JP4594616B2 - カプセル型医療システム - Google Patents
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Description
例えば、特開平5−200015号公報においては、生体腔内において体液を吸引し、吸引した体液から血液を検査するカプセル型装置が開示されている。この従来例には、血液を検出(センシング)するための血液センサが搭載されている。
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、体内において、継続的にセンシングができるカプセル型医療装置を提供することを目的とする。
また、別の態様によるカプセル型医療装置は、体腔内に挿入されるカプセル型医療装置と、前記カプセル型医療装置内に設けられ、検出対象を検出するためのセンサ面と、前記カプセル型医療装置内に設けられ、異なるセンサ面を順次露出する露出機構と、を備え、前記露出機構が、前記カプセル型医療装置に設けられた開口部と、前記センサ面を前記開口部に対し相対的に移動する移動部と、を備えている。
図1に示すようにカプセル型医療システム1は、患者2の体内を検査する実施例1のカプセル型医療装置3と、患者2の体外に排泄されたカプセル型医療装置3を回収して、例えば内部のセンサを保持したセンサ保持体部分からセンサ面のセンサ情報を検出或いは解析する解析装置4とから構成される。
図3(A)に示すように、外装ケース11の内部に略円柱状に形成された収納部には、円筒形状のセンサ保持体14が、外装ケース11の内周面に嵌合して回転自在に収納されている。このセンサ保持体14における一方の端部内側にはモータ15の本体が固定され、センサ保持体14の中心軸O上でモータ15から突出する回転軸15aは、外装ケース11の中心軸上に設けられた凹部に例えば圧入されている。
また、このセンサ保持体14の内部には、モータ15に隣接してモータ15を所定の回転速度で回転駆動する制御回路16が取り付けてある。また、この制御回路16に隣接して、制御回路16及びモータ15に電源を供給する電池17が配置されている。この場合、電池17は、電池収納枠18に収納され、この電池収納枠18は、センサ保持体14内に圧入して取り付けてある。
なお、後述するように、回収したカプセル型医療装置3は、外装ケース11を取り去り、内部のセンサ保持体14を解析装置4に装着して解析を行う。この場合、センサ保持体14から電池収納枠18を引き抜く等してこの電池収納枠18と共に、電池17も取り外される。
より具体的には、センサ20は、図3(B)に示すように円筒面状に形成されており、例えば周方向に試薬層を設けてセンサ面19となる部分と、試薬層を設けていない部分を交互に形成している。つまり、図3(C)に拡大して示すように、フィルム状のセンサ20は、多孔性の拡散層21aと、試薬層21bと、透明プラスティック層21cとにより構成されている。
なお、試薬層21bに隣接して、試薬層21bを形成していない無試薬層21dを設けており、この無試薬層21dは、試薬層21bと検出対象物に反応しないことを除けば光学的な特性等が殆ど同じ部材により形成されている。そして、後述するように、解析装置4により、光学的に解析を行う場合、この無試薬層21dによる反射光量も考慮して、試薬層21bによる解析を行うことにより、検出精度を向上できるようにしている。
また、センサ保持体14側に取り付けたモータ15は、制御回路16により、例えば図3(D)に示すように、例えば間欠的に出力される駆動信号(クロスの線で示した部分で例えばパルス状駆動信号)により、間欠的に回転する。より具体的には、図1に示すようにカプセル型医療装置3が患者2により嚥下されてから患者2の体外に排泄されるまでに平均的にかかる5〜8時間で、円筒状のセンサ20のセンサ面19が1回転するように設定されている。
このカプセル型医療装置3は、体外に排泄された後、回収されて解析装置4により、センサ面19の試薬層21bにおいて、反応の有無や量により例えばその反射特性が変化しその反射光量の変化により検出対象物の検出或いは解析が行われる。
このベース23には、モータ15の周囲に設けられ制御回路16と導通する複数の接点にそれぞれ常時接触するようにリング形状の複数の接点24a、24b、24cが設けてある。
これら接点24a、24b、24cは、ベース23に設けた配線パターンを介してベース23上に設けた設定&電源部25に接続される。そして、この設定&電源部25により、制御回路16側に動作用の電力を供給すると共に、制御回路16における回転制御の設定をより高速に設定する設定操作を行うことにより、モータ15を体腔内の場合よりも高速に回転させることができるようにしている。
発光素子28a及び受光素子28bは、計測部29と接続され、この計測部29は、発光素子28aによる発光量を制御すると共に、受光素子28bにより受光され、光電変換された信号から試薬層21bにおける検出対象物の量を計測する解析を行うと共に、解析結果を保存したり、表示したりする。
なお、試薬層21bにおける反射光量を計測する場合、無試薬層21dにおける反射光量を参照することにより、無試薬層21dを設けない場合よりも、検出対象物をより精度良く検出できるようにしている。
体内を検査する場合には、図1に示すように、患者2は、カプセル型医療装置3を口から飲み込む(嚥下する)。
飲み込まれたカプセル型医療装置3は、食道を通って胃、さらには小腸を通って大腸、そして肛門から体外に排泄される。このように体外に排泄されるまでに、カプセル型医療装置3は、食道、胃、小腸、大腸を順次通過する。
このようにカプセル型医療装置3は、食道、胃等を順次通過する際に外部に露出するセンサ面19において、体内における検出対象物として例えば抗原が存在した場合、その抗原と特異的に反応する。
そして、開口部12において露出したセンサ面19により、体液の成分等に対して検出が行われる。開口部12により検出に使用されたセンサ部分は、順次開口部12に隣接する外装ケース11の内部に収納させるようにして検出後のセンサ面19が保護される。 このようにして開口部12に順次異なるセンサ面19が露出(開口)するようにして、時経列の検出データ(センシングデータ)が試薬層21bに固定(保持)される。そして、医療スタッフは、体外に排泄されたカプセル型医療装置3を回収し、洗浄する。
そして、図1に示すように解析装置4のベース23に、このセンサ保持体14に取り付けられているモータ15を回転させる。モータ15の回転により、カプセル型医療装置3の場合と同様に回転軸15aが圧入された外装ケース11側の場合(この場合にはベース23)に対してモータ本体側、つまりセンサ保持体14側が回転する。
そして、反射光測定部材27により、試薬層21bに照射された光ビームの反射光の光量の測定(計測)により、試薬層21bに保持された(試薬と反応する)検出対象物の有無或いはその量に対応するセンシングデータの光学的な検出或いは解析が行われる。その光学的な検出結果(計測結果)が計測部29に記録されると共に、図示しない表示部により表示される。
また、カプセル型医療装置3内部には、単に試薬層21bに反応させて保持する構造にしているので、カプセル型医療装置3を低コストで実現できる。
また、解析装置4により、試薬層21bに保持されたセンシングデータを光学的に取得する場合、カプセル型医療装置3側に設けたセンサ面露出機構を構成する駆動手段となるモータ15及び制御回路16を利用する構造にしているのでカプセル型医療システム1の構成を簡単化できると共に、低コスト化することもできる。
実施例1においては、センサ20には周方向に試薬層21bと無試薬層21dを設けていたが、本変形例においては、センサ20には、さらにセンサ保持体14(カプセル型医療装置3の)軸方向に、例えば試薬が異なる試薬層を設けたセンサ20a、20b、20cを設けている。つまり、スリット状の開口部12の長さを略3分割するようにしてセンサ20a、20b、20cを設けている。そして、開口部12において、3種類の検出対象物のセンシングを行えるようにしている。その他の構成は実施例1と同様である。
そして、変形例のカプセル型医療装置を体外に回収した場合には、実施例1の場合と同様に、外装ケース11を除去すると共に、センサ保持体14から電池収納枠18を引き抜いて電池17も外して、図4の解析装置4Bに装着する。
このリニアモータ30は、マグネット等によるステータ側に対して、コイルを設けた可動部30aに、発光素子28aと受光素子28bとを取り付け、図示しないガイドレールに沿ってセンサ保持体14の軸方向に移動可能にしている 。
なお、実施例1の説明において、スリット状の開口部12を設けた外装ケース11側を、内部のセンサ保持体14に対して円周方向に回転して移動させることにより、順次センサ面19を外部に開放(開口)させるようにしても良い。
このカプセル型医療装置3Cでは、外装ケース41には例えば扇形状の開口部42が設けられ、その内側には上面にセンサ43a、43b、43c、…を取り付けた円板形状のセンサ保持体44がモータ45の回転軸45aに取り付けられて収納されている。このモータ45は、図5では示していない制御回路により回転制御される。
モータ45が回転されることにより、開口部42には扇形状に設けたセンサ43a、43b、43cが順次露出し、かつ露出していたセンサ43a、43b、43cは、順次開口部42の周囲の外装ケース41部分により覆われる。
このカプセル型医療装置3Dは、カプセル形状の外装ケース51には、例えば長手方向の略中央付近に、略長方形の開口部52が設けてあり、その内側にはセンサ53a、53b、…をその上面に設けたフィルム59が、供給軸54と巻き取り軸55との間に架け渡すように設けてある。
つまり、図6(B)に示すように、外装ケース51の内部にはその長手方向の両端付近に供給軸54と巻き取り軸55とが配置されている。このフィルム59上には、その長手方向に所定間隔毎にセンサ53a、53b、…が、その上面がセンサ面57となるようにして形成されている。このフィルム59及びセンサ53a、53b、…の構造は、例えば実施例1と同様の構成でも良いし、或いは透明でない白色のフィルム上に、試薬層と拡散層を設けてセンサ53a、53b、…を形成しても良い。
このモータ58は、図示しない制御回路により回転制御され、モータ58が矢印で示すように回転することにより、フィルム59に形成されたセンサ53iは、モータ58の外周面の巻き取り軸55に巻き取られる。つまり、開口部52で露出したセンサ53iは、順次巻き取り軸55側に移動する。
また、カプセル型医療装置3Dを小型化できると共に、構造も簡単であるので、低コスト化することもできる。
このカプセル型医療装置3Eは、カプセル形状の外装ケース61に開口部62が設けられ、外装ケース61の内側には、3層にわたって積層されたフィルム形状の第1センサ63a、第2センサ63b、第3センサ63cがそれぞれ第1層のフィルム64a、第2層のフィルム64b、第3層のフィルム64c上に形成されている。
この場合、第1センサ63a及び第2センサ63bは、体内の消化管内で消化される物質で形成されたフィルム64a、64b上にそれぞれ形成されている。
また、第1センサ63aのセンサ面65aは、3層構造における最上層に形成されており、他のセンサよりも先に開口部62に露出する。
また、また、第3センサ63cのセンサ面65cは、開口部62内に位置して第2センサ63bに隣接する位置のフィルム64c上に形成され、通常は第2センサ63bを設けたフィルム64b及びその上のフィルム64aによりセンサ面65cが覆われている。そして、このフィルム64a及び64bが消化管内で消化されると、センサ面65cは開口部62内で露出するようになる。
また、計測ユニット66a,66b,66cは、制御部67により制御される。この制御部67は、図示しないタイマを内蔵し、計測ユニット66a,66b,66cにおける各発光素子の発光を制御し、受光素子で受光された光量に応じて光電変換された信号レベルが変化する検出情報を記憶部68に記憶する。なお、電池69も内蔵されており、電池69は、制御部67等に電力を供給する。
また、計測ユニット66bを動作状態に設定して、所定時間が経過すると、制御部67は、計測ユニット66cも動作状態に設定して、この計測ユニット66cにより検出される値を制御部67は、モニタし、センサ63cが体液に接触した値が変化した場合には、計測ユニット66bの動作を停止する。そして、計測ユニット66cにより検出された結果を記憶部68に記憶する。
このカプセル型医療装置3Fは、図7のカプセル型医療装置3Eを変形した構成に相当する。具体的には、図7のカプセル型医療装置3Eにおいては、センサ63a、63b、63cは、重ならないようにずらして積層していたが、本実施例ではセンサ63a、63b、63cが、重なるように積層している。なお、センサ63a〜63cの周囲のフィルム64a〜64cが開口部62に対向するように設定されている。
また、図7のカプセル型医療装置3Eにおいては、センサ63a、63b、63cによる検出結果をそれぞれ計測するために3つの計測ユニット66a、66b、66cを設けていたが、本実施例では1つの計測ユニット66にして、以下で説明するようにフォーカス位置をセンサ63aからセンサ63bに、そしてさらにセンサ63cへと順次変更する。なおフォーカス位置に設定したセンサ63iにより計測ユニット66は計測した結果を記憶部68に記憶する。
この制御部67は、圧電素子部70に直流電圧を印加して、計測ユニット66が取り付けられた厚み方向の圧電素子部70の厚み方向の厚みを可変して、発光素子による光ビームがセンサ63i面でフォーカス位置となると共に、その反射光を受光素子により適切に受光できるように制御する。
つまり、最初は、制御部67は、センサ63aの位置がフォーカス状態になるように圧電素子部70を制御する。所定時間が経過してセンサ63aを設けた第1層のフィルム64aが消化されて無くなる時間付近において、センサ63bの位置がフォーカス位置となるように制御する。さらに所定時間が経過してセンサ63bを設けた第2層のフィルム64bが消化されて無くなる時間付近において、センサ63cの位置がフォーカス位置となるように制御する。
このように制御することにより、1つの計測ユニット66にした場合にも実施例4とほぼ同様の機能を実現できる。
このカプセル型医療装置3Gは、図7のカプセル型医療装置3Eを変形した構成に相当する。具体的には、図7のカプセル型医療装置3Eにおいて、センサ63a、63b、63cを設けたフィルム64a、64b、64cの厚さを検出対象の部位を検査できるように変更している。
図9の場合には、フィルム64aは薄く形成され、フィルム64bは厚く形成され、またフィルム64cは薄く形成されている。
このようにすることにより、検出対象部位をより適切に検査できる。その他は、図7のカプセル型医療装置3Eと同様の効果を有する。なお、本実施例を図8の実施例に対して適用することもできる。
このカプセル型医療装置3Hは、図7のカプセル型医療装置3Eを変形した構成に相当する。具体的には、図7のカプセル型医療装置3Eにおいて、例えばフィルム64aは、胃で消化され易い物質で形成され、フィルム64bは、小腸で消化されやすい物質で形成されている。なお、フィルム64cは、大腸で消化されやすい物質で形成しても良い。 本変形例によれば、胃、小腸、大腸等において、それぞれを時系列的に順次検査し、それぞれ検査したデータを記憶することができる。
図11(A)に示すように、このカプセル型医療装置3Iは、例えば図3(A)のカプセル型医療装置3において、開口部12に濾過部材81を取り付けたものにしている。 また、制御回路16に接続されたセンサ保持体14に設けた接点は、本カプセル型医療装置3Iにおいてはさらに外装ケース11の内側のリング状接点を介して、その外表面付近に設けられた接点82a、82b、82cに接続され、通常の検査時には、接点82a、82b、82cを絶縁部材で覆うようにしている。
このカプセル型医療装置3Iによる体内検査は実施例1と同様である。また、その効果も同様である。
一方、体外に排泄されたカプセル型医療装置3Iを回収して、センサ20に固定(保持)された検出対象物と反応などした色素量等を測定(解析)する場合には、このカプセル型医療装置3Iを洗浄して、開口部12に取り付けた濾過部材81を取り除いて図11(B)に示す解析装置4Cにより行う。
これら接点84a、84b、84cは、図1の解析装置4と同様に設定&電源部25に接続されており、カプセル型医療装置3I内のモータ15を回転させることができるようにしている。
その他の構成は、図1の解析装置4と同様である。本実施例の解析装置4Cによれば、カプセル型医療装置3Iを分解しなくても開口部12に取り付けた濾過部材81を取り除くことにより、センサ20により保持したセンシング情報を検出することができる。
なお、上述した各実施例等を部分的に組み合わせる等して構成される実施例等も本発明に属する。
1.複数のセンサを内蔵したカプセル型医療装置において、
外装の一部に設けられた開口部にてセンサ面が露出するセンサ側を、前記開口部に対して相対的に移動させることにより、順次センサ面を外部に開口させることを特徴とするカプセル型医療装置。
(付記1の効果)一度センシングを終えたセンサ面を塞ぐことで、センサ面を保護する。また、順次センサ面を開放することで、時系列的にデータを取得することができる。
2.上記付記1において、スリット状の開口部を設けた外装に対して、センサ側が周方向に回転して移動することで、順次センサ面が外部に開放する。
(付記2の効果)上記付記1と同様。
(付記3の効果)上記付記1と同様。
4.上記付記1において、内部のセンサがフィルム状の巻き取り可能な形状で、外装に設けた開口部に対してフィルム状のセンサを巻き取りながら、順次センサ面を外部に開放する。
(付記4の効果)フィルム状で巻き取り可能なセンサを使用することで、小さい容量のカプセル内部に多くのセンサを収納できる。
5.消化管内で消化される物質を複数の層で覆ったカプセル型医療装置において、各層それぞれにセンサを配置したことを特徴とするカプセル型医療装置。
(付記5の効果)例えば、始めに第1層に配置した第1センサを使用し、第1層が消化されると、第2層が現れて第2センサを使用する。これを繰り返して順次センサ面を開放することで時系列的にデータを取得することができる。
(付記7の効果)各層の厚みを変えることで、各センサがセンシングする位置を制御することができる。
8.上記付記5、6において、各層を胃・腸・大腸などの異なる消化管で消化される物質で覆った。
(付記8の効果)各層に、異なる消化管で消化される物質を使うことで、各センサを目的の部位でセンシングさせることができる。
(付記9の効果)一度に複数種類のセンシングができる。
10.請求項1において、前記露出機構を駆動する接点を前記カプセル型医療装置の外装ケースの外表面付近に設けた。
(付記10の効果)カプセル型医療装置を回収後に、前記接点を介して露出機構を駆動可能となる。
前記カプセル型医療装置は、異なるセンサ面が順次露出する駆動手段を内蔵し、前記解析装置は、前記駆動手段を駆動して前記センサに保持されたセンシングデータを検出或いは解析することを特徴とするカプセル型医療システム。
(付記11の効果)前記センサに保持されたセンシングデータを検出或いは解析する場合、カプセル型医療装置の駆動手段を利用するため、低コストでセンシングデータの検出或いは解析ができる。
2…患者
3…カプセル型医療装置
4…解析装置
11…外装ケース
12…開口部
13…センサ
14…センサ保持体
15…モータ
16…制御回路
17…電池
18…電池収納枠
19…センサ面
20…センサ
21a…拡散層
21b…試薬層
21c…透明プラスティック層
21d…無試薬層
23…ベース
24a〜24c…接点
25…設定&電源部
27…反射光測定部材
28a…発光素子
28b…受光素子
29…計測部
代理人 弁理士 伊藤 進
Claims (8)
- 体腔内に挿入されるカプセル型医療装置と、
前記カプセル型医療装置内に設けられ、検出対象を検出するためのセンサ面と、
前記カプセル型医療装置内に設けられ、前記カプセル型医療装置の同一位置において異なるセンサ面を順次露出する露出機構と、
を備えたことを特徴とするカプセル型医療システム。 - 体腔内に挿入されるカプセル型医療装置と、
前記カプセル型医療装置内に設けられ、検出対象を検出するためのセンサ面と、
前記カプセル型医療装置内に設けられ、異なるセンサ面を順次露出する露出機構と、を備え、
前記露出機構が、前記カプセル型医療装置に設けられた開口部と、
前記センサ面を前記開口部に対し相対的に移動する移動部と、
を備えたことを特徴とするカプセル型医療システム。 - 前記開口部が扇形状であり、
前記センサ面が円板形状であり、
前記移動部が、前記センサ面を前記開口部に対して回転させることで、前記センサ面を順次露出することを特徴とする請求項2に記載のカプセル型医療システム。 - 前記開口部が円柱形状面に設けられ、
前記センサ面が円柱形状であり、前記開口部が設けられた円柱形状面に嵌合するように設けられ、
前記移動部が、前記センサ面を前記開口部に対して、前記円柱形状面に沿って回転させることで、前記センサ面を順次露出することを特徴とする請求項2に記載のカプセル型医療システム。 - 前記センサ面がフィルム状であり、
前記移動部が、前記フィルム状のセンサ面を巻き取り、前記センサ面を前記開口部に対して移動させることで、前記センサ面を順次露出することを特徴とする請求項2に記載のカプセル型医療システム。 - 前記カプセル型医療装置回収後に、前記センサ面を解析する解析装置を設けたことを特徴とする請求項1から請求項5の何れか一つに記載のカプセル型医療システム。
- 前記センサ面が前記カプセル型医療装置に対して取り外し可能に設けられたことを特徴とする請求項6に記載のカプセル型医療システム。
- 前記センサ面に複数種類の試薬層を設けることで、複数種類の対象を検出できるようにしたことを特徴とする請求項1から7の何れか一つに記載のカプセル型医療システム。
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