JPH0663051A - 医療用カプセル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、体内の目的位置の内液の化学量の計
測を正確に精度良く、安定に行なうことを最も主要な特
徴とする。 【構成】カプセル本体２におけるｐＨセンサ４の露出部
の近傍部位に生体内でカプセル本体２を定位置で保持す
る固定糸１２の糸取付け溝１３を設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、胃、腸などの消化管に
おける分泌液の化学量を計測する医療用カプセル装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、消化管内の消化液のｐＨ値、イ
オン濃度等の化学量を計測することは消化器疾患の診断
や、生理学的解析を行なうために従来より行なわれてい
る。そのうち、患者の体内に内視鏡やカテーテルを挿入
し、内視鏡チャンネルやカテーテルを介して胃液等の分
泌液を採取して分析する方式や、ｐＨセンサ付きカテー
テルを患者の体内に挿入して測定する方式があるが、こ
れらの方式では患者に与える苦痛が大きく、連続測定が
困難である。

【０００３】そこで、患者への侵襲を減らして長時間測
定を実現する手段として、例えば実公昭４３−２５２７
２号公報に示されているようにセンサと発信器とが組み
込まれたカプセルを患者に飲み込ませて体内に挿入させ
ることにより、消化管内の測定情報を無線で体外から連
続的に計測することが行なわれている。

【０００４】また、実公昭４９−１０１４９号公報には
糸の一端を患者の歯または口の周辺に固定し、この糸の
他端を患者の体内に挿入される医用カプセルに固定する
ことにより、患者の体内における医用カプセルの位置固
定を行なう構成にしたものが開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】実公昭４３−２５２７
２号公報のように患者に飲み込ませて体内に挿入させる
医用カプセルの多くは、体内でのカプセルの固定手段を
格別に持っていない。そのため、消化管内の分泌液の計
測時にも消化管のぜん動運動によってカプセルが常に移
動しているので、計測された化学量のデータに対応する
消化管の測定場所を正確には決定できない問題がある。

【０００６】また、実公昭４９−１０１４９号公報のよ
うに医用カプセルを糸により体内で位置固定する構成に
した場合でもカプセル本体に固定された固定糸の固定位
置がカプセル本体に装着されているセンサの取付け位置
から離れていると、カプセル本体のセンサ部が体内の消
化管の上流側に向きにくいため、上流から流れてくる消
化液にセンサを十分に接触させることができず、消化液
の計測を精度良く行なうことが難しい問題がある。

【０００７】

【発明の目的】本発明は上記事情に着目してなされたも
ので、その目的は、体内の目的位置の内液の化学量の計
測を正確に精度良く、安定に行なうことができる医療用
カプセル装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は生体内の内液の
化学量を計測するセンサがカプセル本体に露出状態で装
着された医療用カプセル装置において、前記カプセル本
体における前記センサの露出部の近傍部位に生体内で前
記カプセル本体を定位置で保持する固定糸の固定部を設
けたものである。

【０００９】

【作用】カプセル本体の固定糸の固定部をカプセル本体
におけるセンサの露出部の近傍部位に設けることによ
り、体内に挿入されたカプセル本体の姿勢を計測センサ
の向きが糸の方向に向く状態で保持させ、生体内の上流
側から流れてくる内液を確実にセンサに接触させるよう
にしたものである。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図５を参
照して説明する。図１は医療用カプセル装置１のカプセ
ル本体２を示すものである。このカプセル本体２には中
央筒体３、ｐＨセンサ４、テレメータ回路基板５、電池
収容部６がそれぞれ設けられている。

【００１１】ここで、ｐＨセンサ４はカプセル本体２の
中央筒体３の一端側開口部に嵌着された状態で水密を保
つように接着されている。このｐＨセンサ４にはｐＨ感
応電極７および比較電極８が設けられている。これらの
ｐＨ感応電極７および比較電極８はエポキシ等の合成樹
脂材料からなるセンサ本体９中に封入、固定されてい
る。

【００１２】さらに、電極７，８はともに従来用いられ
てきたガラス電極、アンチモン電極に対して強度、耐ノ
イズ性、測定精度の面で優れているイリジウムをベース
とした金属酸化物薄膜より成る針状電極である。また、
センサ本体９の内部には一対のＫＣｌ（塩化カリウム）
溶液の収納部１０ａ，１０ｂが形成されている。そし
て、比較電極８の先端は一方のＫＣｌ溶液収納部１０ａ
内に挿入されている。

【００１３】他方のＫＣｌ溶液収納部１０ｂ内には例え
ばセラミック材料によって形成された棒状の液絡部１１
が配設されている。この液絡部１１の一端はセンサ本体
９の先端面から外部側に少し突出された状態、他端はＫ
Ｃｌ溶液収納部１０ａ内に挿入された状態で装着されて
いる。この液絡部１１とセンサ本体９との接触部は液密
状にシールされており、ＫＣｌ溶液収納部１０ａ，１０
ｂの内部のＫＣｌ溶液が外部側に漏出しないように保持
されている。

【００１４】また、カプセル本体２の外周面にはセンサ
本体９の露出部の近傍位置に図２に示すように体腔内で
のカプセル本体２の位置を固定するための糸１２をカプ
セル本体２に取付けるためのリング状の糸取付け溝（固
定部）１３が設けられている。さらに、ｐＨ感応電極７
の一端はセンサ本体９の先端面から外部側に少し突出さ
れた状態で設置されている。

【００１５】また、テレメータ回路基板５は中央筒体３
の筒内に配設されている。この場合、テレメータ回路基
板５には２枚の回路基板（第１の回路基板５ａおよび第
２の回路基板５ｂ）が設けられている。これらの２枚の
回路基板５ａ，５ｂ間には絶縁材料より成るスペーサ１
４が介設されている。なお、２枚の回路基板５ａ，５ｂ
間は図示しないリード線を介して電気的に接続されてい
る。

【００１６】さらに、ｐＨセンサ４とテレメータ回路基
板５との間にも同様に絶縁材料より成るスペーサ１５が
介設されている。なお、センサ本体９の基端面からは電
極７，８に接続された信号線１６，１７がスペーサ１５
内を通り、テレメータ回路基板５側に延出されている。
そして、これらの信号線１６，１７の延出端部はテレメ
ータ回路基板５の第１の回路基板５ａに接続されてい
る。このテレメータ回路基板５の第２の回路基板５ｂに
は信号に変換された計測情報を体外に伝送するための直
線状アンテナ１８が実装されている。

【００１７】また、電池収容部６はカプセル本体２の中
央筒体３におけるｐＨセンサ４の装着端部とは反対側の
端部に配置されている。この電池収容部６には略円筒状
の電池ボックス１９と電池交換時に着脱する略有底円筒
状の蓋体２０とが設けられている。

【００１８】この場合、電池ボックス１９には一端部側
に中央筒体３の開口端部内に挿入された状態で嵌着され
る固定端部１９ａ、他端部側外周面に雄ねじ部１９ｂが
それぞれ設けられている。そして、ｐＨセンサ４とテレ
メータ回路基板５の部分とが中央筒体３に組み付けられ
た後、電池ボックス１９の固定端部１９ａが中央筒体３
の開口端部内に挿入され、後述する−極接片２４ａを挟
んで嵌着された状態で接着されて中央筒体３と一体化さ
れるようになっている。

【００１９】さらに、電池ボックス１９の内部には２個
の電池２１ａ，２１ｂが直列に接続された状態で収容さ
れるとともに、これらの電池２１ａ，２１ｂとテレメー
タ回路基板５との間を接続する−極接片２４ａ、＋極接
片２４ｂおよび一対の電源線２５，２６がそれぞれ設け
られている。

【００２０】なお、電池用の−極接片２４ａとテレメー
タ回路基板５を電源線２５により電気的に接続する半田
付け作業はカプセル本体２の中央筒体３の図１（ａ）中
で右側の開口端部からテレメータ回路基板５とｐＨセン
サ４とを挿入した後、電池ボックス１９を接着する前に
行なうようになっている。

【００２１】この場合、図１（ａ）中で左側の電池２１
ｂはカプセル本体２の中心に対して偏心した位置に配置
されており、これにより図１（ｂ）に示すように電池ボ
ックス１９の内部に＋極接片２４ｂを納める空間が形成
されている。そして、図１（ａ）中で右側の電池２１ａ
の−極は−極接片２４ａに、左側の電池２１ｂの＋極で
ある外周が＋極接片２４ｂにそれぞれ電気的に接続さ
れ、さらに、これらは、電源線２５，２６を介してテレ
メータ回路基板５と電気的に接続されている。

【００２２】また、蓋体２０の筒部内周面には電池ボッ
クス１９の雄ねじ部１９ｂに螺合する雌ねじ部２０ａが
形成されている。さらに、この蓋体２０の内底部には蓋
体２０と電池２１ａ，２１ｂとの間の水密を保つための
弾性部材２３が設けられている。そして、電池ボックス
１９の内部に２個の電池２１ａ，２１ｂが収容された状
態で蓋体２０が電池ボックス１９に着脱自在に螺着さ
れ、この蓋体２０のねじ込み動作にともない弾性部材２
３を電池ボックス１９側に密着させることでカプセル本
体２の水密性を保つようになっている。

【００２３】さらに、蓋体２０と弾性部材２３との間に
はテフロン等の摩擦抵抗の小さいシート２７が挿入さ
れ、蓋体２０を電池ボックス１９に取り付ける際に、蓋
体２０をねじ込み作業する際に生じる弾性部材２３への
剪断力を緩和するようにしている。

【００２４】また、図３はテレメータ回路基板５のテレ
メータ回路の動作ブロック図、図４（ａ）はテレメータ
回路基板５の第１の回路基板５ａの回路構成、同図
（ｂ）は第２の回路基板５ｂの回路構成をそれぞれ示す
ものである。この場合、テレメータ回路には図３に示す
ようにｐＨセンサ４に接続された電圧制御発信器（ＶＣ
Ｏ）２８、発信回路２９、電池２１ａ，２１ｂに接続さ
れた電源回路３０がそれぞれ設けられている。

【００２５】さらに、テレメータ回路基板５の第１の回
路基板５ａには図４（ａ）に示すようにＶＣＯ２８が設
けられ、第２の回路基板５ｂには図４（ｂ）に示すよう
に発信回路２９、電源回路３０がそれぞれ設けられてい
る。そして、第１の回路基板５ａのＶＣＯ２８にｐＨセ
ンサ４が接続されるとともに、第２の回路基板５ｂの発
信回路２９に直線状アンテナ１８、電源回路３０に電池
２１ａ，２１ｂがそれぞれ接続されている。

【００２６】ここで、ＶＣＯ２８はＣＭＯＳインバー
タ、抵抗、コンデンサより成るＲＣ発信回路であり、発
信回路２９はコルピッツ発信回路である。また、電源回
路３０はＣＭＯＳレギュレータ、バイパスコンデンサで
構成されている。

【００２７】そして、例えば胃・腸などの消化管内部の
ｐＨ値の測定時にはｐＨセンサ４から出力された信号は
ＶＣＯ２８に入力され、さらにこのＶＣＯ２８からの出
力は発信回路２９に入力されるようになっている。ま
た、電池２１ａ，２１ｂに接続された電源回路３０から
はＶＣＯ２８、発信回路２９それぞれに電力が供給され
るようになっている。

【００２８】次に、上記構成の作用について説明する。
まず、医療用カプセル装置１の使用時には予め図２に示
すようにカプセル本体２を患者に飲み込ませて経口的に
胃Ｉ内にとりこませ、留置させる。

【００２９】ここで、一端部がカプセル本体２の糸取付
け溝１３に巻き付け固定されたカプセル位置固定糸１２
の他端部は患者の歯、口の周囲等に固定され、カプセル
本体２の移動を防ぐとともに、糸１２の長さにより測定
箇所がわかるようになっている。例えば、図２に示すよ
うに糸１２が適度に張られた状態で、胃Ｉの中における
比較的ぜん動運動が少ない幽門付近にカプセル本体２が
位置するように糸１２の長さを調節する。

【００３０】また、例えば胃・腸などの消化管内部のｐ
Ｈ値の測定時にはｐＨセンサ４の表面に突出されている
ｐＨ感応電極７と液絡部１１とが消化管内の分泌液と接
触される。このとき、消化管内の分泌液は液絡部１１の
セラミック材質中に形成されている無数の微細孔を介
し、一方のＫＣｌ溶液収納部１０ｂを経て、他方のＫＣ
ｌ溶液収納部１０ａの内部のＫＣｌ溶液中に導入され
る。そして、このＫＣｌ溶液中でイオン交換が行なわれ
てその分泌液のｐＨ値に対応した電圧がｐＨ感応電極７
と比較電極８との間に現れる。

【００３１】この値が信号線１６，１７を介してテレメ
ータ回路基板５に入力され、ｐＨ情報を持った電圧値の
変調、発信が行なわれる。すなわち、このテレメータ回
路基板５ではまずｐＨセンサ４の出力電圧がＶＣＯ２８
に入力される。このＶＣＯ２８は入力電圧値の変化によ
り出力周波数が変化するものであり、ここで入力電圧に
よって得られるｐＨ情報は周波数に変換された状態で出
力される。

【００３２】このＶＣＯ２８の特性は図５に示すように
電圧と周波数との関係がリニアでかつ周波数の変化幅が
広いことが要求される。なお、ｐＨセンサ４の発生起電
力の理論値は５９mV／ｐＨであり、ｐＨ値の１〜１４ま
での電圧変化幅は５９×１３＝７６７mVである。

【００３３】例えば、ＶＣＯ回路の周波数変化幅が１０
ＫＨｚとすれば、０．１ｐＨに相当する周波数は約７７
Ｈｚで十分測定可能な値であり、前記周波数変化幅であ
れば十分な精度が得られると考えられる。

【００３４】また、ＶＣＯ２８からの出力信号は発信回
路２９に入力され、コルピッツ回路の発生する周波数８
０ＭＨｚの搬送波を周波数変調する。さらに、搬送波は
コルピッツ回路のトランジスタのコレクタに接続されて
いるアンテナ１８より体外へ伝送される。そして、体外
でこの搬送波を受信することにより、消化管内のｐＨ値
を測定することができる。

【００３５】また、電源回路３０は電源線２５，２６を
介して供給される電池２１ａ，２１ｂからの電圧をレギ
ュレータにより安定化し、ＶＣＯ２８および発信回路２
９にそれぞれ供給する。特に、ＶＣＯ２８は電源電圧の
変動により出力周波数が変化し、誤差を生じるため、Ｖ
ＣＯ２８および発信回路２９にそれぞれに個別のレギュ
レータを通して電源電圧を供給し、電圧の安定度を高め
ている。なお、カプセル本体２の動作持続時間を伸ばす
ため、ＶＣＯ２８および電源回路３０は消費電流が少な
いＣＭＯＳ素子によって構成されている。

【００３６】そこで、上記構成のものにあっては患者の
歯または口の周辺に一端が固定された位置固定糸１２の
他端部を固定する糸取付け溝１３をカプセル本体２にお
けるセンサ本体９の露出部の近傍位置に配置したので、
胃Ｉ内でのカプセル本体２の姿勢をｐＨセンサ４の向き
を常に糸１２の方向、即ち消化管の上流側に向けた状態
で保持することができる。

【００３７】そのため、消化液の計測時には消化管内、
すなわち胃Ｉの上流側から流れてくる消化液をカプセル
本体２におけるセンサ本体９の露出部に確実に接触させ
ることができるので、確実な消化液の計測作業を行なう
ことができる。

【００３８】また、テレメータ回路基板５を２つの回路
基板５ａ，５ｂによって形成し、テレメータ回路の構成
要素を回路別に２つの回路基板５ａ，５ｂに分離し、第
１の回路基板５ａにＶＣＯ２８回路、第２の回路基板５
ｂに発信回路２９および電源回路３０をそれぞれ配置し
たので、双方の電気的な相互干渉をなくし、精度測定の
劣化を防ぐことができる。

【００３９】すなわち、ＶＣＯ２８回路はｐＨセンサ４
からの情報を変換する部分であるため高精度が要求され
るが、長時間動作を実現するために消費電流が抑えられ
ており、発信回路２９、電源回路３０によるノイズの影
響を受け易い。そこで、両者を基板５上で分離した状態
で配置することにより、精度測定の劣化を防いでいる。

【００４０】また、本実施例ではテレメータ回路に流れ
る電流値によって基板５を分離しているが、例えば、テ
レメータ回路がＰＣＭ方式を使用している場合にはアナ
ログ部である発信回路２９・電源回路３０と、ディジタ
ル部であるＡＤ変換回路とを基板５上で分離すれば、電
気的な相互干渉を抑えることができる。

【００４１】また、図６は上記実施例とは別の医療用カ
プセル装置である出血検出・処置用カプセル３１の固定
手段を示すものである。このカプセル３１の本体３１ａ
には体腔内、例えば小腸Ｈ内での出血を検出するための
血液センサ３２、このセンサ３２の情報を体外に送信す
るためのテレメトリ部３３、薬液を注入するためのマイ
クロポンプ３４、カプセル本体３１ａの周囲のエコー像
を得るための超音波振動子３５、この超音波振動子３５
を回転させるためのマイクロモータ３６、このモータ３
６の回転角を検出するためのマイクロエンコーダ３７お
よび駆動電源としてのマイクロバッテリ３８がそれぞれ
内蔵されている。

【００４２】さらに、このカプセル本体３１ａの外面に
は例えばＳＭＡ（形状記憶合金）等のアクチュエータに
より湾曲可能に構成されている複数の姿勢制御薬剤注入
用マイクロマニピュレータ３９…とカプセル本体３１ａ
を小腸Ｈの内壁面に固定するためのバルーン４０が設け
られている。

【００４３】このカプセル３１はバルーン４０および姿
勢制御用マイクロマニピュレータ３９…によりカプセル
本体３１ａ自身を小腸Ｈの内壁面に固定し、血液センサ
３２で出血の有無と、出血があった場合にはその部位を
検出し、マイクロマニピュータ３９…により、止血剤等
の薬液を注入する処置を行なう。

【００４４】また、カプセル本体３１ａの内蔵の超音波
振動子３５により周辺の組織断層像も得ることができ
る。この振動子３５により得られたデータとセンサ３２
からのデータはテレメトリ部３３より無線で体外に伝送
される。

【００４５】そこで、上記構成のものにあってはカプセ
ル本体３１ａが固定糸で固定可能な場合は勿論、固定糸
による固定が難しい小腸Ｈ等の深部にも到達し、固定す
ることが可能である。なお、本発明は上記実施例に限定
されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々変形実施できることは勿論である。

【００４６】

【発明の効果】本発明によればカプセル本体におけるセ
ンサの露出部の近傍部位に生体内でカプセル本体を定位
置で保持する固定糸の固定部を設けたので、体内の目的
位置の内液の化学量の計測を正確に精度良く、安定に行
なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示すもので、（ａ）はカ
プセル本体を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線
断面図。

【図２】 カプセル本体を患者の体内に挿入させた状態
を示す概略構成図。

【図３】 テレメータ回路の動作ブロック図。

【図４】 カプセル本体内の回路構成を示すもので、
（ａ）は第１の回路基板の回路構成を示す概略構成図、
（ｂ）は第２の回路基板の回路構成を示す概略構成図。

【図５】 発信器の入力電圧と出力周波数との関係を示
す特性図。

【図６】 カプセル本体の別の固定手段を示す斜視図。

【符号の説明】

２…カプセル本体、４…ｐＨセンサ、１２…位置固定
糸、１３…糸取付け溝（固定部）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生体内の内液の化学量を計測するセンサ
   がカプセル本体に露出状態で装着された医療用カプセル
   装置において、前記カプセル本体における前記センサの
   露出部の近傍部位に生体内で前記カプセル本体を定位置
   で保持する固定糸の固定部を設けたことを特徴とする医
   療用カプセル装置。