JP3884454B2 - カプセル型医療装置 - Google Patents

Description

本発明は撮像手段等を内蔵したカプセル本体により体腔内を検査等するカプセル型医療装置に関する。

近年、カプセル形状にしたカプセル本体を体腔内に挿入して、検査などを行うカプセル型内視鏡が提案されている。

例えば、ドーム状観察窓を有するカプセル型内視鏡が知られている。

上述した従来例のカプセル型内視鏡では、例えばドーム状観察窓にひびが入ったような場合に、内部に電気回路等が収納されていると、水分で劣化や故障する虞があった。

本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、ドーム状観察窓を有するカプセル型医療装置において、当該ドーム状観察窓にひびが入った場合でもより確実に動作するカプセル型医療装置を提供することを目的とする。

本発明のカプセル型医療装置は、一方に開口部が形成された円筒形状を呈する枠体と、前記枠体の開口部中央部に配設された、被検体を撮像する撮像手段と、前記枠体の開口部における前記撮像手段の側方に配設された、被検体に対して照明光を照射する照明手段と、前記枠体の内部に配設された、前記撮像手段および前記照明手段を駆動する駆動手段と、前記枠体との係合面を第１の封止手段を介して水密的に覆うと共に、当該枠体との係合面から前記撮像手段の前方に向けて延設され、当該撮像手段、前記照明手段および前記駆動手段を非接触に覆い前記枠体の開口部前方に水密空間を形成するドーム状観察窓と、前記ドーム状観察窓内部に形成された前記水密空間において、前記枠体の開口部に配設された電気的露光部に対する水密構造を形成する第２の封止手段と、を具備したことを特徴とする。

本発明によれば、ドーム状観察窓を有するカプセル型医療装置において、当該ドーム状観察窓にひびが入った場合でもより確実に動作するカプセル型医療装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
図１ないし図６は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は第１の実施の形態を備えたカプセル型内視鏡システムの構成を示し、図２は第１の実施の形態のカプセル型内視鏡の構成を示し、図３は胃から十二指腸側に移動する場合の使用例を示し、図４は照明手段及び観察手段部分の構成及び機能を示し、図５は図４の一部を示し、図６は変形例のカプセル型内視鏡の一部の構成を示す。

図１に示すように本発明のカプセル型医療装置の第１の実施の形態を備えたカプセル型内視鏡システム１は、患者２が口から飲み込むことにより体腔内を検査する第１の実施の形態のカプセル型内視鏡３と、この患者２の体外に配置され、カプセル型内視鏡３で撮像した画像情報を無線で受信するアンテナ４を備えた体外ユニット５と、この体外ユニット５が着脱自在に接続されることにより、この体外ユニット５に蓄積した画像を取り込み、モニタ部６で表示可能なパーソナルコンピュータ（以下、パソコンと略記）７とから構成される。このパソコン７はパソコン本体８にデータ入力を行うキーボード９、モニタ部６が接続され、またＵＳＢケーブル１０などにより体外ユニット５と着脱自在に接続される。

図２は第１の実施の形態のカプセル型内視鏡３の内部構成を示す。
このカプセル型内視鏡３は、大きさが異なる２つのカプセル状硬質部としての第１のカプセル１１ａ及び第２のカプセル１１ｂと、これらを連結する可撓性（軟性）を有し、両カプセル１１ａ、１１ｂよるの細径のチューブ１２とで両カプセル１１ａ、１１ｂが連結された構造となっている。

第１のカプセル１１ａは硬質のカプセル枠体１３の円筒状外周をシール部材１４を介してカプセル枠体１３の開口をドーム状で硬質性の透明カバー１５で水密的に覆い、その内部に撮像手段と照明手段とを収納するようにしている。

ドーム状の透明カバー１５で覆われた内部には透明カバー１５に対向してその中央部分に撮像手段（観察手段）を構成する対物レンズ１６が遮光性の鏡体枠１７に取り付けられて配置され、その結像位置に撮像素子、例えばＣＭＯＳイメージャ１８が配置されている。

また、この鏡体枠１７の周囲には照明手段として、例えば白色ＬＥＤ１９が複数箇所に配置されており、白色ＬＥＤ１９で発光した光を透明カバー１５を透過してその外側を照明できるようにしている。また、ＣＭＯＳイメージャ１８の裏面側には、白色ＬＥＤ１９を発光駆動させると共に、ＣＭＯＳイメージャ１８を駆動する駆動回路２０、この駆動回路２０を制御すると共に、ＣＭＯＳイメージャ１８の出力信号に対して信号処理を行う機能を備えたコントローラ２１とが配置され、これらはカプセル枠体１３に固定されている。

また、透明カバー１５側と反対側におけるカプセル枠体１３の端面（後端面）中央にはチューブ１２の一端を接続固定する接続口金部２２が設けてあり、チューブ１２の一端が水密的に連結固定されている。

また、コントローラ２１には、チューブ１２内を挿通された電気ケーブル２３の一端が接続され、その他端は第２のカプセル１１ｂと接続されている。なお、チューブ１２はウレタン、塩化ビニル、シリコン等の可撓性を有するチューブで形成されている。

なお、第１のカプセル１１ａ及び第２のカプセル１１ｂとを連結するチューブ１２の長さは小さい方の第１のカプセル１１ａの長さと略同じかそれ以上の長さにしている。

また、電気ケーブル２３はチューブ１２内でカールさせたり、蛇行させたり、螺旋巻きにする等してチューブ１２の形状が変化しても電気ケーブル２３には張力が殆ど作用しないようにしている。

第１のカプセル１１ａより大きいサイズにした第２のカプセル１１ｂは電池収納手段の機能を持つカプセル枠体２４、における例えば円筒状側面にシール部材２５を介挿して開口する端部側を電池収納蓋２６で着脱可能に覆うようにしている。また、この電池収納蓋２６の外周側はカプセル枠体２４におけるチューブ１２の接続口金部２７付近までが保護カバーの機能を持つ弾性樹脂カバー２８で覆われている。この弾性樹脂カバー２８はその弾性力により着脱自在となる。

カプセル枠体２４内には例えばボタン型等の電池２９と、コントローラ２１とも電気的に接続され、送信する信号を生成すると共に受信した信号を復調する送受信回路３０と、この送受信回路３０と接続され、ＣＭＯＳイメージャ１８で撮像した画像情報を体外ユニット５に送信したり、体外ユニット５から無線で送信される制御信号を受けるアンテナ３１とが内蔵されている。

電池２９は送受信回路２９、コントローラ２１、駆動回路２０に駆動電源を供給するように接続されている。

第２のカプセル１１ｂの円筒状側面には雄ネジ３２が設けてあり、一方電池収納蓋２６にはこの雄ネジ３２に螺合する雌ネジが設けてある。また、第２のカプセル１１ｂの円筒状側面には周溝を設けてＯリング等のシール部材２５を収納してこれに圧接する電池収納蓋２６との間で、その内部を水密にしている。

また、電池収納蓋２６側と反対側となるカプセル枠体２４における中央部分の接続口金部２７にはチューブ１２の他端が水密的に接着剤等により固定されている。

また、体外ユニット５はアンテナ４によりカプセル型内視鏡３からの信号を受け、内部の図示しない信号処理回路で復調した画像を液晶モニタ５ａで表示すると共に、内部の不揮発性のメモリ或いは小型のハードディスク等に圧縮等して格納する。

また、体外ユニット５には操作部５ｂが設けてあり、この操作部５ｂを操作して、制御信号をアンテナ４から電波で送信し、カプセル型内視鏡３はこの制御信号を受けるとコントローラ２１は照明手段の照明間隔と撮像手段の撮像周期とを変更等ができるようにしている。

例えば、通常は２秒間に１回照明と撮像を行うが、制御信号を例えば短い間隔で１回受けると１秒間に１回照明と撮像を行うようになる。短い間隔で制御信号を２回続けて送ると１秒間に２回照明と撮像を行うようになる。又、解除する制御信号を送ると、通常の照明と撮像を行う周期に復帰する。
また、カプセル型内視鏡３による内視鏡検査後には体外ユニット５をパソコン７に接続することにより、体外ユニット５で蓄積した画像データをパソコン７側に取り込み、モニタ６で表示すること等ができる。

このような構成のカプセル型内視鏡３では小さい方と大きい方との両カプセル１１ａ、１１ｂを可撓性のチューブ１２で連結し、第１のカプセル１１ａには撮像手段、照明手段等を収納し、大きい方の第２のカプセル１１ｂには電源としての電池２９、アンテナ３１等を収納し、チューブ１２内に挿通した電気ケーブル２３を介して撮像手段や照明手段等に電源を供給すると共に、撮像手段により撮像した画像信号をアンテナ３１から外部に送信するようにしている。

この場合、２つのカプセル１１ａ、１１ｂにおける一方を小さくして、飲み込み易くしていると共に、通過し易くしている。また、小さくした第１のカプセル１１ａ側に照明手段と撮像手段を（チューブ１２で連結した端部の反対側の端部、つまり）前端部側に収納し、カプセル型内視鏡３の進行方向の前部側を照明してその照明した体腔内を撮像できるようにしている。

また、小さい方の第１のカプセル１１ａの後端側は斜めに或いは球面状となるようにコーナカットして、面取り３４を施している。
また、大きい方の第２のカプセル１１ｂのチューブ１２で連結された前側端部の外周形状は、通過性をよくするために斜めに或いは球面状等となるように面取り３５が施してある。この面取り３５は上記第１のカプセル１１ａの後端側の面取り３４より大きく面取りして、通過の妨げとならないようにしている。

また、電気ケーブル２３は可撓性のチューブ１２の変形に追随できるように、チューブ１２の長さより長くなっている。
また、チューブ１２の長さは、小さい方の第１のカプセル１１ａの長さと同等あるいはそれより長くなっている。このように一定以上の長さを持たせることで飲み込みやすさが向上する。また、小さい方の第１のカプセル１１ａの長さと略同長〜２倍長位にしておくことで、軟性連結部が絡まったり、結び目を作ったりする心配が無い。

上述したように本実施の形態では、２つのカプセル１１ａ、１１ｂの大きさに差をつけたことによって、図１に示すようにカプセル型内視鏡３を患者２が飲み込んで内視鏡検査する場合、小さい方から飲み込むことにより、スムーズに飲み込み易くできると共に、図３に示すように進行方向をコントロールできるようにした。

図３のように、カプセル型内視鏡３が胃３６から幽門３７を通り、十二指腸３８に進むときに、小さい方の第１のカプセル１１ａが先に入り易いため、進行方向と観察向きを合わせることができる。

小さい方の第１のカプセル１１ａの前端側にはこのカプセル前面を覆うようにドーム状の透明カバー１５が設けられており、この透明カバー１５は撮像手段、照明手段を内包している。撮像手段を構成する対物レンズ１６は、透明カバー１５内側から反射される不要な光などを遮蔽するための遮光用鏡体枠１７にはめられていて、照明手段などより前方に突出している。

カプセル型内視鏡３はその形状からドーム状の窓から照明及び観察（撮像）を行うことになる。その場合、ドーム状の透明カバー１５の内面での照明光の反射、乱反射が起こる可能性が高く、観察像にゴーストやフレアが入り込むことが考えられ、遮光用の鏡体枠１７の機能が重要になってくる。

本実施の形態では、図４に示すように鏡体枠１７の高さｈ、対物レンズ１６と照明手段との距離ｓとした場合、照明手段からの透明カバー１５内面の反射光が対物レンズ１６に極力入り込まないように設定されている。例えば、図４の照明手段を構成する一方の白色ＬＥＤ１９から矢印のように出射された光は、透明カバー１５の内面でその一部が反射されるが、その反射光は殆どのものが鏡体枠１７の内側の対物レンズ１６に入らないようにして、対物レンズ１６による視野を確保しているいる。

また、透明カバー１５の内面を通り、その外面で反射された光はその一部が反射されたような光も極力対物レンズ１６に入らないようにしている。このようにして、反射光の迷入などを実質的に解消して観察性能を向上している。

図５は図４の主要部を拡大して示し、視野範囲を有効に照明する説明図を示す。
図５に示すように中央に配置した鏡枠体１７に取り付けた対物レンズ１６による観察対象物３９に対する視野範囲をその両側に配置した照明手段としての白色ＬＥＤ１９により、照明できるようにしている。なお、ここでは簡単化のため、対物レンズ１６と鏡枠体１７をまとめて対物光学系とする。

ここで、ｘ：対物光学系の先端面から観察対象物３９までの距離
ｈ：対物光学系の高さ（白色ＬＥＤ１９の端面を基準）
ｄ：対物光学系の直径
θ：対物光学系の視野角
ｓ：対物光学系と白色ＬＥＤ１９との距離
ａ：視野の半径
ｂ：照明範囲
そして、図５に示すように
ａ≦ｂ
に設定して照明光が対物光学系により遮られることなく、視野範囲を有効に照明できるようにしている。

ここで、
ａ＝ｄ／２＋ｘｔａｎ θ
ｂ＝（ｘ／ｈ）））・（ｓ−ｄ／ｓ）−ｄ／２
である。

次に本実施の形態の作用を説明する。
カプセル型内視鏡３により患者２の体腔内を検査する場合には、図２に示すように電池２９を収納する必要がある。この場合、電池２９が収納されている部分は螺合により取り外しできるようになっており、弾性樹脂カバー２８をはずし、電池収納蓋２６をねじ回して外すと、簡単に新しい電池２９を収納することができる。

カプセル形内視鏡３の使用開始時は、患者２あるいは医者が電池２９を入れ、電池収納蓋２６をねじ込むことで電源がＯＮになり、画像の取得や信号の送受信を開始させる。簡便に電源をＯＮにすることができ、他にスイッチ等は必要が無い。また逆に、カプセル形医療装置を廃棄するときには、電池を簡単に取り外すことができ、環境にやさしい。

また、本実施の形態では第２のカプセル１１ｂの方には電池２９が入っているため、破損すると、放電や液漏れ等の問題がある。破損防止のため、弾性樹脂カバー２８によって保護している。また、電池２９が収納されている内部に体液等の水分が入り込まないように、Ｏリング等のシール部材２５による水密シールが施されている。

そして、図１に示すように、患者２はこの医療用カプセル３を外形が小さい第１のカプセル１１ａ側を口から飲み込むことにより、スムーズに飲み込むことができる。

カプセル内視鏡３は一定周期で照明及び撮像を行い、撮像した画像情報をアンテナ３１から無線で送信する。その画像情報は体外ユニット５で受信され、液晶モニタ５ａで表示したり、保存する。

従って、内視鏡検査スタッフはこの液晶モニタ５ａでモニタすることができる。また、第１のカプセル１１ａ側を小さくし第２のカプセル１１ｂより進み易くしているので、第１のカプセル１１ａ側が進行方向の前側になり易いようにしている。つまり、図３に示すように胃３６から幽門３７を通って十二指腸３８側に進む場合、小さい方の第１のカプセル１１ａ側から深部側に進み易い。

また、この場合、第１のカプセル１１ａ側の先端に照明及び撮像手段を設けているので、進行方向の体腔内を撮像でき、通常の内視鏡による診断画像と同様に診断し易い画像を得ることもできる。

また、他の変形例として、ＣＭＯＳイメージャの代わりに、以下の撮像装置を用いたものでも良い。
ここで使用する撮像装置は前記ＣＭＯＳイメージャやＣＣＤ（電荷結合素子）の両方のメリットを備えた、次世代イメージセンサである閾値変調型イメージセンサ（ＶＭＩＳ）を用いている。このセンサは、受光部が３〜５個のトランジスタ及びフォトダイオードで構成されている従来のＣＭＯＳセンサとは構造が全く異なり、受光による発生電荷でＭＯＳトランジスタの閾値を変調させて、この閾値の変化を画像信号として出力させる技術を使った構造のセンサである。
このイメージセンサの特徴はＣＣＤの高画質と、ＣＭＯＳセンサの高集積化や低消費電力を両立した点である。

このため、使い捨て型のカプセル内視鏡に適している。この特徴を活かすことで、使い捨て型内視鏡（軟性鏡または硬性鏡）や安値内視鏡を実現できるので、これらの内視鏡はもちろん、通常のビデオスコープにこのイメージセンサ（ＶＭＩＳ）を使うことができるのは当然である。この他に以下のような優れた特徴を有している。
イメージセンサ１個につき、トランジスタ１個のシンプルな構造。
高感度と高ダイナミックレンジ等、優れた光電特性を有する。
ＣＭＯＳプロセスでの製造が可能なため、高密度化と低価格化を実現可能。

なお、センサのタイプとしては、ＱＣＩＦ（ＱＳＩＦ）サイズ、ＣＩＦ（ＳＩＦ）サイズ、ＶＧＡタイプ、ＳＶＧＡタイプ、ＸＧＡタイプ等各種あるが、本発明のような無線通信タイプのカプセル内視鏡には、飲み易さと無線伝送速度・消費電力の点で「ＱＣＩＦ（ＱＳＩＦ）サイズ」、［ＣＩＦ（ＳＩＦ）サイズ」の小さなものが特に適している。

図６は変形例における第１のカプセル１１ａ部分を示す。
この変形例では図２の第１のカプセル１１ａにおいて、さらに透明カバー１５の内部の白色ＬＥＤ１９や対物レンズ１６、鏡体枠１７に水密シール４０を施している。つまり、透明カバー１５により、その前側の内側は水密構造となっているが、万一この透明カバー１５にひび等ができて、水密機能が破れてもその内側の駆動回路２０等の電気系に水分が侵入しないように電気的に絶縁を確保するように透明カバー１５内側でその透明カバー１５に対向する表面全体を水密シール４０を用いて水密構造にした。なお、側面部分は図２の場合と同様にシール部材１４でシールされている。

この構成によって、万一透明カバー１５にひびが入り、水密機能が破れた場合でも、その中の電気系には水分が侵入せず、電気絶縁性を保つことができる。

本実施の形態は以下の効果を有する。
一つのカプセルを二分割してその大きさを小さく、しかもその一方を他方より小さくすることで、飲み込みやすくできる。つまり、飲み込み性を向上できる。 また、カプセルの大きさを変えることによって進行方向と観察方向を同じにしやすくしている。つまり、観察性を向上できる。

また、対物光学系と照明及び透明カバー１５の配置を調整することによって、反射光の迷入などを少なくしている。つまり、観察性を向上できる。
また、電源ＯＮ／ＯＦＦ、電池の交換が簡便にできる。取り扱いやすい。環境にやさしい。

さらに透明カバーにひびが入ったとしても、内部回路への水密が保たれているため故障し難い。

なお、本実施の形態の変形例として対物レンズ１６あるいは鏡体枠１７の最前面は透明カバー１５の内面と接しており、透明カバー１５に外部から大きな力が加わっても、変形しにくできるようにしても良い。

つまり、対物レンズ１６あるいは鏡体枠１７を透明カバー１５に接した状態に配置しているため、透明カバー１５が変形・壊れにくく強度を大きくできる。

（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態を図７ないし図１０を参照して説明する。
図７は本発明の第２の実施の形態のカプセル内視鏡２Ｂを示す。このカプセル内視鏡２Ｂは３つのカプセル４１ａ、４１ｂ、４１ｃと隣接するカプセル４１ａ、４１ｂ間とカプセル４１ｂ、４１ｃ間をそれぞれ連結する可撓性のチューブ４２ａ及び４２ｂとからなる。

この場合、両端に設けた第１のカプセル４１ａ及び第３のカプセル４１ｃはほぼ同じ外形サイズであり、これらに対して中央に設けた第２のカプセル４１ｂはより大きい外形サイズである。

また、第１のカプセル４１ａ及び第３のカプセル４１ｃは、第１の実施の形態における第１のカプセル１１ａと類似した構成であり、また第２のカプセル４１ｂも第２のカプセル１１ｂと類似した構成である。

第１のカプセル４１ａはカプセル枠体１３ａの円筒状外周部分に円筒状の永久磁石４３ａを介挿してカプセル枠体１３ａの開口をドーム状の透明カバー１５ａで覆い、その開口周辺部を水密性の接着剤４４ａで水密的に固定し、その内部に撮像手段と照明手段とを収納するようにしている。なお、永久磁石４３ａの代わりに強い磁力が作用する（強）磁性体でも良い。

ドーム状の透明カバー１５ａで覆われた内部には透明カバー１５ａに対向してその中央部分に撮像手段（観察手段）を構成する対物レンズ１６ａが遮光性の鏡体枠１７ａに取り付けられて配置され、その結像位置に撮像素子、例えばＣＭＯＳイメージャ１８ａが配置されている。なお、例えば対物レンズ１６ａはその外側表面が透明カバー１５ａの内面に接するように配置している。

また、この鏡体枠１７ａの周囲には照明手段として、例えば白色ＬＥＤ１９ａが複数箇所に配置されており、白色ＬＥＤ１９ａで発光した光を透明カバー１５ａを透過してその外側を照明できるようにしている。

また、ＣＭＯＳイメージャ１８ａの裏面側には、白色ＬＥＤ１９ａを発光駆動させると共に、ＣＭＯＳイメージャ１８ａを駆動する駆動回路２０ａ、この駆動回路２０ａを制御すると共に、ＣＭＯＳイメージャ１８ａの出力信号に対して信号処理を行う機能を備えたコントローラ２１ａとが配置され、これらはカプセル枠体１３ａに固定されている。

また、図６で説明したように透明カバー１５ａの内側は水密シール４０ａが施され、万一透明カバー１５ａにひびが入って透明カバー１５ａに覆われた部分による水密が破れても水密シール４０ａにより駆動回路２０ａ等の電気系を絶縁状態に保つことができるようにしている。

また、透明カバー１５ａ側と反対側におけるカプセル枠体１３ａの端面中央にはチューブ４２ａの一端を接続固定する接続口金部２２ａが設けてあり、チューブ４２ａの一端が水密的に連結固定されている。

また、コントローラ２１ａは、円板状の抜け止め４５ａの孔を通してチューブ４２ａ内を挿通された電気ケーブル２３ａの一端が接続され、その他端は第２のカプセル４１ｂ側と接続されている。

また、抜け止め４５ａはチューブ４２ａ内に挿通した連結用金属線４６ａを介して第２のカプセル４１ｂの抜け止め４７ａと接続されており、カプセル４１ａ、４１ｂ同士の連結が外れないように、かつ可撓性のチューブ４２ａが自由に湾曲できるようにしている。

なお、電気ケーブル２３ａは例えば連結用金属線４６ａの周りに巻き付けるようにしてチューブ４２ａ内に挿通されている。なお、第１のカプセル４１ａの後端周縁部は斜めにカットしたり球面状になるようにコーナカットした面取り３４ａが形成されている。
第３のカプセル４１ｃも同様の構成であり、第１のカプセル４１ａで説明した部材における符号ａの代わりに符号ｃを付けてその説明を省略する。

第１、第３のカプセル４１ａ、４１ｃより大きいサイズにした第２のカプセル４１ｂは電池収納手段の機能を持つカプセル枠体２４における例えば円筒状側面にシール部材２５を介挿して（第３のカプセル４１ｃ側に）開口する端部側を電池収納蓋４８で着脱可能に覆うようにしている。

カプセル枠体２４及び電池収納蓋４８の各端面の中央にはチューブ４２ａ、４２ｂを接続固定する接続口金部２７ａ、２７ｃがそれぞれ設けてあり、チューブ４２ａ、４２ｂが水密性接着剤等で水密的に接続固定されている。

また、電池収納蓋４８及びカプセル枠体２４の外周部分は接続口金部２７ａ、２７ｃ付近までを弾性樹脂カバー４９で覆うようにしている。

カプセル枠体２４内には例えばボタン型等の電池２９と、コントローラ２１ａ、２１ｃとも電気的に接続され、送信する信号を生成すると共に受信した信号を復調する送受信回路３０と、この送受信回路３０と接続され、ＣＭＯＳイメージャ１８ａ、１８ｃで撮像した画像情報を図示しない体外ユニットに送信したり、体外ユニットから無線で送信される制御信号を受けるアンテナ３１とが内蔵されている。
電池２９は送受信回路３０、コントローラ２１ａ、２１ｃ、駆動回路２０ａ、２０ｃに駆動電源を供給するように接続されている。

第２のカプセル４１ｂの円筒状側面には雄ネジ３２が設けてあり、一方電池収納蓋４８にはこの雄ネジ３２に螺合する雌ネジが設けてある。また、第２のカプセル４１ｂの円筒状側面には周溝を設けてＯリング等のシール部材２５を収納してこれに圧接する電池収納蓋４８との間で、その内部を水密にしている。

このような構成のカプセル型内視鏡２Ｂでは、３分割して形成した３つのカプセル４１ａ、４１ｂ、４１ｃを可撓性のチューブ４２ａ、４２ｂで連結し、その場合、両端の二つのカプセル４１ａ、４１ｃの大きさは略同径で、中央のカプセル４１ｂは両端のカプセル４１ａ、４１ｃより大きくなっている。

両端のカプセル４１ａ、４１ｃに照明手段、撮像手段、照明＆撮像手段駆動手段、撮像手段に対する処理回路を設け、中央のカプセル４１ｂには、電池２９と送受信回路３０、アンテナ３１を設け、中央の電池２９と送受信回路３０は両端のカプセル４１ａ、４１ｃの各機能が共通使用している。

また、３つのカプセル４１ａ、４１ｂ、４１ｃ同士の電源＆信号のやりとりは可撓性のチューブ４２ａ、４２ｂの中の電気ケーブル２３ａ、２３ｃによって電気的に接続され、またチューブ４２ａ、４２ｂ中には、連結用金属線４６ａ、４６ｃが挿通され、カプセル４１ａ、４１ｂ及び４１ｂ、４１ｃ同士の連結が外れないように、かつチューブ４２ａ、４２ｂが自由に湾曲できるようになっている。

また、保護カバーの機能を持つ弾性樹脂カバー４９における第１のカプセル４１ａ側に対向するコーナ部分と第３のカプセル４１ｃ側に対向するコーナ部分とは前記面取り３４ａ，３４ｃより大きく面取りした状面取り３５ａ、３５ｂが形成してある。

次に本実施の形態の作用を説明する。
両端のカプセル４１ａ、４１ｃの大きさを中央のカプセル４１ｂより小さくしたことによって、図８に示すように両端のどちらかのカプセルが体腔内５０を先に進むことになるので、照明及び撮像手段がそれぞれ設けられた両端のカプセル４１ａ、４１ｃによって進行方向の前後を観察することができる。図８において、左側に進む場合には、カプセル４１ａが前方側を、カプセル４１ｃが後方側を照明及び撮像する。また、右側に進む場合にはその反対となる。

また、本実施の形態では、両端のカプセル４１ａ、４１ｃの両方に円筒状の永久磁石４３ａ、４３ｃ（または磁性体）が設けられている。この永久磁石４３ａ、４３ｃ（あるいは磁性体）は、図９のようにカプセル型内視鏡２Ｂが体腔内５０における狭窄部５１等のために詰まってしまい通過できなくなって、回収しようとする場合には、ひも状部材５３の先端に永久磁石５４を設けた回収具５５で回収するときに簡単に回収ができる。

つまり、回収具５５の先端側をカプセル型内視鏡２Ｂ側に近づけることにより、回収具５５の先端の永久磁石５４とのカプセル型内視鏡２Ｂ側の永久磁石４３ａ或いは４３ｃとの間に働く磁力により、永久磁石５４と永久磁石４３ａ或いは４３ｃとが吸着し、回収具５５を引き出すことによりカプセル型内視鏡２Ｂも吸着状態で容易に引き出す（回収）ことができる。
また、上記の説明は回収の場合で説明したが、外部磁界によって体腔内のカプセル型内視鏡２Ｂを遠隔的に位置・姿勢抑制するときにに使える。

本実施の形態は以下の効果を有する。
３分割したカプセルにすることによって一つのカプセル体の大きさを小さくでき、飲み込みやすくなっている。飲み込み性を向上できる。この場合、中央のカプセル４１ｂの両側のカプセル４１ａ、４１ｃのサイズを小さくすることにより、より飲み込みやすくできる。

また、両側のカプセル４１ａ、４１ｃに照明手段と撮像手段を設けているので、進行方向と観察方向を同じにできると共に、進行方向の前後を同時に観察できる。従って観察性能を向上できる。また、中央のカプセル４１ｂの両側のカプセル４１ａ、４１ｃのサイズを小さくしているので、移動し易くできる。

また、複数の照明手段、撮像手段に対する電源機能、信号送受信機能を共有化しているため、部品点数を少なくでき、小型化に有利となる。つまり、小型化、飲み込み性を向上できる。
また、円筒状の永久磁石４３ａ、４３ｃ（あるいは磁性体）を設けたことによって、回収や磁気誘導が可能となる。回収が容易となると共に、操作性も向上する。

図１０は本実施の形態の変形例における例えば第１のカプセル４１ａ部分を示す。
カプセル４１ａ、４１ｂ間をつなぐチューブ４２ａ内の連結用金属線４６ａの一端、図１０ではカプセル４１ａ側をスライド可能な抜け止め構成とした。

つまり、カプセル４１ａ内の抜け止め４５ａはコントローラ２１ａ裏面とカプセル枠体１３ａ内面間に配置した筒体（リング）５６ａ内で前後方向にスライド自在に配置されている。
また、本変形例では、鏡体枠１７ａは透明カバー１５ａの内面に当接している。
この場合には、透明カバー１５ａが補強され、外側からの力に対する耐性が向上する効果がある。

また、本実施の形態では、３つのカプセルをつなぐチューブ４２ａ、４２ｃ内の連結用金属線４６ａ、４６ｃは電気ケーブル２３ａ、２３ｃと別体であったが、さらに他の変形例として電気ケーブル２３ａ、２３ｃが連結用金属線４６ａ、４６ｃを兼ねる構成にしても良い。
この場合には構造を簡略化できる効果がある。

また、図１０のようにスライド自在にして、かつ電気ケーブル２３ａ、２３ｃが連結用金属線４６ａ、４６ｃを兼ねる構成にしてもよい。この場合には、スライドする抜け止め４５ａに接点を設けるようにして、筒体５６ａを介してコントローラ２１ａ等で電気的に接続できるよいうにしてもよい。
さらに他の変形例として、ＣＭＯＳイメージャの代わりにＶＭＩＳを用いたものでも良い。

(第３の実施の形態）
次に本発明の第３の実施の形態を図１１ないし図１３を参照して説明する。図１１は本発明の第３の実施の形態のカプセル型医療装置２Ｃを示す。
このカプセル型医療装置２Ｃは、例えば第１の実施の形態のカプセル型内視鏡２における、例えば第１のカプセル１１ａにおいて、その外周面に例えばｐＨセンサ、光センサ、温度センサ、圧力センサ、または血液センサ(ヘモグロビンセンサ）などの各種センサ手段６１を設けた構成となっている。

各種センサ手段６１は、センシング部分が外部に露出し、カプセル内部に対して水密を保つように透明カバー１５等のカプセル外装部材に固定してある。その他は第１の実施の形態と同じ構成である。

センシング部分より、生体内液の化学量（ｐＨ値）、体内の明るさ、各臓器の温度、カプセル通過時のカプセル外面に加わる管腔内面からの圧力、各臓器のヘモグロビン量（出血の有無）などの情報を入手し、得られたデータは、図示しないカプセル内部のメモリに一旦蓄積され、その後、送受信回路３０、アンテナ３１により、体外に置かれた対外ユニット５等の受信手段に送信される。そして、受信手段によって得られたデータを基準値と比較することで、病気や出血などの異常の有無の判断、カプセル通過位置や通過状態の判断を体外において、医者やコメディカルなどの医療従事者が行うことができる。

特に、カプセル型医療装置２Ｃにより被検者の苦痛なく、生体の消化管内のｐＨ値やヘモグロビン量を設定する事で、消化器疾患の診断や生理学的解析が行えることの効果は大きい。各種センサは、目的に応じて複数種類備えていることで、効率良い検査を行える。

図１２は変形例のカプセル型医療装置２Ｄの一部を示す。本変形例では第１の実施の形態における第２のカプセル１１ｂ側に、さらに超音波探触子７１を設けたものである。この場合には、例えば電池収納蓋２６を超音波を通す部材で形成すると共に、その電池収納蓋２６に密閉空間を作り、その内部に回転式の超音波振動子７２を収納しその周囲を伝達媒体７３で充満している。

超音波振動子７２はモータ７４で回転駆動される。また、超音波振動子７２の周囲におけるカプセル外面側の弾性樹脂カバー２８は超音波振動子７２の音響レンズの機能を持つようにしている。なおここでは電池収納蓋２６はビス７６により取り外し可能に、カプセル枠体２４に固定している。

超音波振動子７２は制御回路７５により駆動及び信号処理され、体腔内の超音波断層を得る。得られたデータは上記の場合と同様に、体外の受信手段に送信される。これにより、小腸など体腔内深部の深さ方向の異状の有無の診断が行える。観察手段と両方を備える構成にすれば、体腔内表面と深部の両方の診断を一度に行える。なお、機械走査式でなく、電子走査式の超音波探触子を形成しても良い。

図１３は第２変形例のカプセル型医療装置２Ｅを示す。このカプセル型医療装置２Ｅは治療・処置手段を設けたものである。
このカプセル型医療装置２Ｅは、例えば第１の実施の形態のカプセル型内視鏡２において、第２のカプセル１１ｂにおける例えば弾性樹脂カバー２８に薬剤収納部８１と体液収納部８２を設けている。

薬剤収納部８１と体液収納部８２はカプセル外面に開口する開口部を有し、各開口部は胃液で消去されるゼラチンや腸液で消化される脂肪酸膜などからなる溶解膜８３、８４で覆うようにしている。薬剤収納部８１内には治療する薬剤８５が収納され、目的部位にカプセル型医療装置２Ｅが到達したら、溶解膜８３が溶解して開口部が開口し、薬剤８５の直接投与と共に、体液収納部８２では体液の吸収を行うことができる。

また、第１カプセル１１ａ側には、例えば透明カバー１５部分内に止血剤を収納した収納部８６を有する注射針８７を突没自在に駆動するリニアアクチュエータ８８が設けてある。
そして、血液センサや観察手段で出血部位を確認後、体外の体外ユニット５等からの通信により、通常はカプセル内側に収納した止血剤注入用の注射針８７を突出させて、収納部８６内の止血剤であるエタノールや粉末薬品を出血部に散布して止血する処置を行うことができるようにしている。
なお、上述した各実施の形態等を部分的等で組み合わせる等して構成される実施の形態等も本発明に属する。

［付記］
１．上記硬質部の少なくとも一つに磁石あるいは磁性体を設けたことを特徴とする請求項１のカプセル型医療装置。
２．上記硬質部のうち、少なくとも両端の硬質部に磁石あるいは磁性体を設けたことを特徴とする請求項２のカプセル型医療装置。
３．上記両端の硬質部の外径あるいは長さが略同値となることを特徴とする請求項２のカプセル型医療装置。

４．上記硬質部の一つに電源手段および電源手段収納部を設け、電源収納部を分割可能な構成にし、その間に水密確保用のシール手段を設けたことを特徴とする請求項１あるいは２のカプセル型医療装置。
５．上記電源収納部の外側に弾性力により装着可能な保護カバーを具備できる構成にしたことを特徴とする付記４のカプセル型医療装置。
６．上記分割可能な電源収納部に電源手段を収納し、分割された電源収納部を組み立てることによって電源が入るスイッチ手段を設けたことを特徴とする付記４のカプセル型医療装置。

７．上記硬質部同士を電気的に接続する電線手段を上記軟性連結部内に設け、電線手段を上記軟性連結部の長さより長くしたことを特徴とする請求項１あるいは２のカプセル型医療装置。
８．上記電線手段を蛇行またはカールまたは螺旋巻きにして上記軟性連結部内に収納したことを特徴とする付記７のカプセル型医療装置。
９．撮像手段と照明手段とからなる観察手段を複数設け、さらに電源手段、無線送信手段、撮像駆動手段、照明駆動手段、制御手段とを設けた請求項１あるいは２のカプセル型医療装置において、電源手段、無線送信手段、撮像駆動手段、制御手段のうち少なくとも一つ以上の手段を複数の観察手段において共通使用することを特徴とする。

１０．上記軟性連結部に金属線等のワイヤを、上記各硬質部の連結が外れないように屈曲自在に設けたことを特徴とする請求項１あるいは２のカプセル型医療装置。
１１．上記ワイヤが上記各硬質部間の電気的導通を取るための電線を兼ねていることを特徴とする付記１０のカプセル型医療装置。
１２．上記ワイヤの一端が上記硬質部内で前後にスライド可能な接点としたことを特徴とする付記１０あるいは１１のカプセル型医療装置。

（付記１０〜１２の背景）
従来の分割型のカプセル内視鏡は、その連結に可撓性チューブや樹脂などを用いていたので、無理な引っ張りや曲げ力が働いた時にその一部がちぎれて破損する可能性があった。
このため、より破損しにくいようにすることを目的として、付記１０〜１２の構成にして強度を高め、目的を達成するようにした。

１３．上記各硬質部の上記軟性連結部に接続された面の端部が、球面状あるいは斜めに面取りされていることを特徴とする請求項１あるいは２のカプセル型医療装置。
１４．上記大きい方の硬質部の上記軟性連結部に接続された面の端部が、軟性連結部に接続された小さい方の硬質部の面の端部よりも大きく面取りされていることを特徴とする請求項１のカプセル型医療装置。
１５．人または動物の体腔管路内を通過させて検査、治療または処置を行うカプセル型医療装置において、
対物光学系と照明光学系からなる観察手段と、
上記対物光学系の周囲に設けた遮光用鏡体枠とを設け、
上記対物光学系の先端面を上記照明光学系の先端面より突出させたことを特徴とするカプセル型医療装置。

（付記１５の背景）
従来例では、照明光の一部が対物光学系側に入射し、観察機能を低下する欠点があった。
このため、観察機能を向上させることを目的として、付記１５の構成にして、極力照明光が対物光学系側に入らないようにし、観察機能を向上した。

１６．上記観察手段を一体に内包するドーム状観察窓を観察手段前面に設け、ドーム状観察窓の内面と上記対物光学系の一部あるいは上記遮光用鏡体枠の一部が接触した状態で固定されていることを特徴とする付記１５のカプセル型医療装置。
１６−１．ＶＭＩＳ（閾値変調型イメージセンサ）を用いた撮像手段を設けたことを特徴とする請求項１あるいは２記載のカプセル型医療装置。

（付記１６，１６−１の背景）
従来例では、内部に空間のある観察窓内面と対物レンズなどの観察手段の構成要素は非接触であったので、観察窓が割れやすく強度向上が望まれる。このため、強度を向上させることを目的として、付記１６，１６−１の構成にして、この目的を達成するようにした。

１７．上記観察手段を一体に内包するドーム状観察窓を観察手段全面に設け、ドーム状観察窓内面の照明光学系からの反射光などの不要光が対物光学系に実質的に入射しないように上記遮光用鏡体枠の高さを設定したことを特徴とする付記１６のカプセル型医療装置。
１８．上記照明光学系からの照明光が上記対物光学系の観察範囲を照明するときに、上記遮光用鏡体枠よって、照明光が遮られないように、遮光用鏡体枠の外径と高さおよび対物光学系と照明光学系の距離を設定したことを特徴とする付記１５のカプセル型医療装置。
（付記１７、１８の背景）付記１６，１６−１の背景と同じ。

１９．人または動物の体腔管路内を通過させて検査、治療又は処置を行うカプセル型医療装置において、
対物光学系と照明光学系からなる観察手段と、
上記観察手段の前面に設けた上記観察手段を一体に内包するドーム状観察窓とを設け、
ドーム状観察窓内部を封止剤で水密にし、ドーム状観察窓内部とカプセル型医療装置の他の部分との水密を保つ構成としたことを特徴とするカプセル型医療装置。
（付記１９の背景）
従来例ではドーム状観察窓にひびが入ったような場合に、内部に電気回路等が収納されていると、水分で劣化や故障する可能性がある。
このため、ドーム状観察窓にひびが入ったような場合でもより確実に動作するように付記１９の構成にして、その目的を達成するようにした。

本発明の第１の実施の形態を備えたカプセル型内視鏡システムの構成図。 第１の実施の形態のカプセル型内視鏡の構成を示す断面図。 胃から十二指腸側に移動する場合のカプセル型内視鏡を示す図。 照明手段及び観察手段部分の構成及び機能を示す図。 図４の一部を示す図。 変形例のカプセル型内視鏡の一部の構成を示す断面図。 本発明の第２の実施の形態のカプセル型内視鏡の構成を示す断面図。 体腔内をカプセル型内視鏡で検査している様子を示す図。 狭窄部で詰まった場合に回収具で回収する様子を示す図。 変形例における第１のカプセル部分を示す断面図。 本発明の第３の実施の形態のカプセル型医療装置の構成を一部を切り欠いて示す斜視図。 第１変形例のカプセル型医療装置の主要部の構成を示す断面図。 第２変形例のカプセル型医療装置の主要部の構成を示す図。

符号の説明

１…カプセル型内視鏡システム
２…患者
３…カプセル型内視鏡
４…アンテナ
５…体外ユニット
６…モニタ部
７…パソコン
１１ａ…第１のカプセル
１１ｂ…第２のカプセル
１２…チューブ
１３、２４…カプセル枠体
１５…透明カバー
１６…対物レンズ
１７…鏡体枠
１８…ＣＭＯＳイメージャ
１９…白色ＬＥＤ
２０…駆動回路
２１…コントローラ
２６…電池収納蓋
２８…弾性樹脂カバー
２９…電池
３０…送受信回路
３１…アンテナ
代理人 弁理士 伊藤 進

Claims (3)

1. 一方に開口部が形成された円筒形状を呈する枠体と、
   前記枠体の開口部中央部に配設された、被検体を撮像する撮像手段と、
   前記枠体の開口部における前記撮像手段の側方に配設された、被検体に対して照明光を照射する照明手段と、
   前記枠体の内部に配設された、前記撮像手段および前記照明手段を駆動する駆動手段と、
   前記枠体との係合面を第１の封止手段を介して水密的に覆うと共に、当該枠体との係合面から前記撮像手段の前方に向けて延設され、当該撮像手段、前記照明手段および前記駆動手段を非接触に覆い前記枠体の開口部前方に水密空間を形成するドーム状観察窓と、
   前記ドーム状観察窓内部に形成された前記水密空間において、前記枠体の開口部に配設された電気的露光部に対する水密構造を形成する第２の封止手段と、
   を具備したことを特徴とするカプセル型医療装置。
2. 前記第２の封止手段は、少なくとも前記照明手段と前記駆動手段とを接続する電気接点に対する水密構造を形成することを特徴とする請求項１に記載のカプセル型医療装置。
3. 前記第２の封止手段は、少なくとも前記撮像手段の外周面から前記駆動手段に至る経路に対する水密構造を形成することを特徴とする請求項１に記載のカプセル型医療装置。

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