JP2004275409A - 超音波カプセル内視鏡システム - Google Patents

Abstract

【課題】体腔内への導入が容易で、バルーンを膨縮させての超音波観察を容易に行えるように小型に形成した超音波カプセル内視鏡を備えた超音波カプセル内視鏡システムを提供すること。
【解決手段】超音波カプセル３の外装は、第１カプセル部１及び第２カプセル部２と、バルーン４とを有し、このカプセル部内に超音波伝達媒体６が所定量封入されるとともに、第１カプセル部１と第２カプセル部２との間隔を変化させてバルーンの膨縮状態を変化させるバルーン膨縮手段を兼ねる超音波ユニット５が配設される。超音波ユニット５を構成する回転される振動子ホルダ５４には超音波振動子５１と超音波振動子５１で受波したエコー信号を送信する振動子制御部７５が設けられている。この振動子制御部７５は第２カプセル部２側に配置されている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波走査を行う超音波振動子を備えた超音波カプセル内視鏡と、この超音波カプセル内視鏡との間で信号の送受信を行う超音波観測装置とを備えた超音波カプセル内視鏡システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、体外又は体内から生体組織へ観測用超音波信号を送受波し、この生体組織からのエコーデータを基に診断用の超音波断層画像を構築して診断を行う超音波診断装置が利用されている。また、近年では、医療用に構成したカプセルを体腔内に送り込んで、体腔内の病変部の情報を収集したり、薬液を投与して処置を行える等の機能を有するカプセル型の内視鏡が研究されている。
【０００３】
そして、超音波観察の分野においても、超音波プローブ等が到達困難な深部の下部消化管等に送り込んで、診断あるいは生体組織の採取、薬液の投与等を行える超音波カプセル内視鏡が期待されている。
【０００４】
そこで、本出願人は特願２００３−０７００７０号で、超音波観測装置からの指示に基づいて超音波カプセルに設けたバルーンの膨縮を行える、重量バランスを考慮した超音波カプセル内視鏡システムを提案している。図５に示すように超音波カプセル内視鏡システム１００は、超音波カプセル内視鏡１０３と、超音波観測装置１０８と、表示装置１０９とで主に構成されており、この超音波カプセル内視鏡１０３は、穴底部側端部を半球状に形成した円筒形状の第１カプセル部１０１及び第２カプセル部１０２と、この第２カプセル部１０２と前記第１カプセル部１０１とを屈曲可能に一体で連結する弾性部材で形成したバルーン１０４とで主に構成されている。
【０００５】
前記第１カプセル部１０１には断面形状が略凸字形状の段付き穴１１１が設けられている。前記第２カプセル部１０２には、中央部に形成された中央細穴１２１と、この中央細穴１２１の周囲を囲むように形成された環状溝１２２とが設けられている。前記中央細穴１２１の内周面には雌ネジ部１２３が形成されている。
【０００６】
前記第１カプセル部１０１及び第２カプセル部１０２とバルーン１０４とで構成される超音波カプセル内視鏡１０３内の所定位置には後述するバルーン膨縮手段を兼ねる超音波ユニット１０５が配置されるとともに、水、流動パラフィン等の超音波伝達媒体１０６が所定量、封入されるようになっている。
【０００７】
前記第２カプセル部１０２の半球状端部からは信号線が挿通して超音波カプセル位置調整保持手段を兼ねる、細長な信号用コード１０７が延出している。この信号用コード１０７の端部は超音波観測装置１０８に接続されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特願２００３−ＸＸＸ号の超音波カプセル内視鏡システムではカプセル内の駆動モータ１６０を駆動させる際、超音波観測装置１０８からモータ駆動指示信号を出力して、第１カプセル部１０１に設けた受信手段でモータ駆動指示信号を受信して行う。一方、超音波振動子１５１の駆動やこの超音波振動子１５１で受波したエコー信号の送信は、振動子ホルダ１５４に設けたスリップリング１５２、ブラシ１６３を有するブラシ部１６４、信号用コード１０７内を挿通する信号線を介して行うとともに、エンコーダ１６５で検出した信号の伝送も信号用コード１０７内を挿通する信号線を介して行っていた。
【０００９】
したがって、前記超音波カプセル内視鏡システムでは超音波カプセル内視鏡から信号用コードが延出した構成であるため、超音波診断カプセルのさらなる小型化が難しく、被検者が超音波カプセルを嚥下し難いという不具合が生じる。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、体腔内への導入が容易で、バルーンを膨縮させての超音波観察を容易に行えるように小型に形成した超音波カプセル内視鏡を備えた超音波カプセル内視鏡システムを提供することを目的にしている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の超音波カプセル内視鏡システムは、超音波走査を行う超音波振動子を備えた超音波カプセル内視鏡と、この超音波カプセル内視鏡との間で信号の送受信を行う超音波観測装置とを具備する超音波カプセル内視鏡システムであって、
前記超音波カプセル内視鏡は少なくとも前記超音波振動子、この超音波振動子を固定する固定部材、この固定部材を回転させる駆動モータ及び前記超音波観測装置との間で信号を送受信する信号送受信手段を備え、前記固定部材に前記送受信手段を一体的に配置している。
【００１２】
また、前記超音波カプセル内視鏡は、端部を略半球形状に形成した第１のカプセル部及び第２のカプセル部を備え、前記第１のカプセル部又は第２のカプセル部のうち、一方のカプセル部に超音波振動子を回転駆動させる駆動モータを配設するとき、他方のカプセル部側に前記送受信手段を配設している。
【００１３】
この構成によれば、超音波振動子と超音波観測装置との間の信号の送受信を、カプセル内にスリップリングを設けることなく、信号送受信手段によって行える。
【００１４】
また、比較的重量のある駆動モータに対して、送受信手段の配置位置を考慮して超音波カプセル内視鏡を構成する第１カプセル部と第２カプセル部との重量的バランスが均等になる。
【００１５】
【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。
図１ないし図４は本発明の一実施形態に係り、図１は超音波診断装置の構成を説明する図、図２は超音波カプセル内視鏡システムを説明する図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は超音波カプセル内視鏡システムのカプセル部の間隔の変化状態とバルーンの膨縮状態との関係を説明する図である。
図１に示すように本実施形態の超音波カプセル内視鏡システム１０は超音波カプセル内視鏡（以下、超音波カプセルと略記する）３と、超音波観測装置７と、表示装置８とで主に構成されている。この超音波観測装置７には送信部７１と受信部７２とを備えて通信手段を構成する通信部７０が設けられている。
前記超音波カプセル内視鏡システム（以下、超音波カプセルと略記する）３の外装は、穴底部側端部を略半球状に形成した円筒形状の第１カプセル部１及び第２カプセル部２と、この第２カプセル部２と前記第１カプセル部１とを屈曲可能に一体で連結する関節手段となる超音波透過性を有する弾性部材で形成したバルーン４とで構成されている。
【００１６】
前記第１カプセル部１及び第２カプセル部２とバルーン４とで構成される超音波カプセル３の内部所定位置には、バルーン膨縮手段を兼ねる、超音波振動子５１を有する超音波ユニット５が設けられるとともに、水、流動パラフィン等の超音波伝達媒体６が所定量、封入されている。
【００１７】
前記第１カプセル部１には前記超音波ユニット５を構成する後述する駆動モータ６０を駆動又は停止させる前記超音波観測装置７の送信部７１から出力された制御信号を受信するモータ用通信手段であるモータ制御部７３が設けられている。
【００１８】
前記第２カプセル部２には前記超音波ユニット５を構成する後述するエンコーダ６５の検出値を前記超音波観測装置７の受信部７２に向けて送信するエンコーダ用通信手段であるエンコーダ制御部７４が設けられている。前記超音波ユニット５を構成する後述する振動子ホルダ５４には、この振動子ホルダ５４に配置されている超音波振動子５１に前記超音波観測装置７の送信部７１から出力される振動子駆動信号の受信やこの超音波振動子５１から前記超音波観測装置７の受信部７２に向けてエコー信号を送信する信号送受信手段である振動子制御部７５が設けられている。
【００１９】
前記超音波観測装置７にはリアルタイムのエコーデータを得る超音波観測部（不図示）やこの超音波観測部で得られたエコーデータを基に超音波断層画像の構築等の画像処理を行う画像処理部等が設けられている。そして、前記画像処理部で生成された超音波映像信号を、表示装置８に出力することによって、この表示装置８の画面８ａ上に診断のための超音波診断断層画像が表示される。
【００２０】
図２に示すように前記超音波カプセル３の前記第１カプセル部１には断面形状が略凸字形状の段付き穴１１が設けられている。前記第２カプセル部２２には、中央部に形成された中央細穴２１と、この中央細穴２１の周囲を囲むように形成された環状溝２２とが設けられている。前記中央細穴２１の内周面には雌ネジ部２３が形成されている。
【００２１】
ここで、バルーン膨縮手段を兼ねる超音波ユニット５の構成を具体的に説明する。
前記超音波ユニット５は、超音波振動子５１、振動子ホルダ５４、送りネジ部材５７、駆動モータ６０、第１弾性リング部材６１、一対の第２弾性リング部材６２及びエンコーダ６５とで構成されている。
前記超音波振動子５１は、超音波信号を出射するとともに、超音波診断断層画像を構築するためのエコー信号を受波する。
【００２２】
前記振動子ホルダ５４は略管状に形成され、ホルダ外周面の所定位置には前記超音波振動子５１が配置され、この振動子ホルダ５４の一端部内周面にはホルダ内歯車５３が形成されている。また、この振動子ホルダ５４の内周面には前記振動子制御部７５が配置されている。
【００２３】
前記送りネジ部材５７は、一端部側に前記振動子ホルダ５４のホルダ内歯車５３に噛合する複数の歯車５５ａを配置した突起部５５を備え、他端部側に前記第２カプセル部２に形成されている雌ネジ部２３に噛合してこの第２カプセル部２を軸方向に進退移動させる雄ネジ部５６ａを設けた棒状部５６を備えている。
【００２４】
前記駆動モータ６０は、前記第１カプセル部１に設けられている段付き穴１１を構成する細径穴１２内に固定配置される。この駆動モータ６０の軸部５９には前記送りネジ部材５７の一端側に配置されている複数の歯車５５ａに噛合するモータ歯車５８が配設される。このモータ歯車５８と複数の歯車５５ａとが噛合して図３に示す遊星歯車機構からなるクラッチ部６７を構成する。
【００２５】
なお、前記振動子制御部７５は、超音波カプセル３を構成する第１カプセル部１と第２カプセル部２との重量的バランスが均等になるように、前記第１カプセル部１に設けられた駆動モータ６０の配置位置を考慮して、前記振動子ホルダ５４内の第２カプセル部２側に配置されている。
【００２６】
前記クラッチ部６７は前記駆動モータ６０が駆動されて軸部５９に設けられてるモータ歯車５８が回転することによって、前記歯車５５ａが矢印ｂに示すように前記ホルダ内歯車５３に沿って回転移動する公転状態で前記送りネジ部材５７をこの歯車５５ａの移動方向と同方向に回転させる状態と、前記歯車５５ａが矢印ｃに示すようにそれぞれ回転して前記ホルダ内歯車５３を移動させるように回転する自転状態で前記振動子ホルダ５４を矢印ｄ方向に回転させる状態とに切り換えるようになっている。
【００２７】
前記第１弾性リング部材６１は、前記第１カプセル部１の段付き穴１１を構成する太径穴１３内の所定位置に形成された周溝１１ａ内に係入配置される。この第１弾性リング部材６１は、この太径穴１３内に前記第１弾性リング部材６１の付勢力に抗して配置される前記振動子ホルダ５４の一端部を所定状態で付勢保持する。
【００２８】
前記一対の第２弾性リング部材６２は、前記第２カプセル部２の環状溝２２の内周面側及び外周面側の所定位置にそれぞれ配置される。これら第２弾性リング部材６２は、この環状溝２２内にこの第２弾性リング部材６２の付勢力に抗して配置される前記振動子ホルダ５４の他端部を所定状態で付勢保持する。また、第１弾性リング部材６１及び第２弾性リング部材６２によって、超音波伝達媒体６を封止している。
【００２９】
前記第１弾性リング部材６１及び第２弾性リング部材６２の前記振動子ホルダ５４を付勢する力量は、前記クラッチ部６７の動作及び超音波伝達媒体６の封止を考慮して決められる。
具体的に、前記第１弾性リング部材６１及び前記第２弾性リング部材６２の付勢力は、前記駆動モータ６０が駆動されてモータ歯車５８が回転を開始するとき、前記振動子ホルダ５４を回転させることなく保持して、前記歯車５５ａを公転状態にさせて前記送りネジ部材５７を回転状態にさせる力量であるとともに、前記送りネジ部材５７の回転が停止状態になったとき、前記歯車５５ａを公転状態から自転状態に切り換えて前記振動子ホルダ５４が回転可能になる力量である。
【００３０】
前記第１弾性リング部材６１及び第２弾性リング部材６２の付勢力を上述のように設定することによって、前記駆動モータ６０が駆動を開始することによって、まず、前記遊星歯車機構の歯車５５ａが公転状態になって送りネジ部材５７を回転させて前記第２カプセル部２を移動状態にする。そして、前記第２カプセル部２が所定量移動すると、前記送りネジ部材５７が係止部材（不図示）により係止されて回転不能状態になって前記送りネジ部材５７の回転が停止される。すると、前記歯車５５ａが公転状態からそれぞれの歯車５５ａが回転する自転状態に切り替わる。このことによって、前記振動子ホルダ５４が回転状態になって、超音波信号による走査が開始される。
【００３１】
そして、前記第１カプセル部１と前記第２カプセル部２との相互の角度位置関係は、図示しない角度位置規制機構によりカプセル同士の位置関係が所定の位置関係から位置ずれしないようになっている。
【００３２】
前記エンコーダ６５は、前記第２カプセル部２に配設されて前記振動子ホルダ５４の回転量を検出する。
なお、前記第１カプセル部１には前記駆動モータ６０を駆動させる電力を供給する図示しない電源手段が設けられている。また、前記超音波カプセル３内にはこの超音波カプセル３の位置を告知するための例えばカプセル位置告知手段（不図示）が設けられている。
【００３３】
上述のように構成した超音波カプセル３の作用を説明する。
まず、被験者は、超音波カプセル３を嚥下する。すると、この超音波カプセル３は、蠕動運動によって食道、胃を通過していく。このとき、前記超音波カプセル３にバルーン４からなる関節手段が設けられていることによって、この超音波カプセル３の嚥下が楽になり、患者の負担を減らし、また屈曲した体腔内をスムーズに通過していく。
【００３４】
そして、この超音波カプセル３が目的観察部位近傍である例えば小腸に到達したことが前記カプセル位置告知手段を介して確認されたなら、術者は超音波観測装置７の図示しないモータ駆動スイッチを操作する。すると、この超音波観測装置７の送信部７１から前記超音波カプセル３のモータ制御部７３、振動子制御部７５に向けてモータ駆動を指示する制御信号及び超音波振動子５１を駆動させる駆動信号が出力されて前記第１カプセル部１の駆動モータ６０が駆動を開始する。すると、前記クラッチ部６７を構成する歯車５５ａが公転状態になって、送りネジ部材５７が回転状態になる。
【００３５】
前記送りネジ部材５７が回転状態になると、まず、この送りネジ部材５７の棒状部５６に設けられている雄ネジ部５６ａに噛合する雌ネジ部２３を有する初期状態で二点鎖線に示す位置であった第２カプセル部２が図４に示す二点鎖線に示す状態から実線に示すように徐々に相対的に近づくように移動していく。そして、前記第２カプセル部２が第１カプセル部１に近付くにしたがって前記バルーン４が徐々に膨張していく。
【００３６】
そして、前記送りネジ部材５７によって前記第２カプセル部２が所定量移動されることによって、前記送りねじ部材５７の回転が停止する。このとき、前記バルーン４は最大膨張状態になって、このバルーン４の一部が腸壁に密着した状態になる。
【００３７】
次に、前記送りネジ部材５７の回転が停止状態になると、前記駆動モータ６０の駆動力によって公転状態であった前記歯車５５ａが自転状態に切り替わる。このことによって、それぞれの歯車５５ａが回転して振動子ホルダ５４を矢印ｄ方向に回転させる状態に切り替わる。そして、前記振動子ホルダ５４が回転状態になると同時に、この振動子ホルダ５４に配置されている超音波振動子５１が回転するので、超音波信号を出射することによってラジアル方向の超音波走査が可能になる。
【００３８】
前記超音波振動子５１から出射されて生体組織で反射されたエコー信号は、再びこの超音波振動子５１によって受波され、振動子制御部７５で所定の電気的な処理を行って前記超音波観測装置７の通信部７０に向けて送信される。また、前記振動子ホルダ５４が回転状態になると同時に、エンコーダ制御部７４から前記超音波観測装置７の通信部７０に向けて前記エンコーダ６５の検出値が送信される。
【００３９】
そして、前記超音波観測装置７では、通信部７０の受信部７２で受信したエコーデータ及びエンコーダ６５の検出値を基に画像処理を行い、表示装置８の画面８ａ上に超音波診断断層画像を表示させる。このことによって、術者は表示装置を見ながら超音波観察を行える。
【００４０】
前記バルーン４を膨張状態から収縮状態に変化させるときには、超音波観測装置７の図示しないモータ駆動スイッチを操作してこの超音波観測装置７の送信部７１から前記超音波カプセル３のモータ制御部７３に向けてモータ駆動を逆転させる指示信号を送信する。すると、前記駆動モータ６０が逆方向に回転して、前記駆動モータ６０が逆方向に回転して前記第２カプセル部２が前記第１カプセル部１から離れる方向に移動してバルーン４を膨張状態から徐々に元の状態に解除される。そして、前記バルーン４が元の状態に戻ることによって、体腔壁への密着が解除されるので、前記超音波カプセル３はさらに奥方向に導入可能となる。
【００４１】
このように、超音波カプセルを構成する振動子ホルダに超音波振動子とともに振動子制御部を設けたことによって、超音波観測装置観測装置と超音波カプセルとの間の信号の送受信を、超音波カプセル内にスリップリングを設けることなく行うことができる。このことによって、超音波カプセルのさらなる小型化を図れる。
【００４２】
また、駆動モータの配置位置を考慮して振動子ホルダ内に配置固定される振動子制御部の位置を考慮したことによって、超音波カプセルを構成する第１カプセル部と第２カプセル部との重量バランスを均等に図ることができる。このことによって、超音波カプセルが屈曲した体腔内を所望の状態で移動していくことによって所望の超音波診断断層画像を得られる。
【００４３】
なお、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、体腔内への導入が容易で、バルーンを膨縮させての超音波観察を容易に行えるように小型に形成した超音波カプセル内視鏡を備えた超音波カプセル内視鏡システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】超音波カプセル内視鏡システムの構成を説明する図
【図２】超音波カプセル内視鏡を説明する図
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図
【図４】超音波カプセル内視鏡のカプセル部の間隔の変化状態とバルーンの膨縮状態との関係を説明する図
【図５】従来の超音波カプセル内視鏡システムを説明する図
【符号の説明】
１…第１カプセル部
２…第２カプセル部
３…超音波カプセル内視鏡
４…バルーン
５…超音波ユニット
７…超音波観測装置
１０…超音波カプセル内視鏡システム
５１…超音波振動子
５４…振動子ホルダ
６０…駆動モータ
６５…エンコーダ
７０…通信部
７１…送信部
７２…受信部
７３…モータ制御部
７４…エンコーダ制御部
７５…振動子制御部

Claims (2)

1. 超音波走査を行う超音波振動子を備えた超音波カプセル内視鏡と、この超音波カプセル内視鏡との間で信号の送受信を行う超音波観測装置とを具備する超音波カプセル内視鏡システムにおいて、
   前記超音波カプセル内視鏡は少なくとも前記超音波振動子、この超音波振動子を固定する固定部材、この固定部材を回転させる駆動モータ及び前記超音波観測装置との間で信号を送受信する信号送受信手段を備え、
   前記固定部材に前記送受信手段を一体的に配置したことを特徴とする超音波カプセル内視鏡システム。
2. 前記超音波カプセル内視鏡は、端部を略半球形状に形成した第１のカプセル部及び第２のカプセル部を備え、
   前記第１のカプセル部又は第２のカプセル部のうち、一方のカプセル部に超音波振動子を回転駆動させる駆動モータを配設するとき、他方のカプセル部側に前記送受信手段を配設したことを特徴とする請求項１に記載の超音波カプセル内視鏡システム。

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