JP2009095377A - カプセル型医療機器の動作切替機構 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成でカプセル型医療機器の動作状態を切り替える。
【解決手段】カプセル外殻１１内部の一部の特定内部空間３２を囲むように、カプセル外殻１１の内壁１１Ｅから側壁３１を立ち上げる。特定内部空間３２にはスポンジ状物質等から形成される膨張体３４を設ける。特定内部空間３２を外部に連通するための孔２１を設ける。特定内部空間３２の上部は、弾性膜３３で覆う。第２の接点２５を弾性膜３３の上に固定する。第１の接点２４を第２の接点２５の上方に設ける。孔２１から消化液等の液体が特定内部空間３２に浸入すると、膨張体３４が液体を吸収して膨らむ。この膨らみにより、弾性膜３３も上方に膨らみ、それと共に第２の接点２５が上方に変位して、第１の接点２４に接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、カプセル内視鏡等のカプセル型医療機器における動作切替機構に関し、特に使用開始時における動作切替機構に関する。

近年、胃腸等の体内を撮影するための内視鏡として、飲み込み型のカプセル内視鏡が実用化されつつある。カプセル内視鏡は、その内部に設けられた電池等によって、内部回路が駆動されるが、電池の充電量は限られており、電池による回路駆動は短時間しか行うことができない。したがって、嚥下直前に医師等によって電源が投入され、内部回路の駆動が開始されるのが一般的である。この電源投入動作は、防水等の観点からカプセル内視鏡を分解させず、かつ簡単な操作で行われることが望ましい。

従来、カプセル内視鏡の電源を投入するための機構としては、磁石を備えるケース内にカプセル内視鏡が保管され、その保管ケースからカプセル内視鏡が取り出されると、磁場変化に基づき、カプセル内視鏡の電源が投入される機構が知られている（特許文献１参照）。このような機構によれば、カプセル内視鏡をケースから取り出すことによって自動的に電源が投入されるので、カプセル内視鏡を分解せずに、電源を投入することができ、電源投入操作を簡素化することができる。
特表２００３−５２３７９５号公報

特許文献１に記載された機構によれば、各カプセル内視鏡を保管するための保管ケースそれぞれに磁石が設けられ、カプセル内視鏡の数に応じた数の磁石が必要となる。しかし、カプセル内視鏡及び保管ケースは通常使い捨てで使用されるので、上記機構によれば大量の磁石が必要とされる。

また、特許文献１では、カプセル内視鏡をケースから取り出した時点から内蔵電池の電力消費が始まり、実際の観察動作までの間は無駄な電力を消費する。このため、内蔵電池の容量に余裕を持たせなくてはならず、その結果、カプセル内視鏡が大型化したり、製造コストが高くなったりするという問題がある。

さらには、カプセル内視鏡は、電源投入後、外部に画像等のデータ送信のために、電波を発するが、飲み込まれる前に電源が投入されて電波が発生すると、その電波は人体により遮断されずに、周辺機器に悪影響を及ぼすおそれがある。

そこで、本発明は、上記問題点に鑑みて成されたものであり、飲み込み型医療機器において、大量の磁石等が必要とされず、簡単な構成で電源投入などの回路動作の切替を実施することができ、かつ体内に嚥下された後に回路動作の切り替えが行われる動作切替機構を提供することを目的とする。

本発明に係る動作切替機構は、外殻の内部に回路が設けられて構成される嚥下可能な飲み込み型医療機器の動作切替機構であって、外殻内部に設けられ、電気的に接続されることにより回路の動作を切り替える第１及び第２の接点と、所定の液体を吸収することによって膨張する膨張体とを備え、膨張体が膨張し、その膨張により第２の接点が変位し、第２の接点が第１の接点に電気的に接続され、又は切断されることを特徴とする。

外殻には孔が穿設されていたほうが良く、この場合、膨張体は、外殻内部に設けられると共に、外殻の外部から孔を介して浸入した液体を吸収する。動作切替機構は、外殻内部の一部の内部空間を区画する仕切り部材を備えることが好ましい。その一部の内部空間には膨張体が配置されると共に、一部の内部空間は孔を介して外殻の外部に連通する。この場合、膨張体が膨張すると、仕切り部材の少なくとも一部が変位又は変形することより、第２の接点が変位する。そして、上記仕切り部材の少なくとも一部は、弾性膜で形成されることが好ましい。

孔は、所定の液体で溶解される溶解性膜によって塞がれていても良い。この場合、膨張体は、溶解性膜が溶解した後、所定の液体を吸収する。

上記回路は、例えば第１及び第２の回路を含み、第１及び第２の回路それぞれは、第１及び第２の接点それぞれに電気的に接続される。第２の接点が第１の接点に電気的に接続され、又は切断されて、第１の回路と第２の回路との接続状態が変化することが好ましい。例えば、第１の回路と第２の回路のうち、一方が電源回路であり、他方が電源回路からの供給電力により動作する動作回路である。

本発明においては、体液等の所定の液体で膨張体を膨張させて接点を変位させることができるので、簡単な構成によって、嚥下された後体内で回路動作の切り替えを行うことが可能になる。

以下本発明について図面を用いて説明する。
図１は、本発明の動作切替機構がカプセル内視鏡に適用された第１の実施形態を示す。図１は、電源が投入される前のカプセル内視鏡の初期状態を示す図であって、以下の説明においては、図１における左右上下を左右上下として説明する。なお、以下に説明する実施形態においては、飲み込み型医療機器の動作の切替として、カプセル内視鏡の電源の投入を例としている。

カプセル内視鏡１０は、嚥下されることにより体内に飲み込まれ、体内の様子を観察することができる飲み込み型医療機器である。図１に示すようにカプセル内視鏡１０は、その内部がカプセル外殻１１で密閉されて構成される。カプセル外殻１１は、円筒状に形成されかつ不透明材料で構成される本体部１１Ａと、本体部１１Ａの右端部に接続され、光透過性を有する略半球状の透明カバー部１１Ｂと、本体部１１Ａの左端部に接続され、不透明材料で構成される略半球状の不透明カバー部１１Ｃとから成る。

カプセル外殻１１の内部には、被写体を撮像するための撮像素子１２と、撮像素子１２に被写体像を結像させるためのレンズ１３と、各種回路を備える回路ユニット１４（第１の回路）と、電池から構成され、回路ユニット１４に電力を供給するための電源１５（第２の回路）と、体内を照明するための光源装置１６と、撮像素子１２で得られた映像信号を外部に送信するためのアンテナ部１７が設けられる。

本体部１１Ａの下側部分には、カプセル外殻１１内部の一部の内部空間（特定内部空間）３２を囲むように、内壁１１Ｅから上方に向かって側壁３１が立ち上げられている。特定内部空間３２の上方は、弾性膜３３によって覆われており、弾性膜３３の外縁部３３Ｅは、側壁３１の上端３１Ｕに水密に接着されている。すなわち、弾性膜３３および側壁３１は、特定内部空間３２と、カプセル外殻１１内部のその他の内部空間３６とを区画し、特定内部空間３２から内部空間３６に水が浸入されることが防止される。

弾性膜３３は、ゴム、樹脂等の弾性材料ならばいかなる材料から形成されても良く、例えば生体適合性の良好なゴムで形成され、後述する第２の接点２５との絶縁性を保つために好ましくは絶縁体で形成される。

特定内部空間３２には膨張体３４が入れられている。膨張体３４は、消化液（例えば唾液、胃液、腸液、胆汁等）等の体液や水を吸収することによって膨張するスポンジ状材料、繊維状材料等から形成される。特定内部空間３２の底面を構成するカプセル外殻１１の一部には、孔２１が穿設されており、特定内部空間３２は孔２１を介してカプセル外殻１１の外部に連通している。

カプセル外殻１１の内部には、導電体で構成される第１及び第２の接点２４、２５が設けられている。第２の接点２５は、弾性膜３３の上面に固着されている。第１の接点２４は、例えば、不図示の支持部材を介してカプセル外殻１１に固定されており、第２の接点２５の上方に配置されている。

電源１５及び回路ユニット１４それぞれは、例えば導線を介して第１及び第２の接点２４、２５に導通されている。第１及び第２の接点２４、２５が接触し電気的に接続されると、電源１５から回路ユニット１４へ電力が供給される。回路ユニット１４へ電力が供給されると、回路ユニット１４が駆動し、光源装置１６から照明光が照射されると共に、撮像素子１２が駆動され映像信号が生成される。生成された映像信号は、アンテナ部１７から無線送信されて、カプセル内視鏡１０の外部に設けられた受信装置に受信される。

一方、第２の接点２５が第１の接点２４から離間し、これらが電気的に切断されると、回路ユニット１４には電源１５から電力が供給されず、上述した照明動作、映像信号の生成動作、映像信号の送信動作等が実施されない。本実施形態では、初期状態、すなわち使用される前の製品出荷状態においては、膨張体３４が乾燥されており膨張されておらず、第２の接点２５が第１の接点２４から離間している。

カプセル内視鏡１０が体内に嚥下されると、孔２１から消化液（唾液）が特定内部空間３２に浸入し、膨張体３４が消化液を吸収して膨張する。膨張体３４の膨張により、弾性膜３３は側壁３１との間の水密性を確保したまま上方に膨んで、それと共に第２の接点２５が上方に変位させられる。そして、第２の接点２５が第１の接点２４に接触し、電源１５から回路ユニット１４への電力供給が開始され、回路ユニット１４の駆動が開始される。

以上のように、本実施形態では、カプセル内視鏡１０が嚥下された後、体内で回路ユニット１４が駆動され、光源装置１６の発光等が開始されるので、嚥下前の電源１５の電力消費を抑えることができる。また、体内に嚥下された後、アンテナ部１７から電波の送信が開始されるので、電波の周辺機器への悪影響を最小限に抑えることができる。さらに本実施形態では、カプセル内視鏡１０が嚥下されることにより自動的に回路ユニット１４の駆動が開始されるので、電源投入のために特別な操作を行う必要がない。なお、電源１５は、初期状態において、回路ユニット１４から電気的に分離されているので、初期状態における電源１５の電力消費をさらに抑えることができる。

図２は、本発明の第２の実施形態に係るカプセル内視鏡を示す。第２の実施形態において、第１の実施形態と相違する点は、カプセル内視鏡１０に溶解性膜４３がさらに設けられている点である。以下、本実施形態について第１の実施形態との相違点を説明する。

溶解性膜４３は、孔２１を覆い塞ぐように内壁１１Ｅに接着されて配置される。溶解性膜４３は、中性溶液及びアルカリ性溶液には溶解せずに酸性溶液のみに溶解するように、所定のｐＨ以下で溶解する物質で形成される。溶解性膜４３は、カプセル内視鏡１０がアルカリ性又は中性の液体に曝露されているときには溶解されず、孔２１を介して体液等の液体が特定内部空間３２内部に浸入するのが防止される。

本実施形態では、カプセル内視鏡１０が、口内にあり唾液に曝露されているときには、溶解性膜４３は溶解しないので、特定内部空間３２への唾液の浸入が防止され、膨張体３４が膨張させられない。一方、カプセル内視鏡１０が胃に到達すると、溶解性膜４３が酸性溶液である胃液によって溶解され、胃液が特定内部空間３２に浸入する。そして、膨張体３４が胃液を吸収して膨張し、これにより、第２の接点２５が上方に変位して第１の接点２４に接触し、回路ユニット１４の駆動が開始される。

なお、溶解性膜４３は、所定のｐＨ未満では溶解せずに、所定のｐＨ以上で溶解する物質で形成されていても良い。このような構成によれば、溶解性膜４３は胃や口内では溶解せずに、腸内でアルカリ性の腸液や胆汁で溶解されるので、カプセル内視鏡１０が腸に到達したときに、回路ユニット１４の駆動を開始させることができる。

以上のように、本実施形態では、回路ユニット１４の駆動を、胃や腸等の所望の器官（例えば検査対象の器官）に到達したときに開始させることができるので、電力消費をさらに抑制することができる。なお、本実施形態において、溶解性膜４３は内壁１１Ｅに接着されずに外壁１１Ｄに接着されていても良いし、穴２１内部に設けられていても良い。

図３は、本発明の第３の実施形態に係るカプセル内視鏡を示すための図である。第３の実施形態におけるカプセル内視鏡１０の内部には、回路ユニットとして、回路ユニット１４に加えて副回路ユニット１９が設けられ、さらには第３の接点２６が設けられている。副回路ユニット１９は、例えば、電力が供給されることにより、時間を計時するタイマーである。回路ユニット１４及び副回路ユニット１９それぞれは、第１の接点２４、第３の接点２６に例えば導線を介して導通していると共に、電源１５は第２の接点２５に例えば導線を介して導通している。

第２の接点２５は、膨張体３４が膨張していない初期状態において、例えばその外周面が第３の接点２６に接触しており、したがって、副回路ユニット１９が、電源１５に電気的に接続され、電源１５から副回路ユニット１９に電力が供給されている。これにより、本実施形態では、回路ユニット１４が駆動される前、タイマーによって待機時間等が計測される。

膨張体３４が体液等の液体を吸収し、第２の接点２５が弾性膜３３と共に上方に変位すると、第２の接点２５は、第３の接点２６から離間すると共に、第１の接点２４に接触する。これにより、回路ユニット１４は、電源１５に電気的に接続され、電源１５から電力が供給される。また、第２及び第３の接点２５、２６の間の接続は切断されるので、電源１５から副回路ユニット１９への電力供給は停止される。

以上のように、本実施形態では、膨張体３４が膨張することにより、電力が供給される回路ユニットが、副回路ユニット１９から主回路ユニット１４に変化させることができる。

なお、上記各実施形態において、孔２１は１つしか設けられていないが、細径の孔が複数設けられていても良い。この場合、孔の数を適宜選択することによって、孔２１から浸入される体液の量を調整できるので、嚥下されてから回路ユニット１４が駆動されるまでの時間を適宜設定することができる。また、本実施形態においては、孔の径を適宜選択することによっても、嚥下されてから回路ユニット１４が駆動されるまでの時間を適宜設定することができる。

また、本発明における動作切替機構は、飲み込み型医療機器であれば、カプセル内視鏡以外にも適用可能である。

第１の実施形態に係るカプセル内視鏡を示した図であって、一部を断面的に、一部を模式的に示した図である。 第２の実施形態に係るカプセル内視鏡示した図である。 第３の実施形態に係るカプセル内視鏡を示した図である。

符号の説明

１０ カプセル内視鏡
１１ カプセル外殻
１４ 回路ユニット
１５ 電源
２１ 孔
２４ 第１の接点
２５ 第２の接点
３２ 特定内部空間
３３ 弾性膜
３４ 膨張体

Claims (7)

1. 外殻の内部に回路が設けられて構成される嚥下可能な飲み込み型医療機器の動作切替機構であって、
   前記外殻内部に設けられ、電気的に接続されることにより前記回路の動作を切り替える第１及び第２の接点と、
   所定の液体を吸収することによって膨張する膨張体とを備え、
   前記膨張体が膨張し、その膨張により前記第２の接点が変位し、前記第２の接点が前記第１の接点に電気的に接続され、又は切断されることを特徴とする動作切替機構。
2. 前記外殻には孔が穿設されており、
   前記膨張体は、前記外殻内部に設けられると共に、前記外殻の外部から前記孔を介して前記外殻内部に浸入した所定の液体を吸収することを特徴とする請求項１に記載の動作切替機構。
3. 前記外殻内部の一部の内部空間を区画する仕切り部材を備え、
   前記一部の内部空間に前記膨張体を配置し、
   前記一部の内部空間は前記孔を介して前記外殻の外部に連通し、
   前記膨張体が膨張することによって、前記仕切り部材の少なくとも一部が変位又は変形することより、前記第２の接点が変位することを特徴とする請求項２に記載の動作切替機構。
4. 前記仕切り部材の少なくとも一部は、弾性膜で形成されることを特徴とする請求項３に記載の動作切替機構。
5. 前記孔は、前記所定の液体で溶解される溶解性膜によって塞がれており、
   前記溶解性膜が溶解した後、前記所定の液体が前記膨張体に吸収されることを特徴とする請求項２に記載の動作切替機構。
6. 前記回路は、第１及び第２の回路を含み、
   前記第１及び第２の回路それぞれは、前記第１及び第２の接点それぞれに電気的に接続され、
   前記第２の接点が前記第１の接点に電気的に接続され、又は切断されて、前記第１の回路と前記第２の回路との接続状態が変化することを特徴とする請求項１に記載の動作切替機構。
7. 前記第１の回路と前記第２の回路のうち、一方が電源回路であり、他方が前記電源回路からの供給電力により動作する動作回路であることを特徴とする請求項６に記載の動作切替機構。

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