JP5458225B1 - 誘導装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施の形態1に係るカプセル型医療装置誘導システムの一構成例を示す模式図である。図1に示すように、実施の形態1に係るカプセル型医療装置誘導システム(以下、単に誘導システムともいう)1は、被検体の体腔内に導入されるカプセル型医療装置であって、内部に永久磁石が設けられたカプセル型内視鏡10と、3次元的な磁界を発生して、被検体内に導入されたカプセル型内視鏡10を磁気誘導する誘導装置20とを備える。
本発明者らは、カプセル型内視鏡10を誘導するための磁界を体外永久磁石25aから効率的に発生させるため、永久磁石の形状(縦・横・高さの比)と発生磁界との関係をシミュレーションにより求めた。図17は、このシミュレーションにおける評価項目を説明するための模式図である。図17に示すように、本シミュレーションにおいては、永久磁石の磁化方向をx軸方向、シミュレーション位置と対向する面PL2の磁化方向と直交する方向をy軸方向、面PL2と直交する方向をz軸方向に設定し、シミュレーション位置における磁界強度と、同位置におけるz軸方向、x軸方向、及びy軸方向における各磁気勾配とを評価した。なお、磁気強度は、カプセル型内視鏡10の傾斜角及び方位角を変更する際の誘導に関与する。z軸方向の磁気勾配は、カプセル型内視鏡10に対するz軸方向における誘導に関与する。x軸方向の磁気勾配は、カプセル型内視鏡10に対するx軸方向における誘導に関与する。y軸方向の磁気勾配は、カプセル型内視鏡10に対するy軸方向における誘導に関与する。
次に、実施の形態1の変形例1−1について説明する。
図35(a)は、変形例1−1に係る操作入力部24の正面図であり、図35(b)は、操作入力部24の右側面図であり、図36は、操作入力部24の各構成部位の操作によって指示されるカプセル型内視鏡10の動作内容の他の例を示す図である。
次に、実施の形態1の変形例1−2について説明する。
被検体101内におけるカプセル型内視鏡10の位置検出は、実施の形態1において説明したカプセル型内視鏡10から受信した無線信号の強度に基づく方法の他にも、様々な方法で行っても良い。
次に、実施の形態1の変形例1−3について説明する。
被検体101内におけるカプセル型内視鏡10の位置検出方法として、交流磁界を検出する方法を用いても良い。この場合、カプセル型内視鏡10の内部に、交流磁界を発生する交流磁界発生部を設ける。一方、誘導装置20側には、交流磁界を検出する磁界センサを複数設けておく。
次に、実施の形態1の変形例1−4について説明する。
被検体101内におけるカプセル型内視鏡10の位置検出方法として交流磁界を検出する別の方法を説明する。この場合、カプセル型内視鏡10の内部に、交流磁界によって共振するLC回路を設け、誘導装置20側には、交流磁界発生装置、及び交流磁界を検出する磁界センサを複数設けておく。
次に、実施の形態1の変形例1−5について説明する。
図37は、図1に示す磁界生成部25の変形例を示す模式図である。磁界生成部25において磁気を発生する磁気発生部としては、体外永久磁石25aのみを用いる構成に限定されない。
次に、本発明の実施の形態2について説明する。
図38及び図39は、実施の形態2に係るカプセル型医療装置誘導システムの一構成例を模式的に示す一部断面側面図である。図38及び図39に示すように、実施の形態2に係るカプセル型医療装置誘導システム(以下、単に誘導システムという)2は、カプセル型内視鏡10及び誘導装置20Aを備える。図38は、誘導装置20Aが磁界生成状態にある場合を示し、図39は、誘導装置20Aが磁界遮蔽状態にある場合を示している。
次に、本発明の実施の形態3について説明する。
図40及び図41は、実施の形態3に係るカプセル型医療装置誘導システムの一構成例を模式的に示す一部断面側面図である。図40及び図41に示すように、実施の形態3に係るカプセル型医療装置誘導システム(以下、単に誘導システムという)3は、カプセル型内視鏡10及び誘導装置30を備える。図40は、誘導装置30が磁界生成状態にある場合を示し、図41は、誘導装置30が磁界遮蔽状態にある場合を示している。
次に、本発明の実施の形態4について説明する。
図42及び図43は、実施の形態4に係るカプセル型医療装置誘導システムの一構成例を模式的に示す一部断面側面図である。図42及び図43に示すように、実施の形態4に係るカプセル型医療装置誘導システム(以下、単に誘導システムという)4は、カプセル型内視鏡10及び誘導装置40を備える。図42は、誘導装置40が磁界生成状態にある場合を示し、図43は、誘導装置40が磁界遮蔽状態にある場合を示している。
これらの磁性流体収容部41bと磁性流体貯蔵部41cとは、連結孔41fによって連通している。
次に、本発明の実施の形態5について説明する。
図44は、実施の形態5に係るカプセル型医療装置誘導システムの一構成例を模式的に示す斜視図である。図44に示すように、実施の形態5に係るカプセル型医療装置誘導システム(以下、単に誘導システムともいう)5は、永久磁石19を内蔵し、被検体101内に導入されるカプセル型内視鏡10と、被検体101の両側に対向して配置された永久磁石51、52と、永久磁石51、52をそれぞれ駆動する磁石駆動部53、54と、永久磁石51、52と被検体101との間に挿抜可能に配置された遮蔽板55、56と、遮蔽板55、56をそれぞれ駆動する遮蔽板駆動部57、58と、磁石駆動部53、54及び遮蔽板駆動部57、58の動作を制御する制御部59とを備える。カプセル型内視鏡10は、永久磁石51、52により被検体101内に生成される磁界に拘束され、磁石駆動部53、54により駆動される永久磁石51、52の位置、仰角θ、及び旋回角ψに応じて、その位置、傾斜角、及び方位角を変化させる。
第1の永久磁石が内部に配置されたカプセル型医療装置が被検体内に導入された状態で、該カプセル型医療装置に対して磁界を印加することにより、前記被検体内において前記カプセル型医療装置を誘導する誘導装置において、
被検体外に設けられた第2の永久磁石であって、磁化方向及び該磁化方向と直交する第1の方向を含む第1の面を有し、該第1の面と対向する領域内に前記カプセル型医療装置を拘束する第2の永久磁石と、
前記第2の永久磁石により前記カプセル型医療装置の誘導が可能な磁界が生成される領域である有効磁界領域に対し、前記第2の永久磁石が生成する磁界を遮蔽する遮蔽手段であって、前記有効磁界領域に対して前記磁界が遮蔽されていない第1の状態と、前記有効磁界領域に対して前記磁界が遮蔽されている第2の状態とを切替可能な遮蔽手段と、
を備えることを特徴とする誘導装置。
前記遮蔽手段は、
磁性体と、
前記磁性体を前記第2の永久磁石と前記有効磁界領域との間に挿抜する駆動手段と、
を有することを特徴とする付記1に記載の誘導装置。
前記磁性体は板状をなすことを特徴とする付記2に記載の誘導装置。
前記駆動手段は、弾性力により前記磁性体を押圧する弾性部材であることを特徴とする付記2に記載の誘導装置。
前記遮蔽手段による前記磁界の遮蔽状態を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果を報知する報知手段と、
をさらに備えることを特徴とする付記1〜4のいずれか1つに記載の誘導装置。
前記報知手段は、前記検出結果を視覚情報又は聴覚情報によって報知することを特徴とする付記5に記載の誘導装置。
付記1〜6のいずれか1つに記載の誘導装置と、
前記第1の永久磁石が内部に配置されたカプセル型医療装置と、
を備えることを特徴とするカプセル型医療装置誘導システム。
第1の永久磁石が内部に配置されたカプセル型医療装置が被検体内に導入された状態で、該カプセル型医療装置に対して磁界を印加することにより、前記被検体内において前記カプセル型医療装置を誘導する誘導装置と、
前記第1の永久磁石が内部に配置されたカプセル型医療装置と、
を備え、
前記誘導装置は、
被検体外に設けられた第2の永久磁石であって、磁化方向及び該磁化方向と直交する第1の方向を含む第1の面を有し、該第1の面と対向する領域内に前記カプセル型医療装置を拘束する第2の永久磁石を有し、
前記第2の永久磁石の第1の方向の長さが、前記磁化方向の長さよりも長いことを特徴とするカプセル型医療装置誘導システム。
前記カプセル型医療装置が、被検体内に導入される液体内において前記誘導装置によって誘導され、
前記カプセル型医療装置の重心は、前記カプセル型医療装置の幾何学的中心から、前記第1の永久磁石の磁化方向とは異なる方向にずれた位置に配置されていることを特徴とする付記7又は8に記載のカプセル型医療装置誘導システム。
10 カプセル型内視鏡
11A、11B 撮像部
12 カプセル型筐体
12a 筒状筐体
12b、12c ドーム形状筐体
13A、13B 照明部
14A、14B 光学系
15A、15B 撮像素子
16 無線通信部
16a アンテナ
17 制御部
18 電源部
19 永久磁石
20、20A、30、40 誘導装置
20a、30a、40a ベッド
20b、30b、40b 脚部
20c 凹部
21 受信部
21a アンテナ
22 位置検出部
23a 表示部
23b 報知部
24 操作入力部
25 磁界生成部
25a、25a−1 体外永久磁石
25a−2 コイル
25b 平面位置変更部
25c 鉛直位置変更部
25d 仰角変更部
25e 旋回角変更部
26、31、41 遮蔽部
26a、31a 磁性体部材
26b 支持部
26c、31b、41e 駆動部
26d 固定部
26e 弾性部材
27 遮蔽状態検知部
28 制御部
29 記憶部
41a 磁性流体
41b 磁性流体収容部
41c 磁性流体貯蔵部
41d ピストン
41f 連結孔
51、52 永久磁石
53、54 磁石駆動部
55、56 遮蔽板
57、58 遮蔽板駆動部
59 制御部
61、62 ジョイスティック
64U アップボタン
64B ダウンボタン
65 キャプチャボタン
66 アプローチボタン
100 有効磁界領域
101 被検体
Claims (17)
- 第1の永久磁石が内部に配置されたカプセル型医療装置が被検体内に導入された状態で、該カプセル型医療装置に対して磁界を印加することにより、前記被検体内において前記カプセル型医療装置を誘導する誘導装置において、
被検体外に設けられた直方体又は多角柱形状をなす第2の永久磁石であって、磁化方向及び該磁化方向と直交する第1の方向を含む第1の面を有し、該第1の面と対向する領域内に前記カプセル型医療装置を拘束する第2の永久磁石を備え、
前記第2の永久磁石の第1の方向の長さが、前記磁化方向の長さよりも長いことを特徴とする誘導装置。 - 前記磁化方向の長さは、前記第1の方向の長さの2/3以下であることを特徴とする請求項1に記載の誘導装置。
- 前記第2の永久磁石において前記磁化方向及び前記第1の方向と直交する第2の方向の長さは、前記第1の方向の長さよりも短いことを特徴とする請求項1に記載の誘導装置。
- 前記磁化方向の長さは、前記第2の方向の長さ以上であることを特徴とする請求項4に記載の誘導装置。
- 前記第1の面と平行な任意の基準面と直交する軸に対して前記第2の永久磁石を回転させる旋回角変更部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の誘導装置。
- 前記第2の永久磁石を、前記第1の面と平行な任意の基準面内において並進させる並進機構をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の誘導装置。
- 前記第1の方向と平行な軸を中心に前記第2の永久磁石を回転させることで、前記第1の面と平行な任意の基準面に対する前記磁化方向の仰角を変化させる仰角変更部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の誘導装置。
- 前記基準面は水平面と平行であることを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載の誘導装置。
- 前記第2の永久磁石により前記カプセル型医療装置の誘導が可能な磁界が生成される領域である有効磁界領域に対し、前記第2の永久磁石が生成する磁界を遮蔽する遮蔽手段であって、前記有効磁界領域に対して前記磁界が遮蔽されていない第1の状態と、前記有効磁界領域に対して前記磁界が遮蔽されている第2の状態とを切替可能な遮蔽手段をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の誘導装置。
- 前記遮蔽手段は、
磁性体と、
前記磁性体を前記第2の永久磁石と前記有効磁界領域との間に挿抜する駆動手段と、
を有することを特徴とする請求項10に記載の誘導装置。 - 前記被検体を載置する載置台であって、前記被検体の検査対象である部位が載置される第1の領域と、前記被検体の検査対象ではない部位が載置される第2の領域とを含む載置台をさらに備え、
前記磁性体は、前記載置台の前記第2の領域内に配置され、
前記駆動手段は、前記載置台を介して前記磁性体を駆動することを特徴とする請求項11に記載の誘導装置。 - 前記遮蔽手段は、
磁性流体と、
前記第2の永久磁石と前記有効磁界領域との間に設けられ、前記磁性流体を収容可能な磁性流体収容部と、
前記磁性流体収容部と連通する磁性流体貯蔵部と、
前記磁性流体収容部と前記磁性流体貯蔵部との間で前記磁性流体を移動させる磁性流体移動手段と、
を有することを特徴とする請求項10に記載の誘導装置。 - 前記被検体を載置する載置台であって、前記被検体の検査対象である部位が載置される第1の領域と、前記被検体の検査対象ではない部位が載置される第2の領域とを含む載置台と、
前記載置台を駆動して、前記載置台の位置を、前記第1の領域が前記第2の永久磁石と前記有効磁界領域との間に挿入された第1の位置と、前記第1の領域が前記第2の永久磁石と前記有効磁界領域との間から抜去された第2の位置とで切り替える駆動手段と、
をさらに備え、
前記遮蔽手段は、
磁性流体と、
前記載置台が前記第2の位置にあるときに、前記第2の永久磁石と前記有効磁界領域との間に挿入される領域に設けられ、前記磁性流体を収容可能な磁性流体収容部と、
前記磁性流体収容部と連通する磁性流体貯蔵部と、
前記駆動手段と連動して動作し、前記磁性流体収容部と前記磁性流体貯蔵部との間で前記磁性流体を移動させる磁性流体移動手段と、
を有し、
前記磁性流体移動手段は、前記載置台が前記第1の位置から前記第2の位置に遷移する際に、前記磁性流体を前記磁性流体収容部に移動させることを特徴とする請求項10に記載の誘導装置。 - 前記磁性流体移動手段は、前記磁性流体貯蔵部に設けられ、前記磁性流体貯蔵部内の体積を変化させることにより、前記磁性流体を前記磁性流体貯蔵部から前記磁性流体収容部に注入する、又は、前記磁性流体を前記磁性流体収容部から前記磁性流体貯蔵部に吸引するピストンであることを特徴とする請求項13又は14に記載の誘導装置。
- 前記遮蔽手段による前記磁界の遮蔽状態を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果と、前記カプセル型医療装置による検査のステータスとに応じて、前記第1の状態と前記第2の状態との切り替えを制御する制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項10に記載の誘導装置。 - 前記遮蔽手段による前記磁界の遮蔽状態を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果を報知する報知手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項10に記載の誘導装置。
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