JP2004229922A - 医療装置 - Google Patents

Abstract

【課題】体腔内挿入部が回転磁界等を受けて、体腔内壁に接しながら安定した推進を行うことができる医療装置を提供する。
【解決手段】体腔内に挿入される体腔内挿入部としてのカプセル型医療装置１は、カプセル本体６の内部に磁石３６を内蔵し、外周面６ａには、螺旋のピッチを１０ｍｍ以上、螺旋の高さを３ｍｍ以下、螺旋の端部の立ち上がり及び立ち下がり角度θを４５度以下にする等、適切な形状の螺旋突起部３７ｂに設定することにより、外部の磁気誘導装置による回転磁界により、磁石３６に作用する磁気トルクでカプセル本体６を回転させて、体腔内壁に接触する螺旋突起部３７ｂにより推進力に変換してカプセル型医療装置１を体腔内壁に接しながら安定して推進させることができるようにした。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転磁界等により、体腔内を回転して推進する医療装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被検体内を磁気的に誘導する第１の従来例として特許第３０１７７７０号公報に開示された医療装置がある。
【０００３】
この従来例では、被検体内に挿入される挿入部の少なくとも一部に磁気的に誘導される被誘導部を設け、被検体外に設けられた磁力発生手段から前記被誘導１方向についてはつり合い、且つ、つり合いが制御されない方向に前記磁力発生手段を移動させる移動手段を設けたものである。
【０００４】
ここでは、通常型の内視鏡挿入部やカプセル型の内視鏡を磁気的に誘導する方法が開示されている。また、交流磁界により内視鏡挿入部を振動させたり、カプセル型の内視鏡を回転させながら誘導する方法が開示されている。
【０００５】
また、第２の従来例として特開２００１−１７９７００公報には、回転磁界を発生する磁界発生部と、この回転磁界を受けて回転して推力を得るロボット本体と、回転磁界面が三次元空間内で所定方向に変更可能になっているものが開示されている。
【０００６】
この公報では推力発生部としては、流体中の推進に適した螺旋、スクリュー等のメカ的手段をロボット本体に設けたものと、進行方向に固体やゲル状体が存在しても移動可能なようにロボット本体の先端・後端にドリル部を設けたものが開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特許第３０１７７７０号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開２００１−１７９７００公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし第１の従来例では以下の不具合がある。
【００１０】
被誘導部を誘導したい方向に合わせて、被検体外の磁力発生手段を移動させる必要があるので、体外の移動手段の構造と制御が複雑化する。その結果、体腔内挿入部を体腔内で安定して推進させるのが難しかった。
【００１１】
また、カプセル型の内視鏡においては、外面に回転力を推進力に変換する推力発生部を備えていなかったので、体腔内で空回りすることが多くなり、安定した推進力を得ることが難しかった。
【００１２】
また第２の従来例では、医療装置の体腔内挿入部が回転磁界を受けて、体腔内壁に接しながら安定した推進を行うことに関しては、考慮されていなかったので、開示されている内容をそのまま適用しようとすると、以下のような多くの不具合を有していた。
【００１３】
（ａ）推力発生部（螺旋、スクリュー、ドリル）の形状が最適でないために、体腔内壁に上手く接触しなく空回りする。接触しても１回転あたりの推進スピードが遅い。
【００１４】
（ｂ）最適な磁気トルクに関して考慮されていなかったので、十分な磁気トルクが得られないか、もしくは必要以上の磁気トルクが得られるが体外装置が大型化しすぎる。
【００１５】
（発明の目的）
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、体腔内挿入部が回転磁界等を受けて、体腔内壁に接しながら安定した推進を行うことができる医療装置を提供することを目的とする。
【００１６】
また、別の目的は、体腔内挿入部が体腔内で安定して推進するのに最適な推力発生部を有する医療装置を提供する。
【００１７】
さらに別の目的は、体腔内挿入部が体腔内で安定して推進するのに最適な磁気トルクが出せて、任意に設定可能として医療装置を提供する。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
体腔内に挿入され、体腔内に接触する推力発生用螺旋状突起部を有する体腔内挿入部を有する医療装置において、
前記推力発生用螺旋状突起部をピッチ１０ｍｍ以上、突起部の高さを０．３ｍｍ以上、３ｍｍ以下の形状に設定したことにより、回転磁界等を受けて、体腔内挿入部を体腔内壁に接しながら安定した推進を行うことができるようにしている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２０】
（第１の実施の形態）
図１ないし図２３は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は本発明の第１の実施の形態を備えた医療システムを示す全体構成図、図２は第１の実施の形態の体腔内挿入部としてのカプセル型医療装置を示す回路ブロック図、図３は図２のカプセル型医療装置の構成を示す構成図であり、図３（Ａ）はカプセル型医療装置の断面構成図、図３（Ｂ）は同図（Ａ）の先端側からみた正面図、図３（Ｃ）は同図（Ａ）の後端側から見た背面図、図３（Ｄ）は２条の螺旋突起部にしたカプセル型医療装置の断面構成図、図４は磁石を内蔵したカプセルに回転磁界を印加して推進させる駆動原理図、図５は回転磁界発生装置の概略の構成図、図６は本実施の形態のカプセル型医療装置における検討した項目の概略図、図７は推進速度の測定に用いた装置の構成を示す図、図８は本実施の形態のカプセル型医療装置における螺旋形状に関して検討した項目の概略図、図９は螺旋ピッチが異なるもので推進速度等を測定した測定データを示す図、図１０は螺旋高さが異なるものによる測定データを示す図、図１１は螺旋高さが異なるものに対してオイル量を変えた場合における測定データを示す図、図１２は螺旋の断面形状が異なるものに対する測定データを示す図、図１３は螺旋の端部形状が異なるものに対する測定データを示す図、図１４は螺旋数が異なるものに対する測定データを示す図、図１５は螺旋の高さ等が異なるものに対する測定データを示す図、図１６はトルク測定装置の概略の構成図、図１７は螺旋の高さ等が異なるものに対して回転に必要となるトルクの測定データを示す図、図１８は螺旋の有無及び螺旋数が異なるものに対して回転に必要なトルクの測定データを示す図、図１９は水袋の水量を変えた場合における回転に必要なトルクの測定データを示す図、図２０は磁石のサイズと所定の外部磁界印加時における磁気トルクの値等を示す図、図２１は処置具収納部及び超音波部を有する第１変形例のカプセル型医療装置の構成を示し、図２１（Ａ）は例えば小腸内での使用状態で示す図、図２１（Ｂ）は正面側から見た正面図、図２２は螺旋突起部におけるＲ形状の具体的な形状を示す断面図、図２３は第２変形例のカプセル型医療装置の構成を示し、図２３（Ａ）は弾性ゴムカバーをカプセル本体に着脱自在に装着したカプセル型医療装置を例えば小腸内での使用状態で示す図、図２３（Ｂ）は弾性ゴムカ
バーを示す斜視図である。
【００２１】
図１に示すように体腔内に挿入される体腔内挿入部を形成するカプセル型医療装置１は、患者２の体腔管路内を通過中に、体外のカプセル制御装置（以下、制御装置）３と電波を送受信して、この制御装置３の制御により検査、治療又は処置等の医療行為が可能な医療システム４を構成している。
【００２２】
この医療システム４では、患者２の周囲に回転磁界を発生する磁界発生手段である磁気誘導装置５が配置され、患者２の体腔管路内の体腔内挿入部を有するカプセル型医療装置１を円滑に推進させることができるようにしている。尚、図１中、磁気誘導装置５は、模式的に描かれている。
【００２３】
この医療システム４は、大腸用前処置（腸管洗浄）の後に、前記カプセル型医療装置１を薬剤と同様に水などと一緒に飲んで、食道・十二指腸・小腸・大腸のスクリーニング検査を行うものである。そして、この医療システム４は、前記カプセル型医療装置１が食道などの通過が早い場合、１０フレーム／秒位で画像を撮影し、小腸などの通過が遅い場合、２フレーム／秒位で画像を撮影する。撮影した画像は、必要な信号処理とデジタル圧縮処理後に前記制御装置３に画像転送し、必要な情報のみを動画として見て診断できるように記録されるようになっている。
【００２４】
上記磁気誘導装置５は、前記カプセル型医療装置１を構成するカプセル本体６内に設けた後述する磁石３６に対して磁気的に作用するための回転磁界を形成するよう構成されている。また、前記磁気誘導装置５は、前記制御装置３に接続され、発生する回転磁界の方向を制御できるようになっている。
【００２５】
前記制御装置３は、カプセル型医療装置１及び磁気誘導装置５を制御する機能を備えたパソコン本体１１と、このパソコン本体１１に接続され、コマンド、データ等の入力を行うキーボード１２と、パソコン本体１１に接続され、画像等を表示する表示手段としてのモニタ１３と、パソコン本体１１に接続され、カプセル型医療装置１を制御する制御信号の発信及びカプセル型医療装置１からの信号を受信する体外アンテナ１４とを有する。
【００２６】
前記制御装置３は、カプセル型医療装置１及び磁気誘導装置５を制御する制御信号がキーボード１２からのキー入力或いはパソコン本体１１内のハードディスク等に格納された制御プログラムに基づいて生成されるようになっている。
【００２７】
生成された磁気誘導装置５を制御する制御信号は、パソコン本体１１から図示しない接続ケーブルを介して磁気誘導装置５へ伝達されるようになっている。
【００２８】
磁気誘導装置５は、伝達された制御信号に基づいて、方向を制御された回転磁界を形成するようになっている。そして、カプセル型医療装置１は、磁気誘導装置５で形成された回転磁界に後述の磁石を磁気的に作用されてカプセル本体６が回動自在に回転することで、後述の推力発生部による体腔内での進行方向に誘導されると共に、推進するための動力を得られるように構成されている。
【００２９】
一方、カプセル型医療装置１を制御する制御信号は、パソコン本体１１内の発信回路を経て所定の周波数の搬送波で変調され、体外アンテナ１４から電波として発信されるようになっている。
【００３０】
そして、カプセル型医療装置１は、後述の無線アンテナ２１で電波を受信し、制御信号が復調され、各構成回路等へ出力するようになっている。
【００３１】
また、制御装置３は、カプセル型医療装置１の無線アンテナ２１から送信される映像信号等の情報（データ）信号を体外アンテナ１４で受信して、モニタ１３上に表示するようになっている。
【００３２】
次に、図２及び図３を用いて本実施の形態のカプセル型医療装置１の詳細構成について説明する。尚、本実施の形態では、検査（観察）のみが可能なカプセル型医療装置である。
【００３３】
前記カプセル型医療装置１は、前記制御装置３と電波を送受信する無線アンテナ２１と、この無線アンテナ２１で送受信する電波を信号処理する無線送受信回路２２と、体腔内を照明するための照明光を発生するＬＥＤ（ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ ）等の照明装置２３と、この照明装置２３からの照明光で照明された体腔内の光学像を取り込み撮像する観察装置２４と、この観察装置２４で撮像されて得た撮像信号に対してデジタル信号処理等を行うデジタル信号処理回路２５と、電源電力を供給する電池等のバッテリ２６ａが収納されるバッテリ部２６と、このバッテリ部２６から供給される電源電力をオンオフするスイッチ２７とから主に構成される。
【００３４】
前記無線送受信回路２２は、前記無線アンテナ２１で受信した制御装置３からの電波の搬送波を選択的に抽出し、検波等して制御信号を復調して各構成回路等へ出力すると共に、これら各構成回路等からの例えば、映像信号等の情報（データ）信号を所定の周波数の搬送波で変調し、前記無線アンテナ２１から電波として発信するようになっている。
【００３５】
前記観察装置２４は、光学像を取り込む対物光学系３１と、この対物光学系３１の結像位置に配置され、結像された光学像を撮像するＣＭＯＳ（ Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ）センサやＣＣＤ等の撮像センサ３２と、この撮像センサ３２を駆動するための撮像駆動回路３３とから構成されている。
【００３６】
前記デジタル信号処理回路２５は、前記撮像センサ３２で撮像されて得た撮像信号を信号処理してデジタル映像信号に変換するデジタル映像信号処理回路（以下、映像信号処理回路）３４と、この映像信号処理回路３４で変換されたデジタル映像信号を圧縮処理するデジタル圧縮処理回路（以下、圧縮処理回路）３５とから構成される。
【００３７】
前記バッテリ部２６は、収納されるバッテリ２６ａからの電源電力を前記スイッチ２７を介して前記照明装置２３，前記デジタル信号処理回路２５及び前記無線送受信回路２２に供給するようになっている。尚、前記観察装置２４は、前記デジタル信号処理回路２５を介して前記バッテリ２６ａからの電源電力を供給されるようになっている。
【００３８】
また、前記カプセル型医療装置１は、上述したように前記磁気誘導装置５で形成される回転磁界に作用させるための永久磁石（以下、単に磁石）３６を内蔵している。尚、ここで使用する磁石３６は、ネオジウム磁石、サマリウムコバルト磁石、フェライト磁石、鉄・クロム・コバルト磁石、プラチナ磁石、アルニコ（ＡｌＮｉＣｏ）磁石などの永久磁石である。ネオジウム磁石、サマリウムコバルト磁石などの希土類系磁石は、磁力が強く、カプセルに内蔵する磁石を小さくできるメリットがある。一方、フェライト磁石は、安価であるというメリットがある。更に、プラチナ磁石は、耐腐食性が優れており、医療用に適している。
【００３９】
また、カプセル本体６に内蔵する磁石３６は、永久磁石に限らず、コイルで形成されるものでも良い。この場合、カプセル本体６は、内蔵電池等の電源からの電流によってコイルに磁力を発生させても良いし、内蔵コンデンサなどに一次的に蓄積した電力でコイルを磁石化させる方法でも良い。更に、カプセル本体６は、内蔵電源でなく、内部コイルによって発電させ、この電力をコンデンサに蓄えて別のコイルを磁石化させる方法でも良い。この場合、カプセル本体６は、内蔵電池の容量制限が無くなり、長時間の稼動が可能になる。尚、発電用のコイルと磁石用のコイルとは、兼用しても良い。
【００４０】
図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように前記カプセル型医療装置１は、例えば、透明な先端カバー４０と、この先端カバー４０が気密に接続される本体外装部材４１とにより気密に覆われた円筒状のカプセル本体６を形成し、このカプセル本体６内部に上述した照明装置２３，観察装置２４等の内蔵物を配置されている。更に、具体的に説明すると、前記カプセル型医療装置１は、カプセル本体６の先端側中央部に前記観察装置２４を構成する前記対物光学系３１が配置され、この対物光学系３１の結像位置に前記撮像センサ３２が配置されている。
【００４１】
前記撮像センサ３２の周囲には、前記撮像駆動回路３３が配置されている。この撮像駆動回路３３及び前記撮像センサ３２の基端側には、前記デジタル信号処理回路２５が配置されている。このデジタル信号処理回路２５の基端側には、前記無線送受信回路２２が配置されている。
【００４２】
また、前記対物光学系３１の周囲には、前記照明装置２３が配置されており、前記先端カバー４０を介してカプセル本体６の前方を照明するようになっている。尚、図３中の照明装置２３は、例えば４つのＬＥＤを配置して構成されている。
【００４３】
前記無線送受信回路２２の後部には、前記バッテリ部２６が設けられ、このバッテリ部２６に例えば、３つの釦電池等のバッテリ２６ａが収納されている。前記バッテリ部２６は、前記スイッチ２７が図示しない外部からの操作で連通されると、このスイッチ２７を介して電源電力が供給されるようになっている。前記バッテリ部２６の後部側は、前記磁石３６が配置されると共に、無線アンテナ２１が配置されている。
【００４４】
前記カプセル型医療装置１は、上述した内蔵物を図示しない金属リング補強部材などの筒状部材により補強保持されて前記本体外装部材４１内に配置されている。尚、前記カプセル型医療装置１は、カプセル本体６を患者２が容易に飲み込み可能な大きさに形成されている。
【００４５】
また、前記カプセル型医療装置１は、前記磁石３６がカプセル本体６の長手中心軸に対して直角方向に磁化方向を有して配置される。このことにより、前記カプセル型医療装置１は、前記磁気誘導装置５で発生される回転磁界に前記磁石３６が作用すると、この磁石３６が受ける作用によりカプセル本体６が回転するようになっている。
【００４６】
また、前記カプセル型医療装置１は、前記カプセル本体６の外周面に推力発生部３７を設けている。推力発生部３７は、カプセル本体６の円筒状の外周面（ベース面）６ａから螺旋状に突出して、体腔内壁に接触する（螺旋状接触部ともなる）螺旋突起部３７ｂを設け、隣接する螺旋突起部３７ｂの間には、体腔内のガスや体液等の流体が前後に連通可能な螺旋溝３７ａが形成されるようにしている。なお、後述するように螺旋突起部３７ｂは螺旋状に形成された突起部であれば良い。
【００４７】
本実施の形態では、後述するように螺旋突起部３７ｂの高さやピッチ等は適切な値に設定され、回転により最適に、ないしは効率良く推進させることができる推力発生部３７が形成されており、また螺旋突起部３７ｂの両端、つまり外周面６ａから螺旋突起部３７ｂが立ち上がる部分と立ち下がる部分の角度θも適切な値に設定されている。
【００４８】
例えば、図３（Ａ）において、螺旋突起部３７ｂの高さｂ（螺旋突起部３７ｂが形成されることになる外周面６ａから形成された螺旋突起部３７ｂの山面或いは螺旋突起部３７ｂの頂部）は、カプセル本体６の外径が１０ｍｍの場合には２ｍｍ以下、外径が８ｍｍの場合には３ｍｍ以下に設定している。また、螺旋突起部３７ｂのピッチｐは１０ｍｍ以上にし、このこのピッチの螺旋突起部３７ｂを外周面６ａに設けたカプセル本体６を回転させた場合に大きく推進させることができるようにしている。
【００４９】
また、螺旋突起部３７ｂの端部における（外周面６ａからの）立ち上がり角度或いは立ち下がり角度θは４５度以下に設定され、滑らかに立ち上がる或いは立ち下がるように形成している。
【００５０】
また、図３（Ａ）ないし図３（Ｃ）では、簡単化のため、１条ネジの構造の螺旋突起部３７ｂを示しているが、図３（Ｄ）に示すように例えば２条ネジの構造にして、カプセル本体６を回転させた場合、１条ネジの場合より大きく推進させるようにすることができるようにしても良い。なお、図３（Ｄ）では図３（Ａ）に示す１条の螺旋突起部３７ｂの間にさらに同様に形成した螺旋突起部を符号３７ｂ′で示している。
【００５１】
このような構成とすることにより、前記カプセル型医療装置１は、前記カプセル本体６の回転に伴い、螺旋突起部３７ｂが体腔内壁に接触して、回転力が推進力に効率良く変換されて、進退動可能になっている。また、螺旋突起部３７ｂの断面形状も、体腔内壁に滑らかに接し、粘膜との接触摩擦力が安定した推進を行うのに最適となるように構成してある。
【００５２】
尚、前記カプセル型医療装置１は、回転磁界の回転に伴い前記磁石３６の回転平面と回転磁界の回転平面とが略一致するように前記カプセル本体６が回転しながら進行方向（向き）を変更することができるようにしている。
【００５３】
ここで、カプセル型医療装置１は、カプセル本体６の長手中心軸３８上に重心が略一致していないと、カプセル本体６が偏芯運動（ジグリング）をして無駄な動きを起こしてしまう。
【００５４】
本実施の形態では、カプセル型医療装置１は、最も重い釦電池等のバッテリ２６ａを長手中心軸３８上に配置すると共に、前記磁石３６の中心をカプセル本体６の長手方向の中心軸３８上に配置し、カプセル本体６の長手中心軸３８上にその重心を略一致させるように構成している。このことにより、カプセル型医療装置１は、カプセル本体６が偏芯運動（ジグリング）等の無駄な動きをすることなく、管腔管路内をスムーズに目的部位側に移動可能になる。
【００５５】
このように、本実施の形態では、カプセル型医療装置１に回転磁界を作用させることにより、安定してかつ円滑に推進させることができるように、螺旋突起部３７ｂの高さ、間隔、立ち上がり角度、突起形状等を適切に設定すると共に、回転磁界による回転速度、磁気トルク等も適切な範囲に設定している。
【００５６】
上述した螺旋突起部３７ｂの形状等を適切に設定するために、螺旋突起部３７ｂの高さ等を変え、磁石を内蔵したサンプルとなるカプセル本体（以下、単にカプセルと略記）を用意し、さらに以下に説明するような装置を用いて必要となる測定データを得る実験を行った。この場合、まず図４の駆動原理図により説明する。
【００５７】
図４は後述する回転磁界発生装置９０により回転磁界を発生し、カプセルを回転させて推進駆動する駆動原理を示す。この図４に示すようにカプセル内部にその長手方向に直交する方向に着磁した永久磁石を内蔵し、このカプセルの外部から回転磁界を印加し、この回転磁界により、永久磁石に働く磁気トルクによりカプセルと共に回転させる。
【００５８】
この回転により、カプセルの外周面に設けた螺旋構造により、回転力を推進力に変換することでカプセルを推進させる。また、回転磁界の回転面を変えることで、推進方向の制御を可能とする。なお、図４では磁気トルクをＴとし、永久磁石の磁気モーメントをＭ、回転磁界のベクトルをＨとすると、磁気トルクＴは、磁気モーメントＭと回転磁界Ｈとのベクトル積で表されることも示している。
【００５９】
図５は磁気誘導装置５としても使用できる回転磁界発生装置９０の概略の構成を示す。
【００６０】
図５に示す回転磁界発生装置９０は、直交するｘ．ｙ，ｚ方向に交流磁界を発生可能とする３軸ヘルムホルツコイル９１（９１ａ、９１ｂ、９１ｃ）を有し、ジョイスティック等の操作手段を持つ操作部９２による操作入力を制御用のパソコン９３を介して交流電源装置９４からの３つの交流電流の出力値及び位相を制御することにより、３軸ヘルムホルツコイル９１により発生される合成磁界の方向、回転面、回転方向を制御できるようにし、３軸ヘルムホルツコイル９１の内側に配置されるカプセルに対して、回転磁界の強度や周波数等を変えて磁界を印加できるようにしている。
【００６１】
なお、図５では例えばｘ、ｙ、ｚ方向に略均一な磁界を発生するヘルムホルツコイル９１ａ、９１ｂ、９１ｃの概略をそれぞれ実線、１点鎖線、点線で示している。
【００６２】
図６は適切な推進力を得るための螺旋形状などを設定するための検討項目の概要を示す。
【００６３】
この図６に示すように螺旋構造により回転を推進に変換するため、螺旋形状がカプセルの駆動特性に大きく影響することになる。このため、
ａ：螺旋ピッチ［５、１０、１５ｍｍ］
ｂ：螺旋高さ［１．５、３、４．５ｍｍ］
ｃ：螺旋断面形状［丸、三角、四角］
ｄ：螺旋先端形状（立ち上がり、立ち下がり形状）［９０度、４５度、３０度］
ｅ：螺旋数（螺旋の間隔）［１条、２条、４条、１２条］
等を変えて、推進速度、負荷トルクの測定データを得るようにした。
【００６４】
また、この場合、推進速度の測定を行う場合、図７に示すように水槽内にシリコーンゴムチューブを入れ、水槽内部のこのチューブ内にカプセルを挿入し、例えば４０ｍｍの高さまで水を入れて体腔内の管路内にカプセルを挿入した状態に近い状態に設定している。
【００６５】
そして、カプセルの回転周波数、つまり回転磁界の周波数、摩擦の大きさ（チューブに入れるシリコーンオイルの量）、カプセル（カプセル）とチューブの密着度合（水深）等を変えて測定した。
【００６６】
又、このシリコーンゴムチューブを用いた検討が、体腔内の管路内にカプセルを挿入した状態を模擬できていることを確認するために、図示しないが豚の臓器（小腸、大腸）を用いて、シリコーンゴムチューブを用いた時と同様の傾向を示すことと、最適な形状にしたものが安定して推進することを確認した。
【００６７】
図８は検討に用いた螺旋形状を示す。ここでは、例えば直径が１１ｍｍ、長さが４０ｍｍのカプセルに、図６でも示したようにａ：螺旋ピッチ〜ｅ：螺旋数等を変えたものを用意し、回転周波数等を変えて推進速度を測定した。
【００６８】
図９は螺旋ピッチを変えた３つのカプセルの場合で、それぞれ回転周波数を変化させて推進速度を測定した測定データを示す。ここでは、ピッチを５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍの場合で行った。なお、この場合の螺旋の高さは３ｍｍで行った。
【００６９】
図９の測定データからピッチが小さいもの（５ｍｍのもの）より大きなピッチの方がより推進速度が大きくできる傾向を示すという測定結果を得た。この結果からピッチは１０ｍｍ程度以上が良好である。
【００７０】
図１０は螺旋の高さを変えた３つのカプセルの場合で、それぞれ回転周波数を変化させて推進速度を測定した測定データを示す。ここでは、ピッチを１５ｍｍとして、高さを１．５ｍｍ、３ｍｍ、４．５ｍｍの場合で行った。なお、この場合は、図７のチューブ内に入れたシリコーンオイルのオイル量を６０ｍｌとした条件で行った。
【００７１】
この測定結果から高さが３ｍｍのものが良く、これより高いもの（４．５ｍｍ）でも推進速度が低下する。なお、１．５ｍｍのものでも推進速度が低下するので、高さは３ｍｍ程度が良い。
【００７２】
一方、図１１では螺旋の高さを３ｍｍのものと１ｍｍのものとで、オイル量を変えて、例えば１Ｈｚの回転速度の場合で、推進速度を測定した。この測定データから螺旋の高さが低い場合（１ｍｍのもの）でも、オイル量によっては図１０では適当な螺旋の高さのもの（３ｍｍ）よりも推進速度を大きくできる。
【００７３】
図１０及び図１１の測定データから螺旋の高さは３ｍｍ程度のものとそれより低いものでも良いと推定される。
【００７４】
図１２は螺旋の断面形状を変えた場合の測定データを示す。つまり、図１２は螺旋のピッチが１５ｍｍで、高さを３ｍｍとし、その螺旋の断面形状を円、三角形及び四角に設定して、オイル量を変えて推進速度を測定した測定データを示す。
【００７５】
この測定結果から断面が円形に近いものが推進速度を大きくできることが分かる。
【００７６】
また、図１３は螺旋の先端（端部）形状を変えた場合の測定データを示す。つまり、図１３は螺旋のピッチが１５ｍｍで、高さを３ｍｍとし、さらにその螺旋の断面形状を円として、螺旋の立ち上がり（立ち下がり）の傾斜角度を３０度、４５度、及び９０度に設定して、オイル量を変えて推進速度を測定した測定データを示す。
【００７７】
この測定結果からほぼ４５度程度以下が良好であるようである。
【００７８】
また、図１４は螺旋数を変えた場合の測定データを示す。つまり、図１４は螺旋のピッチが１５ｍｍで、高さを１ｍｍとし、さらにその螺旋の断面形状を円として、螺旋数を１，２，４，１２条に設定して、オイル量を変えて推進速度を測定した測定データを示す。
【００７９】
この測定結果から１条のものよりは多条にしたものの方が推進速度を大きくできる。但し、１２条になると、それより少ない多条のもの（４条のもの）より推進速度が低下する。
【００８０】
このため、本測定結果から２条以上で、ほぼ１０条程度以下の多条ネジ状に形成した場合が推進速度を大きくできる。
【００８１】
図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は螺旋のピッチ及び高さを変えたカプセルを用意し、回転磁界の周波数を変えて回転不良（カプセルが回転に追随しない回転不良）が発生した回数を測定したデータを示し、図１５（Ａ）は表にして示し、図１５（Ｂ）は図１５（Ａ）における主要なものをグラフにして示す。
【００８２】
図１５（Ａ）の螺旋の種類ａからｆの測定データにより、螺旋の高さが３ｍｍ以下では、５Ｈｚまでは回転不良の発生率が低いが、螺旋の高さが４．５ｍｍでは３Ｈｚ以下でないと、回転不良の発生率が高いことが分かる。
【００８３】
従って、図１５の測定データから回転不良の発生を低くして回転させるには、回転速度を５Ｈｚ程度以下にすることが望ましい。
【００８４】
図１６に示すトルク測定装置９５を用いて、トルク測定を行った。
【００８５】
つまり図１６に示すトルク測定装置９５により、適切な推力発生部を有する形状等のカプセルのデータや適切な磁気トルクのデータを得るようにしている。このトルク測定装置９５は、例えば豚の臓器（具体的には小腸）で模擬した模擬体内管腔９６ａを上下両側から水袋９６ｂで挟み込むようにした体内管路模擬装置９６を備えている。この水袋９６ｂにおける上側の部分としては、例えば１０００ｍｌ、２０００ｍｌ、３０００ｍｌのものを用意し、模擬体内管腔９６ａに及ぼす影響を変えて行った。
【００８６】
そして、この模擬体内管腔９６ａ内にカプセルを挿入し、そのカプセルの中心軸の後端にその一端を固定したロッド９７を、回転自在に支持する軸受け部９８を介してその他端に接続したトルクゲージ９９により、カプセルに作用するトルクを測定できるようにしている。なお、軸受け部９８は例えば中空の円筒部材９８ａと、この円筒部材９８ａの中空部に嵌合し、ロッド９７を回転自在に支持するボールベアリング９８ｂとからなる。
【００８７】
そして、トルク測定により、カプセルが擬似的に体腔内で回転するのに必要なトルクを見積もるようにした。
【００８８】
使用したカプセルとしては、螺旋無しのもの、螺旋有りのもの、この場合には螺旋のピッチが１２．５ｍｍで高さが１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍのプラスティックのもの、螺旋のピッチが１５ｍｍで高さが３ｍｍのゴムのもの、螺旋のピッチが１５ｍｍで高さが１ｍｍ（単条）と、２条にしたビニール（電線）のものである。
【００８９】
また、時計回り３回、反時計回り３回、計６回測定した。また、太さの異なる２種類の小腸内（内径１０ｍｍ未満及び１５ｍｍ未満）で測定した。
【００９０】
図１７は上記の螺旋無し及び螺旋ありのプラスティック及びゴムのカプセルのもので、図１７（Ａ）は回転するのに必要なトルクを測定した結果を個々に示し、図１７（Ｂ）は図１７（Ａ）におけるピッチが１２．５ｍｍのものを高さを変えた場合のトルクとしてまとめて示している。
【００９１】
図１７の測定結果からカプセルを回転させるのに必要な最低トルクが０．０６ｃＮｍ以上である。又、０．２ｃＮｍ以上であれば、いずれのカプセルの場合にも回転させることができることが分かる。さらにより安定して回転させるのであれば、安全率２，３倍の０．４〜０．６ｃＮｍ程度のトルクを発生するように設定することが考えられる。
【００９２】
また、図１８は上記のカプセルにおいて、螺旋無しのものと螺旋ありで螺旋のピッチが１５ｍｍで高さが１ｍｍ（単条）と、２条にしたビニール（電線）のものに対して図１７の場合と同様の測定を行い（図１８（Ａ））、その結果を螺旋の数でまとめたものである（図１８（Ｂ））。
【００９３】
図１８から螺旋の数の増加と共に、トルクが大きくなる傾向を示す。この場合においても、図１７の測定結果によるカプセルを回転させるのに必要な最低トルクが０．０６ｃＮｍ以上であり、０．２ｃＮｍ以上であれば、いずれの場合にも回転させることができることが当てはまる。
【００９４】
図１９は螺旋のピッチが１２．５ｍｍで高さを１ｍｍとしたカプセルを用い、図１６に示す上側の水袋９６ｂを１０００ｍｌ、２０００ｍｌ、３０００ｍｌと変えた場合のトルクを測定したもの（図１９（Ａ））と、その結果を、水量との関係で纏めたものである（図１９（Ｂ））。
【００９５】
水量を変えた場合にも、トルクの値はあまり変化しない測定結果となっている。
【００９６】
また、図２０はマグネットの大きさに依存する磁気モーメントにより、外部磁界（ここでは１５０Ｏｅ）印加時における磁気トルクの大きさを示している。この場合、マグネットを体腔内に挿入される体腔内挿入部となるカプセル内に収納することが必要であるので、図２０におけるＡ〜Ｄの場合におけるＤで示すサイズ（体積）以下のマグネットが良い。この場合に発生する磁気トルクは１ｃＮｍ程度となり、これ以下の磁気トルクにすると良い。磁界発生手段の体積、重量、コストなどの制約がない時には、１ｃＮｍ以上の磁気トルクが発生するようにしても問題はない。
【００９７】
以上の測定をまとめると以下のようになる。
【００９８】
（１）体腔内挿入部としてのカプセルを、小腸・大腸などの体腔内で安定して推進させるのに適した推力発生部の形状を見出すための検討及びその纏め
推力発生用の螺旋部の形状等を決定するために、以下のパラメータに関して、シリコンシートと豚の臓器を用いた検討を実施した。その結果、各パラメータ毎に、実験データに基づいた最適な値または傾向を見出すことができた。
【００９９】
Ｉ．パラメータの種類
ａ．螺旋ピッチの種類（５，１０，１５ｍｍ）…５ｍｍが遅く、１０，１５ｍｍが早い。
【０１００】
ｂ．螺旋高さ（１．５，３，４．５ｍｍ）…３ｍｍが一番早いが、オイル量が少ない（体壁との滑り性が悪い）と１．５ｍｍの方が早くなることが多い。
【０１０１】
ｃ．螺旋断面形状（○、△、□）…オイル量（体壁との滑り性）に係わらず、○が一番よい。
【０１０２】
ｄ．螺旋先端形状（９０度、４５度、３０度）…オイル量（体壁との滑り性）が少ない場合、３０度がよい。オイル量に係わらず、９０度が一番悪い。
【０１０３】
ｅ．螺旋数（条数）（１，２，４，１２条）…１条が一番悪く、次に１２条が悪い。２条と４条がよい。
【０１０４】
ＩＩ．最適な値または傾向
ａ．螺旋ピッチは、１０ｍｍ以上で大きいほど推進力が高い。安定して接触するにはカプセルの全長との相関がありピッチは全長以下がよい。例えばカプセル全長が４０ｍｍならピッチ４０ｍｍ以下がよい。
【０１０５】
ｂ．螺旋高さは、３ｍｍ以下、条件によっては１．５ｍｍ以下がよい。突起部が低すぎるとグリップ力が弱く空回りするので、ある程度（０．３ｍｍ）以上は必要。よって、０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下がよい。
【０１０６】
ｃ．螺旋断面形状は、体腔と接触する突起部が円、半円や略Ｒ形状断面がよい。検討より台形断面も良さそうである。
【０１０７】
ｄ．螺旋端部形状（推力発生螺旋部の両端）が、螺旋に沿って谷面から山面に向けて４５度以下の角度で滑らかに立ち上がるのがよい。
【０１０８】
ｅ．推力発生螺旋部の螺旋数（条数）、２条以上１０条以下の範囲の多条ネジがよい。多条にすると１条よりは推進力が高くなるが、多すぎると山と谷の隙間が狭くなるので逆にグリップ力が出なくなる。ピッチ１０ｍｍ以上の条件では、上記位が最適。検討より螺旋の山部に螺旋に沿って筋を設けても同様の効果が得られると考えられる。
【０１０９】
（２）体腔内挿入部を、小腸・大腸などの体腔内で安定して推進させるのに必要な磁気トルク（負荷トルク）を見出すための検討
Ａ．螺旋高さ３ｍｍ以下の６種類の螺旋部付カプセルを用いて検討した結果、推進に必要な磁気トルクは、ばらつきを考慮しても０．２ｃＮｍ、最適な条件下では最低０．０６ｃＮｍあれば良いことがわかった。
【０１１０】
Ｂ．一方カプセル内に組み込み可能な磁石の体積を考えた時、あまり大きな磁石は組み込めない。体外の磁界発生手段の回転磁界が１５０Ｏｅ（エルステッド）とすると、磁石の体積が約８３０ｍｍ^２ （φ８ｍｍ×１６．５ｍｍ）で、１ｃＮｍの磁気トルクが発生可能。
【０１１１】
これより大きな磁石を組み込もうとするとカプセルが大きくなるし、体外の磁界発生手段の回転磁界を１５０Ｏｅ（エルステッド）より大きくしようとすると装置が大型化し、設置場所の制約が出たり、装置が高価になるなどの不具合が考えられる。
【０１１２】
Ｃ．以上より、磁気トルクは０．０６Ｎｍ以上１ｃＮｍ以下が適している。さらにばらつきも考慮すると０．２ｃＮｍ以上が適している。安全率を考慮すると０．４〜０．６ｃＮｍ程度に設定すると良い。また、１ｃＮｍ以下の磁気トルクの範囲で、術者が使用目的や使用臓器に適した値に任意に設定可能に構成しておくと便利である。
【０１１３】
Ｄ．また、回転速度は５Ｈｚ以下にすることにより、安定してカプセルを回転させることができ、その回転を螺旋部により推進力に変換して、体腔内でカプセルを安定して推進させることができる。
【０１１４】
次に上述した測定データにより適切に設定された螺旋突起部３７ｂを設けたカプセル型医療装置１による動作を以下に説明する。
【０１１５】
図１に示すように、患者２の例えば胃５１内部等の体腔管路内を長時間にわたり観察する必要がある場合、操作者は、カプセル型医療装置１を患者２に飲み込ませ、胃５１内を通過させる状態にする。
【０１１６】
尚、このとき、操作者は、患者２に飲み込ませる直前に予め、カプセル型医療装置１のスイッチ２７をオンにし、バッテリ部２６のバッテリ２６ａの電源電力が照明装置２３、観察装置２４、デジタル信号デジタル信号処理回路２５，無線送受信回路２２へ伝達されるようにする。と同時に、操作者は、磁気誘導装置５を起動（オン）し、この磁気誘導装置５により発生する回転磁界により体腔管路内においてカプセル型医療装置１が目的部位側に到達するよう磁気的に制御する。
【０１１７】
上述したようにカプセル型医療装置１は、磁気誘導装置５により発生される回転磁界に磁石３６が作用すると、この磁石３６が受ける作用によりカプセル本体６が回転する。そして、カプセル型医療装置１は、カプセル本体６が、体腔内壁と接触したとき、この体腔内壁の粘膜と螺旋突起部３７ｂとの間の摩擦力が大きな推進力に変換されて進退動する。また、カプセル型医療装置１は、回転磁界の回転に伴い、磁石３６の回転平面と回転磁界の回転平面とが一致するようにカプセル本体６が回転しながら進行方向（向き）を変更される。
【０１１８】
このとき、カプセル型医療装置１は、カプセル本体６が偏芯運動等の無駄な動きをすることなく、管腔管路内をスムーズに目的部位まで到達可能である。
【０１１９】
カプセル型医療装置１は、患者２に飲み込ませることで口腔５２から食道５３を通過し、胃５１内部へ到達する。このとき、食道５３は、例えば長径が約１６ｍｍ、短径が約１４ｍｍであるのでカプセル型医療装置１は、その外径が１４ｍｍ以下の略円形断面にしておけば、容易に通過可能である。カプセル本体６のベースの外径が１０ｍｍだと螺旋突起部３７ｂの高さは２ｍｍ以下、８ｍｍだと高さは３ｍｍ以下となる。
【０１２０】
そして、胃５１内部を観察する必要がある場合、操作者は、制御装置３の例えばキーボード１２から観察開始のコマンドに対応するキー入力を行う。すると、このキー入力による制御信号は、制御装置３の体外アンテナ１４を経て電波で放射されてカプセル型医療装置１側に送信される。
【０１２１】
カプセル型医療装置１は、無線アンテナ２１で受信した信号により、動作開始の信号を検出し、無線送受信回路２２、照明装置２３、観察装置２４、デジタル信号処理回路２５等が駆動する。
【０１２２】
照明装置２３は、観察装置２４の視野方向に照明光を出射し、照明された部分の視野範囲の光学像が観察装置２４の撮像センサ３２に結像されて光電変換及びＡ／Ｄ変換されて撮像信号を出力する。この撮像信号は、デジタル信号処理回路２５の映像信号処理回路３４でデジタル映像信号に変換された後、圧縮処理回路３５で圧縮処理されて無線送受信回路２２で変調され、無線アンテナ２１から電波で放射される。
【０１２３】
この電波は、制御装置３の体外アンテナ１４で受信され、パソコン本体１１内の受信回路で復調され、パソコン本体１１内のＡ／Ｄコンバータでデジタル信号に変換され、メモリに格納されると共に、所定の速度で読み出されモニタ１３に撮像センサ３２で撮像された光学画像がカラー表示される。
【０１２４】
操作者は、この画像を観察することにより、患者２の胃５１内部を観察することができる。この観察画像を見ながら、体外のジョイスティックなどの操作手段を用いて、胃内全域の観察が行えるように外部磁力のかけ方を容易にコントロールできる。尚、この光学画像は図示しない画像記録装置に記録することもできる。胃５１内観察時や胃５１内から十二指腸５４への移動時には、患者の体位変換や腸外からの用手圧迫を行うと更にスムーズな移動が可能となる。
【０１２５】
胃５１内の観察が終了した後、カプセル型医療装置１は、上述したように磁気誘導装置５で形成される回転磁界により、磁気的に誘導されて、胃５１から十二指腸５４、小腸５５（例えば図２１参照）、大腸を経由し、肛門から取り出される。この間、カプセル型医療装置１は、消化管全体の内部を観察することが可能である。
【０１２６】
この結果、本実施の形態のカプセル型医療装置１は、カプセル本体６が偏芯運動（ジグリング）等の無駄な動きをすることなく、管腔管路内をスムーズに目的部位まで到達することができる。
【０１２７】
また、本実施の形態のカプセル型医療装置１は、無駄な動きがない分、磁気誘導効率が良くなり、カプセル本体６内、体外両方又は一方の磁石を小型化できるという大きな効果がある。
【０１２８】
また、カプセル型医療装置１は、図２１に示すように治療又は処置が可能なようにに薬剤散布用に構成しても良い。即ち、このカプセル型医療装置６０は、カプセル本体６３内の薬剤収納部６１に収納した薬剤を散布可能なように先端側に設けた薬剤散布用開口部６１ａを設けて構成されている。なお、図２１では、例えば小腸５５内でのカプセル型医療装置６０を示している。
【０１２９】
更に、前記カプセル型医療装置６０は、体液採取用に構成されている。即ち、前記カプセル型医療装置６０は、カプセル本体６３内の体液収納部６２に体液を採取可能なように体液注入用開口部６２ａを後端側に設けて構成されている。尚、これら開口部６１ａ，６２ａの開閉は、上記第１の実施の形態で説明した制御装置３からの通信制御により行われる。
【０１３０】
このことにより、前記カプセル型医療装置６０は、目的部位にて薬剤収納部６１の薬剤を薬剤散布用開口部６１ａから放出して散布可能であると共に、体液収納部６２に体液注入用開口部６２ａから体液を採取可能である。
【０１３１】
また、薬剤収納部６１は、薬剤の他に出血を止める止血剤、出血部位を外部から判別可能にするための生体に安全な磁性流体や蛍光剤などを収納して目的部位で散布するようにしても当然良い。
【０１３２】
また、前記カプセル型医療装置６０は、前記体液注入用開口部６２ａから取り込んだ体液に薬剤収納部６１の薬剤を混ぜて薬剤散布用開口部６１ａから放出して散布可能に構成しても良い。尚、カプセル型医療装置６０は、図示しないが上記第１の実施の形態と同様にカプセル本体６３の長手中心軸上に重心を略一致させる構成としている。
【０１３３】
なお、本実施の形態は測定データから螺旋突起部３７ｂの形状を略Ｒ形状にしている。この場合の略Ｒ形状としては、図２２（Ａ）に示すように半円部６５ａと平面部６５ｂを有する形状でも良いし、図２２（Ｂ）に示すように半円部６５ａの形状でも良いし、図２２（Ｃ）に示すようにＲ部６５ｃと平面部６５ｂからなる形状でも良い。
【０１３４】
また、本実施の形態では、図２２（Ｄ）に示すように略台形形状でも良い。つまり、台形部６５ｄと台形部６５ｄの上部角部を丸くしたＲ部６５ｅを形成したものでも良い。
【０１３５】
また、カプセル型医療装置は、図２３に示すように外装部材として螺旋突起を形成した弾性ゴムカバーを前記カプセル本体に着脱自在に装着可能に構成しても良い。
【０１３６】
即ち、図２３（Ａ），図２３（Ｂ）に示すようにカプセル型医療装置７０は、螺旋突起７１ｂを形成した円筒状の弾性ゴムカバー７１をカプセル本体７２に着脱自在に装着可能に構成されている。このことにより、前記カプセル型医療装置７０は、前記弾性ゴムカバー７１の螺旋突起７１ｂにより円滑に推進させることができると共に、隣接する突起７１ｂ、７１ｂ間の溝７１ａ部分でガスや体液等の流体を先端側及び後端側に通すことができるようになっている。
【０１３７】
また、前記カプセル型医療装置７０は、治療又は処置が可能なように処置具収納部７３を前記カプセル本体７２に有し、この先端側に処置具用開口部７３ａを形成している。この処置具開口部７３ａは、例えば、胃液で消化されるゼラチンや腸液で消化される脂肪酸膜等から形成される溶解膜を埋設して塞いでいる。そして、前記カプセル型医療装置７０は、目的部位付近に到達したら前記処置具開口部７３ａが開口するようになっている。
【０１３８】
そして、前記処置具収納部７３に収納される処置具７４は、その先端側を前記処置具用開口部７２ａから突没自在で、体腔内管路７５の目的部位に対して治療又は処置が可能である。
【０１３９】
前記処置具７４は、上記第１の実施の形態で説明した制御装置３からの通信制御により動作制御が行われる。尚、前記処置具７４の具体的な動作制御は、パソコン本体１１に接続される図示しないジョイスティックやマウスなどの操作手段で行うように構成しても良い。
【０１４０】
尚、図２３（Ａ）中、前記処置具７４は、止血用薬剤を注入可能な注射針である。この場合、前記カプセル型医療装置７０は、図示しない血液センサや前記観察装置２４で出血部位を確認後、前記制御装置３からの通信制御により、カプセル本体７２の内部に収納した止血剤注入注射針等の処置具７４の動作を指示し、止血剤であるエタノールや粉末薬品を出血部位に散布して止血するようになっている。
【０１４１】
更に、また、前記カプセル型医療装置７０は、検査が可能なように超音波部７６を前記カプセル本体７２に有して構成されている。前記超音波部７６は、図示しないが超音波を送受信する超音波探触子及びこの超音波探触子を制御駆動する超音波制御回路を有して構成されている。
【０１４２】
前記カプセル型医療装置７０は、前記カプセル本体７２の後端側外面に図示しない音響レンズ部が位置されるように超音波探触子を水密に配置しており、この後端側で例えば３６０°の超音波断層像を得られるように構成されている。
【０１４３】
そして、前記カプセル型医療装置７０は、得られた超音波断層像のデータを上記第１の実施の形態で説明した観察画像と同様に無線送受信回路２２で変調され、無線アンテナ２１から電波で放射される。これにより、前記カプセル型医療装置７０は、小腸５５等体腔内深部の深さ方向の異常の有無の診断が可能となっている。尚、前記カプセル型医療装置７０は、前記観察装置２４と両方を備える構成にすれば、体腔内表面と深部との両方の診断が一度に可能である。
【０１４４】
また、前記カプセル型医療装置７０は、胃内，小腸から口側へ、又は大腸から肛門側へ検査後に引き抜くための軟性プラスティックなどで体腔粘膜を損傷しないように軟らかさと太さ及び強度を兼ね備えた紐７６を前記カプセル本体７２に取り付けて構成されている。この紐７６は、カプセル本体７２の回転推進に邪魔にならない程度に軟らかく形成されている。
【０１４５】
尚、この紐７６は、基端側を結んで体外に固定して用いるようになっている。尚、カプセル型医療装置７０は、図示しないが上記第１の実施の形態と同様にカプセル本体７２の長手中心軸３８上に重心を略一致させる構成としている。又、パイプ状の肉厚の薄い磁石を弾性ゴムカバー７１内に収納しておき、カプセル本体７２内の磁石をなくしても当然良く、このようにすれば通常のカプセルを磁気誘導用のカプセルに容易に変更することが可能となる。
【０１４６】
本実施の形態によれば、外部からの回転磁界により、体腔内に挿入される体腔内挿入部を安定して回転させることができ、かつその回転を推進発生部により効率良く推進力に変換して体腔内挿入部を安定してかつ円滑に推進させることができる効果を有する。
【０１４７】
（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態を図２４及び図２５を参照して説明する。
【０１４８】
図２４及び図２５に示す第２の実施の形態のカプセル型医療装置８０は、カプセル本体８１と、このカプセル本体８１の中心軸に沿って挿通した可撓性紐部８２とを有し、カプセル本体８１の外周面には螺旋状突起部８３ｂが設けてある。また、図２５に示すようにカプセル本体８１の内部には、中心軸に沿って中空孔が設けてあり、両端をボールベアリング等による軸受け８４でカプセル本体８１に対して回転自在に支持された硬質のロッド８５が挿通され、この硬質のロッド８５は両端が可撓性紐部８２に連結されている。
【０１４９】
なお、この場合、一方の紐部８２は短くカプセル本体８１から延出され、他方の紐部８２は長く延出され、その端部はテーパ状に細径にされている。
【０１５０】
また、本実施の形態では、図２５に示すように螺旋状突起部８３はカプセル本体８１における１５ｍｍの長さ部分に、例えば３個の螺旋状突起部８３が形成される３条ネジにしている。なお、カプセル本体８１内部には図示しないがドーナツ状の磁石がロッド８５の方向と直交する方向にＮＳが磁化されて内蔵されている。
【０１５１】
また、突起部８３の高さｔは０．３ｍｍから３ｍｍに設定されている。
【０１５２】
本実施の形態によれば、このカプセル本体８１を被検者としての患者の肛門側から座薬のように挿入した後に、第１の実施の形態と同様の手順で磁気誘導してカプセル本体８１を回転させることにより、大腸の深部側に誘導する。
【０１５３】
その後、大腸の深部側に挿入されたカプセル本体８１から延出されている紐部８２をガイドとして、検査しようとする内視鏡や検査器具或いは処置具を大腸の深部側に容易に挿入して、内視鏡検査やその他の検査や処置を行うことができる。
【０１５４】
なお、カプセル本体８１を大腸内の深部側に挿入する場合、大腸の管腔は食道、小腸より太い（φが２０ｍｍ以上）ので、カプセル本体８１の外径を１８ｍｍ以下の略円形断面にしておけば、スムーズに挿入することができる。
【０１５５】
図２６は第１変形例のカプセル型医療装置８０Ｂの一部を示す。このカプセル型医療装置８０Ｂは図２４のカプセル型医療装置８０において、カプセル本体８１に設けた突起部８３にその突起部８３の長手方向、つまり突起部８３が形成されている螺旋に沿って深さが小さく、かつ幅も小さい溝８７を設けている。
【０１５６】
図２６では１本の溝８７を設けているが、図２７に示す第２変形例の場合のように複数本、図２７に具体的に示すように例えば３本の溝８７を設けるようにしても良い。変形例の場合においても第２の実施の形態と同様の作用効果が得られる。
【０１５７】
本発明におけるその他の実施の形態として、体外の磁界発生手段が発生する最大回転磁界をカプセルが動き出す初期（静摩擦状態）と動き出した途中（動摩擦状態）で任意に変更可能にしておく。これによって、カプセルが設定値を越えて回転することを妨げる（回転が止まる）ので、術者が意図しない時に、体腔内の狭い部位を無理やり通過するような動きが妨げる。また、術者の管理下でカプセルが止まった部位からの脱出を行うことができる。
【０１５８】
なお、上述の説明ではカプセル型医療装置（以下では単にカプセル）を回転させる回転駆動手段としては外部の磁界発生手段による磁界であると説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、他の回転駆動手段を採用しても良い。
【０１５９】
例えば、カプセルを回転する手段として、カプセルに誘電体（コンデンサのように分極するもの）を設け、外部から電界を回転させるように印加することにより、カプセルを回転させるようにしても良い。
【０１６０】
また、カプセル型でなく、シャフト付きの医療装置の場合には、シャフト内部に超音波プローブ等で採用されている密巻きのフレキシブルシャフトを回転自在に入れ、手元側のモータを回転させることにより、推力発生用螺旋状突起部を回転させて推進させるようにしても良い。
【０１６１】
また、体腔内挿入部としては、上述のようにカプセル型のものに限定されず、図２４に示したカプセル型医療装置８０に類似したもののように、可撓性のガイドワイヤ、紐、チューブなどの紐状部材や通常型の内視鏡などの可撓性棒状部の先端付近に、磁石を具備した推力発生用の螺旋突起部を回転自在に固定し、体外の磁界発生手段が発生する回転磁界や、他の回転手段により推力発生用の螺旋突起部が受けて回転しながら推力を発生させることで、紐状部材や可撓性棒状部を体腔内深部の目的部位まで運搬するようにしたものに適用しても当然よいし、上述した実施の形態等の構成の中から必要なものを適宜選んで組み合わせて実施可能なことは言うまでもない。
【０１６２】
また、上述の説明では、推力発生用の螺旋突起部で説明しているが、本発明は推力発生部としては螺旋状に形成された突起部があれば良く、この場合の突起部は体腔内に挿入された場合に、突起部が螺旋状に体腔内壁に接触する形状であれば良い。
【０１６３】
このため、例えば螺旋状に突起が連続して形成されている必要はなく、一部が切り欠かれている突起部であっても良いし、螺旋に沿って突起を複数配列させるように形成したもの等でも良い。
【０１６４】
［付記］
１．磁界発生手段が発生する回転磁界を受けて体腔内で回転しながら推進できるように少なくとも磁石と推力発生螺旋部を有する体腔内挿入部を備えた医療装置において、
前記推力発生螺旋部の形状をピッチ１０ｍｍ以上、螺旋の高さを０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定したことを特徴とする医療装置。
【０１６５】
２．磁界発生手段が発生した回転磁界を受けて体腔内で回転しながら推進できるように少なくとも磁石と推力発生螺旋部を有する体腔内挿入部を備えた医療装置において、
前記推力発生螺旋部を、２条以上で１０条以下の範囲の多条ネジで構成したことを特徴とする医療装置。
【０１６６】
３．磁界発生手段が発生する回転磁界を受けて体腔内で回転しながら推進できるように少なくとも磁石と推力発生螺旋部を有する体腔内挿入部を備えた医療装置において、
前記推力発生螺旋部の突起部に、螺旋に沿って少なくとも１本以上の螺旋の山から谷までの高さより浅い溝を螺旋状に形成したことを特徴とする医療装置。
４．磁界発生手段が発生する回転磁界を受けて体腔内で回転しながら推進できるように少なくとも磁石と推力発生螺旋部を有する体腔内挿入部を備えた医療装置において、
前記推力発生螺旋部の端部の立ち上がり或いは立ち下がりの角度を４５度以下の角度で滑らかに形成したことを特徴とする医療装置。
【０１６７】
５．磁界発生手段が発生する回転磁界を受けて体腔内で回転しながら推進できるように少なくとも磁石と推力発生螺旋部を有する体腔内挿入部を備えた医療装置において、
前記推力発生螺旋部の体腔内と接触する螺旋の山部が、略Ｒ形状もしくは、略台形断面となるように構成したことを特徴とする医療装置。
【０１６８】
６．磁界発生手段が発生する回転磁界を受けて体腔内で回転しながら推進できるように少なくとも磁石と推力発生部を具備した体腔内挿入部を備えた医療装置において、
前記磁界発生手段が発生する回転磁界と前記体腔内挿入部が発生する磁気モーメントの積である磁気トルクを１ｃＮｍを超えないようにあらかじめ設定したことを特徴とする医療装置。
【０１６９】
７．磁界発生手段が発生する回転磁界を受けて体腔内で回転しながら推進できるように少なくとも磁石と推力発生部を具備した体腔内挿入部を備えた医療装置において、
前記磁界発生手段が発生する回転磁界と前記体腔内挿入部が発生する磁気モーメントの積である磁気トルクを任意に設定可能に構成したことを特徴とする医療装置。
【０１７０】
８．磁界発生手段が発生する回転磁界を受けて体腔内で回転しながら推進できるように少なくとも磁石と推力発生部を具備した体腔内挿入部を備えた医療装置において、
前記磁界発生手段が発生する回転磁界と前記体腔内挿入部が発生する磁気モーメントの積である磁気トルクが０．０６ｃＮｍ以上発生できるように予め設定したことを特徴とする医療装置。
【０１７１】
９．磁界発生手段が発生する回転磁界を受けて体腔内で回転しながら推進できるように少なくとも磁石と推力発生部を具備した体腔内挿入部を備えた医療装置において、
前記磁界発生手段が発生する回転磁界と前記体腔内挿入部が発生する磁気モーメントの積である磁気トルクが０．２ｃＮｍ以上発生できるように予め設定したことを特徴とする医療装置。
【０１７２】
（付記１〜９の効果）
推力発生部の形状に関する内容での効果
（付記１〜５の効果）体腔内壁に接しながら安定して推進することが可能な最適な推力発生部になっている。ピッチが小さすぎると一回転あたりの推進スピードが遅い。また、螺旋の高さが高すぎると体腔内壁に食い付きすぎて摩擦抵抗にムラが出やすく、推進スピードにムラが出る。検討から、適切な値を見出した。 （付記２，３の効果）ピッチを小さくしたものに比べると、一回転あたりの推進スピードを低下させることなく、体腔内壁へのグリップ力を増すことができるので、安定した推進が可能になる。
【０１７３】
（付記４，５の効果）先が閉じた体腔内へ回転しながら推進させるときに、挿入性が向上する。また、体腔内壁との接触抵抗が安定するので、安定した推進が可能になる。なお、回転速度が５Ｈｚの時には、回転不良が少し発生するが、この値以下にすることにより上記のように安定した推進が可能になる。
【０１７４】
付記６〜８、つまり最適な磁気トルクに関する内容の効果
（付記６の効果）実験と設計条件より、体腔内挿入部が体腔内壁に接しながら安定して推進するのに必要且つ十分な磁気トルクが得られるように設定したので、体外の磁界発生手段を必要以上に大型化したり、体腔内挿入部を必要以上に大型化する必要がなくなり、省エネルギーにも貢献できる。
【０１７５】
（付記７の効果）使用目的に合わせて、術者が任意に最大発生磁気トルクを設定できるので、設定値以上の負荷が掛かった時に回転を自動的に止めたり、目的部位の条件に合わせて最適な設定値を選んだりできる。
【０１７６】
また、磁界発生手段の回転磁界を任意に設定できるので、磁気モーメントが異なる複数種類の体腔内挿入部に合わせて、最適な最大発生磁気トルクを使用時に決めることができる。この結果、省エネルギーに貢献できる。
【０１７７】
（付記８の効果）実験より、体腔内挿入部が体腔内壁に接しながら安定して推進するのに必要な磁気トルクの最低値を求めた。予め、この値以上の磁気トルクが出るように設定したので、全く動かないというトラブルを防げる。
【０１７８】
（付記９の効果）ばらつきを考慮し、０．２ｃＮｍ以上発生できるように予め設定したので、殆どの推力発生部を持つもので安定した推進力を得ることができる。
【０１７９】
１１．回転磁界を発生する磁界発生手段と、前記磁界発生手段が発生した回転磁界を受けて体腔内で回転しながら推進できるように少なくとも磁石と推力発生螺旋部を有する体腔内挿入部を備えた医療装置において、
前記推力発生螺旋部の回転速度を毎秒５回転以下、前記推力発生螺旋部の形状をピッチ１０ｍｍ以上で、且つ２条以上１０条以下の範囲の多条ネジで構成し、さらに螺旋の谷面（螺旋を付ける前のベース外面）から山面までの高さを０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定したことを特徴とする医療装置。
【０１８０】
１２．付記１１において、前記推力発生螺旋部の両端部が、螺旋の谷面（螺旋を付ける前のベース外面）から山面に向けて螺旋に沿って４５度以下の角度で滑らかに立ち上がるように形成したことを特徴とする医療装置。
【０１８１】
１３．付記１１乃至１２において、前記推力発生螺旋部の体腔と接触する螺旋の山部が、略Ｒ形状もしくは、略台形断面となるように構成したことを特徴とする医療装置。
【０１８２】
１４．付記１１乃至１２において、前記推力発生螺旋部の突起部に、螺旋に沿って少なくとも１本以上の螺旋の山から谷までの高さより浅い溝を螺旋状に形成したことを特徴とする医療装置。
【０１８３】
１５．付記１１乃至１２において、前記推力発生螺旋部の突起部を端部から滑らかに立ち上がり、中央部分が一番高くなるように構成したことを特徴とする医療装置。
【０１８４】
１６．付記８乃至９において、さらに磁気トルクが１ｃＮｍを越えないように予め設定したことを特徴とする医療装置。
【０１８５】
１７．前記体腔内挿入部は、被検体内で観察・センシング・サンプリングなどの検査、治療又は処置などの医療行為を行うカプセル型医療装置であることを特徴とする付記１乃至９および付記１１乃至１６の医療装置。
【０１８６】
１８．前記体腔内挿入部は、少なくとも体腔内の撮像が可能なように光学手段と撮像手段と照明手段とを具備した付記１乃至９および付記１１乃至１６の医療装置。
【０１８７】
１９．前記体腔内挿入部は、少なくとも飲み込みまたは肛門からの挿入が可能な推力発生螺旋部付カプセル形状部を有していることを特徴とする付記１乃至９および付記１１乃至１６の医療装置。
【０１８８】
２０．付記１９において、可撓性ひも状部を有していることを特徴とする。
【０１８９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、回転磁界等により、体腔内に挿入される体腔内挿入部を安定して回転させることができ、かつその回転を推力発生部により効率良く推進力に変換して体腔内挿入部を安定してかつ円滑に推進させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を備えた医療システムの全体構成図。
【図２】カプセル型医療装置の電気系の構成を示すブロック図。
【図３】カプセル型医療装置の構成を示す図。
【図４】磁石を内蔵したカプセルに回転磁界を印加して推進させる駆動原理図。
【図５】回転磁界発生装置の概略の構成図。
【図６】本実施の形態のカプセル型医療装置における検討した項目の概略図。
【図７】推進速度の測定に用いた装置の構成を示す図。
【図８】本実施の形態のカプセル型医療装置における螺旋形状に関して検討した項目の概略図。
【図９】螺旋ピッチを変えた場合における測定データを示す図。
【図１０】螺旋高さを変えた場合における測定データを示す図。
【図１１】螺旋高さが異なるものに対してオイル量を変えた場合における測定データを示す図。
【図１２】螺旋の断面形状が異なるものに対する測定データを示す図。
【図１３】螺旋の端部形状が異なるものに対する測定データを示す図。
【図１４】螺旋数が異なるものに対する測定データを示す図。
【図１５】螺旋の高さ等が異なるものに対する測定データを示す図。
【図１６】トルク測定装置の概略の構成図。
【図１７】螺旋の高さ等が異なるものに対して回転に必要となるトルクの測定データを示す図。
【図１８】螺旋の有無及び螺旋数が異なるものに対して回転に必要なトルクの測定データを示す図。
【図１９】水袋の水量を変えた場合における回転に必要なトルクの測定データを示す図。
【図２０】磁石のサイズと所定の外部磁界印加時における磁気トルクの値等を示す図。
【図２１】第１変形例のカプセル型医療装置の構成を示す図。
【図２２】螺旋突起部におけるＲ形状の具体的な形状を示す図。
【図２３】第２変形例のカプセル型医療装置の構成を示す図。
【図２４】本発明の第２の実施の形態におけるカプセル型医療装置の構成を示す図。
【図２５】図２４における回転自在にした部分の構造を示す概略断面図。
【図２６】第１変形例における一部を示す図。
【図２７】第２変形例における突起部周辺の構造を拡大して示す断面図。
【符号の説明】
１…カプセル型医療装置
２…患者
３…（カプセル）制御装置
４…医療システム
５…磁気誘導装置
６…カプセル本体
１１…パソコン本体
２１…無線アンテナ
２３…照明装置
２４…観察装置
２５…デジタル信号処理回路
２６…バッテリ部
３１…対物光学系
３２…撮像センサ
３６…磁石
３７…推力発生部
３７ａ…螺旋溝
３７ｂ…螺旋突起部
３８…中心軸
５１…胃
９０…回転磁界発生装置
９５…トルク測定装置

Claims (12)

1. 体腔内に挿入され、体腔内に接触する推力発生用螺旋状突起部を有する体腔内挿入部を有する医療装置において、
   前記推力発生用螺旋状突起部をピッチ１０ｍｍ以上、突起部の高さを０．３ｍｍ以上、３ｍｍ以下の形状に設定したことを特徴とする医療装置。
2. さらに前記推力発生用螺旋状突起部を回転速度を毎秒５回転以下で回転させる回転手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の医療装置。
3. 体腔内に挿入され、体腔内に接触する推力発生用螺旋状突起部を有する体腔内挿入部を有する医療装置において、
   前記推力発生用螺旋状突起部を２条以上で１０条以下の範囲の多条ネジ状に形成したことを特徴とする医療装置。
4. 体腔内に挿入され、体腔内に接触する推力発生用螺旋状突起部を有する体腔内挿入部を有する医療装置において、
   前記推力発生用螺旋状突起部の回転速度を毎秒５回転以下とし、前記推力発生用螺旋状突起部の端部の立ち上がり或いは立ち下がり角度を４５度以下の角度で滑らかに形成したことを特徴とする医療装置。
5. 磁界発生手段が発生する回転磁界を受けて体腔内で回転しながら推進できるように少なくとも磁石と推力発生用螺旋状突起部とを有する体腔内挿入部を備えた医療装置において、
   前記推力発生用螺旋状突起部の回転速度を毎秒５回転以下とし、前記推力発生用螺旋状突起部の形状をピッチ１０ｍｍ以上、螺旋の高さを０．３ｍｍ以上、３ｍｍ以下に設定したことを特徴とする医療装置。
6. 磁界発生手段が発生した回転磁界を受けて体腔内で回転しながら推進できるように少なくとも磁石と推力発生用螺旋状突起部とを有する体腔内挿入部を備えた医療装置において、
   前記推力発生用螺旋状突起部の回転速度を毎秒５回転以下とし、前記推力発生用螺旋状突起部を、２条以上で１０条以下の範囲の多条ネジで構成したことを特徴とする医療装置。
7. 磁界発生手段が発生する回転磁界を受けて体腔内で回転しながら推進できるように少なくとも磁石と推力発生用螺旋状突起部とを有する体腔内挿入部を備えた医療装置において、
   前記推力発生用螺旋状突起部の回転速度を毎秒５回転以下とし、前記推力発生用螺旋状突起部に、その螺旋に沿って少なくとも１本以上の螺旋の山から谷までの高さより浅い溝を螺旋状に形成したことを特徴とする医療装置。
8. 磁界発生手段が発生する回転磁界を受けて体腔内で回転しながら推進できるように少なくとも磁石と推力発生用螺旋状突起部とを有する体腔内挿入部を備えた医療装置において、
   前記推力発生用螺旋状突起部の回転速度を毎秒５回転以下とし、前記推力発生用螺旋状突起部の端部の立ち上がり或いは立ち下がりの角度を４５度以下の角度で滑らかに形成したことを特徴とする医療装置。
9. 磁界発生手段が発生する回転磁界を受けて体腔内で回転しながら推進できるように少なくとも磁石と推力発生用螺旋状突起部とを有する体腔内挿入部を備えた医療装置において、
   前記推力発生用螺旋状突起部の回転速度を毎秒５回転以下とし、前記推力発生用螺旋状突起部の体腔内と接触する突起部の山部が、略Ｒ形状もしくは、略台形断面となるように構成したことを特徴とする医療装置。
10. 磁界発生手段が発生する回転磁界を受けて体腔内で回転しながら推進できるように少なくとも磁石と推力発生部とを有する体腔内挿入部を備えた医療装置において、
    前記磁界発生手段が発生する回転磁界と前記体腔内挿入部が発生する磁気モーメントの積である磁気トルクを１ｃＮｍを超えないようにあらかじめ設定したことを特徴とする医療装置。
11. 磁界発生手段が発生する回転磁界を受けて体腔内で回転しながら推進できるように少なくとも磁石と推力発生部とを有する体腔内挿入部を備えた医療装置において、
    前記磁界発生手段が発生する回転磁界と前記体腔内挿入部が発生する磁気モーメントの積である磁気トルクを任意に設定可能に構成したことを特徴とする医療装置。
12. 磁界発生手段が発生する回転磁界を受けて体腔内で回転しながら推進できるように少なくとも磁石と推力発生部とを有する体腔内挿入部を備えた医療装置において、
    前記磁界発生手段が発生する回転磁界と前記体腔内挿入部が発生する磁気モーメントの積である磁気トルクが０．０６ｃＮｍ以上発生できるように予め設定したことを特徴とする医療装置。

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