JP4746308B2 - Internal medical device and internal medical system - Google Patents
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Description
この発明は、体腔内での検査や処置などを含む生体内における各種の医療行為を行う体内医療装置および体内医療システムに関するものである。 The present invention relates to an in-vivo medical device and an in-vivo medical system that perform various medical actions in a living body including examinations and treatments in a body cavity.
近年、内視鏡の分野においては、飲込み型のカプセル型内視鏡が登場している。このカプセル型内視鏡には、撮像機能と無線通信機能とが設けられている。カプセル型内視鏡は、観察(検査)のために患者の口から飲込まれた後、人体から自然排出されるまでの間、体腔内、例えば胃、小腸などの臓器の内部をその蠕動運動に従って移動し、順次撮像する機能を有する。 In recent years, swallowable capsule endoscopes have appeared in the field of endoscopes. This capsule endoscope is provided with an imaging function and a wireless communication function. Capsule endoscopes are peristaltic in the body cavity, for example, the stomach, small intestine, etc., after being swallowed from the patient's mouth for observation (examination) and before being spontaneously discharged from the human body. It has the function to move according to and to image sequentially.
体腔内を移動する間、カプセル型内視鏡によって体内で撮像された画像データは、順次無線通信により外部に送信され、外部の受信機内に設けられたメモリに蓄積される。患者がこの無線通信機能とメモリ機能とを備えた受信機を携帯することにより、患者は、カプセル型内視鏡を飲み込んだ後、排出されるまでの期間であっても、自由に行動できる。この後、医者もしくは看護士においては、メモリに蓄積された画像データに基づいて臓器の画像をディスプレイに表示させて診断を行うことができる。 While moving inside the body cavity, image data imaged inside the body by the capsule endoscope is sequentially transmitted to the outside by wireless communication and stored in a memory provided in an external receiver. When the patient carries the receiver having the wireless communication function and the memory function, the patient can freely act even during the period from swallowing the capsule endoscope until it is discharged. Thereafter, the doctor or nurse can make a diagnosis by displaying an organ image on the display based on the image data stored in the memory.
しかしながら、上述した従来のカプセル型内視鏡は、その大きさや形状が固定されているため、体腔内の検査や処置などの医療行為が限定され、柔軟かつ多岐にわたる医療行為を行うことができなかったという問題点があった。 However, since the above-described conventional capsule endoscope is fixed in size and shape, medical practices such as inspection and treatment in the body cavity are limited, and flexible and diverse medical practices cannot be performed. There was a problem that.
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、柔軟かつ多岐にわたる医療行為を行うことができる体内医療装置および体内医療システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide an in-vivo medical device and an in-vivo medical system capable of performing a flexible and diverse medical practice.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかる体内医療装置は、生体内における医療行為を行う体内医療装置であって、形状が自在に変形する可変形状外部筐体と、前記生体内の情報を取得する機能を有する体内情報取得手段と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an in-vivo medical device according to the present invention is an in-vivo medical device that performs a medical action in a living body, and a deformable outer casing whose shape is freely deformed, And in-vivo information acquiring means having a function of acquiring in-vivo information.
また、この発明にかかる体内医療装置は、上記の発明において、前記体内情報取得手段は、形状が可変であることを特徴とする。 The in-vivo medical device according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the in-vivo information acquiring means has a variable shape.
また、この発明にかかる体内医療装置は、上記の発明において、前記可変形状外部筐体は、ゲル状物質を含むことを特徴とする。 In the in-vivo medical device according to the present invention as set forth in the invention described above, the variable shape external housing includes a gel substance.
また、この発明にかかる体内医療装置は、上記の発明において、前記可変形状外部筐体は、人工筋肉を有し、少なくとも前記人工筋肉を駆動して前記可変形状外部筐体の形状を制御するとともに前記体内情報取得手段の動作を制御する制御手段を備えたことを特徴とする。 In the in-vivo medical device according to the present invention as set forth in the invention described above, the variable shape external housing includes an artificial muscle, and controls at least the shape of the variable shape external housing by driving the artificial muscle. Control means for controlling the operation of the in-vivo information acquisition means is provided.
また、この発明にかかる体内医療装置は、上記の発明において、前記体内情報取得手段は、当該装置外に光を照射する光照射手段と、形状が可変である光学系を形成する光学素子と、前記光学素子を介して撮像するシート状の撮像手段と、を備えたことを特徴とする。 Further, in the in-vivo medical device according to the present invention, in the above-described invention, the in-vivo information acquisition unit includes a light irradiation unit that irradiates light outside the device, an optical element that forms an optical system having a variable shape, And sheet-like imaging means for imaging via the optical element.
また、この発明にかかる体内医療装置は、上記の発明において、前記光学素子は、流体であることを特徴とする。 In the in-vivo medical device according to the present invention as set forth in the invention described above, the optical element is a fluid.
また、この発明にかかる体内医療装置は、上記の発明において、前記体内情報取得手段は、体液を検査する体液検査手段を備えたことを特徴とする。 In the in-vivo medical device according to the present invention as set forth in the invention described above, the in-vivo information acquiring means includes a bodily fluid inspection means for inspecting bodily fluids.
また、この発明にかかる体内医療装置は、上記の発明において、体外と情報の送受信処理を行う送受信手段を備えたことを特徴とする。 In addition, the in-vivo medical device according to the present invention is characterized in that, in the above-described invention, the in-vivo medical device includes a transmitting / receiving means for transmitting / receiving information to / from the outside of the body.
また、この発明にかかる体内医療装置は、上記の発明において、他の体外医療装置との連結および分離を行う連結手段を備えたことを特徴とする。 In addition, the in-vivo medical device according to the present invention is characterized in that, in the above-described invention, the in-vivo medical device comprises a connecting means for connecting to and separating from another extracorporeal medical device.
また、この発明にかかる体内医療システムは、上記の発明のいずれかに記載の1以上の体内医療装置と、前記1以上の体内医療装置と無線接続され、体外に配置されて前記体内医療装置の動作を制御する体外医療装置と、を備えたことを特徴とする。 An in-vivo medical system according to the present invention includes one or more in-vivo medical devices according to any of the above-described inventions and the one or more in-vivo medical devices that are wirelessly connected to each other and disposed outside the body. And an extracorporeal medical device for controlling the operation.
この発明にかかる体内医療装置および体内医療システムでは、少なくとも、形状が自在に変形する可変形状外部筐体と、前記生体内の情報を取得する機能を有する体内情報取得手段とを備え、装置全体が大きく変形できるため、体腔内の検査や処置などを含む各種の医療行為を柔軟に行うことができるという効果を奏する。 The in-vivo medical device and the in-vivo medical system according to the present invention include at least a variable-shaped external housing whose shape is freely deformed, and in-vivo information acquisition means having a function of acquiring in-vivo information. Since it can be greatly deformed, it is possible to flexibly perform various medical actions including examination and treatment in the body cavity.
以下、この発明を実施するための最良の形態である体内医療装置および体内医療システムについて説明する。 Hereinafter, an in-vivo medical device and an in-vivo medical system which are the best modes for carrying out the present invention will be described.
(実施の形態1)
図1は、この発明の実施の形態1である体内医療装置の構成を示す断面図である。また、図2は、この発明の実施の形態1である体内医療装置の構成を示すブロック図である。図1および図2において、この体内医療装置1は、絶縁性のゲル状物質である絶縁性ゲル外装18によって覆われ、あるいは包まれた光学素子11、撮像素子12、EL素子13、制御基板14、シート状電池15、アンテナ16を有し、略円柱状をなしている。光学素子11の形状を可変にする伸縮部材(バイオメタル(登録商標))21、撮像素子12、EL素子13、制御基板14、シート状電池15、アンテナ16の各部は、導電性のゲル状物質である導電性ゲル配線によって制御基板14に接続される。
(Embodiment 1)
1 is a cross-sectional view showing a configuration of an in-vivo medical device according to
EL素子13は、エレクトロルミネッセンス素子であり、絶縁性ゲル外装18の前部表面に設けられ、照明光としての光を体腔内に照射する光源として機能する。光学素子11は、スライム状であり、透明なゲル状物質からなり絶縁性ゲル外装18の前部に設けられた開口に配置される。光学素子11は、EL素子13によって照明された部位から反射した光を観察光として結像する。この光学素子11の周囲には、線状で伸縮可能な伸縮部材である伸縮部材21が図3に示すようにメッシュ状に配置され、この伸縮部材21の伸縮によって光学素子11の光学調整が行われる。伸縮部材21は、人工筋肉であり、たとえば電流が所定値よりも多く流れると収縮し、電流が所定値よりも少ないと伸長する。このため、制御基板14による各伸縮部材21への通電量を制御することによって光学素子11の立体形状を自由に変化させることができる。たとえば、図4に示すように、円柱状の光学素子11に対して周方向に配置された中央部の伸縮部材21に所定値を超える異なる通電量を与えることによって、中央部の伸縮部材が収縮し、光学素子11の中央部が細くなり、これによって光学素子11の光学調整が行われる。光学素子11の結像面には、撮像素子12が設けられる。この撮像素子12は、光学素子11によって結像された体腔内の物体像を撮像し、制御基板14側に伝送する。なお、この撮像素子12の形状はフレキシブルであり、光学素子11あるいは絶縁性ゲル外装18の変形に対応して変形できる。
The
制御基板14は、信号処理回路31、通信回路32、RAM34、制御回路33、ROM35、および駆動回路36を有する。信号処理回路31は、撮像素子12から順次転送される撮像信号を処理し、RAM34に画像を蓄積する。通信回路32は、アンテナ16に接続され、RAM34に蓄積された画像を順次、体外に送信する。駆動回路36は、EL素子13、シート状電池15、伸縮部材21などの駆動を行う。ROM35は、各種のプログラムやデータを格納するとともに、撮像パターン35aを有する。制御回路33は、タイマを有し、RAM34に読み込まれたプログラムやデータによって所定の動作スケジュールを実行し、少なくとも制御基板14内の各部を制御するとともに、撮像パターン35aをもとに伸縮部材21の駆動制御を行う。
The
シート状電池15は、シート状の電池であり、制御基板14に接続され、各部に電力を供給し、その形状はフレキシブルである。アンテナ16は、その形状がフレキシブルであり、上述したように通信回路32に接続され、撮像素子12が撮像した画像を順次、体外に送信出力する。なお、体外への送信のみではなく、通信回路32に受信機能をもたせ、体外と無線接続できるようにしてもよい。また、このアンテナ16および通信回路32は、必要に応じて削除した構成としてもよい。この場合、撮像された画像は、RAM34に蓄積され、体内撮像装置1を回収した時点で、RAM34に格納された画像を取得すればよい。
The sheet-
この体内医療装置1は、絶縁性ゲル外装18に覆われ、この絶縁性ゲル外装18は自在に変形でき、この絶縁性ゲル外装18が変形をしても導電性ゲル配線17によって各部との接続や通電が可能な状態に維持されるとともに、各部がフレキシブルであり、変形可能であるため、体内医療装置1全体は、その変形が自在なものとなる。すなわち、この体内医療装置1全体は、自由形状となる。
This in-vivo
この体内医療装置1は、被験者の消化管などに適用される場合、経口あるいは経肛門によって体内に導入される。また、被験者の血管に適用する場合、注射器などを用いて血管内に押し出されて挿入される。その後、制御回路33のタイマが駆動し、上述した所定の動作スケジュールを実行する。
When applied to the digestive tract of a subject, the in-vivo
たとえば、制御回路33は、所定時間が経過すると、EL素子13を発光させ、挿入された体腔内を照明する。その後、制御回路33は、光学素子11および撮像素子12を介して、体腔内で反射あるいは拡散された光の一部を観察光として受光し、撮像した画像を圧縮などの処理を施した後、RAM34に蓄積し、通信回路32およびアンテナ16を介して順次、体外に画像を送信する。
For example, when a predetermined time has elapsed, the
ここで、制御回路33は、伸縮部材21の通電を制御し、光学素子11の形状を変形させ、光学調整を行う。たとえば、体内医療装置1が血管などの細い管路を通る場合、制御回路33は、光学素子11自体も細くする制御を行い、この際に生ずる光学系の収差などが発生しないように形状変化によって光学調整を行い、撮像素子12に結像面が形成できるようにする。
Here, the
アンテナ16および通信回路32をもたない体内医療装置1の場合、体内医療装置1が体外に取り出された段階で、RAM34に蓄積された画像を取り出す。
In the case of the in-vivo
この体内医療装置1は、体内医療装置1全体が変形可能であり、たとえば、図5に示すように、消化管などの太い管路41に挿入された場合には、ほぼ変形もせずに管路41を通り、体内情報取得手段としての光学素子11、撮像素子12などによる画像取得処理を行い、図6に示すように、血管などの細い管路42を通る場合には、絶縁性ゲル外装18および光学素子21の変形、さらには各部形状のフレキシブル性によって管路42に応じた形状になり、画像取得処理などを行う。
The internal
したがって、この体内医療装置1によれば、血管などの管路が細いところであっても体内医療装置1自体が変形するとともに、画像取得処理などの処理に支障がないように変形するようにしているので、柔軟に体内情報の取得を行うことができる。
Therefore, according to the in-vivo
なお、上述した体外医療装置1では、光源としてEL素子13を用いるようにしていたが、図7に示すように、EL素子13に代えて発光物質53を設けるようにしてもよい。この発光物質53は、それ自体が発光する物質であってもよいし、2以上の物質を化学反応させることで発光する物質であってもよい。たとえば、サイリューム(R)などを用いることができる。この際、制御回路33は、発光物質53に対して電気的な刺激を与えることによって発光させる制御を行う。また、この発光物質53は、細胞や組織等の生体由来物質で構成されて発光する物質であってもよい。
In the extracorporeal
また、光学素子11は、内部に屈折率の異なる光学物質を設け、光学特性を維持できるように、上述した伸縮部材21を制御するようにしてもよい。すなわち、光学素子11を屈折率分布型(GRIN)レンズとしてもよい。そしてこの際の屈折率変化を伸縮部材21の変形によって制御するようにするとよい。
In addition, the
さらに、図8に示すように、導電性ゲル配線17に代えて、伸縮可能な部材、たとえばバネ状のバネ配線57にしてもよい。また、図9に示すように、シート状電池15に代えて外部給電用コイル55を設けるようにしてもよい。この場合、外部からこの外部給電用コイル55に向けて給電用の電磁気あるいは磁場を与える必要がある。しかし、給電が継続的にできるため、長期の体内医療行為を行うことができるとともに、電力蓄積手段を持たせることによって大きな電力をも得ることができる。
Further, as shown in FIG. 8, instead of the
また、上述した体内情報取得手段としては、画像取得処理を一例として示したが、これに限らず、たとえば体液を収集する体液検査手段や、体内への薬品投与を行う薬品投与手段、体内の音などを収集する体内録音手段を設けるようにしてもよい。 Further, as the above-mentioned in-vivo information acquisition means, image acquisition processing has been shown as an example, but is not limited thereto, for example, a bodily fluid inspection means for collecting body fluid, a medicine administration means for administering medicine into the body, a sound in the body In-vivo recording means for collecting such information may be provided.
(実施の形態2)
つぎに、この発明の実施の形態2について説明する。上述した実施の形態1では、絶縁性ゲル外装18によって体内医療装置1全体が受動的に変形自在なものとしていたが、この実施の形態2では、能動的に体内医療装置全体を変形し、運動できるようにしている。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment described above, the entire in-vivo
図10は、この発明の実施の形態2である体内医療装置の概要構成を示す図である。また、図11は、図10に示した体内医療装置2の構成を示す断面図である。さらに、図12は、体内医療装置2の構成を示すブロック図である。図10、図11および図12において、この体内医療装置2は、絶縁性ゲル外装18の周面にメッシュ状に覆われた線状の伸縮部材(バイオメタル(登録商標))22およびリング状の伸縮部材(バイオメタル(登録商標))23を設けるとともに、これら伸縮部材22,23と制御基板14との間を導電性ゲル配線17によって接続している。ここで、伸縮部材22,23は、たとえば、電流が所定値よりも多く流れると収縮し、電流が所定値よりも少ないと伸長するような部材である。ROM35には、撮像パターン35aに加えて、伸縮部材22を用いた運動パターン35bおよび伸縮部材23を用いた処置パターン35cが格納されており、制御回路63は、この運動パターン35bおよび処置パターン35cをもとに、体内医療装置2全体の運動および体内医療装置2による処置動作を制御する。また、絶縁性ゲル外装18の周面に圧力センサ61を設け、制御回路33は、各圧力センサ61が検知した圧力をもとに、体内医療装置2の変形を制御するようにしている。その他の構成は実施の形態1と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of an in-vivo medical device according to
ここで、体内医療装置2全体および局所的な変形は、伸縮部材22の伸縮制御によって能動的に行うことができる。したがって、図13に示すように、制御基板14に対して、EL素子13、光学素子11などの撮像系を垂直に折り曲げることが可能になるため、撮像可能な部位を格段に広げることができる。また、所望の部位を正面から撮像できるため、観察対象領域の画像を大きな画角で取得することが可能である。
Here, the entire internal
また、体内医療装置2全体の変形は、たとえば、径方向の伸縮部材22の伸縮動作を制御することによって、体外医療装置2の径を能動的に可変にすることができる。したがって、体内医療装置2の初期状態における径に比較して、挿入される管径が太い場合、体内医療装置2自体の径を太くし、その管径に合わせることができる。この場合、光学素子11の径も太くすることができるため、大きな視野をもった撮像を行うことができる。
Moreover, the deformation | transformation of the whole internal
なお、図14に示すように、伸縮部材22は、全周をメッシュ状としなくてもよく、中央部の領域E2に対しては径方向のみの伸縮部材22を設けるようにしてもよい。この場合、制御基板14が中央部に配置されており、図15に示すように、軸方向の伸縮量が少なくなるため、制御基板14に与えるストレスを少なくすることができる。
As shown in FIG. 14, the expansion /
ここで、ROM35に格納されている運動パターン35bおよび処置パターン35cについて説明する。図16は、運動パターン35bの一つである伸縮運動のパターンを模式的に示している。伸縮部材22は、電流量を大きくすると収縮するため、図16に示すように、径方向の伸縮部材22に対して一様に電流量を大きくしていくと、体内医療装置2全体の径が細くなる。この逆の電流量に制御すれば、体内医療装置2全体の径は太くなる。
Here, the
図17は、運動パターン35bの一つである屈曲運動のパターンを模式的に示している。図17に示すように、長手方向の一部の伸縮部材22とこれに交わる径方向の伸縮部材22とに対して通電量を増大することによって体内医療装置2を所望の方向に屈曲させることができる。
FIG. 17 schematically shows a bending motion pattern which is one of the
図18は、運動パターン35bの一つである進行運動のパターンを模式的に示している。図18に示すように、長手方向の端部であって、撮像系が設けられていない端部側の伸縮部材が軸方向に対して振れるように伸縮部材22を制御する。これによって、ドルフィンキックの運動が実現され、体内医療装置2は、能動的に泳げることになり、進行させることができる。
FIG. 18 schematically shows a pattern of a progressive motion that is one of the
図19は、運動パターン35bの一つである進行運動の他のパターンを模式的に示している。図19に示すように、体内医療装置2は、径方向の伸縮部材の伸縮に疎密を形成し、この疎密を連続的に進行波駆動させる制御を行うことによって進行制御を行う。すなわち、蠕動運動型の進行動作を行う。
FIG. 19 schematically shows another pattern of the progressive movement that is one of the
図20は、処置パターン35cの一つであるポリープ切除の処置パターンを模式的に示している。図20に示すように、ポリープPを発見した場合、制御回路33は、ポリープP側にリング状の伸縮部材2が配置されるように、伸縮部材22を駆動して体内医療装置2を動かす。その後、制御回路63は、伸縮部材23に対する通電量を小さくしてリング径を大きくし、ポリープPを体内医療装置2の内側に取り込むようにする。ポリープPが体内医療装置2の内側に取り込まれると、制御回路63は、伸縮部材23に対する通電量を大きくし、リング径を徐々に小さくし、このリング径が小さくなることによって、ポリープPを切除する。なお、この状態を維持したまま、体内医療装置2を取り出すことによって、ポリープPを体外に取り出すことができる。すなわち、ポリープPを体外に運搬することができる。
FIG. 20 schematically shows a treatment pattern for polypectomy, which is one of the
この実施の形態2では、伸縮部材22,23を設け、これらを伸縮制御することによって体外医療装置2全体を能動的に運動させ、あるいは処置行為を実行させるようにしているので多種多様の医療行為を柔軟に行うことができる。
In the second embodiment, the expansion and
(実施の形態3)
つぎに、この発明の実施の形態3について説明する。この実施の形態3では、体外医療装置を設け、体外から体内医療装置を制御するようにしている。
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In
図21は、この発明の実施の形態3である体内医療システムの構成を示すブロック図である。図21に示すように、この体内医療システム10は、大きくは実施の形態2に示した1以上の体内医療装置2と、体外に設置される体外医療装置3とを備え、1以上の体内医療装置2が体外医療装置3と無線接続され、体外医療装置3によって各体内医療装置2が制御されるようになっている。
FIG. 21 is a block diagram showing a configuration of an in-vivo medical system according to
体外医療装置3は、体外医療装置本体3aを有し、この体外医療装置本体3aに、入力装置4、給電装置5、および表示装置6が接続される。入力装置4は、キーボード、マウス、ジョイスティックなどによって実現され、各種の指示入力を体外医療装置本体3aに送る。
The extracorporeal
給電装置5は、体内医療装置2内の外部給電用コイル55に電力を供給する。表示装置6は、体内医療装置2によって取得された情報を表示出力する。この表示装置6は、たとえば、取得された情報を半透明/不透明などで3次元表示する3次元表示処理を行うものであってよいし、投影式プロジェクタ、ホログラム表示装置などによって実現するようにしてもよい。
The power feeding device 5 supplies power to the external
体外医療装置本体3aは、演算回路71、記憶部72、制御回路73、画像処理回路74、RAM75、通信回路76、およびアンテナ77を有する。演算回路71は、入力装置4から入力された情報を演算処理して制御回路73に引き渡す。記憶部72は、ROM35に記憶された撮像パターン35a,運動パターン35b,処置パターン35cの各インデックスを示すパターンインデックス72aを有する。画像処理回路74は、表示装置6に出力するための画像処理を行う。RAM75は、制御回路73が用いるプログラムや各種データを一時記憶する。通信回路76およびアンテナ77は、体内医療装置2との間における無線通信処理を行う。
The extracorporeal
体外医療装置3が行う体内医療装置2に対する制御は、マニュアル運転制御と自動運転制御とに分けられる。マニュアル運転制御は、各体内医療装置2から送られ、表示装置6に表示された情報をもとに、操作者が入力装置4を介してその都度、指示を与えて体内医療装置2の動作を制御する。一方、自動運転制御は、操作者が予め決められたプログラムを指示し、この指示されたプログラムをもとに、体外医療装置3が体内医療装置2の動作を制御する。いずれにしても、制御回路73は、撮像パターン35a,運動パターン35b,処置パターン35cを用いて制御することになる。
Control performed by the extracorporeal
なお、体外医療装置3による複数の体内医療装置2に対する制御は、たとえば各体内医療装置2に固有のIDを付与し、このIDを用いて各体内医療装置2を峻別してソフト的に制御してもよいし、各体内医療装置2毎に異なる符号あるいは周波数を割り当て、ハード的に峻別して制御するようにしてもよい。
In addition, for the control of the plurality of in-vivo
この実施の形態3では、体外制御装置3によって体内制御装置2をリアルタイムで制御することが可能であるため、一層精度が高く、柔軟な医療行為を行うことができる。
In the third embodiment, since the in-
(実施の形態4)
つぎに、この発明の実施の形態4について説明する。上述した実施の形態1〜3では、いずれも各体内医療装置が単独で動作するものであったが、この実施の形態4では、各体内医療装置が特定の役割を果たす単位で分離あるいは連結をするようにしている。
(Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In
図22は、この発明の実施の形態4である体内医療装置の構成を示す断面図である。図22に示すように、各体内医療装置102は、それぞれ他の体内医療装置と連結あるいは分離するための連結部81を有している。その他の構成は、実施の形態2と同じである。連結部81は、その形状がフレキシブルであり、導電性ゲル配線17によって制御基板14に接続されている。
FIG. 22 is a cross-sectional view showing a configuration of an in-vivo medical device according to Embodiment 4 of the present invention. As shown in FIG. 22, each in-vivo
図22では、同一の体内医療装置102が結合するようにしているので、たとえば、体内において観察すべき、あるいは処置すべきところに到達した時点で順次、体内医療装置102を分離し、その分離された場所で観察あるいは処置を行うことができる。
In FIG. 22, since the same in-vivo
図22に示した体内医療装置102は、互いに同一の体内医療装置であったが、図23に示すように、異なる機能を持った体内医療装置を相互に連結してもよい。図23に示した体内医療装置103は、大きな容量をもつシート状電池105を有し、あたかもロケットにおけるブースタの機能を果たす。すなわち、体内移動時において、体内医療装置102は、連結部81を介して体内医療装置103のシート状電池105の電力を消費し、その後、シート状電池105の電力が消費された場合などに、連結部81を切り離し、体内医療装置102は単独で運動し、処置を行う。
The in-vivo
または、図24に示すように、処置部83をもつ体内医療装置104と主として撮像系をもつ体内医療装置102とを連結するようにし、処置部83が必要な場所で、体内医療装置104を切り離すようにしてもよい。
Alternatively, as shown in FIG. 24, the in-vivo
図22〜図24に示した体内医療装置は、いずれも移動時などに連結して運動あるいは行動を、一緒を行い、制御を容易にすることができる。なお、一度切り離した各体内医療装置を、連結部81を介して結合し、その後行動をともにするようにしてもよい。このような制御は、各体内医療装置が自律的に行ってもよいし、実施の形態3で示したように、体外医療装置3を介して制御するようにしてもよい。
Each of the in-vivo medical devices shown in FIGS. 22 to 24 can be connected to each other at the time of movement or the like to perform exercise or action together to facilitate control. It should be noted that the in-vivo medical devices that have been separated once may be coupled via the connecting
図22〜図24では、いずれも撮像系とは反対側の端部に連結部81を設けるようにしていたが、図25に示すように長手方向の各端部に結合部91を設け、前部と後部とを列車のように連結してもよい。
22 to 24, the connecting
図25では、1つの体内医療装置102がもつ機能を分離した体内医療装置102a〜102cが連結され、移動時に一つの制御系の信号Sによって制御されている状態を示しているとともに、分離後に、各体内医療装置102a〜102cがそれぞれ独自の制御系の信号Sa〜Scによって制御されている。なお、各体内医療装置102a〜102cは、少なくとも送受信手段、制御手段、撮像手段を備えておく必要がある。その上で、各体内医療装置102a〜102c固有の体内情報取得部を持たせればよい。もちろん、トレーラーのごとく、体内情報取得部のみをもつものを連結部を介して牽引するようにしてもよい。
FIG. 25 shows a state in which the internal
なお、連結、結合の形態としては、上述したように、観察部あるいは処置部と動力部との結合で、観察部あるいは処置部を切り離した場所に置いていくものや、作動部とエネルギー貯蔵部との結合で、エネルギーを使い切ったらエネルギー貯蔵部を切り離すものがあり、これらは、不要になったら切り離すタイプであると言える。これに対して、分離して効果を発揮するタイプがある。たとえば、観察部と処置部との組み合わせであり、分離した後に、処置の様子を観察することができる。また、処置部と処置部との組み合わせであり、処置具を配置して複雑な処置を行うことができる。発光部と受光部との組み合わせでは、観察性能を向上させることができる。たとえば蛍光観察が可能になる。また、発光部と光散乱部との組み合わせでは、光の散乱によって広い範囲を照明することができる。 In addition, as a form of connection and coupling, as described above, the observation unit or treatment unit and the power unit are coupled with each other, and the observation unit or treatment unit is placed in a separated place, or the operation unit and the energy storage unit. There is something that separates the energy storage when the energy is used up, and it can be said that these are the types that are separated when they are no longer needed. On the other hand, there is a type that is separated and exhibits the effect. For example, it is a combination of an observation part and a treatment part, and the state of treatment can be observed after separation. Moreover, it is a combination of a treatment part and a treatment part, and a complicated treatment can be performed by arranging a treatment tool. In the combination of the light emitting part and the light receiving part, the observation performance can be improved. For example, fluorescence observation becomes possible. Moreover, in the combination of a light emission part and a light-scattering part, a wide range can be illuminated by light scattering.
この実施の形態4では、各体内医療装置の結合および分離を行うことができるので、さらに柔軟な医療行為を行うことができる。 In this Embodiment 4, since each internal medical device can be combined and separated, a more flexible medical practice can be performed.
なお、上述した実施の形態1〜4に示した体内医療装置は、さらに次のような機能を持たせることができる。たとえば、音波発生手段を持たせるようにしてもよい。これにより、患部に対する超音波処置を行うことができる。また、導電性のワイヤに高周波を印加し、患部を焼き切ったり、止血する処置部を持たせてもよい。 The in-vivo medical devices shown in the first to fourth embodiments described above can further have the following functions. For example, sound wave generation means may be provided. Thereby, the ultrasonic treatment with respect to an affected part can be performed. In addition, a high frequency may be applied to the conductive wire to burn out the affected part or to have a treatment part for hemostasis.
さらに、患部を囲む形状を形成できる機能を持たせ、人体に無害なレベルの放射線源からの放射線を患部に対して収束させるようにしてもよい。また、同様にして、超音波を収束させるようにしてもよい。さらに、磁性体を用い、外部から照射された重粒子線を収束させるようにしてもよい。すなわち、体内医療装置を、収束処理などの間接的な処置具として用いるようにしてもよい。 Furthermore, a function that can form a shape surrounding the affected area may be provided so that radiation from a radiation source that is harmless to the human body is converged on the affected area. Similarly, the ultrasonic wave may be converged. Furthermore, you may make it converge the heavy particle beam irradiated from the outside using a magnetic body. That is, the intracorporeal medical device may be used as an indirect treatment tool such as a convergence process.
また、上述した体内医療装置は、リング状の伸縮部材などを用いて患部を締め付けることができるため、この締め付けによって、患部への血液や栄養分の流れを遮断する処置を容易に行うことができる。 Moreover, since the above-mentioned internal medical device can clamp an affected part using a ring-shaped expansion-contraction member etc., the treatment which interrupt | blocks the flow of the blood and nutrient to an affected part can be easily performed by this fastening.
さらに、体内医療装置は、リング状の伸縮部材などを用いて体内医療装置全体を大きくし、管の内壁を圧迫することができるので、容易に患部を押さえ込むことができ、注射針の挿入処置を容易に行うことができる。 Furthermore, since the internal medical device can enlarge the whole internal medical device using a ring-shaped elastic member or the like and press the inner wall of the tube, the affected part can be easily pressed down, and the injection needle can be inserted. It can be done easily.
また、薬液を格納する機能を持たせ、体内医療装置の変形によって薬液を送り出す機構とすることができる。なお、薬液を送り出す機構としては、たとえば、電極と円錐電極(コイルバネ)からなる円錐バネアクチュエータを用いてもよい。この円錐バネアクチュエータの円錐電極の下部に薬液袋を持たせ、この薬液袋をつぶすことによって容易に表面から薬液を送り出すことができる。 Moreover, it can be set as the mechanism which has the function to store a chemical | medical solution, and sends out a chemical | medical solution by deformation | transformation of a medical device in a body. In addition, as a mechanism which sends out a chemical | medical solution, you may use the cone spring actuator which consists of an electrode and a cone electrode (coil spring), for example. A chemical solution bag can be easily delivered from the surface by holding a chemical solution bag below the conical electrode of the conical spring actuator and crushing the chemical solution bag.
なお、上述した実施の形態4における連結、分離は、連結部を用いるようにしていたが、これに限らず、たとえば、体内のpHの変化や、体液との反応などによって分離するような機構としてもよい。このような連結部は、たとえばアポトーシスや岩塩の溶解反応などがある。 In addition, although the connection and separation in the above-described fourth embodiment are performed using the connection portion, the present invention is not limited to this, and for example, as a mechanism that separates by a change in the pH of the body, reaction with a body fluid, or the like. Also good. Such a connecting portion includes, for example, apoptosis and dissolution reaction of rock salt.
1,2,102〜104,102a〜102c 体内医療装置
3 体外医療装置
3a 体外医療装置本体
4 入力装置
5 給電装置
6 表示装置
11 光学素子
12 撮像素子
13 EL素子
14 制御基板
15 シート状電池
16,77 アンテナ
17 導電性ゲル配線
18 絶縁性ゲル外装
21,22,23 伸縮部材(バイオメタル(登録商標))
31 信号処理回路
32,76 通信回路
33,73 制御回路
34,75 RAM
35 ROM
35a 撮像パターン
35b 運動パターン
35c 処置パターン
36 駆動回路
41,42,43 管路
53 発光物質
55 外部給電用コイル
57 バネ配線
61 圧力センサ
71 演算回路
72 記憶部
72a パターンインデックス
74 画像処理回路
81,91 連結部
83 処置部
1, 2, 102-104, 102a-102c In-vivo
31
35 ROM
Claims (5)
形状が自在に変形する可変形状外部筐体と、
前記生体内の情報を取得する機能を有し、可変形状をなす体内情報取得手段と、
前記体内情報取得手段の周囲に配置される第1の伸縮部材と、
前記可変形状外部筐体の周囲に設けられる第2の伸縮部材と、
外部からの圧力を検知する圧力センサと、
前記圧力センサが検知した圧力をもとに前記第1の伸縮部材を駆動することによって前記体内情報取得手段の形状を制御し、前記圧力センサが検知した圧力をもとに前記第2の伸縮部材を駆動することによって前記可変形状外部筐体の形状を制御するとともに、前記体内情報取得手段の動作を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする体内医療装置。 An in-vivo medical device that performs medical actions in a living body,
A variable shape outer housing whose shape is freely deformable,
In vivo information acquisition means having a function of acquiring information in the living body and having a variable shape;
A first elastic member disposed around the in-vivo information acquisition means;
A second elastic member provided around the deformable outer casing;
A pressure sensor that detects external pressure;
The shape of the in-vivo information acquisition unit is controlled by driving the first expansion / contraction member based on the pressure detected by the pressure sensor, and the second expansion / contraction member based on the pressure detected by the pressure sensor. Control means for controlling the shape of the deformable external casing by driving the body information acquisition means,
An in-vivo medical device comprising:
前記制御手段は、前記第3の伸縮部材のリング径を小さくする制御を行って体内組織を切除することを特徴とする請求項1または2に記載の体内医療装置。 A third elastic member having a ring shape;
The in-vivo medical device according to claim 1 or 2, wherein the control means performs control for reducing a ring diameter of the third expansion member to cut off a body tissue.
当該装置外に光を照射する光照射手段と、
形状が可変である光学系を形成する光学素子と、
前記光学素子を介して撮像するシート状の撮像手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記第1の伸縮部材を駆動して前記光学素子を能動的に変形させて光学調整を行なうことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の体内医療装置。 The in-vivo information acquisition means
Light irradiation means for irradiating light outside the device;
An optical element forming an optical system having a variable shape;
Sheet-like imaging means for imaging via the optical element;
With
The in-vivo medical device according to any one of claims 1 to 3, wherein the control unit performs optical adjustment by driving the first elastic member to actively deform the optical element. .
1以上の前記体内医療装置と無線接続され、体外に配置されて前記体内医療装置の動作を制御する体外医療装置と、
を備えたことを特徴とする体内医療システム。 One or more in-vivo medical devices according to any of claims 1-4;
An extracorporeal medical device that is wirelessly connected to one or more in-vivo medical devices and disposed outside the body to control the operation of the in-vivo medical device;
An in-vivo medical system characterized by comprising:
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