JP4331781B2 - 医療用カプセル装置 - Google Patents
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Description
図1ないし図4は本発明の第1の実施の形態に係り、図1は第1の実施の形態の医療用カプセル装置を示し、図2は電磁発電機を示し、図3は医療用カプセル装置の電気系のブロック構成を示し、図4は医療用カプセルシステムの構成を示す。
医療用カプセル装置1が障害物に当たり、姿勢を変えられない場合でも、内部カプセル3が自由に向きを変えられるため、効率よく観察ができる。
なお、第1の実施の形態における電磁モータ7、9は静電モータや超音波モータでも良い。
また、電磁発電機13の構成は、永久磁石と電磁コイルからなるものならば特に限定されない。
外殻カプセル2は、内部カプセル3が自由に姿勢を変えられる形状であれば、特に球体である必要はない。
観察装置11、照明装置12に加えて、処置を行う処置手段として例えばレーザ光により治療を行うレーザ治療装置或いはレーザ照射装置を設けても良い。
図5ないし図7は本発明の第2の実施の形態に係り、図5は第2の実施の形態の医療用カプセル装置を示し、図5は図5の右側から電磁発電機をみた様子を示し、図7はこの実施の形態が管腔臓器内で移動しやすいことを示す説明図である。
外殻カプセル42及び内部カプセル43は、円筒の一端がそれぞれ半球形状にされ、かつ開口する他端に半球形状のキャップ44、45が取り付けられてそれぞれの開口を閉塞している。
また、内部カプセル43内には観察装置51、照明装置52、蓄電池53、回路基板54が取り付けられている。この回路基板54にはアンテナ55が取り付けられている。
医療用カプセル装置41が生体内で動くことにより、重心が偏心している電磁発電機46がその回転軸47を中心に回転する。電磁発電機46の回転軸47に対して回転することで電力を発生し、回路基板54内の整流回路を経由して蓄電池53に蓄えられる。電力を蓄えた蓄電池53が医療用カプセル装置41の駆動源となる。
電磁発電機46本体に偏心用の重り49を固定しているため、場所をとらず、医療用カプセル装置41を小型化できる。従って、患者に与える苦痛を軽減することができる。
その他は第1の実施の形態に同じ効果を有する。
図8及び図9は本発明の第3の実施の形態に係り、図8は第3の実施の形態の医療用カプセル装置を示し、図9は駆動装置の構成を示す。
図8に示すように医療用カプセル装置61は気密で透明で球状の外殻カプセル62と、外殻カプセル62に内蔵される同じく球状の内部カプセル63からなる。
駆動装置65に内蔵されている電磁モータ66、電磁モータ67が回転駆動すると、駆動装置65内の球体64を任意に回動させることが可能である。この球体64が回動することによって、内部カプセル63内に回動自在に埋設されている球体64全てがタイヤとなり、内部カプセル63が外殻カプセル62に対して自由に姿勢を変えることが可能になる。外殻カプセル62と内部カプセル63の間には、観察装置と照明装置の妨げとなるものが無いので死角の無い観察が可能である。
図10は本発明の第4の実施の形態の医療用カプセル装置71を示す。この医療用カプセル装置71は気密で透明で球状の外殻カプセル72に内蔵される同じく気密で球状の内部カプセル73からなる。
内部カプセル73は、外殻カプセル72の中で、内部カプセル73と同じ密度の液体74の中で浮いている。内部カプセル73の重心は、観察方向と逆向きなので、内部カプセル73は外殻カプセル72の姿勢によらず常に重力向上向きを観察することができる。また、内部カプセル73の姿勢を制御するために電力を要しないので効率的である。
内部カプセル73の姿勢を制御するために電力を要しないので効率的であり、上方向など所定の方向に対する観察性能を向上できる。また、この場合、所定方向の観察に対する姿勢変更に電力を要しないため、効率的である。
その他は第1の実施の形態とほぼ同じ効果を有する。
観察装置75、照明装置76の代わりに超音波による観察像を得る超音波診断装置を設ける。この場合、外殻カプセル72、内部カプセル73は超音波を伝播し易い材質でつくられる必要があり、また、中の液体74も超音波を伝播し易い液体である必要がある。
図11は本発明の第5の実施の形態の医療用カプセル装置1′を示す。
本実施の形態によれば、姿勢を変更する駆動手段と発電する発電手段を兼用しているので、より小型化及び軽量化できる。その他の効果は第1の実施の形態と同様である。
図12ないし図14は本発明の第6の実施の形態に係り、図12は第6の実施の形態の医療用カプセル装置を示し、図13は医療用カプセル装置の内部構造を示し、図14は図13を分解した状態で示す。
また、pH感応電極88、液連絡部92は、センサ本体90の先端面から外部側に少し突出された状態で設置されている。
医療用カプセル装置81の使用時には、あらかじめ患者に飲み込ませて、経口的に胃内に取り込ませ、留置させる。この時、医療用カプセル装置81は、ぜん動運動により表面の圧電性起電力発生素子84が圧力を受けたり、医療用カプセル装置81自身が回転したりすることで管壁に当たり圧電性起電力発生素子84に圧力がかかる。また、胃内に留置後も胃壁に医療用カプセル装置81が当たることで圧電性起電力発生素子84は力を受けることになる。
医療用カプセル装置81が動いている間、常に電力を蓄積しており、電池切れによる計測の中断を解消ないしは少なくでき、長時間継続した計測を行うことが可能である。
図15は本発明の第7の実施の形態の医療用カプセル装置95を示す。図15に示すように、複数の圧電性起電力発生素子96を医療用カプセル装置95の筒体82の後端に取り付けられる例えばキャップ87部分に設けた構成とした。この場合、各圧電性起電力発生素子96はキャップ87の後方側に突出するように取り付けられ、突出する部分が変形し易いようにしている。
その他の構成は第6の実施の形態と同じである。
圧電性起電力発生素子84を変形しやすいように配置しているため、起電力が起こしやすく、その起電力を蓄積しやすい。
第6の実施の形態に示すような圧電性高分子材料からなる圧電性起電力発生素子84を用いて電力を起こしてその電力を照明・視覚・処置機能等各機能の動作のための電力供給手段に用いる構成とする。
本実施の形態は第1の実施の形態に同じ効果を有する。
1.各種機能手段を備えた医療用カプセル装置において、
回転自在に支持された回転部材を有し、その回転部材が回転することによって電気エネルギを発生する発電手段と、
前記回転部材に偏心した状態で固着された偏心体と、
前記発電手段からの電力を蓄え、前記各種機能手段に電力を供給する蓄電手段と、
を設けたことを特徴とする医療用カプセル装置。
発電手段を内蔵していることで、長時間留置でき、患者に与える苦痛も少なくすみ、患者の行動範囲を制限しない。
前記機能手段を内蔵する内部カプセルと、
前記内部カプセルを収納する外部カプセルと、
前記内部カプセルと前記外部カプセルの間に設けられた回動手段と、
前記回動手段を駆動するための回動駆動手段と、
を設けたことを特徴とする。
カプセルが二重構造になっていることで、外部カプセルが障害物等によって動きを抑制されても、内部カプセルは自在に姿勢を変えられるという作用を持つ。
医療用カプセル装置が障害物に当たり、姿勢を変えられない場合でも、内部カプセルが自由に向きを変えられるため、効率よく観察ができる。
また、医療用カプセル装置が二重構造になっているため、観察のための距離が確保されており、観察対象が観察装置に近すぎて焦点が合わなかったり、赤玉になったりすることがなく、快適な観察ができる。
従来技術としては、体内にあるカプセルが、観察や医療装置を行う際に、カプセル本体から流体を噴出させてカプセルの姿勢変えるというアイディア等が知られている。
カプセル本体から流体を噴出し、カプセルの姿勢を変えるものでは、カプセルの周囲に障害物がある場合などは、思い通りに姿勢の変更が出来なかった。
その目的は、カプセルの姿勢が任意に変えることで、より確実な観察、処置等ができる医療用カプセル装置を提供することである。 この目的を達成するために、付記15〜37の構成にした。
前記カプセル本体表面に設けられた圧電性変換素子と、
この圧電性変換素子からの電力を蓄積する電力蓄積部と、
この電力で駆動され前記生体情報検出手段で検出された情報を体外へ送信する送信手段と、
を具備することを特徴とする医療用カプセル装置。
生体内に留置して、生体内の観察や医療処置等を行う医療用カプセルに関する。
近年、pH等の生体情報をセンサで検出し、検出された生体情報を生体情報信号として体外へ送信する医療用カプセル或いは医療用カプセル装置が知られている。この種記載の医療用カプセルは、生体情報を検出するセンサの他にセンサから出力された生体情報信号を変調して体外に送信する送信回路や、この送信回路を駆動する電源部としてのバッテリを備えている。
しかしながら、上記のような医療用カプセルでは、水銀電池等のバッテリが不要となるが、電極間に生ずる電圧が生体内のpH値によって増減するため、送信回路の動作が不安定になるという問題があった。
その目的はセンサで検出した生体情報を体外へ送信する送信回路を安定に長時間継続して駆動することができ、かつカプセルの小型化を図ることができる医療用カプセル装置を提供しようとするものである。
この目的を達成するために、付記38〜46の構成にした。
胃・腸などの消化管の検査・観察等を行うカプセルにおいて、長時間継続して使用することができ、カプセルを取り出して電池を交換するという作業を必要とせず、効率的である。
2…外殻カプセル
3…内部カプセル
4…梁
5…回転軸
6…ピン
7,9…電磁モータ
8,10…モータ回転軸
11…観察装置
12…照明装置
13…電磁発電機
14…回路基板
15…蓄電池
16…回転軸
17…重り
18…永久磁石
19…電磁コイル
20…整流回路
21…電源回路
22…制御回路
23…受信回路
24…発信回路
25…処理回路
26…アンテナ
30…体外システム
Claims (6)
- 各種機能手段を備えた医療用カプセル装置において、
前記機能手段を内蔵するカプセルであって、当該カプセルの表面が接する位置において当該カプセルを包む生体内の液体に対して回転自在に使用可能なカプセルと、
前記カプセルを回転させて当該カプセルの姿勢を変更する姿勢変更手段と、
を備え、
前記姿勢変更手段は、前記カプセルの中心から偏る位置に設定された当該カプセルの重心により、当該カプセルを同カプセル内の回転中心周りに回転させると共に、当該カプセルの観察方向を重力方向に対して常に所定方向に制御することを特徴とする医療用カプセル装置。 - 前記姿勢変更手段は、前記カプセルの中心から偏心して配置された重りを備えることを特徴とする請求項1に記載の医療用カプセル装置。
- 前記カプセル全体の密度は、当該カプセルを回転自在に内包する前記液体の密度と略同じであることを特徴とする請求項1または2に記載の医療用カプセル装置。
- 前記カプセルは、前記液体中において回転自在に浮くことを特徴とする請求項1−3のいずれか一項に記載の医療用カプセル装置。
- 前記機能手段は、観察装置であり、前記姿勢変更手段は、前記観察装置の観察方向が常に重力方向、或いは重力方向に対して常に上向きとなるよう前記カプセルを制御することを特徴とする請求項1−4のいずれか一項に記載の医療用カプセル装置。
- 前記機能手段は、超音波診断装置であり、前記姿勢変更手段は、前記超音波診断装置の観察方向が常に重力方向、或いは重力方向に対して常に上向きとなるよう前記カプセルを制御することを特徴とする請求項1−4のいずれか一項に記載の医療用カプセル装置。
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