WO2008001763A1 - Intra-specimen introducing device - Google Patents

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WO2008001763A1
WO2008001763A1 PCT/JP2007/062788 JP2007062788W WO2008001763A1 WO 2008001763 A1 WO2008001763 A1 WO 2008001763A1 JP 2007062788 W JP2007062788 W JP 2007062788W WO 2008001763 A1 WO2008001763 A1 WO 2008001763A1
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power source
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PCT/JP2007/062788
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Inventor
Ryohei Kagawa
Original Assignee
Olympus Medical Systems Corp.
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    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/041Capsule endoscopes for imaging
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    • A61B2560/02Operational features
    • A61B2560/0204Operational features of power management
    • A61B2560/0214Operational features of power management of power generation or supply

Definitions

  • the present invention relates to an in-subject introduction apparatus such as a capsule endoscope for performing various medical operations in a subject including a test treatment in a body cavity.
  • capsule endoscopes that are in-subject introduction devices introduced into the body of a subject such as a patient have appeared.
  • This capsule endoscope is provided with an imaging function and a wireless communication function.
  • Capsule endoscopes follow the peristaltic movement of body cavities such as the stomach and small intestine until they are spontaneously discharged from the human body after being swallowed by the patient for observation (examination). It has the function of moving and capturing images sequentially.
  • image data captured in the body by the capsule endoscope is sequentially transmitted to the outside by wireless communication and stored in a memory provided in an external receiver.
  • a receiver equipped with this wireless communication function and memory function the patient can act freely even after the capsule endoscope has been swallowed and until it is discharged. .
  • the doctor or nurse can make a diagnosis by displaying an organ image on the display based on the image data stored in the memory (see Patent Documents 1 and 2).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-204781
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-143670
  • the present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide an in-subject introduction apparatus that can obtain large electric power instantaneously while maintaining a small size with a small power supply capacity. Target.
  • the in-subject introduction device supplies power to a plurality of function execution units that execute a predetermined function and to each function execution unit.
  • An intra-subject introduction apparatus having a power source, the power storage unit being connected to the power source and temporarily storing surplus power supplied from the power source; Power stored in the temporary storage period to the high power function execution unit, which is a function execution unit that operates in a temporary manner and consumes a large amount of power temporarily compared to other function execution units.
  • the high power function executing unit consumes the power supplied directly from the power source and the power supplied from the power storage unit.
  • the high-power function execution unit includes a drive switch that operates intermittently, and the discharge switch turns on and off the drive switch. It is characterized by being turned on and off in synchronization.
  • the in-subject introduction apparatus is provided between the power source and the power storage unit in the above invention, and supplies power from the power source to the power storage unit.
  • a charging switch for switching is provided.
  • the plurality of function execution units include an illumination unit that illuminates an imaging target during imaging, and an imaging target that is illuminated by the illumination unit.
  • An imaging unit that captures the image
  • a wireless communication unit that wirelessly transmits an image captured by the imaging unit, the illumination unit, the imaging unit, and the wireless communication unit.
  • a control unit to be controlled.
  • the high power function execution unit is the illumination unit that illuminates the imaging target during imaging.
  • the high-power function execution unit is a compression unit that compresses an image captured by the imaging unit. .
  • the high power function execution unit is a signal processing circuit that shapes analog image data captured by the imaging unit into digital image data. It is characterized by being.
  • the illumination unit has a plurality of LEDs, and the plurality of LEDs emit light with power directly supplied from the power source. It is characterized by comprising LEDs that emit light and LEDs that are powered by the power storage unit.
  • the power storage unit is a capacitor.
  • the power source is a battery.
  • the intra-subject introduction apparatus is an intra-subject introduction apparatus having a plurality of function execution units that execute a predetermined function and a power source that supplies power to each function execution unit.
  • a power storage unit that is connected to the power source and temporarily stores surplus power supplied from the power source, and a function execution unit that consumes power exceeding an arbitrarily set threshold among the function execution units.
  • the intra-subject introduction device is an intra-subject introduction device having a plurality of function execution units that execute a predetermined function and a power source that supplies power to each function execution unit. Then, it is connected to the power source and temporarily stores surplus power supplied from the power source A power storage unit, and a discharge switch that supplies the power stored in the power storage unit to a high power function execution unit that is a function execution unit that consumes more than an average power value among the function execution units.
  • the high-power function execution unit consumes a combination of power supplied directly from the power source and power supplied from the power storage unit.
  • the power storage means temporarily stores surplus power connected to the power source and supplied from the power source, and the discharge switch is one of the function execution units.
  • the power storage means accumulates in the temporary period for the high power function execution unit, which is a function execution unit that operates intermittently and temporarily consumes more power than other function execution units. Since the power is supplied and the high power function execution unit consumes the power supplied directly from the power source and the power supplied from the power storage unit, the power supply capacity is small. Thus, it is possible to obtain a large amount of power instantaneously while maintaining a small size.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an in-vivo medical system including a capsule endoscope according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the capsule endoscope shown in FIG.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the capsule endoscope shown in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a time chart showing the power usage state of the capsule endoscope shown in FIG. 1.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a capsule endoscope that works as a modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a time chart showing the power usage state of the capsule endoscope shown in FIG. 5.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a capsule endoscope according to a second embodiment of the present invention.
  • Fig. 8 shows the LED arrangement of the capsule endoscope shown in Fig. 7 at the tip where the LED is arranged. It is an arrow view seen from the side.
  • an in-subject introduction device that is the best mode for carrying out the present invention will be described.
  • an embodiment of the present invention will be described by exemplifying a capsule endoscope that is an example of an intra-subject introduction device introduced into the body of a subject such as a patient.
  • the present invention is not limited by the form.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a wireless in-vivo information acquiring system including a capsule endoscope according to the first embodiment of the present invention.
  • a wireless in-vivo information acquiring system is introduced into a receiving device 2 having a wireless receiving function and a subject 1, and images a body cavity to capture image signals and the like to the receiving device 2.
  • a force-type endoscope 3 for transmitting data is provided.
  • the wireless in-vivo information acquiring system performs data transfer between the display device 4 that displays the intra-body cavity image based on the image signal received by the receiving device 2, and the receiving device 2 and the display device 4.
  • a portable recording medium 5 is an example of an in-subject medical system that diagnoses a subject based on in-vivo information (for example, an image in a body cavity) acquired from a subject such as a patient.
  • the receiving device 2 includes an antenna unit 2a having a plurality of receiving antennas Al to An attached to an outer surface of the subject 1, and a radio signal received via the plurality of receiving antennas Al to An. And a receiving body unit 2b for performing the above-described processing, and these units are detachably connected via a connector or the like.
  • Each of the receiving antennas Al to An is provided in a jacket on which the subject 1 can be worn, for example, and the subject 1 wears the receiving antennas Al to An by wearing this jacket. May be.
  • the receiving antennas Al to An may be detachable from the jacket.
  • each of the receiving antennas Al to An is accommodated in an antenna pad that can be attached to the body of the subject body force subject 1 at the tip thereof. May be.
  • the display device 4 is for displaying an in-vivo image captured by the capsule endoscope 3, and a workstation that displays an image based on data obtained from the portable recording medium 5.
  • the configuration is as follows. Specifically, the display device 4 may be configured to directly display an image using a CRT display, a liquid crystal display, or the like, or may be configured to output an image to another medium such as a printer.
  • the portable recording medium 5 is detachable from the receiving body unit 2b and the display device 4, and has a structure capable of outputting or recording information when attached to both.
  • the portable recording medium 5 is attached to the receiving main unit 2b while the capsule endoscope 3 is moving in the body cavity of the subject 1, and the capsule endoscope 3 Record the data sent from 3.
  • the capsule endoscope 3 is ejected from the subject 1, that is, after imaging inside the subject 1 is finished
  • the capsule endoscope 3 is taken out from the receiving body unit 2b and inserted into the display device 4.
  • the display device 4 has a configuration in which data recorded in the portable recording medium 5 is read out.
  • data is exchanged between the receiving main unit 2b and the display device 4 using a portable recording medium 5 composed of a compact flash (registered trademark) memory or the like.
  • the subject 1 can move more freely during imaging in the body cavity than when the are directly connected by wire.
  • the portable recording medium 5 is used for data transfer between the receiving main unit 2b and the display device 4, but the present invention is not limited to this.
  • the receiving main unit 2b has another built-in recording type.
  • a device for example, a hard disk, may be used so that both are wired or wirelessly connected to exchange data with the display device 4.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the internal configuration of the capsule endoscope 3
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the capsule endoscope 3.
  • FIG. 4 is a time chart showing the power usage state of the capsule endoscope 3.
  • the capsule endoscope 3 includes an illumination unit 10 having a plurality of LEDs 11 that illuminate the inside of the body cavity of the subject 1 and an LED driver 12 that drives the LEDs 11, a CCD 32 that captures images inside the body cavity, and a subject on the CCD 32.
  • An image pickup unit 30 having an image forming lens 33 for forming an image, and wireless transmission of image data picked up by the image pickup unit 30 Part 40, signal processing for various signal processing and control of each part 'control part 50, and power source 20 having battery 21 for supplying power to each part.
  • the CCD 32 is provided on the imaging substrate 61 and images the range illuminated by the illumination light from the LED 11, and the imaging lens 33 forms an object image on the CCD 32.
  • the LEDs 11 are mounted on the illumination board 62 and are arranged at six locations near the top, bottom, left, and right with the optical axis of the imaging lens 33 as the center. Further, a signal processing control unit 50 is mounted on the back side of the imaging substrate 61.
  • the power source 20 is constituted by two button-type batteries 21 having a diameter substantially coinciding with the inner diameter of the body casing, for example.
  • the battery 21 for example, a silver oxide battery, a rechargeable battery, a power generation battery, or the like can be used.
  • the battery 21 is sandwiched between the power circuit board 63 and the radio circuit board 65, and the surplus power of the power circuit 22 and the battery 21 is temporarily stored in the power circuit board 63 provided on the positive side of the battery 21.
  • the power storage unit 23 for storing is mounted.
  • the wireless boards 65 and 64 are provided with a wireless power amplifying part 42 such as an RF transmitter, and the antenna 41 is provided outside the wireless board 64 to form the wireless part 40.
  • the illumination board 62, the imaging board 61, the power supply circuit board 63, the wireless board 65, and the wireless board 64 are electrically connected as appropriate by the flexible board 68, and are sequentially folded and placed in the capsule casing 16. .
  • the capsule-shaped casing 16 includes a transparent hemispherical dome-shaped tip cover casing that covers the illumination section 10 and the imaging section 30, and a cylindrical shape that is engaged with the tip cover casing and kept in a watertight state.
  • the body casing is made of a colored material that does not transmit visible light, and is sized so that the locus of the subject 1 can be swallowed.
  • the radio unit 40 side is connected to the body casing, has a hemispherical dome shape, and covers the antenna 41 inside.
  • the first embodiment is characterized in that the power storage unit 23 shown in FIG. 3 is provided.
  • the capsule endoscope 3 captures an image with the CCD 32 after LED emission (period tl), performs signal processing on the captured image, and further wirelessly transmits the signal processed data ( Period t3) The process is repeated with a certain time interval. This time The return cycle is, for example, 500 ms.
  • the amount of light emitted by the LED 11 requires an amount of power that exceeds the power supply limit Pth as shown in Fig. 4, but during operation other than the operation by the illumination unit 10 (period t2), the power supply limit Pth is exceeded. The amount of power below is sufficient.
  • the power supplied from the power source 20 is operated by the total power obtained by adding the power stored by the power storage unit 23.
  • the power supply limit Pth is, for example, a threshold value for the amount of power that is arbitrarily set when the capsule endoscope 3 is designed.
  • the power storage unit 23 is realized by a capacitor or the like, for example, and always stores surplus power within the power supply limit Pth supplied from the battery 21 or the power supply circuit 22 at a constant voltage corresponding to the lighting unit 10. This power storage is performed within the power supply limit Pth. After that, when the LED switch emits light and the discharge switch 24 and the drive switch 25 shift from the off state to the on state according to an instruction from the control unit 50, the power temporarily stored in the power storage unit 23, that is, The electric charge is discharged and supplied to the illumination unit 10. At this time, power corresponding to the power supply limit Pth is also supplied from the power circuit 22 to the illumination unit 10.
  • the drive switch 25 drives the LED driver 12, and the LED driver 12 performs energization driving for each LED 11.
  • the drive switch 25 and the discharge switch 24 are turned on only during LED emission (period tl), and are turned off at other times.
  • a charging switch 26 for controlling the power storage in the power storage unit 23 may be further provided.
  • the switch control of the charging switch 26 is controlled by the signal processing control unit 50.
  • the charging switch 26 When the charging switch 26 is on, charging is performed by the power storage unit 23, and when the charging switch 26 is off, the power is controlled. Charging by storage unit 23 is not performed.
  • FIG. 6 when charging is performed from the time point 1 when the LED emission ends to the time point tt2 when the transmission of the image data ends, the charging switch 26 is turned on between the time point ttl and the time point tt2. In other words, charging is not performed when the LED emits light, so that the power supply limit Pth can be supplied from the power supply circuit 22 when the LED emits light. Therefore, the total power of the power supplied from the power supply circuit 22 and the power supplied from the power storage unit 23 can be maximized.
  • the power storage unit 23 stores surplus power within the power supply limit Pth of the power source 20, and stores it during an operation exceeding the power supply limit Pth such as LED light emission operation.
  • the surplus power is added to the power at the power supply limit Pth, and the operation using the power exceeding the power supply limit Pth is enabled, so the power capacity of the power source can be reduced.
  • the power capacity or number of the batteries 21 can be reduced, the volume occupied by the function execution unit in the capsule endoscope 3 can be increased, or the miniaturization of the capsule type can be promoted. be able to.
  • Embodiment 1 the power used to evenly distribute the total power of the power supplied from the power supply circuit 22 and the power supplied from the power storage unit 23 to each LED 11
  • the power supply circuit 22 is divided into the LED 11 that emits light by the supplied power and the LED 11 that emits light by the power supplied from the power storage unit 23 to distribute power.
  • the plurality of LEDs 11 are The LED drivers 11a and l ib are electrically separated, and the corresponding LED driver 12 is electrically separated into the LED drivers 12a and 12b.
  • power is supplied from the power supply circuit 22 to the LED driver 12a and the LED group 11a, and the power supply stored in the power storage unit 23 is supplied to the LED driver 12b and the LED group l via the discharge switch 24. done for ib.
  • FIG. 8 is a diagram showing a specific arrangement of the LEDs 11 and an example of power division for each LED 11, and is a view of the capsule endoscope 3 as viewed from the front end side where the LEDs 11 are provided.
  • six LEDs are provided, and L EDI la that emits light by the power supplied from the power supply circuit 22 and LED 1 lb that emits light by the power supplied from the power storage unit 23 are alternately arranged in an annular shape.
  • LEDl la and LEDl lb may be localized and arranged.
  • the number ratio of LEDl la and LEDl lb is determined according to the ratio between the power supplied from the power supply circuit 22 and the power supplied from the power storage unit 23, and the power source of each LED1 la and the LED l ib
  • the electrical connection may be made so that the power source is different.
  • the present invention is not limited to this, and the number of LEDs 11 that should emit light according to the request for the amount of emitted light. You can make them different. For example, when applied to the LED arrangement shown in FIG. 8, LEDl la is emitted during normal light emission, and LEDl lb is emitted simultaneously with LEDl la when a large amount of light emission is required. In this case, the discharge switch 24 is also turned on. Such flexible power control can reduce the total power consumption.
  • a high power function execution unit (for example, the lighting unit 10) that requires a power amount exceeding the power supply limit Pth is temporarily stored in the power storage unit 23.
  • the power that the accumulated power was additionally supplied Not limited to this, but the power consumption that is equal to or higher than the average value (average power value) of the power consumption of the capsule endoscope among the function execution units of the capsule endoscope
  • the discharge switch 24 may supply the stored power of the power storage unit 23 to the high power function execution unit that is a function execution unit that performs the above.
  • the high power function execution unit may be any of the illumination unit 10, the imaging unit 30, the radio unit 40, and the signal processing / control unit 50 of the capsule endoscope.
  • the power storage unit 23 temporarily stores the illumination unit 10 that is an example of the high power function execution unit that requires an amount of power exceeding the power supply limit Pth.
  • the accumulated power was additionally supplied.
  • the signal processing control unit 50 includes a compression unit that performs data compression processing on the image captured by the imaging unit 30.
  • the discharge switch 24 may be configured to additionally supply the stored power of the power storage unit 23.
  • the signal processing control unit 50 includes a signal processing circuit such as an analog front end circuit (AFE circuit) that shapes the analog image data captured by the imaging unit 30 into digital image data.
  • the discharge switch 24 may be configured to additionally supply the stored power of the power storage unit 23. That is,
  • the above-described high power function execution unit may be either a powerful compression unit or a signal processing circuit.
  • the in-subject introduction device is useful for acquiring in-vivo information such as an in-vivo image of a subject, and in particular, can obtain a large amount of power instantaneously with a small power source capacity. It is suitable for an in-subject introduction apparatus that can promote downsizing of the apparatus.

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Description

明 細 書
被検体内導入装置
技術分野
[0001] この発明は、体腔内での検查ゃ処置などを含む被検体内における各種の医療行 為を行うカプセル型内視鏡等の被検体内導入装置に関するものである。
背景技術
[0002] 近年、内視鏡の分野においては、患者等の被検体の体内に導入される被検体内 導入装置である飲込み型のカプセル型内視鏡が登場している。このカプセル型内視 鏡には、撮像機能と無線通信機能とが設けられている。カプセル型内視鏡は、観察( 検査)のために患者のロカ 飲込まれた後、人体から自然排出されるまでの間、体腔 内、例えば胃、小腸などの臓器の内部をその蠕動運動に従って移動し、順次撮像す る機能を有する。
[0003] 体腔内を移動する間、カプセル型内視鏡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、外部の受信機内に設けられたメモリに蓄積さ 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、カプセル型内視鏡を飲み込んだ後、排出されるまでの期間であっても、 自 由に行動できる。この後、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(特許 文献 1 , 2参照)。
[0004] 特許文献 1 :特開 2002— 204781号公報
特許文献 2:特開 2005— 143670号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] し力、しながら、上述した従来のカプセル型内視鏡では、カプセル型内視鏡自体を 小型化する必要があることから電源として小型の電池を使用しているため、電力容量 に限界があり、瞬時に大きな電力を供給することができないという問題点があった。こ のため、撮像時に行う LEDによる発光量にも限界があり、鮮明な画像を得ることがで きない場合があった。
[0006] 一方、電力限界を克服するために、電池の容量や数を増大すると、カプセル型内 視鏡自体の体積が増大し、カプセル型内視鏡自体が大型化してしまレ、、あるいは限 られたカプセル型内視鏡筐体内において、撮像手段などの各種機能実行部の占め る容積が小さくなり、十分な機能実現が困難になるという問題点があった。
[0007] この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、少ない電源容量で、小型化を維 持しつつ瞬時に大きな電力を得ることができる被検体内導入装置を提供することを目 的とする。
課題を解決するための手段
[0008] 上述した課題を解決し、 目的を達成するために、この発明にかかる被検体内導入 装置は、所定の機能を実行する複数の機能実行部と各機能実行部に電力を供給す る電力源とを有した被検体内導入装置であって、前記電力源に接続され該電力源か ら供給される余剰電力を一時的に蓄積する電力蓄積部と、前記機能実行部のうち間 欠的に動作し一時的に他の機能実行部に比して大きな電力消費を行う機能実行部 である大電力機能実行部に対して該一時的な期間に前記電力蓄積部が蓄積した電 力を供給する放電スィッチと、を備え、前記大電力機能実行部は、前記電力源から 直接供給される電力と前記電力蓄積部から供給される電力とを合わせて消費するこ とを特徴とする。
[0009] また、この発明にかかる被検体内導入装置は、上記の発明において、前記大電力 機能実行部は、間欠的に動作させる駆動スィッチを備え、前記放電スィッチは、前記 駆動スィッチのオンオフに同期してオンオフすることを特徴とする。
[0010] また、この発明にかかる被検体内導入装置は、上記の発明において、前記電力源 と前記電力蓄積部との間に設けられ、前記電力源から前記電力蓄積部への電力供 給をスイッチングする充電スィッチを備えたことを特徴とする。
[0011] また、この発明にかかる被検体内導入装置は、上記の発明において、複数の前記 機能実行部は、撮像時に撮像対象を照明する照明部と、前記照明部によって照明さ れた撮像対象の画像を撮像する撮像部と、前記撮像部によって撮像された画像を無 線送信する無線通信部と、前記照明部、前記撮像部、および前記無線通信部を制 御する制御部とを含むことを特徴とする。
[0012] また、この発明に力かる被検体内導入装置は、上記の発明において、前記大電力 機能実行部は、撮像時に撮像対象を照明する前記照明部であることを特徴とする。
[0013] また、この発明にかかる被検体内導入装置は、上記の発明において、前記大電力 機能実行部は、前記撮像部によって撮像された画像を圧縮処理する圧縮部であるこ とを特徴とする。
[0014] また、この発明にかかる被検体内導入装置は、上記の発明において、前記大電力 機能実行部は、前記撮像部によって撮像されたアナログ画像データをデジタル画像 データに整形する信号処理回路であることを特徴とする。
[0015] また、この発明にかかる被検体内導入装置は、上記の発明において、前記照明部 は、複数の LEDを有し、該複数の LEDは、前記電力源から直接供給される電力で 発光する LEDと前記電力蓄積部から供給される電力で発光 LEDとからなることを特 徴とする。
[0016] また、この発明にかかる被検体内導入装置は、上記の発明において、前記電力蓄 積部は、キャパシタであることを特徴とする。
[0017] また、この発明にかかる被検体内導入装置は、上記の発明において、前記電力源 は、電池であることを特徴とする。
[0018] また、この発明にかかる被検体内導入装置は、所定の機能を実行する複数の機能 実行部と各機能実行部に電力を供給する電力源とを有した被検体内導入装置であ つて、前記電力源に接続され該電力源から供給される余剰電力を一時的に蓄積する 電力蓄積部と、前記機能実行部のうち任意に設定した閾値を超える電力消費を行う 機能実行部である大電力機能実行部に対して前記電力蓄積部が蓄積した電力を供 給する放電スィッチと、を備え、前記大電力機能実行部は、前記電力源から直接供 給される電力と前記電力蓄積部から供給される電力とを組み合わせて消費すること を特徴とする。
[0019] また、この発明にかかる被検体内導入装置は、所定の機能を実行する複数の機能 実行部と各機能実行部に電力を供給する電力源とを有した被検体内導入装置であ つて、前記電力源に接続され該電力源から供給される余剰電力を一時的に蓄積する 電力蓄積部と、前記機能実行部のうち平均電力値以上の電力消費を行う機能実行 部である大電力機能実行部に対して前記電力蓄積部が蓄積した電力を供給する放 電スィッチと、を備え、前記大電力機能実行部は、前記電力源から直接供給される電 力と前記電力蓄積部から供給される電力とを組み合わせて消費することを特徴とする
発明の効果
[0020] この発明にかかる被検体内導入装置では、電力蓄積手段が、電力源に接続され該 電力源から供給される余剰電力を一時的に蓄積し、放電スィッチが、機能実行部のう ち間欠的に動作し一時的に他の機能実行部に比して大きな電力消費を行う機能実 行部である大電力機能実行部に対して該一時的な期間に前記電力蓄積手段が蓄 積した電力を供給するようにし、前記大電力機能実行部は、前記電力源から直接供 給される電力と前記電力蓄積手段から供給される電力とを合わせて消費するようにし ているので、少ない電源容量で、小型化を維持しつつ瞬時に大きな電力を得ること ができるとレ、う効果を奏する。
図面の簡単な説明
[0021] [図 1]図 1は、この発明の実施の形態 1にかかるカプセル型内視鏡を含む被検体内医 療システムの概要構成を示す図である。
[図 2]図 2は、図 1に示したカプセル型内視鏡の構成を示す断面図である。
[図 3]図 3は、図 1に示したカプセル型内視鏡の構成を示すブロック図である。
[図 4]図 4は、図 1に示したカプセル型内視鏡の電力使用状態を示すタイムチャートで ある。
[図 5]図 5は、この発明の実施の形態 1の変形例に力かるカプセル型内視鏡の構成を 示すブロック図である。
[図 6]図 6は、図 5に示したカプセル型内視鏡の電力使用状態を示すタイムチャートで ある。
[図 7]図 7は、この発明の実施の形態 2であるカプセル型内視鏡の構成を示すブロッ ク図である。
[図 8]図 8は、図 7に示したカプセル型内視鏡の LED配置を、 LEDが配置された先端 側から矢視した矢視図である。 符号の説明
1 被検体
2 受信装置
2a アンテナユニット
2b 受信本体ユニット
3 カプセル型内視鏡
4 表示装置
5 携帯型記録媒体
10 照明部
11, 11a, l ib LED (LED群)
12, 12a, 12b LEDドライバ
16 カプセル型筐体
20 電力源
21 電池
22 電源回路
23 電力蓄積部
24 放電スィッチ
25 駆動スィッチ
26 充電スィッチ
30 撮像部
32 CCD
33 結像レンズ
40 無線部
41 アンテナ
50 信号処理 ·制御部
61 撮像基板
62 照明基板 63 電源回路基板
64, 65 無線基板
68 フレキシブル基板
発明を実施するための最良の形態
[0023] 以下、図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態である被検体内導 入装置について説明する。なお、以下では、患者等の被検体の体内に導入される被 検体内導入装置の一例であるカプセル型内視鏡を例示して、この発明の実施の形 態を説明するが、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。
[0024] (実施の形態 1)
図 1は、この発明の実施の形態 1にかかるカプセル型内視鏡を含む無線型被検体 内情報取得システムの全体構成を示す模式図である。図 1において、無線型被検体 内情報取得システムは、無線受信機能を有する受信装置 2と、被検体 1内に導入さ れ、体腔内画像を撮像して受信装置 2に対して画像信号などのデータ送信を行う力 プセル型内視鏡 3とを備える。また、無線型被検体内情報取得システムは、受信装置 2が受信した画像信号に基づいて体腔内画像を表示する表示装置 4と、受信装置 2 と表示装置 4との間でデータの受け渡しを行うための携帯型記録媒体 5とを備える。 なお、この無線型被検体内情報取得システムは、患者等の被検体から取得した体内 情報 (例えば体腔内画像)をもとに被検体を診断する被検体内医療システムの一例 である。
[0025] 受信装置 2は、被検体 1の対外表面に貼付される複数の受信用アンテナ Al〜An を有したアンテナユニット 2aと、複数の受信用アンテナ Al〜Anを介して受信される 無線信号の処理などを行う受信本体ユニット 2bとを備え、これらユニットはコネクタな どを介して着脱可能に接続される。なお、受信用アンテナ Al〜Anのそれぞれは、た とえば被検体 1が着用可能なジャケットに備え付けられ、被検体 1は、このジャケットを 着用することによって受信用アンテナ Al〜Anを装着するようにしてもよい。また、こ の場合、受信用アンテナ Al〜Anは、ジャケットに対して着脱可能なものであっても よい。さらに、受信用アンテナ Al〜 Anはそれぞれ、それら先端部のアンテナ本体部 力 被検体 1の身体に貼り付けることができるアンテナパッドに収容されるものであつ てもよい。
[0026] 表示装置 4は、カプセル型内視鏡 3によって撮像された体腔内画像などを表示する ためのものであり、携帯型記録媒体 5によって得られるデータに基づいて画像表示を 行うワークステーションなどのような構成を有する。具体的には、表示装置 4は、 CRT ディスプレイ、液晶ディスプレイなどによって直接画像を表示する構成としても良いし 、プリンタなどのように、他の媒体に画像を出力する構成としても良い。
[0027] 携帯型記録媒体 5は、受信本体ユニット 2bおよび表示装置 4に対して着脱可能で あって、両者に対して揷着された時に情報の出力または記録が可能な構造を有する 。この実施の形態 1では、携帯型記録媒体 5は、カプセル型内視鏡 3が被検体 1の体 腔内を移動している間は、受信本体ユニット 2bに揷着されてカプセル型内視鏡 3から 送信されるデータを記録する。そして、カプセル型内視鏡 3が被検体 1から排出され た後、つまり、被検体 1の内部の撮像が終了した後には、受信本体ユニット 2bから取 り出されて表示装置 4に挿着され、この表示装置 4によって、携帯型記録媒体 5に記 録されたデータが読み出される構成を有する。たとえば、受信本体ユニット 2bと表示 装置 4とのデータの受け渡しを、コンパクトフラッシュ(登録商標)メモリなどから構成さ れる携帯型記録媒体 5によって行うことで、受信本体ユニット 2bと表示装置 4との間が 有線で直接接続された場合よりも、被検体 1が体腔内の撮影中に自由に動作するこ とが可能となる。なお、ここでは、受信本体ユニット 2bと表示装置 4との間のデータの 受け渡しに携帯型記録媒体 5を使用したが、必ずしもこれに限らず、たとえば受信本 体ユニット 2bに内蔵型の他の記録装置、たとえばハードディスクを用い、表示装置 4 との間のデータの受け渡しのために、双方を有線または無線接続するように構成して あよい。
[0028] 図 2は、カプセル型内視鏡 3の内部構成を示す断面図であり、図 3は、カプセル型 内視鏡 3の構成を示すブロック図である。また、図 4は、カプセル型内視鏡 3の電力使 用状態を示すタイムチャートである。カプセル型内視鏡 3は、被検体 1の体腔内部を 照明する複数の LED11とこの LED 11を駆動する LEDドライバ 12とを有した照明部 10、体腔内の画像を撮像する CCD32および CCD32に被写体像を結像する結像レ ンズ 33を有した撮像部 30、撮像部 30で撮像された画像データを無線送信する無線 部 40、各種の信号処理および各部の制御を行う信号処理'制御部 50、および各部 に対して電力を供給する電池 21を有した電力源 20とを有し、カプセル型筐体 16に 包含される。
[0029] CCD32は、撮像基板 61上に設けられ、 LED11からの照明光によって照明された 範囲を撮像し、結像レンズ 33は、この CCD32に被写体像を結像する。また、 LED1 1は、照明基板 62上に搭載され、結像レンズ 33の光軸を中心にその上下左右の近 傍 6箇所に配置されている。さらに、撮像基板 61の背面側には、信号処理'制御部 5 0が搭載されている。
[0030] 電力源 20は、たとえば胴部筐体の内径にほぼ一致する直径の 2つのボタン型の電 池 21によって構成されている。この電池 21は、たとえば酸化銀電池、充電式電池、 発電式電池などを用い得る。電池 21は、電源回路基板 63および無線基板 65によつ て挟まれ、電池 21のプラス側に設けられた電源回路基板 63には、電源回路 22およ び電池 21の余剰電力を一時的に蓄積する電力蓄積部 23が搭載される。
[0031] 無線基板 65, 64には、 RF送信部などの無線電力増幅部 42などが設けられ、無線 基板 64の外側には、アンテナ 41が設けられ、無線部 40を形成している。なお、照明 基板 62、撮像基板 61、電源回路基板 63、無線基板 65、無線基板 64は、適宜フレ キシブル基板 68によって電気的に接続され、順次折り畳まれてカプセル型筐体 16 内に配置される。
[0032] カプセル型筐体 16は、照明部 10および撮像部 30を覆う透明な半球ドーム状の先 端カバー筐体と、この先端カバー筐体と係合し、水密状態に保たれた円筒形状の胴 部筐体とを有し、胴部筐体は、可視光が不透過な有色材質によって形成され、被検 体 1のロカ 飲み込み可能な大きさに形成されている。なお、無線部 40側は、胴部 筐体に接続され、半球ドーム状をなし、内部にアンテナ 41が覆われるようになつてい る。
[0033] ここで、この実施の形態 1では、図 3に示した電力蓄積部 23を設けたことを特徴とし ている。このカプセル型内視鏡 3は、図 4に示すように、 LED発光(期間 tl)後、 CCD 32によって撮像し、この撮像した画像を信号処理し、さらにこの信号処理したデータ を無線送信する(期間 t3)処理を、一定時間を空けて繰り返す処理を行う。この繰り 返し周期は、たとえば 500msである。
[0034] LED11による発光量は、図 4に示すように電力供給限界 Pthを超えた電力量を必 要とするが、照明部 10による動作以外動作時 (期間 t2)では、電力供給限界 Pth以 下の電力量で足りる。この電力供給限界 Pthを越える LED発光では、電力源 20から 供給される電力に、電力蓄積部 23によって蓄積された電力をカ卩えた総電力によって 動作させている。なお、かかる電力供給限界 Pthは、例えばカプセル型内視鏡 3の設 計時において任意に設定される電力量の閾値である。
[0035] 電力蓄積部 23は、たとえばキャパシタなどによって実現され、電池 21あるいは電源 回路 22から供給される電力供給限界 Pth内の余剰電力を照明部 10に対応する定電 圧で常時蓄積する。この電力蓄積は、電力供給限界 Pth内で行われることになる。そ の後、 LED発光時に、信号処理 '制御部 50からの指示によって放電スィッチ 24およ び駆動スィッチ 25がオフ状態からオン状態に移行すると、電力蓄積部 23に一時蓄 積された電力、すなわち電荷は放電され、照明部 10に供給される。この際、電源回 路 22からも電力供給限界 Pth分の電力が照明部 10に供給される。したがって、 LED 発光時には、電力供給限界 Pth分の電力に、電力蓄積部 23から供給される電力を 加算した電力が使用可能となる。この LED発光後には、電源回路 22による電力供給 限界 Pth内での電力供給量で動作が可能となるとともに、余剰電力は、電力蓄積部 2 3に蓄積される。なお、駆動スィッチ 25は、 LEDドライバ 12を駆動し、 LEDドライバ 1 2は、各 LED11に対する通電駆動を行う。駆動スィッチ 25および放電スィッチ 24は 、 LED発光時 (期間 tl)のみオン状態となり、その他の時点ではオフ状態となる。
[0036] なお、図 5に示すように、電力蓄積部 23への電力蓄積を制御する充電スィッチ 26 をさらに設けるようにしてもよい。この充電スィッチ 26のスィッチ制御は、信号処理'制 御部 50によって制御され、充電スィッチ 26がオンのときは、電力蓄積部 23による充 電が行われ、充電スィッチ 26がオフのときは、電力蓄積部 23による充電は行われな レ、。たとえば、図 6に示すように LED発光終了の時点 1から画像データの送信終了 の時点 tt2までの間に充電を行う場合、時点 ttl〜時点 tt2間、充電スィッチ 26はォ ン状態となる。換言すれば、 LED発光時には、充電を行わないようにしているので、 LED発光時に、電源回路 22から電力供給限界 Pthの電力を供給することができるた め、電源回路 22から供給される電力と電力蓄積部 23から供給される電力との総電力 を最大にすることができる。
[0037] この実施の形態 1では、電力蓄積部 23が電力源 20の電力供給限界 Pth内の余剰 電力を蓄積しておき、 LED発光動作などの電力供給限界 Pthを越える動作時に、蓄 積した余剰電力を、電力供給限界 Pthの電力に加算するようにし、電力供給限界 Pth を越えた電力をもちいる動作を可能にしているので、電力源の電力容量を小さくする こと力 Sできる。具体的には、電池 21の電力容量あるいは数を減少させることができる ので、カプセル型内視鏡 3内における機能実行部の占める容積を増大させることが でき、あるいはカプセル型の小型化を推進することができる。
[0038] (実施の形態 2)
つぎに、この発明の実施の形態 2について説明する。上述した実施の形態 1では、 電源回路 22から供給される電力と電力蓄積部 23から供給される電力との総電力を、 各 LED11に均等に配分するようにしていた力 この実施の形態 2では、電源回路 22 力 供給される電力によって発光する LED11と電力蓄積部 23から供給される電力 によって発光する LED11とに分割して電力配分するようにしている。
[0039] すなわち、この実施の形態 2では、図 7に示すように、電源回路 22から供給される 電力と、電力蓄積部 23から供給される電力との比に応じて、複数の LED11を、 LED 群 11a, l ibに電気的に分離し、これに対応する LEDドライバ 12を、 LEDドライバ 12 a, 12bにそれぞれ電気的に分離した構成としている。すなわち、電源回路 22からの 電源供給は、 LEDドライバ 12aおよび LED群 11aに対して行われ、電力蓄積部 23 に蓄積された電力供給は、放電スィッチ 24を介して、 LEDドライバ 12bおよび LED 群 l ibに対して行われる。
[0040] 図 8は、具体的な LED11の配置と各 LED11に対する電力分割の一例を示す図で あり、カプセル型内視鏡 3を、 LED11が設けられる先端側から矢視した図である。図 8では、 6個の LEDが設けられ、電源回路 22から供給される電力によって発光する L EDI laと、電力蓄積部 23から供給される電力によって発光する LED1 lbとが交互 に、円環状に配置されている。このような配置によって、 LED1 laによる発光量と LE Dl lbによる発光量との違いが生じた場合であっても、空間的に平均化した発光を行 うことができる。なお、 LEDl laと LEDl lbとをそれぞれ局所化して配置してもよい。 すなわち、電源回路 22から供給される電力と電力蓄積部 23から供給される電力との 比に応じて、 LEDl laと LEDl lbとの個数比を決定し、各 LED1 laの電力元と LED l ibとの電力元とが異なるように電気的接続を行えばよい。
[0041] なお、上述した実施の形態 1 , 2では、常に複数の LED11が発光することを前提と して説明したが、これに限らず、発光量の要求にしたがって、発光すべき LED11の 数を異ならせるようにしてもよレ、。たとえば、図 8に示した LED配置に適用すると、通 常発光時では、 LEDl laを発光させ、大きな発光量が必要な場合に、 LEDl laとと もに LEDl lbを同時に発光させるようにする。この場合、放電スィッチ 24もオン状態 となる。このような柔軟な電力制御によって、トータルの電力使用量を抑えることがで きる。
[0042] また、上述した実施の形態 1, 2では、電力供給限界 Pthを超えた電力量を必要とす る大電力機能実行部(例えば照明部 10)に対して、電力蓄積部 23に一時蓄積され た電力が追加供給されていた力 これに限らず、カプセル型内視鏡の各機能実行部 のうち、カプセル型内視鏡の使用電力量の平均値 (平均電力値)以上の電力消費を 行う機能実行部である大電力機能実行部に対して、放電スィッチ 24が電力蓄積部 2 3の蓄積電力を供給してもよい。この場合、かかる大電力機能実行部は、カプセル型 内視鏡の照明部 10、撮像部 30、無線部 40、および信号処理 ·制御部 50のいずれ であってもよい。
[0043] さらに、上述した実施の形態 1 , 2では、電力供給限界 Pthを超えた電力量を必要と する大電力機能実行部の一例である照明部 10に対して、電力蓄積部 23に一時蓄 積された電力が追加供給されていたが、これに限らず、撮像部 30によって撮像され た画像をデータ圧縮処理する圧縮部を信号処理'制御部 50が備えるようにし、この 圧縮部に対して、放電スィッチ 24が電力蓄積部 23の蓄積電力を追加供給するよう に構成してもよい。または、撮像部 30によって撮像されたアナログ画像データをデジ タル画像データに整形するアナログフロントエンド回路 (AFE回路)等の信号処理回 路を信号処理'制御部 50が備えるようにし、この信号処理回路に対して、放電スイツ チ 24が電力蓄積部 23の蓄積電力を追加供給するように構成してもよい。すなわち、 上述した大電力機能実行部は、力かる圧縮部または信号処理回路のいずれであつ てもよい。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明にかかる被検体内導入装置は、被検体の体腔内画像等の体 内情報の取得に有用であり、特に、少ない電源容量で瞬時に大きな電力を得ること ができるとともに装置の小型化を推進できる被検体内導入装置に適している。

Claims

請求の範囲
[1] 所定の機能を実行する複数の機能実行部と各機能実行部に電力を供給する電力 源とを有した被検体内導入装置であって、
前記電力源に接続され該電力源から供給される余剰電力を一時的に蓄積する電 力蓄積部と、
前記機能実行部のうち間欠的に動作し一時的に他の機能実行部に比して大きな 電力消費を行う機能実行部である大電力機能実行部に対して該一時的な期間に前 記電力蓄積部が蓄積した電力を供給する放電スィッチと、
を備え、前記大電力機能実行部は、前記電力源から直接供給される電力と前記電 力蓄積部から供給される電力とを合わせて消費することを特徴とする被検体内導入 装置。
[2] 前記大電力機能実行部は、間欠的に動作させる駆動スィッチを備え、
前記放電スィッチは、前記駆動スィッチのオンオフに同期してオンオフすることを特 徴とする請求項 1に記載の被検体内導入装置。
[3] 前記電力源と前記電力蓄積部との間に設けられ、前記電力源から前記電力蓄積 部への電力供給をスイッチングする充電スィッチを備えたことを特徴とする請求項 1ま たは 2に記載の被検体内導入装置。
[4] 複数の前記機能実行部は、撮像時に撮像対象を照明する照明部と、前記照明部 によって照明された撮像対象の画像を撮像する撮像部と、前記撮像部によって撮像 された画像を無線送信する無線通信部と、前記照明部、前記撮像部、および前記無 線通信部を制御する制御部とを含むことを特徴とする請求項 1に記載の被検体内導 入装置。
[5] 前記大電力機能実行部は、撮像時に撮像対象を照明する前記照明部であることを 特徴とする請求項 4に記載の被検体内導入装置。
[6] 前記大電力機能実行部は、前記撮像部によって撮像された画像を圧縮処理する 圧縮部であることを特徴とする請求項 4または 5に記載の被検体内導入装置。
[7] 前記大電力機能実行部は、前記撮像部によって撮像されたアナログ画像データを デジタル画像データに整形する信号処理回路であることを特徴とする請求項 4に記 載の被検体内導入装置。
[8] 前記照明部は、複数の LEDを有し、該複数の LEDは、前記電力源から直接供給 される電力で発光する LEDと前記電力蓄積部から供給される電力で発光 LEDとか らなることを特徴とする請求項 5に記載の被検体内導入装置。
[9] 前記電力蓄積部は、キャパシタであることを特徴とする請求項 1に記載の被検体内 導入装置。
[10] 前記電力源は、電池であることを特徴とする請求項 1に記載の被検体内導入装置。
[11] 所定の機能を実行する複数の機能実行部と各機能実行部に電力を供給する電力 源とを有した被検体内導入装置であって、
前記電力源に接続され該電力源から供給される余剰電力を一時的に蓄積する電 力蓄積部と、
前記機能実行部のうち任意に設定した閾値を超える電力消費を行う機能実行部で ある大電力機能実行部に対して前記電力蓄積部が蓄積した電力を供給する放電ス イッチと、
を備え、前記大電力機能実行部は、前記電力源から直接供給される電力と前記電 力蓄積部から供給される電力とを組み合わせて消費することを特徴とする被検体内 導入装置。
[12] 所定の機能を実行する複数の機能実行部と各機能実行部に電力を供給する電力 源とを有した被検体内導入装置であって、
前記電力源に接続され該電力源から供給される余剰電力を一時的に蓄積する電 力蓄積部と、
前記機能実行部のうち平均電力値以上の電力消費を行う機能実行部である大電 力機能実行部に対して前記電力蓄積部が蓄積した電力を供給する放電スィッチと、 を備え、前記大電力機能実行部は、前記電力源から直接供給される電力と前記電 力蓄積部から供給される電力とを組み合わせて消費することを特徴とする被検体内 導入装置。
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