WO2007043458A1

WO2007043458A1 - 位置検出システム

Info

Publication number: WO2007043458A1
Application number: PCT/JP2006/320062
Authority: WO
Inventors: Ryoji Sato; Akio Uchiyama; Atsushi Kimura
Original assignee: Olympus Corporation
Priority date: 2005-10-06
Filing date: 2006-10-06
Publication date: 2007-04-19
Also published as: EP1932463A4; EP1932463A1; KR20080043866A; JPWO2007043458A1; KR100990287B1; JP4694571B2; CN101277640B; US8164334B2; CN101277640A; US20090295386A1

Abstract

　キャリブレーション測定を事前に行わなくてもよく、位置等の検出の手間を削減できる位置検出システムを提供する。磁気誘導コイルを搭載した機器と、機器の作動範囲の外部に配置され、磁気誘導コイルの共振周波数の近傍の位置算出用周波数を有し、磁気誘導コイルに作用させる交番磁界を発生する駆動コイルと、機器の作動範囲の外部に配置され、磁気誘導コイルにより発生された誘導磁界を検出する複数の磁界センサと、複数の磁界センサから得られた磁界センサの出力から、交番磁界に対して位相が略直交する振幅成分を検出する振幅成分検出手段（５０Ａ）と、振幅成分に基づいて機器の位置および向きの少なくとも一方を算出する位置解析手段（５０Ｃ）と、を備える位置検出システムを提供する。

Description

明細書

位置検出システム

技術分野

[0001] 本発明は、位置検出システムに関する。

背景技術

[0002] 医療装置のうちのカプセル型医療装置は、被検者等の被検体に飲み込ませて体腔管路内を通過させ、目的位置の体腔管路内における画像の取得が可能な飲み込み型の医療装置である。上記カプセル型医療装置は、上記医療行為が可能な、例えば、画像取得が可能な CCD (Charge Coupled Device)等の撮像素子を備えて構成され、体腔管路内の目的部位で画像取得を行うものである。

[0003] し力しながら、上記カプセル型医療装置は、体腔管路内を誘導しなければ目的部位まで到達できず、誘導するためにはカプセル型医療装置が体腔管路内のどの位置にいるかを検出する必要があった。

そのため、目視にて位置を確認できな、所 (体腔管路内など)へ誘導されたカプセル型医療装置などの位置を検出する技術が提案されている (例えば、特許文献 1参照。）。

特許文献 1：国際公開第 2004Z014225号パンフレット

特許文献 2：米国特許第 7026927号明細書

発明の開示

[0004] 上述の特許文献 1にお!/ヽては、交流電源が接続された LC共振回路を含む磁界発生回路を搭載したカプセル型医療装置と、カプセル型医療装置の外部に配置されるとともに磁界発生回路から発せられた磁界を検出する検出装置と、を用いるカプセル型医療装置の位置検出技術が開示されている。この技術によれば、交流電源により供給された交流電力に基づいて、磁界発生回路は外部に向けて磁界を発することができる。そして、この磁界を検出装置が検出することによりカプセル型医療装置の位置を検出することができる。

[0005] し力しながら、上述の位置を検出する技術においては、カプセル型医療装置内に交流電源が接続された LC共振回路を有する磁界発生回路が搭載されて、る。そのため、カプセル型医療装置を小型化しにくぐ被験者等が飲み込みやすいサイズのカプセル型医療装置を実現することが難しいという問題があった。一方、カプセル型医療装置を小型化すると、上記交流電源も小型化されることにより、磁界発生回路に供給できる電力が制限される。すると、磁界発生回路から発せられる磁界の強度が弱くなり、カプセル型医療装置の位置検出が難しくなるという問題があった。また、交流電源の寿命が短くなるため、カプセル型医療装置の寿命も短くなるという問題があつた o

[0006] また、磁気誘導コイルおよびコンデンサのみ力構成された LC共振回路が内蔵されたカプセル型医療装置と、体外に配置されるとともに磁気誘導コイルに誘導起電力を発生させる駆動コイルと、外部に配置されるとともに誘導磁界を検出する複数の磁界センサと、を用いるカプセル型医療装置の位置検出技術も知られて、る。

この技術によれば、まず、駆動コイルにより誘起された誘導起電力により、 LC共振回路の磁気誘導コイルは誘導磁界を発生する。そして、磁界センサが発生した誘導磁界を検出することによりカプセル型医療装置の位置を検出できる。つまり、この技術によれば、カプセル型医療装置内に交流電源を搭載することなくカプセル型医療装置の位置を検出することができるため、カプセル型医療装置を小型化しやすいとともに、位置検出の容易化、長寿命化を図ることができた。

この際、駆動コイルは、 LC共振回路に対して、 LC共振回路の共振周波数前後の異なる 2つの周波数を有する交番磁界を作用させている。

[0007] し力しながら、上述の位置検出技術においては、磁界センサは駆動コイルが発生する駆動磁界と磁気誘導コイルが形成する誘導磁界とを同時に検出するため、そのままでは誘導磁界が駆動磁界に埋もれてしま、、カプセル型医療装置の位置検出が困難となっていた。

[0008] 一方、同時に検出された駆動磁界および誘導磁界力駆動磁界のみを取り除くため、磁気誘導コイルが検出範囲にない状態で駆動コイルの駆動磁界のみを予め測定 (キャリブレーション測定)し、測定した駆動磁界を、同時に検出された駆動磁界および誘導磁界から差分することで、誘導磁界を算出できることが知られている。なお、キャリブレーション測定する駆動磁界の周波数は、カプセル型医療装置の位置検出の際に用いられる駆動磁界の周波数と同一であることが必要である。

し力しながら、上述の方法では、カプセル型医療装置の位置検出前に、必ず使用する駆動磁界についてキャリブレーション測定をする必要があり、位置検出に手間が力かるという問題があった。

[0009] また、駆動磁界の周波数は LC共振回路の共振周波数に基づいて定められている。この共振周波数は、 LC共振回路を構成する磁気誘導コイルやコンデンサの特性のばらつきの影響を受ける。つまり、カプセル型医療装置の個体が異なると、それに搭載された LC共振回路の共振周波数が異なることとなり、個々のカプセル型医療装置ごとに駆動磁界のキャリブレーション測定を行う必要があった。

そのため、どのカプセル型医療装置を用いる力決まるまではキャリブレーション測定を行えないという問題があった。あるいは、カプセル型医療装置の位置検出に使用される可能性のある全ての駆動磁界の周波数についてキャリブレーション測定を行う必要があり、カプセル型医療装置の位置検出に手間が力かるという問題があった。

[0010] また、キャリブレーション測定を行った後は、駆動コイルと磁界センサとの位置関係を固定しておかねばならず、駆動コイルと磁界センサとの位置関係が変化してしまうと、カプセル型医療装置等の位置検出ができなくなってしまうという問題があった。

[0011] これらの課題に対して、駆動コイルを駆動する期間と駆動コイルの駆動を停止する期間の 2通りの期間を設ける技術が提案されている (例えば、特許文献 2参照。 )₀特許文献 2においては、駆動コイルを駆動する期間に磁気誘導コイルに誘導磁界を発生させ、その後駆動コイルの駆動を停止することにより、磁気誘導コイルからの誘導磁界のみを検出し、キャリブレーション測定なしで位置を検出する技術が開示されている。この技術によれば、駆動コイルの駆動を停止すると、駆動コイルの作る磁界がなくなる。一方で、駆動コイルの駆動を停止しても、しばらくの間は、磁気誘導コイルによる誘導地場が維持されている。そして、この磁界を磁界センサが検出することにより、磁気誘導コイルの位置を検出することができる。

しカゝしながら、上述の駆動コイルの駆動を停止することにより位置を検出する技術にお、ては、駆動コイルの駆動が停止して、る期間でし力位置を検出できな、ため、一定時間あたりの位置の検出の回数が減るという問題があった。

[0012] 本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、キャリブレーション測定を事前に行わなくてもよぐ位置等の検出の手間を削減でき、位置の検出回数が減ることのない位置検出システムを提供することを目的とする。また、駆動コイルと磁界センサとの位置関係が変化しても、カプセル型医療装置等の位置検出ができる位置検出システムを提供することを目的とする。

[0013] 上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。

本発明は、磁気誘導コイルを搭載した機器と、交番磁界を発生する駆動コイルと、前記機器の作動範囲の外部に配置され、前記磁気誘導コイルが前記交番磁界を受けて発生した誘導磁界を検出する複数の磁界センサと、前記磁気誘導コイルの共振周波数に基づいた位置算出用周波数を求める周波数決定部と、前記位置算出用周波数において、前記複数の磁界センサの出力から、前記交番磁界に対して略直交する振幅成分および前記交番磁界と略同相の振幅成分の少なくとも一方を検出する振幅成分検出手段と、前記振幅成分に基づいて、前記機器の位置および向きの少なくとも一方を算出する位置解析手段と、を備える位置検出システムを提供する。

[0014] 本発明によれば、複数の磁界センサ力得られた磁界センサの出力から、振幅成分検出手段が交番磁界に対して略直交する位相または同位相における振幅成分を検出し、振幅成分に基づいて、位置解析手段が機器の位置および向きの少なくとも一方を算出できる。つまり、振幅成分検出手段は、駆動コイルを停止することなぐ駆動コイルおよび磁気誘導コイル力もの磁界を受けた磁界センサの出力から、機器の位置および向きに係る情報のみを含み、駆動コイルの位置および向きに係る情報を含まない振幅成分を分離することができるため、複数の磁界センサに対して上記交番磁界のみを作用させた際の複数の磁界センサの出力を測定 (キャリブレーション測定)することなぐまた、一定時間あたりの位置の検出の回数が減ることなぐ機器の位置および向きの少なくとも一方を算出できる。

[0015] 磁気誘導コイルは、上記交番磁界により誘導磁界を発生するため、磁気誘導コイルに電源を付加する必要がない。そのため、機器の内部に搭載する構成要素数を減らすことができる。また、機器の位置検出に用いる磁界を発生するために、その内部に搭載された電源等を用いないため、機器の寿命が当該電源等の寿命の影響を受けることがない。

[0016] 振幅成分検出手段により、磁界センサの出力から交番磁界と同位相の振幅成分を検出し、当該振幅成分に基づいて、位置解析手段が機器の位置等を算出することができる。

[0017] 上記発明においては、前記周波数決定部が、前記共振周波数の情報を予め取得することにより、前記位置算出用周波数を決定することが望ましい。

本発明によれば、位置算出用周波数決定部が予め共振周波数を取得するため、位置算出用周波数を含む周波数帯域にわたって交番磁界の周波数をスイープさせる必要がなくなり、機器の位置および向きの少なくとも一方の計算に要する時間を短縮することができる。

[0018] 上記発明においては、前記周波数決定部が、前記共振周波数の変化を検出し、その変化に基づいて前記位置算出用周波数を決定することが望ましい。

本発明によれば、位置算出用周波数決定部が磁気誘導コイルの共振周波数の変化を検出できるため、常に共振周波数と位置算出用周波数との関係を一定に保つことができる。例えば、磁気誘導コイルの温度が変化したことにより共振周波数が変化した場合においても、位置算出用周波数決定部が共振周波数の変化を検出できるため、常に共振周波数において、機器の位置および向きの少なくとも一方を算出することがでさる。

[0019] 上記発明においては、前記振幅成分検出手段が、フーリエ変換を用いて検出した前記振幅成分に基づいて前記機器の位置および向きの少なくとも一方を繰り返し算出する際に、前記フーリエ変換の開始タイミングと、前記駆動コイルが発生する前記交番磁界の位相との間のずれを一定として前記フーリエ変換を行なうことが望ましい本発明によれば、振幅成分検出手段における振幅成分の検出にフーリエ変換を用いることにより、振幅成分をより早くかつ正確に検出することができる。

また、フーリエ変換の開始タイミングと、上記交番磁界の位相との相対関係を一定に保つことにより、上記位置および向きの少なくとも一方の算出におけるばらつきを抑えることができる。

[0020] 上記発明にお!/、ては、前記駆動コイルと前記磁界センサとが別体で構成されることが望ましい。

本発明によれば、駆動コイルと磁界センサとが別体で構成されているため、駆動コィルと磁界センサとを別々に移動させることができる。

[0021] 上記発明においては、複数の前記磁界センサが一体に配置されていることが望ましい。

本発明によれば、複数の磁界センサが一体に配置されているため、各磁界センサの相対位置関係が固定される。

[0022] 上記発明においては、前記駆動コイルと前記磁気誘導コイルとの相対位置に応じて、前記駆動コイルが発生する前記交番磁界の向きおよび強さの少なくとも一方を変化させる駆動コイルドライバを備えることが望ましい。

本発明によれば、駆動コイルドライバが、駆動コイルと磁気誘導コイルとの相対位置に応じて、駆動コイルが発生する交番磁界の向きおよび強さの少なくとも一方を変化させるため、磁気誘導コイル力も誘導磁界を確実に発生させることができる。

つまり、駆動コイルが発生する交番磁界の向きと磁気誘導コイルの向きとの相対関係が、磁気誘導コイル力も誘導磁界を発生させにくい相対関係となることを防止できる。

[0023] 上記発明においては、前記駆動コイルと前記磁界センサとが、前記作動範囲に配置された被験者に固定されて、ることが望ま、。

本発明によれば、駆動コイルと磁界センサとが被験者に固定されることにより、例えば、被験者が移動しても機器の位置および向きの少なくとも一方を検出し続けることができる。

[0024] 上記発明においては、同時に使用される複数の前記機器において、

それぞれの前記機器に搭載された前記磁気誘導コイルの共振周波数が異なるように設定されて、ることが望ま、。

本発明によれば、複数の機器を備えるとともに、それぞれに搭載された磁気誘導コィルにおける共振周波数が異なるため、複数の機器の位置および向きを同時に検出することができる。

[0025] 本発明は、上記本発明の位置検出システムと、前記機器に搭載された誘導用磁石と、前記誘導用磁石に対して作用させる誘導用磁界を発生する誘導用磁界発生手段と、前記誘導用磁界の方向を制御する誘導用磁界方向制御手段と、を備える誘導システムを提供する。

本発明によれば、本発明の位置検出システムにより機器の位置等を求めるとともに、誘導用磁界発生手段および誘導用磁界方向制御手段により機器を所定の位置へ誘導することができる。

[0026] 上記発明においては、前記誘導用磁界発生手段が、相互に直交する方向に対向配置される 3対の電磁石を備え、前記電磁石の内側に被検者を配置可能な空間が設けられるとともに、前記被検者を配置可能な空間の周囲に、前記駆動コイルおよび前記磁界センサが配置されて、ることが望ま、。

本発明によれば、被検者に投入された機器は、その位置が検出されるとともに所定の位置へ誘導される。

[0027] 上記発明においては、前記機器の外面に、前記機器の長手軸周りの回転力を長手軸方向の推進力に変換する螺旋部が備えられて、ることが望ま、。

本発明によれば、機器は、その長手軸線周りに回転し、螺旋部の働きにより長手軸方向へ進む。

[0028] 上記発明にお、ては、前記機器がカプセル型医療装置であることが望ま、。

本発明によれば、機器力カプセル型医療装置であるため、機器を被験者の体内に投入し、体内において医療行為を行うことができる。

[0029] 本発明は、磁気誘導コイルを搭載した機器と、交番磁界を発生する駆動コイルと、前記磁気誘導コイルが前記交番磁界を受けて発生した誘導磁界を検出する複数の磁界センサと、前記磁気誘導コイルの共振周波数に基づいた位置算出用周波数を求める周波数決定部と、前記位置算出用周波数力離れた第 2周波数において前記交番磁界および前記誘導磁界を印加した際の前記磁界センサの出力に基づ、て、前記位置算出用周波数における測定基準値を求める測定基準値算出手段と、前記位置算出用周波数において前記交番磁界および前記誘導磁界を印加した際の前記磁界センサの出力と、前記測定基準値との差分に基づいて、前記機器の位置および向きの少なくとも一方を算出する位置解析手段と、を備える位置検出システムを提供する。

[0030] 本発明によれば、測定基準値算出手段が、位置算出用周波数および第 2周波数における磁界センサの出力値に基づいて、位置算出用周波数における測定基準値を求め、位置解析手段が、交番磁界および誘導磁界が磁界センサに作用した際の磁界センサ出力値と測定基準値との差分に基づいて、機器の位置および向きの少なくとも一方を算出できる。つまり、位置算出用周波数における測定基準値を求めることにより、交番磁界および誘導磁界が磁界センサに作用した際の磁界センサ出力値力も誘導磁界に係る出力値を抽出することができ、機器の位置および向きの少なくとも一方を算出できる。

そのため、複数の磁界センサに対して上記交番磁界のみを作用させた際の複数の磁界センサの出力を測定 (キャリブレーション測定)することなぐ機器の位置および向きの少なくとも一方を算出でき、機器の位置検出を行うことができる。

[0031] 磁気誘導コイルは、上記交番磁界により誘導磁界を発生させるため、磁気誘導コィルに電源を付加する必要がない。そのため、機器の内部に搭載する構成要素数を減らすことができる。また、機器の位置検出に用いる磁界を発生させるために、その内部に搭載された電源等を用いないため、機器の寿命が当該電源等の寿命の影響を受けることがない。

[0032] 上記発明においては、前記位置算出用周波数が、異なる 2つの周波数であることが望ましい。

本発明によれば、第 1周波数が周波数の異なる 2つの位置算出用周波数であるため、これら 2つの位置算出用周波数における振幅成分を含む磁界センサの出力値を用いることで、 1つの周波数における出力値を用いる場合と比較して、測定値の誤差をキャンセルすることができ、算出される機器の位置等の精度を向上できる。

[0033] 上記発明にお!/、ては、前記位置算出用周波数決定部が、前記磁気誘導コイルの共振周波数の情報を予め取得することにより、前記位置算出用周波数を決定することが望ましい。本発明によれば、位置算出用周波数決定部が予め共振周波数を取得するため、位置算出用周波数を決定しやすくできる。

[0034] 上記発明にお!/、ては、前記位置算出用周波数決定部が、前記磁気誘導コイルの共振周波数の変化を検出し、その変化に基づいて前記位置算出用周波数を決定することが望ましい。

本発明によれば、位置算出用周波数決定部が磁気誘導コイルの共振周波数の変化を検出できるため、常に共振周波数と位置算出用周波数との関係を一定に保つことがでさる。

[0035] 上記発明にお、ては、前記駆動コイルと前記磁気センサとが別体で構成されてヽることが望ましい。

本発明によれば、駆動コイルと磁気センサとが別体で構成されているため、駆動コィルと磁気センサとを別々に移動させることができる。

[0036] 上記発明にお、ては、複数の前記磁気センサが一体に配置されて、ることが望ましい。

本発明によれば、複数の磁気センサが一体に配置されているため、各磁気センサの相対位置関係が固定される。

[0037] 上記発明においては、同時に使用される複数の前記機器において、それぞれの前記機器に搭載された前記磁気誘導コイルの共振周波数が異なるように設定されていることが望ましい。

[0038] 上記発明にお、ては、前記機器がカプセル型医療装置であることが望ま、。

[0039] 本発明の第 1の位置検出システムによれば、振幅成分検出手段が振幅成分を検出し、その振幅成分に基づいて、位置解析手段が機器の位置および向きの少なくとも一方を算出できる。そのため、複数の磁界センサに対して上記交番磁界のみを作用させた際の複数の磁界センサの出力を測定 (キャリブレーション測定)することなぐ機器の位置および向きの少なくとも一方を算出でき、位置等の検出の手間を削減できるという効果を奏する。

[0040] 本発明の第 2の位置検出システムによれば、測定基準値算出手段が、位置算出用周波数における測定基準値を求め、位置解析手段が、交番磁界および誘導磁界が磁界センサに作用した際の磁界センサ出力値と測定基準値との差分に基づいて、機器の位置および向きの少なくとも一方を算出できる。そのため、複数の磁界センサに対して上記交番磁界のみを作用させた際の複数の磁界センサの出力を測定 (キヤリブレーシヨン測定)することなぐ機器の位置および向きの少なくとも一方を算出でき、位置等の検出の手間を削減できるという効果を奏する。図面の簡単な説明

[0041] [図 1]本発明の第 1の実施形態に係る位置検出システムの全体構成を説明する概略図である。

[図 2]図 1の位置検出システムの外観を示す斜視図である。

[図 3]図 1のカプセル型内視鏡システムの断面を示す概略図である。

[図 4]図 1のセンスコイル受信回路の回路構成を示す概略図である。

[図 5]図 1のカプセル型内視鏡の構成を示す概略図である。

[図 6]図 1の位置検出装置の概略を説明するブロック図である。

[図 7]図 6の振幅成分検出部により分離された交流電圧の実部と虚部との関係を示した図である。

[図 8]図 7におけるドライブコイル、 LC共振回路およびセンスコイルの相対位置関係を示す図である。

[図 9]図 7におけるドライブコイル、 LC共振回路およびセンスコイルの相対位置関係を示す図である。

[図 10]図 7におけるドライブコイル、 LC共振回路およびセンスコイルの相対位置関係を示す図である。

[図 11]本発明の第 2の実施形態における位置検出システムの概略を示すブロック線図である。 [図 12]図 11のドライブコイルを備えたドライブコイルユニットおよびセンスコイルの位置関係を説明する図である。

[図 13]図 12のドライブコイルユニットの構成の概略を説明する図である。

[図 14]ドライブコイルおよびセンスコイルの別な配置例を説明する図である。

圆 15]本発明の第 3の実施形態における位置検出システムの概略を示すブロック図である。

[図 16]図 15の位置検出システムの構成を説明する概略図である。

圆 17]図 15の磁気誘導装置を説明する概略図である。

[図 18A]図 15の位置検出システムの構成を説明する概略図である。

圆 18B]図 15の位置検出システムを説明する全体構成を説明する概略図である。

[図 18C]図 15のカプセル型内視鏡の構成を説明する図である。

圆 19]本発明の第 4の実施形態における位置検出システムの概略を示すブロック図である。

[図 20]、図 19の位置検出システムの構成を説明する概略図である。

圆 21]本発明の第 5の実施形態に係る位置検出システムの全体構成を説明する図である。

[図 22]図 21の位置検出装置内の構成を説明するブロック線図である。

[図 23]図 21のセンスコイルから出力された交流電圧の周波数特性を示すグラフである。

[図 24]図 21のセンスコイルに交番磁界のみが作用した場合におけるセンスコイルの交流電圧周波数特性を示すグラフである。

[図 25]図 21のセンスコイルに誘導磁気のみが作用した場合におけるセンスコイルの交流電圧周波数特性を示すグラフである。

圆 26]第 5の実施形態の変形例に係る位置検出システムの全体構成を説明する図である。

圆 27]図 26のセンスコイル受信回路の回路構成を説明する図である。

圆 28]図 26の位置検出装置の概略を説明するブロック図である。

符号の説明 [0042] 10, 110, 210, 310, 410, 510 位置検出システム

20 カプセル型内視鏡 (機器、カプセル型医療装置）

50 位置検出装置 (振幅成分検出手段、位置解析手段）

50A 振幅成分検出部 (振幅成分検出手段）

50B 位置算出用周波数決定部 (位置算出用周波数決定手段）

50C 位置解析部 (位置解析手段）

51 ドライブコイル（駆動コイル）

52 センスコイル（磁界センサ）

150, 250 位置検出装置 (振幅成分検出手段、位置算出用周波数決定手段、位置解析手段、駆動コイルドライバ）

450, 550 (振幅成分検出手段、位置算出用周波数決定手段、位置解析手段） 451 位置算出用周波数決定部

452 基準値算出用周波数決定部 (基準値算出用周波数決定手段）

453 測定基準値算出部 (測定基準値算出手段）

454 位置解析部 (位置解析手段）

250 位置検出装置 (誘導用磁界方向制御手段）

701, 702, 703, 704, 705 電磁石 (誘導用磁界発生手段）

f , f

H L 位置算出用周波数

fl 基準値算出用周波数 (第 2周波数）

発明を実施するための最良の形態

[0043] 〔第 1の実施形態〕

以下、本発明の第 1の実施形態に係る位置検出システムについて図 1から図 10を参照して説明する。

図 1は、本実施形態に係る位置検出システムの全体構成を説明する概略図である。図 2は、図 1の位置検出システムの外観を示す斜視図である。

位置検出システム 10は、図 1および図 2に示すように、被検者 1の口部または肛門力も体腔内に投入されるカプセル型医療装置であって、体腔内管路の内壁面を光学的に撮像し画像信号を無線で送信するカプセル型内視鏡 (機器、カプセル型医療装置) 20と、カプセル型内視鏡 20の位置を検出する位置検出装置 (振幅成分検出手段、位置解析手段） 50と、カゝら概略構成されている。なお、カプセル型医療装置は上述のカプセル型内視鏡に限られることなぐ体腔内の所定位置において薬剤を散布したり、体液等のサンプルあるいは生体情報を取得したりするカプセル型医療装置などであっても構わな!/、。

[0044] 位置検出装置 50には、図 1に示すように、カプセル型内視鏡 20内の後述する磁気誘導コイルに誘導磁界を発生させるドライブコイル (駆動コイル) 51や、磁気誘導コィルで発生した誘導磁界を検知するセンスコイル (磁界センサ） 52などが電気的に接続されている。位置検出装置 50は、センスコイル 52が検知した誘導磁界に基づいてカプセル型内視鏡 20の位置を演算するとともにドライブコイル 51により形成される交番磁界を制御している。

[0045] また、位置検出装置 50には、センスコイル 52から出力された交流電圧 (磁界センサの出力）と略直交する振幅成分である交流電圧の虚部、および位相が略同相の振幅成分である交流電圧の実部の少なくとも一方を分離することにより振幅成分を検出する振幅成分検出部 (振幅成分検出手段) 50Aと、カプセル型内視鏡 20の位置算出用の周波数を決定する位置算出用周波数決定部 (位置算出用周波数決定手段) 50 Bと、振幅成分に基づいてカプセル型内視鏡 20の位置および向きの少なくとも一方を算出する位置解析部 (位置解析手段) 50Cと、が設けられている。

[0046] 位置検出装置 50からドライブコイル 51までの間には、位置検出装置 50からの出力に基づき交流電流を発生させる正弦波発生回路 53と、位置検出装置 50からの出力に基づき正弦波発生回路 53から入力された交流電流を増幅するドライブコイルドラィバ 54と、位置検出装置 50からの出力に基づき選択されたドライブコイル 51に交流電流を供給するドライブコイルセレクタ 55と、が配置されて、る。

センスコイル 52から位置検出装置 50までの間には、センスコイルセレクタ 56と、センスコイル受信回路 57とが配置されている。ここでセンスコイルセレクタ 56は、位置検出装置 50からの出力に基づき複数のセンスコイル 52のうち特定のセンスコイル 52から出力されたカプセル型内視鏡 20の位置情報などを含んだ交流電流を選択する。また、センスコイル受信回路 57は、センスコイルセレクタ 56を通過した上記交流電流から交流電圧の振幅値を抽出し位置検出装置 50へ出力する。

[0047] 図 3は、図 1のカプセル型内視鏡システムの断面を示す概略図である。

ここで、ドライブコイル 51は、図 1および図 3に示すように、被験者 1がその内部に横たわる略直方体形状の作動空間の上方 (Z軸の正方向側）の四隅に斜めに配置されている。またドライブコイル 51は略三角形状のコイルとして形成されている。このように、ドライブコイル 51を上方に配置することにより、ドライブコイル 51と被検者 1との干渉を防止できる。

なお、ドライブコイル 51は、上述のように略三角形状のコイルであってもよいし、円形状など、さまざまな形状のコイルを用いることができる。

[0048] また、センスコイル 52は空芯コイルとして形成されているとともに、カプセル型内視鏡 20の作動空間を介してドライブコイル 51と対向する位置および Y軸方向に互いに対向しあう位置に配置された 3つの平面形状のコイル支持部 58により支持されている。 1つのコイル支持部 58には、 9個のセンスコイル 52がマトリクス状に配置されていて、位置検出装置 50全体には 27個のセンスコイル 52が備えられている。

[0049] 図 4は、図 1のセンスコイル受信回路 57の回路構成を示す概略図である。

センスコイル受信回路 57は、図 4に示すように、入力されたカプセル型内視鏡 20の位置情報を含む交流電圧に含まれる高周波成分および低周波成分を取り除くバンドパスフィルタ (BPF) 61と、高周波成分および低周波成分を取り除いた上記交流電圧を増幅するアンプ (AMP) 62と、上記交流電圧をデジタル信号に変換する AZD変と、デジタルィ匕された振幅値を一時的に格納するメモリ 65とから構成されている。

[0050] バンドパスフィルタ 61は、センスコイル 52から延びる一対の配線 66Aにそれぞれ配置され、バンドパスフィルタ 61から出力された上記交流電圧は、一つのアンプ 62に入力されるようになっている。メモリ 65は、 9つのセンスコイル 52から得られた振幅値を一時的に格納し、格納した振幅値を位置検出装置 50へ出力している。

なお、検出される交流電圧の波形は、カプセル型内視鏡 20内の後述する磁気誘導コイル 42の有無、位置により、ドライブコイル 51に付加される波形に対する位相が変化する。この位相変化をロックインアンプなどで検出しても力まわな、。 [0051] 図 5は、図 1のカプセル型内視鏡 20の構成を示す概略図である。

カプセル型内視鏡 20は、図 5に示すように、その内部に各種の機器を収納する外装 21と、被検者の体腔内管路の内壁面を撮像する撮像部 30と、撮像部 30を駆動する電池 39と、前述したドライブコイル 51により誘導磁界を発生させる誘導磁界発生部 40と、力概略構成されている。

[0052] 外装 21は、カプセル型内視鏡 20の回転軸 (長手軸) Rを中心軸とする赤外線を透過する円筒形状のカプセル本体 (以下、単に本体と略記） 22と、本体 22の前端を覆う透明で半球形状の先端部 23と、本体の後端を覆う半球形状の後端部 24とから形成され、水密構造で密閉されたカプセル容器を形成して、る。

[0053] 撮像部 30は、回転軸 Rに対して略垂直に配置された基板 36Aと、基板 36Aの先端部 23側の面に配置されたイメージセンサ 31と、被検者の体腔内管路の内壁面の画像をイメージセンサ 31に結像させるレンズ群 32と、体腔内管路の内壁面を照明する LED (Light Emitting Diode) 33と、基板 36Aの後端部 24側の面に配置された信号処理部 34と、画像信号を画像表示装置 80に発信する無線素子 35とから概略構成されている。

[0054] 信号処理部 34は、基板 36A, 36B, 36C, 36Dおよびフレキシブル基板 37A, 37 B, 37Cを介して電池 39に電気的に接続されているとともに、基板 36Aを介してィメージセンサ 31と電気的に接続され、基板 36A、フレキシブル基板 37Aおよび支持部材 38を介して LED33と電気的に接続されている。また、信号処理部 34は、イメージセンサ 31が取得した画像信号を圧縮して一時的に格納 (メモリ）し、圧縮した画像信号を無線素子 35から外部に送信するとともに、後述するスィッチ部 46からの信号に基づきイメージセンサ 31および LED33のオンオフを制御している。

[0055] イメージセンサ 31は、先端部 23およびレンズ群 32を介して結像された画像を電気信号 (画像信号）に変換して信号処理部 34へ出力している。このイメージセンサ 31としては、例えば、 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)や CCDを用!/、ることができる。

また、 LED33は基板 36Aより先端部 23側に配置された支持部材 38に、回転軸 R を中心として周方向に間隔をあけて複数配置されて、る。 [0056] 信号処理部 34の後端部 24側には、スィッチ部 46が基板 36B上に配置されている。スィッチ部 46の後端部 24側には、電池 39が基板 36C, 36Dに挟まれて配置されている。電池 39の後端部 24側には、無線素子 35が基板 36D上に配置されている。スィッチ部 46は赤外線センサ 47を有し、基板 36A, 36Bおよびフレキシブル基板 3 7Aを介して信号処理部 34と電気的に接続されているとともに、基板 36B, 36C, 36 Dおよびフレキシブル基板 37B, 37Cを介して電池 39と電気的に接続されている。また、スィッチ部 46は回転軸 Rを中心として周方向に等間隔に複数配置されるとともに、赤外線センサ 47が直径方向外側に面するように配置されている。本実施形態においては、スィッチ部 46が 4つ配置されている例を説明する力スィッチ部 46の数は 4つに限られることなぐその個数がいくつであってもよい。

[0057] 無線素子 35の後端部 24側には誘導磁界発生部 40が配置されている。誘導磁界発生部 40は、中心軸が回転軸 Rと略一致する円柱形状に形成されたフェライトからなる芯部材 41と、芯部材 41の外周部に配置された磁気誘導コイル 42と、磁気誘導コイル 42と電気的に接続されたコンデンサ（図示せず）とを有する。ここで、磁気誘導コイル 42とコンデンサは、 LC共振回路（回路) 43を形成して、る。

なお、芯部材 41は、上述したフェライトの他、鉄やパーマロイ、ニッケルなどの材質を用いてもよい。

[0058] 次に、上記の構成力もなる位置検出システム 10の作用について説明する。

まず、位置検出システム 10の作用の概要について説明する。

カプセル型内視鏡 20は、図 1および図 2に示すように、位置検出装置 50に横臥した被検者 1の口部または肛門カゝら体腔に投入される。投入されたカプセル型内視鏡 20は、位置検出装置 50によりその位置が検出される。カプセル型内視鏡 20は、患部近傍において体腔内管路の内壁面を撮像して、撮像した体腔内管路の内壁面のデータおよび患部近傍のデータを画像表示装置（図示せず）に送信する。

[0059] 次に、本実施形態の特徴である位置検出装置 50の作用について説明する。

位置検出装置 50においては、図 1に示すように、まず、正弦波発生回路 53が位置検出装置 50からの出力に基づき交流電流を発生し、交流電流はドライブコイルドライバ 54へ出力される。発生される交流電流の周波数は数 kHzから 100kHzまでの範囲内の周波数であり、後述する共振周波数を含むように、時間に応じて周波数が上述の範囲内で変ィ匕 (スイープ）している。なお、スイープする範囲は上述する範囲に限られることなぐより狭い範囲であってもよいし、より広い範囲であってもよぐ特に限定されるものではない。

[0060] また、常にスイープを行うのではなぐまずスイープを行って測定周波数を決定し、その後、周波数を測定周波数に固定して測定するようにしても構わない。これにより測定速度を向上させることができる。さらには、周期的にスイープを行って測定周波数を再度決定するようにしても構わない。これらにより、温度特性による共振周波数の変化にも対応することができる。

[0061] 交流電流は、ドライブコイルドライバ 54において位置検出装置 50の指示に基づき増幅され、ドライブコイルセレクタ 55へ出力される。増幅された交流電流は、ドライブコイルセレクタ 55において位置検出装置 50により選択されたドライブコイル 51へ供給される。そしてドライブコイル 51に供給された交流電流は、カプセル型内視鏡 20の作動空間に交番磁界を形成する。

[0062] 交番磁界内に位置するカプセル型内視鏡 20の磁気誘導コイル 42には、交番磁界により誘導起電力が発生して誘導電流が流れる。磁気誘導コイル 42に誘導電流が流れると、誘導電流により誘導磁界が形成される。

また、磁気誘導コイル 42はコンデンサとともに LC共振回路 43を形成しているので、交番磁界の周期が LC共振回路 43の共振周波数と一致すると、 LC共振回路 43 (磁気誘導コイル 42)に流れる誘導電流は大きくなり、形成される誘導磁界も強くなる。さらに、磁気誘導コイル 42の中心には、誘電性フェライトからなる芯部材 41が配置されているので、誘導磁界が芯部材 41に集められやすぐ形成される誘導磁界は更に強くなる。また、誘電性フェライトは、鉄、ニッケル、コバルトなどの磁性材料で代用することができ、それらの合金、フライトなども使用することができる。

[0063] 上記誘導磁界はセンスコイル 52に誘導起電力を発生させ、カプセル型内視鏡 20 の位置情報などを含んだ交流電圧 (磁気情報）がセンスコイル 52に発生する。この交流電圧は、センスコイルセレクタ 56を介してセンスコイル受信回路 57に入力され、デジタル信号化される。センスコイル受信回路 57に入力された上記交流電圧は、図 4に示すように、まずバンドパスフィルタ 61により高周波成分および低周波成分が取り除かれ、アンプ 62により増幅される。このようにして不要な成分が取り除かれた交流電圧は、 AZD変換器 6 4によりデジタル信号ィ匕され、メモリ 65に格納される。

メモリ 65は、例えば正弦波発生回路 53で発生される正弦波信号を LC共振回路 43 の共振周波数付近でスイープさせた 1周期分に対応する振幅値を格納し、 1周期分の振幅値をまとめて位置検出装置 50へ出力している。

[0064] 図 6は、図 1の位置検出装置 50の概略を説明するブロック図である。

位置検出装置 50に入力された交流電圧は、図 6に示すように、振幅成分検出部 50 Aに入力される。振幅成分検出部 50Aは、交番磁界力交番磁界と同位相の交流電圧の実部と、交番磁界と略直交する交流電圧の虚部とを分離する。分離された交流電圧の虚部および実部の少なくとも一方は、振幅成分検出部 50Aから位置算出用周波数決定部 50B、位置解析部 50Cに入力される。

[0065] 振幅成分検出部 50Aにおける交番磁界の実部と虚部との分離には、フーリエ変換が用いられている。このフーリエ変換の開始のタイミングは、ドライブコイル 51が発生する交番磁界の位相とのズレが一定になるように制御されている。フーリエ変換を用いて交番磁界の実部と虚部とを分離することにより、交番磁界の虚部および実部の少なくとも一方をより速くかつ正確に検出することができる。また、フーリエ変換の開始タイミングと、交番磁界の位相との相対関係を一定に保つことにより、交番磁界の虚部および実部の少なくとも一方をより正確に検出することができる。

[0066] なお、振幅成分検出部 50Aには、フーリエ変換の代わりに、位相検波器またはロックインアンプの少なくとも一方が備えられて、ても構わな、。位相検波器およびロックインアンプの少なくとも一方が振幅成分検出部 50Aに備えられているため、振幅成分検出部 50Aは複数のセンスコイル 52から得られた磁界センサの出力から交番磁界の虚部および実部の少なくとも一方を容易に検出することができる。

[0067] 図 7は、振幅成分検出部 50Aにより分離された交流電圧の実部と虚部との関係を示した図である。図 7において、横軸は交番磁界の周波数であり、縦軸は共振回路 4 3に流れる交流電圧のゲイン変化（dBm)および位相変化（degree)である。図 8,図 9,図 10は、図 7におけるドライブコイル 51、 LC共振回路 43およびセンスコィル 52の相対位置関係を示す図である。

[0068] 図 7において、交流電圧の実部の出力値曲線 Rl, R2, R3および虚部の出力値曲線 Iml, Im2, Im3は、それぞれ、ドライブコイル 51、 LC共振回路 43およびセンスコィル 52の相対位置関係力図 8,図 9,図 10に示す位置関係となっているときの実部の出力値曲線および虚部の出力値曲線である。

実部の出力値曲線 Rl, R2, R3は、ドライブコイル 51および LC共振回路 43と、センスコイル 52との距離に応じて、大出力側へオフセットするとともに、共振周波数の近傍において極大値および極小値をとる。これら極大値と極小値との差も、ドライブコィル 51および LC共振回路 43と、センスコイル 52との距離に応じて変化する。

一方、虚部の出力値曲線 Iml, Im2, Im3は、ドライブコイル 51および LC共振回路 43と、センスコイル 52との距離に関わらず、オフセットしない。また、虚部の出力値曲線 Iml, Im2, Im3は、共振周波数において極小となり、その振幅は、ドライブコィル 51および LC共振回路 43と、センスコイル 52との距離に応じて変化する。

[0069] 位置算出用周波数決定部 50Bは、入力された交流電圧の虚部の出力曲線 Iml, I m2, Im3の極小値を検出することで、 LC共振回路 43における共振周波数を検出し、その共振周波数を位置算出用周波数として決定する。

位置解析部 50Cは、各センスコイル 52から入力された虚部の出力値曲線 Iml, Im 2, Im3の共振周波数における各振幅値を検出し、検出された各振幅値に基づいて LC共振回路 43 (カプセル型内視鏡 20)の位置および向きを算出、推定する。

あるいは、位置算出用周波数決定部 50Bにおいて、入力された交流電圧の実部の出力曲線 Rl, R2, R3が極大値、極小値となる周波数を検出し、その周波数を位置算出用周波数として決定してもよい。この場合、位置解析部 50Cは、各センスコイル 52から入力された実部の出力値曲線 Rl, R2, R3の位置算出用周波数における各振幅値を検出し、検出された各振幅値に基づいて LC共振回路 43 (カプセル型内視鏡 20)の位置および向きを算出、推定する。

[0070] 以後、カプセル型内視鏡 20の位置等を推定する場合には、上述の位置算出用周波数決定部 50Bが決定した位置算出用周波数によりカプセル型内視鏡 20の位置等を推定する。具体的には、ドライブコイル 51に位置算出用周波数の交流電流を供給し、その周波数の交番磁界を発生させ、カプセル型内視鏡 20の位置等を推定する。

[0071] 上述の位置検出システム 10によれば、振幅成分検出部 50Aが交番磁界に対して位相が略直交する振幅成分および位相が略等ヽ振幅成分の少なくとも一方を検出し、位置解析部 50Cが振幅成分に基づ、てカプセル型内視鏡 20の位置等を算出できる。

つまり、振幅成分検出部 50Aは、ドライブコイル 51および LC共振回路 43により形成された磁界を受けたセンスコイル 52の出力から、カプセル型内視鏡 20の位置等に係る情報のみを含み、ドライブコイル 51の位置等に係る情報を含まな、振幅成分を分離することができるため、キャリブレーション測定をすることなぐカプセル型内視鏡 20の位置および向きの少なくとも一方を算出できる。

[0072] LC共振回路 43は、上記交番磁界により誘導磁界を発生するため、 LC共振回路 4 3に電源を付加する必要がない。そのため、カプセル型内視鏡 20の内部に搭載する構成要素数を減らすことができる。また、カプセル型内視鏡 20の位置検出に用いる誘導磁界を発生するために、その内部に搭載された電源等を用いないため、カプセル型内視鏡 20の寿命が当該電源等の寿命の影響を受けることがない。

[0073] なお、上述のように、カプセル型内視鏡 20の位置および向きの少なくとも一方を算出に用いる交番磁界の周波数 (位置算出用周波数)を求める際に、カプセル型内視鏡 20の位置および向きを求める時に同時に、交番磁界の周波数をスイープさせて位置算出用周波数を求めてもよいし、位置および向きの測定前に予め位置算出用周波数を求めてもよいし、あるいは、予め求められた位置算出用周波数をカプセル型内視鏡 20等に記載し、この記載された位置算出用周波数を用いてもよい。

このようにすることで、位置算出用周波数決定部 50Bが予め共振周波数を取得するため、位置算出用周波数を含む周波数帯域にわたって交番磁界の周波数をスィープさせる必要がなくなり、機器の位置および向きの少なくとも一方の計算に要する時間を短縮することができる。

[0074] また、上述のように、一のカプセル型内視鏡 20に対して用いる位置算出用周波数が決定されたら、その位置算出用周波数を使用し続けてもよいし、 LC共振回路 43の共振周波数を監視し、共振周波数が変化した場合には、その変化した共振周波数に基づ!/、て新たな位置算出用周波数を決定してもよ!、。

このようにすることで、例えば、磁気誘導コイル 42の温度が変化したことにより共振周波数が変化した場合においても、位置算出用周波数決定部 50Bが共振周波数の変化を検出できるため、常に共振周波数において、機器の位置および向きの少なくとも一方を算出することができる。そのため、算出される機器の位置および向きの精度を維持することができる。

[0075] 〔第 2の実施形態〕

次に、本発明の第 2の実施形態について図 11から図 13を参照して説明する。本実施の形態の位置検出システムの基本構成は、第 1の実施形態と同様であるが、第 1の実施形態とは、位置検出装置の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図 11から図 13を用いて位置検出装置周辺のみを説明し、カプセル型内視鏡等の説明を省略する。

図 11は、本実施形態における位置検出システムの概略を示すブロック線図であるなお、第 1の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。

[0076] 位置検出システム 110は、図 11に示すように、体腔内管路の内壁面を光学的に撮像し画像信号を無線で送信するカプセル型内視鏡 20と、カプセル型内視鏡 20の位置を検出する位置検出装置 150 (振幅成分検出手段、位置算出用周波数決定手段、位置解析手段、駆動コイルドライノと、力概略構成されている。

[0077] 位置検出装置 150には、図 11に示すように、カプセル型内視鏡 20内の後述する磁気誘導コイルに誘導磁界を発生させるドライブコイル 51と、磁気誘導コイルで発生した誘導磁界を検出するセンスコイル 52と、ドライブコイル 51およびセンスコイル 52 の相対位置を変更させる相対位置変更部 161と、相対位置を測定する相対位置測定部 162と、が電気的に接続されている。

位置検出装置 150は、センスコイル 52が検知した誘導磁界に基づいてカプセル型内視鏡 20の位置等を演算するとともに、ドライブコイル 51により形成される交番磁界を制御する。

[0078] 位置検出装置 150からドライブコイル 51までの間には、位置検出装置 150からの出力に基づき交流電流を発生させる信号発生回路 53と、位置検出装置 150からの出力に基づき信号発生回路 53から入力された交流電流を増幅するドライブコイルドライバ 54と、が配置されている。

[0079] また、位置検出装置 150からドライブコイル 51までの間には相対位置変更部 161 が配置され、相対位置変更部 161から位置検出装置 150までの間には相対位置測定部 162が配置されている。位置検出装置 150の出力は相対位置変更部 161を介して後述するドライブコイルユニットに入力するように配置されている。ドライブコイル 5 1とセンスコイル 52との相対位置情報は、ドライブコイルユニットから相対位置変更部 161を介して相対位置測定部 162に取得され、取得された情報は位置検出装置 15 0に入力するように構成されて、る。

[0080] 図 12は、図 11のドライブコイル 51を備えたドライブコイルユニットおよびセンスコィル 52の位置関係を説明する図である。

位置検出部 150には、略球状に形成された外枠 171Aおよび内枠 171B力もなる枠部 171と、外枠 171Aおよび内枠 171Bとの間を移動可能に配置されたドライブコィルユニット 151と、内枠 171Bの内面に配置されたセンスコイル 52とが、図 12に示すように配置されている。

[0081] 図 13は、図 12のドライブコイルユニット 151の構成の概略を説明する図である。

ドライブコイルユニット 151は、図 13に示すように、略直方体状の筐体 152と、筐体 152の外枠 171Aおよび内枠 171Bに対向するそれぞれの面の四隅に配置された球体部 153と、ドライブコイル 51と、ドライブコイルユニット 151の進行方向を制御する方向転換部 155と、ドライブコイルユニット 151とドライブコイルドライバ 54および相対位置変更部 161とを電気的に接続する紐状の接続部 156と、から概略構成されて!ヽる方向転換部 155は、外枠 171Aに対向する面に突出して配置された駆動体 157と、駆動体 157を回転制御するモータ 158と、モータ 158を駆動制御するモータ回路 1 59とから概略構成されて、る。 [0082] 上記の構成力なる位置検出システム 110におけるカプセル型内視鏡 20の位置等の検出方法は、第 1の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。

位置検出部 150は、センスコイル 52から出力された交流電圧の振幅が小さくなると、相対位置変更部 161に対して、ドライブコイルユニット 151の位置を変更する信号を出力する。相対位置変更部 161は、方向転換部 155に対して制御信号を出力し、ドライブコイルュニット 151を所定方向に移動させる。

[0083] 上記の位置検出システム 110によれば、ドライブコイル 51とセンスコイル 52とが別体で構成され、ドライブコイル 51はドライブコイルユニット 151に搭載されて!、るため、ドライブコイル 51とセンスコイル 52とを別々に移動させることができる。

[0084] 位置検出装置 150はドライブコイル 51と LC共振回路 43との相対位置に応じて変化するセンスコイル 52からの出力に基づいて、ドライブコイル 51を移動させ、ドライブコイル 51とセンスコイル 52とを最適な相対位置関係に制御することができる。

具体的には、位置検出装置 150は、ドライブコイル 51を LC共振回路 43から発生する誘導磁界が最も大きくなる位置、つまり、磁気誘導コイル 42の中心軸線と磁気誘導コイル 42に入る交番磁界の磁束方向とが略一致するように制御する。

[0085] また、ドライブコイル 51が移動することにより、ドライブコイル 51とセンスコイル 52との相対位置関係が変化し、ドライブコイル 51からセンスコイル 52に直接入る交番磁界が変化する。本実施形態においては、位置検出装置 150に設けられた振幅成分検出手段が、交流電圧の虚部 (振幅成分)を分離することにより、振幅成分を検出するので、交番磁界が変化してもキャリブレーション測定を行うことなくカプセル型内視鏡 20の位置等を推定できる。

[0086] なお、位置検出装置 150は、上述のように、ドライブコイル 51の位置を制御して、ドライブコイル 51が発生する交番磁界の向きを変化させてもよいし、上記交番磁界の強度を変化させてもよいし、さらには、上記交番磁界の向きおよび強さを変化させてちょい。

このようにすることで、ドライブコイル 51と LC共振回路 43とが、 LC共振回路 43にお V、て誘導磁界が発生しにく!/、相対関係となることを防止できる。

[0087] また、上述のように、ドライブコイル 51がドライブコイルユニット 151に備えられ、ドライブコイル 51が移動してもよいし、複数のドライブコイル 51が固定して備えられ、駆動するドライブコイル 51を選択してもよ、。

このようにすることで、ドライブコイル 51を実際に移動させなくても、移動させたのと同様な効果を得ることができる。

[0088] なお、上述のように、ドライブコイル 51が LC共振回路 43に対して移動するように構成されて!/、てもよ、し、センスコイル 52が LC共振回路 43に対して移動するように構成されていてもよい。

このようにすることで、 LC共振回路 43から発せられた誘導磁界をより効率よくセンスコイル 52で検出することができる。

[0089] 図 14は、ドライブコイルおよびセンスコイルの別な配置例を説明する図である。

本実施形態では、上述のようにセンスコイル 52を内枠 171Bに固定配置して、 LC 共振回路 43から発生した誘導磁界を検出している力図 14に示すように、センスコィル 52をセンスコイル固定部材 52aに固定し、被検者 1に固定配置するとともに、ドライブコイル 51も被検者 1に固定配置してもよい。ここで、センスコイル 52とドライブコイル 51は別体に構成されている。

このような構成とすることで、例えば、被検者 1が移動して、センスコイル 52とドライブコイル 51の位置関係が変化してもキャリブレーションが不要なため、カプセル型内視鏡 20の位置等を検出し続けることができる。また、被検者にセンスコイル 52、ドライブコイル 51を装着しても被検者に違和感を与えずにカプセル型内視鏡 20の位置等を検出できる。

[0090] 〔第 3の実施形態〕

次に、本発明の第 3の実施形態について図 15から図 18Cを参照して説明する。本実施の形態の位置検出システムの基本構成は、第 1の実施形態と同様であるが、第 1の実施形態とは、位置検出システムに磁気誘導装置が加わっている点が異なつている。よって、本実施の形態においては、図 15から図 18を用いて磁気誘導装置周辺のみを説明し、位置検出システム等の説明を省略する。

図 15は、本実施形態における位置検出システムの概略を示すブロック図である。図 16は、図 15の位置検出システムの構成を説明する概略図である。図 17は、図 15 の磁気誘導装置を説明する概略図である。

なお、第 1の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。

[0091] 位置検出システム 210は、図 15から図 17に示すように、体腔内管路の内壁面を光学的に撮像し画像信号を無線で送信するカプセル型内視鏡 220と、カプセル型内視鏡 220の位置を検出する位置検出装置 250 (振幅成分検出手段、位置算出用周波数決定手段、位置解析手段、駆動コイルドライノと、カプセル型内視鏡 220を誘導する磁気誘導装置 270と、から概略構成されている。

[0092] 図 18Cは、図 15のカプセル型内視鏡の構成を説明する図である。

カプセル型内視鏡 220は、図 18Cに示すように、その内部に各種の機器を収納する外装 21と、被検者の体腔内管路の内壁面を撮像する撮像部 30と、撮像部 30を駆動する電池 39と、前述したドライブコイル 51により誘導磁界を発生させる誘導磁界発生部 40と、カプセル型内視鏡 20を駆動する駆動用磁石 (誘導用磁石) 45と、から概略構成されている。

撮像部 30および誘導磁界発生部 40は、第 1の実施形態と同様であるので、その構成、作用、効果については説明を省略する。

[0093] 外装 21の本体の外周面には、回転軸 Rを中心として断面円形の線材を螺旋状に、た螺旋部 25が備えられて、る。

信号処理部 34の後端部 24側には磁石 45が配置され、磁石 45の後端部 24側には、スィッチ部 46が基板 36B上に配置されている。

[0094] 磁気誘導装置 270は、図 16に示すように、被検者 1の下側に配置され、磁気誘導装置 270が、位置検出装置 250とは独立して、被検者 1の下側を前後左右方向に移動可能に配置されている。

磁気誘導装置 270は、複数の電磁石 701, 702, 703, 704, 705から概略構成されている。電磁石 701, 702は、電磁石 705を挟んで対向するように配置され、電磁石 705の上方に X軸方向の磁界を生成する。電磁石 703, 704は、電磁石 705を挟んで対向するように配置され、電磁石 705の上方に Y軸方向の磁界を生成する。電磁石 705は、電磁石 701, 702, 703, 704に囲まれるように酉己置され、 Z軸方向の磁界を生成する。磁気誘導装置 270は、電磁石 705上の円筒状領域において均一な磁界を形成することができる。

[0095] 磁気誘導装置 270は、供給される電流が位置検出装置 250により制御され、電磁石 701, 702, 703, 704, 705により形成される磁界の強度および向きが制御されるさらに、磁気誘導装置 270は、位置検出装置 250により被検者 1の下側を前後左右方向に移動制御される。

[0096] 図 18Aは、図 15の位置検出システムの構成を説明する概略図である。図 18Bは、図 15の位置検出システムを説明する全体構成を説明する概略図である。

本実施形態で ίま、上記のように電磁石 701, 702, 703, 704, 705を用! /、た位置検出システム 210に適用して説明している力電磁石の構成としては、これに限定されるものではない。例えば、図 18Aに示すように、対となるコイルを対向させ平行磁界を発生させるヘルムホルツコイルを 3個配置した、 3軸ヘルムホルツコイルユニット（磁界発生手段、電磁石） 281を用いた位置検出システム 280でも構わない。また、図 18Bのように、 3組の対向させた略方形のコイル 281X, 281Χ、コイル 281Y, 281Y 、および、コイル 281Z, 281Zを用いた位置検出システム 280でもよい。また、対象空間内で所望の磁界が得られるのであれば、コイルの直径に対して、コイルの間隔を適宜変更してもよい。

また、対向したコイルだけでなぐ所望の磁界を得られる構成であれば、どのような構成の磁界を用いても構わな、。

[0097] 次に、上述の位置検出システム 210の作用について説明する。

位置検出システム 210の作用の概要等は、第 1の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。

磁気誘導装置 270は、上述のように、電磁石 705上の円筒状領域でのみ均一な磁界を形成するため、位置検出装置 250は、カプセル型内視鏡 220が上記円筒状領域内に位置するように、磁気誘導装置 270を前後左右方向へ移動制御する。

[0098] 磁気誘導装置 270は、電磁石 (誘導用磁界発生手段） 701, 702, 703, 704, 70 5に供給される電流が位置検出装置 (誘導用磁界方向制御手段） 250により制御され、カプセル型内視鏡 220に対して回転磁界が作用するように制御される。カプセル型内視鏡 220は、回転磁界が作用することにより、その中心軸線 R回りに回転し、螺旋部 25の働きにより中心軸線 R方向へ進む。

さらに、磁気誘導装置 270は、形成する回転磁界の回転軸線方向を制御することにより、カプセル型内視鏡 220の中心軸線 Rの方向を制御し、カプセル型内視鏡 22 0の進行方向を制御する。

[0099] 上記の位置検出システム 210によれば、位置検出システム 210によりカプセル型内視鏡 220の位置等を求めるとともに、磁気誘導装置 270によりカプセル型内視鏡 22 0を所定の位置へ誘導することができる。

[0100] 磁気誘導装置 270が形成する磁界はセンスコイル 52にも作用し、センスコイル 52 力もの出力される交流電圧に上記磁界に係る交流電圧が含まれる。かかる出力を位置検出装置 250の振幅成分検出部 250Aにおいて交流電圧の虚部を分離すると、 L C共振回路 43に係る交流電圧のみを検出できる。そのため、位置検出システム 210 は、磁気誘導装置 270を追加した場合にぉヽてもキャリブレーション測定することなく、カプセル型内視鏡 220の位置等を算出することができる。

[0101] また、磁気誘導装置 270がセンスコイル 52に対して前後左右方向に移動した場合、磁気誘導装置 270の移動に応じてセンスコイル 52から出力される磁気誘導装置 2 70に係る交流電圧も変化する。カゝかる場合においても、位置検出装置 250は、上記交流電圧の変化の影響を受けることなぐ LC共振回路 43に係る交流電圧のみを検出できる。そのため、位置検出システム 250は、磁気誘導装置 270を追加した場合においてもキャリブレーション測定することなぐカプセル型内視鏡 220の位置等を算出することができる。

あるいは、予め測定したキャリブレーション値を保存する必要がなくなり、システム構成を簡略ィ匕することができる。

[0102] 〔第 4の実施形態〕

次に、本発明の第 4の実施形態について図 19および図 20を参照して説明する。本実施の形態の位置検出システムの基本構成は、第 1の実施形態と同様であるが、第 1の実施形態とは、カプセル型内視鏡等を複数用いる点が異なっている。よって、本実施の形態においては、図 19および図 20を用いてカプセル型内視鏡等を複数用いる点のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。

図 19は、本実施形態における位置検出システムの概略を示すブロック図である。図 20は、図 19の位置検出システムの構成を説明する概略図である。

[0103] 位置検出システム 310は、図 19および図 20に示すように、体腔内管路の内壁面を光学的に撮像し画像信号を無線で送信するカプセル型内視鏡 20と、体腔内管路にぉ、て薬剤を散布したり、サンプル等を取得したりするカプセル型医療装置 320と、カプセル型内視鏡 20とカプセル型医療装置 320の位置を検出する位置検出装置 5 0と、力概略構成されている。

カプセル型医療装置 320は、カプセル型内視鏡 20と同様に、内部の機器を駆動する電池 39と、誘導磁界を発生させる誘導磁界発生部 40と、薬剤の散布等を行う医療装置部（図示せず)など力も概略構成されている（図 5参照)。

なお、カプセル型内視鏡 20における誘導磁界発生部 40の共振周波数と、カプセル型医療装置 320における誘導磁界発生部 40の共振周波数と、は異なる周波数となるように設定されている。

[0104] 次に、上記の構成力もなる位置検出システム 310の作用について説明する。

位置検出システム 310の作用の概要については、第 1の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。

まず、カプセル型内視鏡 20により被検者 1の体腔内管路の内壁等を撮像し、内壁等の観察を行う。その観察により病変部等が発見され、当該病変部に薬剤を投与したり、サンプルを取得したりする必要が生じた場合がある。その際に、薬剤散布機能や、サンプル取得機能などを備えたカプセル型医療装置 320が、追加して被検者 1 に投入される。カゝかる場合において、被検者 1の体腔内管路には、カプセル型内視鏡 20およびカプセル型医療装置 320が存在することとなる。

[0105] 位置検出部 50は、カプセル型内視鏡 20における LC共振回路 43の共振周波数と、カプセル型医療装置 320における LC共振回路 43の共振周波数と、を用いて、力プセル型内視鏡 20とカプセル型医療装置 320との位置等を算出する。

[0106] 上記の位置検出システム 310によれば、位置検出部 50における振幅成分検出部 5 OA (図 6参照）は、センスコイル 52から出力された交流電圧から、カプセル型内視鏡 20における LC共振回路 43に係る交流電圧の虚部と、カプセル型医療装置 320における LC共振回路 43に係る交流電圧の虚部とを分離することができる。

そのため、後からカプセル型医療装置 320を追加しても、カプセル型内視鏡 20のときと同様に、キャリブレーション測定することなぐカプセル型医療装置 320の位置等を算出することができる。

[0107] 〔第 5の実施形態〕

次に、本発明の第 5の実施形態について図 21から図 25を参照して説明する。本実施形態の位置検出システムの基本構成は、第 1の実施形態と同様であるが、第 1の実施形態とは、位置検出装置における処理が異なっている。よって、本実施形態においては、図 21から図 25を用いて位置検出装置における処理のみを説明し、その他のカプセル型内視鏡等の説明を省略する。

図 21は、本実施形態に係る位置検出システムの全体構成を説明する図である。位置検出システム 410は、図 21に示すように、カプセル型内視鏡 20と、カプセル型内視鏡 20の位置を検出する位置検出装置 (位置算出用周波数決定部、基準値算出用周波数決定手段，測定基準値算出手段，位置解析手段) 450と、から概略構成されている。

[0108] 位置検出装置 450には、図 21に示すように、カプセル型内視鏡 20内の後述する磁気誘導コイルに誘導磁界を発生させるドライブコイル 51や、磁気誘導コイルで発生した誘導磁界を検知するセンスコイル 52などが電気的に接続されてヽる。位置検出装置 450は、センスコイル 52が検知した誘導磁界に基づいてカプセル型内視鏡 2 0の位置を演算するとともにドライブコイル 51により形成される交番磁界を制御している。

[0109] 図 22は、図 21の位置検出装置内の構成を説明するブロック図である。

位置検出装置 450には、センスコイル 52から出力された交流電圧 (磁界センサの出力）から交番磁界の振幅値を検出する交番磁界検出部 450aと、カプセル型内視鏡 20の位置等の算出に用いる位置算出用周波数 (第 1周波数) f , f を決定する位

H L

置算出用周波数決定部 451と、基準値の算出に用いる基準値算出用周波数 (第 2 周波数) f を決定する基準値算出用周波数決定部 (基準値算出用周波数決定手段） 452と、位置算出用周波数 f , f および基準値算出用周波数 f におけるセンスコイル

H L 1

52の出力から測定基準値を算出する測定基準値算出部 (測定基準値算出手段) 45 3と、カプセル型内視鏡 20の位置等を算出する位置解析部 (位置解析手段) 454と、が設けられている。

[0110] 次に、上記の構成力もなる位置検出システム 410の作用について説明する。

まず、位置検出システム 410の作用の概要については第 1の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。

次に、本実施形態の特徴である位置検出装置 450の作用について説明する。ドライブコイル 51から交番磁界を発生させ、カプセル型内視鏡 20の LC共振回路 4

3 (図 5参照）からの誘導磁界をセンスコイル 52により検出し、センスコイル 52の出力である交流電圧が位置検出装置 450に入力されるまでは第 1の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。

[0111] 図 23は、図 21のセンスコイル 52から出力された交流電圧の周波数特性を示すダラフである。

位置検出装置 450に入力された上記交流電圧は、図 22に示すように、交番磁界検出部 450aに入力される。交番磁界検出部 450aでは、フーリエ変換によって、交番磁界の振幅値を検出する。検出された交番磁界の振幅値は、位置算出用周波数決定部 451に入力される。位置算出用周波数決定部 451は、図 23に示すように、カブセル型内視鏡 20の LC共振回路 43の共振周波数 f 近傍領域において、上記交流

C

電圧が極大値、極小値を示す周波数を検出する。これら極大値、極小値を示す周波数をそれぞ立置算出用周波数 f , f

H Lとする。

ここで、位置算出用周波数 f , f の一方は、共振周波数 f より低周波数側にあり、

H L C

他方は高周波数側にある。

[0112] 一方、基準値算出用周波数決定部 452は、後述する位置解析部 454において得られる誘導磁界による交流電圧の周波数特性曲線において、共振周波数 f に対して低周波数側の変曲点 P

しよりも低い周波数側に離れた周波数であって、商用電源周波数 (60Hzまたは 50Hz)よりも高、周波数を基準値算出用周波数 f として決定する

[0113] 図 24は、図 21のセンスコイル 52に交番磁界のみが作用した場合におけるセンスコィル 52の交流電圧周波数特性を示すグラフである。

測定基準値算出部 453は、位置算出用周波数 f , f および基準値算出用周波数 f

H L

におけるセンスコイル 52から出力された交流電圧の値力も測定基準値を算出する。具体的には、位置算出用周波数 f , f におけるセンスコイル 52から出力された交流

H L

電圧の値を求め、これらの値の平均値を求める。そして位置算出用周波数 f , f の

H L

中間値と上記平均値とから定まる点と、基準値算出用周波数 f とその交流電圧の値力定まる点とに基づいて基準値を求める。基準値の求め方としては、最小自乗法による近似方法を用いることができる。このようにして求められた基準値は、図 24に示すように、所定の周波数特性を示すグラフとして表すことができる。基準値は、ドライブコイル 51が形成した交番磁界により、センスコイル 51から出力される交流電圧とみなすことができる値である。

なお、上述のように 2点に基づいて基準値を近似してもよいし、それ以上の測定点に基づ!/、て基準値を近似しても構わな、。

[0114] 図 25は、図 21のセンスコイル 52に誘導磁界のみが作用した場合におけるセンスコィル 52の交流電圧周波数特性を示すグラフである。

位置解析部 454は、センスコイル 52から出力された交流電圧の周波数特性曲線から、上述の測定基準値を差分する演算を行い、図 25に示すような、誘導磁界による交流電圧の周波数特性曲線を得る。そして、位置解析部は、得られた周波数特性曲線に基づいて、各センスコイル 52について位置算出用周波数 f , f における交流電

H L

圧の差分、つまり振幅を算出する。各センスコイル 52における上記振幅値が得られたら、これらの値に基づいてカプセル型内視鏡 20の位置等を算出する。

[0115] 上記の位置検出システム 410によれば、測定基準値算出部 453が、位置検出用周波数 f , f および基準値算出用周波数 f におけるセンスコイル 52の出力値に基づい

H L 1

て、位置算出用周波数における測定基準値を求め、位置解析部 454が、交番磁界および誘導磁界が磁界センサに作用した際のセンスコイル 52の出力値と測定基準値との差分に基づいて、カプセル型内視鏡 20の位置等を算出できる。つまり、交番磁界および誘導磁界がセンスコイル 52に作用した際のセンスコイル 52の出力値と測定基準値とを差分することにより、センスコイル 52の出力値力誘導磁界に係る出力値を抽出することができ、カプセル型内視鏡 20の位置等を算出できる。

そのため、位置検出システム 410は、キャリブレーション測定をすることなぐカプセル型内視鏡 20の位置等を算出できる。

[0116] カプセル型内視鏡 20の LC共振回路 43は、上記交番磁界により誘導磁界を発生するため、 LC共振回路 43に電源を付加する必要がない。そのため、カプセル型内視鏡 20の内部に搭載する構成要素数を減らすことができる。また、カプセル型内視鏡 20の位置検出に用いる誘導磁界を発生するために、その内部に搭載された電源等を用いないため、カプセル型内視鏡 20の寿命が当該電源等の寿命の影響を受けることがない。

[0117] 測定基準値を求めるのに位置算出用周波数 f , f も用いるため、カプセル型内視

H L

鏡 20の位置等の算出に係る測定と、測定基準値を求める測定と、を同時に行うことができ、カプセル型内視鏡 20の位置等の算出に要する手間を削減することができるまた、異なる 2つの位置算出用周波数 f , f を用いることにより、 1つの周波数にお

H L

ける出力値を用いる場合と比較して、測定値の誤差をキャンセルすることができ、算出されるカプセル型内視鏡 20の位置等の精度を向上できる。

[0118] なお、交番磁界検出部 450aには、フーリエ変換の代わりに位相検波器またはロックインアンプの少なくとも一方が備えられて、ても構わな、。位相検波器およびロックインアンプの少なくとも一方が交番磁界検出部 450aに備えられているため、交番磁界検出部 450aは複数のセンスコイル 52から得られた磁界センサの出力から交番磁界の虚部および実部の少なくとも一方を容易に検出することができる。

[0119] なお、上述のように、基準値算出用周波数 f を商用電源周波数より周波数の高い所定周波数としてもよいし、基準値算出用周波数 f を 0としてもよい。

周波数力^のときのセンスコイル 52の出力は常に 0であるため、基準値算出用周波数 ^における測定を省略することができ、カプセル型内視鏡 20の位置等の算出に係る手間を省略することができる。

[0120] なお、上述のように、基準値算出用周波数 f を、共振周波数 f に対して変曲点 Pよ

1 C L り低周波数側で、商用電源周波数より周波数の高い所定周波数としてもよいし、共振周波数 f に対して高周波数側の変曲点 P より高い周波数であるとともにセンスコイル

C H

52の共振周波数より低い所定周波数 f としてもよい。

2

[0121] 〔第 5の実施形態の変形例〕

次に、本発明の第 5の実施形態の変形例について図 26から図 28を参照して説明する。

本実施形態の位置検出システムの基本構成は、第 5の実施形態と同様であるが、第 5の実施形態とは、位置検出装置およびセンスコイル受信回路の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図 26から図 28を用いて位置検出装置およびセンスコイル受信回路の構成のみを説明し、その他のカプセル型内視鏡等の説明を省略する。

図 26は、本実施形態の変形例に係る位置検出システムの全体構成を説明する図である。

なお、第 5の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。

[0122] 位置検出システム 510は、図 26に示すように、カプセル型内視鏡 20と、カプセル型内視鏡 20の位置を検出する位置検出装置 (位置算出用周波数決定部、基準値算出用周波数決定手段，測定基準値算出手段，位置解析手段) 550と、から概略構成されている。

[0123] 位置検出装置 550には、図 26に示すように、カプセル型内視鏡 20内の後述する磁気誘導コイルに誘導磁界を発生させるドライブコイル 51や、磁気誘導コイルで発生した誘導磁界を検知するセンスコイル 52などが電気的に接続されてヽる。位置検出装置 550は、センスコイル 52が検知した誘導磁界に基づいてカプセル型内視鏡 2 0の位置を演算するとともにドライブコイル 51により形成される交番磁界を制御している。 [0124] 図 27は、図 26のセンスコイル受信回路 557の回路構成を説明する図である。センスコイル受信回路 557は、図 27に示すように、入力されたカプセル型内視鏡 2 0の位置情報を含む交流電圧に含まれる高周波成分および低周波成分を取り除くバンドパスフィルタ（BPF) 61と、高周波成分および低周波成分を取り除いた上記交流電圧を増幅するアンプ (AMP) 62と、上記交流電圧の振幅を検出して振幅値を抽出して出力する実効値検出回路 (True RMSコンバータ） 63と、振幅値をデジタル信号に変換する AZD変換器 64と、デジタル化された振幅値を一時的に格納するメモリ 65から構成されている。

[0125] バンドパスフィルタ 61は、センスコイル 52から延びる一対の配線 66Aにそれぞれ配置され、バンドパスフィルタ 61から出力された上記交流電圧は、一つのアンプ 62に入力されるようになっている。メモリ 65は、 9つのセンスコイル 52から得られた振幅値を一時的に格納し、格納した振幅値を位置検出装置 550へ出力している。

なお、上述のように、上記交流電圧の振幅値を抽出するのに実効値検出回路 63を用いてもよいし、整流回路を用いて磁気情報を平滑ィ匕して電圧を検出することで振幅値を検出してもよいし、上記交流電圧のピークを検出するピーク検出回路を用いて振幅値を検出してもよい。

[0126] また、検出される交流電圧の波形は、カプセル型内視鏡 20内の後述する磁気誘導コイル 42の有無、位置により、ドライブコイル 51に付加される波形に対する位相が変化する。この位相変化をロックインアンプなどで検出しても構わな、。

[0127] 上記誘導磁界は、センスコイル 52に誘導起電力を発生させ、カプセル型内視鏡 20 の位置情報などを含んだ交流電圧 (磁気情報）がセンスコイル 52に発生する。この交流電圧は、センスコイルセレクタ 56を介してセンスコイル受信回路 557に入力され、交流電圧の振幅値 (振幅情報)が抽出される。

[0128] センスコイル受信回路 557に入力された上記交流電圧は、図 27に示すように、バンドパスフィルタ 61により高周波成分および低周波成分が取り除かれ、アンプ 62により増幅される。このようにして不要な成分が取り除かれた交流電圧は、実効値検出回路 63により交流電圧の振幅値が抽出される。抽出された振幅値は AZD変によりデジタル信号化され、メモリ 65に格納される。メモリ 65は、例えば正弦波発生装置 53で発生される正弦波信号を LC共振回路 43 に共振周波数付近でスイープさせた 1周期分に対応する振幅値を格納し、 1周期分の振幅値をまとめて位置検出装置 550へ出力している。

[0129] 図 28は、図 26の位置検出装置 550の概略を説明するブロック図である。

位置検出装置 550には、カプセル型内視鏡 20の位置等の算出に用いる位置算出用周波数 (第 1周波数) f , f を決定する位置算出用周波数決定部 451と、基準値の

H L

算出に用いる基準値算出用周波数 (第 2周波数) f を決定する基準値算出用周波数決定部 (基準値算出用周波数決定手段) 452と、位置算出用周波数 f , f および基

H L

準値算出用周波数 f におけるセンスコイル 52の出力から測定基準値を算出する測定基準値算出部 (測定基準値算出手段) 453と、カプセル型内視鏡 20の位置等を算出する位置解析部 (位置解析手段) 454と、が設けられて、る。

[0130] 位置検出装置 550に入力された交流電圧は、図 28に示すように、位置算出用周波数決定部 451に入力される。位置算出用周波数決定部 451は、図 23に示すように、カプセル型内視鏡 20の LC共振回路 43の共振周波数 fc近傍において、上記交流電圧が極大値、極小値を示す周波数を検出する。これら極大値、極小値を示す周波数をそれぞれ位置算出用周波数 f , f

H Lとする。なお、基準値算出用周波数決定部 452 から位置解析部 454の作用の概要は、第 5の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

[0131] なお、上述のように、位置算出用周波数 f , f と、基準値算出用周波数 f と、を用い

H L 1 て基準値を求めてもよいし、上述の基準値算出用周波数 f と基準値算出用周波数 f

2 1 とを用いて基準値を求めてもよく特に限定するものではない。

[0132] 本変形例によれば、センスコイル受信回路 557が実効値検出回路 63を有するので、交番磁界検出部 450aを必要とせず、安価に位置検出システムを構築することができる。

[0133] 全ての実施例にぉヽて、カプセル型内視鏡、カプセル型医療装置を例に実施例を述べてきたが、これらにとらわれるものではなく、内視鏡装置、カテーテル装置、鉗子など、体腔内で使用される医療装置に対して適用することができる。また、本実施例個々の組み合わせにつ、ても本発明に属するものである。

Claims

請求の範囲

[1] 磁気誘導コイルを搭載した機器と、

交番磁界を発生する駆動コイルと、

前記機器の作動範囲の外部に配置され、前記磁気誘導コイルが前記交番磁界を受けて発生した誘導磁界を検出する複数の磁界センサと、

前記磁気誘導コイルの共振周波数に基づいた位置算出用周波数を求める周波数決定部と、

前記位置算出用周波数において、前記複数の磁界センサの出力から、前記交番磁界に対して略直交する振幅成分および前記交番磁界と略同相の振幅成分の少なくとも一方を検出する振幅成分検出手段と、

前記振幅成分に基づいて、前記機器の位置および向きの少なくとも一方を算出する位置解析手段と、を備える位置検出システム。

[2] 前記周波数決定部が、前記共振周波数の情報を予め取得することにより、前記位置算出用周波数を決定する請求項 1記載の位置検出システム。

[3] 前記周波数決定部が、前記共振周波数の変化を検出し、その変化に基づいて前記位置算出用周波数を決定する請求項 1記載の位置検出システム。

[4] 前記振幅成分検出手段が、フーリエ変換を用いて検出した前記振幅成分に基づいて前記機器の位置および向きの少なくとも一方を繰り返し算出する際に、前記フーリエ変換の開始タイミングと、前記駆動コイルが発生する前記交番磁界の位相との間のずれを一定として前記フーリエ変換を行なう請求項 1記載の位置検出システム。

[5] 前記駆動コイルと前記磁界センサとが別体で構成される請求項 1記載の位置検出システム。

[6] 複数の前記磁界センサが一体に配置されて、る請求項 1記載の位置検出システム

[7] 前記駆動コイルと前記磁気誘導コイルとの相対位置に応じて、前記駆動コイルが発生する前記交番磁界の向きおよび強さの少なくとも一方を変化させる駆動コイルドラィバを備える請求項 1記載の位置検出システム。

[8] 前記駆動コイルと前記磁界センサとが、前記作動範囲に配置された被験者に固定されて、る請求項 1記載の位置検出システム。

[9] 同時に使用される複数の前記機器において、

それぞれの前記機器に搭載された前記磁気誘導コイルの共振周波数が異なるように設定されて、る請求項 1記載の位置検出システム。

[10] 請求項 1に記載の位置検出システムと、

前記機器に搭載された誘導用磁石と、

前記誘導用磁石に対して作用させる誘導用磁界を発生する誘導用磁界発生手段と、

前記誘導用磁界の方向を制御する誘導用磁界方向制御手段と、を備える誘導システム。

[11] 前記誘導用磁界発生手段が、相互に直交する方向に対向配置される 3対の電磁石を備え、

前記電磁石の内側に被検者を配置可能な空間が設けられるとともに、前記被検者を配置可能な空間の周囲に、前記駆動コイルおよび前記磁界センサが配置されてヽる請求項 10記載の誘導システム。

[12] 前記機器の外面に、前記機器の長手軸周りの回転力を長手軸方向の推進力に変換する螺旋部が備えられている請求項 10記載の誘導システム。

[13] 前記機器がカプセル型医療装置である請求項 1記載の位置検出システム。

[14] 磁気誘導コイルを搭載した機器と、

交番磁界を発生する駆動コイルと、

前記磁気誘導コイルが前記交番磁界を受けて発生した誘導磁界を検出する複数の磁界センサと、

前記位置算出用周波数力離れた第 2周波数において前記交番磁界および前記誘導磁界を印加した際の前記磁界センサの出力に基づいて、前記位置算出用周波数における測定基準値を求める測定基準値算出手段と、

前記位置算出用周波数において前記交番磁界および前記誘導磁界を印力 tlした際の前記磁界センサの出力と、前記測定基準値との差分に基づいて、前記機器の位置および向きの少なくとも一方を算出する位置解析手段と、

を備える位置検出システム。

[15] 前記位置算出用周波数が、異なる 2つの周波数である請求項 14記載の位置検出システム。

[16] 前記周波数決定部が、前記磁気誘導コイルの共振周波数の情報を予め取得することにより、前記位置算出用周波数を決定する請求項 14記載の位置検出システム。

[17] 前記周波数決定部が、前記磁気誘導コイルの共振周波数の変化を検出し、その変化に基づいて前記位置算出用周波数を決定する請求項 14記載の位置検出システム。

[18] 前記駆動コイルと前記磁界センサとが別体で構成されて、る請求項 14記載の位置検出システム。

[19] 複数の前記磁界センサが一体に配置されている請求項 14記載の位置検出システム。

[20] 同時に使用される複数の前記機器において、

それぞれの前記機器に搭載された前記磁気誘導コイルの共振周波数が異なるように設定されている請求項 14の位置検出システム。

[21] 前記機器がカプセル型医療装置である請求項 14記載の位置検出システム。