JP4908356B2 - カプセル誘導システム - Google Patents

Description

本発明は、患者等の被検体の内部に導入したカプセル型医療装置を磁力によって誘導するカプセル誘導システムに関するものである。

従来から、内視鏡の分野において、患者等の被検体の消化管内に導入可能なカプセル型内視鏡が登場している。カプセル型内視鏡は、被検体の口から飲み込まれた後、蠕動運動等によって消化管内を移動しつつ被検体の臓器内部の画像（以下、体内画像という場合がある）を取得し、取得した体内画像を被検体外部の受信装置に無線送信する。かかるカプセル型内視鏡は、被検体の消化管内部に導入されてから被検体外部に自然排出されるまでの期間、この被検体の体内画像を順次取得する。

また、被検体内部に導入したカプセル型内視鏡を磁力によって誘導（すなわち磁気誘導）するカプセル誘導システムが提案されている。一般に、カプセル誘導システムでは、径方向に着磁する磁石を内蔵したカプセル型筐体の外周面に螺旋状突起を備えたカプセル型内視鏡を被検体の消化管内に導入し、回転磁界発生装置によって発生した回転磁界をこのカプセル型内視鏡内部の磁石に印加することによって、このカプセル型内視鏡とともに螺旋状突起を回転させてカプセル型内視鏡の推進力を生成し、この結果、被検体内部の所望の位置にカプセル型内視鏡を磁気誘導する。

かかるカプセル誘導システムには、カプセル型内視鏡に内蔵された磁石の磁化方向と撮像素子の基準の面方向（例えば受光面の上方向）とが相対的に固定され、このカプセル型内視鏡が回転磁界に追随して回転動作しつつ体内画像を順次撮像し、このカプセル型内視鏡の回転動作に伴った体内画像の回転を画像処理によって補正して、回転していない状態の体内画像を表示装置に順次表示させるものがある（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２００３−２９９６１２号公報 特開２００６−１４９６６８号公報

ところで、上述した従来のカプセル誘導システムでは、カプセル型内視鏡が撮像した１フレーム目の画像回転角を所定の回転角（例えば零値）に初期化し、この１フレーム目の画像に対する画像回転角を零値に補正した態様の体内画像を表示装置に順次表示させている。しかしながら、回転動作のみならず方向変換等の多様な動作をカプセル型内視鏡に行わせるカプセル誘導システムでは、近年、かかる画像回転角の初期化の更なる精度向上が要望されている。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、磁気誘導されるカプセル型医療装置が撮像した画像の画像回転角の初期化を高精度に実行することができるカプセル誘導システムを提供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、本発明にかかるカプセル誘導システムは、カプセル型筐体の内部に被検体の体内画像を撮像する撮像素子と該撮像素子に対して相対的に固定された磁化方向をもつ磁石とを有するカプセル型医療装置と、被検体内部に導入された前記カプセル型医療装置の磁石に磁界を印加し、該磁界によって前記カプセル型医療装置を磁気誘導する磁気誘導装置と、前記撮像素子が撮像した前記被検体の体内画像を表示する表示部と、前記磁石に基準方向の磁界を印加するように前記磁気誘導装置を制御し、前記基準方向の磁界に追随して前記磁石の着磁方向が前記基準方向に向いた際に前記撮像素子が撮像した画像の回転角を初期化し、該画像を基準にして後続の体内画像の回転補正を行い、該回転補正がなされた体内画像を前記表示部に順次表示させる制御部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかるカプセル誘導システムは、上記の発明において、前記制御部は、前記回転角の初期化を実行する必要があるか否かを判断し、必要があると判断した場合、前記磁石に基準方向の磁界を印加するように前記磁気誘導装置を制御し、前記基準方向の磁界に追随して前記磁石の着磁方向が前記基準方向に向いた際に前記撮像素子が撮像した画像の回転角を初期化することを特徴とする。

また、本発明にかかるカプセル誘導システムは、上記の発明において、前記回転角の初期化の必要性に関する条件情報を記憶する記憶部を備え、前記制御部は、前記条件情報をもとに、前記回転角の初期化を実行する必要があるか否かを判断することを特徴とする。

また、本発明にかかるカプセル誘導システムは、上記の発明において、被検体内部における前記カプセル型医療装置の位置情報および方向情報を検出する検出装置を備え、前記条件情報は、少なくとも前記カプセル型医療装置の位置または方向に関する閾値を含み、前記制御部は、前記位置情報または方向情報と前記閾値とを比較する比較処理を行い、該比較処理の結果をもとに前記回転角の初期化を実行する必要があるか否かを判断することを特徴とする。

また、本発明にかかるカプセル誘導システムは、上記の発明において、前記制御部は、前記基準方向に対応する前記体内画像の面方向と前記表示部の基準の面方向とを前記回転補正によって一致させて、前記表示部に前記体内画像を表示させることを特徴とする。

本発明にかかるカプセル誘導システムは、カプセル型筐体の内部に被検体の体内画像を撮像する撮像素子とこの撮像素子に対して相対的に固定された磁化方向をもつ磁石とを有するカプセル型医療装置を被検体内部に導入し、この被検体内部のカプセル型医療装置を磁気誘導する磁気誘導装置を制御して、このカプセル型医療装置内部の磁石に基準方向の磁界を印加し、この印加した磁界に追随してこの磁石の着磁方向が基準方向に向いた際に撮像素子が撮像した画像の回転角を初期化し、この回転角を初期化した画像を基準にして後続の画像の回転補正を行うようにし、回転補正した被検体の体内画像を表示部に順次表示するように構成した。このため、カプセル型医療装置内部の磁石の着磁方向を基準方向の磁界によって制御でき、これによって、画像の回転角の基準方向を高精度に設定することができる。この結果、磁気誘導されるカプセル型医療装置が撮像素子によって撮像した画像の画像回転角の初期化を高精度に実行でき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であるカプセル誘導システムについて説明する。なお、以下では、本発明にかかるカプセル誘導システムの一例として、被検体の体内画像を撮像するカプセル型内視鏡（カプセル型医療装置の一例）を磁気誘導するものを例示するが、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態にかかるカプセル誘導システムの一構成例を模式的に示すブロック図である。図１に示すように、この実施の形態にかかるカプセル誘導システム１は、被検体の体内画像を撮像するカプセル型内視鏡２と、カプセル型内視鏡２から体内画像を受信する受信装置３と、被検体の内部に導入されたカプセル型内視鏡２を磁気誘導する磁気誘導装置４と、この被検体内部におけるカプセル型内視鏡２の位置および方向を検出する位置検出装置５と、カプセル型内視鏡２が撮像した体内画像等を表示する画像表示装置６とを備える。

カプセル型内視鏡２は、被検体の臓器内部に導入されるカプセル型医療装置の一例であり、被検体内情報として被検体の体内画像を取得する。具体的には、カプセル型内視鏡２は、カプセル型筐体の内部に撮像機能および無線通信機能を有し、患者等の被検体（図示せず）の消化管内部に導入された後、この被検体の消化管内部を移動しつつ体内画像を順次撮像する。そして、カプセル型内視鏡２は、かかる被検体の体内画像を含む無線信号を被検体外部の受信装置３に順次送信する。一方、カプセル型内視鏡２は、永久磁石等の磁性体または電磁石（以下、単に磁石という）を内蔵し、磁気誘導装置４が形成した磁界によって磁気誘導される。また、カプセル型内視鏡２は、コイルおよびコンデンサを用いて形成されるＬＣ共振回路であるＬＣマーカ２ａをカプセル型筐体内部に有する。ＬＣマーカ２ａは、位置検出装置５（詳細には、後述するドライブコイル群５１）によって磁界が印加され、この印加された磁界による誘導磁界を放出する。かかるＬＣマーカ２ａが放出した誘導磁界は、位置検出装置５（詳細には、後述するセンスコイル群５４）によって検出される。

受信装置３は、複数の受信アンテナ３ａを有し、これら複数の受信アンテナ３ａを介してカプセル型内視鏡２から被検体の体内画像を受信する。具体的には、複数の受信アンテナ３ａは、上述したカプセル型内視鏡２を消化管内部に導入する被検体の体表面上に分散配置され、この消化管に沿って移動する（もしくは磁気誘導される）カプセル型内視鏡２からの無線信号を補足する。受信装置３は、かかる複数の受信アンテナ３ａを介してカプセル型内視鏡２からの無線信号を受信する。受信装置３は、この無線信号に対して所定の復調処理等を行って、この無線信号に含まれる画像信号を抽出する。なお、かかる受信装置３によって抽出された画像信号は、上述したカプセル型内視鏡２が撮像した体内画像を含む信号である。かかる受信装置３は、自身の記録媒体に体内画像を記録し、後述する画像表示装置６の制御部６４から画像送信の指示情報を受信したタイミングで体内画像の画像信号を画像表示装置６（詳細には制御部６４）に送出する。一方、受信装置３は、上述したカプセル型内視鏡２が体内画像を撮像してから（またはカプセル型内視鏡２から体内画像を受信してから）所定時間が経過したタイミングで画像表示装置６の制御部６４と磁気誘導装置４の磁界制御部４４（後述する）とに同期信号を送信する。かかる同期信号は、後述する磁界制御部４４と画像表示装置６の制御部６４との同期を取るためのものである。

磁気誘導装置４は、上述したようにカプセル型内視鏡２を磁気誘導するためのものであり、被検体内部のカプセル型内視鏡２を誘導するための磁界を発生する磁界発生部４１と、磁界発生部４１のコイル（電磁石）に電流を供給するコイル用電源部４２と、カプセル型内視鏡２の磁気誘導を操作するための操作部４３と、磁界発生部４１が発生させる磁界の強度および方向を制御する磁界制御部４４とを備える。

磁界発生部４１は、ヘルムホルツコイル等の電磁石を複数組み合わせて実現され、被検体内部のカプセル型内視鏡２を誘導可能な磁界を発生する。具体的には、磁界発生部４１は、直交する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）による３軸直交座標系（以下、絶対座標系という）が規定され、かかる絶対座標系の各軸方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）に対して所望強度の磁界を各々発生する。磁界発生部４１は、絶対座標系の３次元空間Ａの内部（すなわち磁界発生部４１の複数の電磁石によって囲まれた空間内部）に、この絶対座標系の各軸方向の磁界によって形成される３次元の回転磁界または３次元の勾配磁界を形成し、この３次元空間Ａの内部に移動したベッド上の被検体（図示せず）の内部に位置するカプセル型内視鏡２内部の磁石（後述する磁石２９）に対して、かかる回転磁界または勾配磁界を印加する。磁界発生部４１は、かかる回転磁界または勾配磁界によってカプセル型内視鏡２を磁気誘導する。また、磁界発生部４１は、このカプセル型内視鏡２内部の磁石を追随させる所定の基準方向の磁界を３次元空間Ａの内部に形成し、これによって、このカプセル型内視鏡２内部の磁石の着磁方向をこの基準方向に強制変更する。かかる磁界発生部４１が発生する絶対座標系の各軸方向の磁界（すなわち回転磁界、勾配磁界、および基準方向の磁界）は、コイル用電源部４２から供給される交流電流（コイル用電源部４２からの通電量）によって制御される。

なお、かかる絶対座標系は、上述したように磁界発生部４１に対して規定した（すなわち磁界発生部４１に固定された）３軸直交座標系であってもよいが、カプセル型内視鏡２を消化管内部に含む被検体（図示せず）に対して固定される３軸直交座標系であってもよいし、この被検体を載置するベッド（図示せず）に対して固定される３軸直交座標系であってもよい。

コイル用電源部４２は、被検体内部のカプセル型内視鏡２に印加する磁界を発生させるための電流を磁界発生部４１に供給する。かかるコイル用電源部４２は、磁界発生部４１を形成する複数のコイル（図示せず）に対応して複数の電源部を有し、磁界制御部４４の制御に基づいて、磁界発生部４１の各コイルに交流電流を各々供給し、上述した絶対座標系の各軸方向の磁界を発生させる。

操作部４３は、レバーおよび入力ボタン等の入力デバイスを用いて実現される。操作部４３は、医師または看護師等のユーザによる入力操作に対応して、カプセル型内視鏡２の磁気誘導を指示する指示情報を磁界制御部４４に入力する。

磁界制御部４４は、操作部４３によって入力された指示情報に基づいて、磁界発生部４１に対するコイル用電源部４２の通電量を制御し、このコイル用電源部４２の制御を通して、上述した回転磁界または勾配磁界を発生する磁界発生部４１の磁界発生動作を制御する。この場合、磁界制御部４４は、後述する位置検出装置５の位置検出制御部５５から被検体内部におけるカプセル型内視鏡２の現在位置情報（以下、カプセル位置情報という）と現在方向情報（以下、カプセル方向情報という）とを取得し、この取得したカプセル位置情報およびカプセル方向情報に基づいてカプセル型内視鏡２に印加する磁界の強度および方向を決定する。かかる磁界制御部４４は、被検体内部におけるカプセル型内視鏡２の現在位置に、上述した操作部４３からの指示情報によって指示されたカプセル型内視鏡２の磁気誘導を実現する強度および方向の磁界を磁界発生部４１に放出させる。この結果、磁界制御部４４は、被検体内部における所望の位置または所望の方向へのカプセル型内視鏡２の磁気誘導を制御する。

また、磁界制御部４４は、磁界情報取得部４４ａを有する。磁界情報取得部４４ａは、上述した受信装置３から同期信号を取得したタイミングで磁界発生部４１が３次元空間Ａ内部（具体的には被検体内部）のカプセル型内視鏡２に印加した磁界の強度および方向を磁界強度情報および磁界方向情報として所得する。この場合、磁界情報取得部４４ａは、この同期信号を取得したタイミングでコイル用電源部４２が磁界発生部４１に供給する交流電流をもとに、このタイミングにおける磁界強度情報および磁界方向情報を取得する。また、磁界情報取得部４４ａは、この同期信号を取得したタイミングで位置検出装置５からカプセル位置情報およびカプセル方向情報を取得する。かかる磁界情報取得部４４ａは、このように取得した磁界強度情報、磁界方向情報、カプセル位置情報、およびカプセル方向情報を記憶し、後述する画像表示装置６の制御部６４によって送信指示されたタイミングで制御部６４に磁界強度情報、磁界方向情報、カプセル位置情報、およびカプセル方向情報を送信する。

一方、位置検出装置５は、上述したように３次元空間Ａの内部に位置する被検体内部におけるカプセル型内視鏡２の位置および方向を検出するためのものであり、カプセル型内視鏡２内部のＬＣマーカ２ａに磁界を印加するドライブコイル群５１と、ドライブコイル群５１の中から磁界を発生させるドライブコイルを選択するコイル選択部５２と、コイル選択部５２によって選択されたドライブコイルに電流を供給するコイル用電源部５３と、ＬＣマーカ２ａが放出した誘導磁界を検出するセンスコイル群５４と、かかる位置検出装置５の各構成部を制御してカプセル位置情報およびカプセル方向情報を取得する位置検出制御部５５とを備える。

ドライブコイル群５１は、被検体内部におけるカプセル型内視鏡２の現在位置および現在方向を検出するための磁界を発生する複数のドライブコイルによって実現される。かかるドライブコイル群５１は、３次元空間ＡにおけるＬＣマーカ２ａの現在位置およびコイル軸方向に最適な強度および方向の磁界をＬＣマーカ２ａに印加し、この印加した磁界の作用によって、このＬＣマーカ２ａに誘導磁界を放出させる。

コイル選択部５２は、位置検出制御部５５の制御に基づいてドライブコイル群５１の中から磁界を発生させるドライブコイルを選択する。かかるコイル選択部５２によって選択された１以上のドライブコイルは、３次元空間ＡにおけるＬＣマーカ２ａの現在位置に、このＬＣマーカ２ａをコイル軸方向に貫く磁界として最適な強度および方向の磁界を発生させる。

コイル用電源部５３は、ドライブコイル群５１に含まれるドライブコイルの数量に対応して複数の電源部を有し、位置検出制御部５５の制御に基づいて、ドライブコイル群５１の中からコイル選択部５２によって選択された１以上のドライブコイルに交流電流を供給する。この場合、かかるコイル用電源部５３が生成した交流信号は、コイル選択部５２を介してドライブコイル群５１のうちの選択された１以上のドライブコイルに印加され、この１以上のドライブコイルに磁界を発生させる。

センスコイル群５４は、被検体内部におけるカプセル型内視鏡２の現在位置および現在方向を検出するために磁界を検出する複数のセンスコイルによって実現される。具体的には、センスコイル群５４は、上述したドライブコイル群５１の磁界によってＬＣマーカ２ａが放出した誘導磁界を検出する。センスコイル群５４は、かかるＬＣマーカ２ａから検出した誘導磁界の検出結果を位置検出制御部５５に送出する。

位置検出制御部５５は、被検体内部におけるカプセル型内視鏡２の現在位置および現在方向を検出する際に、上述したドライブコイル群５１、コイル選択部５２、コイル用電源部５３、およびセンスコイル群５４を制御する。具体的には、位置検出制御部５５は、後述する画像表示装置６の制御部６４の制御に基づいて、ドライブコイル群５１のうちの１以上のドライブコイルをコイル選択部５２に選択させ、このコイル選択部５２によって選択させた１以上のドライブコイルに対するコイル用電源部５３の通電量を制御し、この通電量の制御を通してドライブコイル群５１の磁界発生動作を制御する。位置検出制御部５５は、センスコイル群５４からの信号の入出力を制御し、かかるセンスコイル群５４によって検出されたＬＣマーカ２ａの誘導磁界検出結果を取得する。

また、位置検出制御部５５は、位置算出部５５ａを有する。位置算出部５５ａは、かかるセンスコイル群５４から取得したＬＣマーカ２ａの誘導磁界検出結果をもとに、被検体内部におけるカプセル型内視鏡２のカプセル位置情報（３次元空間Ａにおける現在位置座標）とカプセル方向情報（３次元空間Ａにおけるカプセル型内視鏡２の現在方向を示す方向ベクトル）とを算出する。位置検出制御部５５は、画像表示装置６の制御部６４の制御に基づいて、かかるカプセル位置情報およびカプセル方向情報を上述した磁界制御部４４に送出する。

一方、画像表示装置６は、上述したようにカプセル型内視鏡２が撮像した被検体の体内画像等を表示するためのものであり、各種情報を入力する入力部６１と、体内画像等の情報を表示する表示部６２と、被検体の体内画像等の各種情報を記憶する記憶部６３と、かかる画像表示装置６の各構成部を制御する制御部６４とを備える。

入力部６１は、キーボードおよびマウス等の入力デバイスを用いて実現され、医師または看護師等のユーザによる入力操作に応じて、制御部６４に各種情報を入力する。かかる入力部６１が制御部６４に入力する各種情報は、例えば、制御部６４に対して指示する指示情報、被検体の患者情報、被検体の検査情報等である。なお、被検体の患者情報は、被検体を特定する特定情報であり、例えば、被検体の患者名、患者ＩＤ、生年月日、性別、年齢等である。また、被検体の検査情報は、被検体に対して実施されるカプセル型内視鏡検査（消化管内部にカプセル型内視鏡２を導入して消化管内部を観察するための検査）を特定する特定情報であり、例えば、検査ＩＤ、検査日等である。

表示部６２は、ＣＲＴディスプレイまたは液晶ディスプレイ等の各種ディスプレイを用いて実現され、制御部６４によって表示指示された各種情報を表示する。具体的には、表示部６４は、カプセル型内視鏡２が撮像した被検体の体内画像群、被検体の患者情報、および被検体の検査情報等のカプセル型内視鏡検査に有用な情報を表示する。また、表示部６２は、現に表示している被検体の体内画像をカプセル型内視鏡２が撮像した際のカプセル位置情報、カプセル方向情報、このカプセル型内視鏡２内部の磁石に印加された磁界の情報（磁界強度情報、磁界方向情報）等のカプセル型内視鏡２の磁気誘導に有用な情報を表示する。医師または看護師等のユーザは、かかる表示部６２に表示された被検体の体内画像を観察しつつ、これら表示部６２の各種表示情報を参照してカプセル型内視鏡２の磁気誘導を操作する。

記憶部６３は、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、またはハードディスク等の書き換え可能に情報を保存する各種記憶メディアを用いて実現される。記憶部６３は、制御部６４が記憶指示した各種情報を記憶し、記憶した各種情報の中から制御部６４が読み出し指示した情報を制御部６４に送出する。かかる記憶部６３は、制御部６４の制御に基づいて、被検体の体内画像群、被検体の患者情報、被検体の検査情報、カプセル位置情報、カプセル方向情報、磁界強度情報、磁界方向情報等を記憶する。また、記憶部６３は、体内画像の回転角の基準方向と、表示部６２に規定される基準の面方向と、各体内画像に規定される画像面方向とを記憶する。一方、記憶部６３は、体内画像の回転角を初期化する必要性に関する条件情報６３ａを予め記憶する。条件情報６３ａは、後述する画像回転角の初期化処理を実行する必要があるか否かを判断するために用いる各種閾値（例えば、カプセル位置情報に関する閾値、カプセル方向情報に関する閾値等）を含む。

制御部６４は、画像表示装置６の各構成部（入力部６１、表示部６２、および記憶部６３）の動作を制御し、且つ、かかる各構成部間における信号の入出力を制御する。具体的には、制御部６４は、入力部６１によって入力された指示情報に基づいて、表示部６２に上述した体内画像等の各種情報を表示させ、記憶部６３に体内画像等の各種情報を記憶させ、または記憶部６３に記憶情報を読み出させる。

また、制御部６４は、位置検出制御部５５を制御して位置検出装置５にカプセル位置情報およびカプセル方向情報を検出させ、受信装置３からの同期信号を取得したタイミングで位置検出装置５が検出したカプセル位置情報およびカプセル方向情報を位置検出制御部５５から磁界制御部４４に送信させる。一方、制御部６４は、上述した受信装置３からの同期信号を取得してから所定の時間が経過したタイミングで受信装置３に画像信号の送信指示情報を送信し、この受信装置３から画像信号を取得する。かかる制御部６４は、画像処理部６４ａを有し、画像処理部６４ａは、この受信装置３から取得した画像信号をもとに、カプセル型内視鏡２が撮像した被検体の体内画像を生成する。また、制御部６４は、磁界制御部４４に情報送信の指示情報を送信して、このタイミングで受信装置３から取得した体内画像をカプセル型内視鏡２が撮像した際のカプセル位置情報とカプセル方向情報と磁界強度情報と磁界方向情報とを磁界制御部４４から取得する。制御部６４は、このように受信装置３から取得した体内画像（すなわち画像処理部６４ａが生成した体内画像）と、磁界制御部４４から取得したカプセル位置情報、カプセル方向情報、磁界強度情報、および磁界方向情報とを対応付ける。かかる制御部６４が対応付けた体内画像、カプセル位置情報、カプセル方向情報、磁界強度情報、および磁界方向情報は、制御部６４の制御に基づいて記憶部６３に記憶され、表示部６２に表示される。

さらに、制御部６４は、画像補正部６４ｂ、および初期化処理部６４ｃを有し、上述した磁界発生部４１が基準方向の磁界をカプセル型内視鏡２内部の磁石（後述する磁石２９）に印加するように磁界制御部４４を制御する。画像補正部６４ｂは、磁気誘導装置４によって磁気誘導されたカプセル型内視鏡２の回転動作に伴って回転する各体内画像を回転補正する。初期化処理部６４ｃは、かかるカプセル型内視鏡２の回転動作に伴って回転する体内画像の回転角（以下、画像回転角という場合がある）を所定の角度に初期化する。

詳細には、初期化処理部６４ｃは、記憶部６３内の条件情報６３ａを用いて画像回転角の初期化が必要であるか否かを判断し、必要であると判断した場合、体内画像の画像回転角を初期化（例えば零値に設定）する。または、初期化処理部６４ｃは、入力部６１によって入力された指示情報に基づいて体内画像の画像回転角を初期化する。画像補正部６４ｂは、かかる初期化処理部６４ｃによって画像回転角が初期化された画像（基準の画像）と、この基準の画像に後続する体内画像とのなす画像回転角を算出し、この算出した画像回転角を零値にするように後続の体内画像を回転補正する。ここで、かかる画像補正部６４ｂによって基準の画像に対する画像回転角が零値に補正された後続の各体内画像は、この基準の画像に対して回転していない状態である。制御部６４は、かかる画像補正部６４ｂによって回転補正された各体内画像を表示部６２に順次表示させる。

つぎに、上述したカプセル型内視鏡２について詳細に説明する。図２は、本発明の実施の形態にかかるカプセル誘導システム１に用いられるカプセル型内視鏡２の一構成例を示す模式図である。図２に示すように、カプセル型内視鏡２は、略不透明な筒状筐体２１ａと透明なドーム形状筐体２１ｂとによって形成されるカプセル型筐体２１を有する。カプセル型筐体２１は、一端がドーム形状をなす筒状筐体２１ａの他端（開口端）をドーム形状筐体２１ｂによって塞いで形成される。

かかるカプセル型筐体２１の内部には、上述したＬＣマーカ２ａと、照明部２２と、集光レンズ２３と、撮像素子２４と、信号処理部２５と、送信部２６と、制御部２７と、電池２８と、磁石２９とが収容される。具体的には、照明部２２、集光レンズ２３、および撮像素子２４はドーム形状筐体２１ｂ側に配置され、ＬＣマーカ２ａ、信号処理部２５、送信部２６、制御部２７、電池２８、および磁石２９は、筒状筐体２１ａ側に配置される。この場合、撮像素子２４は、カプセル型筐体２１に対して固定配置され、磁石２９は、この撮像素子２４に対して相対的に固定された磁化方向を有する態様でカプセル型筐体２１に固定配置される。

照明部２２は、ＬＥＤ等の発光素子を用いて実現され、撮像素子２４の撮像視野を照明する。集光レンズ２３は、照明部２２によって照明された被写体からの反射光を撮像素子２４の受光面に集光して、この撮像素子２４に被写体の光学像を結像する。撮像素子２４は、この集光レンズ２３によって集光された被写体からの反射光を受光して被写体の画像すなわち被検体の体内画像を撮像する。信号処理部２５は、撮像素子２４からの出力信号をもとに体内画像の画像信号を生成し、送信部２６は、この画像信号に対して所定の変調処理等を行って、この体内画像を含む無線信号を生成し、この生成した無線信号を外部（具体的には上述した受信装置３）に送信する。制御部２７は、かかる照明部２２、撮像素子２４、信号処理部２５、および送信部２６の各動作を制御する。電池２８は、かかる照明部２２、撮像素子２４、信号処理部２５、送信部２６、および制御部２７に駆動電力を供給する。

磁石２９は、カプセル型筐体２１に対して固定された方向（例えばカプセル型筐体２１の径方向）に着磁し、上述した磁界発生部４１によって印加された磁界に追随して動作する。カプセル型筐体２１は、かかる磁石２９の動作に追随して回転動作または変位動作等を行う。この結果、カプセル型内視鏡２は、磁界発生部４１の磁界によって磁気誘導される。

つぎに、カプセル型筐体２１の内部において相対的に固定配置された撮像素子２４および磁石２９について説明する。図３は、カプセル型筐体２１の内部において撮像素子２４および磁石２９が相対的に固定配置された状態を示す模式図である。図３に示すように、撮像素子２４は、カプセル型筐体２１の内部であってカプセル型筐体２１の中心位置に比してドーム形状筐体２１ｂ側に固定配置される。

磁石２９は、カプセル型筐体２１の内部であって撮像素子２４に比して筒状筐体２１ａ側に固定配置される。具体的には、磁石２９は、カプセル型筐体２１の略中心位置においてカプセル型筐体２１の径方向に着磁する態様で固定配置される。この場合、磁石２９の磁極（Ｎ極、Ｓ極）は、カプセル型筐体２１の長手方向の中心軸（以下、長手軸ｃという）に対して垂直な方向、すなわちカプセル型筐体２１の径方向の中心軸（以下、径方向軸ａという）上に配置される。かかる磁石２９の着磁方向（図３に示す径方向軸ａの正方向）は、上述した撮像素子２４の受光面における基準の面方向（例えば撮像素子２４の上方向）と一致する。なお、撮像素子２４の光軸は、カプセル型筐体２１の長手軸ｃと略一致し、撮像素子２４の受光面は、カプセル型筐体２１の径方向の中心軸であって長手軸ｃおよび径方向軸ａに垂直な径方向軸ｂと径方向軸ａとの直交２軸平面に略平行である。

このようにカプセル型筐体２１内部に固定配置された磁石２９は、磁界発生部４１の磁界によって径方向軸ａの方向に勾配磁界が印加された場合、カプセル型内視鏡２を径方向軸ａの方向に推進させる推進力Ｆａを生成し、磁界発生部４１の磁界によって径方向軸ｂの方向に勾配磁界が印加された場合、カプセル型内視鏡２を径方向軸ｂの方向に推進させる推進力Ｆｂを生成し、磁界発生部４１の磁界によって長手軸ｃの方向に勾配磁界が印加された場合、カプセル型内視鏡２を長手軸ｃの方向に推進させる推進力Ｆｃを生成する。また、かかる磁石２９は、磁界発生部４１の磁界によって径方向軸ａ回りに回転磁界が印加された場合、カプセル型内視鏡２を径方向軸ａ回りに回転動作させる回転力Ｔａを生成し、磁界発生部４１の磁界によって径方向軸ｂ回りに回転磁界が印加された場合、カプセル型内視鏡２を径方向軸ｂ回りに回転動作させる回転力Ｔｂを生成し、磁界発生部４１の磁界によって長手軸ｃ回りに回転磁界が印加された場合、カプセル型内視鏡２を長手軸ｃ回りに回転動作させる回転力Ｔｃを生成する。

かかる磁石２９をカプセル型筐体２１内部に固定配置したカプセル型内視鏡２は、磁界発生部４１の磁界によって生成された推進力Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｃおよび回転力Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃの少なくとも一つの作用によって、上述した絶対座標系における６自由度動作を行う。なお、この６自由度動作とは、Ｘ軸の正方向または負方向に変位するＸ軸方向推進動作、Ｙ軸の正方向または負方向に変位するＹ軸方向推進動作、Ｚ軸の正方向または負方向に変位するＺ軸方向推進動作、Ｘ軸回りに回転するＸ軸回転動作、Ｙ軸回りに回転するＹ軸回転動作、および、Ｚ軸回りに回転するＺ軸回転動作を総称したものである。カプセル型内視鏡２は、磁界発生部４１の磁界に追随して６自由度動作の少なくとも一つを行うことによって、所望の位置または所望の方向に磁気誘導される。

一方、かかる磁石２９の着磁方向（図３に示す径方向軸ａの正方向）に対して受光面の基準の方向を相対的に固定させた態様の撮像素子２４は、磁界発生部４１の回転磁界に追随した磁石２９の長手軸ｃ回りの回転動作に伴って、長手軸ｃ周りに受光面を回転させる。この場合、撮像素子２４が撮像した画像の基準の面方向（以下、画像面方向という）は、この撮像素子２４の受光面の基準の面方向すなわち径方向軸ａの正方向と一致し、かかる磁石２９の長手軸ｃ回りの回転動作（すなわちカプセル型内視鏡２の長手軸ｃ回りの回転動作）に伴って長手軸ｃ回りに回転する。かかる撮像素子２４が回転しつつ撮像した体内画像の画像面方向は、この撮像素子２４が事前に撮像した基準の画像（上述した初期化処理部６４ｃによって画像回転角が初期化された画像）の画像面方向に対して画像回転角θをなす。この画像回転角θは、図４に示すように、かかる基準の画像の画像面方向に相当する基準方向Ｄ１と撮像素子２４の基準の面方向に一致する径方向軸ａとのなす角度である。

ここで、上述した基準方向の磁界に追随して磁石２９がこの基準方向に着磁した（すなわち、この磁界の基準方向と磁石２９の着磁方向とを磁力によって一致させた）際に撮像素子２４が撮像した画像は、図４に例示した画像回転角θの基準になる画像であり、この基準の画像の画像回転角は、上述した初期化処理部６４ｃによって初期化される。この場合、初期化処理部６４ｃは、この基準の画像の画像面方向を画像回転角θの基準方向Ｄ１に設定する。なお、上述した画像補正部６４ｂは、かかる基準方向Ｄ１と各体内画像の画像面方向とのなす画像回転角θが零値になるように各体内画像の回転補正処理を行う。

つぎに、本発明の実施の形態にかかるカプセル誘導システム１の画像表示装置６の動作について説明する。図５は、画像回転角を初期化した画像を基準にして回転補正した体内画像を表示する画像表示装置６の制御部６４の処理手順を例示するフローチャートである。

本発明の実施の形態にかかるカプセル誘導システム１において、カプセル型内視鏡２は、正常に動作することを確認された後に被検体内部に導入され、このカプセル型内視鏡２を体内に含んだ被検体は、ベッド上に載置された状態で磁界発生部４１の内部空間（すなわち絶対座標系の３次元空間Ａの内部）に配置される。この状態において、位置検出装置５は、この被検体内部におけるカプセル位置情報およびカプセル方向情報を検出する。医師または看護師等のユーザは、表示部６２に表示されたカプセル位置情報およびカプセル方向情報に基づいて、被検体内部の目標位置にカプセル型内視鏡２が到達したことを確認する。そして、ユーザは、表示部６２に体内画像が表示されていることに基づいて、被検体内部のカプセル型内視鏡２が正常に体内画像を取得していることを確認する。この場合、ユーザは、画像表示装置６の入力部６１を操作して画像回転角の初期化を指示する指示情報を入力する。

この状態において、画像表示装置６の制御部６４は、被検体内部のカプセル型内視鏡２の磁石２９に基準方向の磁界を印加するように磁気誘導装置４を制御し、この基準方向の磁界に追随して磁石２９がこの基準方向に着磁した際にカプセル型内視鏡２の撮像素子２４が撮像した基準の画像の画像回転角を初期化し、この画像を基準にして後続の体内画像の回転補正処理を行い、この回転補正処理がなされた体内画像を表示部６２に表示させる。

具体的には、図５に示すように、制御部６４は、まず、入力部６１によって入力された指示情報に基づいて、画像回転角の初期化処理を行う（ステップＳ１０１）。つぎに、制御部６４は、カプセル型内視鏡２が撮像した体内画像を取得したか否かを判断する（ステップＳ１０２）。このステップＳ１０２において、制御部６４は、上述した受信装置３に画像信号の送信指示情報を送信し、この受信装置３から体内画像の画像信号を取得した場合に体内画像を取得した旨を判断する（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）。その後、制御部６４は、磁界制御部４４に情報送信の指示情報を送信して、この磁界制御部４４からカプセル位置情報、カプセル方向情報、磁界強度情報、および磁界方向情報を取得する（ステップＳ１０４）。制御部６４は、かかるカプセル位置情報、カプセル方向情報、磁界強度情報、および磁界方向情報と体内画像とを互いに対応付けた状態で記憶部６３に保存する。

つぎに、制御部６４は、現時点において画像回転角の初期化が必要であるか否かを判断する（ステップＳ１０５）。このステップＳ１０５において、制御部６４は、記憶部６３から条件情報６３ａを読み出し、初期化処理部６４ｃは、この読み出した条件情報６３ａを用いて画像回転角の初期化が必要であるか否かを判断する。

具体的には、この条件情報６３ａには、カプセル位置情報に関する閾値、カプセル方向情報に関する閾値、磁界方向情報に関する閾値、時系列に沿って連続する各体内画像の相関係数に関する閾値等が含まれる。初期化処理部６４ｃは、この条件情報６３ａに含まれる各閾値とステップＳ１０４において取得したカプセル位置情報、カプセル方向情報、または磁界方向情報とを比較する。初期化処理部６４ｃは、連続する各体内画像間における相関係数を公知の相関計算によって算出し、この算出した相関係数と条件情報６３ａに含まれる閾値とを比較する。また、初期化処理部６４ｃは、上述した受信装置３から体内画像の画像信号を取得したか否かを確認し、さらに、入力部６１によって画像回転角の初期化処理を指示する指示情報が入力されたか否かを確認する。初期化処理部６４ｃは、かかる各種情報と閾値との比較処理結果、画像信号の取得結果、または入力部６１からの指示情報に基づいて、カプセル型内視鏡２に関する所定の事象が発生しているか否かを判断する。初期化処理部６４ｃは、カプセル型内視鏡２に関する所定の事象が発生していると判断した場合、画像回転角の初期化処理を実行する必要があると判断する。

なお、かかる初期化処理部６４ｃによって判断される所定の事象として、例えば、カプセル型内視鏡２が体内画像を１フレーム撮像する期間内に磁気誘導装置４がカプセル型内視鏡２の方向を９０度以上変化させる磁気誘導を行ったという第１の事象、体内画像の取得が途絶えたという第２の事象、被検体内部のカプセル型内視鏡２の位置または方向が急激に変化したという第３の事象、磁界発生部４１が磁界を印加する目標位置および目標方向と位置検出装置５が検出したカプセル位置情報およびカプセル方向情報とが設定値以上に外れるという第４の事象、ユーザによって手動で画像回転角の初期化処理が要求されたという第５の事象、時系列に沿って連続する前後２枚の体内画像の相関係数が著しく低いという第６の事象等が挙げられる。なお、これらの事象のうち、例えば、第３の事象は、被検体内部のカプセル型内視鏡２が異なる臓器間を移動（例えば、食道から胃内への移動、胃から十二指腸への移動等）した場合、臓器内壁のヒダを越えて転がった場合等に発生する。

制御部６４は、かかる初期化処理部６４ｃの処理結果に基づいて画像回転角の初期化が必要であると判断した場合（ステップＳ１０５，Ｙｅｓ）、被検体内部のカプセル型内視鏡２の磁石２９に基準方向の磁界を印加するように磁気誘導装置４を制御して画像回転角の初期化処理を実行し（ステップＳ１０６）、この初期化処理によって画像回転角が初期化された画像を基準に後続の体内画像を回転補正する（ステップＳ１０７）。

このステップＳ１０７において、画像補正部６４ｂは、初期化処理部６４ｃによって画像回転角が初期化された画像（基準の画像）に対応付けられたカプセル位置情報、カプセル方向情報、および磁界方向情報と、この基準の画像に後続する体内画像に対応付けられたカプセル位置情報、カプセル方向情報、および磁界方向情報とを用いて、この基準の画像と後続の体内画像とのなす画像回転角θを算出する。画像補正部６４ｂは、この算出した画像回転角θを零値にするように後続の体内画像を回転補正する。この場合、画像補正部６４ｂは、この後続の体内画像を構成する各画素データを用い、必要に応じて補間処理を行って、この基準の画像の画像面方向と後続の体内画像の画像面方向とを一致させる方向に画像回転角θだけ回転補正した体内画像を生成する。

つぎに、制御部６４は、ステップＳ１０７において回転補正された体内画像を表示部６２に表示させる（ステップＳ１０８）。この場合、制御部６４は、かかる回転補正された体内画像と同時に、この体内画像に対応付けたカプセル位置情報とカプセル方向情報と磁界強度情報と磁界方向情報とを表示部６２に表示させる。その後、制御部６４は、処理終了であるか否かを判断し（ステップＳ１０９）、処理終了ではない場合（ステップＳ１０９，Ｎｏ）、上述したステップＳ１０２に戻り、このステップＳ１０２以降の処理手順を繰り返す。一方、制御部６４は、例えばカプセル型内視鏡２の磁気誘導が終了することに基づいて処理終了であると判断し（ステップＳ１０９，Ｙｅｓ）、本処理を終了する。

なお、上述したステップＳ１０２において、制御部６４は、上述した受信装置３に画像信号の送信指示情報を送信しても、この受信装置３から体内画像の画像信号を取得できなかった場合、体内画像を取得していない旨を判断する（ステップＳ１０２，Ｎｏ）。この場合、ユーザは、被検体を載置したベッドの位置を調整するなどの処置を行って、受信装置３が被検体内部のカプセル型内視鏡２から体内画像を受信できる状態にし、制御部６４は、この受信装置３から体内画像の画像信号を取得する（ステップＳ１０３）。その後、制御部６４は、上述したステップＳ１０４に進む。一方、制御部６４は、上述したステップＳ１０５において画像回転角の初期化が必要ないと判断した場合（ステップＳ１０５，Ｎｏ）、ステップＳ１０６の画像回転角の初期化処理を実行せずにステップＳ１０７に進む。

つぎに、上述したステップＳ１０６の画像回転角の初期化処理について説明する。図６は、画像回転角を初期化する際の制御部６４の処理手順を例示するフローチャートである。上述したステップＳ１０５において画像回転角の初期化が必要であると判断した制御部６４は、図６に示すように、まず、位置検出装置５にカプセル位置情報およびカプセル方向情報を検出させる（ステップＳ２０１）。この場合、制御部６４は、位置検出制御部５５を制御して現時点におけるカプセル位置情報およびカプセル方向情報を算出させる。そして、制御部６４は、これらの算出したカプセル位置情報およびカプセル方向情報を磁界制御部４４に送信するように位置検出制御部５５を制御する。

続いて、制御部６４は、カプセル型内視鏡２の長手方向に垂直な磁界を磁気誘導装置４に発生させる（ステップＳ２０２）。このステップＳ２０２において、制御部６４は、磁界制御部４４を制御して磁界発生部４１に上述した基準方向の磁界を放出させる。この場合、磁界制御部４４は、位置検出制御部５５から取得したカプセル位置情報およびカプセル方向情報をもとに、被検体内部におけるカプセル型内視鏡２の現在位置とカプセル型内視鏡２の長手方向とを把握する。ここで、カプセル型内視鏡２の長手方向は、カプセル型筐体２１の長手軸ｃの方向である（図３参照）。磁界制御部４４は、磁界発生部４１を制御して、このカプセル型内視鏡２の現在位置に、上述した基準方向の磁界、すなわち長手軸ｃに垂直な方向（カプセル型筐体２１の径方向）に磁化方向をもつ磁界を発生させる。この場合、かかる磁界の基準方向は、カプセル型内視鏡２の長手方向に垂直な方向である。

かかる基準方向の磁界が印加されたカプセル型内視鏡２は、この基準方向の磁界に追随して動作する磁石２９の作用によって、この磁界の基準方向と磁石２９の着磁方向とを一致させる態様に磁気誘導される。この結果、磁石２９は、この磁界の基準方向に着磁した状態になる。

その後、制御部６４は、磁界制御部４４から現時点（カプセル型内視鏡２に基準方向の磁界が印加された時点）におけるカプセル方向情報および磁界方向情報を取得する（ステップＳ２０３）。このステップＳ２０３において、制御部６４は、位置検出制御部５５を制御して、カプセル型内視鏡２に基準方向の磁界が印加された時点におけるカプセル方向情報を算出させる。そして、制御部６４は、この算出したカプセル方向情報を磁界制御部４４に送信するように位置検出制御部５５を制御する。また、制御部６４は、磁界制御部４４を制御して、この磁界の基準方向を示す磁界方向情報と、この基準方向の磁界がカプセル型内視鏡２に印加された時点におけるカプセル方向情報とを取得する。

つぎに、制御部６４は、ステップＳ２０３において取得した磁界方向情報とカプセル方向情報とをもとに方向誤差を算出し、この算出した方向誤差が閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳ２０４）。このステップＳ２０４において、この磁界方向情報は、カプセル型内視鏡２内部の磁石２９に印加された磁界の基準方向（カプセル型筐体２１の径方向）を示す情報であり、このカプセル方向情報は、この基準方向の磁界がカプセル型内視鏡２内部の磁石２９に印加された時点におけるカプセル型内視鏡２の方向（具体的には、図３に示した長手軸ｃの方向および径方向軸ａの方向）を示す情報である。制御部６４は、かかる磁界の基準方向と現時点におけるカプセル型内視鏡２の径方向軸ａの方向との誤差である方向誤差を算出する。なお、かかる磁界の基準方向および径方向軸ａの方向は、カプセル型内視鏡２内部の磁石２９が基準方向の磁界に追随してこの基準方向に着磁した場合、一致する。制御部６４は、かかる磁界の基準方向と径方向軸ａの方向との方向誤差が所定の閾値に比して大きい場合（ステップＳ２０４，Ｎｏ）、磁界の基準方向とカプセル型内視鏡２の径方向軸ａの方向とのずれが大きい（すなわち磁石２９が磁界の基準方向に着磁していない）旨を把握し、上述したステップＳ２０１に戻り、このステップＳ２０１以降の処理手順を繰り返す。

一方、制御部６４は、かかる磁界の基準方向と径方向軸ａの方向との方向誤差が所定の閾値以下である場合（ステップＳ２０４，Ｙｅｓ）、磁界の基準方向とカプセル型内視鏡２の径方向軸ａの方向とが略一致している（すなわち磁石２９が磁界の基準方向に着磁している）旨を把握する。この場合、制御部６４は、画像回転角の基準方向Ｄ１を設定する（ステップＳ２０５）。

このステップＳ２０５において、初期化処理部６４ｃは、カプセル型内視鏡２内部の磁石２９が磁界の基準方向に着磁した際に撮像素子２４が撮像した画像（基準の画像）と対応付けられる磁界方向情報を磁界制御部４４から取得し、この取得した磁界方向情報をもとに、この基準の画像の画像面方向を取得する。ここで、この基準の画像（例えば体内画像）の画像面方向は、磁石２９の着磁方向（例えばカプセル型内視鏡２の径方向軸ａの方向）に対して相対的に固定され、この着磁方向と一致する磁界の基準方向をもとに算出できる。初期化処理部６４ｃは、このように取得した基準の画像の画像面方向を画像回転角の基準方向Ｄ１に設定する。

続いて、制御部６４は、かかる画像回転角の基準方向Ｄ１に基づいて画像回転角の零値を設定し（ステップＳ２０６）、その後、上述したステップＳ１０６にリターンする。このステップＳ２０６において、初期化処理部６４ｃは、ステップＳ２０５において設定した基準方向Ｄ１と基準の画像に後続する体内画像の画像面方向とのなす画像回転角度θを定義するとともに、この基準方向Ｄ１と画像面方向が一致する体内画像の画像回転角θを零値に設定する。

なお、上述したステップＳ１０１の画像回転角の初期化処理（図５参照）を達成するための処理手順は、上述したステップＳ２０１〜Ｓ２０６と同様である。すなわち、制御部６４は、ステップＳ２０１〜Ｓ２０６と同様の処理手順を実行することによってステップＳ１０１の画像回転角の初期化処理を達成し、その後、ステップＳ１０１にリターンする。

つぎに、上述した画像回転角の初期化処理および体内画像の回転補正処理について具体的に説明する。図７は、被検体内部のカプセル型内視鏡２に基準方向の磁界を印加した状態を示す模式図である。図８は、体内画像が回転補正される状態を示す模式図である。

上述した初期化処理部６４ｃが画像回転角の初期化処理を実行する際、位置検出装置５は、制御部６４の制御に基づいて被検体内部におけるカプセル内視鏡２の現在位置および現在方向を検出し、この検出結果を磁気誘導装置４に送出する。磁気誘導装置４は、このカプセル型内視鏡２の現在位置に、このカプセル型内視鏡２の現在方向（長手方向）に垂直な基準方向の磁界を発生させる。具体的には、磁気誘導装置４は、被検体内部のカプセル型内視鏡２の磁石２９に、カプセル型内視鏡２の長手軸ｃの方向に垂直な基準方向の磁界を印加する。

かかる基準方向に磁界が印加された磁石２９は、図７に示すように、この基準方向の磁界に追随して長手軸ｃ回りに回転動作して、点線矢印によって示される方向から実線矢印によって示される方向に着磁方向を変化させる。この場合、かかる磁石２９の着磁方向（カプセル型内視鏡２の径方向軸ａの方向）は、最終的に、この磁界の基準方向（図７に示す磁界方向Ｄ２）と一致する。一方、撮像素子２４は、かかる磁石２９の回転動作に伴って長手軸ｃ回りに回転して、受光面の基準の面方向と磁界方向Ｄ２とを一致させる。

ここで、初期化処理部６４ｃは、このように受光面の基準の面方向と磁界方向Ｄ２（磁界の基準方向）とを一致させた状態で撮像素子２４が撮像した体内画像（基準の画像の一例）の画像回転角を初期化する。具体的には、初期化処理部６４ｃは、この体内画像の画像面方向と一致する磁界方向Ｄ２に基づいて、この体内画像の画像面方向を画像回転角の基準方向Ｄ１に設定し、この基準方向Ｄ１と画像面方向が一致する体内画像の画像回転角θを零値に設定する。この場合、初期化処理部６４ｃが設定した画像回転角の基準方向Ｄ１は、撮像素子２４が撮像した体内画像の上方向を示すものであり、図７に示す磁界方向Ｄ２および径方向軸ａの方向と一致する。

一方、画像補正部６４ｂは、図８に示すように、初期化処理部６４ｃが設定した基準方向Ｄ１と体内画像Ｐの画像面方向Ｄ３とのなす画像回転角θを算出し、この算出した画像回転角度θを零値にするように体内画像Ｐを回転補正する。この場合、画像補正部６４ｂは、この体内画像Ｐを構成する各画素データを用い、必要に応じて補間処理を行って、基準方向Ｄ１と体内画像Ｐの画像面方向Ｄ３とを一致させる方向に画像回転角θだけ回転補正した体内画像を生成する。

なお、この体内画像Ｐは、上述した初期化処理部６４ｃによって基準方向Ｄ１が設定された体内画像（すなわち基準の画像）に後続する体内画像である。また、この体内画像Ｐの画像面方向は、撮像素子２４の受光面の基準の面方向と同様にカプセル型内視鏡２の径方向軸ａの方向と一致する。

一方、制御部６４は、かかる画像補正部６４ｂによって回転補正された体内画像を表示部６２に表示させる。この場合、制御部６４は、表示部６２の基準の面方向（例えば表示画面の上方向）と回転補正された体内画像の画像面方向Ｄ３（すなわち基準方向Ｄ１）とを一致させた態様で表示部６２に体内画像を表示させる。これによって、制御部６４は、例えば表示部６２の表示画面の上下左右の各方向と体内画像の上下左右の各方向とを高精度に一致させることができ、この結果、観察しやすい態様で表示部６２に被検体の体内画像を順次表示できるとともに、表示部６２に表示された体内画像等を参照しつつ行われる被検体内部のカプセル型内視鏡２の磁気誘導を容易に操作することができる。

以上、説明したように、本発明の実施の形態では、カプセル型筐体の内部に被検体の体内画像を撮像する撮像素子とこの撮像素子に対して相対的に固定された磁化方向をもつ磁石とを有するカプセル型医療装置を被検体内部に導入し、この被検体内部のカプセル型医療装置を磁気誘導する磁気誘導装置を制御して、このカプセル型医療装置内部の磁石に基準方向の磁界を印加し、この印加した磁界に追随してこの磁石が基準方向に着磁した際に撮像素子が撮像した画像の回転角を初期化し、この回転角を初期化した画像を基準にして後続の画像の回転補正を行うようにし、回転補正した被検体の体内画像を表示部に順次表示するように構成した。このため、カプセル型医療装置内部の磁石の着磁方向を基準方向の磁界によって制御でき、これによって、画像の回転角の基準方向を高精度に設定することができる。この結果、磁気誘導されるカプセル型医療装置が撮像素子によって撮像した画像の画像回転角の初期化を高精度に実行できるカプセル誘導システムを実現することができる。

また、被検体内部のカプセル型医療装置が撮像素子によって撮像した体内画像の画像回転角を初期化する必要があるか否かを判断し、必要があると判断した場合、被検体の内部に位置するカプセル型医療装置内部の磁石に基準方向の磁界を磁気誘導装置によって印加し、この印加した磁界に追随してこの磁石が基準方向に着磁した際に撮像素子が撮像した体内画像の回転角を初期化するように構成した。このため、被検体内部にカプセル型医療装置を導入した後であっても、このカプセル型医療装置内部の磁石の着磁方向を基準方向の磁界によって制御でき、これによって、画像回転角の初期化を再度実行すべき事象が被検体内部のカプセル型医療装置に発生した場合に、この事象に応じて画像回転角の初期化を実行することができる。この結果、カプセル型医療装置が被検体内部に導入されてから被検体外に排出されるまでの期間、画像回転角の初期化の精度を高精度に維持できるとともに、表示部に順次表示する各体内画像の基準の面方向を画像の回転補正によって高精度に一致させることができる。

さらに、表示部の基準の面方向と各体内画像の基準の面方向とを一致させた態様で表示部に体内画像を順次表示するので、撮像素子の受光面の基準の面方向によって規定される各体内画像の上下左右の各方向と表示部の表示画面の上下左右の各方向と高精度に一致させることができ、この結果、観察しやすい態様で表示部に被検体の体内画像を順次表示できるとともに、表示部に表示された体内画像等を参照しつつ行われる被検体内部のカプセル型医療装置の磁気誘導を容易に操作することができる。

なお、上述した本発明の実施の形態では、カプセル型内視鏡２内部の磁石２９に印加する磁界の基準方向をカプセル型筐体２１の長手軸ｃに垂直な方向にしていたが、これに限らず、かかる磁界の基準方向は、上述した絶対座標系の特定方向であってもよい。この場合、絶対座標系において絶対的な特定方向と画像回転角の基準方向とを一致させて画像回転角を初期化することができ、この結果、この画像回転角の基準方向と体内画像の画像面方向とを一致させる回転補正処理を容易に実行することができる。

また、上述した本発明の実施の形態では、磁石２９の着磁方向と撮像素子２４の上方向とを相対的に固定し、撮像素子２４の上方向を体内画像の基準の面方向に設定していたが、これに限らず、磁石２９の着磁方向と撮像素子２４の受光面の基準の面方向とが相対的に固定されていれば、撮像素子２４の受光面の基準の面方向、すなわち体内画像の画像面方向は、上方向以外の所望の面方向であってもよい。

さらに、上述した本発明の実施の形態では、被検体の体内画像を撮像するカプセル型内視鏡２を磁気誘導するカプセル誘導システムを例示したが、これに限らず、本発明にかかるカプセル誘導システムのカプセル型医療装置は、撮像素子の基準の面方向と磁石の着磁方向とが相対的に固定された態様でカプセル型筐体の内部に撮像素子と磁石とが固定配置されたものであれば、生体内のｐＨを計測するカプセル型ｐＨ計測装置であってもよいし、生体内に薬剤を散布または注射する機能を備えたカプセル型薬剤投与装置であってもよいし、生体内の物質を採取するカプセル型採取装置であってもよい。

本発明の実施の形態にかかるカプセル誘導システムの一構成例を模式的に示すブロック図である。 本発明の実施の形態にかかるカプセル誘導システムに用いられるカプセル型内視鏡の一構成例を示す模式図である。 カプセル型筐体の内部において撮像素子および磁石が相対的に固定配置された状態を示す模式図である。 画像回転角を説明するための模式図である。 画像回転角を初期化した画像を基準にして回転補正した体内画像を表示する画像表示装置の制御部の処理手順を例示するフローチャートである。 画像回転角を初期化する際の制御部の処理手順を例示するフローチャートである。 被検体内部のカプセル型内視鏡に基準方向の磁界を印加した状態を示す模式図である。 体内画像が回転補正される状態を示す模式図である。

符号の説明

１ カプセル誘導システム
２ カプセル型内視鏡
２ａ ＬＣマーカ
３ 受信装置
３ａ 受信アンテナ
４ 磁気誘導装置
５ 位置検出装置
６ 画像表示装置
２１ カプセル型筐体
２１ａ 筒状筐体
２１ｂ ドーム形状筐体
２２ 照明部
２３ 集光レンズ
２４ 撮像素子
２５ 信号処理部
２６ 送信部
２７ 制御部
２８ 電池
２９ 磁石
４１ 磁界発生部
４２ コイル用電源部
４３ 操作部
４４ 磁界制御部
４４ａ 磁界情報取得部
５１ ドライブコイル群
５２ コイル選択部
５３ コイル用電源部
５４ センスコイル群
５５ 位置検出制御部
５５ａ 位置算出部
６１ 入力部
６２ 表示部
６３ 記憶部
６３ａ 条件情報
６４ 制御部
６４ａ 画像処理部
６４ｂ 画像補正部
６４ｃ 初期化処理部
Ｐ 体内画像

Claims (5)

1. カプセル型筐体の内部に被検体の体内画像を撮像する撮像素子と該撮像素子に対して相対的に固定された磁化方向をもつ磁石とを有するカプセル型医療装置と、
   被検体内部に導入された前記カプセル型医療装置の磁石に磁界を印加し、該磁界によって前記カプセル型医療装置を磁気誘導する磁気誘導装置と、
   前記撮像素子が撮像した前記被検体の体内画像を表示する表示部と、
   前記磁石に基準方向の磁界を印加するように前記磁気誘導装置を制御し、前記基準方向の磁界に追随して前記磁石の着磁方向が前記基準方向に向いた際に前記撮像素子が撮像した画像の回転角を初期化し、該画像を基準にして後続の体内画像の回転補正を行い、該回転補正がなされた体内画像を前記表示部に順次表示させる制御部と、
   を備えたことを特徴とするカプセル誘導システム。
2. 前記制御部は、前記回転角の初期化を実行する必要があるか否かを判断し、必要があると判断した場合、前記磁石に基準方向の磁界を印加するように前記磁気誘導装置を制御し、前記基準方向の磁界に追随して前記磁石の着磁方向が前記基準方向に向いた際に前記撮像素子が撮像した画像の回転角を初期化することを特徴とする請求項１に記載のカプセル誘導システム。
3. 前記回転角の初期化の必要性に関する条件情報を記憶する記憶部を備え、
   前記制御部は、前記条件情報をもとに、前記回転角の初期化を実行する必要があるか否かを判断することを特徴とする請求項２に記載のカプセル誘導システム。
4. 被検体内部における前記カプセル型医療装置の位置情報および方向情報を検出する検出装置を備え、
   前記条件情報は、少なくとも前記カプセル型医療装置の位置または方向に関する閾値を含み、
   前記制御部は、前記位置情報または方向情報と前記閾値とを比較する比較処理を行い、該比較処理の結果をもとに前記回転角の初期化を実行する必要があるか否かを判断することを特徴とする請求項３に記載のカプセル誘導システム。
5. 前記制御部は、前記基準方向に対応する前記体内画像の面方向と前記表示部の基準の面方向とを前記回転補正によって一致させて、前記表示部に前記体内画像を表示させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のカプセル誘導システム。

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