JP4668967B2 - カプセル型医療装置方向位置検出システム - Google Patents
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カプセル型医療装置本体に設けられたコイルと、
前記カプセル型医療装置本体に設けた前記コイルに誘導起電力を発生させるための交流磁界を発生する磁界発生手段と、
前記カプセル型医療装置本体に設けた前記コイルからの磁界強度を検出する磁界検出手段と、
前記磁界検出手段からの検出値を受け、前記カプセル型医療装置本体の向き及び位置を算出する算出手段と、を有し、
前記磁界発生手段は、少なくとも1組以上の対向コイルにより構成した。
ル本体の向き(方向)及び位置情報に基づき、回転磁界の向き等を制御する動作を示すフローチャート、図12は図2の方向/位置検出装置の変形例を示す回路ブロック図、図13は図12の方向/位置検出装置により検出されたカプセル本体の向き(方向)及び位置情報に基づき、回転磁界の向き等を制御する動作を示すフローチャート、図14は図11又は図13のフローチャートに更に加える制御を示すフローチャート、図15は共振回路を構成しているコイルの変形例を示すカプセル本体の説明図であり、図15(A)は内蔵物を被覆する被覆部材にコイルを巻回したカプセル本体の側面説明図、図15(B)は図15(A)の被覆部材の断面形状を示す説明図、図15(C)は棒状部材にコイルを巻回したカプセル本体の側面説明図、図16は図15のコイルにより構成される共振回路を用
いて構成した電源供給回路を示す回路ブロック図であり、図16(A)は第1の電源供給回路を示す回路ブロック図、図16(B)は第2の電源供給回路を示す回路ブロック図、図16(C)は第3の電源供給回路を示す回路ブロック図である。
6に接続され、術者などの操作者が操作することにより、操作に対応した指示信号を指示入力する操作入力装置8としての、例えば磁界方向の指示信号を発生する方向入力装置8a、操作に対応した回転周波数の回転磁界の指示信号を発生する速度入力装置8b、操作に対応して偏芯した回転磁界の発生など、設定された機能に対応した指示信号を発生する機能ボタン8cとを有する。
向に傾動することにより、その方向にカプセル本体3を移動させるように回転磁界を発生させている。
[式1]
である。
但し、
x0:カプセル本体3のx座標,y0:カプセル本体3のy座標,
z0:カプセル本体3のz座標,
θ:カプセル本体3のz軸の回りの角度、φ:カプセル本体3のy軸の回りの角度,
r:共振回路40から検出コイルアレイ52までの距離,
M:共振回路40が生成する等価的な磁気モーメントの強さ
即ち、演算処理部54は、検出コイルアレイ52により検出される測定磁界Btotalから励磁コイルアレイ51により発生する印加磁界Bextを減算して共振回路40により発生する磁界Bresoを求め、この値からカプセル本体3の位置(x,y,z)、カプセル本体3の向き(θ,φ)及び等価的磁気モーメントMを算出するようになっている。
(θ,φ)=(θ’−AΔθ,φ’−AΔφ)
但し、A:帰還率
となる。
この結果、上記制御を加えることにより、カプセル型医療装置磁気誘導システム1は、カプセル本体3のカプセル内コイル42の向きと、方向/位置検出装置9の励磁用対向コイル(ヘルムホルツコイル)62a〜62cにより生成される交流磁界の向きが略一致し、この結果、カプセル本体3のカプセル内コイル42の向きと、方向/位置検出装置9の励磁用対向コイル(ヘルムホルツコイル)62a〜62c及び検出用コイルアレイ52a〜52cの向きと、の3つが略一致するようになるので、より精度の高い制御を行うことができる。
これにより、カプセル本体3は、上記カプセル内コイル42により構成される共振回路40が発生する磁界をより強くすることができ、方向/位置検出装置9による方向/位置の精度を高めることができる。
(付記項1)
体腔内に挿入されるカプセル型医療装置本体に設けた磁石と、
任意の方向に磁界を発生する第1の磁界発生手段と、
前記第1の磁界発生手段により発生した磁界と前記磁石との作用により前記カプセル型医療装置本体に推力を発生させる推力発生機構と、
前記カプセル型医療装置本体の向きを検出する向き検出手段と、
前記向き検出手段により検出した前記カプセル型医療装置本体の向き情報に基づき、前記第1の磁界発生手段により発生する磁界を制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とするカプセル型医療装置磁気誘導システム。
前記向き検出手段は、
前記カプセル型医療装置本体に設けられたコイルと、
前記カプセル型医療装置本体に設けた前記コイルに誘導起電力を発生させるための交流磁界を発生する第2の磁界発生手段と、
前記カプセル型医療装置本体に設けた前記コイルからの磁界強度を検出する磁界検出手段と、
前記磁界検出手段からの検出値を受け、前記カプセル型医療装置本体の向き及び位置を算出する算出手段と、
を具備したことを特徴とする付記項1に記載のカプセル型医療装置磁気誘導システム。
前記コイルにコンデンサが接続され共振回路を構成することを特徴とする付記項2に記載のカプセル型医療装置磁気誘導システム。
体腔内に挿入されるカプセル型医療装置本体に設けた磁石と、
任意の方向に磁界を発生する第1の磁界発生手段と、
前記第1の磁界発生手段により発生した磁界と前記磁石との作用により前記カプセル型医療装置本体に推力を発生させる推力発生機構と、
前記カプセル型医療装置本体の向き及び位置を検出する向き及び位置検出手段と、
前記向き及び位置検出手段により検出した前記カプセル型医療装置本体の向き及び位置情報に基づき、前記第1の磁界発生手段により発生する磁界を制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とするカプセル型医療装置磁気誘導システム。
前記向き及び位置検出手段は、
前記カプセル型医療装置本体に設けられたコイルと、
前記カプセル型医療装置本体に設けた前記コイルに誘導起電力を発生させるための交流磁界を発生する第2の磁界発生手段と、
前記カプセル型医療装置本体に設けた前記コイルからの磁界強度を検出する磁界検出手段と、
前記磁界検出手段からの検出値を受け、前記カプセル型医療装置本体の向き及び位置を算出する算出手段と、
を具備したことを特徴とする付記項4に記載のカプセル型医療装置磁気誘導システム。
前記コイルにコンデンサが接続され共振回路を構成することを特徴とする付記項5に記載のカプセル型医療装置磁気誘導システム。
前記第1の磁界発生手段が回転磁界を発生する回転磁界発生手段であり、
前記推力発生機構が前記カプセル型医療装置本体に設けた螺旋構造部である
ことを特徴とする付記項1又は4に記載のカプセル型医療装置磁気誘導システム。
前記制御手段は、前記回転磁界発生手段により発生する回転磁界の磁界回転平面の法線方向と、前記向き検出手段又は前記向き及び位置検出手段により検出した前記カプセル型医療装置本体の向きとのなす角を、設定値以下にするよう前記回転磁界発生手段の制御を行うことを特徴とする付記項8に記載のカプセル型医療装置磁気誘導システム。
前記カプセル型医療装置本体の長軸方向と前記コイルの向きとを略並行に構成したことを特徴とする付記項1又は4に記載のカプセル型医療装置磁気誘導システム。
前記第2の磁界発生装置は、少なくとも1組以上の対向コイルにより構成したことを特徴とする付記項2又は5に記載のカプセル型医療装置磁気誘導システム。
前記第2の磁界発生装置は、それぞれ直交するように配置した2組又は3組の対向コイルであり、
前記制御手段は、前記2組又は3組の対向コイルにより発生する磁界の向きと、前記算出手段により算出した前記カプセル型医療装置本体の向きとのなす角が設定値以下になるよう前記対向コイルにより発生する磁界の向きを制御する
ことを特徴とする付記項2又は5に記載のカプセル型医療装置磁気誘導システム。
前記コイルに接続した電源回路を有し、この電源回路により前記カプセル型医療装置本体の内部回路へ電源供給することを特徴とする付記項2又は5に記載のカプセル型医療装置磁気誘導システム。
前記共振回路に、トランスの一次側を接続し、このトランスの二次側コイルを電源回路に接続して、この電源回路により前記カプセル型医療装置本体の前記内部回路へ電源供給を行うことを特徴とする付記項2又は5に記載のカプセル型医療装置磁気誘導システム。
前記制御手段は、前記カプセル型医療装置本体の向きを変更する入力手段を有し、この入力手段の情報と前記向き検出手段又は前記向き及び位置検出手段により検出した前記カプセル型医療装置本体の向き情報に基づき、前記第1の磁界発生手段を制御することを特徴とする付記項2又は5に記載のカプセル型医療装置磁気誘導システム。
前記カプセル型医療装置本体の外周面に前記コイルを形成したことを特徴とする付記項9に記載のカプセル型医療装置磁気誘導システム。
前記コイルの内空側に、高透磁率部材を配置したことを特徴とする付記項15に記載のカプセル型医療装置磁気誘導システム。
前記高透磁率部材を高透磁率箔により形成したことを特徴とする付記項16に記載のカプセル型医療装置磁気誘導システム。
前記電源回路と前記コイルとの間に接続状態を切り換える切換手段を設けたことを特徴とする付記項12に記載のカプセル型医療装置磁気誘導システム。
前記コンデンサと前記コイルとの間に接続状態を切り換える切換手段を設けたことを特徴とする付記項12に記載のカプセル型医療装置磁気誘導システム。
前記対向コイルは、ヘルムホルツコイルであることを特徴とする付記項10〜12に記載のカプセル型医療装置磁気誘導システム。
3 カプセル本体
4 回転磁界発生装置
5 磁界制御装置
6 処理装置
7 表示装置
8 操作入力部
8a 方向入力装置
8b 速度入力装置
8c 機能ボタン
9 方向/位置検出装置
12 螺旋状突起
16 マグネット
20 信号処理回路
26 データ処理回路
27 制御回路
31 交流電流発生&制御部
32 ドライバ部
33a〜33c 電磁石
40 共振回路
41 コンデンサ
42 カプセル内コイル
51(51a〜51c) 励磁コイルアレイ
52(52a〜52c) 検出コイルアレイ
53 信号測定器
54 演算処理部
55 発振器
61,63 センスコイル
62(62a〜62c) 励磁用対向コイル(ヘルムホルツコイル)
Claims (6)
- カプセル型医療装置本体の向きを検出する向き検出手段を備え、この向き検出手段は、
カプセル型医療装置本体に設けられたコイルと、
前記カプセル型医療装置本体に設けた前記コイルに誘導起電力を発生させるための交流磁界を発生する磁界発生手段と、
前記カプセル型医療装置本体に設けた前記コイルからの磁界強度を検出する磁界検出手段と、
前記磁界検出手段からの検出値を受け、前記カプセル型医療装置本体の向き及び位置を算出する算出手段と、を有し、
前記磁界発生手段は、少なくとも1組以上の対向コイルにより構成したことを特徴とするカプセル型医療装置方向位置検出システム。 - 前記磁界発生手段は、それぞれ直交するよう配置された2組又は3組の対向コイルであり、
前記2組又は3組の対向コイルにより発生した磁界の向きと、前記算出手段により算出した前記カプセル型医療装置本体の向きとのなす角が設定値以下になるよう、前記対向コイルにより発生する磁界の向きを制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載のカプセル型医療装置方向位置検出システム。 - 前記カプセル型医療装置本体の長軸方向と前記コイルの向きとを略平行にしたことを特徴とする請求項1に記載のカプセル型医療装置方向位置検出システム。
- 前記カプセル型医療装置本体の外周面に前記コイルを形成したことを特徴とする請求項3に記載のカプセル型医療装置方向位置検出システム。
- 前記コイル内空側に、高透磁率部材を配置したことを特徴とする請求項3に記載のカプセル型医療装置方向位置検出システム。
- 前記高透磁率部材を高透磁率箔により形成したことを特徴とする請求項5に記載のカプセル型医療装置方向位置検出システム。
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