JP2007082898A - 経皮エネルギー伝送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 消化器系人工内臓に、非侵襲的に高効率でエネルギーを供給するための消化管内に留置する経皮エネルギー伝送装置およびその製造方法を提供する
【解決手段】 人工食道、人工括約筋、蠕動機能を持つ食道ステントなどに対するエネルギーを供給する経皮エネルギー伝送装置において、胃袋内に二次コイルを留置し、クリップなどで固定することにより、皮膚を切開する必要がなく、内視鏡だけでの蠕動運動食道ステントなどの装着が可能になることができる。二次コイルは円盤状でも円筒状でも良い。内面をフェライトコアやアモルファスファイバーなどで磁気シールドすることにより、エネルギー伝送効率を向上させることができる。また全体を抗酸性素材でコーティングすることにより、胃液による腐食を防ぐことができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、人工食道、人工括約筋、蠕動運動食道ステントなどの消化器系人工内臓およびカプセル型内視鏡のような消化管内を移動する検査装置にエネルギーを送るために用いる経皮エネルギー伝送装置に関する。

従来、人工心臓などの人工内臓にエネルギーを供給する装置としてはコイル状等の経皮エネルギー伝送システムが用いられていた。これは皮膚を切開して、皮下に埋め込まれるもので、皮膚を介した二つのコイルを用いて、体内に電磁的にエネルギーを供給するものである。

このような技術は、例えば非特許文献１などに開示されている。非特許文献１には、人工心臓のための経皮エネルギー伝送装置が記載されている。しかし、この非特許文献１の方法では、皮膚を切開して体内に経皮エネルギー伝送装置を埋め込まなければならないので感染症の発生する危険性があるという欠点がある。人工内臓の場合、感染症が発生すれば、感染した人工物を摘出しなければ絶対に治癒しないので大きな問題になる。

人工心臓のように、元々皮膚を切開して埋め込まれる人工内臓なら、経皮エネルギー伝送装置を同時に埋め込むことができるが、我々が開発している蠕動運動食道ステント（特許文献１）：特願２００４−３３９４５９）などの消化管の内部に装着される人工内臓では、どこも皮膚を切開することはなく内視鏡だけで挿入することが可能であり、経皮エネルギー伝送装置を装着するためだけに、別途皮膚を切開して留置する必要があった。

またカプセル型検査装置のようなシステムは、駆動エネルギーが検査前に内蔵バッテリーに蓄えられた量だけでは間に合わないので、検査中に外部からエネルギーを供給する必要があるが、これまでの経皮エネルギー伝送装置では効率が低く充分なエネルギーが供給できなかった。

また、特許文献１などに開示されている過去に開発された経皮エネルギー伝送装置は伝送効率が低く大きなエネルギーが必要であるという欠点がある。

従って過去の経皮エネルギー伝送装置は全て蠕動運動ステントなどの無切開で取り付ける事が可能な人工内臓やカプセル内視鏡に対して充分なエネルギーを無菌的に送ることはできないと言う問題がある。
特願２００４−３３９４５９ Weiss WJ, Rosenberg G, Snyder AJ, Pae WE, Richenbacher WE, Pierce WS. In vivo performance of a transcutaneous energy transmission system with the Penn State motor driven ventricular assist device. ASAIO Trans. 1989 Jul-Sep;35(3):284-8.

上記のように従来の技術で開発された経皮エネルギー伝送装置では、皮膚を切開して埋め込み手術を行う必要があり、感染症発生の危険があり、患者の苦痛が大きいという問題があった。また、伝送効率が充分でないという問題があった。

さらに、体外の一次コイルの位置ずれにより著しく伝送効率が低下するため、常に同じ箇所に取り付けておかねばならず、皮膚とのフィッティングや褥創の問題が発生するといった問題があった。

本発明によれば、従来の経皮エネルギー伝送装置では、皮膚を切開し体内に留置していた二次コイルを、皮膚を切開することなく消化管内に留置し、人工食道、蠕動運動ステント、人工括約筋などの人工内臓およびカプセル型内視鏡のような消化管内を移動する検査装置に対し、非侵襲的、無菌的、かつ高効率にエネルギーを伝送することができることを特徴とする経皮エネルギー伝送装置が得られる。

更に胃袋内に留置する二次コイルの形状を、筒状に成形するか、もしくは、円筒状に変形することが可能な柔軟性を持つ素材で構成し、内部に電子回路をおいていったい成形することにより、内視鏡などで簡単に非侵襲的に消化管内へ挿入することを可能にした経皮エネルギー伝送装置が得られる。

腹部に巻きかかるような概略ベルト状、あるいは概略８の字状、平板状に形成し、外面、もしくは内面にフェライトコアやアモルファスファイバーを用いた磁気シールディングを用いた方法論により、体内の二次コイルに位置に大きく依存せず、エネルギー伝送効率を向上させた経皮エネルギー伝送装置が得られる。

更に、胃袋内に留置することによる胃液の腐食を防ぐために、抗酸性に優れた素材を用いたコーティングにより、腐食に耐える安定性に優れた二次コイルが得られ、胃袋内に留置することにより、皮膚を切開せずに消化管の内側に装着することができることを特徴とする経皮エネルギー伝送装置が得られる。

本発明によれば、経皮エネルギー伝送装置のエネルギー受信装置を内視鏡などで簡単に消化管内へ挿入することができ、皮膚を切開することなく、蠕動する人工食道ステントや、人工括約筋、人工食道などに、無菌的にエネルギーを供給することができる。

また、エネルギー伝送効率が向上し、従来の機器のようにエネルギー送信装置を常に同じ位置に装着する必要が無く、皮膚に優しいシステムが得られる。
更に抗酸性に優れた素材を用いたコーティングにより、胃酸による腐食に耐える安定性に優れたシステムが具現化され、消化管内では比較的設置する領域の大きい胃袋内にエネルギー受信装置を設置することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明による胃袋内装着型経皮エネルギー伝送装置を蠕動する人工食道ステントと組み合わせたものである。

図２は動物実験中の経皮エネルギー伝送システム筒状二次コイルの写真である。胃袋内に挿入、装着された二次コイルを、胃壁を切開して露出させている。

手術できない進行した食道癌では、患者が食事ができるように癌による狭窄病変部の食道を広げるステントによる治療が行われるが、ステント内部に食物が詰まれば食道ステントは閉塞し、患者は唾液も飲み込めなくなり、吐きながら救急外来を訪れて内視鏡で食物塊を取り除くことになる。そこでステント内部が蠕動運動を行って食物を飲み込むことができる人工食道ステントが発明され特許が申請された。（特許文献１：特願２００４−３３９４５９）
蠕動食道ステントと組み合わされた本発明である経皮エネルギー伝送装置は胃袋内部に留置されるので内視鏡だけによる装着が可能で、皮膚を切開する必要がないので侵襲が少なく感染症発生の危険がない。

図３は、経皮エネルギー伝送部の一次コイルの形態を変化させた一例である。

また、図４は本実施例のエネルギー伝送装置の概念図である。

二次コイルは筒状に形成させ、一次コイルは身体に巻き係るようベルト状に形成されている。これにより、患者はベルトを巻くように簡便に経皮エネルギー伝送装置を身につけることができる。また二次コイルは小型の筒状なので内視鏡にて簡単に胃袋内に挿入でき、クリップなどで胃壁に固定されている。

筒状の二次コイルの内側にはフェライトコア及びアモルファスファイバーなどにて磁気シールディングが施されており、エネルギー伝送効率を増加させることができる。

本実施例は、カプセル内視鏡に応用した場合の実施例である。

実施例２と同様に体外に装着する一次コイルをベルト状に成形し、装着する。

さらに、カプセル内視鏡の内部にエネルギー受信のための二次コイルを装備する。

本実施例の形態によれば、カプセル内視鏡が移動中に向きが変更され、内蔵されたコイルが体外の一次コイルの発する磁界に対して電流が流れる向きとなれば、カプセル内視鏡に充電される。

すなわち、消化管内を移動中に、方向があった瞬間に必ず電力を受信することができるので、移動の途中で充電することが可能になり、排出までの間に多大な情報が得られる。

体外に取り付ける一次コイルの形状を概８の字状に形成した場合の実施例である。図５は本実施例の伝送装置の概念図である。

本実施例の形態によれば、従来の経皮エネルギー伝送装置のように一次コイルと二次コイルを常に同じ位置で保つ必要がなく、位置ずれが生じても高効率のエネルギー伝送を維持することができる。

なお、実施例はあくまで例示であり、本発明に用いる人工内臓としては、実施例に記載した蠕動する人工食道ステントに限らず、全置換型人工食道、人工括約筋などの人工内臓、あるいは、カプセル型内視鏡などのカプセル型検査機器にエネルギーを送るシステムであっても良い。さらにカプセル内視鏡に限らず消化管の診断治療システムであるならば、特にエネルギーを伝送するシステムの種類が限定されるものではない。

本発明に係る経皮エネルギー伝送装置は、人工食道、人工食道ステント、人工括約筋等の様々な人工臓器の分野に適用できる。

また本発明によって製造された経皮エネルギー伝送装置は、カプセル型内視鏡などのように体内を移動するカプセル型検査装置など対するエネルギー伝送としても広く用いることが出来る。

本発明の実施例１の経皮エネルギー伝送装置と蠕動機能を持つ食道ステントの概念図である。 動物実験中の経皮エネルギー伝送システム筒状二次コイルの写真である。胃袋内に挿入、装着された二次コイルを、胃壁を切開して露出させている。 本発明の実施例２による経皮エネルギー伝送装置の他の形態である。 本発明の実施例２のエネルギー伝送装置の概略図である。 体外に装着する一次コイルを８の字状に形成した場合の概念図である。

Claims (10)

1. 人工食道、蠕動運動ステント、人工括約筋などの人工内臓、及びカプセル型内視鏡のような消化管内を移動する検査装置に対し、非侵襲的、無菌的にエネルギーを伝送することができることを特徴とする経皮エネルギー伝送装置。
2. 請求項１に記載の経皮エネルギー伝送装置において、消化管内に留置することにより、皮膚を切開せずに装着することができることを特徴とする経皮エネルギー伝送装置。
3. 請求項１〜２のいずれかに記載の経皮エネルギー伝送装置において、内視鏡を用いてクリップ・縫合糸などにより消化管の内側に固定・装着することができ、皮膚を切開せずに非侵襲的に消化管内に固定できることを特徴とする経皮エネルギー伝送装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の経皮エネルギー伝送装置において、消化管内に留置する二次コイルの形状を、筒状に成形するか、もしくは、円筒状に変形することが可能な柔軟性を持つ素材で構成することにより、内視鏡などで簡単に消化管内へ挿入することを可能にした経皮エネルギー伝送装置
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の経皮エネルギー伝送装置において、体外に設置する一次コイルの形状を、身体に巻きかかるような概ベルト状に成形される経皮エネルギー伝送装置。
6. 請求項１〜４のいずれかに記載の経皮エネルギー伝送装置において、体外に設置する一次コイルの形状を、８の字状に成形した経皮エネルギー伝送装置。
7. 請求項１〜４のいずれかに記載の経皮エネルギー伝送装置において、体外に設置する一次コイルの形状を、平板状に成形した経皮エネルギー伝送装置。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の経皮エネルギー伝送装置において、両方、もしくは片方の背面、またコイル内部にフェライトコアやアモルファスファイバーを用いた磁気シールディングにより、エネルギー伝送効率を向上させた経皮エネルギー伝送装置。
9. 請求項１〜8のいずれかに記載の経皮エネルギー伝送装置において、二次コイルを筒状、またはお椀上に成形してその内部に電子回路を配置することにより、電力損失を少なくすることで小型化を具現化させた経皮エネルギー伝送装置。
10. 請求項１〜9のいずれかに記載の消化管内に留置する経皮エネルギー伝送装置において、外面を抗酸性のマテリアルによって胃液に対する耐性を向上させた経皮エネルギー伝送装置。