胃肠道癌症的影响是严重的。尽管有财力和人力资源的庞大支 出，恶性肿瘤的早期检测仍是未完成的医学目标。尽管已知如果在早 期被检测到，则许多癌症是可治疗的，但可靠筛查过程的缺乏导致了 它们未被检测到并且未被治疗。
有其它的胃肠道病症，其类似地需要可靠的筛查和诊断过程以便 于早期检测和治疗。例如，这些包括过敏性肠综合症、流动性腹泻、 溃疡性结肠炎、胶原性结肠炎、微观结肠炎、淋巴细胞结肠炎、炎症 性肠病、克罗恩氏病、传染性腹泻、溃疡性肠病、乳糖酶缺乏、传染 性腹泻、阿米巴病和贾第鞭毛虫病。
在某种程度上，作为例行检查的一部分，用于胃肠病理的简单诊 断过程可被采用。例如，用于便血的采样是一种用于消化道癌症的筛 查技术。然而，该过程不是很敏感，这是因为当相对大的息肉出现时 血被释放。有时候，没有血的释放，直到疾病发展的很晚期。
另外，PCT国际申请WO92/00402 PCT描述了一种非侵入性方法， 用于使用口服给病人的二糖如蔗糖、麦芽糖或乳糖来检测胃上皮损 伤。血和尿样然后被化验二糖以确定胃上皮损伤的存在和程度。然而， 该方法不能可靠地检测肠道的损伤。
为了较为可靠的诊断，可使用各种形式的内窥镜和其它成像设 备。
结肠的不同状况的诊断通常涉及使用结肠镜。典型的结肠镜在其 相对于操作者的远心端包括光源、视频芯片和抽吸通道。这些元件均 通过在挠性管内容纳的导线和通道与结肠镜的近端通信。远心端被插 入到病人的直肠内并可沿结肠的长度被操纵。结肠镜可被插入到病人 结肠内的足够远处以便于远心端进入病人的盲肠。结肠镜的尖亦可被 操纵经过回盲瓣到达回肠末端中。
结肠镜仅提供了紧邻光源和视频芯片的结肠区域的可视影像，在 任何给定时间得到了仅用于结肠的小区域的可视信息。病人结肠内的 损害典型地通过对整个结肠的渐进(progressive)且用心的可视检查 来识别。然而，单一的结肠镜检查常常不足以识别结肠直肠出血的来 源，其典型为零散的，并且在许多情况下将通过在一个时间段上观察 整个结肠来最佳地定位。
结肠镜的各种附件允许小的外科过程如活组织检查在结肠镜检查 期间被实施。
小肠的内窥镜检查亦是已知的。名为“Pass-through duodenal enteroscopic device”的被授予Shan的U.S.专利5,984,860描述 了系留的可咽下的、肠镜检查(enteroscopic)摄像机，其利用小肠 的自然收缩波以与其中的任何其它物体相同的速度将其推动经过小 肠，该专利的公开内容在此引入作为参考。所述摄像机包括在其前端 的照明源。覆盖摄像机透镜和照明源的是透明的可膨胀气球，其适合 于在摄像机的紧前面轻微地扩张小肠以便于较好地观察。小直径的通 信和电力线缆随着其移动经过小肠而经过摄像机后部的孔径展开。一 旦完成经过小肠的运动，该线缆被自动分离，从而允许线缆经过胃和 肠而被取出。所述摄像机继续经过大肠并经过直肠从病人排出。
尽管提供了接近和可视化胃肠道的部分的方式，上述内窥镜未提 供检测不能清楚看到的胃肠道病理的方式。具体而言，它们未提供用 于定位和区分隐蔽肿瘤的方式。典型的是，大肿瘤容易通过可视化来 定位。然而，为了随后的手术成功并为了其它形式的治疗的成功，有 必要以某种方式在其隐蔽阶段定位肿瘤，该阶段是通过视觉和触觉来 发现它们的阶段。
用于肿瘤可视化的放射性标记的免疫球蛋白的使用在Day等放射 性标记的被隔离的抗纤维蛋白的1959年表明是可能的。(Day，E.O.； Planisek，J.A.；Pressman D：“Localization of Radioiodinated Rat Fibrinogen in Transplanted Rat Tumors”，J.Natl.Cancer Inst.23：799-812，1959)。尽管不是肿瘤特定的抗原，纤维蛋白 被已知为具有肿瘤中存在的频率，这是由于发炎过程伴随的侵入。Day 等证明，肿瘤部位中高浓度的蛋白质可被用于定位肿瘤。人的纤维蛋 白和铁蛋白的抗体在采用用于诊断的特定免疫球蛋白的尝试中被使 用。
自从Day等在1959年的工作以来，日益增长的数量的单克隆抗体 已收到FDA的批准。适用于胃肠道肿瘤的实例包括以下：
1.CEA-Scan是Tc99m标记的单克隆抗体碎片(fragment)，其以 结肠直肠癌细胞产生和脱落的CEA为目标。抗CEA单克隆抗体的使用 已被推荐为估算疗法的预后和反应的唯一标志。抗CEA单克隆抗体亦 可由其它放射性同位素例如碘同位素来标记。(Jessup JM.1998， Tumor markers-prognostic and therapeutic implication for colorectal carcinoma，Surgical Oneology；7：139-151)。
2.In111-Satumomab Pendetide(Oncoscint)被设计成以TAG-72 为目标。TAG-72是在人的结肠直肠癌、胃癌、卵巢癌、乳腺癌和肺癌 中显示的类似粘蛋白的糖蛋白。它很少在正常人的成熟组织中显示 (express)。(MolinoloA；Simpson JF等，1990，Enhanced tumor binding using immunohistochemical analyses by second generation anti-tumor-associated glycoprotein 72 monoclonal antibodies versus monocolonal antibody B72.3 in human tissue，Cancer Res.50(4)：1291-8)。
3.脂类关联的唾液酸(LASA)是肿瘤抗原，其对于结肠直肠癌 LASA，具有与CEA类似的灵敏度但比之大的用于在良性和恶性损害之 间区分的特异性。(Ebril KM，Jones JD，Klee GG.1985，Use and limitation of serum total and lipid-bound sialic acid concentrations as markers for colorectal cancer，Cancer；55： 404-409)。
4.Matrix Metaloproteinase(MMP-7)是蛋白质酶，被认为涉 及肿瘤扩散和转移。与正常组织相比，其表现在肿瘤组织中被升高， 并且可能是用于肿瘤侵蚀(aggressiveness)和传统病期(staging) 的潜在标志。(Mori M，Barnard GF等1995，Overexpression of matrix metalloproteinase-7 mRNA in human colon carcinoma. Cencer；75：1516-1519)。
另外，药物可被用作用于非恶性病理如胃肠道炎症和感染的标 志。实例包括以下：
1.Ga67柠檬酸盐结合于铁传递蛋白并被用于检测慢性炎症。 (Mettler FA，and Guiberteau MJ，Eds.1998，Inflammation and infection imaging.Essentials of nuclear medicine.Fourth edition.Pgs：387-403)。
2.非特定多克隆免疫球蛋白G(IgG)可用In111或Tc99m来标记， 并且具有非细菌性感染的潜能。(Mettler FA，and Guiberteau MJ， 同上)。
3.放射性标记的白细胞，如In1118羟基喹啉白细胞和Tc99mHMPIO 白细胞，被吸引到炎症部位，在这里它们通过本地趋化因子激活并经 过内皮到达软组织中。胃肠道中被标记的白细胞是非特定的，并且可 指示病理的数量，包括克罗恩氏病、溃疡性结肠炎、伪膜性结肠炎、 肠憩室病、各种胃肠道感染、瘘、缺血性或内曲肠。(Mettler FA，and Guiberteau MJ，同上；Corstens FH；van der Meer JW.1999.Nuclear medicine’s role in infection and inflammation.Lancet；354 (9180)：765-70)。
用于标记抗体的放射性核素的特定选择依赖于其核特性、物理半 衰期、检测设备的能力、放射性标记的抗体的药物代谢动力学以及标 记过程的困难程度。被用于标记抗体的放射性核素的实例包括锝 Tc99m、碘I125、I123、I131和I133、铟In111、镓Ga67、铊Tl201、氟F18和 P32。
放射性核素标记的抗体的核辐射成像是继续发展和研究的主题。 使用放射性核素中的特定困难是血库背景放射性已导致普通闪烁图证 明是难以解释的。已尝试了放射性血库背景的放射性的计算机减影法 以增强成像。然而检测隐蔽肿瘤的能力仍是低的。
克服血库背景放射性的一种尝试被描述于名为“Method for locating，differentiating，and removing neoplasms”的授予 Martin，Jr.等的U.S.专利4,782,840，其公开内容在此引入作为参 考。Martin，Jr.等描述了一种用于对动物体内肿瘤组织的改进的定 位、区分和去除的方法。经改进的方法从给动物服用有效量的所标记 的抗体开始，该抗体对肿瘤组织是特定的并且用显示出能级的特定光 子发射的放射性同位素来标记。随后是等待时间，从而允许所标记的 抗体优选地浓缩于动物体内存在的肿瘤组织内并允许血库背景放射性 降低，由此增加来自肿瘤组织的光子发射与动物体内的背景光子发射 的比。之后，对于组织，一般的背景光子发射计数被确定。一旦确定 背景计数，则通过外科方式来接近被怀疑有肿瘤的组织，并且沿该组 织手动操纵手持探头。该探头被配置用于成束(fascicle)手放置和 操纵。该探头的特征在于可准直的辐射检测器，其具有选择性光子入 口并且当该入口紧邻于光子发射而被放置时，具有响应于光子发射的 输出得到(deriving)离散信号。该探头进一步包括放大器装置，其 具有与辐射检测器输出耦合的输入，并且响应于所述离散信号以提供 对应的经放大的输出脉冲。最后，所述探头包括读出装置，其对所述 输出脉冲起反应，并且对于初始条件是可激励的，该初始条件用于开 始提供对应于所接收输出脉冲数量的记号的可察觉指示。从所述可察 觉的指示，组织显示出输出脉冲的数量的程度被确定，该输出脉冲具 有背景输出脉冲以上的值；并且这样的组织从外科上被去除。
由于检测探头与所标记的抗体的邻近，源于隐蔽部位的微弱辐射 变成可检测的。这部分是由于辐射传播的近似平方反比定律的内在应 用，部分是因为可准直的辐射检测器可在相对于被怀疑的肿瘤组织的 各种角度上被操纵，因此在一些位置处，准直仪与辐射源是对准的。 该过程现在已知为放射性免疫引导的(radioimmunoguided)外科， 或RIGSTM。(RIGS是Neoprobe Corporation of Dublin，Ohio的注 册商标)。
用于外科的RIGSTM系统是成功的，这是因为循环放射性标记的抗 体的血库背景在用探头成像之前从身体被清除。作为结果，与周围的 组织相比，在微小肿瘤处所发射的光子发射或辐射变成可检测的。在 偶然情况下，放射性标记的抗体能保持被结合于肿瘤组织或与之关联 一个延长的时间段，同时无线电标签(tag)仍被结合于其。即使肿瘤 部位处的放射性的增长随着时间的过去而降低，周围组织(相对于肿 瘤部位)处的血库背景以更大的速率降低。
RIG设备通常包括两个基本部件，如以上所述的手持探头和控制 台，其通过挠性线缆与手持探头进行电通信。控制台被置于手术室设 施内但在无菌场之外，而手持探头和其关联线缆的前面部分被置于所 述场内。手持辐射检测探头是相对小的，并且结合镉锌碲化物检测器 或晶体来操作。
进一步的工作继续进行以提高RIGSTM对可从隐蔽肿瘤发射的微小 数量光子的灵敏度。名为“Detector and localizer for low energy radiation emissions”的被授予Denen等的U.S.专利4,801,803公 开了特别适合于在免疫引导的(immuno-guided)外科中使用的探头， 其能检测很微弱的伽玛发射并由此定位癌肿瘤，该专利的公开内容在 此引入作为参考。检测是使用诸如碲化镉的晶体在室温条件下实现 的。为实现设备的极端灵敏度能力，已发展了设备途径，在其中在某 种程度上易碎晶体被安全地保持与外部引入的小事件隔离，否则将产 生过度的噪声。通过采用一系列显示出发散声学阻抗的材料而使颤噪 效应最小化。由微小的部件间的移动导致的电容效应被控制到可接受 的水平。
另外，前置放大器被结合到探头本身中，其采用积分器级前端， 组合了场效应晶体管和双极器件与小于一皮可法拉的很小的反馈电 容。自益电路技术被利用以提高双极放大级的放大率。从所述装置输 出的脉冲相关的信号被规格化并被比较以产生经分析的脉冲数据。在 工作的一个模式下，采用汽笛效应以将外科医生导向发射源。
上述探头以低能量放射性核素如I125来引导。另外，有核素的放射 性标记的抗体的分布是相当零散的，因此背景发射可被最小化，而所 接收的肿瘤特定的计数与背景计数的比可被最大化。探头设备和相关 的控制电路已被指定了商业名称“NEOPROBE”设备。
对“NEOPROBE”设备进一步的改进被描述于名为“Detector and localizer for low energy radiation emissions”的被授予Denen 等的U.S.专利5,151,598中，其公开内容在此引入作为参考。进一步 的改进包括控制由于最微小的部件间的移动而导致的电容和压电效 应。另外，结合电传导性但易弯的表面支持而采用电接触和晶体的压 缩性保持(compressive retention)。
另外，对“NEOPROBE”设备进一步的改进被描述于名为“Detector and localizer for low energy radiation emissions”的被授予 Denen等的U.S.专利4,893,013中和名为“Detector and localizer for low energy radiation emissions”的被授予Denen等的U.S. 专利5,070,878中，其公开内容在此引入作为参考。探头包括碲化镉 晶体，其被妥善保管于防光的环境中。探头和晶体组合的抗噪构造包 括利用位于晶体的一面的电传导性、适应性(compliant)垫层，其结 合了自由邻接偏置和接地接触。尼龙、弹性的保持器被受拉地置于晶 体、接地和偏置接触以及适应层的集合物(assemblage)上以实现被 压缩性保持的集合物。封闭空间被产生于探头的前面的窗口和晶体保 持集合物之间。
为得到表示隐蔽肿瘤存在或不存在的数据，分析的微处理器驱动 的复杂系统连续工作以在统计上估计有效计数或伽玛撞击(strike)， 从而向外科医生报告隐蔽肿瘤组织的存在或不存在。名为“Gamma Radiation Detector with Enhanced Signal Treatment”的被授予 Ramsey和Thurston的U.S.专利4,889,991描述了进行这种估计的算 法，该专利的公开内容在此引入作为参考。因此，诸如NEOPROBE设备 的手持伽玛辐射探头被采用，其结合了提供增强的音频输出的控制功 能，当用户沿组织操纵探头时，该功能被引导以便于向该用户提示源 位置。探头被置于表示背景辐射的动物身体上的位置处，并且静噪 (squelch)低计数率从其产生。静噪低计数率被乘以一个范围因子以 产生静噪高计数率，并且从对应于所产生的高和低静噪计数率的从最 高到最低的查询频率表产生频率。通过产生静噪德尔塔值来提供计数 率的转换速率限制，该静噪德尔塔值表示静噪高和低计数率之间的差 除以时间元素。从频率表中选择用于音频输出的频率是由静噪德尔塔 值的值来限制的。连续进行所接收的辐射计数的加权以产生由系统使 用的计数率。
名为“System and apparatus for detecting and locating source of radiation”的被授予Boutun等的U.S.专利6,259,095 描述了对Neoprobe Corporation的上述探头的进一步改进，该专利 的公开内容在此引入作为参考。所述设备结合了大窗口显示器，其利 用图标影像(imagery)来识别计数函数，如目标计数和背景。操作的 各种放射性核素模式可由操作者来选择，并且系统对应于所选放射性 核素而自动默认检测器偏压选择和窗口基准电压选择。条图读出向用 户报告在目标过程或背景过程中剩余的计数水平或时间量，并且图标 标识符的闪烁在所述过程中出现。脉冲有效性是通过利用估计脉冲宽 度的鉴别器来改进的。
尽管有这些优点，背景辐射仍然是限制探头对隐蔽肿瘤的灵敏度 的障碍，并且有使其作用最小化的持续的努力。
光学荧光光谱学是已知的成像技术。
当例如由激光来照射大分子的试样时，它将吸收辐射，并且各种 水平将被激励。一些受激状态将通过弹性散射返回到先前状态，并且 一些能量将在内部变换、碰撞和其它损失机理中损失。然而，一些受 激状态将产生荧光辐射，其由于状态的分布而将给出特征波长分布。
当由激光来照射时，一些肿瘤标记的试剂将给出良好构建的荧光 光谱。具体而言，当在405nm左右的索瑞氏带中受激时，血卟啉衍生 物(HPD)给出良好构建的荧光光谱。该荧光光谱示出在大约620和690 nm处的典型峰值，其实际上被叠加于较无组织的(more unstructured)组织自身荧光上。当在337nm处照射(N2激光器)时， 其它有用的肿瘤标记的试剂是双血卟啉醚/酯(DHE)、血卟啉(HP)、 聚血卟啉酯(PHE)和四磺化酞菁(tetrasulfonated phthalocyanine)(TSPC)。
名为“Diagnosis by means of fluorescent light emission from tissue”的被授予Andersson-Engels等的U.S.专利5,115,137涉及 借助大分子的感应荧光进行的对组织特性的改进的检测，该专利的公 开内容在此引入作为参考。然后可从所观察的大分子光谱来估计组织 特征。依照U.S.专利5,115,137，由于内生性卟啉，用于扁桃体癌的 光谱明显不同于正常的粘膜。
类似地，名为“Laser ablation process and apparatus”的被 授予Deckelbaum的U.S.专利4,785,806描述了用于除去动脉粥样硬 化或肿瘤组织的过程和设备，该专利的公开内容在此引入作为参考。 光纤在待除去的组织的一部分处引导低功率光能以使该部分发荧光。 荧光图形被分析以确定荧光频谱表示正常或异常组织。仅当荧光测定 分析表明它被引导在异常组织处时，在组织的所述部分处通过光纤引 导的高功率、紫外、激光能量源被激发。
另外，名为“Probe-and fire lasers”的被授予Mol的U.S.专 利4,682,594描述了用于照射体内治疗区域如血管斑(blood vessel plaque)的方法和设备，该专利的公开内容在此引入作为参考。该方 法包括：一开始给病人服用无毒的动脉粥样化增强反应剂，当用给定 辐射照射时，其使所述斑具有特征光学特性；将包括光纤线缆装置的 导管系统引入到动脉中以使其远心端在工作上与斑部位相对；将给定 辐射引入到光纤线缆的近端；在近端从光电上传感特征光学特性以产 生控制信号；以及直接在通过线缆装置从近端发送到远心端的控制信 号的控制下，周期性地发生激光脉冲，直到特征光学特性不再被感知。
相关的荧光技术被描述于名为“Human and animal tissue photoradiation system and method”的被授予Clark的U.S.专利 4,336,809中，其公开内容在此引入作为参考。它涉及利用某种染料， 其不仅选择性地对肿瘤组织染色，并且响应于照射而发荧光。另外， 在活组织内存在氧时，响应于光的正确波长，它们在光力学上是毒害 细胞的。当前对这些特征为优选的染料之一包含血卟啉或血卟啉衍生 物，当在静脉内服用时，其在受伤或恶化的组织中以比在正常组织中 高的浓度保持较长的时间段。该染料亦具有集中于近似407纳米波长 的强吸收峰值，并且对大约该波长处的激励起反应，即在大约614纳 米的波长处发荧光。通过注入染料，使其在肿瘤组织中浓缩，用深蓝 紫光照射该组织并且观察红荧光，这使肿瘤诊断成为可能。这样，经 染色的组织和未染色的健康组织的光学特性的差异提高了治疗区域的 可视化。这种相同的染料在大约631纳米处具有光力学吸收峰值，并 且当用大约该波长的红光照射时，对包含该染料的恶性组织是毒害细 胞的。为了诊断的目的，氪离子激光器被用于匹配血卟啉的407纳米 吸收峰值的其406.7/413.1纳米线。
名为“Diagnostic method and apparatus for cervical squamous intraepithelial lesions in vitro and in vivo using fluorescence spectroscopy”的被授予Richards-Kortum等的U.S. 专利6,258,576涉及在荧光光谱学中使用多个照明波长以便于诊断子 宫颈癌和初癌，该专利的公开内容在此引入作为参考。以这种方式， 以下已成为可能：(i)区分正常或发炎组织与鳞状上皮内损害(SIL) 和(ii)区分高级SIL与非高级SIL。检测可在体外或体内进行。多 元统计分析已被用于减小说明分类精度的最小降低的再发展算法所需 的荧光激励发射波长对的数量。
例如，上述专利的方法可包括：用大约337nm、380nm和460nm 的电磁辐射波长照亮组织试样以产生荧光；从该荧光检测多个离散的 发射波长；以及从该发射波长计算组织试样属于特定组织分类的概 率。
超声是另一种已知的成像技术。常规的超声探头被用于产科学、 妇科学、泌尿学等的领域中的内部检查。
名为“Ultrasonic diagnosis system”的被授予Kawagishi、 Tetsuya等的U.S.专利申请20010020131描述了一种具有超声探头的 超声诊断设备，该探头具有多个阵列安排的变换器单元；发送波束生 成器，用于产生驱动变换器单元的驱动信号；以及接收波束生成器， 用于在由变换器单元接收的回波信号的基础上产生接收信号，该申请 的公开内容在此引入作为参考。发送波束生成器产生驱动信号以使从 变换器单元产生的超声波的相位在多个焦点上被对准。影像处理器从 具有多个焦点的超声波的接收信号中提取谐波分量，并且基于该谐波 分量产生超声影像数据。
名为“Ultrasound finger probe and method for use”的被 授予Wedel等的U.S.专利5,088,500描述了一种方法和设备，用于通 过以下来执行超声直肠检查：提供在医生的指尖(finger tip)上滑 动然后被插入病人直肠的超声变换器以及用于将医疗设备导入待成像 的区域中的设备，该专利的公开内容在此引入作为参考。
类似地，名为“Ultrasonic probe to be installed on fingertip”的被授予Hanoaka等的U.S.专利5,284,147涉及一种超 声探头，其待插入到对象体内以便于通过发送给身体内部并且从其接 收的超声波来对其诊断目标进行影像处理，该专利的公开内容在此引 入作为参考。更具体而言，它涉及一种可被直接安装于触诊手指上的 内部检查超声探头。该超声探头包括：变换器阵列，用于发送和接收 超声波；外壳，用于支持变换器阵列，该外壳被提供了用于在其中安 装操作者的指套(fingertip)的装置；以及电接线组件，其被连接于 变换器阵列，并且从所述外壳延伸到外部以使超声波的发送和接收信 号通过它来提供。
对比剂可结合超声成像来使用，例如如在名为“Ultrasonic imaging system utilizing a long-persistence contrast agent” 的被授予Schutt等的U.S.专利6,280,704中所讲，其公开内容在此 引入作为参考。
用于定位和检测肿瘤组织的温度成像亦是已知的。在20世纪50 年代，发现在恶性肿瘤的区域中的皮肤的表面温度显示出比健康组织 所期望的高的温度。这样，通过测量身体皮肤温度，筛查异常身体活 动如癌肿瘤生长的存在变为可能。随着液晶和形成温度响应的化学基 片的方法的发展，接触温度测量法与其在医学应用中的使用一起成为 现实。采用接触温度测量法的装置可通过指示剂来传感并显示温度变 化，当与诸如皮肤的表面在物理上接触而被放置时，该指示剂永久或 暂时地改变颜色，从而反映接触点或其附近的温度。异常读数将向用 户警告需要对所讨论区域的较精细、较详细的检查。然而，该领域中 的技术主要已被指向传感和显示外部皮肤表面上的温度。这样，例如， 被授予Vanzetti等的专利(U.S.专利No.3,830,224)公开了在乳罩 中的各个点上放置温度响应的、颜色变化的液晶以便于检测乳腺癌的 存在，而被授予Sagi的专利(U.S.Re.32,000)公开了为了相同的 目的，使用温度响应的指示剂的径向安排的行，该指示剂被沉积于插 入到乳罩的乳房容纳杯中的盘上。
另外，Tomatis，A.等研究了皮肤的43个着色损害的反射影像(18 个黑素瘤、17个普通黑素细胞痣和八个发育异常的痣)。反射影像通 过远测分光光度测定系统(telespectro photometric system)采集 并且在从420到1040nm的光谱范围内被分析，从而区分黑素瘤与良 性黑素细胞实体。不同的估计是通过考虑整个光谱而进行的，包括可 见的和近红外的。与35个(81.4％)的正确的临床诊断相比，通过远 测分光测光系统正确地诊断了总共33个(76.7％)损害。红外带中的 反射表现出诊断上的相关。
人们相信相同的原理可应用于内部身体器官。当与周围组织相比 时，内部器官表面处的异常高温亦可显示出医学问题的相似性。这样， 用于异常情况早期指示的体腔中的温度的诊断性测量是有优点的。这 些可提供对筛查过程的简单、快速、精确和成本有效的解决方案。
名为“Differential temperature measuring device and method”的被授予Brounstein的U.S.专利6,135,968描述了一种装 置和方法，用于在仅通过身体的口而可非外科地接近的内部身体位置 处传感温度，该专利的公开内容在此引入作为参考。该装置在诸如筛 查癌症和由所选部位处的温度的增加表示的其它异常生物活动的医学 应用中是特别有用的。在被应用于前列腺检查时，该装置被暂时、粘 附地固定于用户的指套或机械探头。在优选实施例中，该装置包括两 个温度传感单元，其可包括多个化学指示剂。每个指示剂都响应于检 测到预定的特定温度而改变颜色。当被正确地对准和安装时，第一单 元被置于指套的手掌表面上，而第二单元被置于指套的背部表面。在 将检查手套穿到携带所述装置的指套上之后，前列腺检查被执行，在 此期间，第一单元被使得达到与前列腺区有恒定但短暂的接触，而第 二单元类似地同时被使得达到与相对于前列腺区的皮表面接触。一旦 从直肠撤出指套并去除手套，两个温度传感单元可被可视地检查以确 定由每个单元检测的温度。所观察的温度的显著差异表示异常生物活 动的可能性和对进一步诊断或医疗过程的需要。
红外温度记录是一种温度成像技术，其迅速且动态地测量从体表 发射的热能而无需接触，并且产生用于分析的温度影像。Harzbecker K 等基于63个病人中的热观察和15个病人中的对照实验报告了在疾病 诊断中使用温度记录的经验，所述疾病被较深地(more profoundly) 定位于胸腔中。(Harzbecker K等“Thermographic thorax diagnostics”，Z Gesamte Inn Med.978 Feb 1；33(3)：78-80)。
类似地，Dexer LI，Kondrat’ev VB报告了涉及使用淋巴系造影 术和温度记录以便于建立42个病人中的差异诊断的数据，所述病人有 不同起源的下肢浮肿。差异诊断的不同方法的比较估算显示出红外温 度记录的优点。(Dexer LI，Kondrat’ev VB，“Thermography in differential diagnosis of lymphostasis in the lower limbs”， Vestn Khir Im II Grek.1976 Jun；116(6)：60-4)。
电阻抗成像是用于检测肿瘤的另一种已知的成像技术。依赖于便 宜的探头，其提供了简单的筛查过程，特别是对于乳腺癌。(G.Piperno 等的“Breast Cancer screening by impedance measurements”， Frontiers Med.Biol.Eng.Vol.2，pp 111-117)。它涉及在其 中确定皮肤表面上的点和病人身体上的某个基准点之间的阻抗的系 统。有时，被形成为有电接触阵列的片(sheet)的多单元探头被使用， 以便于获得例如乳房的组织的二维阻抗图。可能结合其它数据如乳房 造影术来使用二维阻抗图以便于检测癌症。
Rajshekhar，V.等描述了使用具有单电极的阻抗探头来测量损害 的阻抗特征(“Continuous impedance monitoring during CT-guided stereotactic surgery：relative value in cystic and solid lesions”，Rajshekhar，V.，British Journal of Neurosurgery， 1992，6，439-444)。研究的目的是使用在损害中进行的测量来确定 损害的程度并较精确地定位损害。探头通过CT导向肿瘤，并且在探头 经过损害时在损害中进行四个测量。在探头本身被撤出之后，使用探 头的外鞘作为对位置的引导来执行对损害的活组织检查。
名为“Apparatus and method for detection of tumors in tissue”的被授予Sollish等的U.S.专利4,458,694涉及用于在乳房 组织的局部区域的介电常数的基础上检测人的乳房内的肿瘤的设备， 该专利的公开内容在此引入作为参考。所述设备进一步包括：用于将 AC信号施加给组织的装置；用于在不同时间在每个探头单元处传感电 特性的装置；以及信号处理电路，其被耦合于传感装置，用于比较在 不同时间传感的电特性。该设备由此提供与探头关联的乳房组织的局 部区域的介电常数的输出。
类似地，名为“Apparatus and method for detection of tumors in tissue”的被授予Frei等的U.S.专利4,291,708涉及用于检测人 的乳房组织内的肿瘤的设备，该专利的公开内容在此引入作为参考。 所述设备包括用于确定人乳房组织的多个局部区域的介电常数的装 置。这些包括一个桥，其被提供有用于在操作中自动调零该桥(nulling the bridge)的电路。进一步提供了装置，用于测量在多个区域上的 介电常数的变化并作为测量的结果用于指示肿瘤的可能存在。所述设 备可在实施检测肿瘤的方法中被利用，该方法包括步骤：将多个探头 单元应用于乳房组织以便于传感其局部区域的特征，将电信号施加给 探头单元以便于确定所述组织的局部区域的介电常数，传感介电常数 的变化，以及确定每个局部区域处的介电常数的变化率。
名为“Tissue characterization based on impedance images and on impedance measurements”的被授予Pearlman，A.L.的U.S. 专利6,308,097、6,055,452和5,810,742描述了用于帮助识别阻抗 影像中的反常组织的组织类型的设备，所述设备包括：用于提供身体 一部分的多色导抗图的装置；用于从身体一部分的一个或两个确定多 个多色度量(measure)的装置；以及显示器，其基于所述多个多色量 度来显示指示，所述专利的公开内容在此引入作为参考。
磁共振成像(MRI)是基于通过具有不成对自旋的核在电磁频谱的 射频范围内对能量的吸收和发射。
与MRI成像仪关联的硬件部件是：
i.主磁体，其产生用于成像过程的B0场；
ii.梯度线圈，用于产生B0中的梯度；
iii.RF线圈，用于产生B1磁场，其是旋转自旋90°或180°所必要 的，并且用于检测NRI信号；以及
iv.计算机，用于控制MRI成像仪的部件。
通常，所述磁体是大的水平孔(bore)超导磁体，其在磁体的内 部区域中提供均匀的磁场。待成像的病人或物体通常被置于均匀场区 中，该场区位于用于成像的中心气隙中。
典型的梯度线圈系统包括抗亥姆霍兹(antihelmholtz)型线圈。 这是绕z轴的两个平行的环形线圈。两个线圈的每个中的电流在相反 方向上流动，从而产生两个线圈之间的磁场梯度。
RF线圈产生B1场，其旋转脉冲序列中的净磁化。它们可以是：1) 发送和接收线圈；2)仅接收的线圈；和3)仅发送的线圈。
在该几何结构中，使用用于体腔的内部成像的被配备有微型RF线 圈的导管仍需要将病人置于常规的大MRI磁体中。这种环境可导致有 缺陷的影像，这是因为RF线圈的各种取向，例如在动脉中，将不总是 被放置得与RF激励场共线。
该问题已由名为“MRI probe for external imaging”的被授予 Pulyer等的U.S.专利5,572,132解决，其公开内容在此引入作为参 考，其中用于直肠、尿道、肠、食管、鼻通道、阴道、动脉壁组织的 内窥镜成像和其它生物医学应用的MRI导管被描述。
该发明讲授了MRI分光镜检查探头，其具有外部背景磁场B0(与 大的水平孔超导磁体的内部背景磁场相反)。该探头包括(i)微型主 磁体，具有纵轴和在该轴向上延伸的外部表面，和(ii)RF线圈，其 包围并邻近所述表面。主磁体被构建和配置成提供在磁体表面的外部 的对称的、优选为圆柱形的、均匀场区。RF线圈从被激励的核接收NMR 信号。为了成像，一个或多个梯度线圈被提供以在空间上编码由RF线 圈激励的核的核自旋，该RF线圈可以与被用于接收NMR信号的线圈相 同或是另一个RF线圈。
名为“Gas filled microspheres as magnetic resonance imaging contrast agent”的被授予Unger的U.S.专利6,315,981 描述了使用充气的微球体作为对比剂以便于磁共振成像(MRI)，该专 利的公开内容在此引入作为参考。Unger进一步描述了气体如何与聚合 物组分并且可能还有顺磁性、超顺磁性和液体碳氟化合物组合而被用 作MR I对比剂。进一步示出了由聚合物来稳定的气体如何起到有效敏 感度对比剂的作用，从而降低T2加权的影像上的信号强度；并且这样 的系统对于用作胃肠MRI对比介质是特别有效的。
作为包含发送器的可咽下包套(capsule)的可咽下无线电丸是已 知的。在1964年，Heidelberg大学的研究开发了一种用于监视胃肠 道的pH的丸。(Noller，H.G.，“The Heidelberg Capsule Used For the Diagnosis of Pepic diseases”，Aerospace Medicine， 1964年2月，pp.15-117)。
名为“Ingestible size continuously transmitting temperature monitoring pill”的1989年7月的被授予Lesho等的 U.S.专利4,844,076描述了一种温度响应的发送器，可咽下尺寸的包 套中的封装，该专利的公开内容在此引入作为参考。所述包套被配置 成在内部监视平均体温。可咽下尺寸的温度丸可被配置于可再充电的 实施例中。在该实施例中，所述丸将槽路中的感应线圈用作磁性拾取 器以对可再充电的镍镉电池充电。
名为“Telemetry capsule and process”的被授予Schentag 等的U.S.专利5,279,607描述了一种可咽下包套和过程，用于将药剂 递送，特别是可重复地递送给消化道，该专利的公开内容在此引入作 为参考。可咽下的包套本质上是不可消化的包套，其包含电能发射装 置、无线电信号发送装置、药剂存储装置和远程可激励的药剂释放装 置。当以预先计划的路线前进经过消化道时，该包套给远程接收器发 信号，并且一旦到达指定部位，被远程触发以释放药剂的剂量。
类似地，名为“Sampling capsule and process”的被授予 D’Andrea等的U.S.专利5,395,366描述了类似的可咽下包套和过程， 用于采样消化道中的流体，该专利的公开内容在此引入作为参考。
名为“In vivo camera system”的被授予Iddan等的U.S. 5,604,531描述了一种被封装于可咽下的丸内的摄像机系统，其被安 排经过整个消化道，用作自主的视频内窥镜，该专利的公开内容在此 引入作为参考。可咽下的丸包括摄像机系统和用于将兴趣区域成像到 该摄像机系统上的光学系统，以及发送器，其将摄像机系统的视频输 出传递给身体外的接收系统。光源位于光学系统的镗孔(borehole) 内。
类似地，名为“Device and system for in vivo imaging”的 被授予Iddan，G.J.等的U.S.专利申请20010035902描述了一种用 于获得体内影像的系统和方法，该申请的公开内容在此引入作为参 考。所述系统包括成像系统和超低功率射频发送器，用于将信号从CMOS 成像系统发送到位于病人体外的接收系统。所述成像系统包括至少一 个CMOS成像照相机、至少一个用于照亮体内部位的照明源和用于将体 内部位成像到CMOS成像照相机上的光学系统。
名为“Portable tissue spectroscopy apparatus and method” 的被授予Crowley等的U.S.专利6,324,418描述了一种便携式组织分 光镜检查设备，该设备包括至少一个光源、至少一个光检测器、电源 和控制器模块，全部被置于可插入到体内的外壳中，该专利的公开内 容在此引入作为参考。所述外壳可以是可手持探头的形式或可被吞咽 或植入于体内的包套的形式。所述探头进一步包括被安装于外壳的近 端的显示器，用于显示组织特征。所述包套进一步包括被安装于包套 内的发送器和被置于体外的接收器，用于将表示组织特征的信号发送 给远程接收器。
所述包套包括一个或多个光发射器和一个或多个光检测器。光检 测器可位于外壳内的各种位置以便于从包套附近的各种组织检测分光 镜检查特性。该包套可进一步包括其它类型的发射器和传感器。例如， 另外的发射器和传感器可涉及电磁辐射、压力、温度、x射线辐射和/ 或热。在一个实施例中，所述包套进一步包括声音发送器和接收器， 用于测量流体的流动或用于检测包套的回波位置。在另一个实施例 中，所述包套进一步包括诊断传感器，如监视电极、压力传感器和温 度传感器。
名为“AM/FM multi-channel implantable/ingestible biomedical monitoring telemetry system”的被授予Hogrefe等 的U.S.专利5,415,1818描述了一种无线多信道电路，用于将表示生 理值的信号从人体内的点遥测到体外的接收器，该专利的公开内容在 此引入作为参考。除了温度信号以外的两个信号S1和S2被用于提供两 个频率调制的信号，其通过放大器与求和FM信号相加，然后被应用于 对频率作为温度的函数而变化的载波进行振幅调制。所得的FM/AM信 号在体外被感应地遥测给外部接收器。外部电路中的适当的解调、滤 波和整形电路检测所述FM信号并由此产生三个独立的频率，其两个是 原始的生理变量，而第三个是本地温度的函数。两个生理变量的实时 曲线可通过使用FM鉴别器来获得，而温度独立的频率由计数器最佳地 监视。
类似地，名为“Multi-channel pill with integrated optical interface”的被授予Lesho等的U.S.专利5,842,977描述了一种光 学接口，其被结合到多信道遥测装置中，用于提供表示生理状况的数 据，该专利的公开内容在此引入作为参考。
跟踪诸如无线电丸的可咽下装置的方法是已知的。以上所述的名 为“Telemetry capsule and process”的被授予Schentag等的U.S. 专利5,279,607和名为“Sampling capsule and process”的被授予 D’Andrea等的U.S.专利5,395,366包括具有多个天线的体外设备，用 于确定胃肠道内的包套的地理位置。例如，位于距点源的不同距离处 的至少三个天线和专用的算法可被用于在任何时间确定包套的精确位 置。
名为“Method and arrangement for determining the position of a marker in an organic cavity“的被授予Andrii等的U.S. 专利6,082,366描述了一种用于精确定位诸如可咽下包套的标志的方 法，该专利的公开内容在此引入作为参考。所述方法需要病人被置于 例如用于MRI成像的磁场内
尽管有上述系统的高水平完善度，胃肠道病理，特别是隐蔽肿瘤， 在医学诊断中仍是难以捉摸的。由此普遍认识到需要一种用于检测胃 肠道中的病理而没有以上局限性的装置和方法，并且具有这样的装置 和方法将是高度有利的。
发明概述
依照本发明的一个方面，提供了一种可咽下装置，其被安排以便 于在身体的胃肠道内行进，包括：
探头，在工作上沿所述胃肠道通过放射性药物的核辐射来实施诊 断影像；
数据处理设备，与所述探头进行信号通信，用于接收和处理由所 述探头产生的成像数据；
电源，用于给所述探头和数据处理设备供电；以及
壳体，其封装其中的所述探头、数据处理设备和电源。
依照本发明的附加方面，所述探头包括核辐射检测器，其被安排 以便于检测伽玛和贝塔辐射。
依照本发明的再一个附加方面，所述核辐射检测器不被准直，以 检测任何角度上的核辐射冲击。
依照本发明的又一个附加方面，所述核辐射检测器被选通到与特 定放射性同位素关联的窄能量范围。
依照本发明的再一个附加方面，所述核辐射检测器包括至少两个 晶体。
依照本发明的又一个附加方面，所述至少两个晶体的每个都被选 通到与不同放射性同位素关联的不同窄能量范围。
依照本发明的再一个附加方面，所述至少两个晶体在行进方向上 相隔预定的距离，并且通过交叉相关在时间T和稍后的时间T+ΔT照到 (strike)所述至少两个晶体的核辐射，用于估计时间段ΔT内在所述 胃肠道内行进的增量距离。
依照本发明的另一个方面，所述探头包括光检测器，其被安排成 检测由响应于所述放射性药物的核辐射的闪烁液体产生的闪烁。
依照本发明的附加方面，所述光检测器包括至少两个光传感二极 管，其被安排在行进方向上相隔预定的距离，通过交叉相关在时间T 和稍后的时间T+ΔT照到所述光传感二极管的闪烁，在工作上估计时间 段ΔT内在所述胃肠道内行进的增量距离。
依照本发明的一个方面，提供了一种可咽下装置，其被安排以便 于在身体的胃肠道内行进，包括：
探头，包括光检测器，在工作上沿所述胃肠道通过发荧光药物的 光学荧光来实施诊断影像；
激光源，其波长基本上匹配所述发荧光药物的至少一个吸收峰 值；
数据处理设备，与所述探头进行信号通信，用于接收和处理由所 述探头产生的成像数据；
电源，用于给所述探头、光源和数据处理设备供电；以及
壳体，其封装其中的所述探头、光源、数据处理设备和电源。
依照本发明的附加方面，所述光检测器包括至少两个光传感二极 管，其被安排在行进方向上相隔预定的距离，通过交叉相关在时间T 和稍后的时间T+ΔT照到所述光传感二极管的荧光，在工作上估计时间 段ΔT内在所述胃肠道内行进的增量距离。
依照本发明的再一个附加方面，所述可咽下装置进一步包括至少 两个反射光光传感二极管，其被安排在行进方向上相隔预定的距离， 通过交叉相关在时间T和稍后的时间T+ΔT照到所述反射光光传感二极 管的反射光，在工作上估计时间段ΔT内在所述胃肠道内行进的增量距 离。
依照本发明的一个方面，提供了一种可咽下装置，其被安排以便 于在身体的胃肠道内行进，包括：
探头，包括光检测器，在工作上沿所述胃肠道通过裸胃肠道组织 的光学荧光来实施诊断影像；
激光源，其波长基本上匹配所述裸胃肠道组织的吸收峰值；
数据处理设备，与所述探头进行信号通信，用于接收和处理由所 述探头产生的成像数据；
电源，用于给所述探头、光源和数据处理设备供电；以及
壳体，其封装其中的所述探头、光源、数据处理设备和电源。
其中所述光检测器包括至少两个光传感二极管，其被安排在行进 方向上相隔预定的距离，通过交叉相关在时间T和稍后的时间T+ΔT照 到所述光传感二极管的荧光，在工作上估计时间段ΔT内在所述胃肠道 内行进的增量距离。
依照本发明的附加方面，所述可咽下装置进一步包括至少两个反 射光光传感二极管，适合于传感来自所述激光源的反射光，被安排在 行进方向上相隔预定的距离，通过交叉相关在时间T和稍后的时间 T+ΔT照到所述反射光光传感二极管的反射光，用于估计时间段ΔT内 在所述胃肠道内行进的增量距离。
依照本发明的一个方面，提供了一种可咽下装置，其被安排以便 于在身体的胃肠道内行进，包括：
探头，包括温度记录检测器，在工作上沿所述胃肠道通过红外温 度记录来实施诊断影像；
数据处理设备，与所述探头进行信号通信，用于接收和处理由所 述探头产生的成像数据；
电源，用于给所述探头和数据处理设备供电；以及
壳体，其封装其中的所述探头、数据处理设备和电源。
依照本发明的附加方面，所述温度记录检测器包括至少两个光传 感二极管，其被安排在行进方向上相隔预定的距离，通过交叉相关在 时间T和稍后的时间T+ΔT照到所述光传感二极管的红外辐射，在工作 上估计时间段ΔT内在所述胃肠道内行进的增量距离。
依照本发明的一个方面，提供了一种可咽下装置，其被安排以便 于在身体的胃肠道内行进，包括：
热电耦探头，在工作上沿所述胃肠道通过温度差来实施诊断影 像；
数据处理设备，与所述探头进行信号通信，用于接收和处理由所 述探头产生的成像数据；
电源，用于给所述探头和数据处理设备供电；以及
壳体，其封装其中的所述探头、数据处理设备和电源。
依照本发明的一个方面，提供了一种可咽下装置，其被安排以便 于在身体的胃肠道内行进，包括：
阻抗探头，在工作上沿所述胃肠道通过阻抗来实施诊断影像；
数据处理设备，与所述探头进行信号通信，用于接收和处理由所 述探头产生的成像数据；
电源，用于给所述探头和数据处理设备供电；以及
壳体，其封装其中的所述探头、数据处理设备和电源。
依照本发明的一个方面，提供了一种可咽下装置，其被安排以便 于在身体的胃肠道内行进，包括：
超声探头，在工作上沿所述胃肠道通过超声反射来实施诊断影 像；
数据处理设备，与所述探头进行信号通信，用于接收和处理由所 述探头产生的成像数据；
电源，用于给所述探头和数据处理设备供电；以及
壳体，其封装其中的所述探头、数据处理设备和电源。
依照本发明的一个方面，提供了一种可咽下装置，其被安排以便 于在身体的胃肠道内行进，包括：
MRI探头，在工作上沿所述胃肠道通过磁共振来实施诊断影像；
数据处理设备，与所述探头进行信号通信，用于接收和处理由所 述探头产生的成像数据；
电源，用于给所述探头和数据处理设备供电；以及
壳体，其封装其中的所述探头、数据处理设备和电源。
依照本发明的一个方面，提供了一种可咽下装置，其被安排以便 于在身体的胃肠道内行进，包括：
至少两个探头，每个都在工作上沿所述胃肠道来实施从一组中选 择的诊断影像，该组包括放射性药物的核辐射、响应于放射性药物的 核辐射的闪烁液体的闪烁、发荧光药物的光学荧光、裸胃肠道组织的 光学荧光、红外温度记录、温度差、阻抗、超声反射、磁共振、以及 视频，其中每个探头在工作上实施不同的诊断影像；
数据处理设备，与所述探头进行信号通信，用于接收和处理由所 述探头产生的成像数据；
电源，用于给所述探头和所述数据处理设备供电；以及
壳体，其封装其中的所述探头、数据处理设备和电源。
依照本发明的附加方面，所述可咽下装置进一步包括从一组中选 择的包衣，该组包括类似糖果的包衣，在使用之间替换的生物学惰性 包衣，以及用类似糖果的包衣来覆盖在使用之间替换的生物学惰性包 衣。
依照本发明的再一个附加方面，所述数据处理设备包括发送器， 其可与所述探头通信并且与体外设备进行信号通信。
依照本发明的又一个附加方面，所述发送器包括压电变换器。
依照本发明的再一个附加方面，所述压电变换器被进一步安排以 便于与所述身体直接接触而在不同位置处与至少三个体外压电变换器 合作基于信号从每个所述体外压电变换器传播到所述可咽下装置并返 回的时间跟踪所述胃肠道内的所述可咽下装置。
依照本发明的又一个附加方面，所述发送器包括RF发送器。
依照本发明的再一个附加方面，所述发送器被进一步安排以便于 与至少三个体外RF接收器合作在所述胃肠道内跟踪所述可咽下装置。
依照本发明的又一个附加方面，所述发送器包括多信道发送器。
依照本发明的再一个附加方面，所述发送器以预定时间间隔产生 基准信号。
依照本发明的又一个附加方面，所述基准信号进一步包括对所述 身体的识别信息。
依照本发明的再一个附加方面，所述可咽下装置进一步包括接收 器。
依照本发明的又一个附加方面，所述接收器包括多信道接收器。
依照本发明的再一个附加方面，所述数据处理设备包括计算装 置。
依照本发明的又一个附加方面，所述可咽下装置进一步包括存储 器，用于在其中记录由所述探头产生的诊断信息。
依照本发明的再一个附加方面，所述存储器是可移动数据存储装 置。
依照本发明的又一个附加方面，所述电源包括可赋予能量的 (energizable)电源。
依照本发明的再一个附加方面，所述可赋予能量的电源包括压电 变换器。
依照本发明的又一个附加方面，所述可咽下装置进一步包括跟踪 装置，用于在所述胃肠道内跟踪所述可咽下装置。
依照本发明的再一个附加方面，所述跟踪是相对于(vis a vis) 体外基准系统而实施的。
依照本发明的又一个附加方面，所述跟踪装置包括至少一个加速 度传感器，其传感相对于一套三个相互垂直的坐标轴的至少三个自由 度上的加速度。
依照本发明的另一个方面，所述跟踪装置包括至少三个加速度传 感器，每个都传感沿一套三个相互垂直的坐标轴中的单个轴的加速 度。
依照本发明的再一个方面，所述跟踪装置包括磁跟踪和定位系 统。
依照本发明的又一个方面，所述跟踪装置包括压电变换器，可在 工作上与所述身体直接接触而在不同位置处与至少三个体外压电变换 器合作，用于基于信号从每个所述体外压电变换器传播到所述可咽下 装置并返回的时间来进行跟踪。
依照本发明的另一个方面，所述跟踪是相对于所述胃肠道的壁而 实施的。
依照本发明的附加方面，所述跟踪装置包括至少一个滚筒，其适 合于相对于所述胃肠道的组织而滚动，其中所述至少一个滚筒与接收 器通信，并且其中所述至少一个滚筒进行的旋转(revolution)的数 量表示所述可咽下装置行进的长度。
依照本发明的再一个附加方面，所述跟踪装置包括至少两个压电 变换器，其被安排在行进方向上相隔预定的距离，通过交叉相关在时 间T和稍后的时间T+ΔT照到所述至少两个压电变换器的源自所述至少 两个压电变换器之一的超声脉冲的超声反射，在工作上估计时间段ΔT 内在所述胃肠道内行进的增量距离。
依照本发明的又一个附加方面，所述可咽下装置进一步包括多个 压电变换器以提高交叉相关性。
依照本发明的再一个附加方面，所述跟踪装置包括光源和至少两 个光传感二极管，其被安排在行进方向上相隔预定的距离，通过交叉 相关在时间T和稍后的时间T+ΔT照到所述光传感二极管的反射光，在 工作上估计时间段ΔT内在所述胃肠道内行进的增量距离。
依照本发明的又一个附加方面，所述可咽下装置进一步包括多个 光传感二极管以提高交叉相关性。
依照本发明的再一个附加方面，所述可咽下装置是一次性的，并 且不需要被收回。
依照本发明的一个方面，提供了一种组织诊断系统，包括：
可咽下装置；以及
体外设备，包括：
至少一个体外接收器；
体外计算装置；和
体外电源。
依照本发明的附加方面，所述体外设备进一步包括可更换的接 口。
依照本发明的再一个附加方面，所述至少一个体外接收器进一步 包括至少三个体外接收器，用于跟踪所述可咽下装置。
依照本发明的又一个附加方面，所述至少三个体外接收器进一步 包括至少三个压电变换器补贴传感器(patch-sensor)装置。
依照本发明的另一个方面，所述至少一个体外接收器包括RF接收 器。
依照本发明的附加方面，所述至少一个体外接收器包括多信道接 收器。
依照本发明的再一个附加方面，所述系统进一步包括RF发送器。
依照本发明的又一个附加方面，所述可咽下装置进一步包括至少 一个体内加速度传感器，其传感相对于一套三个相互垂直的坐标轴的 至少三个自由度上的加速度，并且所述体外设备进一步包括至少一个 体外加速度传感器，用于传感相对于一套三个相互垂直的坐标轴的至 少三个自由度上的所述身体的加速度，从而为所述身体的移动校正所 述体内加速度传感器的测量。
依照本发明的一个方面，提供了一种实施身体的胃肠道内的组织 诊断的方法，包括：
提供可咽下装置，其包括探头，其在工作上沿所述胃肠道通过放 射性药物的核辐射来实施诊断影像；
服用所述放射性药物；
在服用所述放射性药物之后的预定时间咽下所述可咽下装置；
随着所述可咽下装置在所述胃肠道内行进，用所述探头产生诊断 信号，由此形成所述诊断影像；以及
记录所述诊断影像的信息。
依照本发明的附加方面，所述探头包括核辐射检测器，其被安排 以便于检测伽玛和贝塔辐射。
依照本发明的再一个附加方面，所述核辐射检测器包括至少两个 晶体。
依照本发明的又一个附加方面，所述方法进一步包括选通每个所 述晶体到与不同放射性同位素关联的不同窄能量范围。
依照本发明的再一个附加方面，所述方法进一步包括通过至少两 个放射性同位素的活动比使用核辐射的类似时钟的特性来识别病理部 位。
依照本发明的再一个附加方面，所述至少两个晶体被安排在行进 方向上相隔预定的距离，并且其中所述方法进一步包括通过交叉相关 在时间T和稍后的时间T+ΔT照到所述至少两个晶体的核辐射，估计在 所述胃肠道内行进的距离。
依照本发明的另一个方面，所述探头包括光检测器，其中所述方 法进一步包括在所述放射性药物的所述服用之后的预定时间和在所述 可咽下装置的所述咽下之前的预定时间服用闪烁液体，并且其中用所 述探头产生诊断信号进一步包括检测响应于所述放射性药物的核辐射 由所述闪烁液体产生的闪烁，由此形成所述诊断影像。
依照本发明的附加方面，所述探头包括至少两个光传感二极管， 其被安排在行进方向上相隔预定的距离，并且所述方法进一步包括通 过交叉相关在时间T和稍后的时间T+ΔT照到所述光传感二极管的闪 烁，估计在所述胃肠道内行进的距离。
依照本发明的一个方面，提供了一种实施胃肠道内的组织诊断的 方法，包括：
提供可咽下装置，其包括激光源和探头，该探头包括光检测器， 在工作上沿所述胃肠道通过发荧光药物的光学荧光来实施诊断影像， 其中所述激光源在一个基本上匹配所述发荧光药物的吸收峰值的波长 上工作；
服用所述发荧光药物；
在服用所述发荧光药物之后的预定时间咽下所述可咽下装置；
随着所述可咽下装置在所述胃肠道内行进，用所述探头产生诊断 信号，由此形成所述诊断影像；以及
记录所述诊断影像的信息。
依照本发明的附加方面，所述光检测器包括至少两个光传感二极 管，其被安排在行进方向上相隔预定的距离，并且所述方法进一步包 括通过交叉相关在时间T和稍后的时间T+ΔT照到所述光传感二极管的 荧光，估计在所述胃肠道内行进的距离。
依照本发明的再一个附加方面，所述可咽下装置进一步包括至少 两个反射光光传感二极管，其被安排在行进方向上相隔预定的距离， 并且所述方法进一步包括通过交叉相关在时间T和稍后的时间T+ΔT照 到所述反射光光传感二极管的反射光，估计在所述胃肠道内行进的距 离。
依照本发明的一个方面，提供了一种实施胃肠道内的组织诊断的 方法，包括：
提供可咽下装置，其包括激光源和探头，该探头包括光检测器， 在工作上沿所述胃肠道通过裸组织的光学荧光来实施诊断影像，其中 所述激光源在一个基本上匹配所述裸胃肠道组织的吸收峰值的波长上 工作；
咽下所述可咽下装置；
随着所述可咽下装置在所述胃肠道内行进，用所述探头产生诊断 信号，由此形成所述诊断影像；以及
记录所述诊断影像的信息。
其中所述光检测器包括至少两个光传感二极管，其被安排在行进 方向上相隔预定的距离，并且其中所述方法进一步包括通过交叉相关 在时间T和稍后的时间T+ΔT照到所述光传感二极管的荧光，估计在所 述胃肠道内行进的距离。
依照本发明的附加方面，所述可咽下装置进一步包括至少两个反 射光光传感二极管，其被安排在行进方向上相隔预定的距离，并且其 中所述方法进一步包括通过交叉相关在时间T和稍后的时间T+ΔT照到 所述反射光光传感二极管的反射光，估计在所述胃肠道内行进的距 离。
依照本发明的一个方面，提供了一种实施胃肠道内的组织诊断的 方法，包括：
提供可咽下装置，其包括探头，该探头进一步包括温度记录检测 器，在工作上沿所述胃肠道通过红外温度记录来实施诊断影像；
咽下所述可咽下装置；
随着所述可咽下装置在所述胃肠道内行进，用所述探头产生诊断 信号，由此形成所述诊断影像；以及
记录所述诊断影像的信息。
依照本发明的附加方面，所述温度记录检测器进一步包括至少两 个光传感二极管，其被安排在行进方向上相隔预定的距离，并且其中 所述方法进一步包括通过交叉相关在时间T和稍后的时间T+ΔT照到所 述光传感二极管的红外辐射，估计在所述胃肠道内行进的距离。
依照本发明的一个方面，提供了一种实施胃肠道内的组织诊断的 方法，包括：
提供可咽下装置，其包括热电耦探头，在工作上沿所述胃肠道通 过温度差来实施诊断影像；
咽下所述可咽下装置；
随着所述可咽下装置在所述胃肠道内行进，用所述探头产生诊断 信号，由此形成所述诊断影像；以及
记录所述诊断影像的信息。
依照本发明的一个方面，提供了一种实施胃肠道内的组织诊断的 方法，包括：
提供可咽下装置，其包括阻抗探头，在工作上沿所述胃肠道通过 阻抗来实施诊断影像；
咽下所述可咽下装置；
随着所述可咽下装置在所述胃肠道内行进，用所述探头产生诊断 信号，由此形成所述诊断影像；以及
记录所述诊断影像的信息。
依照本发明的一个方面，提供了一种实施胃肠道内的组织诊断的 方法，包括：
提供可咽下装置，其包括超声探头，在工作上沿所述胃肠道通过 超声反射来实施诊断影像；
咽下所述可咽下装置；
随着所述可咽下装置在所述胃肠道内行进，用所述探头产生诊断 信号，由此形成所述诊断影像；以及
记录所述诊断影像的信息。
依照本发明的一个方面，提供了一种实施胃肠道内的组织诊断的 方法，包括：
提供可咽下装置，其包括MRI探头，在工作上沿所述胃肠道通过 磁共振来实施诊断影像；
咽下所述可咽下装置；
随着所述可咽下装置在所述胃肠道内行进，用所述探头产生诊断 信号，由此形成所述诊断影像；以及
记录所述诊断影像的信息。
依照本发明的附加方面，所述方法进一步包括以已被服用给所述 身体的对比剂的频率来共振。
依照本发明的一个方面，提供了一种实施胃肠道内的组织诊断的 方法，包括：
提供可咽下装置，其包括至少两个探头，每个都在在工作上沿所 述胃肠道来实施从一组中选择的诊断影像，该组包括放射性药物的核 辐射、响应于放射性药物的核辐射的闪烁液体的闪烁、发荧光药物的 光学荧光、裸的胃肠道组织的光学荧光、红外温度记录、温度差、阻 抗、超声反射、磁共振、以及视频，其中每个探头在工作上实施不同 的诊断影像；
咽下所述可咽下装置；
随着所述可咽下装置在所述胃肠道内行进，用所述探头产生诊断 信号，由此形成所述诊断影像；以及
记录所述诊断影像的信息。
依照本发明的附加方面，所述诊断影像包括作为时间的函数的诊 断信息。
依照本发明的又一个附加方面，所述诊断影像包括作为所述可咽 下装置行进的距离的函数的诊断信息。
依照本发明的再一个附加方面，所述记录进一步包括体外地发送 所述信息，并且通过体外设备记录所述信息。
依照本发明的另一个方面，所述记录进一步包括在所述可咽下装 置内记录所述信息。
依照本发明的再一个附加方面，所述方法进一步包括在所述可咽 下装置的所述咽下之前的预定时间服用药物。
依照本发明的再一个附加方面，所述方法进一步包括对大人群 (large population)进行筛查。
依照本发明的再一个附加方面，所述方法进一步包括筛查胃肠道 肿瘤。
依照本发明的再一个附加方面，所述方法进一步包括为可疑病理 进行诊断。
依照本发明的再一个附加方面，所述可疑病理是恶性的。
依照本发明的再一个附加方面，所述可疑病理是非恶性的。
依照本发明的一个方面，提供了一种定位胃肠道内的部位的方 法，包括：
相对于所述胃肠道的壁通过跟踪所述胃肠道内的可咽下装置，估 计从基准点到所述部位的距离；以及
侵入性地测量从所述基准点到所述部位沿所述胃肠道的所述距 离。
依照本发明的附加方面，所述距离的所述估计进一步包括：
提供至少两个传感器，其被安排在行进的方向上相隔预定距离；
交叉相关在时间T和稍后的时间T+ΔT由所述至少两个传感器传感 的参数；
确定时间段ΔT内在所述胃肠道内所述可咽下装置行进的增量距 离；以及
对所述可咽下装置经过所述基准点的时间和所述可咽下装置经过 所述部位的时间之间的增量距离进行求和，从而获得所述距离。
依照本发明的再一个附加方面，由所述至少两个传感器传感的所 述参数是从一组中选择的，该组包括放射性药物的核辐射、响应于放 射性药物的核辐射的闪烁液体的闪烁、光学荧光、反射光、红外辐射、 温度差、阻抗和超声反射。
依照本发明的另一个方面，所述距离的所述估计进一步包括：
采用至少一个滚筒，其被安排在所述胃肠道的壁上滚动；以及
采用计数器，其与所述至少一个滚筒通信，用于对所述可咽下装 置经过所述基准点的时间和所述可咽下装置经过所述部位的时间之间 由所述至少一个滚筒进行的旋转的数量进行计数。
依照本发明的一个方面，提供了一种定位胃肠道内的部位的方 法，包括：
相对于所述体外基准系统通过跟踪所述胃肠道内的可咽下装置， 估算从基准点到所述部位的距离；以及
侵入性地测量从所述基准点到所述部位沿所述胃肠道的所述距 离。
依照本发明的附加方面，所述方法进一步包括：
跟踪所述胃肠道内的可咽下装置以获得相对于所述体外基准系统 的瞬时x；y；z；值；
估算时间段ΔT内在所述胃肠道内所述可咽下装置行进的增量距 离；以及
对所述可咽下装置经过所述基准点的时间和所述可咽下装置经过 所述部位的时间之间的所估算的增量距离进行求和，从而估算所述距 离。
依照本发明的附加方面，所述跟踪是从一组中选择的，该组包括 用体内RF发送器和三个体外RF发送器来跟踪，用体内压电变换器和 三个体外压电变换器来跟踪，用至少一个加速度传感器来跟踪，以及 用磁跟踪和定位系统来跟踪。
依照本发明的一个方面，提供了一种使用放射性同位素的类似时 钟的特性来识别病理的方法，包括：
提供核辐射检测器，其被安排以便于在与至少两个放射性同位素 关联的至少两种形式的辐射之间进行区分；
服用包括所述至少两个放射性同位素的放射性药物；
通过所述至少两个放射性同位素的每个的核辐射来实施诊断影 像；
估计所述至少两个放射性同位素的活动比；以及通过观察所述活 动比的变化来识别所述病理。
通过提供适合于在胃肠道内行进并且实施其中的组织的诊断影像 的可咽下装置，本发明成功地处理了当前已知的配置的缺点。诊断影 像包括作为例如从可咽下装置的咽下以来的时间的函数的诊断信息， 或者作为可咽下装置行进距离的函数的诊断信息。具体而言，可咽下 装置可被安排成实施以下的任何的诊断影像，或者其组合：
i.放射性药物的核辐射；
ii.响应于放射性药物的核辐射的闪烁液体的闪烁；
iii.发荧光药物或裸胃肠道组织的光学荧光；
iv.借助红外温度记录的胃肠道组织的红外辐射；
v.沿胃肠道组织的温度差；
vi.胃肠道组织的阻抗；
vii.胃肠道组织的超声反射；以及
viii.胃肠道组织的磁共振。
另外，可咽下装置可适合于大人群的总筛查以及可疑病理的特定 诊断。
附图简述
在此参照附图来描述本发明，这仅仅是为了举例。现在具体参照 详细的附图，所强调的是，所示的细节仅仅是为了举例和本发明优选 实施例的说明性讨论，并且是为了提供被认为是本发明原理和概念性 方面的最有用和容易理解的描述而被提供的。在这一点上，没有试图 比本发明基本理解所必要的详细而示出本发明的结构细节，结合附图 的描述使得对本领域的技术人员来说，如何在实际中实施本发明的几 种形式是显然的。
在附图中：
图1A-1C示意性地说明依照本发明的诊断系统的概观 (overview)；
图2A-2B示意性地说明依照本发明优选实施例的可咽下装置；
图3A-3D示意性地说明依照本发明优选实施例的可咽下装置，包 括被安排为核辐射检测器的探头；
图4A-4D示意性地说明依照本发明的另一个优选实施例的可咽下 装置，包括被安排为核辐射检测器的探头；
图5示意性地说明依照本发明的又一个优选实施例的可咽下装 置，包括被安排为至少一个光电传感器的探头；
图6示意性地说明依照本发明的再一个优选实施例的可咽下装 置，包括被安排为至少一个检测器光学荧光和光源的探头；
图7示意性地说明依照本发明的又一个优选实施例的可咽下装 置，包括被安排用于红外温度记录的探头；
图8A和8B示意性地说明依照本发明的又一个优选实施例的可咽 下装置的工作，该可咽下装置包括至少一个热电耦探头；
图9A和9B示意性地说明依照本发明的再一个优选实施例的可咽 下装置的工作，该可咽下装置包括至少一个阻抗探头；
图10A和10B示意性地说明依照本发明的还有的其它优选实施例 的可咽下装置；
图11示意性地说明依照本发明的又一个优选实施例的可咽下装 置，包括超声探头；
图12A-12C示意性地说明依照本发明的又一个优选实施例的探 头，其被安排为MRI探头；
图13A-13B示意性地说明依照本发明优选实施例的跟踪系统；
图14A-14C示意性地说明依照本发明另一个优选实施例的跟踪系 统；
图15示意性地说明依照本发明另一个优选实施例的跟踪系统；
图16A-16B示意性地说明依照本发明再一个优选实施例的跟踪系 统；
图17示意性地说明依照本发明又一个优选实施例的跟踪系统；
图18示意性地说明依照本发明再一个优选实施例的跟踪系统；
图19A-19B示意性地说明依照本发明又一个优选实施例的跟踪系 统；并且
图20示意性地说明依照本发明优选实施例的可咽下装置，其被安 排用于总筛查。
优选实施例描述
本发明是一种可咽下装置，其适合于在胃肠道内行进并且实施其 中的组织的诊断影像。诊断影像包括作为例如从可咽下装置的咽下以 来的时间的函数的诊断信息，或者作为可咽下装置行进距离的函数的 诊断信息。具体而言，可咽下装置可被安排成实施以下的任何的诊断 影像，或者其组合：
i.放射性药物的核辐射；
ii.响应于放射性药物的核辐射的闪烁液体的闪烁；
iii.发荧光药物或裸胃肠道组织的光学荧光；
iv.借助红外温度记录的胃肠道组织的红外辐射；
v.沿胃肠道组织的温度差；
vi.胃肠道组织的阻抗；
vii.胃肠道组织的超声反射；以及
viii.胃肠道组织的磁共振。
另外，一方面，可咽下装置可适合于大人群的总筛查，而另一方 面，适合于可疑病理的特定诊断。
依照本发明的可咽下装置的原理和工作可参照附图和伴随的描述 来较好地理解。
在详细说明本发明的至少一个实施例之前，应理解本发明不局限 于其在以下描述中提出或在附图中说明的部件的安排和构造的细节的 应用。本发明可以是其它实施例或者以各种方式实施或应用。还有， 在此采用的措词和术语是为了说明的目的，而不应被看作是局限性 的。
参考附图，图1A-1C示意性地说明依照本发明优选实施例的诊断 系统10的部件12、18和20。
诊断系统10包括可咽下装置12，其适合于在身体16的胃肠道14 内行进并且执行对其中的组织的诊断。
诊断系统10可进一步包括体外设备18，其与可咽下装置12进行 无线通信，适合于由身体16佩戴，或被置于身体16附近。另外，诊 断系统10可包括计算机站20。
例如，体外设备18可被配置为类似腰带的衣服22，具有带24和 带扣26，被安排成围绕身体16的腹部佩戴，从而紧密地接近(closely proximate)胃肠道14。可替换的是，设备18可被佩戴为弹性的衣服、 背包、手提包等或被置于身体16附近。
优选的是，当由身体16佩戴时，体外设备18进一步包括接口15， 如可拆卸的衬里15或可拆卸的包装15，用于提供设备18和身体16 之间的可更换或可洗的表面。
优选的是，体外设备18包括电源28、计算机装置30和有关电路 32。另外，计算机装置30包括处理器34，和优选的存储器36和有关 电路33。然而，依照本发明，体外设备18和(或)计算机装置30内 的信号通信可以是无线的。优选的是，计算机装置30进一步包括可移 动数据存储装置38，如磁盘、小型磁盘、CD、磁带等。
设备18进一步包括至少一个接收器40，用于接收来自可咽下装置 12的信号。另外，设备18可包括两个或优选的是三个或更多接收器 40，如40A、40B、40C，并且可能还有40D、40E和40F。与可咽下装置 12的通信可借助RF或借助超声辐射。
设备18可进一步包括发送器42，或发送器和接收器系统42，用 于与计算机站20通信，优选的是借助RF辐射。可替换的是，与计算 机站20的通信可借助线缆。
可替换的是，或另外，发送器42可被用于发送指令给可咽下装置 12。
诊断系统10可进一步包括体外基准系统x；y；z，以例如设备18 的任何一个接收器40为基准。另外，诊断系统10可进一步包括体内 基准系统u；v；w，以胃11的出口为基准。
计算机站20可以是个人计算机、小型计算机、笔记本等。优选的 是，计算机站20包括数据读取装置44，其与设备18的可移动数据存 储装置38兼容。另外，计算机站20可包括接收器46，或发送器和接 收器系统46，用于与设备18的发送器和接收器系统42或与可咽下装 置12通信。计算机站20亦可与网络通信，例如用于访问数据库并用 于贡献给数据库以相关的诊断数据。
进一步参考附图，图2A-2B示意性地说明依照本发明优选实施例 的可咽下装置12。
如在图2A中所看到的，可咽下装置12包括至少一个探头50，在 工作上沿胃肠道14实施组织的诊断影像。可咽下装置12进一步包括 相对于胃11(图1A)的远心端11和近端13。此外，可咽下装置12 限定与其行进方向平行的轴R。
另外，可咽下装置12包括数据处理设备53，其与探头50进行信 号通信，被安排以便于接收和处理由探头50产生的成像数据。
数据处理设备53可以是例如发送器54，其被安排成将探头50传 感的数据发送给体外设备18(图1C)的至少一个接收器40，或直接发 送给计算机站20的接收器46。发送器54亦可发送周期性的基准信号， 其可包括对身体16的识别细节和诊断的日期和(或)时间。
依照本发明的优选实施例，发送器54和至少一个接收器40(图 1C)被安排用于RF通信，其可进一步包括多信道通信。例如，数据可 在一个信道中被发送，而基准信号可在另一个中被发送。另外，如将 在以下所描述的，在多个探头结合可咽下装置12而被使用的情况下， 每个探头可被指定一个信道。可替换的是，发送器54可被安排通过超 声辐射与至少一个接收器40通信。
可咽下装置12可进一步包括电源52和有关电路56。然而，可咽 下装置12内的信号通信可以是无线的。
探头50、数据处理设备53、电源52和有关电路56被封装于壳体 58内。壳体58可以由惰性的生物相容材料形成，如聚碳酸脂、聚乙烯、 天然橡胶、硅、或例如被形成为充满(impregnated with)玻璃纤维 的环氧树脂的合成物。
另外，壳体58可用类似糖果的包衣59包上，其例如由结硬皮的 (crusted)糖、加糖的(sugared)明胶、巧克力等形成。
可咽下装置12的总尺寸应当足够小以便于咽下，例如大约2cm 的长度和大约1cm的宽度。应理解，较小的尺寸是可能的。另外，在 某种程度上，较大的尺寸是可能的。
优选的是，可咽下装置12是一次性的。可咽下装置12可由身体 自然处理，或被收回用于检查，然后被处理。可替换的是，可咽下装 置12可被收回以便于在清洁和消毒之后重复使用。
依照图2A中看到的本发明优选实施例，装置12包括诊断所必要 的最小数量的部件。就这一点而言，是相对便宜的，因此适合于作为 总筛查装置。另外，可从部件之间的干扰产生的噪声可被保持在最小。
依照图2B中看到的本发明的另一个优选实施例，可咽下装置12 被安排用于收回和重复使用，并且进一步包括第二壳体60。第二壳体 60可例如由薄聚碳酸脂(polycarbon)层、或类似的材料形成，并且 在清洁和消毒之后在使用之间被更换。另外，第二壳体60可包括类似 糖果的包衣。第二壳体60被用于克服任何与咽下已经过另一个人的胃 肠道的装置关联的不安。
进一步参考附图，图3A-3D示意性地说明依照本发明优选实施例 被安排用于成像放射性药物的核辐射的可咽下装置12和其成像方法。 优选的是，探头50包括核辐射检测器49。如已在以上结合图2A所述 的，可咽下装置12可进一步包括发送器54、电源52和有关电路56。
核辐射检测器49可包括至少一个镉锌碲化物晶体或至少一个镉碲 化物晶体，在工作上检测伽玛和贝塔辐射两者。另外，可采用两个或 多个晶体。这些可从eV Products，PA，USA)375 Saxonberg Blvd. Saxonberg，PA 16056获得。可替换的是，如已知的，可使用另一种 核辐射检测器49，其优选地在工作上检测伽玛和贝塔辐射两者。
优选的是，核辐射检测器49不被准直；相反，它在工作上检测来 自任何方向的核辐射。可替换的是，核辐射检测器49可包括绕其圆周 安排的蜂窝型准直仪，在工作上检测来自任何方向的核辐射。可替换 的是，如已知的，可使用另一种准直仪。
优选的是，核辐射检测器49在工作上检测在与贝塔和伽玛辐射关 联的大约6.0KeV到大约1.5MeV的宽能谱上的核辐射。可替换的是， 可执行选通以检测处于与特定同位素关联的特定能量范围的辐射。作 为一个实例，核辐射检测器49可为处于大约28KeV的能量的输入辐 射而被选通，其对应于I125发射的伽玛光子。作为另一个实例，核辐射 检测器49可为处于大约0.9MeV的能量的输入辐射而被选通，其对应 于P32的贝塔能量。在使用两个或多个晶体的情况下，一个可为一个能 量范围而被选通，而另一个为另一个能量范围而被选通，从而检测由 不同同位素发射的特定辐射，以例如使背景干扰最小。
优选的是，核辐射检测器49以足够的时间分辨率产生与被检测粒 子的能量成比例的电流脉冲以分别检测伽玛和(或)贝塔粒子。这样 可依照粒子的能量通过电子电路来执行选通(gating)。
在咽下可咽下装置12之前的某个时间，例如在咽下之前的几个小 时到大约两天，将放射性药物服用给身体16。优选的是，服用是借助 注射进行的。可替换的是，服用可以是口服或静脉内的。放射性药物 可包括单克隆抗体，如anti-CEA、anti-TAG-72，或用放射性同位素 标记的另一种抗体，例如锝Tc99m、碘I125、I123、I131和I133、铟In111、 镓Ga67、铊Tl201、氟F18和P32中的任何一个。在这些中，镓Ga67、I131 和PU32发射βετα辐射。
依照本发明，βετα辐射在小肠中有特定用途。在水或身体组织中， βετα辐射在其被吸收之前具有仅几毫米的范围。然而在小肠中，可咽 下装置与胃肠道14的壁接触，并且当被选通到特定贝塔能量时，在工 作上检测βετα辐射，而没有背景辐射的干扰。
放射性药物可包括两个或多个抗体，每个都用不同的同位素来标 记。例如，可使用用I125、I123、I131、I133或Tc99m的任何一个来标记的 anti-CEA的鸡尾酒和用铟In111标记的anti-TAG-72。
另外，放射性药物可包括两个放射性同位素的混合物，例如用I131 标记的anti-CEA和用I133标记的anti-CEA。
优选的是，在咽下可咽下装置12之前，病人被准备以使最小容量 (content)存在于胃肠道14中。
为了说明的目的，假定病理部位82沿胃肠道14存在。被结合于 病理特定抗体的放射性药物有可能在部位82浓缩，从而产生核辐射 81。
如在图3A中看到的，随着可咽下装置12在胃肠道14中行进，其 将表示核辐射计数的数据发送给体外计算机装置30(图1C)。优选的 是，计算机装置30作为从咽下时间以来的时间的函数而记录输入数 据。
优选的是，计算机装置30(图1C)将所述数据记录为从咽下时间 以来的所有时间间隔的时间通道(time channel)或预定时间间隔内 的计数的数量。预定时间间隔可以是例如30秒、1分钟或10分钟，或 者另一个预定值，并且可依赖于预期的计数速率。例如，如果可咽下 装置12用70个小时(＝4200分钟)行进胃肠道14的长度，则计算机 装置30可采集1分钟间隔的4200个通道(channel)或10分钟间隔 的420个通道或者预定的任何其它数量的通道中的数据。数据处理可 在以后合并(coalesce)通道以有助于解释。例如，数据可被采集并 存储于例如1秒的很精细的通道中，并且在以后被聚结并显示于10分 钟的通道中。
图3B示意性地说明如可由计算机装置30(图1C)所产生的咽下 之后的10到12个小时(600-720分钟)的10分钟信道中的核辐射计 数。集中在咽下之后的640分钟左右的统计上有意义的辐射峰值表示 那个位置处的可疑病理，如肿瘤组织。
尽管仅已知为咽下之后的640(＝10.7小时)的位置不必要被精确 限定，然而它能提供某些信息。一般来说，可咽下装置12用大约70 个小时或近似为3天来完成其路线。其中稍后的30到50个小时用在 结肠中。这样，外科医生可估算在吞咽之后的大约11个小时，可咽下 装置12可能在小肠中。
以下结合图3C和3D描述识别病理部位82的位置的方法。识别病 理部位82的位置的可替换方法在以下结合图13A-19B来描述。
如名为“Telemetry Capsule and Process”的被授予Schentag 等的U.S.专利5,279,607和名为“Sampling capsule and process” 的被授予A’Andrea等的U.S.专利5,396,366所讲的，被安排于不同 位置的至少三个接收器如接收器40A、40B和40C(图1C)和专用的算 法可被用于在给定时间确定辐射源，可咽下装置12的发送器54(图 2A)的精确位置，所述专利的公开内容在此引入作为参考。
然而，由于作为消化过程一部分的身体16(图1A)内消化道14 的固有运动，相对于体外基准系统x；y；z的部位82的精确位置是没有 意义的。用相同的体外基准系统x；y；z在一周以后执行的相同诊断将 产生用于部位82的不同x，y，z值。
尽管如此，从体内基准系统u；v；w，例如胃11的出口到部位82 由可咽下装置12行进的距离L可基于可咽下装置的瞬时x；y；z值来估 算。该距离是外科医生沿胃肠道14侵入性地测量并到达部位82的值。
为此，可由计算机装置30为每个时间间隔i来估算相对于体外设 备18(图1C)的多个接收器40的可咽下装置12的精确、瞬时的位置。 优选的是，例如通过使用一个接收器作为位置(0；0；0)，使体外基准 系统x；y；z(图1A)与接收器40的位置相关。每个时间间隔i的瞬时 x，y，z值可被表示为(x，y，z)i。
图3C示意性地说明借助接收器40A、40B和40C获得的可咽下装置 12的瞬时(x，y，z)i值。基于这些值，通过如以下在所估算的增量距 离ΔL上求和，可计算从体内基准系统u；v；w到部位82可咽下装置12 已行进的估算距离L：
L＝∑ΔL，其中ΔL＝[(xi+1-xi)2+(yi+1-yi)2+(zi+1-zi)2]1/2
优选的是，在例如几秒很短时间间隔上获得(x，y，z)i的瞬时值。
图3D示意性地说明作为从咽下以来的时间的函数的估算距离L。 可替换的是，可使用另一个时间，例如从体内基准系统u；v；w以来的 时间。这样，例如，外科医生可观察例如在咽下之后的640分钟，对 应于例如从体内基准系统u；v；w以来的240分钟，可咽下装置12经过 部位82附近，已在胃肠道14内行进近似2.8米。
这样，核辐射的诊断影像可包括如在图3A中看到的作为时间的函 数的诊断信息，或基于在图3D中看到的信息的作为可咽下装置12行 进距离的函数的诊断信息。
参照图3A-3B，将理解，计算机装置20(图1B)可与计算机装置 30(图1C)合作使用或取代后者而使用。
进一步参考附图，图4A-4D示意性地说明依照本发明另一个优选 实施例被安排用于成像至少两个放射性同位素的核辐射的可咽下装置 12和其成像方法。
放射性同位素的类似时钟的特性可单独用于如以下的识别体内病 理部位的技术：
在滞水池(stagnant pool)中，具有初始浓度N0和衰变常数λ 的同位素的时间依赖的同位素浓度N(t)可被描述为
N(t)＝N0e-λt。
在体内，净化可由净化速率常数来描述。这样，体内的时间依 赖的同位素浓度通过衰变和净化以速率常数λ+降低。除了＞＞λ的情 况，降低速率常数λ+对每个同位素是唯一的。
在病理部位，在由于吸收而发生积累(buildup)时，由于衰变和 释放而发生去除，其中释放可由释放速率常数η来描述。这样，病理 部位处的时间依赖的同位素浓度以λ+η的速率常数降低。在通常的身 体内的情况下，除了η＞＞λ的情况，降低速率常数λ+η对每个同位素是 唯一的。
实际上，如以下，给定同位素表现的好像它具有不同的有效衰变 常数：通常的用于身体的λ+，以及用于病理部位的λ+η。由于抗体或 放射性药物因为病理中的阻挡(hold up)机理明显不同于通常的组织 (即，η＜＜)而被具体选择，这些有效衰变常数可被用于识别病理部 位。
识别病理部位的第一技术基于服用包含优选地被结合于相同抗体 的两个放射性同位素A和B的放射性药物。在体内，两个放射性同位 素的时间依赖的浓度将以对A和B分别为λA+和λB+的速率降低，并 且A/B的时间依赖的浓度比将依赖于这些值。然而，在病理部位，其 时间依赖的浓度将以对A和B分别为λA+η和λB+η的速率降低。这样， 同位素浓度比的变化可发生于病理部位。该变化将通过通常的组织和 病理部位之间的活动比的变化来观察。
在图4A-4D中，服用放射性药物给身体16已包括了两个同位素I131 和I133的鸡尾酒。另外，核辐射检测器49已被安排成如在以上所述的， 基于所产生的电流脉冲在与I131关联的第一能量的光子和与I133关联的 第二能量的光子之间区分。
如在图4A中看到的，病理部位92可在例如从可咽下装置12的咽 下时间的大约540分钟时存在于胃肠道14中。另外，如在图4B和4C 中看到的，病理部位92过小以至于不能产生I131或I133的辐射计数的 统计上有意义的光子峰值。
然而，如在图4D中看到的，部位92处的I131与I133的同位素活动 比的变化表示可疑的病理。
将理解，甚至可在观察到核辐射计数的统计上有意义的峰值时， 同位素活动比的变化可被观察到，并且可被用作确认。
同位素活动比的变化的诊断影像可包括如在图4D中看到的作为时 间的函数的诊断信息，或者基于图3D中看到的信息作为可咽下装置12 行进距离的函数的诊断信息。
识别病理部位的第二技术基于服用包含两个放射性同位素A和B 的放射性药物，其中仅A被结合于抗体。对于通常的体内，两个放射 性同位素的时间依赖的浓度将以对A和B分别为λA+和λB+的速率降 低，并且A/B的时间依赖的浓度比将依赖于这些值。然而，在病理部 位，A的时间依赖的浓度将以速率λA+η降低，而B将以速率λB+降低。 并且病理部位处的A/B的时间依赖的浓度比将依赖于这些值。同样， 可在病理部位附近观察到同位素活动比的变化。
依照本发明，使用两个同位素的活动比来检测病理部位的技术可 通过选择同位素、抗体、服用形式以及服用放射性药物和咽下可咽下 装置12之间的等待周期来最优化。另外，可使用三个或更多放射性同 位素。此外，同位素不需要在化学上相同。另外，它们不需要被结合 于相同的抗体。依赖于放射性同位素的类似时钟的特性而识别与病理 部位关联的滞留机理的上述技术的许多变化是可能的，并且处于本发 明的范围内。
依照本发明，核辐射检测器49可包括由以下专利所讲的特色：名 为“Detector and localizer for low energy radiation emissions” 的授予Denen等的U.S.专利4,801,803、名为“Detector and localizer for low energy radiation emissions”的授予Denen 等的U.S.专利5,151,598、名为“Detector and localizer for low energy radiation emissions”的授予Denen等的U.S.专利 4,893,013和名为“Detector and localizer for low energy radiation emissions”的授予Denen等的U.S.专利5,070,878以及 名为“System and apparatus for detecting and locating source of radiation”的被授予Boutun等的U.S.专利6,259,095，其公开 内容在此引入作为参考。
进一步参考附图，图5示意性地说明了依照本发明再一个优选实 施例的可咽下装置12，其被安排用于通过其产生的闪烁来间接成像核 辐射。本实施例提供了一种用闪烁液体间接识别病理部位的技术。因 此，可咽下装置12的探头50包括光检测器51。如在以上结合图2A 所述的，可咽下装置12可进一步包括发送器54、电源52和有关电路 56。
依照本实施例，服用药物给身体16(图1A)包括放射性药物和闪 烁液体。尽管在咽下可咽下装置12之前的几个小时到大约两天之间优 选地通过注射来服用放射性药物，闪烁液体在咽下可咽下装置12之前 的大约两个小时优选地被口服。
优选的是，在咽下可咽下装置12之前，身体16被准备以使最小 容量存在于胃肠道14中。
闪烁液体可从例如IN/U.S.Systems.Inc.5809 North 50th Street，Tampa.FL 33610-4809获得，其提供两种可生物降解、无 毒的闪烁鸡尾酒，IN-FLOW BD和IN-FLOW ES。这两种产品都具有低 粘度以确保可泵性，都是无害的，并且可作为一般液体废物而被处理。
在可咽下装置12在胃肠道14内行进时，它被闪烁液体94包围， 该闪烁液体产生对伽玛和贝塔辐射的闪烁。在病理部位82附近，闪烁 96被产生于液体内，它是通过来自结合于所述部位82的放射性药物的 核辐射81产生的。闪烁96将被光检测器51检测到，并且通过发送器 54发送给设备18。
闪烁的诊断影像可包括以类似于在图3A中看到的方式的作为时间 的函数的诊断信息，或者基于图3D中看到的信息作为可咽下装置12 行进距离的函数的诊断信息。
光检测器51可包括单个光传感二极管，或者两个或更多光传感二 极管。可被用于本实施例的光传感二极管的实例包括NT55-754或者 NT53-372，其被描述于Edmund Industrial Optics的 www.edmundoptics.com/IOD/DisplayProduct.cfm？productid＝2232 中。
进一步参考附图，图6示意性地说明依照本发明优选实施例的可 咽下装置12，其被安排用于成像光学荧光。光学荧光可以是发荧光药 物或裸胃肠道组织的。
优选的是，探头50包括光检测器55，其类似于例如在以上结合图 5所述的光检测器51，但优选地进一步包括滤色镜，例如，从以上的 Edmund Industrial Optics获得的NT46-149，从而对特定颜色是敏 感的。可替换的是，光检测器51可包括多于一个的光电二极管，每个 都具有不同的滤镜。
另外，可咽下装置12进一步包括在光检测器55远端的激励源78， 优选为激光源78。如名为“Portable tissue spectroscopy apparatus and method”的Crowley的U.S.专利6,324,418所讲，激光源78可 被装配到可咽下装置12中，该专利的公开内容在此引入作为参考。光 垒79可分离源78和光检测器55。
如在以上结合图2A所述的，可咽下装置12可进一步包括发送器 54、电源52和有关电路56。
光学荧光的诊断影像可包括以类似于在图3A中看到的方式的作为 时间的函数的诊断信息，或者基于图3D中看到的信息作为可咽下装置 12行进距离的函数的诊断信息。
当在405nm左右的Soret带中被激励时，给出良好构建的荧光光 谱的已知发荧光药物包括血卟啉衍生物(HPD)。另外，当由例如N2 激光器在337nm照射时，它们包括双血卟啉醚/酯 (dihematoporphyrin ether/ester，DHE)、血卟啉 (hematoporphyrin，HP)、聚血卟啉酯(polyhematoprohyrin ester，PHE)和四磺化酞菁(tetrasulfonated phthalocyanine，TSPC)。依照本发明，可使用这些中的每个或这些 的组合，或者其它已知的发荧光药物和其各种组合。
如名为“Diagnosis by means of fluorescent light emission fromtissue”的被授予Andersson-Engels等的U.S.专利5,115,137 所讲，发荧光药物可包括四磺化酞菁(TSPC)，而源78可包括用于337 nm处的照射的N2激光器，该专利的公开内容在此引入作为参考。
可替换的是，如名为“Human and animal tissue photoradiation system and method”的被授予Clark的U.S.专利4,336,809所讲， 发荧光药物可包括血卟啉或血卟啉衍生物，而源78可包括氙离子激光 器，该专利的公开内容在此引入作为参考。依照Clark，氙离子激光器 具有近似匹配血卟啉的红吸收峰值的大约627纳米的波长处的红范围 中的单离子化激光跃迁(singly ionized lasing transition)。另 外，氙离子激光器具有一组大约406、421、424和427纳米的波长处 的双离子化线。这些近似地匹配血卟啉的407纳米蓝吸收峰值。
可替换的是，如以上的Clark所讲，所服用的药物可包括血卟啉 或血卟啉衍生物，而源78可以是氪离子激光器，其具有匹配血卟啉的 407纳米吸收峰值的406.7/413.1纳米线。
在可咽下装置12行进于胃肠道14内时，可产生发荧光药物的光 学荧光影像。荧光影像的信息以类似于结合图3A所述的方式而被记 录。
将理解，可使用其它药物，其具有可被适当的激光器具体匹配的 吸收峰值。
与以上讲授用于实施裸组织的激光激励光学荧光的可咽下丸的被 授予Crowley的U.S.专利6,324,418不同，本发明包括服用荧光药物 并在具体匹配药物吸收峰值的能量处感应它。
然而，依照本发明的其它优选实施例，可咽下装置12可被安排用 于成像裸胃肠道组织的光学荧光。
进一步参考附图，图7示意性地说明依照本发明优选实施例的可 咽下装置12，其被安排用于通过红外温度记录来成像胃肠道组织的红 外辐射。
在小肠中，可咽下装置12很可能与胃肠道14的壁接触。然而， 在结肠中，与壁的接触是不可能的。测量从表面发射的热能而不接触 并产生用于分析的温度影像的红外温度记录由此唯一地适合于与可咽 下装置12一起使用。
优选的是，探头50包括红外温度记录检测器61，其被形成为结合 图5在以上描述的光检测器51，进一步包括IR滤波器，例如，以上的 Edmund Industrial Optics获得的IR-NT54-518。可替换的是，红外 温度记录检测器61可由用于IR的单个光传感二极管或者两个或多个 光传感二极管形成，如从ROITHNER LASERTECHNIK，A-1040 Vienna， Austria，Schoenbrunner Strasse获得的EPD-740-0/1.0-IR选择性 光电二极管。
如在以上结合图2A所述的，可咽下装置12可进一步包括发送器 54、电源52和有关电路56。
在可咽下装置12行进于胃肠道14内时，可获得组织温度的影像。 诸如部位82的病理部位有可能处于比周围组织高的温度，并且可由此 产生表示病理的温度记录峰值。
组织温度的诊断影像可包括以类似于在图3A中看到的方式的作为 时间的函数的诊断信息，或者基于图3D中看到的信息作为可咽下装置 12行进距离的函数的诊断信息。
进一步参考附图，图8A和8B示意性地说明依照本发明优选实施 例被安排用于成像沿胃肠道组织的温度差的可咽下装置12和其成像方 法，使用至少一个热电耦106A。
热电耦是用于测量温度的已知装置。它包括由不同金属制成的两 个导线，在一端且很紧密地连接，而在另一端不连接。当热电耦的连 接端被置于温度比另一端高的区域中时，在另一端在导线之间建立电 压。
至少一个热电耦探头106A具有尖108A1和108A2，其优选地与壳体 58的外表面对接。温度差可由此被测量于尖108A1和108A2之间。优选 的是，探头50包括附加的具有尖108B1和108B2的热电耦106B以及具有 尖108C1和108C2的热电耦106C。如在以上结合图2A所述的，可咽下装 置12可进一步包括发送器54、电源52和有关电路56。
在小肠中，可咽下装置12和胃肠道14的壁之间的直接接触很有 可能发生。在可咽下装置12行进于胃肠道14中特别是小肠中时，组 织温度的差被检测，这是由于尖108A、108B和108C形成与胃肠道14 的组织的接触。在健康组织和病理之间的接口处，例如在108A1与病理 接触而108A2与健康组织接触的地方，可观察到表示两种类型组织之间 的温度梯度的波峰。
组织温度差的诊断影像可包括以在图8B中看到的方式的作为时间 的函数的诊断信息，或者基于图3D中看到的信息作为可咽下装置12 行进距离的函数的诊断信息。
进一步参考附图，图9A和9B示意性地说明依照本发明优选实施 例被安排用于成像胃肠道组织的阻抗的可咽下装置12和其成像方法， 其使用至少一个阻抗探头110A。已发现阻抗成像在检测肿瘤和其它病 理中是有用的。
至少一个阻抗探头110A具有尖112A1和112A2，其优选地与壳体58 的外表面对接，从而形成与胃肠道组织14的直接接触。优选的是，尖 112A1和112A2由以下形成：生物相容的金属，如SS、钛、钛合金等或 者另一种生物相容的导体。阻抗可由此被测量于尖112A1和112A2之间。 优选的是，探头50包括附加的具有尖112B1和112B2的阻抗探头110B 以及具有尖112C1和112C2的阻抗探头110C。
如在以上结合图2A所述的，可咽下装置12可进一步包括发送器 54、电源52和有关电路56。
在小肠中，可咽下装置12和胃肠道14的壁之间的直接接触很有 可能发生。在可咽下装置12行进于胃肠道14中特别是小肠中时，组 织阻抗的差被检测，这是由于尖112A1和112A2、112B1和112B2以及112C1 和112C2形成与胃肠道14的组织的接触。在病理部位，有可能观察到 阻抗的变化。
组织阻抗的诊断影像可包括以在图9B中看到的方式的作为时间的 函数的诊断信息，或者基于图3D中看到的信息作为可咽下装置12行 进距离的函数的诊断信息。
进一步参考附图，图10A和10B示意性地说明依照本发明其它优 选实施例的可咽下装置12的附加部件。可咽下装置12可进一步包括 任何一个以下部件：
i.跟踪系统48；
ii.例如微计算机64形式的计算机装置64，其可包括处理器66， 并且优选地还包括存储器68；
iii.接收器70，如将在以下描述的，用于从计算机装置30或计 算机系统20接收指令；
iv.变换器69，与电源52进行电通信，用于对电源52体外赋予 能量；
v.如已知的专用于信号放大和(或)前置放大的电路和部件74； 以及
vi.如已知的专用于减小信噪比的电路和部件76。
依照本发明，计算机装置64是数据处理设备53的另一个部件， 被安排用于接收并处理由探头50产生的成像数据。如图10A中所示， 计算机装置64可通过发送器54并且可能还有接收器70与体外设备18 (图1C)的计算机装置30和(或)计算机站20(图1B)合作而使用。
可替换的是，计算机装置64可仅通过接收器70与体外设备18(图 1C)的计算机装置30和(或)计算机站20(图1B)合作而使用。
可替换的是，计算机装置64可代替体外设备(图1C)的计算机装 置30并代替发送器54而使用，使可咽下装置12成为自主单元。如图 10B中所示。因此，不需要使用体外设备18。优选的是，在不使用体 外设备18的情况下，数据可由计算机装置64记录，并在完成胃肠道 14中的诊断路线之后用可咽下装置12取回。如在以上结合图3A-9B 所描述的，计算机装置64能以类似于计算机装置30(图1C)或计算 机站20(图1B)的方式记录数据并执行计算。存储器68优选地类似 于可移动数据存储装置38(图1C)并可通过计算机站20(图1B)的 数据读取装置44去除和读取。
电源52可以是可赋予能量的电源，其进一步包括变换器69，例 如，如名为“System and method for monitoring a parameter associated with the performance of a heart”的被授予Porat 等的U.S.专利6,277,078所讲，其公开内容在此引入作为参考。优选 的是，变换器69是压电变换器，其可通过被导向它的体外超声辐射来 赋予能量。
接收器70可被安排用于RF通信，其可以是多信道的。可替换的 是，接收器70可以是超声接收器。接收器70和发送器54可被集成于 单个单元。
可咽下装置12的部件之间的通信可以是有线或无线的。
依照本发明，可使用各种类型的跟踪系统48。如将在以下结合图 13A-19B所描述的，这些可以是除了体外设备18(图1C)的多个接收 器40和发送器54以外的，或可取代它们。
进一步参考附图，图11示意性地说明依照本发明优选实施例的可 咽下装置12，其被安排用于成像胃肠道组织的超声反射。因此，探头 50包括超声探头67，其被形成为例如变换器阵列，被安排用于发送和 接收超声辐射。可咽下装置12可进一步包括计算机装置64和(或) 发送器54并且可能还有接收器70，以及其它部件，如在以上结合图 10A和10B所描述的。
类似于本发明的探头67的超声探头由名为“Ultrasound finger probe and method for use”的被授予Wedel等的U.S.专利 5,088,500、名为“Ultrasonic probe to be installed on fingertip”的被授予Hanoaka等的U.S.专利5,284,147和名为 “Ultrasonic diagnosis system”的被授予Kawagishi、Tetsuya 等的U.S.专利申请20010020131讲授，其公开内容在此引入作为参 考。
各种对比剂可与超声探头67一起使用，例如，如名为“Ultrasonic imaging system utilizing a long-persistence contrast agent” 的被授予Schutt等的U.S.专利6,280,704所讲，其公开内容在此引 入作为参考。
超声反射的诊断影像可包括以类似于在图3A中看到的方式的作为 时间的函数的诊断信息，或者基于图3D中看到的信息作为可咽下装置 12行进距离的函数的诊断信息。
进一步参考附图，图12A-12C示意性地说明依照本发明优选实施 例的可咽下装置12，其被安排用于成像胃肠道组织的磁共振。因此， 探头50包括MRI探头63。
MRI探头63包括微型永磁体120，其优选地被形成为圆柱棒。永 磁体120限定纵轴z，并具有z方向上的磁场B0。另外，MRI探头63 包括RF线圈122，其优选地包围永磁体120。RF线圈122可被形成为 鸟笼RF线圈。可替换的是，RF线圈可被形成为多匝RF线圈，该多匝 包围永磁体120。可替换的是，可使用另一种已知的RF线圈。
依照本发明的优选实施例，没有使用梯度线圈；如在以下结合图 3A-3D所描述的，或如在以上结合图13A-17B所描述的，位置信息可 被采集。
这样，MRI的诊断影像可包括以类似于在图3A中看到的方式的作 为时间的函数的诊断信息，或者基于图3D中看到的信息作为可咽下装 置12行进距离的函数的诊断信息。
依照本发明的另一个优选实施例，可使用例如被形成为抗亥姆霍 兹型线圈的梯度线圈124。
可通过接收器70以无线方式通过计算机装置30或通过计算机站 20来控制MRI探头63的工作。可替换的是，可通过计算机装置64来 控制MRI探头63的工作。
依照本发明的优选实施例，为了与MRI探头63一起使用，发送器 54优选地包括超声发送器，而接收器70优选地包括超声接收器，其中 发送器和接收器可被结合于单个超声变换器中。这样，来自体外的RF 信号的干扰被最小化。
各种对比剂可与MRI探头63一起使用，例如，如名为“Gas filled microspheres as magnetic resonance imaging contrast agent” 的被授予Unger的U.S.专利6,315,981所讲，其公开内容在此引入作 为参考。
进一步参考附图，图13A-13B示意性地说明依照本发明优选实施 例的跟踪系统48，其使用至少一个加速度传感器152。
如在图13A中看到的，跟踪系统48可包括至少一个加速度传感器 152，其传感在至少三个自由度上，如相对于一套三个相互垂直的坐标 轴的加速度。可替换的是，跟踪系统48可包括至少三个加速度传感器 152，每个都传感沿一套三个相互垂直的坐标轴的单个轴的加速度。加 速度传感器可包括一个或多个微型或微加速度计。计算机装置64或计 算机装置30可估算胃肠道14内胃肠诊断装置12行进的距离L(图 3A)，其是加速度传感器所传感的加速度的函数。
如在图13B中看到的，体外设备18可进一步包括传感至少三个自 由度上的加速度的至少一个体外加速度传感器154，或至少三个加速度 传感器，每个都传感一套三个相互垂直的坐标轴的单个自由度上的加 速度。以这种方式，可进行对身体16(图1A)的运动的校正。
加速度传感器152和154可代替多个天线40而使用，或者是除了 它们以外还使用的。
进一步参考附图，图14A-14C示意性地说明依照本发明另一个优 选实施例的借助磁跟踪和定位的跟踪系统48。跟踪系统48可包括已知 为miniBirdTM的系统158，其是商业上可从Ascesion Technology Corporation，P.O.Box 527，Burlington，Vermont 05402 USA (http：//www.ascesion-tech.com/graphic.htm)获得的磁跟踪和 定位系统。miniBirdTM158测量一个或多个微型化传感器的实时位置和 方位(六个自由度)，从而精确地跟踪探头、设备和其它装置的空间 位置。这样，距离L(图3A)可被估算。miniBirdTM 158的尺寸对于 型号800是18mm×8mm×8mm，而对于型号500是10mm×5mm×5mm， 这对于与可咽下装置12一起使用是足够小的。
miniBirdTM158的工作的实验结果见图14B和14C。长度为120cm 且直径为6cm的挠性U形塑料管140被固定于平表面(未示出)并用 作人结肠的模型。构成57Co的100μCi的点源142的单辐射源被附着 于管的外表面。可咽下装置12由辐射检测器144模拟，该辐射检测器 包括从eV Products，PA，USA)375 Saxonburg Blvd.Saxonburg， PA 16056获得的125mm3的CdZnTe晶体，其无需准直仪而被使用。
被附着于辐射检测器144的是miniBird 158，其形成可咽下装置 12的模型。计数读数使用122KeV能量峰值左右的+/-6％的能量窗口 来过滤。辐射检测器144和miniBird 158被结合于一个串(未示出) 并通过管140的内径，经过辐射源142用手拉出距离L’。集成的计数 读数和位置信息被传递给个人计算机以便于处理和可视呈现。最终结 果是图14C中以黑白示出的颜色编码的图，其与沿所述管检测的辐射 计数读数成比例。图14C示出辐射的逐渐增加和对应于所述源的真实 位置的峰值辐射的逐渐降低。
结果确认了被配备有辐射检测器和定位系统和软件的可咽下装置 12可正确地识别胃肠道内的放射性标记的组织。
进一步参考附图，图15示意性地说明依照本发明又一个优选实施 例的跟踪系统48，其包括至少一个微型滚筒84。因此，可咽下装置12 进一步包括在壳体58外部的至少一个微型滚筒84。滚筒84与计数器 86通信，该计数器在壳体58的内部并对滚筒84进行的完整旋转进行 计数并且将计数转换为信号，该信号被传递给发送器54并被发送给体 外计算机装置30。滚筒84以类似于轮胎测量汽车行进距离的方式来测 量可咽下装置12行进的距离。在一些实施例中，可使用两个或多个滚 筒84。
优选的是，有至少一个滚筒84的可咽下装置12被密封在明胶、 糖或容易溶解的另一种物质的铸型(cast)88内以便于吞咽。铸型88 在胃11(图1A)中溶解，露出至少一个滚筒84，其然后可跟踪从胃 11的出口处的体内基准系统u；v；w以来在胃肠道14中行进的距离。 以类似于图3D的方式，可咽下装置12行进的距离可被呈现为时间的 函数。
进一步参考附图，图16A-16B示意性地说明依照本发明的再一个 优选实施例的跟踪系统48，其基于反射光的交叉相关。
反射光的交叉相关是一种移动跟踪技术，该技术由Logitec iFeelTM MouseMan使用，并且被描述于 www.logutech.com/cf/products/productoverview.cfm/95。
如在图16A中看到的，跟踪系统48包括光源75，例如发光二极管 75，以及至少两个光传感二极管71A和71B，其被安排距离ΔPαπαρτ， αλονγ τηε P αξισ？优选的是，光垒79分离发光二极管75和光传感二 极管71A和71B。
从二极管75发射的光被胃肠道14的壁反射并用至少两个光传感 二极管71A和71B来检测。通过交叉相关在第一时间T和稍后的时间 T+ΔT的所检测的信号，时间段ΔT内可咽下装置12在胃肠道14内行 进的增量距离可被估计。可咽下装置12行进的距离L(图3A)  可由 此通过求和增量距离来估计。优选的是，时间段ΔT是几秒的量级。
可替换的是，如在图16B中看到的，可使用光检测器71，其包括 多个光传感二极管，沿R轴以它们之间的各种距离被安排以提高交叉 相关性。
如以上所述，在使用光源78(图6)的实施例中，光源78可代替 二极管75来使用。
另外，光传感二极管71A和71B可被安排成传感由光源75或78发 射的反射光或光学荧光。
依照本发明，其它形式的交叉相关可被使用，例如，借助超声反 射、核辐射、红外辐射、由闪烁液体产生的闪烁、阻抗测量等。
进一步参考附图，图17示意性地说明依照本发明再一个优选实施 例的跟踪系统48，其中交叉相关基于背景水平的核辐射。因此，核检 测器49包括至少两个并且优选为多个晶体，其沿R轴以它们之间的各 种距离来安排。通过交叉相关在第一时间T和稍后的时间T+ΔT的背景 辐射水平，在时间段ΔT内可咽下装置12行进的增量距离可被估计。
进一步参考附图，图18示意性地说明依照本发明又一个优选实施 例的跟踪系统48，其中交叉相关基于红外辐射。这样，温度记录检测 器61可包括至少两个并且优选为多个光传感二极管，其沿R轴以它们 之间的各种距离来安排。通过交叉相关在第一时间T和稍后的时间 T+ΔT的红外辐射水平，在时间段ΔT内可咽下装置12行进的增量距离 可被估计。
类似地，依照本发明的再一个优选实施例，小肠中的跟踪可使用 阻抗探头通过阻抗的交叉相关来执行，所述阻抗探头优选为多单元阻 抗探头，该多个单元沿R轴以它们之间的各种距离来安排。
另外，依照本发明的又一个优选实施例，小肠中的跟踪可使用热 电耦探头通过温度差的交叉相关来执行，所述热电耦探头优选为多单 元热电耦探头，该多个单元沿R轴以它们之间的各种距离来安排。
进一步参考附图，图19A和19B示意性地说明依照本发明还有的 其它优选实施例的使用超声辐射的跟踪系统48。跟踪系统48包括压电 变换器72，能以几毫瓦的功率在大约40KHz到大约20MHz的频率范 围内工作。
如以下，压电变换器72可通过几种方法来工作以便于跟踪可咽下 装置12：
1.可通过超声辐射的交叉相关来执行跟踪。如在图19A中看到 的，变换器72发送的信号将被反射离开胃肠道14的壁，并且由变换 器72和有类似特征的附加变换器77再次接收。变换器77和72沿R 轴以它们之间的预定距离被安排。通过交叉相关在第一时间T和稍后 的时间T+ΔT的来自变换器72的信号，在时间段ΔT内可咽下装置12 行进的增量距离可被估计。另外，可使用多个变换器77，沿R轴以它 们之间的各种距离来安排。
2.变换器72可与至少三个体外接收器40A、40B和40C(图1C) 合作而工作，该接收器被形成为压电变换器并被安排在不同位置与身 体16直接接触。例如，体外变换器40A、40B和40C可以是补片传感器 装置，其被描述于U.S.专利5,807,268；5,913,829和5,885,222中， 所有这些专利都被转让给MedAcoustics，Inc.，Raleigh，NC，USA， 其公开内容在此引入作为参考。变换器40A发送的第一信号由变换器72 接收，然后再次由变换器72发送出并由变换器40A、40B和40C接收。 变换器40B发送的第二信号由变换器72接收，然后再次由变换器72发 送出并由变换器40A、40B和40C接收。变换器40C发送的第三信号由变 换器72接收，然后再次由变换器72发送出并由变换器40A、40B和40C 接收。然后再次由变换器40A发送出信号，并且重复所述过程。变换器 40A和72之间的距离基于信号从变换器40A到变换器72并且返回到变 换器40A的时间来计算。以类似的方式，可计算变换器40B和72之间 和40C和72之间的距离。作为结果，可咽下装置12的瞬时x；y；z位置 可被获得，并且可咽下装置12行进的距离L(图3A)可被估算，如在 以下结合图3C和3D所描述的。可进一步使用附加的体外变换器，如 40D、40E和40F。
3.可替换的是，或另外，变换器72发送的信号可由至少三个体 外变换器40A、40B和40C接收，并且从接收器40到变换器72的距离可 基于振幅差依照反平方关系来估算。
变换器72可进一步被用作超声发送器，其代替发送器54(图2A) 而被使用，或者是除了发送器54以外还被使用的。此外，变换器72 可被用作超声接收器，其代替接收器70(图10A)而被使用，或者是 除了接收器70以外还被使用的。就这一点而言，变换器72包括数据 处理设备53并被安排用于接收和处理探头50产生的成像数据。
重要的是指出如在以上结合图3C-3D、13A-13B、14A-14C和19B 所描述的估算距离L(图3A)与如在以上结合图15、16A、16B、17、 18和19A所描述的估计距离L之间的途径的差异。
在3C-3D、13A-13B、14A-14C和19B中，使用至少三个体外接收 器或至少一个加速度传感器或磁跟踪和定位系统相对于体外基准系统 x；y；z而获得瞬时x；y；z值。该途径伴随有小的误差，这是由于作为 消化过程一部分的胃肠道14的运动而造成的。这样，对例如从胃11 的出口到病理部位由可咽下装置12行进的距离的计算将仅给出估算的 距离。
然而，在图15、16A、16B、17、18和19A中，增量距离是通过使 用滚筒或所传感的参数的交叉相关相对于胃肠道14的壁而获得的。该 途径没有由于胃肠道14的运动而造成的任何误差。这样，对可咽下装 置12进行距离的计算将给出比第一途径确切的值。
本发明进一步包括胃肠道诊断程序，包括一个范围的可咽下装 置，一方面适合于大人群的总筛查，另一方面适合于可疑病理的特定 诊断。
例如，用于胃肠道肿瘤的总筛查可借助包括核辐射检测器49的可 咽下装置12来处理，该装置在服用anti-CEA或anti-TAG-72放射性 药物或包含两种的放射性药物之后被咽下。
例如炎症的特定诊断可借助包括核辐射检测器49的可咽下装置 12来处理，该装置在服用用于检测慢性炎症的Ga67柠檬酸盐之后或在 服用对急性感染具有高灵敏度和特异性的Tc99m-HMPAO白细胞之后被咽 下。
将理解，可采用特定药物和可咽下装置12的任何其它组合。
依照本发明的另一个优选实施例，用于胃肠道病理的总筛查可无 需药物而被处理。另外，可通过提供便宜的可咽下装置来处理总筛查， 该装置不需要被收回并且可由身体自然处理。可指出，对于总筛查， 不需要被收回的可咽下装置12是有利的，这是由于收回总是与心理和 身体上的不安关联的。
无需药物而工作的相对便宜的可咽下装置12的实例是由以上图7 的可咽下装置12提供的，其中红外温度记录检测器61被用于温度成 像。另外，在以上的图8A中提供了实例，其中至少一个热电耦探头106A 被使用，用于特别是小肠的温度差成像。另外，在以上的图9A中提供 了实例，其中至少一个阻抗探头110A被使用，用于特别是小肠的阻抗 成像。这些可以是单独的，或者是组合的。由于这些无需药物而被使 用，几乎没有与它们关联的副作用。
进一步参考附图，图20示意性地说明依照本发明优选实施例的优 选地一次性的一般筛查可咽下装置12。优选的是，可咽下装置12包括 红外温度记录检测器61，用于没有接触的温度成像。此外，红外温度 记录检测器61优选地包括多个光传感二极管，其例如沿R轴被安排， 用于通过红外辐射的交叉相关来跟踪可咽下装置12。
另外，总筛查可咽下装置12可包括多单元热电耦探头106，其具 有多个尖1081和1082，例如被安排为绕可咽下装置12的圆周的两个或 多个环。此外，总筛查可咽下装置12可包括多单元阻抗探头110，其 具有多个尖1121和1122，1082，例如被安排为绕可咽下装置12的圆周 的两个或多个环。
尽管多单元热电耦探头106和阻抗探头110适合于小肠的诊断， 红外温度记录检测器61被安排成产生整个胃肠道14的温度影像。
优选的是，可咽下装置12进一步包括电源52、发送器54或变换 器72(图19B)和有关电路56。
依照本发明，总筛查可咽下装置12可作为第一阶段而被服用。在 病理可疑的地方，可用被安排用于其它形式的诊断的可咽下装置12， 优选为用特定药物来重复成像。
另外，被安排用于其它形式的诊断的可咽下装置12可进一步包括 总筛查可咽下装置12的探头，从而使早期发现与较晚阶段的那些相 关。
依照本发明，可咽下装置12可包括单个探头50或者两个或多个 不同探头50，用于通过不同技术产生同时成像。
依照本发明，可咽下装置12可包括探头50和第二探头，其被形 成为摄像机，例如名为“In vivo camera system”的被授予Iddan 等的U.S.5,604,531和名为“Device and system for in vivo imaging”的被授予Iddan，G.J.等的U.S.专利申请20010035902所 讲的摄像机，其公开内容在此引入作为参考。
依照本发明，用于肿瘤组织的检测的药物的选择可包括以下的任 何一个：
1.CEA-Scan是Tc99m标记的单克隆抗体碎片，其以CEA或由另一 种放射性同位素例如I131标记的抗CEA单克隆抗体为目标。(Jessup JM. 1998，Tumor markers-prognostic and therapeutic implication for colorectal carcinoma，Surgical Oneology；7：139-151)。
2.In111-Satumomab Pendetide(Oncoscint)，作为anti TAG-72。(Molinolo A；Simpson JF等，1990，Enhanced tumor binding using immunohistochemical analyses by second generation anti-tumor-associated glycoprotein 72 monoclonal antibodies versus monocolonal antibody B72.3 in human tissue，Cancer Res. 50(4)：1291-8)。
3.脂类关联的唾液酸(LASA)。(Ebril KM，Jones JD，Klee GG. 1985，Use and limitation of serum total and lipid-bound sialic acid concentrations as markers for colorectal cancer，Cancer； 55：404-409)。
4.Anti-Matrix Metaloproteinase(MMP-7)。(MoriM，Barnard GF等1995，Overexpression of matrixmetalloproteinase-7 mRNA in human colon carcinoma.Cencer；75：1516-1519)。
另外，依照本发明，药物可被用作用于非恶性病理如胃肠道炎症 和感染的标志。实例包括以下：
1.Ga67柠檬酸盐。(Mettler FA，and Guiberteau MJ，Eds.1998， Inflammation and infection imaging.Essentials of nuclear medicine.Fourth edition.Pgs：387-403)。
2.非特定多克隆免疫球蛋白G(IgG)。(Mettler FA，and Guiberteau MJ，同上)。
3.放射性标记的白细胞，如In1118羟基喹啉白细胞 (oxineleukocytes)和Tc99mHMPIO白细胞。(Mettler FA，and Guiberteau MJ，同上；Corstens FH；van der Meer JW.1999.Nuclear medicine’s role in infection and inflammation.Lancet；354 (9180)：765-70)。
用于标记放射性药物的放射性核素的特定选择依赖于其核特性、 物理半衰期、检测设备的能力、放射性标记的抗体的药物代谢动力学、 以及标记过程的困难程度。放射性核素可以是例如锝Tc99m、碘I125、 I123、I131和I133、铟In111、镓Ga67、铊Tl201、氟F18和P32的任何一个。
应理解，为清楚起见在单独实施例中描述的本发明的特定特征亦 可被组合提供于单个实施例中。相反，为简便起见在单个实施例中描 述的本发明的各个特征亦可被单独或以任何适当的子组合来提供。
尽管本发明已结合其特定实施例被描述，显然许多替换、修改和 变化对本领域的技术人员来说是显然的。因此，想要包含属于所附权 利要求的精神和宽广范围的所有这样的替换、修改和变化。本说明书 中提及的所有出版物、专利和专利申请在此全部引入本说明书作为参 考，就好像每个单独的出版物、专利或专利申请是被具体和单独表示 为在此引入作为参考。另外，本申请中的任何参考的引用和标识不应 被看作是许可该参考作为本发明的现有技术而可用。