JP4575057B2 - 移動状態検出装置および移動状態検出システム - Google Patents

Description

本発明は、被検体の内部を移動すると共に、前記被検体の内部において、距離に応じて減衰するセンサ信号を出力する被検体内導入装置の移動状態を検出する移動状態検出装置および移動状態検出システムに関するものである。

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。

体腔内を移動する間、カプセル型内視鏡によって体内で撮像された画像データは、順次無線通信により外部に送信され、外部に設けられたメモリに蓄積される。無線通信機能とメモリ機能とを備えた受信機を携帯することにより、被検体は、カプセル型内視鏡を飲み込んだ後、排出されるまでの間に渡って、自由に行動できる。カプセル型内視鏡が排出された後、医者もしくは看護士においては、メモリに蓄積された画像データに基づいて臓器の画像をディスプレイに表示させて診断を行うことができる（例えば、特許文献１参照）。

従来のカプセル型内視鏡では、胃、小腸等に関する被検体内画像の撮像間隔は、撮像によって得られた画像のデータ量、無線通信機能の送信容量および撮像機能等の電力消費量を考慮して定められている。例えば、従来のカプセル型内視鏡では、撮像間隔として、１秒あたり２回撮像するようあらかじめ設定されており、被検体の外部に排出されるまでかかる撮像間隔で撮像を繰り返している。

特開２００３−１９１１１号公報

しかしながら、従来のカプセル型内視鏡は、撮像間隔が一定の値に維持されていたために、被検体内部におけるカプセル型内視鏡の移動速度の変動に応じて、重複した領域の撮像が繰り返される等の課題を有する。以下、かかる課題について詳細に説明を行う。

被検体の内部におけるカプセル型内視鏡の移動状態は一定ではなく、カプセル型内視鏡は、例えば、食道内では迅速に移動する一方で、胃には比較的長時間留まるといった特性を有する。また、かかるカプセル型内視鏡の移動状態の態様は被検体ごとに相違し、同一の被検体であっても体調等によって相違することとなる。

このため、例えば従来のように固定された間隔で撮像動作を行うこととした場合には、カプセル型内視鏡が高速で移動する領域では、取得される画像データの数が少なくなる一方、低速で移動する領域では、ほぼ同一の画像が複数回撮像されることとなる。カプセル型内視鏡は被検体内に導入可能な程度に小型化する必要があると共に、内蔵の小容量バッテリから供給される電力によって駆動する構成を有することから撮像枚数に限りがあり、ほぼ同一の領域について複数回に渡って撮像動作を行う等の無駄を省く必要がある。

一方で、被検体内部におけるカプセル型内視鏡の移動態様に応じて撮像間隔を変化させるためには、前提としてカプセル型内視鏡の移動態様を把握する必要性が生じる。しかしながら、消費電力の増加等を回避しつつ被検体内のカプセル型内視鏡の移動状態を検出する技術について、現時点では有効な提案がなされていないのが現状である。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、被検体内部におけるカプセル型内視鏡等の被検体内導入装置の移動状態を検出する移動状態検出装置および移動状態検出システムを実現することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる移動状態検出装置は、被検体の内部を移動すると共に、前記被検体の内部において、伝搬距離に応じて減衰するセンサ信号を出力する被検体内導入装置の移動状態を検出する移動状態検出装置であって、前記センサ信号を受信する受信アンテナ手段と、前記受信アンテナ手段における前記センサ信号の受信強度に基づき、前記被検体内導入装置の移動状態を導出する移動状態導出手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる移動状態検出装置は、上記の発明において、前記受信アンテナ手段は複数配置され、前記移動状態導出手段は、前記センサ信号の受信強度に基づいて、所定時間間隔毎に複数の前記受信アンテナ手段の中から１以上の受信アンテナ手段を選択するアンテナ選択手段と、前記アンテナ選択手段によって同一の受信アンテナ手段が継続的に選択される時間を計測する計時手段と、前記計時手段によって計測された時間に基づき前記被検体内導入装置の移動状態を判定する判定手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる移動状態検出装置は、上記の発明において、前記判定手段は、前記計時手段によって計測された時間が所定の閾値以上となる場合に、前記被検体内導入装置の移動状態が低速状態であると判定することを特徴とする。

また、本発明にかかる移動状態検出装置は、上記の発明において、前記被検体内導入装置は、前記センサ信号として無線信号を送信する機能を有し、前記移動状態導出手段は、前記アンテナ手段によって受信される前記被検体内導入装置からの無線信号の強度に基づいて、前記被検体内導入装置の移動状態を導出することを特徴とする。

また、本発明にかかる移動状態検出装置は、上記の発明において、前記移動状態導出手段は、前記受信アンテナ手段における前記アンテナ信号の受信強度の変化率に基づき前記被検体内導入装置の移動状態を導出することを特徴とする。

また、本発明にかかる移動状態検出装置は、上記の発明において、前記受信アンテナ手段は複数配置され、前記移動状態導出手段は、複数の前記受信アンテナ手段のそれぞれにおける受信強度の強度変化に基づき前記被検体内導入装置の移動状態を導出することを特徴とする。

また、本発明にかかる移動状態検出システムは、被検体内に導入され、所定の被検体内情報を取得すると共に前記被検体内情報を含む無線信号を外部に無線送信する被検体内導入装置と、該被検体内導入装置から送信された無線信号を受信すると共に前記被検体内情報の移動状態の導出を行う移動状態検出装置とを備えた被検体内移動状態検出システムであって、前記被検体内導入装置は、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被検体内情報を含む無線信号を送信する無線送信手段とを備え、前記移動状態検出装置は、前記無線送信手段から送信される無線信号を受信する受信アンテナ手段と、前記受信アンテナ手段によって受信された無線信号に基づき所定の処理を行い、前記被検体内情報を抽出する信号処理手段と、前記受信アンテナ手段によって受信された無線信号の強度に基づき前記被検体内導入装置の移動状態を判定する判定手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる移動状態検出システムは、上記の発明において、前記移動状態検出装置は、前記受信アンテナ手段を複数備えると共に、前記センサ信号の受信強度に基づいて、複数の前記受信アンテナ手段の中から１以上の受信アンテナ手段を選択するアンテナ選択手段と、前記アンテナ選択手段によって同一の受信アンテナ手段が継続的に選択される時間を計測する計時手段と、前記計時手段によって計測された時間に基づき前記被検体内導入装置の移動状態を判定する判定手段とをさらに備え、前記信号処理手段は、前記アンテナ選択手段によって選択された受信アンテナ手段によって受信された無線信号に対して所定の処理を行うことを特徴とする。

本発明にかかる移動状態検出装置および移動状態検出システムは、伝搬距離に応じて減衰するセンサ信号（無線信号）の受信強度に基づき被検体内導入装置の移動状態を導出する移動状態導出手段を備えることとしており、例えば受信強度の変化に基づいて被検体内導入装置と受信アンテナ手段との間の距離の変化を導出することによって、被検体内導入装置の移動状態を検出することが可能であるという効果を奏する。

以下、この発明を実施するための最良の形態（以下、単に「実施の形態」と称する）である移動状態検出装置および移動状態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。

（実施の形態１）
まず、実施の形態１にかかる移動状態検出システムについて説明する。図１は、本実施の形態１にかかる移動状態検出システムの全体構成を示す模式図である。図１に示すように、本実施の形態１にかかる移動状態検出システムは、被検体１の内部に導入され、被検体内導入装置の一例として機能するカプセル型内視鏡２と、被検体１内部におけるカプセル型内視鏡２の移動状態の検出等を行う移動状態検出装置３と、移動状態検出装置３によって検出されたカプセル型内視鏡２の移動状態等を表示する表示装置４と、移動状態検出装置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。

表示装置４は、移動状態検出装置３によって取得されたカプセル型内視鏡２の移動状態等を表示するためのものであり、携帯型記録媒体５によって得られるデータに基づいて画像表示を行うワークステーション等のような構成を有する。具体的には、表示装置４は、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ等によって画像等を直接表示する構成としても良いし、プリンタ等のように、他の媒体に画像等を出力する構成としても良い。

携帯型記録媒体５は、後述する移動状態導出装置８および表示装置４に対して着脱可能であって、両者に対する挿着時に情報の出力および記録が可能な構造を有する。具体的には、携帯型記録媒体５は、カプセル型内視鏡２が被検体１の体腔内を移動している間は移動状態導出装置８に挿着されてカプセル型内視鏡２の位置に関する情報を記録する。そして、カプセル型内視鏡２が被検体１から排出された後に、移動状態導出装置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。移動状態導出装置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、移動状態導出装置８と表示装置４との間が有線接続された場合と異なり、カプセル型内視鏡２が被検体１内部を移動中であっても、被検体１が自由に行動することが可能となる。

カプセル型内視鏡２は、特許請求の範囲における被検体内導入装置の一例として機能するものであり、被検体１内に導入されて被検体内情報を取得すると共に、取得した被検体内情報を含む無線信号を外部に送信するためのものである。また、後述するように、カプセル型内視鏡２から送信される無線信号は、被検体内情報の伝送信号として機能するのみならず、特許請求の範囲におけるセンサ信号の一例としても機能している。

図２は、カプセル型内視鏡２の構成を示すブロック図である。図２に示すように、カプセル型内視鏡２は、被検体内情報取得部９と、被検体内情報取得部９によって取得された被検体内情報を含む無線信号を送信する無線送信部１０と、被検体内情報取得部９および無線送信部１０の駆動状態を制御するシステムコントロール回路１８と、無線送信部１０等に駆動電力を供給する蓄電器１９とを備える。

被検体内情報取得部９は、カプセル型内視鏡２が被検体１内部に導入されている間に、被検体１の内部に関する情報である被検体内情報を取得するためのものである。本実施の形態１においては被検体内情報として被検体内画像を取得することととしており、被検体内情報取得部９は、被検体内画像の取得のために必要となる構成要素を備えている。

具体的には、被検体内情報取得部９は、特許請求の範囲における照明手段の一例として機能するＬＥＤ１１と、ＬＥＤ１１の駆動状態を制御するＬＥＤ駆動回路１２と、特許請求の範囲における撮像手段の一例として機能するＣＣＤ１３と、ＣＣＤ１３の駆動状態を制御するＣＣＤ駆動回路１４とを備える。

無線送信部１０は、被検体内情報取得部９によって取得された被検体内情報を含み、特許請求の範囲におけるセンサ信号の一例として機能する無線信号を外部に送信するためのものである。具体的には、無線送信部１０は、ＣＣＤ１３によって取得された被検体内画像に対して必要に応じた所定の処理を行うことによって無線信号を生成する送信回路１６と、送信回路１６によって生成された無線信号を送信するための送信アンテナ部１７とを備える。

次に、移動状態検出装置３について説明する。図１にも示すように、移動状態検出装置３は、受信アンテナ７ａ〜７ｈと、受信アンテナ７ａ〜７ｈと接続された移動状態導出装置８とを備えた構成を有する。

受信アンテナ７ａ〜７ｈは、カプセル型内視鏡２から送信された無線信号を受信するためのものである。具体的には、受信アンテナ７ａ〜７ｈは、例えばループアンテナと、ループアンテナを被検体１の体表面上に固定するための固着手段とを備えた構成を有する。

移動状態導出装置８は、受信アンテナ７ａ〜７ｈの中から受信に適した受信アンテナ７を選択する機構と、選択した受信アンテナ７を介して受信した無線信号から被検体内情報（本実施の形態１では被検体内画像情報）を取得する機構とを備える。また、移動状態導出装置８は、受信アンテナ７ａ〜７ｈの選択態様に基づいて、カプセル型内視鏡２の移動状態を把握する機構を備える。

まず、移動状態導出装置８は、受信アンテナ７ａ〜７ｈの中から受信に適した受信アンテナ７を選択する機構として、受信アンテナ７ａ〜７ｈのそれぞれにおいて受信された無線信号のうち、選択した受信アンテナ７を介して受信された無線信号のみを出力するアンテナ選択部２１と、アンテナ選択部２１を介して入力された無線信号に対して所定の処理を行う受信回路２２と、受信回路２２から出力される受信強度信号をアナログ・ディジタル変換するＡ／Ｄ変換部２６とを備える。また、アンテナ選択動作の際に所定の制御を行うための選択制御部２４ａが、制御部２４内に設けられている。

アンテナ選択部２１は、受信アンテナ７ａ〜７ｈの中から、カプセル型内視鏡２から送信される無線信号の受信に適した受信アンテナ７を選択するためのものである。図１にも示したように、受信アンテナ７ａ〜７ｈは、それぞれ被検体１の体表面上の異なる位置に配置されており、カプセル型内視鏡２が被検体１内を移動するに従って、受信アンテナ７ａ〜７ｈのそれぞれとカプセル型内視鏡２との間の距離が変化することとなる。このため、本実施の形態１では、複数の受信アンテナ７ａ〜７ｈの中から、アンテナ選択部２１によってカプセル型内視鏡２から送信される無線信号の受信に最も適した受信アンテナ７を選択する構成を採用している。アンテナ選択部２１は、具体的には制御部２４に備わる選択制御部２４ａの制御に基づいて、受信アンテナ７を選択する機能を有する。

受信回路２２は、受信アンテナ７ａ〜７ｈのいずれかを介して受信された無線信号に対して、所定の処理を行うためのものである。具体的には、受信回路２２は、後述する被検体内情報の抽出に必要な処理を行うと共に、Ａ／Ｄ変換部２６に対して、無線信号の受信強度に対応した信号、例えばＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator: 受信信号強度表示信号）をアナログ信号の形式で出力する機能を有する。

選択制御部２４ａは、制御部２４内に設けられており、受信アンテナ７ａ〜７ｈのそれぞれにおける受信強度に基づいてアンテナ選択を行うためのものである。具体的には、選択制御部２４ａは、Ａ／Ｄ変換部２６を介して入力される受信強度に関する情報に基づき受信に最も適した受信アンテナ７を選択し、選択した受信アンテナ７を介して受信した無線信号のみを受信回路２２に対して出力するようアンテナ選択部２１を制御する。選択制御部２４ａによる具体的なアンテナ選択アルゴリズムについては後に詳細に説明する。

また、移動状態導出装置８は、被検体内情報を取得するための機構として、アンテナ選択部２１および受信回路２２を経由し、所定の処理が施された無線信号の中から被検体内情報、本実施の形態１においては被検体内画像情報を抽出する情報抽出回路２３と、抽出した被検体内画像等を携帯型記録媒体５に対して出力するための出力インターフェース２５とを備える。また、制御部２４内において、取得された被検体内情報等の出力を制御するための出力制御部２４ｂが設けられている。

出力インターフェース２５は、制御部２４から出力された情報を携帯型記録媒体５に対して出力するためのものである。具体的には、出力インターフェース２５は、携帯型記録媒体５を装着可能な物理的構成を有すると共に、出力制御部２４ｂの制御に基づいて、制御部２４から出力された情報を携帯型記録媒体５に対して書き込む機能を有する。

さらに、移動状態導出装置８は、アンテナ選択態様に基づき被検体１内におけるカプセル型内視鏡２の移動状態を判定する機構として、時計としての機能を有する時刻検出部２７と、計時機能を有する計時部２８とを備える。また、制御部２４内において、計時部２８から出力される情報等に基づいてカプセル型内視鏡２の移動状態を判定するための状態判定部２４ｃが設けられている。

計時部２８は、計時機能を有するタイマーとして機能するためのものであり、具体的には、アンテナ選択動作によって異なる受信アンテナ７が選択されるたびに、選択された受信アンテナ７を用いた無線信号の受信開始からの時間を計測するためのものである。計時部２８によって計測された時間は、状態判定部２４ｃにおけるカプセル型内視鏡２の移動状態の判定に使用される。

また、移動状態導出装置８は、上記した各構成要素の駆動電力を供給するための蓄電池２９をさらに備える。以上の構成要素によって、移動状態導出装置８は構成されている。

次に、本実施の形態にかかる移動状態検出システムの動作について説明する。本実施の形態にかかる移動状態検出システムは、カプセル型内視鏡２から送信される無線信号を受信する受信アンテナ７を選択するアンテナ選択動作と、アンテナ選択態様に基づいてカプセル型内視鏡２の移動状態を判定する状態判定動作とを行う機能を有する。

図４は、アンテナ選択動作における選択制御部２４ａの動作を説明するためのフローチャートである。図４に示すフローチャートにおいて、受信アンテナ７ａ〜７ｈのそれぞれについて番号ｎを付して参照することとし、例えば、受信アンテナ７ａについてｎ＝１、受信アンテナ７ｂについてｎ＝２、・・・、受信アンテナ７ｈについてｎ＝８とする。また、受信アンテナ７ａ〜７ｈによって受信された無線信号の強度のうち、最も強い受信強度を最大強度値Ｐ_maxとし、かかる最大強度値を実現する受信アンテナ７をｎ₁としてナンバリングする。例えば、受信アンテナ７ａの受信強度が最大受信強度値Ｐ_maxを実現する場合には、ｎ₁＝１となる。また、実際に検出される受信強度をＰ_tempとし、アンテナ選択動作後に、カプセル型内視鏡２からの無線信号を受信するアンテナとして選択される受信アンテナ７をｎ₂としてナンバリングする。また、初期設定として、アンテナ選択動作を行う前には、ｎ＝１、Ｐ_max＝０に設定されている。

まず、選択制御部２４ａは、ｎ番目の受信アンテナ７を選択し（ステップＳ１０１）、選択した受信アンテナ７の受信強度Ｐ_tempを検出する（ステップＳ１０２）。そして、最大強度Ｐ_maxと検出した受信強度Ｐ_tempとの大小関係を判定し（ステップＳ１０３）、受信強度Ｐ_tempが上回る場合には（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、最大強度Ｐ_maxの内容を受信強度Ｐ_tempに更新し（ステップＳ１０４）、最大受信強度を実現する受信アンテナ７の番号ｎ₁の内容をステップＳ１０１で選択したｎに更新する（ステップＳ１０５）。

一方、受信強度Ｐ_tempの値が最大強度値Ｐ_maxを上回らない場合（ステップＳ１０３，Ｎｏ）またはステップＳ１０５が終了した後には、選択した受信アンテナ７の番号ｎの内容をｎ＋１に更新し、更新したｎの値が９と等しいか否かの判定を行う（ステップＳ１０７）。更新したｎの値が９未満の場合には（ステップＳ１０７，Ｎｏ）、更新したｎの値を用いて、再びステップＳ１０１〜Ｓ１０６の動作を繰り返す。このように動作することで、ｎ＝１〜８の受信アンテナ７、すなわち受信アンテナ７ａ〜７ｈのすべてに関して受信強度を検出し、受信アンテナ７ａ〜７ｈの中で最大受信強度を実現する受信アンテナ７の番号ｎ₁が特定されることとなる。

ｎ＝９、すなわち受信アンテナ７ａ〜７ｈに関してステップＳ１０１〜Ｓ１０６の動作が完了した場合には（ステップＳ１０７，Ｙｅｓ）、最大受信強度を実現する受信アンテナ７の番号ｎ₁と、被検体内情報を受信するために選択された受信アンテナ７の番号ｎ₂とが一致するか否かの判定が行われる（ステップＳ１０８）。一致しない場合には（ステップＳ１０８，Ｎｏ）、計時部２８によって計測された時間をリセットする（ステップＳ１０９）と共に、選択された受信アンテナ７の番号ｎ₂の値を、ステップＳ１０１〜Ｓ１０６の工程で導出されたｎ₁の値に更新し、更新したｎ₂をアンテナ選択部２１に対して出力する（ステップＳ１１０）。最後に、選択制御部２４ａは、時刻検出部２７によって検出された時刻と、ｎ₂の値を記憶する（ステップＳ１１１）。

ステップＳ１１１が完了した後またはｎ₁＝ｎ₂と判定された場合（ステップＳ１０８，Ｙｅｓ）には、アンテナ選択動作は終了し、アンテナ選択部２１は、無線信号に用いる受信アンテナ７について、ｎ₂に対応したものを選択し、選択した受信アンテナ７によって受信された無線信号を受信回路２２に対して出力する。ステップＳ１０１〜Ｓ１１１の処理は、所定時間間隔ごとに多数回に渡って行われることとし、被検体１内部におけるカプセル型内視鏡２の位置の変化に対応して、最も受信強度の高い受信アンテナ７が適宜選択される。

そして、選択された受信アンテナ７を用いて、カプセル型内視鏡２から送信される無線信号の受信が行われる。すなわち、カプセル型内視鏡２において被検体内情報取得部９によって取得された被検体内情報、本実施の形態１では被検体内画像情報が無線送信部１０によって無線送信される。移動状態検出装置３は、選択した受信アンテナ７を介して送信された無線信号を受信すると共に、受信回路２２、情報抽出回路２３を経て被検体内画像を再生し、再生された被検体内画像は、出力インターフェース２５を介して携帯型記録媒体５に記録される。

例えば、受信アンテナ７ｈにおける受信強度が最も高くなる位置にカプセル型内視鏡２が移動した場合を想定する。かかる場合には、ｎの値が８に更新された後のステップＳ１０３において、受信アンテナ７ｈによって受信された無線信号の受信強度Ｐ_tempの値がそれまでの最大受信強度値Ｐ_maxよりも大きい（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）と判定され、受信アンテナ７ｈによって受信された無線信号の受信強度の値が新たに最大受信強度Ｐ_maxとして登録される（ステップＳ１０４）と共に、最大受信強度の受信アンテナ７の番号ｎ₁の値が受信アンテナ７ｈに対応した値に更新され、ｎ₁＝８に更新される（ステップＳ１０５）。以上の工程を経ることによって、選択制御部２４ａは、受信アンテナ７ｈにおける無線信号の受信強度が最も大きいということを把握する。

そして、ステップＳ１０８以下の工程によって、必要に応じて選択アンテナの切替が行われる。すなわち、ステップＳ１０８において、過去に導出された選択アンテナ番号ｎ₂がｎ₁と一致している場合、すなわち、ｎ₂＝８の場合には（ステップＳ１０８，Ｙｅｓ）、何ら変更処理を行うことなくアンテナ選択動作は終了する。一方で、過去に選択されていた受信アンテナが受信アンテナ７ｈと異なる場合には、選択制御部２４ａは、選択アンテナ番号ｎ₂の値を８に切り替える（ステップＳ１０９）と共に、受信アンテナ７の選択態様を記録するために、選択切替が行われた時刻および選択アンテナを受信アンテナ７ｈに切り替えた旨を記憶する（ステップＳ１１０）。なお、かかる情報は、携帯型記録媒体５に記録させることとしても良いし、制御部２４内に記憶部を設け、かかる記憶部に一旦記憶した後、カプセル型内視鏡２が被検体１外に排出された後にまとめて携帯型記録媒体５に記録することとしても良い。また、選択アンテナの切替えが行われる場合には、ステップＳ１０９において、計時部２８がリセットされ、計時部２８は、選択アンテナの切替えが行われた時刻からの経過時間を計測する。

次に、状態判定部２４ｃによる移動状態の判定動作について説明する。図５は、状態判定部２４ｃにおける判定動作を説明するためのフローチャートである。まず、状態判定部２４ｃは、計時部２８によって計測された経過時間を入力し（ステップＳ２０１）、経過時間ｔが所定の閾値ｔ₀を上回るか否かの判定を行う（ステップＳ２０２）。経過時間ｔが閾値ｔ₀を上回る場合（ステップＳ２０２，Ｙｅｓ）には、低速移動状態と判定し（ステップＳ２０３）、下回る場合（ステップＳ２０２，Ｎｏ）には、通常移動状態と判定し（ステップＳ２０４）、判定結果を記憶して終了する。

状態判定部２４ｃによる移動状態の判定メカニズムについて説明する。本実施の形態１において、センサ信号として使用する無線信号は、伝送距離に応じて強度が徐々に減少する特性を有しており、受信アンテナ７における受信強度を検出することによって、受信アンテナ７とカプセル型内視鏡２との間の距離を推定することが可能である。また、本実施の形態１では、図４に示すフローチャートを用いて説明したように、無線信号の受信強度が最も高い受信アンテナ７を選択することとしており、図４のフローチャートに示すアンテナ選択動作を行うことは、カプセル型内視鏡２に最も近接した受信アンテナ７が選択されることを意味している。

従って、複数回に渡ってアンテナ選択動作を行ったにもかかわらず選択される受信アンテナが変化しないような場合には、カプセル型内視鏡２は、被検体１の内部を低速で移動しているものと推測することが可能であり、選択アンテナが頻繁に変化する場合には、カプセル型内視鏡２が被検体１内で高速に移動しているものと推測することが可能である。本実施の形態１では、かかる原理に基づいて、状態判定部２４ｃによる判定を行うことによって、被検体１内におけるカプセル型内視鏡２の移動状態を把握している。

次に、本実施の形態１にかかる移動状態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にかかる移動状態検出システムは、被検体１内部におけるカプセル型内視鏡２の移動状態を検出することが可能である。このため、例えばカプセル型内視鏡２によって撮像された多数の被検体内画像を閲覧する際に、例えば低速で移動している領域に対応した被検体内画像についてはすべてを閲覧するのではなく、一部のみを閲覧すること等の対処が可能となり、効率的な診断等を行えるという利点を有する。また、検出した移動状態に基づいて、カプセル型内視鏡２に備わるＣＣＤ１３における撮像間隔を調整する等の構成を実現することが可能である。

また、本実施の形態１にかかる移動状態検出システムは、上記したように、アンテナ選択部２１によって選択される受信アンテナ７の変化に基づいてカプセル型内視鏡２の移動状態の変化を検出する構成を採用している。複数の受信アンテナ７ａ〜７ｈを備えたシステムにおいては、受信感度が最も良好な受信アンテナ７を用いて無線信号を受信する機構が採用されるのが一般的であり、かかる機構を利用して移動状態検出を行う構成を採用することによって、本実施の形態１にかかる移動状態検出システムは、簡易な構成によってカプセル型内視鏡２の移動状態を検出することが可能である。すなわち、本実施の形態１にかかる移動状態検出システムにおいて、移動状態検出のために新たに必要となる構成要素としては、計時部２８および状態判定部２４ｃのみとなる。これらの構成要素は簡易かつ低消費電力のものを用いることが可能であることから、移動状態の検出を可能とするにあたって、特殊な構成要素を新たに設ける必要はなく、消費電力の増加等の問題が新たに発生することもない。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２にかかる移動状態検出システムについて説明する。本実施の形態２にかかる移動状態検出システムは、簡易な構成として、単数の受信アンテナを備えると共に、単数の受信アンテナにおける無線信号の受信強度の変化に基づいてカプセル型内視鏡の移動状態を検出する構成を有する。なお、本実施の形態２において、実施の形態１と共通する構成要素は、以下で特に言及しない限り実施の形態１と同様の構成・機能を有することとする。また、図示は省略するものの本実施の形態２にかかる移動状態検出システムにおいても、実施の形態１と同様にカプセル型内視鏡２、表示装置４および携帯型記録媒体５を備えることとする。

図６は、本実施の形態２にかかる移動状態検出システムに備わる移動状態検出装置の構成を示すブロック図である。図６に示すように、本実施の形態２における移動状態検出装置は、実施の形態１と同様の構成を有する単一の受信アンテナ７と、移動状態導出装置３１とによって構成される。

移動状態導出装置３１は、実施の形態１と同様に受信回路２２、情報抽出回路２３、出力インターフェース２５、Ａ／Ｄ変換部２６および時刻検出部２７を備えると共に、Ａ／Ｄ変換部２６から出力される受信強度値を、時刻検出部２７から出力される時刻と対応づけて記憶する強度記憶部３２と、制御部３３とを備える。

強度記憶部３２は、受信アンテナ７を介して受信される無線信号の強度を受信時刻と対応づけて記憶するためのものである。具体的には、強度記憶部３２は、Ａ／Ｄ変換部２６および時刻検出部２７から情報が入力される構成を有し、制御部３３の指示に従って記憶した情報を制御部３３に対して出力する機能を有する。

制御部３３は、通常の制御動作に加え、実施の形態２における移動状態判定メカニズムに対応した制御を行うためのものである。制御部３３は、実施の形態１と同様に出力制御部２４ｂを備える一方で、新たに強度変化率導出部３３ａと、状態判定部３３ｂとを新たに備えた構成を有する。

強度変化率導出部３３ａは、強度記憶部３２に記憶された情報に基づいてカプセル型内視鏡２から送信される無線信号の受信強度の変化率を導出するためのものである。上記したように、強度記憶部３２は、受信強度と、受信強度が検出された時刻とを記憶することから、強度変化率導出部３３ａは、例えば、複数の時刻における受信強度の差分値を導出すると共に、受信強度の差分値を時刻差で除算することによって受信強度の変化率を導出する。なお、本実施の形態２における「変化率」とは、数学的な微分値のみならず、時間変化に応じた受信強度の変化に対応する値全般を指すものとする。

状態判定部３３ｂは、強度変化率導出部３３ａによって導出された受信強度の変化率に基づいてカプセル型内視鏡２の移動状態を判定するためのものである。以下、状態判定部３３ｂによる移動状態の判定動作について説明する。

図７は、状態判定部３３ｂの判定動作を説明するためのフローチャートである。図７に示すように、状態判定部３３ｂは、受信強度の変化率を入力し（ステップＳ３０１）、入力した変化率とあらかじめ定めた閾値との大小関係を判定する（ステップＳ３０２）。受信強度の変化率が閾値を上回る場合（ステップＳ３０２，Ｙｅｓ）には、カプセル型内視鏡２の移動状態は通常状態であると判定し（ステップＳ３０３）、受信強度の変化率が閾値を上回らない場合（ステップＳ３０２，Ｎｏ）には、移動状態が低速状態であると判定し（ステップＳ３０４）、かかる判定結果を記憶して状態判定部３３ｂの判定動作は完了する。

状態判定部３３ｂによる判定動作の原理について簡単に説明する。既に説明したように、カプセル型内視鏡２から送信される無線信号は、伝送距離に応じて強度が減衰する特性を有する。従って、受信アンテナ７を介して受信される無線信号の受信強度の値は受信アンテナ７とカプセル型内視鏡２との間の距離を反映したものとなり、受信アンテナ７が被検体１の体表面上のほぼ一定の位置に固定されていることを鑑みると、受信強度の変化率は、カプセル型内視鏡２の位置変化の程度に対応する値ということになる。

本実施の形態２にかかる移動状態検出システムは、かかる原理を利用することによって、受信強度の変化率に基づく移動状態の検出を行っている。すなわち、受信強度の変化率が大きい場合には、受信アンテナ７に対してカプセル型内視鏡２が高速で移動していることが推定され、変化率が小さい場合には、カプセル型内視鏡２が低速で移動していることが推定される。かかる推定に基づき、本実施の形態２では、所定の閾値以上の変化率の場合には通常状態で移動していると判定し、閾値未満の場合には、低速状態で移動していると判定することとしている。

（実施の形態３）
次に、実施の形態３にかかる移動状態検出システムについて説明する。本実施の形態３にかかる移動状態検出システムは、複数の受信アンテナを備えると共に、かかる複数の受信アンテナにおける受信強度の変化率を総合的に判断することによってカプセル型内視鏡２の移動状態を検出する構成を有する。なお、本実施の形態３において、実施の形態１と共通する構成要素は、以下で特に言及しない限り実施の形態１と同様の構成・機能を有することとする。また、図示は省略するものの本実施の形態３にかかる移動状態検出システムにおいても、実施の形態１と同様にカプセル型内視鏡２、表示装置４および携帯型記録媒体５を備えることとする。

図８は、本実施の形態３にかかる移動状態検出システムに備わる移動状態検出装置の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における移動状態検出装置は、受信アンテナ７ａ〜７ｈとを備える。また、移動状態導出装置３５は、実施の形態１と同様にアンテナ選択部２１、受信回路２２、情報抽出回路２３、出力インターフェース２５、時刻検出部２７および蓄電池２９を備えると共に、実施の形態２と同様に強度記憶部３２を備える。また、移動状態導出装置３５は、新たに制御部３６を備え、制御部３６は、実施の形態１と同様に選択制御部２４ａおよび出力制御部２４ｂを備えると共に、受信アンテナ７ａ〜７ｈのそれぞれにおける受信強度の変化率を導出する強度変化率導出部３６ａと、導出された受信強度の変化率に基づいてカプセル型内視鏡２の移動状態を判定する状態判定部３６ｂとを備える。

強度変化率導出部３６ａは、受信アンテナ７ａ〜７ｈのそれぞれに関して、受信した無線信号の強度の変化率を導出するためのものである。それぞれの受信アンテナ７ａ〜７ｈに関する変化率の導出処理は実施の形態２における強度変化率導出部３３ａと同様である。具体的には、強度変化率導出部３６ａは、強度記憶部３２に記憶された、受信アンテナ７ａ〜７ｈのそれぞれにおける受信強度値と、受信強度値が検出された時刻とに基づいて受信アンテナ７ａ〜７ｈのそれぞれにおける受信強度の変化率を導出している。

状態判定部３６ｂは、カプセル型内視鏡２の移動状態を判定するためのものである。具体的には、状態判定部３６ｂは、強度変化率導出部３６ａによって導出された、受信アンテナ７ａ〜７ｈのそれぞれに関する受信強度の変化率に基づき、カプセル型内視鏡２の移動状態を判定する機能を有する。

次に、本実施の形態３にかかる移動状態検出システムにおけるカプセル型内視鏡２の移動状態の判定動作について説明する。図９は、移動状態の判定動作の際に状態判定部３６ｂにて行われる判定動作について説明するためのフローチャートである。

まず、状態判定部３６ｂは、強度変化率導出部３６ａによって導出された、受信アンテナ７ａ〜７ｈのそれぞれにおける受信強度の変化率を入力する（ステップＳ４０１）。そして、入力された受信強度の変化率の中に、所定の閾値を上回るものが存在するか否かの判定を行う（ステップＳ４０２）。存在する場合には（ステップＳ４０２，Ｙｅｓ）、移動状態が通常状態にあると判定し（ステップＳ４０３）、すべての受信強度の変化率が閾値を上回らない場合には（ステップＳ４０２，Ｎｏ）、移動状態が低速状態にあると判定し（ステップＳ４０４）、終了する。

本実施の形態３にかかる移動状態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にかかる移動状態検出システムは、実施の形態１と同様に、簡易な構成でカプセル型内視鏡２の移動状態を検出できるという利点を有する。

また、本実施の形態３にかかる移動状態検出システムは、より正確な移動状態検出が可能であるという利点を有する。図１０は、実施の形態３にかかる移動状態検出システムの利点を説明するための模式図である。図１０では、例としてカプセル型内視鏡２が大腸内を移動している状態をしめしており、カプセル型内視鏡２は、図１０におけるＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点を順次通過することとする。また、受信アンテナ７ｃ、７ｇが図示する位置に配置されていることとする（他の受信アンテナについては図示を省略する）。

図１０に示すように、受信アンテナ７ｇとＡ点〜Ｄ点のそれぞれとの間の距離は、ほぼ等しいｒとなっている。かかる場合には、カプセル型内視鏡２がＡ点〜Ｄ点のそれぞれに位置した場合、受信アンテナ７ｇにおける無線信号の受信強度は、ほぼ一定の値となる。従って、受信アンテナ７ｇのみに関する受信強度の変化率を導出した場合、カプセル型内視鏡２が通常状態で移動していた場合であっても、変化率はほぼ０の値となり、その結果、状態判定部３６ｂは、カプセル型内視鏡２が低速状態で移動しているものと判定するおそれがある。

一方、受信アンテナ７ｃとＡ点〜Ｄ点のそれぞれとの間では、それぞれ距離がｒ₁〜ｒ₄と互いに異なる値となり、カプセル型内視鏡２がＡ点〜Ｄ点のそれぞれに位置した場合には、それぞれの地点に対応した、異なる受信強度で無線信号を受信することとなる。従って、本実施の形態３のように、状態判定部３６ｂが複数の受信アンテナ７ａ〜７ｈのそれぞれに関する受信強度の変化率を用いてカプセル型内視鏡２の移動状態を判定することにより、カプセル型内視鏡２が図１０に示すような移動態様となった場合であっても、正確な移動状態の検出を行えるという利点を有する。

以上、実施の形態１〜３に渡って本発明を説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定して解釈する必要はなく、当業者であれば、様々な実施例、変形例に想到することが可能である。例えば、実施の形態１〜３では、センサ信号の例として無線信号を用いることとしたが、特許請求の範囲におけるセンサ信号を無線信号に限定して解釈する必要はなく、例えば、カプセル型内視鏡２の内部に永久磁石を配置し、かかる永久磁石によって形成される静磁場の強度を検出することによってカプセル型内視鏡２の移動状態を検出することとしても良い。すなわち、静磁場は発生源からの距離に従って減衰する特性を有することから、無線信号と同様に特許請求の範囲におけるセンサ信号と同様に用いることが可能である。この他にも、距離に応じて減衰するものであればセンサ信号として使用することが可能である。

また、実施の形態１〜３では、状態判定部２４ｃ、３３ｂ、３６ｂのそれぞれにおいて、移動状態として通常状態と低速状態のいずれかを判定することとしたが、本発明において検出される移動状態としては、これらのものに限定して解釈する必要はない。例えば、１以上の閾値を用いることによって、高速状態、通常状態、低速状態、停滞状態等の少なくとも１以上の移動状態を検出することとしても良い。

さらに、実施の形態１〜３では、移動状態導出装置８、３１、３５のそれぞれが移動状態の判定までを行う構成を有すると共に、表示装置４が別個独立に構成されていることとしている。しかしながら、移動状態導出装置８等と表示装置４とを一体的に構成することとしても良いし、表示装置４内に状態判定部を設けた構成としても良い。また、実施の形態１、３における受信アンテナ７の個数についても、８個に限定する必要はなく、任意の個数とすることが可能である。

実施の形態１にかかる移動状態検出システムの全体構成を示す模式図である。 実施の形態１にかかる移動状態検出システムに備わるカプセル型内視鏡の構成を示すブロック図である。 実施の形態１にかかる移動状態検出システムに備わる移動状態検出装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１にかかる移動状態検出システムにおけるアンテナ選択動作を説明するためのフローチャートである。 実施の形態１にかかる移動状態検出システムの移動状態判定動作を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２にかかる移動状態検出システムに備わる移動状態検出装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態２にかかる移動状態検出システムの移動状態判定動作を説明するためのフローチャートである。 実施の形態３にかかる移動状態検出システムに備わる移動状態検出装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態３にかかる移動状態検出システムの移動状態判定動作を説明するためのフローチャートである。 実施の形態３にかかる移動状態検出システムの利点を説明するための模式図である。

符号の説明

１ 被検体
２ カプセル型内視鏡
３ 移動状態検出装置
４ 表示装置
５ 携帯型記録媒体
７ａ〜７ｈ 受信アンテナ
８ 移動状態導出装置
９ 被検体内情報取得部
１０ 無線送信部
１１ ＬＥＤ
１２ ＬＥＤ駆動回路
１３ ＣＣＤ
１４ ＣＣＤ駆動回路
１６ 送信回路
１７ 送信アンテナ部
１８ システムコントロール回路
１９ 蓄電器
２１ アンテナ選択部
２２ 受信回路
２３ 情報抽出回路
２４ 制御部
２４ａ 選択制御部
２４ｂ 出力制御部
２４ｃ 状態判定部
２５ 出力インターフェース
２６ Ａ／Ｄ変換部
２７ 時刻検出部
２８ 計時部
２９ 蓄電池
３１ 移動状態導出装置
３２ 強度記憶部
３３ 制御部
３３ａ 強度変化率導出部
３３ｂ 状態判定部
３５ 移動状態導出装置
３６ 制御部
３６ａ 強度変化率導出部
３６ｂ 状態判定部

Claims (8)

1. 被検体の内部を移動すると共に、前記被検体の内部において、伝搬距離に応じて減衰するセンサ信号を出力する被検体内導入装置の移動状態を検出する移動状態検出装置であって、
   前記センサ信号を受信する複数の受信アンテナ手段と、
   前記センサ信号の受信強度に基づいて、所定時間間隔毎に前記複数の受信アンテナ手段の中から１の受信アンテナ手段を選択するアンテナ選択手段と、
   前記アンテナ選択手段によって同一の受信アンテナ手段が継続的に選択される時間を計測する計時手段と、
   前記計時手段によって計測された時間に基づき前記被検体内導入装置の移動状態を判定する判定手段と、
   を備えたことを特徴とする移動状態検出装置。
2. 前記判定手段は、前記計時手段によって計測された時間が所定の閾値以上となる場合に、前記被検体内導入装置の移動状態が低速状態であると判定することを特徴とする請求項１に記載の移動状態検出装置。
3. 前記被検体内導入装置が出力する前記センサ信号は無線信号であり、
   前記アンテナ選択手段は、前記受信アンテナ手段によって受信される前記被検体内導入装置からの無線信号の強度に基づいて、受信アンテナ手段を選択することを特徴とする請求項１または２に記載の移動状態検出装置。
4. 前記受信アンテナ手段毎に、受信した前記無線信号の受信強度変化率を算出する強度変化率算出手段を備え、
   前記判定手段は、前記強度変化率算出手段が算出した受信強度変化率に基づき前記被検体内導入装置の移動状態を判定することを特徴とする請求項３に記載の移動状態検出装置。
5. 前記判定手段は、すべての受信強度変化率が所定の閾値未満の場合に、移動状態が低速状態であると判定することを特徴とする請求項４に記載の移動状態検出装置。
6. 被検体内に導入され、所定の被検体内情報を取得すると共に前記被検体内情報を含む無線信号を外部に無線送信する被検体内導入装置と、該被検体内導入装置から送信された無線信号を受信すると共に前記被検体内情報の移動状態の導出を行う移動状態検出装置とを備えた移動状態検出システムであって、
   前記被検体内導入装置は、
   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被検体内情報を含む無線信号を送信する無線送信手段と、
   を備え、
   前記移動状態検出装置は、
   前記無線送信手段から送信される無線信号を受信する複数の受信アンテナ手段と、
   前記受信アンテナ手段によって受信された無線信号に基づき所定の処理を行い、前記被検体内情報を抽出する信号処理手段と、
   前記無線信号の受信強度に基づいて、所定時間間隔毎に前記複数の受信アンテナ手段の中から１以上の受信アンテナ手段を選択するアンテナ選択手段と、
   前記アンテナ選択手段によって同一の受信アンテナ手段が継続的に選択される時間を計測する計時手段と、
   前記計時手段によって計測された時間に基づき前記被検体内導入装置の移動状態を判定する判定手段と、
   を備え、前記信号処理手段は、前記アンテナ選択手段によって選択された受信アンテナ手段によって受信された無線信号に対して所定の処理を行うことを特徴とする移動状態検出システム。
7. 前記移動状態検出装置は、
   前記受信アンテナ手段毎に前記無線信号の受信強度変化率を算出する強度変化率算出手段を備え、
   前記判定手段は、前記強度変化率算出手段が算出した受信強度変化率に基づき前記被検体内導入装置の移動状態を判定することを特徴とする請求項６に記載の移動状態検出システム。
8. 前記判定手段は、すべての受信強度変化率が所定の閾値未満の場合に、移動状態が低速状態であると判定することを特徴とする請求項７に記載の移動状態検出システム。

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