JP4523322B2 - Position detection device, in-subject position detection system - Google Patents

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本発明は、被検体内に導入され、少なくとも周期的に鉛直方向の磁場成分を形成する被検体内導入装置の位置を検出する位置検出装置および位置検出装置を用いた技術に関するものである。   The present invention relates to a position detection device that detects the position of an in-subject introduction device that is introduced into a subject and forms a magnetic field component in the vertical direction at least periodically, and a technique using the position detection device.

近年、内視鏡の分野においては、飲込み型のカプセル型内視鏡が提案されている。このカプセル型内視鏡には、撮像機能と無線通信機能とが設けられている。カプセル型内視鏡は、観察(検査)のために被検体の口から飲込まれた後、自然排出されるまでの間、体腔内、例えば胃、小腸などの臓器の内部をその蠕動運動に従って移動し、順次撮像する機能を有する。   In recent years, in the field of endoscopes, swallowable capsule endoscopes have been proposed. This capsule endoscope is provided with an imaging function and a wireless communication function. The capsule endoscope is swallowed from the mouth of the subject for observation (examination) until it is spontaneously discharged until it is spontaneously discharged. It has the function of moving and capturing images sequentially.

体腔内を移動する間、カプセル型内視鏡によって体内で撮像された画像データは、順次無線通信により外部に送信され、外部に設けられたメモリに蓄積される。無線通信機能とメモリ機能とを備えた受信機を携帯することにより、被検体は、カプセル型内視鏡を飲み込んだ後、排出されるまでの間に渡って、自由に行動できる。カプセル型内視鏡が排出された後、医者もしくは看護士においては、メモリに蓄積された画像データに基づいて臓器の画像をディスプレイに表示させて診断を行うことができる。   While moving inside the body cavity, image data captured inside the body by the capsule endoscope is sequentially transmitted to the outside by wireless communication and stored in a memory provided outside. By carrying a receiver having a wireless communication function and a memory function, the subject can freely act after swallowing the capsule endoscope and before being discharged. After the capsule endoscope is ejected, the doctor or nurse can make a diagnosis by displaying an image of the organ on the display based on the image data stored in the memory.

かかるカプセル型内視鏡に関して、例えば被検体内部の特定臓器の内視鏡画像を撮像するために、受信機側にカプセル型内視鏡の被検体内における位置検出を行う機能を持たせたものが提案されている。かかる位置検出機能を備えたカプセル型内視鏡システムの一例としては、カプセル型内視鏡に内蔵された無線通信機能を流用したものが知られている。すなわち、被検体外部に設けられた受信機が複数のアンテナ素子を備えた構成を有し、カプセル型内視鏡から送信された無線信号を個々のアンテナ素子で受信し、それぞれのアンテナ素子における受信強度の違いに基づいて被検体内におけるカプセル型内視鏡の位置を検出する機構を有する(例えば、特許文献1参照。)。   With regard to such a capsule endoscope, for example, in order to capture an endoscopic image of a specific organ inside the subject, a function for detecting the position of the capsule endoscope in the subject is provided on the receiver side. Has been proposed. As an example of a capsule endoscope system having such a position detection function, a capsule endoscope system that utilizes a wireless communication function built in the capsule endoscope is known. In other words, the receiver provided outside the subject has a configuration including a plurality of antenna elements, and the radio signals transmitted from the capsule endoscope are received by the individual antenna elements, and received by the respective antenna elements. It has a mechanism for detecting the position of the capsule endoscope in the subject based on the difference in intensity (see, for example, Patent Document 1).

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

しかしながら、従来のカプセル型内視鏡システムにおけるカプセル型内視鏡の位置検出を行った場合には、カプセル型内視鏡における消費電力が増加すると共にカプセル型内視鏡の指向方向の変動に伴い検出精度が低下するという課題を有していた。以下、かかる課題について説明する。   However, when the position of the capsule endoscope in the conventional capsule endoscope system is detected, the power consumption of the capsule endoscope increases and the pointing direction of the capsule endoscope changes. It had the subject that detection accuracy fell. Hereinafter, this problem will be described.

すなわち、従来のカプセル型内視鏡システムでは、位置検出の際に、カプセル型内視鏡に内蔵された無線通信機能を流用している。このため、従来のカプセル型内視鏡システムでは、位置検出を行うたびに無線通信動作を行う必要性が生じ、通常のカプセル型内視鏡と比較して消費電力が増大することとなる。   That is, in the conventional capsule endoscope system, the wireless communication function built in the capsule endoscope is used for position detection. For this reason, in the conventional capsule endoscope system, it is necessary to perform a wireless communication operation every time position detection is performed, and power consumption is increased as compared with a normal capsule endoscope.

また、カプセル型内視鏡システムと類似した構成として、カプセル型内視鏡の代わりにテストカプセルを用いた被検体内導入システムが提案されている。かかるシステムは、カプセル型内視鏡を被検体内に導入するに先立って、被検体の体腔内に狭窄部分等が存在するか否かの判定を行うためのものであり、カプセル型内視鏡とは異なり撮像機能を備えないテストカプセルが用いられている。テストカプセルが体外に排出されれれば狭窄部分がないものと判断される。   Further, as a configuration similar to the capsule endoscope system, an in-subject introduction system using a test capsule instead of the capsule endoscope has been proposed. Such a system is for determining whether or not there is a stenosis or the like in a body cavity of a subject prior to introducing the capsule endoscope into the subject. Unlike this, a test capsule that does not have an imaging function is used. If the test capsule is discharged from the body, it is determined that there is no stenosis.

かかるテストカプセルを用いたシステムの場合であっても、被検体内における位置検出を行う機構が実現されることが要請されるが、上記従来技術の場合、位置検出のためにあらたに無線通信機能および無線通信のための電力供給機構を備える必要性が生じることとなる。かかる構造はテストカプセルの製造コストの上昇を招くこととなり、妥当ではない。   Even in the case of a system using such a test capsule, it is required to realize a mechanism for detecting the position in the subject. However, in the case of the above-described conventional technique, a new wireless communication function is provided for position detection. In addition, there is a need to provide a power supply mechanism for wireless communication. Such a structure leads to an increase in the manufacturing cost of the test capsule and is not appropriate.

さらに、従来のカプセル型内視鏡システムは、位置検出精度の点で課題を有する。すなわち、カプセル型内視鏡に内蔵された無線通信機能は、カプセル型内視鏡に対して固定された方位に向けて無線信号が送信される構成を有するのが通常である。従って、被検体内におけるカプセル型内視鏡の指向方向が変化することによって、外部の受信機における受信感度が変化することとなる。すなわち、受信機によって受信される無線信号の強度は、必ずしもカプセル型内視鏡との間の距離に対応しないこととなり、従来の手法を用いた位置検出を行った場合には、位置検出精度が必ずしも高くないという課題を有することとなる。   Furthermore, the conventional capsule endoscope system has a problem in terms of position detection accuracy. That is, the wireless communication function built in the capsule endoscope normally has a configuration in which a wireless signal is transmitted in a direction fixed with respect to the capsule endoscope. Therefore, the reception sensitivity of the external receiver changes as the direction of the capsule endoscope in the subject changes. That is, the strength of the radio signal received by the receiver does not necessarily correspond to the distance from the capsule endoscope, and the position detection accuracy is improved when position detection is performed using a conventional method. The problem is not necessarily high.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、カプセル型内視鏡等の被検体内導入装置が被検体内部に導入された状態において、低消費電力かつ被検体内導入装置の位置検出を正確に行うことのできる被検体内位置検出システムを実現することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and in a state where an intra-subject introduction apparatus such as a capsule endoscope is introduced into the subject, low power consumption and position detection of the intra-subject introduction apparatus It is an object of the present invention to realize an in-subject position detection system capable of accurately performing the above.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる位置検出装置は、被検体内に導入され、少なくとも周期的に鉛直方向の磁場成分を形成する被検体内導入装置の位置を検出する位置検出装置であって、鉛直方向の磁場強度を検出する磁場検出手段と、磁場強度と前記被検体内導入装置からの距離との対応関係を記憶した記憶手段と、前記磁場検出手段によって検出された磁場強度と、前記記憶手段に記憶された対応関係とに基づいて、前記磁場検出手段と前記被検体内導入装置との間の距離を導出する距離導出手段と、前記距離導出手段による導出結果に基づいて、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 device according to the present invention is arranged in a subject and introduces the position of the in-subject introduction device that forms a magnetic field component in the vertical direction at least periodically. A position detection device for detection, comprising: a magnetic field detection unit that detects a magnetic field strength in a vertical direction; a storage unit that stores a correspondence relationship between the magnetic field strength and a distance from the intra-subject introduction device; and the magnetic field detection unit. Based on the detected magnetic field strength and the correspondence stored in the storage unit, a distance deriving unit for deriving a distance between the magnetic field detecting unit and the in-subject introduction device, and the distance deriving unit And a position deriving unit for deriving the position of the in-subject introduction apparatus based on the deriving result.

この発明によれば、鉛直方向の磁場成分を検出する磁場検出手段を用いて位置検出を行うこととしたため、地磁気の影響を排除した磁場成分の強度を検出することが可能となり、地磁気成分等のノイズ磁場の検出を回避しつつ被検体内導入装置によって形成された磁場を検出することができる。このため、位置検出の際に地磁気等のノイズ成分の影響を受けることなく高精度の位置検出を行うことが可能である。 According to the present invention , since the position detection is performed using the magnetic field detection means for detecting the magnetic field component in the vertical direction, it is possible to detect the strength of the magnetic field component excluding the influence of the geomagnetism. The magnetic field formed by the in-subject introduction device can be detected while avoiding the detection of the noise magnetic field. For this reason, position detection can be performed with high accuracy without being affected by noise components such as geomagnetism.

また、本発明にかかる位置検出装置は、上記の発明において、前記磁場検出手段は、被検体上の所定の位置に複数配置され、前記位置導出手段は、複数の前記磁場検出手段と前記被検体内導入装置との間の距離に基づいて前記被検体内導入装置の位置を導出することを特徴とする。 In the position detection device according to the present invention , in the above invention, a plurality of the magnetic field detection units are arranged at predetermined positions on the subject, and the position derivation unit includes the plurality of magnetic field detection units and the subject. The position of the in-subject introduction device is derived based on the distance to the introduction device.

また、本発明にかかる他の位置検出装置は、被検体内に導入され、少なくとも周期的に鉛直方向の磁場成分を形成する被検体内導入装置の位置を検出する位置検出装置であって、鉛直方向の磁場強度を検出する磁場検出手段と、前記磁場検出手段によって検出された磁場の強度に基づいて、前記被検体内導入装置が被検体の外部に位置するか否かを導出する位置導出手段とを備えたことを特徴とする。 Another position detection apparatus according to the present invention is a position detection apparatus that detects the position of an in-subject introduction apparatus that is introduced into a subject and forms a magnetic field component in the vertical direction at least periodically. Magnetic field detection means for detecting the magnetic field strength in the direction, and position derivation means for deriving whether or not the in-subject introduction apparatus is located outside the subject based on the strength of the magnetic field detected by the magnetic field detection means It is characterized by comprising.

この発明によれば、検出された磁場強度に基づいて被検体内導入装置が被検体内に位置するか否かを判定する位置導出手段を備えることとしたため、例えば被検体内導入装置が被検体内の通過に要した時間を容易に測定することが可能である。 According to the present invention , since the in-subject introduction device is provided with the position deriving means for determining whether or not the in-subject introduction device is located in the subject based on the detected magnetic field strength, the in-subject introduction device is, for example, the subject. It is possible to easily measure the time required to pass through.

また、本発明にかかる位置検出装置は、上記の発明において、前記位置導出手段は、前記磁場検出手段によって検出された磁場の強度が所定の閾値未満である場合に、前記被検体内導入装置が被検体の外部に位置すると判定することを特徴とする。   In the position detection device according to the present invention, in the above invention, the position derivation unit is configured such that when the intensity of the magnetic field detected by the magnetic field detection unit is less than a predetermined threshold, It is determined that the object is located outside the subject.

この発明によれば、位置導出手段が、検出された磁場強度の値を所定の閾値と比較することによって位置を判定することとしたため、簡易な構成の位置検出装置を実現することができる。 According to this invention , since the position deriving means determines the position by comparing the detected magnetic field strength value with the predetermined threshold value, a position detecting device having a simple configuration can be realized.

また、本発明にかかる位置検出装置は、上記の発明において、前記被検体内導入装置は、鉛直方向の強度が周期的に変化する磁場を形成し、前記磁場検出手段によって検出された鉛直方向の磁場成分のうち、前記被検体内導入装置によって形成される磁場の周期に対応した周波数成分を抽出する成分抽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 the present invention , in the above-described invention, the in-subject introduction device forms a magnetic field in which the intensity in the vertical direction changes periodically, and detects the vertical direction detected by the magnetic field detection means. It is further characterized by further comprising a component extracting means for extracting a frequency component corresponding to the period of the magnetic field formed by the in-subject introducing device among the magnetic field components.

また、本発明にかかる位置検出装置は、上記の発明において、前記成分抽出手段は、前記被検体内導入装置によって形成される磁場の周期に対応した周波数成分を通過させる帯域フィルタ手段を備えたことを特徴とする。 In the position detection device according to the present invention , in the above invention, the component extraction unit includes a band filter unit that allows a frequency component corresponding to a period of a magnetic field formed by the in-subject introduction device to pass. It is characterized by.

また、本発明にかかる位置検出装置は、上記の発明において、前記成分抽出手段は、前記被検体内導入装置によって形成される磁場の周期に対応した周波数成分を検出するロックインアンプを備えたことを特徴とする。 In the position detection device according to the present invention , in the above invention, the component extraction unit includes a lock-in amplifier that detects a frequency component corresponding to a period of a magnetic field formed by the in-subject introduction device. It is characterized by.

また、本発明にかかる被検体内位置検出システムは、被検体内に導入され、該被検体内を移動する被検体内導入装置と、前記被検体外部に配置され、前記被検体内部における前記被検体内導入装置の位置情報を取得する位置検出装置とを備えた被検体内位置検出システムであって、前記被検体内導入装置は、少なくとも周期的に鉛直方向の磁場成分を形成する磁場形成手段を備え、前記位置検出装置は、鉛直方向の磁場成分を検出する磁場検出手段と、磁場強度と前記被検体内導入装置からの距離との対応関係を記憶した記憶手段と、前記磁場検出手段によって検出された磁場強度と、前記記憶手段に記憶された対応関係とに基づいて前記磁場検出手段と、前記被検体内導入装置との間の距離を導出する距離導出手段と、前記距離導出手段による導出結果に基づいて、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を備えたことを特徴とする。 An in-subject position detection system according to the present invention includes an in-subject introduction apparatus that is introduced into a subject and moves within the subject, and is disposed outside the subject, and the subject in the subject is disposed inside the subject. An in-subject position detection system comprising a position detection device that acquires position information of the in-sample introduction device, wherein the in-subject introduction device forms a magnetic field component in the vertical direction at least periodically. The position detection device includes a magnetic field detection unit that detects a magnetic field component in a vertical direction, a storage unit that stores a correspondence relationship between a magnetic field strength and a distance from the intra-subject introduction device, and the magnetic field detection unit. A distance deriving unit for deriving a distance between the magnetic field detecting unit and the in-subject introduction device based on the detected magnetic field intensity and the correspondence relationship stored in the storage unit; and Based on the derived result that, characterized by comprising a position deriving means for deriving a position of the body-insertable apparatus.

また、本発明にかかる被検体内位置検出システムは、上記の発明において、前記被検体内導入装置は、前記被検体内情報を取得する被検体内情報取得手段と、前記被検体内情報取得手段によって取得された前記被検体内情報を無線送信する無線送信手段とをさらに備え、前記位置検出装置は、前記無線送信手段から送信された前記被検体内情報を含む無線信号を受信する受信手段をさらに備えたことを特徴とする。 In the in- subject position detection system according to the present invention as set forth in the invention described above, the in-subject introduction device includes an in-subject information acquisition unit for acquiring the in-subject information, and the in-subject information acquisition unit. And wireless transmission means for wirelessly transmitting the in-subject information acquired by the step, wherein the position detection device includes reception means for receiving a wireless signal including the in-subject information transmitted from the wireless transmission means. It is further provided with a feature.

また、本発明にかかる被検体内位置検出システムは、上記の発明において、前記受信手段は複数配置され、前記位置検出装置は、前記位置情報導出手段によって導出された前記被検体内導入装置の位置に基づいて、無線信号の受信に使用する前記受信手段を選択する選択手段をさらに備えることを特徴とする。 In the in- subject position detection system according to the present invention as set forth in the invention described above, a plurality of the receiving means are arranged, and the position detecting device is a position of the in-subject introduction apparatus derived by the position information deriving means. And a selection means for selecting the receiving means used for receiving the radio signal .

また、本発明にかかる他の被検体内位置検出システムは、被検体内に導入され、該被検体内を移動する被検体内導入装置と、前記被検体外部に配置され、前記被検体内部における前記被検体内導入装置の位置情報を取得する位置検出装置とを備えた被検体内位置検出システムであって、前記被検体内導入装置は、少なくとも周期的に鉛直方向の磁場成分を形成する磁場形成手段を備え、前記位置検出装置は、鉛直方向の磁場成分を検出する磁場検出手段と、前記磁場検出手段によって検出された磁場の強度に基づいて、前記被検体内導入装置が被検体の外部に位置するか否かを導出する位置導出手段とを備えたことを特徴とする。 Another in-subject position detection system according to the present invention includes an in-subject introduction device that is introduced into a subject and moves within the subject, and is disposed outside the subject, and is disposed inside the subject. An in-subject position detection system comprising a position detection device that acquires position information of the in-subject introduction device, wherein the in-subject introduction device forms a magnetic field component in the vertical direction at least periodically. The position detection device includes: a magnetic field detection unit that detects a magnetic field component in a vertical direction; and the in-subject introduction device is connected to the outside of the subject based on the strength of the magnetic field detected by the magnetic field detection unit. And a position deriving means for deriving whether or not the position is located .

また、本発明にかかる被検体内位置検出システムは、上記の発明において、前記被検体内導入装置は、前記被検体内情報を取得する被検体内情報取得手段と、前記被検体内情報取得手段によって取得された前記被検体内情報を無線送信する無線送信手段とをさらに備え、前記位置検出装置は、前記無線送信手段から送信された前記被検体内情報を含む無線信号を受信する受信手段をさらに備えたことを特徴とする。 In the in- subject position detection system according to the present invention as set forth in the invention described above, the in-subject introduction device includes an in-subject information acquisition unit for acquiring the in-subject information, and the in-subject information acquisition unit. And wireless transmission means for wirelessly transmitting the in-subject information acquired by the step, wherein the position detection device includes reception means for receiving a wireless signal including the in-subject information transmitted from the wireless transmission means. It is further provided with a feature.

また、本発明にかかる被検体内位置検出システムは、上記の発明において、前記被検体内情報取得手段は、前記被検体内を照射する照明手段と、前記照明手段によって照射された前記被検体内の画像を取得する撮像手段とを備えたことを特徴とする。また、本発明にかかる被検体内位置検出システムは、上記の発明において、前記位置検出装置は、前記撮像手段によって取得された画像と、該画像の取得時における前記被検体内導入装置の位置とを対応づけて記憶する記憶手段をさらに備えることを特徴とする。 The in- subject position detection system according to the present invention is the above-described invention, wherein the in-subject information acquisition means includes: an illuminating means for irradiating the inside of the subject; and an inside of the subject irradiated by the illuminating means. An image pickup means for acquiring the image is provided. In the in-subject position detection system according to the present invention, in the above invention, the position detection device includes an image acquired by the imaging unit, and a position of the in-subject introduction device at the time of acquiring the image. It is further characterized by further comprising storage means for storing the information in association with each other.

本発明にかかる位置検出装置および被検体内位置検出システムは、鉛直方向の磁場成分を検出する磁場検出手段を用いて位置検出を行うこととしたため、地磁気の影響を排除した磁場成分の強度を検出することが可能となり、地磁気成分等のノイズ磁場の検出を回避しつつ被検体内導入装置によって形成された磁場を検出することができる。このため、位置検出の際に地磁気等のノイズ成分の影響を受けることなく高精度の位置検出を行う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 position detection system according to the present invention perform position detection using the magnetic field detection means for detecting the magnetic field component in the vertical direction, the intensity of the magnetic field component that excludes the influence of geomagnetism is detected. This makes it possible to detect the magnetic field formed by the in-subject introduction device while avoiding detection of a noise magnetic field such as a geomagnetic component. For this reason, the position detection can be performed with high accuracy without being affected by noise components such as geomagnetism.

また、本発明にかかる位置検出装置および被検体内位置検出システムは、検出された磁場強度に基づいて被検体内導入装置が被検体内に位置するか否かを判定する位置導出手段を備えることとしたため、例えば被検体内導入装置が被検体内の通過に要した時間を容易に測定することが可能であるという効果を奏する。   In addition, the position detection device and the in-subject position detection system according to the present invention include position derivation means for determining whether or not the in-subject introduction device is located in the subject based on the detected magnetic field strength. Therefore, for example, it is possible to easily measure the time required for the intra-subject introduction apparatus to pass through the subject.

また、本発明にかかる位置検出装置は、位置導出手段が、検出された磁場強度の値を所定の閾値と比較することによって位置を判定することとしたため、簡易な構成の位置検出装置を実現することができるという効果を奏する。   The position detection device according to the present invention realizes a position detection device with a simple configuration because the position deriving means determines the position by comparing the detected magnetic field strength value with a predetermined threshold value. There is an effect that can be.

以下、この発明を実施するための最良の形態である被検体内位置検出システムについて説明する。なお、図面は模式的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、それぞれの部分の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。   The in-subject position detection system that is the best mode for carrying out the present invention will be described below. Note that the drawings are schematic, and it should be noted that the relationship between the thickness and width of each part, the ratio of the thickness of each part, and the like are different from the actual ones. Of course, the part from which the relationship and ratio of a mutual dimension differ is contained.

(実施の形態1)
まず、実施の形態1にかかる被検体内位置検出システムについて説明する。本実施の形態1にかかる被検体内位置検出システムは、図1に示されるように、被検体1の内部に導入され、被検体内導入装置の一例として機能するテストカプセル2と、テストカプセル2の被検体1内部における位置の検出を行う位置検出装置3と、位置検出装置3によって検出されたテストカプセル2の位置情報を表示する表示装置4と、位置検出装置3と表示装置4との間の情報の受け渡しを行うための携帯型記録媒体5とを備える。
(Embodiment 1)
First, the in-subject position detection system according to the first embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the in-subject position detection system according to the first embodiment is introduced into the subject 1 and functions as an example of an in-subject introduction apparatus, and the test capsule 2. A position detection device 3 that detects the position of the subject 1 inside the subject 1, a display device 4 that displays position information of the test capsule 2 detected by the position detection device 3, and between the position detection device 3 and the display device 4. And a portable recording medium 5 for transferring the information.

表示装置4は、位置検出装置3によって取得されたテストカプセル2の位置情報を表示するためのものであり、携帯型記録媒体5によって得られるデータに基づいて画像表示を行うワークステーション等のような構成を有する。具体的には、表示装置4は、CRTディスプレイ、液晶ディスプレイ等によって直接画像を表示する構成としても良いし、プリンタ等のように、他の媒体に画像を出力する構成としても良い。   The display device 4 is for displaying the position information of the test capsule 2 acquired by the position detection device 3, such as a workstation that displays an image based on data obtained by the portable recording medium 5. It has a configuration. Specifically, the display device 4 may be configured to directly display an image by a CRT display, a liquid crystal display, or the like, or may be configured to output an image to another medium such as a printer.

携帯型記録媒体5は、後述する位置情報導出装置8および表示装置4に対して着脱可能であって、両者に対する挿着時に情報の出力および記録が可能な構造を有する。具体的には、携帯型記録媒体5は、テストカプセル2が被検体1の体腔内を移動している間は位置情報導出装置8に挿着されてテストカプセル2の位置に関する情報を記録する。そして、テストカプセル2が被検体1から排出された後に、位置情報導出装置8から取り出されて表示装置4に挿着され、記録したデータが表示装置4によって読み出される構成を有する。位置情報導出装置8と表示装置4との間のデータの受け渡しをコンパクトフラッシュ(登録商標)メモリ等の携帯型記録媒体5によって行うことで、位置情報導出装置8と表示装置4との間が有線接続された場合と異なり、テストカプセル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 is detachable with respect to a position information deriving device 8 and a display device 4 described later, and has a structure capable of outputting and recording information when being inserted into both. Specifically, the portable recording medium 5 is inserted into the position information deriving device 8 and records information on the position of the test capsule 2 while the test capsule 2 is moving in the body cavity of the subject 1. Then, after the test capsule 2 is discharged from the subject 1, it is taken out from the position information deriving device 8 and inserted into the display device 4, and the recorded data is read out by the display device 4. Data is transferred between the position information deriving device 8 and the display device 4 by a portable recording medium 5 such as a compact flash (registered trademark) memory, so that the position information deriving device 8 and the display device 4 are wired. Unlike the case in which the test capsule 2 is connected, the subject 1 can freely move even when the test capsule 2 is moving inside the subject 1.

テストカプセル2は、カプセル型内視鏡等を被検体1内に導入するに先立って、被検体1内にカプセル型内視鏡の通過が困難な狭窄部等が存在するか否か等の事前検査を行う際に用いられるものである。すなわち、本実施の形態1にかかる被検体内位置検出システムは、かかるテストカプセル2が被検体1内でどのように移動するのかを調べるためのものであり、かかる目的を達成するために高精度の位置検出機構を設けている。   Prior to introducing the capsule endoscope or the like into the subject 1, the test capsule 2 determines whether or not there is a stenosis or the like that is difficult for the capsule endoscope to pass through in the subject 1. It is used when performing inspection. That is, the in-subject position detection system according to the first embodiment is for examining how the test capsule 2 moves in the subject 1, and is highly accurate to achieve this purpose. The position detection mechanism is provided.

図2は、テストカプセル2の構造を示す模式図である。図2に示すように、テストカプセル2は、カプセル型内視鏡の筐体と同様のカプセル形状を有する筐体11と、筐体11内部に配置されたケース部材12と、筐体11の内面とケース部材12との間の隙間を埋める部材として機能する充填部材13とを備える。   FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of the test capsule 2. As shown in FIG. 2, the test capsule 2 includes a casing 11 having a capsule shape similar to that of a capsule endoscope, a case member 12 disposed inside the casing 11, and an inner surface of the casing 11. And a filling member 13 that functions as a member that fills a gap between the case member 12 and the case member 12.

筐体11は、例えば、生体適合性材料によって形成されており、被検体1内に数日間に渡って留まった場合に分解されるという特性を有する。   The housing 11 is formed of, for example, a biocompatible material, and has a characteristic that it is decomposed when it stays in the subject 1 for several days.

充填部材13は、筐体11の内面とケース部材12との間を充填し、ケース部材12の位置を固定するためのものである。なお、充填部材13を形成する材料は被検体1に対して悪影響を与えないものであって、例えば、硫酸バリウムによって充填部材13は形成される。硫酸バリウムは、X線検査における造影剤として利用することが可能であるため、本実施の形態1における位置検出に加えてX線検査による位置検出が可能となり、両者による検出結果を対比することによって、より正確な位置検出を行うことが可能である。なお、本実施の形態1において充填部材13として硫酸バリウムを用いることは必須ではなく、充填部材として機能するものであれば任意のものを用いることが可能なのはいうまでもない。   The filling member 13 is for filling the space between the inner surface of the housing 11 and the case member 12 and fixing the position of the case member 12. The material forming the filling member 13 does not adversely affect the subject 1, and the filling member 13 is formed of, for example, barium sulfate. Since barium sulfate can be used as a contrast agent in X-ray examination, position detection by X-ray examination is possible in addition to position detection in the first embodiment, and by comparing the detection results of both, It is possible to perform more accurate position detection. In the first embodiment, it is not essential to use barium sulfate as the filling member 13, and it is needless to say that any member can be used as long as it functions as the filling member.

ケース部材12は、鉛直方向に磁場を発生するための機構を内部に備える。具体的には、ケース部材12は、内部が空洞状に形成されており、ケース部材12の内部には、液体14が封入され、液体14中に浮遊した状態で球殻部材15が配置されている。球殻部材15内部には、所定の回転運動を行わせるための駆動機構16と、磁場形成部17を形成するためのものであって、所定の磁場を形成する永久磁石17a、17bと、駆動機構16から供給されるトルクを永久磁石17a、17bに対して伝達するための軸部材18とが配置されている。   The case member 12 includes a mechanism for generating a magnetic field in the vertical direction. Specifically, the inside of the case member 12 is formed in a hollow shape, the liquid 14 is sealed inside the case member 12, and the spherical shell member 15 is arranged in a state of floating in the liquid 14. Yes. Inside the spherical shell member 15, a drive mechanism 16 for causing a predetermined rotational movement, a magnetic field forming unit 17, and permanent magnets 17a and 17b for forming a predetermined magnetic field, and a drive A shaft member 18 for transmitting torque supplied from the mechanism 16 to the permanent magnets 17a and 17b is disposed.

駆動機構16は、軸部材18を介して永久磁石17a、17bを回転させるためのものであり、例えば所定のバッテリーおよび電動モータによって構成されている。駆動機構16は、球殻部材15の内表面上に固定された状態で配置されるとともに所定の重量を有し、球殻部材15に対して加重部材としての機能も有する。すなわち、球殻部材15は液体14中を浮遊するよう配置されており、駆動機構16が所定の重量を有することによって、球殻部材15および球殻部材15内の構成要素の指向方向を安定化させている。具体的には、駆動機構16が加重部材として機能することによって、テストカプセル2の指向方向の変動にかかわらず、軸部材18および永久磁石17a、17bの長手方向が常に鉛直方向にほぼ一致した状態に維持されることとなる。   The drive mechanism 16 is for rotating the permanent magnets 17a and 17b via the shaft member 18, and is constituted by a predetermined battery and an electric motor, for example. The drive mechanism 16 is disposed in a state of being fixed on the inner surface of the spherical shell member 15, has a predetermined weight, and also has a function as a weight member with respect to the spherical shell member 15. That is, the spherical shell member 15 is arranged so as to float in the liquid 14, and the directing direction of the spherical shell member 15 and the components in the spherical shell member 15 is stabilized by the drive mechanism 16 having a predetermined weight. I am letting. Specifically, when the drive mechanism 16 functions as a weight member, the longitudinal direction of the shaft member 18 and the permanent magnets 17a and 17b is always substantially aligned with the vertical direction regardless of variations in the direction of the test capsule 2. Will be maintained.

軸部材18は、駆動機構16から供給されるトルクを永久磁石17a、17bに伝達するためのものである。具体的には、軸部材18は、図2にも示すように長手方向を回転軸として矢印に示す方向に回転する機構を有する。   The shaft member 18 is for transmitting the torque supplied from the drive mechanism 16 to the permanent magnets 17a and 17b. Specifically, as shown in FIG. 2, the shaft member 18 has a mechanism that rotates in the direction indicated by the arrow with the longitudinal direction as the rotation axis.

永久磁石17a、17bは、テストカプセル2の位置検出の際に用いられる磁場を形成するためのものである。具体的には、永久磁石17a、17bは、それぞれ静磁場を形成する棒磁石等によって形成され、駆動機構16の作用に基づき長手方向が常に鉛直方向とほぼ一致した状態で回転するよう構成されている。すなわち、駆動機構16が加重部材として機能することによって永久磁石17a、17bの長手方向は常にほぼ鉛直方向と一致した状態に維持され、駆動機構16から供給されるトルクによって、永久磁石17a、17bは、軸部材18の長手方向(鉛直方向)を回転軸とした回転運動を行うこととなる。   The permanent magnets 17 a and 17 b are for forming a magnetic field used when detecting the position of the test capsule 2. Specifically, each of the permanent magnets 17a and 17b is formed by a bar magnet or the like that forms a static magnetic field, and is configured to rotate in a state in which the longitudinal direction always coincides with the vertical direction based on the action of the drive mechanism 16. Yes. That is, when the drive mechanism 16 functions as a weight member, the longitudinal direction of the permanent magnets 17a and 17b is always maintained in a state substantially coincident with the vertical direction, and by the torque supplied from the drive mechanism 16, the permanent magnets 17a and 17b Thus, a rotational motion is performed with the longitudinal direction (vertical direction) of the shaft member 18 as the rotational axis.

なお、永久磁石17a、17bは、互いに固着した状態で配置されており、回転運動の際には一体となって回転するよう構成されている。ここで、永久磁石17a、17bを備えた構成としたのは、外部に供給する磁場のうち、鉛直方向の磁場成分の強度を回転運動に伴う周期に従って強度変動させるためである。すなわち、永久磁石17bを配置することによって、回転軸周りにおける磁場の強度は、永久磁石17bの位置に対応した方向において他よりも高くなる。このため、本実施の形態1では、永久磁石17a、17bについて、軸部材18の長手方向を回転軸とした回転運動を行わせることにより、外部で検出される磁場強度について、回転周期に対応した周期的変動を与えることとしている。   Note that the permanent magnets 17a and 17b are arranged in a state of being fixed to each other, and are configured to rotate together in the case of a rotational movement. Here, the reason why the permanent magnets 17a and 17b are provided is to vary the strength of the magnetic field component in the vertical direction in the magnetic field supplied to the outside in accordance with the period accompanying the rotational motion. That is, by arranging the permanent magnet 17b, the strength of the magnetic field around the rotation axis becomes higher than the others in the direction corresponding to the position of the permanent magnet 17b. For this reason, in the first embodiment, the permanent magnets 17a and 17b are caused to rotate about the longitudinal direction of the shaft member 18 as the rotation axis, so that the magnetic field strength detected outside corresponds to the rotation period. Periodic fluctuations are given.

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、テストカプセル2によって形成される磁場に基づいて、被検体1内部におけるテストカプセル2の位置を検出するためのものである。具体的には、位置検出装置3は、図1に示すように、テストカプセル2によって形成される磁場の強度を検出する磁場検出装置6a〜6hと、磁場検出装置6a〜6dを被検体1に対して固定する固定部材7aと、磁場検出装置6e〜6hを被検体1に対して固定する固定部材7bと、磁場検出装置6a〜6hによって検出された磁場強度に基づいてテストカプセル2の位置を導出する位置情報導出装置8とを備える。   Next, the position detection device 3 will be described. The position detection device 3 is for detecting the position of the test capsule 2 inside the subject 1 based on the magnetic field formed by the test capsule 2. Specifically, as shown in FIG. 1, the position detection device 3 includes magnetic field detection devices 6 a to 6 h that detect the strength of the magnetic field formed by the test capsule 2 and the magnetic field detection devices 6 a to 6 d on the subject 1. The position of the test capsule 2 is determined based on the fixing member 7a to be fixed, the fixing member 7b for fixing the magnetic field detection devices 6e to 6h to the subject 1, and the magnetic field intensity detected by the magnetic field detection devices 6a to 6h. And a position information deriving device 8 for deriving.

磁場検出装置6a〜6hは、それぞれが配置された場所における磁場強度を検出するためのものである。図3は、磁場検出装置6a〜6hのそれぞれの具体的な構成について示す模式図である。図3に示すように、磁場検出装置6a〜6hは、磁場センサ部24を備える球状体22と、球状体22を浮遊状態で保持するために球状体22の外表面を覆うよう配置された液体23と、液体23を保持するためのケース部材21と、ケース部材21の外部に設けられた構成要素によって形成されている。   The magnetic field detection devices 6a to 6h are for detecting the magnetic field strength at the place where each is arranged. FIG. 3 is a schematic diagram showing a specific configuration of each of the magnetic field detection devices 6a to 6h. As illustrated in FIG. 3, the magnetic field detection devices 6 a to 6 h include a spherical body 22 including a magnetic field sensor unit 24 and a liquid arranged to cover the outer surface of the spherical body 22 in order to hold the spherical body 22 in a floating state. 23, a case member 21 for holding the liquid 23, and components provided outside the case member 21.

球状体22は、磁場センサ部24と、磁場センサ部24の駆動状態等を制御する磁場測定系制御部25と、球状体22の外部と無線通信を行う際に必要に応じて信号の変調および復調を行う送受信ユニット28と、外部との無線通信を行うための送受信アンテナ29とを備える。また、球状体22は、磁場センサ部24等を駆動する電力を保持する蓄電器26と、外部の給電アンテナ32(後述)から送信される給電用信号を電力に変換する受電ユニット27と、外部から送信される給電用信号を受信して受電ユニットに供給するための受電アンテナ30とを備える。   The spherical body 22 includes a magnetic field sensor unit 24, a magnetic field measurement system control unit 25 that controls the driving state of the magnetic field sensor unit 24, and modulation and signal modulation as necessary when performing wireless communication with the outside of the spherical body 22. A transmission / reception unit 28 for performing demodulation and a transmission / reception antenna 29 for performing wireless communication with the outside are provided. The spherical body 22 includes a battery 26 that holds power for driving the magnetic field sensor unit 24 and the like, a power receiving unit 27 that converts a power feeding signal transmitted from an external power feeding antenna 32 (described later), and power from the outside. And a power receiving antenna 30 for receiving a power feeding signal to be transmitted and supplying the power feeding unit to the power receiving unit.

さらに、球状体22は、磁場センサ部24の磁場検出方向(後述)の延長上に配置され、他の構成要素よりも重い部材によって形成された加重部材31を備える。球状体22は、液体23中に浮遊した状態で保持されることから、加重部材31の作用によって、球状体22は磁場検出装置6の状態の変動に関わらず常に加重部材31が鉛直下方向底部に位置する状態を維持する。   Furthermore, the spherical body 22 includes a weighting member 31 that is disposed on an extension of the magnetic field detection direction (described later) of the magnetic field sensor unit 24 and is heavier than other components. Since the spherical body 22 is held in a state of floating in the liquid 23, the weight member 31 always has the bottom portion in the vertical downward direction by the action of the weight member 31 regardless of the change in the state of the magnetic field detection device 6. Maintain the position located at.

磁場センサ部24は、所定方向に進行する磁場を検出する機能(以下、かかる磁場方向のことを「磁場検出方向」と称する)を有するMIセンサ等の磁場強度検出センサによって構成されている。MIセンサは、例えば例えばFeCoSiB系アモルファスワイヤを感磁媒体として用いた構成を有し、感磁媒体に高周波電流を通電した際に、外部磁界に起因して感磁媒体の磁気インピーダンスが大きく変化するMI効果を利用して磁場強度の検出を行っている。磁場センサ部24は、図3の矢印に示す方向の磁場検出方向を備えており、かかる磁場検出方向の延長上に加重部材31が配置された構成を有することから、磁場センサ部24は、磁場検出方向が常に鉛直方向と一致した状態で保持されることとなり、磁場検出装置6が配置された領域に存在する磁場のうち、鉛直方向に進行する磁場成分の強度を検出し、検出した磁場強度に対応した強度の電気信号を出力することとなる。   The magnetic field sensor unit 24 includes a magnetic field intensity detection sensor such as an MI sensor having a function of detecting a magnetic field traveling in a predetermined direction (hereinafter, this magnetic field direction is referred to as “magnetic field detection direction”). For example, the MI sensor has a configuration using, for example, an FeCoSiB amorphous wire as a magnetosensitive medium, and when a high frequency current is applied to the magnetosensitive medium, the magnetic impedance of the magnetosensitive medium greatly changes due to an external magnetic field. Magnetic field strength is detected using the MI effect. The magnetic field sensor unit 24 includes a magnetic field detection direction indicated by an arrow in FIG. 3 and has a configuration in which the weight member 31 is disposed on an extension of the magnetic field detection direction. The detection direction is always maintained in a state in which the vertical direction coincides with the vertical direction. Among the magnetic fields existing in the region where the magnetic field detection device 6 is disposed, the intensity of the magnetic field component traveling in the vertical direction is detected. Thus, an electric signal having an intensity corresponding to is output.

また、磁場検出装置6は、ケース部材21の外部近傍に配置され、給電用信号を送信する給電アンテナ32と、磁場センサ部24によって検出された磁場強度に対応した電気信号の受信等を行う送受信アンテナ33と、給電アンテナ32と電気的に接続された給電ユニット34と、送受信アンテナ33と電気的に接続された送受信ユニット35とを備える。また、給電ユニット34および送受信ユニット35は、制御部36と電気的に接続され、制御部36による制御の下で動作する。制御部36は、位置情報導出装置8と電気的に接続されており、位置情報導出装置8による制御に基づいて動作すると共に、磁場センサ部24によって検出された磁場強度を位置情報導出装置8に対して出力する機能を有する。   The magnetic field detection device 6 is disposed near the outside of the case member 21, and transmits / receives an electric signal corresponding to the magnetic field strength detected by the magnetic field sensor unit 24 and a power feeding antenna 32 that transmits a power feeding signal. An antenna 33, a power supply unit 34 electrically connected to the power supply antenna 32, and a transmission / reception unit 35 electrically connected to the transmission / reception antenna 33 are provided. The power supply unit 34 and the transmission / reception unit 35 are electrically connected to the control unit 36 and operate under the control of the control unit 36. The control unit 36 is electrically connected to the position information deriving device 8, operates based on the control by the position information deriving device 8, and transmits the magnetic field intensity detected by the magnetic field sensor unit 24 to the position information deriving device 8. It has the function to output it.

固定部材7a、7bは、磁場検出装置6a〜6hを被検体1に対して固定するためのものである。具体的には、固定部材7a、7bは、例えば弾性部材によって環状に形成されており、被検体1の胴部に密着した状態で固定される構成を有する。磁場検出装置6a〜6dおよび磁場検出装置6e〜6hは、固定部材7a、7bによってそれぞれ被検体1に対して所定の位置に固着されており、固定部材7a、7bを被検体1の胴部に密着固定することによって、磁場検出装置6a〜6hは、被検体1に対する相対位置が固定された状態で配置されることとなる。   The fixing members 7 a and 7 b are for fixing the magnetic field detection devices 6 a to 6 h to the subject 1. Specifically, the fixing members 7 a and 7 b are formed in an annular shape by, for example, an elastic member, and have a configuration in which the fixing members 7 a and 7 b are fixed in close contact with the body of the subject 1. The magnetic field detection devices 6a to 6d and the magnetic field detection devices 6e to 6h are fixed to predetermined positions with respect to the subject 1 by fixing members 7a and 7b, respectively, and the fixing members 7a and 7b are attached to the body of the subject 1. By tightly fixing, the magnetic field detection devices 6a to 6h are arranged in a state where the relative position with respect to the subject 1 is fixed.

次に、位置情報導出装置8について説明する。位置情報導出装置8は、磁場検出装置6a〜6hによって検出された磁場強度からテストカプセル2によって形成された磁場の強度を抽出し、抽出した磁場強度に基づいてテストカプセル2の位置を導出するためのものである。   Next, the position information deriving device 8 will be described. The position information deriving device 8 extracts the strength of the magnetic field formed by the test capsule 2 from the magnetic field strength detected by the magnetic field detecting devices 6a to 6h, and derives the position of the test capsule 2 based on the extracted magnetic field strength. belongs to.

図4は、位置情報導出装置8の構成を示すブロック図である。図4に示すように、位置情報導出装置8は、検出磁場強度に応じて磁場検出装置6a〜6hのそれぞれによって得られた電気信号について、所定の周波数成分を通過させるための帯域フィルタ部39と、帯域フィルタ部39を通過した電気信号のアナログ・ディジタル変換を行うA/D変換部40と、ディジタルデータに変換された電気信号の中から所定の周波数成分を抽出するためのロックインアンプ部41とを備える。また、位置情報導出装置8は、ロックインアンプ部41によって抽出された電気信号の強度に基づいてテストカプセル2と磁場検出装置6a〜6hのそれぞれとの間の距離を導出するための距離導出部42と、距離導出部42による距離導出時に用いられる対応関係データを記憶する対応関係データベース43と、距離導出部42によって導出された距離に基づいてテストカプセル2の位置を演算する位置導出部44と、位置導出部44によって得られたテストカプセル2の位置を記憶するための記憶部45とを備える。   FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the position information deriving device 8. As shown in FIG. 4, the position information deriving device 8 includes a band filter unit 39 for allowing a predetermined frequency component to pass through the electrical signals obtained by each of the magnetic field detection devices 6 a to 6 h according to the detected magnetic field strength. An A / D converter 40 that performs analog / digital conversion of the electrical signal that has passed through the band filter unit 39, and a lock-in amplifier 41 for extracting a predetermined frequency component from the electrical signal converted into digital data With. The position information deriving device 8 is a distance deriving unit for deriving the distance between the test capsule 2 and each of the magnetic field detecting devices 6a to 6h based on the intensity of the electrical signal extracted by the lock-in amplifier unit 41. 42, a correspondence database 43 that stores correspondence data used when the distance deriving unit 42 derives the distance, and a position deriving unit 44 that calculates the position of the test capsule 2 based on the distance derived by the distance deriving unit 42 And a storage unit 45 for storing the position of the test capsule 2 obtained by the position deriving unit 44.

帯域フィルタ部39は、磁場検出装置6a〜6hによって検出される鉛直方向の磁場成分のうち、磁場形成部17によって形成された磁場成分以外のものを排除するためのものである。具体的には、帯域フィルタ部39は、磁場検出装置6a〜6hのそれぞれから入力される電気信号に関して、磁場形成部17の回転周波数に応じた周波数成分以外のものをカットする機能を有する。   The band filter unit 39 is for excluding the magnetic field components formed by the magnetic field forming unit 17 from the vertical magnetic field components detected by the magnetic field detection devices 6a to 6h. Specifically, the band filter unit 39 has a function of cutting signals other than frequency components corresponding to the rotation frequency of the magnetic field forming unit 17 with respect to the electric signals input from the magnetic field detection devices 6 a to 6 h.

ロックインアンプ部41は、A/D変換部40によって変換されたディジタル信号に関して、所定の周波数成分のみを抽出して距離導出部42に対して出力する機能を有する。具体的には、ロックインアンプ部41は、入力される電気信号のうち、磁場形成部17の回転周波数とほぼ一致する周波数成分を抽出して距離導出部42に出力する機能を有する。ロックインアンプ部41は、具体的構成としては、PC等の電気計算機内に所定のプログラムをインストールすることによって実現しても良いし、ハードウェア的な構成によって実現することとしても良い。   The lock-in amplifier unit 41 has a function of extracting only a predetermined frequency component from the digital signal converted by the A / D conversion unit 40 and outputting it to the distance deriving unit 42. Specifically, the lock-in amplifier unit 41 has a function of extracting a frequency component that substantially matches the rotational frequency of the magnetic field forming unit 17 from the input electric signal and outputting the frequency component to the distance deriving unit 42. Specifically, the lock-in amplifier unit 41 may be realized by installing a predetermined program in an electric computer such as a PC, or may be realized by a hardware configuration.

上述のように、磁場形成部17は駆動機構16の作用により所定の周期で回転することから、磁場形成部17によって形成される鉛直方向の磁場成分は、所定の周期に従って強度が変化することとなる。本実施の形態1では、磁場形成部17より形成される磁場のこのような特性を踏まえ、帯域フィルタ部39およびロックインアンプ部41によって磁場形成部17以外から生じたノイズ成分を除去し、磁場形成部17によって形成された磁場に基づく電気信号のみを用いて距離導出部42による距離導出を行うこととしている。なお、本実施の形態1では、帯域フィルタ部39およびロックインアンプ部41の双方を備えることとしたが、少なくとも理論上は、いずれか一方のみによってノイズ成分を除去することとしても良い。   As described above, since the magnetic field forming unit 17 rotates at a predetermined cycle by the action of the driving mechanism 16, the intensity of the vertical magnetic field component formed by the magnetic field forming unit 17 changes according to the predetermined cycle. Become. In the first embodiment, based on such characteristics of the magnetic field formed by the magnetic field forming unit 17, noise components generated from other than the magnetic field forming unit 17 are removed by the band filter unit 39 and the lock-in amplifier unit 41, and the magnetic field The distance derivation by the distance deriving unit 42 is performed using only the electrical signal based on the magnetic field formed by the forming unit 17. In the first embodiment, both the band filter unit 39 and the lock-in amplifier unit 41 are provided. However, at least theoretically, the noise component may be removed by only one of them.

対応関係データベース43は、テストカプセル2によって形成された磁場の強度と、テストカプセル2からの距離との対応関係をあらかじめ記憶しており、記憶した情報を距離導出部42に対して出力するためのものである。具体的には、対応関係データベース43は、例えば磁場強度に応じた電気信号の強度Pj(j:自然数)の値に対して、対応する距離Ljの値を記憶している。 The correspondence database 43 stores in advance the correspondence between the strength of the magnetic field formed by the test capsule 2 and the distance from the test capsule 2, and outputs the stored information to the distance deriving unit 42. Is. Specifically, the correspondence database 43 stores, for example, the value of the distance L j corresponding to the value of the electric signal intensity P j (j: natural number) according to the magnetic field intensity.

距離導出部42は、磁場検出装置6a〜6hのそれぞれにおいて検出された磁場の強度と、対応関係データベース43に記憶された情報とに基づいて、磁場検出装置6a〜6hのそれぞれと、テストカプセル2との間の距離を導出するためのものである。すなわち、距離導出部42は、磁場検出装置6a〜6hのそれぞれにおいて検出された鉛直方向の磁場成分に対応した電気信号を入力すると共に、対応関係データベース43に記憶された情報のうち、入力された電気信号の強度と最も近い強度Pjを検索し、例えば、検索した磁場強度に対応した距離Ljを磁場検出装置とテストカプセル2との間の距離として導出している。 The distance deriving unit 42, based on the intensity of the magnetic field detected in each of the magnetic field detection devices 6 a to 6 h and the information stored in the correspondence database 43, each of the magnetic field detection devices 6 a to 6 h and the test capsule 2. It is for deriving the distance between. That is, the distance deriving unit 42 inputs an electrical signal corresponding to the magnetic field component in the vertical direction detected in each of the magnetic field detection devices 6a to 6h, and is input among the information stored in the correspondence database 43. The intensity P j closest to the intensity of the electric signal is searched, and for example, a distance L j corresponding to the searched magnetic field intensity is derived as a distance between the magnetic field detection device and the test capsule 2.

位置導出部44は、距離導出部42によって導出された、磁場検出装置6a〜6hのそれぞれとテストカプセル2との間の距離に基づいて、被検体1内におけるテストカプセル2の位置を導出するためのものである。具体的には、位置導出部44は、あらかじめ把握した磁場検出装置6a〜6hのそれぞれの被検体1上における位置と、距離導出部42によって導出された距離の値とを用いて所定の演算処理を行うことによって、テストカプセル2の位置を導出することとしている。   The position deriving unit 44 derives the position of the test capsule 2 in the subject 1 based on the distance between each of the magnetic field detection devices 6 a to 6 h and the test capsule 2 derived by the distance deriving unit 42. belongs to. Specifically, the position deriving unit 44 performs predetermined calculation processing using the position of each of the magnetic field detection devices 6 a to 6 h on the subject 1 and the distance value derived by the distance deriving unit 42 that are grasped in advance. By doing this, the position of the test capsule 2 is derived.

記憶部45は、位置導出部44によって導出されたテストカプセル2の位置を記憶させるためのものである。具体的には、記憶部45は、図1に示した携帯型記録媒体5に対して所定の情報を記憶させる機能を有し、記憶部45によってテストカプセル2の位置情報が携帯型記録媒体5に記憶される。   The storage unit 45 is for storing the position of the test capsule 2 derived by the position deriving unit 44. Specifically, the storage unit 45 has a function of storing predetermined information in the portable recording medium 5 shown in FIG. 1, and the storage unit 45 stores the position information of the test capsule 2 in the portable recording medium 5. Is remembered.

次に、本実施の形態1にかかる被検体内位置検出システムの動作について説明する。本実施の形態1において、テストカプセル2内に備わる磁場形成部17は、駆動機構16の作用によって長手方向(磁力線の出力方向)が鉛直方向と一致した状態を維持しつつ、所定の角速度で回転した状態の磁場を形成する。磁場形成部17は、永久磁石17aに対して永久磁石17bを固着させた構成を有することから、磁場形成部17によって形成される磁場は、回転動作に応じた周期に従って鉛直方向成分の強度が変化することとなる。本実施の形態1にかかる被検体内位置検出システムは、かかる磁場に基づいて、以下の動作に従ってテストカプセル2の位置を検出することとしている。   Next, the operation of the in-subject position detection system according to the first embodiment will be described. In the first embodiment, the magnetic field forming unit 17 provided in the test capsule 2 rotates at a predetermined angular velocity while maintaining the state in which the longitudinal direction (the output direction of the lines of magnetic force) matches the vertical direction by the action of the drive mechanism 16. The magnetic field of the state is formed. Since the magnetic field forming unit 17 has a configuration in which the permanent magnet 17b is fixed to the permanent magnet 17a, the intensity of the vertical component of the magnetic field formed by the magnetic field forming unit 17 changes according to the period according to the rotation operation. Will be. The in-subject position detection system according to the first embodiment detects the position of the test capsule 2 according to the following operation based on the magnetic field.

まず、磁場検出装置6a〜6hは、磁場形成部17によって形成された磁場を含む鉛直方向の磁場を検出し(ステップS101)、検出強度に応じた強度の電気信号を位置情報導出装置8に対して出力する。かかる電気信号について、位置情報導出装置8は、帯域フィルタ部39およびロックインアンプ部41の双方によって磁場形成部17によって形成される磁場と無関係なノイズ成分を除去し(ステップS102)、ノイズ成分を除去した電気信号を距離導出部42に出力する。   First, the magnetic field detection devices 6a to 6h detect a magnetic field in the vertical direction including the magnetic field formed by the magnetic field forming unit 17 (step S101), and send an electric signal having an intensity corresponding to the detected intensity to the position information deriving device 8. Output. With respect to such an electrical signal, the position information deriving device 8 removes a noise component unrelated to the magnetic field formed by the magnetic field forming unit 17 by both the band filter unit 39 and the lock-in amplifier unit 41 (step S102), The removed electrical signal is output to the distance deriving unit 42.

そして、距離導出部42は、入力された電気信号の強度に基づいて、対応関係データベース43に記録された対応関係を検索し(ステップS103)、磁場検出装置6a〜6hのそれぞれに関して電気信号の強度に対応した距離の値を導出し(ステップS104)、導出結果を位置導出部44に出力する。これに対して、位置導出部44は、磁場検出装置6a〜6hのそれぞれについて導出されたテストカプセル2との間の距離と、磁場検出装置6a〜6hの被検体1上における位置情報とに基づいてテストカプセル2の位置を導出し(ステップS105)、導出結果を記憶部45を介して携帯型記録媒体5に記憶させる。かかる動作はテストカプセル2が被検体1の外部に排出されるまで繰り返し行われ、携帯型記録媒体5には、各時刻におけるテストカプセル2の位置が記憶される。その後、携帯型記録媒体5は位置情報導出装置8から排出されて表示装置4に装着され、医者、看護士等は、表示装置4の画面上に表示された情報に基づいて、被検体1内部におけるテストカプセル2の位置変化の内容を把握する。   Then, the distance deriving unit 42 searches for the correspondence recorded in the correspondence database 43 based on the strength of the input electrical signal (step S103), and the strength of the electrical signal for each of the magnetic field detection devices 6a to 6h. A distance value corresponding to is derived (step S104), and the derivation result is output to the position deriving unit 44. On the other hand, the position deriving unit 44 is based on the distance from the test capsule 2 derived for each of the magnetic field detection devices 6a to 6h and the position information on the subject 1 of the magnetic field detection devices 6a to 6h. The position of the test capsule 2 is derived (step S105), and the derived result is stored in the portable recording medium 5 via the storage unit 45. Such an operation is repeated until the test capsule 2 is discharged to the outside of the subject 1, and the portable recording medium 5 stores the position of the test capsule 2 at each time. Thereafter, the portable recording medium 5 is ejected from the position information deriving device 8 and attached to the display device 4, and doctors, nurses, and the like can check the inside of the subject 1 based on the information displayed on the screen of the display device 4. The content of the change in position of the test capsule 2 is grasped.

なお、ステップS105では、磁場検出装置6a〜6hの位置と、テストカプセル2との間の距離に基づいてテストカプセル2の位置導出を行っている。ここで、テストカプセル2の位置を直交座標系で表した場合、位置導出に必要となる未知数はテストカプセル2のx座標、y座標およびz座標の3通りとなる。従って、理論上必要となる磁場検出装置6の個数は3個で足りることとなるが、本実施の形態1では、被検体1の姿勢変化等に伴う磁場検出装置の位置変動等を考慮して、6個の磁場検出装置6を用いた演算を行い、磁場検出装置6a〜6hのそれぞれに関する方程式によって導出されるテストカプセル2のx座標、y座標およびz座標の値の変動幅が最も小さくなるよう、最尤法等を用いて磁場検出装置6a〜6hの位置座標等を修正することとしている。   In step S <b> 105, the position of the test capsule 2 is derived based on the distance between the position of the magnetic field detection devices 6 a to 6 h and the test capsule 2. Here, when the position of the test capsule 2 is represented by an orthogonal coordinate system, there are three unknowns necessary for derivation of the position: the x-coordinate, the y-coordinate, and the z-coordinate of the test capsule 2. Accordingly, the number of magnetic field detection devices 6 that are theoretically necessary is sufficient, but in the first embodiment, the position variation of the magnetic field detection device accompanying the posture change of the subject 1 is taken into consideration. The calculation using the six magnetic field detection devices 6 is performed, and the fluctuation range of the x-coordinate, y-coordinate, and z-coordinate values of the test capsule 2 derived by the equations relating to the magnetic field detection devices 6a to 6h is the smallest. As described above, the position coordinates and the like of the magnetic field detection devices 6a to 6h are corrected using the maximum likelihood method or the like.

次に、本実施の形態1にかかる被検体内位置検出システムの利点について説明する。まず、本実施の形態1にかかる被検体内位置検出システムは、テストカプセル2に備わる磁場形成部17によって形成される磁場を用いて位置検出を行う構成を有する。このため、テストカプセル2は、位置検出のための無線送信機構等を備える必要がなく、テストカプセル2内において電力消費を伴うことなく位置検出を行うことが可能であるという利点を有する。   Next, advantages of the in-subject position detection system according to the first embodiment will be described. First, the in-subject position detection system according to the first embodiment has a configuration in which position detection is performed using a magnetic field formed by the magnetic field forming unit 17 provided in the test capsule 2. For this reason, the test capsule 2 does not need to include a wireless transmission mechanism for position detection, and has an advantage that position detection can be performed in the test capsule 2 without power consumption.

また、本実施の形態1にかかる被検体内位置検出システムでは、テストカプセル2内に保持された磁場形成部17は、テストカプセル2の指向方向の変動にかかわらず磁場方向が鉛直方向と平行となる状態を維持する。また、磁場検出装置6a〜6h内に保持される磁場センサ部24は、被検体1の姿勢等の変化にかかわらず、磁場検出方向が鉛直方向と平行となる状態を維持している。このため、本実施の形態1にかかる被検体内位置検出システムでは、磁場形成部17による磁場出力方向と磁場センサ部24の磁場検出方向とが常に平行となる状態を維持することとなる。   In the in-subject position detection system according to the first embodiment, the magnetic field forming unit 17 held in the test capsule 2 has the magnetic field direction parallel to the vertical direction regardless of the change in the directing direction of the test capsule 2. Maintain the state. Further, the magnetic field sensor unit 24 held in the magnetic field detection devices 6a to 6h maintains a state in which the magnetic field detection direction is parallel to the vertical direction, regardless of changes in the posture of the subject 1 or the like. For this reason, in the in-subject position detection system according to the first embodiment, the magnetic field output direction by the magnetic field forming unit 17 and the magnetic field detection direction of the magnetic field sensor unit 24 are always kept in parallel.

かかる構成を採用することによって、本実施の形態1にかかる被検体内位置検出システムは、高感度の磁場強度検出が可能という利点を有する。すなわち、磁場形成部17によって形成される磁場は、被検体1の外部においても大部分が磁場出力方向と平行方向に進行することとなるため、磁場センサ部24の磁場検出方向が磁場形成部17による磁場方向と平行となることによって、磁場形成部17によって形成された磁場を効率よく検出することが可能となり、高感度の磁場強度検出が可能となる。   By adopting such a configuration, the in-subject position detection system according to the first embodiment has the advantage that highly sensitive magnetic field strength detection is possible. That is, most of the magnetic field formed by the magnetic field forming unit 17 proceeds in the direction parallel to the magnetic field output direction even outside the subject 1, so the magnetic field detection direction of the magnetic field sensor unit 24 is the magnetic field forming unit 17. It becomes possible to efficiently detect the magnetic field formed by the magnetic field forming unit 17 and to detect the magnetic field intensity with high sensitivity.

また、本実施の形態1にかかる被検体内位置検出システムは、特に磁場検出装置6a〜6hに関して磁場センサ部の構成を単純化することが可能である。すなわち、磁場形成部17からの磁場出力方向と磁場センサ部の磁場検出方向とが相関関係を有さない場合には、磁場検出装置は3軸方向に関して磁場強度検出機構を備える必要があり、かかる場合、一般にはx方向、y方向およびz方向のそれぞれに関して磁場検出方向を有する磁場センサ部を備える必要がある。これに対して、本実施の形態1にかかる被検体内位置検出システムは、磁場センサ部24の磁場検出方向が磁場形成部17の磁場出力方向と一致する状態で配置されていることから、磁場検出機構は1方向にのみ磁場検出機能を有するものを用いることが可能であり、磁場検出機構の構成を単純化することが可能である。   In addition, the in-subject position detection system according to the first embodiment can simplify the configuration of the magnetic field sensor unit particularly with respect to the magnetic field detection devices 6a to 6h. That is, when the magnetic field output direction from the magnetic field forming unit 17 and the magnetic field detection direction of the magnetic field sensor unit do not have a correlation, the magnetic field detection device needs to include a magnetic field intensity detection mechanism in the three-axis directions. In general, it is necessary to provide a magnetic field sensor unit having a magnetic field detection direction with respect to each of the x direction, the y direction, and the z direction. In contrast, the in-subject position detection system according to the first embodiment is arranged in a state in which the magnetic field detection direction of the magnetic field sensor unit 24 matches the magnetic field output direction of the magnetic field forming unit 17. A detection mechanism having a magnetic field detection function only in one direction can be used, and the configuration of the magnetic field detection mechanism can be simplified.

また、本実施の形態1にかかる被検体内位置検出システムは、地磁気成分の影響を排除することが可能であるという利点を有する。すなわち、磁場形成部17からの磁場出力方向は鉛直方向であり、磁場強度検出装置6a〜6hは鉛直方向の磁場成分の強度を検出する機能を有する。これに対して、地磁気成分は鉛直方向とほぼ垂直な方向、すなわち地面に対してほぼ水平方向に進行することから、磁場強度検出装置6a〜6hは、本来的に地磁気成分の強度を検出することはなく、位置検出の際に地磁気成分の影響を排除することが可能である。   Further, the in-subject position detection system according to the first embodiment has an advantage that the influence of the geomagnetic component can be eliminated. That is, the magnetic field output direction from the magnetic field forming unit 17 is the vertical direction, and the magnetic field strength detection devices 6a to 6h have a function of detecting the strength of the magnetic field component in the vertical direction. On the other hand, since the geomagnetic component travels in a direction substantially perpendicular to the vertical direction, that is, in a substantially horizontal direction with respect to the ground, the magnetic field strength detection devices 6a to 6h inherently detect the strength of the geomagnetic component. Rather, it is possible to eliminate the influence of the geomagnetic component at the time of position detection.

さらに、本実施の形態1では、テストカプセル2によって形成される磁場の強度が磁場形成部17の回転周期に対応した周期で変化するよう構成されている。このため、テストカプセル2によって形成された磁場とノイズ磁場とは周波数において違いが生じることとなり、位置情報導出装置8は、かかる違いに基づいてテストカプセル2からの磁場のみを抽出することを可能としている。すなわち、本実施の形態1では、磁場検出装置6a〜6hから入力された、検出磁場に対応した電気信号に関して、帯域フィルタ部39およびロックインアンプ部41の双方によって磁場形成部17の回転周期に対応した周波数成分のみを抽出する構成を採用している。かかる構成を採用することによって、位置情報導出装置8に備わる距離導出部42は、ノイズ成分を除去し、テストカプセル2によって形成された磁場成分に対応した電気信号のみを用いた高精度の距離導出が可能となるという利点を有する。   Further, the first embodiment is configured such that the intensity of the magnetic field formed by the test capsule 2 changes at a period corresponding to the rotation period of the magnetic field forming unit 17. For this reason, there is a difference in frequency between the magnetic field formed by the test capsule 2 and the noise magnetic field, and the position information deriving device 8 can extract only the magnetic field from the test capsule 2 based on the difference. Yes. That is, in the first embodiment, the electric signal corresponding to the detected magnetic field input from the magnetic field detection devices 6a to 6h is set to the rotation period of the magnetic field forming unit 17 by both the band filter unit 39 and the lock-in amplifier unit 41. A configuration for extracting only the corresponding frequency components is adopted. By adopting such a configuration, the distance deriving unit 42 included in the position information deriving device 8 removes noise components, and uses high-precision distance deriving using only electrical signals corresponding to the magnetic field components formed by the test capsule 2. Has the advantage of becoming possible.

(実施の形態2)
次に、実施の形態2にかかる被検体内位置検出システムについて説明する。本実施の形態2にかかる被検体内位置検出システムは、より簡易な構成として、位置導出部がテストカプセル2の具体的な位置を導出するのではなく、テストカプセル2が被検体内に位置するか否かの判定を行う構成を有する。
(Embodiment 2)
Next, the in-subject position detection system according to the second embodiment will be described. In the in-subject position detection system according to the second embodiment, as a simpler configuration, the position deriving unit does not derive the specific position of the test capsule 2, but the test capsule 2 is located in the subject. Whether or not is determined.

例えば、テストカプセル2を被検体1内に導入する目的の一つとして、テストカプセル2が被検体1内部を通過するのに要する時間を測定することが挙げられる。かかる目的に基づいてテストカプセル2を使用する場合には、テストカプセル2がいつ被検体1の外部に排出されたかを知ることは非常に重要なこととなる。このため、本実施の形態2では、テストカプセル2が被検体1内に位置するか否かを判定することとし、かかる目的を充分達成でき、かつ簡易な構成の被検体内位置検出システムを実現している。   For example, one of the purposes for introducing the test capsule 2 into the subject 1 is to measure the time required for the test capsule 2 to pass through the subject 1. When the test capsule 2 is used based on such a purpose, it is very important to know when the test capsule 2 is discharged out of the subject 1. For this reason, in the second embodiment, it is determined whether or not the test capsule 2 is located in the subject 1, and this objective can be sufficiently achieved and an in-subject position detection system with a simple configuration is realized. is doing.

図6は、本実施の形態2にかかる被検体内位置検出システムに備わる位置情報導出装置46の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態2にかかる被検体内位置検出システムは、実施の形態1と同様にテストカプセル2、表示装置4、携帯型記録媒体5、磁場検出装置6等を備える。これらの構成要素は実施の形態1と全く同様のものであることから、本実施の形態2においては図示および説明を省略し、以下では、実施の形態1との相違点である位置情報導出装置46を中心に説明を行う。   FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of the position information deriving device 46 provided in the in-subject position detection system according to the second embodiment. The in-subject position detection system according to the second embodiment includes a test capsule 2, a display device 4, a portable recording medium 5, a magnetic field detection device 6, and the like, as in the first embodiment. Since these components are exactly the same as those in the first embodiment, illustration and description are omitted in the second embodiment, and hereinafter, a position information deriving device that is different from the first embodiment. 46 will be mainly described.

位置情報導出装置46は、図6に示すように、実施の形態1と同様に帯域フィルタ部39、A/D変換部40、ロックインアンプ部41および記憶部45を備える他に、テストカプセル2が被検体1内に位置するか否かを判定する位置導出部47を備える。   As shown in FIG. 6, the position information deriving device 46 includes a band filter unit 39, an A / D conversion unit 40, a lock-in amplifier unit 41, and a storage unit 45 as in the first embodiment. Is provided with a position deriving unit 47 that determines whether or not the object is located in the subject 1.

次に、本実施の形態2にかかる被検体内位置検出システムの動作について、位置導出部47の動作を中心に説明する。図7は、本実施の形態2にかかる被検体内位置検出システムの動作を示すフローチャートであり、以下、図7を参照しつつ動作についての説明を行う。   Next, the operation of the in-subject position detection system according to the second embodiment will be described focusing on the operation of the position deriving unit 47. FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the in-subject position detection system according to the second embodiment. Hereinafter, the operation will be described with reference to FIG.

まず、磁場検出装置6によって、鉛直方向の検出磁場に対応した電気信号が出力され(ステップS201)、位置情報導出装置46は、帯域フィルタ部39およびロックインアンプ部41によってテストカプセル2に備わる磁場形成部17によって形成された磁場と無関係なノイズ成分を除去する(ステップS202)。その後、位置導出部47は、ノイズ成分を除去された電気信号の強度が所定の閾値以上であるか否かの判定を行う(ステップS203)。   First, an electric signal corresponding to the detected magnetic field in the vertical direction is output by the magnetic field detection device 6 (step S201), and the position information deriving device 46 has a magnetic field provided in the test capsule 2 by the band filter unit 39 and the lock-in amplifier unit 41. Noise components unrelated to the magnetic field formed by the forming unit 17 are removed (step S202). Thereafter, the position deriving unit 47 determines whether or not the intensity of the electrical signal from which the noise component has been removed is equal to or greater than a predetermined threshold (step S203).

ノイズ成分が除去された電気信号の強度が閾値以上であると判定した場合(ステップS203,Yes)、位置導出部47は、テストカプセル2が被検体1内部に位置すると判定し(ステップS204)、終了する。一方、ノイズ成分が除去された電気信号の強度が閾値未満であると判定した場合(ステップS203,No)、位置導出部47は、テストカプセル2が被検体1の外部に排出されたものと判定し(ステップS205)、終了する。以上の動作は、テストカプセル2が被検体1の外部に排出されたと判定されるまで繰り返し行われ、判定結果は、記憶部45を介して携帯型記録媒体5に記憶される。   When it is determined that the intensity of the electrical signal from which the noise component has been removed is equal to or greater than the threshold (Yes at Step S203), the position deriving unit 47 determines that the test capsule 2 is located inside the subject 1 (Step S204). finish. On the other hand, when it is determined that the intensity of the electrical signal from which the noise component has been removed is less than the threshold value (No in step S203), the position deriving unit 47 determines that the test capsule 2 has been discharged to the outside of the subject 1. (Step S205) and the process ends. The above operation is repeated until it is determined that the test capsule 2 has been discharged to the outside of the subject 1, and the determination result is stored in the portable recording medium 5 via the storage unit 45.

ステップS203における判定は、以下のメカニズムに基づいて行われる。テストカプセル2に備わる磁場形成部17によって形成される磁場は、テストカプセル2からの距離に応じて減衰する特性を有する。このため、あらかじめ磁場検出装置6が配置された位置と、被検体1の外部に排出される時点におけるテストカプセル2との間の距離に応じた閾値強度を導出・記憶しておくことにより、磁場検出装置6によって得られた、検出磁場に対応した電気信号の強度が閾値強度以上の値であるか否かの判定を行うことにより、テストカプセル2が被検体1内部に位置するか否かを導出することが可能となる。   The determination in step S203 is performed based on the following mechanism. The magnetic field formed by the magnetic field forming unit 17 provided in the test capsule 2 has a characteristic of decaying according to the distance from the test capsule 2. For this reason, by deriving and storing the threshold intensity according to the distance between the position where the magnetic field detection device 6 is arranged in advance and the test capsule 2 at the time of ejection from the subject 1, the magnetic field It is determined whether or not the test capsule 2 is located inside the subject 1 by determining whether or not the intensity of the electrical signal corresponding to the detected magnetic field obtained by the detection device 6 is equal to or greater than the threshold intensity. It can be derived.

本実施の形態2にかかる被検体内位置検出システムの利点について説明する。本実施の形態2にかかる被検体内位置検出システムは、テストカプセル2が被検体1内に位置するか否かの位置判定を簡易な構成によって高精度に行うことが可能である。すなわち、本実施の形態2にかかる被検体内位置検出システムは、具体的な距離導出および位置導出を行うことなく、磁場検出装置6における検出磁場から抽出された電気信号の強度と閾値強度とを比較するという簡易な構成のみによって位置導出を行っている。また、本実施の形態2では、実施の形態1と同様に、回転する磁場形成部17によって形成される磁場を検出するために磁場検出装置6が鉛直方向の磁場成分のみを検出し、さらに検出した磁場成分に対応した電気信号の中から、磁場形成部17の回転周波数に対応した成分のみを抽出することとしているため、ノイズ成分を除去した正確な値に基づいた位置導出が行われている。以上のことから、本実施の形態2にかかる被検体内位置検出システムは、簡易な構成によって、テストカプセル2が被検体1の内部に位置するか否かの判定を正確に行うことを可能としている。   Advantages of the in-subject position detection system according to the second embodiment will be described. The in-subject position detection system according to the second embodiment can accurately determine the position of whether or not the test capsule 2 is located in the subject 1 with a simple configuration. In other words, the in-subject position detection system according to the second embodiment calculates the intensity of the electric signal and the threshold intensity extracted from the detected magnetic field in the magnetic field detection device 6 without performing specific distance derivation and position derivation. Position derivation is performed only by a simple configuration of comparison. In the second embodiment, as in the first embodiment, the magnetic field detection device 6 detects only the magnetic field component in the vertical direction in order to detect the magnetic field formed by the rotating magnetic field forming unit 17, and further detects the magnetic field component. Since only the component corresponding to the rotation frequency of the magnetic field forming unit 17 is extracted from the electric signal corresponding to the magnetic field component, the position derivation is performed based on the accurate value from which the noise component is removed. . From the above, the in-subject position detection system according to the second embodiment can accurately determine whether or not the test capsule 2 is located inside the subject 1 with a simple configuration. Yes.

なお、本実施の形態2においては、磁場検出装置6について、実施の形態1と同様に複数配置することとしても良いが、単一の磁場検出装置6を用いることとしてもテストカプセル2の位置導出を行うことが可能である。従って、本実施の形態2にかかる被検体内位置検出システムは、単一の磁場検出装置6を用いてシステムを構築できるという点でも利点を有することとなる。   In the second embodiment, a plurality of magnetic field detection devices 6 may be arranged in the same manner as in the first embodiment, but the position of the test capsule 2 can be derived even when a single magnetic field detection device 6 is used. Can be done. Therefore, the in-subject position detection system according to the second embodiment has an advantage in that the system can be constructed using the single magnetic field detection device 6.

(実施の形態3)
次に、実施の形態3にかかる被検体内位置検出システムについて説明する。本実施の形態3にかかる被検体内位置検出システムは、被検体内導入装置として磁場形成手段のみならず所定の被検体内情報取得部および無線部を備えたカプセル型内視鏡と、磁場形成手段より生じる磁場に基づいて、被検体内におけるカプセル型内視鏡の位置の検出結果に基づいてカプセル型内視鏡から送信された無線信号を受信する複数のアンテナを切り替える位置情報導出装置とを備えた構成を有する。
(Embodiment 3)
Next, the in-subject position detection system according to the third embodiment will be described. The in-subject position detection system according to the third embodiment includes a capsule endoscope that includes not only a magnetic field forming unit but also a predetermined in-subject information acquisition unit and a radio unit as an in-subject introduction device, and magnetic field formation. A position information deriving device that switches a plurality of antennas that receive radio signals transmitted from the capsule endoscope based on the detection result of the position of the capsule endoscope in the subject based on the magnetic field generated by the means It has the composition provided.

図8は、本実施の形態3にかかる被検体内位置検出システムの全体構成を示す模式図である。図8に示すように、本実施の形態3にかかる被検体内位置検出システムは、被検体内導入装置の一例たるカプセル型内視鏡50と、位置検出装置51とを備える。なお、図8には実施の形態1における表示装置4および携帯型記録媒体5に相当する構成要素を図示していないが、このことは本実施の形態3においてこれらを除外する趣旨ではない。また、本実施の形態3にかかる被検体内位置検出システムにおいて、実施の形態1、2と同様の符号、名称を付した構成要素については、以下で特に言及しない限り、実施の形態1と同様の構成・作用を有するものとする。   FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of the in-subject position detection system according to the third embodiment. As shown in FIG. 8, the in-subject position detection system according to the third embodiment includes a capsule endoscope 50 that is an example of an in-subject introduction apparatus, and a position detection device 51. Although components corresponding to the display device 4 and the portable recording medium 5 in the first embodiment are not shown in FIG. 8, this is not intended to exclude them in the third embodiment. In addition, in the in-subject position detection system according to the third exemplary embodiment, components having the same reference numerals and names as those in the first and second exemplary embodiments are the same as those in the first exemplary embodiment unless otherwise specified below. It shall have the configuration and action of

位置検出装置51は、図8に示すように、磁場強度検出装置6a〜6hと、磁場強度検出装置6a〜6hを被検体1に対して固定する固定部材7a、7bと、カプセル型内視鏡50から送信される無線信号を受信するための受信用アンテナA1〜Anと、磁場強度検出装置6a〜6hおよび受信用アンテナA1〜Anによって得られた情報を処理し、カプセル型内視鏡50の被検体1内における位置情報を取得する位置情報導出装置52とを備える。また、図8においては図示を省略したが、位置検出装置51は、後述するようにカプセル型内視鏡50に対して給電用信号等を供給する機能を有し、かかる機能を実現するために給電用アンテナB1〜Bmを有する。   As shown in FIG. 8, the position detection device 51 includes magnetic field strength detection devices 6a to 6h, fixing members 7a and 7b for fixing the magnetic field strength detection devices 6a to 6h to the subject 1, and a capsule endoscope. 50, the reception antennas A1 to An for receiving radio signals transmitted from 50, the magnetic field intensity detection devices 6a to 6h and the information obtained by the reception antennas A1 to An are processed, and the capsule endoscope 50 A position information deriving device 52 that acquires position information in the subject 1. Although not shown in FIG. 8, the position detection device 51 has a function of supplying a power supply signal to the capsule endoscope 50 as will be described later. It has power feeding antennas B1 to Bm.

受信用アンテナA1〜Anは、カプセル型内視鏡50から送信される無線信号を受信するためのものである。後述するように本実施の形態3におけるカプセル型内視鏡50は、被検体1内部の画像を撮像して外部に無線送信する機能を有し、受信用アンテナA1〜Anは、カプセル型内視鏡50から送信される無線信号を受信し、位置情報導出装置52に出力する構成を有している。受信用アンテナA1〜Anは、具体的には例えば、ループアンテナと、ループアンテナを被検体1に固定するための固着手段とによって構成されている。なお、カプセル型内視鏡50から無線信号が送信された際に受信用アンテナA1〜Anのすべてによって受信する構成としても良い。しかしながら、本実施の形態3では、複数存在する受信用アンテナA1〜Anのうち、後述するアンテナ選択部67によって受信に最も適していると判断される受信用アンテナを用いて受信することとしている。   The receiving antennas A1 to An are for receiving radio signals transmitted from the capsule endoscope 50. As will be described later, the capsule endoscope 50 according to the third embodiment has a function of capturing an image inside the subject 1 and wirelessly transmitting the image to the outside, and the receiving antennas A1 to An include the capsule endoscope. The wireless signal transmitted from the mirror 50 is received and output to the position information deriving device 52. Specifically, the receiving antennas A <b> 1 to An are configured by, for example, a loop antenna and a fixing unit for fixing the loop antenna to the subject 1. In addition, when a radio signal is transmitted from the capsule endoscope 50, the reception may be performed by all of the reception antennas A1 to An. However, in the third embodiment, reception is performed using a reception antenna that is determined to be most suitable for reception by an antenna selection unit 67 described later, among a plurality of reception antennas A1 to An.

図9は、カプセル型内視鏡50の構成を示すブロック図である。カプセル型内視鏡50は、実施の形態1におけるテストカプセル2と同様に、磁場形成手段としての磁場形成部17を備える。なお、図9においては磁場形成部17のみを記載しているが、実際の構成としては、図2に示した実施の形態1の構成と同様に、磁場形成部17に対して軸部材および駆動機構が設けられると共に、磁場形成部17の磁場出力方向が常に鉛直方向とほぼ一致した状態となる機構蒲生けられている。さらに、カプセル型内視鏡50は、被検体1の内部を撮影する際に撮像領域を照射するための照明手段として機能するLED53と、LED53の駆動状態を制御するLED駆動回路54と、LED53によって照射された領域からの反射光像の撮像を行う撮像手段として機能するCCD55と、CCD55の駆動状態を制御するCCD駆動回路56とを備える。なお、LED53、LED駆動回路54、CCD55およびCCD駆動回路56は、全体として所定の機能を果たす被検体内情報取得部57として定義される。   FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of the capsule endoscope 50. As shown in FIG. As with the test capsule 2 in the first embodiment, the capsule endoscope 50 includes a magnetic field forming unit 17 as a magnetic field forming unit. Although only the magnetic field forming unit 17 is shown in FIG. 9, the actual configuration is similar to the configuration of the first embodiment shown in FIG. A mechanism is provided, and a mechanism in which the magnetic field output direction of the magnetic field forming unit 17 is always substantially coincident with the vertical direction is provided. Furthermore, the capsule endoscope 50 includes an LED 53 that functions as an illuminating unit for irradiating the imaging region when imaging the inside of the subject 1, an LED driving circuit 54 that controls the driving state of the LED 53, and the LED 53. A CCD 55 that functions as an image pickup unit that picks up a reflected light image from the irradiated region, and a CCD drive circuit 56 that controls the drive state of the CCD 55 are provided. The LED 53, the LED drive circuit 54, the CCD 55, and the CCD drive circuit 56 are defined as an in-subject information acquisition unit 57 that performs a predetermined function as a whole.

また、カプセル型内視鏡50は、CCD55によって撮像された画像データを変調して無線信号を生成する送信ユニット58と、送信ユニット58から出力された無線信号を送信する無線手段としての送信アンテナ部59と、LED駆動回路54、CCD駆動回路56および送信ユニット58の動作を制御するシステムコントロール回路60とを備える。   The capsule endoscope 50 includes a transmission unit 58 that modulates image data picked up by the CCD 55 to generate a wireless signal, and a transmission antenna unit as a wireless unit that transmits the wireless signal output from the transmission unit 58. 59, and a system control circuit 60 for controlling the operation of the LED drive circuit 54, the CCD drive circuit 56 and the transmission unit 58.

これらの機構を備えることにより、カプセル型内視鏡50は、被検体1内に導入されている間、LED53によって照明された被検部位の画像データをCCD55によって取得する。そして、取得された画像データは、送信ユニット58において無線信号に変換された後、送信アンテナ部59を介して外部に送信される。   By providing these mechanisms, the capsule endoscope 50 acquires the image data of the region to be examined illuminated by the LED 53 while being introduced into the subject 1 by the CCD 55. The acquired image data is converted into a radio signal by the transmission unit 58 and then transmitted to the outside via the transmission antenna unit 59.

また、カプセル型内視鏡50は、位置検出装置51側から送られてきた無線信号を受信する受信アンテナ部61と、受信アンテナ部61で受信した信号から給電用信号を分離する分離回路62とを備える。さらに、カプセル型内視鏡50は、分離された給電用信号から電力を再生する電力再生回路63と、再生された電力を昇圧する昇圧回路64と、昇圧された電力を蓄積する蓄電器65とを備える。また、カプセル型内視鏡50は、分離回路62で給電用信号と分離された成分からコントロール情報信号の内容を検出し、検出したコントロール情報信号をシステムコントロール回路60に対して出力するコントロール情報検出回路66を備える。なお、システムコントロール回路60は、蓄電器65から供給される駆動電力を他の構成要素に対して分配する機能も有する。   The capsule endoscope 50 includes a reception antenna unit 61 that receives a radio signal transmitted from the position detection device 51 side, and a separation circuit 62 that separates a power feeding signal from a signal received by the reception antenna unit 61. Is provided. Further, the capsule endoscope 50 includes a power regeneration circuit 63 that regenerates power from the separated power supply signal, a booster circuit 64 that boosts the regenerated power, and a capacitor 65 that stores the boosted power. Prepare. Further, the capsule endoscope 50 detects the content of the control information signal from the component separated from the power feeding signal by the separation circuit 62 and outputs the detected control information signal to the system control circuit 60. A circuit 66 is provided. The system control circuit 60 also has a function of distributing the driving power supplied from the battery 65 to other components.

これらの機構を備えることにより、カプセル型内視鏡50は、まず、位置検出装置51側から送られてきた無線信号を受信アンテナ部61において受信し、分離回路62によって、受信した無線信号から給電用信号およびコントロール情報信号を分離する。分離回路62によって分離されたコントロール情報信号は、コントロール情報検出回路66を経てシステムコントロール回路60に出力され、LED53、CCD55および送信ユニット58の駆動制御に使用される。一方、給電用信号は、電力再生回路63によって電力として再生され、再生された電力は昇圧回路64によって電位を蓄電器65に適した電位にまで昇圧された後、蓄電器65に蓄積される。   By providing these mechanisms, the capsule endoscope 50 first receives the radio signal transmitted from the position detection device 51 side at the reception antenna unit 61 and feeds power from the received radio signal by the separation circuit 62. Separate the control signal and control information signal. The control information signal separated by the separation circuit 62 is output to the system control circuit 60 through the control information detection circuit 66 and used for driving control of the LED 53, the CCD 55 and the transmission unit 58. On the other hand, the power supply signal is regenerated as power by the power regeneration circuit 63, and the regenerated power is boosted to a potential suitable for the capacitor 65 by the booster circuit 64 and then stored in the capacitor 65.

次に、位置情報導出装置52の構成について説明する。図10は、位置情報導出装置52の構成を示すブロック図である。本実施の形態3における位置情報導出装置52は、カプセル型内視鏡50の被検体1内における位置を検出する構成要素として、帯域フィルタ部39、A/D変換部40、ロックインアンプ部41、距離導出部42、対応関係データベース43、位置導出部44を備えた構成を有する。なお、本実施の形態3におけるカプセル型内視鏡50の位置の検出動作については実施の形態1とほぼ同様であることとし、詳細な説明については省略する。   Next, the configuration of the position information deriving device 52 will be described. FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of the position information deriving device 52. The position information deriving device 52 according to the third embodiment includes a band filter unit 39, an A / D conversion unit 40, and a lock-in amplifier unit 41 as components for detecting the position of the capsule endoscope 50 in the subject 1. , A distance deriving unit 42, a correspondence relationship database 43, and a position deriving unit 44. Note that the operation of detecting the position of the capsule endoscope 50 in the third embodiment is substantially the same as that in the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.

また、位置情報導出装置52は、カプセル型内視鏡50から無線送信された、被検体1内部の画像データを受信する受信装置としての機能も有する。具体的には、位置情報導出装置52は、受信用アンテナA1〜Anの中からデータ受信に使用するものを選択するアンテナ選択部67と、選択した受信用アンテナ受信された無線信号に対して復調等の所定の処理を行い、無線信号の中からカプセル型内視鏡50によって取得された画像データを抽出し、出力する受信ユニット68と、出力された画像データに必要な処理を行う画像処理ユニット69と、画像処理が施された画像データを記録するための記憶ユニット70とを備える。   The position information deriving device 52 also has a function as a receiving device that receives image data inside the subject 1 that is wirelessly transmitted from the capsule endoscope 50. Specifically, the position information deriving device 52 demodulates the radio signal received by the antenna selection unit 67 that selects one to be used for data reception from the reception antennas A1 to An and the selected reception antenna. The receiving unit 68 that extracts and outputs image data acquired by the capsule endoscope 50 from the wireless signal, and an image processing unit that performs necessary processing on the output image data 69 and a storage unit 70 for recording image data that has undergone image processing.

アンテナ選択部67は、カプセル型内視鏡50から送信される無線信号を受信するのに最も適した受信用アンテナを選択するためのものである。具体的には、アンテナ選択部67は、あらかじめ受信用アンテナA1〜Anの位置を把握していると共に、位置導出部44によって導出されたカプセル型内視鏡50の位置に関する情報が入力される構成を有する。このため、アンテナ選択部67は、カプセル型内視鏡50の位置との関係において、最も良好な受信感度を有するものと推定される受信用アンテナを選択し、選択した受信用アンテナにおいて受信された無線信号を受信ユニット68に出力する機能を有する。   The antenna selection unit 67 is for selecting the most suitable receiving antenna for receiving a radio signal transmitted from the capsule endoscope 50. Specifically, the antenna selection unit 67 grasps the positions of the receiving antennas A1 to An in advance, and receives information related to the position of the capsule endoscope 50 derived by the position deriving unit 44. Have For this reason, the antenna selection unit 67 selects a reception antenna that is estimated to have the best reception sensitivity in relation to the position of the capsule endoscope 50, and is received by the selected reception antenna. A function of outputting a radio signal to the receiving unit 68 is provided.

記憶ユニット70は、画像処理ユニット69から出力される画像データと、出力される画像データが撮像された時点におけるカプセル型内視鏡50の位置とを対応づけて記憶する機能を有する。すなわち、位置情報導出装置52は、図10にも示すように記憶ユニット70に位置導出部44および画像処理ユニット69において得られた情報が出力される構成を有しており、記憶ユニット70は、これらの情報を対応づけた状態で記憶する機能を有する。この結果、記憶ユニット70は、被検体1内部の所定領域の画像データと、かかる画像データを撮像した時点におけるカプセル型内視鏡50の位置とが対応づけられた状態で記憶されている。   The storage unit 70 has a function of storing the image data output from the image processing unit 69 in association with the position of the capsule endoscope 50 at the time when the output image data is captured. That is, the position information deriving device 52 has a configuration in which the information obtained in the position deriving unit 44 and the image processing unit 69 is output to the storage unit 70 as shown in FIG. It has a function of storing these pieces of information in an associated state. As a result, the storage unit 70 stores the image data of a predetermined area inside the subject 1 and the position of the capsule endoscope 50 at the time of capturing the image data.

また、位置情報導出装置52は、カプセル型内視鏡50に対して送信する給電用信号等を生成し、給電用アンテナB1〜Bmに対して出力する機能を有する。具体的には、位置情報導出装置52は、給電用信号を生成する機能および発振周波数を規定する機能を有する発振器71と、カプセル型内視鏡50の駆動状態の制御のためのコントロール情報信号を生成するコントロール情報入力ユニット72と、給電用信号とコントロール情報信号とを合成する重畳回路73と、合成された信号の強度を増幅する増幅回路74とを備える。増幅回路74で増幅された信号は、給電用アンテナB1〜Bmに送られ、カプセル型内視鏡50に対して送信される。なお、位置情報導出装置52は、所定の蓄電装置またはAC電源アダプタ等を備えた電力供給ユニット75を備え、位置情報導出装置52の各構成要素は、電力供給ユニット75から供給される電力を駆動エネルギーとしている。   Further, the position information deriving device 52 has a function of generating a power feeding signal and the like to be transmitted to the capsule endoscope 50 and outputting the power feeding antennas B1 to Bm. Specifically, the position information deriving device 52 receives an oscillator 71 having a function of generating a power feeding signal and a function of defining an oscillation frequency, and a control information signal for controlling the driving state of the capsule endoscope 50. A control information input unit 72 to be generated, a superimposing circuit 73 for combining the power feeding signal and the control information signal, and an amplifier circuit 74 for amplifying the intensity of the combined signal are provided. The signal amplified by the amplifier circuit 74 is sent to the power feeding antennas B <b> 1 to Bm and sent to the capsule endoscope 50. The position information deriving device 52 includes a power supply unit 75 including a predetermined power storage device or an AC power adapter, and each component of the position information deriving device 52 drives electric power supplied from the power supply unit 75. Energy is used.

次に、本実施の形態3にかかる被検体内位置検出システムの利点について説明する。まず、本実施の形態3にかかる被検体内位置検出システムでは、実施の形態1と同様にカプセル型内視鏡50内に磁場形成部17を備え、磁場形成部17によって形成される磁場に基づいてカプセル型内視鏡50の位置検出を行っている。既に述べたように磁場は、距離に応じて減衰する特性を有することから、無線信号を用いて位置検出を行った場合と比較して、カプセル型内視鏡50の位置を正確に検出できるという利点を有する。   Next, advantages of the in-subject position detection system according to the third embodiment will be described. First, in the in-subject position detection system according to the third embodiment, the magnetic field forming unit 17 is provided in the capsule endoscope 50 as in the first embodiment, and based on the magnetic field formed by the magnetic field forming unit 17. Thus, the position of the capsule endoscope 50 is detected. As described above, the magnetic field has a characteristic of decaying with distance, so that the position of the capsule endoscope 50 can be detected more accurately than when position detection is performed using a wireless signal. Have advantages.

また、本実施の形態3にかかる被検体内位置検出システムでは、導出されたカプセル型内視鏡50の位置に基づいて、アンテナ選択部67が受信用アンテナを選択する構成を有する。受信用アンテナにおける無線信号の受信感度は、カプセル型内視鏡50からの距離およびカプセル型内視鏡50内に備わる送信アンテナ部59の指向性に依存する。従って、カプセル型内視鏡50の位置に基づいて使用する受信用アンテナを的確に選択することが可能となり、カプセル型内視鏡50から送信される無線信号を常に高感度で受信可能な位置情報検出システムを実現することが可能である。   The in-subject position detection system according to the third embodiment has a configuration in which the antenna selection unit 67 selects a reception antenna based on the derived position of the capsule endoscope 50. The reception sensitivity of the radio signal in the reception antenna depends on the distance from the capsule endoscope 50 and the directivity of the transmission antenna unit 59 provided in the capsule endoscope 50. Accordingly, it is possible to accurately select a reception antenna to be used based on the position of the capsule endoscope 50, and position information that can always receive a radio signal transmitted from the capsule endoscope 50 with high sensitivity. A detection system can be realized.

さらに、本実施の形態3にかかる被検体内位置検出システムでは、撮像された被検体1内の画像データと、導出されたカプセル型内視鏡50の位置を記憶ユニット70に出力する構成を有する。従って、カプセル型内視鏡50によって取得された画像データと、導出されたカプセル型内視鏡50の撮像時における位置とを対応づけて記憶することが可能であり、表示装置4によって画像データを表示する際に、所定の範囲に位置する画像データのみを表示するよう指定することが可能である。すなわち、表示装置4においてあらゆる画像データを表示するのではなく、使用者にとって関心のある領域、例えば小腸のみの画像データを表示させることが可能となり、医師等にとって利便性を有する位置情報検出システムを実現することが可能である。   Furthermore, the in-subject position detection system according to the third embodiment has a configuration in which the imaged image data in the subject 1 and the derived position of the capsule endoscope 50 are output to the storage unit 70. . Therefore, the image data acquired by the capsule endoscope 50 and the derived position of the capsule endoscope 50 at the time of imaging can be stored in association with each other, and the display device 4 can store the image data. When displaying, it is possible to specify to display only image data located in a predetermined range. That is, instead of displaying all image data on the display device 4, it is possible to display only the region of interest to the user, for example, image data of only the small intestine, and a position information detection system that is convenient for doctors and the like. It is possible to realize.

以上、実施の形態1〜3に渡って本発明を説明してきたが、本発明は上記のものに限定されず、当業者であれば様々な実施例、変形例および応用例に想到することが可能である。例えば、実施の形態3にかかる被検体内位置検出システムは、位置検出機構に関して実施の形態1に示した構成を流用して構成されたものであるが、このほかにも、実施の形態2に示す位置検出機構を流用した構成としても良い。かかる場合には、例えば、位置検出機構によってカプセル型内視鏡50が被検体1の外部に排出されたものと判定された後には、位置情報導出装置の駆動を停止させる等の構成を具備させることとしても良い。   As described above, the present invention has been described over the first to third embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described ones, and those skilled in the art can conceive various examples, modifications, and application examples. Is possible. For example, the in-subject position detection system according to the third embodiment is configured by diverting the configuration shown in the first embodiment with respect to the position detection mechanism. It is good also as a structure which diverted the position detection mechanism shown. In such a case, for example, after it is determined that the capsule endoscope 50 has been ejected outside the subject 1 by the position detection mechanism, the position information deriving device is stopped driving. It's also good.

また、図2に示した磁場形成部17の構成として、棒状の永久磁石17a、17bによって形成することとしたが、かかる構成に限定して解釈する必要はない。実施の形態1〜3において重要となるのは、磁場形成部17が少なくとも所定の周期ごとに鉛直方向に所定の強度を有する磁場成分を形成することであり、より好ましくは鉛直方向の磁場成分の強度が所定の周期に従って変動することである。従って、かかる機能を実現できる構成であれば、図2に示した構成以外のものであっても本発明に用いることが可能である。   In addition, the configuration of the magnetic field forming unit 17 shown in FIG. 2 is formed by the rod-shaped permanent magnets 17a and 17b, but it is not necessary to interpret the configuration limited to such a configuration. What is important in the first to third embodiments is that the magnetic field forming unit 17 forms a magnetic field component having a predetermined intensity in the vertical direction at least every predetermined period, and more preferably, the magnetic field component in the vertical direction The intensity varies according to a predetermined period. Therefore, any configuration other than the configuration shown in FIG. 2 can be used in the present invention as long as such a function can be realized.

実施の形態1にかかる被検体内位置検出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 position detection system according to a first exemplary embodiment. 実施の形態1にかかる被検体内位置検出システムを形成するテストカプセルの構成を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration of a test capsule forming the in-subject position detection system according to the first exemplary embodiment. 実施の形態1にかかる被検体内位置検出システムを形成する磁場検出装置の構成を示す模式図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a magnetic field detection device that forms an in-subject position detection system according to a first exemplary embodiment; 実施の形態1にかかる被検体内位置検出システムを形成する位置情報導出装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of a position information deriving device that forms an in-subject position detection system according to a first embodiment; 実施の形態1にかかる被検体内位置検出システムによるテストカプセルの位置導出の内容を説明するためのフローチャートである。4 is a flowchart for explaining the contents of test capsule position derivation by the in-subject position detection system according to the first embodiment; 実施の形態2にかかる被検体内位置検出システムを形成する位置情報導出装置の構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a position information deriving device that forms an in-subject position detection system according to a second exemplary embodiment; 実施の形態2にかかる被検体内位置検出システムによるテストカプセルの位置導出の内容を説明するためのフローチャートである。10 is a flowchart for explaining the content of test capsule position derivation by the in-subject position detection system according to the second embodiment; 実施の形態3にかかる被検体内位置検出システムの全体構成を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of an in-subject position detection system according to a third exemplary embodiment. 実施の形態3にかかる被検体内位置検出システムを形成するカプセル型内視鏡の構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a capsule endoscope that forms an in-subject position detection system according to a third embodiment; 実施の形態3にかかる被検体内位置検出システムを形成する位置情報導出装置の構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a position information deriving device that forms an in-subject position detection system according to a third embodiment;

符号の説明Explanation of symbols

1 被検体
2 テストカプセル
3 位置検出装置
4 表示装置
5 携帯型記録媒体
6a〜6h 磁場強度検出装置
7a、7b 固定部材
8 位置情報導出装置
11 筐体
12 ケース部材
13 充填部材
14 液体
15 球殻部材
16 駆動機構
17 磁場形成部
17a、17b 永久磁石
18 軸部材
21 ケース部材
22 球状体
23 液体
24 磁場センサ部
25 磁場測定系制御部
26 蓄電器
27 受電ユニット
28 送受信ユニット
29 送受信アンテナ
30 受電アンテナ
31 加重部材
32 給電アンテナ
33 送受信アンテナ
34 給電ユニット
35 送受信ユニット
36 制御部
38 位置演算部
39 帯域フィルタ部
40 A/D変換部
41 ロックインアンプ部
42 距離導出部
43 対応関係データベース
44 位置導出部
45 記憶部
46 位置情報導出装置
47 位置導出部
50 カプセル型内視鏡
51 位置検出装置
52 位置情報導出装置
53 LED
54 LED駆動回路
55 CCD
56 CCD駆動回路
57 被検体内情報取得部
58 送信ユニット
59 送信アンテナ部
60 システムコントロール回路
61 受信アンテナ部
62 分離回路
63 電力再生回路
64 昇圧回路
65 蓄電器
66 コントロール情報検出回路
67 アンテナ選択部
68 受信ユニット
69 画像処理ユニット
70 記憶ユニット
71 発振器
72 コントロール情報入力ユニット
73 重畳回路
74 増幅回路
75 電力供給ユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Subject 2 Test capsule 3 Position detection apparatus 4 Display apparatus 5 Portable recording medium 6a-6h Magnetic field intensity detection apparatus 7a, 7b Fixing member 8 Position information derivation apparatus 11 Case 12 Case member 13 Filling member 14 Liquid 15 Spherical shell member DESCRIPTION OF SYMBOLS 16 Drive mechanism 17 Magnetic field formation part 17a, 17b Permanent magnet 18 Shaft member 21 Case member 22 Spherical body 23 Liquid 24 Magnetic field sensor part 25 Magnetic field measurement system control part 26 Electric power storage device 27 Power reception unit 28 Transmission / reception unit 29 Transmission / reception antenna 30 Power reception antenna 31 Weight member 32 Feeding antenna 33 Transmission / reception antenna 34 Feeding unit 35 Transmission / reception unit 36 Control unit 38 Position calculation unit 39 Band filter unit 40 A / D conversion unit 41 Lock-in amplifier unit 42 Distance deriving unit 43 Correspondence relationship database 44 Position deriving unit 45 Storage unit 46 Location information deriving device 47 position deriving section 50 capsule endoscope 51 position detecting device 52 the position processor 53 LED
54 LED drive circuit 55 CCD
56 CCD drive circuit 57 In-subject information acquisition unit 58 Transmission unit 59 Transmission antenna unit 60 System control circuit 61 Reception antenna unit 62 Separation circuit 63 Power regeneration circuit 64 Booster circuit 65 Capacitor 66 Control information detection circuit 67 Antenna selection unit 68 Reception unit 69 Image processing unit 70 Storage unit 71 Oscillator 72 Control information input unit 73 Superimposition circuit 74 Amplification circuit 75 Power supply unit

Claims (14)

被検体内に導入され、少なくとも周期的に鉛直方向の磁場成分を形成する被検体内導入装置の位置を検出する位置検出装置であって、
鉛直方向の磁場強度を検出する磁場検出手段と、
磁場強度と前記被検体内導入装置からの距離との対応関係を記憶した記憶手段と、
前記磁場検出手段によって検出された磁場強度と、前記記憶手段に記憶された対応関係とに基づいて、前記磁場検出手段と前記被検体内導入装置との間の距離を導出する距離導出手段と、
前記距離導出手段による導出結果に基づいて、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、
を備えたことを特徴とする位置検出装置。
A position detection device that detects the position of an in-subject introduction device that is introduced into a subject and at least periodically forms a vertical magnetic field component,
Magnetic field detection means for detecting the magnetic field strength in the vertical direction;
Storage means for storing the correspondence between the magnetic field strength and the distance from the in-subject introduction device;
A distance deriving unit for deriving a distance between the magnetic field detecting unit and the in-subject introducing device based on the magnetic field intensity detected by the magnetic field detecting unit and the correspondence relationship stored in the storage unit;
Position deriving means for deriving the position of the in-subject introduction device based on the result derived by the distance deriving means;
A position detection device comprising:
前記磁場検出手段は、被検体上の所定の位置に複数配置され、
前記位置導出手段は、複数の前記磁場検出手段と前記被検体内導入装置との間の距離に基づいて前記被検体内導入装置の位置を導出することを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。
A plurality of the magnetic field detection means are arranged at predetermined positions on the subject,
2. The position according to claim 1, wherein the position deriving unit derives the position of the in-subject introduction device based on a distance between the plurality of magnetic field detection units and the in-subject introduction device. Detection device.
被検体内に導入され、少なくとも周期的に鉛直方向の磁場成分を形成する被検体内導入装置の位置を検出する位置検出装置であって、
鉛直方向の磁場強度を検出する磁場検出手段と、
前記磁場検出手段によって検出された磁場の強度に基づいて、前記被検体内導入装置が被検体の外部に位置するか否かを導出する位置導出手段と、
を備えたことを特徴とする位置検出装置。
A position detection device that detects the position of an in-subject introduction device that is introduced into a subject and at least periodically forms a vertical magnetic field component,
Magnetic field detection means for detecting the magnetic field strength in the vertical direction;
Position deriving means for deriving whether or not the in-subject introduction apparatus is located outside the subject based on the intensity of the magnetic field detected by the magnetic field detection means;
A position detection device comprising:
前記位置導出手段は、前記磁場検出手段によって検出された磁場の強度が所定の閾値未満である場合に、前記被検体内導入装置が被検体の外部に位置すると判定することを特徴とする請求項3に記載の位置検出装置。   The position deriving unit determines that the in-subject introduction device is located outside the subject when the intensity of the magnetic field detected by the magnetic field detecting unit is less than a predetermined threshold. 4. The position detection device according to 3. 前記被検体内導入装置は、鉛直方向の強度が周期的に変化する磁場を形成し、
前記磁場検出手段によって検出された鉛直方向の磁場成分のうち、前記被検体内導入装置によって形成される磁場の周期に対応した周波数成分を抽出する成分抽出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。
The in-subject introduction device forms a magnetic field in which the intensity in the vertical direction changes periodically,
The apparatus further comprises: a component extracting unit that extracts a frequency component corresponding to a period of a magnetic field formed by the in-subject introducing device from the vertical magnetic field components detected by the magnetic field detecting unit. Item 5. The position detection device according to any one of Items 1 to 4.
前記成分抽出手段は、前記被検体内導入装置によって形成される磁場の周期に対応した周波数成分を通過させる帯域フィルタ手段を備えたことを特徴とする請求項5に記載の位置検出装置。   6. The position detection apparatus according to claim 5, wherein the component extraction means includes band filter means for passing a frequency component corresponding to a period of a magnetic field formed by the in-subject introduction apparatus. 前記成分抽出手段は、前記被検体内導入装置によって形成される磁場の周期に対応した周波数成分を検出するロックインアンプを備えたことを特徴とする請求項5に記載の位置検出装置。   The position detection apparatus according to claim 5, wherein the component extraction unit includes a lock-in amplifier that detects a frequency component corresponding to a period of a magnetic field formed by the in-subject introduction apparatus. 被検体内に導入され、該被検体内を移動する被検体内導入装置と、前記被検体外部に配置され、前記被検体内部における前記被検体内導入装置の位置情報を取得する位置検出装置とを備えた被検体内位置検出システムであって、
前記被検体内導入装置は、少なくとも周期的に鉛直方向の磁場成分を形成する磁場形成手段を備え、
前記位置検出装置は、
鉛直方向の磁場成分を検出する磁場検出手段と、
磁場強度と前記被検体内導入装置からの距離との対応関係を記憶した記憶手段と、
前記磁場検出手段によって検出された磁場強度と、前記記憶手段に記憶された対応関係とに基づいて前記磁場検出手段と、前記被検体内導入装置との間の距離を導出する距離導出手段と、
前記距離導出手段による導出結果に基づいて、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、
を備えたことを特徴とする被検体内位置検出システム。
An in-subject introduction device that is introduced into the subject and moves within the subject, and a position detection device that is disposed outside the subject and acquires position information of the in-subject introduction device within the subject; An in-subject position detection system comprising:
The in-subject introduction apparatus includes a magnetic field forming unit that forms a vertical magnetic field component at least periodically,
The position detection device includes:
Magnetic field detection means for detecting a vertical magnetic field component;
Storage means for storing the correspondence between the magnetic field strength and the distance from the in-subject introduction device;
A distance deriving unit for deriving a distance between the magnetic field detecting unit and the in-subject introduction device based on the magnetic field intensity detected by the magnetic field detecting unit and the correspondence relationship stored in the storage unit;
Position deriving means for deriving the position of the in-subject introduction device based on the result derived by the distance deriving means;
An in-subject position detection system comprising:
前記被検体内導入装置は、
前記被検体内情報を取得する被検体内情報取得手段と、
前記被検体内情報取得手段によって取得された前記被検体内情報を無線送信する無線送信手段とをさらに備え、
前記位置検出装置は、
前記無線送信手段から送信された前記被検体内情報を含む無線信号を受信する受信手段をさらに備えたことを特徴とする請求項8に記載の被検体内位置検出システム。
The in-subject introduction device comprises:
In-subject information acquisition means for acquiring the in-subject information;
Wireless transmission means for wirelessly transmitting the in-subject information acquired by the in-subject information acquisition means,
The position detection device includes:
9. The in- subject position detection system according to claim 8, further comprising receiving means for receiving a radio signal including the in-subject information transmitted from the wireless transmission means .
前記受信手段は複数配置され、
前記位置検出装置は、前記位置導出手段によって導出された前記被検体内導入装置の位置に基づいて、無線信号の受信に使用する前記受信手段を選択する選択手段をさらに備えることを特徴とする請求項9に記載の被検体内位置検出システム。
A plurality of the receiving means are arranged,
The position detection device further includes a selection unit that selects the reception unit used for receiving a radio signal based on the position of the in-subject introduction device derived by the position deriving unit. Item 10. The intra-subject position detection system according to Item 9 .
被検体内に導入され、該被検体内を移動する被検体内導入装置と、前記被検体外部に配置され、前記被検体内部における前記被検体内導入装置の位置情報を取得する位置検出装置とを備えた被検体内位置検出システムであって、
前記被検体内導入装置は、少なくとも周期的に鉛直方向の磁場成分を形成する磁場形成手段を備え、
前記位置検出装置は、
鉛直方向の磁場成分を検出する磁場検出手段と、
前記磁場検出手段によって検出された磁場の強度に基づいて、前記被検体内導入装置が被検体の外部に位置するか否かを導出する位置導出手段と、
を備えたことを特徴とする被検体内位置検出システム。
An in-subject introduction device that is introduced into the subject and moves within the subject, and a position detection device that is disposed outside the subject and acquires position information of the in-subject introduction device within the subject; An in-subject position detection system comprising:
The in-subject introduction apparatus includes a magnetic field forming unit that forms a vertical magnetic field component at least periodically,
The position detection device includes:
Magnetic field detection means for detecting a vertical magnetic field component;
Position deriving means for deriving whether or not the in-subject introduction apparatus is located outside the subject based on the intensity of the magnetic field detected by the magnetic field detection means;
An in- subject position detection system comprising:
前記被検体内導入装置は、
前記被検体内情報を取得する被検体内情報取得手段と、
前記被検体内情報取得手段によって取得された前記被検体内情報を無線送信する無線送信手段とをさらに備え、
前記位置検出装置は、
前記無線送信手段から送信された前記被検体内情報を含む無線信号を受信する受信手段をさらに備えたことを特徴とする請求項11に記載の被検体内位置検出システム。
The in-subject introduction device comprises:
In-subject information acquisition means for acquiring the in-subject information;
Wireless transmission means for wirelessly transmitting the in-subject information acquired by the in-subject information acquisition means,
The position detection device includes:
The in-subject position detection system according to claim 11 , further comprising receiving means for receiving a radio signal including the in-subject information transmitted from the wireless transmission means .
前記被検体内情報取得手段は、
前記被検体内を照射する照明手段と、
前記照明手段によって照射された前記被検体内の画像を取得する撮像手段と、
を備えたことを特徴とする請求項9、10、または12に記載の被検体内位置検出システム。
The in-subject information acquisition means includes
Illumination means for irradiating the inside of the subject;
Imaging means for acquiring an image in the subject irradiated by the illumination means;
The in- subject position detection system according to claim 9, 10, or 12 .
前記位置検出装置は、前記撮像手段によって取得された画像と、該画像の取得時における前記被検体内導入装置の位置とを対応づけて記憶する記憶手段をさらに備えることを特徴とする請求項13に記載の被検体内位置検出システム。The said position detection apparatus is further provided with the memory | storage means which matches and memorize | stores the image acquired by the said imaging means, and the position of the said in-subject introduction apparatus at the time of acquisition of this image. The in-subject position detection system described in 1.
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