JP5374137B2

JP5374137B2 - 被検体内導入装置

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Publication number: JP5374137B2
Application number: JP2008321881A
Authority: JP
Inventors: 徹宮園
Original assignee: Olympus Medical Systems Corp
Current assignee: Olympus Medical Systems Corp
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2028-12-18
Also published as: JP2010142388A

Description

本発明は、被検体内導入装置に関し、特に人や動物や植物などの被検体内に導入されて被検体内における種々の情報を取得する被検体内導入装置に関する。

従来、カプセル型医療装置のように、被検体内に導入されて被検体内の種々の情報を取得する被検体内導入装置の電力源には、小型で且つ大容量の電力源を実現できる点から、酸化銀電池などの一次電池よりなるボタン型電池が使用されていた（例えば以下に示す特許文献１参照）。

特開２００３−２１０３９３号公報

ところで近年では、検査期間の長期化や要求される検査項目の多様化などに伴い、被検体内導入装置のさらなる長寿命化及び高機能化が求められている。しかしながら、被検体内導入装置を長寿命化及び高機能化するためには、これが搭載する電力源をさらに大容量化する必要があるが、ボタン型電池などの一次電池で構成される電力源を大容量化するためには電力源である電池を大型化しなければならない。このため従来では、一般的に小型化が要求される被検体内導入装置に搭載する電力源を大容量化することが困難であるという問題が存在した。

そこで本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、小型で且つ大容量の電力源を搭載した被検体内導入装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明による被検体内導入装置は、被検体内に導入される被検体内導入装置であって、所定の動作を実行するモジュールと、酸素と反応して電力を発生させる燃料電池と、前記燃料電池が発生した電力を前記モジュールに供給する電源回路と、水密空間を形成し、前記モジュールと前記燃料電池と前記電源回路とを前記水密空間内に収容する筐体と、前記水密空間内の前記燃料電池に酸素を供給する酸素供給手段と、を備えたことを特徴としている。

上記した本発明による被検体内導入装置は、前記酸素供給手段が、前記筐体の少なくとも一部に形成されて酸素を前記水密空間内に透過させる酸素透過部であることを特徴としている。

上記した本発明による被検体内導入装置は、前記酸素供給手段が、前記筐体の少なくとも一部に形成されて水蒸気を前記水密空間内に透過させる水蒸気透過部と、水蒸気と反応して酸素を発生させる酸素発生部と、を含み、前記酸素発生部が、前記筐体内に収容されていることを特徴としている。

上記した本発明による被検体内導入装置は、前記酸素供給手段が、前記筐体の少なくとも一部に形成されて酸素を前記水密空間内に透過させる酸素透過部と、前記水密空間と前記酸素透過部を介して隣接する非水密空間を形成する容器と、水と反応して酸素を発生させる酸素発生部と、を含み、前記酸素発生部が、前記容器内に収容されていることを特徴としている。

上記した本発明による被検体内導入装置は、前記酸素発生部が、過酸化マグネシウムよりなることを特徴としている。

上記した本発明による被検体内導入装置は、前記酸素供給手段が、前記筐体の全体または一部を形成するシリコン樹脂よりなることを特徴としている。

上記した本発明による被検体内導入装置は、前記燃料電池が、空気亜鉛電池、または、酸素と糖分とから電気エネルギーを生成し得るバイオ燃料電池よりなることを特徴としている。

上記した本発明による被検体内導入装置は、不使用時に前記酸素供給手段による前記燃料電池への酸素の供給を抑制する酸素供給抑制手段を備えたことを特徴としている。

上記した本発明による被検体内導入装置は、前記酸素供給抑制手段が、当該被検体内導入装置を収容する気密性を備えた容器、または、前記筐体におけるガス透過性を備えた部分を覆う気密性を備えたフィルムであることを特徴としている。

上記した本発明による被検体内導入装置は、未使用時の前記筐体内部に、前記燃料電池と反応しないガスが充填されていることを特徴としている。

上記した本発明による被検体内導入装置は、前記所定のモジュールが、前記被検体内を撮像して画像データを生成する撮像モジュールと、該撮像モジュールが生成した画像データを前記被検体外へ送信する送信モジュールと、を含むことを特徴としている。

本発明によれば、電力源として燃料の一部である酸素を外部から取り込むことが可能な燃料電池を備え、この酸素を被検体内導入装置外部から取り込むか、被検体外部から取り込んだ水又は水蒸気を用いて発生させることが可能な構成を有しているため、小型で且つ大容量の電力源を搭載した被検体内導入装置を実現することが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において、各図は本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎず、従って、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。さらに、各図では、構成の明瞭化のため、断面におけるハッチングの一部が省略されている。さらにまた、後述において例示する数値は、本発明の好適な例に過ぎず、従って、本発明は例示された数値に限定されるものではない。

＜実施の形態１＞
以下、本発明の実施の形態１によるカプセル型医療装置１０を、図面を用いて詳細に説明する。なお、本実施の形態では、被検体内導入装置として、経口で被検体９００内に導入され、被検体９００の食道から肛門にかけて移動する途中で被検体９００内の情報（被検体内情報）を取得するカプセル型医療装置１０を例に挙げる。ただし、本発明はこれに限定されず、例えば被検体９００の胃や腸などの各種器官に蓄えた液体に浮かんだ状態で被検体９００内の何らかの被検体内情報を取得するカプセル型医療装置など、種々の被検体内導入装置を用いることができる。また、カプセル型医療装置１０が取得する被検体内情報として、本実施の形態では、後述する撮像モジュール１３を用いて撮像することで取得した画像（被検体内画像）を例に挙げる。ただし、本発明はこれに限定されず、被検体内の温度や圧力やｐＨ値など、種々の情報とすることができる。

（構成）
図１は、本実施の形態によるカプセル型医療装置１０を用いた医療システム１の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、医療システム１は、被検体９００が飲み込める程度の大きさのカプセル型医療装置１０と、このカプセル型医療装置１０から電波信号として送出された画像データを受信可能な受信装置１３０と、受信装置１３０と有線回線または無線回線を介して通信可能な情報処理装置１５０と、を備える。

受信装置１３０には、接続ケーブル１３９や図示しないバラン等を介して体外アンテナ１２０が接続される。カプセル型医療装置１０から放出された電波信号は、この体外アンテナ１２０を介して受信装置１３０に入力される。

受信装置１３０と情報処理装置１５０とは、例えばシリアル回線やパラレル回線を介して接続される。本実施の形態では、受信装置１３０と情報処理装置１５０との接続にＵＳＢインタフェースを用い、情報処理装置１５０に受信装置１３０がＵＳＢ接続された構成とする。したがって、本実施の形態では、図１に示す通信ケーブル１５９にＵＳＢケーブルが用いられる。ただし、本発明はこれに限定されず、ＰＣ（ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）用小型カード型インタフェースやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）など、種々の接続方式を用いて情報処理装置１５０と受信装置１３０とを接続することができる。

なお、カプセル型医療装置１０は、例えば定期的に被検体内画像を取得し、逐次、この画像データを受信装置１３０へ送信する。したがって、情報処理装置１５０が受信装置１３０から画像データを取得してこれを表示する動作を定期的に繰り返すことで、情報処理装置１５０はリアルタイムに近い状態で被検体内画像をユーザに表示することができる。例えばカプセル型医療装置１０による画像取得サイクルを１秒間に２コマとした場合、少なくとも１秒間に２回のサイクルで情報処理装置１５０が受信装置１３０から画像データを取得して表示する。これにより、略リアルタイムの状態での被検体内画像の表示が可能となる。

ここで、図２に示すブロック図を用いて、本実施の形態による医療システム１をより詳細に説明する。図２は、本実施の形態による医療システム１を構成する各装置の概略構成を示すブロック図である。

医療システム１における受信装置１３０は、図２に示すように、被検体９００外（例えば被検体９００表面または被検体９００が着用する衣服等）に配置される受信装置１３０は、カプセル型医療装置１０から送信された画像データを受信する受信部１３３と、受信した画像データに所定の処理を実行する信号処理部１３２と、受信装置１３０内の各部を制御する制御部１３１と、制御部１３１が各部を制御するための各種プログラムや各種設定データ等を記憶する記憶部１３４と、情報処理装置１５０との通信におけるインタフェースとして機能する通信部１３５と、を備える。

なお、本実施の形態による受信装置１３０は、カプセル型医療装置１０から定期的に送信された画像データを受信し、これを情報処理装置１５０からの送信要求に応じて送信する構成であるが、本発明はこれに限定されず、例えば情報処理装置１５０や他の操作端末に入力されたカプセル型医療装置１０の操作指示等を受信してこれをカプセル型医療装置１０へ送信する構成であってもよい。なお、送信要求とは、画像データの送信を要求する要求信号である。

また、医療システム１における本実施の形態による情報処理装置１５０は、例えばパーソナルコンピュータなどの演算機能及び表示機能を備えた情報処理装置で構成されるものであり、図２に示すように、受信装置１３０との通信におけるインタフェースとして機能する通信部１５５と、通信部１５５を介して入力された画像データに所定の処理を実行して表示用の画像信号を生成する信号処理部１５２と、信号処理部１５２から入力された画像信号に基づいて被検体内画像を表示する表示部１５６と、情報処理装置１５０内の各部の制御や各種演算等を実行する制御部１５１と、制御部１５１が実行する種々の動作が記述されたプログラムや各種設定データを記憶する記憶部１５４と、を備える。

次に、本実施の形態によるカプセル型医療装置１０の構成を、図２並びに図３及び図４を用いて詳細に説明する。なお、図３はカプセル型医療装置１０の概略構成を示す外観図であり、図４はカプセル型医療装置１０の内部構成を示す断面図である。また、図４は、カプセル型医療装置１０を長手方向に沿って切断した際の断面構造を模式的に示している。

本実施の形態において、被検体９００内に導入されるカプセル型医療装置１０は、図２又は図４に示すように、例えば被検体９００内の画像を取得する撮像モジュール１３及び撮像モジュール１３が撮像する際に被検体９００内を照明する照明モジュール１４と、撮像モジュール１３が取得した被検体内画像の画像データに所定の信号処理を実行する画像処理モジュール１１と、画像処理モジュール１１により処理された画像データを電波信号として受信装置１３０へ送出する無線モジュール１２と、カプセル型医療装置１０内の各部に電力を供給する燃料電池１７及び電源回路１６と、を備える。

撮像モジュール１３は、例えば、被検体９００内部を撮像してこれの画像データを生成する撮像素子１３ａと、撮像素子１３ａの受光面側に配設された対物レンズ１３ｂと、がこれらを駆動するための駆動回路等を備えた回路基板に搭載された構成を備える。また、カプセル型医療装置１０には、撮像時に被検体９００内を光で照らすための照明モジュール１４及びこれの駆動回路が搭載された回路基板も実装される。撮像モジュール１３及び照明モジュール１４の駆動回路は、例えば画像処理モジュール１１から与えられたタイミングに従って、定期的（例えば１秒間に２コマ）に被検体内画像を画像データとして取得し、これを画像処理モジュール１１に入力する。なお、以下の説明では、撮像モジュール１３及び照明モジュール１４がぞれぞれの駆動回路を含んでいるものとして説明する。

なお、上述の各モジュール（１１、１２、１３及び１４）は、図２〜図４に示すように、カプセル型医療装置１０の電力源である燃料電池１７及び電源回路１６と共に、容器１８とキャップ１９とからなるカプセル型の筐体内に収納される。

ここで図３に示すように、容器１８は、一方の端が半球状のドーム形状をしており他方の端が開口された略円筒形状または半楕円球状の形状を有する。一方、キャップ１９は、半球形状を有し、容器１８の開口に嵌められることで容器１８内を封止する。容器１８及びキャップ１９よりなるカプセル型容器は、例えば被検体９００が飲み込める程度の大きさである。また、本実施の形態では、少なくともキャップ１９が透明な材料で形成され、かつ、上述した撮像モジュール１３及び照明モジュール１４がカプセル型容器（１８、１９）内のキャップ１９側に配置される。撮像モジュール１３の撮像方向及び照明モジュール１４の照明方向は、図２又は図３に示すように、キャップ１９を介してカプセル型医療装置１０の外側へ向いている。これにより、照明モジュール１４で被検体９００内部を照明しつつ撮像モジュール１３で被検体９００内部を撮像することが可能となる。

また、図２又は図４に示すように、カプセル型医療装置１０の内部に搭載された燃料電池１７は、例えば空気亜鉛電池やバイオ燃料電池などで構成される。以下では、空気亜鉛電池を用いた場合を例に挙げる。空気亜鉛電池などの燃料電池１７は、燃料の一部を外部から取り込むことが可能な電池であるため、同一体積の一次電池や２次電池などと比較して、実質的に大容量の電池を実現することができる。例えば燃料電池１７として空気亜鉛電池を用いた場合、亜鉛（Ｚｎ）と酸素（Ｏ）との反応で生じた電気エネルギーが電力として用いられるが、一方の燃料である酸素（Ｏ）を外部の大気などから取り込むことが可能であるため、空気亜鉛電池は、もう一方の燃料である亜鉛（Ｚｎ）を内蔵していれば良く、これにより、小型で大容量の電池を実現することが可能となっている。同様に、燃料電池１７としてバイオ燃料電池を用いた場合、酸素と糖分とから電気エネルギーを生成することが可能であるため、バイオ燃料電池は、もう一方の燃料である糖分を内蔵していれば良く、これにより、小型で大容量の電池を実現することが可能となっている。このような特徴は、特に小型化が要求されるカプセル型医療装置１０にとって好都合であり、カプセル型医療装置１０の更なる小型化や動作時間の長寿命化などを可能にする。

ただし、カプセル型医療装置１０の内容積は、燃料電池１７に要求される電力量を実現する上で必要になる酸素（Ｏ_２）の総体積に比べて小さい。そこで本実施の形態では、カプセル型医療装置１０の外部から酸素（Ｏ_２）を取り込める構成とするために、図４に示すように、カプセル型医療装置１０の筐体を構成する容器１８を、酸素透過性を備えた材料で形成する。すなわち、本実施の形態では、容器１８全体が、カプセル型医療装置１０外部から燃料の一部である酸素を透過してこれをカプセル型医療装置１０内に取り込むガス透過部（酸素供給手段）として機能する。これにより、燃料電池１７がカプセル型医療装置１０外部から取り込まれた酸素（Ｏ_２）を燃料の一部として電力を発生させることが可能となる。なお、キャップ１９は、酸素透過性を備えていてもいなくとも良い。

また、カプセル型医療装置１０は、例えば生体などの被検体９００内部に導入されるものである。このため、被検体９００内部に存在する水や体液などの液体に曝されることになるが、カプセル型医療装置１０内部に液体が浸入してしまうと、各モジュールの回路や配線等がショートしてしまったり透明なキャップ１９の内側が結露して曇ってしまったりする場合がある。そこで本実施の形態では、図４に示すように、酸素透過性を備え且つ液体を浸入させない材料で形成された容器１８を用いる。これにより、容器１８及びキャップ１９が形成する水に対して密閉された空間（以下、水密空間ともいう）内に各モジュール（１１、１２、１３及び１４）と燃料電池１７と電源回路１６とが収容される。なお、以下の説明では、液体を浸入させない性質を水密性という。

このように、酸素透過性及び水密性を備えた材料には、例えばシリコン樹脂などが存在する。ただし、本発明はシリコン樹脂に限定されず、上述の条件を満たす材料であれば種々変形することが可能である。

また、電源回路１６は、例えば電力変換器などで構成され、燃料電池１７が発生した電力をカプセル型医療装置１０内の各モジュール（１１、１２、１３及び１４）に供給する。

以上のように、本実施の形態では、電力源として１次電池や２次電池と比較して大容量を実現することが可能な燃料電池１７を搭載し、この燃料電池１７が利用する燃料の一部をカプセル型医療装置１０外部から取り込める構成としているため、小型で且つ大容量の電力源を搭載したカプセル型医療装置１０を実現することが可能である。

また、未使用時を含む不使用時のカプセル型医療装置１０は、例えば図５に示すように、ポリオレフィン製の袋状容器２０１など、気密性の高い収容物に収容されることで、燃料電池１７への酸素の供給を停止または抑制することが可能となるため、燃料電池１７の不要な消耗を抑制することが可能となる。すなわち、本実施の形態において、袋状容器２０１は、燃料電池１７への酸素の供給を抑制する酸素供給抑制手段として機能する。この袋状容器２０１には、例えばジッパーなどの封止部２０２が設けられており、これを閉じることで内部が密閉される。

収容時には、カプセル型医療装置１０内部及び袋状容器２０１内部の気体が吸引されて排出される。カプセル型医療装置１０は、真空の状態か又は窒素やアルゴンなどの燃料電池１７と反応しない不活性ガスが充填された状態で、同じく真空の状態か又は窒素やアルゴンなどの不活性ガスが充填された状態の袋状容器２０１内に収容されて密閉される。これにより、燃料電池１７の不使用段階での消耗が抑えられる。

（変形例１）
なお、上記した実施の形態１では、容器１８全体が酸素透過性及び水密性を備えた材料で形成された場合を例示したが、本発明はこれに限定されず、カプセル型医療装置の筐体の少なくとも一部に外部から酸素を取り込むことを可能にする部分が設けられていれば良い。ここで、図６〜図８に、本実施の形態の変形例１による容器１８Ａを示す。なお、図６は容器１８Ａの概略構成を示す側視図であり、図７は図６におけるＡ−Ａ断面図であり、図８は図６におけるＢ−Ｂ断面図である。

図６〜図８に示すように、本変形例１による容器１８Ａは、気密性及び水密性を備えた材料で形成されたベース容器１８ａの少なくとも一部に酸素透過性及び水密性を備えた材料で形成された酸素透過部１８ｂが設けられている。すなわち、本変形例では、容器１８Ａの一部が、カプセル型医療装置１０外部から燃料の一部である酸素を透過してこれをカプセル型医療装置１０内に取り込むガス透過部（酸素供給手段）として機能する。

酸素透過部１８ｂは、上述したシリコン樹脂などのような酸素透過性を備え且つ水密性の高い材料で形成され、図６〜図８に示すように、ベース容器１８ａの周囲に複数設けられる。このように複数の酸素透過部１８ｂを容器１８Ａの周囲に設けることで、あらゆる方向から酸素を取り込むことが可能となるため、カプセル型医療装置１０Ａ内部が酸欠状態となって燃料電池１７の電力が低下することを防止できる。

一方、ベース容器１８ａは、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）などのような気密性及び水密性の高い材料で形成される。また、ベース容器１８ａは、剛性の高い材料で形成されることが好ましい。これにより、酸素透過性と水密性とを備え、さらに筐体としての剛性を備えた容器１８Ａを実現することが可能となる。

以上のような構成を備えることで、上述した本発明の実施の形態１と同様に、小型で且つ大容量の電力源を搭載したカプセル型医療装置１０を実現することが可能である。

（変形例２）
また、本実施の形態による容器１８は、例えば図９及び図１０に示すように、複数の穴を備えたベース容器１８ａの外側全体が酸素透過性及び水密性を備えた材料よりなる酸素透過膜１８ｃでコーティングされた容器１８Ｂに置き換えることも可能である。なお、図９は本実施の形態の変形例２による容器１８Ｂの概略構成を示す側視図であり、図１０は図９におけるＣ−Ｃ断面図である。

酸素透過膜１８ｃは、上述した酸素透過部１８ｂと同様に、酸素透過性を備え且つ水密性の高い材料で形成され、高い気密性及び水密性並びに十分な剛性を備えたベース容器１８ａの外側全体に、ベース容器１８ａの穴を塞ぐように形成される。すなわち、本変形例では、ベース容器１８ａの外側から穴を塞ぐ位置に形成された酸素透過膜１８ｃが、カプセル型医療装置１０外部から燃料の一部である酸素を透過してこれをカプセル型医療装置１０内に取り込むガス透過部（酸素供給手段）として機能する。これにより、酸素透過性と水密性とを備え、さらに筐体としての剛性を備えた容器１８Ｂを実現することが可能となる。なお、酸素透過膜１８ｃは、ベース容器１８ａに設けられた穴内に形成されていても良い。

（変形例３）
さらに、本実施の形態による容器１８は、例えば図１１及び図１２に示すように、複数の穴を備えたベース容器１８ａの内側全体が酸素透過性及び水密性を備えた材料よりなる酸素透過膜１８ｄでコーティングされた容器１８Ｃに置き換えることも可能である。なお、図１１は本実施の形態の変形例３による容器１８Ｃの概略構成を示す側視図であり、図１２は図１１におけるＤ−Ｄ断面図である。

酸素透過膜１８ｄは、上述した酸素透過部１８ｂと同様に、酸素透過性を備え且つ水密性の高い材料で形成され、高い気密性及び水密性並びに十分な剛性を備えたベース容器１８ａの内側全体に、ベース容器１８ａの穴を塞ぐように形成される。すなわち、本変形例では、ベース容器１８ａの内側から穴を塞ぐ位置に形成された酸素透過膜１８ｃが、カプセル型医療装置１０外部から燃料の一部である酸素を透過してこれをカプセル型医療装置１０内に取り込むガス透過部（酸素供給手段）として機能する。これにより、酸素透過性と水密性とを備え、さらに筐体としての剛性を備えた容器１８Ｃを実現することが可能となる。なお、酸素透過膜１８ｄは、ベース容器１８ａに設けられた穴内に形成されていても良い。

（変形例４）
また、本実施の形態では、カプセル型医療装置１０の長手方向における一方の端側に透明なキャップ１９、撮像モジュール１３（特に撮像素子１３ａ及び対物レンズ１３ｂ）及び照明モジュール１４よりなる撮像手段が配設された構成であるが、本発明はこれに限定されず、１つのカプセル型医療装置に複数の撮像機構が搭載されていても良い。図１３に、本実施の形態の変形例４として、２つの撮像機構が搭載されたカプセル型医療装置１０Ａを示す。なお、図１３は、カプセル型医療装置１０Ａの概略構成を示す断面図である。

図１３に示すように、カプセル型医療装置１０Ａの筐体は、両端が開口された筒状の容器１８Ｄと、容器１８Ｄの開口にそれぞれ嵌められることで容器１８Ｄ内部を封止する透明なキャップ１９Ａ及び１９Ｂと、よりなる。この筐体のキャップ１９Ａ側には、撮像モジュール１３Ａ（特に撮像素子１３ａ及び対物レンズ１３ｂ）と照明モジュール１４Ａとが配設される。また、キャップ１９Ｂ側には、撮像モジュール１３Ｂ（特に撮像素子１３ａ及び対物レンズ１３ｂ）と照明モジュール１４Ｂとが配設される。これにより、カプセル型医療装置１０Ａの長手方向の両端側で被検体内画像を取得することが可能となる。

また、カプセル型医療装置１０Ａの胴体部分を形成する容器１８Ｄの少なくとも一部は、酸素透過性と水密性とを備えた材料で形成される。したがって、本変形例では、容器１８Ｄにおける酸素透過性と水密性とを備えた材料で形成された部分がガス透過部（酸素供給手段）として機能する。これにより、カプセル型医療装置１０Ａ内部に燃料電池１７が電力を発生する際の燃料の一部である酸素を取り込むことが可能となる。

また、以上のような構成を有するカプセル型医療装置１０Ａは、図１４に示すように、胴体部分である容器１８Ｄが気密性を備えたフィルム２１１で覆われた状態で保管される。これにより、未使用時を含む不使用時の燃料電池１７への酸素の供給を停止または抑制することが可能となるため、燃料電池１７の不要な消耗を抑制することが可能となる。すなわち、本変形例において、フィルム２１１は、燃料電池１７への酸素の供給を抑制する酸素供給抑制手段として機能する。

また、保管時には、カプセル型医療装置１０Ａ内部の気体が吸引されて排出される。カプセル型医療装置１０Ａは、真空の状態か又は窒素やアルゴンなどの不活性ガスが充填された状態でフィルム２１１により封止される。

（変形例５）
また、本実施の形態によるカプセル型医療装置は、被検体９００内部の例えば胃などに蓄えた水や生理食塩水などの液体の水面に浮くように構成されてもよい。言い換えれば、カプセル型医療装置を液体と同程度もしくはそれよりも軽い比重としてもよい。

液体に浮くカプセル型医療装置は、上記実施の形態１で例示したカプセル型医療装置１０のように、容器１８全体（キャップ１９を含んでもよい）が酸素透過性および水密性を備えた材料で構成されてもよいし、上記実施の形態１の変形例１で例示したカプセル型医療装置１０Ａのように、水密性および気密性を有する容器１８ａの一部に酸素透過性および水密性を備えた材料よりなる酸素透過部１８ｂが設けられた構成であってもよい。

なお、水面に浮かぶカプセル型医療装置がある一定の姿勢を保つように、カプセル型医療装置１０の重心をカプセル型医療装置の長手方向の両端における一方の端側に片寄らせることが好ましい。

例えば透明なキャップ１９が水面から突出するようにカプセル型医療装置１０Ａを構成した場合、言い換えれば、カプセル型医療装置１０Ａが水面よりも上側を撮像するように構成した場合、図１５に示すように、容器１８ａにおける水面から突出する位置に酸素透過部１８ｂが設けられる。一方、透明なキャップ１９が水没するようにカプセル型医療装置１０Ａを構成した場合、言い換えれば、カプセル型医療装置１０Ａが水中を撮像するように構成した場合、図１６に示すように、容器１８ａにおける水面から突出する位置に酸素透過部１８ｂが設けられる。

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２による医療システムの構成及び動作を、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下において、本発明の実施の形態１と同様の構成または動作については、説明の簡略化のため、同一の符号を付すことでその詳細な説明を省略する。

本実施の形態による医療システムは、本発明の実施の形態１において例示した医療システム１と同様の構成とすることができる。ただし、本実施の形態においては、カプセル型医療装置１０が図１７に示すカプセル型医療装置２０に置き換えられる。

図１７に示すように、カプセル型医療装置２０は、本発明の実施の形態１によるカプセル型医療装置１０が、さらに酸素発生部２７を備えている。また、カプセル型医療装置内に酸素を取り込むための容器１８が、酸素に限らず、水蒸気を取り込むことが可能な容器２８に置き換えられている。ただし、容器２８は、水密性を備えている。

酸素発生部２７は、例えば水蒸気と反応して酸素を発生する物質を保持しており、これとカプセル型医療装置２０内に取り込まれた水蒸気とを反応させることで、酸素を発生させる。すなわち、本実施の形態では、容器２８全体（又は一部）が、カプセル型医療装置２０外部から酸素を透過してこれをカプセル型医療装置２０内に取り込むガス透過部（酸素供給手段）として機能すると共に、容器２８全体（又は一部）と酸素発生部２７とが、燃料電池１７に酸素を供給する酸素供給手段として機能する。したがって、燃料電池１７は、容器２８を介してカプセル型医療装置２０内に取り込まれた酸素だけに限らず、酸素発生部２７から発生した酸素を燃料として電力を発生させることが可能となる。

水蒸気（Ｈ_２Ｏ）と反応して酸素（Ｏ_２）を発生する物質としては、例えば過酸化マグネシウム（Ｍｇ）がある。ただし、これに限定されず、その他の無機過酸化物など、被検体９００内に存在する気体と反応して酸素を発生させることが可能な物質であれば如何なるものも適用することが可能である。なお、その場合、容器２８は、酸素発生部２７が保持する物質と反応して酸素を発生させる気体の透過性を備える材料で形成される。

その他の構成は、上述した本発明の実施の形態１（変形例１〜４も含む）と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

以上のような構成を備えることで、上述した本発明の実施の形態１と同様に、小型で且つ大容量の電力源を搭載したカプセル型医療装置２０を実現することが可能である。

＜実施の形態３＞
次に、本発明の実施の形態３による医療システムの構成及び動作を、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下において、本発明の実施の形態１または２と同様の構成または動作については、説明の簡略化のため、同一の符号を付すことでその詳細な説明を省略する。

本実施の形態による医療システムは、本発明の実施の形態１において例示した医療システム１と同様の構成とすることができる。ただし、本実施の形態においては、カプセル型医療装置１０が図１８に示すカプセル型医療装置３０に置き換えられる。

図１８に示すように、カプセル型医療装置３０は、本発明の実施の形態２によるカプセル型医療装置２０と同様の構成において、酸素発生部２８が水（水蒸気も含む）と反応して酸素を発生させる酸素発生部３７に置き換えられている。また、容器２８が酸素透過性及び水密性を備えた容器３８と水を透過することが可能なキャップ３９とよりなる容器に置き換えられている。カプセル型医療装置３０の各モジュールは、容器３８内に収容される。また、酸素発生部３７は、キャップ３９内に収納される。さらに、本実施の形態では、キャップ３９全体（又は一部）が、カプセル型医療装置３０外部から水を浸入させてこれをキャップ３９内の酸素発生部３７に供給する水浸入部として機能する。

酸素発生部３７は、例えば水と反応して酸素を発生する物質を保持しており、これとカプセル型医療装置３０内に取り込まれた水とを反応させることで、酸素を発生させる。すなわち、本実施の形態では、容器３８全体（又は一部）が、カプセル型医療装置３０外部から酸素を透過してこれをカプセル型医療装置３０内に取り込むガス透過部（酸素供給手段）として機能すると共に、キャップ３９全体（又は一部）と酸素発生部３７とが、燃料電池１７に酸素を供給する酸素供給手段として機能する。

水（Ｈ_２Ｏ）と反応して酸素（Ｏ_２）を発生する物質としては、上述した過酸化マグネシウムがある。ただし、これに限定されず、その他の無機過酸化物など、被検体９００内に存在する液体と反応して酸素を発生させることが可能な物質であれば如何なるものも適用することが可能である。なお、その場合、キャップ３９は、酸素発生部３７が保持する物質と反応して酸素を発生させる液体の透過性を備える材料で形成される。

キャップ３９内部と容器３８内部とは、キャップ３９内に浸入した水が容器３８内に浸入することを防止するために、酸素透過性を備え且つ水密性を備えたフィルム３９ａで間仕切られている。すなわち、容器３８が形成する水に対して密閉された第１の空間（水密空間）内に各モジュール（１１、１２、１３及び１４）と燃料電池１７と電源回路１６とが収容される。一方、酸素発生部３７は、キャップ３９が形成する水の浸入が可能な第２の空間（非水密空間）内に収容され、浸入した水と反応することで酸素を発生させる。

ただし、キャップ３９内に浸入した水と酸素発生部３７が保持する物質とが反応することで発生した酸素は、フィルム３９ａを介して容器３８内に移動することが可能である。したがって、燃料電池１７は、容器３８を介して取り込まれた酸素だけに限らず、フィルム３９ａを介してキャップ３９側から容器３８内に取り込まれた酸素を燃料として電力を発生させることが可能となる。

その他の構成は、上述した本発明の実施の形態１（変形例１〜４も含む）または実施の形態２と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

以上のような構成を備えることで、上述した本発明の実施の形態１と同様に、小型で且つ大容量の電力源を搭載したカプセル型医療装置３０を実現することが可能である。

また、上記実施の形態は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、仕様等に応じて種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施の形態が可能であることは上記記載から自明である。

本発明の実施の形態１〜３による医療システムの概略構成を示す模式図である。本発明の実施の形態１〜３による医療システムを構成する各装置の概略構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態１によるカプセル型医療装置の概略構成を示す外観図である。本発明の実施の形態１によるカプセル型医療装置の内部構成を示す断面図である。本発明の実施の形態１〜３によるカプセル型医療装置の不使用時の保管例を示す図である。本発明の実施の形態１の変形例１による容器の概略構成を示す側視図である。図６におけるＡ−Ａ断面図である。図６におけるＢ−Ｂ断面図である。本発明の実施の形態１の変形例２による容器の概略構成を示す側視図である。図９におけるＣ−Ｃ断面図である。本発明の実施の形態１の変形例３による容器の概略構成を示す側視図である。図１１におけるＤ−Ｄ断面図である。本発明の実施の形態１の変形例４によるカプセル型医療装置の概略構成を示す断面図である。本発明の実施の形態１の変形例４によるカプセル型医療装置の不使用時の保管例を示す図である。本発明の実施の形態１の変形例５によるカプセル型医療装置の概略構成を示す図である。本発明の実施の形態１の変形例５による他のカプセル型医療装置の概略構成を示す図である。本発明の実施の形態２によるカプセル型医療装置の内部構成を示す断面図である。本発明の実施の形態３によるカプセル型医療装置の内部構成を示す断面図である。

符号の説明

１医療システム
１０、１０Ａ、２０、３０カプセル型医療装置
１１画像処理モジュール
１２無線モジュール
１２ａアンテナ
１３、１３Ａ、１３Ｂ撮像モジュール
１３ａ撮像素子
１３ｂ対物レンズ
１４、１４Ａ、１４Ｂ照明モジュール
１６電源回路
１７燃料電池
１８、１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄ、２８、３８容器
１８ａベース容器
１８ｂ酸素透過部
１８ｃ、１８ｄ酸素透過膜
１９、１９Ａ、１９Ｂ、３９キャップ
２７、３７酸素発生部
３９ａフィルム
２０１袋状容器
２０２封止部
２１１フィルム

Claims

被検体内に導入される被検体内導入装置であって、
所定の動作を実行するモジュールと、
酸素と反応して電力を発生させる燃料電池と、
前記燃料電池が発生した電力を前記モジュールに供給する電源回路と、
水密空間を形成し、前記モジュールと前記燃料電池と前記電源回路とを前記水密空間内に収容する筐体と、
前記水密空間内の前記燃料電池に酸素を供給する酸素供給手段と、
を備え、
前記酸素供給手段は、
前記筐体の少なくとも一部に形成されて酸素を前記水密空間内に透過させる酸素透過部と、
前記水密空間と前記酸素透過部を介して隣接する非水密空間を形成する容器と、
水と反応して酸素を発生させる酸素発生部と、
を含み、
前記酸素発生部は、前記容器内に収容されていることを特徴とする被検体内導入装置。
前記酸素発生部は、過酸化マグネシウムよりなることを特徴とする請求項１に記載の被検体内導入装置。
前記燃料電池は、空気亜鉛電池、または、酸素と糖分とから電気エネルギーを生成し得るバイオ燃料電池よりなることを特徴とする請求項１または２に記載の被検体内導入装置。
被検体内に導入される被検体内導入装置であって、
所定の動作を実行するモジュールと、
酸素と反応して電力を発生させる燃料電池と、
前記燃料電池が発生した電力を前記モジュールに供給する電源回路と、
水密空間を形成し、前記モジュールと前記燃料電池と前記電源回路とを前記水密空間内に収容する筐体と、
前記水密空間内の前記燃料電池に酸素を供給する酸素供給手段と、
不使用時に前記酸素供給手段による前記燃料電池への酸素の供給を抑制する酸素供給抑制手段と、
を備え、前記酸素供給抑制手段は、当該被検体内導入装置を収容する気密性を備えた容器、または、前記筐体におけるガス透過性を備えた部分を覆う気密性を備えたフィルムであることを特徴とする被検体内導入装置。
被検体内に導入される被検体内導入装置であって、
所定の動作を実行するモジュールと、
酸素と反応して電力を発生させる燃料電池と、
前記燃料電池が発生した電力を前記モジュールに供給する電源回路と、
水密空間を形成し、前記モジュールと前記燃料電池と前記電源回路とを前記水密空間内に収容する筐体と、
前記水密空間内の前記燃料電池に酸素を供給する酸素供給手段と、
不使用時に前記酸素供給手段による前記燃料電池への酸素の供給を抑制する酸素供給抑制手段と、
を備え、未使用時の前記筐体内部には、前記燃料電池と反応しないガスが充填されていることを特徴とする被検体内導入装置。
被検体内に導入される被検体内導入装置であって、
所定の動作を実行するモジュールと、
酸素と反応して電力を発生させる燃料電池と、
前記燃料電池が発生した電力を前記モジュールに供給する電源回路と、
水密空間を形成し、前記モジュールと前記燃料電池と前記電源回路とを前記水密空間内に収容する筐体と、
前記水密空間内の前記燃料電池に酸素を供給する酸素供給手段と、
を備え、
前記酸素供給手段は、前記筐体の少なくとも一部に形成されて酸素を前記水密空間内に透過させる酸素透過部を有し、
当該被検体内導入装置は、液体の水面に浮くように構成されるとともに、当該被検体内導入装置の重心を当該被検体内導入装置の長手方向の一方の端側に片寄らせ、
前記酸素透過部は、当該被検体内導入装置における水面から突出する位置に設けられることを特徴とする被検体内導入装置。