(57)【要約】【課題】施術を受ける被術者の負荷を小さくし、高い受信感度を得ることができる受信器を提供する。【解決手段】生体に貼り付けられて、生体内に導入された発信器が発信する信号を受信する受信器１を構成する。そして、この受信器１を、伸縮性を有する伸縮性基板１１と、伸縮性基板１１の主面１１ｃに形成され、伸縮性基板１１と共に伸縮し、かつ発信器から発信された信号を受信する受信アンテナ１２と、を含むように構成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体に貼り付けられて、前記生体内に導入された発信器が発信する信号を受信する受信器であって、
伸縮性を有する伸縮性基板と、
前記伸縮性基板の主面に形成され、前記伸縮性基板と共に伸縮し、かつ前記発信器から発信された前記信号を受信する第一アンテナと、を含む、受信器。
【請求項２】
さらに、前記第一アンテナによって受信された前記信号の転送に使用される第二アンテナを含む、請求項１に記載の受信器。
【請求項３】
前記第一アンテナと、前記第二アンテナとが表裏の関係に配置される、請求項２に記載の受信器。
【請求項４】
前記第一アンテナが、一つの前記伸縮性基板に複数形成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の受信器。
【請求項５】
複数の前記第一アンテナが、規則的に配置されている、請求項４に記載の受信器。
【請求項６】
生体に貼り付けられて、前記生体内に導入された発信器が発信する信号を受信する受信システムであって、
請求項４または請求項５の受信器と、
前記受信器が有する複数の第一アンテナの各々の位置及び受信信号に基づいて、前記受信器が受信した信号を発信した前記発信器の前記生体内における位置を検出する発信器位置検出部と、を含む、受信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信器及びこの受信器を用いた受信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、生体の体内において画像を撮影する等して情報を収集し、この情報をデータとして体外へ送信するシステムが実用化されている。このようなシステムでは、生体内において情報を取得するセンサと、このセンサによって取得された情報を体外に送信する機能を有する送信器を嚥下する等して体内に導入する。また、体表面近くには送信器によって送信された情報を受信する受信器が配置される。
このようなシステムは、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３及び特許文献４に記載されている。
【０００３】
上記特許文献のうち、特許文献１には、送信装置及びビデオカメラを有する嚥下可能なカプセルを人体内に導入し、カプセルから送られてくる画像信号を体外で受信することが記載されている。特許文献２には、生体に送信機能を有するカプセル型内視鏡を導入することが記載されている。特許文献２に記載の受信システムは、カプセル型内視鏡によって送信された信号を受信する受信装置と、カプセル型内視鏡と受信装置との間で信号を中継する無線中継装置を有している。特許文献２には、無線中継装置を被術者が装着するジャケットに分散して配置することが記載されている。また、特許文献２には、無線中継装置がフレキシブルな基板を用いて構成されていることが記載されている。
特許文献３には、カプセル型内視鏡診療システムの発明が記載されている。特許文献３に記載のシステムは、内視鏡から送信されてくる信号を検知する検知装置を有している。検知装置は、生体に直接貼り付けられた複数のループアンテナによって受信された信号を電気的変位量として検知している。
また、特許文献４には、生体の消化器官に導入される識別子装置と、生体の任意の位置に固定される受信機と、を使って消化管の機能を判断することが記載されている。
特許文献１に記載のカプセルから送信された画像信号等は、その強度が微弱であって、受信機を生体の近くに設けることが好ましい。このため、特許文献２に記載の受信システムは、無線中継装置をジャケットに取り付けて被術者の体の近傍に配置している。特許文献３に記載のカプセル型内視鏡診療システムでは、ループアンテナを被術者の体に直接貼り付けることによってループアンテナをいっそう被術者の体近くに配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第０２００２／０５４９３２号
【特許文献２】国際公開第０２０１１／０２４５６０号
【特許文献３】特開２００６−２２３５６７号公報
【特許文献４】国際公開第０２０１０／０６８８１８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献３に記載のように、ループアンテナ等の受信機を生体に直接貼り付けた場合、被術者が体を動かした際にループアンテナが折れ曲がってループアンテナの受信状態が変化する、あるいは貼り付けられたループアンテナが体の動きに追随できずに剥がれ落ちることが考えられる。このため、特許文献３に記載の受信システムは、施術の間の被術者の動作が制限されるという不具合が生じる。特許文献４には、被術者の運動に関する違和感を低減するために、受信機の寸法形状を小さくすることが記載されている。しかし、受信機の寸法形状を制限することは、ループアンテナの実効長に影響するために好ましくない。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、施術を受ける被術者の負荷を小さくし、高い受信感度を得ることができる受信器及びこの受信器を用いた受信システムに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様の受信器は、生体に貼り付けられて、前記生体内に導入された発信器が発信する信号を受信する受信器であって、伸縮性を有する伸縮性基板と、前記伸縮性基板の主面に形成され、前記伸縮性基板と共に伸縮し、かつ前記発信器から発信された前記信号を受信する第一アンテナと、を含む。
本発明の一態様の受信システムは、生体に貼り付けられて、前記生体内に導入された発信器が発信する信号を受信する受信システムであって、上記受信器と、前記受信器が有する複数の第一アンテナの各々の位置及び受信信号に基づいて、前記受信器が受信した信号を発信した前記発信器の前記生体内における位置を検出する発信器位置検出部と、を含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、施術を受ける被術者の負荷を小さくし、高い受信感度を得ることができる受信器及びこの受信器を用いた受信システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第一実施形態の受信器を被術者の体に装着した状態を示した図である。
【図２】図２（ａ）は図１に示した受信器を拡大して示した図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した受信器の断面図である。
【図３】第一実施形態の受信アンテナと配線との接続方法を例示して説明するための図である。
【図４】図４（ａ）は第二実施形態の受信器の上面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示した受信器の断面図である。
【図５】図５（ａ）は、製造過程にある第二実施形態の受信器の上面図である。図５（ｂ）は第二実施形態の受信器を一方の主面から見た図である。図５（ｃ）は、図５（ｂ）に示した受信器の断面図である。
【図６】第三実施形態の受信器の上面視を示した図である。
【図７】図６に示した受信器を生体に複数貼り付けた状態を示した図である。
【図８】第三実施形態の発信器位置検出部を説明するための機能ブロック図である。
【図９】図８に示した発信器位置検出部が実行する演算処理の一例を説明するための図である。
【図１０】図９に示した球の表面を破線で示し、二つの球の交差円を実線で示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の第一実施形態、第二実施形態及び第三実施形態を説明する。第一実施形態から第三実施形態の図面においては、いずれも同一の部材は同一の符号を付して示し、その説明の一部を略す。また、第一実施形態から第三実施形態の図面は、主に図面中に示される各構成の関係や配置等を説明するものである。このため、図面は、構成の縦、横、幅及び高さ等の寸法形状を正確に表すものとは限らない。
［第一実施形態］
図１は、本発明の第一実施形態の受信器１を被術者の体（以下、「生体」）Ｓに装着した状態を示した図である。図２（ａ）は、図１に示した受信器１を拡大して示し、この各構成を説明するための図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した受信器１を、矢線ｂ、ｂが示す方向に見た断面図である。
【００１０】
第一実施形態の受信器１は、図１に示すように、生体Ｓに複数貼り付けられて、生体Ｓ内に導入された発信器２（図９）が発信する信号を受信する。受信器１は、図２（ｂ）に示すように、伸縮性を有する伸縮性基板１１と、伸縮性基板１１の主面１１ｃに形成され、伸縮性基板１１と共に伸縮し、かつ発信器２から発信された信号を受信する第一アンテナである受信アンテナ１２と、を含んでいる。図１、図２に示した受信器１では、伸縮性基板１１及び受信アンテナ１２上に伸縮性カバー１５が形成されている。伸縮性カバー１５は、伸縮性基板１１上の受信アンテナ１２を保護する部材である。
ここで、受信アンテナ１２が伸縮性基板１１と共に伸縮するとは、受信アンテナ１２と伸縮性基板１１とが共に伸縮性を有することを指し、その伸縮性が等しいことまでは要求されない。なお、伸縮性基板１１が伸縮することにより受信アンテナ１２が破断することを防ぐには、受信アンテナ１２が伸縮性基板１１と同等あるいはより高い伸縮性を有することが好ましい。
【００１１】
第一実施形態では、受信アンテナ１２と端子２１との間の導電性の部位を配線１３と記す。第一実施形態の配線１３は、伸縮性を有する伸縮性配線である。伸縮性基板１１は、受信アンテナ１２及び配線１３の一部が形成される基部１１ａ、配線１３の他の一部が形成される配線基板１１ｂを含んでいて、基部１１ａ及び配線基板１１ｂは上面視において矩形を有している。配線基板１１ｂの一方の端部には端子２１が形成されている。第一実施形態では、端子２１を図１に示すコネクタ２２に挿入し、受信器１と図１に示す信号ケーブル２０とを電気的に接続する。なお、第一実施形態では、コネクタ２２に挿抜される端子２１の周囲を伸縮性基板１１よりも充分伸縮性の低い（硬い）非伸縮部２１ａとしてもよい。
受信器１は、伸縮性基板１１の主面１１ｃの裏面にあたる主面１１ｄを密着させて生体Ｓに貼り付けられる。伸縮性基板１１は、タック性を有していて、接着材等を用いることなく生体Ｓに密着して貼り付くことが可能である。ただし、第一実施形態は、伸縮性基板１１のタック性を使って受信器１を生体Ｓに貼り付けることに限定されるものではない。例えば、第一実施形態は、主面１１ｄに粘着性を有する層を形成するものであってもよい。さらに、第一実施形態は、生体Ｓにゼリーを塗付して生体Ｓと受信器１との間隙を埋めるものであってもよい。
【００１２】
第一実施形態では、受信アンテナ１２が受信した受信信号を、配線１３、端子２１及び信号ケーブル２０を介してコントローラ３０に送るものとする。コントローラ３０は、複数の受信器１がそれぞれ受信した受信信号を入力し、受信器１ごとに記録及び蓄積するメモリ装置３３（図８）を有している。メモリ装置３３に蓄積された受信信号の記録は、コントローラ３０から外部メモリに出力されるものであってもよいし、コントローラ３０が通信機能を有し、無線通信によって外部に送信されるものであってもよい。第一実施形態では、コントローラ３０を、生体Ｓ（被術者）の腰部分にベルト３１を使って固定している。
上記構成において、配線基板１１ｂは、伸縮性を有して生体Ｓに貼り付けられればよく、その長さや形状は任意である。したがって、図１に示した配線基板１１ｂの長さは更に長くてもよく、短くてもよい。配線基板１１ｂの長さを短くすることにより、第一実施形態は、受信器１の貼り付け時における配線基板１１ｂの取り扱いを簡易にすることができる。反対に、第一実施形態は、配線基板１１ｂの長さを長くすることによって信号ケーブル２０の長さを短くし、被術者の動作に与える信号ケーブル２０の影響を小さくすることができる。
【００１３】
以下、上記構成について順に説明する。
（伸縮性基板）
伸縮性基板１１は、面内方向の少なくとも一方向に伸縮が可能なシート状の部材であり、面内方向の二方向に伸縮が可能であることが好ましい。伸縮性基板１１の面内方向の伸縮性は等方性でもよく、または面内の複数方向への伸縮性が互いに異なる異方性でもよい。伸縮性基板１１を構成する好ましい素材としては、ニトリルゴム、ラテックスゴム、ウレタン系エラストマー、またはシリコーン系エラストマー等のエラストマー材料を挙げることができるが、これに限定されない。特に、医療用に用いられるウレタン系エラストマーシートを用いることで、人体の皮膚に貼り付けた場合でも高い安全性を得ることができる。ここで、「シート状」とは、厚さに比べて広さが充分大きい形状を指していて、シート状の厚さや広さについては特に定義されるものではない。伸縮性基板１１は、一枚のシート状の部材でなる単層のものであってもよいし、複数のシート状の伸縮性基板で構成される多層のものであってもよい。
【００１４】
伸縮性基板１１は、最大伸び率が、１０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましく、１００％以上であることがさらに好ましく、２００％以上であることが特に好ましい。上述する素材からなる伸縮性基板１１であれば、例えば、最大伸び率３００％以上を発揮することが可能である。ここで伸縮性基板１１の最大伸び率とは、面内方向の一方向に弾性変形可能な伸び率の最大値のことをいう。
なお、本明細書において伸び率とは、外力が付加されていない場合の寸法（伸び率０％寸法）に対し、力が加えられることで面内方向の一方向に伸びた割合を意味する。例えば伸び率５０％であれば伸び率０％寸法の１．５倍の伸び率であり、伸び率１００％であれば伸び率０％寸法の２倍の伸び率である。
【００１５】
伸縮性基板１１の厚みは特に限定されない。ただし、伸縮性基板１１が貼り付けられる対象物（対象面、例えば、生体表面）の伸縮や動きを阻害しないという観点から、伸縮性基板１１の厚みは１００μｍ以下であることが好ましい。伸縮性基板１１の厚みは、より望ましくは２５μｍ以下であり、更に望ましくは１０μｍ以下である。
第一実施形態は、このように、伸縮性を有し、かつ薄いシート状の伸縮性基板１１を使用することにより、受信器１が貼り付けられた被術者の動作が阻害されず、受信器１を使った施術を受ける被術者の負荷を小さくすることができる。また、エラストマー材料は通気性を有するため、受信器１が貼り付けられた被術者に与える違和感を低減することができる。
【００１６】
また、配線基板１１ｂの先端にある端子２１周辺の非伸縮部２１ａは、例えば、伸縮性基板１１上に図示しないフィルム基材を貼り合わせて形成することができる。フィルム基材は、可撓性を有する部材であって、伸縮性基板１１よりも大きなヤング率を有している。第一実施形態では、フィルム基材を伸縮性基板１１よりも伸縮性が低く、実質的に伸縮しない部材とする。フィルム基材の材質は特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）またはフッ素樹脂等の、低摺動性、耐食性かつ高強度の合成樹脂を用いることができる。この他、フィルム基材には、セルロースナノファイバーペーパー等相応の耐久性を備えた紙素材を用いてもよい。
フィルム基材の厚みは、１０μｍ以上２００μｍ以下とすることができ、望ましくは２５μｍ以上１５０μｍ以下であり、より望ましくは５０μｍ以上１００μｍ以下である。また、フィルム基材の厚みは伸縮性基板１１の厚みよりも厚いことが好ましい。フィルム基材の厚みを上記範囲とすることで、非伸縮部２１ａの面内剛性を十分に高めることができるとともに、受信器１の全体の厚みを抑制することができる。
【００１７】
（アンテナ、伸縮性配線）
配線１３及び受信アンテナ１２は、一続きの層で形成された伸縮性の導電パターンである。第一実施形態では、導電パターンのうち、信号の送信にかかる環状の部分を受信アンテナ１２と記し、他の部分を配線１３と記す。第一実施形態では、配線１３及び受信アンテナ１２を単層の伸縮性基板１１の最表面に形成している。しかし、第一実施形態は、このような構成に限定されるものではない。伸縮性基板１１が多層である場合、配線１３及び受信アンテナ１２は、伸縮性基板１１を構成する複数の伸縮性基板の少なくとも一つの主面に形成されるものであればよい。
また、第一実施形態は、受信アンテナ１２が図１、図２に示したループアンテナに限定されるものではない。受信アンテナ１２は、例えば、複数回巻き回されたループアンテナであってもよいし、円環状ではなく矩形形状に巻き回されたものであってもよい。さらに、受信アンテナ１２は、例えば、直線を組み合わせた枝状や櫛形状のものであってもよく、信号を受信できる機能ものであればどのような形状を有するものであってもよい。
【００１８】
なお、複数回巻き回されたループアンテナを用いる場合、第一実施形態では、アンテナの内側にある部分と伸縮性の配線を接続するにあたり、アンテナと配線とを、別層に形成された接続用配線部で接続するようにしてもよい。
図３は、このような受信アンテナ１２２と配線１３３との接続方法を例示して説明するための図である。図３では、伸縮性基板１１２の基部１１２ａに２回巻き回された形状の受信アンテナ１２２、配線１３３及び接続用配線部１２３が形成されている。受信アンテナ１２２の接続用配線部１２３と接続される端部を端部１２２ａ、端部１２２ａと接続される配線１３３の端部を端部１３３ａと記す。また、接続用配線部１２３の二つの端部をそれぞれ端部１２３ａ、端部１２３ｂと記す。端部１２３ａ、端部１２３ｂとの間の配線部分１２３ｃ上には絶縁カバー１１８が形成されて配線部分１２３ｃの全体を覆っている。
絶縁カバー１１８には、例えばエラストマー材料を用いることができ、伸縮性基板１１と共通の樹脂材料を用いてもよい。絶縁カバー１１８は、エラストマー材料のシートであってもよいし、エラストマー系のポッティング材を用いて配線部分１２３ｃをコーティングするものであってもよい。
【００１９】
図３に示した基部１１２ａは、図中の中心線Ｌｃを中心にして端部１２２ａと端部１２３ａとが重なり、端部１３３ａと端部１２３ｂとが重なるように谷折りされる。このとき、端部１２２ａ及び端部１２３ａは互いに接触し、端部１３３ａ及び端部１２３ｂは互いに接触する。そして、配線部分１２３ｃは絶縁カバー１１８によって受信アンテナ１２２と接触することがない。このため、図３に示した接続方法によれば、受信アンテナ１２２と配線１３３とを、ショートさせることなく電気的に接続することができる。なお、絶縁カバー１１８をポッティングによって形成することは、配線部分１２３ｃと絶縁カバー１１８との位置合わせ及び加熱回数低減の観点から好ましい。
なお、受信アンテナ１２２と配線１３３と別層の接続用配線部で構成する方法は、伸縮性基板１１２の同一面上に受信アンテナ１２２、配線１３３及び接続用配線部１２３を形成して重ねるものに限定されるものではない。例えば、受信アンテナ１２２及び配線１３３が形成された伸縮性基板に絶縁カバー１１８及び接続用配線部１２３が形成された別の伸縮性基板を重ねて端部１２２ａと端部１２３ａ、端部１３３ａと端部１２３ａとを接続してもよい。
【００２０】
受信アンテナ１２及び配線１３は、導電材料を含んで構成されており導電性を有する。導電材料としては、銀、金、白金、カーボン、銅、アルミニウム、コバルトもしくはニッケル、またはこれらの合金等の導電性の良好な材料を選択することができる。導電材料の形状は特に限定されないが、顆粒または粉体等の粒子状とすることができる。粒子形状は特に限定されず、球状、針状、フレーク状、ナノワイヤ状等とすることができる。粒子のアスペクト比は、例えば１以上１００以下、特には１以上５０以下とすることができる。ここで、アスペクト比とは、三次元体の最長寸法と最短寸法の比を意味する。受信アンテナ１２及び配線１３を構成する粒子のアスペクト比を５以上２０以下とすることで、伸縮性基板１１が面内方向に伸長して長さ方向に変形した場合の抵抗変化を低く抑制することができる。
【００２１】
受信アンテナ１２及び配線１３は、さらに樹脂バインダを含むことが好ましい。即ち、第一実施形態の受信アンテナ１２及び配線１３は、樹脂材料に導電性粒子が分散して配合された導電性材料で形成されている。受信アンテナ１２及び配線１３が樹脂バインダを含むことにより、受信アンテナ１２及び配線１３が伸縮によって破断することが抑制される。樹脂バインダとしては、例えばウレタンやポリエステル等の樹脂を主成分とするバインダ、シリコーンゴム等の熱可塑性のエラストマー材料を挙げることができるが、これに限定されない。樹脂バインダとしては、塗膜化された状態における受信アンテナ１２及び配線１３の弾性率が伸縮性基板１１の弾性率に比して同等、またはより小さくなるように低ヤング率のものを選定することが望ましい。エラストマー材料は一種類で用いてもよく、または複数種類のエラストマー材料を混合して用いてもよい。
【００２２】
受信アンテナ１２及び配線１３の製造方法は特に限定されないが、第一実施形態では、受信アンテナ１２及び配線１３を印刷法により形成した。即ち、受信アンテナ１２及び配線１３は、伸縮性を有する導電性ペーストを主面１１ｃに印刷塗布して形成された印刷パターンである。具体的な印刷法は特に限定されないが、例えば、スクリーン印刷方法、インクジェット印刷方法、グラビア印刷方法、オフセット印刷方法等を例示することができる。このうち、微細解像性や厚膜安定性の観点から、スクリーン印刷が好適に用いられる。印刷法で受信アンテナ１２及び配線１３を形成する場合、上述した導電性粒子および樹脂バインダならびに有機溶剤を含む導電性ペーストを調製して用いることが好ましい。受信アンテナ１２及び配線１３に、銀等の金属粒子を主成分とする伸縮性の導電性ペーストを用いることによって、例えば５０％以上７０％以下程度の伸び率を実現することができ、伸長特性に優れた配線の形成が可能となる。
【００２３】
受信アンテナ１２及び配線１３の厚み寸法及び幅寸法は、無負荷時の抵抗率及び伸縮性基板１１の伸張時の抵抗変化のほか、伸縮性基板１１の全体の厚み寸法および幅寸法の制約に基づいて決定することができる。伸縮性基板１１の伸張時の寸法変化に追従させて良好な伸縮性を確保するという観点からは、受信アンテナ１２及び配線１３の幅寸法は、１０００μｍ以下であることが好ましく、５００μｍ以下であることがより好ましく、２００μｍ以下であることがさらに好ましい。受信アンテナ１２及び配線１３の厚み寸法は、２５μｍ以下とすることができ、望ましくは１０μｍ以上１５μｍ以下である。
【００２４】
（端子）
図２に示したように、受信器１は、配線基板１１ｂの一方の端部に端子２１を備えている。端子２１は、カーボンペースト等の耐摩耗性かつ導電性の被膜を積層して作成することができる。第一実施形態では、端子２１に金めっきが施されている。
なお、第一実施形態の端子２１のめっきは、金を材料とするものに限定されるものでなく、例えば、錫（Ｐｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）及びはんだ材料であってもよい。
端子２１は前記したようにカーボンペースト製で高い硬度を有している。このような端子２１の下に柔らかい金属でなる配線１３を設けると、端子２１が割れやすくなることが公知である。このため、第一実施形態では、配線１３が端子２１に乗り上げるようにして重なって、端子２１が欠損することを抑えている。
【００２５】
（伸縮性カバー）
伸縮性カバー１５は、伸縮性基板１１の主面１１ｃを覆う伸縮性のシート状のカバーである。第一実施形態の伸縮性カバー１５は、基部１１ａのみならず配線基板１１ｂに至る大きさで形成されている。ただし、伸縮性カバー１５は、端子２１が露出してコネクタ２２内で信号ケーブル２０と導通するように、端子２１上に図示しない開口部を有している。
【００２６】
伸縮性カバー１５は、絶縁性かつ伸縮性の材料から構成されることが好ましい。伸縮性カバー１５には、例えばエラストマー材料を用いることができ、伸縮性基板１１と共通の樹脂材料を用いてもよい。これにより、第一実施形態は、受信器１の伸縮性基板１１の伸縮性を損なうことなく配線１３を保護することができる。伸縮性カバー１５は、エラストマー系のペーストを伸縮性基板１１及び非伸縮部２１ａに塗布及び乾燥させて作成することができる。このほか、予めシート状に作成された伸縮性カバー１５を、伸縮性基板１１及び非伸縮部２１ａに貼付してもよく、または接着剤を用いて接合してもよい。
伸縮性カバー１５の厚みは特に限定されないが、伸縮性基板１１の伸縮性を妨げないという観点からは、１００μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以下であることがより好ましく、３０μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００２７】
以上説明したように、第一実施形態の受信器１は、薄い伸縮性基板１１上に伸縮性を有する受信アンテナ１２を形成し、受信器１としている。このため、受信器１は、生体Ｓに貼り付けられた後、生体Ｓの動きに合わせて伸縮し、その受信状態を一定に保つことができる。また、伸縮性基板１１及び受信アンテナ１２が伸縮性を有する受信器１は、生体Ｓの動きに合わせて伸縮することによって生体Ｓとの密着性が良好で、生体Ｓ内の発信器２の発信信号を高い感度で受信できると共に、生体Ｓから剥がれ落ち難い。このような第一実施形態の受信器１は、施術を受ける被術者の負荷を小さくし、高い受信感度を得ることができるものである。
【００２８】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態の受信器３を説明する。第二実施形態の受信器３は、受信アンテナ１２の他に送信アンテナ１２１を有し、発信器２から受信した受信信号を無線で外部に送信する点で第一実施形態と相違している。
図４（ａ）は、第二実施形態の受信器３の上面図である。図４（ｂ）は、受信器３を図４（ａ）中の矢線ｂ、ｂの方向に見た断面図である。図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、第二実施形態の受信器３は、第一実施形態の受信器１の構成に加えて、さらに、受信アンテナ１２によって受信された信号の転送に使用される送信アンテナ１２１を含んでいる。
送信アンテナ１２１は、受信アンテナ１２と同様の材料及び同様の方法で伸縮性基板１１１の主面１１１ｃ上に形成されている。主面１１１ｃの裏面を主面１１１ｄとする。伸縮性基板１１１は、伸縮性基板１１と同様の素材で形成されているが、基部と配線基板とを有するものでなく、上面視の全体が略正方形の形状を有する点で第一実施形態の伸縮性基板１１と相違する。送信アンテナ１２１は、耐電圧等、適用される電力の範囲が受信アンテナ１２と相違している。このため、第一実施形態では、受信アンテナ１２と送信アンテナ１２１とを別個に形成している。ただし、受信アンテナ１２は、その設計によっては送信アンテナと併用することができる。
【００２９】
また、図４（ａ）、図４（ｂ）に示した受信器３は、制御回路２５を備えている。制御回路２５は、受信アンテナ１２が受信した受信信号の転送（送信）を制御する１チップマイコン等の小型のＩＣ（Integrated Circuit）である。制御回路２５は、一対の端子２５ａ、２５ａと、他の一対の端子２５ｂ、２５ｂを備えている。第一実施形態では、端子２５ａが受信アンテナ１２の配線１３下に重ねて固定される。また、端子２５ｂが送信アンテナ１２１の配線１３１下に重ねて固定される。配線１３と端子２５ａの固定及び配線１３１と端子２５ｂとの固定は、例えば、導電性を有する高柔軟性の接着材等によって行われる。
第二実施形態においても、伸縮性基板１１１上には伸縮性カバー１１５が形成されていて、伸縮性カバー１１５は受信アンテナ１２及び送信アンテナ１２１を保護している。
【００３０】
以上説明した第二実施形態の受信器３は、受信信号を無線で転送することができるために信号ケーブル２０が不要になる。このような受信器３は、受信器３を使った施術中において被術者が信号ケーブル２０を意識することなく動作できるので、いっそう被術者にかかる負荷を軽減することが可能になる。さらに、第二実施形態の受信器３は、伸縮性基板１１１に信号ケーブル２０の重さが加わることがないために、受信器３を生体Ｓからいっそう剥がれ難くすることができる。
【００３１】
図５（ａ）、図５（ｂ）及び図５（ｃ）は、第二実施形態の他の構成例である受信器４を説明するための図である。受信器４は、受信器３と同様の構成を、伸縮性基板１１１を折りたたんでその両面に形成したものである。
図５（ａ）は製造過程の第二実施形態の受信器４の上面図、図５（ｂ）は受信器４を一方の主面から見た図、図５（ｃ）は、受信器４を図５（ｂ）中に示した矢線ｃ、ｃの方向に見た断面図である。図５（ａ）に示したように、第二実施形態では、先ず、受信アンテナ１２、配線１３、送信アンテナ２２１及び配線２３１を伸縮性基板１１１上に形成する。ここで、図５（ａ）に示すように、受信器４は、送信アンテナ２２１と端子２５ｂとを接続する配線２３１の形状が図４（ａ）と相違している。配線２３１は、送信アンテナ２２１と端子２５ｂとを接続し、かつ、平行に配置される二つの配線部分が互いに交わることがないように形成されている。
【００３２】
図５（ａ）に示した状態の伸縮性基板１１１は、伸縮性基板１１１の中心線Ｌｃを中心にして、主面１１１ｄが内側に入るように山折にされる。伸縮性基板１１１が折り曲げられることにより、伸縮性基板１１１の送信アンテナ２２１及び配線２３１の一部が形成される側は、図５（ｂ）、図５（ｃ）に示すように受信アンテナ１２が形成される側の裏側になる。
以上のように、第二実施形態の受信器４では、受信アンテナ１２と、送信アンテナ２２１とが表裏の関係に配置される。ここで、表裏の関係とは、受信アンテナ１２または送信アンテナ２２１が図５（ｃ）に示した主面１１１ｃの側に形成され、主面１１１ｃ上に形成されていない受信アンテナ１２または送信アンテナ２２１が主面１１１ｄの側に形成されていることを指す。表裏の関係の受信アンテナ１２または送信アンテナ２２１の位置は一方の主面１１１ｃまたは主面１１１ｄから見て重なっていることまでは要求されず、受信アンテナ１２または送信アンテナ２２１が主面１１１ｃ、１１１ｄにおいて互いに別の場所に形成されていてもよい。また、第二実施形態は、受信アンテナ１２または送信アンテナ２２１が一方の主面１１１ｃまたは主面１１１ｄから見て一部重なっていてもよいし、完全に重なっていてもよい。さらに、受信アンテナ１２及び送信アンテナ２２１の一方の一部または全部が他方の外縁の内部にあってもよい。
【００３３】
また、受信器４は、図５（ａ）の状態において伸縮性基板１１１の主面１１１ｃ上を伸縮性カバー１１５が覆っている。このため、図５（ｃ）に示したように、受信器４の表裏は伸縮性カバー１１５によって覆われている。伸縮性カバー１５は、主面１１１ｃ上に形成される単層のシート部材であってもよい。また、伸縮性カバー１５は、制御回路２５が搭載される以前の主面１１１ｃ上に形成される層と、制御回路２５の搭載後、制御回路２５をカバーする層との多層構造であってもよい。制御回路２５をカバーする層としては、例えば、伸縮性のあるエラストマー系のポッティング材が使用できる。
第二実施形態では、受信器４を伸縮性カバー１１５のタック性により生体Ｓに貼り付けてもよい。また、第二実施形態は、伸縮性カバー１１５に粘着層を設ける、ゼリーを塗布する等して受信器４を生体Ｓに貼り付けてもよい。
【００３４】
このような受信器４によれば、受信器３と同様に受信信号を無線で送信することができ、かつ、受信器３よりも貼付面積を小さくすることができる。貼付面積が小さい受信器４は、受信器が貼り付けられていることを被術者にさらに意識させず、施術中に被術者にかかる負荷をいっそう低減することができる。
【００３５】
［第三実施形態］
（受信器）
次に、本発明の第三実施形態の受信器５を説明する。第三実施形態の受信器５では、一つの伸縮性基板１１に複数の受信アンテナが形成されている。
図６及び図７は、受信器５を説明するための図である。図６は、受信器５の上面視を示した図であって、図７は、図６に示した受信器５を生体Ｓに複数貼り付けた状態を示している。図７では、複数の受信器５をそれぞれ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄとして示す。第三実施形態では、受信器５ａから受信器５ｄの各々が有する一つの伸縮性基板１１（図６）に９つの受信アンテナ１２ａから受信アンテナ１２ｉが形成されている。伸縮性基板１１には、伸縮性カバー１５が形成され、受信アンテナ１２ａから受信アンテナ１２ｉ及び配線１３は伸縮性カバー１５によって保護されている。
【００３６】
また、伸縮性基板１１は、第一実施形態と同様に、基部１１ａ及び配線基板１１ｂを含んでいて、配線基板１１ｂの長さは任意である。配線基板１１ｂの一方の端部には端子２１が形成され、受信アンテナ１２ａから受信アンテナ１２ｉの配線１３は、全て端子２１に接続される。
なお、第三実施形態は、このように、受信器５を有線で受信信号を外部に送信する構成としたが、第三実施形態は、このような構成に限定されるものではない。第三実施形態では、受信アンテナ１２ａから受信アンテナ１２ｉを有する受信器５を、第二実施形態のように受信信号を無線で飛ばす構成にすることもできる。また、伸縮性基板の一方の片面に受信アンテナを、他方の片面に送信アンテナを有するように構成することができる。
【００３７】
第三実施形態の受信器５では、受信アンテナ１２ａから受信アンテナ１２ｉが規則的に配置されている。ここでいう規則的とは、例えば、格子状、あるいは千鳥格子状等の、同じパターンが繰り返し表れる配置をいう。また、第三実施形態では、受信アンテナ１２ａから受信アンテナ１２ｉの少なくとも一部の例えば中心点同士の間隔が等しいものとする。
このような受信器５は、複数の受信アンテナ１２ａから受信アンテナ１２ｉを、生体Ｓ上において常に規則的に配置することができる。このため、受信器５は、例えば受信器１よりも受信アンテナ１２ａから受信アンテナ１２ｉを生体Ｓの適正な位置に配置しやすいものとなる。
【００３８】
また、受信器５は、受信器１よりも接着面積が大きいため、受信器１よりも生体Ｓから剥がれ落ち難くなる。このため、第三実施形態は、第一実施形態よりも被術者が動くことによるアンテナの位置ずれが起こり難くなる。
さらに、第三実施形態は、図７に示すように、生体Ｓ上の広い範囲を規則的に配列する受信アンテナ１２ａから受信アンテナ１２ｉで覆うことができる。このような第三実施形態によれば、生体内の送信器をシームレスに検出することができる。
【００３９】
（受信システム）
また、上記したように、複数の受信アンテナ１２ａから受信アンテナ１２ｉが規則的に配置される第三実施形態では、生体Ｓ内の発信器の位置をより高い精度で検出する受信システムを構築することができる。第三実施形態の受信システムは、生体Ｓに貼り付けられて、生体Ｓ内に導入された発信器２が発信する信号を受信する受信システムである。そして、この受信システムは、第三実施形態の受信器５と、受信器５が有する複数の受信アンテナ１２ａから受信アンテナ１２ｉの各々の位置及び受信信号に基づいて、受信器５が受信した受信信号を発信した発信器２の生体Ｓ内における位置を検出する発信器位置検出部を有している。また、第三実施形態では、受信信号が生体Ｓ内を撮影した画像信号である例をあげて受信システムを説明するものとする。
【００４０】
図８は、第三実施形態の発信器位置検出部３２を説明するための機能ブロック図である。発信器位置検出部３２は、メモリ装置３３、受信信号解析部３４及び演算部３５を有している。メモリ装置３３は、前記したように受信信号を記録及び蓄積する。受信信号解析部３４は、受信信号の強度を解析し、強度から受信信号を送受信している発信器２と受信アンテナ１２との距離を決定する。演算部３５は、受信信号解析部３４が決定した距離から受信アンテナ１２に対する発信器２の角度を決定する。距離及び角度は、発信器２の生体Ｓ内における位置情報となる。発信器位置検出部３２によって検出された位置情報は、画像信号である受信信号と共にメモリ装置３３に蓄積される。
以上の機能を有する発信器位置検出部３２は、各処理に必要な図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やワークメモリ等を有している。
【００４１】
図９は、発信器位置検出部３２が実行する演算処理の一例を説明するための図であり、受信器５と、発信器２とを示している。受信器５は受信アンテナ１２ａから受信アンテナ１２ｉを有している。生体Ｓ内を撮影して画像信号を送信する発信器２は、図示しないカメラや送信部を備えるカプセル内視鏡である。このようなカプセル内視鏡は公知であるので、これ以上の説明を省くものとする。第三実施形態は、一つの発信器２が送信した信号を受信した複数の受信アンテナの位置（中心点）と、受信アンテナごとの受信信号の強度とを使って発信器２の位置を求めている。
図中に示した直線ｄα１、ｄα２、ｄβ１、ｄβ２は、いずれも発信器２の位置（あるいは発信器２における所定の位置）と円環状の受信アンテナ１２ａ、１２ｂ、１２ｅ、１２ｈの中心点とを結ぶ直線である。直線Ｌαは受信アンテナ１２ａの中心点と受信アンテナ１２ｈの中心点とを結ぶ直線である。直線Ｌβは受信アンテナ１２ｂの中心点と受信アンテナ１２ｅの中心点とを結ぶ直線である。
【００４２】
具体的には、例えば、受信アンテナ１２ｂ、１２ｅ、１２ｇ、１２ｈが有意な受信信号を受信した場合、受信信号解析部３４では、その信号強度を受信アンテナ１２ｂと発信器２、受信アンテナ１２ｅと発信器２、受信アンテナ１２ｇと発信器２、受信アンテナ１２ｈと発信器２との距離に変換する。変換の処理は、例えば、受信信号の強度が高い方が発信器２と受信アンテナとの距離が近く、受信信号の強度が低い方が発信器２と受信アンテナとの距離が遠いものとして行われる。信号の強度は、生体Ｓの骨、脂肪及び筋肉といった組織によっても変化する。ただし、第三実施形態では、受信アンテナが一つの伸縮性基板１１において比較的近接して配置されている。このため、第三実施形態では、一つの伸縮性基板１１上の複数の受信アンテナが概ね同じ体組織を通って送信されてきた信号を受信すると考えられる。
第三実施形態では、以上の処理によって直線ｄｂ、ｄｅ、ｄｇ、ｄｈの長さが決定する。発信器２は、直線ｄｂを半径とする球Ｂの表面、直線ｄｅを半径とする球Ｅの表面、直線ｄｇを半径とする球Ｇの表面及び直線ｄｈを半径とする球Ｈの表面の交点に位置すると考えられる。
【００４３】
図１０は、図９に示した球Ｂ、Ｅ、Ｇ、Ｈの表面を破線で示し、二つの球の表面の連続する交点によって形成される線（以下、「交差円」と記す）を実線で示した図である。図１０では、例えば球Ｂの表面と球Ｅの表面との交差円をＢ・Ｅで示す。また、球Ｂの表面と球Ｇの表面との交差円をＢ・Ｇ、球Ｂの表面と球Ｈの表面との交差円をＢ・Ｈ、球Ｅの表面と球Ｇの表面との交差円をＥ・Ｇ、球Ｅの表面と球Ｈの表面との交差円をＥ・Ｈ、球Ｇの表面と球Ｈの表面との交差円をＧ・Ｈ、と記す。発信器２は、交差円上のいずれかの位置にあることになり、二つの受信アンテナの受信信号のみからは発信器２の位置を特定することができない。
次に、交差円Ｅ・Ｇと球Ｂの表面との交点について考えると、交差円Ｅ・Ｇと球Ｂの表面とは点ｐ１、ｐ２において交差する。つまり、第三実施形態では、三つの受信アンテナの受信信号から発信器２の位置を二点にまで絞り込むことができる。さらに、点ｐ１、点ｐ２と球Ｈの関係に着目すると、球Ｈの表面上に点ｐ２があることが分かる。このことから、第三実施形態の演算部３５は、四つの受信アンテナの受信信号を使い、四つの受信アンテナと発信器２との距離を決定する。そして、各受信アンテナの中心位置を中心とし、かつ、半径が上記距離の４つの球の表面の交点を演算によって求めることにより、発信器２の位置を特定している。
【００４４】
以上説明したように、第三実施形態は、生体Ｓ内における発信器２の位置を三次元的に特定することができる。そして、受信アンテナ１２ａから受信アンテナ１２ｈの位置決めの精度を高めることにより、特定される発信器２の位置の精度を高めることができる。このような第三実施形態において、複数の受信アンテナ１２ａから受信アンテナ１２ｉを高精度に位置決めできる受信器５は、発信器２の位置を三次元的に検出することに有効である。
【００４５】
また、第三実施形態は、より多くの受信アンテナを使って同時に発信器２の位置を検出することにより、発信器２の位置検出精度をいっそう高めることができる。
発信器位置検出部３２によって検出された発信器２の位置は、例えば、位置検出に用いられた受信信号が示す画像に対応付けてメモリ装置３３に保存するようにしてもよい。このようにすれば、第三実施形態は、発信器２の位置とその位置において撮影された生体Ｓ内の画像とを対応付けて保存しておくことができる。したがって、第三実施形態は、生体Ｓ内の状態を目視することができるばかりでなく、その状態にある位置を三次元的に特定することができる。
【００４６】
上記実施形態および実施例は以下の技術思想を包含するものである。
＜１＞生体に貼り付けられて、前記生体内に導入された発信器が発信する信号を受信する受信器であって、伸縮性を有する伸縮性基板と、前記伸縮性基板の主面に形成され、前記伸縮性基板と共に伸縮し、かつ前記発信器から発信された前記信号を受信する第一アンテナと、を含む、受信器。
＜２＞さらに、前記第一アンテナによって受信された前記信号の転送に使用される第二アンテナを含む、＜１＞の受信器。
＜３＞前記第一アンテナと、前記第二アンテナとが表裏の関係に配置される、＜２＞の受信器。
＜４＞  前記第一アンテナが、一つの前記伸縮性基板に複数形成されている、＜１＞から＜３＞のいずれか一つの受信器。
＜５＞複数の前記第一アンテナが、規則的に配置されている、＜４＞の受信器。
＜６＞  生体に貼り付けられて、前記生体内に導入された発信器が発信する信号を受信する受信システムであって、＜４＞または＜５＞の受信器と、前記受信器が有する複数の第一アンテナの各々の位置及び受信信号に基づいて、前記受信器が受信した信号を発信した発信器の前記生体内における位置を検出する発信器位置検出部と、を含む、受信システム。
【符号の説明】
【００４７】
１、３、４、５・・・受信器
２・・・発信器
１１、１１１、１１２・・・伸縮性基板
１１ａ、１１２ａ・・・基部
１１ｂ・・・配線基板
１１ｃ、１１ｄ、１１１ｃ・・・主面
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ、１２ｇ、１２ｈ、１２ｉ、１２２・・・受信アンテナ
１３、１３１、１３３、２３１・・・配線
１５、１１５・・・伸縮性カバー
２０・・・信号ケーブル
２１、２５ａ、２５ｂ・・・端子
２１ａ・・・非伸縮部
２２・・・コネクタ
２５・・・制御回路
３０・・・コントローラ
３１・・・ベルト
３２・・・発信器位置検出部
３３・・・メモリ装置
３４・・・受信信号解析部
３５・・・演算部
１１８・・・絶縁カバー
１２１、２２１・・・送信アンテナ
１２２ａ、１２３ａ、１２３ｂ、１３３ａ・・・端部
１２３・・・接続用配線部
１２３ｃ・・・配線部分
Ｓ・・・生体
【図１】
2019041986.tif 000003
【図２】
2019041986.tif 000004
【図３】
2019041986.tif 000005
【図４】
2019041986.tif 000006
【図５】
2019041986.tif 000007
【図６】
2019041986.tif 000008
【図７】
2019041986.tif 000009
【図８】
2019041986.tif 000010
【図９】
2019041986.tif 000011
【図１０】
2019041986.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成30年6月18日(2018.6.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
（端子）
図２に示したように、受信器１は、配線基板１１ｂの一方の端部に端子２１を備えている。端子２１は、カーボンペースト等の耐摩耗性かつ導電性の被膜を積層して作成することができる。第一実施形態では、端子２１に金めっきが施されている。
なお、第一実施形態の端子２１のめっきは、金を材料とするものに限定されるものでなく、例えば、錫（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）及びはんだ材料であってもよい。
端子２１は前記したようにカーボンペースト製で高い硬度を有している。このような端子２１の下に柔らかい金属でなる配線１３を設けると、端子２１が割れやすくなることが公知である。このため、第一実施形態では、配線１３が端子２１に乗り上げるようにして重なって、端子２１が欠損することを抑えている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
図９は、発信器位置検出部３２が実行する演算処理の一例を説明するための図であり、受信器５と、発信器２とを示している。受信器５は受信アンテナ１２ａから受信アンテナ１２ｉを有している。生体Ｓ内を撮影して画像信号を送信する発信器２は、図示しないカメラや送信部を備えるカプセル内視鏡である。このようなカプセル内視鏡は公知であるので、これ以上の説明を省くものとする。第三実施形態は、一つの発信器２が送信した信号を受信した複数の受信アンテナの位置（中心点）と、受信アンテナごとの受信信号の強度とを使って発信器２の位置を求めている。
図中に示した直線ｄｂ、ｄｅ、ｄｇ、ｄｈは、いずれも発信器２の位置（あるいは発信器２における所定の位置）と円環状の受信アンテナ１２ｂ、１２ｅ、１２ｇ、１２ｈの中心点とを結ぶ直線である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2019041986.tif 000013