(57)【要約】  撮影画像が鮮鋭性等の画質に優れ、かつ人体から排出されたときに速やかに洗浄、滅菌することが可能な洗浄性のよい医療用カプセル内視鏡を提供する。この医療用カプセル内視鏡は、水に対する接触角が６０°以上、１５０°以下である表面を有することを特徴とする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
水に対する接触角が６０°以上、１５０°以下である表面を有することを特徴とする医療用カプセル内視鏡。
【請求項２】
前記表面が、少なくとも医療用カプセル内視鏡に組み込まれたレンズ又は照明体の表面であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の医療用カプセル内視鏡。
【請求項３】
前記表面には、化学結合しているフッ素原子が存在することを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の医療用カプセル内視鏡。
【請求項４】
前記表面が、マイクロ波プラズマ、電子線またはＸ線により表面処理が施されていることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１項に記載の医療用カプセル内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面が疎水化処理されたカプセル内視鏡に関し、詳しくは、対物レンズ、照明光源部、固体撮像素子等が一体に組み込まれた錠剤カプセル形状の医療用カプセル内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内視鏡装置としては、先端に撮像素子等を備えた管状の挿入部と、この挿入部に連設される操作部、及びこれに接続される画像処理装置並びに表示装置等を有し、挿入部を被検者の体腔内へと挿入し、撮像することにより体腔内における所望の部位を観察、検査し得る内視鏡装置が実用化されている。このような内視鏡装置は、体腔内に挿入される挿入部の太さや長さ、その複雑な形状等から、練習に練習を重ね熟練した医師や技術者が装置を操作し、観察や検査等を行う必要があった。【０００３】
このような事情を鑑み、例えば、錠剤カプセル形状の筐体の内部に撮影光学系を有する固体撮像素子等を収納した超小型の内視鏡、所謂カプセル内視鏡が近年開発された。カプセル内視鏡は、これを被検者が嚥下する等によって体腔内へ挿入され、患部等を撮像し、その画像データを体内から発信し、体外で受信する無線通信手段によって、小腸等の臓器の観察や検査等をも容易にした（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
ところが、現在までに開示されてきた特許技術等では、体腔内の移動を円滑するために、カプセル内視鏡の外表面が、親水性が高いという表現はあるものの、表面状態に深く言及した技術は知られていない。カプセル内視鏡は、体腔内の撮影、検査、手術を微小機械で実施するものであるが、使用後は体腔の外、即ち人体外部に排出される。検査や手術を実施したときには、カプセル内視鏡を回収する必要がある。このときは、洗浄や滅菌操作が必要であり、該表面を如何に効率的、かつ速やかに洗浄、滅菌をして、カプセル内に収容した生検体や手術部品を点検するかの課題が存在する。内部の撮影を精密にできることと回収後、外面を洗浄することを両立させることが問題であった。洗浄性を向上させるため、その表面を撥水性にすると、体腔内の移動時に胆汁等の分泌物で汚れ易く、レンズが曇り撮影に支障をきたしていた。デジタルカメラの小型化技術は、手ぶれにより画像がボケるという問題を手ぶれ補正機構で解決したが、カプセル内視鏡では、複雑な機構を組み込むことが困難であるので、動いている生体による画像のブレを抑制することが問題であった。
【特許文献１】特開２００１−０９１８６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、撮影画像が鮮鋭性等の画質に優れ、かつ人体から排出されたときに速やかに洗浄、滅菌することが可能な洗浄性に優れた医療用カプセル内視鏡を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。【０００７】
１．水に対する接触角が６０°以上、１５０°以下である表面を有することを特徴とする医療用カプセル内視鏡。【０００８】
２．前記表面が、少なくとも医療用カプセル内視鏡に組み込まれたレンズ又は照明体の表面であることを特徴とする前記１に記載の医療用カプセル内視鏡。【０００９】
３．前記表面には、化学結合しているフッ素原子が存在することを特徴とする前記１又は２に記載の医療用カプセル内視鏡。【００１０】
４．前記表面が、マイクロ波プラズマ、電子線またはＸ線により表面処理が施されていることを特徴とする前記１乃至３のいずれか１項に記載の医療用カプセル内視鏡。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、撮影画像が鮮鋭性等の画質に優れ、かつ人体から排出されたときに速やかに洗浄、滅菌することが可能な洗浄性のよい医療用カプセル内視鏡を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の医療用カプセル内視鏡の構成の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００１３】
１  カプセル内視鏡
２  対物レンズ
３  撮像素子
４  発光モジュール
５  受信手段
６  送信手段
７  アンテナ
８  蓄電手段
９  空間部分
１０  カプセル内視鏡の筐体
１１  観察部及び照明部の表面部材
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の医療用カプセル内視鏡の概略を図面を参照して説明する。【００１５】
図１は、本発明の医療用カプセル内視鏡の構成の一例を示す構成図である。図１に示すように、本発明の医療用カプセル内視鏡１（以下、カプセル内視鏡と略記する）は、いわゆる画像を無線で送受信可能なカプセル内視鏡であり、観察機能手段として観察光学系（撮像素子）３を構成する撮像素子には、ＣＣＤ又はＣＭＯＳが採用される。照明光学系（発光モジュール）４を構成する照明手段は、白色、緑色、赤色のＬＥＤ（以下、総称してＬＥＤともいう）が常用される。無線の送受信用のアンテナ７は、照明系の反対側に、受信機（受信手段）５、送信機（送信手段）６、蓄電器（蓄電手段）８と共に配置される。９は空間部分で、その空間部分には、例えば、患部に送る薬液の格納室、場合によっては、患部の生検体試料を採取後、それを格納する試料室が設けられる。８の蓄電器は、外部から送信される超音波や磁界、電界により、照明用のＬＥＤを発光させる電源に変換する変電器であっても良い。カプセル内視鏡は、上部消化器及び下部消化器内を速やかに移動できるように概略鶏卵形を小さくしたものであって、上面、側面から概略楕円形が好ましいが、球形、ラクビーボール形のようであっても良い。短軸側の外形をｂとし、長径側をａとするａ／ｂ比をアスペクト比とすると、１．０以上、２．３以下が好ましい。特に好ましい範囲は１．０以上、２．０以下である。【００１６】
撮像素子ＣＣＤ又はＣＭＯＳに観察像を結像させるためのレンズ、例えば、非球面対物レンズは、単数又は複数配置される。これら非球面レンズの採用は、レンズ枚数を減らせるのでカプセル部の全長を短くして、嚥下性を向上させることができる。前記カプセル内視鏡１は、撮像素子３の駆動及び出力される信号の処理及び照明手段４への電力の供給を行う電装手段、液晶表示素子と組み合わせて内視鏡観察系を構成し、前記撮像素子３で撮像した内視鏡画像が体外に設置された液晶モニタ上に表示される。【００１７】
内視鏡画像の撮影記録は、例えば、コンパクトなフラッシュメモリーなどの記憶媒体に記録され画像処理を行い、病変部を抽出し、早期発見が可能になる。そして、前記電装装置は、商用電源又は家庭用電源、電池などによって駆動される。【００１８】
上記説明したカプセル内視鏡１を構成する観察機能手段（照明光学系、観察光学系）、空間部分９及び送受信系の外側を覆う形で、鶏卵形、楕円形、円形あるいはラクビーボール形の保護部材であるカプセル内視鏡の筐体１０が設けられている。このカプセル内視鏡の筐体１０は、樹脂材料から構成されていることが好ましく、例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ナイロン樹脂等を使用することができる。また、このカプセル内視鏡の筐体１０の中で、特に、観察機能手段（照明光学系、観察光学系）を保護する目的で、観察部及び照明部の表面部材１１が設けられている。このカプセル内視鏡の筐体１０と、観察部及び照明部の表面部材１１とは、同一の樹脂素材であっても異なってもよいが、少なくとも観察部及び照明部の表面部材１１は、高い透明性（高透過率）を備えた樹脂材料を用いることが必要となる。【００１９】
本発明のカプセル内視鏡においては、本発明で規定する水に対する接触角が６０°以上、１５０°以下である表面を形成する観点から、カプセル本体１で構成されるカプセルのカプセル内視鏡の筐体１０及び／または観察部及び照明部の表面部材１１を構成する樹脂材料の表面に疎水性である媒体を、塗工又は表面処理により付与することが好ましい。この疎水化処理は、レンズと照明部分である観察及び照明部の表面部材１１を優先することが好ましく、最も好ましい態様は、カプセル内視鏡の筐体１０と、観察及び照明部の表面部材１１との全最外表面を疎水化することである。このことにより、カプセル内視鏡１を嚥下した際、媒体が消化器内の分泌物や胆汁液等を撥水して、前記カプセル内視鏡１のレンズや照明の窓を汚すことなく消化管を通過し、且つ損傷させることなく、速やかに移動させることができる。【００２０】
カプセル内視鏡表面の疎水化は、種々の方法により施すことができる。例えば、疎水化剤を、カプセル内視鏡表面に塗布する方法と、疎水化剤を表面の樹脂の官能基に結合させる方法があり、結合には、付加や縮合による化学反応で行うことができる。また、放射線等を利用して、対象物の表面上で当該化学反応を起こし処理する方法としては、マイクロ波プラズマ処理、電子線、Ｘ線等の電磁波を使用する処理方法等を挙げることができる。【００２１】
マイクロ波プラズマ処理方法としては、例えば、特開２００５−００２３５５号公報に記載の装置を参考にすることができる。マイクロ波は、２．４５ＧＨｚが好ましく、出力は、処理する個数によるが、１００Ｗ〜２ｋＷレベルが好ましい。処理するときの減圧レベルは、処理用ガスが導入され、マイクロ波が導入されたときにグロー放電が発生する程度であればよい。具体的には、０．１〜１００Ｐａ、特に、１〜１０Ｐａの範囲に減圧することが好ましい。処理ガスは、カプセル内視鏡容器１個当たり、標準状態で０．０１〜１０ｍｌ／ｍｉｎ、特に０．１〜１ｍｌ／ｍｉｎの流量で供給するのが好ましい。複数の処理用ガスの反応で疎水化処理を行う場合、一方の処理用ガスを過剰に供給することができる。例えば、珪素酸化物膜の形成の場合、珪素源ガスに対し酸素ガスを過剰に供給することが好ましく、例えば、カプセル内視鏡容器１個当たり、標準状態で０．１〜１００ｍｌ／ｍｉｎ、特に１〜１０ｍｌ／ｍｉｎの流量で供給するのが好ましい。【００２２】
カプセル内視鏡表面にフッ素化処理し、フッ素原子を化学結合させるためには，フッ化水素ガスを使用することができる。電子線処理の場合は、撥水化剤としては、フッ素原子を含む低分子の化合物で、かつガス化が容易なものが好ましい。具体的には、例えば、フッ素ガス（Ｆ−１と略す。以下順次番号で略す。）、フッ化水素（Ｆ−２）、三フッ化窒素（Ｆ−３）、三フッ化硼素（Ｆ−４）、四フッ化硫黄（Ｆ−５）、四フッ化珪素（Ｆ−６）、フロンガス、例えば、ジクロロジフルオロメタン（Ｆ−７）、ジクロロモノフルオロメタン（Ｆ−８）、モノクロロジフルオロメタン（Ｆ−９）、トリフロオロメタン（Ｆ−１０）、ジフルオロメタン（Ｆ−１１）、テトラクロロジフルオロエタン（Ｆ−１１）、ヘキサフルオロエタン（Ｆ−１２）等が挙げられる。【００２３】
本発明に係る撥水性化加工処理として好ましい電子線処理に用いられる電子線としては、電子線管から発生される電子線が好ましく用いられる。電子線管には、電界放出型と熱電子放出型の２種類が挙げられる。いずれの方式においても、チャンバの中に、カソードとアノードとを備えた電子線源を備え、該チャンバ内に被照射物を配置するものである。電界放出型の電子線管としては、例えば、特表平１１−５０５６７０号公報の図１に記載のものが知られている。電界放出型の電子線管は、被照射物を配置するチャンバ内を高真空にする必要がある。【００２４】
一方、近年、例えば、特表平１０−５１２０９２号公報に記載のような熱電子放出型の電子線管としては、窓を有する真空管型の電子線管が市販されるようになった。上記電子線管は、電子線を透過させる窓を有する真空容器内に熱電子放射部と電子線加速部を設け、上記熱電子放射部から放出される熱電子を上記電子線加速部で加速して上記窓から放射させるようにしたものである。このような電子線管を用いると、電子線管の窓から常圧空気中に電子線を取出すことができる。したがって、被照射物が配置される雰囲気を減圧にする必要がなく、減圧のための真空ポンプや真空チャンバが不要となり、電子線照射処理装置の構成が簡単で取扱いも容易になる。【００２５】
本発明に適用できるＸ線処理としては、特開平０７−０８００５０号公報のようにミラー磁界発生部により区切られた帯域中でプラズマを発生させることにより得た高エネルギー電子から低エネルギーＸ線を生成させ、これをＸ線透過性隔壁を介して、被処理物に照射するものでもよい。このとき、前述したプラズマ処理時の撥水化剤を使用することができる。【００２６】
上記の撥水化方法で撥水化する場合は、水に対する接触角が６０°以上、１５０°以下となるように上記処理することを特徴とする。接触角が６０°未満では、胆汁液による汚れの問題があり、１５０°超では、体腔内における移動がなめらかでなく、高鮮鋭画像が得られない。カプセル内視鏡表面における接触角の測定は、例えば、イプロス社製ＯＣＡ２０を使用し、ＣＣＤカメラにて取りこまれた液滴画像から、自動的に固体間／気液間の境界を決定し、カーブフィッティングを行って接触角を測定することができる。本発明においては、当該表面をフッ素化処理し、カプセル表面にフッ素原子を化学結合させることが好ましい。なお、当該表面におけるフッ素原子の存在については、電子分光法等による表面解析手法によって確認することができる。
【実施例】
【００２７】
《カプセル内視鏡の作製》
〔試料１０１の作製〕
図１に記載の構成からなるカプセル内視鏡を作製した。このカプセル内視鏡の筐体１０（面積：７０％）と、観察部及び照明部の表面部材１１（面積：３０％）は、ポリメタクリル酸メチル樹脂で形成した。【００２８】
次いで、この筐体１０及び表面部材１１の全面（処理面積：１００％）を、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を使用してプラズマを発生させるプラズマ処理装置を用い、表面処理素材として、フッ素ガスを用いて、減圧度５Ｐａ下、流量１ｍｌ／ｓｅｃ．の条件で、０．１秒間の表面撥水化処理を行い、試料１０１を作製した。【００２９】
〔試料１０２〜１０４、１０７、１０８の作製〕
上記試料１０１の作製において、フッ素ガスによるプラズマ処理時間を、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６にそれぞれ変更した以外は同様にして、試料１０２〜１０４、１０７、１０８を作製した。【００３０】
〔試料１０５の作製〕
上記試料１０４の作製において、表面撥水化処理方法を、プラズマ処理法に代えて、電子線処理法（ウシオ電機社製のＭｉｎ−ＥＢ照射装置を使用し、５０ｋｅＶで、２ＭＧｙの照射を行った）を用いた以外は同様にして、試料１０５を作製した。【００３１】
〔試料１０６の作製〕
上記試料１０４の作製において、表面撥水化処理方法を、プラズマ処理法に代えて、Ｘ線処理法（ＲＤＩ社製ダイナミトロンを使用し、照射線量２ＭＧｙで照射）を用いた以外は同様にして、試料１０６を作製した。【００３２】
〔試料１０９〜１１１の作製〕
上記試料１０１の作製において、プラズマ処理時の表面処理素材として、フッ素ガスに代えて、それぞれシランガス、フッ化メチルシランガス、フッ化プロピレンガスを用い、更に、表面撥水化処理時間を１．０秒に変更した以外は同様にして、試料１０９〜１１１を作製した。【００３３】
〔試料１１２〜１１４の作製〕
上記試料１０１の作製において、表面撥水化処理時間を１．０秒に変更し、更に、プラズマ処理時にアルミ箔マスクで筐体１０（面積：７０％）と、観察部及び照明部の表面部材１１（面積：３０％）を遮蔽しながら、処理面積をそれぞれ７０％、４０％、２０％に変更した以外は同様にして、試料１０９〜１１１を作製した。なお、遮蔽の起点はレンズの中心から最も遠い位置とした。【００３４】
〔試料１１５の作製〕
カプセル内視鏡の筐体１０（面積：７０％）と、観察部及び照明部の表面部材１１（面積：３０％）をポリメタクリル酸メチル樹脂で形成した図１に記載の構成からなるカプセル内視鏡を、処理面積が７０％（表面部材１１の全面と、筐体１０の４／７）となうように、濃度５質量％のフッ酸水溶液に、２３℃で２０秒間浸漬し、その後乾燥して、試料１１５を作製した。この方法を、ウェット処理法と称す。【００３５】
〔試料１１６の作製〕
カプセル内視鏡の筐体１０（面積：７０％）と、観察部及び照明部の表面部材１１（面積：３０％）をポリメタクリル酸メチル樹脂で形成した図１に記載の構成からなるカプセル内視鏡を、処理面積が７０％（表面部材１１の全面と、筐体１０の４／７）となうように、濃度５質量％のフッ化アルコール水溶液に、２３℃で２０秒間浸漬し、その後乾燥して、試料１１６を作製した。【００３６】
《カプセル内視鏡の評価》
〔接触角の測定〕
各試料の表面撥水化処理を施した部分について、接触角を測定した。接触角測定器は、イプロス社製のＯＣＡ２０を使用し、ＣＣＤカメラにて取りこまれた純水の液滴画像から、自動的に固体間／気液間の境界を決定し、カーブフィッティングを行い、水に対する接触角を求めた。【００３７】
〔洗浄性の評価〕
各カプセル内視鏡を人工消化器に用いて、消化器内を通過させた後、各カプセル内視鏡の滅菌洗浄液として、５０％エタノール液を使用して洗浄を行った後、その表面の清浄度をシロ産業社製のチェッカＷＰＴＦ−２０で測定した。測定したＡＴＰ値が小さい程、清浄度が高いことを示す。【００３８】
〔画質の評価〕
消化器内の撮影として、人工消化器を使用し、送信された撮影画像の鮮明さを目視観察し、下記の基準に従って、画質の評価を行った。なお、ランク２．５は、ランク３とランク２の中間の特性値であり、実用上許容範囲外の品質である。【００３９】
５：送信された画像は、極めて鮮鋭である
４：送信された画像は、極めて鮮鋭である
３：送信された画像は、僅かに鮮鋭性が劣るが、実用上許容される画質である
２：送信された画像は、鮮鋭性に劣る
１：送信された画像は、明らかに鮮鋭性が劣り、実用に耐えない
以上により得られた結果を、表１に示す。【００４０】
【表１】
2006132066.tif 000002
【００４１】
表１に記載の結果より明らかなように、本発明で規定する構成からなるカプセル内視鏡は、比較例に対し、撮像後に洗浄液ですぐに汚れを落とすことができ、かつ鮮明な撮影画像を得ることができることが分かる。
【図１】
2006132066.tif 000003
【国際調査報告】
2006132066.tif 000004
2006132066.tif 000005
2006132066.tif 000006
2006132066.tif 000007