カプセル型医療装置
【課題】 生体の管腔内を推進力により良好に移動できると共に、簡単な構成で、推進力を発生する装置の駆動源の駆動力を利用して、観察窓に付着物が付着することを防止して、観察窓の清潔性を保持することで撮像装置による良好な観察画像を得られるカプセル型医療装置の実現。
【解決手段】 カプセル型医療装置１は、装置本体２に内蔵され、観察窓１１から管腔内を撮像する撮像手段２４と、可動自在に設けられて、観察窓１１をカバーする被覆面１８に開口部８ａが形成された被覆手段８と、駆動することにより被検体内で推進力を発生する推進力発生手段６と、被覆手段８、及び推進力発生手段６を同時に共用駆動する駆動手段３１と、撮像手段２４が被写体像を取り込むタイミングと被覆面１８の開口部８ａと観察窓１１とが一致するタイミングとを同期させて被覆手段８を駆動するように駆動手段３１を制御する制御手段２５と、を具備する。
【解決手段】 カプセル型医療装置１は、装置本体２に内蔵され、観察窓１１から管腔内を撮像する撮像手段２４と、可動自在に設けられて、観察窓１１をカバーする被覆面１８に開口部８ａが形成された被覆手段８と、駆動することにより被検体内で推進力を発生する推進力発生手段６と、被覆手段８、及び推進力発生手段６を同時に共用駆動する駆動手段３１と、撮像手段２４が被写体像を取り込むタイミングと被覆面１８の開口部８ａと観察窓１１とが一致するタイミングとを同期させて被覆手段８を駆動するように駆動手段３１を制御する制御手段２５と、を具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体内に嚥下され、撮像手段によって生体管腔内を観察するカプセル型医療装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、医療装置である内視鏡装置は、撮像手段である撮像装置を備えており、患者の体腔内へ導入されて、撮像装置によって撮影された観察像により、体内患部の各種検査、各種処置などを行うためのものである。
【０００３】
近年、このような内視鏡装置には、生体内の管腔である、食道、胃、大腸、十二指腸などの消化臓器内を観察するために口腔から導入するカプセル型内視鏡装置が提案されている。このカプセル型内視鏡装置は、従来から臓器の蠕動運動のみで体内管腔を移動する構成に対して、近年おいて、推進力を発生する装置を設けて、体内管腔をスムーズに移動することができる種々の提案されている。
【０００４】
このような推進力を発生させる技術において、例えば、特許文献１には、体内の流体を給排出して管腔内で推進力を発生するロータユニットが内蔵されたカプセル型内視鏡装置が開示されている。また、例えば、特許文献２には、回転手段により回転駆動して管腔内で推進力を発生させる、外表面に螺旋状突が形成された起螺旋回転推進部を有したカプセル型医療装置が開示されている。
【０００５】
ところで、医療用の内視鏡装置は、カプセル型内視鏡装置を問わず、体内の粘膜、汚物などの汚れが撮像装置の観察窓に付着したり、多湿な体内での使用環境により蒸気が撮像装置の観察窓に付着して曇りが生じたりする。そのため、内視鏡装置は、観察窓の付着物により視界が悪くなってクリアな撮影画像が取得できない場合がある。
【０００６】
例えば、特許文献３には、対物レンズの外表面の汚れを拭き取るワイパが設けられたイメージスコープが開示されている。
さらに、例えば、特許文献４には、観察窓とチャンネルの開口部とを先端部に露呈させた内視鏡を挿通したカテーテル本体を備えた内視鏡用カテーテル装置が開示されている。
【０００７】
特許文献４に開示されるカテーテル本体の先端部に少なくとも内視鏡の先端部のチャンネルの開口部などの一部を遮蔽する遮蔽部材を形成する一方、内視鏡とカテーテル本体との相対回転を抑止する抑止手段としてのロック機構も備えており、必要に応じて、チャンネルの開口部に開口、閉塞を行なえる技術が開示されている。また、内視鏡用カテーテル装置は、送気送水ノズルを排除して、遮蔽部材の裏面側にバフなどの拭き取り部材が設けられ、この拭き取り部材によって、内視鏡の観察窓、及び照明窓に付着した汚物などの除去が行なえる構成となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の特許文献１、及び特許文献２のカプセル型の医療装置は、特許文献３、及び特許文献４に記載されるような撮像装置の視界を良好にするために観察窓に付着する汚れなどを除去する構成を有していない。そのため、従来のカプセル型医療装置は、汚れなどにより視界が悪くなってしまうと、その後にクリアな撮影画像を取得できなくなるという問題がある。また、カプセル型の内視鏡装置に特許文献３、又は特許文献４に開示される技術を転用することも考えられる。
【０００９】
しかしながら、カプセル型の医療装置は、患者が嚥下できる大きさに制約が生じるため、本体スペースに複雑な構造を組み込むことが困難である。さらに、カプセル型の医療装置は、体内に導入されると、手元操作が行なえない。そのため、本体に内蔵されるバッテリなどの電源により配設された駆動構成が全て給電される。バッテリは、容量を大きくすると大型となり、大きさに制約のある本体スペース内に収まらないという問題がある。
【００１０】
また、特許文献３の医療装置では、ワイパにより、撮像装置の観察窓に付着した付着物を除去しているとき、撮像装置により撮影した観察画像に移動するワイパが映り込んでしまう。そのため、従来では、撮像装置の観察窓の付着物を除去が終了するまで患部への処置を中断したり、観察画像に移動するワイパが映り込んでいる状態のまま視界が悪い状態で治療したりしなければならないという問題がある。
【００１１】
さらに、特許文献４の内視鏡用カテーテル装置においても、遮蔽部材の裏面側に設けられた拭き取り部材によって、内視鏡の観察窓などの汚れを拭き取り除去するときに、観察窓が遮蔽部材に覆われるため、撮像装置による被検体の撮影が行なえなくなってしまう。
【００１２】
そこで、本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは生体の管腔内を推進力により良好に移動できると共に、簡単な構成で、推進力を発生する装置の駆動源の駆動力を利用して、観察窓に付着物が付着することを防止して、観察窓の清潔性を保持することで撮像装置による良好な観察画像を得られるカプセル型医療装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成すべく、本発明のカプセル型医療装置は、被検体の管腔内へ導入されるカプセル型医療装置において、装置本体に内蔵され、観察窓から前記管腔内を撮像する撮像手段と、前記装置本体に可動自在に設けられて、前記観察窓をカバーする被覆面に開口部が形成された被覆手段と、前記装置本体に配設され、駆動することにより前記被検体内で推進力を発生する推進力発生手段と、前記被覆手段、及び前記推進力発生手段を同時に共用駆動する駆動手段と、前記撮像手段が被写体像を取り込むタイミングと前記開口部と前記観察窓とが一致するタイミングとを同期させて前記被覆手段を駆動するように前記駆動手段を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、生体の管腔内を推進力により良好に移動できると共に、簡単な構成で、推進力を発生する装置の駆動源の駆動力を利用して、観察窓に付着物が付着することを防止して、観察窓の清潔性を保持することで撮像装置による良好な観察画像を得られるカプセル型医療装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態に係るカプセル型医療装置の構成を示す斜視図
【図２】同、カプセル型医療装置の構成を示す断面図
【図３】同、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図
【図４】同、図２のＩＶ矢視図
【図５】第２実施形態に係るカプセル型医療装置の構成を示す斜視図
【図６】同、カプセル型医療装置の構成を示す断面図
【図７】同、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図
【図８】同、図６のＶＩＩＩ矢視図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。尚、以下の説明において、例えば、被検者が口腔から嚥下して、体内の管腔内を撮影する撮像手段を備えたカプセル型医療装置であるカプセル型内視鏡装置を例示する。
（第１の実施の形態）
先ず、本発明のカプセル型医療装置の第１の実施の形態について、図１から図４に基づいて、以下に説明する。
【００１７】
図１から図４に示す、本実施の形態のカプセル型医療装置１は、被検者が嚥下して体内の管腔を観察するためのカプセル型内視鏡装置である。
図１に示すように、カプセル型医療装置１は、装置本体であるカプセル本体部２、及び回転防止部３を有し、カプセル本体部２と回転防止部３が軸体４によって連結されている。
【００１８】
カプセル本体部２は、先端に開口部５ａが形成されたカメラ本体部５と、カメラ本体部５の外周部に回転自在に配設され、外周面に螺旋状突起部７が形成された筒状の推進力発生部６と、カメラ本体部５の内部で回転自在に配設され、先端面が開口部５ａによって露出する被覆部を構成する被覆手段の回転被覆部８と、カメラ本体部５の先端部分に配置され、回転被覆部８の先端面に穿設された開口部８ａ，８ｂの夫々と一致したときに露出する観察窓１１、及び照明窓１２と、を有している。
【００１９】
図２に示すように、カメラ本体部５には、撮像ユニット２０と、照明部を構成する照明手段のＬＥＤ光源２６と、電源部である、ここでは２つのバッテリ２７と、撮像ユニット２０が光電変換した画像信号を外部に無線伝送する送信機２８と、駆動部を構成する駆動手段のモータ３１と、が内蔵されている。
【００２０】
撮像ユニット２０は、レンズホルダ２１に保持された複数、ここでは２つの対物レンズ２２と、受光部２３を備えた、ＣＣＤ、ＣＭＯＳなどの撮像部を構成する撮像手段の固体撮像素子２４と、この固体撮像素子２４が実装された制御部を構成する制御手段の制御基板２５と、を有して構成されている。この撮像ユニット２０は、撮影光（図中の撮影光軸Ｏ）が対物レンズ２２により固体撮像素子２４の受光部２３へ集光される。そして、固体撮像素子２４は、撮影光を光電変換して、制御基板２５に出力する。
【００２１】
制御基板２５は、画像信号を送信機２８に出力して、送信機２８から図示しない外部機器であるカメラコントロールユニット（ＣＣＵ）へ画像信号を伝送する。尚、撮像ユニット２０により撮影された画像は、ＣＣＵ（不図示）により画像処理されて、図示しない外部モニタに表示される。また、制御基板２５は、ＬＥＤ光源２６、及びモータ３１の駆動も制御する。
【００２２】
また、２つのバッテリ２７は、撮像ユニット２０、ＬＥＤ光源２６、及びモータ３１を駆動するための電源部を構成する電源手段である。尚、これら２つのバッテリ２７は、撮像ユニット２０の制御基板２５と電源供給の電気ケーブルによって電気的に接続されている。そして、制御基板２５には、ＬＥＤ光源２６、送信機２８、及びモータ３１などと個別に接続される電源供給、及び信号の授受のための通信ケーブルが配線されている。
【００２３】
尚、撮像ユニット２０の最先端の対物レンズ２２の表面は、本実施の形態における観察窓１１を構成している。そして、本実施の形態の照明窓１２は、ＬＥＤ光源２６を覆うようにカメラ本体部５の先端面に配設された透明なカバーガラスから構成されている。
【００２４】
モータ３１は、モータ回転軸に設けられたモータギヤ３２がカメラ本体部５に内蔵されている複数の歯車３４，３５と噛合している。これら歯車（ギヤ）３４，３５のうちの１つの歯車３５は、回転自在となるように、カメラ本体部５の長手軸に平行な歯車軸がベアリング３６によって、軸支されている。この歯車３５は、カメラ本体部５内に回転自在に配設された回転被覆部８にモータ３１の回転駆動力を伝達する。
【００２５】
回転被覆部８は、先端側が閉塞して、２つの開口部８ａ，８ｂが穿設された一面（図２の先端面となる被覆面１８）を有する外形が略円筒形状（コップ形状）をしている。
この回転被覆部８は、カメラ本体部５に形成された略同一形状の空間部に設置され、カメラ本体部５の長手中心軸Ｃ回り（以下、長手方向に沿った中心軸Ｃ回りという場合もある）に回転自在に配設されている。そして、回転被覆部８は、基端内周部分に内向フランジ１７を備え、この内向フランジ１７の内周面に歯車３５の外周に形成された歯（ギヤ溝）と噛合するギヤ溝８ｃが形成されている。つまり、回転被覆部８は、基端部分が円筒歯車となっている。
【００２６】
また、回転被覆部８は、被覆面１８の中央部に基端側に突出する略円柱形状の突起部１５を有している。この突起部１５は、回転被覆部８がカメラ本体部５に設けられた状態において、カメラ本体部５の先端面中央に形成された凹部１６に係合し、カメラ本体部５の長手方向に沿った中心軸Ｃ回りに回転する回転被覆部８の回転ブレを防止する。従って、回転被覆部８は、モータ３１の駆動力がモータギヤ３２に噛合する歯車３５の回転を受けて、回転ブレが生じず、スムーズにカメラ本体部５の長手中心軸Ｃ回りの所定の方向に回転するようになっている。
【００２７】
推進力発生部６は、略円筒形状をしており、カメラ本体部５の外周部に回転自在に配設されている。この推進力発生部６は、上述したように、外周面に螺旋状突起部７が形成されている。
【００２８】
また、推進力発生部６の両端部分には、夫々、内面から内周方向へ突出する突起部６ｂが形成されている。これら突起部６ｂは、カメラ本体部５の外周部に形成された周溝５ｂに係合している。さらに、推進力発生部６の中途部分の内周面には、歯車３４に噛合するギヤ溝６ａが周方向に形成されている。つまり、推進力発生部６は、中途部分が円筒歯車となっている。
【００２９】
尚、本実施の形態の歯車３４は、図３に示すようにカメラ本体部５内に３つ配設されている。これら歯車３４は、夫々が回転自在となるように、カメラ本体部５の長手軸に平行な歯車軸がベアリング３３（図２参照）によって軸支されており、モータ３１のモータギヤ３２に噛合している。つまり、これら歯車３４、モータ３１のモータギヤ３２、及び推進力発生部６のギヤ溝６ａは、遊星歯車機構を構成している。
【００３０】
従って、推進力発生部６は、モータ３１の駆動力がモータギヤ３２に噛合する３つの歯車３４の回転を受けて、カメラ本体部５の外周部に沿って、所定方向の長手中心軸Ｃ回りに回転するようになっている。これにより、推進力発生部６は、外周に形成された螺旋状突起部７が管腔内壁に接触して、カプセル型医療装置１を前進させる方向へ推進力を発生させることができる。つまり、推進力発生部６は、モータ３１の出力を推進力へと変換するための構成である。
【００３１】
尚、螺旋状突起部７は、遊星歯車機構により回転する推進力発生部６の所定の回転方向に応じて、カプセル型医療装置１を前進させる方向へ推進力を発生させる螺旋形状が設定されている。
【００３２】
また、回転防止部３は、推進力発生部６の回転時にカメラ本体部５も一緒に回転することを防止するための部材であって、長手軸に沿って外周部に複数の溝部３ａが形成されている。つまり、回転防止部３は、複数の溝部３ａが生体内に導入時に管腔内壁と接触したときに生じる摩擦によって、軸体４を介して接続されたカメラ本体部５の長手軸回りの回転を防止する。また、カプセル型医療装置１は、複数の溝部３ａが進行方向に沿って形成されているため、進行方向への移動が妨げられないようになっている。
【００３３】
以上のように構成された本実施の形態のカプセル型医療装置１は、生体管腔内に嚥下される。このとき、カプセル型医療装置１は、モータ３１の駆動力を受けた管腔内を前進する推進力を発生するための推進力発生部６が所定の方向へ回転すると共に、回転被覆部８も同時に回転する。この回転被覆部８は、被覆面１８に形成された２つの開口部８ａ，８ｂが図４に示すように、カメラ本体部５の長手方向に沿った中心軸Ｃ回りで移動するように回転する。
【００３４】
詳述すると、回転被覆部８は、観察窓１１が被覆面１８の開口部８ａに重畳して完全に露出する回転位置が開口部８ａの開口中心である中心位置Ａと撮像ユニット２０によって撮影する被写体像の撮影光軸Ｏとが一致する位置となっている。尚、このとき、照明窓１２は、被覆面１８の開口部８ｂに重畳して完全に露出し、開口部８ｂの開口中心となる中心位置Ｂが照明窓１２の中心と一致する。
【００３５】
そして、回転被覆部８は、開口部８ａの開口中心である中心位置Ａが撮像ユニット２０によって撮影する被写体像の撮影光軸Ｏと一致する位置を通過するように、カメラ本体部５の長手方向に沿った中心軸Ｃ回りで移動する。同様に、開口部８ｂの開口中心である中心位置Ｂも、撮像ユニット２０によって撮影する被写体像の撮影光軸Ｏと一致する位置を通過するように、カメラ本体部５の長手方向に沿った中心軸Ｃ回りで移動する。
【００３６】
このように、管腔内に導入されたカプセル型医療装置１は、推進力発生部６の回転によって発生する推進力により前進すると共に、回転被覆部８が常にカメラ本体部５の長手中心軸Ｃ回りに回転制御される。このとき、カプセル型医療装置１は、撮像ユニット２０のフレームレートのタイミングに対応して、回転被覆部８の開口部８ａが撮像ユニット２０の観察窓１１と一致する位置へ移動するタイミングが合うように、回転被覆部８を回転するモータ３１の駆動が制御基板２５によって制御される。
【００３７】
すなわち、制御基板２５は、回転被覆部８の回転時において、カプセル型医療装置１の撮像ユニット２０によって、被写体像を取り込むタイミングに同期して、回転被覆部８の開口部８ａが撮像ユニット２０の観察窓１１と一致するようにモータ３１の駆動を制御する。このタイミングとは、上述したように、回転被覆部８の開口部８ａの中心位置Ａ、及び撮像ユニット２０に入射する被写体像の撮影光軸Ｏが一致するタイミングである。
【００３８】
例えば、撮像ユニット２０のフレームレートが６０ｆｐｓである場合、このフレームレートに同期、つまり画像を取り込むタイミングに同期して、回転被覆部８の開口部８ａの中心位置Ａ、及び撮像ユニット２０に入射する被写体像の撮影光軸Ｏが一致するように回転被覆部８をカメラ本体部５の長手中心軸Ｃ回りに回転する。つまり、モータ３１により回転する回転被覆部８は、カメラ本体部５の長手中心軸Ｃ回りに回転する回転数が６０回転／ｓｅｃとなるように制御基板２５による制御が行なわれる。
【００３９】
以上に説明したように、本実施の形態のカプセル型医療装置１は、撮像ユニット２０が被写体像を取り込む瞬間（タイミング）に合わせて、回転被覆部８の開口部８ａが撮像ユニット２０の観察窓１１と一致する位置に移動し、観察窓１１が回転被覆部８の開口部８ａによって露出する構成となっている。これにより、カプセル型医療装置１は、撮像ユニット２０の観察窓１１の露出する時間が少なくなり、清潔性が保たれ、観察窓１１の表面の曇り、及び管腔内の粘膜、汚物などが飛散することによる汚れの付着を防止することができる。
【００４０】
尚、このタイミングにおいて、照明窓１２も、回転被覆部８の開口部８ｂが一致して、露出するため、清潔性が保たれ、ＬＥＤ光源２６から照明光を汚れなどにより妨げることないため、クリアな照明光が被写体に向けて照射される。
【００４１】
以上の説明により、本実施の形態のカプセル型医療装置１は、回転被覆部８を回転して、被検体像を取り込む撮像ユニット２０の観察窓１１の露出時間を低減、つまり被検体像を取り込むときだけ露出させる構成であるため、観察窓１１に汚れが付着し難くなり、撮像ユニット２０により常にクリアな観察画像を得ることができる。また、同様に、カプセル型医療装置１は、照明窓１２にも汚れが付着し難くなるため、被写体へクリアな照明光を照射することができる。
【００４２】
さらに、カプセル型医療装置１は、回転被覆部８の開口部８ａが撮像ユニット２０のフレームレートのタイミングに対応して観察窓である観察窓１１と一致するため、視界を遮ることなく、撮影時に不要な構成、つまり、回転被覆部８の内面が写り込むことがない。
【００４３】
そして、本実施の形態のカプセル型医療装置１は、推進力発生部６、及び回転被覆部８を回転させる駆動源を１つのモータ３１で共有させた構成となっている。これにより、カプセル型医療装置１は、複数の駆動源（モータ３１）を駆動する構成に比して、バッテリ２７の容量もそれほど多くする必要がなく、且つ、バッテリ２７寿命も維持することができる。また、カプセル型医療装置１は、推進力発生部６、及び回転被覆部８を駆動するための複数の駆動源（モータ３１）、及び容量の大きなバッテリ２７を搭載しなくて良いため、カメラ本体部５を含むカプセル本体部２の大型化が防止され、嚥下して管腔内へ導入することができる大きさを保つことができる。
【００４４】
尚、上述の構成では、回転被覆部８の開口部８ａが１つである構成を示したが、これに限定することなく、開口部８ａを回転被覆部８に複数設けて、これら開口部８ａの数に応じて、回転被覆部８の回転数を撮像ユニット２０のフレームレートのタイミングに対応するように制御基板２５がモータ３１を駆動制御するようにしても良い。つまり、開口部８ａが１つでも複数でも、撮像ユニット２０のフレームレートのタイミングに合わせて、開口部８ａと観察窓１１が一致する位置となるように、回転被覆部８の回転の制御が行なわれる構成としても良い。
尚、このような構成とした場合、推進力発生部６を回転させる遊星歯車機構のギヤ比を適宜設定して、カプセル型医療装置１を前進させる推進力が低下しないように設定すれば良い。
【００４５】
また、カプセル型医療装置１は、未使用時においても、撮像ユニット２０の観察窓１１が露出しないように回転被覆部８で被覆する位置に移動させておけば、観察窓１１の汚れを防止することができる。
【００４６】
（第２の実施の形態）
次に、図５から図８に基づいて、本発明のカプセル型医療装置の第２の実施の形態について、以下に説明する。尚、以下の説明において、第１の実施の形態のカプセル型医療装置と同一の構成については、同一の符号を用い、それら構成部品、及び作用効果の説明を省略する。
【００４７】
本実施の形態のカプセル型医療装置１は、第１の実施の形態の推進力発生手段である推進力発生部６に変えて、回転被覆部８に多翼プロペラ６０を設けて、前進する推進力を発生させる構成となっている。
【００４８】
カプセル型医療装置１は、図５、及び図６に示すように、装置本体であるカプセル本体部５１の基端部が回転楕円体を半分にした半長球に形成された略円柱形状をしている。
このカプセル本体部５１には、第１の実施の形態と同様に、回転被覆部８が回転自在に配設されている。また、カプセル本体部５１は、先端面に回転被覆部８の被覆面１８表面が露出するように開口部５１ａが形成され、この開口部５１ａの周囲に沿って複数、ここでは６つの流体吸引口５２が形成されている。さらに、カプセル本体部５１の基端部分には、流体吸引口５２の数と一致した複数、ここでは６つの流体排出口５３が形成されている。尚、これら６つの流体排出口５３が隣接する夫々の間には、カプセル本体部５１と一体的に形成された仕切壁部５４が設けられている。
【００４９】
図６に示すように、各流体吸引口５２、及び各流体排出口５３は、カプセル本体部５１に形成された円筒形状の流体洞である流体ダクト５５に連通している。つまり、カプセル本体部５１は、外周部近傍に周方向の流体ダクト５５を有している。また、カプセル本体部５１は、流体ダクト５５を挟む外周部となる略筒形状の部分、及び内周側の略円柱形状の部分が基端部分において各流体排出口５３の間に設けられた６つの仕切壁部５４で連結されていることで一体的に形成されている。
【００５０】
本実施の形態の回転被覆部８は、図６、及び図７に示すように、基端部分の内向フランジ１７が設けられる基端外周部に多翼プロペラ６０が一体的に配設されている。この多翼プロペラ６０は、回転被覆部８がモータ３１によって回転駆動されることで、流体ダクト５５の断面方向に沿って回転する。つまり、回転被覆部８が回転することで、多翼プロペラ６０は、流体を各流体吸引口５２から流体ダクト５５内に吸引して、各流体排出口５３から排出する。尚、多翼プロペラ６０が吸引排出する流体は、管腔内にある気体、液体などである。
【００５１】
このように本実施の形態のカプセル型医療装置１は、生体内の管腔内で各流体排出口５３から排出された流体によって、前進する推進力が発生する。つまり、多翼プロペラ６０は、モータ３１の出力を推進力へと変換する、本実施の形態における推進力発生部を構成した推進力発生手段である。
【００５２】
尚、本実施の形態のカプセル型医療装置１は、図６に示すように、その他の構成については第１の実施の形態のカプセル型医療装置と同様である。
【００５３】
以上のように構成された本実施の形態のカプセル型医療装置１は、第１の実施の形態と同様に、生体管腔内に嚥下される。このとき、カプセル型医療装置１は、モータ３１の駆動力を受けた回転被覆部８が多翼プロペラ６０と共に、所定の方向へ回転する。そして、カプセル型医療装置１には、多翼プロペラ６０の回転により、各流体吸引口５２から吸引されて、各流体排出口５３から排出された流体によって、前進する推進力が発生する。
【００５４】
さらに、ここでも回転被覆部８は、図８に示すように、被覆面１８に形成された２つの開口部８ａ，８ｂがカプセル本体部５１の長手方向に沿った中心軸Ｃ回りで移動するように回転する。
【００５５】
つまり、回転被覆部８は、第１の実施の形態と同様に、開口部８ａの開口中心である中心位置Ａが撮像ユニット２０によって撮影する被写体像の撮影光軸Ｏと一致する位置を通過するように、カプセル本体部５１の長手方向に沿った中心軸Ｃ回りで移動する。ここでも、開口部８ｂの開口中心である中心位置Ｂは、撮像ユニット２０によって撮影する被写体像の撮影光軸Ｏと一致する位置を通過するように、カプセル本体部５１の長手方向に沿った中心軸Ｃ回りで移動する。
【００５６】
このように、管腔内に導入されたカプセル型医療装置１は、本実施の形態において、多翼プロペラ６０の回転によって発生する推進力により前進すると共に、回転被覆部８が常にカプセル本体部５１の長手中心軸Ｃ回りに回転制御される。本実施の形態においても、カプセル型医療装置１は、撮像ユニット２０のフレームレートのタイミングに対応して、回転被覆部８の開口部８ａが撮像ユニット２０の観察窓１１と一致する位置へ移動するタイミングが合うように、回転被覆部８を回転するモータ３１の駆動が制御基板２５によって制御される。
【００５７】
すなわち、制御基板２５は、回転被覆部８の回転時において、カプセル型医療装置１の撮像ユニット２０によって、被写体像を取り込むタイミングに同期して、回転被覆部８の開口部８ａが撮像ユニット２０の観察窓１１と一致するようにモータ３１の駆動を制御する。このタイミングとは、上述したように、回転被覆部８の開口部８ａの中心位置Ａ、及び撮像ユニット２０に入射する被写体像の撮影光軸Ｏが一致するタイミングである。
【００５８】
従って、本実施の形態のカプセル型医療装置１においても、撮像ユニット２０が被写体像を取り込む瞬間（タイミング）に合わせて、回転被覆部８の開口部８ａが撮像ユニット２０の観察窓１１と一致する位置に移動し、観察窓１１が回転被覆部８の開口部８ａによって露出する構成となっており、撮像ユニット２０の観察窓１１の露出する時間が少なくなり、清潔性が保たれ、観察窓１１の表面の曇り、及び管腔内の粘膜、汚物などが飛散して、汚れの付着を防止することができる。尚、ここでも、照明窓１２も、回転被覆部８の開口部８ｂが一致して、露出するため、清潔性が保たれ、ＬＥＤ光源２６から照明光を汚れなどにより妨げることないため、クリアな照明光が被写体に向けて照射される。
以上の説明から、本実施の形態のカプセル型医療装置１も、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる構成となっている。
【００５９】
以上に記載した各実施の形態のカプセル型医療装置１によれば、生体の管腔内を推進力により良好に移動できると共に、簡単な構成で、推進力を発生する装置の駆動源の駆動力を利用して、観察窓に付着物が付着することを防止して、観察窓の清潔性を保持することで撮像装置による良好な観察画像を得られる。
【００６０】
また、以上の各実施の形態に記載した発明は、その実施の形態、及び変形例に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【００６１】
例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【符号の説明】
【００６２】
１…カプセル型医療装置
２…カプセル本体部
３…回転防止部
３ａ…溝部
４…軸体
５…カメラ本体
５ａ…開口部
５ｂ…周溝
６…推進力発生部
６ａ…ギヤ溝
６ｂ…突起部
７…螺旋状突起部
８…回転被覆部
８ａ，８ｂ…開口部
８ｃ…ギヤ溝
１１…観察窓
１２…照明窓
１５…突起部
１６…凹部
１７…内向フランジ
１８…被覆面
２０…撮像ユニット
２１…レンズホルダ
２２…対物レンズ
２３…受光部
２４…固体撮像素子
２５…制御基板
２６…光源
２７…バッテリ
２８…送信機
３１…モータ
３２…モータギヤ
３３，３６…ベアリング
３４，３５…歯車
Ａ，Ｂ…中心位置
Ｃ…長手中心軸
Ｏ…撮影光軸
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６３】
【特許文献１】ＵＳ ６，９５８，０３４ Ｂ２
【特許文献２】特開２００６−１４９５８１号公報
【特許文献３】特開平８−２９６９９号公報
【特許文献４】特開平５−１０３７４８号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体内に嚥下され、撮像手段によって生体管腔内を観察するカプセル型医療装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、医療装置である内視鏡装置は、撮像手段である撮像装置を備えており、患者の体腔内へ導入されて、撮像装置によって撮影された観察像により、体内患部の各種検査、各種処置などを行うためのものである。
【０００３】
近年、このような内視鏡装置には、生体内の管腔である、食道、胃、大腸、十二指腸などの消化臓器内を観察するために口腔から導入するカプセル型内視鏡装置が提案されている。このカプセル型内視鏡装置は、従来から臓器の蠕動運動のみで体内管腔を移動する構成に対して、近年おいて、推進力を発生する装置を設けて、体内管腔をスムーズに移動することができる種々の提案されている。
【０００４】
このような推進力を発生させる技術において、例えば、特許文献１には、体内の流体を給排出して管腔内で推進力を発生するロータユニットが内蔵されたカプセル型内視鏡装置が開示されている。また、例えば、特許文献２には、回転手段により回転駆動して管腔内で推進力を発生させる、外表面に螺旋状突が形成された起螺旋回転推進部を有したカプセル型医療装置が開示されている。
【０００５】
ところで、医療用の内視鏡装置は、カプセル型内視鏡装置を問わず、体内の粘膜、汚物などの汚れが撮像装置の観察窓に付着したり、多湿な体内での使用環境により蒸気が撮像装置の観察窓に付着して曇りが生じたりする。そのため、内視鏡装置は、観察窓の付着物により視界が悪くなってクリアな撮影画像が取得できない場合がある。
【０００６】
例えば、特許文献３には、対物レンズの外表面の汚れを拭き取るワイパが設けられたイメージスコープが開示されている。
さらに、例えば、特許文献４には、観察窓とチャンネルの開口部とを先端部に露呈させた内視鏡を挿通したカテーテル本体を備えた内視鏡用カテーテル装置が開示されている。
【０００７】
特許文献４に開示されるカテーテル本体の先端部に少なくとも内視鏡の先端部のチャンネルの開口部などの一部を遮蔽する遮蔽部材を形成する一方、内視鏡とカテーテル本体との相対回転を抑止する抑止手段としてのロック機構も備えており、必要に応じて、チャンネルの開口部に開口、閉塞を行なえる技術が開示されている。また、内視鏡用カテーテル装置は、送気送水ノズルを排除して、遮蔽部材の裏面側にバフなどの拭き取り部材が設けられ、この拭き取り部材によって、内視鏡の観察窓、及び照明窓に付着した汚物などの除去が行なえる構成となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の特許文献１、及び特許文献２のカプセル型の医療装置は、特許文献３、及び特許文献４に記載されるような撮像装置の視界を良好にするために観察窓に付着する汚れなどを除去する構成を有していない。そのため、従来のカプセル型医療装置は、汚れなどにより視界が悪くなってしまうと、その後にクリアな撮影画像を取得できなくなるという問題がある。また、カプセル型の内視鏡装置に特許文献３、又は特許文献４に開示される技術を転用することも考えられる。
【０００９】
しかしながら、カプセル型の医療装置は、患者が嚥下できる大きさに制約が生じるため、本体スペースに複雑な構造を組み込むことが困難である。さらに、カプセル型の医療装置は、体内に導入されると、手元操作が行なえない。そのため、本体に内蔵されるバッテリなどの電源により配設された駆動構成が全て給電される。バッテリは、容量を大きくすると大型となり、大きさに制約のある本体スペース内に収まらないという問題がある。
【００１０】
また、特許文献３の医療装置では、ワイパにより、撮像装置の観察窓に付着した付着物を除去しているとき、撮像装置により撮影した観察画像に移動するワイパが映り込んでしまう。そのため、従来では、撮像装置の観察窓の付着物を除去が終了するまで患部への処置を中断したり、観察画像に移動するワイパが映り込んでいる状態のまま視界が悪い状態で治療したりしなければならないという問題がある。
【００１１】
さらに、特許文献４の内視鏡用カテーテル装置においても、遮蔽部材の裏面側に設けられた拭き取り部材によって、内視鏡の観察窓などの汚れを拭き取り除去するときに、観察窓が遮蔽部材に覆われるため、撮像装置による被検体の撮影が行なえなくなってしまう。
【００１２】
そこで、本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは生体の管腔内を推進力により良好に移動できると共に、簡単な構成で、推進力を発生する装置の駆動源の駆動力を利用して、観察窓に付着物が付着することを防止して、観察窓の清潔性を保持することで撮像装置による良好な観察画像を得られるカプセル型医療装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成すべく、本発明のカプセル型医療装置は、被検体の管腔内へ導入されるカプセル型医療装置において、装置本体に内蔵され、観察窓から前記管腔内を撮像する撮像手段と、前記装置本体に可動自在に設けられて、前記観察窓をカバーする被覆面に開口部が形成された被覆手段と、前記装置本体に配設され、駆動することにより前記被検体内で推進力を発生する推進力発生手段と、前記被覆手段、及び前記推進力発生手段を同時に共用駆動する駆動手段と、前記撮像手段が被写体像を取り込むタイミングと前記開口部と前記観察窓とが一致するタイミングとを同期させて前記被覆手段を駆動するように前記駆動手段を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、生体の管腔内を推進力により良好に移動できると共に、簡単な構成で、推進力を発生する装置の駆動源の駆動力を利用して、観察窓に付着物が付着することを防止して、観察窓の清潔性を保持することで撮像装置による良好な観察画像を得られるカプセル型医療装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態に係るカプセル型医療装置の構成を示す斜視図
【図２】同、カプセル型医療装置の構成を示す断面図
【図３】同、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図
【図４】同、図２のＩＶ矢視図
【図５】第２実施形態に係るカプセル型医療装置の構成を示す斜視図
【図６】同、カプセル型医療装置の構成を示す断面図
【図７】同、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図
【図８】同、図６のＶＩＩＩ矢視図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。尚、以下の説明において、例えば、被検者が口腔から嚥下して、体内の管腔内を撮影する撮像手段を備えたカプセル型医療装置であるカプセル型内視鏡装置を例示する。
（第１の実施の形態）
先ず、本発明のカプセル型医療装置の第１の実施の形態について、図１から図４に基づいて、以下に説明する。
【００１７】
図１から図４に示す、本実施の形態のカプセル型医療装置１は、被検者が嚥下して体内の管腔を観察するためのカプセル型内視鏡装置である。
図１に示すように、カプセル型医療装置１は、装置本体であるカプセル本体部２、及び回転防止部３を有し、カプセル本体部２と回転防止部３が軸体４によって連結されている。
【００１８】
カプセル本体部２は、先端に開口部５ａが形成されたカメラ本体部５と、カメラ本体部５の外周部に回転自在に配設され、外周面に螺旋状突起部７が形成された筒状の推進力発生部６と、カメラ本体部５の内部で回転自在に配設され、先端面が開口部５ａによって露出する被覆部を構成する被覆手段の回転被覆部８と、カメラ本体部５の先端部分に配置され、回転被覆部８の先端面に穿設された開口部８ａ，８ｂの夫々と一致したときに露出する観察窓１１、及び照明窓１２と、を有している。
【００１９】
図２に示すように、カメラ本体部５には、撮像ユニット２０と、照明部を構成する照明手段のＬＥＤ光源２６と、電源部である、ここでは２つのバッテリ２７と、撮像ユニット２０が光電変換した画像信号を外部に無線伝送する送信機２８と、駆動部を構成する駆動手段のモータ３１と、が内蔵されている。
【００２０】
撮像ユニット２０は、レンズホルダ２１に保持された複数、ここでは２つの対物レンズ２２と、受光部２３を備えた、ＣＣＤ、ＣＭＯＳなどの撮像部を構成する撮像手段の固体撮像素子２４と、この固体撮像素子２４が実装された制御部を構成する制御手段の制御基板２５と、を有して構成されている。この撮像ユニット２０は、撮影光（図中の撮影光軸Ｏ）が対物レンズ２２により固体撮像素子２４の受光部２３へ集光される。そして、固体撮像素子２４は、撮影光を光電変換して、制御基板２５に出力する。
【００２１】
制御基板２５は、画像信号を送信機２８に出力して、送信機２８から図示しない外部機器であるカメラコントロールユニット（ＣＣＵ）へ画像信号を伝送する。尚、撮像ユニット２０により撮影された画像は、ＣＣＵ（不図示）により画像処理されて、図示しない外部モニタに表示される。また、制御基板２５は、ＬＥＤ光源２６、及びモータ３１の駆動も制御する。
【００２２】
また、２つのバッテリ２７は、撮像ユニット２０、ＬＥＤ光源２６、及びモータ３１を駆動するための電源部を構成する電源手段である。尚、これら２つのバッテリ２７は、撮像ユニット２０の制御基板２５と電源供給の電気ケーブルによって電気的に接続されている。そして、制御基板２５には、ＬＥＤ光源２６、送信機２８、及びモータ３１などと個別に接続される電源供給、及び信号の授受のための通信ケーブルが配線されている。
【００２３】
尚、撮像ユニット２０の最先端の対物レンズ２２の表面は、本実施の形態における観察窓１１を構成している。そして、本実施の形態の照明窓１２は、ＬＥＤ光源２６を覆うようにカメラ本体部５の先端面に配設された透明なカバーガラスから構成されている。
【００２４】
モータ３１は、モータ回転軸に設けられたモータギヤ３２がカメラ本体部５に内蔵されている複数の歯車３４，３５と噛合している。これら歯車（ギヤ）３４，３５のうちの１つの歯車３５は、回転自在となるように、カメラ本体部５の長手軸に平行な歯車軸がベアリング３６によって、軸支されている。この歯車３５は、カメラ本体部５内に回転自在に配設された回転被覆部８にモータ３１の回転駆動力を伝達する。
【００２５】
回転被覆部８は、先端側が閉塞して、２つの開口部８ａ，８ｂが穿設された一面（図２の先端面となる被覆面１８）を有する外形が略円筒形状（コップ形状）をしている。
この回転被覆部８は、カメラ本体部５に形成された略同一形状の空間部に設置され、カメラ本体部５の長手中心軸Ｃ回り（以下、長手方向に沿った中心軸Ｃ回りという場合もある）に回転自在に配設されている。そして、回転被覆部８は、基端内周部分に内向フランジ１７を備え、この内向フランジ１７の内周面に歯車３５の外周に形成された歯（ギヤ溝）と噛合するギヤ溝８ｃが形成されている。つまり、回転被覆部８は、基端部分が円筒歯車となっている。
【００２６】
また、回転被覆部８は、被覆面１８の中央部に基端側に突出する略円柱形状の突起部１５を有している。この突起部１５は、回転被覆部８がカメラ本体部５に設けられた状態において、カメラ本体部５の先端面中央に形成された凹部１６に係合し、カメラ本体部５の長手方向に沿った中心軸Ｃ回りに回転する回転被覆部８の回転ブレを防止する。従って、回転被覆部８は、モータ３１の駆動力がモータギヤ３２に噛合する歯車３５の回転を受けて、回転ブレが生じず、スムーズにカメラ本体部５の長手中心軸Ｃ回りの所定の方向に回転するようになっている。
【００２７】
推進力発生部６は、略円筒形状をしており、カメラ本体部５の外周部に回転自在に配設されている。この推進力発生部６は、上述したように、外周面に螺旋状突起部７が形成されている。
【００２８】
また、推進力発生部６の両端部分には、夫々、内面から内周方向へ突出する突起部６ｂが形成されている。これら突起部６ｂは、カメラ本体部５の外周部に形成された周溝５ｂに係合している。さらに、推進力発生部６の中途部分の内周面には、歯車３４に噛合するギヤ溝６ａが周方向に形成されている。つまり、推進力発生部６は、中途部分が円筒歯車となっている。
【００２９】
尚、本実施の形態の歯車３４は、図３に示すようにカメラ本体部５内に３つ配設されている。これら歯車３４は、夫々が回転自在となるように、カメラ本体部５の長手軸に平行な歯車軸がベアリング３３（図２参照）によって軸支されており、モータ３１のモータギヤ３２に噛合している。つまり、これら歯車３４、モータ３１のモータギヤ３２、及び推進力発生部６のギヤ溝６ａは、遊星歯車機構を構成している。
【００３０】
従って、推進力発生部６は、モータ３１の駆動力がモータギヤ３２に噛合する３つの歯車３４の回転を受けて、カメラ本体部５の外周部に沿って、所定方向の長手中心軸Ｃ回りに回転するようになっている。これにより、推進力発生部６は、外周に形成された螺旋状突起部７が管腔内壁に接触して、カプセル型医療装置１を前進させる方向へ推進力を発生させることができる。つまり、推進力発生部６は、モータ３１の出力を推進力へと変換するための構成である。
【００３１】
尚、螺旋状突起部７は、遊星歯車機構により回転する推進力発生部６の所定の回転方向に応じて、カプセル型医療装置１を前進させる方向へ推進力を発生させる螺旋形状が設定されている。
【００３２】
また、回転防止部３は、推進力発生部６の回転時にカメラ本体部５も一緒に回転することを防止するための部材であって、長手軸に沿って外周部に複数の溝部３ａが形成されている。つまり、回転防止部３は、複数の溝部３ａが生体内に導入時に管腔内壁と接触したときに生じる摩擦によって、軸体４を介して接続されたカメラ本体部５の長手軸回りの回転を防止する。また、カプセル型医療装置１は、複数の溝部３ａが進行方向に沿って形成されているため、進行方向への移動が妨げられないようになっている。
【００３３】
以上のように構成された本実施の形態のカプセル型医療装置１は、生体管腔内に嚥下される。このとき、カプセル型医療装置１は、モータ３１の駆動力を受けた管腔内を前進する推進力を発生するための推進力発生部６が所定の方向へ回転すると共に、回転被覆部８も同時に回転する。この回転被覆部８は、被覆面１８に形成された２つの開口部８ａ，８ｂが図４に示すように、カメラ本体部５の長手方向に沿った中心軸Ｃ回りで移動するように回転する。
【００３４】
詳述すると、回転被覆部８は、観察窓１１が被覆面１８の開口部８ａに重畳して完全に露出する回転位置が開口部８ａの開口中心である中心位置Ａと撮像ユニット２０によって撮影する被写体像の撮影光軸Ｏとが一致する位置となっている。尚、このとき、照明窓１２は、被覆面１８の開口部８ｂに重畳して完全に露出し、開口部８ｂの開口中心となる中心位置Ｂが照明窓１２の中心と一致する。
【００３５】
そして、回転被覆部８は、開口部８ａの開口中心である中心位置Ａが撮像ユニット２０によって撮影する被写体像の撮影光軸Ｏと一致する位置を通過するように、カメラ本体部５の長手方向に沿った中心軸Ｃ回りで移動する。同様に、開口部８ｂの開口中心である中心位置Ｂも、撮像ユニット２０によって撮影する被写体像の撮影光軸Ｏと一致する位置を通過するように、カメラ本体部５の長手方向に沿った中心軸Ｃ回りで移動する。
【００３６】
このように、管腔内に導入されたカプセル型医療装置１は、推進力発生部６の回転によって発生する推進力により前進すると共に、回転被覆部８が常にカメラ本体部５の長手中心軸Ｃ回りに回転制御される。このとき、カプセル型医療装置１は、撮像ユニット２０のフレームレートのタイミングに対応して、回転被覆部８の開口部８ａが撮像ユニット２０の観察窓１１と一致する位置へ移動するタイミングが合うように、回転被覆部８を回転するモータ３１の駆動が制御基板２５によって制御される。
【００３７】
すなわち、制御基板２５は、回転被覆部８の回転時において、カプセル型医療装置１の撮像ユニット２０によって、被写体像を取り込むタイミングに同期して、回転被覆部８の開口部８ａが撮像ユニット２０の観察窓１１と一致するようにモータ３１の駆動を制御する。このタイミングとは、上述したように、回転被覆部８の開口部８ａの中心位置Ａ、及び撮像ユニット２０に入射する被写体像の撮影光軸Ｏが一致するタイミングである。
【００３８】
例えば、撮像ユニット２０のフレームレートが６０ｆｐｓである場合、このフレームレートに同期、つまり画像を取り込むタイミングに同期して、回転被覆部８の開口部８ａの中心位置Ａ、及び撮像ユニット２０に入射する被写体像の撮影光軸Ｏが一致するように回転被覆部８をカメラ本体部５の長手中心軸Ｃ回りに回転する。つまり、モータ３１により回転する回転被覆部８は、カメラ本体部５の長手中心軸Ｃ回りに回転する回転数が６０回転／ｓｅｃとなるように制御基板２５による制御が行なわれる。
【００３９】
以上に説明したように、本実施の形態のカプセル型医療装置１は、撮像ユニット２０が被写体像を取り込む瞬間（タイミング）に合わせて、回転被覆部８の開口部８ａが撮像ユニット２０の観察窓１１と一致する位置に移動し、観察窓１１が回転被覆部８の開口部８ａによって露出する構成となっている。これにより、カプセル型医療装置１は、撮像ユニット２０の観察窓１１の露出する時間が少なくなり、清潔性が保たれ、観察窓１１の表面の曇り、及び管腔内の粘膜、汚物などが飛散することによる汚れの付着を防止することができる。
【００４０】
尚、このタイミングにおいて、照明窓１２も、回転被覆部８の開口部８ｂが一致して、露出するため、清潔性が保たれ、ＬＥＤ光源２６から照明光を汚れなどにより妨げることないため、クリアな照明光が被写体に向けて照射される。
【００４１】
以上の説明により、本実施の形態のカプセル型医療装置１は、回転被覆部８を回転して、被検体像を取り込む撮像ユニット２０の観察窓１１の露出時間を低減、つまり被検体像を取り込むときだけ露出させる構成であるため、観察窓１１に汚れが付着し難くなり、撮像ユニット２０により常にクリアな観察画像を得ることができる。また、同様に、カプセル型医療装置１は、照明窓１２にも汚れが付着し難くなるため、被写体へクリアな照明光を照射することができる。
【００４２】
さらに、カプセル型医療装置１は、回転被覆部８の開口部８ａが撮像ユニット２０のフレームレートのタイミングに対応して観察窓である観察窓１１と一致するため、視界を遮ることなく、撮影時に不要な構成、つまり、回転被覆部８の内面が写り込むことがない。
【００４３】
そして、本実施の形態のカプセル型医療装置１は、推進力発生部６、及び回転被覆部８を回転させる駆動源を１つのモータ３１で共有させた構成となっている。これにより、カプセル型医療装置１は、複数の駆動源（モータ３１）を駆動する構成に比して、バッテリ２７の容量もそれほど多くする必要がなく、且つ、バッテリ２７寿命も維持することができる。また、カプセル型医療装置１は、推進力発生部６、及び回転被覆部８を駆動するための複数の駆動源（モータ３１）、及び容量の大きなバッテリ２７を搭載しなくて良いため、カメラ本体部５を含むカプセル本体部２の大型化が防止され、嚥下して管腔内へ導入することができる大きさを保つことができる。
【００４４】
尚、上述の構成では、回転被覆部８の開口部８ａが１つである構成を示したが、これに限定することなく、開口部８ａを回転被覆部８に複数設けて、これら開口部８ａの数に応じて、回転被覆部８の回転数を撮像ユニット２０のフレームレートのタイミングに対応するように制御基板２５がモータ３１を駆動制御するようにしても良い。つまり、開口部８ａが１つでも複数でも、撮像ユニット２０のフレームレートのタイミングに合わせて、開口部８ａと観察窓１１が一致する位置となるように、回転被覆部８の回転の制御が行なわれる構成としても良い。
尚、このような構成とした場合、推進力発生部６を回転させる遊星歯車機構のギヤ比を適宜設定して、カプセル型医療装置１を前進させる推進力が低下しないように設定すれば良い。
【００４５】
また、カプセル型医療装置１は、未使用時においても、撮像ユニット２０の観察窓１１が露出しないように回転被覆部８で被覆する位置に移動させておけば、観察窓１１の汚れを防止することができる。
【００４６】
（第２の実施の形態）
次に、図５から図８に基づいて、本発明のカプセル型医療装置の第２の実施の形態について、以下に説明する。尚、以下の説明において、第１の実施の形態のカプセル型医療装置と同一の構成については、同一の符号を用い、それら構成部品、及び作用効果の説明を省略する。
【００４７】
本実施の形態のカプセル型医療装置１は、第１の実施の形態の推進力発生手段である推進力発生部６に変えて、回転被覆部８に多翼プロペラ６０を設けて、前進する推進力を発生させる構成となっている。
【００４８】
カプセル型医療装置１は、図５、及び図６に示すように、装置本体であるカプセル本体部５１の基端部が回転楕円体を半分にした半長球に形成された略円柱形状をしている。
このカプセル本体部５１には、第１の実施の形態と同様に、回転被覆部８が回転自在に配設されている。また、カプセル本体部５１は、先端面に回転被覆部８の被覆面１８表面が露出するように開口部５１ａが形成され、この開口部５１ａの周囲に沿って複数、ここでは６つの流体吸引口５２が形成されている。さらに、カプセル本体部５１の基端部分には、流体吸引口５２の数と一致した複数、ここでは６つの流体排出口５３が形成されている。尚、これら６つの流体排出口５３が隣接する夫々の間には、カプセル本体部５１と一体的に形成された仕切壁部５４が設けられている。
【００４９】
図６に示すように、各流体吸引口５２、及び各流体排出口５３は、カプセル本体部５１に形成された円筒形状の流体洞である流体ダクト５５に連通している。つまり、カプセル本体部５１は、外周部近傍に周方向の流体ダクト５５を有している。また、カプセル本体部５１は、流体ダクト５５を挟む外周部となる略筒形状の部分、及び内周側の略円柱形状の部分が基端部分において各流体排出口５３の間に設けられた６つの仕切壁部５４で連結されていることで一体的に形成されている。
【００５０】
本実施の形態の回転被覆部８は、図６、及び図７に示すように、基端部分の内向フランジ１７が設けられる基端外周部に多翼プロペラ６０が一体的に配設されている。この多翼プロペラ６０は、回転被覆部８がモータ３１によって回転駆動されることで、流体ダクト５５の断面方向に沿って回転する。つまり、回転被覆部８が回転することで、多翼プロペラ６０は、流体を各流体吸引口５２から流体ダクト５５内に吸引して、各流体排出口５３から排出する。尚、多翼プロペラ６０が吸引排出する流体は、管腔内にある気体、液体などである。
【００５１】
このように本実施の形態のカプセル型医療装置１は、生体内の管腔内で各流体排出口５３から排出された流体によって、前進する推進力が発生する。つまり、多翼プロペラ６０は、モータ３１の出力を推進力へと変換する、本実施の形態における推進力発生部を構成した推進力発生手段である。
【００５２】
尚、本実施の形態のカプセル型医療装置１は、図６に示すように、その他の構成については第１の実施の形態のカプセル型医療装置と同様である。
【００５３】
以上のように構成された本実施の形態のカプセル型医療装置１は、第１の実施の形態と同様に、生体管腔内に嚥下される。このとき、カプセル型医療装置１は、モータ３１の駆動力を受けた回転被覆部８が多翼プロペラ６０と共に、所定の方向へ回転する。そして、カプセル型医療装置１には、多翼プロペラ６０の回転により、各流体吸引口５２から吸引されて、各流体排出口５３から排出された流体によって、前進する推進力が発生する。
【００５４】
さらに、ここでも回転被覆部８は、図８に示すように、被覆面１８に形成された２つの開口部８ａ，８ｂがカプセル本体部５１の長手方向に沿った中心軸Ｃ回りで移動するように回転する。
【００５５】
つまり、回転被覆部８は、第１の実施の形態と同様に、開口部８ａの開口中心である中心位置Ａが撮像ユニット２０によって撮影する被写体像の撮影光軸Ｏと一致する位置を通過するように、カプセル本体部５１の長手方向に沿った中心軸Ｃ回りで移動する。ここでも、開口部８ｂの開口中心である中心位置Ｂは、撮像ユニット２０によって撮影する被写体像の撮影光軸Ｏと一致する位置を通過するように、カプセル本体部５１の長手方向に沿った中心軸Ｃ回りで移動する。
【００５６】
このように、管腔内に導入されたカプセル型医療装置１は、本実施の形態において、多翼プロペラ６０の回転によって発生する推進力により前進すると共に、回転被覆部８が常にカプセル本体部５１の長手中心軸Ｃ回りに回転制御される。本実施の形態においても、カプセル型医療装置１は、撮像ユニット２０のフレームレートのタイミングに対応して、回転被覆部８の開口部８ａが撮像ユニット２０の観察窓１１と一致する位置へ移動するタイミングが合うように、回転被覆部８を回転するモータ３１の駆動が制御基板２５によって制御される。
【００５７】
すなわち、制御基板２５は、回転被覆部８の回転時において、カプセル型医療装置１の撮像ユニット２０によって、被写体像を取り込むタイミングに同期して、回転被覆部８の開口部８ａが撮像ユニット２０の観察窓１１と一致するようにモータ３１の駆動を制御する。このタイミングとは、上述したように、回転被覆部８の開口部８ａの中心位置Ａ、及び撮像ユニット２０に入射する被写体像の撮影光軸Ｏが一致するタイミングである。
【００５８】
従って、本実施の形態のカプセル型医療装置１においても、撮像ユニット２０が被写体像を取り込む瞬間（タイミング）に合わせて、回転被覆部８の開口部８ａが撮像ユニット２０の観察窓１１と一致する位置に移動し、観察窓１１が回転被覆部８の開口部８ａによって露出する構成となっており、撮像ユニット２０の観察窓１１の露出する時間が少なくなり、清潔性が保たれ、観察窓１１の表面の曇り、及び管腔内の粘膜、汚物などが飛散して、汚れの付着を防止することができる。尚、ここでも、照明窓１２も、回転被覆部８の開口部８ｂが一致して、露出するため、清潔性が保たれ、ＬＥＤ光源２６から照明光を汚れなどにより妨げることないため、クリアな照明光が被写体に向けて照射される。
以上の説明から、本実施の形態のカプセル型医療装置１も、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる構成となっている。
【００５９】
以上に記載した各実施の形態のカプセル型医療装置１によれば、生体の管腔内を推進力により良好に移動できると共に、簡単な構成で、推進力を発生する装置の駆動源の駆動力を利用して、観察窓に付着物が付着することを防止して、観察窓の清潔性を保持することで撮像装置による良好な観察画像を得られる。
【００６０】
また、以上の各実施の形態に記載した発明は、その実施の形態、及び変形例に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【００６１】
例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【符号の説明】
【００６２】
１…カプセル型医療装置
２…カプセル本体部
３…回転防止部
３ａ…溝部
４…軸体
５…カメラ本体
５ａ…開口部
５ｂ…周溝
６…推進力発生部
６ａ…ギヤ溝
６ｂ…突起部
７…螺旋状突起部
８…回転被覆部
８ａ，８ｂ…開口部
８ｃ…ギヤ溝
１１…観察窓
１２…照明窓
１５…突起部
１６…凹部
１７…内向フランジ
１８…被覆面
２０…撮像ユニット
２１…レンズホルダ
２２…対物レンズ
２３…受光部
２４…固体撮像素子
２５…制御基板
２６…光源
２７…バッテリ
２８…送信機
３１…モータ
３２…モータギヤ
３３，３６…ベアリング
３４，３５…歯車
Ａ，Ｂ…中心位置
Ｃ…長手中心軸
Ｏ…撮影光軸
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６３】
【特許文献１】ＵＳ ６，９５８，０３４ Ｂ２
【特許文献２】特開２００６−１４９５８１号公報
【特許文献３】特開平８−２９６９９号公報
【特許文献４】特開平５−１０３７４８号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の管腔内へ導入されるカプセル型医療装置において、
装置本体に内蔵され、観察窓から前記管腔内を撮像する撮像手段と、
前記装置本体に可動自在に設けられて、前記観察窓をカバーする被覆面に開口部が形成された被覆手段と、
前記装置本体に配設され、駆動することにより前記被検体内で推進力を発生する推進力発生手段と、
前記被覆手段、及び前記推進力発生手段を同時に共用駆動する駆動手段と、
前記撮像手段が被写体像を取り込むタイミングと前記開口部と前記観察窓とが一致するタイミングとを同期させて前記被覆手段を駆動するように前記駆動手段を制御する制御手段と、
を具備することを特徴とするカプセル型医療装置。
【請求項２】
前記被覆手段が前記装置本体内で回転自在に配設されていることを特徴とする請求項１に記載のカプセル型医療装置。
【請求項３】
前記開口部は、前記撮像手段によって前記被写体像を取り込むタイミング時に、開口中心が前記被写体像の撮影光軸と一致することを特徴とする請求項１、または請求項２に記載のカプセル型医療装置。
【請求項４】
前記推進力発生部は、外周部に螺旋状突起部を有し、前記駆動手段によって前記装置本体の長手中心軸回りに回転駆動され、前記螺旋状突起部が前記管腔壁に接触することで推進力を発生させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のカプセル型医療装置。
【請求項５】
前記推進力発生部は、前記被覆手段の外周部に配設された多翼プロペラであって、前記装置本体の長手中心軸回りに回転して、流体を前記装置本体内に吸引排出して推進力を発生させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のカプセル型医療装置。
【請求項１】
被検体の管腔内へ導入されるカプセル型医療装置において、
装置本体に内蔵され、観察窓から前記管腔内を撮像する撮像手段と、
前記装置本体に可動自在に設けられて、前記観察窓をカバーする被覆面に開口部が形成された被覆手段と、
前記装置本体に配設され、駆動することにより前記被検体内で推進力を発生する推進力発生手段と、
前記被覆手段、及び前記推進力発生手段を同時に共用駆動する駆動手段と、
前記撮像手段が被写体像を取り込むタイミングと前記開口部と前記観察窓とが一致するタイミングとを同期させて前記被覆手段を駆動するように前記駆動手段を制御する制御手段と、
を具備することを特徴とするカプセル型医療装置。
【請求項２】
前記被覆手段が前記装置本体内で回転自在に配設されていることを特徴とする請求項１に記載のカプセル型医療装置。
【請求項３】
前記開口部は、前記撮像手段によって前記被写体像を取り込むタイミング時に、開口中心が前記被写体像の撮影光軸と一致することを特徴とする請求項１、または請求項２に記載のカプセル型医療装置。
【請求項４】
前記推進力発生部は、外周部に螺旋状突起部を有し、前記駆動手段によって前記装置本体の長手中心軸回りに回転駆動され、前記螺旋状突起部が前記管腔壁に接触することで推進力を発生させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のカプセル型医療装置。
【請求項５】
前記推進力発生部は、前記被覆手段の外周部に配設された多翼プロペラであって、前記装置本体の長手中心軸回りに回転して、流体を前記装置本体内に吸引排出して推進力を発生させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のカプセル型医療装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２０７４１４（Ｐ２０１０−２０７４１４Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５７０７２（Ｐ２００９−５７０７２）
【出願日】平成２１年３月１０日（２００９．３．１０）
【出願人】（３０４０５０９２３）オリンパスメディカルシステムズ株式会社 (1,905)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１０日（２００９．３．１０）
【出願人】（３０４０５０９２３）オリンパスメディカルシステムズ株式会社 (1,905)
【Ｆターム（参考）】
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