被検体内挿入装置
【課題】螺旋構造部の螺旋形状を適正に維持して安定した推進力が得られるようにした被検体内挿入装置を実現する。
【解決手段】被検体内挿入装置としてのカプセル型医療装置誘導システムは、被検体内に挿入する挿入部本体としてのカプセル型医療装置３と、このカプセル型医療装置３を回転させる回転機構としてのマグネットと、このマグネットによるカプセル型医療装置３の回転運動を推進力に変換する、カプセル型医療装置３の外表面４２ａに対して径方向に分離して設けた螺旋構造部４４と、カプセル型医療装置３の外表面４２ａに対して径方向に分離して設けた螺旋構造部４４の螺旋外径を変化させる螺旋外径変化手段としてのモータ３０とを具備して構成されている。
【解決手段】被検体内挿入装置としてのカプセル型医療装置誘導システムは、被検体内に挿入する挿入部本体としてのカプセル型医療装置３と、このカプセル型医療装置３を回転させる回転機構としてのマグネットと、このマグネットによるカプセル型医療装置３の回転運動を推進力に変換する、カプセル型医療装置３の外表面４２ａに対して径方向に分離して設けた螺旋構造部４４と、カプセル型医療装置３の外表面４２ａに対して径方向に分離して設けた螺旋構造部４４の螺旋外径を変化させる螺旋外径変化手段としてのモータ３０とを具備して構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体腔内に挿入して回転しながら推進する被検体内挿入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
体腔内に挿入して回転しながら推進する被検体内挿入装置の従来例としては、例えば特公昭６０−５６４８８号公報に記載されている。この特公昭６０−５６４８８号公報には、内視鏡先端部に設けた回動部材の外表面に螺旋構造部として膨張・収縮自在な膜部材を形成した体腔内誘導装置が記載されている。この体腔内誘導装置は、前記回転部材の回転中心に対して斜走する向きに前記膜部材が巻回され、前記回転部材を回転することにより前記膜部材が管腔内壁との間でねじ作用により推進力を得て前記内視鏡先端部を推進させる。
【特許文献１】特公昭６０−５６４８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記体腔内誘導装置は、前記膜部材の膨張圧が高くなると、隣り合う螺旋の間隔が狭くなり、螺旋と螺旋との間に腸壁などの管腔内壁が入り込み難くなる。このため、前記体腔内誘導装置は、前記膜部材と管腔内壁との接触状態が悪くなり、前記ねじ作用による推進力が著しく低下してしまう。一方、前記体腔内誘導装置は、前記膜部材の膨張圧が低くなると螺旋形状を維持することが困難となり、前記ねじ作用による推進力が得られ難くなる。
【０００４】
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、螺旋構造部の螺旋形状を適正に維持して安定した推進力が得られるようにした被検体内挿入装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明の一態様による被検体内挿入装置は、被検体内に挿入する挿入部本体と、前記挿入部本体を回転させる回転機構と、前記回転機構による前記挿入部本体の回転運動を推進力に変換する、前記挿入部本体の外表面に対して径方向に分離して設けた螺旋構造部と、前記挿入部本体の外表面に対して径方向に分離して設けた前記螺旋構造部の螺旋外径を変化させる螺旋外径変化手段と、を具備している。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の被検体内挿入装置は、螺旋構造部の螺旋形状を適正に維持して安定した推進力を得ることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１ないし図８は本発明の実施例１に係り、図１は本発明の実施例１を備えたカプセル医療装置誘導システムの概略の構成を示す全体構成図、図２は図１のより詳細な構成を示すブロック図、図３は磁場発生装置の構成を示す概略図、図４はカプセル型医療装置の外観を示す側面図、図５はカプセル型医療装置の構成を示す概略図、図６はカプセル後端部の回転に伴って螺旋構造部の螺旋外径が変化される様子を示す説明図、図７は図５のカプセル型医療装置の第１変形例を示す概略図、図８は図５のカプセル型医療装置の第２変形例を示す概略図である。
【０００９】
図１、図２及び図３に示すように被検体内挿入装置としてのカプセル型医療装置誘導システム（以下、カプセル誘導システムと略記）１は、挿入部本体としてのカプセル型医療装置（以下、単にカプセルと略記）３と、カプセル制御装置（以下、単に制御装置と略記）４と、磁場発生装置５と、交流電源装置６とを有している。
【００１０】
前記カプセル３は、（図１に示す）患者２の体腔内に挿入され、体腔内を検査するためのカプセル形状に形成される。前記制御装置４は、患者２の外部に配置され、前記カプセル３と電波を送受信して、このカプセル３の動作を制御したり、カプセル３から送信される情報を受信するパソコン等で構成される。前記磁場発生装置５は、前記カプセル３に印加する回転磁場の方向等を制御してカプセル３を推進させたい方向に誘導する（図１では模式的に示す）。前記交流電源装置６は、前記磁場発生装置５に回転する磁場（より広義には電磁場）を発生させるための交流電源を供給する。
【００１１】
図２に示すように前記磁場発生装置５は、例えば３つの電磁石５ａ，５ｂ，５ｃで形成されている。この磁場発生装置５は、前記交流電源装置６から供給される交流電源を前記制御装置４により制御されることにより、３軸方向に回転磁場を発生できるようにしている。なお、図３では、磁場発生装置５を３軸方向に形成した（中空の立方体形状の）３軸ヘルムホルツコイルで模式的に示している。
【００１２】
前記カプセル３は、前記磁場発生装置５により形成される回転磁場に応答して力が作用する磁場応答部であるマグネット８を有している。このマグネット８は、例えばカプセル３の長手中心軸上でこの中心軸と直交する方向と、マグネット８の磁化方向が一致するように配置され、図示しない接着剤等で固定されている。これにより、前記カプセル３は、前記磁場発生装置５で発生される回転磁場がマグネット８に作用し、このマグネット８が受ける回転力によりカプセル３が回転するようになっている。すなわち、前記マグネット８は、回転機構を構成している。
【００１３】
なお、前記マグネット８は、ネオジウム磁石、サマリウムコバルト磁石、フェライト磁石、鉄・クロム・コバルト磁石、プラチナ磁石、アルニコ（AlNiCo）磁石などの永久磁石である。ネオジウム磁石、サマリウムコバルト磁石などの希土類系磁石は、磁力が強く、カプセルに内蔵する磁石を小さくできるメリットがある。一方、フェライト磁石は、安価であるというメリットがある。更に、プラチナ磁石は、耐腐食性が優れている。
【００１４】
また、このマグネット８は、永久磁石に限らず、コイルで形成されるものでも良い。この場合、マグネット８は、内蔵電池等の電源からの電流によってコイルに磁力を発生させても良いし、内蔵コンデンサなどに一次的に蓄積した電力でコイルを磁石化させる方法でも良い。更に、マグネット８は、内蔵電源でなく、内部コイルによって発電させ、この電力をコンデンサに蓄えて別のコイルを磁石化させる方法でも良い。この場合、マグネット８は、内蔵電池の容量制限が無くなり、長時間の稼動が可能になる。なお、発電用のコイルと磁石用のコイルとは、兼用しても良い。
【００１５】
前記磁場発生装置５は、患者２の周囲に配置される（図２参照）。前記交流電源装置６は、前記制御装置４により交流電源を制御され、前記マグネット８に対して前記カプセル３を推進する方向に前記磁場発生装置５に回転磁場を形成させる。これにより、患者２の体腔内管路内に挿入されたカプセル３は、円滑にかつ効率良く推進（誘導）させることができるようにしている。前記磁場発生装置５による回転磁場の方向は、前記制御装置４に接続された操作入力装置９を操作することにより、制御できる。
【００１６】
図１に示すように前記制御装置４は、パソコン本体１１と、キーボード１２と、モニタ１３と、体外アンテナ１４と、操作入力装置９とを有する。前記パソコン本体１１は、前記カプセル３及び前記磁場発生装置５（の交流電源）を制御する機能を備えている。前記キーボード１２は、前記パソコン本体１１に接続され、コマンド、データ等の入力を行う。前記モニタ１３は、前記パソコン本体１１に接続され、画像等を表示する。前記体外アンテナ１４は、前記パソコン本体１１に接続され、カプセル３を制御する制御信号の発信及びカプセル３からの信号を受信する。前記操作入力装置９は、前記パソコン本体１１に接続され、回転磁場の方向等を入力操作する。
【００１７】
前記制御装置４は、図２に示すようにＣＰＵ１５を内蔵している。このＣＰＵ１５は、前記カプセル３及び前記磁場発生装置５を制御する制御信号をキーボード１２及び操作入力装置９からの入力或いはパソコン本体１１内のハードディスク１６（図２参照）等に格納された制御プログラムに基づいて生成する。
【００１８】
前記磁場発生装置５を制御する制御信号は、パソコン本体１１から接続ケーブルを介して交流電源装置６へ伝達される。その制御信号に基づいて、前記磁場発生装置５は、回転磁場を発生する。その回転磁場によりカプセル３は、磁場発生装置５で発生された回転磁場により内部のマグネット８に対して磁気的に作用され回転されることで、後述の螺旋構造部により推進するための動力を得られるようにしている。
【００１９】
前記カプセル３を制御する制御信号は、パソコン本体１１内の発振回路を経て所定の周波数の搬送波で変調され、体外アンテナ１４から電波として発振されるようになっている。前記カプセル３は、後述のアンテナ２７で電波を受信し、制御信号が復調され、各構成回路等へ出力するようになっている。また、前記制御装置４は、カプセル３の無線アンテナ２７から送信される映像信号等の情報（データ）信号を体外アンテナ１４で受信して、モニタ１３上に表示するようになっている。
【００２０】
図２に示すようにカプセル３内には、前記マグネット８の他に、光学像を結ぶ対物光学系２１と、その結像位置に配置される撮像素子２２と、対物光学系２１の周囲に配置された照明素子２３とを有している。また、カプセル３内には、信号処理回路２４と、メモリ２５と、無線回路２６と、アンテナ２７と、カプセル制御回路２８と、バッテリ２９とが収納されている。
【００２１】
前記信号処理回路２４は、前記撮像素子２２で撮像された信号に対する信号処理を行う。前記メモリ２５は、前記信号処理回路２４により生成されたデジタル映像信号を一時記憶する。前記無線回路２６は、前記メモリ２５から読み出した映像信号を高周波信号で変調して無線送信する信号に変換したり、制御装置４から送信される制御信号を復調等する。前記アンテナ２７は、前記体外アンテナ１４と電波の送受信を行う。前記カプセル制御回路２８は、前記信号処理回路２４等のカプセル３を制御する。前記バッテリ２９は、前記信号処理回路２４等カプセル３内部の電気系に動作用の電源を供給する。なお、前記カプセル３内には、後述するように螺旋外径変化手段を構成しているモータ３０が設けられている。
【００２２】
また、前記制御装置４を構成するパソコン本体１１は、無線回路３１と、データ処理回路３２と、ＣＰＵ１５と、ハードディスク１６とを有している。無線回路３１は、前記体外アンテナ１４に接続され、（カプセル３側の）無線回路２６と無線通信を行う。データ処理回路３２は、前記無線回路３１と接続され、カプセル３から送られた画像データに対する画像表示等のデータ処理等を行う。ＣＰＵ１５は、前記データ処理回路３２や前記交流電源装置６等を制御する制御手段である。ハードディスク１６は、プログラムやデータ等を格納する。
【００２３】
前記ＣＰＵ１５には、回転磁場の方向を設定する操作をする操作入力装置９やコマンド及びデータ入力を行うキーボード１２が接続されている。前記データ処理回路３２には、モニタ１３が接続されている。このモニタ１３には、前記撮像素子２２で撮像され、無線回路２６、３１を経てデータ処理回路３２により処理された画像等が表示される。また、このデータ処理回路３２は、カプセル３が回転されながら画像を撮像するので、モニタ１３に表示される際の画像の向きを一定の方向に補正する処理を行い、術者が見易い画像を表示できるように画像処理を行う。
【００２４】
図４に示すように前記カプセル３は、略半球形状の先端カバー４１と、略円筒状のカプセル本体４２と、略半球状のカプセル後端部４３とを有して構成されている。前記先端カバー４１は、透明部材により形成されており、前記カプセル本体４２に気密に接続されている。前記カプセル本体４２は、前記先端カバー４１と一体に気密に構成されている。前記カプセル後端部４３は、前記カプセル本体４２に対して所定角度回転自在に構成され、気密に構成されている。
【００２５】
前記カプセル本体４２の外表面４２ａには、管腔内壁に接触して回転することにより回転運動を推進力に変換する推進発生用の螺旋構造部４４が設けられている。この螺旋構造部４４は、前記カプセル本体４２の外表面４２ａに対して径方向に分離して螺旋状に巻回されている。
【００２６】
前記螺旋構造部４４は、その先端側がカプセル本体４２の円筒外周面を経て前記先端カバー４１まで延出され、その先端４４ａは前記先端カバー４１の途中部分、具体的には対物レンズ２１による視野角内に入らない位置に固定されている。また、この螺旋構造部４４の後端４４ｂは、前記カプセル後端部４３の境界付近まで延出され固定されている。なお、前記螺旋構造部４４は、一方の螺旋構造部４４の中間位置にさらに螺旋構造部４４を設けて二重（２条）に形成されている。
【００２７】
図５に示すように前記カプセル本体４２と前記カプセル後端部４３とは、ベアリング４５を介在させて回転自在に接続されている。前記カプセル本体４２には、前記カプセル後端部４３を回転自在に所定角度回転させるモータ３０が設けられている。なお、このモータ３０は、例えばパルスモータである。このモータ３０の駆動軸３０ａは、前記ベアリング４５内を挿通して前記カプセル後端部４３に接続されている。したがって、カプセル３は、前記モータ３０を所定角度回転することにより、前記カプセル本体４２に対して前記カプセル後端部４３が所定角度回転される。
【００２８】
これにより、前記カプセル３は、体腔内管路の管路径に応じて図６に示すように前記カプセル後端部４３が所定角度回転されることにより、前記螺旋構造部４４の先端４４ａの固定位置に対して前記螺旋構造部４４の後端４４ｂの固定位置が所定角度回転する。これにより、前記カプセル３は、外周方向に移動し、前記螺旋構造部４４の螺旋外径を変化させることができる。なお、前記モータ３０は、図示しないモータ制御回路に接続されており、このモータ制御回路は、前記制御装置４から送信される制御信号に基づいて前記モータ３０を制御駆動するようになっている。
【００２９】
次にカプセル誘導システム１による動作を以下に説明する。
術者は、図１に示すように、患者２の例えば十二指腸５１側或いは小腸側等の体腔内管路内を観察する必要がある場合、カプセル３を患者２に飲み込ませる。なお、カプセル３は、予め飲み込み易いように螺旋構造部４４の螺旋外径が最小径となるように設定される。
【００３０】
また、術者は、患者２に飲み込ませる直前に、カプセル３の図示しないスイッチをオンにし、バッテリ２９の電力が照明素子２３等伝達されるようにする。同時に、術者は、磁場発生装置５を起動（オン）し、この磁場発生装置５により発生する回転磁場により体腔内管路内においてカプセル３が目的部位側に到達し易いよう磁気的に制御する。
【００３１】
上述したようにカプセル３は、磁場発生装置５により発生される回転磁場にマグネット８が作用すると、このマグネット８が受ける作用によりカプセル本体４２が回転する。
カプセル３は、前記カプセル本体４２の回転によって、体腔内管路において前記螺旋構造部４４と管腔内壁との接触部分に雄ねじが雌ねじに対して移動するような、カプセル本体４２を前進させる推進力が発生して前進する。また、カプセル３は、回転磁場の回転に伴い、マグネット８の回転平面と回転磁場の回転平面とが一致するようにカプセル本体４２が回転しながら進行方向（向き）が変更される。このとき、カプセル３は、カプセル本体４２が偏芯運動等の無駄な動きをすることなく、体腔内管路内をスムーズに目的部位側に向けて推進することができる。
【００３２】
カプセル３は、口腔５２から食道５３を通過し、胃５４内部へ到達する。術者は、胃５４内部を観察する必要がある場合、制御装置４の例えばキーボード１２から観察開始のコマンドに対応するキー入力を行う。すると、このキー入力による制御信号は、制御装置４の体外アンテナ１４を経て電波で放射されてカプセル３側に送信される。
【００３３】
カプセル３は、アンテナ２７で受信した信号により、動作開始の信号を検出し、照明素子２３、撮像素子２２、信号処理回路２４等が駆動状態となる。カプセル３は、照明素子２３からの照明光が体腔内管路の目的部位を照明する。照明された目的部位の反射光は、対物レンズ２１を介して光学像として取り込まれ撮像素子２２に結像されて光電変換される。撮像素子２２からの撮像信号は、信号処理回路２４によりＡ／Ｄ変換されてデジタル信号処理された後、圧縮処理される。圧縮処理されたデジタル信号は、メモリ２５に格納された後、無線回路２６で変調され、アンテナ２７から電波で放射される。
【００３４】
この電波は、制御装置４の体外アンテナ１４で受信され、パソコン本体１１内の無線回路３１で復調される。復調された信号は、さらにＡ／Ｄ変換されてデータ処理回路３２によりデジタル映像信号に変換され、データ処理回路３２のメモリやハードディスク１６に格納されると共に、所定の速度で読み出されてモニタ１３に出力される。モニタ１３には、カプセル３で取得した光学画像がカラー表示される。
【００３５】
術者は、このモニタ画像を観察することにより、患者２の胃５４内部等を観察することができる。術者は、操作入力装置９のジョイスティックなどの操作手段を用いて、胃５４内全域の観察が行えるように外部磁力のかけ方を容易にコントロールできる。術者は、胃５４内の観察が終了した後、カプセル３に対して磁場発生装置５で発生される回転磁場の向きを制御することにより、磁気的に誘導して胃５４から十二指腸５１側に移動させることができる。
【００３６】
術者は、十二指腸５１においても、その管腔の向きに進行させるように回転磁場の向きを制御することにより円滑にカプセル３を推進させることができる。また、術者は、小腸のように屈曲した管路内を進行させる場合においても螺旋状突起４４がカプセル本体４２の球面状の端部付近にまで形成してあるので、カプセル３を屈曲した管路内でも円滑に進行させることができる。
【００３７】
このとき、術者は、モニタ画像により体腔内管路の管路径に応じて操作入力装置９やキーボード１２を操作してカプセル３の螺旋構造部４４を所望の螺旋外径となるように指示することができ、所望の推進力を得ることができる。さらに具体的に説明すると、術者は、螺旋構造部４４の螺旋外径よりも体腔内管路の管路径が大きくてこの管腔内壁と螺旋構造部４４との接触状態が良好でなく、十分な推進力を得られない場合、螺旋構造部４４の螺旋外径を大きくするよう指示する。
【００３８】
術者は、制御装置４の例えばキーボード１２からコマンドに対応するキー入力を行う。このキー入力による制御信号は、制御装置４の体外アンテナ１４を経て電波で放射されてカプセル３側に送信される。カプセル３は、アンテナ２７で受信した信号からモータ制御信号を検出し、このモータ制御信号に基づいてモータ制御回路がモータ３０を制御駆動する。カプセル３は、螺旋構造部４４の螺旋外径を大きくするようモータ３０が所定角度回転してカプセル本体４２に対してカプセル後端部４３が所定角度回転する。
【００３９】
このカプセル後端部４３の回転に伴って、螺旋構造部４４は、先端４４ａの固定位置に対して後端４４ｂの固定位置が近づいて螺旋外径が大きくなる。これにより、カプセル３は、体腔内管路の管路径が大きいとき、管腔内壁と螺旋構造部４４との接触状態が良好になり、十分な推進力を得ることができる。
【００４０】
その後、螺旋構造部４４の螺旋外径が体腔内管路の管路径以上となる場合、術者は、螺旋構造部４４の螺旋外径を小さくするよう指示する。上述したように術者のキー入力による制御信号は、制御装置４の体外アンテナ１４を経て電波で放射されてカプセル３側に送信され、カプセル３は、アンテナ２７で受信した信号から検出したモータ制御信号に基づいてモータ制御回路がモータ３０を制御駆動する。
【００４１】
カプセル３は、螺旋構造部４４の螺旋外径を小さくするようモータ３０が所定角度逆回転してカプセル本体４２に対してカプセル後端部４３が所定角度逆回転する。このカプセル後端部４３の逆回転に伴って、螺旋構造部４４は、先端４４ａの固定位置に対して後端４４ｂの固定位置が遠ざかり、螺旋外径を小さくする。
【００４２】
これにより、カプセル３は、体腔内管路の管路径が小さいとき、螺旋構造部４４の螺旋外径を小さくすることができるので、管腔内壁と螺旋構造部４４との接触状態が良好になり、十分な推進力を得ることができる。したがって、カプセル３は、体腔内管路の管路径に応じて螺旋構造部４４の螺旋外径を変化させることができる。
【００４３】
このように本実施例によれば、体腔内管路の管路径に応じて螺旋構造部４４の螺旋外径を変化させることができるので、螺旋構造部４４の螺旋形状を適正に維持して安定した推進力が得られる。また、本実施例のカプセル３は、螺旋構造部４４の先端４４ａと後端４４ｂとの相対位置を変化させることで螺旋外径を変化するようにしているので、構造が簡単で小型化できる。また、本実施例のカプセル３は、カプセル後端部４３による周方向の回転動作で螺旋構造部４４の螺旋外径を変化させるので、螺旋外径の変化が推進力を得るための回転動作の邪魔にならず、体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【００４４】
なお、前記カプセル３は、前記螺旋構造部４４の先端４４ａの固定位置に対して後端４４ｂの固定位置を変化させるように構成しているが、本発明はこれに限定されず、前記螺旋構造部４４の先端４４ａの固定位置を変化させるように構成してもよいし、また、先端４４ａ及び後端４４ｂの両方とも固定位置を変化させるように構成してもよい。
【００４５】
なお、カプセルは、モータ３０の代わりにマグネット８を用いてカプセル後端部４３を回転するようにしてもよい。図７に示すようにカプセル３Ｂは、カプセル本体４２とベアリング４５によって回転自在に構成されているカプセル後端部４３に回転機構としてのマグネット８を配置固定している。
【００４６】
このカプセル３Ｂは、前記マグネット８の回転によりカプセル本体４２に対してカプセル後端部４３を回転させるとともに、カプセル本体４２とカプセル後端部４３とを一体的に回転させて体腔内管路への推進力を得るようにしている。
【００４７】
さらに具体的に説明すると、前記カプセル３Ｂは、前記磁場発生装置５による回転磁場に前記マグネット８が作用して常に螺旋構造部４４の螺旋外径を大きくする方向にカプセル後端部４３が回転するようになっている。前記カプセル３Ｂは、螺旋構造部４４と管腔内壁とが接触すると、この管腔内壁に接触している螺旋構造部４４の負荷に応じてカプセル後端部４３が所定角度回転した後停止し、以降このカプセル後端部４３とカプセル本体４２とが一体的に回転し始めて体腔内管路への推進力が生じる。
【００４８】
これにより、前記カプセル３Ｂは、管腔内壁との接触状態に応じて螺旋構造部４４が最適な螺旋外径となり、螺旋構造部４４の螺旋形状を適正に維持して安定した推進力が得られる。本変形例によれば、回転機構としてのマグネット８により、螺旋構造部４４を最適な螺旋外径にすることができるとともに、推進力も得られるので構造が単純化され、小型化できる。また、本変形例のカプセル３Ｂは、回転時に管腔内壁と螺旋構造部４４とが接触する方向に常に力が加わるので、安定した推進力が得られ、体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【００４９】
また、カプセルは、渦巻ばねを用いてカプセル後端部４３を所定角度回転するようにしてもよい。図８に示すようにカプセル３Ｃは、カプセル本体４２とカプセル後端部４３とを回転機構として渦巻ばね４６によって回転自在に接続している。
【００５０】
前記渦巻ばね４６は、一端が前記カプセル本体４２に固定され他端が前記カプセル後端部４３に固定されており、前記螺旋構造部４４の螺旋外径が常時大きくなる方向に付勢力を有する。これにより、カプセル３Ｃは、前記渦巻ばね４６の付勢力に抗して前記螺旋構造部４４が管腔内壁と接触して所定角度回転することにより、管腔内壁との接触状態に応じて螺旋構造部４４が最適な螺旋外径となり、螺旋構造部４４の螺旋形状を適正に維持して安定した推進力が得られる。
【００５１】
本変形例によれば、体腔内管路の管路径に応じて自動的に螺旋構造部４４の螺旋外径の径変化が可能となる。また、本変形例のカプセル３Ｃは、螺旋構造部４４の螺旋外径の制御のためにエネルギを必要とせず、構造もシンプルなため、小型化できる。また、本変形例のカプセル３Ｃは、常に螺旋外径を広げる方向に力が発生するため、管腔内壁と螺旋構造部４４との接触状態が保たれ、安定した推進力が得られ、体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【００５２】
尚、本実施例は、体腔内を撮像するカプセル型内視鏡として機能するカプセルに本発明を適用して構成しているが、本発明はこれに限定されず、生体組織を採取する採取手段を有する組織採取型カプセル、薬剤を放出する薬剤放出型カプセル、生体組織を焼灼する焼治療型カプセルに本発明を適用しても構わない。
【実施例２】
【００５３】
図９及び図１０は本発明の実施例２に係り、図９は本発明の実施例２のカプセル型医療装置を示す説明図、図１０は図９のカプセル型医療装置の構成を示す概略図である。
上記実施例１は螺旋外径変化手段として螺旋構造部４４の先端４４ａと後端４４ｂとのいずれか一方の固定位置をカプセル３の外周方向に移動させることにより螺旋外径を変化するように構成しているが、実施例２は螺旋外径変化手段としてカプセル本体４２の外表面４２ａから離間している螺旋構造部４４を膨張・収縮することで螺旋外径を変化させるように構成する。それ以外の構成は上記実施例１とほぼ同様なので、同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
【００５４】
図９及び図１０に示すように実施例２のカプセル３Ｄは、形状記憶合金（以下、ＳＭＡと略記）コイル４７を用いて螺旋構造部４４を構成している。なお、本実施例２のカプセル３Ｄは、上記実施例１のカプセルと異なり、カプセル後端部４３が回転することなくカプセル本体４２と一体的に構成されている。
【００５５】
前記螺旋構造部４４は、弾性を有する伸縮自在な外装チューブ４８内を前記ＳＭＡコイル４７が挿通している。前記外装チューブ４８は、先端４８ａが前記先端カバー４１の途中部分、具体的には対物レンズ２１による視野角内に入らない位置に固定され、後端４８ｂが前記カプセル後端部４３の境界付近まで延出され固定されている。
【００５６】
前記ＳＭＡコイル４７は、その両端が前記カプセル本体４２内部に延出して前記バッテリ２９とスイッチ２９ｂとにより閉回路を構成している。前記スイッチ２９ｂは、例えば前記制御装置４から送信される制御信号によりオンオフし、バッテリ２９からの電力を前記ＳＭＡコイル４７に供給または供給停止するようになっている。
【００５７】
これにより、前記螺旋構造部４４は、前記スイッチ２９ｂがオンして前記バッテリ２９から前記ＳＭＡコイル４７に通電し、前記ＳＭＡコイル４７が縮むとともに前記外装チューブ４９が縮むことにより、結果として螺旋構造部４４の全長が縮み螺旋外径が小さくなる。一方、前記螺旋構造部４４は、通電を停止すると、前記外装チューブ４８の弾性力により螺旋構造部４４の全長が元に戻り（伸び）、螺旋外径が大きくなる。すなわち、ＳＭＡコイル４７及び外装チューブ４９、スイッチ２９ｂ、バッテリ２９は、螺旋外径変化手段を構成している。
【００５８】
したがって、前記カプセル３Ｄは、カプセル本体４２の外表面４２ａから離間している螺旋構造部４４を螺旋方向に膨張・収縮することで螺旋外径を変化させることができる。本実施例によれば、上記実施例１と同様な効果を得ることに加え、螺旋構造部４４を螺旋方向に膨張・収縮することで螺旋外径を変化させることができ、螺旋形状に歪みを発生させること無く確実な螺旋外径の径変化を行える。
【実施例３】
【００５９】
図１１ないし図１６は本発明の実施例３に係り、図１１は本発明の実施例３のカプセル型医療装置を示す説明図、図１２はバルーンの膨張・収縮に伴って螺旋構造部の螺旋外径が変化される様子を示す説明図、図１３はバルーンが膨張したときのカプセル型医療装置を示す説明図、図１４は図１１のカプセル型医療装置の第１変形例を示す概略図、図１５は図１１のカプセル型医療装置の第２変形例を示す概略図、図１６は図１１のカプセル型医療装置の第３変形例を示す概略図である。
【００６０】
上記実施例１は螺旋外径変化手段として螺旋構造部４４の先端４４ａと後端４４ｂとのいずれか一方の固定位置をカプセル３の外周方向に移動させることにより螺旋外径を変化するように構成しているが、実施例３はカプセル本体４２と螺旋構造部との間にバルーンを設け、このバルーンを膨張・収縮することにより螺旋構造部の螺旋外径を変化させるように構成する。それ以外の構成は上記実施例１とほぼ同様なので、同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
【００６１】
図１１ないし図１３に示すように実施例３のカプセル３Ｅは、カプセル本体４２を被覆するバルーン（弾性膜）６１を設け、このバルーン６１の外周面上に例えば、エラスティックチューブ、ゴム等の伸縮可能な弾性体または樹脂等のチューブ６２により形成される螺旋構造部４４Ｅを設けている。
【００６２】
前記カプセル本体４２の内部には、前記バルーン６１に対して気体または液体等の流体を供給吸引するためのバルーン膨張・収縮手段としてのシリンダ部６３が設けられている。前記バルーン６１は、前記カプセル本体４２に形成された貫通孔６４を介して接続管路６５に連通し、この接続管路６５は前記シリンダ部６３のシリンダ壁に形成された貫通孔６７に連通している。
【００６３】
前記シリンダ部６３は、ピストンロッドとしてのＳＭＡワイヤ６８ａの一端にピストン６８ｂが設けられ、他端はシリンダ内壁に固定されている。また、前記シリンダ部６３は、前記バルーン６１を膨張させる方向に前記ピストン６８ｂを常時付勢するコイルスプリング６８ｃが前記ＳＭＡワイヤ６８ａの配置側に設けられている。
【００６４】
前記ＳＭＡワイヤ６８ａは、上記実施例２のＳＭＡコイル４７と同様に図示しないバッテリ及びスイッチにより閉回路を構成し、例えば前記制御装置４から送信される制御信号によりスイッチがオンオフし、バッテリからの電力が供給または供給停止されるようになっている。前記ＳＭＡワイヤ６８ａは、スイッチがオンしてバッテリから通電されると、前記コイルスプリング６８ｃの付勢力に抗して縮むことにより、前記バルーン６１を収縮する方向にピストン６８ｂをシリンダ内壁に摺動させるようになっている。
【００６５】
したがって、前記シリンダ部６３は、前記螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径が常に大きくなる方向に前記コイルスプリング６８ｃが付勢して前記ピストン６８ｂを摺動させて流体を供給し、前記バルーン６１を膨張させる。一方、前記シリンダ部６３は、前記ＳＭＡワイヤ６８ａが通電されることにより、このＳＭＡワイヤ６８ａが前記コイルスプリング６８ｃの付勢力に抗して縮み、前記螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径が小さくなる方向に前記ピストン６８ｂをシリンダ内壁に摺動させて流体を吸引し、前記バルーン６１を収縮させる。すなわち、シリンダ部６３は、螺旋外径変化手段を構成している。
【００６６】
これにより、カプセル３Ｅは、カプセル本体４２と螺旋構造部４４Ｅとの間にバルーン６１を設け、このバルーン６１を膨張・収縮することにより、螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径を変化させることができる。なお、前記カプセル３Ｅは、飲み込み易くするために予め糖衣等の生体適合性のある水溶性物質により前記バルーン６１が固められて小型化されてもよい。
【００６７】
本実施例によれば、上記実施例１と同様な効果を得ることに加え、カプセル本体４２と螺旋構造部４４Ｅとの間にバルーン６１を設け、このバルーン６１を膨張・収縮することにより螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径を変化させることができ、螺旋形状に歪みを発生させること無く確実な螺旋外径の径変化を行える。
【００６８】
なお、カプセルは、ＳＭＡワイヤ６８ａの代わりにアクチュエータを用いてシリンダ部を構成してもよい。図１４に示すようにカプセル３Ｆに設けられているシリンダ部６３Ｆは、ピストンロッド６９ａを進退動させるためのアクチュエータ６９を有して構成している。
【００６９】
前記ピストンロッド６９ａは、シリンダ内壁の貫通孔６９ｂを挿通して前記アクチュエータ６９に噛合している。前記アクチュエータ６９は、前記ピストンロッド６９ａを噛合する図示しないピニオンを有し、このピニオンを図示しないモータにより回転させて前記ピストンロッド６９ａを軸方向に進退させる軸方向移動アクチュエータである。このアクチュエータ６９は、図示しない制御回路に接続されており、この制御回路は、前記制御装置４から送信される制御信号に基づいて前記アクチュエータ６９を制御駆動するようになっている。
【００７０】
したがって、前記シリンダ部６３Ｆは、前記アクチュエータ６９により前記ピストンロッド６９ａを軸方向に前進させることにより、前記螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径が大きくなる方向に前記ピストン６８ｂを摺動させて流体を供給し、前記バルーン６１を膨張させる。一方、前記シリンダ部６３Ｆは、前記アクチュエータ６９により前記ピストンロッド６９ａを軸方向に後退させることにより、前記螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径が小さくなる方向に前記ピストン６８ｂをシリンダ内壁に摺動させて流体を吸引し、前記バルーン６１を収縮させる。これにより、カプセル３Ｆは、上記実施例３と同様に螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径を変化させることができる。
【００７１】
また、カプセルは、コイルスプリング６８ｃ及びピストン６８ｂのみでシリンダ部を構成してもよい。図１５に示すようにカプセル３Ｇに設けられているシリンダ部６３Ｇは、コイルスプリング６８ｃ及びピストン６８ｂのみで構成している。
【００７２】
前記コイルスプリング６８ｃは、前記バルーン６１を膨張させる方向に前記ピストン６８ｂを常時付勢している。これにより、カプセル３Ｇは、前記コイルスプリング６８ｃの付勢力に抗して前記螺旋構造部４４Ｅが管腔内壁と接触して外力がかかることにより、管腔内壁との接触状態に応じて螺旋構造部４４Ｅが最適な螺旋外径となり、螺旋構造部４４Ｅの螺旋形状を適正に維持して安定した推進力が得られる。
【００７３】
本変形例によれば、体腔内管路の管路径に応じて自動的に螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径の径変化が可能となる。また、本変形例のカプセル３Ｇは、螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径の制御のためにエネルギを必要とせず、構造もシンプルなため、小型化できる。また、本変形例のカプセル３Ｇは、常に螺旋外径を広げる方向に力が発生するため、管腔内壁と螺旋構造部４４Ｅとの接触状態が保たれ、安定した推進力が得られ、体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【００７４】
また、カプセルは、発泡剤を用いてバルーン６１を膨張させるように構成してもよい。図１６に示すようにカプセル３Ｈは、カプセル本体４２内にバルーン膨張・収縮手段として発泡剤収納部７１と、ポンプ７２と、水槽７３とを有している。
【００７５】
前記発泡剤収納部７１は、収納室７１ａ内に収納した複数の発泡剤タブレット７４をコイルスプリング７５により収納室７１ａの壁面に付勢するように構成している。この収納室７１ａには、前記接続管路６５に連通する貫通孔７２ａと、前記ポンプ７２との接続管路７６に連通する貫通孔７１ｃとが形成されている。なお、前記貫通孔７１ｃは、前記コイルスプリング７５の付勢により最先端に位置する発泡剤タブレット７４に前記ポンプ７２から送水された前記水槽７３の水がかかる位置に形成されている。
【００７６】
前記ポンプ７２は、前記水槽７３との接続管路７７を介して前記水槽７３に貯留されている水を吸引して前記貫通孔７１ｃを介して前記発泡剤収納部７１の前記発泡剤タブレット７４に送水するようになっている。なお、前記ポンプ７２は、図示しないポンプ制御回路に接続されており、このポンプ制御回路は、前記制御装置４から送信される制御信号に基づいて前記ポンプ７２を制御駆動するようになっている。
【００７７】
これにより、前記発泡剤収納部７１は、前記ポンプ７２から前記水槽７３の水を送水され、この送水された水により最先端の発泡剤タブレット７４を反応させて気化させることにより、前記バルーン６１を膨張させる。なお、前記発泡剤タブレット７４は、主成分が例えば炭酸水素ナトリウム、酒石酸であり、反応することにより二酸化炭素が発生する。
【００７８】
前記バルーン６１は、図示しない圧力開放弁が設けられており、圧力が所定値を超えると自動的にガスを開放するようにしている。なお、圧力開放弁は、圧力制御弁でもよく、これにより能動的に前記バルーン６１の膨張量を制御できるようにしてもよい。さらにこのバルーン６１を膨張させる場合は、前記コイルスプリング７５により付勢されて次に最先端となる発泡剤タブレット７４を反応させる。
【００７９】
これにより、カプセル３Ｈは、上記実施例３と同様に螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径を変化させることができる。本変形例によれば、前記バルーン６１を膨張させる圧力を化学的に発生することができるので、バルーン６１を膨張させるためのエネルギが少なくてすみ、省エネ、バッテリサイズ縮小が可能である。なお、カプセル３Ｈは、前記水槽７３をカプセル本体４２内に設けず、被検体内の体液をカプセル本体４２内に吸引し、発泡剤タブレット７４を反応させてもよい。
【実施例４】
【００８０】
図１７ないし図２０は本発明の実施例４に係り、図１７は本発明の実施例４のカプセル型医療装置を示す説明図、図１８は図１７のカプセル型医療装置の構成を示す概略図、図１９は図１７のカプセル型医療装置の変形例を示す説明図、図２０は図１９のカプセル型医療装置の構成を示す概略図である。
【００８１】
上記実施例１〜３は患者の周囲に設けた磁場発生装置により発生させた回転磁場によりカプセル内に設けたマグネットを作用させてカプセルを回転させるように構成しているが、実施例４はカプセルにモータを設けてこのカプセルが自発的に回転するように構成する。それ以外の構成は上記実施例１とほぼ同様なので、同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
【００８２】
図１７及び図１８に示すように実施例４のカプセル１００は、カプセル本体１０１と、このカプセル本体１０１を回転させる回転ベース部１０２とを有して構成している。
前記カプセル本体１０１には、図示しないが上記実施例１と同様な対物光学系２１、撮像素子２２、及び照明素子２３の他に、信号処理回路２４、メモリ２５、無線回路２６、アンテナ２７、カプセル制御回路２８及びバッテリ２９等の内蔵物が収納されている。また、前記カプセル本体１０１は、上記実施例３と同様にカプセル本体１０１を被覆するバルーン６１を設け、このバルーン６１の外周面上に弾性体のチューブ６２により形成される螺旋構造部４４Ｅを設けている。前記カプセル本体１０１は、上記実施例３またはその変形例と同様に前記バルーン６１を膨張・収縮させるバルーン膨張・収縮手段を備えている。また、前記カプセル１００は、飲み込み易くするために予め糖衣等の生体適合性のある水溶性物質により前記バルーン６１が固められて小型化されてもよい。
【００８３】
前記回転ベース部１０２は、前記カプセル本体１０１を回転させるための回転機構であるモータ１０３を配置している。このモータ１０３は、例えば回転モータである。前記モータ１０３のモータ軸１０３ａは、前記カプセル本体１０１の後端部に嵌合固定され、前記回転ベース部１０２に対して前記カプセル本体１０１を相対的に回転させる。
【００８４】
これにより、前記カプセル本体１０１は、前記モータ１０３の回転力により前記回転ベース部１０２に対し相対的に回転し、この回転を前記螺旋構造部４４Ｅが推力（推進力）に変換して螺旋軸方向（螺旋軸１０４の方向）に推進力を発生する。なお、前記モータ１０３は、前記回転ベース部１０２に設けた第２バッテリ１０５から電源電力が供給される。
【００８５】
また、前記回転ベース部１０２には、外表面に長手軸と平行に複数の溝部１０６が形成されている。これにより、前記カプセル１００は、前記回転ベース部１０２が推進を妨げずに管腔内壁に対し回転することを防止している。なお、前記回転ベース部１０２には、前記モータ１０３に画像を角度補正するための図示しない角度検出手段を設けてもよい。この場合、カプセル１００からは、角度検出手段からの角度情報を映像信号等の情報（データ）信号に関係付けて体外に送信する。
【００８６】
このように構成されているカプセル１００は、患者が飲み込むことにより体腔内管路に挿入される。カプセル１００は、前記第２バッテリ１０５からの電源電力を供給されて前記モータ１０３が駆動し、前記カプセル本体１０１が回転する。前記カプセル本体１０１は、前記モータ１０３のモータ軸１０３ａから回転力を伝達され、このモータ１０３の回転力により前記回転ベース部１０２に対し相対的に回転する。このとき、上述したように前記回転ベース部１０２は、外表面に形成した溝部１０６により推進を妨げずに管腔内壁に対して回転することを防止している。
【００８７】
前記カプセル１００は、前記カプセル本体１０１の回転によって、螺旋構造部４４Ｅと管腔内壁との接触部分に雄ねじが雌ねじに対して移動するような、カプセル本体１０１を前進させる推進力が発生する。これにより、カプセル１００は、前記カプセル本体１０１が螺旋軸方向（螺旋軸１０４の方向）に推進力を発生し、前進することができる。
【００８８】
本実施例によれば、上記実施例１と同様な効果を得ることに加え、カプセル１００が回転機構としてモータ１０３を内蔵しているので自走でき、磁場発生装置５及び交流電源装置６等の磁気誘導のような体外装置が不要であり、システム全体を小型化できる。
【００８９】
なお、本実施例のカプセル１００は、上記実施例３と同様にカプセル本体１０１と螺旋構造部４４Ｅとの間にバルーン６１を設け、このバルーン６１を膨張・収縮することにより螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径を変化させるように構成しているが、本発明はこれに限定されず、上記実施例１または実施例２と同様な機構を設けて螺旋構造部４４の螺旋外径を変化させるように構成しても構わない。
【００９０】
なお、カプセルは、前記回転ベース部１０２を中心に前記カプセル本体１０１を２つ設けて構成してもよい。図１９及び図２０に示すように、カプセル１００Ｂは、回転ベース部１０２を中心に前記カプセル本体１０１を２つ設けて構成されている。
【００９１】
更に具体的に説明すると、前記カプセル１００Ｂは、回転ベース部１０２と、この回転ベース部１０２に取り付けられた第１モータ１０６ａ，第２モータ１０６ｂにより前記回転ベース部１０２に対して相対的に回転する前方側カプセル本体１０１ａ及び後方側カプセル本体１０１ｂとを有して構成されている。これら前方側カプセル本体１０１ａと後方側カプセル本体１０１ｂとは、前記バルーン６１に形成される前記螺旋構造部４４Ｅが互いに逆向きとなるように形成されている。尚、前方とは、撮像素子２２の向いている方向と定義する。
【００９２】
前記回転ベース部１０２には、前記前方側カプセル本体１０１ａを回転させる第１モータ１０６ａと、前記後方側カプセル本体１０１ｂを回転させる第２モータ１０６ｂと、これら第１モータ１０６ａ，第２モータ１０６ｂを駆動するための電源電力を供給する第２バッテリ１０５が設けられている。
これにより、前記カプセル１００Ｂは、一方のカプセル本体１０１（前方側カプセル本体１０１ａ又は後方側カプセル本体１０１ｂ）が管腔内壁に接触せずに推進できない場合でも、他方のカプセル本体１０１（後方側カプセル本体１０１ｂ又は前方側カプセル本体１０１ａ）が管腔内壁に接触するよう補助して推進し続けることができる。
【００９３】
なお、前記カプセル１００Ｂは、前記前方側カプセル本体１０１ａと前記後方側カプセル本体１０１ｂとに設けた螺旋構造部４４Ｅが互いに逆向きに巻回されているが、本発明はこれに限定されず、同じ向きに巻回してもよい。この場合、前記前方側カプセル本体１０１ａと前記後方側カプセル本体１０１ｂとは同じ推進方向となるように回転する。
【実施例５】
【００９４】
図２１及び図２２は本発明の実施例５に係り、図２１は本発明の実施例５の内視鏡挿入部を示す説明図、図２２は図２１の内視鏡挿入部の構成を示す概略図である。
上記実施例１〜４は被検体内挿入装置として体腔内管路を独立に移動可能なカプセルに本発明を適用して構成しているが、実施例５は被検体内挿入装置としてカプセル状部を先端に有する内視鏡挿入部に本発明を適用して構成する。それ以外の構成は上記実施例１とほぼ同様なので、同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
【００９５】
図２１及び図２２に示すように実施例５の被検体内挿入装置としての内視鏡挿入部１１０は、体腔内管路に挿入する細長で可撓性を有する挿入チューブ１１１の先端にカプセル状部１１２を設けて構成している。
【００９６】
前記カプセル状部１１２は、上記実施例３と同様にカプセル状部１１２の外表面１１２ａにバルーン６１を設け、このバルーン６１の外周面上に弾性体のチューブ６２により形成される螺旋構造部４４Ｅを設けている。前記カプセル状部１１２は、飲み込み易くするために予め糖衣等の生体適合性のある水溶性物質により前記バルーン６１が固められて小型化されてもよい。前記カプセル状部１１２は、先端側容器１１３と後端側容器１１４とが接着剤で接着固定されて一体的に構成されている。前記先端側容器１１３には、図示しないが上記実施例１と同様な対物光学系２１、撮像素子２２、及び照明素子２３等の内蔵物が収納されている。
【００９７】
前記後端側容器１１４には、前記挿入チューブ１１１の先端側が取り付けられており、この挿入チューブ１１１に対してベアリング１１５にて回転自在となっている。尚、前記後端側容器１１４と前記挿入チューブ１１１との間には、Ｏリング１１６にて気密に構成されている。これにより、前記カプセル本体１１２は、前記挿入チューブ１１１に対して前記先端側容器１１３と後端側容器１１４とが一体的に回転自在となっている。
【００９８】
前記挿入チューブ１１１の先端側には、前記先端側容器１１３と後端側容器１１４とを一体的に回転させるモータ１１７が取り付けられている。前記先端側容器１１３には、前記モータ１１７を収納するモータ収納室１１８が設けられている。前記モータ１１７のモータ軸１１７ａは、前記モータ収納室１１８の収納壁に嵌合固定されている。これにより、前記モータ１１７は、前記挿入チューブ１１１に対して前記カプセル状部１１２を回転させることができる。
【００９９】
前記先端側容器１１３には、前記モータ収納室１１８から外周表面へ向けて貫通孔１１９が形成され、前記モータ収納室１１８を介して前記バルーン６１へエアを供給可能である。前記挿入チューブ１１１には、前記バルーン６１へエアを供給するための管路１２０が形成されている。なお、この管路には、撮像素子２２から得た映像信号を伝達する信号線、前記モータ１１７の電源線等の信号線が配設される。
【０１００】
前記挿入チューブ１１１の後端側は、図示しない制御装置に接続されている。この制御装置は、前記モータ１１７を制御駆動するモータ制御回路、映像信号等を信号処理するデータ処理回路の他に、前記バルーン６１にエアを供給するコンプレッサを設けている。
【０１０１】
このように構成されている内視鏡挿入部１１０は、体腔内管路に挿入される。内視鏡挿入部１１０は、制御装置からの電源電力を供給されて前記モータ１１７が駆動され、前記カプセル状部１１２が回転する。前記内視鏡挿入部１１０は、前記カプセル状部１１２の回転によって、前記螺旋構造部４４Ｅと管腔内壁との接触部分に雄ねじが雌ねじに対して移動するような、カプセル状部１１２を前進させる推進力が発生して前進する。
【０１０２】
このとき、術者は、螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径よりも体腔内管路の管路径が大きくてこの管腔内壁と螺旋構造部４４Ｅとの接触状態が良好でなく、十分な推進力を得られない場合、螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径を大きくするよう制御装置を操作する。制御装置は、コンプレッサを駆動して前記内視鏡挿入部１１０にエアを供給する。
【０１０３】
前記内視鏡挿入部１１０は、前記挿入チューブ１１１の管路１２０からエアを供給され、このエアは前記カプセル状部１１２のモータ収納室１１８から貫通孔１１９を介して前記バルーン６１に導かれる。前記バルーン６１は、膨張して前記螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径を大きくする。これにより、内視鏡挿入部１１０は、螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径を大きくすることができるので、管腔内壁と螺旋構造部４４Ｅとの接触状態を良好にして、十分な推進力を得ることができる。
【０１０４】
その後、逆に螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径が体腔内管路の管路径以上となる場合、術者は、螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径を小さくするよう制御装置を操作する。制御装置は、コンプレッサを駆動して前記内視鏡挿入部１１０からエアを吸引する。この場合、前記内視鏡挿入部１１０は、上記したエア供給と逆の経路により、前記バルーン６１からエアが吸引される。前記バルーン６１は、収縮して前記螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径を小さくする。
【０１０５】
これにより、内視鏡挿入部１１０は、螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径を小さくすることができるので、管腔内壁と螺旋構造部４４Ｅとの接触状態を良好にして、十分な推進力を得ることができる。したがって、内視鏡挿入部１１０は、体腔内管路の管路径に応じて螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径を変化させることができる。
【０１０６】
このように本実施例によれば、体腔内管路の管路径に応じて螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径を変化させることができるので、螺旋構造部４４Ｅの螺旋形状を適正に維持して安定した推進力が得られる。また、本実施例の内視鏡挿入部１１０は、挿入チューブ１１１からエアを供給するので、カプセル状部１１２にポンプ等を設ける必要がなく、カプセル状部１１２を小型化できる。さらに、本実施例の内視鏡挿入部は、バルーン６１に対してエア供給排出が手元側の制御装置により直接操作指示できるので、操作性がよい。なお、前記内視鏡挿入部１１０は、前記カプセル状部１１２が前記挿入チューブ１１１から着脱自在に取り付け可能に構成してもよい。
【０１０７】
また、本実施例の内視鏡挿入部１１０は、上記実施例３と同様にカプセル状部１１２と螺旋構造部４４Ｅとの間にバルーン６１を設け、このバルーン６１を膨張・収縮することにより螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径を変化させるように構成しているが、本発明はこれに限定されず、上記実施例１または実施例２と同様な機構を設けて螺旋構造部４４の螺旋外径を変化させるように構成しても構わない。
【０１０８】
さらに、前記内視鏡挿入部１１０は、先端部のカプセル状部１１２にバルーン６１を設け、このバルーン６１上に螺旋構造部４４Ｅを形成して構成しているが、本発明はこれに限定されず、挿入チューブ１１１の複数個所にバルーン６１を設け、このバルーン６１上に螺旋構造部４４Ｅを形成して構成してもよい。
【０１０９】
また、本実施例は、内視鏡挿入部１１０に本発明を適用して構成しているが、本発明はこれに限定されず、カプセル状部を先端に有するプローブ、内視鏡挿入部を体腔内管路の深部へ導く挿入補助具等に本発明を適用して構成しても構わない。
【実施例６】
【０１１０】
図２３ないし図２５は本発明の実施例６に係り、図２３は本発明の実施例６のカプセル型医療装置の構成を示す概略図、図２４は図２３のカプセル型医療装置の第１変形例を示す概略図、図２５は図２３のカプセル型医療装置の第２変形例を示す概略図である。
【０１１１】
上記実施例１は螺旋外径変化手段として螺旋構造部４４の先端４４ａと後端４４ｂとのいずれか一方の固定位置をカプセル３の外周方向に移動させることにより螺旋外径を変化するように構成しているが、実施例６は螺旋外径変化手段として前記カプセル本体４２の外表面４２ａから離間している螺旋構造部４４の長さを螺旋方向に変更することで螺旋外径を変化させるように構成する。それ以外の構成は上記実施例１とほぼ同様なので、同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
【０１１２】
図２３に示すように実施例６のカプセル３Ｉは、カプセル後端部４３に前記螺旋構造部４４の後端４４ｂが固定されている。前記螺旋構造部４４は、先端４４ａが前記カプセル本体４２に形成された貫通路４２ｃを挿通して前記カプセル本体４２内部に配設されたアクチュエータ１２１に接続されている。前記カプセル本体４２の貫通路４２ｃには、水密を確保するためのＯリング１２２が設けられている。
【０１１３】
前記アクチュエータ１２１は、前記螺旋構造部４４を巻き取り、送り出すために回転運動を行うロータリーアクチュエータである。このアクチュエータ１２１は、図示しない制御回路に接続されている。この制御回路は、前記制御装置４から送信される制御信号に基づいて前記アクチュエータ１２１を制御駆動するようになっている。
【０１１４】
前記アクチュエータ１２１は、正逆自在に回転することにより前記螺旋構造部４４の先端４４ａを巻き取り、送り出して、前記カプセル本体４２の外表面４２ａから離間している前記螺旋構造部４４の長さを変更することで螺旋外径を変化させるようになっている。さらに具体的に説明すると、前記アクチュエータ１２１は、前記螺旋構造部４４の先端４４ａを送り出す方向に回転することにより、前記カプセル本体４２の外表面４２ａから離間している螺旋構造部４４を長くすることで螺旋外径を大きくする。一方、前記アクチュエータ１２１は、前記螺旋構造部４４の先端４４ａを巻き取る方向に回転することにより、前記カプセル本体４２の外表面４２ａから離間している螺旋構造部４４を短くすることで螺旋外径を小さくする。
【０１１５】
したがって、前記カプセル３Ｉは、カプセル本体４２の外表面４２ａから離間している螺旋構造部４４を螺旋方向に巻き取り、送り出すことで螺旋全長を変更し、螺旋外径を変化させることができる。本実施例によれば、上記実施例１と同様な効果を得ることに加え、カプセル本体４２の外表面４２ａから離間している螺旋構造部４４の螺旋全長を変更して螺旋外径を変化させることができるので、螺旋形状に歪みを発生させること無く確実な螺旋外径の径変化を行える。また、本実施例によれば、前記螺旋構造部４４の長さを前記アクチュエータ１２１により制御しているので、より確実な制御が可能となる。なお、前記カプセル３Ｉは、前記螺旋構造部４４の先端４４ａを固定して後端４４ｂが巻き取り、送り出される構成でも構わない。
【０１１６】
また、前記カプセル３Ｉは、前記アクチュエータ１２１の代わりに図示しない回転ばねを用いて構成してもよい。この回転ばねは、前記螺旋構造部４４に加わる外力に応じてこの螺旋構造部４４の先端４４ａの巻き取り、送り出しを行う。
【０１１７】
さらに具体的に説明すると、前記回転ばねは、前記螺旋構造部４４の螺旋外径が常時大きくなる方向に付勢力を有し、この付勢力に抗して前記螺旋構造部４４が管腔内壁と接触することにより、前記螺旋構造部４４の先端４４ａの巻き取り、送り出しを行う。
【０１１８】
したがって、前記カプセル３Ｉは、前記カプセル本体４２の外表面４２ａから離間している前記螺旋構造部４４と管腔内壁との接触状態に応じてこの螺旋構造部４４が最適な螺旋外径となり、螺旋構造部４４の螺旋形状を適正に維持して安定した推進力が得られる。
【０１１９】
本変形例によれば、体腔内管路の管路径に応じて自動的に螺旋構造部４４の螺旋外径の径変化が可能となる。また、本変形例によれば、螺旋構造部４４の螺旋外径の制御のためにエネルギを必要とせず、構造もシンプルなため、小型化できる。また、本変形例によれば、常に螺旋外径を広げる方向に力が発生するため、管腔内壁と螺旋構造部４４との接触状態が保たれて安定した推進力が得られ、体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【０１２０】
さらに、カプセルは、ＳＭＡコイルを用いて前記螺旋構造部４４の巻き取りを行うように構成してもよい。
図２４に示すようにカプセル３Ｊは、回転ばね１２３と、ＳＭＡコイル１２４とを設けて構成している。前記ＳＭＡコイル１２４は、前記回転ばね１２３から延出する前記螺旋構造部４４の先端４４ａが一端に接続されている。また、前記ＳＭＡコイル１２４は、他端が固定板１２５に接続固定されている。
【０１２１】
前記ＳＭＡコイル１２４は、図示しないバッテリ及びスイッチにより閉回路を構成し、例えば前記制御装置４から送信される制御信号によりスイッチがオンオフし、バッテリからの電力が供給または供給停止されるようになっている。前記ＳＭＡコイル１２４は、通常伸びている状態であり、スイッチがオンしてバッテリから通電されると縮み、前記螺旋構造部４４の先端４４ａを巻き取るようになっている。これにより、前記カプセル３Ｊは、前記ＳＭＡコイル１２４に通電して前記螺旋構造部４４の先端４４ａの巻き取りを行うことにより、前記螺旋構造部４４の螺旋外径を最小にすることができる。
【０１２２】
したがって、前記カプセル３Ｊは、前記回転ばね１２３の付勢力により前記螺旋構造部４４と管腔内壁との接触状態に応じてこの螺旋構造部４４が最適な螺旋外径となり、螺旋構造部４４の螺旋形状を適正に維持して安定した推進力が得られる。また、前記カプセル３Ｊは、前記ＳＭＡコイル１２４に通電して前記螺旋構造部４４の螺旋外径を最小にすることにより比較的狭い管腔内を移動できる。
【０１２３】
本実施例によれば、前記螺旋構造部４４の螺旋外径を小さくする場合のみ通電するので、比較的広い管腔内を移動する場合、省エネルギ化が可能である。特に、本実施例によれば、腸等の管腔内の気体、液体量が多い場合、又は送気、送水等により広げられた管腔内を移動する場合に有効である。
【０１２４】
また、カプセルは、前記ＳＭＡコイル１２４により送り出しを行い、前記回転ばね１２３により巻き取りを行うように構成してもよい。
図２５に示すようにカプセル３Ｋは、前記カプセル３Ｊとは逆方向に前記螺旋構造部４４が前記回転ばね１２３から延出している。このため、前記カプセル３Ｋは、通電すると前記ＳＭＡコイル１２４が縮んで前記螺旋構造部４４の先端４４ａを引っ張ることにより前記回転ばね１２３を逆回転させ、前記螺旋構造部４４が送り出されるようになっている。
【０１２５】
これにより、前記カプセル３Ｊは、前記ＳＭＡコイル１２４に通電して前記螺旋構造部４４の先端４４ａを引っ張ることにより、前記螺旋構造部４４の螺旋外径を大きくすることができる。
【０１２６】
したがって、前記カプセル３Ｋは、前記ＳＭＡコイル１２４に通電して前記螺旋構造部４４の螺旋外径を大きくすることにより比較的広い管腔内において前記螺旋構造部４４が管腔内壁に接触し、良好な接触状態を維持できる。また、前記カプセル３Ｋは、前記ＳＭＡコイル１２４が非通電状態のとき、前記回転ばね１２３の付勢力により前記螺旋構造部４４と管腔内壁との接触状態に応じてこの螺旋構造部４４が最適な螺旋外径となり、螺旋構造部４４の螺旋形状を適正に維持して安定した推進力が得られる。
【０１２７】
本実施例によれば、前記螺旋構造部４４の螺旋外径を大きくする場合のみ通電するので、比較的狭い管腔内を移動する場合、省エネルギ化が可能である。
【実施例７】
【０１２８】
図２６及び図２７は本発明の実施例７に係り、図２６は本発明の実施例７のカプセル型医療装置の構成を示す概略図、図２７は図２６の螺旋構造部及び弾性体の動作を示す概略図である。
実施例７は上記実施例１の内部構成に加え、カプセル本体４２の外表面４２ａと螺旋構造部４４との間の距離を螺旋全長に亘って均一に保持可能に構成する。それ以外の構成は上記実施例１とほぼ同様なので、同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
【０１２９】
図２６に示すように実施例７のカプセル３Ｌは、上記実施例１の内部構成に加え、カプセル本体４２の外表面４２ａと螺旋構造部４４との間の距離を螺旋全長に亘って均一に保持可能に構成している。
【０１３０】
さらに具体的に説明すると、前記カプセル３Ｌは、前記実施例１と同様に前記螺旋構造部４４の先端４４ａ及び後端４４ｂがカプセル本体４２の外表面４２ａに固定配置されるとともに、前記カプセル本体４２に対して前記カプセル後端部４３が所定角度回転自在に構成されている。
【０１３１】
したがって、前記カプセル３Ｌは、前記実施例１と同様に前記カプセル後端部４３が所定角度回転されることにより、前記螺旋構造部４４の先端４４ａの固定位置に対して前記螺旋構造部４４の後端４４ｂの固定位置が前記カプセル本体４２の外周方向に移動し、前記螺旋構造部４４の螺旋外径を変化させることができる。
【０１３２】
さらに、前記カプセル３Ｌは、前記カプセル本体４２の外表面４２ａと螺旋構造部４４との間の距離を螺旋全長に亘って均一に保持可能な柱状の弾性体（以下、柱状弾性体）１２６を前記螺旋構造部４４の複数個所に設けている。また、前記カプセル３Ｌは、前記カプセル本体４２の外表面４２ａに前記柱状弾性体１２６が摺動可能な周溝１２７を複数個所形成している。前記柱状弾性体１２６は、前記螺旋構造部４４に一端が固定され、他端が前記周溝１２７を摺動可能となっている。この柱状弾性体１２６は、例えば樹脂、シリコーンにより形成されている。
【０１３３】
このような構成のカプセル３Ｌは、体腔内管路の管路径に応じてカプセル後端部４３が回転して螺旋構造部４４の螺旋外径を変化させる。と同時に、図２７に示すように前記柱状弾性体１２６は、前記螺旋外径の変化に伴って曲がりつつ、前記周溝１２７を摺動して螺旋形状の変化を吸収することができる。したがって、前記カプセル３Ｌは、前記カプセル本体４２の外表面４２ａと前記螺旋構造部４４との間の距離を螺旋全長に亘って均一に保持することができる。
【０１３４】
本実施例によれば、前記カプセル本体４２の外表面４２ａから離間している前記螺旋構造部４４の螺旋形状を螺旋全長に亘って均一に保持できるため、安定した推進力が得られ体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【実施例８】
【０１３５】
図２８ないし図３１は本発明の実施例８に係り、図２８は本発明の実施例８のカプセル型医療装置の構成を示す概略図、図２９は図２８のカプセル型医療装置の第１変形例を示す概略図、図３０は図２８のカプセル型医療装置の第２変形例を示す概略図、図３１は図２８のカプセル型医療装置の第３変形例を示す概略図である。
実施例８は、螺旋外径変化手段として螺旋構造部４４の先端４４ａと後端４４ｂとのいずれか一方の固定位置を長手軸方向に移動させることにより螺旋外径を変化するよう構成する。それ以外の構成は上記実施例１とほぼ同様なので、同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
【０１３６】
図２８に示すように実施例８のカプセル３Ｍは、カプセル本体４２の中央部後端とカプセル後端部４３との間に細径部１２８が形成されている。この細径部１２８には、移動部材１２９が前記カプセル本体４２の長手軸方向に進退動可能に設けられている。前記移動部材１２９には、カプセル本体４２に先端４４ａが固定された螺旋構造部４４の後端４４ｂが固定されている。この移動部材１２９は、前記細径部１２８に配設されたコイルスプリング１３０により前記細径部１２８の端部側に付勢されている。
【０１３７】
すなわち、前記移動部材１２９は、前記螺旋構造部４４の螺旋外径が広がる方向に付勢している前記コイルスプリング１３０の付勢力に抗して前記螺旋構造部４４の螺旋外径を小さくする方向に移動するようになっている。
【０１３８】
これにより、前記カプセル３Ｍは、前記螺旋構造部４４と管腔内壁との接触部分に発生する推進力の反力、及び前記螺旋構造部４４と管腔内壁との接触部分で生じる径方向への圧縮力によって前記螺旋構造部４４に外力が加わると、移動部材１２９が前記コイルスプリング１３０の付勢力に抗して長手軸方向に移動し、螺旋構造部４４の螺旋外径が小さくなる。したがって、本実施例によれば、腸等の管腔径が小さくなっている部分でも、前記外力によって容易に螺旋構造部４４の螺旋外径が変化するため、体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【０１３９】
さらに、カプセルは、上記実施例７と同様に前記柱状弾性体１２６を設けて構成してもよい。
図２９に示すようにカプセル３Ｎは、前記螺旋構造部４４に前記柱状弾性体１２６を複数箇所設けるとともに、これらの柱状弾性体１２６が長手軸方向に摺動可能な軸方向溝１３１を前記カプセル外表面４２ａに複数個所形成している。
【０１４０】
これにより、前記カプセル３Ｎは、前記柱状弾性体１２６が前記螺旋構造部４４の螺旋外径の変化に伴って曲がりつつ、前記軸方向溝１３１を摺動して螺旋形状の変化を吸収することができる。したがって、前記カプセル３Ｎは、前記カプセル本体４２の外表面４２ａと前記螺旋構造部４４との間の距離を螺旋全長に亘って均一に保持することができる。
【０１４１】
したがって、本変形例によれば、前記実施例８と同様な効果を得ることに加え、実施例７と同様に前記螺旋構造部４４の螺旋形状を螺旋全長に亘って均一に保持できるため、安定した推進力が得られ体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【０１４２】
また、カプセルは、前記カプセル後端部４３を長手軸方向に進退自在に構成してもよい。
図３０に示すようにカプセル３Ｐは、カプセル後端部４３を進退自在に構成してこのカプセル後端部４３に固定されている前記螺旋構造部４４の後端４４ｂの固定位置を進退動するように構成している。さらに具体的に説明すると、前記カプセル３Ｐは、前記細径部１２８が長手軸方向に進退自在に前記カプセル本体４２に内蔵されている。
【０１４３】
前記細径部１２８には、ロッド１３２ａ先端が連結されている。このロッド１３２ａは、アクチュエータ１３２に噛合している。前記アクチュエータ１３２は、前記ロッド１３２ａを噛合する図示しないピニオンを有し、このピニオンを図示しないモータにより回転させて前記ロッド１３２ａを軸方向に進退させる軸方向移動アクチュエータである。このアクチュエータ１３２は、図示しない制御回路に接続されており、この制御回路は、前記制御装置４から送信される制御信号に基づいて前記アクチュエータ１３２を制御駆動するようになっている。
【０１４４】
前記アクチュエータ１３２は、前記ロッド１３２ａを進退動することにより前記細径部１２８を長手軸方向に進退動し、結果として前記カプセル後端部４３を長手軸方向に進退させるようになっている。
【０１４５】
これにより、カプセル３Ｐは、前記実施例８と同様な効果を得ることに加え、螺旋構造部４４の螺旋外径が大きいときには、カプセル全長が短くなるので方向転換等し易くなるとともに確実な螺旋外径の制御が可能となり、体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【０１４６】
なお、カプセルは、カプセル本体４２の全長を変えずに、前記螺旋構造部４４の後端４４ｂの固定位置を長手軸方向に移動可能に構成してもよい。
図３１に示すようにカプセル３Ｑは、螺旋構造部４４の後端４４ｂの固定位置を長手軸方向に進退させる移動部１３３を設けて構成している。前記移動部１３３は、前記螺旋構造部４４の後端４４ｂを固定配置している固定部１３３ａを長手軸方向に進退動させるようになっている。前記固定部１３３ａは、前記カプセル本体４２の外表面４２ａに露出されている。前記移動部１３３は、前記固定部１３３ａを長手軸方向に進退動させる機構が前記カプセル本体４２内部に設けられている。
【０１４７】
さらに具体的に説明すると、前記移動部１３３は、前記固定部１３３ａの背面側を収納する収納室１３３ｂを有し、この収納室１３３ｂの端部側に前記固定部１３３ａを付勢する板ばね１３３ｃが配設されている。前記板ばね１３３ｃは、前記螺旋構造部４４の螺旋外径が広がる方向に付勢している。すなわち、前記移動部１３３は、前記板ばね１３３ｃの付勢力に抗して前記螺旋構造部４４の螺旋外径を小さくする方向に前記固定部１３３ａを移動させるようになっている。
【０１４８】
また、カプセル３Ｑは、前記カプセル３Ｎと同様に前記螺旋構造部４４に前記柱状弾性体１２６を複数箇所設けるとともに、これらの柱状弾性体１２６が長手軸方向に摺動可能な軸方向溝１３１Ｑを前記カプセル外表面４２ａに複数個所形成している。なお、前記軸方向溝１３１Ｑは、前記軸方向溝１３１に比べてカプセル本体４２の外表面４２ａの全長に亘って形成され、当該長手軸方向に位置する前記柱状弾性体１２６を複数摺動可能となっている。
【０１４９】
これにより、前記カプセル３Ｑは、前記柱状弾性体１２６が前記螺旋構造部４４の螺旋外径の変化に伴って曲がりつつ、前記軸方向溝１３１を摺動して螺旋形状の変化を吸収することができる。したがって、前記カプセル３Ｑは、前記カプセル本体４２の外表面４２ａと前記螺旋構造部４４との間の距離を螺旋全長に亘って均一に保持することができる。
【０１５０】
したがって、本変形例によれば、前記実施例８と同様な効果を得ることに加え、実施例７と同様に前記螺旋構造部４４の螺旋形状を螺旋全長に亘って均一に保持できるため、安定した推進力が得られ体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【実施例９】
【０１５１】
図３２ないし図３７は本発明の実施例９に係り、図３２は本発明の実施例９のカプセル型医療装置の構成を示す概略図、図３３は図３２の螺旋構造部の螺旋外径変化を示すカプセル型医療装置の正面図、図３４は断面二次モーメントをカプセル本体の長手軸方向に最小となるように形成した柱状弾性体の動作を示す説明図、図３５は図３２のカプセル型医療装置の第１変形例を示す概略図、図３６は図３２のカプセル型医療装置の第２変形例を示す概略図、図３７は図３２のカプセル型医療装置の第３変形例を示す概略図、図３８は図３７の螺旋構造部の螺旋外径変化を示すカプセル型医療装置の正面図である。
【０１５２】
実施例９は、螺旋外径変化手段として螺旋構造部４４とカプセル本体４２の外表面４２ａとの間を前記柱状弾性体１２６により連結して構成する。それ以外の構成は上記実施例１とほぼ同様なので、同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
【０１５３】
図３２に示すように実施例９のカプセル３Ｒは、前記螺旋構造部４４が切断され、隣り合う螺旋同士の間隔を所定距離離間して前記カプセル本体４２の外表面４２ａに複数配置されて構成している。前記複数の螺旋構造部４４は、それぞれカプセル本体４２の外表面４２ａとの間を前記柱状弾性体１２６により連結されている。
【０１５４】
さらに具体的に説明すると、前記複数の螺旋構造部４４は、それぞれの両端部に前記柱状弾性体１２６を設けている。これら柱状弾性体１２６は、前記カプセル本体４２の外表面４２ａに接着等により固定され、当該螺旋構造部４４を前記カプセル本体４２の外表面４２ａに支持固定している。なお、前記柱状弾性体１２６は、前記螺旋構造部４４の螺旋方向に曲がり易いように断面二次モーメントを螺旋方向に最小となるように形成されている。
【０１５５】
このような構成のカプセル３Ｒは、前記螺旋構造部４４と管腔内壁との接触部分に発生する推進力の反力、及び前記螺旋構造部４４と管腔内壁との接触部分で生じる径方向への圧縮力によって前記螺旋構造部４４に外力が加わると、図３３に示すように前記柱状弾性体１２６が螺旋方向に広がるように曲がることにより、前記螺旋構造部４４の螺旋外径が小さくなる。前記螺旋構造部４４は、隣り合う螺旋同士の間隔を所定距離離間して前記カプセル本体４２の外表面４２ａに配置されているが、螺旋外径が小さくなることにより螺旋全長の短縮を吸収するようになっている。
【０１５６】
これにより、カプセル３Ｒは、上記実施例３及び実施例６と同様な効果を得ることに加え、前記柱状弾性体１２６が螺旋方向に曲がるので、前記螺旋構造部４４が径方向にのみ変化することにより体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【０１５７】
なお、カプセル３Ｒは、前記柱状弾性体１２６が前記カプセル本体４２の長手軸方向に倒れるように形成して前記螺旋構造部４４の螺旋外径を変化するように構成してもよい。 図３４に示すように前記柱状弾性体１２６は、断面二次モーメントが前記カプセル本体４２の長手軸方向に対して最小となるように形成している。
【０１５８】
これにより、カプセル３Ｒは、前記螺旋構造部４４と管腔内壁との接触部分に発生する推進力の反力、及び前記螺旋構造部４４と管腔内壁との接触部分で生じる径方向への圧縮力によって前記螺旋構造部４４に外力が加わると、前記柱状弾性体１２６が前記カプセル本体４２の長手軸方向に倒れることにより、前記螺旋構造部４４の螺旋外径が小さくなる。したがって、カプセル３Ｒは、前記螺旋構造部４４が前記カプセル本体４２の長手軸方向に倒れるので、腸等の細い管腔に挿入していく螺旋外径変化が起こり易くなり、体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【０１５９】
また、カプセルは、外周方向に隣り合う螺旋構造部４４を連結して構成してもよい。
図３５に示すようにカプセル３Ｓは、外周方向に隣り合う螺旋構造部４４を弾性部材１３４により連結して構成している。これにより、前記カプセル３Ｓは、螺旋構造部４４の繋ぎ目がなだらかに形成されるので、カプセル本体４２の回転時の抵抗が小さくなり、効率よく回転、推進が可能となり、よって体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【０１６０】
また、カプセルは、前記複数の螺旋構造部４４をカプセル本体４２の長手軸方向に互い違いに配置して構成してもよい。
図３６に示すようにカプセル３Ｔは、複数の螺旋構造部４４が重なるようにカプセル本体４２の長手軸方向に互い違いに配置して構成している。
【０１６１】
これにより、前記カプセル３Ｔは、複数の螺旋構造部４４がカプセル本体４２の長手軸方向に互い違いに位置しているので、螺旋外径が小さくなったとき、長手軸方向に隣り合う螺旋構造部４４が重なるようにして螺旋全長の短縮を吸収することができる。また、前記カプセル３Ｔは、略連続的に螺旋構造部４４を設けることができるので、効率的に推進力が得られ、体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【０１６２】
また、カプセルは、カプセル本体４２の長手軸方向に略アーチ状に設けた複数の弾性部材に前記複数の螺旋構造部４４を外周方向に互い違いに連結して構成してもよい。
図３７に示すようにカプセル３Ｕは、カプセル本体４２の長手軸方向に複数の弾性部材１３５を略アーチ状に設け、これらのアーチ状弾性部材１３５に前記複数の螺旋構造部４４を外周方向に互い違いに連結して構成している。
【０１６３】
さらに具体的に説明すると、カプセル３Ｕは、２本一組のアーチ状弾性部材１３５をカプセル本体４２の長手軸方向にカプセル先端側と後端側とに両端を固定して複数設けている。カプセル３Ｕは、前記２本一組のアーチ状弾性部材１３５に対して前記複数の螺旋構造部４４が重なるようにカプセル本体４２の長手軸方向に互い違いに連結している。
【０１６４】
このような構成のカプセル３Ｕは、前記螺旋構造部４４と管腔内壁との接触部分に発生する推進力の反力、及び前記螺旋構造部４４と管腔内壁との接触部分で生じる径方向への圧縮力によって前記螺旋構造部４４に外力が加わると、図３８に示すように隣り合うアーチ状弾性部材１３５が外周方向に撓んで広がることにより、前記螺旋構造部４４の螺旋外径が小さくなる。
【０１６５】
これにより、前記カプセル３Ｕは、上記実施例９と同様な効果を得ることに加え、前記アーチ状弾性部材１３５を前記柱状弾性体１２６に比べて長く形成しているので柔らかい構造が製作可能である。したがって、前記カプセル３Ｕは、腸壁からの小さな力でも敏感に螺旋構造部４４の螺旋外径を変化させることができるので、体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【実施例１０】
【０１６６】
図３９ないし図４１は本発明の実施例１０に係り、図３９は本発明の実施例１０のカプセル型医療装置の構成を示す概略図、図４０は図３９の螺旋構造部の螺旋外径変化を示すカプセル型医療装置の正面図、図４１は図３９のカプセル型医療装置の第２変形例を示す概略図である。
実施例１０は、螺旋外径変化手段として複数の弾性部材により螺旋構造部４４を形成して構成する。それ以外の構成は上記実施例１とほぼ同様なので、同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
【０１６７】
図３９に示すように実施例１０のカプセル３Ｖは、複数の弾性部材１３６により螺旋構造部４４を形成して構成している。さらに具体的に説明すると、前記複数の弾性部材１３６は、前記カプセル本体４２の外表面４２ａに両端を接着等に固定して外周方向に互い違いに重なるように配置される。
【０１６８】
このような構成のカプセル３Ｖは、前記螺旋構造部４４を形成している複数の弾性部材１３６と管腔内壁との接触部分に発生する推進力の反力、及び前記複数の弾性部材１３６と管腔内壁との接触部分で生じる径方向への圧縮力によって前記複数の弾性部材１３６に外力が加わると、図４０に示すように隣り合う弾性部材１３６が外周方向に撓んで広がることにより、螺旋外径が小さくなる。このとき、カプセル３Ｖは、長手軸方向に隣り合う弾性部材１３６が重なるようにして螺旋全長の短縮を吸収することができる。
【０１６９】
これにより、前記カプセル３Ｖは、上記実施例９と同様な効果を得ることに加え、略連続的に螺旋構造部４４を設けることができるので、効率的に推進力が得られる。また、カプセル３Ｖは、前記複数の弾性部材１３６を前記柱状弾性体１２６に比べて長く形成しているので柔らかい構造が製作可能であり、腸壁からの小さな力でも敏感に螺旋外径を変化させることができる。したがって、前記カプセル３Ｖは、体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【０１７０】
なお、カプセルは、前記複数の弾性部材１３６をそれぞれ独立に設けて構成してもよい。
図４１に示すようにカプセル３Ｗは、前記複数の弾性部材１３６を離間してそれぞれ独立に前記カプセル本体４２の外表面４２ａに配置して構成している。
【０１７１】
これにより、カプセル３Ｗは、前記実施例１０と同様な効果を得ることに加え、実施例７と同様に前記螺旋構造部４４の螺旋形状を螺旋全長に亘って均一に保持できるため、安定した推進力が得られ体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【実施例１１】
【０１７２】
図４２及び図４３は本発明の実施例１１に係り、図４２は本発明の実施例１１のカプセル型医療装置の構成を示す概略図、図４３はカプセル本体の外周方向に断面二次モーメントが小さくなる形状に形成した柱状弾性体の動作を示すカプセル型医療装置の正面図である。
実施例１１は、複数の柱状弾性体を螺旋状に連続的に配置して螺旋構造部４４を形成して構成する。それ以外の構成は上記実施例１とほぼ同様なので、同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
【０１７３】
図４２に示すように実施例１１のカプセル３Ｘは、複数の柱状弾性体１３７をカプセル本体４２の外表面４２ａに連続的に螺旋状に配置固定して螺旋構造部４４を形成して構成している。前記柱状弾性体１３７は、球状に形成した頭部１３７ａを有して管腔内壁に滑らかに接触可能に構成されている。なお、前記頭部１３７ａは、管腔内壁に滑らかに接触可能であれば球状でなくともよく、半球状、円錐上等に形成してもよい。
【０１７４】
また、前記柱状弾性体１３７は、それぞれ互いに独立して前記カプセル本体４２の外表面４２ａに配置しているので、柔らかく、均一な螺旋構造部４４が形成可能である。これにより、前記カプセル３Ｘは、推進力の均一性が保たれ、体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【０１７５】
なお、前記柱状弾性体１３７は、断面二次モーメントが前記カプセル本体４２の長手軸方向に対して最小となるように形成している。これにより、前記カプセル３Ｘは、前記柱状弾性体１３７と管腔内壁との接触部分に発生する推進力の反力、及び前記柱状弾性体１３７と管腔内壁との接触部分で生じる径方向への圧縮力によって前記柱状弾性体１３７に外力が加わると、前記カプセル本体４２の長手軸方向に撓むことにより、前記螺旋構造部４４の螺旋外径が小さくなる。
【０１７６】
したがって、本実施例によれば、腸等の管腔径が小さくなっている部分（閉じた部分）でも、前記外力によって容易に螺旋構造部４４の螺旋外径が変化するため、体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【０１７７】
なお、前記柱状弾性体１３７は、螺旋方向に断面二次モーメントが小さくなる形状に形成してもよい。これにより、前記カプセル３Ｘは、前記柱状弾性体１３７が螺旋方向に撓むので、螺旋外径変化時に螺旋構造部４４に垂直方向への変化がない。したがって、前記カプセル３Ｘは、螺旋構造部４４の外径変化が効率的に可能となり、推進性が向上する。
【０１７８】
また、前記柱状弾性体１３７は、前記カプセル本体４２の外周方向に断面二次モーメントが小さくなる形状に形成してもよい。これにより、前記カプセル３Ｘは、図４３に示すように前記柱状弾性体１３７がカプセル本体４２の外周方向に撓むので、カプセル本体４２の回転動作方向に螺旋構造部４４が変化する。したがって、前記カプセル３Ｘは、螺旋外径変化がカプセル本体４２の回転動作の抵抗にならないので、効率的な回転動作ができ、挿入性が向上する。
【実施例１２】
【０１７９】
図４４ないし図４８は本発明の実施例１２に係り、図４４は本発明の実施例１２のカプセル型医療装置の構成を示す概略図、図４５は図４４のカプセル型医療装置の第１変形例を示す概略図、図４６は図４４のカプセル型医療装置の第２変形例を示す概略図、図４７は図４４のカプセル型医療装置の第３変形例を示す概略図、図４８は図４７の螺旋構造部の螺旋外径変化を示すカプセル型医療装置の正面図である。
【０１８０】
上記実施例９〜１１は螺旋外径変化手段として柱状弾性体または弾性部材を用いて構成しているが、実施例１２は螺旋外径変化手段として上記実施例９〜１１の構成に加え、前記柱状弾性体または弾性部材を機械的に傾けさせるように構成する。それ以外の構成は上記実施例９〜１１とほぼ同様なので、同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
【０１８１】
なお、実施例１２は、上記実施例１１の柱状弾性体１３７を代表例として説明する。
【０１８２】
図４４に示すように実施例１２のカプセル３Ｙは、カプセル内部構造体１３８と、このカプセル内部構造体１３８を収納するカプセルシース１３９と有して構成している。前記カプセル内部構造体１３８には、上記実施例１で説明したマグネット８、対物光学系２１、撮像素子２２、照明素子２３等が収納されている。前記カプセル内部構造体１３８は、外周面に前記柱状弾性体１３７を複数固定配置して螺旋構造部４４を設けている。
【０１８３】
前記カプセルシース１３９は、前記先端カバー４１と、前記カプセル内部構造体１３８を収納する収納部１３９ａと、前記カプセル後端部４３とを有して構成している。前記カプセルシース１３９は、前記収納部１３９ａに前記カプセル内部構造体１３８を収納している。また、前記カプセルシース１３９は、前記複数の柱状弾性体１３７を貫通孔１３９ｂを介してシース外表面１３９ｃに突出させている。この場合、前記シース外表面は、カプセル本体４２の外表面４２ａとなる。
【０１８４】
前記カプセルシース１３９は、前記カプセル内部構造体１３８を長手軸方向に進退動させるためのアクチュエータ１４０が前記カプセル後端部４３に収納配置されている。
【０１８５】
前記アクチュエータ１４０は、ロッド１４０ａを噛合している。前記アクチュエータ１４０は、ロッド１４０ａを進退動させる。この進退動されるロッド１４０ａの先端には、前記カプセル内部構造体１３８が連結されている。
【０１８６】
前記アクチュエータ１４０は、前記ロッド１４０ａを進退動させることにより前記カプセルシース１３９に対して前記カプセル内部構造体１３８を長手軸方向に相対的に進退動させる。すると、前記カプセルシース１３９は、前記貫通孔１３９ｂの壁面により前記柱状弾性体１３７を押圧してこの柱状弾性体１３７をカプセル長手軸方向に傾けさせる。
【０１８７】
これにより、前記カプセル３Ｙは、前記柱状弾性体１３７により形成される螺旋構造部４４の螺旋外径を小さくすることができ、上記実施例１１と同様な効果を得ることができる。また、前記カプセル３Ｙは、前記貫通孔１３９ｂ分の小さな動きで螺旋構造部４４の螺旋外径を変化させることができるので、前記アクチュエータ１４０によるロッド１４０ａのストロークを小さくして小型化できる。
【０１８８】
なお、前記カプセル３Ｙは、上記実施例１１で説明した柱状弾性体１３７を用いて説明しているが、上記実施例９〜１０までの柱状弾性体または弾性部材を用いて構成しても同様な効果を得る。
【０１８９】
また、カプセルは、前記アクチュエータ１４０の代わりにコイルスプリング及びＳＭＡワイヤを用いて構成してもよい。
図４５に示すようにカプセル３Ｚは、前記アクチュエータ１４０の代わりにコイルスプリング１４１及びＳＭＡワイヤ１４２を前記カプセル後端部４３に収納配置して構成している。
【０１９０】
前記ＳＭＡワイヤ１４２の一端は、前記カプセル内部構造体１３８に連結され、他端は前記カプセル後端部４３の内壁に固定されている。また、前記コイルスプリング１４１は、前記カプセル内部構造体１３８をカプセル先端側に常時付勢している。
【０１９１】
前記ＳＭＡワイヤ１４２は、図示しないスイッチがオンして通電されることにより、前記コイルスプリング１４１の付勢力に抗して縮み、前記カプセル内部構造体１３８をカプセル後端側へ退かせるようになっている。これにより、前記ＳＭＡワイヤ１４２は、通電により前記柱状弾性体１３７を傾けさせてこの柱状弾性体１３７により形成される螺旋構造部４４の螺旋外径を小さくすることができる。
【０１９２】
したがって、カプセル３Ｚは、前記柱状弾性体１３７により形成される螺旋構造部４４の螺旋外径を小さくすることができ、上記実施例１２と同様な効果を得ることができる。
【０１９３】
また、図４６に示すように前記カプセル３Ｚは、前記貫通孔１３９ｂの位置を変更することにより、前記柱状弾性体１３７をカプセル先端側に傾けさせた状態から垂直に立たせた状態すなわち、螺旋構造部４４の螺旋外径が小さくなる状態から大きくなる状態にすることも可能である。
【０１９４】
また、カプセルは、前記アクチュエータ１４０の代わりにモータを用いて構成してもよい。
図４７に示すようにカプセル３αは、前記アクチュエータ１４０の代わりにモータ１４３を前記カプセル後端部４３に収納配置して構成している。
【０１９５】
前記モータ１４３は、駆動軸１４３ａが前記カプセル内部構造体１３８に接続され、このカプセル内部構造体１３８を回転自在に所定角度回転させるようになっている。なお、このモータ１４３は、パルスモータである。
【０１９６】
これにより、前記カプセル３αは、前記モータ１４３を所定角度回転することにより、前記カプセルシース１３９に対して前記カプセル内部構造体１３８が相対的に所定角度回転される。したがって、前記カプセル３αは、図４８に示すように前記貫通孔１３９ｂの壁面により前記柱状弾性体１３７を押圧してこの柱状弾性体１３７をカプセル外周方向に傾けさせ、この柱状弾性体１３７により形成される螺旋構造部４４の螺旋外径を小さくすることができる。この結果、前記カプセル３αは、上記実施例１２と同様な効果を得ることができる。
【０１９７】
なお、上述した各実施例等を部分的に組み合わせる等して構成される実施例も本発明に属する。
【産業上の利用可能性】
【０１９８】
本発明の被検体内挿入装置は、螺旋構造部の螺旋形状を適正に維持して安定した推進力が得られるようにしたので、被検体内で検査、治療又は処置などの医療行為に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１９９】
【図１】本発明の実施例１を備えたカプセル医療装置誘導システムの概略の構成を示す全体構成図である。
【図２】図１のより詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】磁場発生装置の構成を示す概略図である。
【図４】カプセル型医療装置の外観を示す側面図である。
【図５】カプセル型医療装置の構成を示す概略図である。
【図６】カプセル後端部の回転に伴って螺旋構造部の螺旋外径が変化される様子を示す説明図である。
【図７】図５のカプセル型医療装置の第１変形例を示す概略図である。
【図８】図５のカプセル型医療装置の第２変形例を示す概略図である。
【図９】本発明の実施例２のカプセル型医療装置を示す説明図である。
【図１０】図９のカプセル型医療装置の構成を示す概略図である。
【図１１】本発明の実施例３のカプセル型医療装置を示す説明図である。
【図１２】バルーンの膨張・収縮に伴って螺旋構造部の螺旋外径が変化される様子を示す説明図である。
【図１３】バルーンが膨張したときのカプセル型医療装置を示す説明図である。
【図１４】図１１のカプセル型医療装置の第１変形例を示す概略図である。
【図１５】図１１のカプセル型医療装置の第２変形例を示す概略図である。
【図１６】図１１のカプセル型医療装置の第３変形例を示す概略図である。
【図１７】本発明の実施例４のカプセル型医療装置を示す説明図である。
【図１８】図１７のカプセル型医療装置の構成を示す概略図である。
【図１９】図１７のカプセル型医療装置の変形例を示す説明図である。
【図２０】図１９のカプセル型医療装置の構成を示す概略図である。
【図２１】本発明の実施例５の内視鏡挿入部を示す説明図である。
【図２２】図２１の内視鏡挿入部の構成を示す概略図である。
【図２３】本発明の実施例６のカプセル型医療装置の構成を示す概略図である。
【図２４】図２３のカプセル型医療装置の第１変形例を示す概略図である。
【図２５】図２３のカプセル型医療装置の第２変形例を示す概略図である。
【図２６】本発明の実施例７のカプセル型医療装置の構成を示す概略図である。
【図２７】図２６の螺旋構造部及び弾性体の動作を示す概略図である。
【図２８】本発明の実施例８のカプセル型医療装置の構成を示す概略図である。
【図２９】図２８のカプセル型医療装置の第１変形例を示す概略図である。
【図３０】図２８のカプセル型医療装置の第２変形例を示す概略図である。
【図３１】図２８のカプセル型医療装置の第３変形例を示す概略図である。
【図３２】本発明の実施例９のカプセル型医療装置の構成を示す概略図である。
【図３３】図３２の螺旋構造部の螺旋外径変化を示すカプセル型医療装置の正面図である。
【図３４】断面二次モーメントをカプセル本体の長手軸方向に最小となるように形成した柱状弾性体の動作を示す説明図である。
【図３５】図３２のカプセル型医療装置の第１変形例を示す概略図である。
【図３６】図３２のカプセル型医療装置の第２変形例を示す概略図である。
【図３７】図３２のカプセル型医療装置の第３変形例を示す概略図である。
【図３８】図３７の螺旋構造部の螺旋外径変化を示すカプセル型医療装置の正面図である。
【図３９】本発明の実施例１０のカプセル型医療装置の構成を示す概略図である。
【図４０】図３９の螺旋構造部の螺旋外径変化を示すカプセル型医療装置の正面図である。
【図４１】図３９のカプセル型医療装置の第２変形例を示す概略図である。
【図４２】本発明の実施例１１のカプセル型医療装置の構成を示す概略図である。
【図４３】カプセル本体の外周方向に断面二次モーメントが小さくなる形状に形成した柱状弾性体の動作を示すカプセル型医療装置の正面図である。
【図４４】本発明の実施例１２のカプセル型医療装置の構成を示す概略図である。
【図４５】図４４のカプセル型医療装置の第１変形例を示す概略図である。
【図４６】図４４のカプセル型医療装置の第２変形例を示す概略図である。
【図４７】図４４のカプセル型医療装置の第３変形例を示す概略図である。
【図４８】図４７の螺旋構造部の螺旋外径変化を示すカプセル型医療装置の正面図である。
【符号の説明】
【０２００】
１ カプセル型医療装置誘導システム
３ カプセル型医療装置
４ カプセル制御装置
５ 磁場発生装置
６ 交流電源装置
８ マグネット
２２ 撮像素子
２３ 照明素子
３０ モータ
４１ 先端カバー
４２ カプセル本体
４３ カプセル後端部
４４ 螺旋構造部
４５ ベアリング
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体腔内に挿入して回転しながら推進する被検体内挿入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
体腔内に挿入して回転しながら推進する被検体内挿入装置の従来例としては、例えば特公昭６０−５６４８８号公報に記載されている。この特公昭６０−５６４８８号公報には、内視鏡先端部に設けた回動部材の外表面に螺旋構造部として膨張・収縮自在な膜部材を形成した体腔内誘導装置が記載されている。この体腔内誘導装置は、前記回転部材の回転中心に対して斜走する向きに前記膜部材が巻回され、前記回転部材を回転することにより前記膜部材が管腔内壁との間でねじ作用により推進力を得て前記内視鏡先端部を推進させる。
【特許文献１】特公昭６０−５６４８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記体腔内誘導装置は、前記膜部材の膨張圧が高くなると、隣り合う螺旋の間隔が狭くなり、螺旋と螺旋との間に腸壁などの管腔内壁が入り込み難くなる。このため、前記体腔内誘導装置は、前記膜部材と管腔内壁との接触状態が悪くなり、前記ねじ作用による推進力が著しく低下してしまう。一方、前記体腔内誘導装置は、前記膜部材の膨張圧が低くなると螺旋形状を維持することが困難となり、前記ねじ作用による推進力が得られ難くなる。
【０００４】
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、螺旋構造部の螺旋形状を適正に維持して安定した推進力が得られるようにした被検体内挿入装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明の一態様による被検体内挿入装置は、被検体内に挿入する挿入部本体と、前記挿入部本体を回転させる回転機構と、前記回転機構による前記挿入部本体の回転運動を推進力に変換する、前記挿入部本体の外表面に対して径方向に分離して設けた螺旋構造部と、前記挿入部本体の外表面に対して径方向に分離して設けた前記螺旋構造部の螺旋外径を変化させる螺旋外径変化手段と、を具備している。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の被検体内挿入装置は、螺旋構造部の螺旋形状を適正に維持して安定した推進力を得ることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１ないし図８は本発明の実施例１に係り、図１は本発明の実施例１を備えたカプセル医療装置誘導システムの概略の構成を示す全体構成図、図２は図１のより詳細な構成を示すブロック図、図３は磁場発生装置の構成を示す概略図、図４はカプセル型医療装置の外観を示す側面図、図５はカプセル型医療装置の構成を示す概略図、図６はカプセル後端部の回転に伴って螺旋構造部の螺旋外径が変化される様子を示す説明図、図７は図５のカプセル型医療装置の第１変形例を示す概略図、図８は図５のカプセル型医療装置の第２変形例を示す概略図である。
【０００９】
図１、図２及び図３に示すように被検体内挿入装置としてのカプセル型医療装置誘導システム（以下、カプセル誘導システムと略記）１は、挿入部本体としてのカプセル型医療装置（以下、単にカプセルと略記）３と、カプセル制御装置（以下、単に制御装置と略記）４と、磁場発生装置５と、交流電源装置６とを有している。
【００１０】
前記カプセル３は、（図１に示す）患者２の体腔内に挿入され、体腔内を検査するためのカプセル形状に形成される。前記制御装置４は、患者２の外部に配置され、前記カプセル３と電波を送受信して、このカプセル３の動作を制御したり、カプセル３から送信される情報を受信するパソコン等で構成される。前記磁場発生装置５は、前記カプセル３に印加する回転磁場の方向等を制御してカプセル３を推進させたい方向に誘導する（図１では模式的に示す）。前記交流電源装置６は、前記磁場発生装置５に回転する磁場（より広義には電磁場）を発生させるための交流電源を供給する。
【００１１】
図２に示すように前記磁場発生装置５は、例えば３つの電磁石５ａ，５ｂ，５ｃで形成されている。この磁場発生装置５は、前記交流電源装置６から供給される交流電源を前記制御装置４により制御されることにより、３軸方向に回転磁場を発生できるようにしている。なお、図３では、磁場発生装置５を３軸方向に形成した（中空の立方体形状の）３軸ヘルムホルツコイルで模式的に示している。
【００１２】
前記カプセル３は、前記磁場発生装置５により形成される回転磁場に応答して力が作用する磁場応答部であるマグネット８を有している。このマグネット８は、例えばカプセル３の長手中心軸上でこの中心軸と直交する方向と、マグネット８の磁化方向が一致するように配置され、図示しない接着剤等で固定されている。これにより、前記カプセル３は、前記磁場発生装置５で発生される回転磁場がマグネット８に作用し、このマグネット８が受ける回転力によりカプセル３が回転するようになっている。すなわち、前記マグネット８は、回転機構を構成している。
【００１３】
なお、前記マグネット８は、ネオジウム磁石、サマリウムコバルト磁石、フェライト磁石、鉄・クロム・コバルト磁石、プラチナ磁石、アルニコ（AlNiCo）磁石などの永久磁石である。ネオジウム磁石、サマリウムコバルト磁石などの希土類系磁石は、磁力が強く、カプセルに内蔵する磁石を小さくできるメリットがある。一方、フェライト磁石は、安価であるというメリットがある。更に、プラチナ磁石は、耐腐食性が優れている。
【００１４】
また、このマグネット８は、永久磁石に限らず、コイルで形成されるものでも良い。この場合、マグネット８は、内蔵電池等の電源からの電流によってコイルに磁力を発生させても良いし、内蔵コンデンサなどに一次的に蓄積した電力でコイルを磁石化させる方法でも良い。更に、マグネット８は、内蔵電源でなく、内部コイルによって発電させ、この電力をコンデンサに蓄えて別のコイルを磁石化させる方法でも良い。この場合、マグネット８は、内蔵電池の容量制限が無くなり、長時間の稼動が可能になる。なお、発電用のコイルと磁石用のコイルとは、兼用しても良い。
【００１５】
前記磁場発生装置５は、患者２の周囲に配置される（図２参照）。前記交流電源装置６は、前記制御装置４により交流電源を制御され、前記マグネット８に対して前記カプセル３を推進する方向に前記磁場発生装置５に回転磁場を形成させる。これにより、患者２の体腔内管路内に挿入されたカプセル３は、円滑にかつ効率良く推進（誘導）させることができるようにしている。前記磁場発生装置５による回転磁場の方向は、前記制御装置４に接続された操作入力装置９を操作することにより、制御できる。
【００１６】
図１に示すように前記制御装置４は、パソコン本体１１と、キーボード１２と、モニタ１３と、体外アンテナ１４と、操作入力装置９とを有する。前記パソコン本体１１は、前記カプセル３及び前記磁場発生装置５（の交流電源）を制御する機能を備えている。前記キーボード１２は、前記パソコン本体１１に接続され、コマンド、データ等の入力を行う。前記モニタ１３は、前記パソコン本体１１に接続され、画像等を表示する。前記体外アンテナ１４は、前記パソコン本体１１に接続され、カプセル３を制御する制御信号の発信及びカプセル３からの信号を受信する。前記操作入力装置９は、前記パソコン本体１１に接続され、回転磁場の方向等を入力操作する。
【００１７】
前記制御装置４は、図２に示すようにＣＰＵ１５を内蔵している。このＣＰＵ１５は、前記カプセル３及び前記磁場発生装置５を制御する制御信号をキーボード１２及び操作入力装置９からの入力或いはパソコン本体１１内のハードディスク１６（図２参照）等に格納された制御プログラムに基づいて生成する。
【００１８】
前記磁場発生装置５を制御する制御信号は、パソコン本体１１から接続ケーブルを介して交流電源装置６へ伝達される。その制御信号に基づいて、前記磁場発生装置５は、回転磁場を発生する。その回転磁場によりカプセル３は、磁場発生装置５で発生された回転磁場により内部のマグネット８に対して磁気的に作用され回転されることで、後述の螺旋構造部により推進するための動力を得られるようにしている。
【００１９】
前記カプセル３を制御する制御信号は、パソコン本体１１内の発振回路を経て所定の周波数の搬送波で変調され、体外アンテナ１４から電波として発振されるようになっている。前記カプセル３は、後述のアンテナ２７で電波を受信し、制御信号が復調され、各構成回路等へ出力するようになっている。また、前記制御装置４は、カプセル３の無線アンテナ２７から送信される映像信号等の情報（データ）信号を体外アンテナ１４で受信して、モニタ１３上に表示するようになっている。
【００２０】
図２に示すようにカプセル３内には、前記マグネット８の他に、光学像を結ぶ対物光学系２１と、その結像位置に配置される撮像素子２２と、対物光学系２１の周囲に配置された照明素子２３とを有している。また、カプセル３内には、信号処理回路２４と、メモリ２５と、無線回路２６と、アンテナ２７と、カプセル制御回路２８と、バッテリ２９とが収納されている。
【００２１】
前記信号処理回路２４は、前記撮像素子２２で撮像された信号に対する信号処理を行う。前記メモリ２５は、前記信号処理回路２４により生成されたデジタル映像信号を一時記憶する。前記無線回路２６は、前記メモリ２５から読み出した映像信号を高周波信号で変調して無線送信する信号に変換したり、制御装置４から送信される制御信号を復調等する。前記アンテナ２７は、前記体外アンテナ１４と電波の送受信を行う。前記カプセル制御回路２８は、前記信号処理回路２４等のカプセル３を制御する。前記バッテリ２９は、前記信号処理回路２４等カプセル３内部の電気系に動作用の電源を供給する。なお、前記カプセル３内には、後述するように螺旋外径変化手段を構成しているモータ３０が設けられている。
【００２２】
また、前記制御装置４を構成するパソコン本体１１は、無線回路３１と、データ処理回路３２と、ＣＰＵ１５と、ハードディスク１６とを有している。無線回路３１は、前記体外アンテナ１４に接続され、（カプセル３側の）無線回路２６と無線通信を行う。データ処理回路３２は、前記無線回路３１と接続され、カプセル３から送られた画像データに対する画像表示等のデータ処理等を行う。ＣＰＵ１５は、前記データ処理回路３２や前記交流電源装置６等を制御する制御手段である。ハードディスク１６は、プログラムやデータ等を格納する。
【００２３】
前記ＣＰＵ１５には、回転磁場の方向を設定する操作をする操作入力装置９やコマンド及びデータ入力を行うキーボード１２が接続されている。前記データ処理回路３２には、モニタ１３が接続されている。このモニタ１３には、前記撮像素子２２で撮像され、無線回路２６、３１を経てデータ処理回路３２により処理された画像等が表示される。また、このデータ処理回路３２は、カプセル３が回転されながら画像を撮像するので、モニタ１３に表示される際の画像の向きを一定の方向に補正する処理を行い、術者が見易い画像を表示できるように画像処理を行う。
【００２４】
図４に示すように前記カプセル３は、略半球形状の先端カバー４１と、略円筒状のカプセル本体４２と、略半球状のカプセル後端部４３とを有して構成されている。前記先端カバー４１は、透明部材により形成されており、前記カプセル本体４２に気密に接続されている。前記カプセル本体４２は、前記先端カバー４１と一体に気密に構成されている。前記カプセル後端部４３は、前記カプセル本体４２に対して所定角度回転自在に構成され、気密に構成されている。
【００２５】
前記カプセル本体４２の外表面４２ａには、管腔内壁に接触して回転することにより回転運動を推進力に変換する推進発生用の螺旋構造部４４が設けられている。この螺旋構造部４４は、前記カプセル本体４２の外表面４２ａに対して径方向に分離して螺旋状に巻回されている。
【００２６】
前記螺旋構造部４４は、その先端側がカプセル本体４２の円筒外周面を経て前記先端カバー４１まで延出され、その先端４４ａは前記先端カバー４１の途中部分、具体的には対物レンズ２１による視野角内に入らない位置に固定されている。また、この螺旋構造部４４の後端４４ｂは、前記カプセル後端部４３の境界付近まで延出され固定されている。なお、前記螺旋構造部４４は、一方の螺旋構造部４４の中間位置にさらに螺旋構造部４４を設けて二重（２条）に形成されている。
【００２７】
図５に示すように前記カプセル本体４２と前記カプセル後端部４３とは、ベアリング４５を介在させて回転自在に接続されている。前記カプセル本体４２には、前記カプセル後端部４３を回転自在に所定角度回転させるモータ３０が設けられている。なお、このモータ３０は、例えばパルスモータである。このモータ３０の駆動軸３０ａは、前記ベアリング４５内を挿通して前記カプセル後端部４３に接続されている。したがって、カプセル３は、前記モータ３０を所定角度回転することにより、前記カプセル本体４２に対して前記カプセル後端部４３が所定角度回転される。
【００２８】
これにより、前記カプセル３は、体腔内管路の管路径に応じて図６に示すように前記カプセル後端部４３が所定角度回転されることにより、前記螺旋構造部４４の先端４４ａの固定位置に対して前記螺旋構造部４４の後端４４ｂの固定位置が所定角度回転する。これにより、前記カプセル３は、外周方向に移動し、前記螺旋構造部４４の螺旋外径を変化させることができる。なお、前記モータ３０は、図示しないモータ制御回路に接続されており、このモータ制御回路は、前記制御装置４から送信される制御信号に基づいて前記モータ３０を制御駆動するようになっている。
【００２９】
次にカプセル誘導システム１による動作を以下に説明する。
術者は、図１に示すように、患者２の例えば十二指腸５１側或いは小腸側等の体腔内管路内を観察する必要がある場合、カプセル３を患者２に飲み込ませる。なお、カプセル３は、予め飲み込み易いように螺旋構造部４４の螺旋外径が最小径となるように設定される。
【００３０】
また、術者は、患者２に飲み込ませる直前に、カプセル３の図示しないスイッチをオンにし、バッテリ２９の電力が照明素子２３等伝達されるようにする。同時に、術者は、磁場発生装置５を起動（オン）し、この磁場発生装置５により発生する回転磁場により体腔内管路内においてカプセル３が目的部位側に到達し易いよう磁気的に制御する。
【００３１】
上述したようにカプセル３は、磁場発生装置５により発生される回転磁場にマグネット８が作用すると、このマグネット８が受ける作用によりカプセル本体４２が回転する。
カプセル３は、前記カプセル本体４２の回転によって、体腔内管路において前記螺旋構造部４４と管腔内壁との接触部分に雄ねじが雌ねじに対して移動するような、カプセル本体４２を前進させる推進力が発生して前進する。また、カプセル３は、回転磁場の回転に伴い、マグネット８の回転平面と回転磁場の回転平面とが一致するようにカプセル本体４２が回転しながら進行方向（向き）が変更される。このとき、カプセル３は、カプセル本体４２が偏芯運動等の無駄な動きをすることなく、体腔内管路内をスムーズに目的部位側に向けて推進することができる。
【００３２】
カプセル３は、口腔５２から食道５３を通過し、胃５４内部へ到達する。術者は、胃５４内部を観察する必要がある場合、制御装置４の例えばキーボード１２から観察開始のコマンドに対応するキー入力を行う。すると、このキー入力による制御信号は、制御装置４の体外アンテナ１４を経て電波で放射されてカプセル３側に送信される。
【００３３】
カプセル３は、アンテナ２７で受信した信号により、動作開始の信号を検出し、照明素子２３、撮像素子２２、信号処理回路２４等が駆動状態となる。カプセル３は、照明素子２３からの照明光が体腔内管路の目的部位を照明する。照明された目的部位の反射光は、対物レンズ２１を介して光学像として取り込まれ撮像素子２２に結像されて光電変換される。撮像素子２２からの撮像信号は、信号処理回路２４によりＡ／Ｄ変換されてデジタル信号処理された後、圧縮処理される。圧縮処理されたデジタル信号は、メモリ２５に格納された後、無線回路２６で変調され、アンテナ２７から電波で放射される。
【００３４】
この電波は、制御装置４の体外アンテナ１４で受信され、パソコン本体１１内の無線回路３１で復調される。復調された信号は、さらにＡ／Ｄ変換されてデータ処理回路３２によりデジタル映像信号に変換され、データ処理回路３２のメモリやハードディスク１６に格納されると共に、所定の速度で読み出されてモニタ１３に出力される。モニタ１３には、カプセル３で取得した光学画像がカラー表示される。
【００３５】
術者は、このモニタ画像を観察することにより、患者２の胃５４内部等を観察することができる。術者は、操作入力装置９のジョイスティックなどの操作手段を用いて、胃５４内全域の観察が行えるように外部磁力のかけ方を容易にコントロールできる。術者は、胃５４内の観察が終了した後、カプセル３に対して磁場発生装置５で発生される回転磁場の向きを制御することにより、磁気的に誘導して胃５４から十二指腸５１側に移動させることができる。
【００３６】
術者は、十二指腸５１においても、その管腔の向きに進行させるように回転磁場の向きを制御することにより円滑にカプセル３を推進させることができる。また、術者は、小腸のように屈曲した管路内を進行させる場合においても螺旋状突起４４がカプセル本体４２の球面状の端部付近にまで形成してあるので、カプセル３を屈曲した管路内でも円滑に進行させることができる。
【００３７】
このとき、術者は、モニタ画像により体腔内管路の管路径に応じて操作入力装置９やキーボード１２を操作してカプセル３の螺旋構造部４４を所望の螺旋外径となるように指示することができ、所望の推進力を得ることができる。さらに具体的に説明すると、術者は、螺旋構造部４４の螺旋外径よりも体腔内管路の管路径が大きくてこの管腔内壁と螺旋構造部４４との接触状態が良好でなく、十分な推進力を得られない場合、螺旋構造部４４の螺旋外径を大きくするよう指示する。
【００３８】
術者は、制御装置４の例えばキーボード１２からコマンドに対応するキー入力を行う。このキー入力による制御信号は、制御装置４の体外アンテナ１４を経て電波で放射されてカプセル３側に送信される。カプセル３は、アンテナ２７で受信した信号からモータ制御信号を検出し、このモータ制御信号に基づいてモータ制御回路がモータ３０を制御駆動する。カプセル３は、螺旋構造部４４の螺旋外径を大きくするようモータ３０が所定角度回転してカプセル本体４２に対してカプセル後端部４３が所定角度回転する。
【００３９】
このカプセル後端部４３の回転に伴って、螺旋構造部４４は、先端４４ａの固定位置に対して後端４４ｂの固定位置が近づいて螺旋外径が大きくなる。これにより、カプセル３は、体腔内管路の管路径が大きいとき、管腔内壁と螺旋構造部４４との接触状態が良好になり、十分な推進力を得ることができる。
【００４０】
その後、螺旋構造部４４の螺旋外径が体腔内管路の管路径以上となる場合、術者は、螺旋構造部４４の螺旋外径を小さくするよう指示する。上述したように術者のキー入力による制御信号は、制御装置４の体外アンテナ１４を経て電波で放射されてカプセル３側に送信され、カプセル３は、アンテナ２７で受信した信号から検出したモータ制御信号に基づいてモータ制御回路がモータ３０を制御駆動する。
【００４１】
カプセル３は、螺旋構造部４４の螺旋外径を小さくするようモータ３０が所定角度逆回転してカプセル本体４２に対してカプセル後端部４３が所定角度逆回転する。このカプセル後端部４３の逆回転に伴って、螺旋構造部４４は、先端４４ａの固定位置に対して後端４４ｂの固定位置が遠ざかり、螺旋外径を小さくする。
【００４２】
これにより、カプセル３は、体腔内管路の管路径が小さいとき、螺旋構造部４４の螺旋外径を小さくすることができるので、管腔内壁と螺旋構造部４４との接触状態が良好になり、十分な推進力を得ることができる。したがって、カプセル３は、体腔内管路の管路径に応じて螺旋構造部４４の螺旋外径を変化させることができる。
【００４３】
このように本実施例によれば、体腔内管路の管路径に応じて螺旋構造部４４の螺旋外径を変化させることができるので、螺旋構造部４４の螺旋形状を適正に維持して安定した推進力が得られる。また、本実施例のカプセル３は、螺旋構造部４４の先端４４ａと後端４４ｂとの相対位置を変化させることで螺旋外径を変化するようにしているので、構造が簡単で小型化できる。また、本実施例のカプセル３は、カプセル後端部４３による周方向の回転動作で螺旋構造部４４の螺旋外径を変化させるので、螺旋外径の変化が推進力を得るための回転動作の邪魔にならず、体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【００４４】
なお、前記カプセル３は、前記螺旋構造部４４の先端４４ａの固定位置に対して後端４４ｂの固定位置を変化させるように構成しているが、本発明はこれに限定されず、前記螺旋構造部４４の先端４４ａの固定位置を変化させるように構成してもよいし、また、先端４４ａ及び後端４４ｂの両方とも固定位置を変化させるように構成してもよい。
【００４５】
なお、カプセルは、モータ３０の代わりにマグネット８を用いてカプセル後端部４３を回転するようにしてもよい。図７に示すようにカプセル３Ｂは、カプセル本体４２とベアリング４５によって回転自在に構成されているカプセル後端部４３に回転機構としてのマグネット８を配置固定している。
【００４６】
このカプセル３Ｂは、前記マグネット８の回転によりカプセル本体４２に対してカプセル後端部４３を回転させるとともに、カプセル本体４２とカプセル後端部４３とを一体的に回転させて体腔内管路への推進力を得るようにしている。
【００４７】
さらに具体的に説明すると、前記カプセル３Ｂは、前記磁場発生装置５による回転磁場に前記マグネット８が作用して常に螺旋構造部４４の螺旋外径を大きくする方向にカプセル後端部４３が回転するようになっている。前記カプセル３Ｂは、螺旋構造部４４と管腔内壁とが接触すると、この管腔内壁に接触している螺旋構造部４４の負荷に応じてカプセル後端部４３が所定角度回転した後停止し、以降このカプセル後端部４３とカプセル本体４２とが一体的に回転し始めて体腔内管路への推進力が生じる。
【００４８】
これにより、前記カプセル３Ｂは、管腔内壁との接触状態に応じて螺旋構造部４４が最適な螺旋外径となり、螺旋構造部４４の螺旋形状を適正に維持して安定した推進力が得られる。本変形例によれば、回転機構としてのマグネット８により、螺旋構造部４４を最適な螺旋外径にすることができるとともに、推進力も得られるので構造が単純化され、小型化できる。また、本変形例のカプセル３Ｂは、回転時に管腔内壁と螺旋構造部４４とが接触する方向に常に力が加わるので、安定した推進力が得られ、体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【００４９】
また、カプセルは、渦巻ばねを用いてカプセル後端部４３を所定角度回転するようにしてもよい。図８に示すようにカプセル３Ｃは、カプセル本体４２とカプセル後端部４３とを回転機構として渦巻ばね４６によって回転自在に接続している。
【００５０】
前記渦巻ばね４６は、一端が前記カプセル本体４２に固定され他端が前記カプセル後端部４３に固定されており、前記螺旋構造部４４の螺旋外径が常時大きくなる方向に付勢力を有する。これにより、カプセル３Ｃは、前記渦巻ばね４６の付勢力に抗して前記螺旋構造部４４が管腔内壁と接触して所定角度回転することにより、管腔内壁との接触状態に応じて螺旋構造部４４が最適な螺旋外径となり、螺旋構造部４４の螺旋形状を適正に維持して安定した推進力が得られる。
【００５１】
本変形例によれば、体腔内管路の管路径に応じて自動的に螺旋構造部４４の螺旋外径の径変化が可能となる。また、本変形例のカプセル３Ｃは、螺旋構造部４４の螺旋外径の制御のためにエネルギを必要とせず、構造もシンプルなため、小型化できる。また、本変形例のカプセル３Ｃは、常に螺旋外径を広げる方向に力が発生するため、管腔内壁と螺旋構造部４４との接触状態が保たれ、安定した推進力が得られ、体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【００５２】
尚、本実施例は、体腔内を撮像するカプセル型内視鏡として機能するカプセルに本発明を適用して構成しているが、本発明はこれに限定されず、生体組織を採取する採取手段を有する組織採取型カプセル、薬剤を放出する薬剤放出型カプセル、生体組織を焼灼する焼治療型カプセルに本発明を適用しても構わない。
【実施例２】
【００５３】
図９及び図１０は本発明の実施例２に係り、図９は本発明の実施例２のカプセル型医療装置を示す説明図、図１０は図９のカプセル型医療装置の構成を示す概略図である。
上記実施例１は螺旋外径変化手段として螺旋構造部４４の先端４４ａと後端４４ｂとのいずれか一方の固定位置をカプセル３の外周方向に移動させることにより螺旋外径を変化するように構成しているが、実施例２は螺旋外径変化手段としてカプセル本体４２の外表面４２ａから離間している螺旋構造部４４を膨張・収縮することで螺旋外径を変化させるように構成する。それ以外の構成は上記実施例１とほぼ同様なので、同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
【００５４】
図９及び図１０に示すように実施例２のカプセル３Ｄは、形状記憶合金（以下、ＳＭＡと略記）コイル４７を用いて螺旋構造部４４を構成している。なお、本実施例２のカプセル３Ｄは、上記実施例１のカプセルと異なり、カプセル後端部４３が回転することなくカプセル本体４２と一体的に構成されている。
【００５５】
前記螺旋構造部４４は、弾性を有する伸縮自在な外装チューブ４８内を前記ＳＭＡコイル４７が挿通している。前記外装チューブ４８は、先端４８ａが前記先端カバー４１の途中部分、具体的には対物レンズ２１による視野角内に入らない位置に固定され、後端４８ｂが前記カプセル後端部４３の境界付近まで延出され固定されている。
【００５６】
前記ＳＭＡコイル４７は、その両端が前記カプセル本体４２内部に延出して前記バッテリ２９とスイッチ２９ｂとにより閉回路を構成している。前記スイッチ２９ｂは、例えば前記制御装置４から送信される制御信号によりオンオフし、バッテリ２９からの電力を前記ＳＭＡコイル４７に供給または供給停止するようになっている。
【００５７】
これにより、前記螺旋構造部４４は、前記スイッチ２９ｂがオンして前記バッテリ２９から前記ＳＭＡコイル４７に通電し、前記ＳＭＡコイル４７が縮むとともに前記外装チューブ４９が縮むことにより、結果として螺旋構造部４４の全長が縮み螺旋外径が小さくなる。一方、前記螺旋構造部４４は、通電を停止すると、前記外装チューブ４８の弾性力により螺旋構造部４４の全長が元に戻り（伸び）、螺旋外径が大きくなる。すなわち、ＳＭＡコイル４７及び外装チューブ４９、スイッチ２９ｂ、バッテリ２９は、螺旋外径変化手段を構成している。
【００５８】
したがって、前記カプセル３Ｄは、カプセル本体４２の外表面４２ａから離間している螺旋構造部４４を螺旋方向に膨張・収縮することで螺旋外径を変化させることができる。本実施例によれば、上記実施例１と同様な効果を得ることに加え、螺旋構造部４４を螺旋方向に膨張・収縮することで螺旋外径を変化させることができ、螺旋形状に歪みを発生させること無く確実な螺旋外径の径変化を行える。
【実施例３】
【００５９】
図１１ないし図１６は本発明の実施例３に係り、図１１は本発明の実施例３のカプセル型医療装置を示す説明図、図１２はバルーンの膨張・収縮に伴って螺旋構造部の螺旋外径が変化される様子を示す説明図、図１３はバルーンが膨張したときのカプセル型医療装置を示す説明図、図１４は図１１のカプセル型医療装置の第１変形例を示す概略図、図１５は図１１のカプセル型医療装置の第２変形例を示す概略図、図１６は図１１のカプセル型医療装置の第３変形例を示す概略図である。
【００６０】
上記実施例１は螺旋外径変化手段として螺旋構造部４４の先端４４ａと後端４４ｂとのいずれか一方の固定位置をカプセル３の外周方向に移動させることにより螺旋外径を変化するように構成しているが、実施例３はカプセル本体４２と螺旋構造部との間にバルーンを設け、このバルーンを膨張・収縮することにより螺旋構造部の螺旋外径を変化させるように構成する。それ以外の構成は上記実施例１とほぼ同様なので、同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
【００６１】
図１１ないし図１３に示すように実施例３のカプセル３Ｅは、カプセル本体４２を被覆するバルーン（弾性膜）６１を設け、このバルーン６１の外周面上に例えば、エラスティックチューブ、ゴム等の伸縮可能な弾性体または樹脂等のチューブ６２により形成される螺旋構造部４４Ｅを設けている。
【００６２】
前記カプセル本体４２の内部には、前記バルーン６１に対して気体または液体等の流体を供給吸引するためのバルーン膨張・収縮手段としてのシリンダ部６３が設けられている。前記バルーン６１は、前記カプセル本体４２に形成された貫通孔６４を介して接続管路６５に連通し、この接続管路６５は前記シリンダ部６３のシリンダ壁に形成された貫通孔６７に連通している。
【００６３】
前記シリンダ部６３は、ピストンロッドとしてのＳＭＡワイヤ６８ａの一端にピストン６８ｂが設けられ、他端はシリンダ内壁に固定されている。また、前記シリンダ部６３は、前記バルーン６１を膨張させる方向に前記ピストン６８ｂを常時付勢するコイルスプリング６８ｃが前記ＳＭＡワイヤ６８ａの配置側に設けられている。
【００６４】
前記ＳＭＡワイヤ６８ａは、上記実施例２のＳＭＡコイル４７と同様に図示しないバッテリ及びスイッチにより閉回路を構成し、例えば前記制御装置４から送信される制御信号によりスイッチがオンオフし、バッテリからの電力が供給または供給停止されるようになっている。前記ＳＭＡワイヤ６８ａは、スイッチがオンしてバッテリから通電されると、前記コイルスプリング６８ｃの付勢力に抗して縮むことにより、前記バルーン６１を収縮する方向にピストン６８ｂをシリンダ内壁に摺動させるようになっている。
【００６５】
したがって、前記シリンダ部６３は、前記螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径が常に大きくなる方向に前記コイルスプリング６８ｃが付勢して前記ピストン６８ｂを摺動させて流体を供給し、前記バルーン６１を膨張させる。一方、前記シリンダ部６３は、前記ＳＭＡワイヤ６８ａが通電されることにより、このＳＭＡワイヤ６８ａが前記コイルスプリング６８ｃの付勢力に抗して縮み、前記螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径が小さくなる方向に前記ピストン６８ｂをシリンダ内壁に摺動させて流体を吸引し、前記バルーン６１を収縮させる。すなわち、シリンダ部６３は、螺旋外径変化手段を構成している。
【００６６】
これにより、カプセル３Ｅは、カプセル本体４２と螺旋構造部４４Ｅとの間にバルーン６１を設け、このバルーン６１を膨張・収縮することにより、螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径を変化させることができる。なお、前記カプセル３Ｅは、飲み込み易くするために予め糖衣等の生体適合性のある水溶性物質により前記バルーン６１が固められて小型化されてもよい。
【００６７】
本実施例によれば、上記実施例１と同様な効果を得ることに加え、カプセル本体４２と螺旋構造部４４Ｅとの間にバルーン６１を設け、このバルーン６１を膨張・収縮することにより螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径を変化させることができ、螺旋形状に歪みを発生させること無く確実な螺旋外径の径変化を行える。
【００６８】
なお、カプセルは、ＳＭＡワイヤ６８ａの代わりにアクチュエータを用いてシリンダ部を構成してもよい。図１４に示すようにカプセル３Ｆに設けられているシリンダ部６３Ｆは、ピストンロッド６９ａを進退動させるためのアクチュエータ６９を有して構成している。
【００６９】
前記ピストンロッド６９ａは、シリンダ内壁の貫通孔６９ｂを挿通して前記アクチュエータ６９に噛合している。前記アクチュエータ６９は、前記ピストンロッド６９ａを噛合する図示しないピニオンを有し、このピニオンを図示しないモータにより回転させて前記ピストンロッド６９ａを軸方向に進退させる軸方向移動アクチュエータである。このアクチュエータ６９は、図示しない制御回路に接続されており、この制御回路は、前記制御装置４から送信される制御信号に基づいて前記アクチュエータ６９を制御駆動するようになっている。
【００７０】
したがって、前記シリンダ部６３Ｆは、前記アクチュエータ６９により前記ピストンロッド６９ａを軸方向に前進させることにより、前記螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径が大きくなる方向に前記ピストン６８ｂを摺動させて流体を供給し、前記バルーン６１を膨張させる。一方、前記シリンダ部６３Ｆは、前記アクチュエータ６９により前記ピストンロッド６９ａを軸方向に後退させることにより、前記螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径が小さくなる方向に前記ピストン６８ｂをシリンダ内壁に摺動させて流体を吸引し、前記バルーン６１を収縮させる。これにより、カプセル３Ｆは、上記実施例３と同様に螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径を変化させることができる。
【００７１】
また、カプセルは、コイルスプリング６８ｃ及びピストン６８ｂのみでシリンダ部を構成してもよい。図１５に示すようにカプセル３Ｇに設けられているシリンダ部６３Ｇは、コイルスプリング６８ｃ及びピストン６８ｂのみで構成している。
【００７２】
前記コイルスプリング６８ｃは、前記バルーン６１を膨張させる方向に前記ピストン６８ｂを常時付勢している。これにより、カプセル３Ｇは、前記コイルスプリング６８ｃの付勢力に抗して前記螺旋構造部４４Ｅが管腔内壁と接触して外力がかかることにより、管腔内壁との接触状態に応じて螺旋構造部４４Ｅが最適な螺旋外径となり、螺旋構造部４４Ｅの螺旋形状を適正に維持して安定した推進力が得られる。
【００７３】
本変形例によれば、体腔内管路の管路径に応じて自動的に螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径の径変化が可能となる。また、本変形例のカプセル３Ｇは、螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径の制御のためにエネルギを必要とせず、構造もシンプルなため、小型化できる。また、本変形例のカプセル３Ｇは、常に螺旋外径を広げる方向に力が発生するため、管腔内壁と螺旋構造部４４Ｅとの接触状態が保たれ、安定した推進力が得られ、体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【００７４】
また、カプセルは、発泡剤を用いてバルーン６１を膨張させるように構成してもよい。図１６に示すようにカプセル３Ｈは、カプセル本体４２内にバルーン膨張・収縮手段として発泡剤収納部７１と、ポンプ７２と、水槽７３とを有している。
【００７５】
前記発泡剤収納部７１は、収納室７１ａ内に収納した複数の発泡剤タブレット７４をコイルスプリング７５により収納室７１ａの壁面に付勢するように構成している。この収納室７１ａには、前記接続管路６５に連通する貫通孔７２ａと、前記ポンプ７２との接続管路７６に連通する貫通孔７１ｃとが形成されている。なお、前記貫通孔７１ｃは、前記コイルスプリング７５の付勢により最先端に位置する発泡剤タブレット７４に前記ポンプ７２から送水された前記水槽７３の水がかかる位置に形成されている。
【００７６】
前記ポンプ７２は、前記水槽７３との接続管路７７を介して前記水槽７３に貯留されている水を吸引して前記貫通孔７１ｃを介して前記発泡剤収納部７１の前記発泡剤タブレット７４に送水するようになっている。なお、前記ポンプ７２は、図示しないポンプ制御回路に接続されており、このポンプ制御回路は、前記制御装置４から送信される制御信号に基づいて前記ポンプ７２を制御駆動するようになっている。
【００７７】
これにより、前記発泡剤収納部７１は、前記ポンプ７２から前記水槽７３の水を送水され、この送水された水により最先端の発泡剤タブレット７４を反応させて気化させることにより、前記バルーン６１を膨張させる。なお、前記発泡剤タブレット７４は、主成分が例えば炭酸水素ナトリウム、酒石酸であり、反応することにより二酸化炭素が発生する。
【００７８】
前記バルーン６１は、図示しない圧力開放弁が設けられており、圧力が所定値を超えると自動的にガスを開放するようにしている。なお、圧力開放弁は、圧力制御弁でもよく、これにより能動的に前記バルーン６１の膨張量を制御できるようにしてもよい。さらにこのバルーン６１を膨張させる場合は、前記コイルスプリング７５により付勢されて次に最先端となる発泡剤タブレット７４を反応させる。
【００７９】
これにより、カプセル３Ｈは、上記実施例３と同様に螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径を変化させることができる。本変形例によれば、前記バルーン６１を膨張させる圧力を化学的に発生することができるので、バルーン６１を膨張させるためのエネルギが少なくてすみ、省エネ、バッテリサイズ縮小が可能である。なお、カプセル３Ｈは、前記水槽７３をカプセル本体４２内に設けず、被検体内の体液をカプセル本体４２内に吸引し、発泡剤タブレット７４を反応させてもよい。
【実施例４】
【００８０】
図１７ないし図２０は本発明の実施例４に係り、図１７は本発明の実施例４のカプセル型医療装置を示す説明図、図１８は図１７のカプセル型医療装置の構成を示す概略図、図１９は図１７のカプセル型医療装置の変形例を示す説明図、図２０は図１９のカプセル型医療装置の構成を示す概略図である。
【００８１】
上記実施例１〜３は患者の周囲に設けた磁場発生装置により発生させた回転磁場によりカプセル内に設けたマグネットを作用させてカプセルを回転させるように構成しているが、実施例４はカプセルにモータを設けてこのカプセルが自発的に回転するように構成する。それ以外の構成は上記実施例１とほぼ同様なので、同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
【００８２】
図１７及び図１８に示すように実施例４のカプセル１００は、カプセル本体１０１と、このカプセル本体１０１を回転させる回転ベース部１０２とを有して構成している。
前記カプセル本体１０１には、図示しないが上記実施例１と同様な対物光学系２１、撮像素子２２、及び照明素子２３の他に、信号処理回路２４、メモリ２５、無線回路２６、アンテナ２７、カプセル制御回路２８及びバッテリ２９等の内蔵物が収納されている。また、前記カプセル本体１０１は、上記実施例３と同様にカプセル本体１０１を被覆するバルーン６１を設け、このバルーン６１の外周面上に弾性体のチューブ６２により形成される螺旋構造部４４Ｅを設けている。前記カプセル本体１０１は、上記実施例３またはその変形例と同様に前記バルーン６１を膨張・収縮させるバルーン膨張・収縮手段を備えている。また、前記カプセル１００は、飲み込み易くするために予め糖衣等の生体適合性のある水溶性物質により前記バルーン６１が固められて小型化されてもよい。
【００８３】
前記回転ベース部１０２は、前記カプセル本体１０１を回転させるための回転機構であるモータ１０３を配置している。このモータ１０３は、例えば回転モータである。前記モータ１０３のモータ軸１０３ａは、前記カプセル本体１０１の後端部に嵌合固定され、前記回転ベース部１０２に対して前記カプセル本体１０１を相対的に回転させる。
【００８４】
これにより、前記カプセル本体１０１は、前記モータ１０３の回転力により前記回転ベース部１０２に対し相対的に回転し、この回転を前記螺旋構造部４４Ｅが推力（推進力）に変換して螺旋軸方向（螺旋軸１０４の方向）に推進力を発生する。なお、前記モータ１０３は、前記回転ベース部１０２に設けた第２バッテリ１０５から電源電力が供給される。
【００８５】
また、前記回転ベース部１０２には、外表面に長手軸と平行に複数の溝部１０６が形成されている。これにより、前記カプセル１００は、前記回転ベース部１０２が推進を妨げずに管腔内壁に対し回転することを防止している。なお、前記回転ベース部１０２には、前記モータ１０３に画像を角度補正するための図示しない角度検出手段を設けてもよい。この場合、カプセル１００からは、角度検出手段からの角度情報を映像信号等の情報（データ）信号に関係付けて体外に送信する。
【００８６】
このように構成されているカプセル１００は、患者が飲み込むことにより体腔内管路に挿入される。カプセル１００は、前記第２バッテリ１０５からの電源電力を供給されて前記モータ１０３が駆動し、前記カプセル本体１０１が回転する。前記カプセル本体１０１は、前記モータ１０３のモータ軸１０３ａから回転力を伝達され、このモータ１０３の回転力により前記回転ベース部１０２に対し相対的に回転する。このとき、上述したように前記回転ベース部１０２は、外表面に形成した溝部１０６により推進を妨げずに管腔内壁に対して回転することを防止している。
【００８７】
前記カプセル１００は、前記カプセル本体１０１の回転によって、螺旋構造部４４Ｅと管腔内壁との接触部分に雄ねじが雌ねじに対して移動するような、カプセル本体１０１を前進させる推進力が発生する。これにより、カプセル１００は、前記カプセル本体１０１が螺旋軸方向（螺旋軸１０４の方向）に推進力を発生し、前進することができる。
【００８８】
本実施例によれば、上記実施例１と同様な効果を得ることに加え、カプセル１００が回転機構としてモータ１０３を内蔵しているので自走でき、磁場発生装置５及び交流電源装置６等の磁気誘導のような体外装置が不要であり、システム全体を小型化できる。
【００８９】
なお、本実施例のカプセル１００は、上記実施例３と同様にカプセル本体１０１と螺旋構造部４４Ｅとの間にバルーン６１を設け、このバルーン６１を膨張・収縮することにより螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径を変化させるように構成しているが、本発明はこれに限定されず、上記実施例１または実施例２と同様な機構を設けて螺旋構造部４４の螺旋外径を変化させるように構成しても構わない。
【００９０】
なお、カプセルは、前記回転ベース部１０２を中心に前記カプセル本体１０１を２つ設けて構成してもよい。図１９及び図２０に示すように、カプセル１００Ｂは、回転ベース部１０２を中心に前記カプセル本体１０１を２つ設けて構成されている。
【００９１】
更に具体的に説明すると、前記カプセル１００Ｂは、回転ベース部１０２と、この回転ベース部１０２に取り付けられた第１モータ１０６ａ，第２モータ１０６ｂにより前記回転ベース部１０２に対して相対的に回転する前方側カプセル本体１０１ａ及び後方側カプセル本体１０１ｂとを有して構成されている。これら前方側カプセル本体１０１ａと後方側カプセル本体１０１ｂとは、前記バルーン６１に形成される前記螺旋構造部４４Ｅが互いに逆向きとなるように形成されている。尚、前方とは、撮像素子２２の向いている方向と定義する。
【００９２】
前記回転ベース部１０２には、前記前方側カプセル本体１０１ａを回転させる第１モータ１０６ａと、前記後方側カプセル本体１０１ｂを回転させる第２モータ１０６ｂと、これら第１モータ１０６ａ，第２モータ１０６ｂを駆動するための電源電力を供給する第２バッテリ１０５が設けられている。
これにより、前記カプセル１００Ｂは、一方のカプセル本体１０１（前方側カプセル本体１０１ａ又は後方側カプセル本体１０１ｂ）が管腔内壁に接触せずに推進できない場合でも、他方のカプセル本体１０１（後方側カプセル本体１０１ｂ又は前方側カプセル本体１０１ａ）が管腔内壁に接触するよう補助して推進し続けることができる。
【００９３】
なお、前記カプセル１００Ｂは、前記前方側カプセル本体１０１ａと前記後方側カプセル本体１０１ｂとに設けた螺旋構造部４４Ｅが互いに逆向きに巻回されているが、本発明はこれに限定されず、同じ向きに巻回してもよい。この場合、前記前方側カプセル本体１０１ａと前記後方側カプセル本体１０１ｂとは同じ推進方向となるように回転する。
【実施例５】
【００９４】
図２１及び図２２は本発明の実施例５に係り、図２１は本発明の実施例５の内視鏡挿入部を示す説明図、図２２は図２１の内視鏡挿入部の構成を示す概略図である。
上記実施例１〜４は被検体内挿入装置として体腔内管路を独立に移動可能なカプセルに本発明を適用して構成しているが、実施例５は被検体内挿入装置としてカプセル状部を先端に有する内視鏡挿入部に本発明を適用して構成する。それ以外の構成は上記実施例１とほぼ同様なので、同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
【００９５】
図２１及び図２２に示すように実施例５の被検体内挿入装置としての内視鏡挿入部１１０は、体腔内管路に挿入する細長で可撓性を有する挿入チューブ１１１の先端にカプセル状部１１２を設けて構成している。
【００９６】
前記カプセル状部１１２は、上記実施例３と同様にカプセル状部１１２の外表面１１２ａにバルーン６１を設け、このバルーン６１の外周面上に弾性体のチューブ６２により形成される螺旋構造部４４Ｅを設けている。前記カプセル状部１１２は、飲み込み易くするために予め糖衣等の生体適合性のある水溶性物質により前記バルーン６１が固められて小型化されてもよい。前記カプセル状部１１２は、先端側容器１１３と後端側容器１１４とが接着剤で接着固定されて一体的に構成されている。前記先端側容器１１３には、図示しないが上記実施例１と同様な対物光学系２１、撮像素子２２、及び照明素子２３等の内蔵物が収納されている。
【００９７】
前記後端側容器１１４には、前記挿入チューブ１１１の先端側が取り付けられており、この挿入チューブ１１１に対してベアリング１１５にて回転自在となっている。尚、前記後端側容器１１４と前記挿入チューブ１１１との間には、Ｏリング１１６にて気密に構成されている。これにより、前記カプセル本体１１２は、前記挿入チューブ１１１に対して前記先端側容器１１３と後端側容器１１４とが一体的に回転自在となっている。
【００９８】
前記挿入チューブ１１１の先端側には、前記先端側容器１１３と後端側容器１１４とを一体的に回転させるモータ１１７が取り付けられている。前記先端側容器１１３には、前記モータ１１７を収納するモータ収納室１１８が設けられている。前記モータ１１７のモータ軸１１７ａは、前記モータ収納室１１８の収納壁に嵌合固定されている。これにより、前記モータ１１７は、前記挿入チューブ１１１に対して前記カプセル状部１１２を回転させることができる。
【００９９】
前記先端側容器１１３には、前記モータ収納室１１８から外周表面へ向けて貫通孔１１９が形成され、前記モータ収納室１１８を介して前記バルーン６１へエアを供給可能である。前記挿入チューブ１１１には、前記バルーン６１へエアを供給するための管路１２０が形成されている。なお、この管路には、撮像素子２２から得た映像信号を伝達する信号線、前記モータ１１７の電源線等の信号線が配設される。
【０１００】
前記挿入チューブ１１１の後端側は、図示しない制御装置に接続されている。この制御装置は、前記モータ１１７を制御駆動するモータ制御回路、映像信号等を信号処理するデータ処理回路の他に、前記バルーン６１にエアを供給するコンプレッサを設けている。
【０１０１】
このように構成されている内視鏡挿入部１１０は、体腔内管路に挿入される。内視鏡挿入部１１０は、制御装置からの電源電力を供給されて前記モータ１１７が駆動され、前記カプセル状部１１２が回転する。前記内視鏡挿入部１１０は、前記カプセル状部１１２の回転によって、前記螺旋構造部４４Ｅと管腔内壁との接触部分に雄ねじが雌ねじに対して移動するような、カプセル状部１１２を前進させる推進力が発生して前進する。
【０１０２】
このとき、術者は、螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径よりも体腔内管路の管路径が大きくてこの管腔内壁と螺旋構造部４４Ｅとの接触状態が良好でなく、十分な推進力を得られない場合、螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径を大きくするよう制御装置を操作する。制御装置は、コンプレッサを駆動して前記内視鏡挿入部１１０にエアを供給する。
【０１０３】
前記内視鏡挿入部１１０は、前記挿入チューブ１１１の管路１２０からエアを供給され、このエアは前記カプセル状部１１２のモータ収納室１１８から貫通孔１１９を介して前記バルーン６１に導かれる。前記バルーン６１は、膨張して前記螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径を大きくする。これにより、内視鏡挿入部１１０は、螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径を大きくすることができるので、管腔内壁と螺旋構造部４４Ｅとの接触状態を良好にして、十分な推進力を得ることができる。
【０１０４】
その後、逆に螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径が体腔内管路の管路径以上となる場合、術者は、螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径を小さくするよう制御装置を操作する。制御装置は、コンプレッサを駆動して前記内視鏡挿入部１１０からエアを吸引する。この場合、前記内視鏡挿入部１１０は、上記したエア供給と逆の経路により、前記バルーン６１からエアが吸引される。前記バルーン６１は、収縮して前記螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径を小さくする。
【０１０５】
これにより、内視鏡挿入部１１０は、螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径を小さくすることができるので、管腔内壁と螺旋構造部４４Ｅとの接触状態を良好にして、十分な推進力を得ることができる。したがって、内視鏡挿入部１１０は、体腔内管路の管路径に応じて螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径を変化させることができる。
【０１０６】
このように本実施例によれば、体腔内管路の管路径に応じて螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径を変化させることができるので、螺旋構造部４４Ｅの螺旋形状を適正に維持して安定した推進力が得られる。また、本実施例の内視鏡挿入部１１０は、挿入チューブ１１１からエアを供給するので、カプセル状部１１２にポンプ等を設ける必要がなく、カプセル状部１１２を小型化できる。さらに、本実施例の内視鏡挿入部は、バルーン６１に対してエア供給排出が手元側の制御装置により直接操作指示できるので、操作性がよい。なお、前記内視鏡挿入部１１０は、前記カプセル状部１１２が前記挿入チューブ１１１から着脱自在に取り付け可能に構成してもよい。
【０１０７】
また、本実施例の内視鏡挿入部１１０は、上記実施例３と同様にカプセル状部１１２と螺旋構造部４４Ｅとの間にバルーン６１を設け、このバルーン６１を膨張・収縮することにより螺旋構造部４４Ｅの螺旋外径を変化させるように構成しているが、本発明はこれに限定されず、上記実施例１または実施例２と同様な機構を設けて螺旋構造部４４の螺旋外径を変化させるように構成しても構わない。
【０１０８】
さらに、前記内視鏡挿入部１１０は、先端部のカプセル状部１１２にバルーン６１を設け、このバルーン６１上に螺旋構造部４４Ｅを形成して構成しているが、本発明はこれに限定されず、挿入チューブ１１１の複数個所にバルーン６１を設け、このバルーン６１上に螺旋構造部４４Ｅを形成して構成してもよい。
【０１０９】
また、本実施例は、内視鏡挿入部１１０に本発明を適用して構成しているが、本発明はこれに限定されず、カプセル状部を先端に有するプローブ、内視鏡挿入部を体腔内管路の深部へ導く挿入補助具等に本発明を適用して構成しても構わない。
【実施例６】
【０１１０】
図２３ないし図２５は本発明の実施例６に係り、図２３は本発明の実施例６のカプセル型医療装置の構成を示す概略図、図２４は図２３のカプセル型医療装置の第１変形例を示す概略図、図２５は図２３のカプセル型医療装置の第２変形例を示す概略図である。
【０１１１】
上記実施例１は螺旋外径変化手段として螺旋構造部４４の先端４４ａと後端４４ｂとのいずれか一方の固定位置をカプセル３の外周方向に移動させることにより螺旋外径を変化するように構成しているが、実施例６は螺旋外径変化手段として前記カプセル本体４２の外表面４２ａから離間している螺旋構造部４４の長さを螺旋方向に変更することで螺旋外径を変化させるように構成する。それ以外の構成は上記実施例１とほぼ同様なので、同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
【０１１２】
図２３に示すように実施例６のカプセル３Ｉは、カプセル後端部４３に前記螺旋構造部４４の後端４４ｂが固定されている。前記螺旋構造部４４は、先端４４ａが前記カプセル本体４２に形成された貫通路４２ｃを挿通して前記カプセル本体４２内部に配設されたアクチュエータ１２１に接続されている。前記カプセル本体４２の貫通路４２ｃには、水密を確保するためのＯリング１２２が設けられている。
【０１１３】
前記アクチュエータ１２１は、前記螺旋構造部４４を巻き取り、送り出すために回転運動を行うロータリーアクチュエータである。このアクチュエータ１２１は、図示しない制御回路に接続されている。この制御回路は、前記制御装置４から送信される制御信号に基づいて前記アクチュエータ１２１を制御駆動するようになっている。
【０１１４】
前記アクチュエータ１２１は、正逆自在に回転することにより前記螺旋構造部４４の先端４４ａを巻き取り、送り出して、前記カプセル本体４２の外表面４２ａから離間している前記螺旋構造部４４の長さを変更することで螺旋外径を変化させるようになっている。さらに具体的に説明すると、前記アクチュエータ１２１は、前記螺旋構造部４４の先端４４ａを送り出す方向に回転することにより、前記カプセル本体４２の外表面４２ａから離間している螺旋構造部４４を長くすることで螺旋外径を大きくする。一方、前記アクチュエータ１２１は、前記螺旋構造部４４の先端４４ａを巻き取る方向に回転することにより、前記カプセル本体４２の外表面４２ａから離間している螺旋構造部４４を短くすることで螺旋外径を小さくする。
【０１１５】
したがって、前記カプセル３Ｉは、カプセル本体４２の外表面４２ａから離間している螺旋構造部４４を螺旋方向に巻き取り、送り出すことで螺旋全長を変更し、螺旋外径を変化させることができる。本実施例によれば、上記実施例１と同様な効果を得ることに加え、カプセル本体４２の外表面４２ａから離間している螺旋構造部４４の螺旋全長を変更して螺旋外径を変化させることができるので、螺旋形状に歪みを発生させること無く確実な螺旋外径の径変化を行える。また、本実施例によれば、前記螺旋構造部４４の長さを前記アクチュエータ１２１により制御しているので、より確実な制御が可能となる。なお、前記カプセル３Ｉは、前記螺旋構造部４４の先端４４ａを固定して後端４４ｂが巻き取り、送り出される構成でも構わない。
【０１１６】
また、前記カプセル３Ｉは、前記アクチュエータ１２１の代わりに図示しない回転ばねを用いて構成してもよい。この回転ばねは、前記螺旋構造部４４に加わる外力に応じてこの螺旋構造部４４の先端４４ａの巻き取り、送り出しを行う。
【０１１７】
さらに具体的に説明すると、前記回転ばねは、前記螺旋構造部４４の螺旋外径が常時大きくなる方向に付勢力を有し、この付勢力に抗して前記螺旋構造部４４が管腔内壁と接触することにより、前記螺旋構造部４４の先端４４ａの巻き取り、送り出しを行う。
【０１１８】
したがって、前記カプセル３Ｉは、前記カプセル本体４２の外表面４２ａから離間している前記螺旋構造部４４と管腔内壁との接触状態に応じてこの螺旋構造部４４が最適な螺旋外径となり、螺旋構造部４４の螺旋形状を適正に維持して安定した推進力が得られる。
【０１１９】
本変形例によれば、体腔内管路の管路径に応じて自動的に螺旋構造部４４の螺旋外径の径変化が可能となる。また、本変形例によれば、螺旋構造部４４の螺旋外径の制御のためにエネルギを必要とせず、構造もシンプルなため、小型化できる。また、本変形例によれば、常に螺旋外径を広げる方向に力が発生するため、管腔内壁と螺旋構造部４４との接触状態が保たれて安定した推進力が得られ、体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【０１２０】
さらに、カプセルは、ＳＭＡコイルを用いて前記螺旋構造部４４の巻き取りを行うように構成してもよい。
図２４に示すようにカプセル３Ｊは、回転ばね１２３と、ＳＭＡコイル１２４とを設けて構成している。前記ＳＭＡコイル１２４は、前記回転ばね１２３から延出する前記螺旋構造部４４の先端４４ａが一端に接続されている。また、前記ＳＭＡコイル１２４は、他端が固定板１２５に接続固定されている。
【０１２１】
前記ＳＭＡコイル１２４は、図示しないバッテリ及びスイッチにより閉回路を構成し、例えば前記制御装置４から送信される制御信号によりスイッチがオンオフし、バッテリからの電力が供給または供給停止されるようになっている。前記ＳＭＡコイル１２４は、通常伸びている状態であり、スイッチがオンしてバッテリから通電されると縮み、前記螺旋構造部４４の先端４４ａを巻き取るようになっている。これにより、前記カプセル３Ｊは、前記ＳＭＡコイル１２４に通電して前記螺旋構造部４４の先端４４ａの巻き取りを行うことにより、前記螺旋構造部４４の螺旋外径を最小にすることができる。
【０１２２】
したがって、前記カプセル３Ｊは、前記回転ばね１２３の付勢力により前記螺旋構造部４４と管腔内壁との接触状態に応じてこの螺旋構造部４４が最適な螺旋外径となり、螺旋構造部４４の螺旋形状を適正に維持して安定した推進力が得られる。また、前記カプセル３Ｊは、前記ＳＭＡコイル１２４に通電して前記螺旋構造部４４の螺旋外径を最小にすることにより比較的狭い管腔内を移動できる。
【０１２３】
本実施例によれば、前記螺旋構造部４４の螺旋外径を小さくする場合のみ通電するので、比較的広い管腔内を移動する場合、省エネルギ化が可能である。特に、本実施例によれば、腸等の管腔内の気体、液体量が多い場合、又は送気、送水等により広げられた管腔内を移動する場合に有効である。
【０１２４】
また、カプセルは、前記ＳＭＡコイル１２４により送り出しを行い、前記回転ばね１２３により巻き取りを行うように構成してもよい。
図２５に示すようにカプセル３Ｋは、前記カプセル３Ｊとは逆方向に前記螺旋構造部４４が前記回転ばね１２３から延出している。このため、前記カプセル３Ｋは、通電すると前記ＳＭＡコイル１２４が縮んで前記螺旋構造部４４の先端４４ａを引っ張ることにより前記回転ばね１２３を逆回転させ、前記螺旋構造部４４が送り出されるようになっている。
【０１２５】
これにより、前記カプセル３Ｊは、前記ＳＭＡコイル１２４に通電して前記螺旋構造部４４の先端４４ａを引っ張ることにより、前記螺旋構造部４４の螺旋外径を大きくすることができる。
【０１２６】
したがって、前記カプセル３Ｋは、前記ＳＭＡコイル１２４に通電して前記螺旋構造部４４の螺旋外径を大きくすることにより比較的広い管腔内において前記螺旋構造部４４が管腔内壁に接触し、良好な接触状態を維持できる。また、前記カプセル３Ｋは、前記ＳＭＡコイル１２４が非通電状態のとき、前記回転ばね１２３の付勢力により前記螺旋構造部４４と管腔内壁との接触状態に応じてこの螺旋構造部４４が最適な螺旋外径となり、螺旋構造部４４の螺旋形状を適正に維持して安定した推進力が得られる。
【０１２７】
本実施例によれば、前記螺旋構造部４４の螺旋外径を大きくする場合のみ通電するので、比較的狭い管腔内を移動する場合、省エネルギ化が可能である。
【実施例７】
【０１２８】
図２６及び図２７は本発明の実施例７に係り、図２６は本発明の実施例７のカプセル型医療装置の構成を示す概略図、図２７は図２６の螺旋構造部及び弾性体の動作を示す概略図である。
実施例７は上記実施例１の内部構成に加え、カプセル本体４２の外表面４２ａと螺旋構造部４４との間の距離を螺旋全長に亘って均一に保持可能に構成する。それ以外の構成は上記実施例１とほぼ同様なので、同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
【０１２９】
図２６に示すように実施例７のカプセル３Ｌは、上記実施例１の内部構成に加え、カプセル本体４２の外表面４２ａと螺旋構造部４４との間の距離を螺旋全長に亘って均一に保持可能に構成している。
【０１３０】
さらに具体的に説明すると、前記カプセル３Ｌは、前記実施例１と同様に前記螺旋構造部４４の先端４４ａ及び後端４４ｂがカプセル本体４２の外表面４２ａに固定配置されるとともに、前記カプセル本体４２に対して前記カプセル後端部４３が所定角度回転自在に構成されている。
【０１３１】
したがって、前記カプセル３Ｌは、前記実施例１と同様に前記カプセル後端部４３が所定角度回転されることにより、前記螺旋構造部４４の先端４４ａの固定位置に対して前記螺旋構造部４４の後端４４ｂの固定位置が前記カプセル本体４２の外周方向に移動し、前記螺旋構造部４４の螺旋外径を変化させることができる。
【０１３２】
さらに、前記カプセル３Ｌは、前記カプセル本体４２の外表面４２ａと螺旋構造部４４との間の距離を螺旋全長に亘って均一に保持可能な柱状の弾性体（以下、柱状弾性体）１２６を前記螺旋構造部４４の複数個所に設けている。また、前記カプセル３Ｌは、前記カプセル本体４２の外表面４２ａに前記柱状弾性体１２６が摺動可能な周溝１２７を複数個所形成している。前記柱状弾性体１２６は、前記螺旋構造部４４に一端が固定され、他端が前記周溝１２７を摺動可能となっている。この柱状弾性体１２６は、例えば樹脂、シリコーンにより形成されている。
【０１３３】
このような構成のカプセル３Ｌは、体腔内管路の管路径に応じてカプセル後端部４３が回転して螺旋構造部４４の螺旋外径を変化させる。と同時に、図２７に示すように前記柱状弾性体１２６は、前記螺旋外径の変化に伴って曲がりつつ、前記周溝１２７を摺動して螺旋形状の変化を吸収することができる。したがって、前記カプセル３Ｌは、前記カプセル本体４２の外表面４２ａと前記螺旋構造部４４との間の距離を螺旋全長に亘って均一に保持することができる。
【０１３４】
本実施例によれば、前記カプセル本体４２の外表面４２ａから離間している前記螺旋構造部４４の螺旋形状を螺旋全長に亘って均一に保持できるため、安定した推進力が得られ体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【実施例８】
【０１３５】
図２８ないし図３１は本発明の実施例８に係り、図２８は本発明の実施例８のカプセル型医療装置の構成を示す概略図、図２９は図２８のカプセル型医療装置の第１変形例を示す概略図、図３０は図２８のカプセル型医療装置の第２変形例を示す概略図、図３１は図２８のカプセル型医療装置の第３変形例を示す概略図である。
実施例８は、螺旋外径変化手段として螺旋構造部４４の先端４４ａと後端４４ｂとのいずれか一方の固定位置を長手軸方向に移動させることにより螺旋外径を変化するよう構成する。それ以外の構成は上記実施例１とほぼ同様なので、同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
【０１３６】
図２８に示すように実施例８のカプセル３Ｍは、カプセル本体４２の中央部後端とカプセル後端部４３との間に細径部１２８が形成されている。この細径部１２８には、移動部材１２９が前記カプセル本体４２の長手軸方向に進退動可能に設けられている。前記移動部材１２９には、カプセル本体４２に先端４４ａが固定された螺旋構造部４４の後端４４ｂが固定されている。この移動部材１２９は、前記細径部１２８に配設されたコイルスプリング１３０により前記細径部１２８の端部側に付勢されている。
【０１３７】
すなわち、前記移動部材１２９は、前記螺旋構造部４４の螺旋外径が広がる方向に付勢している前記コイルスプリング１３０の付勢力に抗して前記螺旋構造部４４の螺旋外径を小さくする方向に移動するようになっている。
【０１３８】
これにより、前記カプセル３Ｍは、前記螺旋構造部４４と管腔内壁との接触部分に発生する推進力の反力、及び前記螺旋構造部４４と管腔内壁との接触部分で生じる径方向への圧縮力によって前記螺旋構造部４４に外力が加わると、移動部材１２９が前記コイルスプリング１３０の付勢力に抗して長手軸方向に移動し、螺旋構造部４４の螺旋外径が小さくなる。したがって、本実施例によれば、腸等の管腔径が小さくなっている部分でも、前記外力によって容易に螺旋構造部４４の螺旋外径が変化するため、体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【０１３９】
さらに、カプセルは、上記実施例７と同様に前記柱状弾性体１２６を設けて構成してもよい。
図２９に示すようにカプセル３Ｎは、前記螺旋構造部４４に前記柱状弾性体１２６を複数箇所設けるとともに、これらの柱状弾性体１２６が長手軸方向に摺動可能な軸方向溝１３１を前記カプセル外表面４２ａに複数個所形成している。
【０１４０】
これにより、前記カプセル３Ｎは、前記柱状弾性体１２６が前記螺旋構造部４４の螺旋外径の変化に伴って曲がりつつ、前記軸方向溝１３１を摺動して螺旋形状の変化を吸収することができる。したがって、前記カプセル３Ｎは、前記カプセル本体４２の外表面４２ａと前記螺旋構造部４４との間の距離を螺旋全長に亘って均一に保持することができる。
【０１４１】
したがって、本変形例によれば、前記実施例８と同様な効果を得ることに加え、実施例７と同様に前記螺旋構造部４４の螺旋形状を螺旋全長に亘って均一に保持できるため、安定した推進力が得られ体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【０１４２】
また、カプセルは、前記カプセル後端部４３を長手軸方向に進退自在に構成してもよい。
図３０に示すようにカプセル３Ｐは、カプセル後端部４３を進退自在に構成してこのカプセル後端部４３に固定されている前記螺旋構造部４４の後端４４ｂの固定位置を進退動するように構成している。さらに具体的に説明すると、前記カプセル３Ｐは、前記細径部１２８が長手軸方向に進退自在に前記カプセル本体４２に内蔵されている。
【０１４３】
前記細径部１２８には、ロッド１３２ａ先端が連結されている。このロッド１３２ａは、アクチュエータ１３２に噛合している。前記アクチュエータ１３２は、前記ロッド１３２ａを噛合する図示しないピニオンを有し、このピニオンを図示しないモータにより回転させて前記ロッド１３２ａを軸方向に進退させる軸方向移動アクチュエータである。このアクチュエータ１３２は、図示しない制御回路に接続されており、この制御回路は、前記制御装置４から送信される制御信号に基づいて前記アクチュエータ１３２を制御駆動するようになっている。
【０１４４】
前記アクチュエータ１３２は、前記ロッド１３２ａを進退動することにより前記細径部１２８を長手軸方向に進退動し、結果として前記カプセル後端部４３を長手軸方向に進退させるようになっている。
【０１４５】
これにより、カプセル３Ｐは、前記実施例８と同様な効果を得ることに加え、螺旋構造部４４の螺旋外径が大きいときには、カプセル全長が短くなるので方向転換等し易くなるとともに確実な螺旋外径の制御が可能となり、体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【０１４６】
なお、カプセルは、カプセル本体４２の全長を変えずに、前記螺旋構造部４４の後端４４ｂの固定位置を長手軸方向に移動可能に構成してもよい。
図３１に示すようにカプセル３Ｑは、螺旋構造部４４の後端４４ｂの固定位置を長手軸方向に進退させる移動部１３３を設けて構成している。前記移動部１３３は、前記螺旋構造部４４の後端４４ｂを固定配置している固定部１３３ａを長手軸方向に進退動させるようになっている。前記固定部１３３ａは、前記カプセル本体４２の外表面４２ａに露出されている。前記移動部１３３は、前記固定部１３３ａを長手軸方向に進退動させる機構が前記カプセル本体４２内部に設けられている。
【０１４７】
さらに具体的に説明すると、前記移動部１３３は、前記固定部１３３ａの背面側を収納する収納室１３３ｂを有し、この収納室１３３ｂの端部側に前記固定部１３３ａを付勢する板ばね１３３ｃが配設されている。前記板ばね１３３ｃは、前記螺旋構造部４４の螺旋外径が広がる方向に付勢している。すなわち、前記移動部１３３は、前記板ばね１３３ｃの付勢力に抗して前記螺旋構造部４４の螺旋外径を小さくする方向に前記固定部１３３ａを移動させるようになっている。
【０１４８】
また、カプセル３Ｑは、前記カプセル３Ｎと同様に前記螺旋構造部４４に前記柱状弾性体１２６を複数箇所設けるとともに、これらの柱状弾性体１２６が長手軸方向に摺動可能な軸方向溝１３１Ｑを前記カプセル外表面４２ａに複数個所形成している。なお、前記軸方向溝１３１Ｑは、前記軸方向溝１３１に比べてカプセル本体４２の外表面４２ａの全長に亘って形成され、当該長手軸方向に位置する前記柱状弾性体１２６を複数摺動可能となっている。
【０１４９】
これにより、前記カプセル３Ｑは、前記柱状弾性体１２６が前記螺旋構造部４４の螺旋外径の変化に伴って曲がりつつ、前記軸方向溝１３１を摺動して螺旋形状の変化を吸収することができる。したがって、前記カプセル３Ｑは、前記カプセル本体４２の外表面４２ａと前記螺旋構造部４４との間の距離を螺旋全長に亘って均一に保持することができる。
【０１５０】
したがって、本変形例によれば、前記実施例８と同様な効果を得ることに加え、実施例７と同様に前記螺旋構造部４４の螺旋形状を螺旋全長に亘って均一に保持できるため、安定した推進力が得られ体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【実施例９】
【０１５１】
図３２ないし図３７は本発明の実施例９に係り、図３２は本発明の実施例９のカプセル型医療装置の構成を示す概略図、図３３は図３２の螺旋構造部の螺旋外径変化を示すカプセル型医療装置の正面図、図３４は断面二次モーメントをカプセル本体の長手軸方向に最小となるように形成した柱状弾性体の動作を示す説明図、図３５は図３２のカプセル型医療装置の第１変形例を示す概略図、図３６は図３２のカプセル型医療装置の第２変形例を示す概略図、図３７は図３２のカプセル型医療装置の第３変形例を示す概略図、図３８は図３７の螺旋構造部の螺旋外径変化を示すカプセル型医療装置の正面図である。
【０１５２】
実施例９は、螺旋外径変化手段として螺旋構造部４４とカプセル本体４２の外表面４２ａとの間を前記柱状弾性体１２６により連結して構成する。それ以外の構成は上記実施例１とほぼ同様なので、同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
【０１５３】
図３２に示すように実施例９のカプセル３Ｒは、前記螺旋構造部４４が切断され、隣り合う螺旋同士の間隔を所定距離離間して前記カプセル本体４２の外表面４２ａに複数配置されて構成している。前記複数の螺旋構造部４４は、それぞれカプセル本体４２の外表面４２ａとの間を前記柱状弾性体１２６により連結されている。
【０１５４】
さらに具体的に説明すると、前記複数の螺旋構造部４４は、それぞれの両端部に前記柱状弾性体１２６を設けている。これら柱状弾性体１２６は、前記カプセル本体４２の外表面４２ａに接着等により固定され、当該螺旋構造部４４を前記カプセル本体４２の外表面４２ａに支持固定している。なお、前記柱状弾性体１２６は、前記螺旋構造部４４の螺旋方向に曲がり易いように断面二次モーメントを螺旋方向に最小となるように形成されている。
【０１５５】
このような構成のカプセル３Ｒは、前記螺旋構造部４４と管腔内壁との接触部分に発生する推進力の反力、及び前記螺旋構造部４４と管腔内壁との接触部分で生じる径方向への圧縮力によって前記螺旋構造部４４に外力が加わると、図３３に示すように前記柱状弾性体１２６が螺旋方向に広がるように曲がることにより、前記螺旋構造部４４の螺旋外径が小さくなる。前記螺旋構造部４４は、隣り合う螺旋同士の間隔を所定距離離間して前記カプセル本体４２の外表面４２ａに配置されているが、螺旋外径が小さくなることにより螺旋全長の短縮を吸収するようになっている。
【０１５６】
これにより、カプセル３Ｒは、上記実施例３及び実施例６と同様な効果を得ることに加え、前記柱状弾性体１２６が螺旋方向に曲がるので、前記螺旋構造部４４が径方向にのみ変化することにより体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【０１５７】
なお、カプセル３Ｒは、前記柱状弾性体１２６が前記カプセル本体４２の長手軸方向に倒れるように形成して前記螺旋構造部４４の螺旋外径を変化するように構成してもよい。 図３４に示すように前記柱状弾性体１２６は、断面二次モーメントが前記カプセル本体４２の長手軸方向に対して最小となるように形成している。
【０１５８】
これにより、カプセル３Ｒは、前記螺旋構造部４４と管腔内壁との接触部分に発生する推進力の反力、及び前記螺旋構造部４４と管腔内壁との接触部分で生じる径方向への圧縮力によって前記螺旋構造部４４に外力が加わると、前記柱状弾性体１２６が前記カプセル本体４２の長手軸方向に倒れることにより、前記螺旋構造部４４の螺旋外径が小さくなる。したがって、カプセル３Ｒは、前記螺旋構造部４４が前記カプセル本体４２の長手軸方向に倒れるので、腸等の細い管腔に挿入していく螺旋外径変化が起こり易くなり、体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【０１５９】
また、カプセルは、外周方向に隣り合う螺旋構造部４４を連結して構成してもよい。
図３５に示すようにカプセル３Ｓは、外周方向に隣り合う螺旋構造部４４を弾性部材１３４により連結して構成している。これにより、前記カプセル３Ｓは、螺旋構造部４４の繋ぎ目がなだらかに形成されるので、カプセル本体４２の回転時の抵抗が小さくなり、効率よく回転、推進が可能となり、よって体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【０１６０】
また、カプセルは、前記複数の螺旋構造部４４をカプセル本体４２の長手軸方向に互い違いに配置して構成してもよい。
図３６に示すようにカプセル３Ｔは、複数の螺旋構造部４４が重なるようにカプセル本体４２の長手軸方向に互い違いに配置して構成している。
【０１６１】
これにより、前記カプセル３Ｔは、複数の螺旋構造部４４がカプセル本体４２の長手軸方向に互い違いに位置しているので、螺旋外径が小さくなったとき、長手軸方向に隣り合う螺旋構造部４４が重なるようにして螺旋全長の短縮を吸収することができる。また、前記カプセル３Ｔは、略連続的に螺旋構造部４４を設けることができるので、効率的に推進力が得られ、体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【０１６２】
また、カプセルは、カプセル本体４２の長手軸方向に略アーチ状に設けた複数の弾性部材に前記複数の螺旋構造部４４を外周方向に互い違いに連結して構成してもよい。
図３７に示すようにカプセル３Ｕは、カプセル本体４２の長手軸方向に複数の弾性部材１３５を略アーチ状に設け、これらのアーチ状弾性部材１３５に前記複数の螺旋構造部４４を外周方向に互い違いに連結して構成している。
【０１６３】
さらに具体的に説明すると、カプセル３Ｕは、２本一組のアーチ状弾性部材１３５をカプセル本体４２の長手軸方向にカプセル先端側と後端側とに両端を固定して複数設けている。カプセル３Ｕは、前記２本一組のアーチ状弾性部材１３５に対して前記複数の螺旋構造部４４が重なるようにカプセル本体４２の長手軸方向に互い違いに連結している。
【０１６４】
このような構成のカプセル３Ｕは、前記螺旋構造部４４と管腔内壁との接触部分に発生する推進力の反力、及び前記螺旋構造部４４と管腔内壁との接触部分で生じる径方向への圧縮力によって前記螺旋構造部４４に外力が加わると、図３８に示すように隣り合うアーチ状弾性部材１３５が外周方向に撓んで広がることにより、前記螺旋構造部４４の螺旋外径が小さくなる。
【０１６５】
これにより、前記カプセル３Ｕは、上記実施例９と同様な効果を得ることに加え、前記アーチ状弾性部材１３５を前記柱状弾性体１２６に比べて長く形成しているので柔らかい構造が製作可能である。したがって、前記カプセル３Ｕは、腸壁からの小さな力でも敏感に螺旋構造部４４の螺旋外径を変化させることができるので、体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【実施例１０】
【０１６６】
図３９ないし図４１は本発明の実施例１０に係り、図３９は本発明の実施例１０のカプセル型医療装置の構成を示す概略図、図４０は図３９の螺旋構造部の螺旋外径変化を示すカプセル型医療装置の正面図、図４１は図３９のカプセル型医療装置の第２変形例を示す概略図である。
実施例１０は、螺旋外径変化手段として複数の弾性部材により螺旋構造部４４を形成して構成する。それ以外の構成は上記実施例１とほぼ同様なので、同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
【０１６７】
図３９に示すように実施例１０のカプセル３Ｖは、複数の弾性部材１３６により螺旋構造部４４を形成して構成している。さらに具体的に説明すると、前記複数の弾性部材１３６は、前記カプセル本体４２の外表面４２ａに両端を接着等に固定して外周方向に互い違いに重なるように配置される。
【０１６８】
このような構成のカプセル３Ｖは、前記螺旋構造部４４を形成している複数の弾性部材１３６と管腔内壁との接触部分に発生する推進力の反力、及び前記複数の弾性部材１３６と管腔内壁との接触部分で生じる径方向への圧縮力によって前記複数の弾性部材１３６に外力が加わると、図４０に示すように隣り合う弾性部材１３６が外周方向に撓んで広がることにより、螺旋外径が小さくなる。このとき、カプセル３Ｖは、長手軸方向に隣り合う弾性部材１３６が重なるようにして螺旋全長の短縮を吸収することができる。
【０１６９】
これにより、前記カプセル３Ｖは、上記実施例９と同様な効果を得ることに加え、略連続的に螺旋構造部４４を設けることができるので、効率的に推進力が得られる。また、カプセル３Ｖは、前記複数の弾性部材１３６を前記柱状弾性体１２６に比べて長く形成しているので柔らかい構造が製作可能であり、腸壁からの小さな力でも敏感に螺旋外径を変化させることができる。したがって、前記カプセル３Ｖは、体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【０１７０】
なお、カプセルは、前記複数の弾性部材１３６をそれぞれ独立に設けて構成してもよい。
図４１に示すようにカプセル３Ｗは、前記複数の弾性部材１３６を離間してそれぞれ独立に前記カプセル本体４２の外表面４２ａに配置して構成している。
【０１７１】
これにより、カプセル３Ｗは、前記実施例１０と同様な効果を得ることに加え、実施例７と同様に前記螺旋構造部４４の螺旋形状を螺旋全長に亘って均一に保持できるため、安定した推進力が得られ体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【実施例１１】
【０１７２】
図４２及び図４３は本発明の実施例１１に係り、図４２は本発明の実施例１１のカプセル型医療装置の構成を示す概略図、図４３はカプセル本体の外周方向に断面二次モーメントが小さくなる形状に形成した柱状弾性体の動作を示すカプセル型医療装置の正面図である。
実施例１１は、複数の柱状弾性体を螺旋状に連続的に配置して螺旋構造部４４を形成して構成する。それ以外の構成は上記実施例１とほぼ同様なので、同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
【０１７３】
図４２に示すように実施例１１のカプセル３Ｘは、複数の柱状弾性体１３７をカプセル本体４２の外表面４２ａに連続的に螺旋状に配置固定して螺旋構造部４４を形成して構成している。前記柱状弾性体１３７は、球状に形成した頭部１３７ａを有して管腔内壁に滑らかに接触可能に構成されている。なお、前記頭部１３７ａは、管腔内壁に滑らかに接触可能であれば球状でなくともよく、半球状、円錐上等に形成してもよい。
【０１７４】
また、前記柱状弾性体１３７は、それぞれ互いに独立して前記カプセル本体４２の外表面４２ａに配置しているので、柔らかく、均一な螺旋構造部４４が形成可能である。これにより、前記カプセル３Ｘは、推進力の均一性が保たれ、体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【０１７５】
なお、前記柱状弾性体１３７は、断面二次モーメントが前記カプセル本体４２の長手軸方向に対して最小となるように形成している。これにより、前記カプセル３Ｘは、前記柱状弾性体１３７と管腔内壁との接触部分に発生する推進力の反力、及び前記柱状弾性体１３７と管腔内壁との接触部分で生じる径方向への圧縮力によって前記柱状弾性体１３７に外力が加わると、前記カプセル本体４２の長手軸方向に撓むことにより、前記螺旋構造部４４の螺旋外径が小さくなる。
【０１７６】
したがって、本実施例によれば、腸等の管腔径が小さくなっている部分（閉じた部分）でも、前記外力によって容易に螺旋構造部４４の螺旋外径が変化するため、体腔内管路の深部方向への挿入性が向上する。
【０１７７】
なお、前記柱状弾性体１３７は、螺旋方向に断面二次モーメントが小さくなる形状に形成してもよい。これにより、前記カプセル３Ｘは、前記柱状弾性体１３７が螺旋方向に撓むので、螺旋外径変化時に螺旋構造部４４に垂直方向への変化がない。したがって、前記カプセル３Ｘは、螺旋構造部４４の外径変化が効率的に可能となり、推進性が向上する。
【０１７８】
また、前記柱状弾性体１３７は、前記カプセル本体４２の外周方向に断面二次モーメントが小さくなる形状に形成してもよい。これにより、前記カプセル３Ｘは、図４３に示すように前記柱状弾性体１３７がカプセル本体４２の外周方向に撓むので、カプセル本体４２の回転動作方向に螺旋構造部４４が変化する。したがって、前記カプセル３Ｘは、螺旋外径変化がカプセル本体４２の回転動作の抵抗にならないので、効率的な回転動作ができ、挿入性が向上する。
【実施例１２】
【０１７９】
図４４ないし図４８は本発明の実施例１２に係り、図４４は本発明の実施例１２のカプセル型医療装置の構成を示す概略図、図４５は図４４のカプセル型医療装置の第１変形例を示す概略図、図４６は図４４のカプセル型医療装置の第２変形例を示す概略図、図４７は図４４のカプセル型医療装置の第３変形例を示す概略図、図４８は図４７の螺旋構造部の螺旋外径変化を示すカプセル型医療装置の正面図である。
【０１８０】
上記実施例９〜１１は螺旋外径変化手段として柱状弾性体または弾性部材を用いて構成しているが、実施例１２は螺旋外径変化手段として上記実施例９〜１１の構成に加え、前記柱状弾性体または弾性部材を機械的に傾けさせるように構成する。それ以外の構成は上記実施例９〜１１とほぼ同様なので、同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
【０１８１】
なお、実施例１２は、上記実施例１１の柱状弾性体１３７を代表例として説明する。
【０１８２】
図４４に示すように実施例１２のカプセル３Ｙは、カプセル内部構造体１３８と、このカプセル内部構造体１３８を収納するカプセルシース１３９と有して構成している。前記カプセル内部構造体１３８には、上記実施例１で説明したマグネット８、対物光学系２１、撮像素子２２、照明素子２３等が収納されている。前記カプセル内部構造体１３８は、外周面に前記柱状弾性体１３７を複数固定配置して螺旋構造部４４を設けている。
【０１８３】
前記カプセルシース１３９は、前記先端カバー４１と、前記カプセル内部構造体１３８を収納する収納部１３９ａと、前記カプセル後端部４３とを有して構成している。前記カプセルシース１３９は、前記収納部１３９ａに前記カプセル内部構造体１３８を収納している。また、前記カプセルシース１３９は、前記複数の柱状弾性体１３７を貫通孔１３９ｂを介してシース外表面１３９ｃに突出させている。この場合、前記シース外表面は、カプセル本体４２の外表面４２ａとなる。
【０１８４】
前記カプセルシース１３９は、前記カプセル内部構造体１３８を長手軸方向に進退動させるためのアクチュエータ１４０が前記カプセル後端部４３に収納配置されている。
【０１８５】
前記アクチュエータ１４０は、ロッド１４０ａを噛合している。前記アクチュエータ１４０は、ロッド１４０ａを進退動させる。この進退動されるロッド１４０ａの先端には、前記カプセル内部構造体１３８が連結されている。
【０１８６】
前記アクチュエータ１４０は、前記ロッド１４０ａを進退動させることにより前記カプセルシース１３９に対して前記カプセル内部構造体１３８を長手軸方向に相対的に進退動させる。すると、前記カプセルシース１３９は、前記貫通孔１３９ｂの壁面により前記柱状弾性体１３７を押圧してこの柱状弾性体１３７をカプセル長手軸方向に傾けさせる。
【０１８７】
これにより、前記カプセル３Ｙは、前記柱状弾性体１３７により形成される螺旋構造部４４の螺旋外径を小さくすることができ、上記実施例１１と同様な効果を得ることができる。また、前記カプセル３Ｙは、前記貫通孔１３９ｂ分の小さな動きで螺旋構造部４４の螺旋外径を変化させることができるので、前記アクチュエータ１４０によるロッド１４０ａのストロークを小さくして小型化できる。
【０１８８】
なお、前記カプセル３Ｙは、上記実施例１１で説明した柱状弾性体１３７を用いて説明しているが、上記実施例９〜１０までの柱状弾性体または弾性部材を用いて構成しても同様な効果を得る。
【０１８９】
また、カプセルは、前記アクチュエータ１４０の代わりにコイルスプリング及びＳＭＡワイヤを用いて構成してもよい。
図４５に示すようにカプセル３Ｚは、前記アクチュエータ１４０の代わりにコイルスプリング１４１及びＳＭＡワイヤ１４２を前記カプセル後端部４３に収納配置して構成している。
【０１９０】
前記ＳＭＡワイヤ１４２の一端は、前記カプセル内部構造体１３８に連結され、他端は前記カプセル後端部４３の内壁に固定されている。また、前記コイルスプリング１４１は、前記カプセル内部構造体１３８をカプセル先端側に常時付勢している。
【０１９１】
前記ＳＭＡワイヤ１４２は、図示しないスイッチがオンして通電されることにより、前記コイルスプリング１４１の付勢力に抗して縮み、前記カプセル内部構造体１３８をカプセル後端側へ退かせるようになっている。これにより、前記ＳＭＡワイヤ１４２は、通電により前記柱状弾性体１３７を傾けさせてこの柱状弾性体１３７により形成される螺旋構造部４４の螺旋外径を小さくすることができる。
【０１９２】
したがって、カプセル３Ｚは、前記柱状弾性体１３７により形成される螺旋構造部４４の螺旋外径を小さくすることができ、上記実施例１２と同様な効果を得ることができる。
【０１９３】
また、図４６に示すように前記カプセル３Ｚは、前記貫通孔１３９ｂの位置を変更することにより、前記柱状弾性体１３７をカプセル先端側に傾けさせた状態から垂直に立たせた状態すなわち、螺旋構造部４４の螺旋外径が小さくなる状態から大きくなる状態にすることも可能である。
【０１９４】
また、カプセルは、前記アクチュエータ１４０の代わりにモータを用いて構成してもよい。
図４７に示すようにカプセル３αは、前記アクチュエータ１４０の代わりにモータ１４３を前記カプセル後端部４３に収納配置して構成している。
【０１９５】
前記モータ１４３は、駆動軸１４３ａが前記カプセル内部構造体１３８に接続され、このカプセル内部構造体１３８を回転自在に所定角度回転させるようになっている。なお、このモータ１４３は、パルスモータである。
【０１９６】
これにより、前記カプセル３αは、前記モータ１４３を所定角度回転することにより、前記カプセルシース１３９に対して前記カプセル内部構造体１３８が相対的に所定角度回転される。したがって、前記カプセル３αは、図４８に示すように前記貫通孔１３９ｂの壁面により前記柱状弾性体１３７を押圧してこの柱状弾性体１３７をカプセル外周方向に傾けさせ、この柱状弾性体１３７により形成される螺旋構造部４４の螺旋外径を小さくすることができる。この結果、前記カプセル３αは、上記実施例１２と同様な効果を得ることができる。
【０１９７】
なお、上述した各実施例等を部分的に組み合わせる等して構成される実施例も本発明に属する。
【産業上の利用可能性】
【０１９８】
本発明の被検体内挿入装置は、螺旋構造部の螺旋形状を適正に維持して安定した推進力が得られるようにしたので、被検体内で検査、治療又は処置などの医療行為に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１９９】
【図１】本発明の実施例１を備えたカプセル医療装置誘導システムの概略の構成を示す全体構成図である。
【図２】図１のより詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】磁場発生装置の構成を示す概略図である。
【図４】カプセル型医療装置の外観を示す側面図である。
【図５】カプセル型医療装置の構成を示す概略図である。
【図６】カプセル後端部の回転に伴って螺旋構造部の螺旋外径が変化される様子を示す説明図である。
【図７】図５のカプセル型医療装置の第１変形例を示す概略図である。
【図８】図５のカプセル型医療装置の第２変形例を示す概略図である。
【図９】本発明の実施例２のカプセル型医療装置を示す説明図である。
【図１０】図９のカプセル型医療装置の構成を示す概略図である。
【図１１】本発明の実施例３のカプセル型医療装置を示す説明図である。
【図１２】バルーンの膨張・収縮に伴って螺旋構造部の螺旋外径が変化される様子を示す説明図である。
【図１３】バルーンが膨張したときのカプセル型医療装置を示す説明図である。
【図１４】図１１のカプセル型医療装置の第１変形例を示す概略図である。
【図１５】図１１のカプセル型医療装置の第２変形例を示す概略図である。
【図１６】図１１のカプセル型医療装置の第３変形例を示す概略図である。
【図１７】本発明の実施例４のカプセル型医療装置を示す説明図である。
【図１８】図１７のカプセル型医療装置の構成を示す概略図である。
【図１９】図１７のカプセル型医療装置の変形例を示す説明図である。
【図２０】図１９のカプセル型医療装置の構成を示す概略図である。
【図２１】本発明の実施例５の内視鏡挿入部を示す説明図である。
【図２２】図２１の内視鏡挿入部の構成を示す概略図である。
【図２３】本発明の実施例６のカプセル型医療装置の構成を示す概略図である。
【図２４】図２３のカプセル型医療装置の第１変形例を示す概略図である。
【図２５】図２３のカプセル型医療装置の第２変形例を示す概略図である。
【図２６】本発明の実施例７のカプセル型医療装置の構成を示す概略図である。
【図２７】図２６の螺旋構造部及び弾性体の動作を示す概略図である。
【図２８】本発明の実施例８のカプセル型医療装置の構成を示す概略図である。
【図２９】図２８のカプセル型医療装置の第１変形例を示す概略図である。
【図３０】図２８のカプセル型医療装置の第２変形例を示す概略図である。
【図３１】図２８のカプセル型医療装置の第３変形例を示す概略図である。
【図３２】本発明の実施例９のカプセル型医療装置の構成を示す概略図である。
【図３３】図３２の螺旋構造部の螺旋外径変化を示すカプセル型医療装置の正面図である。
【図３４】断面二次モーメントをカプセル本体の長手軸方向に最小となるように形成した柱状弾性体の動作を示す説明図である。
【図３５】図３２のカプセル型医療装置の第１変形例を示す概略図である。
【図３６】図３２のカプセル型医療装置の第２変形例を示す概略図である。
【図３７】図３２のカプセル型医療装置の第３変形例を示す概略図である。
【図３８】図３７の螺旋構造部の螺旋外径変化を示すカプセル型医療装置の正面図である。
【図３９】本発明の実施例１０のカプセル型医療装置の構成を示す概略図である。
【図４０】図３９の螺旋構造部の螺旋外径変化を示すカプセル型医療装置の正面図である。
【図４１】図３９のカプセル型医療装置の第２変形例を示す概略図である。
【図４２】本発明の実施例１１のカプセル型医療装置の構成を示す概略図である。
【図４３】カプセル本体の外周方向に断面二次モーメントが小さくなる形状に形成した柱状弾性体の動作を示すカプセル型医療装置の正面図である。
【図４４】本発明の実施例１２のカプセル型医療装置の構成を示す概略図である。
【図４５】図４４のカプセル型医療装置の第１変形例を示す概略図である。
【図４６】図４４のカプセル型医療装置の第２変形例を示す概略図である。
【図４７】図４４のカプセル型医療装置の第３変形例を示す概略図である。
【図４８】図４７の螺旋構造部の螺旋外径変化を示すカプセル型医療装置の正面図である。
【符号の説明】
【０２００】
１ カプセル型医療装置誘導システム
３ カプセル型医療装置
４ カプセル制御装置
５ 磁場発生装置
６ 交流電源装置
８ マグネット
２２ 撮像素子
２３ 照明素子
３０ モータ
４１ 先端カバー
４２ カプセル本体
４３ カプセル後端部
４４ 螺旋構造部
４５ ベアリング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内に挿入する挿入部本体と、
前記挿入部本体を回転させる回転機構と、
前記回転機構による前記挿入部本体の回転運動を推進力に変換する、前記挿入部本体の外表面に対して径方向に分離して設けた螺旋構造部と、
前記挿入部本体の外表面に対して径方向に分離して設けた前記螺旋構造部の螺旋外径を変化させる螺旋外径変化手段と、
を具備したことを特徴とする被検体内挿入装置。
【請求項２】
前記螺旋外径変化手段は、前記螺旋構造部の一方端と他方端とのいずれか一方を前記挿入部本体の外周方向または長手軸方向に移動可能に固定し、この固定位置を前記挿入部本体の外周方向または長手軸方向に移動させることにより前記螺旋構造部の螺旋外径を変化させることを特徴とする請求項１に記載の被検体内挿入装置。
【請求項３】
前記螺旋外径変化手段は、前記挿入部本体の外表面から離間している前記螺旋構造部の長さを螺旋方向に変更することにより前記螺旋構造部の螺旋外径を変化させることを特徴とする請求項１に記載の被検体内挿入装置。
【請求項４】
前記螺旋外径変化手段は、前記挿入部本体と前記螺旋構造部との間に設け、これら挿入部本体と螺旋構造部との間の距離を変更することにより前記螺旋構造部の螺旋外径を変化させることを特徴とする請求項１に記載の被検体内挿入装置。
【請求項１】
被検体内に挿入する挿入部本体と、
前記挿入部本体を回転させる回転機構と、
前記回転機構による前記挿入部本体の回転運動を推進力に変換する、前記挿入部本体の外表面に対して径方向に分離して設けた螺旋構造部と、
前記挿入部本体の外表面に対して径方向に分離して設けた前記螺旋構造部の螺旋外径を変化させる螺旋外径変化手段と、
を具備したことを特徴とする被検体内挿入装置。
【請求項２】
前記螺旋外径変化手段は、前記螺旋構造部の一方端と他方端とのいずれか一方を前記挿入部本体の外周方向または長手軸方向に移動可能に固定し、この固定位置を前記挿入部本体の外周方向または長手軸方向に移動させることにより前記螺旋構造部の螺旋外径を変化させることを特徴とする請求項１に記載の被検体内挿入装置。
【請求項３】
前記螺旋外径変化手段は、前記挿入部本体の外表面から離間している前記螺旋構造部の長さを螺旋方向に変更することにより前記螺旋構造部の螺旋外径を変化させることを特徴とする請求項１に記載の被検体内挿入装置。
【請求項４】
前記螺旋外径変化手段は、前記挿入部本体と前記螺旋構造部との間に設け、これら挿入部本体と螺旋構造部との間の距離を変更することにより前記螺旋構造部の螺旋外径を変化させることを特徴とする請求項１に記載の被検体内挿入装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【公開番号】特開２００７−１２５３５６（Ｐ２００７−１２５３５６Ａ）
【公開日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１５６１１（Ｐ２００６−１５６１１）
【出願日】平成１８年１月２４日（２００６．１．２４）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月２４日（２００６．１．２４）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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