JP2008012035A - カプセル型内視鏡およびこれを用いた被検体内医療システム - Google Patents

Abstract

【課題】咽頭部を傷つけずに、広い空間を伴う臓器内であっても隈無く所望の画像を得ることができるカプセル型内視鏡およびこれを用いた被検体内医療システムを提供すること。
【解決手段】紐３の一端がカプセル型内視鏡２本体に取り付けられ、紐３の他端が被検体１外のマウスピース４に固定されるカプセル型内視鏡２であって、カプセル型内視鏡２本体内に紐３の繰り出しまたは巻き取りを行う巻取部１０と、巻取部１０に接続され、外部回転磁界によって回動する磁石１３とを備え、巻取部１０は、磁石１３の回動に連動して紐３の繰り出しまたは巻き取りを行い、紐３を移動させずに、カプセル型内視鏡２自体を移動させるようにする。
【選択図】 図２

Description

この発明は、体腔内での検査や処置などを含む被検体内における各種の医療行為を行うカプセル型内視鏡およびこれを用いた被検体内医療システムに関するものであり、特に、紐の一端がカプセル型内視鏡本体に取り付けられ、紐の他端が被検体外に配置されるカプセル型内視鏡およびこれを用いた被検体内医療システムに関するものである。

近年、内視鏡の分野においては、飲込み型のカプセル型内視鏡が登場している。このカプセル型内視鏡には、撮像機能と無線通信機能とが設けられている。カプセル型内視鏡は、観察（検査）のために患者の口から飲込まれた後、人体から自然排出されるまでの間、体腔内、例えば胃、小腸などの臓器の内部をその蠕動運動に従って移動し、順次撮像する機能を有する。

体腔内を移動する間、カプセル型内視鏡によって体内で撮像された画像データは、順次無線通信により外部に送信され、外部の受信機内に設けられたメモリに蓄積される。患者がこの無線通信機能とメモリ機能とを備えた受信機を携帯することにより、患者は、カプセル型内視鏡を飲み込んだ後、排出されるまでの期間であっても、自由に行動できる。この後、医者もしくは看護士においては、メモリに蓄積された画像データに基づいて臓器の画像をディスプレイに表示させて診断を行うことができる。

ここで、上述したカプセル型内視鏡は、小型であり、飲み込みやすいため、通常の内視鏡に比べ麻酔などをせずに簡易に被検体内の画像を取得することができる。そこで、カプセル型内視鏡本体に紐の一端を取り付け、他端を体外に配置し、この紐を体外から操作することによってカプセル型内視鏡の位置を制御し、これによって所望の画像を得ることができる。

一方、カプセル型内視鏡本体内に、磁石を内蔵させ、外部から回転磁界を加え、この磁石を回転させることによってカプセル型内視鏡を回転させ、カプセル型内視鏡を被検体内で自在に移動させるものがある。

特開２００４−１８１２５０号公報 特開２００４−２２９９２２号公報 特開２０００−３３０７０号公報

しかしながら、上述した従来の紐が取り付けられたカプセル型内視鏡では、取り付けた紐が咽頭部で連続的にスライドするため、咽頭部を傷つけてしまうという問題点があった。

一方、外部回転磁界によってカプセル型内視鏡を回転させて従来のカプセル型内視鏡では、広い空間を伴う胃などの臓器内を移動させる場合、ある特定の壁面から移動できなくなる場合が発生し、この場合、所望の画像を取得することができないという問題点があった。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、咽頭部を傷つけずに、広い空間を伴う臓器内であっても隈無く所望の画像を得ることができるカプセル型内視鏡およびこれを用いた被検体内医療システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかるカプセル型内視鏡は、紐の一端がカプセル型内視鏡本体に取り付けられ、紐の他端が所定の位置に固定されるカプセル型内視鏡であって、前記カプセル型内視鏡本体内に前記紐の繰り出しまたは巻き取りを行う巻取部を備えたことを特徴とする。

また、この発明にかかるカプセル型内視鏡は、上記の発明において、前記巻取部に接続され、被検体外で発生した外部回転磁界によって回動する磁石を備え、前記巻取部は、前記磁石の回動に連動して前記紐の繰り出しまたは巻き取りを行うことを特徴とする。

また、この発明にかかるカプセル型内視鏡は、上記の発明において、前記巻取部に接続され、該巻取部を回動させて前記紐の繰り出しまたは巻取を行わせる駆動部と、磁界を含む外部制御信号を受信して前記駆動部の駆動を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

また、この発明にかかるカプセル型内視鏡は、上記の発明において、前記紐の他端を固定するマウスピースを備えたことを特徴とする。

また、この発明にかかる被検体内医療システムは、紐の一端がカプセル型内視鏡本体に取り付けられ、紐の他端が所定の位置に固定され、前記カプセル型内視鏡本体内に、撮像手段と、該撮像手段によって撮像された画像を被検体外に無線送信する無線送信手段と、前記紐の繰り出しまたは巻き取りを行う巻取部と、該巻取部に接続され外部回転磁界によって回動する磁石とを有し、前記磁石の回動に連動して前記紐の繰り出しまたは巻き取りを行うカプセル型内視鏡と、前記カプセル型内視鏡から送信された画像を受信する受信装置と、前記外部回転磁界を発生させて前記磁石を回動させる外部回転磁界発生装置と、を備えたことを特徴とする。

また、この発明にかかる被検体内医療システムは、紐の一端がカプセル型内視鏡本体に取り付けられ、紐の他端が所定の位置に固定され、前記カプセル型内視鏡本体内に、撮像手段と、該撮像手段によって撮像された画像を被検体外に無線送信する無線送信手段と、前記紐の繰り出しまたは巻き取りを行う巻取部と、前記巻取部に接続され、該巻取部を回動させて前記紐の繰り出しまたは巻取を行わせる駆動部と、磁界を含む外部制御信号を受信して前記駆動部の駆動を制御する制御手段とを有したカプセル型内視鏡と、前記カプセル型内視鏡から送信された画像を受信する受信装置と、前記制御手段に前記外部制御信号を送信する外部制御信号発生装置と、を備えたことを特徴とする。

また、この発明にかかる被検体内医療システムは、上記の発明において、前記受信装置に接続され、前記カプセル型内視鏡から送信される画像をリアルタイムに表示する表示手段を備え、該表示手段に表示された画像をもとに前記外部回転磁界発生装置あるいは前記外部制御信号発生装置を操作することを特徴とする。

この発明にかかるカプセル型内視鏡およびこれを用いた被検体内医療システムでは、カプセル型内視鏡本体内に紐の繰り出しまたは巻き取りを行う巻取部を設けているので、カプセル型内視鏡を移動させる場合、紐自体が移動することがないため、咽頭部を傷つけず、胃などの広い空間をもつ臓器内であっても隈無く所望の画像を取得することができるという効果を奏する。

以下、この発明を実施するための最良の形態であるカプセル型内視鏡およびこれを用いた被検体内医療システムについて説明する。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１である被検体内医療システムの概要構成を示す図である。また、図２は、図１に示した被検体内医療システムに用いられるカプセル型内視鏡の構成を示す断面図である。図１において、この被検体内医療システムは、被検体１内に導入されるカプセル型内視鏡２を有する。このカプセル型内視鏡２には、紐３の一端が取り付けられ、紐３の他端がマウスピース４に固定されている。図１に示すように、カプセル型内視鏡２が被検体１内に導入された場合、紐３の他端がマウスピース４によって固定されているため、紐３の長さによってカプセル型内視鏡２の位置が決定される。ここで、カプセル型内視鏡２は、後述するように、紐３を繰り出しあるいは巻き取る巻取部を有し、この繰り出しあるいは巻き取りによって、マウスピース３とカプセル型内視鏡２との相対位置関係が決定され、紐３が移動することなく、カプセル型内視鏡２自体が移動できるようになる。

被検体１の周囲表面には、受信装置６が配置され、この受信装置６からカプセル型内視鏡２が配置される位置に近い被検体１表面部位に１以上のアンテナ５が配置される。受信装置６は、アンテナ５を介してカプセル型内視鏡２から送信された被検体１内の画像を受信する。

表示装置９は、カプセル型内視鏡２によって撮像された画像などを表示するためのものであり、携帯型記録媒体８によって得られるデータに基づいて画像表示を行うワークステーションなどによって実現される。なお、携帯型記録媒体８は、受信装置６および表示装置９に対して着脱可能であり、両者に対して挿着された時に、情報の出力または記録が可能になる。この実施の形態１では、被検体１内の画像を撮像しているときは、携帯型記録媒体８が受信装置６に挿着され、受信した画像などの情報を記録し、被検体１内の画像の撮像が終了したときに、携帯型記録媒体８が表示装置９に挿着され、携帯型記録媒体８に記録された画像などの情報が表示装置９によって読み込まれる。なお、携帯型記録媒体８を用いず、受信装置８と表示装置９との間を直接、有線または無線で接続するようにしてもよい。

また、ビューア６ａは、受信装置６に着脱可能であり、受信装置６が受信した画像などの情報をリアルタイムで表示画面６ｂ上に表示する。ここで、携帯型記録媒体８を用いず、受信装置６と表示装置９とを有線または無線で直接接続する場合には、表示装置９が撮像された画像などをリアルタイムで表示することができるため、ビューア６ａは用いなくてもよい。

磁界発生ユニット７は、強磁性体などの誘電率の高い部材にコイルが巻かれた状態を形成した電磁石であり、図３に示すように、ＸＹＺの３方向に被検体１を挟むようにそれぞれ１対の電磁石が組み合わされた構成をもち、各方向に発生する磁界の強弱を制御することによって被検体１に対して３次元の外部回転磁界を形成することができる。この外部回転磁界の形成は、操作部７ｂの操作指示のもとに、回転制御装置７ａが磁界発生ユニット７の各方向の電磁石への通電量を制御することによって行われる。カプセル型内視鏡２内には磁石が配置されており、この外部回転磁界によって磁石が回転することによって上述した巻取部による紐３の繰り出しあるいは巻き取りが行われる。なお、操作者は、ビューア６ａの表示画面６ａ上、あるいは表示装置９の表示画面上に表示されたカプセル型内視鏡２が撮像している画像をモニタしながら、操作部７ｂを操作する。

ここで、図２を参照して、カプセル型内視鏡２について説明する。カプセル型内視鏡２は、両端が球面を形成した筒状体であり、いわゆるカプセル状をなした外装部材に被われる。外装部材の内部には、紐３の繰り出しあるいは巻き取りを行う巻取部１０、外部回転磁界によって回動して巻取部１０の繰り出しあるいは巻き取りを行わせる磁石１３、電池１５、無線送信部１６、制御処理部１７、照明部１８、撮像ユニット１９を有し、電池１５、無線送信部１６、制御処理部１７、照明部１８および撮像ユニット１９は、フレキシブルな配線によって接続され、交互に折り畳まれて配設される。

紐３は、筒状体の一端の球面側に取り付けられ、筒状体の他端は、半球状の透明ドーム２０によって覆われる。透明ドーム２０側には、筒状体中心軸のほぼ中心に撮像ユニット１９が配置され、この撮像ユニット１９の周縁にＬＥＤなどによって実現される照明部１８が配置される。撮像ユニット１９は、照明部１８から光が照射された部位の画像をＣＣＤなどの撮像素子によって取得し、制御処理部１７に送出する。この取得された画像は、制御処理部１７によって画像データとして処理され、無線送信部１６から無線送信部１６内の図示しないアンテナを介して被検体１外に送信される。なお、制御処理部１７は、通常１秒間に２コマの画像データを取得して被検体１外に送信するが、さらに撮像間隔を縮めてもよいし、長くしてもよい。

巻取部１０および磁石１３は、筒状体の中心軸に垂直な円板であって筒状体に固定される支持部１４によって支持され、支持部１４の透明ドーム２０側に磁石１３が設けられ、その反対側に巻取部１０が設けられる。巻取部１０は、スピニングリールのように構成され、支持部１４上に固定されて紐を巻き取る円柱状のスプール１１と、このスプール１１の周囲を回動するロータ１２とを有し、このロータ１２の回動は、磁石１３の回動に連動する。

ロータ１２は、スプール１１の外周を回動する一対のロータアーム１２ａ，１２ｂを有し、各ロータアーム１２ａ，１２ｂの端部は、スプール１１の外周に半円を形成するベール１２ｄによって支持される。ロータアーム１２ｂの端部には、さらに中心軸側に傾けられたサブアーム１２ｃが設けられ、ロータアーム１２ｂとサブアーム１２ｃとの接続部分と、サブアーム１２ｃの端部とには、紐３をガイドする滑車１２ｅ，１２ｆが設けられる。

マウスピース４に固定された紐３は、透明ドーム２０と反対側のドーム部分の中央からカプセル型内視鏡２内に導入され、滑車１２ｆ，１２ｅにガイドされてスプール１１の円柱側面に巻き付けられる。

ここで、磁界発生ユニット７からカプセル型内視鏡２の中心軸回りに外部回転磁界が加えられると磁石１３が回動し、この磁石１３に連動してロータ１２が回動する。一方、スプール１１は固定されているため、巻取方向Ａに磁石１３が回転すると、紐３がスプール１１に巻き取られ、カプセル型内視鏡２は、マウスピース４側に移動する。これに対し、繰出方向Ｂに磁石１３が回転すると、紐３がスプール１１から繰り出され、カプセル型内視鏡２は、マウスピース４側から離隔する方向に移動する。すなわち、外部回転磁界によって磁石１３を回動させることによって、巻取部１０が紐３を巻き取りあるいは繰り出し、紐３を移動させることなく、カプセル型内視鏡２を被検体１内で移動させることができる。

この実施の形態１では、上述したように、カプセル型内視鏡２を移動させる場合、紐３が移動することなく、カプセル型内視鏡２自体による紐３の巻き取りあるいは繰り出しによって移動するようにしているので、咽頭部を傷つけずに、胃などの広い空間を伴う臓器内であっても隈無く所望の画像を得ることができる。

なお、スプール１１は、回動せずに固定されるが、紐３の巻き取り状態を平坦化するために、磁石１３の回動に伴って中心軸方向に上下動させるオシレーティング機構を設けてもよい。

また、上述した実施の形態１では、スプール１１が固定され、磁石１３の回動方向に紐３を巻き取るようにしていたが、これに限らず、図４に示すように、磁石１３の回動軸と直交する軸回りに紐３を巻き取るようにしてもよい。図４では、スプール１１に替えて巻取ドラム３１を設け、この巻取ドラム３１を磁石１３の回動軸に直交する軸回りに回動させて紐３を巻き取るようにしている。具体的には、巻取ドラム３１の両端を回動自在に支持する支持アーム３２ａ，３２ｂを設け、かさ歯車などのギア３３〜３５を用いて磁石１３の回動軸を直交する回動軸に変換すればよい。なお、この場合、巻取ドラム３１の腹部分をへこませることによって紐３の巻取状態を平坦化することができる。

さらに、上述した実施の形態１では、磁石１３の回動とロータ１２あるいは巻取ドラム３１の回動の比について特に言及しなかったが、所定の回動比とするために、磁石１３とロータ１２、あるいは磁石１３と巻きドラム３１との間に回動比を変換する変換部を設けるようにしてもよい。

（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、外部回転磁界によって磁石１３を回動し、この回動に連動する巻取部１０によって紐３を巻き取りあるいは繰り出すようにしていたが、この実施の形態２では、巻取部を回動させる駆動部とこの駆動部を駆動制御する制御部とを設け、カプセル型内視鏡２内の電力によって紐３を巻き取りあるいは繰り出すようにしている。

図５は、この発明の実施の形態２であるカプセル型内視鏡の構成を示す断面図である。図５において、このカプセル型内視鏡２では、磁石１３に替えてロータ１２を回動させる駆動モータ４０と、制御手段としての磁気スイッチ４１とを有している。その他の構成は実施の形態１に示した構成と同じである。

この実施の形態２では、外部回転磁界を発生する磁界発生ユニット７は必要なく、単に被検体１内に磁界を発生させることができる磁界発生ユニットで足りる。この磁界発生ユニットが発生した磁界を磁気スイッチ４１が検知することによって駆動モータ４０を回動させ、この回動によってロータ１２が回動して紐３の巻き取りあるいは繰り出しを行う。ただし、磁気スイッチ４１は、互いに直交する磁界を検知する２つの磁気スイッチを設けることが好ましく、磁界発生ユニットが発生する磁界も、互いに直交する磁界を発生できることが好ましい。これらの直交する磁界の検知によって、駆動モータ４０の回動方向を決定する制御を行うことができるからである。

なお、磁界を検知する磁気スイッチ４１に替えて、図６に示すように無線制御信号を受信する無線送受信部５０を設け、駆動モータ４０の回動を制御するようにしてもよい。すなわち、実施の形態１および図５に示したカプセル型内視鏡２では、いずれも撮像した画像等の情報を被検体２外に送信する無線送信部１６を設けていたが、この無線送信部１６に無線受信部を加えた無線送受信部５０を設けるようにし、この無線送受信部５０が受信した無線制御信号が示す制御指示をもとに、制御処理部１７が駆動モータ４０の回動と回動方向とを制御する。

この実施の形態２では、カプセル型内視鏡２内に駆動源を設けるようにしているので、巻取部１０の確実かつ力強い回動を行うことができる。

この発明の実施の形態１にかかる被検体内医療システムの概要構成を示す図である。 図１に示したカプセル型内視鏡の構成を示す断面図である。 図１に示した磁気発生ユニットの構成を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１の変形例であるカプセル型内視鏡の構成を示す断面図である。 この発明の実施の形態２であるカプセル型内視鏡の構成を示す断面図である。 この発明の実施の形態２の変形例であるカプセル型内視鏡の構成を示す断面図である。

符号の説明

１ 被検体
２ カプセル型内視鏡
３ 紐
４ マウスピース
５ アンテナ
６ 受信装置
６ａ ビューア
６ｂ 表示画面
７ 磁界発生ユニット
７ａ 回転制御装置
７ｂ 操作部
８ 携帯型記録媒体
９ 表示装置
１０，３０ 巻取部
１１ スプール
１２ ロータ
１２ａ，１２ｂ ロータアーム
１２ｃ サブアーム
１２ｄ ベール
１２ｅ，１２ｆ 滑車
１３ 磁石
１４ 支持部
１５ 電池
１６ 無線送信部
１７ 制御処理部
１８ 照明部
１９ 撮像ユニット
２０ 透明ドーム
３１ 巻取ドラム
３２ａ，３２ｂ 支持アーム
３３〜３５ ギア
４０ 駆動モータ
４１ 磁気スイッチ
５０ 無線送受信部

Claims (7)

1. 紐の一端がカプセル型内視鏡本体に取り付けられ、紐の他端が所定の位置に固定されるカプセル型内視鏡であって、
   前記カプセル型内視鏡本体内に前記紐の繰り出しまたは巻き取りを行う巻取部を備えたことを特徴とするカプセル型内視鏡。
2. 前記巻取部に接続され、被検体外で発生した外部回転磁界によって回動する磁石を備え、前記巻取部は、前記磁石の回動に連動して前記紐の繰り出しまたは巻き取りを行うことを特徴とする請求項１に記載のカプセル型内視鏡。
3. 前記巻取部に接続され、該巻取部を回動させて前記紐の繰り出しまたは巻取を行わせる駆動部と、
   磁界を含む外部制御信号を受信して前記駆動部の駆動を制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載のカプセル型内視鏡。
4. 前記紐の他端を固定するマウスピースを備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のカプセル型内視鏡。
5. 紐の一端がカプセル型内視鏡本体に取り付けられ、紐の他端が所定の位置に固定され、前記カプセル型内視鏡本体内に、撮像手段と、該撮像手段によって撮像された画像を被検体外に無線送信する無線送信手段と、前記紐の繰り出しまたは巻き取りを行う巻取部と、該巻取部に接続され外部回転磁界によって回動する磁石とを有し、前記磁石の回動に連動して前記紐の繰り出しまたは巻き取りを行うカプセル型内視鏡と、
   前記カプセル型内視鏡から送信された画像を受信する受信装置と、
   前記外部回転磁界を発生させて前記磁石を回動させる外部回転磁界発生装置と、
   を備えたことを特徴とする被検体内医療システム。
6. 紐の一端がカプセル型内視鏡本体に取り付けられ、紐の他端が所定の位置に固定され、前記カプセル型内視鏡本体内に、撮像手段と、該撮像手段によって撮像された画像を被検体外に無線送信する無線送信手段と、前記紐の繰り出しまたは巻き取りを行う巻取部と、前記巻取部に接続され、該巻取部を回動させて前記紐の繰り出しまたは巻取を行わせる駆動部と、磁界を含む外部制御信号を受信して前記駆動部の駆動を制御する制御手段とを有したカプセル型内視鏡と、
   前記カプセル型内視鏡から送信された画像を受信する受信装置と、
   前記制御手段に前記外部制御信号を送信する外部制御信号発生装置と、
   を備えたことを特徴とする被検体内医療システム。
7. 前記受信装置に接続され、前記カプセル型内視鏡から送信される画像をリアルタイムに表示する表示手段を備え、該表示手段に表示された画像をもとに前記外部回転磁界発生装置あるいは前記外部制御信号発生装置を操作することを特徴とする請求項５または６に記載された被検体内医療システム。

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