而区 分在所述受试者GI道中的息肉是有蒂息肉还是无蒂息肉。
28.根据权利要求27的设备，其中所述放射源包括β射线放射源。
29.一种设备，包括一个胶囊，被设计为可被受试者吞咽并通过受试者的结肠，所述胶囊包括 至少一个被设计用于发射射线的放射源；至少一个光子检测器，被设计为能够检测响应于所述放射源发射的射线而产生的康普 顿反向散射光子和XRF光子，所述设备包括一个控制单元，被设计为能够通过(a)分析在沿着所述受试者的结肠的 各个空间上接近的点检测到的康普顿反向散射光子流和XRF光子和(b)假定在沿着所述受 试者的结肠的各个空间上接近的点的造影剂的浓度变化水平很低，从而估算所述胶囊与结 肠壁之间的距离。
30.一种方法，包括从所述受试者的GI道内发射射线；通过至少一个可旋转的准直器围绕一部分所述GI道的圆周来检测所述射线； 检测响应于所发射的射线而产生的光子；以及通过分析与检测到的光子相关的数据而产生可用于识别所述受试者的GI道的临床相 关特征的信息。
31.根据权利要求30的方法，还包括检测所述准直器何时到达临床上关注的区域；以 及在检测到所述准直器到达临床上关注的区域后启动所述准直器的旋转。
32.根据权利要求30的方法，其中围绕一部分所述GI道的圆周来检测所述射线的步骤 包括使所述准直器旋转超过270度。
33.根据权利要求30的方法，其中检测响应于所发射的射线而产生的光子的步骤包括 使所述检测器旋转超过270度。
34.根据权利要求30的方法，其中围绕一部分所述GI道的圆周来检测所述射线的步骤 包括使多个所述准直器中的每一个旋转少于360度。
35.根据权利要求30的方法，其中检测响应于所发射的射线而产生的光子的步骤包括 使多个所述检测器中的每一个旋转少于360度。
36.一种方法，包括给予受试者一个胶囊，所述胶囊被设计为可被所述受试者吞咽； 当所述胶囊进入所述受试者的GI道中时，从胶囊发射射线； 检测所述受试者的GI道中响应于发射的射线而产生的第一和第二信号； 处理所述第一信号并产生检测到所述第一信号的GI道区域的一个第一图像； 处理所述第二信号并产生检测到所述第二信号的GI道区域的一个第二图像； 通过比较所述第一图像和所述第二图像而检测所述胶囊的移动。
37.一种方法，包括从受试者的GI道中发射β射线； 检测响应于所发射的β射线而产生的光子；通过分析与检测到的光子相关的数据而产生发射β射线的位置周围的组织密度的指征。
38.根据权利要求37的方法，还包括通过对组织密度进行定量分析而区分a)管状息 肉和绒毛状息肉，和b)肿瘤性息肉。
39.根据权利要求37的方法，还包括检测响应于所发射的β射线而产生的电子，其中 产生组织密度的指征的步骤包括通过分析与检测到的电子和光子相关的数据产生发射β 射线的位置周围的组织密度的指征。
40.一种方法，包括从受试者的GI道中发射β射线； 检测响应于所发射的β射线而产生的电子；通过分析与检测到的电子相关的数据而产生发射β射线的位置周围的组织密度的指征。
41.根据权利要求40的方法，还包括通过对组织密度进行定量分析而区分a)管状息 肉和绒毛状息肉，和b)肿瘤性息肉。
42.一种方法，包括从受试者的GI道中发射射线； 检测响应于所发射的射线而产生的电子； 检测响应于所发射的射线而产生的光子；通过分析与检测到的电子和光子相关的数据而产生可用于识别所述受试者的GI道的 临床相关特征的信息。
43.一种方法，包括从受试者的GI道中发射射线；检测响应于所发射的射线而产生的康普顿反向散射光子；通过分析与检测到的康普顿反向散射光子相关的数据而产生发射射线的位置周围的 组织密度的指征，并由此区分a)管状息肉和绒毛状息肉，和b)肿瘤性息肉。
44.根据权利要求43的方法，其中所述发射射线的步骤包括发射选自下列的一种或多 种放射性粒子X射线光子、Y光子和β电子。
45.一种方法，包括从受试者的GI道中发射射线；检测响应于所发射的射线而产生的康普顿反向散射光子和XRF光子； 通过分析与检测到的康普顿反向散射光子和XRF光子相关的数据而产生发射射线的 位置周围的组织密度的指征，并由此区分a)管状息肉和绒毛状息肉，和b)肿瘤性息肉。
46.根据权利要求45的方法，其中所述发射射线的步骤包括发射选自下列的一种或多 种放射性粒子X射线光子、Y光子和β电子。
47.一种方法，包括从受试者的GI道中发射射线； 检测响应于所发射的射线而产生的电子；通过分析与检测到的电子相关的数据而产生发射射线的位置周围的组织密度的指征， 并由此区分a)管状息肉和绒毛状息肉，和b)肿瘤性息肉。
48.根据权利要求47的方法，其中所述发射射线的步骤包括发射选自下列的一种或多 种放射性粒子X射线光子、Y光子和β电子。
49.一种方法，包括给予受试者一个胶囊，所述胶囊具有被罩覆盖的放射源；并且 当所述胶囊进入所述受试者的GI道中时，通过以超过某一阈值的速度旋转所述罩而 使得所述放射源被暴露。
50.一种方法，包括给予受试者一个胶囊，所述胶囊被设计为可被所述受试者吞咽并通过所述受试者的GI 道，并且所述胶囊具有第一和第二天线；当所述胶囊位于所述受试者的GI道中时，从所述第一天线发射第一和第二 RF脉冲； 用所述第二天线检测所述RF脉冲；并且通过检测到的所述第一脉冲和第二脉冲的变化来识别所述胶囊在GI道中的移动。
51.一种方法，包括给予受试者一个胶囊，所述胶囊被设计为可被所述受试者吞咽并通过所述受试者的GI 道，并且所述胶囊具有第一和第二天线；当所述胶囊位于所述受试者的GI道中时，在第一时间和第二时间在所述胶囊周围产 生电场；在所述在第一时间和第二时间检测所述电场的属性； 通过检测到属性的变化来识别所述胶囊在GI道中的移动。
52.一种方法，包括给予受试者一个胶囊，所述胶囊被设计为可被所述受试者吞咽并通过所述受试者的GI道；通过检测所述胶囊的配置而电子测定出所述胶囊已从所述受试者的肛门被排出。
53.根据权利要求52的方法，还包括当所述胶囊通过所述GI道时获取与所述GI道相 关的数据，并在检测出所述胶囊已从所述受试者的肛门被排出时从所述胶囊下载获取到的 数据。
54.一种方法，包括从受试者的GI道中发射射线，所述射线选自X射线、、射线和β射线； 检测响应于所发射的射线而产生的光子；通过分析与检测到的光子相关的数据而区分所述受试者GI道中的息肉是有蒂息肉还 是无蒂息肉。
55.一种方法，包括给予受试者一种造影剂；给予所述受试者一个胶囊，所述胶囊被设计为可被所述受试者吞咽并通过所述受试者 的GI道；从所述受试者结肠内的所述胶囊发射射线并通过所述造影剂； 检测响应于在沿着所述受试者的结肠的各个空间上接近的点所发射的射线而产生的 康普顿反向散射光子流和XRF光子流；并且通过分析检测到的康普顿光子流和XRF光子流，并假定在沿着所述受试者的结肠的各个空间上接近的点的造影剂的浓度变化水平很低，从而测定所述胶囊与结肠壁之间的距罔。
56.根据权利要求55的方法，其中测定距离的步骤包括根据检测到的光子流来测定所 述造影剂的平均浓度。
57.根据权利要求55的方法，其中检测光子流的步骤包括当所述胶囊处于某一个结 肠袋中的多个空间上接近的点中的每一个时，检测所述光子流。
58.根据权利要求55的方法，其中检测光子流的步骤包括当所述胶囊处于结肠的 20mm至40mm的一段距离内的多个空间上接近的点中的每一个时，检测所述光子流。
全文摘要
在本发明的一些实施方案中，提供了一种设备，包括一个胶囊50，被设计为可被受试者54吞咽并通过受试者54的GI道72，所述胶囊包括一个胶囊外壳61，至少一个被设计为用于发射射线的放射源60，一个可旋转的准直器63，被设计为可围绕所述外壳61旋转并用于校准由所述放射源60发出的射线，至少一个光子检测器62，被设计为能够检测响应于发射的射线而产生的光子，所述设备包括一个控制单元52，被设计为用于分析与所述光子相关的数据，从而产生可用于识别受试者54的GI道72的临床相关特征的信息。还描述了其他的实施方案。
文档编号A61B1/06GK101883519SQ200880004344
公开日2010年11月10日 申请日期2008年2月6日 优先权日2007年2月6日
发明者伊德翁鲍姆, 伊扎克克莱因, 拉菲佐默, 约阿夫金奇 申请人:保护层有限公司