JPWO2016151915A1 - 位置検出システム及び誘導システム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る誘導システムの一構成例を示す模式図である。図1に示すように、実施の形態1に係る誘導システム1は、被検体2の管腔内に導入されるカプセル型医療装置の一例として、被検体2内を撮像することにより取得した画像データを無線信号に重畳して送信するカプセル型内視鏡10と、被検体2が載置されるベッド2aの下方に設けられ、カプセル型内視鏡10が発生する交番磁界を検出する磁界検出装置30と、カプセル型内視鏡10を誘導するための磁界を発生する誘導用磁界発生装置40と、磁界検出装置30により検出された交番磁界に基づいてカプセル型内視鏡10の位置を検出すると共に、被検体2内においてカプセル型内視鏡10を誘導する制御装置50とを備える。
上記ステップS17において説明したように、複数の検出コイルCnの出力値のうちの最大値を判定値とする。例えば図7の場合、検出コイルC10の出力値が最大であるから、この最大値Dmaxが判定値として決定され、閾値Thと比較される。
複数の検出コイルCnの出力値のうち、値が大きい方から所定数(2つ以上)の出力値の平均値を判定値とする。例えば値が大きい方から4つの出力値の平均値を判定値とする場合、図7に示す出力値が得られているときには、検出コイルC1、C9、C10、C11の出力値の平均値が判定値として決定される。
複数の検出コイルCnのうち、出力値が最大の検出コイルCn及びこの検出コイルCnの近傍に位置する少なくとも1つの検出コイルCnの出力値をそれぞれ判定値とする。例えば図7の場合、検出コイルC10の出力値が最大であるから、検出コイルC10の出力値と、これに隣接する検出コイルC6、C9、C11、C14(図5参照)のいずれかの出力値とがそれぞれ判定値となる。この場合、検出コイルC10の出力値及び隣接する検出コイルCnの出力値が共に閾値Th以上であるとき、適正な位置検出が可能と判定される。隣接する検出コイルC6、C9、C11、C14のうち、判定値を取得する検出コイルCnは予め決定しておいても良いし、カプセル型内視鏡10の移動方向に位置する検出コイルCnの出力値を判定値として用いても良い。
図9は、判定値の決定方法(4)を説明するための模式図であり、パネル31に配設された複数の検出コイルCnを示す上面図である。判定値の決定方法(4)においては、複数の検出コイルCnのうち、出力値が最大の検出コイルCn及びこの検出コイルCnの近傍に位置する検出コイルCnの出力値の平均値を判定値とする。例えば図7の場合、検出コイルC10の出力値が最大であるから、図9に示すように、検出コイルC10及びその近傍に位置する検出コイルC6、C9、C11、C14の出力値の平均値が判定値として決定され、閾値Thと比較される。近傍に位置する検出コイルCnとしては、図9の領域A1に示すように、出力値が最大の検出コイルCnに対して縦方向及び横方向で隣接する検出コイル群を選択しても良いし、領域A2に示すように、縦方向、横方向、及び斜め方向で隣接する検出コイル群を選択しても良い。或いは、出力値が最大の検出コイルCnがパネル31の端部に位置する場合(例えば検出コイルC4)、領域A3に示すように、当該検出コイルC4を囲む検出コイル群を選択すれば良い。
次に、本発明の実施の形態1の変形例1−1について説明する。
上述した判定値の決定方法(2)、(4)においては、複数の検出コイルCnの出力値の平均値を判定値として決定したが、これらの出力値の和を判定値としても良い。この場合、判定値の決定に用いた出力値の数に応じて、ステップS17において用いる閾値を調整すると良い。例えば、5つの検出コイルCnからの出力値の和を判定値として決定した場合、閾値の方も、出力値が最大になることが予測される検出コイルCnの出力値又は初期値の5倍の値を閾値として設定する。
次に、本発明の実施の形態1の変形例1−2について説明する。
上記実施の形態1においては、出力値が最大になることが予測される検出コイルCnの出力値をそのまま閾値として設定したが(ステップS15参照)、この出力値の時間平均値を閾値として設定しても良い。例えば、出力値が最大になることが予測される検出コイルCnが検出コイルC10である場合、閾値設定部563は、この検出コイルC10の所定期間内の出力値を取り込み、これらの出力値の時間平均値を算出して閾値として設定する。これにより、位置検出結果に基づく閾値を緩和して、カプセル型内視鏡10が発生した磁界の信号レベルが高いにもかかわらず、適正な位置検出が不可能と判定されるリスクを低減することが可能となる。
次に、本発明の実施の形態2について説明する。実施の形態2に係る誘導システムの構成及び動作は、全体として実施の形態1と同様であり(図1及び図4参照)、ステップS17において閾値と比較する判定値の決定方法が実施の形態1と異なる。
次に、本発明の実施の形態2の変形例2−1について説明する。
判定値の決定方法の別の例として、予め選出された検出コイルC3、C6、C7、C8、C10、C11、C12の出力値のうち、値が大きい方から所定数(2つ以上)の出力値を判定値としても良い。例えば値が大きい方から2つの出力値を判定値とする場合、図12においては、検出コイルC6の出力値DS1及び検出コイルC7の出力値DS2が判定値として決定される。この場合、出力値DS1及び出力値DS2をそれぞれ閾値と比較し、共に閾値以上である場合に、カプセル型内視鏡10の適正な位置検出が可能と判定される。
次に、本発明の実施の形態2の変形例2−2について説明する。
判定値の決定方法のさらに別の例として、予め選出された検出コイルC3、C6、C7、C8、C10、C11、C12の出力値のうち、値が大きい方から所定数(2つ以上)の出力値の平均値を判定値としても良い。例えば値が大きい方から4つの出力値の平均値を判定値とする場合、図12においては、検出コイルC6の出力値DS1、検出コイルC7の出力値DS2、検出コイルC11の出力値DS3、及び検出コイルC8の出力値DS4の平均値が判定値として決定される。或いは、これらの出力値DS1、DS2、DS3、DS4の和を判定値として決定しても良い。
次に、本発明の実施の形態2の変形例2−3について説明する。
判定値の決定方法のさらに別の例として、予め選出された検出コイルC3、C6、C7、C8、C10、C11、C12のうち、出力値が最大の検出コイルCn及びこの検出コイルCnの近傍に位置する検出コイルCnの出力値の平均値を判定値としても良い。例えば、図12においては、検出コイルC3、C6、C7、C8、C10、C11、C12のうち、検出コイルC6の出力値が最大であるから、検出コイルC6及びその近傍に位置する検出コイルC3、C7、C10(図11参照)の出力値の平均値が判定値として決定される。或いは、これらの出力値の和を判定値として決定しても良い。
次に、本発明の実施の形態3について説明する。実施の形態3に係る誘導システムの構成及び動作は、全体として実施の形態1と同様であり(図1及び図4参照)、適正な位置検出演算が可能か否かの判定(ステップS17参照)において用いられる位置検出結果に基づく閾値の設定方法(ステップS15参照)が実施の形態1と異なる。
d=√{(x1−x0)2+(y1−y0)2+z1 2} …(1)
なお、図13においては、パネル31の上面を基準面としているため、検出コイルCnのz座標は全てゼロである。
次に、実施の形態3の変形例3について説明する。
位置検出演算によって検出され得るゴーストは、z座標の比較的小さい領域、即ち、検出コイルCnに比較的近い領域に発生する傾向がある。そこで、本変形例3においては、適正な位置検出が可能か否かの判定に用いられる閾値(ステップS15)を、直前に実行された位置検出演算により得られたカプセル型内視鏡10のz座標、即ち、検出コイルCnが配設されたパネル31とカプセル型内視鏡10との距離をもとに設定する。
次に、本発明の実施の形態4について説明する。
上記実施の形態1においては、カプセル型内視鏡10の適正な位置検出が不可能と判定された場合、位置検出演算部565に位置検出演算を実行させないこととしたが、位置検出演算を実行させても良い。この場合、演算部56は、カプセル型内視鏡10の位置がエラーである旨の情報を出力し、表示部52に表示させることとしても良い。それにより、ユーザは、表示部52に表示されたカプセル型内視鏡10の位置がエラーであることを認識した上で、カプセル型内視鏡10に対する誘導操作を行うことが可能となる。
次に、本発明の実施の形態5について説明する。
上記実施の形態1においては、カプセル型内視鏡10の適正な位置検出が不可能と判定された場合、カプセル型内視鏡10に対する誘導制御をオフにすることとしたが、反対に、カプセル型内視鏡10の適正な位置検出が可能になったことをトリガーとして、誘導制御を開始させることとしても良い。
2 被検体
10 カプセル型内視鏡
11 撮像部
12 制御部
13 送信部
14 磁界発生部
15 電源部
16 永久磁石
30 磁界検出装置
31 パネル
40 誘導用磁界発生装置
41 体外永久磁石
42 磁石駆動部
43 磁気シールド
44 磁気シールド駆動部
50 制御装置
51 受信部
52 表示部
53 記憶部
54 操作入力部
55 信号処理部
56 演算部
57 誘導用磁界制御部
100 筐体
101 筒状筐体
102、103 ドーム状筐体
111 照明部
112 光学系
113 撮像素子
141 磁界発生コイル
142 コンデンサ
421 平面位置変更部
422 鉛直位置変更部
423 仰角変更部
424 旋回角変更部
551 フィルタ部
552 増幅器
553 A/D変換部
561 画像処理部
562 位置判定部
563 閾値設定部
564 ノイズ判定部
565 位置検出演算部
565a FFT処理部
565b 位置算出部
Claims (20)
- 磁界を発生する磁界発生部が内部に設けられたカプセル型医療装置と、
前記磁界発生部が発生した磁界を検出して検出信号を出力する複数の磁界検出部と、
前記複数の磁界検出部がそれぞれ出力した複数の検出信号の少なくともいずれか1つを用いて前記カプセル型医療装置の位置を算出する位置検出演算部と、
前記複数の検出信号に基づく前記カプセル型医療装置の適正な位置検出が可能か否かを判定する判定部と、
前記位置検出演算部が算出した前記カプセル型医療装置の位置に基づいて、前記判定部における判定に用いられる閾値を設定する閾値設定部と、
を備えることを特徴とする位置検出システム。 - 前記位置検出演算部が算出した前記カプセル型医療装置の位置が、予め設定された当該カプセル型医療装置の検出対象領域内であるか否かを判定する位置判定部をさらに備え、
前記閾値設定部は、前記位置が予め設定された当該カプセル型医療装置の検出対象領域内であると前記位置判定部が判定した場合に、該位置に基づいて前記閾値の設定を行う、
ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出システム。 - 前記閾値設定部は、前記カプセル型医療装置の位置が前記検出対象領域外であると前記位置判定部が判定した場合に、予め定められた閾値を設定する、ことを特徴とする請求項2に記載の位置検出システム。
- 前記閾値設定部は、前記位置検出演算部が算出した前記カプセル型医療装置の位置と前記複数の磁界検出部との位置関係に基づいて前記閾値を設定する、ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の位置検出システム。
- 前記閾値設定部は、前記複数の磁界検出部のうち、前記カプセル型医療装置の位置との距離が最も小さい磁界検出部の出力値に基づいて前記閾値を設定する、ことを特徴とする請求項4に記載の位置検出システム。
- 前記閾値設定部は、前記カプセル型医療装置の位置と前記複数の磁界検出部のうちの特定の磁界検出部との距離に基づいて前記閾値を設定する、ことを特徴とする請求項4に記載の位置検出システム。
- 前記複数の磁界検出部は同一平面上に配置され、
前記閾値設定部は、前記カプセル型医療装置の位置と前記複数の磁界検出部が配置された平面との距離に基づいて前記閾値を設定する、ことを特徴とする請求項4に記載の位置検出システム。 - 前記判定部は、前記複数の検出信号の出力値の最大値を判定値とし、該判定値を前記閾値と比較することにより判定を行う、ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の位置検出システム。
- 前記判定部は、前記複数の検出信号の出力値のうち、値が大きい方から所定数の出力値を用いて判定値を決定し、該判定値を前記閾値と比較することにより判定を行う、ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の位置検出システム。
- 前記判定部は、検出信号の出力値が最大の磁界検出部及び該磁界検出部と隣接する所定数の磁界検出部からそれぞれ出力された複数の検出信号の出力値を用いて判定値を決定し、該判定値を前記閾値と比較することにより判定を行う、ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の位置検出システム。
- 前記判定部は、前記判定値が前記閾値未満である場合に、前記カプセル型医療装置の適正な位置検出が不可能と判定する、ことを特徴とする請求項8〜10のいずれか1項に記載の位置検出システム。
- 前記判定部が前記カプセル型医療装置の適正な位置検出が不可能と判定した場合、前記位置検出演算部は、前記カプセル型医療装置の位置の算出を実行しない、ことを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の位置検出システム。
- 前記判定部が前記カプセル型医療装置の適正な位置検出が不可能と判定した場合に、前記位置検出演算部が算出した前記カプセル型医療装置の位置がエラーである旨の情報を出力する表示部をさらに備える、ことを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の位置検出システム。
- 前記位置検出演算部が算出した前記カプセル型医療装置の位置を表示する表示部をさらに備え、
前記判定部が前記カプセル型医療装置の適正な位置検出は不可能と判定した場合、前記表示部は、前記位置検出演算部が算出した前記カプセル型医療装置の位置の表示を停止する、
ことを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の位置検出システム。 - 前記カプセル型医療装置は、永久磁石をさらに有し、
請求項1〜14のいずれか1項に記載の位置検出システムと、
前記永久磁石に作用させる磁界を発生する誘導用磁界発生部と、
前記誘導用磁界発生部を制御することにより前記カプセル型医療装置の位置と姿勢とのうちの少なくとも一方を変化させる誘導制御を行う誘導用磁界制御部と、
を備えることを特徴とする誘導システム。 - 前記誘導用磁界発生部が発生する磁界を遮蔽可能な遮蔽手段をさらに備え、
前記誘導用磁界制御部は、前記判定部が前記カプセル型医療装置の適正な位置検出が不可能と判定した場合、前記遮蔽手段によって前記誘導用磁界発生部が発生する磁界を遮蔽する制御を行う、
ことを特徴とする請求項15に記載の誘導システム。 - 前記誘導用磁界制御部は、前記判定部による前記カプセル型医療装置の適正な位置検出が可能か否かの判定に応じて、前記誘導制御が可能な状態と不可能な状態とを切り替える、ことを特徴とする請求項15に記載の誘導システム。
- 前記判定部が前記カプセル型医療装置の適正な位置検出が不可能と判定した場合、前記誘導用磁界制御部は前記誘導制御を停止する、ことを特徴とする請求項17に記載の誘導システム。
- 前記誘導制御の停止中に前記判定部が前記カプセル型医療装置の適正な位置検出が可能と判定した場合、前記誘導用磁界制御部は前記誘導制御を開始可能とする制御を行う、ことを特徴とする請求項17に記載の誘導システム。
- 前記誘導制御の停止中に前記判定部が前記カプセル型医療装置の適正な位置検出が不可能と判定した場合、前記誘導用磁界制御部は前記誘導制御を開始不可能とする制御を行う、ことを特徴とする請求項17に記載の誘導システム。
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