JP2008510558A - 少なくとも１つの薬剤を投与する、電子制御され、遠隔制御されるピル及びシステム - Google Patents

Abstract

電子的に、かつ遠隔で制御される、ピル（500）又は薬剤投与システムを提供する。ピル（500）は、ハウジング(102)と、薬剤を格納する薬剤タンク（104）と、消化管を横断する間に、薬剤タンク（104）に格納された１つ又は複数の薬剤を投与する電子制御された放出弁又はハッチ（106）と、弁（106）を開閉する制御及びタイミング回路（108）と、バッテリ（109）とを有する。制御及びタイミング回路（108）は、制御及びタイミング回路（108）内でプログラムされる予め設定された投与タイミング・パターンに従って、投与期間にわたって弁（106）を開閉する。RF通信回路は、予め設定された投与タイミング・パターンを遠隔でオーバライドするか、制御及びタイミング回路（108）を再プログラムするか、又は、体内での薬剤の投与を終結させるための制御信号を受信する。ピル（500）は、トラッキング、識別、目録作成や他の目的のためのRFIDタグ（508）を有する。

Description

本発明は一般に、薬剤投与システムに関する。特に、本発明は、少なくとも１つの薬剤を投与する、電子制御されるピル及びシステムに関する。

薬剤は一般に、1日に少なくとも1回摂取されるピル又は液体として投与される。個人は、毎日同じ時間内、又は別々の時間内にいくつかの薬剤を摂取するか、又は投与されることを必要とし得る。これによって、個人又はその介護者が、記録を維持するか、又は、日中の別々の時間において摂取するか若しくは投与される薬剤を覚えていることが必要になる。

個人によって摂取される薬剤（アスピリンなど）は一般に、病気又は状態を治療するために前述の薬剤が吸収される消化管を横断する。物体は通常、２０乃至４０時間で消化管を通過する。いくつかの薬剤が、別々の時間に体内に薬剤の部分を放出するための徐放性のカプセルとして入手可能である。徐放性のカプセルは、薬剤を放出するために、消化管内の化学物質と、カプセルのコーティングとの間の化学反応を利用する。薬剤が胃を通って進む速度には、食物（特に、タンパク質及び脂肪）、並びに消化器の化学作用が影響を及ぼす。そういうものとして、徐放性のカプセルとして入手可能な薬剤をはじめとする薬剤は、消化管を通って進む間に特定の投与パターン又は溶解パターンに従うものでない。

例えば、一個人は、状態、先行して投与された薬剤等によって、消化管内に「通常の」量を超える化学物質を有し得る。したがって、徐放性のカプセルのコーティングが通常よりも速く反応し得る。よって、薬剤は、意図された速度より高い速度で徐放性のカプセルによって放出される。しかし、別の個人は、消化管内に「通常の」量未満の化学物質を有し得る。そして、徐放性のカプセルのコーティングが通常よりゆっくり反応し得る。それによって、意図された速度よりも低い速度で薬剤が放出される。

更に、非徐放性の形態で入手可能な伝統的な薬剤と同様に、徐放性のカプセルは、個人又は介護者が記録を維持するか、又は、日中別々の時間において摂取するか若しくは投与される薬剤を覚えていることが必要になる。例えば、胃腸の問題（消化不良など）を軽減させるために、特定の薬剤（慢性関節リウマチ用のNSAIDSなど）は就寝時に摂取しなければならない。他の薬剤（抗炎症性コルチコステロイド薬剤プレドニソンなど）は、大量に摂取されると不眠症を引き起こし得るものであり、通常は、朝に摂取される。それでも他の薬剤（抗ヒスタミン剤など）は通常、朝によく生じる症状に備えるために夜に摂取される。

更に、非徐放性の形態及び徐放性の形態で入手可能な伝統的な薬剤では、適切な投薬量を超える量が摂取された場合、吸収されていない薬剤の、体による更なる吸収を終結させる方法は何ら存在しない。そういうものとして、個人の胃を汲み出す必要があり得るか、又は個人には、過剰投与を中和させるために更なる薬剤が与えられる。

最後に、外部データ（気象状況、花粉報告、血圧や血糖レベルなどの患者関連の値等）の関数として薬剤の投与を自動制御するシステムは何ら存在しない。

本発明は、消化管を通って横断している間に、予め設定された投与タイミング・パターンによって薬剤を供給すなわち投与する、電子制御されるピル又は薬剤投与システムを提供する。予め設定された投与タイミング・パターンは固定されており、個人の生理学的作用及び状態、気分、先行して投与された薬剤等に影響されやすいものでない。電子制御ピルは、ピルの薬剤タンク内に格納された薬剤を投与するために予め設定された投与タイミング・パターンによって弁又はハッチの開閉を制御する制御及びタイミング回路を有する。電子制御ピルによって、個人が、当該日にもうピルが必要でないように、ほぼ同時に（例えば午前7時に）全てのピルを摂取することが可能になる。１つの電子制御ピルに適合しない薬剤は、まる１日のペイロード・レジメン(payload regimen)のために、他の電子制御ピルと連係させることが可能である。

本発明によれば、特定の期間内に（例えば、２４時間内に）摂取が必要な全ての薬剤は、全て同時に摂取可能な１つ又は複数の電子制御ピル内で供給することが可能である。電子制御ピルは別々の投与タイミング・パターンを有し得るので、まる１日の範囲を得ることが可能である。そういうものとして、本発明は、１つ又は複数の電子制御ピルによって同時に2つ以上の製剤を投与する処理システムも提供する。各ピルは、投与パターンによってその薬剤を体内に投与するために、予め設定された別個の投与パターンを有する。投与パターンは、各個人の体調、年齢、性、病気等によって個人単位で変えることが可能である。更に、投与タイミング・パターン中の予め設定された瞬間において、体内に存在している電子制御ピルは、新たなピル組の摂取を想定して薬剤の投与を停止するようプログラムすることができる。これによって、最も直近に摂取された薬剤投与ピルのみを体内に有することによって、不慮の過量投与が防止される。

本発明の処理システムによって、個人が、特定の期間（例えば、２４時間）内の別々の時間ではなく、ほぼ同時に（例えば、朝又は夜に）、自らの薬剤全てを摂取することが可能になる。本発明の処理システムによって更に、介護者が、病院の患者毎、若しくは老人ホームの居住者毎、（又は、シェルター内若しくは獣医科施設内の動物毎）に全薬剤を１日に一回（すなわち、２４時間の期間毎に一回）投与することが可能になる。したがって、本発明のシステムによって、介護者が、単に薬剤を投与する目的で患者や居住者を起こすか、若しくは他の方法で妨害するか、又は、単に薬剤を投与する目的で、病院や老人ホームの別の部分にいることがあり得る患者や居住者を探して見つける必要がなくなる。本発明のシステムによって更に、薬剤の目録作成、注文、追跡及び記録を行うのに必要である過剰な負担も削減される。

更に、本発明は、ピルを遠隔制御する遠隔制御機構を提供する。そういうものとして、投与される薬剤の量を遠隔制御すること、予め設定された投与タイミング・パターンを変えるようピルを再プログラムすること等が可能である。ピルは、RF通信回路、圧電素子や他の既知の遠隔制御機構を使用して遠隔制御することが可能である。

本明細書の種々の実施例は、添付図面を参照して本明細書中で以下に説明する。

本発明による、電子制御されるピル又は薬剤投与システムは、図１によって示し、以下に具体的に更に説明する。電子制御ピル100は、電子制御された自己充足の薬品投与システムである。以下に詳細に説明するように、電子制御ピル100は、薬剤を投与するための投与パターンによって放出機構を制御する、プログラムされたエレクトロニクスを有する。ピル100は、少なくとも、消化管を横断するうえで必要とする時間量、生体適合的であるように生体適合性材料でできている。生体適合性材料は好ましくは、長い有効期限をピルが有するように常温で安定している。本明細書及び特許請求の範囲では、「薬剤」の語は、薬品、非薬品物質、造影剤、気体、流体、液体、化学物質、放射線剤、イメージング・マーカ、個人のバイタルを監視するセンサ等を表す。

電子制御ピル100は、外側の殻又はハウジング102と、薬剤を格納する薬剤タンク104と、薬剤タンク104に格納された薬剤を投与するために電子制御される放出弁又はハッチ106と、弁106を開閉する制御及びタイミング回路108と、バッテリ109とを有する。以下に更に説明するように、制御及びタイミング回路108は、予め設定された投与タイミング・パターンによって投与期間にわたって弁106を開閉する。予め設定された投与タイミング・パターンは、予めプログラムされており、個人の生理学的作用及び状態、気分、先行して投与された薬剤等に影響されやすいものでない。

殻102は好ましくは、移植可能装置（ペースメーカ・リード及び心臓人工装置（人工心臓、心臓弁、大動脈内バルーン及び心臓補助装置など）をはじめとする）を製造するのに用いる材料から製造される。前述の材料には、ダウ・ケミカル社から入手可能なペレセン（Pellethane）（登録商標）2363ポリエーテルウレタン（polyetherurethane）シリーズの材料、及びPolymer Technology Group社から入手可能なポリウレタン（Elasthane）・ポリエーテルウレタン（polyetherurethane）シリーズがある。他の材料には、やはりPolymer Technology Groupから入手可能なPurSil（登録商標）及びCarboSil（登録商標）がある。

投与期間のうちの各瞬間（例えば、各秒）において弁106が開かれる量は、制御及びタイミング回路108のタイミング回路110内でプログラムされる予め設定された投与タイミング・パターンによって変わってくる。投与期間は、電子制御ピル100が個人の口の中に入れられた時点から、薬剤タンク104内に格納される薬剤全てが投与された時点までの期間、又は当該日（24時間の期間）が終わるまでの期間として定義される。この２４時間の期間は、胃内の吸収と結腸内の吸収との差を補正するためにわずかに動かすことができる。

図2によって示す、予め設定された投与タイミングの例示的なパターンによって示すように、投与期間A、D及びFにおいて、薬剤の同一量が、前述の投与期間それぞれにわたって投与される。したがって、前述の投与期間中、開かれた状態に弁106を制御及びタイミング回路108によって保って、投与期間A、D及びF内の各瞬間において、断定できる量の薬剤を投与する固定の弁開口（又は開口頻度）を備える。投与期間A及びF内の各瞬間において、ほぼ同量の薬剤が投与される。投与期間Dの間、投与される薬剤の量を投与期間A及びFの間に対して増加させる。

しかし、図２に示すように、投与期間B、C及びEの間、別々の量の薬剤が各瞬間において投与される。したがって、投与期間B、C及びEの間、弁開口を制御及びタイミング回路108によって適宜変えて、各瞬間で変動する薬剤量を投与する。投与期間Bの間、各瞬間中に投与される薬剤量は、先行する瞬間に対して増加させる。一方、投与期間C及びEの間、各瞬間中に投与される薬剤量は、先行する瞬間に対して減少させる。

本発明によれば、投与期間全体の間、制御及びタイミング回路108は、弁106を閉じるよう、かつ、弁開口の寸法、又は弁開口の頻度を制御するために、弁106が開かれている量を制御する（インクジェット式プリンタのミクロ流体システムによってイネーブルするなど）ようプログラムされる。弁開口の寸法を制御するために、電子制御ピル100は、投与期間の各瞬間（例えば、各秒）中に放出される薬剤量を正確に制御することが可能である。

時間放出パターン（図2によって示されるものなど）を参照することによって各瞬間中に放出される薬剤の量又は近似量が分かっていることによって、投与期間のうちの特定の期間にわたって放出される累積薬剤量を正確に判定することが可能である。例えば、投与期間のうちの最初の6時間内、投与期間の最後の1時間までの最初の2時間内、投与期間全体内等に放出される累積薬剤量を判定することが可能である。投与期間のうちの特定の瞬間（ピル100が投与された時点の2時間15分後など）中に投与される薬剤量を判定することが可能である。

予め設定された投与タイミング・パターンは、予め設定された別々の投与タイミング・パターンを有するように各ピル100の制御及びタイミング回路108をプログラムすることによって、電子制御された１つのピル100と別のピルとの間で変えることができる。したがって、2人の個人に、予め設定された2つの別々の投与タイミング・パターンを利用して同じ薬剤を投与することが可能である。タイミング・パターンは、個人の1つ又は複数の特徴を、予め設定された１つ又は複数の投与タイミング・パターンに関連付けるルックアップ・テーブルを用いて判定することが可能である。

例えば、ルックアップ・テーブルは、予め設定された投与タイミング・パターンと、年齢、性、重量等のうちの少なくとも１つとを関係付けることが可能である。その場合、個人には、判定された予め設定される投与タイミング・パターンのうちの1つによってプログラムされた電子ピル100が投与される。したがって、本発明のピル100によって、別々の投与タイミング・パターンを用いて別々の個人に同じ薬剤を投与することが可能になる。

更に、ピルの摂取、又はピルを摂取することを覚えていることが困難な若者や老人の場合、予め設定された投与タイミング・パターンは、特定の期間（例えば、２４時間の期間）中に摂取するピルの数を減らすための１つのやり方である。特定の期間中に個人に投与されることが必要な薬剤は全て、特定の期間中に所定量によって薬剤を投与するために、予め設定された投与タイミング・パターンを有する1つのピル100において供給することが可能である。1つのピル内のペイロードが不十分な場合、電子制御された２つのピルを用いて同じ薬剤を投与する。ここで、他方のピルがその薬剤を投与した（すなわち、その投与期間が満了又は終了した）時点まで一方のピルは薬剤の投与を開始しない。更に、本発明によって、病院、老人ホームや獣医科施設のような場所におけるピルの投与に必要な労力の量が削減される。ピルが投与される回数を削減することによって、薬剤投与エラー数も削減することが可能である。

図１を参照すれば、制御及びタイミング回路108は、予め設定された投与タイミング・パターンによってプログラムされるタイミング回路110、スタート・タイマ機構112、放出コントローラ114、及び圧力機構116を有する。スタート・タイマ機構112は、タイミング回路110の起動を可能にする。バッテリ109は、電気機械構成部分それぞれが投与期間中に作動するために制御及びタイミング回路108に電源を供給する。

好ましい実施例では、スタート・タイマ機構112は、液体（水、唾液等など）の存在を検出するセンサ118を有するマイクロ電気機械（MEM）機構である。ピル100が摂取又は投与されると、センサ118が、液体の存在を検出して、電気信号をタイミング回路110に送信する。別の実施例では、スタート・タイマ機構は、電気信号をタイミング回路110に送信するために押されるボタンである。ボタンは、ピル100が個人又は動物に投与される直前に押される。

別の実施例では、このことは、2つの電気的接点を切り離す水溶性の薄いコーティングを溶かすことによって達成可能である。更に別の実施例では、スイッチは患者又は介護者によって手動で起動される。

電気信号を受信すると、タイミング回路110は、投与期間をクロッキングし、放出コントローラ114を、それに対して信号を送信することによって制御し始める。タイミング回路110は、薬剤が、予め設定された投与タイミング・パターン（図2によって示されるものなど）にほぼ従って投与期間中に投与されるように、放出コントローラ114に信号を中継するために予め設定された投与タイミング・パターンによってプログラムされるマイクロプロセッサを有する。

信号の電圧レベルは、図2で示すように、予め設定された投与タイミング・パターンにほぼ従って投与期間の各瞬間に投与される薬剤の量を制御するための弁開口のサイズを中継する。別の実施例では、放出コントローラ114にタイミング回路110によって送信される信号は、弁106の開閉のみを中継し、弁開口のサイズは中継しない。

放出コントローラ114は好ましくは、タイミング回路から信号を受信し、電子制御弁106に、可変電圧レベルを有する信号を、（受信信号の電圧レベルによって）弁106を閉じ、弁開口のサイズ又は弁106の開口の程度を制御するために生成する。最も単純な場合には、放出コントローラ114は、開閉させる電圧を弁106に供給するトランジスタ又はD/A回路である。

電子制御弁106は好ましくは、可変電圧レベルを有する信号によって電気的に制御可能なマイクロ電気機械機構である。各電圧レベルは、弁開口の別々のサイズの開口に対応し、１つの電圧レベル（又は全く電圧がない状態、すなわち、信号がない状態）は、弁106が閉じた状態に対応する。弁106は動作上、弁が開かれる量に従ってインクを分配するインクジェット式プリンタにおいて用いる弁に類似している。弁106は、小型化システムの液体又は気体のわずかな量の移動を制御するマイクロ流体弁として特徴付けられる。

別の実施例では、タンク104は、マイクロシリンジである。それにより、シリンジのプランジャに印加される圧力によって、殻102内の開口部と流体連通しているマイクロシリンジの針先端を介して薬剤が投与される。この実施例では、開口部によって、弁106が置き換えられる。しかし、予め設定された投与タイミング・パターンに従って投与が何らされるべきでない、投与期間内の期間中に薬剤の漏出がないようにするために、かつ／又は、投与期間中に投与される薬剤の量を制御するためにマイクロシリンジの針先端に逆止め弁を配置することが想定される。

圧力機構116は、薬剤が弁106に確実に向けられるように、薬剤タンク104の外に配置する。最も単純な場合には、圧力機構116は好ましくは、図１及び図３に示すような生分解性ばねである。圧力機構116は、圧力機構116の機能を実行する（すなわち、弁106が開いている際にピストン-タイプ部材130に圧力を印加してピストン-タイプ部材130を弁106の方に押す機能を実行する）別の種類のばね、ピストン又は何れかの機構でもあり得る。ピストン-タイプ部材130が弁106の方へ進むにつれ、図3で示すように、タンク104内の圧力によって薬剤が投与されるようになる。

別の実施例では、圧力機構116を必要とすることなく、薬剤タンク104は、薬剤の適切な量が弁106の開口の程度に従って確実に投与されるよう、圧力を印加した状態に保たれる。圧力は、圧力センサによって監視することが可能である。圧力センサは、監視された圧力を制御及びタイミング回路108に中継する。予め定められた範囲外に圧力がある場合、回路108は次いで、圧力を増減させるよう弁を調整することが可能である。当然、タンク104の圧力は、薬剤毎に異なり得るものであり、薬剤の粘性によって変わってくることがあり得る。

例えば、圧力が分かっていることによって弁の開口の程度を判定するために、又はその逆のために、圧力、弁の開口の程度や他のパラメータ（投与期間内の期間など）を関係付ける回路108によってルックアップ・テーブルや他のデータ構造を評価することが可能であることが想定される。ルックアップ・テーブルの評価によって得られた情報に基づいて、回路108は次いで、圧力、弁の開口等を調整することが可能である。前述の調整は、ピル100内でプログラムされる予め設定された投与タイミング・パターンを実質的にトラッキングするために行うことが可能である。

本発明によれば、特定の期間中に（例えば、２４時間の期間中に）摂取されることが必要な薬剤全てを、全て同時に摂取可能な1つ又は複数の電子制御ピル100内で供給することが可能である。そういうものとして、本発明の処理システムによって、2つ以上の薬剤が、1つ又は複数の電子制御ピル100によって同時に投与されるようになっている。各ピル100は、投与パターンに従って体内にその薬剤を投与するために、予め設定された別個の投与タイミング・パターンを有する。投与パターンは、各個人の体調、年齢、性、病気等によって個人単位で変えることが可能である。

本発明の処理システムによって、個人が、特定の期間中の（例えば、２４時間の期間中の）別々の時点ではなく、ほぼ同時に（例えば、朝又は夜に）自らの薬剤全てを摂取することが可能である。本発明の処理システムによって更に、介護者が、病院の患者毎若しくは老人ホームの居住者毎（又はシェルター内若しくは獣医科施設内の動物毎）の薬剤全てを一日一回投与することが可能である。本発明のシステムは、したがって、介護者が、単に薬剤を投与する目的で患者や居住者を起こすか、若しくは別の方法で妨害するか、又は、単に薬剤を投与する目的で病院や老人ホームの別の部分にいることがあり得る患者や居住者を探して見つける必要がないようになる。

本発明は更に、容器202内にパッケージングされた2つ以上の電子制御ピル100を有する、図4で示すようなキット200を提供する。各ピル100は、容器202の刻み目又は凹部201内に配置され、その中でプログラムされる予め設定された別個の投与タイミング・パターンを有する。キット200のピル100は、医師、薬剤師等によって容器202を個人又はその介護者に供給することが可能であるように、個人（又は動物）に合うように変えられる。

キット200の各ピル100を摂取すべき時点（例えば、時刻及び曜日）を示すタイミング・スケジュール204が、容器内に備えられる。タイミング・スケジュール204は、医師、薬剤師等が特定日毎にピル100を摂取すべき時間を書き込み、午前又は午後を丸で囲むことが可能な領域206を有する。図4で示すように、2つ以上のピル100を特定日の特定時点に摂取する必要があり得る。ここで、各ピルは、その中に格納された別々の薬剤及び予め設定された別々の投与タイミング・パターンを有する。そういうものとして、個人は、翌日の同じ時間まで他の如何なるピル100も摂取することが可能でなく、特定日の特定時点に摂取する旨が示されたピル100全てを摂取することが可能である。

キット200の各ピル100は、プログラムされる予め設定された投与タイミング・パターンを有するので、ピル100が同時に摂取されても、各ピル100からの薬剤が互いに相互作用するという懸念はほとんどないか、又は全くない。例えば、キット200のピル100のうちの1つは直ちに投与を始め得る。一方、キット200の別のピル100は、3時間後まで投与を始めない。

図5によって示しており、参照符号500によって全体を示す、ピル100の別の実施例では、遠隔制御ピル500は、ピル500を制御する旨のコマンド又は指示をピル500に遠隔で通信するために制御信号（RF制御信号など）を受信するアンテナ502を備えている。更に以下に説明するように、アンテナ502は、ピル500から外に情報を送信することもできる。別の実施例では、図6で示すように、アンテナ502Aは、折られた構成において備え、可溶性の膜503によってカプセル化することが可能である。ピル500が摂取されると可溶性の膜503は分解される。次いで、それによってアンテナ502Aの展開が可能になる。

前述のピルの遠隔制御機能に関して以下に説明する作用上の違いを除いて、ピル500は、ピル100とほぼ同様に作用する。ピル500は、ピル100と同じ構成部分を有する。ここで、図１及び図５における同一の参照符号は、同様の構成部分を識別する。複数のピル500は、図4を参照して前述したキットとしてパッケージングすることが可能である。

ピル500によって受信される制御信号は、ワイヤ・リード506を介してタイミング回路110内でRF通信回路504に送信される。RF通信回路504は、受信されたRF制御信号を処理し、分析し、それに従って、制御信号によって供給される指示又はコードを示す１つ又は複数の特定の動作を判定する受信器及び処理回路を有する。動作は、タイミング回路110内のデータ構造（ルックアップ・テーブルなど）を用いて１つ又は複数の動作と指示又はコードとを関係付けることによって判定される。

制御信号によって供給される指示は、投与期間中の1つ又は複数の瞬間についてタイミング回路110内でプログラムされる予め設定された投与タイミング・パターンのオーバライドを有し得る。これは、特定の瞬間における、個人のバイタルや、他の要因によって投与期間中の特定の時間中に投与される薬剤の量を動的に増減させるのに必要であり得る。個人のバイタルは、通常のシステム及びセンサを用いて監視することが可能である。ピル500が消化管を横断するにつれ、個人のバイタルを検出するために、かつ、タイミング回路110（同様に、個人の検出バイタルに基づいて投与量を動的に調整する）に情報を送信するためにピル500自体内に前述のセンサの１つ又は複数を備えることが可能である。

制御信号によって供給される指示は、別の投与タイミング・パターンによってタイミング回路110を再プログラムすることによって、投与タイミング・パターンを更に変えることが可能である。制御信号は更に、新たな投与タイミング・パターンにおいて薬剤の投与を開始すべき瞬間に関する指示を供給することが可能である。新たな投与タイミング・パターンは、制御信号によって送信するか、又はタイミング回路110のメモリ内に格納することが可能である。ここで、メモリは複数の投与タイミング・パターンを有しており、制御信号は、どの投与タイミング・パターンが望まれるかを示す。

制御信号は、間違った薬剤が投与された場合、間違った投薬量が処方された場合、個人に、薬剤に対する副反応があった場合等に体内への薬剤の投与を終結させる旨を制御及びタイミング回路108に指示することも可能である。制御信号は、ピル500が消化管を進むことを一時的に停止させるために、ピル500のタンク又は微小嚢514内（図7）に格納された、下痢を弱める薬剤（ロモティル（Lomotil）（登録商標）など）を放出する旨を制御及びタイミング回路108に更に指示することが可能である。下痢を弱める薬剤は、タンク104内に格納された薬剤と同時に放出することが可能である。下痢を弱める薬剤は、別個のピル内に供給することも可能である。

制御信号の生成及び送信は、外部システム（MRIシステム、超音波撮像システム等など）と、外部システムによって監視される、個人のバイタル、外部システムの動作モード等に従って薬剤を投与するために同期化させることが可能である。薬剤は、診断画像をエンハンスさせるために用いる経口造影剤であり得る。前述の造影剤の例は、MRI画像用のGastromark（登録商標）及びCT画像用のバリウム（Barium）である。

モダリティ毎に造影剤を放出することに加え、放出時間を診断目的に用いることが可能である。マルチモーダル撮像（例えば、CT、PET、MRI、超音波、X線等の何れかの組み合わせ）における一般的な課題は、画像の登録である。画像間で、患者の動きによって、別々の画像を互いに「登録する」うえでの困難が生じる。患者の動きには、検査の間の歩行、並びに随意及び不随意の動き（呼吸、心拍や消化など）がある。

ピル500は、必要な造影剤を最小にするか、又は特定領域内に集中させるために、時間的に推定可能な、特定領域内への造影剤の放出に用いることができる。造影剤を用いることによって、画像が場所に関して登録されるのみならず、時間に関しても登録される。前述の4次元によって、共同登録の精度を向上させることが可能である。

造影剤の制御タイミングを診断的に用いて消化管の別々の部分を通るタイミングを測定することも可能である。これによって、蠕動（消化管を通る食物を推進する筋肉の運動）の効果性が示される。蠕動の障害領域を位置決めすることによって、疾患（クローン病や、腸を妨げる他の障害など）の診断の一助となり得る。

制御信号は好ましくは、受信された制御信号が、かかるピル500に対するものであることを確実にするためにタイミング回路110によって用いられる固有の識別情報を送信する。これによって、制御信号が、対象のピル500以外のピル500に対する動作を起動させることがないようになる。識別情報は、タイミング回路110内でプログラムされる一意の連番であり得る。受信された連番が、プログラムされた連番に一致しない場合、タイミング回路110は、受信された制御信号に応答しない。よって、タイミング回路110は、如何なる動作（前述の動作など）も行わない。

通信回路504は、ピル500から信号を送信する送信器を有する。信号は、介護者又は個人に情報を供給する通信回路504によって生成される。供給可能な情報には、投与期間のうちの特定の瞬間、投与期間の最初から投与時間の特定の瞬間までに投与される薬剤の累積量、投与期間のうちの各瞬間（例えば、各秒）中に投与される薬剤の平均量等がある。

更に、送信器は、ピル500を摂取したか否かを介護者や個人が覚えていない場合、ピル500が摂取された旨を介護者又は個人に警告又は通知する信号を供給することが可能である。送信器は、診断検査後にピル500が制御及びタイミング回路108によって実行される場合に信号を供給することも可能である。ピル500が薬剤を投与していない場合、予め設定された投与タイミング・パターン等に従って薬剤が投与されていないかなどの場合に、正しくピル500が作用しなかったことが判定される。

ピル500は、RFID読み取りシステムを用いた、トラッキング、識別、目録作成、及び他の目的で、任意のRFIDタグ508を有する。RFIDタグ508は、ピル500が介護者によって投与されたか、又は個人によって摂取されたかを判定するのに用いることも可能である。肯定の場合、RFIDタグ508を用いて、ピル500の消化管内でのおおよその位置を判定することが可能である。

ピル500は、ピル500を遠隔制御するために、通信回路504を介してコマンドをタイミング回路110に遠隔送信する圧電素子及び接続された回路510を更に有する。この素子510は、好ましくはハウジング102に固着させられ、予め定められた１つ又は複数の周波数で振動させることができる。振動は、超音波探針、水中聴音器や、振動を引き起こす他の装置を個人に近接して配置させることによって引き起こされる。

素子510によって引き起こされる周波数は、接続された回路によって電気信号に変換される。電気信号は、ワイヤ・リード512を介してタイミング回路110に送信される。電気信号は、実行するための動作を判定するためにタイミング回路110で処理される。動作は、ワイヤ・リード506を介してタイミング回路110に供給される制御信号に関して前述した動作のうちの1つであり得る。動作は好ましくは、素子510の振動を、制御及びタイミング回路108内に格納されており、タイミング回路110によってアクセス可能なデータ構造（ルックアップ・テーブルなど）を用いて一動作に関係付けることによって判定される。

図8を参照すれば、遠隔制御ピル500の通信回路504は、投薬量管理システム900のアンテナ502（又は圧電電気素子の均等物510）を介して送受信器800と通信することができる。送受信器800は、アンテナ801を介して、投薬量管理装置802によって判定されるコマンドを転送する。投薬量管理装置802は、インターネット又は他のネットワーク（例えばLAN）に接続することができる計算機装置（パソコンなど）である。投薬量管理装置802は、患者のバイタルサイン情報（脈拍、酸素濃度計からの酸素濃度、EKG、血圧、血液タンパク質濃度、体温、体液構成をはじめとする）を高度な監視システム及び／若しくはバイオセンサ装置から、かつ／又は、コンピュータの手作業入力によって（キーボードからなど）電子的に受け取る。受け取った情報に基づいて、薬剤の投薬量が、以下に説明するように調整される。

バイオセンサ装置には、ユーザ上に配置される電極があり得る。１つ又は複数のバイオセンサ装置は、ピル500自体内に備えることが可能である。患者又は医師は、補助情報（痛みの程度やレベルなど）を投薬量管理装置802に入力することもできる。この補助情報は通常、直接測定することが可能でない。

投薬量管理装置802によって受け取られる情報は、遠隔制御ピル500によって投与されるうえで所望の投薬量、又は薬剤量を自動制御するために制御及びタイミング回路110によって用いられる。外部情報又は非測定情報は、所望の投薬量を導くために用いることも可能である。例えば、特定の郵便番号区域についての気圧、及び、気象の報告又は予報（雪、雨等）（www.weather.com上で入手可能なものなど）は、遠隔制御ピル500によって投与される、関節炎薬剤の量を促進し得る。同様に、花粉数や他のアレルゲンは多くの場合、特定地域についてインターネットをよって入手可能である。アレルギ薬剤は、患者の特定のアレルゲンに対する感度の関数として投与することが可能である。更に正確で自動的な制御のために、患者上に配置させたGPSによって、投薬量管理装置802に情報を送出して患者の現在の場所及び郵便番号区域を判定することが可能である。あるいは、無線通信（例えば、携帯電話による）によって、GPSと投薬量管理装置802との間のインターネット又は通信を置き換えることが可能である。

ＰＤＡに記憶された、患者の電子カレンダ又は予定表から導き出される情報、又は、目覚まし時計情報を用いて、適切な投薬量を推定することも可能である。例えば、早めの予約によって、関節炎薬剤の放出を更に早く引き起こすことができる。それによって、患者は、活気づき、当該日の要求に対して更に生産的になることが可能になる。

本発明の前述の実施例は、限定的であるというよりはむしろ例証的であることを意図している。文言上、かつ、法律によって認識される均等物において、特許請求の範囲に記載の本発明の趣旨又は範囲から逸脱することなく、種々の修正及び変形を行うことが可能である。

本発明による、電子制御ピルの概略図である。 本発明による、電子制御ピルの、予め設定された投与タイミング・パターンを示す図である。 本発明による、薬剤を投与する電子制御ピルの概略図である。 特定の個人への投与に合うように変えられる複数の電子制御ピルを有するキットの図である。 本発明の第１の実施例による遠隔制御ピルの概略図である。 本発明の第２の実施例による遠隔制御ピルの概略図である。 本発明の第３の実施例による遠隔制御ピルの概略図である。 本発明による、遠隔制御ピルによって薬剤の投与を制御する投薬量管理システムの構成図である。

Claims (27)

1. 消化管を横断している間に薬剤を投与する薬剤投与システムであって、
   ハウジングと、
   前記ハウジング内に前記薬剤を格納するタンクと、
   前記タンクと流体連通している弁と、
   前記薬剤を投与するために前記弁を開閉させるよう前記弁を制御する制御及びタイミング回路であって、前記制御及びタイミング回路が、投与タイミング・パターンによってプログラムされ、前記薬剤が、前記投与タイミング・パターンにほぼ従って投与される制御及びタイミング回路と、
   前記制御及びタイミング回路にコマンドを遠隔で送信する遠隔制御手段とを備えるシステム。
2. 請求項1記載のシステムであって、前記遠隔制御手段は、動作を行う旨を前記システムに指示するRF制御信号を受信する少なくとも１つのアンテナ及びRF通信回路を有し、
   前記動作は、別の投与タイミング・パターンによって前記制御及びタイミング回路を再プログラムする工程と、前記薬剤の前記投与を終結させる工程と、別の薬剤を投与する工程と、前記投与タイミング・パターンを変える工程と、個人のバイタルに従って前記薬剤を投与する工程とを有する群から選択されるシステム。
3. 請求項1記載のシステムであって、前記遠隔制御手段が、予め定められた少なくとも１つの周波数で振動することができる圧電素子を有するシステム。
4. 請求項3記載のシステムであって、前記予め定められた少なくとも１つの周波数を動作と関係付けるデータ構造を更に備え、前記動作は、別の投与タイミング・パターンによって前記制御及びタイミング回路を再プログラムする工程と、前記薬剤の前記投与を終結させる工程と、別の薬剤を投与する工程と、前記投与タイミング・パターンを変える工程と、個人のバイタルに従って前記薬剤を投与する工程とを有する群から選択されるシステム。
5. 送信器を更に備える請求項1記載のシステム。
6. RFIDタグを更に備える請求項1記載のシステム。
7. 請求項1記載のシステムであって、前記制御及びタイミング回路は、スタート・タイマ機構と、タイミング回路と、放出コントローラとを有し、前記スタート・タイマ機構は投与期間をクロッキングする信号を前記タイミング回路に送信し、前記タイミング回路は、前記投与期間中、前記投与タイミング・パターンにほぼ従って前記薬剤を投与するよう前記弁を制御する信号を前記放出コントローラに送信するシステム。
8. 請求項1記載のシステムであって、前記投与タイミング・パターンは、投与期間中の各瞬間中に投与される対象の前記薬剤の近似量を関係付けるシステム。
9. 請求項1記載のシステムであって、別の薬剤を格納する別のタンクを更に備えるシステム。
10. 請求項2記載のシステムであって、前記少なくとも１つのアンテナをカプセル化している可溶性の膜を更に備えるシステム。
11. 請求項1記載のシステムであって、気象情報、気圧、花粉量情報及び患者関連情報を有する群から選択される予め得られた情報に従って前記薬剤の前記投与を制御する旨のコマンドを前記遠隔制御手段に中継する投薬量管理システムを更に備えるシステム。
12. 請求項1記載のシステムであって、撮像画像システムと通信する通信手段を更に備え、前記薬剤が、前記撮像システムと同期化されて投与されるシステム。
13. 薬剤処理キットであって、
    消化管を横断する間に薬剤を投与する複数の薬剤投与システムを封入している容器であって、各システムが、
    ハウジングと、
    前記ハウジング内に前記薬剤を格納するタンクと、
    前記タンクと流体連通している弁と、
    前記薬剤を投与するために前記弁を開閉させるよう前記弁を制御する制御及びタイミング回路であって、投与タイミング・パターンによってプログラムされ、前記薬剤が、前記投与タイミング・パターンにほぼ従って投与される制御及びタイミング回路と、
    前記制御及びタイミング回路にコマンドを遠隔送信する遠隔制御手段とを備える容器と、
    前記薬剤投与システムそれぞれを摂取すべき時点を示すスケジュールとを備えるキット。
14. 請求項13記載のキットであって、前記遠隔制御手段は、動作を行う旨を前記システムに指示するRF制御信号を受信する少なくとも１つのアンテナ及びRF通信回路を有し、前記動作は、別の投与タイミング・パターンによって前記制御及びタイミング回路を再プログラムする工程と、前記薬剤の前記投与を終結させる工程と、別の薬剤を投与する工程と、前記投与タイミング・パターンを変える工程と、個人のバイタルに従って前記薬剤を投与する工程とを有する群から選択されるキット。
15. 請求項13記載のキットであって、前記遠隔制御手段が、予め定められた少なくとも１つの周波数で振動することができる圧電素子を有するキット。
16. 請求項15記載のキットであって、前記予め定められた少なくとも１つの周波数を動作と関係付けるためのデータ構造を更に備え、前記動作は、別の投与タイミング・パターンによって前記制御及びタイミング回路を再プログラムする工程と、前記薬剤の前記投与を終結させる工程と、別の薬剤を投与する工程と、前記投与タイミング・パターンを変える工程と、個人のバイタルに従って前記薬剤を投与する工程とを有する群から選択されるキット。
17. 各システムがRFIDタグを更に備える、請求項13記載のキット。
18. 請求項13記載のキットであって、前記制御及びタイミング回路は、スタート・タイマ機構と、タイミング回路と、放出コントローラとを備え、前記スタート・タイマ機構は、投与期間をクロッキングするための信号を前記タイミング回路に送信し、前記タイミング回路は、前記投与期間中に、前記投与タイミング・パターンにほぼ従って前記薬剤を投与するよう制御前記弁を制御するための信号を前記放出コントローラに送信するキット。
19. 請求項13記載のキットであって、前記投与タイミング・パターンが、投与期間中の各瞬間中に投与すべき前記薬剤の近似量を関係付けるキット。
20. 別の薬剤を格納する別のタンクを更に備える、請求項13記載のキット。
21. 請求項14記載のキットであって、前記少なくとも1つのアンテナをカプセル化している可溶性の膜を更に備えるキット。
22. 投薬量管理システムであって、
    遠隔制御薬剤投与システムであって、
    ハウジングと、
    前記ハウジング内に薬剤を格納するタンクと、
    前記タンクと流体連通している弁と、
    前記薬剤を投与するために前記弁を開閉するよう前記弁を制御する制御及びタイミング回路と、
    前記制御及びタイミング回路にコマンドを遠隔送信する遠隔制御手段とを備える遠隔制御薬剤投与システムと、
    前記薬剤の投薬量を判定するか、又は受信し、前記遠隔制御手段によって適宜、前記遠隔制御薬剤投与システムを制御する計算機装置とを備えるシステム。
23. 請求項22記載のシステムであって、前記計算機装置は、ネットワークから得られる情報を用いて前記投薬量を判定するシステム。
24. 前記ネットワークがインターネットである、請求項23記載のシステム。
25. 請求項22記載のシステムであって、前記計算機装置が、バイオセンサ装置から得られる情報を用いて前記投薬量を判定するシステム。
26. 請求項22記載のシステムであって、前記計算機装置が、患者の場所に従って前記投薬量を判定するシステム。
27. 請求項22記載のシステムであって、前記計算機装置が、患者のスケジュールに従って前記投薬量を判定するシステム。

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