JP6463171B2

JP6463171B2 - アンテナ装置および位置検出装置

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Publication number: JP6463171B2
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Publication date: 2019-01-30
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Description

本発明は、被検体に導入されたカプセル型医療装置による無線信号を受信する受信アンテナを備えたアンテナ装置、および、該アンテナ装置の受信アンテナの位置を検出する位置検出装置に関する。

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を移動しながら、被検体内部を順次撮像して画像信号を生成し、この画像信号を順次無線送信する。カプセル型内視鏡が無線送信した画像信号は、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。被検体を観察するカプセル型内視鏡システムにおいては、各受信アンテナによる無線信号の受信強度をもとに、カプセル型内視鏡の位置を推定し、カプセル型内視鏡の推定位置を画像信号に対応付けて各画像信号を保持している。

カプセル型内視鏡の位置推定を高精度に行うためには、各受信アンテナを被検体表面の規定された位置にそれぞれ正確に装着する必要がある。そのための構成として、複数の受信アンテナの各々を被検体の体表に個別に貼付する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。しかし、この構成では、被検体の臍や肋骨等の指標に応じて被写体ごとに受信アンテナの装着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に、複数の受信アンテナを固定配置したベルトを被検体の胴部に巻き付ける構成や、複数の受信アンテナを固定配置したシートを被検体の胴部に装着する構成が提案されている（例えば、特許文献２および特許文献３参照）。この構成によれば、受信アンテナの位置がベルトあるいはシートに対して固定されるため、各受信アンテナの位置が正確に規定できる。

特開２００８−２００１９１号公報特開２００６−２７１９８７号公報特許第５１９３４０２号公報

しかしながら、特許文献２および特許文献３に記載の構成では、複数の受信アンテナの位置が固定されており、被検体の体格に応じた受信アンテナの位置を調整することができず、被検体からの無線信号を受信することが難しくなる可能性があるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてされたものであって、被検体の体格に応じて受信アンテナの配置位置を柔軟に調整することができ、カプセル型医療装置の位置推定のために必要となる各受信アンテナの位置情報を正確に取得できるアンテナ装置および位置検出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、本発明にかかるアンテナ装置は、被検体に導入されて該被検体の体内情報を取得するカプセル型医療装置から送信される無線信号を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナと電気的に接続するケーブルと、前記ケーブルを収容するとともに前記ケーブルが引き出される引き出し口が設けられ、前記引き出し口から前記被検体の体表に沿って引き出される前記ケーブルの長さが変更可能であり、前記収容部の所定の基準軸に対して前記引き出し口から前記ケーブルが引き出される方向が前記受信アンテナごとに設定されている収容部と、前記収容部から引き出されたケーブルの長さを検知する第１のセンサと、を備えたアンテナユニットを少なくとも３つ有することを特徴とする。

また、本発明にかかるアンテナ装置は、前記収容部は、回転することによって、前記ケーブルの巻き取り、および、送り出しが可能である回転機構をさらに有し、前記第１のセンサは、前記回転機構の回転方向の変位を検知することを特徴とする。

また、本発明にかかるアンテナ装置は、前記収容部を回転可能に支持する支持部材をさらに備え、前記収容部は、前記支持材を基準として該収容部自体が回転可能であり、前記ケーブルは、前記収容部の回転にしたがって引き出される方向が変化し、前記アンテナユニットは、前記収容部の回転方向の変位を検知する第２のセンサをさらに備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかるアンテナ装置は、前記少なくとも３つのアンテナユニットがそれぞれ有する前記収容部は、各アンテナユニットの前記ケーブルの引き出し方向と直交する方向に積層されていることを特徴とする。

また、本発明にかかるアンテナ装置は、前記少なくとも３つのアンテナユニットがそれぞれ有する前記収容部は、同一平面上に配置されることを特徴とする。

また、本発明にかかる位置検出装置は、被検体に導入されて該被検体の体内情報を取得するカプセル型医療装置から送信される無線信号を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナと電気的に接続するケーブルと、前記ケーブルを収容するとともに前記ケーブルが引き出される引き出し口が設けられ、前記引き出し口から前記被検体の体表に沿って引き出される前記ケーブルの長さが変更可能であり、前記収容部の所定の基準軸に対して前記引き出し口から前記ケーブルが引き出される方向が前記受信アンテナごとに設定されている収容部と、前記収容部から引き出されたケーブルの長さを検知する第１のセンサと、を備えたアンテナユニットを少なくとも３つ有するアンテナ装置と、前記アンテナ装置において、各アンテナユニットにおける前記第１のセンサによって検知された前記収容部から引き出された前記ケーブルの長さ、各アンテナユニットにおける前記収容部から引き出される前記ケーブルの前記基準軸に対する方向、および、各アンテナユニットのそれぞれの前記引き出し口の前記基準軸に対する位置関係をもとに、各受信アンテナの位置を検出する位置検出部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる位置検出装置は、予め求められた、各アンテナユニットにおける前記収容部の前記基準軸に対する前記引き出し口から前記ケーブルが引き出される方向を示す引き出し方向情報、および、各アンテナユニットのそれぞれの前記引き出し口の前記基準軸に対する位置関係を示す引き出し口位置情報を記憶する記憶部をさらに備え、前記位置検出部は、前記記憶部に記憶された前記引き出し方向情報および前記引き出し口位置情報と、各アンテナユニットにおける前記第１のセンサによってそれぞれ検知された前記収容部から引き出された前記ケーブルの長さとをもとに各受信アンテナの位置を検出することを特徴とする。

また、本発明にかかる位置検出装置は、前記収容部は、回転することによって、前記ケーブルの巻き取り、および、送り出しが可能である回転機構をさらに有し、前記第１のセンサは、前記回転機構の回転方向の変位を検知し、前記位置検出部は、前記アンテナ装置において、各アンテナユニットにおける前記第１のセンサによって検知された前記回転機構の回転方向の変位をもとに、各受信アンテナの位置を検出することを特徴とする。

また、本発明にかかる位置検出装置は、前記アンテナユニットは、前記収容部を回転可能に支持する支持部材と、前記収容部の回転方向の変位を検知する第２のセンサと、をさらに備え、前記位置検出部は、各アンテナユニットにおける前記第２のセンサによってそれぞれ検知された前記収容部の回転による回転方向の変位をもとに、前記収容部の回転後における前記収容部から引き出される前記ケーブルの前記基準軸に対する方向と、前記収容部の回転後における各アンテナユニットのそれぞれの前記引き出し口の前記基準軸に対する位置関係とを求め、該求めた前記ケーブルの前記基準軸に対する方向および前記引き出し口の前記基準軸に対する位置関係と、各アンテナユニットにおける前記第１のセンサによってそれぞれ検知された前記収容部から引き出された前記ケーブルの長さと、をもとに各受信アンテナの位置を検出することを特徴とする。

本発明にかかるアンテナ装置によれば、被検体に導入されて該被検体の体内情報を取得するカプセル型医療装置から送信される無線信号を受信する受信アンテナと、受信アンテナと電気的に接続するケーブルと、ケーブルを収容するとともにケーブルが引き出される引き出し口が設けられた収容部であって、収容部から引き出されるケーブルの長さが変更可能である収容部と、を有するアンテナユニットを少なくとも３つ備えるため、被検体の体格に応じて受信アンテナの配置位置を柔軟に調整することができるとともに、アンテナユニットは、収容部から引き出されたケーブルの長さを検知する第１のセンサをさらに備え、収容部の所定の基準軸に対して引き出し口からケーブルが引き出される方向がアンテナユニットごとに設定されているため、カプセル型医療装置の位置推定のために必要となる各受信アンテナの位置情報を正確に取得することができる。さらに、本発明にかかるアンテナ装置によれば、１つ１つの受信アンテナの位置を変えることができるため、重点的に観察したい部位に受信アンテナを増やすといったことや、食道と大腸を観察対象としたときに受信アンテナ１つを食道の近くに配置するといった、状況に応じたフレキシブルな受信アンテナの配置が可能になる。

また、本発明にかかる位置検出装置によれば、アンテナ装置の各アンテナユニットにおける第１のセンサによってそれぞれ検知された収容部から引き出されたケーブルの長さ、各アンテナユニットにおける収容部から引き出されるケーブルの基準軸に対する方向、および、各アンテナユニットのそれぞれの引き出し口の基準軸に対する位置関係をもとに、各受信アンテナの位置を検出する位置検出部を備えるため、被検体の体格に応じて受信アンテナの配置位置を柔軟に調整することができ、カプセル型医療装置の位置推定のために必要となる各受信アンテナの位置情報を正確に取得できる。

図１は、本発明の実施の形態１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に示すアンテナユニットの要部の側面図である。図３は、図１に示すホルダー内部に保持される各収容部の側面図である。図４は、図１に示すアンテナ装置の要部の平面図である。図５Ａは、実施の形態１における引き出し口の他の例を説明する図である。図５Ｂは、実施の形態１における引き出し口の他の例を説明する図である。図６は、実施の形態１におけるアンテナ装置の要部の他の例の平面図である。図７は、実施の形態１におけるアンテナ装置の要部の他の例の平面図である。図８は、実施の形態１におけるアンテナ装置の要部の他の例の平面図である。図９は、実施の形態２にかかるアンテナユニットの要部の側面図である。

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カプセル型内視鏡装置から無線信号を受信するアンテナ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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１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１００は、被検体２に導入されて該被検体２の体内画像を取得して無線送信するカプセル型内視鏡装置１（カプセル型医療装置）と、カプセル型内視鏡装置１から送信される無線信号を受信するアンテナ装置３と、アンテナ装置３が着脱自在に接続され、アンテナ装置３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４と、カプセル型内視鏡装置１によって撮像された被検体２の体内画像に対して所定の処理を施し表示する画像処理装置５と、を備える。

カプセル型内視鏡装置１は、被検体２内を撮像する撮像機能と、被検体２の体内を撮像して得られた画像信号を含む無線信号を受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃへ送信する無線機能と、を有する。カプセル型内視鏡装置１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被検体２の体腔内を移動する。カプセル型内視鏡装置１は、被検体２の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（例えば２ｆｐｓ）で被検体２の体腔内を逐次撮像し、撮像した被検体２内の画像信号を生成してアンテナ装置３へ順次送信する。

アンテナ装置３は、面ファスナー等で脱着可能であるバンド３０と、バンド３０の所定位置に取り付けられたホルダー３１と、カプセル型内視鏡装置１から無線送信される無線信号を受信する受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃをそれぞれ有するアンテナユニット３Ａ〜３Ｃと、を備える。

バンド３０は、被検体２の基準位置（例えば、臍や腰骨等）に合わせて被検体２の体表に巻き付けた後に面ファスナー等で固定される。ホルダー３１は、後述する各アンテナユニット３Ａ〜３Ｃの各収容部を保持する。

アンテナユニット３Ａ〜３Ｃは、それぞれ同構成を成し、被検体２の任意の位置に貼り付け可能であるアンテナパッド３２Ａ〜３２Ｃ、アンテナパッド３２Ａ〜３２Ｃにそれぞれ固定された受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃ、受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃとそれぞれ電気的に先端が接続するケーブル３４Ａ〜３４Ｃ、ケーブル３４Ａ〜３４Ｃをそれぞれ収容するとともに各ケーブル３４Ａ〜３４Ｃが引き出される引き出し口３５Ａ〜３５Ｃが設けられた後述する収容部３６Ａ〜３６Ｃ（図２参照）をそれぞれ有する。ケーブル３４Ａ〜３４Ｃは、引き出し口３５Ａ〜３５Ｃから被検体２の体表に沿ってそれぞれ引き出され、引き出し口３５Ａ〜３５Ｃから引き出されるケーブル３４Ａ〜３４Ｃの長さはそれぞれ変更可能である。アンテナ装置３の要部の詳細な構成は、図２〜図４を参照して後述する。

受信装置４は、アンテナ装置３とケーブル４１で接続しており、各受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃを介してカプセル型内視鏡装置１から送信された無線信号に含まれる被検体２内の画像信号を記録または被検体２内の画像信号に対応する画像を表示する。受信装置４は、メモリ４２ａを有し、各受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃの位置を検出する位置検出部４２と、画像信号に対応する画像を表示する受信表示部４３と、受信装置４を操作するための指示情報の入力を受け付ける操作部４４と、を備える。また、受信装置４は、各受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃを介して、カプセル型内視鏡装置１から送信された無線信号を受信し、この受信した無線信号の受信強度（受信電界強度）を受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃごとに算出して記録するとともに、位置検出部４２によって検出された受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃの位置と、各受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃにおける無線信号の受信強度とをもとに被検体２内におけるカプセル型内視鏡装置１の位置を推定する。受信装置４は、カプセル型内視鏡装置１から受信した無線信号に含まれる画像信号と、各受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃが受信した無線信号の受信強度と、カプセル型内視鏡装置１が生成した画像信号の時刻情報と、を対応付けて記録する。実施の形態１では、受信装置４が複数の受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃの各々の位置を検出する位置検出装置として機能する。

画像処理装置５は、受信装置４を介して取得した被検体２内の画像信号に対応する画像を表示する。画像処理装置５は、画像信号に対応する画像を表示する表示部５１と、受信装置４から画像信号等を読み取るクレードル５２と、マウス５４ａやキーボード５４ｂ等の操作入力部５４と、を備える。クレードル５２は、受信装置４が装着された際に、受信装置４から画像信号、この画像信号に関連付けられた受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃの各受信強度、カプセル型内視鏡装置１が生成した画像信号の時間情報およびカプセル型内視鏡装置１の識別情報等を取得し、取得した各種情報を画像処理装置５へ転送する。操作入力部５４は、ユーザによる入力を受け付ける。ユーザは、操作入力部５４を操作しつつ、画像処理装置５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、例えば食道、胃、小腸および大腸等を観察し、被検体２を診断する。なお、カプセル型内視鏡装置１の位置の推定は、受信装置４ではなく画像処理装置５で行ってもよい。また、画像処理装置５に位置検出部４２を設け、受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃの各位置の検出を画像処理装置５で行ってもよい。

次に、図１で示したアンテナ装置３の構成について説明する。アンテナユニット３Ａ〜３Ｃは、いずれも同構造であるため、アンテナユニット３Ａ〜３Ｃのうちアンテナユニット３Ａを例に説明する。

図２は、図１に示すアンテナユニット３Ａの要部の側面図である。図２に示すように、アンテナユニット３Ａは、収容部３６Ａ内部に、ケーブル３４Ａと、回転コネクタ３７Ａ（回転機構）と、歯車３８Ａと、第１のセンサ３９Ａと、を有する。

収容部３６Ａは、円盤状の土台３６１Ａ上に、片側が開口した略中空円柱形であって側面にケーブル３４Ａの先端が引き出される引き出し口３５Ａが設けられた筐体３６２Ａが取り付けられた構成を有する。この引き出し口３５Ａは、硬質材料で形成されており、この引き出し口３５Ａから引き出されるケーブル３４Ａの引き出し方向を後述する一定の方向にガイドする。なお、引き出されたケーブル３４Ａは、収容部３６Ａ内に設けられたストッパ（不図示）で留められる。

回転コネクタ３７Ａは、ケーブル３４Ａの基端に接続し、巻き取り方向に回転することによってケーブル３４Ａを巻尺のように巻き取り、送り出し方向に回転することによって巻き取ったケーブル３４Ａの送り出しが可能である。回転コネクタ３７Ａの中心は、収容部３６Ａの中心と一致するように土台３６１Ａ上に配置される。

歯車３８Ａは、中心が回転コネクタ３７Ａの中心と一致するように回転コネクタ３７Ａと接続し、回転コネクタ３７Ａの回転に同期して回転する。歯車３８Ａは、たとえば、金属製である。

第１のセンサ３９Ａは、歯車３８Ａの外周側に設けられた回転センサであり、歯車３８Ａの回転方向の変位を検知して、歯車３８Ａと同期して回転する回転コネクタ３７Ａの回転方向の変位を検知する。第１のセンサ３９Ａは、磁気センサ、静電容量センサ等の近接センサによって構成される。第１のセンサ３９Ａが磁気センサである場合には、コイルと歯車３８Ａの歯の部分との距離に応じてコイルを通過する磁束が変化するため、第１のセンサ３９Ａは、磁束の変化回数をカウントする。歯車３８Ａの歯の間隔は予め求められており、歯車３８Ａは回転コネクタ３７Ａの回転と同期して回転するため、第１のセンサ３９Ａのカウント数に対して、回転コネクタ３７Ａの回転方向の変位の値も対応付けられる。回転コネクタ３７Ａの回転方向の変位の値で、収容部３６Ａから引き出されるケーブル３４Ａの長さも決まる。言い換えると、第１のセンサ３９Ａのカウント数には、収容部３６Ａから引き出されるケーブル３４Ａの長さが対応付け可能であるため、第１のセンサ３９Ａは、収容部３６Ａから引き出されたケーブル３４Ａの長さを検知すると言える。第１のセンサ３９Ａは、カウント数そのものを受信装置４の位置検出部４２に出力してもよく、カウント数をケーブル３４Ａの長さに変換して受信装置４の位置検出部４２に出力してもよい。なお、第１のセンサ３９Ａは、光電センサであってもよく、この場合には、歯車３８Ａの上方から歯車３８Ａの外周のいずれかにスポット光を照射し、歯車３８Ａの下方に設けられた光電センサにおける受光回数、すなわち光電センサ上を通過した歯車３８Ａの歯の数をカウントすればよい。

図３は、ホルダー３１内部に保持される各収容部３６Ａ〜３６Ｃの側面図である。図３に示すように、各収容部３６Ａ〜３６Ｃは、各収容部３６Ａ〜３６Ｃの中心が一致するように、各アンテナユニットのケーブル３４Ａ〜３４Ｃの引き出し方向と直交する方向に積層されている。

図４は、図１に示すアンテナ装置３の要部の平面図である。ケーブル３４Ａ〜３４Ｃは、被検体２の体表に沿ってホルダー３１内の各収容部３６Ａ〜３６Ｃ（不図示）からそれぞれ引き出される。ホルダー３１は、ホルダー３１の中心Ｐｔと各収容部３６Ａ〜３６Ｃの中心とが一致するように、各収容部３６Ａ〜３６Ｃを各アンテナユニット３Ａ〜３Ｃのケーブル３４Ａ〜３４Ｃの引き出し方向と直交する方向に積層して保持する。ホルダー３１および各収容部３６Ａ〜３６Ｃには、ホルダー３１の中心Ｐｔおよび各収容部３６Ａ〜３６Ｃの中心を通る所定の基準軸Ｌａが設定されている。本実施の形態１におけるアンテナ装置３では、各ケーブル３４Ａ〜３４Ｃは、所定の基準軸Ｌａを持つ収容部３６Ａ〜３６Ｃから被検体２の体表に沿って引き出され、収容部３６Ａ〜３６Ｃの所定の基準軸Ｌａに対して引き出し口３５Ａ〜３５Ｃからケーブル３４Ａ〜３４Ｃが引き出される方向が受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃごとに設定されている。

図４の例では、アンテナユニット３Ａについては、所定の基準軸Ｌａに対して引き出し口３５Ａからケーブル３４Ａが引き出される方向は、中心Ｐｔと引き出し口３５Ａの中央とを結ぶ直線に沿って、中心Ｐｔから引き出し口３５Ａに向かう方向に設定されている。したがって、ケーブル３４Ａの引き出し方向に対応する引き出し口３５Ａおよび中心Ｐｔを結ぶ直線と、基準軸Ｌａとが成す角は規定されることとなり、図４の例では角度θ_１となる。アンテナユニット３Ｂについては、所定の基準軸Ｌａに対して引き出し口３５Ｂからケーブル３４Ｂが引き出される方向は、中心Ｐｔと引き出し口３５Ｂの中央とを結ぶ直線に沿って、中心Ｐｔから引き出し口３５Ｂに向かう方向に設定されている。したがって、ケーブル３４Ｂの引き出し方向に対応する引き出し口３５Ｂおよび基準軸Ｌａ上の中心Ｐｔを結ぶ直線と、基準軸Ｌａとが成す角も規定されることとなり、図４の例では角度θ_２となる。アンテナユニット３Ｃについては、所定の基準軸Ｌａに対して引き出し口３５Ｃからケーブル３４Ｃが引き出される方向は、中心Ｐｔと引き出し口３５Ｃの中央とを結ぶ直線に沿って、中心Ｐｔから引き出し口３５Ｃに向かう方向に設定されている。したがって、ケーブル３４Ｃの引き出し方向に対応する引き出し口３５Ｃおよび基準軸Ｌａ上の中心Ｐｔを結ぶ直線と、基準軸Ｌａとが成す角も規定されることとなり、図４の例では角度θ_３となる。このように、各ケーブル３４Ａ〜３４Ｃの引き出し方向と基準軸Ｌａとが成す各角度θ_１〜θ_３は、ケーブル３４Ａ〜３４Ｃが引き出される個所を各引き出し口３５Ａ〜３５Ｃによって限定し、収容部３６Ａ〜３６Ｃに所定の基準軸Ｌａを設けることによって規定することができる。

なお、図１および図４では、ケーブル３４Ａ〜３４Ｃが、基準軸Ｌａに対して所定の方向に直線的に引き出されているように図示するが、実際には人体には丸みがあるので、収容部３６Ａ〜３６Ｃから引き出されるケーブル３４Ａ〜３４Ｃの基準軸Ｌａに対する方向は、基準軸Ｌａがある平面に投影されたケーブル３４Ａ〜３４Ｃの各投影線の基準軸Ｌａに対する方向と言える。或いは、受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃの中心と引き出し口３５Ａ〜３５Ｃとをそれぞれ結ぶ曲線が平面に投影された各直線が、基準軸Ｌａと成す方向であると言える。

受信装置４における位置検出部４２は、各アンテナユニット３Ａ〜３Ｃにおける第１のセンサによってそれぞれ検知された収容部３６Ａ〜３６Ｃから引き出されたケーブル３４Ａ〜３４Ｃの長さ、各アンテナユニット３Ａ〜３Ｃにおける収容部３６Ａ〜３６Ｃから引き出されるケーブル３４Ａ〜３４Ｃの基準軸Ｌａに対する方向、および、各アンテナユニット３Ａ〜３Ｃのそれぞれの引き出し口３５Ａ〜３５Ｃの基準軸Ｌａに対する位置関係をもとに、各受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃの位置を演算して検出する。

上述した各角度θ_１〜θ_３は、各アンテナユニット３Ａ〜３Ｃにおける収容部３６Ａ〜３６Ｃから引き出されるケーブル３４Ａ〜３４Ｃの基準軸Ｌａに対する方向を示す引き出し方向情報として予め求められ、位置検出部４２のメモリ４２ａに保持される。そして、各アンテナユニット３Ａ〜３Ｃのそれぞれの引き出し口３５Ａ〜３５Ｃの基準軸Ｌａ上の中心Ｐｔに対する位置関係も、引き出し口位置情報として予め求められ、位置検出部４２のメモリ４２ａに保持される。位置検出部４２は、メモリ４２ａに保持された角度θ_１〜θ_３、引き出し口３５Ａ〜３５Ｃの基準軸Ｌａ上の中心Ｐｔに対する位置関係、および、各アンテナユニット３Ａ〜３Ｃの第１のセンサから出力された収容部３６Ａ〜３６Ｃから引き出されたケーブル３４Ａ〜３４Ｃの各長さに対する検知結果を基に、各受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃの位置を演算する。位置検出部４２は、ホルダー３１の中心Ｐｔを極座標の原点として、各アンテナユニット３Ａ〜３Ｃの第１のセンサによって検知されたケーブル３４Ａ〜３４Ｃの引き出し長さをもとにホルダー３１の中心Ｐｔを原点として伸ばされたケーブル３４Ａ〜３４Ｃの各長さを求め、該求めたケーブル３４Ａ〜３４Ｃの各長さを各動径とし、各角度θ_１〜θ_３をそれぞれの偏角として、各受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃの局座標を演算する。各受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃの位置を局座標で算出できれば、直交座標に変換することもできる。

以上説明した本実施の形態１によれば、各ケーブル３４Ａ〜３４Ｃの収容部３６Ａ〜３６Ｃから引き出せる長さは変更可能であるため、被検体２の体格に応じて受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃの配置位置を柔軟に調整することが可能である。言い換えると、本実施の形態１によれば、受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃの取り付け位置を柔軟に変更することができるため、様々な被検体２に適切に対応することが可能である。また、本実施の形態１によれば、１つ１つの受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃの位置を変えることができるため、重点的に観察したい部位に受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃを増やすといったことや、食道と大腸を観察対象としたときに受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃの１つを食道の近くに配置するといったように、状況に応じたフレキシブルな受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃの配置が可能になる。さらに、本実施の形態１によれば、アンテナユニット３Ａ〜３Ｃにおける第１のセンサによってそれぞれ検知された収容部３６Ａ〜３６Ｃから引き出されたケーブル３４Ａ〜３４Ｃの長さ、各アンテナユニット３Ａ〜３Ｃにおける収容部３６Ａ〜３６Ｃから引き出されるケーブル３４Ａ〜３４Ｃの基準軸Ｌａに対する方向、および、各アンテナユニット３Ａ〜３Ｃのそれぞれの引き出し口３５Ａ〜３５Ｃの基準軸Ｌａに対する位置関係をもとに、各受信アンテナの位置を演算するため、被検体２に配置された受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃの正確な位置情報を取得することができ、カプセル型医療装置に対する高精度な位置推定を実現できる。

なお、位置検出部４２による各受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃの位置検出処理は、受信装置４の電源が入れられた場合（検査直前など）に実行し、検出した各受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃの位置情報は、患者ＩＤ情報や時間情報等の識別情報と対応付けて、受信装置４或いは画像処理装置５に保持させる。これによって、カプセル型内視鏡装置１が生成した画像信号に、各受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃの位置情報を対応付けることができる。

また、歯車３８Ａに代えて、一定の切込みを入れた円盤状の金属板を回転コネクタ３７Ａと同期して回転できるようにし、第１のセンサ３９Ａが金属板の切込みをカウントする構成であっても、回転コネクタ３７Ａの回転方向の変位を検知可能である。

また、図５Ａおよび図５Ｂは、本実施の形態１における引き出し口の他の例を説明する図である。本実施の形態１では、引き出し口を、図５Ａおよび図５Ｂに示す引き出し口１３５Ａのように、図５Ａに示す縮んだ状態から、図５Ｂの矢印で示すケーブル３４Ａの引き出し方向に沿って延伸することができる構成にしてもよい。

また、図６は、本実施の形態１におけるアンテナ装置の要部の他の例の平面図である。図６に示すように、被検体２の基準位置（例えば、臍や腰骨等）に合わせてホルダー２３１を位置決めできるように、ホルダー２３１の表面に中心Ｐｔを通る十字状のマーク２３０を設けてもよい。この場合は、図１に示すバンド３０を削除してもよい。マーク２３０のうち、基準軸Ｌａを通るライン先端の一方に矢を設け、ホルダー２３１の上下が分かるようにすれば、位置決めも円滑に実行できる。

また、図７は、本実施の形態１におけるアンテナ装置の要部の他の例の平面図である。実施の形態１では、図７に示すように、各ケーブル３４Ａ〜３４Ｃの引き出し口３５Ａ〜３５Ｃからの引き出し方向が、ホルダー３３１の外周の接線Ｌ１〜Ｌ３に対して一定の角度θ_１´〜θ_３´で設定される構成を採用することが可能である。中心Ｐｔはホルダー３３１に対して不動であるため、各接線Ｌ１〜Ｌ３の基準軸Ｌａに対する方向を予め求めて位置検出部４２のメモリ４２ａに保持しておき、位置検出部４２は、メモリ４２ａ内に保持した各情報を用いて、ホルダー３３１の中心Ｐｔに応じた座標変換を各部位の位置に対して行ってから、各受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃの位置検出を行えば足りる。

図８は、本実施の形態１におけるアンテナ装置の要部の他の例の平面図である。図８に示すように、ホルダー４３１内の各収容部３６Ａ〜３６Ｃを、同一平面上に配置して、全体の厚さを薄くしてもよい。この場合も、中心Ｐｓはホルダー４３１に対して不動であるため、位置検出部４２は、各収容部３６Ａ〜３６Ｃの中心Ｐａ〜Ｐｃとホルダー４３１の中心Ｐｓとの位置関係を求めておき、ホルダー４３１の中心Ｐｓに応じた座標変換を各部位の位置に対して行ってから、各受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃの位置検出を行えば足りる。

（実施の形態２）
図９は、実施の形態２にかかるアンテナユニットの要部の側面図である。図９では、３つのアンテナユニットのうち１つのアンテナユニット５３Ａを例に示す。

図９に示すアンテナユニット５３Ａは、土台３６１Ａに設けられたケーブル３４Ａ巻き取用の回転コネクタ３７Ａ、歯車３８Ａおよび第１のセンサ３９Ａを内部に収容する収容部５３６１Ａを備える。アンテナユニット５３Ａは、収容部５３６１Ａを回転可能に支持する円盤状の所定の支持土台５３６２Ａをさらに備え、収容部５３６１Ａ自体が支持土台５３６２Ａを基準として回転可能である。したがって、収容部５３６１Ａの回転にしたがって引き出し口３５Ａも回転することに伴い、ケーブル３４Ａが引き出される方向も変化する。アンテナユニット５３Ａは、収容部５３６１Ａの回転に同期して回転する支持土台５３６２Ａ上に設けられた歯車５３８Ａと、収容部５３６１Ａの回転による収容部５３６１Ａの周方向の変位を検知する第２のセンサ５３９Ａとを、さらに備える。

歯車５３８Ａは、例えば金属製であり、歯車５３８Ａの歯の間隔は予め求められている。第２のセンサ５３９Ａは、歯車５３８Ａの外周側に設けられた回転センサであり、歯車５３８Ａの周方向の変位を検知して、歯車５３８Ａと同期して回転する収容部５３６１Ａの回転方向の変位を検知する。第２のセンサ５３９Ａは、第１のセンサ３９Ａと同様に、磁気センサ、静電容量センサ、光電センサ等の近接センサによって構成される。第２のセンサ５３９Ａが磁気センサである場合には、磁束の変化回数をカウントし、カウント数そのものを受信装置４の位置検出部４２に出力してもよく、カウント数を収容部５３６１Ａの周方向の変位に変換して受信装置４の位置検出部４２に出力してもよい。第２のセンサ５３９Ａは、収容部５３６１Ａが、時計回り、または、反時計まわりのいずれでも回転可能である場合には、収容部５３６１Ａの回転方向についても検知できる構成であることが望ましい。

位置検出部４２は、各アンテナユニットにおける第２のセンサによってそれぞれ検知された収容部の回転による回転方向の変位をもとに、収容部の回転後における収容部から引き出されるケーブル３４Ａ〜３４Ｃの基準軸Ｌａに対する方向と、収容部の回転後における各アンテナユニットのそれぞれの引き出し口３５Ａ〜３５Ｃの基準軸Ｌａに対する位置関係とを求める。位置検出部４２は、該求めたケーブル３４Ａ〜３４Ｃの基準軸Ｌａに対する方向および引き出し口３５Ａ〜３５Ｃの基準軸Ｌａに対する位置関係と、各アンテナユニットにおける第２のセンサによってそれぞれ検知された収容部から引き出されたケーブル３４Ａ〜３４Ｃの長さと、をもとに各受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃの位置を演算して検出する。

この実施の形態２のように、各収容部自体を回転して、ケーブル３４Ａ〜３４Ｃが引き出される方向を調整できるようにすることによって、受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃの取り付け位置をさらに柔軟に変更することができる。また、実施の形態２では、位置検出部４２は、回転後の収容部の周方向の変位をもとに、収容部の回転後における収容部から引き出されるケーブル３４Ａ〜３４Ｃの基準軸Ｌａに対する方向と、収容部の回転後における各アンテナユニットのそれぞれの引き出し口３５Ａ〜３５Ｃの基準軸Ｌａに対する位置関係とを求めた上で各受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃの位置を演算するため、被検体２に配置された受信アンテナ３３Ａ〜３３Ｃの正確な位置を取得することも可能である。

なお、実施の形態１，２では、３つのアンテナユニットを有するアンテナ装置について説明したが、アンテナユニットの数は３つに限定されることなく、３つ以上あればよい。

また、本実施の形態１，２にかかる位置検出部４２、並びに、他の構成部で実行される各処理に対する実行プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよく、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。

１カプセル型内視鏡装置
２被検体
３アンテナ装置
３Ａ〜３Ｃ，５３Ａアンテナユニット
４受信装置
５画像処理装置
３０バンド
３１，２３１，３３１，４３１ホルダー
３２Ａ〜３２Ｃアンテナパッド
３３Ａ〜３３Ｃ受信アンテナ
３４Ａ〜３４Ｃ，４１ケーブル
３５Ａ〜３５Ｃ，１３５Ａ引き出し口
３６Ａ〜３６Ｃ，５３６１Ａ収容部
３７Ａ回転コネクタ
３８Ａ，５３８Ａ歯車
３９Ａ第１のセンサ
４２位置検出部
４３受信表示部
４４操作部
５１表示部
５２クレードル
５４操作入力部
５４ａマウス
５４ｂキーボード
２３０マーク
３６１Ａ土台
３６２Ａ筐体
５３９Ａ第２のセンサ
５３６２Ａ支持土台

Claims

被検体に導入されて該被検体の体内情報を取得するカプセル型医療装置から送信される無線信号を受信する受信アンテナと、
前記受信アンテナと電気的に接続するケーブルと、
前記ケーブルを収容するとともに前記ケーブルが引き出される引き出し口が設けられた収容部であって、前記引き出し口から前記被検体の体表に沿って引き出される前記ケーブルの長さが変更可能であり、当該収容部の所定の基準軸に対して前記引き出し口から前記ケーブルが引き出される方向が前記受信アンテナごとに設定されている収容部と、
前記収容部から引き出されたケーブルの長さを検知する第１のセンサと、
を備えたアンテナユニットを少なくとも３つ有することを特徴とするアンテナ装置。
前記収容部は、回転することによって、前記ケーブルの巻き取り、および、送り出しが可能である回転機構をさらに有し、
前記第１のセンサは、前記回転機構の回転方向の変位を検知することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
前記収容部を回転可能に支持する支持部材をさらに備え、
前記収容部は、前記支持部材を基準として該収容部自体が回転可能であり、
前記ケーブルは、前記収容部の回転にしたがって引き出される方向が変化し、
前記アンテナユニットは、
前記収容部の回転方向の変位を検知する第２のセンサをさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナ装置。
前記少なくとも３つのアンテナユニットがそれぞれ有する前記収容部は、各アンテナユニットの前記ケーブルの引き出し方向と直交する方向に積層されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のアンテナ装置。
前記少なくとも３つのアンテナユニットがそれぞれ有する前記収容部は、同一平面上に配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のアンテナ装置。
被検体に導入されて該被検体の体内情報を取得するカプセル型医療装置から送信される無線信号を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナと電気的に接続するケーブルと、前記ケーブルを収容するとともに前記ケーブルが引き出される引き出し口が設けられた収容部であって、前記引き出し口から前記被検体の体表に沿って引き出される前記ケーブルの長さが変更可能であり、当該収容部の所定の基準軸に対して前記引き出し口から前記ケーブルが引き出される方向が前記受信アンテナごとに設定されている収容部と、前記収容部から引き出されたケーブルの長さを検知する第１のセンサと、を備えたアンテナユニットを少なくとも３つ有するアンテナ装置と、
前記アンテナ装置において、各アンテナユニットにおける前記第１のセンサによって検知された前記収容部から引き出された前記ケーブルの長さ、各アンテナユニットにおける前記収容部から引き出される前記ケーブルの前記基準軸に対する方向、および、各アンテナユニットのそれぞれの前記引き出し口の前記基準軸に対する位置関係をもとに、各受信アンテナの位置を検出する位置検出部と、
を備えたことを特徴とする位置検出装置。
予め求められた、各アンテナユニットにおける前記収容部の前記基準軸に対する前記引き出し口から前記ケーブルが引き出される方向を示す引き出し方向情報、および、各アンテナユニットのそれぞれの前記引き出し口の前記基準軸に対する位置関係を示す引き出し口位置情報を記憶する記憶部をさらに備え、
前記位置検出部は、前記記憶部に記憶された前記引き出し方向情報および前記引き出し口位置情報と、各アンテナユニットにおける前記第１のセンサによってそれぞれ検知された前記収容部から引き出された前記ケーブルの長さとをもとに各受信アンテナの位置を検出することを特徴とする請求項６に記載の位置検出装置。
前記収容部は、回転することによって、前記ケーブルの巻き取り、および、送り出しが可能である回転機構をさらに有し、
前記第１のセンサは、前記回転機構の回転方向の変位を検知し、
前記位置検出部は、前記アンテナ装置において、各アンテナユニットにおける前記第１のセンサによって検知された前記回転機構の回転方向の変位をもとに、各受信アンテナの位置を検出することを特徴とする請求項６または７に記載の位置検出装置。
前記アンテナユニットは、
前記収容部を回転可能に支持する支持部材と、
前記収容部の回転方向の変位を検知する第２のセンサと、
をさらに備え、
前記位置検出部は、各アンテナユニットにおける前記第２のセンサによってそれぞれ検知された前記収容部の回転による回転方向の変位をもとに、前記収容部の回転後における前記収容部から引き出される前記ケーブルの前記基準軸に対する方向と、前記収容部の回転後における各アンテナユニットのそれぞれの前記引き出し口の前記基準軸に対する位置関係とを求め、該求めた前記ケーブルの前記基準軸に対する方向および前記引き出し口の前記基準軸に対する位置関係と、各アンテナユニットにおける前記第１のセンサによってそれぞれ検知された前記収容部から引き出された前記ケーブルの長さと、をもとに各受信アンテナの位置を検出することを特徴とする請求項６〜８のいずれか一つに記載の位置検出装置。