JP2005278817A - Position detecting system for inside of examinee's body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被検体内に導入され、該被検体内を移動する被検体内導入装置と、前記被検体外部に配置され、前記被検体内部における前記被検体内導入装置の位置情報を取得する位置検出装置とを備えた被検体内位置検出システムに関するものである。 The present invention introduces an intra-subject introduction apparatus that is introduced into a subject and moves within the subject, and is disposed outside the subject, and acquires position information of the intra-subject introduction apparatus inside the subject. The present invention relates to an in-subject position detection system including a position detection device.
近年、内視鏡の分野においては、飲込み型のカプセル型内視鏡が提案されている。このカプセル型内視鏡には、撮像機能と無線通信機能とが設けられている。カプセル型内視鏡は、観察(検査)のために被検体の口から飲込まれた後、自然排出されるまでの間、体腔内、例えば胃、小腸などの臓器の内部をその蠕動運動に従って移動し、順次撮像する機能を有する。 In recent years, in the field of endoscopes, swallowable capsule endoscopes have been proposed. This capsule endoscope is provided with an imaging function and a wireless communication function. The capsule endoscope is swallowed from the mouth of the subject for observation (examination) until it is spontaneously discharged until it is spontaneously discharged. It has the function of moving and capturing images sequentially.
体腔内を移動する間、カプセル型内視鏡によって体内で撮像された画像データは、順次無線通信により外部に送信され、外部に設けられたメモリに蓄積される。無線通信機能とメモリ機能とを備えた受信機を携帯することにより、被検体は、カプセル型内視鏡を飲み込んだ後、排出されるまでの間に渡って、自由に行動できる。カプセル型内視鏡が排出された後、医者もしくは看護士においては、メモリに蓄積された画像データに基づいて臓器の画像をディスプレイに表示させて診断を行うことができる。 While moving inside the body cavity, image data captured inside the body by the capsule endoscope is sequentially transmitted to the outside by wireless communication and stored in a memory provided outside. By carrying a receiver having a wireless communication function and a memory function, the subject can freely act after swallowing the capsule endoscope and before being discharged. After the capsule endoscope is ejected, the doctor or nurse can make a diagnosis by displaying an image of the organ on the display based on the image data stored in the memory.
かかるカプセル型内視鏡に関して、例えば被検体内部の特定臓器の内視鏡画像を撮像するために、受信機側にカプセル型内視鏡の被検体内における位置検出を行う機能を持たせたものが提案されている。かかる位置検出機能を備えたカプセル型内視鏡システムの一例としては、カプセル型内視鏡に内蔵された無線通信機能を流用したものが知られている。すなわち、被検体外部に設けられた受信機が複数のアンテナ素子を備えた構成を有し、カプセル型内視鏡から送信された無線信号を個々のアンテナ素子で受信し、それぞれのアンテナ素子における受信強度の違いに基づいて被検体内におけるカプセル型内視鏡の位置を検出する機構を有する(例えば、特許文献1参照。)。 With regard to such a capsule endoscope, for example, in order to capture an endoscopic image of a specific organ inside the subject, a function for detecting the position of the capsule endoscope in the subject is provided on the receiver side. Has been proposed. As an example of a capsule endoscope system having such a position detection function, a capsule endoscope system that utilizes a wireless communication function built in the capsule endoscope is known. In other words, the receiver provided outside the subject has a configuration including a plurality of antenna elements, and the radio signals transmitted from the capsule endoscope are received by the individual antenna elements, and received by the respective antenna elements. It has a mechanism for detecting the position of the capsule endoscope in the subject based on the difference in intensity (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来のカプセル型内視鏡システムは、被検体内におけるカプセル型内視鏡の位置検出の精度が低いという課題を有する。以下、かかる課題について詳細に説明する。 However, the conventional capsule endoscope system has a problem that the position detection accuracy of the capsule endoscope in the subject is low. Hereinafter, this problem will be described in detail.
従来技術にかかるカプセル型内視鏡システムは、上記したように受信機が備える複数のアンテナ素子における受信強度分布に基づいてカプセル型内視鏡の被検体内における位置検出を行っている。かかる位置検出メカニズムは、特許文献1の[0018]段落にも記載されているように、カプセル型内視鏡から送信される無線信号の強度の減衰が、カプセル型内視鏡からの距離に応じて一意に定まることを前提として行われている。 As described above, the capsule endoscope system according to the related art detects the position of the capsule endoscope in the subject based on the reception intensity distributions of the plurality of antenna elements included in the receiver. As described in paragraph [0018] of Patent Document 1, the position detection mechanism is configured such that the attenuation of the intensity of the radio signal transmitted from the capsule endoscope depends on the distance from the capsule endoscope. This is done on the assumption that it is uniquely determined.
しかしながら、現実にはカプセル型内視鏡とアンテナ素子との間に存在する臓器等の構成物は、それぞれ比誘電率、導電率等の値が異なることから、構成物の種類等に応じて無線信号強度の減衰率は大きく異なる値となる。例えば、カプセル型内視鏡とアンテナ素子との間に肝臓、血管等が存在している場合には、かかる臓器等によって無線信号が大量に吸収されることから、こられの臓器等が存在しない場合と比較して無線信号強度の減衰率が大きくなり、正確な位置検出の妨げとなる。 However, in reality, components such as organs that exist between the capsule endoscope and the antenna element have different values of relative permittivity, conductivity, and the like. The attenuation rate of the signal strength is a significantly different value. For example, when a liver, blood vessel, or the like is present between the capsule endoscope and the antenna element, a large amount of radio signals are absorbed by the organ, so that the organ does not exist. Compared with the case, the attenuation rate of the radio signal strength is increased, which hinders accurate position detection.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、カプセル型内視鏡等の被検体内導入装置が被検体内部に導入された状態において、臓器等の存在にかかわらず被検体内導入装置の位置検出および被検体内導入装置の指向方向を検出することのできる被検体内位置検出システムを実現することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and the intra-subject introduction device regardless of the presence of an organ or the like in a state where the intra-subject introduction device such as a capsule endoscope is introduced into the subject. It is an object of the present invention to realize an in-subject position detection system that can detect the position of the target and the direction of the in-subject introduction apparatus.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1にかかる被検体内位置検出システムは、被検体内に導入され、該被検体内を移動する被検体内導入装置と、前記被検体外部に配置され、前記被検体内部における前記被検体内導入装置の位置情報を取得する位置検出装置とを備えた被検体内位置検出システムであって、前記被検体内導入装置は、当該被検体内導入装置の指向方向の変化にかかわらず一定方向に指向した状態を維持すると共に静磁場を形成する磁場発生部材と、前記磁場発生部材の指向方向に対する、当該被検体内導入装置に対して固定された所定軸の方位を検出する方位検出手段と、前記方位検出手段の検出結果を外部に送信する無線送信手段とを備え、前記位置検出装置は、前記磁場発生部材によって形成された静磁場と平行な磁場成分の強度を検出する磁場強度検出手段と、前記磁場強度検出手段によって検出された磁場強度に基づいて前記被検体内における前記被検体内導入装置の位置情報を導出する位置情報導出手段と、前記無線送信手段から送信された無線信号を受信する無線受信手段とを備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an in-subject position detection system according to claim 1 is introduced into a subject and moves inside the subject. An in-subject position detection system comprising a position detection device that is disposed outside a sample and acquires position information of the in-subject introduction device inside the subject. A magnetic field generating member that maintains a state of being directed in a constant direction regardless of a change in the directing direction of the in-sample introducing device and that forms a static magnetic field, and the in-subject introducing device with respect to the directing direction of the magnetic field generating member An azimuth detecting unit that detects a fixed azimuth of a predetermined axis, and a wireless transmission unit that transmits a detection result of the azimuth detecting unit to the outside. The position detecting device includes a static magnetic field formed by the magnetic field generating member. Magnetic field strength detection means for detecting the strength of the magnetic field component parallel to the field, and positional information for deriving positional information of the in-subject introduction device in the subject based on the magnetic field strength detected by the magnetic field strength detection means A derivation unit and a radio reception unit for receiving a radio signal transmitted from the radio transmission unit are provided.
この請求項1の発明によれば、一定方向に指向した状態を維持する磁場発生部材と、かかる磁場発生部材の指向方向と、被検体内導入装置内に設定された所定軸との間の方位を検出する方位検出手段とを備えることとしたため、被検体内において、被検体内導入装置の指向方向がいずれの方向であるかを検出することが可能である。 According to the first aspect of the present invention, the magnetic field generating member that maintains a state directed in a certain direction, the orientation between the pointing direction of the magnetic field generating member, and a predetermined axis set in the in-subject introduction apparatus. Therefore, it is possible to detect which direction the orientation direction of the in-subject introduction apparatus is in the subject.
また、請求項2にかかる被検体内位置検出システムは、上記の発明において、前記被検体内導入装置は、前記被検体内部を撮像する撮像手段をさらに備え、前記無線送信手段は、前記撮像手段によって撮像された画像データを外部に送信することを特徴とする。
In the in-subject position detection system according to
また、請求項3にかかる被検体内位置検出システムは、上記の発明において、前記磁場発生部材は、前記撮像手段の視野内に像が投影されるよう配置され、前記撮像手段は、前記被検体内導入装置内に固定された状態で配置されると共に、前記被検体内導入装置に対する前記磁場発生部材の方位が変動した状態を撮像することによって、前記方位検出手段として機能することを特徴とする。 In the in-subject position detection system according to a third aspect of the present invention, in the above invention, the magnetic field generating member is disposed so that an image is projected into a field of view of the imaging means, and the imaging means It is arranged in a state of being fixed in an internal introduction device, and functions as the orientation detection means by imaging a state in which the orientation of the magnetic field generating member with respect to the in-subject introduction device is changed. .
また、請求項4にかかる被検体内位置検出システムは、上記の発明において、前記磁場強度検出手段は、単一方向の磁場成分の強度を検出する機能を有すると共に、該単一方向と、前記磁場発生部材における静磁場の出力方向とが平行な状態を維持するよう配置されることを特徴とする。 Further, in the in-subject position detection system according to claim 4, in the above invention, the magnetic field strength detection means has a function of detecting the strength of a magnetic field component in a single direction, and the single direction, It arrange | positions so that the output direction of the static magnetic field in a magnetic field generation member may be maintained in a parallel state.
また、請求項5にかかる被検体内位置検出システムは、上記の発明において、前記磁場発生部材は、前記被検体内導入装置の指向方向の変動にかかわらず静磁場の出力方向が鉛直方向と平行な状態を維持し、前記磁場強度検出手段は、前記被検体の姿勢変動にかかわらず前記磁場成分の検出方向が鉛直方向と平行な状態を維持することを特徴とする。 In the in-subject position detection system according to a fifth aspect of the present invention, in the above invention, the magnetic field generating member has an output direction of a static magnetic field parallel to a vertical direction regardless of a change in a directivity direction of the in-subject introduction apparatus. The magnetic field intensity detecting means maintains the state in which the detection direction of the magnetic field component is parallel to the vertical direction regardless of the posture variation of the subject.
また、請求項6にかかる被検体内位置検出システムは、上記の発明において、前記位置検出装置は、前記磁場強度検出手段を複数備え、前記位置情報導出手段は、前記複数の磁場検出手段において検出された磁場強度に基づいて前記被検体内導入装置と前記複数の磁場検出手段のそれぞれとの間の距離を導出し、導出した距離に基づいて前記被検体内導入装置の位置を導出することを特徴とする。
In the in-subject position detection system according to
また、請求項7にかかる被検体内位置検出システムは、上記の発明において、前記無線受信手段は、複数の受信用アンテナを備え、前記位置検出装置は、前記位置情報導出手段によって導出された前記被検体内導入装置の位置に基づいて、無線信号の受信に使用する前記受信用アンテナを選択する選択手段をさらに備えることを特徴とする。 In the in-subject position detection system according to claim 7, in the above invention, the wireless reception unit includes a plurality of reception antennas, and the position detection device is derived by the position information deriving unit. The apparatus further comprises selection means for selecting the reception antenna to be used for receiving a radio signal based on the position of the in-subject introduction apparatus.
また、請求項8にかかる被検体内位置検出システムは、上記の発明において、前記位置検出装置は、前記撮像手段によって撮像された画像と、該画像の撮像時における前記被検体内導入装置の位置とを対応づけて記憶する記憶手段をさらに備えることを特徴とする。
Further, in the in-subject position detection system according to
本発明にかかる被検体内位置検出システムは、一定方向に指向した状態を維持する磁場発生部材と、かかる磁場発生部材の指向方向と、被検体内導入装置内に設定された所定軸との間の方位を検出する方位検出手段とを備える構成としたため、被検体内において、被検体内導入装置の指向方向がいずれの方向であるかを検出することが可能であるという効果を奏する。 An in-subject position detection system according to the present invention includes a magnetic field generating member that maintains a state oriented in a certain direction, a directing direction of the magnetic field generating member, and a predetermined axis set in the in-subject introduction apparatus. The azimuth detecting means for detecting the azimuth of the head has an effect that it is possible to detect which direction the orientation of the in-subject introduction apparatus is in the subject.
以下、この発明を実施するための最良の形態(以下、単に「実施の形態」と称する)である被検体内位置検出システムについて説明する。なお、図面は模式的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、それぞれの部分の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。 An in-subject position detection system that is the best mode for carrying out the present invention (hereinafter simply referred to as “embodiment”) will be described below. Note that the drawings are schematic, and it should be noted that the relationship between the thickness and width of each part, the ratio of the thickness of each part, and the like are different from the actual ones. Of course, the part from which the relationship and ratio of a mutual dimension differ is contained.
実施の形態にかかる被検体内位置検出システムについて説明する。本実施の形態にかかる被検体内位置検出システムは、被検体1の内部に導入され、被検体内導入装置の一例として機能するカプセル型内視鏡2と、カプセル型内視鏡2の被検体1内部における位置の検出を行う位置検出装置3と、位置検出装置3によって検出されたカプセル型内視鏡2の位置情報を表示する表示装置4と、位置検出装置3と表示装置4との間の情報の受け渡しを行うための携帯型記録媒体5とを備える。
An in-subject position detection system according to an embodiment will be described. The in-subject position detection system according to the present embodiment is introduced into the subject 1 and functions as an example of the in-subject introduction device, and the subject of the
表示装置4は、位置検出装置3によって取得されたカプセル型内視鏡2の位置情報を表示するためのものであり、携帯型記録媒体5によって得られるデータに基づいて画像表示を行うワークステーション等のような構成を有する。具体的には、表示装置4は、CRTディスプレイ、液晶ディスプレイ等によって直接画像を表示する構成としても良いし、プリンタ等のように、他の媒体に画像を出力する構成としても良い。
The display device 4 is for displaying the position information of the
携帯型記録媒体5は、後述する位置情報導出装置8および表示装置4に対して着脱可能であって、両者に対する挿着時に情報の出力および記録が可能な構造を有する。具体的には、携帯型記録媒体5は、カプセル型内視鏡2が被検体1の体腔内を移動している間は位置情報導出装置8に挿着されてカプセル型内視鏡2の位置に関する情報を記録する。そして、カプセル型内視鏡2が被検体1から排出された後に、位置情報導出装置8から取り出されて表示装置4に挿着され、記録したデータが表示装置4によって読み出される構成を有する。位置情報導出装置8と表示装置4との間のデータの受け渡しをコンパクトフラッシュ(登録商標)メモリ(登録商標)等の携帯型記録媒体5によって行うことで、位置情報導出装置8と表示装置4との間が有線接続された場合と異なり、カプセル型内視鏡2が被検体1内部を移動中であっても、被検体1が自由に行動することが可能となる。
The
次に、カプセル型内視鏡2について説明する。カプセル型内視鏡2は、特許請求の範囲における被検体内導入装置の一例として機能するものである。図2は、カプセル型内視鏡2の構成を模式的に示すブロック図である。なお、図2は、あくまでカプセル型内視鏡2の構成を模式的に示すものであり、図2に示す各構成要素間の位置関係等は、必ずしも現実のものと一致するとは限らないことに留意が必要である。
Next, the
図2に示すように、カプセル型内視鏡2は、被検体1の内部を撮影する際に撮像領域を照射するための照明手段として機能するLED11と、LED11の駆動状態を制御するLED駆動回路12と、LED11によって照射された領域からの反射光像の撮像を行う撮像手段として機能するCCD13と、CCD13の駆動状態を制御するCCD駆動回路14とを備える。なお、本実施の形態においてCCD13は、撮像手段として機能するのみならずカプセル型内視鏡2の指向方向を検出する方位検出手段としても機能するが、詳細については後に説明する。
As shown in FIG. 2, the
また、カプセル型内視鏡2は、CCD13によって撮像された画像データを変調してRF信号を生成する送信回路15と、送信回路15から出力されたRF信号を無線送信する無線手段としての送信用アンテナ16と、LED駆動回路12、CCD駆動回路14および送信回路15の動作を制御するシステムコントロール回路17とを備える。
Also, the
これらの機構を備えることにより、カプセル型内視鏡2は、被検体1内に導入されている間、LED11によって照明された被検部位の画像データをCCD13によって取得する。そして、取得された画像データは、送信回路15においてRF信号に変換された後、送信用アンテナ16を介して外部に送信される。
By providing these mechanisms, the
また、カプセル型内視鏡2は、位置検出装置3側から送られてきた無線信号を受信する受信用アンテナ18と、受信用アンテナ18で受信した信号から給電用信号を分離する分離回路19とを備える。さらに、カプセル型内視鏡2は、分離された給電用信号から電力を再生する電力再生回路20と、再生された電力を昇圧する昇圧回路21と、昇圧された電力を蓄積する蓄電器22とを備える。また、カプセル型内視鏡2は、分離回路19で給電用信号と分離された成分からコントロール情報信号の内容を検出し、検出したコントロール情報信号をシステムコントロール回路17に対して出力するコントロール情報検出回路23を備える。なお、システムコントロール回路17は、蓄電器22から供給される駆動電力を他の構成要素に対して分配する機能も有する。
The
これらの機構を備えることにより、カプセル型内視鏡2は、まず、位置検出装置3側から送られてきた無線信号を受信用アンテナ18において受信し、分離回路19によって、受信した無線信号から給電用信号およびコントロール情報信号を分離する。分離回路19によって分離されたコントロール情報信号は、コントロール情報検出回路23を経てシステムコントロール回路17に出力され、LED11、CCD13および送信回路15の駆動制御に使用される。一方、給電用信号は、電力再生回路20によって電力として再生され、再生された電力は昇圧回路21によって電位を蓄電器22に適した電位にまで昇圧された後、蓄電器22に蓄積される。
By providing these mechanisms, the
さらに、カプセル型内視鏡2は、自身の位置を位置検出装置3によって検出するための静磁場を出力する磁場発生部材24を備えた構成を有する。磁場発生部材24は、本実施の形態において磁場の出力方向が常に鉛直方向を向くよう配置されると共に、自身の像がCCD13の視野内に投影される位置に配置されている。以下では、まず磁場発生部材24および磁場発生部材24をカプセル型内視鏡2内に保持する機構について説明し、その後、磁場発生部材24とCCD13との位置関係について説明することとする。
Furthermore, the
図3は、カプセル型内視鏡2に備わる磁場発生部材24および磁場発生部材24を支持する機構の具体的構成を示すと共に、磁場発生部材24とCCD13との位置関係について示す模式図である。図3に示すように、カプセル型内視鏡2は、カプセル胴部35および撮像窓部36によって形成された筐体25の内部に、カプセル型内視鏡2に対して位置が固定された透明なケース部材26を備えると共に、ケース部材26内には透明な液体27が封入され、かかる液体27に浮遊した状態で磁場発生部材24が配置されている。磁場発生部材24は、球状体28と、永久磁石29と、加重部材30とを備えた構成を有する。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the specific configuration of the magnetic
球状体28は、内部に永久磁石29および加重部材30を保持するためのものであり、外部より永久磁石29を視認可能な程度に透明性を有する。加重部材30は、球状体28を構成する他の要素と比較して重い重量の部材によって構成され、この結果、球状体28は、加重部材30が鉛直下方向の底部に位置する状態で液体27中に浮遊している。なお、加重部材30は、図3に示すように、永久磁石29に対して、永久磁石29からの出力磁場の方向延長上に位置するよう配置されている。 The spherical body 28 is for holding the permanent magnet 29 and the weight member 30 inside, and is transparent to such an extent that the permanent magnet 29 can be visually recognized from the outside. The weight member 30 is constituted by a member that is heavier than the other elements constituting the spherical body 28. As a result, the spherical body 28 has a liquid 27 in a state where the weight member 30 is located at the bottom in the vertical downward direction. Floating inside. As shown in FIG. 3, the weight member 30 is arranged so as to be positioned on the direction extension of the output magnetic field from the permanent magnet 29 with respect to the permanent magnet 29.
永久磁石29は、球状体28と共に磁場発生部材24を構成するものであり、球状体28内に収容可能なサイズの永久磁石によって構成され、磁場強度の時間変動が無視しうる静磁場を出力するためのものである。上記したように、加重部材30は、永久磁石29に対して、永久磁石29の磁場出力方向の延長上に配置された構成を有することから、永久磁石29は、加重部材30の作用によって、カプセル型内視鏡2の指向方向の変動にかかわらず、出力磁場方向が鉛直方向と平行となる状態を維持することとなる。
The permanent magnet 29 constitutes the magnetic
なお、永久磁石29の代わりに、例えば定電流が供給されることによって静磁場を発生するコイル等を磁場発生部材として用いることとしても良いが、永久磁石29を用いることとした場合には駆動電力が不要等の利点を有することから、永久磁石29を用いて磁場発生部材を構成することが好ましい。 Instead of the permanent magnet 29, for example, a coil or the like that generates a static magnetic field by supplying a constant current may be used as the magnetic field generating member. Therefore, it is preferable to configure the magnetic field generating member using the permanent magnet 29.
永久磁石29から生じる静磁場は、N極側から出力されて永久磁石29外部を進行した後に再びS極側に入力する閉曲線状の磁力線によって表現される。ここで、図3に示すように磁力線の進行方向は場所依存性を有するが、磁力線の密度によって表される静磁場の強度は、カプセル型内視鏡2からの距離のみに応じて定まるものとみなすことが可能である。すなわち、カプセル型内視鏡2に内蔵される永久磁石29のサイズは、カプセル型内視鏡2と磁場強度検出装置6a〜6hとの間の距離と比較して無視できる程度に微小であることから、カプセル型内視鏡2から距離rだけ離れた地点における磁場強度Pは、比例係数αを用いて、
P=α/r3 ・・・(1)
の関係が成立する。本実施の形態にかかる被検体内位置検出システムは、後述するように(1)式に示す関係に基づいてカプセル型内視鏡2の位置を検出することとしている。
The static magnetic field generated from the permanent magnet 29 is expressed by closed magnetic field lines that are output from the N pole side and travel outside the permanent magnet 29 and then input to the S pole side again. Here, as shown in FIG. 3, the traveling direction of the magnetic field lines has a place dependency, but the strength of the static magnetic field represented by the density of the magnetic field lines is determined only by the distance from the
P = α / r 3 (1)
The relationship is established. The in-subject position detection system according to the present embodiment detects the position of the
次に、永久磁石29とCCD13との位置関係について説明する。CCD13は、既に説明したように、本来的には被検体1内の画像を撮像するためのものであり、かかる機能を発揮するために、カプセル型内視鏡2内部の撮像窓部36に対応した位置に固定されている。具体的には、CCD13は、撮像窓部36および結像のための光学系34を介して入力される被検体1内の映像を撮像可能な位置に固定されている。
Next, the positional relationship between the permanent magnet 29 and the
かかる配置のCCD13に対して、磁場発生部材24は、CCD13の撮像視野内に自身の像を投影可能な状態で配置されている。具体的には、カプセル型内視鏡2は、磁場発生部材24の像を結像するための光学系32と、光学系32を通過した像を反射するための反射部材33を備え、これらによって磁場発生部材24の像をCCD13の視野内に投影する構成を有している。
With respect to the
CCD13と磁場発生部材24とがかかる位置関係を有することによって、CCD13は、被検体内画像を撮像すると共に磁場発生部材24の撮像をも行うこととなる。上記したように磁場発生部材24の指向方向は、カプセル型内視鏡2の指向方向の変化にかかわらず鉛直方向と一致することから、カプセル型内視鏡2内の所定位置に固定されたCCD13は、カプセル型内視鏡2の指向方向に対する磁場発生部材24の指向方向の変動状態を撮像することとなる。このことは、換言すれば、常に一定方向を指向する磁場発生部材24に対するカプセル型内視鏡2の指向方向の変動状態を検出することとなる。すなわち、CCD13によって撮像された磁場発生部材24に関する画像は、磁場発生部材の指向方向に対する、カプセル型内視鏡2に対して固定された状態で設定された所定方位の軸の方位を検出することとなり、かかる観点より本実施の形態におけるCCD13は、方位検出手段として機能することとなる。
When the
次に、位置検出装置3について説明する。位置検出装置3は、被検体1内部におけるカプセル型内視鏡2の位置を検出する機能を有すると共に、カプセル型内視鏡2との間で無線通信を行う機能を有する。図1にも示したように、位置検出装置3は、カプセル型内視鏡2から送信された無線信号を受信するための受信用アンテナA1〜Anと、カプセル型内視鏡2に対して給電用信号を含む無線信号を送信するための給電用アンテナB1〜Bmと、カプセル型内視鏡2に備わる永久磁石29から出力される静磁場の強度を検出する磁場強度検出装置6a〜6fと、磁場強度検出装置6a〜6hを被検体1の体表面上に固定する固定部材7a、7bと、磁場強度検出装置6a〜6hによって検出された磁場強度に基づくカプセル型内視鏡2の位置情報を導出する位置情報導出装置8とを備える。
Next, the position detection device 3 will be described. The position detection device 3 has a function of detecting the position of the
受信用アンテナA1〜Anおよび給電用アンテナB1〜Bmは、それぞれカプセル型内視鏡2との間で無線信号の受信および送信を行うためのものである。受信用アンテナA1〜An等は、具体的には、ループアンテナと、ループアンテナを被検体1の体表面上に固定するための固着手段とを備えた構成を有する。
The receiving antennas A1 to An and the feeding antennas B1 to Bm are for receiving and transmitting radio signals to and from the
磁場強度検出装置6a〜6hは、それぞれが配置された場所における磁場強度を検出するためのものである。図4は、磁場強度検出装置6a〜6hのそれぞれの具体的な構成について示す模式図である。図4に示すように、磁場強度検出装置6a〜6hは、磁場センサ部41を備える球状体39と、球状体39を浮遊状態で保持するために球状体39の外表面を覆うよう配置された液体40と、液体40を保持するためのケース部材38と、ケース部材38の外部に設けられた構成要素によって形成されている。
The magnetic field
球状体39は、磁場センサ部41と、磁場センサ部41の駆動状態等を制御する磁場測定系制御部42と、球状体39の外部と無線通信を行う際に必要に応じて信号の変調および復調を行う送受信ユニット45と、外部との無線通信を行うための送受信アンテナ46とを備える。また、球状体39は、磁場センサ部41等を駆動する電力を保持する蓄電器43と、外部から送信される給電用信号を電力に変換する受電ユニット44と、外部から送信される給電用信号を受信して受電ユニットに供給するための受電アンテナ47とを備える。
The spherical body 39 includes a magnetic field sensor unit 41, a magnetic field measurement system control unit 42 that controls the driving state of the magnetic field sensor unit 41, and modulation and signal modulation as necessary when performing wireless communication with the outside of the spherical body 39. A transmission /
さらに、球状体39は、磁場センサ部41の磁場検出方向(後述)の延長上に配置され、他の構成要素よりも重い部材によって形成された加重部材48を備える。球状体39は、液体40中に浮遊した状態で保持されることから、加重部材48の作用によって、球状体39は磁場強度検出装置6の状態の変動に関わらず常に加重部材48が鉛直下方向底部に位置する状態を維持する。
Furthermore, the spherical body 39 includes a weight member 48 that is disposed on an extension of the magnetic field detection direction (described later) of the magnetic field sensor unit 41 and is heavier than other components. Since the spherical body 39 is held in a floating state in the liquid 40, the spherical body 39 is always kept in the vertical downward direction by the action of the weighting member 48 regardless of the change in the state of the magnetic field
磁場センサ部41は、所定方向に進行する磁場を検出する機能(以下、かかる磁場方向のことを「磁場検出方向」と称する)を有するMIセンサ等の磁場強度検出センサによって構成されている。MIセンサは、例えば例えばFeCoSiB系アモルファスワイヤを感磁媒体として用いた構成を有し、感磁媒体に高周波電流を通電した際に、外部磁界に起因して感磁媒体の磁気インピーダンスが大きく変化するMI効果を利用して磁場強度の検出を行っている。磁場センサ部41は、図4の矢印に示す方向の磁場検出方向を備えており、かかる磁場検出方向の延長上に加重部材48が配置された構成を有することから、磁場センサ部41は、磁場検出方向が常に鉛直方向と一致した状態で保持されることとなり、磁場強度検出装置6が配置された領域に存在する磁場のうち、鉛直方向に進行する磁場成分の強度を検出することとなる。
The magnetic field sensor unit 41 includes a magnetic field intensity detection sensor such as an MI sensor having a function of detecting a magnetic field traveling in a predetermined direction (hereinafter, this magnetic field direction is referred to as “magnetic field detection direction”). For example, the MI sensor has a configuration using, for example, an FeCoSiB amorphous wire as a magnetosensitive medium, and when a high frequency current is applied to the magnetosensitive medium, the magnetic impedance of the magnetosensitive medium greatly changes due to an external magnetic field. Magnetic field strength is detected using the MI effect. The magnetic field sensor unit 41 includes a magnetic field detection direction indicated by an arrow in FIG. 4 and has a configuration in which a weight member 48 is disposed on an extension of the magnetic field detection direction. The detection direction is always held in a state where it coincides with the vertical direction, and the intensity of the magnetic field component traveling in the vertical direction is detected among the magnetic fields existing in the region where the magnetic field
また、磁場強度検出装置6は、ケース部材38の外部近傍に給電用信号を送信する給電アンテナ49と、磁場センサ部41によって検出された磁場強度の受信等を行う送受信アンテナ50と、給電アンテナ49と電気的に接続された給電ユニット51と、送受信アンテナ50と電気的に接続された送受信ユニット52とを備える。また、給電ユニット51および送受信ユニット52は、制御部53と電気的に接続され、制御部53による制御の下で動作する。制御部53は、位置情報導出装置8と電気的に接続されており、位置情報導出装置8による制御に基づいて動作すると共に、磁場センサ部41によって検出された磁場強度を位置情報導出装置8に対して出力する機能を有する。
The magnetic field
固定部材7a、7bは、磁場強度検出装置6a〜6hを被検体1に対して固定するためのものである。具体的には、固定部材7a、7bは、例えば弾性部材によって環状に形成されており、被検体1の胴部に密着した状態で固定される構成を有する。磁場強度検出装置6a〜6dおよび磁場強度検出装置6e〜6hは、固定部材7a、7bによってそれぞれ被検体1に対して所定の位置に固着されており、固定部材7a、7bを被検体1の胴部に密着固定することによって、磁場強度検出装置6a〜6hは、被検体1に対する相対位置が固定された状態で配置されることとなる。
The fixing
次に、位置情報導出装置8について説明する。位置情報導出装置8は、磁場強度検出装置6a〜6hによって検出された磁場強度に基づくカプセル型内視鏡2の位置導出等を行う機能等を有する。図5は、位置情報導出装置8の構成を示すブロック図である。
Next, the position
まず、位置情報導出装置8は、カプセル型内視鏡2から無線送信された、被検体1内部の画像データを受信する受信装置としての構成を有する。具体的には、位置情報導出装置8は、受信用アンテナA1〜Anの中からデータ受信に使用するものを選択するアンテナ選択部57と、選択した受信用アンテナ受信された無線信号に対して復調等の所定の処理を行い、無線信号の中からカプセル型内視鏡2によって取得された画像データを抽出し、出力する受信回路58と、出力された画像データに必要な処理を行う信号処理部59と、画像処理が施された画像データを記録するための記憶部60とを備える。
First, the position
アンテナ選択部57は、カプセル型内視鏡2から送信される無線信号を受信するのに最も適した受信用アンテナを選択するためのものである。具体的には、アンテナ選択部57は、あらかじめ受信用アンテナA1〜Anの位置を把握していると共に、位置演算部56によって導出されたカプセル型内視鏡2の位置に関する情報が入力される構成を有する。このため、アンテナ選択部57は、カプセル型内視鏡2の位置との関係において、最も良好な受信感度を有するものと推定される受信用アンテナを選択し、選択した受信用アンテナにおいて受信された無線信号を受信回路58に出力する機能を有する。
The
記憶部60は、信号処理部59から出力される画像データと、出力される画像データが撮像された時点におけるカプセル型内視鏡2の位置とを対応づけて記憶する機能を有する。すなわち、位置情報導出装置8は、図9にも示すように記憶部60に位置演算部56および信号処理部59において得られた情報が出力される構成を有しており、記憶部60は、これらの情報を対応づけた状態で記憶する機能を有する。この結果、記憶部60は、被検体1内部の所定領域の画像データと、かかる画像データを撮像した時点におけるカプセル型内視鏡2の位置とが対応づけられた状態で記憶されている。
The
また、位置情報導出装置8は、カプセル型内視鏡2に対して送信する給電用信号等を生成し、給電用アンテナB1〜Bmに対して出力する送信装置としての構成を有する。具体的には、位置情報導出装置8は、給電用信号を生成する機能および発振周波数を規定する機能を有する発振器61と、カプセル型内視鏡2の駆動状態の制御のためのコントロール情報信号を生成するコントロール情報入力部62と、給電用信号とコントロール情報信号とを合成する重畳回路63と、合成された信号の強度を増幅する増幅回路64とを備える。増幅回路64で増幅された信号は、給電用アンテナB1〜Bmに送られ、カプセル型内視鏡2に対して送信される。なお、位置情報導出装置8は、所定の蓄電装置またはAC電源アダプタ等を備えた電力供給部を備え、位置情報導出装置8の各構成要素は、電力供給部から供給される電力を駆動エネルギーとしている。
The position
さらに、位置情報導出装置8は、磁場強度検出装置6a〜6hによって検出された磁場強度に基づいて、カプセル型内視鏡2の位置を導出するための構成を有する。具体的には、位置情報導出装置8は、磁場強度検出装置6a〜6hによって検出された磁場強度に基づいて磁場強度検出装置6a〜6hのそれぞれとカプセル型内視鏡2との間の距離を導出する距離導出部55と、距離導出部55によって導出された距離に基づいてカプセル型内視鏡2の位置を導出する位置演算部56とを備える。
Further, the position
距離導出部55は、入力された磁場強度に基づいて、基準装置および被選択装置とカプセル型内視鏡2との間の距離を導出するためのものである。具体的には、距離導出部55は、入力された磁場強度と(1)式とに基づいて、磁場強度が検出された磁場強度検出装置とカプセル型内視鏡2との間の距離を導出する機能を有する。
The
位置演算部56は、基準装置等として選択された磁場強度検出装置とカプセル型内視鏡2との間の距離に基づいて所定の演算処理を行うことによって、カプセル型内視鏡2の位置を導出するためのものである。また、位置演算部56は、カプセル型内視鏡2の位置を導出した後、導出結果を記憶部60に出力する機能を有する。
The
次に、位置情報導出装置8を用いたカプセル型内視鏡2の位置検出について簡単に説明する。図6は、位置検出動作を説明するためのフローチャートであり、図7は、位置情報導出装置8によって行われるカプセル型内視鏡2の位置検出動作を説明するための模式図である。図7において、磁場強度検出装置6a〜6hの位置座標は、直交三次元座標系においてそれぞれ(0、0、a)、(a、0、a)、・・・と定められているものとし、導出するカプセル型内視鏡2の位置座標を(x、y、z)とする。
Next, the position detection of the
まず、磁場強度検出装置6a〜6hのそれぞれによってカプセル型内視鏡2から出力される静磁場の強度が検出され(ステップS101)、検出された磁場強度に関する情報は、位置情報導出装置8に備わる距離導出部55に対して出力される。そして、距離導出部55は、入力された磁場強度に基づいて、磁場強度検出装置6a〜6hのそれぞれとカプセル型内視鏡2との間の距離を導出する(ステップS102)。具体的には、距離導出部55は、(1)式に示した演算を行うことによって距離の導出を行う。そして、位置演算部56は、導出された距離に基づいて、カプセル型内視鏡2の被検体1内における位置を導出し(ステップS103)、記憶部60は、導出された位置に関する情報を、カプセル型内視鏡2から送信された画像データとあわせて記憶する(ステップS104)。
First, the strength of the static magnetic field output from the
ステップS103におけるカプセル型内視鏡2の位置の導出について説明する。図7に示すように、ステップS102において、磁場強度検出装置6a〜6hとカプセル型内視鏡2との間の距離が、それぞれra、rb、・・・と導出されており、カプセル型内視鏡2の位置(x、y、z)と磁場強度検出装置6a〜6hとの関係は、
(x−0)2+(y−0)2+(z−a)2=ra 2 ・・・(2)
(x−a)2+(y−0)2+(z−a)2=rb 2 ・・・(3)
(x−a)2+(y−a)2+(z−0)2=rc 2 ・・・(4)
(x−0)2+(y−a)2+(z−a)2=rd 2 ・・・(5)
(x−0)2+(y−0)2+(z−0)2=re 2 ・・・(6)
(x−a)2+(y−0)2+(z−0)2=rf 2 ・・・(7)
(x−a)2+(y−a)2+(z−0)2=rg 2 ・・・(8)
(x−0)2+(y−a)2+(z−0)2=rh 2 ・・・(9)
と表されることとなる。かかる式を解くことによってカプセル型内視鏡2の位置(x、y、z)の値は導出される。ここで、被検体1の姿勢変化等に起因して磁場強度検出装置6a〜6hの位置座標は若干ながら変動する可能性があることから、本実施の形態において位置演算部56は、(2)〜(9)式に基づいて導出されるx、y、zの値の変動幅が最も小さくなるよう、例えば最尤法を用いて磁場強度検出装置6a〜6hの位置座標を調整しつつカプセル型内視鏡2の位置を導出している。
Derivation of the position of the
(X-0) 2 + (y-0) 2 + (za) 2 = r a 2 (2)
(X−a) 2 + (y−0) 2 + (za) 2 = r b 2 (3)
(X−a) 2 + (y−a) 2 + (z−0) 2 = r c 2 (4)
(X-0) 2 + (ya) 2 + (za) 2 = r d 2 (5)
(X-0) 2 + ( y-0) 2 + (z-0) 2 =
(X−a) 2 + (y−0) 2 + (z−0) 2 = r f 2 (7)
(X-a) 2 + (ya) 2 + (z-0) 2 = r g 2 (8)
(X-0) 2 + (ya) 2 + (z-0) 2 = r h 2 (9)
Will be expressed. By solving this equation, the value of the position (x, y, z) of the
次に、被検体1内におけるカプセル型内視鏡2の方位検出について説明する。既に図3を参照しつつ説明したように、カプセル型内視鏡2内において、磁場発生部材24は、光学系32および反射部材33を介して自身の像をCCD13に投影するよう配置されている。従って、CCD13によって撮像される画像66には、図8に示すように、通常撮像される被検体内画像67のみならず磁場発生部材24を撮像した画像68が含まれることとなる。
Next, the direction detection of the
そして、CCD13は撮像窓部36を介して入力され、光学系34を介して結像される被検体内画像の撮像を行うことが本来的な機能であることから、撮像窓部36および光学系34に対して固定された位置に配置されている。このことは、換言すれば、CCD13の撮像視野は、カプセル型内視鏡2に対して固定され、さらにはカプセル型内視鏡2の指向方向に対して固定されることとなる。
The
一方で、磁場発生部材24は、図3にも示したようにケース部材26中に封入された液体27中を浮遊した状態で配置されている。さらに、磁場発生部材24は加重部材30を備えた構成を有することから、磁場発生部材24は、カプセル型内視鏡2内に保持されながら、カプセル型内視鏡2の指向方向の変化にかかわらずに永久磁石29の長手方向が鉛直方向と平行となる状態を維持することとなる。
On the other hand, the magnetic
以上のことから、CCD13に撮像される磁場発生部材24の像は、カプセル型内視鏡2の指向方向と鉛直方向との関係を反映したものとなる。すなわち、磁場発生部材24は、永久磁石29の長手方向が鉛直方向と一致した状態を維持する一方、CCD13の撮像視野は、カプセル型内視鏡2の指向方向と一定の関係を保持した状態を維持している。従って、カプセル型内視鏡2の指向方向の変動につれてCCD13に撮像された磁場発生部材24の像は変化し、かかる変化がカプセル型内視鏡2の指向方向と鉛直方向との間の方位の変化を反映したものとなる。この結果、CCD13によって撮像された画像データを目視することにより、鉛直方向に対する、撮像時におけるカプセル型内視鏡2の方位を検出することが可能となる。以上のメカニズムに基づいて、本実施の形態では、撮像手段たるCCD13が方位検出手段としても機能している。
From the above, the image of the magnetic
次に、本実施の形態にかかる被検体内位置検出システムの利点について説明する。まず、本実施の形態にかかる被検体内位置検出システムは、カプセル型内視鏡2内に備わる磁場発生部材24によって形成される静磁場に基づいてカプセル型内視鏡2の位置を導出することとしている。電磁波等と異なり、静磁場は、伝播領域における比誘電率の変動にかかわらずほぼ一意に強度が減衰する特性を有することから、(1)式の関係が良好に成立するという特徴を有する。従って、人体内部のように、比誘電率が互いに異なる臓器等が存在する空間内における位置検出であっても、電磁波等による位置検出の場合と比較して高い精度で位置検出を行うことが可能という利点を有する。
Next, advantages of the in-subject position detection system according to the present embodiment will be described. First, the in-subject position detection system according to the present embodiment derives the position of the
かかる静磁場による利点としては、カプセル型内視鏡2を被検体1内に導入する際に、被検体1の負担を軽減することも挙げられる。すなわち、上述の理由により、本実施の形態にかかる被検体内位置検出システムでは、カプセル型内視鏡2の周囲環境の相違による位置検出精度の低下が抑制されるという利点があるため、例えば、カプセル型内視鏡2を被検体1内に導入する際に、他の検査方法のように飲食を控える等の制限を行う必要がない。従って、被検体1はカプセル型内視鏡2を用いた検査時においても通常生活を営むことが可能となり、検査における被検体1の負担を低減することが可能である。
An advantage of such a static magnetic field is that the burden on the subject 1 is reduced when the
また、本実施の形態にかかる被検体内位置検出システムでは、カプセル型内視鏡2内に保持された磁場発生部材24は、カプセル型内視鏡2の指向方向の変動にかかわらず出力磁場方向が鉛直方向と平行となる状態を維持する。また、磁場検出装置6a〜6h内に保持される磁場センサ部41は、被検体1の姿勢等の変化にかかわらず、磁場検出方向が鉛直方向と平行となる状態を維持している。このため、本実施の形態にかかる被検体内位置検出システムでは、磁場発生部材24による磁場出力方向と磁場センサ部41の磁場検出方向とが常に平行となる状態を維持することとなる。
Further, in the in-subject position detection system according to the present embodiment, the magnetic
かかる構成を採用することによって、本実施の形態にかかる被検体内位置検出システムは、高感度の磁場強度検出が可能という利点を有する。すなわち、磁場発生部材24から出力される静磁場は、被検体1の外部においても大部分が磁場出力方向と平行方向に進行することとなるため、磁場センサ部41の磁場検出方向が磁場発生部材24による磁場方向と平行となることによって、磁場発生部材24から出力された静磁場を効率よく検出することが可能となり、高感度の磁場強度検出が可能となる。なお、かかる利点を享受するためには、磁場センサ部41の磁場検出方向と磁場発生部材24による磁場出力方向とが平行であれば良く、両者が鉛直方向と平行である必要は必ずしもない。
By adopting such a configuration, the in-subject position detection system according to the present embodiment has the advantage that highly sensitive magnetic field strength detection is possible. That is, most of the static magnetic field output from the magnetic
さらに、本実施の形態にかかる被検体内位置検出システムは、特に磁場検出装置6a〜6hに関して磁場センサ部の構成を単純化することが可能である。すなわち、磁場発生部材24からの磁場出力方向と磁場センサ部の磁場検出方向とが相関関係を有さない場合には、磁場検出装置は3軸方向に関して磁場強度検出機構を備える必要があり、かかる場合、一般にはx方向、y方向およびz方向のそれぞれに関して磁場検出方向を有する磁場センサ部を備える必要がある。これに対して、本実施の形態にかかる被検体内位置検出システムは、磁場センサ部41の磁場検出方向が磁場発生部材24の磁場出力方向と一致する状態で配置されていることから、磁場検出機構は1方向にのみ磁場検出機能を有するものを用いることが可能であり、磁場検出機構の構成を単純化することが可能である。
Furthermore, the in-subject position detection system according to the present embodiment can simplify the configuration of the magnetic field sensor unit particularly with respect to the magnetic
また、本実施の形態にかかる被検体内位置検出システムは、地磁気成分の影響を排除することが可能であるという利点を有する。すなわち、磁場発生部材24からの磁場出力方向は鉛直方向であり、磁場強度検出装置6a〜6hは鉛直方向の磁場成分の強度を検出する機能を有する。これに対して、地磁気成分は鉛直方向とほぼ垂直な方向、すなわちほぼ水平方向に進行することから、磁場強度検出装置6a〜6hは、本来的に地磁気成分の強度を検出することはなく、特殊なフィルタリング機構を備えることなく地磁気成分の影響を排除することが可能である。
Further, the in-subject position detection system according to the present embodiment has an advantage that the influence of the geomagnetic component can be eliminated. That is, the magnetic field output direction from the magnetic
さらに、本実施の形態にかかる被検体内位置検出システムは、磁場発生部材24が一方向(鉛直方向)を常に指向することを利用して、カプセル型内視鏡2の指向方向の変化を検出する機構を有している。上記したように、磁場発生部材24の指向方向を一定に保持する構成としたのは、一義的にはカプセル型内視鏡2の位置検出上の便宜のためであるが、本実施の形態ではさらに、かかる構成を利用してカプセル型内視鏡2の指向方向を検出している。かかる構成を用いてカプセル型内視鏡2の指向方向を検出することによって、簡易かつ正確な方位検出を行うことが可能となる。
Further, the in-subject position detection system according to the present embodiment detects a change in the direction of the
また、本実施の形態にかかる被検体内位置検出システムは、撮像手段たるCCD13を、方位検出手段としても機能させている。従って、別途方位検出手段を配置した構成とする必要が無く、被検体1内に導入する故に小型化が要請されるカプセル型内視鏡2の大型化を防止することができる。
In the in-subject position detection system according to the present embodiment, the
また、撮像手段に方位検出手段としての機能を持たせることによる別の利点も存在する。すなわち、CCD13が方位検出手段として機能する結果、CCD13によって撮像される画像は、図8に示す内容となる。図8に示される被検体内画像67と、磁場発生部材24を撮像した画像である画像68とは、当然のことながらCCD13によって同時に撮影されたものである。このことは、CCD13によって撮像される被検体内画像に対して、常に撮像時刻におけるカプセル型内視鏡2の指向方向に関する情報が付加されることを意味しており、かかる構成を有することで、医師、看護士等は、表示装置4上に表示された被検体内画像を観察する際に、常にカプセル型内視鏡2の指向方向についても検知することが可能であるという利点を有することとなる。
In addition, there is another advantage by providing the imaging unit with a function as a direction detection unit. That is, as a result of the
以上、実施の形態に渡って本発明を説明したが、本発明は上記のものに限定されず、当業者であれば様々な実施例、変形例および応用例に想到することが可能である。例えば、本実施の形態では方位検出手段として撮像手段たるCCDを流用する構成を採用しているが、かかる構成に限定する必要はなく、撮像手段とは別に方位検出手段を設けることとしても良い。かかる場合の方位検出手段としては、例えばカプセル型内視鏡2内に固定された磁場センサを新たに設け、かかる磁場センサによって検出される磁場発生部材24からの磁場の検出方向の変動に基づいて方位検出を行うこと等が可能である。
As described above, the present invention has been described over the embodiments. However, the present invention is not limited to the above, and those skilled in the art can conceive various examples, modifications, and application examples. For example, in the present embodiment, a configuration in which a CCD serving as an imaging unit is used as the direction detection unit is employed. However, the configuration is not limited to this configuration, and the direction detection unit may be provided separately from the imaging unit. As an azimuth detecting means in such a case, for example, a magnetic field sensor fixed in the
また、実施の形態では、複数の磁場強度検出装置6および磁場強度検出装置6について、それぞれが立方体の頂点を検出するよう被検体1の外表面上に配置する構成としているが、かかる配置態様に限定する必要はない。すなわち、磁場強度検出装置6等については、あらかじめ被検体1に対する相対位置が把握されていれば足り、かかる相対位置を用いれば、立方体状に配置されなくとも位置検出は可能である。また、磁場強度検出装置6等の個数についても8個に限定する必要はなく、最も簡易な構成としては単一の磁場強度検出装置6等を用いたシステムを構築することが可能である。すなわち、被検体内導入装置たるカプセル型内視鏡2は、被検体1内を任意に移動するのではなく、食道、胃、小腸および大腸等の所定臓器内のある程度定まった経路に従って移動する構成を有する。従って、あらかじめ被検体内導入装置の移動経路を前もってある程度把握しておくことは可能であり、事前に把握した経路情報と、単一の磁場強度検出装置によって受信された静磁場の強度とを用いて被検体内導入装置の位置検出を行うこととしても良い。
In the embodiment, the plurality of magnetic field
また、給電用アンテナB1〜Bmから出力される無線信号としては、必ずしもコントロール情報信号と給電用信号とを重畳したものとする必要はないし、さらには位置検出装置からカプセル型内視鏡に対して無線送信を行わない構成としても良い。また、給電用信号と、コントロール情報信号以外の信号とを重畳して送信する構成としても良い。さらに、位置検出装置3は、カプセル型内視鏡から出力される無線信号の受信のみを行う構成としても良い。 In addition, the radio signals output from the power feeding antennas B1 to Bm do not necessarily have to superimpose the control information signal and the power feeding signal, and further, from the position detection device to the capsule endoscope. It is good also as a structure which does not perform radio | wireless transmission. Further, a configuration may be adopted in which a power feeding signal and a signal other than the control information signal are superimposed and transmitted. Further, the position detection device 3 may be configured to only receive a radio signal output from the capsule endoscope.
また、実施の形態では、給電用アンテナB1〜Bmの選択に関して特に言及していないが、受信用アンテナA1〜Anの場合と同様に、カプセル型内視鏡2の位置に基づいて最適なものを選択して無線送信を行う構成としても良い。すなわち、給電用信号等の供給効率を向上させるために、すべての給電用アンテナから一様に無線信号を送信するのではなく、カプセル型内視鏡2の位置情報を用いることで、カプセル型内視鏡2内に備わる受信用アンテナ18の指向方向等に対応したアンテナ選択を行うことも可能である。
In the embodiment, no particular mention is made regarding the selection of the feeding antennas B1 to Bm. However, as in the case of the receiving antennas A1 to An, an optimal one is selected based on the position of the
1 被検体
2 カプセル型内視鏡
3 位置検出装置
4 表示装置
5 携帯型記録媒体
6a〜6h 磁場強度検出装置
7a、7b 固定部材
8 位置情報導出装置
11 LED
12 LED駆動回路
13 CCD
14 CCD駆動回路
15 送信回路
16 送信用アンテナ
17 システムコントロール回路
18 受信用アンテナ
19 分離回路
20 電力再生回路
21 昇圧回路
22 蓄電器
23 コントロール情報検出回路
24 磁場発生部材
25 筐体
26 ケース部材
27 液体
28 球状体
29 永久磁石
30 加重部材
32 光学系
33 反射部材
34 光学系
35 カプセル胴部
36 撮像窓部
38 ケース部材
39 球状体
40 液体
41 磁場センサ部
42 磁場測定系制御部
43 蓄電器
44 受電ユニット
45 送受信ユニット
46 送受信アンテナ
47 受電アンテナ
48 加重部材
49 給電アンテナ
50 送受信アンテナ
51 給電ユニット
52 送受信ユニット
53 制御部
55 距離導出部
56 位置演算部
57 アンテナ選択部
58 受信回路
59 信号処理部
60 記憶部
61 発振器
62 コントロール情報入力部
63 重畳回路
64 増幅回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
12
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記被検体内導入装置は、
当該被検体内導入装置の指向方向の変化にかかわらず一定方向に指向した状態を維持すると共に静磁場を形成する磁場発生部材と、
前記磁場発生部材の指向方向に対する、当該被検体内導入装置に対して固定された所定軸の方位を検出する方位検出手段と、
前記方位検出手段の検出結果を外部に送信する無線送信手段と、
を備え、
前記位置検出装置は、
前記磁場発生部材によって形成された静磁場と平行な磁場成分の強度を検出する磁場強度検出手段と、
前記磁場強度検出手段によって検出された磁場強度に基づいて前記被検体内における前記被検体内導入装置の位置情報を導出する位置情報導出手段と、
前記無線送信手段から送信された無線信号を受信する無線受信手段と、
を備えたことを特徴とする被検体内位置検出システム。 An in-subject introduction device that is introduced into the subject and moves within the subject, and a position detection device that is disposed outside the subject and acquires position information of the in-subject introduction device within the subject; An in-subject position detection system comprising:
The in-subject introduction device comprises:
A magnetic field generating member that maintains a state oriented in a certain direction regardless of a change in the orientation direction of the in-subject introduction apparatus and forms a static magnetic field;
Azimuth detecting means for detecting the azimuth of a predetermined axis fixed with respect to the in-subject introduction apparatus with respect to the directional direction of the magnetic field generating member;
Wireless transmission means for transmitting the detection result of the azimuth detection means to the outside;
With
The position detection device includes:
Magnetic field strength detection means for detecting the strength of a magnetic field component parallel to the static magnetic field formed by the magnetic field generating member;
Position information deriving means for deriving position information of the in-subject introduction apparatus in the subject based on the magnetic field strength detected by the magnetic field strength detecting means;
Wireless receiving means for receiving a wireless signal transmitted from the wireless transmitting means;
An in-subject position detection system comprising:
前記無線送信手段は、前記撮像手段によって撮像された画像データを外部に送信することを特徴とする請求項1に記載の被検体内位置検出システム。 The in-subject introduction device further includes an imaging means for imaging the inside of the subject,
The in-subject position detection system according to claim 1, wherein the wireless transmission unit transmits image data captured by the imaging unit to the outside.
前記撮像手段は、前記被検体内導入装置内に固定された状態で配置されると共に、前記被検体内導入装置に対する前記磁場発生部材の方位が変動した状態を撮像することによって、前記方位検出手段として機能することを特徴とする請求項2に記載の被検体内位置検出システム。 The magnetic field generating member is arranged so that an image is projected into the field of view of the imaging means,
The imaging means is arranged in a fixed state in the intra-subject introduction apparatus, and the orientation detection means is configured to take an image of a state in which the orientation of the magnetic field generating member with respect to the intra-subject introduction apparatus varies. The in-subject position detection system according to claim 2, which functions as:
前記磁場強度検出手段は、前記被検体の姿勢変動にかかわらず前記磁場成分の検出方向が鉛直方向と平行な状態を維持することを特徴とする請求項1または2に記載の被検体内位置検出システム。 The magnetic field generating member maintains a state in which the output direction of the static magnetic field is parallel to the vertical direction regardless of the change in the directivity direction of the in-subject introduction apparatus,
The in-subject position detection according to claim 1 or 2, wherein the magnetic field intensity detection means maintains a state in which the detection direction of the magnetic field component is parallel to the vertical direction regardless of the posture variation of the subject. system.
前記位置情報導出手段は、複数の前記磁場検出手段において検出された磁場強度に基づいて前記被検体内導入装置と前記複数の磁場検出手段のそれぞれとの間の距離を導出し、導出した距離に基づいて前記被検体内導入装置の位置を導出することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の被検体内位置検出システム。 The position detection device includes a plurality of the magnetic field strength detection means,
The position information deriving unit derives a distance between the in-subject introduction device and each of the plurality of magnetic field detecting units based on the magnetic field strength detected by the plurality of magnetic field detecting units, and sets the derived distance to The in-subject position detection system according to claim 1, wherein the position of the in-subject introduction apparatus is derived based on the position.
前記位置検出装置は、前記位置情報導出手段によって導出された前記被検体内導入装置の位置に基づいて、無線信号の受信に使用する前記受信用アンテナを選択する選択手段をさらに備えることを特徴とする請求項5に記載の被検体内位置検出システム。 The wireless receiving means includes a plurality of receiving antennas,
The position detection device further includes selection means for selecting the reception antenna to be used for receiving a radio signal based on the position of the in-subject introduction device derived by the position information deriving means. The in-subject position detection system according to claim 5.
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JP2004095883A JP2005278817A (en) | 2004-03-29 | 2004-03-29 | Position detecting system for inside of examinee's body |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2004
- 2004-03-29 JP JP2004095883A patent/JP2005278817A/en not_active Withdrawn
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