JP2005130943A - カプセル型医療装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 送信アンテナ及び電力受信アンテナを備え、小型化できるカプセル型医療装置を提供する。
【解決手段】 円筒状のコイル芯２４に導線を数回程度巻回したものと、多数回巻回したものとで送信コイル２５と受電コイル２６とを同じコイル部材２７上に形成し、かつこの受電コイル２６の内側には磁性体筒体２８を配置している。送信コイル２５は撮像素子３３による画像データを高い伝送レートで伝送するのに適した高周波用の送信アンテナとして機能し、受電コイル２６はそのコイル断面積が大きく、かつ巻き線数も多く、低周波の交流磁界に対して交流電力を効率良く発生できる機能を持つようにしている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、生体内の挿入され、生体情報を生体外部に送信するカプセル型医療装置に関する。

近年、カプセル形状にして口部から飲み込むことにより、体腔内を撮像等することができる各種のカプセル型医療装置が提案されている。
例えば、特開２００１ー２２４５５１号公報の従来例では、カプセル型医療装置の内部にフレキシブル基板の面上に形成した受電アンテナ（電力受信アンテナ）を収納したものを開示している。そして、この受電アンテナにより体外から送信される電力を受信してカプセル型医療装置の内部の電源として利用するようにしている。
特開２００１ー２２４５５１号公報

電磁誘導を活用し電力供給を行う場合、カプセル型医療装置に設けるコイルの断面積と、巻き数の積を大きくした方が効率良く電力を受けることができる。しかしながら上記特開２００１ー２２４５５１号公報の従来例では、フレキシブル基板内で往復させるようにして受電アンテナが形成され、受電アンテナの反対側の面にはシールド面が形成されるようにしてあるので、信号伝送に適した高周波用のものであり、電磁誘導を利用した比較的周波数の低い周波数帯では交流電力を発生する機能が非常に低い。
また、カプセル型医療装置によりデータを送信する場合、データの伝送効率を考慮すると、生体での電磁波の減衰が大きくなるが、高い周波数の方が有利となる。
しかしながら従来例では、このような状況に十分に対応した構成ではなかった。

（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、送信アンテナ及び電力受信アンテナを備え、小型化できるカプセル型医療装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、データ伝送に適する送信アンテナと電力受信に適した電力受信アンテナとを備え、小型化でき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、生体情報を体外に送信するカプセル型医療装置において、
送信アンテナと電力受信アンテナが同一のコイル部材からなることを特徴とする。
上記構成により、送信アンテナと電力受信アンテナとを同一のコイル部材で構成してカプセル型医療装置を小型化している。

本発明によれば、送信アンテナと電力受信アンテナとを同一のコイル部材で構成しているのでカプセル型医療装置を小型化できる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

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等の全体構成を示し、図２は体外ユニットの内部構成を示し、図３はカプセル型医療装置の内部構造及び電気系の構成を示し、図４は変形例における電気系の構成を示し、図５は変形例における動作説明図を示す。
本実施例の目的は、生体情報として、画像データのようにデータ量が大きいデータ伝送に適する送信アンテナと電力受信に適した電力受信アンテナとを備え、小型化できるカプセル型医療装置（より具体的にはカプセル型内視鏡）を提供することを目的とする。

図１（Ａ）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、患者２の口部から飲み込まれることにより体腔内管路を通過する際に体腔内管路内を光学的に撮像した内視鏡画像の画像情報を無線で送信するカプセル型内視鏡の機能を持つカプセル型医療装置３と、このカプセル型医療装置３で送信された信号を患者２の体外に設けたアンテナユニット４により受け、画像を保存する機能を有する、（患者２の体外に配置される）体外ユニット５とを有する。
この体外ユニット５には、画像データを保存するために、ハードディスク１８（図２参照）が内蔵されている。このハードディスク１８は、容量が例えば１ＧＢのコンパクトフラッシュ（Ｒ）等でも良い。

そして、体外ユニット５に蓄積された画像データは検査中或いは検査終了後に図１（Ｂ）の表示システム６に接続して、画像を表示することができる。
つまり、図１（Ｂ）に示すように、この体外ユニット５は、表示システム６を構成するパーソナルコンピュータ（以下、パソコンと略記）７とＵＳＢケーブル８等の通信を行う通信ケーブルで着脱自在に接続される。
そして、パソコン７により体外ユニット５に保存した画像を取り込み、内部のハードディスクに保存したり、表示するため等の処理を行い表示部９により保存した画像を表示できるようにしている。このパソコン７にはデータ入力操作等を行う操作盤としての例えばキーボード１０が接続されている。
図１（Ａ）に示すように、カプセル型医療装置３を飲み込んで内視鏡検査を行う場合には、患者２はシールド機能を持つシールドシャツ１１を着て行う。

このシールドシャツ１１の内側には複数のアンテナ１２が取り付けられたアンテナユニット４が取り付けてあり、このアンテナユニット４は、体外ユニット５に接続される。 そして、体外ユニット５は、このアンテナユニット４により、カプセル型医療装置３により撮像され、それに内蔵された送信コイル２５（図３参照）から送信された信号を受け、このアンテナユニット４に接続された体外ユニット５に撮像した画像を保存するようにしている。この体外ユニット５は、例えば患者２のベルトに着脱自在のフックにより取り付けられる。
また、本実施例では、シールドシャツ１１には、外側表面のシールド部分の内側に交流磁界を発生して、無線給電或いは無線送電するアンテナコイル（送電コイル）１３ａ、１３ｂが肩から側面側に（患者２の身長方向に対して）斜めに形成されると共に、中央部には例えば長方形状に巻回した無線送電或いは無線給電するアンテナコイル１３ｃが正面側と背面側に対向するように形成されている。

これらアンテナコイル１３ａ、１３ｂ、１３ｃも、体外ユニット５に接続される。
また、この体外ユニット５は、例えば箱形状であり、前面には画像表示を行う表示装置としての例えば液晶モニタ１４と、制御操作を行う操作部１５とが設けてある。
図２に示すように、体外ユニット５の内部には、液晶モニタ１４，操作部１５の他に、アンテナ１２に接続される通信回路（無線通信回路）１６と、信号処理を行う信号処理回路１７と、信号処理された画像データを記憶するハードディスク１８と、アンテナコイル１３ａ、１３ｂ、１３ｃに出力する交流電力を発生する（発振回路及び電力増幅回路からなる）交流出力回路１９と、通信回路１６等を制御する制御回路２０と、電源としての電池２１とを備えている。

そして、アンテナコイル１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、交流出力回路１９から供給される交流電力により、交流磁界を発生する。後述するようにこの交流磁界は、人体では減衰の少ない数１００ｋＨｚ以下であり、患者２の体内のカプセル型医療装置３に対して殆ど減衰することなく交流磁界を印加することができるようにしている。
なお、図２において、アンテナ１２は、本実施例では受信のみに使用するが、実施例３においては、送信にも使用する。このため、実施例３では通信回路１６も受信のみでなく、送信にも使用される。
次に図３を参照して、本実施例のカプセル型医療装置３の構成を説明する。図３（Ａ）はカプセル型医療装置３の内部構造を縦断面図で示し、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＡ−Ａ断面を示し、図３（Ｃ）はカプセル型医療装置３の電気系の構成を示す。

図３（Ａ）に示すように本実施例のカプセル型医療装置３は、一体成形樹脂２３により、カプセル形状に形成され、その内部には前記アンテナ１２に画像情報を無線で送信する送信コイル２５と、前記アンテナコイル１３ａ〜１３ｃによる交流磁界を受けて交流電力を発生する受電コイル２６等が埋め込まれるように内設されている。
つまり、この一体成形樹脂２３の内側には、円筒形状のコイル芯２４の円筒外周面に、導線を巻回して送信に用いられる送信コイル２５と体外からの交流電力を受信する電力受信アンテナとしての受電コイル２６とを形成したコイル部材２７が配置されている。
また、このコイル芯２４の円筒内周面には、パーマロイ等の強磁性体材料からなり、磁界を集束する機能、つまり透磁率の高い磁性体筒体２８が配置されている。
また、この円筒状のコイル芯２４の軸に沿って長方形の板形状の基板２９が配置され、この基板２９には電子部品３０が実装され、図３（Ｃ）に示すような所定の機能を持つ回路が形成される。

また、この基板２９の一方の端部には、略円板形状にされ、照明を行うためのＬＥＤ３１（図３（Ｃ）参照）を実装したＬＥＤ基板３１ａが配置され、このＬＥＤ３１の中央に設けた貫通する孔部には光学像を結ぶ対物光学系３２を取り付け、さらにこの対物光学系３２の結像位置に撮像素子３３を配置し、照明手段及び撮像手段を一体化している。
このＬＥＤ基板３１ａの背面には、撮像素子３３の前面がフリップチップ実装される。また、この撮像素子３３は、その背面に設けた電極パッドが基板２９に半田付けにより電気的に接続されている。
また、この基板２９における他方の端部には、略円板形状で蓄電手段としての機能を持つ大容量のコンデンサ３４が配置され、基板２９と電気的に接続されている。

このようにコイル部材２７、その内側に電子部品３０が実装された基板２９、この基板２９の両端に配置されたＬＥＤ基板３１ａ、コンデンサ３４等の部品は、図示しないカプセル形状の中空部を有する金型を用いて一体成形樹脂２３を流し込むようにしてカプセル形状の外形の外装体を有するカプセル型医療装置３が形成される。
本実施例では、上記コイル部材２７は、共通のコイル芯２４の円筒外周面に導線を一方の端部側から、その中央を越えて他方の端部寄りまで巻回して受電コイル２６が形成され、さらに少し間隔を開けて同じ導線を少ない回数同様に巻回して送信コイル２５が形成されている。そして、受電コイル２６の一端と送信コイル２５の一端は共通の端子３５或いは中間電極（図３（Ｃ））となっている。

このように本実施例では、送信コイル２５と受電コイル２６とをコイル芯２４の外周面に巻回する巻き線の数を少ない巻き線数のものと十分に多数の巻き線数のものとによりそれぞれ形成し、この場合少ない巻き線数で形成した送信コイル２５は、データ伝送に適した高周波帯（数１０ＭＨｚ以上）に対応したものとし、かつ受電コイル２６は周波数の低い交流磁界に対して交流電力を効率良く発生できるようにその巻き線数も大きく（かつその断面積も大きく）していることが特徴となっている。
そして、本実施例では両方の機能を単一のコイル部材２７により形成することにより、カプセル型医療装置３を小型化して実現している。
なお、コイル芯２４の内側に配置される磁性体筒体２８は、受電コイル２６の内側部分のみに配置されており、受電コイル２６から少し離れて形成されている送信コイル２５には殆ど影響を及ぼさないようにしている。

図３（Ｃ）は、このカプセル型医療装置３の電気系の構成を示す。
ＬＥＤ３１及び撮像素子３３はこれらを駆動すると共に、撮像素子３３の出力信号に対する信号処理も行う信号処理＆制御回路３７に接続されている。また、この信号処理＆制御回路３７は、撮像素子３３で撮像された画像信号をＡ／Ｄ変換して圧縮した画像データに変換して、送信回路３８に送る。この送信回路３８は、画像データを高周波で変調し、さらにアンプ３９で増幅した後、ハイパスフィルタ（ＨＰＦと略記）４０を経て送信コイル２５に送り、この送信コイル２５から高周波の電波として放射される。
また、受電コイル２６の両端は、給電回路（充電回路）４１を構成するダイオードブリッジ４２に接続され、このダイオードブリッジ４２で整流された整流出力は、レギュレータ回路４３に入力され、レギュレータ回路４３により平滑化及び昇圧されて所定の直流電圧に変換された後、コンデンサ３４に供給される。

そして、このコンデンサ３４には、受電コイル２６に発生した交流電力が給電回路４１を介して直流に変換された後、蓄電されることになる。
なお、送信コイル２５と受電コイル２６とは、端子３５において共通となっているので、送信回路３９からアンプ３９を介して増幅した送信信号を端子３５を経て送信コイル２５に送る際、受電コイル２６により受電され、給電回路４１に供給される交流磁界の周波数の信号がノイズとなって送信回路３９側に悪影響を及ぼさないようにこの周波数の信号の侵入を阻止するハイパスフィルタ４０を介挿している。そして、送信回路３８側に、給電回路４１に供給される（送信信号に比較すると遙かに、より具体的には１／１００程度以下の）低い周波数の信号が入力するのを除去するようにしている。
上記コンデンサ３４に蓄積された直流電力は、基板２９に実装された電子部品３０により形成される信号処理＆制御回路３７等の各回路に動作用に供給される。

このような構成の本実施例の動作を説明する。
図１（Ａ）に示すように患者２は、シールドシャツ１１を着て、体外ユニット５を装着してカプセル型医療装置３を口部から飲み込む。この場合、前もってアンテナコイル１３ａ〜１３ｃに交流磁界を印加し、カプセル型医療装置３の受電コイル２６により受電して、給電回路４１により直流電力に変換してコンデンサ３４を充電する。そして、このコンデンサ３４に蓄積された直流電力により、カプセル型医療装置３の各回路を動作させ、正常に動作することを確認してから患者２は、カプセル型医療装置３を飲み込む。
カプセル型医療装置３信号処理＆制御回路３７は、照明手段としてのＬＥＤ３１を間欠的に発光させるように駆動制御し、また撮像素子３３に駆動信号を印加する。撮像素子３３３はＬＥＤ３１により照明された体腔内の部位を撮像し、駆動信号が印加されることにより光電変換した信号電荷を撮像信号として出力する。

そして、信号処理＆制御回路３７により画像データに変換され、さらに圧縮された画像データにされた後、送信回路３８に送られ、この送信回路３８により、例えば数１０ＭＨｚ以上の周波数で変調され、アンプ３９で増幅された後、この周波数帯以上の周波数を通すハイパスフィルタ４０を経て送信コイル２５に供給され、この送信コイル２５から外部に電波として放射される。
この電波は、アンテナ１２により受信され、通信回路１６により復調された後、信号処理回路１７に送られ、圧縮された画像データをハードディスク１８に格納すると共に、伸張処理し、さらに映像信号に変換処理して液晶モニタ１４に出力し、液晶モニタ１４の表示面には撮像素子３３で撮像した画像が表示される。

例えば体外ユニット５側から一定周期などでサイクリック（循環的）にアンテナコイル１３ａ〜１３ｃを介して数１００ｋＨｚ以下の周波数の交流磁界を印加することにより、カプセル型医療装置３の内部に設けた受電コイル２６には交流起電力が誘起され、その交流起電力はダイオードブリッジ４２により整流されて直流に変換され、レギュレータ回路４３によりさらに昇圧等されてコンデンサ３４に蓄積される。
本実施例では、外部から交流磁界を低い周波数で印加することにより、体内のカプセル型医療装置３には殆ど減衰することなくその交流磁界を印加することができ、効率良く受電コイル２６により交流電力を発生させることができる。このように外部から交流電力を効率良く給電できるようにしているので、カプセル型医療装置３を長時間体内で生体情報を送信させる動作を行わせることができる。

つまり、カプセル型医療装置３に内蔵した電池のみの場合には、長時間動作させた場合には、その電池の電気エネルギが消耗して、途中で生体情報を送信させることができなくなる可能性があるが、本実施例では外部から効率良く給電させることができるようにしているので、長時間にわたり動作させることができる。
以上説明したように、本実施例によれば、単一のコイル部材２７に送信コイル２５と受電コイル２６とを形成すると共に、カプセル型医療装置３の外径に近いサイズでかつ、受電コイル２６は、カプセル型医療装置３の長手方向に沿って巻線数が多くなるように長い円筒形状に形成しているので、この受電コイル２６により誘起される交流起電力を大きくできる。

つまり、本実施例によれば、効率良く交流起電力を発生することができる。また、この場合、受電コイル２６の内側には、アンテナコイル１３ａ〜１３ｃにより供給される交流磁界の周波数帯において、透磁率が大きく損失の少ない磁性体筒体２８を配置しているので、より効率良く交流起電力を発生することができる。
また、本実施例では、送信コイル２５の巻線数が少なく、情報量が大きい画像データを送信するレートを大きくできる（アンテナコイル１３ａ〜１３ｃによる交流磁界の周波数やその周波数の交流磁界に感度を有する受電コイル２６に比べてはるかに高い）高周波の信号を送信するのに適したアンテナとなる。
このように周波数帯域が異なる送信コイル２５と受電コイル２６とを単一のコイル部材２７により構成しているので、小型のカプセル型医療装置３を実現できる。

この状況を補足説明すると以下のようになる。
画像データのように情報量が大きい場合のデータを無線送信するには、転送レートを大きくできるようにするためには、高い周波数が有利となるが、その周波数を電力供給にも利用すると生体組織での減衰が大きく効率よく電力伝送ができない。

このように電力供給に活用する周波数と、データ通信に活用する周波数を異なるようにすることを考慮したアンテナを実現するために、アンテナを別々に設けると、カプセル型医療装置のスペースをとってしまい小型化には適さない構成になってしまう。
これに対して、本実施例の構成を採用することにより、省スケースでこれらを考慮した適切な機能を備え、小型化できるカプセル型医療装置３を実現できる。

また、電磁誘導を活用し電力供給を行う場合、電力受信用アンテナ（コイル）の内部には磁性体材料を配置することが好ましいが、通信用アンテナではアンテナの内部に磁性体材料などが配置されていないほうが効率よく電磁波を放射（受波）することができる場合があり、本実施例ではこの点も考慮した構成となっている。
図４は変形例のカプセル型医療装置３Ｂの電気系の構成を示す。本変形例は、図３（Ｃ）の構成において、例えばレギュレータ回路４３に入力される直流電圧を、例えば信号処理＆制御回路３７に設けた電圧モニタ部３７ａにより検出するようにしている。
また、信号処理＆制御回路３７は、この電圧モニタ部３７ａを用いて、レギュレータ回路４３に入力される直流電圧をモニタして、受電コイル２６によりレギュレータ回路４３側に給電が行われている時は送信を停止するように送信回路３８を制御し、給電が停止している時に送信を行うように送信回路３８を制御する。

例えば図５に示すように電圧モニタ部３７ａは、この電圧モニタ部３７ａに入力される入力信号のレベルを所定の電圧Ｖと比較し、その比較結果を信号処理＆制御回路３７内部の例えばＣＰＵに送り、このＣＰＵは、電圧Ｖ以上の入力信号が検出された場合には送信回路３８による送信動作を停止（ＯＦＦ）させる。一方、電圧Ｖ以上の入力信号が検出されない場合には、このＣＰＵは、送信回路３８による送信動作をＯＮ或いは許可する。

このようにして、送信回路３８による画像データの送信を行う時間と、交流磁界により給電（受電）とを行う時間とが異なる時間で動作するようにしている。
本変形例では、このような制御動作を行うことにより、送信を行う時には、その信号にとってノイズとなる交流磁界の発生を停止するので、このカプセル型医療装置３Ｂによれば品質の良い画像データの送信が可能となる。その他は図３のカプセル型医療装置３と同じ効果を有する。

次に図６及び図７を参照して本発明の実施例２を説明する。実施例１では、コイル芯２４に、導線を巻回して送信コイル２５と受電コイル２６とを有するコイル部材２７を形成していたが、本実施例ではフレキシブル基板５１を用いて送信コイル２５と受電コイル２６とを有するコイル部材２７Ｂを形成している。
つまり、図６（Ａ）に示すように本実施例のカプセル型医療装置３Ｃは、図３（Ａ）に示すカプセル型医療装置３において、コイル芯２４の代わりに円筒形状でプリントパターン５２ａ及び５２ｂ（図７（Ａ）参照）により形成された送信コイル２５及び受電コイル２６を有するフレキシブル基板５１が採用されている。
また、このフレキシブル基板５１は、円筒形状に成形される前には、図７（Ａ）に示すように長方形ないしは正方形の薄板形状であり、このフレキシブル基板５１の表面と裏面には、送信コイル２５及び受電コイル２６を形成するための平行な直線状に多数のプリントパターン５２ａ及び５２ｂが設けてある。

また、このフレキシブル基板５１では、プリントパターン５２ａ及び５２ｂの（図７（Ａ）では上下の）各端部が、表面及び裏面にそれぞれ設けられた電極パッド５３ａ及び５３ｂに接続されている。この場合、表面のプリントパターン５２ａの一端は、このプリントパターン５２ａの配列ピッチと同じピッチで配列された電極パッド５３ａにそれぞれ接続され、他端はスルーホール５４ａを介して裏面側の電極パッド５３ｂに接続されている。
同様に裏面のプリントパターン５２ｂの一端は、このプリントパターン５２ｂの配列ピッチと同じピッチで配列された電極パッド５３ｂにそれぞれ接続され、他端はスルーホール５４ｂを介して表側の電極パッド５３ａに接続されている。

また、電極パッド５３ｂは端に形成されているが、電極パッド５３ａは端より少し内側に形成され、図７（Ｂ）に示すように円筒状に折り曲げ、表面の端付近の部分に裏面の端を重ねるようにすることにより、表面の電極パッド５３ａに裏面の電極パッド５３ｂを重ねて半田付けにより電気的に接続して、送信コイル２５と受電コイル２６とを形成できるようにしている。
このように円筒形状にして電気的に接続すると、１つのコイルが形成されるが、本実施例では図７（Ｂ）に示すようにコイルの端部寄りに３つの電極パッド５５ａ、５５ｂ、５５ｃを設けて送信コイル２５と受電コイル２６とが形成できるようにしている。
つまり、図７（Ｂ）に示すようにコイルの両端に接続されるように２つの電極パッド５５ａ、５５ｂを設けると共に、コイルの端に近い電極パッド５３ａにプリントパターン５６を介して接続した（共通電極パッドとしての）電極パッド５５ｃを設けている。

そして、送信コイル２５は電極パッド５５ａと５５ｃ間のプリントパターンによるコイルで形成され、受電コイル２６は電極パッド５５ｂと５５ｃ間のプリントパターンによるコイルで形成されることになる。
また、図６（Ｂ）は本実施例のカプセル型医療装置３Ｃの電気系の構成を示す。図６（Ｂ）に示す構成は、図４において、コイル部材２７の代わりに、フレキシブル基板５１により形成されたコイル部材２７Ｂを採用した構成となっている。その他は同じ構成である。
本実施例によれば、実施例１よりもより省スペースで送信コイル２５と受電コイル２６を有するコイル部材２７Ｂを実現できる。

図８は第１変形例のカプセル型医療装置３Ｄの電気系の構成を示す。本変形例においてもフレキシブル基板５１を採用しているが、本変形例では、送信コイル２５と受電コイル２６とを分離してコイル部材２７Ｃを形成するようにしている。
つまり、本変形例における円筒形状に成形する前の展開したフレキシブル基板５１は、図９（Ａ）に示すように送信コイル２５を形成するプリントパターン６１と、受電コイル２６を形成するプリントパターン６２とが（円筒にした場合の）軸方向に分離して形成されている。なお、プリントパターン６１と６２は、（ここでは符号を付けていないが図７に示した）プリントパターン５２ａ、５２ｂにより形成されている。
そして、プリントパターン６１と６２の各端部は、それぞれ電極パッド６３ａと６３ｂに接続されている。

本変形例では、送信コイル２５と受電コイル２６とを分離して一体のコイル部材２７Ｃを形成しているので、図６におけるハイパスフィルタ４０を不要とする構成にしている。つまり、図８に示す電気系の構成は、図６におけるハイパスフィルタ４０を不要とした構成にしている。
その他の構成は、図７と同様の構成であり、図６の場合とほぼ同様の効果を有する。 図１０は第２変形例におけるコイル部材２７Ｄを示す。図１０（Ａ）はコイル部材２７Ｄを平面状に展開した平面図を示し、図１０（Ｂ）はその厚み方向の構造を示す断面図を示し、図１０（Ｃ）は円筒状に折り曲げて対向する電極パッドを接続してコイル部材２７Ｄを形成する様子を示す。

本変形例は、例えば多層のフレキシブル基板７１を用いて、外周側となる第１層に送信コイル２５を構成するプリントパターン７２と、その内側の第２層に略全面に（導電膜で）形成した導電層７３と、その内周の第３層に受電コイル２６を構成するプリントパターン７４２とを設けた構成にしている。
この場合、中間層となる導電層７３は、図１０（Ａ）で点線によりその外形を示すように両側の電極パッド５３ｂ及び５３ａの半分程度までを覆うように近似的に全面に及ぶ如くに設けている。但し、スルーホール５４ａ、５４ｂが形成される部分は、短絡しないように導電膜が形成されていない。
また、この図１０（Ａ）に示すようにプリントパターン７２により構成される送信コイル２５の両端は、電極パッド７５ａ、７５ｂとなる。また、プリントパターン７４により構成される受電コイル２６の両端は、電極パッド７６ａ、７６ｂとなる。

この場合、電極パッド７５ｂは接続用パターン７７ａを介して接続され、電極パッド７６ｂは接続用パターン７７ｂを介して接続されている。
本変形例によれば、全面に近い導電層７３を設けてグランドに利用することにより、導電層７３の内側に配置される撮像して送信する回路系の動作を安定化したり、外部からのノイズに対してシールドし、その影響を軽減化することができる。その他は図６の場合とほぼ同様の効果を有する。
図１１は第３変形例におけるコイル部材２７Ｅを示す。このコイル部材２７Ｅは、円筒形状のコイル芯８１の外側に、導線を多数巻回して受電コイル２６を構成し、その外側に銅箔を円筒状に巻き付けて導電層８２を形成し、さらにその外側に導線を巻回して送信コイル２５を形成している。そして、導電層８２を第２変形例のようにシールド等に利用できるようにしている。
このコイル部材２７Ｅを用いた場合の効果は、第２変形例とほぼ同様となる。

図１２は第４変形例におけるコイル部材２７Ｆを示す。第４変形例のコイル部材２７Ｆは、展開した状態では図１２（Ａ）に示すように多層のフレキシブル基板７１Ｂで形成される。
図１０（Ａ）においては、多層のフレキシブル基板７１における第１層には第３層と同様に平行なライン状にプリントパターン７２を設けて送信コイル２５を形成するようにしていたが、本変形例においては第１層に例えば長方形状にプリントパターン８６を設けて送信コイル２５を形成するようにしている。

そして、長方形状にして内側或いは外側に数ターン形成した端部の一方は、図１０（Ａ）の場合と同様の電極パッド５３ａに接続され、他方はスルーホール８７、第３層側のプリントパターン７２、スルーホール５４ｂを経て電極パッド５３ａに接続され、さらに第１層側のプリントパターン８８を経て電極パッド７５ａに接続される。

このフレキシブル基板７１Ｂは図１２（Ｂ）に示すように円筒形状に折り曲げられて対向する電極パッド５３ａ、５３ｂが重ねられて半田付けされ、コイル部材2７Ｆが形成される。その他は図１０の場合と同様の構成である。また、本変形例は図１０のコイル部材２７Ｄとほぼ同様の効果を有する。

次に図１３を参照して本発明の実施例３を説明する。図１３は実施例３のカプセル型医療装置３Ｅの電気系の構成を示す。本実施例は、例えば図８の構成において、送信コイル２５を送信と受信に兼用する送受信コイル２５Ｂとし、この送受信コイル２５Ｂを送受信を行う送受信回路９１に接続している。
この送受信回路９１は、信号処理＆制御回路３７に接続され、この送受信回路９１には信号処理＆制御回路３７から送信する画像データが入力されると共に、体外ユニット５側からの制御信号が入力されると、その制御信号を復調して信号処理＆制御回路３７に出力する。
また、本実施例では、コンデンサ３４の電圧をモニタする第２電圧モニタ部３７ｂを設け、この第２電圧モニタ部３７ｂの検出信号を信号処理＆制御回路３７の内部のＣＰＵに出力する。

そして、このＣＰＵは、コンデンサ３４の電圧が予め設定された電圧Ｅ１以下になると、送受信回路９１を介してその送信指示信号を送信する。そして、電圧がＥ２以上になると送信指示信号の送信を停止する。
一方、体外ユニット５では、通信回路１６（図２参照）を介して、その送信指示信号の情報を受信すると、その内部の制御回路２０（図２参照）に送り、制御回路２０は、送信指示信号を受けると、交流出力回路１９を動作させ、送電動作を開始する。
図１４は本実施例における代表的な動作例を示す。図１４（Ａ）は第２電圧モニタ部３７ｂに入力される入力電圧を示し、その入力電圧がＥ１以下になると、図１４（Ｂ）に示すように、ＣＰＵは、送電指示信号を発生する。この送電指示信号は、送受信回路９１、送受信コイル２５Ｂを介して無線で送信される。なお、通常の画像データを送信している場合には、その画像データの前又は後に送電指示信号に対応するコードを付加して送信する。体外ユニット５側では画像データの他に、この送電指示信号に対応するコードが付加されているか否かを制御回路２０が判別する。

そして、制御回路２０は、送電指示信号であると判別すると、交流出力回路１９を動作状態に設定して、図１４（Ｃ）に示すように送電動作を開始させる。
なお、体外ユニット５の操作部１５の操作により、図１４（Ｃ）のように送電動作を行わせる代わりに図１４（Ｄ）に示すように間欠的に送電動作を開始させるようにしても良い。この場合、送電動作の停止時に、画像データの送信を行うことができる。
そして、送電動作により、コンデンサ３４に充電される電圧が上昇して、電圧Ｅ２以上になると、送電指示信号をオフにし、送電動作は停止する。
本実施例によれば、カプセル型医療装置３Ｅ内部の給電手段のエネルギ状態をモニタし、給電が必要に近いエネルギ状態になるとその状態を検出して外部に検出信号を送信し、外部の装置はその信号を受けて給電のための交流磁界を発生するようにしているので、エネルギ送電及び送電されるエネルギの受電を適切に行うことができる。

なお、給電回路４１を構成する直流電力を蓄積する直流電力蓄積手段は、コンデンサ３４に限らず、充電可能なニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の２次電池でも良い。 また、２次電池を内蔵し、その２次電池の電気エネルギが消耗してしまう状態か、その電力により内部の電気系が正常に動作を行えなくなる状態に近い電気エネルギ状態の場合に外部に給電動作を行わせる信号を送信するようにしても良い。
また、２次電池等の電気エネルギ状態の情報を、画像データと共に外部に送信し、外部の体外ユニット５側により、給電を行うか否かの判断をして、交流磁界の発生や停止を制御するようにしても良い。
なお、上述した各実施例を部分的に組み合わせる等して構成される実施例等も本発明に属する。

カプセル型医療装置を体内に挿入して体内を撮像した画像データを送信コイルにより体外に高周波で伝送し、体外からの交流磁界によりカプセル型医療装置内部に設けた受電コイルにより交流電力を発生して、内部電源として利用することにより、長時間内視鏡検査を行うことができる。

［付記］
１．外部にデータの送信を行い、且つ外部から電力供給を受けるカプセル型医療装置において、
送信アンテナと、電力受信アンテナが一体に設けられたことを特徴とするカプセル型医療装置。
２．付記１において、前記送信アンテナと前記受信アンテナが同一基板上に配置されたことを特徴とする。
３．付記２において、前記基板が、フレキシブル基板を略円筒形状に形成されていることを特徴とする。
４．付記１〜３において、前記電力受信アンテナをコイル状に形成し、その外側に、導電性部材で構成されたシールド層を形成し、さらにその外側に送信用アンテナを配置したことを特徴とする。

５．カプセル型医療装置において、送信アンテナと電力受信アンテナが同一コイル部材からなり、該コイル部材に、カプセル型医療装置から信号を送信する送信手段と、カプセル型医療装置への給電回路が接続されていることを特徴とするカプセル型医療装置。
６．付記５において、前記コイル部材はフレキシブル基板上に形成される。
７．付記５において、前記送信手段と給電回路が異なる周波数で駆動されることを特徴とする。
８．付記５において、前記送信手段と給電手段が異なる時間に駆動されることを特徴とする。
９．付記５において、前記コイル部材が中間電極を有し、中間電極に送信手段が接続されていることを特徴とする。

１０．付記５において、前記コイル部材に中間電極を有し、中間電極に送信手段と給電回路が接続されていることを特徴とする。
１１．付記５において、前記送信手段と前記コイル部材の間に前記給電手段からの周波数帯の信号を除去するフィルタが設けられていることを特徴とする。
１２．請求項１において、さらに給電回路に蓄積される蓄積電力をモニタするモニタ手段を有する。

１３．体内に挿入され、生体情報を体外に送信する送信アンテナと、体外から送電される電力を受信する電力受信アンテナとを備えたカプセル型医療装置において、
前記電力受信アンテナにより受信された交流電力を直流電力に変換する変換手段と、
変換された直流電力を蓄積する蓄積手段と、
前記蓄積手段に蓄積される蓄積電力をモニタするモニタ手段と、
を備えたことを特徴とするカプセル型医療装置。
１４．付記１３において、前記モニタ手段により検出された検出情報を送信する送信手段を有する。
１５．付記１３において、前記モニタ手段により検出される検出信号に基づいて体外から送電するための信号を送信する送信手段を有する。

本発明の実施例１を備えたカプセル型医療システム等の構成を示す図。 体外ユニットの内部構成を示すブロック図。 本発明の実施例１のカプセル型医療装置の構成を示す図。 変形例のカプセル型医療装置の電気系の構成を示すブロック図。 変形例の動作の説明図。 本発明の実施例２のカプセル型医療装置の構成を示す図。 フレキシブル基板の構成を示す図。 第１変形例の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８のコイル部材を構成するフレキシブル基板の構成を示す図。 第２変形例のコイル部材を構成するフレキシブル基板の構成を示す図。 第３変形例のコイル部材の構成を示す断面図。 第４変形例のコイル部材を構成するフレキシブル基板の構成を示す図。 本発明の実施例３のカプセル型医療装置の電気系の構成を示すブロック図。 実施例３の動作説明図。

符号の説明

１…カプセル型医療システム
２…患者
３…カプセル型医療装置
４…アンテナユニット
５…体外ユニット
６…表示システム
１２…アンテナ
１３ａ〜１３ｃ…アンテナコイル（送電コイル）
１４…液晶モニタ
１６…通信回路
１９…交流出力回路
２３…一体成形樹脂
２４…コイル芯
２５…送信コイル
２６…受電コイル
２７…コイル部材
２８…磁性体筒体
２９…基板
３１…ＬＥＤ
３２…対物光学系
３３…撮像素子
３４…コンデンサ
３７…信号処理＆制御回路
３８…送信回路
４１…給電回路
代理人 弁理士 伊藤 進

Claims (3)

1. 体内に挿入され、生体情報を体外に送信するカプセル型医療装置において、
   送信アンテナと電力受信アンテナが同一のコイル部材からなることを特徴とするカプセル型医療装置。
2. 前記コイル部材は、カプセル型医療装置から信号を送信する送信手段と、カプセル型医療装置への給電回路が接続されてい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。
3. 前記コイル部材はフレキシブル基板上に形成され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。

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