專利名稱：膠囊型醫(yī)療設(shè)備及體腔內(nèi)觀察方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在具有被導(dǎo)入到被檢體內(nèi)的如水等液 體的管腔內(nèi)移動以觀察管腔的內(nèi)部的如膠嚢型內(nèi)窺鏡等膠嚢型 醫(yī)療設(shè)備及體腔內(nèi)觀察方法。
背景技術(shù)：
近年來，在內(nèi)窺鏡領(lǐng)域中，已經(jīng)出現(xiàn)了具有攝像功能和無
線通信功能的膠嚢型內(nèi)窺鏡。該膠嚢型內(nèi)窺鏡包括如下結(jié)構(gòu) 為了進行觀察(檢查)，在由被檢體通過他或她的口吞下該內(nèi)窺 鏡之后到從被;f全體的身體自然排出該內(nèi)窺鏡為止，該內(nèi)窺鏡隨 著如食道、胃、小腸等內(nèi)臟內(nèi)(管腔內(nèi))的蠕動運動而移位并 且利用其攝像功能順次攝像。
WO 02/95351公開了適用于觀察大腸的技術(shù)，其中，膠嚢 型內(nèi)窺鏡的比重被設(shè)定為與周圍液體的比重相同或者被設(shè)定為 與水的比重相同，即祐:i殳定為l, 4吏得當?shù)vj全體利用液體吞下 膠嚢型內(nèi)窺鏡時，膠嚢型內(nèi)窺鏡在液體中浮動，并且在體腔內(nèi) 快速移到大腸。當膠嚢型內(nèi)窺鏡附著到體腔的壁面時，僅拍攝 附近的狹窄區(qū)域；然而，根據(jù)WO 02/95351,由于膠嚢型內(nèi)窺 鏡在液體中浮動而進行觀察，因此，確保了觀察視場并且能夠 觀察所有部分。
關(guān)于利用該膠嚢型內(nèi)窺鏡對如大腸等內(nèi)部中空器官的觀 察，在一些情況下可能需要觀察整個管腔，在其它情況下可能 需要觀察如息肉(管腔壁)等特殊部分。為了滿足這些要求， 例如WO 03/11103公開了 一種膠嚢型內(nèi)窺鏡，該膠嚢型內(nèi)窺鏡 具有至少一個照明源、至少一個攝像傳感器和至少兩個光學(xué)系統(tǒng)。此外，WO 02/54932公開了一種膠嚢型內(nèi)窺鏡，該膠嚢型 內(nèi)窺鏡具有至少一個攝像裝置和包括多個光路的光學(xué)系統(tǒng)。根 據(jù)WO 03/11103和WO 02/54932,膠嚢型內(nèi)窺鏡在中空器官內(nèi) 不僅能夠沿管腔的軸向拍攝管腔，而且能夠沿管腔的內(nèi)壁方向 拍攝管腔。
然而，才艮據(jù)WO 03/11103和WO 02/54932的膠嚢型內(nèi)窺 鏡，該系統(tǒng)取決于膠嚢型內(nèi)窺鏡中的攝像光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，為 了使攝像方向最優(yōu)化以沿管腔的軸向和內(nèi)壁方向在管腔內(nèi)進行 適當?shù)挠^察，需要設(shè)定更多的光學(xué)系統(tǒng)或光路。從而，結(jié)構(gòu)變 得更復(fù)雜且更龐大，使得不能維持將被導(dǎo)入到被檢體內(nèi)的膠嚢 型內(nèi)窺鏡的適當尺寸。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面的膠嚢型醫(yī)療設(shè)備包括膠嚢主體， 其將被導(dǎo)入到被檢體的管腔中；控制構(gòu)件，其通過被導(dǎo)入到管 腔內(nèi)的流體的流動來控制膠嚢主體在管腔中的運動；以及觀察 構(gòu)件，其被固定在膠嚢主體的內(nèi)部，并且根據(jù)膠嚢主體的運動 來 見察流體的流動方向以及與流體的流動方向不同的方向。
根據(jù)本發(fā)明的另 一 方面的體腔內(nèi)觀察方法包括以下步驟 攝取膠嚢型醫(yī)療設(shè)備；攝取比重與膠嚢型醫(yī)療設(shè)備的比重大致 相同的流體；通過流體的流動來控制膠嚢型醫(yī)療設(shè)備在管腔中 的運動；由月交嚢型醫(yī)療i殳備來觀察流體的流動方向；以及由月交 嚢型醫(yī)療設(shè)備來觀察與流體的流動方向不同的方向。
當結(jié)合附圖考慮時，通過閱讀以下本發(fā)明的目前優(yōu)選的實 施方式的詳細說明，將更好地理解本發(fā)明的上述和其它目的、 特4正、優(yōu)點以及纟支術(shù)和工業(yè)意義。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第 一 實施方式的膠嚢型內(nèi)窺鏡的
使用例的示意性結(jié)構(gòu)圖2是示出根據(jù)第 一變型例的膠嚢型內(nèi)窺鏡的使用例的示 意性結(jié)構(gòu)圖3是示出根據(jù)第二變型例的膠嚢型內(nèi)窺鏡的使用例的示 意性結(jié)構(gòu)圖4是膠嚢型內(nèi)窺鏡的示意性后視圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的膠嚢型內(nèi)窺鏡的 示意性立體圖6是圖5中的膠嚢型內(nèi)窺鏡的后視圖7A、圖7B和圖7C是示出膠嚢型內(nèi)窺鏡的使用例的示意 性結(jié)構(gòu)圖8是示出根據(jù)第三變型例的膠嚢型內(nèi)窺鏡的使用例的示 意性結(jié)構(gòu)圖9是示出根據(jù)第四變型例的膠嚢型內(nèi)窺鏡的使用例的示 意性結(jié)構(gòu)圖IO是示出根據(jù)第五變型例的膠嚢型內(nèi)窺鏡的使用例的 示意性結(jié)構(gòu)圖ll是圖IO中的膠嚢型內(nèi)窺鏡的后視圖12是示出根據(jù)第六變型例的膠嚢型內(nèi)窺鏡的使用例的 示意性結(jié)構(gòu)圖13是圖12中的膠嚢型內(nèi)窺鏡的后視圖14A、圖14B和圖14C是示出根據(jù)第七變型例的膠嚢型內(nèi) 窺鏡的使用例的示意性結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
8將參照

根據(jù)本發(fā)明的膠嚢型醫(yī)療設(shè)備和體腔內(nèi)觀 察方法的實施方式。這些實施方式以膠嚢型內(nèi)窺鏡作為例子說 明了本發(fā)明的膠嚢型醫(yī)療設(shè)備。應(yīng)該理解的是，本發(fā)明不限于 下面的實施方式，可以在本發(fā)明的精神的范圍內(nèi)對本發(fā)明進行 各種變型。
圖l是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的膠嚢型內(nèi)窺鏡的
使用例的示意性結(jié)構(gòu)圖。第 一實施方式的膠嚢型內(nèi)窺鏡10包 括可插入到待檢測的被檢體l的管腔內(nèi)的膠嚢主體20;安裝在 該膠嚢主體20中的觀察構(gòu)件30;如無線發(fā)送單元、電池、圖像 處理單元等未示出的其它安裝的元件；以及布置在膠嚢主體20 的外表面上的轉(zhuǎn)動引導(dǎo)構(gòu)件40。
膠嚢主體20的尺寸被制成為能夠由祐:檢體l通過他或她的 口吞入到被檢體l的體腔內(nèi)。膠嚢主體20形成為圓頂膠嚢形狀， 其中，半球狀的圓頂?shù)亩瞬客ㄟ^位于端部之間的筒狀構(gòu)件而成
為一體，連4妻半J求狀圓頂?shù)亩瞬康姆较虼黹L度方向。
這里，第一實施方式的膠嚢型內(nèi)窺鏡10被構(gòu)造成一邊在被 導(dǎo)入到管腔2內(nèi)的流體3中浮動 一邊在被檢體1的例如大腸的管 腔2內(nèi)行進(propel )。包括如觀察構(gòu)件30等安裝的元件的膠嚢 主體20一皮構(gòu)造成具有相對于流體3大致為l的比重，即具有與流 體3的比重大致相同的比重。流體3是能夠由祐:4全體1通過他或 她的口吞入并且對觀察構(gòu)件30所使用的攝像用光源的波長透明 的流體。在第一實施方式中，使用比重接近于l的飲用水作為流 體3的例子。包括觀察構(gòu)件30和其它元件的膠嚢主體20的重心G 被設(shè)定為膠嚢主體20的中心(通過圓筒的中心的長度方向軸線 L上的中心)。
此外，觀察構(gòu)件3 0是用于拍攝管腔內(nèi)部的圖像的攝像構(gòu)件， 根據(jù)第 一 實施方式，觀察構(gòu)件3 0由第 一 攝像構(gòu)件31和第二攝像
9構(gòu)件32構(gòu)成，第 一攝像構(gòu)件31和第二攝像構(gòu)件32被固定在膠嚢 主體20中的長度方向軸線方向的 一端側(cè)的位置。未示出的第一 攝像構(gòu)件31包括用于照明攝像區(qū)域的光源；如CCD或CMOS 成像器(imager)等固態(tài)攝像元件，其用于接收由光源的照明 光產(chǎn)生的來自攝像區(qū)域的反射光，以拍攝管腔內(nèi)部；以及如攝 像透鏡等攝像光學(xué)系統(tǒng)，其用于為固態(tài)攝像元件產(chǎn)生攝像區(qū)域 的光學(xué)像。如圖l中的虛線所示，第一攝像構(gòu)件31被布置成提供 沿膠嚢主體20的長度方向軸線方向上的攝像視場。此外，未示 出的第二攝像構(gòu)件32包括用于照明攝像區(qū)域的光源；如CCD 或CMOS成像器等固態(tài)攝像元件，其用于接收由光源的照明光 產(chǎn)生的來自攝像區(qū)域的反射光，以拍攝管腔內(nèi)部；以及如攝像 透鏡等攝像光學(xué)系統(tǒng)，其用于為固態(tài)攝像元件產(chǎn)生攝像區(qū)域的 光學(xué)像。如圖l中的虛線所示，第二攝像構(gòu)件32被布置成提供相 對于膠嚢主體20的長度方向軸線方向傾斜的方向的攝像視場。 這里，第一攝像構(gòu)件31被設(shè)定為遠焦點以聚焦在遠點，第二攝 像構(gòu)件32被設(shè)定為近焦點以聚焦在近點。第二攝像構(gòu)件32的攝 像一見場可以位于相對于力交嚢主體20的豎直軸線方向的水平方向 上。這里，膠嚢主體20包括至少在與第一攝像構(gòu)件31和第二攝 像構(gòu)件32的攝像視場對應(yīng)的區(qū)域具有透明性或半透明性的構(gòu) 件。
此外，轉(zhuǎn)動引導(dǎo)構(gòu)件40被構(gòu)造成用作控制膠嚢主體20在管 腔2內(nèi)的運動的控制構(gòu)件，該膠嚢主體20通過被導(dǎo)入到管腔2內(nèi) 的流體3的流動而運動。根據(jù)第一實施方式，轉(zhuǎn)動引導(dǎo)構(gòu)件40 被構(gòu)造成佳J交嚢主體20隨著流體3的流動而繞膠嚢主體20的長 度方向軸線沿圓周方向轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動引導(dǎo)構(gòu)件40由螺旋狀構(gòu)件構(gòu) 成，該螺旋狀構(gòu)件由具有能夠干涉流體3的流動的突起量的連續(xù) 突起41繞膠嚢主體20的外表面螺旋狀地形成。突起41的截面形
10狀可形成為半圓形或矩形。此外，可任意地設(shè)定突起41的螺旋
間隔、螺旋數(shù)、螺旋角等。
安裝在膠嚢主體20中的未示出的圖像處理單元對由第一攝 像構(gòu)件31和第二攝像構(gòu)件32獲取的管腔的內(nèi)部的圖像提供必要 處理。未示出的無線發(fā)送單元將已由圖像處理單元進行了必要 處理的管腔圖像數(shù)據(jù)無線輸出至布置于被檢體l外的接收器(未 示出)等。未示出的電池向膠嚢主體20內(nèi)的如光源或固態(tài)攝像 元件等電驅(qū)動單元提供必要的電力。
接著，將說明利用第 一實施方式的膠嚢型內(nèi)窺鏡10對例如 大腸的管腔2的內(nèi)部的觀察?；旧希杀粰z體l吞下膠嚢型內(nèi) 窺鏡10和流體3，以用流體3大致填充被4企體1內(nèi)的作為觀察部 位的如大腸等管腔2，使得膠嚢型內(nèi)窺鏡10—邊在流體3中浮動 一邊行進。然后，由第一攝像構(gòu)件31和第二攝像構(gòu)件32獲取管 腔的內(nèi)部圖像以觀察管腔?？梢酝瑫r或以任意順序吞下膠嚢型 內(nèi)窺4竟10和流體3。
這里，如圖l中的箭頭所示，被導(dǎo)入到管腔2中的流體3沿 著管腔2的軸線朝向管腔的出口流動。當膠嚢型內(nèi)窺鏡10處于 流體3的這種流動中時，由于膠嚢主體20在外表面上具有由突
體3的流動，因此，膠嚢型內(nèi)窺鏡10被控制成一邊繞長度方向 軸線L沿圓周方向轉(zhuǎn)動一邊沿著流體流移動。在月交嚢主體20的 這種運動下，第一攝像構(gòu)件31和第二攝像構(gòu)件32獲取管腔2的內(nèi) 部的像。換句話說，第一攝像構(gòu)件31 —邊轉(zhuǎn)動一邊沿軸向、即 流體3的流動方向前方(或后方)獲取管腔2的圖像。第二攝像 構(gòu)件32—邊在管腔2的內(nèi)表面2a附近運動一邊順次獲取管腔2的 位于與流體3的流動方向不同的方向的內(nèi)表面2a的圖像。此外， 由于沿軸向拍攝管腔2的第 一 攝像構(gòu)件31的焦,泉位置被設(shè)定在遠距離，因此，能夠獲得遠聚焦的并且良好的整個管腔內(nèi)部圖
像。由于一邊在內(nèi)表面2a附近運動一邊拍攝內(nèi)表面2a的第二攝 像構(gòu)件32的焦點位置被設(shè)定在短距離，因此，能夠獲得近聚焦 的并且良好的內(nèi)表面圖像，并且能夠可靠地觀察到如息肉2b等 特殊部分。
如上所述，根據(jù)第一實施方式的膠嚢型內(nèi)窺鏡IO,通過利 用流體3的流動將膠嚢主體20控制成一邊沿圓周方向轉(zhuǎn)動一邊 移動，可以使管腔2中的觀察視場動態(tài)地改變?yōu)樽顑?yōu)化。利用 該結(jié)構(gòu)，無需使安裝在膠嚢主體20中的觀察構(gòu)件(攝像構(gòu)件) 的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化就能夠可靠地觀察到管腔2中的所有部分。此外， 根據(jù)第一實施方式的膠嚢型內(nèi)窺鏡IO,重心G被設(shè)定在膠嚢主 體20的大致中心，并且相對于流體3的比重被設(shè)定為大致l。因 此，當轉(zhuǎn)動引導(dǎo)構(gòu)件40干涉流體3的流動時，膠嚢主體20處于運 動狀態(tài)并且沿圓周方向平穩(wěn)地轉(zhuǎn)動。利用該結(jié)構(gòu)，能夠可靠地 進行上述觀察操作。
圖2是示出根據(jù)第 一變型例的膠嚢型內(nèi)窺鏡的使用例的示 意性結(jié)構(gòu)圖。根據(jù)第一變型例的膠嚢型內(nèi)窺鏡ll，轉(zhuǎn)動引導(dǎo)構(gòu) 件42形成有多個不連續(xù)突起43,從而形成間斷的螺旋形狀。這 樣，如果轉(zhuǎn)動引導(dǎo)構(gòu)件4 2 #皮構(gòu)造成干涉流體3的流動以橫J交嚢主 體20繞長度方向軸線L沿圓周方向轉(zhuǎn)動，則轉(zhuǎn)動引導(dǎo)構(gòu)件42可 形成為具有不連續(xù)突起4 3的間斷的螺旋形狀。該轉(zhuǎn)動引導(dǎo)構(gòu)件 42可以比具有連續(xù)突起41的轉(zhuǎn)動引導(dǎo)構(gòu)件更容易地形成。
轉(zhuǎn)動引導(dǎo)構(gòu)件不限于由突起41、 43螺旋狀地形成，而是可 以例如由凹部形成，該凹部螺旋狀地形成在膠嚢主體20的外表 面上以干涉流體3的流動。此外，根據(jù)第一實施方式和第一變型 例，觀察構(gòu)件30 (第一攝像構(gòu)件31和第二攝像構(gòu)件32)不限于 僅:帔布置在膠嚢主體20的一端，觀察構(gòu)件30可以^皮固定在兩端
12"f乍為復(fù)目艮型結(jié)構(gòu)(compound-eye-type structure )。 另夕卜,第 一攝像構(gòu)件31和第二攝像構(gòu)件32可被配置在不同端。
圖3是示出根據(jù)第二變型例的膠嚢型內(nèi)窺鏡的使用例的示 意性結(jié)構(gòu)圖，圖4是膠嚢型內(nèi)窺鏡的示意性后視圖。根據(jù)第二 變型例的膠嚢型內(nèi)窺鏡12包括作為轉(zhuǎn)動引導(dǎo)構(gòu)件4 5的螺旋槳 44,該螺旋槳44一體地設(shè)置在膠嚢主體20的后部(未設(shè)置觀察 構(gòu)件30的部分)的外表面上。當具有該結(jié)構(gòu)的膠嚢型內(nèi)窺鏡12 接收到管腔2中的流體3的流動時，作為轉(zhuǎn)動引導(dǎo)構(gòu)件4 5的螺旋 槳4 4 一邊干涉流體3的流動 一 邊轉(zhuǎn)動，使得膠嚢主體2 0 —邊與螺 旋槳44一起繞長度方向軸線L沿圓周方向轉(zhuǎn)動一邊在管腔2中 向前移動。因此，與第一實施方式的情況相同，可以可靠地只見 察到管腔2的內(nèi)部。
接著，將說明根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的膠嚢型內(nèi)窺鏡。 圖5是示出根據(jù)第二實施方式的膠嚢型內(nèi)窺鏡的示意性立體 圖，圖6是圖5中的膠嚢型內(nèi)窺鏡的后視圖，圖7A、圖7B和圖 7C是示出膠嚢型內(nèi)窺鏡的使用例的示意性結(jié)構(gòu)圖。根據(jù)第二實 施方式的膠嚢型內(nèi)窺鏡50包括可插入到被檢體l的管腔內(nèi)的 膠嚢主體60;安裝在該膠嚢主體60中的觀察構(gòu)件70;如無線發(fā) 送單元、電池、圖像處理單元等未示出的其它安裝的元件；以 及布置在膠嚢主體60的外表面上的轉(zhuǎn)動引導(dǎo)構(gòu)件80。
膠嚢主體60與膠嚢主體20基本上相同。膠嚢主體60的尺寸 被制成為能夠由被檢體l通過他或她的口吞入到被檢體l的體腔 內(nèi)。膠嚢主體60形成為圓頂膠嚢形狀，其中，半球狀的圓頂?shù)?端部通過位于端部之間的筒狀構(gòu)件而成為 一體，連接半球狀圓 頂?shù)亩瞬康姆较虼黹L度方向。
這里，第二實施方式的膠嚢型內(nèi)窺鏡50—邊在被導(dǎo)入到管 腔2內(nèi)的流體3中浮動一邊在被檢體1的例如大腸的管腔2內(nèi)移
13動。包括如觀察構(gòu)件70等元件的膠嚢主體60被構(gòu)造成具有相對 于流體3大致為l的比重，即具有與流體3的比重大致相同的比 重。流體3是能夠由被檢體l通過他或她的口吞入并且對觀察構(gòu) 件70所使用的攝像用光源的波長透明的流體。在第二實施方式 中，使用比重接近于l的飲用水作為流體3的例子。包括觀察構(gòu) 件70和其它元件的膠嚢主體60的重心G被設(shè)定為膠嚢主體60的 中心(通過圓筒的中心的長度方向軸線L上的中心)。
此外，觀察構(gòu)件70是用于拍攝管腔的內(nèi)部的像的攝像構(gòu)件， 根據(jù)第二實施方式，觀察構(gòu)件70由攝像構(gòu)件71構(gòu)成，該攝像構(gòu) 件71纟皮固定在力交嚢主體60的長度方向軸線方向的 一 端側(cè)的位 置。未示出的攝像構(gòu)件71包括用于照明攝像區(qū)域的光源；如 CCD或CMOS成像器等固態(tài)攝像元件，其用于接收由光源的照 明光產(chǎn)生的來自攝像區(qū)域的反射光，以拍攝管腔的內(nèi)部；以及 如攝像透鏡等攝像光學(xué)系統(tǒng)，其用于為固態(tài)攝像元件產(chǎn)生攝像 區(qū)域的光學(xué)像。如圖7A至圖7C中的虛線所示，攝像構(gòu)件71被布 置成提供膠嚢主體6 0的長度方向軸線方向上的攝像視場。這里， 膠嚢主體60包括至少在與攝像構(gòu)件71的攝像視場對應(yīng)的區(qū)域具 有透明性或半透明性的構(gòu)件。
此外，轉(zhuǎn)動引導(dǎo)構(gòu)件8 0被構(gòu)造成用作控制膠嚢主體6 0在管 腔2內(nèi)的運動的控制構(gòu)件，該膠嚢主體60通過被導(dǎo)入到管腔2內(nèi) 的流體3的流動而運動。根據(jù)第二實施方式，轉(zhuǎn)動引導(dǎo)構(gòu)件80 被構(gòu)造成使膠嚢主體60隨著流體3的流動而繞通過膠嚢主體60 的重心G并且與長度方向軸線L大致垂直的軸線S沿圓周方向轉(zhuǎn) 動。轉(zhuǎn)動引導(dǎo)構(gòu)件80由膠嚢主體60的外表面上的、具有開口部 81a、 82a以形成一對單向阻力元件的袋狀突起81、 82構(gòu)成。開 口部81a、 82a沿著長度方向軸線方向且朝向膠嚢主體60的中央 部開口。這些袋狀突起81、 82以關(guān)于膠嚢主體60的重心G點對稱的方式被布置在膠嚢主體60的外表面上的離開長度方向軸線 L的中心的位置。此外，當這些袋狀突起81、 82在被包含膠嚢 主體60的長度方向軸線L的平面分為兩部分時，袋狀突起81、 82對稱地形成并且袋狀突起81、 82被布置成關(guān)于膠嚢主體60的 重心G點對稱。這里，當開口部81a、 82a朝向上游開口而面只十 流體3的流體流時，袋狀突起81、 82用作阻力元件并且產(chǎn)生反作 用力，另一方面，當開口部81a、 82a朝向下游開口而不面對流 體3的流體流時，袋狀突起81、 82不用作阻力元件，并且袋狀突 起81、 82具有對流體3的流動產(chǎn)生反作用力的方向性。
接著，將說明利用第二實施方式的膠嚢型內(nèi)窺鏡50對例如 大腸的管腔2的內(nèi)部的觀察?；旧?，由被檢體l吞下膠嚢型內(nèi) 窺鏡50和流體3，以利用流體3大致填充#1檢體1內(nèi)的作為觀察 部位的如大腸等管腔2，使得膠嚢型內(nèi)窺鏡50—邊在流體3中浮 動一邊行進，同時，攝像構(gòu)件71獲取管腔2的內(nèi)部的圖像。可 以同時或以任意順序吞下膠嚢型內(nèi)窺鏡50和流體3。
這里，如圖7A中的箭頭所示，被導(dǎo)入到管腔2中的流體3 朝向管腔的出口流動。當膠嚢型內(nèi)窺鏡50處于流體3的這種流 動中時，由于膠嚢主體60在其外表面上具有由袋狀突起81、 82 形成的轉(zhuǎn)動引導(dǎo)構(gòu)件80,因此，突起81或突起82中的一個面對 流體3的流體流而產(chǎn)生反作用力。因此，月交嚢主體60一皮控制成 一邊繞通過膠嚢主體60的重心G并且與長度方向軸線L大致垂 直的軸線S徑向轉(zhuǎn)動 一 邊沿著流體流移動。
例如，.如圖7A所示，當突起81的開口部81a面對流體3的流 體流時，突起81產(chǎn)生4氐抗流體3的流動的反作用力并且用作觸發(fā) 器(trigger)而使膠嚢主體60繞軸線S順時針方向轉(zhuǎn)動。如圖7B 所示，膠嚢主體6 0沿著流體3的流體流繞軸線S順時針方向轉(zhuǎn)動 (向前滾動)。在該動作中，由于開口部82a不面對流體流，因此，另一個突起82不產(chǎn)生反作用力。然后，當膠嚢主體60繼續(xù) 轉(zhuǎn)動時，如圖7C所示，另 一個突起82的開口部82a開始面對流 體3的流體流，并且突起82產(chǎn)生4氐抗流體3的流動的反作用力， 而使膠嚢主體60繞軸線S順時針方向轉(zhuǎn)動。通過重復(fù)該動作， 膠嚢主體60通過流體3的流動一邊繞軸線S轉(zhuǎn)動一邊在管腔2中 向前行進。
在膠嚢主體6 0的這種運動下，攝像構(gòu)件71獲取管腔2的內(nèi)部 的圖像。換句話說，攝像構(gòu)件71 —邊跟隨轉(zhuǎn)動軌跡向前轉(zhuǎn)動一 邊在作為流體3的流動方向的管腔2的軸向的前側(cè)和后側(cè)以及在 與流體3的流動方向不同的方向上順次獲耳又管月空2的內(nèi)表面2a的 圖像。利用該結(jié)構(gòu)，能夠觀察到管腔2內(nèi)的整個區(qū)域以及內(nèi)表面 2a的特定部位。
當流體3的流體流小時，由于面對流體流的突起81或82所 受到的阻力變小，因此，膠嚢主體60不繞軸線S轉(zhuǎn)動。因此， 當流體流小時，攝像構(gòu)件71沿著管腔2的軸向攝像，當流體流具 有一定強度以上的強度時，攝像構(gòu)件71觀察到內(nèi)表面2a的特定 部位。當流體3的流體流具有周期性時，能夠更有效地觀察到整 個圖像和局部圖像。
如上所述，根據(jù)第二實施方式的膠嚢型內(nèi)窺鏡50，利用流 體3的流動使膠嚢主體60—邊繞軸線S徑向轉(zhuǎn)動(向前轉(zhuǎn)動)一 邊移動。利用該結(jié)構(gòu)，即使當膠囊型內(nèi)窺鏡50具有包括直視型 (direct view)的單 一觀察構(gòu)件70的結(jié)構(gòu)時，也可4吏管腔2中 的觀察視場動態(tài)地改變?yōu)樽顑?yōu)化。從而，無需使安裝在膠嚢主 體60中的觀察構(gòu)件(攝像構(gòu)件)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化就可以可靠地觀 察到管腔2中的整個區(qū)域。此外，根據(jù)第二實施方式的膠嚢型 內(nèi)窺鏡50，重心G被設(shè)定在膠嚢主體60的大致中心并且相對于 流體3的比重被設(shè)定為大致l。因此，當構(gòu)成轉(zhuǎn)動引導(dǎo)構(gòu)件80的袋狀突起81、 82交替地面對流體3的流體流時，膠嚢主體60處于 運動狀態(tài)并且可繞軸線S沿著徑向平穩(wěn)地轉(zhuǎn)動。利用該結(jié)構(gòu)， 能夠可靠地進行上述觀察操作。
圖8是示出根據(jù)第三變型例的膠嚢型內(nèi)窺鏡的使用例的示 意性結(jié)構(gòu)圖。第三變型例的膠嚢型內(nèi)窺鏡51具有構(gòu)成轉(zhuǎn)動引導(dǎo) 構(gòu)件80的一對袋狀突起81、 82,其中，開口部81a、 82a沿著長 度方向軸線方向朝向端部開口 。利用具有第三變型例所述的結(jié) 構(gòu)的膠嚢型內(nèi)窺鏡51，能夠獲得與第二實施方式相同的作用和 效果。
圖9是示出根據(jù)第四變型例的膠嚢型內(nèi)窺鏡的使用例的示 意性結(jié)構(gòu)圖。第四變型例的膠嚢型內(nèi)窺鏡5 2包括作為第 一 觀察 構(gòu)件的攝像構(gòu)件71和用于形成膠嚢主體60的長度方向上的另一 攝 <象 一見場的第二觀察構(gòu)件7 2,該第二觀察構(gòu)件7 2 #皮固定在膠嚢 主體60的另 一端。復(fù)眼型觀察構(gòu)件70由第一攝像構(gòu)件71和第二 攝像構(gòu)件72構(gòu)成。
這里，與第一攝像構(gòu)件71類似，未示出的第二攝像構(gòu)件72 包括用于照明損H象區(qū)域的光源；如CCD或CMOS成像器等固 態(tài)攝像元件，其用于接收由光源的照明光產(chǎn)生的來自攝像區(qū)域 的反射光，以拍攝管腔的內(nèi)部；以及如攝像透鏡等攝像光學(xué)系 統(tǒng)，其用于為固態(tài)攝像元件產(chǎn)生攝像區(qū)域的光學(xué)像。此外，第 一攝像構(gòu)件71被設(shè)定為遠焦點以觀察管腔2的整個圖像，第二攝 像構(gòu)件72被設(shè)定為近焦點以觀察管腔2的內(nèi)表面等。這里，膠嚢 主體60還包括在與第二攝像構(gòu)件72的攝像視場對應(yīng)的區(qū)域具有 透明性或半透明性的構(gòu)件。
利用具有第四變型例所述的結(jié)構(gòu)的膠嚢型內(nèi)窺鏡52,能夠 獲得與第二實施方式相同的作用和效果。特別地，由于第四變 型例的膠嚢型內(nèi)窺鏡52具有復(fù)眼型結(jié)構(gòu)，該復(fù)眼型結(jié)構(gòu)具有聚
17焦長度不同的第一攝像構(gòu)件71和第二攝像構(gòu)件72，因此，當內(nèi) 窺鏡主體6 0通過流體3的流動而繞軸線S徑向轉(zhuǎn)動時，第 一 攝 <象 構(gòu)件71和第二攝像構(gòu)件72—邊跟隨轉(zhuǎn)動軌跡一邊順次獲取管腔 2中的圖像。在該情況下，由于第一攝像構(gòu)件71的焦點位置被設(shè) 定在遠距離，因此，通過從獲得的圖像中抽取聚焦良好的圖像， 能夠獲得遠聚焦的并且良好的整個管腔內(nèi)部圖像。此外，由于 第二攝像構(gòu)件72的焦點位置被設(shè)定在短距離，因此，通過從獲 得的圖像中抽取聚焦良好的圖像，能夠獲得近聚焦的并且良好 的內(nèi)表面圖像，并且能夠可靠地觀察到如息肉等特殊部分。
圖IO是示出根據(jù)第五變型例的膠嚢型內(nèi)窺鏡的使用例的 示意性結(jié)構(gòu)圖，圖ll是該膠嚢型內(nèi)窺鏡的后視圖。第五變型例 的膠嚢型內(nèi)窺鏡53包括構(gòu)成轉(zhuǎn)動引導(dǎo)構(gòu)件80的作為 一對單向 阻力元件并且作為一對袋狀突起81、 82的替代物的一對槽83、 84。以在膠嚢主體6 0的外表面上的端部附近沿著長度方向軸線 方向且朝向端部側(cè)開口的方式形成槽83、 84。槽83、 84的內(nèi)壁 用作流體接觸面83a、 84a。槽83、 84被配置成關(guān)于膠嚢主體60 的重心G點對稱。此外，槽83、 84的截面形狀可以是在被包含 膠嚢主體60的長度方向軸線L的平面分為兩部分時是對稱的三 角形或U形，并且被配置成關(guān)于膠嚢主體60的重心G點對稱。
這里，當流體接觸面83a、 84a面向上游并且面對流體3的 流體流時，槽83、 84用作阻力元件而產(chǎn)生反作用力，當流體接 觸面83a、 84a面向下游且不面對流體3的流體流時，槽83、 84 不用作阻力元件，并且槽83、 84具有對流體3的流動產(chǎn)生反作 用力的方向性。利用具有第五變型例所述的結(jié)構(gòu)的膠嚢型內(nèi)窺 鏡53,能夠獲得與第二實施方式相同的作用和效果。
圖12是示出根據(jù)第六變型例的膠嚢型內(nèi)窺鏡的使用例的 示意性結(jié)構(gòu)圖，圖13是該膠嚢型內(nèi)窺鏡的后視圖。第六變型例的膠嚢型內(nèi)窺鏡54包括構(gòu)成轉(zhuǎn)動引導(dǎo)構(gòu)件80的作為一對單向 阻力元件并且作為 一對袋狀突起81、 82的替代物的一對孔85、 86。以在膠嚢主體60的外表面上的端部附近沿著長度方向軸線 方向且朝向端部側(cè)開口的方式形成孔85、 86?？?5、 86被配置 成關(guān)于膠嚢主體60的重心G點對稱。此外，孔85、 86的截面形 狀可以是在^皮包含膠嚢主體60的長度方向軸線L的平面分為兩 部分時是對稱的三角形或圓形，并且被配置成關(guān)于膠嚢主體6 0 的重心G點只于-爾。
這里，當開口部朝向上游開口并且面對流體3的流體流時， 孔85、 86用作阻力元件而產(chǎn)生反作用力，當開口部朝向下游開 口且不面對流體3的流體流時，孔85、 86不用作阻力元件，并 且孔85、 86具有對流體3的流動產(chǎn)生反作用力的方向性。利用 具有第六變型例所述的結(jié)構(gòu)的膠嚢型內(nèi)窺鏡5 4 ，能夠獲得與第 二實施方式相同的作用和效果。
這里，根據(jù)第二實施方式的第三至第六變型例，轉(zhuǎn)動引導(dǎo) 構(gòu)件80由一對單向阻力元件構(gòu)成，該對阻力元件由一對袋狀突 起81和82、 一對槽83和84或者一對孔85和86形成。然而，可以 采用由在每一側(cè)組合地對稱布置多個突起、槽或孔的一對單向 阻力元件構(gòu)成的轉(zhuǎn)動引導(dǎo)構(gòu)件80。
此外，突起狀的阻力元件可相對于膠嚢主體的外表面可開 閉(突出和縮回)。換句話說，當流體3靜止(或其流體流小) 時，阻力元件關(guān)閉(在膠嚢主體中)，當產(chǎn)生大流體流時，阻力 元件與流體流對應(yīng)地打開(突出)。利用該結(jié)構(gòu)，由于僅在需要 時突起才突出，因此，被檢體l可以容易地吞下膠嚢型內(nèi)窺鏡。
圖14A至圖14C是示出根據(jù)第七變型例的膠嚢型內(nèi)窺鏡的 示意性結(jié)構(gòu)圖。第七變型例的膠嚢型內(nèi)窺鏡55包括安裝在膠嚢 主體60中的重物91以及使重物91的位置沿膠嚢主體60的長度方
19向軸線方向滑動的滑動空間92。這里，重物91由于流體3的流 動而相對于膠嚢主體60在滑動空間92中滑動，從而改變了月交嚢 主體60的重心的^f立置。
當具有該結(jié)構(gòu)的膠嚢型內(nèi)窺鏡55被導(dǎo)入到管腔2內(nèi)并且停 留在流體3中時，例如，如圖14A所示，重物91位于滑動空間92 的一端側(cè)的位置，月交嚢型內(nèi)窺鏡55由于重心4立置而以如圖14A 所示的傾斜方式在流體3中流動。在該狀態(tài)下，當流體3的流動 作用于膠嚢主體60時，如圖14B所示，膠嚢主體60向前轉(zhuǎn)動到 大致水平狀態(tài)。利用膠嚢主體60的這種運動，重物91向滑動空 間92的中央滑動，并且進一步向滑動空間92的另一端移動。才艮 據(jù)重心位置的動態(tài)改變，如圖14C所示，膠嚢主體60繼續(xù)轉(zhuǎn)動 運動。通過重復(fù)該動作，膠嚢主體60由于流體3的流動而在官月空 2中一邊向前轉(zhuǎn)動一邊行進。因此，利用具有第七變型例所述的 結(jié)構(gòu)的膠嚢型內(nèi)窺鏡55,能夠獲得與第二實施方式相同的作用 和效果。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易發(fā)現(xiàn)其它優(yōu)點和變型。因此，本 發(fā)明的更廣義的方面不限于這里示出和說明的具體細節(jié)和典型 實施方式。因此，在不背離由所附權(quán)利要求書及其等同所限定 的總的發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍的情況下，可以進行各種變型。
權(quán)利要求
1.一種膠囊型醫(yī)療設(shè)備(10；11；12；50；51；52；53；54；55)，其包括膠囊主體(20；60)，其將被導(dǎo)入到被檢體(1)的管腔(2)內(nèi)；控制構(gòu)件(40；42；45；80；91)，其通過被導(dǎo)入到所述管腔(2)內(nèi)的流體(3)的流動來控制所述膠囊主體(20；80)在所述管腔(2)內(nèi)的運動；以及觀察構(gòu)件(30；70)，其被固定在所述膠囊主體(20；80)的內(nèi)部，并且所述觀察構(gòu)件(30；70)根據(jù)所述膠囊主體(20；80)的運動來觀察所述流體(3)的流動方向以及與所述流體(3)的流動方向不同的方向。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的膠嚢型醫(yī)療設(shè)備(10; 11; 12), 其特征在于，所述控制構(gòu)件(40; 42; 45)是轉(zhuǎn)動引導(dǎo)構(gòu)件， 所述轉(zhuǎn)動引導(dǎo)構(gòu)件通過所述流體(3 )的流動而使所述膠嚢主體(20)繞所述膠嚢主體(20)的長度方向軸線沿圓周方向轉(zhuǎn)動。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的膠嚢型醫(yī)療設(shè)備(10; 11; 12)， 其特征在于，所述轉(zhuǎn)動引導(dǎo)構(gòu)件(40)包括用以干涉所述流體(3 )的流動地設(shè)置在所述膠嚢主體(20)的外表面上的螺旋狀 構(gòu)件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的膠嚢型醫(yī)療設(shè)備(10; 11),其特 征在于，所述螺旋狀構(gòu)件是螺旋狀形成的突起(41、 43)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的膠嚢型醫(yī)療設(shè)備(10),其特征在 于，所述螺旋狀形成的突起(41 )是單個的連續(xù)突起。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的膠嚢型醫(yī)療設(shè)備(11 )，其特征在 于，所述螺旋狀形成的突起(43)包括多個不連續(xù)突起。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的膠嚢型醫(yī)療設(shè)備(10; 11; 12)， 其特征在于，所述觀察構(gòu)件(30)包括第一攝像構(gòu)件(31)和第二攝像構(gòu)件(32),所述第一攝像構(gòu)件(31 )形成沿所述膠嚢 主體(20)的長度方向的攝像視場，所述第二攝像構(gòu)件(32) 形成沿與所述第一攝像構(gòu)件(31)的攝像視場的方向不同的方 向的攝像視場。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的膠嚢型醫(yī)療設(shè)備(10; 11; 12), 其特征在于，所述第一攝像構(gòu)件(31 )具有遠焦點，所述第二 觀察構(gòu)件(32)具有近焦點。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的膠嚢型醫(yī)療設(shè)備(10; 11; 12), 其特征在于，所述第二觀察構(gòu)件(32)具有相對于所述膠嚢主 體(20)的長度方向軸線方向傾斜的攝像視場。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的膠嚢型醫(yī)療設(shè)備(10; 11; 12), 其特征在于，所述第二攝像構(gòu)件(32)具有與所述膠嚢主體(20) 的長度方向軸線方向垂直的攝像視場。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的膠嚢型醫(yī)療設(shè)備(50; 51; 52; 53; 54),其特征在于，所述控制構(gòu)件(80)是轉(zhuǎn)動引導(dǎo)構(gòu)件， 所述轉(zhuǎn)動引導(dǎo)構(gòu)件通過所述流體(3 )的流動而使所述膠嚢主體(60)繞通過所述膠嚢主體(60)的重心且與所述長度方向軸 線垂直的軸線徑向轉(zhuǎn)動。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的膠嚢型醫(yī)療設(shè)備(50; 51; 52; 53; 54),其特征在于，所述轉(zhuǎn)動引導(dǎo)構(gòu)件(80)包括一對單 向阻力元件，所述單向阻力元件具有相同的形狀并且以關(guān)于所 述膠嚢主體(60)的重心點對稱的方式位于所述膠嚢主體(60) 的外表面上，所述單向阻力元件具有對所述流體(3)的流動產(chǎn) 生反作用力的方向性。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的膠嚢型醫(yī)療設(shè)備(50; 51; 52), 其特征在于，所述單向阻力元件是突起(81、 82)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的膠嚢型醫(yī)療設(shè)備(50; 51; 52),其特征在于，所述突起(81、 82)能夠相對于所述膠嚢主體(60) 的外表面突出和縮回。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的膠嚢型醫(yī)療設(shè)備(50; 51; 52), 其特征在于，所述突起(81、 82)是均具有沿著長度方向軸線 方向開口的開口部的袋纟犬突起。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的膠嚢型醫(yī)療設(shè)備(53 ),其特征 在于，各所述單向阻力元件均是沿著長度方向軸線方向朝向所 述膠嚢主體(60)的端部開口的槽(83、 84)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的膠嚢型醫(yī)療設(shè)備(54)，其特征 在于，各所述單向阻力元件均是沿著長度方向軸線方向朝向所 述月交嚢主體的端部開口的孔(85、 86)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的膠嚢型醫(yī)療設(shè)備(50; 51; 52; 53; 54)，其特征在于，所述觀察構(gòu)件(70)包括形成沿所述膠 嚢主體(60)的長度方向軸線方向的攝像視場的攝像構(gòu)件。
19. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的膠嚢型醫(yī)療設(shè)備(52),其特征 在于，所述觀察構(gòu)件(70)包括分別被固定在所述膠嚢主體(60) 的長度方向軸線方向上的兩端部的兩個攝像構(gòu)件(71、 72)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的膠嚢型醫(yī)療設(shè)備(52)，其特征 在于，所述攝像構(gòu)件分別是第一攝像構(gòu)件(71)和第二攝像構(gòu) 件(72),所述第一攝像構(gòu)件(71 )被固定在所述膠嚢主體(60) 的長度方向軸線方向上的 一端并且具有遠焦點，所述第二攝像 構(gòu)件(72)被固定在所述膠嚢主體(60)的長度方向軸線方向 上的另 一端并且具有近焦點。
21. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的膠嚢型醫(yī)療設(shè)備(10; 11; 12; 50; 51; 52; 53; 54; 55)，其特;f正在于，所述膠嚢主體(20; 60)具有相對于被導(dǎo)入到所述被檢體(1)中的流體(3)大致 為1的比重，所述膠嚢主體(20; 60)的重心位于所述膠嚢主體(20; 60)的大致中心。
22. —種體腔內(nèi)觀察方法，其包括以下步驟攝取膠嚢型醫(yī)療設(shè)備(10; 11; 12; 50; 51; 52; 53; 54;55);才聶耳又比重與所述膠嚢型醫(yī)療i殳備(10; 11; 12; 50; 51; 52; 53; 54; 55)的比重大致相同的流體(3);通過所述流體(3 )的流動來控制所述膠嚢型醫(yī)療設(shè)備在管 腔(2)中的運動；由所述月交嚢型醫(yī)療i殳備(10; 11; 12; 50; 51; 52; 53; 54; 55)來觀察所述流體(3)的流動方向；以及由所述膠嚢型醫(yī)療設(shè)備(10; 11; 12; 50; 51; 52; 53; 54; 55)來 見察與所述流體(3)的流動方向不同的方向。
全文摘要
本發(fā)明提供一種膠囊型醫(yī)療設(shè)備(10)，該膠囊型醫(yī)療設(shè)備(10)包括膠囊主體(20)、控制構(gòu)件(40)和觀察構(gòu)件(30)。膠囊主體(20)將被導(dǎo)入到被檢體(1)的管腔(2)內(nèi)?？刂茦?gòu)件(40)通過被導(dǎo)入到管腔(2)內(nèi)的流體(3)的流動來控制膠囊主體(20)在管腔(2)內(nèi)的運動。觀察構(gòu)件(30)被固定在膠囊主體的內(nèi)部，并且根據(jù)膠囊主體(20)的運動來觀察流體(3)的流動方向以及與流體(3)的流動方向不同的方向。
文檔編號A61B1/31GK101594818SQ20088000357
公開日2009年12月2日 申請日期2008年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月2日
發(fā)明者瀧澤寬伸, 瀨川英建 申請人:奧林巴斯醫(yī)療株式會社