JP5284592B2

JP5284592B2 - 被検体内情報取得システム

Info

Publication number: JP5284592B2
Application number: JP2007038604A
Authority: JP
Inventors: 仁大原
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2007-02-19
Filing date: 2007-02-19
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2027-02-19
Also published as: JP2008200213A

Description

本発明は被検体内情報取得システムに関するものである。

現在、内視鏡の分野において、以下に示す特許文献１のような飲み込み型のカプセル型内視鏡が実用化されている。このカプセル型内視鏡は、撮像機能と無線通信機能とを備える。カプセル型内視鏡は、まず、被検体内の観察のために被検体の口から飲み込まれた後、自然排出されるまでの間、体腔内例えば胃、小腸などの臓器内部をその蠕動運動に従って移動しながら、撮像機能により順次体内の撮像を行う。体腔内を移動する間、カプセル型内視鏡によって体内で撮像された画像データは、被写体情報として無線機能により順次外部に送信され、外部に設けられたメモリに蓄積される。
特開２００５−２４６０９９

しかしながら、上記した特許文献１に記載の発明においては、被検体に導入されてから被検体の口から自然排出されるまでの間、順次撮像を行っているのでその間継続した電力の供給が必要であり、被検対象箇所以外で無駄な電力を消費してしまう。

本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、無駄な電力消費を抑制しつつ観察者が必要な被検体内情報を得ることができる被検体内情報取得システムを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様は、検査対象の部位である被検部位を有する被検体内に導入されて被検体情報を得るカプセル型内視鏡と、前記被検体の体表面の一部と接するように配設されたデータ送信電極を備え、前記被検体外に配置されて前記カプセル型内視鏡で得られた被検体情報を取得する体外機と、を具備し、前記カプセル型内視鏡は、前記被検体内の体壁面と接するよう当該カプセル型内視鏡の表面に配置され、前記体外機の前記データ送信電極との間で信号の伝送を行うデータ受信電極と、前記データ送信電極から前記被検部位までの距離に対応する、前記データ送信電極からの信号の電圧値を、閾値電圧値として記憶する閾値電圧値記憶部と、前記体外機の前記データ送信電極からの信号を受信する第１の駆動回路と、前記被検体内部の情報を得る第２の駆動回路と、少なくとも前記第１の駆動回路に対して電力供給する電源と、前記電源からの電力供給を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記カプセル型内視鏡の前記第１の駆動回路内に設けられ、前記データ受信電極によって受信した前記データ送信電極からの信号の電圧値が前記閾値電圧値を超えたか否かを判定し、前記受信した信号の電圧値が前記閾値電圧値を超えた場合に、前記電源からの電力供給を前記第１の駆動回路に加えて前記第２の駆動回路へも行うように制御することを特徴とする。

本発明によれば、体外機からの信号に基づいて、電源からの電力供給を第１の駆動回路から第２の駆動回路に切り替えるようにしたので、無駄な電力消費を抑制しつつ観察者が必要な被検体内情報を得ることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本実施形態にかかる被検体内情報取得システムの概念図である。図１に示すように、本発明の一実施形態に係る被検体内情報取得システムは、被検体１の口から飲み込まれることによって体腔内に導入され被検体１の体内情報を収集するカプセル型内視鏡２と、被検体１の体外に配置されて被検体１の体腔内に導入されたカプセル型内視鏡２との間で各種の情報を通信する体外装置である通信装置３とを備えている。また、被検体内情報取得システムはさらに、通信装置３が受信したデータに基いて画像表示を行う表示装置４と、通信装置３と表示装置４間でデータの入出力を行う携帯型記録媒体５とを備えている。

以下に図２を参照して、被検体１の体外に配置され、被検体１の体腔内に導入されたカプセル型内視鏡２との間で各種の情報を通信する通信装置３の構成について詳細に説明する。通信装置３は図２に示すように、少なくとも電源６と電源６の電圧を安定化させる電圧調整回路７を有し、例えば図３に示すようにパルス信号で構成され、発振回路８と変調回路８−１によってヘッダー部１００−１とデータ部１００−２とから構成されるトリガー信号１００を生成し、そのトリガー信号を送信するデータ送信電極９とを有する。

次に図４を参照して、カプセル型内視鏡２の構成について詳細に説明する。図４に示すように被検体１の体腔内に導入されるカプセル型内視鏡２は、第１の駆動回路１１と第２の駆動回路１２とから構成される。第１の駆動回路１１は、体外の通信装置３から送信されたトリガー信号を受信するデータ受信電極１０と、このデータ受信電極１０に供給される通信装置３からの信号に基づいて復調を行う復調回路１０−１と、復調した信号が所望の信号か否かを判定する判定回路１４と、第１の駆動回路１１、第２の駆動回路１２それぞれに動作電力を供給する電源１３と、電源回路１７とを備えている。

判定回路１４は図５に示すように、フィルタ、カウンタ、コンパレータ等で構成される波形比較回路１５と、スイッチ回路１６とを備えている。波形比較回路１５はデータ受信電極１０を介して受信したトリガー信号を所定のデータ信号と比較し、両方の信号が合致した場合に、スイッチ回路１６をＯＮにする。これによって電源回路１７を介してバッテリ１３から動作電力が供給されて第２の駆動回路１２が起動される。

第２の駆動回路１２は、例えば被検体１の体腔内における被検部位を照射するための発光を行う発光素子であるＬＥＤ１８と、このＬＥＤ１８の駆動状態を制御するＬＥＤ駆動回路１９と、ＬＥＤ１８によって照射された領域からの反射光である体腔内の画像（被検体内情報）を取得する電荷結合素子（以下ＣＣＤと呼ぶ）２０と、ＣＣＤ２０の駆動状態を制御するＣＣＤ駆動回路２１と、ＣＣＤ２０により撮像された画像信号に処理を施す画像信号処理回路２２と、処理された画像信号を変調する変調回路２３と、変調された画像信号を無線伝送あるいは人体通信を利用して体外に設置された通信装置３に送信するＲＦシステム２５と、ＬＥＤ駆動回路１９、ＣＣＤ駆動回路２１、画像信号処理回路２２及び変調回路２３の動作を制御する制御手段としての制御回路２４とを備える。

以下に、被検体１の体外に配置された通信装置３と、被検体１内に導入されたカプセル型内視鏡２との間で行われる人体通信について説明する。人体通信では、通信装置３の被検体１の体表面の少なくとも一部と接して配置可能なデータ送信電極９と、被検体１内に導入され被検体内の体壁面と接するようカプセル型内視鏡２の表面（少なくともその一部）に配置されるデータ受信電極間とで信号の伝送を行うものである。

図６（ａ）及び図６（ｂ）は、データ受信電極１０の構成例を示している。図６（ａ）はカプセル型内視鏡２の観察窓２６を除く部分にデータ受信電極１０を設けた例を示している。この場合、電極の面積を大きくすることにより、臓器内壁との接触面積が大きくなり、安定的な通信が実現できる。また、図６（ｂ）に示すように、２極方式の電極構成を用いてもよい。２極方式の電極構成を用いた場合、１極方式のものよりも通信がより安定化するという利点がある。

次に、本実施形態に係る被検体内情報取得システムを用いた被検体内情報の取得方法について図７〜図１０を参照して説明する。本実施形態では、被検体１の体表面の一部と接触しているデータ送信電極９と、被検体１内部を移動するカプセル型内視鏡２との間の距離を、カプセル型内視鏡２のデータ受信電極１０を介して受信される信号の電圧レベルに対応付けて考える。

例えば、図７に示すように、データ送信電極９が被検体１の体表面に固定され、カプセル型内視鏡２が被検体１の被検部位である胃の中にあるときに、データ送信電極９から胃までの距離をｒとすると、距離ｒはカプセル型内視鏡２の移動量によって決定される。この距離ｒに対応する電圧レベルを、判定回路１４内部の波形比較回路１５を構成するコンパレータの閾値電圧として設定する。図８はこのような閾値電圧の一例を示しており、閾値１００−３として示されている。

カプセル型内視鏡２が蠕動運動に従って移動して被検部位である胃の近傍に到達し、データ送信電極９とデータ受信電極１０との距離が距離ｒ以内となったときにデータ受信電極１０により受信される伝播電圧が判定回路１４内で設定したスレッショルド電圧を超える。このときに電圧値をコンパレータによって比較し、更に周波数や波形立ち上がりエッジのカウント等による比較正誤判定を行う。データ送信電極９とデータ受信電極１０との距離が距離ｒ以内となる波形の比較正誤判定が正となるため、このとき、スイッチ回路１６により電源１３からの電力の供給を第１の駆動回路１１から第２の駆動回路１２に切り替えて第２の駆動回路１２を起動させる。第２の駆動回路１２は、ＣＣＤ２０により被検体１の体腔内を順次撮影しながら画像データを体外の通信装置３に送信する。このようにして通信装置３は被検体１内の情報を収集することができる。

なお、第２の駆動回路１２の動作により消費される電力は、第２の駆動回路１２で被検体１の撮影を行うため、第１の駆動回路１１の動作により消費される電力よりも大きくなっている。

カプセル型内視鏡２が被検体１の体腔内を蠕動運動によりさらに移動して送信電極９から遠ざかると、送信電極９とデータ受信電極１０との距離が距離ｒよりも大きくなり、これによってデータ受信電極１０により受信される伝播電圧が判定回路１４内で設定したスレッショルド電圧以下となる。この場合には、第２の駆動回路１２に供給されている電源１３からの電極の供給をスイッチ回路１６によりＯＦＦする。

以下に、上記した被検体内情報の取得方法を図１１のフローチャートを参照してさらに説明する。まず、データ送信電極９から胃までの距離ｒに対応する電圧値を判定回路１４内部のメモリにあらかじめ記憶する（ステップＳ１）。次に、カプセル型内視鏡２のデータ受信電力極１０により受信されたトリガー信号１００の伝播電圧を測定し（ステップＳ２）、測定した電圧が設定値以上か否かを判断する（ステップＳ３）。ここでＮＯの場合には、待機状態となりステップ２に戻り再度伝播電圧を測定する。カプセル型内視鏡２が被検部位である胃に到達してデータ送信電極９とデータ受信電極１０との距離が距離ｒ以内となると測定電圧値が設定値よりも大きくなるのでステップＳ３の判断がＹＥＳとなる。このタイミングで電源１３からの電力供給を第１の駆動回路１１から第２の駆動回路１２に切り替えて第２の駆動回路１２を起動する（ステップＳ４）。次に、トリガー信号１００の伝播電圧を再度測定し（ステップＳ５）、測定した電圧が設定値以上か否かを判断する（ステップＳ６）。ここでＹＥＳの場合にはステップＳ５の測定を繰り返す。カプセル型内視鏡２が送信電極９から遠ざかって送信電極９とデータ受信電極１０との距離が距離ｒよりも大きくなり電圧値が低下してステップＳ６の判断がＮＯになったときに、第２の駆動回路１２への電力供給をＯＦＦし（ステップＳ７）、その後、ステップＳ３に戻る。

なお、上記した実施形態では、データ受信電極１０で受信される信号の電圧値が閾値を超えたか否かにより第２の駆動回路１２をＯＮ／ＯＦＦさせたが、この方法に限定されることはない。例えば図９に示すように、図３で説明したトリガー信号１００のヘッダー部１００−１の立ち上がりエッジの総数をカウントして当該カウント数が所定の数であるか否かにより第２の駆動回路１２をＯＮ／ＯＦＦさせてもよい。また、図１０に示すように、判定回路１４に周波数フィルタ２７を設けて特定の周波数のみを通すようにしてもよい。この場合、波形比較回路１５は、周波数フィルタ２７により周波数フィルタリングされたトリガー信号１００のヘッダー部１００−１とデータ部１００−２における周波数と、基準となる周波数とを比較して一致するか否かにより第２の駆動回路１２をＯＮ／ＯＦＦさせる。なお、第２の駆動回路１２をＯＮさせるタイミングは、カプセル型内視鏡２が被検部位の近傍に到達したと想定されるタイミングと一致するようにする。

本実施形態によれば、被検体１の体腔内に導入されたカプセル型内視鏡２のデータ受信電極１０と体表面に取り付けられたデータ送信電極９との関係に基いて、すなわち、カプセル型内視鏡２が被検部位の近傍に到達したと想定されるタイミングにしたがって、カプセル型内視鏡２の撮像を開始するようにしたので、カプセル型内視鏡２の電源１３の消費電力を抑えることができる。また、被検部位近傍のみが撮像されて被写体情報として取得されるので、被検部位近傍以外の不必要なデータを取得しないで済むという利点がある。なお、予め複数箇所の被検部位を設定しておき、カプセル型内視鏡２がこれら複数の被検部位近傍に到達したと思われるタイミングで第２の駆動回路１２をＯＮするようにしてもよい。

図１は、本実施形態にかかる被検体内情報取得システムの概念図である。図１に示す通信装置３の概略構成を示す図である。発振回路８で生成されるトリガー信号１００の構成を示す図である。図１に示すカプセル型内視鏡２の概略構成を示す図である。図４に示す判定回路の第１の構成例を示す図である。データ受信電極の一例を示す図である。通信装置とカプセル型内視鏡２との距離を算出する方法を説明するための図である。電源からの電力供給を第１の駆動回路から第２の駆動回路に切り替えるタイミングを決める第１の方法を説明するための図である。電源からの電力供給を第１の駆動回路から第２の駆動回路に切り替えるタイミングを決める第２の方法を説明するための図である。図４に示す判定回路の第２の構成例を示す図である。本発明の一実施形態の作用を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１被検体
２カプセル型内視鏡
３通信装置
４表示装置
５携帯型記録媒体
６電源
７電圧調整回路
８発振回路
８−１変調回路
９データ送信電極
１０データ受信電極
１１第１の駆動回路
１２第２の駆動回路
１３電源
１４判定回路
１５波形比較回路
１６スイッチ回路
１００トリガー信号

Claims

検査対象の部位である被検部位を有する被検体内に導入されて被検体情報を得るカプセル型内視鏡と、
前記被検体の体表面の一部と接するように配設されたデータ送信電極を備え、前記被検体外に配置されて前記カプセル型内視鏡で得られた被検体情報を取得する体外機と、
を具備し、
前記カプセル型内視鏡は、
前記被検体内の体壁面と接するよう当該カプセル型内視鏡の表面に配置され、前記体外機の前記データ送信電極との間で信号の伝送を行うデータ受信電極と、
前記データ送信電極から前記被検部位までの距離に対応する、前記データ送信電極からの信号の電圧値を、閾値電圧値として記憶する閾値電圧値記憶部と、
前記体外機の前記データ送信電極からの信号を受信する第１の駆動回路と、
前記被検体内部の情報を得る第２の駆動回路と、
少なくとも前記第１の駆動回路に対して電力供給する電源と、
前記電源からの電力供給を制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記カプセル型内視鏡の前記第１の駆動回路内に設けられ、前記データ受信電極によって受信した前記データ送信電極からの信号の電圧値が前記閾値電圧値を超えたか否かを判定し、前記受信した信号の電圧値が前記閾値電圧値を超えた場合に、前記電源からの電力供給を前記第１の駆動回路に加えて前記第２の駆動回路へも行うように制御する
ことを特徴とする被検体内情報取得システム。
前記制御手段は、前記データ送信電極からの信号の立ち上がり数をカウントし、当該カウント数が所定の数であった場合に、前記電源からの電力供給を前記第１の駆動回路に加えて前記第２の駆動回路へも行うように制御することを特徴とする請求項１に記載の被検体内情報取得システム。
前記制御手段はさらに前記データ送信電極からの信号を周波数フィルタリングする周波数フィルタを有し、所望の周波数の信号が受信された場合に、前記電源からの電力供給を前記第１の駆動回路に加えて前記第２の駆動回路へも行うように制御することを特徴とする請求項１に記載の被検体内情報取得システム。
前記第２の駆動回路の動作により消費される電力は、前記第１の駆動回路の動作により消費される電力よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の被検体内情報取得システム。
前記体外機は、信号を変調して前記データ送信電極に印加する変調回路を備え、
前記カプセル型内視鏡は、前記データ受信電極に供給される前記データ送信電極からの信号の変化に基いて復調を行う復調手段を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の被検体内情報取得システム。
前記データ受信電極は１極または２極方式で設けられていることを特徴とする請求項１に記載の被検体内情報取得システム。
前記データ受信電極は、少なくとも撮像観察窓部以外の位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の被検体内情報取得システム。