JP6095872B1 - カプセル型医療装置誘導システム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施の形態1に係るカプセル型医療装置誘導システムの概要を示す模式図である。図1に示すように、実施の形態1に係るカプセル型医療装置誘導システム1は、カプセル型医療装置の一例としてのカプセル型内視鏡10と、被検体が載置されるベッド21の近傍に設けられ、カプセル型内視鏡10の位置検出用の磁界を検出する磁界検出装置20と、ベッド21の近傍に設けられ、カプセル型内視鏡10の誘導用の磁界を発生する磁界発生部としての誘導用磁界発生装置30と、磁界検出装置20が検出した位置検出用磁界に基づいてカプセル型内視鏡10の位置又は姿勢を検出すると共に、該位置又は姿勢の検出結果に基づいてカプセル型内視鏡10の誘導用磁界を制御する制御装置40とを備える。
本発明の実施の形態1の変形例1−1について説明する。上記実施の形態1においては、操作入力部43への操作が終了した際に(ステップS15:Yes)、そのときの制御状態と、操作の開始前又は開始時における制御状態との乖離が大きい場合にのみ、操作の開始前又は開始時における制御状態に基づく制御を行うこととしても良い。
本発明の実施の形態1の変形例1−2について説明する。上記実施の形態1においては、ステップS11において操作信号の入力がない場合に(ステップS11:No)、制御部47は、誘導用磁界発生装置30に対する現在の制御状態を表す制御情報を取得することとしたが(ステップS12)、カプセル型内視鏡10が安定的な静止状態にあることを確認した上で制御情報を取得することとしても良い。詳細には、制御部47は、演算部45から出力されたカプセル型内視鏡10の位置情報に基づき、カプセル型内視鏡10の位置及び姿勢の単位時間あたりの変化が閾値以下であるか否かを判定し、この変化が閾値以下である場合にカプセル型内視鏡10は安定的な静止状態であると判定し、制御情報の取得を行う。
本発明の実施の形態1の変形例1−3について説明する。上記実施の形態1においては、カプセル型内視鏡10が安定的な静止状態にあるときの制御情報として、操作信号の入力がないときの制御情報(ステップS12)の代わりに、キャリブレーションにより予め取得した情報を用いても良い。
本発明の実施の形態1の変形例1−4について説明する。上記変形例1−2のステップS12においては、カプセル型内視鏡10が安定的な静止状態にあることを確認した上で制御情報を取得することとしたが、安定的な静止状態にあるか否かの判定を、上記変形例1−3において取得したキャリブレーション条件に基づいて行っても良い。詳細には、キャリブレーション条件として取得したカプセル型内視鏡10と体外永久磁石31との間の距離に対し、実際のカプセル型内視鏡10と体外永久磁石31との間の距離が所定の範囲内(例えば±数%の誤差の範囲内)である場合に、カプセル型内視鏡10が安定的な静止状態にあると判定する。
本発明の実施の形態1の変形例1−5について説明する。図10は、本変形例における制御装置40の動作を示すフローチャートである。このうち、ステップS10〜S15は、実施の形態1と同様である。
上記実施の形態1においては、制御情報として、カプセル型内視鏡10が安定的な静止状態にあるときにカプセル型内視鏡10に作用する磁気引力、または、この磁気引力を生じさせるカプセル型内視鏡10と体外永久磁石31との間の距離を取得したが、制御情報の種類はこれに限定されない。
上記誘導用磁界発生装置30においては、体外永久磁石31の代わりに電磁石を用いても良い。この場合、電磁石に供給する電流又は電圧を制御することにより誘導用磁界の強さを調節して、カプセル型内視鏡10に作用する磁気引力Fmを変化させることができる。また、図6のステップS12においては、操作入力部43に対する操作の開始前又は開始時に電磁石に供給していた電流又は電圧の大きさを制御情報として取得すれば良い。
上記実施の形態1及び変形例1−1〜1−7においては、カプセル型内視鏡10の比重を液体Wの比重よりも小さくし、カプセル型内視鏡10に作用する浮力と重力と鉛直下向きの磁気引力とのバランスによってカプセル型内視鏡10を誘導する場合の制御を説明した。しかしながら、カプセル型内視鏡10の比重を液体Wの比重よりも大きくする場合にも、同様の制御を行うことができる。この場合、体外永久磁石31(図3参照)を被検体が載置されるベッド21の上方に設置し、カプセル型内視鏡10に作用する浮力と重力と鉛直上向きの磁気引力とによってカプセル型内視鏡10を誘導する。また、この場合には、カプセル型内視鏡10を鉛直上向きに移動させる操作が入力され、カプセル型内視鏡10が被検体内の上側の内壁に接触した際に、当該操作の開始前又は開始時における制御情報に基づいて、当該操作の終了後における誘導用磁界発生装置30に対する制御を行う。
次に、本発明の実施の形態2について説明する。
本実施の形態2に係るカプセル型医療装置誘導システムの構成及び動作は、全体として実施の形態1と同様であり(図1、図6参照)、本実施の形態2においては、カプセル型内視鏡10を水平方向に移動させる場合における制御方法を説明する。なお、以下においては、カプセル型内視鏡10をX方向に移動させる場合を説明するが、Y方向についても同様の制御が行われる。
上記実施の形態2においても、実施の形態1の変形例1−1と同様に、操作入力部43に対する操作の開始前又は開始時における制御状態と、操作の終了時における制御状態との乖離が大きい場合にのみ、操作の開始前又は開始時における制御状態を表す制御情報に基づく制御を実行することとしても良い。
図13A〜Cは、本発明の実施の形態2の変形例2−2における制御方法を説明するための模式図である。上記実施の形態2においては、カプセル型内視鏡10をX方向に移動させる場合の制御について説明したが、カプセル型内視鏡10の姿勢を変化させる場合、即ち、カプセル型内視鏡10を傾斜させたり旋回させたりする場合にも同様の制御を行うことができる。
上記実施の形態2においても、実施の形態1の変形例1−2と同様に、カプセル型内視鏡10が安定的な静止状態にあることを確認した上で制御情報を取得することとしても良い。また、上記実施の形態2においても、実施の形態1の変形例1−5と同様に、操作入力部43に対する操作に従ってカプセル型内視鏡10が動いた場合にのみ、制御情報を更新することとしても良い。
上記実施の形態2においても、実施の形態1の変形例1−7と同様に、体外永久磁石31の代わりに電磁石を用いても良い。この場合、1つの電磁石を並行移動、傾斜、又は回転させることにより、拘束軸PCを並行移動、傾斜、又は旋回させることができる。
次に、本発明の実施の形態3について説明する。
本実施の形態3に係るカプセル型医療装置誘導システムの構成及び動作は、全体として実施の形態1と同様であり(図1、図6参照)、本実施の形態3においては、カプセル型内視鏡10を水平方向に移動させる場合における制御方法を説明する。なお、以下においては、カプセル型内視鏡10をX方向に移動させる場合を説明するが、Y方向についても同様の制御が行われる。
上記実施の形態3においても、実施の形態1の変形例1−2と同様に、カプセル型内視鏡10が安定的な静止状態にあることを確認した上で制御情報を取得することとしても良い。また、上記実施の形態3においても、実施の形態1の変形例1−5と同様に、操作入力部43に対する操作に従ってカプセル型内視鏡10が動いた場合にのみ、制御情報を更新することとしても良い。
上記実施の形態3においても、実施の形態1の変形例1−7と同様に、体外永久磁石31の代わりに電磁石を用いても良い。拘束軸PCを並行移動、傾斜、又は旋回させる際には、1つの電磁石を並行移動、傾斜、又は回転させても良いし、複数の電磁石が発生する磁界を制御することにより合成磁界を変化させても良い。
10 カプセル型内視鏡
11 機能部
12 永久磁石
13 磁界発生部
14 電源部
20 磁界検出装置
21 ベッド
22 パネル
23 検出コイル
30 誘導用磁界発生装置
31 体外永久磁石
32 磁石駆動部
40 制御装置
41 受信部
42 表示部
43 操作入力部
44 信号処理部
45 演算部
46 記憶部
47 制御部
100 筐体
101 筒状筐体
102、103 ドーム状筐体
111 撮像部
112 制御部
113 無線通信部
114 照明部
115 光学系
116 撮像素子
131 磁界発生コイル
132 コンデンサ
321 平面位置変更部
322 鉛直位置変更部
323 仰角変更部
324 旋回角変更部
441 増幅部
442 A/D変換部
443 FFT処理部
451 位置及び姿勢検出部
471 誘導用磁界制御部
Claims (15)
- 内部に永久磁石が設けられ、被検体内に導入されるカプセル型医療装置と、
前記被検体の外部に設けられており、前記カプセル型医療装置に印加する磁界を発生する磁界発生部と、
前記カプセル型医療装置の位置又は姿勢の少なくとも一方を変更させる操作情報を入力する操作入力部と、
前記操作情報に基づいて前記磁界発生部を制御することにより、前記磁界を変化させて前記カプセル型医療装置の位置又は姿勢の少なくとも一方を変化させると共に、前記操作入力部に対して行われた操作の開始前又は開始時に前記カプセル型医療装置に作用する力が釣り合った状態における前記磁界発生部に対する制御情報を取得し、前記操作の終了後、前記制御情報を用いて前記磁界発生部を制御する誘導用磁界制御部と、
を備えることを特徴とするカプセル型医療装置誘導システム。 - 前記カプセル型医療装置の位置を検出する検出部をさらに備え、
前記誘導用磁界制御部は、前記カプセル型医療装置の位置に基づいて、前記カプセル型医療装置に作用する力が釣り合うように前記磁界発生部を制御する、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誘導システム。 - 前記誘導用磁界制御部は、前記操作の終了時における前記カプセル型医療装置の状態を基準として、前記操作の開始前又は開始時における前記制御情報によって表される制御状態を再現する制御を行う、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誘導システム。
- 前記制御情報は、前記磁界発生部が発生する磁界により前記永久磁石に作用する磁気引力の強さを含む、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誘導システム。
- 前記カプセル型医療装置の位置を検出する検出部をさらに備え、
前記制御情報は、前記カプセル型医療装置の位置に基づいて算出される前記磁界発生部と前記カプセル型医療装置との間の距離を含む、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誘導システム。 - 前記カプセル型医療装置の位置を検出する検出部をさらに備え、
前記制御情報は、前記磁界発生部が形成する磁界において前記カプセル型医療装置が拘束される特定の軸の位置と前記カプセル型医療装置の位置との間の相対的な関係を含む、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誘導システム。 - 前記カプセル型医療装置の姿勢を検出する検出部をさらに備え、
前記制御情報は、前記磁界発生部が形成する磁界において前記カプセル型医療装置が拘束される特定の軸の向きと前記カプセル型医療装置の姿勢との間の相対的な関係を含む、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誘導システム。 - 前記誘導用磁界制御部は、前記操作の終了時における前記磁界発生部に対する制御情報を取得し、前記操作の開始前又は開始時における前記制御情報と前記操作の終了時における前記制御情報との差が閾値を超える場合にのみ、前記操作の開始前又は開始時における前記制御情報を用いて、前記操作の終了後における前記磁界発生部を制御する、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誘導システム。
- 前記カプセル型医療装置の位置又は姿勢のうちの少なくとも一方を検出する検出部をさらに備え、
前記誘導用磁界制御部は、前記位置又は姿勢のうちの少なくとも一方の単位時間当たりの変動が閾値以下である場合に、前記制御情報を取得する、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誘導システム。 - 前記カプセル型医療装置の位置又は姿勢のうちの少なくとも一方を検出する検出部をさらに備え、
前記誘導用磁界制御部は、
前記操作の終了時に、前記検出部による検出結果に基づき、前記操作に応じた前記カプセル型医療装置の誘導がなされたか否かを判定し、
前記操作に応じた前記カプセル型医療装置の誘導がなされた場合、前記制御情報を、前記操作の終了時における前記磁界発生部に対する制御情報に更新する、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誘導システム。 - 前記磁界発生部は、電力供給を受けて磁界を発生する電磁石によって形成され、
前記誘導用磁界制御部は、前記電磁石に供給する電力を調節することにより、前記永久磁石に作用する磁界を変化させる、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誘導システム。 - 前記磁界発生部は、電力供給を受けて磁界を発生する電磁石によって形成され、
前記誘導用磁界制御部は、前記電磁石の位置又は姿勢の少なくとも一方を変化させることにより、前記永久磁石に作用する磁界を変化させる、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誘導システム。 - 前記磁界発生部は、各々が電力供給を受けて磁界を発生する複数の電磁石によって形成され、
前記誘導用磁界制御部は、前記複数の電磁石の各々に供給する電力を調節することにより、前記複数の電磁石がそれぞれ発生する磁界を変化させる、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誘導システム。 - 前記誘導用磁界制御部は、前記カプセル型医療装置を前記被検体の鉛直方向の上側又は下側の内壁に接触させた状態から鉛直方向に沿って、前記カプセル型医療装置が前記内壁から離れるように誘導する制御を行い、前記カプセル型医療装置が前記内壁に接触した状態から接触しない状態に移行した際の前記磁界発生部に対する制御情報を、前記操作の開始前又は開始時における前記制御情報として取得する、ことを特徴とする請求項4に記載のカプセル型医療装置誘導システム。
- 前記誘導用磁界制御部は、
前記カプセル型医療装置を前記被検体の鉛直方向の上側又は下側の内壁に接触させた状態から鉛直方向に沿って、前記カプセル型医療装置が前記内壁から離れるように誘導する制御を行い、前記カプセル型医療装置が前記内壁に接触した状態から接触しない状態に移行した際の前記磁界発生部に対する第2の制御情報を取得し、
前記磁界発生部に対する制御情報のうち、前記第2の制御情報に対する差分が所定の範囲内であるときの制御情報を、前記操作の開始前又は開始時における制御情報として取得する、ことを特徴とする請求項4に記載のカプセル型医療装置誘導システム。
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