JPWO2010058756A1 - 位置検出システムおよび位置検出システムの作動方法 - Google Patents

Abstract

カプセル型医療装置１０は、入力された誘導信号または検出空間Ｋ内に形成された駆動磁界に応じて共振周波数の共振磁界を発生するＬＣ共振回路１１１と、ＬＣ共振回路１１１と他の配線との間を導通／遮断する第１スイッチＳＷ１（図２）と、を備える。外部装置２００は、駆動信号に応じて検出空間Ｋ内に駆動磁界を形成する駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂと、駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂを電気的に切り離す第２スイッチＳＷ２と、を備える。第２スイッチＳＷ２は、第１スイッチＳＷ１がオフ状態の場合にオンし、第１スイッチＳＷ１がオン状態の場合にオフする。ＬＣ共振回路１１１は、誘導信号または駆動磁界に応じて共振磁界を発生する。

Description

本発明は、位置検出システムおよび位置検出方法に関し、特に磁界を用いて被検体内に導入されたカプセル型の被検体内導入装置の位置を検出する位置検出システムおよび位置検出方法に関する。

近年、撮像素子を備えたカプセル型の被検体内導入装置（以下、カプセル内視鏡という）が開発されている。カプセル内視鏡は、例えば経口により被検体内に導入されて被検体内を撮像し、得られた画像（以下、被検体内画像という）を被検体外に配置された体外機へ無線により送信する。操作者は、体外機で受信した被検体内画像を目視により確認することで、被検体の症状等を診断することができる。

このようなカプセル内視鏡は、通常、自身で被検体内を移動することができず、被検体の消化器官などの蠕動運動によって被検体内を移動する。このため、例えばファイバスコープなどのような操作者が観察部位をある程度自由に選択できる内視鏡と比べると、観察能力に劣る場合が存在した。

このような欠点を解決する技術としては、例えば以下に示す特許文献１が存在する。本特許文献１によれば、永久磁石などの磁界発生手段を備えたカプセル内視鏡に被検体外部から磁界（以下、これをガイダンス磁界という）を与えることで、被検体外からカプセル内視鏡の姿勢や動きを積極的に制御することが可能になる。

ただし、上記特許文献１のように、被検体外部から与えた磁界によって被検体内のカプセル内視鏡の姿勢や動きを制御するためには、被検体内におけるカプセル内視鏡の位置や向きなどを正確に知る必要がある。以下、カプセル内視鏡の位置や向き（姿勢）を検出することを、単に位置検出という。

そこで特許文献１では、コイル（Ｌ）とコンデンサ（Ｃ）とよりなる共振回路（以下、これをＬＣ共振回路という）をカプセル内視鏡内に設け、このＬＣ共振回路が外部から与えられた磁界（以下、これを駆動磁界という）によって発生する誘導磁界を検出することで、カプセル内視鏡の位置や向きを検出する。以下、このようにＬＣ共振回路に外部から駆動磁界を与えて発生させた誘導磁界から位置や向きなどの情報を導出する方式をパッシブ方式という。

また、特許文献１には、カプセル内視鏡に実装したＬＣ共振回路にこれの共振周波数の信号を入力し、これによって発生させた励起磁界を検出することで、カプセル内視鏡の位置および向きを検出する構成も記載されている。以下、このようにＬＣ共振回路に共振周波数の信号を与えて発生させた励起磁界から位置や向きなどの情報を導出する方式をアクティブ方式という。

特開２００５−２４５９６３号公報

ところで、パッシブ方式のメリットには、カプセル内視鏡の省電力化などが存在する。一方、パッシブ方式のデメリットには、外部装置を含む装置規模の大型化および複雑化や、検出精度が低下し易いことなどが存在する。

これに対し、アクティブ方式のメリットには、外部装置を含む装置規模の小型化および簡略化や、高精度の位置検出が可能であることなどが存在し、デメリットには、カプセル内視鏡の消費電力の増加や、これに起因するカプセル内視鏡内の設計自由度の低下などが存在する。

通常、カプセル内視鏡を用いた医療システムでは、上記のようなメリットおよびデメリットを考慮して、アクティブ方式とパッシブ方式との何れの方式を採用するかが選択される。しかしながら、最近では、検査中の状況に応じて両者のメリットを使い分けたいという要望が生じてきている。例えば高精度の位置検出が要求される状況ではアクティブ方式を採用し、カプセル内視鏡の消費電力を抑えたい状況ではパッシブ方式を採用するなどの使い分けである。

なお、上述した特許文献１には、ＬＣ共振回路にスイッチを設け、このスイッチをオン／オフ制御することで、カプセル内視鏡内の回路とＬＣ共振回路とを接続／切断する構成が記載されているが、本特許文献１には、接続／切断する構成を用いてパッシブ方式とアクティブ方式とを使い分ける具体的な構成が開示されておらず、その実現には至っていない。

そこで本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、アクティブ方式とパッシブ方式とを切り替えて被検体内導入装置の位置を検出することが可能な位置検出システムおよび位置検出方法を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明による位置検出システムは、検出空間内に被検体に導入された状態で配置される被検体内導入装置と、前記被検体外に配置される外部装置と、を備えた位置検出システムであって、前記被検体内導入装置が、共振周波数の誘導信号を出力する発振回路と、前記発振回路から出力された前記誘導信号または前記検出空間内に形成された前記共振周波数の駆動磁界に応じて該共振周波数の共振磁界を発生し、前記発振回路と接地線との間に接続された共振回路と、前記共振回路と前記発振回路または前記接地線との間を導通／遮断する第１スイッチと、を有し、前記外部装置が、前記共振周波数の駆動信号を出力する駆動コイル駆動部と、前記駆動信号に応じて前記検出空間内に前記駆動磁界を形成する駆動コイルと、前記駆動コイル駆動部と前記駆動コイルとの間を導通／遮断する第２スイッチと、前記共振磁界を検出する磁界センサと、前記磁界センサで検出された前記共振磁界の情報を用いて前記被検体内導入装置の位置情報を導出する位置導出部と、を有し、前記第２スイッチが、前記第１スイッチがオフ状態の場合、前記駆動コイル駆動部と前記駆動コイルとの間を導通し、前記第１スイッチがオン状態の場合、前記駆動コイル駆動部と前記駆動コイルとの間を遮断し、前記共振回路が、前記誘導信号または前記駆動磁界に応じて前記共振磁界を発生することを特徴とする。

上記した本発明による位置検出システムは、前記外部装置が、前記磁界センサで検出された検出信号の信号強度を検出する信号強度検出部と、前記信号強度検出部において検出された前記信号強度に基づいて前記第２スイッチのオン／オフを制御する第２スイッチ制御部と、を有することを特徴とする。

上記した本発明による位置検出システムは、前記被検体内導入装置が、当該被検体内導入装置内部に電力を供給する内部電源と、前記内部電源から出力される電源電圧の電圧レベルに応じて前記第１スイッチを制御する第１スイッチ制御部と、を有することを特徴とする。

上記した本発明による位置検出システムは、前記外部装置が、前記検出空間内に切替磁界を形成する切替コイルと、前記切替コイルに前記切替磁界を発生させる信号を入力する切替コイル駆動部と、を有し、前記第１スイッチが、前記切替磁界に応じてオン／オフする磁気リードスイッチであることを特徴とする。

上記した本発明による位置検出システムは、前記外部装置が、前記第１スイッチのオン／オフを制御する制御信号を前記被検体内導入装置へ送信する制御信号送信部を有し、前記被検体内導入装置が、前記制御信号を受信する制御信号受信部と、前記制御信号に基づいて前記第１スイッチのオン／オフを制御する第１スイッチ制御部と、を有することを特徴とする。

上記した本発明による位置検出システムは、前記制御信号送信部が、前記検出空間内に制御磁界を形成する制御コイルと、前記制御コイルに前記制御磁界を発生させる信号を入力する制御コイル駆動部と、を含み、前記制御信号受信部が、前記制御磁界に応じてオン／オフする磁気リードスイッチと、前記磁気リードスイッチから出力された信号に基づいて前記第１スイッチのオン／オフを制御する第１スイッチ制御部と、を有することを特徴とする。

上記した本発明による位置検出システムは、前記制御コイル駆動部が、所定パターンの前記制御磁界を発生させる信号を前記制御コイルに入力することを特徴とする。

上記した本発明による位置検出システムは、前記被検体内導入装置が、磁界を発生する磁界発生部を有し、前記外部装置が、前記検出空間内に前記磁界発生部と作用するガイダンス磁界を形成するガイダンスコイルと、前記ガイダンスコイルに前記ガイダンス磁界を発生させる信号を入力するガイダンスコイル駆動部と、を有することを特徴とする。

上記した本発明による位置検出システムは、前記被検体内導入装置が、磁界を発生する磁界発生部を有し、前記外部装置が、前記検出空間内に前記磁界発生部と作用するガイダンス磁界を形成するガイダンスコイルと、前記ガイダンスコイルに前記ガイダンス磁界を発生させる信号を入力するガイダンスコイル駆動部と、を有し、前記切替コイルに、前記ガイダンスコイルまたは前記駆動コイルが用いられることを特徴とする。

上記した本発明による位置検出システムは、前記被検体内導入装置が、磁界を発生する磁界発生部を有し、前記外部装置が、前記検出空間内に前記磁界発生部と作用するガイダンス磁界を形成するガイダンスコイルと、前記ガイダンスコイルに前記ガイダンス磁界を発生させる信号を入力するガイダンスコイル駆動部と、を有し、前記制御コイルに、前記ガイダンスコイルまたは前記駆動コイルが用いられることを特徴とする。

上記した本発明による位置検出システムは、前記外部装置が、前記位置情報を平均化する平均化処理部を有することを特徴とする。

上記した本発明による位置検出システムは、前記平均化処理部が、前記第２スイッチがオン状態の場合とオフ状態の場合とで、前記平均化する位置情報の母体数を変更することを特徴とする。

上記した本発明による位置検出システムは、前記外部装置が、前記共振磁界の情報を平均化する平均化処理部を有することを特徴とする。

上記した本発明による位置検出システムは、前記平均化処理部が、前記第２スイッチがオン状態の場合とオフ状態の場合とで、前記平均化する共振磁界の情報の母体数を変更することを特徴とする。

上記した本発明による位置検出システムは、前記位置導出部が、前記磁界センサで検出された検出信号に含まれる磁界情報から前記駆動磁界の情報を除去して得られた情報から前記被検体内導入装置の前記位置情報を導出することを特徴とする。

上記した本発明による位置検出システムは、前記位置導出部が、前記第２スイッチがオン状態の際に前記磁界センサで検出された検出信号に含まれる磁界情報から前記駆動コイルが前記共振磁界によって励起されて発生した不要磁界の情報を除去して得られた情報から前記被検体内導入装置の前記位置情報を導出することを特徴とする。

上記した本発明による位置検出システムは、前記被検体内導入装置が、前記被検体内を撮像して画像を取得する撮像部と、前記撮像部で取得した画像を前記外部装置へ送信する画像送信部と、を有し、前記外部装置が、前記画像送信部から送信された前記画像を受信する画像受信部と、前記画像受信部で受信した前記画像を前記位置情報と共に表示する表示部と、を有することを特徴とする。

また、本発明による位置検出方法は、自発的または外部磁界を受けて誘発的に共振磁界を発生する共振回路を備えた被検体内導入装置の被検体内での位置を検出する位置検出方法であって、前記共振磁界の磁界強度を検出する共振磁界強度検出ステップと、前記共振磁界強度検出ステップで検出された前記磁界強度が所定値以上であるか否かを判定する共振磁界強度判定ステップと、前記磁界強度が前記所定値より小さい場合、前記外部磁界を形成する外部磁界形成ステップと、前記共振回路が自発的に発生した共振磁界または前記外部磁界形成ステップで形成された前記外部磁界を受けて誘発的に形成した共振磁界を検出する共振磁界検出ステップと、前記共振磁界検出ステップで検出された前記共振磁界に基づいて前記被検体内導入装置の前記被検体内での位置を示す位置情報を導出する位置導出ステップと、を含むことを特徴とする。

上記した本発明による位置検出方法は、前記位置導出ステップが、前記位置導出ステップで導出された前記位置情報を所定回数分蓄積する位置情報蓄積ステップと、前記位置情報蓄積ステップで蓄積された前記所定回数分の位置情報を平均化する位置情報平均化ステップと、を含み、前記平均化された位置情報に基づいて前記被検体内導入装置の前記被検体内での位置を示す位置情報を導出することを特徴とする。

本発明によれば、被検体内導入装置において第１スイッチを切り替えることで共振回路が自発的に共振磁界を放出する方式（アクティブ方式）と外部磁界（駆動磁界）を受けて誘発的に共振磁界を放出する方式（パッシブ方式）とを切り替えることが可能であり、また、外部装置において第２スイッチを切り替えることで駆動コイルに駆動磁界を放出させる方式（アクティブ方式）と放出しない方式（パッシブ方式）とを切り替えることが可能であるため、アクティブ方式とパッシブ方式とを切り替えて被検体内導入装置の位置を検出することが可能な位置検出システムおよび位置検出方法を実現することができる。

図１は、本発明の実施の形態１〜３の何れかによる位置検出磁気誘導システムの概略構成を示す模式図である。 図２は、本発明の実施の形態１または２によるカプセル型医療装置の概略構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施の形態１〜３の何れかによるカプセル型医療装置の概略構成を示す外観図である。 図４は、本発明の実施の形態１による共振磁界発生部の概略構成を示す図である。 図５は、本発明の実施の形態１による共振磁界発生部の回路構成例を示す図である。 図６は、本発明の実施の形態１〜３の何れかによるモード切替処理の概略を示すフローチャートである。 図７は、本発明の実施の形態１〜３の何れかによる位置検出処理の概略を示すフローチャートである。 図８は、本発明の実施の形態１〜３の何れかによるキャリブレーション処理の概略を示すフローチャートである。 図９は、本発明の実施の形態１〜３の何れかによる位置情報導出処理を示すフローチャートである。 図１０は、本発明の実施の形態１〜３の何れかによる平均化処理の概略を示すフローチャートである。 図１１は、本発明の実施の形態１によるガイダンス処理の概略を示すフローチャートである。 図１２は、本発明の実施の形態１の変形例１による共振磁界発生部の概略構成を示す図である。 図１３は、本発明の実施の形態１の変形例１による共振磁界発生部の回路構成例を示す図である。 図１４は、本発明の実施の形態１の変形例２による共振磁界発生部の回路構成例を示す図である。 図１５は、本発明の実施の形態２による共振磁界発生部の概略構成を示す図である。 図１６は、本発明の実施の形態３によるカプセル型医療装置の概略構成を示すブロック図である。 図１７は、本発明の実施の形態３による外部装置が実行するモード切替処理の概略を示すフローチャートである。 図１８は、本発明の実施の形態３によるカプセル型医療装置が実行するモード切替処理の概略を示すフローチャートである。 図１９は、本発明の実施の形態３の変形例１によるカプセル型医療装置の概略構成を示すブロック図である。

以下、本発明を実施するためのいくつかの形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の説明において、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ず、従って、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、各図では、構成の明瞭化のため、断面におけるハッチングの一部が省略されている。さらに、後述において例示する数値は、本発明の好適な例に過ぎず、従って、本発明は例示された数値に限定されるものではない。

＜実施の形態１＞
以下、本発明の実施の形態１による位置検出磁気誘導システム１の構成および動作を、図面を用いて詳細に説明する。なお、本実施の形態は、初期段階ではアクティブ方式による位置検出（以下、アクティブモードという）を行い、カプセル型医療装置１０におけるカプセル内部電源１７が供給する電源電圧ＶＣＣが基準電圧Ｖｒｅｆより小さくなると、カプセル型医療装置１０内部での消費電力低減を目的としてパッシブ方式による位置検出（以下、パッシブモードという）を行う場合を例に挙げる。

（構成）
図１は、本実施の形態による位置検出磁気誘導システム１の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、位置検出磁気誘導システム１は、カプセル型医療装置１０が導入された被検体を収容する検出空間Ｋと、検出空間Ｋ内のカプセル型医療装置１０の位置および向き（姿勢）を検出すると共に、カプセル型医療装置１０を操作者が所望する方向および向きに誘導する外部装置２００と、を備える。

・カプセル型医療装置
カプセル型医療装置１０は、位置検出用の磁界（後述する共振磁界）を発生する共振磁界発生部１１および外部磁界（後述するガイダンス磁界）を用いてカプセル型医療装置１０を誘導するための磁界発生部１２（図１参照）の他に、図２に示すように、例えば、カプセル型医療装置１０内の各部を制御するカプセル制御部１３と、被検体内における各種情報を取得する被検体内情報取得部１４と、被検体内情報取得部１４が取得した被検体内情報を無線信号としてカプセル型医療装置１０外部へ送信する無線送信部１５および送信用アンテナ１５ａと、外部装置２００から無線信号として送信された各種操作指示等を受信する無線受信部１６および受信用アンテナ１６ａと、カプセル型医療装置１０内の各部に電力を供給するカプセル内部電源１７と、を含む。

被検体内情報取得部１４は、例えば、被検体内情報としての被検体内画像を取得する撮像部１４２と、撮像部１４２で被検体内を撮像する際に被検体内を照明する照明部１４１と、撮像部１４２で取得された被検体内画像に所定の信号処理を実行する信号処理部１４３と、を有する。

撮像部１４２は、例えば図３に示すように、入射した光を電気信号に変換して像を形成する撮像素子１４２ａと、撮像素子１４２ａの受光面側に配設された対物レンズ１４２ｃと、撮像素子１４２ａを駆動する不図示の撮像素子駆動回路と、を有する。撮像素子１４２ａは、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）カメラなどを用いることができる。撮像素子駆動回路は、カプセル制御部１３からの制御のもと、撮像素子１４２ａを駆動してアナログ信号の被検体内画像を取得する。また、撮像素子駆動回路は、撮像素子１４２ａから読み出したアナログ信号の被検体内画像を信号処理部１４３へ出力する。

また、各光源１４１Ａには、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などを用いることができる。光源駆動回路は、カプセル制御部１３からの制御のもと、撮像部１４２の駆動に合わせて光源１４１Ａを駆動することで、被検体内を照明する。

信号処理部１４３は、撮像部１４２から入力されたアナログの被検体内画像に例えばサンプリングや増幅やＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換などの所定の信号処理を実行することで、デジタルの被検体内画像を生成する。各種処理が実行された被検体内画像は、無線送信部１５に入力される。

なお、被検体内情報取得部１４は、不図示のセンサ素子およびこれを駆動制御するセンサ素子駆動回路を備えていてもよい。センサ素子は、例えば体温計や圧力計やｐＨ計などで構成され、適宜、被検体内情報として被検体内の温度や圧力やｐＨ値などを取得する。センサ素子駆動回路は、カプセル制御部１３からの制御のもと、センサ素子を駆動して被検体内情報を取得し、これを無線送信部１５に入力する。

また、無線送信部１５は、コイルアンテナなどで構成された送信用アンテナ１５ａに接続されており、信号処理部１４３から入力された被検体内画像等の被検体内情報に送信用の基準周波数信号への重畳や変調やアップコンバートなどの種々の処理を実行した後、これを無線信号として送信用アンテナ１５ａから外部装置２００へ送信する。すなわち、無線送信部１５は、被検体内情報取得部１４（例えば撮像部）で取得された被検体内情報（例えば被検体内画像）を外部装置２００へ送信する被検体内情報送信部（例えば画像送信部）としても機能する。

無線受信部１６は、コイルアンテナなどで構成された受信用アンテナ１６ａに接続されており、この受信用アンテナ１６ａを介して外部装置２００から無線信号として送信された各種操作指示等を受信し、受信した信号にフィルタリング、ダウンコンバート、復調および復号化などの種々の処理を実行した後、これをカプセル制御部１３へ出力する。

カプセル制御部１３は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などで構成され、無線受信部１６を介して外部装置２００から入力された各種操作指示等に基づいて不図示の記憶部から読み出したプログラムおよびパラメータを読み出して実行することで、カプセル型医療装置１０内の各部を制御する。

カプセル内部電源１７は、例えば１次電池または２次電池であるボタン電池と、ボタン電池から出力された電力を昇圧等してカプセル型医療装置１０内の各部へ供給する電源回路等を含み、カプセル型医療装置１０内の各部に駆動電力を供給する。

磁界発生部１２には、例えば永久磁石等を用いることができる。ただし、これに限定されず、電流を用いて磁界を発生させる回路等、外部から入力された磁界によって吸磁してカプセル型医療装置１０に推進力や回転力等を生じさせる構成であればよい。

共振磁界発生部１１は、外部から入力された位置検出用の磁界（以下、駆動磁界という）によって励起することで磁界（以下、これを励起磁界という）を放出する、または、後述する発振回路１１３から入力された共振周波数Ｆ０の周波数信号（以下、誘導信号という）によって誘導されて磁界（以下、これを誘導磁界という）を放出するＬＣ共振回路１１１と、共振周波数Ｆ０で発振する発振回路１１３と、発振回路１１３とＬＣ共振回路１１１との間を導通／遮断する第１スイッチＳＷ１と、カプセル内部電源１７（図２参照）から出力された電源電圧ＶＣＣの電圧レベルに応じて第１スイッチＳＷ１をオン／オフする駆動回路１１４（第１スイッチ制御部）と、を有する。なお、共振周波数Ｆ０は、ＬＣ共振回路１１１の共振周波数である。また、以下の説明において、励起磁界と誘導磁界とを総称するときは、単に共振磁界という。

また、カプセル型医療装置１０は、その動作モードとしてアクティブモードとパッシブモードとを有する。カプセル型医療装置１０がアクティブモードで動作しているときは、第１スイッチＳＷ１がオンしてＬＣ共振回路１１１に発振回路１１３から共振周波数Ｆ０の誘導信号が供給される。これにより、ＬＣ共振回路１１１から誘導磁界が放出される。また、カプセル型医療装置１０がパッシブモードで動作しているときは、第１スイッチＳＷ１がオフしてＬＣ共振回路１１１と発振回路１１３とが電気的に分離される。したがって、ＬＣ共振回路１１１は、共振周波数Ｆ０と略等しい周波数の駆動磁界が外部から入力されることによって励起することで励起磁界を放出する。この共振磁界発生部１１の構成例については、後述において図面を用いて詳細に説明する。

また、上記した各部（１１、１２、１３、１４、１５、１５ａ、１６、１６ａ、１７およびＳＷ１）は、カプセル型の筐体１８内に収納される。図３に示すように、筐体１８は、一方の端が半球状のドーム形状をしており他方の端が開口された略円筒形状または半楕円球状の形状の容器１８ａと、半球形状を有し、容器１８ａの開口に嵌められることで筐体１８内を封止するキャップ１８ｂと、よりなる。筐体１８は、例えば被検体が飲み込める程度の大きさである。また、本実施の形態では、少なくともキャップ１８ｂが透明な材料で形成される。上述した光源１４１Ａは、上述の光源駆動回路（不図示）を搭載する回路基板１４１Ｂ上に実装される。同様に、撮像素子１４２ａおよび対物レンズ１４２ｃは、撮像素子駆動回路（不図示）を搭載する回路基板（不図示）上に実装される。光源１４１Ａを実装する回路基板１４１Ｂおよび撮像素子１４２ａを実装する回路基板は、筐体１８内のキャップ１８ｂ側に配置される。なお、各回路基板における素子搭載面は、キャップ１８ｂ側に向けられている。したがって、撮像素子１４２ａおよび光源１４１Ａの撮像／照明方向は、図３に示すように、透明なキャップ１８ｂを介してカプセル型医療装置１０外へ向けられている。

・検出空間
図１に戻り説明する。検出空間Ｋには、検出空間Ｋ内に略均一な駆動磁界を形成する駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂと、カプセル型医療装置１０のＬＣ共振回路１１１が発生した共振磁界を検出する複数のセンスコイル２１３と、カプセル型医療装置１０の位置および向き（姿勢）を誘導するガイダンスコイル２３３ｘおよび２３４ｘ、２３３ｙおよび２３４ｙ、ならびに、２３３ｚおよび２３４ｚと、が配設される。

駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂは、例えば検出空間Ｋを挟み込むように対向して配置される。本実施の形態では、例えば検出空間Ｋ内においてｘ軸方向（図１参照）に略均一な駆動磁界を発生させるように、対向する２つの駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂが配置される。

各センスコイル２１３は、例えば３軸（図１中、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸）方向の磁界強度および方向を検出可能な３つのコイルよりなる磁気センサである。複数のセンスコイル２１３は、例えば平面上に２次元配列した状態で、駆動磁界の影響を受け難く且つＬＣ共振回路１１１が発生した共振磁界を検出し易い位置に配置される。本実施の形態では、複数のセンスコイル２１３が検出空間Ｋの底面（検出空間Ｋ下側のｘ−ｙ平面）に配列される。ただし、これに限定されず、各センスコイル２１３を、コイルよりなる磁気センサに限らず、例えば磁気抵抗素子や磁気インピーダンス素子（ＭＩ素子）などよりなる磁気センサで構成することも可能である。また、各センスコイル２１３を１軸磁気センサなどで構成することも可能である。

ガイダンスコイル２３３ｘおよび２３４ｘ、２３３ｙおよび２３４ｙ、ならびに、２３３ｚおよび２３４ｚは、検出空間Ｋを取り囲むように配置される。例えばガイダンスコイル２３３ｘおよびガイダンスコイル２３４ｘはｘ軸方向において検出空間Ｋを挟み込むように対向して配置され、同時に駆動されることでカプセル型医療装置１０の位置および向きを制御するガイダンス磁界を発生する。同様に、ガイダンスコイル２３３ｙおよびガイダンスコイル２３４ｙ、ならびに、ガイダンスコイル２３３ｚおよびガイダンスコイル２３４ｚは、それぞれｙ軸方向またはｚ軸方向において検出空間Ｋを挟み込むように対向して配置され、それぞれ同時に駆動されることでカプセル型医療装置１０の位置および向きを制御するガイダンス磁界を発生する。なお、何れの組合せを駆動するかは、カプセル型医療装置１０の移動させたい方向や向きによって適宜選択される。

・外部装置
また、外部装置２００は、駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂにパッシブモードで用いる駆動磁界を発生させる信号（以下、駆動信号という）を入力する駆動磁界発生部２２０と、センスコイル２１３で得られた電圧変化（以下、これを検出信号という）からカプセル型医療装置１０の位置および向きを導出する位置導出部２１０と、ガイダンスコイル２３３ｘ〜２３３ｚおよび２３４ｘ〜２３４ｚにカプセル型医療装置１０の位置および向きを制御するガイダンス磁界を適宜発生させる信号（以下、ガイダンス信号という）を入力するカプセル誘導部２３０と、外部装置２００内の各部を制御する制御部２０１と、制御部２０１が各部を制御する際に実行する各種プログラムおよびパラメータ等を記憶するメモリ部２０２と、操作者がカプセル型医療装置１０に対する各種操作指示を入力する操作部２０３と、カプセル型医療装置１０の位置や向きの情報（以下、単に位置情報等という）およびカプセル型医療装置１０から取得した被検体内情報を画像（映像を含む）や音声で表示する表示部２０４と、カプセル型医療装置１０から無線信号として送信された被検体内情報等を受信する無線受信部２０５および受信用アンテナ２０５ａと、カプセル型医療装置１０へ撮像指示などの各種操作指示を無線信号として送信する無線送信部２０６および送信用アンテナ２０６ａと、を備える。

制御部２０１は、例えばＣＰＵやＭＰＵなどで構成され、メモリ部２０２から読み出したプログラムおよびパラメータに従って、外部装置２００内の各部を制御する。

メモリ部２０２は、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などで構成され、制御部２０１が各部を制御する際に実行するプログラムおよびパラメータを保持する。また、メモリ部２０２は、カプセル型医療装置１０から受信した被検体内画像や位置導出部２１０が導出したカプセル型医療装置１０の位置や向きなどの位置情報等を適宜保持する。

操作部２０３は、例えばキーボードやマウスやテンキーやジョイスティックなどで構成され、撮像指示（その他の被検体内情報取得指示を含む）などのカプセル型医療装置１０に対する各種操作指示や、カプセル型医療装置１０を誘導する際の移動指示や表示部２０４に表示する画面を切り替える画面切替指示などの外部装置２００に対する各種操作指示などを、操作者が入力するための構成である。なお、表示部２０４に表示する画面の切替機能は、カプセル型医療装置１０が複数の撮像部１４２を備えており、且つ、略リアルタイムにカプセル型医療装置１０で取得された画像を表示部２０４に表示する場合に備えるとよい。

表示部２０４は、例えば液晶ディスプレイやプラズマディスプレイやＬＥＤアレイなどの表示装置で構成され、カプセル型医療装置１０の位置情報等やカプセル型医療装置１０から送信された被検体内画像等の被検体内情報を表示する。また、表示部２０４には、スピーカなどを用いた音声再生機能を搭載していてもよい。表示部２０４は、この音声再生機能を用いて各種操作ガイダンスやカプセル型医療装置１０のバッテリ残量などについての情報（警告等を含む）を操作者に音で報知する。

無線受信部２０５は、検出空間Ｋに近接して配置されたダイポールアンテナなどよりなる受信用アンテナ２０５ａに接続されており、この受信用アンテナ２０５ａを介してカプセル型医療装置１０から無線信号として送信された被検体内画像等を受信し、受信した信号にフィルタリング、ダウンコンバート、復調および復号化などの種々の処理を実行した後、これを制御部２０１へ出力する。すなわち、無線受信部２０５は、カプセル型医療装置１０から送信された被検体内情報（例えば被検体内画像）を受信する被検体内情報受信部（例えば画像受信部）としても機能する。

無線送信部２０６は、検出空間Ｋに近接して配置されたダイポールアンテナなどよりなる送信用アンテナ２０６ａに接続されており、制御部２０１から入力されたカプセル型医療装置１０に対する各種操作指示などの信号に送信用の基準周波数信号への重畳や変調やアップコンバートなどの種々の処理を実行した後、これを電波信号として送信用アンテナ２０６ａからカプセル型医療装置１０へ送信する。

駆動磁界発生部２２０は、信号生成部２２１と駆動コイル駆動部２２２と第２スイッチＳＷ２とを有する。信号生成部２２１は、制御部２０１から入力された制御信号に従って、カプセル型医療装置１０におけるＬＣ共振回路１１１の共振周波数Ｆ０と略等しい周波数を有する信号波形を算出し、この信号波形を有する駆動信号を生成して、これを駆動コイル駆動部２２２へ出力する。

駆動コイル駆動部２２２は、信号生成部２２１から入力された駆動信号を電流増幅した後、増幅後の駆動信号を第２スイッチＳＷ２を介して駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂへ入力する。増幅後の駆動信号が入力された駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂは、カプセル型医療装置１０のＬＣ共振回路１１１が持つ共振周波数Ｆ０と略等しい周波数の磁界を放出し、これにより、検出空間Ｋ内にＬＣ共振回路１１１を励起させる駆動磁界が形成される。なお、駆動コイル駆動部２２２による電流増幅率は、後述するセンスコイル２１３および信号処理部２１１の処理能力（例えばダイナミックレンジ）やセンスコイル２１３により得られる検出信号のＳ／Ｎ比などを鑑みて設定される。

第２スイッチＳＷ２は、制御部２０１から入力された制御信号ｓ１２に従って、駆動コイル駆動部２２２と駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂとの接続状態を切り替える。すなわち、アクティブモードで動作する場合、制御部２０１は、例えばＬｏｗレベルの制御信号ｓ１２を第２スイッチＳＷ２に入力する。これにより、第２スイッチＳＷ２がオフして駆動コイル駆動部２２２と駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂとの接続が遮断状態となる。この状態では、検出空間Ｋ内に駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂによる駆動磁界が形成されない。一方、パッシブモードで動作する場合、制御部２０１は、例えばＨｉｇｈレベルの制御信号ｓ１２を第２スイッチＳＷ２に入力する。これにより、第２スイッチＳＷ２がオンして駆動コイル駆動部２２２と駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂとの接続が導通状態となる。この状態では、駆動コイル駆動部２２２から出力された駆動信号が第２スイッチＳＷ２を介して駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂに入力されて検出空間Ｋ内に駆動磁界が形成される。

また、アクティブモードでは、上述したように、検出空間Ｋ内に被検体ごと導入されたカプセル型医療装置１０のＬＣ共振回路１１１から、これの共振周波数Ｆ０の誘導磁界が放出されている。一方、パッシブモードでは、上述したように、検出空間Ｋ内には駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂによって共振周波数Ｆ０と略等しい周波数の駆動磁界が形成されているため、ＬＣ共振回路１１１からはこれの共振周波数Ｆ０を持つ励起磁界が放出されている。

なお、パッシブモードで動作している際にＬＣ共振回路１１１から放出される共振磁界の位相は、駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂによって形成される駆動磁界の位相から約９０°遅れている。したがって、共振磁界の位相は、駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂに入力される駆動信号の位相と約９０°ずれている。本実施の形態では、この位相差を利用することで、後述の位置計算部２１２において駆動磁界と分離する（キャリブレーション処理）。

位置導出部２１０は、センスコイル２１３で検出された検出信号に含まれる磁界の情報（以下、これを磁界情報という）を用いてアクティブモードとパッシブモードとに応じた所定の処理（後述する位置検出処理）を実行することで、カプセル型医療装置１０の位置および向き（位置情報等）を略リアルタイムに導出する。

この位置導出部２１０は、例えば信号処理部２１１および位置計算部２１２を含んで構成される。信号処理部２１１は、複数のセンスコイル２１３が検出した検出信号をそれぞれ入力する。また、信号処理部２１１は、入力した検出信号を適宜、増幅、帯域制限、ＡＤ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）し、各処理後の検出信号を出力する。信号処理部２１１は、定期的にセンスコイル２１３から検出信号を入力し、これに上述の信号処理を実行した後、位置計算部２１２に入力する。なお、検出信号は、磁界強度や向きなどの磁界情報を電圧で表した信号である。また、帯域制限は、検出信号からガイダンス磁界の情報（以下、これをガイダンス磁界情報という）やノイズの情報など、共振周波数Ｆ０から一定帯域幅以上外れた周波数成分を除去するために実行される。

位置計算部２１２は、信号処理部２１１から入力された検出信号に対して所定の演算処理を実行することで、検出信号に含まれる磁界情報からカプセル型医療装置１０の現在の位置情報等を導出する。また、位置計算部２１２は、導出した位置情報等を制御部２０１へ出力する。

なお、位置計算部２１２に入力される検出信号には、ＬＣ共振回路１１１から放出された共振磁界または自己誘導磁界の情報（以下、これを共振磁界情報という）の他に、共振周波数Ｆ０と略等しい周波数を持つ不要な磁界（以下、これを不要磁界という）の情報（以下、これを不要磁界情報という）も含まれてしまう。この不要磁界には、例えば検出空間Ｋの近傍に配置されたコイル（ガイダンスコイル２３３ｘ〜２３３ｚおよび２３４ｘ〜２３４ｚ、駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂなど）がＬＣ共振回路１１１から放出された共振磁界によって励起されて放出した磁界や、駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂから放出された駆動磁界など、が存在する。

上記のような不要磁界は、検出空間Ｋの近傍に有効な状態で配置されたコイルを少なくすることで低減することが可能である。そこで本実施の形態では、アクティブモード時に、使用しない駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂを、後述の第２スイッチＳＷ２を用いて駆動コイル駆動部２２２から電気的に切り離す。これにより、アクティブモードにおいては、駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂが駆動コイル駆動部２２２の出力インピーダンスによって閉回路を形成した状態（有効な状態）で検出空間Ｋ近傍に配置されることを回避できるため、位置計算部２１２に入力される検出信号に含まれる不要磁界情報を少なくすることができる。この結果、アクティブモードにおける位置検出精度をより向上することが可能となる。また、この構成により、後述するキャリブレーション処理が不要となるため、アクティブモードにおける後述する位置検出処理を簡略化することが可能となる。

一方、パッシブモードでは、駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂから駆動磁界が放出されているため、信号処理部２１１から出力された検出信号には、求めたい共振磁界情報の他に、ガイダンスコイル２３３ｘ〜２３３ｚおよび２３４ｘ〜２３４ｚが共振磁界によって励起されることで放出された磁界（以下、これをガイダンスコイル不要磁界という）の情報（以下、これをガイダンスコイル不要磁界情報という）と、駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂが共振磁界によって励起されることで放出された磁界（以下、これを駆動コイル不要磁界という）の情報（以下、これを駆動コイル不要磁界情報という）と、駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂが駆動されて放出された駆動磁界の情報（以下、これを駆動磁界情報）と、が不要磁界情報として含まれる。

そこで本実施の形態では、パッシブモードにおいて、信号処理部２１１から出力された検出信号に対し、駆動コイル不要磁界情報を除去する処理と、ガイダンスコイル不要磁界情報を除去する処理と、駆動磁界情報を除去する処理と、を実行する。これにより、検出信号から共振磁界情報のみを抽出することが可能となるため、精度の高い位置検出が可能となる。以下の説明において、検出信号からカプセル型医療装置１０の位置情報等を導出する処理を位置検出処理という。また、検出信号から駆動磁界情報を除去する処理をキャリブレーション処理といい、検出信号からガイダンスコイル不要磁界情報および／または駆動コイル不要磁界情報を除去する処理を位置情報導出処理という。

また、位置計算部２１２から出力された位置情報等は、制御部２０１に入力される。制御部２０１は、入力された位置情報等を用いて、カプセル型医療装置１０の現在の位置や向きなどの情報を表示部２０４に表示する。これにより、操作者は、表示部２０４からカプセル型医療装置１０の現在の位置や向きを確認することが可能となる。

なお、信号処理部２１１は、センスコイル２１３で検出された検出信号の信号強度を測定している。言い換えれば、信号処理部２１１は、センスコイル２１３で検出された検出信号の信号強度を検出する信号強度検出部としても機能する。

測定された信号強度を示す信号（以下、強度検出信号という）ｓ１１は、制御部２０１に入力される。制御部２０１は、強度検出信号ｓ１１によって通知された信号強度に基づいて、自己の動作をアクティブモードとパッシブモードとの何れかに切り替える。例えば、初期の状態では、制御部２０１はアクティブモードで動作し、その後、カプセル型医療装置１０内のカプセル内部電源１７から出力される電源電圧ＶＣＣが低下することで、ＬＣ共振回路１１１による自己誘導磁界が弱まり、これによりセンスコイル２１３が検出した検出信号の信号強度があらかじめ設定しておいた規定値よりも小さくなった場合、制御部２０１は、自己の動作モードをパッシブモードに切り替える。このように、制御部２０１は、信号強度検出部としても機能する信号処理部２１１において検出された信号強度に基づいて第２スイッチＳＷ２のオン／オフを制御する第２スイッチ制御部としても機能する。

アクティブモードでは、制御部２０１は、第２スイッチＳＷ２をオフする制御信号ｓ１２を出力することで駆動コイル駆動部２２２と駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂとの間を電気的に遮断する。一方、パッシブモードでは、制御部２０１は、第２スイッチＳＷ２をオンする制御信号ｓ１２を出力することで駆動コイル駆動部２２２と駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂとを電気的に接続すると共に、信号生成部２２１に共振周波数Ｆ０と略等しい周波数の駆動信号を発生させる。なお、第２スイッチＳＷ２の制御を含むアクティブモードとパッシブモードとの切替処理を、以下、モード切替処理という。

また、操作者は、操作部２０３からカプセル型医療装置１０の位置や向きを操作する操作指示を入力することが可能である。さらに、操作者は、操作部２０３を用いてカプセル型医療装置１０に被検体内情報の取得指示などを入力することも可能である。

制御部２０１は、カプセル型医療装置１０の現在の位置および向きと操作部２０３から入力された目標位置および向きとから、カプセル型医療装置１０に搭載された磁界発生部（永久磁石）１２に与えるべきガイダンス磁界を含む情報（以下、ガイダンス情報という）を計算し、これをカプセル誘導部２３０に入力する。なお、以下の説明において、ガイダンス情報を算出してカプセル誘導部２３０にカプセル型医療装置１０の位置や向きを誘導させる処理をガイダンス処理という。

カプセル誘導部２３０は、信号生成部２３１とガイダンスコイル駆動部２３２とを有する。制御部２０１が計算したガイダンス情報は、カプセル誘導部２３０における信号生成部２３１に入力される。信号生成部２３１は、入力されたガイダンス情報に従ってガイダンス磁界を発生させるために必要な信号波形を算出し、この信号波形を有するガイダンス信号を生成して出力する。

信号生成部２３１から出力されたガイダンス信号は、ガイダンスコイル駆動部２３２に入力される。ガイダンスコイル駆動部２３２は、入力されたガイダンス信号を電流増幅した後、ガイダンスコイル２３３ｘ〜２３３ｚおよび２３４ｘ〜２３４ｚに適宜入力する。これにより、適宜選択されたガイダンスコイル２３３ｘ〜２３３ｚおよび２３４ｘ〜２３４ｚから磁界が放出され、検出空間Ｋ内にカプセル型医療装置１０を目的の位置および向きに誘導するガイダンス磁界が形成される。なお、ガイダンスコイル２３３ｘ〜２３３ｚおよび２３４ｘ〜２３４ｚ、ガイダンスコイル駆動部２３２、ならびに、信号生成部２３１は、検出空間Ｋに３次元的なガイダンス磁界を発生させるため、各軸（ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸）に用意される。

・共振磁界発生部
次に、カプセル型医療装置１０における、共振磁界を放出するＬＣ共振回路１１１と、ＬＣ共振回路１１１を駆動する発振回路１１３と、カプセル内部電源１７から出力された電源電圧ＶＣＣの電圧レベルに応じてカプセル型医療装置１０の動作モードをアクティブモードとパッシブモードとの何れかに切り替える駆動回路１１４と、駆動回路１１４から出力された制御信号ｓ１２に従って（言い換えれば動作モード（アクティブモード／パッシブモード）に応じて）ＬＣ共振回路１１１と他の回路との接続状態を切り替える第１スイッチＳＷ１と、よりなる共振磁界発生部１１を、図面を用いて詳細に説明する。図４は、本実施の形態による共振磁界発生部１１の概略構成を示す図である。図５は、共振磁界発生部１１の回路構成例を示す図である。

図４に示すように、共振磁界発生部１１は、発振回路１１３が発振することで生成された共振周波数Ｆ０の誘導信号Ｓ１が第１スイッチＳＷ１を介してＬＣ共振回路１１１に入力される構成を備える。また、発振回路１１３とＬＣ共振回路１１１との接続は、駆動回路１１４から出力された制御信号Ｓ２によって第１スイッチＳＷ１がオン／オフすることで、導通または遮断される。なお、駆動回路１１４は、カプセル内部電源１７（図２参照）から出力された電源電圧ＶＣＣの電圧レベルに応じて第１スイッチＳＷ１をオンまたはオフさせる制御信号Ｓ２を出力する。

ここで、図５に示すように、ＬＣ共振回路１１１は、並列に接続されたコンデンサＣ１とインダクタＬ１とを有してなり、第１スイッチＳＷ１と接地ラインとの間に接続される。パッシブモード時では、ＬＣ共振回路１１１には、駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂによって検出空間Ｋ内に形成された駆動磁界が入力する。この駆動磁界は、上述したように、ＬＣ共振回路１１１が有する共振周波数Ｆ０と略等しい周波数を有する。したがって、ＬＣ共振回路１１１は、入力された駆動磁界によって励起されて励起磁界を放出する。また、アクティブモード時では、ＬＣ共振回路１１１には、後述の発振回路１１３から出力された誘導信号Ｓ１が入力される。誘導信号Ｓ１は、ＬＣ共振回路１１１の共振周波数Ｆ０と略等しい周波数の信号である。したがって、ＬＣ共振回路１１１は、誘導信号Ｓ１によって共振して共振周波数Ｆ０の誘導磁界を放出する。

発振回路１１３は、印加された電圧に応じた周波数で発振する水晶振動子１１３１と、水晶振動子１１３１と並列に接続された抵抗１１３２と、電源電圧ＶＣＣに従って水晶振動子１１３１から出力された信号（増幅前の駆動信号）を増幅する２つの反転増幅回路１１３３および１１３４と、２つのコンデンサ１１３５および１１３６と、を有してなる、いわゆるインバータ発振器である。なお、水晶振動子１１３１には、これを共振周波数Ｆ０の整数倍と略等しい周波数で発振させる電圧が印加される。なお、水晶振動子１１３１を共振周波数Ｆ０の整数倍の周波数で発振させる場合、水晶振動子１１３１から出力された周波数信号を分周する分周回路が設けられる。ただし、本発明は、上記したＶＣＯに限らず、例えばセラミック発振子などを用いた固体振動子発振回路やコンデンサ（Ｃ）と抵抗（Ｒ）とで構成されるＣＲ発振回路など、種々の発振回路を用いることができる。

第１スイッチＳＷ１は、例えば１つのトランジスタＱ１と、トランジスタＱ１のベース端子に接続された抵抗Ｒ１と、トランジスタＱ１のベース・コレクタ間に接続された抵抗Ｒ２と、を有してなり、パッシブモードとアクティブモードとに応じてＬＣ共振回路１１１と他の回路との接続状態を切り替えるモード切替スイッチとして機能する。トランジスタＱ１のベースには、後述する駆動回路１１４から出力された制御信号Ｓ２が抵抗Ｒ１を介して入力される。したがって、第１スイッチＳＷ１は、駆動回路１１４から出力された制御信号Ｓ２に従って発振回路１１３とＬＣ共振回路１１１との間を導通／遮断する。なお、抵抗Ｒ１およびＲ２は、トランジスタＱ１のベース・バイアスを決める抵抗であり、発振回路１１３の出力の大きさに依って適宜変更される。

駆動回路１１４は、抵抗１１４２と、基準電圧Ｖｒｅｆを出力する電源１１４４と、非反転入力端子（＋）に抵抗１１４２を介して誘導信号Ｓ１が入力され且つ反転入力端子（−）に電源１１４４からの基準電圧Ｖｒｅｆが入力される比較回路１１４１と、比較回路１１４１の出力端子と非反転入力端子（＋）との間に接続された抵抗１１４３と、を有してなる、いわゆるヒステリシスコンパレータである。また、ヒステリシスコンパレータの出力には、比較回路１１４１からの出力を反転する反転回路が設けられている。反転回路は、例えば１つのトランジスタＱ２と、トランジスタＱ２と電源電圧ＶＣＣとの間に設けられた抵抗１１４５と、比較回路１１４１の出力端子とトランジスタＱ２のベースとの間に接続された抵抗１１４６およびトランジスタＱ２のベースと接地ラインとの間に接続された抵抗１１４７とよりなる。

この駆動回路１１４は、パッシブモードとアクティブモードとに応じて第１スイッチＳＷ１をオン／オフするスイッチ制御部として機能する。例えば駆動回路１１４は、抵抗１１４２を介して非反転回路（＋）に入力された電源電圧ＶＣＣと反転入力端子（−）に入力された基準電圧Ｖｒｅｆとを比較し、電源電圧ＶＣＣが基準電圧Ｖｒｅｆを下回った場合、第１スイッチＳＷ１をオフする制御信号Ｓ２を出力する。また、比較回路１１４１から出力された信号は、反転回路において反転された後、第１スイッチＳＷ１に入力される。なお、抵抗１１４２および１１４３は、比較回路１１４１の非反転入力端子（＋）の入力電圧を決める抵抗であり、電源電圧ＶＣＣの電圧レベルに依って適宜変更される。

また、本実施の形態による共振磁界発生部１１は、発振回路１１３における２つの反転増幅回路１１３３および１１３４の各制御端子と駆動回路１１４における比較回路１１４１の非反転入力端子（＋）とにそれぞれ入力される電圧（電源電圧ＶＣＣ）を安定化させる安定化回路１１２を有していてもよい。安定化回路１１２は、例えば、電源電圧ＶＣＣが印加される電源ラインと接地ラインとの間に直列に接続されたコンデンサ１１２２と、同じく電源ラインと接地ラインとの間に接続された２次電池１１２１ａおよび１１２１ｂと、を有してなる。コンデンサ１１２２は、電源ラインに入力されたノイズ等を除去する平滑化回路や高周波電流の供給源として作用する高周波電流供給回路として機能する。また、２次電池１１２１ａおよび１１２１ｂは、被検体内情報取得部１４の駆動時に急峻に電源電圧ＶＣＣの電圧レベルが変化することを防止する回路として機能する。

（動作）
次に、本実施の形態による位置検出磁気誘導システム１の動作を、図面を用いて詳細に説明する。本実施の形態による位置検出磁気誘導システム１の動作には、上述したように、信号処理部２１１において検出されて信号強度に応じてアクティブモードとパッシブモードとを切り替えるモード切替処理と、モード切替処理によって切り替えられた動作モードに応じてカプセル型医療装置１０の現在の位置や向きなどの情報を含む位置情報等を導出する位置検出処理と、カプセル型医療装置１０の現在の位置および向きと操作部２０３から入力された誘導目標となる位置および向きとに応じてカプセル誘導部２３０にカプセル型医療装置１０の位置や向きを誘導させるガイダンス処理と、が含まれる。なお、位置検出処理には、駆動磁界によってセンスコイル２１３が受ける影響を除去するキャリブレーション処理や、検出空間Ｋに配置された各種コイル（駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂやガイダンスコイル２３３ｘ〜２３３ｚおよび２３４ｘ〜２３４ｚなど）によってセンスコイル２１３が受ける影響（オフセット）を除去する位置情報導出処理が含まれる。

なお、アクティブモードとパッシブモードとは、カプセル型医療装置１０と外部装置２００とのそれぞれが有しているが、カプセル型医療装置１０におけるモード切替は、上述したように電源電圧ＶＣＣと基準電圧Ｖｒｅｆとを回路的に比較する駆動回路１１４を用いて実現しているため、ここではカプセル型医療装置１０におけるモード切替については説明を省略する。また、カプセル型医療装置１０がアクティブモードからパッシブモードへと移行すると、カプセル型医療装置１０からの誘導磁界の放出が停止するため、その移行時に一時的に信号処理部２１１において検出される信号強度が低下する。本実施の形態では、誘導磁界の放出停止による一時的な信号強度の低下を検出して、外部装置２００をアクティブモードからパッシブモードへと切り替える。ただし、これに限定されず、例えば誘導磁界と励起磁界との磁界強度に十分な差が存在するのであれば、単に信号強度に対する閾値を設け、この閾値を超えているか否かに従って外部装置２００の動作モードをアクティブモードとパッシブモードとの何れかに切り替えるように構成してもよい。

・モード切替処理
まず、外部装置２００において実行されるモード切替処理について、図面を用いて詳細に説明する。図６は、外部装置２００において実行されるモード切替処理の概略を示すフローチャートである。なお、モード切替処理は、制御部２０１において実行される。また、本実施の形態は、上述したように、初期段階ではアクティブモードでの位置検出を行い、カプセル型医療装置１０におけるカプセル内部電源１７が供給する電源電圧ＶＣＣが基準電圧Ｖｒｅｆより小さくなった場合、パッシブモードでの位置検出を行う場合の例である。パッシブモードではＬＣ共振回路１１１へ発振回路１１３から誘導信号Ｓ１を入力する必要がないため、消費電力を抑えることが可能となる。

図６に示すように、モード切替処理を起動すると、制御部２０１は、まず、アクティブモードを設定する（ステップＳ１０１）。このモード管理は、例えばメモリ部２０２の所定の記憶領域にモードを管理するためのフラグを格納しておくことで実現することができる。また、アクティブモードでは、制御部２０１は、例えばＬｏｗレベルの制御信号ｓ１２を生成してこれを第２スイッチＳＷ２に入力して第２スイッチＳＷ２をオフすることで、駆動コイル駆動部２２２と駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂとを電気的に切断する。したがって、この段階では、検出空間Ｋ内に駆動磁界が形成されておらず、また、駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂが閉回路を形成していない。すなわち、センスコイル２１３で検出される検出信号には、駆動磁界情報と駆動コイル不要磁界情報とが含まれていない。

次に、制御部２０１は、位置導出部２１０の信号処理部２１１（図１参照）から検出信号の信号強度についての情報を含む強度検出信号ｓ１１（図１参照）を入力する（ステップＳ１０２）。なお、信号処理部２１１は、定期的または常時、センスコイル２１３で検出された検出信号の信号強度を取得し、この信号強度を電圧レベルで表す強度検出信号ｓ１１を生成して制御部２０１に入力している。

信号処理部２１１から強度検出信号ｓ１１が入力されると、制御部２０１は、強度検出信号ｓ１１に含まれる受信強度があらかじめ定めておいた規定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。これは、例えば規定値を基準電圧で規定しておき、信号強度を電圧レベルで表す強度検出信号ｓ１１の電圧レベルが上記基準電圧よりも下回ったか否かをデジタル処理またはアナログ処理で比較することで判定することができる。また、ステップＳ１０３の判定は、強度検出信号ｓ１１が一定期間、規定値を下回ったか否かを判定してもよい。これにより、突発的な検出信号の不検出などによる誤作動を防止することが可能となる。

ステップＳ１０３の判定の結果、受信強度が規定値以上であった場合（ステップＳ１０３のＹｅｓ）、制御部２０１は、アクティブモードを継続し（ステップＳ１０４）、ステップＳ１０２へ帰還する。

一方、受信強度が規定値未満であった場合（ステップＳ１０３のＮｏ）、制御部２０１は、例えばメモリ部２０２において管理するフラグを再設定することで、パッシブモードへ移行する（ステップＳ１０５）。

次に制御部２０１は、第２スイッチＳＷ２をオンさせる例えばＨｉｇｈレベルの制御信号ｓ１２を生成し、これを第２スイッチＳＷ２に入力して切離スイッチをオンさせることで、駆動コイル駆動部２２２と駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂとを電気的に接続すると共に（ステップＳ１０６）、信号生成部２２１の動作を開始させる（ステップＳ１０７）。これにより、信号生成部２２１から共振周波数Ｆ０と略等しい周波数の駆動信号が出力される。なお、信号生成部２２１から出力された駆動信号は、駆動コイル駆動部２２２において電流増幅された後、オン状態の第２スイッチＳＷ２を介して駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂに入力される。これに対し、駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂは、入力された駆動信号に従って、共振周波数Ｆ０と略等しい周波数の駆動磁界を検出空間Ｋ内に形成する。また、制御部２０１は、ステップＳ１０７の後、モード切替処理を終了する。

以上のようなモード切替処理を実行することで、本実施の形態では、信号処理部２１１において検出された検出信号の信号強度、すなわちカプセル型医療装置１０のバッテリ残量若しくは動作モードに応じて、外部装置２００の動作モードを切り替えることが可能となる。

・位置検出処理
次に、本実施の形態による位置検出処理について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述したように、本実施の形態による位置検出処理には、パッシブモードによる位置検出処理とアクティブモードによる位置検出処理とが含まれる。

図７は、本実施の形態による位置検出処理の概略を示すフローチャートである。なお、この位置検出処理は、位置計算部２１２において実行される。図７に示すように、位置検出処理では、位置計算部２１２は、まず、信号処理部２１１から増幅、帯域制限、ＡＤ変換およびＦＦＴなどの各処理済みの検出信号が入力されたか否かを定期的に判定する（ステップＳ１１１）。また、位置計算部２１２は、例えば制御部２０１から終了命令が入力されたか否かを定期的に判定する（ステップＳ１１２）。したがって、検出信号が入力されておらず（ステップＳ１１１のＮｏ）、終了命令が入力されていなければ（ステップＳ１１２のＮｏ）、位置計算部２１２は、ステップＳ１１１へ帰還する。また、終了命令が入力された場合（ステップＳ１１２のＹｅｓ）、位置計算部２１２は、処理を終了する。なお、信号処理部２１１には、複数のセンスコイル２１３それぞれにおいて検出された検出信号が定期的に入力される。信号処理部２１１は、センスコイル２１３ごとに入力された検出信号をそれぞれ処理し、処理後の検出信号をセンスコイル２１３と対応付けて位置計算部２１２に入力する。また、制御部２０１は、例えば図６のステップＳ１０３において操作者から終了指示が入力されたと判定した場合、位置計算部２１２に終了命令を入力する。

また、ステップＳ１１１の判定の結果、信号処理部２１１から検出信号が入力されていた場合（ステップＳ１１１のＹｅｓ）、位置計算部２１２は、現在の動作モードがアクティブモードであるかパッシブモードであるかを特定する（ステップＳ１１３）。この動作モードは、例えば位置計算部２１２が直接メモリ部２０２を参照して動作モードを管理するフラグを参照することで特定しても、制御部２０１を介してこのフラグを参照することで特定してもよい。

次に位置計算部２１２は、現在の動作モードがアクティブモードであるか否かを判定し（ステップＳ１１４）、現在の動作モードがアクティブモードである場合（ステップＳ１１４のＹｅｓ）、位置計算部２１２は、信号処理部２１１から入力された検出信号を用いて位置情報導出処理を実行する（ステップＳ１１５）。なお、ステップＳ１１５の位置情報導出処理については、後述において詳細に説明する。

続いて、位置計算部２１２は、導出した位置情報等を制御部２０１に入力（ステップＳ１１６）した後、ステップＳ１１１へ帰還する。なお、位置情報等が入力された制御部２０１は、この位置情報等を用いてカプセル型医療装置１０の現在位置および向きを表示部２０４に表示する。この際、カプセル型医療装置１０から受信した直近の被検体内画像等の被検体内情報を、カプセル型医療装置１０の現在位置および向きと併せて表示部２０４に表示してもよい。また、ステップＳ１１５で出力された位置情報等は、上述の直近の被検体内情報やこの情報を導出した時刻等の情報と共にメモリ部２０２等に保持されてもよい。

一方、ステップＳ１１４の判定の結果、現在の動作モードがパッシブモードである場合（ステップＳ１１４のＮｏ）、位置計算部２１２は、信号処理部２１１から入力された検出信号に対して、キャリブレーション処理を実行する（ステップＳ１１７）。なお、ステップＳ１１７のキャリブレーション処理については、後述において詳細に説明する。

次に位置計算部２１２は、キャリブレーション処理により駆動コイル不要磁界情報が除去された検出信号を用いて位置情報導出処理を実行し（ステップＳ１１８）、その後、ステップＳ１１６へ移行して、導出した位置情報等を制御部２０１に入力（ステップＳ１１６）した後、ステップＳ１１１へ帰還する。なお、ステップＳ１１８の位置情報導出処理については、後述においてステップＳ１１５の位置情報導出処理と共に詳細に説明する。

以上のような位置検出処理を実行することで、本実施の形態では、動作モードに応じて正確な位置情報等を導出することが可能となる。

・キャリブレーション処理
次に、図７のステップＳ１１７によるキャリブレーション処理について詳細に説明する。ステップＳ１１７のキャリブレーション処理では、信号処理部２１１から出力された検出信号に含まれる駆動磁界情報を除去する処理が実行される。ここで、センスコイル２１３から出力される検出信号が示す磁界情報Ｂ＿ｄｔ（ベクトル）には、上述および下記の式１に示すように、駆動磁界情報Ｂ＿ｄｒ（ベクトル）と共振磁界情報Ｂ＿ｒｅｓｏ（ベクトル）とが含まれる。したがって、共振磁界情報Ｂ＿ｒｅｓｏ（ベクトル）は、下記の式２に示すように、磁界情報Ｂ＿ｄｔ（ベクトル）から駆動磁界情報Ｂ＿ｄｒ（ベクトル）をベクトル演算により引算することで求めることができる（キャリブレーション処理）。なお、この検出信号には、不要磁界情報も含まれるが、説明の簡略化のため、ここでは不要磁界情報を無視する。

そこで本実施の形態では、図８に示すような動作フローを用いて、検出信号から駆動磁界情報を除去するキャリブレーション処理を実行する。なお、図８は、本実施の形態によるキャリブレーション処理の概略を示すフローチャートである。

図８に示すように、キャリブレーション処理では、まず、位置計算部２１２は、図７のステップＳ１１３で特定した動作モードを参照し（ステップＳ１２１）、動作モードに応じた駆動磁界情報（これをキャリブレーション情報ともいう）Ｂ＿ｄｒ（ベクトル）を取得する（ステップＳ１２２）。次に位置計算部２１２は、図７のステップＳ１１１で入力された検出信号に含まれる磁界情報Ｂ＿ｄｔ（ベクトル）からステップＳ１２２で取得した駆動磁界情報Ｂ＿ｄｒ（ベクトル）をベクトル演算により引き算し（ステップＳ１２３）、その後、図７のステップＳ１１７へリターンする。

以上のようなキャリブレーション処理を実行することで、本実施の形態では、検出信号に不要磁界情報として含まれる駆動磁界情報を除去することが可能となる。なお、現在の動作モードがアクティブモードである場合にも（ステップＳ１１４のＹｅｓ）、図８に示す動作と同様のキャリブレーション処理を実行してもよい。この場合、除去に用いるキャリブレーション情報は、実質‘０’のベクトルとなる。

なお、上記のキャリブレーション処理において使用される駆動磁界情報Ｂ＿ｄｒ（ベクトル）は、例えば検出空間Ｋ内にカプセル型医療装置１０（すなわちＬＣ共振回路１１１）が導入されていない状態で駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂを駆動して検出空間Ｋ内に駆動磁界を形成し、この状態で信号処理部２１１および位置計算部２１２を駆動して算出することが可能である。また、算出しておいた駆動磁界情報Ｂ＿ｄｒ（ベクトル）は、例えばメモリ部２０２等において管理される。したがって、位置計算部２１２は、図８のステップＳ１２２において、適宜、メモリ部２０２等を参照して駆動磁界情報Ｂ＿ｄｒ（ベクトル）を取得し、検出信号に含まれる磁界情報Ｂ＿ｄｔ（ベクトル）から取得した駆動磁界情報Ｂ＿ｄｒ（ベクトル）をベクトル演算により引き算することで、共振磁界情報Ｂ＿ｒｅｓｏ（ベクトル）を算出する（ステップＳ１２３）。

・位置情報導出処理
次に、図７のステップＳ１１５およびステップＳ１１８による位置情報導出処理について詳細に説明する。なお、ステップＳ１１５による位置情報導出処理とステップＳ１１８による位置情報導出処理との原理は、同様であるため、以下では、ステップＳ１１５の位置情報導出処理に着目して説明する。

本実施の形態による位置情報導出処理では、検出信号に含まれる不要磁界情報を除去して得られた共振磁界情報から正確な位置情報等が導出される。例えばステップＳ１１５の位置情報導出処理、すなわちアクティブモードにおける位置情報導出処理では、磁界情報に不要磁界情報として含まれるガイダンスコイル不要磁界情報を除去する補正が実行される。

位置情報等を導出するにあたり、検出空間Ｋに近接して配置された各センスコイル２１３からは、自己を通過する磁束に比例した電圧の検出信号が検出される。したがって、各センスコイル２１３より信号処理部２１１を介して位置計算部２１２に入力された検出信号からは、各センスコイル２１３を通過する磁束を求めることができる。なお、以下の説明において、任意のセンスコイル２１３より信号処理部２１１を介して位置計算部２１２に入力された検出信号から求められる磁束を磁束Ｂｄｉとする。

ここで、カプセル型医療装置１０のＬＣ共振回路１１１からの共振磁界を、磁気双極子からの共振磁界として仮定すると、ＬＣ共振回路１１１（すなわち、カプセル型医療装置１０）の位置情報等は、以下の方法により計算することが可能である。なお、以下の方法では、磁気双極子（ＬＣ共振回路１１１）の磁気モーメントと、磁気双極子の位置座標と、磁界を算出したい場所（任意のセンスコイル２１３の位置）の位置ベクトルと、を以下の式３〜式５のように置く。これにより、磁界を算出したい場所の磁気双極子に対する位置ベクトルと、この場所での磁界強度とは、以下の式６および式７で表現することができる。

以上のように表すことで、以下の式８に示す評価関数を最小化する最適化計算を行うことが可能となる。

また、上記式８に示す評価関数は、複数のセンスコイル２１３ごとに得られるため、この複数の評価関数を用いて磁気双極子のパラメータからなるベクトルを推測することが可能となる。

ただし、ステップＳ１１５において処理する検出信号には、共振磁界情報の他に、ガイダンスコイル不要磁界情報も含まれている。ガイダンスコイル不要磁界の発生源となるガイダンスコイル２３３ｘ〜２３３ｚおよび２３４ｘ〜２３４ｚ（以下、任意のガイダンスコイルの参照符号を２３３とする）は、通常、低インピーダンスの駆動コイル駆動部２２２に接続されている。このため、ガイダンスコイル２３３を共振磁界が通過すると、これによってガイダンスコイル２３３が励起されて、駆動コイル２２３ａまたは２２３ｂのインピーダンスによって定まる電流が流れる。これにより、駆動コイルを通過した磁束を打ち消す位相の磁界（ガイダンスコイル不要磁界）が発生する。

以上のように発生したガイダンスコイル不要磁界は、ガイダンスコイル２３３の位置および向きが定まっていれば求めることが可能である。すなわち、ガイダンスコイル２３３の位置と向きとが固定されている場合、ガイダンスコイル２３３の開口面のある点を通過する磁束密度（以下の式９参照）を求めることが可能である。

式９に示す磁束密度は、ガイダンスコイル２３３に発生する起電力から求められるものである。そこで、磁束密度の計算では、計算点を複数とり、その平均値を求める。なお、磁束密度の平均値は、以下の式１０で表すことができる。

共振磁界によってガイダンスコイル２３３に生じる起電力は、式１０で表される磁束密度の平均値に対し、ガイダンスコイル２３３の巻き数と面積と角周波数とで比例する。したがって、ガイダンスコイル２３３に流れる電流は、上記起電力をガイダンスコイル２３３のインピーダンスで除算することで求めることができる。つまり、共振磁界によってガイダンスコイル２３３に流れる電流も、以下の式１１に示すように、磁気双極子（ＬＣ共振回路１１１）のパラメータからなるベクトルの関数で表すことができる。

ただし、ガイダンスコイル２３３は、ＬＣ共振回路１１１と比較して非常に大きい。このため、ガイダンスコイル２３３を磁気双極子として扱うことができない。そこで、本実施の形態では、ガイダンスコイル２３３を複数の電流ベクトルに分割し、これにビオサバールの法則を適用して、分割した数だけ加算することで求めることが可能である。

ここで、電流素の位置ベクトルと、電流ベクトルと、磁界を算出したい座標の位置ベクトルと、を以下の式１２〜式１４のようにすると、センスコイル２１３で検出される検出信号に含まれるガイダンスコイル不要磁界情報（磁界強度（ベクトル））は、以下の式１５で表すことができる。

なお、各センスコイル２１３で得られる検出信号に含まれるガイダンス不要磁界情報は、ガイダンスコイル２３３との位置が決まれば、その分布形状が決まる。そこで、ガイダンスコイル２３３に流れる電流Ｉ_ｃを１としてあらかじめ計算しておき、これをメモリ部２０２等にルックアップテーブル（ＬＵＴ）として保持・管理しておくことで、計算を簡略化することができる。

また、センスコイル２１３で得られる検出信号に含まれる磁界情報は、磁気双極子（ＬＣ共振回路１１１）が発生する共振磁界Ｂ（ｐ）と打ち消し合うため、磁界Ｂ_ｃ（ｐ）の合計値となる。したがって、位置導出における評価関数は、以下の式１６とすることができる。

以上のような原理に基づき、本実施の形態では、図９に示すような動作フローを用いて、検出信号から位置情報等を導出する。なお、図９は、本実施の形態による位置情報導出処理の概略を示すフローチャートである。

図９に示すように、位置情報導出処理では、まず、位置計算部２１２は、図７のステップＳ１１３で特定した動作モードを参照し（ステップＳ１３１）、続いてメモリ部２０２等に保持されたＬＵＴを直接または制御部２０１を介して参照することで、動作モード（アクティブモード）に応じた各センスコイル２１３でのガイダンスコイル不要磁界情報を取得する（ステップＳ１３２）。次に位置計算部２１２は、取得したガイダンスコイル不要磁界情報（および駆動コイル不要磁界情報）と検出信号に含まれる磁界情報（キャリブレーション処理後の磁界情報であってもよい）とから上述の式１６に示す評価関数を用いて位置情報等を導出する（ステップＳ１３３）。その後、位置計算部２１２は、図７のステップＳ１１５へリターンする。

以上のように、不要磁界情報をキャンセルしつつ位置情報等を導出することで、本実施の形態では、正確な位置情報等を導出することが可能となる。なお、パッシブモードでは、ガイダンスコイル不要磁界情報の他に、駆動コイル不要磁界情報も、不要磁界情報として検出信号に含まれるため、例えばステップＳ１１８の位置情報導出処理では、ガイダンスコイル不要磁界情報の他に、駆動コイル不要磁界情報も考慮して位置情報等が導出される。なお、駆動コイル不要磁界情報をキャンセルする処理の原理は、上述したガイダンスコイルをキャンセルする処理の原理と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

なお、図７〜図９を用いて説明した位置検出処理は、上述のようにキャリブレーション処理（図８参照）および／または位置情報導出処理（図９参照）を行ってその都度求めてもよいし、あらかじめ動作モードと検出信号とに応じた位置情報等を算出し、これをＬＵＴとして保持・管理しておき、検出時に現在の動作モードと検出信号とに応じて適宜ＬＵＴを参照することで現在の位置情報等を特定してもよい。

・平均化処理
また、図７に示す位置検出処理によって導出された位置情報等の精度をより向上させるために、複数の位置情報等を平均化する処理（以下、これを平均化処理という）を実行してもよい。この平均化処理は、例えば制御部２０１において実行される。すなわち、制御部２０１は、複数の位置情報等を平均化する平均化処理部としても機能する。以下、図１０を用いて、本実施の形態による平均化処理を詳細に説明する。

図１０は、本実施の形態による平均化処理の概略を示すフローチャートである。図１０に示すように、平均化処理では、まず、制御部２０１は、位置計算部２１２から位置情報等が入力されると、これをメモリ部２０２に一時、蓄積しておく（ステップＳ１４１）。続いて制御部２０１は、現在の動作モードを特定し（ステップＳ１４２）、現在の動作モードがアクティブモードである場合（ステップＳ１４３のＹｅｓ）、Ｍ回分以上の位置情報等がメモリ部２０２に蓄積されているか否かを判定する（ステップＳ１４４）。なお、Ｍは正の整数である。

ステップＳ１４４の判定の結果、Ｍ回分以上の位置情報等がメモリ部２０２に蓄積されている場合（ステップＳ１４４のＹｅｓ）、制御部２０１は、最新からカウントしてＭ回分の位置情報等をメモリ部２０２から取得し（ステップＳ１４５）、これを平均化する（ステップＳ１４６）。これにより、平均化されることで精度が向上された位置情報等が生成される。一方、ステップＳ１４４の判定の結果、Ｍ回分の位置情報等がメモリ部２０２に蓄積されていない場合（ステップＳ１４４のＮｏ）、制御部２０１は、ステップＳ１４１に帰還する。

また、ステップＳ１４２で特定した現在の動作モードがパッシブモードである場合（ステップＳ１４３のＮｏ）、制御部２０１は、Ｎ回分以上の位置情報等がメモリ部２０２に蓄積されているか否かを判定する（ステップＳ１４７）。なお、Ｎは、Ｍより大きい正の整数である。ＮをＭより大きくした理由は後述において触れる。

ステップＳ１４７の判定の結果、Ｎ回分以上の位置情報等がメモリ部２０２に蓄積されている場合（ステップＳ１４７のＹｅｓ）、制御部２０１は、最新からカウントしてＮ回分の位置情報等をメモリ部２０２から取得し（ステップＳ１４８）、これを平均化する（ステップＳ１４９）。これにより、平均化されることで精度が向上された位置情報等が生成される。一方、ステップＳ１４７の判定の結果、Ｎ回分の位置情報等がメモリ部２０２に蓄積されていない場合（ステップＳ１４７のＮｏ）、制御部２０１は、ステップＳ１４１へ帰還する。

その後、制御部２０１は、ステップＳ１４６またはステップＳ１４９で生成された平均化された位置情報等を用いてカプセル型医療装置１０の現在の位置および向きを表示部２０４に表示し（ステップＳ１５０）、その後、ステップＳ１４１に帰還する。ステップＳ１５０では、カプセル型医療装置１０から受信した最新の被検体内画像等の被検体内情報を、カプセル型医療装置１０の現在の位置および向きと併せて表示部２０４に表示してもよい。

なお、パッシブモードで導出された位置情報等は、アクティブモードで導出された位置情報等と比較して精度が低い場合がある。そこで本実施の形態では、パッシブモードで平均化する母体数Ｎを、アクティブモードで平均化する母体数Ｍよりも大きい値とする。例えばＭを１とし、Ｎを１０とする。すなわち、平均化処理部として機能する制御部２０１は、第２スイッチＳＷ２がオン状態の場合とオフ状態の場合とで、平均化する位置情報等の母体数を変更してもよい。これにより、アクティブモードでの位置検出精度とパッシブモードでの位置検出精度とを同程度にすることが可能である。

・ガイダンス処理
次に、本実施の形態によるガイダンス処理について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明では、簡略化のため、操作者が移動指示と終了指示との何れかのみが操作部２０３から入力する場合を例に挙げる。ただし、本発明はこれに限定されず、上述したような撮像指示その他の操作指示を操作部２０３から入力することが可能である。

図１１は、本実施の形態によるガイダンス処理の概略を示すフローチャートである。図１１に示すように、ガイダンス処理では、まず、制御部２０１は、操作部２０３を用いて操作者から操作指示が入力されたか否かを監視し（ステップＳ１５１）、操作指示が入力されていた場合（ステップＳ１５１のＹｅｓ）、これが移動指示であるか否かを判定する（ステップＳ１５２）。なお、制御部２０１は、本動作に関し、操作指示が入力されるまで待機する（ステップＳ１５１のＮｏ）。また、ステップＳ１５２の判定の結果、入力された操作指示が移動指示でない場合（ステップＳ１５２のＮｏ）、制御部２０１は、入力された操作指示が終了指示であるか否かを判定し（ステップＳ１５３）、終了指示であれば（ステップＳ１５３のＹｅｓ）、ガイダンス処理を終了する。一方、終了指示でなければ（ステップＳ１５３のＮｏ）、制御部２０１は、入力された操作指示をキャンセルして（ステップＳ１５４）、ステップＳ１５１へ帰還する。

また、ステップＳ１５２の判定の結果、入力された操作指示が移動指示であった場合（ステップＳ１５２のＹｅｓ）、制御部２０１は、メモリ部２０２を参照してカプセル型医療装置１０の現在の位置および向きを特定すると共に、入力された目標となる位置および向きを特定し（ステップＳ１５５）、これらを用いてカプセル型医療装置１０に搭載された磁界発生部（永久磁石）１２に与えるべきガイダンス磁界の情報（ガイダンス情報）を算出する（ステップＳ１５６）。

その後、制御部２０１は、ステップＳ１５６で算出したガイダンス磁界を発生するためのガイダンス信号をカプセル誘導部２３０の信号生成部２３１に生成させる（ステップＳ１５７）。また、制御部２０１は、目標位置および向きをカプセル型医療装置１０が達成できたか否かを判定し（ステップＳ１５８）、達成できるまでステップＳ１５７の動作を継続する（ステップＳ１５８のＮｏ）。また、達成できた場合（ステップＳ１５８のＹｅｓ）、ステップＳ１５１へ帰還する。

以上のような動作により、信号生成部２３１からガイダンスコイル２３３に与えるべきガイダンス信号が出力される。なお、信号生成部２３１から出力されたガイダンス信号は、ガイダンスコイル駆動部２３２において電流増幅された後、ガイダンスコイル２３３に入力される。これに対し、ガイダンスコイル２３３は、入力されたガイダンス信号に従って、カプセル型医療装置１０を目的の位置および向きへと誘導するガイダンス磁界を検出空間Ｋ内に形成する。また、制御部２０１は、ステップＳ１５８の後、ステップＳ１５１へ帰還する。なお、本処理は、例えば割込み処理により終了する。

以上のように、本実施の形態によれば、被検体内導入装置であるカプセル型医療装置１０においてカプセル内部電源１７から供給された電源電圧ＶＣＣの電圧レベルに基づいて第１スイッチＳＷ１を切り替えることでＬＣ共振回路１１１が自発的に共振磁界を放出するアクティブモードと外部磁界（駆動磁界）を受けて共振磁界を放出するパッシブモードとを切り替えることが可能であり、また、外部装置２００においてセンスコイル２１３で検出された検出信号の信号強度（言い換えれば共振磁界の強度）に応じて第２スイッチＳＷ２を切り替えることで駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂに駆動磁界を放出させるパッシブモードと放出しないアクティブモードとを切り替えることが可能である。これにより、状況に応じてアクティブモードとパッシブモードとを切り替えてカプセル型医療装置１０の位置等を検出することが可能な位置検出磁気誘導システム１を実現することができる。

なお、本実施の形態では、カプセル型医療装置１０が第１スイッチＳＷ１がオフすることでパッシブモードへ移行した場合、外部装置２００においてこの移行を自動的に検出して外部装置２００の動作モードもパッシブモードへ移行するように構成した場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されず、例えば操作者が操作部２０３から外部装置２００の動作モードを切り替えられるように構成してもよい。操作者は、例えば表示部２０４にカプセル型医療装置１０の現在位置および向きが表示されないと、操作部２０３から動作モードを切り替える指示を外部装置２００に入力する。外部装置２００は、この操作に従って第２スイッチＳＷ２をオンして駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂへ駆動信号を供給することで、検出空間Ｋ内に駆動磁界を形成し、これによってカプセル型医療装置１０が放出した励起磁界を検出してカプセル型医療装置１０の現在位置および向きを取得し、これを表示部２０４に表示する。

（変形例１）
また、本実施の形態によるカプセル型医療装置１０における共振磁界発生部１１は、図１２および図１３に示すような構成とすることも可能である。以下、図１２および図１３に示す共振磁界発生部１１Ａの構成を、本発明の実施の形態１の変形例１として説明する。

図４と図１２と、ならびに、図５と図１３とを比較すると明らかなように、本変形例１による共振磁界発生部１１Ａは、第１スイッチＳＷ１が、発振回路１１３とＬＣ共振回路１１１との間ではなく、ＬＣ共振回路１１１と接地ラインとの間に設けられた構成を有する。

このように、本実施の形態による第１スイッチＳＷ１は、誘導信号の供給源である発振回路１１３から接地ラインにかけての少なくとも一箇所を切断すればよく、このような簡易な構成で、ＬＣ共振回路１１１への誘導信号の供給を停止してカプセル型医療装置１０の動作モードを切り替えることが可能である。なお、他の構成および動作は、上述した実施の形態１と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

（変形例２）
さらに、本実施の形態によるカプセル型医療装置１０における共振磁界発生部１１は、図１４に示すような構成とすることが可能である。以下、図１４に示す共振磁界発生部１１Ｂの構成を、本発明の実施の形態１の変形例２として説明する。

図５と図１４とを比較すると明らかなように、本変形例２による共振磁界発生部１１Ｂは、駆動回路１１４（図５参照）が省略された構成を備える。

共振磁界発生部１１Ｂでは、第１スイッチＳＷ１におけるトランジスタＱ１のベース・エミッタ間電圧を利用して、アクティブモードとパッシブモードとの切り替えを行っている。したがって、カプセル型医療装置１０のカプセル内部電源１７から供給される電源電圧ＶＣＣの電圧レベルが低下すると、印加電圧に従って発振する発振回路１１３から出力される誘導信号の電圧レベルが低下するため、第１スイッチＳＷ１は、オンすることができなくなる。この結果、トランジスタＱ１がオフしたままとなるため、上述の実施の形態１と同様に、カプセル内部電源１７から供給される電源電圧ＶＣＣの電圧レベルに応じて、アクティブモードとパッシブモードとを切り替えることが可能となる。なお、他の構成および動作は、上述した実施の形態１と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２による位置検出磁気誘導システムの構成および動作を、図面を用いて詳細に説明する。なお、本実施の形態による位置検出磁気誘導システムは、上述の実施の形態１による位置検出磁気誘導システム１と同様の構成を用いることができる。ただし、本実施の形態では、カプセル型医療装置１０の共振磁界発生部１１が、共振磁界発生部２１に置き換えられている。

（構成）
ここで、本実施の形態による共振磁界発生部２１の概略構成を図１５に示す。図１５と図４とを比較すると明らかなように、本実施の形態による共振磁界発生部２１は、上記実施の形態１の磁界共振磁界発生部１１における第１スイッチＳＷ１（図４参照）が、磁気リードスイッチＳＷ２１（図１５参照）に置き換えられている。

ここでは、磁気リードスイッチＳＷ２１は、外部からある一定以上の強度の磁界を与えられるとオンし、外部の磁界がある一定以上の強度に満たなければオフ状態を維持する。そこで本実施の形態では、磁気リードスイッチＳＷ２１をオンさせるための磁界（以下、これをモード切替磁界という）を、外部装置２００を用いて検出空間Ｋ内に導入されたカプセル型医療装置１０に与えることで、カプセル型医療装置１０の動作モードを外部から切り替える。

また、モード切替磁界は、例えばカプセル誘導部２３０を駆動制御してガイダンスコイル２３３から放出させることが可能である。この際、例えばカプセル型医療装置１０の位置や向きを誘導することが可能な程度の磁界強度よりも十分に低く、且つ、磁気リードスイッチＳＷ２１をオンさせることが可能な程度の磁界強度の磁界を、モード切替磁界としてガイダンスコイル２３３から放出する。このモード切替磁界は、例えば制御部２０１がカプセル誘導部２３０の信号生成部２３１にガイダンスコイル２３３にモード切替磁界を放出させる信号（以下、モード切替信号という）を生成させ、これをガイダンスコイル駆動部２３２において電流増幅した後、ガイダンスコイル２３３に適宜入力されることで放出される。このように、本実施の形態によるガイダンスコイル２３３およびこれを駆動するガイダンスコイル駆動部２３２は、検出空間Ｋ内にモード切替磁界を形成する切替コイルおよび切替コイルを駆動する切替コイル駆動部としても機能する。ただし、これに限定されず、駆動コイル２２３ａおよび／または２２３ｂを用いてモード切替磁界を発生させても、専用の磁界放出部およびコイルを設けてモード切替磁界を発生させてもよい。

なお、他の構成は、本発明の実施の形態１と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

＜実施の形態３＞
次に、本発明の実施の形態３による位置検出磁気誘導システムの構成および動作を、図面を用いて詳細に説明する。なお、本実施の形態による位置検出磁気誘導システムは、上述の位置検出磁気誘導システム１と同様の構成を用いることができる。ただし、本実施の形態では、カプセル型医療装置１０が、図１６に示すカプセル型医療装置３０に置き換えられている。

（構成）
図１６と図２とを比較すると明らかなように、本変形例によるカプセル型医療装置３０は、上述の実施の形態１によるカプセル型医療装置１０と同様の構成において、共振磁界発生部１１が共振磁界発生部３１に置き換えられている。

共振磁界発生部３１は、共振磁界発生部１１における駆動回路１１４が省略された構成を備える。その代わりに本実施の形態では、第１スイッチＳＷ１のオン／オフがカプセル制御部１３によって直接制御される。

なお、他の構成は、本発明の実施の形態１と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

（動作）
また、カプセル制御部１３には、例えば無線受信部１６を介して外部装置２００からカプセル型医療装置３０の動作モードを切り替える制御信号（以下、これをモード制御信号という）が入力される。すなわち、本実施の形態における外部装置２００の無線送信部２０６は、カプセル型医療装置３０における第１スイッチＳＷ１のオン／オフを制御するモード制御信号を送信する制御信号送信部として機能し、カプセル型医療装置３０の無線受信部１６は、モード制御信号を受信する制御信号受信部として機能する。

カプセル制御部１３は、外部装置２００からモード制御信号が入力されると、これに従ってカプセル型医療装置３０の動作モードをアクティブモードとパッシブモードとの何れかに切り替える。すなわち、カプセル制御部１３は、モード制御信号に基づいて第１スイッチＳＷ１のオン／オフを制御する第１スイッチ制御部として機能する。

また、カプセル制御部１３は、モード制御信号に従って動作モードをアクティブモードに設定すると、共振磁界発生部３１の第１スイッチＳＷ１をオンして発振回路１１３からの誘導信号をＬＣ共振回路１１１に入力する。一方、カプセル制御部１３は、モード制御信号に従って動作モードをパッシブモードに設定すると、共振磁界発生部３１の第１スイッチＳＷ１をオフして発振回路１１３とＬＣ共振回路１１１との間を電気的に遮断する。なお、本実施の形態におけるアクティブモードとパッシブモードとの切替えは、例えば操作者が操作部２０３から入力した操作に基づいても、位置導出部２１０の信号処理部２１１において検出された検出信号の信号強度に基づいてもよい。

ここで、本実施の形態において外部装置２００で実行されるモード切替処理およびカプセル型医療装置３０で実行されるモード切替処理を、図面を用いて詳細に説明する。図１７は、本実施の形態において外部装置２００が実行するモード切替処理の概略を示すフローチャートである。また、図１８は、本実施の形態においてカプセル型医療装置３０が実行するモード切替処理の概略を示すフローチャートである。なお、本動作において、外部装置２００とカプセル型医療装置３０との起動初期の動作モードはアクティブモードであるとする。

・モード切換処理（外部装置）
まず、図１７に示すように、外部装置２００の制御部２０１は、モード切替処理を起動すると、まず、アクティブモードを設定する（ステップＳ３０１）。なお、ステップＳ３０１の詳細は、上述の実施の形態１における図６のステップＳ１０１と同様である。

次に、制御部２０１は、操作部２０３（図１参照）から操作者が動作モードの切替指示を入力したか否かを判定し（ステップＳ３０２）、動作モードの切替指示が入力されるまで待機する（ステップＳ３０２のＮｏ）。

ステップＳ３０２の判定の結果、動作モードの切替指示が入力されていた場合（ステップＳ３０２のＹｅｓ）、制御部２０１は、例えばメモリ部２０２等を参照することで現在の動作モードを特定すると共に（ステップＳ３０３）、操作部２０３から入力された切替指示がアクティブモードへの切替指示であるか否かを判定する（ステップＳ３０４）。

ステップＳ３０４の判定の結果、アクティブモードへの切替指示であった場合（ステップＳ３０４のＹｅｓ）、制御部２０１は、ステップＳ３０３で特定した現在の動作モードがアクティブモードであるか否かを判定し（ステップＳ３０５）、アクティブモードである場合（ステップＳ３０５のＹｅｓ）、アクティブモードを継続して（ステップＳ３０６）、ステップＳ３０２へ帰還する。

一方、ステップＳ３０５の判定の結果、現在の動作モードがアクティブモードでない場合（ステップＳ３０５のＮｏ）、制御部２０１は、動作モードをアクティブモードに再設定することでアクティブモードへ移行する（ステップＳ３０７）。その後、制御部２０１は、動作モードをアクティブモードへ切り替えさせるモード制御信号を無線送信部２０６からカプセル型医療装置３０へ送信すると共に（ステップＳ３０８）、第２スイッチＳＷ２をオフさせる例えばＬｏｗレベルの制御信号ｓ１２を生成し、これを第２スイッチＳＷ２に入力して切離スイッチをオフさせることで、駆動コイル駆動部２２２と駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂとを電気的に遮断した後（ステップＳ３０９）、ステップＳ３０２へ帰還する。

また、ステップＳ３０４の判定の結果、パッシブモードへの切替指示であった場合（ステップＳ３０４のＮｏ）、制御部２０１は、ステップＳ３０３で特定した現在の動作モードがパッシブモードであるか否かを判定し（ステップＳ３１０）、パッシブモードである場合（ステップＳ３１０のＹｅｓ）、パッシブモードを継続して（ステップＳ３１１）、ステップＳ３０２へ帰還する。

一方、ステップＳ３１０の判定の結果、現在の動作モードがパッシブモードでない場合（ステップＳ３１０のＮｏ）、制御部２０１は、動作モードをパッシブモードに再設定することでパッシブモードへ移行する（ステップＳ３１２）。その後、制御部２０１は、動作モードをパッシブモードへ切り替えさせるモード制御信号を無線送信部２０６からカプセル型医療装置３０へ送信する（ステップＳ３１３）。また、制御部２０１は、第２スイッチＳＷ２をオンさせる例えばＨｉｇｈレベルの制御信号ｓ１２を生成し、これを第２スイッチＳＷ２に入力して切離スイッチをオンさせることで、駆動コイル駆動部２２２と駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂとを電気的に接続すると共に（ステップＳ３１４）、信号生成部２２１の動作を開始させる（ステップＳ３１５）。これにより、信号生成部２２１から共振周波数Ｆ０と略等しい周波数の駆動信号が出力される。なお、信号生成部２２１から出力された駆動信号は、駆動コイル駆動部２２２において電流増幅された後、オン状態の第２スイッチＳＷ２を介して駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂに入力される。これに対し、駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂは、入力された駆動信号に従って、共振周波数Ｆ０と略等しい周波数の駆動磁界を検出空間Ｋ内に形成する。また、制御部２０１は、ステップＳ３１５の後、ステップＳ３０２へ帰還する。

・モード切替処理（カプセル型医療装置）
また、図１８に示すように、カプセル型医療装置３０のカプセル制御部１３は、モード切替処理を起動すると、まず、アクティブモードを設定する（ステップＳ３２１）。このモード管理は、例えば外部装置２００と同様に、不図示のメモリ部の所定の記憶領域にモードを管理するためのフラグを格納しておくことで実現することができる。また、アクティブモードでは、カプセル制御部１３は、例えばＬｏｗレベルの制御信号を生成してこれを第１スイッチＳＷ１に入力して第１スイッチＳＷ１をオフすることで、発振回路１１３とＬＣ共振回路１１１とを電気的に切断する。

次に、カプセル制御部１３は、外部装置２００から無線受信部１６を介してモード制御信号が入力されたか否かを判定し（ステップＳ３２２）、モード制御信号が入力されるまで待機する（ステップＳ３２２のＮｏ）。

ステップＳ３２２の判定の結果、モード切替処理が入力された場合（ステップＳ３２２のＹｅｓ）、カプセル制御部１３は、例えば不図示のメモリ部等を参照することで現在の動作モードを特定すると共に（ステップＳ３２３）、外部装置２００から受信したモード制御信号がアクティブモードへの切替指示であるか否かを判定する（ステップＳ３２４）。

ステップＳ３２４の判定の結果、アクティブモードへの切替指示であった場合（ステップＳ３２４のＹｅｓ）、カプセル制御部１３は、ステップＳ３２３で特定した動作モードがアクティブモードであるか否かを判定し（ステップＳ３２５）、アクティブモードである場合（ステップＳ３２５のＹｅｓ）、アクティブモードを継続して（ステップＳ３２６）、ステップＳ３２２へ帰還する。

一方、ステップＳ３２５の判定の結果、現在の動作モードがアクティブモードでない場合（ステップＳ３２５のＮｏ）、カプセル制御部１３は、動作モードをアクティブモードに再設定することでアクティブモードへ移行する（ステップＳ３２７）。その後、カプセル制御部１３は、第１スイッチＳＷ１をオンさせる例えばＨｉｇｈレベルの制御信号を生成し、これを第１スイッチＳＷ１に入力して第１スイッチＳＷ１をオンさせることで、発振回路１１３とＬＣ共振回路１１１とを電気的に接続すると共に（ステップＳ３２８）、発振回路１１３を共振周波数Ｆ０と略等しい周波数で発振させるための駆動電圧の発振回路１１１への入力を開始する（ステップＳ３２９）。これにより、発振回路１１３から共振周波数Ｆ０と略等しい周波数の誘導信号が出力され、これにより、ＬＣ共振回路１１１が検出空間Ｋ内へ誘導磁界を放出する。また、カプセル制御部１３は、ステップＳ３２９の後、ステップＳ３２２へ帰還する。

また、ステップＳ３２４の判定の結果、パッシブモードへの切替指示であった場合（ステップＳ３２４のＮｏ）、カプセル制御部１３は、ステップＳ３２３で特定した現在の動作モードがパッシブモードであるか否かを判定し（ステップＳ３３０）、パッシブモードである場合（ステップＳ３３０のＹｅｓ）、パッシブモードを継続して（ステップＳ３３１）、ステップＳ３０２へ帰還する。

一方、ステップＳ３３０の判定の結果、現在の動作モードがパッシブモードでない場合（ステップＳ３３０のＮｏ）、カプセル制御部１３は、動作モードをパッシブモードに再設定することでパッシブモードへ移行する（ステップＳ３３２）。その後、カプセル制御部１３は、第１スイッチＳＷ１をオフさせる例えばＬｏｗレベルの制御信号を生成し、これを第１スイッチＳＷ１に入力して第１スイッチＳＷ１をオフさせることで、発振回路１１３とＬＣ共振回路１１１とを電気的に切断すると共に（ステップＳ３３３）、発振回路１１３を発振させるための駆動電圧の発振回路１１３への入力を停止する（ステップＳ３３４）。その後、カプセル制御部１３は、ステップＳ３２２へ帰還する。

以上のように、本実施の形態によれば、被検体内導入装置であるカプセル型医療装置３０において外部装置２００から送信されたモード制御信号に応じて第１スイッチＳＷ１を切り替えることでＬＣ共振回路１１１が自発的に共振磁界を放出するアクティブモードと外部磁界（駆動磁界）を受けて共振磁界を放出するパッシブモードとを切り替えることが可能であり、また、外部装置２００においてセンスコイル２１３で検出された検出信号の信号強度（言い換えれば共振磁界の強度）や操作部２０３から入力された操作指示などに応じて第２スイッチＳＷ２を切り替えることで駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂに駆動磁界を放出させるパッシブモードと放出しないアクティブモードとを切り替えることが可能である。これにより、状況に応じてアクティブモードとパッシブモードとを切り替えてカプセル型医療装置１０の位置等を検出することが可能な位置検出磁気誘導システムを実現することができる。なお、他の構成および動作は、本発明の実施の形態１または２（各変形例を含む）と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

（変形例１）
また、上記した実施の形態３は、後述のように変形することが可能である。以下、これを上記実施の形態３の変形例１として、図面を用いて詳細に説明する。なお、本変形例１による位置検出磁気誘導システムは、上述の位置検出磁気誘導システム１と同様の構成を用いることができる。ただし、本変形例１では、カプセル型医療装置３０が、図１９に示すカプセル型医療装置３０Ａに置き換えられている。

（構成）
図１９と図１６とを比較すると明らかなように、本変形例によるカプセル型医療装置３０Ａは、上述の実施の形態３によるカプセル型医療装置３０と同様の構成において、磁気リードスイッチＳＷ３１が設けられている。

磁気リードスイッチＳＷ３１は、外部から一定強度以上の交番磁界（以下、これをモード制御磁界という）が入力されると、これに応じてオン／オフを繰り返す。また、磁気リードスイッチＳＷ３１は、オン／オフを繰り返すことで、ＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルとが交互に入れ代わる交番信号（以下、これをモード制御信号という）を出力する。なおモード制御磁界は、磁気リードスイッチＳＷ３１が応答可能（すなわち、磁界強度の交番に応じてオン／オフ可能）な周波数を有する交番磁界である。

磁気リードスイッチＳＷ３１から出力されたモード制御信号は、カプセル制御部１３に入力される。カプセル制御部１３は、磁気リードスイッチＳＷ３１からモード制御信号が入力されているか否かを検出し、この検出結果に基づいてカプセル型医療装置３０Ａの動作モードをアクティブモードとパッシブモードとの何れかに切り替える。

なお、磁気リードスイッチＳＷ３１にモード制御信号を出力させるためのモード制御磁界は、例えばガイダンスコイル２３３を用いて発生させることが可能である。このように、本変形例１によるガイダンスコイル２３３およびこれを駆動するガイダンスコイル駆動部２３２は、検出空間Ｋ内にモード制御磁界を形成する制御コイルおよび制御コイルを駆動する制御コイル駆動部としても機能する。ただし、これに限定されず、例えば駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂを用いてモード制御磁界を発生させても、専用の磁界放出部およびコイルを設けてモード制御磁界を発生させてもよい。

このように本実施の形態では、カプセル型医療装置３０Ａの動作モードを切り替えるモード制御信号の伝達媒体として磁界を用い、モード制御信号の送信手段（外部装置２００側）としてガイダンスコイル２３３を用い、モード制御信号の受信手段（カプセル型医療装置３０Ａ側）として磁気リードスイッチを用いている。

また、モード制御磁界は、所定のパターンを有していてもよい。具体的には、モード制御磁界は、例えば第１の所定期間、第１の周波数で発振し、第２の所定期間に連続する第２の所定期間、第１の周波数と異なる第２の周波数で発振するなどの、所定の周波数パターンを有していてもよい。このように構成することで、カプセル制御部１３においてこのパターンが認識された場合にカプセル制御部１３が動作モードを切り替えるという構成を実現することができ、カプセル制御部１３の誤作動（誤った動作モード切替）を防止することが可能となる。また、この構成を用いることで、モード制御信号の他に移動指示や撮像指示などの多種の情報を外部装置２００からカプセル型医療装置３０Ａへ送信することが可能となる。

以上のように、本変形例によれば、被検体内導入装置であるカプセル型医療装置３０Ａにおいて外部装置２００から放出されたモード制御磁界応じて第１スイッチＳＷ１を切り替えることでＬＣ共振回路１１１が自発的に共振磁界を放出するアクティブモードと外部磁界（駆動磁界）を受けて共振磁界を放出するパッシブモードとを切り替えることが可能であり、また、外部装置２００においてセンスコイル２１３で検出された検出信号の信号強度（言い換えれば共振磁界の強度）や操作部２０３から入力された操作指示などに応じて第１スイッチＳＷ１を切り替えることで駆動コイル２２３ａおよび２２３ｂに駆動磁界を放出させるパッシブモードと放出しないアクティブモードとを切り替えることが可能である。これにより、状況に応じてアクティブモードとパッシブモードとを切り替えてカプセル型医療装置３０Ａの位置等を検出することが可能な位置検出磁気誘導システムを実現することができる。

なお、例えばガイダンスコイル２３３にモード制御磁界を発生させる動作は、本発明の実施の形態２における切替磁界を発生させる動作と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。また、他の構成および動作は、本発明の実施の形態１または２（各変形例を含む）若しくは上述した実施の形態３から容易に相当することが可能であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

また、上記実施の形態は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、仕様等に応じて種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施の形態が可能であることは上記記載から自明である。

１ 位置検出磁気誘導システム
１０、３０Ａ カプセル型医療装置
１１、２１、３１ 共振磁界発生部
１２ 磁界発生部
１３ カプセル制御部
１４ 被検体内情報取得部
１５、２０６ 無線送信部
１５ａ、２０６ａ 送信用アンテナ
１６、２０５ 無線受信部
１６ａ、２０５ａ 受信用アンテナ
１７ カプセル内部電源
１８ 筐体
１８ａ 容器
１８ｂ キャップ
１１１ ＬＣ共振回路
１１２ 安定化回路
１１３ 発振回路
１１４ 駆動回路
１４１ 照明部
１４１Ａ 光源
１４１Ｂ 回路基板
１４２ 撮像部
１４２ａ 撮像素子
１４２ｃ 対物レンズ
１４３ 信号処理部
２００ 外部装置
２０１ 制御部
２０２ メモリ部
２０３ 操作部
２０４ 表示部
２１０ 位置導出部
２１１ 信号処理部
２１２ 位置計算部
２１３ センスコイル
２２０ 駆動磁界発生部
２２１、２３１ 信号生成部
２２２ 駆動コイル駆動部
２２３ａ、２２３ｂ 駆動コイル
２３０ カプセル誘導部
２３２ ガイダンスコイル駆動部
２３３ｘ〜２３３ｚ、２３４ｘ〜２３４ｚ ガイダンスコイル
１１２１ａ、１１２１ｂ ２次電池
１１３１ 水晶振動子
１１３３、１１３４ 反転増幅回路
１１４１ 比較回路
１１４４ 電源
Ｃ１、１１２２、１１３５、１１３６ コンデンサ
Ｋ 検出空間
Ｌ１ インダクタ
Ｑ１ トランジスタ
Ｒ１、Ｒ２、１１３２、１１４２、１１４３ 抵抗
ＳＷ１ 第１スイッチ
ＳＷ２ 第２スイッチ
ＳＷ２１、ＳＷ３１ 磁気リードスイッチ
ＴＳ１ スイッチ切替用タイムスロット
ＴＳ２ ガイダンス用タイムスロット

本発明は、位置検出システムおよび位置検出方法に関し、特に磁界を用いて被検体内に導入されたカプセル型の被検体内導入装置の位置を検出する位置検出システムおよび位置検出システムの作動方法に関する。

そこで本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、アクティブ方式とパッシブ方式とを切り替えて被検体内導入装置の位置を検出することが可能な位置検出システムおよび位置検出システムの作動方法を提供することを目的とする。

また、本発明による位置検出システムの作動方法は、自発的または外部磁界を受けて誘発的に共振磁界を発生する共振回路を備えた被検体内導入装置の被検体内で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、前記共振磁界の磁界強度をセンスコイルが検出する共振磁界強度検出ステップと、前記共振磁界強度検出ステップで検出された前記磁界強度が所定値以上であるか否かを制御部が判定する共振磁界強度判定ステップと、前記磁界強度が前記所定値より小さい場合、駆動コイルと駆動コイル駆動部とが前記外部磁界を形成する外部磁界形成ステップと、前記共振回路が自発的に発生した共振磁界または前記外部磁界形成ステップで形成された前記外部磁界を受けて誘発的に形成した共振磁界をセンスコイルが検出する共振磁界検出ステップと、前記共振磁界検出ステップで検出された前記共振磁界に基づいて前記被検体内導入装置の前記被検体内での位置を示す位置情報を位置導出部が導出する位置導出ステップと、を含むことを特徴とする。

上記した本発明による位置検出システムの作動方法は、前記位置導出ステップが、前記位置導出ステップで導出された前記位置情報を前記制御部が所定回数分蓄積する位置情報蓄積ステップと、前記位置情報蓄積ステップで蓄積された前記所定回数分の位置情報を前記制御部が平均化する位置情報平均化ステップと、を含み、前記平均化された位置情報に基づいて前記被検体内導入装置の前記被検体内での位置を示す位置情報を前記位置導出部が導出することを特徴とする。

Claims (19)

1. 検出空間内に被検体に導入された状態で配置される被検体内導入装置と、前記被検体外に配置される外部装置と、を備えた位置検出システムであって、
   前記被検体内導入装置は、
   共振周波数の誘導信号を出力する発振回路と、
   前記発振回路から出力された前記誘導信号または前記検出空間内に形成された前記共振周波数の駆動磁界に応じて該共振周波数の共振磁界を発生し、前記発振回路と接地線との間に接続された共振回路と、
   前記共振回路と前記発振回路または前記接地線との間を導通／遮断する第１スイッチと、
   を有し、
   前記外部装置は、
   前記共振周波数の駆動信号を出力する駆動コイル駆動部と、
   前記駆動信号に応じて前記検出空間内に前記駆動磁界を形成する駆動コイルと、
   前記駆動コイル駆動部と前記駆動コイルとの間を導通／遮断する第２スイッチと、
   前記共振磁界を検出する磁界センサと、
   前記磁界センサで検出された前記共振磁界の情報を用いて前記被検体内導入装置の位置情報を導出する位置導出部と、
   を有し、
   前記第２スイッチは、前記第１スイッチがオフ状態の場合、前記駆動コイル駆動部と前記駆動コイルとの間を導通し、前記第１スイッチがオン状態の場合、前記駆動コイル駆動部と前記駆動コイルとの間を遮断し、
   前記共振回路は、前記誘導信号または前記駆動磁界に応じて前記共振磁界を発生することを特徴とする位置検出システム。
2. 前記外部装置は、
   前記磁界センサで検出された検出信号の信号強度を検出する信号強度検出部と、
   前記信号強度検出部において検出された前記信号強度に基づいて前記第２スイッチのオン／オフを制御する第２スイッチ制御部と、
   を有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。
3. 前記被検体内導入装置は、
   当該被検体内導入装置内部に電力を供給する内部電源と、
   前記内部電源から出力される電源電圧の電圧レベルに応じて前記第１スイッチを制御する第１スイッチ制御部と、
   を有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。
4. 前記外部装置は、
   前記検出空間内に切替磁界を形成する切替コイルと、
   前記切替コイルに前記切替磁界を発生させる信号を入力する切替コイル駆動部と、
   を有し、
   前記第１スイッチは、前記切替磁界に応じてオン／オフする磁気リードスイッチ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。
5. 前記外部装置は、前記第１スイッチのオン／オフを制御する制御信号を前記被検体内導入装置へ送信する制御信号送信部を有し、
   前記被検体内導入装置は、
   前記制御信号を受信する制御信号受信部と、
   前記制御信号に基づいて前記第１スイッチのオン／オフを制御する第１スイッチ制御部と、
   を有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。
6. 前記制御信号送信部は、
   前記検出空間内に制御磁界を形成する制御コイルと、
   前記制御コイルに前記制御磁界を発生させる信号を入力する制御コイル駆動部と、
   を含み、
   前記制御信号受信部は、
   前記制御磁界に応じてオン／オフする磁気リードスイッチと、
   前記磁気リードスイッチから出力された信号に基づいて前記第１スイッチのオン／オフを制御する第１スイッチ制御部と、
   を有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。
7. 前記制御コイル駆動部は、所定パターンの前記制御磁界を発生させる信号を前記制御コイルに入力することを特徴とする請求項６記載の位置検出システム。
8. 前記被検体内導入装置は、磁界を発生する磁界発生部を有し、
   前記外部装置は、
   前記検出空間内に前記磁界発生部と作用するガイダンス磁界を形成するガイダンスコイルと、
   前記ガイダンスコイルに前記ガイダンス磁界を発生させる信号を入力するガイダンスコイル駆動部と、
   を有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。
9. 前記被検体内導入装置は、磁界を発生する磁界発生部を有し、
   前記外部装置は、
   前記検出空間内に前記磁界発生部と作用するガイダンス磁界を形成するガイダンスコイルと、
   前記ガイダンスコイルに前記ガイダンス磁界を発生させる信号を入力するガイダンスコイル駆動部と、
   を有し、
   前記切替コイルには、前記ガイダンスコイルまたは前記駆動コイルが用いられることを特徴とする請求項４に記載の位置検出システム。
10. 前記被検体内導入装置は、磁界を発生する磁界発生部を有し、
    前記外部装置は、
    前記検出空間内に前記磁界発生部と作用するガイダンス磁界を形成するガイダンスコイルと、
    前記ガイダンスコイルに前記ガイダンス磁界を発生させる信号を入力するガイダンスコイル駆動部と、
    を有し、
    前記制御コイルには、前記ガイダンスコイルまたは前記駆動コイルが用いられることを特徴とする請求項６に記載の位置検出システム。
11. 前記外部装置は、前記位置情報を平均化する平均化処理部を有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。
12. 前記平均化処理部は、前記第２スイッチがオン状態の場合とオフ状態の場合とで、前記平均化する位置情報の母体数を変更することを特徴とする請求項１１に記載の位置検出システム。
13. 前記外部装置は、前記共振磁界の情報を平均化する平均化処理部を有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。
14. 前記平均化処理部は、前記第２スイッチがオン状態の場合とオフ状態の場合とで、前記平均化する共振磁界の情報の母体数を変更することを特徴とする請求項１３に記載の位置検出システム。
15. 前記位置導出部は、前記磁界センサで検出された検出信号に含まれる磁界情報から前記駆動磁界の情報を除去して得られた情報から前記被検体内導入装置の前記位置情報を導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。
16. 前記位置導出部は、前記第２スイッチがオン状態の際に前記磁界センサで検出された検出信号に含まれる磁界情報から前記駆動コイルが前記共振磁界によって励起されて発生した不要磁界の情報を除去して得られた情報から前記被検体内導入装置の前記位置情報を導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。
17. 前記被検体内導入装置は、
    前記被検体内を撮像して画像を取得する撮像部と、
    前記撮像部で取得した画像を前記外部装置へ送信する画像送信部と、
    を有し、
    前記外部装置は、
    前記画像送信部から送信された前記画像を受信する画像受信部と、
    前記画像受信部で受信した前記画像を前記位置情報と共に表示する表示部と、
    を有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。
18. 自発的または外部磁界を受けて誘発的に共振磁界を発生する共振回路を備えた被検体内導入装置の被検体内での位置を検出する位置検出方法であって、
    前記共振磁界の磁界強度を検出する共振磁界強度検出ステップと、
    前記共振磁界強度検出ステップで検出された前記磁界強度が所定値以上であるか否かを判定する共振磁界強度判定ステップと、
    前記磁界強度が前記所定値より小さい場合、前記外部磁界を形成する外部磁界形成ステップと、
    前記共振回路が自発的に発生した共振磁界または前記外部磁界形成ステップで形成された前記外部磁界を受けて誘発的に形成した共振磁界を検出する共振磁界検出ステップと、
    前記共振磁界検出ステップで検出された前記共振磁界に基づいて前記被検体内導入装置の前記被検体内での位置を示す位置情報を導出する位置導出ステップと、
    を含むことを特徴とする位置検出方法。
19. 前記位置導出ステップは、
    前記位置導出ステップで導出された前記位置情報を所定回数分蓄積する位置情報蓄積ステップと、
    前記位置情報蓄積ステップで蓄積された前記所定回数分の位置情報を平均化する位置情報平均化ステップと、
    を含み、前記平均化された位置情報に基づいて前記被検体内導入装置の前記被検体内での位置を示す位置情報を導出することを特徴とする請求項１８に記載の位置検出方法。

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