JP2009261647A - カプセル内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】仮に気道に停滞しても、呼吸困難になることがないカプセル内視鏡を得る。
【解決手段】体腔内に飲み込むときに体腔の延長方向に沿う長軸方向を有するボディの外表面に、軸方向（と平行な方向）に連続する凹凸を形成したカプセル内視鏡。
【選択図】図２

Description

本発明は、体腔内を撮像し、その画像情報を体外に無線送信するカプセル内視鏡に関する。

従来のファイバースコープや電子内視鏡装置は、人体外に配置した操作部や画像モニタ装置と、人体内に導入される撮像部とが可撓性管でつながれている構成となっている。被験者の苦痛を軽減するために撮像ヘッド部の小型化や細径化が図られても、「管」が被験者の喉を通る苦痛を根本的になくすことができない。そこで近年、被験者が飲み込み、体腔内を通過するうちに体腔内画像を撮像するカプセル内視鏡が提案されている。カプセル内視鏡は一般に、体腔内を照明する照明素子と、照明された体腔内を撮像するイメージセンサと、このイメージセンサが撮像した映像情報を送信信号に変調して無線送信する送信器と送信アンテナおよびバッテリを内蔵しており、被験者が体腔内に飲み込んだカプセル内視鏡が撮像した映像情報を無線によって体外のモニタ部へ送信し、モニタに表示する。

このようなカプセル内視鏡のボディ（ケーシング）は従来、滑らかに体腔内を移動するように、長軸方向を有する滑らかな形状、典型的には、両端の半球状部を円筒部で接続した形状をしている。
特開２００３-２６００２５号公報

カプセル内視鏡の外表面形状について、従来は単に滑らかであれば足りるとされ、それ以上の考察がされていなかった。しかし、特に今後カプセル内視鏡の適用が増大すると予想される高齢者あるいは幼児は、嚥下能力が低いことから、単に滑らかであっても、気道に停滞して呼吸困難になる危険性がある。

本発明は、カプセル内視鏡についての以上の問題意識に基づき、仮に気道に停滞しても、呼吸困難になることがないカプセル内視鏡を得ることを目的とする。

本発明によるカプセル内視鏡は、体腔内に飲み込むときに体腔の延長方向に沿う長軸方向を有するボディの外表面に、軸方向（と平行な方向）に連続する凹凸を形成したことを特徴としている。

具体的には、前後の半球状部と中間の筒状部を有する内視鏡ボディでは、凹凸は、前後の半球状部の途中から筒状部に渡って形成することができる。

凹凸は、内視鏡ボディを成形するとき同時に形成してもよいが、後に接着固定した突条によって形成してもよい。

本発明のカプセル内視鏡は、長軸方向を有するボディの外表面に軸方向に連続する凹凸を形成したので、仮に被験者の気道に停滞しても、凹凸によって空気の道が形成されるため、呼吸困難になるおそれがない。

図１、図２は、本発明によるカプセル内視鏡１００の一実施形態を示している。このカプセル内視鏡１００のボディ（ケーシング）は、前後の半球状部１０１の間に筒状部１０２を有するもので、長軸Ｘ方向を有している。長軸Ｘ方向は、被験者がカプセル内視鏡１００を飲み込むとき、体腔の延長方向に沿う（沿わせる）方向である。

このカプセル内視鏡１００の外表面には、軸線Ｘと平行な方向に連続させて、周方向に間隔をおいた複数の凹部１０３が形成されている。隣り合う凹部１０３の間は、必然的に凸部１０４となる。

以上のカプセル内視鏡１００は、図２に模式的に示すように、被験者Ｈの気道Ａに停滞したとしても、凹部１０３が空気の通り道となるため、呼吸困難になることがない。別言すると、凹部１０３の深さと数は、カプセル内視鏡１００が気道Ａに停滞しても、空気の通り道が確保されるように定める。

凹部１０３は、カプセル内視鏡１００のボディを合成樹脂材料から成形する際に同時に成形することができる。あるいは、図１（Ｂ）に鎖線で示すような滑らかなカプセル内視鏡１００Ｍの外面に別部材としての突条１０４Ｐを後に接着してもよい。

以上のカプセル内視鏡１００は、その内部に、一般的に、体腔内を照明する照明素子と、照明された体腔内を撮像するイメージセンサと、このイメージセンサが撮像した映像情報を送信信号に変調して無線送信する送信器と送信アンテナおよびバッテリを内蔵している。本発明のカプセル内視鏡１００は、内蔵要素の具体的な構成を問うものではないが、次に、その一例を図３ないし図１１で説明する。このカプセル内視鏡は、本出願人と合併前のペンタックス（株）が特開２００７-７５２６１号公報で出願したものである。

図３は、カプセル内視鏡１００に搭載されるフレキシブルプリント基板１０の実施形態を展開して示す平面図、図４は同フレキシブルプリント基板１０にカプセル内視鏡を構成する電子品等を実装した平面図である。

フレキシブルプリント基板１０は、図において左端から右方向に、撮像素子を実装する円形のイメージセンサ部１１、映像信号処理部１３および変調・送信アンプ部１５を備え、これらの各部１１、１３、１５が連結部１２、連結部１４を介して連結されている。変調・送信アンプ部１５は、連結部１４に対して直交方向に延びる連結部１６を介して連結されたアンテナ部１７を備えている。イメージセンサ部１１にはさらに、放射方向に延びる４本の連結部１８および各連結部１８の先端部に形成された照明部１９を備えている。

以上のフレキシブルプリント基板１０には、以下の電子部品等が実装される。イメージセンサ部１１にはＣＣＤ、ＣＭＯＳタイプのイメージセンサ２１が実装され、各照明部１９には発光ダイオード２２が実装される。映像信号処理部１３には、イメージセンサ２１を駆動して撮像し、撮像した映像信号に対して所定の処理を施す映像信号処理回路２３が実装される。映像信号処理部１３と変調・送信アンプ部１５を連結する連結部１４には、直列に電池２４ａ、２４ｂが実装される。変調・送信アンプ部１５には、映像信号処理回路２３で所定の処理が施された映像信号を変調・増幅する変調・送信アンプ２５が実装されている。アンテナ部１７には、変調・送信アンプ２５で変調・増幅された映像信号を送信するアンテナ線２６が、プリント形成されている。

各電子部品等が実装されたフレキシブルプリント基板１０は、図４においてはイメージセンサ部１１と連結部１２の境界部が山折り、連結部１２と映像信号処理部１３の境界部が谷折り、連結部１４と変調・送信アンプ部１５の境界部が山折り、変調・送信アンプ部１５と連結部１６との境界部が谷折りされ、アンテナ部１７が変調・送信アンプ２５および電池２４ａ、２４ｂを囲むように筒状に曲げられる。図５には、以上のようにフレキシブルプリント基板１０を折り曲げた状態の側面を、アンテナ部１７を除いて示した。

以上のように折り曲げたフレキシブルプリント基板１０に、レンズユニット３０を装着する。レンズユニット３０は、円筒形のレンズ支持筒３１の中空部３２の端部にレンズ部３３が形成されている。さらにレンズ支持筒３１の外周面には周方向に所定間隔で、レンズ部３３の光軸Ｏと平行に延びる４本のガイド溝３４が形成されている。このレンズユニット３０を、その中空部３２内にイメージセンサ２１が納まるようにイメージセンサ部１１上に乗せる。なお、レンズユニット３０とイメージセンサ２１とは、中空部３２をイメージセンサ２１に被せるだけでレンズ部３３の光軸とイメージセンサ２１とが軸合わせされるように形成しておくのが好ましい。

イメージセンサ部１１の反対面には、円板形状の押え板３６を装着する。押え板３６は、連結部１２が通る切欠３７を有し、この切欠３７が連結部１２に対応するように位置合わせされた状態でイメージセンサ部１１に装着される。その後連結部１８をイメージセンサ部１１との境界部付近からレンズ支持筒３１の外周面に沿って折り曲げ、さらにレンズ支持筒３１の上端面に沿ってレンズユニット３０を抱え込むように折り曲げて、ＬＥＤ２２をレンズ支持筒３１の上面に位置させる。

レンズユニット３０および押え板３６を装着した状態で（図７（Ａ））、前部筐体としての透明カプセル４０を装着する。透明カプセル４０は、半球状部１０１と、長軸Ｘ方向を有する筒状部１０２の一部を形成する筒状部４１を有しており、この透明カプセル４０の外表面には、図７（Ｃ）に示すように、その筒状部１０２（４１）から半球状部１０１に渡らせて、凹部１０３（凸部１０４）が形成されている。また、筒状部４１の内面に、ガイド溝３４に嵌る凸ガイド４２が設けられている。さらに筒状部４１の開放側縁部には、外周面に、周方向に嵌め合い段部４３が形成されている。この透明カプセル４０は、凸ガイド４２をガイド溝３４の開放端部に位置合わせした状態で相対移動させて、凸ガイド４２とガイド溝３４とを嵌合させる（図７（Ｂ））。

次に、押え板３６と筒状部４１の内周面との隙間を塞ぐように接着剤４５を塗布（充填）する（図８）。接着剤４５としては、エポキシ系接着剤等が使用できる。接着剤４５によって透明カプセル４０とレンズユニット３０、電子部品等を接着固定、つまり透明カプセル４０に対して各部品を支持したら、金型６０によって、後部ボディ５０を成形する（図１１）。後部ボディ５０は、カプセル内視鏡１００の筒状部１０２の一部（残部）と、透明カプセル４０の半球状部１０１と対をなす半球状部１０１を構成するものであり、その外表面には、透明カプセル４０の凹部１０３（凸部１０４）に対応する（連続する）凹部１０３（凸部１０４）が形成される。

金型６０の後部ボディ成型空間６１の内面６２には、長軸Ｘ方向を有する筒状部６２ａと半球状部６２ｂとが形成され、この筒状部６２ａから半球状部６２ｂの途中に、凹部１０３の形状に対応する長軸Ｘ方向と平行な突条６３（図９）が形成されている。金型６０には、後部ボディ成型空間６１の底部に、溶融した樹脂を注入するゲート６４が設けられている。

以上の金型６０の後部ボディ成型空間６１内に、透明カプセル４０を治具（図示せず）等で把持して挿入する。嵌め合い段部４３が後部ボディ成型空間６１内に入り、内周面６２と重複する位置まで挿入したら、その位置に保持する。このとき、透明カプセル４０の凹部１０３と金型６０の突条６３の位置を合致させる。

次に、溶融した樹脂５１を、ゲート６４から後部ボディ成型空間６１内に注入する。なお、通常は、樹脂５１を後部ボディ成型空間６１内に充填するに従って後部ボディ成型空間６１内の空気が逃げるガスベントが内面６２の開口縁部に形成されている。後部ボディ成型空間６１内に流し込まれた樹脂５１は、フレキシブルプリント基板１０に実装された各電子部品の隙間に流れ込み、さらに透明カプセル４０の嵌め合い段部４３と内面６２の隙間にも流れ込み、後部ボディ成型空間６１内が樹脂５１で充填される。後部ボディ成型空間６１と嵌め合い段部４３との隙間が塞がれるまで、樹脂５１を注入する。これにより、透明カプセル４０と樹脂５１とは、嵌め合い段部４３において直接接合され、透明カプセル４０と後部ボディ５０で形成されるカプセル内視鏡１００の外表面には、長軸Ｘ方向に連続する凹部１０３と凸部１０４が形成される。

樹脂５１が固化したら、透明カプセル４０を所定の治具等で挟んで金型６０から引き抜くと、後部ボディ成型空間６１を規制する内面６２の形状が、後部ボディ５０の表面形状（輪郭）として樹脂５１に転写されている（図１１）。すなわち、以上のように形成されたカプセル内視鏡１００の外表面には、長軸Ｘ方向に連続する凹部１０３と凸部１０４が形成されている。

このように、後部ボディ５０を樹脂５１による射出成型により形成すると、射出成型の際の圧力で樹脂５１が後部ボディ成型空間６１内の各部材間に回り込んで各部材を包含し、さらに透明カプセル４０の嵌め合い段部４３と内面６２との間まで充填され、樹脂５１が嵌め合い段部４３と直接密着して接合する。また、後部ボディ５０を形成する樹脂５１は、各部材を包み込み、部材間に隙間を生じないので、振動や衝撃などによる電子部品の移動、断線、破壊などの障害が大幅に低減される。

樹脂５１としては、絶縁性、生体安全性のある樹脂であればよく、例えばフッ素樹脂、ＡＢＳ樹脂、ノリルなどが望ましいが、これらは流動化させるために通常は２００℃以上に過熱するので、カプセル内視鏡に内蔵する各電子部品等は耐熱性の高いものを使用する。耐熱性が低い電子部品等を使用する場合は、樹脂による射出成型工程など一連の工程において高温を必要としない、例えば常温硬化ポリエステル樹脂、紫外線硬化樹脂などを使用することが好ましい。

以上のカプセル内視鏡１００の内部要素及びその製造方法は、一例を示すものであり、本発明はこれに限定されない。

（Ａ）は本発明によるカプセル内視鏡の一実施形態を示す正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ-Ｂ線に沿う断面図である。 （Ａ）は図１のカプセル内視鏡が気道に詰まった状態を示す模式図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ-Ｂ線に沿う断面図である。 本発明を適用するカプセル内視鏡の内部構造の要素として一例を示す、フレキシブルプリント基板の平面図である。 同フレキシブルプリント基板に電子部品を実装した状態を示す平面図である。 同電子部品を実装したフレキシブルプリント基板を折り曲げた状態を示す側面図である。 （Ａ）は同折り曲げたフレキシブルプリント基板に押え板およびレンズユニットを装着する様子を説明する図、（Ｂ）はレンズユニットの正面図、（Ｃ）は押え板の正面図である。 押え板およびレンズユニットを装着したフレキシブルプリント基板に、（Ａ）は透明カプセルを装着する様子を説明する、透明カプセルを縦断した側面図、（Ｂ）は透明カプセルを装着した状態を透明カプセルを縦断して示す側面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ-Ｃ線に沿う断面図である。 透明カプセルと押え板の間を接着及び密封するために接着剤を塗布した様子を示す側面図である。 （Ａ）は後部ボディを形成するための金型の実施形態を示す縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ-Ｂ線に沿う断面図である。 同金型の後部ボディ形成空間に電子部品等を挿入した状態を一部断面で示す側面図である。 同金型の後部ボディ形成空間内に樹脂を注入し、その後引き抜いた状態を一部切断して示す側面図である。

符号の説明

１０ フレキシブルプリント基板
１１ イメージセンサ部
１２ 連結部
１３ 映像信号処理部
１４ 連結部
１５ 変調・送信アンプ部
１６ 連結部
１７ アンテナ部
１８ 連結部
１９ 照明部
２１ イメージセンサ
２２ 発光ダイオード
２３ 映像信号処理回路
２４ ２４ａ ２４ｂ 電池
２５ 変調・送信アンプ
２６ アンテナ線
３０ レンズユニット
３１ レンズ支持筒
３２ 中空部
３３ レンズ部
３４ ガイド溝
３６ 押え板
４０ 透明カプセル
４２ 凸ガイド
４３ 嵌め合い段部
４５ 接着剤
５０ 後部ボディ
５１ 樹脂
６０ 金型
６１ 後部ボディ成型空間
６２ 内面
６２ａ 筒状部
６２ｂ 半球状部
６４ ゲート
１００ カプセル内視鏡
１０１ 半球状部
１０２ 筒状部
１０３ 凹部
１０４ 凸部
Ｘ 長軸方向

Claims (3)

1. 長軸方向を有するカプセル内視鏡のボディの外表面に、軸方向に連続する凹凸を形成したことを特徴とするカプセル内視鏡。
2. 請求項１記載のカプセル内視鏡において、内視鏡ボディは、前後の半球状部と中間の筒状部を有し、上記凹凸は、前後の半球状部の途中から筒状部に渡って形成されているカプセル内視鏡。
3. 請求項１記載のカプセル内視鏡において、上記凹凸は、内視鏡ボディに対して後に接着固定した突条によって形成されているカプセル内視鏡。

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