JPH0815489B2

JPH0815489B2 - 体内用磁気駆動体の振動発生装置

Info

Publication number: JPH0815489B2
Application number: JP61214561A
Authority: JP
Inventors: 明宏藤村
Original assignee: 明宏藤村
Priority date: 1986-09-10
Filing date: 1986-09-10
Publication date: 1996-02-21
Anticipated expiration: 2011-02-21
Also published as: JPS6368154A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は体内に入れた小さな磁気駆動体に高周波振動
をさせる装置であるが、それに種々の応用や効果を生ず
る。

例えば、磁気駆動体に高周波パルス振動をさせれば、
それから超音波パルスが発生し、超音波振動子から成る
センサーを体外に数個設け、その超音波パルスを捕らえ
れば、各センサーに達するパルスの時間差から、体内に
ある磁気駆動体の現在位置を高分解能で算出する事がで
きる。

このような位置検出法はＸ線を用いる方法に比べて生
体に対する悪影響が小さく、多数の超音波振動子をマト
リックス状に並べた電子スキャン型エコーグラフに比べ
ても、精度がよい。

また、体内にある磁気駆動体に高周波振動を与え、結
石の破壊に用いる事ができる。

小さなメスを磁気駆動体に取りつけたり、メス自体を
磁性材料で造り、駆動体化し、体内の所定の場所に位置
ずれが小さい状態で、送りこみ、そこで振動させ、組織
を切開する手術も可能である。

磁気駆動体に振動で作動する小型ポンプと薬液を送り
込み、振動させてポンプを作動させ、薬液を放出させる
事もできる。

その他種々の周知の装置等も、磁気駆動体に取りつけ
（この一体物は広義の駆動体になる）、精度よく、体内
の所定の場所に送りこみ、作動させる事ができる。（本
発明と周知技術の併用は当然可能である。それにより、
本発明の応用範囲を積極的に広げる事が望ましい。

このような本発明について、図面を用いた実施例を中
心に、以下説明を進める。

第１〜４図において、１は合成樹脂製ベッド。

２はその上面を、縦×横×深さを、70×170×5cm程度
に凹ませて成る水槽。３はベッドの上面に接着されたゴ
ムシート。水槽２中に満たされた水。５は電子回路等が
入った磁気を遮蔽しうる分あつい鉄製の制御回路箱。６
はその電源コード。７は箱５に取りつけた車輪。８はベ
ッド１の後脚の間に取りつけたウォーム軸で、箱５にあ
けた貫通孔内を非接触で貫いている。９は通電方向を変
えれば逆転する、箱５に取りつけた直流モーター。10は
モーター９の出力軸の回転を減速するギアーボックス
で、その最終段の平歯車の中心には、メネジが切られ、
ウォーム軸８が通っている。11は箱５を右進させるボタ
ンスイッチ。12は箱５を左進させるボタンスイッチ。13
は箱５中の電子計算機等に連なる液晶カラーディスプレ
ー。14はライトペン。15はそれを箱５中の電子計算機に
つなぐケーブル。16は駆動体の水平振動方向選択用可変
抵抗器の矢ツマミ。17は同じく、垂直方向選択用の可変
抵抗器の矢ツマミ。18は駆動体の振動強度調節用可変抵
抗の矢ツマミ。19、20、21、22は箱５上に立てた合成樹
脂製支柱。23、24、25、26は支柱の上部に取りつけた強
い電磁石。27、28、29、30は支柱の下部に取りつけた電
磁石。

なお、電磁石23〜26の下端の磁極と、27〜30の上端の
磁極との距離、及び23と24間、23と25間の距離等は、い
ずれも50cm程度である。

これらの電磁石には、23L等、同番号にＬをそえて回
路図で示す、１万回程度巻かれたコイルと、100回程度
巻かれた23l等、ｌをそえて示すコイルとが同鉄心に巻
かれる。（両コイルを別の鉄心に巻く事もあり、巻数を
折衷した一コイルを兼用する事もある。超伝導コイルを
用いる事もある。） 31は支柱19に取りつけた高周波コイル。32は支柱20に
取りつけた高周波コイル。33は箱５上に取りつけたゴム
板。34はその上に取りつけた固有振動3MHzの超音波振動
子を16個配列して成る超音波振動子ブロック。35、36、
37はゴム板33上の前上部中央、左後上隅、右後上隅に取
りつけた固有振動5MHzの超音波振動子である。

第５図はライトペン14の拡大図で、38は主軸。39はそ
の先端に取りつけた光電変換素子。40は軸38の周囲に、
はめこんだコイルバネ。41はその上に、はめこんだ管。
42は軸38に取りつけたスライド型可変抵抗器。43は管41
と抵抗器42のツマミとを連結する連結桿。44は光電変換
素子39に連なるコード。45は可変抵抗器42に連なるコー
ド。Ｓはスイッチである。

第６〜７図は超音波振動子ブロック34の構造を示し、
46、47、48、49は上面に並ぶ、縦×横が、４×16cmの銅
箔から成る横方向電極。50、51、52、53はゴム板33上に
張りつけた銅箔から成る縦方向電極。54は電極46〜49
と、50〜53の交差点間に挟まれ、かつ、上下の電極に接
着された固有振動3MHzの16個の圧電体で、ある。（隣接
する電極間には、わずかながら間隙がある。）なお、実際には、各圧電体と下の電極との間に、導電
性接着剤で張りつけた分厚い鉛円板を挟み、発生する超
音波が主として上方に放射されるようにする事が望まし
い。

第８図はこの装置の主要な電気回路のブロック図で、
55は直流電源。56は電子計算機。57は1MHzのパルス電圧
発生器。57は3MHzのパルス電圧発生器。58は走査器。59
は波形整形器。60は5MHzのパルス電圧発生器。61は３組
の波形整形器を内蔵した波形整形器群。62、63は、それ
ぞれ８組の直流増幅器を内蔵した増幅器群である。

第９〜10図のＡ〜Ｈは各々、上記の装置を用い、体内
で駆動する磁気駆動する磁気駆動体を例示したものであ
る。

Ａの64はフェライト粉と、セメント、硬質の合成樹
脂、セラミック材料等を加え、適宜、加熱する等して、
得た直径2mm程度の球体から成る磁気駆動体。

磁気駆動体Ｂの65は高さ3mm程度の鋼鉄製四角錐。66
はその下面に取りつけたフェライト磁石角板で、その左
辺はＮ極、右辺はＳ極に磁化されている。磁気駆動体Ｃ
の67は長さ5mm程度のフェライト製刃物で、先端の前後
縁に、するどい刃がつけられており、先端はＮ極、反対
部はＳ極に磁化されている。表面には、クロームその他
の硬質金属がメツキされている。

磁気駆動体Ｄの68は直径0.1μの微小フェライト粒
子。69はその周囲に取りつけた制癌剤とポリビニールア
ルコールの混合物の層。70は特定の癌細胞の細胞膜に結
合する性質を持った、層69の周囲を囲むモノクローナル
抗体層である。

磁気駆動体Ｅの71は長さ3mm程度の管で、磁気駆動体
Ｄの粒子を多数用い、ヘパリン等の抗凝血剤を加え、ポ
リビニールアルコールや、アルギン酸で練りかためた物
である。（ポリビニールアルコールは含水状態で凍結と
氷解をくりかえせば、水に難溶となる事が知られてい
る。そのような処理を適度に行なってもよい。その他の
接着剤で練りかためてもよい。）72はその内空である。

磁気駆動体Ｆの73は長さ2mm程度のフェライト管。74
はその内空。75はその周囲に巻いたコイル。76はそれら
の周囲を囲む合成樹脂層76の左右端に取りつけた金属電
極で、コイル75の両端子は、それぞれ電極77と78に結線
されている。

磁気駆動体Ｇの79は直径2mm程度の合成樹脂球。80は
その一部にあけた小孔。81はフェライト球。82は合成樹
脂球とフェライト球の間に満たされた、抗癌剤を含むポ
リビニールアルコール。

磁気駆動体Ｈの83は直径10m程度の円柱形フェライト
耐久磁石製容器で、左端がＮ極に磁化している。84はそ
の外に巻かれたオイル。85は内空に収めた集積回路。86
は小容量の蓄電池。84はpHセンサーである。

次にこれらの装置の動作を説明する。

今、胆石患者の胆嚢内に磁気駆動体Ａを入れ、胆石を
破壊する例について説明する。

まず、患者を頭部を左方にしてべッド１のゴムシート
３上に仰臥させる。その際、腰背部の衣服は除去し、ゴ
ミシート３に皮膚を密着させ、超音波の伝播がさまたげ
られないよいにする。ゴムシート３の下には密封された
水４があり、ゴムシート３は変形して皮膚に密着する。

次に電磁石23〜30の中心が患者の胆嚢になるべく近ず
くよう、制御箱５を左右に移動させる。その際、二連の
スイチ11を押すと、電源コード６から箱５内に供給され
た交流を整流して得られる電源55から55から、モーター
９に通電され、モーター９及び、ギアーボックス10内の
ギアーの回転により、ウォーム軸８にそって箱５は右進
するまた、二連のスイッチ12を押せば、モーター５の通電
方向は逆転し、モーター９及びギアーボックス10中のギ
アーは逆回転し、箱５は左進する。

このようにして箱５を適当な位置に移動させる。

次に磁駆動体Ａをコップ一杯の水と共に寒者に飲みこ
ませる。磁気駆動体Ａは、口腔→咽頭→食道→胃→十二
腸、の順に、それらの生理作用で送られて行く。

磁気駆動体Ａの体内における現在位置は液晶ディスプ
レー13の画面に次のような作用で表示される。

電子計算機56は種々の機能を果たすが、パルス発生器
57にパルス幅２μｓ、480Hzのパルス電圧を送りつづけ
る。

そのパルス電圧の作用する時、パルス発生器57は３μ
Hzの高周波交流を発生し、計算機56の制御を受ける多数
のスイッチング回路等から成る走査58かを通じ、電源40
と50に高周波交流電圧を加え、両電極に挟まれた超音波
振動子ブロック34中の左後隅の圧電体を２μｓの期間に
６回振動させ、超音波パルスを発生させる。

超音波パルスは、水槽２の底面→水４→ゴムシート３
→人体、の順に通り、その間、音響インピーダンスの異
なる境界面で、反射波を生じ、反射波は順次、同じ圧電
体を振動させ、パルス電圧に変換され、増幅器、整流
器、積分器を内蔵した波形整器59で増幅され、整流さ
れ、数個の3MHzの脈流になり、更に積分回路で平滑化さ
れた直流パルスとなり、計算機56中のＡ−Ｄ変換器で波
高値をディジタル化し、計算機中のレジスターに時系列
的に記録して行く。

パルス発生器57に計算器56から次のパルスが入り、高
周波パルスが生ずると、走査器58は計算機56からの制御
受け、高周波パルスを電極46と51に加え、両電極間の圧
電体を振動させ、超音波パルスが上方に進み、反射波は
同じ圧電体で電気信号に変換され、計算56中のレジスタ
ーに記録される。

このようにして、電極46・52、46・53、47・50、47・
51、47・52、47・53、48・50、48・51、48・52、48・5
3、49・50、49・51、49・52、49・53の順で各電極の圧
電体から超音波パルスの発射と反射波の受信及び記録が
行なわれる。

パルス発生器57の発生した電圧は計算器57からの制御
を受けた走査58で抑制され、一定電圧になり、波形整形
器59に入り、反射波と同じ時系列で計算器56のレジスタ
ーに記録される。

このようにして記録した超音波振動子群34の４回の水
平走査と、１回の垂直走査による１コマ分のデータをも
とにして一画面を下記のように形成する。

図示しないが、液晶ディスプレー13の下方には白色光
源があり、その上に透明板があり、透明板上に、縦×横
が、16×1cmの青、緑、黄、赤の半透明電極が同じ順序
で循環し、合計16本並んでおり、その上に無通電時は不
透明で、通電時には透明になる液晶層があり、その上
に、下面に、縦×横が、１×16cmの透明電極を縦方向に
16本並べて取りつけた16cm角のガラス板が重ねられてい
る。合計32本のリード線が計算機の出力回路の各電極を
つないでいる。

水及び人体中の超音波の伝播と剃度は約1500m/secで
あり、レジスター中の記録から計算機56は、パルス発生
器57がパルスを発生した後、すなわち、超音波パルスの
発射後、反射波が圧電体に達するまでの時間差を求め、
圧電体から反射波発生源までの距離を計算する。

そして、ディスプレー13に表示する際、圧電体から５
〜8cmには青、８〜11cmには緑、11〜14cmには黄、14cm
以上の距離には赤の色を対応させて表示するように計算
機56はデータ処理をする。

ディスプレー13と振動子ブロック34の一画面の走査時
間は等しくするが、ディスプレーの方が電極数が大きい
ので、その間に水平走査は16回、垂直走査は４回行なわ
れる。

まず、電極46、50の動作時、圧電体上7cmからの反射
波があったとすれば、ディスプレーの横第１電極と、縦
第１電極との交点1₁（そえ字は縦電極の番号を表す）に
通電され、画面には青い点が見える。また、9cm上から
の反射があれば、1₂に緑点が現れ、13cmから反射があれ
ば、一様に黄点が現れ、17cm上から反射があれば、1₄に
赤点が現れる等となる。かつ、各色は反射波の強弱に応
じて濃淡が付けられる。

振動子ブロックの電極46、51間の圧電体に感ずるデー
タは、同様にディスプレー13の1₅、1₆、1₇、1₈の点に４
色の濃淡で表示される。

ディスプレー13の横第２、３、４の電極と、各縦電極
との交点には、横第１電極の際と同じデータが用いられ
る。2₁、3₁、4₁は、1₁と同色で、同濃度となる等、デー
タは縦線で表示される事になる。

電極47、50間の圧電体に関するデータは、まず、ディ
スプレーの電極5₁、5₂、5₃、5₄の点に４色の濃淡で表示
され、同じデータが横第６、７、８の電極部にも現れ
る。

以下、同様の動作が行なわれ、けっきょく、ディスプ
レー13には超音波振動子ブロック34が捕られた人体内の
立体像が表示される事になる。

（浅い部分の映像は赤色だけに注目して見、深部の映像
は青色だけに注目して見る等、読みとりに熟練を要する
ので、一定の深さのデータだけ用いて、２枚の像を造
り、１・２秒間をかけて、しだいに深い像から浅い像に
変わって行くようにしてもよい。その場合、深さが変わ
れば、色が変わるようにしてもよいし、色は変えず、画
面のそばに深さを示す数字や絵を出してもよい。）走査器58が第２コマ目の走査をする際、計算機56内で
は、前回とは異なった場所のレジスターにデータを記録
し、ディスプレー13には、前と同形式で表示する。どこのような動作を毎秒30回くりかえし、体内の映像が
表示され、かつ、その視野内に磁気駆動体Ａが入ってく
れば、画面上に見える事になる。

上記の場合、4cm角に圧電体１個と、それに付着した
電極から成る１個の超音波振動子を配置したが、実用的
には、1cm角に１個程度の割合に配置する必要がある。
するに適たとえ、そのようにしても、小さな磁気駆動体を画面
上に見つける事は、かなり難しく、また、自動制御に必
要な磁気駆動体の位置情報をセンシングする事も難し
い。そこで、次のようにして、位置表示を行なう。

電子計算機56は、常にパルス幅１μｓ、30Hzの直流パ
ルス電圧をパルス発生器60に送る。

発生器60はマルチバイブレーター等からなり、10^-7se
c、まず、コイル31に直流を流し、次の10^-7sec、コイル
32に直流を流し、両コイル共、互いに向きあう側をＮ極
にした磁場を交互に５回づつ造る。

その結果、コイル31、32の中間付近にある磁気駆動体
Ａは、コイル31に少し引かれ、ついで、コイル32側に少
し引かれる事を１μｓに５回くりかえし、周囲に超音波
パルスを伝播させる。超音波パルスは駆動体Ａの振動方
向に最も強く生ずるが、駆動体Ａが無限大のの平面では
なく、球形であるから、ほぼ、全方向に広がる。

なお、駆動体Ａは、高周波特性のよいフェライトを主
材料にしているが、フェライト以外の高波磁気変化に対
する応答性のよい材質を用いてもよい。

この超音波パルスは超音波振動子35、36、37に達し、
それぞれ波形整形器61で増幅され、整流され、平滑化さ
れ、計算機56に入り、パルス発生器59に計算機56から送
られたパルスとの時間差が計測され、各測定値がレジス
ターに記録される。

この時間差は駆動体Ａが振動してから超音波パルス
が、振動子35、36、37に達するまでの所要時間であり、
計算により、駆動体Ａから各振動子までの距離を算出
し、振動子35、36、37をＸ・Ｙ座標面に含む座標系にお
ける、駆動体における三次元座標を求める事ができる。

振動子36、37間を20cm、両者の中央から35までの距離
を20cmとし、35を原点とし、駆動体Ａから振動子35まで
の距離が14cm、36までが16cm、37までが15cmとすれば、
ピタゴラスの定理を主に用いた計算により、Ｘ座標は91
mmとなる。

このＸ座標はブロック34の対応する縦電極50〜53中の
電極番号に変換し、Ｙ座標は対応する横電極46〜49の電
極番号に変換し、Ｚ座標はディスプレー13の対応する縦
電極の色付電極番号に変換し、それぞれ計算機56中のレ
ジスターに記録される。

このような駆動体Ａの位置計算が毎秒30回行なわれ
る。その内の最新の位置情報が表示に用いられる。

超音波振動子ブロック32が捕らえた像をディスプレー
13に表示する垂直走査の際の、Ｙ座標に対応する電極46
〜49のいずれかに、計算機56がつながっており、かつ、
水性走査の際の、Ｘ座標に対応する電極50〜53のいずれ
かに、計算機56がつながっている期間中で、Ｚ座標に対
応する色のディスプレー13中の電極に計算機56がつなが
っている時、計算機56からディスプレー13に映像信号パ
ルスが送られ、駆動体Ａの現在位置がブロック34の捕ら
えた映像中に輝点として表示される。

ただし、よく目立つよう、5Hz程度の周期で断続的に
信号を送り、ちらつかせる。（画像数の多いディスプレ
ーを用いた場合には、駆動体が浅部にあれば、輝点の直
径が大きく、深部にあれば小さくなるようにしたり、数
字でＺ座標が示されるようにする事等もできる。）このようにして液晶ディスプレー13に人体内の立体映
像と、磁気駆動体Ａの現在位置を表示する。

なお、液晶ディスプレー13の代わりに、CRTディスプ
レーを用いる場合には、周囲からの磁場の影響をさける
ため、遮蔽箱中に入れ、光ファイバーの束で映像を遮蔽
箱外に導く等しなければならない。ゴム板33は超音波振
動子34〜37を水槽２の下面に密着させる作用をしてい
る。

ディスプレー13の映像で駆動体Ａが十二指腸内に確認
できたとして、駆動体を胆石のある胆嚢にまで送りこむ
には、生理的な胆汁の流れ等にさからって、十二指腸乳
頭とよばれる胆管の末端部を通り、胆管をさかのぼらね
ばならない。その操作は次のように行なう。

ライトペン14を手に持ち、ディスプレー13上の磁気駆
動体Ａの現在位置から少しだけ離れた、次に送りこみた
い場所にあて、スイッチＳを押すと、ディスプレー13の
走査にともない、ライトペン直下からの光が光電変換素
子39に入る。（超音波の反射波が、まったくない部分で
も、微弱な一定値の通電が行なわれ、下方の光源の光が
素子39に入るようにする。）素子39に入る光は当然、パ
ルス光である。

素子39にパルス光が入れば、電源55から計算機56にパ
ルス電流が流れる。計算機56はディスプレー13の垂直水
平走査のどの時点でパルスが入るかを調べ、素子39がど
こにあるかを判定する。

駆動体Ａの位置情報も計算機56に入っているので、両
者のＸ座標とＹ座標を比較し、計算すれば、ライトペン
14が駆動体Ａをどの水平方向に送る事を指示しているか
が判定できる。

駆動体Ａを動かすＺ軸方向の指示は、管41を押しさげ
る度合によって行なう。

すなわち、管41が上がりきった図の状態では、駆動体
の現在位置より、100mm高い位置を示し、管41をバネ40
に抗して下げきった時には、100m低い位置を指示する。
両者の中間がＺ座標の増減０の指示である。

したがって、実際には、まず、ライトペン14をディス
プレー13上にあて、片手で管41を、主38に記した目盛り
を見ながら適量押しさげ、別の手でスイッチＳを押せば
よい。管41と連動してスライド抵抗42が動き、指示した
Ｚ座標の増減分に対応する電流値が計算機56に入り、計
算機中のＡ−Ｄ変換機がディジタル信号化し、計算機は
指示された値を認知する。

このようにして計算機56は駆動体Ａの駆動指示方向を
知ると、ただちに次の動作に移る。

駆動体の現在位置において、電磁石23〜30の各コイル
23L〜30Lのいずれに、どれだけの電流を流せば、管を指
定の方向に駆動する合成磁場が生ずるかを計算する。

この計算式は、あらかじめ多数の実験を行なって求め
ておき、ライトペン14からの指示で、計算機にパラメー
ターを代入し、計算を実行してもよいし、あらかじめ、
色々なパラメーターについて計算して、計算機内に記憶
させておき、指示されたパラメーターに対応する解を読
みだしてもよい。

解が得られれば、計算機56は、その出力値に対応する
アナログ電流増幅器62に送り、その増幅電流がコイル23
L〜30Lに流れ、合成磁場により、駆動体Ａは指定の方向
に動く。

駆動体Ａが移動すれば、ディスプレー13上の表示位置
も光電変換素子39の直下にいたり、ライトペン14による
水平方向指示は無効になる。そこでペンを更に少しずら
せ、次の方向を指示すると、前回同様の動作が起こる。

けっきょく、ベン14をディスプレー13上で、徐々に動
かせば、駆動体Ａは、それに向いて移動する事になる。

次に合成磁場のでき方を説明する。

通常、電磁石23〜26には、下端がＮ極になるよう通電
し、27〜30には、上端がＮ極になるよう通電する。（以
下これを正通電とよぶ事がある。）駆動体Ａが、各磁石間の中心にある時、上に駆動する
には、コイル23L〜26Lに等電流を流せば、それらの合成
磁場は、駆動体を上に動かす力を生ずる。

駆動体を右に動かすには、コイル25L、26L、29L、30L
に等電流を流せばよい。

駆動体を右上に動かすには、コイル25Lと26Lに等電流
を流せばよい。

駆動体を右上、やや手前に引くには、コイル25Lに強
い電流を流し、26Lに、やや弱い電流を流せばよいし、
右上前に引くには、25Lのみに通電すればよい。

ライトペン14で駆動体を胆嚢内に導きいれた後、ディ
スプレー13に見える大きな胆石の中心に向かって駆動体
が進むよう、ライトペンで指示する。

しかし、駆動体は石の表面で接触したきりで動けな
い。

そこで、矢ツマミ16を胆石の中心方向に向け、駆動体
Ａの水平面内における振動方向を指定すると、計算機56
は、可変抵抗16を通じて流れる電流値から、指示方向を
読みとる。

水直方向は、矢ツマミ17が図の状態ならば０で、それ
より90゜右に回せば、90゜上に向き、左に90゜矢ツマミ
を回せば、指示方向は真下になるように、可変抵抗17を
通して流れる。

電流値から、計算機56は指示を読みとる。

可変抵抗器16と17からの情報、及び駆動体Ａの現在位
置の情報とをパラメーターにし、計算機56はコイル23l
〜30lのいずれに、どれだけの電流を流せば、指示方向
の振動が起こるかを計算する。（コイル23L〜30Lの場合
と、ほぼ同じ計算法を用いる。）ついで、振動強度を矢ツマミ18を回して調節する。図
の状態では０で、それより右に回せば、しだいに強くな
る。

可変抵抗18を通して、計算機56に流れる電流が一定値
を越えると（図の結線法では可変抵抗器のツマミを０方
向に回しきっても、小電流が流れている。）計算機56
は、可変抵抗16と17の指定に従って、計算した通りの配
分で、コイル23l〜30lに直流パルスを流すよう、増幅器
63に入力パルスを送る。

駆動体Ａが、全電磁石間の中心にあり、左右方向に振
動させたい場合には、まず、125×10^-5sec、コイル23
l、24l、27l、28lに直流パルスを通電し、次の1.25×10
^-5sec、コイル25l、26l、29l、30lに通電する事を反復
すれば、駆動体Ａは左右に40KHzの振動をする。

この振動の強度は可変抵抗器を右に回すほど、計算機
56に入る電流が増し、計算機56から、増幅器63に送るパ
ルスの電圧が高まり、駆動体の振幅も増す。

このようにして、駆動体Ａを任意の方向に、任意の強
度で、振動させる事ができる。

従って、コイル23L、〜30Lにより、胆石の中心に向か
う力を駆動体にかけた状態で、更に磁場を重畳し、同方
向の振動を与え、胆石を破壊する事ができる。

駆動体Ａの大きさ、材質、形、使用法等は、種々選択
可能で、例えば、直径1mmの物を１個、注射針内に入
れ、針先を大腿動脈等に刺し、リンゲル液で押して、駆
動体を動脈内に入れ、動脈内を磁力で移動させ、冠状動
脈や脳動脈内にできた血栓に振動を与え、血栓を破壊し
てもよい。その際、駆動体を多孔質化し、血栓溶解剤を
含浸させておいてもよい。使用後は血管中で、徐々に溶
解するような材質にしてもよい。磁化した太い注射針を
動脈に刺し、電磁石23〜30で、駆動体を注射針の近まで
誘導し、注射針の先端に駆動体を付着させ、更に注射器
内に吸引するようにしてもよい。

磁気駆動体Ｂを適度のホルマリン処理等で、水溶性を
調節したゼラチンカプセル内に入れ、駆動体Ａと同様、
コイル31と32に高周波パルス通電し、超音波振動パルス
を発生させつつ、胆嚢内に導き、図示しないが、キーボ
ード等を経て、計算機56に命令を送り、0.01sec、コイ
ル23Lに正通電、30Lに逆通電、26Lに弱い正通電、27Lに
弱い逆通電をし、その次の0.01sec、コイル26L正通電、
30Lに弱い正通電、27Lに逆通電、23Lに弱い逆通電をす
る等の方法で回転磁場を造りだし、フェライト磁石角板
66を回転させ、四角錐65を連動させ、ドリルとして、胆
石の破壊その他に用いるようにしてもよい。（コイル23
l〜30lに高周波通電し、ドリルの回転軸の方向に高周波
振動させ、ドリルの切削力を高めてもよい。）駆動体Ｃを同様に、超音波パルス振動をさせつつ、体
内の任意の場所に送りこみ、10^-4sec、コイル23lに通電
し、次の10^-4sec、コイル30lに通電する事を反復すれ
ば、駆動体Ｃは刃先を電磁石23に向けて振動し、刃先が
人体組織を切り、一種の手術を行ないうる事になる。

制癌剤を付けた駆動体Ｄの微粒子を多数含むゾル、ま
たはゲルを癌腫内に注射し、各駆動体の抗体層70の親和
性で、癌細胞の表面に、付着させ、ついで、コイル23l
と30lに100KHz程度で、交互にパルス通電を行ない、駆
動体Ｄを振動させ、癌細胞の細胞膜を破って駆動体を細
胞内に入りこませたり、振動による発熱で、熱に弱い癌
細胞を破壊する等する。

なお、フェライト粒子68の代わりに、磁性を示す他の
微粒子や分子を用いてもよい。粒子68をあらかじめ磁化
しておいてもよい。

駆動体Ｄを癌腫内に導いた後、その人体を大きな一つ
のソレノイドコイル中に入れ、コイルに高周波交流を流
し、駆動体Ｄを振動させたり、癌腫の近くに皮膚上に小
型高周波コイルを置き、高周波通電を行ない、駆動体Ｄ
を振動させてもよい。この場合、コイルに交流を重畳す
るか、癌腫の近の皮膚上に耐久磁石も置き、磁性微粒子
に結合した抗癌剤を引きととどめる周知技術を併用して
もよい。

駆動体Ｅを注射針内に入れ、針を下腿静脈に斜めに刺
し、リンゲル液で押しだして静脈内に入れ、コイル31、
32に高周波通電して振動させ、位置を測定しつつ、電磁
石23〜30で導びき、右心房→右心室を経て、肺癌に通じ
ている肺動脈の細い枝内に入れると、駆動体Ｅは、一定
の内径の動脈内につまり、血液は内空72を通り、末梢へ
流れる。その際、駆動体Ｅを徐々に、溶かして抗癌剤を
含んだ血液が癌に流れこむ。

なお、人体内を長距離駆動する場合、スイッチ11、12
を適宜操作し、箱５を移動させる必要がある。

体内における駆動体の駆動コースをあらかじめライト
ペン等を用いて、計算機56に入力しておき、モーター９
や電磁石23〜30を自動制御し、体内に入った駆動内を所
定の位置に導くようにしてもよい。

駆動体Ｆや手や足の動静脈内に入れ、コイル31、32に
高周波通電して、位置を測定しつつ、脳卒中の後遺症そ
の他で、機能が低下した脳組織の近くに通る動静脈中に
導き、所定の場所に留め、血液は内空74を通す。

コイル23L〜30L中の、いずれか１・２個に低周波パル
スを流すと、電磁誘導で、コイル75にも、同様のパルス
電圧が生じ、電極77と78を通じて、周囲に電流が流れ、
脳組織を刺激し、治療効果を得る事ができる。この刺激
電圧波形は音岳波形、その他、任意の形に選びうる。

駆動体Ｇでメスで人体にあけた小孔を通じ、腹膜腔内
や皮下組織と筋膜の間、その他に入れ、時々、コイル3
1、32に高周波通電して振動させ、その位置を測定し、
所定の位置から、ずれておれば、電磁石23〜30で引きも
どし、所定の場所に長期間留め、時々、コイル23l〜30l
に高周波通電し、フェライト球81に数万Hzの振動を与
え、周囲の抗癌剤82を小孔80から、にじみださせ、癌の
治療に用いてもよい。

なお、抗癌剤を代わりに、インシュリンその他のホル
モン、抗生物質、鎮痛剤、その他任意の物質を用いる事
ができ、フェライト球81の振動で、小型の振動式ポンプ
を駆動し、プラスチック球79内に設けた薬液タンクから
薬液を徐々に球外に出すようにしてもよい。

駆動体Ｈは口から飲み込み、コイル31、32に高周波通
電して振動させ、その位置を測定しつつ、所定の位置に
到達させ、胃腸内の各所のpHを測定する等に用いる。

今、胃内の前壁内面付近のpHを測定するとすれば、コ
イル23L〜26Lに正方向通電をし、容器83のＳ極端を上に
引き、pHセンサー87を胃の前壁内面に接触させる。

ついで、コイル23l〜26lに40KHzの高周波交流を数秒
間流すと、コイル84に誘導された高周波交流が集積回路
85中で整流され、蓄電池86に充電され、その電力によ
り、集積回路及びpHセンサー87が作動し、接触部の胃粘
膜から分泌される胃液のpHをパルス信号に変換し、コイ
ル84に流し、磁波として放射させる。

その磁波をコイル23l等で受信し、計算機56で解読す
れば、測定部のpHが知られる、蓄電池86は数秒で放電しつくし、送信波は止まるの
で、駆動体Ｈを次の場所に移動させ、その部のpH測定を
行なわせうる。

なお、圧力、温度、生物電気、その他さまざまのセン
サーを駆動体Ｈに取りつけ、任意の場所に移動させ、セ
ンシングを行なってもよい。測定値は超音波搬送波に乗
せて送ってもよい。テレビカメラと光源を付け、体内映
像を送ってもよい。組織片等を採取するためのモーター
駆動のハサミ等を付け、体外からの磁波に乗せた指令信
号で、異なった動作を順次行なって行くようにしてもよ
い。

第11図は磁気駆動体をカテーテルの先端に取りつけた
場合を示す。

88はシリコンゴムから成る柔軟な外形3mmの胆嚢カテ
ーテル。88と89は、その先端近くに巻いたコイル。91は
コイル89と99のリード線をまとめて、カテーテル88内に
通したケーブル。92はファイバースコープの受光部。93
はカテーテル88内を通した光ファイバー束である。

受光部92を先にしてカテーテル88を口から消化管内に
送りこむ。

その際、コイル89に常に直流通電しておくと、コイル
31と32に流れる高周波パルスにより、振動し、超音波パ
ルスを生じ、その位置がディスプレー13に表示される。

先端が十二指腸乳頭付近に達したなら、ファイバース
コープの受光部92が捕らえ、ファイバー93で送られてく
る像を見、カテーテル先端を十二指腸乳頭を通し、胆管
内に入れるようにする。

その際、カテーテル先端部付近を90゜、あるいは、そ
れ以上、任意の方向に曲げたり、任意の方向に駆動した
りする必要が生ずる。

任意の方向に動かすには、コイル23L〜30Lに流す電流
配分を選べばよい。

コイル89の造る磁場が、カテーテルの先端側がＳ極、
根部側がＮ極として、左後下に引くには、コイル28Lに
通電し、右上に引くには、コイル25Lと26Lに通電すれば
よい。

軸方向が水平な状態で、体内に入っているカテーテル
88の先端部を曲げるには、コイル89とは、逆向きの磁場
ができるよう、コイル90に通電し、カテーテル軸に直交
する磁場を電磁石23〜30により、かける。例えば、上が
Ｎ極、下がＳ極になる磁場をかければ、コイル89の先端
側は上がり、根部側は下がる力を受け、コイル90はその
逆の力を受け、カテーテル88の先端は曲がる事になる。

この曲げるための外部磁場の方向は、コイル23L〜30L
の通電配分の選択により、選びうる。

光ファイバー束93にレーザー光を送りこみ、手術等に
利用する事もできる。その他種々のカテーテルに応用し
うる。

なお、カテーテル88に付けるコイル数や、カテーテル
軸に対するコイルの向きをさまざまに選んでもよい。

コイル89、90への通電を変化させ、カテーテル先端を
駆動し、その力を生体に作用させる等してもよい。

コイル89と90に周波数の異なる高周波パルス電流を流
し、外部の直流磁場に対して振動させ、両周波数を分離
して受ける数個の検出器をゴム板33上に設け、両コイル
の位置を容易に分離して捕らえいるようにしてもよい。

上記の種々の実施例は更に設計変更が可能である。

支柱19〜22の箱５に対する位置、傾斜、支柱に対する
電磁石23〜30の取りつけ位置等を可変にしたり、用いる
電磁石数を増減してもよい。

電磁石を産業用ロボットの手等で支持してもよい。

超音波振動子ブロック34の代わりに、Ｘ線テレビその
他を用いて、人体内部を映像化し、駆動体をコイル31、
32の高周波通電で振動させ、その位置を測定し、両映像
をディスプレー13に表示してもよい。

駆動体中にラジオアイソトープを入れ、ポジトロンCT
で、その位置を測定し、ディスプレー13に表示し、コイ
ル23l〜30lに高周波通電して振動させ、結石の破壊等を
行なってもよい。

食道カテーテルの先端に直径20mm、長さ100mm程度の
ソーセージ形ゴム塊の一端をつなぎ、ゴム塊中に数個の
電磁石を入れておき、ゴム塊を食道中に留置し、コイル
23L〜30Lに正方向の直流を流し、カテーテルの体外端か
ら、ゴム塊中の各電磁石に1Hz程度のパルス通電を行な
い、ゴム塊の駆動状態や心臓の変形をディスプレー13で
確認しつつ、ゴム塊の駆動で、断続的に心臓を圧迫し、
心臓マッサージ効果を得るようにしてもよい。

第12〜13図中、94はベッド。95は制御箱。96はキャス
ター。97、98は箱95中の油圧シリンダーに、はめこんだ
支柱。99、100は支柱に設けた軸穴に、はめこんだ軸。1
01、102は軸に取りつけた金属板。103は両管内に取りつ
けた合成樹脂製リング。104、105はリングに取りつけた
電磁石である。

ベッド94上に人を寝かせ、前述の磁気駆動体Ａその他
を体内に入れ、電磁石104と105に交互にパルス通電すれ
ば、駆動体を体内で振動させうる。

電磁石104のみに直流通電しておき、箱95を床上で任
意の方向に動かせば、胃内に入れた駆動体を水平方向に
動かす事ができる。

軸99〜100の周囲にリング103を回転させる事、管10
1、102をスライドさせ、リング103を回転させる事、支
柱97、98を油圧制御で箱95から出し入れする事、等によ
り、電磁石の方向や位置を変え、電磁石104または105
の、いずれか一方に、直流または交流通電し、駆動体を
その軸の方向に駆動する事ができる。

なお、箱95の移動、支柱97、98の伸縮、リング103の
駆動等は自動制御回路により、レバーやツマミの操作で
行ないうるようにし、駆動体の位置検出装置を設けて実
施する。

痰を排出する作用が衰えた患者に鉄粉を吸入させ、痰
に混入させ、磁気振動を与えて痰の位置を確認しつつ、
磁力で引きだす等に用いてもよい。

磁気駆動体Ａがコイル31、32に流れる高周波パルスに
より、振動して発生する超音波は、振動子35、36、37で
受信され、電圧に変換されるが、駆動体が一定部位にあ
れば、その電圧は駆動体の振動の振幅に比例する。駆動
体の振幅はコイル31、32に加える高周波の周波数、エネ
ルギー、駆動体周囲の物質の密度、弾性率、粘度等によ
って決まり、あらかじめ、実験的、理論的に、それらの
関係を明らかにしておく事ができる。

従って、コイル31、32に加える高周波の周波数と、エ
ネルギー、駆動体の部位等を一定値にして、振動子35、
36、37の出力電圧を測定すれば、駆動体周囲組織の弾性
率や粘度をある程度求める事ができる事になる。

フェライト微粒子を含むゾルを血管内に注射し、コイ
ル23L〜30Lにて適宜通電し、任意の場所に導き、Ｘ線撮
影をしたり、コイル23l〜30l、または、31、32にパルス
通電し、体内のフェライト粒子から超音波を発生させ、
体表面に置いた超音波カメラで、体内分布像を捕らえた
り、超音波振動子35、36、37のようなセンサーを更に多
数設け、各センサーのアナログ出力信号を電子計算機で
情報処理し、分布を映像化してもよい。その際、フェラ
イトに振動方向を種々に変えて、情報を取る事が望まし
い。

圧力センサー組みこんだ小型磁気駆動体を任意の動脈
内に導き、振動させて、その位置を確認した上、その部
の血圧を測定したり、コイル23L〜30Lの通電を短時間断
ち、移動距離から、血流速度を測定する等してもよい。

その他種々の利用法が開発される可能性がある。

本発明を実施すれば、種々の形、構造、機能を持つ磁
気駆動体を、管腔臓器内や、体腔内の任意の場所に、明
瞭にその位置を確認しつつ、身体に対する悪影響の小さ
い状態で、移動させる事ができるようになり、所定の場
所で、侵襲の少ない状態で、結石の破壊、組織の手術、
薬剤の放出、その他の処置や、測定等を行ないうるよう
になる利点が生ずる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した体内用磁気駆動装置の振動発
生装置を用いたシステムの上面図。第２図はその正面
図。第３図はＡ−Ａの線における横断面図。第４図はＢ
−Ｂの線における縦断左側面図。第５図はライトペン14
の拡大正面構造図。第６図は超音波振動子ブロック34の
拡大上面構造図。第７図はその電極46〜49をはがした
図。第８図は主要な電気回路のブロック図。第９図は各
種磁気駆動体の上面図。第10図はその縦断正面図。第11
図は磁気駆動体をカテーテルの先端付近に取りつけた場
合の正面図。第12図は別の実施例の正面図。第13図はＣ
−Ｃの線における縦断左側面図である。図中、１はベッド。５は制御回路箱。13は液晶カラーデ
ィスプレー。14はライトペン。23〜30は支柱に取りつけ
た電磁石。23L〜30Lは各電磁石に１万回程度巻かれたコ
イル。23l〜30lは同じく100回程度巻かれた高周波コイ
ル。31、32は高周波コイル。35、36、37は超音波振動
子。56は電子計算機。64は磁気駆動体Ａを示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気誘導により磁化する強磁性体片、また
は耐久磁石片、または電磁石等の小磁気源を備えた生体
内で駆動する磁気駆動体を設け、体外に大型の磁気コイ
ルを設け、体外のコイル、または体内のコイルに高周波
電流を流す電気回路を設けて成る、体内用磁気駆動体の
振動発生装置。
【請求項２】磁気駆動体を任意の方向に駆動するための
磁場を形成する複数の電磁石を人体の周囲に立体的に配
置し、人体内の磁気駆動体の位置を検出するための高周
波電流パルスを流すコイルと、それにより磁気駆動体か
ら発生する超音波パルスを受信する複数の超音波振動子
を人体の周囲に配置し、各振動子への入力時間差から磁
気駆動体の位置を検出する等の動作をする電子計算機
と、その位置表示装置を設け、磁気駆動体を移動させた
い位置を指定するライトペン等から成る位置指定装置を
設け、磁気駆動体の位置と、指定した位置との差を電子
計算機で検出し、かつ、磁気駆動体の位置修整電流を電
磁石に流す回路を形成させ、結石を破壊するため等の高
周波振動を磁気駆動体に発生させる高周波コイルを設け
て成る、特許請求の範囲第１項に記載の体内用磁気駆動
体の振動発生装置。