JPWO2010137705A1 - カプセル型医療装置 - Google Patents

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Abstract

体内組織に薬液を注入することができるカプセル型医療装置を構成するにあたり、筐体と、体内組織の表面を押圧する押圧部材と、押圧部材を筐体から所定方向に突出させ、この突出させる方向と平行な回転軸を中心に押圧部材を回転させつつ該押圧部材に体内組織表面を押圧させる駆動部と、押圧部材に設けられ、駆動部による押圧部材の回転駆動のもとに、体内組織表面に対し傾斜した方向から該体内組織を穿刺し、薬液を該体内組織に注入する針状の穿刺部材とを設ける。

Description

この発明は、被検体内に導入され、該被検体内で体内組織に薬液を注入することができるカプセル型医療装置に関するものである。
近年、内視鏡分野においては、撮像機能と無線通信機能とを設けたカプセル型の被検体内導入装置(たとえばカプセル型内視鏡)が提案され、このカプセル型内視鏡を用いて被検体内の画像を取得する被検体内導入システムが開発されている。カプセル型内視鏡は、被検体内を観察(検査)するために、たとえば被検体の口から飲込まれ、その後、自然排出されるまでの間、体腔内たとえば胃、小腸等の臓器の内部をその蠕動運動に従って移動するとともに、たとえば0.5秒間隔で被検体内の画像を撮像するように機能する。
カプセル型内視鏡が被検体内を移動する間、このカプセル型内視鏡によって撮像された画像は、被検体の体表面に配置したアンテナを介して外部の画像表示装置に受信される。この画像表示装置は、カプセル型内視鏡に対する無線通信機能と画像のメモリ機能とを有し、被検体内のカプセル型内視鏡から受信した画像をメモリに順次格納する。医師または看護師は、かかる画像表示装置に蓄積された画像、すなわち被検体の消化管内の画像をディスプレイに表示することによって、被検体内を観察(検査)し、診断することができる。
ここで、特許文献1には、特定部位において、カプセル本体に備えた処置具などのマニュピュレータの出没・回転または開閉操作を外部から制御可能にしたカプセル型医療装置が記載されている。
特開2003−325438号公報
しかし、上述した従来のカプセル型医療装置では、単に処置具などを出没・回転または開閉動作を行っているのみであり、実際に処置具によって所望の体内組織に穿刺針を穿刺し、あるいは体内組織を把持しようとすると、この所望の体内組織が逃げたり、伸びたりして所望の処置を行うことができない場合があった。特に、所望の体内組織に薬液を注入する場合、所望の体内組織から穿刺針が逃げてしまって体内組織に薬液を注入することができない場合があった。
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、確実に所望の体内組織に薬液を注入することができるカプセル型医療装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかるカプセル型医療装置は、筐体と、体内組織の表面を押圧する押圧部材と、前記押圧部材を前記筐体から所定方向に突出させ、この突出させる方向と平行な回転軸を中心に前記押圧部材を回転させつつ該押圧部材に前記体内組織表面を押圧させる駆動部と、前記押圧部材に設けられ、前記駆動部による前記押圧部材の回転駆動のもとに、前記体内組織表面に対し傾斜した方向から該体内組織を穿刺し、薬液を該体内組織に注入する針状の穿刺部材と、を備えたことを特徴とする。
また、この発明にかかるカプセル型医療装置は、上述した発明において、前記穿刺部材は、前記押圧部材の回転軸に略垂直な平面内に設けられ、該穿刺部材の穿刺方向は、前記押圧部材の先端付近の回転軌道と接する方向であることを特徴とする。
また、この発明にかかるカプセル型医療装置は、上述した発明において、前記穿刺部材の基部は、前記押圧部材の先端から所定距離離間した基端側に位置し、かつ前記押圧部材が突出した状態下での前記穿刺部材の先端は、前記穿刺部材の基部よりも前記押圧部材の突出方向側に位置することを特徴とする。
また、この発明にかかるカプセル型医療装置は、上述した発明において、前記穿刺部材の長さおよび/または前記体内組織の表面に対する傾斜角度は、前記体内組織の表面から、薬液を注入すべき領域までの深さが大きいほど、大きな値を有することを特徴とする。
また、この発明にかかるカプセル型医療装置は、上述した発明において、前記押圧部材は、先端部が前記回転軸の径方向に広がるように展開することが可能であるとともに、展開前の状態に折り畳むことが可能な部材であり、前記筐体内に折り畳まれて収容され、前記筐体外に突出する場合に展開し、薬液の注入後、折り畳まれて前記筐体内に収納されることを特徴とする。
また、この発明にかかるカプセル型医療装置は、上述した発明において、前記押圧部材は、先端部が前記回転軸の径方向に広がるように展開することが可能な線状部材であることを特徴とする。
また、この発明にかかるカプセル型医療装置は、上述した発明において、前記押圧部材は、先端部が前記回転軸の径方向に広がるように展開して錐状をなす線状部材であることを特徴とする。
また、この発明にかかるカプセル型医療装置は、上述した発明において、前記駆動部は、前記穿刺部材による薬液の注入後、前記回転軸を中心に前記押圧部材を注入前とは逆方向に回転させつつ前記体内組織表面から離間させることを特徴とする。
また、この発明にかかるカプセル型医療装置は、上述した発明において、前記筐体内部に磁性体を設けたことを特徴とする。
また、この発明にかかるカプセル型医療装置は、上述した発明において、前記駆動部は、駆動用磁性体を有し、外部からの誘導磁界によって該駆動用磁性体を回転させることによって前記押圧部材を回転させつつ前記体内組織表面に押圧することを特徴とする。
また、この発明にかかるカプセル型医療装置は、上述した発明において、撮像手段および照明手段を備えたことを特徴とする。
この発明によれば、押圧部材を筐体から所定方向に突出させ、突出させる方向と平行な回転軸を中心に押圧部材を回転させつつ該押圧部材に体内組織表面を押圧させるので、体内組織が押圧部材に巻き込まれ、この巻き込まれた体内組織の表面に対して傾斜した方向から穿刺部材が体内組織を穿刺する。結果として、体内組織に穿刺部材を確実に穿刺することが可能となり、体内組織に薬液を確実に注入することができる。
図1は、この発明の実施の形態であるカプセル型医療装置の内部構成を示す模式図である。 図2は、図1に示したカプセル型医療装置による体内組織への薬液注入開始当初の状態を示す模式図である。 図3は、図1に示したカプセル型医療装置による体内組織への薬液注入状態を示す模式図である。 図4は、図1に示したカプセル型医療装置での押圧部材と穿刺部材との位置関係を示す平面図である。 図5は、図1に示したカプセル型医療装置での押圧部材と穿刺部材との位置関係を示す模式図である。 図6は、この発明のカプセル型医療装置での押圧部材と穿刺部材との設置状態の変形例を示す模式図である。 図7Aは、この発明のカプセル型医療装置での押圧部材の変形例を示す模式図である。 図7Bは、図7Aに示した押圧部材の変形例を示す他の模式図である。 図8Aは、図7Aに示した押圧部材の枝部の変形例の断面図である。 図8Bは、図7Aに示した押圧部材の枝部の他の変形例の断面図である。 図8Cは、図7Aに示した押圧部材の枝部の更に他の変形例の断面図である。 図8Dは、図7Aに示した押圧部材の枝部の更に他の変形例の断面図である。 図8Eは、図7Aに示した押圧部材の枝部の更に他の変形例の断面図である。 図9は、この発明のカプセル型医療装置での穿刺部材の配置の一例を示す模式図である。 図10は、この発明のカプセル型医療装置での押圧部材の変形例を示す模式図である。 図11は、この発明のカプセル型医療装置での押圧部材の他の変形例を示す模式図である。 図12は、この発明のカプセル型医療装置での押圧部材の更に他の変形例を示す模式図である。 図13は、この発明のカプセル型医療装置での穿刺部材の配置の変形例を示す模式図である。 図14は、この発明のカプセル型医療装置での穿刺部材の配置の他の変形例を示す模式図である。 図15Aは、この発明のカプセル型医療装置でのアクチュエータの変形例を示す模式図である。 図15Bは、図15Aに示したアクチュエータの変形例を示す他の模式図である。
以下、図面を参照して、この発明にかかるカプセル型医療装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
図1は、この発明の実施の形態であるカプセル型医療装置の内部構成を示す模式図である。図1に示すように、このカプセル型医療装置100Aは、被検体内の内部に導入可能な大きさに形成されたカプセル形状の医療装置であり、被検体に導入され、細胞等の体内組織に薬液を注入するものである。
このカプセル型医療装置100Aでは、筒状筐体1cの両端開口が透明のドーム形状筐体1a,1bによって塞がれて内部が液密状態に維持されたカプセル型筐体1内に、各種機能部品が内蔵される。ドーム形状筐体1a,1b近傍には、カプセル型筐体1の軸上に、撮像素子および集光光学系などによって実現され、被検体内の体内画像を撮像する撮像部3a,3bが配置される。また、撮像部3a,3bそれぞれの径外方向には、LEDなどによって実現される照明部2a,2bが円環状に配置される。
カプセル型筐体1の筒状筐体1cには、所望の体内組織の表面を押圧する押圧部材10と、押圧部材10をカプセル型筐体1、具体的には筒状筐体1cから所定方向に突出させ、この突出させる方向と平行な回転軸を中心に押圧部材10を回転させつつ押圧部材10に体内組織表面を押圧させる駆動部としてのアクチュエータ18と、押圧部材10に設けられアクチュエータ18による押圧部材10の回転駆動のもとに体内組織表面に対し傾斜した方向から体内組織を穿刺し、薬液14を体内組織に注入する針状の穿刺部材11とを収納する収納部12が設けられる。薬液14は、バルーン13内に格納され、バルブ17aが設けられた供給管17と押圧部材10内の管路とを介して穿刺部材11に供給される。バルブ17aを開にすることによって、バルーン13の収縮作用によって薬液14が穿刺部材11側に押し出されることになる。
なお、カプセル型医療装置100Aは、カプセル型筐体1内に、磁化方向がカプセル型筐体1の径方向となるように配置され、外部磁界の印加によってカプセル型医療装置100Aの軸方向の回転や平行移動を可能にする磁性体としての磁石7と、撮像部3a,3bで撮像した体内画像を含む各種情報を被検体外に無線送信する無線部4と、カプセル型筐体1内の各種構成部に対する処理を含む制御を行う制御部5と、制御部5の制御のもとに、カプセル型筐体1内の各種構成部に対して電力を供給する電源6とを有する。
ここで、図2〜図5を参照して、図1に示したカプセル型医療装置100Aによる体内組織への薬液の注入処理について説明する。まず、制御部5は、撮像部3a,3bによって順次撮像された体内画像を、無線部4を介して被検体外に送信する。操作者は、被検体外で、送信された体内画像を観て、カプセル型医療装置100Aが、薬液14を注入すべき体内組織の位置に到達したか否かを判断し、到達した場合に、外部から磁場を与えて、図示しない磁気スイッチなどを起動させて薬液14の注入処理を実行させる。なお、カプセル型医療装置100Aの移動を強制的に行うようにしてもよい。たとえば、外部から回転磁場や傾斜磁場を発生させて、カプセル型医療装置100Aを回転させたり、直線移動させたりすることができる。なお、体内組織への薬液14の注入処理の開始は、カプセル型医療装置100A内に受信部を設け、外部から指示信号を無線送信することによっても、実現できる。さらに、カプセル型医療装置100AにpHセンサなどを設け、あるいは撮像部3a,3bが取得した体内画像をカプセル型医療装置100Aに解析させ、目的の体内部位におおよそ達したことをカプセル型医療装置100Aに検出させることによって、体内組織への薬液14の注入処理を自律的に開始させるようにしてもよい。
体内組織への薬液注入処理の開始が指示されると、制御部5は、図2および図3に示すように、アクチュエータ18を動作させて、収納部12内に収容されている押圧部材10を回転させつつ体内組織20方向に突出させる。図2および図3では、押圧部材10の突出方向を矢印D1で示し、押圧部材10の回転軸を参照符号「Ax」で示し、押圧部材10の回転方向を矢印D2で示している。回転軸Axは、押圧部材10の突出方向と実質的に平行に延びている。
押圧部材10は、Y字状の部材であり、アクチュエータ18側に配置された基部10aの先端側から分岐した2つの枝部10b,10bが折り畳まれた状態で収納部12に収容されている。押圧部材10がカプセル型医療装置100Aの外部に突出した場合、図3に示すように、折り畳まれていた各枝部10bが展開し、Y字形状を形成する。このY字状の押圧部材10は、カプセル型医療装置100Aの外部で体内組織20を押圧しつつ、アクチュエータ18によって押圧方向(押圧部材10の突出方向D1を意味する。以下同様。)の軸周りに回転させられる。すなわち、回転軸Axを中心に回転させられる。
ここで、各枝部10bの先端部分には針状の穿刺部材11が設けられており、押圧部材10が展開した状態下、具体的には各枝部10bが展開した状態下では、押圧部材10の回転軸Axに略垂直な平面内に各穿刺部材11が位置している。また、各穿刺部材11の穿刺方向は、展開した押圧部材10の先端付近の回転軌道RTと接する方向、具体的には回転軌道RTの接線方向に向けられている(図4,図5参照)。
図5に示すように、押圧部材10の先端部は、体内組織20を押圧し、かつ体内組織20の表面に対して回転しているので、体内組織20の表面を手前側、すなわち基部10a側に巻き込む。このため、巻き込んだ体内組織20の表面に対し傾斜した方向から穿刺部材11が体内組織20を穿刺することとなり、穿刺部材11の体内組織20に対する穿刺を確実に行うことができる。しかも、穿刺部材11は、体内組織20の表面に対して相対的に傾斜して穿刺されるため、体内組織20の表層21と臓器22との間に穿刺部材11の吐出口を位置させることができる。一般に局注は、この表層21と臓器22との間に薬液14を投与することが好ましい。ここで、従来の穿刺では、体内組織20に対して垂直に穿刺部材を穿刺するようにしていたので、穿刺が容易ではなく、体内組織20表面が逃げたり、延びたりし、確実な穿刺ができなかった。また、体内組織20に対して垂直に穿刺部材を穿刺するようにしていたので、貫通し過ぎる等、穿刺深さの制御が困難であった。
これに対し、この実施の形態では、押圧部材10によって体内組織20を巻き込んで穿刺部材11を体内組織20の表面に対して相対的に傾斜させて穿刺するようにしているので、確実な穿刺を実現できるとともに、一定の穿刺深さに制御することが容易な穿刺を行うことができる。
このように穿刺部材11が体内組織20に穿刺されると、押圧部材10の回転に負荷がかかり、押圧部材10の回転が停止され、制御部5の制御のもとに、バルブ17aが開かれ、バルーン13内の薬液14が各穿刺部材11側に押し出され、各穿刺部材11から体内組織20に対して薬液14が注入される。
その後、制御部5は、回転軸Axを中心に押圧部材10を薬液14の注入前とは逆方向に回転させつつ、体内組織20から離間させるようにアクチュエータ18を制御する。これによって、各穿刺部材11は、体内組織20から抜かれ、押圧部材10は、収納部12内に折り畳まれつつ、収納される。その後、カプセル型医療装置100Aは、被検体外に排出されることになる。
なお、押圧部材10は、収納部12内では回転を行わず、押圧方向に伸張させるのみでよい。
また、上述した実施の形態では、図4および図5に示すように、押圧部材10の回転軸に略垂直な平面内に穿刺部材11を設け、穿刺部材11の穿刺方向が押圧部材10の回転軌道RTの接線方向となるようにしていたが、これに限らず、図6に示すように、穿刺部材31の基部が押圧部材10の先端から押圧部材10の基端側に所定距離離間して位置し、かつ押圧部材10が突出した状態下での穿刺部材31の先端が穿刺部材31の基部よりも押圧部材10の押圧方向側に位置するように、穿刺部材31を傾斜させて設けるようにしてもよい。これによって、穿刺部材31の先端は、体内組織20の表面に対して確実に斜めに穿刺されることになる。また、穿刺部材31にかかる体内組織20からの力を押圧部材10側に分散でき、穿刺部材31の折れを防止できる。特に、展開した枝部10bに対して穿刺部材31が略垂直となるように、穿刺部材31を設けることが好ましい。
さらに、穿刺部材11,31の長さおよび/または体内組織20の表面に対する傾斜角度は、体内組織20の表面から、薬液14を注入すべき領域までの深さが大きいほど、大きな値にすることが好ましい。たとえば、表層21が厚い場合、あるいは体内組織20に深く穿刺したい場合には、穿刺部材11,31の長さを長くし、および/または体内組織20の表面に対する傾斜角度を大きくするようにすればよい。
また、押圧部材10の各枝部10bは、折り畳みおよび展開が可能なように、2つの剛性部材をジョイントによって互いに接続して形成してもよいし、弾性部材で形成するようにしてもよい。
なお、押圧部材には種々の変形例が考えられる。たとえば、図7Aおよび図7Bに示す押圧部材41のように、屈折しない2つの枝部41b,41bが基部41aから押圧方向に向かって径外方向に広がる線状部材、すなわち先端部が回転軸の径方向に広がるように展開する線状部材によって錐状に形成してもよい。この場合、基部41aから各枝部41bが直接、基部41aの径外方向に開くことになる。
この場合、枝部41b,41bの断面形状としては、図8A〜図8Eに示すように種々の形状があり、C字状、三日月状、半月状、矩形状、U字状などとすることができる。なお、図8A〜図8Eの各々は、図7Aに示すA−A線断面に相当する断面図である。
ここで、図9に示すように、穿刺部材31aの先端は、押圧部材42の各枝部42bが展開された状態のときに、基部42aの中心軸42cから各枝部42bが展開する方向に任意の距離d1離隔し、かつ基部42aの先端からの中心軸42c方向の距離が他の部材に比して最も遠くなる距離d2となるように配置することが好ましい。
また、枝部は、2本に限らず、3本以上設けても良い。たとえば、図10に示す押圧部材50は、基部51の先端側に3本の枝部51a〜51cを有し、図11に示す押圧部材60は、基部61の先端側に5本の枝部61a〜61eを有する。また、枝部の全てに穿刺部材11を設けてもよいし、所望の枝部のみに穿刺部材11を設けるようにしてもよい。さらに、枝部は、図12に示す押圧部材70の枝部71aのように、基部71の途中から枝のように分岐するものであってもよい。
なお、穿刺部材11の吐出口は、通常斜めにカットされた状態となっている。そこで、図13に示すように、吐出口11aが体内組織20の表層21側を向くように穿刺部材11を傾斜させて設置してもよいし、図14に示すように、吐出口11aが体内組織20の表層21側とは反対側を向くように穿刺部材11を傾斜させて設置してもよい。図13の場合、穿刺後の薬液が漏れ難いという利点を有する。また、図14の場合、体内組織20への穿刺が一層確実になるという利点を有する。なお、図13および図14においては、押圧部材の回転軸に略垂直な平面に対する穿刺部材11の傾斜角度を参照符号θで示している。
また、上述した実施の形態では、特にアクチュエータ18については説明しなかったが、アクチュエータ18は、モータなどを用いて構成することができる。また、図15Aおよび図15Bに示すカプセル型医療装置100Bのように、磁気アクチュエータ118を用いるようにしてもよい。この磁気アクチュエータ118では、円筒118a内に円板状の永久磁石101,102が押圧部材110の反対側に配置される。永久磁石101は、径方向の端部側で円筒118aに固定配置され、永久磁石102は、押圧部材110を支持するとともに円筒118a内に挿入配置され、薬液の注入処理前では、永久磁石101と磁気的に結合状態にある(図15A参照)。その後、外部から永久磁石102を反転させる磁場Bが印加されると、永久磁石102が矢印D3に示す方向に回転し、永久磁石101との極性による反発力によって永久磁石102が白抜きの矢印D4で示すように体内組織20側に変位して、押圧部材110が体内組織20側に突出する(図15B参照)。ここで、押圧部材110の各枝部110bは、折り畳まれた状態から展開し、体内組織20の表層21を巻き込み、各穿刺部材111が表層21に穿刺され、薬液が注入される。
この発明のカプセル型医療装置は、被検体の体内組織に被検体内から薬液を注入するための医療装置として適している。
1 カプセル型筐体
1a,1b ドーム形状筐体
1c 筒状筐体
2a,2b 照明部
3a,3b 撮像部
4 無線部
5 制御部
6 電源
7 磁石
10,41,42,50,60,70,110 押圧部材
10a,41a,42a,51,61,71 基部
10b,41b,42b,51a〜51c,61a〜61e,71a,110b 枝部
11,31,31a,111 穿刺部材
12 収納部
13 バルーン
14 薬液
17 供給管
17a バルブ
18 アクチュエータ
20 体内組織
21 表層
22 臓器
100A,100B カプセル型医療装置
101,102 永久磁石
118 磁気アクチュエータ

Claims (11)

  1. 筐体と、
    体内組織の表面を押圧する押圧部材と、
    前記押圧部材を前記筐体から所定方向に突出させ、この突出させる方向と平行な回転軸を中心に前記押圧部材を回転させつつ該押圧部材に前記体内組織表面を押圧させる駆動部と、
    前記押圧部材に設けられ、前記駆動部による前記押圧部材の回転駆動のもとに、前記体内組織表面に対し傾斜した方向から該体内組織を穿刺し、薬液を該体内組織に注入する針状の穿刺部材と、
    を備えたことを特徴とするカプセル型医療装置。
  2. 前記穿刺部材は、前記押圧部材の回転軸に略垂直な平面内に設けられ、該穿刺部材の穿刺方向は、前記押圧部材の先端付近の回転軌道と接する方向であることを特徴とする請求項1に記載のカプセル型医療装置。
  3. 前記穿刺部材の基部は、前記押圧部材の先端から所定距離離間した基端側に位置し、かつ前記押圧部材が突出した状態下での前記穿刺部材の先端は、前記穿刺部材の基部よりも前記押圧部材の突出方向側に位置することを特徴とする請求項1に記載のカプセル型医療装置。
  4. 前記穿刺部材の長さおよび/または前記体内組織の表面に対する傾斜角度は、前記体内組織の表面から、薬液を注入すべき領域までの深さが大きいほど、大きな値を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載のカプセル型医療装置。
  5. 前記押圧部材は、先端部が前記回転軸の径方向に広がるように展開することが可能であるとともに、展開前の状態に折り畳むことが可能な部材であり、前記筐体内に折り畳まれて収容され、前記筐体外に突出する場合に展開し、薬液の注入後、折り畳まれて前記筐体内に収納されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載のカプセル型医療装置。
  6. 前記押圧部材は、先端部が前記回転軸の径方向に広がるように展開することが可能な線状部材であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載のカプセル型医療装置。
  7. 前記押圧部材は、先端部が前記回転軸の径方向に広がるように展開して錐状をなす線状部材であることを特徴とする請求項6に記載のカプセル型医療装置。
  8. 前記駆動部は、前記穿刺部材による薬液の注入後、前記回転軸を中心に前記押圧部材を注入前とは逆方向に回転させつつ前記体内組織表面から離間させることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載のカプセル型医療装置。
  9. 前記筐体内部に磁性体を設けたことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一つに記載のカプセル型医療装置。
  10. 前記駆動部は、駆動用磁性体を有し、外部からの誘導磁界によって該駆動用磁性体を回転させることによって前記押圧部材を回転させつつ前記体内組織表面に押圧することを特徴とする請求項1〜9のいずれか一つに記載のカプセル型医療装置。
  11. 撮像手段および照明手段を備えたことを特徴とする請求項1〜10のいずれか一つに記載のカプセル型医療装置。
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