JP2005080933A

JP2005080933A - カプセル型医療装置

Info

Publication number: JP2005080933A
Application number: JP2003317381A
Authority: JP
Inventors: Manabu Fujita; 学藤田; Masatoshi Homitsu; 政敏穂満
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2003-09-09
Filing date: 2003-09-09
Publication date: 2005-03-31

Abstract

【課題】生体情報を取得する電子回路に対して電力を十分に供給できなくなっても、記録したデータの外部への取り出しを可能にするカプセル型医療装置を提供する。
【解決手段】電池２０の電力により照明及び撮像を行い、撮像した画像情報を不揮発性メモリ部１９に記憶する。電池２０の電気エネルギが消耗しても、体外に排泄後、カプセル装着ユニット３に装着して、発光部９から光給電により、電池２０を充電し、不揮発性メモリ部１９に記憶された画像情報を白色ＬＥＤ１５を発光させることにより、これに対向する受光素子８で受光させるようにして、不揮発性メモリ部１９に記憶された画像情報を確実に取り出せるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は体内に挿入され、体内の画像情報等の生体情報を得るカプセル型医療装置に関する。

近年、患者が飲み込み易いカプセル形状とすることにより、体内を検査し易くしたカプセル型医療装置が提案されている。
例えば、特開平１−３０５９２５号公報には、生体情報取得中に携帯用のストレージを不要にするために、カプセル内部にデータを記録する方式が開示されている。
特開平１−３０５９２５号公報

しかし、カプセル型医療装置における体内通過時間は個人差があり、上記従来例では電池が消耗して、回収後にカプセル内部に記録された情報を読み出せなくなる可能性がある。

（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、生体情報を取得する電子回路に対して電池が十分に電力を供給できなくなっても、記録されたデータを保持し、かつそのデータの外部への取り出しを可能にするカプセル型医療装置を提供することを目的とする。

体内に挿入され、電池を内蔵したカプセル型医療装置において、
電池による電力供給により体内の生体情報を取得する生体情報取得手段と、
前記生体情報取得手段によって得られた生体情報を記憶するための不揮発性記憶手段と、
カプセル外部に前記不揮発性記憶手段の生体情報を送信する伝送手段と、
を具備することにより、途中で電池の電気エネルギが消耗しても不揮発性記憶手段に記憶された生体情報を伝送手段により取り出せるようにしている。

本発明によれば、体内に挿入され、電池を内蔵したカプセル型医療装置において、
電池による電力供給により体内の生体情報を取得する生体情報取得手段と、
前記生体情報取得手段によって得られた生体情報を記憶するための不揮発性記憶手段と、
カプセル外部に前記不揮発性記憶手段の生体情報を送信する伝送手段と、
を具備しているので、途中で電池の電気エネルギが消耗しても不揮発性記憶手段に記憶された生体情報を伝送手段により取り出せる。

以下、図面を参照して本発明の各実施例を説明する。

図１ないし図５は本発明の実施例１に係り、図１は本発明の実施例１を備えたカプセル型医療システムの全体構成を示し、図２は実施例１のカプセル型医療装置の内部構成を示し、図３は不揮発性メモリの構造を示し、図４はカプセル型医療装置により小腸撮影等を行った場合における電池のエネルギ消耗の代表的な特性例を示止、図５は体外に排泄されたカプセル型医療装置により蓄積された画像データを取り出す動作を示す。

図１に示すように本発明の実施例１を備えたカプセル型医療システム１は、飲み込むことにより体内に挿入され、例えば撮像を行う機能を内蔵したカプセル型医療装置（以下、単にカプセルと略記）２と、体外に配置され、このカプセル２に記録（蓄積）された生体情報を取り込むためのカプセル装着ユニット３が着脱自在に接続され、カプセル２で記録した生体情報を記録する記録装置４と、この記録装置４に着脱可能に接続され、生体情報の表示を行う表示装置５とからなり、記録装置４及び表示装置５は体外装置６を形成している。

記録装置４は、画像を表示する機能を有する表示装置５とＵＳＢケーブル７で着脱自在に接続することができ、使用者側で接続或いは非接続を選択して使用できるようにしている。

図１は体内での検査を終えたカプセル２を回収してカプセル装着ユニット３に装着して、このカプセル２内に記録されたデータを記録装置４側に取り込む（吸い上げる）状態で示している。

つまり、カプセル装着ユニット３はカプセル２をその後端側の開口から挿入することによりカプセル２を嵌合して装着可能とする略円筒形状に形成されている。この場合、カプセル２の先端面は、カプセル装着ユニット３の内部に設けた光通信を行うための受光素子８に対向する。また、カプセル２の後端付近の側面は、カプセル装着ユニット３の後端付近の内周面に配置した発光部９に対向し、この発光部９を発光させることにより、カプセル２の後端付近の内部に設けたスイッチ＆光電素子部１０（における光電素子部）に光給電を行い、カプセル２を光通信を行える状態に充電できるようにしている。

カプセル２の構成を図２に示す。
このカプセル２は、カプセル状の密閉された収納容器１１における一方の端部（前端という）は半球状の透明部材で照明＆観察窓１２が形成され、この照明＆観察窓１２の中央部分に対向して対物レンズ系１３がレンズ枠１４に取り付けられて配置されている。このレンズ枠１４の周囲の例えば４箇所には照明手段を構成する発光素子として、例えば白色ＬＥＤ１５が配置されている。

対物レンズ系１３の結像位置には、生体の画像情報を得る画像センサ（或いは撮像素子）として例えばＣＭＯＳセンサ１６が配置されるようにして撮像処理を行う撮像基板１７が配置され、この撮像基板１７の背面側には撮像基板１７により信号処理された信号をＡ／Ｄ変換して圧縮された画像データ（例えばＪＰＥＧデータ）の生成処理をすると共に、光通信する通信処理も行う信号処理基板（信号処理回路ともいう）１８と、圧縮された画像データを記憶する不揮発性メモリ部１９と、白色ＬＥＤ１５、ＣＭＯＳセンサ１６、撮像基板１７，信号処理基板１８等に動作用の電力を供給する複数のボタン型の電池２０とが配置されている。

また、白色ＬＥＤ１５、撮像基板１７、信号処理基板１８、不揮発性メモリ部１９は、フレキシブル基板２１により電気的に接続され、このフレキシブル基板２０は途中で折り曲げられて電池２０の正極と接続された後、後方側に延出された端部は電池２０の負極及びスイッチ＆光電素子部１０と接続されている。

このスイッチ＆光電素子部１０は例えば略円板形状でその中央部にはセンサが搭載され、外部から光照射をすることにより、電池２０の電源のスイッチＯＮができるようにしている（このセンサを後述する図８ではＳＷ１で示す）。なお、収納容器１１におけるセンサに対向する部分は光を通す部材にしている。

また、円板の外周面には、光を受けて起電力を発生する太陽電池等の光電素子部が形成され、その起電力はフレキシブル基板２１を経て電池２０の充電に使用されるようにしている。収納容器１１における光電素子部が形成された部分に対向する部分は光を通す部材にしている。

本実施例では、ＣＭＯＳセンサ１６により撮像された画像データを不揮発性メモリ部１９に記憶して保存する。この不揮発性メモリ部１９は例えば１Ｇバイトの記憶容量を備えた大容量の画像記録デバイスとなっている。
図３はこの不揮発性メモリ部１９の構造例を示す。この場合、図３（Ａ）は側面図を示し、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＡ−Ａ断面で見た平面図である。

図３に示すようにこの不揮発性メモリ部１９は、例えば円板状の３枚の基板２５にそれぞれ角型等の不揮発性メモリチップ２６を実装して、多層化した基板２５間を接続ピン２７により接続するようにしている。なお、例えば最下段の基板２５はフレキシブル基板２１と接続される。

このように本実施例では不揮発性メモリ部１９を多層構造にして、小型化してカプセル２内に収納している。そして、この大容量の不揮発性メモリ部１９によりＣＭＯＳセンサ１６で撮像した画像データの収集を長時間にわたって行えるようにしている。
また、図３に示す不揮発性メモリ部１９を強誘電体メモリで構成しても良い。この場合には、より小型化できる。

体腔内を撮像したカプセル２が体内から排泄された後、洗浄などした後、このカプセル２を図１に示すようにカプセル装着ユニット３に装着する。そして、このカプセル装着ユニット３に装着されたカプセル２を光で給電して、電池２０を充電して再使用できる状態にした後、不揮発性メモリ部１９に保存された画像データを白色ＬＥＤ１５をパルス発光させて記録装置４側に送信して不揮発性メモリ部１９に保存された画像データを外部に送信可能（伝送可能）な構成にしている。

図１に示す記録装置４は、その筐体３１が金属或いは（シールド加工された）プラスティック製で形成され、その内部に電源ブロック３２と、記録処理ブロック３３とが収納されている。
電源ブロック３２には、並列に配置された電池３６ａ、３６ｂと各電池３６ａ、３６ｂにそれぞれ直列に接続されたスイッチ３７ａ、３７ｂと、各電池３６ａ、３６ｂの電圧を監視して、スイッチ３７ａ、３７ｂの一方をＯＮ等する電源監視回路３８と、ＯＮされた電池と接続され、記録処理ブロック３３で必要とされる電圧値の直流電源に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ３９とからなる。
なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ３９の直流電源は記録処理ブロック３３の他に、コネクタ３５を介してカプセル装着ユニット３側の発光部９にも供給できるようにしている。

記録処理ブロック３３は、記録装置４の制御を行うＣＰＵ４０と、カプセル装着ユニット３の受光素子８と接続され、受光素子８によりカプセル装着ユニット３に装着されたカプセル２と光通信の制御をするＣＰＵ４１と、両ＣＰＵ４０及び４１と接続され、時間管理を行うリアルタイムクロック（ＲＴＣと略記）４２と、光通信によって読み出したデータを一時格納するメモリ（ＳＲＡＭ）４４と、両ＣＰＵ４０及び４１と接続され、メモリ４４に格納するアドレスを設定するアドレスセレクタ４３と、両ＣＰＵ４０及び４１に接続され、ＰＣカードメモリ４５への書き込み制御を行うＰＣカードコントローラ４６と、このＰＣカードコントローラ４６に接続されたＰＣＭＣＩＡスロット４７と、このＰＣＭＣＩＡスロット４７に着脱可能に接続され、読み出されて復調された画像データ（ＪＰＥＧデータ）等を格納するＰＣカードメモリ４５と、記録装置４に表示装置５がＵＳＢケーブル７で接続されている場合に、ＵＳＢケーブル７を介してデータを表示装置５に転送する処理を行うＵＳＢドライバ４８と、表示装置５の接続を電圧を利用して検出する（記録装置４と表示装置５の接続を検知する検知手段としての）電圧検出回路４９と、ＣＰＵ４１等に基準となるクロックを供給する発振器（ＯＳＣ）５０とを有する。

そして、ＣＰＵ４０は電圧検出回路４９による電圧（の信号）レベルにより表示装置５の接続の有無を判断し、その判断結果に対応して、ＵＳＢドライバ４８に設けたクロックゲート４８ａにゲート開閉の制御信号を送り、ＵＳＢドライバ４８の動作を制御する。

つまり、所定の電圧が検出されて表示装置５が接続されている状態ではクロックゲート４８ａを開き、ＵＳＢドライバ４８にクロックＣＬＫが供給される状態にしてＵＳＢドライバ４８を動作状態に設定する。そして、ＣＰＵ４０はカプセル２から読み出した画像データをＰＣカードメモリ４５に記録すると共に、ＵＳＢドライバ４８を介して表示装置５側に送信する。

逆に所定の電圧が検出されないで表示装置５が接続されていない状態では、ＣＰＵ４０はクロックゲート４８ａを閉じ、ＵＳＢドライバ４８にクロックＣＬＫが供給されない待機状態にしてＵＳＢドライバ４８による電力消費を低減する制御を行う。また、この場合にはＣＰＵ４０はカプセル２から転送されたデータをＰＣカードメモリ４５に記録することになる。

このように本実施の形態では、記録装置４と表示装置５とを別体とし、データを伝送する伝送手段としてのＵＳＢケーブル７で着脱可能とすることにより、カプセル２に対して記録装置４のみで使用できるようにすると共に、記録装置４と表示装置５とを接続した状態でも使用できるようにして使い勝手を向上している。
また、両装置間の伝送手段としてのＵＳＢケーブル７の接続の有無に応じて、記録装置４は上述したように異なる動作モードで動作するようにしている。

一方、表示装置５は、記録装置４のＵＳＢドライバ４８とＵＳＢケーブル７で接続され、ＵＳＢドライバ４８側から送信される画像データとしてのＪＰＥＧデータを受け取るＵＳＢレシーバ５１と、このＵＳＢレシーバ５１とバスを介して接続され、画像データの伸張処理等や表示装置５の動作制御を行うＣＰＵ５２と、このバスに接続され、画像データの一時記憶やＣＰＵ５２の作業エリアとして使用されるメモリ（具体的にはＳＤＲＡＭ）５３と、このバスに接続され、ＣＰＵ５２により伸張処理された画像データに対して画像表示のための映像信号（例えばＲＧＢビデオ信号）に変換する処理を行う映像信号発生回路５４と、この映像信号発生回路５４の出力端に接続され、映像信号としての例えばＲＧＢビデオ信号が入力されることにより、対応する画像を表示するモニタ５５と、ＵＳＢケーブル７にその一端が接続されることにより記録装置４側で接続の有無を検出可能とする電圧を発生する電圧発生回路５６とを有する。

そして、上述のように、この表示装置５がＵＳＢケーブル７により記録装置４に接続されていると、記録装置４側から画像データが表示装置５に送られる。そして、表示装置５ではＪＰＥＧデータを伸張して、モニタ５５に表示できるようにしている。

本実施例では、カプセル２には大容量で不揮発性の記憶手段として不揮発性メモリ部１９を搭載し、電池２０による電力供給のもとで動作する撮像素子により撮像した画像情報を不揮発性メモリ部１９に蓄積する動作を電池による電気エネルギでカプセル２が体内中に存在する時間行う。

この場合、カプセル２が体内にある時間は個人差があり、電池２０の電気エネルギが撮像動作を行えなくなる場合もあるが、体外に排泄された場合には、光照射による光給電により電池２０を充電して、光通信により不揮発性メモリ部１９に蓄積された画像情報を取り出すことができるようにしていることが特徴となっている。

次に本実施例による動作を説明する。
カプセル２で体内を検査する場合、カプセル２の後端に光を照射してカプセル２のスイッチ＆光電素子部１０におけるスイッチをＯＮにする。このスイッチをＯＮにすることにより、カプセル２内の電池２０から各部に電力が供給されるようになる。

そして、白色ＬＥＤ１５は、予め設定された所定の時間間隔、例えば１秒間に１、２回パルス的に発光し、またＣＭＯＳセンサ１６は白色ＬＥＤ１５の発光に同期して撮像を行い、撮像した画像が信号処理基板１８により圧縮されて不揮発性メモリ部１９に格納される。

このように電源が投入されると、間欠的に白色ＬＥＤ１５がパルス発光することになるので、カプセル２が動作状態になったことを確認することができる。従って、患者はこのカプセル２を口から飲み込む。

飲み込まれたカプセル２は、蠕動運動等により、食道を通り、その後に胃を通過しさらに小腸側に移動する。そして、所定の時間間隔で照明及び撮像を行い、撮像された画像は圧縮されて順次不揮発性メモリ部１９に格納される。

図４はカプセル２により体腔内を撮像した場合における電池２０の電圧降下の様子を示す。図４の場合には、電池２０は初期状態では４．７Ｖであったのが、照明及び撮像等に電気エネルギが使用されることによりゆっくりと電圧降下し、例えば１０時間程度の後に急に下がり始めて電源ＯＦＦにされたのに等しい状態となり、撮像等の動作は停止状態となる。

したがって、個人差もあるが、カプセル２が体外に排泄されるまでに、例えば１０時間以内であると、排泄される時まで撮像等の動作を行う。
一方、体外に排泄されるまでに１０時間以上経過すると、体外に排泄される前に撮像等の動作が停止することになる。

カプセル２が体外に排泄される場合には便器等に金属探知器をセットしておくことにより、カプセル２を構成する電池２０等の金属を金属探知器が検出することにより排泄の際にカプセル２を検出することができ、回収具等でカプセル２を回収する。金属探知器等によるカプセル２の回収方法としては、例えば特願２００３−０６０１５２号に記載されている回収装置を利用することができる。
回収されたカプセル２を洗浄及び滅菌処理した後、図１に示すカプセル装着ユニット３にセットする。

そして、カプセル装着ユニット３等に設けた図示しないスイッチを操作して、発光部９を発光させる。発光部９により発光された光は対向するスイッチ＆光電素子部１０の光電素子部を構成する太陽電池により受光され、起電力を発生し、電池２０を充電する。この場合、電池２０は充電可能な２次電池である。

電池２０が光通信を行う動作に必要な電圧以上になると、カプセル２内の信号処理基板１８は、白色ＬＥＤ１５を所定パターンで発光させ、その後に不揮発性メモリ部１９に蓄積した画像データの送信動作を白色ＬＥＤ１５の光で開始する。送信する場合、デジタル信号、例えばＮＲＺ符号で伝送する。

この場合の画像データの送信動作は図５のようになる。
ステップＳ１に示すように発光部９の発光動作が開始すると、記録装置４のＣＰＵ４１はカプセル２と光通信（より具体的にはカプセル２側からの光送信を受ける光受信）を行う待機状態に記録装置４側を設定する。つまり、受光素子８から光電変換された信号のレベルが所定レベル以上で検出されるか否かを判断する状態となる。

さらに、ステップＳ３に示すようにＣＰＵ４１は、受光素子８の出力信号に対して所定パターンの信号を検出したか否かの判断を行い、所定パターンの信号を検出してない場合にはこの動作を続行する。

一方、所定パターンの信号を検出した場合には、ステップＳ４に示すように所定パターンの信号後に、送信される信号データをＰＣカードメモリ４５等に記録する。
そして、ステップＳ５に示すように信号データの終了か否かを判断し、終了でない場合にはステップＳ４に戻り、信号データの終了符号を検出すると、データ記録の動作を終了する。

本実施例によれば、カプセル２に内蔵された電池２０の電気エネルギが途中でなくなっても、光照射で充電しカプセル２に蓄積された生体情報としての画像データを光送信できる構成にしているので、カプセル２に蓄積された生体情報を確実に取り出すことができる。

また、撮像した画像情報を無線で送信するような動作を行わなくても済むので、電池２０の電気エネルギの消耗を抑制でき、長時間の撮像動作が可能となる。
なお、上述の説明において、光照射により光電素子部で発生した起電力により電池２０を充電しても良いが、カプセル２にコンデンサを内蔵して前記起電力でコンデンサをチャージして光送信を行う電源に利用しても良い。

次に本発明の実施例２を図６ないし図９を参照して説明する。図６は本発明の実施例２を備えたカプセル型医療システムの全体構成を示し、図７は電池のエネルギ消耗の特性例及び残り電源で光通信を行う概略を示し、図８はスイッチ部及びその周辺の回路構成を示し、図９は撮像及び光伝送の動作を示す。

本実施例は以下に説明するように外部からの給電を行わないでも、蓄積された情報の取り出し（伝送）ができるように、その情報の伝送に必要となる電気エネルギを残すように生体情報の取得に使用される電池による電気エネルギの消費を制限する。

図６は実施例２を備えたカプセル型医療システム１Ｂの構成を示す。本実施例は、基本的には実施例１のカプセル２におけるスイッチ＆光電素子部１０の代わりに図７に示す構成のスイッチ部６１とし、さらにブザー６２を設けたカプセル２Ｂと、図１のカプセル装着ユニット３における発光部９を設けてないカプセル装着ユニット３Ｂとを備えた構成にしている。

つまり、本実施例では、スイッチ部６１により、後で光通信に行うのに必要とされる電気エネルギ状態を確保した状態で、生体情報（より具体的には画像情報）の採集を停止させるように制御する。また、生体情報の採集して記録した後は、記録情報の有無を判断して、光通信の動作を行うように制御する。
また、ここで使用される電池２０は、連続使用を停止して時間をおくと、その停止した時の電圧よりも高い電圧に自己復帰する機能を持つものが採用されている。この特性は必ず必要とされるものでない。

つまり、本実施例では図７に示すように電池２０の電圧が例えば２．０Ｖで電源ＯＦＦになるように設定している。そして、排泄後において再びスイッチ部６１に光を照射して電源スイッチをＯＮし、電源ＯＦＦ時より高い電圧に復帰した電池２０により光通信で記録された情報を記録装置に送信する動作を行うようにする。

図８はスイッチ部６１周辺の回路構成を示す。
電池２０の負極はＧＮＤに接続され、正極は抵抗Ｒ１及び光の照射でＯＮするセンサスイッチＳＷ１及び抵抗Ｒ２を介してＧＮＤに接続されると共に、ＬｏｗレベルでＯＮする（ＰチャンネルＦＥＴ等の半導体スイッチで構成された）スイッチＳＷ２（具体的にはＦＥＴスイッチ）及び信号処理基板１８によりＯＮ／ＯＦＦ制御されるスイッチＳＷ５を介して撮像素子と接続される。

このスイッチＳＷ５は信号処理回路１８によりＯＮ／ＯＦＦが制御される。つまり、センサスイッチＳＷ１が初めてＯＮされたような場合には、このスイッチＳＷ５をＯＮにし、不揮発性メモリ部１９にＣＭＯＳセンサ１６で撮像した情報を格納した後に、センサスイッチＳＷ１がＯＮされた場合にはこのスイッチＳＷ５をＯＦＦにする。

また、抵抗Ｒ１とセンサスイッチＳＷ１との接続点はスイッチＳＷ２のスイッチ制御端（具体的にはＦＥＴのゲート）に接続されると共に、ＨｉｇｈレベルでＯＮするスイッチＳＷ３を介してＧＮＤと接続されている。このスイッチＳＷ３の制御端にはスイッチＳＷ２の出力端の電圧を抵抗Ｒ３及びＲ４で分圧した分圧電圧Ｅが印加される。

本実施例では、抵抗Ｒ３及びＲ４はその抵抗値が共に同じ抵抗値、例えば５ｋΩに設定されており、スイッチＳＷ３は１Ｖのしきい値以下でＯＮからＯＦＦになる。つまり、電池２０の電圧が２．０Ｖ以下になると、スイッチＳＷ３はＯＦＦになる。

また、抵抗Ｒ３と並列に抵抗Ｒ５及びスイッチＳＷ４が接続され、このスイッチＳＷ４は信号処理基板１８の出力信号でＯＮ／ＯＦＦ制御される。信号処理基板１８はＳＷ１がＯＮされた場合、不揮発性メモリ部１９にある程度以上（動作確認の試し記録情報より大きい情報量）の情報が格納されているか否かを確認して、格納されていない場合にはスイッチＳＷ４をＯＦＦとし、ある程度以上の情報が格納されている場合にはＯＮにする制御を行う。

また、スイッチＳＷ２の出力端には定電圧化回路６４を設けてこの定電圧化回路６４により一定電圧にした電圧を信号処理回路１８及び不揮発性メモリ部１９に供給して、その動作を安定化している。さらにこのスイッチＳＷ２の出力端には照明手段を構成する２つの直列接続した白色ＬＥＤ１５ａ、１５ｂがスイッチＳＷ６を介し、さらに抵抗Ｒ６を介してＧＮＤに接続されると共に、２つの直列接続した白色ＬＥＤ１５ｃ、１５ｄがスイッチＳＷ７を介し、さらに抵抗Ｒ６を介してＧＮＤに接続されている。

これらのスイッチＳＷ６，ＳＷ７は信号処理回路１８により制御される。
つまり、ＣＭＯＳセンサ１６で撮像を行う場合には、全ての白色ＬＥＤ１５ａ〜１５ｄを同時に発光させる。一方、撮像を行った後、体外に排泄されて光通信を行う場合には、不揮発性メモリ部１９から読み出した画像データに応じてスイッチＳＷ６のみを発光駆動する。

次に本実施例の動作を説明する。
まず、図８を参照してカプセル２内のスイッチ部６１の動作を説明する。最初に、つまり１回目の電源投入による動作は以下のようになる。
センサスイッチＳＷ１に光を照射することによって、このセンサスイッチＳＷ１はＯＮする。

すると、スイッチＳＷ２のゲートの電圧がＬｏｗになって、このスイッチＳＷ２がＯＮする。
また、電池２０の初期電圧は図７に示したように２．０Ｖよりも十分に高いので、分圧電圧Ｅは１．０Ｖよりも高くなり、スイッチＳＷ３がＯＮになり、以後はセンサスイッチＳＷ１に光が当たっていなくても、スイッチＳＷ２はＯＮを維持する。

信号処理回路１８は不揮発性メモリ部１９の内容を読み込み、撮影モード（撮像モード）であることを認識し、スイッチＳＷ５をＯＮにして、撮像素子への給電を行うとともにスイッチＳＷ６、スイッチＳＷ７をＯＮにして照明手段としての白色ＬＥＤ１５ａ〜１５ｄを点灯する。

このようにして、照明素子及び撮像素子で撮像モードで体腔内を撮像することになり、撮像された画像データは信号処理回路１８により圧縮されて不揮発性メモリ部１９に記憶される。体腔内を照明及び撮像した場合、図７に示すように長時間の使用により、電池２０の電圧は徐々に降下する。

そして、電池２０による電源電圧が２．０Ｖより低くなると、スイッチＳＷ３のゲート電圧、つまり分圧電圧Ｅが１Ｖより低くなって、スイッチＳＷ３がＯＦＦになる。
すると、スイッチＳＷ２のゲート電圧がＨｉｇｈになり、このスイッチＳＷ２がＯＦＦになる。そして、撮像モードの機能が停止する。

この後はカプセル２は体内では撮像を行わない状態となり、実施例１で説明したように体外に排泄されるのを金属探知器などにより検出し、洗浄及び滅菌処理した後、カプセル装着ユニット３Ｂに装着する。そして、以下に説明するように２回目の電源投入による動作となる。

センサスイッチＳＷ１に光を照射することによって、このセンサスイッチＳＷ１はＯＮする。
また、センサスイッチＳＷ１のＯＮによりスイッチＳＷ２のゲートの電圧がＬｏｗになってスイッチＳＷ２がＯＮする。

すると、信号処理回路１８には動作用の電圧が供給されて、（図９を参照して後述するように）不揮発性メモリ部１９に情報が書き込まれているか否かの判断により、撮像モードの動作で情報が書き込まれている場合には、伝送モードであると判断してスイッチＳＷ４をＯＮにする。

このスイッチＳＷ４がＯＮになると、スイッチＳＷ３のゲートに印加される分圧電圧Ｅは（最初の撮像モードの場合よりも）大きな分圧比の電圧で印加されることになる。本実施例では抵抗Ｒ５は例えば５ｋΩであり、電源電圧の２／３に分圧した分圧電圧ＥがスイッチＳＷ３のゲートに印加される。

従って、この場合にはスイッチＳＷ３は電池２０の電圧が１．５Ｖ以下に低下するまで、ＯＮとなる。このスイッチＳＷ３がＯＮとなることで、スイッチＳＷ１に光が当たっていなくても、スイッチＳＷ２はＯＮを維持する。

また、上記のように信号処理回路１８は不揮発性メモリ部１９の内容を読み込み、伝送モードであることを認識すると、スイッチＳＷ５をＯＦＦとして撮像素子へ電源を供給しない状態を維持する。

その後、信号処理回路１８はこれらのスイッチＳＷ４、ＳＷ５等をＯＮ，ＯＦＦして２回目の電源投入による初期動作が終了すると、不揮発性メモリ部１９に記憶された情報の伝送を開始すべく、例えばブザー６２を鳴らす。その後、実際に不揮発性メモリ部１９に記憶された情報に応じて、スイッチＳＷ６のみをＯＮ、ＯＦＦして光送信することになる。

この様子の概略を図７でも示す。電池電圧が２．０Ｖ以下に低下すると、電源ＯＦＦとなり撮像を停止する。そして、排泄されたカプセル２Ｂを洗浄などした後、光を照射することにより、センサスイッチ（図７では例えばフォトＭＯＳセンサスイッチ）をＯＮして、上記のように電源がＯＮされる。電源ＯＮすると、ブザー６２が駆動され、ブザー６２による告知の後に電池２０による残電源で光通信で不揮発性メモリ部１９に記憶された情報を送信する。送信された情報はＰＣカードメモリ４５に格納されることになる。

ブザー６２による音での告知後に光通信で不揮発性メモリ部１９に記憶された情報を送信する代わりに実施例１で説明したようにカプセル装着ユニット３Ｂにカプセル２Ｂが装着された場合に伝送モードの待機状態となり、受光素子８を介して所定パターンの開始信号を受け取ると、その後に送られる信号をＰＣカードメモリ４５に格納するようにしても良い。この場合には図５のステップＳ２以降に示したとほぼ同様になる。
なお、抵抗Ｒ５とスイッチＳＷ４は信号処理回路１８内に収めるようにしても良い。

図９は電源投入した場合における撮像モード及び伝送モードとの両モードにわたる動作を示すフローチャートを示す。

電源が投入されると、ステップＳ１１に示すように信号処理回路１８は不揮発性メモリ部１９の内容を読み込む。この場合、不揮発性メモリ部１９の全領域は工場出荷時に、００ｈにより初期化されている。
そして、ステップＳ１２に示すように信号処理回路１８は不揮発性メモリ部１９の内容を読み出すことにより、画像データが書き込まれているか（により伝送モードか）の判断を行う。

そして、画像データが書き込まれていない、つまり伝送モードでないと判断すると、ステップＳ１３に示すように撮影（撮像）モードで撮像を行う。ステップＳ１４に示すように撮像を行った画像データは不揮発性メモリ部１９に書き込まれる。そして、ステップＳ１５に示すようにスイッチＳＷ３により電源電圧が２．０Ｖ以下か否かの判断が行われており、電源電圧が２．０Ｖ以下でない場合にはステップＳ１３に戻り、撮影及び画像データの書き込み動作を繰り返す。

これに対して電源電圧が２．０Ｖ以下になると、スイッチＳＷ３がＯＦＦとなり、このスイッチＳＷ３のＯＦＦによってスイッチＳＷ２もＯＦＦとなり、電池２０からの電源供給がＯＦＦとなり、撮像を停止する。

一方、ステップＳ１２の判断において、画像データが書き込まれている場合には、伝送モードであると判断して、ステップＳ１６に進む。このステップＳ１６において、不揮発性メモリ部１９と伝送回路系に通電される。つまり、図８において、撮像素子側への通電は行われないで、信号処理回路１８，不揮発性メモリ部１９及び一部の白色ＬＥＤのみが通電される状態となる。

そして、次のステップＳ１７に示すように不揮発性メモリ部１９に蓄積されたデータが光通信で伝送する処理が行われ、全てのデータの伝送が終了するとこの動作も終了することになる。

本実施例によれば、予め光通信で不揮発性メモリ部１９に記憶された情報を読み出すのに必要となる電気エネルギを電池２０に残すようにして、撮像等の生体情報を得るようにしているので、カプセル２Ｂを回収した場合に給電を行わなくても記憶された情報を迅速に読み出すことが可能である効果がある。
その他は第１の実施の形態と同様にカプセル２Ｂに記憶された情報を確実に取り出すことができる。

次に本発明の実施例３を図１０及び図１１を参照して説明する。図１０は本発明の実施例３におけるスイッチ部の回路構成を示し、図１１は電源ＯＮした場合の全体的な動作内容を示す。
本実施例を備えたカプセル型医療システムは図６において、カプセル２Ｂのスイッチ部６１の一部の構成を変更したスイッチ部６１Ｂを採用した構成にしている。

図１０に示す本実施例におけるスイッチ部６１Ｂは、図８のスイッチ部６１において、さらに抵抗Ｒ４に並列にメカニカルスイッチＳＷ８を設けると共に、スイッチＳＷ２の出力端の電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータ７１を設け、このＡ／Ｄコンバータ７１でＡ／Ｄ変換して電池２０の電圧を信号処理回路１８で検出するようにしている。
本実施例は図６に示したカプセル２Ｂとスイッチ部６１Ｂの構成が一部異なるため、本実施例におけるカプセルを２Ｃとして説明する。

本実施例では、電源ＯＮした後、強制的に電源ＯＦＦにすることができるメカニカルなスイッチＳＷ８を設けている。
例えば、カプセル２Ｃを飲み込む前にその動作を確認するために一旦電源ＯＮにし、正常に動作することの確認を行った後にメカニカルなスイッチＳＷ８により強制的に電源ＯＦＦにすることができる。

つまり、センサスイッチＳＷ１に光を照射して、カプセル２Ｃが正常に動作することを確認した後、すぐにこのカプセル２Ｃを飲み込む場合には電源をＯＦＦにする必要はないが、すぐには使用しない場合には電源をＯＦＦにできることが望ましい。このような場合、手動等で一時的にスイッチＳＷ８をＯＮにすることにより、スイッチＳＷ３がＯＦＦとなり、さらにスイッチＳＷ２もＯＦＦして電源ＯＦＦとすることができるようにしている。

また、このように試験的に電源ＯＮにすると、不揮発性メモリ部１９の一部に画像データが蓄積されることになる。このため、電源を投入した場合、単に不揮発性メモリ部１９に画像データがあるだけでは、伝送モードにして良いか否かの判断がつかめない。

そのために本実施例では、Ａ／Ｄコンバータ７１を設けて信号処理回路１８により電源電圧を監視して、（撮像を停止する直前の電源電圧となる）２．１Ｖになったら、不揮発性メモリ部１９の先頭アドレスに０１ｈ（撮像動作済みのフラッグ）を書き込むようにする。電源を撮像を停止する直前の電圧に至る値で撮像動作済みの符号を記録することにより、長い時間撮像を行えるようにすると共に、伝送モードに入るための判断を正確に行う。

このようにすることにより、電源を投入した場合、信号処理回路１８は不揮発性メモリ部１９の先頭アドレスに０１ｈが記憶されているか否かを判断して、伝送モードに設定して良いか否かの判断を確実に行える。

図１１は本実施例における動作のフローチャートを示す。このフローチャートは図９のフローチャートにおいて、ステップＳ１２における画像データが書き込まれているかの判断の代わりに、ステップＳ１２′に示すように先頭領域の値が０１ｈかにより伝送モードかの判断を行う。そして、伝送モードでない場合にはステップＳ１３に進み、伝送モードの場合にはステップＳ１６に移る。

また、ステップＳ１４の次にステップＳ２１を行うようにしている。このステップＳ２１では、信号処理回路１８は電池電圧が２．１Ｖ以下か否かを判断する。
そして、電池電圧が２．１Ｖ以下でない場合にはステップＳ１３に戻る。一方、電池電圧が２．１Ｖ以下になると、ステップＳ２２に進み、信号処理回路１８は（不揮発性メモリ部１９の先頭に）０１ｈを書き込み済みかの判断を行う。

そして、書き込み済みでない場合にはステップＳ２３に示すように信号処理回路１８は不揮発性メモリ部１９の先頭に０１ｈを書き込み、ステップＳ１５に移る。また、ステップＳ２２の判断において、書き込み済みの場合にもステップＳ１５に移る。

上記のようにステップＳ１５では、スイッチＳＷ３により電池電圧が２．０以下か否かの判断を行い、電池電圧が２．０以下でない場合にはステップＳ１３に戻る。一方、電池電圧が２．０以下の場合には、この動作を終了する。

なお、このフローチャートの動作において、ステップＳ２１の判断において、電池電圧が２．１Ｖ以下の場合には不揮発性メモリ部１９の先頭に０１ｈを書き込み、撮像動作を終了するようにしても良い。

本実施例によれば、カプセル２Ｃを飲み込む前に正常に動作するか否かを確認して、その後に電源をＯＦＦにしたような場合においても、次に電源を投入した場合にも伝送モードと誤って判断するようなことがなく、より確実な動作を行わせることができる。
その他は実施例２と同様の効果を有する。

なお、この他に動作時間を監視して、例えば８時間経過後に不揮発性メモリ部１９の先頭領域の０１ｈを書き込むようにしても良い。
また、画像の明るさを監視して、所定レベルよりも暗くなった時に電圧低下が起こったと判断して、不揮発性メモリ部１９の先頭領域の０１ｈを書き込むようにしても良い。

また、動作確認のために試験的に電源をＯＮにして撮像を行う場合には、撮像されて記録されるデータ量は比較的に小さいので、例えばアドレスの先頭側から順次記録する場合には、例えば中央付近のアドレスに対応する記録領域にデータが書き込まれているか否かを判断して、記録されている場合には伝送モードと判断しても良い。

次に本発明の実施例４を図１２を参照して説明する。図１２は本発明の実施例４におけるカプセル２Ｄの概略の構成を示す。図１２において、矢印は電源供給を示す。
電池２０から給電により白色ＬＥＤ１５を点灯して、照明する。照明された体腔内の部位はＣＭＯＳセンサ１６により撮像され、撮像された信号は信号処理回路８０によりデジタル信号に変換され、圧縮処理を施された後、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ８１に書き込まれる。

電池２０の寿命が尽きるまで、撮影と書き込みを繰り返し、排泄後にカプセル２Ｄに設けた光電変換素子８２に光を当てることで、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ８１から画像データを読み取り、白色ＬＥＤ１５の発光による光通信で体外に送信する。

なお、光電変換素子８２からの電力は信号処理回路８０内のＮＡＮＤ型フラッシュメモリ８１から画像データを読み込み、読み込んだデータに応じて白色ＬＥＤ１５の点灯を制御する回路にのみ供給される。
本実施例は実施例１とほぼ同様の効果を有する。

光電変換素子８２は電磁誘導で起電力を得るデバイスや、温度差から起電力を得るデバイスなどに置き換えてもよい。また、カプセル側にコイルを内蔵し、電磁誘導でコイルに起電力を発生させ、電池２０を充電したり、コンデンサをチャージして光通信を行えるようにしても良い。また、光通信でなく、ＲＦ回路による微弱な電波で記憶した情報を送信するようにしても良い。

また、記憶した情報を送信する場合、給電と送信を交互に行うようにしても良い。

また、撮像等の生体情報を得る場合に使用する電池２０の他に、光通信など、不揮発性メモリ部１９に記憶された情報を外部に伝送する場合に使用する専用電池を内蔵し、不揮発性メモリ部１９に記憶された情報を外部に伝送する場合には専用電池で行うようにしても良い。
なお、上述した実施例では撮像を行う撮像センサにより生体情報を得る場合で説明したが、ｐＨセンサでｐＨ情報を得るものでも良い。また、薬剤を収納して、薬剤の散布を行うことにより治療や処置を行うようにしても良い。

また、排泄検出を行う場合、カプセルの外部からの探知コイルなどを利用した金属探知器や、カプセル側からＲＦ信号で発振させることによりカプセルを検知できるようにしても良い。また、カプセルの外周面に蛍光塗料を塗布して、検出し易くしても良い。
また、上述した各実施例等を部分的に組み合わせる等して構成される実施例も本発明に属する。

［付記］
１．体内に挿入され、電池を内蔵したカプセル型医療装置において、
電池による電力供給により体内の生体情報を取得する生体情報取得手段と、
前記生体情報取得手段によって得られた生体情報を記憶するための記憶手段と、
カプセル外部に前記記憶手段の生体情報を送信する伝送手段と、
少なくとも前記伝送手段と前記記憶手段にカプセル外部から電力を供給する外部給電手段と、
を具備するカプセル型医療装置。

２．体内に挿入され、電池を内蔵したカプセル型医療装置において、
電池による電力供給により体内の生体情報を取得する生体情報取得手段と、
前記生体情報取得手段によって得られた生体情報を記憶するための不揮発性記憶手段と、
カプセル外部に前記不揮発性記憶手段の生体情報を送信する伝送手段と、
前記不揮発性記憶手段の生体情報を送信するための電気エネルギを残すように前記電池による電力消費を制限する制限手段と、
を具備することを特徴とするカプセル型医療装置。

３．体内に挿入され、電池を内蔵したカプセル型医療装置において、
電池による電力供給により体内の生体情報を取得する生体情報取得手段と、
前記生体情報取得手段によって得られた生体情報を記憶するための不揮発性記憶手段と、
体内での生体情報の取得後に、体外に回収された状態で、カプセル外部に前記不揮発性記憶手段の生体情報を送信する伝送手段と、
を具備するカプセル型医療装置。

電池を内蔵し、体内に挿入されて体内を撮像等して得た生体情報を不揮発性記憶手段に記憶し、外部に排泄された後に不揮発性記憶手段に記憶された生体情報を光伝送等により確実に取り出せるようにして診断等に利用できるようにした。

本発明の実施例１を備えたカプセル型医療システムの全体構成図。本実施例のカプセル型医療装置の内部構成を示す断面図。不揮発性メモリの構造を示す図。カプセル型医療装置により小腸撮影等を行った場合における電池のエネルギ消耗の代表的な特性例を示す図。体外の排泄されたカプセル型医療装置をカプセル装着ユニットに装着して蓄積された画像データを取り出す処理手順の動作を示すフローチャート図。本発明の実施例２を備えたカプセル型医療システムの全体構成図。電池のエネルギ消耗の特性例及び残り電源で光通信を行う概略の説明図。スイッチ部及びその周辺の構成を示す回路図。撮像及び光伝送の動作を示すフローチャート図。本発明の実施例３を備えたスイッチ部及びその周辺の構成を示す回路図。電源ＯＮした場合の動作を示すフローチャート図。本発明の実施例４のカプセル型医療装置の概略の構成図。

符号の説明

１…カプセル型医療システム
２…カプセル（型医療装置）
３…カプセル装着ユニット
４…記録装置
５…表示装置
６…体外装置
７…ＵＳＢケーブル
８…受光素子
９…発光部
１０…スイッチ＆光電素子部
１１…収納容器
１３…対物レンズ系
１５…白色ＬＥＤ
１６…ＣＭＯＳセンサ
１８…信号処理回路（基板）
１９…不揮発性メモリ部
２０…電池
３２…電源ブロック
３３…記録処理ブロック
４０，４１，５２…ＣＰＵ
４５…ＰＣカードメモリ
４８…ＵＳＢドライバ
５１…ＵＳＢレシーバ
５５…モニタ
代理人弁理士伊藤進

Claims

体内に挿入され、電池を内蔵したカプセル型医療装置において、
電池による電力供給により体内の生体情報を取得する生体情報取得手段と、
前記生体情報取得手段によって得られた生体情報を記憶するための不揮発性記憶手段と、
カプセル外部に前記不揮発性記憶手段の生体情報を送信する伝送手段と、
を具備することを特徴とするカプセル型医療装置。
前記不揮発性記憶手段に記録済みであることを示す符号を書き込む書き込み手段を具備することを特徴とする請求項１記載のカプセル型医療装置。
体内に挿入され、電池を内蔵したカプセル型医療装置において、
電池による電力供給により体内の生体情報を取得する生体情報取得手段と、
前記生体情報取得手段によって得られた生体情報を記憶するための不揮発性記憶手段と、
カプセル外部に前記不揮発性記憶手段の生体情報を送信する伝送手段と、
少なくとも前記伝送手段と前記不揮発性記憶手段にカプセル外部から電力を供給する外部給電手段と、
を具備することを特徴とするカプセル型医療装置。
前記外部給電手段が光電変換素子による光給電であることを特徴とする請求項３記載のカプセル型医療装置。