JP2006075534A - Position detection apparatus and intra-patient introduction system - Google Patents
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Abstract
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
(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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
23
Claims (8)
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.
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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