JPWO2016027519A1 - 誘導装置及びカプセル型医療装置誘導システム - Google Patents

Abstract

カプセル型医療装置の個体差によらず、カプセル型医療装置を液体中において安定的に誘導して静止させることができる誘導装置等を提供する。誘導装置２０は、カプセル型内視鏡１０に設けられた永久磁石１８に作用させる磁界を生成する磁界生成部２５と、該磁界生成部２５が生成する磁界を制御する誘導制御部２６１とを備え、誘導制御部２６１は、カプセル型内視鏡１０を液体の上側又は下側の境界面に接触する方向に誘導する磁界を磁界生成部２５に生成させる第１の制御モードと、カプセル型内視鏡１０が上記境界面に接触した状態から該境界面に接触しない状態に移行するように、磁界生成部２５が発生する磁界を連続的に変化させる第２の制御モードと、カプセル型内視鏡１０が液体中に保持されるように、磁界生成部２５が発生する磁界を制御する第３の制御モードとを切り替え可能に実行する。

Description

本発明は、被検体内に導入されたカプセル型医療装置を誘導する誘導装置及びカプセル型医療装置誘導システムに関する。

従来、被検体内に導入されて被検体内に関する種々の情報を取得する、或いは、被検体内に薬剤等を投与するといったカプセル型医療装置が開発されている。一例として、内視鏡の分野においては、被検体の消化管内（管腔内）に導入可能な大きさに形成されたカプセル型内視鏡が知られている。

カプセル型内視鏡は、カプセル形状をなす筐体の内部に撮像機能及び無線通信機能を備えたものであり、被検体に嚥下された後、蠕動運動等によって消化管内を移動しながら撮像を行い、被検体の臓器内部の画像（以下、体内画像ともいう）の画像データを順次、無線送信する。無線送信された画像データは、被検体外に設けられた受信装置によって受信され、さらに、ワークステーション等の画像表示装置に取り込まれて所定の画像処理が施される。それにより、画像表示装置の画面に、被検体の体内画像を静止画表示又は動画表示することができる。

近年では、被検体内に導入されたカプセル型内視鏡を磁界によって誘導する誘導装置を備えた誘導システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。一般に、このような誘導システムにおいては、カプセル型内視鏡の内部に永久磁石を設ける一方、誘導装置に電磁石や永久磁石等の磁界発生部を設け、被検体の胃等の消化管内に水等の液体を導入してカプセル型内視鏡をこの液体に浮遊させた状態で、磁界発生部が発生する磁界により、被検体内部のカプセル型内視鏡を誘導する。この誘導システムに、カプセル型内視鏡が取得した画像データを受信して体内画像を表示する表示部を設けることにより、ユーザは、表示部に表示された体内画像を参照しつつ、誘導装置に設けられた操作入力部を用いてカプセル型内視鏡の誘導を操作することができる。

特表２００８-５０３３１０号公報

ところで、カプセル型医療装置を液体内で誘導する場合、カプセル型医療装置を液体の境界面、即ち液面や液底面に一旦接触させて位置や姿勢を安定させ、その後、カプセル型医療装置を境界面から離れる方向に誘導し、液体内で静止させた上で、ユーザ所望の誘導操作を行う。この際、液体内においてカプセル型医療装置を静止させるためには、カプセル型医療装置に作用する重力、浮力、及び磁力が釣り合うという条件で、カプセル型医療装置を誘導するための磁界を生成する制御を行う必要がある。

しかしながら、個々のカプセル型医療装置の質量、体積、内部に設けられた永久磁石のサイズ等には個体差が存在する。そのため、磁界の強度や磁界を変化させる変化率を一律にして制御を行うと、カプセル型医療装置を安定的に誘導することができないという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、カプセル型医療装置の個体差によらず、カプセル型医療装置を液体内において安定的に誘導することができる誘導装置及びカプセル型医療装置誘導システム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、本発明に係る誘導装置は、液体が導入された被検体内に、磁石を内蔵するカプセル型医療装置を導入し、前記液体内において該カプセル型医療装置を磁界によって誘導する誘導装置において、前記磁石に作用させる磁界を生成する磁界生成部と、前記磁界生成部が生成する磁界を制御する誘導制御部と、を備え、前記誘導制御部は、前記カプセル型医療装置を前記液体の上側又は下側の境界面に接触する方向に誘導する磁界を前記磁界生成部に生成させる第１の制御モードと、前記カプセル型医療装置が前記境界面に接触した状態から該境界面に接触しない状態に移行するように、前記磁界生成部が発生する磁界を連続的に変化させる第２の制御モードと、前記カプセル型医療装置が前記液体中に保持されるように前記磁界生成部が発生する磁界を制御する第３の制御モードと、を切り替え可能に実行する、ことを特徴とする。

上記誘導装置は、前記カプセル型医療装置が前記境界面に接触しているか否かを判定する判定部をさらに備え、前記誘導制御部は、前記第２の制御モードにおいて、前記判定部が前記カプセル型医療装置は前記境界面に接触していないと判定した結果をもとに、前記第３の制御モードに切り替わることを特徴とする。

上記誘導装置において、前記誘導制御部は、前記判定部による判定結果をもとに前記第２の制御モードから前記第３の制御モードに切り替わった際の前記磁界生成部に対する制御条件をもとに、以降において前記第２の制御モードから前記第３の制御モードに切り替わる際の切り替え条件を決定する、ことを特徴とする。

上記誘導装置は、前記カプセル型医療装置が前記境界面に接触しているか否かを判定する判定部をさらに備え、前記誘導制御部は、前記カプセル型医療装置が前記境界面に接触した状態から該境界面に接触しない状態に移行するように、前記磁界生成部が発生する磁界を連続的に変化させ、前記判定部が、前記カプセル型医療装置が前記境界面に接触している状態から接触していない状態に移行したと判定した際の前記磁界生成部に対する制御条件を取得する第４の制御モードをさらに実行可能であり、前記第２の制御モードにおいて、前記第４の制御モードで取得された前記制御条件をもとに、前記第２の制御モードから前記第３の制御モードに切り替わる際の切り替え条件を決定する、ことを特徴とする。

上記誘導装置において、前記誘導制御部は、前記第２の制御モードから前記第３の制御モードに切り替わる際、前記判定部による判定結果に基づいて切り替えを行う場合と、前記切り替え条件に従って切り替えを行う場合とで、前記切り替え条件に従って切り替えを行う場合の方が、前記磁界生成部が発生する磁界を連続的に変化させるときの単位時間当たりの磁界の変化量が大きくなるように、前記磁界生成部を制御することを特徴とする。

上記誘導装置において、前記誘導制御部は、前記磁界生成部が発生する磁界を連続的に変化させる際、前記第４の制御モードにおける単位時間当たりの前記磁界の変化量が、前記判定部による判定結果に基づいて前記第３の制御モードへの切り替えを行う場合の前記第２の制御モードにおける単位時間当たりの前記磁界の変化量よりも大きくなるように、前記磁界生成部を制御することを特徴とする。

上記誘導装置において、前記第２の制御モードは、前記切り替え条件をもとに、前記カプセル型医療装置が前記境界面に接触した状態から該境界面に接触しない状態となる方向に、前記磁界生成部が発生する磁界を連続的に変化させる第５の制御モードと、前記第５の制御モードに続いて、前記判定部による判定結果をもとに、前記カプセル型医療装置が前記境界面に接触しない状態に移行するように、前記磁界生成部が発生する磁界を連続的に変化させる第６の制御モードと、を含み、前記誘導制御部は、前記第５の制御モードにおける単位時間当たりの前記磁界の変化量が、前記第６の制御モードにおける単位時間当たりの前記磁界の変化量よりも大きくなるように、前記磁界生成部を制御する、ことを特徴とする。

上記誘導装置は、前記被検体内における前記カプセル型医療装置の位置を検出して位置情報を出力する位置検出部をさらに備え、前記判定部は、前記位置情報に基づいて、前記カプセル型医療装置が前記境界面に接触しているか否かを判定する、ことを特徴とする。

上記誘導装置において、前記カプセル型医療装置は、前記被検体内を撮像して画像データを生成する撮像部と、前記画像データを無線送信する送信部と、を備え、前記判定部は、前記カプセル型医療装置から無線送信された前記画像データに基づいて、前記カプセル型医療装置が前記境界面に接触しているか否かを判定する、ことを特徴とする。

上記誘導装置は、外部からなされる操作に応じて、前記カプセル型医療装置の位置と姿勢との少なくとも一方を変更するための指示情報を前記誘導制御部に入力する操作入力部をさらに備え、前記誘導制御部は、実行中の制御モードに応じて、前記指示情報に基づく制御を実行するか否かを判断する、ことを特徴とする。

上記誘導装置において、前記誘導制御部は、前記第２の制御モードの実行中、前記操作入力部から前記指示情報が入力された場合であっても前記指示情報に基づく制御を実行しないと判断することを特徴とする。

上記誘導装置は、外部からなされる操作に応じて、前記カプセル型医療装置の位置と姿勢との少なくとも一方を変更するための指示情報を前記誘導制御部に入力する操作入力部をさらに備え、前記誘導制御部は、前記第４の制御モードの実行中、前記操作入力部から前記指示情報が入力された場合であっても前記指示情報に基づく制御を実行しないと判断する、ことを特徴とする。

上記誘導装置は、外部からなされる操作に応じて、前記カプセル型医療装置の位置と姿勢との少なくとも一方を変更するための指示情報を前記誘導制御部に入力する操作入力部をさらに備え、前記誘導制御部は、前記第６の制御モードの実行中、前記操作入力部から前記指示情報が入力された場合であっても前記指示情報に基づく制御を実行しないと判断する、ことを特徴とする。

上記誘導装置は、前記指示情報に基づく制御を実行するか否かの状態を表す標識を表示する表示部をさらに備え、前記表示部は、前記誘導制御部が実行中の制御モードに応じて、前記標識の状態を切り替える、ことを特徴とする。

本発明に係るカプセル型医療装置誘導システムは、前記誘導装置と、前記カプセル型医療装置と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、誘導制御部が、第２の制御モードにおいてカプセル型医療装置が境界面に接触した状態から接触しない状態になるまで、磁界生成部が発生する磁界を連続的に変化させるので、カプセル型医療装置の個体差によらず、カプセル型医療装置を液体内において安定的に誘導することが可能となる。

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一構成例を示す図である。 図２は、図１に示すカプセル型内視鏡の内部構造の一例を示す模式図である。 図３は、図１に示す誘導装置の外観の一構成例を示す模式図である。 図４は、図１に示す体外永久磁石の設置状態を説明するための模式図である。 図５は、カプセル型内視鏡を平面内において並進させる場合の誘導方法を説明するための模式図である。 図６は、カプセル型内視鏡を鉛直方向において並進させる場合の誘導方法を説明するための模式図である。 図７は、カプセル型内視鏡の傾斜角及び方位角を変化させる場合の誘導方法を説明する模式図である。 図８は、図１に示す表示部に表示される画面の例を示す模式図である。 図９は、図１に示すカプセル型医療装置誘導システムの動作を示すフローチャートである。 図１０は、図１に示すカプセル型医療装置誘導システムにおけるカプセル型内視鏡の誘導方法を説明するための模式図である。 図１１は、図１に示すカプセル型医療装置誘導システムの動作中に表示部に表示される画面の例を示す模式図である。 図１２は、図１に示すカプセル型医療装置誘導システムの動作中に表示部に表示される画面の例を示す模式図である。 図１３は、本発明の実施の形態１の変形例１に係るカプセル型医療装置誘導システムにおけるカプセル型内視鏡の誘導方法を説明するための模式図である。 図１４は、本発明の実施の形態１の変形例２に係るカプセル型医療装置誘導システムの一構成例を示す図である。 図１５は、本発明の実施の形態２に係るカプセル型医療装置誘導システムの動作を示すフローチャートである。 図１６は、本発明の実施の形態２に係るカプセル型医療装置誘導システムにおけるカプセル型内視鏡の誘導方法を説明するための模式図である。 図１７は、本発明の実施の形態３に係るカプセル型医療装置誘導システムの動作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に係るカプセル型医療装置誘導システムにおけるカプセル型内視鏡の誘導方法を説明するための模式図である。 図１９は、本発明の実施の形態３に係るカプセル型医療装置誘導システムにおけるカプセル型内視鏡の誘導方法を説明するための模式図である。 図２０は、本発明の実施の形態４に係るカプセル型医療装置誘導システムにおけるカプセル型内視鏡の誘導方法を説明するための模式図である。

以下に、本発明の実施の形態に係る誘導装置及びカプセル型医療装置誘導システムについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明においては、本実施の形態に係るカプセル型医療装置誘導システムが誘導対象とするカプセル型医療装置の一形態として、被検体内に経口にて導入されて被検体の消化管内を撮像するカプセル型内視鏡を例示するが、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。即ち、本発明は、例えば被検体の食道から肛門にかけて管腔内を移動するカプセル型内視鏡や、被検体内に薬剤等を配送するカプセル型医療装置や、被検体内のＰＨを測定するＰＨセンサを備えるカプセル型医療装置など、カプセル型をなす種々の医療装置の誘導に適用することが可能である。

また、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、及び位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。従って、本発明は各図で例示された形状、大きさ、及び位置関係のみに限定されるものではない。なお、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るカプセル型医療装置誘導システムの一構成例を示す図である。図１に示すように、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１は、被検体の体腔内に導入されるカプセル型医療装置であって、内部に永久磁石が設けられたカプセル型内視鏡１０と、磁界ＭＧを発生して、被検体内に導入されたカプセル型内視鏡１０を誘導する誘導装置２０とを備える。

カプセル型内視鏡１０は、経口摂取等によって所定の液体と共に被検体の臓器内部に導入された後、消化管内部を移動して、最終的に、被検体の外部に排出される。カプセル型内視鏡１０は、その間、被検体の胃等の臓器内部に導入された液体中を漂い、磁界ＭＧによって誘導されつつ体内画像を順次撮像し、撮像によって取得した体内画像に対応する画像データを順次無線送信する。

図２は、カプセル型内視鏡１０の内部構造の一例を示す模式図である。図２に示すように、カプセル型内視鏡１０は、被検体の臓器内部に導入し易い大きさに形成された外装であるカプセル型筐体１００と、被検体内を撮像した画像信号を出力する撮像部１１と、撮像部１１が出力した画像信号を処理すると共に、カプセル型内視鏡１０の各構成部を制御する制御部１５と、制御部１５によって処理された画像信号をカプセル型内視鏡１０の外部に無線送信する無線通信部１６と、カプセル型内視鏡１０の各構成部に電力を供給する電源部１７と、誘導装置２０による誘導を可能にするための永久磁石１８と、当該カプセル型内視鏡１０の位置検出に用いられる磁界である位置検出用磁界を発生する位置検出用磁界発生部１９とを備える。

カプセル型筐体１００は、被検体の臓器内部に導入可能な大きさに形成された外装ケースであり、筒状筐体１０１及びドーム状筐体１０２、１０３を有し、筒状筐体１０１の両側開口端をドーム状筐体１０２、１０３によって塞ぐことによって構成される。筒状筐体１０１及びドーム状筐体１０３は、可視光に対して略不透明な有色の筐体である。また、ドーム状筐体１０２は、可視光等の所定波長帯域の光に対して透明なドーム形状の光学部材である。このようなカプセル型筐体１００は、図２に示すように、撮像部１１と、制御部１５と、無線通信部１６と、電源部１７と、永久磁石１８と、位置検出用磁界発生部１９とを液密に内包する。

撮像部１１は、ＬＥＤ等の照明部１２と、集光レンズ等の光学系１３と、ＣＭＯＳイメージセンサ又はＣＣＤ等の撮像素子１４とを有する。照明部１２は、撮像素子１４の撮像視野に白色光等の照明光を発光して、ドーム状筐体１０２越しに撮像視野内の被検体を照明する。光学系１３は、この撮像視野からの反射光を撮像素子１４の撮像面に集光して結像する。撮像素子１４は、撮像面において受光した撮像視野からの反射光を電気信号に変換し、画像信号として出力する。

制御部１５は、撮像部１１及び無線通信部１６の各動作を制御すると共に、これらの各構成部間における信号の入出力を制御する。具体的には、制御部１５は、照明部１２が照明した撮像視野内の被検体を撮像素子１４に撮像させ、撮像素子１４から出力された画像信号に所定の信号処理を施す。さらに、制御部１５は無線通信部１６に、信号処理を施した上記画像信号を時系列に沿って順次無線送信させる。

無線通信部１６は、撮像部１１が出力した体内画像の画像信号を制御部１５から取得し、該画像信号に対して変調処理等を施して無線信号を生成する。無線通信部１６は、無線信号を送信するためのアンテナ１６ａを備え、このアンテナ１６ａを介して、生成した無線信号を無線送信する。

電源部１７は、ボタン型電池やキャパシタ等の蓄電部であって、磁気スイッチや光スイッチ等のスイッチ部を有する。電源部１７は、磁気スイッチを有する構成とした場合、外部から印加された磁界によって電源のオンオフ状態を切り替え、オン状態の場合に蓄電部の電力をカプセル型内視鏡１０の各構成部、即ち、撮像部１１、制御部１５、及び無線通信部１６に適宜供給する。また、電源部１７は、オフ状態の場合に、カプセル型内視鏡１０の各構成部への電力供給を停止する。

永久磁石１８は、後述する磁界生成部２５が生成した磁界ＭＧによるカプセル型内視鏡１０の誘導を可能にするためのものであり、磁化方向Ｙｍが長軸Ｌａに対して傾きを持つように、カプセル型筐体１００の内部に固定配置される。実施の形態１においては、永久磁石１８を、磁化方向Ｙｍが長軸Ｌａに対して直交するように配置している。永久磁石１８は、外部から印加された磁界に追従して動作し、この結果、磁界生成部２５によるカプセル型内視鏡１０の誘導が実現する。

位置検出用磁界発生部１９は、共振回路の一部をなし、電流が流れることにより磁界を発生するマーカコイル１９ａと、該マーカコイル１９ａと共に共振回路を形成するコンデンサ１９ｂとを含み、電源部１７からの電力供給を受けて所定の周波数の位置検出用磁界を発生する。

再び図１を参照すると、誘導装置２０は、カプセル型内視鏡１０との間で無線通信を行い、カプセル型内視鏡１０から送信された画像信号を含む無線信号を受信する受信部２１と、カプセル型内視鏡１０の位置検出用磁界発生部１９が発生した位置検出用磁界に基づいて、被検体内におけるカプセル型内視鏡１０の位置及び姿勢を検出する位置及び姿勢検出部２２と、受信部２１が受信した無線信号から画像信号を取得し、該画像信号に所定の信号処理を施して体内画像を表示すると共に、被検体内におけるカプセル型内視鏡１０の位置及び姿勢等の情報を表示する表示部２３と、カプセル型医療装置誘導システム１における各種操作を指示する情報等の入力を受け付ける操作入力部２４と、カプセル型内視鏡１０を誘導するための磁界を生成する磁界生成部２５と、これらの各部を制御する制御部２６と、体内画像の画像データ等を記憶する記憶部２７とを備える。

図３は、誘導装置２０の外観の一構成例を示す模式図である。図３に示すように、誘導装置２０には、被検体が載置される載置台として、ベッド２０ａが設けられている。このベッド２０ａの下部に、少なくとも、磁界ＭＧを生成する磁界生成部２５と、位置検出用磁界発生部１９が発生した位置検出用磁界を検出する複数のセンスコイル２２ａとが配置される。

受信部２１は、複数の受信アンテナ２１ａを備え、これらの受信アンテナ２１ａを介してカプセル型内視鏡１０からの無線信号を順次受信する。受信部２１は、これらの受信アンテナ２１ａの中から最も受信電界強度の高いアンテナを選択し、選択したアンテナを介して受信したカプセル型内視鏡１０からの無線信号に対して復調処理等を行うことにより、無線信号から画像信号を抽出し、表示部２３に出力する。

複数のセンスコイル２２ａは、ベッド２０ａの上面と平行に配置された平面状のパネル上に配置されている。各センスコイル２２ａは、例えばコイルバネ状の筒型コイルであり、カプセル型内視鏡１０の位置検出用磁界発生部１９が発生した磁界を受信して検出信号を出力する。

位置及び姿勢検出部２２は、複数のセンスコイル２２ａからそれぞれ出力された複数の検出信号を取得し、これらの検出信号に対し、波形の整形、増幅、Ａ／Ｄ変換、ＦＦＴ等の信号処理を施すことにより、位置検出用磁界の振幅及び位相等の磁界情報を抽出する。さらに、位置及び姿勢検出部２２は、この磁界情報に基づいてカプセル型内視鏡１０の位置及び姿勢を算出し、位置情報として出力する。

なお、カプセル型内視鏡１０の位置及び姿勢の検出方法は、上述した位置検出用磁界を用いる方法に限定されない。例えば、受信部２１が受信した無線信号の強度分布に基づいて、カプセル型内視鏡１０の位置及び姿勢を検出しても良い。一例として、カプセル型内視鏡１０の位置の初期値を適宜設定し、ガウス−ニュートン法により位置の推定値を算出する処理を、算出した推定値と前回の推定値とのずれ量が所定値以下となるまで反復することにより、カプセル型内視鏡１０の位置を求めることができる（例えば特開２００７−２８３００１号公報参照）。

表示部２３は、液晶ディスプレイ等の各種ディスプレイからなる画面を有し、受信部２１から入力された画像信号に基づく体内画像や、カプセル型内視鏡１０の位置情報や、その他各種情報を画面に表示する。

操作入力部２４は、ユーザにより外部からなされる操作に応じて、カプセル型内視鏡１０の位置又は姿勢を制御するための指示情報である操作入力情報や、カプセル型内視鏡１０を誘導するための磁界を制御する制御モードを変更するための指示情報を制御部２６に入力する。操作入力部２４は、ジョイスティック、各種ボタン及び各種スイッチを備えた操作卓、キーボード等の入力デバイス等によって構成される。

操作入力情報には、具体的には、カプセル型内視鏡１０を水平方向又は鉛直方向（重力方向）に並進させる並進動作や、カプセル型内視鏡１０の長軸Ｌａの鉛直方向に対する傾斜角を変化させる傾斜角変更動作や、カプセル型内視鏡１０に設けられた撮像部１１の視野の方位角、即ち鉛直方向の軸周りの角度を変化させる方位角変更動作に関する情報等が含まれる。

磁界生成部２５は、被検体内に導入されたカプセル型内視鏡１０の位置、傾斜角、及び方位角を、被検体に対して相対的に変化させるための磁界ＭＧを生成する。磁界生成部２５は、磁界ＭＧを発生する体外永久磁石２５ａと、該体外永久磁石２５ａの位置及び姿勢を変化させる平面位置変更部２５ｂ、鉛直位置変更部２５ｃ、仰角変更部２５ｄ、及び旋回角変更部２５ｅとを有する。

図４は、体外永久磁石２５ａの設置状態を説明するための模式図である。図４に示すように、体外永久磁石２５ａは、例えば直方体形状を有する棒磁石によって構成される。体外永久磁石２５ａは、初期状態において、自身の磁化方向と平行な４つの面の内の１つの面が鉛直方向と直交する面である水平面と平行になるように配置される。以下、体外永久磁石２５ａが初期状態にあるときの体外永久磁石２５ａの配置を基準配置という。また、自身の磁化方向と平行な４つの面の内の１つであって、カプセル型内視鏡１０と対向する面を、カプセル対向面ＰＬともいう。

平面位置変更部２５ｂは、体外永久磁石２５ａを水平面内において並進させる。即ち、体外永久磁石２５ａにおいて磁化された２つの磁極の相対位置が確保された状態のままで水平面内に移動を行う。

鉛直位置変更部２５ｃは、体外永久磁石２５ａを鉛直方向（Ｚ方向）に沿って並進させる並進機構である。即ち、体外永久磁石２５ａにおいて磁化された２つの磁極の相対位置が確保された状態のままで鉛直方向に沿って移動を行う。

仰角変更部２５ｄは、体外永久磁石２５ａの磁化方向を含む鉛直面内において、体外永久磁石２５ａを回転させることにより、水平面に対する磁化方向の角度を変化させる回転機構である。言い換えると、仰角変更部２５ｄは、カプセル対向面ＰＬと平行且つ磁化方向と直交し、体外永久磁石２５ａの中心を通るＹ方向の軸Ｙ_Cに対して体外永久磁石２５ａを回転させる。以下、体外永久磁石２５ａと水平面とのなす角度を仰角とする。

旋回角変更部２５ｅは、体外永久磁石２５ａの中心を通る鉛直軸Ｚ_mに対して体外永久磁石２５ａを回転させる。以下、鉛直軸Ｚ_mに対する体外永久磁石２５ａの回転運動を旋回運動という。また、基準配置に対して体外永久磁石２５ａが旋回した角度を旋回角とする。

制御部２６は、磁界生成部２５の動作を制御する誘導制御部２６１と、カプセル型内視鏡１０が被検体内に導入された液体の境界面に接触しているか否かを判定する判定部２６２と、表示部２３に表示される画像や各種情報の表示状態を制御する表示制御部２６３とを備える。

誘導制御部２６１は、位置及び姿勢検出部２２から入力されたカプセル型内視鏡１０の位置情報と、操作入力部２４から入力された指示情報とに基づき、設定された制御モードでカプセル型内視鏡１０を誘導するための磁界を磁界生成部２５に生成させる。磁界生成部２５に対する制御モードには、被検体内に導入された液体の上側又は下側の境界面に接触する方向にカプセル型内視鏡１０を誘導する磁界を生成させる第１の制御モードと、カプセル型内視鏡１０が上記境界面に接触した状態から接触しない状態に移行するように、磁界を連続的に変化させる第２の制御モードと、カプセル型内視鏡１０が液体中に保持されるように磁界を制御する第３の制御モードとがある。以下においては、被検体内に導入される液体の表面を水面、液中を水中、液体の底を水底と記すが、液体が水以外の場合（例えば生理食塩水等）も含むものとする。実施の形態１において、誘導制御部２６１は、第１の制御モードとして、カプセル型内視鏡１０を水底に接触させる水底モードを実行し、第２の制御モードとして、カプセル型内視鏡１０を水底から離す水中モードを実行し、第３の制御モードとして、カプセル型内視鏡１０が水中に浮遊した状態を保持しつつ操作入力情報に従って誘導を行う浮遊モードとを実行する。

判定部２６２は、制御モードが水底モードから水中モードに切り替えられた際に、カプセル型内視鏡１０が水底に接触しているか否かを判定する。カプセル型内視鏡１０が水底に接触しているか否かは、カプセル型内視鏡１０の撮像部１１が撮像を行うことにより生成された体内画像に対する画像処理によって判定しても良いし、位置及び姿勢検出部２２がカプセル型内視鏡１０の位置を検出して出力した位置情報に基づいて判定しても良い。

表示制御部２６３は、受信部２１が受信した画像信号に基づく体内画像や、カプセル型内視鏡１０の位置情報や、その他各種情報を含む所定の様式の画面を生成し、表示部２３に表示させる。

記憶部２７は、フラッシュメモリ又はハードディスク等の書き換え可能に情報を保存する記憶メディア及び該記憶メディアに対して情報の書き込み及び読み取りを行う書込読取装置を用いて構成される。記憶部２７は、カプセル型内視鏡１０によって撮像された被検体の体内画像群の画像データの他、制御部２６が誘導装置２０の各部を制御するための各種プログラムや各種パラメータ等の情報を記憶する。

次に、磁界生成部２５が生成する磁界によるカプセル型内視鏡１０の位置及び姿勢の誘導方法を説明する。図５は、カプセル型内視鏡１０を水平面内において並進させる場合の誘導方法を説明するための模式図である。カプセル型内視鏡１０を水平面内において並進させる場合、カプセル型内視鏡１０を該水平面内における特定の位置に拘束する方向に磁気引力を生じさせる磁界を生成し、カプセル型内視鏡１０の永久磁石１８に作用させる。この特定の位置のことを、以下、拘束位置という。図５に示すように、拘束位置に永久磁石１８を引きつけてカプセル型内視鏡１０を拘束し、この状態で、平面位置変更部２５ｂにより体外永久磁石２５ａを水平面内で移動させることにより、カプセル型内視鏡１０が水平面内において並進する。

図６は、カプセル型内視鏡１０を鉛直方向において並進させる場合の誘導方法を説明するための模式図である。カプセル型内視鏡１０を鉛直方向において並進させる場合、図６（ａ）に示すように、磁気勾配の分布がカプセル対向面ＰＬと直交する方向における距離に応じて変化する磁界を生成し、カプセル型内視鏡１０の永久磁石１８に作用させる。具体的には、鉛直位置変更部２５ｃにより体外永久磁石２５ａを鉛直方向に移動させ、体外永久磁石２５ａと永久磁石１８との距離を変化させる。それにより、図６の（ｂ）に示すように、カプセル型内視鏡１０が鉛直方向において並進する。ここで、図４〜図６に示すような直方体状の体外永久磁石２５ａが発生する磁界の分布において、カプセル型内視鏡１０の拘束位置は、カプセル対向面ＰＬと直交し、体外永久磁石２５ａの中心を通る線上となる。

図７は、カプセル型内視鏡１０の傾斜角及び方位角を変化させる場合の誘導方法を説明するための模式図である。鉛直方向に対するカプセル型内視鏡１０の長軸Ｌａの傾斜角θを変化させる場合には、拘束位置にカプセル型内視鏡１０を拘束し、仰角変更部２５ｄにより体外永久磁石２５ａを軸Ｙ_C回りに回転させて仰角を変化させる。それにより、カプセル型内視鏡１０の傾斜角θが変化する。また、カプセル型内視鏡１０の方位角を変化させる場合には、拘束位置にカプセル型内視鏡１０を拘束し、旋回角変更部２５ｅにより体外永久磁石２５ａを、該体外永久磁石２５ａの中心を通る鉛直軸Ｚ_m回りに回転させる。それにより、カプセル型内視鏡１０がＺ軸回りに回転し、カプセル型内視鏡１０の方位角が変化する。

図８は、表示部２３に表示される画面の例を示す模式図である。図８に示す画面Ｍ１は、カプセル型内視鏡１０により取得された体内画像が表示される画像表示領域ｍ１と、被検体内におけるカプセル型内視鏡１０の姿勢を表す姿勢図ｍ２、ｍ３とを含む。なお、実施の形態１においては、画像表示領域ｍ１に示すように、矩形の体内画像の４隅をマスキングして表示している。

画像表示領域ｍ１は、受信部２１から順次入力される画像信号に基づいて体内画像が表示される領域である。また、画像表示領域ｍ１の周囲には、カプセル型内視鏡１０を並進させる操作入力の方向を示すマークとしての操作入力矢印ｍ１１〜ｍ１４が表示されている。

姿勢図ｍ２は、カプセル型内視鏡１０の水平面における姿勢を表しており、方位角を示すスケールｍ２０と、カプセル型内視鏡１０の姿勢を表す模型図ｍ２１と、カプセル型内視鏡１０を旋回させる操作入力の方向を示すマークとしての操作入力矢印ｍ２２、ｍ２３とを含む。

姿勢図ｍ３は、カプセル型内視鏡１０の鉛直面における姿勢を表しており、傾斜角を示すスケールｍ３０と、カプセル型内視鏡１０の姿勢を表す模型図ｍ３１と、カプセル型内視鏡１０を長軸方向に並進させる操作入力がなされる方向を示すマークとしての操作入力矢印ｍ３２、ｍ３３と、カプセル型内視鏡１０を傾斜させる操作入力の方向を示すマークとしての操作入力矢印ｍ３４、ｍ３５とを含む。

操作入力矢印ｍ１１〜ｍ１４、ｍ２２、ｍ２３、ｍ３２〜ｍ３５は、制御部２６が実行中の制御モードや、カプセル型内視鏡１０の誘導の可否に応じて、異なる状態で表示されるように設定されており、実施の形態１においては、操作入力矢印ｍ１１〜ｍ１４、ｍ２２、ｍ２３、ｍ３２〜ｍ３５の色を変化させている。一例として、カプセル型内視鏡１０に対する操作入力の待機中である場合、操作入力矢印ｍ１１〜ｍ１４、ｍ２２、ｍ２３、ｍ３２〜ｍ３５を白色で表示し、カプセル型内視鏡１０に対する操作入力がなされた方向の操作入力矢印を黄色で表示し、カプセル型内視鏡１０に対する操作入力を受け付けていない場合、操作入力矢印ｍ１１〜ｍ１４、ｍ２２、ｍ２３、ｍ３２〜ｍ３５を非表示とするように設定されている。

操作入力部２４から入力された操作入力情報は、制御部２６が磁界生成部２５を制御する際に出力する制御信号に反映されるため、姿勢図ｍ２、ｍ３に表示されるカプセル型内視鏡１０の模型図ｍ２１、ｍ３１の姿勢は、被検体内における実際のカプセル型内視鏡１０の姿勢とほぼ同じものと考えることができる。

次に、カプセル型医療装置誘導システム（以下、単にシステムともいう）１の動作について説明する。図９は、システム１の動作を示すフローチャートである。また、図１０は、システム１におけるカプセル型内視鏡１０の誘導方法を説明するための模式図である。図１１及び図１２は、システム１の動作中に表示部２３に表示される画面の例を示す模式図である。

図１０に示すように、システム１においては、経口摂取等により被検体の臓器ＳＴ内に導入された液体Ｗ中にカプセル型内視鏡１０を浮遊させた状態で観察が行われる。液体Ｗは、例えば水や生理食塩水のように、人体に無害な液体である。

実施の形態１において、カプセル型内視鏡１０は、液体Ｗの比重よりも小さい比重を有し、磁界生成部２５による誘導を行っていない状態では液体Ｗに浮くように設計されているものとする。この場合、液体Ｗに対するカプセル型内視鏡１０の浮力と、カプセル型内視鏡１０に作用する重力と、磁界生成部２５が生成する磁界により永久磁石１８に作用する磁気引力とのバランスにより、カプセル型内視鏡１０を液体Ｗ内の所望の位置に停止させて臓器ＳＴ内を観察することができる。

ステップＳ１０において、カプセル型内視鏡１０の誘導開始を指示する信号が操作入力部２４から制御部２６に入力されると、誘導装置２０の各部は動作を開始する。具体的には、受信部２１は、カプセル型内視鏡１０が送信した無線信号を受信し、該無線信号から画像信号を抽出して表示部２３に出力する動作を開始する。位置及び姿勢検出部２２は、カプセル型内視鏡１０の位置を検出して位置情報を出力する動作を開始する。表示部２３は、受信部２１が出力した画像信号に基づく体内画像の表示を開始する。

また、制御部２６は、位置及び姿勢検出部２２が出力したカプセル型内視鏡１０の位置情報の取り込みを開始し、カプセル型内視鏡１０の位置を表示部２３に表示させる制御を開始する。このとき、表示制御部２６３は、図１１に示すように、表示部２３に表示される画面Ｍ１において、操作入力矢印ｍ１１〜ｍ１４、ｍ２２、ｍ２３、ｍ３２〜ｍ３５を非表示とする。

続くステップＳ１１において、制御部２６は、制御モードを水底モードに設定する。
続くステップＳ１２において、誘導制御部２６１は、カプセル型内視鏡１０を水底ＷＢに誘導する磁界を磁界生成部２５に生成させる。具体的には、図１０の（ａ）に示すように、体外永久磁石２５ａを水面ＷＳの方向である上方（プラスＺ方向）に移動させてカプセル型内視鏡１０に近づけることにより、永久磁石１８に作用する磁気引力Ｆ_mを大きくする。それにより、磁気引力Ｆ_m及びカプセル型内視鏡１０に作用する重力の和が、カプセル型内視鏡１０の浮力よりも大きくなり、カプセル型内視鏡１０が水底ＷＢの方向に移動する。図１０の（ｂ）は、この誘導の結果、カプセル型内視鏡１０が水底ＷＢに接触した状態を示している。

ステップＳ１３において、制御部２６は、操作入力部２４から、制御モードを水底モードから水中モードに切り替える指示情報が入力されたか否かを判定する。水中モードに切り替える指示情報が入力されない場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、システム１の動作は後述するステップＳ２１に移行する。

一方、水中モードに切り替える指示情報が入力された場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、誘導制御部２６１は、カプセル型内視鏡１０を水底ＷＢから離れる方向、即ち浮上する方向に誘導する磁界を磁界生成部２５に生成させる（ステップＳ１４）。具体的には、図１０の（ｃ）に示すように、体外永久磁石２５ａを鉛直下方に移動させてカプセル型内視鏡１０から遠ざけることにより、永久磁石１８に作用する磁気引力Ｆ_mを小さくする。それにより、磁気引力Ｆ_m及びカプセル型内視鏡１０に作用する重力の和が小さくなり、これに伴い、カプセル型内視鏡１０が水底ＷＢから受ける抗力が小さくなる。このとき、誘導制御部２６１は、カプセル型内視鏡１０が水底ＷＢから浮上開始した際に、直ちにカプセル型内視鏡１０を静止させることができるように、体外永久磁石２５ａをゆっくり移動させ、磁界（磁気引力Ｆ_m）の変化率を小さく抑える。

ステップＳ１５において、判定部２６２は、カプセル型内視鏡１０が水底ＷＢから離れて浮上開始したか否かを判定する。例えば、カプセル型内視鏡１０から送信された画像信号に基づいて生成された体内画像に対するパターンマッチング等の画像処理により、体内画像の変化を検出し、カプセル型内視鏡１０が水底ＷＢに接触していないと判定される場合、浮上開始したと判定することができる。或いは、カプセル型内視鏡１０が水底ＷＢにおいて静止しているときのＺ座標値と、現在のカプセル型内視鏡１０のＺ座標値との差分が所定値以上となった場合に、カプセル型内視鏡１０が浮上開始したと判定しても良い。

カプセル型内視鏡１０が水底ＷＢから浮上しない場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）、誘導制御部２６１は、カプセル型内視鏡１０に対する水底ＷＢから離れる方向への誘導を継続する（ステップＳ１４）。

一方、カプセル型内視鏡１０が水底ＷＢから離れて浮上開始した場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、誘導制御部２６１の制御モードが浮遊モードに切り替わり、カプセル型内視鏡１０を水中で静止させる磁界を磁界生成部２５に生成させる（ステップＳ１６）。ここで、カプセル型内視鏡１０が水底ＷＢから離れた瞬間は、カプセル型内視鏡１０に対する水底ＷＢの抗力の大きさがゼロとなり、カプセル型内視鏡１０に作用する磁気引力Ｆ_m及び浮力の和と重力とが釣り合った瞬間と言えるから、このときに体外永久磁石２５ａの移動を停止させることにより、カプセル型内視鏡１０を水中で静止させることができる。

続くステップＳ１７において、表示制御部２６３は、表示部２３の画面Ｍ１において、操作入力矢印ｍ１１〜ｍ１４、ｍ２２、ｍ２３、ｍ３２〜ｍ３５を表示する。実施の形態１においては、具体的に、操作入力矢印ｍ１１〜ｍ１４、ｍ２２、ｍ２３、ｍ３２〜ｍ３５を白色で表示する。これにより、ユーザは、カプセル型内視鏡１０を誘導するための操作入力が可能になったことを認識することができる。

ステップＳ１８において、誘導制御部２６１は、カプセル型内視鏡１０の位置情報をフィードバックしながら、操作入力部２４から入力される操作入力情報に従ってカプセル型内視鏡１０を誘導する制御を行う。具体的には、水中においてカプセル型内視鏡１０を水平方向又は鉛直方向に並進させる、或いは、カプセル型内視鏡１０の傾斜角や方位角を変化させる制御を行う。この際、表示制御部２６３は、図１２に示すように、操作入力がなされている方向の操作入力矢印を、他の方向の操作入力矢印と異なる色で表示する。実施の形態１においては具体的に、操作入力がなされている方向の操作入力矢印ｍ１４を黄色で表示する。なお、図１２においては、色の違いをパターンの違いで示している。

ステップＳ１９において、制御部２６は、操作入力部２４から、制御モードを水中モードから水底モードに切り替える指示情報が入力されたか否かを判定する。水底モードに切り替える指示情報が入力されない場合（ステップＳ１９：Ｎｏ）、誘導制御部２６１は、操作入力情報に基づくカプセル型内視鏡１０の誘導を継続する（ステップＳ１８）。

一方、水底モードに切り替える指示情報が入力された場合（ステップＳ１９：Ｙｅｓ）、表示制御部２６３は、表示部２３の画面Ｍ１において、操作入力矢印ｍ１１〜ｍ１４、ｍ２２、ｍ２３、ｍ３２〜ｍ３５を非表示とする（ステップＳ２０）。これにより、ユーザは、カプセル型内視鏡１０を誘導するための操作入力の受付が停止中であることを認識することができる。

続くステップＳ２１において、制御部２６は、操作入力部２４からカプセル型内視鏡１０の誘導を終了する指示情報が入力されたか否かを判定する。誘導を終了する指示情報が入力されない場合（ステップＳ２１：Ｎｏ）、システム１の動作はステップＳ１２に戻る。一方、誘導を終了する指示情報が入力された場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、システム１の動作は終了する。

以上説明したように、実施の形態１によれば、水底モードから水中モードに切り替える際、カプセル型内視鏡１０が水底ＷＢから離れて浮上開始したか否かを判定しつつ、カプセル型内視鏡１０から体外永久磁石２５ａをゆっくりと遠ざけることにより、永久磁石１８に作用する磁気引力Ｆ_mを徐々に小さくするので、カプセル型内視鏡１０が水底ＷＢから離れた際に直ちに磁気引力Ｆ_mの変化を停止させ、カプセル型内視鏡１０を静止させることができる。従って、カプセル型内視鏡１０の個体差によらず、カプセル型内視鏡１０を安定的に誘導することが可能となる。

また、実施の形態１によれば、制御モードが水中モードに切り替えられた際、カプセル型内視鏡１０が水底ＷＢから水中に浮上しようとしている間、画面Ｍ１において操作入力矢印ｍ１１〜ｍ１４、ｍ２２、ｍ２３、ｍ３２〜ｍ３５を非表示とする一方、水中においてカプセル型内視鏡１０が静止し、カプセル型内視鏡１０を誘導するための操作入力が可能となった場合に、操作入力矢印ｍ１１〜ｍ１４、ｍ２２、ｍ２３、ｍ３２〜ｍ３５を表示するので、ユーザは、被検体内におけるカプセル型内視鏡の状態を容易に把握し、カプセル型内視鏡１０の操作入力を効率良く行うことが可能となる。なお、操作入力矢印ｍ１１〜ｍ１４、ｍ２２、ｍ２３、ｍ３２〜ｍ３５の表示および非表示の切り替えに限らず、操作入力の可否を表示するためのインジケータを設けるようにしても良い。

（変形例１）
次に、本発明の実施の形態１の変形例１について説明する。図１３は、本変形例１に係るカプセル型医療装置誘導システムにおけるカプセル型内視鏡１０の誘導方法を説明するための模式図である。

上記実施の形態１においては、制御モードが水底モードから水中モードに切り替えられた際のカプセル型内視鏡１０の誘導方法を説明したが、水面モードから水中モードに切り替えられた際にも同様に磁界を変化させることによりカプセル型内視鏡１０を誘導することができる。

具体的には、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し、磁界生成部２５による誘導を行っていない状態ではカプセル型内視鏡１０が液体Ｗに沈むように、該カプセル型内視鏡１０を設計する。また、この場合、図１３に示すように、体外永久磁石２５ａを被検体の上方に配置し、カプセル型内視鏡１０が内蔵する永久磁石１８に対し、鉛直上向きの磁気引力Ｆ_mを作用させる。

カプセル型内視鏡１０の誘導を開始すると、制御部２６はまず、制御モードを水面モードに設定し、カプセル型内視鏡１０を水面ＷＳに誘導する磁界を磁界生成部２５に生成させる。即ち、永久磁石１８に作用する磁気引力Ｆ_mとカプセル型内視鏡１０の浮力との和が、カプセル型内視鏡１０に作用する重力よりも大きくなるように、体外永久磁石２５ａを下方に移動させてカプセル型内視鏡１０に近づける。

また、操作入力部２４から、制御モードを水面モードから水中モードに切り替える指示情報が入力された場合、誘導制御部２６１は、カプセル型内視鏡１０を水面ＷＳから離れる方向、即ち沈下する方向に誘導する磁界を磁界生成部２５に生成させる。具体的には、体外永久磁石２５ａを鉛直上方に移動させてカプセル型内視鏡１０から遠ざけることにより、永久磁石１８に作用する磁気引力Ｆ_mを小さくする。それにより、磁気引力Ｆ_m及びカプセル型内視鏡１０の浮力の和が小さくなり、これに伴い、カプセル型内視鏡１０が水面ＷＳから受ける抗力が小さくなる。このとき、誘導制御部２６１は、カプセル型内視鏡１０が水面ＷＳからの沈下を開始した際に、直ちにカプセル型内視鏡１０を静止させることができるように、判定部２６２による判定結果をもとに、体外永久磁石２５ａをゆっくりと移動させ、磁界（磁気引力Ｆ_m）の変化率を小さく抑える。

（変形例２）
次に、本発明の実施の形態１の変形例２について説明する。図１４は、本発明の実施の形態１の変形例２に係るカプセル型医療装置誘導システムの一構成例を示す図である。図１４に示すように、本変形例２に係るカプセル型医療装置誘導システム２は、図１に示す誘導装置２０の代わりに、磁界生成部３１を有する誘導装置３０を備える。

磁界生成部３１は、複数の電磁石３１ａと、各電磁石３１ａに電力を供給する電源部３１ｂと、制御部２６の制御の下で各電磁石３１ａに流す電流を制御する電流制御部３１ｃとを備える。電流制御部３１ｃは、各電磁石３１ａに供給される電流の大きさを制御することにより、カプセル型内視鏡１０内の永久磁石１８に作用させるための拘束位置を持つ合成磁界を生成する。なお、カプセル型医療装置誘導システム２における磁界生成部３１以外の各部の構成は、上記実施の形態１と同様である。

本変形例２におけるカプセル型医療装置誘導システム２においては、図９に示すステップＳ１２、Ｓ１４、及びＳ１８において、カプセル型内視鏡１０を誘導するための磁界を変化させる際に、各電磁石３１ａに供給する電力を変化させることにより、これらの電磁石３１ａによって形成される合成磁界の強度を変化させる。

本変形例２によれば、機械的な移動機構等を設けることなく、永久磁石１８に作用する磁界を変化させることができるので、素早いレスポンスを実現することが可能となる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。本発明の実施の形態２に係るカプセル型医療装置誘導システムの構成は、図１〜図３に示す実施の形態１と同様であり、制御部２６が実行する制御動作が実施の形態１と異なる。

図１５は、本発明の実施の形態２に係るカプセル型医療装置誘導システム（以下、単にシステムともいう）１の動作を示すフローチャートである。また、図１６は、システム１におけるカプセル型内視鏡１０の誘導方法を説明するための模式図である。なお、図１５に示すステップＳ１０〜Ｓ１３は、実施の形態１と同様である。

ステップＳ１３に続くステップＳ３０において、制御部２６は、使用中のカプセル型内視鏡１０を誘導する際の制御条件が記憶部２７に記憶されているか否かを判定する。制御条件とは、カプセル型内視鏡１０が水底ＷＢに接している状態から、カプセル型内視鏡１０が水底ＷＢから離れて浮上し、水中において静止した状態に移行させるための体外永久磁石２５ａの位置の条件であり、カプセル型内視鏡１０に対する相対的な位置によって表わされる。ここで、カプセル型内視鏡１０が内蔵する永久磁石１８のサイズ、並びにカプセル型内視鏡１０の体積及び質量には、カプセル型内視鏡１０によって個体差があるため、カプセル型内視鏡１０の検査の開始直後には、制御条件は記憶部２７に記憶されていない。

制御条件が記憶部２７に記憶されていない場合（ステップＳ３０：Ｎｏ）、制御部２６は、上記制御条件を求める。詳細には、実施の形態１と同様にステップＳ１４〜Ｓ１６を実行した後、続くステップＳ３１において、ステップＳ１６でカプセル型内視鏡１０が水底ＷＢから離れて静止したときの該カプセル型内視鏡１０に対する体外永久磁石２５ａの相対的な位置、具体的には、図１６に示すカプセル型内視鏡１０と体外永久磁石２５ａとの距離ｄを制御条件として記憶部２７に記憶させる。

一方、ステップＳ３０において、制御条件が記憶部２７に記憶されている場合（ステップＳ３０：Ｙｅｓ）、誘導制御部２６１は、該制御条件を記憶部２７から読み出し、制御条件に基づいてカプセル型内視鏡１０を誘導する（ステップＳ３２）。詳細には、誘導制御部２６１は、制御条件として記憶された距離ｄをもとに、カプセル型内視鏡１０と体外永久磁石２５ａとの距離が距離ｄ近傍となる体外永久磁石２５ａの位置を、制御モードの切り替え条件として決定する。そして、この決定した切り替え条件となる位置、即ち距離ｄ近傍の位置まで体外永久磁石２５ａを移動させる。

このように、制御条件として記憶された距離ｄに基づく切り替え条件に従って体外永久磁石２５ａを移動させることにより、カプセル型内視鏡１０を水底ＷＢから浮上させて、水中において速やかに静止させることができる。続くステップＳ１７〜Ｓ２１は、実施の形態１と同様である。

以上説明したように、実施の形態２によれば、水底モードから水中モードに切り替えられた際、カプセル型内視鏡１０が水底ＷＢから離れて浮上したか否かを判定しつつ体外永久磁石２５ａを移動させてカプセル型内視鏡１０を浮上開始させるための磁界の制御（ステップＳ１４、Ｓ１５）を、当該カプセル型内視鏡１０の使用開始後の１回のみ行えば良く、２回目以降は、１回目に取得した制御条件を利用して磁界を制御することができる。即ち、２回目以降においては、カプセル型内視鏡１０を水底ＷＢから浮上させて水中で静止させるための磁界の制御を１回目よりも高速且つ安定的に行うことができるので、カプセル型内視鏡１０を用いた検査を短時間に効率良く実行することが可能となる。

なお、変形例１と同様に水面モードから水中モードに切り替えた際にも、実施の形態２と同様に、初回に制御条件を取得し、２回目以降にはこの制御条件に従ってカプセル型内視鏡１０を誘導しても良い。

また、変形例２と同様に、図１４に示す複数の電磁石３１ａを用いて磁界生成部を構成する場合においても、実施の形態２と同様の制御を行っても良い。この場合の制御条件は、カプセル型内視鏡１０が水底ＷＢから浮上して水中において静止した際に各電磁石３１ａに流れていた電流の強さとなる。

また、上記実施の形態２においては、記憶部２７に制御条件を記憶し、この制御条件をもとに、誘導制御部２６１が切り替え条件を設定して磁界生成部２５の制御を行うこととしたが、制御条件に基づいて設定された切り替え条件を誘導制御部２６１に記憶し、この切り替え条件に基づいて磁界生成部２５の制御を行っても良い。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。本発明の実施の形態３に係るカプセル型医療装置誘導システムの構成は、図１〜図３に示す実施の形態１と同様であり、制御部２６が実行する制御動作が実施の形態１と異なる。

図１７は、本発明の実施の形態３に係るカプセル型医療装置誘導システム（以下、単にシステムともいう）１の動作を示すフローチャートである。また、図１８及び図１９は、システム１におけるカプセル型内視鏡１０の誘導方法を説明するための模式図である。なお、図１７に示すステップＳ１０〜Ｓ１２は、実施の形態１と同様である。

ステップＳ１２に続くステップＳ４０において、制御部２６は、操作入力部２４から、第４の制御モードであるキャリブレーションモードに切り替える指示情報が入力されたか否かを判定する。

キャリブレーションモードに切り替える指示情報が入力された場合（ステップＳ４０：Ｙｅｓ）、誘導制御部２６１は、体外永久磁石２５ａを鉛直下方に高速に移動させ（ステップＳ４１）、図１８の（ａ）、（ｂ）に示すように、永久磁石１８に作用する磁気引力Ｆ_mを小さくする。このキャリブレーションモードにおいては、カプセル型内視鏡１０を水中に静止させる必要がないため、このときの体外永久磁石２５ａの移動速度は、実施の形態１における図９のステップＳ１４よりも高速で良い。体外永久磁石２５ａの移動速度を高速にすることにより、カプセル型内視鏡１０近傍に発生する磁界を短時間で変更することができる。即ち、単位時間当たりの磁界の変化量を大きくすることができる。

続くステップＳ４２において、判定部２６２は、カプセル型内視鏡１０が水底ＷＢから離れて浮上開始したか否かを判定する。この判定方法は、実施の形態１において説明した図９のステップＳ１５と同様である。カプセル型内視鏡１０が未だ浮上開始していない場合（ステップＳ４２：Ｎｏ）、誘導制御部２６１は、引き続き体外永久磁石２５ａを移動させる（ステップＳ４１）。

一方、カプセル型内視鏡１０が水底ＷＢから離れて浮上開始した場合（ステップＳ４２：Ｙｅｓ）、誘導制御部２６１は、カプセル型内視鏡１０が水底ＷＢから離れて浮上開始した際のカプセル型内視鏡１０に対する体外永久磁石２５ａの相対的な位置、即ち、図１８の（ｂ）に示すカプセル型内視鏡１０と体外永久磁石２５ａとの距離ｄ１を制御条件として取得し、この距離ｄ１の近傍の値ｄ１’（ｄ１’＜ｄ１）を閾値として決定し、この閾値ｄ１’をキャリブレーション条件（切り替え条件）として記憶部２７に記憶させる（ステップＳ４３）。その後、システム１の動作はステップＳ１２に戻る。

また、ステップＳ４０において、キャリブレーションモードに切り替える指示情報が入力されない場合（ステップＳ４０：Ｎｏ）、制御部２６は、操作入力部２４から、水中モードに切り替える指示情報が入力されたか否かを判定する（ステップＳ４４）。水中モードに切り替える指示情報が入力されない場合（ステップＳ４４：Ｎｏ）、システム１の動作はステップＳ２１に移行する。

一方、水中モードに切り替える指示情報が入力された場合（ステップＳ４４：Ｙｅｓ）、制御部２６は、キャリブレーション条件が記憶部２７に記憶されているか否かを判定する（ステップＳ４５）。

キャリブレーション条件が記憶部２７に記憶されている場合（ステップＳ４５：Ｙｅｓ）、誘導制御部２６１は、第５の制御モードとして体外永久磁石２５ａを鉛直下方に高速に移動させ（ステップＳ４６）、図１９の（ａ）、（ｂ）に示すように、永久磁石１８に作用する磁気引力Ｆ_mを小さくする。このときの体外永久磁石２５ａの移動速度は、実施の形態１における図９のステップＳ１４よりも高速で良い。

続くステップＳ４７において、判定部２６２は、カプセル型内視鏡１０に対する体外永久磁石２５ａの相対的な位置とキャリブレーション条件とを比較し、次のステップＳ４８に移行するかを判定する。詳細には、現在のカプセル型内視鏡１０と体外永久磁石２５ａとの距離が、キャリブレーション条件として設定された閾値ｄ１’以上であるか否かが判定される。上記距離が閾値ｄ１’よりも小さい場合（ステップＳ４７：Ｎｏ）、誘導制御部２６１は、引き続き体外永久磁石２５ａを移動させる（ステップＳ４６）。

なお、本ステップＳ４７においては、カプセル型内視鏡１０と体外永久磁石２５ａとの距離に基づいて制御を行っているが、閾値ｄ１’に対応する体外永久磁石２５ａの位置をキャリブレーション条件として予め設定し、体外永久磁石２５ａの位置に基づいて制御を行っても良い。

一方、上記距離が閾値ｄ１’以上である場合（ステップＳ４７：Ｙｅｓ）、誘導制御部２６１は、第６の制御モードとして体外永久磁石２５ａの移動速度を落とし、体外永久磁石２５ａを鉛直下方に低速で移動させる（ステップＳ４８）。それにより、図１９の（ｃ）に示すように、永久磁石１８に作用する磁気引力Ｆ_mを徐々に小さくする。好ましくは、実施の形態１における図９のステップＳ１４と同程度の移動速度にすると良い。体外永久磁石２５ａの移動速度を低速にすることにより、カプセル型内視鏡１０近傍に発生する磁界の単位時間当たりの変化量を小さくすることができる。

続くステップＳ４９において、判定部２６２は、カプセル型内視鏡１０が水底ＷＢから離れて浮上開始したか否かを判定する。この判定方法は、実施の形態１と同様である（図９のステップＳ１５参照）。カプセル型内視鏡１０が未だ浮上開始していない場合（ステップＳ４９：Ｎｏ）、誘導制御部２６１は、引き続き体外永久磁石２５ａを移動させる（ステップＳ４８）。

一方、カプセル型内視鏡１０が水底ＷＢから離れて浮上開始した場合（ステップＳ４９：Ｙｅｓ）、誘導制御部２６１の制御モードが浮遊モードに切り替わり、体外永久磁石２５ａの移動を停止させ、水中においてカプセル型内視鏡１０を静止させる（ステップＳ５０）。続くステップＳ１７〜Ｓ２１は、実施の形態１と同様である（図９参照）。

また、ステップＳ４５において、キャリブレーション条件が記憶部２７に記憶されていない場合（ステップＳ４５：Ｎｏ）、誘導制御部２６１は、体外永久磁石２５ａを鉛直下方に低速で移動させ（ステップＳ５１）、永久磁石１８に作用する磁気引力Ｆ_mを徐々に小さくする。このときの体外永久磁石２５ａの移動速度は、実施の形態１における図９のステップＳ１４と同程度にすることが好ましい。

続くステップＳ５２において、判定部２６２は、カプセル型内視鏡１０が水底ＷＢから離れて浮上開始したか否かを判定する。この判定方法は、実施の形態１において説明した図９のステップＳ１５と同様である。カプセル型内視鏡１０が未だ浮上開始していない場合（ステップＳ５２：Ｎｏ）、誘導制御部２６１は、引き続き体外永久磁石２５ａを移動させる（ステップＳ５１）。

一方、カプセル型内視鏡１０が水底ＷＢから離れて浮上開始した場合（ステップＳ５２：Ｙｅｓ）、システム１の動作はステップＳ５０に移行する。

以上説明したように、実施の形態３によれば、個々のカプセル型内視鏡１０に応じたキャリブレーション条件を取得し、水底モードから水中モードに切り替える際、このキャリブレーション条件近傍まで体外永久磁石２５ａを高速に移動させた後、カプセル型内視鏡１０が水底ＷＢから離れて浮上開始したか否かを判定しつつ体外永久磁石２５ａを低速で移動させるので、カプセル型内視鏡１０を水底ＷＢから浮上させて水中で静止させるための磁界の制御を高速且つ安定的に行うことが可能となる。

なお、変形例１と同様に水面モードから水中モードに切り替える際にも、実施の形態３と同様にキャリブレーション条件を取得し、このキャリブレーション条件を用いてカプセル型内視鏡１０を誘導しても良い。

また、変形例２と同様に、図１４に示す複数の電磁石３１ａを用いて磁界生成部を構成する場合においても、実施の形態３と同様の制御を行っても良い。この場合、図１７に示すステップＳ４１、Ｓ４６、Ｓ４８、Ｓ５１においては、各電磁石３１ａに流す電流を全体的に弱くすることで、カプセル型内視鏡１０を浮上させる。また、この場合のキャリブレーション条件は、カプセル型内視鏡１０が水底ＷＢから浮上して水中において静止した際に各電磁石３１ａに流れていた電流の強さ又はその近傍の値となり、ステップＳ４７においては、そのときの電流の強さが、キャリブレーション条件として設定された値以下となったか否かが判定される。さらに、この場合、図１７に示すステップＳ４１、Ｓ４６、Ｓ５１においては、各電磁石３１ａに流す電流の単位時間当たりの変化量を大きくし、ステップＳ４８においては、電流の単位時間当たりの変化量を小さくすることで、体外永久磁石２５ａの移動速度を変化させるのと同様の効果が得られる。

なお、上記実施の形態３においては、キャリブレーション条件として、カプセル型内視鏡１０と体外永久磁石２５ａとの距離ｄ１の近傍の値ｄ１’を記憶部２７に記憶させたが、カプセル型内視鏡１０又は体外永久磁石２５ａの傾きが変化した場合、カプセル型内視鏡１０と体外永久磁石２５ａとの距離とカプセル型内視鏡１０に発生する磁気引力との関係が変化し、これに合わせて、キャリブレーション条件も変化してしまうという問題がある。

そこで、このような問題を避けるために、値ｄ１’と共に、カプセル型内視鏡１０又は体外永久磁石２５ａの傾きを記憶部２７に記憶させるようにしても良い。或いは、カプセル型内視鏡１０に作用する磁気引力を記憶させても良いし、カプセル型内視鏡１０に作用する磁気引力を算出する上で必要な値、具体的には、カプセル型内視鏡１０近傍に発生する磁界の向き、強度、勾配を記憶させても良い。これにより、カプセル型内視鏡１０又は体外永久磁石２５ａの傾きが変化した場合でも、現状の傾きに合わせて、キャリブレーション条件としての値ｄ１’を最適な値に換算することができる。

（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について説明する。本発明の実施の形態４に係るカプセル型医療装置誘導システムの構成は、図１〜図３に示す実施の形態１と同様であり、制御部２６が実行する制御動作が実施の形態１と異なる。図２０は、実施の形態４に係るカプセル型医療装置誘導システムにおけるカプセル型内視鏡１０の誘導方法を説明するための模式図である。

カプセル型内視鏡１０を水面ＷＳや水底ＷＢに接触させた状態でカプセル型内視鏡１０の姿勢を変化させる場合において、カプセル型内視鏡１０に作用する磁気引力Ｆ_mと浮力と重力とがバランスする条件でカプセル型内視鏡１０を誘導するとき、磁気引力Ｆ_mが強すぎる又は弱すぎる場合、カプセル型内視鏡１０の姿勢をユーザの意図の通りに制御することが困難になることがある。カプセル型内視鏡１０を水面ＷＳに接触させた状態を維持する場合は、表面張力の影響により、さらにその傾向が強くなる。例えば図２０の（ａ）に示すように、カプセル型内視鏡１０を水面ＷＳに接触させる場合、表面張力の影響により磁気引力Ｆ_mが相対的に不足し、カプセル型内視鏡１０が水面ＷＳと平行な向きに倒れてしまう。

そこで、実施の形態４においては、カプセル型内視鏡１０の誘導開始後、まず、キャリブレーションを行うことにより、カプセル型内視鏡１０が浮上開始したときのカプセル型内視鏡１０と体外永久磁石２５ａとの距離Ｈを取得する。そして、制御部２６は、この距離Ｈにおいて、カプセル型内視鏡１０の磁気的特性、具体的には磁気モーメントと、体外永久磁石２５ａが発生する磁界分布とをもとに、このときのカプセル型内視鏡１０への作用力を算出する。

ここで、カプセル型内視鏡１０の比重が１より小さい場合において、カプセル型内視鏡１０が水面ＷＳに接触した状態を維持するとき、算出された作用力を基準に、カプセル型内視鏡１０に作用する下方向の磁気引力が小さくなるように体外永久磁石２５ａの位置を制御する。一方、カプセル型内視鏡１０が水底ＷＢに接触した状態を維持するときには、算出された作用力を基準に、カプセル型内視鏡１０に作用する下方向の力が大きくなるように、体外永久磁石２５ａの位置を制御する。

また、カプセル形内視鏡１０の比重が１より大きい場合において、カプセル型内視鏡１０が水面ＷＳに接触した状態を維持するとき、算出された作用力を基準に、カプセル型内視鏡１０に作用する上方向の磁気引力が大きくなるように体外永久磁石２５ａの位置を制御する。一方、カプセル型内視鏡１０が水底ＷＢに接触した状態を維持するときには、算出された作用力を基準に、カプセル型内視鏡１０に作用する下方向の力が小さくなるように体外永久磁石２５ａの位置を制御する。

そして、制御部２６は、このような状態を維持しながら、カプセル型内視鏡１０の姿勢を変化させるための磁界の制御を行う。それにより、図２０の（ｂ）に示すように、カプセル型内視鏡１０が内蔵する永久磁石１８に適切な磁気引力Ｆ_mが常に作用するようになるため、ユーザの意図の通りに、カプセル型内視鏡１０の姿勢を維持することが可能となる。

以上説明した実施の形態１〜４及び変形例は、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い。また、本発明は、実施の形態１〜４や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成できる。本発明は、仕様等に応じて種々変形することが可能であり、さら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、２ カプセル型医療装置誘導システム
１０ カプセル型内視鏡
１１ 撮像部
１２ 照明部
１３ 光学系
１４ 撮像素子
１５ 制御部
１６ 無線通信部
１６ａ アンテナ
１７ 電源部
１８ 永久磁石
１９ 位置検出用磁界発生部
１９ａ マーカコイル
１９ｂ コンデンサ
２０、３０ 誘導装置
２０ａ ベッド
２１ 受信部
２１ａ 受信アンテナ
２２ 位置及び姿勢検出部
２２ａ センスコイル
２３ 表示部
２４ 操作入力部
２５、３１ 磁界生成部
２５ａ 体外永久磁石
２５ｂ 平面位置変更部
２５ｃ 鉛直位置変更部
２５ｄ 仰角変更部
２５ｅ 旋回角変更部
２６ 制御部
２７ 記憶部
３１ａ 電磁石
３１ｂ 電源部
３１ｃ 電流制御部
１００ カプセル型筐体
１０１ 筒状筐体
１０２、１０３ ドーム状筐体

Claims (15)

1. 液体が導入された被検体内に、磁石を内蔵するカプセル型医療装置を導入し、前記液体内において該カプセル型医療装置を磁界によって誘導する誘導装置において、
   前記磁石に作用させる磁界を生成する磁界生成部と、
   前記磁界生成部が生成する磁界を制御する誘導制御部と、
   を備え、
   前記誘導制御部は、
   前記カプセル型医療装置を前記液体の上側又は下側の境界面に接触する方向に誘導する磁界を前記磁界生成部に生成させる第１の制御モードと、
   前記カプセル型医療装置が前記境界面に接触した状態から該境界面に接触しない状態に移行するように、前記磁界生成部が発生する磁界を連続的に変化させる第２の制御モードと、
   前記カプセル型医療装置が前記液体中に保持されるように前記磁界生成部が発生する磁界を制御する第３の制御モードと、
   を切り替え可能に実行する、
   ことを特徴とする誘導装置。
2. 前記カプセル型医療装置が前記境界面に接触しているか否かを判定する判定部をさらに備え、
   前記誘導制御部は、前記第２の制御モードにおいて、前記判定部が前記カプセル型医療装置は前記境界面に接触していないと判定した結果をもとに、前記第３の制御モードに切り替わることを特徴とする請求項１に記載の誘導装置。
3. 前記誘導制御部は、前記判定部による判定結果をもとに前記第２の制御モードから前記第３の制御モードに切り替わった際の前記磁界生成部に対する制御条件をもとに、以降において前記第２の制御モードから前記第３の制御モードに切り替わる際の切り替え条件を決定する、ことを特徴とする請求項２に記載の誘導装置。
4. 前記カプセル型医療装置が前記境界面に接触しているか否かを判定する判定部をさらに備え、
   前記誘導制御部は、
   前記カプセル型医療装置が前記境界面に接触した状態から該境界面に接触しない状態に移行するように、前記磁界生成部が発生する磁界を連続的に変化させ、前記判定部が、前記カプセル型医療装置が前記境界面に接触している状態から接触していない状態に移行したと判定した際の前記磁界生成部に対する制御条件を取得する第４の制御モードをさらに実行可能であり、
   前記第２の制御モードにおいて、前記第４の制御モードで取得された前記制御条件をもとに、前記第２の制御モードから前記第３の制御モードに切り替わる際の切り替え条件を決定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の誘導装置。
5. 前記誘導制御部は、前記第２の制御モードから前記第３の制御モードに切り替わる際、前記判定部による判定結果に基づいて切り替えを行う場合と、前記切り替え条件に従って切り替えを行う場合とで、前記切り替え条件に従って切り替えを行う場合の方が、前記磁界生成部が発生する磁界を連続的に変化させるときの単位時間当たりの磁界の変化量が大きくなるように、前記磁界生成部を制御することを特徴とする請求項３又は４に記載の誘導装置。
6. 前記誘導制御部は、前記磁界生成部が発生する磁界を連続的に変化させる際、前記第４の制御モードにおける単位時間当たりの前記磁界の変化量が、前記判定部による判定結果に基づいて前記第３の制御モードへの切り替えを行う場合の前記第２の制御モードにおける単位時間当たりの前記磁界の変化量よりも大きくなるように、前記磁界生成部を制御することを特徴とする請求項４に記載の誘導装置。
7. 前記第２の制御モードは、
   前記切り替え条件をもとに、前記カプセル型医療装置が前記境界面に接触した状態から該境界面に接触しない状態となる方向に、前記磁界生成部が発生する磁界を連続的に変化させる第５の制御モードと、
   前記第５の制御モードに続いて、前記判定部による判定結果をもとに、前記カプセル型医療装置が前記境界面に接触しない状態に移行するように、前記磁界生成部が発生する磁界を連続的に変化させる第６の制御モードと、
   を含み、
   前記誘導制御部は、前記第５の制御モードにおける単位時間当たりの前記磁界の変化量が、前記第６の制御モードにおける単位時間当たりの前記磁界の変化量よりも大きくなるように、前記磁界生成部を制御する、
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載の誘導装置。
8. 前記被検体内における前記カプセル型医療装置の位置を検出して位置情報を出力する位置検出部をさらに備え、
   前記判定部は、前記位置情報に基づいて、前記カプセル型医療装置が前記境界面に接触しているか否かを判定する、
   ことを特徴とする請求項２又は４に記載の誘導装置。
9. 前記カプセル型医療装置は、前記被検体内を撮像して画像データを生成する撮像部と、前記画像データを無線送信する送信部と、を備え、
   前記判定部は、前記カプセル型医療装置から無線送信された前記画像データに基づいて、前記カプセル型医療装置が前記境界面に接触しているか否かを判定する、
   ことを特徴とする請求項２又は４に記載の誘導装置。
10. 外部からなされる操作に応じて、前記カプセル型医療装置の位置と姿勢との少なくとも一方を変更するための指示情報を前記誘導制御部に入力する操作入力部をさらに備え、
    前記誘導制御部は、実行中の制御モードに応じて、前記指示情報に基づく制御を実行するか否かを判断する、
    ことを特徴とする請求項１に記載の誘導装置。
11. 前記誘導制御部は、前記第２の制御モードの実行中、前記操作入力部から前記指示情報が入力された場合であっても前記指示情報に基づく制御を実行しないと判断することを特徴とする請求項１０に記載の誘導装置。
12. 外部からなされる操作に応じて、前記カプセル型医療装置の位置と姿勢との少なくとも一方を変更するための指示情報を前記誘導制御部に入力する操作入力部をさらに備え、
    前記誘導制御部は、前記第４の制御モードの実行中、前記操作入力部から前記指示情報が入力された場合であっても前記指示情報に基づく制御を実行しないと判断する、
    ことを特徴とする請求項４に記載の誘導装置。
13. 外部からなされる操作に応じて、前記カプセル型医療装置の位置と姿勢との少なくとも一方を変更するための指示情報を前記誘導制御部に入力する操作入力部をさらに備え、
    前記誘導制御部は、前記第６の制御モードの実行中、前記操作入力部から前記指示情報が入力された場合であっても前記指示情報に基づく制御を実行しないと判断する、
    ことを特徴とする請求項７に記載の誘導装置。
14. 前記指示情報に基づく制御を実行するか否かの状態を表す標識を表示する表示部をさらに備え、
    前記表示部は、前記誘導制御部が実行中の制御モードに応じて、前記標識の状態を切り替える、
    ことを特徴とする請求項１０、１２、１３のいずれか１項に記載の誘導装置。
15. 請求項１に記載の誘導装置と、
    前記カプセル型医療装置と、
    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。

Images