JP6473266B1 - カプセル内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、胃内部を検査可能であって、また検査に要する時間を飛躍的に短縮可能なカプセル内視鏡を得ることである。【解決手段】本発明のカプセル内視鏡１００は、自力飛行可能なカプセル内視鏡であって、内視鏡機体１００ｃと、内視鏡機体１００ｃを飛行可能な飛行手段１２０とを備えている。飛行手段１２０は、内視鏡機体１００ｃに揚力および推力を発生させる揚力／推力発生部１２０ａを有する。飛行手段１２０は、内視鏡機体１００ｃに揚力および推力を発生させる揚力／推力発生部１２０ａを有するように構成されている、【選択図】図１

Description

本発明は、飛行手段を備えたカプセル内視鏡に関する。

近年、内視鏡検査に蠕動運動により受動的に移動するカプセル内視鏡が用いられるようになってきている。蠕動運動によるカプセル内視鏡では、以前から用いられている内視鏡のように、管を口から食道を通して体内に挿入する必要がなく、内視鏡検査を受ける被検者にかかる負担が少ないというメリットがある。

しかしながら、蠕動運動によるカプセル内視鏡は管状である小腸、大腸のみを検査するものであり、胃内部を検査することはできなかった。また、屈曲部などは蠕動運動が不安定であって検査の見落としが発生する恐れがあった。さらに、リアルタイムの観察ができず、画像を記録したレコーダーを回収して読影するため手間と時間がかかっていた。カプセルの移動は蠕動に依存するためカプセル服用から小腸、大腸観察後肛門から排出まで約一日と多大な時間がかかる。その時間を短縮するために大量の下剤で押し出す方法もあるが、それを用いたとしても約４時間から約半日という時間がかかる。

また、カプセル内視鏡には、蠕動運動により受動的に移動するだけでなく、推力を発生させて能動的に移動する自走式のカプセル内視鏡もある。

例えば、カプセル内視鏡の自走方式の例として、特許文献１にはガス噴射方式、特許文献２にはキャタピラ駆動方式の自走式のカプセル内視鏡が開示されている。

特開２００６−３３４１４１号公報 特許第５００６３８１号

しかしながら、自走式のカプセル内視鏡も細く狭い管状である小腸、大腸を検査するためのものであり、袋状の広い空間を有する胃内部を検査することはできなかった。なぜなら、特許文献１、特許文献２などに記載される従来の自走式のカプセル内視鏡では、腸などの内壁伝いに略水平方向や略傾斜方向へ移動したりその姿勢を変えたりするのは可能であるが、キャタピラーやガス噴射の出力では、胃内部における鉛直方向に延びる空間を移動することは困難であった。

また、小腸や大腸は検査可能であっても、湿潤で弾力がある腸管を走行するにはかなりの時間を要し、特にヒダが大きく深い上行結腸は容易に走行できなかった。また、大腸の走行は3次元であり、仰臥位において背側から腹側への走行が多く、上方向への移動は磁気やキャタピラでの推進力では困難であって、蠕動運動によるカプセル内視鏡ほどではないにしても検査にかなりの時間が必要である。

そのため、従来の自走式のカプセル内視鏡における内視鏡検査は胃内部の検査ができず、また、検査に多大な時間を要し、被験者の身体に負担がかかるという問題があった。

本発明は、これら従来の内視鏡による問題を解決し、胃内部を検査可能であって、また検査に要する時間を飛躍的に短縮（例えば、食道から大腸までの全ての消化管の検査を３０分以内）可能なカプセル内視鏡を得ることを目的とする。

本発明は以下の項目を提供する。

（項目１）
内視鏡機体と、
該内視鏡機体を飛行可能な飛行手段と
を備えた、カプセル内視鏡。

（項目２）
前記飛行手段は、
前記内視鏡機体に揚力および推力を発生させる揚力／推力発生部を有するように構成されている、項目１に記載のカプセル内視鏡。

（項目３）
前記揚力／推力発生部は、該揚力と該推力とを独立して発生させるように構成されている、項目２に記載のカプセル内視鏡。

（項目４）
前記揚力／推力発生部は、回転翼を有するドローン、またはヘリコプターである、項目２または項目３に記載のカプセル内視鏡。

（項目５）
前記揚力は前記回転翼を正方向に回転させることで発生させ、前記推力は前記回転翼を逆方向に回転させることで発生させる、項目４に記載のカプセル内視鏡。

（項目６）
少なくとも前記揚力を発生させることで胃内を観察する、項目２〜項目５のいずれか一項に記載のカプセル内視鏡。

（項目７）
少なくとも前記推力を発生させて十二指腸、小腸および大腸内の少なくとも一部を観察する、項目６に記載のカプセル内視鏡。

本発明によれば、胃内部を検査可能であって、また検査に要する時間を飛躍的に短縮可能なカプセル内視鏡を得ることを目的とする。

本発明のカプセル内視鏡１００を説明するための図であり、図１（ａ）は、カプセル内視鏡の外観を示し、図１（ｂ）は、カプセル内視鏡の基本構成を概念的に示し、図１（ｃ）は、このカプセル内視鏡１００の使用状態を模式的に示す。 本発明の実施形態１によるカプセル内視鏡１００を説明するための斜視図であり、カプセル内視鏡１００の外観を示している。 カプセル内視鏡１００をその上面側（図２のＡ方向）から見た構造を示す平面図である。 カプセル内視鏡１００をその前面側（図２のＢ方向）から見た構造を示す平面図である。 カプセル内視鏡１００をその下面側（図２のＣ方向）から見た構造を示す平面図である。 カプセル内視鏡１００に搭載されている回路ユニット１００ｂを説明するためのブロック図である。 カプセル内視鏡１００を用いた内視鏡検査を行うための検査システム１０００を説明するための斜視図であり、検査システム１０００の構成を模式的に示す。 カプセル内視鏡１００を用いた内視鏡検査を行う際のカプセル内視鏡の経路の一例を示す図である。 カプセル内視鏡１００が被検者の体内で飛行しながら胃内部を観察する様子の一例を示す図である。 カプセル内視鏡１００が被検者の体内で飛行状態から着地状態に姿勢を変更する様子の一例を示す図である。 カプセル内視鏡１００が被検者の体内（十二指腸または小腸）を推力で移動する様子の一例を示す図である。 カプセル内視鏡１００が被検者の体内（大腸）を推力で移動する様子の一例を示す図である。 カプセル内視鏡１００が被検者の体内で流体中を移動する様子の一例を示す図である。 本発明の実施形態２によるカプセル内視鏡１００を説明するための斜視図であり、カプセル内視鏡１００の外観を示している。

本明細書において、「約」とは、後に続く数字の±１０％の範囲内をいう。

本発明は、従来のカプセル内視鏡を用いた内視鏡検査では、胃内部の検査が不可能であったという課題を解決したものである。また検査に時間がかかるという課題も解決したものであり、カプセル内視鏡による被検者の身体への負担の少ない検査を非常に短時間で行うことを可能にするものである。

図１は、本発明のカプセル内視鏡１００を説明するための図であり、図１（ａ）は、カプセル内視鏡の外観を示し、図１（ｂ）は、カプセル内視鏡の基本構成を概念的に示し、図１（ｃ）は、このカプセル内視鏡１００の使用状態を模式的に示す。

本発明のカプセル内視鏡１００は、図１（ｂ）に示すように、内視鏡本体１００ａを搭載した内視鏡機体１００ｃと、内視鏡機体１００ｃを飛行させる飛行手段１２０とを備えたものである。ここで、内視鏡本体１００ａは、被検者Ｐの体内を撮影する機能を有するものであり、内視鏡本体１００ａを搭載した内視鏡機体１００ｃは、例えば、被検者の体内を移動しながら体内の撮影を行うことが可能である。

飛行手段を備えることにより、飛行して被検者Ｐの体内の空洞部分、例えば、空気や炭酸ガスなどの気体で膨らませた胃の内壁を浮遊した状態で観察することが可能となる。

本発明のカプセル内視鏡１００は、内視鏡本体１００ａを搭載した内視鏡機体１００ｃに自力飛行可能な飛行手段１２０を備えたものであればどのようなものでもよく、その他の構成は特に限定されるものではない。

ここで、飛行手段１２０とは、操作信号に基づいて、カプセル内視鏡が任意の場所に移動するように揚力（重力に逆らって機体を持ち上げる力）および推力（機体を水平方向に加速する力）の少なくとも一方を発生させる手段をいう。

このような飛行手段１２０は、実質的に、図１（ｂ）に示すように、内視鏡機体１００ｃに揚力と推力とを発生させる揚力／推力発生部１２０ａと、揚力／推力発生部１２０ａを駆動する駆動部１２０ｂと、駆動部１２０ｂを制御するフライト制御手段１２０ｃとを有する。

本発明のカプセル内視鏡１００ｃの揚力／推力発生部１２０ａの構成は、任意であり得る。例えば、水平方向に移動しなくても揚力を発生することができる飛行体であるドローン、ヘリコプター、飛行船などが採用し得る。本明細書において、飛行手段の１つの実施形態としてドローンとして説示するが、本発明はこれに限定されない。

ここで、ドローンは、揚力および推力を発生する３つ以上のプロペラを有するものがある。ヘリコプターは、揚力および推力を発生する１つの主翼および姿勢を保持する１つの補助翼を有するもの、あるいは、揚力および推力を発生する２つの主翼を有するものがある。飛行船は、空気より軽い気体により浮力を発生する機構と、推力を発生するプロペラとを有するものがある。

本発明の内視鏡機体１００ｃは、任意の材質であり得る。例えば、金属、プラスチック、セラミックやスポンジなど様々な材質であってよい。また、１つの材質だけでなく、複数の材質を複合したものであってもよい。好ましくは、飛行手段１２０で浮揚させることを考慮してプラスチックなど軽い材料を用いるのが好ましい。一つの実施形態において、ＡＢＳ樹脂とセラミックの複合材料である。このような材料を用いることにより軽量でかつ剛性の高いものとすることが可能となる。

内視鏡機体１００ｃの形状は、任意の形状であり得る。例えば、従来のカプセル内視鏡と同様に略砲弾形状、略半球形状、略球形状（図１３（ａ））、略立方体形状、略直方体形状、略正八面体形状、略円柱体の両端部を半球形とした外形を取り得るが、本発明はこれに限定されない。

内視鏡機体１００ｃは、飛行手段１２０を覆う胃液などで溶けるカバー１００２を含んでいても良い（図１３（ｂ））。カバー１００２を含むことで飛行手段の部分が体内の組織に直接接触されずに胃まで届くので、より安心して本発明のカプセル内視鏡１００ｃを口から体内に投入することが可能となる。カバー１００２は胃液で溶けるように構成されているため、胃など（場合によって十二指腸、小腸や大腸）で飛行手段１２０による移動が可能な状態においては飛行手段１２０が使用可能となる。カバー１００２の素材は胃液などで溶けるものであれば任意の材質でありえる。例えば、セルロース、ゼラチンなどであるが、本発明はこれに限定されない。

また、内視鏡機体１００ｃは、飛行手段１２０を覆うネット部材１００３を含んでいても良いし、胃液で溶けるカバー１００２を設けてもよい（図１３（ｂ））。ネット部材１００３を含むことで、直接体内組織が飛行手段１２０と接触することがないため、体内組織を損傷することを防止でき、安全な観察が可能となる。ネット部材１００３の素材は任意の材料であり得る。例えば、プラスチックなどの樹脂、チタンやステンレスの金属であるが、本発明はこれに限定されない。

本発明の内視鏡機体１００ｃは、カバー部材１００２とネット部材１００３の両方を含んでいても良いし、それぞれ一方のみ含むものであってもよい。

本発明の内視鏡機体１００ｃは、図１（ｂ）に示すように、密閉された密閉スペース１００ｄと、内視鏡機体１００ｃを貫通する貫通スペース２０とを含み、密閉スペース１００ｄに、内視鏡本体１００ａおよび飛行手段１２０を構成する駆動部１２０ｂ、フライト制御手段１２０ｃが収容され、貫通スペース２０に、飛行手段１２０を構成する揚力／推力発生部１２０ａが収容されているものでもよい。

なお、図１に示す形態において、内視鏡機体１００ｃに飛行手段１２０が収納される貫通スペース２０を設ける場合を説示しているが、本発明はこれに限定されない。

本発明の内視鏡本体１００ａは、図１（ｂ）に示すように、従来の自走式のカプセル内視鏡と同様に、体内を照らす照明手段１４０と、体内を撮影する撮像手段１３０と、体外の信号処理装置あるいは操作リモコン（図示せず）との間で通信を行うための通信手段１６０と、上記各手段を制御するシステム制御手段１５０と、上記各手段に電力を供給する電源１１０とを備えたものでもよい。

ここで、照明手段１４０は、被検者Ｐの体内、すなわち、内視鏡検査の対象となる被検者Ｐの器官（例えば、胃、十二指腸、小腸、大腸などの消化器官）の内部を照明可能であれば任意の手段であり得る。照明手段１４０は、例えば、光源として微細化が可能な半導体発光素子を用いたものが望ましく、半導体発光素子には、ＬＥＤ（発光ダイオード）、有機ＥＬ素子、ＬＤ（レーザダイオード）などがある。しかしながら、本発明はこれに限定されない。

撮像手段１３０は、検査する器官の内部を撮影可能なものであればどのようなものでもよいが、照明手段１４０と同様、カメラとして微細化が可能な半導体撮像素子を用いたものが望ましく、このような半導体撮像素子には、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサがある。

通信手段１６０は、撮像手段１３０から出力される撮像信号を体外の信号処理装置（図示せず）に送信する送信部と、体外の操作リモコンなどからの操作信号を受信する受信部とを有するものであればどのようなものでもよい。例えば、送信部と受信部とがそれぞれ独立した送信機と受信機とで構成されたものでもよいし、送信部と受信部とが一体化されており、送信動作と受信動作とを切り替えるようにした送受信機でもよい。また、通信方式は１つの無線回線（チャンネル）で単一の情報信号を送る通信方式でもよいし、１つの無線回線（チャンネル）で複数の情報信号を送る多重通信方式でもよい。１つの実施形態において、例えば、通信方式として人間に対して無害なBluetooth方式(登録商標)を採用し得る。本発明のカプセル内視鏡においては、撮像装置で得られた画像を通信手段で外部モニターに送信することが可能であって、それによりリアルタイムの観察が可能となる。そのため見落としが防止され高度な観察が可能となる。

システム制御手段１５０は、カプセル内視鏡１００の外部からの撮像指令信号に基づいて照明手段１４０および撮像手段１３０を制御可能であれば任意の手段であり得る。

なお、内視鏡本体１００ａのシステム制御手段１５０と飛行手段１２０のフライト制御手段１２０ｃとは、別々のマイクロプロセッサで構成された独立したものでもよいし、あるいは、１つのマイクロプロセッサで構成された一体化したものであってもよい。

ただし、飛行手段としてドローンを採用した場合、３以上のプロペラの回転のみで機体の安定化や自律航行制御などを行うために複雑な演算が必要となり、内視鏡本体１００ａの制御を行うシステム制御手段１５０とは別にフライト制御手段１２０ｃとして専用のフライトコントローラを設けてもよい。なお、自律航行制御は、例えば、操作者からの操作信号なしで定位置でのホバリングなどを行う場合に必要となる、駆動部１２０ｂを自動制御する機能である。

電源１１０は、上記各手段（飛行手段１２０、照明手段１４０、撮像手段１３０、通信手段１６０、システム制御手段１５０）に適切な電源電圧を供給可能なものであれば任意の電源であり得る。例えば、電源１１０は、バッテリと、バッテリの出力電圧を所定の電圧に変換する電源回路とを有している。ここで、バッテリは、リチウムイオン電池（例えば、リチウムイオンポリマー電池など）やニッケル水素電池などであるが、バッテリ１１０ｂは、これらの二次電池に限定されるものではない。例えば、無線給電システム（無線で電力の供給を受ける受電手段を有するもの）であれば、カプセル内視鏡から電源１１０の構成を削除し得る。

また、ドローンでは、プロペラのモータ（飛行手段１２０の駆動部１２０ｂ）以外の回路は、プロペラのモータに供給される電源電圧（例えば、約１２Ｖ）に比べて低い電源電圧（例えば、約５Ｖ）で動作するように構成されるので、本発明のカプセル内視鏡においても、飛行手段の駆動部１２０ｂ以外の各手段は、通常は、飛行手段１２０の駆動部１２０ｂに供給される電源電圧より低い電源電圧で動作するように構成される。その場合は、電源１１０は、飛行手段１２０の駆動部１２０ｂには第１の電源電圧を供給し、それ以外の手段（照明手段１４０、撮像手段１３０、通信手段１６０、システム制御手段１５０、フライト制御手段１２０ｃ）には第１の電源電圧より低い第２の電源電圧を供給可能なものでもよい。

具体的には、電源は、バッテリと、バッテリの出力電圧を降圧する電源回路（ＵＢＥＣ：ユニバーサル・バッテリ・エリミネーション・サーキット）とを有し、バッテリの出力を飛行手段１２０の駆動部１２０ｂに直接供給し、飛行手段の駆動部１２０ｂ以外の各手段には、バッテリの出力電圧を電源回路（ＵＢＥＣ）で降圧して供給するように構成したものでもよい。また、バッテリの出力を受ける飛行手段１２０の駆動部（ＥＳＣ：エレクトリック・スピード・コントローラ）自体が、バッテリの出力電圧を降圧する電源回路（ＢＥＣ：バッテリ・エリミネーション・サーキット）を有していてもよく、その場合は、電源にバッテリの出力電圧を降圧する電源回路（ＵＢＥＣ）を設ける必要はなく、飛行手段１２０の駆動部１２０ｂ以外の手段には、飛行手段１２０の駆動部（ＥＳＣ）１２０ｂに含まれる電源回路（ＢＥＣ）から電源電圧を供給すればよい。

また、本発明のカプセル内視鏡１００では、飛行手段１２０は、内視鏡本体１００ａの電源１１０から電力の供給を受けてもよいが、この電源とは独立した電源から電力の供給を受けてもよい。

ただし、以下の実施形態では、本発明のカプセル内視鏡の一例として、ドローンの飛行手段を有するものを挙げる。ここで、ドローンの飛行手段は、揚力／推力発生部１２０ａとして４つの回転翼およびこれらを回転させる４つのモータを有し、駆動電流をモータに供給する駆動部１２０ｂとしてモータ毎にＥＳＣを有し、駆動部１２０ｂを操作信号に基づいて制御するフライト制御手段１２０ｃとしてフライトコントローラー（ＦＣ）を有するのとする。実施形態のカプセル内視鏡１００は、撮像手段１３０としてＣＣＤイメージセンサを用いたカメラモジュールを有し、照明手段１４０としてＬＥＤモジュールを有するものとする。また、通信手段１６０は、送信部と受信部とが一体化された送受信機とする。電源１１０は、リチウムイオン電池と、その出力電圧を降圧する電源回路（ＵＢＥＣ）とを有するものとする。

ただし、本発明のカプセル内視鏡は、以下の実施形態の構成に限定されるものでないことは上述の説明から明らかである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

（実施形態１）
図２〜図５は本発明の実施形態１によるカプセル内視鏡１００を説明するための図であり、図２はカプセル内視鏡１００の外観を示す斜視図であり、図３〜図５はそれぞれ、図２に示すカプセル内視鏡１００を図２のＡ〜Ｃ方向から見た構造を示す平面図である。

実施形態１のカプセル内視鏡１００は、内視鏡本体１００ａを搭載した内視鏡機体１００ｃと、内視鏡機体１００ｃを飛行させる飛行手段１２０とを有する。

ここで、内視鏡本体１００ａは、撮像手段１３０、照明手段１４０、通信手段１６０、システム制御手段１５０および電源１１０を有し、これらの各手段および電源は、内視鏡機体１００ｃ内に搭載されている。

飛行手段１２０は、揚力／推力発生部１２０ａ、駆動部１２０ｂおよびフライト制御部１２０ｃを有し、駆動部１２０ｂおよびフライト制御部１２０ｃは内視鏡機体１００ｃ内に搭載され、揚力／推力発生部１２０ａは内視鏡機体１００ｃの外側に設けられている。

内視鏡機体１００ｃは略砲弾状の形状を有し、その内部は液体が浸入しないように密閉された密閉スペース１００ｄとなっており、この密閉スペース１００ｄには回路ユニット１００ｂが収容されている。回路ユニット１００ｂは、内視鏡機体１００ｃ内に取り付けられた回路基板１０１と、回路基板１０１に実装された複数の電子部品（図示せず）とを有する。これらの電子部品は、内視鏡本体１００ａの各手段（撮像手段１３０、照明手段１４０、通信手段１６０、システム制御手段１５０）および電源１１０、さらに飛行手段１２０のフライト制御部１２０ｃおよび駆動部１２０ｂとして機能する。さらに、円盤形状の内視鏡機体１００ｃには貫通スペース（貫通穴）２０が形成されており、貫通スペース２０には揚力／推力発生部１２０ａを構成する部材が収容されている。

まず、カプセル内視鏡１００の飛行手段１２０の構成を具体的に説明する。

飛行手段１２０では、揚力／推力発生部１２０ａは、内視鏡機体１００ｃに揚力および推力を発生させるもの、駆動部１２０ｂは、揚力／推力発生部１２０ａに駆動電圧を供給するもの、フライトコントローラー１２０ｃは、駆動部１２０ｂを制御するものであり、以下詳しく説明する。

〔飛行手段１２０の揚力／推力発生部１２０ａ〕
カプセル内視鏡１００の筐体である内視鏡機体１００ｃの外形は上記のとおり略砲弾形状であるが、内視鏡機体１００ｃの外形は、被検者Ｐの体内でカプセル内視鏡１００が飛行する妨げにならないような形状であれば特に限定されるものではない。好ましくは、小腸、大腸などの細く、狭い管状部分をスムーズに移動しやすい略球状、略半球状、略砲弾状である。

内視鏡機体１００ｃには、４つの貫通スペース２０、具体的には、上面側から下面側に至る４つの円形の貫通穴２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂが内視鏡機体１００ｃの中心周りに均等な間隔で位置するように形成されている。この貫通穴２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂには、それぞれ回転翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂが収容され、ケース１００ｃに対して回転可能に支持されている。

より具体的には、貫通穴２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂのケース下面側には図５に示すように、部品載置台１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂが配置されており、部品載置台１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂは、各貫通穴２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂの内周面から内側に延びる支持アーム１１１ａ、１１１ｂ、１１２ａ、１１２ｂにより支持されている。

部品載置台１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂには、ねじＢｔなどで、回転翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂを回転させるモータ１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ、１２２ｂが固定されている。それぞれのモータ１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ、１２２ｂの回転軸には、直接あるいはハブなどの連結部材（図示せず）を介して回転翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂが取り付けられている。各モータ１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ、１２２ｂは、正逆両方向に回転可能であり、各モータでそれぞれ独自に回転方向、回転数などを制御可能であることが望ましい。図６に示す実施形態において、各回転翼にそれぞれ駆動源である各モータ１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ、１２２ｂが設けられているが、本発明はこれに限定されない。例えば、１つのモータで各回転翼を駆動する場合であってもよい。

各モータ１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ、１２２ｂと各回転翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂとにより、カプセル内視鏡１００の飛行手段１２０の揚力／推力発生部１２０ａが形成されている。なお、各モータ１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ、１２２ｂが内部に液体が流入しない防水構造とすることが好ましい。

〔飛行手段１２０の駆動部１２０ｂ〕
駆動部１２０ｂは、回路基板１０１に実装された速度コントローラ（ＥＳＣ）１０ａ、１０ｂ、２０ａ、２０ｂを有する。各速度コントローラ１０ａ、１０ｂ、２０ａ、２０ｂはそれぞれ、揚力／推力発生部１２０ａの対応するモータ１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ、１２２ｂに接続されており、フライトコントローラー１２０ｃからの回転数信号Ｅ１ａ、Ｅ１ｂ、Ｅ２ａ、Ｅ２ｂに基づいて、回転翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂの回転数が、フライトコントローラー１２０ｃで算出された回転数となるように各モータ１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ、１２２ｂに駆動電流Ｄ１ａ、Ｄ１ｂ、Ｄ２ａ、Ｄ２ｂを供給するものである。

〔飛行手段１２０のフライトコントローラー１２０ｃ〕
フライトコントローラー１２０ｃは、回路基板１０１に搭載されたモジュール化された電子部品であり、操作者の操作（前進、後進、上昇、下降、右移動、左移動、右回転、左回転）に応じた飛行指令信号Ｆｃに基づいて各回転翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂの回転数を演算し、それぞれのモータ１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ、１２２ｂを駆動する駆動部１２０ｂに回転数信号Ｅ１ａ、Ｅ１ｂ、Ｅ２ａ、Ｅ２ｂを出力するものである。

なお、フライトコントローラー１２０ｃは、飛行手段１２０が飛行状況、例えば、飛行姿勢、飛行速度、飛行位置、あるいは飛行位置が液中であるか気体中であるかなどを検出する１以上のセンサを搭載していてもよい。センサを有している場合には、それらのセンサからの情報に基づいて、安定な飛行が行われるように各回転翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂのモータ１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ、１２２ｂをフィードバック制御するものであってもよい。

次に、カプセル内視鏡１００の内視鏡本体１００ａの構成を具体的に説明する。

〔内視鏡本体１００ａの撮像手段１３０〕
撮像手段１３０は、被写体の画像を検出するＣＣＤイメージセンサ１３１と、被写体からの光を集光する撮像レンズ１３１ａと、ＣＣＤイメージセンサ１３１を駆動するＣＣＤ駆動回路１３２とを有する。ここで、ＣＣＤイメージセンサ１３１、撮像レンズ１３１ａ、およびＣＣＤ駆動回路１３２は、組み立て作業の効率を考慮してモジュール化された１つの電子部品（カメラモジュール）として構成され、回路基板１０１に搭載されている。

ＣＣＤイメージセンサ１３１は、ＣＣＤ駆動回路１３２からの駆動信号Ｄｒに基づいて、撮像レンズ１３１ａからの光を各画素で光電変換して得られた電荷を出力部まで転送する電荷転送動作を行い、出力部で電荷を検出信号Ｄｅに変換して通信手段１６０に出力する。

なお、撮像手段１３０を構成する撮像素子はＣＣＤイメージセンサに限らず、その他の撮像素子、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサでもよい。撮像手段１３０は必ずしもモジュール化されている必要はなく、撮像手段１３０を構成する電子部品が個別に回路基板１０１に実装されていてもよい。

〔内視鏡本体１００ａの照明手段１４０〕
照明手段１４０は、発光ダイオード（ＬＥＤ）１４１ａ、１４１ｂと、発光ダイオード１４１ａ、１４１ｂを駆動するＬＥＤ駆動回路１４２とを有する。ここで、発光ダイオード１４１ａ、１４１ｂおよびＬＥＤ駆動回路１４２は、組み立て作業の効率を考慮してモジュール化された１つの電子部品（ＬＥＤモジュール）として構成され、回路基板１０１に搭載されている。なお、照明手段１４０は、ＬＥＤモジュールに限らず、ＬＥＤ以外の発光素子、例えば、有機発光ダイオードあるいはレーザダイオード（ＬＤ）をモジュール化したものでもよく、さらに、発光素子は、半導体素子に限定されず、微細な放電管や豆電球でもよい。照明手段１４０も必ずしもモジュール化されている必要はなく、照明手段１４０を構成する電子部品が個別に回路基板１０１に実装されていてもよい。

〔内視鏡本体１００ａのシステム制御手段１５０〕
システム制御手段１５０は、通信手段１６０で受信された受信信号Ｒｓに基づいて、被検者Ｐの体内の撮影が行われるように撮像手段１３０および照明手段１４０を制御するものである。

具体的には、システム制御手段１５０は、受信信号Ｒｓに含まれる飛行指示に関するフライト指令信号Ｆｃと、それ以外の撮像に関連する制御信号とを分離し、フライト指令信号Ｆｃをフライト制御回路１２０ｃに出力し、撮像を行うための制御信号Ｃｃおよび照明を行うための制御信号Ｌｃをそれぞれ撮像手段１３０のＣＣＤ駆動回路１３２および照明手段１４０のＬＥＤ駆動回路１４２に出力する。このシステム制御手段１５０は、例えば、マイクロプロセッサチップで実現されて回路基板１０１に実装されている。

〔内視鏡本体１００ａの通信手段１６０〕
通信手段１６０は、カプセル内視鏡１００の操作リモコン２００（図７（ａ）参照）からの操作信号を受信し、受信した信号Ｒｓをシステム制御手段１５０に出力し、さらに、撮像手段１３０のＣＣＤイメージセンサ１３１で電荷の検出により得られた検出信号Ｄｅを操作リモコン２００に送信するものである。この通信手段１６０は、送信回路と受信回路とをモジュール化した電子部品として回路基板１０１に組み込んだものでもよいし、送信回路および受信回路を構成する回路素子を個別に回路基板１０１に実装したものでもよい。

〔内視鏡本体１００ａの電源１１０〕
電源１１０は、バッテリー１１０ｂと、その出力電圧を降圧する電源回路１１０ａとを有する。バッテリー１１０ｂとしてリチウムイオン電池が用いられ、回路基板１０１に装着されている。また、電源回路１１０ａとしては、リチウムイオン電池の出力電圧Ｖ１を降圧して飛行手段１２０の駆動部１２０ｂ以外で用いられるシステム電圧Ｖ２を出力するＵＢＥＣ回路が回路基板１０１に実装されている。

なお、カプセル内視鏡１００は、全体として生理食塩水と同程度の比重を持つように構成されていてもよい。そうすることにより、カプセル内視鏡１００が被検者Ｐの体内に溜まっている液体中を進む場合、カプセル内視鏡１００に働く浮力と重力とが釣り合うこととなり、鉛直方向の移動に使う電力を極力抑えることが可能となる。

〔カプセル内視鏡１００による内視鏡検査〕
次に、実施形態１のカプセル内視鏡１００を用いて被検者Ｐを検査する方法を説明する。

図７は、図２に示すカプセル内視鏡１００を用いた内視鏡検査を行うための検査システム１０００を説明するための図であり、検査システム１０００の構成を模式的に示す。

検査システム１０００は、上述したカプセル内視鏡１００と、カプセル内視鏡１００を操作するための操作手段（操作リモコン２００）と、操作リモコン２００に接続された検査装置３００とを有する。また、被検者Ｐを載せる検査台Ｔｓとを有していてもよい。

ここで、操作リモコン２００は、リモコン筐体２００ａと、リモコン筐体２００ａに取り付けられたスイッチ２０１と、リモコン筐体２００ａに取り付けられた一対の操作レバー２０２ａ、２０２ｂとを有する。

一対の操作レバーの一方の操作レバー２０２ａは、カプセル内視鏡１００を上下に垂直移動させるレバーであり、他方の操作レバー２０２ｂは、カプセル内視鏡１００を前後左右に水平移動させるためのレバーである。リモコン筐体２００ａには、アンテナ２０３およびコネクタ２０４が取り付けられており、カプセル内視鏡１００に操作信号を送信したり、カプセル内視鏡１００で得られた画像の検出信号を受信したりすることが可能となっている。また、操作リモコン２００で受信したカプセル内視鏡１００からの検出信号は、接続ケーブルＣａを介して操作リモコン２００から検査装置３００に送られるようになっている。

ただし、操作リモコン２００の具体的な構造は、上述したものに限定されない。例えば、スマートフォンやパソコンの画面上で操作されてもよい。また、カプセル内視鏡１００の操作を行うための操作部は、操作リモコン２００ではなく、検査装置３００に設けられていてもよい。

検査装置３００は、装置本体３０１と表示装置（モニター）３０２とを有する。装置本体３０１は、操作リモコン２００を介してカプセル内視鏡１００から受信した検出信号を処理して映像信号を生成する信号処理部を有し、表示装置３０２は、装置本体３０１で生成された映像信号に基づいて、カプセル内視鏡１００により撮影された画像などを表示するように構成されている。

次に、実施形態１のカプセル内視鏡１００を用いて被検者Ｐの検査におけるカプセル内視鏡１００の動きを説明する。

カプセル内視鏡１００では、飛行手段１２０の駆動部１２０ｂには電源１１０のリチウムイオン電池１１０ｂの出力電圧Ｖ１が直接供給され、さらに、飛行手段１２０のフライトコントローラー１２０ｃ、内視鏡本体１００ａのシステム制御手段１５０、撮像手段１３０、照明手段１４０、および通信手段１６０には、リチウムイオン電池１１０ｂの出力電圧Ｖ１を電源回路（ＵＢＥＣ）１１０ａで降圧した電源電圧Ｖ２が電源回路１１０ａから供給される。

操作リモコン２００のスイッチ２０１の操作により動作オン信号が操作リモコン２００からカプセル内視鏡１００に送信され、システム制御手段１５０が通信手段１６０を介して動作オン信号を受信すると、システム制御手段１５０はＣＣＤ駆動回路１３２にＣＣＤ駆動信号Ｄｒを出力し、ＬＥＤ駆動回路１４２に照明制御信号Ｌｃを出力する。これによりカプセル内視鏡１００では、ＣＣＤイメージセンサ１３１による撮像および発光ダイオード１４１ａ、１４１ｂによる照明が開始される。

図８は、カプセル内視鏡１００を用いた内視鏡検査を行う際のカプセル内視鏡の経路の一例を示している。図８に示すように、被検者Ｐはカプセル内視鏡１００を口から飲み込むと、食道の蠕動運動によりカプセル内視鏡１００は胃の内部に達する。胃の検査を行う場合は、胃を発泡剤などで膨らませてカプセル内視鏡１００が自由に飛行可能な領域を確保した状態であるため、カプセル内視鏡１００は操作リモコン２００からの操作信号に基づいて飛行させながら撮像手段１３０で胃の内壁を撮影しながらカプセル内視鏡１００を移動させることで胃内部を観察し検査することが可能となる。

したがって、本発明のカプセル内視鏡１００は飛行手段１２０を有することで従来のカプセル内視鏡では不可能であった胃内部の検査が可能となった点で極めて優れた効果を有するものである。

さらに、本発明のカプセル内視鏡１００は、胃内部の検査が終了すると十二指腸、小腸そして大腸の観察および検査へと移ることも可能である。十二指腸、小腸および大腸の観察における飛行可能なスペースが確保できない場合や飛行困難な区間では、カプセル内視鏡１００は飛行手段１２０の揚力による浮揚はさせずに、飛行手段１２０の推力により移動させるようにしてもよいし、飛行手段１２０を使用せず蠕動手段で移動させてもよい。

従来のキャタピラなどの駆動による自走式カプセル内視鏡では、キャタピラなどの駆動手段が露出しており内視鏡外縁部が平滑でないため、大腸粘膜などの体内の組織表面と直接接触し摩擦を生じてしまい移動に時間がかかるとともに組織表面を損傷させていたが、本発明のカプセル内視鏡１００は内視鏡外縁部が平滑であるとともに飛行することで直接組織表面との接触が最小限に抑制することが可能である。そのため、スムーズに移動が可能であって、組織表面の損傷を防止すること可能である。

また、本発明のカプセル内視鏡１００は、飛行手段により飛行するため方向転換が簡単であって検査時間を短縮できる。そのため、被験者の身体に優しく安全で高度な検査が可能となる。十二指腸、小腸、大腸へと順で検査した後、肛門から排出されることで検査を終了する。

胃内の飛行可能な区間では、操作者は、撮像手段１３０で撮影された映像を検査装置３００の表示画面３０１で見ながら、操作リモコン２００の操作によりカプセル内視鏡１００を飛行させながら胃内Ｂ１の内壁に沿って移動させることで胃内を観察する。

なお、カプセル内視鏡１００は、４つの回転翼の回転方向、回転数を制御することで、内視鏡本体１００を前進後進、上昇下降以外の動作、例えば、右側方あるいは左側方への移動や右回転あるいは左回転も、ドローンと同様に行うことができる。

また、このカプセル内視鏡１００は、被検者の体内に液状物が溜まっている場合は、液中や液面上を進むことも可能である。例えば、回転翼の回転方向を正方向に回転させることで揚力を得て上昇させることが可能となる。逆に回転方向を逆方向に回転させることにより揚力とは逆向きの力を得て下降させることが可能となる。また、回転数を上昇させることで揚力を増加させることが可能となり、回転数を減少させることにより揚力を減少させることが可能となる。加工させる際に回転翼の回転数を減少させるか回転方向を逆方向にするかは状況に応じて選択し得る。また、その両方を行ってもよい。

図９は、カプセル内視鏡１００が被検者の体内で飛行しながら胃内部を観察する様子の一例を示している。

例えば、胃内の領域が図９に示すように飛行可能なスペースを有し、図に示す矢印方向に移動しながら観察を行う場合のカプセル内視鏡の動きについて説明する。

まず、胃内は飛行可能なスペースを有し、そのスペースはほぼ気体で満たされた領域Ｒａであり、カプセル内視鏡１００は、最初は食道などを通った後の胃の下側の内壁に沿って横たわる状態（カプセル内視鏡の軸が内壁に沿う方向）で配置されるのが一般的である。そしてカプセル内視鏡１００が下側の内壁に沿って横たわる状態から直立状態（カプセル内視鏡の軸が下側の内壁に対して略垂直方向）で浮遊する状態に姿勢を変更するように操作者はカプセル内視鏡を操作する。

このとき、カプセル内視鏡１００では、操作者が操作リモコン２００から送信した操作信号が通信手段１６０で受信され、受信信号Ｒｓとしてシステム制御手段１５０に出力される。システム制御手段１５０は、受信信号Ｒｓが飛行制御に関するフライト指令信号Ｆｃであると判定してそのままフライト制御手段１２０ｃに出力する。

フライト制御手段１２０ｃは、フライト指令信号Ｆｃの解析により、フライト指令信号Ｆｃがカプセル内視鏡１００の姿勢を変更して飛行させることを指示していることを検出すると、まずカプセル内視鏡１００の姿勢を変更し飛行するための各回転翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂの回転方向、回転数を算出し、各回転翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂに対応する速度コントローラ１０ａ、１０ｂ、２０ａ、２０ｂにそれぞれ、回転方向、回転数を指示する回転数信号Ｅ１ａ、Ｅ１ｂ、Ｅ２ａ、Ｅ２ｂを出力する。これにより速度コントローラ１０ａ、１０ｂ、２０ａ、２０ｂは、各回転翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂが指示された回転方向、回転数で回転するように、対応する各モータ１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ、１２２ｂに駆動電流Ｄ１ａ、Ｄ１ｂ、Ｄ２ａ、Ｄ２ｂを印加する。

この結果、下側の内壁に近い２つの回転翼１２ａ、１２ｂが下側の内壁から遠い２つの回転翼１１ａ、１１ｂよりも高い回転数で正方向に回転し、かつ、左右の回転翼１１ａ、１２ａと回転翼１１ｂ、１２ｂとが同じ回転数で正方向に回転することとなる。このときの回転方向は揚力を発生させる正方向であり、かつ回転数はカプセル内視鏡の重力Ｌｆに対して飛行手段１２０の揚力Ｌｆの方が大きくなる回転数である。

そのため、図９に示すように、カプセル内視鏡１００は内壁に横たわる状態から起き上った状態（カプセル内視鏡の軸が内壁に対して略垂直方向）となるとともに下側の内壁から浮遊する。

また、図９に示すように、カプセル内視鏡１００の軸を下側の内壁に対して垂直方向とし、上昇させて下側の内壁の大きい範囲を観察するようにしてもよい。この際は、４つの各回転翼全てを正方向に回転させ、かつ同じ回転数であって、回転数はカプセル内視鏡１００の重力Ｗよりも揚力Ｔｆが大きくなるような回転数である。

その後、別の胃の内壁を観察するために飛行しながら移動することにより胃内部を観察する。例えば、図９に示すようにカプセル内視鏡を胃Ｂ１の下流側から上流側（紙面左側から右側）に高度を一定保ちつつ移動させて観察するように操作者はカプセル内視鏡１００を操作してもよい。カプセル内視鏡１００では、操作リモコン２００から送信された操作信号が通信手段１６０で受信され、受信信号Ｒｓとしてシステム制御手段１５０に出力される。システム制御手段１５０は、受信信号Ｒｓが飛行制御に関するフライト指令信号Ｆｃであると判定してそのままフライト制御手段１２０ｃに出力する。

フライト制御手段１２０ｃは、フライト指令信号Ｆｃの解析により、フライト指令信号Ｆｃが高度を一定に保持したまま前進させることを指示していることを検出すると、カプセル内視鏡１００をその高度を一定に保持したまま前進させるための各回転翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂの回転方向、回転数を算出し、各回転翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂに対応する速度コントローラ１０ａ、１０ｂ、２０ａ、２０ｂにそれぞれ、回転方向、回転数を指示する回転数信号Ｅ１ａ、Ｅ１ｂ、Ｅ２ａ、Ｅ２ｂを出力する。これにより速度コントローラ１０ａ、１０ｂ、２０ａ、２０ｂは、各回転翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂが指示された回転方向、回転数で回転するように、対応する各モータ１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ、１２２ｂに駆動電流Ｄ１ａ、Ｄ１ｂ、Ｄ２ａ、Ｄ２ｂを印加する。

この結果、胃の下流側の２つの回転翼１２ａ、１２ｂが上流側の２つの回転翼１１ａ、１１ｂよりも高い回転数で正方向に回転し、かつ、左右の回転翼１１ａ、１２ａと回転翼１１ｂ、１２ｂとが同じ回転数で正方向に回転することとなる。このときの回転方向は揚力を発生させる正方向であり、かつ回転数はカプセル内視鏡の重力Ｌｆと飛行手段１２０の揚力Ｌｆとが釣り合う回転数である。こうすることにより、図９に示すように、カプセル内視鏡１００は前傾姿勢となって、一定の高度を維持しつつ前進することとなる。

また、カプセル内視鏡１００が被検者Ｐの体内にある状態では、操作リモコン２００のスイッチ２０１が撮影状態（オン状態）となっているので、撮像手段１３０による撮像動作が行われる。具体的には、撮像手段（ＣＣＤモジュール）１３０では、ＣＣＤ駆動回路１３２からの駆動信号ＤｒによりＣＣＤイメージセンサ１３１が駆動され、撮像レンズ１３１ａで集光された光がＣＣＤイメージセンサ１３１の各画素で光電変換されて検出信号Ｄｅとして通信手段１６０に出力される。

通信手段１６０は入力された検出信号Ｄｅを操作リモコン２００に送信し、検出信号Ｄｅが操作リモコン２００から検査装置３００に伝送されると、検査装置３００では、検出信号Ｄｅが信号処理により映像信号に変換され、表示装置３０２に表示される。本発明のカプセル内視鏡は撮像手段で得られた画像がリアルタイムに表示装置（モニター）に表示可能であるため詳しい高度な観察が容易にできる。

撮影の際は、照明手段１４０では、ＬＥＤ駆動回路１４２が発光ダイオード１４１ａ、１４１ｂを駆動することにより発光ダイオード１４１ａ、１４１ｂの発光による照明が行われる。撮影手段および照明手段は常にオン状態であってもよいし、観察を行う都度オン・オフしてもよい。

そして、カプセル内視鏡１００が被検者Ｐの胃Ｂ１内で飛行可能なスペースが垂直方向に立ち上がっている箇所（垂直部分）Ｂ２に近づくと、操作者は、カプセル内視鏡１００が減速するように操作リモコン２００を操作する。

そして、状況に応じて各回転翼の回転方向、回転数を調整することで前進、後進、上昇、下降、右移動、左移動、右回転、左回転など様々な動きを行うことが可能である。胃内の観察においては被験者Ｐを仰臥位、腹臥位とさせることで胃内の全ての内壁を観察することが可能となる。

従来、胃内部を観察および検査するカプセル内視鏡が存在しなかったが、本発明のカプセル内視鏡１００は飛行手段を備えることで浮遊した状態で胃を観察および検査することを可能にした点で格別な効果を奏する。

図１０は、カプセル内視鏡１００が被検者の体内で飛行状態から着地状態に姿勢を変更する一例の様子を示している。

このような飛行方向の変更を指示するフライト指令信号Ｆｃをフライト制御手段１２０ｃが受け取ると、フライト制御手段１２０ｃは、カプセル内視鏡１００の飛行速度を減速するための各回転翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂの回転方向、回転数を算出し、回転翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂの回転数が算出した回転数となるように速度コントローラ１０ａ、１０ｂ、２０ａ、２０ｂを制御する。

この結果、カプセル内視鏡１００のＢ２側を向いている２つの回転翼１１ａ、１１ｂの正方向の回転数はそのまま、それに対してＢ１側を向いている２つの回転翼１２ａ、１２ｂの正方向の回転数を減少させる。ただし、左右の回転翼１１ａと回転翼１１ｂとは同じ回転数で回転し、左右の回転翼１２ａと回転翼１２ｂとは同じ回転数で回転する。この状態にすることで、図１０に示すように、カプセル内視鏡１００は後継姿勢（Ｂ１側が下向きに傾く姿勢）となる。その後、４つの回転翼の回転数を徐々に一定の割合で減少させていく。そうすることにより、カプセル内視鏡１００に働く揚力Ｌｆは、カプセル内視鏡１００に働く重力Ｗよりも徐々に小さくなり、カプセル内視鏡１００は徐々に高度を下げることになる。

その後、カプセル内視鏡１００が十二指腸Ｂ２の入口部分付近に到達したときには、４つの回転翼の回転が停止する状態となり、カプセル内視鏡１００は撮像手段１３０がＢ２側（カプセル内視鏡の進行方向）に向き、飛行手段１２０がＢ１側（カプセル内視鏡の進行方向とは逆方向）に向く姿勢で下側の内壁に沿って横たわる状態となる。

十二指腸Ｂ２は、通常、図１１に示すように内視鏡１００を飛行させるスペースが存在していない。そのような場合は、４つの回転翼の回転方向を飛行させる場合とは逆方向の回転方向に回転させることで、図１１に示す方向の推力Ｔｆを発生させる。その結果、カプセル内視鏡１００は、飛行することなく推力Ｔｆによって十二指腸内を内壁に沿って移動することが可能となる。移動しながら進行方向先端側に存在する撮影手段で体内を観察することが可能である。飛行することなく推力Ｔｆによる移動は従来の自走式と同様の動きではあるが、キャタピラなどと異なり内壁に接触する部分が平滑であるため移動はスムーズであるため移動時間の短縮が可能である。また、体内組織の損傷を抑制することが可能である。ただし、内壁が色々な方向に蛇行している場合などは、水平方向の推力だけでなく、垂直方向の揚力も発生させてカプセル内視鏡の姿勢を調整してもよい。

十二指腸の観察のあとの小腸、大腸の観察も基本的に十二指腸の場合と同様である。飛行手段１２０の回転方向を飛行させる時とは逆向きの回転方向に回転させることで推力を発生させ、飛行させることなく小腸、大腸内を移動させ、進行方向先端側に存在する撮影手段で内壁を撮影しながら観察する。腸内（特に大腸）では内壁が様々な方向に蛇行しているため、カプセル内視鏡の姿勢を変化させる必要が生じる場合があるが、その際は水平方向の推力Ｔｆだけでなく、垂直方向の揚力も発生させて姿勢を調整する。

図１２は、プセル内視鏡１００が被検者の体内（大腸）を観察する一例の様子を示している。図１２に示すように、大腸Ｂ３の観察の場合は、内壁の進む方向に応じて、各回転翼の回転数を変更することにより、姿勢を変更するのが好ましい。

例えば、内壁の進む方向が上向きの場合は、内壁に近い側の回転翼の回転数を高く、内壁と遠い側の回転翼の回転数を低くすることにより、カプセル内視鏡の姿勢を下向きに進む内壁に沿わせることが可能となる。逆に、内壁の進む方向が下向きの場合は、内壁に近い側の回転翼の回転数を低く、内壁と遠い側の回転翼の回転数を高くすることにより、カプセル内視鏡の姿勢を上向きに進む内壁に沿わせることが可能となる。また、十二指腸、小腸および大腸内で飛行スペースが存在する場合には、飛行手段１２０でカプセル内視鏡１００を飛行させて観察を行うようにしてもよい。大腸の観察が終わると肛門からカプセル内視鏡１００を取り出すことで体内検査が終了する。

上記実施形態において、カプセル内視鏡１００の撮影手段が存在する側を進行方向側に配置し、飛行手段１２０の回転方向を飛行する際とは逆向きの回転方向にすることで推力を発生させて移動させながら腸内（十二指腸、小腸、大腸）を観察する場合について説明したが、カプセル内視鏡１００の撮影手段が存在する側を進行方向とは反対側に配置し、飛行手段１２０の回転方向を飛行する際と同様に正方向の回転方向にすることで推力を発生させて移動させながら腸内（十二指腸、小腸、大腸）を観察してもよい。

また、上記実施形態においては、胃、十二指腸、小腸および大腸をそれぞれ検査する際の内視鏡の動きを説明したが、本発明はこれに限定されない。

例えば、食道から大腸まで移動させて全ての消化管を検査する場合であってもよいし、肛門から挿入し推力で移動させて下部消化管（大腸および／または小腸）のみを検査し、その後逆向きの推力で肛門まで移動させ肛門からから内視鏡を取り出す場合であってもよい。

図１３は、カプセル内視鏡１００が被検者の体内で液体中を移動する様子の一例を示す図である。

例えば、図１３に示すように、被検者の体内に液状物Ｒｗが溜まっている場合でも、回転翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂの回転により、内視鏡機体１００ｃに発生させる揚力Ｌｆおよび推力Ｔｆの大きさを制御することで、液状物中での加速、減速、停止、上昇、下降が可能である。ただし、液状物中では走行抵抗が気体中に比べて大きいので、被検者の体内が空気や膨張ガスで充満している場合のように速く移動することができない。また、回転翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂの回転に伴う抵抗が大きく、高速回転させると破損する恐れもある。このため、液体中を航行する場合は、気体中を航行する場合より回転翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂの回転数を低く抑えることで回避することが可能である。

また、カプセル内視鏡１００の全体の比重を軽く、生理食塩水の比重と同程度とすることで、カプセル内視鏡１００を体内の液体中で上下方向に移動させるための消費される電力は小さく抑えることが可能となる。

このように本実施形態１のカプセル内視鏡１００は、自力飛行するカプセル内視鏡１００であって、内視鏡本体１００ａを搭載した内視鏡機体１００ｃと、内視鏡機体１００ｃを飛行させる飛行手段１２０とを備えているので、被検者Ｐの体内で鉛直方向に延びる空間でも、カプセル内視鏡１００は内臓の蠕動運動によらずに下から上に移動させることができ、カプセル内視鏡による検査に要する時間を飛躍的に短縮（例えば、食道から大腸までの全ての消化管の検査を３０分以内、大腸のみの検査を１０分程度）することが可能である。

また、実施形態１のカプセル内視鏡１００では、飛行手段１２０は、内視鏡本体１００ａに揚力および推力を発生させる揚力／推力発生部１２０ａを備え、揚力／推力発生部１２０ａは、内視鏡機体１００ｃに揚力を推力とは独立して発生させるように構成されているので、内視鏡本体１００ａを空中で静止させることが可能であり、これにより、被検者Ｐの体内の特定の場所を詳しく検査することが可能となる。

また、実施形態１のカプセル内視鏡１００では、飛行手段１２０は、揚力／推力発生部１２０ａを制御するフライト制御手段１２０ｃを備え、フライト制御手段１２０ｃは、内視鏡機体１００ｃの位置および姿勢がそれぞれ、所定の位置および所定の姿勢に維持されるように、推力発生部１２０ａを自動制御するホバリング機能を有するので、内視鏡機体１００ｃを空中の所定位置に静止させる場合、内視鏡本体１００ａの飛行を操作者が操作する必要がなく、被検者Ｐの体内の特定の場所を詳しく検査する作業をしやすくできる。

また、実施形態１のカプセル内視鏡１００では、推力発生部１２０ａは、内視鏡機体１００ｃに揚力および推力を発生させる複数の回転翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂと、各回転翼を回転させる複数のモータ１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ、１２２ｂとを備え、複数のモータの駆動電流により内視鏡機体１００ｃに揚力および推力を発生するように複数の回転翼の各々の回転方向、回転数を制御するので、複数の回転翼の回転方向、回転数を変えるだけで飛行速度および飛行方向を制御することが可能であり、内視鏡機体１００ｃを飛行させる飛行手段の構造を簡単なものとできる。また、飛行手段は、飛行スペースが確保できない場面においては、内視鏡を飛行させずに移動および姿勢を調整する手段として使用することが可能である。

また、本実施形態１のカプセル内視鏡１００では、内視鏡本体１００ａを搭載する内視鏡機体１００ｃに形成した貫通スペース２０（２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ）に回転翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂを配置しているので、回転翼の外周端が直接被検者Ｐの臓器などの体内の組織に触れることによる損傷が防止されるため、安全で安心な検査が可能となる。

図１４には、本発明の実施形態２によるカプセル内視鏡１００を示している。

実施形態１においては、内視鏡機体１００ｃは略砲弾状であったが略半球状としてもよい（図１４（ａ））。半球状とすることにより体内の内壁との接触がよりスムーズとなり、体内移動およびカプセル内視鏡１００の姿勢変更がより容易に行うことが可能となり、その結果、より短時間でかつ、より体内組織の損傷を抑制できる安全・安心な観察が可能となる。

内視鏡機体１００ｃは、飛行手段１２０を覆う胃液などで溶けるカバー１００２を含んでいても良い（図１４（ｂ））。カバー１００２を含むことで飛行手段１２０の部分が体内組織に直接接触されずに胃まで届くことができる。それにより、組織表面の損傷を最小限にできるため安心して本発明のカプセル内視鏡１００ｃを口から体内に投入することが可能となる。カバー１００２は胃液で溶けるように構成されているため、胃（場合によっては、十二指腸、小腸、大腸など）による飛行手段１２０による移動が必要な状態においては飛行手段１２０が使用可能となる。カバー１００２の素材は胃液などで溶けるものであれば任意の材質でありえる。例えば、セルロース、ゼラチンなどであるが、本発明はこれに限定されない。

また、内視鏡機体１００ｃに回転翼を覆うネット部材１００３を含ませるようにしてもよい（図１４（ｃ））。ネット部材１００３を含ませることにより、確実に体内の組織の損傷を防止することが可能となる。ネット部材１００３の素材は任意の材料であり得る。例えば、プラスチックなどの樹脂、チタンやステンレスの金属であるが、本発明はこれに限定されない。

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。

本発明は、内視鏡の分野において、カプセル内視鏡による検査に要する時間を飛躍的に短縮することができるカプセル内視鏡を得ることができるものとして有用である。

１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ 回転翼
１００ カプセル内視鏡
１００ａ 内視鏡本体
１００ｃ 内視鏡機体
１２０ 飛行手段

Claims (7)

1. 内視鏡機体と、
   該内視鏡機体を飛行可能な飛行手段と
   を備えた、カプセル内視鏡。
2. 前記飛行手段は、
   前記内視鏡機体に揚力および推力を発生させる揚力／推力発生部を有するように構成されている、請求項１に記載のカプセル内視鏡。
3. 前記揚力／推力発生部は、該揚力と該推力とを独立して発生させるように構成されている、請求項２に記載のカプセル内視鏡。
4. 前記揚力／推力発生部は、回転翼を有するドローン、またはヘリコプターである、請求項２または請求項３に記載のカプセル内視鏡。
5. 前記揚力は前記回転翼を正方向に回転させることで発生させ、前記推力は前記回転翼を逆方向に回転させることで発生させる、請求項４に記載のカプセル内視鏡。
6. 少なくとも前記揚力を発生させて胃内を観察する、請求項２〜請求項５のいずれか一項に記載のカプセル内視鏡。
7. 少なくとも前記推力を発生させて十二指腸、小腸および大腸内の少なくとも一部を観察する、請求項６に記載のカプセル内視鏡。

Images