JP2006087521A - 医療装置誘導システム及びカプセル型医療装置 - Google Patents

Abstract

【課題】推進コントロール性を向上可能な医療装置誘導システム及びカプセル型医療装置を実現する。
【解決手段】カプセル誘導システム１は、被検体外部から被検体内へ印加するための回転電磁場を発生する回転電磁場発生装置４と、被検体の体腔内に挿入するカプセル３と、このカプセル３に設け、回転電磁場発生装置４によって発生した回転電磁場に作用するマグネット１６と、カプセル３の外表面に設け、マグネット１６によって発生する回転運動を推進力に変換するための螺旋状突起部１２と、回転電磁場発生装置４により発生する回転電磁場の状態を連続的に変化させるよう回転電磁場発生装置４を制御する制御装置６と、回転電磁場発生装置４により発生する回転電磁場の回転方向を、設定した回転量毎に入れ換えるカプセル回転方向パターン発生器４１と、を具備して構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は体腔内に挿入され、回転させながら推進させて誘導するのに好適な医療装置誘導システム及びカプセル型医療装置に関する。

回転磁場により被検体内を推進させる従来例として特開２００１−１７９７００号公報及び特開２００２−１８７１００号公報がある。これらの従来例には、回転磁場を発生する磁場発生部と、この回転磁場を受けて回転して推力を得るロボット本体と、ロボット本体の位置を検出する位置検出部と、この位置検出部が検出したロボット本体の位置に基づき、ロボット本体を目的地へ到達させる方向へ向けるべく磁場発生部による回転磁場の向きを変更する磁場変更手段とを備えた移動可能なマイクロマシンの移動制御システムが開示されている。

上記従来例では、上記マイクロマシンが壁面に突き当たるなど、マイクロマシンの動作範囲に制限が加わった場合に、スムーズに上記マイクロマシンを旋回させる方法について記述がない。また、上述の従来例では、ドリルで孔を形成しながら進行させるタイプのものであり、体腔内における食道等の管腔臓器内をその管腔に沿って進行させるには適用できない。

一方、カプセル内視鏡に代表されるカプセル型医療装置が消化管臓器（主に小腸）適用されている。しかしながら、従来のカプセル型医療装置は、被検体である患者の蠕動運動を利用して体腔内を動いていくために、検査に時間がかかる。このため、従来のカプセル型医療装置は、大腸に適用するには電池がもたないという虞れがあった。また、従来のカプセル型医療装置は、蠕動運動に依るため、体腔内の全ての管腔臓器を隈なく観察することが困難である。

そこで、特開２００３−２７５１７０号公報に記載されているように、カプセル型医療装置に対して誘導機構を設けてカプセル型医療装置を誘導する医療装置誘導システムが開示されている。
また、特開２００４−２２９９２２号公報には、螺旋構造部を持ち回転推進するカプセル内視鏡が開示されている。さらに、この特開２００４−２２９９２２号公報には、螺旋の高さの検討、螺旋のピッチについての検討、螺旋条数についての検討が開示されている。
特開２００１−１７９７００号公報 特開２００２−１８７１００号公報 特開２００３−２７５１７０号公報 特開２００４−２２９９２２号公報

しかしながら、上記従来の医療装置誘導システムは、カプセル型医療装置が螺旋状構造部を有しているため、カプセル型医療装置が旋回するためには回転しながら移動しなければならない。即ち、上記従来の医療装置誘導システムは、カプセル型医療装置が移動することなく旋回することができなかった。

このため、上記従来の医療装置誘導システムは、カプセル型医療装置が管腔臓器の壁面、例えば、大腸内でのハウストラ（結腸膨起）に突き当たってしまうと、前進する方向に力を発生させたまま方向変更を行うことになるため、スムーズに方向変更を行うことが困難となり、ハウストラ以降の観察を行うことが容易にはできなくなってしまう。
また、上記従来のカプセル型医療装置では、螺旋の高さ（直径）と、螺旋間隔の関係について述べられていない。また、推進力についての検討もされていない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、推進コントロール性を向上可能な医療装置誘導システム及び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、カプセル型医療装置に設けられた螺旋構造部の螺旋間隔と螺旋の高さの最適なカプセル型医療装置を提供することであり、また、別の目的は大きな推進力の得られるカプセル型医療装置を提供することを目的とする。

本発明による医療装置誘導システムは、被検体外部から被検体内へ印加するための回転電磁場を発生する回転電磁場発生装置と、前記被検体の体腔内に挿入する医療装置本体と、前記医療装置本体に設け、前記回転電磁場発生装置によって発生した回転電磁場に作用する電磁場応答部と、前記医療装置本体の外表面に設け、前記電磁場応答部によって発生する回転運動を推進力に変換するための螺旋状構造部と、前記回転電磁場発生装置により発生する前記回転電磁場の状態を連続的に変化させるよう前記回転電磁場発生装置を制御する制御装置と、前記回転電磁場発生装置により発生する前記回転電磁場の回転方向を、設定した回転量毎に入れ換える特定回転電磁場パターン発生部と、を具備したことを特徴としている。
また、本発明によるカプセル型医療装置は、被検体の体腔内に挿入し、この体腔内の管腔臓器に対して医療行為を行なうカプセル型医療装置において、少なくとも進行方向に対称軸を有する回転対称に形成された外装と、前記外装内に設け、被検体外部から印加される回転電磁場に作用する電磁場応答部と、前記外装表面に設け、前記電磁場応答部によって発生する回転運動を推進力に変換するための螺旋状構造部と、を具備し、前記螺旋状構造部が螺旋間隔をＤ[ｍｍ]とし、螺旋高さをｈ[ｍｍ]としたときに３×^４√（ｈ）[ｍｍ]＜Ｄ[ｍｍ]＜１２×^４√（ｈ）[ｍｍ]を満たすような形状であることを特徴としている。

本発明の医療装置誘導システム及びカプセル型医療装置は、推進コントロール性を向上できるという効果がある。また、本発明の医療装置誘導システム及びカプセル型医療装置は、大きな推進力を得られるという効果がある。

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

図１ないし図２５は本発明の一実施例に係わり、図１は一実施例の医療装置誘導システムの概略構成を示す全体構成図、図２は図１のより詳細な構成を示すブロック図、図３はカプセル型医療装置本体の外観を示す側面図、図４はカプセル型医療装置本体の側面説明図、図５は図４のカプセル型医療装置本体の正面説明図、図６は操作入力装置の概略構成図、図７は操作入力装置の変形例を示す概略構成図、図８は図６のスティックの変形例を示す概略構成図、図９はカプセル回転方向パターン発生器が発生する信号波形例のグラフであり、図９（ａ）は設定された時間間隔で回転方向を入れ換える信号波形例のグラフ、図９（ｂ）は一方向に常に低回転速度で回転する信号波形例のグラフ、図１０は図９（ａ）の信号に基づき、前進後退を繰り返す際のカプセル型医療装置本体の側面説明図、図１１は図１０のカプセル型医療装置本体の正面説明図、図１２は図１０の前進後退によってカプセル型医療装置本体が旋回動作する際の概略説明図、図１３は表示装置の画像構成例、図１４は図１３の設定メニューの変形例、図１５は後端部に可撓性チューブを回転自在に取り付けた有索型のカプセル型医療装置の外観を示す側面図、図１６は螺旋状突起部のピッチを中央部、先端側及び後端側で同じとしたカプセル型医療装置を示す概略側面図、図１７はカプセル型医療装置の螺旋状構造部のパラメータを示す説明図、図１８は図１７のカプセル型医療装置の外装円筒形状部分の展開図、図１９は回転電磁場を印加してカプセル型医療装置の推進速度を測定する際の様子を示す説明図、図２０は図１９の測定による螺旋条数に対する推力（推進力）を示すグラフ、図２１は図１９の測定による突起部間隔に対する推力（推進力）を示すグラフ、図２２は螺旋状突起部の断面が円形状であるときの螺旋間隔Ｄを示す説明図、図２３は螺旋状突起部の断面が楕円形状であるときの螺旋間隔Ｄを示す説明図、図２４は螺旋状突起部の断面が長方形の角にＲをとった形状の場合の螺旋間隔Ｄと突起部間隔ｄを示す説明図、図２５は直交座標系で表した回転磁界中におけるカプセルの推進方向を示すグラフである。

図１及び図２に示すように、本発明の第１実施例のカプセル型医療装置誘導システム（以下、カプセル誘導システムと略記）１は、図示しない患者の体腔内に挿入され、体腔内を撮像するカプセル型内視鏡として機能するカプセル型医療装置本体（以下、カプセルと略記）３と、患者の周囲、つまり体外に配置され、カプセル３に回転電磁場を印加する回転電磁場発生装置４と、この回転電磁場発生装置４に回転電磁場を発生させるための交流電源を供給する交流電源装置５と、患者の体外に配置され、カプセル３と無線通信を行う処理を行うと共に、交流電源装置５を制御して、カプセル３に印加される回転電磁場の方向や大きさ等を制御する処理を行う制御装置６と、この制御装置６に接続され、カプセル３により撮像した画像等を表示する表示装置７と、制御装置６に接続され、術者などの操作者が操作することにより、操作に対応した指示信号を指示入力する操作入力装置８としての、例えば回転電磁場に対する方向指示信号を発生する方向入力装置８ａ、操作に対応した回転電磁場に対する周波数指示信号を発生する推進速度（回転速度）入力装置８ｂ、設定モードを切り換えるモード切換スイッチ８ｃと、を有する。

また、カプセル誘導システム１は、カプセル３内に内蔵された後述の位置／方向検出用アンテナ１８からの電波を検出してカプセル３の位置及び長手方向の向き（方向）を検出する位置／方向検出装置９を設けている。
さらに、カプセル誘導システム１は、カプセル３を所望の設定条件で誘導するための設定データを入力する設定装置１０を設けている。

カプセル誘導システム１は、図示しない患者の周囲に回転電磁場を発生する回転電磁場発生装置４を配置し、交流電源装置５を制御装置６側から制御し、患者の体腔管路内に挿入されたカプセル３に内蔵された後述の電磁場応答部に対してカプセル３を推進させる方向に回転電磁場を印加することにより、カプセル３を円滑にかつ効率良く推進（誘導）させることができるようにしている。

この回転電磁場発生装置４による回転電磁場の方向は、制御装置６に接続された操作入力装置８又は設定装置１０を操作することにより、制御できるようになっている。
また、カプセル３の位置及び長手方向の向き（方向）は、位置／方向検出装置９により検出されて制御装置６の画像処理により、後述するように表示装置７に表示されるようになっている。

先ず、カプセル３について説明する。
図３〜図５に示すように、カプセル３は略円筒形状ないしはカプセル形状にして体内への挿入部ともなる外装容器１１の外周面に回転を推力（推進力）に変換する螺旋状構造部となる螺旋状突起部（或いはスクリュウ部）１２が螺旋状に設けてある。
この螺旋状突起部１２は外装容器１１の外周面に丸みを設けた略半球状等の断面構造にして、体内の内壁面に滑らかに接触するようになっている。

また、この外装容器１１で密閉された内部には対物光学系１３及びその結像位置に配置された撮像素子１４と、撮像を行うために照明する照明素子１５（図１参照）等の他に、回転する磁場（より広義には電磁場）に応答して力が作用する（電磁場応答部としての）マグネット１６が収納されている。

尚、ここで使用するマグネット（磁石）１６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。さらに、プラチナ磁石は、耐腐食性が優れている。

尚、本実施例では、回転電磁場として回転磁界を発生させてカプセル３に設けたマグネット１６に作用するように構成している。しかしながら、回転電磁場として回転電界を発生させてカプセル３に設けた図示しない強誘電体に作用するように構成してもよい。

図４に示すように対物光学系１３は、円筒状のカプセル３における挿入軸とも言える中心軸Ｃ上にその光軸が一致するようにしている。対物光学系１３は、例えば外装容器１１における半球状で透明にされた先端カバー１１ａの内側に配置されている。先端カバー１１ａの中央部分は、図５に示すように観察窓１７となる。尚、図４及び図５では示していないが、照明素子１５は対物光学系１３の周囲に配置されている。
従って、この場合には、対物光学系１３の視野方向は対物光学系１３の光軸方向、つまりカプセル３の円筒状の中心軸Ｃに沿った方向となる。

また、カプセル３は、例えば外装容器１１の後端付近内部には、位置／方向検出用アンテナ１８が収納されている。この位置／方向検出用アンテナ１８は発振器１９に接続され、所定のタイミングに電波を発信するようになっている。
この位置／方向検出用アンテナ１８から発信される電波を受信することで、方向／位置検出装置９はカプセル３の位置及び長手方向の向き（方向）を検出するようになっている。

尚、この位置／方向検出用アンテナ１８の代わりに図示しないカプセル内コイルを設けて共振回路を配設してもよい。この場合、方向／位置検出装置９は、誘導起電力を発生させるための交流磁界を発生すると共に、この交流磁界によって誘導起電力を発生した共振回路により発生した磁界を検出してカプセル３の位置及び長手方向の向き（方向）を検出するようになっている。

また、マグネット１６は、カプセル３内の長手方向の中央付近に配置され、図４に示すように中心軸Ｃと直交する方向にＮ極及びＳ極が形成されるように配置されている。マグネット１６は、カプセル３の重心位置に中心が一致するように配置されている。このため、外部から磁界を印加した場合に、マグネット１６に作用する磁気的な力の中心がカプセル３の重心位置となる。従って、カプセル３は、磁気的に円滑に推進させ易い構成にしている。

また、図５に示すように、マグネット１６の着磁の方向、つまり双極子の方向は、撮像素子１４の特定の配置方向に一致するように配置している。
つまり、撮像素子１４は、撮像した画像が表示される場合の上方向が、マグネット１６のＳ極からＮ極に向かう方向に設定されている。

そして、カプセル誘導システム１は、回転電磁場発生装置４により回転磁界をカプセル３に印加することにより、マグネット１６を磁気的に回転させる。これにより、カプセル誘導システム１は、マグネット１６を内部に固定したカプセル３をマグネット１６と共に回転させる。その際、カプセル３の外周面に設けた螺旋状突起部１２は体腔内壁に接触して回転され、カプセル３を推進させることができるようにしている。

尚、本実施例では、図３に示すようにカプセル３の外表面に形成した螺旋状突起部１２は、その先端側は円筒外周面を経て半球形状に縮径にされる側まで延出され、その端部１２ａは半球形状に縮径にされた途中部分、具体的には対物光学系１３による視野角内に入らない位置に形成されている。

また、この螺旋状突起部１２の後端１２ｂは半球状に縮径となる境界付近まで延出されている。尚、図３に示す例では螺旋状突起部１２は、一方の螺旋状突起部１２の中間位置にさらに螺旋状突起部１２を設けて二重（２条）に形成されている。
また、このように、マグネット１６を内蔵したカプセル３を回転磁界により制御するようにした場合には、回転磁界の方向からカプセル３により撮像された画像の上方向がどの方向であるかを知ることができるようにしている。

図２に示すようにカプセル３内には、上述した対物光学系１３、撮像素子１４、マグネット１６、位置／方向検出用アンテナ１８の他に、撮像素子１４で撮像された信号に対する信号処理を行う信号処理回路２０と、信号処理回路２０により生成されたデジタル映像信号を一時記憶するメモリ２１と、メモリ２１から読み出した映像信号を高周波信号で変調して無線送信する信号に変換したり、制御装置６から送信される制御信号を復調等する無線回路２２と、信号処理回路２０等カプセル３を制御するカプセル制御回路２３と、カプセル３内部の電気系に動作用の電源を供給する電池２４とが収納されている。

一方、カプセル３と無線通信を行う制御装置６は、カプセル３の無線回路２３と無線通信を行う無線回路２５とこの無線回路２５と接続され、カプセル３から送られた画像データに対する画像表示等のデータ処理等を行うデータ処理回路２６と、データ処理回路２６や交流電源装置５等を制御する制御回路２７と、前記交流電源装置５を介して回転電磁場発生装置４により発生される回転電磁場として回転磁界の状態、より具体的には回転磁界の法線ベクトルの向き（回転磁界の向きと略記）及びその回転磁界を形成する磁界の向きの情報を記憶する記憶回路２８とを有する。

データ処理回路２６には表示装置７が接続されている。表示装置７は、撮像素子１４で撮像され、無線回路２２、２５を経てデータ処理回路２６により処理された画像等が表示される。また、このデータ処理回路２６はカプセル３が回転されながら画像を撮像するので、表示装置７に表示される際の画像の向きを一定の方向に補正する処理を行い、術者にとって見易い画像を表示できるように画像処理を行う（特願２００２−１０５４９３号に記載）。
また、表示装置７は、制現在の回転磁界の状態や、機能設定の状態、位置／方向検出装置９から得たカプセル３の位置及び方向も表示することができる。

制御回路２７には、操作入力装置８を構成する方向入力装置８ａ、推進速度（回転速度）入力装置８ｂ、モード切換スイッチ８ｃから操作に対応した指示信号が入力され、指示信号に対応した制御動作を行うようになっている。

制御回路２７は記憶回路２８と接続され、記憶回路２８に交流電源装置５を介して回転電磁場発生装置４により発生する回転磁界の向き及び磁界の向きの情報を常時記憶するようにしている。そして、その後に、回転磁界の向きや磁界の向きを変化させる操作が行われた場合にも、回転磁界の向きや磁界の向きを連続的に変化させ、円滑に変化させることができるようにしている。つまり、記憶回路２８は、制御回路２７に対してその制御動作を行う際の情報提供手段を形成する。

具体的には、図１における第１の操作入力手段である操作入力装置８における操作の指示信号は制御回路２７に入力され、制御回路２７は指示信号に対応した回転電磁場（回転磁界）を発生させる制御信号を交流電源装置５に出力すると共に、その回転磁界の向き及び磁界の向きの情報を記憶回路２８に記憶するようにしている。尚、記憶回路２８を、制御回路２７内部に設けるようにしても良い。

また、制御回路２７は位置／方向検出装置９に接続され、この位置／方向検出装置９より検出されたカプセル３の位置及び長手方向の向き（方向）の情報が入力される。そして、制御回路２７は、記憶回路２８に記憶された情報と、位置／方向検出装置９により検出された情報により、回転磁界を発生したり、発生する回転磁界の向き等を制御する動作を行うようになっている。
また、制御回路２７と接続された交流電源装置５は、交流電流を発生すると共に、その周波数や位相を制御する３個の交流電流発生＆制御回路からなる交流電流発生＆制御部３１と、各交流電流をそれぞれ増幅する３個のドライバからなるドライバ部３２とを有し、３個のドライバの出力電流は回転電磁場発生装置４を構成する３個の電磁石３３ａ、３３ｂ、３３ｃにそれぞれ供給される。

３個の電磁石３３ａ、３３ｂ、３３ｃは、それぞれが１組の対向する空芯コイルで構成されており、それぞれの電磁石は略直交するように配置されている。対向コイルの間の空間は、均一な電磁界が発生できるので、この構成により任意の方向に電磁界を発生することができる。また、好ましくは対向コイルそれぞれがヘルムホルツコイルを形成していることである。

そして、図６に示す操作入力装置８を構成する方向入力装置８ａを操作することにより、磁界方向の指示信号を発生したり、推進速度（回転速度）入力装置８ｂを操作することにより操作に対応した回転周波数の回転磁界の指示信号を発生したり、モード切換スイッチ８ｃを操作することにより設定を旋回モードに切り換えたりすることができるようにしている。

具体的には、操作入力装置８は操作箱の上面から上方に突出するジョイスティックＳａで形成された方向入力装置８ａと、スティックＳｂにより形成された推進速度（回転速度）入力装置８ｂと、例えば２つのボタンＴａ，Ｔｂで形成されたモード切換スイッチ８ｃとから構成される。

そして、図２５のように直交する座標系を設定して、回転磁界の回転面の法線ベクトルの方向を表した場合、この法線ベクトルの方向がカプセル３の推進方向となり、この方向をジョイスティックＳａの傾動操作で設定できるようにしている。

この場合、ジョイスティックＳａを前側、後側、左側、右側に向けて傾動することにより、下側、上側、左側、右側に推進方向を変更できるようにしている。この場合の傾動する量が角度変化のスピードに相当する。尚、中間方向（例えば左下方向や右上方向）に傾ければ、当然その方向に推進方向を変更できる。

また、スティックＳｂを前側、後側に傾動することにより、それぞれ前側及び後方側に回転方向を設定でき、かつ傾ける角度で回転周波数を変化できるようにしている。
また、ボタンＴａは、前記推進速度（回転速度）入力装置８ｂからの入力と前記設定装置１０からの入力のどちらを有効にするか切り換えるボタンである。一方、Ｔｂボタンは、前記設定装置１０による後述のＧＵＩ（ Graphical User Interface ）を起動（ポップアップ）させるためのボタンである。
従って、ボタンＴａは設定モードを旋回モードに切り換え、ボタンＴｂは設定入力のＧＵＩをポップアップして前記設定装置１０による設定データを入力できるようになっている。

また、操作入力装置８として図６に示す変形例として図７に示すようにジョイスティックＳｃの頂部側に傾動可能で、倒す量により回転磁界の回転周波数を変化させることによりカプセル３の回転速度を変化させるレバーＬａと、回転磁界の回転方向をＯＮ／ＯＦＦで指示するボタンＴｃと、モード切換スイッチＴｄ（１つの場合には旋回モードへの切換及びＧＵＩのポップアップの機能を持つ）を設けるようにしても良い。

このようにすると、片手で操作することができ、図６の両手で操作することが必要になる場合よりも操作性を向上することができる。また、図６において、例えばスティックＳｂの代わりに図８に示すフットスイッチＦを採用し、踏み込む量で回転周波数を変更するようにしても良い。
尚、ジョイステック、フットスイッチのみならず、パーソナルコンピュータ等で操作入力装置８を構成し、マウス、キーボード、ＧＵＩ等を利用して操作を行えるようにしてもよい。

また、図２に示すように制御装置６は、特定電磁場パターン発生部としてカプセル回転方向パターン発生器４１と、モード切換部４２とを有する。
カプセル回転方向パターン発生器４１は、前記設定装置１０から入力される設定データに基づいた回転方向パターン信号を発生する。

この回転方向パターン信号は、図９（ａ）に示すように、時間に対して、信号強度のプラスマイナスが入れ替わるパターン信号である。（図９（ａ）以下の詳細は後述）
前記カプセル回転方向パターン発生器４１の出力は、モード切換部４２に接続されている。また、モード切換部４２には、推進速度（回転速度）入力装置８ｂが接続されており、モード切換スイッチ８ｃで、カプセル回転方向パターン発生器４１のからの出力と、推進速度（回転速度）入力装置８ｂからの信号を選択して制御回路２７に出力するようになっている。

通常、制御回路２７では、推進速度（回転速度）入力装置８ｂからの入力（モード切換部４２を介して）で、カプセル３の回転方向と回転速度を決定している。
このときの回転速度（最高回転速度）は、５Ｈｚ以下であり、さらに好ましくは２Ｈｚ以下、さらには１Ｈｚ以下である。

モード切換スイッチ８ｃを操作してモード切換部４２から出力される信号を、カプセル回転方向パターン発生器４１からの信号に切り換えると、制御回路２７は、カプセル回転方向パターン発生器４１の出力に基づいた回転電磁場発生装置４のコントロールを行うようになる。

このときの回転速度は、推進速度（回転速度）入力装置８ｂからの入力で回転できる最高回転速度以下に設定されていることが望ましい。さらには、最高回転速度の１／２以下、さらに好ましくは、１／５以下、さらには１／１０以下であることが好ましい。
また、絶対周波数の表記としては、５Ｈｚ以下、さらには１Ｈｚ以下、さらには０．１Ｈｚ以下であることが望ましい。

図９（ａ）に示す信号を与えた場合には、カプセル３は設定された時間間隔で回転方向を入れ換える運動を行うようになる。ここで、カプセル回転方向パターン発生器４１からの指示信号は、例えば図９（ａ）に示すような方形波状信号である。時間軸に対して入力信号の正はカプセル３の前進であり、負は後退である。

図９（ａ）中、数字は前進／後退の順番であり、（１）及び（３）が前進、（２）及び（４）が後退となる。この周波数指示信号により生成される回転電磁場（回転磁界）によって、カプセル３は、例えば、右回転で前進、左回転で後退することにより、図１０及び図１１に示すように動作するようになっている。

図１０及び図１１に示すようにカプセル３は、（１）前進（２）後退（３）前進（４）後退を繰り返して一定の範囲内でその位置がほぼとどまり、図６の方向入力装置８ａ又は図７のジョイスティックＳｃの入力に従い、向きを変えるようになっている。つまり、図１２に示すようにカプセル３は、位置をある一定の範囲内にとどめたまま旋回できるようになっている。

また、図９（ｂ）のように一方向に常に低回転速度で回転する信号をカプセル回転方向パターン発生器４１から発生させてもよい。このときの回転速度は１Ｈｚ以下、望ましくは０．１Ｈｚ以下である。このように設定することで、カプセル３は十分にゆっくり回転するため、ほとんど位置を変えることなく、図６の方向入力装置８ａ又は図７のジョイスティックＳｃの入力に従い、向きを変えるようになる。
このように構成しても、先と同様な効果を得ることができる。

また、制御回路２７は、前記設定装置１０と通信を行うよう接続されている。
前記設定装置１０の設定情報は、図１３で示すＧＵＩである設定メニュー５３又は図１４で示すＧＵＩである設定メニュー５３Ｂで調整された後、前記設定装置１０に書き込まれる。

設定メニュー５３又は設定メニュー５３Ｂで調整されたデータは、制御回路２７を介して設定装置１０に保存される。また、制御回路２７は、必要に応じて設定装置１０に書き込まれたデータに基づいた制御を行う。例えば、カプセル３の回転速度、旋回速度の設定などのとき、実行される。

本実施例では、モード切換スイッチ８ｃのボタンＴｂを操作すると、ＧＵＩが表示装置７に表示されるようになっている。設定メニュー５３の例では、このときの設定データは、１回転して１回転戻るのか半回転して半回転戻るのかの一方向への回転角度と、回転スピードをどれくらいにするのかの回転速度との２つのパラメータを有している。

ここで、モード切換スイッチ８ｃのボタンＴｂが操作されて出力されるＧＵＩ起動信号に基づき、表示装置７には、例えば、図１３に示すように設定装置１０における設定メニューがポップアップ表示される。
図１３に示すように表示装置７の表示画面には、通常表示されるカプセル３で取得したカプセル画像５１及び体腔内におけるカプセル３の位置及び向きが表される位置及び向き画像表示部５２が表示されている。

位置及び向き画像表示部５２には患者の概略の体形を表示し、その体形内でカプセル本体３を検出した概略の位置に、位置／方向検出装置９から取得したカプセル３の位置及び方向を示すアイコン矢印５２ａが配置される。このアイコン矢印５２ａは、その位置によりカプセル３の概略位置を示し、その向きによりカプセル３の長手方向の向き（方向）を示している。

そして、モード切換スイッチ８ｃのボタンＴｂが操作された際に、表示装置７の表示画面には、設定装置１０の設定メニュー５３が表示される。この設定メニュー５３は、設定装置１０における設定データ入力部である。

設定メニュー５３には、上段に基本設定部６１が配置され、下段に旋回のみ設定部６２が配置されている。基本設定部６１には、前記推進速度（回転速度）入力装置８ｂのスティックＳｂの操作による回転速度（最高回転速度）を設定するための回転速度設定バー６１ａが表示されると共に、前記方向入力装置８ａのジョイスティックＳａの操作による旋回速度（最高旋回速度）を設定するための旋回速度設定バー６１ｂが表示される。

また、旋回のみ設定部６２には、前記モード切換スイッチ８ｃのボタンＴａの操作による旋回モード（旋回のみ設定）時における、回転速度を設定するための回転速度設定バー６２ａが表示されると共に、回転角度を設定するための回転角度設定バー６２ｂが表示されている。尚、図９（ｂ）のような波形で制御する場合には、回転速度設定バー６２ａのみの表示でよい。

ここで、基本設定における通常の操作は、上述した図６のジョイスティックＳａとスティックＳｂによる操作である。この操作によって、制御回路２７は基本設定部６１で設定したカプセル３の回転速度（最高回転速度）及び旋回速度（最高旋回速度）を基にして、ジョイスティックＳａとスティックＳｂの入力に応じた回転電磁場（回転磁界）を発生させ、通常のカプセル３の動作が行われるよう制御している。

また、旋回モードにおける動作は、ボタンＴａの押下操作により上述した前進後退の繰り返しによる旋回のみが行われる操作である。また、図９（ｂ）のような波形で制御する場合には、一定の低回転速度で旋回のみが行われる操作である。

この操作によって、制御回路２７は旋回のみ設定部６２で設定したカプセル３の回転速度及び回転角度に応じた回転電磁場（回転磁界）を発生させ、カプセル３は、位置をある一定範囲にとどめたまま、ジョイスティックＳａの入力に従い、旋回動作が行われるよう制御している。

即ち、制御回路２７は、旋回モードにおけるカプセル３の前進後退時に、回転速度設定バー６２ａにより設定した回転速度及び、回転角度設定バー６２ｂにより設定した回転角度で回転するように回転電磁場（回転磁界）を発生させる制御を行う。

尚、設定メニューは、図１４に示すように旋回設定部をさらに詳細に設定できるようにしてもよい。
図１４に示すように設定メニュー５３Ｂには、旋回のみ設定部６２Ｂが配置されている。
旋回のみ設定部６２Ｂには、回転速度設定バー６２ａ及び旋回速度設定バー６２ｃの他に、左周り回転角度を設定するための左周り回転角度設定バー６２ｄ、右周り回転角度を設定するための右周り回転角度設定バー６２ｅが表示されている。

ここで、右周りが前進であり、左周りが後退であるとする。すると、左周り回転角度設定バー６２ｄは後退する際の回転角度を設定し、右周り回転角度設定バー６２ｅは前進する際の回転角度を設定するようになっている。

このとき、制御回路２７は、旋回モードにおける、カプセル３の前進時に右周り回転角度設定バー６２ｅで設定した回転角度で回転し、カプセル３の後退時に左周り回転角度設定バー６２ｄで設定した回転角度で回転するように回転電磁場（回転磁界）を発生させる制御を行う。

これにより、カプセル３は、旋回モードにおける前進後退における際に、それぞれ回転角度を異なるように動作することができるようになっている。
従って、カプセル３は、前進後進を繰り返しながら、少しずつ前方に進んだり、後方に戻る制御を行うことができる。

このように制御することで、ジョイスティックＳａでカプセル３の視野方向を変化させながらカプセル３を管腔内で少しずつ位置変化させることができ、より詳しく観察したい部位ではゆっくりとカプセル３が進行することになるので適した動作が行える。

このような構成による本実施例の作用を説明する。
カプセル本体３により体腔内を検査する場合、患者はこのカプセル本体３を飲み込む。体腔内に飲みこまれたカプセル本体３は食道等を通過する際に、照明素子１５で照明し、撮像素子１４で撮像した画像を無線回路２２を経て体外の制御装置６に無線で送る。

制御装置６は無線回路２５で受信し、復調された画像データをデータ処理回路２６内部などに設けた（ハードディスク等の）画像記憶デバイスに蓄積すると共に、表示用の処理を行う。そして、制御装置６は、処理画像信号を表示装置７に出力し、カプセル本体３により順次撮像された画像データを上述したように表示装置７にカプセル画像５１として表示する。

また、位置／方向検出装置９は、カプセル３の位置／方向検出用アンテナ１８から送信された電波を受信してその受信データを制御装置６に出力する。制御装置６は、位置／方向検出装置９からの受信データを処理してカプセル３の位置及び長手方向の向き（方向）データを算出して画像処理し、順次得られた位置及び長手方向の向き（方向）データを上述したように表示装置７の位置及び向き画像表示部５２にアイコン矢印５２ａとして表示する。

表示装置７に表示される画像から術者は、カプセル本体３が現在の体腔内における概略位置が分かる。術者は、表示装置７に表示されるカプセル画像５１及び位置及び向き画像表示部５２のアイコン矢印５２ａを見ながら、カプセル３が所望の動作となるように方向入力装置８ａ及び推進速度（回転速度）入力装置８ｂを操作する。

すると、制御装置６は、これら方向入力装置８ａ及び推進速度（回転速度）入力装置８ｂの操作に応じて回転電磁場（回転磁界）が発生するように制御回路２７が制御動作する。制御回路２７は、交流電源装置５を介して回転電磁場発生装置４により回転磁界を発生させる。尚、回転磁界の発生情報は、記憶回路２８に記憶される。

尚、レバーＬａ（又はスティックＳｂ）を傾ける操作した場合には、その傾けた操作量に対応する周波数の回転磁界が発生する。ここで、始動時、停止時においては急激にカプセル本体の回転周波数が変化しないように周波数を徐々に変化させるようにしてもよい。あるいは、振幅及び周波数の両方を徐々に変化させるようにしても構わない。

このようにして、体外から回転磁界を印加することにより、体腔内に挿入されたカプセル本体３に内蔵されたマグネット１６に磁気トルクを作用させ、カプセル本体３を回転させ、その際カプセル本体３の外周面に設けた螺旋状突起部１２を体腔内の内壁に接触させた状態でネジを回転させるようにして速やかにカプセル３を推進させることができる。

ここで、例えば、カプセル３は、大腸内でハウストラ（結腸膨起）に突き当たってしまい、先に進まなくなってしまうことがある。

このとき、術者は、旋回モードを実行するよう操作する。
術者は、ボタンＴｂを押下操作して上述した設定メニュー５３により旋回モードの設定を行い、設定入力が終了したら再度ボタンＴｂを押下して設定を終了する。そして、術者は、モード切換スイッチ８ｃのボタンＴａを押下操作して旋回モードに入る。

すると、制御装置６は、設定装置１０からの設定データがカプセル回転方向パターン発生器４１及び制御回路２７に入力される。
カプセル回転方向パターン発生器４１は、設定装置１０から入力される設定データに基づき、上述した図９に示すような周波数指示信号を発生してモード切換部４２に出力する。

モード切換部４２は、モード切換スイッチ８ｃのボタンＴａが操作されて出力されるモード切換信号に基づき、推進速度（回転速度）入力装置８ｂからの周波数指示信号からカプセル回転方向パターン発生器４１からの周波数指示信号に切り換えて制御回路２７に出力する。

そして、制御回路２７は、モード切換部４２が推進速度（回転速度）入力装置８ｂからカプセル回転方向パターン発生器４１に切り換えることで、カプセル３が前進後進を繰り返す制御を行うとともに、ジョイスティックＳｃ（又はジョイスティックＳａ）の操作に従い、カプセル３の旋回制御を行う。

尚、カプセル回転方向パターン発生器４１から発生される信号が図９（ｂ）のような場合には、カプセル３は、一方向に低速回転を行うと共に、ジョイスティックＳｃ（又はジョイスティックＳａ）の操作に従い、カプセル３の旋回制御を行う。

制御回路２７は、交流電源装置５を介して回転電磁場発生装置４によりカプセル回転方向パターン発生器４１とジョイスティックＳｃ（又はジョイスティックＳａ）からの信号に対応した回転電磁場（回転磁界）を発生させる。

すると、カプセル３は、例えば、右回転で前進、左回転で後退することにより、上述した図１０及び図１１に示すように前進後退を繰り返し一定の範囲内でその位置がほぼとどまり、ジョイスティックＳｃ（又はジョイスティックＳａ）の入力に従い、向きを変えて図１２に示すように旋回する。

尚、カプセル回転方向パターン発生器４１から発生される信号が図９（ｂ）のような場合には、カプセル３は、右回転で低速度で前進、左回転で低速度で後退等することにより、ほとんど位置が変化しない状態で、ジョイスティックＳｃ（又はジョイスティックＳａ）の入力に従い向きを変えるように旋回する。

これにより、カプセル３は、位置をほとんど変えることなく旋回可能であるので、従来では困難であった、ハウストラ等に突き当たってしまった場合の方向変更がスムーズに行える。
従って、本実施例のカプセル誘導システム１は、推進コントロール性を向上できる。

尚、本実施例のカプセル３は、後部に線やチューブの無い無索型であるが、図１５に示すようにカプセル３の後端部（先端カバー３９の逆側）に可撓性チューブを回転自在に取り付けた有索型のカプセル型医療装置にしても良い。
図１５に示すようにカプセル３Ｂは、被検体外にもう一端を有する紐（又はチューブ）状のガイド部材７０が設けられている。このガイド部材７０は例えば、１ｍｍ以上の太さを有し、被検体外部に係止可能な可撓性部材である。

この場合、カプセル３Ｂは、螺旋状突起部１２による推進とガイド部材７０とによる押し引きを組み合わせることによって、より効果的に推進或いは後退させることができるという効果がある。

また、本実施例は、体腔内を撮像するカプセル型内視鏡として機能するカプセル型医療装置本体に本発明を適用して構成しているが、本発明はこれに限定されず、生体組織を採取する採取手段を有する組織採取型カプセル型医療装置、薬剤を放出する薬剤放出型カプセル型医療装置、生体組織を焼灼する焼治療型カプセル型医療装置に本発明を適用しても構わない。

尚、上記特開２００１−１７９７００号公報，特開２００２−１８７１００号公報に記載の移動制御システムや上記特開２００３−２７５１７０号公報に記載のシステムでは、特に螺旋状構造部のパラメータが明確に記載されていない。
そのため、従来の医療装置誘導システムは、カプセル型医療装置が十分な推進力を得ることが困難であった。
そこで、螺旋状構造部の詳細なパラメータを明確にして十分な推進力を得られるように構成する。

図１６に示すようにカプセル３は、螺旋状突起部１２が例えば中央部の最も外径が大きい部分でのピッチｂが、これよりも先端側や後端側での外径が小さくなる部分のピッチａ及びｃと同じピッチ、つまりａ＝ｂ＝ｃに設定している。

さらに、カプセル３の螺旋状突起部１２を以下で説明するように最適化する。
図１７に示すようにカプセル３の螺旋状突起部１２は、例えば、円筒部長さＬ、円筒部半径ｒ、条数（自然数）ｎ、螺旋間隔Ｄ、螺旋角度θ、螺旋高さｈ、螺旋幅ｂ、螺旋溝幅ｘ等のパラメータを有している。

先ず、カプセル３の推進力の測定を行った。測定系を図１９に示す。
図１９は螺旋状突起部１２を模したサンプル８０を用いて推進力を測定するための水槽８１を示す。この水槽８１内には、（本実施例のカプセル３の外形構造を有する）サンプル８０（第１のサンプル８０とする）が管腔臓器を模擬するシリコンチューブ８２内に挿入した状態で挿入して、上から水を入れてチューブ８２に水圧をかけた状態（例えば水位は２０ｃｍ）にしている。

サンプル８０は、棒状部８３を介してフォールスゲージ８４に接続されており、このフォールスゲージ８４で推進力を測定可能となっている。尚、サンプル８０は、棒状部８３に対して空転するように回動自在に設けられている。この状態において、外部から回転磁場を印加してその推進力を測定した。

尚、実験では、φ１１ｍｍ、円筒部長さ２ｍｍ、螺旋高さ１ｍｍ、螺旋幅１ｍｍのサンプル８０を用いた。また、螺旋角度、条数は下記の組み合わせとした。
螺旋角度 条数
３０[ deg. ] ２，３，４，６，８条
４５[ deg. ] ２，３，４，６，８条
６０[ deg. ] １，２，３，４，６，８条
図２１に推進力測定結果を示す。図２１は、上記カプセル３の螺旋の螺旋間隔を横軸に、測定した推進力を縦軸にしたグラフである。
推進力の分布により、螺旋間隔が狭くなると推進力が向上する領域Ａと、螺旋間隔が狭くなると推進力が低下する領域Ｂが存在する。

領域Ａについて考察する。先ず、領域Ａに分布するカプセル３の中で、下記のものを横軸に条数、縦軸に推進力としてプロットしたものを図２０に示す。
螺旋角度 条数
４５[ deg. ] ２，３，４条
６０[ deg. ] １，２，３条
この結果より、螺旋の条数に比例して推進力が向上することが分かる。つまり、螺旋角度が同じカプセル３を比較すると、螺旋の全長に比例して推進力が向上することが分かる。

ここで、カプセル３の螺旋の全長は、下記のように求められる。
ここで、外装円筒形状部分を展開した展開図を図１８に示す。

図１８に示す外装円筒形状部分の展開図により螺旋の全長は下記の式で求まる。
螺旋全長＝ｎＬ／cosθ
また、螺旋の形状より下記の式が求まる。
tanθ＝２πｒ／ｎＤ
ここで、推進力に寄与するパラメータは、螺旋の円周方向成分と考えられる。

このため、推進力は下記の式で算出できる。
推進力＝Ｋ×螺旋全長×sinθ
＝ＫｎＬtanθ
＝ＫｎＬ×２πｒ／ｎＤ
＝２ＫπｒＬ／Ｄ …（１）
尚、Ｋは比例定数である。
以上により、推進力は、カプセルの円筒部径、円筒部長さ、螺旋間隔に依存することがわかる。

さらに、この計算結果を測定結果と比較すると図２１の領域Ａでは、上記式（１）において比例定数Ｋ＝０．５とした場合と測定結果が非常に良く一致することが分かる。
以上より、螺旋間隔の増大時には、螺旋長さが減少するために推進力が減少することになる。

次に、領域Ｂについて考察する。領域Ｂにおける螺旋間隔の減少時には、生体組織が螺旋の間に入り込めなくなるため、螺旋の効果が十分に発揮できず、推進力が低下するといえる。

以上の理論付けを元に、螺旋高さ１[ｍｍ]のカプセル３においては、螺旋間隔が３〜１２[ｍｍ]の間であれば、十分に推進力を発生可能であるといえる。

ここで、さらに、螺旋の高さが変化した場合の螺旋間隔について考察を進める。
螺旋間への生体組織の入り込みを両端支持の梁の自重による撓みに近似する。
ここで、梁は全長に等分布荷重ｗを受けるスパンｌの両端支持ばりである。

この場合、両端支持の梁の自重(等分布荷重ｗ)による中央部分での撓み量は、下記の式で表される。
変位＝５ｗ×ｌ^４／３８４Ｅ×Ｉ
ここで、螺旋高さがｋ倍になったとき、変位がｋ倍になるには、
ｋ×変位＝５Ｗｌ^４／３８４ＥＩ
となる。
よって、スパンｌは、
ｌ＝^４√（ｋ×変位／Ｐ）
となる。
ここで、
ｗ：等分布荷重
ｌ：梁の幅（スパン）
Ｅ：縦弾性係数
Ｉ：断面慣性モーメント（断面２次モーメント）
Ｅ×Ｉ：曲げ剛性
以上により、生体組織の撓みに必要な螺旋間隔Ｄは、螺旋高さの４乗根に比例することが分かる。

よって、螺旋高さがｈ[ｍｍ]のときの、螺旋間隔Ｄ[ｍｍ]は、下記の範囲となる。
３×^４√（ｈ）[ｍｍ]＜Ｄ[ｍｍ]＜１２×^４√（ｈ）[ｍｍ] …（２）
尚、上記式（２）は、螺旋状突起部１２の突起形状によって螺旋間隔Ｄを用いるか又はこの螺旋間隔Ｄの代わりに突起部間隔ｄを用いるか異なる。

ここで、図２２及び図２３に示すように螺旋状突起部１２の断面が円形状又は楕円形状であれば、互いに隣接する螺旋状突起部１２の中心軸間の距離である螺旋間隔Ｄを用いる。
また、図２４に示すように螺旋状突起部１２の断面が長方形の角にＲをとった形状の場合、生体組織の撓みはＲの始点部分より発生するので、螺旋間隔Ｄの代わりに互いに隣接した螺旋状突起部１２の内側から始まる略円又は略楕円の始点間距離である突起部間隔ｄを用いる。

この場合、上記式（２）は、螺旋間隔Ｄの代わりに突起部間隔ｄを用いて、
３×^４√（ｈ）＜ｄ＜１２×^４√（ｈ）
を採用する。

この結果、カプセル３は、螺旋状構造部のパラメータを明確化できるので、十分な推進力を得ることが可能となる。
尚、図２１の推進力測定結果により、カプセル径がφ１１ｍｍ近傍（φ９〜φ１３ｍｍ）で螺旋幅が約１ｍｍのとき、螺旋角度に対する適当な条数の組合せは下記の通りである。

螺旋角度 条数
３０[ deg. ] ８条
４５[ deg. ] ３又は４条
６０[ deg. ] ４又は５条
また、上述した各実施例等を部分的等で組み合わせて構成される実施例等も本発明に属する。

[付記]
（付記項１）
被検体外部から被検体内へ印加するための回転電磁場を発生する回転電磁場発生装置と、
前記被検体の体腔内に挿入する医療装置本体と、
前記医療装置本体に設け、前記回転電磁場発生装置によって発生した回転電磁場に作用する電磁場応答部と、
前記医療装置本体の外表面に設け、前記電磁場応答部によって発生する回転運動を推進力に変換するための螺旋状構造部と、
前記回転電磁場発生装置により発生する前記回転電磁場の状態を連続的に変化させるよう前記回転電磁場発生装置を制御する制御装置と、
前記回転電磁場発生装置により発生する前記回転電磁場の回転方向を、設定した回転量毎に入れ換える特定回転電磁場パターン発生部と、
を具備したことを特徴とする医療装置誘導システム。

（付記項２）
前記制御装置は、前記回転電磁界の回転方向、回転位相、電磁界強度、回転周波数の少なくともいずれか１つを制御することを特徴とする付記項１に記載の医療装置誘導システ。

（付記項３）
前記医療装置本体がカプセル型医療装置であることを特徴とする付記項１に記載の医療装置誘導システム。

（付記項４）
前記特定回転電磁場パターン発生部が前記入れ換える回転量を設定するための回転量設定部を設けたことを特徴とする付記項１に記載の医療装置誘導システム。

（付記項５）
前記回転電磁場発生装置により発生する前記回転電磁場の回転速度を設定するための回転速度設定部を設けたことを特徴とする付記項１に記載の医療装置誘導システム。

（付記項６）
被検体の体腔内に挿入し、この体腔内の管腔臓器に対して医療行為を行なうカプセル型医療装置において、
少なくとも進行方向に対称軸を有する回転対称に形成された外装と、
前記外装内に設け、被検体外部から印加される回転電磁場に作用する電磁場応答部と、
前記外装表面に設け、前記電磁場応答部によって発生する回転運動を推進力に変換するための螺旋状構造部と、
を具備し、前記螺旋状構造部が螺旋間隔をＤ[ｍｍ]とし、螺旋高さをｈ[ｍｍ]としたときに
３×^４√（ｈ）[ｍｍ]＜Ｄ[ｍｍ]＜１２×^４√（ｈ）[ｍｍ]
を満たすような形状であることを特徴とするカプセル型医療装置。

（付記項７）
前記螺旋状構造部を構成している螺旋状突起部は、軸方向断面が略長方形であって前記管腔臓器に接触する角部が略円又は略楕円型に形成されていることを特徴とする付記項６に記載のカプセル型医療装置。

（付記項８）
前記螺旋状構造部の前記螺旋間隔は、互いに隣接した前記螺旋状突起部の内側から始まる略円又は略楕円の始点間距離であることを特徴とする付記項７に記載のカプセル型医療装置。

（付記項９）
前記螺旋状構造部は、前記進行方向への前記対称軸に対して螺旋角度が４０度以上になるように形成したことを特徴とする付記項６〜８に記載のカプセル型医療装置。

[付記項９の効果]
カプセル医療装置全体の向きを変更するときの操作性が向上する。

（付記項１０）
前記螺旋状突起部の高さが０．５ｍｍ〜３ｍｍであることを特徴とする付記項７〜９に記載のカプセル型医療装置。

[付記項１０の効果]
カプセル医療装置全体の径が大きくなり過ぎず、十分な推力を発生可能である。

（付記項１１）
前記外装は、略円筒形状部と径変化部を有し、
前記径変化部に設けた螺旋構造部と、前記略円筒形状部に設けた螺旋構造部とが同じピッチで形成されていることを特徴とする付記項６〜１０に記載のカプセル型医療装置。

[付記項１１の効果]
カプセル医療装置の推進力が向上し、ピッチを等しくすることで、製作が容易となる。

（付記項１２）
前記電磁場応答部が前記外装の径方向に磁化された永久磁石であることを特徴とする付記項６〜１１に記載のカプセル型医療装置。

（付記項１３）
前記電磁場応答部が、誘電体であることを特徴とする付記項６〜１１に記載のカプセル型医療装置。

（付記項１４）
前記カプセル型医療装置は、前記被検体外部に係止可能な可撓性部材を後端部に設けたことを特徴とする付記項６〜１２に記載のカプセル型医療装置。

（付記項１５）
被検体外部から被検体内へ印加するための回転電磁場を発生する回転電磁場発生装置と、
前記被検体の体腔内に挿入する医療装置本体と、
前記医療装置本体に設け、前記回転電磁場発生装置によって発生した回転電磁場に作用する電磁場応答部と、
前記医療装置本体の外表面に設け、前記電磁場応答部によって発生する回転運動を推進力に変換するための螺旋状構造部と、
前記回転電磁場発生装置を制御してこの前記回転電磁場発生装置により発生する前記回転電磁場の状態を変化させる制御装置と、
を具備し、前記医療装置本体が前進後退を繰り返すことで旋回可能としたことを特徴とする医療装置誘導システム。

（付記項１６）
被検体外部から被検体内へ印加するための回転電磁場を発生する回転電磁場発生装置と、
前記被検体の体腔内に挿入する医療装置本体と、
前記医療装置本体に設け、前記回転電磁場発生装置によって発生した回転電磁場に作用する電磁場応答部と、
前記医療装置本体の外表面に設け、前記電磁場応答部によって発生する回転運動を推進力に変換するための螺旋状構造部と、
前記医療装置本体の動作を操作指示するための操作入力部と、
前記操作入力部の操作指示に基づき、前記回転電磁場発生装置により発生する前記回転電磁場の状態を連続的に変化させるよう前記回転電磁場発生装置を制御する制御装置と、
前記医療装置本体が前進後退を繰り返して旋回動作可能なように、前記回転電磁場発生装置により発生する前記回転電磁場の回転方向を、設定した回転量毎に入れ換える特定回転電磁場パターン発生部と、
を具備したことを特徴とする医療装置誘導システム。

本発明の医療装置誘導システム及びカプセル型医療装置は、推進コントロール性を向上できるので、工業分野のみならず、医療分野において、特に体腔内に挿入され、回転させながら推進させて誘導する場合に適している。

一実施例の医療装置誘導システムの概略構成を示す全体構成図である。 図１のより詳細な構成を示すブロック図である。 カプセル型医療装置本体の外観を示す側面図である。 カプセル型医療装置本体の側面説明図である。 図４のカプセル型医療装置本体の正面説明図である。 操作入力装置の概略構成図である。 操作入力装置の変形例を示す概略構成図である。 図６のスティックの変形例を示す概略構成図である。 カプセル回転方向パターン発生器が発生する信号波形例のグラフである。 図９（ａ）の信号に基づき、前進後退を繰り返す際のカプセル型医療装置本体の側面説明図である。 図１０のカプセル型医療装置本体の正面説明図である。 図１０の前進後退によってカプセル型医療装置本体が旋回動作する際の概略説明図である。 表示装置の画像構成例である。 図１３の設定メニューの変形例である。 後端部に可撓性チューブを回転自在に取り付けた有索型のカプセル型医療装置の外観を示す側面図である。 螺旋状突起部のピッチを中央部、先端側及び後端側で同じとしたカプセル型医療装置を示す概略側面図である。 カプセル型医療装置の螺旋状構造部のパラメータを示す説明図である。 図１７のカプセル型医療装置の外装円筒形状部分の展開図である。 回転電磁場を印加してカプセル型医療装置の推進速度を測定する際の様子を示し説明図である。 図１９の測定による螺旋条数に対する推力（推進力）を示すグラフである。 図１９の測定による突起部間隔に対する推力（推進力）を示すグラである。 螺旋状突起部の断面が円形状であるときの螺旋間隔Ｄを示す説明である。 螺旋状突起部の断面が楕円形状であるときの螺旋間隔Ｄを示す説明図である。 螺旋状突起部の断面が長方形の角にＲをとった形状の場合の螺旋間隔Ｄと突起部間隔ｄを示す説明図である。 直交座標系で表した回転磁界中におけるカプセルの推進方向を示すグラフである。

符号の説明

１ カプセル誘導システム
３ カプセル
４ 回転電磁場発生装置
５ 交流電源装置
６ 制御装置
７ 表示装置
８ 操作入力装置
８ａ 方向入力装置
８ｂ 速度入力装置
８ｃ モード切換スイッチ
９ 位置／方向検出装置
１０ 設定装置
１１ 外装容器
１２ 螺旋状突起部
１６ マグネット
１８ 位置／方向検出用アンテナ
２７ 制御回路
４１ カプセル回転方向パターン発生器
４２ モード切換部
代理人 弁理士 伊藤 進

Claims (5)

1. 被検体外部から被検体内へ印加するための回転電磁場を発生する回転電磁場発生装置と、
   前記被検体の体腔内に挿入する医療装置本体と、
   前記医療装置本体に設け、前記回転電磁場発生装置によって発生した回転電磁場に作用する電磁場応答部と、
   前記医療装置本体の外表面に設け、前記電磁場応答部によって発生する回転運動を推進力に変換するための螺旋状構造部と、
   前記回転電磁場発生装置により発生する前記回転電磁場の状態を連続的に変化させるよう前記回転電磁場発生装置を制御する制御装置と、
   前記回転電磁場発生装置により発生する前記回転電磁場の回転方向を、設定した回転量毎に入れ換える特定回転電磁場パターン発生部と、
   を具備したことを特徴とする医療装置誘導システム。
2. 被検体の体腔内に挿入し、この体腔内の管腔臓器に対して医療行為を行なうカプセル型医療装置において、
   少なくとも進行方向に対称軸を有する回転対称に形成された外装と、
   前記外装内に設け、被検体外部から印加される回転電磁場に作用する電磁場応答部と、
   前記外装表面に設け、前記電磁場応答部によって発生する回転運動を推進力に変換するための螺旋状構造部と、
   を具備し、前記螺旋状構造部が螺旋間隔をＤ[ｍｍ]とし、螺旋高さをｈ[ｍｍ]としたときに
   ３×^４√（ｈ）[ｍｍ]＜Ｄ[ｍｍ]＜１２×^４√（ｈ）[ｍｍ]
   を満たすような形状であることを特徴とするカプセル型医療装置。
3. 前記螺旋状構造部を構成している螺旋状突起部は、軸方向断面が略長方形であって前記管腔臓器に接触する角部が略円又は略楕円型に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のカプセル型医療装置。
4. 前記螺旋状構造部の前記螺旋間隔は、互いに隣接した前記螺旋状突起部の内側から始まる略円又は略楕円の始点間距離であることを特徴とする請求項３に記載のカプセル型医療装置。
5. 前記螺旋状構造部は、前記進行方向への前記対称軸に対して螺旋角度が４０度以上になるように形成したことを特徴とする請求項２〜４に記載のカプセル型医療装置。
   

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