CN104321006A

CN104321006A - 生物体信息取得系统

Info

Publication number: CN104321006A
Application number: CN201380026656.4A
Authority: CN
Inventors: 安永新二
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2012-07-27
Filing date: 2013-07-02
Publication date: 2015-01-28
Also published as: JP2014023774A; EP2878251A1; EP2878251A4; US20150141754A1; WO2014017259A1

Abstract

一种生物体信息取得系统，具有生物体信息取得装置和供电装置，所述生物体信息取得装置构成为能够取得被检体的内部的生物体信息，所述供电装置构成为能够以无线的方式供给生物体信息取得装置的各部的驱动所需的电力，所述生物体信息取得装置具有：受电部，能够接受从供电装置供给的电力；以及伸出部，从生物体信息取得装置的主体部伸出而设置，由能够在内部存放受电部的至少一部分的挠性部件形成。

Description

生物体信息取得系统

技术领域

本发明涉及生物体信息取得系统，尤其涉及进行无线供电的生物体信息取得系统。

背景技术

医疗领域中的内窥镜以往被用于生物体内的观察等用途。此外，作为上述的内窥镜的种类之一，近年来提出了胶囊型内窥镜，该胶囊型内窥镜能够通过被检者的吞咽而配置在体腔内，随着蠕动运动而在体腔内移动并取得被摄体的图像，并将该取得的被摄体的图像作为无线信号向外部发送。

例如，日本特开2006－280829号公报中，公开了具有上述那样的胶囊型内窥镜而构成的系统。具体而言，日本特开2006－280829号公报中公开了用于在具有胶囊型内窥镜以及体外单元的内窥镜系统中，利用电磁感应现象进行从该体外单元向该胶囊型内窥镜的无线供电的结构。

但是，根据日本特开2006－280829号公报所公开的结构，会产生如下课题：设于体外单元的电力送电天线与设于胶囊型内窥镜的电力受电天线之间的位置关系对电力的传送效率带来比较大的影响。结果，根据日本特开2006－280829号公报所公开的结构，例如会发生如下那样的状况：由于电力送电天线以及电力受电天线双方的朝向，从体外单元向胶囊型内窥镜供给的电力的传送效率达不到规定的传送效率，不能对与该胶囊型内窥镜的图像取得有关的动作供给足够的电力。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而做出的，目的在于提供能够尽可能防止无线供电中的电力传送效率的降低的生物体信息取得系统。

用于解决问题的手段

本发明的一个技术方案的生物体信息取得系统，具有：生物体信息取得装置，构成为能够取得被检体的内部的生物体信息；以及供电装置，构成为能够以无线的方式供给上述生物体信息取得装置的各部的驱动所需的电力；上述生物体信息取得装置具有：受电部，能够接受从上述供电装置供给的电力；以及伸出部，从上述生物体信息取得装置的主体部伸出而设置，由能够在内部存放上述受电部的至少一部分的挠性部件形成。

附图说明

图1是表示实施例的生物体信息取得系统的主要部分的结构的图。

图2是表示实施例的胶囊型内窥镜的使用前的外观形状的一例的图。

图3是表示实施例的胶囊型内窥镜的使用时的外观形状的一例的图。

图4是表示实施例的生物体信息取得系统中执行的控制的一例的流程图。

图5是表示实施例的变形例的胶囊型内窥镜的使用时的外观形状的一例的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1至图5是本发明的实施例的图。图1是表示实施例的生物体信息取得系统的主要部分的结构的图。

生物体信息取得系统1如图1所示，构成为具有：胶囊型内窥镜10，具有能够配置在被检者的体腔内的尺寸和形状等；以及供电装置20，配置在胶囊型内窥镜10的外部，构成为能够以无线的方式供给胶囊型内窥镜10的各部的驱动所需的电力。

胶囊型内窥镜10具有作为生物体信息取得装置的功能。具体而言，胶囊型内窥镜10如图1所示，具有主功能部14，该主功能部14包括：照明部11，具备发出用于对被检者的体腔内的被摄体进行照明的照明光的LED等发光元件；摄像部12，拍摄由照明部11照明的被摄体并取得图像数据；以及无线发送部13，将由摄像部12取得的图像数据调制为无线信号并向外部发送。

此外，胶囊型内窥镜10如图1所示，具有：受电电路15，构成为能够接受与从供电装置20发出的交流磁场相应的交流电力；整流电路16，将在受电电路15中接受到的交流电力变换为直流电力并输出；DC/DC变换器17，将经整流电路16输入的直流电力所含的直流电压的电压电平变换为适于主功能部14的动作的电压电平并输出；以及驱动电路18，利用经DC/DC变换器17输入的直流电力驱动主功能部14的各部。

受电电路15如图1所示，构成为具有受电用线圈L1以及受电用电容器C1。

具体而言，根据图1的受电电路15，受电用线圈L1的一个端部连接于整流电路16，受电用线圈L1的另一个端部连接于受电用电容器C1的一个端部。此外，根据图1的受电电路15，受电用电容器C1的另一个端部连接于整流电路16。

即，本实施例的受电电路15构成为在由受电用线圈L1的电感以及受电用电容器C1的电容规定的串联谐振频率下进行谐振的串联谐振电路。

另一方面，本实施例的胶囊型内窥镜10例如具有如图2及图3所示的外观形状而形成。图2是表示实施例的生物体信息取得系统中包含的胶囊型内窥镜的使用前的外观形状的一个形态的图。图3是表示实施例的生物体信息取得系统中包含的胶囊型内窥镜的使用时的外观形状的一个形态的图。

具体而言，胶囊型内窥镜10如图2及图3所示，具备构成为具有胶囊形状的壳体的主体部31、以及从主体部31的端部31C伸出的伸出部32。

主体部31的端部31A由圆顶形状的透明部件形成，且构成为能够使从照明部11发出的照明光以及向摄像部12的物镜12A入射的返回光分别透射。主体部31的圆筒部31B由筒状的遮光部件形成。主体部31的端部31C由圆顶形状的遮光部件形成。

伸出部32由树脂等挠性部件形成。此外，伸出部32例如将成为受电电路15的受电用线圈L1的至少一部分的螺旋状的铜线埋入树脂等挠性部件的内部而构成。并且，根据这样的伸出部32以及受电用线圈L1的结构，受电用线圈L1的至少一部分配置在胶囊型内窥镜10的主体部31的外部，因此能够使胶囊型内窥镜10的主体部31小型化。

进而，伸出部32如图2所示，在实际使用胶囊型内窥镜10之前(配置在被检者的体腔内之前)，被折叠为规定的形状，并且以被覆盖部33覆盖的状态设置。

覆盖部33例如由糖衣等那样的在实际使用胶囊型内窥镜10时(配置在被检者的体腔内时)容易溶解的水溶性物质形成。此外，覆盖部33例如由圆顶形状等那样的、难以对胶囊型内窥镜10的吞咽产生障碍的形状形成。

并且，根据以上那样的伸出部32以及覆盖部33的结构，在实际使用胶囊型内窥镜10之前，例如如图2所示，由于存在覆盖部33，因此伸出部32以折叠为规定的形状的状态被固定。此外，根据以上那样的伸出部32以及覆盖部33的结构，由于在实际使用胶囊型内窥镜10时覆盖部33溶解(消失)，因此例如如图3所示，伸出部32与胶囊型内窥镜10的运动相应地变形(弯曲)。

另一方面，供电装置20如图1所示，具有振荡器21、根据从振荡器21输出的信号生成电力信号的电力生成电路22、产生与由电力生成电路22生成的电力信号相应的交流磁场的送电电路23、以及进行各种控制的控制部24。

送电电路23如图1所示，具有送电用线圈L2以及送电用电容器C2而构成。

具体而言，根据图1的送电电路23，送电用线圈L2的一个端部连接于电力生成电路22，送电用线圈L2的另一个端部连接于送电用电容器C2的一个端部。此外，根据图1的送电电路23，送电用电容器C2的另一个端部连接于电力生成电路22。进而，根据图1的送电电路23，构成为能够与控制部24的控制相应地变更送电用电容器C2的电容。

即，本实施例的送电电路23构成为在由送电用线圈L2的电感以及送电用电容器C2的电容规定的串联谐振频率下进行谐振的串联谐振电路。此外，根据本实施例的送电电路23，构成为随着与控制部24的控制相应地变更送电用电容器C2的电容，串联谐振频率发生变化。

控制部24构成为能够进行用于变更送电用电容器C2的电容的控制。此外，控制部24构成为能够对表示从送电电路23向电力生成电路22反射的电力信号的大小的反射电平进行计测。此外，控制部24构成为能够对从送电电路23向电力生成电路22反射的电力信号的电流及电压的(基于电流波形及电压波形的)相位差进行计测。进而，控制部24构成为能够进行用于变更振荡器21的振荡频率的控制。另外，关于控制部24的控制的详细内容在之后说明。

接着，说明本实施例的生物体信息取得系统1的动作等。

首先，接通供电装置20的电源，将伸出部32被覆盖部33覆盖而固定的状态(参照图2)的胶囊型内窥镜10从没有图示的容器取出，进而，将该取出的胶囊型内窥镜10配置在被验者的体腔内。

然后，随着在被验者的体腔内存在的体液的附着，覆盖部33溶解，从而成为伸出部32能够与胶囊型内窥镜10的运动相应地变形(弯曲)的状态(参照图3)。

并且，在伸出部32能够与胶囊型内窥镜10的运动相应地变形(弯曲)的状态下，能够尽可能地防止因受电用线圈L1及送电用线圈L2双方的朝向而产生的电力传送效率的降低。

另一方面，由于随着伸出部32的变形而受电用线圈L1的电感变动，因此受电电路15的串联谐振频率也会变动。因此，在本实施例中，为了高效率地维持无线供电中的电力传送效率，例如，在控制部24中进行追随受电电路15的串联谐振频率的变动而使送电电路23的串联谐振频率变化的控制。关于这样的控制的具体例，参照图4在以下说明。图4是表示实施例的生物体信息取得系统中进行的控制的一例的流程图。

首先，当接通供电装置20的电源时，控制部24根据未图示的存储器等中存放的数据进行初始设定(图4的步骤S1)。

具体而言，控制部24例如通过进行对振荡器21的控制，使从没有图示的存储器读入的初始设定的频率与振荡器21的振荡频率一致，并且，通过进行对送电用电容器C2的控制，使(送电用电容器C2的)电容变化，以使上述初始设定的频率与送电电路23的串联谐振频率一致。

控制部24在实施了图4的步骤S1或图4的步骤S6(后述)后，对从送电电路23向电力生成电路22反射的电力信号的反射电平RP进行计测(图4的步骤S2)，进行该计测到的反射电平RP是否超过规定的阈值THR的判断(图4的步骤S3)。

并且，控制部24在得到由图4的步骤S2计测到的反射电平RP在规定的阈值THR以下的判断结果的情况下，对振荡器21和送电用电容器C2进行用于维持得到这样的判断结果时的设定的控制，并且再次实施反射电平RP的计测(图4的步骤S2)。即，控制部24在由图4的步骤S2计测到的反射电平RP在规定的阈值THR以下的情况下，推定为送电电路23的串联谐振频率与受电电路15的串联谐振频率一致或大致一致。

此外，控制部24在得到由图4的步骤S2计测到的反射电平RP超过了规定的阈值THR的判断结果的情况下，通过进行对送电用电容器C2的控制，将送电电路23的串联谐振频率再设定为由图4的步骤S2计测到的反射电平RP成为规定的阈值THR以下的新的串联谐振频率(图4的步骤S4)。即，控制部24在由图4的步骤S2计测到的反射电平RP超过了规定的阈值THR的情况下，推定为送电电路23的串联谐振频率与受电电路15的串联谐振频率相差较大。

控制部24在通过图4的步骤S4将送电电路23的串联谐振频率再设定后，对从送电电路23向电力生成电路22反射的电力信号的电流和电压的相位差进行计测(图4的步骤S5)。

接着，控制部24通过进行对振荡器21的控制，将振荡器21的振荡频率再设定为由图4的步骤S5计测到的相位差成为90°的新的振荡频率(图4的步骤S6)后，再次实施反射电平RP的计测(图4的步骤S2)。

因而，通过反复实施如图4所示的控制，例如，即使产生了伴随于伸出部32的变形的、受电电路15的串联谐振频率的变动，也能从供电装置20产生能够补偿由于该串联谐振频率的变动而引起的传送效率降低的交流磁场，因此能够高效率地维持无线供电中的电力的传送效率。

如以上那样，根据本实施例，能够尽可能地防止无线供电中的电力的传送效率的降低，并且能够高效率地维持该传送效率。

另外，本实施例中，不限于在覆盖部33溶解后伸出部32与胶囊型内窥镜10的运动相应地变形的结构，例如也可以构成为，通过事先使伸出部32带有褶皱，从而伸出部32能够与胶囊型内窥镜10的运动无关地始终呈规定的非直线形状(例如L字形状)。并且，根据这样的结构，能够更可靠地防止由于受电用线圈L1和送电用线圈L2双方的朝向而引起的电力传送效率的降低。

此外，本实施例不限于仅适用于具备如图2及图3所示的外观形状的直视型的胶囊型内窥镜10，例如，对于具备如图5所示的外观形状的侧视型的胶囊型内窥镜100，也能够大致同样地适用。图5是表示实施例的变形例的胶囊型内窥镜的使用时的外观形状的一例的图。

胶囊型内窥镜100如图5所示，具备具有胶囊形状的主体部131、从主体部131的端部131A伸出的伸出部132A、以及从主体部131的端部131C伸出的伸出部132C而构成。

主体部131的端部131A由圆顶形状的遮光部件形成。主体部131的圆筒部131B由筒状的透明部件形成，并且构成为能够使从照明部11发出的照明光以及向摄像部12的物镜12A入射的返回光分别透射。主体部131的端部131C由圆顶形状的遮光部件形成。

伸出部132A和132C分别由树脂等挠性部件形成。此外，伸出部132A和132C分别具备例如细长筒状那样的、能够在内部空间存放受电电路15的受电用线圈L1的至少一部分的形状而形成。另外，虽未图示，但在实际使用胶囊型内窥镜10前(配置在被检者的体腔内前)，伸出部132A和132C折叠为规定的形状，并且以被与形成上述的覆盖部33的水溶性物质同种的物质分别覆盖的状态设置。

并且，在具备上述那样的外观形状的胶囊型内窥镜100中，也能够发挥与胶囊型内窥镜10大致同样的作用效果。

另一方面，本实施例能够对利用电磁感应现象的无线供电以及利用磁共振现象的无线供电双方大致同样地适用。

本发明不限于上述的实施例，在不脱离发明的主旨的范围内当然能够进行各种变更及应用。

本申请以2012年7月27日在日本提出的特愿2012－167243号为优先权主张的基础，上述的公开内容被引用于本申请说明书、权利要求书、附图。

Claims

1.一种生物体信息取得系统，具有生物体信息取得装置和供电装置，所述生物体信息取得装置构成为能够取得被检体的内部的生物体信息，所述供电装置构成为能够以无线的方式供给所述生物体信息取得装置的各部的驱动所需的电力，所述生物体信息取得系统的特征在于，

所述生物体信息取得装置具有：

受电部，能够接受从所述供电装置供给的电力；以及

伸出部，从所述生物体信息取得装置的主体部伸出而设置，由能够在内部存放所述受电部的至少一部分的挠性部件形成。

2.如权利要求1记载的生物体信息取得系统，其特征在于，

所述受电部构成为在由受电用线圈和受电用电容器规定的谐振频率下进行谐振，

所述受电用线圈的至少一部分存放在所述伸出部的内部。

3.如权利要求2记载的生物体信息取得系统，其特征在于，

所述供电装置具有：

交流磁场产生部，构成为产生与所述生物体信息取得装置的各部的驱动所需的电力相应的交流磁场；以及

控制部，进行用于使所述交流磁场产生部产生下述交流磁场的控制，该交流磁场对因伴随所述伸出部的变形的所述受电部的谐振频率的变动而引起的传送效率的降低进行补偿。

4.如权利要求3记载的生物体信息取得系统，其特征在于，

所述交流磁场产生部具有送电部，该送电部构成为在由送电用线圈和送电用电容器规定的谐振频率下进行谐振，由此产生与所述生物体信息取得装置的各部的驱动所需的电力相应的交流磁场，

所述控制部进行追随所述受电部的谐振频率的变动而使所述送电部的谐振频率变化的控制。

5.如权利要求1记载的生物体信息取得系统，其特征在于，

在所述生物体信息取得装置配置在所述被检体的体腔内之前，所述伸出部以被利用水溶性物质形成的覆盖部覆盖的状态设置。

6.如权利要求5记载的生物体信息取得系统，其特征在于，

所述伸出部构成为：在所述覆盖部溶解后，与所述生物体信息取得装置的运动相应地变形。

7.如权利要求5记载的生物体信息取得系统，其特征在于，

所述伸出部构成为：在所述覆盖部溶解后，与所述生物体信息取得装置的运动无关地呈规定的非直线形状。