JP2008125643A

JP2008125643A - 生体組織採取装置

Info

Publication number: JP2008125643A
Application number: JP2006312031A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Kobayashi; 充小林
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2006-11-17
Filing date: 2006-11-17
Publication date: 2008-06-05

Abstract

【課題】生体組織を採取するための機構を簡略化して小型化を図った生体組織採取装置を提供する。
【解決手段】生体組織採取装置Ａは、体腔内に投入される採取装置本体１と、採取装置本体１の内部に設けられて採取した生体組織を収容する収容室４と、採取装置本体１の表面に開口して収容室４に連通する採取口２と、固定端側が採取口２の周縁部に連結されて採取口２を開閉自在に閉塞する開閉扉５と、採取装置本体１において採取口２の周縁部と開閉扉５とに３次元立体回路基板の製造技術を用いてそれぞれ形成されたコイルパターン１２，１３と、コイルパターン１２，１３に通電し、互いに反発又は吸引しあうような磁界を発生させることによって、開閉扉５を開閉させる開閉制御回路３０とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、体腔内の生体組織を採取する生体組織採取装置に関するものである。

この種の生体組織採取装置としては、カプセル形の本体の内部にサンプルを収容する収容室を設けるとともに、外部と収容室とを結ぶ導入経路にバルブを設けたものがあった。この採取装置では、バルブを開いて外部から収容室内にサンプルを導入した後、バルブを閉じてサンプルを収容室内部に保管した状態で、体外に回収するようになっている。

しかしながら、上記の生体組織採取装置では、採取する組織が主として液状であり、体腔内の表面の組織（細胞）を直接採取するのは難しく、また採取装置の内部にバルブの収納スペースを確保する必要があるため、採取装置が大型化するという問題もあった。

そこで、体腔内に投入されるカプセル形の体内ロボットに、ガイド内に支えられて前後進するクリップと、クリップの端部に保持された鉗子とを備え、クリップをガイドから前進位置に押し出して、クリップの端部に設けた鉗子により体腔内の組織をつかませた後、クリップをガイド内に後退させることで、鉗子につかませた組織を切断し、採取するものが従来提案されていた（例えば、特許文献１参照）。

また、例えば特許文献２に示されるように、体腔内に投入されるカプセルに、観察手段としての観察光学系と、生体組織の把持、切開、切除を行うためのマニピュレータを設けた医療用カプセル装置も提供されていた。
特開２００５−３４２５１３号公報（段落番号［００２６］−［００３１］、及び、第１図）特開平７−１１１９８５号公報（段落番号［００１４］−［００１７］、及び、第１図）

上述した特許文献１、２に示される生体組織採取装置では、体腔内の生体組織を採取するために、鉗子あるいはマニピュレータを設けているため、採取装置の構成が複雑になり、装置全体が大型化するという問題があった。また採取装置の大きさは、採取装置が移動する経路の大きさよりも小さくする必要があるが、生体組織を採取するためのアクチュエータが大型化すると、生体組織を収容する収容室の容量が小さくなり、１度に採取できる生体組織の量が少なくなるという問題もあった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、生体組織を採取するための機構を簡略化して小型化を図った生体組織採取装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、体腔内に投入される採取装置本体と、採取装置本体の内部に設けられて採取した生体組織を収容する収容室と、採取装置本体の表面に開口して収容室に連通する採取口と、固定端側が採取口の周縁部に連結されて採取口を開閉自在に閉塞する開閉扉と、採取装置本体において採取口の周縁部と開閉扉とに３次元立体回路基板の製造技術を用いてそれぞれ形成された第１及び第２のコイルパターンと、第１及び第２のコイルパターンに通電し、通電方向に応じて互いに反発又は吸引しあうような磁界を発生させる開閉制御手段とを備えて成ることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、開閉扉は、体腔内に投入された採取装置本体が後進する方向の端部を自由端とし、自由端側の端部の形状を鋭利な形状に形成したことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、開閉制御手段が第１及び第２のコイルパターンに通電し、通電方向に応じて互いに反発又は吸引し合うような磁界を発生させることで、第２のコイルパターンが形成された開閉扉を開閉させることができ、開閉扉を開いて採取口を開口させることで、採取口を通して収容室に生体組織を取り込むことができる。而して、従来の生体組織採取装置のように、生体組織を採取するためにバルブや複雑なアクチュエータを必要としないので、装置全体の構成を簡略化して、小型化を図ることができるという効果がある。

請求項２の発明によれば、採取装置本体が後進する際に、開閉扉の自由端が体腔の内壁に当たると、開閉扉の先端の鋭利な部分で体腔の表面を切除して、切除した生体組織を収容室に収容することができる。また、採取装置本体が前進する場合は、開閉扉に対して閉じる方向の外力が加わるので、体内の採取部位以外の組織を傷つける虞を低減できるという効果がある。

以下に本発明の実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。

図１は本実施形態の生体組織採取装置Ａの概略断面図であり、この生体組織採取装置Ａは、例えばセラミックやポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの耐熱性を有する材料によりカプセル形状に形成された採取装置本体１を備えている。この採取装置本体１は被験者の体腔内をその蠕動運動によって移動するものであり、図１中の左側を前向きにして体腔内に投入されるようになっている。

図１及び図３に示すように、採取装置本体１には、内部を隔壁３で仕切ることによって、採取した生体組織を収容する収容室４が設けられており、採取装置本体１の周面には外部と収容室４とを連通する角孔状の採取口２が開口している。採取口２には、採取口２の開口部分とほぼ同じ形状・寸法に形成された開閉扉５が、採取口２における前縁側に設けた軸６を介して開閉自在に取着されている。

ここで、採取装置本体１において採取口２の周縁部には、３次元立体回路基板の製造技術を用いて、採取装置本体１の前後方向において螺旋状に進行する第１のコイルパターン１２（以下、コイルパターンと略称す。）が形成されている。このコイルパターン１２は、採取装置本体１の外殻における外側面と内側面（収容室４側の面）とに形成され、外側面に形成されたコイルパターンと、内側面に形成されたコイルパターンとは、外殻に設けたスルーホール１ｃを介して電気的に接続されている。またコイルパターン１２の両端は、収容室４の内面に設けた金属めっき層からなる導電部１４を介して後述するコイル励磁部３２に電気的に接続されている。

また開閉扉５の表面にも、３次元立体回路基板の製造技術を用いて、採取装置本体１の前後方向において螺旋状に進行する第２のコイルパターン１３（以下、コイルパターンと略称す。）が形成されている。このコイルパターン１３は、開閉扉５の表面に螺旋を描くように形成されており、その両端は導電性の軸６を介して収容室４の内面に形成された金属めっき層からなる導電部１５に電気的に接続されている。そして、このコイルパターン１３は導電部１５を介してコイル励磁部３２に電気的に接続されている。なお、コイルパターン１２，１３および導電部１４，１５の表面には絶縁層（図示せず）が形成されている。

また採取装置本体１の内部は隔壁７によって前後２つの収納室１ａ，１ｂに分離され、前側の収納室１ａには、レンズ８および撮像素子９からなるカメラ装置１０が収納されている。なお、採取装置本体１の前面側の端部には、透光性を有するカバー１１が取着されており、カバー１１を通して体腔内の画像を撮影できるようになっている。

また採取装置本体１には、例えば前方方向へ噴流を噴出することによって後方への推進力を得る後進装置（図示せず）が設けられている。

一方、後部の収納室１ｂには、外部からのトリガ入力を受けて開閉扉５を開閉させる開閉制御回路３０が収納されている。この開閉制御回路３０は、制御部３１と、制御部３１から入力される制御信号に応じてコイルパターン１２，１３への通電を制御するコイル励磁部３２と、制御部３１から入力される制御信号に応じてカメラ装置１０を駆動するカメラ駆動部３３と、アンテナ３４を介して外部との間で電波信号を送受信する送受信部３５と、各部に電源を供給するバッテリ３６とを備えている。ここで、コイル励磁部３２によりコイルパターン１２，１３に通電され、コイルパターン１２，１３に互いに反発し合うような磁界が発生すると、コイルパターン１３が形成された開閉扉５がコイルパターン１２から離れる方向に移動し、開閉扉５が開いた状態となる（図１参照）。一方、コイル励磁部３２によってコイルパターン１２，１３に逆方向の電流が流されると、コイルパターン１２，１３に互いに吸引し合うような磁界が発生し、コイルパターン１３が形成された開閉扉５がコイルパターン１２に近付く方向に移動するので、開閉扉５が閉じた状態となる（図３参照）。

生体組織採取装置Ａは以上のような構成を有しており、この生体組織採取装置Ａを用いて被験者の体腔内に組織を採取する方法について以下に説明する。

採取装置本体１の開閉扉５を閉じた状態として、この採取装置本体１を被験者が嚥下すると、採取装置本体１は被験者の体腔内をその蠕動運動によって移動する。採取装置本体１では、制御部３１が、所定の時間間隔でカメラ駆動部３３を駆動して、カメラ装置１０で撮像された画像データを送受信部３５から外部の遠隔操作装置（図示せず）へ電波信号により送信させる。遠隔操作装置では、採取装置Ａから送信された画像データを受信してモニタに表示させており、検査担当者がモニタ画面を視認することで、採取装置Ａの現在位置を把握できるようになっている。そして、検査担当者が、遠隔操作装置のモニタ画像をもとに採取装置本体１が採取部位に到達したことを確認すると、遠隔操作装置を操作して採取指令を無線信号により送信させる。

このとき、採取装置Ａでは、送受信部３５が遠隔操作装置から送信された採取指令を受信し、受信した採取指令を制御部３１に出力する。一方、制御部３１は、送受信部３５から採取指令が入力されると、コイル励磁部３２を用いてコイルパターン１２，１３に一定時間通電し、コイルパターン１２，１３に互いに反発し合うような磁界を発生させて、開閉扉５を開いた状態とする。この状態で、制御部３１は図示しない後進装置を動作させて採取装置本体１を後進させることによって、開閉扉５の先端の刃５ａを体腔の内壁に当てて、刃５ａで生体組織を切除させ、切除された組織が採取口２を通して収容室４内に取り込まれるようになっている。その後、制御部３１は後進装置を停止させるとともに、コイル励磁部３２を用いてコイルパターン１２，１３に逆向きの電流を流し、コイルパターン１２，１３に互いに吸引し合うような磁界を発生させて、開閉扉５を閉じた状態とするのである。

このように、本実施形態では、コイルパターン１２，１３への通電に応じて発生する反発力や吸引力を利用して、収容室４に設けた開閉扉５を開閉させており、採取口を開閉するためにバルブを用いる場合や生体組織を採取するために鉗子やマニピュレータのような特別なアクチュエータを用いる場合に比べて採取装置Ａの構成を簡略化でき、採取装置Ａの小型化を図ることができる。また開閉扉５は、体腔内に投入された採取装置本体１が後進する方向（図１中の右側）の端部を自由端とし、この自由端の形状を鋭利な形状に形成して、生体組織を切除するための刃５ａにしてあり、採取装置本体１が体腔内を前進する場合は、開閉扉５に対して閉じる方向の外力が加わることになるので、開閉扉５の刃５ａが採取口２に収められた状態となり、したがって採取部位以外の組織を刃５ａが傷つける虞を低減することができる。

ところで、上述のコイルパターン１２，１３は３次元立体回路基板の製造技術を用いて形成されるのであるが、その製造技術について図４〜図６を参照して説明する。

図４は３次元立体回路基板の製造方法の概要を示すフローである。３次元立体回路基板は、樹脂材料を射出成型することで所望の三次元形状の基板２１を成型する成型工程（Ｓ１）、基板２１の表面にスパッタリング、蒸着、イオンプレーティングなどの物理蒸着法による導電性薄膜２２の成膜を行うメタライズ処理工程（Ｓ２）、高エネルギービーム（本実施形態ではレーザビーム）による回路部／非回路部の分離を行うレーザ処理工程（Ｓ３）、回路部のめっきによる厚膜化を行ってめっき層２３を形成するめっき処理工程（Ｓ４）、非回路部のエッチング処理工程（Ｓ５）の各工程を順次実施することで製造される。

図５（ａ）〜（ｃ）および図６（ａ）（ｂ）は、上記各工程における３次元立体回路基板Ｂの表面処理の様子を示している。まず図５（ａ）は基板２１の成型工程（Ｓ１）であり、絶縁性を有する合成樹脂を射出成形することによって、所望の三次元形状を有する基板２１が成型される。ここにおいて基板２１の成型材料としては、例えば熱可塑性樹脂の場合は芳香族ポリアミドや液晶性ポリエステルなどが、熱硬化性樹脂の場合はエポキシ樹脂や飽和ポリエステルなどが用いられ、またセラミックの場合は窒化アルミナなどが用いられる。また基板２１の成型方法は射出成形に限らず、押出成型やトランスファ成型などの成型方法を用いても良い。

次に、図５（ｂ）はメタライズ処理工程（Ｓ２）であり、例えば銅をターゲットとするスパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティングなどの物理蒸着法（ＰＶＤ法）によって、基板２１の表面に導電性薄膜２２が形成される。しかし、物理蒸着法に限定されることなく化学蒸着法などの他の方法で行ってもよい。導電性薄膜２２は、銅以外に、ニッケル、金、アルミニウム、チタン、モリブデン、クロム、タングステン、スズ、鉛などの単体金属、又は黄銅、ＮｉＣｒなどの合金を用いてもよい。

図５（ｃ）はレーザ処理工程（Ｓ３）であり、導電性薄膜２２における回路部２３ａと非回路部２３ｂとの境界部分に高エネルギービーム、例えば電磁波ビームであるレーザビームが照射され、その部分の導電性薄膜２２が蒸発除去されて、その除去部２３ｃによって回路部２３ａと非回路部２３ｂとが分離され、所定の回路パターンが形成される。

次に、図６（ａ）はめっき処理工程（Ｓ４）であり、回路部２３ａに給電されて電流が流れ、回路部２３ａの部分が例えば電解銅めっきにより厚膜化されて、めっき層２４が形成される。このとき、非回路部２３ｂには電流が流れず、非回路部２３ｂの部分はめっきされないので、その膜厚はもとのままの薄膜の状態にある。尚、めっき層２４としてはニッケル金めっきなどを形成しても良い。

次に、図６（ｂ）はエッチング処理工程（Ｓ５）であり、回路パターン形成面全体をエッチングすることにより、非回路部２３ｂが除去されて、回路パターンが形成された３次元回路基板が完成するのであり、このような製造技術を用いて、採取装置本体１の採取口２の周縁部や開閉扉５にコイルパターン１２，１３を形成することができるのである。

なお、本発明の精神と範囲に反することなしに、広範に異なる実施形態を構成することができることは明白なので、この発明は、特定の実施形態に制約されるものではない。

本実施形態の生体組織採取装置を示し、開閉扉を開いた状態の概略断面図である。同上の要部拡大断面図である。同上の開閉扉を閉じた状態の概略断面図である。同上のコイルパターンの製造方法の概要を示すフロー図である。（ａ）〜（ｃ）同上の各工程における表面処理の様子を示す斜視図である。（ａ）（ｂ）同上の各工程における表面処理の様子を示す斜視図である。

符号の説明

Ａ生体組織採取装置
１採取装置本体
２採取口
４収容室
５開閉扉
１２第１のコイルパターン
１３第２のコイルパターン
３０開閉制御回路

Claims

体腔内に投入される採取装置本体と、採取装置本体の内部に設けられて採取した生体組織を収容する収容室と、採取装置本体の表面に開口して前記収容室に連通する採取口と、固定端側が前記採取口の周縁部に連結されて前記採取口を開閉自在に閉塞する開閉扉と、採取装置本体において前記採取口の周縁部と前記開閉扉とに３次元立体回路基板の製造技術を用いてそれぞれ形成された第１及び第２のコイルパターンと、第１及び第２のコイルパターンに通電し、通電方向に応じて互いに反発又は吸引しあうような磁界を発生させる開閉制御手段とを備えて成ることを特徴とする生体組織採取装置。
前記開閉扉は、体腔内に投入された採取装置本体が後進する方向の端部を自由端とし、自由端側の端部の形状を鋭利な形状に形成したことを特徴とする請求項１記載の生体組織採取装置。