(57)【要約】【課題】  安定且つ効率良く生体組織に電気刺激を与えること。【解決手段】  カプセル型医療装置２の生体内での位置を検出する位置検出手段４と、カプセル型医療装置２の外表面近傍に設けられ、生体組織に電気刺激を与える電極５と、電極５に流す電流を制御する制御手段６とを備え、位置検出手段４にて検出された位置情報に応じて、電極５に流す電流を制御手段６が制御するカプセル型医療装置システム１を提供する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体内に投入可能なカプセル型医療装置を備えたカプセル型医療装置システムにおいて、
前記カプセル型医療装置システムが、前記カプセル型医療装置の生体内での位置を検出する位置検出手段と、前記カプセル型医療装置の外表面近傍に設けられ、生体組織に電気刺激を与える電極と、前記電極に流す電流を制御する制御手段とを備え、
前記位置検出手段にて検出された位置情報に応じて、前記電極に流す電流を前記制御手段が制御することを特徴とするカプセル型医療装置システム。
【請求項２】
請求項１に記載のカプセル型医療装置システムにおいて、
前記カプセル型医療装置が、生体情報を取得する取得手段を備え、
前記取得手段で取得した生体情報を用いて、前記位置検出手段が前記カプセル型医療装置の生体内での位置を判断することを特徴とするカプセル型医療装置システム。
【請求項３】
請求項２に記載のカプセル型医療装置システムにおいて、
前記取得手段が、生体内を撮像する撮像手段であり、
前記位置検出手段が、前記撮像手段で取得した画像を基に、前記カプセル型医療装置の生体内での位置を検出することを特徴とするカプセル型医療装置システム。
【請求項４】
請求項２に記載のカプセル型医療装置システムにおいて、
前記取得手段が、生体内のｐＨ値を測定するｐＨセンサであり、
前記位置検出手段が、前記ｐＨ値に基づいて、前記カプセル型医療装置の生体内での位置を検出することを特徴とするカプセル型医療装置システム。
【請求項５】
請求項１に記載のカプセル型医療装置システムにおいて、
前記カプセル型医療装置システムが、生体外に設置する体外装置を備え、
前記カプセル型医療装置と前記体外装置の、少なくともいずれか一方に物理量を発する発信部を備え、他方に前記発信部から発せられた物理量を検知する検知部を備え、
前記位置検出手段が、前記検知部が検知した物理量を用いて前記カプセル型医療装置の生体内での位置を検出することを特徴とするカプセル型医療装置システム。
【請求項６】
請求項５に記載のカプセル型医療装置システムにおいて、
前記発信部が、磁力発生手段であり、
前記検知部が、磁力検出手段であることを特徴とするカプセル型医療装置システム。
【請求項７】
請求項６に記載のカプセル型医療装置システムにおいて、
前記磁力発生手段が、交流磁界を発生するコイルであり、
前記磁力検出手段が、磁気センサであることを特徴とするカプセル型医療装置システム。
【請求項８】
請求項５に記載のカプセル型医療装置システムにおいて、
前記発信部が、電波を発する発信アンテナであり、
前記検知部が、前記発信アンテナで発せられた電波を受信する受信アンテナであることを特徴とするカプセル型医療装置システム。
【請求項９】
請求項１に記載のカプセル型医療装置システムにおいて、
前記カプセル型医療装置システムが、生体外に設置する体外装置を備え、
前記カプセル型医療装置が、体内加速度センサを備え、
前記体外装置が、体外加速度センサを備え、
前記位置検出手段が、前記体内加速度センサと前記体外加速度センサの差分により、前記カプセル型医療装置の生体内での位置を検出することを特徴とするカプセル型医療装置システム。
【請求項１０】
請求項１に記載のカプセル型医療装置システムにおいて、
前記位置検出手段が、設定部を備え、
前記設定部に、生体内で前記カプセル型医療装置が目的部位に達するまでに必要なパラメータが予め設定されていることを特徴とするカプセル型医療装置システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のカプセル型医療装置システムにおいて、
前記パラメータが、時間であることを特徴とするカプセル型医療装置システム。
【請求項１２】
請求項１０に記載のカプセル型医療装置システムにおいて、
前記パラメータが、電気刺激量であることを特徴とするカプセル型医療装置システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のカプセル型医療装置システムにおいて、
前記電気刺激量が、前記電極で発生したパルス数であることを特徴とするカプセル型医療装置システム。
【請求項１４】
請求項１２に記載のカプセル型医療装置システムにおいて、
前記電気刺激量が、前記電極で発生した電流の積分量であることを特徴とするカプセル型医療装置システム。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれかに記載のカプセル型医療装置システムにおいて、
前記カプセル型医療装置が、生体組織に密着するように拡張又は収縮可能なバルーンを備え、
前記電極が、前記バルーンの外表面に設けられ、
前記制御手段が、位置情報に基づいて前記バルーンを拡張又は収縮させることを特徴とするカプセル型医療装置システム。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれかに記載のカプセル型医療装置システムにおいて、
前記電極を複数備え、
前記制御手段が、各電極に流す電流を位置情報に基づき制御することを特徴とするカプセル型医療装置システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体内の観察を行うもので、特に、生体組織に電気刺激を与えて体内を移動
し、所望する部位を観察することができるカプセル型医療装置システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被検者が自己の健康状態を確認する方法として、例えば、人間ドックや内視鏡検査等による各種検査による方法が一般的に知られている。また、カプセル状に形成された検査体を飲み込んで体内に投入することにより、容易に健康状態の検査を行えるカプセル型医療装置による検査方法が知られている。この種のカプセル型医療装置は、各種提供されているが、その１つとして例えば、電極を介して生体組織に局所的な電気刺激を与え、電気刺激された生体組織の収縮作用を利用して生体内を移動する電気推進型のカプセル型医療装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
通常、カプセル型医療装置は、体内に投入されると、例えば、小腸の蠕動運動により消化管内を自然に移動するが、この電気推進型のカプセル型医療装置は、生体組織に局所的な電気刺激を与えて生体組織に蠕動運動とは別の収縮動作を行わせることによって、進行方向への移動を促したり、進行方向とは逆方向への移動が行える。これにより、観察を希望する部位に早く到達させたり、同一位置に留まらせて詳細な観察が行えるので、効率の良い観察が行える。
【特許文献１】国際公開第  ０１／０８５４８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１記載のカプセル型医療装置は、生体組織に電気刺激を与えて体内を移動するときに、生体部位（例えば、胃、小腸や大腸等）に関係なく、電気刺激を与えている。生体組織への電気刺激は、小腸等の比較的内部空間が狭い部位に特に有効であるが、例えば、胃のように比較的内部に空間を有する部位内で電気刺激を行っても電気刺激の有効性が低い。従って、無駄に電力等を消費する恐れがあり、効率性の劣るものであった。
【０００５】
この発明は、このような事情を考慮してさなれたもので、その目的は、安定且つ効率良く生体組織に電気刺激を与えることができるカプセル型医療装置システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
請求項１に係る発明は、生体内に投入可能なカプセル型医療装置を備えたカプセル型医療装置システムにおいて、前記カプセル型医療装置システムが、前記カプセル型医療装置の生体内での位置を検出する位置検出手段と、前記カプセル型医療装置の外表面近傍に設けられ、生体組織に電気刺激を与える電極と、前記電極に流す電流を制御する制御手段とを備え、前記位置検出手段にて検出された位置情報に応じて、前記電極に流す電流を前記制御手段が制御するカプセル型医療装置システムを提供する。
【０００７】
この発明に係るカプセル型医療装置システムにおいては、位置検出手段が、生体内に投入されたカプセル型医療装置が生体内のどの部位、例えば、胃、小腸や大腸等に位置しているのかを検出する。そして、制御手段は、位置検出手段で検出された位置に応じて電極に流す電流を制御する。例えば、カプセル型医療装置が、胃に位置している場合には電気刺激を与えないように、また、小腸に位置している場合には電気刺激を与えるように電極に流す電流を制御する。これにより、カプセル型医療装置が小腸に到達したときにのみ、生体組織に電気刺激を与えて収縮動作を行わせ、同一位置に留まらせて詳細な観察を行ったり、観察終了後に進行方向へより早く移動させて体内から排出させることが可能である。
このように、生体内の部位に応じて生体組織に電気刺激を与えることができるので、効率の良い観察を行うことができる。また、電力等の無駄な消費を抑え、安定した動作を確保することができる。特に、電気刺激の有効性の低い胃等の部位での無駄な動作をなくすことができる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のカプセル型医療装置システムにおいて、前記カプセル型医療装置が、生体情報を取得する取得手段を備え、前記取得手段で取得した生体情報を用いて、前記位置検出手段が前記カプセル型医療装置の生体内での位置を判断するカプセル型医療装置システムを提供する。
【０００９】
この発明に係るカプセル型医療装置システムにおいては、カプセル型医療装置が取得手段により生体情報を取得しながら生体内を移動する。位置検出手段は、この取得手段により取得した生体情報を用いることで、新たな位置検出のためのセンサ等を付加することなくカプセル型医療装置の位置検出を行うことができる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載のカプセル型医療装置システムにおいて、前記取得手段が、生体内を撮像する撮像手段であり、前記位置検出手段が、前記撮像手段で取得した画像を基に、前記カプセル型医療装置の生体内での位置を検出するカプセル型医療装置システムを提供する。
【００１１】
この発明に係るカプセル型医療装置システムにおいては、撮像手段により撮像した撮像画像を生体情報として得ることができる。また、位置検出手段が、撮像画像に基づいてカプセル型医療装置の位置検出を行うことができる。このように、撮像画像をカプセル型医療装置の位置検出として利用することができる。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項２に記載のカプセル型医療装置システムにおいて、前記取得手段が、生体内のｐＨ値を測定するｐＨセンサであり、前記位置検出手段が、前記ｐＨ値に基づいて、前記カプセル型医療装置の生体内での位置を検出するカプセル型医療装置システムを提供する。
【００１３】
この発明に係るカプセル型医療装置システムにおいては、ｐＨセンサにより測定したｐＨ値を生体情報として得ることができる。また、位置検出手段が、ｐＨ値に基づいてカプセル型医療装置の位置検出を行うことができる。このように、ｐＨ値をカプセル型医療装置の位置検出として利用することができる。特に、アルゴリズムを容易にすることができる。
【００１４】
請求項５に係る発明は、請求項１に記載のカプセル型医療装置システムにおいて、前記カプセル型医療装置システムが、生体外に設置する体外装置を備え、前記カプセル型医療装置と前記体外装置の、少なくともいずれか一方に物理量を発する発信部を備え、他方に前記発信部から発せられた物理量を検知する検知部を備え、前記位置検出手段が、前記検知部が検知した物理量を用いて前記カプセル型医療装置の生体内での位置を検出するカプセル型医療装置システムを提供する。
【００１５】
この発明に係るカプセル型医療装置システムにおいては、生体内に投入されたカプセル型医療装置と体外装置との間で、発信部及び検知部を介して物理量の送受信を行う。位置検出手段は、この物理量の強度等によりカプセル型医療装置の位置をより正確に検出することができる。
【００１６】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載のカプセル型医療装置システムにおいて、前記発信部が、磁力発生手段であり、前記検知部が、磁力検出手段であるカプセル型医療装置システムを提供する。
【００１７】
この発明に係るカプセル型医療装置システムにおいては、カプセル型医療装置又は体外装置の少なくともどちらか一方に設けられた磁力発生手段から磁力を発生させ、発生した磁力を磁力検出手段で受信することで、例えば、磁力の強度によりカプセル型医療装置の位置検出を行うことができる。
【００１８】
請求項７に係る発明は、請求項６に記載のカプセル型医療装置システムにおいて、前記磁力発生手段が、交流磁界を発生するコイルであり、前記磁力検出手段が、磁気センサであるカプセル型医療装置システムを提供する。
【００１９】
この発明に係るカプセル型医療装置システムにおいては、カプセル型医療装置又は体外装置の少なくともどちらか一方に設けられたコイルから交流磁界を発生させ、交流周波数帯域を適切に選定することにより、環境から発信された物理量等（地磁気や他の発信部からの信号等）による干渉の影響が少ない状態で、磁気センサによりカプセル型医療装置の位置検出を行うことができる。
【００２０】
請求項８に係る発明は、請求項５に記載のカプセル型医療装置システムにおいて、前記発信部が、電波を発する発信アンテナであり、前記検知部が、前記発信アンテナで発せられた電波を受信する受信アンテナであるカプセル型医療装置システムを提供する。
【００２１】
この発明に係るカプセル型医療装置システムにおいては、カプセル型医療装置又は体外装置の少なくともどちらか一方に設けられた発信アンテナから電波を発生させ、発生した電波を受信アンテナで受信することで、例えば、電波の強度によりカプセル型医療装置の位置検出を行うことができる。
【００２２】
請求項９に係る発明は、請求項１に記載のカプセル型医療装置システムにおいて、前記カプセル型医療装置システムが、生体外に設置する体外装置を備え、前記カプセル型医療装置が、体内加速度センサを備え、前記体外装置が、体外加速度センサを備え、前記位置検出手段が、前記体内加速度センサと前記体外加速度センサの差分により、前記カプセル型医療装置の生体内での位置を検出するカプセル型医療装置システムを提供する。
【００２３】
この発明に係るカプセル型医療装置システムにおいては、体内加速度センサが生体内の移動における加速度を測定し、体外加速度センサが体外の加速度の測定を行う。位置検出手段は、両加速度センサにより測定された加速度の差分に基づいてカプセル型医療装置の位置検出を行うことができる。このように、加速度を利用してカプセル型医療装置の位置検出が行える。
【００２４】
請求項１０に係る発明は、請求項１に記載のカプセル型医療装置システムにおいて、前記位置検出手段が、設定部を備え、前記設定部に、生体内で前記カプセル型医療装置が目的部位に達するまでに必要なパラメータが予め設定されているカプセル型医療装置システムを提供する。
【００２５】
この発明に係るカプセル型医療装置システムにおいては、位置検出手段が、設定部に設定されたパラメータを利用することで、カプセル型医療装置が生体内の目的部位に達したことを検出することができる。従って、より簡単なアルゴリズムで、生体内の所望する位置で電気刺激を与えることができる。
【００２６】
請求項１１に係る発明は、請求項１０に記載のカプセル型医療装置システムにおいて、前記パラメータが、時間であるカプセル型医療装置システムを提供する。
【００２７】
この発明に係るカプセル型医療装置システムにおいては、位置検出手段が、タイマ等の時間に基づいて目的部位に達したことを判断することができる。特に、時間を利用するので、設定部を複雑な構成ではなく容易に構成することができる。
【００２８】
請求項１２に係る発明は、請求項１０に記載のカプセル型医療装置システムにおいて、前記パラメータが、電気刺激量であるカプセル型医療装置システムを提供する。
【００２９】
この発明に係るカプセル型医療装置システムにおいては、位置検出手段が、電極が生体組織に電気刺激を与える電気刺激量に基づいて目的部位に達したことを判断することができる。
【００３０】
請求項１３に係る発明は、請求項１２に記載のカプセル型医療装置システムにおいて、前記電気刺激量が、前記電極で発生したパルス数であるカプセル型医療装置システムを提供する。
【００３１】
この発明に係るカプセル型医療装置システムにおいては、位置検出手段が、電極で発生したパルス数に基づいて目的部位に達したことを判断することができる。
【００３２】
請求項１４に係る発明は、請求項１２に記載のカプセル型医療装置システムにおいて、前記電気刺激量が、前記電極で発生した電流の積分量であるカプセル型医療装置システムを提供する。
【００３３】
この発明に係るカプセル型医療装置システムにおいては、位置検出手段が、電極で発生した電流の積分量に基づいて目的部位に達したことを判断することができる。
【００３４】
請求項１５に係る発明は、請求項１から１４のいずれかに記載のカプセル型医療装置システムにおいて、前記カプセル型医療装置が、生体組織に密着するように拡張又は収縮可能なバルーンを備え、前記電極が、前記バルーンの外表面に設けられ、前記制御手段が、位置情報に基づいて前記バルーンを拡張又は収縮させるカプセル型医療装置システムを提供する。
【００３５】
この発明に係るカプセル型医療装置システムにおいては、制御手段が、位置情報に基づいてバルーンを拡張させて生体組織に密着させると共に電極から生体組織に電気刺激を与えたり、電極からの電気刺激を停止すると共にバルーンを収縮させて元の状態に戻すことができる。このように、バルーンを利用することで、電極を生体組織に密着させた状態でより確実に電気刺激を与えることができる。
【００３６】
請求項１６に係る発明は、請求項１から１５のいずれかに記載のカプセル型医療装置システムにおいて、前記電極を複数備え、前記制御手段が、各電極に流す電流を位置情報に基づき制御するカプセル型医療装置システムを提供する。
【００３７】
この発明に係るカプセル型医療装置システムにおいては、制御手段が、位置情報に基づいて各電極に流す電流の制御を行うので、例えば、カプセル型医療装置を生体内の進行方向とは逆向きに移動させたり、進行方向の向きに移動させることができる。従って、生体内での移動方向のコントロールを確実に行うことができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明に係るカプセル型医療装置システムによれば、生体内の部位に応じて生体組織に電気刺激を与えることができるので、効率の良い観察を行うことができると共に、電力等の無駄な消費を抑え、安定した動作を確保することができる。      
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明に係るカプセル型医療装置システムの第１実施形態を、図１から図５を参照して説明する。
本実施形態のカプセル型医療装置システム１は、図１に示すように、体内（生体内）に投入可能なカプセル型医療装置２と、体外に設置される体外装置３と、体内におけるカプセル型医療装置２の位置を検出する位置検出回路（位置検出手段）４と、カプセル型医療装置２の外表面近傍に設けられ、生体組織に電気刺激を与える電極５と、該電極５に流す電流を制御する制御部（制御手段）６とを備えている。
【００４０】
上記カプセル型医療装置２は、カプセル状の筐体１０と、生体内を撮像することで生体情報を取得する取得手段（撮像手段）１１と、上記体外装置３に電波（物理量）を発信及び受信して情報を送受信する無線送受信部（発信部、検知部）１２と、生体組織に密着するように拡張又は収縮可能とされるバルーン１３と、これら各構成品に電力を供給する電池１４とを備えている。
【００４１】
上記筐体１０は、プラスチック等で内部を密閉するように形成され、一端側に図示しない透明カバーが設けられている。この透明カバーの内側には、体内の各部を撮像することにより撮像画像を得る撮像素子２０及び照明光を照射して撮像素子２０の視野範囲を照明するＬＥＤ等の光学系２１が配されている。即ち、これら撮像素子２０及び光学系２１は、上記取得手段１１を構成している。
【００４２】
また、筐体１０の周囲には、該筐体１０を巻回するように上記バルーン１３が取り付けられている。該バルーン１３は、ゴム等の伸縮可能な弾性状の材質により形成され、筐体１０内部に設けられた拡張収縮機構２２によって、例えば、図２に示すように、バルーン１３内に空気等の流体を供給して拡張させたり、バルーン１３内から流体を吸引することによって該バルーン１３を収縮できるようになっている。なお、拡張収縮機構２２は、上記制御部６によって作動が制御されるようになっている。また、バルーン１３は、収縮時、図１に示すように筐体１０の外表面に密着するようになっている。
【００４３】
上記電極５は、上記バルーン１３の外表面に設けられている。即ち、電極５は、バルーン１３の収縮時に筐体１０の外表面に位置するようになっている。また、電極５は、筐体１０の軸方向に対して一端側及び他端側にそれぞれ配されるようにバルーン１３の外表面に複数設けられている。なお、本実施形態においては、一端側の電極５が撮像素子２０側に位置しているものとする。また、電極５は、制御部６内に組み込まれた電流発生回路２３から供給された電流（電気信号）を生体組織に流すことで、電気刺激を与えることが可能とされている。この際、制御部６は、電流発生回路２３から各電極５に流す電流を体外装置３からの位置情報に基づいて制御するようになっている。これについては、後に詳細に説明する。
【００４４】
上記無線送受信部１２は、図示しない送受信部本体と電波を発信及び受信する送受信アンテナ（発信アンテナ、受信アンテナ）とから構成されており、上記生体情報、即ち、撮像素子２０で撮像した撮像画像を上記体外装置３に無線送信できるようなっている。また、無線送受信部１２は、体外装置３から無線送信された後述する制御信号（情報）を受信して制御部６に送るようになっている。
該制御部６は、無線送受信部１２から送られてきた制御信号に基づいて、電流発生回路２３から電極５に電流を供給したり、電流発生回路２３から電極５に供給されている電流を停止させる機能を有している。また、制御部６は同時に、制御信号に基づいて上記拡張収縮機構２２を制御してバルーン１３を作動（拡張又は縮小）させる機能を有している。この制御部６の作動については、後に詳細に説明する。なお、制御部６は、上記各構成品を総合的に制御する機能を有している。
【００４５】
上記体外装置３は、図１に示すように、本体３０と、カプセル型医療装置２との間で情報を送受信する無線送受信部（発信部、検知部）３１と、上記生体情報、即ち、撮像画像を蓄積するメモリ等の記録手段３２と、これら各構成品を制御する制御部３３と、各構成品に電力を供給する電池３４とを備えている。
上記本体３０は、アルミ等の金属やプラスチック等で箱状に形成され、被検者のベルト等を介して身体に装着可能とされており、これにより常に被検者の体外に配される（設置）ようになっている。
上記無線送受信部３１は、カプセル型医療装置２の無線送受信部１２と同様に、図示しない送受信部本体と電波を発信及び受信する送受信アンテナ（発信アンテナ、受信アンテナ）とから構成されており、カプセル型医療装置２から無線送信されてきた生体情報である撮像画像を受信すると共に上記制御部３３に送る機能を有している。
【００４６】
制御部３３は、送られてきた撮像画像を画像処理等の所定処理を行った後に、上記記録手段３４に随時記録するようになっている。更に、制御部３３には、上記位置検出回路４が組み込まれている。該位置検出回路４は、例えば、予め設定画像（基準画像）が設定されており、該設定画像と送られてきた撮像画像とを比較することにより、体内におけるカプセル型医療装置２の位置を検出するようになっている。なお、位置検出回路４は、撮像画像と設定画像とを比較することでカプセル型医療装置２の位置を検出したが、これに限られるものではなく、撮像画像内の所定の色や形状等の特徴量に基づいてカプセル型医療装置２の位置を検出するようにしても構わない。
【００４７】
更に、制御部３３は、位置検出回路４により検出されたカプセル型医療装置２が位置している生体部位（例えば、胃、小腸や大腸）に応じた制御信号を、上記無線送受信部３１を介してカプセル型医療装置２に送る機能を有している。
なお、本実施形態においては、制御部３３は、カプセル型医療装置２が小腸に達したときには電気刺激を与える制御信号を、大腸に達したときにはバルーン１３を拡張させる制御信号を、肛門に達したときには電気刺激を停止すると共にバルーン１３を縮小させる制御信号を、それぞれ送るように設定されている。なお、この生体部位に応じた制御信号は、上記設定に限られず、自由に設定することが可能である。
【００４８】
このように構成されたカプセル型医療装置システム１により、被検者の体内を観察する場合について以下に説明する。
まず、図３に示すように、ベルト等を介して体外装置３を装着した後、被検者は、カプセル型医療装置２を経口投入する。なお、この際、カプセル型医療装置２は、図示しないスイッチが入るようになっており、電池１４から各構成品に電力が供給される。これにより、制御部６は、取得手段１１、即ち、光学系２１及び撮像素子２０を作動させる。
体内に投入されたカプセル型医療装置２は、消化管を移動しながら撮像素子２０により体内各部を撮像すると共に、撮像画像を無線送受信部１２により体外装置３に向けて無線送信する。一方、体外装置３は、無線送受信部３１を介して撮像画像を受信すると共に、制御部３３により撮像画像の画像処理等を行って随時記録手段３２に記録を行う。
【００４９】
ここで、カプセル型医療装置２が、図３に示すように、胃に達した場合、撮像素子２０が図４に示すような胃の撮像画像を体外装置３に送る。体外装置３の位置検出回路４は、送られてきた撮像画像と設定画像とを、明るさや色や周波数分布、或いは、粘膜の表面性状等の比較をすることにより、カプセル型医療装置２が胃に位置していることを検出する。この場合には、制御部３３は、制御信号の送信を行わない。
【００５０】
次に、カプセル型医療装置２が、図３に示すように、胃を通過して小腸に達した場合、撮像素子２０が図４に示すような小腸の撮像画像を体外装置３に送る。体外装置３の位置検出回路４は、送られてきた撮像画像と設定画像とを、明るさや色や周波数分布、或いは、粘膜の表面性状等の比較をすることにより、カプセル型医療装置２が小腸に位置していることを検出する。これを受けて、制御部３３は、電気刺激を与える制御信号を送信する。なお、この際、位置検出回路４は、撮像画像からカプセル型医療装置２の向きを検出する機能を有している。即ち、小腸の蠕動運動により移動する方向を撮像画像の変化より検出するようになっている。例えば、位置検出回路４は、撮像素子が進行方向に対して前方又は後方のどちらに向いているか検出する。つまり、位置検出回路４は、一端側又は他端側のどちらの電極５が、進行方向側に位置しているか判断することが可能である。この結果を受けて、制御部３３は、どちらか一方の電極５から電気刺激を与えるように上記制御信号を送る。
なお、本実施形態においては、撮像素子２０が進行方向側、即ち、一端側の電極５が進行方向側に位置しているものとする。
【００５１】
小腸に達したカプセル型医療装置２は、無線送受信部１２が体外装置３から送信された制御信号を受信する。この制御信号を受けて制御部６は、電流発生回路２３により、図５に示すように、他端側の電極５に電流を供給する。電流を供給された他端側の電極５は、小腸の生体組織（腸壁）に電気刺激を与えて収縮させる。この生体組織の収縮により、カプセル型医療装置２は、該生体組織に押し出されるようにして進行方向に向けて進む。従って、小腸の蠕動運動によって移動する速度より早く小腸内を移動でき、時間を短縮して効率的な小腸内の観察を行うことができる。
【００５２】
また、図３に示すように、小腸を通過して大腸に達した場合、撮像素子２０が図４に示すような大腸の撮像画像を体外装置３に送る。そして、上述したと同様に、体外装置３の位置検出回路４が、撮像画像からカプセル型医療装置２が大腸に達したことを検出し、制御部３３が大腸に応じた制御信号をカプセル型医療装置２に送る。即ち、制御部３３は、他端側の電極５から電気刺激を与えると共にバルーン１３を拡張させる制御信号を無線送信する。これを受けて、カプセル型医療装置２は、図２及び図３に示すように、制御部６が拡張収縮機構２２を作動させてバルーン１３を拡張させる。これにより、小腸と比較して比較的空間の大きい大腸の生体組織（腸壁）に対して、確実に電極５を密着させた状態で電気刺激を与えることができ、小腸と同様に時間を短縮して効率的且つ安定した駆動で検査を行うことができる。
【００５３】
そして、図３に示すように、大腸を通過して肛門に達した場合、撮像素子２０が図４に示すような肛門の撮像画像を体外装置３に送る。そして、上述したと同様に、体外装置３の位置検出回路４が、撮像画像からカプセル型医療装置２が肛門に達したことを検出し、制御部３３が肛門に応じた制御信号をカプセル型医療装置２に送る。即ち、制御部３３は、バルーン１３を収縮させると共に他端側の電極５からの電気刺激を停止させる制御信号を無線送信する。これを受けて、カプセル型医療装置２は、図３に示すように、制御部６が拡張収縮機構２２を作動させてバルーン１３を収縮させることにより元の状態に戻す。これにより、検査終了後のカプセル型医療装置２の排泄性が向上する。
一方、医師等は、体外装置３の記録手段３２に記録された生体情報である撮像画像に基づいて、被検者の健康状態の診断を行う。
【００５４】
上述したカプセル型医療装置システム１によれば、体内での部位に応じて生体組織に電気刺激を与えることができるので、効率の良い観察を行うことができる。また、電池１４の無駄な消費を抑えて安定した動作を確保することができる。例えば、電気刺激の有効性の低い胃等の部位では電気刺激を行わないので、無駄な動作を無くすことことができる。
また、位置検出回路４等の複雑な構成を体外装置３に備えることで、カプセル型医療装置２を必要最低限の構成にでき、コンパクト化を図ることができる。
また、撮像画像を生体情報として利用するだけでなく、位置検出回路４の位置検出情報としても利用することができるので、位置検出のための別個の情報を検出するための構成が不要である。従って、構成の容易化を図ることができる。
【００５５】
また、バルーン１３を備えているので、大腸のように比較的空間を有する部位であっても、確実に電極５を生体組織に密着させて電気刺激を与えることができる。また、電極５を一端側及び他端側に配していると共に、制御部６が位置検出回路４で検出したカプセル型医療装置２の向きに応じて電気刺激手段１４の制御を行うので、カプセル内視鏡２の生体内での姿勢にかかわらず、確実に移動方向のコントロールを行うことができる。
【００５６】
なお、上記第１実施形態においては、バルーン１３を設けた構成にしたが、これに限られず、バルーン１３を備えない構成にしても構わない。この場合には、筐体１０の外表面に位置するように電極５を取り付ければ良い。
また、カプセル型医療装置２の位置を検出する位置検出手段として、体外装置３の制御部３３に位置検出回路４を組み込んで、撮像素子２０で取得した生体情報である撮像画像に基づいてカプセル型医療装置２の位置を検出したが、これに限られるものではない。例えば、図６に示すように、カプセル型医療装置２の取得手段１１が、生体内のｐＨ値を測定するｐＨセンサ４０を備え、位置検出回路４が、ｐＨセンサ４０で測定したｐＨ値に基づいてカプセル型医療装置２の位置を検出するように構成しても構わない。この場合、カプセル型医療装置２の無線送受信部１２と体外装置３の無線送受信部３１との間で、ｐＨ値（情報）を相互通信可能に設定すれば良い。こうすることで、位置検出回路４は、例えば、測定したｐＨ値と予め設定された閾値等とを比較したり、測定したｐＨ値の変化（例えば、胃では酸性であるが、小腸では中性に変化）等に基づいて生体内におけるカプセル型医療装置２の位置検出が行える。特に、第１実施形態の撮像画像による位置検出に比べ、アルゴリズムの容易化を図ることができる。
【００５７】
また、カプセル型医療装置２から送信される電波強度に基づいて、該カプセル型医療装置２の位置を検出するように位置検出手段を構成しても構わない。
即ち、図７に示すように、カプセル型医療装置２の無線送受信部１２が無線電波を発信可能とされ、位置検出手段４５が、体外装置３に設けられて無線電波の電波強度を測定する複数の受信アンテナ４６を備え、各受信アンテナ４６で受信した電波強度の強弱に基づいてカプセル型医療装置２の位置を検出するように構成しても構わない。なお、この場合には、上記位置検出手段４５は、各受信アンテナ４６と位置検出回路４とから構成される。また、各受信アンテナ４６を特定の部位、例えば、胃、小腸や大腸の近傍に位置するように配すると良い。こうすることで、小腸付近に配された受信アンテナ４６が受信する電波強度が最も高い場合には、位置検出回路４はカプセル型医療装置２が小腸に達していることを検出することができる。このように電波強度を利用して確実にカプセル型医療装置２の位置検出を行うことができる。
【００５８】
また、磁力を利用して、カプセル型医療装置２の位置を検出するように位置検出手段を構成しても構わない。
即ち、図８に示すように、位置検出手段５０が、カプセル型医療装置２に設けられて磁力を発生させる図示しない磁石やコイル等の磁力発生手段５１と、体外装置３に設けられて磁力を測定する複数の磁気センサ、例えば、外部コイル（磁力検出手段）５２とを備え、各外部コイル５２で測定した磁界強度の強弱に基づいてカプセル型医療装置２の位置を検出するように構成しても構わない。この場合には、各外部コイル５２を特定の部位、例えば、胃、小腸や大腸の近傍に位置するように配すると良い。こうすることで、小腸付近に配された外部コイル５２が測定する磁界強度が最も高い場合には、カプセル型医療装置２が小腸に達していることを検出することができる。また、位置検出手段５０において、磁力発生手段５１が、交流磁界を発生させるコイルであっても良い。この場合、交流磁界を用いることで、環境から発信された物理量等による干渉の環境が少ない状態で、磁気センサを用いて位置検出を実現することが可能となる。このように磁界強度を利用して、確実にカプセル型医療装置２の位置検出を行うことができる。
なお、その他、磁力以外にも、電磁波、電波、光、音波等の物理量を用いて同様の位置検出をすることも可能である。
【００５９】
また、加速度情報を利用して、カプセル型医療装置２の位置を検出するように位置検出手段を構成しても構わない。
即ち、図９に示すように、位置検出手段５５が、カプセル型医療装置２に設けられて体内の加速度を測定すると共に無線送受信部１２を介して体内加速度情報を送信する体内加速度センサ５６と、体外装置３に設けられて体外の加速度を測定する体外加速度センサ５７とを備え、体外装置３の無線送受信部３１を介して受信した体内加速度情報と体外加速度センサ５７で測定した体外加速度情報とに基づいて、カプセル型医療装置２の位置を検出するように構成しても構わない。
【００６０】
この場合、体外加速度センサ５７は、例えば、両加速度情報の差分を算出すると共に、加速度の差分から距離を算出することで、カプセル型医療装置２の位置検出を行うようにすれば良い。こうすることで、加速度情報を利用して、確実にカプセル型医療装置２の位置検出を行うことができる。
なお、上記位置検出手段５５も上記位置検出手段５０と同様に、電磁波、電波、光、音波等のその他の物理量を用いて位置検出をすることも可能である。
【００６１】
また、体外装置３がカプセル型医療装置２の位置を検出するように構成したが、カプセル型医療装置２自身が、自己位置を検出するように位置検出手段を構成しても構わない。
例えば、図１０に示すように、位置検出手段６０が、生体外の特定部位近傍に配された複数の磁石６１と、カプセル型医療装置２に設けられて磁石６１の磁力を検出する図示しない磁気センサとを備え、磁気センサにより検出した磁力に基づいてカプセル型医療装置２の位置を検出するように構成しても構わない。なお、図１０においては、磁石６１は、特定部位として胃の幽門部、盲腸及び肛門の近傍に配している。こうすることで、カプセル型医療装置２が、胃の幽門部、盲腸及び肛門の近傍に達した際、磁気センサが磁石６１の磁力を検出して自己位置を検出することができる。
【００６２】
更に、上述した各位置検出手段を利用して、図１１に示すように、カプセル型医療装置２の移動経路をパターン認識するように位置検出手段を設定すると共に、体外装置３の制御部３３が各部位、例えば、胃、小腸、大腸や肛門を特定するように設定しても構わない。こうすることで、カプセル型医療装置２の移動経路のパターンにより、カプセル型医療装置２の位置を検出することができる。特に、撮像画像に基づいてカプセル型医療装置２に位置を検出する場合と比較して、アルゴリズムの容易化を図ることができる。
【００６３】
また、上記第１実施形態では、位置検出回路が、撮像画像の変化により小腸の蠕動運動による移動方向を検出すると共にカプセル型医療装置の向きを検出するように構成したが、これに限られず、例えば、図１２に示すように、電気刺激を利用してカプセル型医療装置２の向きを検出するようにしても構わない。
例えば、小腸に達したときに、一端側又は他端側の電極５より生体組織に一時的に電気刺激を与え、カプセル型医療装置２を移動させる。このときのカプセル型医療装置２の移動方向を検出することで、カプセル型医療装置２の向きの検出がより短時間で行える。その後、向きに応じて一端側又は他端側の電極５から電気刺激を生体組織に与えれば良い。
【００６４】
また、上述した方法により体内におけるカプセル型医療装置の向きを検出したが、特定の部位を通過する際にカプセル型医療装置の向きを規制するようにしても構わない。
例えば、図１３に示すように、カプセル型医療装置２の内部に永久磁石６５を設けると共に、特定部位、例えば、小腸近傍に永久磁石６６を配する。こうすることで、胃を通過して小腸に移動する際に、カプセル型医療装置２の永久磁石６５と小腸近傍に配された永久磁石６６とにより、カプセル型医療装置２の向きが一定方向に規制された状態で小腸に移動する。また、カプセル型医療装置２に設けられた永久磁石６５、又は特定部位に設けられた永久磁石６６に替えて、コイルを採用しても構わない。こうすることで、必要時以外に磁力を発生させないようにでき、例えば、前述の磁気を利用した位置検出手段への干渉及び影響を最少限に抑えることができる。従って、確実に一定方向に向けて進行させることができ、電気刺激手段の制御を行い易い。
また、上述のような磁気による向き制御機能（磁気誘導手段）を常時併用し、観察時の向き制御に利用しても良い。これにより、観察性能が向上する。
【００６５】
また、上記磁石による方法だけではなく、例えば、図１４に示すように、カプセル型医療装置２に切り離し可能な紐６７を取り付けた状態で体内に投入し、小腸等の特定の部位に達したことを確認後、紐６７を切り離すようにしても構わない。こうすることで、カプセル型医療装置２の向きを規制して確実に一定方向に向けて進行させることができるので、電気刺激手段の制御を行い易い。
【００６６】
また、上記第１実施形態では、カプセル型医療装置２に設けられた無線送受信部１２と体外装置３に設けられた無線送受信部３１とにより、生体情報を送受信する構成としていたが、これらに替えて、カプセル型医療装置２又は体外装置３の少なくとも一方に設けられた発信部により生体情報を発信し、他方に設けられた検知部により生体情報を検知する構成としても構わない。
【００６７】
次に、本発明に係るカプセル型医療装置の第２実施形態について、図１５を参照して説明する。なお、第２実施形態において第１実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、カプセル型医療装置を経口投入して排泄されるまで体内各部を観察したが、第２実施形態では、カプセル型医療装置２を経肛門で投入し、大腸内の観察を行う点である。
【００６８】
即ち、図１５に示すように、カプセル型医療装置２を経肛門より体内に投入する。なお、この際、撮像素子２０を前方に向けて体内に投入する。投入されたカプセル型医療装置２は、撮像素子２０で撮像した大腸の撮像画像を体外装置３に送信する。これを受けて体外装置３の位置検出回路４は、カプセル型医療装置２が大腸に位置していることを検出し、制御部３３がバルーン１３を拡張させ及び電気刺激を与える制御信号をカプセル型医療装置２に送信する。この制御信号を受けて、カプセル型医療装置２の制御部６は、拡張収縮機構２２を作動させてバルーン１３を拡張させると共に、電流発生回路２３より電極５に電流を送り生体組織（腸管）に電気刺激を与える。この際、電流発生回路２３は、他端側の電極５に電流を供給して電気刺激を与える。
【００６９】
電気刺激を受けた生体組織は、筐体１０の他端側において局所的な収縮を行う。これにより、カプセル型医療装置２は、肛門から小腸に向けて逆走するように大腸内を移動しながら撮像素子２０により大腸内の撮像を行う。そして、盲腸に達すると、体外装置３の制御部３３は、バルーン１３を収縮及び電気刺激を停止させる制御信号をカプセル型医療装置２に送る。
これを受けて、図１５に示すように、カプセル型医療装置２の制御部６は、拡張収縮機構２２を作動させてバルーン１３を収縮させると共に、電極５に供給していた電流を停止して電気刺激を終了する。その後、カプセル型医療装置２は、自然に排泄される。この際、バルーン１３は、収縮しているので、排泄性が向上する。
このように本実施形態によれば、観察が必要な大腸内でのみ駆動することが可能であり、より効率的な観察を行うことができる。
【００７０】
また、上記第２実施形態では、盲腸に達したときに、バルーン１３を収縮させると共に、電気刺激を停止するように設定したが、これに限られず、例えば、図１６に示すように、盲腸に達したときに、他端側の電極５からの電気刺激を一端側の電極５からの電気刺激に切り替えるように構成しても構わない。こうすることで、盲腸に達したカプセル型医療装置２を、電気刺激により再度肛門に向けて移動させることができる。そして、肛門に達したときに、バルーン１３を収縮させると共に、電気刺激を停止するように設定すれば良い。こうすることで、大腸内を行きと帰りの２回撮像することができ、見落とし等が減少してより正確な観察を行うことができる。また、肛門まで誘導することが可能であるので、早期に排泄させることができる。
【００７１】
なお、本発明の技術分野は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記各実施形態において、電極を筐体の軸方向に対して一端側及び他端側にそれぞれ設けた構成にしたが、これに限られず、どちらか一方でも構わないし、さらに複数設けても構わない。また、上記各実施形態において、電極は筐体の外表面又はバルーンの外表面に設ける構成としたが、電極が筐体の外表面近傍に配置され、導電性の高い材質により構成された外表面の部材が電極を覆うように構成しても構わない。この場合、筐体の外表面において正極から負極への短絡を防ぐために、正極を覆う部材と負極を覆う部材との間は絶縁状態にしておく。こうすることで、電極が小さな形状であっても、筐体の外表面の部材を介して生体組織の広い範囲に電気刺激を行うことが可能である。
また、体外装置の制御部が有する機能を、カプセル型医療装置の制御部に持たせても構わない。こうすることで、カプセル型医療装置と体外装置との間の無線通信を、カプセル型医療装置から体外装置への一方向送信（生体情報）に変更することが可能である。
【００７２】
また、体外装置ではなく、カプセル型医療装置内に記録手段を設けた構成にしても構わない。即ち、図１７に示す本発明に係るカプセル型医療装置でも構わない。このカプセル型医療装置７０は、筐体１０内に記録手段３２を備えると共に、制御部７１が電流発生回路２３及び位置検出回路４を備えている。このカプセル型医療装置７０によれば、体内を移動する際、撮像素子２０で撮像した生体情報である撮像画像を記録手段３２に記録しながら、位置検出回路４により自己位置を検出し、制御部７１が部位に応じて電流発生回路２３を制御して電気刺激を与えることができる。従って、被検者は、体外装置を備える必要がないので、簡便である。
なお、このカプセル型医療装置においても、上述したカプセル型医療装置システムと同様に、ｐＨセンサやバルーンも設けても構わない。
【００７３】
更に、上記各実施形態において、カプセル型医療装置の位置を検出する位置検出手段を設けたが、図１８に示すように、位置検出手段が、制御部内に設けた図示しない判断回路と、生体内の目的部位に達するまでに必要な時間等のパラメータが予め設定された図示しないタイマ（設定部）を有する判断手段を備えていても構わない。
このタイマは、生体内に投入されてから特定の部位に達するまでの時間が予め設定されている。このカプセル型医療装置を上記第２実施形態に適用した場合には、経肛門から体内に投入されてから盲腸に達するまでをタイマの時間で判断することができると共に、さらに盲腸から肛門に達するまでをタイマの時間で判断することが可能である。そして、判断手段により判断した生体部位に応じて、制御部がバルーンの拡張収縮や電気刺激を行うように設定すれば良い。
なお、パラメータは、上記時間だけに限られず、例えば、図１９に示すように、電極で発生したパルス数等の電気刺激量でも良く、該パルス数に基づいて目的部位を判断しても構わない。この場合には、電極に対してパルス状に電力を供給するように電流発生回路を設定し、発生したパルス数をメモリに保存し、予め設定しておいた数に達したときにパルスの発生を停止する等の判断を行っても良い。
なお、電気刺激量は、パルス数だけでなくパルス幅の和、パルス強度の分布や、電極で発生した電流の積分量でも構わない。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明に係るカプセル型医療装置システムの第１実施形態を示す構成図である。
【図２】カプセル型医療装置のバルーンを拡張させた状態を示す断面図である。
【図３】カプセル型医療装置を体内に投入し、各部位に応じて電気刺激を与えている状態を示す図である。
【図４】カプセル型医療装置により、胃、小腸、大腸及び肛門を撮像した撮像画像の位置例を示した図である。
【図５】小腸内においてカプセル型医療装置により、生体組織に電気刺激を与えている状態を示す図である。
【図６】ｐＨセンサを備えたカプセル型医療装置を示す断面図である。
【図７】電波強度を利用してカプセル型医療装置の位置を検出する位置検出手段の一例を示す図である。
【図８】磁界強度を利用してカプセル型医療装置の位置を検出する位置検出手段の一例を示す図である。
【図９】加速度情報を利用してカプセル型医療装置の位置を検出する位置検出手段の一例を示す図である。
【図１０】磁力を利用してカプセル型医療装置の位置を検出する位置検出手段の一例を示す図である。
【図１１】カプセル型医療装置の移動経路パターンを利用してカプセル型医療装置の位置を検出する位置検出手段の一例を示す図である。
【図１２】カプセル型医療装置の向きを検出するため、一時的に生体組織に電気刺激を与えた状態を示す図である。
【図１３】カプセル型医療装置の向きを規制するために、体外及びカプセル型医療装置内に永久磁石を配した一例を示す図である。
【図１４】カプセル型医療装置の向きを規制するために、カプセル型医療装置に着脱可能な紐を取り付けた状態で、体内に投入した状態を示す図である。
【図１５】本発明に係るカプセル型医療装置システムの第２実施形態を示す図であって、カプセル型医療装置を経肛門から大腸に投入し、盲腸までの間を観察している状態を示す図である。
【図１６】カプセル型医療装置を経肛門から大腸に投入し、盲腸まで移動させた後に、再度肛門まで移動させながら大腸内を観察している状態を示す図である。
【図１７】本発明に係るカプセル型医療装置の一例を示す断面図である。
【図１８】本発明に係るカプセル型医療装置の他の一例を示す断面図である。
【図１９】本発明に係るカプセル型医療装置の更に他の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７５】
１    カプセル型医療装置システム
２    カプセル型医療装置
３    体外装置
４    位置検出回路（位置検出手段）
５    電極
６    制御部（制御手段）
１０    筐体
１１    取得手段（撮像手段）
１２    無線送受信部（発信部、検知部）
１３    バルーン
２０    撮像素子
３１    無線送受信部（発信部、検知部）
３２    記録手段
４０    ｐＨセンサ
４５、５０、５５、６０    位置検出手段
４６    受信アンテナ
５１    磁力発生手段
５２    外部コイル（磁力検出手段）
５６    体内加速度センサ
５７    体外加速度センサ
６１    磁石
【図１】
2005185644.tif 000003
【図２】
2005185644.tif 000004
【図３】
2005185644.tif 000005
【図４】
2005185644.tif 000006
【図５】
2005185644.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005185644.tif 000009
【図８】
2005185644.tif 000010
【図９】
2005185644.tif 000011
【図１０】
2005185644.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2005185644.tif 000016
【図１５】
2005185644.tif 000017
【図１６】
2005185644.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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