JP4370145B2 - Capsule configured for medical use - Google Patents

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Description

本発明は、カプセル内に配設された超音波振動子を回転させて超音波断層画像を取得する医療用に構成されたカプセルに関する。 The present invention relates to a capsule configured for medical use that acquires an ultrasonic tomographic image by rotating an ultrasonic transducer disposed in the capsule .

従来より、体外又は体内から生体組織へ観測用超音波信号を送信し、この生体組織からの反射信号であるエコー信号を受信して診断用の超音波断層画像を構築して診断を行う超音波診断装置が利用されている。   Conventionally, an ultrasonic wave that transmits an ultrasonic signal for observation from outside or inside the body to a living tissue, receives an echo signal that is a reflection signal from the living tissue, constructs an ultrasonic tomographic image for diagnosis, and performs diagnosis A diagnostic device is used.

また、近年では、医療用に構成したカプセルを体腔内に送り込んで、体腔内の病変部の情報を収集したり、薬液を投与して処置等を行えるカプセル内視鏡が提案されている。   In recent years, capsule endoscopes have been proposed in which capsules configured for medical use are sent into body cavities to collect information on lesions in the body cavities, or can be treated by administering a drug solution.

そして、超音波観察の分野においても、超音波プローブ等が到達困難な小腸にカプセルを送り込んで、診断或いは生体組織の採取、薬液の投与等を行える超音波診断医用カプセルが期待されている。   Also in the field of ultrasonic observation, an ultrasonic diagnostic medical capsule is expected that can send a capsule to the small intestine where an ultrasonic probe or the like is difficult to reach and perform diagnosis or collection of a biological tissue, administration of a drug solution, and the like.

例えば、特開平09−135832号公報には超音波診断医用カプセル(以下、超音波カプセルと略記する)が示されている。この超音波カプセルではカプセル内に配置されている超音波モータによって超音波振動子を回転させて超音波ビームを長手軸方向(挿入方向)に対して直交する方向であるラジアル方向に出射して断層像を得る構成になっている。   For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-135832 discloses an ultrasonic diagnostic medical capsule (hereinafter abbreviated as an ultrasonic capsule). In this ultrasonic capsule, an ultrasonic vibrator is rotated by an ultrasonic motor disposed in the capsule, and an ultrasonic beam is emitted in a radial direction that is perpendicular to the longitudinal axis direction (insertion direction). It is configured to obtain an image.

超音波カプセルにおいては、カプセルの内部に超音波振動子を備えた超音波ユニット、制御部及び無線送受信部等が設けられており、前記超音波振動子の周囲には水、流動パラフィン等の超音波伝達媒体が封入される。   In an ultrasonic capsule, an ultrasonic unit including an ultrasonic transducer, a control unit, a wireless transmission / reception unit, and the like are provided inside the capsule. Ultrasonic capsules such as water and liquid paraffin are disposed around the ultrasonic transducer. A sonic transmission medium is enclosed.

前記超音波ユニットは、超音波振動子が配置される振動子固定部材と、この振動子固定部材を支持する軸部を有する駆動モータと、この駆動モータの回転を検出するエンコーダと、超音波振動子が受信したエコー信号が図示しないブラシを介して伝達されるスリップリングとで主に構成される。   The ultrasonic unit includes a vibrator fixing member on which an ultrasonic vibrator is disposed, a drive motor having a shaft portion that supports the vibrator fixing member, an encoder that detects rotation of the drive motor, and ultrasonic vibration. An echo signal received by the child is mainly composed of a slip ring that is transmitted via a brush (not shown).

前記無線送受信部は、前記制御部によって制御され、例えば前記スリップリング及び前記エンコーダの信号を無線方式で図示しない超音波観測装置に送信する。
特開平09−135832号公報
The wireless transmission / reception unit is controlled by the control unit and transmits, for example, signals of the slip ring and the encoder to an ultrasonic observation apparatus (not shown) in a wireless manner.
Japanese Patent Laid-Open No. 09-135832

しかしながら、上述した超音波カプセルでは駆動モータ、制御部、無線送受信部等の電力源をこのカプセル内に搭載したバッテリとしている。このバッテリをカプセル内に搭載した超音波カプセルでは体内通過時間中(一般的に、カプセルを口から飲み込んで、肛門から排出されるまで8時間以上かかるとされている)超音波振動子が回転駆動し続けることを保証する必要がある。   However, in the above-described ultrasonic capsule, a power source such as a drive motor, a control unit, and a wireless transmission / reception unit is used as a battery mounted in the capsule. Ultrasound capsules with this battery installed in the capsule rotate the ultrasound transducer during the body passage time (generally, it takes more than 8 hours for the capsule to be swallowed and discharged from the anus) There is a need to ensure that it continues.

そのため、カプセル内に容量の大きなバッテリを搭載することになるが、一般的に、バッテリの容量を大きくすると、バッテリの形状も大きくなってしまう。このことによって、カプセルが大型化するという不具合が生じる。そして、このカプセルの大型化を防止するため、形状の小さなバッテリをカプセルに搭載すると、容量不足によって、観察目的部位の1つである小腸に到達する以前にバッテリー切れという不具合が発生するおそれがある。   For this reason, a battery having a large capacity is mounted in the capsule. Generally, when the capacity of the battery is increased, the shape of the battery also increases. This causes a problem that the capsule is enlarged. If a small-sized battery is mounted on the capsule to prevent the capsule from becoming large, there is a risk that the battery will run out before reaching the small intestine, which is one of the observation target parts, due to insufficient capacity. .

これらバッテリによる不具合を解消するため、例えばカプセルにコイルを設け、体外からカプセルに向けて電磁波を出射させることによって電磁誘導による発電を行う電力供給部を設け、前記駆動モータ等に電力を供給するように構成したカプセル内視鏡等の構成例も示されている。しかし、この電磁誘導による発電では生体での電磁波の減衰により、所望の電力を得ることが難しいという問題がある。   In order to eliminate the problems caused by these batteries, for example, a coil is provided in the capsule, and a power supply unit that generates power by electromagnetic induction by emitting electromagnetic waves from outside the body toward the capsule is provided to supply power to the drive motor and the like. An example of the configuration of the capsule endoscope configured as described above is also shown. However, this power generation by electromagnetic induction has a problem that it is difficult to obtain desired power due to attenuation of electromagnetic waves in a living body.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、カプセル内にバッテリを配設することなく、体内通過中、超音波観測を継続して行える医療用に構成されたカプセルを提供することを目的にしている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a capsule configured for medical use in which ultrasonic observation can be continuously performed while passing through the body without disposing a battery in the capsule. I have to.

本発明の医療用に構成されたカプセルは、カプセル本体と、前記カプセル本体に設けられ、機械式に回転し駆動力を発生する機械式回転動力部と、前記カプセル本体に設けられ、前記機械式回転動力部により発生した駆動力が伝達されることによって回転する少なくとも2つの軸部と、前記カプセル本体に設けられ、前記少なくとも2つの軸部の一方と連動して回転させることによりエネルギーを発生する発電部と、前記カプセル本体に設けられ、前記発電部より発生したエネルギーを蓄える蓄電部と、を具備している。
The capsule configured for medical use according to the present invention includes a capsule body, a mechanical rotation power unit that is provided on the capsule body and mechanically rotates to generate a driving force, and is provided on the capsule body. at least two shaft portions are rotated by more generated driving force to the rotational power unit is transmitted, provided in the capsule body, it generates energy by rotating in conjunction with one of the at least two shaft portions And a power storage unit that is provided in the capsule body and stores energy generated from the power generation unit.

本発明によれば、カプセル内にバッテリを配設することなく、体内通過中、超音波観測を継続して行える医療用に構成されたカプセルを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the capsule comprised for the medical use which can continue ultrasonic observation while passing in a body, without arrange | positioning a battery in a capsule can be provided.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図1ないし図3は本発明の一実施形態に係り、図1は超音波カプセルの構成を説明する図、図2は機械式回転動力部と超音波振動子との関係を説明する図、図3は機械式回転動力部の概略構成及び脱進調速機構部を説明する模式図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 to 3 relate to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of an ultrasonic capsule, and FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship between a mechanical rotational power unit and an ultrasonic transducer. 3 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a mechanical rotational power unit and an escapement speed adjusting mechanism unit.

なお、図2(a)は機械式回転動力部の構成例と、機械式回転動力部から超音波振動子及びロータへ動力を伝達させる構成を説明する図、図2(b)は機械式回転動力部の香箱車及び輪列及び脱進調速機構部の配置例を示す図である。   2A is a diagram illustrating a configuration example of a mechanical rotary power unit and a configuration for transmitting power from the mechanical rotary power unit to the ultrasonic vibrator and the rotor. FIG. 2B is a mechanical rotary power unit. It is a figure which shows the example of arrangement | positioning of the barrel wheel of a power part, a wheel train, and an escapement speed control mechanism part.

図1及び図2(a)に示すように本実施形態の超音波診断用カプセル(以下、超音波カプセルと略記)1は、カプセル本体2、端部を半球状に形成した本体カバー3及び振動子カバー4を備えている。前記カプセル本体2に前記本体カバー3及び前記振動子カバー4を水密で一体に固定配置することによって所謂、カプセル5が構成される。なお、前記振動子カバー4は、超音波透過性に優れた高密度ポリエチレン、ポリメチルペンテン等の超音波を透過する樹脂製弾性体で形成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2 (a), an ultrasonic diagnostic capsule (hereinafter abbreviated as an ultrasonic capsule) 1 of this embodiment includes a capsule body 2, a body cover 3 having an end formed in a hemispherical shape, and vibration. A child cover 4 is provided. A so-called capsule 5 is formed by arranging the main body cover 3 and the vibrator cover 4 in a watertight and integrated manner on the capsule main body 2. The vibrator cover 4 is formed of a resin elastic body that transmits ultrasonic waves, such as high-density polyethylene and polymethylpentene having excellent ultrasonic transmission.

前記カプセル5の内部には超音波振動子11等を有する超音波ユニット10、電力供給手段である発電部6、制御部7、図示しない超音波観測装置に無線送信を行う無線送受信部8、前記超音波ユニット10の超音波振動子11及び前記発電部6を構成する後述するロータを回転駆動させる機械式回転動力部(以下、動力部9と略記する)が配設されている。なお、符号60は蓄電部である。この蓄電部60には前記発電部6で発生されたエネルギーが蓄えられる。   Inside the capsule 5 is an ultrasonic unit 10 having an ultrasonic transducer 11 and the like, a power generation unit 6 that is power supply means, a control unit 7, a wireless transmission / reception unit 8 that performs wireless transmission to an ultrasonic observation device (not shown), An ultrasonic transducer 11 of the ultrasonic unit 10 and a mechanical rotational power unit (hereinafter abbreviated as a power unit 9) for rotating a rotor, which will be described later, constituting the power generation unit 6 are disposed. Reference numeral 60 denotes a power storage unit. The power storage unit 60 stores energy generated by the power generation unit 6.

前記超音波ユニット10は、超音波振動子11、振動子シャフト13を有する振動子固定部材12、Oリング14、回転型信号伝達手段であるスリップリング15、エンコーダ16等によって構成されている。前記超音波振動子11は、振動子固定部材12の固定部17に一体的に固定されている。   The ultrasonic unit 10 includes an ultrasonic transducer 11, a transducer fixing member 12 having a transducer shaft 13, an O-ring 14, a slip ring 15 that is a rotary signal transmission means, an encoder 16, and the like. The ultrasonic transducer 11 is integrally fixed to the fixing portion 17 of the transducer fixing member 12.

前記振動子シャフト13は、前記スリップリング15に設けられた例えばボールベアリング(不図示)によってカプセル5の長手方向中心軸と略同心で回転可能に後述する軸部に軸支されている。前記Oリング14は、前記振動子シャフト13を保持するとともに、この振動子シャフト13の外周面及び前記ユニット配置孔2aの内周面に密着して液密を確保している。そして、前記振動子カバー4と前記カプセル本体2と、ユニット配置孔2aと、前記Oリング14とで形成される内部空間には超音波伝達媒体19が注入されている。   The vibrator shaft 13 is pivotally supported by a shaft portion, which will be described later, by a ball bearing (not shown) provided in the slip ring 15 so as to be substantially concentric with the central axis in the longitudinal direction of the capsule 5. The O-ring 14 holds the vibrator shaft 13 and is in close contact with the outer peripheral surface of the vibrator shaft 13 and the inner peripheral surface of the unit arrangement hole 2a to ensure liquid tightness. An ultrasonic transmission medium 19 is injected into an internal space formed by the transducer cover 4, the capsule body 2, the unit arrangement hole 2 a, and the O-ring 14.

前記超音波振動子11からは図示しない入出力信号用ケーブルが延出している。この入出力信号用ケーブルは、前記スリップリング15の図示しないリング部、このリング部に電気的に接触する図示しない金属ブラシを経てこのスリップリング15の出力側のケーブルと電気的に導通されている。   An unillustrated input / output signal cable extends from the ultrasonic transducer 11. This input / output signal cable is electrically connected to a cable on the output side of the slip ring 15 via a ring portion (not shown) of the slip ring 15 and a metal brush (not shown) that is in electrical contact with the ring portion. .

前記発電部6は、コイル61が巻回された例えば管状に形成されているステータ62と、このステータ62の内孔に配置されて前記コイル61近傍で回転するように構成された永久磁石63を備えたロータ64とで構成されている。この発電部6のコイル61に生じたエネルギーは、前記蓄電部60である例えばコンデンサ、電気二重層キャパシタ或いは二次電池等の蓄電ユニット65に蓄えられ、前記制御部7に供給されるようになっている。   The power generation unit 6 includes a stator 62 formed, for example, in a tubular shape, around which a coil 61 is wound, and a permanent magnet 63 arranged in the inner hole of the stator 62 and configured to rotate in the vicinity of the coil 61. And a rotor 64 provided. The energy generated in the coil 61 of the power generation unit 6 is stored in the power storage unit 60 such as a power storage unit 65 such as a capacitor, an electric double layer capacitor, or a secondary battery, and supplied to the control unit 7. ing.

前記制御部7には回転する超音波振動子11の回転を検出する前記エンコーダ16に電気的に接続された回転検出回路(不図示)、前記スリップリング15を介して前記超音波振動子11との間で超音波信号の送受信を行わせる超音波送受信回路(不図示)、この送受信回路からの受信信号を処理する信号処理回路(不図示)、この信号処理回路によって処理された超音波画像信号に対して所定の処理を施して前記無線送受信部8から前記超音波観測装置に向かって超音波画像信号等を送信する無線送信回路(不図示)等が設けられている。   The control unit 7 includes a rotation detection circuit (not shown) electrically connected to the encoder 16 that detects the rotation of the rotating ultrasonic transducer 11, and the ultrasonic transducer 11 via the slip ring 15. An ultrasonic transmission / reception circuit (not shown) for transmitting and receiving an ultrasonic signal between them, a signal processing circuit (not shown) for processing a reception signal from the transmission / reception circuit, and an ultrasonic image signal processed by the signal processing circuit Is provided with a wireless transmission circuit (not shown) or the like that performs a predetermined process to transmit an ultrasonic image signal or the like from the wireless transmission / reception unit 8 to the ultrasonic observation apparatus.

図2(a)ないし図3に示すように前記動力部9は、機械式時計のムーブメントの仕組みを採用したものである。
図に示すように前記動力部9は、香箱車20、輪列30、脱進調速機構部40とで主に構成されている。
As shown in FIGS. 2A to 3, the power unit 9 employs a mechanism of a movement of a mechanical timepiece.
As shown in the figure, the power unit 9 is mainly composed of a barrel complete 20, a train wheel 30, and an escapement speed control mechanism 40.

前記香箱車20は、筒状の箱体である香箱21と、この香箱21の内部に配置される金属製で帯状に形成されたゼンマイ22とで主に構成されている。前記香箱21の外周面には所定のピッチの香箱歯車21aが形成されている。また、前記ゼンマイ22はこの香箱21の内部に渦巻状に巻かれた状態で配置される。このゼンマイ22の一端部は、軸部21bに固定され、他端部が香箱21に固定されている。したがって、このゼンマイ22を巻き上げて弾性変形させることによって、後述する回転駆動力となるエネルギーが蓄えられる。   The barrel 20 is mainly composed of a barrel 21 which is a cylindrical box, and a spring 22 made of metal and formed in a strip shape inside the barrel 21. A barrel gear 21 a having a predetermined pitch is formed on the outer peripheral surface of the barrel 21. Further, the mainspring 22 is disposed in a spiral shape inside the barrel 21. One end of the spring 22 is fixed to the shaft portion 21 b and the other end is fixed to the barrel 21. Therefore, the spring 22 is wound up and elastically deformed to store energy as a rotational driving force described later.

なお、図2(b)に示すように前記ゼンマイ22は、巻き上げ用軸23、この巻き上げ用軸23に傘歯車(不図示)や巻き上げ力伝達歯車24a等の複数の歯車によって構成される歯車列24を介して巻き上げられるようになっている。   As shown in FIG. 2B, the mainspring 22 includes a winding shaft 23, and a gear train composed of a plurality of gears such as a bevel gear (not shown) and a winding force transmission gear 24a. 24 can be wound up.

また、図3に示すように前記巻き上げ用軸23の端部は例えば、前記カプセル本体2の側部に設けられている。この巻き上げ用軸23の端部には例えば断面形状が四角形の穴部が形成されており、この穴部にゼンマイ巻き治具25の先端部を配設させて回転させることによって、前記巻き上げ用軸23が回転されて、前記歯車列24を介してゼンマイ22が巻き上げられていく。   Further, as shown in FIG. 3, the end of the winding shaft 23 is provided, for example, on the side of the capsule body 2. For example, a hole having a quadrangular cross-sectional shape is formed at the end of the winding shaft 23, and the tip of the mainspring winding jig 25 is disposed in the hole to be rotated, thereby rotating the winding shaft. 23 is rotated, and the mainspring 22 is wound up through the gear train 24.

さらに、前記ゼンマイ22の持続時間及びトルクは、このゼンマイ22の長さ寸法、幅寸法及び厚み寸法を適宜設定することによって、所望の値を得られるようになっている。符号29はOリングであり、前記巻き上げ用軸23とカプセル本体2とに密着して動力部9内の水密を保持している。   Further, the duration and torque of the spring 22 can be set to desired values by appropriately setting the length, width and thickness of the spring 22. Reference numeral 29 denotes an O-ring, which is in close contact with the winding shaft 23 and the capsule body 2 and maintains water tightness in the power unit 9.

前記輪列30は複数の歯車の集合体であり、前記ゼンマイ22が巻き上げられた状態から元の状態に戻ろうとほどけていく際の復元力を伝達する構成になっている。
図2(a)ないし図3に示すように前記輪列30は、例えば第1歯車部31、第2歯車部32、第3歯車部33等、複数の歯車部で構成されている。各歯車部31、32、33は、所定の歯数で形成された小径歯車31a、32a、33aと、大径歯車31b、32b、33bとで構成されており、これら小径歯車31a、32a、33a及び大径歯車31b、32b、33bは各軸部31c、32c、33cにそれぞれ一体的に設けられている。そして、本実施形態においては、前記第2歯車部32に設けられている軸部32cに前記ロータ64が配設され、前記第3歯車部33に設けられている軸部33cに軸受50を介して前記振動子シャフト13が配設されている。
The wheel train 30 is an aggregate of a plurality of gears, and is configured to transmit a restoring force when the mainspring 22 is unwound to return to the original state.
As shown in FIGS. 2A to 3, the train wheel 30 includes a plurality of gear portions such as a first gear portion 31, a second gear portion 32, and a third gear portion 33. Each gear part 31, 32, 33 is composed of small-diameter gears 31a, 32a, 33a formed with a predetermined number of teeth and large-diameter gears 31b, 32b, 33b, and these small-diameter gears 31a, 32a, 33a. The large-diameter gears 31b, 32b, and 33b are integrally provided on the shaft portions 31c, 32c, and 33c, respectively. In the present embodiment, the rotor 64 is disposed on the shaft portion 32 c provided on the second gear portion 32, and the shaft portion 33 c provided on the third gear portion 33 is interposed via the bearing 50. The vibrator shaft 13 is disposed.

前記香箱車20の回転力は、香箱歯車21aから第1歯車部31の小径歯車31aに伝達されるようになっている。また、この第1歯車部31の回転力は大径歯車31bから第2歯車部32の小径歯車32aに伝達されるようになっている。さらに、この第2歯車部32の回転力は大径歯車32bから第3歯車部33の小径歯車33aに伝達されるようになっている。そして、このように各歯車21a、31a、31b、32a、32b、33aを介して、前記ゼンマイ22の元の状態に戻ろうとする復元力が増速しながら伝達されていくことによって、前記第2歯車部32の軸部32cに設けられているロータ64及び前記第3歯車部33の軸部33cに設けられている振動子シャフト13がそれぞれ所定の回転数で回転状態になる。   The rotational force of the barrel complete 20 is transmitted from the barrel complete gear 21a to the small diameter gear 31a of the first gear portion 31. Further, the rotational force of the first gear portion 31 is transmitted from the large diameter gear 31 b to the small diameter gear 32 a of the second gear portion 32. Further, the rotational force of the second gear portion 32 is transmitted from the large diameter gear 32 b to the small diameter gear 33 a of the third gear portion 33. In this manner, the restoring force for returning the mainspring 22 to the original state is transmitted through the gears 21a, 31a, 31b, 32a, 32b, and 33a while increasing the speed. The rotor 64 provided on the shaft portion 32c of the gear portion 32 and the vibrator shaft 13 provided on the shaft portion 33c of the third gear portion 33 are respectively rotated at a predetermined rotational speed.

なお、本実施形態においては前記ロータ64を軸部32cに配設し、前記振動子シャフト13を前記軸受50を介して軸部33cに配設する構成を示しているが、前記ロータ64及び前記振動子シャフト13を配設する軸部はこれらに限定されるものではない。また、同じ軸部の歯車部を挟んで前後にそれぞれ振動子シャフト13及びロータ64を配設する構成としてもよい。   In the present embodiment, the rotor 64 is disposed on the shaft portion 32c, and the vibrator shaft 13 is disposed on the shaft portion 33c via the bearing 50. The shaft portion on which the vibrator shaft 13 is disposed is not limited to these. Moreover, it is good also as a structure which arrange | positions the vibrator | oscillator shaft 13 and the rotor 64 respectively before and behind across the gear part of the same axial part.

前記第3歯車部33の回転力は、前記大径歯車33bから前記脱進調整機構部40を構成するガンギ車41の軸部41cに一体に設けられているガンギ用小径歯車41aに伝達されるようになっている。このため、このガンギ車41は、回転が抑制されない限り、常に、回転状態である。そして、このガンギ車41が回転をし続けることによって、巻き上げた状態のゼンマイ22は元の状態に戻されて、前記ゼンマイ22に蓄えられた力が消滅してしまう。   The rotational force of the third gear portion 33 is transmitted from the large-diameter gear 33b to the escape gear small-diameter gear 41a provided integrally with the shaft portion 41c of the escape wheel 41 constituting the escapement adjusting mechanism portion 40. It is like that. For this reason, this escape wheel 41 is always in a rotating state unless rotation is suppressed. When the escape wheel 41 continues to rotate, the mainspring 22 in the wound state is returned to the original state, and the force stored in the mainspring 22 disappears.

前記脱進調速機構部40は前記軸部33cの回転を規則正しく制御するとともに、巻き上げた状態のゼンマイ22の動力を前記輪列30に対して継続的に伝達し続けられるように調整するものであり、ガンギ車41、略T字形状に形成されたアンクル42及びテンプ43によって構成されている。前記テンプ43は、回動自在に配置された環状の天輪44と、この天輪44が振幅運動をするように負荷を与えるひげゼンマイ45とで主に構成されている。   The escapement speed adjusting mechanism portion 40 controls the rotation of the shaft portion 33c regularly and adjusts so that the power of the wound spring 22 can be continuously transmitted to the wheel train 30. There are an escape wheel 41, an ankle 42 and a balance 43 formed in a substantially T shape. The balance 43 is mainly composed of a ring-shaped ceiling wheel 44 that is rotatably arranged and a hairspring 45 that applies a load so that the ceiling wheel 44 performs an amplitude motion.

前記ゼンマイ22の動力が前記輪列30に対して継続的に伝達し続けるように、前記アンクル42は前記ガンギ車41の歯に対して噛み合った状態と、このガンギ車41の歯に対してフリーな状態とに定期的に切り替わるように動作する。このことによって、前記ガンギ車41の歯が規則的に1つずつ進められて、前記軸部32cや軸部33c等の回転動作が長時間にわたって規則正しく制御される。   The ankle 42 is engaged with the teeth of the escape wheel 41 and the teeth of the escape wheel 41 are free so that the power of the mainspring 22 is continuously transmitted to the wheel train 30. It operates so as to switch periodically to a different state. As a result, the teeth of the escape wheel & pinion 41 are regularly advanced one by one, and the rotational operations of the shaft portion 32c, the shaft portion 33c, etc. are regularly controlled over a long period of time.

前記アンクル42は、このガンギ車41に前記大径歯車33b及び前記ガンギ用小径歯車41aを介して伝達される前記ゼンマイ22の復元力による作用と、前記テンプ43を構成する天輪44の回転方向が前記ひげゼンマイ45の付勢力によって切り替えられる作用とによって往復回動動作されて、前記ガンギ車41の歯に対して定期的に切り替わる動作を行うように構成されている。   The ankle 42 is operated by the restoring force of the mainspring 22 transmitted to the escape wheel 41 via the large-diameter gear 33 b and the small-diameter gear 41 a and the rotational direction of the top wheel 44 constituting the balance 43. Is reciprocally rotated by the action switched by the urging force of the hairspring 45, and is configured to periodically switch with respect to the teeth of the escape wheel 41.

このように輪列30及び脱進調速機構部40を設けて、ガンギ車41が回転し続けて一度にゼンマイ22が巻き戻されることを抑制する一方で、歯車部31、32、33を一定に回転させることによって、前記ゼンマイ22に蓄えられた力を前記歯車部31、32、33を介して伝達して、前記軸部32c、33cを所定の回転速度で所定の時間の間、回転させることができる。   In this way, the train wheel 30 and the escapement speed control mechanism 40 are provided to prevent the escape wheel 41 from continuing to rotate and prevent the mainspring 22 from being unwound at a time, while keeping the gears 31, 32, 33 constant. , The force stored in the mainspring 22 is transmitted through the gear portions 31, 32, 33, and the shaft portions 32c, 33c are rotated at a predetermined rotational speed for a predetermined time. be able to.

なお、本実施形態においては3つの歯車部によって輪列を構成した構成例を示しているが、歯車部をそれ以下、又はそれ以上、設けて輪列を構成するようにしてもよい。   In the present embodiment, a configuration example in which a gear train is configured by three gear portions is shown. However, the gear train may be configured by providing less or more gear portions.

上述のように構成した超音波カプセル1の作用を説明する。
まず、超音波カプセル1による検査を行う前に、ゼンマイ巻き治具25を用いて前記カプセル5内に設けられている動力部9を構成するゼンマイ22を巻き上げた状態にする。
The operation of the ultrasonic capsule 1 configured as described above will be described.
First, before performing the inspection with the ultrasonic capsule 1, the mainspring 22 constituting the power unit 9 provided in the capsule 5 is wound up using the mainspring winding jig 25.

次に、前記ゼンマイ22が巻き上げた状態の超音波カプセル1を超音波伝達媒体である水とともに被検者に嚥下してもらう。被検者によって嚥下された、この超音波カプセル1は、蠕動運動によって食道、胃を通過していく。   Next, the subject is swallowed with the ultrasonic capsule 1 in a state where the mainspring 22 is rolled up together with water as an ultrasonic transmission medium. The ultrasonic capsule 1 swallowed by the subject passes through the esophagus and stomach by peristaltic movement.

このとき、前記超音波振動子11及び前記ロータ64は、前記ゼンマイ22の復元力によって所定の回転数で回転状態になる。このことによって、前記蓄電ユニット65には前記発電部6のコイル61に生じたエネルギーが蓄えられていく。   At this time, the ultrasonic transducer 11 and the rotor 64 are rotated at a predetermined rotational speed by the restoring force of the mainspring 22. As a result, the energy generated in the coil 61 of the power generation unit 6 is stored in the power storage unit 65.

前記蓄電ユニット65に蓄えられたエネルギーは、前記制御部7に供給されて、前記制御部7の送受信回路から超音波振動子11に振動子駆動信号が出力される。この振動子駆動信号は、スリップリング15等を介して超音波振動子11に供給される。すると、超音波振動子11から生体組織に向かって超音波パルスが繰り返し発信されてラジアル走査が行われるとともに、生体組織で反射されたエコー信号がこの超音波振動子11で受信されて、前記スリップリング15等を介して送受信回路に伝達される。そして、受信されたエコー信号はこの送受信回路から信号処理回路に伝送され、この信号処理回路で超音波画像信号に生成される。この超音波画像信号は無線送受信部8を介して図示しない超音波観測装置に向けて無線送信される。   The energy stored in the power storage unit 65 is supplied to the control unit 7, and a transducer drive signal is output from the transmission / reception circuit of the control unit 7 to the ultrasonic transducer 11. This transducer drive signal is supplied to the ultrasonic transducer 11 via the slip ring 15 or the like. Then, an ultrasonic pulse is repeatedly transmitted from the ultrasonic transducer 11 toward the biological tissue to perform radial scanning, and an echo signal reflected by the biological tissue is received by the ultrasonic transducer 11 so that the slip The signal is transmitted to the transmission / reception circuit via the ring 15 or the like. The received echo signal is transmitted from the transmission / reception circuit to the signal processing circuit, and is generated into an ultrasonic image signal by the signal processing circuit. This ultrasonic image signal is wirelessly transmitted to an ultrasonic observation apparatus (not shown) via the wireless transmission / reception unit 8.

このことによって、前記ゼンマイ22が元の状態に戻るまでの間、前記超音波振動子11及び前記ロータ64が回転されて、外部装置である図示しない表示装置の画面上に超音波断層画像が表示される。   Thus, until the mainspring 22 returns to the original state, the ultrasonic transducer 11 and the rotor 64 are rotated, and an ultrasonic tomographic image is displayed on the screen of a display device (not shown) which is an external device. Is done.

このように、カプセル内に超音波振動子を回転させるゼンマイの復元力を利用した動力部を設けるとともに、この動力部の駆動力で発電部を構成するロータを回転させて制御部等に電力を供給するように超音波カプセルを構成したことによって、動力部を構成するゼンマイの復元力で超音波振動子の回転及び制御部への電力の供給を行って、長時間の観察を実現することができる。   In this way, a power unit that utilizes the restoring force of the mainspring that rotates the ultrasonic vibrator is provided in the capsule, and the rotor that constitutes the power generation unit is rotated by the driving force of the power unit to supply power to the control unit and the like. By configuring the ultrasonic capsule to supply power, it is possible to realize long-term observation by rotating the ultrasonic transducer and supplying power to the control unit with the restoring force of the mainspring constituting the power unit. it can.

なお、この超音波カプセル1で喉や食道付近の超音波観察を行う場合には、予め、蓄電ユニット65にエネルギーを蓄えた後、再びゼンマイ22を巻き上げた状態にして、被検者に超音波カプセル1を嚥下してもらう。   When performing ultrasonic observation near the throat or esophagus with the ultrasonic capsule 1, after storing energy in the power storage unit 65 in advance, the mainspring 22 is wound up again, and ultrasonic waves are applied to the subject. Have capsule 1 swallowed.

尚、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.

超音波カプセルの構成を説明する図The figure explaining the composition of an ultrasonic capsule 機械式回転動力部と超音波振動子との関係を説明する図The figure explaining the relationship between a mechanical rotary power part and an ultrasonic transducer 機械式回転動力部の概略構成及び脱進調速機構部を説明する模式図Schematic diagram illustrating the schematic configuration of the mechanical rotary power unit and the escapement speed control mechanism

符号の説明Explanation of symbols

1…超音波診断用カプセル
6…発電部
7…制御部
9…機械式回転動力部
10…超音波ユニット
11…超音波振動子
13…振動子シャフト
20…香箱車
22…ゼンマイ
30…輪列
32c、33c…軸部
40…脱進調速機構部
50…軸受
62…ステータ
64…ロータ
65…充電ユニット
代理人 弁理士 伊藤 進
1 ... Ultrasound capsule
6 ... Power generation section
7. Control unit
9 ... Mechanical rotational power unit 10 ... Ultrasonic unit 11 ... Ultrasonic vibrator
13 ... vibrator shaft 20 ... barrel wheel 22 ... mainspring 30 ... train wheel 32c, 33c ... shaft 40 ... escapement speed control mechanism 50 ... bearing 62 ... stator 64 ... rotor 65 ... charging unit agent patent attorney Susumu Ito

Claims (4)

カプセル本体と、
前記カプセル本体に設けられ、機械式に回転し駆動力を発生する機械式回転動力部と、
前記カプセル本体に設けられ、前記機械式回転動力部により発生した駆動力が伝達されることによって回転する少なくとも2つの軸部と、
前記カプセル本体に設けられ、前記少なくとも2つの軸部の一方と連動して回転させることによりエネルギーを発生する発電部と、
前記カプセル本体に設けられ、前記発電部より発生したエネルギーを蓄える蓄電部と、
を具備することを特徴とする医療用に構成されたカプセル。
A capsule body;
A mechanical rotational power unit provided in the capsule body and mechanically rotating to generate a driving force;
At least two shaft portions for rotation by the provided capsule body more generated driving force to the mechanical rotational power unit is transmitted,
A power generation unit that is provided in the capsule body and generates energy by rotating in conjunction with one of the at least two shafts;
A power storage unit that is provided in the capsule body and stores energy generated from the power generation unit;
A capsule configured for medical use.
前記少なくとも2つの軸部の他方と一体的に設けられ、前記カプセル本体の長軸方向中心軸と略同心で回転可能なシャフトをさらに具備することを特徴とする請求項1に記載の医療用に構成されたカプセル。 The medical use according to claim 1, further comprising a shaft that is provided integrally with the other of the at least two shaft portions and that is rotatable substantially concentrically with a central axis in the longitudinal direction of the capsule body. Configured capsule. 前記発電部が、コイルを巻回して構成したステータと、前記コイル近傍に回転自在に配置される永久磁石を備えたロータからなる請求項1又は請求項2に記載の医療用に構成されたカプセル。   The capsule configured for medical use according to claim 1 or 2, wherein the power generation unit includes a stator configured by winding a coil, and a rotor including a permanent magnet rotatably disposed in the vicinity of the coil. . 前記機械式回転動力部は、
前記2つの軸部の少なくとも一方を回転駆動させる動力源である渦巻状に巻かれて形成され、巻き上げる事によって弾性変形するゼンマイと、
この弾性変形されたゼンマイのほどけていく際の復元力を前記軸部に伝達して、この軸部を所定の回転数で回転させる輪列と、
この輪列を介して伝達される前記ゼンマイの復元力によって前記軸部を継続的に定速動作させる脱進調整機構部と、
を具備することを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載の医療用に構成されたカプセル。
The mechanical rotational power unit is
A spring that is formed by being wound in a spiral shape that is a power source that rotationally drives at least one of the two shaft portions, and elastically deforms by winding up,
A wheel train that transmits a restoring force when unwinding the elastically deformed spring to the shaft portion, and rotates the shaft portion at a predetermined rotational speed;
An escapement adjusting mechanism for continuously operating the shaft portion at a constant speed by the restoring force of the mainspring transmitted through the wheel train;
The capsule configured for medical use according to any one of claims 1 to 3, characterized by comprising:
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