KR101105037B1 - 캡슐 의료 장치 및 체강 관찰 방법 - Google Patents

Abstract

캡슐 의료 장치는 세로축 상에 하나의 단부에 돌출부를 갖는 캡슐 하우징(3)을 포함한다. 상기 돌출부는 상기 캡슐 하우징이 체강 내의 액체(7) 내에 있을 때 부력 중심(Pv)과 중력 중심(Pm)을 연결하는 직선(lvm) 상에 있고, 상기 돌출부는 상기 부력 중심(Pv)에 작용하는 부력에 의해 생성된 부력 모멘트와 상기 중력 중심(Pm)에 작용하는 중력에 의해 생성된 중력 모멘트가 균형이 잡히고 상기 돌출부의 외부 표면과 수직으로 교차하는 점(Pf)을 통과하는 적어도 하나의 직선이 존재하도록 형성된다. 기운 자세는 캡슐 하우징이 액체(7)에 대한 큰 유체 저항을 받게 한다. 또한, 캡슐 내시경(1)은 내벽 표면(2a)과 점접촉하기 때문에 액체(7)의 흐름을 따라 쉽게 이동할 수 있다.

캡슐 의료 장치, 캡슐 내시경, 점접촉, 체강 관찰

Description

캡슐 의료 장치 및 체강 관찰 방법{CAPSULE MEDICAL APPARATUS AND BODY-CAVITY OBSERVATION METHOD}

본 발명은 액체의 흐름을 따라 피실험자(subject) 안으로 도입되는 액체 내에서 안정된 자세로 이동하는 것이 가능한, 예를 들면, 피실험자 내부의 화상을 획득하는 등의 관찰 및 치료(medical practice)를 행하는 것이 가능한 캡슐 의료 장치에 관한 것이고, 또한 그 캡슐 의료 장치를 이용한 체강(body-cavity) 관찰 방법에 관한 것이다.

근년, 내시경 분야에서는, 촬상(imaging) 기능 및 무선 통신 기능을 구비한 캡슐 내시경이 도입되었다. 관찰(진찰)의 목적으로, 그러한 캡슐 내시경은, 그 캡슐 내시경이 피실험자인 환자의 입으로부터 그 환자(인체) 안으로 섭취된 후 그것이 환자의 생체로부터 자연히 배출될 때까지의 관찰 기간 동안에 식도, 위, 또는 소장 등의 내부 장기 안에서(체강 안에서) 그의 연동과 함께 상기 촬상 기능을 이용하여 순차적으로 촬상하도록 구성되어 있다.

국제 공개 공보 WO 02/95351에서는 대장의 관찰에 적합한 기법을 개시하고 있고, 여기서는 캡슐 내시경의 비중을 그 캡슐 내시경을 둘러싸는 액체와 동일하도록, 또는 물의 비중과 동일한 1이 되도록 하여 그 캡슐 내시경이 액체와 함께 섭취 되어 그 액체 안에서 부유하도록 함으로써, 그 캡슐 내시경이 체강 안에서 대장까지 빠르게 나아가게 한다는 것에 주목해야 한다. 또한, 캡슐 내시경이 체강의 벽면에 달라붙는 경우에는 그 캡슐 내시경의 근처만이 관찰될 수 있지만, 그 캡슐 내시경은 관찰을 위해 액체 안에서 부유하도록 되어 있기 때문에, 국제 공개 공보 WO 02/95351에 따르면 관찰을 위한 시야를 확보하고 모든 것을 관찰하는 것이 가능하다.

그러나, 부유중일 때, 종래의 캡슐 내시경은 액체의 흐름을 따라 이동하거나 정지할 수 없고 캡슐 내시경의 자세가 불안정하게 되므로, 원하는 관찰 또는 치료를 행하는 것이 불가능하다는 문제가 주목되었다.

더욱이, 종래의 캡슐 내시경이 대장과 같은 넓은 내강(lumen) 안에서 이동하는 경우, 그 캡슐 내시경은 체강의 벽면 근처에 이동하고, 촬상 기능에 의해 캡처된 화상들은 다수의 경우에 체강의 벽면 근처의 영역들의 좁은 부분만을 커버하기 때문에, 원하는 화상들이 확실하게 획득될 수 없다는 다른 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 검사받고 있는 피실험자 안으로 도입되는 액체의 흐름을 따라 이동하고, 부유하고, 정지하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 원하는 자세를 안정된 방식으로 취하는 것이 가능한 캡슐 의료 장치, 및 그 캡슐 의료 장치를 이용한 체강 관찰 방법을 제공하는 데 있다.

상기 문제들을 해결하고 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 양태에 따른 캡슐 의료 장치는 세로축(longitudinal axis) 상에 하나의 단부(one end)에 돌출부를 갖는 캡슐 하우징을 포함하고, 상기 돌출부는 상기 돌출부의 외부 표면이 제1 직선과 수직으로 교차하도록 형성된다. 제1 직선은 캡슐 하우징이 체강 내의 액체 내에 있을 때 부력 중심(center of buoyancy)과 중력 중심(center of gravity)을 연결하는 제2 직선과 실질적으로 교차한다. 제1 직선 및 제2 직선은 부력 중심에 작용하는 부력에 의해 생성된 부력 모멘트(buoyant moment)와 중력 중심에 작용하는 중력에 의해 생성된 중력 모멘트(gravitational moment)가 실질적으로 균형이 잡히는 점에서 실질적으로 교차한다.

상기 캡슐 의료 장치에 있어서, 캡슐 의료 장치의 비중은 액체의 비중의 근접 값일 수 있다.

상기 캡슐 의료 장치에 있어서, 중력이 부력보다 클 경우, 상기 모멘트들이 균형이 잡히는 점과 부력 중심 사이의 거리는 상기 모멘트들이 균형이 잡히는 점과 중력 중심 사이의 거리보다 클 수 있고, 상기 돌출부는 상기 모멘트들이 균형이 잡히는 점의 수직 방향으로 아래쪽으로 체강의 내벽과 접촉하게 될 수 있다.

상기 캡슐 의료 장치에 있어서, 중력이 부력에 비하여 작을 경우, 상기 모멘트들이 균형이 잡히는 점과 부력 중심 사이의 거리는 상기 모멘트들이 균형이 잡히는 점과 중력 중심 사이의 거리보다 작을 수 있고, 상기 돌출부는 상기 모멘트들이 균형이 잡히는 점의 수직 방향으로 위쪽으로 체강의 내벽과 접촉하게 될 수 있다.

상기 캡슐 의료 장치에 있어서, 상기 모멘트들이 균형이 잡히는 점은, 돌출부의 외부 표면과 수직으로 교차하는 직선과 돌출부와의 교점과, 상기 모멘트들이 균형이 잡히는 점, 상기 교점, 및 상기 부력 중심을 포함하는 평면 내의 상기 교점에서의 돌출부의 곡률 중심(center of curvature) 사이에 위치할 수 있고, 또는 상기 교점은 상기 모멘트들이 균형이 잡히는 점과 상기 곡률 중심 사이에 위치할 수 있다.

상기 캡슐 의료 장치에 있어서, 상기 돌출부의 외부 표면과 수직으로 교차하는 제1 직선과 상기 세로축에 의해 형성된 예각은 80도 이하일 수 있다.

상기 캡슐 의료 장치는 체강 안에서 흐르는 액체에 대한 저항을 갖는 유체 저항기(fluid resistor)를 더 포함할 수 있다.

상기 캡슐 의료 장치에 있어서, 체강은 대장일 수 있다.

상기 캡슐 의료 장치에 있어서, 유체 저항기는 캡슐 하우징의 표면에 제공되는 지느러미(fin)이며, 액체의 흐름에 응답하여 체강의 내벽 표면으로부터 멀리 이동하는 방향으로 힘을 생성하는 것이 가능할 수 있다.

상기 캡슐 의료 장치에 있어서, 유체 저항기는 상기 세로축을 중심으로 회전 운동을 생성하는 지느러미일 수 있다.

상기 캡슐 의료 장치에 있어서, 유체 저항기는 상기 세로축을 중심으로 편심 회전 운동을 일으키는 편심 회전자(eccentric rotator)일 수 있다.

상기 캡슐 의료 장치에 있어서, 편심 회전자는 캡슐 하우징의 제1 단부에 제공된 하나의 유체 저항기에 의한 회전량이 캡슐 하우징의 제2 단부에 제공된 다른 유체 저항기에 의한 회전량과 상이할 수 있다.

상기 캡슐 의료 장치에 있어서, 캡슐 하우징은 상기 돌출부의 외부 표면과 수직으로 교차하는 제1 직선과 상기 돌출부와의 교점을 갖는 제1 하우징 유닛, 및 유체 저항기를 갖는 제2 하우징 유닛을 포함할 수 있다. 제1 하우징 유닛 및 제2 하우징 유닛은 탄성 부재(resilient member)를 통하여 연결되고, 유체 저항기가 받는 에너지는 탄성 부재에 축적된다. 캡슐 의료 장치는 축적된 에너지를 이용하여 체강의 내벽 표면으로부터 분리될 수 있다.

상기 캡슐 의료 장치에 있어서, 캡슐 하우징의 세로축 방향으로의 양쪽 단부들은 돔(dome) 형상을 형성할 수 있다.

상기 캡슐 의료 장치에 있어서, 캡슐 하우징은 상기 캡슐 하우징의 다른 단부에 촬상 시스템을 포함할 수 있고, 촬상 시스템은 체강 내의 화상을 촬상한다.

상기 캡슐 의료 장치에 있어서, 중력 중심은 캡슐 하우징의 세로축으로부터 편심 위치에 위치할 수 있고, 촬상 시스템의 촬상축은 세로축 및 중력 중심을 포함하는 평면에 수직인 직선을 중심으로 하여 세로축에 대하여 비스듬히 제공될 수 있다.

상기 캡슐 의료 장치는 캡슐 하우징의 표면 상에 제공되고 액체의 흐름을 정류하는 정류부(rectifying portion)를 더 포함할 수 있다.

상기 캡슐 의료 장치는 캡슐 하우징의 표면 상에 제공되고 액체의 흐름에 응답하여 캡슐 의료 장치를 세로축을 중심으로 회전시키는 유체 저항기를 더 포함할 수 있다.

상기 캡슐 의료 장치는, 캡슐 하우징 내에, 세로축에 실질적으로 수직인 자성(magnetism)을 갖는 자성체를 더 포함할 수 있고, 캡슐 하우징은 외부로부터 가해지는 회전 자계에 의해 세로축을 중심으로 회전한다.

상기 캡슐 의료 장치에 있어서, 상기 돌출부는 편평부(flat portion)를 포함할 수 있고, 돌출부의 외부 표면과 수직으로 교차하는 제1 직선과 돌출부와의 교점은 편평부에 있을 수 있다.

상기 캡슐 의료 장치에 있어서, 상기 돌출부는 원형 원뿔대 평면부(circular truncated cone plane portion)를 포함할 수 있고, 돌출부의 외부 표면과 수직으로 교차하는 제1 직선과 돌출부와의 교점은 원형 원뿔대 평면부에 있을 수 있다.

상기 캡슐 의료 장치에 있어서, 캡슐 하우징은 실질적으로 원통 형상이고 그의 중심축이 세로축에 평행인 본체부(body portion)를 포함할 수 있고, 돌출부의 외부 표면과 수직으로 교차하는 제1 직선과 돌출부와의 교점에서의 돌출부의 곡률 반경은 상기 실질적으로 원통 형상의 직경보다 클 수 있다.

상기 캡슐 의료 장치에 있어서, 상기 돌출부는 상기 실질적으로 원통 형상에 연결되는 실질적으로 타원형 구체 돌출 형상(oval spherical protruded shape)을 가질 수 있고, 돌출부의 곡률 반경은 세로축의 방향으로 단부를 향하여 점차 증가할 수 있다.

상기 캡슐 의료 장치에 있어서, 상기 돌출부는 상기 원통 형상에 연결되는 실질적으로 타원형 구체 돌출 형상을 가질 수 있고, 돌출부의 곡률 반경은 세로축의 방향으로 단부를 향하여 점차 감소할 수 있다.

상기 캡슐 의료 장치에 있어서, 캡슐 의료 장치는 상기 돌출부의 외부 표면과 수직으로 교차하는 제1 직선과 돌출부와의 교점에서 체강 내벽 표면과 점접촉할 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따른 캡슐 의료 장치는 실질적으로 원통 형상의 본체를 갖는 캡슐 하우징의 하나의 단부의 원주 상에 돌출 형상을 갖는 점접촉부(point contact portion)를 포함하고, 캡슐 의료 장치가 체강 안에 도입된 액체 안에서 점접촉부에서 체강의 내벽 표면과 점접촉하게 되도록 캡슐 의료 장치가 원하는 자세를 취하도록 부력 중심의 모멘트 및 중력 중심의 모멘트가 균형이 잡히고, 부력 중심의 모멘트는 캡슐 하우징의 상기 중력 중심 및 상기 부력 중심을 통과하는 직선과 점접촉부를 통과하는 수직선과의 교점을 중심으로 한다.

상기 캡슐 의료 장치에 있어서, 상기 교점은 상기 점접촉부와 상기 점접촉부의 곡률 중심 사이에 위치할 수 있고, 또는 상기 점접촉부는 상기 교점과 상기 점접촉부의 곡률 중심 사이에 위치할 수 있다.

상기 캡슐 의료 장치에 있어서, 상기 점접촉부를 통과하는 상기 수직선과 상기 세로축에 의해 형성된 예각은 80도 이하일 수 있다.

상기 캡슐 의료 장치는 상기 캡슐 의료 장치를 진동시키는 진동기를 더 포함할 수 있다.

상기 캡슐 의료 장치에 있어서, 상기 진동기는 모터 또는 자석일 수 있다.

상기 캡슐 의료 장치는 상기 캡슐 의료 장치가 외부 물체와 접촉하는 것을 감지하는 접촉 인식기(contact recognizer)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태에 따른 체강 관찰 방법은, 캡슐 의료 장치를 섭취하는 단계; 상기 캡슐 의료 장치와 비중이 대략 같은 유체를 섭취하는 단계; 상기 유체의 유속(flow rate)을 생성하는 단계; 및 상기 캡슐 의료 장치가 상기 유체 내에서 표류하는 동안 상기 체강 내부의 화상들을 캡처하는 단계를 포함한다.

상기 체강 관찰 방법에 있어서, 상기 유속을 생성하는 단계는 수동 압력, 하제 섭취(purgative intake), 및 자세 변경 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 체강 관찰 방법에 있어서, 상기 화상들을 캡처하는 단계는 상기 캡슐 의료 장치를 상기 유속이 대략 최대인 체강 단면에서 표류시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 체강 관찰 방법에 있어서, 상기 화상들을 캡처하는 단계는 상기 유체의 흐름에 대해 상기 캡슐 의료 장치에 의한 화상 캡처링의 방위를 똑바르게 하는(straightening) 단계를 포함할 수 있다.

상기 체강 관찰 방법에 있어서, 상기 화상들을 캡처하는 단계는 상기 캡슐 의료 장치가 체강 벽면과 접촉하는 것을 검출하는 단계; 및 상기 검출의 결과에 따라서 화상들을 캡처하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 체강 관찰 방법에 있어서, 상기 화상들을 캡처하는 단계는 상기 캡슐 의료 장치가 체강 벽면과 접촉하는 것을 검출하는 단계; 상기 검출의 결과에 따라서 상기 캡슐 의료 장치를 진동시키는 단계; 및 상기 진동이 발생하지 않는 동안에 화상들을 캡처하는 단계를 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 캡슐 내시경의 제1 실시예의 개략 구성을 나타낸다.

도 2는 도 1에 도시된 캡슐 내시경이 기운 자세를 취하는 안정 조건들을 예시하는 도면이다.

도 3은 도 1에 도시된 캡슐 내시경의 대장 내에서의 이동하는 상태를 나타내는 예시도이다.

도 4는 캡슐 내시경이 수직 방향으로 위쪽으로 체강의 내벽과 점접촉하는 경우, 캡슐 내시경이 기운 자세를 취하는 안정 조건들을 예시하는 도면이다.

도 5는 도 2에 도시된 캡슐 내시경을 더욱 안정시키는 곡률 반경의 사이즈를 예시하는 도면이다.

도 6은 도 4에 도시된 캡슐 내시경을 더욱 안정시키는 곡률 반경의 사이즈를 예시하는 도면이다.

도 7은 캡슐 내시경의 안정화를 방해하는 곡률 반경의 사이즈를 예시하는 도면이다.

도 8은 캡슐 내시경의 점접촉부의 예를 예시하는 도면이다.

도 9는 캡슐 내시경의 점접촉부의 예를 예시하는 도면이다.

도 10은 캡슐 내시경의 점접촉부의 예를 예시하는 도면이다.

도 11은 캡슐 내시경의 점접촉부의 예를 예시하는 도면이다.

도 12는 캡슐 내시경의 캡슐 하우징의 예를 예시하는 도면이다.

도 13은 캡슐 내시경의 캡슐 하우징의 예를 예시하는 도면이다.

도 14는 캡슐 내시경의 캡슐 하우징의 예를 예시하는 도면이다.

도 15는 캡슐 내시경의 캡슐 하우징의 예를 예시하는 도면이다.

도 16은 캡슐 내시경의 캡슐 하우징의 예를 예시하는 도면이다.

도 17은 본 발명에 따른 캡슐 내시경의 제2 실시예의 개략 구성을 나타낸다.

도 18은 도 1에 도시된 캡슐 내시경의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 19는 도 18에 도시된 시스템 제어 회로의 구성을 나타내는 회로도이다.

도 20은 본 발명에 따른 캡슐 내시경의 제2 실시예의 제1 변형의 개략 구성을 나타낸다.

도 21은 본 발명에 따른 캡슐 내시경의 제2 실시예의 제2 변형의 개략 구성을 나타낸다.

도 22는 본 발명에 따른 캡슐 내시경의 제3 실시예의 개략 구성을 나타낸다.

도 23은 본 발명에 따른 캡슐 내시경의 제3 실시예의 제1 변형의 개략 구성을 나타낸다.

도 24는 정류를 위한 지느러미를 구비한 도 22에 도시된 캡슐 내시경의 구성을 예시하는 도면이다.

도 25는 정류를 위한 지느러미를 구비한 도 23에 도시된 캡슐 내시경의 구성을 예시하는 도면이다.

도 26은 회전을 위한 지느러미를 구비한 도 22에 도시된 캡슐 내시경의 구성을 예시하는 도면이다.

도 27A는 본 발명의 제4 실시예에 따른 캡슐 내시경의 아웃라인 구성을 나타내는 도면이다.

도 27B는 캡슐 하우징의 양쪽 단부에 캡슐 내시경의 촬상 광학 시스템을 배치함으로써 얻어지는 도 27A에 도시된 캡슐 내시경의 제1 변형을 나타내는 도면이다.

도 28은 내강 내부에서의 도 27A 및 27B에 도시된 캡슐 내시경의 이동을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 29는 도 27A 및 27B에 도시된 캡슐 내시경에 의해 캡처된 원하는 체강 화상들의 예를 나타내는 도면이다.

도 30은 캡슐 내시경에 관통 구멍들을 갖는 스트레이트너(straightener)를 제공함으로써 얻어지는 제2 변형을 나타내는 도면이다.

도 31은 캡슐 내시경에 지느러미들을 갖는 스트레이트너를 제공함으로써 얻어지는 제3 변형을 나타내는 도면이다.

도 32는 캡슐 내시경에 홈들을 갖는 스트레이트너를 제공함으로써 얻어지는 제4 변형을 나타내는 도면이다.

도 33은 캡슐 내시경에 관통 구멍들을 갖는 회전자를 제공함으로써 얻어지는 제5 변형을 나타내는 도면이다.

도 34는 캡슐 내시경에 지느러미들을 갖는 회전자를 제공함으로써 얻어지는 제6 변형을 나타내는 도면이다.

도 35는 캡슐 내시경에 홈들을 갖는 회전자를 제공함으로써 얻어지는 제7 변형을 나타내는 도면이다.

도 36은 캡슐 내시경에 지느러미가 있는 컷아웃(finned cutout)들을 갖는 회전자를 제공함으로써 얻어지는 제8 변형을 나타내는 도면이다.

도 37은 캡슐 내시경의 편심 운동을 일으키는 편심 회전자를 제공함으로써 얻어지는 제9 변형을 나타내는 도면이다.

도 38A 내지 38I는 관통 구멍, 지느러미, 홈, 또는 컷아웃의 단면 형상의 변형들을 나타내는 도면이다.

도 39는 캡슐 내시경에 진동기를 제공함으로써 얻어지는 제10 변형을 나타내는 도면이다.

이하에서는 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 캡슐 의료 장치 및 체강 관찰 방법의 예시적인 실시예들을 상세히 설명한다. 이하의 실시예들에서는, 캡슐 의료 장치의 예로서 촬상 기능을 갖는 캡슐 내시경이 설명된다. 본 발명은 이들 실시예들에 한정되지 않고, 본 발명의 사상의 범위 내에서 다양한 변형들이 구현될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 캡슐 내시경의 제1 실시예의 개략 구성을 나타낸다. 캡슐 내시경(1)은 피실험자(2)의 체강 안으로 도입될 수 있는 캡슐 하우징(3), 상기 캡슐 하우징(3) 내에 배치되고 전방 단부 방향(anterior end direction)으로 촬상이 가능한 촬상 광학 시스템(4), 캡슐 하우징(3) 내에 배치된 제어 보드, 제어 컴포넌트, 및 송신 안테나 등의 회로 시스템 유닛(5), 및 배터리(6)를 포함한다.

캡슐 하우징(3)의 사이즈는 피실험자(2)의 구강 구멍을 통하여 피실험자(2) 안으로 섭취될 수 있도록 하는 것이다. 투명 또는 반투명인 실질적으로 반구체의 단부 커버(3a)가, 가시광을 차단하는 착색된 재료로 만들어지고 밑바닥을 갖는 원통 형상으로 이루어진 본체 커버(3b)와 탄력적으로 맞추어져서(elastically fitted), 액체가 새어들지 않는 외부 케이싱(liquid-tight external casing)을 형 성하고 있다.

여기서, 본 발명에 따른 캡슐 내시경(1)은 촬상 대상(subject to be imaged), 예를 들면, 대장의 내벽의 화상을, 피실험자의 내부 화상으로서 획득한다. 캡슐 하우징(3)은 그 안에 수납된 컴포넌트들을 포함하는 캡슐 하우징(3)의 비중이 액체(7)(이하, 때때로 "유체(7)"라고 지칭함)의 비중보다 약간 더 높고, 캡슐 하우징(3)이 액체(7) 내에 가라앉은 동안에, 본체 커버(3b)의 돌출부 lp가 점 Pp에서 수직 방향으로 아래쪽으로 체강의 내벽 표면(2a)과 점접촉하도록 구성된다. 그 결과, 캡슐 하우징(3)은 그의 장축의 방향이 수평 방향에 관하여 기울어 있는 원하는 기운 자세 또는 수직 자세를 취한다. 액체(7)는 캡슐 내시경(1)의 촬상 광학 시스템(4)의 파장을 투과하고, 피실험자(2)의 구강 구멍을 통하여 음용(drink)될 수 있다. 이 실시예에서 이용되는 예는 그 비중이 1에 가까운 음료수 또는 장세척액이다. 이 실시예에서, 액체(7)의 비중은 1 이상일 수도 있다는 것에 주목해야 한다.

배터리(6)는 캡슐 내시경(1)에 수납되는 컴포넌트들 중에서 무거운 컴포넌트이고, 캡슐 하우징(3)의 실질적으로 중앙부에 배치된다. 배터리는 무거운 컴포넌트이기 때문에, 주로 배터리(6)의 위치를 변경함으로써 무게의 균형을 맞추는 것이 가능하다.

촬상 광학 시스템(4)은 촬상 유닛(41) 및 조명(illumination) 유닛(42)으로 구성된다. 촬상 유닛(41)은, 촬상 대상에서 반사된 조명 유닛(42)으로부터의 조명 광을 수신함으로써 피실험자의 내부 화상으로서 촬상 대상의 화상을 촬상하는, CCD 또는 CMOS 이미저(imager) 등의, 촬상 디바이스(41a), 및 상기 촬상 디바이스(41a) 가 촬상 대상의 광학 화상을 촬상하게 하는 촬상 렌즈(41b)를 캡슐 하우징(3)의 축 중심을 따라서 구비한다. 그 후 촬상 유닛(41)은 촬상 대상의 화상을 피실험자의 내부 화상으로서 획득한다.

조명 유닛(42)은 촬상 유닛(41)의 촬상 필드(imaging field) E를 조명하기 위한 것으로, 단부 커버(3a)를 통하여 촬상 대상의 촬상 위치를 조명하기 위한 조명광을 방사하는 LED 등의 복수의 광원들로 실현된다. 복수의 LED들은 촬상 필드 E의 전체 영역을 커버하도록 촬상 유닛(41)의 광학축을 중심으로 촬상 유닛(41)의 주위에 배치된다.

촬상 유닛(41)은 캡슐 내시경 하우징(3)에 대하여 내벽과 접촉하지 않는 측에 제공된다. 이에 의해, 넓은 공간을 갖는 장관(intentinal tract)에서 보다 넓은 시야를 획득하는 것이 가능하다.

다음으로, 도 2를 참조하여, 캡슐 내시경(1)이 수직 방향으로 아래쪽으로 체강의 내벽 표면(2a)과의 점접촉 상태에서 기운 자세를 안정되게 취할 수 있는 조건들을 설명한다.

도 2에서, Pm은 캡슐 내시경(1)의 중력 중심을 나타내고, Pv는 캡슐 내시경(1)의 부력 중심(부피 중심)을 나타낸다. 여기서, Pm 및 Pv를 통과하는 직선은 lvm으로 표시되어 있다. 또한, 부력 중심에 작용하는 부력에 의해 생성된 부력 모멘트와 중력 중심에 작용하는 중력 모멘트가 균형이 잡히는 lvm 상의 점은 Pf로 표시되어 있다. 즉, Mg가 중력을 나타내고 Vρ가 부력을 나타내는 경우, 거리 PfPv × 부력 Vρ = 거리 PfPm × 중력 Mg가 성립된다. 이때, 캡슐 내시경(1)은 체강의 내벽 표면(2a)으로 가라앉을 필요가 있기 때문에, 부력 Vρ에 비하여 중력 Mg가 더 클 것이 요구된다. 그러므로, 거리 PfPm은 거리 PfPv에 비하여 짧다.

여기서, 캡슐 내시경(1)은, 점 Pf를 통과하는 임의의 주어진 선들 중에서, 캡슐 내시경(1)의 돌출부 lp와 수직으로 교차하는 선을 포함하고, 그 선과 돌출부 lp와의 교점은 점 Pp로 간주된다. 상기와 같은 점 Pp를 갖는 캡슐 내시경(1)은 그 점 Pp에서 체강의 내벽 표면(2a)과의 점접촉 상태에서 그의 자세를 유지할 수 있다. 또한, 점 Pp와 점 Pf를 연결하는 직선과 직선 lvm의 교차가 예각 θ를 형성할 경우, 캡슐의 장축은 수평면과 90°- θ의 각도로 기운 자세를 유지한다. 캡슐 내시경(1)의 장축과 선 lvm은 이 예에서는 서로 일치하지만, 본 발명은 이 예에 한정되지 않고, 후술될 제3 실시예에서와 같이 장축과 선 lvm이 일치하지 않는 경우에도 동일한 원리가 성립된다는 것에 주목해야 한다.

또한, 중심 위치 Pc는 점 Pp와 점 Pf를 연결하는 직선을 따라서 위치하고, 중심 위치 Pc는 점 Pp의 표면에서 점들 Pv, Pf, 및 Pp를 포함하는 평면에서의 곡률의 중심 위치이다. 그러므로, 점 Pp와 점 Pc 사이의 거리가 곡률 반경이다.

여기서는 나타나 있지 않지만, 캡슐 내시경(1)에서 생성된 부력으로 인한 모멘트가 중력으로 인한 모멘트보다 충분히 큰 경우, 캡슐 내시경(1)의 자세는 선 lvm이 수직이 되는 각도에서 안정화된다(즉, 부력으로 인한 모멘트와 중력으로 인한 모멘트가 균형이 잡힌다). 이때, 점 pf를 중심으로 한 모멘트들은 부력으로 인한 모멘트 및 중력으로 인한 모멘트 양쪽 모두에 대하여 0이 된다.

캡슐 내시경(1)이 체강의 내벽 표면(2a)에 관하여 기운 자세 또는 수직 자세 를 안정된 방식으로 유지할 수 있는 경우, 액체(7)에 대한 유체 저항은 도 3에 도시된 바와 같이 더 커지고, 캡슐 내시경(1)은 체강의 내벽 표면(2a)과 점접촉 상태에 있기 때문에 캡슐 내시경(1)은 액체(7)의 흐름을 따라 쉽게 이동할 수 있다. 또한, 캡슐은 쉽게 부유할 수 있기 때문에, 내강의 중심에서 화상을 획득하고 관찰 가능성을 향상시키는 것이 가능하다. 이 경우, 캡슐 내시경(1)은 실질적으로 기운 자세 또는 수직 자세를 안정된 방식으로 유지하고, 체강 내의 전체 또는 원하는 벽의 화상을 획득하는 것이 가능하다. 캡슐 내시경(1)이 수평 자세를 취하고 체강의 내벽 표면(2a)과 선접촉 상태에 있는 경우에는, 액체(7)에 대한 충분한 유체 저항을 얻는 것이 불가능하여, 캡슐 내시경(1)의 이동성(mobility) 및 부유(flotation)가 감소된다. 특히, 대장과 같은 큰 내강 직경을 갖는 체강에서는, 액체(7)의 흐름이 내강 벽 근처에서보다 내강 중심 주위에서 더 빠르므로, 캡슐 내시경(1)이 벽과 선접촉 상태에 있는 경우에는, 이동성 및 부유가 감소된다.

여기서, 도 2에 도시된 캡슐 내시경(1)은 수직 방향으로 아래쪽으로 체강의 내벽 표면(2a)과 점접촉하고 있다. 그러나, 도 4에 도시된 바와 같이, 캡슐 내시경(1)은 수직 방향으로 위쪽으로 체강의 내벽 표면(2b)과 점접촉할 수도 있다.

이 경우 캡슐 내시경(1)의 안정 조건들은, 첫째로, 캡슐 내시경(1)의 중력 Mg가 캡슐 내시경(1)의 부력 Vρ에 비하여 작다는 점에서, 도 2에 도시된 캡슐 내시경(1)의 안정 조건들과 다르다. 또한, 모멘트들의 균형에 기초하여, 거리 PfPm은 거리 PfPv보다 길다. 또한, 캡슐 내시경(1)에서 생성된 중력으로 인한 모멘트가 부력으로 인한 모멘트보다 충분히 큰 경우, 캡슐 내시경(1)의 자세는 선 lvm이 수직이 되는 각도에서 안정화된다(즉, 부력으로 인한 모멘트와 중력으로 인한 모멘트가 균형이 잡힌다). 이때, 점 pf를 중심으로 한 모멘트들은 부력으로 인한 모멘트 및 중력으로 인한 모멘트 양쪽 모두에 대하여 0이 된다.

한편, 도 2 또는 도 4에 도시된 전술한 캡슐 내시경들(1)은 체강의 내벽 표면(2a 또는 2b)과 각각 점접촉 상태를 유지할 수 있지만, 점 Pf를 점 Pp와 점 Pc 사이에 위치시키거나, 점들 Pp을 점 Pf와 점 Pc 사이에 위치시킴으로써 한층 더 안정되게 기운 자세 또는 수직 자세를 유지하는 것이 가능하다.

도 5는 도 2에 도시된 캡슐 내시경의 점접촉부의 근처를 나타내고, 중력 및 부력의 모멘트들이 균형이 잡히는 전술한 상태에서는, 교란(disturbance)(-Δθ, +Δθ)이 더해지는 경우에도, 점 Pf를 점 Pp와 점 Pc 사이에 위치시키거나, 점들 Pp를 점 Pf와 점 Pc 사이에 위치시킴으로써, 밑바닥에서 무겁게 된 오뚝이처럼 자세를 안정시키는 것이 가능하다.

도 5에서, -Δθ의 변위가 있는 경우, 즉, 캡슐 내시경(1)의 선 lvm이 수직 방향으로 시프트하는 경우, 모멘트의 변위 α(수직 방향의 모멘트 - 수평 방향의 모멘트)는 선 lvm 상의 길이의 변위 l_-Δθ에 의해 다음과 같이 된다.

따라서, 예각 θ가 증가하는 방향, 즉, 수평 방향으로 모멘트가 생성되어, -Δθ의 변위를 부정(negate)한다. 즉, 복원력이 생성된다.

유사하게, +Δθ의 변위(수평 방향의 변위)가 있는 경우, 모멘트의 변위 α는 다음과 같다.

이 경우에도, +Δθ의 변위가 부정되는데, 즉, 복원력이 생성된다. 그러므로, 교란들 -Δθ 및 +Δθ 중 하나가 생성될 때 복원력이 생성되고, 캡슐 내시경(1)의 기운 자세는 한층 더 안정되게 유지될 수 있다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이 캡슐 내시경(1)이 수직 방향으로 위쪽으로 체강의 내벽 표면(2b)과 점접촉하는 경우에도 마찬가지이다. 즉, 도 6에서 -Δθ의 변위(수직 방향의 변위)가 있는 경우, 모멘트의 변위 α는 다음과 같다.

따라서, 예각 θ가 증가하는 방향, 즉, 수평 방향으로 모멘트가 생성되어, -Δθ의 변위를 부정한다. 즉, 복원력이 생성된다.

유사하게, +Δθ의 변위(수평 방향의 변위)가 있는 경우, 모멘트의 변위 α는 다음과 같다.

이 경우에도, +Δθ의 변위가 부정되는데, 즉, 복원력이 생성된다. 그러므로, 캡슐 내시경(1)이 수직 방향으로 위쪽으로 체강의 내벽 표면(2b)과 점접촉하는 경우에 교란들 -Δθ 및 +Δθ 중 하나가 생성될 때 복원력이 생성되고, 캡슐 내시경(1)의 기운 자세는 한층 더 안정되게 유지될 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 점 Pc가 점 Pf와 점 Pp 사이에 위치하는 경우, 모멘트의 변위 α는 교란이 발생할 때 교란을 증폭시키는 방향으로 작용한다는 것에 주목해야 하며, 그 이유는 l_-Δθ 또는 l_+Δθ의 부호(방향)가 반전되기 때문이다.

또한, 곡률 반경 PpPc가 커질수록, 점 Pf가 위치할 수 있는 범위가 더 커진다. 또한, Δθ 내의 교란에 관한 안정화를 위한 조건이 점들 Pf, Pp, 및 Pc에 의해 만족될 경우, 곡률 반경 PpPc가 커질수록 교란이 발생하는 경우의 l_-Δθ 또는 l_+Δθ의 값들이 더 커지고, 따라서, 모멘트의 변위 α에 대한 값이 더 커진다. 즉, 교란이 발생하는 경우, 캡슐 내시경(1)의 자세를 복원하기 위한 복원력이 더 커지고 따라서 캡슐 내시경(1)은 더욱 안정화된다.

여기서, 전술한 캡슐 내시경(1)은 실질적으로 반구체인 본체 커버(3b)를 가지므로, 캡슐 내시경(1)은 체강의 내벽 표면(2a 또는 2b)과 점접촉할 수 있다. 본 발명에 따른 제1 실시예에서, 캡슐 내시경(1)은, 캡슐 내시경(1)이 기운 자세 또는 수직 자세를 취할 때 캡슐 내시경(1)이 체강의 내벽 표면(2a 또는 2b)과 점접촉할 수 있는 적어도 하나의 돌출부를 구비할 수 있다.

또한, 점 Pp와 점 Pf를 연결하는 직선과 캡슐 내시경(1)의 장축의 중심선의 교차에 의해 형성되는 예각은 80°이하인 것이 바람직하다. 이때, 캡슐 내시경(1)은 그의 장축의 방향이 수평 방향과 10°이상의 각도를 형성하는 기운 자세를 취한다. 이에 의해, 캡슐 내시경(1)은 유체 저항을 쉽게 받을 수 있다.

도 8은 캡슐 내시경(1)의 외관의 변형을 나타내고, 본체 커버(3b)에 대한 곡률 반경이 단부 커버(3a)에 대한 곡률 반경보다 크게 되어 있다. 그 결과, 도 8에 도시된 캡슐 내시경은 점접촉 영역 E1에 대하여 보다 큰 곡률 반경을 갖고, 기운 자세 또는 수직 자세를 안정된 방식으로 취하는 것이 가능하다. 또한, 점접촉 영역 E1에 대한 곡률 반경은 본체 커버의 직경보다 큰 것이 바람직하다.

도 9에 도시된 캡슐 내시경에서는, 본체 커버(3b)일 수 있는 실질적으로 반구체 또는 실질적으로 타원형 구체 형상체(shaped body)에 대한 곡률 반경이 본체부의 직경보다 크게 되어 있고, 이 곡률 반경이 더 크게 되어 있는 부분이 점접촉 영역 E2로 설정되어 있다. 또한, 점접촉 영역 E2에 대한 곡률 반경은 본체 커버의 직경보다 큰 것이 바람직하다.

또한, 도 10에 도시된 캡슐 내시경에서는, 본체 커버(3b)일 수 있는 실질적으로 반구체 또는 실질적으로 타원형 구체 형상체의 첨단부(tip portion)에 대한 곡률 반경이 본체부의 직경보다 크게 되어 있고, 이 곡률 반경이 더 크게 되어 있는 부분이 점접촉 영역 E3로 설정되어 있다. 이 캡슐 내시경은 수직 자세를 취하기에 적합하다.

또한, 도 11에 도시된 캡슐 내시경에서는, 본체부의 직경보다 큰 실질적으로 반구체 형상의 본체 커버(3b)가 형성되어 큰 곡률 반경을 얻는 점접촉 영역 E4를 획득한다.

또한, 이 제1 실시예에서는, 도 12 및 13에 도시된 바와 같이, 본체부에 돌출부(11) 또는 홈(12)이 형성될 수 있다. 이렇게 하는 것은 그것이 캡슐 내시경(1)과 체강의 내벽 표면(2a 또는 2b) 간의 점접촉에 영향을 미치지 않기 때문이다.

또한, 도 14에 도시된 바와 같이 단부 커버(3a) 및 본체부의 일부에 D-컷(D-cut) 등이 형성될 수 있고, 도 15에 도시된 바와 같이 장축 방향으로 한 측면에 D-컷 등이 형성될 수 있는데, 어느 쪽의 경우이든, 점접촉 영역이 형성되거나 D-컷이 형성된다는 사실이 점접촉에 영향을 미치지 않기 때문이다.

또한, 전술한 제1 실시예에서는, 점접촉부가 실질적으로 반구체이다. 그러나, 그것은 그러한 예에 한정되지 않고, 캡슐 내시경은 원통 형상일 수도 있고, 도 16에 도시된 바와 같이 양쪽 단부 표면들(15a 및 15b)의 주변부들이 점접촉 영역 E5로 설정될 수 있다. 이 경우, 점접촉 영역 E5의 곡률 반경을 더 크게 하기 위하여 스무드 챔퍼링(smooth chamfering)이 수행될 수도 있다.

이 제1 실시예에서는, 캡슐 내시경이 기운 자세 또는 수직 자세를 취하게 함으로써 체강을 통해 흐르는 액체로 인한 유체 저항이 더 커지고, 캡슐 내시경을 체강의 내벽 표면과 점접촉시킴으로써 접촉 저항이 더 작아진다. 따라서, 캡슐 내시경을 액체의 흐름을 따라서 원활하게 이동시키는 것이 가능하다. 특히, 체강의 중심에 근접하여 액체의 빠른 흐름으로부터 유체 저항이 쉽게 얻어지므로, 쉽게 이동하는 것이 가능하다. 또한, 캡슐 내시경이 이동하거나 정지할 때 캡슐 내시경 자 체는 안정된 자세를 유지할 수 있으므로, 피실험자 내부에서 원하는 화상을 안정적으로 획득하는 것이 가능하다. 또한, 캡슐이 쉽게 부유할 수 있기 때문에 내강의 중심에서 화상을 얻는 것이 가능하고, 따라서 관찰 가능성(observability)이 향상될 수 있다.

도 18의 블록도에 도시된 바와 같이, 캡슐 내시경(1)은, 예를 들면, 피실험자의 체강 내의 대상 위치(subject site)를 조사하기 위한 조사 수단으로서의 발광 다이오드(LED)(120), 및 상기 LED(120)의 구동 상태를 제어하는 제1 구동 수단으로서의 LED 구동 회로(121), 상기 LED(120)에 의해 조사되는 영역으로부터 반사되는 광인 체강 내의 물체(피실험자 내의 정보)를 촬상하는 획득 수단으로서의, 예를 들면, CCD 이미저 또는 C-MOS 이미저 등의, 촬상 디바이스(이하에서는 CCD라고 함)(122), 상기 CCD(122)의 구동 상태를 제어하는 제1 구동 수단으로서의 CCD 구동 회로(123), 촬상된 화상 신호들을 RF 신호들로 변조하는 RF 송신 유닛(124), 및 상기 RF 송신 유닛(124)으로부터 출력된 RF 신호들을 무선으로 송신하는 무선 송신 수단으로서의 송신 안테나 유닛(125)을 구비한다는 것에 주목해야 한다.

또한, 캡슐 내시경(1)은, 상기 LED 구동 회로(121), 상기 CCD 구동 회로(123), 및 상기 RF 송신 유닛(124)의 동작들을 제어하는 시스템 제어 회로(126)를 구비하고, 이에 의해, 캡슐 내시경(1)은, 캡슐 내시경(1)이 피실험자 안에 도입되는 동안, 상기 LED(120)에 의해 조사된 상기 대상 위치의 화상 데이터가 상기 CCD(122)에 의해 획득되도록 동작할 수 있다.

그 후, 획득된 화상 데이터는 상기 RF 송신 유닛(124)에 의해 RF 신호들로 변환되어, 상기 송신 안테나 유닛(125)을 통하여 피실험자 외부로 송신된다.

또한, 캡슐 내시경(1)은, 피실험자의 외부에 있고 도면에는 도시되지 않은 통신 디바이스로부터 송신된 무선 신호들을 수신하는 것이 가능한 무선 수신 수단으로서의 수신 안테나 유닛(127), 상기 수신 안테나 유닛(127)에 의해 수신된 신호들로부터 소정의 입력 레벨(예를 들면, 수신시 강도의 레벨)의 제어 신호들을 검출하는 제어 신호 검출 회로(128), 및 상기 시스템 제어 회로(126) 및 상기 제어 신호 검출 회로(128)에 전력을 공급하는 배터리(129)를 구비한다.

상기 제어 신호 검출 회로(128)는 제어 신호들의 내용을 검출하고, 필요에 따라, 제어 신호들을 LED 구동 회로(121), CCD 구동 회로(123), 및 시스템 제어 회로(126)에 출력한다. 시스템 제어 회로(126)는 배터리(129)로부터 공급된 구동 전력을 다른 컴포넌트들(기능들을 수행하는 수단들)에 분배하는 기능을 갖는다.

또한, 도 19는 시스템 제어 회로(126)의 회로 구성을 나타내는 회로도이다. 도 19에서, 배터리(129)는 하나 또는 그 이상의(제1 실시예에서는 2개의), 예를 들면, 버튼 타입 산화은(silver oxide) 배터리들(129a 및 129b)로 구성된다.

시스템 제어 회로(126)는 그의 소스 단자가 배터리(129)에 연결된 FET(field effect transistor)(126a), FET(126a)의 드레인 단자에 연결된 다이오드(126b), 다이오드(126b)의 출력 단자에 연결된 NOT 회로(126c), 및 NOT 회로(126c)로부터의 출력에 의해 리셋되고(R) FET(126a)의 게이트 단자에 출력하는(Q) 플립 플롭(126d)을 구비한다.

다이오드(126b)로부터의 출력은 캡슐내 기능 수행 회로(130)에 연결되고, 플 립 플롭(126d)은 외부 자계를 검출하는 리드 스위치(reed switch)로부터의 입력에 의해 세트된다(S).

이 제1 실시예에서는, FET와 같은 트랜지스터 대신에, 예를 들면, 스위칭 소자가 사용될 수도 있다는 것에 주목해야 한다. 또한, 이 제1 실시예에서는, 캡슐 내시경(1)에 구비된 촬상 기능, 조명 기능, 및 무선 기능(부분적)을 집합적으로 소정의 기능들을 수행하는 기능 수행 수단이라고 부른다. 구체적으로, 시스템 제어 회로(126), 수신 안테나 유닛(127), 및 제어 신호 검출 회로(128)를 제외한 컴포넌트들은 소정의 기능들을 수행하는 기능 수행 수단에 포함되고, 필요에 따라 캡슐내 기능 수행 회로(130)라고도 불린다.

또한, 시스템 제어 회로(126)는, NOT 회로(126c)의 출력이 입력되는(CK) 플립 플롭(126e), 버튼 타입 배터리들(129a 및 129b)에 연결 가능한 저항(126g), 및 스위칭 소자(126i)를 구비한다.

상기 스위칭 소자(126i)의 동작은 상기 버튼 타입 배터리들(129a 및 129b)이 상기 캡슐내 기능 수행 회로(130)에 구동 전력을 공급하는 동안에는 오프 상태에 있고, 상기 캡슐내 기능 수행 회로(130)에의 구동 전력의 공급이 중단될 때는 온 상태로 스위칭되도록 상기 NOT 회로(126c) 및 상기 플립 플롭(126e)에 의해 제어된다.

구체적으로, 상기 스위칭 소자(126i)는 상기 플립 플롭(126e)으로부터의 출력(Q)에 의해 온 상태로 스위칭되고 상기 버튼 타입 배터리들(129a 및 129b)을 저항(126g)과 연결하여 상기 버튼 타입 배터리들(129a 및 129b)에 충전된 전력이 소 모되게 한다.

다음으로, 도 19에 도시된 회로도를 이용하여 캡슐 내시경(1)의 동작을 설명한다. 도 19에서, 예를 들면, 피실험자 안에 도입되기 전의 캡슐 내시경(1)은, 외부 자계에 의해 온 및 오프될 수 있고, 외부 자계를 공급하기 위한 영구 자석을 포함하는 패키지에 저장될 수 있는 리드 스위치를 그 안에 포함한다. 이 상태에서, 캡슐 내시경(1)은 구동되지 않는다.

다음으로, 캡슐 내시경(1)이 섭취될 때, 캡슐 내시경(1)은 패키지 밖으로 꺼내지므로, 캡슐 내시경(1)은 패키지의 영구 자석으로부터 분리되고, 캡슐 내시경(1)은 자력에 의해 영향을 받지 않고, 플립 플롭(126d)은 리드 스위치로부터의 입력에 의해 세트된다(S). 플립 플롭(126d)은, 일단 세트되면, FET(126a)의 게이트 단자에 출력하고(Q), 이 출력(Q)에 의해 FET(126a)의 소스 단자와 드레인 단자 사이에 전류가 흐르고, 버튼 타입 배터리들(129a 및 129b)로부터의 전력이 다이오드(126b)를 통하여 캡슐내 기능 수행 회로(130)에 공급된다.

여기서, 버튼 타입 배터리들(129a 및 129b)로부터 공급된 전압이 A이고, FET(126a) 및 다이오드에 의해 소비되는 전압들이 각각 B 및 C인 경우, 캡슐내 기능 수행 회로(130)에 공급되는 전압은 A - (B + C) = X이다. 또한, NOT 회로(126c)는 임계치로서 중간점 전위 Y로 설정되고, 전압 X가 중간점 전위 Y보다 큰, 즉, (전압 X) > (중간점 전위 Y)인 경우, 그것은 NOT 회로(126c)로부터 출력되지 않고, 스위치 소자(126i)는 오프 상태로 스위칭된다.

또한, 전압 X가 중간점 전위 Y 이하인, 즉, (전압 X) ≤ (중간점 전위 Y)인 경우, 플립 플롭(126d)은 NOT 회로(126c)로부터의 출력에 의해 리셋되고, NOT 회로(126c)로부터의 출력은 플립 플롭(126e)에 입력된다. 그 후, 플립 플롭(126d)이 리셋되면, 소스 단자와 드레인 단자 사이에 전류가 흐르지 않고, 캡슐내 기능 수행 회로(130)에 구동 전력이 공급되지 않는다.

또한, NOT 회로(126c)로부터의 출력이 입력되면, 플립 플롭(126e)은 출력하고(Q), 스위치 소자(126i)를 온 상태로 스위칭한다.

버튼 타입 배터리들(129a 및 129b) 및 저항(126g)은 이 스위칭 동작에 의해 연결되고, 버튼 타입 배터리들(129a 및 129b)에 충전된 전력이 저항(126e)에 의해 소모된다.

이하에서는 본 발명에 따른 제2 실시예를 설명한다. 전술한 제1 실시예에서는, 캡슐 내시경 자체가 받는 유체 저항을 증가시킴으로써 캡슐 내시경의 이동성 및 부유가 용이해진다. 이 제2 실시예에서는, 유체 저항을 더욱 증가시키는 기능이 캡슐 내시경에 제공된다.

도 19는 본 발명에 따른 제2 실시예의 캡슐 내시경의 개략 구성을 나타내는 회로도이다. 도 19에 도시된 캡슐 내시경은 수직 방향으로 아래쪽으로 체강의 내벽 표면(2a)과 점접촉하고 있고, 그 장축이 수직 방향과 정렬하는 수직 자세를 취한다. 이 캡슐 내시경은 액체(7)의 흐름에 응답하여 캡슐 내시경을 장축을 주위로 회전시키기 위한 지느러미(21)를 본체부 둘레에 구비한다.

전체로서의 캡슐 내시경이 액체의 흐름에 응답하여 유체 저항을 증가시키는 것에 더하여, 이 캡슐 내시경은 캡슐 내시경이 체강의 내벽 표면(2a)으로부터 멀리 분리되도록 유체 저항의 도움으로 지느러미(21)에 의한 양력(lift)을 제공하도록 구성된다. 이러한 구성에 의해, 캡슐 내시경은 유체의 흐름에 응답하여 더 쉽게 이동하게 된다.

또한, 도 20은 본 발명에 따른 제2 실시예의 변형으로서 캡슐 내시경의 개략 구성을 나타낸다. 도 20에 도시된 캡슐 내시경은 점접촉부를 갖는 부분 하우징(3c) 및 단부 커버 측에 있는 하우징 본체(3d)로 분리되고, 상기 부분 하우징(3c) 및 하우징 본체(3d)는 탄성 부재로서의 스프링 부재(22)에 의해 연결된다. 또한, 이 캡슐 내시경은 도 19에 도시된 캡슐 내시경과 유사하게 수직 자세를 취한다.

이 캡슐 내시경이 전체 캡슐 내시경에 대한 유체 저항을 받는 것에 더하여, 하우징 본체(3d)는, 예를 들면, 유체 저항에 의해 수직 방향으로 아래쪽으로 이동하고, 스프링 부재(22)의 압축으로 에너지가 증가하고, 그 후 하우징 본체(3d)는 스프링 부재(22)의 신장으로 인한 반발력에 의해 수직 방향으로 위쪽으로 이동하고, 부분 하우징(3c)은 이때 관성력에 의해 수직 방향으로 위쪽으로 이동함으로써, 점접촉 상태를 해제하고 따라서 캡슐 내시경의 이동성 및 부유를 향상시킨다.

도 21은 도 19 및 20에 도시된 상기 구성들을 조합한 구성을 나타낸다. 그러나, 지느러미(23)는 수직 방향으로 위쪽으로 양력을 제공하지 않고, 수직 방향으로 아래쪽으로 제공한다. 그 결과, 스프링 부재(22)의 압축을 더욱 증가시키는 것이 가능하고, 캡슐 내시경의 점접촉 상태의 해제는 한층 더 용이해진다.

이 제2 실시예에서는, 점접촉 상태를 해제하기 위해 캡슐 내시경 자체가 받 는 유체 저항에 더하여 유체 저항은 더욱 증가되고, 유체의 흐름을 따르는 캡슐 내시경의 이동성 및 부유는 더욱 향상된다.

이하에서는 본 발명에 따른 제3 실시예를 설명한다. 제1 및 제2 실시예들에서는, 캡슐 내시경은 체강의 내벽 표면과 점접촉 상태를 유지하면서 기운 자세 또는 수직 자세를 유지한다. 그러나, 이 제3 실시예에서는, 캡슐 내시경은 안정된 기운 자세를 이용하여 내강 축의 방향으로 체강에서 안정된 화상을 획득하도록 구성된다.

도 22는 본 발명에 따른 제3 실시예의 캡슐 내시경의 개략 구성을 나타낸다. 이 캡슐 내시경에서는, 장축 중심선 lc로부터의 편심 위치에 중력 중심 Pma가 제공되고, 더욱이 이 캡슐 내시경은 단부 커버 측에 제공되고 촬상 유닛(51a) 및 조명 유닛(51b)을 포함하는 촬상 광학 시스템의 광학축 la가 캡슐 내시경의 장축 중심선 lc에 관하여 비스듬하도록 제공된다. 광학축 la는 장축 및 중력 중심을 포함하는 평면에 수직인 직선을 중심으로, 중력 중심의 편심의 방향으로 장축에 관하여 비스듬히 제공된다는 것에 주목해야 한다.

이 캡슐 내시경은 장축 중심선 lc로부터의 중력 중심 Pma의 편심의 방향이 항상 수직 방향으로 아래쪽으로 향하는 기운 자세를 취한다. 따라서, 촬상 광학 시스템의 광학축 la는 수직 방향으로 아래쪽으로 체강의 내벽 표면(2a)으로부터 주변에 대해 항상 동일한 각도로 향하게 된다. 또한, 전체로서의 캡슐 내시경은, 제1 실시예와 유사하게, 유체 저항을 쉽게 받기 때문에, 이 캡슐 내시경은 유체의 흐름의 방향을 향하여, 즉, 하류로 향하게 된다. 그 결과, 이 캡슐 내시경은 항상 실질적으로 동일한 각도로 그리고 유체의 하류를 향하여 체강에서 화상을 획득하게 되고, 뿐만 아니라 캡슐 내시경은 장축을 중심으로 회전하지 않기 때문에 체강에서의 획득된 화상의 결정이 더 쉬워진다. 또한, 비록 도시되어 있지는 않지만, 장축 중심선에 대한 광학축 la의 각도의 방향이 편심의 방향과 반대인 경우, 체강이 수직 방향으로 이어지는 상황에서 동일한 효과가 얻어질 수 있다.

도 22에 도시된 캡슐 내시경 및 체강의 내벽 표면(2a)은 점접촉하지만, 이 점접촉은 도 23에 도시된 바와 같이 면접촉일 수도 있다. 그러나, 캡슐 내시경은 기운 자세를 취한다. 즉, 캡슐 내시경은 본체 커버의 측면 상의 일부분에서 편평한 영역 E10을 구비한다. 다른 구성은 도 22에 도시된 캡슐 내시경과 동일하다. 그러나, 편평한 영역 E10이 구비되는 부분은 장축 중심선 lc로부터 중력 중심 Pma의 편심의 방향으로 제공된다. 도 23에 도시된 캡슐 내시경에서는, 편평한 영역 E10이 체강의 내벽 표면(2a)과 면접촉하기 때문에, 기운 자세는 안정화되고 체강에서 원하는 화상을 획득하는 것이 가능하다.

또한, 비록 도시되어 있지는 않지만, 캡슐 내시경의 본체 커버 부분이 원형 원뿔대의 편평한 부분을 포함하고, 그의 버스 선 부분이 내강 벽과 선접촉하게 되도록 구성함으로써 동일한 효과를 달성하는 것이 가능하고, 체강의 원하는 화상이 안정되게 획득될 수 있다. 또한, 내강 벽이 캡슐 내시경과 선접촉하게 되기 때문에, 뿐만 아니라 캡슐 내시경이 기운 자세를 취하기 때문에, 점접촉 상태와 유사하게, 캡슐 내시경(1)은 유체 저항을 쉽게 받는다.

또한, 도 24 및 도 25에 도시된 바와 같이, 유체(7)의 흐름을 정류하는 지느 러미들(61 및 62)은, 각각, 도 22 및 도 23에 도시된 캡슐 내시경들의 외부 표면들 상에 제공될 수 있다. 지느러미들(61 및 62)은, 캡슐 내시경이 기운 자세를 취할 때, 유체(7)의 흐름 방향을 따라 흐름을 정류하고, 기운 자세의 유지를 보장한다.

또한, 도 26에 도시된 지느러미(71)는 캡슐 내시경이 유체(7)의 흐름에 응답하여 장축 중심선을 중심으로 회전하도록 제공될 수 있다. 캡슐 내시경이 장축 중심선을 중심으로 회전하는 것에 의해, 광학축 la가 회전하고 실질적인 촬상 영역의 입체각(solid angle) Ω이 증가함으로써, 체강에서 넓은 면적의 화상을 획득한다.

도 26에 도시된 바와 같이, 장축 중심선과 수직으로 교차하는 자석(72)을 제공하여 외부로부터 회전 자계를 인가함으로써, 캡슐 내시경을 회전시키는 것이 가능하다는 것에 주목해야 한다.

이 제3 실시예에서는, 캡슐 내시경이 기운 자세를 취할 때 캡슐 내시경이 장축 중심선을 중심으로 회전하지 않도록 중력 중심이 중심에서 분산(decenter)되기 때문에, 촬상 광학 시스템의 광학축을 장축 중심선에 대하여 비스듬히 설정하는 것이 가능하고, 원하는 방향으로 체강에서의 화상이 안정되게 획득될 수 있다.

비록, 제1 내지 제3 실시예들에서는, 캡슐 내시경의 비중이 액체의 비중보다 약간 작거나 큰 것으로 설명되어 있지만, 그것은 이들 실시예들에 한정되지 않는다. 캡슐 내시경의 비중과 액체의 비중 간의 관계는, 캡슐 내시경이 받는 유체 저항 및 벽면과의 마찰 등의 접촉 상태를 고려하여, 캡슐 내시경이 쉽게 이동할 수 있도록 설정될 수 있다.

또한, 캡슐 내시경에 한정되지 않고, 초음파 검사 디바이스를 구비하고 피실 험자 내의 초음파 화상을 획득하는 초음파 캡슐 및 피실험자 내의 특정 물질, PH, 또는 압력을 검출하기 위한 센서를 구비한 센서 캡슐 등의 캡슐 의료 장치에 의해 동일한 효과가 얻어질 수 있다. 여기서, 초음파 캡슐은 체강에서의 흐름에 의해 용이하게 부유하기 때문에, 체강의 중심에서 초음파 화상을 획득하고, 그에 의해 관찰성을 향상시키는 것이 가능하다.

이하에서는 본 발명에 따른 제4 실시예를 설명한다. 도 27A는 본 발명에 따른 캡슐 의료 장치의 제4 실시예인, 캡슐 내시경의 아웃라인 구성을 나타내는 도면이다. 캡슐 내시경(1a)은 피실험자(2)의 체강에 삽입 가능한 캡슐 하우징(3), 캡슐 하우징(3) 내부에 배치되고 전방 단부 방향으로 화상들을 캡처할 수 있는 촬상 광학 시스템(4a), 캡슐 하우징(3) 내부에 배치된 회로 보드, 회로 컴포넌트들, 및 송신 안테나 등의 회로 시스템들(5), 및 배터리(6)를 포함한다.

캡슐 하우징(3)은 피실험자(2)의 구강 구멍을 통하여 몸 안으로 삼켜질 수 있는 사이즈로 되어 있고, 투명성 또는 반투명성을 갖는 대략 반구체의 단부 커버(3a)와 가시광에 대해 투명하지 않은 착색된 재료로 만들어진 폐쇄형 단부 원통 형상 트렁크 커버(closed-end cylindrical trunk cover)(3b)를 탄력적으로 맞춤으로써 유체가 새어들지 않게(fluid-tightly) 내부 부분을 밀봉하는 외부 케이스를 형성한다.

여기서, 본 발명의 캡슐 내시경(1a)은, 예를 들면, 생체 내 화상으로서 대장의 내벽을 획득하기 위해 사용되고, 캡슐 하우징(3)은 유체(7)의 비중과 대략 같은 그의 통합된 컴포넌트들을 포함하는 비중을 갖고 중력 중심 G는 대략 부피 중심에 위치한다. 그 결과, 유체(7) 내의 캡슐 내시경(1a)은 그의 자세 및 위치가 불안정하다. 유체(7)는 피실험자(2)의 구강 구멍을 통하여 삼켜질 수 있는 유체이고 캡슐 내시경(1a)의 촬상 광학 시스템(4a)의 파장에 대해 투명하고, 본 실시예에서는, 그 비중이 대략 1과 같은 음료수 또는 관장약이 대표적으로 사용된다. 그러나, 그 비중은 본 실시예에서 1보다 클 수도 있다.

배터리(6)는 캡슐 내시경(la)의 컴포넌트들 중에서 무거운 짐이고 캡슐 하우징(3)의 대략 중앙 부분에 배치되고, 그것은 무거운 짐이기 때문에, 주로 그의 위치를 변경함으로써 무게 균형이 유지될 수 있다.

촬상 광학 시스템(4a)은 촬상 유닛(41) 및 조명 유닛(42)을 포함한다. 촬상 유닛(41)은 피실험자 내부(intra-subject) 화상으로서 조명 유닛(42)의 조명광에 의해 물체의 반사된 광을 수신함으로써 물체의 화상을 캡처하는 CCD 또는 CMOS 이미저 등의 촬상 디바이스(41a) 및 피실험자 내부 화상으로서 물체의 화상을 획득하기 위해 캡슐 하우징(3)의 축 중심 상의 촬상 디바이스(41a)에 물체의 화상을 형성하기 위한 촬상 렌즈(41b)를 포함한다.

조명 유닛(42)은 촬상 유닛(41)의 촬상 필드 E를 조명하기 위해 사용되고 단부 커버(3a)를 통하여 물체의 촬상 영역을 조명하기 위한 조사광을 방사하는 복수의 광원들, 예를 들면, LED들에 의해 실현된다. 복수의 LED들은 전체 촬상 필드 E가 커버되도록 촬상 유닛(41)의 광학축 중심에 관하여 촬상 유닛(41)의 주위에 배치된다.

한편, 본 실시예에서 캡슐 내시경(1a)의 세로축 중심선 L1과 촬상 광학 시스 템의 광학축 L2는 서로 일치한다.

위에서 이미 설명한 바와 같이, 유체(7) 내의 캡슐 내시경(1a)은 그의 자세 및 위치가 불안정하다. 그 결과, 한편, 캡슐 내시경(1a)은 유체(7)의 흐름의 영향을 더 받기 쉬워지고 이동이 더 쉬워진다.

도 27B는 본 발명에 따른 캡슐 의료 장치의 실시예인, 캡슐 내시경의 캡슐 하우징(3)의 양쪽 단부에 촬상 광학 시스템들(4a, 4b)이 배치되어 있는 구성을 나타내는 도면이다. 캡슐 하우징(3)은 가시광에 대해 투명하지 않은 착색된 재료로 만들어진 대략 원통 형상의 트렁크 커버(3c)의 양쪽 단부에 각각 각각이 투명성 또는 반투명성을 갖는 대략 반구체의 단부 커버들(3a)을 탄력적으로 맞춤으로써 유체가 새어들지 않게 내부 부분을 밀봉하는 외부 케이스를 형성한다. 본 실시예에서, 캡슐 내시경(1b)의 세로축 중심선 L1, 촬상 광학 시스템(4a)의 광학축 L2a, 및 촬상 광학 시스템(4b)의 광학축 L2b는 서로 일치한다.

도 28에 도시된 바와 같이, 예를 들면 대장의 내강에서, 유체(7)의 흐름은 내강 중심축 L₀ 근처에서는 빠르고 내강 벽면 근처에서는 느리다. 따라서, 벽면 근처에 위치하는 캡슐 내시경(31)은 유체(7)의 흐름에 덜 영향받기 쉽지만, 캡슐 내시경(31)은 유체(7)의 비중과 대략 같은 비중을 갖고 그의 중력 중심 G는 대략 부피 중심에 위치하기 때문에, 캡슐 내시경(31)은 불안정하고 유체(7)의 느린 흐름에도 영향을 받기 쉬우며 그 때문에 쉽게 이동할 수 있다. 유체(7)의 흐름은 예를 들면 중력, 연동 운동, 및 분절 운동(segmentation)에 의해 수동적으로 야기되는 흐름이거나, 예를 들면 수동 압력, 하제 섭취, 및 자세 변경에 의해 능동적으로 야기되는 흐름일 수 있다.

만일 캡슐 내시경(31)이 유체(7)의 흐름의 영향을 받아 내강 벽면으로부터 멀리 이동하면, 캡슐 내시경(31)은 내강 중심축 L₀ 근처의 유속과 내강 벽면의 유속 간의 차이로 인해 흐름을 따라 이동하면서 내강 중심축 L₀에 접근한다. 내강 중심축 L₀에 접근한 후, 캡슐 내시경(31)은 세로축 중심선 L₁이 내강 중심축 L₀와 정렬하는 자세로 이동하는데, 그 이유는 캡슐 내시경(31)은 세로축 방향으로 뻗은 대략 원통 형상을 갖고 양쪽 단부는 대략 반구체의 형상을 갖기 때문이다. 캡슐 내시경(31)은, 말하자면, 내강의 중심에 두어지고 광학축 L₂도 내강 중심축 L₀의 방향으로 이동한다. 유체(7)의 유속이 빠른 내강 중심축 L₀ 근처의 캡슐 내시경(31)은 그의 자세 및 위치가 안정된다.

그 결과, 캡슐 내시경(31)은 내강 중심축 L₀의 방향을 따라, 즉, 유체(7)의 하류 방향 또는 상류 방향으로부터 내강 벽면의 전경(panoramic view)을 내다볼 수 있는 원하는 체강 화상들을 캡처할 수 있다. 도 29에 도시된 바와 같이, 내강 중심축 L₀는 캡처된 체강 화상의 중심에 위치한다.

도 28에 도시된 바와 같이, 만일 내강 중심축 L₀와 내강 벽면의 근처의 유속 간의 차이가 없어지면, 캡슐 내시경(31)은 내강 중심축 L₀의 근처로부터 멀리 이동 하여 불안정하게 된다.

위에서 설명한 캡슐 내시경들(1a, 1b, 및 31)은 유체(7)의 유속이 빠른 내강 중심축 L₀ 근처에서 안정되는데, 그 이유는 캡슐 하우징 자체가 신장된 형상(elongated shape)을 갖지만, 안정성을 더욱 향상시키기 위하여, 유체(7)를 똑바르게 하기(straighten) 위해 도 30에 도시된 캡슐 하우징(3)의 세로축 방향을 따르는 복수의 관통 구멍들(211)이 제공될 수 있기 때문이다. 관통 구멍들(211)에 의해 유체(7)를 똑바르게 하는 것을 통하여, 유체(7)의 유동 방향과 캡슐 내시경(1)의 세로축 방향은 서로 일치하고, 그 결과 광학축 L₂와 내강 중심축 L₀이 안정되게 일치하게 된다.

유사하게, 도 31에 도시된 바와 같이, 유체(7)를 똑바르게 하는 것을 통하여 캡슐 내시경(1a)의 자세를 안정시키기 위해 캡슐 하우징(3)의 외부 표면 상에 캡슐 내시경(1)의 세로축 방향을 따르는 복수의 지느러미들(212)이 제공될 수 있다.

또한, 도 32에 도시된 바와 같이, 똑바르게 하기 위해 캡슐 내시경(1a)의 세로축 방향을 따르는 복수의 홈들(213)이 제공될 수 있다.

도 30 내지 도 31에 도시된 캡슐 내시경들에는 유체(7)의 흐름을 똑바르게 하기 위한 지느러미들(212)과 같은 스트레이트너(straightener)들이 제공되지만, 캡슐 내시경(1a)의 자세는 또한 캡슐 내시경을 세로축을 중심으로 회전시키는 것에 의해 안정될 수도 있다.

도 33에 도시된 캡슐 내시경에서는, 캡슐 하우징의 표면 근처에 복수의 관통 구멍들(214)이 제공되고 그 관통 구멍들(214)은 세로축의 둘레에 나선형이 되도록 형성된다. 캡슐 내시경은 그에 의해 관통 구멍들(214)을 통과하는 유체(7)에 의해 유체 저항을 받고 그 결과 캡슐 내시경은 세로축을 중심으로 회전한다. 캡슐 내시경은 그 회전 운동을 통하여 세로축이 유체를 따라 이동하는 안정된 물리적 관계를 달성할 수 있다.

도 33에 도시된 관통 구멍들(214) 대신에, 지느러미들(215), 홈들(216), 또는 지느러미가 있는 컷아웃(finned cutout)들(217)이 제공될 수도 있다. 지느러미들(215), 홈들(216), 또는 지느러미가 있는 컷아웃들(217) 각각은 캡슐 내시경을 세로축을 중심으로 회전시킴으로써 캡슐 내시경의 자세를 안정시킬 수 있다(도 34 내지 도 36 참조).

캡슐 내시경의 자세를 안정시키기 위해 위에서 설명한 실시예에서는 스트레이트너들이 제공되거나 캡슐 내시경이 회전되지만, 본 발명은 본 실시예의 그러한 변형들에 한정되지 않고 캡슐 내시경의 자세를 대략적으로 안정시키면서 캡슐 내시경의 세로축 방향이 조금씩 변하도록 강제할 수도 있다.

예를 들면, 도 37에 도시된 바와 같이, 유체(7)의 유체 저항을 받기 위한 복수의 지느러미들(18a) 및 복수의 지느러미들(18b)이 상이한 단부 가장자리(end edge)들에 제공되고, 양쪽 단부 가장자리들에서 상이한 회전 작용력(turning effort)들을 생성하도록 지느러미들(18a)이 받는 유체 저항이 지느러미들(18b)이 받는 유체 저항과 상이하도록 하여, 세로축 중심선 L₁ 주위로 편심 운동을 일으키도록 할 수 있다. 이러한 편심 운동을 일으킴으로써, 내강 내에서 실질적으로 정지 한 보다 넓은 각도들에서 화상들이 캡처될 수 있다.

도 38A 내지 도 38I는 도 30 내지 도 37에 도시된 관통 구멍들, 지느러미들, 홈들, 및 컷아웃들의 단면 형상의 변형들을 나타낸다. 각 단면 형상은 여기에 도시된 임의의 형상 또는 이들 형상들의 조합을 취할 수 있다.

도 39는 편심 모터 등에 의해 실현되는 진동기(19), 그 진동기(19)의 진동 제어를 수행하기 위한 제어 유닛(5a), 및 캡슐 내시경이 체강 조직과 접촉하는 접촉 상태를 감지하기 위한 접촉 인식기(20)를 상기 캡슐 내시경 내에 제공함으로써 얻어지는 변형을 나타낸다. 전체 캡슐 내시경(1a)은 아무런 화상도 캡처되지 않을 때 진동되어 그것이 내강의 벽면으로부터 더 쉽게 분리되도록 한다. 진동기(19) 대신에, 자석이 제공될 수도 있다. 이 경우, 제어 유닛(5a)은 제거되고 자석은 외부 진동 자계(external oscillating magnetic field)를 인가함으로써 진동하게 되고, 그에 의해 캡슐 내시경 자체가 진동하게 할 수 있다. 그러나, 아무런 화상도 캡처되지 않을 때만 자석이 진동되도록 제어 동작을 수행하는 것도 바람직하다. 예를 들면, 진동기(19)는 접촉 인식기(20)가 캡슐 내시경이 체강 벽과 접촉하는 것을 검출할 때 진동하게 된다. 그 진동으로 인해 캡슐 내시경이 체강 벽으로부터 분리되고 접촉 인식기(20)가 캡슐 내시경이 체강 벽과 접촉하지 않는 것을 검출하면, 화상들이 캡처될 수 있도록 진동기(19)의 진동은 중단된다. 이렇게 하여, 보다 안정된 화상들이 캡처될 수 있다.

Claims (37)

1. 캡슐 의료 장치(1; 1a; 1b)로서,

   캡슐 하우징(3)의 하나의 단부(one end)(3b)에서 세로축(longitudinal axis) 상에 돌출부(1p)를 갖는 캡슐 하우징(3)을 포함하고,

   상기 돌출부(1p)는 상기 돌출부(1p)의 외부 표면이 제1 직선과 수직으로 교차하도록 형성되고,

   상기 제1 직선은 상기 캡슐 하우징(3)이 체강(body cavity) 내의 액체(7) 내에 있을 때 부력 중심(center of buoyancy)(Pv)과 중력 중심(center of gravity)(Pm)을 연결하는 제2 직선(1vm)과 실질적으로 교차하고,

   상기 제1 직선 및 상기 제2 직선(1vm)은 상기 부력 중심에 작용하는 부력에 의해 생성된 부력 모멘트(buoyant moment)와 상기 중력 중심에 작용하는 중력에 의해 생성된 중력 모멘트(gravitational moment)가 실질적으로 균형이 잡히는 점(Pf)에서 실질적으로 교차하고,

   상기 제1 직선과 상기 제2 직선에 의해 예각이 형성되고,

   상기 캡슐 의료 장치는 상기 돌출부의 외부 표면과 상기 제1 직선의 교점에서 상기 체강 내벽과 점접촉(point contact)하는 캡슐 의료 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 캡슐 의료 장치(1; 1a; 1b)의 비중(specific gravity)은 상기 액체(7)의 비중의 근접 값인 캡슐 의료 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 중력이 상기 부력보다 클 경우, 상기 모멘트들이 균형이 잡히는 상기 점(Pf)과 상기 부력 중심(Pv) 사이의 거리(PfPv)는 상기 모멘트들이 균형이 잡히는 상기 점(Pf)과 상기 중력 중심(Pm) 사이의 거리(PfPm)보다 크고, 상기 돌출부(1p)는 상기 모멘트들이 균형이 잡히는 상기 점(Pf)의 수직 방향으로 아래쪽으로 상기 체강의 내벽(2a)과 접촉하게 되는 캡슐 의료 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 중력이 상기 부력에 비하여 작을 경우, 상기 모멘트들이 균형이 잡히는 상기 점(Pf)과 상기 부력 중심(Pv) 사이의 거리(PfPv)는 상기 모멘트들이 균형이 잡히는 상기 점(Pf)과 상기 중력 중심(Pm) 사이의 거리(PfPm)보다 작고, 상기 돌출부(1p)는 상기 모멘트들이 균형이 잡히는 상기 점(Pf)의 수직 방향으로 위쪽으로 상기 체강의 내벽(2a)과 접촉하게 되는 캡슐 의료 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 모멘트들이 균형이 잡히는 상기 점(Pf)은, 상기 돌출부(1p)의 외부 표면과 수직으로 교차하는 직선과 상기 돌출부(1p)와의 교점(Pp)과, 상기 모멘트들이 균형이 잡히는 상기 점(Pf), 상기 교점(Pp), 및 상기 부력 중심(Pv)을 포함하는 평면 내의 상기 교점(Pp)에서의 상기 돌출부(1p)의 곡률 중심(center of curvature)(Pc) 사이에 위치하고, 또는 상기 교점(Pp)은 상기 모멘트들이 균형이 잡히는 상기 점(Pf)과 상기 곡률 중심(Pc) 사이에 위치하는 캡슐 의료 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 돌출부(1p)의 외부 표면과 수직으로 교차하는 상기 제1 직선과 상기 세로축에 의해 형성된 예각은 80도 이하인 캡슐 의료 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 체강 안에서 흐르는 상기 액체(7)에 대한 저항을 갖는 유체 저항기(fluid resistor)를 더 포함하는 캡슐 의료 장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 체강은 대장(large intestine)인 캡슐 의료 장치.
9. 제7항에 있어서, 상기 유체 저항기는 상기 캡슐 하우징(3)의 표면에 제공되는 지느러미(fin)(21; 23)이며, 상기 액체(7)의 흐름에 응답하여 상기 체강의 내벽 표면으로부터 멀리 이동하는 방향으로 힘을 생성하는 것이 가능한 캡슐 의료 장치.
10. 제7항에 있어서, 상기 유체 저항기는 상기 세로축을 중심으로 회전 운동을 생성하는 지느러미인 캡슐 의료 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 유체 저항기는 상기 세로축을 중심으로 편심 회전 운동을 일으키는 편심 회전자(eccentric rotator)인 캡슐 의료 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 편심 회전자는 상기 캡슐 하우징(3)의 제1 단부에 제공된 하나의 유체 저항기에 의한 회전량이 상기 캡슐 하우징(3)의 제2 단부에 제공된 다른 유체 저항기에 의한 회전량과 상이한 캡슐 의료 장치.
13. 제7항에 있어서, 상기 캡슐 하우징(3)은 상기 돌출부(1p)의 상기 외부 표면과 수직으로 교차하는 상기 제1 직선과 상기 돌출부(1p)와의 교점을 갖는 제1 하우징 유닛(3c), 및 상기 유체 저항기를 갖는 제2 하우징 유닛(3d)을 포함하고, 상기 제1 하우징 유닛(3c) 및 상기 제2 하우징 유닛(3d)은 탄성 부재(resilient member)(22)를 통하여 연결되고, 상기 유체 저항기가 받는 에너지는 상기 탄성 부재(22)에 축적되고, 상기 캡슐 의료 장치(1; 1a; 1b)는 상기 축적된 에너지를 이용하여 상기 체강의 내벽 표면(2a)으로부터 분리되는 캡슐 의료 장치.
14. 제1항에 있어서, 상기 캡슐 하우징(3)의 세로축 방향으로의 양쪽 단부들은 돔(dome) 형상을 형성하는 캡슐 의료 장치.
15. 제1항에 있어서, 상기 캡슐 하우징(3)은 상기 캡슐 하우징(3)의 다른 단부(3a)에 촬상 시스템(4; 4a, 4b)을 포함하고, 상기 촬상 시스템(4; 4a, 4b)은 상기 체강 내의 화상을 촬상하는 캡슐 의료 장치.
16. 제15항에 있어서,

    상기 중력 중심(Pm)은 상기 캡슐 하우징(3)의 상기 세로축으로부터 편심 위치에 위치하고,

    상기 촬상 시스템(4; 4a, 4b)의 촬상축은 상기 세로축 및 상기 중력 중심(Pm)을 포함하는 평면에 수직인 직선을 중심으로 하여 상기 세로축에 대하여 비스듬히 제공되는 캡슐 의료 장치.
17. 제16항에 있어서, 상기 캡슐 하우징(3)의 표면 상에 제공되고 상기 액체(7)의 흐름을 정류하는 정류부(rectifying portion)(61; 62)를 더 포함하는 캡슐 의료 장치.
18. 제16항에 있어서, 상기 캡슐 하우징(3)의 표면 상에 제공되고 상기 액체(7)의 흐름에 응답하여 상기 캡슐 의료 장치(1; 1a; 1b)를 상기 세로축을 중심으로 회전시키는 유체 저항기(71)를 더 포함하는 캡슐 의료 장치.
19. 제16항에 있어서, 상기 캡슐 하우징(3) 내에, 상기 세로축에 실질적으로 수직인 자성(magnetism)을 갖는 자성체(72)를 더 포함하고, 상기 캡슐 하우징(3)은 외부로부터 가해지는 회전 자계에 의해 상기 세로축을 중심으로 회전하는 캡슐 의료 장치.
20. 제1항에 있어서, 상기 돌출부(1p)는 편평부(flat portion)를 포함하고, 상기 돌출부(1p)의 외부 표면과 수직으로 교차하는 상기 제1 직선과 상기 돌출부(1p)와의 교점은 상기 편평부에 있는 캡슐 의료 장치.
21. 제1항에 있어서, 상기 돌출부(1p)는 원형 원뿔대 평면부(circular truncated cone plane portion)를 포함하고, 상기 돌출부(1p)의 외부 표면과 수직으로 교차하는 상기 제1 직선과 상기 돌출부(1p)와의 교점은 상기 원형 원뿔대 평면부에 있는 캡슐 의료 장치.
22. 제1항에 있어서,

    상기 캡슐 하우징(3)은 실질적으로 원통 형상이고 그의 중심축이 상기 세로축에 평행인 본체부(body portion)를 포함하고,

    상기 돌출부(1p)의 외부 표면과 수직으로 교차하는 상기 제1 직선과 상기 돌출부(1p)와의 교점에서의 상기 돌출부(1p)의 곡률 반경은 상기 실질적으로 원통 형상의 직경보다 큰 캡슐 의료 장치.
23. 제22항에 있어서,

    상기 돌출부(1p)는 상기 실질적으로 원통 형상에 연결되는 실질적으로 타원형 구체 돌출 형상(oval spherical protruded shape)을 갖고,

    상기 돌출부(1p)의 곡률 반경은 상기 세로축의 방향으로 단부를 향하여 점차 증가하는 캡슐 의료 장치.
24. 제22항에 있어서,

    상기 돌출부(1p)는 상기 원통 형상에 연결되는 실질적으로 타원형 구체 돌출 형상을 갖고,

    상기 돌출부(1p)의 곡률 반경은 상기 세로축의 방향으로 단부를 향하여 점차 감소하는 캡슐 의료 장치.
25. 삭제
26. 캡슐 의료 장치로서,

    실질적으로 원통 형상의 본체를 갖는 캡슐 하우징(3)의 하나의 단부의 원주 상에 돌출 형상을 갖는 점접촉부(point contact portion)를 포함하고,

    상기 캡슐 의료 장치(1; 1a; 1b)가 원하는 자세를 취하여 상기 캡슐 의료 장치(1; 1a; 1b)가 체강 안에 도입된 액체(7) 안에서 상기 점접촉부에서 상기 체강의 내벽 표면(2a)과 점접촉하게 되도록, 부력 중심(Pv)의 모멘트 및 중력 중심(Pm)의 모멘트는 상기 점접촉부를 통과하는 수직선과 상기 캡슐 하우징의 중력 중심 및 부력 중심을 통과하는 직선의 교점에서 균형이 잡히는 캡슐 의료 장치.
27. 제26항에 있어서, 상기 교점은 상기 점접촉부와 상기 점접촉부의 곡률 중심(Pc) 사이에 위치하고, 또는 상기 점접촉부는 상기 교점과 상기 점접촉부의 곡률 중심(Pc) 사이에 위치하는 캡슐 의료 장치.
28. 제26항에 있어서, 상기 점접촉부를 통과하는 상기 수직선과 상기 캡슐 하우징의 세로축에 의해 형성된 예각은 80도 이하인 캡슐 의료 장치.
29. 제1항에 있어서, 상기 캡슐 의료 장치(1; 1a; 1b)를 진동시키는 진동기(19)를 더 포함하는 캡슐 의료 장치.
30. 제29항에 있어서, 상기 진동기는 모터 또는 자석인 캡슐 의료 장치.
31. 제1항에 있어서, 상기 캡슐 의료 장치(1; 1a; 1b)가 외부 물체와 접촉하는 것을 감지하는 접촉 인식기(contact recognizer)를 더 포함하는 캡슐 의료 장치.
32. 체강 관찰 방법으로서,

    캡슐 의료 장치(1; 1a; 1b)를 섭취하는(taking) 단계;

    상기 캡슐 의료 장치(1; 1a; 1b)와 비중이 같은 유체를 섭취하는 단계;

    상기 유체의 유속(flow rate)을 생성하는 단계; 및

    상기 캡슐 의료 장치(1; 1a; 1b)가 상기 유체 내에서 표류하는(drifting) 동안 상기 체강 내부의 화상들을 캡처하는 단계

    를 포함하는 체강 관찰 방법.
33. 제32항에 있어서, 상기 유속을 생성하는 단계는 수동 압력, 하제 섭취(purgative intake), 및 자세 변경 중 적어도 하나를 포함하는 체강 관찰 방법.
34. 제32항에 있어서, 상기 화상들을 캡처하는 단계는 상기 캡슐 의료 장치(1; 1a; 1b)를 상기 유속이 최대인 체강 단면에서 표류시키는 단계를 포함하는 체강 관찰 방법.
35. 제32항에 있어서, 상기 화상들을 캡처하는 단계는 상기 유체의 흐름에 대해 상기 캡슐 의료 장치(1; 1a; 1b)에 의한 화상 캡처링의 방위를 똑바르게 하는(straightening) 단계를 포함하는 체강 관찰 방법.
36. 제32항에 있어서, 상기 화상들을 캡처하는 단계는,

    상기 캡슐 의료 장치(1; 1a; 1b)가 체강 벽면과 접촉하는 것을 검출하는 단계; 및

    상기 검출의 결과에 따라서 화상들을 캡처하는 단계

    를 포함하는 체강 관찰 방법.
37. 제32항에 있어서, 상기 화상들을 캡처하는 단계는,

    상기 캡슐 의료 장치(1; 1a; 1b)가 체강 벽면과 접촉하는 것을 검출하는 단계;

    상기 검출의 결과에 따라서 상기 캡슐 의료 장치(1; 1a; 1b)를 진동시키는 단계; 및

    상기 진동이 발생하지 않는 동안에 화상들을 캡처하는 단계

    를 포함하는 체강 관찰 방법.

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