(57)【要約】【課題】カプセル内に体液等が浸入することを防止でき、上下左右等、多様な方向に駆動でき、憩室や狭窄部位での落込みや滞留から脱出する機能、薬剤を病変部に塗布する機能や、病変部を様々な角度から撮像する機能を有した自走式カプセル内視鏡を提供する。【解決手段】外周に螺旋構造及び内部に駆動モーターを設けた第１カプセル、前記第１カプセルの螺旋構造とは反対方向の螺旋構造を設けた第２カプセル、前記第１カプセル及び第２カプセルを連結する可撓性の連結部、を含むことを特徴とする自走式カプセル連結内視鏡。【選択図】図２
2014036723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に螺旋構造及び内部に駆動モーターを設けた第１カプセル、前記第１カプセルの螺旋構造とは反対方向の螺旋構造を設けた第２カプセル、前記第１カプセル及び第２カプセルを連結する可撓性の連結部、を含むことを特徴とする自走式カプセル連結内視鏡。
【請求項２】
前記可撓性の連結部の一端は、第１カプセルに対して回動可能となるように、第１カプセルの挿通部を通して第１カプセル内に挿通されギアボックスを介して前記駆動モーターに連結し、前記可撓性の連結部の他端は、第２カプセルに固定されていることを特徴とする請求項１に記載の自走式カプセル連結内視鏡。
【請求項３】
前記駆動モーターは前記第１カプセル内に固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の自走式カプセル連結内視鏡。
【請求項４】
前記第１カプセル及び／又は第２カプセルに、撮像装置及び照明装置がベアリングを用いてカプセルに対して回動可能となるように取り付けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の自走式カプセル連結内視鏡。
【請求項５】
前記挿通部にパッキンが設けられていることを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の自走式カプセル連結内視鏡。
【請求項６】
前記第２カプセル内に、薬液塗布装置、検体採取装置、又は治療装置が設けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の自走式カプセル連結内視鏡。
【請求項７】
前記第２カプセル内に第２の駆動モーターが固定され、前記可撓性の連結部の他端が前記第２カプセルに設けられた挿通部を通して第２カプセルに対して回動可能となるように挿入され前記第２の駆動モーターの回転軸に連結されることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の自走式カプセル連結内視鏡。
【請求項８】
前記第１カプセル内の駆動モーターと前記第２カプセル内の駆動モーターとの間にクラッチが設けられていることを特徴とする請求項７に記載の自走式カプセル連結内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、腸管内を検査する自走式カプセル内視鏡に関するものであって、特に、カプセルを連結した自走式カプセル連結内視鏡に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡は、医療等の分野において、管腔内等の直接目視することができない部位を観察するために広く用いられている。こうした内視鏡は、一般に細長の挿入部を備えて構成されており、使用者の手技により被検体内へ挿入されていた。
【０００３】
一般的に汎用されているチューブ式内視鏡では、その観察範囲が食道や胃、十二指腸、大腸などに限定されるため、さらに内部に位置する小腸における疾患の診断や治療には困難を伴っているのが現状である。そのため、現在実施されている小腸の検査法としては、撮像法および特定の内視鏡法が主流となっている。
【０００４】
撮像法のうち、バリウムによる造影検査を基本とする小腸透視法では、腸が長いため患部の像が折り重なり目的の像の描出が困難という問題がある。また、検査や疾患の診断に時間もかかるという欠点もある。またＣＴやＭＲＩによる断層撮像法では大きな病変、例えば腫瘤の存在や腸閉塞の程度などは十分に確認できるが、小腸表面の粘膜の病変（潰瘍やびらん、出血を伴う血管病変など）は検出することができない。
【０００５】
一方、内視鏡法については、現在のところではダブルバルーン法（非特許文献１参照）とカプセル法（非特許文献２参照）が汎用されるに至っている。ダブルバルーン法では、小腸全体の検査を実施する場合には経口腔および経肛門からの検査を行う。一般的に、発見された病変に対し必要に応じて生検、内視鏡的ポリープ切除術、あるいは腸狭窄に対するバルーン拡張術などの内視鏡的処置が可能である点が特徴的である。
【０００６】
他方のカプセル法は、カプセル内視鏡のサイズが小さいことから、被験者にとってより負担が少なく、苦痛を伴わない非侵襲的検査法として注目されている。最近では、小型カメラを搭載した錠剤状カプセルを飲み込み、小腸内部全体にわたる撮像を体外に無線通信で伝送するシステムの開発が進められており、我が国でも２００７年に薬事法の適用を受けて、カプセル内視鏡の本格導入が始められている。
【０００７】
しかしながら、現在使用されているカプセル内視鏡は自走することができず、消化管内においては食物と同じように、腸壁の絨網運動や腸の蠕動運動によってカプセル本体が移動していくため、任意の位置で病変部を観察するための、カプセルの位置及び姿勢制御が困難である。その結果、焦点ボケにより病変画像が不鮮明、撮りこぼし等の撮影ミスが起こるおそれがある。また消化管内の病変部を通過した後に、再度戻って観察することができないことから、診断の問題を生ずることがある。
【０００８】
さらに消化管の運動機能そのものが低下している場合には、腸内を進行する移動の速度が低下するため、８〜１０時間をはるかに超えることがあり、バッテリーの作動寿命の時間的制約から小腸全体の検査や撮像ができなくなる。あるいは消化管内壁の憩室とか、病変による消化管の屈曲部や狭窄部位などにカプセルが滞留したりする事例も報告されており、検査の信頼性は十分とはいえない。
【０００９】
また、自走するカプセル内視鏡に関しては、我国で２００９年７月に発表されたが、胃内に予め飲み込んだ水中を、従来型カプセルに導電性ソフトアクチュエータのヒレを付けて泳がせるタイプ（全長は４８ｍｍ）であり、腸管内の検査や診断に用いるには、解決すべき問題点も多い（非特許文献３参照）。
【００１０】
これらの問題点を解決するため、本発明者らは、筒状カプセルの内側に、コイル部及び駆動部を含むリニア推進機構を設けることで、カプセル内視鏡に前後方向への推進機能を与えるとともに、多様な方向への方向転換機能を与えることができることを見出し、自走式カプセル内視鏡の特許出願を行っている（特許文献１参照）。
【００１１】
また、本発明者らは、上記のリニア推進機構以外にも、カプセル本体を前後２分割し、その外周に互いに反対方向となる螺旋構造を施すことで、憩室や狭窄部位での落込みや滞留から効率的に脱出できることを見出し、自走式カプセル内視鏡の論文発表を行っている（非特許文献４参照）。
【００１２】
上記非特許文献４に記載されているカプセル内視鏡１００は、図１に示すように、カプセル本体１１０の内部に設けた駆動モーター１２０の駆動力を、筒状のカプセル本体１１０の前後の外周に分割して設けられた螺旋構造１３０を有する駆動部１４０に伝え、前記螺旋構造１３０を有する駆動部１４０の回転方向を制御することで、カプセル内視鏡１００の移動方向を制御する構成を採用している。そして、駆動部１４０は、筒状のカプセル本体１１０の周りを回転することから、駆動部１４０と筒状のカプセル本体１１０の間には、両者が回動できるように隙間を設ける必要があり、また、筒状のカプセル本体１１０と駆動部１４０は剛体で作成されているため、体腔内で体液等がカプセル内視鏡の内部に入り込むことを防止するためには、パッキン１５０を設ける必要がある。
【００１３】
しかしながら、パッキン１５０は、駆動部１４０と筒状のカプセル本体１１０の回動する部分に設けられていることから、パッキンの密着性を高めると、駆動部１４０が回動する際の摩擦力が大きくなり、その結果、駆動モーターの出力を上げる必要があることから駆動モーターを大型化する必要がある。また、摩擦のため、駆動部１４０を滑らかに駆動することが難しくなり、カプセル内視鏡の駆動方向を適切に制御できないという問題がある。逆に、パッキン１５０の密着性を低くすると、パッキン１５０の隙間から体液がカプセル内視鏡の内部に侵入し、装置が故障し易くなる等の問題が発生する。
【００１４】
また、図１に示されるとおり、カプセル本体１１０は筒状の形状であることから、カプセル本体１１０の外周とほぼ同じ長さのパッキン１５０で密閉する必要がある。しかしながら、パッキン１５０の密着性を高くしても、駆動部１４０の回動時には摩擦力が一定しない等の理由により、隙間の発生、体液の浸入を完全に防止することは難しく、パッキンで密閉すべき回動動部分が大きいほど、カプセル内視鏡内部への体液浸入の恐れが高くなるという問題がある。
【００１５】
更に、図１に示されるカプセル内視鏡は、筒状のカプセル本体１１０の前後の外周部分に駆動部１４０を設けていることから、筒状のカプセル本体１１０の長さは必然的に長くなり、その結果、屈曲部の多い下部消化管を走行し難いという問題がある。
【００１６】
一方、観察方向が異なるカメラを設けたカプセル内視鏡を細い紐で連結することで、観察範囲を広くしたカプセル内視鏡（特許文献２参照）、腸壁に面する側に観察窓を設けたカプセル内視鏡をワイヤーガイドに連結することで、大腸等の病変部を観察するカプセル内視鏡（特許文献３参照）が知られているが、何れのカプセル内視鏡も、観察視野を拡大する目的のもので、自走機能を有するものではなく、また、病変部に薬剤を塗布する機能等を有するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特願２０１１−２６００２０号
【特許文献２】特開平２００３−３８４２５号公報
【特許文献３】特開平２００５−２３０４４５号公報
【非特許文献】
【００１８】
【非特許文献１】Ｔａｊｉｒｉ，  Ｈ．  Ｗｈａｔ  ｄｏ  ｗｅ  ｓｅｅ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｅｎｄｏｓｃｏｐｙ  ｗｏｒｌｄ  ｉｎ  １０  ｙｅａｒｓ’  ｔｉｍｅ？．  Ｄｉｇｅｓｔｉｖｅ  Ｅｎｄｏｓｃｏｐｙ．  ２００７，  Ｖｏｌ．１９（ｓｕｐｐｌ．１），  ｐ．１７４−１７９．
【非特許文献２】ｄｅ  Ｆｒａｎｃｈｉｓ，  Ｒ．；  Ｒｏｎｄｏｎｏｔｔｉ，  Ｅ．；  Ｖｉｌｌａ，  Ｆ．  Ｃａｐｓｕｌｅ  ｅｎｄｏｓｃｏｐｙ−ｓｔａｔｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  ａｒｔ．  Ｄｉｇ  Ｄｉｓ．  ２００７，  Ｖｏｌ．２５，  Ｎｏ．３，  ｐ．  ２４９−２５１．
【非特許文献３】森田英次郎、大塚尚武、遠藤康則ほか、「磁場により駆動制御を行う自走式カプセル内視鏡作製の試み」、消化器内科、２００９，  Ｖｏｌ．４８，  Ｎｏ２，  ｐ．１７７−１８３
【非特許文献４】水野光国、山本辰美、森英利、「滞留回避機能を付与したカプセル内視鏡の開発−滞留回避機能の操縦特性」、医機学、２０１１，  Ｖｏｌ．８１，  Ｎｏ４，  ｐ．２５９−２６６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明者らは、鋭意研究を行ったところ、外周に螺旋構造及び内部に駆動モーターを設けた第１カプセル及び第１カプセルの螺旋構造とは反対方向の螺旋構造を設けた第２カプセルを、可撓性の連結部で連結することで、体腔内で体液に曝され、体液の浸入する恐れのある回動部分を小さくでき、カプセル内視鏡内への体液の浸入を防止できることを見出した。
【００２０】
また、第１カプセルのみに駆動モーターを設け、駆動モーターの駆動力を可撓性の連結部を介して第２カプセルに伝達できるようにした場合、第２カプセル内部には駆動部を設ける必要が無くなることから、撮像装置、薬液塗布装置、検体採取装置、治療装置を設ける等、病変部の観察に加え、検査、治療等ができることを新たに見出した。本発明は該新知見に基づいて成されたものである。
【００２１】
すなわち、本発明の目的は、カプセルを連結した自走式カプセル連結内視鏡を提供することである。また、本発明の他の目的は、病変部の観察に加え、検査、治療等ができる自走式カプセル連結内視鏡を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、以下に示す、自走式カプセル連結内視鏡に関する。
【００２３】
（１）外周に螺旋構造及び内部に駆動モーターを設けた第１カプセル、前記第１カプセルの螺旋構造とは反対方向の螺旋構造を設けた第２カプセル、前記第１カプセル及び第２カプセルを連結する可撓性の連結部、を含むことを特徴とする自走式カプセル連結内視鏡。
（２）前記可撓性の連結部の一端は、第１カプセルに対して回動可能となるように、第１カプセルの挿通部を通して第１カプセル内に挿通されギアボックスを介して前記駆動モーターに連結し、前記可撓性の連結部の他端は、第２カプセルに固定されていることを特徴とする上記（１）に記載の自走式カプセル連結内視鏡。
（３）前記駆動モーターは前記第１カプセル内に固定されていることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の自走式カプセル連結内視鏡。
（４）前記第１カプセル及び／又は第２カプセルに、撮像装置及び照明装置がベアリングを用いてカプセルに対して回動可能となるように取り付けられていることを特徴とする上記（１）〜（３）の何れか一に記載の自走式カプセル連結内視鏡。
（５）前記挿通部にパッキンが設けられていることを特徴とする上記（２）〜（４）の何れか１に記載の自走式カプセル連結内視鏡。
（６）前記第２カプセル内に、薬液塗布装置、検体採取装置、又は治療装置が設けられていることを特徴とする上記（１）〜（５）の何れか一に記載の自走式カプセル連結内視鏡。
（７）前記第２カプセル内に第２の駆動モーターが固定され、前記可撓性の連結部の他端が前記第２カプセルに設けられた挿通部を通して第２カプセルに対して回動可能となるように挿入され前記第２の駆動モーターの回転軸に連結されることを特徴とする上記（１）〜（５）の何れか一に記載の自走式カプセル連結内視鏡。
（８）前記第１カプセル内の駆動モーターと前記第２カプセル内の駆動モーターとの間にクラッチが設けられていることを特徴とする上記（７）に記載の自走式カプセル連結内視鏡。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の自走式カプセル連結内視鏡は、外周に螺旋構造及び内部に駆動モーターを設けた第１カプセル、及び第１カプセルの螺旋構造とは反対方向の螺旋構造を設けた第２カプセルを、可撓性の連結部で連結して自走させることで、（１）体腔内で体液と接触する回動部分を小さくすることができ、カプセル内視鏡内への体液の浸入を防止することができる、（２）第１及び第２カプセルを可撓性の連結部で連結することで、下部消化管内の屈曲部に沿って曲がることができることから、経口挿入に加え、経肛門挿入しても、下部消化管内を小腸方向に逆走しながら病変部の観察をすることができる、（３）外周に互いに反対方向となる螺旋構造を施した駆動機構を設けることで、前進、後退、及び回転運動ができるため、小腸の憩室や狭窄部位での落込みや滞留からも確実に脱出することができる、（４）第１カプセルに設けた駆動モーターの駆動力を可撓性の連結部を介して第２カプセルに伝達できるので、第２カプセル内部には駆動部を設ける必要が無くなることから、撮像装置、薬液塗布装置、検体採取装置、治療装置を設ける等、病変部の観察に加え、検査、治療等をすることができる、（５）自走機能を有することから第１及び第２カプセルの位置及び角度を調整することができ、カプセルを所望の位置・角度に向けることができるので、病変部の観察、検査、検体採取、治療等を正確に行うことができる、等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図1は、従来の自走式カプセル内視鏡の概略構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の自走式カプセル連結内視鏡の概略構成を示す図である。
【図３】図３は、本発明の自走式カプセル連結内視鏡の一例の長軸方向断面図である。
【図４】図４は、本発明の自走式カプセル連結内視鏡の第２カプセルとして薬液塗布装置を設けた場合の概略構成を示す図である。
【図５】図５は、本発明の自走式カプセル連結内視鏡の駆動原理の概略を示す図である。
【図６】図６は、本発明の自走式カプセル連結内視鏡の駆動の一例を示す図である。
【図７】図７は、本発明の自走式カプセル連結内視鏡の駆動の一例を示す図である。
【図８】図８は、第１及び第２カプセル内に駆動モーター２５を設けた場合の概略構成を示す図である。
【図９】図９は、第１及び第２カプセル内に駆動モーター２５を設けた場合の、駆動の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の自走式カプセル連結内視鏡について、図面を参照して説明する。図２は、自走式カプセル連結内視鏡１０の概略構成の一例を示すもので、第１カプセル１１と第２カプセル１２の外周には、他方の螺旋構造とは反対方向となるように螺旋構造１３が設けられ、そして、第１及び第２カプセルは、可撓性の連結部１４で連結されている。
【００２７】
第１カプセル１１及び第２カプセル１２の材料としては、特に制限はなく、カプセル内視鏡に普通に用いられているものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無機材料、及び有機材料のいずれも用いることができる。前記無機材料としては、例えば、ガラス、シリコン、アルミニウム、ステンレス、金、銀、亜鉛、銅、ＩＴＯ、酸化錫、アルミナ、酸化チタン、などが挙げられる。前記有機材料としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、二酢酸セルロース、三酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、酪酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、硝酸セルロース、ポリエチレンテレフタレー卜樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、などが挙げられる。なお、前記有機材料は、重合開始剤との結合性を向上するため、コロナ処理、プラズマ処理などにより、表面に水酸基、カルボキシル基などの官能基が導入されたものであってもよい。
【００２８】
螺旋構造１３は、体腔内で体液等により劣化せず、また、摩擦で腸壁等を損傷しない材料であれば特に限定はされず、例えば、シリコン、ワイヤー入りゴムケーブル、等が挙げられるが、生体適合性の観点からシリコンが特に好ましい。螺旋構造１３の螺旋数は特に制限は無いが、走行安定性の観点からは、カプセルの長さ及び螺旋構造１３の幅にもよるが、２重以上が好ましく、３重以上が更に好ましい。
【００２９】
また、カプセルの単軸方向線１５に対する螺旋構造１３の傾斜角１６は、１０〜２５度が好ましく、推進力の観点からは、１５〜２０度がより好ましい。
【００３０】
可撓性の連結部１４は、可撓性を有し、且つ駆動モーターの駆動力を伝達できるものであれば特に限定されず、シリコン、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル等の樹脂、ＴｉＮｉ合金、ステンレス等の金属ワイヤー等が挙げられる。また、金属ワイヤーの外周を、前記樹脂で被覆したものでもよい。
【００３１】
図３は、本発明の自走式カプセル連結内視鏡の一例の長軸方向断面図である。なお、図３中、図２と同じ数字は、図２と同一の構成を示している。第１カプセル１１内には、撮像装置２１、照明装置２２、ベアリング２３、制御部２４、駆動モーター２５、ギアボックス２６、切り替えスイッチ２７が少なくとも含まれている。撮像装置２１としては、ＣＣＤカメラ、照明装置としてはＬＥＤ等、本分野において公知のものを使用することができる。
【００３２】
本発明の自走式カプセル連結内視鏡の走行原理は後述するが、駆動モーター２５は、第１カプセル１１に対して回転しないように固定される必要があり、例えば、第１カプセル１１内に固定された駆動モーター支持部２８に固定されてもよいし、第１カプセル１１の内面と駆動モーター２５の外面を樹脂等で固定してもよい。ギアボックス２６は、駆動モーター２５の回転を第２カプセル１２に伝達する役割を果たすことから、駆動モーター２５と同様に第１カプセル１１に対して回転しないように固定される必要があり、例えば、駆動モーター支持部２８にギアボックス２６の収納部を設け、該収納部にギアボックス２６を収納してもよいし、ギアボックス２６を収納する収納部を駆動モーター支持部２８とは別に設け、ギアボックス２６を収納する収納部と第１カプセル１１の内面とを樹脂等で固定してもよい。
【００３３】
第１カプセル１１は、駆動モーター２５を回転させた時の反作用により回転する。したがって、撮像装置２１、照明装置２２が第１カプセル１１に固定されると、第１カプセル１１の回転に伴い、撮像装置２１も回転し、その結果、撮像装置２１から得られる撮像画像も回転した画像になる。したがって、撮像装置２１及び光源である照明装置２２は、ベアリング２３を用いて、第１カプセル１１に対して回動可能となるように、第１カプセル１１内で支持されることが好ましい。制御部２４については、第１カプセル１１に対して回転しないようにしてもよい。  
【００３４】
ギアボックス２６は、駆動モーター２５の回転を第２カプセル１２に伝達するもので、切り替えスイッチ２７により、第２カプセル１２を、駆動モーター２５と同方向に回転させたり、逆方向に回転させることができるようになっている。ギアボックス２６は、駆動モーター２５の回転方向を正逆転して伝達できるものであれば特に限定されないが、例えば、図３に示すような傘歯車の他、組合せ歯車、遊星歯車等が挙げられる。
【００３５】
図３に示されているギアボックス２６は、ギア比が１：１の例であるが、例えば、遊星ギアボックスと組み合わせてギア比を可変としてもよい。
【００３６】
可撓性の連結部１４は第１カプセル１１に設けられた挿通部２９に挿入され、可撓性の連結部１４と第１カプセル１１は回動可能となっている。可撓性の連結部１４の直径は、第１カプセル１１の直径と比較して十分細く、また、可撓性の連結部１４をシリコン等の柔らかい樹脂で形成又は被覆した場合は、それ自身がパッキンの役割を果たすことから、挿通部２９に別途パッキンを設けなくても、非特許文献４に記載されている自走式カプセル内視鏡と比較して、体液等がカプセル内に浸入し難くなる。勿論、可撓性の連結部１４の材質、直径等に応じて、パッキンを設けてもよい。パッキンは、シリコンゴム等、公知のパッキンの中から、生体適合性のある材質のものを用いればよい。
【００３７】
駆動モーター２５の回転力により、可撓性の連結部１４を介して第２カプセル１２を回転させるためには、可撓性の連結部１４を第２カプセル１２に固定する必要がある。可撓性の連結部１４と第２カプセル１２との接続部３０は、生体適合性がある接着剤や樹脂等で固定すればよい。
【００３８】
図３の第２カプセル１２は、本発明の一例で、第２カプセルに撮像装置を組み込んだ例が示されており、電池３１、制御部３２、送受信部３３とともに、撮像装置２１と照明装置２２が、第１カプセル１１と同様、ベアリング２３を用いて、第２カプセル１２に対して回動可能となるように支持されている。図３に示されている例では、第２カプセルに電池３１を設け、可撓性の連結部１４内に設けられている図示されていない電線を介して、第１カプセル１１の撮像装置２１、照明装置２２及び駆動モーター２５に電気を供給しているが、電池をそれぞれのカプセルに設けてもよい。あるいは、カプセル内に電池を設けず、電力源は体外から確保するようにしてもよく、例えば、無線による電力伝送を採用するための電力受磁コイル部を第１カプセル１１及び／又は第２カプセル１２に配置してもよい。
【００３９】
図４は、第２カプセルに薬液塗布装置を設けた場合の概略構成を示す図であり、図示しない受信装置が薬液の塗布命令を受けると、バネの係止機構４１が解除され、バネがピストン４２を押圧することで、薬液４３が第２カプセルから放出される。その他、図示はしないが、第２カプセルとして、生検用の検体採取装置、スネア鉗子等の術器具を含んだ診断・治療装置を設けてもよい。
【００４０】
次に、本発明の自走式カプセル連結内視鏡の駆動原理について説明する。上記のとおり、駆動モーター２５は、第１カプセル１１に固定されているので、駆動モーター２５の回転軸を回転させると反作用により第１カプセル１１は回転軸の回転と反対方向に回転する。一方、駆動モーター２５の回転軸の回転は、ギアボックス２６を介して可撓性の連結部１４に伝達され、更に可撓性の連結部１４の端部は第２カプセル１２に固定されていることから、第２カプセル１２を回転させることができる。そして、ギアボックス２６には回転方向を変えることができる切り替えスイッチ２７が設けられているので、この切り替えスイッチ２７を切り替えることで、第２カプセル１２の回転方向を、第１カプセル１１の回転方向と同じ方向又は逆方向に回転させることができる。
【００４１】
図５は、本発明の自走式カプセル連結内視鏡の駆動原理の概略を示しており、図５（１）は各カプセルの回転方向、（２）は、各カプセルを回転させた時の力のベクトルを示す。第１カプセル１１と第２カプセル１２の外周に施した螺旋構造１３の巻数、角度等が同じで、螺旋構造１３に生じる力が等しい場合、（２）に示すように、この力をＸおよびＹ方向成分に分解すれば、Ｙ方向成分は偶力として打ち消し合い、Ｘ方向成分の作用力のみが合力としてカプセルに働き、その結果、自走式カプセル連結内視鏡は、＋Ｘ方向に平進運動する。一方、図５（１）の第１カプセル１１と第２カプセル１２の回転方向を逆にすると、−Ｘ方向に平進運動することになる。
【００４２】
また、図６（１）、（２）に示すように、第１カプセル１１と第２カプセル１２を同じ方向に回転させると、Ｘ方向成分は偶力として打ち消し合い、Ｙ方向成分の作用力のみが合力としてカプセルに働き、その結果、自走式カプセル連結内視鏡は、±Ｙ方向に回転運動をすることができる。
【００４３】
図７は、傘歯車に代えて、遊星ギアボックスを設けた場合の自走式カプセル連結内視鏡の動きの概略を示す図である。例えば、ギア比を調整して第２カプセル１２の回転数を第１カプセル１１の回転数より大きくした場合、第１カプセル１１の回転方向により、自走式カプセル連結内視鏡に前進又は後退方向への力が係ることから回転の基点は変わるものの、第２カプセル１２の回転数が大きいことからＹ方向成分が大きくなり、図７に示す「回転」方向に自走式カプセル連結内視鏡を回転させることができる。
【００４４】
上記の例は、第１及び第２カプセルを、一つの駆動モーター２５により回転させた例であるが、より強い駆動力や、憩室や狭窄部位からの脱出を考慮し、自走式カプセル連結内視鏡に更に多様な動きをさせる必要がある場合には、第２カプセル１２内に駆動モーター２５を設けてもよい。図８は、第１及び第２カプセル内に駆動モーター２５を設けた例で、第２カプセル１２内に第２の駆動モーター２５を設ける場合は、第１カプセル１１に駆動モーター２５を設ける場合と同様に、第２カプセル内に第２の駆動モーター２５を固定するとともに、第２カプセル１２にも挿通部２９を設け、可撓性の連結部１４は第２カプセル１２に対して回動可能となるように第２カプセル内に挿入され、可撓性の連結部１４の端部は第２の駆動モーター２５の回転軸に連結される。上記のような構成とすることで、２つの駆動モーター２５は可撓性の連結部１４を介して連結され、カプセル内視鏡の駆動力を大きくすることができる。勿論、必要に応じて第２カプセル１２に設けた挿通部２９にパッキンを設けてもよい。
【００４５】
また、第１及び第２カプセル内にそれぞれ駆動モーター２５を設けた自走式カプセル連結内視鏡の一方のカプセルのみを回転させたい場合は、２つの駆動モーター２５の間の任意の位置に図示しないクラッチを設けることで、第１カプセル１１の駆動モーター２５又は第２カプセル１２の駆動モーター２５の回転を、他方のカプセルに伝達しないようにすればよい。
【００４６】
図９は、例えば、第１カプセル１１の駆動モーター２５を停止し、第２カプセル１２の駆動モーター２５のみを駆動した場合の自走式カプセル連結内視鏡の動きの一例を示す図である。図７に示すように、第１カプセル１１の駆動モーター２５のみで第１及び第２カプセルを駆動する場合には、ギア比を変えても第１カプセル１１を完全に停止することはできなかったが、駆動モーター２５を夫々のカプセルに設けた場合には、個別にカプセルを駆動することが可能となる。
【００４７】
更に、駆動モーター２５を２つ用いていることから、例えば、自走式カプセル連結内視鏡を前進、後退、或いは回転させる際の駆動力は２倍となり、その結果、より強い推進力や回転力が得られ、憩室や狭窄部位からの脱出が容易となる。
【００４８】
上記のとおり、本発明の自走式カプセル連結内視鏡は、可撓性の連結部１４でカプセルを連結した構造であることから、体腔内で体液が浸入する可能性がある回動部を小さくすることができ、体腔内での故障等、不測の事態を避けることができる。更に、カプセルの回転方向を切り替えることができるため、病変部の周辺でカプセルの位置を微調整したり、憩室や狭窄部位からの脱出が容易となる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の自走式カプセル連結内視鏡によれば、自走機能を有し、且つ、カプセルの位置を調整することが可能であり、更に、カプセルに薬剤塗布装置や治療装置等を搭載することができるので、小腸等の消化管内の撮像や、検査、治療等に有用である。
【図１】
2014036723.tif 000003
【図２】
2014036723.tif 000004
【図３】
2014036723.tif 000005
【図４】
2014036723.tif 000006
【図５】
2014036723.tif 000007
【図６】
2014036723.tif 000008
【図７】
2014036723.tif 000009
【図８】
2014036723.tif 000010
【図９】
2014036723.tif 000011