WO2005067795A1 - 病変検出システム - Google Patents

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WO2005067795A1
WO2005067795A1 PCT/JP2005/000223 JP2005000223W WO2005067795A1 WO 2005067795 A1 WO2005067795 A1 WO 2005067795A1 JP 2005000223 W JP2005000223 W JP 2005000223W WO 2005067795 A1 WO2005067795 A1 WO 2005067795A1
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WO
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reaction
lesion detection
substance
detection system
medical device
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Application number
PCT/JP2005/000223
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English (en)
French (fr)
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Hironao Kawano
Hironobu Takizawa
Akio Uchiyama
Masatoshi Homan
Hidetake Segawa
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Olympus Corporation
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Publication date
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    • A61B10/0038—Devices for taking faeces samples; Faecal examination devices

Definitions

  • the present invention relates to a lesion detection system that is introduced into a subject and detects by utilizing a reaction with a tumor marker, bleeding, or the like.
  • Fecal occult blood test is a technique for detecting the presence or absence of bleeding in the stool of a subject from the stool of the subject.
  • Blood testing is a technique for diagnosing the presence or absence of cancer by detecting the amount of tumor markers contained in serum.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-200015 describes a medical capsule device for sucking body fluid in a living body cavity and examining the sucked body fluid.
  • the detection of a serum marker is not suitable for diagnosis in cancer screening because there are individual differences in the numerical values.
  • the tumor marker generated in a tumor is expressed in blood, the cancer has progressed. In other words, there is a problem that it is difficult to detect early cancer occurrence.
  • the medical capsule device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-200015 requires an inspection means and a transmission means for transmitting an inspection result outside the body, so that the size of the capsule medical device is increased. There is a disadvantage.
  • the present invention can be realized without increasing the size of the capsule medical device, and can more accurately detect in vivo substances such as tumor markers and blood components.
  • the purpose is to provide a system.
  • a lesion detection system includes a capsule medical apparatus having a reaction surface in which at least one kind of a chemical reaction substance or a biochemical reaction substance that reacts with a substance in a subject is fixed in a subject;
  • the capsule medical device can be realized without increasing the size, and it is possible to more accurately detect in vivo substances such as tumor markers and blood components by utilizing the reaction with the reaction surface.
  • FIG. 1 is a diagram showing a lesion detection system according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a longitudinal sectional view showing a configuration example of a capsule medical device.
  • FIG. 2B is a longitudinal sectional view showing another configuration example of the capsule medical device.
  • FIG. 2C is a longitudinal sectional view showing another configuration example of the capsule medical device.
  • FIG. 3A is a longitudinal sectional view showing a configuration of a capsule medical device having a structure for controlling exposure of a reaction surface.
  • FIG. 3B is a plan view of the capsule medical device in FIG. 3A.
  • FIG. 3C is a sectional view taken along line AA of FIG. 3A.
  • FIG. 3D is a view showing a drive signal for driving a motor built in the capsule medical device.
  • FIG. 3E is a sectional view of a capsule medical device according to a modification.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a typical operation example.
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a capsule medical device in a modified example.
  • FIG. 6A is a longitudinal sectional view showing a configuration of a capsule medical device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6B is a plan view of FIG. 6A.
  • FIG. 7A is a longitudinal sectional view showing a configuration of a capsule medical device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 7B is a plan view of the capsule medical device in FIG. 7A.
  • FIG. 7C is an explanatory view of the opening / closing operation of the lid by the ion-conductive polymer actuator.
  • a lesion detection system 1 is configured such that a patient 2 as a subject swallows from a mouth to generate a tumor, a bleeding part, and other internal substances in the patient 2.
  • An analyzer for recovering the capsule medical device 3 provided with a reaction surface for reacting with the antigen and the capsule medical device 3 excreted outside the body of the patient 2, and detecting and analyzing the antigen reacted on the reaction surface 4
  • the capsule medical device 3 has an antibody that specifically reacts with an antigen such as a tumor marker or a blood component immobilized on the outer surface of a container 6 that is a capsule-shaped hollow outer package.
  • an antigen such as a tumor marker or a blood component immobilized on the outer surface of a container 6 that is a capsule-shaped hollow outer package.
  • a permanent magnet 9 is provided inside the container 6. You may do it. Then, by providing the permanent magnet 9, the dissipation of the antibody can be prevented!
  • a film 8C having a reaction surface 7C formed on a cylindrical portion on the outer peripheral surface of the container 6 may be attached by adhesion or the like. In this case, after being collected outside the body, the film 8C formed on the cylindrical surface portion can be easily removed.
  • the capsule medical device 3 shown in FIGS. 2A to 2C is a type in which the reaction surfaces 7A to 7C are always exposed, and can be realized at low cost. In addition, since no transmitting means is required, the size can be easily reduced.
  • the reaction surface 7A may fix a protein that reacts with a substance in the body. Specifically, a protein that binds to a substance in the body, such as reticin, is immobilized on the reaction surface, and bound to the reaction surface after excretion. It is analyzed whether or not the combined in-vivo substances include in-vivo substances such as tumor markers or blood components that specifically occur at the lesion.
  • the capsule medical device 3B shown in FIG. 3A to FIG. 3C has a structure in which the exposed reaction surface is temporally controlled so that the position or time in the body that has reacted with the antigen can be detected or analyzed with higher accuracy. It is like that.
  • FIG. 3A shows a longitudinal section of the capsule medical device 3B
  • FIG. 3B shows a plan view of FIG. 3A
  • FIG. 3C shows a section AA of FIG. 3A
  • FIG. 3D shows a built-in motor. An example of the driving signal to be driven is shown.
  • a slit-shaped through-hole 12 is provided at, for example, one location on the outer peripheral surface of the capsule-shaped exterior body 11, and the Inside, a cylindrical storage part is formed. This storage part communicates with the outside through the through hole 12.
  • a filter member 13 such as a porous member for filtering bodily fluids is disposed in the through-hole 12, and a cylindrical body 14 to which a film 19 having a reaction surface 18 formed on the outer peripheral surface is attached is disposed inside the filter member 13. ing.
  • a cylindrical tubular body 14 is fitted to the storage portion and rotatably stored.
  • a main body of a motor 15 is fixed inside one end of the cylindrical body 14, and a rotating shaft projecting from the motor 15 on a central axis O of the cylindrical body 14 is provided on a central axis of the exterior body 11. It is fixed to the recessed part by press fitting or the like.
  • a control circuit 16 for rotating and driving the motor 15 and a battery 17 for supplying power to the control circuit 16 and the motor 15 are attached to the inside of the cylindrical body 14. Further, a film 19 having a width slightly larger than the longitudinal size of the through hole 12 and having a reaction surface 18 on which an antibody is fixed is provided on the outer peripheral surface of the cylindrical body 14.
  • the cylindrical body 14 side fitted and housed in the exterior body 11 is driven to rotate relative to the exterior body 11! You. Since a film 19 provided with a reaction surface 18 is attached to the outer peripheral surface of the cylindrical body 14, when the motor 15 rotates, the reaction surface 18 facing the through hole 12 of the exterior body 11 moves temporally. Then, the antigen detection by the reaction surface 18 can be performed in a time series.
  • the motor 15 is intermittently rotated by the control circuit 16, for example, by a pulse-like drive signal as shown in FIG. 3D. More specifically, as shown in FIG.
  • the capsule-type medical device 3B it takes about 5 to 8 hours for the capsule-type medical device 3B to be swallowed by the patient 2 and excreted out of the body of the patient 2, and the cylindrical film 19 is required.
  • the reaction surface 18 facing the through hole 12 at is set to make one rotation.
  • the film 19 is provided with a marker (not shown) indicating the initial position of the reaction and graduations marked at equal intervals.
  • the capsule medical device 3 or 3B is excreted from the body, then collected, and the analyzer 4 detects and analyzes the antigen reacted on the reaction surfaces 7A and 18 or the like.
  • the capsule medical device 3 of FIG. 2C and the capsule medical device 3B of FIG. 3 the capsule medical device 3 and the capsule medical device 3B also have the film 8C or 19 removed, and for example, as shown in FIG. Detection and analysis of the antigen are performed by the method as shown. Next, the operation of the present embodiment will be described.
  • the patient 2 swallows the capsule medical device 3 or 3B as shown in FIG.
  • the capsule medical devices 3 and 3B are sent into the body.
  • the swallowed capsule-type medical devices 3 and 3B are excreted from the stomach through the esophagus, from the small intestine to the large intestine, and from the anus, as shown in Fig. 1.
  • the capsule medical device 3 or 3B sequentially passes through the esophagus, stomach, small intestine, and large intestine before being excreted outside the body.
  • the capsule medical devices 3 and 3B have reaction surfaces 7A to 7C and 18 that are exposed to the outside when sequentially passing through the esophagus, stomach, and the like.
  • an antigen exists, it reacts specifically with the antigen, that is, an antigen-antibody reaction.
  • the patient 2 or medical staff collects and cleans the forceps-type medical devices 3 and 3B excreted outside the body as shown in step S3.
  • the medical staff uses the analyzer 4 to perform an antigen-antibody reaction for the antibody that has reacted with the antigen-antibody reaction on the reaction surfaces 7A-7C and 18 of the washed capsule-type medical devices 3 and 3B. To combine.
  • a fluorescent substance in this case, a fluorescent immunoassay
  • a luminescent substance in this case, a luminescent immunoassay
  • the amount of antigen is measured by measuring the amount of fluorescence or luminescence of the bound labeled antibody.
  • the time when the reaction surface 18 is exposed at the position of the through-hole 12 is determined based on the marker provided on the film 19 indicating the initial position of the reaction and the scale marked at equal intervals. Calculate and correlate this time with the amount of antigen detected. Then, as shown in step S6, the measurement result is stored or displayed in association with the time, and the process ends.
  • the detected position force is calculated in association with the time during which the reaction surface 18 was exposed. It is possible to estimate whether the inspection has been performed, and it is easy to perform the subsequent detailed inspection and the like smoothly.
  • in-vivo substances such as tumors and bleeds to be examined can be detected at low cost.
  • an antigen-antibody reaction occurs on the reaction surface in the vicinity of the tumor or the bleeding area before the antigenicity of the tumor marker or blood component is lost. . This enables more accurate detection of tumor markers and blood components.
  • the generated antigen-antibody reaction is not detected in the capsule medical device, but is taken out of the patient 2 as a subject and then applied to the analysis device 4 which performs detection and analysis (that is, the measurement unit is covered). (Provided outside the sample), the capsule medical device to be introduced into the subject can be reduced in size.
  • each of the capsule medical devices 3 and 3B it is not necessary to incorporate a detecting means or an analyzing means therein, and it is not necessary to provide a means for transmitting outside the body, so that the size can be reduced. Further, the cost can be reduced.
  • the exposed reaction surface 18 is temporally controlled, so that the approximate position of the reacted antigen can be detected. You. The active state of the antibody on the reaction surface 18 can be maintained until the reaction. After the exposed reaction surface 18 is exposed for a certain period of time, the reaction surface 18 is controlled so as not to be exposed so as to cover the reaction surface 18, so that the state of the reaction surface 18 that has reacted is prevented from changing. It is possible to detect the amount of antigen with high accuracy. In addition, the detection results obtained in time series are obtained for each part of the body through which the capsule medical device 3B passes.
  • FIG. 3E shows the structure of this modification. This cross-sectional view corresponds to the AA cross section in FIG. 3A.
  • the capsule medical device 3B ′ shown in FIG.3E is, for example, a capsule medical device 3B shown in FIG.3C such that the sealed space outside the reaction surface 18 on the outer peripheral side of the film 19 is filled with the storage solution 27. RU
  • the portion facing the reaction surface 18 of the film 19 is cut away, for example, by cutting out the inner peripheral surface of the exterior body 11 while leaving the peripheral portion of the through hole 12.
  • a space having a ring-shaped cross section is formed in this space, and storage means for filling the storage solution 27 is formed in this space.
  • the present modified example can maintain the antibody before the reaction in a more stable state, and can also maintain the antigen 'antibody after the reaction in a more stable state. Can be held.
  • a structure in which the inner cylindrical body 14 side is spirally rotated with respect to the outer package 11 may be used.
  • a pin 21 protrudes from the cylindrical body 14, and the pin 21 is engaged with a spiral groove 22 provided on the inner peripheral surface of the exterior body 11.
  • a guide shaft 23 projecting from the center axis O of the cylindrical body 14 on the opposite side to the rotation axis of the motor 15 is engaged with a guide hole 24 of the exterior body 11.
  • the axial length of the cylindrical body 14 is set shorter than the axial length of the storage portion formed by the exterior body 11, and in the case of FIG. It is designed to be able to move a predetermined distance.
  • the cylinder 14 When the motor 15 is driven to rotate, the cylinder 14 is rotated. At this time, the pins 21 projecting from the cylinder 14 move spirally along the spiral grooves 22. In the case of FIG. 5, the cylindrical body 14 spirally moves inside the exterior body 11 and moves to the right.
  • three through-holes 12a, 12b, and 12c are provided in the exterior body 11, and these through-holes 12a, 12b, and 12c are each provided with a filter 13a, 13b, and 13c. It is reinforced.
  • These filtering members 13a, 13b, 13c are formed, for example, by forming platinum fiber fibers in a mesh form.
  • This platinum fiber fiber is formed by forming a network having an average diameter of about 0.5 micron to 0.8 micron in a net shape. Having. Therefore, the filtration function can be maintained for a long time, and the antigen can be accurately detected for a long time.
  • the exposure of the reaction surface 18 can be controlled for a longer time.
  • FIG. 6A is a sectional view showing the internal structure of a capsule medical device 3D according to the second embodiment
  • FIG. 6B is a plan view of FIG. 6A.
  • an opening 32 is provided in a capsule-shaped outer body 31, and a film 34 having a reaction surface 33 formed thereon is temporally exposed in the longitudinal direction of the film 34. It controls the non-exposure of the output Z. Further, it has an image pickup means and the like, and has a structure for storing the picked-up images.
  • the film 34 is connected to a supply shaft 35 provided near one end (left end in FIG. 6A) of a storage part having one end formed in a substantially cylindrical shape inside the exterior body 31.
  • a driving unit such as a cylindrical motor that is wound and disposed at a position near the other imaging side end of the storage unit via guide shafts (or guide rollers) 37a, 37b, and 37c provided in the storage unit 36. Attached to 38.
  • the opening 32 communicates with the outside at an opening 39 a at a position opposite to the opening 32 via a communication passage 39, and a suction pump 41 is provided in the middle of the communication passage 39. is there .
  • the suction pump 41 performs a suction operation under the control of a control circuit 43 to which power is supplied from a battery.
  • the body fluid outside the body is sucked (inhaled) from the opening 32, and if there is an antigen that reacts with the reaction surface 33 exposed in the opening 32, it is removed.
  • the body fluid sucked into the opening 32 side is further discharged through the communication path 39, and the opening 39a opposite to the opening 32, that is, the outlet force is also discharged.
  • the control circuit 43 also controls the rotation of the motor of the drive unit 38.
  • a cleaning tank 44 is provided between the opening 32 and the driving section 38, and the film 34 exposed at the opening 32 and having undergone the antigen test is placed in the cleaning tank 44. Washing is carried out with the stored washing liquid to keep the antigen and antibody in a more stable state, so that detection outside the body can be performed with higher accuracy.
  • a plurality of types of antibodies are immobilized on the reaction surface 33 formed on the film 34 so that a plurality of types of antigens can be detected.
  • the film 34 is divided, for example, into four in the width direction (vertical direction in FIG. 6B) orthogonal to the longitudinal direction, and the esophageal cancer marker antibody 45a, the stomach cancer marker antibody 45b, the colon cancer marker antibody 45c, the blood component Reaction surface 33 is formed by immobilizing antibody 45d.
  • the esophageal cancer marker SCC, Shifra and the like can be used.
  • stomach CEA, CA72-4, CA19-9, and STN can be used as cancer markers.
  • the blood component antibody 45d is formed by fixing a chromogen-impregnated reagent, for example, to detect hemoglobin as an oxygen-carrying medium in blood. During the analysis, hydrogen peroxide is dropped to measure the amount of coloring. Then, the hemoglobin amount is calculated.
  • a hemispherical transparent cover 61 is attached to the open end of the exterior body 31 in a watertight manner with an adhesive or the like! /
  • a disc-shaped illumination board 62 is arranged inside the transparent cover 61, and an objective lens frame 63 is fixed to a through hole at the center of the illumination board 62.
  • the objective lens frame 63 is provided with a first lens 64a and a second lens 64b to form an objective optical system (imaging optical system) 64.
  • the objective lens frame 63 is fixed to the illumination substrate 62 so as to coincide with the central axis of the optical axis O force of the objective optical system 64 in the longitudinal direction of the capsule medical device 3D.
  • CMOS complementary metal-oxide-semiconductor
  • Complementary Metal-Oxide Semiconductor Imager 65 is rooster.
  • the CMOS imager 65 is mounted on the front of an imaging board 66 arranged on the back of the lighting board 62.
  • the imaging surface of the CMOS imager 65 is protected by a cover glass 67.
  • the imaging substrate 66 is integrally formed with a CMOS imager 65 and a cover glass 67, and on the rear side thereof, drives the CMOS imager 65 and drives and performs signal processing on an imaging signal output from the CMOS imager 65.
  • a processing unit 68 is provided. Note that the CMOS imager 65, the cover glass 67, the objective optical system 64, and the objective lens frame 63 constitute an imaging unit 69.
  • illumination sections 71 which are illumination means, are symmetrically attached to a plurality of locations around the optical axis O of the objective optical system 64.
  • O ′ indicates the central axis (direction of the emission angle of 0 °) of the illumination light emitted by each light emitting unit of the illumination unit 71
  • the symbol ⁇ indicates the light emission unit of the illumination unit 71.
  • the light emission range of the illumination light is shown.
  • the driving & processing section 68 takes an image of the CMOS imager 65.
  • a memory 72 is mounted as an image storage means for storing (storing) image data compressed by performing signal processing on the image signal.
  • the imaging board 66 is connected to the lighting board 62 via a flexible board 73 for connection.
  • the battery 42 is connected to the imaging board 66 via a lead wire (not shown), and supplies power for operation to the lighting board 62 via the driving and processing unit 68 and the flexible board 73.
  • the control circuit 43 is electrically connected to the driving and processing unit 68 via a lead wire or the like (not shown), and controls the operation of the driving unit 38 and the operations of illumination and imaging in conjunction with each other.
  • the image data stored in the memory 72 includes the 3D force of the capsule medical device excreted outside the patient's body.
  • the image data stored in the memory 72 may be read optically via the light emitting unit of the illumination unit 71, or may be read by providing a contact or the like for reading data on the imaging board 66. .
  • the CMOS imager 65 as an image sensor is driven via a drive & processing unit 68 (by the control circuit 43) so as to take an image in conjunction with the drive of the drive unit 38.
  • the CMOS imager 65 is driven so as to perform imaging inside the lumen while the reaction surface 33 is stationary with respect to the opening 32.
  • the imaging of the lumen may be performed periodically (specifically, about 0.1 to 5 Hz).
  • the control circuit 43 temporally interlocks the drive unit 38 and the suction pump 41, for example, to intermittently drive.
  • the driving unit 38 may be driven at a low speed and the suction pump 41 may be driven intermittently.
  • the suction pump 41 by causing the suction pump 41 to perform a suction operation, the stagnation of body fluid on the reaction surface 33 can be prevented, the body fluid can be efficiently taken into the reaction surface 33, and the reaction can be promoted. In other words, it functions to take in the body fluid into the reaction surface 33, and then quickly discharges it through the communication passage 39, thereby promoting the reaction to take another body fluid into the reaction surface 33.
  • control circuit 43 drives a CMOS imager 65 as an image pickup element in conjunction with the operation of the drive section 38, and for example, while the reaction surface 33 is stationary with respect to the opening 32, the inside of the lumen is controlled.
  • the CMOS imager 65 is driven to perform imaging, and the CMOS imager 65
  • the obtained image data is stored in the memory 72.
  • the capsule medical device 3D is collected after excretion outside the patient's body, and the image data stored in the memory 72 is extracted.
  • the film 34 of the reaction surface 33 exposed for a predetermined time through the opening 32 is moved to the driving unit 38 side and is washed by the washing solution in the washing tank 44, so that the antigen and the antibody are more stably maintained. Can be held, and detection outside the body can be performed with high accuracy.
  • the reaction surface 33 to which a plurality of types of antibodies are immobilized is employed, when various tumors or bleeding are present at different sites in the body, the detection or analysis is performed at the time of detection or analysis. It is easier to specify the site.
  • tumor marker antibodies such as esophageal cancer, stomach cancer, and colorectal cancer, and antibodies of blood components, etc. When it occurs, it can be diagnosed as well as whether or not there is bleeding.
  • an image at a position where an antigen-antibody reaction has occurred can be obtained in the body, a diagnosis with higher accuracy can be performed by combining antigen detection data such as a tumor marker and a blood component with image data.
  • the imaging when imaging is performed in conjunction with the operation of the driving unit 38, while the driving unit 38 rotates and winds up the film, the imaging is not performed, and the reaction surface 33 is opened at the opening 32. Since the imaging is performed only during the time when the antigen-antibody reaction is stopped, the antigen detection data can be easily compared with the image data.
  • the image data obtained by the image sensor is stored in the memory 72 in the capsule medical device 3D, the image data is temporarily stored in the temporary memory 72, and when the data amount becomes close to the maximum capacity of the memory 72, Alternatively, the image data may be transmitted outside the body via an antenna and the image data may be stored outside the body. According to this modification, the capacity of the memory 72 in the capsule medical device 3D can be reduced. In addition, when real-time data transmission is performed, it is possible to constantly monitor the image inside the lumen outside the body.
  • FIG. 7A shows the internal structure of the capsule medical device 3E in Example 3
  • FIG. 7B shows a plan view of the capsule medical device 3E
  • FIG. 7C shows the opening and closing operation of the lid by the ion-conductive polymer actuator.
  • FIG. 7A shows a capsule medical device 3E according to the third embodiment.
  • This capsule-type medical device 3E has a large number of openings 52a, 52b, 52c,... As shown in FIG.
  • a film 55 having a reaction surface 54 formed on a cylindrical outer peripheral surface of the inner storage body 53 is disposed so as to face the openings 52a, 52b, 52c,.
  • lids 56a, 56b,... are arranged between the openings 52a, 52b, 52c... And the finolem 55. These lids 56a, 56b,. Are connected to the actuators 57, and the lids 56a, 56b,... Are moved from the respective openings 52a, 52b, 52c... By the respective ion-conductive polymer actuators 57 so that the openings 52a, 52b, 52c. Opening and closing can be controlled.
  • each ion conductive polymer actuator 57 whose base end is connected to the lid 56a, 56b,... Is arranged in a bendable space, and this space is located at the distal end (in the moving direction). It is formed on the right side in FIG. 7).
  • each ion conductive polymer actuator 57 is controlled by the lid opening / closing control circuit 58. Further, the lid opening / closing control circuit 58 is controlled by a control circuit 59 which performs overall control.
  • the control circuit 59 sends a control signal to the lid opening / closing control circuit 58 so that the openings 52a, 52b, 52c...
  • the closing control circuit 58 outputs a driving signal (driving voltage) to each of the ion conductive polymer actuators 57 connected to the lids 56a, 56b,... According to the control signal.
  • a battery 60 that supplies power for operation to the control circuit 59, the cover opening / closing control circuit 58, and the like is also housed inside the internal housing 53.
  • FIG. 7C shows an operation of driving the ion-conductive polymer actuator 57 by the lid opening / closing control circuit 58 to move, for example, the lid 56m covering a part of the opening 52m shown in FIG. 7B.
  • the tip side of the ion conductive polymer actuator 57 connected to the lid 56m has a small radius of curvature in the bending space side.
  • the bent portion slides toward the space side, and at that time, the base end 56m moves.
  • the lid 56m and the ion-conductive polymer actuator 57 move to the right as shown by the dotted line in the state force shown by the solid line.
  • the means for moving the lids 56a, 56b,... Is not limited to the ion-conductive polymer actuator 57, and may use, for example, a minute linear motor or a polymer piezoelectric element.
  • a large number of openings 52a, 52b, 52c... are provided, and a film 55 is arranged such that the reaction surface 54 faces the inside of each of the openings 52a, 52b, 52c.
  • the lids 56a, 56b,... are movable between the reaction surfaces 52b, 52c,... So that the openings 52a, 52b, 52c.
  • Example 2 Therefore, for example, by fixing a plurality of types of antibodies as the reaction surface 54 facing the openings 52a, 52b, 52c ... as in Example 2, a plurality of types of antigens are detected as in Example 2. it can.
  • the opening and closing of the openings 52a, 52b, 52c... Can be controlled in more detail according to the examination site, the moving speed of the capsule medical device 3E, and the like.
  • Esophageal cancer markers include SCC and Shifra
  • gastric cancer markers include CEA and CA72.
  • CA19-9, STN can be used, but not limited to these tumor markers CEA, AFP, CA125, CA72-4, CA19-9, STN, SCC antigen, NCC-ST-439, Shifra, DuPan 2, etc. Can be used.
  • a capsule-type medical device By swallowing a capsule-type medical device with a reaction surface formed so as to face the outer surface of the capsule-shaped outer body or the opening formed in the outer surface, it reacts specifically with antibodies and the like that form the reaction surface in the body When an antigen that reacts with the antigen exists, an antigen-antibody reaction occurs. By collecting the capsule-type medical device excreted outside the body and measuring the amount of the antigen-antibody reaction, cancer screening and the like can be performed.

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Abstract

　カプセル型医療装置は、被検体内において、体内物質と反応する化学反応物質もしくは生化学反応物質を１種類以上固定した反応面を具備し、解析装置は、被検体外で前記反応面に反応した物質もしくは反応の形跡を検出および解析する。

Description

明 細 書
病変検出システム
技術分野
[0001] 本発明は、被検体内に導入され、腫瘍マーカ、出血等と反応することを利用して検 出する病変検出システムに関する。
背景技術
[0002] 現状の消ィ匕器癌スクリーニングにおいては、便潜血検査、血液検査により行なわれ ている。便潜血検査は、被検査者の便から、消ィ匕器管における出血の有無を検出す る技術である。血液検査は、血清内に含まれる腫瘍マーカの量を検出することで、癌 の有無を診断する技術である。
その他、便中の消ィ匕器癌力 排出された腫瘍マーカの検出が試みられている。 また、日本国特開平 5— 200015号公報においては生体腔内において体液を吸引 し、吸引した体液を検査する医療用カプセル装置が記載されて 、る。
[0003] 一般に、便潜血検査においては、偽陽性が高ぐ痔等の精密検査を必要としない 患者を陽性と診断してしまう。また、検査時に患部力も出血していない場合、陽性とな らないため偽陰性が高くなる欠点がある。
血清力 の腫瘍マーカの検出においては、数値に個人差があるため、癌スクリー- ングにおける診断には向いていない。また、消ィ匕器癌においては、腫瘍で生成され た腫瘍マーカが血液中に発現する時には、癌が進行してしまっている。つまり、早期 の癌発生を検出することが困難となる問題点もある。
[0004] 便力 の腫瘍マーカの検出も試みられている力 便として体外に排泄される前に抗 原性を失うためにこの検査方法も偽陰性が高くなる。
また、上記日本国特開平 5— 200015号公報における医療用カプセル装置は、検 查手段と、検査結果を体外に送信する送信手段が必要となるため、カプセル型医療 装置の大きさが大きくなつてしまう欠点がある。
[0005] 従って、本発明は、カプセル型医療装置が大型化することなく実現でき、かつ腫瘍 マーカ、血液成分等の体内物質をより正確に検出することが可能な病変検出システ ムを提供することを目的とする。
発明の開示
課題を解決するための手段
[0006] 本発明の病変検出システムは、被検体内において、体内物質と反応する化学反応 物質もしくは生化学反応物質を 1種類以上固定した反応面を具備したカプセル型医 療装置と、
被検体外で前記反応面に反応した物質もしくは反応の形跡を検出および解析する ための解析装置と、
を具備したことを特徴とする。
上記構成により、カプセル型医療装置が大型化することなく実現でき、かつ反応面 との反応を利用して、腫瘍マーカ、血液成分等の体内物質をより正確に検出すること を可能にしている。
図面の簡単な説明
[0007] [図 1]図 1は本発明の実施例 1の病変検出システムを示す図。
[図 2A]図 2Aはカプセル型医療装置の構成例を示す縦断面図。
[図 2B]図 2Bはカプセル型医療装置の他の構成例を示す縦断面図。
[図 2C]図 2Cはカプセル型医療装置の他の構成例を示す縦断面図。
[図 3A]図 3Aは反応面の露出を制御する構造にしたカプセル型医療装置の構成を 示す縦断面図。
[図 3B]図 3Bは図 3Aのカプセル型医療装置の平面図。
[図 3C]図 3Cは図 3Aの A— A断面図。
[図 3D]図 3Dはカプセル型医療装置に内蔵されたモータを駆動する駆動信号を示す 図。
[図 3E]図 3Eは変形例におけるカプセル型医療装置の断面図。
[図 4]図 4は代表的な動作内容例を示すフローチャート。
[図 5]図 5は変形例におけるカプセル型医療装置の構成を示す縦断面図。
[図 6A]図 6Aは本発明の実施例 2におけるカプセル型医療装置の構成を示す縦断 面図。 [図 6B]図 6Bは図 6Aの平面図。
[図 7A]図 7Aは本発明の実施例 3におけるカプセル型医療装置の構成を示す縦断 面図。
[図 7B]図 7Bは図 7Aのカプセル型医療装置の平面図。
[図 7C]図 7Cはイオン伝導性高分子ァクチユエータによる蓋開閉の作用の説明図。 発明を実施するための最良の形態
[0008] 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
(実施例 1)
図 1から図 5を参照して本発明の実施例 1を説明する。
図 1に示すように、本発明の実施例 1の病変検出システム 1は、被検体としての患者 2が口から嚥下することにより、患者 2の体内において腫瘍部、出血部等の体内物質 としての抗原と反応させるための反応面を設けたカプセル型医療装置 3と、患者 2の 体外に排泄されたカプセル型医療装置 3を回収して、前記反応面に反応した抗原を 検出及び解析する解析装置 4とから構成される。
[0009] このカプセル型医療装置 3は、図 2Aに示すようにカプセル形状の中空の外装体と なる容器 6の外表面に腫瘍マーカや血液成分等の抗原と特異的に反応する抗体を 固定した反応面 7Aを形成したフィルム 8Aを設けたものや、図 2Bに示すように磁性 抗体を固定した反応面 7Bを形成したフィルム 8Bの場合には、容器 6の内部に永久 磁石 9を設けたものにしても良い。そして、永久磁石 9を設けることにより、抗体の散逸 を防止できるようにして!/ヽる。
また、図 2Cに示すように容器 6の外周面における円筒形状の部分に反応面 7Cを 形成したフィルム 8Cを接着等により取り付けたものでも良い。この場合には、体外に 回収した後に、円筒面部分に形成されたフィルム 8Cを容易〖こ取り外しできる。
図 2Aから図 2Cに示したカプセル型医療装置 3は、常時、反応面 7A— 7Cが露出 したタイプであり、低コストで実現できるものとなる。また、送信手段が必要ないため、 小型化することも容易にできる。
[0010] 尚、反応面 7Aは、体内物質と反応するタンパク質を固定しても良い。具体的にはレ チシン等の体内物質と結合するタンパク質を反応面に固定し、排泄後に反応面に結 合した体内物質の中に、病変部で特異的に発生する腫瘍マーカーや、血液成分等 の体内物質が含まれて 、るかを解析する。
[0011] 一方、図 3Aから図 3Cに示すカプセル型医療装置 3Bは、露出する反応面を時間 的に制御した構造にして、抗原と反応した体内位置或いは時間をより精度良く検出 ないしは解析ができるようにしたものである。
なお、図 3Aは、カプセル型医療装置 3Bの縦断面を示し、図 3Bは、図 3Aの平面図 を示し、図 3Cは図 3Aの A— A断面を示し、図 3Dは内蔵されたモータを駆動する駆 動信号例を示す。
図 3Aから図 3Cに示すように、このカプセル型医療装置 3Bにおいては、カプセル 形状の外装体 11における外周面の例えば 1箇所には、スリット形状の貫通穴 12を設 けると共に、外装体 11における内部には、円柱状の収納部を形成している。この収 納部は、貫通穴 12を介して外部と連通している。また、貫通穴 12には、体液を濾過 する多孔性部材等による濾過部材 13を配置してその内側に、その外周面に反応面 18が形成されたフィルム 19を取り付けた筒体 14が配置されている。
[0012] 即ち、濾過部材 13が充填された貫通穴 12の内側の円柱状の収納部には、円筒形 状の筒体 14が、収納部に嵌合して回転自在に収納されている。この筒体 14におけ る一方の端部内側にはモータ 15の本体が固定され、筒体 14の中心軸 O上でモータ 15から突出する回転軸は、外装体 11の中心軸上に設けられた凹部に圧入等により 固定されている。 また、この筒体 14の内部には、モータ 15に隣接してモータ 15を 回転駆動する制御回路 16と、制御回路 16及びモータ 15に電源を供給する電池 17 が取り付けてある。また、この筒体 14の外周面には、貫通穴 12の長手方向のサイズ より若干大きい幅を有し、抗体を固定した反応面 18を設けたフィルム 19が設けてある
[0013] そして、このモータ 15を駆動することにより、外装体 11の内部に嵌合して収納され た筒体 14側が外装体 11に対して相対的に回転駆動されるようにして!/、る。筒体 14 の外周面には反応面 18を設けたフィルム 19が取り付けてあるので、モータ 15が回転 すると、外装体 11の貫通穴 12に臨む反応面 18が時間的に移動する。そして、時系 列に反応面 18による抗原検出を行うことができるようにしている。 この場合、モータ 15は、制御回路 16により、例えば図 3Dに示すようにパルス状の 駆動信号により、間欠的に回転する。より具体的には、図 1に示すようにカプセル型 医療装置 3Bが患者 2により嚥下されて力 患者 2の体外に排泄されるまでに平均的 にかかる 5— 8時間で、円筒状のフィルム 19における貫通穴 12に臨む反応面 18が 1 回転するように設定されている。なお、フィルム 19には、反応の初期位置を示す図示 しないマーカと、等間隔に記された目盛りが設けられている。
[0014] また、このカプセル型医療装置 3或いは 3Bは、体外に排泄された後、回収されて解 析装置 4により、反応面 7Aや 18等で反応した抗原の検出および解析が行われる。 図 2Cのカプセル型医療装置 3や図 3のカプセル型医療装置 3Bの場合には、カプ セル型医療装置 3やカプセル型医療装置 3B力もフィルム 8C或いは 19部分が取り外 されて、例えば図 4に示すような方法により抗原の検出および解析が行われる。 次に本実施例の作用を説明する。
体内を癌スクリーニング等の検査をする場合には、ステップ S1に示すように、患者 2 は、図 1に示すようにカプセル型医療装置 3や 3Bを嚥下する。この嚥下によりカプセ ル型医療装置 3や 3Bは、体内に送り込まれる。嚥下されたカプセル型医療装置 3や 3Bは、図 1に示すように食道を通って胃、さらには小腸を通って大腸、そして肛門か ら体外に排泄される。このように体外に排泄されるまでに、カプセル型医療装置 3や 3 Bは、食道、胃、小腸、大腸を順次通過する。
[0015] ステップ S2に示すように上記カプセル型医療装置 3や 3Bは、食道、胃等を順次通 過する際に外部に露出する反応面 7A— 7C、 18は、体内における検査対象となる抗 原が存在した場合、その抗原と特異的に反応、つまり、抗原抗体反応をする。
そして、患者 2或いは医療スタッフは、ステップ S3に示すように体外に排泄された力 プセル型医療装置 3や 3Bを回収し、洗浄する。
次のステップ S4において、医療スタッフは、解析装置 4により、洗浄したカプセル型 医療装置 3や 3Bの反応面 7A— 7C、 18に対して、抗原抗体反応をした抗体に対し て、標識となる抗体を結合させる。
この標識となる抗体として、蛍光物質 (この場合には、蛍光ィムノアッセィとなる）や、 発光物質 (この場合には、発光ィムノアッセィとなる）を用いることができる。 [0016] 上記結合しない標識となる抗体を洗浄等により除去した後、次のステップ S5におい て、結合した標識となる抗体の蛍光或いは発光量を計測して、抗原の量を測定する カプセル型医療装置 3Bの場合には、フィルム 19に設けられた、反応の初期位置を 示すマーカ及び等間隔に記された目盛りを基に、反応面 18が貫通穴 12の位置で露 出した状態の時間を算出し、この時間と関連付けて、検出された抗原の量を計測す る。そして、ステップ S6に示すように、計測結果を前記時間と関連付けて保存したり 表示したりして、この処理を終了する。
[0017] そして、抗原が検出された場合には、その検出された位置力も反応面 18が露出し た時間が関連付けて算出されるので、その時間から体内におけるどの部位付近でそ の抗原が検出されたかを推定することができ、その後の精密検査等を円滑に行い易 くなる。
本実施例によれば、図 2Aから図 2Cに示すカプセル型医療装置 3を用 ヽた場合に は、低コストで検査対象とする腫瘍や出血等の体内物質を検出することができる。
[0018] また、いずれのカプセル型医療装置 3及び 3Bにおいても、腫瘍部、出血部近辺に おいて、腫瘍マーカ、血液成分の抗原性が失われないうちに反応面において抗原' 抗体反応を起こす。これにより、腫瘍マーカ、血液成分をより正確に検出することが可 會 になる。
[0019] また発生した抗原'抗体反応をカプセル型医療装置内で検出するのではなぐ被 検体となる患者 2の外に取り出した後に検出や解析を行う解析装置 4にかける（つまり 測定部を被検体外に設ける）ことで、被検体内に導入するカプセル型医療装置を小 型ィ匕することができる。
つまり、いずれのカプセル型医療装置 3及び 3Bにおいても、その内部に検出手段 或いは解析手段を内蔵する必要がないと共に、体外に送信する手段も必要なくなる ので、小型化することができる。また、低コスト化することもできる。
[0020] また、図 3A等に示すカプセル型医療装置 3Bを用いた場合には、露出する反応面 18を時間的に制御しているので、反応した抗原の概略の位置を検出することができ る。また反応時まで、反応面 18の抗体の活性状態を保つことができる。 また、露出した反応面 18を一定時間露出した後は、その反応面 18を覆うようにして 露出させな 、ように制御して 、るので反応した反応面 18の状態が変化することを防 止でき、精度の高い抗原量の検出ができる。また、体内におけるカプセル型医療装 置 3Bが通過する部位毎に時系列に検出した検出結果が得られる。
また、反応の初期位置を示すマーカを用いることにより、フィルム 19における反応 開始部位を視認することが容易となる。
[0021] また、反応させる貫通穴 12に濾過部材 13を設けるようにしているので、体液内の固 形物質等の不要物が貫通穴 12内に入り込まないため、目詰まりを防ぐことができる。 また、反応時、反応後のカプセル型医療装置 3B内の化学的安定性を保つことがで きる。 なお、図 3Aから図 3Cに示すカプセル型医療装置 3Bにおいて、フィルム 19 の反応面 18における貫通穴 12において露出しない部分を、保存液に満たすように しても良い。この変形例の場合の構造を図 3Eに示す。この横断面図は、図 3Aの A— A断面に相当する。
図 3Eに示すカプセル型医療装置 3B' は、例えば図 3Cに示すカプセル型医療装 置 3Bにおいて、フィルム 19の外周側の反応面 18の外側の密閉された空間を保存液 27で満たすようにして 、る。
[0022] つまり、図 3Cに示すカプセル型医療装置 3Bにおいて、貫通穴 12の周囲部分を残 して外装体 11の内周面を切り欠く等して、フィルム 19の反応面 18に対向する部分に 横断面形状がリング状となる空間を形成し、この空間に保存液 27を満たす保存手段 を形成するようにしている。
そして、フィルム 19を取り付けた筒体 14を回転させることにより、貫通穴 12に臨む 反応面 18部分が露出するように露出制御する構造を維持し、貫通穴 12で露出しな い反応面 18を常時保存液 27に浸漬する状態にする。
このようにすることにより、本変形例は、カプセル型医療装置 3Bの作用効果の他に 、さらに反応前の抗体をより安定した状態に保持できると共に、反応後の抗原'抗体 もより安定した状態に保持できる。
[0023] なお、図 5に示す変形例のカプセル型医療装置 3Cのように、外装体 11に対して内 側の筒体 14側を螺旋状に回転移動させる構造にしても良い。 図 5の場合には、筒体 14にはピン 21が突設され、このピン 21は、外装体 11の内周 面に設けた螺旋溝 22に係入されている。また、筒体 14の中心軸 O上におけるモータ 15の回転軸と反対側に突設したガイド軸 23は、外装体 11のガイド穴 24に係入され ている。また、筒体 14側の軸方向の長さは、外装体 11により形成された収納部にお ける軸方向の長さより短く設定され、図 5の場合には筒体 14側は、右方向に所定距 離移動できるようにしている。
[0024] そして、モータ 15が回転駆動されると、筒体 14側が回転されるがその際に、筒体 1 4に突設されたピン 21が螺旋溝 22に沿って螺旋状に移動する。図 5の場合には、筒 体 14側は、外装体 11内部において、螺旋状に回転して右側に移動する。
また、図 5の場合には、外装体 11には、例えば 3つの貫通穴 12a、 12b、 12cが設 けてあり、これら貫通穴 12aゝ 12bゝ 12cにはそれぞれ濾過咅附 13aゝ 13bゝ 13c力取 り付けてある。
これら濾過部材 13a、 13b、 13cは、例えば白金ファイバ繊維を網目状に形成した もので形成されている。この白金ファイバ繊維は、平均直径が 0. 5ミクロンカゝら 0. 8ミ クロン程度のものを網状に形成したものであり、この白金ファイバ繊維は、血液や生 体組織が付着、凝固しにくい特性を有する。従って、濾過機能を長時間にわたり維 持することができ、長時間、精度良く抗原検出ができる。
[0025] また、本変形例の場合には、貫通穴 12a、 12b、 12cに順次露出するフィルム 19の 反応面には、種類が異なる抗体を固定するようにすることもできる。この場合には、以 下の実施例 2において説明する複数種類の腫瘍マーカ等を採用することもできる。そ の他の構成は、図 3の場合と基本的に同じ構成であり、同一の構成要素には同じ符 号を付け、その説明を省略している。
本変形例によれば、より長時間、反応面 18の露出制御ができる。
[0026] (実施例 2)
次に本発明の実施例 2を図 6A及び図 6Bを参照して説明する。図 6Aは、実施例 2 のカプセル型医療装置 3Dの内部構造を断面図により示し、図 6Bは図 6Aの平面図 を示す。このカプセル型医療装置 3Dは、カプセル状の外装体 31に開口部 32を設け て、反応面 33を形成したフィルム 34について、フィルム 34の長手方向に時間的に露 出 Z非露出の制御を行うようにしている。また、撮像手段等を備え、撮像した画像を 蓄積する構造にしている。
本実施例では、このフィルム 34は、その一端が外装体 31の内部に略円柱状に形 成された収納部における一方の端部（図 6Aにおける左側端部)付近に設けた供給 軸 35に巻き付けてあり、収納体 36に設けたガイド軸（或いはガイドローラ） 37a、 37b 、 37cを介して収納部における他方の撮像側となる端部寄りの位置に配置した円柱 形状のモータ等の駆動部 38に取り付けられている。
そして、この駆動部 38が回転することにより、供給軸 35に書き付けられたフィルム 3 4は、駆動部 38側に移動され、駆動部 38に順次巻き取られる。
[0027] また、上記開口部 32は、連通路 39を介して開口部 32と反対側の位置の開口 39a において外部に連通しており、この連通路 39の途中には吸引ポンプ 41が設けてある 。 この吸引ポンプ 41は、電池 42から電力が供給される制御回路 43の制御下にお いて、吸引の動作を行う。
そして、この吸引ポンプ 41による吸引の作用により、上記開口部 32から、その外部 の体液が吸引（吸入)され、開口部 32に露出する反応面 33と反応する抗原が存在し た場合にはその反応が促進されるように機能し、この開口部 32側に吸引された体液 は、さらに連通路 39を経て開口部 32と反対側の開口 39a、つまり出口力も排出され る。なお、制御回路 43は、駆動部 38のモータの回転も制御する。
[0028] また、本実施例では、開口部 32と駆動部 38との間には、洗浄槽 44が設けてあり、 開口部 32で露出して抗原検査を終了したフィルム 34を洗浄槽 44に収納された洗浄 液により、洗浄して、抗原及び抗体をより安定した状態で保持し、体外での検出をより 精度良く行えるようにしている。
また、本実施例では、フィルム 34に形成した反応面 33には、図 6Bに示すように複 数種類の抗体を固定して形成されており、複数種類の抗原を検出できるようにしてい る。 具体的には、フィルム 34は、その長手方向と直交する幅方向（図 6Bにおいては 上下方向）に例えば 4分割され、食道癌マーカ抗体 45a、胃癌マーカ抗体 45b、大腸 癌マーカ抗体 45c、血液成分抗体 45dが固定されて反応面 33が形成されている。 この場合、食道癌マーカとしては、 SCC、シフラ等を使用することができる。また、胃 癌マーカとしては、 CEA、 CA72— 4、 CA19— 9、 STNを使用することができる。また 、血液成分抗体 45dは、血液中の酸素運搬媒体としてのヘモグロビンを検出するた めに例えばクロモゲン含浸試薬を固定したもので形成され、解析時には、過酸化水 素を滴下して発色量を計測して、ヘモグロビン量を算出する。
[0029] また、本実施例にお！ヽては、撮像手段を内蔵し、撮像した画像を画像記録手段に 蓄積するようにしている。
例えば供給軸 35が配置された一方の端部と反対側の端部は、半球状の透明カバ 一 61が外装体 31の開口端に接着剤等により水密的に取り付けられて！/、る。
この透明カバー 61の内側には、円板形状の照明基板 62配置され、この照明基板 6 2の中央部の貫通孔には、対物レンズ枠 63が固定されている。この対物レンズ枠 63 には、第 1レンズ 64a及び第 2レンズ 64bを取り付けて対物光学系（結像光学系） 64 が形成されている。この対物光学系 64の光軸 O力 カプセル型医療装置 3Dの長手 方向の中心軸と一致するように対物レンズ枠 63が照明基板 62に固定されている。
[0030] また、対物光学系 64の結像位置には、撮像素子として例えば CMOS (
Complementary Metal-Oxide Semiconductor )イメージャ 65が酉己置されている。この CMOSイメージャ 65は、照明基板 62の背面側に配置された撮像基板 66の前面に 取り付けられている。なお、 CMOSイメージャ 65は、その撮像面がカバーガラス 67で 保護されている。
撮像基板 66は、 CMOSイメージャ 65,カバーガラス 67と一体的に構成されており 、その背面側には CMOSイメージャ 65を駆動すると共に、 CMOSイメージャ 65から 出力される撮像信号に対する信号処理を行う駆動 &処理部 68が設けられている。な お、 CMOSイメージャ 65及びカバーガラス 67、対物光学系 64及び対物レンズ枠 63 は、撮像部 69を構成している。
[0031] また、照明基板 62の前面側には、照明手段である照明部 71が対物光学系 64の光 軸 Oの周囲の複数箇所に対称的に取り付けられている。なお、図中、 O' は、照明部 71の各発光部による照明光の発光の中心軸（出射角 0° の方向）を示しており、符 号 Φは、照明部 71の各発光部による照明光の発光範囲を示している。
撮像基板 66の例えば背面には、駆動 &処理部 68により CMOSイメージャ 65の撮 像信号に対する信号処理して圧縮された画像データを蓄積 (保存)する画像蓄積手 段としてのメモリ 72が実装されて 、る。
また、撮像基板 66は、連結用のフレキシブル基板 73を介して照明基板 62に接続 されている。また、電池 42は、図示しないリード線を介して撮像基板 66に接続され、 駆動 &処理部 68等とフレキシブル基板 73を介して照明基板 62に動作用の電力を 供給する。また、制御回路 43は、図示しないリード線等を介して駆動 &処理部 68と 電気的に接続され、駆動部 38の動作と照明及び撮像の動作を連動するように制御 する。
[0032] なお、メモリ 72に蓄積された画像データは、患者の体外に排泄されたカプセル型 医療装置 3D力も取り出される。照明部 71の発光部を介して光学的にメモリ 72に蓄 積された画像データを読み出すようにしても良いし、撮像基板 66にデータ読み出し 用の接点等を設けて読み出すようにしても良 、。
撮像素子としての CMOSイメージャ 65は、駆動部 38の駆動と連動して撮像を行う ように (制御回路 43により）駆動 &処理部 68を介して駆動される。具体的には、反応 面 33が開口部 32に対して静止している間に管腔内の撮像を行うように CMOSィメー ジャ 65は駆動される。或いは、管腔内の撮像を周期的（具体的には 0. lHz-5Hz 程度）に行うようにしても良い。
[0033] このような構成のカプセル型医療装置 3Dにおいては、制御回路 43は、時間的に 駆動部 38と吸引ポンプ 41とを連動させて、例えば間欠駆動する。或いは駆動部 38 は低速度で駆動し、吸引ポンプ 41を間欠駆動しても良 、。
この場合、吸引ポンプ 41により吸引動作をさせることにより、反応面 33での体液の 滞留を防止し、体液を効率良く反応面 33に取り入れ、反応を促すことができる。 つまり、体液を反応面 33に取り入れるように機能すると共に、その後には速やかに 連通路 39を経て排出し、別の体液を反応面 33に取り入れるように反応を促進させる ことができる。
また、この制御回路 43は、駆動部 38の動作に連動して撮像素子としての CMOSィ メージャ 65を駆動し、例えば反応面 33が開口部 32に対して静止している間に管腔 内の撮像を行うように CMOSイメージャ 65を駆動し、この CMOSイメージャ 65による 得られた画像データをメモリ 72に蓄積する。カプセル型医療装置 3Dは、患者の体外 に排泄後に回収され、メモリ 72に蓄積された画像データが取り出される。
[0034] また、開口部 32により所定時間露出した反応面 33のフィルム 34は、駆動部 38側 に移動され、洗浄槽 44の洗浄液により洗浄されるので、抗原'抗体をより安定した状 態に保持でき、体外での検出を精度良く行うことができる。
また、本実施例によれば、複数種類の抗体を固定した反応面 33を採用しているの で、体内における異なる部位において各種の腫瘍や出血がある場合には、検出或い は解析時にその部位をより特定し易い。
このように本実施例によれば、食道癌、胃癌、大腸癌等の各種腫瘍マーカ抗体、血 液成分の抗体等を複数種固定しておくことで、検出'解析時に、どの部位で癌が発 生して 、るかを診断できると共に、出血の有無等を診断することができる。
[0035] また、体内にぉ 、て、抗原抗体反応した位置における画像を取得できるので、腫瘍 マーカ、血液成分等の抗原検出データと画像データとを組み合わせることにより、より 高精度の診断ができる。
また、本実施例においては、駆動部 38の動作と連動させて撮像を行う場合、駆動 部 38が回転してフィルムを巻き取る間は、撮像を行わないで、反応面 33が開口部 3 2に対し静止して ヽる抗原抗体反応する時間のみ撮像を行うため、抗原検出データ と画像データとの照合が取り易くなる。
[0036] また、反応面 33が開口部 32に対し静止している時間のみに撮像を行うようにするこ とにより、所望とするタイミングの画像が得られると共に、得られる画像データの容量 を抑えることができ、メモリ 72の容量を小さくすることができる。
また、 0. 1Hz— 5Hz程度で、周期的に撮像を行う場合には、管腔内の画像を常時 取得できる。
[0037] (実施例 2の変形例）
撮像素子により取得して画像データは、カプセル型医療装置 3D内のメモリ 72に全 て蓄積するのでなぐ画像データを一時メモリ 72に記憶し、データ量がそのメモリ 72 の最大容量近くになった時に、アンテナを介して無線で体外に送信して、体外側で 画像データを保存するようにしても良 、。 この変形例によれば、カプセル型医療装置 3D内のメモリ 72の容量を小さくすること ができる。また、リアルタイムのデータ送信を行うと、管腔内の画像を体外において常 時モニタすることが可能となる。
[0038] (実施例 3)
次に本発明の実施例 3を図 7Aから図 7Cを参照して説明する。図 7Aは実施例 3に おけるカプセル型医療装置 3Eの内部構造を示し、図 7Bはカプセル型医療装置 3E の平面図を示し、図 7Cはイオン伝導性高分子ァクチユエータによる蓋開閉の作用を 示す。
図 7Aは、実施例 3におけるカプセル型医療装置 3Eを示す。このカプセル型医療 装置 3Eは、カプセル状の外装体 51における例えば円筒面状外周面部分には、図 7 Bにも示すように多数の開口部 52a、 52b、 52c、…が設けてある。
この外装体 51の内側には、これら開口部 52a、 52b、 52c、…に対向するように、内 部収納体 53の円筒状外周面に反応面 54を形成したフィルム 55が配置されている。
[0039] また、開口咅 52a、 52b、 52c…とフイノレム 55との間には、多数の蓋 56a、 56b、… が配置され、これら蓋 56a、 56b、…は、例えばそれぞれイオン伝導性高分子ァクチ ユエータ 57に接続され、各イオン伝導性高分子ァクチユエータ 57により、蓋 56a、 56 b、…をそれぞれの開口部 52a、 52b、 52c…から移動することにより開口部 52a、 52 b、 52c…の開け閉めを制御できるようにしている。
蓋 56a、 56b、…にそれぞれ基端が接続された各イオン伝導性高分子ァクチユエ一 タ 57の先端側は、屈曲ができる空間内に配置されており、この空間は、移動方向の 先端側（図 7においては右側部分）に形成されている。そして、各イオン伝導性高分 子ァクチユエータ 57の他端側が屈曲することにより、その方向に一端が接続された蓋 56i (i=a、 b、…；)力移動される。
[0040] この場合、各イオン伝導性高分子ァクチユエータ 57は、蓋開閉制御回路 58により、 その駆動が制御される。また、蓋開閉制御回路 58は、全体の制御を行う制御回路 59 により制御される。
この制御回路 59は、開口部 52a、 52b、 52c…がユーザ等により予め設定された順 序で時間的に開け閉めされるように蓋開閉制御回路 58に制御信号を送り、この蓋開 閉制御回路 58は、制御信号に従ってそれぞれ蓋 56a、 56b,…に接続された各ィォ ン伝導性高分子ァクチユエータ 57に駆動信号 (駆動電圧)を出力する。
また、内部収納体 53の内側には、制御回路 59や蓋開閉制御回路 58等に動作用 の電力を供給する電池 60も収納されて ヽる。
図 7Cは、蓋開閉制御回路 58によりイオン伝導性高分子ァクチユエータ 57を駆動し て、例えば図 7Bに示す開口部 52mの一部を覆う蓋 56mを移動する作用を示す。
[0041] 蓋開閉制御回路 58が、イオン伝導性高分子ァクチユエータ 57に駆動電圧を出力 すると、蓋 56mに接続されたイオン伝導性高分子ァクチユエータ 57の先端側が屈曲 用の空間側で小さな曲率半径で屈曲する際に、屈曲する部分が空間側に滑るように 移動し、その際に基端側の蓋 56mが移動する。つまり、実線で示す状態力も点線で 示すように右側に蓋 56m及びイオン伝導性高分子ァクチユエータ 57が移動する。 なお、蓋 56a、 56b,…の移動手段は、イオン伝導性高分子ァクチユエータ 57に限 らず、例えば微小なリニアモータや高分子圧電素子等を利用しても良い。
本実施例によれば、多数の開口部 52a、 52b、 52c…を設け、各開口部 52a、 52b 、 52c…の内側に反応面 54が臨むようにフィルム 55を配置すると共に、開口部 52a、 52b、 52c…と反応面 54との間に蓋 56a、 56b、…を移動自在にして、各開口咅 52a 、 52b、 52c…の開閉を自在にしている。
[0042] 従って、例えば実施例 2のように開口部 52a、 52b, 52c…に臨む反応面 54として 複数種類の抗体を固定することにより、実施例 2と同様に複数種類の抗原を検出する ができる。
また、本実施例においては、さらに検査部位やカプセル型医療装置 3Eの移動速 度等に応じてより詳細に開口部 52a、 52b、 52c…の開閉を制御することもできる。
[0043] なお、食道癌マーカとしては、 SCC、シフラ等、胃癌マーカとしては、 CEA、 CA72
4、 CA19— 9、 STNを使用できるが、これらの腫瘍マーカに限らず CEA, AFP, C A125, CA72-4, CA19— 9, STN, SCC抗原， NCC— ST— 439,シフラ、 DuPan 2等を用いることがでさる。
なお、本発明は、以上述べた実施例のみに限定されるものでなぐ発明の要旨を逸 脱しな 、範囲にぉ 、て、種々変形及び実施が可能である。 産業上の利用可能性
カプセル形状の外装体の外表面や外表面に形成した開口に臨むように反応面が 形成されたカプセル型医療装置を飲み込むことにより、体内において、反応面を形 成する抗体等と特異的に反応する抗原が存在すると抗原抗体反応し、体外に排泄さ れたカプセル型医療装置を回収してその抗原抗体反応した量を測定することにより、 癌スクリーリング等を行うことができる。

Claims

請求の範囲
[I] 被検体内において、体内物質と反応する化学反応物質もしくは生化学反応物質を 1種類以上固定した反応面を具備したカプセル型医療装置と、
被検体外で前記反応面に反応した物質もしくは反応の形跡を検出および解析する ための解析装置と、
を具備したことを特徴とする病変検出システム。
[2] 前記反応面に固定された物質が、腫瘍マーカーや血液成分等の抗原と特異的に 反応する抗体であることを特徴とする請求項 1に記載の病変検出システム。
[3] 前記反応面に固定された物質が、腫瘍マーカーや血液成分等の体内物質と反応 するタンパク質であることを特徴とする請求項 1に記載の病変検出システム。
[4] 前記反応面は、前記カプセル型医療装置の外表面に設けてあることを特徴とする 請求項 1に記載の病変検出システム。
[5] 前記カプセル型医療装置は、撮像素子と、前記撮像素子に観察対象の像を結像 する結像光学系と、前記撮像素子により得られた体内情報のデータを蓄積する画像 蓄積部とを備えていることを特徴とする請求項 4に記載の病変検出システム。
[6] 前記撮像素子は、定期的に撮像を行うことを特徴とする請求項 5に記載の病変検 出システム。
[7] 前記カプセル型医療装置は、体内情報のデータを送信する送信部を有することを 特徴とする請求項 5に記載の病変検出システム。
[8] 前記反応面に固定された抗体が磁性抗体力 なることを特徴とした請求項 2に記載 の病変検出システム。
[9] 前記カプセル型医療装置内に前記磁性抗体を固定するための磁性物質を設けた ことを特徴とする請求項 8に記載の病変検出システム。
[10] 前記磁性物質が永久磁石であることを特徴とする請求項 9に記載の病変検出シス テム。
[II] 前記磁性物質が磁性フィルムであることを特徴とする請求項 9に記載の病変検出シ ステム。
[12] 前記反応面と前記カプセル型医療装置の外表面の間に、前記反応面の露出をコ ントロールするための露出制御部を具備することを特徴とする請求項 1に記載の病変 検出システム。
[13] 前記カプセル型医療装置は、前記露出制御部が、開閉可能な蓋であることを特徴 とした請求項 12に記載の病変検出システム。
[14] 前記開閉可能な蓋をカプセル外表面に複数個設けたことを特徴とする請求項 13に 記載の病変検出システム。
[15] 前記露出制御部は、前記カプセル型医療装置の外装に設けられた開口部と、前記 外装と前記反応面を相対的に移動する駆動部とを有することを特徴とした請求項 12 に記載の病変検出システム。
[16] 前記反応面に時間表示部を設けたことを特徴とする請求項 15に記載の病変検出 システム。
[17] 前記カプセル型医療装置は、撮像素子と、前記撮像素子に観察対象の像を結像 する結像光学系と、前記撮像素子により得られた体内情報のデータを蓄積する画像 蓄積部とを備えることを特徴とする請求項 12に記載の病変検出システム。
[18] 前記撮像素子は、前記露出制御部に連動して撮像を行うことを特徴とする請求項 1 7に記載の病変検出システム。
[19] 前記撮像素子は、定期的に撮像を行うことを特徴とする請求項 18に記載の病変検 出システム。
[20] 前記カプセル型医療装置は、体内情報のデータを送信する送信部を有することを 特徴とする請求項 12に記載の病変検出システム。
[21] 前記反応面と前記カプセル型医療装置の外表面の間に、体液を濾過するための 濾過部を具備したことを特徴とする請求項 12に記載の病変検出システム。
[22] 前記濾過部が、生体物質が付着、凝固しな!、物質であることを特徴とする請求項 2
1に記載の病変検出システム。
[23] 前記カプセル型医療装置は、前記反応面を体液との反応後に洗浄するための洗 浄部を具備したことを特徴とする請求項 12に記載の病変検出システム。
[24] 前記カプセル型医療装置は、体液を吸入する吸入部と体液を排出する排出部の 少なくとも、いずれか一方を有することを特徴とする請求項 12に記載の病変検出シス テム。
[25] 前記反応面のうち、前記露出制御部において露出されていない部分を保存液で満 たす保存部を設けた事を特徴とする請求項 12に記載の病変検出システム。
[26] 被検体内に体内物質と反応する反応部を有するカプセル型医療装置を嚥下するス テツプと、
前記反応部を被検体内で反応させるステップと、
前記カプセル型医療装置を体外排泄後に回収するステップと、
前記回収されたカプセル型医療装置の前記反応部を解析するステップと、 を有することを特徴とする病変検出方法。
[27] 前記反応部を被検体内で反応させるステップが、
前記反応部に設けたィ匕学反応物質もしくは生化学反応物質を固定した固定部と体 内物質とが反応するステップであることを特徴とする請求項 26に記載の病変検出方 法。
[28] 前記反応部を被検体内で反応させるステップが、
前記反応部に設けたィ匕学反応物質もしくは生化学反応物質を固定した固定部を 体内物質と反応可能な状態に露出するステップと、
露出された部分を体内物質と反応させるステップと、
の 1回以上の繰り返し力 なることを特徴とする請求項 26に記載の病変検出方法。
[29] 前記反応部を被検体内で反応させるステップが、
前記反応部に設けたィ匕学反応物質もしくは生化学反応物質を固定した固定部を 体内物質と反応可能な状態に露出するステップと、
露出された部分を体内物質と反応させるステップと、
反応後の固定部を洗浄するステップと、
の 1回以上の繰り返し力 なることを特徴とする請求項 26に記載の病変検出方法。
[30] 前記反応部を被検体内で反応させるステップが、
前記反応部に設けたィ匕学反応物質もしくは生化学反応物質を固定部を体内物質 と反応可能な状態に露出するステップと、
露出された部分を体内物質と反応させるステップと、 反応後の固定部を保存物質と反応させるステップと、
の 1回以上の繰り返し力 なることを特徴とする請求項 26に記載の病変検出方法。
[31] 前記反応部を被検体内で反応させるステップが、
前記反応部に設けたィ匕学反応物質もしくは生化学反応物質を固定した固定部を 体内物質と反応可能な状態に露出するステップと、
体内物質を前記固定部に吸入するステップと、
露出された部分を体内物質と反応させるステップと、
の 1回以上の繰り返し力 なることを特徴とする請求項 26に記載の病変検出方法。
[32] 前記解析するステップが、
反応面の反応した分子に標識を結合させるステップと、
未結合の標識を洗浄するステップと、
結合した標識の量を測定するステップと、
測定結果力 診断を行なうステップと、
力もなることを特徴とした請求項 26に記載の病変検出方法。
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