(57)【要約】      （修正有）【課題】カプセル内にバッテリを配設することなく、体内通過中、発電手段が供給する電力によって、超音波観測を継続して行える超音波診断用カプセルを提供すること。【解決手段】超音波カプセル１の内部には超音波振動子１１及び駆動モータ１７を有する超音波ユニット１０、コイル６１を巻回したステータ６２とこのコイル６１の近傍で回転するロータ６４とで構成された発電部６、制御部７及びロータ６４を回転させる動力部９が設けられている。動力部９は、機械式時計のムーブメントの仕組みを採用したものであり、香箱車２０、輪列３０及び調速機構部４０で構成され、ロータ６４が、ゼンマイ２２の復元力によって所定時間の間、所定の回転数で回転されることによって、充電ユニット６５にエネルギーが蓄えられ、駆動モータ１７及び制御部７に供給される。したがって、カプセル５を飲み込んで肛門から排出されるまでの間、超音波断層像の取得を行える。【選択図】図２
2005130947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カプセル内に、超音波を送受波する超音波振動子と、電力を供給する発電手段と、この発電手段から供給される電力によって駆動される駆動モータ及び前記超音波振動子を制御する制御部とを具備する超音波診断用カプセルであって、
前記発電手段は、
コイルを巻回して構成したステータと、
このステータのコイル近傍に回転自在に配置される永久磁石を備えたロータと、
このロータを回転させる機械式回転動力部と、
を具備することを特徴とする超音波診断用カプセル。
【請求項２】
カプセル内に、超音波を送受波する超音波振動子と、電力を供給する発電手段と、この発電手段から供給される電力によって駆動される駆動モータ及び前記超音波振動子を制御する制御部とを具備する超音波診断用カプセルであって、
前記発電手段は、カプセルの外表面に配設され、このカプセルが体腔壁に接触したときの接触圧によって発電を行うピエゾ素子であることを特徴とする超音波診断用カプセル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カプセル内に配設された超音波振動子を回転させて超音波断層画像を取得する超音波診断用カプセルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、体外又は体内から生体組織へ観測用超音波信号を送信し、この生体組織からの反射信号であるエコー信号を受信して診断用の超音波断層画像を構築して診断を行う超音波診断装置が利用されている。
【０００３】
また、近年では、医療用に構成したカプセルを体腔内に送り込んで、体腔内の病変部の情報を収集したり、薬液を投与して処置等を行えるカプセル内視鏡が提案されている。
【０００４】
そして、超音波観察の分野においても、超音波プローブ等が到達困難な小腸にカプセルを送り込んで、診断或いは生体組織の採取、薬液の投与等を行える超音波診断医用カプセルが期待されている。
【０００５】
例えば、特開平０９−１３５８３２号公報には超音波診断医用カプセル（以下、超音波カプセルと略記する）が示されている。この超音波カプセルではカプセル内に配置されている超音波モータによって超音波振動子を回転させて超音波ビームを長手軸方向（挿入方向）に対して直交する方向であるラジアル方向に出射して断層像を得る構成になっている。
【０００６】
超音波カプセルにおいては、カプセルの内部に超音波振動子を備えた超音波ユニット、制御部及び無線送受信部等が設けられており、前記超音波振動子の周囲には水、流動パラフィン等の超音波伝達媒体が封入される。
【０００７】
前記超音波ユニットは、超音波振動子が配置される振動子固定部材と、この振動子固定部材を支持する軸部を有する駆動モータと、この駆動モータの回転を検出するエンコーダと、超音波振動子が受信したエコー信号が図示しないブラシを介して伝達されるスリップリングとで主に構成される。
【０００８】
前記無線送受信部は、前記制御部によって制御され、例えば前記スリップリング及び前記エンコーダの信号を無線方式で図示しない超音波観測装置に送信する。
【特許文献１】特開平０９−１３５８３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した超音波カプセルでは駆動モータ、制御部、無線送受信部等の電力源をこのカプセル内に搭載したバッテリとしている。このバッテリをカプセル内に搭載した超音波カプセルでは体内通過時間中（一般的に、カプセルを口から飲み込んで、肛門から排出されるまで８時間以上かかるとされている）超音波振動子が回転駆動し続けることを保証する必要がある。
【００１０】
そのため、カプセル内に容量の大きなバッテリを搭載することになるが、一般的に、バッテリの容量を大きくすると、バッテリの形状も大きくなってしまう。このことによって、カプセルが大型化するという不具合が生じる。そして、このカプセルの大型化を防止するため、形状の小さなバッテリをカプセルに搭載すると、容量不足によって、観察目的部位の１つである小腸に到達する以前にバッテリー切れという不具合が発生するおそれがある。
【００１１】
これらバッテリによる不具合を解消するため、例えばカプセルにコイルを設け、体外からカプセルに向けて電磁波を出射させることによって電磁誘導による発電を行う電力供給部を設け、前記駆動モータ等に電力を供給するように構成したカプセル内視鏡等の構成例も示されている。しかし、この電磁誘導による発電では生体での電磁波の減衰により、所望の電力を得ることが難しいという問題がある。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、カプセル内にバッテリを配設することなく、体内通過中、発電手段が供給する電力によって、超音波観測を継続して行える超音波診断用カプセルを提供することを目的にしている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の超音波診断用カプセルは、カプセル内に、超音波を送受波する超音波振動子と、電力を供給する発電手段と、この発電手段から供給される電力によって駆動される駆動モータ及び前記超音波振動子を制御する制御部とを具備する超音波診断用カプセルであって、
前記発電手段は、コイルを巻回して構成したステータと、このステータのコイル近傍に回転自在に配置される永久磁石を備えたロータと、このロータを回転させる機械式回転動力部とを具備している。
【００１４】
また、カプセル内に、超音波を送受波する超音波振動子と、電力を供給する発電手段と、この発電手段から供給される電力によって駆動される駆動モータ及び前記超音波振動子を制御する制御部とを具備する超音波診断用カプセルであって、
前記発電手段は、カプセルの外表面に配設され、このカプセルが体腔壁に接触したときの接触圧によって発電を行うピエゾ素子である。
【００１５】
この構成によれば、
コイルを巻回して構成したステータと、このステータのコイル近傍に回転自在に配置される永久磁石を備えたロータと、機械式回転動力部の動力によってロータがステータのコイル近傍で回転されることによって、カプセルを飲み込んでから排出されるまでの間、超音波観測を行うための電力が供給される。
【００１６】
また、カプセルを飲み込んでから排出されるまでの間、ピエゾ素子が体腔壁に接触することによって供給される電力によって超音波観測を行えるとともに、ピエゾ素子をカプセルの外表面に設けたことによってカプセル内の空間の有効利用を図れる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、カプセル内にバッテリを配設することなく、体内通過中、発電手段が供給する電力によって、超音波観測を継続して行える超音波診断用カプセルを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。  
図１ないし図６は本発明の一実施形態に係り、図１は超音波カプセルの構成を説明する図、図２は機械式回転動力部及び発電部の構成を説明する図、図３は機械式回転動力部の概略構成及び調速機構部を説明する模式図、図４は機械式回転動力部の他の構成を説明する模式図、図５はカプセルの外表面にピエゾ素子を貼付した超音波カプセルを説明する図、図６はピエゾ素子−と充電ユニットと駆動モータと制御部との関係を説明する図である。
【００１９】
なお、図２（ａ）は機械式回転動力部の構成と、機械式回転動力部と発電部と充電ユニットと駆動モータと制御部との関係を説明する図、図２（ｂ）は機械式回転動力部の香箱車及び輪列及び調速機構部の配置例を示す図である。
【００２０】
図１及び図２（ａ）に示すように本実施形態の超音波診断用カプセル（以下、超音波カプセルと略記）１は、カプセル本体２、端部を半球状に形成した本体カバー３及び振動子カバー４を備えている。前記カプセル本体２に前記本体カバー３及び前記振動子カバー４を水密で一体に固定配置することによって所謂、カプセル５が構成される。なお、前記振動子カバー４は、超音波透過性に優れた高密度ポリエチレン、ポリメチルペンテル等の超音波を透過する樹脂製弾性体で形成されている。
【００２１】
前記カプセル５の内部には超音波振動子１１等を有する超音波ユニット１０、電力を供給する発電手段である発電部６、制御部７、図示しない超音波観測装置に無線送信を行う無線送受信部８、前記発電部６を構成する後述するロータを回転駆動させる機械式回転動力部（以下、動力部９と略記する）が配設されている。なお、符号６０は蓄電部である。この蓄電部６０には前記発電部６で発生されたエネルギーが蓄えられる。
【００２２】
前記超音波ユニット１０は、超音波振動子１１、振動子シャフト１３を有する振動子固定部材１２、Ｏリング１４、回転型信号伝達手段であるスリップリング１５、エンコーダ１６及び駆動モータ１７等によって構成されている。前記超音波振動子１１は、振動子固定部材１２の固定部１８に一体的に固定されている。
【００２３】
前記振動子シャフト１３は、前記スリップリング１５に設けられた例えばボールベアリング（不図示）によってカプセル５の長手方向中心軸と略同心で回転可能に前記駆動モータ１７のモータ軸（不図示）に軸支されている。前記Ｏリング１４は、前記振動子シャフト１３を保持するとともに、この振動子シャフト１３の外周面及び前記ユニット配置孔２ａの内周面に密着して液密を確保している。そして、前記振動子カバー４と前記カプセル本体２と、ユニット配置孔２ａと、前記Ｏリング１４とで形成される内部空間には超音波伝達媒体１９が注入されている。
【００２４】
前記超音波振動子１１からは図示しない入出力信号用ケーブルが延出している。この入出力信号用ケーブルは、前記スリップリング１５の図示しないリング部、このリング部に電気的に接触する図示しない金属ブラシを経てこのスリップリング１５の出力側のケーブルと電気的に導通されている。
【００２５】
前記発電部６は、コイル６１が巻回された例えば管状に形成されているステータ６２と、このステータ６２の内孔に配置されて前記コイル６１近傍で回転するように構成された永久磁石６３を備えたロータ６４と、このロータ６４を回転させる動力部９とで構成されている。この発電部６のロータ６４がステータ６２に対して回転することによって、コイル６１に発生するエネルギーは、前記蓄電部６０である例えばコンデンサ、電気二重層キャパシタ或いは二次電池等の充電ユニット６５に蓄えられ、前記制御部７及び前記駆動モータ１７に供給されるようになっている。
【００２６】
前記制御部７には回転する超音波振動子１１の回転を検出する前記エンコーダ１６に電気的に接続された回転検出回路（不図示）、前記スリップリング１５を介して前記超音波振動子１１との間で超音波信号の送受信を行わせる超音波送受信回路（不図示）、この送受信回路からの受信信号を処理する信号処理回路（不図示）、この信号処理回路によって処理された超音波画像信号に対して所定の処理を施して前記無線送受信部８から前記超音波観測装置に向かって超音波画像信号等を送信する無線送信回路（不図示）等が設けられている。
【００２７】
図２（ａ）ないし図３に示すように前記動力部９は、機械式時計のムーブメントの仕組みを採用したものである。  
図に示すように前記動力部９は、香箱車２０、輪列３０、調速機構部４０とで主に構成されている。
【００２８】
前記香箱車２０は、筒状の箱体である香箱２１と、この香箱２１の内部に配置される金属製で帯状に形成されたゼンマイ２２とで主に構成されている。前記香箱２１の外周面には所定のピッチの香箱歯車２１ａが形成されている。また、前記ゼンマイ２２はこの香箱２１の内部に渦巻状に巻かれた状態で配置される。このゼンマイ２２の一端部は、軸部２１ｂに固定され、他端部が香箱２１に固定されている。したがって、このゼンマイ２２を巻き上げて弾性変形させることによって、後述する回転駆動力となるエネルギーが蓄えられる。
【００２９】
なお、図２（ｂ）に示すように前記ゼンマイ２２は、巻き上げ用軸２３、この巻き上げ用軸２３に傘歯車（不図示）や巻き上げ力伝達歯車２４ａ等の複数の歯車によって構成される歯車列２４を介して巻き上げられるようになっている。
【００３０】
また、図３に示すように前記巻き上げ用軸２３の端部は例えば、前記カプセル本体２の側部に設けられている。この巻き上げ用軸２３の端部には例えば断面形状が四角形の穴部が形成されており、この穴部にゼンマイ巻き治具２５の先端部を配設させて回転させることによって、前記巻き上げ用軸２３が回転されて、前記歯車列２４を介してゼンマイ２２が巻き上げられていく。
【００３１】
さらに、前記ゼンマイ２２の持続時間及びトルクは、このゼンマイ２２の長さ寸法、幅寸法及び厚み寸法を適宜設定することによって、所望の値を得られるようになっている。符号２９はＯリングであり、前記巻き上げ用軸２３とカプセル本体２とに密着して動力部９内の水密を保持している。
【００３２】
前記輪列３０は複数の歯車の集合体であり、前記ゼンマイ２２が巻き上げられた状態から元の状態に戻ろうとほどけていく際の復元力を伝達する構成になっている。  
図２（ａ）ないし図３に示すように前記輪列３０は、例えば第１歯車部３１、第２歯車部３２、第３歯車部３３等、複数の歯車部で構成されている。各歯車部３１、３２、３３は、所定の歯数で形成された小径歯車３１ａ、３２ａ、３３ａと、大径歯車３１ｂ、３２ｂ、３３ｂとで構成されており、これら小径歯車３１ａ、３２ａ、３３ａ及び大径歯車３１ｂ、３２ｂ、３３ｂは各軸部３１ｃ、３２ｃ、３３ｃにそれぞれ一体的に設けられている。そして、本実施形態においては、前記第３歯車部３３に設けられている軸部３３ｃに前記ロータ６４が配設されている。
【００３３】
前記香箱車２０の回転力は、香箱歯車２１ａから第１歯車部３１の小径歯車３１ａに伝達されるようになっている。また、この第１歯車部３１の回転力は大径歯車３１ｂから第２歯車部３２の小径歯車３２ａに伝達されるようになっている。さらに、この第２歯車部３２の回転力は大径歯車３２ｂから第３歯車部３３の小径歯車３３ａに伝達されるようになっている。そして、このように各歯車２１ａ、３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ、３３ａを介して増速しながら、前記ゼンマイ２２の元の状態に戻ろうとする復元力が伝達されていくことによって、前記ロータ６４が所定の回転数で回転状態になる。
【００３４】
前記第３歯車部３３の回転力は、前記大径歯車３３ｂから前記調速機構部４０を構成するガンギ車４１の軸部４１ｃに一体に設けられているガンギ用小径歯車４１ａに伝達されるようになっている。このため、このガンギ車４１は、回転が抑制されない限り、常に、回転状態である。そして、このガンギ車４１が回転をし続けることによって、巻き上げた状態のゼンマイ２２は元の状態に戻されて、前記ゼンマイ２２に蓄えられた力が消滅してしまう。
【００３５】
前記調速機構部４０は前記軸部３３ｃの回転を規則正しく制御するとともに、巻き上げた状態のゼンマイ２２の動力を前記輪列３０に対して継続的に伝達し続けられるように調整するものであり、ガンギ車４１、略Ｔ字形状に形成されたアンクル４２及びテンプ４３によって構成されている。前記テンプ４３は、回動自在に配置された環状の天輪４４と、この天輪４４が振幅運動をするように負荷を与えるひげゼンマイ４５とで主に構成されている。
【００３６】
前記ゼンマイ２２の動力が前記輪列３０に対して継続的に伝達し続けるように、前記アンクル４２は前記ガンギ車４１の歯に対して噛み合った状態と、このガンギ車４１の歯に対してフリーな状態とに定期的に切り替わるように動作する。このことによって、前記ガンギ車４１の歯が規則的に１つずつ進められて、前記軸部３３ｃ等の回転動作が長時間にわたって規則正しく制御される。
【００３７】
前記アンクル４２は、このガンギ車４１に前記大径歯車３３ｂ及び前記ガンギ用小径歯車４１ａを介して伝達される前記ゼンマイ２２の復元力による作用と、前記テンプ４３を構成する天輪４４の回転方向が前記ひげゼンマイ４５の付勢力によって切り替えられる作用とによって往復回動動作されて、前記ガンギ車４１の歯に対して定期的に切り替わる動作を行うように構成されている。
【００３８】
このように輪列３０及び調速機構部４０を設けて、ガンギ車４１が回転し続けて一度にゼンマイ２２が巻き戻されることを抑制する一方で、歯車部３１、３２、３３を一定に回転させることによって、前記ゼンマイ２２に蓄えられた力を前記歯車部３１、３２、３３を介して伝達して、前記軸部３３ｃを所定の回転速度で所定の時間の間、回転させることができる。
【００３９】
なお、本実施形態においては３つの歯車部によって輪列を構成した構成例を示しているが、歯車部をそれ以下、又はそれ以上、設けて輪列を構成するようにしてもよい。また、本実施形態においては前記ロータ６４を第３歯車部３３の軸部３３ｃに配設する構成を示しているが、前記ロータ６４を配設する軸部はこれに限定されるものではない。
【００４０】
上述のように構成した超音波カプセル１の作用を説明する。  
まず、超音波カプセル１による検査を行う前に、ゼンマイ巻き治具２５を用いて前記カプセル５内に設けられている動力部９を構成するゼンマイ２２を巻き上げ、前記ゼンマイ２２の復元力によって前記ロータ６１を回転させる。すると、前記ステータ６２に配置されていたロータ６４が所定の回転数で回転されることによって、前記発電部６からエネルギーが生じ、このエネルギーが充電ユニット６５に蓄えられていく。
【００４１】
次に、前記充電ユニット６５に十分エネルギーが充電されたなら、再び、前記ゼンマイ２２を巻き上げた状態にして、超音波カプセル１を超音波伝達媒体である水とともに被検者に嚥下してもらう。被検者によって嚥下された、この超音波カプセル１は、蠕動運動によって食道、胃を通過していく。
【００４２】
このとき、前記ロータ６４は、前記ゼンマイ２２の復元力によって所定の回転数で回転状態になる。このことによって、前記充電ユニット６５には前記発電部６のコイル６１に生じたエネルギーが蓄えられていく。
【００４３】
前記充電ユニット６５に蓄えられたエネルギーは、前記駆動モータ１７及び前記制御部７に供給される。すると、前記駆動モータ１７が回転されて超音波振動子１１が回転状態になるとともに、前記制御部７の送受信回路から超音波振動子１１に振動子駆動信号が出力される。この振動子駆動信号は、スリップリング１５等を介して超音波振動子１１に供給される。
【００４４】
このことによって、超音波振動子１１から生体組織に向かって超音波パルスが繰り返し発信されてラジアル走査が行われるとともに、生体組織で反射されたエコー信号がこの超音波振動子１１で受信されて、前記スリップリング１５等を介して送受信回路に伝達される。そして、受信されたエコー信号はこの送受信回路から信号処理回路に伝送され、この信号処理回路で超音波画像信号に生成される。この超音波画像信号は無線送受信部８を介して図示しない超音波観測装置に向けて無線送信される。
【００４５】
このことによって、前記ゼンマイ２２が元の状態に戻るまでの間、前記発電部６でエネルギーが発生されるとともに、このエネルギーが前記充電ユニット６５に蓄えられ、その充電ユニットに蓄えられたエネルギーが前記駆動モータ１７及び前記制御部７に供給されて、外部装置である図示しない表示装置の画面上に超音波断層画像が表示される。
【００４６】
このように、カプセル内に、ステータに対して回転するように配置されたロータを設けるとともに、このロータをゼンマイの復元力を利用して回転させる動力部を設け、この発電部で発生したエネルギーを充電ユニットを通して、駆動モータ及び制御部に供給するように超音波カプセルを構成したことによって、発電部から供給される電力で、長時間にわたる超音波観察を実現することができる。
【００４７】
なお、動力部及び発電部の構成は上述したものに限定されるものではなく、以下に示すような構成であってもよい。  
図４を参照して動力部の他の構成を説明する。  
図に示すように本実施形態の動力部９Ａは、回転体７０及び輪列８０とで主に構成されている。
【００４８】
前記回転体７０は、筒状の箱体７１と、この箱体７１の内部に固設された所謂、錘である回転錘７２とで主に構成されている。前記箱体７１の外周面には所定のピッチの歯車７１ａが形成されている。前記回転錘７２は、前記箱体７１の中心である回転軸７３に対して回動自在であり、この回転錘７２の回動に伴って前記箱体７１が回動する構成になっている。なお、この回転錘７２は、前記カプセル５が蠕動運動によって体腔内を移動されるときの振動等によって、回動動作する構成になっている。
【００４９】
前記輪列８０は複数の歯車の集合体であり、前記回転錘７２によって回動される箱体７１の回転力を伝達する構成になっている。  
前記輪列８０は、上述した輪列３０と略同様の構成であり、例えば第１歯車部８１、第２場車部８２、第３場車部８３等、複数の歯車部を有して構成されている。各歯車部８１、８２、８３は、所定の歯数で形成された図示しない小径歯車と、大径歯車８１ｂ、８２ｂ、８３ｂとで構成されている。これら小径歯車及び大径歯車８１ｂ、８２ｂ、８３ｂは各歯車部８１、８２、８３を構成するそれそれの軸部８１ｃ、８２ｃ、８３ｃに一体に設けられている。
【００５０】
したがって、前記回転体７０を構成する箱体７１の回転力は、歯車７１ａから第１歯車部８１の小径歯車に伝達されるようになっている。また、この第１歯車部８１の回転力は大径歯車８１ｂから第２歯車部８２の小径歯車に伝達されるようになっている。さらに、この第２歯車部８２の回転力は大径歯車８２ｂから第３歯車部８３の小径歯車に伝達されるようになっている。そして、本実施形態においては、前記第３歯車部８３に設けられている大径歯車８３ｂと発電部６Ａを構成するロータ７５に設けられているロータ歯車７５ａとが噛合する構成になっている。
【００５１】
このため、前記回転錘７２が回動して、前記箱体７１が回動されることによって、その回転力が、各歯車部８１、８２、８３を介して増速しながらロータ歯車７５ａに伝達されて、前記ロータ７５が所定の回転数で回転される。
【００５２】
このように回転体７０に回転錘７２を配設して、この回転体７０の回転力を輪列８０を介してロータ７５を回転させられることによって、発電部６Ａのコイル６１に電流が生じ、この電流が充電ユニット６５に蓄えられていく。
【００５３】
なお、本実施形態においては３つの歯車部によって輪列を構成した構成例を示しているが、歯車部をそれ以下、又はそれ以上、設けて輪列を構成するようにしてもよい。また、本実施形態においてはステータ６２ａを管状ではなく略凹字形状に形成している。そして、ロータ７５をステータ６２ａの凹み部６２ｂ内に配設されている。
【００５４】
上述のように構成した超音波カプセル１の作用を説明する。  
まず、超音波カプセル１による検査を行う前に、カプセル５を振動させて回転錘７２を十分に回動させる。すると、回転体７０を構成する箱体７１が回動されて、この箱体７１の回転力が輪列８０を介して前記ロータ歯車７５ａに伝達されていく。このことによって、ロータ７５が所定の回転数で回転状態になって、前記発電部６Ａで発生するエネルギーが充電ユニット６５に蓄えられる。
【００５５】
次に、前記充電ユニット６５にある程度エネルギーが蓄えられたと判断したなら、超音波カプセル１を超音波伝達媒体である水とともに被検者に嚥下してもらう。被検者によって嚥下された、この超音波カプセル１は、蠕動運動によって食道、胃を通過していく。
【００５６】
このとき、前記回転錘７２は、体腔内を移動する際の振動等によって回動する。このことによって、前記ロータ７５が所定の回転数で回転状態になって、発電部６Ａで発生するエネルギーが充電ユニット６５に蓄えられていく。
【００５７】
一方、前記充電ユニット６５に蓄えられているエネルギーは、前記駆動モータ１７及び前記制御部７等に供給される。すると、前記駆動モータ１７が回転されて超音波振動子１１が回転状態になるとともに、前記制御部７の送受信回路から超音波振動子１１に振動子駆動信号が出力される。この振動子駆動信号は、スリップリング１５等を介して超音波振動子１１に供給される。
【００５８】
このことによって、超音波振動子１１から生体組織に向かって超音波パルスが繰り返し発信されてラジアル走査が行われるとともに、生体組織で反射されたエコー信号がこの超音波振動子１１で受信されて、前記スリップリング１５等を介して送受信回路に伝達される。そして、受信されたエコー信号はこの送受信回路から信号処理回路に伝送され、この信号処理回路で超音波画像信号に生成される。この超音波画像信号は無線送受信部８を介して図示しない超音波観測装置に向けて無線送信される。
【００５９】
このことによって、前記カプセル５が体腔内を移動している間、前記回転錘７２が振動等によって回動されてロータ７５が回転状態になることにより、発電部６Ａでエネルギーが発生される一方、このエネルギーが充電ユニット６５に蓄えられ、その充電ユニットに蓄えられたエネルギーが前記駆動モータ１７及び前記制御部７に供給されて、外部装置である表示装置の画面上に超音波断層画像が表示される。
【００６０】
このように、カプセル内に、ステータに対して回転するように配置されたロータを設けるとともに、このロータを回転錘の回動を利用して回転させる動力部を設け、この発電部で発生するエネルギーを充電ユニットに蓄え、駆動モータ及び制御部に電力を供給するように超音波カプセルを構成したことによって、発電部から供給される電力で、長時間にわたる超音波観察を実現することができる。
【００６１】
図５及び図６は発電部の別の構成を説明する図である。
【００６２】
図に示すように示すように本実施形態の超音波カプセル１Ａのカプセル５の外周部には電力を供給する発電手段であるピエゾ素子６Ｂが設けられている。このピエゾ素子６Ｂは超音波振動子１１の超音波走査範囲を妨げることなく配置されている。
【００６３】
前記カプセル５の内部には超音波振動子１１等を有する超音波ユニット１０、制御部７、図示しない超音波観測装置に無線送信を行う無線送受信部８、前記ピエゾ素子６Ｂで発生されたエネルギーを蓄える蓄電部６０が設けられている。
【００６４】
前記ピエゾ素子６Ｂは、体腔壁等に接触したときの接触圧によってエネルギーを発生する。そのエネルギーは、前記蓄電部６０である例えばコンデンサ、電気二重層キャパシタ或いは二次電池等の充電ユニット６５に蓄えられ、前記制御部７及び前記駆動モータ１７に供給されるようになっている。その他の構成は上述した実施形態と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。
【００６５】
上述のように構成した超音波カプセル１Ａの作用を説明する。  
まず、超音波カプセル１Ａによる検査を行う前に、カプセル５の外周部に設けられているピエゾ素子６Ｂに接触圧を付加する。すると、このピエゾ素子６Ｂからエネルギーを発生し、このエネルギーが充電ユニット６５に蓄えられていく。
【００６６】
次に、前記充電ユニット６５にある程度エネルギーが蓄えられたと判断したなら、超音波カプセル１を超音波伝達媒体である水とともに被検者に嚥下してもらう。被検者によって嚥下された、この超音波カプセル１は、蠕動運動によって食道、胃を通過していく。
【００６７】
このとき、前記カプセル５の外周部に設けられているピエゾ素子６Ｂが体腔壁に当接することによってエネルギーが発生し、このエネルギーが充電ユニット６５に蓄えられていく。
【００６８】
一方、前記充電ユニット６５に蓄えられているエネルギーは、前記駆動モータ１７及び前記制御部７に供給される。すると、前記駆動モータ１７が回転されて超音波振動子１１が回転状態になるとともに、前記制御部７の送受信回路から超音波振動子１１に振動子駆動信号が出力される。この振動子駆動信号は、スリップリング１５等を介して超音波振動子１１に供給される。
【００６９】
このことによって、超音波振動子１１から生体組織に向かって超音波パルスが繰り返し発信されてラジアル走査が行われるとともに、生体組織で反射されたエコー信号がこの超音波振動子１１で受信されて、前記スリップリング１５等を介して送受信回路に伝達される。そして、受信されたエコー信号はこの送受信回路から信号処理回路に伝送され、この信号処理回路で超音波画像信号に生成される。この超音波画像信号は無線送受信部８を介して図示しない超音波観測装置に向けて無線送信される。
【００７０】
このことによって、前記カプセル５が体腔内を移動している間、ピエゾ素子６Ｂが体腔壁に接触してエネルギーを発生させる一方、このエネルギーが充電ユニット６５に蓄えられ、その充電ユニットに蓄えられたエネルギーが前記駆動モータ１７及び前記制御部７に供給されて、外部装置である表示装置の画面上に超音波断層画像が表示される。
【００７１】
このように、カプセルの外周部にピエゾ素子を設けたことによって、カプセルが体腔壁に接触しながら体腔内を移動していくとき、ピエゾ素子から発生するエネルギーが充電ユニットに蓄えられ、バッテリを設けることなく、長時間にわたる超音波観察を実現することができる。
【００７２】
なお、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【００７３】
［付記］
以上詳述したような本発明の前記実施の形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【００７４】
（１）カプセル内に、超音波を送受波する超音波振動子と、電力を供給する発電手段と、この発電手段から供給される電力によって駆動される駆動モータ及び前記超音波振動子を制御する制御部とを具備する超音波診断用カプセルであって、
前記発電手段は、
コイルを巻回して構成したステータと、
このステータのコイル近傍に回転自在に配置される永久磁石を備えたロータと、
このロータを回転させる機械式回転動力部と、
を具備する超音波診断用カプセル。
【００７５】
（２）前記機械式回転動力部は、
前記ロータが配置される回転自在な軸部と、
この軸部を回転駆動させる動力源である渦巻状に巻かれて形成され、巻き上げることによって弾性変形するゼンマイと、
この弾性変形されたゼンマイのほどけていく際の復元力を前記軸部に伝達して、この軸部を所定の回転数で回転させる輪列と、
この輪列を介して伝達される前記ゼンマイの復元力によって前記軸部を継続的に定速動作させる調速機構部と、
を具備する付記１に記載の超音波診断用カプセル。
【００７６】
（３）前記機械式回転動力部は、
前記カプセルの移動に伴って回転される回転錘と、
この回転錘の回転を前記ロータに伝達して、このロータを所定の回転数で回転させる輪列と、
を具備する付記１記載の超音波診断用カプセル。
【００７７】
（４）カプセル内に、超音波を送受波する超音波振動子と、電力を供給する発電手段と、この発電手段から供給される電力によって駆動される駆動モータ及び前記超音波振動子を制御する制御部とを具備する超音波診断用カプセルであって、
前記発電手段は、カプセルの外表面に配設され、このカプセルが体腔壁に接触したときの接触圧によって発電を行うピエゾ素子である超音波診断用カプセル。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】超音波カプセルの構成を説明する図
【図２】機械式回転動力部と超音波振動子との関係を説明する図
【図３】機械式回転動力部の概略構成及び調速機構部を説明する模式図
【図４】機械式回転動力部の他の構成を説明する模式図
【図５】カプセルの外表面にピエゾ素子を貼付した超音波カプセルを説明する図
【図６】ピエゾ素子と充電ユニットと駆動モータと制御部との関係を説明する図
【符号の説明】
【００７９】
１…超音波診断用カプセル    
６…発電部    
７…制御部  
９…機械式回転動力部
１１…超音波振動子    
１７…駆動モータ
２０…香箱車
２２…ゼンマイ
３０…輪列
３２ｃ、３３ｃ…軸部
４０…調速機構部
５０…軸受
６２…ステータ
６４…ロータ
６５…充電ユニット
代理人    弁理士    伊藤  進
【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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