JP4744540B2 - カプセル内視鏡装置 - Google Patents

Description

本発明は、体腔内に嚥下され、体腔内を撮影することができるカプセル内視鏡装置に関する。

カプセル状にして体腔内の生体情報を得るカプセル医療装置が種々提案されている。例えば、特開２００１−４６３５７号公報には、生体内に留置されるラジオカプセルと、受信アンテナを備えた体外ユニットとからなるカプセル受信システムが開示されている。

また、ＰＣＴ出願のＷＯ ０１／６５９９５にも光学系を備えたカプセルが開示されている。
特開２００１−４６３５７号公報 ＰＣＴ出願のＷＯ ０１／６５９９５公報

例えば、前記ＰＣＴ出願のＷＯ ０１／６５９９５に記載の従来例においては、検査対象とされる部位にカプセル内視鏡が到着するまでの期間に撮影されたデータが不要となってしまうという、問題がある。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、検査対象とされる部位にカプセル内視鏡が到着してから撮影を開始し、不要な体腔内の撮影を無くすことができるようにしたカプセル内視鏡装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため本発明によるカプセル内視鏡装置は、体腔内に嚥下されて体腔内を撮像する撮像手段を備えたカプセル内視鏡と、生体外に配置され前記カプセル内視鏡と通信して該カプセル内視鏡の撮像手段が撮像した撮像信号を取得する体外ユニットとを有するカプセル内視鏡装置において、前記体外ユニットは、前記カプセル内視鏡における前記撮像手段による前記体腔内の撮影を開始するまでの時間を設定するタイマ手段と、前記撮像手段による前記体腔内の撮影を開始するまでの時間および前記撮像手段の撮影間隔に係るタイムスケジュールデータを記憶する記憶手段と、前記タイマ手段を起動するトリガ信号を発生するとトリガ手段と、前記カプセル内視鏡との間で少なくとも前記撮像信号および当該カプセル内視鏡における前記撮像手段による撮像を開始させるための制御信号の送受信を行うための通信部と、当該体外ユニット内における上記通信部以外の所定の回路の動作制御を行う動作制御部と、前記通信部および前記動作制御部に対して電力を供給する電力供給部と、前記電力供給部に設けられ、前記タイマ手段の状態に応じて、前記動作制御部への電力供給の可否を制御する電源制御回路部と、前記電力供給部から前記動作制御部への電力供給の有無に拘わらず前記タイマ手段に対して電力を供給する保守電源と、を備え、前記タイマ手段は、前記通信部と前記カプセル内視鏡との間での送受信を確立した後に前記トリガ信号を発生するトリガ手段の作用に応じて、時間計測を開始し、前記通信部は、前記タイマ手段の計測により所定時間に達した際に、前記カプセル内視鏡に対して前記撮像手段による前記体腔内の撮影を開始するよう前記制御信号を送信し、前記電源制御回路部は、前記タイマ手段が計測を開始した後より当該タイマ手段の計測により所定時間に達するまでの間前記動作制御部への電力供給を遮断するよう制御することを特徴とする。

本発明によるカプセル内視鏡装置は、検査対象とされる部位にカプセル内視鏡が到着してから撮影を開始し、不要な体腔内の撮影を無くすことができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１及び図２は本発明の実施例１に係り、図１は実施例１のカプセル医療装置の構成を示し、図２は電力供給部の動作説明図を示す。
図１に示すように本発明の実施例１のカプセル医療装置１は、患者の口部から飲み込まれることにより体腔内に挿入されるカプセル状の内視鏡（カプセル内視鏡又はカプセルと略記）２と、体外、例えばベルトなどにより患者の体表面付近に設置され、カプセル内視鏡２により得た生体情報を蓄積する体外ユニット３とを有する。

カプセル内視鏡２はカプセル状容器４内部に照明を行う照明素子５と、この照明素子５で照明された体腔内を撮像する撮像素子６と、照明素子５及び撮像素子６の駆動や撮像された信号に対する信号処理を行う制御回路７と、制御回路７により生成された画像信号を無線で外部に送信する無線回路８と、これら照明素子５、撮像素子６、制御回路７、無線回路８に動作電力を供給する電池９とが内蔵されている。

一方、体外ユニット３は、カプセル内視鏡２から無線で送信される画像信号を蓄積する処理等を行う制御部１１と、この制御部１１に動作電力を供給する電力供給部１２とからなる。

制御部１１はカプセル内視鏡２の無線回路８から無線で送信される画像信号を受信する等する無線回路１４と、この無線回路１４で受信した画像信号等のデータを記憶するメモリ１５と、無線回路１４等を含む制御部１１内部の各回路の制御を行う制御回路１６と、体外ユニット３の状態の情報を表示する表示装置１７と、外部の図示しないパーソナルコンピュータ等に接続して、メモリ１５に蓄積したデータを転送するＵＳＢコネクタ等からなる外部インタフェース１８と、制御回路１６に接続され、術者等が指示操作等を行う操作部１９とを有する。

この制御部１１に動作電力を供給する電力供給部１２には、ソケット２１が設けてあり、このソケットには複数の電力供給源として、例えば２つのバッテリ２２ａ、２２ｂを着脱自在に装着することができるようにしている。バッテリ２２ａ、２２ｂとしては例えば充電可能なリチウムイオン電池を採用することができる。

バッテリ２２ａ、２２ｂの電力は２系統の構成にしたメインスイッチ２３の各スイッチ２３ａ、２３ｂを経てリレー（のスイッチ）２４ａ、２４ｂ側に供給されると共に、電圧検出を行う電圧検出回路２５ａ、２５ｂに入力される。
メインスイッチ２３を構成するスイッチ２３ａ、２３ｂは、連動するスイッチであり、ユーザの操作で連動してＯＮ／ＯＦＦできる。

電圧検出回路２５ａ、２５ｂは検出した電圧値を電源監視回路２６に伝達する。電源監視回路２６は、電圧検出回路２５ａ、２５ｂで検出した値に基づき、２つのバッテリ２２ａ、２２ｂの残量状態が十分か残量が少なくバッテリ切替を行うべき状態かを（バッテリ切替閾値等）で判定し、その判定結果を告知用のＬＥＤ２７ａ、２８ａ、２７ｂ、２８ｂで別々に表示する。

ＬＥＤ２７ａ、２８ａは例えばバッテリ２２ａの残量状態を表示するもので、残量が十分の場合には緑色で発光するＬＥＤ２７ａを点灯させ、残量が少なくなると黄色で発光するＬＥＤ２８ａを点灯させる。
さらに残量が少なくなり切替閾値以下になると黄色で発光するＬＥＤ２８ａを点滅させて交換を促すように告知する。

同様に、ＬＥＤ２７ｂ、２８ｂは例えばバッテリ２２ｂの残量状態を表示するもので、残量が十分の場合には緑色で発光するＬＥＤ２７ｂを点灯させ、残量が少なくなると黄色で発光するＬＥＤ２８ｂを点灯させる。
さらに残量が少なくなると黄色で発光するＬＥＤ２８ｂを点滅させて交換を促すように告知する。

また、電源監視回路２６は、バッテリ２２ａ、２２ｂの残量状態の情報を制御回路１６に送り、制御回路１６は表示装置１７で残量状態の表示を行えるようにしている。

また、この電源監視回路２６は、電圧検出回路２５ａ、２５ｂの検出出力に応じて、リレー２４ａ、２４ｂのＯＮ／ＯＦＦを制御するリレー制御出力２６ａ、２６ｂをアンド回路２９ａ、２９ｂを介してリレー２４ａ、２４ｂに出力し、リレー２４ａ、２４ｂのＯＮ／ＯＦＦを制御する。

具体的には、後述するように例えば一方のバッテリ２２ａで使用している状態で、その検出電圧の値が切替閾値以下に達した場合には、他方のバッテリ２２ｂを選択するようにリレー２４ｂをＯＮにしてその他方のバッテリ２２ｂで電力供給を行う状態にした直後にバッテリ２２ａに接続されたリレー２４ａをＯＦＦにするＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。

このリレー２４ａ、２４ｂは電源が供給されていない状態ではクローズ（ＯＮ）状態となるリレーであり（例えばメインスイッチ２３がＯＦＦにされた状態ではＯＮ）、アンド回路２９ａ、２９ｂの出力信号でＯＮ／ＯＦＦが制御される。また、リレー２４ａ、２４ｂは例えば“Ｌ”でＯＮとなり、“Ｈ”でＯＦＦとなるものとする。

また、本実施例では、メインスイッチ２３がＯＮされたような初期状態における所定の制御動作状態を保持するようにタイマ回路３１が設けてあり、このタイマ回路３１は電源監視回路２６と共にアンド回路２９ａ、２９ｂを介してリレースイッチ２４ａ、２４ｂのＯＮ／ＯＦＦを制御する。

具体的には、タイマ回路３１は、メインスイッチ２３がＯＮされた際に、電源監視回路２６の状態に関わらず、２つのリレー２４ａ、２４ｂをＯＮの状態に保持する。つまり、この場合には、タイマ回路３１のアンド回路２９ａ及び２９ｂへの出力は“Ｌ”を保持し、その後に電圧検出回路２５ａ、２５ｂ、電源監視回路２６等が安定した動作状態に達した後に、“Ｈ”を保持し、電源監視回路２６のリレー制御出力２６ａ、２６ｂでリレー２４ａ、２４ｂのＯＮ／ＯＦＦ制御を可能にする状態を保持する。

なお、タイマ回路３１には、リレー２４ａ、２４ｂを通した制御部１１に接続された電源端子から抵抗Ｒをそれぞれ介してバッテリ２２ａ、２２ｂから動作に必要な電力が供給される。抵抗Ｒの抵抗値は電圧検出回路２５ａ、２５ｂによるバッテリ２２ａ、２２ｂの電圧検出に影響しないような大きな値である。
図示しないが、電源開始回路２６、アンド回路２９ａ、２９ｂ等も、タイマ回路３１への電力供給と同様な方法で動作に必要な電力が供給されている。

このようにメインスイッチ２３のＯＮによる初期状態では、バッテリ２２ａ、バッテリ２２ｂのどちらかが消費されている、もしくはソケット２１に装着されていない状態であっても安定的に制御部１１及び電力供給部１２に電力が供給されるようになっている。そして、電源監視回路２６等による動作が安定状態になった時間間隔の後に、タイマ回路３１はリレー２４ａ、２４ｂの制御信号の状態を変化させる。具体的にはタイマ回路３１の出力は“Ｈ”となる。

従って、その後は、電源監視回路２６の制御に従い、バッテリ２２ａ、２２ｂの接続が制御される。電源監視回路２６は一方のバッテリ（例えばバッテリ２２ａ）の接続をＯＮにし、他方の接続をＯＦＦにする。

本実施例では、体外ユニット３に、制御部１１に動作用の電力を供給する電力供給部１２に複数の電力源を着脱自在（交換自在）に設け、各電力源の電気エネルギ残量を監視して、実際に使用中の電力源の電気エネルギ残量が少なくなった場合には、電気エネルギの残量が十分な他方の電力源に切り替える電力源セレクト手段を形成していることが特徴となっており、この構成により動作中においても、その動作を中断させることなく、電気エネルギ残量が少なくなった電力源を交換可能にしている。

このような構成による本実施例の動作を図２のタイミングチャートを参照して説明する。
メインスイッチ２３が投入（ＯＮ）される前のＯＦＦ状態ではリレー２４ａ、２４ｂはＯＮに保持されており、メインスイッチ２３がＯＮされると、電源監視回路２６やタイマ回路３１等の電力供給部１２と共に、制御部１１に電力が供給されるようになる。

電力が供給されると、タイマ回路３１は電源監視回路２６よりも短い時間で動作状態に立ち上がり、そのタイマ回路３１の出力を“Ｌ”に保持し、その間に電源監視回路２６及び電圧検出回路２５ａ、２５ｂ等も動作状態になる。

そして、電圧検出回路２５ａ、２５ｂにより、バッテリ２２ａ、２２ｂの電圧検出が行われ、その検出出力が電源監視回路２６に入力され、電源監視回路２６は入力される電圧検出値が切替閾値以下か否かの判断を行う。図２のようにバッテリ２２ａ、２２ｂの電圧検出値が共に切替閾値を越えている場合には、例えばリレー制御出力２６ａを“Ｌ”に、他方のリレー制御出力２６ｂを“Ｈ”にする。

その後、タイマ回路３１の出力は“Ｌ”に切り替わり、電源監視回路２６等によるリレー制御出力２６ａ、２６ｂで、リレー２４ａ、２４ｂはＯＮ／ＯＦＦが制御される状態となる。この場合には、リレー２４ａはＯＮ、リレー２４ｂはＯＦＦとなる。

つまり、バッテリ２２ａの電力で制御部１１及び電力供給部１２が動作する状態となる。そして、このバッテリ２２ａの電圧が時間の経過と共に、減少し、その値が切替閾値以下になると、リレー制御出力２６ｂが“Ｌ”に切替られて、リレー２４ｂがＯＮに切替られ、その直後にリレー制御出力２６ａが“Ｈ”に切替られて、リレー２４ａがＯＦＦに切替られる。

この場合、図２には示していないがＬＥＤ２８ａが点滅して、バッテリ２２ａの交換を促す。
そして、今度はバッテリ２２ｂにより、制御部１１及び電力供給部１２は継続して動作状態を維持する。

そして、その間にバッテリ２２ａが交換されると、その電圧検出回路２５ａの検出を介して電源監視回路２６はその電圧が切替閾値以上であることを検出する。そして、さらに時間の経過により、バッテリ２２ｂの電圧が切替閾値以下になると、リレー制御出力２６ａが“Ｌ”に切替られて、リレー２４ａがＯＮに切替られ、その直後にリレー制御出力２６ｂが“Ｈ”に切替られて、リレー２４ｂがＯＦＦに切替られる。

この場合、ＬＥＤ２８ｂが点灯して、バッテリ２２ｂの交換を促す。このようにして、本実施例では長時間の連続動作が可能となる。

本実施例は以下の効果を有する。
本実施例では複数のバッテリ２２ａ、２２ｂを用いて、一方のバッテリの電池残量が少なくなると、自動的に電池残量が十分な他方のバッテリに切り替えるようにしているので、使用中でも電池残量が少なくなった方のバッテリを交換して、どの体外ユニット３の動作を中断することなく、長時間の連続動作をさせることができる。

従って、バッテリの容量による駆動時間の限界をなくすことができる。
また、このような構成及び動作ができるので、体に取り付ける体外ユニット３の重さ及び大きさを抑えることができる。
また、体外ユニット３を軽量に構成できる。

なお、図１を参照した構成及び動作説明では、例えばＬＥＤ２８ａは切替閾値に至る前の残量状態で点灯させると説明したが、図２のタイミングチャートにおける切替閾値になる残量状態で点灯させるようにしても良い。
また、バッテリ２２ａ等の残量をＬＥＤ２７ａ，２８ａ等で視覚的に告知する他に、ブザー等で音響的に告知するようにしても良い。

次に図３及び図４を参照して本発明の実施例２を説明する。図３は実施例２のカプセル医療装置の構成を示し、図４は電力供給部の動作説明図を示す。 図３に示すように本発明の実施例２のカプセル医療装置１Ｂは、図１のカプセル医療装置１において、電力供給部１２にはさらに外部電源を着脱自在に接続できるように、外部電源からの電力が供給される外部入力端子３１が設けられ、この外部入力端子３１の電源電圧は電圧検出回路２５ｃで検出されて電源監視回路２６に入力される。

また、外部入力端子３１はＤＣ−ＤＣコンバータ３２を経て制御部１１に動作用の電源が供給されると共に、このＤＣ−ＤＣコンバータ３２の出力端には蓄電手段としてのコンデンサ３３が接続され、蓄電する。

また、電源監視回路２６には外部電源の電圧状態（残量）を告知するＬＥＤ２７ｃが接続され、外部電源の電圧が使用可能な所定レベル以上であるとＬＥＤ２７ｃが点灯し、所定レベル以下になるとＬＥＤ２７ｃが点滅する。なお、ＬＥＤ２７ａ、２８ａのように２つのＬＥＤを設け、ＬＥＤ２７ａ、２８ａと同様の制御を行うようにしても良い。

その他の構成は実施例１と同様であり、同一の構成要素には同じ符号を付け、その説明を省略する。
次に本実施例の動作を図４のタイミングチャ−トを参照して説明する。この場合の使用例として、最初は実施例１のように動作させ、途中で外部電源を接続した場合の動作を説明する。なお、図３におけるコンデンサ３３の出力端の電圧をＰ点電圧と記す。

メインスイッチ２３をＯＮする前では、外部電源が接続されていないとして説明する。この場合には、メインスイッチ２３がＯＮされ、電源監視回路２６によりバッテリ２２ａが選択され、その電圧で動作することは実施例１と同様である。

このバッテリ２２ａが選択され、その電圧で動作している最中に外部電源が接続されると、その電圧が検出されると共に、コンデンサ３３を通したＰ点電圧も指数関数的に立ち上がる。

外部電源の電圧が所定レベル以上であると、電源監視回路２６は所定レベル以上で、且つコンデンサ３３を通した電圧が切替閾値以上に立ち上がるまでに要する時間の後、リレー制御出力２６ａを“Ｌ”から“Ｈ”に切替え、この切替えによりリレー２４ａはＯＮからＯＦＦに切替わる。

この切替えにより、制御部１１及び電力供給部１２はバッテリ２２ａからの電力供給がＯＦＦにされ、外部電源による電力供給で動作する状態となる。なお、この切替の際の図４の符号Ｔ１で示す期間がバッテリ２２ａと外部電源両方で電力供給がされる期間となる。

この状態で使用し、途中で外部電源を外部入力端子３１から外して外部電源による電力供給を停止すると、その外部電源による電圧が検出されて電源監視回路２６はリレー制御出力２６ａを“Ｈ”から“Ｌ”に切替え、この切替えによりリレー２４ａはＯＦＦからＯＮに切替わる。

この切替えにより、制御部１１及び電力供給部１２は外部電源からの電力供給がＯＦＦにされ、バッテリ２２ａによる電力供給で動作する状態となる。なお、この切替えによりコンデンサ３３により保持された電圧は指数関数的に低下し、まもなくその電圧は０になる。この場合、期間Ｔ２は期間Ｔ１と同様にバッテリ２２ａと外部電源とから電力が供給される期間となる。

図４のタイミングチャートによれば、途中で外部電源を接続することにより、バッテリ２２ａで動作させた場合よりもその使用時間を長く動作させることができる。

また、図４では示していないが、外部電源により動作させている期間にバッテリ２２ａ及び２２ｂを交換することもできる。

従って、本実施例によれば実施例１の効果を有する他に、やもえず、バッテリ２２ａ、バッテリ２２ｂともに消費してしまった場合でも外部電源を使用して検査を続行しながら、バッテリ２２ａ及び２２ｂの交換ができる。
また、外部電源を途中で使用することにより、バッテリ２２ａ及び２２ｂで使用する場合よりも長い時間使用することができる。

次に図５ないし及び図８を参照して本発明の実施例３を説明する。図５は実施例３のカプセル医療装置の構成を示し、図６は体外ユニットをパソコンに接続して、タイムスケジュールを入力する様子を示し、図７は動作手順のフローチャートを示し、図８は動作説明のタイミングチャートを示す。

図５に示すカプセル医療装置４１は患者の口部から飲み込まれることにより体腔内に挿入されるカプセル状の内視鏡（カプセル内視鏡又はカプセルと略記）４２と、体外、例えばベルトなどにより患者の体表面付近に設置され、カプセル内視鏡４２により得た生体情報を蓄積する体外ユニット４３と、図６に示すようにこの体外ユニット４３が着脱自在に接続され、タイムスケジュールの入力や、体外ユニット４３にデータを転送したりするパソコン５０とから構成される。

カプセル内視鏡４２はカプセル状容器４４内部に照明を行う照明素子４５と、この照明素子４５で照明された体腔内を撮像する撮像素子４６と、照明素子４５及び撮像素子４６の駆動や撮像された信号に対する信号処理を行う制御回路４７と、制御回路４７により生成された画像信号を無線で外部に送信すると共に外部からの信号を受信する無線回路４８と、これら照明素子４５、撮像素子４６、制御回路４７、無線回路４８に動作電力を供給する電池４９とが内蔵されている。なお、無線回路４８はアンテナも備えている。

一方、体外ユニット４３は、カプセル内視鏡４２と無線による通信状態を保持する無線部５１と、その他の制御動作等を行う制御部５２と、無線部５１及び制御部５２に電力供給を行う電力供給部５３とからなる。

無線部５１は、カプセル内視鏡４２の無線回路４８と通信を行う無線回路５５及び無線で電波の放射及び受信を行うアンテナ５６と、無線回路５５をカプセル内視鏡４２が撮影を行わない状態であっても、カプセル内視鏡４２側の無線回路４８と通信状態を保持するように制御する無線制御回路５７とを有する。

制御部５２は、無線制御回路５７と接続され、全体を制御する制御回路５８と、この制御回路５８に接続された画像データなどを記憶するメモリ５９と、外部装置と接続する外部インタフェース６０と、体外ユニット４３の状態等の表示を行う表示装置６１と、タイマ起動操作を行うトリガボタン６２と、時間計測するリアルタイムクロック（ＲＴＣと略記）６３と、患者のデータ等の設定データを保持するＳＲＡＭ６４と、ＲＴＣ６３及びＳＲＡＭ６４を常時動作状態に電源を供給する保守電源６５とを有する。

設定データは、保守電源６５付きのＳＲＡＭ６４に格納されているので、制御部５２への電源がＯＦＦにされても、設定データが消滅することなく、保持される。保守電源６５はＲＴＣ６３にも常時動作に必要な電力を供給するようにしている。
このＲＴＣ６３は設定された時間が経過した場合にその時間経過を知らせるアラーム出力を有するタイマ回路を内蔵しており、タイマ回路の設定は、後述するように患者データの入力時等に、操作者が入力する。

また、電力供給部５３は、電力を供給するバッテリ６６を有し、このバッテリ６６は電力供給のＯＮ／ＯＦＦを行う電源スイッチ（メインスイッチ）６７を介して制御部５２への電力供給の制御を行う電源制御回路６８に電力を供給すると共に、無線部５１にも電力を供給するようにしている。

この電源制御回路６８は、バッテリ６６に接続された電源スイッチ６７に直列に接続されたリレー６９のＯＮ／ＯＦＦを制御することにより、このリレー６９を経て制御部５２に供給されるバッテリ６６からの電力の供給／遮断を制御する。

また、この電源制御回路６８は手動スイッチ７０が接続され、手動で制御することもできる。
また、電源制御回路６８は、無線制御回路５７及びＲＴＣ６３と接続され、これらの出力に基づいてリレー６９のＯＮ／ＯＦＦを制御する。

本実施例では無線部５１はカプセル４２と通信を行う状態を維持するために常時電力が供給されているが、制御部５２は、画像取得を行わない状態では、その電源がＯＦＦとなるように電力供給部５３の電源制御回路５３が制御することにより、バッテリ６６による駆動時間を長く行えるようにしている。

次に図６を参照してパソコン５０により体外ユニット４３に患者データ７１及びタイムスケジュールデータの入力を行う場合の動作を説明する。
操作者は、図６に示すように体外ユニット４３をパソコン５０の本体５０ａに外部インタフェース６０を介して接続し、パソコン５０のキーボード５０ｂから患者データ７１、タイムスケジュールデータ７２を入力する。

タイムスケジュールデータ７２はカプセル４２を嚥下したときから撮影（撮像）を開始するまでの時間、そして撮影間隔である。
そして、パソコン５０のディスプレイ５０ｃに患者データ７１及びタイムスケジュール７２を表示し、そのデータでＯＫの場合には、キーボード５０ｂから転送の指示操作をして、設定データを体外ユニット４３に送信する。体外ユニット４３の制御回路５８は送信されたデータをＳＲＡＭ６４に格納する。

また、タイムスケジュールデータ７２における撮影開始までのタイマ設定時間データ等はＲＴＣ６３に設定されるようになる。
次に本実施例の動作をまず、図７を参照して説明する。

図７のステップＳ１に示すように、パソコン５０を操作して患者データ入力処理を行い、次にステップＳ２に示すようにパソコン５０と体外ユニット４３を接続し、体外ユニット４３の電源をＯＮする。なお、図７等においては、パソコンをＰＣと略記する。

そして、ステップＳ３に示すようにパソコン５０から体外ユニット４３に設定データの転送を行う。
そして、ステップＳ４に示すようにタイマ設定時間等をセットする。その後、カプセル４２と体外ユニット４３の通信を確立した後、ステップＳ５に示すようにトリガボタン６２を押し、カプセル４２を患者は嚥下する。

トリガボタン６２を押した際に、ステップＳ６に示すようにＲＴＣ６３に設定のタイマがスタートする。この状態では、電源制御回路６８はＲＴＣ６３のタイマ出力を受け、リレー６９をＯＦＦにして制御部５２への電力供給を遮断する。
この状態では、無線部５１は通電状態であり、カプセル４２との通信が可能であることの確認が常にできている状態にある。

なお、カプセル４２との通信が切れるなどイレギュラーな状態が発生した場合には、無線制御回路５７は、電源制御回路６８に通電要求を出力し、制御部５２に通電を再開させる。制御部５２は無線制御回路５７と通信し、状態を判断し、必要に応じて表示装置６１でその状態を表示し、患者、操作者にその状態を知らせる。

ステップＳ６の後、ＲＴＣ６３は撮影開始までの時間が経過したかの判断を行い、その時間の経過を待ち、その時間経過後にアラーム出力を電源制御回路６８に出す。そして、ステップＳ８に示すように電源制御回路６８はリレー６９をＯＮにして制御部５２に電力が供給される状態にする。

また、ＲＴＣ６３は制御回路５８に撮影開始までの時間が経過したことを知らせ、制御回路５８はステップＳ９に示すように撮影（撮像）要求を無線部５２を介してカプセル４２に送信する。

カプセル４２はこの信号を受けて制御回路４７は照明素子４５及び撮像素子４６を動作状態に設定する。
そして照明素子４５はその内部のＬＥＤを点灯して、患者の体腔内を照明し、その照明された体腔内を撮像素子４６で撮像し、制御回路４７で信号処理し、無線回路４８を経て無線で外部の体外ユニット４３に撮像した画像データを送信する（ステップＳ１０）。

そして、ステップＳ１１に示すように体外ユニット４３は終了か否かを判断する。例えば、撮影開始から所定の枚数、或いは所定時間の撮影が行われたかにより終了か否かを判断し、終了していない場合にはステップＳ９に戻り、カプセル４２に撮影要求を出して画像データを送信させる。

そして、所定の枚数等の撮影が行われた後には制御回路５８は無線制御回路５７を介してカプセル４２側に終了のコマンドを送信して撮影動作を終了させると共に、電源制御回路６８に撮影終了の信号を送り、電源制御回路６８はリレー６９をＯＦＦにして終了する（ステップＳ１２）。

図８ではタイミングチャートにより本実施例の代表的な動作例を示す。

体外ユニット４３の電源スイッチ６７の投入された後、パソコン５０から体外ユニット４３に、パソコン５０に入力された患者及びタイムスケジュール等の設定データが転送される。

また、体外ユニット４３に転送された設定データにおけるタイムスケジュールデータはＲＴＣ６３に、患者データはＳＲＡＭ６４に書き込まれる。

その後、トリガボタン６２が操作されて、検査開始の信号が制御回路５８に入力され、ＲＴＣ６３によりタイマ動作が起動すると共に、リレー６９がタイマ動作の期間、ＯＦＦにされる。

そして、タイマ動作により、撮影開始までの時間経過の後、リレー６９がＯＮにされ、体外ユニット４３はカプセル４２に撮影要求の信号を送信し、カプセル４２側はこの信号を受けて撮影（撮像）を行い、撮影した画像データを体外ユニット４３側に送信する。

この場合、体外ユニット４３は、予め設定した例えば所定枚数に達するまで、所定の撮影間隔で撮影要求の信号を送り、この信号が送信される限りはカプセル４２は撮影して画像データを送信することになる。

本実施例は以下の効果を有する。
画像取得が必要となると設定された時間までは、体外ユニット４３の主要部分の回路の動作を完全にＯＦＦすることができるので、体外ユニット４３の電力消費を節約でき、必要とされる動作を長い時間行うことができる。
従って、バッテリ６６の電気エネルギ容量を小さくできるので、小型で装着感のよい体外ユニット４３等を提供できる。

次に図９を参照して本発明の実施例４を説明する。図９は本発明の実施例４のカプセル医療装置４１Ｂを示す。
このカプセル医療装置４１Ｂは実施例３において、体外ユニット４３の電源制御回路６８の代わりに、高速と低速のクロックを切り替えて出力するクロック装置８１を採用した電力供給部５３Ｂを有する体外ユニット４３Ｂを採用している。

また、この電力供給部５３Ｂでは、電源制御回路６８がＯＮ／ＯＦＦ制御を行うリレー６９を採用しないで、バッテリ６６の電力は電源スイッチ６７を経て制御部５２にも供給されるようにしている。また、クロック装置８１はこのクロック装置８１で発生したクロックを制御部５２に供給し、制御部５２はクロック装置８１から供給されるクロックにより動作する。

本実施例では、カプセル４２からの画像取得を行う期間ではクロック装置５２は高速のクロックを制御部５２に供給し、画像取得を行わない期間では低速クロックを制御部５２に供給する。

つまり、画像取得を行わない場合には制御部５２は低速のクロックで消費電力の少ない省電力モードで動作し、画像取得のように高速処理が必要な場合に高速のクロックで動作するようにしている。

つまり、実施例３では画像取得を行わない期間では制御部５２をＯＦＦにしたが、本実施例では省電力モードとし、実施例３において画像取得を行う場合には制御部５２に電力を供給していた期間では、（本実施例では）高速クロックで動作させるようにしている。
上述した以外の構成及び作用は実施例３と同様となる。

本実施例は以下の効果を有する。
画像取得を行わない状態では、システムクロックを低速に切替ておき、画像取得を開始する期間ではクロックを高速側に切り替えることができるため、電力を節約した動作を実現できる。
従って、体外ユニット４３Ｂのバッテリ６６の電気エネルギ容量を少なくでき、小型軽量な体外ユニット４３Ｂを提供できる。

ところで、上述したカプセル２、４２等として、図１０に示すようなカプセル８２を採用しても良い。

この場合、従来例は図１０（Ｄ）に示すようにカプセル外装容器８３の内部に撮像部８４と、撮像部８４を制御する制御回路８５と、撮像部８４で撮像し、制御回路８５で処理した画像データを無線で送信する処理する無線回路８６と、無線回路８６を経た信号を電波で放射するアンテナ８７と、撮像部８４等に動作電源を供給する電池８８とを内蔵しており、カプセル内部でアンテナ８７のＧＮＤと撮像部８４、制御回路８５、無線回路８６、電池８８のＧＮＤとが接続されている。なお、図１０では撮像部８４は撮像素子と照明を行う照明素子をまとめて示している。

この従来例では、アンテナ８７のＧＮＤ面積が小さいので、本実施例では、図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）に示すようにしてアンテナゲインを増大している。
図１０（Ａ）に示すカプセル８２Ａでは、図１０（Ｄ）において、太い線で示す部分が新規の部分であり、アンテナ８７のＧＮＤ端子がカプセル外装容器８３の外部端子８９と接続され且つ、撮像部８４、制御回路８５、無線回路８６等から構成される電気回路のＧＮＤと共通になっている。

カプセル外装容器８３の外部に臨む外部端子８９は人体と接触するようになっている。このため人体をＧＮＤとして使えるためＧＮＤ面積を大きくできる。
従って、人体をＧＮＤとして使うためアンテナ８７のＧＮＤ面積が大きくなり、アンテナゲイン特性を改善できる。

図１０（Ｂ）のカプセル８２Ｂも太い線で示す部分が新規である。このカプセル８２Ｂは、図１０（Ａ）において、さらに撮像部８４、制御回路８５、無線回路８６等から構成される電気回路のＧＮＤがハイパスフィルタ９０を介してアンテナ８７のＧＮＤに接続されている。また外部端子８９は人体と接触するようになっている。

このハイパスフィルタ９０は、無線周波数では低インピーダンスになる様に設計することこの周波数では人体をＧＮＤとして使えるためＧＮＤ面積が大きく見えるようになる。

図１０（Ｃ）のカプセル８２Ｃも太い線で示す部分が新規である。このカプセル８２Ｃは、図１０（Ａ）において、さらに撮像部８４、制御回路８５、無線回路８６等から構成される電気回路のＧＮＤが直列共振回路９１を介してアンテナ８７のＧＮＤに接続されている。また外部端子８９は人体と接触するようになっている。

この直列共振回路９１は無線周波数では低インピーダンスになる様に設計されており、この周波数では人体をＧＮＤとして使えるためＧＮＤ面積を大きくできるようにしている。

次に本発明の実施例５を図１１を参照して説明する。図１１は本発明の実施例５におけるカプセル１１１を示す。
このカプセル１１１は、円筒部分とその両端を丸く覆ったカバーで水密構造のカプセル本体１１２が形成され、その一方の端部側に体腔内の例えばｐＨを検出するｐＨセンサ１１３の検出部を突出（或いは露出）するように設けている。

このｐＨセンサ１１３の検出部をカプセル本体（容器）１１２の孔部から突出させる場合、水密機能が高い接着剤で固定して内部を水密構造にしている。

このｐＨセンサ１１３の後端側はカプセル本体１１２内部に設けたｐＨ検出の処理や検出したｐＨのデータを蓄積したり、外部に送信する通信手段等の機能を備えた回路基板１１４と接続されている。また、この回路基板１１４はこの回路基板１１４を動作させる電源を供給する電池１１５と接続されている。この電池１１５は、例えば酸化銀もしくは形状の自由度が高く、高効率の燃料電池を用いている。

また、本実施例では、カプセル本体１１２内には、ｐＨセンサ１１３と反対側の端部付近に永久磁石或いは磁性体１１６を収納している。
そして、例えばイレウスチューブなどの細長チューブ状で、先端付近に永久磁石を収納した回収具によって、このカプセル１１１が狭窄部等で詰まったような場合には回収できるようにしている。

本実施例では（医療用）生体情報検出手段として、ｐＨを検出するｐＨセンサ１１３を採用しているが、この他に温度センサ、圧力センサ、光センサ、又は血液センサ（具体的にはヘモグロビン検出用センサ）等を採用しても良い。その他のカプセル１１１と体外ユニット５との送受信方法に関しては、例えば実施例３と同様である。

このように本実施例ではセンサ部分（検出部）により、生体内液の化学量（ｐＨ値）、各臓器の温度、カプセル通過時のカプセル外面にかかる管腔内面からの圧力、生体内の明るさ、各臓器のヘモグロビン量（出血の有無）等の情報を入手し、得られたデータはカプセル内部の無線通信手段により体外に置かれている体外ユニット４３の無線部５１に送信される。

そして、無線部５１から制御部５２の制御回路５８を介してメモリ５９により得られたデータを蓄積し、基準値と比較することで、病気や出血等の異常の有無の判断、カプセル通過位置や通過状態の判断を体外において、医者やコメディカル等の医療従事者が行うことができる。

特に、カプセル１１１により被検者は苦痛なく、生体の消化管内部のｐＨ値やヘモグロビン量等を測定することができ、消化器疾患の診断や生理学的解析を行えることの効果が大きい。各種センサは、目的に応じて複数種類用意することで、効率良い検査を行うことができる。送受信を効率的に行っているので、電池寿命を長く保ちつつ、長時間の測定ができるという効果がある。

また、図１１では各種センサを設けたカプセル１１１を説明したが、各種センサの代わりに図１２に示すように超音波探触子１４２を設けたカプセル１４１でも良い。

このカプセル１４１では、カプセル本体１４３の例えば前面には超音波探触子１４２の前面に設けた音響レンズ１４４がカプセル本体１４３の外面に露出するように配置され、音響レンズ１４４はカプセル本体１４３に接着剤等により水密的に固定され、カプセル内部は水密構造になっている。

超音波探触子１４２の裏面側のカプセル内部には、超音波送受信回路や、その信号から超音波断層像を生成する処理等を行う回路基板１１４が配置され、回路基板１１４は電池１１５からの電源で駆動する。また、後端側には永久磁石１１６が収納されている。

このカプセル１４１では、回路基板１１４により形成される超音波送受信回路により体腔内の超音波断層像が生成され、得られたデータは図１１の場合と同様に、体外ユニット４３に送信される。これにより、小腸等、体腔内深部の深さ方向の異常の有無の診断が長時間行える。
光学的な観察手段（撮像手段）と両方を備えても良く、そのような構成にすれば、体腔内表面と深部との診断を一度に行える。

図１３は第２変形例のカプセル１２１を示す。
このカプセル１２１は、円筒とその両端を丸く覆ったカバーでカプセル本体１２２を形成し、さらにカプセル本体１２２を長手方向の２箇所でそれぞれ仕切部材１２３ａ、１２３ｂで仕切り、薬剤収納部１２４、永久磁石／磁性体収納部１２５、体液吸入部１２６との３つの収納手段を形成している。

薬剤収納部１２４には治療のための薬剤１２７を収納し、また収納した薬剤１２７を外部に放出するための開口手段としての投薬口１２８が設けてある。
また、この薬剤収納部１２４と反対側に設けた体液吸入部１２６にも、このカプセル本体１２２外部からの体液を吸入するための体液吸入口１２９が設けてある。

また、永久磁石／磁性体収納部１２５には永久磁石或いは磁性体１３０が収納されている。
投薬口１２８及び体液吸入口１２９の開口は、胃液により消化されるゼラチンや腸液で消化される脂肪酸膜等からなる溶解膜１２８ａ、１２９ａが設けてある。

そして、目的部位にカプセル１２１が到達したら、体外ユニット４３からの制御信号を送信することにより、カプセル１２１で受信して、溶解膜１２８ａ等が消化されて治療用の薬剤１２７の投与や、体液の吸入を行うことができる。又、体外ユニットから放出信号を送り、カプセル医療装置１２１で受信して、放出の制御を行うこともできる。
このように本変形例によれば、目的部位で治療や検査のための体液の吸入等を行うことができる。

図１４は第３変形例のカプセル１３１を示す。
このカプセル１３１は、円筒とその両端を丸く覆ったカバーでカプセル本体１３２を形成し、その一方の端部側には開口１３３を設けて、例えば薬剤注入用注射針１３４を突没自在にしている。このカプセル本体１３２内部には、この薬剤注入用注射針１３４を突没する駆動手段と、その制御手段が配置され、外部の体外ユニットから制御信号を送り、カプセル１３１で受信することにより、薬剤注入用注射針１３４を突没して、薬剤を注入できるようにしている。
また、カプセル本体１３２内部における開口１３３と反対側の端部付近に永久磁石或いは磁性体１３５を収納している。

血液センサや観察手段で出血部位を確認後、体外からの通信によりカプセル内部に収納した止血剤注入針等の処置具の動作を指示し、止血剤であるエタノールや粉末薬品を出血部位に散布して止血することができる。

本変形例によれば、電池寿命を長く保ちつつ止血等の処置を行うことができる。
なお、上述した各実施の形態等を部分的等で組み合わせて構成される実施の形態等は本発明に属する。

［付記］
１．生体に挿入（または嚥下）され、生体情報を得る生体情報検出手段を備えたカプセルと、生体外に配置される体外ユニットとからなるカプセル医療装置において、
オペレーションを開始するトリガ手段と、前記トリガ手段から発生したトリガ信号を受けてから生体情報取得を開始するまでの休止時間を設定するタイマ手段を有することを特徴とするカプセル医療装置。
１．１．付記１において、前記生体情報検出手段は画像を取得する撮像手段であり、前記タイマ手段はトリガ信号を受けてから画像取得を開始するまでの休止時間を設定する。
２．付記１において、前記タイマ手段の休止時間を設定するタイマ設定手段を有する。

３．生体に挿入（または嚥下）され、生体情報を得る生体情報検出手段を備えたカプセルと、生体外に配置される体外ユニットとからなるカプセル医療装置において、
オペレーションを開始するトリガ手段と、前記トリガ手段から発生してからの画像取得間隔を設定するオペレーション設定手段を有し、前記オペレーション設定手段で設定されたタイムスケジュールに従い画像取得操作を実施することを特徴とするカプセル医療装置。
４．付記３において、前記体外ユニットに配置された、前記オペレーション設定手段で設定したオペレーション内容を記録するメモリを有する。

５．生体に挿入（または嚥下）され、生体情報を得る生体情報検出手段を備えたカプセルと、生体外に配置される体外ユニットとからなるカプセル医療装置において、
オペレーションを開始するトリガ手段と、前記トリガ手段から発生したトリガ信号を受けてから生体情報取得を開始するまでの休止時間を設定するタイマ手段を有し、前記タイマ手段が動作中、体外ユニットの少なくとも一部への電力供給を停止する電源制御手段を有することを特徴とするカプセル医療装置。
５．１．付記５において、前記生体情報検出手段は画像を取得する撮像手段であり、前記タイマ手段はトリガ信号を受けてから画像取得を開始するまでの休止時間を設定する。
６．付記５において、前記電源制御手段で電力を停止する部分がカプセルと体外ユニットの通信を行う無線手段以外である。

７．生体に挿入（または嚥下）され、生体情報を得る生体情報検出手段を備えたカプセルと、生体外に配置される体外ユニットとからなるカプセル医療装置において、
オペレーションを開始するトリガ手段と、前記トリガ手段から発生したトリガ信号を受けてから生体情報取得を開始するまでの休止時間を設定するタイマ手段を有し、前記タイマ手段が動作中、体外ユニットの少なくとも一部を省電力モードで動作させる電力制御手段を有することを特徴とするカプセル医療装置。
７．１．付記７において、前記生体情報検出手段は画像を取得する撮像手段であり、前記タイマ手段はトリガ信号を受けてから画像取得を開始するまでの休止時間を設定する。

（付記１〜７．１の背景）
カプセル内視鏡は、カプセル内視鏡本体（以後、カプセル）と、カプセルと通信し送信された（画像）データを保存する体外ユニット、体外ユニットに保存されたデータを表示させる表示ユニットで構成される。

体外ユニットはカプセルによる観察中、常に通信できる様に患者に装着されているかまたは近傍に存在する必要がある。患者の動作を妨げないためにストレージユニットはバッテリ駆動するが、長時間連続動作させるためには容量の大きいバッテリを搭載しなければならず、ストレージユニットが重くなるという問題がある。

また、検査対象とされる部位にカプセル本体が到着するまでの期間に撮影されたデータは不要となってしまう。また、通常の動作状態を維持すると電力を消費してしまうため、バッテリを大型化するなど対応が必要となってしまう。

（付記１〜７．１の目的）
軽量の体外ユニットを備えたカプセル医療装置を提供することを目的として付記１〜７．１の構成にした。

８．カプセル医療装置において、
アンテナのＧＮＤ端子がカプセルの外装に備わるカプセル医療装置。
９．付記８において、アンテナのＧＮＤがカプセル内部のその他の電気回路のＧＮＤとハイパスフィルタ回路を介して接続された。
１０．付記９において、前記ハイパスフィルタ回路が電波として出力される搬送波周波数でインピーダンスが下がる。
１０．付記８において、アンテナのＧＮＤがカプセル内部のその他の電気回路のＧＮＤと直列共振回路を介して接続された。
１１．付記１０において、前記直列共振回路が電波として出力される搬送波周波数でインピーダンスが下がる。

（付記８〜１１の背景）
小型アンテナの場合ＧＮＤ面積を確保することにより、アンテナゲイン特性が確保される。
しかしながらカプセル医療装置の場合電気回路のＧＮＤ面積が非常に小さくなり、アンテナゲイン特性を確保すること難しくなる。 （付記８〜１１の目的）このため、カプセル医療装置の大きさを変えることなく、アンテナゲイン特性を改善するカプセル医療装置を提供することを目的として、付記８〜１１の構成にした。

本発明の実施例１のカプセル医療装置の構成を示すブロック図。 電力供給部の動作説明のタイミングチャート図。 本発明の実施例２のカプセル医療装置の構成を示すブロック図。 電力供給部の動作説明のタイミングチャート図。 本発明の実施例３のカプセル医療装置の構成を示すブロック図。 体外ユニットをパソコンに接続して、タイムスケジュール等を入力する様子を示す図。 動作手順のフローチャート図。 動作説明のタイミングチャート図。 本発明の実施例４のカプセル医療装置の構成を示すブロック図。 変形例等のカプセルの概略の構成を示す図。 本発明の実施例５におけるカプセルの構成を示す図。 本発明の実施例５の第１変形例のカプセルの概略の構成図。 第２変形例のカプセルの概略の構成図。 第３変形例のカプセルの概略の構成図。

符号の説明

４１…カプセル医療装置
４２…カプセル（内視鏡）
４３…体外ユニット
４５…照明素子
４６…撮像素子
４７…制御回路
４８…無線回路
５２…制御部
６２…トリガボタン
６３…リアルタイムクロック
６４…ＳＲＡＭ

Claims (2)

1. 体腔内に嚥下されて体腔内を撮像する撮像手段を備えたカプセル内視鏡と、生体外に配置され前記カプセル内視鏡と通信して該カプセル内視鏡の撮像手段が撮像した撮像信号を取得する体外ユニットとを有するカプセル内視鏡装置において、
   前記体外ユニットは、
   前記カプセル内視鏡における前記撮像手段による前記体腔内の撮影を開始するまでの時間を設定するタイマ手段と、
   前記撮像手段による前記体腔内の撮影を開始するまでの時間および前記撮像手段の撮影間隔に係るタイムスケジュールデータを記憶する記憶手段と、
   前記タイマ手段を起動するトリガ信号を発生するとトリガ手段と、
   前記カプセル内視鏡との間で少なくとも前記撮像信号および当該カプセル内視鏡における前記撮像手段による撮像を開始させるための制御信号の送受信を行うための通信部と、
   当該体外ユニット内における上記通信部以外の所定の回路の動作制御を行う動作制御部と、
   前記通信部および前記動作制御部に対して電力を供給する電力供給部と、
   前記電力供給部に設けられ、前記タイマ手段の状態に応じて、前記動作制御部への電力供給の可否を制御する電源制御回路部と、
   前記電力供給部から前記動作制御部への電力供給の有無に拘わらず前記タイマ手段に対して電力を供給する保守電源と、
   を備え、
   前記タイマ手段は、前記通信部と前記カプセル内視鏡との間での送受信を確立した後に前記トリガ信号を発生するトリガ手段の作用に応じて、時間計測を開始し、
   前記通信部は、前記タイマ手段の計測により所定時間に達した際に、前記カプセル内視鏡に対して前記撮像手段による前記体腔内の撮影を開始するよう前記制御信号を送信し、
   前記電源制御回路部は、前記タイマ手段が計測を開始した後より当該タイマ手段の計測により所定時間に達するまでの間前記動作制御部への電力供給を遮断するよう制御する、
   ことを特徴とするカプセル内視鏡装置。
2. 前記記憶手段に記憶される前記撮影を開始するまでの時間及び撮影間隔は、入力手段から前記記憶手段に入力されて記憶設定されることを特徴とする請求項１に記載のカプセル内視鏡装置。

Images