醫(yī)療裝置制造方法
【專利摘要】提供一種醫(yī)療裝置，在具備在體內(nèi)通過鰭部的振動而推進的能夠自走的膠囊內(nèi)窺鏡和在體外控制膠囊內(nèi)窺鏡的自走的膠囊控制裝置的醫(yī)療裝置中，能夠容易進行膠囊內(nèi)窺鏡的行進方向的精密的控制。該醫(yī)療裝置(1)具備：膠囊內(nèi)窺鏡(2)，其搭載有在軸方向具有磁化方向的磁鐵(21)，并在內(nèi)窺鏡主體部(2a)的軸方向后端部設(shè)置有鰭部(2b)從而能夠在體內(nèi)自走；和膠囊控制裝置(3)，其通過在產(chǎn)生三維地控制方向的靜磁場和與其正交的交流磁場而在體外控制膠囊內(nèi)窺鏡(2)的自走，其中，膠囊內(nèi)窺鏡(2)受到靜磁場而進行旋轉(zhuǎn)，使得磁化方向變?yōu)榕c該靜磁場的方向平行，受到交流磁場從而磁鐵(21)進行響應(yīng)并由此鰭部(2b)彎曲振動而產(chǎn)生軸方向的推進力。
【專利說明】醫(yī)療裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具備能夠在體內(nèi)自走的膠囊內(nèi)窺鏡、和在體外控制膠囊內(nèi)窺鏡的自走的膠囊控制裝置的醫(yī)療裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]近年來，已知使用能夠在體內(nèi)自走的膠囊內(nèi)窺鏡對體內(nèi)進行檢查的醫(yī)療裝置。該醫(yī)療裝置中的膠囊內(nèi)窺鏡一般不再像以往的內(nèi)窺鏡那樣需要用于操作內(nèi)窺鏡的通過食道等的管，因此減少了對被檢查者的負擔(dān)。若被檢查者吞下膠囊內(nèi)窺鏡，則膠囊內(nèi)窺鏡通過胃、腸的蠕動運動而在體內(nèi)行進的同時通過內(nèi)置的照相機對周圍進行拍攝，并將所拍攝的圖像發(fā)送到在體外控制膠囊內(nèi)窺鏡的自走的膠囊控制裝置并存儲到存儲介質(zhì)中。然后，膠囊內(nèi)窺鏡從肛門排出到外部。
[0003]這樣能夠自走的膠囊內(nèi)窺鏡除了通過蠕動運動被動地移動之外，還能夠自己移動到想要檢查的地方。例如，在專利文獻1中，記載了搭載有在與軸方向(長邊方向)正交的方向具有磁化方向的磁鐵、并且在軸方向后端部設(shè)置有螺旋構(gòu)造的推力產(chǎn)生部的膠囊內(nèi)窺鏡。該膠囊內(nèi)窺鏡受到體外的膠囊控制裝置所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)的磁場從而磁鐵發(fā)生旋轉(zhuǎn)，由此通過推力產(chǎn)生部進行旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生軸方向的推進力。
[0004]在專利文獻2中，記載了搭載有在軸方向(長邊方向)具有磁化方向的磁鐵、并且在軸方向后端部設(shè)置有鰭部的膠囊內(nèi)窺鏡。該膠囊內(nèi)窺鏡受到體外的膠囊控制裝置所產(chǎn)生的交流磁場從而磁鐵產(chǎn)生振動，由此通過鰭部彎曲振動將周圍的液體向后方推出而產(chǎn)生軸方向的推進力。另外，在專利文獻2中，通過導(dǎo)軌與升降機來控制產(chǎn)生一個方向的交流磁場的電磁鐵的位置，并由此使膠囊內(nèi)窺鏡移動到想要檢查的地方。
[0005]專利文獻2的膠囊內(nèi)窺鏡因為姿勢穩(wěn)定為鰭部向交流磁場的方向彎曲，所以與如同專利文獻1的膠囊內(nèi)窺鏡那樣伴隨推力產(chǎn)生部的旋轉(zhuǎn)通過內(nèi)置的照相機拍攝到的圖像容易產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)或不穩(wěn)定的傾斜相比，圖像穩(wěn)定并容易檢查。此外，專利文獻2的膠囊內(nèi)窺鏡因為能夠通過鰭部以強力使大量的液體向后方移動，所以與如同專利文獻1那樣通過推力產(chǎn)生部的旋轉(zhuǎn)來得到推進力相比，盡管是小型也容易增大推進力，而且，能夠降低由于摩擦而傷到體壁(體內(nèi)的壁面)的可能性。
[0006]在先技術(shù)文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:JP特開2001-179700號公報
[0009]專利文獻2:JP特開2008-279019號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明要解決的課題
[0011]這樣專利文獻2中所記載那樣的通過鰭部的振動而推進的膠囊內(nèi)窺鏡具有若干優(yōu)點。另外，由于體內(nèi)的膠囊內(nèi)窺鏡前進的路徑存在各種各樣如同胃那樣比較寬廣的場所、如同腸那樣彎曲的地方，所以膠囊內(nèi)窺鏡的行進方向的控制非常重要。通過鰭部的振動而推進的膠囊內(nèi)窺鏡能夠通過對交流磁場施加平行的偏置磁場來改變行進方向。
[0012]但是，在對交流磁場施加平行的偏置磁場的方法中，因為膠囊內(nèi)窺鏡一邊移動一邊逐漸改變其行進方向，所以使其準確地移動到想要檢查的地方未必容易。
[0013]本發(fā)明鑒于上述情況而作，其目的在于提供一種醫(yī)療裝置，在具備在體內(nèi)通過鰭部的振動而推進的能夠自走的膠囊內(nèi)窺鏡和在體外控制膠囊內(nèi)窺鏡的自走的膠囊控制裝置的醫(yī)療裝置中，能夠容易進行膠囊內(nèi)窺鏡的行進方向的精密的控制。
[0014]解決課題的手段 [0015]為了達成上述目的，本發(fā)明的優(yōu)選實施方式所涉及的醫(yī)療裝置具備:膠囊內(nèi)窺鏡，其搭載有在軸方向具有磁化方向的磁鐵，并在內(nèi)窺鏡主體部的軸方向后端部設(shè)置有鰭部從而能夠在體內(nèi)自走；和膠囊控制裝置，其通過產(chǎn)生三維地控制方向的靜磁場和與其正交的交流磁場而在體外控制膠囊內(nèi)窺鏡的自走，所述膠囊內(nèi)窺鏡受到所述靜磁場而進行旋轉(zhuǎn)，使得磁化方向與該靜磁場的方向平行，受到所述交流磁場從而所述磁鐵進行響應(yīng)并由此所述鰭部彎曲振動而產(chǎn)生軸方向的推進力。
[0016]優(yōu)選為，所述膠囊控制裝置通過具有3組亥姆霍茲線圈的磁場產(chǎn)生部而產(chǎn)生靜磁場與交流磁場?；?，所述膠囊控制裝置通過具有3組線圈對的磁場產(chǎn)生部而產(chǎn)生靜磁場與交流磁場，對于所述3組線圈對中的每一組線圈對，構(gòu)成線圈對的線圈具有多邊形、橢圓或圓形的外周形狀。在該情況下，優(yōu)選對于所述3組線圈對中的任意1組或2組線圈對、或者3組線圈對，構(gòu)成線圈對的線圈具有長形多邊形或橢圓的外周形狀?；?，所述膠囊控制裝置通過具有1組亥姆霍茲線圈和2組電磁鐵的磁場產(chǎn)生部而產(chǎn)生靜磁場與交流磁場。
[0017]進一步優(yōu)選為，對于所述膠囊控制裝置，所述交流磁場的振幅和/或頻率可變，和/或靜磁場的大小可變。在該情況下，優(yōu)選所述交流磁場的振幅和/或頻率和/或靜磁場的大小成為與端子的轉(zhuǎn)動角度、操縱桿的放倒角度、控制桿的移動距離或加速器的踏入量相應(yīng)的大小。
[0018]進一步優(yōu)選為，所述靜磁場的方向通過使用了保持旋轉(zhuǎn)位置的方向盤的操作部來控制，并成為與該方向盤的基準點的方向相應(yīng)的方向。在該情況下，所述靜磁場相對于水平面的傾斜角度通過改變所述方向盤的軸的傾斜角度、或改變滑塊的可動部或控制桿的移動距離來控制。或，所述靜磁場的方向通過使用了操縱桿的操作部來控制，操縱桿臺的基準點旋轉(zhuǎn)與將該操縱桿放倒的方向相對應(yīng)的角度，所述靜磁場成為與該基準點的方向相應(yīng)的方向。在該情況下，所述靜磁場相對于水平面的傾斜角度通過改變所述操縱桿臺的傾斜角度、或改變滑塊的可動部或控制桿的移動距離來控制。
[0019]發(fā)明效果
[0020]根據(jù)本發(fā)明的醫(yī)療裝置，通過靜磁場來控制體內(nèi)的膠囊內(nèi)窺鏡的行進方向，并與其獨立地，通過與靜磁場正交的交流磁場來控制推進力，因此容易進行膠囊內(nèi)窺鏡的行進方向以及行進速度的精密控制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的醫(yī)療裝置的構(gòu)成的示意圖。
[0022]圖2是表示同上的醫(yī)療裝置的膠囊內(nèi)窺鏡的構(gòu)成的示意性外觀圖，(a)為側(cè)視圖，(b)為俯視圖。
[0023]圖3是示意性地表示同上的醫(yī)療裝置的膠囊內(nèi)窺鏡的推進的示例的俯視圖。
[0024]圖4是表示同上的醫(yī)療裝置的磁場產(chǎn)生部的構(gòu)成的示意性立體圖。
[0025]圖5是表示同上的醫(yī)療裝置的磁場產(chǎn)生部所產(chǎn)生的磁場的示例的波形圖。
[0026]圖6是表示同上的醫(yī)療裝置的操作部的方向盤的狀態(tài)與膠囊內(nèi)窺鏡的狀態(tài)的關(guān)系的一例的不意圖。
[0027]圖7是表示同上的醫(yī)療裝置的操作部的方向盤的傾斜的一例的示意圖。
[0028]圖8是表示同上的醫(yī)療裝置的另外的操作部的操縱桿的狀態(tài)與膠囊內(nèi)窺鏡的狀態(tài)的關(guān)系的一例的示意圖。
[0029]圖9是表示同上的醫(yī)療裝置的操作部的操縱桿臺的傾斜的一例的示意圖。
[0030]圖10是為了用于同上的醫(yī)療裝置的磁場產(chǎn)生部的變形例而求得的1組線圈對的特性圖。
[0031]圖11是表示求得圖10的特性時的1組線圈對的示意性立體圖。
[0032]圖12是表示同上的醫(yī)療裝置的磁場產(chǎn)生部的變形例的構(gòu)成的示意性立體圖。
[0033]圖13是表示同上的醫(yī)療裝置的磁場產(chǎn)生部的其他的變形例的構(gòu)成的示意性立體圖。
【具體實施方式】
[0034]以下，參照附圖來對用于實施本發(fā)明的優(yōu)選方式進行說明。本發(fā)明的實施方式所涉及的醫(yī)療裝置1進行被檢查者的體內(nèi)的檢查等，如圖1所示，具備:膠囊內(nèi)窺鏡2，其能夠在被檢查者的體內(nèi)自走；和膠囊控制裝置3，其在體外控制膠囊內(nèi)窺鏡2的自走。被檢查者通常使身體位于后述的膠囊控制裝置3的磁場產(chǎn)生部31所劃定的所需范圍的內(nèi)部，將膠囊內(nèi)窺鏡2從口吞下后接受檢查。也能夠從肛門使膠囊內(nèi)窺鏡2反向移動。
[0035]膠囊內(nèi)窺鏡2是沿軸方向(長邊方向)行進的整體上為大概圓柱狀，如圖2所示，具有:內(nèi)窺鏡主體部2a，其在內(nèi)部搭載有照相機22等；和鰭部2b，其在內(nèi)部搭載有在軸方向具有磁化方向的磁鐵21。鰭部2b設(shè)置于內(nèi)窺鏡主體部2a的軸方向后端部，詳細來說鰭部2b的前端固定于內(nèi)窺鏡主體部2a的后端或者經(jīng)由帽狀的介質(zhì)等來固定。膠囊內(nèi)窺鏡2在本實施方式中，例如，是軸方向的長度為例如4.5cm前后程度、直徑為1cm前后程度的大小。
[0036]內(nèi)窺鏡主體部2a的構(gòu)造并非本發(fā)明的主旨，現(xiàn)有的膠囊內(nèi)窺鏡中所使用的公知的構(gòu)造都能夠使用。這樣的內(nèi)窺鏡主體部2a —般來說，如圖2所示，除了前述的照相機22之外，還包含向膠囊內(nèi)窺鏡2的各部分供給電源的電源供給部23、為了照相機22進行拍攝而對外部進行照射的照射部24、對照相機22所拍攝到的圖像進行處理并通過無線向膠囊控制裝置3發(fā)送的無線通信部25等。內(nèi)窺鏡主體部2a的前部(在圖2中為左方)透明到光能夠通過的程度。照相機22由CCD等構(gòu)成、電源供給部23由電池等構(gòu)成、照射部24由LED等構(gòu)成。也可以采用無線通信部25能夠從膠囊控制裝置3通過無線接收控制信號，并控制照相機22、照射部24等。
[0037]鰭部2b的磁鐵21為棒狀的磁鐵，如前所述，并具有與膠囊內(nèi)窺鏡2的軸方向相同的磁化方向。磁鐵21搭載于如同硅樹脂等那樣具有彈性的構(gòu)件的內(nèi)部。磁鐵21如后所述，受到由膠囊控制裝置3的磁場產(chǎn)生部31產(chǎn)生的靜磁場和與其正交的交流磁場。磁鐵21若受到靜磁場，則進行旋轉(zhuǎn)使得成為與該靜磁場的方向平行。然后，按照該旋轉(zhuǎn)膠囊內(nèi)窺鏡2進行旋轉(zhuǎn)。此外，磁鐵21若受到交流磁場則與之響應(yīng)進行振動。然后，由此，如圖3所示，通過鰭部2b彎曲振動，將周圍的液體向后方推出而產(chǎn)生軸方向的推進力。
[0038]因為鰭部2b的前端固定于內(nèi)窺鏡主體部2a而后端被開放，所以在磁鐵21振動時按照交流磁場而后端(圖2中為S極側(cè))較大地移動，前端(圖2中為N極側(cè))極小地振動(參照圖3)。
[0039]鰭部2b具有能夠如同魚的鰭那樣彎曲并高效率地向后方推出液體那樣的寬幅的側(cè)面。該側(cè)面的形狀只要設(shè)為適當(dāng)?shù)男螤罴纯桑?，能夠使得圖2(a)所示的那樣后部大約一半成為梯形形狀、或設(shè)為整體上帶有圓形的形狀、或設(shè)為長方形狀。此外，鰭部2b的厚度(與寬幅的側(cè)面正交的面的寬度)也可以如圖2(b)所示，使前部大約一半較薄，使后部大約一半更薄。此外，也可以將鰭部2b整體的厚度設(shè)為大致相同的薄度。膠囊內(nèi)窺鏡2通過交流磁場，交流磁場垂直地入射到鰭部2b的寬幅的側(cè)面從而鰭部2b彎曲那樣的姿勢成為穩(wěn)定姿勢。
[0040]接著，說明膠囊控制裝置3。膠囊控制裝置3如圖1以及圖4所示，具有從相互正交的3方向包圍住膠囊內(nèi)窺鏡2的磁場產(chǎn)生部31，也就是3組亥姆霍茲線圈(Helmholtzcoil)即生成x軸方向(圖1中左右方向)的磁場的一組X軸亥姆霍茲線圈31x、31x’、生成y軸方向(圖1中上下方向)的磁場的一組y軸亥姆霍茲線圈31y、31y’、生成z軸方向的磁場(圖1中垂直于紙面的方向)的一組z軸亥姆霍茲線圈31z、31z’。另外，在圖1中，被檢查者與y軸方向平行地躺臥或站立。此外，在圖1中，另一方的z軸亥姆霍茲線圈31z’位于一方的z軸亥姆霍茲線圈31z的背后。
[0041]磁場產(chǎn)生部31通過來自磁場控制部32的控制電流，能夠產(chǎn)生不隨時間變化的靜磁場、或產(chǎn)生以規(guī)定的頻率以及振幅而隨時間變化的交流磁場，此外，能夠合成產(chǎn)生靜磁場與交流磁場。靜磁場與交流磁場能夠朝向三維的任一方向。具體來說，基于來自后述的操作部33的控制信號，磁場控制部32的X軸磁場控制部32x使生成x軸方向的磁場分量那樣的電流流過X軸亥姆霍茲線圈31x、31x’，y軸磁場控制部32y使生成y軸方向的磁場分量那樣的電流流過1軸亥姆霍茲線圈31y、31y’, z軸磁場控制部32z使生成z軸方向的磁場分量那樣的電流流過z軸亥姆霍茲線圈31z、31z’。
[0042]X軸亥姆霍茲線圈31x、31x’為纏繞了多重導(dǎo)線的圓周形狀的線圈隔開與其半徑大小R相同的距離R’同軸并且平行地設(shè)置的構(gòu)造，以使得在中心軸產(chǎn)生一樣的磁場，并通過使同方向的電流流過X軸亥姆霍茲線圈3lx、3lx’，能夠在中心軸產(chǎn)生一樣的X軸方向的磁場。為了產(chǎn)生磁場，不使用在電磁鐵中所用到的那樣的鐵芯。實際上，纏繞了多重導(dǎo)線的圓周形狀的線圈具有寬度、粗度，而且，還有設(shè)置條件等所以通常都會多少產(chǎn)生一些偏差，但在中心軸附近的空間內(nèi)能夠產(chǎn)生大致一樣的X軸方向的磁場。例如，也能夠?qū)⑵骄嚯xR’對線圈的平均半徑的大小R的容許偏差設(shè)為10%以內(nèi)或者20%以內(nèi)。在中心軸附近的空間內(nèi)產(chǎn)生大致一樣的磁場這一點上，與根據(jù)中心軸方向的位置磁場變化較大的電磁鐵不同。對于y軸亥姆霍茲線圈31y、31y’以及z軸亥姆霍茲線圈31z、31z’也是同樣。因此，在磁場產(chǎn)生部31的中央附近的某范圍內(nèi)，所合成的磁場在哪個方向都成為大致一樣的磁場，基本上在該范圍內(nèi)或其附近通過膠囊控制裝置3來控制膠囊內(nèi)窺鏡2。另外，X軸亥姆霍茲線圈31x、31x’的半徑、y軸亥姆霍茲線圈31y、31y’的半徑、z軸亥姆霍茲線圈31z、31z’通常需要一邊增大半徑以及間隔(距離)一邊依次逐漸向外側(cè)進行配置。此外，并不限定這些半徑以及間隔的大小，而且，也并不限定半徑以及間隔的大小的順序。
[0043]靜磁場用于控制膠囊內(nèi)窺鏡2的行進方向。磁場控制部32使直流電流流過磁場產(chǎn)生部31的3組亥姆霍茲線圈的每一個線圈以使靜磁場產(chǎn)生，并使得所合成的靜磁場的方向成為目標的行進方向。若這樣，則膠囊內(nèi)窺鏡2的磁鐵21為了變?yōu)榕c靜磁場的方向平行而快速旋轉(zhuǎn)，按照該旋轉(zhuǎn)膠囊內(nèi)窺鏡2進行旋轉(zhuǎn)從而變?yōu)榕c目標的行進方向一致。
[0044]此外，交流磁場用于使膠囊內(nèi)窺鏡2推進。磁場控制部32使交流電流流過磁場產(chǎn)生部31的3組亥姆霍茲線圈的每一個線圈以使交流磁場的分量產(chǎn)生，并使得合成了該分量的交流磁場的方向與所述靜磁場正交。若這樣，則膠囊內(nèi)窺鏡2的磁鐵21向相對于目標行進方向大致正交的方向振動，按照該振動鰭部2b向相對于目標行進方向大致正交的方向振動，其結(jié)果，變?yōu)槟z囊內(nèi)窺鏡2向目標行進方向推進而自走。
[0045]在此，因為在磁場產(chǎn)生部31的中央附近作用于膠囊內(nèi)窺鏡2的靜磁場大致一樣，所以膠囊內(nèi)窺鏡2只為了其軸與靜磁場的方向成為平行而旋轉(zhuǎn)，幾乎不會被拉到特定的方向。因此，容易進行行進方向的控制。此外，因為在磁場產(chǎn)生部31的中央附近作用于膠囊內(nèi)窺鏡2的交流磁場的大小的位置依賴性非常少，所以容易進行行進速度的控制。
[0046]雖然使靜磁場與交流磁場產(chǎn)生的時刻并不特別限定，但通常，因為通過靜磁場快速地決定行進方向，所以可以使靜磁場與交流磁場的產(chǎn)生相比稍微提前產(chǎn)生、或者同時產(chǎn)生并在產(chǎn)生后將這些合成。例如，若將相對于X軸45度、相對于y軸45度、相對于z軸90度設(shè)為行進方向，則如圖5所示，只要將X軸方向的磁場分量與y軸方向的磁場分量設(shè)為相等值的靜磁場的分量 、并將z軸方向的磁場設(shè)為交流磁場即可。
[0047]使交流磁場的振幅、頻率可變，使得能夠根據(jù)來自后述的操作部33的控制信號放慢行進速度從而詳細地觀察來自膠囊內(nèi)窺鏡2的圖像，也能夠加強推進力從而使難以通過的地方變得容易通過。此外，使靜磁場的大小可變，使得能夠根據(jù)來自后述的操作部33的控制信號來控制朝向行進方向的力的大小，也能夠使由于障礙物等難以轉(zhuǎn)向目標行進方向的地方變得容易能夠轉(zhuǎn)向。為了使交流磁場的振幅、頻率可變，能夠使其成為與后述的端子33a’(參照圖1)的轉(zhuǎn)動角度或后述的操縱桿(joystick) 33b的放倒角度相應(yīng)的大小，此外，準備用手操縱的控制桿(未圖示)或腳踏的加速器(未圖示)，能夠使其成為與控制桿的移動距離或加速器的踏入量相應(yīng)的大小。此外，為了使靜磁場的大小可變，能夠使其在交流磁場的振幅、頻率變化時變化、或通過端子33a’或控制桿等獨立地變化。
[0048]此外，在交流磁場的開始產(chǎn)生時也可能存在鰭部2b的振動方向與交流磁場的方向接近于垂直從而鰭部2b難以振動的情況，在該情況下，也能夠根據(jù)來自操作部33的控制信號在與所述靜磁場正交的范圍內(nèi)變更交流磁場的方向。
[0049]這樣，因為能夠獨立地控制膠囊內(nèi)窺鏡2的行進方向與推進力(行進速度)，所以容易使其準確地向想要檢查的地方進行移動。
[0050]此外，膠囊控制裝置3如前所述具有檢查者操作的操作部33。操作部33使用圖1以及圖6所示那樣的方向盤33a或圖8所示那樣的操縱桿33b等的操作設(shè)備來控制膠囊內(nèi)窺鏡2的行進方向等。基于操作部33所輸出的信號控制靜磁場的方向。除此之外，也能夠設(shè)置控制交流磁場的振幅或頻率或者方向的設(shè)備、控制靜磁場的大小的設(shè)備等。此外，在本實施方式中，由通信部34接收從膠囊內(nèi)窺鏡2發(fā)送過來的體內(nèi)的圖像，并將其顯示于顯示裝置35。檢查者能夠一邊觀察該圖像一邊操作方向盤33a、操縱桿33b等的操作設(shè)備。
[0051]使用了方向盤33a的操作部33能夠按如下方式進行設(shè)定。方向盤33a能夠保持其旋轉(zhuǎn)位置。例如，方向盤33a的基準點G位于上側(cè)(A’方向)時,使得靜磁場朝向A方向(參照圖6(a)),從A方向開始每隔90度依次設(shè)為B方向、C方向、D方向。靜磁場朝向A方向時，膠囊內(nèi)窺鏡2朝向A方向。來自膠囊內(nèi)窺鏡2的圖像成為A方向的圖像。檢查者觀察來自膠囊內(nèi)窺鏡2的圖像，在直線前進的情況下，不轉(zhuǎn)動方向盤33a，通過端子33a’ (參照圖1)等來調(diào)整行進速度。
[0052]在觀察圖像并改變膠囊內(nèi)窺鏡2的方向的情況下，將方向盤33a向右或左轉(zhuǎn)動。例如，在觀察圖像并想要改變膠囊內(nèi)窺鏡2的方向為相對于行進方向順時針90度的情況下，將方向盤33a向右轉(zhuǎn)動90度。若這樣，則方向盤33a的基準點G會位于右側(cè)(B’方向)，靜磁場朝向B方向(參照圖6(b))，膠囊內(nèi)窺鏡2朝向B方向。同樣地，在膠囊內(nèi)窺鏡2朝向了 B方向的狀態(tài)下，在觀察圖像并想要改變膠囊內(nèi)窺鏡2的方向為相對于行進方向順時針90度的情況下，將方向盤33a向右轉(zhuǎn)動90度。若這樣，則方向盤33a的基準點G會位于下側(cè)(C’方向)，靜磁場朝向C方向(參照圖6 (c)),膠囊內(nèi)窺鏡2朝向C方向。同樣地,在膠囊內(nèi)窺鏡2朝向了 C方向的狀態(tài)下，在觀察圖像并想要改變膠囊內(nèi)窺鏡2的方向為相對于行進方向順時針90度的情況下，將方向盤33a向右轉(zhuǎn)動90度。若這樣，則方向盤33a的基準點G會位于左側(cè)(D’方向)，靜磁場朝向D方向(參照圖6 (d)),膠囊內(nèi)窺鏡2朝向D方向。
[0053]這樣，使用了 方向盤33a的操作部33通過使靜磁場朝向與基準點G相應(yīng)的方向，能夠依靠方向盤33a的操作(旋轉(zhuǎn)操作)來進行所觀察的畫面的左右的行進方向控制。所觀察的畫面的上下的行進方向控制只要通過改變圖1所示那樣的滑塊33a”的可動部的移動距離、或者如圖7所示改變方向盤33a的軸33aa的傾斜角度，在相對于水平面_90度~90度的范圍內(nèi)控制靜磁場為任意的角度即可。例如，能夠使圖7(&)、(13)、((3)的方向盤33a的軸33aa的狀態(tài)分別與靜磁場相對于水平面傾斜_90度、0度、90度時相對應(yīng)。另外，當(dāng)然上述端子33a’、滑塊33a”還能夠使用其他形態(tài)的設(shè)備。例如，能夠使用控制桿來代替滑塊33a”。此外，基準點G也可以是不能目視的基準點。
[0054]使用了操縱桿33b的操作部33能夠按如下方式進行設(shè)定。操縱桿33b使得操縱桿臺33b’的基準點Η自動旋轉(zhuǎn)與將操縱桿33b放倒的方向相對應(yīng)的角度或根據(jù)情況手動進行旋轉(zhuǎn)，并使靜磁場的方向旋轉(zhuǎn)從A’到基準點Η的角度。例如，操縱桿臺33b’的基準點Η位于上側(cè)(Α’方向)時,使得靜磁場朝向Α方向(參照圖8 (a)),從A方向開始每隔90度依次設(shè)為B方向、C方向、D方向。靜磁場朝向A方向時,膠囊內(nèi)窺鏡2朝向A方向。來自膠囊內(nèi)窺鏡2的圖像成為A方向的圖像。檢查者觀察來自膠囊內(nèi)窺鏡2的圖像，并在直線前進的情況下，將操縱桿33b向上側(cè)(A’方向)放倒。若這樣，則膠囊內(nèi)窺鏡2以與操縱桿33b的放倒角度相應(yīng)的行進速度直線前進。
[0055]在觀察圖像并改變膠囊內(nèi)窺鏡2的方向的情況下，將操縱桿33b向想要改變的方向放倒。例如，在觀察圖像并想要改變膠囊內(nèi)窺鏡2的方向為相對于行進方向順時針90度的情況下，將操縱桿33b向右放倒。若這樣，則操縱桿臺33b’進行旋轉(zhuǎn)而基準點Η會位于右側(cè)(Β’方向)，靜磁場朝向Β方向(參照圖8(b))，膠囊內(nèi)窺鏡2朝向Β方向。同樣地，在膠囊內(nèi)窺鏡2朝向了 B方向的狀態(tài)下，在觀察圖像并想要改變膠囊內(nèi)窺鏡2的方向為相對于行進方向順時針90度的情況下，暫且將操縱桿33b復(fù)原使其豎立，并再次將操縱桿33b向右放倒。若這樣，則操縱桿臺33b’進行旋轉(zhuǎn)而基準點Η會位于下側(cè)(C’方向)，靜磁場朝向C方向(參照圖8(c))，膠囊內(nèi)窺鏡2朝向C方向。同樣地，在膠囊內(nèi)窺鏡2朝向了 C方向的狀態(tài)下，在觀察圖像并想要改變膠囊內(nèi)窺鏡2的方向為相對于行進方向順時針90度的情況下，暫且將操縱桿33b復(fù)原使其豎立，并再次將操縱桿33b向右放倒。若這樣，則操縱桿臺33b’進行旋轉(zhuǎn)而基準點Η會位于左側(cè)(D’方向)，靜磁場朝向D方向(參照圖8(d))，膠囊內(nèi)窺鏡2朝向D方向。
[0056]這樣，使用了操縱桿33b的操作部33通過使靜磁場朝向與基準點Η相應(yīng)的方向，能夠依靠操縱桿33b的操作來進行所觀察的畫面的左右的行進方向控制。所觀察的畫面的上下的行進方向控制，可以通過使用前述的滑塊33a”等、或者如圖9所示改變操縱桿臺33b’的傾斜角度，在相對于水平面-90度~90度的范圍內(nèi)控制靜磁場為任意的角度。例如，能夠使圖9 (a)、(b)、(c)的操縱桿臺33b’的狀態(tài)分別與靜磁場相對于水平面傾斜-90度、0度、90度時相對應(yīng)。另外，在圖9中，對操縱桿33b豎立時進行了表示。此外，當(dāng)然滑塊33a”還能夠使用其他形態(tài)的設(shè)備(例如，控制桿等)。此外，基準點Η也可以是不能目視的基準點。
[0057]以上，對使用磁場產(chǎn)生部31構(gòu)成了膠囊控制裝置3的實施方式進行了說明。若使用具有3組亥姆霍茲線圈的磁場產(chǎn)生部31，則如上所述磁場幾乎成為一樣，所以容易進行行進方向以及推進力(行進速度)的控制。每1組亥姆霍茲線圈是由同軸并且平行設(shè)置的2個線圈構(gòu)成的1組線圈對。在將小型化等優(yōu)先的情況下等，能夠改變具有3組亥姆霍茲線圈的磁場產(chǎn)生部31的任意1組或2組線圈對、或者3組線圈對的線圈的形狀、或改變線圈的大小、或改變構(gòu)成線圈對的2個線圈間的距離。在該情況下，磁場如下所述，不均勻(不一樣)并依賴于場所而發(fā)生變化。
[0058]圖10所示的特性為通過仿真而求得為了生成1軸方向的磁場而配置了 1組線圈對時的磁場的1軸方向的磁通密度的特性。橫軸為以2個線圈間的正中為中心的y軸坐標值，單位長度設(shè)為了 L。圖10的(a)、(b)、(c)分別示出了，以L、0.5L、2L為2個線圈間的距離配置了 1組線圈對。各個圖中的曲線a表示半徑L的圓周形狀的線圈的特性(參照圖11 (a))。圖中的曲線b表示一邊為2L的正方形、曲線c表示短邊為2L且長邊為3L的長方形、曲線d表示短邊為2L且長邊為4L的長方形、曲線e表示短邊為2L且長邊為5L的長方形的外周形狀的線圈的特性(參照圖11(b))。圖中的曲線f、g、h、i表示通過將四邊形的所有的角刪掉長度0.5L而制作出來的八邊形的外周形狀的線圈的特性(參照圖11 (c))，曲線f是由一邊為2L的正方形、曲線g是由短邊為2L且長邊為3L的長方形、曲線h是由短邊為2L且長邊為4L的長方形、曲線i是由短邊為2L且長邊為5L的長方形分別制作出來的八邊形的特性。另外，圖10(a)的曲線a成為1組亥姆霍茲線圈的特性。
[0059]由圖10(a)~(c)可知，若將線圈的形狀設(shè)為四邊形、八邊形等的多邊形，或使2個線圈間的距離與亥姆霍茲線圈的距離(構(gòu)成亥姆霍茲線圈的2個線圈間的距離)不同，則磁場依賴于場所而發(fā)生變化，背離了亥姆霍茲線圈的特性。另一方面，由圖10(a)可知，在2個線圈間的距離為亥姆霍茲線圈的距離的情況下，線圈的一個方向(長邊方向)的尺寸越接近與其正交的另一方向(短邊方向)的尺寸、以及線圈的形狀越成為比四邊形角多的多邊形(即，越接近圓形或橢圓形)，就越接近亥姆霍茲線圈的特性。此外，由圖10(a)~
(c)可知，線圈的形狀越成為比四邊形角多的多邊形(即，越接近圓形或橢圓形)，就越能夠得到較大的磁通密度。此外，由圖10(c)可知，在2個線圈間的距離比亥姆霍茲線圈的距離長的情況下，將多邊形的一個方向(長邊方向)的尺寸以使其接近2個線圈間的距離的方式設(shè)為比另一方向(短邊方向)的尺寸大的線圈(與曲線f相比為曲線g、h、i)，磁場依賴于場所的變化小。在本申請中，將一個方向的尺寸比與其正交的另一方向的尺寸大的多邊形稱為長形多邊形。
[0060]磁場產(chǎn)生部36具有1組亥姆霍茲線圈和改變了亥姆霍茲線圈的構(gòu)造(線圈的形狀和大小以及2個線圈間的距離)的2組線圈對，使得從相互正交的3方向包圍住膠囊內(nèi)窺鏡2。如圖12所示，在此，該1組亥姆霍茲線圈為生成z軸方向的磁場的一組z軸亥姆霍茲線圈36z、36z’。此外,其他的2組線圈對由生成X軸方向的磁場的一組X軸線圈對36x、36x’和生成y軸方向的磁場的一組y軸線圈對36y、36y’構(gòu)成。
[0061]磁場產(chǎn)生部36與具有3組亥姆霍茲線圈的磁場產(chǎn)生部31相比,χ軸方向以及y軸方向的根據(jù)場所的磁場的變化變大，另一方面無需使得多個正交的亥姆霍茲線圈彼此不重疊地構(gòu)成，因此能夠減小整體的尺寸。該磁場產(chǎn)生部36因為z軸方向的磁場一樣但X軸方向以及y軸方向的磁場不一樣，所以具有稍微難以控制的傾向，但能夠與上述的磁場產(chǎn)生部31同樣地使靜磁場以及交流磁場產(chǎn)生，并控制膠囊內(nèi)窺鏡2的行進方向以及行進速度。 [0062]構(gòu)成線圈對的線圈36x、36x’、36y、36y’能夠為多邊形的外周形狀、或者更接近亥姆霍茲線圈的形狀的橢圓或圓形的外周形狀等。在構(gòu)成線圈對的2個線圈間的距離較長的情況下，若線圈36x、36x’、36y、36y’是y軸方向或x軸方向的尺寸比z軸方向的尺寸大的長形多邊形或橢圓的外周形狀，則能夠在減小z軸方向的尺寸的同時，對X軸方向以及y軸方向抑制磁場的依賴于場所的變化。
[0063]并非限于該磁場產(chǎn)生部36，能夠通過各種各樣的方式來改變具有3組亥姆霍茲線圈的磁場產(chǎn)生部31的任意1組或2組線圈對、或者3組線圈對的線圈的形狀、或改變線圈的大小、2個線圈間的距離。在該情況下，對于3組線圈對中的每一組線圈對,構(gòu)成該線圈對的線圈從多邊形、橢圓或圓形的外周形狀中來選擇。在線圈為多邊形的外周形狀的情況下，能夠使用四邊形或在上述的特性的點上優(yōu)選的比四邊形角多的多邊形的外周形狀。此外，對于3組線圈對中的任意1組或2組線圈對、或者3組線圈對，構(gòu)成線圈對的線圈能夠使用在上述的特性的點上優(yōu)選的長形多邊形或橢圓的外周形狀。
[0064]此外，作為磁場產(chǎn)生部37，還能夠使用從相互正交的3方向包圍住膠囊內(nèi)窺鏡2的1組亥姆霍茲線圈和2組電磁鐵。該磁場產(chǎn)生部37如圖13所示，具有生成X軸方向的磁場的一組X軸電磁鐵37x、37x’、生成y軸方向的磁場的一組y軸亥姆霍茲線圈37y、37y’、生成z軸方向的磁場的一組z軸電磁鐵37z、37z’。另外，被檢查者只要與y軸方向平行地躺臥或站立即可。
[0065]由這樣的1組亥姆霍茲線圈與2組電磁鐵構(gòu)成的磁場產(chǎn)生部37或變重或磁場非常地不均勻(不一樣)，但因為能夠減小電磁鐵的大小，而且，能夠自由地減小1組亥姆霍茲線圈的半徑以及間隔的大小，因此能夠減小整體的大小。該磁場產(chǎn)生部37雖然由于X軸方向以及z軸方向的磁場不一樣因而具有難以控制的傾向，但能夠使靜磁場以及交流磁場產(chǎn)生，并控制膠囊內(nèi)窺鏡2的行進方向以及行進速度。[0066]以上，對本發(fā)明的實施方式所涉及的醫(yī)療裝置進行了說明，但本發(fā)明并不限于實施方式中所記載的情形，能夠進行權(quán)利要求書所記載的事項的范圍內(nèi)的各種設(shè)計變更。例如，膠囊內(nèi)窺鏡2的內(nèi)窺鏡主體部2a的構(gòu)造、形狀能夠進行各種變更。此外，膠囊控制裝置3的操作部33對方向盤33a、操縱桿33b，并不限定于特定的形狀，例如，方向盤33a除了圖6所示的形狀之外，能夠是表盤的形狀、旋鈕的形狀、非豎立的操縱桿的形狀等。此外，膠囊控制裝置3的操作部33也能夠使用個人電腦的鍵盤、鼠標、觸摸面板等，并根據(jù)軟件來輸出與通過方向盤33a、操縱桿33b (以及操縱桿臺33b’ )等的操作而從操作部33輸出的控制信號相同的信號，來代替方向盤33a、操縱桿33b(以及操縱桿臺33b’ )等。
[0067]符號說明
[0068]1醫(yī)療裝置
[0069]2膠囊內(nèi)窺鏡
[0070]21 磁鐵
[0071]2b 鰭部
[0072]3膠囊控制裝置
[0073]31、36磁場產(chǎn)生部
[0074]33操作部
[0075]33a方向盤
[0076]33b操縱桿
【權(quán)利要求】
1.一種醫(yī)療裝置，其特征在于，具備:膠囊內(nèi)窺鏡，其搭載有在軸方向具有磁化方向的磁鐵，并在內(nèi)窺鏡主體部的軸方向后端部設(shè)置有鰭部從而能夠在體內(nèi)自走；和膠囊控制裝置，其通過產(chǎn)生三維地控制方向的靜磁場和與其正交的交流磁場而在體外控制膠囊內(nèi)窺鏡的自走，所述膠囊內(nèi)窺鏡受到所述靜磁場而進行旋轉(zhuǎn)，使得磁化方向與該靜磁場的方向平行，受到所述交流磁場從而所述磁鐵進行響應(yīng)并由此所述鰭部彎曲振動而產(chǎn)生軸方向的推進力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)療裝置，其特征在于，所述膠囊控制裝置通過具有3組亥姆霍茲線圈的磁場產(chǎn)生部而產(chǎn)生靜磁場與交流磁場。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)療裝置，其特征在于，所述膠囊控制裝置通過具有3組線圈對的磁場產(chǎn)生部而產(chǎn)生靜磁場與交流磁場，對于所述3組線圈對中的每一組線圈對，構(gòu)成線圈對的線圈具有多邊形、橢圓或圓形的外周形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的醫(yī)療裝置，其特征在于，對于所述3組線圈對中的任意1組或2組`線圈對、或者3組線圈對，構(gòu)成線圈對的線圈具有長形多邊形或橢圓的外周形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)療裝置，其特征在于，所述膠囊控制裝置通過具有1組亥姆霍茲線圈和2組電磁鐵的磁場產(chǎn)生部而產(chǎn)生靜磁場與交流磁場。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5中任意一項所述的醫(yī)療裝置，其特征在于，對于所述膠囊控制裝置，所述交流磁場的振幅和/或頻率可變，和/或靜磁場的大小可變。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的醫(yī)療裝置，其特征在于，所述交流磁場的振幅和/或頻率和/或靜磁場的大小成為與端子的轉(zhuǎn)動角度、操縱桿的放倒角度、控制桿的移動距離或加速器的踏入量相應(yīng)的大小。
8.根據(jù)權(quán)利要求1~7中任意一項所述的醫(yī)療裝置，其特征在于，所述靜磁場的方向通過使用了保持旋轉(zhuǎn)位置的方向盤的操作部來控制，并成為與該方向盤的基準點的方向相應(yīng)的方向。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的醫(yī)療裝置，其特征在于，所述靜磁場相對于水平面的傾斜角度通過改變所述方向盤的軸的傾斜角度、或改變滑塊的可動部或控制桿的移動距離來控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求1~7中任意一項所述的醫(yī)療裝置，其特征在于，所述靜磁場的方向通過使用了操縱桿的操作部來控制，操縱桿臺的基準點旋轉(zhuǎn)與將該操縱桿放倒的方向相對應(yīng)的角度，所述靜磁場成為與該基準點的方向相應(yīng)的方向。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的醫(yī)療裝置，其特征在于，所述靜磁場相對于水平面的傾斜角度通過改變所述操縱桿臺的傾斜角度、或改變滑塊的可動部或控制桿的移動距離來控制。
【文檔編號】A61B1/00GK103648352SQ201280031178
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月5日
【發(fā)明者】西原弘訓(xùn), 大塚尚武, 進藤康則, 樋口和秀 申請人:株式會社Mu