CN101623196A - 引导系统以及引导方法 - Google Patents

Abstract

提供一种引导系统以及引导方法，该引导系统具备：胶囊型装置，其具备被固定在胶囊型的壳体内的永久磁铁，被导入到被检体内；以及位置控制装置，其具有相对位置控制机构和磁场产生机构，该相对位置控制机构改变规定轴与上述被检体的相对位置，该磁场产生机构在配置有上述被检体的空间中形成如下磁场，该磁场包含向上述规定轴吸引上述永久磁铁的约束磁场成分和向与使上述相对位置改变的方向相同或者相反的方向对上述永久磁铁施力的梯度磁场成分中的至少一方。

Description

引导系统以及引导方法

技术领域

本发明涉及一种引导系统、位置控制装置以及引导方法，特别是涉及一种用于对被检体内导入装置在被检体内的位置进行引导的引导系统、位置控制装置以及引导方法。

背景技术

以往，在观察人、动物等被检体的内部的装置中存在具备管型的探针的内窥镜(以下简称为内窥镜)、胶囊型的内窥镜(以下简称为胶囊内窥镜)等。

在内窥镜中存在电子内窥镜、在探针内通过了光纤束的纤维镜(fiber scope)等，该电子内窥镜在前端部设置有CCD(chargecoupled device：电荷耦合器件)传感器、CMOS(complementarymetal oxide semiconductor：互补型金属氧化物半导体)传感器等。将这种内窥镜的探针从被检体的口、肛门等插入来获取被检体内部的图像(例如参照日本专利第3898781号公报)。

另一方面，胶囊内窥镜是被导入到被检体内的胶囊型的被检体内导入装置，具备能够由人、动物等吞服的程度的大小。该胶囊内窥镜例如经口部被导入到被检体内。被导入到被检体内部的胶囊内窥镜例如定期地拍摄被检体内部，将拍摄得到的被检体内部的图像作为无线信号发送到外部的接收装置(例如参照日本特开2003-70728号公报)。

观察者通过单独地或连续地再现由内窥镜或胶囊内窥镜得到的多个图像，并观察该多个图像，由此观察被检体的内部。

在此，胶囊内窥镜通常以自由的状态被导入到被检体内部。因此，只要胶囊内窥镜在被检体内部的位置、方向不受被检体内管腔的内壁等的限制就是自由的。然而，如果胶囊内窥镜在被检体内的位置、方向不确定，则观察者很难确定胶囊内窥镜正在拍摄被检体内部的哪个位置。另外，如果无法控制胶囊内窥镜在被检体内的位置、方向，则观察者很难观察所要求的被检体内的位置。

因此，在以往，通过在胶囊内窥镜中装载永久磁铁，使该永久磁铁与形成于外部的磁场发生作用，由此对胶囊内窥镜的位置、方向进行了控制。例如在对漂浮在储存于被检体内的胃内的液体中的胶囊内窥镜的位置进行控制的情况下，从外部对被固定于胶囊内窥镜内的永久磁铁施加使该永久磁铁的位置、方向固定的磁场(以下将其称为约束磁场)。

然而，该约束磁场在使胶囊内窥镜停留的目标位置(以下称为约束位置)附近的磁场强度的高低差(以下称为斜率)平缓。因此，在改变被检体与胶囊内窥镜的相对位置的情况下，很难保持胶囊内窥镜被捕获在所期望的位置上的状态。即，很难将约束磁场在约束位置附近的强度分布设为陡峭的分布以达到能够与作用于胶囊内窥镜的摩擦力或惯性力等的力相抵消地使胶囊内窥镜停留在约束位置的程度。

例如，在通过使载置有被检体的床相对于约束位置移动来改变被检体与漂浮在被导入到被检体内的液体中的胶囊内窥镜的相对位置的情况下，由于床的移动而惯性力、液体的摩擦力等对被导入到被检体内的胶囊内窥镜产生作用。因此，胶囊内窥镜想要与被检体一起移动，但是由于要阻止该移动的约束磁场在约束位置附近的斜率平缓，因此很难保持该胶囊内窥镜被捕获在所期望的位置上的状态。上述情形在以固定被检体的状态使约束位置移动的情况、使床与约束位置相互移动的情况下也相同。

发明内容

本发明的一个方式所涉及的引导系统具备：胶囊型装置，其具备被固定在胶囊型的壳体内的永久磁铁，被导入到被检体内；以及位置控制装置，其具有相对位置控制机构和磁场产生机构，该相对位置控制机构改变规定轴与上述被检体的相对位置，该磁场产生机构在配置有上述被检体的空间中形成磁场，该磁场包含向上述规定轴吸引上述永久磁铁的约束磁场成分和向与改变上述相对位置的方向相同或者相反的方向对上述永久磁铁施力的梯度磁场成分中的至少一方。

另外，本发明的另一方式所涉及的位置控制装置是对胶囊型装置的位置进行引导的装置，该胶囊型装置具备被固定在胶囊型的壳体内的永久磁铁并被导入到被检体内。该位置控制装置具备：相对位置控制机构，其改变规定轴与上述被检体的相对位置；以及磁场产生机构，其在配置有上述被检体的空间中形成如下磁场，该磁场包含向上述规定轴吸引上述永久磁铁的约束磁场成分和向与改变上述相对位置的方向相同或者相反的方向对上述永久磁铁施力的梯度磁场成分中的至少一方。

并且，本发明的另一方式所涉及的引导方法对胶囊型装置的位置进行引导，该胶囊型装置具备被固定在胶囊型的壳体内的永久磁铁并被导入到被检体内，该引导方法包括以下步骤：约束磁场产生步骤，在配置有上述被检体的空间中形成向规定轴吸引上述永久磁铁的约束磁场；相对位置控制步骤，改变上述规定轴与上述被检体的相对位置；以及梯度磁场产生步骤，在上述空间中形成用于向与改变上述相对位置的方向相同或者相反的方向对上述永久磁铁施力的梯度磁场。

如果对照附图来阅读本发明的如下的详细说明，则能够进一步地理解以上所述的内容和本发明的其它特征、优点以及技术上且产业上的意义。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的胶囊内窥镜的概要外观结构例的立体图。

图2是表示本发明的实施方式1的胶囊内窥镜的概要结构例的框图。

图3是用于说明使本发明的实施方式1的胶囊内窥镜漂浮在导入到被检体内的液体中的情况的情形的概念图。

图4是表示本发明的实施方式1的胶囊内窥镜系统的结构的框图。

图5是表示本发明的实施方式1的胶囊内窥镜系统中的位置控制装置的概要结构例的立体图。

图6A是用于说明在本发明的实施方式1中构成为相对位置控制部使床在水平面(X-Y平面)中移动的情况下的床与约束磁场产生线圈的中心Z轴之间的位置关系的立体图。

图6B是用于说明图6A所示的床与约束磁场产生线圈的中心Z轴之间的位置关系的俯视图。

图7A是用于说明在本发明的实施方式1中构成为相对位置控制部使约束磁场产生线圈在水平面(X-Y平面)中移动的情况下的床与约束磁场产生线圈的中心Z轴之间的位置关系的立体图。

图7B是用于说明在本发明的实施方式1中构成为相对位置控制部使床沿X/-X方向移动并且使约束磁场产生线圈向Y/-Y方向移动的情况下的床与约束磁场产生线圈的中心Z轴之间的位置关系的立体图。

图8是表示本发明的实施方式1的约束磁场产生线圈的一例的立体图。

图9A是表示图8所示的约束磁场产生线圈中的X轴约束线圈的一例的立体图。

图9B是表示图9A示出的X轴约束线圈所形成的约束磁场X轴成分的概念图。

图10A是表示图8所示的约束磁场产生线圈中的Y轴约束线圈的一例的立体图。

图10B是表示图10A所示的Y轴约束线圈所形成的约束磁场Y轴成分的概念图。

图11A是表示图8所示的约束磁场产生线圈中的Z轴约束线圈的一例的立体图。

图11B是表示图11A示出的Z轴约束线圈所形成的约束磁场Z轴成分的概念图。

图12是表示本发明的实施方式1的变形例1-1的约束磁场产生线圈的一例的立体图。

图13是表示图12所示的约束磁场产生线圈中的Z轴约束线圈所形成的约束磁场Z轴成分的概念图。

图14是表示图12所示的约束磁场产生线圈中的X/Y轴约束线圈所形成的约束磁场X/Y轴成分的概念图。

图15是表示本发明的实施方式1的变形例1-2的约束磁场产生线圈的一例的立体图。

图16是表示本发明的实施方式1的约束磁场的强度分布与通过该约束磁场作用于胶囊内窥镜的约束力之间的关系的图。

图17是用于说明在本发明的实施方式1中通过约束磁场控制的胶囊内窥镜的方向的图。

图18是表示本发明的实施方式1的梯度磁场产生线圈的一例的立体图。

图19A是表示由图18所示的梯度磁场产生线圈中的X/Y轴梯度线圈分别形成的非对称磁场的一例的概念图。

图19B是表示由图19A所示的X/Y轴梯度线圈形成的梯度磁场的强度分布的一例的图。

图20是表示本发明的实施方式1的变形例1-3的梯度磁场产生线圈的一例的立体图。

图21A是表示由图20所示的梯度磁场产生线圈中的X/Y轴梯度线圈分别形成的非对称磁场的一例的概念图。

图21B是表示由图21A所示的X/Y轴梯度线圈形成的梯度磁场的强度分布的一例的图。

图22是表示本发明的实施方式1的位置控制装置变更床与约束磁场产生线圈之间的相对位置时的概要整体动作例的流程图。

图23是表示图22中的相对位置控制处理的具体例的流程图。

图24A是用于说明本发明的实施方式1的动作模式1的时序图。

图24B是用于说明本发明的实施方式1的动作模式2的时序图。

图24C是用于说明本发明的实施方式1的动作模式3的时序图。

图25是表示在图24C所示的动作模式3中在床加速期间对胶囊内窥镜产生的力和在检测空间内形成的梯度磁场的例子的概念图。

图26是表示在图24C所示的动作模式3中在床减速期间对胶囊内窥镜产生的力和在检测空间内形成的梯度磁场的例子的概念图。

图27A是用于说明本发明的实施方式1的动作模式4的时序图。

图27B是用于说明本发明的实施方式1的动作模式5的时序图。

图27C是用于说明本发明的实施方式1的动作模式6的时序图。

图28是表示在图27C所示的动作模式6中在床加速期间对胶囊内窥镜产生的力和在检测空间内形成的梯度磁场的例子的概念图。

图29是表示在图27C所示的动作模式6中在床减速期间对胶囊内窥镜产生的力和在检测空间内形成的梯度磁场的例子的概念图。

图30是表示本发明的实施方式2的胶囊内窥镜系统的结构的框图。

图31A是表示在本发明的实施方式2中使电流流过Z轴约束线圈时由Z轴约束线圈在中心Z轴附近形成的磁场的概念图。

图31B是表示图31A所示的磁场在包含中心Z轴的平面的磁场成分的图。

图32A是表示图31A和图31B所示的磁场的X轴方向的磁场强度的图。

图32B是表示图31A和图31B所示的磁场的Y轴方向的磁场强度的图。

图32C是表示图31A和图31B所示的磁场的Z轴方向的磁场强度的图。

图33A是表示在本发明的实施方式2中使电流流过X轴约束线圈时由X轴约束线圈在中心Z轴附近形成的磁场的概念图。

图33B是表示图33A所示的磁场在包含中心Z轴的平面的磁场成分的图。

图34A是表示图33A和图33B所示的磁场的X轴方向的磁场强度的图。

图34B是表示图33A和图33B所示的磁场的Y轴方向的磁场强度的图。

图34C是表示图33A和图33B所示的磁场的Z轴方向的磁场强度的图。

具体实施方式

实施方式1

下面，使用附图详细说明本发明的实施方式1的胶囊内窥镜系统1。在本实施方式1中，列举出将胶囊内窥镜100用作被检体内导入装置的胶囊内窥镜系统1，该胶囊内窥镜100经口部被导入到被检体内，漂浮在储存于被检体的胃、小肠、大肠等的液体中。另外，作为胶囊内窥镜100，列举出具备多个摄像单元的所谓的复眼的胶囊内窥镜。但是，并不限于此，例如能够使用如下的单眼或复眼的胶囊内窥镜等各种被检体内导入装置：在从被检体的食道直到肛门而在管腔内移动的过程中执行摄像动作，由此获取被检体内部的图像。

图1是表示本实施方式1的胶囊内窥镜100的概要外观结构例的立体图。图2是表示本实施方式1的胶囊内窥镜100的概要结构例的框图。

如图1所示，胶囊内窥镜100具备壳体120，该壳体120由两端开口的空心的圆筒部122以及分别被设置在圆筒部122的开口的两端的圆顶形的透明盖124A和124B构成。通过将透明盖124A和124B分别嵌入到圆筒部122的两个开口中，从而不透液体地密封壳体120内部。另外，在壳体120内的透明盖124A和124B侧分别设置有照明并拍摄被检体内部的摄像部105A和105B。

另外，如图2所示，胶囊内窥镜100在壳体120内部具备胶囊控制部102及摄像部105A和105B、摄像单元104、无线通信部106、电池108以及永久磁铁110。

摄像部105A包括蓄积与所入射的光的光量相应的电荷的作为光电变换元件的CCD阵列105a以及照明被检体内部的一个以上的LED 105b。另外，摄像部105A以装载面通过盖124A侧朝向壳体120外部的方式被安装在壳体120内的被配置于盖124A侧的基板104A的装载面上。具体地说，摄像部105A的CCD阵列105a以受光面通过盖124A朝向壳体120外部的方式被安装在基板104A的装载面上。同样地，摄像部105A的各LED 105b以光的辐射方向通过盖124A朝向壳体120外部的方式被安装在基板104A的装载面上。通过这种配置，摄像部105A的视角VA1成为通过盖124A的方向(参照图2)。

另一方面，摄像部105B与摄像部105A同样地包括CCD阵列105a以及一个以上的LED 105b。摄像部105B以装载面通过被设置在与盖124A相反侧的盖124B朝向壳体120外部的方式被安装在配置于壳体120内的基板104B的装载面上。具体地说，摄像部105B的CCD阵列105a以受光面通过盖124B朝向壳体120外部的方式被安装在基板104B的装载面上。同样地，摄像部105B的各LED 105b以光的辐射方向通过盖124B朝向壳体120外部的方式被安装在基板104B的装载面上。通过这种配置，摄像部105B的视角VA2成为与摄像部105A的视角VA1相反方向的通过盖124B的方向(参照图2)。

此外，能够使用CMOS传感器阵列等各种光电变换元件来代替CCD阵列105a。另外，能够使用各种发光元件来代替LED105b。

摄像单元104定期地交替或同时地读取由摄像部105A或105B生成的图像信号，并对所生成的图像信号执行A/D变换等处理，由此生成图像数据。另外，摄像单元104将所生成的图像数据直接输入到无线通信部106，或者经由胶囊控制部102输入到无线通信部106。此外，摄像单元104将用于对读取出图像信号的摄像部105A/105B进行识别的信息以及读取出图像信号或者根据图像信号生成了图像数据的时刻的信息附加到所生成的图像数据中。

无线通信部106包括未图示的天线，将从摄像单元104输入的图像数据变换为无线信号，并发送到胶囊内窥镜100外的后述的接收装置300。此外，无线通信部106也可以接收从接收装置300发送的无线信号并将其输入到胶囊控制部102。

胶囊控制部102包括存储了用于执行各种动作的程序和参数的存储器，通过从该存储器中适当读取程序和参数并执行各种动作来控制胶囊内窥镜100内的各单元，由此定期地获取图像数据并将其发送到接收装置300。另外，在构成为通过无线通信部106从接收装置300输入控制命令等的情况下，根据被输入的控制命令等来控制胶囊内窥镜100内的各单元。

电池108对胶囊内窥镜100内的各单元提供电力。该电池108例如能够由纽扣电池等一次电池或二次电池构成。

永久磁铁110被固定在壳体120的例如圆筒部122内部。在此，使用图3说明使胶囊内窥镜100漂浮在导入到被检体内的液体910中的情况下的情形。图3是用于说明使胶囊内窥镜100漂浮在导入到被检体内的液体910中的情况下的情形的概念图。其中，在图3所示的例子中例示了用于控制胶囊内窥镜100的姿势(长轴La方向的方向)的磁场没有作用于该永久磁铁110的情况。

本实施方式1所例示的胶囊内窥镜100对于液体910的比重小于1。因此，如图3所示，胶囊内窥镜100漂浮在液体910中。此时，事先使胶囊内窥镜100的重心G沿着胶囊内窥镜100的长轴La(参照图1)偏离于胶囊内窥镜100的几何中心Cg。由此，漂浮在液体910中的胶囊内窥镜100的长轴La与铅垂方向(即，重力方向Dg)平行。换言之，能够使胶囊内窥镜100以直立的状态漂浮在液体910中。此外，胶囊内窥镜100的长轴La是指胶囊内窥镜100的长度方向的中心轴。两个摄像部105A和105B例如被配置成各自的CCD阵列105a的光学中心轴与长轴La重叠并且各自的摄像方向朝向相反侧。

永久磁铁110以其磁化方向Dmn和Dms相对于胶囊内窥镜100的长轴La具有斜率(例如垂直)的方式被固定在壳体120内部。此外，磁化方向Dmn是永久磁铁110的N极的磁化方向，磁化方向Dms是永久磁铁110的S极的磁化方向。通过以磁化方向Dmn和Dms相对于长轴La具有斜率的方式将永久磁铁110固定在壳体120内，例如能够通过从外部施加的磁场来对以胶囊内窥镜100的长轴La为中心的旋转方向Dr(或者与长轴La垂直的径向)的姿势进行控制。

另外，通过使磁场从外部作用于胶囊内窥镜100的永久磁铁110，能够控制胶囊内窥镜100的长轴La相对于重力方向Dg的斜率。即，通过使磁力线的方向相对于水平面具有角度的磁场作用于永久磁铁110，能够使胶囊内窥镜100相对于重力方向Dg倾斜使得永久磁铁110的磁化方向Dmn和Dms与该磁力线大致平行。

接着，使用附图详细说明使用了上述胶囊内窥镜100的胶囊内窥镜系统1。图4是表示本实施方式1的胶囊内窥镜系统1的结构的框图。图5是表示胶囊内窥镜系统1中的位置控制装置200的概要结构例的立体图。

如图4所示，胶囊内窥镜系统1具备：接收装置300，其从胶囊内窥镜100接收作为无线信号发送的图像数据等；以及位置控制装置200，其在检测空间K内形成作用于胶囊内窥镜100的永久磁铁110的磁场(约束磁场B_trap和梯度磁场B_grad)，并且对导入了胶囊内窥镜100的被检体900与约束磁场B_trap的中心轴的相对位置进行控制。此外，在本说明中，将与地表面垂直的方向设为Z轴，将通过后述的约束磁场产生线圈222的中心的Z轴称为中心Z轴Az。另外，为了便于说明，将后述的床206的长度方向设为X轴，将床206的宽度方向设为Y轴。因而，在本说明中，X-Y平面为水平面。并且，为了方便，将位置控制装置200作为对载置有被检体900的床206与约束磁场产生线圈222的中心Z轴Az的相对位置进行控制的装置进行说明。

接收装置300具备：接收天线302，其接收从胶囊内窥镜100发送的无线信号；胶囊图像接收装置310，其输入作为无线信号而从胶囊内窥镜100接收到的图像数据并执行规定的处理；以及胶囊图像显示装置320，其再现由胶囊图像接收装置310进行了规定的处理后的图像数据。由胶囊内窥镜100获取并作为无线信号而发送的被检体900内的图像数据通过接收天线302被输入到胶囊图像接收装置310，在被执行规定的处理之后，被显示在胶囊图像显示装置320上。

位置控制装置200具备：磁场产生部210，其形成约束磁场B_trap和梯度磁场B_grad；相对位置控制部240，其对床206与约束磁场产生线圈222的中心Z轴Az的相对位置进行控制；控制部250，其控制磁场产生部210和相对位置控制部240；以及操作部260，其由用户对控制部250输入各种控制命令。

相对位置控制部240与载置有作为检查对象的被检体900的床206和/或约束磁场产生线圈222相连接，通过使床206和/或约束磁场产生线圈222沿水平方向移动，来改变床206与约束磁场产生线圈222的中心Z轴Az的相对位置。此外，该床206上的空间是导入了被检体900的检测空间K，相对位置控制部240作为改变中心Z轴(规定轴)Az与被检体900的相对位置的相对位置控制机构而发挥功能，该相对位置控制部240包括床206以及驱动该床206的未图示的驱动机构和/或驱动后述的驱动约束磁场产生线圈222的未图示的驱动机构。另外，设检测空间K相对于床206的移动不发生移动。但是，并不限于此，也可以与床206的移动一起进行移动。

磁场产生部210包括产生约束磁场B_trap的约束磁场产生部220以及产生梯度磁场B_grad的梯度磁场产生部230。约束磁场产生部220与被配置在检测空间K附近的约束磁场产生线圈222电连接。约束磁场产生线圈222被配置成其中心Z轴Az相对于床206的被检体载置面垂直。另一方面，梯度磁场产生部230与被配置在检测空间K附近的梯度磁场产生线圈232电连接。

此外，包括约束磁场产生部220和与其连接的约束磁场产生线圈222以及梯度磁场产生部230和与其连接的梯度磁场产生线圈232的磁场产生部210作为磁场产生机构而发挥功能，即，在配置有被检体900的检测空间K中形成如下磁场，该磁场包含向中心Z轴Az吸引永久磁铁110的约束磁场成分(约束磁场B_trap)和向与改变相对位置的方向相同或相反的方向对永久磁铁110施力的梯度磁场成分(梯度磁场B_grad)中的至少一方。

约束磁场产生部220例如按照来自控制部250的控制，生成具有特定振幅的电流信号(以下称为约束信号)，将该约束信号输入到约束磁场产生线圈222。由此，在检测空间K内形成约束磁场B_trap，该约束磁场B_trap用于使具备永久磁铁110的胶囊内窥镜100停留在目标位置(约束磁场产生线圈222的中心Z轴Az上的位置)。此外，约束磁场产生部220生成能够使约束磁场产生线圈222形成在中心Z轴Az上具有磁场强度峰值的约束磁场B_trap的信号波形的约束信号。

梯度磁场产生部230例如按照来自控制部250的控制，生成具有特定振幅的电流信号(以下称为梯度信号)，将该梯度信号输入到梯度磁场产生线圈232。由此，在检测空间K内形成梯度磁场B_grad，该梯度磁场B_grad用于向目标方向(例如床206的加速方向或与加速方向相反的方向)对具备永久磁铁110的胶囊内窥镜100施力。此外，如后述那样，本实施方式1的梯度磁场产生线圈232包括能够在检测空间K内形成具有水平成分(X轴成分或Y轴成分)的磁场的一组以上的线圈(X轴梯度线圈232_x-1/232_y-1以及232_x-2/232_y-2：参照图18)。因此，梯度磁场产生部230通过调整对成对的各个线圈输入的梯度信号的振幅、即调整对各个线圈输入的信号强度的平衡，使约束磁场产生线圈232形成磁场强度的分布在检测空间K内(特别是在中心Z轴Az附近)倾斜的梯度磁场B_grad。

在此，如图5所示，位置控制装置200包括用于容纳床206的至少一部分的壳体202。在壳体202上形成用于确保向床206上搬入搬出被检体900的搬入搬出口以及床206的移动自由度等的窗204A和204B。在壳体202内部的床206上的区域被设定为载置有被检体900的检测空间K。此外，床206也可以从窗204A和204B的一方或两方向壳体202外突出其一部分。

另外，相对位置控制部240和磁场产生部210例如被配置在壳体202内的床206的下侧。另一方面，控制部250和操作部260例如使用被配置在壳体202外的个人计算机270等来实现。个人计算机270与相对位置控制部240和磁场产生部210通过通信线缆等以能够通信的方式进行连接。但是，并不限于此，当然也能够进行将相对位置控制部240、磁场产生部210、控制部250以及操作部260配置在壳体202中等的各种变形。

接着，使用图6A详细说明床206(特别是床206上的被检体900)与约束磁场产生线圈222(特别是中心Z轴Az)的位置关系。图6A是用于说明构成为相对位置控制部240使床206在水平面(X-Y平面)中移动的情况下的床206与约束磁场产生线圈222的中心Z轴Az的位置关系的立体图。此时，设约束磁场产生线圈222相对于壳体202被固定。另外，图6B是用于说明图6A所示的床206与约束磁场产生线圈222的中心Z轴Az的位置关系的俯视图。但是，在图6B中，为了简化而省略了相对位置控制部240，另外，为了明确化而示出将床206固定并使约束磁场产生线圈222的位置相对于该床206沿水平方向改变的情况。

如图6A所示，在本例中，将约束磁场产生线圈222以被固定在床206的下方的状态进行设置。另一方面，床206在相对位置控制部240的控制下，能够向X方向或-X方向、和/或Y方向或-Y方向水平移动。因而，如图6B所示，相对于床206的约束磁场产生线圈222的中心Z轴Az能够在由点Az1～Az4包围的区域Raz内进行移动。此外，点Az1是使处于基准位置的约束磁场产生线圈222向箭头m1方向移动的情况下的中心Z轴Az的位置，点Az2是使处于基准位置的约束磁场产生线圈222向箭头m2方向移动的情况下的中心Z轴Az的位置，点Az3是使处于基准位置的约束磁场产生线圈222向箭头m3方向移动的情况下的中心Z轴Az的位置，点Az4是使处于基准位置的约束磁场产生线圈222向箭头m4方向移动的情况下的中心Z轴Az的位置。

另外，也可以构成为相对位置控制部240通过使约束磁场产生线圈222在水平面(X-Y平面)中移动从而对床206与约束磁场产生线圈222的中心Z轴Az的相对位置进行控制。此外，图7A是用于说明构成为相对位置控制部240使约束磁场产生线圈222在水平面(X-Y平面)中移动的情况下的床206与约束磁场产生线圈222的中心Z轴Az的位置关系的立体图。

并且，也可以构成为：相对位置控制部240通过使床206向X/-X方向(或Y/-Y方向)移动、并使约束磁场产生线圈222向Y/-Y方向(或X/-X方向)移动，来对床206与约束磁场产生线圈222的中心Z轴Az的相对位置进行控制。此外，图7B是用于说明构成为相对位置控制部240使床206向X/-X方向移动、并使约束磁场产生线圈222向Y/-Y方向移动的情况下的床206与约束磁场产生线圈222的中心Z轴Az的位置关系的立体图。

接着，详细说明本实施方式1的约束磁场产生线圈222的一例。本实施方式1所涉及的约束磁场产生线圈222具备相对于中心Z轴Az呈对称地进行配置的多个线圈。具体地说，具备：产生中心Z轴Az方向的磁场的一个或成对的Z轴约束线圈；产生与中心Z轴Az垂直的轴(X轴Ax)方向的磁场的一个或成对的X轴约束线圈；以及产生与中心Z轴Az和X轴Ax垂直的轴(Y轴Ay)方向的磁场的一个或成对的Y轴约束线圈。这些Z轴约束线圈、X轴约束线圈以及Y轴约束线圈形成如下的约束磁场B_trap，该约束磁场B_trap在任意的X-Y平面内的与中心Z轴Az的交点附近具有磁场强度峰值。

在此，使用附图详细说明约束磁场产生线圈222的具体例。图8是表示约束磁场产生线圈222的一例的立体图。图9A是表示约束磁场产生线圈222中的X轴约束线圈222x的一例的立体图，图9B是表示由X轴约束线圈222x形成的约束磁场X轴成分C_xtrap的概念图。图10A是表示约束磁场产生线圈222中的Y轴约束线圈222y的一例的立体图，图10B是表示由Y轴约束线圈222y形成的约束磁场Y轴成分C_ytrap的概念图。图11A是表示约束磁场产生线圈222中的Z轴约束线圈222z的一例的立体图，图11B是表示由Z轴约束线圈222z形成的约束磁场Z轴成分C_ztrap的概念图。

如图8所示，约束磁场产生线圈222包括中心轴朝向X轴方向的X轴约束线圈222x、中心轴朝向Y轴方向的Y轴约束线圈222y以及中心轴朝向Z轴(中心Z轴Az)方向的Z轴约束线圈222z。另外，各线圈被组合成中心点一致。在X轴约束线圈222x、Y轴约束线圈222y与Z轴约束线圈222z的中心例如设置铁心223。

在此，如图9A所示，X轴约束线圈222x的线圈卷数是一个以上，在其中心配置有铁心223。因而，如图9B所示，X轴约束线圈222x所产生的约束磁场X轴成分C_xtrap的磁力线在包含X轴约束线圈222x的中心X轴Ax的平面内大致呈8字状。

另外，如图10A所示，Y轴约束线圈222y的线圈卷数是一个以上，在其中心配置有铁心223。因而，如图10B所示，Y轴约束线圈222y所产生的约束磁场Y轴成分C_ytrap的磁力线在包含Y轴约束线圈222y的中心Y轴Ay的平面内大致呈8字状。

并且，如图11A所示，Z轴约束线圈222z的线圈卷数是一个以上，在其中心配置有铁心223。因而，如图11B所示，Z轴约束线圈222z所产生的约束磁场Z轴成分C_ztrap的磁力线在包含Z轴约束线圈222z的中心Z轴(与中心Z轴Az一致)的平面内大致呈8字状。

此外，如图8所示，X轴约束线圈222x与Y轴约束线圈222y以各圈交替的方式被组合。另外，Z轴约束线圈222z被配置成从X-Y平面的周围包围X轴约束线圈222x与Y轴约束线圈222y的组合物。但是，并不限于此，只要能够在检测空间K内形成在中心Z轴Az上具有磁场强度峰值的约束磁场B_trap，就能够进行各种变形。

例如，约束磁场B_trap的产生源也能够使用如图12所示那样的约束磁场产生线圈222A。图12是表示本实施方式1的变形例1-1的约束磁场产生线圈222A的一例的立体图。图13是表示由约束磁场产生线圈222A中的Z轴约束线圈222Az形成的约束磁场Z轴成分C_ztrap的概念图。图14是表示由约束磁场产生线圈222A的X/Y轴约束线圈222A_x-1/222A_y-1以及222A_x-2/222A_y-2形成的约束磁场X/Y轴成分C_xtrap/C_ytrap的概念图。

如图12所示，约束磁场产生线圈222A具备如下结构：在支承板224A上装载有Z轴约束线圈222Az、一对X轴约束线圈222A_x-1和222A_x-2、一对Y轴约束线圈222A_y-1和222A_y-2。约束磁场产生线圈222A与约束磁场产生线圈222同样地被配置在壳体202内的床206的下方。

Z轴约束线圈222Az被配置在支承板224A上的大致中央。在Z轴约束线圈222Az的中心设置铁心223Az。因而，如图13所示，Z轴约束线圈222Az所产生的约束磁场Z轴成分C_ztrap的磁力线在包含Z轴约束线圈222Az的中心Z轴(与中心Z轴Az一致)的平面内大致呈8字状。

另一方面，X/Y轴约束线圈222A_x-1/222A_y-1以及222A_x-2/222A_y-2被配置在支承板224A上的夹持Z轴约束线圈222Az的位置上。在X/Y轴约束线圈222A_x-1/222A_y-1以及222A_x-2/222A_y-2的中心分别设置铁心223A_x-1/223A_y-1以及223A_x-2/223A_y-2。因而，如图14所示，由X/Y轴约束线圈222A_x-1/222A_y-1以及222A_x-2/222A_y-2产生的约束磁场X/Y轴成分C_xtrap/C_ytrap的磁力线从一方的X/Y轴约束线圈222A_x-1/222A_y-1呈弧线形地延伸到另一方的X/Y轴约束线圈222A_x-2/222A_y-2。

另外，约束磁场产生线圈222A也能够变形为如图15所示。图15是表示本实施方式1的变形例1-2的约束磁场产生线圈222B的一例的立体图。

如图15所示，约束磁场产生线圈222B具备分别被配置在与床206的载置面大致平行的面上的X轴约束线圈222B_x-1和222B_x-2、Y轴约束线圈222B_y-1和222B_y-2以及Z轴约束线圈222Bz。一对X轴约束线圈222B_x-1和222B_x-2以沿X轴排列的方式被配置在床206的下方。同样地，Y轴约束线圈222B_y-1和222B_y-2以沿Y轴排列的方式被配置在床206的下方。另一方面，Z轴约束线圈222Bz被配置在床206的下方。此外，X轴约束线圈222B_x-1/222B_x-2、Y轴约束线圈222B_y-1/222B_y-2以及Z轴约束线圈222Bz也可以重叠。另外，由X轴约束线圈222B_x-1和222B_x-2、Y轴约束线圈222B_y-1和222B_y-2以及Z轴约束线圈222Bz形成的磁场的磁力线与上述变形例1-1的约束磁场产生线圈222A相同。

接着，使用附图详细说明约束磁场产生线圈222所产生的约束磁场B_trap。图16是表示本实施方式1的约束磁场B_trap的强度分布与通过该约束磁场B_trap作用于胶囊内窥镜100的约束力Ft1和Ft2的关系的图。此外，图16的(a)是用于说明作用于漂浮在液体910中的胶囊内窥镜100的约束力Ft1和Ft2的图，图16的(b)是表示约束磁场产生线圈222在检测空间K内形成的约束磁场B_trap的强度分布的一例的图。

如图16的(b)所示，约束磁场产生线圈222在检测空间K内形成在中心Z轴Az具有磁场强度峰值的约束磁场B_trap。因此，如图16的(a)所示那样要将胶囊内窥镜100内的永久磁铁110吸引到中心Z轴Az附近的约束力Ft1/Ft2对胶囊内窥镜100产生作用。例如，在胶囊内窥镜100在液体910的液面附近的位置从中心Z轴Az向-X方向/-Y方向偏离的情况下，要使胶囊内窥镜100靠近中心Z轴Az的约束力Ft1对胶囊内窥镜100产生作用。另外，例如在胶囊内窥镜100在液体910的液面附近的位置从中心Z轴Az向X方向/Y方向偏离的情况下，要使胶囊内窥镜100靠近中心Z轴Az的约束力Ft2对胶囊内窥镜100产生作用。其结果，能够使胶囊内窥镜100停留在中心Z轴Az附近。在此，在本实施方式1中，由于胶囊内窥镜100对于液体910的比重小于1，因此胶囊内窥镜100在中心Z轴Az上的位置为液体910的液面附近。另一方面，液体910的液面相当于X-Y平面。此外，图16的(b)的横轴是X轴上或Y轴上的位置。

另外，永久磁铁110被固定在胶囊内窥镜100的壳体120中。因此，如图17所示，永久磁铁110与约束磁场B_trap发生作用，由此永久磁铁110的磁极的方向Dmp变为与约束磁场B_trap的磁力线L_trap的方向平行。其结果，胶囊内窥镜100的长轴La的方向变为与磁力线L_trap的方向垂直。另一方面，如上所述，胶囊内窥镜100对于液体910的比重小于1。因而，胶囊内窥镜100的长轴La的方向的Z轴成分始终为正(铅垂方向)。在本实施方式1中，使用这两个参数(约束磁场B_trap的磁力线的方向以及胶囊内窥镜100对于液体910的比重(＜1))来唯一地控制胶囊内窥镜100在液体910中的姿势。此外，图17是用于说明利用约束磁场B_trap控制的胶囊内窥镜100的方向的图。

例如，在液体910的水面上的中心Z轴Az附近的磁力线L_trap的方向相对于X-Y平面具有仰角θ的情况下，胶囊内窥镜100的长轴La的方向相对于中心Z轴Az具有斜率θ，并且长轴La的Z轴成分向上(+Z轴方向)。其中，在本实施方式1中，设约束磁场B_trap的磁场强度是能够使磁力线L_trap的方向与永久磁铁110的磁极的方向大致一致的强度。此外，所谓大致一致是指与能够忽略误差的程度一致。

接着，使用附图详细说明本实施方式1的梯度磁场产生线圈232的一例。图18是表示梯度磁场产生线圈232的一例的立体图。图19A是表示由梯度磁场产生线圈232中的X/Y轴梯度线圈232_x-1/232_y-1以及232_x-2/232_y-2分别形成的非对称磁场B_asx1/B_asy1以及B_asx2/B_asy2的一例的概念图。图19B是表示由图19A所示的X/Y轴梯度线圈232_x-1/232_y-1以及232_x-2/232_y-2形成的梯度磁场B_grad的强度分布的一例的图。

如图18所示，梯度磁场产生线圈232具备一对X轴梯度线圈232_x-1和232_x-2以及一对Y轴梯度线圈232_y-1和232_y-2，所述一对X轴梯度线圈232_x-1和232_x-2被配置成从X轴方向和-X轴方向夹持床206上的检测空间K，所述一对Y轴梯度线圈232_y-1和232_y-2同样地被配置成从Y轴和-Y轴方向夹持检测空间K。此外，梯度磁场产生线圈232既可以构成为由相对位置控制部240控制其位置，也可以构成为不由相对位置控制部240控制其位置。下面，说明梯度磁场产生线圈232相对于检测空间K被固定的情况、即不由相对位置控制部240控制位置的情况。

X/Y轴梯度线圈232_x-1/232_y-1以及232_x-2/232_y-2分别产生非对称磁场B_asx1/B_asy1以及B_asx2/B_asy2。非对称磁场B_asx1/B_asy1以及B_asx2/B_asy2的磁场强度不同。即，图4示出的梯度磁场产生部230能够对由X/Y轴梯度线圈232_x-1/232_y-1以及232_x-2/232_y-2分别产生的非对称磁场B_asx1/B_asy1以及B_asx2/B_asy2的磁场强度进行控制。

因此，在本实施方式1中，通过调整如图19A所示那样由相向的X/Y轴梯度线圈232_x-1/232_y-1以及232_x-2/232_y-2产生的非对称磁场B_asx1/B_asy1以及B_asx2/B_asy2的磁场强度的平衡，如图19B所示那样在检测空间K中形成用于向目标方向对胶囊内窥镜100(特别是永久磁铁110)施力的梯度磁场B_grad。此外，在图19A和图19B所示的例子中，形成用于向X/Y轴方向对胶囊内窥镜100施力的梯度磁场B_grad。

另外，梯度磁场B_grad的产生源并不限于图18所示的梯度磁场产生线圈232，例如也能够使用如图20所示那样的梯度磁场产生线圈232A。图20是表示本实施方式1的变形例1-3的梯度磁场产生线圈232A的一例的立体图。图21A是表示由梯度磁场产生线圈232A中的X/Y轴梯度线圈232A_x-1/232A_y-1以及232A_x-2/232A_y-2分别形成的非对称磁场B_asx1a/B_asy1a以及B_asx2a/B_asy2a的一例的概念图。图21B是表示由图21A所示的X/Y轴梯度线圈232A_x-1/232A_y-1以及232A_x-2/232A_y-2形成的梯度磁场B_grad的强度分布的一例的图。

如图20所示，梯度磁场产生线圈232A具备分别配置在与床206的载置面大致平行的面上的X轴梯度线圈232A_x-1和232A_x-2以及Y轴梯度线圈232A_y-1和232A_y-2。一对X轴梯度线圈232A_x-1和232A_x-2以沿X轴排列的方式被配置在床206的下方。同样地，Y轴梯度线圈232A_y-1和232A_y-2以沿Y轴排列的方式被配置在床206的下方。此外，X轴梯度线圈232A_x-1/232A_x-2与Y轴梯度线圈232A_y-1/232A_y-2也可以重叠。

X/Y轴梯度线圈232A_x-1/232A_y-1以及232A_x-2/232A_y-2与X/Y轴梯度线圈232_x-1/232_y-1以及232_x-2/232_y-2同样地分别产生磁场强度不同的非对称磁场B_asx1a/B_asy1a以及B_asx2a/B_asy2a。

因而，通过调整如图21A所示那样由相向的X/Y轴梯度线圈232A_x-1/232A_y-1以及232A_x-2/232A_y-2产生的非对称磁场B_asx1a/B_asy1a以及B_asx2a/B_asy2a的磁场强度的平衡，如图21B所示那样能够在检测空间K中形成用于向目标方向对胶囊内窥镜100(特别是永久磁铁110)施力的梯度磁场B_grad。

接着，使用附图详细说明本实施方式1的胶囊内窥镜系统1的动作。在下面的说明中，着眼于胶囊内窥镜系统1中的位置控制装置200变更床206(即，被检体900)与约束磁场产生线圈222(即，中心Z轴Az)的相对位置时的动作进行说明。图22是表示由位置控制装置200变更床206与约束磁场产生线圈222的相对位置时的概要整体动作例的流程图。图23是表示图22中的相对位置控制处理(步骤S103)的具体例的流程图。

首先，如图22所示，位置控制装置200在起动后，首先通过驱动约束磁场产生部220，在检测空间K内形成约束磁场B_trap(步骤S101)。具体地说，使磁场产生部210的约束磁场产生部220生成规定波形的信号，并将其输入到约束磁场产生线圈222。由此，在检测空间K内形成要使被检体900内的胶囊内窥镜100停留在中心Z轴Az上的约束磁场B_trap，向中心Z轴Az施力的力(约束力Ft1和Ft2)作用于胶囊内窥镜100(参照图16)。此外，在该阶段，在床206上、即检测空间K内载置有例如在胃内导入了液体910和胶囊内窥镜100的被检体900。另外，以后，直到输入用于结束形成约束磁场B_trap的指示为止(例如，直到结束本动作为止)。在检测空间K内形成约束磁场B_trap

接着，位置控制装置200例如判断是否由用户从操作部260输入了变更被检体900与中心Z轴Az的相对位置的相对位置变更指示(步骤S102)，直到被输入相对位置变更指示为止将本动作待机(步骤S102：“否”)。此外，通过控制部250将被输入到操作部260的相对位置变更指示输入到相对位置控制部240和磁场产生部210。

当被输入相对位置变更指示时(步骤S102：“是”)，位置控制装置200执行相对位置控制处理(步骤S103)，该相对位置变更处理变更床206与约束磁场产生线圈222的相对位置。此外，下面使用图23详细说明相对位置控制处理的具体例。

当通过相对位置控制处理来变更床206与约束磁场产生线圈222的相对位置时，之后，位置控制装置200例如判断是否从操作部260输入了结束指示(步骤S104)，在被输入了结束指示的情况下(步骤S104：“是”)，结束本动作。另一方面，在没有被输入结束指示的情况下(步骤S104：“否”)，位置控制装置200返回到步骤S102，执行之后的动作。

接着，使用图23详细说明图22的步骤S103的相对位置控制处理的具体例。此外，在本说明中，以相对位置控制部240仅使床206进行移动来变更床206(即，被检体900)与约束磁场产生线圈222(即，中心Z轴Az)的相对位置的情况为例进行说明。

如图23所示，在相对位置控制处理中，位置控制装置200首先在控制部250中确定例如从操作部260输入的成为目标的相对位置(目标相对位置)(步骤S131)，接着，同样地在控制部250中计算使床206向目标相对位置移动时的移动量(步骤S132)。此外，在本例中，在控制部250中计算床206在水平面(X-Y平面)中的移动量(矢量)。

接着，位置控制装置200在控制部250中计算为了使床206移动在步骤S132中计算出的移动量(矢量)而向与床206连接的未图示的驱动机构输入的驱动信号的波形(以下称为驱动信号波形)(步骤S133)。此外，计算出的驱动信号波形通过控制部250被输入到相对位置控制部240。

接着，位置控制装置200在控制部250中计算使梯度磁场产生线圈232产生磁场强度与基于在步骤S133中计算出的驱动信号波形的床206的移动相应地发生变化的梯度磁场B_grad的信号(以下称为梯度信号)的波形(以下称为梯度信号波形)(步骤S134)。此外，在后述的动作模式1～6的说明中涉及梯度信号波形的具体例。

接着，位置控制装置200将在控制部250中生成的驱动信号波形输入到相对位置控制部240，并且将在控制部250中生成的梯度信号波形输入到磁场产生部210，由此移动床206使得床206与约束磁场产生线圈222的相对位置成为目标相对位置，并且此时在检测空间K内形成使胶囊内窥镜100产生用于抑制胶囊内窥镜100要偏离中心Z轴Az的力的梯度磁场B_grad(步骤S135)。之后，位置控制装置200返回到图22所示的动作。其结果，能够防止在改变床206与约束磁场产生线圈222的相对位置时胶囊内窥镜100离开中心Z轴Az附近。

接着，使用附图详细说明相对位置控制部240与磁场产生部210的动作模式。此外，在以下的说明中，分别以如下情况为例进行说明：相对位置控制部240水平移动床206的情况、且在床206移动中(动作模式1)、床206开始移动时(动作模式2)、或者床206加速期间和减速期间(动作模式3)产生梯度磁场B_grad的情况；以及相对位置控制部240水平移动约束磁场产生线圈222的情况、且在约束磁场产生线圈222移动中(动作模式4)、约束磁场产生线圈222开始移动时(动作模式5)、或者约束磁场产生线圈222加速期间和减速期间(动作模式6)产生梯度磁场B_grad的情况。

图24A是用于说明本实施方式1的动作模式1的时序图，图24B是用于说明本实施方式1的动作模式2的时序图，图24C是用于说明本实施方式1的动作模式3的时序图。图25是表示在图24C所示的动作模式3中在床206加速期间对胶囊内窥镜100产生的力和在检测空间K内形成的梯度磁场B_grad的例子的概念图。图26是表示在图24C所示的动作模式3中在床206减速期间对胶囊内窥镜100产生的力和在检测空间K内形成的梯度磁场B_grad的例子的概念图。另外，图27A是用于说明本实施方式1的动作模式4的时序图，图27B是用于说明本实施方式1的动作模式5的时序图，图27C是用于说明本实施方式1的动作模式6的时序图。图28是表示在图27C所示的动作模式6中在床206加速期间对胶囊内窥镜100产生的力和在检测空间K内形成的梯度磁场B_grad的例子的概念图。图29是表示在图27C所示的动作模式6中在床206减速期间对胶囊内窥镜100产生的力和在检测空间K内形成的梯度磁场B_grad的例子的概念图。

此外，由于约束信号波形和约束磁场强度在动作模式1～6中相同，因此在图24B和图24C以及图27A～图27C中省略约束信号波形和约束磁场强度。另外，在图24A～图24C以及图27A～图27C所示的例子中列举出波形为矩形波的梯度信号，但是本发明并不限于此，当然例如也可以是梯形的梯度信号等能够进行各种变形。

如图24A所示，在动作模式1中，在相对位置控制部240使床206移动的期间(参照图24A的(c)的定时t11～t12)，磁场产生部210使梯度磁场产生部230生成梯度信号(参照图24A的(d)的定时t11～t12)，并将该梯度信号输入到梯度磁场产生线圈232。

在此，在使床206移动的情况下，为了使胶囊内窥镜100停留在中心Z轴Az附近，需要使胶囊内窥镜100在与床206一起移动的被检体900内的体系中(即，液体910中)向与床206的移动方向相反的方向移动。即，需要使胶囊内窥镜100在液体910的液面附近向与床206的移动方向相反的方向推进。但是，当想要使胶囊内窥镜100相对于液体910推进时，胶囊内窥镜100中产生向与推进方向相反的方向(即，床206的移动方向)的摩擦力。因此，导致胶囊内窥镜100要向床206的移动方向移动。因此，在本动作模式1中，在床206移动期间，在检测空间K内形成使永久磁铁110产生向与床206的移动方向相反的方向对胶囊内窥镜100施加的力的梯度磁场B_grad(参照图24A的(e)的定时t11～t12)。由此，能够抵消对胶囊内窥镜100产生的摩擦力，结果，能够使胶囊内窥镜100停留在约束磁场B_trap的峰值磁场附近(即，中心Z轴Az附近)。

此外，设磁场产生部210在动作过程中始终或者适当地驱动约束磁场产生部220，由此使约束磁场产生部220生成约束信号(参照图24A的(a))，并将该约束信号输入到约束磁场产生线圈222。因而，设在磁场产生部210动作过程中始终或者适当地在检测空间K内形成用于使胶囊内窥镜100停留在中心Z轴Az上的约束磁场B_trap(参照图24A的(b))。

另外，如图24B所示，在动作模式2中，在相对位置控制部240使床206开始移动时(参照图24B的(a)的定时t21～t22)，磁场产生部210使梯度磁场产生部230生成梯度信号(参照图24B的(b)的定时t21～t22)，并将该梯度信号输入到梯度磁场产生线圈232。

在此，在使床206移动的情况下，特别是在床206开始移动时，被导入到与床206一起移动的被检体900内的液体910由于惯性力而偏向与床206的移动方向相反的侧，之后，由于波的反涌(波返し)而恢复为静止时的状态。由于此时的波的反涌，比床206匀速移动时更强的水平方向的力对胶囊内窥镜100产生作用。此外，该力朝向与床206的移动方向相同的方向。因此，特别是在床206开始移动时胶囊内窥镜100要较强地偏离中心Z轴Az。

因此，在本动作模式2中，在床206开始移动时，在检测空间K内暂时形成用于使永久磁铁110产生向与床206的移动方向相反的方向对胶囊内窥镜100施加的力的梯度磁场B_grad(参照图24B的(c)的定时t21～t22)。由此，能够抵消在床206开始移动时由液体910施加给胶囊内窥镜100的较强的力，结果，能够使胶囊内窥镜100停留在约束磁场B_trap的峰值磁场附近(即，中心Z轴Az附近)。

此外，在动作模式2中，忽略在床206以固定速度移动时液体910对胶囊内窥镜100产生的摩擦力。但是，并不限于此，为了抵消在床206以固定速度移动时由液体910施加给胶囊内窥镜100的摩擦力，也可以使上述动作模式1与本动作模式2组合。另外，在本动作模式2中，设通过床206开始移动时的波的反涌而抵消了胶囊内窥镜100从液体910受到的力，但是并不限于此，例如也可以通过床206停止时的波的反涌来抵消胶囊内窥镜100从液体910受到的力。

并且，如图24C所示，在动作模式3中，在相对位置控制部240使床206加速的期间(参照图24C的(b)的定时t31～t32)、即在相对位置控制部240将用于使床206加速的驱动信号输入到未图示的驱动机构的期间(参照图24C的(a)的定时t31～t32)，磁场产生部210使梯度磁场产生部230生成梯度信号(参照图24C的(d)的定时t31～t32)，并将该梯度信号输入到梯度磁场产生线圈232。

在此，如图25的(a)所示，在床206加速期间，要使胶囊内窥镜100与床206上的被检体900内的体系一起进行移动的力、即要使胶囊内窥镜100与被导入到被检体900内的液体910的移动一起进行移动的惯性力F_ina作用于胶囊内窥镜100。该惯性力F_ina朝向床206的加速方向、即与床206的移动方向相同的方向。因此，胶囊内窥镜100在床206加速期间想要偏离中心Z轴Az。

因此，在本动作模式3中，在床206加速期间，在检测空间K内暂时形成用于使永久磁铁110产生与床206的加速方向相反的方向的力(抵消力F_cna)的梯度磁场B_grad(参照图24C的(e)的定时t31～t32以及图25的(b))。由此，能够抵消在床206加速期间胶囊内窥镜100中产生的惯性力F_ina，结果，能够使胶囊内窥镜100停留在约束磁场B_trap的峰值磁场附近(即，中心Z轴Az附近)。

另一方面，如图24C所示，在动作模式3中，在相对位置控制部240使床206减速的期间(参照图24C的(b)的定时t33～t34)、即在相对位置控制部240将用于使床206减速的驱动信号输入到未图示的驱动机构的期间(参照图24C的(a)的定时t33～t34)，磁场产生部210使梯度磁场产生部230生成梯度信号(参照图24C的(d)的定时t33～t34)，并将该梯度信号输入到梯度磁场产生线圈232。

在此，如图26的(a)所示，在床206减速期间，与在床206加速期间产生作用的惯性力F_ina反向的惯性力F_inb作用于胶囊内窥镜100。因此，特别是在床206减速期间胶囊内窥镜100想要偏离中心Z轴Az。

因此，在本动作模式3中，在床206减速期间，在检测空间K内暂时形成用于使永久磁铁110产生与床206的减速方向相反的方向的力(抵消力F_cnb)的梯度磁场B_grad(参照图24C的(e)的定时t33～t34以及图26的(b))。由此，能够抵消在床206减速期间胶囊内窥镜100中产生的惯性力F_inb，结果，能够使胶囊内窥镜100停留在约束磁场B_trap的峰值磁场附近(即，中心Z轴Az附近)。

此外，在动作模式3中，忽略在床206以固定速度移动时由液体910施加给胶囊内窥镜100的摩擦力以及由于床206开始移动时的波的反涌而胶囊内窥镜100从液体910受到的力。但是，并不限于此，为了抵消在床206以固定速度移动时由液体910施加给胶囊内窥镜100的摩擦力、和/或由于床206开始移动时的波的反涌而胶囊内窥镜100从液体910受到的力，也可以使上述动作模式1和/或2与本动作模式3组合。

另外，如图27A所示，在动作模式4中，在相对位置控制部240使约束磁场产生线圈222移动的期间(参照图27A的(a)的定时t41～t42)，磁场产生部210使梯度磁场产生部230生成梯度信号(参照图27A的(b)的定时t41～t42)，并将该梯度信号输入到梯度磁场产生线圈232。

在此，在使约束磁场产生线圈222移动的情况下，为了使胶囊内窥镜100停留在中心Z轴Az附近，需要使胶囊内窥镜100在被导入到被检体900内的液体910中向与约束磁场产生线圈222的移动方向相同的方向移动。即，需要使胶囊内窥镜100在液体910的液面附近向与约束磁场产生线圈222的移动方向相同的方向推进。但是，当想要使胶囊内窥镜100相对于液体910推进时，对胶囊内窥镜100产生与推进方向(即，约束磁场产生线圈222的移动方向)相反的方向的摩擦力。因此，胶囊内窥镜100无法跟随与约束磁场产生线圈222的移动一起进行移动的约束磁场B_trap的峰值磁场，从而延迟于约束磁场产生线圈222的移动而进行移动。因此，在本动作模式4中，在约束磁场产生线圈222移动期间，在检测空间K内形成用于使永久磁铁110产生向与约束磁场产生线圈222的移动方向相同的方向对胶囊内窥镜100施加的力的梯度磁场B_grad(参照图27A的(c)的定时t41～t42)。由此，能够抵消对胶囊内窥镜100产生的摩擦力，结果，能够使胶囊内窥镜100停留在约束磁场B_trap的峰值磁场附近(即，中心Z轴Az附近)。

另外，如图27B所示，在动作模式5中，在相对位置控制部240使约束磁场产生线圈222开始移动时(参照图27B的(a)的定时t51～t52)，磁场产生部210使梯度磁场产生部230生成梯度信号(参照图27B的(b)的定时t51～t52)，将该梯度信号输入到梯度磁场产生线圈232。

在此，在使梯度磁场产生线圈232移动的情况下，特别是在梯度磁场产生线圈232开始移动时，要使胶囊内窥镜100停留在当前位置的惯性力对胶囊内窥镜100产生作用。因此，胶囊内窥镜100无法跟随与约束磁场产生线圈222的移动一起进行移动的约束磁场B_trap的峰值磁场，从而延迟于约束磁场产生线圈222的移动而进行移动。

因此，在本动作模式5中，在约束磁场产生线圈222开始移动时，在检测空间K内暂时形成用于使永久磁铁110产生向与约束磁场产生线圈222的移动方向相同的方向对胶囊内窥镜100施加的力的梯度磁场B_grad(参照图27B的(c)的定时t51～t52)。由此，能够与约束磁场产生线圈222的移动开始相一致地开始移动胶囊内窥镜100，结果，能够使胶囊内窥镜100停留在约束磁场B_trap的峰值磁场附近(即，中心Z轴Az附近)。

此外，在动作模式5中，忽略在约束磁场产生线圈222以固定速度移动时由液体910对胶囊内窥镜100产生的摩擦力。但是，并不限于此，为了抵消在约束磁场产生线圈222以固定速度移动时由液体910施加给胶囊内窥镜100的摩擦力，也可以使上述动作模式4与本动作模式5组合。另外，在本动作模式5中，消除了在约束磁场产生线圈222开始移动时胶囊内窥镜100的移动开始的延迟，但是并不限于此，例如也可以通过约束磁场产生线圈222停止时的惯性力来消除胶囊内窥镜100的停止的延迟。

并且，如图27C所示，在动作模式6中，在相对位置控制部240使约束磁场产生线圈222加速的期间(参照图27C的(b)的定时t61～t62)、即在相对位置控制部240将用于使约束磁场产生线圈222加速的驱动信号输入到未图示的驱动机构的期间(参照图27C的(a)的定时t61～t62)，磁场产生部210使梯度磁场产生部230生成梯度信号(参照图27C的(d)的定时t61～t62)，并将该梯度信号输入到梯度磁场产生线圈232。

在此，如图28的(a)所示，在约束磁场产生线圈222加速期间，要使胶囊内窥镜100停留在当前位置的力、惯性力F_inc作用于胶囊内窥镜100。该惯性力F_inc朝向与约束磁场产生线圈222的加速方向相反的方向、即与约束磁场产生线圈222的移动方向相反的方向。因此，胶囊内窥镜100在约束磁场产生线圈222加速期间想要偏离中心Z轴Az。

因此，在本动作模式6中，在约束磁场产生线圈222加速期间，在检测空间K内暂时形成用于使永久磁铁110产生与约束磁场产生线圈222的加速方向相同的方向的力(抵消力F_cnc)的梯度磁场B_grad(参照图27C的(e)的定时t61～t62以及图28的(b))。由此，能够抵消在约束磁场产生线圈222加速期间胶囊内窥镜100中产生的惯性力F_inc，结果，能够使胶囊内窥镜100停留在约束磁场B_trap的峰值磁场附近(即，中心Z轴Az附近)。

另一方面，如图27C所示，在动作模式6中，在相对位置控制部240使约束磁场产生线圈222减速的期间(参照图27C的(b)的定时t63～t64)、即在相对位置控制部240将用于使约束磁场产生线圈222减速的驱动信号输入到未图示的驱动机构的期间(参照图27C的(a)的定时t63～t64)，磁场产生部210使梯度磁场产生部230生成梯度信号(参照图27C的(d)的定时t63～t64)，并将该梯度信号输入到梯度磁场产生线圈232。

在此，如图29的(a)所示，在约束磁场产生线圈222减速期间，追随约束磁场产生线圈222的移动而进行的移动所引起的惯性力F_ind作用于胶囊内窥镜100。该惯性力F_ind朝向与约束磁场产生线圈222加速时的惯性力F_inc相反的方向。因此，特别是在约束磁场产生线圈222减速期间胶囊内窥镜100想要偏离中心Z轴Az。

因此，在本动作模式6中，在约束磁场产生线圈222减速期间，在检测空间K内暂时形成用于使永久磁铁110产生与约束磁场产生线圈222的减速方向相同的方向的力(抵消力F_cnd)的梯度磁场B_grad(参照图27C的(e)的定时t63～t64以及图29的(b))。由此，能够抵消在约束磁场产生线圈222减速期间胶囊内窥镜100中产生的惯性力F_ind，结果，能够使胶囊内窥镜100停留在约束磁场B_trap的峰值磁场附近(即，中心Z轴Az附近)。

通过如上述那样进行动作，在本实施方式1中，在改变被检体900与约束磁场产生线圈222的中心Z轴Az的相对位置时，在检测空间K内形成向与改变相对位置的方向相同的方向或相反的方向对胶囊内窥镜100(特别是永久磁铁110)施力的梯度磁场B_grad。即，在配置有被检体900的检测空间K中形成如下磁场，该磁场包含向中心Z轴Az吸引永久磁铁110的约束磁场成分(约束磁场B_trap)和向与改变相对位置的方向相同或相反的方向对永久磁铁110施力的梯度磁场成分(梯度磁场B_grad)中的至少一方。由此，在本实施方式1中，能够减少在相对位置改变时胶囊内窥镜100偏离中心Z轴Az的情形，结果，能够准确地保持胶囊内窥镜100被捕获在所期望的约束位置上的状态。

此外，在上述实施方式1中，列举出胶囊内窥镜100漂浮在液体910的液面附近的情况，但是本发明并不限定于此，例如也可以产生向铅垂方向、即向液体910中吸引的方向对永久磁铁110施力的磁场，由此使胶囊内窥镜100潜浮在液体910中。

实施方式2

接着，使用附图详细说明本发明的实施方式2的胶囊内窥镜系统2。在本实施方式2中，列举出将与上述实施方式1同样的胶囊内窥镜100用作被检体内导入装置的胶囊内窥镜系统2。其中，与上述实施方式1同样地，例如能够使用如下的单眼或复眼的胶囊内窥镜等各种被检体内导入装置：在从被检体的食道直到肛门而在管腔内移动的过程中执行摄像动作，由此获取被检体内部的图像。另外，在下面的说明中，针对与上述实施方式1同样的结构附加同一标记，并省略其重复的说明。

图30是表示本实施方式2的胶囊内窥镜系统2的结构的框图。如图30所示，胶囊内窥镜系统2在与图4所示的胶囊内窥镜系统1同样的结构中将位置控制装置200替换为位置控制装置400。

位置控制装置400具备：磁场产生部410，其形成后述的约束磁场B_trap；相对位置控制部240，其对被检体900与约束磁场B_trap的中心Z轴Az的相对位置进行控制；控制部250，其对磁场产生部410和相对位置控制部240进行控制；以及操作部260，其由用户对控制部250输入各种控制命令。此外，相对位置控制部240、控制部250以及操作部260与上述实施方式1相同。

磁场产生部410包括产生约束磁场B_trap的约束/梯度磁场产生部420。约束/梯度磁场产生部420电连接在上述实施方式1同样的约束磁场产生线圈222上。此外，与上述实施方式1同样地，约束磁场产生线圈222例如被设置在相对位置控制装置400的壳体(相当于图5的壳体202)内的床206的下方。

在不改变床206与约束磁场产生线圈222的中心Z轴Az的相对位置时，约束/梯度磁场产生部420例如按照来自控制部250的控制，生成具有特定振幅的电流信号(以下称为约束信号)，并将该约束信号输入到约束磁场产生线圈222。由此，在检测空间K内形成约束磁场B_trap，该约束磁场B_trap用于使具备永久磁铁110的胶囊内窥镜100停留在目标位置(约束磁场B_trap中的约束磁场成分的中心Z轴Az上的位置)。

另外，在相对位置控制部240改变床206与约束磁场产生线圈222的中心Z轴Az的相对位置时，约束/梯度磁场产生部420例如按照来自控制部250的控制，生成使约束磁场产生线圈222形成磁场强度的峰值向目标方向偏移的偏移约束磁场B_strp的电流信号(以下称为偏移约束信号)，并将该偏移约束信号输入到约束磁场产生线圈222。由此，在检测空间K内形成能够向目标方向(例如床206的加速方向或与加速方向相反的方向)对具备永久磁铁110的胶囊内窥镜100施力并且停留在中心Z轴Az附近的偏移约束磁场B_strp，因此能够抑制当改变床206与约束磁场产生线圈222的中心Z轴Az的相对位置时胶囊内窥镜100偏离中心Z轴Az。

这样，在本实施方式2中，包括约束/梯度磁场产生部420以及与其连接的约束磁场产生线圈222的磁场产生部410作为磁场产生机构而发挥功能，即，在配置有被检体900的检测空间K中形成如下磁场(约束磁场B_trap或偏移约束磁场B_strp)，该磁场包含向中心Z轴Az吸引永久磁铁110的约束磁场成分(约束磁场B_trap)和向与改变相对位置的方向相同或相反的方向对永久磁铁110施力的梯度磁场成分(梯度磁场B_grad)中的至少一方。

接着，详细说明由约束/梯度磁场产生部420生成的偏移约束信号以及由约束磁场产生线圈222在检测空间K内形成的偏移约束磁场B_strp。

如上述实施方式1中的动作模式1～6所说明的那样，在改变约束磁场产生线圈222与床206的相对位置的情况下，移动方向或与移动方向相反的方向的力作用于胶囊内窥镜100。因此，在沿水平方向改变床206与约束磁场产生线圈222的相对位置的情况下，胶囊内窥镜100进行动作而想要偏离约束磁场产生线圈222的中心Z轴Az。

因此，在本实施方式2中，如上述那样，在改变床206与约束磁场产生线圈222的中心Z轴Az的相对位置时，使约束磁场产生线圈222形成磁场强度的峰值向目标方向偏移的偏移约束磁场B_strp。

此外，例如在与上述实施方式1的动作模式1相同的情况下目标方向是与床206的移动方向相反的方向，在与动作模式2相同的情况下目标方向是与床206的移动方向相反的方向，在与动作模式3相同的情况下，在床206加速期间目标方向是与床206的加速方向相反的方向，在床206减速期间目标方向是与床206的减速方向相反的方向，在与动作模式4相同的情况下目标方向是与约束磁场产生线圈222的移动方向相同的方向，在与动作模式5相同的情况下目标方向是与约束磁场产生线圈222的移动方向相同的方向，在与动作模式6相同的情况下，在约束磁场产生线圈222加速期间目标方向是与约束磁场产生线圈222的加速方向相同的方向，在约束磁场产生线圈222减速期间目标方向是与约束磁场产生线圈222的减速方向相同的方向。

接着，使用附图详细说明由约束磁场产生线圈222形成的约束磁场B_trap/偏移约束磁场B_strp以及通过约束磁场B_trap/偏移约束磁场B_strp使胶囊内窥镜100的永久磁铁110受到的力。

如果将胶囊内窥镜100内的永久磁铁110视作磁偶极矩(magnetic dipole moment)M，则能够用下式1表示通过线圈所形成的磁场B使磁偶极矩M受到的力F。此外，在以下的式1中设力F的X成分为Fx、Y成分为Fy、Z成分为Fz。另外，设磁偶极矩M的X成分为M_X、Y成分为M_Y、Z成分为M_Z。

$\left(\begin{array}{c}\mathrm{Fx}\\ \mathrm{Fy}\\ \mathrm{Fz}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{ccc}{\mathrm{dB}}_X/\mathrm{dx}& {\mathrm{dB}}_Y/\mathrm{dx}& {\mathrm{dB}}_Z/\mathrm{dx}\\ {\mathrm{dB}}_X/\mathrm{dy}& {\mathrm{dB}}_Y/\mathrm{dy}& {\mathrm{dB}}_Z/\mathrm{dy}\\ {\mathrm{dB}}_X/\mathrm{dz}& {\mathrm{dB}}_Y/\mathrm{dz}& {\mathrm{dB}}_Z/\mathrm{dz}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{M}_X\\ M_Y\\ M_Z\end{array}\right)$

$=\left(\begin{array}{c}{M}_X({\mathrm{dB}}_X/\mathrm{dx})+M_Y({\mathrm{dB}}_Y/\mathrm{dx})+M_Z({\mathrm{dB}}_Z/\mathrm{dx})\\ M_X({\mathrm{dB}}_X/\mathrm{dy})+M_Y({\mathrm{dB}}_Y/\mathrm{dy})+M_Z({\mathrm{dB}}_Z/\mathrm{dy})\\ M_X({\mathrm{dB}}_X/\mathrm{dz})+M_Y({\mathrm{dB}}_Y/\mathrm{dz})+M_Z({\mathrm{dB}}_Z/\mathrm{dz})\end{array}\right)---\left(1\right)$

因而，根据上述式(1)，能够用下式(2)表示磁偶极矩M从约束磁场产生线圈222中的Z轴约束线圈222z所形成的磁场(将其设为磁场BZ)受到的力FZ。

$\left(\begin{array}{c}\mathrm{FZx}\\ \mathrm{FZy}\\ \mathrm{FZz}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{M}_X({\mathrm{dBZ}}_X/\mathrm{dx})+M_Y({\mathrm{dBZ}}_Y/\mathrm{dx})+M_Z({\mathrm{dBZ}}_Z/\mathrm{dx})\\ M_X({\mathrm{dBZ}}_X/\mathrm{dy})+M_Y({\mathrm{dBZ}}_Y/\mathrm{dy})+M_Z({\mathrm{dBZ}}_Z/\mathrm{dy})\\ M_X({\mathrm{dBZ}}_X/\mathrm{dz})+M_Y({\mathrm{dBZ}}_Y/\mathrm{dz})+M_Z({\mathrm{dBZ}}_Z/\mathrm{dz})\end{array}\right)---\left(2\right)$

在此，当考察在中心Z轴Az上作用于永久磁铁110的力F时，首先考虑Z轴约束线圈222z在中心Z轴Az附近所形成的磁场BZ。图31A是表示在本实施方式2中使电流Iz流过Z轴约束线圈222z时由Z轴约束线圈222z在中心Z轴Az附近形成的磁场BZ的概念图，图31B是表示图31A所示的磁场BZ在包含中心Z轴Az的平面的磁场成分的图。另外，图32A是表示磁场BZ的X轴方向的磁场强度的图，图32B是表示磁场BZ的Y轴方向的磁场强度的图，图32C是表示磁场BZ的Z轴方向的磁场强度的图。其中，图32A～图32C表示磁场BZ为正、即中心Z轴Az上的磁场成分朝向铅垂上方的情况的各轴方向的磁场强度。另外，图32A～图32C的原点O是中心Z轴Az与任意的X-Y平面(例如液体910的液面)之间的交点。

如图31A和图31B所示，当对Z轴约束线圈222z输入电流Iz时，在包含中心Z轴Az的平面内且在液体910的液面附近，形成如下磁场BZ，该磁场BZ在中心Z轴Az上与该中心Z轴Az平行，随着从中心Z轴Az偏离而磁力线的方向向偏离于中心Z轴Az的方向倾斜。

这种磁场BZ的X轴上的磁场强度(斜率)如图32A所示那样。此外，图32A的(a)表示磁场BZ在X轴上的磁场成分的X轴方向的磁场强度BZ_X，图32A的(b)表示磁场BZ在X轴上的磁场成分的Y轴方向的磁场强度BZ_Y，图32A的(c)表示磁场BZ在X轴上的磁场成分的Z轴方向的磁场强度BZ_Z。

如图32A的(a)所示，磁场BZ在X轴上的磁场成分的X轴方向的磁场强度BZ_X以X轴上的原点O为边界，磁场强度BZ_X的正负、即磁场成分的方向反转。另外，在X轴上的磁场强度BZ_X随着位置远离原点O而其绝对值变大。因而，在原点O附近(例如，中心Z轴Az与液体910的液面之间的交点附近)的磁场强度BZ_X具有向+X侧吸引磁偶极矩M(永久磁铁110)的磁梯度。另外，如图32A的(c)所示，磁场BZ在X轴上的磁场成分的Z轴方向的磁场强度BZ_Z形成在X轴上的位置为原点O时成为峰值的弧线形的强度分布。此外，如图32A的(b)所示，磁场BZ的X轴方向的成分在Y轴上的磁场强度BZ_Y是0(BZ_Y＝0)。

另外，磁场BZ在Y轴上的磁场强度(斜率)如图32B所示那样。此外，图32B的(a)表示磁场BZ在Y轴上的磁场成分的X轴方向的磁场强度BZ_X，图32B的(b)表示磁场BZ在Y轴上的磁场成分的Y轴方向的磁场强度BZ_Y，图32B的(c)表示磁场BZ在Y轴上的磁场成分的Z轴方向的磁场强度BZ_Z。

如图32B的(b)和图32B的(c)所示，磁场BZ在Y轴上的磁场成分的Y轴方向的磁场强度BZ_Y和磁场BZ在Y轴上的磁场成分的Z轴方向的磁场强度BZ_Z分别与图32A的(a)所示的磁场BZ在X轴上的磁场成分的X轴方向的磁场强度BZ_X和图32A的(c)所示的磁场BZ在X轴上的磁场成分的Z轴方向的磁场强度BZ_Z相同。此外，如图32B的(a)所示，磁场BZ的Y轴方向的成分在X轴上的磁场强度BZ_X是0(BZ_X＝0)。

并且，磁场BZ在Z轴上的磁场强度(斜率)如图32C所示那样。此外，图32C的(a)表示磁场BZ在Z轴上的磁场成分的X轴方向的磁场强度BZ_X，图32C的(b)表示磁场BZ在Z轴上的磁场成分的Y轴方向的磁场强度BZ_Y，图32C的(c)表示磁场BZ在Z轴上的磁场成分的Z轴方向的磁场强度BZ_Z。

如图32C的(c)所示，磁场BZ在Z轴上的磁场成分的Z轴方向的磁场强度BZ_Z随着向+Z方向前进而变弱。因而，在原点O附近(例如，在中心Z轴Az与液体910的液面的交点附近)的磁场强度BZ_Z具有向-Z侧吸引磁偶极矩M(永久磁铁110)的磁梯度。此外，如图32C的(a)和图32C的(b)所示，磁场BZ在Z轴上的磁场成分的X轴方向的磁场强度BZ_X和磁场BZ在Z轴上的磁场成分的Y轴方向的磁场强度BZ_Y分别是0(BZ_X＝0、BZ_Y＝0)。

此外，上述图32A～图32C所示的特性在磁场BZ为负的情况下、即在磁场BZ的方向进行了反转的情况下反转。

另外，由Z轴约束线圈222z形成的磁场BZ具备以中心Z轴Az为中心的对称性。因而，下面的式(3)成立。

dBZ_X/dx＝dBZ_Y/dy     (3)

根据以上的式(2)和式(3)，能够用下面的式(4)表示通过Z轴约束线圈222z所形成的磁场BZ使胶囊内窥镜100的永久磁铁110(磁偶极矩M)受到的力FZ。

$\left(\begin{array}{c}\mathrm{FZx}\\ \mathrm{FZy}\\ \mathrm{FZz}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{M}_X({\mathrm{dBZ}}_X/\mathrm{dx})\\ M_X({\mathrm{dBZ}}_X/\mathrm{dx})\\ M_X({\mathrm{dBZ}}_Z/\mathrm{dz})\end{array}\right)---\left(4\right)$

另一方面，根据上述式(1)，能够用下面的式(5)表示磁偶极矩M从约束磁场产生线圈222中的X轴约束线圈222x所形成的磁场(将其设为磁场BX)受到的力FX。

$\left(\begin{array}{c}\mathrm{FZx}\\ \mathrm{FZy}\\ \mathrm{FZz}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{M}_X({\mathrm{dBX}}_X/\mathrm{dx})+M_Y({\mathrm{dBX}}_Y/\mathrm{dx})+M_Z({\mathrm{dBX}}_Z/\mathrm{dx})\\ M_X({\mathrm{dBX}}_X/\mathrm{dy})+M_Y({\mathrm{dBX}}_Y/\mathrm{dy})+M_Z({\mathrm{dBX}}_Z/\mathrm{dy})\\ M_X({\mathrm{dBX}}_X/\mathrm{dz})+M_Y({\mathrm{dBX}}_Y/\mathrm{dz})+M_Z({\mathrm{dBX}}_Z/\mathrm{dz})\end{array}\right)---\left(5\right)$

在此，考虑X轴约束线圈222x在中心Z轴Az附近所形成的磁场BX。图33A是表示在本实施方式2中使电流Ix流过X轴约束线圈222x时由X轴约束线圈222x在中心Z轴Az附近形成的磁场BX的概念图，图33B是表示图33A所示的磁场BX在包含中心Z轴Az的平面的磁场成分的图。另外，图34A是表示磁场BX的X轴方向的磁场强度的图，图34B是表示磁场BX的Y轴方向的磁场强度的图，图34C是表示磁场BX的Z轴方向的磁场强度的图。其中，图34A～图34C表示磁场BX为正的情况下的各轴方向的磁场强度。另外，图34A～图34C中的原点O是中心Z轴Az与任意的X-Y平面(例如液体910的液面)之间的交点。

如图33A和图33B所示，当对X轴约束线圈222x输入电流Ix时，在包含中心Z轴Az的平面内且在液体910的液面附近形成如下磁场BX，该磁场BX在中心Z轴Az上与该中心Z轴Az垂直，随着从中心Z轴Az偏离而磁力线的方向从向上旋转成向下。

这种磁场BX在X轴上的磁场强度(斜率)如图34A所示那样。此外，图34A的(a)表示磁场BX在X轴上的磁场成分的X轴方向的磁场强度BX_X，图34A的(b)表示磁场BX在X轴上的磁场成分的Y轴方向的磁场强度BX_Y，图34A的(c)表示磁场BX在X轴上的磁场成分的Z轴方向的磁场强度BX_Z。

如图34A的(a)所示，磁场BX在X轴上的磁场成分的X轴方向的磁场强度BX_X形成在X轴上的位置为原点O时成为峰值的弧线形的强度分布。另外，如图34A的(c)所示，磁场BX在X轴上的磁场成分的Z轴方向的磁场强度BX_Z以X轴上的原点O为边界，磁场强度BX_Z的正负、即磁场成分的方向反转。另外，在X轴上的磁场强度BX_Z随着位置远离原点O而其绝对值变大。因而，在原点O附近(例如，在中心Z轴Az与液体910的液面之间的交点附近)的磁场强度BX_Z具有向-X侧吸引磁偶极矩M(永久磁铁110)的磁梯度。此外，如图34A的(b)所示，磁场BX的X轴方向的成分在Y轴上的磁场强度BX_Y是0(BX_Y＝0)。

另外，磁场BX在Y轴上的磁场强度(斜率)如图34B所示那样。此外，图34B的(a)表示磁场BX在Y轴上的磁场成分的X轴方向的磁场强度BX_X，图34B的(b)表示磁场BX在Y轴上的磁场成分的Y轴方向的磁场强度BX_Y，图34B的(c)表示磁场BX在Y轴上的磁场成分的Z轴方向的磁场强度BX_Z。

如图34B的(a)所示，磁场BX在Y轴上的磁场成分的X轴方向的磁场强度BX_X形成在X轴上的位置为原点O时成为峰值的弧线形的强度分布。此外，如图34B的(b)和图34B的(c)所示，磁场BX在Y轴上的磁场成分的Y轴方向的磁场强度BX_Y和磁场BX在Y轴上的磁场成分的Z轴方向的磁场强度BX_Z分别是0(BX_Y＝0、BX_Z＝0)。

并且，磁场BX在Z轴上的磁场强度(斜率)如图34C所示那样。此外，图34C的(a)表示磁场BX在Z轴上的磁场成分的X轴方向的磁场强度BX_X，图34C的(b)表示磁场BX在Z轴上的磁场成分的Y轴方向的磁场强度BX_Y，图34C的(c)表示磁场BX在Z轴上的磁场成分的Z轴方向的磁场强度BX_Z。

如图34C的(a)所示，磁场BX在Z轴上的磁场成分的X轴方向的磁场强度BX_X与图32C的(c)所示的磁场BZ在Z轴上的磁场成分的Z轴方向的磁场强度BZ_Z相同。此外，如图34C的(b)和图34B的(c)所示，磁场BX在Z轴上的磁场成分的Y轴方向的磁场强度BX_Y和磁场BX在Z轴上的磁场成分的Z轴方向的磁场强度BX_Z分别是0(BX_Y＝0、BX_Z＝0)。

此外，由于Y轴约束线圈222y在中心Z轴Az附近所形成的磁场BY与上述X轴约束线圈222x相同，因此在此省略详细说明。

根据上述内容，X轴约束线圈222x和Y轴约束线圈222y施加给胶囊内窥镜100的永久磁铁110(磁偶极矩M)的力FX和FY分别如下面的式(6)或式(7)那样。

$\left(\begin{array}{c}\mathrm{FXx}\\ \mathrm{FXy}\\ \mathrm{FXz}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{M}_Z({\mathrm{dBX}}_Z/\mathrm{dx})\\ 0\\ M_X({\mathrm{dBX}}_X/\mathrm{dz})\end{array}\right)---\left(6\right)$

$\left(\begin{array}{c}\mathrm{FYx}\\ \mathrm{FYy}\\ \mathrm{FYz}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}0\\ M_Z({\mathrm{dBY}}_Z/\mathrm{dy})\\ M_Y({\mathrm{dBY}}_Y/\mathrm{dz})\end{array}\right)---\left(7\right)$

因而，根据上述式(4)、式(6)以及式(7)，通过约束磁场产生线圈222所产生的磁场B(约束磁场B_trap/偏移约束磁场B_strp)使胶囊内窥镜100的永久磁铁110(磁偶极矩M)受到的力F如下面的式(8)那样。

$\left(\begin{array}{c}\mathrm{Fx}\\ \mathrm{Fy}\\ \mathrm{Fz}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{M}_X({\mathrm{dBZ}}_X/\mathrm{dx})+M_Z({\mathrm{dBX}}_Z/\mathrm{dx})\\ M_Y({\mathrm{dBZ}}_Y/\mathrm{dy})+M_Z({\mathrm{dBY}}_Z/\mathrm{dy})\\ M_X({\mathrm{dBX}}_X/\mathrm{dz})+M_Y({\mathrm{dBY}}_Y/\mathrm{dz})+M_Z({\mathrm{dBZ}}_Z/\mathrm{dz})\end{array}\right)---\left(8\right)$

在此，着眼于力F的X成分Fx和Y成分Fy。在X成分Fx为0(Fx＝0)的情况下、即在胶囊内窥镜100位于中心Z轴Az上的情况下，dBX_Z/dx以及dBZ_X/dx的各项施加给永久磁铁110的M_X(dBZ_X/dx)以及M_Z(dBX_Z/dx)的正负相反。

也就是说，在X轴约束线圈222x所形成的磁场BX为正(BX＞0)时，磁偶极矩M的X成分为正(M_X＞0)，dBX_Z/dx为负(dBX_Z/dx＜0)。另一方面，在磁场BX为负(BX＜0)时，磁偶极矩M的X成分为负(M_X＜0)，dBX_Z/dx为正(dBX_Z/dx＞0)。也就是说，M_X与dBX_Z/dx的符号始终相反。

同样地，在Y轴约束线圈222y所形成的磁场BY为正(BY＞0)时，磁偶极矩M的Y成分为正(M_Y＞0)，dBY_Z/dy为负(dBY_Z/dy＜0)。另一方面，在磁场BY为负(BY＜0)时，磁偶极矩M的Y成分为负(M_Y＜0)，dBY_Z/dy为正(dBY_Z/dy＞0)。也就是说，M_Y与dBY_Z/dy的符号始终相反。

与此相对地，在Z轴约束线圈222z所形成的磁场BZ为正(BZ＞0)时，磁偶极矩M的Z成分为正(M_Z＞0)，dBZ_x/dx为正(dBZ_x/dx＞0)。另一方面，在磁场BZ为负(BZ＜0)时，磁偶极矩M的Z成分为负(M_Z＜0)，dBZ_X/dx为负(dBZ_X/dx＜0)。也就是说，M_Z与dBZ_X/dx(＝dBZ_Y/dy式(3))的符号始终相同。

因而，Fx的M_X(dBZ_X/dx)、M_Z(dBX_Z/dx)的项的正负与BX、BZ的正负无关地相反。另外，Fy的M_Y(dBZ_Y/dy)、M_Z(dBY_Z/dy)的项的正负也与BY、BZ的正负无关地相反。

在此，当设为BZ大于BX时，M_X(dBZ_X/dx)、M_Z(dBX_Z/dx)的平衡被破坏，能够向Fx方向产生力。并且，当设为BZ小于BX时，能够向Fx的反方向产生力。

另外，当设为BZ大于BY时，M_Y(dBZ_Y/dy)、M_Z(dBY_Z/dy)的平衡被破坏，能够向Fy方向产生力。并且，当设为BZ小于BY时，能够向Fy的反方向产生力。

根据上述内容，通过调整要对X轴约束线圈222x、Y轴约束线圈222y以及Z轴约束线圈222z输入的约束信号的电流的平衡，能够适当形成在中心Z轴Az上存在峰值磁场的约束磁场B_trap和峰值磁场向目标方向偏移的偏移约束磁场B_strp。

通过如上所述那样进行动作，在本实施方式2中，在改变被检体900与约束磁场产生线圈222的中心Z轴Az的相对位置时，使捕获胶囊内窥镜100(特别是永久磁铁110)的约束磁场B_trap的峰值磁场向与改变相对位置的方向相同的方向或相反的方向偏移(偏移约束磁场B_strp)。即，在配置有被检体900的检测空间K中形成偏移约束磁场B_strp，该偏移约束磁场B_strp包含向中心Z轴Az吸引永久磁铁110的约束磁场成分(约束磁场B_trap)和向与改变相对位置的方向相同或相反的方向对永久磁铁110施力的梯度磁场成分(梯度磁场B_grad)。由此，在本实施方式2中，能够减少在相对位置改变时胶囊内窥镜100偏离中心Z轴Az的情形，结果，能够准确地保持胶囊内窥镜100被捕获在所期望的约束位置上的状态。

能够由本领域技术人员容易地得出进一步的效果、变形例。因此，本发明更大范围的形式并不限定于如上述那样表现且记述的特定的详细以及代表性的实施方式。因而，不脱离由所附的权利要求书及其等同物定义的总的发明的概念的精神或范围而能够进行各种变更。

Claims (13)

1.一种引导系统，其特征在于，具备：

胶囊型装置，其具备被固定在胶囊型的壳体内的永久磁铁，被导入到被检体内；以及

位置控制装置，其具有相对位置控制机构和磁场产生机构，该相对位置控制机构改变规定轴与上述被检体的相对位置，该磁场产生机构在配置有上述被检体的空间中形成磁场，该磁场包含向上述规定轴吸引上述永久磁铁的约束磁场成分和向与改变上述相对位置的方向相同或者相反的方向对上述永久磁铁施力的梯度磁场成分中的至少一方。

2.根据权利要求1所述的引导系统，其特征在于，

上述梯度磁场成分向与改变上述相对位置的方向相反的方向对上述永久磁铁施力。

3.根据权利要求2所述的引导系统，其特征在于，

在上述相对位置控制机构使上述相对位置的变化速度加速时，上述磁场产生机构在上述空间中形成包含上述梯度磁场成分的上述磁场。

4.根据权利要求1所述的引导系统，其特征在于，

上述梯度磁场成分向与改变上述相对位置的方向相同的方向对上述永久磁铁施力。

5.根据权利要求4所述的引导系统，其特征在于，

在上述相对位置控制机构使上述相对位置的变化速度减速时，上述磁场产生机构在上述空间中形成包含上述梯度磁场成分的上述磁场。

6.根据权利要求1所述的引导系统，其特征在于，

上述磁场产生机构包括约束磁场产生线圈，该约束磁场产生线圈包括中心轴与上述规定轴一致的Z轴线圈、中心轴与上述规定轴垂直并且相互正交的X轴线圈以及Y轴线圈，

上述相对位置控制机构向与上述规定轴垂直的方向改变上述相对位置。

7.根据权利要求1所述的引导系统，其特征在于，

上述磁场产生机构包括梯度磁场产生线圈，该梯度磁场产生线圈包括一组X轴梯度线圈和一组Y轴梯度线圈，该一组X轴梯度线圈在上述规定轴上形成与该规定轴大致垂直的方向的磁场，该一组Y轴梯度线圈在上述规定轴上形成与该规定轴大致垂直且与上述一组X轴梯度线圈所形成的上述磁场大致垂直的磁场，

上述相对位置控制机构向与上述规定轴垂直的方向改变上述相对位置，

上述磁场产生机构通过调整上述一组X轴梯度线圈的各个线圈所产生的磁场的强度的平衡来在由上述一组X轴梯度线圈在上述规定轴上产生的磁场方向上产生梯度磁场，通过调整上述一组Y轴梯度线圈的各个线圈所产生的磁场的强度的平衡来在由上述一组Y轴梯度线圈在上述规定轴上产生的磁场方向上产生梯度磁场，由此在上述空间中形成包含上述梯度磁场成分的上述磁场。

8.根据权利要求1所述的引导系统，其特征在于，

上述磁场产生机构包括磁场产生线圈，该磁场产生线圈包括中心轴与上述规定轴一致的Z轴线圈、中心轴与上述规定轴垂直并且相互正交的X轴线圈以及Y轴线圈，

上述相对位置控制机构向与上述规定轴垂直的方向改变上述相对位置，

上述磁场产生机构通过对上述Z轴线圈、上述X轴线圈以及上述Y轴线圈的各个线圈输入电流信号，在上述空间内形成包含上述约束磁场成分的上述磁场，并且通过调整对上述Z轴线圈、上述X轴线圈以及上述Y轴线圈的各个线圈输入的上述电流信号的电流量的平衡，在上述空间中形成包含上述梯度磁场成分的上述磁场。

9.一种引导方法，对胶囊型装置的位置进行引导，该胶囊型装置具备被固定在胶囊型的壳体内的永久磁铁并被导入到被检体内，该引导方法的特征在于，包括以下步骤：

约束磁场产生步骤，在配置有上述被检体的空间中形成向规定轴吸引上述永久磁铁的约束磁场；

相对位置控制步骤，改变上述规定轴与上述被检体的相对位置；以及

梯度磁场产生步骤，在上述空间中形成用于向与改变上述相对位置的方向相同或者相反的方向对上述永久磁铁施力的梯度磁场。

10.根据权利要求9所述的引导方法，其特征在于，

上述梯度磁场向与改变上述相对位置的方向相反的方向对上述永久磁铁施力。

11.根据权利要求10所述的引导方法，其特征在于，

在上述相对位置控制步骤中使上述相对位置的变化速度加速时，上述梯度磁场产生步骤在上述空间中形成包含上述梯度磁场成分的上述磁场。

12.根据权利要求9所述的引导方法，其特征在于，

上述梯度磁场向与改变上述相对位置的方向相同的方向对上述永久磁铁施力。

13.根据权利要求12所述的引导方法，其特征在于，

在上述相对位置控制步骤中使上述相对位置的变化速度减速时，上述梯度磁场产生步骤在上述空间中形成包含上述梯度磁场成分的上述磁场。

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