JP6767084B2 - 体内流体制御装置及び体内流体制御システム - Google Patents

Description

本開示は、体内流体の流れ方向を制御する技術に関する。

内視鏡を用いて、大腸管内検査が行われている。ここで、管形状の内視鏡を用いるときには、内視鏡管を肛門から挿入する必要があるため、患者に大きな負担をかけてしまう。一方で、カプセル内視鏡を用いるときには、カプセルを口から嚥下させるのみでよいため、患者にあまり大きな負担をかけずにすむ（例えば、特許文献１を参照。）。

胃内容量を縮小して、肥満治療が行われている。ここで、胃及び／又は食道の粘膜を切除して胃内容量そのものを縮小するときには、患者に大きな負担をかけてしまう。一方で、胃内バルーンに体外から流体を注入して胃内容量を実効的に縮小するときには、患者にあまり大きな負担をかけずにすむ（例えば、特許文献２を参照。）。

特表２００８−５０３３１０号公報 特開２００９−１４８５７８号公報

しかし、大腸管内検査において、特許文献１に開示されたように、カプセル内視鏡を用いるときには、大腸管内洗浄に大量の下剤が必要となり、カプセル移動に長い時間が必要となり、大腸管内の見落としが発生することがあり、患者に多少の負担をかけてしまう。

そして、肥満治療において、特許文献２に開示されたように、胃内バルーンに体外から流体を注入して胃内容量を実効的に縮小するときには、胃内バルーンに口又は鼻からカテーテルを挿入する必要があり、患者に多少の負担をかけてしまう。

そこで、前記課題を解決するために、本開示は、（１）大腸管内検査において、カプセル内視鏡を用いるときに、患者にできるかぎり負担をかけないようにすること、及び、（２）肥満治療において、胃内バルーンに流体を注入して胃内容量を実効的に縮小するときに、患者にできるかぎり負担をかけないようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、磁気的に駆動される方向に応じて、大腸管内の水等の流体の流れ方向を制御することとした。そして、磁気的に駆動される方向に応じて、胃内の胃酸等の流体の流れ方向（胃内バルーンに対する流出入）を制御することとした。

具体的には、本開示は、磁気的に駆動される方向に応じて体内流体の流れ方向を制御する体内流体制御部と、前記体内流体制御部を装置内で支持する装置内支持部と、を備えることを特徴とする体内流体制御装置である。

この構成によれば、大腸管内の水等の流体を往復運動させることにより、大腸管内洗浄に少量の下剤で十分となり、大腸管内の水等の流体を一方向運動させることにより、カプセル移動に短い時間で十分となり、大腸管内の水等の流体を逆方向運動させることにより、大腸管内の見落としが発生しなくなる。よって、大腸管内検査において、カプセル内視鏡を用いるときに、患者にできるかぎり負担をかけないようにすることができる。

そして、胃内の胃酸等の流体を胃内バルーンへと流入させることにより、胃内バルーン容量を拡張して肥満治療を強化することができ、胃内の胃酸等の流体を胃内バルーンから流出させることにより、胃内バルーン容量を収縮して肥満治療を緩和することができる。よって、肥満治療において、胃内バルーンに流体を注入して胃内容量を実効的に縮小するときに、患者にできるかぎり負担をかけないようにすることができる。

また、本開示は、前記体内流体制御部及び可撓性を有する前記装置内支持部を封止する溶解性封止部、をさらに備えることを特徴とする体内流体制御装置である。

この構成によれば、支持部材を溶解性封止部内で撓ませたうえで、装置全体を溶解性封止部内に押し込めるため、装置全体の嚥下負担を軽減することができる。

また、本開示は、前記体内流体制御部が吸入した体内流体を容量可変に貯留する体内流体貯留部と、前記体内流体制御部が前記体内流体貯留部に体内流体を吸入した後に、前記体内流体制御部が磁気的に駆動されていないときに、前記体内流体貯留部が貯留している体内流体が前記体内流体貯留部から排出されることを防止する体内流体排出防止部と、をさらに備えることを特徴とする体内流体制御装置である。

この構成によれば、磁気駆動による流体制御を行わなくても、胃内の胃酸等の流体の排出防止を行い、胃内の胃酸等の流体を胃内バルーンに貯留することができる。

また、本開示は、前記体内流体制御部が前記体内流体貯留部から体内流体を排出するように、前記体内流体制御部が磁気的に駆動されているときに、前記体内流体貯留部が貯留している体内流体が前記体内流体貯留部から排出されることを促進する体内流体排出促進部、をさらに備えることを特徴とする体内流体制御装置である。

この構成によれば、胃内の胃酸等の流体の排出防止を止めて、胃内の胃酸等の流体の排出促進を行い、胃内の胃酸等の流体を胃内バルーンから流出させることができる。

また、本開示は、以上に記載の体内流体制御装置と、前記体内流体制御部を磁気的に駆動する磁気駆動装置と、を備えることを特徴とする体内流体制御システムである。

この構成によれば、体外に配置された磁気駆動装置を用いて、体内に配置された体内流体制御装置を磁気的に駆動することができる。よって、大腸管内検査において、カプセル内視鏡を用いるときに、患者にできるかぎり負担をかけないようにすることができる。そして、肥満治療において、胃内バルーンに流体を注入して胃内容量を実効的に縮小するときに、患者にできるかぎり負担をかけないようにすることができる。

また、本開示は、前記体内流体制御部の磁気極性を検出する磁気極性検出装置、をさらに備えることを特徴とする体内流体制御システムである。

この構成によれば、体外に配置された磁気極性検出装置を用いて、体内に配置された体内流体制御装置の磁気極性を検出することができる。よって、体外に配置された磁気駆動装置を駆動する方向をいずれの方向にすれば、体内に配置された体内流体制御装置が駆動される方向が所望の方向になるのか、ひいては、体内流体の流れ方向が所望の方向になるのか、体外からではあってもより確実に把握することができる。

このように、本開示は、（１）大腸管内検査において、カプセル内視鏡を用いるときに、患者にできるかぎり負担をかけないようにすること、及び、（２）肥満治療において、胃内バルーンに流体を注入して胃内容量を実効的に縮小するときに、患者にできるかぎり負担をかけないようにすることができる。

本開示の流体制御ポンプのカプセル外展開時の構成を示す図である。 本開示の流体制御ポンプのカプセル内収容時の構成を示す図である。 本開示の流体制御ポンプ及び磁気駆動装置の第１の動作を示す図である。 本開示の流体制御ポンプ及び磁気駆動装置の第２の動作を示す図である。 本開示の流体制御ポンプの大腸管内検査前洗浄時の動作を示す図である。 本開示の流体制御ポンプのカプセル内視鏡移動時の動作を示す図である。 本開示の流体制御ポンプのカプセル内視鏡逆行時の動作を示す図である。 本開示の流体制御ポンプの胃内バルーン容量拡張時の動作を示す図である。 本開示の流体制御ポンプの胃内バルーン容量維持時の動作を示す図である。 本開示の流体制御ポンプの胃内バルーン容量収縮時の動作を示す図である。

添付の図面を参照して本開示の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本開示の実施の例であり、本開示は以下の実施形態に制限されるものではない。

（本開示の流体制御ポンプの構成）
本開示の流体制御ポンプのカプセル外展開時の構成を図１に示す。流体制御ポンプＰは、上記の体内流体制御装置に対応し、スクリュー１、スクリュー回転軸２、流出入口開口部材３、流出入口接続部材４、回転軸支持部材５及び体内留置用部材６から構成される。

スクリュー１は、上記の体内流体制御部に対応し、磁気的に駆動される方向に応じて体内流体の流れ方向を制御する。例えば、スクリュー１は、スクリューに磁石円盤等を貼付して、胃酸等により磁石円盤等が腐食されないように、磁石円盤等をコーティングしたものである。或いは、スクリュー１は、磁性粉末をスクリュー状に焼結して、胃酸等によりスクリューが腐食されないように、スクリューをコーティングしたものである。

スクリュー回転軸２、流出入口開口部材３、流出入口接続部材４及び回転軸支持部材５は、上記の装置内支持部に対応し、スクリュー１を流体制御ポンプＰ内で支持する。ここで、スクリュー回転軸２は、可撓性を有する繊維又はゴム等である。そして、流出入口開口部材３、流出入口接続部材４及び回転軸支持部材５は、可撓性を有するゴム等である。

スクリュー回転軸２は、スクリュー１の回転軸である。流出入口開口部材３は、体内流体を流出及び／又は流入させる部材であり、リング形状等を有する。流出入口接続部材４は、両側の流出入口開口部材３を接続する部材であり、棒状形状等を有する。回転軸支持部材５は、スクリュー回転軸２を支持する部材であり、棒状形状等を有する。各々の回転軸支持部材５の棒状形状等の中央は、スクリュー回転軸２の一端に接続される。各々の回転軸支持部材５の棒状形状等の両端は、各々の流出入口開口部材３のリング形状等の直径方向に、各々の流出入口開口部材３のリング形状等の円周に接続される。

体内留置用部材６は、流出入口開口部材３及び流出入口接続部材４により形成される円柱形状等のうち、側面を覆っているが底面を覆っておらず、可撓性を有するバルーン又はスポンジ等である。そして、体内留置用部材６は、大腸等の内壁面に流体制御ポンプＰを留置させ、流体制御ポンプＰの側面で体内流体を流出及び／又は流入させない。

このように、スクリュー１は、スクリュー回転軸２、流出入口開口部材３、流出入口接続部材４及び回転軸支持部材５により、流体制御ポンプＰ内で支持される。そして、体内流体は、スクリュー１により、一方の流出入口開口部材３で流体制御ポンプＰ内へと流入され、流体制御ポンプＰの軸方向とほぼ平行方向に流体制御ポンプＰ内を駆動され、他方の流出入口開口部材３で流体制御ポンプＰ内から流出される。

本開示の流体制御ポンプのカプセル内収容時の構成を図２に示す。ポンプカプセルＣは、流体制御ポンプＰ及び溶解性カプセル７から構成される。

溶解性カプセル７は、上記の溶解性封止部に対応し、スクリュー１並びに可撓性を有するスクリュー回転軸２、流出入口開口部材３、流出入口接続部材４、回転軸支持部材５及び体内留置用部材６を封止する。つまり、流体制御ポンプＰは、溶解性カプセル７の溶解前での収容時は、上記の可撓性部材の収縮により、スクリュー１程度の大きさに収容される。そして、流体制御ポンプＰは、溶解性カプセル７の溶解後での展開時は、上記の可撓性部材の拡張により、図１に示した円柱形状等に展開される。

このように、上記の可撓性部材を溶解性カプセル７内で撓ませたうえで、流体制御ポンプＰ全体を溶解性カプセル７内に押し込めるため、流体制御ポンプＰ及び溶解性カプセル７を含むポンプカプセルＣ全体の嚥下負担を軽減することができる。

（本開示の流体制御ポンプ及び磁気駆動装置の動作）
本開示の体内流体制御システムは、流体制御ポンプＰ、図３、４に図示する磁気駆動装置Ｄ及び図３、４に図示しない磁気極性検出装置から構成される。

磁気駆動装置Ｄは、スクリュー１を磁気的に駆動し、駆動磁石８−１、８−２、磁石支持部材９及び磁石回転軸１０から構成される。磁気極性検出装置は、スクリュー１の磁気極性を検出し、カプセル内視鏡の磁気極性検出装置を用いることができる。

本開示の流体制御ポンプ及び磁気駆動装置の動作を図３、４に示す。磁気駆動装置Ｄは、体外において胃又は大腸等の近傍に配置される。流体制御ポンプＰは、体内において胃又は大腸等の内部で展開され、磁気駆動装置Ｄに引き寄せられる。

図３では、駆動磁石８−１、８−２の磁化方向は、磁石回転軸１０とほぼ垂直方向であり、スクリュー羽根１−１、１−２の磁化方向は、スクリュー回転軸２とほぼ垂直方向である。そして、スクリュー羽根１−１、１−２は、駆動磁石８−１、８−２にそれぞれ引き寄せられ、スクリュー回転軸２は、磁石回転軸１０とほぼ平行方向に揃えられる。

図４では、駆動磁石８−１、８−２の磁化方向は、磁石回転軸１０とほぼ平行方向であり、スクリュー羽根１−１、１−２の磁化方向は、スクリュー回転軸２とほぼ平行方向である。そして、スクリュー羽根１−１、１−２は、駆動磁石８−１、８−２にそれぞれ引き寄せられ、スクリュー回転軸２は、磁石回転軸１０とほぼ平行方向に揃えられる。

このように、磁気駆動装置Ｄを体表に近付けるのみでも、流体制御ポンプＰの磁気極性をある程度は把握することができる。しかし、磁気極性検出装置を用いることにより、流体制御ポンプＰの磁気極性をより確実に検出することができる。

そして、流体制御ポンプＰの磁気極性を把握したうえで、磁気駆動装置Ｄを駆動する方向を設定することにより、スクリュー羽根１−１、１−２を駆動磁石８−１、８−２にそれぞれ引き寄せたうえで、流体制御ポンプＰが駆動される方向を所望の方向に設定することができ、体内流体が流れる方向を所望の方向に設定することができる。

（本開示の流体制御ポンプの大腸内での動作）
本開示の流体制御ポンプの大腸管内検査前洗浄時の動作を図５に示す。ポンプカプセルＣは、口から嚥下され、磁気極性検出装置によるスクリュー１の検出により、盲腸近傍への到達を検出される。溶解性カプセル７は、盲腸近傍で溶解するか、磁気駆動装置Ｄによるスクリュー１の駆動により、盲腸近傍で破壊される。体内留置用部材６は、所定時間だけ膨らむバルーン等であり、盲腸近傍の内壁面に流体制御ポンプＰを留置させる。流体制御ポンプＰは、盲腸近傍の内壁面に留置され、小腸の出口から出っ張る回盲弁及び回盲弁と対側にある半月襞に引っ掛かり、小腸の出口を塞がないため、図６、７で後述の内視鏡カプセルＥは、流体制御ポンプＰに妨害されることなく、小腸の出口から上行結腸へと通過することができる。

磁気駆動装置Ｄは、駆動磁石８−１、８−２を駆動する方向を繰り返し切り替える。すると、流体制御ポンプＰは、スクリュー１が駆動される方向を繰り返し切り替えられる。つまり、大腸Ｉ内の水Ｗ等の流体は、盲腸から直腸への方向そして直腸から盲腸への方向に往復運動させられる。よって、大腸管内洗浄に少量の下剤で十分となる。ここで、流体制御ポンプＰは、大腸Ｉ内の水Ｗ等の流体を盲腸から直腸への方向に運動させるときには、運動量保存則から盲腸側に押し付けられ、大腸Ｉ内の水Ｗ等の流体を直腸から盲腸への方向に運動させるときには、小腸の出口から出っ張る回盲弁及び回盲弁と対側にある半月襞に引っ掛かる。

本開示の流体制御ポンプのカプセル内視鏡移動時の動作を図６に示す。内視鏡カプセルＥは、口から嚥下され、磁気極性検出装置による内視鏡の検出により、盲腸近傍への到達を検出される。磁気駆動装置Ｄは、駆動磁石８−１、８−２を駆動する方向をある所定の方向に設定する。すると、流体制御ポンプＰは、スクリュー１が駆動される方向をある所定の方向に設定される。そして、大腸Ｉ内の水Ｗ等の流体は、盲腸から直腸への方向に一方向運動させられる。よって、内視鏡カプセルＥの移動に短い時間で十分となる。ここで、流体制御ポンプＰは、大腸Ｉ内の水Ｗ等の流体を盲腸から直腸への方向に一方向運動させるときには、運動量保存則から盲腸側に押し付けられる。

本開示の流体制御ポンプのカプセル内視鏡逆行時の動作を図７に示す。スクリュー１の回転速度によっては、ひいては、内視鏡カプセルＥの移動速度によっては、大腸Ｉ内の見落としが発生することがある。磁気駆動装置Ｄは、駆動磁石８−１、８−２を駆動する方向を図６と逆の方向に設定する。すると、流体制御ポンプＰは、スクリュー１が駆動される方向を図６と逆の方向に設定される。そして、大腸Ｉ内の水Ｗ等の流体は、直腸から盲腸への方向に逆方向運動させられる。よって、大腸Ｉ内の見落としが発生しなくなる。ここで、流体制御ポンプＰは、大腸Ｉ内の水Ｗ等の流体を直腸から盲腸への方向に逆方向運動させるときには、小腸の出口から出っ張る回盲弁及び回盲弁と対側にある半月襞に引っ掛かる。

このように、大腸内検査において、カプセル内視鏡Ｅを用いるときに、大腸管内洗浄に少量の下剤で十分となり、内視鏡カプセルＥの移動に短い時間で十分となり、大腸内の見落としが発生せず、患者にできるかぎり負担をかけないようにすることができる。

（本開示の流体制御ポンプの胃内での動作）
本開示の流体制御ポンプの胃内バルーン容量拡張時の動作を図８に示す。ポンプカプセルＣは、口から嚥下され、胃Ｓ内に到達するが、磁気極性検出装置によるスクリュー１の検出により、胃Ｓ内への到達を検出されてもよい。溶解性カプセル７は、胃Ｓ内で溶解するか、磁気駆動装置Ｄによるスクリュー１の駆動により、胃Ｓ内で破壊される。

流体制御ポンプＰは、バルーン１１をさらに備える。バルーン１１は、上記の体内流体貯留部に対応し、スクリュー１が吸入した体内流体を容量可変に貯留する。

磁気駆動装置Ｄは、駆動磁石８−１、８−２を駆動する方向をある所定の方向に設定する。すると、流体制御ポンプＰは、スクリュー１が駆動される方向をある所定の方向に設定される。そして、胃内の胃酸等の流体は、バルーン１１外からバルーン１１内への方向に一方向運動させられる。ここで、後述するように、排出防止部１２は、バルーン１１内の圧力を利用する逆流防止弁等であり、バルーン１１外からバルーン１１内への胃酸等の流入を阻止しない。よって、胃内の胃酸等の流体をバルーン１１へと流入させることにより、胃内バルーン容量を拡張して肥満治療を強化することができる。

本開示の流体制御ポンプの胃内バルーン容量維持時の動作を図９に示す。流体制御ポンプＰは、排出防止部１２をさらに備える。排出防止部１２は、スクリュー１がバルーン１１に体内流体を吸入した後に、スクリュー１が磁気的に駆動されていないときに、バルーン１１が貯留している体内流体がバルーン１１から排出されることを防止する。

磁気駆動装置Ｄは、駆動磁石８−１、８−２の駆動を停止する。すると、流体制御ポンプＰは、スクリュー１の駆動を停止される。ここで、排出防止部１２は、バルーン１１内の圧力を利用する逆流防止弁等であり、バルーン１１内からバルーン１１外への胃酸等の流出を阻止する。よって、磁気駆動による流体制御を行わなくても、胃内の胃酸等の流体の排出防止を行い、胃内の胃酸等の流体をバルーン１１に貯留することができる。

本開示の流体制御ポンプの胃内バルーン容量収縮時の動作を図１０に示す。流体制御ポンプＰは、排出促進部１３をさらに備える。排出促進部１３は、スクリュー１がバルーン１１から体内流体を排出するように、スクリュー１が磁気的に駆動されているときに、バルーン１１が貯留している体内流体がバルーン１１から排出されることを促進する。

磁気駆動装置Ｄは、駆動磁石８−１、８−２を駆動する方向を図８と逆の方向に設定する。すると、流体制御ポンプＰは、スクリュー１が駆動される方向を図８と逆の方向に設定される。そして、胃内の胃酸等の流体は、バルーン１１内からバルーン１１外への方向に逆方向運動させられる。ここで、排出促進部１３は、スクリュー１の駆動方向に応じて排出防止部１２の動作可否を決める機構を有し、バルーン１１内からバルーン１１外への胃酸等の流出を促進する。よって、胃内の胃酸等の流体をバルーン１１から流出させることにより、胃内バルーン容量を収縮して肥満治療を緩和することができる。

なお、排出防止部１２及び排出促進部１３は、例えば以下のように実現可能である。バルーン１１内の圧力を利用する逆流防止弁は、バルーン１１内外を接続する経路上に、バルーン１１内の圧力を印加される円盤を有する。この円盤は、半円の開口部及び残りの盤状部を有し、スクリュー１が駆動される方向に応じて、半円の開口部及び残りの盤状部のいずれかを、バルーン１１内外を接続する経路上に置かれる。

スクリュー１が、図８に示した方向に駆動されるときには、この円盤の残りの盤状部が、バルーン１１内外を接続する経路上に置かれるが、胃内の胃酸等の流体が、この円盤の残りの盤状部を押し開けて、バルーン１１外からバルーン１１内へと流入される。スクリュー１が、図９に示したように駆動されないときには、この円盤の残りの盤状部が、バルーン１１内外を接続する経路上に置かれるため、胃内の胃酸等の流体が、この円盤の残りの盤状部を押し開けず、バルーン１１内からバルーン１１外へと流出されない。スクリュー１が、図１０に示した方向に駆動されるときには、この円盤の半円の開口部が、バルーン１１内外を接続する経路上に置かれるため、胃内の胃酸等の流体が、この円盤の半円の開口部を通り抜けて、バルーン１１内からバルーン１１外へと流出される。

このように、肥満治療において、バルーン１１に流体を注入して胃内容量を実効的に縮小するときに、患者にできるかぎり負担をかけないようにすることができる。

本開示の体内流体制御装置及び体内流体制御システムは、（１）大腸管内検査において、カプセル内視鏡を用いるときに、患者にできるかぎり負担をかけないようにすること、及び、（２）肥満治療において、胃内バルーンに流体を注入して胃内容量を実効的に縮小するときに、患者にできるかぎり負担をかけないようにすることができる。

Ｐ：流体制御ポンプ
Ｃ：ポンプカプセル
Ｄ：磁気駆動装置
Ｉ：大腸
Ｗ：水
Ｅ：内視鏡カプセル
Ｓ：胃
１：スクリュー
１−１、１−２：スクリュー羽根
２：スクリュー回転軸
３：流出入口開口部材
４：流出入口接続部材
５：回転軸支持部材
６：体内留置用部材
７：溶解性カプセル
８−１、８−２：駆動磁石
９：磁石支持部材
１０：磁石回転軸
１１：バルーン
１２：排出防止部
１３：排出促進部

Claims (6)

1. 磁気的に駆動される方向に応じて体内流体の流れ方向を制御する体内流体制御部と、
   前記体内流体制御部を装置内で支持する装置内支持部と、
   前記体内流体制御部及び可撓性を有する前記装置内支持部を封止する溶解性封止部と、
   を備えることを特徴とする体内流体制御装置。
2. 磁気的に駆動される方向に応じて体内流体の流れ方向を制御する体内流体制御部と、
   前記体内流体制御部を装置内で支持する装置内支持部と、
   前記体内流体制御部が吸入した体内流体を容量可変に貯留する体内流体貯留部と、
   前記体内流体制御部が前記体内流体貯留部に体内流体を吸入した後に、前記体内流体制御部が磁気的に駆動されていないときに、前記体内流体貯留部が貯留している体内流体が前記体内流体貯留部から排出されることを防止する体内流体排出防止部と、
   を備えることを特徴とする体内流体制御装置。
3. 前記体内流体制御部及び可撓性を有する前記装置内支持部を封止する溶解性封止部、
   をさらに備えることを特徴とする、請求項２に記載の体内流体制御装置。
4. 前記体内流体制御部が前記体内流体貯留部から体内流体を排出するように、前記体内流体制御部が磁気的に駆動されているときに、前記体内流体貯留部が貯留している体内流体が前記体内流体貯留部から排出されることを促進する体内流体排出促進部、
   をさらに備えることを特徴とする、請求項２又は３に記載の体内流体制御装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の体内流体制御装置と、
   前記体内流体制御部を磁気的に駆動する磁気駆動装置と、
   を備えることを特徴とする体内流体制御システム。
6. 前記体内流体制御部の磁気極性を検出する磁気極性検出装置、
   をさらに備えることを特徴とする、請求項５に記載の体内流体制御システム。

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