(57)【要約】【課題】  生体内の表在疾患等の患部に対して直接的に投薬をすること。【解決手段】  生体内に経口投入される生体情報取得用の第１のカプセル１０及び投薬用の第２のカプセル４０を備え、第１のカプセル１０が、生体情報を取得する取得手段と、生体内での移動距離を計測する観察用計測手段と、移動距離と生体情報とを関連付けて記録するメモリと、該メモリに記録された生体情報に基づいて投薬が必要な患部と該患部までの移動距離を特定する特定手段とを有し、第２のカプセル４０が、薬剤を保持する薬剤保持部と、薬剤を放出する放出手段と、生体内での移動距離を計測する投薬用計測手段と、該投薬用計測手段により計測された移動距離が特定手段により特定された移動距離であるか否かを判断する判断手段と、該判断手段が特定された移動距離であると判断したときに放出手段を作動させる制御手段とを有するカプセル投薬システム１を提供する。【選択図】  図１
2005131012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体内に経口投入される生体情報取得用の第１のカプセル及び投薬用の第２のカプセルを備え、
前記第１のカプセルが、カプセル状の筐体に、生体情報を取得する取得手段と、生体内での移動距離を計測する観察用計測手段と、該観察用計測手段により計測された移動距離と前記取得手段により取得された生体情報とを関連付けて記録するメモリと、該メモリに記録された生体情報に基づいて投薬が必要な患部と該患部までの移動距離とを特定する特定手段とを有し、
前記第２のカプセルが、カプセル状の筐体に、薬剤を保持する薬剤保持部と、該薬剤保持部に保持された前記薬剤を放出する放出手段と、生体内での移動距離を計測する投薬用計測手段と、該投薬用計測手段により計測された移動距離が前記特定手段により特定された移動距離であるか否かを判断する判断手段と、該判断手段が前記特定された移動距離であると判断したときに前記放出手段を作動させる制御手段とを有することを特徴とするカプセル投薬システム。
【請求項２】
生体内に経口投入される生体情報取得用の第１のカプセル及び投薬用の第２のカプセルと、生体外に配される体外ユニットとを備え、
前記第１のカプセルが、カプセル状の筐体に、生体情報を取得する取得手段と、生体内での移動距離を計測する観察用計測手段と、該観察用計測手段により計測された移動距離と前記取得手段により取得された生体情報を関連付けて前記体外ユニットに向けて送信する送信手段とを有し、
前記体外ユニットが、前記送信手段により送信された前記生体情報を受信する受信手段と、該受信手段により受信された前記生体情報に基づいて投薬が必要な患部と該患部までの移動距離とを特定する特定手段とを有し、
前記第２のカプセルが、カプセル状の筐体に、薬剤を保持する薬剤保持部と、該薬剤保持部に保持された前記薬剤を放出する放出手段と、生体内での移動距離を計測する投薬用計測手段と、該投薬用計測手段により計測された移動距離が前記特定手段により特定された移動距離であるか否かを判断する判断手段と、該判断手段が前記特定された移動距離であると判断したときに前記放出手段を作動させる制御手段とを有することを特徴とするカプセル投薬システム。
【請求項３】
生体内に経口投入される生体情報取得用の第１のカプセル及び投薬用の第２のカプセルと、生体外に配される体外ユニットとを備え、
前記第１のカプセルが、カプセル状の筐体に、生体情報を取得する取得手段と、該取得手段により取得した生体情報を前記体外ユニットに向けて送信する送信手段と、自己の位置情報を生体外に送信する位置送信手段とを有し、
前記体外ユニットが、前記位置送信手段により送信された前記位置情報を検出する位置検出手段と、前記送信手段により送信された前記生体情報を受信する受信手段と、該受信手段により受信された生体情報と前記位置検出手段により検出された前記位置情報とに基づいて投薬が必要な患部と該患部までの移動距離とを特定する特定手段とを有し、
前記第２のカプセルが、カプセル状の筐体に、薬剤を保持する薬剤保持部と、該薬剤保持部に保持された前記薬剤を放出する放出手段と、生体内での移動距離を計測する投薬用計測手段と、該投薬用計測手段により計測された移動距離が前記特定手段により特定された移動距離であるか否かを判断する判断手段と、該判断手段が前記特定された移動距離であると判断したときに前記放出手段を作動させる制御手段とを有することを特徴とするカプセル投薬システム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のカプセル投薬システムにおいて、
前記観察用計測手段及び投薬用計測手段が、それぞれ、生体内の消化管内腔壁の表面情報を取得する情報取得手段と、該情報取得手段により取得した前記表面情報の経時的変化に基づいて移動距離を算出する算出手段とを備えることを特徴とするカプセル投薬システム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のカプセル投薬システムにおいて、
前記取得手段が、生体内を撮像する撮像手段と生体内を照明する照明手段とからなる観察手段を備えることを特徴とするカプセル投薬システム。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか１項に記載のカプセル投薬システムにおいて、
前記取得手段が、生体内の出血を検出する血液センサを備えることを特徴とするカプセル投薬システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体内に投入される表在疾患等の患部に投薬を行うカプセル投薬システム
に関する。  
【背景技術】
【０００２】
現在、患者に対して薬剤をより効果的に投与する手段として、薬剤送達システム（ＤＤＳ；Drug Delivery System）が注目されている。該薬剤送達システムは、医薬品の生物活性、副作用、患部への標的指向（ターゲティング）、薬剤の放出制御（コントロールドリリース）、薬剤の吸収改善、薬剤の化学的安定性及び代謝活性等を調整して、生体内の表在疾患に対して、必要な量の薬剤を必要な時間だけ作用させ、薬剤をより効果的に使用するものである。この薬剤送達システムは、疾患種類に応じて、利用される技術が異なるものであり、例えば、患部である表在疾患が悪性腫瘍の場合には、ターゲティング、コントロールドリリース等の技術が求められる。
【０００３】
一方、容易に患者の健康状態を検査するものとして、生体内に経口投入されるカプセル型医療装置が知られている。この種のカプセル型医療装置は、様々なものが提供されており、例えば、生体内の各部を無作為的に撮影するものや、生体内からサンプル等を採取するものや、薬剤を放出するもの等が知られている。その１つとして、体内の所定位置（大腸）で発泡剤を放出して生体内の管腔部分を拡張した後、撮像することができるカプセル内視鏡が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
上記カプセル内視鏡は、一方の端面側に透明且つ半球状の透明部材を有し、他方の端面側に半球状のメッシュ部材を有するカプセル状に形成されたカプセル枠体を有している。また、カプセル枠体の内部であって透明部材の内側には、生体内に照明光を照射するＬＥＤ及び生体内を撮像する撮像光学系を有している。
また、カプセル枠体には、外表面に露出するようにｐＨセンサが設けられている。このｐＨセンサで検出されたｐＨ値は、制御処理回路に送られ、ｐＨ値の変化から大腸に達したと判断されたときに、送信アンテナから体外に向けて送信されるようになっている。また、上記撮像光学系で撮像した画像データも、所定処理された後、送信アンテナから体外に送信されるようになっている。更に、メッシュ部材の内側には、超音波の照射により破壊される複数のマイクロカプセルが内蔵されており、該マイクロカプセル内には水と反応してガスを発生する発泡剤が内蔵されている。
【０００５】
このカプセル内視鏡により検査を行う場合には、患者は、まずカプセル内視鏡を飲み込んで体内に投入する。投入されたカプセル内視鏡は、ｐＨセンサで体内のｐＨ値を検出しながら消化器官を移動する。ここで、大腸に達すると、制御処理回路は、ｐＨセンサで検出されたｐＨ値の変化により大腸に達したと判断して、送信アンテナから体外にその旨を知らせる。この送信された信号を、体外にて医療スタッフ等が受信すると、医療スタッフ等は、超音波発生器により体内に向けて超音波を照射する。超音波が照射されると、マイクロカプセルが破壊されるので、内部の発泡剤がメッシュ部材から大腸内に放出される。そして、発泡剤は、大腸内の水分と反応してガスを発生して、大腸内を拡張する。これにより、撮像光学系で拡張された大腸内を広範囲にわたって撮像することが可能となる。
【０００６】
このように、上述したカプセル内視鏡は、体内の所望する位置（大腸）でマイクロカプセルから発泡剤を放出するという上述したターゲティング、コントロールドリリースの機能を有しているものである。特に、このようなカプセル型医療装置は、簡便に患者の体内に投入できるため、上記薬剤送達システムの１つの手段として新たに注目されている。
【特許文献１】特開２００３−３８４２４号公報（段落番号０００６〜００４９段落、第１〜５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記特許文献１に記載のカプセル内視鏡は、生体内の所定位置である大腸に達したときに生体外にその旨の信号を送り、該信号を受けて生体外から送られてきた超音波により発泡剤を大腸内に放出するので、所定位置に達してから発泡剤を放出するまでに時間を要するものであった。このカプセル内視鏡においては、発泡剤を放出する被対象物が長さを有する大腸であるため、大腸に達してから発泡剤を放出する時間の影響をシビアに考慮しなくても良いが、例えば、生体内の表在疾患付近という限られた範囲内で作動させたい場合には、表在疾患を発見してから反応するまでに時間がかかるので、作動したときには所望する範囲を通り過ぎてしまうという不都合があった。そのため、発泡剤の代わりに薬剤を採用したとしても、生体内の表在疾患に対して直接投薬を行うには困難なものであった。
【０００８】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、生体内の表在疾患等の患部に対して直接的に投薬をすることができるカプセル投薬システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、生体内に経口投入される観察用カプセル及び投薬用カプセルを備え、前記観察用カプセルが、カプセル状の筐体に、生体情報を取得する取得手段と、生体内での移動距離を計測する観察用計測手段と、該観察用計測手段により計測された移動距離と前記取得手段により取得された生体情報とを関連付けて記録するメモリと、該メモリに記録された生体情報に基づいて投薬が必要な患部と該患部までの移動距離とを特定する特定手段とを有し、前記投薬用カプセルが、カプセル状の筐体に、薬剤を保持する薬剤保持部と、該薬剤保持部に保持された前記薬剤を放出する放出手段と、生体内での移動距離を計測する投薬用計測手段と、該投薬用計測手段により計測された移動距離が前記特定手段により特定された移動距離であるか否かを判断する判断手段と、該判断手段が前記特定された移動距離であると判断したときに前記放出手段を作動させる制御手段とを有するカプセル投薬システムを提供する。
【００１０】
この発明に係るカプセル投薬システムにおいては、観察用カプセルが、患者等の生体内に経口投入され該生体内を移動する際、取得手段により撮像画像等の生体情報を取得すると共に、観察用計測手段により経口投入されてからの移動距離の測定を行う。この際、取得された生体情報は、移動距離に関連付けられてメモリに順次記録される。特定手段は、メモリに記録された生体情報に基づいて、例えば、生体内の撮像画像の赤色の量が閾値以上となったときに出血していると判断して投薬が必要な患部であると特定すると共に、該患部に示される生体情報とメモリに記録されている生体情報に関連付けられた移動距離とから投薬が必要な患部までの移動距離を特定する。
移動距離の特定後、経口投入された投薬用カプセルは、投薬用計測手段により移動距離を測定しながら体内を移動する。ここで、判断手段は、計測された移動距離と特定手段により特定された移動距離とを比較し、特定された移動距離であると判断するとその旨を制御手段に知らせる。これを受けて、制御手段は、放出手段を作動させて薬剤保持部内の薬剤を放出する。
【００１１】
これにより、患部の位置で薬剤を放出でき、確実に患部に対して投薬することができる。特に、患部を検出してから投薬を行うのではなく、移動距離に基づいて投薬を行うので、患部を通りすぎることなく的確（直接的）に薬剤を投与することができる。また、投薬用カプセル自身が、特定された移動距離であるかを判断して投薬を行うので、判断のための別個の外部装置等を必要としない。そのため、外部装置等との通信による時間的ロスがなく、移動距離の測定から薬剤の放出にかける時間が短時間で済むので、患部に対して高精度に投薬を行うことができる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、生体内に経口投入される観察用カプセル及び投薬用カプセルと、生体外に配される体外ユニットとを備え、前記観察用カプセルが、カプセル状の筐体に、生体情報を取得する取得手段と、生体内での移動距離を計測する観察用計測手段と、該観察用計測手段により計測された移動距離と前記取得手段により取得された生体情報とを関連付けて前記体外ユニットに向けて送信する送信手段とを有し、前記体外ユニットが、前記送信手段により送信された前記生体情報を受信する受信手段と、該受信手段により受信された前記生体情報に基づいて投薬が必要な患部と該患部までの移動距離とを特定する特定手段とを有し、前記投薬用カプセルが、カプセル状の筐体に、薬剤を保持する薬剤保持部と、該薬剤保持部に保持された前記薬剤を放出する放出手段と、生体内での移動距離を計測する投薬用計測手段と、該投薬用計測手段により計測された移動距離が前記特定手段により特定された移動距離であるか否かを判断する判断手段と、該判断手段が前記特定された移動距離であると判断したときに前記放出手段を作動させる制御手段とを有するカプセル投薬システムを提供する。
【００１３】
この発明に係るカプセル投薬システムにおいては、観察用カプセルが、患者等の生体内に経口投入され該生体内を移動する際、取得手段により撮像画像等の生体情報を取得すると共に、観察用計測手段により経口投入されてからの移動距離の測定を行う。この際、取得された生体情報は、移動距離に関連付けられて送信手段により体外ユニットに向けて送信を行う。
送信された情報は、体外ユニットの受信手段により受信されると共に特定手段に送られる。該特定手段は、受信手段から送られてきた生体情報に基づいて、例えば、生体内の撮像画像の赤色の量が閾値以上となったときに出血していると判断して投薬が必要な患部であると特定すると共に、該患部が示される生体情報と受信手段から送られてきた生体情報に関連付けられた移動距離とから、投薬が必要な患部までの移動距離を特定する。
移動距離の特定後、経口投入された投薬用カプセルは、投薬用計測手段により移動距離を測定しながら体内を移動する。ここで、判断手段は、計測された移動距離と特定手段により特定された移動距離とを比較し、特定された移動距離であると判断するとその旨を制御手段に知らせる。これを受けて、制御手段は、放出手段を作動させて薬剤保持部内の薬剤を放出する。
【００１４】
これにより、患部の位置で薬剤を放出でき、確実且つ直接的に患部に対して投薬することができる。特に、体外ユニットが、診断及び移動距離の特定を行うので、観察用カプセルを容易な構成にでき、小型化を図ることができる。
【００１５】
請求項３に係る発明は、生体内に経口投入される観察用カプセル及び投薬用カプセルと、生体外に配される体外ユニットとを備え、前記観察用カプセルが、カプセル状の筐体に、生体情報を取得する取得手段と、該取得手段により取得した生体情報を前記体外ユニットに向けて送信する送信手段と、自己の位置情報を生体外に送信する位置送信手段とを有し、前記体外ユニットが、前記位置送信手段により送信された前記位置情報を検出する位置検出手段と、前記送信手段により送信された前記生体情報を受信する受信手段と、該受信手段により受信された生体情報と前記位置検出手段により検出された前記位置情報とに基づいて投薬が必要な患部と該患部までの移動距離とを特定する特定手段とを有し、前記投薬用カプセルが、カプセル状の筐体に、薬剤を保持する薬剤保持部と、該薬剤保持部に保持された前記薬剤を放出する放出手段と、生体内での移動距離を計測する投薬用計測手段と、該投薬用計測手段により計測された移動距離が前記特定手段により特定された移動距離であるか否かを判断する判断手段と、該判断手段が前記特定された移動距離であると判断したときに前記放出手段を作動させる制御手段とを有するカプセル投薬システムを提供する。
【００１６】
この発明に係るカプセル投薬システムにおいては、観察用カプセルが、患者等の生体内に経口投入され該生体内を移動する際、取得手段により撮像画像等の生体情報を取得すると共に、送信手段により体外ユニットに向けて送信を行う。また、位置送信手段により磁力や電波等の位置情報を生体外に送信して自己の位置を知らせる。
体外ユニットの位置検出手段は、位置送信手段から送信された位置情報を検出することにより、生体内での投薬用カプセルの位置を検出する。つまり、経口投入されてから生体内を移動する間の位置検出を行っている。一方、送信手段から送信された生体情報は、体外ユニットの受信手段により受信されて特定手段に送られる。該特定手段は、受信手段から送られてきた生体情報に基づいて、例えば、生体内の撮像画像の赤色の量が閾値以上となったときに出血していると判断して投薬が必要な患部であると特定すると共に、位置検出手段により検出された投薬用カプセルの位置に基づいて、患部の位置までの移動距離の特定を行う。
移動距離の特定後、経口投入された投薬用カプセルは、投薬用計測手段により移動距離を測定しながら体内を移動する。ここで、判断手段は、計測された移動距離と特定手段により特定された移動距離とを比較し、特定された移動距離であると判断するとその旨を制御手段に知らせる。これを受けて、制御手段は、放出手段を作動させて薬剤保持部内の薬剤を放出する。
【００１７】
これにより、患部の位置で薬剤を放出でき、確実且つ直接器に患部に対して投薬することができる。特に、体外ユニットが、観察用カプセルの位置検出を行うと共に移動距離の特定を行うので、観察用カプセルをより容易な構成にでき、更なる小型化を図ることができる。
【００１８】
請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載のカプセル投薬システムにおいて、前記観察用計測手段及び投薬用計測手段が、それぞれ、生体内の消化管内腔壁の表面情報を取得する情報取得手段と、該情報取得手段により取得した前記表面情報の経時的変化に基づいて移動距離を算出する算出手段とを備えるカプセル投薬システムを提供する。
【００１９】
この発明に係るカプセル投薬システムにおいては、情報取得手段が、例えば、消化管内腔壁の表面を断続的に撮像して該表面の凹凸形状等の表面情報の取得を行う。そして、算出手段が、取得された表面情報、即ち、凹凸形状の経時的変化に基づいて移動距離の算出を行う。このように、消化管内腔壁の表面情報に注目することで、容易且つ確実に移動距離を測定することができ、患部に対する投薬の正確性を向上させることができる。
【００２０】
請求項５に係る発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載のカプセル投薬システムにおいて、前記取得手段が、生体内を撮像する撮像手段と生体内を照明する照明手段とからなる観察手段を備えるカプセル投薬システムを提供する。
この発明に係るカプセル投薬システムにおいては、照明手段により生体を照明することで、撮像手段により確実に生体内の撮像が行える。このように観察手段で得られた撮像画像を生体情報として取得することができる。
【００２１】
請求項６に係る発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載のカプセル投薬システムにおいて、前記生体情報取得手段が、生体内の出血を検出する血液センサを備えるカプセル投薬システムを提供する。
この発明に係るカプセル投薬システムにおいては、血液センサにより取得された生体内の血液の有無、量や成分等の血液情報を生体情報として取得することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のカプセル投薬システムによれば、患部の位置を示す特定の移動距離だけ移動したときに、薬剤の放出が行えるので、患部に対して直接的に投薬を行うことができる。この際、患部を検出してから投薬を行うのではなく、移動距離に基づいて投薬を行うので、患部を通り過ぎることなく、的確に薬剤を投与することができる。特に、投薬用カプセル自身が、特定された移動距離であるか否かを判断して投薬を行うので、移動距離の計測から薬剤放出にかける時間が短時間で済み、患部に対して高精度に投薬することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係るカプセル投薬システムの第１実施形態を、図１から図７を参照して説明する。
本実施形態のカプセル投薬システム１は、図１に示すように、患者Ｐの体内（生体内）に経口投入される生体情報取得用の観察用カプセル（第１のカプセル）１０及び投薬用の投薬用カプセル（第２のカプセル）４０を備えている。
上記観察用カプセル１０は、図２に示すように、カプセル状の筐体１１内に、体内各部を撮像することにより生体情報である撮像画像を取得する観察手段（取得手段）１２と、体内での移動距離を計測する観察用計測手段１３と、該観察用計測手段１３により計測された移動距離と観察手段１２により取得された生体情報とを関連付けて記録するメモリ１４と、該メモリ１４に記録された生体情報に基づいて投薬が必要な患部Ｘと該患部Ｘまでの移動距離とを特定する特定部１５とを有している。
【００２４】
上記筐体１１は、プラスチック等で内部を密閉するように形成され、一端側に透明カバー１１ａが設けられている。この透明カバー１１ａの内側には、対物レンズ２０が配されており、該対物レンズ２０の結像位置には、ＣＭＯＳイメージャ等の撮像素子２１が配されている。この対物レンズ２０及び撮像素子２１は、体内を撮像する撮像手段２３を構成している。また、対物レンズ２１の周囲には、照明光を照射して対物レンズ２０の視野範囲を照明するＬＥＤ（照明手段）２２が配されている。即ち、これら撮像手段２３及びＬＥＤ２２は、上記観察手段１２を構成している。
【００２５】
上記観察用計測手段１３は、図３に示すように、体内の消化管内腔壁Ｗの表面情報である表面画像を取得する情報取得手段２５と、該情報取得手段２５により取得した表面情報の経時的変化に基づいて移動距離を算出する画像処理部（算出手段）２６とを備えている。
上記情報取得手段２５は、上記消化管内腔壁Ｗの表面に光Ｌを照射するＬＥＤ２７と、消化管内腔壁Ｗの表面で反射された光Ｌの画像、即ち、表面画像を読み取る光学センサ２８とを有している。
ＬＥＤ２７は、筐体１１の軸方向に光Ｌを照射するように水平配置されている。また、筐体１１の軸方向に向けて照射された光Ｌは、反射ミラー２９ａ、２９ｂによって照射方向が変更され、消化管内腔壁Ｗの表面に向けて斜めに照射されるようになっている。また、上記光学センサ２８は、反射した光Ｌを受光できる位置に配されている。なお、上記情報取得手段２５近傍の表面筐体１１には、光学的に光Ｌを透過するように上記透明カバー１１ａが設けられている。
上記画像処理部２６は、光学センサ２８で読み取った消化管内腔壁Ｗの表面画像を、例えば、毎秒１５００〜６０００回の高速で撮影（スキャン）すると共に、撮影した各画像の色や形状等の特徴に注目し、これらの経時的変化から移動距離を算出するようになっている。また、該画像処理部２６は、算出した移動距離を制御部３０に送るようになっている。
【００２６】
上記制御部３０は、体内に投入された後、ＬＥＤ２７に信号を送って作動させると共に、観察手段１２を制御して体内を、例えば、１秒に２回毎無作為的に撮像して生体情報を所得させる機能を有している。また、制御部３０は、観察手段１２から送られてきた生体情報を所定処理すると共に、該生体情報と画像処理部２６から送られてきた移動距離とを関連付けて上記メモリ１４に記録するようになっている。
【００２７】
上記特定部１５は、メモリ１４に記録されている生体情報から、例えば、赤色を検出すると共にその検出量を予め設定されている閾値と比較して、該閾値以上である場合には、投薬が必要な出血部位（患部Ｘ）であると特定するようになっている。また、特定部１５は、特定した患部Ｘを示す生体情報と、メモリ１４に記録されている生体情報に関連付けられた移動距離とから、患部Ｘの位置までの移動距離を特定するようになっている。
更に、筐体１１内には、上記各構成品に電力を供給する電池３１が内蔵されている。
【００２８】
上記投薬用カプセル４０は、図４に示すように、カプセル状の筐体４１内に、薬剤Ａを保持するリザーバ（薬剤保持部）４２と、該リザーバ４２に保持された薬剤Ａを放出する放出手段４３と、体内での移動距離を計測する投薬用計測手段４４と、該投薬用計測手段４４により計測された移動距離が観察用カプセル１０の特定部１６により特定された移動距離であるか否かを判断する判断部（判断手段）４５と、該判断部４５が特定された移動距離であると判断したときに放出手段４３を作動させる制御部（制御手段）４６と、観察用カプセル１０の特定部１５で特定された移動距離を記憶するメモリ４７と、上記各構成品に電力を供給する電池４８とを備えている。
【００２９】
上記筐体４１は、プラスチック等で内部を密閉するように形成されており、一端側の内部には、壁部４２ａと筐体４１の内周面とで囲まれた上記リザーバ４２が設けられている。該リザーバ４２には、筐体４１の外表面に形成された体液取込口４８を有する体液取込管路４２ａと、筐体４１の外表面に形成された薬剤放出口４９を有する薬剤供給管路４２ｂとが接続されている。なお、体液取込口４８及び薬剤放出口４９は、筐体４１の一端側に軸回りに複数形成されている。また、両管路４２ａ、４２ｂには、それぞれ該管路４２ａ、４２ｂを開閉するように移動可能な開閉弁５０、５１が設けられている。
また、リザーバ４２内には、上記薬剤Ａに加え、水分に触れると反応して膨張する性質を有する発泡剤等の膨張性薬剤Ｂが、体液取込管路４２ａ側に収納されている。また、上記薬剤Ａは、膨張性薬剤Ｂに隣接して薬剤供給管路４２ｂ側に収納されている。つまり、上記開閉弁５０、５１を作動させることで、筐体４１外部からリザーバ４２内に体液Ｆを取り込んで膨張性薬剤Ｂを膨張させ、その圧力によって薬剤Ａを筐体４１外部に放出できるようになっている。
即ち、これら体液取込管路４２ａ、体液取込口４８、薬剤供給管路４２ｂ、薬剤放出口４９及び両開閉弁５０、５１は、上記放出手段４３を構成している。
なお、リザーバ４２内に薬剤Ａを収納させる際、最初に膨張性薬剤Ｂを充填し、その後、膨張性薬剤Ｂが体液取込口４８から溢れるように薬剤Ａを薬剤放出口４９から導入することで、リザーバ４２内に薬剤Ａを高い密度で収納することができる。
【００３０】
また、上記投薬用計測手段４４は、図３に示す上記観察用計測手段１３と同様に、情報取得手段２５及び信号処理部２６を有している。また、該信号処理部２６は、算出した移動距離を上記判断部４５に送るようになっている。該判断部４５は、送られてきた移動距離を、上記メモリ４７に記録されている特定の移動距離と比較して、該特定の移動距離と一致したときに、その旨を上記制御部４６に送るようになっている。これを受けて制御部４６は、両開閉弁５０、５１を作動させるようになっている。なお、初期状態においては、両開閉弁５０、５１は、両管路４２ａ、４２ｂを閉塞する位置に設定されている。
【００３１】
このように構成されたカプセル投薬システム１により、患者Ｐの体内の患部Ｘに対して薬剤Ａを投薬する場合について、図５から図７を参照して以下に説明する。
まず、患者Ｐは、病院等の医療機関等にて観察用カプセル１０を入手し、観察用カプセル１０を経口投入する（Ｓ１）。この際、観察用カプセル１０は、投入時に図示しないスイッチが入るようになっており、電池３１から各構成品に電力が供給される。経口投入された観察用カプセル１０は、患者Ｐの体内を移動する間に、観察手段１２を作動させて体内各部を、例えば、１秒に２回毎撮像して生体情報を取得する（Ｓ２）。
【００３２】
また、制御部３０は、観察用計測手段１３を作動させ、経口投入されてからの移動距離を計測する。即ち、制御部３０は、図３に示すように、ＬＥＤ２７に信号を送り光Ｌを照射させる。照射された光Ｌは、反射ミラー２９ａ、２９ｂで反射されて消化管内腔壁Ｗの表面に対して斜めに照射される。該消化管内腔壁Ｗの表面で反射した光Ｌは、光学センサ２８に入射する。該光学センサ２８は、入射してきた光Ｌの画像、即ち、消化管内腔壁Ｗの表面画像の読み取りを行う。そして、画像処理部２６が、この表面画像を毎秒１５００〜６０００回の高速で撮影を行うと共に画像解析等の所定処理を行い、表面画像の中から、例えば、組織の凹凸形状等（小腸においては絨毛組織）の特徴に注目して経時的な各画像の比較を行う。画像処理部２６は、各画像の経時的変化により、移動方向や移動距離の算出を行うと共に制御部３０に知らせる。つまり、観察用計測手段１３は、消化管内腔壁Ｗの表面画像の経時的変化に基づいて体内移動距離の計測を行っている（Ｓ３）。
【００３３】
制御部１３は、画像処理部２６から送られてきた移動距離と、観察手段１２で取得された生体情報とを関連付けてメモリ１４に順次記録する（Ｓ４）。すると、特定部１５が、メモリ１４に記録された生体情報である撮像画像から、赤色のみを検出すると共にその検出量を予め設定されている閾値と比較し、閾値以上である場合には、投薬が必要な出血部位（患部Ｘ）であると特定する（Ｓ５）。また、患部Ｘの特定後、特定部１６は、該患部Ｘを示す生体情報と、メモリ１４に記録されている生体情報に関連付けられた移動距離とから、図５に示すように、患者Ｐの口から患部Ｘの位置までの移動距離の特定を行う（Ｓ６）。
【００３４】
次いで、患者Ｐから排泄された観察用カプセル１０を回収し、特定部１５により特定された移動距離を入手して投薬用カプセル４０のメモリ４７に記憶させる（Ｓ７）。その後、患者Ｐは、決められた投薬時間等に従って投薬用カプセル４０を経口投入する（Ｓ８）。なお、投薬用カプセル４０も観察用カプセル１０と同様に、投入時に図示しないスイッチが入るようになっており、電池４８から各構成品に電力が供給される。また、患者Ｐは、医師等から投薬用カプセル４０を入手後、医療機関等を離れても構わない。
一方、経口投入された投薬用カプセル４０は、投薬用計測手段４４により移動距離の計測を行いながら体内移動を行う（Ｓ９）。この際、画像処理部２６は、計測した移動距離を判断部４５に送っている。すると、判断部４５は、送られてくる移動距離がメモリ４７に記憶されている特定の移動距離であるか否かを判断する（Ｓ１０）。ここで、判断部４５は、投薬用計測手段４４から送られてきた距離が特定の距離に一致した場合には、患部Ｘの位置に達したと判断すると共に、制御部４６にその旨を知らせる（Ｓ１１）。
【００３５】
制御部４６は、これを受けて両開閉弁５０、５１を作動させて、体液取込管路４２ａ及び薬剤供給管路４２ｂを開状態にする（Ｓ１２）。すると、体液Ｆが、体液取込口４８及び体液取込管路４２ａを介してリザーバ４２内に入り、膨張性薬剤Ｂに染み込み始める。
これにより、膨張性薬剤Ｂは、体液Ｆの水分に反応して膨張し始める（Ｓ１３）。膨張性薬剤Ｂが膨張すると、その圧力により薬剤Ａがリザーバ４２から薬剤供給管路４２ｂ及び薬剤放出口４９を介して筐体４１外部に押し出されるようにして放出される（Ｓ１４）。
つまり、患部Ｘの位置を示す特定の移動距離で薬剤Ａの放出を行うので、患部Ｘに対して直接的に投薬を行うことができる（Ｓ１５）。
【００３６】
上述したカプセル投薬システム１によれば、観察用カプセル１０を経口投入することで、観察用計測手段１３により体内の移動距離の計測を行いながら観察手段１２により生体情報の取得が行えると共に、診断部１５により投薬が必要な患部Ｘまでの移動距離の特定が行える。その後、投薬用カプセル４０を経口投入することで、投薬用計測手段４４により測定した移動距離が特定部１５で特定した移動距離であるか否かを判断部４５が判断して、該位置で薬剤Ａを放出することができる。つまり、患部Ｘの位置を示す特定の移動距離で薬剤Ａの放出を行うので、確実に患部Ｘに対して投薬を行うことができる。特に、患部Ｘを検出してから投薬を行うのではなく、移動距離に基づいて投薬を行うので、患部Ｘを通りすぎることなく、的確に薬剤Ａを投与することができる。
また、投薬用カプセル４０自身が、特定された移動距離であるか否かを判断して投薬を行うので、判断のための別個の外部装置等を必要としない。そのため、外部装置等の通信等による時間的ロスがなく、移動距離の測定から薬剤Ａの放出にかける時間が短時間で済むので、患部Ｘに対して高精度に薬剤Ａを投与することができる。
【００３７】
また、観察用カプセル１０及び投薬用カプセル４０は、それぞれ観察用計測手段１３及び投薬用計測手段４４により、消化管内腔壁Ｗの表面情報の経時的変化に基づいて体内の移動距離の計測を容易且つ確実に行うことができ、患部Ｘに対する投薬の正確性を向上させることができる。
【００３８】
次に、本発明に係るカプセル投薬システムの第２実施形態について、図８から図１０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、観察用カプセル１０及び投薬用カプセル４０により構成されていたのに対し、第２実施形態のカプセル投薬システム６０は、図８に示すように、経口投入される観察用カプセル７０及び投薬用カプセル４０に加え、体外に配される体外ユニット８０を備える点である。
【００３９】
上記観察用カプセル７０は、図９に示すように、筐体１１内に、観察手段１２により取得された生体情報と観察用計測手段１３により計測された移動距離とを関連付けて上記体外ユニット８０に向けて送信する送信アンテナ（送信手段）７１を備えている。即ち、制御部３０は、観察手段１２から送られてきた生体情報を所定処理すると共に、該生体情報と画像処理部２６から送られてきた移動距離とを関連付けて送信アンテナ７１から送信するようになっている。
【００４０】
上記体外ユニット８０は、図８及び図１０に示すように、患者Ｐの体外に装着可能な本体８１に、投薬用カプセル７０の送信アンテナ７１から送信された情報を受信する受信アンテナ（受信手段）８２と、該受信アンテナ８２により受信された情報に基づいて投薬が必要な患部Ｘと該患部Ｘまでの移動距離とを特定する特定部（特定手段）８３とを備えている。
【００４１】
上記本体８１は、患者Ｐのベルト等に装着することにより体外に装着できるようになっている。上記受信アンテナ８２は、例えば、本体８１から突出するように設けられており、受信した情報を上記特定部８３に送る機能を有している。また、特定部８３は、送られてきた生体情報である撮像画像から、例えば、赤色を検出すると共にその検出量を予め設定されている閾値と比較し、比較した結果、閾値以上である場合には、投薬が必要な出血部位（患部Ｘ）であると特定するようになっている。また、特定部８３は、患部Ｘを示す生体情報と、受信アンテナ８２を介して送られてきた生体情報に関連付けられた移動距離
とから、患者Ｐの口から患部Ｘの位置までの移動距離の特定を行うようになっている。
なお、本実施形態において、体外ユニット８０の特定部８３で特定された移動距離は、投薬用カプセル４０のメモリ４７に記録されるようになっている。
【００４２】
このように構成されたカプセル投薬システム６０により、患者Ｐの体内の患部Ｘに対して薬剤Ａを投薬する場合について、以下に説明する。
患者Ｐに経口投入された観察用カプセル７０は、体内を移動する際、観察手段１２により撮像画像である生体情報を取得すると共に、観察用計測手段１３により体内の移動距離の計測を行う。また、制御部３０は、生体情報と移動距離とを関連付けて送信アンテナ７１から体外ユニット８０に向けて送信する。
体外ユニット８０の受信アンテナ８２は、送信アンテナ７１から送信された生体情報を受信すると共に特定部８３に送る。該特定部８３は、送られてきた撮像画像から赤色のみを検出すると共に、その検出量を予め設定されている閾値と比較することにより投薬が必要な患部Ｘを特定すると共に、患部Ｘの特定後、患者Ｐの口から患部Ｘの位置までの移動距離の特定を行う。
【００４３】
次いで、投薬用カプセル４０のメモリ４７に特定部８３で特定された移動距離を記憶させる。入力後、患者Ｐは、観察用カプセル７０を経口投入してから所定時間の経過後、又は観察用カプセル７０の排泄等により、該観察用カプセル７０による観察が終了した後、決められた投薬時間に従って、投薬用カプセル４０を経口投入する。この投薬用カプセル４０の経口投入により、特定された移動距離、即ち患部Ｘの位置で薬剤Ａの放出が行え、確実に患部Ｘに対して投薬することができる。特に、体外ユニット８０が、患部Ｘの特定及び該患部Ｘまでの移動距離の特定を行うので、観察用カプセル７０を容易な構成にでき、小型化を図ることができる。
【００４４】
次に、本発明に係るカプセル投薬システムの第３実施形態について、図１１及び図１２を参照して説明する。なお、第３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３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、観察用カプセル１０自身が、観察用計測手段１３により体内での移動距離を測定していたのに対し、第３実施形態のカプセル投薬システム９０は、観察用カプセル１００の移動距離を体外ユニット１１０が計測する点である。
【００４５】
即ち、本実施形態のカプセル投薬システム９０は、図１１に示すように、経口投入される上記観察用カプセル１００及び投薬用カプセル４０と、生体外に配される体外ユニット１１０を備えている。
上記観察用カプセル１００は、図１２に示すように、筐体１１内に、観察手段１２により取得した撮像画像である生体情報を上記体外ユニット１１０に向けて送信する送信アンテナ（送信手段）１０１と、自己の位置情報を体外に送信する磁石（位置送信手段）１０２を有している。即ち、制御部３０は、観察手段１２から取得した生体情報を所定処理すると共に、送信アンテナ１０１から送信するようになっている。また、磁石１０２は、磁力、即ち、位置情報を体外に発する（送信）ことで、体外に自己位置を知らせるようになっている。
【００４６】
上記体外ユニット１１０は、図１１に示すように、患者Ｐを載せるベッド等の診察台１１１に取り付けられて磁石１０２が発する磁力を検出する磁気センサ（位置検出手段）１１２と、観察用カプセル１００の送信アンテナ１０１から送信された生体情報を受信する受信アンテナ（受信手段）１１３と、該受信手段１１３により受信された生体情報と磁気センサ１１２により検出された位置情報である磁力とに基づいて、投薬が必要な患部Ｘと該患部Ｘまでの移動距離とを特定する特定部（特定手段）１１４とを有している。
【００４７】
また、上記体外ユニット１１０は、体外磁石１２０と表示モニタ１２１ａを有するパーソナルコンピュータ（以下ＰＣ）１２１とを有しており、該ＰＣ１２１に上記磁気センサ１１２及び受信アンテナ１１３が接続されると共に、該ＰＣ１２１内に上記特定部１１４が内蔵されている。
上記体外磁石１２０は、診察台１１１上の患者Ｐに対して、例えば、患者Ｐの腰骨等の比較的骨格が表面近くにある部位に固定配置するようになっている。また、上記磁気センサ１１２は、複数配されており、観察用カプセル１００の磁石１０２及び体外磁石１２０の磁力を検出すると共に、両磁石１０２、１２０の差分から観察用カプセル１００の３次元的な位置を算出して上記特定部１１４に送るようになっている。
【００４８】
上記受信アンテナ１１３は、受信した生体情報を上記特定部１１４に送る機能を有している。該特定部１１４は、送られてきた生体情報である撮像画像から赤色のみを検出すると共にその検出量を閾値と比較することにより投薬が必要な患部Ｘを特定するようになっている。なお、特定部１１４は、送られてきた生体情報を表示モニタ１２１ａに表示する機能も有している。また、特定部１１４は、患部Ｘの特定後、該患部Ｘを示す生体情報と、磁気センサ１１２から送られてきた観察用カプセル１００の位置とから、患部Ｘの位置までの移動距離を特定するようになっている。
なお、本実施形態においては、表示モニタ１２１ａに表示される生体情報に基づいて医師等が患部Ｘを診断して特定しても構わない。また、特定部１１４で特定された移動距離は、投薬用カプセル４０のメモリ４７に記録されるようになっている。
【００４９】
このように構成されたカプセル投薬システム９０により、患者Ｐの体内の患部Ｘに対して薬剤Ａを投薬する場合について、以下に説明する。
まず、患者Ｐは、病院等の医療機関を訪れて医師の指示のもと、診察台１１１上にて体外磁石１２０を所定位置に位置させる。この状態で、患者Ｐは、観察用カプセル１００を経口投入する。経口投入された観察用カプセル１００は、制御部３０が観察手段１２より取得した生体情報を送信アンテナ１０１から体外ユニット１１０に向けて送信する。
この送信された生体情報は、体外ユニット１１０の受信アンテナ１１３により受信されて特定部１１４に送られる。特定部１１４は、送られてきた撮像画像である生体情報から、赤色のみを検出すると共にその検出量を予め設定されている閾値と比較し、該閾値以上である場合には、投薬が必要な患部Ｘを特定する。
【００５０】
一方、磁気センサ１１２は、観察用カプセル１００が経口投入され、移動している間の磁石１０２が発する磁力及び固定位置されている体外磁石１２０の磁力を検出する。磁気センサ１１２は、この両磁石１０２、１２０の差分を検出することで、観察用カプセル１００の位置を３次元的に計測している。そして、計測した観察用カプセル１００の位置を特定部１１４に送っている。特定部１１４は、磁気センサ１１１から送られてきた位置情報と、特定した患部Ｘを示す生体情報とから投薬が必要な患部Ｘの位置までの移動距離の特定を行う。
【００５１】
次いで、投薬用カプセル４０のメモリ４７に特定部１１５で特定された移動距離を記憶させる。入力後、患者Ｐは、投薬用カプセル４０を経口投入する。この投薬用カプセル４０の経口投入により、特定された移動距離、即ち患部Ｘの位置で薬剤Ａの放出が行え、確実に患部Ｘに対して投薬することができる。特に、体外ユニット１１０が、観察用カプセル１００の位置検出を行うと共に移動距離の特定を行うので、観察用カプセル１００をより容易な構成にでき、更なる小型化を図ることができる。
【００５２】
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、観察用カプセル及び投薬用カプセルは、それぞれＬＥＤにより消化管内腔壁の表面に光を照射して光学センサで表面情報を読み取り、該表面情報の経時的変化に基づいて移動距離を算出したが、ＬＥＤ等を常に構成要素とする必要はなく、例えば、観察手段が観察用計測手段を兼ねても構わない。即ち、対物レンズで消化管内腔壁の表面を撮像し、この表面情報の経時的変化に基づいて移動距離を算出しても構わない。こうすることで、更なる小型化を図ることができる。
また、観察用計測手段及び投薬用計測手段は、表面情報の経時的変化により移動距離を算出するようにしたが、これに限られず、体内の移動距離を計測できる構成であれば構わない。
【００５３】
また、観察用カプセルと同様に、投薬用カプセル内においても観察手段を内蔵しても良い。この場合には、移動距離の測定と体内の撮像が同時に可能であるので、患部に対する投薬の正確性が更に向上する。更に、上述したと同様に、観察手段に投薬用計測手段の機能を兼用させても構わない。
また、観察手段により撮像した体内の撮像画像を生体情報としたが、撮像画像に限られるものではない。例えば、体内のｐＨ値を検出するセンサや、出血を検出する血液センサ等でも構わない。この場合では、体内での出血の有無、量や血液成分等の血液情報を生体情報とすることができる。また、血液センサと上記観察手段とを組み合わせた取得手段にしても構わない。こうすることで、より正確な体内の生体情報を取得することが可能である。
また、投薬用カプセルは、膨張性薬剤を利用して薬剤を放出させたが、これに限られず、リザーバ内に保持されている薬剤を放出できる構成であれば良い。
【００５４】
また、特定部は、生体情報である撮像画像から赤色を検出して閾値と比較したが、これに限られず、有限要素法等の手法の活用や赤色以外の他の色（青、緑、蛍光、赤外線等）に注目すると共に、これらの色の検出量を閾値と比較しても構わない。また、色だけではなく、形態的な特徴を抽出し、これに基づいて患部を特定しても構わない。
【００５５】
また、第２実施形態及び第３実施形態において、体外ユニットの特定部は、生体情報を閾値と比較することで、投薬が必要な患部を特定したが、これに限られず、医師の判断により患部を特定しても構わない。こうすることで、より詳細な診断ができ確実に患部を特定することができる。
更に、特定の移動距離を１つとしたが、これに限られず、患部が複数箇所ある場合には、それぞれの患部までの移動距離を設定し、各位置で投薬するようにしても構わない。また、投薬用カプセルに複数のリザーバを設け、各リザーバに異なる種類の薬剤を収納させ、患部に応じた投薬を行っても良い。
【００５６】
また、第３実施形態において、観察用カプセルが磁石を内蔵し、位置情報として磁力を発する構成にしたが、これに限らず、電波を送信しても構わない。この場合には、体外ユニットにて電波を受信すると共に、電波強度に基づいて観察用カプセルの位置を算出すれば良い。
更には、観察用カプセル又は投薬用カプセル内に加速度センサを内蔵し、通信により体外ユニットに向けて位置情報として加速度情報を送信し、体外ユニットがこれを受信すると共に体外に配された体外加速度センサとの差分により体内での加速度を検出し、該加速度を２回積分することで、体内での移動距離を計測しても構わない。
【００５７】
また、上記各実施形態においては、体内の各部を撮像した撮像画像を生体情報としたが、これに限られず、ビデオ等のように体内を連続的に撮影するものでも構わない。この場合には、ビデオ信号が記憶される。
更に、ビデオ等により体内を撮影するものに限定されず、患者の体内情報を検出して体外装置にデータ送信可能なものであれば構わない。例えば、ヘモグロビンセンサを内蔵した出血検査用カプセルや、ｐＨ値、微生物量及び遺伝子異常等の体内情報を断続的に長時間取得する体内情報検査用カプセルや、超音波画像等を断続的に取得する超音波カプセルでも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係るカプセル投薬システムの第１実施形態を示す概念図である。
【図２】図１に示すカプセル投薬システムで使用する観察用カプセルを示す断面図である。
【図３】図２に示す観察用カプセルの観察用計測手段の構成図である。
【図４】図１に示すカプセル投薬システムで使用する投薬用カプセルを示す断面図である。
【図５】観察用カプセルを経口投入し、患部の位置を示す移動距離を特定した状態を示す図である。
【図６】カプセル投薬システムにより、患部に対して投薬を行う場合のフローチャートである。
【図７】図６のフローチャートの続きを示すフローチャートである。
【図８】本発明に係るカプセル投薬システムの第２実施形態を示す概念図である。
【図９】図８に示すカプセル投薬システムで使用する観察用カプセルを示す断面図である。
【図１０】図８に示すカプセル投薬システムで使用する体外ユニットの構成図である。
【図１１】本発明に係るカプセル投薬システムの第３実施形態を示す構成図である。
【図１２】図１１に示すカプセル投薬システムで使用する観察用カプセルを示す断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
Ａ    薬剤
Ｗ    消化管内腔壁
Ｘ    患部
１、６０、９０    カプセル投薬システム
１０、７０、１００    観察用カプセル（第１のカプセル）
１１、４１    筐体
１２    観察手段（取得手段）
１３    観察用計測手段
１４    メモリ
１５、８３、１１４    特定部（特定手段）
２２    ＬＥＤ（照明手段）
２３    撮像手段
２５    情報取得手段
２６    画像処置部（算出手段）
４０    投薬用カプセル（第２のカプセル）
４２    リザーバ（薬剤保持部）
４３    放出手段
４４    投薬用計測手段
４５    判断部（判断手段）
４６    制御部（制御手段）
７１、１０１    送信アンテナ（送信手段）
８０、１１０    体外ユニット
８２、１１３    受信アンテナ（受信手段）
１０２    磁石（位置送信手段）
１１２    磁気センサ（位置検出手段）
【図１】
2005131012.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005131012.tif 000005
【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】
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【図１２】
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