JP5927360B1 - アンテナシステム、アンテナホルダーおよび受信装置 - Google Patents

アンテナシステム、アンテナホルダーおよび受信装置 Download PDF

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Abstract

被検体の体型に依らず、各受信アンテナをアンテナホルダー上における所定の受信位置に容易に調整することができるアンテナ受信装置、アンテナホルダーおよび受信装置を提供する。被検体内導入装置から送信される情報を受信する複数の受信アンテナ4が着脱自在に接続され、被検体の胴部に巻き付けて装着する帯状のシート部51と、シート部51の長手方向に沿ってシート部51の外表面に設けられ、シート部51の形状を検出する形状検出部52と、形状検出部52が検出したシート部51の形状に基づいて、被検体における胴部の断面形状を推測する推測部651と、推測部651が推測した断面形状に基づいて、シート部51上における複数の受信アンテナ4それぞれの取り付け位置に対応する複数の指標M1を規定する位置規定部652と、位置規定部652が規定した複数の指標M1を示す指標情報を表示する表示部63と、を備える。

Description

本発明は、被検体に導入され、被検体の体腔内を移動して被検体の情報を取得する被検体内導入装置からの情報を受信するアンテナ受信装置、アンテナホルダーおよび受信装置に関する。
従来、内視鏡の分野では、患者等の被検体の消化管内に導入可能な大きさに形成されたカプセル形状の筐体内に撮像機能や無線通信機能等を内蔵したカプセル型内視鏡が知られている。この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等の被検体内部を移動しながら、被検体内部を順次撮像して画像データを生成し、この画像データを順次無線送信する。
このようにしてカプセル型内視鏡が無線送信した画像データは、被検体の外部に設けられた複数の受信アンテナを介して受信装置に受信される。この複数の受信アンテナの各々は、粘着性のあるアンテナホルダーに挿入され、被検体の体表に貼付される。受信アンテナの貼付位置は、被検体の臍や肋骨等の指標によって決まるため、被写体毎に貼付位置を調整しなければならず、医療従事者の手間と負担がかかる。このような貼付作業の負担を軽減するための技術として、布製のアンテナホルダーを被検体に巻き付け、そのアンテナホルダーの外表面上に設けられた複数の指定位置にそれぞれ応じた受信アンテナを取り付ける技術が知られている(特許文献1参照)。
特許第5193402号公報
しかしながら、上述した特許文献1では、被検体の体型に応じて、アンテナホルダーが変形するため、各受信アンテナの体表に対する位置がずれてしまい、複数の受信アンテナそれぞれを適切な位置に取り付けることが難しかった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、被検体の体型によらず、複数の受信アンテナをアンテナホルダーにおける外表面上の所定の位置に容易に取り付けることができるアンテナ受信装置、アンテナホルダーおよび受信装置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、本発明に係るアンテナ受信装置は、被検体に導入されて該被検体の体内情報を取得する被検体内導入装置から送信される情報を受信する複数の受信アンテナが着脱自在に取り付けられ、前記被検体の胴部に巻き付けて装着する帯状のシート部と、前記シート部の外表面に設けられ、該外表面上の位置を示す複数の指標と、前記シート部の長手方向に沿って前記シート部の外表面に設けられ、前記シート部の形状を検出する形状検出部と、前記形状検出部が検出した前記シート部の形状に基づいて、前記胴部の断面形状を推測する推測部と、前記推測部が推測した前記断面形状に基づいて、前記シート部の外表面における前記複数の受信アンテナの取り付け位置にそれぞれ対応する前記複数の指標を規定する位置規定部と、前記位置規定部が規定した前記複数の指標を示す指標情報を表示する表示部と、を備えたことを特徴とする。
また、本発明に係るアンテナ受信装置は、上記発明において、前記形状検出部は、少なくとも前記シート部の幅方向の端部近傍にそれぞれ設けられていることを特徴とする。
また、本発明に係るアンテナ受信装置は、上記発明において、前記複数の指標は、前記シート部における外表面の位置を示す座標であり、前記表示部は、前記指標情報を前記座標によって表示することを特徴とする。
また、本発明に係るアンテナ受信装置は、上記発明において、前記シート部の外表面は、所定の間隔で複数の領域に分割され、各領域を前記指標として他の領域と異なる色が設けられ、前記表示部は、前記指標情報を前記色によって表示することを特徴とする。
また、本発明に係るアンテナ受信装置は、上記発明において、前記複数の指標は、所定の色を発光可能な発光部であり、前記表示部は、前記複数の指標を前記発光部が発光する色によって表示することを特徴とする。
また、本発明に係るアンテナホルダーは、被検体に導入されて該被検体の体内情報を取得する被検体内導入装置から送信される情報を受信する複数の受信アンテナがそれぞれ受信した前記情報に対応する画像を表示可能な受信装置に接続されるアンテナホルダーであって、前記複数の受信アンテナが着脱自在に取り付けられ、前記被検体の胴部に巻き付けて装着する帯状のシート部と、前記シート部の外表面に設けられ、該外表面の位置を示す複数の指標と、前記シート部の長手方向に沿って前記シート部の外表面に設けられ、前記シート部の形状を検出する形状検出部と、を備えたことを特徴とする。
また、本発明に係る受信装置は、被検体に導入され、該被検体の体内情報を取得する被検体内導入装置から送信される情報を受信する複数の受信アンテナがそれぞれ受信した前記情報を表示可能な受信装置であって、前記被検体の胴部に巻き付けて装着する帯状のシート部の長手方向に沿って設けられて形状検出部が検出した前記シート部の形状に基づいて、前記胴部の断面形状を推測する推測部と、前記推測部が推測した前記断面形状に基づいて、前記シート部の外表面における前記複数の受信アンテナの取り付け位置にそれぞれ対応する前記シート部の外表面に設けられて前記シート部の位置を示す複数の指標を規定する位置規定部と、前記位置規定部が規定した前記複数の指標を示す指標情報を表示する表示部と、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、被検体の体型によらず、複数の受信アンテナをアンテナホルダー上における所定の位置に容易に取り付けることができるという効果を奏する。
図1は、本発明の一実施の形態に係るカプセル型内視鏡システムの概略構成を示す模式図である。 図2は、図1のアンテナホルダーの概略構成を示す斜視図である。 図3は、図2の領域Dを拡大した拡大図である。 図4は、図1の受信装置の機能構成を示すブロック図である。 図5Aは、被検体における体表の断面形状の一例を示す図である。 図5Bは、別の被検体における体表の断面形状の一例を示す図である。 図6は、図1の受信装置の表示部が表示する画像の一例を示す図である。 図7は、本発明の一実施の形態の変形例2に係る発光部の構成を模式的に示す図である。
以下、本発明を実施するための形態を図面とともに詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は、各図で例示された形状、大きさおよび位置関係のみに限定されるものではない。また、以下の説明において、被検体の体内に導入されて被検体の体内画像を撮像する被検体内導入装置(以下、「カプセル型内視鏡」という)から無線信号を受信するアンテナ受信装置を含むカプセル型内視鏡システムを例示するが、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。また、同一の構成には同一の符号を付して説明する。
図1は、本発明の一実施の形態に係るカプセル型内視鏡システムの概略構成を示す模式図である。
図1に示すカプセル型内視鏡システム1は、被検体2内の体内画像を撮像するカプセル型内視鏡3と、被検体2内に導入されるカプセル型内視鏡3から送信される情報を受信する複数の受信アンテナ4と、複数の受信アンテナ4が着脱自在に接続され、被検体2の胴部に巻き付けて装着されるアンテナホルダー5と、受信アンテナ4が受信した無線信号に所定の処理を行って記録または表示する受信装置6と、カプセル型内視鏡3によって撮像された被検体2内の画像データに対応する画像を処理および/または表示する画像処理装置7と、を備える。なお、本実施の形態1では、アンテナホルダー5と受信装置6とがアンテナ受信装置として機能する。
カプセル型内視鏡3は、被検体2内を撮像する撮像機能と、被検体2内を撮像して得られた画像データを含む体内情報を受信アンテナ4へ送信する無線通信機能と、を有する。また、カプセル型内視鏡3内には、円形コイルまたは円形ループによるアンテナが配置されている。カプセル型内視鏡3は、被検体2内に飲み込まれることによって被検体2内の食道を通過し、消化管腔の蠕動運動によって体腔内を移動する。カプセル型内視鏡3は、体腔内を移動しながら微小な時間間隔、例えば0.5秒間隔で被検体2の体腔内を逐次撮像し、撮像した被検体2内の画像データを生成して受信アンテナ4へ順次送信する。この場合、カプセル型内視鏡3は、画像データと、受信強度を検出し易くする位置情報(ビーコン)等を含む受信強度検出データとを含む送信信号を生成し、この生成した送信信号を変調することによって得られる無線信号を受信アンテナ4へ無線送信する。
受信アンテナ4は、カプセル型内視鏡3から無線信号を受信し、アンテナケーブルを介して無線信号を受信装置6へ送信する。各受信アンテナ4は、アンテナホルダー5上における所定の位置に着脱自在に接続される。受信アンテナ4は、ループアンテナと、このループアンテナを収容するアンテナパッド等を用いて構成される。また、受信アンテナ4の一方の面には、面ファスナーが設けられている。なお、以下においては、説明を簡略化するため、受信アンテナ4の数を3本として説明するが、受信アンテナ4の数は、3本に限定されるものではない。
アンテナホルダー5は、被検体2の体表に巻き付けて装着される帯状のシート部51と、シート部51の長手方向に沿ってシート部51の外表面51aに設けられ、シート部51の形状を検出する形状検出部52と、を有する。また、シート部51は、シート部51の位置を示す指標M1がシート部51の外表面51aに設けられている。さらに、シート部51は、被検体2の臍に対してアンテナホルダー5を位置決めするための位置決め穴511が形成されている。なお、アンテナホルダー5の詳細な構成は後述する。
受信装置6は、受信アンテナ4を介してカプセル型内視鏡3から送信された無線信号をもとに被検体2内の画像データを記録する。受信装置6は、位置情報および時刻を示す時刻情報等を、受信した画像データに対応付けてメモリに記録する。受信装置6は、カプセル型内視鏡3による撮像が行われている間、例えば被検体2の口から導入され、消化菅内を通過して被検体2内から排出されるまでの間、受信装置ホルダ(図示せず)に収納されて被検体2に携帯される。受信装置6は、カプセル型内視鏡3による検査の終了後、被検体2から取り外され、カプセル型内視鏡3から受信した画像データ等の転送のため、画像処理装置7と接続される。また、受信装置6は、受信アンテナ4を介してカプセル型内視鏡3から受信した画像データに対応する画像または各受信アンテナ4をアンテナホルダー5上に接続する位置を表示する表示部63を備える。
画像処理装置7は、受信装置6を介して取得した被検体2内の画像データに対応する画像を表示する。画像処理装置7は、受信装置6のメモリから画像データを読み取るクレードル7aと、キーボードおよびマウス等の操作入力デバイス7bと、を備える。クレードル7aは、受信装置6が装着された際に受信装置6のメモリから画像データや、この画像データに関連付けされた受信強度情報、時刻情報およびカプセル型内視鏡3の識別情報等の関連情報を取得し、取得した各種情報を画像処理装置7に転送する。操作入力デバイス7bは、ユーザによる入力を受け付ける。ユーザは、操作入力デバイス7bを操作しつつ、画像処理装置7が順次表示する被検体2内の画像を見ながら、被検体2内部の生体部位、たとえば食道、胃、小腸および大腸等を観察し、被検体2を診断する。
次に、図1で示したアンテナホルダー5の構成について説明する。図2は、アンテナホルダー5の概略構成を示す斜視図である。
図2に示すアンテナホルダー5は、被検体2の体表に巻き付けて装着されるシート部51と、シート部51の長手方向に沿ってシート部51の外表面51aに設けられ、シート部51の形状を検出する形状検出部52と、形状検出部52と受信装置6とを接続するためのI/F部53と、を有する。
シート部51は、伸縮部材を用いて構成され、外表面51aに面ファスナーが設けられている。また、シート部51は、長手方向(矢印A)の両端部近傍に面ファスナーが設けられている。これにより、シート部51は、被検体2の体型によらず、被検体2の胴体に巻き付けて装着することができる。
また、シート部51は、外表面51aにシート部51上の位置を示す複数の指標M1が設けられている。具体的には、指標M1は、シート部51の長手方向をX軸、シート部51の短手方向をY軸とする直交座標系における所定の間隔毎にシート部51の外表面51aに設けられる。図3は、図2の領域Dを拡大した拡大図である。図3に示すように、シート部51は、指標M1それぞれが所定の間隔毎に設けられている。指標M1には、シート部51の位置を示す情報、例えばX座標がA、Y座標が1という文字が印字されている。
形状検出部52は、シート部51の長手方向(矢印A)に沿ってシート部51の外表面51aに設けられる。具体的には、形状検出部52は、シート部51を被検体2に巻き付ける際の巻き付け方向の外表面51aに設けられる。また、形状検出部52は、少なくともシート部51の幅方向(短手方向)の端部近傍にそれぞれ設けられる。具体的には、形状検出部52は、シート部51の幅方向の端部と指標M1との間に設けられる。また、形状検出部52は、光ファイバーおよび発光素子等を用いた3次元形状検出センサのシェイプセンサを用いて構成される。ここで、シェイプセンサとは、ラミネート加工された線状特殊ファイバーループ内に光を通し、その光の曲がりに応じて、増加、減衰することを利用して対象物の曲がりを検出するセンサである。形状検出部52は、I/F部53を介して受信装置6に電気的に接続される。なお、以下においては、形状検出部52の数を2本として説明するが、形状検出部52の数は、2本に限定されるものではない。さらに、シート部51の外表面51aにおける形状検出部52の配置位置は、適宜変更することができる。さらにまた、形状検出部52は、シート部51の外表面51aだけでなく、内表面またはシート部51内に内蔵させてもよい。なお、形状検出部52は、シェイプセンサに換えて、光学センサ、磁気センサ、ジャイロセンサおよび加速度センサを適宜組み合わせて用いてもよい。
次に、図1で説明した受信装置6の機能構成について説明する。図4は、受信装置6の機能構成を示すブロック図である。
図4に示すように、受信装置6は、受信部61と、信号処理部62と、表示部63と、記録部64と、制御部65と、を備える。
受信部61は、受信アンテナ4を介して受信された無線信号に対して、例えば復調や増幅等の処理を行って信号処理部62へ出力する。
信号処理部62は、受信部61から入力された無線信号の中から画像データを抽出し、この抽出した画像データに対して所定の処理、例えば各種の画像処理やA/D変換処理等を行って制御部65へ出力する。ここで、画像処理としては、画像データの増幅処理やノイズ低減処理等である。
表示部63は、制御部65の制御のもと、信号処理部62から入力された画像データに対応する画像を表示する。また、表示部63は、制御部65の制御のもと、シート部51の外表面51aにおける複数の受信アンテナ4の取り付け位置にそれぞれ対応する複数の指標を示す指標情報を表示する。表示部63は、有機EL(Electro Luminescence)や液晶等の表示パネルを用いて構成される。
記録部64は、カプセル型内視鏡3が撮像した画像データ、この画像データに対応付けされた各種情報、例えばカプセル型内視鏡3の位置情報および無線信号を受信した受信アンテナ4を識別する識別情報を記録する。また、記録部64は、受信装置6が実行する各種プログラムや処理中のデータを記録する。記録部64は、FlashメモリやRAM(Random Access Memory)およびメモリカード等の記録媒体を用いて構成される。
制御部65は、受信装置6を構成する各部の動作を統括的に制御する。制御部65は、CPU(Central Processing Unit)を用いて構成される。制御部65は、推測部651と、位置規定部652と、表示制御部653と、を有する。
推測部651は、形状検出部52が検出したシート部51の形状に基づいて、被検体2における胴部の断面形状を推測する。例えば、推測部651は、記録部64に記録された人体の骨格あるいは体型を示す複数のモデルパターンを参照して、形状検出部52が検出したシート部51の形状に応じた被検体2における胴体の断面形状を推測する。
位置規定部652は、推測部651が推測した被検体2における胴体の断面形状に基づいて、各受信アンテナの被検体2への最適な取り付け位置を決定し、この取り付け位置に対応したシート部51の外表面51aにおける複数の受信アンテナ4それぞれの取り付け位置に対応する複数の指標M1を規定する。
表示制御部653は、位置規定部652が規定したシート部51上における複数の受信アンテナ4それぞれの取り付け位置に対応する指標を示す指標情報を表示部63に表示させる。具体的には、表示制御部653は、シート部51の外表面51aにおける指標M1の位置を特定する情報を指標情報として表示する。
このように構成されたアンテナホルダー5および受信装置6を用いて、複数の受信アンテナ4それぞれをシート部51上に接続する際の手順について説明する。
まず、アンテナホルダー5を被検体2の胴部に巻き付けて装着する。続いて、形状検出部52は、シート部51の形状を検出する。具体的には、図5Aまたは図5Bに示すように、形状検出部52は、被検体2aまたは被検体2bの胴部の断面形状に応じたアンテナホルダー5の装着形状の変化を検出する。なお、図5Aおよび図5Bでは、形状検出部52に対応する太線L1および太線曲線L2がシート部51の形状を示し、点線が被検体2aおよび被検体2bの胴部を示す。その後、形状検出部52は、I/F部53を介してシート部51の形状を受信装置6へ出力する。
続いて、推測部651は、形状検出部52から入力されたシート部51の形状に基づいて、被検体2における胴部の断面形状を推測する。その後、位置規定部652は、推測部651が推測した被検体2における胴部の断面形状に基づいて、シート部51上における複数の受信アンテナ4それぞれの取り付け位置に対応する指標を規定する。続いて、表示制御部653は、位置規定部652が規定したシート部51上における複数の受信アンテナ4それぞれの取り付け位置に対応する指標情報を表示部63に表示させる。具体的には、図6に示すように、表示制御部653は、複数の受信アンテナ4それぞれの取り付け位置が規定された指標を示す指標情報をシート部51の指標M1によって表示部63に表示させる。その後、操作者は、表示部63が表示する表示に従って、各受信アンテナ4を指定された位置の指標M1に接続する。
以上説明した本発明の一実施の形態によれば、表示部63が表示する表示に従って、各受信アンテナ4を指定されたアンテナホルダー5におけるシート部51の外表面51aの位置に貼り付けるので、被検体2の体型によらず、各受信アンテナ4をアンテナホルダー5上における所定の受信位置に容易に取り付けることができる。
(変形例1)
本発明の一実施の形態に係る変形例1では、シート部51上における指標としての座標に換えて、シート部51の外表面51aを所定の間隔で複数の領域に分割し、各領域を識別可能な態様の色を設けて指標にしてもよい。例えば、シート部51の外表面51aを所定の領域毎に分割し、各領域を他の領域と異なる色で染色してもよい。この場合、表示制御部653は、位置規定部652が規定したシート部51上における複数の受信アンテナ4それぞれの取り付け位置に対応する指標情報を色によって表示部63に表示させる。
(変形例2)
また、本発明の一実施の形態に係る変形例2では、シート部51の外表面51aにおける座標に換えて、所定の色を発光可能な発光部を所定の間隔毎に設けてもよい。図7は、本発明の一実施の形態に係る変形例2の発光部の構成を模式的に示す図である。
図7に示すように、発光部M8は、シート部51上の所定の間隔毎に設けられる。発光部M8は、予め設定された複数の色から特定の色を発光する。具体的には、発光部M8は、赤、緑および青の3色のLED(Light Emitting Diode)81,82,83を個別に発光可能に1つのパッケージ化したものが用いられる。さらに、発光部M8は、3色のLEDの発光タイミングを変えることにより、赤、緑および青に加え、黄色、マゼンダ、シアンおよび白の7色を発光する。また、各発光部M8は、受信装置6に接続される。
この場合、表示制御部653は、位置規定部652が規定したシート部51の外表面51aにおける複数の受信アンテナ4それぞれの取り付け位置に対応する発光部M8を所定の色で発光させるとともに、位置規定部652が規定したシート部51の外表面51aにおける複数の受信アンテナ4それぞれの取り付け位置に対応する指標を示す指標情報として発光部M8の色と各受信アンテナ4とを対応させて表示部63に表示させる。これにより、ユーザは、各受信アンテナ4の取り付け位置を直感的に把握することができる。なお、表示部63が表示する発光部M8の色に変えて、各受信アンテナ4に予め色を割り当てておいてもよい。これにより、受信装置6の表示部63を視認できなくとも、各受信アンテナ4を容易に取り付けることができる。
なお、上述した実施の形態では、推測部および位置規定部が受信装置に設けられていたが、例えば推測部および位置規定部をアンテナホルダーのシート部上に設けてもよい。
1 カプセル型内視鏡システム
2,2a,2b 被検体
3 カプセル型内視鏡
4 受信アンテナ
5 アンテナホルダー
6 受信装置
7 画像処理装置
M8 発光部
51 シート部
52 形状検出部
53 I/F部
61 受信部
62 信号処理部
63 表示部
64 記録部
65 制御部
511 位置決め穴
M1 指標

Claims (9)

  1. 被検体に導入される被検体内導入装置から送信される情報を受信する受信アンテナが着脱自在に取り付けられ、前記被検体の胴部に巻き付けて装着する帯状のシート部と、
    前記シート部の長手方向に沿って前記シート部に設けられ、前記シート部の形状を検出する形状検出部と、
    前記形状検出部が検出した前記シート部の形状に基づいて、前記シート部の外表面における前記受信アンテナの取り付け位置を特定する位置規定部と、
    前記位置規定部が特定した前記取り付け位置を表示する表示部と、
    を備えたことを特徴とするアンテナシステム。
  2. 前記シート部の外表面に設けられ、該外表面上の位置を示す指標をさらに備え、
    前記位置規定部は、前記取り付け位置に対応する前記指標を特定し、
    前記表示部は、前記指標を識別するための指標情報を表示することを特徴とする請求項1に記載のアンテナシステム。
  3. 前記形状検出部が検出した前記シート部の形状に基づいて、前記胴部の断面形状を推測する推測部をさらに備え、
    前記位置規定部は、前記推測部が推測した前記断面形状に基づいて、前記シート部の外表面における前記受信アンテナの取り付け位置を特定することを特徴とする請求項1に記載のアンテナシステム。
  4. 前記形状検出部は、少なくとも前記シート部の短手方向の端部近傍にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項1に記載のアンテナシステム。
  5. 前記指標は、前記シート部における外表面の位置を示す座標であり、
    前記表示部は、前記指標情報として前記座標を表示することを特徴とする請求項2に記載のアンテナシステム。
  6. 前記シート部の外表面は、所定の間隔で複数の領域に分割され、各領域を前記指標として他の領域と異なる色が設けられ、
    前記表示部は、前記指標情報として前記領域を示す色を表示することを特徴とする請求項2に記載のアンテナシステム。
  7. 前記指標は、所定の色を発光可能な発光部であり、
    前記表示部は、前記指標情報として前記発光部が発光する色を表示することを特徴とする請求項2に記載のアンテナシステム。
  8. 被検体に導入される被検体内導入装置から送信される情報を受信する受信装置に接続されるアンテナホルダーであって、
    受信アンテナが着脱自在に取り付けられ、前記被検体の胴部に巻き付けて装着する帯状のシート部と、
    前記シート部の長手方向に沿って前記シート部に設けられ、前記シート部の形状を検出する形状検出部と、
    を備えたことを特徴とするアンテナホルダー。
  9. 被検体に導入される被検体内導入装置から送信される情報を受信する受信装置であって、
    前記被検体の胴部に巻き付けて装着する帯状のシート部の長手方向に沿って設けられ形状検出部が検出した前記シート部の形状に基づいて、前記シート部の外表面における受信アンテナの取り付け位置を特定する位置規定部と、
    前記位置規定部が特定した前記取り付け位置を表示する表示部と、
    を備えたことを特徴とする受信装置。
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