JPWO2004096024A1

JPWO2004096024A1 - 無線型被検体内情報取得システム、被検体内導入装置および被検体外部装置

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Publication number: JPWO2004096024A1
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Inventors: 初男清水; 中土　一孝; 一孝中土
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Filing date: 2004-04-21
Publication date: 2006-07-13
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Abstract

被検体（ＢＤＹ）の生体内にピル（１）が導入された後、生体内の被検体内情報がピル（１）によって取得される。外部に配置されたレシーバ（２）には、アンテナを通じてピル（１）からの被検体内情報が入力される。レシーバ（２）からピル（１）に対してアンテナを通じて給電用信号が送信される際に、ピル（１）に対して所定の機能を実行させるための駆動制御信号が重畳される。これにより、ピル（１）の外部からピル（１）に対して各種の機能を制御することができる。

Description

本発明は、無線型被検体内情報取得システム無線型被検体内情報取得システム、被検体内導入装置および被検体外部装置に関するものである。

近年、内視鏡の分野においては、飲込み型のカプセル型内視鏡（以下、ピルという）が登場している。このピルには、撮像機能と無線機能とが設けられている。ピルは、観察（検査）のために患者の口から飲込まれた後、人体から自然排出されるまでの観察期間、胃、小腸などの臓器の内部をその蠕動運動に伴って移動して順次撮像する仕組みである。
臓器内の移動によるこの観察期間、ピルによって体内で撮像された画像データは、順次無線通信により外部に送信され、メモリに蓄積される。患者がこの無線通信機能とメモリ機能とを備えた受信機を携帯することにより、患者は、ピルを飲み込んだ後、排出されるまでの観察期間、自由に行動できる。観察後、医者もしくは看護士においては、メモリに蓄積された画像データに基づいて臓器の画像をディスプレイに表示させて診断を行うことができる。
電力の供給においては、この種のピルが被検体の生体内に留置されるため、ピル内に電池を搭載させ、その電池により内部に電力を供給する電池供給システムや、生体外からピル内に電力を送信することによりその内部に電力を供給する電力送信システムがある。
後者の電力送信システムの場合には、その内部に電力受信アンテナが設けられ、生体内に留置されたラジオカプセル（ピルに相当）を長時間動作させるために、ラジオカプセル内へ電力受信アンテナを通じて電力送信する構成が備わっている（特開２００１−２３１１８６号公報参照）。
今日、この種のピルとしては、イスラエルのギブン・イメージング社のＭ２Ａ（登録商標）や日本の株式会社アールエフのＮＯＲＩＫＡ（登録商標）などがあり、すでに実用化の段階に移行している。
上述したように従来の電力送信システムでは、単に生体外から電力を供給するだけの構成なので、生体外からピルの動作を制御することはできないという問題があった。また、いかなる状況下に応じてもピル自体の消費電力は一定であるため、常に一定以上の電力送信を継続させなければならないという問題があった。
本発明の目的は、ピルのように被検体内に導入する装置（被検体内導入装置）への電力供給を実現するとともに、この被検体内導入装置の術者に所望の機能を制御することができる、使い勝手のよい無線型被検体内情報取得システム、被検体内導入装置および被検体外部装置を提供することにある。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる無線型被検体内情報取得システムは、被検体内の内部に導入される被検体内導入装置と該被検体の外部に配置される外部装置とを有した無線型被検体内情報取得システムであって、前記外部装置は、前記被検体内導入装置へ電力を供給する電力供給用信号を送出する電力源手段と、前記電力源手段から送出された前記電力供給用信号を前記被検体内導入装置へ無線によって供給する給電用信号送信手段と、前記電力源手段から送出された前記電力供給用信号に、前記機能実行手段の駆動を制御するための駆動制御信号を重畳させる制御信号重畳手段と、を備え、前記被検体内導入装置は、被検体の内部の情報を取得するための所定の機能を実行する機能実行手段と、前記外部装置から供給された前記電力供給用信号に重畳された前記駆動制御信号を検出し、この駆動制御信号に基づいて前記機能実行手段の駆動を制御する制御信号検出手段と、を備えたことを特徴とする。
また、本発明は、上記の発明において、前記外部装置は、前記機能実行手段の駆動に対しての制御内容に関する制御情報が入力されることで前記駆動制御信号を送出する制御情報入力手段をさらに備えたことを特徴とする。
また、本発明にかかる無線型被検体内情報取得システムは、上記の発明において、前記被検体内導入装置は、前記外部装置から供給された前記電力供給用信号から前記駆動制御信号を分離して、前記駆動制御信号を前記制御信号検出手段に供給する分離手段をさらに備えたことを特徴とする。
また、本発明にかかる無線型被検体内情報取得システムは、上記の発明において、前記被検体内導入装置は、前記分離手段によって前記駆動制御信号が分離された後の前記電力供給用信号が供給される蓄電手段をさらに備えたことを特徴とする。
また、本発明にかかる無線型被検体内情報取得システムは、上記の発明において、前記電力供給用信号が第１の周波数帯域を有してなるとともに、前記駆動制御信号が前記第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域を有してなり、前記分離手段は、前記第１の周波数帯域の信号と第２の周波数帯域の信号とを分離することで、前記電力供給用信号と前記駆動制御信号とに分離することを特徴とする。
また、本発明にかかる無線型被検体内情報取得システムは、上記の発明において、前記機能実行手段は、前記被検体内の被検部位に固有の被検体内情報を取得するセンサ手段であることを特徴とする。
また、本発明にかかる無線型被検体内情報取得システムは、上記の発明において、前記機能実行手段は、前記被検体内の被検部位の像を撮像する撮像手段を有し、前記制御情報入力手段に入力される前記制御情報は、前記撮像手段が所定時間当りに撮像するコマ数に関する情報を含み、前記制御情報入力手段から送出される前記駆動制御信号は、前記撮像手段の所定時間当りに撮像するコマ数を制御する信号を含むことを特徴とする。
また、本発明にかかる無線型被検体内情報取得システムは、上記の発明において、前記機能実行手段は、前記被検体内の少なくとも被検部位を照明する照明光を発光する照明手段を有し、前記制御情報入力手段に入力される前記制御情報は、前記照明手段が発光する時間に関する情報を含み、前記制御情報入力手段から送出される前記駆動制御信号は、前記照明手段の発光時間を制御する信号を含むことを特徴とする。
また、本発明にかかる無線型被検体内情報取得システムは、上記の発明において、前記機能実行手段が駆動するための電力の供給状態を制御する前記被検体内導入装置に設けられたシステムコントロール手段をさらに有し、前記システムコントロール手段に入力される前記制御情報は、前記システムコントロール手段が前記機能実行手段へ供給する電力に関する情報を含み、前記システムコントロール手段から送出される前記駆動制御信号は、前記システムコントロール手段の電力供給を制御する信号を含むことを特徴とする。
また、本発明にかかる被検体内導入装置は、あらかじめ設定された被検体の内部の所定の情報を取得するための所定の機能を実行する機能実行手段と、前記機能実行手段の駆動を制御するための駆動制御信号が重畳された、前記機能実行手段の駆動用の電力として外部から無線送信された電力供給用信号を受信する給電用信号受信手段と、前記給電用信号受信手段で受信した前記電力供給用信号から前記駆動制御信号を検出し、この駆動制御信号に基づいて前記機能実行手段の駆動を制御する制御信号検出手段と、を備えたことを特徴とする。
また、本発明にかかる被検体内導入装置は、上記の発明において、前記給電用信号受信手段で受信した前記電力供給用信号から前記駆動制御信号を分離して、前記駆動制御信号を前記制御信号検出手段に供給する分離手段をさらに備えたことを特徴とする。
また、本発明にかかる被検体内導入装置は、上記の発明において、前記分離手段によって前記駆動制御信号が分離された後の前記電力供給用信号が供給される蓄電手段をさらに備えたことを特徴とする。
また、本発明にかかる被検体内導入装置は、上記の発明において、前記電力供給用信号が第１の周波数帯域を有してなるとともに、前記駆動制御信号が前記第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域を有してなり、前記分離手段は、前記第１の周波数帯域の信号と第２の周波数帯域の信号とを分離することで、前記電力供給用信号と前記駆動制御信号とに分離することを特徴とする。
また、本発明にかかる被検体内導入装置は、上記の発明において、前記機能実行手段は、前記被検体内の被検部位に固有の被検体内情報を取得するセンサ手段であることを特徴とする。
また、本発明にかかる被検体内導入装置は、上記の発明において、前記機能実行手段は、前記被検体内の被検部位の像を撮像する撮像手段を有し、前記制御情報入力手段に入力される前記制御情報は、前記撮像手段が所定時間当りに撮像するコマ数に関する情報を含み、前記制御情報入力手段から送出される前記駆動制御信号は、前記撮像手段の所定時間当りに撮像するコマ数を制御する信号を含むことを特徴とする。
また、本発明にかかる被検体内導入装置は、上記の発明において、前記機能実行手段は、前記被検体内の少なくとも被検部位を照明する照明光を発光する照明手段を有し、前記制御情報入力手段に入力される前記制御情報は、前記照明手段が発光する時間に関する情報を含み、前記制御情報入力手段から送出される前記駆動制御信号は、前記照明手段の発光時間を制御する信号を含むことを特徴とする。
また、本発明にかかる被検体内導入装置は、上記の発明において、前記機能実行手段が駆動するための電力の供給状態を制御する前記被検体内導入装置に設けられたシステムコントロール手段をさらに有し、前記システムコントロール手段に入力される前記制御情報は、前記システムコントロール手段が前記機能実行手段へ供給する電力に関する情報を含み、前記システムコントロール手段から送出される前記駆動制御信号は、前記システムコントロール手段の電力供給を制御する信号を含むことを特徴とする。
また、本発明にかかる被検体外部装置は、被検体の内部に導入された所定の機能を実行する被検体内導入装置の駆動電力とするための電力供給用信号を送出する電力源手段と、前記電力源手段から送出された前記電力供給信号に、前記被検体内導入装置が有する所定の機能の駆動を制御するための駆動制御信号を重畳させる制御信号重畳手段と、前記電力源手段から送出されて、かつ前記制御信号重畳手段によって前記駆動制御信号が重畳された前記電力供給用信号を前記被検体の内部に導入された前記被検体内導入装置へ無線によって供給する給電用信号送信手段と、を備えたことを特徴とする。
また、本発明にかかる被検体外部装置は、上記の発明において、前記機能実行手段の駆動に対しての制御内容に関する制御情報が入力されることで前記駆動制御信号を送出する制御情報入力手段をさらに備えたことを特徴とする。
また、本発明にかかる被検体外部装置は、上記の発明において、前記電力供給用信号が第１の周波数帯域を有してなるとともに、前記駆動制御信号が前記第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域を有してなることを特徴とする。

第１図は、本発明に係る無線型被検体内情報取得システムの一例であるカプセル型内視鏡システムのシステム概念図である。第２図は、本実施の形態によるピルの内部構成を示すブロック図である。第３図は、本実施の形態によるレシーバの内部構成を示すブロック図である。第４図は、本実施の形態によるレシーバの全体構成を示す外観図である。第５図は、本実施の形態によるレシーバの給電用アンテナを説明する図である。第６図は、本実施の形態によるレシーバ内の各ユニットへ電力を供給するための給電ユニットのブロック図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る好適な実施の形態について詳述する。
まず、システム概念について説明する。第１図は本発明に係る無線型被検体内情報取得システムの一例であるカプセル型内視鏡システムのシステム概念図である。このカプセル型内視鏡システムは、被検体ＢＤＹである生体内に導入されるピル（被検体内導入装置）１と、生体外に配置されて、ピル１との間で各種の情報を無線通信する外部装置としてのレシーバ２とから構成される。
つづいて、ピル１について説明する。第２図は本実施の形態によるピルの内部構成を示すブロック図である。第２図において、ピル１は、被検体ＢＤＹの内部に導入される被検体内導入装置である。このピル１は、被検体ＢＤＹの被検部位を照明する照明光を発光する発光素子としてのＬＥＤ１１（機能実行手段、照明手段）、このＬＥＤ１１を駆動するためのＬＥＤ駆動信号を送出するＬＥＤ駆動回路１２、ＬＥＤ１１からの照明光が被検部位から反射することで得られる被検体像を撮像するＣＣＤ１３（機能実行手段、センサ手段、撮像手段）、このＣＣＤ１３を駆動するためのＣＣＤ駆動回路１４、ＣＣＤ１３から出力された撮像信号を変調してＲＦ信号とするＲＦ送信ユニット１５（機能実行手段）、このＲＦ送信ユニット１５から出力されたＲＦ信号を無線送信するための送信用アンテナとしてのＲＦアンテナ１６等を備えている。
ＣＣＤ１３は、通常、２ｆｐｓ程度の撮像レートで駆動されており、ＬＥＤ１１は、少なくともこのＣＣＤ１３の撮像期間を含んで点滅を繰り返しているか、もしくは、撮像状態時には常時点灯するようになっている。
ピル１内部には、さらに、レシーバ２から送られてきた無線信号を受信する受電用アンテナ１７と、この受電用アンテナ１７で受信した信号から給電用信号を分離する分離回路１８（分離手段）と、この給電用信号から電力を再生する電力再生回路１９と、この再生された電力のレベルを判定し、この判定結果をＲＦ送信ユニット１５へ送出するレベル判定回路２０と、この再生された電力を昇圧する昇圧回路２１と、この昇圧された電力を蓄積する蓄電器２２（蓄電手段）と、この蓄電器２２に蓄積された電力によってＣＣＤ１３、ＬＥＤ１１等のピル１内の各ユニットをコントロールするシステムコントロール回路２３（機能実行手段、システムコントロール手段）とが設けられている。被検体内情報を取得するために、以上のＬＥＤ１１、ＣＣＤ１３、ＲＦ送信ユニット１５、システムコントロール回路２３によりピル１が有する所定の機能を実行することになる。
ＣＣＤ１３は、発光素子としてのＬＥＤ１１から照明光が発せられて取得した被検体像を、被検体内情報信号である撮像信号として、ＲＦ送信ユニット１５へ送出する。ＲＦ送信ユニット１５では、ＣＣＤ１３から送られてきた被検体内情報信号を変調して送信用アンテナであるＲＦアンテナ１６を介してピル１外へ無線送信する。
ここで、ＣＣＤ１３の後段にＡＤＣ（アナログ−デジタルコンバータ）を設け、被検体内情報信号をＡＤ変換して得られたデジタル信号を変調して無線送信する構成としてもよい。また、ＣＣＤ１３は、被検体内情報を取得するセンサ手段、さらには被検体内情報を撮像する撮像手段の一例であり、これに代えてＣＭＯＳセンサなど他の撮像素子でもよく、また体腔内の画像としてではなく、たとえば温度情報やｐＨ情報などの他の生体情報を取得する何らかのセンサ手段でもよい。
受電用アンテナ１７は、単独のコイル部材からなり、後述するレシーバ２から送出された給電用電波を受信する。受電用アンテナ１７が給電用電波を受信した後、分離回路１８によって給電用電波から給電用信号を分離して、これが電力再生回路１９にて電力として再生され、昇圧回路２１にて蓄電器２２に電力として蓄電されるようになっている。
ここで、この蓄電器２２の容量は、後述のレシーバ２側の各給電用アンテナに対する受電用アンテナ１７の向きに応じて受電不可能な状態（それぞれのアンテナの相対的な向き）が１０分程度続いて給電が途絶えたとしても、ピル１の機能に支障をきたさない程度の容量を確保している。なお、被検体ＢＤＹ内にピル１を導入する前に、蓄電器２２をフル充電の状態にしておくことにより、さらに給電が途絶えた際の不具合を抑制している。
システムコントロール回路２３は、蓄電器２２に蓄積された電力を利用して、ＬＥＤ１１、ＣＣＤ１３など各ユニットの駆動の制御を行うとともに、各ユニットが駆動するための電力の供給状態を制御する。レベル判定回路２０からＲＦ送信ユニット１５へ送出されたレベル判定信号は、前述の被検体内情報信号と同様に、ピル１外へ無線送信される。ここで、ＲＦ送信ユニット１５によるレベル判定信号の無線送信のタイミングは、被検体内情報信号の無線送信期間外に行うようにしている。これにより、消費電力の増大を抑え、蓄電器２２に蓄積された電力の消費を抑制することができる。なお、被検体内情報を間欠的に無線送信すれば、電力消費の抑制効果を、より一層得ることができる。
ここで、給電用電波には、給電用信号にピル１の各種機能を制御するためのコントロール情報信号（駆動制御信号）がレシーバ２にて重畳されて送信されている場合がある。そこで、前述の分離回路１８で分離した、給電用信号に重畳されていた各種のコントロール情報信号が入力されるコントロール情報検出回路２４（制御信号検出回路）が設けられている。このコントロール情報検出回路２４では、入力されたコントロール情報信号に応じて、ピル１内の各ユニットを制御するようになっている。すなわち、コントロール情報検出回路２４では、レシーバ２から供給される電力供給用信号に重畳されるコントロール情報信号を検出し、このコントロール情報信号に基づいて前述したＬＥＤ１１、ＣＣＤ１３、ＲＦ送信ユニット１５、システムコントロール回路２３の駆動を制御することになる。
つづいて、レシーバ２について説明する。第３図は本実施の形態によるレシーバの内部構成を示すブロック図、第４図は本実施の形態によるレシーバの全体構成を示す外観図、第５図は本実施の形態によるレシーバの給電用アンテナを説明する図、そして、第６図は本実施の形態によるレシーバ内の各ユニットへ電力を供給するための給電ユニットを示すブロック図である。
第３図に示しように、レシーバ２は、ピル１との通信を行うためのアンテナ部３１と、このアンテナ部３１を介してピル１と通信する情報を処理するレシーバ本体３２とから構成される。本実施の形態では、レシーバ２をベストに適用した場合を一例として示す。
アンテナ部３１は、複数の受信用アンテナＡ１〜Ａｎと複数の給電用アンテナＢ１〜Ｂｍ（給電用信号送信手段）とを有している。ここで、ｎ，ｍはそれぞれ自然数である。アンテナ部３１の各アンテナは、被検体ＢＤＹである生体に装着した際にその外表面にそれぞれ所定の位置に配置される。特に、生体の食道から胃、小腸、大腸のいずれか、もしくはこれらすべての部位からの生体情報を取得しようとする際には、生体の胸部や腹部、もしくは胸部から腹部にかけて、このアンテナ部３１を配置するようにする。
レシーバ本体３２には、給電用信号を発生させる発振器４１（電力源手段）が設けられている。また、操作者が、ピル１の機能を制御するためのコントロール情報を入力するコントロール情報入力ユニット４２（制御情報入力手段）が設けられている。このコントロール情報入力ユニット４２からは、いくつかの情報が入力可能となっている。
本実施の形態では、ＣＣＤ１３の撮像レート、つまり所定時間内の撮像コマ数を変更する情報であるコマ数変更情報や、ＬＥＤ１１の点灯時間や点灯のタイミングを変更するＬＥＤ点灯時間情報と、システムコントロール回路２３を制御することで、各ユニットへの電力を供給させて被検体内情報の取得を実行させるアクティブ・モードと、各ユニットへの電力を制御して被検体内情報の取得を見送らせるスタンバイ・モードとの間でスイッチングさせる電源ＯＮ／ＯＦＦ情報がコントロール情報入力ユニット４２から入力されるようになっている。
発振器４１の後段には、重畳回路４３（制御信号重畳手段）が設けられている。この重畳回路４３では、コントロール情報入力ユニット４２から入力されたコントロール情報が発振器４１から出力した給電用信号に重畳されるようになっている。つぎに、コントロール情報が重畳された給電用信号は、重畳回路４３の後段に設けた増幅回路４４によって増幅されてからスイッチング回路４５へと出力される。なお、この増幅回路４４による給電用信号の増幅率は変更可能であり、その変更プロセスは後述する。スイッチング回路４５に入力された給電用信号は、アンテナ部３１の給電用アンテナから無線送信される。
ここで、たとえば、コントロール情報入力ユニット４２からＣＣＤ１３の撮像レートを第１の撮像レートから第２の撮像レートへの変更の指示が入力されたとする。コントロール情報入力ユニット４２から送出されたコマ数変更情報信号は、重畳回路４３にて給電用信号に重畳されて、増幅回路３４に入力される。さらに、この増幅回路４４で所定の増幅率で増幅された後、スイッチング回路３５にて給電用アンテナＢ１〜Ｂｍのうちで最適な給電用アンテナへ送出されて、その給電用アンテナから無線送信される。
こうして無線送信された給電用信号は、前述の通り、ピル１の受電用アンテナ１７によって受信される。そして、分離回路１８にて給電用信号から分離されたコントロール情報信号としてのコマ数変更情報信号がコントロール情報検出回路２４に入力されるようになっている。ここで、コントロール情報信号と給電用信号とは周波数帯域を異ならせており、またコントロール情報信号でもそのコントロール内容によって周波数帯域を変更している。
これによって、多重信号としてレシーバ２から無線送信することができ、またピル１でも、この周波数帯域に基づいて、分離回路１８では入力された信号を分離可能であり、コントロール情報検出回路２４ではコントロール情報の内容を検出することができるようになっている。このコントロール情報信号が入力されたコントロール情報検出回路２４は、それがコマ数変更情報信号であることを検出し、そのコントロール内容（第１の撮像レートから第２の撮像レートへの変更）に応じて、第２の撮像レートでＣＣＤ１３を駆動させるようにＣＣＤ駆動回路１４を制御する。
また、ＬＥＤ１１がＣＣＤ１３の撮像期間に合わせて点滅しているような構成の場合には、前述のコントロール内容（第１の撮像レートから第２の撮像レートへの変更）によって変更されるＣＣＤ１３の撮像レートに応じて、その点灯期間を現在の点灯期間である第１の点灯期間から第２の撮像レートに適した第２の点灯期間へと自動的に変更するよう、コントロール情報検出回路２４からＬＥＤ駆動回路１２へも制御信号を送出するようにしてもよい。
また、コントロール情報検出回路２４で検出したコントロール情報が、各ユニットへの電力を供給させて被検体内情報の取得を実行させるアクティブ・モードと、各ユニットへの電力を抑制して被検体内情報の取得を見送らせるスタンバイ・モードとの間でスイッチングさせる電源ＯＮ／ＯＦＦ情報であった場合、システムコントロール回路２３へ制御信号を送出してこれを制御し、モードを切り替えるようにしている。
なお、前述の重畳回路４３では、コントロール情報入力ユニット４２より新たな情報が入力されない限り、少なくとも所定の時間内、同じコントロール情報を給電用信号に重畳し続けるようにすることで、一時だけピル１がうまく受電できない期間があった場合でも、コントロール情報をピル１に受信させることを可能としている。このように、被検体ＢＤＹ内に導入後のピル１の機能を、外部から、無線で制御することができるので、不必要な部位の被検体内情報を多く取得してしまったり、不用意に電力を消耗することができないようにしている。
ところで、前述のアンテナ部３１は、第４図に示すように着脱自在のベスト４のような衣類に、予め設けられていることが好ましい。そして、このようなベスト４に設けられたアンテナ部３１であれば、被検体ＢＤＹにこのベスト４を着用させるだけで、各アンテナが被検体ＢＤＹに対してもっとも適切な位置に、容易に配置することができるようになる。
また、第４図の場合にはベスト４の表面にアンテナ部３１を配置させているが、裏面にも同様に配置してもよく、また、たとえばマジックテープ（登録商標）などの採用により、各アンテナをアンテナ部３１から着脱自在として、検査を行う目的（特に観察したい部位）に応じて、アンテナの配置を適宜変更可能な構成としてもよい。なお、このベスト４には、外部からの電磁波がアンテナ部３１のアンテナで受信されないよう、つまり、アンテナで受信するのは被検体ＢＤＹ内からの信号だけとなるように、ベスト４の表面側に図示しないシールド材が設けられている。
各受信用アンテナＡ１〜Ａｎは、それぞれレシーバ３２のＲＦ受信ユニット４６に接続されている。また、各給電用アンテナＢ１〜Ｂｍは、それぞれスイッチング回路４５に接続されている。また、受信用アンテナＡ１，Ａ２，・・・，Ａｎは、それぞれ給電用アンテナＢ１，Ｂ２，・・・，Ｂｍに重ねられ、被検体ＢＤＹに対して同じ位置に配置される。したがって、本実施の形態では、ｎ＝ｍの関係をもつことになる。
また、給電用アンテナＢ１は、第５図に示すように、通電されることにより発生する磁界の向きが９０°の角度をなすように配置された、指向性の異なる２つのコイル部材である給電用アンテナｂ１１，ｂ１２を備えており、ピル１側の受電用アンテナ１７の向きによって給電が十分に行われていないという不具合を解消するようになっている。また給電用アンテナＢ２も２つのコイル部材である給電用アンテナｂ２１，ｂ２２を備え、この給電用アンテナＢ２以降も同様である。給電用アンテナＢｍは、給電用アンテナｂｍ１、ｂｍ２を備えていることになる。
そして、スイッチング回路４５を動作させて、前述の給電用信号を入力して給電用電波を発する給電用アンテナを、所定時間毎に、給電用アンテナｂ１１，ｂ１２、給電用アンテナｂ２１，ｂ２２、・・・、給電用アンテナｂｍ１，ｂｍ２と、順次切り替えるようにしている。
ここで、各給電用アンテナは２つのコイル部材として２方向の指向性を有するように構成したが、さらにもう１つのコイル部材を、その磁界の方向が他の２つのコイル部材の磁界の方向に直交するように設けることで、３方向の指向性を持たせるようにしてもよい。
受信用アンテナＢ１〜Ｂｍは、ピル１から無線送信された前述の被検体内情報信号やレベル判定信号をそれぞれ受信し、すべての受信信号がそれぞれＲＦ受信ユニット４６に入力されるようになっている。このＲＦ受信ユニット４６は、入力された被検体内情報信号やレベル判定信号を復調するように構成されている。このＲＦ受信ユニット４６の後段には、画像処理ユニット４７と給電レベル検出回路４８とが接続されている。前者の画像処理ユニット４７にはＲＦ受信ユニット４６で復調された被検体内情報信号が入力され、後者の給電レベル検出回路４８にはＲＦ受信ユニット４６から給電レベル検出のための信号が入力される。
ここで、被検体内情報信号が入力された画像処理ユニット４７では、被検体内情報信号を画像化して画像信号を送出する所定の処理が実施される。この画像処理ユニット４７の後段には、内蔵型のハードディスクドライブや可搬型のコンパクトフラッシュ（登録商標）メモリなどの記憶ユニット４９が接続され、前述の画像信号を記憶することになる。
一方で、給電レベル検出回路４８は、前述したように給電用アンテナを順次切り替えることで、ピル１側にて順次生成、送出されてきたレベル判定信号のそれぞれに基づいて、各給電用アンテナから送信した給電用電波によるピル１の蓄電器２２への給電状況を検出することになっている。そして、この給電レベル検出回路４８は、各給電用アンテナから無線送信されてピル１の受電用アンテナ１７によって受信することで、給電される各給電レベルを検出するようになっている。
そして、給電レベル検出回路４８の後段に設けられたパワー・指向性検出回路５０は、給電レベル検出回路４８の各検出結果に基づいて、増幅回路４４による給電用電波の増幅率を決定し、スイッチング回路４５により、最も効率的に給電の可能な給電用アンテナに選択させるよう、それぞれに制御信号を送出する。そして、増幅回路４４は、このパワー・指向性検出回路５０からの制御信号に応じて、あらかじめ設定しておいた適正な所定のレベルにまで給電用電波を増幅させるように増幅動作を行う。また、スイッチング回路４５は、パワー・指向性検出回路５０からの制御信号に応じて、もっとも効率的に給電の可能な給電用アンテナにスイッチング動作を行う。この場合、たとえば給電レベル検出回路４８の検出結果により給電用アンテナｂ１２よりも給電用アンテナｂ１１の方が信号強度が高ければ、給電用アンテナｂ１１からのみ電力供給用信号を出力するようにスイッチング回路４５を制御すればよい。
たとえば、ピル１のレベル判定回路２０による電力の判定を、その電力の強度の大きさに応じた５段階で判定するものと設定したとする。５段階は、５：極大、４：大、３：適正、２：小、１：微小に分けられる。この５段階を判定するためにそれぞれの段階についてあらかじめ異なる値が設定されているので、各値と電力の強度とが比較されることにより強度が判定されることになる。ここで、給電用アンテナｂ１１から発信した場合にのみ、レベル判定回路２０による判定結果が“５”となり、他の給電用アンテナから発信した場合のみは“４”以下の判定結果であると、レシーバ２のバッテリの消耗を抑制し且つ効率的に給電するために、パワー・指向性検出回路５０は、レベル判定回路２０の判定結果が“３”となるような増幅率を増幅回路４４に設定させる制御信号を増幅回路４４へ送出するとともに、給電用アンテナｂ１１を選択する制御信号をスイッチング回路４５へ送出する。
また、どの給電用アンテナから発信した場合であっても、“２”以下の判定結果であったような場合、スイッチング回路４５を制御して各給電用アンテナを順次切り替えるとともに、“３”の判定結果が出る給電用アンテナが検出されるまで、増幅率を上げるように増幅回路４４を制御する。
なお、前述では、レベル判定回路２０の判定結果の段階を、便宜上５段階としていたが、５段階以下、もしくは、それ以上のように必ずしもこれに限るものではない。
また、レシーバ２には、各ユニットへ電力の供給を行う電力供給ユニット５１が設けられている。この電力供給ユニット５１は、第６図に示すように構成されている。電力供給ユニット５１には、複数の電源のうち、電力の供給を受ける電源を選択するスイッチング回路６３が設けられている。このスイッチング回路６３に、複数の電源として、メインのバッテリ６１、その予備用のバッテリ６２、さらにＡＣ電源６４がそれぞれ着脱自在に接続されている。
また、スイッチング回路６３を経て入力された電力から、電源として選択されているバッテリの残量を検出する残量検出回路６５と、この残量検出回路６５による検出結果を告知するための、ＬＥＤ、スピーカ等の告知ユニット６６とがスイッチング回路６３の後段に設けられている。
残量検出回路６５では、スイッチング回路６３に接続されるバッテリの残量が０（ゼロ）などの所定の値に近づいたことを検出したことに応じて、または、常時バッテリの残量状態を検出しておいて、残量検出回路６５よりＬＥＤ点滅や音声出力などの告知ユニット６６へ信号を出力し、この告知ユニット６６の動作により操作者へバッテリ残量を知らしめるようにしている。また、スイッチング回路６３は、複数の電源が接続された場合には、ＡＣ電源６４、バッテリ６１、バッテリ６２の優先順位順で選択する。
なお、残量検出回路６５によるバッテリ残量の検出結果、バッテリの残量が０（ゼロ）などの所定の値に近づいたことを検出した場合、この情報をスイッチング回路６３にフィードバックすることで次の優先度のバッテリ等に切り替えるよう、スイッチング動作させるようにしてもよい。
また、ＡＣ電源６４が接続されている場合には、各ユニットへの給電と同時に、各バッテリへの充電をするようにしてもよい。また、ＡＣ電源６４が接続されている場合には、スイッチング回路６３によりＡＣ電源６４から優先的に電力を供給させるようにしてもよい。
以上説明したように本実施の形態によれば、ピルのように被検体内に導入する装置（被検体内導入装置）への電力供給を実現するとともに、この被検体内導入装置の術者に所望の機能を制御することができる。その結果、使い勝手を向上させることが可能である。
なお、これまでカプセル型内視鏡システムを例に説明をしてきたが、必ずしもこれに限るものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適用可能である。つまり、被検体内導入装置が取得する被検体内の情報は、被検部位の画像に限られるものではなく、ピルの中にｐＨセンサを設けてｐＨ値を測定したり、温度センサや圧力センサを設けて消化管内の温度や圧力を測定したりするような装置全般に亘って適用可能である。
以上説明したように本発明によれば、ピルのように被検体内に導入する装置（被検体内導入装置）への電力供給を実現するとともに、この被検体内導入装置の術者に所望の機能を制御することができる、使い勝手のよい無線型被検体内情報取得システム、被検体内導入装置および被検体外部装置を提供できるという効果を奏する。

以上のように、本発明に係る無線型被検体内情報取得システム、被検体内導入装置および被検体外部装置は、被検体内の画像を取得するカプセル型内視鏡およびこれを用いたカプセル型内視鏡システムに適している。

Claims

被検体内の内部に導入される被検体内導入装置と該被検体の外部に配置される外部装置とを有した無線型被検体内情報取得システムであって、
前記外部装置は、
前記被検体内導入装置へ電力を供給する電力供給用信号を送出する電力源手段と、
前記電力源手段から送出された前記電力供給用信号を前記被検体内導入装置へ無線によって供給する給電用信号送信手段と、
前記電力源手段から送出された前記電力供給用信号に、前記機能実行手段の駆動を制御するための駆動制御信号を重畳させる制御信号重畳手段と、
を備え、
前記被検体内導入装置は、
被検体の内部の情報を取得するための所定の機能を実行する機能実行手段と、
前記外部装置から供給された前記電力供給用信号に重畳された前記駆動制御信号を検出し、この駆動制御信号に基づいて前記機能実行手段の駆動を制御する制御信号検出手段と、
を備えたことを特徴とする無線型被検体内情報取得システム。
前記外部装置は、前記機能実行手段の駆動に対しての制御内容に関する制御情報が入力されることで前記駆動制御信号を送出する制御情報入力手段をさらに備えたことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の無線型被検体内情報取得システム。
前記被検体内導入装置は、前記外部装置から供給された前記電力供給用信号から前記駆動制御信号を分離して、前記駆動制御信号を前記制御信号検出手段に供給する分離手段をさらに備えたことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の無線型被検体内情報取得システム。
前記被検体内導入装置は、前記分離手段によって前記駆動制御信号が分離された後の前記電力供給用信号が供給される蓄電手段をさらに備えたことを特徴とする請求の範囲第３項に記載の無線型被検体内情報取得システム。
前記電力供給用信号が第１の周波数帯域を有してなるとともに、前記駆動制御信号が前記第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域を有してなり、
前記分離手段は、前記第１の周波数帯域の信号と第２の周波数帯域の信号とを分離することで、前記電力供給用信号と前記駆動制御信号とに分離することを特徴とする請求の範囲第３項に記載の無線型被検体内情報取得システム。
前記機能実行手段は、前記被検体内の被検部位に固有の被検体内情報を取得するセンサ手段であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の無線型被検体内情報取得システム。
前記機能実行手段は、前記被検体内の被検部位の像を撮像する撮像手段を有し、
前記制御情報入力手段に入力される前記制御情報は、前記撮像手段が所定時間当りに撮像するコマ数に関する情報を含み、
前記制御情報入力手段から送出される前記駆動制御信号は、前記撮像手段の所定時間当りに撮像するコマ数を制御する信号を含むことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の無線型被検体内情報取得システム。
前記機能実行手段は、前記被検体内の少なくとも被検部位を照明する照明光を発光する照明手段を有し、
前記制御情報入力手段に入力される前記制御情報は、前記照明手段が発光する時間に関する情報を含み、
前記制御情報入力手段から送出される前記駆動制御信号は、前記照明手段の発光時間を制御する信号を含むことを特徴とする請求の範囲第７項に記載の無線型被検体内情報取得システム。
前記機能実行手段が駆動するための電力の供給状態を制御する前記被検体内導入装置に設けられたシステムコントロール手段をさらに有し、
前記システムコントロール手段に入力される前記制御情報は、前記システムコントロール手段が前記機能実行手段へ供給する電力に関する情報を含み、
前記システムコントロール手段から送出される前記駆動制御信号は、前記システムコントロール手段の電力供給を制御する信号を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の無線型被検体内情報取得システム。
あらかじめ設定された被検体の内部の所定の情報を取得するための所定の機能を実行する機能実行手段と、
前記機能実行手段の駆動を制御するための駆動制御信号が重畳された、前記機能実行手段の駆動用の電力として外部から無線送信された電力供給用信号を受信する給電用信号受信手段と、
前記給電用信号受信手段で受信した前記電力供給用信号から前記駆動制御信号を検出し、この駆動制御信号に基づいて前記機能実行手段の駆動を制御する制御信号検出手段と、
を備えたことを特徴とする被検体内導入装置。
前記給電用信号受信手段で受信した前記電力供給用信号から前記駆動制御信号を分離して、前記駆動制御信号を前記制御信号検出手段に供給する分離手段をさらに備えたことを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の被検体内導入装置。
前記分離手段によって前記駆動制御信号が分離された後の前記電力供給用信号が供給される蓄電手段をさらに備えたことを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の被検体内導入装置。
前記電力供給用信号が第１の周波数帯域を有してなるとともに、前記駆動制御信号が前記第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域を有してなり、
前記分離手段は、前記第１の周波数帯域の信号と第２の周波数帯域の信号とを分離することで、前記電力供給用信号と前記駆動制御信号とに分離することを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の被検体内導入装置。
前記機能実行手段は、前記被検体内の被検部位に固有の被検体内情報を取得するセンサ手段であることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の被検体内導入装置。
前記機能実行手段は、前記被検体内の被検部位の像を撮像する撮像手段を有し、
前記制御情報入力手段に入力される前記制御情報は、前記撮像手段が所定時間当りに撮像するコマ数に関する情報を含み、
前記制御情報入力手段から送出される前記駆動制御信号は、前記撮像手段の所定時間当りに撮像するコマ数を制御する信号を含むことを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の被検体内導入装置。
前記機能実行手段は、前記被検体内の少なくとも被検部位を照明する照明光を発光する照明手段を有し、
前記制御情報入力手段に入力される前記制御情報は、前記照明手段が発光する時間に関する情報を含み、
前記制御情報入力手段から送出される前記駆動制御信号は、前記照明手段の発光時間を制御する信号を含むことを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の被検体内導入装置。
前記機能実行手段が駆動するための電力の供給状態を制御する前記被検体内導入装置に設けられたシステムコントロール手段をさらに有し、
前記システムコントロール手段に入力される前記制御情報は、前記システムコントロール手段が前記機能実行手段へ供給する電力に関する情報を含み、
前記システムコントロール手段から送出される前記駆動制御信号は、前記システムコントロール手段の電力供給を制御する信号を含むことを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の被検体内導入装置。
被検体の内部に導入された所定の機能を実行する被検体内導入装置の駆動電力とするための電力供給用信号を送出する電力源手段と、
前記電力源手段から送出された前記電力供給信号に、前記被検体内導入装置が有する所定の機能の駆動を制御するための駆動制御信号を重畳させる制御信号重畳手段と、
前記電力源手段から送出されて、かつ前記制御信号重畳手段によって前記駆動制御信号が重畳された前記電力供給用信号を前記被検体の内部に導入された前記被検体内導入装置へ無線によって供給する給電用信号送信手段と、
を備えたことを特徴とする被検体外部装置。
前記機能実行手段の駆動に対しての制御内容に関する制御情報が入力されることで前記駆動制御信号を送出する制御情報入力手段をさらに備えたことを特徴とする請求の範囲第１８項に記載の被検体外部装置。
前記電力供給用信号が第１の周波数帯域を有してなるとともに、前記駆動制御信号が前記第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域を有してなることを特徴とする請求の範囲第１８項に記載の被検体外部装置。