JP4436707B2 - カプセル型医療装置及びカプセル型医療装置システム - Google Patents

Description

本発明は体腔内に挿入され、体液等の検体の検査を行うカプセル型医療装置及びカプセル型医療装置システムに関する。

被検者（患者）が自分の健康状態を確認する方法として、カプセル型医療装置による検査方法が知られている。この方法では、被検者がカプセル状に形成された医療装置を飲み込み、医療装置が体腔内の血液又は消化器疾患等の検査を非侵襲で行う。これにより、容易に健康状態の検査を行なえるようになっている。このようなカプセル型医療装置は、例えば、特開平５−２０００１５号公報に開示されている。特開平５−２０００１５号公報には、カプセル本体内に体液を吸引する吸引通路と、カプセル本体内に吸引した体液を採取する体液採取手段と、採取された体液を検査する体液検査手段と、体液検査手段からの検査結果を体外に送信する送信手段を備えた医療用カプセル装置が開示されている。

この医療用カプセル装置（以下、カプセルと略す）は、体腔内の検査目的部位まで移動（推進）させて、検査時にマイクロポンプを駆動することにより、吸引通路を介して体液をカプセル内に吸引し、体液中に含まれる血液の有無の検出を血液センサを用いて行っている。この血液センサと吸引通路は、検査時以外ではカプセル内に貯留される生理食塩水が供給される状態になっている。これにより、カプセルが体腔内の所定の検査目的部位に到達する前に、検査目的部位以外の体液が血液センサによって検査されることを防止して、複数の検査目的部位での検査において体内情報の検出精度を高めている。
特開平５−２０００１５号公報

しかしながら、前記カプセルでは、カプセルを推進させることにより異なる検査目的部位において体内情報を検出する構成となっていたため、異なる検査目的部位での検査のたびに、生理食塩水を供給してカプセル内に設けられた体液の通過経路全てを洗浄する必要があった。また、体腔内の異なる複数の検査目的部位において、ほぼ同時に検査をすることができなかった。このため、複数の検査目的部位を同時に検査するには複数のカプセルを体内に挿入する必要があった。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、複数の体内情報取得装置を一度に患者の体内に導入することが可能なカプセル型医療装置、及び体腔内の検査目的部位において体内情報取得装置を放出する制御が可能なカプセル型医療装置システムを提供することを目的とする。

本発明は、被検体内において体液中の検体を検査する体内情報取得装置を複数個格納することが可能な格納部と、前記体内情報取得装置を前記格納部から外部へ放出する放出装置と、前記放出装置を制御する制御手段とを備えることを特徴とするカプセル型医療装置を提供する。
上記の構成によれば、カプセル型医療装置が、体腔内に導入されてから所望の検査目的部位に達するまで、体内情報取得装置を搬送することが可能となる。また、カプセル型医療装置が、格納部に格納された１個以上の体内情報取得装置を、制御手段からの制御により体腔内の検査目的部位において格納部から外部へ放出することが可能となる。

上記発明のカプセル型医療装置においては、前記カプセル型医療装置が、前記体内情報取得装置の放出個数を調節する調節機構を備えることが好ましい。
上記の構成によれば、カプセル型医療装置が、体腔内の検査目的部位において所望の個数の体内情報取得装置を格納部から外部へ放出することが可能となる。

また、上記発明のカプセル型医療装置においては、前記カプセル型医療装置が、タイマーを有し、前記カプセル型医療装置が、前記タイマーの時間情報を基に所望の時刻で前記体内情報取得装置を外部に放出することが好ましい。
上記の構成によれば、タイマーの時間情報により、カプセル型医療装置が体内情報取得装置を放出する時間を制御することが可能となる。

また、上記発明のカプセル型医療装置においては、前記放出装置が、前記体内情報取得装置を前記カプセル型医療装置の長手方向に対して略直交する方向に放出することが好ましい。
上記の構成によれば、カプセル型医療装置の進行方向によらず、外部に放出された体内情報取得装置がカプセル型医療装置の進路を妨げることを防ぐことが可能である。

また、上記発明のカプセル型医療装置においては、前記格納部が、前記体内情報取得装置に電力を供給する電気接続部を有することが好ましい。
上記の構成によれば、カプセル型医療装置が体内情報取得装置を格納する間に、体内情報取得装置に対して電力供給を行うことができる。

また、上記発明のカプセル型医療装置においては、前記格納部を複数個備えることが好ましい。
上記の構成によれば、カプセル型医療装置に格納できる体内情報取得装置の個数を増加させることにより、ひとつのカプセル型医療装置が搬送できる体内情報取得装置の個数を増加させることが可能となる

また、本発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載のカプセル型医療装置と、前記カプセル型医療装置の内部に格納され、検査目的部位において前記カプセル型医療装置から放出される前記体内情報取得装置と、被検体外に配置され、前記体内情報取得装置との間で信号の送受信を行う体外装置と、前記カプセル型医療装置又は前記体外装置の少なくとも一方に設けられ、前記体内情報取得装置の体内における位置を検出する位置検出手段とを備え、前記位置検出手段により取得した前記カプセル型医療装置の位置情報に基づき、前記カプセル型医療装置が検査目的部位において前記体内情報取得装置を放出することを特徴とするカプセル型医療装置システムを提供する。

上記の構成によれば、体内情報取得装置又は体外装置の少なくとも一方に設けられた位置検出手段によりカプセル型医療装置の位置が検出されるので、カプセル型医療装置が体内情報取得装置を放出する位置を制御することが可能となる。さらに、体内情報取得装置の放出位置の情報と、該体内情報取得装置が取得した体内情報とを組み合わせて、病変部位の位置を特定することが可能となる。

上記発明のカプセル型医療装置システムにおいては、前記位置検出手段が、前記カプセル型医療装置に設けられた撮像部と、前記体外装置に設けられて前記撮像部が取得した画像情報を基に前記カプセル型医療装置の位置を判定する判定手段とからなることが好ましい。
上記の構成によれば、カプセル型医療装置の撮像部が撮像した体腔内の画像情報を用いて、判定手段が設定画像との比較を行うことにより、カプセル型医療装置の位置を検出することが可能となる。

また、上記発明のカプセル型医療装置システムにおいては、前記位置検出手段が、前記カプセル型医療装置に設けられた無線通信アンテナと、前記体外装置に設けられて前記無線通信アンテナが送信した電波の強度を基に前記カプセル型医療装置の位置を判定する判定手段とからなることが好ましい。
上記の構成によれば、カプセル型医療装置の無線通信アンテナが送信した電磁波の強度情報を用いて、体腔内におけるカプセル型医療装置の位置を検出することが可能となる。

また、上記発明のカプセル型医療装置システムにおいては、前記位置検出手段が、前記カプセル型医療装置に設けられた磁場発生部と、被検体外に配置された体外磁気センサと、前記体外装置に設けられて前記磁場発生部が生成した磁場のベクトルを基に前記カプセル型医療装置の位置を判定する判定手段とからなることが好ましい。
上記の構成によれば、カプセル型医療装置の磁場発生部が発生させた磁場の強度及び向きの情報を用いて、体腔内におけるカプセル型医療装置の位置を検出することが可能となる。

また、上記発明のカプセル型医療装置システムにおいては、前記位置検出手段が、前記カプセル型医療装置に設けられたｐＨセンサからなることが好ましい。
上記の構成によれば、カプセル型医療装置が位置する部位におけるｐＨ値を用いて、体腔内におけるカプセル型医療装置の位置を検出することが可能となる。

本発明のカプセル型医療装置によれば、複数の体内情報取得装置を一度に体腔内へ導入して、複数の検査目的部位において放出することができる。また、本発明のカプセル型医療装置システムによれば、カプセル型医療装置の体腔内の位置情報に基づき、体内情報取得装置の放出を制御することができるという効果を奏する。

第１の実施形態

以下、本発明の第１の実施形態に係るカプセル型医療装置について、図１から図４の図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係るカプセル型医療装置の第１の実施形態を示す概念図であり、図２は、本発明の第１の実施形態に係るカプセル型医療装置１Ａの内部構成を示す図である。

カプセル型医療装置１Ａは、図１に示すように、経口又は経肛門により患者２の体腔内に挿入されて、検出セル（体内情報取得装置）４を格納して検査目的部位まで搬送する。ここで、検出セル４は、体腔内の検査目的部位において、体液等の検体に含まれる血液（ヘモグロビン）、腫瘍マーカ、タンパク質、ＤＮＡ等の検出を行い、取得した検査データを電磁波等を用いて体外へ送信する小型の検査装置である。

カプセル型医療装置１Ａは、図２に示すように、ポリサルフォンやポリウレタン等の合成樹脂でカプセル状に形成された筐体１１を有し、該筐体１１の内部に、格納容器（格納部）１２、放出装置１３、制御基板（制御手段）１４、タイマー１５、及び電池１６を有する。
ここで、格納容器１２は、一端が開口した構造を有し、複数の検出セル４を一列に整列させて格納している。また、放出装置１３は、検出セル４を格納容器１２の開口側から順次外部へ放出する機構を有している。制御基板１４は、カプセル型医療装置１Ａの内部の各構成に対して電気的な制御処理等を行う、図示しない制御回路を有している。タイマー１５は、筐体１１の一端（左側）に配置されて、放出装置１３により各検出セル４を放出する際の時間を計測している。電池１６は、タイマー１５と制御基板１４との間に配置されて、カプセル型医療装置１Ａの内部の電気系に動作用の電力を供給している。

図２に示すように、格納容器１２は、その開口した一方の端部に、内部が中空で大きな径を有するカム容器１７を接続している。該カム容器１７には、格納容器１２に格納されている検出セル４を、筐体１１の外周面の略中央に位置した放出口１８を介して外部へ押圧する放出装置１３が設けられている。格納容器１２の内面には、検出セル４と電気的な接続を行う金属電極１９（電気接続部）が、開口した一方の端部から他方の端部２０にわたって設けられている。この金属電極１９は、格納容器１２の一部に設けた孔に挿通されたフレキシブル基板３３ｃにより、制御基板１４に電気的に接続されている。また、格納容器１２の他方の端部２０には、検出セル４を該カム容器１７の方向に押圧する弾性部材２１が設けられている。

放出装置１３は、カム容器１７の内部に配置された略円盤状のカム２４と、制御基板１４上に固定されたモーター２５と、カム容器１７の壁面に取り付けられた変速機２６とを有している。ここで、カム２４は、切欠部２２及び突出部２３を備え、カム容器１７内部で該検出セル４（４ａ、４ｂ、…）を放出口１８側に一つずつ送り出すように機能する。また、モーター２５は制御基板１４からの制御信号により動作制御され、カム２４を回転させる。変速機２６は、カム２４とモーター２５との間に接続されて、該カム２４の回転速度を制御する。また、変速機２６は、フレキシブル基板２７を介して制御基板１４に電気的に接続されることにより、制御基板１４からの制御信号により回転速度が動作制御されるようになっている。

カム容器１７の中空な内部は、カム２４の外径寸法と略同一の内径寸法を有する略円柱状の空間が形成されている。また、カム容器１７の内部において、カム２４の切欠部２２及び突出部２３と対向する平面の内、格納容器１２と放出口１８との間には放出溝２８が形成されている。この放出溝２８は、検出セル４を外部へ放出する際に、該検出セル４を放出口１８へ案内するものである。なお、格納容器１２とカム容器１７とは偏心するようになっているため、カム容器１２の開口が筐体１１の放出口１８側に近くなっている。従って、検出セル４を外部へ放出する際の検出セル４の移動量が少なくなっている。

図３（Ａ）〜（Ｃ）は、放出装置１３近傍の拡大断面を示す図であり、図３（Ａ）、（Ｂ）はカプセル型医療装置１Ａの長手方向の断面図であり、図３（Ｃ）は図２のカプセル型医療装置１ＡのＡ−Ａ’において切断した断面図である。また、図４（Ａ）〜（Ｃ）は、格納容器１２の側から見たときのカム２４の正面図と、該カム２４により検出セル４を放出するときのカム２４の回転動作を示す説明図である。

図３（Ａ）、（Ｃ）に示すように、カム２４を回転させて突出部２３を放出溝２８に対向させたとき、突出部２３の上面と放出溝２８の底面との間隔Ｄは、検出セル４の厚さｔより小さくなるように設定されている。また、放出溝２８の両側面間の幅Ｗは、検出セル４の外形寸法よりわずかに大きくなるよう設定されている。また、放出口１８は、放出溝２８の幅Ｗと等しい幅を有している。そして、この放出口１８には、筐体１１内への体液の流入を阻止し、放出された検出セル４の逆入を防ぐ逆止弁２９が設けられている。この逆止弁２９は、検出セル４が放出されるときには筐体１１の外側に向けて開口し、検出セル４の放出後には閉口する１対の弾性膜状部材からなっている。

突出部２３を放出溝２８に対向させたときは、図３（Ａ）に示すように、検出セル４ａは突出部２３の上面により止められて、放出溝２８に移動することができないように設定されているので、格納容器１２に留まっている。また、切欠部２２を放出溝２８と対向させたときは、図３（Ｂ）に示すように、切欠部２２の上面と放出溝２８の底面との間隔が、検出セル４の厚さｔよりわずかに大きくなるよう設定されている。よって、検出セル４ａは、弾性部材２１の押圧により切欠部２２内に移動し、さらに放出溝２８に移動することが可能となっている。

また、図４に示すように、カム２４の突出部２３と切欠部２２の境界で形成されるカム面３０の形状は、緩やかなＳ字状の曲線になっている。図４（Ａ）は、突出部２３が放出溝２８に対向したときに、検出セル４ａは格納容器内に留まっている状態を示す。図４（Ｂ）は切欠部２２が放出溝２８と対向したときに、検出セル４ａが切欠部２２に導かれた状態を示す。図４（Ｃ）は、カム面３０が検出セル４ａを放出口１８の方向へ押圧している状態を示す。この状態は、図４（Ｂ）の状態において、カム２４を回転させることで実現できる。

すなわち、検出セル４を格納容器１２に格納している通常の状態では、突出部２３を放出溝２８に対向させ、検出セル４が放出溝２８に移動することを防いでいる。一方、検出セル４を格納容器１２から放出口１８を介して外部へ放出する際には、モーター２５を駆動してカム２４を回転させることにより、切欠部２２を放出溝２８と対向させる。そして、検出セル４を切欠部２２に導き、カム面３０が切欠部２２に収められた検出セル４ａを押圧して放出口１８に押し出している。

検出セル４ａを放出口１８から放出した直後の状態では、カム２４の突出部２３の一部が放出溝２８に対向しているため、次に放出される検出セル４ｂは格納容器１２内に留まっている。この検出セル４ｂは、カム２４が一回転した後、弾性部材２１の押圧によりカム２４の切欠部２２に導かれる。そして、切欠部２２に導かれた検出セル４ｂは、検出セル４ａの放出と同様の動作により放出口２８に押し出される。上述の一連の動作により、複数の検出セル４は、格納容器１２から外部に一つずつ放出される。

電池１６は、図２に示すように、例えばボタン型の２つの電池であり、カプセル型医療装置１Ａの内蔵電源として用いられている。これら電池１６は、筐体１１の軸方向に積層するようにして配置され、電源基板３１に電気的に接続されている。電源基板３１は、フレキシブル基板３３ａを介して制御基板１４に接続されているので、電池１６の動作電力が各構成内の回路に供給されるようになっている。また、電源基板３１には、電池１６から供給される動作電力のオンオフを行うように、例えばバイアス磁石とリードスイッチとから形成される内部スイッチ３２が設けられている。

タイマ１５は、フレキシブル基板３３ｂを介して制御基板１４に接続されたタイマ基板３５に固定されている。該タイマ１５は、制御基板１４からの制御信号により時間の計測動作を開始し、時間情報をフレキシブル基板３３ｂを介して制御基板１４に送るようになっている。

また、制御基板１４にはメモリ３４が固定されている。メモリ３４には、検出セル４の放出時に放出装置１３を動作させる時間情報と、検査目的部位における検出セル４の放出個数の情報が予め記憶されている。メモリ３４に設定される検出セル４の放出個数は、体腔内の検出対象物質や検査目的に応じて、適宜設定が可能である。例えば、小腸疾患を主に検査する場合は、小腸内では検出セル４を多く放出し、大腸等の他の部位では少なく放出する等の設定が可能である。また、これに限らず、全ての検査目的部位において、それぞれ同数の検出セル４を放出するようにしてもよい。

制御基板１４は、フレキシブル基板３３ａ、３３ｂ、及び各構成の回路が電気的に接続されている。そして、制御基板１４を介して、電池１６から電源基板３１を介した動作電力の供給や、モーター２５、変速機２６、及びメモリ３４等の構成への制御が可能となっている。例えば、制御基板１４は、タイマ１５から時間情報を読み取るとともに、メモリ３４から検出セル４の放出時間と放出個数の情報を読み取り、これらの情報を処理することができるようになっている。そして、所定の時間においてモーター２５及び変速機２６に動作信号を送ることにより、所定の時間において必要な個数の検出セル４を筐体１１の内部から外部に向けて放出する制御を行うことができるようになっている。

次に、本実施形態の作用を説明する。
患者２の検査開始前において、術者又は操作者は、カプセル型医療装置１Ａの内部スイッチ３２をＯＮにする。そして、タイマ１５が時間の計測を開始すると、カプセル型医療装置１Ａは経口又は経肛門により患者２の体腔内に導入される。カプセル型医療装置１Ａが体腔内を推進する際に、制御基板１４の制御回路は、タイマ１５が計測する第１の時間情報と、メモリ３４に設定された検出セル４を放出する第２の時間情報とを読み出して、それぞれの時間情報を比較する。

この時間情報の比較において第１の時間情報と第２の時間情報とが一致したと判断されると、制御基板１４の制御回路は、メモリ３４から検出セル４の放出個数の情報を読み出す。この検出セル４の放出個数の情報を基に、制御基板１４は回転動作を制御する第１の制御信号をモーター２５に送り、モーター２５とカム２４の回転数比を調節する第２の制御信号をフレキシブル基板２７を介して変速機２６に送る。これら第１及び第２の制御信号がそれぞれモーター２５と変速機２６に送られると、カム２４が回転動作を開始する。このとき、第１及び第２の制御信号を用いた制御により、カム２４は所定の回転速度及び回転回数で回転を行うようになっている。

カム２４が回転すると、前述したように、切欠部２２が放出溝２８と対向して、検出セル４が弾性部材２１の押圧により格納容器１２から切欠部２２に導かれる。そして、さらにカム２４が回転すると、カム面３０が切欠部２２に収められた検出セル４を押圧して、放出溝２８に沿って放出口１８に押し出す。そして、カム２４は、所定の回転回数に達するまで回転を継続することにより、上記の放出動作を繰り返して、メモリ３４に設定された個数の検出セル４を一つずつ体腔に向けて放出する。

体腔内の検査目的部位に放出された検出セル４は、体液等の検体に含まれる血液（ヘモグロビン）、腫瘍マーカ、タンパク質、ＤＮＡ等の検出対象物質の検出を行い、検査データを取得する。そして、検出セル４は取得した検査データを電磁波を用いて体外に送信する等して、体外において体腔内の複数の検査目的部位における体内情報を取得することができるようにしている。

以上説明したように、本実施形態に係るカプセル型医療装置１Ａによれば、体液等の検体に含まれる検査目的物質を検出して、取得した検査データを体外へ送信する機能を有する複数の検出セル４を、体腔内の検査目的部位まで搬送することが可能である。また、放出装置１３がメモリ３４における設定情報により制御されるようになっているので、体腔内の検出対象物質や検査目的に応じて、検出セル４の放出個数を調節することができる。この結果、カプセル型医療装置１Ａの推進により、体腔内の異なる複数の検査目的部位に、所望の個数の検出セル４を放出することが可能となる。

また、複数個の検出セル４をカプセル型医療装置１Ａに格納できるため、体腔内の検査目的部位が複数であっても、患者２の体腔内へのカプセル型医療装置１Ａの導入回数を少なくすることが可能となる。この結果、カプセル型医療装置を経口又は経肛門的に導入する際に患者２に与える負担を低減することができる。
さらに、検出セル４がカプセル型医療装置１Ａの長手方向に対して略直交する方向に放出されることから、カプセル型医療装置１Ａが筐体１１の端部のいずれかを前方に向けて推進しても、放出された検出セル４がカプセル型医療装置１Ａの進路を妨げることを防げる。

また、カプセル型医療装置１Ａが格納容器１２の内部に電気接続部を有するので、カプセル型医療装置１Ａが検出セル４を格納する間に、検出セル４に対して電力供給を行うことができる。これにより、検出セル４が格納容器１２に長時間格納されて放電等を起こしても、カプセル型医療装置１Ａが検出セル４の電源を充電することができる。

本実施形態においては、カプセル型医療装置１Ａが格納容器１２を一つ有する構成としたが、これに限られるものではなく、格納容器１２が複数であっても良い。この場合、例えば図５に示すように、カプセル型医療装置１Ａが３つの格納容器１２ａ、１２ｂ、１２ｃを有し、それぞれが筐体１１の長手方向の中心を軸に約１２０度の間隔をあけて配置されるようにしている。また、格納容器１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、それぞれ開口した一方の端部がカム容器１７に接続されている。このカム容器１７は、その内部に３つの放出溝２８ａ、２８ｂ、２８ｃが形成され、筐体１１に設けられた３つの放出口１８ａ、１８ｂ、１８ｃが接続されている。この格納容器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、放出口１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、及び放出溝２８ａ、２８ｂ、２８ｃは、それぞれ上述したような格納容器１２、放出口１８、及び放出溝２８の位置関係と同様に配置されている。

すなわち、カム２４が回転すると、カム２４の切欠部２２が放出溝２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）と対向して、格納容器１２ａ（１２ｂ、１２ｃ）に格納された検出セル４が切欠部２２に導かれる。そして、さらにカム２４が回転すると、カム面３０が切欠部２２に収められた検出セル４を押圧して、放出溝２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）に沿って放出口１８ａ（１８ｂ、１８ｃ）に押し出す。次いで、カム２４が１２０度回転すると、切欠部２２が放出溝２８ｂ（２８ｃ、２８ａ）と対向して、同様の放出動作により検出セル４が外部に放出される。さらに、カム２４は、所定の回転回数に達するまで回転を継続することにより、上記の放出動作を繰り返して、指定された個数の検出セル４を一つずつ体腔に向けて放出する。

こうすることで、カプセル型医療装置１Ａに格納できる検出セル４の個数を増やすことが可能となる。この結果、体腔内の多数の検査目的部位において検査を行う必要がある場合であっても、患者２の体腔内へのカプセル型医療装置１Ａの導入回数を少なく抑えることが可能となる。

第２の実施形態

次に、本発明の第２の実施形態に係るカプセル型医療装置について、図６及び図７を参照して説明する。なお、第２の実施形態において、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
図６は、本発明の第２の実施形態に係るカプセル型医療装置１Ｂの内部構成を示す図である。また、図７は放出装置１３のより詳細な構造を拡大して示す図である。

本実施形態においては、カプセル型医療装置１Ｂの筐体１１の中央部付近に設けられた放出装置１３が、図６に示すように、移動体３５と、電磁ソレノイド３６と、磁気シールド枠体１７ｂと、発信器３７とを内蔵した構成を有している。
ここで、電磁ソレノイド３６は、この筐体１１の中心軸と直交する方向に着磁可能とされ、移動体３５を電磁的に移動する機能を有する。また、磁気シールド枠体１７ｂは、格納容器１２の開口した一端に接続された移動体容器１７ａと隣接して配置され、外部からの磁界に影響を受けないように電磁ソレノイド３６を覆っている。また、発信器３７は該電磁ソレノイド３６及び制御基板１４に電気的に接続されている。

図７に示すように、電磁ソレノイド３６とこの電磁ソレノイド３６に平行に配置したガイド部材３６とはそれぞれ抑え部材３９ａ、３９ｂで連結して固定されている。ガイド部材３６には、ガイド部材３６を通す孔を設けた移動体３５がこのガイド部材３６の軸方向に移動自在に取り付けられ、さらにその下方側に配置したコイル状のバネ４０により移動体３５を上方に付勢している。なお、抑え部材３９ａは非磁性体、抑え部材３９ｂは磁性体で形成している。

該移動体３５は、例えばマグネットで構成され、電磁ソレノイド３６の着磁の方向に応じて、ガイド部材３６により移動可能に保持されるようになっている。また、移動体３５の一部は、磁気シールド枠体１７ｂの一部に設けられた孔から突出され、移動体容器１７ａに導かれた検出セル４を押圧するようになっている。電磁ソレノイド３６は、ガイド部材３６の一端（図６及び図７では上方）に付勢するバネ４０の弾性力に抗して、移動体３５をガイド部材３６の軸方向に往復移動させることができるようにしている。この移動体３５の往復移動における下降運動と共に、磁気シールド枠体１７ｂから突出した移動体３５の一部が検出セル４を押圧して、放出口１８の方向に移動させるようになっている。

制御基板１４はＯＮ／ＯＦＦ信号を発振器３４に送り、発振器３４を所定の周波数で発振させる。この発振器３４は、直流から数Ｈｚ程度の周波数範囲で電磁ソレノイド３６を駆動させる電流を発生するようになっている。
なお、発振器３４の発振周波数の駆動条件は、予めプリセットしておいてもよいし、ＯＮ／ＯＦＦ信号のほかに周波数信号を入力できる構成にし、制御基板から制御されるようにしてもよい。

次に、本実施形態の作用を説明する。
カプセル型医療装置１Ｂは、経口又は経肛門により患者２の体腔内に導入されると、制御基板１４の制御回路は、タイマ１５が計測する第１の時間情報と、メモリ３４に設定された検出セル４を放出する第２の時間情報とを比較する。この時間情報の比較において第１の時間情報と第２の時間情報とが一致したと判断されると、制御基板１４の制御回路は、メモリ３４から検出セル４の放出個数の情報を読み出す。

この検出セル４の放出個数の情報を基に、制御基板１４はＯＮ／ＯＦＦ信号を発振器３４に送り、直流から数Ｈｚ程度の周波数範囲で電磁ソレノイド３６を駆動させる電流を発生させる。該発振器３４の出力信号が駆動信号として電磁ソレノイド３６に通電されると、電磁ソレノイド３６は磁界を発生する。そして、電磁ソレノイド３６が発生する磁界により、移動体３５はバネ４０の弾性力に抗して、ガイド部材３６の軸方向に往復移動させられる。

この移動体３５の往復移動における下降運動の際に、磁気シールド枠体１７ｂから突出した移動体３５の一部が検出セル４を押圧して、放出口１８の方向に押し出す。そして、移動体３５は、所定の回数に達するまで往復移動を継続することにより、上記の放出動作を繰り返して、指定された個数の検出セル４を格納容器１２から一つずつ体腔に向けて放出する。

上述した検出セル４の放出動作において、制御基板１４から発信器３７に送られる制御信号により、電磁ソレノイド３６が移動体３５に所定の回数で往復移動させるようになっている。これにより、検査目的部位において所望の個数の検出セルを体腔に向けて放出することが可能となる。

第３の実施形態

次に、本発明の第３の実施形態に係るカプセル型医療装置及びカプセル型医療装置システムについて、図８から図１１を参照して説明する。なお、第３の実施形態において、第１及び第２の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
図８は、本発明の第３の実施形態に係るカプセル型医療装置システム１０を示す概念図であり、図９は、本実施形態に係るカプセル型医療装置システム１０に用いられるカプセル型医療装置１Ｃの内部構成を示す図である。

カプセル型医療装置システム１０は、図８に示すように、カプセル型医療装置１Ｃと、検出セル（体内情報取得装置）４と、体外アンテナ５と、体外装置６とを有している。
ここで、カプセル型医療装置１Ｃは、複数の検出セル４を格納して患者２の体腔内に挿入される。そして、このカプセル型医療装置１Ｃは、該検出セル４を検査目的部位まで搬送して、体腔内へ放出する。また、検出セル（体内情報取得装置）４は、体腔内の検査目的部位において体内情報を取得し、得られた情報を体外へ送信する。体外アンテナ５は、検出セル４を制御する信号の送信、及び検出セル４により取得した体内情報等の信号の受信を行う。また、体外装置６は、患者２の体外に配置され、体外アンテナ５を介して検出セル４の制御、及び取得した体内情報の記録等を行う。

カプセル型医療装置１Ｃは、図９に示すように、カプセル状に形成された筐体１１を有し、該筐体１１の内部には、格納容器１２、放出装置１３、制御基板１４、電池１６、撮像部９１及び無線通信アンテナ９２を有している。
ここで、格納容器１２は、一端が開口した構造を有し、複数の検出セル４を一列に整列させて格納している。また、放出装置１３は、検出セル４を格納容器１２の開口側から順次外部へ放出する機構を有している。制御基板１４は、カプセル型医療装置１Ｃの内部の各構成に対して電気的な制御処理等を行う、図示しない制御回路を有している。タイマー１５は、筐体１１の一端（左側）に配置されて、放出装置１３により各検出セル４を放出する際の時間を計測している。電池１６は、タイマー１５と制御基板１４との間に配置されて、カプセル型医療装置１Ｃの内部の電気系に動作用の電力を供給している。また、撮像部９１は、体腔内を撮像する機能と、取得した撮像データを制御基板１４へ送る機能を有する。無線通信アンテナ９２は、体外アンテナ５との間で、カプセル型医療装置１Ｃの制御信号及び体腔内の位置情報等の信号の送受信を行う。

カプセル型医療装置１Ｃは、図９に示すように、筐体１１の一方の端部に半球面形状の透明カバー９３を水密的に接続固定してその内側をシール部材９４により密閉している。その密閉したカプセル状容器の内部に、撮像部９１を構成する以下の内蔵物が収納されている。なお、透明カバー９３はポリカーボネート，シクロオレフィンポリマー，ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）などの合成樹脂で形成されている。

透明カバー９３に対向する照明基板９５には、中央部に形成された貫通部に対物レンズ枠９６が嵌合固定されている。この対物レンズ枠９６には、第１レンズ９７ａ及び第２レンズ９７ｂを取り付けて構成した対物光学系９７が配置されている。また、対物光学系９７の結像位置には、撮像手段として例えばＣＭＯＳ（ Complementary Metal-Oxide Semiconductor ）イメージャ９８が配置されている。このＣＭＯＳイメージャ９８は、照明基板９５の後方に配置された撮像基板９９の前面に取り付けられている。なお、ＣＭＯＳイメージャ９８は、撮像面をカバーガラス１００で保護されている。

撮像基板９９は、ＣＭＯＳイメージャ９８、カバーガラス１００と一体的に構成されている。撮像基板９９には、制御基板１４からの信号を受けてＣＭＯＳイメージャ９８を駆動すると共に、ＣＭＯＳイメージャ９８から出力される撮像信号に対する信号処理及び制御処理を行う処理回路が設けられている。

また、照明基板９５の前面側には、例えば、白色光を発生する白色光ＬＥＤを設けた照明部１０１が、対物光学系９７に対して対称的に取り付けられている。なお、図中、Ｏ′は、照明部１０１の各発光部による照明光の発光の中心軸（０°の出射角の方向）を示しており、Ｏは、照明部１０１の各発光部による照明光の発光範囲を示している。
また、照明基板９５には、照明部２８の発光部を間欠的にフラッシュ発光させるように駆動する図示しないＬＥＤ駆動回路を構成するチップ部品９５ａが背面側に実装されている。

照明基板９５は、フレキシブル基板３３ｄを介して、撮像基板９９に電気的に接続されている。また、撮像基板９９は、フレキシブル基板３３ｂ及び電源基板３１を介して、制御基板１４に電気的に接続されている。このようにして、制御基板１４からの制御信号により、照明基板９５及び撮像基板９９に取り付けられた撮像部９１の各構成を制御することができる。また、ＣＭＯＳイメージャ９８から出力される撮像信号は、制御基板１４に送られて、制御基板１４に接続されたメモリ３４に、画像データとして保存される。

上記無線通信アンテナ９２は、筐体１１の内部の格納容器１２の近傍に配置された無線基板１０２に固定されている。また、該無線基板１０２は、フレキシブル基板３３ｅを介して制御基板１４に電気的に接続されている。
無線基板１０２には、この無線通信アンテナ９２で受信した体外アンテナ５からの電磁波を選択的に抽出し、検波等を行って体外装置６からの制御信号を復調して、各構成内の回路等へ出力する無線回路が設けられている。また、該無線回路は、各構成内の回路等からの例えば、画像データ等の情報（データ）信号を所定の周波数の搬送波で変調し、無線通信アンテナ９２から電磁波として体外アンテナ５へ発信する機能を有している。

図１０は、検出セル４の外観を示した図であり、図１０（Ａ）は、検出セル４の斜視図、図１０（Ｂ）、（Ｃ）は、検出セル４の正面図である。なお、図１０（Ｂ）は、検出セル４を体腔内に留置する前の状態を示し、図１０（Ｃ）は、検出セル４を体腔内に留置した状態を示す。
検出セル４は、図１０（Ａ）に示すように、ポリサルフォンやポリウレタンなどの合成樹脂製のセル外装４１で内部を密閉するように形成されている。このセル外装４１は、例えば直径が３ｍｍ、厚さが０．５ｍｍの小型の円盤形状であるため、カプセル型医療装置１Ｃの格納容器１２内に複数個格納することができるようになっている。セル外装４１の表面には体液等の検体を内部に取り込むように略矩形に形成された採取口４２と、該採取口４２をセル外装４１の内側から塞ぐように設けられたシャッタ４３とを有している。セル外装４１の周縁部４４は、丸みを帯びた形状になっているため、カプセル型医療装置１Ｃからの放出がスムーズに行われるようになっている。

また、セル外装４１の側面には、図１０（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、板バネ（留置部）４５ａ、４５ｂが取り付けられている。この板バネ４５ａ、４５ｂの一端４６ａ、４６ｂは、セル外装４１の側面において互いに隣接するように、ビス等で固定されている。また、板バネ４５ａ、４５ｂを覆うように、オブラート等の水溶性可撓膜４７が設けられている。水溶性可撓膜４７は、板バネ４５ａ、４５ｂの他端４８ａ、４８ｂと接着剤で密着されている。なお、図１０（Ａ）では、見易くするために留置部を省略している。また、図１０（Ｂ）、（Ｃ）においては、水溶性可撓膜４７がセル外装４１の側面全体に巻かれた状態を示したが、これに限られず、セル外装４１の側面一部を覆い、セル外装４１の一部を露出させるようにしても良い。そして、この露出したセル外装４１の側面の一部に、前述したカプセル型医療装置１Ｃの格納容器１２に設けられた金属電極１９と接触する導電性ゴム４９を設けてもよい。この導電性ゴム４９は、格納容器１２の内面に設けられた金属電極１９との接触性を良くするために、滑らかな凸形状を有している。

検出セル４がカプセル型医療装置１Ｃの格納容器１２に格納されている時は、板バネ４５ａ、４５ｂが水溶性可撓膜４７により検出セル４の側面に固定された状態になっている。検出セル４がカプセル型医療装置１Ｃから体腔内に放出されると、板バネ４５ａ、４５ｂを固定していた水溶性可撓膜４７が体腔内の体液により溶け出す。このとき、図１０（Ｃ）に示すように、板バネ４５ａ、４５ｂがそれ自身の弾力により体腔の内壁を挟むようになっている。なお、上記の構成では水溶性可撓膜４７としてオブラートを用いることとしたが、水分を含む液体に速やかに溶ける材質のものであれば適宜使用可能である。また、板バネ４５ａ、４５ｂに代えて、弾力を有する部材を適宜使用しても構わない。

図１１は、検出セル４の各部分での断面図を示した図であり、図１１（Ａ）は検出セル４の一断面を示した図、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）の検出セル４のＡ−Ａ’において切断した断面図、図１１（Ｃ）は図１１（Ａ）の検出セル４のＢ−Ｂ’において切断した断面図である。なお、図１１（Ａ）は、図１１（Ｂ）のＣ−Ｃ’において切断した断面図に相当する。
検出セル４は、図１１に示すように、内部が中空な円盤状のセル外装４１を有し、該セル外装４１の内部には、反応部５１と、反応検出部（検体評価部）５２と、信号処理基板５３と、セル内アンテナ（通信手段）５４と、メモリ５５と、電源（電力供給部）５６とを有している。

ここで、反応部５１は、体腔内から採取された体液等の検体を他の物質と反応させる反応槽５７等からなっている。また、反応検出部５２は、反応部５１の近傍に配置されて該反応部５１での検体の反応結果を検出する。信号処理基板５３は、検出セル４内の各構成に対する制御処理と反応検出部５２からの反応結果の処理等を行う信号処理回路を有する。セル内アンテナ５４は、信号処理基板５３の下方側に配置されて、体外アンテナ５との間で、検出セル４の制御信号及び体内情報等の信号の送受信を行う。メモリ５５は、信号処理基板５３の下面側に取り付けられて、反応検出部５２において取得された体内情報、体外装置６による検査時の反応条件等の設定情報、及び複数の検出セルそれぞれに固有の識別コード（標識手段）を記憶する。電源５６は、信号処理基板５３の上面側に取り付けられて、検出セル４内部の電気系に動作用の電力を供給する。

反応部５１は、図１１に示すように、反応槽５７と、吸引通路５８と、試薬容器５９と、マイクロポンプ６１とを有している。ここで、反応槽５７は、吸引通路５８により採取口４２と接続され、採取口４２から採取した体液等の検体を他の物質と反応させる。試薬容器５９は、採取した検体に含まれる腫瘍マーカや血液成分等の抗原と特異的に反応する抗体、又は標識となる試薬を貯留する。マイクロポンプ６１は、該試薬容器５９から抗体又は試薬（以下、単に抗体等と略記）を試薬供給路６０を介して反応槽５７へ吸引する。

反応槽５７はポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）などの光透過性の優れた合成樹脂で形成されている。反応槽５７の内部は、体腔に対して負圧の状態にしてあり、シャッタ４３を開くと同時に体液等の検体が採取口４２から反応槽５７に流れ込むようになっている。

シャッタ４３の一端は、例えばイオン伝導性アクチュエータ６２の一方の端６３に接続され、他方の端６４は駆動基板６５に固定されている。イオン伝導性アクチュエータ６２は、電圧を付加すると歪みが生じる性質を有するため、他方の端６４をセル外装４１に固定して電圧を付加することにより、該一方の端６３に接続されたシャッタ４３をスライドさせることができる。また、マイクロポンプ６１は、駆動用フレキシブル基板６６により信号処理基板５３に接続された駆動基板６５に固定されている。すなわち、マイクロポンプ６１及びイオン伝導性アクチュエータ６２は、信号処理基板５３から駆動基板６５に送られる制御信号により動作されるようになっている。

採取した検体と抗体等との反応を開始する際には、イオン伝導性アクチュエータ６２に電圧を付加してシャッタ４３を開き、採取口４２から体腔内の体液等の検体を反応槽５７に導入した後、駆動基板６５の駆動回路からの制御信号によりマイクロポンプ６１を動作させ、試薬容器５９に貯留された抗体等を反応槽５７へ吸引するようにしている。

反応検出部５２は、図１１に示すように、反応槽５７を挟んだ状態で信号処理基板５３上に設けられた照明素子６７と受光素子６８とから構成されている。照明素子６７は、例えば白色ＬＥＤであり、反応槽５７の一方の面６９に対向するように配設され、反応槽５７に照明光を照射している。また、受光素子６８は、例えばＰＩＮフォトダイオードであり、照明素子６７の光軸上で反応槽５７の他方の面７０に対向するように配置され、反応槽５７を透過した光を検出するようにしている。また、照明素子６７には、照明素子６７の発光部を間欠的にフラッシュ発光させるように駆動する図示しないＬＥＤ駆動回路が電気的に接続されている。

採取した検体と抗体等との反応開始前において、照明素子６７は予め反応槽５７に体液等の検体がない状態で照明光を反応槽５７に照射する。そして、反応槽５７を透過した光は参照光として受光素子６８で受光される。受光素子６８で受光された参照光は、その光強度に応じた電流信号に変換され、信号処理基板５３に送られてメモリ５５に一時的に記憶される。このメモリ５５に記憶された参照光のデータは、参照データとして用いられるものである。

次に、反応槽５７における検体と抗体等との反応中又は反応後において、照明素子６７は照明光を反応物質で満たされた反応槽５７に再び照射する。そして、反応槽５７を透過した光は測定光として受光素子６８で受光される。受光素子６８において取得された測定光は、前述したように光強度に応じた電流信号に変換されて信号処理基板５３に送られ、測定データとしてメモリ５５に記憶される。メモリ５５に記憶された測定データ及び参照データは、信号処理基板５３の信号処理回路において差分演算等の演算処理に用いられる。この演算処理によって出力された評価結果は、検査データとしてメモリ５５に再び記憶されるようになっている。

セル内アンテナ５４は、通信基板７１に電気的に接続されている。通信基板７１には、このセル内アンテナ５４で受信した体外アンテナ５からの電磁波を選択的に抽出し、検波等を行って体外装置６からの制御信号を復調して各構成内の回路等へ出力する通信回路が設けられている。また、該通信回路は、検査データや識別コード等の信号を所定の周波数の搬送波で変調し、セル内アンテナ５４から体内情報として体外アンテナ５へ電磁波を発信する機能を有している。

メモリ５５は、測定データ及び参照データを記憶する機能の他に、複数の検出セルそれぞれに固有の識別コードを保存する機能、及びセル内アンテナ５４から体外に信号を送信する際の制御を行う通信プロトコルを記憶する機能を有する。また、メモリ５５には、信号処理基板５３の信号処理回路において、測定データ及び参照データ等に対して演算処理を行う際の計算プログラムを保存する機能を有する。

複数の検出セル４から検査データを読み出す際は、図８に示すように、体外アンテナ５から体内の広い範囲に向けて電磁波を用いて体内情報を読み出す指示信号を照射する。電磁波の照射領域に存在する複数の検出セル４は、それぞれセル内アンテナ５４で該指示信号を受信する。セル内アンテナ５４で受信した指示信号は、通信基板７１を介して信号処理基板５３に電気信号として送られる。このとき、信号処理基板５３は、メモリ５５に記憶されている識別コード及び検査データを読み出し、通信プロトコルに従って通信基板７１に送る。そして、識別コード及び検査データはセル内アンテナ５４から電磁波として体外に送信されるようになっている。体外では、体外アンテナ５と体外装置６を用いて、複数のセル内アンテナ５４から送信された識別コードを読み出して解析することにより、複数の検出セル４を非接触で短時間に識別している。

電源５６は、図１１に示すように、例えば蓄電池７２であり、検出セル４内部の電気系に動作用の電力を供給している。この蓄電池７２は、切換スイッチ７３を介して信号処理基板５３に接続されているので、蓄電池７２の動作電力は信号処理基板５３を介して、各構成内の回路に供給されるようになっている。

この切換スイッチ７３には、セル外装４１に設けられた導電性ゴム４９（不図示）と接続されている。すなわち、検出セル４がカプセル型医療装置１Ｃの格納容器１２に収められている時は、格納容器１２の金属電極１９から供給される電力を、該導電性ゴム４９及び切換スイッチ７３を介して、蓄電池７２に供給することが可能となっている。

また、切換スイッチ７３と通信基板７１との間には、蓄電池７２と信号処理基板５３と通信基板７１との間において信号の伝送が行えるように、通信用フレキシブル基板７４が接続されている。例えば、体外アンテナ５から体内に向けて照射した電磁波をセル内アンテナ５４で受信し、受信により得られた電気信号を通信用フレキシブル基板７４を介して蓄電池７２に伝送することで、蓄電池７２の充電を行うことが可能である。各構成内の回路への電力供給と、セル内アンテナ５４又は導電性ゴム４９を介した充電との切り換えは、切換スイッチ７３により行なっている。

信号処理基板５３は、セル外装４１の内面に設けられた複数本の支柱７５により固定され、駆動用フレキシブル基板６６、メモリ５５等の各構成内の回路が電気的に接続されている。この信号処理基板５３は、電源５６から駆動用フレキシブル基板６９を介した動作電力の供給や、検出セル４内の各構成に対する制御、及び取得したデータの処理を行う機能を有する。例えば、前述のように、受光素子６８において取得した測定データ及び参照データのメモリ５５への保存、及びメモリ５５に記憶されたこれらのデータの読み出し、演算処理等が信号処理基板５３において行われる。また、信号処理基板５３は、セル内アンテナ５４を介して体外アンテナ５との間で信号を送受信する際の指示を行う制御機能を有している。

患者２の体外に配置される体外アンテナ５は、図８に示すように、円環状部材８１の内部に、ループ状に巻回されたコイル（図示省略）と、該コイルの端部が接続されたコンデンサ（図示省略）とを有している。円環状部材８１には、手で持つ等により体外の任意の位置に体外アンテナ５を配置できるように、柄部８２が接続されている。円環状部材８１の寸法は特に制限されるものではないが、円環状部材８１の外径が、患者２の体幅とほぼ同等であることが好ましい。こうすることで、体外アンテナ５を頻繁に動かすことなく、体内の各部に留置された検出セル４から確実に体内情報を取り出せるようになる。また、柄部８２には、体外アンテナ５のオンオフを行うスイッチ８３が設けられ、ＵＳＢケーブル等の通信を行う通信ケーブル８４が着脱自在に接続されている。この体外アンテナ５は、検出セル４から送信された電磁波を受信して、通信ケーブル８４を介して体外装置６に検査データ等の信号を送る機能と、体外装置６から送られた制御信号を電磁波に変換して検出セル４に送信する機能とを有している。

体外装置６は、例えば図８に示すように、パーソナルコンピュータ（以下、パソコンと略記）８５を有している。このパソコン８５には、体外アンテナ５から取り込まれた画像データを保存するための図示しないハードディスクと、カプセル型医療装置１Ｃの位置を検出する判定回路（判定手段）が内蔵されている。パソコン８５には、該ハードディスクに保存された画像を、検査中或いは検査終了後に表示する表示部８６と、データ入力操作等を行う操作盤としての例えばキーボード８７が接続されている。

検出セル４から体内情報の取得を行う場合には、患者２又は医師等が体外アンテナ５を検査目的部位近傍の体外に配置し、スイッチ８３を押す等して体外アンテナ５を動作させることにより、体腔内の検出セル４から送信された検査データの信号を受け、体外装置６に検査データを転送して保存するようにしている。

また、カプセル型医療装置１Ｃの位置を検出する際には、検査目的部位近傍の体外に配置された体外アンテナ５が、体腔内のカプセル型医療装置１Ｃから送信された画像データの信号を受けて体外装置６に転送する。該画像データは、体外装置６のパソコン８５に内蔵された判定回路により、カプセル型医療装置１Ｃの位置検出に用いられる。
カプセル型医療装置１Ｃの撮像部９１、及びパソコン８５の判定回路により、位置検出手段が構成されている。

このように構成された本実施形態のカプセル型医療装置システム１０により、患者２の体内情報を取得する場合について、図１２を参照して以下に説明する。
まず、患者２の検査開始前において、術者又は操作者は、カプセル型医療装置１Ｃの内部スイッチ３２をＯＮにする。そして、電池１６が各構成への電力供給を開始すると、カプセル型医療装置１Ｃは経口又は経肛門により患者２の体腔内に導入される。カプセル型医療装置１Ｃが体腔内を推進する際に、撮像部９１は、制御基板１４からの制御信号により、体腔内を撮像して画像データを取得する（Ｓ１）。

撮像部９１のＣＭＯＳイメージャ９８が体腔内を撮像すると、撮像基板９９は取得した撮像信号を制御基板１４へ送る。撮像信号は、制御基板１４に接続されたメモリ３４に画像データとして一時保存される。そして、所望の時間において、体外装置６がカプセル型医療装置１Ｃに対して、画像データを送信する指示を与えると、制御基板１４はメモリ３４に保存された画像データを読み出して無線基板１０２に送る。無線基板１０２に送られた画像データは、無線通信アンテナ９２から体外アンテナ５へ送信される（Ｓ２）。

送信された画像データは体外アンテナ５により受信され（Ｓ３）、体外装置６に転送された後、パソコン８５においてデータの処理及び保存等が行われる。パソコン８５に設けられた図示しない判定回路（判定手段）は、取得された画像データと設定画像とを、明るさ、色、周波数分布、又は、粘膜の表面性状等の観点から比較を行う。或いは、体外装置６は、画像データのフレーム数から、カプセル型医療装置１Ｃの体腔内への導入時から起算した時間を算出する。これにより、体外装置６はカプセル型医療装置１Ｃの体腔内における位置を検出して（Ｓ４）、検査目的部位であるか否かを判定する（Ｓ５）。

体外装置６は、位置情報を基にして予め設定された検査目的部位に到達したと判断すると、カプセル型医療装置１Ｃに対して検出セル４を放出する指示信号を送る（Ｓ６）。このとき、体外装置６は、検出セル４を放出した位置情報を保存する（Ｓ７）。カプセル型医療装置１Ｃが該指示信号を受信すると（Ｓ８）、制御基板１４がメモリ３４に保存された検出セル４の放出に関する設定情報を読み出す（Ｓ９）。次いで、放出装置１３が制御基板１４から該設定情報を有する制御信号を受けて（Ｓ１０）、所定の個数の検出セル４を格納容器１２から筐体１１の外部に向けて放出する（Ｓ１１）。
カプセル型医療装置１Ｃが、検出セル４を複数格納している場合は、上記の動作を繰り返すことになる。

体腔内の検査目的部位に放出された検出セル４は、シャッタ４３を閉じた状態で板バネ５１ａ、５１ｂにより体腔内の内壁に固定される。そして、体外装置６は体内に向けて、参照データの取得を指示する第１の信号を体外アンテナ５を介して送信する。このとき、体腔内の異なる箇所に複数留置された検出セル４は、それぞれセル内アンテナ５４により該第１の信号を受信する。そして、検出セル４はそれぞれ照明素子６７から反応槽５７に照明光を一定時間照射し、反応槽５７を透過した参照光を受光素子６８で受光して、得られた結果を参照データとしてメモリ５５に記憶させる。

次いで、体外装置６が体内に向けて、採取する検体と抗体等との反応開始を指示する第２の信号を体外アンテナ５を介して送信する。体腔内の異なる箇所に複数留置された検出セル４は、それぞれセル内アンテナ５４により該第２の信号を受信する。該第２の信号は、体腔内に放出された全ての検出セル４が認識可能なようになっている。検出セル４は、該第２の信号を受信すると、信号処理基板５３からの制御信号によりシャッタ４３を開け、反応槽５７に体液等の検体を導入させる。そして、該検出セル４は、反応槽５７が検体で満たされるとシャッタ４３を閉じ、試薬容器５９から反応槽５７へ抗体を吸引させて、検体と該抗体等とを混合して検出反応を行う。

反応中又は反応後において、体外装置６は体外アンテナ５を介して体内に向けて、該検出反応における反応結果の検出を指示する第３の信号を送信する。検出セル４は該第３の信号を受信すると、照明素子６７から反応槽５７に照明光を再び照射し、反応槽５７を透過した測定光を受光素子６８で受光して、得られた結果を測定データとしてメモリ５５に記憶させる。メモリ５５に記憶された参照データ及び測定データは、信号処理基板５３の信号処理回路により演算処理に用いられる。この演算処理によって出力された評価結果は、検査データとして再びメモリ５５に記憶される。

上述の検出反応において、反応部５１及び反応検出部５２が有する機能としては、血液成分抗体を用いて検体中に含まれる血液を検出する血液センサとしての機能、又は食道癌マーカ抗体、胃がんマーカ抗体、大腸癌マーカ抗体等を備えた腫瘍センサとしての機能等が挙げられる。或いは、該反応部５１及び反応検出部５２が、特定のタンパク質を検出するタンパク質センサとしての機能、特定の酵素を検出する酵素センサとしての機能、又は特定のＤＮＡ、核酸、ＲＮＡ等を識別する機能を有するとしても良い。

また、抗原の検出時に試薬を用いる場合には、抗体に加えて予め標識となる試薬を試薬容器５９に封入することとしてもよい。この場合には、反応中又は反応後に試薬容器５９から標識となる試薬を吸引し、抗体と検体中の抗原により生成した抗原抗体複合体に該試薬を混合するようにしている。

すなわち、これらの抗体等は検体との反応開始時において試薬容器５９から反応槽５７へ導入され、反応槽５７において検体中の抗原と反応することにより、光透過率の変化、又は発色、変色、発光、蛍光等の光学的変化を生じさせている。そして、該光学的変化を受光素子６８を用いて測定することにより、出血又は腫瘍等の有無が検出される。例えば、光透過率の変化を検出する場合、検出セル４は受光素子６８により参照光と測定光を検出し、それぞれの光強度の情報を有する参照データと測定データとを信号処理基板５３に送る。そして、検出セル４が、これらのデータを信号処理基板５３の信号処理回路において比較することにより、反応前の光強度に対する反応後の光の減衰量を算出すればよい。
なお、前記検出反応において発光を伴うものにおいては、照明素子６７を用いて照明光を照射せずに、発光を受光素子６８により検出することとしても良い。

体腔内の複数箇所全ての検出セル４が、上述した一連の反応検出過程を終えて、評価結果が検査データとしてメモリ５５に記憶されると、体外装置６から体内に向けて識別コードの読み出しを指示する指示信号、すなわち第４の信号が送られる。該第４の信号は、体腔内に放出された全ての検出セル４が認識可能なようになっている。体腔内の複数の検出セル４は該第４の信号を受信すると、メモリ５５に記憶した識別コードをセル内アンテナ５４を介して体外に送信する。この識別コードは情報量が小さいので、体腔内の全ての検出セル４が同時に識別コードを送信しても、体外装置６は全ての識別コードを認識することができる。

体外装置６が全ての識別コードを認識して、体腔内に存在する検出セル４の個数を把握すると、体外装置６は全ての検出セル４に対して、検査データの送信を指示する第５の信号を順次送信する。検出セル４は該第５の信号を受信すると、メモリ５５に記憶した検査データを、通信プロトコルに従って体外に向けて送信する。このとき、通信プロトコルにより、複数の検出セル４が一つずつ、順次に検査データを送信するようになっている。送信された検査データ及び識別コードは体外アンテナ５により受信され、体外装置６に転送された後、パソコン８５においてデータの処理及び保存等が行われる。体内の各部における体内情報を表示する場合には、保存した検査データ等を表示部８６により表示するようにしている。

なお、前記第１、第２、及び第３の信号の送信は、体外装置６に設けられた検体評価制御部（不図示）により行われる。また、前記第４の信号の送信は、体外装置６に設けられた通信制御部（不図示）により行われる。
さらに、上述した一連の反応検出過程において、必要があれば体外装置６が体外アンテナ５を介して電磁波（エネルギー）を体内に向けて送信することにより、検出セル４内の蓄電池７２に充電できるようになっている。

以上説明したように、本実施形態に係るカプセル型医療装置システム１０によれば、カプセル型医療装置１Ｃが一度に複数の検出セル４を格納して体腔内へ搬送することにより、体腔内の検出対象物質や検査目的に応じて、必要な個数の検出セル４を放出することができる。また、カプセル型医療装置１Ｃが撮像部９１を備えているので、検出セル４を体腔内へ放出する位置における画像情報を取得することが可能となる。

また、体外装置６に設けられた判定回路によりカプセル型医療装置１Ｃの位置が検出されるので、体外装置６がカプセル型医療装置１Ｃにより放出される検出セル４の放出位置と放出個数を制御することが可能となる。さらに、検出セル４の放出位置の情報と、検出セル４が取得した体内情報とを組み合わせて、病変部位の位置を特定することにより、診断性能を向上させることができる。

体腔内に留置された検出セル４は、反応開始の信号を受信してからシャッタ４３を開いて検体を反応槽５７の内部へ導入するため、反応開始時までは検査目的部位以外からの異物が反応槽５７に付着することを防ぐことができる。その結果、体腔内の複数の部位において、体液等の検体に含まれる血液（ヘモグロビン）、腫瘍マーカ、タンパク質、ＤＮＡ等の検出を高精度に行えるようになり、信頼性の高い体内情報を提供することができる。
また、検出セル４を複数種類に分け、それぞれに異なる抗体を封入して、これら複数種類の検出セル４を連続的に体腔内に放出することにより、同一の検査目的部位において、検体に含まれる検出対象となる複数種類の物質や抗原を検出することが可能である。

また、該第２及び第４の信号は、体腔内に放出された全ての検出セル４が認識可能なようになっているため、体外装置６からの一度の制御により、複数の検出セル４がそれぞれほぼ同時に検体の反応開始及び識別コードの送信を行うことができる。この結果、ほぼ同時刻に複数の検査目的部位において、体腔内の検体と抗体等との反応を開始させることが可能である。

さらに、検出セル４全てにおいて、固有の識別コードがメモリ５５に記憶され、検出セル４全てが識別コード等の各種情報を送信するセル内アンテナ５４を有しているため、体腔内の複数箇所に散在している検出セル４を非接触で一度に識別できる。この結果、カプセル型医療装置３が格納した検出セル４の個数の情報がなくても、体腔内に放出された通信可能な検出セル４の個数を、短時間で特定することができる。
また、メモリ５５に記憶された通信プロトコルに従って、検出セル４が体外アンテナ５へ検査データを送信するようにしているので、複数のデータの混信を防ぐことができる。

なお、本実施形態は、上述した構成に限定されるものではない。
第１に、カプセル型医療装置１Ｃから送信される電波強度に基づいて、該カプセル型医療装置１Ｃの位置を検出するように位置検出手段を構成しても構わない。
即ち、図１３に示すように、位置検出手段１１１が、カプセル型医療装置１Ｃの無線通信アンテナ９２と、体外に配置された複数の受信アンテナ１１２と、パソコン８５に設けられた判定回路（判定手段）を備える構成としても構わない。この構成において、受信アンテナ１１２は、無線通信アンテナ９２から送信された無線電波の強度を測定する。また、パソコン８５の判定回路は、各受信アンテナ１１２で受信した電波強度の強弱に基づいて、カプセル型医療装置１Ｃの位置を検出するようにしている。

また、各受信アンテナ１１２を特定の部位、例えば、胃、小腸や大腸の近傍に位置するように配すると良い。こうすることで、小腸付近に配された受信アンテナ１１２が受信する電波強度が最も高い場合には、前記判定回路はカプセル型医療装置１Ｃが小腸に達していると判定することができる。このように電波強度を利用して確実にカプセル型医療装置１Ｃの位置検出を行うことができる。

第２に、磁場を利用して、カプセル型医療装置１Ｃの位置を検出するように位置検出手段を構成しても構わない。
即ち、図１４に示すように、位置検出手段１１１が、カプセル型医療装置１Ｃに設けられた図示しない磁石やコイル等の磁場発生部１１３と、体外に設けられた複数の磁気センサ１１４と、パソコン８５に設けられた判定回路（判定手段）を備える構成としても構わない。この構成において、磁気センサ１１４は、例えば、外部コイル（磁力検出手段）であり、磁場発生部１１３が生成した磁場のベクトルを測定する。また、パソコン８５の判定回路は、各磁気センサ１１４で測定した磁場ベクトルの大きさや向きに基づいて、カプセル型医療装置１Ｃの位置を検出するようにしている。

また、位置検出手段１１１において、磁場発生部１１３が、交流磁場を発生させるコイルであっても良い。この場合、交流磁場を用いることで、環境から発信された物理量等による干渉の環境が少ない状態で、磁気センサ１１４を用いて位置検出を実現することが可能となる。このように磁場のベクトル情報を利用して、確実にカプセル型医療装置１Ｃの位置検出を行うことができる。

第３に、カプセル型医療装置１Ｃに設けられたｐＨセンサ（不図示）により、位置検出手段を構成しても構わない。
この場合、カプセル型医療装置１Ｃは、ｐＨセンサが検出した体腔内のｐＨ値に基づき、カプセル型医療装置１Ｃの位置が胃、小腸、又は大腸のいずれであるかを判定するようにしている。これにより、簡単な構成で位置検出手段を構成することができる。

第４に、カプセル型医療装置１Ｃにおいて、撮像部９１と制御基板１４上の位置検出回路（不図示）により位置検出手段を構成するとしても構わない。このカプセル型医療装置１Ｃによれば、体腔内を移動する際、撮像部９１により取得した体腔内の画像データをメモリ３４に記録しながら、制御基板１４の位置検出回路により自己位置を検出する。従って、カプセル型医療装置１Ｃが複数の検出セル４を放出する間に体外装置６を使用する必要がないので、患者２を拘束する時間を低減させることが可能である。

第５に、検出セル４が、反応槽５７に代えて、体液等の検体を抗体等と反応させる反応面（以下、単に反応面と記す）が形成されたフィルムを備えるようにしても構わない。
この構成において、当該フィルムはセル外装４１のシャッタ４３の内側に配置されている。また、該反応面は数種類の層を形成しており、例えばフィルム側から順に、検出対象物質と特異的に反応する試薬又はプローブ等（以下、単に試薬等と記す）が乾燥状態で保存された試薬層と、検体を濾過する多孔性部材等を有する濾過層とを有している。

体内情報を取得する際は、検出セル４がシャッタ４３を開け、フィルムに体液等の検体を導入させて、フィルムの試薬層に保存された試薬等と接触させて検出反応を行う。そして、フィルム側に向けて離隔して設けられた照明素子６７がフィルムに照明光を照射し、フィルムにおいて散乱又は反射した光を、照明素子６７に近接して配置された受光素子６８が検出するようにしている。
これにより、検出セル４が複雑な機構を必要とすることなく抗原抗体反応を行うことができる。その結果、検出セル４を小型化することができるようになり、カプセル型医療装置１Ｃにより多くの検出セルを格納することが可能である。

なお、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において上述した各実施形態を部分的に組み合わせる等して種々変形実施が可能である。

本発明の第１の実施形態に係るカプセル型医療装置システムの全体構成を示 す概略図。 図１のカプセル型医療装置システムにおけるカプセル型医療装置の内部構成 を示す図。 図２のカプセル型医療装置の放出装置を示す側面図。 検出セルの放出時におけるカムの動作を示す正面図。 図２のカプセル型医療装置の変形例に係る内部構成を示す断面図。 本発明の第２の実施形態に係るカプセル型医療装置の内部構成を示す図。 図６のカプセル型医療装置の放出装置を示す図。 本発明の第３の実施形態に係るカプセル型医療装置システムの全体構成を示 す概略図。 図８のカプセル型医療装置システムにおけるカプセル型医療装置の内部構成 を示す図。 図８のカプセル型医療装置システムにおける検出セルの構成を示す図。 図１０の検出セルの内部構成を示す図。 カプセル型医療装置が検出セルを放出する際のフローチャート図。 図８のカプセル型医療装置システムの第１の変形例に係る位置検出手段を 示す図。 図８のカプセル型医療装置システムの第２の変形例に係る位置検出手段を 示す図。

符号の説明

１Ａ、１Ｂ、１Ｃ…カプセル型医療装置
２…患者
４…検出セル（体内情報取得装置）
５…体外アンテナ
６…体外装置
１０…カプセル型医療装置システム
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ…格納容器
１３…放出装置
１５…タイマ
１６…電池
２４…カム
３５…移動体
３６…電磁ソレノイド
４１…セル外装
５１…反応部
５２…反応検出部
５４…セル内アンテナ
５７…反応槽
５９…試薬容器
６７…照明素子
６８…受光素子
７２…蓄電池
９１…撮像部
９２…無線通信アンテナ
９７…対物光学系
９８…ＣＭＯＳイメージャ
１１１…位置検出手段

Claims (11)

1. 被検体内において体液中の検体を検査する体内情報取得装置を複数個格納することが可能な格納部と、
   前記体内情報取得装置を前記格納部から外部へ放出する放出装置と、
   前記放出装置を制御する制御手段とを備えることを特徴とするカプセル型医療装置。
2. 前記カプセル型医療装置が、前記体内情報取得装置の放出個数を調節する調節機構を備え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. 前記カプセル型医療装置が、タイマーを有し、
   前記カプセル型医療装置が、前記タイマーの時間情報を基に所望の時刻で前記体内情報取得装置を外部に放出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカプセル型医療装置。
4. 前記放出装置が、前記体内情報取得装置を前記カプセル型医療装置の長手方向に対して略直交する方向に放出することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のカプセル型医療装置。
5. 前記格納部が、前記体内情報取得装置に電力を供給する電気接続部を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のカプセル型医療装置。
6. 前記格納部を複数個備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のカプセル型医療装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載のカプセル型医療装置と、
   前記カプセル型医療装置の内部に格納され、検査目的部位において前記カプセル型医療装置から放出される前記体内情報取得装置と、
   被検体外に配置され、前記体内情報取得装置との間で信号の送受信を行う体外装置と、
   前記カプセル型医療装置又は前記体外装置の少なくとも一方に設けられ、前記体内情報取得装置の体内における位置を検出する位置検出手段とを備え、
   前記位置検出手段により取得した前記カプセル型医療装置の位置情報に基づき、前記カプセル型医療装置が検査目的部位において前記体内情報取得装置を放出することを特徴とするカプセル型医療装置システム。
8. 前記位置検出手段が、前記カプセル型医療装置に設けられた撮像部と、
   前記体外装置に設けられて前記撮像部が取得した画像情報を基に前記カプセル型医療装置の位置を判定する判定手段とからなることを特徴とする請求項７に記載のカプセル型医療装置システム。
9. 前記位置検出手段が、前記カプセル型医療装置に設けられた無線通信アンテナと、
   前記体外装置に設けられて前記無線通信アンテナが送信した電波の強度を基に前記カプセル型医療装置の位置を判定する判定手段とからなることを特徴とする請求項７に記載のカプセル型医療装置システム。
10. 前記位置検出手段が、前記カプセル型医療装置に設けられた磁場発生部と、
    被検体外に配置された体外磁気センサと、
    前記体外装置に設けられて前記磁場発生部が生成した磁場のベクトルを基に前記カプセル型医療装置の位置を判定する判定手段とからなることを特徴とする請求項７に記載のカプセル型医療装置システム。
11. 前記位置検出手段が、前記カプセル型医療装置に設けられたｐＨセンサからなることを特徴とする請求項７に記載のカプセル型医療装置システム。
    

Images