Impulse-driven Capsule for Medical Inspection

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18H01394
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: 伊藤 高廣 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (10367401)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 村上 直 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (90443499)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: カプセル / 内視鏡 / 自走

Outline of Annual Research Achievements

カプセルをイヌの腸内で走行させ、カメラからの画像を送ることに成功した。この成果のためには次の３つのブレイクスルーが大きく寄与した。１）走行機構の小型強力化　２）超小型カメラのカプセル内実装と画像回路伝送回路走行回路の実装　３）画像表示ソフトウェア　走行機構については、大腸用の31mm長さのボディを用意し、その中にカメラ、回路、電池とともに実装した。コイルの巻き線径、巻き方、信号波形を最適化し、温度上昇を抑えつつ駆動力が最大になるよう調整した。ブタの腸を用いた事前検討、実験により、最適波形を導き出し、生きたイヌの腸内走行実験に適用し、成果を得ることができた。カメラ、回路のカプセル内実装では、回路を折りたたみ実装するとともに、アンテナをカプセル内に収容した。表示ソフトウェアでは、が画像圧縮機能を回路内CPUにプログラムとして入れ、伝送後表示ソフトウェアにて解凍して表示している。さらに、ワイヤレス給電による腸内カプセルの走行も、内視鏡による観察で、ビデオ撮影することに成功した。カプセルの腸内走行をワイヤレス給電により実現したことは世界初である。ワイヤレス給電走行実現のため、生体に安全な範囲で電磁波を体内へ送る給電コイルのサイズ、位置、巻き数、配置を種々試み、最適な組み合わせを、実験により得ることができた。また、画像伝送の速度向上のため、FPGAを用いた画像圧縮のハードウェア化を試みた。従来の1/100の時間で伝送できることを目指して調整と実証実験を進める。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

イヌの腸内において走行中の画像を内視鏡により撮影できた。またカプセルからの画像を無線伝送し受信、表示することに成功した。

Strategy for Future Research Activity

腸は直線状であるため、任意方向への走行よりは、肛門から大腸内を逆走して検査できる方が現場ニーズが大きいことが判明した。今後は大腸内を逆走することに重点を置いて進める。