JP6169301B1 - 位置検出システム及び位置検出システムの作動方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る位置検出システムの概要を示す模式図である。図1に示すように、本実施の形態1に係る位置検出システム1は、検知体の一例として、被検体20内に導入されて該被検体20内を撮像するカプセル型内視鏡の位置を検出するシステムである。位置検出システム1は、カプセル型内視鏡10と、被検体20が載置されるベッド21と、カプセル型内視鏡10が発生する位置検出用磁界を検出する磁界検出装置30と、カプセル型内視鏡10を誘導するための磁界を発生する誘導用磁界発生装置40と、誘導用磁界発生装置40の動作を制御する誘導用磁界制御装置50と、磁界検出装置30から出力された位置検出用磁界の検出信号に基づいてカプセル型内視鏡10の位置検出等の演算処理を行う演算装置60と、カプセル型内視鏡10から無線送信された信号を、被検体20の体表に貼付された受信アンテナ71を介して受信する受信装置70と、演算装置60から出力された画像やカプセル型内視鏡10の位置情報等を表示する表示装置80と、を備える。
Bin=Bmn−Bcn …(1)
次に、本発明の実施の形態2について説明する。図7は、本発明の実施の形態2に係る位置検出システムの構成を示す図である。本実施の形態2に係る位置検出システム2の構成は、全体として実施の形態1と同様であり(図1〜図3参照)、体外永久磁石41を支持する支持部材の形状が実施の形態1と異なる。
次に、本発明の実施の形態2の変形例について説明する。カプセル型内視鏡10が被検体20(図1参照)内において液体中に浮遊している場合、図7に示すように、カプセル型内視鏡10は通常、体外永久磁石41の鉛直上方において誘導用磁界に拘束され、体外永久磁石41の水平面内における並進運動に追随して移動する。つまり、カプセル型内視鏡10の水平面内における座標(xc,yc)は、体外永久磁石41の水平面内における座標(xm,ym)とほぼ等しくなり、水平面内においては干渉磁界の影響による位置の誤差はほとんど発生しない。従って、この場合、カプセル型内視鏡10の座標(xc,yc)及び体外永久磁石41の座標(xm,ym)を除外して、補正値(干渉磁界の強度)の算出を行うことができる(ステップS14参照)。即ち、この場合、たかだかカプセル型内視鏡10の鉛直方向の位置及び姿勢、並びに体外永久磁石41の鉛直方向の位置に基づいて補正値を算出することができるので、演算負荷を大幅に軽減することが可能となる。
次に、本発明の実施の形態3について説明する。図9は、本発明の実施の形態3に係る位置検出システムの一部の構成を示す模式図である。本実施の形態3に係る位置検出システムの構成は、全体として実施の形態1と同様であり(図1〜図3参照)、体外永久磁石41を支持する支持部材の形状が実施の形態1と異なる。
次に、本発明の実施の形態3の変形例について説明する。上述したように、カプセル型内視鏡10が被検体20(図1参照)内において液体中に浮遊している場合、カプセル型内視鏡10は通常、体外永久磁石41の鉛直上方において誘導用磁界に拘束され、体外永久磁石41の水平面内における並進運動に追随して移動するため、水平面内においては干渉磁界の影響による位置の誤差はほとんど発生しない。従って、上記実施の形態3に対して、さらに、体外永久磁石41(支持部材46)の水平面内における座標(xm,ym)を除外して、補正値(干渉磁界の強度)の算出を行うことができる。つまり、たかだかカプセル型内視鏡10の位置及び姿勢から補正値を算出することが可能となる。
10 カプセル型内視鏡
11 撮像部
12 制御部
13 送信部
14 磁界発生部
15 電源部
16 永久磁石
20 被検体
21 ベッド
30 磁界検出装置
31 コイルユニット
32 信号処理部
33 パネル
40、40A、40B 誘導用磁界発生装置
41 体外永久磁石
42、45、46 支持部材
43 磁石駆動部
50 誘導用磁界制御装置
51 操作入力部
52 制御信号生成部
53 制御信号出力部
60 演算装置
70 受信装置
71 受信アンテナ
80 表示装置
100 筐体
101 筒状筐体
102、103 ドーム状筐体
111 照明部
112 光学系
113 撮像素子
141 磁界発生コイル
142 コンデンサ
321 増幅部
322 A/D変換部(A/D)
323 FFT処理部(FFT)
431 平面位置変更部
432 鉛直位置変更部
433 仰角変更部
434 旋回角変更部
451、461 板材
452、462 フレーム
453、463 支柱
454、464 円環部材
601 補正値算出部
602 磁界補正部
603 位置算出部
604 記憶部
605 画像処理部
606 出力部
607 位置情報記憶部
608 画像データ記憶部
Claims (9)
- 位置検出用の交番磁界を発生する磁界発生部と、永久磁石とが内部に設けられており、被検体内に導入される検知体と、
前記被検体の外部に配設されており、前記交番磁界の強度の検出信号をそれぞれ出力する複数の検出コイルと、
前記検知体を誘導するための誘導磁界を発生する磁界発生源と、前記磁界発生源の位置または姿勢の少なくともいずれかを変化させる駆動機構と、を有し、少なくとも一部が前記交番磁界の作用により干渉磁界を発生する導電体からなる誘導磁界発生装置と、
前記駆動機構の動作を制御する誘導磁界制御装置と、
前記導電体の位置または姿勢の少なくともいずれかを用いて、前記複数の検出コイルがそれぞれ検出した前記交番磁界の強度の測定値を補正するための補正値を算出する補正値算出部と、
前記補正値算出部が算出した前記補正値を用いて、前記測定値を補正する磁界補正部と、
前記磁界補正部が補正した前記測定値に基づいて、前記検知体の位置または姿勢の少なくともいずれかを算出する位置算出部と、
を備え、
前記補正値算出部は、前記位置算出部によって算出された最新の前記検知体の位置または姿勢の少なくともいずれかをさらに用いて、前記補正値を算出する、
ことを特徴とする位置検出システム。 - 前記補正値算出部は、前記駆動機構の制御信号に基づいて、前記導電体の位置または姿勢の少なくともいずれかを取得する、
ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出システム。 - 前記導電体は、前記磁界発生源を互いに直交する2つの軸回りに回転可能に支持すると共に、前記磁界発生源と共に3次元空間において並進可能であり、且つ、一部が前記磁界発生源と比して前記複数の検出コイルの近くに位置する支持部材であり、
前記補正値算出部は、前記最新の前記検知体の位置及び姿勢、並びに前記導電体の位置を用いて前記補正値を算出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出システム。 - 前記補正値算出部は、前記検知体の鉛直方向の位置及び姿勢、並びに前記導電体の鉛直方向の位置を用いて前記補正値を算出する、
ことを特徴とする請求項3に記載の位置検出システム。 - 前記導電体は、前記磁界発生源を互いに直交する2つの軸回りに回転可能及び鉛直方向に移動可能に支持すると共に、前記磁界発生源と共に2次元空間において並進可能であり、且つ、一部が前記磁界発生源と比して前記複数の検出コイルの近くに位置する支持部材であり、
前記補正値算出部は、前記最新の前記検知体の位置及び姿勢、並びに前記導電体の鉛直方向を除く2次元平面の位置を用いて前記補正値を算出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出システム。 - 前記補正値算出部は、前記検知体の位置及び姿勢を用いて前記補正値を算出する、
ことを特徴とする請求項5に記載の位置検出システム。 - 前記支持部材は、前記磁界発生源よりも前記複数の検出コイルの近くに配置された円環部材を含む、
ことを特徴とする請求項3に記載の位置検出システム。 - 前記検知体は、前記被検体内を撮像することにより画像信号を生成する撮像部を備えるカプセル型内視鏡である、
ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出システム。 - 位置検出用の交番磁界を発生する磁界発生部と、永久磁石とが内部に設けられており、被検体内に導入される検知体の位置を検出する位置検出システムの作動方法であって、
前記位置検出システムは、
前記被検体の外部に配設されており、前記交番磁界の強度の検出信号をそれぞれ出力する複数の検出コイルと、
前記検知体を誘導するための誘導磁界を発生する磁界発生源と、前記磁界発生源の位置または姿勢の少なくともいずれかを変化させる駆動機構と、を有し、少なくとも一部が前記交番磁界の作用により干渉磁界を発生する導電体からなる誘導磁界発生装置と、
前記複数の検出コイルがそれぞれ検出した前記交番磁界の強度の測定値を補正するための補正値を算出する補正値算出部と、
前記測定値を補正する磁界補正部と、
前記検知体の位置または姿勢の少なくともいずれかを算出する前記位置算出部と、
を備え、
前記補正値算出部が、前記導電体の位置または姿勢の少なくともいずれかを用いて、前記複数の検出コイルがそれぞれ検出した前記交番磁界の強度の測定値を補正するための補正値を算出する補正値算出ステップと、
前記磁界補正部が、前記補正値算出ステップにおいて算出された前記補正値を用いて、前記測定値を補正する磁界補正ステップと、
前記位置算出部が、前記磁界補正ステップにおいて補正された前記測定値に基づいて、前記検知体の位置または姿勢の少なくともいずれかを算出する位置算出ステップと、
を含み、
前記補正値算出ステップにおいて前記補正値算出部は、前記位置算出ステップにおいて算出された最新の前記検知体の位置または姿勢の少なくともいずれかをさらに用いて、前記補正値を算出する、
ことを特徴とする位置検出システムの作動方法。
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