(57)【要約】【課題】検査中は患者の口、鼻等は何ら拘束されず患者の負担を軽減できるカプセル内視鏡を提供することにある。【解決手段】体腔内に挿入され、体内の観察を行うカプセル内視鏡であって、体内を照明するための照明ランプ１７と、前記体内を観察するための固体撮像素子１５と、前記固体撮像素子１５で得られた信号を映像信号とする映像信号合成回路１８と、前記映像信号合成回路１８により得られた映像信号を体内から体外へ送信し、体外から制御信号を受信して前記照明ランプ１７の点滅や前記固定撮像素子１５の駆動制御が可能に設けられたテレメトリー回路２０とを備えたことを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
体腔内に挿入され、体内の観察を行うカプセル内視鏡であって、
　体内を照明するための照明ランプと、
　前記体内を観察するための固体撮像素子と、
　前記固体撮像素子で得られた信号を映像信号とする映像信号合成回路と、
　前記映像信号合成回路により得られた映像信号を体内から体外へ送信し、体外から制御信号を受信して前記照明ランプの点滅や前記固定撮像素子の駆動制御が可能に設けられたテレメトリー回路と
　を備えたことを特徴とするカプセル内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　この発明は、小腸や大腸等の体腔内に挿入され、体内の観察・診断を行うカプセル内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
　従来、小腸内を検査する内視鏡としてゾンデ式スコープが知られている。ゾンデ式スコープは、スコープ先端に設けたバルーン内に注水することにより膨張させ、小腸の蠕動運動により、バルーンを前進させスコープを挿入するものである。しかしながら、小腸ゾンデ式スコープは、小腸の蠕動運動に依存しているため、進行速度が遅く検査時間が非常に長くなる欠点がある。
【０００３】
　そこで、前述のような問題を解決するために、超音波内視鏡が開発された。この超音波内視鏡は、第１のバルーンと第２のバルーンの間に蛇腹状伸縮部材を設け、流体圧により体腔内を自走することができるように構成したものである（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
　すなわち、この超音波内視鏡は、第１、第２のバルーンを流体圧により体腔の管壁方向に交互に膨張、収縮させるとともに蛇腹状伸縮部材を流体圧により軸方向に伸縮させて体腔内を自走しながら超音波検査を行うことができる。
【特許文献１】特開平６−６３０４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
　しかしながら、特許文献１は、第１、第２のバルーンおよび蛇腹状伸縮部材に対して流体を供給・排出するための流体チューブが必要となり、経鼻的または経口的にスコープを挿入し、流体チューブは体外の流体供給源に接続されている。
【０００６】
　したがって、検査時間中、患者の鼻または口から出ている流体チューブを患者自身が保持していなければならず行動が制限されてしまうなど患者の負担は、なお大きいものがある。
【０００７】
　この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、患者が検査により拘束されることがないカプセル内視鏡を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
　この発明は、前記目的を達成するために、体腔内に挿入され、体内の観察を行うカプセル内視鏡であって、体内を照明するための照明ランプと、前記体内を観察するための固体撮像素子と、前記固体撮像素子で得られた信号を映像信号とする映像信号合成回路と、前記映像信号合成回路により得られた映像信号を体内から体外へ送信し、体外から制御信号を受信して前記照明ランプの点滅や前記固定撮像素子の駆動制御が可能に設けられたテレメトリー回路とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
　この発明によれば、検査中は患者の口、鼻等は何ら拘束されず患者の負担を軽減できる。また、固体撮像素子で得られた信号を映像信号として体内から体外へ送信し、体外で照明ランプの点滅や固定撮像素子の駆動制御が可能となるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
　以下、この発明の各実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
　図１〜図４は第１の実施形態を示し、図１は、カプセル内視鏡１を体腔内、例えば胃Ａに挿入した状態を示す。カプセル内視鏡１は、撮像手段としての自走部２、ポンプ部３、制御部４及び電源部５からなり、それぞれが可撓性ケーブル６により接続されている。
【００１２】
　図２に示すように、前記自走部２の先端面には管腔内を観察すべく、照明レンズ７及び対物レンズ８が設けられている。自走部２は、前部のバルーン２ａと、このバルーン２ａに伸縮部材である蛇腹９を介して連結された後部のバルーン２ｂとを有しており、バルーン２ａ，２ｂは径方向に膨張可能である。
【００１３】
　前記自走部２と前記ポンプ部３とを接続する可撓性ケーブル６には伸縮自在なコイル部１０を有している。また、ポンプ部３には十二指腸Ｂ等の管壁に固定するための固定手段としての固定用のバルーン２ｃが設けられている。
【００１４】
　図３は、カプセル内視鏡１の内部構成を示すブロック図であり、自走部２は、バルーン２ａ、バルーン２ｂ及び蛇腹９からなる蛇腹状伸縮自走装置である。バルーン２ａ、バルーン２ｂ及び蛇腹９のそれぞれにはエアー管路１１が接続され、ポンプ部３に設けられたバルブ１２に接続されている。バルブ１２はポンプ１３に接続されエアーが供給されている。
【００１５】
　さらに、バルブ１２にはポンプ部３に設けられたバルーン２ｃにもエアーを供給すべくエアー管路１１が接続されている。ポンプ１３は制御部４に設けられたポンプ駆動回路１４により駆動される。
【００１６】
　一方、撮像手段としての自走部２には、固体撮像素子としてのＣＣＤ１５，ＣＣＤ１５を駆動する駆動回路１６及び管腔内を照明する照明ランプ１７が設けられている。ＣＣＤ１５で得られた信号は制御部４に設けられた映像信号合成回路１８により映像信号となる。同じく制御部４には照明ランプ１７を動作させるランプ駆動回路１９が設けられている。
【００１７】
　また、制御部４にはテレメトリー回路２０が設けられ映像信号や自走部２、照明ランプ１７、ＣＣＤ１５等の制御信号の伝送ができるようになっている。また、電源部５内には自走部２等を駆動するための電気エネルギーを供給するバッテリー２１が設けられている。
【００１８】
　次に、前述のように構成されたカプセル内視鏡１の作用について説明する。
【００１９】
　カプセル内視鏡１を患者が飲み込んだ後、通常の内視鏡を胃Ａの内部へ挿入し、その内視鏡のチャンネルより把持鉗子を突出させ、自走部２を把持して十二指腸Ｂへ挿入する。この時、胃Ａの内部に残されたポンプ部３のバルーン２ｃを拡張させる。ポンプ１３により供給されるエアーをバルブ１２によりバルーン２ｃへ供給することにより径方向に膨張して胃壁をグリップして固定される。
【００２０】
　ポンプ部３を胃壁に固定した後、体外より信号を伝送し、テレメトリー回路２０で受信後、ポンプ駆動回路１４により自走部２のバルーン２ａ、バルーン２ｂ及び蛇腹９を駆動させる。
【００２１】
　図４（ａ）に示すように、まず、バルーン２ｂにエアーを供給して腸壁をグリップさせる。次に、蛇腹９にエアーを供給すると、軸方向に伸びる。さらに、同図（ｂ）に示すように、バルーン２ａを膨張させた後にバルーン２ｂを縮ませ、蛇腹９も収縮させる。この動作を繰り返すことにより自走部２は十二指腸Ｂを経て小腸の内部を前進する。
【００２２】
　検査は抜去時に行うものとする。再度、通常の内視鏡を胃Ａの内部へ挿入し、把持鉗子によりカプセル内視鏡１の一部を把持し、ポンプ部３のバルーン２ｃを収縮させて抜去する。ポンプ部３、制御部４、バッテリー部５を口から抜去した後は、術者がカプセル内視鏡１を手で引っ張り自走部２を抜去する。この時に小腸内を観察し、病変部の有無観察を行う。小腸内は複雑に屈曲していることから抜去時に引っ掛かりが生じ一気に抜け出ることがあるが、この時には再度、自走部２を動作させて前進させて観察することができる。
【００２３】
　テレメトリー回路２０では、撮像手段により得られた映像信号を体内から体外へ送信したり、体外からの制御信号を受信して自走部２の動作を制御したり照明ランプ１７の点滅やＣＣＤ１５の駆動制御を体外から行えるようにしている。
【００２４】
　この第１の実施形態によれば、次のような効果が得られる。
【００２５】
（１）自走検査中は、患者の口、鼻等は何ら拘束されず患者の負担を軽減することができる。
【００２６】
（２）カプセル内視鏡を複数のカプセル（ユニット）に分割することにより、サイズを小型化できるので挿入が容易となり、患者の苦痛も低減する。
【００２７】
（３）自走部のみを小腸内へ挿入し、その他の部分を胃内へ残す構成としたことから自走部にかかる負荷を低減できる。よって推進力が小さくてすむ。自走速度が速くなり検査時間が短縮できる。電力消費を少なくできる。
【００２８】
（４）抜去時のみ観察のため、ＣＣＤを駆動し、また、抜去時は自走させなくてよいことから消費電力が減らせる。また、バッテリーの小型化ができる。
【００２９】
　図５は、第２の実施形態を示す。この実施形態は、先端の撮像手段の自走部２をなくして通常のゾンデ式小腸スコープの先端と同様に、ゾンデ式カプセル２２を設けると共に、撮像手段にバルーン２ｃのみを設けた簡単な構成とした。これによりポンプ１３も不用となり全体として小型・軽量化が図れる。
【００３０】
　この実施形態では、自走手段がないため、小腸の蠕動運動のみを用いて小腸内に挿入し、検査は第１の実施形態と同様に抜去時に行う。
【００３１】
　この実施形態によれば、第１の実施形態の（１），（２）と同様な効果が得られるとともに、構成が簡単になるという効果がある。
【００３２】
　なお、撮像手段として、ＣＣＤの代わりに超音波振動子や核磁気共鳴用のコイルとして断層像を得るようにしてもよい。この時には照明ランプが不要となり消費電力は大幅に低減できる。また、断層像を得ることにより、深部の病変部位を見つけることも可能となる。
【００３３】
　図６〜図８は第３の実施形態を示す。この実施形態は、大腸の検査に用いた例であり、第１の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。
【００３４】
　図７に示すように、カプセル内視鏡３０は、撮像部３１、固定部３２、制御部３３、電源部５からなり、それぞれがケーブル６により接続されている。撮像部３１には、ＣＣＤ１５、このＣＣＤ１５を駆動する駆動回路１６及び管腔内を照明する照明ランプ１７が設けられている。さらに、撮像部３１には重力方向を検出する重力センサ３４が設けられている。
【００３５】
　図８に示すように、前記固定部３２には、径方向に膨張するバルーン３５及び撮像部３１と固定部３２を接続しているケーブル６を巻き取るケーブル巻回手段２６及びその駆動源としてモータ３７が設けられている。
【００３６】
　また、制御部３３には、第１の実施形態と同様に映像信号合成回路１８、ランプ駆動回路１９及びテレメトリー回路２０が設けられている。さらに、モータ駆動回路３８が設けられている。また、映像信号を記録するフレームメモリ３９が設けられている。
【００３７】
　一方、体外にはテレメトリー受信回路４０が設けられ、これは前記重力センサ３４からの信号を受信し、ベッド駆動回路４１によりベッド４２の姿勢を制御するように構成されている。
【００３８】
　すなわち、ベッド４２は、図９の変形例１に示すように、フレーム４３に対してベッド駆動部４４を介して支持されており、ベッド４２は前後方向および左右方向に傾倒自在であり、患者Ｘの体位を任意の方向に変更できるようになっている。さらに、ベッド４２にはカプセル内視鏡３０からの信号を受信する受信回路４５が設けられ、この受信回路４５は、撮像部３１により得られる内視鏡像と重力センサ３４により得られる重力方向が入力されるようになっている。
【００３９】
　内視鏡像は画像処理部４６を介して演算部４７に入力され、重力センサ３４による重力方向は重力方向検出部４８を介して演算部４７に入力され、演算部４７は、内視鏡像と重力方向からベッド４２の姿勢を算出し、ベッド駆動制御部４９によって前記ベッド駆動部４４を駆動してベッド４２を前後方向および左右方向に傾倒するようになっている。
【００４０】
　次に、前述のように構成されたカプセル内視鏡３０の作用について説明する。図６（ａ）に示すように、肛門から挿入されたカプセル内視鏡３０は固定部３２が直腸壁に固定される。このとき、固定用のバルーン３５よりも前方に生食水を十分に注入しておく。ここで、撮像部３１には錘（図示しない）が設けられており、重力方向に向かって撮像部３１が移動していく。
【００４１】
　そして、撮像部３１により得られる内視鏡像と重力方向のデータよりベッド４２の姿勢を制御する。例えば、内視鏡像で、左方向が管腔で、重力方向が下方向であれば、ベッド４２を横方向に傾倒し、重力方向と管腔方向とを一致させる。すなわち、同図（ｂ）のように、ベッド駆動制御部４９によって前記ベッド駆動部４４を駆動してベッド４２を前後方向および左右方向に傾倒することにより、患者体位を変更し、Ｓ字状結腸を通過させる。さらに、体位を制御して同図（ｃ），（ｄ）のように横行結腸、上行結腸へと挿入していく。挿入しながら内視鏡像をフレームメモリ３９に記録しておく。
【００４２】
　この実施形態によれば、次にような効果が得られる。
【００４３】
（１）重力を利用して挿入することから装置が簡単にできる。
【００４４】
（２）ケーブル巻回手段を設けたことにより、抜去が容易になり術者の手間が省ける。
【００４５】
（３）メモリを内蔵としたことにより記録が残せる。また、後でゆっくり観察ができる。
【００４６】
（４）自動的に挿入できるので大腸の集団検診等にも利用でき、術者が少なくても同時に検査が可能である。
【００４７】
　なお、本実施形態では重力を利用したが、第１の実施形態と同様に自走手段を設けてもよい。この場合、大腸はもちろん、小腸までも挿入することも可能である。この結果として、小腸に閉塞があり、回腸末端を観察したい場合に有効である。また、装置全体が腸内に入っていることから患者を拘束する度合いが低く患者の負担を軽減できる。
【００４８】
　図１０は、第３の実施形態の変形例２を示し、Ｘ線像によってカプセル内視鏡３０の進行方向を検出するようにしたものである。すなわち、ベッド４２の上方にはＸ線装置５０が設けられ、このＸ線装置５０からの画像信号はＸ線画像処理部５１を介して前記演算部４７に入力されるようになっている。
【００４９】
　図１１は、円筒状圧電素子５２を備えたカプセル内視鏡５３を示し、カプセル内視鏡５３の前端部には対物レンズ５４が設けられ、この対物レンズ５４に対向してＣＣＤ５５が設けられている。ＣＣＤ５５はプロセル回路５６を介して発信回路５７に接続され、この発信回路５７には重力センサ５８から重力方向が入力されている。このカプセル内視鏡５３によれば、円筒状圧電素子５２によってカプセル内視鏡５３に加振させて管腔への挿入性を向上させることができる。
【００５０】
　なお、ベッド４２に圧電素子等の加振手段を設けてもよく、ベッド駆動部４４に集束強力超音波発生手段を設けてカプセル内視鏡５３を加振させてもよい。
【００５１】
　図１２は、管腔内を自走する走行装置の開示例１を示すもので、前部部材６１と後部部材６２とは外圧型の伸縮自在なベローズ６３によって連結されている。前部部材６１と後部部材６２には後方に折曲した脚６１ａ，６２ａが設けられ、後部部材６２にはバッテリー６４が設けられている。
【００５２】
　前記ベローズ６３の内部にはファイバー状のメカノケミカル６５と電解質溶液６６が充填されている。メカノケミカル６５の両端には電極６７が設けられ、通電可能になっており、通電方向を切り替えることで、伸長・収縮が可能に構成されている。
【００５３】
　さらに、前部部材６１には後方に突出する２つの電極板６８ａ，６８ｂが並設され、後部部材６２には前方に突出し、前記２つの電極板６８ａ，６８ｂ間に介入されるマグネットからなる接触板６９が設けられ、スイッチ７０を構成している。
【００５４】
　この場合、図１３（ａ）に示すように、バッテリー６４を２個を用い、スイッチ７０を１個にしてもよく、同図（ｂ）に示すように、バッテリー６４を１個とし、スイッチ７０を２個にして切り替えるようにしてもよい。
【００５５】
　次に、このように構成された走行装置の作用について説明する。図１２（ａ）に示すように、初期状態ではベローズ６３が伸長しており、接触板６９は下方の電極板６８ｂに接触してメカノケミカル６５は収縮する方向に通電される。
【００５６】
　したがって、同図（ｂ）に示すように、メカノケミカル６５は収縮し、ベローズ６３は収縮する。このとき、接触板６９は下方の電極板６８ｂをスライドしていくが、一定距離以上進むと、下方の電極板６８ｂから離れ、磁気力によって上方の電極板６８ａに接触する。
【００５７】
　これによって通電方向が切り替わり、同図（ｃ）に示すように、メカノケミカル６５は伸長を始める。したがって、ベローズ６３は伸長する。このとき、接触板６９は上方の電極板６８ａをスライドしていくが、一定距離以上進むと、上方の電極板６８ａから離れ、磁気力によって下方の電極板６８ｂに接触し、同図　（ａ）に戻る。このような作用を繰り返すことにより、走行装置は、脚６１ａ，６２ａによって管腔の内壁を蹴りながら前進する。
【００５８】
　なお、前記メカノケミカル６５の代わりに液晶アクチュエータデバイスを用いてもよく、また、図１４に示すように、後部部材６２にケーブル７１を接続し、ケーブル７１の先端のメインスイッチ７２によって走行・停止・装置の回収を行うように構成してもよい。
【００５９】
　この実施形態によれば、前部部材６１、後部部材６２の駆動部自身の動きによってスイッチング制御されるため、制御機構が簡略化できるという効果がある。
【００６０】
　図１４は、管腔内を自走する走行装置の開示例２を示すもので、前部部材７３と後部部材７４とは内圧型の伸縮自在なベローズ７５によって連結されている。前部部材７３と後部部材７４には後方に傾斜した斜毛脚７３ａ，７４ａが設けられ、後部部材７４にはバッテリー７６が設けられている。
【００６１】
　前記ベローズ７５の内部にはバッテリー７６により通電可能であるとともに、伸長方向に記憶されたＳＭＡ（形状記憶合金：shape memory alloy）スプリング７７が設けられ、この端部は前部部材７３と後部部材７４に連結されている。さらに、ベローズ７５の山状部の互いに対向する側面には接離自在なスイッチ７８が設けられている。
【００６２】
　次に、このように構成された走行装置の作用について説明する。図１５（ａ）に示すように、スイッチ７８は接触しているため、ＳＭＡスプリング７７は通電加熱され、ＳＭＡスプリング７７は通電加熱されるため、ＳＭＡスプリング７７が変態点温度以上になると、同図（ｂ）に示すように、ＳＭＡスプリング７７は伸長し、ベローズ７５も伸長する。
【００６３】
　したがって、前部部材７３が前方に進み、ベローズ７５が伸長することにより、スイッチ７８が離れてＳＭＡスプリング７７は断電され、ＳＭＡスプリング７７は次第に冷却される。ＳＭＡスプリング７７が変態点温度以下になると、同図　（ｃ）に示すように、ベローズ７５の収縮方向に作用するばね力によってＳＭＡスプリング７７が収縮する。したがって、後部部材７４が前方に進み、同図（ａ）に戻む。このような作用を繰り返すことにより、走行装置は、斜毛脚７３ａ，７４ａによって管腔の内壁を蹴りながら前進する。
【００６４】
　なお、図１６に示すように、走行装置に内視鏡７９を搭載することにより、管腔内を観察しながら自走でき、内視鏡７９に代わって前部部材７３にＣＣＤを搭載してもよい。また、ベローズ７５に設けたスイッチ７８に代わってベローズ７５の外部に収縮時に接し、伸長時に離れるスイッチ８０を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】この発明の第１の実施形態を示し、カプセル内視鏡を体腔内に挿入した状態図。
【図２】同実施形態のカプセル内視鏡の側面図および正面図。
【図３】同実施形態のカプセル内視鏡の構成を示すブロック図。
【図４】同実施形態の作用説明図。
【図５】この発明の第２の実施形態を示し、カプセル内視鏡を体腔内に挿入した状態図。
【図６】この発明の第３の実施形態を示し、カプセル内視鏡を体腔内に挿入した状態図。
【図７】同実施形態のカプセル内視鏡の側面図および正面図。
【図８】同実施形態のカプセル内視鏡の構成を示すブロック図。
【図９】同実施形態の変形例１を示す全体の構成図。
【図１０】同実施形態の変形例２を示す全体の構成図。
【図１１】同変形例のカプセル内視鏡の縦断側面図。
【図１２】走行装置の開示例１の縦断側面図。
【図１３】同開示例の回路図。
【図１４】走行装置の開示例１の変形例を示す縦断側面図。
【図１５】走行装置の開示例２の縦断側面図。
【図１６】走行装置の開示例２の変形例を示す縦断側面図。
【符号の説明】
【００６６】
１…カプセル内視鏡、１５…ＣＣＤ（固体撮像素子）、１７…照明ランプ、１８…映像信号合成回路、２０…テレメトリー回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2004073887.tif 000013
【図１２】
2004073887.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2004073887.tif 000016
【図１５】
2004073887.tif 000017
【図１６】
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