膠囊光療的制作方法
【專利摘要】一種用于給患者的胃腸(GI)道提供光療的可吞咽膠囊，所述膠囊包括電源、一個或多個光療光源、用于計算膠囊在胃腸道中的移行速度的速度確定單元和控制器單元，所述控制器單元用于激活所述一個或多個光源中的一個或多個，以至少部分地基于確定的速度來給胃腸道中的靶部位遞送治療照射劑量。還描述了有關的儀器和方法。
【專利說明】膠囊光療
【技術領域】
[0001]本發(fā)明在其某些實施方案中涉及一種可攝取的光療裝置，所述光療裝置可用于使用光療治療胃腸道疾病，且具體地，用于治療炎性腸病(IBD)。
【背景技術】
[0002]光療法(常規(guī)地被稱作“光療”)包括將活組織暴露于光以治療生物體或組織的疾病。所述暴露通常根據(jù)為該疾病定制的特定方案來提供，所述方案限定了用于照射組織的光的光譜和強度以及由所述光在組織中堆積的總能量。所述光可以使用多種合適光源中的任一種來產生，所述光源例如是激光、發(fā)光二極管(LED)和熒光燈。
[0003]通常將光療施用于相對容易接近的組織區(qū)域，諸如皮膚的外部區(qū)域以及嘴或鼻的粘膜層襯里，并用于治療痤瘡、銀屑病、濕疹、白癲風(其中對皮膚色素細胞的損傷會導致白色皮膚斑)和基于皮膚的淋巴瘤、牙齦炎、齒齦炎癥、口腔潰瘍和變應性鼻炎。
[0004]因為相對難以接近胃腸道組織，通常不進行用于治療胃腸(GI)道疾病的光療。
[0005]—個與光療易混淆的(similar-sounding)但是不同的領域是光動力學療法(PDT)。最現(xiàn)代的PDT應用涉及3個關鍵組件:光敏劑、光源和組織氧。所述光源的波長需要適用于激發(fā)光敏劑以產生活性氧。這3種組件的組合會導致已經選擇性地吸收光敏劑或已經局部地暴露于光的任何組織的化學破壞。在理解PDT的機制時，重要的是，將它與其它基于光的療法和激光療法(諸如激光傷口愈合)和不需要光敏劑的回春法區(qū)分開。
[0006]國際專利申請公開WO 2008/012701 的標題為 “Capsule camera with variableillumination of the surrounding tissue(具有對周圍組織的可變照明的膠囊照相機)”，并公開了一種可攝取的膠囊和用`于動物或人類的體內成像和/或治療胃腸道中的一個或多個目標患病區(qū)域的方法。所述膠囊包括:圖像傳感器；透鏡系統(tǒng)，其用于將圖像聚焦到圖像傳感器上；至少一個光源，其用于對目標組織區(qū)域進行照明，所述至少一個光源任選地能夠給患病區(qū)域提供光療法處置；可變透鏡系統(tǒng)，其位于所述至少一個光源的前方，其中所述可變透鏡系統(tǒng)包括用于將來自所述至少一個光源的光束定向并聚焦到患病組織區(qū)域上的束流導向裝置和聚焦裝置；控制單元，其與所述圖像傳感器、所述至少一個光源和所述可變透鏡系統(tǒng)通信；動力源，其用于向所述圖像傳感器、所述至少一個光源和所述控制單元提供動力；和不可消化的、透明的外部保護殼，其被構造成穿過胃腸道，并在其內部容納所述圖像傳感器、所述透鏡系統(tǒng)、所述至少一個光源、所述可變透鏡系統(tǒng)、所述控制單元和所述動力源。
[0007]Sergey A.Naumov、Vladimir N.Dyrin、Sergey M.Vovk、Evgeny Y.Petrov、Vladimir V.Udut 和 Elena V.Borodulina 的標題為“Autonomous Device forPhotostimulation of the Gastrointestinal Tract Immunity (用于胃腸道免疫的光剌激的獨立裝置)”的文章(發(fā)表于 Proc.SPIE 3907，433(2000) ;do1: 10.1117/12.386284)描述了一種發(fā)射在紅和綠帶中的光的非常小的光電子裝置，其已經被開發(fā)為用透光聯(lián)接相連的2個半球組成的小膠囊。所述裝置(一種光片劑)允許照射胃腸道(GIT)的所有部件，包括負責產生分泌型免疫球蛋白A(IgA)的小腸一派伊爾斑的免疫感受態(tài)形成。當照射胃腸道器官的壁和它的內容物時，使用光片劑實現(xiàn)內源性光療的主要機制開始起作用。光片劑的臨床試驗結果證實了內源性療法對人生物體的衰弱綜合征、某些類型的免疫功能缺乏、生態(tài)失調、大腸刺激綜合征、duodenostasis等的有利作用。內源性光療以后，患者具有增加水平的溶菌酶、白細胞、乳細菌數(shù)目。當使用光片劑時，沒有副作用。代表了內源性光療的適應癥和禁忌證。因而，內源性光療方法允許我們在不使用藥劑和抗原的情況下對胃腸道器官的免疫感受態(tài)細胞產生有效的且直接的影響，這使得在醫(yī)學上大規(guī)模使用光片劑成為可能。
[0008]Hendriks等人的公開的美國專利申請2009/0177033描述了一種應用，其涉及一種可攝取的膠囊和用于動物或人類的體內成像和/或治療胃腸道中的一個或多個目標患病區(qū)域的方法。所述膠囊包括:圖像傳感器；透鏡系統(tǒng)，其用于將圖像聚焦到圖像傳感器上；至少一個光源，其用于對目標組織區(qū)域進行照明，所述至少一個光源任選地能夠給患病區(qū)域提供光療法處置；可變透鏡系統(tǒng)，其位于所述至少一個光源的前方，其中所述可變透鏡系統(tǒng)包括用于將來自所述至少一個光源的光束定向并聚焦到患病組織區(qū)域上的束流導向裝置和聚焦裝置；控制單元，其與所述圖像傳感器、所述至少一個光源和所述可變透鏡系統(tǒng)通信、動力源，其用于向所述圖像傳感器、所述至少一個光源和所述控制單元提供動力；和不可消化的、透明的外部保護殼其被構造成穿過胃腸道，并在其內部容納所述圖像傳感器、所述透鏡系統(tǒng)、所述至少一個光源、所述可變透鏡系統(tǒng)、所述控制單元和所述動力源。
[0009]其它【背景技術】包括:
[0010]Lawrence X.Yu、John R.Crison 和 Gordon L.Amidon 的標題為 “CompartmentalTransit and Dispersion Model Analysis of Small Intestine Transit Flow inHumans，，的文章,其發(fā)表于 International Journal of Pharmaceutics,第 40 卷;1999;
[0011]Duane D.Burton、H.Jae Kim、Michael CamiIIeri> Debra A.Stephens、BrianP.Mullan、Michael K.0，Connor 和 Nicholas J.Talley 的標題為 “Relationship ofGastric Emptying and Volume Cha`nges After Solid Meal in Humans”的文章，其發(fā)表于Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol289, 2005;
[0012]Wirtz 等人的文章,其發(fā)表于 Nature Protocols,第 2卷，第 541-546 頁，2007;
[0013]Bandy等人的公開的PCT專利申請WO 2009/102445 ；
[0014]Iddan等人的公開的美國專利申請2008/0106596 ；
[0015]Irion的公開的美國專利申請2004/0249245 ；
[0016]Cho等人的公開的美國專利申請2004/0106849 ；
[0017]Iddan的公開的美國專利申請2003/0214579 ;和
[0018]Smith 的美國專利號 5，464，436。

【發(fā)明內容】

[0019]本發(fā)明在其某些實施方案中涉及一種可攝取的膠囊裝置，其適合用于胃腸道的光療，特別是在諸如潰瘍性結腸炎和克羅恩氏病等炎性腸病(IBD)、直腸炎、乳糜瀉、I型和2型糖尿病、AIDS征狀的情況下，和逆轉錄病毒感染后的光療。
[0020]術語光丸(PhotoPill和photopill)在本說明書和權利要求書中可以與術語“光療膠囊”或術語“膠囊”互換使用。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案的一個方面，提供了一種用于給患者的胃腸(GI)道提供光療的可吞咽膠囊，所述膠囊包括電源、一個或多個光療光源、用于計算膠囊在胃腸道中的移行速度的速度確定單元和控制器單元，所述控制器單元用于激活所述一個或多個光源中的一個或多個，以至少部分地基于確定的速度來給胃腸道中的靶部位遞送治療照射劑量。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，如果速度確定單元確定基本上為0的膠囊速度，所述控制器單元被構造成，使控制器單元關閉光源。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，所述膠囊控制一個或多個光療光源，以便給胃腸道中的靶部位提供有效劑量。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，至少部分地基于膠囊在胃腸道中的移行速度來計算有效劑量。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，至少部分地基于測量膠囊在胃腸道中的移行速度的膠囊，所述膠囊控制一個或多個光療光源。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，至少部分地基于測量膠囊在胃腸道中的移行速度的膠囊，所述膠囊調節(jié)光源的強度。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，所述光源基本上大部分以選自400_480nm、610-750nm和800_950nm的范圍內的一個或多個波長發(fā)射光。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，所述光源發(fā)射的光的波長集中在選自440nm、660nm和850nm的一個或多個波長。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案的一個方面，提供了一種用于給患者的胃腸(GI)道提供光療的可吞咽膠囊，所述膠囊包括電源、一個或多個光療光源和控制器單元，所述控制器單元用于激活所述一個或多個光源中的一個或多個，以至少部分地基于膠囊在胃腸道中的靶部位處的預期移行速度來給胃腸道中的靶部位遞送治療照射劑量。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案的一個方面，提供了一種用于胃腸(GI)道的管腔內光療的方法，所述方法包括:吞咽膠囊，所述膠囊包括一個或多個光療光源和用于計算膠囊在胃腸道中的移行速度的速度確定單元，所述光療光源能夠以適合提供光療作用的波長、劑量和強度發(fā)射光，和當所述膠囊在胃腸(GI)道中的一個或多個靶部位附近時，控制所述光源的激活，從而給胃腸道中的靶部位提供有效劑量。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，所述有效劑量是在0.25-0.5焦耳/cm2范圍內。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，所述控制包括:根據(jù)下式控制施用于胃腸道的需要的功率:
[0033]需要的功率=C*劑量/腸速度；
[0034]其中C是在控制器中程序化的常數(shù)，劑量是在控制器中程序化的常數(shù)，腸速度是膠囊在胃腸道中的速度，且其中將光源開啟(ON)和關閉(0FF)，以便給胃腸道中的靶部位提供大約需要的功率。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，當膠囊計算出的膠囊速度指示膠囊已經基本上停止時，關閉光源。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，所述光源基本上大部分以選自400_480nm、610-750nm和800_950nm范圍內的一個或多個波長發(fā)射光。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，所述光源發(fā)射的光的波長集中在選自440nm、660nm和850nm的一個或多個波長。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，將胃腸(GI)道的管腔內光療以選自下述的計劃施用:每隔一天，每周3次，和從每天I次至每周I次。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，將胃腸(GI)道的管腔內光療施用多次。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，將胃腸(GI)道的管腔內光療施用3次或更多次。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，使用所述方法來治療選自克羅恩氏病、潰瘍性結腸炎和不確定性結腸炎的炎性腸病。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，使用所述方法來促進腸粘膜和粘膜下組織的愈合。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案的一個方面，提供了一種治療胃腸道損傷的方法，所述方法包括:吞咽膠囊，所述膠囊包括一個或多個光療光源，所述光療光源能夠發(fā)射光，所述光的波長是在選自400-480nm、610-720nm和800_950nm的范圍內，和當膠囊是在胃腸(GD道損傷附近時，控制所述光源的激活。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案的一個方面，提供了一種治療胃腸道損傷的方法，所述方法包括:吞咽膠囊，所述膠囊包括一個或多個光療光源，所述光療光源能夠發(fā)射光，所述光的波長由在選自400-480nm、610-720nm和800_950nm的范圍內的一個或多個波長組成，和當膠囊是在胃腸(GI)道損傷附近時，控制所述光源的激活。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的一些`實施方案的一個方面，提供了一種進行胃腸(GI)道的管腔內光療的方法，所述方法包括:醫(yī)學從業(yè)人員定位胃腸道的患病部分，將膠囊施用給患者進行吞咽，所述膠囊包括一個或多個光療光源和控制器，所述光療光源能夠以適合提供光療作用的波長、劑量和強度發(fā)射光，所述控制器能夠基于從外部單元接受的信號而激活光源，所述醫(yī)學從業(yè)人員檢測何時膠囊在胃腸道的患病部分附近，并且當膠囊是在胃腸道的患病部分附近時，所述醫(yī)學從業(yè)人員給所述控制器提供信號。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案的一個方面，提供了一種給胃提供光療的方法，所述方法包括:吞咽膠囊，所述膠囊包括一個或多個光療光源，所述光療光源能夠發(fā)射光，所述光的波長是在選自400-480nm、610-720nm和800_950nm的范圍內，和當膠囊是在胃中時，激活所述光源。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案的一個方面，提供了一種給結腸提供光療的方法，所述方法包括:將膠囊插入結腸中，所述膠囊包括一個或多個光療光源，所述光療光源能夠發(fā)射光，所述光的波長是在選自400-480nm、610-720nm和800_950nm的范圍內，和當膠囊是在結腸中時，激活所述光源。
[0048]本發(fā)明的一個方面涉及一種包括膠囊的、用于給患者的胃腸道施加光療的光療裝置，所述膠囊在下文中也被稱作“光丸”，所述膠囊被患者吞咽，使得它穿過他或她的胃腸道，并在穿過過程中，用治療光照射胃腸道的區(qū)域。
[0049]在本發(fā)明的某些實施方案中，患者任選地吞咽藥物和/或流體，并在吞咽膠囊之前允許胃腸道排空。
[0050]本發(fā)明在其某些實施方案中涉及一種可吞咽膠囊裝置，其適合用在胃腸道的管腔內光療中，其中所述膠囊包括一個或多個光源和任選的使所述光源產生的光束成形的光學元件，使得所述光源和所述光學元件能夠給胃腸道內的靶部位遞送治療劑量。
[0051]在某些實施方案中，前述膠囊的形狀類似于為制藥用途生產的膠囊的形狀，其具有適合被人受試者吞咽的光滑圓形輪廓。
[0052]在某些實施方案中，前述膠囊的半徑稍微小于小腸，這有助于保持膠囊在胃腸道中傾斜。
[0053]在本發(fā)明的某些實施方案中，光學元件使所述光源產生的光束成形，使得發(fā)射光在與膠囊的縱向軸線基本上垂直和/或與膠囊的移動方向大致垂直的方向透射出膠囊。在這樣的實施方案中，在使用時，發(fā)射光的方向與胃腸道的壁大致垂直。此外，光源和有關的光學元件的布置使得，發(fā)射光圍繞膠囊周邊向外透射，由此投射出圍繞膠囊的光帶。
[0054]在本發(fā)明的某些實施方案中，所述發(fā)射光圍繞膠囊的整個周邊向外透射。
[0055]在本發(fā)明的某些實施方案中，所述發(fā)射光以圍繞膠囊的基本上環(huán)形的狹窄光帶投射。所述360度照射模式可以以多種方式建立，所述方式包括、但不限于:使用多個圍繞膠囊周邊布置的光源，和/或使用反射和/或折射光學元件來改變發(fā)射的光束行進的方向。
[0056]可以使用任何合適的光源來實現(xiàn)本發(fā)明，包括激光和發(fā)光二極管(LED)。在本發(fā)明的某些實施方案中，任選地選擇光源，從而發(fā)射具有在可見或近紅外(NIR)范圍內的期望波長和/或波長帶的光/光子輻射。通常，作為非限制性例子，當治療胃腸道損傷時，使用的波長選自下述范圍中的一個或多個:400-480nm、610-750nm和800_950nm。使用的發(fā)射波長的典型例子包括:440nm(藍)、660nm(紅)和850nm(NIR)。還預期會產生良好結果的其它波長包括:在600nm至1000nm范圍內的波長，和從440nm至490nm的藍色范圍。上述范圍的組合也可能是有效的。作為非限制性例子，白光(其包括所有可見波長)也包括有效范圍。作為另一個非限制性例子，紅光和藍光的組合，或者NIR和紅光和藍光的組合。在本發(fā)明的某些實施方案中，在單個光丸裝置中包括在不同波長發(fā)射的不同光源。在本發(fā)明的某些實施方案中，治療的光療劑量是由每個波長提供的劑量的總和。由于光集中，隨著光丸穿過胃腸道移動，所述光丸會給胃腸道壁的相對小部分提供集中的治療照射。根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，來自光丸的光的集中會保留由光丸光源提供的光能，并提高向胃腸道壁施加光的效率。據(jù)估測，在透過透鏡時可能損失至多3-5%的功率，但是通過集中光束的增加的有效性，增益了多達15%、至多30%，這會提供有效劑量。增加的有效性的一個潛在優(yōu)點是電池功率的節(jié)省。
[0057]在本發(fā)明的另一個實施方案中，一種可攝取的膠囊(光丸)進一步包括用于在它穿過胃腸道移動時確定它的方向、移動速度和位置的裝置。在某些實施方案中，所述裝置由加速度計提供。在某些實施方案中，所述裝置以光學運動感知系統(tǒng)的形式提供，所述光學運動感知系統(tǒng)通常包括被設置在膠囊內的一個照射源和一個或多個光檢測器，使得所述光檢測器能夠檢測由所述照射源發(fā)射并被外部結構(諸如腸壁)向膠囊反射回去的光信號。
[0058]在本發(fā)明的某些實施方案中，所述光丸膠囊進一步包括控制裝置諸如一個或多個微處理器(以及伴隨的電路)，其用于控制由膠囊執(zhí)行的至少一些活動，包括、但不限于，電源的最初觸發(fā)；和/或計時器時鐘的最初觸發(fā)；和/或治療光源的激活/滅活；和/或膠囊速度的計算；和/或方向和/或位置的計算，任選地從由運動檢測系統(tǒng)和/或裝載式計時器提供的輸入來計算；和/或治療光強度的計算，諸如此類。
[0059]本發(fā)明的膠囊裝置的一些實施方案的一個優(yōu)點是，可以在單個膠囊內包括對于治療光輻射而言以及對于與所述輻射有關的所有各種參數(shù)的控制和調節(jié)而言所需的所有元件，由此避免了對輔助控制裝置或輔助人員的需求。
[0060]在本發(fā)明的某些實施方案中，所述光丸包括光源和控制器，所述控制器開啟光源以在胃腸道中的期望位置處遞送治療光。
[0061 ] 在本發(fā)明的某些實施方案中，所述光丸包括光源和控制器，所述控制器響應于由計時器測得的時間而開啟光源，以在預定的延遲時間以后遞送治療光。所述預定的延遲時間響應于下述因素來確定:光丸穿過患者的胃腸道移動的速率，和要用光療治療的患病區(qū)域在胃腸道中的位置，使得基本上僅在所述光丸接近患病區(qū)域所在的胃腸道段和/或在所述段附近時，光源才開啟以遞送光療?？刂乒馔鑳H在它接近包括患病區(qū)域的胃腸道段和在所述段附近時才開始照射，會提高光丸的能量效率，并減少為了給患病區(qū)域遞送期望劑量的治療光而必須給光丸供給的能量的量。
[0062]在本發(fā)明的某些實施方案中，當光丸離開包括患病區(qū)域的胃腸道段且沒有在照射患病區(qū)域的位置時，所述控制器關閉光源。在本發(fā)明的某些實施方案中，使用所述光丸來治療胃腸道的多個不同患病區(qū)域，所述患病區(qū)域位于胃腸道的不同的、空間上分開的段中。對于每個患病區(qū)域，當所述光丸接近患病區(qū)域且處在用治療光照射該區(qū)域的位置時，所述控制器開啟光源，隨后，除了任選的最后一個患病區(qū)域以外，在所述光丸離開患病區(qū)域以后，關閉光源。
[0063]應當指出，本發(fā)明當然不限于將光療光遞送至僅有限的胃腸道段，且如果需要的話，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，可以將光丸構造成向患者的基本上全部胃腸道遞送治療光。
[0064]在本發(fā)明的某些實施方案中，所述光丸被包括在包裝件中，且含有開關，所述開關用于開啟膠囊內的不同元件，所述元件包括、但不限于:
[0065]-計時器，以便啟動測量時間從而確定延遲時間和暴露時段，任選地在所述光丸被從包裝件取出且被患者吞咽時開始；`
[0066]-用于確定運動方向、運動速度和膠囊位置的裝置，例如，作為非限制性例子，加速度計和/或光學運動感知系統(tǒng)。
[0067]任選地，所述開關包括磁性接近開關，當所述光丸遠離由所述包裝件產生的磁場時，所述磁性接近開關運轉以開啟計時器。
[0068]任選地，所述開關包括機械開關，所述機械開關通過所述光丸從所述包裝件取出而觸發(fā)。
[0069]在另一個實施方案中，所述計時器的最初觸發(fā)通過操作員啟動的對膠囊內的機械開關元件的擠或壓來實現(xiàn)。
[0070]在本發(fā)明的某些實施方案中，光療系統(tǒng)包括一組光丸，每個光丸被程序化成具有不同的延遲時間和任選的不同的暴露時間。使用該組光丸來給患者的胃腸道的不同區(qū)域提供光療，同時維持每個光丸的相對較低的功率消耗。
[0071]在另一個方面，本發(fā)明提供了一種光療系統(tǒng)，其包括外部信標和光丸，所述外部信標發(fā)射信標信號諸如無線電或超聲信標信號，所述光丸具有用于接收所述信標信號的接收器。所述信標位于患者身體上的已知位置處，并且患者胃腸道的患病區(qū)域的位置與來自已知位置的信標所發(fā)射的信標信號的特有特征(例如頻率、偏振和信號強度)相關聯(lián)。在被患者吞咽以后，所述光丸接收信標信號，并處理所述信號以確定所述光丸是否位于要進行光療的胃腸道區(qū)域。如果所述光丸確定它位于這樣的胃腸道區(qū)域中，所述光丸會開啟以用光療光照射該區(qū)域。
[0072]如在上文中所述，在本發(fā)明的某些實施方案中，所述光丸包括加速度計，所述加速度計用于監(jiān)測光丸穿過胃腸道移動的速度的變化。任選地，使用速度的變化來控制光丸提供的治療光。例如，當給胃腸道的特定區(qū)域的每單位區(qū)域面積提供給定量的治療光是有利的時，這樣的控制任選地是有用的。
[0073]在本發(fā)明的某些實施方案中，所述光丸可以被程序化以給胃腸道內的不同區(qū)域提供不同量的的治療光。在本發(fā)明的某些實施方案中，膠囊在胃腸道中的移行速度是已知的，且為了提供有效劑量，任選地提供與不同速度相對應的不同光強度。任選地控制當所述光丸移動穿過特定區(qū)域時提供的治療光的強度與每單位區(qū)域面積要遞送的給定量的治療光基本上成比例，任選地考慮通過由加速度計產生的信號所確定的速度。例如，對于具有更小組織暴露時間的更快移行速度而言，需要更高的功率來維持治療光的恒定期望劑量。如在上文中所公開的，可以使用其它運動檢測裝置(諸如光學裝置)來替代加速度計，或者在加速度計基礎上額外使用。
[0074]在本發(fā)明的某些實施方案中，使用速度的變化來確定光丸在胃腸道中的位置。任選地，通過響應于加速度計的測量結果所確定的雙積分加速度，確定隨時間的位置，從而確定在胃腸道中移動的距離。
[0075]在本發(fā)明的某些實施方案中，使用大幅的速度變化(任選地由加速度計所提供的加速度測量結果來指示)來確定位置。例如，在胃腸道中傳送的物質在盲腸中的移動比在小腸中更緩慢。所以，任選地使用由加速度計信號指示的光丸的移行速度的大幅下降(指示大幅減速)來確定所述光丸到達盲腸的時刻。
[0076]在本發(fā)明的某些實施方案中，提供了一種用于給患者胃腸(GI)道的某個區(qū)域提供光療的可吞咽膠囊，所述膠囊包括:至少一個光源，所述光源可被控制以產生光療所用的光；和控制器，其在光療開始時間開啟至少一個光源，以照射包括所述區(qū)域的至少一部分的胃腸道部分。
[0077]任選地，當控制器在光療開始時間開啟至少一個光源時，所述膠囊位于這樣的胃腸道位置附近:在該位置，來自光源的光可以照射所述區(qū)域。額外地或可替換地，所述附近位置任選地是在所述區(qū)域的IOcm內。任選地，所述附近位置任選地是在所述區(qū)域的5cm內。任選地，所述附近位置任選地是在所述區(qū)域的2cm內。在本發(fā)明的某些實施方案中，所述控制器包括計時器。
[0078]任選地，所述光療開始時間是相對于開始計時時間(clock-on time)確定的時間，在所述開始計時時間，計時器開始測量時間以確定光療開始時間。任選地，所述膠囊被包括在包裝件中，且所述開始計時時間是通過從包裝件取出膠囊所確定的時間。所述可吞咽膠囊任選地包括開關，所述開關通過膠囊從包裝件的取出而運轉，以設定開始計時時間。任選地，所述開關是磁力開關。任選地，所述包裝件包括產生磁場的磁體，且所述開關響應于在膠囊處的磁場的變化(由膠囊從包裝件的取出造成)而運轉，以設定開始計時時間。
[0079]在本發(fā)明的某些實施方案中，所述開關包括按鈕，所述按鈕被運轉以設定開始計時時間。任選地，所述按鈕被機械地運轉以操作開關。任選地，所述包裝件包括突出物，當膠囊處于包裝件中時，所述按鈕受所述突出物壓迫，且當從包裝件取出膠囊時，所述按鈕被釋放以操作開關和設定開始計時時間。
[0080]在本發(fā)明的某些實施方案中，所述控制器響應于膠囊周圍環(huán)境的特性的變化而操作開關，以設定開始計時時間。任選地，所述特性是溫度。額外地或可替換地，所述特性任選地包括光。在本發(fā)明的某些實施方案中，所述特性包括pH。在本發(fā)明的某些實施方案中，所述特性包括水分。
[0081 ] 在本發(fā)明的某些實施方案中，所述膠囊接收來自體外的光信號。所述光信號任選地起作用以接收來自體外的通信。所述通信任選地包括膠囊中的激活命令和/或程序化參數(shù)。所述參數(shù)可以包括延遲時間、開始和結束時間、以及光療光強度。
[0082]在本發(fā)明的某些實施方案中，所述光療開始時間是從開始計時時間延遲預定的延遲時間的時間。任選地，所述預定的延遲時間響應于區(qū)域的位置和膠囊穿過胃腸道向所述區(qū)域移動的速度而確定。
[0083]在本發(fā)明的某些實施方案中，所述控制器被構造成響應于由信標產生的信標信號而接收信標信號和確定光療開始時間。任選地，所述信標信號包括磁場。任選地，所述控制器響應于磁場強度而確定光療開始時間。
[0084]在本發(fā)明的某些實施方案中，所述信標信號包括聲信號。
[0085]在本發(fā)明的某些實施方案中，所述信標信號包括超聲信號。
[0086]在本發(fā)明的某些實施方案中，所述信標信號包括射頻信號。額外地或可替換地，所述信標信號任選地特征在于，隨相對于信標位置的方向而變化的頻率。任選地，所述控制器響應于頻率而確定光療開始時間。
[0087]在本發(fā)明的某些實施方案中，所述控制器響應于信標信號強度而確定光療開始時間。
[0088]在本發(fā)明的某些實施方案中，在光療開始時間之后，在預定的暴露時段(在這期間用光療光照射胃腸道)以后，所述控制器在光療停止時間關閉至少一個光源。
[0089]在本發(fā)明的某些實施方案中，所述控制器確定多個光療開始時間。
[0090]在本發(fā)明的某些實施方案中，一種可吞咽膠囊包括加速度計，所述加速度計響應于膠囊的加速度而產生加速度信號。任選地，所述控制器接收由加速度計產生的加速度信號。任選地，所述控制器響應于加速度信號而調節(jié)由至少一個光源提供的治療光的強度。額外地或可替換地，所述控制器任選地響應于加速度信號而確定膠囊在患者胃腸道中移動的距離。任選地，所述控制器響應于確定的距離而開啟至少一個光源。
[0091]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，進一步提供了一種可吞咽膠囊，其用于給患者的胃腸(GI)道的某個區(qū)域提供光療，所述膠囊包括:至少一個光源，所述光源可被控制以產生光療所用的光；和光導引器，其接收來自至少一個光源的光，并將所述光集中在基本上環(huán)形帶形狀的體積內。
[0092]在另一個方面，本發(fā)明也涉及一種在需要這種治療的患者中進行胃腸道的管腔內光療的方法，所述方法包括下述步驟:
[0093]a)提供如在上文中所公開的和在下文中更詳細地描述的可吞咽膠囊；和
[0094]b)給所述患者口服施用膠囊。
[0095]本文中使用的術語“管腔內光療”表示，為了治療胃腸道腔內的損傷和/或促進胃腸道腔內的組織愈合，使用光照射治療。在本發(fā)明的某些實施方案中提供的方法因而可用于治療和愈合從胃腸道腔可接近的所有組織(包括腸粘膜和粘膜下層組織)的病癥。
[0096]在本發(fā)明的某些實施方案中，所述患者自我施用所述膠囊裝置。
[0097]在本發(fā)明的該方面的一個優(yōu)選實施方案中，使用所述方法來治療IBD。本文公開的方法可以用于治療所有類型的IBD，包括克羅恩氏病、潰瘍性結腸炎、直腸炎、乳糜瀉、I型糖尿病、II型糖尿病、AIDS征狀和不確定性結腸炎。所述治療會改善胃腸道，包括這樣的情形:其中上述疾病由于不適當?shù)难髁亢?或對粘膜層的損傷而在胃腸道中造成問題。
[0098]在另一個優(yōu)選實施方案中，使用本發(fā)明的方法增進、促進和加速腸粘膜和基礎組織的愈合。
[0099]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，使用所述方法來治療損傷和/或促進存在于小腸中的組織的愈合。
[0100]除非另有定義，在本文中使用的所有技術和/或科學術語具有與本發(fā)明所屬領域的普通技術人員所通常理解的相同的含義。盡管與本文中描述的那些類似或等效的方法和材料可以用于實踐或試驗本發(fā)明的實施方案，但是下面描述了示例性的方法和/或材料。在沖突的情況下，以專利說明書(包括定義)為準。另外，所述材料、方法和實施例僅僅是示例性的，且無意成為必然地限制性的。
[0101]本發(fā)明的實施方案的方法和/或系統(tǒng)的實現(xiàn)可以包括手動地、自動地、或以它們的組合實施或完成所選任務。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法和/或系統(tǒng)的實施方案的實際儀器儀表和設備，通過硬件、通過軟件、或通過固件或通過它們的組合，使用操作系統(tǒng)，可以實現(xiàn)幾個所選的任務。
[0102]例如，用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的實施方案的所選任務的硬件可以實現(xiàn)為芯片或電路。作為軟件，根據(jù)本發(fā)明的`實施方案的所選任務可以實現(xiàn)為多個軟件指令，所述指令由使用任意合適的操作系統(tǒng)的計算機來執(zhí)行。在本發(fā)明的一個示例性實施方案中，根據(jù)如本文中所述的方法和/或系統(tǒng)的示例性實施方案的一個或多個任務由數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行，諸如用于執(zhí)行多個指令的計算平臺。任選地，所述數(shù)據(jù)處理器包括用于儲存指令和/或數(shù)據(jù)的易失性存儲器和/或用于儲存指令和/或數(shù)據(jù)的非易失性存儲器，例如，磁性硬盤和/或閃速存儲器和/或可移動介質。任選地，還提供網(wǎng)絡連接。還任選地提供顯示器和/或使用者輸入裝置諸如鍵盤或鼠標。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0103]在本文中參考附圖描述了本發(fā)明的一些實施方案，僅僅作為示例?，F(xiàn)在詳細地具體參考附圖，應當強調，顯示的細節(jié)是作為示例和用于示例性地討論本發(fā)明的實施方案的目的。在這點上，結合附圖做出的描述會使本領域技術人員明白可以如何實踐本發(fā)明的實施方案。
[0104]下面參考本文所附的附圖來描述本發(fā)明的實施方案的非限制性實施例，所述附圖在本段落后面列出。在超過一幅圖中出現(xiàn)的相同結構、元件或部件通常在它們所出現(xiàn)的所有圖中用相同的附圖標記來標記。為了方便和顯示清楚，選擇了在附圖中顯示的組件和部件的尺寸，并且不一定按比例顯示。
[0105]在附圖中:[0106]圖1示意地顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的光丸；
[0107]圖2示意地顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，將圖1所示的光丸程序化；
[0108]圖3A和3B示意地顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，與圖1所示的光丸類似的光丸，其用于治療患者胃腸道的患病區(qū)域；
[0109]圖4示意地顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，被包含在包裝件內的圖3A和3B所示的光丸，當所述光丸被從包裝件取出時，所述包裝件會開啟它們的內部電子電路，這會啟動時鐘來對延遲時間和暴露時間計時；
[0110]圖5示意地顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的另一種光丸，當所述光丸被從包含它的包裝件取出時，它的計時器被開啟以對延遲時間和暴露時間計時；
[0111]圖6示意地顯示了配有控制器和適合用于接收信標信號的天線的光丸；
[0112]圖7示意地顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的圖6所示的光丸，其被用于給患者胃腸道的患病區(qū)域提供光療；
[0113]圖8不意地顯不了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的光丸，其響應于定向信標信號而給患病區(qū)域提供光療；
[0114]圖9示意地解釋了由典型硅光療光源產生的非常寬角照射模式；
[0115]圖10示意地解釋了將重新成形光學器件放在典型硅光療光源前面的效果；
[0116]圖11描繪了本發(fā)明的膠囊裝置，其配有在硅光源元件前面的環(huán)形透鏡元件；
[0117]圖12解釋了本發(fā)明的另一個實施方案，其中將少量光源定位在膠囊的端面上；
[0118]圖13顯示了在圖12中描繪的實施方案的光源和有關的光學元件的內部布置；
[0119]圖14描繪了本發(fā)明的一個實施方案，其中通過擠壓金屬環(huán)來實現(xiàn)膠囊的最初觸發(fā)；
[0120]圖15解釋了在本發(fā)明的某些實施方案中使用的光學移動感知系統(tǒng)的一般特征；
[0121]圖16提供了在圖15中描繪的光學移動感知系統(tǒng)的其它細節(jié)；
[0122]圖17描繪了在本發(fā)明的某些優(yōu)選實施方案中使用的光學移動感知系統(tǒng)的光檢測器所檢測到的典型反射光信號；
[0123]圖18是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，進行胃腸(GI)道的管腔內光療的方法的簡化流程圖解釋；
[0124]圖19A是描繪組織對不同劑量的光的響應的簡化劑量-響應圖；
[0125]圖19B是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例實施方案，描繪了小鼠結腸組織對不同劑量的光的響應的實驗劑量-響應圖；和
[0126]圖20A-D是當膠囊中的光源被開啟和關閉時，胃腸道段的簡化簡圖和實施例的對
應簡圖。
【具體實施方式】
[0127]本發(fā)明在其某些實施方案中涉及一種可攝取的光療裝置，其可以用于治療胃腸道的疾病，具體地，用于治療炎性腸病(IBD)。
[0128]在詳細地解釋本發(fā)明的至少一個實施方案之前，應當理解，本發(fā)明的應用不一定限于在下述描述中闡述的和/或在附圖和/或實施例中解釋的組件和/或方法的構造和布置的細節(jié)。本發(fā)明能夠實現(xiàn)其它的實施方案或能夠以不同的方式實踐或實現(xiàn)。[0129]沿著胃腸道移動并且給胃腸道提供治療照射所需要的膠囊可能需要充足的功率來這樣做。下面的標題為“總治療能量”的部分描述了總電池功率和需要的治療劑量可以如何限制可以治療的總區(qū)域。
[0130]在本發(fā)明的某些實施方案中，總電池功率不足以給需要治療的所有區(qū)域的治療提供動力。在本發(fā)明的某些實施方案中，僅照射胃腸道的部分，即已知或假定為患病的部分。患病部分有時甚至大于一個膠囊可以治療的區(qū)域。在本發(fā)明的某些實施方案中，一個膠囊照射患病區(qū)域的一部分，以后吞咽的另一個膠囊照射患病區(qū)域的另一部分。某些疾病狀況可能需要重復操作來實現(xiàn)完全或部分緩解。
[0131]在本發(fā)明的某些實施方案中，僅治療胃腸道的患病部分的一部分，任選地提供疾病的改善。作為非限制性例子，僅治療損傷的一部分，從而減小損傷的大小。
[0132]有用的是，基于膠囊到達患病區(qū)域的時間和/或膠囊到達患病區(qū)域的特定部位的時間，控制照射開啟時間和關閉時間。
[0133]在本發(fā)明的某些實施方案中，通過測量離開最初起始點的時間，測量膠囊到達患病區(qū)域的時間。當膠囊從它的包裝件取出時，或當按下膠囊上的開關時，或當膠囊中的傳感器感知到某物(諸如它的環(huán)境中的PH變化、施加于膠囊環(huán)境的磁場、或磁場減弱，諸如此類)時，可以開始起始點。
[0134]在本發(fā)明的某些實施方案中，所述膠囊循環(huán)開啟和關閉照射。這樣的循環(huán)會提供許多益處，它們包括:節(jié)能；與連續(xù)照射可能治療的區(qū)域相比，治療更大的區(qū)域；將照射劑量限制至有效劑量且不過多；和在某些情況下，諸如如下所述的膠囊速度和/或光強度，施加脈沖光可能導致比連續(xù)照射更好的結果。
[0135]在本發(fā)明的某些實施方案中，與一些其它藥物治療同時提供治療照射，諸如與治療照射伴隨地攝入藥物，任選地提供藥物和治療照射之間的協(xié)同作用。
[0136]本發(fā)明的一些實施方案的一個`特征是，胃腸道(包括腸損傷)的光照射所需的所有元件以及用于控制與所述照射有關的參數(shù)的裝置被“裝載”定位，也就是說，在膠囊裝置本身內。所以，在某些實施方案中，下述事實會便利膠囊的應用，特別是患者他/她自己的自我應用:不需要使用額外儀器和/或外部儀器和/或輔助人員或醫(yī)學專業(yè)人員。
[0137]在本發(fā)明的某些實施方案中，一些元件是在膠囊裝置本身的外部，諸如用于造成膠囊開啟或關閉光的外部致動器，例如，作為非限制性例子，用于確定在胃腸道中開啟治療光的地方的外部磁體、背心、功率變送器和/或定向信標。
[0138]現(xiàn)在參考圖1。
[0139]圖1示意地顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，給患者的胃腸道50的壁51的患病部分提供光療的光丸20的橫截面視圖。胃腸壁51的患病部分由胃腸壁51的波浪狀部分52指示。
[0140]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，所述光丸20包括一個或任選地兩個被容納在具有外壁36的膠囊殼體34內的光源21和22和光導引器31和32。膠囊殼體34的特征在于適合吞咽和穿過胃腸道的尺寸。作為例子，光丸20任選地是約27mm長，且具有約Ilmm的圓形橫截面直徑。光源21和22和光導引器31和32任選地位于膠囊殼體34的中央部分，所述中央部分被壁36的虛線部分35代表的區(qū)域(在下文中被稱作“窗”)包圍，所述區(qū)域可透過由光源21和22提供的光。光導引器31和32分別接收來自光源21和22的光(由箭頭60代表)，并導引接收的光穿過壁36的窗35以照射分別由虛線41和42指示的胃腸道50的環(huán)形區(qū)域。區(qū)域41和42 (它們在圖1的實施例實施方案中為環(huán)形)限定圓盤形體積，在其中發(fā)射分別來自光源21和22的光。所述光丸20包括電源24和控制器26，任選地位于膠囊殼體34的相對末端。在本發(fā)明的一個實施方案中，控制器26包括計時器27，并控制對由計時器提供的時鐘信號做出響應的光源21和22 (如下所述)。
[0141]應當指出，盡管在附圖中將光療光描繪為圍繞膠囊的軸線成環(huán)形發(fā)射，在本發(fā)明的某些實施方案中，所述光療光從膠囊的一端或兩端發(fā)射，且甚至成環(huán)形和從膠囊的兩端發(fā)射。
[0142]光源21和22可以包括根據(jù)期望的用于治療胃腸道50的患病區(qū)域的光療方案適合用于提供光的任何光源，諸如激光或LED。作為例子，在所述光丸20中，將光源21和22顯示為具有位于膠囊20的軸線37上的光發(fā)射接頭29和28的LED。在本發(fā)明的某些實施方案中，光源21和22提供基本上相同波長帶的光。在其它實施方案中，光源22提供的光所在的波長帶不同于光源21提供的光所在的波長帶。
[0143]作為例子，胃腸道50的患病部分52具有炎性腸病(IBD)，且光丸20被構造成提供光療。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，為了治療患病部分52中的IBD，光源21任選地提供在具有以約660nm(納米)為中心的約±30nm寬度的波長帶中的光，光源22任選地提供在具有以約850nm為中心的約等于±30nm的帶寬度的波長帶中的光。有利地，由每個光源21和22發(fā)射的光的強度使得，在每cm2的具有IBD的胃腸道組織積累在每個波長帶的約0.1焦耳至約I焦耳的光療光。應當認識到，以可見光譜(例如440nm)和近紅外(NIR)光譜(例如850nm)或它們的任意組合中的其它波長發(fā)射的光源也可以用于實現(xiàn)本發(fā)明。
[0144]應當指出， 已經證實，至少在I焦耳/cm2劑量，在NIR、紅色和藍色波長中的類似光強度具有基本上類似的治療效果。
[0145]應當指出，發(fā)射藍光需要更多的電池功率來提供類似的光強度。
[0146]應當指出，更高的光劑量水平不一定導致胃腸道損傷的更有效光療。相反，在許多情況下，已經發(fā)現(xiàn)，更低的劑量水平會產生比更高的光照射水平更好的治療結果。但是，還公認的是，也存在最小有效劑量水平。
[0147]結果，有效的腸光療膠囊應當能夠遞送正確量的治療能，后者在有效的劑量地帶內。包括吞咽具有電池的光源過于簡單的方案可能不是有效的，且可能甚至是有害的。因此，使用光劑量控制，以便避免下述不希望的情形:
[0148]a)低劑量將沒有效果。
[0149]b)過劑量將沒有效果，且可能造成局部損傷，例如通過加熱組織。
[0150]c)動力源(諸如小電池)可能在已經將有效劑量提供給組織或足夠的組織區(qū)域之前已經耗盡。
[0151]d)為了獲得令人滿意的治療方案，可能需要覆蓋整個腸壁的周邊。
[0152]已經發(fā)現(xiàn)，光照射劑量(通常以焦耳/平方厘米的單位表示)受暴露時間(秒)和輻射功率(瓦特/平方厘米)影響。
[0153]一些影響向組織的劑量遞送的因素包括:
[0154]-投射在腸壁上的照射模式的不均勻性，由此造成實際遞送劑量的不均勻性。
[0155]-腸移行時間的變化，由此造成歸因于暴露時間的變化的實際遞送劑量的變化。[0156]由于可吞咽膠囊的大小和在整個腸移行中支持光療可能需要的功率，基于硅的光療源在本發(fā)明的某些實施方案中是用于解決滿足前述要求的問題的高度實用的解決方案。這樣的基于硅的源(例如由LIGHT0N制造的HSDL-4400)具有非常寬的照射角(通常110-140度)，其在腸壁上形成沿著膠囊的縱向軸線(移行軸線)衰減的照射模式，如圖9所示。
[0157]現(xiàn)在參考圖9。
[0158]在圖9中，描繪了朝向腸壁212向外照射的硅光療源210。由于輻射214的寬角和由于輻射強度在某些情況下與至所述源的距離的平方成比例的事實，被腸壁216吸收的輻射模式發(fā)生變化。在所述模式的一些點處，可以發(fā)現(xiàn)非常高的能量水平(鄰近光源)，而在其它點處，發(fā)現(xiàn)了非常低的、亞最小閾值能量水平。
[0159]在本發(fā)明的某些實施方案中，使用基于硅光療的源，所述源任選地產生已知的和可測量的功率水平，其可以與需要的“劑量響應曲線”進行對比，以證實所述源向組織遞送正確量的治療能量。在本發(fā)明的某些實施方案中，所述劑量響應曲線在膠囊中程序化，且所述膠囊會計算已經向組織遞送的治療能量的量，如在下面參考標題為“總治療能量”的部分更詳細地描述的。
[0160]在本發(fā)明的某些實施方案中，使用現(xiàn)成的硅發(fā)射極，其任選地具有預先生產的光學透鏡和/或反射器，所述反射器并入所述發(fā)射極中或者可替換地制造在膠囊的殼中。
[0161]盡管任選地縮窄波束角可能防止亞閾值和無效治療劑量向腸壁的遞送，縮窄也可能造成其它問題，即向接受治療的胃腸道區(qū)域中的整個腸周邊遞送不足的治療功率的問題。
[0162]如在上文中所述，本發(fā)明的光療腸膠囊的一些實施方案的一個期望特征是，向接受治療的腸段的整個周邊遞送光療法(即在膠囊周圍的360度照射)。因而可以看出，簡單地縮窄硅照射器的角度在某些情`況下是不實用的，因為可能需要放置在膠囊外周邊周圍的增加數(shù)目的光源在物理上不會配合足夠小以允許吞咽的膠囊的限制。
[0163]在本發(fā)明的某些實施方案中，使用光束成形光學器件來提供該問題的解決方案，所述光束成形光學器件被設計成在膠囊周邊的周圍產生360度照射覆蓋，任選地也提供沿著膠囊的縱向軸線(移行軸線)的狹窄照射模式。這樣的光束可以以它的輻射模式的指定寬度形成在腸壁上，從而以更均勻的和可測量的形式(與沒有光束成形光學器件相比)提供功率密度和由此提供劑量遞送。
[0164]在本發(fā)明的該方面的某些實施方案中，使用的硅照射器(例如由Huey JannElectronics C0.生產的HIRTLB2-4G)具有寬輻射模式，且被放置在整個膠囊周邊的周圍。甚至可以使用3個這樣的照射器來得到在膠囊周邊周圍的360度覆蓋。重新成形光學器件(其形狀象環(huán)且放在光源上)沿著它的縱向軸線將光束集中成更狹窄的光束。
[0165]現(xiàn)在另外參考圖10。如圖10所示，使用該實施方案在腸壁上產生的照射光束214a以具有統(tǒng)一能量密度216a的環(huán)的形式形成。該照射模式借助于放在光源210和腸壁212之間的凸透鏡218實現(xiàn)。光丸膠囊的移動方向由箭頭220指示。該實施方案的其它細節(jié)提供在圖11中。現(xiàn)在另外參考圖11，該圖顯示了光丸膠囊230，其配有與硅照射源234重疊的、沿圓周布置的環(huán)形透鏡元件232 ( “光學環(huán)”)。
[0166]現(xiàn)在另外參考圖12。在一個替代性的優(yōu)選實施方案中，作為以圓周方式布置的照射源的替代，將它們設置成使得，它們沿著裝置的縱向軸線向前或向后方向指向，如圖12所示。在膠囊裝置240的該實施方案中，為了產生所需的能量輸出，需要更少的、但是更強的光源242。為了在腸壁上實現(xiàn)期望的照射模式，使用漏斗形反射光學元件244穿過透光的穹頂246向外徑向地重新導引產生的光束。
[0167]現(xiàn)在另外參考圖13。在圖13中更詳細地解釋了該實施方案的內部布置，其中箭頭246指示，當由光源242產生的光束入射在反射元件244上時，所述光束的方向的變化。以此方式，在胃腸道248的內壁上向外徑向地投射光束。
[0168]至此已經討論的實施方案借助于控制由光源產生的照射模式而實現(xiàn)了期望的劑量水平向腸組織的遞送。但是，如在上文中所述，也可能通過不同的方案(即通過控制膠囊的腸移行時間，由此造成歸因于暴露時間的變化的實際遞送劑量的變化)得到期望的劑量水平。
[0169]盡管不能控制在暴露時間中涉及的某些因素(例如決定腸能動性的生物元件)，可能控制其它因素。因而，在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，所述光丸裝置包含用于響應于所述裝置在胃腸道中移動的速度的變化而控制發(fā)射光的強度的機構。這些機構將在下文中更詳細地描述。
[0170]可以用于產生期望的照射模式的光學元件的另一個實施方案顯示在圖1中，該圖顯示了光導引器31和32，它們可以由任意合適的反射材料構成。在本發(fā)明的該實施方案中，每個光導引器31和32包括圓錐形反射器23，所述圓錐形反射器23具有與光丸20的軸線37重合的旋轉軸。環(huán)形照射區(qū)域41和42 (不論所述區(qū)域是否重疊，和如果它們重疊的話，它們在何種程度上重疊)的相對位置是下述因素的函數(shù)=LED 21和有關的反射器23的空間構型，圓錐形反射器31和32的錐角a，和胃腸道50的被照射的部分的直徑。關于一些構型和胃腸道直徑，如圖 1所示，環(huán)形照射區(qū)域41和42在相對小區(qū)域內重疊。
[0171]應當指出，光導引器不限于具有單一錐角的簡單的圓錐形光反射器，其所有表面元件相對于錐體的軸線形成相同的“傾斜”角，其等于錐角的補角。圓錐形光反射器可以包括這樣的表面:所述表面具有相對于錐體軸線成不同角的區(qū)域。作為例子，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的錐體反射器任選地包括這樣的表面區(qū)域:其具有隨著所述表面區(qū)域至錐體軸線的距離從約30°至約60°逐漸增加的傾斜角。光導引器當然也不限于錐體反射器或反射器，且可以例如包括不同類型的反射元件、透鏡、衍射光柵和/或光管中的任一種，并引導來自單個或多個光源的光以照射胃腸道的環(huán)形區(qū)域。
[0172]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，控制器26響應于由計時器27提供的時鐘信號而開啟和關閉光源21和/或22，使得光丸20僅給患者胃腸道的一個或多個需要光療的區(qū)域(例如胃腸道50的患病區(qū)域52)提供光療。任選地，可將光丸控制器26編程為具有至少一個光療開始時間和至少一個光療停止時間，以控制所述控制器開啟和關閉光源21和/或22的時間。光療開始時間是控制器開啟光源21和/或22以開始用來自光源21和/或22的光對患者胃腸道的一個區(qū)域進行光療的時間，光療停止時間是控制器關閉光源21和/或22以終止由光源21和/或22提供的光療的時間。
[0173]光療開始和結束時間相對于“開始計時”時間來測量，在所述“開始計時”時間時，計時器27開始計時以確定光療開始和結束時間。開始計時時間是與患者吞咽光丸20以經歷由所述光丸提供的光療的時刻有關的時間。[0174]任選地，開始計時時間是這樣的時間:其基本上等于患者激活觸發(fā)器的時間，也就是說，沒有延遲。任選地，開始計時時間是這樣的時間:其基本上等于患者吞咽光丸20的時間。在本發(fā)明的某些實施方案中，開始計時時間是這樣的時間:其特征在于，相對于患者吞咽光丸的時間的預定時間差。例如，可以在吞咽光丸20以后胃酸溶解絕緣體和由此閉合設定開始計時時間的電路的時間來設置開始計時時間。
[0175]在本發(fā)明的某些實施方案中，通過與使用光療所用的光丸有關的光丸的周圍環(huán)境的變化，確定開始計時時間。所述變化會造成開始計時時間的設置。例如，任選地在低于體溫的溫度保存光丸20。當吞咽時，身體熱量會升高光丸的溫度，且所述溫度變化會設定開始計時時間。在某些實施方案中，光丸20包括pH監(jiān)測器，并響應于pH變化而設定開始計時時間，諸如當光丸被患者吞咽且與患者的唾液接觸時檢測到的PH的可能變化。在本發(fā)明的某些實施方案中，所述光丸包括這樣的電極:在所述光丸被吞咽以后，所述電極暴露于患者的口腔或胃腸道中的液體或組織。使用電極之間的直流電(DC)阻或交流電(AC)阻抗的變化來設定開始計時時間。
[0176]在本發(fā)明的某些實施方案中，開始計時時間是，患者從含有光丸20的包裝件中取出所述光丸20時的時間。從包裝件取出光丸的動作決定了開始計時時間。在下面參考圖4和圖5討論了本發(fā)明的這樣的實施方案:其中從包裝件取出光丸20會設定開始計時時間。但是，在開始該討論之前，現(xiàn)在將參考圖14描述激活機構的另一個實施方案。
[0177]現(xiàn)在另外參考圖14，該圖解釋了配有外部金屬環(huán)312的膠囊裝置310。在即將使用前，患者(或醫(yī)學護理人員)擠壓所述金屬環(huán)，使得它被迫與位于所述環(huán)內部的環(huán)形金屬板314發(fā)生電接觸。該電路閉合然后將電池與膠囊內的電子電路連接，由此開始它的工作。在這類的某些實施方案中，被包含在膠囊內或在它的表面上的指示燈會發(fā)光，以便指示膠囊的電路已經被激活。
[0178]現(xiàn)在返回更一般的討論(參考圖4和5)，響應于要接受光療的患者的胃腸道中的患病區(qū)域的位置，確定光療開始時間，使得在開始計時時間以后光丸20穿過胃腸道移動至患病區(qū)域所需的時間，光源21和光源22中的至少一個被開啟。與光療開始時間有關的光療停止時間任選地取決于患病區(qū)域的范圍和移行穿過患病區(qū)域所需的時間，使得在所述光丸離開患病區(qū)域以后，光源21和22被關閉，且不再處于照射患病區(qū)域的位置。
[0179]使用多種醫(yī)學成像模態(tài)(諸如膠囊內窺鏡檢查術、磁共振成像(MRI)、X-射線計算機化斷層攝影(CT)和超聲成像)中的任一種，或通過簡單的患者指示“這里痛！”和/或專業(yè)觸診，可以確定患病區(qū)域的位置和它的范圍。
[0180] 使用由不同研究提供的數(shù)據(jù)，可以估測光丸20的移行時間，所述研究諸如:Lawrence X.Yu、John R.Crison 和 Gordon L.Amidon 的“CompartmentalTransit and Dispersion Model Analysis of Small Intestine Transit Flow inHumans，，； International Journal of Pharmaceutics,第 40 卷；1999，和Duane D.Burton、H.Jae Kim^Michael Camilleri^Debra A.Stephens^Brian P.Mullan^Michael K.0’Connor和 Nicholas J.Talley 的“Relationship of Gastric Emptying and Volume ChangesAfter Solid Meal in Humans” ；Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 289,2005。任選地，從物體穿過患者胃腸道的移行時間的測量結果，估測給定的患者的移行時間。例如，可以讓患者吞咽聽覺反射“校準光丸”，并使用超聲傳感器或內部速度測量向外部記錄儀的無線傳輸，測量校準光丸在患者胃腸道中的前進。
[0181]如在上文中所解釋的，可以使用光丸膠囊的移動的測量結果來計算它的平均速度和在胃腸道內的位置。這些參數(shù)又可以用于控制靶組織的治療照射的開始和結束時間。在本發(fā)明的某些實施方案中，光丸移動的確定、及從該確定計算它的速度和位置、以及光源的控制，由在裝置本身內含有的裝載元件進行，無需額外的外置裝置。在本發(fā)明的某些實施方案中，所述裝置包括裝載式加速度計。裝載式加速度計的實例用途包括:測量沿著胃腸道移行的距離，和任選地測量膠囊的取向。在這些實施方案中，光療開始和結束時間由裝載式處理裝置確定(如將在下文中更詳細地描述的)，其中使用所述光丸穿過胃腸道移行的距離(從加速度計輸出確定)和患病區(qū)域到胃腸道中的已知位置的距離作為它們的輸入。任選地，通過雙重積分由加速度計提供的加速度測量結果，確定“移行距離”。例如，如果患病區(qū)域到口腔的距離是在1.5-1.6米之間，光療開始時間是雙重積分加速度等于約1.5米時的時間。隨后的光療停止時間是雙重積分加速度等于約1.6米時的時間。
[0182]在本發(fā)明的某些實施方案中，還使用膠囊速度測量結果來停止照射。所述停止會阻止膠囊已經停止過的區(qū)域的過量劑量，并且也防止浪費功率。
[0183]現(xiàn)在另外參考圖15。在其它實施方案中，用于確定和測量光丸的移動的裝載式裝置包括光學運動感知裝置(基本上類似于通常用于定位計算機屏幕上的光標的類型的光學鼠標)。在這些實施方案中，如圖15所示,膠囊320包括一個光學移動感知元件和2個或更多個光學光檢測器324，所述光學移動感知元件包括照射源(“照射器”)322，后者穿過膠囊的側面通過它的透明殼指向外，所述光學光檢測器324也指向在膠囊外面的點，它們對從腸壁326反射回的光信號做出響應。
[0184]以下述方式放置可以在www.sunledusa.com/products/spec/XZMDKT53ff-6.pdf找到的照射器(諸如SunLED XZMDKT53W-6型的SMD LED):使得它在小腸壁上投射的光指向與光檢測器所聚焦的相同位置。以下述方式放置一對光檢測器(諸如由LiteON制造的PIN光檢測器的SMD HSDL-54XX系列):它們二者聚焦于離開膠囊相同的距離，但是各自沿著膠囊的縱向軸線放在相距彼此預定的距離(諸如5mm)處。
`[0185]在本發(fā)明的某些實施方案中，所述治療照射光源會提供反射到光學運動傳感器上的光。這樣的實施方案可用于特定情況，諸如當光療法通過光學運動感知以外的機構(諸如PH傳感器和/或計時器)開啟時。這樣的實施方案也可用于特定情況，諸如當沿著整個胃腸道提供光療法時。
[0186]現(xiàn)在另外參考圖16。在圖16描繪的一個實施方案中，當如上所述定位光學元件時，在膠囊沿著小腸336移動的同時，由照射器346 (通過透明殼335)發(fā)射并從小腸壁反射回的光會被檢測器344和345檢測到。檢測器345在腸壁上的視野由數(shù)字350指示。由于所述檢測器位于相距彼此預定的距離338，所述2個檢測器會得到稍微不同的反射。隨著膠囊前進(在箭頭348指示的方向)，檢測到的信號的相會存在一定程度的差異，所述程度取決于膠囊移動的速度。圖16也顯示了當膠囊在腸內移動時光檢測器344和345的輸出。光檢測器根據(jù)運動方向檢測來自腸壁的反射(諸如A和B)。在該圖證實的實施例中，位于最接近膠囊的前緣處的檢測器(即檢測器344)將首先檢測到反射A，然后檢測到反射B。
[0187]現(xiàn)在另外參考圖17。在圖17中還圖示了這對檢測器的輸出。如從該圖可以看出的，先導檢測器344的檢測的發(fā)生早于檢測器345的檢測，所述檢測器345的位置更靠近裝置的后緣。
[0188]因而可以理解，一旦已知檢測反射信號的第一檢測器的身份，可以得到運動方向。并且，由于檢測器被放置在相距彼此預定的距離處，可以如下得到運動速度:計算檢測器#1對特定事件的檢測和檢測器#2對相同事件的檢測之間逝去的時間，并將檢測器之間的距離除以檢測差異時間。
[0189]移動方向和速度的值可以通過幾種方法得到，諸如相檢測器，或通過軟件技術，諸如2個檢測器輸出之間的交叉關聯(lián)。
[0190]在確定裝置的速度和運動方向以后，通過隨時間積分速度，可以確定它在腸內的位置。
[0191]任選地使用個人計算機(PC)，可以將光丸20用光療開始和結束時間程序化，以給患者胃腸道的患病區(qū)域提供光療。
[0192]現(xiàn)在另外參考圖2。作為例子，圖2示意地顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，醫(yī)學專業(yè)人員69使用具有監(jiān)視器71的PC 70將光丸20程序化。PC 70通過有線或無線通信通道與對接站72連接，在所述對接站72中安置所述光丸進行程序化。對接站72任選地與光丸20通信，以將來自PC 70的命令傳送至光丸。在本發(fā)明的某些實施方案中，使用下述通信:光(任選地調控強度)；射頻(RF);和通過物理接觸的有線通信。
[0193]在本發(fā)明的一個實施方案中，醫(yī)學專業(yè)人員將患者胃腸道50的圖像74顯示在PC的監(jiān)視器71上，其中突出顯示或以其它方式指示一個或多個患病區(qū)域。作為例子，在圖像74中，用陰影示意地突出顯示患者胃腸道50的患病區(qū)域52。醫(yī)學專業(yè)人員通過選擇圖像74的區(qū)域的圖像，選擇要用來自光丸20的光療光照射的胃腸道50的區(qū)域。在圖像74中的區(qū)域的選擇，可以使用本領域已知的多種方法中的任一種來實現(xiàn)，諸如通過使用鼠標來突出顯示該區(qū)域或用邊框包圍它，或者如果監(jiān)視器71是觸摸屏，通過觸摸要選擇的區(qū)域。在圖2中，作為例子，醫(yī)學專業(yè)人員使用鼠標73來拉出橢圓形55，以限定包括患病區(qū)域52的區(qū)域用于接收光療。
[0194]PC 70任選地響應于指示的區(qū)域的位置和患者數(shù)據(jù)(其與預期光丸20穿過患者胃腸道50移行的速度有關)而計算光療開始和結束時間。將計算出的光療開始和結束時間從PC 70傳送至對接站72，后者將程序化信號傳送至光丸20，以用開始和結束時間程序化所述光丸。
[0195]對于包括加速度計或光學運動感知(其提供用于確定光丸20移行的胃腸道距離的數(shù)據(jù))的光丸20的一個實施方案，任選地使用PC70將控制器26程序化，以在從加速度計輸出確定的光丸移行距離等于沿著胃腸道的包括患病區(qū)域52的距離時，開啟和關閉光源21和/或光源22。任選地，所述包括患病區(qū)域的距離是橢圓形55與胃腸道的包括患病區(qū)域的區(qū)域交叉的位置。
[0196]對于包括pH監(jiān)測器的光丸，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，任選地響應于胃腸道中的PH而控制光丸。已知的是，胃腸道的不同部分的特征在于不同的pH值，且所述光丸被程序化，以在開始時間時開啟和給胃腸道的患病區(qū)域提供光療，在所述開始時間時，所述光丸到達胃腸道的特定區(qū)域，該區(qū)域具有患病區(qū)域所在的胃腸道部分特有的PH值。
[0197]在本發(fā)明的某些實施方案中，任選地除了用光療開始和結束時間將所述光丸20程序化以外或者甚至替代性地，醫(yī)學專業(yè)人員69任選地用要施加于患病區(qū)域52的光療光的期望強度和/或波長將所述光丸20程序化。例如，在本發(fā)明的實施方案(其中光源21和22是可調節(jié)的，或者其中光源21提供的治療光所在的波長帶不同于光源22的波長帶)中，醫(yī)學專業(yè)人員還可以將光丸20程序化，以給患病區(qū)域52遞送不同的治療光波長組合。在本發(fā)明的某些實施方案中，醫(yī)學專業(yè)人員根據(jù)要在患病區(qū)域52積累的治療光的總期望量來確定由光源21和22提供的光的強度。
[0198]如在上文中所討論的，可以將本發(fā)明的光丸膠囊程序化，以便控制治療光源的激活和滅活，由此確保治療光照射發(fā)生在胃腸道內的期望部位處，以及防止非靶部位的不必要照射和膠囊電池的過早耗盡。
[0199]為了實現(xiàn)可編程功能(functionality),在一個實施方案中，膠囊可以包括可編程的微處理器控制器，其尺寸較小，耗電低，不需要運行外部組件，且可以在由膠囊的電池供應的寬工作電壓范圍內起作用。
[0200]適合該任務的微處理器的一個優(yōu)選例子是Microchip的PIC12F1822處理器，其是較小尺寸(3X3mm)的自含式可重編程的控制器，且它的運行不需要外部組件。該微處理器可以在1.8V至5V的電壓范圍運行。PIC12F1822具有非常低的功率消耗，且含有數(shù)字輸入/輸出以及幾種模擬輸入用于取樣和信號處理。
[0201]如在上文中所討論的，可以以幾種不同激活/滅活模式中的一種或多種，使用光丸膠囊:
[0202]a)基于計時器的激活/滅活；
[0203]b)基于位置的激活/滅活；
[0204]c)基于pH的激活/滅活；
[0205]d)基于溫度變化的激活/滅活；
[0206]e)基于水分和/或濕度的激活/滅活；和
[0207]f)基于外部磁體的激活/滅活。
[0208]應當指出，可以任選地組合使用不同的激活/滅活模式，其中使用超過一種作為激活/滅活的基礎。
[0209]基于計時器的激活
[0210]本發(fā)明的一些實施方案被設計為簡單的，適合家用，無需醫(yī)學從業(yè)人員的存在?；颊呷芜x地在吞咽之前激活膠囊。所述激活會開始膠囊的運行，是時間測量結果或PH測量結果?；颊咄萄誓z囊，且所述膠囊在激活以后的預定時間，和/或在感知特定PH和/或水分和/或溫度變化以后，可以開啟光源。
[0211]在本發(fā)明的某些實施方案中，所述患者自施用(即吞咽)幾個膠囊，任選地在前一個膠囊已經離開身體以后和/或一天以后和/或不同量的時間以后，吞咽一個新膠囊。所述幾個膠囊可以各自包括控制器的預先編制程序，以在從激活或從PH感知的不同時間段以后開始光療照射，使得幾個膠囊中的每一個可以照射胃腸道的不同段。任選地，可以針對哪個膠囊在什么時間以后開始照射，將不同的膠囊標記，和/或進行標記以鑒別吞咽膠囊的次序。這樣的標記可以是通過顏色編碼，和/或通過在膠囊上和/或在包裝件上印刷時間。任選地，可以在制造過程中將不同的膠囊預先程序化，用于控制不同的開始時間，并根據(jù)它們的開始時間做出標記。任選地，將膠囊提供給患者的醫(yī)學從業(yè)人員可以將不同的膠囊預先程序化，用于控制不同的開始時間。[0212]在本發(fā)明的某些實施方案中，將幾個膠囊(任選地在照射之前具有不同的時間延遲)包裝為套件。
[0213]該操作模式主要用于這樣的情況:其中相對可預測的腸移行速度占優(yōu)勢，諸如在臨床研究中，其中根據(jù)預定的方案仔細地選擇患者，并且在良好受控的和受監(jiān)測的環(huán)境中使用膠囊。
[0214]一旦從所述膠囊的包裝件中取出它就會觸發(fā)它，或者由患者在吞咽之前進行觸發(fā)。一旦觸發(fā)，內部處理器會計數(shù)從觸發(fā)逝去的時間，并且一旦達到預定的時間延遲值，膠囊會被激活(即治療光源被開啟)。
[0215]所述預定的延遲值反映了胃延遲時間(例如，在受控環(huán)境中，半小時)和允許膠囊到達它的治療靶區(qū)域的額外延遲(例如，對于3小時腸移行時間，需要2小時延遲才能到達回腸末端區(qū)域)。
[0216]基于位置的激活
[0217]作為一些非限制性例子，該模式適合用于這樣的情況:其中沒有預測腸移行時間，和/或其中預期移行速度值有較大變化，和/或其中基于位置的激活是容易獲得的，諸如在某些診所中。
[0218]為了使用基于位置的激活，可能使用一種或多種機構來確定膠囊在胃腸道內的位置和前進，諸如在上文中描述的加速度計和光學位置感知裝置。使用這些機構，可能測量膠囊在小腸內的前進和提供瞬時平均移行速度，后者如果積分的話，會得到移行的距離。
[0219]通過獲知移行的距離，現(xiàn)在可以將膠囊設置成在小腸內的絕對位置處激活(諸如幽門括約肌以上4.5米)，不論到達那里所用的時間。應當指出，由于胃運輸?shù)目勺冄舆t，且也由于測量誤差，該方法不是 特別準確的。
[0220]應當指出，在使用光學速度感知的實施方案中，可能檢測膠囊進入小腸中的時間，因為在胃中，膠囊不會象在小腸中那樣與組織發(fā)生持續(xù)接觸。一旦從光學傳感器得到有效的和/或恒定的速度測量，它指示，例如，所述膠囊已經進入小腸中。
[0221]用于確定位置的另一種方法是，使置于患者身體上的帶和/或貼劑靠近要激活膠囊的位置。通過在膠囊內設置RFID標簽以及在帶和/或貼劑上設置RFID檢測器，可以檢測所述靠近。所述RFID檢測器可以通過激活膠囊中的開關而造成膠囊的激活。作為非限制性例子，所述開關可以是磁開關，且所述激活是由電磁圈實現(xiàn)的激活。
[0222]用于確定位置的另一種方法是，使用標準醫(yī)學成像的成像。當確定膠囊是在期望的位置時，可以如上所述遠程地激活膠囊。
[0223]在本發(fā)明的某些實施方案中，患病區(qū)域的位置和它的范圍是按照患者指示(所述患者指示痛處)和/或專業(yè)觸診。通過線圈(諸如在金屬檢測器中使用的線圈)在患者中定位膠囊，檢測和顯示膠囊向線圈的靠近，在此時將信號發(fā)送至膠囊以開啟治療照射。所述信號任選地是由線圈提供的電磁信號，所述線圈被用于檢測膠囊的靠近。在本發(fā)明的某些實施方案中，將磁體插入膠囊中，以便產生更顯著的信號用于所述線圈的檢測。
[0224]基于pH的激活
[0225]由于pH值沿著胃腸道顯著變化，通過測量膠囊目前所在的區(qū)域的pH，可以得到膠囊的位置。下表提供了在人受試者的胃腸道的不同區(qū)域中通常發(fā)現(xiàn)的最小和最大PH值:
[0226]
【權利要求】
1.一種用于給患者的胃腸(GI)道提供光療的可吞咽膠囊，所述膠囊包括: 電源； 一個或多個光療光源； 速度確定單元，其用于計算所述膠囊在所述胃腸道中的移行速度；和控制器單元，其用于激活所述一個或多個光源中的一個或多個，以至少部分地基于確定的速度來給胃腸道中的靶部位遞送治療照射劑量。
2.根據(jù)權利要求1所述的膠囊，其中，如果所述速度確定單元確定基本上為O的膠囊速度，則所述控制器單元被構造成使所述控制器單元關閉光源。
3.根據(jù)權利要求1所述的膠囊，其中所述膠囊控制所述一個或多個光療光源，以便給所述胃腸道中的靶部位提供有效劑量。
4.根據(jù)權利要求3所述的膠囊，其中至少部分地基于膠囊在所述胃腸道中的移行速度來計算有效劑量。
5.根據(jù)權利要求3所述的膠囊，其中至少部分地基于測量膠囊在所述胃腸道中的移行速度的膠囊，所述膠囊控制一個或多個光療光源。
6.根據(jù)權利要求3所述的膠囊，其中至少部分地基于測量膠囊在所述胃腸道中的移行速度的膠囊，所述膠囊調節(jié)光源的強度。
7.根據(jù)權利要求1所述的膠囊，其中所述光源基本上大部分以選自400-480nm、610-750nm和800_950nm的范圍內的一個或多個波長發(fā)射光。
8.根據(jù)權利要求1所`述的膠囊，其中所述光源發(fā)射的光的波長集中在選自440nm、660nm和850nm的一個或多個波長。
9.一種用于給患者的胃腸(GI)道提供光療的可吞咽膠囊，所述膠囊包括: 電源； 一個或多個光療光源；和 控制器單元，其用于激活所述一個或多個光源中的一個或多個，以至少部分地基于膠囊在所述胃腸道的靶部位處的預期移行速度來給所述胃腸道中的靶部位遞送治療照射劑量。
10.一種進行胃腸(GI)道的管腔內光療的方法，所述方法包括: 吞咽膠囊，所述膠囊包括: 一個或多個光療光源，所述一個或多個光療光源能夠以適合提供光療作用的波長、劑量和強度發(fā)射光；和 速度確定單元，所述速度確定單元用于計算膠囊在所述胃腸道中的移行速度，和當所述膠囊在所述胃腸(GI)道中的一個或多個靶部位附近時，控制所述光源的激活，從而給所述胃腸道中的靶部位提供有效劑量。
11.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中所述有效劑量是在0.25-0.5焦耳/cm2的范圍內。
12.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中所述控制包括根據(jù)下式控制施用于胃腸道的需要的功率: 需要的功率=C*劑量/腸速度； 其中:C是在控制器中程序化的常數(shù)； 劑量是在控制器中程序化的常數(shù)；且 腸速度是膠囊在胃腸道中的速度， 且其中將光源開啟和關閉，以便給胃腸道中的靶部位提供大約需要的功率。
13.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中當膠囊計算出的膠囊速度指示膠囊已經基本上停止時，關閉所述光源。
14.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中所述光源基本上大部分以選自400-480nm、610-750nm和800_950nm范圍內的一個或多個波長發(fā)射光。
15.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中所述光源發(fā)射的光的波長集中在選自440nm、660nm和850nm的一個或多個波長。
16.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中將胃腸(GI)道的管腔內光療以選自下述的計劃施用:每隔一天，每周3次，和從每天I次至每周I次。
17.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中將胃腸(GI)道的管腔內光療施用多次。
18.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中將胃腸(GI)道的管腔內光療施用3次或更多次。
19.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中使用所述方法來治療選自克羅恩氏病、潰瘍性結腸炎和不確定性結腸炎的炎性腸病。
20.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中使用所述方法來促進腸粘膜和粘膜下組織的愈`口 o
21.一種治療胃腸道損傷的方法，所述方法包括: 吞咽膠囊，所述膠囊包括一個或多個光療光源，所述光療光源能夠發(fā)射光，所述光的波長是在選自400-480nm、610-720nm和800_950nm的范圍內；和當膠囊是在胃腸(GI)道損傷附近時，控制所述光源的激活。
22.—種治療胃腸道損傷的方法，所述方法包括: 吞咽膠囊，所述膠囊包括一個或多個光療光源，所述光療光源能夠發(fā)射光，所述光的波長由在選自400-480nm、610-720nm和800_950nm的范圍內的一個或多個波長組成；和當膠囊是在胃腸(GI)道損傷附近時，控制所述光源的激活。
23.一種進行胃腸(GI)道的管腔內光療的方法，所述方法包括: 醫(yī)學從業(yè)人員定位胃腸道的患病部分； 將膠囊施用給患者進行吞咽，所述膠囊包括: 一個或多個光療光源，所述光療光源能夠以適合提供光療作用的波長、劑量和強度發(fā)射光；和 控制器，其能夠基于從外部單元接受的信號而激活光源； 所述醫(yī)學從業(yè)人員檢測何時膠囊在胃腸道的患病部分附近；并且 當膠囊在胃腸道的患病部分附近時，所述醫(yī)學從業(yè)人員給所述控制器提供信號。
24.一種給胃提供光療的方法，所述方法包括: 吞咽膠囊，所述膠囊包括一個或多個光療光源，所述光療光源能夠發(fā)射光，所述光的波長在選自400-480nm、610-720nm和800_950nm的范圍內；和當膠囊在胃中時，激活所述光源。
25.—種給結腸提供光療的方法，所述方法包括: 將膠囊插入結腸中，所述膠囊包括一個或多個光療光源，所述光療光源能夠發(fā)射光，所述光的波長在選自400-480nm、610-720nm和800_950nm的范圍內；和當膠囊在結腸中時， 激活所述光源。
【文檔編號】A61N5/06GK103687646SQ201280018768
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年3月7日 優(yōu)先權日:2011年3月17日
【發(fā)明者】莎倫·本·耶侯達, 冉姆·本·耶侯達 申請人:基文影像公司