JP5389377B2 - アンテナユニット - Google Patents

Description

本発明は、患者等の被検体に配置され、この被検体内部のカプセル型医療装置によって無線送信された体内情報を被検体外部の受信装置に中継するアンテナユニットに関するものである。

従来から、医療分野においては、撮像機能と無線通信機能とを備えた飲込み型のカプセル型医療装置が登場している。カプセル型医療装置は、一般に、被検体内部の観察のために被検体の口から飲込まれ、その後、蠕動運動等によって被検体の臓器内部を移動しつつ、被検体の臓器内部の画像を順次撮像し、得られた体内画像を含む無線信号を被検体外部に順次無線送信する。以下、被検体の臓器内部の画像を体内画像とも記載する。カプセル型医療装置は、被検体の外部に自然排出されるまでの期間、かかる被検体の体内画像の撮像および無線送信を順次繰り返す。

かかる被検体内部のカプセル型医療装置が無線送信した体内画像は、被検体外部の受信装置によって受信される。受信装置は、被検体の体表面上に配置される受信アンテナを有し、かかる受信アンテナを介してカプセル型医療装置からの無線信号を受信する。受信装置は、この受信した無線信号に含まれる体内画像を取得する。また、受信装置には予め所定の記録媒体が挿着され、受信装置は、このカプセル型医療装置から受信した被検体の体内画像を記録媒体内に順次記録する。

かかる受信装置内の記録媒体は、カプセル型医療装置が被検体の外部に自然排出された後、受信装置から取り外され、所定の画像表示装置に挿着される。画像表示装置は、この記録媒体内の画像データ群、すなわちカプセル型医療装置によって撮像された被検体の体内画像群を取り込み、得られた体内画像群をディスプレイに表示する。医師または看護師等のユーザは、かかる画像表示装置に表示させた体内画像群を観察することによって、被検体の診断を行うことができる。

このように体内画像、すなわち被検体内部のカプセル型医療装置からの無線信号を受信する装置として、例えば、人体の腹部外面または背部外面に複数取り付けられる体外受信器が提案されている（特許文献１参照）。この特許文献１に記載された体外受信器は、被検体内部のカプセル内視鏡から送信された画像信号を受信し、この受信した画像信号を画像記録装置に送信する。

特開２００７−８２６６４号公報

ところで、上述したように被検体内部のカプセル型医療装置からの無線信号を受信する受信アンテナは、一般に、被検体外部の受信装置とケーブルを介して接続され、このケーブルを介してカプセル型医療装置からの無線信号を受信装置に送信する。このため、被検体に配置する受信アンテナの位置および方向の自由度は、ケーブルを介して接続された受信装置の位置によって制限され、これに起因して、被検体に受信アンテナを取り付ける際に煩雑な作業を要する。また、被検体は、かかる受信装置と受信アンテナとを接続するケーブルに細心の注意を払って行動しなければならない。

なお、このように被検体内部のカプセル型医療装置が取得した体内画像等の体内情報を取得するシステムにおいては、カプセル型医療装置からの無線信号を被検体外部の受信装置に中継可能なアンテナユニットであって、被検体の負担を軽減できるとともに、被検体に容易に配置可能なアンテナユニットが要望されている。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、被検体内部のカプセル型医療装置が取得した体内情報を受信する際に被検体に掛かる負担を軽減できるとともに、被検体に容易に配置可能なアンテナユニットを提供することを目的とする。

本願発明者等は、被検体内部のカプセル型医療装置からの無線信号を被検体外部の受信装置に中継するアンテナユニットの通信形態を工夫することにより、上記課題を解決できることを見出した。すなわち、本願発明は、体内にカプセル型医療装置を導入した被検体に配置され、前記カプセル型医療装置が取得した前記被検体の体内情報を外部の受信装置に中継するアンテナユニットにおいて、前記カプセル型医療装置が送信した前記被検体の体内情報を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナが受信した前記被検体の体内情報を受信し、この受信した体内情報を含む無線信号を生成する無線信号生成部と、前記無線信号生成部が生成した前記無線信号を前記外部の受信装置に送信する送信アンテナと、前記無線信号生成部に電力を供給する電力供給部と、前記受信アンテナ、前記無線信号生成部、前記送信アンテナおよび前記電力供給部を搭載する柔軟な外装部と、を備え、前記電力供給部は、前記外装部の変形に追従して変形自在な柔軟性を有することを特徴とするアンテナユニットにより、上記課題を解決する。

本発明にかかるアンテナユニットは、薄く柔軟な電力供給部を備え、被検体内部のカプセル型医療装置からの無線信号を、ケーブルを介さずに外部の受信装置に中継するので、ユニットの薄型化、軽量化を実現できるとともに、ケーブルを介して外部の受信装置と接続する必要がなくなり、この結果、被検体内部のカプセル型医療装置が取得した体内情報を受信する際に被検体にかかる負担を軽減できるとともに、被検体に容易に配置できるという効果を奏する。

以下、図面を参照して、本発明にかかるアンテナユニットの好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下では、本発明にかかるアンテナユニットの一例として、被検体の体内情報の一例である、被検体内部のカプセル型医療装置が撮像した体内画像を被検体外部の受信装置に中継するアンテナユニットを例示するが、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかるアンテナユニットを有する被検体内情報取得システムの一構成例を示す模式図である。この実施の形態１にかかる被検体内情報取得システムは、被検体１の体内情報の一例である体内画像を取得するためのものである。すなわち、図１に示すように、この被検体内情報取得システムは、被検体１の体内画像を撮像するカプセル型医療装置２と、被検体１の体内画像を受信する受信装置３と、被検体１内部のカプセル型医療装置からの無線信号を被検体１外部の受信装置３に中継する複数のアンテナユニット４ａ〜４ｈと、被検体１の体内画像等の各種情報を表示する画像表示装置５と、受信装置３と画像表示装置５との間のデータの受け渡しを行うための記録媒体６とを備える。

カプセル型医療装置２は、撮像機能と無線通信機能とを備えたカプセル型の医療装置である。具体的には、カプセル型医療装置２は、経口摂取等によって被検体１の内部に導入され、その後、蠕動運動等によって被検体１の消化管内部を移動し、最終的に被検体１の外部に自然排出される。かかるカプセル型医療装置２は、被検体１の内部に導入されてから被検体１の外部に自然排出されるまでの期間、例えば０．５秒間隔といった所定の時間間隔で被検体１の体内画像を順次撮像し、得られた体内画像の画像信号を被検体１の外部に順次無線送信する。

受信装置３は、被検体１の体内画像群を受信し、蓄積するためのものである。具体的には、受信装置３は、体内にカプセル型医療装置２を導入する被検体１に装着される携帯型の装置であり、複数のアンテナユニット４ａ〜４ｈのうちの少なくとも一つと無線通信を行うための受信アンテナを備える。かかる受信装置３は、これら複数のアンテナユニット４ａ〜４ｈを介して被検体１内部のカプセル型医療装置からの無線信号を受信し、その都度、受信した無線信号に含まれる画像データ、すなわちカプセル型医療装置１が撮像した被検体１の体内画像を取得する。また、受信装置３には、記録媒体６が着脱可能に挿着される。受信装置３は、取得した被検体１の体内画像群を記録媒体６内に蓄積する。

なお、かかる受信装置３は、被検体１の消化管内部全体または小腸、もしくは大腸等の腸管内部等の体内の深部の体内画像を受信する場合、被検体１内部にカプセル型医療装置２を導入してから検査対象の体内画像群を受信完了するまでに、例えば数時間以上という比較的長時間を要するため、図１に示すように被検体１に携帯される。一方、受信装置３は、食道内部または胃内部等の口腔に近い部位の体内画像を受信する場合、被検体１に携帯されなくてもよく、例えば、被検体１が存在する室内のように、被検体１から所定範囲内の位置に配置されてもよい。かかる受信装置３の携帯または配置によって、被検体１は、受信装置３が被検体１の体内画像群を取得完了するまでの期間、自由に行動することができる。

アンテナユニット４ａ〜４ｈは、体内にカプセル型医療装置２を導入する被検体１に分散配置され、この被検体１内部のカプセル型医療装置２が取得した被検体１の体内画像を被検体１外部の受信装置３に中継する。具体的には、アンテナユニット４ａ〜４ｈは、被検体１の体表面上に粘着材等によって分散的に取り付けられる。かかるアンテナユニット４ａ〜４ｈの各々は、被検体１内部のカプセル型医療装置２が送信した体内画像の無線信号を外部の受信装置３に中継する。この場合、アンテナユニット４ａ〜４ｈの各々は、このカプセル型医療装置２からの無線信号を受信し、その都度、受信した無線信号に対して所定の通信処理を行って、この通信処理済みの無線信号（すなわち被検体１の体内画像を含む無線信号）を外部の受信装置３に無線送信する。

なお、アンテナユニット４ａ〜４ｈは、被検体１に着用させる衣服に分散配置され、このジャケットを被検体１に装着させることによって被検体１の体表上に配置されてもよい。また、本発明にかかるアンテナユニットの被検体１への配置数は、１以上であればよく、特に８つに限定されない。

画像表示装置５は、カプセル型医療装置２によって撮像された被検体１の体内画像等の各種情報を表示するワークステーションのような構成を有する。具体的には、画像表示装置５は、受信装置３から取り外された記録媒体６を挿着され、この記録媒体６内に蓄積された被検体１の体内画像群等を取り込む。画像表示装置５は、医師または看護師等のユーザによる操作に対応して、この被検体１の体内画像群をディスプレイに表示する。また、画像表示装置５は、被検体１の体内画像を観察して被検体１を診断するための処理機能を有する。

記録媒体６は、可搬型の記録メディアであり、上述した受信装置３と画像表示装置５との間におけるデータの受け渡しを行うためのものである。具体的には、記録媒体６は、受信装置３および画像表示装置５に対して着脱可能であって、両者に対する挿着時にデータの出力および記録が可能な構造を有する。かかる記録媒体６は、受信装置３に挿着された場合、受信装置３が受信した被検体１の体内画像群等を蓄積し、画像表示装置５に挿着された場合、被検体１の体内画像等の蓄積データを画像表示装置５に出力する。

つぎに、本発明の実施の形態１にかかるアンテナユニット４ａ〜４ｈの構成について説明する。図２は、本発明の実施の形態１にかかるアンテナユニットの一構成例を示す模式図である。図３は、図２に示すアンテナユニットを方向Ａから見た側面模式図である。なお、図２では、アンテナユニット４ａの内部部品の説明を容易にするために、後述するカバー部１０ｂである外装部１０の上層を省略している。また、以下では、アンテナユニット４ａ〜４ｈのうちのアンテナユニット４ａについて説明するが、残りのアンテナユニット４ｂ〜４ｈは、このアンテナユニット４ａと同じ構成を有する。

図２，３に示すように、アンテナユニット４ａは、柔軟な外装部１０と、被検体１内部のカプセル型医療装置２が無線送信した体内画像を受信する受信アンテナ１１と、このカプセル型医療装置２から受信した体内画像を外部の受信装置３に無線送信する送信アンテナ１２と、送信アンテナ１２を介して受信装置３に無線送信する体内画像の無線信号を生成する送受信回路１３と、送受信回路１３に電力を供給する電池１４とを備える。電池１４は送受信回路１３に直接電力を供給してもよいし、レギュレータ、ＤＣＤＣコンバータなどの図示しない電圧生成部を介して送受信回路１３に電力を供給してもよい。

外装部１０は、柔軟性を有し、アンテナユニット４ａの各構成部、つまり受信アンテナ１１、送信アンテナ１２、送受信回路１３および電池１４を搭載する。具体的には、外装部１０は、外力によって容易に変形可能なフレキシブル回路基板１０ａとカバー部１０ｂとによって実現される。フレキシブル回路基板１０ａは、ポリイミド等の樹脂部材を用いて実現される柔軟な回路基板であり、送受信回路１３の機能を実現するために必要な回路を予め設けられる。かかるフレキシブル回路基板１０ａには、受信アンテナ１１、送信アンテナ１２、送受信回路１３および電池１４が実装される。受信アンテナ、または送信アンテナはフレキシブル回路基板１０ａに回路パターンとして直接形成することも可能である。カバー部１０ｂは、ポリ塩化ビニルまたはポリプロピレン等の樹脂材料を用いて実現される柔軟な絶縁部材であり、例えばラミネート加工といった所定の加工方法によってフレキシブル回路基板１０ａに取り付けられる。かかるカバー部１０ｂは、フレキシブル回路基板１０ａ上に実装または搭載された、受信アンテナ１１、送信アンテナ１２、送受信回路１３および電池１４等の各部品を覆う。

かかるフレキシブル回路基板１０ａとカバー部１０ｂとによって実現される外装部１０は、外力の作用（例えば被検体１の体表面から受ける力）によって容易に変形可能な柔軟性を維持しつつ、受信アンテナ１１、送信アンテナ１２、送受信回路１３および電池１４を内包する。また、かかる外装部１０は、フレキシブル回路基板１０ａまたはカバー部１０ｂの外表面上に粘着部材を備え、被検体１の体表面上に着脱可能に取り付けられるようにしてもよい。

受信アンテナ１１は、銅箔等の薄い金属部材によって形成される柔軟なアンテナであり、被検体１内部のカプセル型医療装置２からの無線信号を受信し、この受信した無線信号を送受信回路１３に伝達する。送信アンテナ１２は、送受信回路１３によって生成された無線信号を外部の受信装置３に送信する。送受信回路１３がカプセル型医療装置２からの無線信号受信中に受信装置３に無線信号を送信する場合には、受信装置３への無線信号はカプセル型医療装置２から送信される無線信号と異なる周波数であることが望ましい。受信装置３への無線信号がカプセル型医療装置２から送信される無線信号よりも高い周波数である場合には、送信アンテナ１２を小型にできるという効果がある。また、受信装置３への無線信号がカプセル型医療装置２から送信される無線信号と同じ周波数である場合には、受信装置３への無線信号送信をカプセル型無線装置からの無線信号受信とは異なる期間に行うといった時分割送受信が望ましい。なお、かかる受信アンテナ１１が受信する無線信号および送信アンテナ１２が送信する無線信号には、上述したカプセル型医療装置２が撮像した被検体１の体内画像のデータが含まれる。

送受信回路１３は、受信アンテナ１１が受信した被検体１の体内画像を含む無線信号を生成する無線信号生成部としての機能を有する。具体的には、送受信回路１３は、受信アンテナ１１を介してカプセル型医療装置２からの無線信号を受信し、その都度、この受信信号に対して所定の通信処理を行って、外部の受信装置３が受信可能な無線信号を生成する。なお、かかる送受信回路１３が生成した無線信号には、カプセル型医療装置２が撮像した被検体１の体内画像のデータが含まれる。送受信回路１３は、この生成した無線信号を、送信アンテナ１２を介して外部の受信装置３に送信する。

電池１４は、上述した送受信回路１３に電力を供給する電力供給部として機能する。具体的には、電池１４は、例えばシート状の電池であり、ボタン型電池または乾電池等に比して極めて薄く且つ軽量である。かかる電池１４は、外装部１０のフレキシブル回路基板１０ａに搭載された状態において、図示しないスイッチ部によってオン状態に切り替えられた際に電極９を介して送受信回路１３に電力を供給する。なお、電池１４は、このスイッチ部によってオフ状態に切り替えられた際に送受信回路１３への電力供給を停止する。ここで、送受信回路１３への電力の供給は電池１４から直接行われてもよいし、送受信回路１３と電池１４との間に設けられたレギュレータやＤＣＤＣコンバータのような図示しない電圧生成部を介して行われてもよい。また、電池１４は、外力の作用による外装部１０の変形に追従して変形自在な柔軟性を有する。すなわち、電池１４は、被検体１の動きに合わせて外装部１０が変形した際、この外装部１０の変形に追従して容易に変形する。

つぎに、本発明の実施の形態１にかかるアンテナユニット４ａの送受信回路１３について詳細に説明する。図４は、本発明の実施の形態１にかかるアンテナユニットの一機能構成例を模式的に示すブロック図である。図４に示すように、アンテナユニット４ａの送受信回路１３は、受信アンテナ１１の受信信号を増幅する受信用増幅部１５と、所定の高周波信号を発信する局部発信部１６と、カプセル型医療装置２からの受信信号の周波数を変換する周波数変換部１７と、周波数変換後の無線信号から不要な周波数成分を除去する帯域フィルタ１８と、送信アンテナ１２を介して外部の受信装置３に送信する無線信号を増幅する送信用増幅部１９とを備える。

受信用増幅部１５は、受信アンテナ１１で受信したカプセル型医療装置２からの無線信号、すなわちカプセル型医療装置２が撮像した被検体１の体内画像の画像信号を増幅する。受信用増幅部１５は、この増幅した受信信号を周波数変換部１７に送信する。

周波数変換部１７は、カプセル型医療装置２から送信された無線信号と局部発信部１６からの高周波信号とをもとに、外部の受信装置３が受信可能な無線信号を生成する。具体的には、周波数変換部１７は、受信用増幅部１５によって増幅された受信信号、すなわちカプセル型医療装置２からの無線信号と局部発信部１６からの高周波信号とを混合処理し、これによって、この受信信号をより高周波数の信号に変換する。このように周波数変換部１７が受信信号を周波数変換して生成される無線信号は、カプセル型医療装置２からの無線信号を高周波化した信号であって、外部の受信装置３が受信可能な無線信号である。周波数変換部１７は、かかる高周波化した無線信号を帯域フィルタ１８に送信する。周波数変換部１７で周波数を高くする場合には送信アンテナ１２を小型にできるという利点がある。

帯域フィルタ１８は、周波数変換部１７によって入力された無線信号の中から所定の周波数帯域内の信号成分を通過させるとともに、この周波数帯域外の不要な信号成分を減衰させる。送信用増幅部１９は、かかる帯域フィルタ１８によって不要な信号成分が除去された無線信号を増幅する。かかる送信用増幅部１９によって増幅された無線信号は、上述した被検体１の体内画像のデータを含む無線信号であり、送信アンテナ１２を介して外部に送信された後、上述した受信装置３に受信される。

以上、説明したように、本発明の実施の形態１では、外力の作用によって容易に変形可能である柔軟な外装部の一部分を構成するフレキシブル回路基板上に、被検体内部のカプセル型医療装置からの無線信号を受信する受信アンテナと、この受信アンテナが受信した無線信号を高周波化する送受信回路と、この送受信回路によって高周波化された無線信号を外部の受信装置に送信する送信アンテナと、この送受信回路に電力を供給するシート状の電池とを搭載し、この電池が、外装部の変形に追従して変形自在な柔軟性を有するように構成した。このため、この実施の形態１にかかるアンテナユニットは、被検体内部のカプセル型医療装置からの無線信号を、ケーブルを介さずに外部の受信装置に中継できるとともに、被検体の動きに合わせて変形可能な柔軟性を確保でき、さらには、薄化、軽量化を促進できる。これによって、ケーブルを介して外部の受信装置とアンテナユニットとを接続する必要がなく、外部の受信装置の位置またはケーブルに制限されずに被検体における所望の位置にアンテナユニットを容易に取り付けられるとともに、被検体にアンテナユニットを配置した際、特に体表面に直接取り付けた際に被検体に生じる違和感を解消でき、この結果、被検体内部のカプセル型医療装置が取得した体内情報を受信する際に被検体にかかる負担を軽減できるとともに、被検体に容易に配置可能なアンテナユニットを実現することができる。

また、被検体内部のカプセル型医療装置から受信した無線信号を周波数変換処理して外部の受信装置に中継しているので、アンテナユニットに搭載する送受信回路の回路規模を小型化することができ、これによって、アンテナユニットの小型化、軽量化を促進できる。さらに、この周波数変換処理においてカプセル型医療装置からの無線信号を高周波化しているので、外部の受信装置に無線信号を送信するアンテナユニットの送信アンテナを小型化することができ、これによって、アンテナユニットの小型化、軽量化を一層促進できる。

（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、柔軟な外装部１０の一部分（回路層）であるフレキシブル回路基板１０ａに受信アンテナ１１、送信アンテナ１２、送受信回路１３および電池１４を搭載していたが、この実施の形態２では、電池外装部がアンテナユニットの外装部を兼ねるようにし、この電池外装部を形成する封止部材上に、受信アンテナ１１、送信アンテナ１２および送受信回路１３等を搭載している。

図５は、本発明の実施の形態２にかかるアンテナユニットの一構成例を示す模式図である。図６は、図５に示すアンテナユニットのＢ−Ｂ線断面模式図である。なお、図５では、この実施の形態２にかかるアンテナユニットの内部部品の説明を容易にするために、外装部の上層すなわち図６の上層封止部材２６ｂを省略している。

図５，６に示すように、この実施の形態２にかかるアンテナユニット２４ａは、上述した実施の形態１にかかるアンテナユニット４ａの電池１４に代えて電池２５を備える。この電池２５の外装部である電池外装部２５ｂは、電池２５の機能部である電池内容物２５ａ等を内包（封止）するとともに、このアンテナユニット２４ａ全体の外装部としても機能する。その他の構成は実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。

なお、本発明の実施の形態２にかかる被検体内情報取得システムは、特に図示しないが、図１に示した実施の形態１にかかる被検体内情報取得システムのアンテナユニット４ａ〜４ｈに代えてアンテナユニット２４ａ〜２４ｈを備える。以下では、かかるアンテナユニット２４ａ〜２４ｈのうちのアンテナユニット２４ａについて説明するが、残りのアンテナユニット２４ｂ〜２４ｈは、このアンテナユニット２４ａと同じ構成を有する。

電池２５は、例えばリチウムポリマー電池等のポリマー電池であり、電池機能部である電池内容物２５ａと、少なくとも電池内容物２５ａを内包する電池外装部２５ｂとを備える。電池内容物２５ａは、ゲル状電解質等の柔軟性を有する部材によって構成され、上述した送受信回路１３に電力を供給する電力供給部として機能する。具体的には、電池内容物２５ａは、電池外装部２５ｂの内部（詳細には、後述する下層封止部材２６ａ上）に配置された電極９を介して送受信回路１３と接続される。電池内容物２５ａは、電池外装部２５ａに内包された状態において、図示しないスイッチ部によってオン状態に切り替えられた際に電極９を介して送受信回路１３に電力を供給する。なお、電池内容物２５ａは、このスイッチ部によってオフ状態に切り替えられた際に送受信回路１３への電力供給を停止する。ここで、送受信回路１３への電力の供給は電池１４から直接行われてもよいし、送受信回路１３と電池１４との間に設けられたレギュレータやＤＣＤＣコンバータのような図示しない電圧生成部を介して行われてもよい。

電池外装部２５ｂは、少なくとも電池内容物２５ａを内包する一対の封止部材である下層封止部材２６ａと上層封止部材２６ｂとによって実現される。下層封止部材２６ａは、アンテナユニット２４ａ全体の外装部の下層側を担う封止部材であり、上述した実施の形態１にかかるアンテナユニット４ａのフレキシブル回路基板１０ａの代わりに、送受信回路１３の機能を実現するために必要な回路を予め設けられる。かかる下層封止部材２６ａには、電池内容物２５ａと、上述した受信アンテナ１１と、送信アンテナ１２と、送受信回路１３とが搭載される。このようにアンテナユニット２４ａの各部品を搭載する下層封止部材２６ａは、柔軟な樹脂部材によって実現され、上述したフレキシブル回路基板１０ａと同様に、外力の作用によって容易に変形可能なフレキシブルな回路基板としても機能する。なお、かかる下層封止部材２６ａを実現する樹脂材料として、例えば、ポリイミド、ポリエーテルニトリル等が挙げられる。

上層封止部材２６ｂは、上述した実施の形態１にかかるアンテナユニット４ａのカバー部１０ｂの代わりに、アンテナユニット２４ａ全体の外装部の上層側を担う封止部材である。かかる上層封止部材２６ｂは、柔軟な樹脂部材によって実現され、下層封止部材２６ａ上に搭載（実装）された各部品（電池内容物２５ａ、受信アンテナ１１、送信アンテナ１２および送受信回路１３）を覆う。なお、かかる上層封止部材２６ｂを実現する樹脂材料として、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタラート、ポリエステル、ポリオレフィン等が挙げられる。

かかる柔軟な下層封止部材２６ａと上層封止部材２６ｂとによって実現される電池外装部２５ｂは、外力の作用（例えば被検体１の体表面から受ける力）によって容易に変形可能な柔軟性を維持しつつ、受信アンテナ１１、送信アンテナ１２、送受信回路１３および電池内容物２５ａを内包（封止）する。また、かかる電池外装部２５ｂは、下層封止部材２６ａまたは上層封止部材２６ｂの外表面上に粘着部材を備え、被検体１の体表面上に着脱可能に取り付けられるようにしてもよい。

つぎに、上述した電池外装部２５ｂに内包される電池内容物２５ａについて説明する。図７は、本発明の実施の形態２にかかるアンテナユニットの電池内容物の層構造を例示する模式図である。図７に示すように、この実施の形態２にかかるアンテナユニット２４ａにおける電池内容物２５ａは、電池２５の正極として機能する正極部２０と、電池２５の負極として機能する負極部２１と、電解質によってポリマーを膨潤させたゲル状電解質２２と、正極部２０と負極部２１との間に介在するセパレータ２３とを備える。また、正極部２０は、正極集電体２０ａと正極活物質２０ｂからなり、負極部２１は、負極集電体２１ａと負極活物質２１ｂからなる。

ゲル状電解質２２およびセパレータ２３は、正極部２０と負極部２１との間に積層される。この場合、ゲル状電解質２２の層は正極部２０側に形成され、セパレータ２３の層は負極部２１側に形成される。正極活物質２０ｂは、正極集電体２０ａとゲル状電解質２２との間に積層され、正極集電体２０ａは、この正極活物質２０ｂの上層に積層される。負極活物質２１ｂは、負極集電体２１ａとセパレータ２３との間に積層され、負極集電体２１ａは、この負極活物質２１ｂの下層に積層される。

かかる多段の積層構造を有する電池内容物２５ａは、シート状に形成可能であり、外力の作用による電池外装部２５ｂの変形に追従して変形自在な柔軟性を有する。すなわち、電池内容物２５ａは、被検体１の動きに合わせて電池外装部２５ｂが変形した際、この電池外装部２５ｂの変形に追従して容易に変形する。

上述した電池内容物２５ａを電池外装部２５ｂによって封止して実現される電池２５は、ボタン型電池または乾電池等に比して極めて薄く且つ軽量であり、被検体１の体表面に取り付けられた状態において、この被検体１の動きに合わせて柔軟に変形する。また、かかる電池外装部２５ｂをユニット全体の外装部とするアンテナユニット２４ａは、ユニット全体の外装部内に電池単体つまり電池外装部内に電池内容物を備えた態様の電池を内包する場合に比して一層の薄化、軽量化が可能である。

以上、説明したように、本発明の実施の形態２では、外力の作用によって容易に変形可能であり、電池機能部である電池内容物を封止する柔軟な電池外装部をユニット全体の外装部として用い、この電池外装部に、被検体内部のカプセル型医療装置からの無線信号を受信する受信アンテナと、この受信アンテナが受信した無線信号を高周波化する送受信回路と、この送受信回路によって高周波化された無線信号を外部の受信装置に送信する送信アンテナとを搭載し、この電池内容物が、この電池外装部の変形に追従して変形自在な柔軟性を有するようにし、その他を実施の形態１と同様に構成した。このため、上述した実施の形態１と同様の作用効果を享受するとともに、カバー部材等によってフレキシブル回路基板に電池単体を固定する構造を必要とせず、これによって、外装部内に電池単体を搭載する場合に比して薄化、軽量化を一層促進できるアンテナユニットを実現することができる。

（実施の形態３）
つぎに、本発明の実施の形態３について説明する。上述した実施の形態１では、外装部１０の一部分であるフレキシブル回路基板１０ａ上であって受信アンテナ１１の外側に、送信アンテナ１２、送受信回路１３および電池１４を配置していたが、この実施の形態３では、フレキシブル回路基板１０ａ上のうちの受信アンテナによって囲まれた内側領域内に、送信アンテナ１２、送受信回路１３および電池１４を配置している。

図８は、本発明の実施の形態３にかかるアンテナユニットの一構成例を示す模式図である。図９は、図８に示すアンテナユニットを方向Ａから見た側面模式図である。なお、図８では、この実施の形態３にかかるアンテナユニットの内部部品の説明を容易にするために、カバー部１０ｂである外装部１０の上層を省略している。

図８，９に示すように、この実施の形態３にかかるアンテナユニット３４ａは、上述した実施の形態１にかかるアンテナユニット４ａの受信アンテナ１１に代えて受信アンテナ３１を備える。この場合、アンテナユニット３４ａの送信アンテナ１２、送受信回路１３および電池１４は、フレキシブル回路基板１０ａ上のうちの受信アンテナ３１によって囲まれる内側領域に配置される。その他の構成は実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。

なお、本発明の実施の形態３にかかる被検体内情報取得システムは、特に図示しないが、図１に示した実施の形態１にかかる被検体内情報取得システムのアンテナユニット４ａ〜４ｈに代えてアンテナユニット３４ａ〜３４ｈを備える。以下では、かかるアンテナユニット３４ａ〜３４ｈのうちのアンテナユニット３４ａについて説明するが、残りのアンテナユニット３４ｂ〜３４ｈは、このアンテナユニット３４ａと同じ構成を有する。

受信アンテナ３１は、銅箔等の薄い金属部材によって形成される柔軟なアンテナであり、図８に示すように外装部１０の一部分であるフレキシブル回路基板１０ａの周縁近傍に配置される。かかる受信アンテナ３１は、フレキシブル回路基板１０ａ上の範囲内において可能な限り広い開口面積をなす。この場合、かかる受信アンテナ３１の開口面積は、フレキシブル回路基板１０ａの基板面積未満であり、且つ、送信アンテナ１２、送受信回路１３および電池１４の各実装領域を確保可能な面積以上である。かかる広開口面積をなす受信アンテナ３１は、上述した実施の形態１における受信アンテナ１１に比して高い感度を有し、被検体１内部のカプセル型医療装置２からの無線信号の受信をより高感度に行い、この受信した無線信号を送受信回路１３に送信する。なお、ここでいう受信アンテナ３１の開口面積は、受信アンテナ３１の内周によって囲まれる開口領域の面積である。

ここで、この実施の形態３にかかるアンテナユニット３４ａの送信アンテナ１２、送受信回路１３および電池１４は、図８に示したように、フレキシブル回路基板１０ａ上であって受信アンテナ３１によって囲まれる内側領域に配置される。かかるフレキシブル回路基板１０ａ上の各部品、つまり受信アンテナ３１、送信アンテナ１２、送受信回路１３および電池１４を覆うカバー部１０ｂは、受信アンテナ３１のアンテナ特性の劣化を防止するために金属を含まないことが望ましく、例えば、シート状のセラミックまたは樹脂等の柔軟な絶縁部材によって形成されることが望ましい。なお、かかるカバー部１０ｂを実現する樹脂材料として、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタラート、ポリエステル、ポリオレフィン等が挙げられる。

以上、説明したように、本発明の実施の形態３では、被検体内部のカプセル型医療装置からの無線信号を受信する受信アンテナを外装部の周縁部近傍に配置し、この受信アンテナによって囲まれる内側の基板領域に、この受信アンテナが受信した無線信号を高周波化する送受信回路と、この送受信回路によって高周波化された無線信号を外部の受信装置に送信する送信アンテナと、この送受信回路に電力を供給する電池とを搭載するようにし、その他を実施の形態１と同様に構成した。このため、外装部の範囲内において可能な限り受信アンテナの開口面積を広くすることができ、これによって、受信アンテナの受信感度を一層高めることができるとともに、この受信アンテナによって囲まれる内側領域を電池等の部品の実装領域として有効活用でき、この結果、上述した実施の形態１と同様の作用効果を享受するとともに、被検体内部のカプセル型医療装置からの無線信号をより高感度で受信可能なアンテナユニットを実現することができる。

また、この受信アンテナによって囲まれる内側領域を電池等の部品の実装領域として有効活用しているので、外装部内に送受信回路および電池等の各部品を高密度に実装することができ、これによって、アンテナユニットの小型化を促進することができる。

さらに、絶縁部材によって電池等の各部品を覆うようにしているので、受信アンテナによって囲まれる内側領域に電池等の各部品を実装した場合であっても、この受信アンテナのアンテナ特性の劣化を防止することができる。

（実施の形態４）
つぎに、本発明の実施の形態４について説明する。上述した実施の形態１では、カプセル型医療装置２からの無線信号を周波数変換して外部の受信装置３に中継していたが、この実施の形態４では、カプセル型医療装置２から受信した無線信号に対して復調処理、変調処理等の信号処理を行い、この信号処理がなされた無線信号を外部の受信装置３に送信するようにしている。

図１０は、本発明の実施の形態４にかかるアンテナユニットの一構成例を示す模式図である。図１１は、本発明の実施の形態４にかかるアンテナユニットの一機能構成例を模式的に示すブロック図である。なお、図１０では、この実施の形態４にかかるアンテナユニットの内部部品の説明を容易にするために、外装部１０の上層すなわちカバー部１０ｂを省略している。

図１０，１１に示すように、この実施の形態４にかかるアンテナユニット４４ａは、上述した実施の形態１にかかるアンテナユニット４ａの送受信回路１３に代えて送受信回路４３を備える。この送受信回路４３は、上述した送受信回路１３の局部発信部１６、周波数変換部１７および帯域フィルタ１８に代えて復調部４６、信号処理部４７および変調部４８を備える。その他の構成は実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。

なお、本発明の実施の形態４にかかる被検体内情報取得システムは、特に図示しないが、図１に示した実施の形態１にかかる被検体内情報取得システムのアンテナユニット４ａ〜４ｈに代えてアンテナユニット４４ａ〜４４ｈを備える。以下では、かかるアンテナユニット４４ａ〜４４ｈのうちのアンテナユニット４４ａについて説明するが、残りのアンテナユニット４４ｂ〜４４ｈは、このアンテナユニット４４ａと同じ構成を有する。

送受信回路４３は、上述したように、実施の形態１にかかるアンテナユニット４ａの送受信回路１３の局部発信部１６、周波数変換部１７および帯域フィルタ１８に代えて復調部４６、信号処理部４７および変調部４８を備え、受信アンテナ１１を介してカプセル型医療装置２からの無線信号を受信する都度、この受信信号に対して復調処理および変調処理等の信号処理を行って、外部の受信装置３が受信可能な無線信号を生成する。なお、かかる送受信回路４３が生成した無線信号には、カプセル型医療装置２が撮像した被検体１の体内画像のデータが含まれる。送受信回路４３は、この生成した無線信号を、送信アンテナ１２を介して外部の受信装置３に送信する。

復調部４６は、受信アンテナ１１が捕捉したカプセル型医療装置２からの受信信号、つまり被検体１の体内画像のデータを含む無線信号を復調する。具体的には、復調部４６は、受信用増幅部１５によって増幅されたカプセル型医療装置２からの受信信号を取得し、この取得した受信信号に対して復調処理等を行って、この受信信号をベースバンド信号に復調する。復調部４６は、得られたベースバンド信号を信号処理部４７に送信する。

信号処理部４７は、復調部４６が復調した信号に対して所定の信号処理を行う。具体的には、信号処理部４７は、復調部４６が復調処理によって抽出したベースバンド信号を取得し、この取得したベースバンド信号をもとに、被検体１の体内画像、すなわちカプセル型医療装置２が撮像した画像データを含む画像信号を生成する。また、信号処理部４７は、この生成した画像信号の画像データに対してデータ圧縮処理等を行って、被検体１の体内画像の圧縮データを生成することもできる。信号処理部４７にて画像圧縮処理が行われる場合、信号処理部４７は、かかる体内画像の圧縮データを含む画像信号を変調部４８に送信する。

変調部４８は、信号処理部４７が信号処理した信号を変調して、被検体１の体内画像のデータを含む無線信号を生成する。具体的には、変調部４８は、信号処理部４７がデータ圧縮処理等を行って生成した画像信号を取得し、この取得した画像信号に対して変調処理等を行って、この画像信号を、上述した外部の受信装置３が受信可能な無線信号に変調する。かかる変調部４８によって生成された無線信号は、被検体１の体内画像の圧縮データを含む無線信号であり、送信用増幅部１９によって増幅された後、送信アンテナ１２を介して外部に送信され、その後、外部の受信装置３に受信される。

以上、説明したように、本発明の実施の形態４では、受信アンテナを介してカプセル型医療装置から受信した受信信号をベースバンド信号に復調し、このベースバンド信号をもとに画像信号を生成する信号生成処理および画像信号のデータ圧縮処理等の信号処理を行い、この信号処理済みの画像信号を変調して得られた無線信号を、送信アンテナを介して外部の受信装置に送信するようにし、その他を実施の形態１と同様に構成した。このため、外部の受信装置にカプセル型医療装置からの無線信号を中継する前に、データ圧縮処理等の電力を要する信号処理をアンテナユニット内において予め実行することができ、この結果、上述した実施の形態１の作用効果を享受するとともに、外部の受信装置における信号処理の負荷を軽減できるアンテナユニット実現することができる。

なお、本発明の実施の形態１〜４では、フレキシブル回路基板１０ａ上の全搭載部品をカバー部１０ｂによって覆い、または下層封止部材２６ａ上の全搭載部品を上層封止部材２６ｂによって覆っていたが、これに限らず、上述した外装部１０のカバー部１０ｂは、少なくとも電池１４を覆えばよく、また、電源外装部２５ｂの上層封止部材２６ｂは、少なくとも電池内容物２５ａを覆えばよい。かかるカバー部１０ｂまたは上層封止部材２６ｂは、受信アンテナ１１，３１またはその内側を覆うものでなければ、金属を含む柔軟な導電部材であってもよい。

また、本発明の実施の形態１〜３では、カプセル型医療装置２からの無線信号をより高周波の無線信号に周波数変換していたが、これに限らず、カプセル型医療装置２からの無線信号をより低周波の無線信号に周波数変換し、この低周波化した無線信号を外部の受信装置３に送信してもよい。

さらに、本発明の実施の形態４では、信号処理部４７は、復調部４６によって復調されたベースバンド信号をもとに画像信号を生成する信号生成処理と、この画像信号のデータ圧縮処理とを行っていたが、これに限らず、信号処理部４７は、かかる信号生成処理と、画像データに誤りがある場合に誤り訂正符号を付加する符号付加処理とを行ってもよいし、かかる信号処理、データ圧縮処理および符号付加処理のうちの少なくとも一つの信号処理を行ってもよい。また、変調部４８は、所望の変調方式によって画像信号を変調してもよく、カプセル型医療装置２が使用する変調方式とは異なる変調方式を採用してもよい。例えば、カプセル型医療装置２が２値変調を使用する場合に、変調部４８は信号処理部４７によって信号処理された画像信号を多値変調してもよい。

また、本発明の実施の形態１〜４では、被検体１の体内情報として体内画像を取得するカプセル型医療装置２を例示し、このカプセル型医療装置２が撮像した体内画像を外部の受信装置３に中継していたが、これに限らず、カプセル型医療装置２が取得する被検体１の体内情報は、被検体１内部のｐＨ値または温度などの計測情報であってもよいし、被検体内部における生体組織の状態検出情報であってもよい。

本発明の実施の形態１にかかるアンテナユニットを有する被検体内情報取得システムの一構成例を示す模式図である。 本発明の実施の形態１にかかるアンテナユニットの一構成例を示す模式図である。 図２に示すアンテナユニットを方向Ａから見た側面模式図である。 本発明の実施の形態１にかかるアンテナユニットの一機能構成例を模式的に示すブロック図である。 本発明の実施の形態２にかかるアンテナユニットの一構成例を示す模式図である。 図５に示すアンテナユニットのＢ−Ｂ線断面模式図である。 本発明の実施の形態２にかかるアンテナユニットの電池内容物の層構造を例示する模式図である。 本発明の実施の形態３にかかるアンテナユニットの一構成例を示す模式図である。 図８に示すアンテナユニットを方向Ａから見た側面模式図である。 本発明の実施の形態４にかかるアンテナユニットの一構成例を示す模式図である。 本発明の実施の形態４にかかるアンテナユニットの一機能構成例を模式的に示すブロック図である。

符号の説明

１ 被検体
２ カプセル型医療装置
３ 受信装置
４ａ〜４ｈ，２４ａ，３４ａ，４４ａ アンテナユニット
５ 画像表示装置
６ 記録媒体
９ 電極
１０ 外装部
１０ａ フレキシブル回路基板
１０ｂ カバー部
１１，３１ 受信アンテナ
１２ 送信アンテナ
１３，４３ 送受信回路
１４，２５ 電池
１５ 受信用増幅部
１６ 局部発信部
１７ 周波数変換部
１８ 帯域フィルタ
１９ 送信用増幅部
２０ 正極部
２０ａ 正極集電体
２０ｂ 正極活物質
２１ 負極部
２１ａ 負極集電体
２１ｂ 負極活物質
２２ ゲル状電解質
２３ セパレータ
２５ａ 電池内容物
２５ｂ 電池外装部
２６ａ 下層封止部材
２６ｂ 上層封止部材
４６ 復調部
４７ 信号処理部
４８ 変調部

Claims (7)

1. 体内にカプセル型医療装置を導入した被検体に配置され、前記カプセル型医療装置が取得した前記被検体の体内情報を外部の受信装置に中継するアンテナユニットにおいて、
   前記カプセル型医療装置が送信した前記被検体の体内情報を受信する受信アンテナと、
   前記受信アンテナが受信した前記被検体の体内情報を受信し、この受信した体内情報を含む無線信号を生成する無線信号生成部と、
   前記無線信号生成部が生成した前記無線信号を前記外部の受信装置に送信する送信アンテナと、
   前記無線信号生成部に電力を供給する電池内容物からなる電力供給部と、
   前記電池内容物を封止する一対の封止部材からなり、前記受信アンテナ、前記無線信号生成部、前記送信アンテナおよび前記電力供給部を内包する柔軟な外装部と、
   を備え、
   前記電力供給部は、前記外装部の変形に追従して変形自在な柔軟性を有することを特徴とするアンテナユニット。
2. 前記一対の封止部材のうちの一方の封止部材は、
   前記無線信号生成部または前記無線信号生成部に電力を供給する電圧生成部の少なくとも一方と、前記電池内容物と、を接続する電極を備えたことを特徴とする請求項１に記載のアンテナユニット。
3. 前記無線信号生成部、前記送信アンテナおよび前記電池内容物は、前記受信アンテナの内側に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナユニット。
4. 前記無線信号生成部は、前記受信アンテナが受信した前記被検体の体内情報を含む受信信号を周波数変換処理して、前記被検体の体内情報を含む前記無線信号を生成する周波数変換部を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のアンテナユニット。
5. 前記無線信号生成部は、
   前記受信アンテナが受信した前記被検体の体内情報を含む受信信号を復調する復調部と、
   前記復調部が復調した信号に対して所定の信号処理を行う信号処理部と、
   前記信号処理部が信号処理した信号を変調して、前記被検体の体内情報を含む前記無線信号を生成する変調部と、
   を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のアンテナユニット。
6. 前記信号処理部は、前記復調部が復調した信号に対して、データ圧縮処理、誤り訂正処理のうちの少なくとも一つを行うことを特徴とする請求項５に記載のアンテナユニット。
7. 前記変調部は、前記カプセル型医療装置が使用する変調方式とは異なる変調方式にて前記被検体の体内情報を変調することを特徴とする請求項５に記載のアンテナユニット。
   

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