JP2005192821A - カプセル型医療装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナによる無線送受信の効率を向上させて電波強度を増すのに適したカプセル型医療装置を実現する。
【解決手段】カプセル型医療装置３は、被検体の内部で所定の機能を実行する機能実行手段として照明光学系及び撮像部を設けた撮像照明部２１と、この撮像照明部２１の駆動によって生成された信号又は、撮像照明部２１の駆動を制御する信号を被検体の外部と無線によって通信する無線手段としてのＲＦ部２３と、このＲＦ部２３に設け、撮像照明部２１の外周を被覆する筒状形状に形成した一対のアンテナ素子２６ａ，２６ｂを有するアンテナ２６と、を具備して構成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、カプセル型医療装置に関し、特にカプセル型医療装置に内蔵するアンテナ機構構造に関する。

近年、カプセル型医療装置は、医療用分野において使用される状況になった。カプセル型医療装置は、内視鏡における挿入部を必要とせず、患者が飲み込み易いように、形成されている。
上記従来のカプセル型医療装置は、患者に飲み込まれた後、体腔内において、体外ユニットと通信を行い、例えば、画像取得や薬剤散布等の所望の動作を行うようになっている。

このような従来のカプセル型医療装置は、例えば、特開２００３−３８４２４号公報，特開２００１−２２４５５１号公報に記載されているようにアンテナ手段をカプセル内に設けた装置が提案されている。

上記特開２００３−３８４２４号公報は、上記アンテナ手段が図示されているが、特にアンテナ部材の配置についてはその詳細が記述されていない。
一方、上記特開２００１−２２４５５１号公報に記載のカプセル型医療装置は、電力供給用の無線を受信するための受電アンテナを設けた以外に、内蔵する撮像手段により撮像した画像信号を送信するための送信アンテナを上記受電アンテナの他端部に配置した装置が提案されている。

また、これらに対して従来のカプセル型医療装置は、特開２００１−１０４２４１号公報，特開２００１−２３１７４４号公報，特開２００３−７０７２８号公報に記載されているようにカプセル外周にアンテナを設けた装置が提案されている。
上記特開２００１−１０４２４１号公報に記載のカプセル型医療装置は、カプセル内電気要素保持筒外周にフレキシブルなアンテナ基板が巻回されている。

また、上記特開２００１−２３１７４４号公報に記載のカプセル型医療装置は、上記特開２００１−１０４２４１号公報に記載のカプセル型医療装置に対して更に上記アンテナの内側にシールド材が配置されている。また、上記特開２００３−７０７２８号公報に記載のカプセル型医療装置は、カプセル外壁を上記アンテナとしている。
これら従来のカプセル型医療装置は、カプセル周囲に上記のようにアンテナを配置しているが、アンテナ手段を一体のアンテナ部材により構成している。
特開２００３−３８４２４号公報 特開２００１−２２４５５１号公報 特開２００１−１０４２４１号公報 特開２００１−２３１７４４号公報 特開２００３−７０７２８号公報

しかしながら、上記従来のカプセル型医療装置は、被検体内に飲み込まれて上記内蔵する撮像手段により撮像した画像信号を上記アンテナ手段により体外に送信する場合、その電波が生体内において減衰され、非常に弱い電波となって体外の受信アンテナに到達して受信されることになる。

上記従来のカプセル型医療装置に用いられるアンテナ手段は、アンテナ部材を２体にするようなダイポールアンテナ構造とは違い、モノポールアンテナに似たアンテナ部材として動作することを想定されている。一般に、モノポールアンテナは、波長に比べて大きな地板構造部が必要である。
しかしながら、このようなモノポールアンテナを上記カプセル型医療装置に組み込むことになると、組み込む地板部分のサイズが必然的に小さくなってしまい、地板としての役目が不十分となる。この場合、従来のカプセル型医療装置は、体外への電波が飛び難く、アンテナによる無線送受信の効率が低くなってしまうという虞れが生じる。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、アンテナによる無線送受信の効率を向上させて電波強度を増すのに適したカプセル型医療装置を提供することを目的とする。

本発明による第１のカプセル型医療装置は、被検体の内部で所定の機能を実行する機能実行手段と、前記機能実行手段の駆動によって生成された信号又は、前記機能実行手段の駆動を制御する信号を前記被検体の外部と無線によって通信する無線手段と、前記無線手段に設け、前記機能実行手段の外周を被覆する筒状形状に形成した一対のアンテナ素子を有するアンテナ手段と、を具備したことを特徴としている。
また、本発明による第２のカプセル型医療装置は、前記第１のカプセル型医療装置において、前記機能実行手段は、前記被検体を照明する照明手段と、この照明手段により照明された前記被検体からの反射光を取り込んで結像し撮像する撮像手段とを直線状に併設して構成したことを特徴としている。
また、本発明による第３のカプセル型医療装置は、前記第１のカプセル型医療装置において、前記アンテナ手段は、前記一対のアンテナ素子を互いに１つのアンテナ素子長以上離して配置したことを特徴としている。

本発明のカプセル型医療装置は、アンテナによる無線送受信の効率を向上させて電波強度を増すことができるという効果を有する。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

図１ないし図１０は本発明の第１実施例に係り、図１は第１実施例のカプセル型医療装置を備えたカプセル型医療装置システムの全体構成図、図２は図１のカプセル型医療装置を示す説明図、図３は図２のカプセル型医療装置の内部構成を示す説明図、図４は図３のカプセル型医療装置の分解斜視図、図５はカプセル型医療装置の電気系の構成を示す回路ブロック図、図６は図１の体外ユニット、表示システムの電気系の構成を示す回路ブロック図、図７はアンテナ素子及びアンテナ整合回路を示す回路ブロック図、図８は第１実施例のカプセル型医療装置のアンテナ指向特性図、図９はカプセル型医療装置の第１の変形例を示す説明図、図１０はカプセル型医療装置の第２の変形例を示す説明図である。

図１に示すようにカプセル型医療装置システム１は、被検者２の体内を検査するカプセル型医療装置３と、このカプセル型医療装置３からの画像データを受けてその画像データを蓄積する体外ユニット４と、この体外ユニット４を着脱自在に装着可能とする体外ユニット装着部５を備え、この体外ユニット４に蓄積されて信号データを読み取って表示装置６で表示する表示システム７とから構成される。

図２ないし図４に示すようにカプセル型医療装置３は、円筒の両端をそれぞれ半球状にした保護用外皮となる透光性のあるカプセル枠体１１を備えている。
更に具体的に説明すると、前記カプセル型医療装置３は、口から飲み込んで食道を通過可能な外形と大きさを有する円筒状でその両端を閉塞したカプセル枠体１１を有し、このカプセル枠体１１の一方の端面側に透明で半球状の透明部材１２で覆ってドーム状にしている。

前記カプセル枠体１１の内部には、機能実行手段として照明光学系及び撮像部を設けた撮像照明部２１と、前記撮像照明部２１により撮像した画像（映像）信号の信号処理や、カプセル全体の制御を行う信号処理部２２と、この信号処理部２２により信号処理された画像信号を変調して送信信号に変換したり、外部からの信号を復調して前記信号処理部２２へ伝達するＲＦ部２３と、カプセル内の各部へバッテリ２４からの電源電力を供給する電源部２５と、前記ＲＦ部２３に設け、外部と無線で交信するためのアンテナ２６とが設けられている。

前記撮像照明部２１は、前記カプセル枠体１１の（観察側となる）一方の端面中央に収納されている。更に、具体的に説明すると、前記カプセル枠体１１の（観察側となる）一方の端面中央には、撮像光学系を構成する対物レンズ３１が取り付けられ、その周囲の複数箇所、例えば４箇所には照明光学系としてのＬＥＤ３２が取り付けられており、対物レンズ３１による視野範囲を照明できるようにしている。また、対物レンズ３１の結像位置には、例えば、ＣＭＯＳ（ Complementary Metal Oxide Semiconductor ）やＣＣＤ（ Charge Coupled Device ）などの固体撮像素子３３が前記撮像照明部２１に取り付けられている。

前記撮像照明部２１の後方には、前記信号処理部２２が配置されている。この信号処理部２２の詳細構成は、後述する。前記信号処理部２２の後方には、前記ＲＦ部２３が配置されている。このＲＦ部２３は、図示しない送信増幅器や受信増幅器により構成されている。また、このＲＦ部２３の後方には、前記電源部２５が配置されている。

また、前記アンテナ２６は、撮像照明部２１、信号処理部２２、ＲＦ部２３、バッテリ２４及び電源部２５を被覆するように配置されており、円筒形状導体の２体のアンテナ素子２６ａとアンテナ素子２６ｂとで構成されている。尚、図示していないが、各内蔵構成物の間には、それぞれ電気的に接続する信号線や電源供給等の配線が配設されている。

図５は、カプセル型医療装置３のより詳細な電気系の構成を示す。
ＬＥＤ３２はＬＥＤ駆動回路４１により駆動され、白色光で発光して体内を照明する。前記ＬＥＤ駆動回路４１は、制御／処理回路４２による制御信号で制御される。

ＬＥＤ３２により照明された被写体の反射光は、対物レンズ３１により取り込まれ被写体像として固体撮像素子（以下、単に撮像素子）３３の撮像面に結像される。そして、被写体像は、撮像素子３３により撮像されて光電変換される。

この撮像素子３３は、撮像ドライバ４３からのドライブ信号により、光電変換された信号が読み出され、撮像ドライバ４３をスルーして画像処理回路４４に入力される。なお、撮像ドライバ４３及び画像処理回路４４も制御／処理回路４２によりその動作が制御される。

画像処理回路４４により信号処理された画像信号は、一時、画像メモリ４５に蓄積される。そして、順次画像メモリ４５から読み出された画像信号は、ＲＦ部２３を経て高周波（例えば３００ＭＨｚ）で逐次変調され、アンテナ２６から体外ユニット４側に送信する。

一方、カプセル型医療装置３からの画像データ等を受信する体外ユニット４は、例えばアンテナ５１を備えた箱形或いは円筒状であり、図１に示すように例えば被検者２の腹部にベルト等で取り付けられるようになっている。

この体外ユニット４の電気系の構成を図６に示す。
アンテナ５１で受信した信号は送受信回路５２により復調され、復調された画像データはメモリ５３に記憶される（メモリ５３の代わりに、ハードディスクでも良い。図６等ではＨＤＤと略記）。送受信回路５２及びメモリ５３は、制御回路５４により制御される。また、制御回路５４は、アンテナ５１で受信し、復調した画像信号をデジタルの画像データに変換した後、メモリ５３に書き込む制御動作を行う。

また、メモリ５３はコネクタ５５に接続され、このコネクタ５５を介してメモリ５３に記憶した画像データを出力できるようにしている。このコネクタ５５は体外ユニット装着部５のコネクタ６１に着脱自在で装着でき、装着されるとメモリ５３の画像データは表示システム７を構成するパソコン本体６２側に転送することができる。

このパソコン本体６２は例えばコネクタ６１に接続され、画像データを一時格納するバッファとして機能するメモリ６３と、このメモリ６３が接続され、画像データの展開等の処理を行う画像処理回路６４と、この画像処理回路６４に接続され、展開された画像データを記憶するハードディスク（又はメモリ）６５と、このハードディスク６５が接続され、記憶された画像データを表示用の信号にする表示回路６６と、メモリ６３、画像処理回路６４、ハードディスク６５を制御する制御回路６７を有する。表示回路６６の画像は表示装置６により表示される。

また、制御回路６７はキーボード６８等のコンソールと接続され、キーボード６８から画像表示等の指示を制御回路６７に入力することにより、制御回路６７は指示された画像の表示等を行う。

カプセル型医療装置３が送信機能のみ有する場合の動作は、上述した通りであるが、カプセル型医療装置３が送受機能を有する場合には、体外ユニット４と交信しながら動作することになる。この場合、体外ユニット４の制御回路５４は、カプセル型医療装置３側に撮像を開始させるための制御信号を送受信回路５２を介してアンテナ５１から送信する制御動作を行う。

カプセル型医療装置３はこの制御信号をアンテナ２６で受信し、ＲＦ部２３で復調し、制御／処理回路４２に送る。制御／処理回路４２は撮像を開始させる制御信号であることを（内部のメモリ等に予め記憶させたデータと比較或いは参照して）識別すると、ＬＥＤ駆動回路４１、撮像ドライバ４３画像処理回路４４、ＲＦ部２３を例えば間欠的に動作させる。

例えば、１秒間に１回程度、１／３０秒ＬＥＤ３２を発光させ、その１／３０秒後に撮像ドライバ４３は撮像素子３３に駆動信号を印加して撮像した信号を読み出し、画像処理回路４４で画像処理して圧縮した画像信号に変換し、ＲＦ部２３を経て高周波変調してアンテナ２６から送信する。

以降、上記送信機能のみ有するカプセル型医療装置３の動作と同様である。
尚、カプセル型医療装置３が送受機能を有する場合には、体外ユニット４から制御信号が送信されない間、撮像照明部２１とＲＦ部２３の送信機能がスリープモードに設定されてカプセルの電力消費が抑制されるようになっている。

ここで、従来のカプセル型医療装置に用いられるアンテナは、波長に比べて大きな地板構造部が必要であるモノポールアンテナに似たアンテナ部材として動作することを想定されており、このようなモノポールアンテナをカプセル型医療装置に組み込むことになると、組み込む地板部分のサイズが必然的に小さくなってしまい、地板としての役目が不十分となる。この場合、従来のカプセル型医療装置は、体外への電波が飛び難く、アンテナによる無線送受信の効率が低くなってしまうという虞れが生じる。

本実施例では、上述したように２体のアンテナ素子２６ａ、２６ｂにてアンテナ２６が構成され、ダイポールアンテナ構造となっている。
更に、具体的に説明すると、アンテナ素子２６ａ、２６ｂは、カプセル型医療装置３の各内蔵構成物（撮像照明部２１、信号処理部２２、ＲＦ部２３、バッテリ２４及び電源部２５）より大きな径で、且つアルミニュウムや銅などの導体により中空円筒状に形成されている。尚、アンテナ素子２６ａ、２６ｂは、一般のアンテナ材料と同等の導電体であれば、アルミニュウムや銅以外の他の材料により形成しても構わない。
これら２体のアンテナ素子２６ａ、２６ｂをカプセル型医療装置３の長手方向に配置させると一般のダイポールアンテナとすることができる。

ここで、体内媒体の物質定数については、比誘電率が５０から６０くらいであり、透磁率が自由空間とほぼ同じである。従って、波長短縮率は約１／７（≒１／√（５５））で、例えば、電波の利用周波数が３１０ＭＨｚであるとき体内中の波長が約１３ｃｍになる。

前記２体のアンテナ素子２６ａ、２６ｂは、波長の１５％程度の短いダイポールアンテナとしてアンテナ長を２０ｍｍ程度としている。このため、前記２体のアンテナ素子２６ａ、２６ｂは、公知の微小ダイポールアンテナに近い状態で動作することになる。
ここで、微小ダイポールアンテナの自由空間中での入力インピーダンスＺｉは、

式１

である。

但し、ｋ0：波数，ｈ：ダイポールアンテナ長の１／２，ａ：アンテナ軸半径
（新井著：「新アンテナ工学」総合電子出版社P．４４）
上記式１から、ダイポールアンテナのインピーダンスは、アンテナサイズが短くなればレジスタンス値は小さくなりリアクタンス値は大きくなることがわかる。体内でも同様なインピーダンスの振る舞いをすることが予想される。

一方、アンテナを人体の近くで動作させると、激しくアンテナ利得の劣化を生じることが知られている（信学技報：ＡＰ２０００−９（２０００−０４）「人体腹部に接近した１５０MHz帯ノーマルモードヘリカルアンテナの実効放射効率の解析」小川他）。

これは、アンテナを人体に近づけるとリアクタンスが増加しインピーダンス不整合を生じ、結果としてアンテナ利得の低下を生じることが原因であることがわかっている。このため、このようなアンテナを内蔵したカプセル型医療装置３の場合も人体中で駆動させることになるので同様の影響を受けることになる。

しかしながら、本実施例のカプセル型医療装置３は、用いられるアンテナ２６が式１から、（ダイポールアンテナの）アンテナ素子２６ａ，２６ｂの軸直径２ａを太く形成することでアンテナ入力インピーダンスのリアクタンスを低下することができる。

従って、本実施例のカプセル型医療装置３は、アンテナ素子２６ａ，２６ｂの直径サイズをカプセル型医療装置３の直径値に近く設定しているため、上述のリアクタンスの低下する効果が期待できる。従って、アンテナ素子２６ａ，２６ｂのインピーダンス整合としては、リアクタンス値を相殺するためのインダクタのインダクタンス値を小さくすることができ、インピーダンス整合回路損失を小さくすることができる。つまり、アンテナ効率を上げる効果が期待できることになる。

一般に、アンテナからの放射電力は、アンテナ面積を大きくすれば大きくなる。
自由空間中において、ダイポールアンテナの全放射電力Ｐrは、

式２

である。

但し、η0：空気中の特性インピーダンス，Ｉ：電流，ｌ（＝２ｈ）：アンテナ長，
λ0：波長
（羽石 他著：「小形・平面アンテナ」電子情報通信学会Ｐ３３）
体内でも同様なインピーダンスの振る舞いをすることが予想される。

上記式２からわかるように、ダイポールアンテナもアンテナを大きくすれば放射電力は大きくなる。例えば、アンテナ長が２０ｍｍと１０ｍｍとでは、全放射電力の大きさは４倍（６ｄＢ）も違う。

しかも、体内では電波の大きな減衰を受けるので、良好な送受信の対策として、アンテナ効率を上げられるようにアンテナサイズを大きくすることが有効である。
しかしながら、カプセル型医療装置３に用いるにはなるべく小さく構成することが必要である。

本実施例では、上述したようにアンテナ素子２６ａ、２６ｂをカプセル型医療装置３の各内蔵構成物（撮像照明部２１、信号処理部２２、ＲＦ部２３、バッテリ２４及び電源部２５）より大きな径に形成して、これらカプセル型医療装置３の各内蔵構成物を被覆するように構成しているので、アンテナサイズを可能な限りカプセルサイズに近い大きさにすることができ、アンテナ効率を向上させることができる。

ここで、本実施例のアンテナ２６は、アンテナ入力インピーダンスのレジスタンス値が低く、一般的な出力デバイスは出力インピーダンスが５０Ωに調整されているため使えない。
そこで、本実施例では、アンテナ２６のインピーダンスマッチングを行うためのアンテナ整合回路７０を設けている。

図７に示すようにアンテナ整合回路７０は、ＲＦ部２３内に設けられている。前記アンテナ整合回路７０は、アンテナ素子２６ａとアンテナ素子２６ｂとの間で、且つこれらアンテナ素子２６ａ，２６ｂとＲＦ部２３の送信増幅器・受信増幅器７１との間に配置されている。

前記アンテナ整合回路７０は、例えば、１０ｎＨから２０ｎＨ程度の高いＱ（負荷）のインダクタンス７０ａと、更に１つのアンテナ素子側に同程度の大きさのインダクタンス７０ｂとを接続して構成されている。そして、アンテナ整合回路７０は、アンテナ２６に対する公知のインピーダンスマッチングを行いアンテナ効率を向上させている。

尚、カプセル型医療装置３が送信専用であるならば、送信増幅器のデバイス出力をローインピーダンスにしてダイレクトにアンテナ２６を駆動する方法もある。この場合、アンテナ入力インピーダンスのリアクタンスを減らすためのインダクタンス７０ｂを介して増幅器に接続するようにしている。

そして、本実施例のアンテナ２６は、指向性が一般のダイポールアンテナの指向性と同様となる。図８にアンテナ２６の指向特性を示す。
図８に示すように、本実施例のアンテナ２６は、カプセル型医療装置３の長軸に対し２次元内では８の字形状の指向特性を持ち、３次元としてみると軸の周りにドーナツ状の指向性パターンを有する。

これにより、本実施例のカプセル型医療装置３は、体内中において移動する際、体内の各部位で向く方向が変化しても、上述したようにアンテナ２６がダイポールアンテナ構造となっており、且つアンテナ２６以外の各内蔵構成物（撮像照明部２１、信号処理部２２、ＲＦ部２３、バッテリ２４及び電源部２５）より大きな径で、上記各内蔵構成物を被覆する構成としているので、カプセル長軸の回転角度に関わらず一定の電波放射パターンを有することができる。
従って、本実施例のカプセル型医療装置３は、体外ユニット４との無線通信を変動の少ない安定した信号強度で送受信できる。

尚、カプセル型医療装置は、アンテナ以外の各内蔵構成物配置を変更して構成しても良い。
図９に示すようにカプセル型医療装置３Ｂは、カプセル重心を変更するためにバッテリ２４を中心付近に配置して構成されている。

この場合、前記カプセル型医療装置３Ｂは、ＲＦ部２３からアンテナ２６への配線をアンテナ２６の円筒内を通して行うようになっている。
この配線は、アンテナ２６内部にありアンテナとして働かないが伝送損失を少なくするために可能な限り銅線の大い配線材を使用する。尚、図示しないが、前記バッテリ２４に限らず、アンテナ以外の内部の部品を所定の任意の場所に配置しても構わない。

また、本実施例では、筒形状のアンテナ２６を設けて構成しているが、前記アンテナ形状を変更して構成しても良い。
図１０に示すようにカプセル型医療装置３Ｃは、アンテナ８１（アンテナ素子８１ａ，８１ｂ）にスリット部８２を形成して構成されている。前記スリット部８２には、アンテナ８１以外の各内蔵構成物の信号情報伝達や電源供給などの内部配線を配設することが可能である。

従って、カプセル型医療装置３Ｃは、内部配線を前記スリット部８２に配設することにより、内部配線の集約化ができ、内部配線の煩雑さを軽減することができる。

また、図示しないが、アンテナ８１は、筒形状を円筒形だけでなく凹凸を形成して前記内部配線を配設するように構成しても構わない。
更に、アンテナ８１は、図示しないが一部に穴部を形成して治療や組織採取等の操作用アームを突出させたり、体液検査用取り込み口や投薬処置（薬剤散布）の噴出し口にする等形成しても構わない。

また、本実施例では、被検体の内部で所定の機能を実行する機能実行手段として、被検体像を撮像するＣＣＤやＣＭＯＳセンサなどの撮像素子を設けて構成しているが、本発明は、これに限定されず、機能実行手段として、撮像素子の代わりに例えばｐＨ（ペーハー）センサを設けて構成しても良い。

図１１は本発明の第２実施例に係るカプセル型医療装置の内部構成を示す説明図である。
第２実施例のカプセル型医療装置は、前記一対のアンテナ素子を互いに１つのアンテナ素子長以上離して配置して構成する。それ以外の構成は、上記第１実施例と同様な構成であるので、説明を省略し、同じ構成には同じ符号を付して説明する。

即ち、図１１に示すように第２実施例のカプセル型医療装置３Ｄは、筒形状に形成された前記一対のアンテナ素子２６ａ，２６ｂを長手方向に互いに１つのアンテナ素子長以上離して配置して構成されている。
例えば、カプセル型医療装置３Ｄは、アンテナ素子２６ａ，２６ｂのアンテナ素子長を６ｍｍとしてこれらアンテナ素子２６ａとアンテナ素子２６ｂとの間を８ｍｍ離して両端に配置している。

このように構成することで、前記カプセル型医療装置３Ｄは、上記第１実施例と同様に前記アンテナ２６がダイポールアンテナとして動作すると共に、アンテナ素子２６ａとアンテナ素子２６ｂとの間に部品サイズの大きな、例えばカプセル直径に近いくらいのバッテリ２４を配置することができる。

これにより、第２実施例のカプセル型医療装置３Ｄは、アンテナ素子２６ａ，２６ｂを離してその間に最大サイズの内蔵部品を中部に配置するように構成配置することができる。
従って、第２実施例のカプセル型医療装置３Ｄは、上記第１実施例と同様な効果を得ることに加え、カプセル径のサイズを小さくでき、小型化できる。

尚、ＲＦ部２３からアンテナ素子２６ａ、２６ｂへの配線８４は、アンテナとして寄与する働きとしてアンテナ素子の面積と配線面積とを比べると寄与が小さくなる。また、アンテナ素子として働く可能性がある他の露出した部品は、バッテリ２４などの部品外装面があるが、一般的に高周波信号を遮断する電源フィルタなどを回路に挿入しているためアンテナになる効果が小さい。

このため、アンテナとしては、アンテナ素子部分が大きい方が電波放射面積を増すことになるので、両アンテナ素子２６ａ，２６ｂを離して配置させる場合も、アンテナ素子サイズが可能な限り大きくすることが有効である。

図１２及び図１３は本発明の第３実施例に係り、図１２は第３実施例のカプセル型医療装置を示す説明図、図１３は図１２のアンテナ素子を構成しているアンテナ基板を示す展開図である。
上記第１，第２実施例は一対のアンテナ素子によりアンテナを構成しているが、第３実施例は１つのアンテナ基板に一対のアンテナ素子を形成して構成する。それ以外の構成は、上記第１実施例と同様な構成であるので、説明を省略し、同じ構成には同じ符号を付して説明する。

即ち、図１２及び図１３に示すように第３実施例のカプセル型医療装置３Ｅは、ポリイミド等によりフレキシブルに形成したアンテナ基板９０を巻いて筒状にしたアンテナ９１を構成している。前記アンテナ基板９０は、１枚の基板により構成され、この基板上に２枚の導電膜９２ａ、９２ｂを平行に配置するように形成している。

そして、カプセル型医療装置３Ｅは、前記アンテナ基板９０を巻いて筒状にし、このアンテナ基板９０の内部に各内蔵構成物（撮像照明部２１、信号処理部２２、ＲＦ部２３、バッテリ２４及び電源部２５）を巻き囲むように配置して構成されている。

アンテナ基板９０には、ＲＦ部２３と導電膜９２ａ、９２ｂを配線するためにスルーホール部９３ａ，９３ｂを設けている。また、アンテナ基板９０には、巻いて筒状にした際に端辺同士を導通させるため各導電膜９２ａ、９２ｂ毎に複数のスルーホール部９４ａ、９４ｂを設けている。

前記アンテナ基板９０は、フレキシブルに形成されているので、巻いてカプセル枠体１１に配置した際、弾性力によりカプセル枠体１１の内周面に密着する。このとき、前記アンテナ基板９０が重なった部分では、スルーホール部９３ａ，９３ｂに近い導電膜９２ａ、９２ｂとのスルーホール部９４ａ，９４ｂとが反対側の面で導電接触し円筒のアンテナを形成するようになっている。

尚、この場合、前記アンテナ基板９０は、通電を確実にするためにスルーホール部９４ａ，９４ｂと導電膜９２ａ、９２ｂとの重なり部を半田付けして形成しても良い。また、前記アンテナ基板９０は、銅テープなどで重なった部分を接続しても良い。

これにより、第３実施例のカプセル型医療装置３Ｅは、上記第１実施例と同様な効果を得ることに加え、アンテナ手段を基板化して構成しているので、一対のアンテナ素子の位置合わせを考慮することなく、製造上の組み立て性が向上し、容易に構成できる。

図１４ないし図１７は本発明の第４実施例に係り、図１４は第４実施例のカプセル型医療装置を示す説明図、図１５は図１４のアンテナ付近を示す拡大断面図、図１６は図１４のカプセル型医療装置の第１の変形例を示す説明図、図１７は図１４のカプセル型医療装置の第２の変形例を示す説明図である。

上記第３実施例は前記アンテナ基板９０に導電膜９２ａ、９２ｂを形成して前記一対のアンテナ素子を構成しているが、第４実施例はカプセル枠体の内壁（内周面）に２体の導電性皮膜を形成して前記一対のアンテナ素子を構成する。それ以外の構成は、上記第１実施例と同様な構成であるので、説明を省略し、同じ構成には同じ符号を付して説明する。

即ち、図１４に示すように第４実施例のカプセル型医療装置３Ｆは、カプセル枠体１１Ｆにより一体に形成されており、このカプセル枠体１１Ｆの内壁（内周面）に後述の２体の導電皮膜により一対のアンテナ素子９５ａ，９５ｂを形成したアンテナ９５を設けて構成されている。

尚、本実施例において、カプセル枠体１１Ｆは、透明部材により形成しているが、前記撮像照明部２１が配置されている部分以外を不透明部材により形成しても構わない。また、カプセル枠体１１Ｆは、カプセル型医療装置３Ｆが撮像目的以外の治療や組織採取等のアプリケーションカプセルであれば全体が不透明のカプセルでも構わない。

次に、本実施例のアンテナ９５の詳細構成を説明する。
図１５に示すように本実施例のアンテナ９５は、導電皮膜９６ａ，９６ｂが互いに接触しないように、例えば２ｍｍ程度離してカプセル枠体１１Ｆの内壁（内周面）に形成されて前記一対のアンテナ素子９５ａ，９５ｂを構成している。尚、図１５は、ＲＦ部２３とアンテナ素子９５ａ，９５ｂとの配線の様子を示している。

アンテナ素子９５ａ，９５ｂとＲＦ部２３との送信又は受信用の接続配線は、そのＲＦ部２３の基板の表面と裏面とにそれぞれに取り付けられたばね機能（付勢力）を有する接触端子９７ａ，９７ｂを介してアンテナ素子の導電皮膜９６ａ，９６ｂにそれぞれ接続されている。そして、前記接触端子９７ａ，９７ｂは、付勢力により図の下側に付勢し、その反力にアンテナ素子９５ａ，９５ｂを構成している前記導電皮膜９６ａ，９６ｂを前記カプセル枠体１１Ｆの内壁（内周面）側に押圧固定している。

尚、図示していないが、前記アンテナ以外の他の内蔵構成物は、上記第１実施例と同様に設けられており、各内蔵構成物の配置関係を維持するような保持具（不図示）にて保持されている。このため、本実施例のカプセル型医療装置３Ｆは、上記第１実施例で説明したのと同様にアンテナ素子９５ａ，９５ｂ以外の各内蔵構成物が保持されながら挿入され容易に組み立てることができる。

また、ＲＦ部２３とアンテナ９５との前記導電皮膜９６ａ，９６ｂとの配線方法は、図１５で説明した他にも方法があり、高周波的に信号接続できるならば他の方法により構成しても構わない。

これにより、第４実施例のカプセル型医療装置３Ｆは、上記第１実施例と同様な効果を得ることに加え、アンテナ素子９５ａ，９５ｂの位置合わせも考慮することなく容易に組み立てることができ、アンテナサイズを可能な限りカプセルサイズに近い大きさにすることでアンテナ効率を向上させることができる。

尚、カプセル型医療装置は、図１６，図１７に示すようにアンテナサイズを大きくして前記一対のアンテナ素子９５ａ，９５ｂの長さを同等とするか又は形状が異なるように形成して構成しても良い。

図１６に示すようにカプセル型医療装置３Ｇは、前記一対のアンテナ素子９５ａ，９５ｂを構成している前記２体の導電皮膜９６ａ，９６ｂの形状を異ならして構成している。更に、具体的に説明すると、右側の導電皮膜９６ｂは、前記撮像照明部２１が配置される透明球状部分を有する円筒形状に形成した左側の導電皮膜９６ａに対し、半球状部分末端まで延設して形成されている。尚、これら右側の導電皮膜９６ｂと左側の導電皮膜９６ａとは、これらの長さを同じ値としている。

一方、図１７に示すカプセル型医療装置３Ｈは、更にアンテナサイズを大きくするために、前記２体の導電皮膜９６ａ，９６ｂをカプセル両端まで延設して構成している。更に、具体的に説明すると、前記２体の導電皮膜９６ａ，９６ｂとも半球状部分末端まで延設して形成されている。

尚、カプセル型医療装置３Ｆ〜３Ｈは、撮像目的以外の治療や組織採取等のアプリケーションカプセルであれば、前記カプセル枠体１１Ｆを有色ケース、透明ケースのどちらに形成しても構わない。

一方、カプセル型医療装置３Ｆ〜３Ｈは、撮像手段を設けている場合、前記カプセル枠体１１Ｆを透明部材により形成すると共に、前記導電皮膜９６ａ，９６ｂを透明で導電性のある、例えば、アモルファス透明導電膜により形成する。尚、低抵抗な導電皮膜としては、不十分なＩｎＳｂ−ＺｎＯ系アモルファス透明導電膜などがあるが、前記撮像照明部が配置される部分以外を導電性の高い皮膜で部分被覆する等しても良い。

尚、言うまでもないが、これら図１６，図１７に示すカプセル型医療装置３Ｇ，３Ｈは、上記第４実施例と同様の構造でＲＦ部２３との配線が施され、それ以外の各内蔵構成物も内蔵されている。

これにより本変形例のカプセル型医療装置３Ｇ，３Ｈは、アンテナサイズを可能な限りカプセルサイズに近い大きさにすることで上記第４実施例よりも、アンテナ効率を向上させることができる。

尚、上述した各実施例等を部分的に組み合わせる等して構成される実施例等も本発明に属する。

［付記］
（付記項１）
前記被検体の内部で所定の機能を実行する機能実行手段と、
前記機能実行手段の駆動によって生成された信号又は、前記機能実行手段の駆動を制御する信号を前記被検体の外部と無線によって通信する無線手段と、
前記無線手段に設け、前記機能実行手段の外周を被覆する筒状形状に形成した一対のアンテナ素子を有するアンテナ手段と、
を具備したことを特徴とするカプセル型医療装置。

（付記項２）
前記機能実行手段は、前記被検体を照明する照明手段と、この照明手段により照明された前記被検体からの反射光を取り込んで結像し撮像する撮像手段とを直線状に併設して構成したことを特徴とする付記項１に記載のカプセル型医療装置。

（付記項３）
前記アンテナ手段は、前記一対のアンテナ素子を互いに１つのアンテナ素子長以上離して配置したことを特徴とする付記項１に記載のカプセル型医療装置。

（付記項４）
前記アンテナ手段は、長手方向において、前記一対のアンテナ素子を互いに１つのアンテナ素子長以上離して配置したことを特徴とする付記項１に記載のカプセル型医療装置。

（付記項５）
前記アンテナ手段は、１枚の基板上に形成した２体の導電膜により前記一対のアンテナ素子を構成し、前記撮像手段と前記照明手段と前記無線手段とのうち、少なくとも１つを巻き囲うように前記１枚の基板を円筒状に丸めて構成したことを特徴とする付記項１に記載のカプセル型医療装置。

（付記項６）
前記カプセル型医療装置は、前記撮像手段と前記照明手段と前記無線手段とを内包するカプセル枠体を有し、このカプセル枠体の内壁に２体の導電性皮膜を形成して前記一対のアンテナ素子を構成したことを特徴とする付記項１に記載のカプセル型医療装置。

第１実施例のカプセル型医療装置を備えたカプセル型医療装置システムの全体構成図である。 図１のカプセル型医療装置を示す説明図である。 図２のカプセル型医療装置の内部構成を示す説明図である。 図３のカプセル型医療装置の分解斜視図である。 カプセル型医療装置の電気系の構成を示す回路ブロック図である。 図１の体外ユニット、表示システムの電気系の構成を示す回路ブロック図である。 アンテナ素子及びアンテナ整合回路を示す回路ブロック図である。 第１実施例のカプセル型医療装置のアンテナ指向特性図である。 カプセル型医療装置の第１の変形例を示す説明図である。 カプセル型医療装置の第２の変形例を示す説明図である。 第２実施例に係るカプセル型医療装置の内部構成を示す説明図である。 第３実施例のカプセル型医療装置を示す説明図である。 図１２のアンテナ素子を構成しているアンテナ基板を示す展開図である。 第４実施例のカプセル型医療装置を示す説明図である。 図１４のアンテナ付近を示す拡大断面図である。 図１４のカプセル型医療装置の第１の変形例を示す説明図である。 図１４のカプセル型医療装置の第２の変形例を示す説明図である。

符号の説明

１ カプセル型医療装置システム
３ カプセル型医療装置
４ 体外ユニット
５ 体外ユニット装着部
６ 表示装置
７ 表示システム
１１ カプセル枠体
１２ 透明部材
２１ 撮像照明部
２２ 信号処理部
２３ ＲＦ部
２４ バッテリ
２５ 電源部
２６ アンテナ
２６ａ，２６ｂ アンテナ素子
代理人 弁理士 伊藤 進

Claims (3)

1. 被検体の内部で所定の機能を実行する機能実行手段と、
   前記機能実行手段の駆動によって生成された信号又は、前記機能実行手段の駆動を制御する信号を前記被検体の外部と無線によって通信する無線手段と、
   前記無線手段に設け、前記機能実行手段の外周を被覆する筒状形状に形成した一対のアンテナ素子を有するアンテナ手段と、
   を具備したことを特徴とするカプセル型医療装置。
2. 前記機能実行手段は、前記被検体を照明する照明手段と、この照明手段により照明された前記被検体からの反射光を取り込んで結像し撮像する撮像手段とを直線状に併設して構成したことを特徴とする請求項１に記載のカプセル型医療装置。
3. 前記アンテナ手段は、前記一対のアンテナ素子を互いに１つのアンテナ素子長以上離して配置したことを特徴とする請求項１に記載のカプセル型医療装置。
   

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