JP2006075534A - Position detection apparatus and intra-patient introduction system - Google Patents

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    • A61B1/041Capsule endoscopes for imaging

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To detect noise magnetic field accurately and to suppress a deterioration in accuracy of position detection in a position detection apparatus that detects the position of a detection object using position detection magnetic field having position dependency. <P>SOLUTION: A processing device 12, which is a constituent of the position detection apparatus, has a judgment section 50 and an alarm display section 51. Magnetic field strength detected by a noise magnetic field sensor 13 arranged on the outer surface of a subject is entered into the judgment section, and magnetic field strength detected by a capsule endoscope, which is the detection object, is also entered into the judgment section via a signal processing section 39 or the like. The alarm display section displays a predetermined alarm according to a judgment result of the judgment section 50. The judgment section 50 determines whether a difference value between the magnetic field detected by the noise magnetic field sensor 13 arranged on the outer surface of the subject and the magnetic field detected by the capsule endoscope located within the subject exceeds a predetermined threshold or not, and judges whether a noise magnetic field is generated or not on the basis of the result. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、検出対象に対して固定された対象座標軸と、前記検出対象の運動と無関係に設定される基準座標軸との間の位置関係を、所定の磁場を用いて検出する技術に関するものである。   The present invention relates to a technique for detecting a positional relationship between a target coordinate axis fixed with respect to a detection target and a reference coordinate axis set regardless of the motion of the detection target using a predetermined magnetic field. .

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(例えば、特許文献1参照。)。   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, a doctor or a nurse can make a diagnosis by displaying an image of an organ on a display based on image data stored in a memory (see, for example, Patent Document 1). .)

さらに、従来のカプセル型内視鏡システムにおいては、体腔内におけるカプセル型内視鏡の位置を検出する機構を備えたものも提案されている。例えば、カプセル型内視鏡を導入する被検体の内部に強度に関して位置依存性を有する磁場を形成し、カプセル型内視鏡に内蔵した磁場センサによって検出された磁場の強度に基づき被検体内におけるカプセル型内視鏡の位置を検出することが可能である。かかるカプセル型内視鏡システムでは、磁場を形成するために、所定のコイルを被検体外部に配置した構成を採用しており、かかるコイルに所定の電流を流すことによって、被検体内部に磁場を形成することとしている。ここで、事前にカプセル型内視鏡の位置を検出することは困難であることから、形成する磁場は、被検体内部においてカプセル型内視鏡が存在しうる領域すべてにおいて、カプセル型内視鏡が検出可能な強度となるよう形成する必要がある。具体的には、従来のカプセル型内視鏡システムでは、口腔から肛門に至る消化器官すべてにおいて、カプセル型内視鏡が検出可能な磁場を形成する。   Further, a conventional capsule endoscope system has been proposed that includes a mechanism for detecting the position of the capsule endoscope in the body cavity. For example, a magnetic field having a position dependency with respect to strength is formed inside a subject to which a capsule endoscope is introduced, and the inside of the subject is determined based on the strength of the magnetic field detected by a magnetic field sensor built in the capsule endoscope. It is possible to detect the position of the capsule endoscope. In such a capsule endoscope system, in order to form a magnetic field, a configuration in which a predetermined coil is arranged outside the subject is adopted, and a magnetic field is generated inside the subject by flowing a predetermined current through the coil. Trying to form. Here, since it is difficult to detect the position of the capsule endoscope in advance, the magnetic field to be formed is the capsule endoscope in all regions where the capsule endoscope can exist in the subject. Must be formed to have a detectable intensity. Specifically, in a conventional capsule endoscope system, a magnetic field that can be detected by the capsule endoscope is formed in all digestive organs from the oral cavity to the anus.

特開2003−19111号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-19111

しかしながら、位置検出機構を備えた従来のカプセル型内視鏡システムは、外部雑音磁場の存在により検出精度が低下するという課題を有する。すなわち、カプセル型内視鏡の位置を検出するメカニズムとしてカプセル型内視鏡が磁場検出を行う機構を備えており、位置検出を行うために形成される位置検出用磁場の他に、外部電子機器等に起因したノイズ磁場を検出することとなる。そして、カプセル型内視鏡に備わる磁場センサによっては、検出した磁場が位置検出用磁場であるかノイズ磁場であるかを判定することは困難であり、カプセル型内視鏡が位置する領域にノイズ磁場が形成された場合には、検出磁場の強度および/または方向に影響を与えることとなるため、位置検出精度が低下することとなる。   However, the conventional capsule endoscope system provided with the position detection mechanism has a problem that the detection accuracy decreases due to the presence of the external noise magnetic field. That is, as a mechanism for detecting the position of the capsule endoscope, the capsule endoscope has a mechanism for detecting a magnetic field. In addition to a position detection magnetic field formed for position detection, an external electronic device A noise magnetic field caused by the above will be detected. Depending on the magnetic field sensor provided in the capsule endoscope, it is difficult to determine whether the detected magnetic field is a position detection magnetic field or a noise magnetic field, and noise is detected in the region where the capsule endoscope is located. When a magnetic field is formed, the strength and / or direction of the detected magnetic field is affected, so that the position detection accuracy is lowered.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、位置依存性を有する位置検出用磁場を用いてカプセル型内視鏡等の被検体内導入装置の位置検出を行う位置検出装置を備えた被検体内導入システムにおいて、ノイズ磁場を精度良く検出し、位置検出精度の低下を抑制する位置検出装置および被検体内導入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 includes a position detection device that performs position detection of an in-subject introduction device such as a capsule endoscope using a position detection magnetic field having position dependency. An object of the present invention is to realize a position detection apparatus and an in-subject introduction system that detect a noise magnetic field with high accuracy and suppress a decrease in position detection accuracy in the in-subject introduction system.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1にかかる位置検出装置は、所定の位置検出用磁場を用いて検出対象の位置を検出する位置検出装置であって、前記位置検出用磁場を形成する磁場形成手段と、前記検出対象が存在する位置において検出された前記位置検出用磁場の強度に基づき前記検出対象の位置を導出する位置導出手段と、磁場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の強度に基づき、前記検出対象が位置する領域にノイズ磁場が形成されているか否かを判定する判定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, a position detection apparatus according to claim 1 is a position detection apparatus that detects a position of a detection target using a predetermined position detection magnetic field, and the position detection apparatus includes: Magnetic field forming means for forming a magnetic field for use, position derivation means for deriving the position of the detection target based on the strength of the magnetic field for position detection detected at a position where the detection target exists, and magnetic field strength for detecting the magnetic field strength It is characterized by comprising detection means and determination means for determining whether or not a noise magnetic field is formed in a region where the detection target is located based on the strength of the magnetic field detected by the magnetic field strength detection means. .

この請求項1の発明によれば、検出対象が存在する位置においてノイズ磁場が形成されているか否かを判定する判定手段を備えることとしたため、位置検出用磁場以外にノイズ磁場が混在する場合にノイズ磁場が形成されていることを検出することが可能である。   According to the first aspect of the present invention, since the determination means for determining whether or not the noise magnetic field is formed at the position where the detection target exists, the noise magnetic field is mixed in addition to the position detection magnetic field. It is possible to detect that a noise magnetic field is formed.

また、請求項2にかかる位置検出装置は、上記の発明において、前記判定手段は、前記磁場強度検出手段によって検出された磁場の強度と前記検出対象が位置する領域において検出された磁場の強度との間の差分値があらかじめ定めた閾値を超えた場合に、ノイズ磁場が形成されていると判定することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the above invention, the determination unit includes: a magnetic field intensity detected by the magnetic field intensity detection unit; and a magnetic field intensity detected in a region where the detection target is located. It is determined that a noise magnetic field is formed when the difference value between the two values exceeds a predetermined threshold value.

また、請求項3にかかる位置検出装置は、上記の発明において、前記判定手段は、前記磁場強度検出手段によって検出された磁場の強度があらかじめ定めた閾値を超えた場合に、ノイズ磁場が形成されていると判定することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the above position detection apparatus, the determination unit may form a noise magnetic field when the strength of the magnetic field detected by the magnetic field strength detection unit exceeds a predetermined threshold. It is characterized by determining that it is.

また、請求項4にかかる位置検出装置は、上記の発明において、前記閾値は、地磁気の強度よりも大きいことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the above invention, the threshold is larger than the strength of geomagnetism.

また、請求項5にかかる位置検出装置は、上記の発明において、前記判定手段によってノイズ磁場が形成されていると判定された場合に、所定の警告を行う警告手段をさらに備えたことを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the above invention, the position detection device further includes a warning unit that performs a predetermined warning when the determination unit determines that a noise magnetic field is formed. To do.

また、請求項6にかかる位置検出装置は、上記の発明において、前記位置検出用磁場は、所定の進行方向を有する第1直線磁場および前記第1直線磁場と異なる進行方向を有する第2直線磁場とによって形成され、前記検出対象に対して固定された対象座標軸上および該対象座標軸と異なる座標軸である基準座標軸上における前記第1直線磁場の進行方向の対応関係と、前記第2直線磁場の前記対象座標軸上における進行方向と前記基準座標軸上における進行方向との対応関係とに基づいて、前記基準座標軸に対する前記対象座標軸のなす方位を導出する方位導出手段をさらに備えたことを特徴とする。   In the position detection device according to a sixth aspect of the present invention, in the above invention, the position detection magnetic field includes a first linear magnetic field having a predetermined traveling direction and a second linear magnetic field having a traveling direction different from the first linear magnetic field. And a correspondence relationship between the traveling directions of the first linear magnetic field on a target coordinate axis fixed to the detection target and on a reference coordinate axis that is different from the target coordinate axis, and the second linear magnetic field The apparatus further comprises azimuth deriving means for deriving an azimuth formed by the target coordinate axis with respect to the reference coordinate axis based on a correspondence relationship between the traveling direction on the target coordinate axis and the traveling direction on the reference coordinate axis.

また、請求項7にかかる位置検出装置は、上記の発明において、前記第1直線磁場は、地磁気によって形成され、前記基準座標軸上の所定の位置に配置され、前記第2直線磁場を形成する直線磁場形成手段と、前記基準座標軸における前記地磁気の進行方向を検出する磁場センサ手段とをさらに備え、前記方位導出手段は、前記磁場センサ手段によって検出された、前記基準座標軸における前記地磁気の進行方向と、あらかじめ定められた前記基準座標軸における前記第2直線磁場の進行方向と、前記検出対象によって検出された前記対象座標軸における前記地磁気の進行方向とに基づいて前記方位を導出することを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, in the above-described invention, the first linear magnetic field is formed by terrestrial magnetism, arranged at a predetermined position on the reference coordinate axis, and forms the second linear magnetic field. A magnetic field forming unit; and a magnetic field sensor unit that detects a traveling direction of the geomagnetism in the reference coordinate axis, and the azimuth deriving unit includes a traveling direction of the geomagnetism in the reference coordinate axis detected by the magnetic field sensor unit. The azimuth is derived based on a traveling direction of the second linear magnetic field on the predetermined reference coordinate axis and a traveling direction of the geomagnetism on the target coordinate axis detected by the detection target.

また、請求項8にかかる被検体内導入システムは、被検体に導入され、該被検体の内部を移動する被検体内導入装置と、所定の位置検出用磁場を用いて前記被検体の内部における前記被検体内導入装置の位置を検出する位置検出装置とを備えた被検体内導入システムであって、前記被検体内導入装置は、当該被検体内導入装置が位置する領域における前記位置検出用磁場を検出する磁場センサと、前記磁場センサによる検出結果を含む無線信号を送信する無線送信手段とを備え、前記位置検出装置は、前記位置検出用磁場を形成する磁場形成手段と、前記磁場センサによって検出された前記位置検出用磁場の強度に基づき前記被検体内導入装置の位置を導出する位置導出手段と、磁場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の強度に基づき、前記検出対象が位置する領域にノイズ磁場が形成されているか否かを判定する判定手段とを備えたことを特徴とする。   An in-subject introduction system according to an eighth aspect of the present invention includes an intra-subject introduction apparatus that is introduced into a subject and moves inside the subject, and a predetermined position detection magnetic field inside the subject. An intra-subject introduction system comprising a position detection device for detecting a position of the intra-subject introduction device, wherein the intra-subject introduction device is used for position detection in a region where the intra-subject introduction device is located. A magnetic field sensor that detects a magnetic field; and a wireless transmission unit that transmits a wireless signal including a detection result of the magnetic field sensor, wherein the position detection device includes a magnetic field forming unit that forms the magnetic field for position detection, and the magnetic field sensor. Position deriving means for deriving the position of the in-subject introduction device based on the intensity of the position detecting magnetic field detected by the magnetic field intensity detecting means; Based on the intensity of the detected magnetic field by, wherein the detection target and a determining means for determining whether the noise magnetic field in a region located is formed.

本発明にかかる位置検出装置および被検体内導入システムは、検出対象が存在する位置においてノイズ磁場が形成されているか否かを判定する判定手段を備えることとしたため、位置検出用磁場以外にノイズ磁場が混在する場合にノイズ磁場が形成されていることを検出することが可能であるという効果を奏する。   Since the position detection apparatus and the in-subject introduction system according to the present invention include determination means for determining whether or not the noise magnetic field is formed at the position where the detection target exists, the noise magnetic field in addition to the position detection magnetic field is provided. This produces an effect that it is possible to detect that a noise magnetic field is formed in the case where the noise is mixed.

以下、この発明を実施するための最良の形態(以下では、単に「実施の形態」と称する)である位置検出装置および被検体内導入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。なお、以下の説明では、位置検出のメカニズムとして、地磁気、直線磁場および拡散磁場を用いた技術を例として説明するが、かかる構成に限定して解釈するべきではないことはもちろんであり、位置依存性を有する位置検出用磁場を用いて複数の時刻に渡って検出対象の位置検出を行うものであれば、本発明を適用することが可能である。   Hereinafter, a position detection apparatus and an in-subject introduction system, which are the best modes for carrying out the present invention (hereinafter simply referred to as “embodiments”), will be described. 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. In the following description, a technique using geomagnetism, a linear magnetic field, and a diffusion magnetic field will be described as an example of the position detection mechanism. However, it should be understood that the present invention should not be limited to such a configuration and is position dependent. The present invention can be applied as long as the position of the detection target is detected over a plurality of times using a position detection magnetic field having the property.

(実施の形態1)
まず、実施の形態1にかかる被検体内導入システムについて説明する。本実施の形態1では、被検体内導入システムの全体構成および各構成要素に関して説明すると共に位置検出メカニズムに関して説明した後、位置検出に使用される位置検出用磁場の強度に関する制御メカニズムに関する説明を行うこととする。
(Embodiment 1)
First, the in-subject introduction system according to the first embodiment will be described. In the first embodiment, the overall configuration and each component of the in-subject introduction system will be described, the position detection mechanism will be described, and then the control mechanism related to the strength of the position detection magnetic field used for position detection will be described. I will do it.

図1は、本実施の形態1にかかる被検体内導入システムの全体構成について示す模式図である。図1に示すように、本実施の形態1にかかる被検体内導入システムは、被検体1の内部に導入されて通過経路に沿って移動するカプセル型内視鏡2と、カプセル型内視鏡2との間で無線通信を行うと共に、カプセル型内視鏡2に固定された対象座標軸と、被検体1に対して固定された基準座標軸との間の位置関係を検出する位置検出装置3と、位置検出装置3によって受信された、カプセル型内視鏡2から送信された無線信号の内容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。また、図1に示すように、本実施の形態1では、X軸、Y軸およびZ軸によって形成され、カプセル型内視鏡2に対して固定された座標軸である対象座標軸と、x軸、y軸およびz軸によって形成され、カプセル型内視鏡2の運動とは無関係に定められ、具体的には被検体1に対して固定された座標軸である基準座標軸とを設定しており、以下に説明する機構を用いて基準座標軸に対する対象座標軸の位置関係を検出することとしている。   FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the overall configuration of the intra-subject introduction system according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the in-subject introduction system according to the first embodiment includes a capsule endoscope 2 that is introduced into the subject 1 and moves along a passage route, and a capsule endoscope. A position detection device 3 that performs wireless communication with the camera 2 and detects a positional relationship between a target coordinate axis fixed to the capsule endoscope 2 and a reference coordinate axis fixed to the subject 1; In order to exchange information between the display device 4 that displays the contents of the radio signal transmitted from the capsule endoscope 2 and received by the position detection device 3, and between the position detection device 3 and the display device 4. The portable recording medium 5 is provided. As shown in FIG. 1, in the first embodiment, an object coordinate axis that is a coordinate axis that is formed by the X axis, the Y axis, and the Z axis and is fixed to the capsule endoscope 2, and the x axis, It is formed by the y-axis and the z-axis, is determined regardless of the movement of the capsule endoscope 2, and specifically sets a reference coordinate axis that is a coordinate axis fixed with respect to the subject 1, The positional relationship of the target coordinate axis with respect to the reference coordinate axis is detected using the mechanism described in (1).

表示装置4は、位置検出装置3によって受信された、カプセル型内視鏡2によって撮像された被検体内画像等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等を表示する構成としても良いし、プリンタ等のように、他の媒体に画像等を出力する構成としても良い。   The display device 4 is for displaying an in-vivo image captured by the capsule endoscope 2 received by the position detection device 3 and is based on data obtained by the portable recording medium 5. It has a configuration such as a workstation that performs image display. Specifically, the display device 4 may be configured to directly display an image or the like by a CRT display, a liquid crystal display, or the like, or may be configured to output an image or the like to another medium such as a printer.

携帯型記録媒体5は、後述する処理装置12および表示装置4に対して着脱可能であって、両者に対する装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処理装置12に装着されて被検体内画像および基準座標軸に対する対象座標軸の位置関係を記憶する。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、処理装置12から取り出されて表示装置4に装着され、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。処理装置12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)メモリ等の携帯型記録媒体5によって行うことで、処理装置12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 portable recording medium 5 can be attached to and detached from the processing device 12 and the display device 4 described later, and has a structure capable of outputting and recording information when attached to both. Specifically, the portable recording medium 5 is attached to the processing device 12 while the capsule endoscope 2 is moving in the body cavity of the subject 1, and the target coordinate axis with respect to the in-subject image and the reference coordinate axis. The positional relationship is stored. Then, after the capsule endoscope 2 is discharged from the subject 1, the capsule endoscope 2 is taken out from the processing device 12 and mounted on the display device 4, and the recorded data is read out by the display device 4. When data is transferred between the processing device 12 and the display device 4 using a portable recording medium 5 such as a compact flash (registered trademark) memory, the processing device 12 and the display device 4 are connected by wire. Unlike the capsule endoscope 2, the subject 1 can freely move even when the capsule endoscope 2 is moving inside the subject 1.

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検出対象の一例として機能するものである。具体的には、カプセル型内視鏡2は、被検体1の内部に導入され、被検体1内を移動しつつ被検体内情報を取得し、取得した被検体内情報を含む無線信号を外部に送信する機能を有する。また、カプセル型内視鏡2は、後述する位置関係の検出のための磁場検出機能を有すると共に駆動電力が外部から供給される構成を有し、具体的には外部から送信された無線信号を受信し、受信した無線信号を駆動電力として再生する機能を有する。   Next, the capsule endoscope 2 will be described. The capsule endoscope 2 functions as an example of a detection target in the claims. Specifically, the capsule endoscope 2 is introduced into the subject 1, acquires in-subject information while moving in the subject 1, and transmits a radio signal including the acquired in-subject information to the outside It has the function to transmit to. In addition, the capsule endoscope 2 has a magnetic field detection function for detecting a positional relationship, which will be described later, and has a configuration in which driving power is supplied from the outside. Specifically, a radio signal transmitted from the outside is received. It has a function of receiving and reproducing the received radio signal as drive power.

図2は、カプセル型内視鏡2の構成を示すブロック図である。図2に示すように、カプセル型内視鏡2は、被検体内情報を取得する機構として、被検体内情報を取得する被検体内情報取得部14と、取得された被検体内情報に対して所定の処理を行う信号処理部15とを備える。また、カプセル型内視鏡2は、磁場検出機構として磁場を検出し、検出磁場に対応した電気信号を出力する磁場センサ16と、出力された電気信号を増幅するための増幅部17と、増幅部17から出力された電気信号をディジタル信号に変換するA/D変換部18とを備える。   FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the capsule endoscope 2. As shown in FIG. 2, the capsule endoscope 2 functions as a mechanism for acquiring in-subject information. In-subject information acquisition unit 14 for acquiring in-subject information and the acquired in-subject information And a signal processing unit 15 for performing predetermined processing. The capsule endoscope 2 detects a magnetic field as a magnetic field detection mechanism, outputs a magnetic signal corresponding to the detected magnetic field, an amplifying unit 17 for amplifying the output electric signal, and an amplification And an A / D converter 18 that converts the electrical signal output from the unit 17 into a digital signal.

被検体内情報取得部14は、被検体内情報、本実施の形態1においては被検体内の画像データたる被検体内画像を取得するためのものである。具体的には、被検体内情報取得部14は、照明部として機能するLED22と、LED22の駆動を制御するLED駆動回路23と、LED22によって照明された領域の少なくとも一部を撮像する撮像部として機能するCCD24と、CCD24の駆動状態を制御するCCD駆動回路25とを備える。なお、照明部および撮像部の具体的な構成としては、LED、CCDを用いることは必須ではなく、例えば撮像部としてCMOS等を用いることとしても良い。   The in-subject information acquisition unit 14 is for acquiring in-subject information, that is, an in-subject image as image data in the subject in the first embodiment. Specifically, the in-subject information acquisition unit 14 is an LED 22 that functions as an illumination unit, an LED drive circuit 23 that controls driving of the LED 22, and an imaging unit that captures at least a part of a region illuminated by the LED 22. A functioning CCD 24 and a CCD driving circuit 25 for controlling the driving state of the CCD 24 are provided. In addition, as a specific structure of an illumination part and an imaging part, it is not essential to use LED and CCD, For example, it is good also as using CMOS etc. as an imaging part.

磁場センサ16は、カプセル型内視鏡2の存在領域に形成されている磁場の方位および強度を検出するためのものである。具体的には、磁場センサ16は、例えば、MI(Magneto Impedance)センサを用いて形成されている。MIセンサは、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。なお、磁場センサ16は、MIセンサ以外にも、例えばMRE(磁気抵抗効果)素子、GMR(巨大磁気抵抗効果)磁気センサ等を用いて構成することとしても良い。   The magnetic field sensor 16 is for detecting the direction and intensity of the magnetic field formed in the region where the capsule endoscope 2 is present. Specifically, the magnetic field sensor 16 is formed using, for example, an MI (Magneto Impedance) sensor. The MI sensor has a configuration in which, for example, an FeCoSiB amorphous wire is used as a magnetosensitive medium. When a high frequency current is applied to the magnetosensitive medium, the MI impedance of the magnetosensitive medium greatly changes due to an external magnetic field. The magnetic field strength is detected using the effect. In addition to the MI sensor, the magnetic field sensor 16 may be configured using, for example, an MRE (magnetoresistive effect) element, a GMR (giant magnetoresistive effect) magnetic sensor, or the like.

図1にも示したように、本実施の形態1では、検出対象たるカプセル型内視鏡2の座標軸として、X軸、Y軸およびZ軸によって規定された対象座標軸を想定している。かかる対象座標軸に対応して、磁場センサ16は、カプセル型内視鏡2が位置する領域に形成された磁場について、X方向成分、Y方向成分およびZ方向成分の磁場強度を検出し、それぞれの方向における磁場強度に対応した電気信号を出力する機能を有する。磁場センサ16によって検出された、対象座標軸における磁場強度成分は、後述の無線送信部19を介して位置検出装置3に送信され、位置検出装置3は、磁場センサ16によって検出された磁場成分の値に基づいて対象座標軸と基準座標軸の位置関係を導出することとなる。   As shown in FIG. 1, in the first embodiment, a target coordinate axis defined by the X axis, the Y axis, and the Z axis is assumed as the coordinate axis of the capsule endoscope 2 to be detected. Corresponding to the target coordinate axis, the magnetic field sensor 16 detects the magnetic field strengths of the X direction component, the Y direction component, and the Z direction component for the magnetic field formed in the region where the capsule endoscope 2 is located, It has a function of outputting an electrical signal corresponding to the magnetic field strength in the direction. The magnetic field strength component on the target coordinate axis detected by the magnetic field sensor 16 is transmitted to the position detection device 3 via the wireless transmission unit 19 described later, and the position detection device 3 detects the value of the magnetic field component detected by the magnetic field sensor 16. Based on this, the positional relationship between the target coordinate axis and the reference coordinate axis is derived.

さらに、カプセル型内視鏡2は、送信回路26および送信アンテナ27を備えると共に外部に対して無線送信を行うための無線送信部19と、無線送信部19に対して出力する信号に関して、信号処理部15から出力されたものとA/D変換部18から出力されたものとの間で適宜切り替える切替部20とを備える。また、カプセル型内視鏡2は、被検体内情報取得部14、信号処理部15および切替部20の駆動タイミングを同期させるためのタイミング発生部21を備える。   Further, the capsule endoscope 2 includes a transmission circuit 26 and a transmission antenna 27, and performs signal processing on a wireless transmission unit 19 for performing wireless transmission to the outside and a signal output to the wireless transmission unit 19. And a switching unit 20 that appropriately switches between the output from the unit 15 and the output from the A / D conversion unit 18. Further, the capsule endoscope 2 includes a timing generation unit 21 for synchronizing the drive timings of the in-subject information acquisition unit 14, the signal processing unit 15, and the switching unit 20.

また、カプセル型内視鏡2は、外部からの給電用の無線信号を受信するための機構として、受信アンテナ28と、受信アンテナ28を介して受信された無線信号から電力を再生する電力再生回路29と、電力再生回路29から出力された電力信号の電圧を昇圧する昇圧回路30と、昇圧回路30によって所定の電圧に変化した電力信号を蓄積し、上記した他の構成要素の駆動電力として供給する蓄電器31とを備える。   The capsule endoscope 2 has a receiving antenna 28 and a power regeneration circuit that regenerates power from the radio signal received via the receiving antenna 28 as a mechanism for receiving a wireless signal for power feeding from the outside. 29, a booster circuit 30 that boosts the voltage of the power signal output from the power regeneration circuit 29, and a power signal that has been changed to a predetermined voltage by the booster circuit 30 is stored and supplied as drive power for the other components described above. The storage battery 31 is provided.

受信アンテナ28は、例えばループアンテナを用いて形成される。かかるループアンテナは、カプセル型内視鏡2内の所定の位置に固定されており、具体的にはカプセル型内視鏡2に固定された対象座標軸における所定の位置および指向方向を有するよう配置されている。   The reception antenna 28 is formed using, for example, a loop antenna. Such a loop antenna is fixed at a predetermined position in the capsule endoscope 2, and is specifically arranged to have a predetermined position and a directing direction on a target coordinate axis fixed to the capsule endoscope 2. ing.

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、図1に示すように、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ための受信アンテナ7a〜7dと、カプセル型内視鏡2に対して給電用の無線信号を送信するための送信アンテナ8a〜8dと、地磁気の進行方向を検出する地磁気センサ9と、直線磁場を形成する直線磁場形成部10と、拡散磁場を形成する拡散磁場形成部11と、受信アンテナ7a〜7dを介して受信された無線信号等に対して所定の処理を行う処理装置12と、ノイズ磁場検出の際に使用されるノイズ磁場センサ13とを備える。なお、図1はあくまで模式図であり、受信アンテナ7a〜7d等に関しては構成について模式的に示すと共に、配置される位置についても一例を示すに過ぎないものである。すなわち、図1に示す各構成要素間の位置関係、特に被検体1上における位置関係については、図1に示す例に限定されないことに留意が必要である。   Next, the position detection device 3 will be described. As shown in FIG. 1, the position detection device 3 includes receiving antennas 7 a to 7 d for receiving a radio signal transmitted from the capsule endoscope 2, and a radio for supplying power to the capsule endoscope 2. Transmitting antennas 8a to 8d for transmitting signals, a geomagnetic sensor 9 for detecting the traveling direction of geomagnetism, a linear magnetic field forming unit 10 for forming a linear magnetic field, a diffusion magnetic field forming unit 11 for forming a diffusion magnetic field, and reception The processing apparatus 12 which performs a predetermined | prescribed process with respect to the radio signal etc. which were received via antenna 7a-7d, and the noise magnetic field sensor 13 used in the case of a noise magnetic field detection are provided. Note that FIG. 1 is a schematic diagram only, and the receiving antennas 7a to 7d and the like are schematically shown with respect to the configuration and are merely examples of the positions where they are arranged. That is, it should be noted that the positional relationship between the components shown in FIG. 1, particularly the positional relationship on the subject 1, is not limited to the example shown in FIG.

受信アンテナ7a〜7dは、カプセル型内視鏡2に備わる無線送信部19から送信された無線信号を受信するためのものである。具体的には、受信アンテナ7a〜7dは、ループアンテナ等によって形成され、処理装置12に対して受信した無線信号を伝達する機能を有する。   The receiving antennas 7a to 7d are for receiving radio signals transmitted from the radio transmitting unit 19 provided in the capsule endoscope 2. Specifically, the receiving antennas 7a to 7d are formed by a loop antenna or the like, and have a function of transmitting a received radio signal to the processing device 12.

送信アンテナ8a〜8dは、処理装置12によって生成された無線信号をカプセル型内視鏡2に対して送信するためのものである。具体的には、送信アンテナ8a〜8dは、処理装置12と電気的に接続されたループアンテナ等によって形成されている。   The transmission antennas 8 a to 8 d are for transmitting the radio signal generated by the processing device 12 to the capsule endoscope 2. Specifically, the transmission antennas 8 a to 8 d are formed by a loop antenna or the like that is electrically connected to the processing device 12.

地磁気センサ9は、地磁気の進行方向を検出するためのものである。本実施の形態1にかかる被検体内導入システムでは、後に詳細に説明するように、地磁気に関しても位置検出用磁場として使用する関係から、被検体1(より正確には、被検体1に対して固定された基準座標軸)に対する地磁気の進行方向を検出する必要性が生じ、地磁気センサ9はかかる進行方向を検出する機能を有する。なお、地磁気センサ9は、かかる機能を実現する観点から、配置された位置における磁場方向のみを検出する機能を有すれば充分であるが、本実施の形態1では、カプセル型内視鏡2に備わる磁場センサ16と同様の構成を用いることとする。なお、本実施の形態1において、地磁気は特許請求の範囲における位置検出用磁場および第1直線磁場の一例として機能することとする。   The geomagnetic sensor 9 is for detecting the direction of travel of geomagnetism. In the in-subject introduction system according to the first embodiment, as will be described in detail later, since the geomagnetism is also used as a position detection magnetic field, the subject 1 (more precisely, the subject 1 is not affected). It becomes necessary to detect the traveling direction of geomagnetism with respect to a fixed reference coordinate axis), and the geomagnetic sensor 9 has a function of detecting the traveling direction. In addition, from the viewpoint of realizing such a function, it is sufficient that the geomagnetic sensor 9 has a function of detecting only the magnetic field direction at the arranged position. The same configuration as that of the magnetic field sensor 16 provided is used. In the first embodiment, the geomagnetism functions as an example of the position detection magnetic field and the first linear magnetic field in the claims.

次に、直線磁場形成部10および拡散磁場形成部11について説明する。直線磁場形成部10および拡散磁場形成部11は、それぞれ特許請求の範囲における磁場形成手段の一例として機能するものであり、形成される直線磁場および拡散磁場は、特許請求の範囲における位置検出用磁場の一例として機能するものである。   Next, the linear magnetic field forming unit 10 and the diffusion magnetic field forming unit 11 will be described. Each of the linear magnetic field forming unit 10 and the diffusion magnetic field forming unit 11 functions as an example of a magnetic field forming unit in the claims, and the formed linear magnetic field and the diffusion magnetic field are the position detection magnetic fields in the claims. It functions as an example.

直線磁場形成部10は、地磁気とは異なる方向に進行する直線磁場である直線磁場(特許請求の範囲における第2直線磁場に相当)を形成するためのものである。ここで、「直線磁場」とは、少なくとも所定の空間領域、本実施の形態1では被検体1内部のカプセル型内視鏡2が位置しうる空間領域において、実質上1方向のみの磁場成分からなる磁場のことをいう。また、拡散磁場形成部11は、直線磁場形成部10とは異なり、磁場方向が位置依存性を有する拡散磁場、本実施の形態1では拡散磁場形成部11から離隔するにつれて拡散する磁場を形成するためのものである。   The linear magnetic field forming unit 10 is for forming a linear magnetic field (corresponding to the second linear magnetic field in the claims) that is a linear magnetic field that travels in a direction different from the geomagnetism. Here, the “linear magnetic field” refers to a magnetic field component substantially only in one direction in at least a predetermined spatial region, in this first embodiment, in a spatial region where the capsule endoscope 2 inside the subject 1 can be located. The magnetic field. Unlike the linear magnetic field forming unit 10, the diffusion magnetic field forming unit 11 forms a diffusion magnetic field in which the magnetic field direction is position-dependent, that is, a magnetic field that diffuses as the distance from the diffusion magnetic field forming unit 11 increases in the first embodiment. Is for.

図3は、直線磁場形成部10および拡散磁場形成部11の構成を示すと共に、直線磁場形成部10によって形成される直線磁場の態様を示す模式図である。図3に示すように、直線磁場形成部10は、基準座標軸におけるy軸方向に延伸し、コイル断面がxz平面と平行となるよう形成されたコイル32と、コイル32に対して電流供給を行うための電流源33とを備える。このため、コイル32によって形成される直線磁場は、図3に示すように、少なくとも被検体1内部においては直線磁場となると共に、コイル32から離れるにつれて徐々に強度が減衰する特性、すなわち強度に関して位置依存性を有することとなる。   FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the linear magnetic field forming unit 10 and the diffusion magnetic field forming unit 11 and the mode of the linear magnetic field formed by the linear magnetic field forming unit 10. As shown in FIG. 3, the linear magnetic field forming unit 10 extends in the y-axis direction on the reference coordinate axis, and supplies a current to the coil 32 that is formed so that the coil cross section is parallel to the xz plane. Current source 33. For this reason, as shown in FIG. 3, the linear magnetic field formed by the coil 32 is a linear magnetic field at least inside the subject 1, and the intensity gradually decreases as the distance from the coil 32 increases. It will have dependency.

また、拡散磁場形成部11は、コイル34と、コイル34に対して電流供給を行うための電流源35とを備える。ここで、コイル32は、あらかじめ定めた方向に進行方向を有する磁場を形成するよう配置されており、本実施の形態1の場合には、コイル32によって形成される直線磁場の進行方向が基準座標軸におけるy軸方向となるよう配置されている。また、コイル34は、後述する磁力線方位データベース42に記憶された磁場方向と同一の拡散磁場を形成する位置に固定されている。   The diffusion magnetic field forming unit 11 includes a coil 34 and a current source 35 for supplying current to the coil 34. Here, the coil 32 is arranged to form a magnetic field having a traveling direction in a predetermined direction. In the case of the first embodiment, the traveling direction of the linear magnetic field formed by the coil 32 is the reference coordinate axis. In the y-axis direction. Further, the coil 34 is fixed at a position where a diffusion magnetic field that is the same as the magnetic field direction stored in the magnetic force line direction database 42 described later is formed.

図4は、拡散磁場形成部11によって形成される拡散磁場の態様を示す模式図である。図4に示すように、拡散磁場形成部11に備わるコイル34は、被検体1の表面上に渦巻き状に形成されており、拡散磁場形成部11によって形成される拡散磁場は、図4に示すようにコイル34(図4にて図示省略)によって形成された磁場において、磁力線が放射状に一旦拡散し、再びコイル34に入射するよう形成されている。   FIG. 4 is a schematic diagram showing an aspect of the diffusion magnetic field formed by the diffusion magnetic field forming unit 11. As shown in FIG. 4, the coil 34 provided in the diffusion magnetic field forming unit 11 is formed in a spiral shape on the surface of the subject 1, and the diffusion magnetic field formed by the diffusion magnetic field forming unit 11 is shown in FIG. Thus, in the magnetic field formed by the coil 34 (not shown in FIG. 4), the magnetic lines of force are once diffused radially and are incident on the coil 34 again.

なお、本実施の形態1において、直線磁場形成部10および拡散磁場形成部11は、それぞれ異なる時刻に磁場を形成することとする。すなわち、本実施の形態1では、直線磁場形成部10等は、同時に磁場を形成するのではなく、所定の順序に従って磁場を形成する構成とし、カプセル型内視鏡2に備わる磁場センサ16は、地磁気、直線磁場および拡散磁場を別個独立に検出することとする。   In the first embodiment, the linear magnetic field forming unit 10 and the diffusion magnetic field forming unit 11 form magnetic fields at different times. That is, in the first embodiment, the linear magnetic field forming unit 10 or the like does not form a magnetic field at the same time but forms a magnetic field according to a predetermined order, and the magnetic field sensor 16 provided in the capsule endoscope 2 includes The geomagnetism, linear magnetic field, and diffusion magnetic field are detected separately.

次に、ノイズ磁場センサ13について説明する。ノイズ磁場センサ13は、特許請求の範囲における磁場強度検出手段の一例として機能するものである。具体的には、ノイズ磁場センサ13は、被検体1の外表面上における所定の位置に配置され、配置された位置における磁場に関して、少なくとも磁場強度を検出する機能を有する。なお、「ノイズ磁場センサ」と称したが、地磁気、直線磁場等をフィルタリングしてノイズ磁場のみを検出する構成等を採用する必要はなく、以下の説明からも明らかなように、具体的な構造としてはカプセル型内視鏡2に備わる磁場センサ16、地磁気センサ9と同様の構成を採用することとして良い。   Next, the noise magnetic field sensor 13 will be described. The noise magnetic field sensor 13 functions as an example of the magnetic field strength detection means in the claims. Specifically, the noise magnetic field sensor 13 is disposed at a predetermined position on the outer surface of the subject 1 and has a function of detecting at least the magnetic field strength with respect to the magnetic field at the disposed position. Although referred to as a “noise magnetic field sensor”, it is not necessary to adopt a configuration that detects only the noise magnetic field by filtering the geomagnetism, linear magnetic field, etc., and as will be apparent from the following description, a specific structure The same configuration as the magnetic field sensor 16 and the geomagnetic sensor 9 provided in the capsule endoscope 2 may be employed.

次に、処理装置12の構成について説明する。図5は、処理装置12の具体的な構成を模式的に示すブロック図である。まず、処理装置12は、カプセル型内視鏡2によって送信された無線信号の受信処理を行う機能を有し、かかる機能に対応して、受信アンテナ7a〜7dのいずれかを選択する受信アンテナ選択部37と、選択した受信アンテナを介して受信された無線信号に対して復調処理等を行うことによって、無線信号に含まれる原信号を抽出する受信回路38と、抽出された原信号を処理することによって画像信号等を再構成する信号処理部39とを有する。   Next, the configuration of the processing device 12 will be described. FIG. 5 is a block diagram schematically showing a specific configuration of the processing device 12. First, the processing device 12 has a function of performing reception processing of a radio signal transmitted by the capsule endoscope 2, and a reception antenna selection that selects any one of the reception antennas 7a to 7d corresponding to the function. Unit 37, a receiving circuit 38 for extracting the original signal included in the radio signal by performing demodulation processing or the like on the radio signal received via the selected receiving antenna, and processing the extracted original signal And a signal processing unit 39 for reconstructing an image signal and the like.

具体的には、信号処理部39は、抽出された原信号に基づき磁場信号S1〜S3および画像信号S4を再構成し、それぞれ適切な構成要素に対して出力する機能を有する。ここで、磁場信号S1〜S3は、それぞれ磁場センサ16によって検出された地磁気、直線磁場および拡散磁場に対応する磁場信号である。また、画像信号S4は、被検体内情報取得部14によって取得された被検体内画像に対応するものである。なお、磁場信号S1〜S3の具体的な形態としては、カプセル型内視鏡2に対して固定された対象座標軸における検出磁場強度に対応した方向ベクトルによって表現され、対象座標軸における磁場進行方向および磁場強度に関する情報を含むものとする。また、画像信号S4は、記録部43に対して出力される。記録部43は、入力されたデータを携帯型記録媒体5に対して出力するためのものであり、画像信号S4以外にも、後述する位置検出の結果等についても携帯型記録媒体5に記録する機能を有する。 Specifically, the signal processing unit 39 has a function of reconstructing the magnetic field signals S 1 to S 3 and the image signal S 4 based on the extracted original signal and outputting them to appropriate components. Here, the magnetic field signals S 1 to S 3 are magnetic field signals corresponding to the geomagnetism, the linear magnetic field, and the diffusion magnetic field detected by the magnetic field sensor 16, respectively. The image signal S 4 corresponds to the in-subject image acquired by the in-subject information acquisition unit 14. The specific form of the magnetic field signals S 1 to S 3 is expressed by a direction vector corresponding to the detected magnetic field intensity on the target coordinate axis fixed with respect to the capsule endoscope 2, and the magnetic field traveling direction on the target coordinate axis. And information on magnetic field strength. The image signal S 4 is output to the recording unit 43. The recording unit 43 is for outputting input data to the portable recording medium 5, and records not only the image signal S 4 but also the result of position detection, which will be described later, on the portable recording medium 5. Has the function of

また、処理装置12は、カプセル型内視鏡2によって検出された磁場強度等に基づき、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と、被検体1に対して固定された基準座標軸に対してカプセル型内視鏡2に対して固定された対象座標軸のなす方位とを検出する機能を有する。具体的には、カプセル型内視鏡2によって送信され、信号処理部39によって出力される信号のうち、地磁気および直線磁場の検出強度に対応した磁場信号S1、S2に基づき基準座標軸に対する対象座標軸のなす方位を導出する方位導出部40と、拡散磁場の検出強度に対応した磁場信号S3および磁場信号S2と、方位導出部40の導出結果とを用いてカプセル型内視鏡2の位置を導出する位置導出部41と、位置導出部41による位置導出の際に、拡散磁場を構成する磁力線の進行方向と位置との対応関係を記録した磁力線方位データベース42とを備える。これらの構成要素による方位導出および位置導出に関しては、後に詳細に説明する。 The processing device 12 is fixed to the subject 1 and the function of detecting the position of the capsule endoscope 2 in the subject 1 based on the magnetic field intensity detected by the capsule endoscope 2. A function of detecting an orientation formed by the target coordinate axis fixed with respect to the capsule endoscope 2 with respect to the reference coordinate axis. Specifically, among the signals transmitted by the capsule endoscope 2 and output by the signal processing unit 39, the object for the reference coordinate axis based on the magnetic field signals S 1 and S 2 corresponding to the detected intensities of the geomagnetism and the linear magnetic field. Using the azimuth deriving unit 40 for deriving the azimuth formed by the coordinate axes, the magnetic field signal S 3 and the magnetic field signal S 2 corresponding to the detection intensity of the diffusion magnetic field, and the derivation result of the azimuth deriving unit 40, A position deriving unit 41 for deriving a position, and a magnetic force line azimuth database 42 that records a correspondence relationship between a traveling direction and a position of magnetic force lines constituting a diffusion magnetic field when the position deriving unit 41 derives a position. The azimuth derivation and position derivation by these components will be described in detail later.

さらに、処理装置12は、カプセル型内視鏡2に対して駆動電力を無線送信する機能を有し、送信する無線信号の周波数を規定する発振器44と、発振器44から出力される無線信号の強度を増幅する増幅回路46と、無線信号の送信に用いる送信アンテナを選択する送信アンテナ選択部47とを備える。かかる無線信号は、カプセル型内視鏡2に備わる受信アンテナ28によって受信され、カプセル型内視鏡2の駆動電力として機能することとなる。   Further, the processing device 12 has a function of wirelessly transmitting drive power to the capsule endoscope 2, and includes an oscillator 44 that defines a frequency of a wireless signal to be transmitted, and an intensity of the wireless signal output from the oscillator 44. And a transmission antenna selection unit 47 that selects a transmission antenna to be used for transmitting a radio signal. Such a radio signal is received by the receiving antenna 28 provided in the capsule endoscope 2 and functions as driving power for the capsule endoscope 2.

また、処理装置12は、受信アンテナ選択部37および送信アンテナ選択部47によるアンテナ選択態様を制御する選択制御部48を備える。選択制御部48は、方位導出部40および位置導出部41によってそれぞれ導出されたカプセル型内視鏡2の方位および位置に基づき、カプセル型内視鏡2に対する送受信に最も適した送信アンテナ8および受信アンテナ7を選択する機能を有する。さらに、処理装置12は、各構成要素に対して駆動電力を供給する機能を有する電力供給部51を備える。   Further, the processing device 12 includes a selection control unit 48 that controls an antenna selection mode by the reception antenna selection unit 37 and the transmission antenna selection unit 47. The selection control unit 48 is based on the azimuth and position of the capsule endoscope 2 derived by the azimuth deriving unit 40 and the position deriving unit 41, respectively, and the transmission antenna 8 and reception most suitable for transmission / reception with respect to the capsule endoscope 2 A function of selecting the antenna 7 is provided. Further, the processing device 12 includes a power supply unit 51 having a function of supplying driving power to each component.

また、処理装置12は、地磁気の進行方向を導出する地磁気方位導出部49を備える。地磁気方位導出部49は、地磁気センサ9の検出結果に基づき、基準座標軸における地磁気の進行方向を導出する機能を有する。地磁気方位導出部49によって導出された地磁気の進行方向は、方位導出部40に対して出力され、後述する方位導出処理の際に用いられることとなる。   In addition, the processing device 12 includes a geomagnetic azimuth deriving unit 49 that derives the traveling direction of geomagnetism. The geomagnetic azimuth deriving unit 49 has a function of deriving the advancing direction of geomagnetism on the reference coordinate axis based on the detection result of the geomagnetic sensor 9. The advancing direction of the geomagnetism derived by the geomagnetic azimuth deriving unit 49 is output to the azimuth deriving unit 40 and used in the azimuth deriving process described later.

さらに、処理装置12は、ノイズ磁場の有無を検出する機能を有する。かかる機能を実現するために、処理装置12は、被検体1が位置する領域、より正確には被検体内部におけるカプセル型内視鏡2が位置する領域において位置検出の精度に影響を及ぼす程度のノイズ磁場が形成されているか否かを判定する判定部50と、判定部50による判定結果に応じて所定の警告を表示する警告表示部51とを備える。   Furthermore, the processing device 12 has a function of detecting the presence or absence of a noise magnetic field. In order to realize such a function, the processing device 12 affects the accuracy of position detection in the region where the subject 1 is located, more precisely in the region where the capsule endoscope 2 is located inside the subject. The determination part 50 which determines whether the noise magnetic field is formed, and the warning display part 51 which displays a predetermined warning according to the determination result by the determination part 50 are provided.

判定部50は、ノイズ磁場の存在の有無を判定するためのものである。具体的には、判定部50は、ノイズ磁場センサ13によって検出された磁場強度と、信号処理部39によって再構成された、カプセル型内視鏡2に備わる磁場センサ16によって検出された磁場強度とが入力される構成を有し、これらの磁場強度を用いてノイズ磁場の存在の有無を判定する機能を有する。かかる判定部50によって行われるノイズ磁場に関する判定処理については、後に詳細に説明を行う。   The determination part 50 is for determining the presence or absence of a noise magnetic field. Specifically, the determination unit 50 includes the magnetic field strength detected by the noise magnetic field sensor 13 and the magnetic field strength detected by the magnetic field sensor 16 included in the capsule endoscope 2 reconfigured by the signal processing unit 39. And a function of determining the presence or absence of a noise magnetic field using these magnetic field strengths. The determination process related to the noise magnetic field performed by the determination unit 50 will be described in detail later.

警告表示部51は、判定部50による判定によってノイズ磁場の存在が明らかになった場合に所定の警告を表示することによって、使用者にノイズ磁場の存在を告知するためのものである。具体的な構成としては上記の機能を果たすものであれば任意のものとして良く、例えばノイズ磁場が存在する際に発光するLED等の発光素子を備えた構成としても良いし、警告音を発する構成を採用しても良い。   The warning display unit 51 is for notifying the user of the presence of the noise magnetic field by displaying a predetermined warning when the presence of the noise magnetic field is clarified by the determination by the determination unit 50. The specific configuration may be any as long as it fulfills the above functions, for example, a configuration including a light emitting element such as an LED that emits light when a noise magnetic field is present, or a configuration that emits a warning sound. May be adopted.

次に、本実施の形態1にかかる被検体内導入システムの動作について説明する。以下では、検出対象たるカプセル型内視鏡2の位置検出メカニズムについて説明した後に、ノイズ磁場の検出メカニズムについて説明を行うこととする。   Next, the operation of the intra-subject introduction system according to the first embodiment will be described. Hereinafter, after describing the position detection mechanism of the capsule endoscope 2 to be detected, the detection mechanism of the noise magnetic field will be described.

まず、カプセル型内視鏡2の位置検出メカニズムについて説明する。本実施の形態1にかかる被検体内導入システムでは、被検体1に対して固定された基準座標軸と、カプセル型内視鏡2に対して固定された対象座標軸との間で位置関係を導出する構成を有し、具体的には、基準座標軸に対する対象座標軸の方位を導出した上で、導出した方位を利用しつつ基準座標軸上における対象座標軸の原点の位置、すなわち被検体1内部におけるカプセル型内視鏡2の位置を導出することとしている。従って、以下ではまず方位導出メカニズムについて説明した後、導出した方位を用いた位置導出メカニズムについて説明することとなるが、本発明の適用対象がかかる位置検出メカニズムを有するシステムに限定されないことはもちろんである。   First, the position detection mechanism of the capsule endoscope 2 will be described. In the intra-subject introduction system according to the first embodiment, a positional relationship is derived between a reference coordinate axis fixed with respect to the subject 1 and a target coordinate axis fixed with respect to the capsule endoscope 2. Specifically, after deriving the azimuth of the target coordinate axis with respect to the reference coordinate axis, using the derived azimuth, the position of the origin of the target coordinate axis on the reference coordinate axis, that is, within the capsule type inside the subject 1 The position of the endoscope 2 is derived. Therefore, in the following description, after describing the azimuth derivation mechanism, the position derivation mechanism using the derived azimuth will be described. is there.

方位導出部40によって行われる方位導出メカニズムについて説明する。図6は、被検体1中をカプセル型内視鏡2が移動している際における基準座標軸と対象座標軸との関係を示す模式図である。既に説明したように、カプセル型内視鏡2は、被検体1内部を通過経路に沿って進行しつつ、進行方向を軸として所定角度だけ回転している。従って、カプセル型内視鏡2に対して固定された対象座標軸は、被検体1に固定された基準座標軸に対して、図6に示すような方位のずれを生じることとなる。   The direction deriving mechanism performed by the direction deriving unit 40 will be described. FIG. 6 is a schematic diagram showing the relationship between the reference coordinate axis and the target coordinate axis when the capsule endoscope 2 is moving in the subject 1. As already described, the capsule endoscope 2 travels along the passage path inside the subject 1 and rotates by a predetermined angle with the traveling direction as an axis. Accordingly, the target coordinate axis fixed with respect to the capsule endoscope 2 causes a azimuth shift as shown in FIG. 6 with respect to the reference coordinate axis fixed with respect to the subject 1.

一方で、直線磁場形成部10は、被検体1に対して固定される。従って、直線磁場形成部10によって形成される直線磁場は、基準座標軸に対して一定の方向、具体的にはy軸方向に進行する。   On the other hand, the linear magnetic field forming unit 10 is fixed to the subject 1. Accordingly, the linear magnetic field formed by the linear magnetic field forming unit 10 proceeds in a certain direction with respect to the reference coordinate axis, specifically, in the y-axis direction.

本実施の形態1における方位導出は、かかる地磁気および直線磁場を利用して行われる。具体的には、まず、カプセル型内視鏡2に備わる磁場センサ16によって、地磁気および直線磁場の対象座標軸における進行方向が検出される。磁場センサ16は、対象座標軸におけるX軸方向、Y軸方向およびZ軸方向の磁場成分を検出するよう構成されており、検出された地磁気および直線磁場の対象座標軸における進行方向に関する情報は、無線送信部19を介して位置検出装置3に対して送信される。   The azimuth | direction derivation in this Embodiment 1 is performed using this geomagnetism and a linear magnetic field. Specifically, first, the magnetic field sensor 16 provided in the capsule endoscope 2 detects the traveling direction of the geomagnetism and the linear magnetic field on the target coordinate axis. The magnetic field sensor 16 is configured to detect magnetic field components in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction in the target coordinate axis, and information regarding the detected traveling direction of the geomagnetic and linear magnetic fields in the target coordinate axis is wirelessly transmitted. It is transmitted to the position detection device 3 via the unit 19.

カプセル型内視鏡2によって送信された無線信号は、信号処理部39等による処理を経て、磁場信号S1、S2として出力される。例えば、図6の例においては、磁場信号S1には、地磁気の進行方向として座標(X1、Y1、Z1)に関する情報が含まれ、磁場信号S2には、直線磁場の進行方向として座標(X2、Y2、Z2)に関する情報が含まれる。これに対して、方位導出部40は、磁場信号S1、S2の入力を受けて基準座標軸に対する対象座標軸の方位の導出を行う。具体的な処理としては以下の通りである。 The radio signal transmitted by the capsule endoscope 2 is processed as the magnetic field signals S 1 and S 2 through processing by the signal processing unit 39 and the like. For example, in the example of FIG. 6, the magnetic field signal S 1 includes information on coordinates (X 1 , Y 1 , Z 1 ) as the geomagnetic progression direction, and the magnetic field signal S 2 includes the linear magnetic field progression direction. Includes information on coordinates (X 2 , Y 2 , Z 2 ). On the other hand, the orientation deriving unit 40 receives the magnetic field signals S 1 and S 2 and derives the orientation of the target coordinate axis with respect to the reference coordinate axis. Specific processing is as follows.

まず、方位導出部40は、被検体1に対して固定された基準座標軸における直線磁場および地磁気の進行方向を把握する。具体的には、上述したように直線磁場形成部10は被検体1に対して固定されており、形成される直線磁場の進行方向は既知の方向(本実施の形態1では上述したようにy軸方向)となることから、方位導出部40は、あらかじめ直線磁場の基準座標軸における進行方向について把握する。また、地磁気の進行方向に関しては、地磁気センサ9と地磁気方位導出部49の作用によって把握する。すなわち、地磁気センサ9は地磁気に関して基準座標軸における各成分を検出する機能を有しており、地磁気センサ9による検出結果と検出結果に対する地磁気方位導出部49の処理によって、方位導出部40は基準座標軸における地磁気の進行方向を把握する。   First, the direction deriving unit 40 grasps the traveling direction of the linear magnetic field and the geomagnetism on the reference coordinate axis fixed with respect to the subject 1. Specifically, as described above, the linear magnetic field forming unit 10 is fixed to the subject 1, and the traveling direction of the formed linear magnetic field is a known direction (in the first embodiment, as described above, y Therefore, the direction deriving unit 40 grasps in advance the traveling direction of the linear magnetic field on the reference coordinate axis. Further, the traveling direction of geomagnetism is grasped by the action of the geomagnetic sensor 9 and the geomagnetic direction deriving unit 49. That is, the geomagnetic sensor 9 has a function of detecting each component on the reference coordinate axis with respect to the geomagnetism, and the azimuth deriving unit 40 operates on the reference coordinate axis by the detection result of the geomagnetic sensor 9 and the processing of the geomagnetic azimuth deriving unit 49 for the detection result. Know the direction of geomagnetism.

この結果、直線磁場および地磁気に関して、方位導出部40は対象座標軸と基準座標軸のそれぞれにおける進行方向を把握することとなり、対象座標軸と基準座標軸との間の対応関係が明らかとなる。その後は、所定の座標変換処理を行うことによって、対象座標軸におけるX軸、Y軸およびZ軸に関して基準座標軸における座標を導出し、かかる座標を方位情報として出力する。以上が方位導出部40による方位導出メカニズムである。   As a result, regarding the linear magnetic field and the geomagnetism, the azimuth deriving unit 40 grasps the traveling directions of the target coordinate axis and the reference coordinate axis, and the correspondence between the target coordinate axis and the reference coordinate axis becomes clear. Thereafter, by performing a predetermined coordinate conversion process, the coordinates in the reference coordinate axis are derived with respect to the X axis, the Y axis, and the Z axis in the target coordinate axis, and the coordinates are output as azimuth information. The above is the direction deriving mechanism by the direction deriving unit 40.

次に、位置導出部41によるカプセル型内視鏡2の位置導出メカニズムを説明する。位置導出部41は、信号処理部39から磁場信号S2、S3が入力され、方位導出部40から方位情報が入力されると共に、磁力線方位データベース42に記憶された情報を入力する構成を有する。位置導出部41は、入力されるこれらの情報に基づき、以下の通りにカプセル型内視鏡2の位置導出を行う。 Next, the position deriving mechanism of the capsule endoscope 2 by the position deriving unit 41 will be described. The position deriving unit 41 has a configuration in which magnetic field signals S 2 and S 3 are input from the signal processing unit 39, azimuth information is input from the azimuth deriving unit 40, and information stored in the magnetic force line azimuth database 42 is input. . The position deriving unit 41 derives the position of the capsule endoscope 2 as follows based on the input information.

まず、位置導出部41は、磁場信号S2を用いて、直線磁場形成部10とカプセル型内視鏡2との間の距離の導出を行う。磁場信号S2は、カプセル型内視鏡2の存在領域における直線磁場の検出結果に対応するものであり、直線磁場は、直線磁場形成部10が被検体1外部に配置されたことに対応して、直線磁場形成部10から離隔するにつれてその強度が減衰する特性を有する。かかる特性を利用して、位置導出部41は、直線磁場形成部10近傍における直線磁場の強度(直線磁場形成部10に流す電流値より求まる)と、磁場信号S2から求まるカプセル型内視鏡2の存在領域における直線磁場の強度とを比較し、直線磁場形成部10とカプセル型内視鏡2との間の距離rを導出する。かかる距離rを導出した結果、図7に示すように、カプセル型内視鏡2は、直線磁場形成部10から距離rだけ離れた点の集合である曲面52上に位置することが明らかとなる。 First, the position deriving unit 41 uses the magnetic field signal S 2, performs the derivation of the distance between the linear magnetic field generator 10 and the capsule endoscope 2. The magnetic field signal S 2 corresponds to the detection result of the linear magnetic field in the region where the capsule endoscope 2 exists, and the linear magnetic field corresponds to the linear magnetic field forming unit 10 being arranged outside the subject 1. Thus, it has a characteristic that its strength attenuates as the distance from the linear magnetic field forming unit 10 increases. By utilizing such properties, the position deriving unit 41 (determined from the current value to be supplied to the linear magnetic field generator 10) the intensity of the linear magnetic field in the linear magnetic field generator 10 near the capsule endoscope which is obtained from the magnetic field signal S 2 2 is compared with the intensity of the linear magnetic field in the existence region 2 to derive the distance r between the linear magnetic field forming unit 10 and the capsule endoscope 2. As a result of deriving the distance r, as shown in FIG. 7, it is clear that the capsule endoscope 2 is located on the curved surface 52 that is a set of points separated from the linear magnetic field forming unit 10 by the distance r. .

そして、位置導出部41は、磁場信号S3、方位導出部40によって導出された方位情報および磁力線方位データベース42に記憶された情報に基づきカプセル型内視鏡2の曲面52上における位置を導出する。具体的には、磁場信号S3および方位情報に基づき、カプセル型内視鏡2の存在位置における拡散磁場の進行方向を導出する。磁場信号S3は、拡散磁場を対象座標軸に基づき検出した結果に対応する信号であるから、かかる磁場信号S3に基づく拡散磁場の進行方向に関して、方位情報を用いて対象座標軸から基準座標軸へ座標変換処理を施すことによって、カプセル型内視鏡2の存在位置における、基準座標軸における拡散磁場の進行方向が導出される。そして、磁力線方位データベース42は、基準座標軸における拡散磁場の進行方向と位置との対応関係を記録していることから、位置導出部41は、図8に示すように、磁力線方位データベース42に記憶された情報を参照することによって導出した拡散磁場の進行方向に対応した位置を導出し、導出した位置をカプセル型内視鏡2の位置として特定する。以上が位置導出部41による位置導出メカニズムである。 Then, the position deriving unit 41 derives the position on the curved surface 52 of the capsule endoscope 2 based on the magnetic field signal S 3 , the direction information derived by the direction deriving unit 40 and the information stored in the magnetic force direction database 42. . Specifically, based on the magnetic field signal S 3 and orientation information, to derive the traveling direction of the diffusion field at the location of the capsule endoscope 2. Since the magnetic field signal S 3 is a signal corresponding to the result of detecting the diffusion magnetic field based on the target coordinate axis, the direction of the diffusion magnetic field based on the magnetic field signal S 3 is coordinated from the target coordinate axis to the reference coordinate axis using the azimuth information. By performing the conversion process, the traveling direction of the diffusion magnetic field on the reference coordinate axis at the position where the capsule endoscope 2 exists is derived. Since the magnetic field direction database 42 records the correspondence between the traveling direction and position of the diffusion magnetic field on the reference coordinate axis, the position deriving unit 41 is stored in the magnetic field direction database 42 as shown in FIG. The position corresponding to the traveling direction of the diffusion magnetic field derived by referring to the information is derived, and the derived position is specified as the position of the capsule endoscope 2. The position derivation mechanism by the position derivation unit 41 has been described above.

次に、判定部50によって行われるノイズ磁場の存在の有無の判定メカニズムについて説明する。図9は、判定部50によって行われる判定処理について説明するためのフローチャートであり、以下図9を参照しつつ判定メカニズムについて説明を行う。   Next, a determination mechanism for the presence / absence of a noise magnetic field performed by the determination unit 50 will be described. FIG. 9 is a flowchart for explaining the determination process performed by the determination unit 50. Hereinafter, the determination mechanism will be described with reference to FIG.

まず、判定部50は、信号処理部39を経由して、所定の時刻においてカプセル型内視鏡2に備わる磁場センサ16によって検出された磁場の強度P1を取得する(ステップS101)。そして、判定部50は上述の所定の時刻と同時刻におけるノイズ磁場センサ13によって検出された磁場の強度P2を取得し(ステップS102)、磁場強度P1と磁場強度P2の差分値が所定の閾値ΔP0よりも大きいか否かの判定を行う(ステップS103)。差分値が閾値ΔP0よりも大きい場合には(ステップS103,Yes)、ステップS105に移行する。一方、差分値が閾値ΔP0以下の値であった場合には(ステップS103,No)、判定部50は、さらに磁場強度P2が所定の閾値P0よりも大きい値となるか否かの判定を行う(ステップS104)。磁場強度P2が閾値P0よりも大きい場合には(ステップS104,Yes)、警告表示部51に対して所定の警告を表示するよう制御を行う(ステップS105)。一方、磁場強度P2が閾値P0以下の値である場合には(ステップS104,No)、そのまま終了する。 First, the determination unit 50 acquires the intensity P 1 of the magnetic field detected by the magnetic field sensor 16 included in the capsule endoscope 2 at a predetermined time via the signal processing unit 39 (step S101). Then, the determination unit 50 acquires the strength P 2 of the magnetic field detected by the noise magnetic field sensor 13 at the same time as the predetermined time (step S102), and the difference value between the magnetic field strength P 1 and the magnetic field strength P 2 is predetermined. It is determined whether or not the threshold value ΔP 0 is greater than (step S103). When the difference value is larger than the threshold value ΔP 0 (step S103, Yes), the process proceeds to step S105. On the other hand, when the difference value is a value equal to or smaller than the threshold value ΔP 0 (No in step S103), the determination unit 50 further determines whether or not the magnetic field strength P 2 becomes a value larger than the predetermined threshold value P 0 . A determination is made (step S104). When the magnetic field strength P 2 is larger than the threshold value P 0 (step S104, Yes), control is performed to display a predetermined warning on the warning display unit 51 (step S105). On the other hand, if the magnetic field strength P 2 is the threshold value P 0 the following values (step S104, No), it ends.

ステップS103における判定処理について説明する。本実施の形態1では、ステップS103における処理によって、位置依存性を有するノイズ磁場の検出を行うこととしている。一般的なノイズ磁場は、例えば被検体1の外部に位置する電子装置等に備わるコイル等に起因して生じるものであり、上述した拡散磁場と同様の態様となるのが通常であることから、地磁気等とは異なり強度に関して位置依存性を有するのが通常である。そして、カプセル型内視鏡2は被検体1内部に位置し、ノイズ磁場センサ13は被検体1の外表面上に配置されることから、磁場センサ16とノイズ磁場センサ13との間は所定距離だけ離隔することとなり、位置依存性を有するノイズ磁場の場合には、それぞれにおいて検出される磁場強度の値は異なるものとなる。   The determination process in step S103 will be described. In the first embodiment, a noise magnetic field having position dependency is detected by the process in step S103. A general noise magnetic field is caused by, for example, a coil or the like provided in an electronic device or the like located outside the subject 1, and is usually in the same manner as the diffusion magnetic field described above. Unlike geomagnetism, etc., it is usually position dependent with respect to strength. Since the capsule endoscope 2 is located inside the subject 1 and the noise magnetic field sensor 13 is disposed on the outer surface of the subject 1, a predetermined distance is provided between the magnetic field sensor 16 and the noise magnetic field sensor 13. In the case of a noise magnetic field having position dependency, the value of the magnetic field strength detected in each is different.

以上の原理に基づき、ステップS103では、ノイズ磁場センサ13によって検出された磁場強度P2と磁場センサ16によって検出された磁場強度P1との差分値を導出し、導出した差分値と閾値ΔP0とを比較することとしている。かかる構成を採用することによって、地磁気と異なり強度に関して位置依存性を有するノイズ磁場の有無を正確に判定することが可能である。 Based on the above principle, in step S103, a difference value between the magnetic field intensity P 2 detected by the noise magnetic field sensor 13 and the magnetic field intensity P 1 detected by the magnetic field sensor 16 is derived, and the derived difference value and the threshold value ΔP 0. And to compare. By adopting such a configuration, unlike the geomagnetism, it is possible to accurately determine the presence or absence of a noise magnetic field having position dependency with respect to strength.

次に、ステップS104における判定処理について説明する。ステップS104では、位置依存性を有さないもしくは位置依存性に乏しいノイズ磁場についても検出することを目的としている。例えば、被検体1に対して遠方にノイズ磁場形成源としての電子装置等が位置する場合には、電子装置等と磁場センサ16、ノイズ磁場センサ13との間の距離と比較して、磁場センサ16とノイズ磁場センサ13との間の距離は無視しうるほど小さな値となる。従って、ノイズ磁場が位置依存性を有する場合であっても、かかる場合には磁場センサ16によって検出される磁場の強度とノイズ磁場センサ13によって検出される磁場の強度とはほぼ同等の値となる。しかしながら、かかるノイズ磁場であっても正確な位置検出の妨げとなるため、確実に検出することが望ましい。従って、本実施の形態1では、ステップS103の工程に加え、ノイズ磁場センサ13における磁場強度P2の絶対値に基づきノイズ磁場の有無を判定するステップS104を行うこととしている。 Next, the determination process in step S104 will be described. The purpose of step S104 is to detect a noise magnetic field that has no position dependency or poor position dependency. For example, when an electronic device or the like as a noise magnetic field forming source is located far from the subject 1, the magnetic field sensor is compared with the distance between the electronic device or the like and the magnetic field sensor 16 and the noise magnetic field sensor 13. The distance between 16 and the noise magnetic field sensor 13 is a negligible value. Therefore, even in the case where the noise magnetic field has position dependency, in such a case, the intensity of the magnetic field detected by the magnetic field sensor 16 and the intensity of the magnetic field detected by the noise magnetic field sensor 13 are almost the same value. . However, even such a noise magnetic field hinders accurate position detection, so it is desirable to detect it reliably. Therefore, in the first embodiment, in addition to the process of step S103, it is set to be performed: determining S104 whether the noise magnetic field on the basis of the absolute value of the magnetic field strength P 2 in the noise magnetic field sensor 13.

次に、本実施の形態1にかかる被検体内導入システムの利点について説明する。本実施の形態1にかかる被検体内導入システムでは、位置検出装置3において、ノイズ磁場センサ13および判定部50を備えることとしたため、上述のメカニズムに基づきノイズ磁場の存在の有無を判定することが可能である。従って、本実施の形態1にかかる被検体内導入システムは、検出対象たるカプセル型内視鏡2の位置検出の精度が低下することを抑制することが可能となるという利点を有する。   Next, advantages of the in-subject introduction system according to the first embodiment will be described. In the intra-subject introduction system according to the first embodiment, since the position detection device 3 includes the noise magnetic field sensor 13 and the determination unit 50, the presence or absence of the noise magnetic field can be determined based on the above-described mechanism. Is possible. Therefore, the in-subject introduction system according to the first embodiment has an advantage that it is possible to suppress a decrease in accuracy of position detection of the capsule endoscope 2 as a detection target.

また、上述したように、本実施の形態1では地磁気を位置検出用磁場の一つとして使用する構成を採用するため、地磁気をノイズ磁場として誤検出することを回避する必要がある。これに対して、本実施の形態1にかかる被検体内導入システムでは、図9のステップS103に示すように、磁場強度P2と磁場強度P1の差分値に基づきノイズ磁場の有無の判定を行う構成を有し、かかる構成を採用することによって、地磁気をノイズ磁場として誤検出することを防止できるという利点を有する。 Further, as described above, since the configuration using the geomagnetism as one of the position detection magnetic fields is employed in the first embodiment, it is necessary to avoid erroneous detection of the geomagnetism as a noise magnetic field. On the other hand, in the intra-subject introduction system according to the first embodiment, the presence / absence of a noise magnetic field is determined based on the difference value between the magnetic field intensity P 2 and the magnetic field intensity P 1 as shown in step S103 of FIG. By adopting such a configuration, there is an advantage that it is possible to prevent erroneous detection of geomagnetism as a noise magnetic field.

具体的には、地磁気は強度に関して位置依存性をほとんど有さず、どの位置で検出しても地磁気の強度はほぼ一定の値となるという特性を有する。従って、ステップS103においては、所定の閾値ΔP0を0よりも大きい所定の値とすることによって、地磁気をノイズ磁場として検出することを回避することが可能となる。 Specifically, geomagnetism has almost no position dependency with respect to strength, and has the property that the strength of geomagnetism becomes a substantially constant value at any position. Therefore, in step S103, it is possible to avoid detecting the geomagnetism as a noise magnetic field by setting the predetermined threshold ΔP 0 to a predetermined value larger than 0.

なお、地磁気をノイズ磁場として誤検出することを回避する観点から、ステップS104における閾値P0についても、地磁気の強度よりも高い値とすることが好ましい。かかる構成を採用することによって、本実施の形態1にかかる被検体内導入システムは、磁場強度の位置依存性に乏しい、または位置依存性を有さないノイズ磁場に関して確実に検出することが可能となると共に、地磁気をノイズ磁場として誤検出することを回避できるという利点を有する。 From the viewpoint of avoiding erroneous detection of geomagnetism as a noise magnetic field, the threshold value P 0 in step S104 is preferably set to a value higher than the intensity of geomagnetism. By adopting such a configuration, the in-subject introduction system according to the first embodiment can reliably detect a noise magnetic field that is poor in position dependency of magnetic field strength or does not have position dependency. At the same time, it is possible to avoid erroneously detecting the geomagnetism as a noise magnetic field.

さらに、本実施の形態1にかかる被検体内導入システムは、判定部50の判定結果に応じて所定の警告を表示する警告表示部51を備えた構成を有する。かかる警告表示部51を備えることにより、被検体内導入システムの使用者(すなわち、被検体1)は、表示された警告によってノイズ磁場が形成されていることを認識することが可能となり、ノイズ磁場が無視しうる場所に移動する等の対処を行うことが可能となるという利点を有する。   Furthermore, the intra-subject introduction system according to the first embodiment has a configuration including a warning display unit 51 that displays a predetermined warning according to the determination result of the determination unit 50. By providing the warning display unit 51, a user of the in-subject introduction system (that is, the subject 1) can recognize that the noise magnetic field is formed by the displayed warning, and the noise magnetic field It is possible to take measures such as moving to a place that can be ignored.

(実施の形態2)
次に、実施の形態2にかかる被検体内導入システムについて説明する。本実施の形態2にかかる被検体内導入システムは、地磁気の代替磁場として所定の直線磁場を用いることとしている。
(Embodiment 2)
Next, the in-subject introduction system according to the second embodiment will be described. The in-subject introduction system according to the second embodiment uses a predetermined linear magnetic field as an alternative magnetic field for geomagnetism.

図10は、本実施の形態2にかかる被検体内導入システムの全体構成を示す模式図である。図10に示すように、本実施の形態2にかかる被検体内導入システムは、実施の形態1と同様にカプセル型内視鏡2、表示装置4および携帯型記録媒体5を有する一方で、位置検出装置53が、実施の形態1における位置検出装置3と異なる構成を有する。具体的には、位置検出装置53は、地磁気センサ9が省略され、第1直線磁場形成部54、第2直線磁場形成部55および処理装置56を備えた構成を有する。なお、本実施の形態2において、実施の形態1と同様の名称・符号を付した構成要素に関しては、以下で特に言及しない限り、実施の形態1と同様の構造・機能を有することとする。   FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of the in-subject introduction system according to the second embodiment. As shown in FIG. 10, the in-subject introduction system according to the second embodiment has a capsule endoscope 2, a display device 4, and a portable recording medium 5 as in the first embodiment. The detection device 53 has a configuration different from that of the position detection device 3 in the first embodiment. Specifically, the position detecting device 53 has a configuration in which the geomagnetic sensor 9 is omitted and a first linear magnetic field forming unit 54, a second linear magnetic field forming unit 55, and a processing device 56 are provided. In the second embodiment, components having the same names and reference numerals as those in the first embodiment have the same structure and function as those in the first embodiment unless otherwise specified.

第1直線磁場形成部54は、実施の形態1における地磁気の代替磁場である第1直線磁場を形成するためのものである。具体的には、第1直線磁場形成部54は、図10にも示すように被検体1の胴部を覆うよう形成されたコイルを備えた構成を有し、かかるコイルによって磁場を形成する機能を有する。かかるコイルは、被検体1に対して固定された状態で配置されることとし、より具体的には、基準座標軸に対して固定された状態で配置されることとする。   The first linear magnetic field forming unit 54 is for forming a first linear magnetic field that is an alternative magnetic field of the geomagnetism in the first embodiment. Specifically, the first linear magnetic field forming unit 54 has a configuration including a coil formed so as to cover the body of the subject 1 as shown in FIG. 10, and a function of forming a magnetic field by the coil. Have Such a coil is arranged in a fixed state with respect to the subject 1, and more specifically, is arranged in a fixed state with respect to a reference coordinate axis.

図11は、第1直線磁場形成部54によって形成される第1直線磁場の態様について示す模式図である。図11に示すように、第1直線磁場は基準座標軸におけるz軸方向に進行するよう構成されており、かかる第1直線磁場が地磁気の代わりに位置検出用磁場として機能する。   FIG. 11 is a schematic diagram showing an aspect of the first linear magnetic field formed by the first linear magnetic field forming unit 54. As shown in FIG. 11, the first linear magnetic field is configured to travel in the z-axis direction of the reference coordinate axis, and the first linear magnetic field functions as a position detection magnetic field instead of the geomagnetism.

第2直線磁場形成部55は、実施の形態1における直線磁場形成部10に相当するものである。本実施の形態2においては、上述のように地磁気の代わりの第1直線磁場を形成することとしたため、第1直線磁場との区別を明確化する目的の下、実施の形態1における直線磁場を「第2直線磁場」と称し、かかる第2直線磁場を形成する構成として「第2直線磁場形成部55」と称している。従って、実質的には第2直線磁場形成部55は、実施の形態1における直線磁場形成部10と同一の構成・機能を有する。   The second linear magnetic field forming unit 55 corresponds to the linear magnetic field forming unit 10 in the first embodiment. In the second embodiment, since the first linear magnetic field instead of the geomagnetism is formed as described above, the linear magnetic field in the first embodiment is used for the purpose of clarifying the distinction from the first linear magnetic field. This is referred to as a “second linear magnetic field”, and a configuration that forms the second linear magnetic field is referred to as a “second linear magnetic field forming unit 55”. Therefore, the second linear magnetic field forming unit 55 has substantially the same configuration and function as the linear magnetic field forming unit 10 in the first embodiment.

次に、処理装置56について説明する。図12は、処理装置56の構成を示す模式的なブロック図である。図12に示すように、処理装置56は、本実施の形態2において地磁気を位置検出用磁場として使用しないことに対応して、実施の形態1における処理装置12に備わる地磁気方位導出部49を省略する。また、処理装置56は、実施の形態1における方位導出部40と異なる態様で方位を導出する方位導出部57を新たに備えた構成を有する。   Next, the processing device 56 will be described. FIG. 12 is a schematic block diagram illustrating the configuration of the processing device 56. As shown in FIG. 12, the processing device 56 omits the geomagnetic azimuth deriving unit 49 provided in the processing device 12 in the first embodiment in response to the fact that the geomagnetism is not used as the position detection magnetic field in the second embodiment. To do. In addition, the processing device 56 has a configuration that newly includes an orientation deriving unit 57 that derives an orientation in a manner different from the orientation deriving unit 40 in the first embodiment.

本実施の形態2において地磁気の代替磁場として機能する第1直線磁場は上述のように第1直線磁場形成部54によって形成される。ここで、第1直線磁場形成部54は、基準座標軸に対して固定された状態で配置されることから、第1直線磁場の進行方向に関しても基準座標軸に対して固定されることとなる。かかる特性を利用して、方位導出部57は、あらかじめ第1直線磁場の進行方向(図11の例では、z軸方向)を把握した上で、磁場センサ16によって検出された対象座標軸における第1直線磁場の進行方向との対応関係等に基づき方位導出を行うこととする。   In the second embodiment, the first linear magnetic field that functions as an alternative magnetic field for the geomagnetism is formed by the first linear magnetic field forming unit 54 as described above. Here, since the first linear magnetic field forming unit 54 is arranged in a fixed state with respect to the reference coordinate axis, the traveling direction of the first linear magnetic field is also fixed with respect to the reference coordinate axis. Using such characteristics, the azimuth deriving unit 57 grasps in advance the traveling direction of the first linear magnetic field (in the example of FIG. 11, the z-axis direction), and then first the target coordinate axis detected by the magnetic field sensor 16. The direction is derived based on the correspondence with the traveling direction of the linear magnetic field.

本実施の形態2のように地磁気を位置検出用磁場として使用しない構成を有する被検体内導入システムにおいても、ノイズ磁場の有無を判定することは重要である。ノイズ磁場が形成されることによって、方位導出の際における第1直線磁場および第2直線磁場の進行方向の正確な検出が困難になると共に、位置導出の際における磁場強度の正確な検出が困難となり、結果的に方位導出および位置導出の精度が低下することになるためである。従って、本実施の形態2にかかる被検体内導入システムにおいてもノイズ磁場センサ13、判定部50等を備えることによって、正確な位置検出を行うことが可能であるという利点を有する。   It is important to determine the presence or absence of a noise magnetic field even in an in-subject introduction system having a configuration that does not use geomagnetism as a position detection magnetic field as in the second embodiment. The formation of the noise magnetic field makes it difficult to accurately detect the traveling directions of the first linear magnetic field and the second linear magnetic field when deriving the direction, and makes it difficult to accurately detect the magnetic field strength when deriving the position. As a result, the accuracy of azimuth derivation and position derivation decreases. Therefore, the intra-subject introduction system according to the second embodiment also has an advantage that accurate position detection can be performed by including the noise magnetic field sensor 13, the determination unit 50, and the like.

また、本実施の形態2においても、図9に示すステップS104における閾値P0は、地磁気の磁場強度よりも高い磁場強度であることが好ましい。本実施の形態2では地磁気を位置検出用磁場として使用しないが、地磁気が通常の環境下で存在することは避けられないため、地磁気をノイズ磁場として判定しない構成を採用することによって、不要な警告表示がなされることを回避することが可能なためである。 Also in the second embodiment, the threshold value P 0 in step S104 shown in FIG. 9 is preferably a magnetic field strength higher than the magnetic field strength of geomagnetism. Although the geomagnetism is not used as the position detection magnetic field in the second embodiment, it is unavoidable that the geomagnetism exists in a normal environment. This is because the display can be avoided.

以上、実施の形態1、2に渡って本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態1、2に限定して解釈するべきではなく、当業者であれば様々な実施例、変形例等に想到することが可能である。例えば、実施の形態1においては、位置検出装置3は、ノイズ磁場センサ13とは別に地磁気の進行方向を導出する目的で地磁気センサ9を備える構成を有することとした。しかしながら、両者を別個独立な構成要素としたのはあくまで発明の理解を容易にする観点からであり、両者を一体的に構成することとしても良い。例えば、上述した磁場センサ16と同一の構成を採用することによって、磁場方向および磁場強度を検出することが可能であることから、位置検出装置3がかかる構成の単一の磁場センサを備えることとしても本発明の利点を享受することが可能である。   Although the present invention has been described above in connection with the first and second embodiments, the present invention should not be construed as being limited to the first and second embodiments described above. It is possible to come up with examples. For example, in the first embodiment, the position detection device 3 has a configuration including the geomagnetic sensor 9 for the purpose of deriving the geomagnetic traveling direction separately from the noise magnetic field sensor 13. However, the reason why both are made independent components is from the viewpoint of facilitating understanding of the invention, and they may be configured integrally. For example, by adopting the same configuration as the magnetic field sensor 16 described above, it is possible to detect the magnetic field direction and the magnetic field strength, and therefore the position detection device 3 includes a single magnetic field sensor having such a configuration. It is also possible to enjoy the advantages of the present invention.

また、判定部50によって行われる判定処理に関して、図9に示すステップのうちステップS103、S104の双方を必ず行うこととするのではなく、どちらか一方のみを行うこととしても良い。すなわち、ステップS103、S104の処理は、一連の処理として行うことによって初めて効果を発揮するのではなく、それぞれが所定の精度でノイズ磁場を検出するという効果を発揮する性質のものであるためである。   Further, regarding the determination processing performed by the determination unit 50, it is possible to perform only one of the steps shown in FIG. 9 instead of necessarily performing both steps S103 and S104. That is, the processes in steps S103 and S104 are not effective only when performed as a series of processes, but each has the property of exhibiting the effect of detecting a noise magnetic field with a predetermined accuracy. .

実施の形態1にかかる被検体内導入システムの全体構成を示す模式図である。1 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of an in-subject introduction system according to a first embodiment. 被検体内導入システムに備わるカプセル型内視鏡の構成を示す模式的なブロック図である。It is a typical block diagram which shows the structure of the capsule endoscope with which an in-subject introduction system is equipped. 位置検出装置に備わる第2直線磁場形成部および拡散磁場形成部の構成を示すと共に、第2直線磁場形成部によって形成される第2直線磁場の態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the aspect of the 2nd linear magnetic field formed by the 2nd linear magnetic field formation part while showing the structure of the 2nd linear magnetic field formation part with which a position detection apparatus is equipped, and a diffusion magnetic field formation part. 拡散磁場形成部によって形成される拡散磁場の態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the aspect of the diffusion magnetic field formed by the diffusion magnetic field formation part. 位置検出装置に備わる処理装置の構成を示す模式的なブロック図である。It is a typical block diagram which shows the structure of the processing apparatus with which a position detection apparatus is equipped. 基準座標軸と対象座標軸との関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship between a reference | standard coordinate axis and an object coordinate axis. 位置導出の際における第2直線磁場の利用態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the utilization aspect of a 2nd linear magnetic field in the case of position derivation. 位置導出の際における拡散磁場の利用態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the utilization aspect of the diffusion magnetic field in the case of position derivation. 処理装置に備わる判定部の処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the process of the determination part with which a processing apparatus is equipped. 実施の形態2にかかる被検体内導入システムの全体構成を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of an in-subject introduction system according to a second embodiment. 被検体内導入システムに備わる第1直線磁場形成部によって形成される第1直線磁場の態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the aspect of the 1st linear magnetic field formed by the 1st linear magnetic field formation part with which the in-subject introduction system is equipped. 被検体内導入システムに備わる処理装置の構成を示す模式的なブロック図である。It is a typical block diagram which shows the structure of the processing apparatus with which the in-subject introduction system is equipped.

符号の説明Explanation of symbols

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
7a〜7d 受信アンテナ
8a〜8d 送信アンテナ
9 地磁気センサ
10 直線磁場形成部
11 拡散磁場形成部
12 処理装置
13 ノイズ磁場センサ
14 被検体内情報取得部
15 信号処理部
16 磁場センサ
17 増幅部
18 A/D変換部
19 無線送信部
20 切替部
21 タイミング発生部
22 LED
23 LED駆動回路
24 CCD
25 CCD駆動回路
26 送信回路
27 送信アンテナ
28 受信アンテナ
29 電力再生回路
30 昇圧回路
31 蓄電器
32 コイル
33 電流源
34 コイル
35 電流源
37 受信アンテナ選択部
38 受信回路
39 信号処理部
40 方位導出部
41 位置導出部
42 磁力線方位データベース
43 記録部
44 発振器
46 増幅回路
47 送信アンテナ選択部
48 選択制御部
49 地磁気方位導出部
50 判定部
51 警告表示部
52 曲面
53 位置検出装置
54 第1直線磁場形成部
55 第2直線磁場形成部
56 処理装置
57 方位導出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Subject 2 Capsule-type endoscope 3 Position detection apparatus 4 Display apparatus 5 Portable recording medium 7a-7d Reception antenna 8a-8d Transmission antenna 9 Geomagnetic sensor 10 Linear magnetic field formation part 11 Diffusion magnetic field formation part 12 Processing apparatus 13 Noise magnetic field Sensor 14 In-subject information acquisition unit 15 Signal processing unit 16 Magnetic field sensor 17 Amplification unit 18 A / D conversion unit 19 Wireless transmission unit 20 Switching unit 21 Timing generation unit 22 LED
23 LED drive circuit 24 CCD
Reference Signs List 25 CCD drive circuit 26 transmitting circuit 27 transmitting antenna 28 receiving antenna 29 power regeneration circuit 30 booster circuit 31 capacitor 32 coil 33 current source 34 coil 35 current source 37 receiving antenna selection unit 38 receiving circuit 39 signal processing unit 40 direction deriving unit 41 position Deriving unit 42 Magnetic field direction database 43 Recording unit 44 Oscillator 46 Amplifying circuit 47 Transmitting antenna selection unit 48 Selection control unit 49 Geomagnetic direction deriving unit 50 Judgment unit 51 Warning display unit 52 Curved surface 53 Position detection device 54 First linear magnetic field forming unit 55 Two linear magnetic field forming units 56 Processing device 57 Direction deriving unit

Claims (8)

所定の位置検出用磁場を用いて検出対象の位置を検出する位置検出装置であって、
前記位置検出用磁場を形成する磁場形成手段と、
前記検出対象が存在する位置において検出された前記位置検出用磁場の強度に基づき前記検出対象の位置を導出する位置導出手段と、
磁場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の強度に基づき、前記検出対象が位置する領域にノイズ磁場が形成されているか否かを判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とする位置検出装置。
A position detection device that detects a position of a detection target using a predetermined position detection magnetic field,
Magnetic field forming means for forming the position detecting magnetic field;
Position deriving means for deriving the position of the detection target based on the intensity of the magnetic field for position detection detected at the position where the detection target exists;
Magnetic field strength detecting means for detecting the magnetic field strength;
Determination means for determining whether a noise magnetic field is formed in a region where the detection target is located based on the intensity of the magnetic field detected by the magnetic field intensity detection means;
A position detection device comprising:
前記判定手段は、前記磁場強度検出手段によって検出された磁場の強度と前記検出対象が位置する領域において検出された磁場の強度との間の差分値があらかじめ定めた閾値を超えた場合に、ノイズ磁場が形成されていると判定することを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。   The determination unit is configured to detect noise when a difference value between a magnetic field strength detected by the magnetic field strength detection unit and a magnetic field strength detected in a region where the detection target is located exceeds a predetermined threshold. The position detection device according to claim 1, wherein it is determined that a magnetic field is formed. 前記判定手段は、前記磁場強度検出手段によって検出された磁場の強度があらかじめ定めた閾値を超えた場合に、ノイズ磁場が形成されていると判定することを特徴とする請求項1または2に記載の位置検出装置。   The said determination means determines that the noise magnetic field is formed when the intensity | strength of the magnetic field detected by the said magnetic field strength detection means exceeds the predetermined threshold value. Position detector. 前記閾値は、地磁気の強度よりも大きいことを特徴とする請求項3に記載の位置検出装置。   The position detection apparatus according to claim 3, wherein the threshold value is greater than the intensity of geomagnetism. 前記判定手段によってノイズ磁場が形成されていると判定された場合に、所定の警告を行う警告手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の位置検出装置。   5. The position detection device according to claim 1, further comprising a warning unit configured to perform a predetermined warning when the determination unit determines that a noise magnetic field is formed. . 前記位置検出用磁場は、所定の進行方向を有する第1直線磁場および前記第1直線磁場と異なる進行方向を有する第2直線磁場とによって形成され、
前記検出対象に対して固定された対象座標軸上および該対象座標軸と異なる座標軸である基準座標軸上における前記第1直線磁場の進行方向の対応関係と、前記第2直線磁場の前記対象座標軸上における進行方向と前記基準座標軸上における進行方向との対応関係とに基づいて、前記基準座標軸に対する前記対象座標軸のなす方位を導出する方位導出手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の位置検出装置。
The position detection magnetic field is formed by a first linear magnetic field having a predetermined traveling direction and a second linear magnetic field having a traveling direction different from the first linear magnetic field,
Correspondence relationship of the traveling direction of the first linear magnetic field on the target coordinate axis fixed with respect to the detection target and the reference coordinate axis which is different from the target coordinate axis, and the progress of the second linear magnetic field on the target coordinate axis 6. An azimuth deriving unit for deriving an azimuth formed by the target coordinate axis with respect to the reference coordinate axis based on a correspondence relationship between a direction and a traveling direction on the reference coordinate axis. The position detection device according to any one of the above.
前記第1直線磁場は、地磁気によって形成され、
前記基準座標軸上の所定の位置に配置され、前記第2直線磁場を形成する直線磁場形成手段と、
前記基準座標軸における前記地磁気の進行方向を検出する磁場センサ手段と、
をさらに備え、
前記方位導出手段は、前記磁場センサ手段によって検出された、前記基準座標軸における前記地磁気の進行方向と、あらかじめ定められた前記基準座標軸における前記第2直線磁場の進行方向と、前記検出対象によって検出された前記対象座標軸における前記地磁気の進行方向とに基づいて前記方位を導出することを特徴とする請求項6に記載の位置検出装置。
The first linear magnetic field is formed by geomagnetism,
A linear magnetic field forming means arranged at a predetermined position on the reference coordinate axis to form the second linear magnetic field;
Magnetic field sensor means for detecting a traveling direction of the geomagnetism in the reference coordinate axis;
Further comprising
The azimuth deriving means is detected by the detection target and the traveling direction of the geomagnetism on the reference coordinate axis, the traveling direction of the second linear magnetic field on the predetermined reference coordinate axis, detected by the magnetic field sensor means. The position detection apparatus according to claim 6, wherein the direction is derived based on a traveling direction of the geomagnetism on the target coordinate axis.
被検体に導入され、該被検体の内部を移動する被検体内導入装置と、所定の位置検出用磁場を用いて前記被検体の内部における前記被検体内導入装置の位置を検出する位置検出装置とを備えた被検体内導入システムであって、
前記被検体内導入装置は、
当該被検体内導入装置が位置する領域における前記位置検出用磁場を検出する磁場センサと、
前記磁場センサによる検出結果を含む無線信号を送信する無線送信手段と、
を備え、
前記位置検出装置は、
前記位置検出用磁場を形成する磁場形成手段と、
前記磁場センサによって検出された前記位置検出用磁場の強度に基づき前記被検体内導入装置の位置を導出する位置導出手段と、
磁場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の強度に基づき、前記検出対象が位置する領域にノイズ磁場が形成されているか否かを判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とする被検体内導入システム。
An in-subject introduction device that is introduced into the subject and moves within the subject, and a position detection device that detects the position of the in-subject introduction device within the subject using a predetermined magnetic field for position detection An in-subject introduction system comprising:
The in-subject introduction device comprises:
A magnetic field sensor for detecting the position detection magnetic field in a region where the intra-subject introduction apparatus is located;
Wireless transmission means for transmitting a wireless signal including a detection result by the magnetic field sensor;
With
The position detection device includes:
Magnetic field forming means for forming the position detecting magnetic field;
Position deriving means for deriving the position of the in-subject introduction device based on the strength of the position detection magnetic field detected by the magnetic field sensor;
Magnetic field strength detecting means for detecting the magnetic field strength;
Determination means for determining whether a noise magnetic field is formed in a region where the detection target is located based on the intensity of the magnetic field detected by the magnetic field intensity detection means;
An in-subject introduction system characterized by comprising:
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