KR101080483B1 - 의료 장치 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

자기에 의해 그 방향이 제어되고, 피검체 내에서 검사 또는 처치 등의 의료 행위를 행하는 의료 장치의 유도 안정성 및 조작성을 향상할 수 있는 의료 장치 제어 시스템을 제공한다. 피검체 내에 삽입되는 삽입부(3)와, 삽입부(3)의 내부에 배치되고, 피검체 밖으로부터 인가되는 자계에 응답하여 토크를 발생하는 자계 응답부를 갖는 의료 장치(3)와, 삽입부(3)의 삽입 방향을 검출하는 방향 검출부(5)와, 삽입 방향의 제어에 관련하는 정보가 입출력되는 유저 인터페이스(19)와, 자계 응답부에 작용하고, 삽입부를 제어 방향으로 향하게 하는 자계를 발생하는 자계 발생부(7)와, 제어 방향과 삽입 방향과의 편차에 기초하여, 유저 인터페이스(19)를 제어하는 유저 인터페이스 제어부(17)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

삽입부, 의료 장치, 방향 검출부, 유저 인터페이스, 자계 발생부

Description

의료 장치 제어 시스템{MEDICAL DEVICE CONTROL SYSTEM}

본 발명은, 의료 장치 제어 시스템에 관한 것이다.

최근, 피검자 등의 피검체에 삼키게 하여 체강 관로 내를 통과시켜, 목적 위치의 체강 관로 내에서의 화상의 취득이 가능한 삼킴형의 캡슐형 내시경 등으로 대표되는 캡슐형의 의료 장치가 실용화를 향하여 연구 개발되고 있다. 이 의료 장치는, 상기 의료 행위가 가능한, 예를 들면 화상 취득이 가능한 CCD(Charge Coupled Device) 등의 촬상 소자를 구비하여 구성되고, 체강 관로 내의 목적 부위에서 화상 취득을 행하는 것이다.

그러나, 상기 캡슐형 의료 장치는, 연동에 의해 소화관 내를 이동하는 것뿐으로, 캡슐형 의료 장치의 위치 및 방향을 제어할 수는 없었다. 또한, 캡슐형 의료 장치를 이용한 진단을 쉽게 하기 위해, 캡슐형 의료 장치를 유도하기 위해서는, 캡슐형 의료 장치가 체강 관로 내의 어느 위치에 있는지를 검출할 필요가 있었다.

그 때문에, 목시에 의해 위치를 확인할 수 없는 곳(체강 관로 내 등)에 유도된 의료 장치의 위치를 검출하여, 목적 부위까지 유도하는 기술이 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

또한, 전술한 요구는 캡슐형의 의료 장치에 한정되는 것이 아니라, 피검체의 체강 관로 내에 유도되는 프로브를 갖는 의료 장치에도 요구되어 있다. 그 때문에, 동일하게, 목시에 의해 위치를 확인할 수 없는 곳(체강 관로 내 등)에 유도된 의료 장치의 위치를 검출하여, 목적 부위까지 유도하는 기술이 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조).

특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 제2004-255174호 공보

특허 문헌 2 : 국제 공개 제00/07641호 팜플렛

특허 문헌 3 : 일본 특허 공개 제2003-111720호 공보

<발명의 개시>

전술한 특허 문헌 1에서는, 체강 내에 삽입되는 의료 장치를 자계에 의해 제어하는 시스템으로서, 의료 장치의 방향을 검출하는 장치에 의해 얻어진 방향 정보에 기초하여, 의료 장치에 대해 발생시키는 자계를 결정하는 기술이 기재되어 있다.

그러나, 상기 특허 문헌 1은, 의료 장치의 방향을 검출하는 장치에 의해 얻어진 방향 정보에 기초하여 의료 장치에 대해 발생시키는 자계를 결정하는 기술 사상만을 개시하고 있는 것이며, 그 구체적인 방법에 대해서는 개시하고 있지 않다. 또한, 후술하는 특허 문헌 2와 마찬가지로, 의료 장치의 방향과 자장의 방향이 크게 벗어난 경우에, 의료 장치의 제어성(유도 안정성ㆍ조작성)이 저하된다고 하는 문제가 있었다.

또한, 전술한 특허 문헌 2에서는, 카테테르의 위치ㆍ방향을 투시 장치로 확인하면서, 자장을 발생시키는 방향을 조작자가 지시ㆍ결정하는 기술이 기재되어 있 다.

그러나, 전술한 기술에서는, 카테테르의 위치ㆍ방향의 정보를 화상 정보로서 취득하고, 조작자가 표시된 화상 정보를 판독하여 자장을 발생시키는 방향을 지시ㆍ결정하고 있기 때문에, 항상 카테테르의 위치ㆍ방향 정보를 감시할 수 없을 가능성이 있었다.

그 때문에, 카테테르의 방향과 자장과의 방향이 크게 벗어나는 상태의 발생을 방지할 수 없을 가능성이 있고, 카테테르의 방향과 자장과의 방향이 크게 벗어난 경우에는, 카테테르의 제어성(유도 안정성ㆍ조작성)이 저하된다고 하는 문제가 있었다.

특허 문헌 3에서는, 입력 장치에 작용하는 힘에 체내 로봇에 작용하는 힘이 비례하도록 제어한다. 그 때문에, 상기의 기술에서는 체내 로봇에 작용하는 힘을 산출할 필요가 있기 때문에, 시스템이 복잡하게 되는 문제가 있었다.

본 발명은, 상기의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 자기에 의해 그 방향이 제어되고, 피검체 내에서 검사 또는 처치 등의 의료 행위를 행하는 의료 장치의 유도 안정성 및 조작성을 향상시킬 수 있는 의료 장치 제어 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 이하의 수단을 제공한다.

본 발명의 제1 양태는, 피검체 내에 삽입되는 삽입부와, 상기 삽입부의 내부에 배치되고, 상기 피검체 밖으로부터 인가되는 자계에 응답하여 토크를 발생하는 자계 응답부를 갖는 의료 장치와, 상기 삽입부의 삽입 방향을 검출하는 방향 검출 부와, 상기 삽입 방향의 제어에 관련하는 정보가 입출력되는 유저 인터페이스와, 상기 자계 응답부에 작용하고, 상기 삽입부를 제어 방향으로 향하게 하는 자계를 발생하는 자계 발생부와, 상기 제어 방향과 상기 삽입 방향과의 편차에 기초하여, 상기 유저 인터페이스를 제어하는 유저 인터페이스 제어부를 구비하는 의료 장치 제어 시스템을 제공한다.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 유저 인터페이스 제어부가 편차에 기초하여 유저 인터페이스를 제어하기 때문에, 유저 인터페이스를 통하여 편차를 외부에 전달할 수 있다. 그 때문에, 예를 들면 유저 인터페이스에 제어 방향을 입력하는 조작자에게 편차를 피드백할 수 있어, 의료 장치의 유도 안정성 및 조작성을 향상시킬 수 있다.

상기 발명의 제1 양태에서는, 상기 유저 인터페이스에는 조작자에 의해 상기 삽입 방향이 지시되는 조작부가 구비되고, 그 조작부에는, 상기 유저 인터페이스 제어부에 제어되고, 상기 편차를 상기 조작자에게 전하는 편차 정보 전달부가 구비되는 구성이 바람직하다.

이와 같이 함으로써, 조작부에 구비된 편차 정보 전달부로부터 편차를 조작자에게 전할 수 있다. 그 때문에, 조작자에의 편차의 피드백이 용이하게 되어, 삽입부의 조작성을 향상시킬 수 있다.

상기 구성에서는, 상기 편차 정보 전달부가 진동체인 것이 바람직하다.

이와 같이 함으로써, 편차에 기초하는 정보를 진동체에 의해 발생되는 진동으로서 외부에 전달할 수 있다. 예를 들면, 편차가 커지면 발생되는 진동의 주파 수를 크게 하고, 편차가 작아지면 진동의 주파수를 작게 함으로써, 편차에 기초하는 정보를 전달할 수 있다.

상기 구성에서는, 상기 조작부에는, 상기 제어 방향이 입력되는 가동체가 구비되고, 상기 편차 정보 전달부가, 상기 가동체의 움직임에 대해 반대 방향의 힘을 발생시키는 반력 발생부인 것이 바람직하다.

이와 같이 함으로써, 가동체를 움직여 제어 방향을 입력하는 경우에서, 반력 발생부에 의해, 가동체가 움직이는 방향에 대해 반대 방향으로 기능하는 힘(반력)을 발생시켜, 편차를 조작자에게 전달할 수 있다. 예를 들면, 편차가 커지면 가동체의 움직임에 대한 반력을 크게 하고, 편차가 작아지면 반력을 작게 함으로써, 편차의 대소를 조작자에게 전달할 수 있다. 또한, 임장감이 있는 조작을 할 수 있기 때문에, 가동체의 조작성이 향상된다.

상기 구성에서는, 상기 조작부에는, 상기 제어 방향이 입력되는 가동체가 구비되고, 상기 편차 정보 전달부가, 상기 가동체의 움직임에 대해 부하를 발생시키는 부하 발생부인 것이 바람직하다.

이와 같이 함으로써, 가동체를 움직여 제어 방향을 입력하는 경우에서, 부하 발생부에 의해 가동체의 움직임에 대한 부하를 발생시켜, 편차를 조작자에게 전달할 수 있다. 예를 들면, 편차가 커지면 가동체의 움직임에 대한 부하를 크게 하고, 편차가 작아지면 부하를 작게 함으로써, 편차의 대소를 조작자에게 전달할 수 있다. 또한, 임장감이 있는 조작을 할 수 있기 때문에, 가동체의 조작성이 향상된다.

또한, 가동체의 움직임에 대해 반대 방향의 힘을 발생시키는 방법과 비교하여, 조작부의 구축을 용이하게 할 수 있다.

상기 발명의 제1 양태에서는, 상기 유저 인터페이스에는, 상기 삽입 방향과 상기 편차를 표시하는 표시부가 구비되고, 상기 표시부가, 상기 유저 인터페이스 제어부에 의해 제어되는 것이 바람직하다.

이와 같이 함으로써, 유저 인터페이스에 구비된 표시부는 유저 인터페이스 제어부에 의해 제어되고, 표시부에 의해 삽입 방향과 편차가 표시되기 때문에, 조작자에 대해 편차를 전달할 수 있다. 그 때문에, 제어 방향을 입력하는 조작자에의 편차의 피드백이 용이하게 되어, 삽입부의 조작성을 향상시킬 수 있다.

상기 발명의 제1 양태에서는, 상기 유저 인터페이스에는, 상기 삽입 방향과 상기 편차를 표시하는 표시부가 구비되고, 상기 표시부가, 상기 유저 인터페이스 제어부에 의해 제어되고, 상기 표시부가, 상기 삽입 방향의 정보와 상기 제어 방향의 정보를 서로 겹쳐 표시하는 것이 바람직하다.

이와 같이 함으로써, 표시부가 삽입 방향과 제어 방향을 서로 겹쳐 표시함으로써, 제어 방향을 입력하는 조작자가 직감적으로 제어 상황을 파악할 수 있다. 그 때문에, 삽입부의 조작성을 향상시킬 수 있다.

상기 발명의 제1 양태에서는, 상기 유저 인터페이스에는, 상기 삽입 방향과 상기 편차를 표시하는 표시부가 구비되고, 상기 표시부가, 상기 유저 인터페이스 제어부에 의해 제어되고, 상기 표시부가, 상기 삽입 방향에 대한 상기 제어 방향의 편차를 표시하는 것이 바람직하다.

이와 같이 함으로써, 삽입 방향에 대한 제어 방향의 편차를 표시함으로써, 제어 방향을 입력하는 조작자가 용이하게 제어 상황을 파악할 수 있다.

편차의 표시 방법으로서는, 수치나 길이나 벡터 등으로 편차량을 표시하는 것 외에, 소정 편차를 초과하면 경고 신호가 표시되거나, 소정 편차를 초과한 상태에서 소정 시간 경과하면 경고 신호가 표시되거나 하는 방법을 예로 들 수 있다.

상기 발명의 제1 양태에서는 상기 자계 발생부를 제어하는 자계 제어부가 구비되고, 상기 자계 제어부가, 상기 편차의 값이 소정의 값 이내로 되도록, 상기 자계 발생부를 제어하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 상기 발명의 제1 양태에서는 상기 자계 발생부를 제어하는 자계 제어부가 구비되고, 상기 자계 제어부가, 상기 편차의 값이 소정의 값 이내로 되도록, 상기 자계 발생부를 제어하고, 상기 자계 제어부가, 상기 소정의 값을 유한한 값으로 변경하는 소정값 변경부를 갖는 것이 바람직하다.

이와 같이 함으로써, 자계 제어부에 의해 자계 발생부를 제어함으로써 자계의 방향을 제어하여, 편차가 소정의 값보다 커지는 것을 방지할 수 있다. 그 때문에, 편차가 지나치게 커지는 것에 의한 삽입부의 조작성 저하를 방지할 수 있다.

또한, 소정값 변경부에 의해, 상기 소정의 값을 유한한 값으로 변경함으로써, 예를 들면 편차가 의료 장치 제어 시스템의 제어 가능한 범위를 초과하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 소정의 값을 의료 장치 제어 시스템에 따라서 정함으로써, 보다 확실하게 삽입부의 조작성 저하를 방지할 수 있다.

본 발명의 제2 양태는, 피검체 내에 삽입되어 자기에 의해 방향이 제어되는 삽입부와, 상기 삽입부의 내부에 배치되고, 상기 피검체 밖으로부터 인가되는 자계에 따라서 토크를 발생하는 자계 응답부를 갖는 의료 장치와, 상기 삽입부의 삽입 방향을 검출하는 방향 검출부와, 조작자에 의해 상기 삽입 방향의 제어 방향이 입력되는 유저 인터페이스와, 상기 자계 응답부에 작용하는 자계를 발생하는 자계 발생부와, 상기 삽입 방향과 상기 제어 방향과의 편차에 기초하여, 상기 자계 발생부를 제어하는 자계 제어부를 구비하는 의료 장치 제어 시스템을 제공한다.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 자계 제어부가 편차에 기초하여 자계를 제어할 수 있기 때문에, 삽입부의 조작성 저하를 방지할 수 있다. 즉, 자계 발생부에 의해 발생되는 자계가 삽입부를 제어 방향으로 유도하는 데에 적합하지 않아, 편차가 커진 경우에, 삽입부의 유도에 적합한 자계로 변경함으로써, 편차의 증대를 방지할 수 있다.

상기 발명의 제2 양태에서는, 상기 자계 제어부는, 복수의 자계의 발생 패턴을 기억하는 자계 패턴 기억부와, 상기 편차에 기초하여, 상기 복수의 자계의 발생 패턴으로부터 발생할 자계 패턴을 선택하고, 상기 자계 발생부에 의해 발생되는 자계 패턴을 선택한 자계 패턴으로 변경하는 자계 패턴 변경부를 구비하는 구성이 바람직하다.

이와 같이 함으로써, 편차에 기초하여, 자계 패턴 변경부가 자계 패턴 기억부에 기억된 복수의 자계 패턴으로부터 조작부의 제어에 적합한 하나의 자계 패턴을 선택하고, 자계 발생부에 의해 발생되는 자계 패턴을 선택한 하나의 자계 패턴으로 변경할 수 있다. 그 때문에, 예를 들면 자계 패턴이 삽입부를 제어 방향으로 유도하는 데에 적합하지 않아 편차가 커진 경우에, 삽입부의 유도에 적합한 하나의 자계 패턴을 선택하고, 선택한 하나의 자계 패턴으로 변경함으로써, 편차의 증대를 방지할 수 있어, 삽입부의 조작성 저하를 방지할 수 있다.

상기 구성에서는, 상기 자계 응답부가, 상기 삽입 방향에 대해 대략 수직한 자화 방향을 갖는 자석 또는 전자석이며, 상기 자계 패턴 기억부가 기억하는 상기 복수의 자계 패턴의 하나가, 상기 제어 방향에 대략 수직한 평면 내에서 회전하는 회전 자계인 것이 바람직하다.

이와 같이 함으로써, 자계 응답부가 삽입 방향에 대해 대략 수직한 자화 방향을 갖는 자석 등이며, 이에 회전 자계를 작용시킴으로써, 자석 등을 회전시킬 수 있고, 나아가서는 삽입부를 그 삽입 방향을 회전축으로 하여 회전시킬 수 있다.

이와 같이, 삽입부를 회전 구동함으로써, 예를 들면 회전 자계와 진동 자계를 합한 자계나, 회동 자계와 비교하여, 삽입부를 안정적으로 제어할 수 있다.

상기 구성에서는, 상기 자계 응답부가, 상기 삽입 방향에 대해 대략 수직한 자화 방향을 갖는 자석 또는 전자석이며, 상기 자계 패턴 기억부가 기억하는 상기 복수의 자계 패턴의 하나가, 상기 제어 방향에 대략 수직한 평면 내에서 회전하는 회전 자계와 상기 제어 방향에 대략 평행한 방향으로 진동하는 진동 자계를 합한 자계인 것이 바람직하다.

이와 같이 함으로써, 자계 응답부가 삽입 방향에 대해 대략 수직한 자화 방향을 갖는 자석 등이며, 이에 회전 자계와 진동 자계를 합한 자계 패턴을 작용시킴으로써, 회전 자계에서의 자계의 회전면의 방향을 소정의 방향으로 제어할 수 있 고, 삽입부의 선단을 회전시키면서, 삽입 방향의 축을 중심으로 피칭 운동시킬 수 있다.

이와 같이 삽입부를 운동시킴으로써, 예를 들면 틀어진 체강 관로 내에 삽입부를 진입시키는 경우에서, 삽입부를 피칭 회전시킴으로써 체강 관로를 펴서 넓힐 수 있고, 펴서 넓힌 체강 관로 내에 삽입부를 진입시키게 된다.

상기 구성에서는, 상기 자계 응답부가, 상기 삽입 방향에 대해 대략 수직한 자화 방향을 갖는 자석 또는 전자석이며, 상기 자계 패턴 기억부가 기억하는 상기 복수의 자계 패턴의 하나가, 상기 제어 방향에 대략 수직한 평면 내에서 자계의 방향이 변동되는 변동 자계이며, 상기 제어 방향에 대략 수직한 평면과 상기 삽입 방향 및 상기 제어 방향을 포함하는 평면과의 교선과, 상기 변동 자계에서의 자계 방향이 이루는 각이, 소정의 범위 내에서 변동되는 것이 바람직하다.

이와 같이 함으로써, 자계 응답부가 삽입 방향에 대해 대략 수직한 자화 방향을 갖는 자석 등이며, 이에 상기 소정의 범위 내에서 자계 방향이 변동되는 변동 자계를 작용시킴으로써, 삽입부를 상기 소정의 범위의 방향으로 향하게 하는 토크를 항상 작용시킬 수 있다.

예를 들면, 상기 소정의 범위를 삽입부의 제어 방향과 일치시킴으로써, 삽입부를 제어 방향으로 향하게 하는 토크가 항상 발생되어, 효율적으로 삽입부를 방향 전환시킬 수 있다.

상기 구성에서는, 상기 자계 응답부가, 상기 삽입 방향에 대해 대략 수직한 자화 방향을 갖는 자석 또는 전자석이며, 상기 자계 패턴 기억부가 기억하는 상기 복수의 자계 패턴의 하나가, 상기 제어 방향에 대략 수직한 평면 내에서 자계의 방향이 변동되는 변동 자계이며, 상기 제어 방향에 대략 수직한 평면과 상기 삽입 방향 및 상기 제어 방향을 포함하는 평면과의 교선과, 상기 변동 자계에서의 자계 방향이 이루는 각이, 소정의 범위 내에서 변동하고, 상기 변동 자계의 자계 강도가 일정하며, 또한 상기 변동 자계의 자계 방향과 상기 교선이 이루는 각이, 상기 소정의 범위 내에서 연속적으로 변화하는 것이 바람직하다.

이와 같이 함으로써, 변동 자계의 자계 방향이, 상기 교선이 이루는 각이 상기 소정의 범위 내에서 연속적으로 변화하기 때문에, 불연속으로 변화하는 경우와 비교하여, 삽입부의 자세를 안정적으로 제어할 수 있다.

상기 구성에서는, 상기 자계 패턴 변경부가, 상기 자계 발생부가 현재 발생시키고 있는 자계 패턴 후에, 상기 삽입 방향에 대해 대략 수직한 평면 내에서 자계가 회전하는 자계 패턴을 발생시키고, 그 후에 다음 자계 패턴을 발생시키는 것이 바람직하다.

이와 같이 함으로써, 현재 발생하고 있는 자계 패턴을 서로 다른 자계 패턴으로 변경할 때에, 우선 삽입 방향에 대해 대략 수직한 평면 내에서 자계가 회전하는 자계 패턴을 발생시키고, 그 후에 상기 서로 다른 자계 패턴을 발생시킴으로써, 삽입부의 조작의 안정성을 확보할 수 있다.

즉, 안정적으로 삽입부를 제어할 수 있는 회전하는 자계 패턴을 경유하여 자계 패턴을 변경함으로써, 삽입부의 제어의 안정성을 유지할 수 있다.

상기 구성에서는, 상기 자계 응답부가, 상기 삽입 방향에 대해 대략 수직한 자화 방향을 갖는 자석 또는 전자석이며, 상기 자계 패턴 기억부가 기억하는 상기 복수의 자계 패턴의 하나가, 상기 제어 방향에 대략 수직한 평면 내에서 회전하는 회전 자계이며, 상기 삽입부의 형상이 대략 원통 형상이며, 상기 자계 응답부가, 상기 삽입부에 대해, 상기 삽입부의 중심 축선을 중심으로 하여 회전 가능하게 배치되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 함으로써, 자계 응답부가 삽입부에 대해 회전 가능하게 배치되어 있기 때문에, 예를 들면 자계 응답부가 회전 구동되어도 삽입부는 회전 구동되지 않고, 자계 응답부의 방향이 변경된 경우에는, 삽입부도 방향이 변경된다.

상기 구성에서는, 상기 자계 응답부가, 상기 삽입 방향에 대해 대략 수직한 자화 방향을 갖는 자석 또는 전자석이며, 상기 자계 패턴 기억부가 기억하는 상기 복수의 자계 패턴의 하나가, 상기 제어 방향에 대략 수직한 평면 내에서 회전하는 회전 자계이며, 상기 자계 응답부가, 상기 삽입부에 대해 고정되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 함으로써, 자계 응답부가 삽입부에 대해 고정되어 있기 때문에, 자계 응답부가 회전 구동되면, 삽입부도 회전 구동된다.

상기 구성에서는, 상기 자계 응답부는, 상기 삽입 방향에 대해 대략 평행한 자화 방향을 갖는 자석 또는 전자석이며, 상기 자계 패턴 기억부가 기억하는 복수의 자계 패턴의 하나가, 상기 제어 방향을 중심으로 한 진동 자계이며, 상기 진동 자계와 상기 제어 방향이 이루는 각이, 소정의 범위 내인 것이 바람직하다.

이와 같이 함으로써, 자계 응답부가 삽입 방향에 대해 대략 평행한 자화 방 향을 갖는 자석 등이며, 이에 상기 소정의 범위 내에서 자계 방향이 변동되는 진동 자계를 작용시킴으로써, 삽입부에 제어 방향을 중심으로 한 진동 운동을 시킬 수 있다.

예를 들면, 제어 방향을 중심으로 하여 피칭 진동하는 진동 자계를 작용시킴으로써, 삽입부를 피칭 진동시킬 수 있다. 그 때문에, 틀어진 체강 관로 내에 삽입부를 진입시키는 경우에서, 삽입부를 피칭 진동시킴으로써 체강 관로를 펴서 넓힐 수 있고, 펴서 넓힌 체강 관로 내에 삽입부를 진입시키게 된다.

상기 구성에서는, 상기 자계 응답부는, 상기 삽입 방향에 대해 대략 평행한 자화 방향을 갖는 자석 또는 전자석이며, 상기 자계 패턴 기억부가 기억하는 복수의 자계 패턴의 하나가, 상기 제어 방향을 중심으로 한 진동 자계이며, 상기 진동 자계와 상기 제어 방향이 이루는 각이, 소정의 범위 내이며, 상기 자계 응답부가, 상기 삽입 방향에 대해 대략 평행한 자화 방향을 갖는 자석 또는 전자석이며, 상기 자계 패턴 기억부가 기억하는 복수의 자계 패턴의 하나가, 상기 삽입 방향에 대해 대략 평행한 자계와 상기 삽입 방향에 대해 대략 수직한 면내에서 자계가 회전하는 회전 자계를 합한 자계인 것이 바람직하다.

이와 같이 함으로써, 자계 응답부가 삽입 방향에 대해 대략 수직한 자화 방향을 갖는 자석 등이며, 이에 상기 대략 평행한 자계와 상기 회전 자계를 합한 자계 패턴을 작용시킴으로써, 삽입부를, 삽입 방향을 중심으로 한 피칭 회전시킬 수 있다.

상기 구성에서는, 상기 자계 응답부는, 상기 삽입 방향에 대해 대략 평행한 자화 방향을 갖는 자석 또는 전자석이며, 상기 자계 패턴 기억부가 기억하는 복수의 자계 패턴의 하나가, 상기 제어 방향을 중심으로 한 진동 자계이며, 상기 진동 자계와 상기 제어 방향이 이루는 각이, 소정의 범위 내이며, 상기 자계 응답부가, 상기 삽입 방향에 대해 대략 평행한 자화 방향을 갖는 자석 또는 전자석이며, 상기 자계 패턴 기억부가 기억하는 상기 복수의 자계 패턴의 하나가, 상기 삽입 방향과 상기 제어 방향을 포함하는 평면 내에서 자계의 방향이 변동되는 변동 자계인 것이 바람직하다.

이와 같이 함으로써, 자계 응답부가 삽입 방향에 대해 대략 수직한 자화 방향을 갖는 자석 등이며, 이에 상기 평면 내에서 자계의 방향이 변하는 자계 패턴을 작용시킴으로써, 삽입부를 제어 방향으로 쉽게 향하게 할 수 있다.

상기 구성에서는, 상기 자계 응답부는, 상기 삽입 방향에 대해 대략 평행한 자화 방향을 갖는 자석 또는 전자석이며, 상기 자계 패턴 기억부가 기억하는 복수의 자계 패턴 중 하나가, 상기 제어 방향을 중심으로 한 진동 자계이며, 상기 진동 자계와 상기 제어 방향이 이루는 각이, 소정의 범위 내이며, 상기 자계 응답부가, 상기 삽입 방향에 대해 대략 평행한 자화 방향을 갖는 자석 또는 전자석이며, 상기 자계 패턴 기억부가 기억하는 복수의 자계 패턴 중 하나가, 상기 삽입 방향과 상기 제어 방향을 포함하는 평면에 수직한 평면 내에서 자계의 방향이 변동되는 변동 자계인 것이 바람직하다.

이와 같이 함으로써, 자계 응답부가 삽입 방향에 대해 대략 수직한 자화 방향을 갖는 자석 등이며, 이에 상기 수직한 평면 내에서 자계의 방향이 변하는 자계 패턴을 작용시킴으로써, 삽입부를 제어 방향으로 쉽게 향하게 할 수 있다.

상기 구성에서는, 상기 자계 패턴 변경부가, 상기 자계 발생부가 현재 발생하고 있는 자계 패턴 후에, 상기 삽입부의 방향에 대해 대략 평행한 자계의 자계 패턴을 발생시키고, 그 후에 다음 자계 패턴을 발생시키는 것이 바람직하다.

이와 같이 함으로써, 현재 발생하고 있는 자계 패턴을 서로 다른 자계 패턴으로 변경할 때에, 우선 자계가 삽입부의 방향에 대해 대략 평행한 자계 패턴을 발생시키고, 그 후에 상기 서로 다른 자계 패턴을 발생시킴으로써, 삽입부의 조작의 안정성을 확보할 수 있다.

즉, 안정적으로 삽입부를 제어할 수 있는 삽입부의 방향에 대해 대략 평행한 자계 패턴을 경유하여 자계 패턴을 변경함으로써, 삽입부의 제어의 안정성을 유지할 수 있다.

상기 발명의 제2 양태에서는, 상기 자계 제어부에는, 상기 편차에 기초하여 자계의 강도를 변경하는 자계 강도 변경부가 구비되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 함으로써, 자장을 강하게 함으로써, 삽입부에 작용하는, 방향을 바꾸는 힘을 크게 할 수 있다. 따라서, 편차가 커진 경우, 자장을 강하게 함으로써, 편차를 더 크게 하는 것보다도 안정된 상태에서 제어 가능하게 된다.

본 발명의 제3 양태는, 피검체 내에 삽입되는 삽입부와, 상기 삽입부에 배치되고, 상기 피검체 밖으로부터 인가되는 자계에 응답하여 토크를 발생하는 자계 응답부를 갖는 의료 장치와, 상기 삽입부의 삽입 방향을 검출하는 방향 검출부와, 상기 자계 응답부에 작용하고, 상기 삽입부를 제어 방향으로 향하게 하기 위해 자계 를 발생하는 자계 발생부와, 상기 삽입 방향에 대한 상기 제어 방향과의 편차가, 소정의 값 이하로 되도록 상기 자계 발생부를 제어하는 자계 제어부를 구비하는 의료 장치 제어 시스템을 제공한다.

본 발명의 제3 양태에 따르면, 자계 제어부에 의해 자계 발생부를 제어함으로써 자계의 방향을 제어하여, 편차가 소정의 값보다 커지는 것을 방지할 수 있다. 그 때문에, 편차가 지나치게 커지는 것에 의한 삽입부의 조작성 저하를 방지할 수 있다.

예를 들면, 삽입부에 작용하는 외력에 의해 삽입부의 방향과 제어 방향과의 편차가 커져도, 자계의 방향을 제어함으로써, 편차가 소정의 값보다 커지는 것을 방지할 수 있다.

상기 발명의 제3 양태에서는, 상기 자계 제어부가, 상기 편차가 상기 소정의 값을 초과한 경우에, 상기 제어 방향을 상기 삽입 방향에 대략 일치하도록 상기 자계 발생부를 제어하는 것이 바람직하다.

이와 같이 함으로써, 편차가 소정의 값을 초과할 때까지 커진 경우에는, 자계의 방향이 그 시점에서의 삽입부의 방향에 합쳐진다. 그 때문에, 예를 들면, 삽입부가 관강 장기 내를 진행하는 경우에서, 외부로부터 제어 정보를 입력하지 않아도, 삽입부를 관강 장기의 벽면을 따라서 진행시킬 수 있다.

상기 발명의 제3 양태에서는, 상기 자계 제어부가, 상기 소정의 값을 유효하는 범위에서 변경하는 소정값 변경부를 갖는 것이 바람직하다.

이와 같이 함으로써, 소정값 변경부에 의해, 상기 소정의 값을 유효하는 범 위에서 변경할 수 있다.

상기 발명의 제1 내지 제3 양태에서는, 상기 삽입부가, 상기 삽입 방향으로 추진력을 발생시키는 추진력 발생부를 갖는 것이 바람직하다.

이와 같이 함으로써, 추진력 발생부에 의해 삽입부에 추진력을 발생시킬 수 있다. 특히, 삽입부의 삽입 방향과 제어 방향과의 편차가, 소정의 값 이하로 되도록 자계 제어부가 자계 발생부를 제어하는 경우, 추진력에 의해 삽입부가 진행된 결과, 관강 장기의 벽에 의해 방향이 변화하였을 때에, 편차가 소정의 값 이하로 되도록 제어 방향이 변화하기 때문에, 삽입부는 자동적으로 관강 장기의 벽면을 따라서 삽입된다.

본 발명의 의료 장치 제어 시스템에 따르면, 제어부가 편차에 기초하여 유저 인터페이스를 제어하기 때문에, 유저 인터페이스를 통하여 편차에 기초하는 정보를 외부에 전달할 수 있다. 그 때문에, 예를 들면, 유저 인터페이스에 제어 방향 정보를 입력하는 조작자에게 편차에 기초하는 정보를 피드백할 수 있어, 의료 장치(삽입부)의 유도 안정성 및 조작성을 향상시킬 수 있다고 하는 효과를 발휘한다.

또한, 제어부가 편차에 기초하여 자계 발생부를 제어하기 위해 상황에 따른 유도가 가능하게 되어, 심플한 시스템에서 유도성을 향상시킬 수 있다고 하는 효과를 발휘한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에서의 캡슐 내시경 제어 시스템의 구성의 개략을 도시하는 도면.

도 2는 도 1의 캡슐 내시경 시스템의 시스템 구성을 도시하는 개략도.

도 3은 도 1의 캡슐 내시경 시스템의 제어 블록을 도시하는 도면.

도 4는 도 3의 자계 패턴의 선택을 도시하는 도면.

도 5는 도 1의 캡슐 내시경 및 체외 장치의 개략을 도시하는 도면.

도 6의 (a)는 도 1의 표시부에서의 표시를 설명하는 도면.

도 6의 (b)는 편차가 경계 조건(편차량, 계속 시간)을 초과한 경우의 표시를 설명하는 도면.

도 7의 (a)는 도 6의 (a) 및 도 6의 (b)의 표시부에의 제어 방향 표시의 개념을 설명하는 도면.

도 7의 (b)는 취득 화상 표시 상에 제어 방향이 표시된 상태를 설명하는 도면.

도 8의 (a)는 도 1의 조작부를 설명하는 개략도.

도 8의 (b)는 도 8의 (a)의 방향 제어 레버의 구조를 설명하는 개략도.

도 9의 (a)는 도 8의 (b)의 방향 제어 레버의 다른 구성예를 설명하는 도면.

도 9의 (b)는 도 8의 (b)의 방향 레버의 또 다른 구성예를 설명하는 도면.

도 10의 (a)는 방향 제어 레버에 의한 캡슐 내시경의 제어 방향 정보의 입력을 설명하는 도면.

도 10의 (b)는 방향 제어 레버에 의해 입력된 제어 방향 정보에 기초하는 캡슐 내시경의 제어 방향을 설명하는 도면.

도 11의 (a)는 회전 자계 모드에서의 캡슐 내시경의 주위에 형성되는 회전 자장을 설명하는 도면.

도 11의 (b)는 회전 자계 모드에서의 캡슐 내시경의 선회를 설명하는 도면.

도 12는 지그링 모드로 형성되는 자장을 설명하는 도면.

도 13은 토크 최대화 모드로 형성되는 자장을 설명하는 도면.

도 14는 토크 최대화 모드에서의 자계 변화 패턴을 설명하는 도면.

도 15는 캡슐 내시경의 자동 삽입 모드를 설명하는 개략도.

도 16은 캡슐 내시경의 자동 삽입 모드를 설명하는 개략도.

도 17은 캡슐 내시경의 자동 삽입 모드를 설명하는 개략도.

도 18의 (a)는 편차 관리 제어 모드의 일례를 설명하는 도면.

도 18의 (b)는 편차 관리 제어 모드의 다른 예를 설명하는 도면.

도 19의 (a)는 편차 관리 제어 모드의 또 다른 예를 설명하는 도면으로서, 횡축에 방향 제어 레버로부터 입력되는 조작 방향 정보를 나타낸 도면.

도 19의 (b)는 편차 관리 제어 모드의 또 다른 예를 설명하는 도면으로서, 횡축에 시간을 나타낸 도면.

도 20의 (a)는 편차 정보와 조작부에의 피드백 정보와의 관계의 일례를 나타내는 도면.

도 20의 (b)는 편차 정보와 조작부에의 피드백 정보와의 관계의 다른 예를 나타내는 도면.

도 21은 편차 정보와 조작부에의 피드백 정보와의 관계의 또 다른 예를 나타내는 도면.

도 22의 (a)는 캡슐 내시경에 작용하는 선회 토크의 변동을 설명하는 도면으로서, 선회 토크가 최대로 되는 배치 관계를 설명하는 도면.

도 22의 (b)는 캡슐 내시경에 작용하는 선회 토크의 변동을 설명하는 도면으로서, 선회 토크가 최저로 되는 배치 관계를 설명하는 도면.

도 23은 회전 자장에서의 선회 토크의 변동을 설명하는 도면.

도 24는 도 1의 캡슐 내시경의 다른 실시 형태를 설명하는 개략도.

도 25는 도 1의 캡슐 내시경의 또 다른 실시 형태를 설명하는 개략도.

도 26의 (a), 도 26의 (b) 및 도 26의 (c)는 도 1의 캡슐 내시경의 또 다른 실시 형태를 설명하는 개략도.

도 27의 (a) 및 도 27의 (b)는 도 1의 캡슐 내시경의 구성을 적용한 내시경의 실시예를 설명하는 개략도.

도 28의 (a), 도 28의 (b) 및 도 28의 (c)는 도 6의 (a), 도 6의 (b), 도 8의 (a) 및 도 8의 (b)의 표시부 및 조작부의 다른 실시 형태를 설명하는 도면.

도 29는 본 발명의 제2 실시 형태에서의 프로브 제어 시스템의 구성의 개략을 도시하는 도면.

도 30은 도 29의 프로브에 탑재된 영구 자석의 배치를 설명하는 도면.

도 31은 도 30의 프로브 구성을 적용한 캡슐 내시경의 구성을 설명하는 도면.

도 32는 프로브의 주위에 평행 자계를 형성한 상태를 설명하는 도면.

도 33은 프로브의 주위에 원추 자계를 형성한 상태를 설명하는 도면.

도 34는 프로브의 주위에 피칭 자계를 합성한 상태를 설명하는 도면.

<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>

<제1 실시 형태>

이하, 본 발명의 제1 실시 형태에 대해 도 1 내지 도 28을 참조하여 설명한다.

도 1은, 본 실시 형태에서의 캡슐 내시경 제어 시스템의 구성의 개략을 설명하는 도면이다.

캡슐 내시경 제어 시스템(의료 장치 제어 시스템)(1)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 피검체 내에 삽입되는 캡슐 내시경(삽입부, 의료 장치)(3)과, 캡슐 내시경(3)의 위치 정보나 방향 정보를 검출하는 위치 검출 센서(방향 검출부)(5)와, 캡슐 내시경(3)에 탑재된 영구 자석에 작용시키는 자계를 형성하는 3축 헬름홀츠 코일(자계 발생부)(7)과, 3축 헬름홀츠 코일(7)에 전력을 공급하는 전원(9)과, 캡슐 내시경(3)으로부터 송신되는 화상 정보를 수신하는 체외 장치(11)와, 캡슐 내시경(3)에의 제어 정보가 입력되는 조작부(13)와, 캡슐 내시경(3)으로부터 송신된 화상 정보 등을 표시하는 표시부(15)와, 3축 헬름홀츠 코일(7)이나 조작부(13), 표시부(15) 등을 제어하는 제어부(유저 인터페이스 제어부)(17)로 개략 구성되어 있다.

도 2는, 도 1의 캡슐 내시경 제어 시스템(1)의 시스템 구성을 설명하는 개략도이다.

캡슐 내시경 제어 시스템(1)에는, 조작자로부터 입력된 캡슐 내시경(3)에의 제어 정보가 입력되는 조작부(13) 및 캡슐 내시경(3)이 취득한 화상 정보 등을 제 시하는 표시부(15)를 갖는 유저 인터페이스(19)가 구비되어 있다. 제어부(17)에는 입력된 제어 정보 등에 기초하여 3축 헬름홀츠 코일(7)에 의해 형성되는 자계의 방향을 제어하는 자계 제어부(자계 패턴 기억부, 자계 패턴 변경부, 소정값 변경부)(21)와, 유저 인터페이스(19)에 제시하는 정보를 결정하는 제시 정보 결정부(유저 인터페이스 제어부)(25)가 구비되어 있다.

전원(9)에는 제어부(17)로부터의 제어 신호가 입력되고, 제어 신호에 기초하여 3축 헬름홀츠 코일(7)에 전력을 공급하도록 배치되어 있다.

위치 검출 센서(5)는 캡슐 내시경(3)으로부터 발생한 유도 자기를 검출하고, 검출한 유도 자기에 기초하는 신호를 제어부(17)를 향하여 출력하고 있다. 체외 장치(11)는 캡슐 내시경(3)이 취득하여 외부에 송신한 화상 정보를 수신하고, 수신한 화상 정보를 제어부(17)에 향하게 하여 출력하고 있다.

도 3은, 도 1의 캡슐 내시경 제어 시스템(1)을 설명하는 블록도이다.

우선, 위치 검출 센서(5)로부터 제어부(17)에 입력된 캡슐 내시경(3)의 방향과, 후술하는 캡슐 내시경(3)의 제어 방향이 제시 정보 결정부(25)에 입력되고, 방향 정보와 제어 정보와의 편차에 기초하여, 표시부(15)나 조작부(13)에 출력되는 데이터가 생성된다.

유저 인터페이스(19)에는 조작자로부터 조작 입력이 행해져, 다음 제어 방향이 결정된다.

결정된 제어 방향은 제시 정보 결정부(25)에 되돌려짐과 함께, 자계 제어부(21)에 입력된다. 또한 자계 제어부(21)에는 캡슐 내시경(3)의 방향이 입력되 고, 제어 방향과 캡슐 내시경(3)의 방향과의 편차에 기초하여, 3축 헬름홀츠 코일(7)에 접속되는 전원을 제어한다.

도 4는, 도 3의 자계 패턴의 선택을 설명하는 도면이다.

자계 제어부(21)의 내부에는, 도 4에 도시한 바와 같이, 복수의 자계 패턴이 기억되어 있다. 그리고, 자계 제어부(21)에 입력되는 정보에 기초하여, 소정의 자계 패턴이 선택되고, 선택된 자계 패턴에 기초하는 출력이 이루어진다.

도 5는, 도 1의 캡슐 내시경(3) 및 체외 장치(11)의 개략을 설명하는 도면이다.

캡슐 내시경(3)은, 도 5에 도시한 바와 같이, 그 내부에 각종의 기기를 수납하는 외장(27)과, 피검자의 체강 내 관로의 내벽면을 촬상하는 촬상부(29)와, 촬상부(29)를 구동하는 전지(31)와, 전술한 3축 헬름홀츠 코일(7)에 의해 유도 자기를 발생시키는 유도 자기 발생부(33)와, 캡슐 내시경(3)을 구동하는 구동용 자석인 영구 자석(자계 응답부)(35)으로 개략 구성되어 있다.

또한, 영구 자석(35) 대신에 전자석을 구동용 자석으로서 이용하여도 되어, 특별히 한정되는 것은 아니다.

외장(27)은 캡슐 내시경(3)의 회전축(삽입 방향, 중심 축선) R을 중심축으로 하는 원통 형상의 캡슐 본체와, 본체의 전단을 덮는 투명한 반구 형상의 선단 커버(37)와, 본체의 후단을 덮는 반구 형상의 후단부로 형성되고, 수밀 구조로 밀폐된 캡슐 용기를 형성하고 있다.

또한, 외장(27)의 본체의 외주면에는 회전축 R을 중심으로 하여 단면 원형의 선재를 나선 형상으로 감은 나선부(추진력 발생부)(39)가 구비되어 있다.

나선부(39)를 구비함으로써, 캡슐 내시경(3)의 회전축 R 주위의 회전을 전진ㆍ후진의 추진력으로 변환할 수 있다. 또한, 예를 들면 관강이 만곡되어 있는 경우에는 관강 장기의 벽면으로부터 외력이 가해지고, 그 외력에 의해 캡슐 내시경(3)이 진행될 방향을 향하여, 자동 삽입성이 향상된다.

촬상부(29)는 피검자의 체강 내 관로의 내벽면의 화상을 취득하는 CCD(하전 결합 소자)(47)와, 피검자의 체강 내 관로의 내벽면의 화상을 CCD(47)에 결상시키는 렌즈(43)와, 체강 내 관로의 내벽면을 조명하는 LED(Light Emitting Diode)(45)와, 처리 회로(41)와, 화상 신호를 체외 장치(11)에 발신하는 무선 소자(49)로 개략 구성되어 있다.

유도 자기 발생부(33)는, 적어도 3축 헬름홀츠 코일(7)에 의해 형성된 자계에 의해 유도 자계를 형성하는 자기 유도 코일(51)을 구비하고 있다. 자기 유도 코일(51)은, 그 중심축이 캡슐 내시경(3)의 회전축 R과 대략 일치하도록 배치되고, 그 내주면에 예를 들면 페라이트로 이루어지는 코어 부재가 배치되어 있어도 된다. 또한, 자기 유도 코일(51)을 구성 요소에 포함하는 공진 회로가 형성되어 있어도 무방하다.

체외 장치(11)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 캡슐 내시경(3)으로부터 송신되는 화상 정보 등을 수신하는 안테나(53)와, 수신된 화상 정보를 연산 처리하는 처리 회로(55)와, 연산 처리된 화상 정보를 제어부(17)를 향하여 출력 등으로 하는 입출력부(57)와, 이들을 제어하는 제어 회로(59)로 개략 구성되어 있다.

도 6의 (a)는 표시부(15)에서의 표시를 설명하는 도면이며, 도 6의 (b)는 편차가 경계 조건(편차량, 계속 시간)을 초과한 경우의 표시를 설명하는 도면이다.

표시부(15)에는, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 취득 화상 표시(61)와, 절대 좌표계 표시(63)와, 편차 오버 표시(65)와, 시간 오버 표시(67)의 각 표시가 이루어져 있다.

취득 화상 표시(61)는 촬상부(29)가 취득한 화상 정보를 표시하는 부분이며, 캡슐 내시경(3)의 현재의 진행 방향이며, 또한 화상의 중심을 나타내는 십자 마크와, 자장에 의한 제어 방향을 나타내는 제어 방향 마크(69)가 화상 정보 상에 겹쳐서 표시(슈퍼임포즈)되어 있다.

이와 같이, 캡슐 내시경(3)의 현재의 진행 방향과 제어 방향을 서로 겹쳐 표시함으로써, 예를 들면 제어 방향을 입력하는 조작자가 직감적으로 제어 상황을 파악할 수 있다. 그 때문에, 캡슐 내시경(3)의 조작성을 향상시킬 수 있다.

절대 좌표계 표시(63)는, 실선으로 기재되어 있는 현재의 캡슐 내시경(3)의 방향과, 파선으로 기재되어 있는 제어 방향이 겹쳐서 표시되어 있다.

편차 오버 표시(65)는, 현재의 캡슐 내시경(3)의 방향과 제어 방향과의 편차량이 소정의 경계 조건을 초과하였을 때에, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이 점등한다. 시간 오버 표시(67)와 마찬가지로, 편차량이 소정의 값을 초과한 상태에서 소정의 계속 시간을 초과한 경우에 점등한다.

편차와 편차의 경계 조건을 나타내는, 표시 바를 설정하여도 된다. 편차에 따라서 표시 바의 점등부의 길이가 변화한다.

이와 같이, 캡슐 내시경(3)의 방향과 제어 방향과의 편차량을 표시함으로써, 예를 들면 제어 방향을 입력하는 조작자가 용이하게 제어 상황을 파악할 수 있다.

도 7의 (a)는 표시부(15)에의 제어 방향 표시의 개념을 설명하는 도면이며, 도 7의 (b)는 취득 화상 표시(61) 상에 제어 방향이 표시된 상태를 설명하는 도면이다.

도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 캡슐 내시경(3)의 진행 방향인 회전축 R의 방향과, 제어 방향 C에 차가 발생한 경우에서, 제어 방향 C와 캡슐 내시경(3)의 선단 커버(37)와의 교점 P에 제어 방향 마크(69)가 표시되어 있는 바와 같이, 취득 화상 표시(61) 상에 표시한다(도 7의 (b) 참조).

도 8의 (a)는, 도 1의 조작부(13)를 설명하는 개략도이다.

조작부(13)에는, 캡슐 내시경(3)의 방향의 제어 정보가 입력되는 방향 제어 레버(69)와, 전진ㆍ후진 정보가 입력되는 전후진 레버(71)와, 전진ㆍ후진 시의 속도 정보가 입력되는 액셀러레이터(73)와, 편차 정보의 피드백 방법을 절환하는 피드백 절환부(75)와, 3축 헬름홀츠 코일(7)에 의해 발생되는 자장의 패턴을 절환하는 자장 변화 패턴 절환부(77)가 설치되어 있다.

피드백 절환부(75)에는 자동 삽입 모드 스위치(79)와, 편차 정보 표시 스위치(81)와, 방향 피드백 스위치(83)와, 역각 피드백 스위치(85)가 구비되어 있다.

자장 변화 패턴 절환부(77)에는 통상 자장 스위치(87)와, 토크 최대화 스위치(89)와, 지그링 스위치(91)가 구비되어 있다.

도 8의 (b)는, 도 8의 (a)의 방향 제어 레버의 구조를 설명하는 개략도이다.

방향 제어 레버(69)에는 레버 본체(가동체)(93)와, 레버 본체(93)를 회동 가능하게 지지하는 지지부(95)가 구비되어 있다. 지지부(95)에는 레버 본체(93)를 서로 직교하는 방향 주위로 회동 가능하게 지지하는 축(97)이 구비되고, 축(97)에는 편차 정보에 기초하여 제어부(17)에 의해 제어되는 피드백부(99)가 구비되어 있다. 피드백부(편차 정보 전달부, 진동체, 반력 발생부, 부하 발생부)(99)에는 레버 본체(93)의 경사각을 센싱하는 인코더(도시 생략)와, 편차 정보에 기초하여, 레버 본체(93)의 경사에 대해 반대측에 레버 본체(93)를 기울이도록 하는 반력을 발생시키는 모터(도시 생략)가 구비되어 있다.

또한, 모터는, 전술한 바와 같이, 반력을 발생시켜도 되고, 레버 본체(93)를 진동시켜도 무방하다. 혹은, 레버 본체(93)의 경사 동작에 대한 저항을 발생시켜도 무방하다.

이와 같이 방향 제어 레버(69)를 구성함으로써, 피드백부(99)에 의해 편차에 기초하는 정보를 발생되는 진동으로서 외부에 전달할 수 있다. 혹은, 편차에 기초하는 정보를 레버 본체(93)의 움직임에 대한 반력으로서 외부에 전달할 수 있다. 혹은, 편차에 기초하는 정보를 레버 본체(93)의 움직임에 대한 부하로서 외부에 전달할 수 있다.

도 9의 (a)는, 도 8의 (b)의 방향 제어 레버의 다른 구성예를 설명하는 도면이다. 도 9의 (b)는, 도 8의 (b)의 방향 레버의 또 다른 구성예를 설명하는 도면이다.

레버 본체(93)를 진동시키는 구성으로서는, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이 모터를 배치하여도 되지만, 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이, 레버 본체(93) 내에 편심 모터(101)를 배치하고, 편심 모터(편차 정보 전달부, 진동체)(101)를 회전시킴으로써 레버 본체(93)를 진동시켜도 된다.

편심 모터(101)를 이용함으로써 방향 제어 레버(69)의 구성을 간략화할 수 있다. 또한, 편차 정보에 기초하여 편심 모터(101)를 제어함으로써, 발생하는 진동의 진동 주파수나, 진동 폭을 변경하고, 편차 정보를 조작자에게 전달할 수 있다. 예를 들면, 편차가 커지면 발생되는 진동의 주파수를 크게 하고, 편차가 작아지면 진동의 주파수를 작게 함으로써, 편차에 기초하는 정보를 전달할 수 있다.

또한, 레버 본체(93)의 경사 동작에 대한 저항력을 발생시키는 구성으로서는, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이 모터를 배치하여도 되고, 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 레버 본체(93)에 구체부(편차 정보 전달부, 부하 발생부)(103)를 형성하고, 구체부(103)에 꽉 눌러지는 마찰부(편차 정보 전달부, 부하 발생부)(105)와 마찰부(105)를 꽉 누르는 리니어 액튜에이터(107)를 배치하고, 마찰부(105)와 구체부(103)와의 마찰력에 의해 저항력을 발생시켜도 된다. 또한, 구체부(103) 내에 자이로 등의 가속도 센서(109)를 배치함으로써 레버 본체(93)에 경사를 검출할 수 있다.

편차 정보에 기초하여 리니어 액튜에이터(107)에 의한 압박력을 제어함으로써, 구체부(103)와 마찰부(105) 사이의 마찰력을 제어할 수 있어, 편차 정보를 조작자에게 전달할 수 있다. 예를 들면, 편차가 커지면 레버 본체(93)의 움직임에 대한 부하를 크게 하고, 편차가 작아지면 부하를 작게 함으로써, 편차에 기초하는 정보를 전달할 수 있다. 또한, 임장감이 있는 조작을 할 수 있기 때문에, 레버 본체(93)의 조작성이 향상된다.

또한, 레버 본체(93)의 움직임에 대해 반력을 발생시키는 방법과 비교하여, 방향 제어 레버(69)의 구축을 용이하게 할 수 있다.

도 10의 (a)는 방향 제어 레버(69)에 의한 캡슐 내시경(3)의 제어 방향 정보의 입력을 설명하는 도면이다. 도 10의 (b)는 방향 제어 레버(69)에 의해 입력된 제어 방향 정보에 기초하는 캡슐 내시경(3)의 제어 방향을 설명하는 도면이다.

방향 제어 레버(69)에는, 도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 캡슐 내시경(3)의 회전축 R에 대한 상하 좌우 방향(도 10의 (b) 참조)에 대응한 상하 좌우 방향이 정의되어 있다. 이 상하 좌우 방향에 대해, 예를 들면 상방향으로부터 좌방향으로 각도 α만큼 기울어진 방향으로 레버 본체(93)를 기울이면, 도 10의 (b)에 도시한 바와 같이, 상방향으로부터 좌방향으로 각도 α만큼 기울어진 방향으로 캡슐 내시경(3)을 유도하도록 자계가 형성된다.

또한, 도 10의 (a)에 도시한 레버 본체(93)의 경사각 θ에 기초하여, 도 10의 (b)에 도시한 캡슐 내시경(3)의 제어 방향의 각도 θ'가 제어된다. 예를 들면, 경사각 θ가 커지면 각도 θ'도 커지고, 캡슐 내시경(3)을 각도 α의 방향으로 유도하는 힘이 커지도록 제어한다.

다음으로，3축 헬름홀츠 코일(7)에 의해 형성되는 각 자계 변화 패턴에 대해서 설명한다.

도 11의 (a)는 회전 자계 모드에서의 캡슐 내시경(3)의 주위에 형성되는 회 전 자장을 설명하는 도면이다.

도 11의 (a)에 도시한 회전 자계 모드(통상 모드)는, 통상의 캡슐 내시경(3)의 제어에 이용되는 자계 변화 패턴이며, 조작부(13)의 통상 자장 스위치(87)와 대응하는 자계 변화 패턴이다.

이 모드에서는, 자장은 회전 자장 평면 MP 내를 일방향으로 회전하고 있다. 캡슐 내시경(3)은 회전 자장 평면 MP에 대해 회전축 R을 수직으로 하는 자세를 유지하면서 회전축 R을 중심으로 회전한다. 이 때, 캡슐 내시경(3)의 직진 시에서는, 캡슐 내시경(3)의 제어 방향과 회전축 R의 방향과는 대략 일치한 상태로 되어 있다.

도 11의 (b)는 회전 자계 모드에서의 캡슐 내시경(3)의 선회를 설명하는 도면이다.

캡슐 내시경(3)을 선회시킬 때에는, 도 11의 (b)에 도시한 바와 같이, 자장을 일방향으로 회전시키면서 회전 자장 평면 MP를 선회시킴으로써 캡슐 내시경(3)을 선회시키고 있다. 회전 자장 평면 MP를 선회시키면, 캡슐 내시경(3)에 탑재된 영구 자석(35)에 선회 토크가 발생하고, 캡슐 내시경(3)의 회전축 R이 회전 자장 평면 MP에 대해 수직으로 될 때까지, 선회 토크가 계속해서 작용한다.

구체적으로는, 영구 자석(35)의 자화 방향이 캡슐 내시경(3)의 선회면(회전축 R과 제어 방향 C로 이루어지는 평면)과 수직으로 될 때에는 선회 토크가 발생하지 않고, 자화 방향이 선회면을 따르는 방향일 때에 최대의 선회 토크가 발생한다. 자화 방향이 그 사이에서는, 선회 토크의 크기는 정현파를 그리도록 변화한다.

이와 같이, 캡슐 내시경(3)에 회전 자계를 작용시킴으로써, 캡슐 내시경(3)을 회전축 R 주위에 회전시킬 수 있다. 이와 같이, 캡슐 내시경(3)을 구동함으로써, 예를 들면, 후술하는 회전 자계와 진동 자계를 합한 자계나, 회동 자계를 작용시킨 경우와 비교하여, 캡슐 내시경(3)을 안정적으로 제어할 수 있다.

도 12는, 지그링 모드에서의 캡슐 내시경(3)의 주위에 형성되는 자장을 설명하는 도면이다.

도 12에 도시한 지그링 모드는, 캡슐 내시경(3)을 피칭 회전시키는 자계 변화 패턴이며, 조작부(13)의 지그링 스위치(91)와 대응하는 자계 변화 패턴이다. 이 모드에서는, 캡슐 내시경(3)의 회전축 R과 대략 동일한 방향의 자계를 갖고, 자계의 강도가 진동하는 진동 자계와, 회전 자장 평면 MP 내를 일방향으로 회전하는 회전 자계가 조합된 자계가 형성되어 있다. 캡슐 내시경(3)은 회전축 R 주위로 회전함과 함께, 도면 중의 X축 방향이나 Y축 방향으로 피칭 운동을 한다. 진동 자계에서의 자계 강도의 진동 주기와, 회전 자계의 회전 주기와의 관계를 제어함으로써, 피칭 운동의 방향을 제어할 수 있다. 나아가서는, 회전축 R이 소정의 축 주위로 회전하는 피칭 운동(세차 운동)을 행하게 할 수 있다.

이와 같이 캡슐 내시경(3)을 운동시킴으로써, 예를 들면 틀어진 장 등의 체강 관로 내에 캡슐 내시경(3)을 진입시키는 경우에서, 캡슐 내시경(3)을 피칭 회전시킴으로써 체강 관로를 펴서 넓힐 수 있고, 펴서 넓힌 체강 관로 내에 삽입부를 진입시키게 된다.

도 13은 토크 최대화 모드에서의 캡슐 내시경(3)의 주위에 형성되는 자장을 설명하는 도면이다.

도 13에 도시한 토크 최대화 모드는, 주로 캡슐 내시경(3)의 회전축 R 방향을 선회시킬 때에 이용하는 자계 변화 패턴이며, 조작부(13)의 토크 최대화 스위치(89)와 대응하는 자계 변화 패턴이다.

이 모드에서의 자장은, 회전 자장 평면 MP와 캡슐 내시경(3)의 선회면(회전축 R과 제어 방향 C로 이루어지는 평면)과의 교선 L을 중심으로 한 소정의 각도 범위 내에서, 회전 자장 평면 MP 내를 쌍방향으로 회동하는 회동 자계이다.

캡슐 내시경(3)에 탑재되어 있는 영구 자석(35)도 회동 자계의 회동에 수반하여, 선회면을 중심으로 회동 운동한다. 그 때문에, 항상 최대의 선회 토크에 가까운 값의 선회 토크를 발생시킬 수 있다.

도 14는, 토크 최대화 모드에서의 자계 변화 패턴을 설명하는 도면이다.

전술한 바와 같이, 회동 자계는 회전 자장 평면 MP 내에서 교선 L을 중심으로 한 소정의 각도 범위 내에서 회동하는 자계이다. 보다 상세하게는, 도 14에 도시한 바와 같은 X축 자장 MX 및 Y축 자장 MY에 의해 나타낼 수 있다. 도 14 중의 횡축은 시간을 나타내고, 종축은 회동 자계의 자장 강도를 나타내고 있다.

X축 자장 MX는 예를 들면 cos(αsinωt)의 함수로서 나타낼 수 있고, Y축 자장 MY는 예를 들면 sin(αcosωt)의 함수로서 나타낼 수 있다.

캡슐 내시경(3)에 작용하는 자계가, 그 자계의 방향과 교선 L이 이루는 각이 소정 각도 이하로 되는 회동 자계이므로, 캡슐 내시경(3)을 제어 방향 C를 향하는 선회 토크를 항상 작용시킬 수 있다. 그 때문에, 캡슐 내시경(3)의 방향 전환 시 에 캡슐 내시경(3)의 방향을 제어 방향 C를 향하는 선회 토크가 항상 발생하기 때문에, 효율적으로 방향 전환할 수 있다.

전술한 통상 모드나, 지그링 모드나, 토크 최대화 모드는 조작부(13)의 통상 자장 스위치(87), 토크 최대화 스위치(89), 지그링 스위치(91)에 입력을 줌으로써, 절환된다.

또한, 통상 모드에서 캡슐 내시경(3)을 유도 제어하고 있을 때에, 캡슐 내시경(3)의 회전축 R과 제어 방향 C와의 편차 정보에 기초하여 자동적으로 모드를 절환하여도 된다. 절환하는 방법으로서는, 편차가 커짐에 따라서 통상 모드로부터 토크 최대화 모드로 절환하고, 또한 지그링 모드로 절환하거나, 혹은 통상 모드로부터 지그링 모드로 절환하고, 또한 토크 최대화 모드로 절환하거나 하는 방법을 예로 들 수 있다.

또한, 이들 모드 이외에, 발생하는 자계의 강도를 올리는 모드로, 지그링 모드나, 토크 최대화 모드와 마찬가지로 선회성을 향상하여도 된다. 또한 이들 모드의 절환은 편차와 편차가 연속해서 발생한 시간에 의해 절환하여도 된다. 예를 들면, 어떤 편차 이상이, 어느 일정 시간 이상 발생하였을 때에 모드의 절환을 행한다.

또한, 최대화 모드로부터 지그링 모드로의 절환 시, 혹은 지그링 모드로부터 토크 최대화 모드로의 절환 시에, 양 모드의 사이에 통상 모드를 한번 두고 절환을 행하고 있다.

자계 변화 패턴의 절환 시에는 자계의 변화가 불연속으로 되는 경우도 있을 수 있고, 이 불연속에 의해 캡슐 내시경(3)의 제어의 안정성이 손상될 가능성이 있지만, 절환 시에 가장 제어의 안정성이 높은 통상 모드(회전 자계)를 경유함으로써, 캡슐 내시경(3)의 제어의 안정성을 확보할 수 있다.

다음으로, 캡슐 내시경(3)의 각 제어 모드에 대해서 설명한다.

도 15 내지 도 17은 캡슐 내시경(3)의 자동 삽입 모드를 설명하는 개략도이다.

자동 삽입 모드는, 도 15 내지 도 17에 도시한 바와 같이, 캡슐 내시경(3)의 회전축 R 방향과 제어 방향 C와의 편차가 소정값을 초과하여 커지면 제어 방향 C를 캡슐 내시경(3)의 회전축 R 방향에 일치시키는 제어 방법이며, 조작부(13)의 자동 삽입 모드 스위치(79)와 대응하는 제어 방법이다.

구체적으로는, 자동 삽입 모드에서는 조작부(13)의 방향 제어 레버(69)로부터의 입력은 차단되고, 전후진 레버(71) 및 액셀러레이터(73)의 입력에 기초하여 캡슐 내시경(3)을 진행시키고 있다(도 8 참조).

예를 들면, 도 15에 도시한 바와 같이, 체강 관강 내, 예를 들면 장내에서 캡슐 내시경(3)을 유도하고 있는 경우에서, 장 I가 직선 형상으로 되어 있는 부분에서는, 캡슐 내시경(3)의 회전축 R 방향과 제어 방향 C가 일치하고 있다.

그리고, 도 16에 도시한 바와 같이, 장 I가 구부러져 있는 영역에 캡슐 내시경(3)이 도달하면, 장벽에 접촉하여 캡슐 내시경(3)이 장벽을 따라서 선회한다. 그렇게 하면, 회전축 R 방향과 제어 방향 C 사이에 편차가 생긴다.

편차가 서서히 커져, 소정값을 초과하면, 도 17에 도시한 바와 같이, 제어 방향 C가 회전축 R 방향에 일치하도록 변경된다.

자동 삽입 모드로의 절환은, 전술한 자동 삽입 모드 스위치(79)에의 입력에 기초하여 절환되어도 되고(도 8 참조), 회전축 R 방향과 제어 방향 C와의 편차가 소정값을 초과하면 자동적으로 다른 제어 모드로부터 자동 제어 모드로 절환되어도 된다.

이와 같이, 편차가 소정의 값까지 커진 경우에, 제어 방향 C가 그 시점에서의 회전축 R 방향에 합쳐지면, 예를 들면 캡슐 내시경(3)이 관강 장기 내를 진행하는 경우에서, 캡슐 내시경(3)을 관강 장기의 벽면을 따라서 쉽게 진행시킬 수 있다.

또한, 제어 방향 C를 회전축 R 방향에 일치시킬 때에, 제어 방향 C를 그대로 회전축 R 방향에 일치시켜도 되고, 장벽 등의 탄성을 고려하여 제어 방향 C를 오버 슈트시키고 나서 회전축 R 방향에 일치시켜도 된다.

또한, 캡슐 내시경(3)에 의해 취득된 화상을 화상 처리함으로써, 캡슐 내시경(3)이 진행될 방향을 화상 데이터로부터 추출하고, 취득된 화상의 중심 방향을 현재의 캡슐 내시경(3)의 진행 방향으로 하여, 캡슐 내시경(3)의 진행될 방향과 현재의 진행 방향과의 편차에 기초하여 제어 방향의 방향을 제어하여도 된다.

또한 현재의 캡슐 내시경(3)의 진행 방향에 상기 편차를 추가한 방향을 제어 방향으로 하는 자장을 발생함으로써 자동 삽입 모드를 실현하여도 된다.

다음으로, 편차 관리 제어 모드에 대해서 설명한다.

도 18의 (a)는 편차 관리 제어 모드의 일례를 설명하는 도면이다.

편차 관리 제어 모드는, 도 18의 (a)에 도시한 바와 같이, 방향 제어 레버(69)로부터 입력되는 조작 방향 정보와, 캡슐 내시경(3)의 회전축 R 방향과 제어 방향과의 편차 정보에 기초하여 제어하는 방법이다.

구체적으로는, 조작 방향 정보에 대해 캡슐 내시경(3)의 회전축 R 방향을 추종할 수 없는 경우에서, 조작 방향 정보가 커지면, 그에 수반하여 편차 정보도 커진다. 그러나, 편차 정보가 소정의 경계값에 도달하면, 조작 방향 정보를 차단하여 제어 방향 정보를 일정한 값으로 고정함으로써, 편차 정보가 소정의 경계값을 초과하지 않도록 한다.

이와 같이 제어함으로써, 회전축 R 방향과 제어 방향과의 편차가 지나치게 커지는 것을 방지할 수 있다. 편차가 지나치게 커지면, 캡슐 내시경(3)을 회전축 R 주위에 회전시키는 것이 곤란하게 되는 등, 조작 제어성이 현저하게 저하된다. 그 때문에, 편차가 지나치게 커지는 것을 방지함으로써, 캡슐 내시경(3)의 조작 제어성의 악화를 방지할 수 있다.

도 18의 (b)는 편차 관리 제어 모드의 다른 예를 설명하는 도면이다.

또한, 도 18의 (a)에 도시한 바와 같이, 편차 정보가 소정의 경계값에 도달할 때까지는 제어를 행하지 않고, 초과함과 동시에 편차 관리 제어를 행하여도 되고, 도 18의 (b)에 도시한 바와 같이, 편차 정보가 소정의 경계값에 점차 가까워지도록, 서서히 편차 관리 제어를 행하여도 된다.

이와 같이 제어함으로써, 돌연히 조작 방향 정보가 차단되지 않고, 서서히 차단되기 때문에, 조작자에게 편차 정보가 소정의 경계값에 가까워진 것을 알릴 수 있다.

도 19의 (a) 및 도 19의 (b)는 편차 관리 제어 모드의 또 다른 예를 설명하는 도면이며, 도 19의 (a)는 횡축에 방향 제어 레버(69)로부터 입력되는 조작 방향 정보를 나타낸 도면이며, 도 19의 (b)는 횡축에 시간을 나타낸 도면이다.

이 편차 관리 제어 모드의 예에서는, 도 19의 (a) 및 도 19의 (b)에 도시한 바와 같이, 우선 편차 정보의 값이 제2 경계값에 도달하면, 편차 정보의 값이 제2 경계값을 초과하지 않도록 편차 관리 제어가 행해진다. 그리고, 편차 관리 제어가 행해지고 있는 상태가 소정 시간 계속되면, 다음으로 편차 정보의 값이 제1 경계값을 초과하지 않도록 편차 관리 제어된다. 제1 경계값은 도면에 도시한 바와 같이 제2 경계값보다도 낮은 값이다.

또한, 전술한 바와 같이, 조작 방향 정보를 제한함과 함께, 제어 방향을 제어함으로써 편차 관리 제어를 행하여도 되고, 3축 헬름홀츠 코일(7)이 발생하는 자계의 변화 패턴이나, 발생하는 자계의 강도를 변경하는 제어를 행하여도 된다.

이와 같이, 편차에 기초하여 자계의 변화 패턴을 변경함으로써, 캡슐 내시경(3)의 조작성 저하를 방지할 수 있다. 즉, 자계의 변화 패턴이 캡슐 내시경(3)을 제어 방향으로 유도하는 데에 적합하지 않고, 편차가 커진 경우에, 캡슐 내시경(3)의 유도에 적합한 자계의 변화 패턴이나, 발생하는 자계의 강도를 변경함으로써, 편차의 증대를 방지할 수 있다.

다음으로, 역각 피드백의 제어 방법에 대해서 설명한다.

도 20의 (a)는 편차 정보와 조작부(13)에의 피드백 정보와의 관계의 일례를 나타내는 도면이다.

역각 피드백의 제어 방법은, 도 20에 도시한 바와 같이, 캡슐 내시경(3)의 회전축 R 방향과 제어 방향과의 편차 정보에 기초하여, 방향 제어 레버(69)의 피드백부(99)로부터의 편차 정보 피드백의 강도를 조절하는 제어이다.

구체적으로는, 예를 들면 편차 정보의 증가에 비례하여 레버 본체(93)에의 반력을 강화하거나, 레버 본체(93)에 전해지는 진동의 진폭을 크게 하거나, 진동의 주기를 짧게 하거나, 레버 본체(93)의 동작에 대한 저항을 강하게 하기도 한다.

그리고, 피드백부(99)의 출력 상한값에 도달하면, 편차 정보의 증가에 상관없이, 피드백부(99)로부터의 출력은 일정값으로 된다. 그 후, 편차 정보의 값이 소정의 경계값에 도달하면, 자동 삽입 모드에서 설명한 바와 같이, 조작 방향 입력 정보에 상관없이 제어 방향을 독립적으로 제어하여, 편차 정보가 그 이상 커지지 않도록 제어한다. 혹은, 제어 방향을 회전축 R 방향과 일치하도록 제어한다.

또한, 편차 정보의 증가에 대한 피드백부(99)로부터의 편차 정보 피드백의 강도의 비례의 구배는 도 20의 (a)의 점선으로 나타낸 바와 같이, 다양하게 변경할 수 있다. 이 구배를 변경함으로써, 레버 본체(93)로부터의 편차 정보 피드백의 감도를 변경할 수 있고, 예를 들면 구배를 급하게 함으로써 감도를 향상시킬 수 있다.

도 20의 (b)는 편차 정보와 조작부(13)에의 피드백 정보와의 관계의 다른 예를 나타내는 도면이다.

또한, 도 20의 (a)에 도시한 바와 같이, 피드백부(99)의 출력이 상한값에 도 달할 때까지는 제어를 행하지 않고, 도달한 것과 동시에 제어를 행하여도 되고, 도 20의 (b)에 도시한 바와 같이, 피드백부(99)의 출력이 상한값에 점차 가까워지도록, 서서히 제어하여도 된다.

이와 같이 제어함으로써, 편차 정보가 작은 동안에 피드백부(99)로부터 비교적 큰 출력에 의해 편차 정보를 피드백할 수 있다. 그 때문에, 편차의 증대에 의해 캡슐 내시경(3)이 제어 곤란하게 되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들면, 위와 같은 넓은 관강 내에서는 캡슐 내시경(3)의 제어가 곤란하게 되면, 캡슐 내시경(3)이 위의 내부를 굴러가 떨어질 가능성이 있기 때문에, 전술한 바와 같은 제어를 행하는 것이 바람직하다.

도 21은 편차 정보와 조작부(13)에의 피드백 정보와의 관계의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.

또한, 도 21에 도시한 바와 같이, 편차 정보가 작은 영역에서 피드백부(99)의 출력을 행하지 않는 불감 영역 Z를 설정하고, 그 후에는 편차 정보의 증가에 수반하여 피드백부(99)의 출력을 함수적으로 증가시키는 제어를 행하여도 된다. 그리고, 편차 정보의 값이 소정의 경계값에 도달하면, 자동 삽입 모드에서 설명한 바와 같이, 조작 방향 입력 정보에 상관없이 제어 방향을 독립적으로 제어하여, 편차 정보가 그 이상 커지지 않도록 제어한다. 혹은, 제어 방향을 회전축 R 방향과 일치하도록 제어한다.

이와 같이 제어함으로써, 편차 정보가 작은 동안은 피드백부(99)의 출력은 비교적 작기 때문에, 캡슐 내시경(3)에 큰 선회 토크를 쉽게 걸 수 있다. 즉, 조 작자에게 피드백되는 편차 정보가 약하기 때문에, 편차 정보를 걱정하지 않고 조작 입력할 수 있다.

예를 들면, 장과 같은 좁은 관강 내에서는, 캡슐 내시경(3)은 틀어진 관강의 벽면을 밀어 내면서 유도된다. 이 때, 틀어진 관강을 펴서 넓히기 위해 캡슐 내시경(3)에 큰 선회 토크를 걸 필요가 있고, 이와 같은 조작을 행할 때에 전술한 바와 같은 제어를 행하는 것이 바람직하다.

다음으로, 회전 자계 발생 시의 캡슐 내시경(3)의 편차의 산출 방법에 대해서 설명한다.

도 22의 (a) 및 도 22의 (b)는 캡슐 내시경(3)에 작용하는 선회 토크의 변동을 설명하는 도면이며, 도 22의 (a)는 선회 토크가 최대로 되는 배치 관계를 설명하는 도면이며, 도 22의 (b)는 선회 토크가 최저로 되는 배치 관계를 설명하는 도면이다. 도 23은 회전 자장의 자장 방향의 위상과, 선회 토크의 강도와의 관계를 나타내는 도면이다.

캡슐 내시경(3)의 영구 자석(35)은, 도 22의 (a), (b)에 도시한 바와 같이, 자계의 회전에 추종하여 회전한다. 캡슐 내시경(3)에 작용하는 선회 토크는, 도 22의 (a)에 도시한 바와 같이, 자계의 방향이 회전축 R과 제어 방향 C로 형성되는 선회면을 따르는 방향일 때에 최대로 된다. 또한, 도 22의 (b)에 도시한 바와 같이, 자계의 방향이 선회면에 대략 직교할 때에 최소로 된다.

선회 토크의 강도는, 도 23에 도시한 바와 같이, 전술한 최대값과 최소값 사이를, 정현파를 그리도록 변화하고, 그 변화는 회전 자장의 자장 방향의 회전 위상 의 변화에 기초하고 있다.

그 때문에, 캡슐 내시경(3)은 선회 토크의 강도의 변화에 따라서 캡슐 내시경(3)의 방향 즉 편차가 진동한다.

예를 들면, 캡슐 내시경(3)이 장벽과 같은 탄성을 갖는 벽면에 접촉하고 있고, 벽면 방향으로 선회하는 경우에는, 선회 토크의 강도가 강해지면, 캡슐 내시경(3)은 벽면을 밀어넣도록 선회하지만, 선회 토크의 강도가 약해지면, 탄성을 갖는 벽면으로 되밀어진다.

회전 자계 발생 시의 캡슐 내시경(3)의 편차의 산출은, 회전 자장이 1/2 회전하는 사이의 편차의 평균값에 기초하여 산출하여도 되고, 선회 토크가 최대값일 때의 편차에 기초하여 산출하여도 된다.

이렇게 함으로써, 선회 토크의 진동에 의한 편차의 진동이 유저 인터페이스에 반영되지 않기 때문에, 보다 안정된 조작성이 얻어진다.

상기의 구성에 따르면, 제어부(17)가 편차에 기초하여 유저 인터페이스(19)를 제어하기 때문에, 유저 인터페이스(19)(조작부(13), 표시부(15))를 통하여 편차에 기초하는 정보를 조작자 등에 전달할 수 있다. 그 때문에, 예를 들면 조작부(13)에 제어 방향 정보를 입력하는 조작자에게 편차에 기초하는 정보의 피드백을 할 수 있어, 캡슐 내시경(3)의 유도 안정성 및 조작성을 향상시킬 수 있다.

구체적으로는, 피드백부(99)로부터 편차에 기초하는 정보가 조작자 등에게 전해진다. 그 때문에, 조작자에의 편차에 기초하는 정보의 피드백이 용이하게 되어, 삽입부의 조작성을 향상시킬 수 있다.

또한, 표시부(15)에서 편차에 기초하는 정보를 제시할 수 있기 때문에, 조작자 등에 대해 편차에 기초하는 정보를 전달할 수 있다. 그 때문에, 캡슐 내시경(3)의 조작성을 향상시킬 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 영구 자석(35)을 캡슐 내시경(3)과 고정하여 탑재하여도 되고, 도 24에 도시한 바와 같이 영구 자석(35)을 회전축 R과 동일 축선 상에서 회전 가능하게 탑재하여도 된다.

도 24에 도시한 캡슐 내시경(3A)(삽입부, 의료 장치)에 회전 자계를 작용시키면, 영구 자석(35)이 캡슐 내시경(3A)과는 독립하여 회전 자계의 회전에 따라서 회전한다. 또한, 회전 자계 평면의 방향을 바꾸면, 영구 자석(35)에 선회 토크가 발생하고, 이 선회 토크가 캡슐 내시경(3A)에 전달되어 캡슐 내시경(3A)이 선회한다.

캡슐 내시경(3A)과 영구 자석(35)이 회전축 R 주위의 회전에 관하여 독립하므로, 캡슐 내시경(3A)의 다른 구성 요소에 영향을 미치지 않고, 회전 자장의 회전 주기를 짧게 할 수 있다. 그 때문에, 캡슐 내시경(3)과 마찬가지로 발생하는 선회 토크의 변동 주기를 짧게 할 수 있다.

그렇게 하면, 예를 들면 캡슐 내시경(3A)이 장벽과 같은 탄성을 갖는 벽면에 접촉하고, 벽면 방향으로 선회하는 경우에서, 선회 토크의 변동에 수반하여, 캡슐 내시경(3A)이 벽면에 꽉 눌려지거나 되밀어지거나 하여 진동한다. 여기서, 선회 토크의 변동 주기를 짧게 함으로써, 상기의 진동 폭이 균일화되어 진동을 수속시킬 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 캡슐 내시경(3)이 외부의 장치로부터 완전하게 독립한 구성이어도 되고, 도 25에 도시한 바와 같이 캡슐 내시경(삽입부, 의료 장치)(3B)의 후단에 배치된 끈부(111)에 의해 외부의 장치와 접속되어 있어도 된다. 이 때, 끈부(111)와 캡슐 내시경(3B) 사이에는 베어링(113)을 개재시켜, 캡슐 내시경(3B)의 회전을 끈부(111)에 전하지 않도록 하고 있다.

이와 같은 구성을 채용함으로써, 끈부(111)를 통하여 항상 전원을 캡슐 내시경(3B)에 공급할 수 있음과 함께, 촬상부(29)에 의해 촬상된 화상 데이터를, 끈부(111)를 통하여 외부에 송신할 수 있다. 그 때문에, 전원을 내부에 탑재하지 않아도 되고, 캡슐 내시경(3B)을 소형화할 수 있다. 또한, 화상 데이터를 전파 등으로 송신하지 않아도 되므로, 송신 시에 노이즈가 포함되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 도 26의 (a)에 도시한 바와 같이, 캡슐 내시경(삽입부)(3B)의 후단에 배치된 끈부(112)를 통하여 회전력을 캡슐 내시경(3B)에 전달 가능하게 배치하고, 끈부(112)에도 나선부(114)를 배치하여, 전체적으로 프로브로 하여도 된다. 이와 같이 배치함으로써, 나선부(114)에서도 추진력을 발생시킬 수 있다.

또한, 도 26의 (b)에 도시한 바와 같이, 끈부(112)의 단부에 모터(116)를 배치하고, 영구 자석(35)과 캡슐 내시경(35)을 상대 회전 가능하게 배치하여, 전체적으로 프로브로 하여도 된다. 이와 같이 배치함으로써, 회전 자계를 작용시킴으로써 캡슐 내시경(3B)의 방향을 제어할 수 있다. 또한, 모터(116)에 의해 프로브 전체를 회전시켜 나선부(39, 114)에서 추진력을 발생시킬 수 있다.

또한, 도 26의 (c)에 도시한 바와 같이, 영구 자석(35)의 자화 방향을 캡슐 내시경(3B)의 회전축 R과 대략 평행하게 배치하여, 전체적으로 프로브로 하여도 된다. 이와 같이 배치함으로써, 평행 자계를 작용시킴으로써, 캡슐 내시경(3B)의 방향을 제어할 수 있다. 또한, 모터(116)에 의해 프로브 전체를 회전시켜 나선부(39, 114)에서 추진력을 발생시킬 수 있다.

또한, 상기의 실시 형태에서는, 피검체 내에 삽입하는 삽입부를 캡슐 내시경(3)에 적응하여 설명하였지만, 이 삽입부를 캡슐 내시경(3)으로 구성하고 있는 것에 한정되지 않고, 도 27의 (a) 및 도 27의 (b)에 도시한 바와 같이, 내시경(삽입부, 의료 장치)(3C)으로서 구성하여도 된다.

내시경(3C)에는, 도 27의 (a) 및 도 27의 (b)에 도시한 바와 같이, 회전부(115)가 회전 가능하게 구비되고, 회전부(115)에는 나선부(39)와 자석(117)이 구비되어 있다.

이와 같은 구성을 채용함으로써, 회전 자장이 내시경(3C)에 작용한 경우에, 자석(117)에 의해 회전부(115)가 회전 구동되고, 회전부(115)에 구비된 나선부(39)에 의해 내시경(3C)을 전진, 후진시킬 수 있다. 또한, 캡슐 내시경(3)과 마찬가지로, 회전 자장 평면의 방향을 제어함으로써, 내시경(3C)의 방향을 제어할 수 있다.

또한, 도 6 및 도 8에 도시한 바와 같이, 표시부(15)와 조작부(13)를 구성하여도 되고, 도 28의 (a)에 도시한 바와 같이, 표시부(15')와 조작부(13')를 구성하여도 된다.

표시부(15')에는 취득 화상 표시(61)와, 전체 좌표계 표시(63)와, 후술하는 주사부(13')의 조작 표시(119)의 각 표시가 이루어져 있다.

취득 화상 표시(61)에는 촬상부(29)에 의해 취득한 화상 정보가 표시되고, 3축 헬름홀츠 코일(7)에 의해 형성되는 자장의 방향(제어 방향)을 나타내는 제어 방향 마크(121)가 슈퍼임포즈되어 있다. 제어 방향 마크(121)는, 그 중심(제어 방향)을 나타내는 십자 마크와 그 주위를 나타내는 원으로 구성되어 있다.

조작부(13')는 조작 정보가 표시되는 조작 표시(119)와, 조작 정보를 입력하는 마우스(123)로 개략 구성되어 있다. 조작 표시(119)에는, 현재의 제어 방향을 나타내는 커서(125)가 표시된다.

이 조작부(13')를 이용하여 캡슐 내시경(3)의 조작 방향 정보를 입력하기 위해서는, 예를 들면, 도 28의 (b)에 도시한 바와 같이, 마우스(123)를, 오른쪽 버튼을 클릭한 상태에서, 캡슐 내시경(3)의 조작 방향으로 마우스(123)를 움직이게 함으로써 입력을 행한다. 이에 의해, 회전 자장 평면 MP가 제어되고, 제어 방향 C가 제어된다.

그리고, 마우스(123)의 클릭을 해제하면, 도 28의 (c)에 도시한 바와 같이, 커서(125)가 중심으로 되돌아가, 제어 방향 C가 캡슐 내시경(3)의 회전축 R과 일치하도록 제어된다. 즉, 직진 상태로 된다.

또한, 캡슐 내시경(3)의 전진, 후진 스피드의 입력은, 예를 들면 마우스에 구비된 휠 등을 이용하는 방법을 들 수 있다.

<제2 실시 형태>

다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해 도 29 내지 도 34를 참조하여 설명한다.

본 실시 형태의 프로브 제어 시스템(201)의 기본 구성은, 제1 실시 형태의 캡슐 내시경 제어 시스템과 마찬가지이지만, 제1 실시 형태와는, 피검체에 삽입되는 삽입부(프로브)의 형상 및 그 위치 검출 방법 등이 다르다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 도 29 내지 도 34를 이용하여 프로브의 형상 및 그 위치 검출 장치만을 설명하고, 제어부 등의 설명을 생략한다.

도 29는, 본 실시 형태에서의 프로브 제어 시스템의 구성의 개략을 설명하는 도면이다.

또한, 제1 실시 형태와 동일한 구성 요소에는, 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.

프로브 제어 시스템(의료 장치 제어 시스템)(201)은, 도 29에 도시한 바와 같이, 피검체 내에 삽입되는 프로브(삽입부)(203)와, 프로브(203)의 위치 정보나 방향 정보를 검출하는 X선 장치(방향 검출부)(205)와, 프로브(203)에 탑재된 영구 자석에 작용시키는 자계를 형성하는 3축 헬름홀츠 코일(7)과, 3축 헬름홀츠 코일(7)에 전력을 공급하는 전원(9)과, 프로브(203)를 보내는 송입 장치(211)와, 프로브(203)에의 제어 정보가 입력되는 조작부(13)와, 프로브(203)로부터 송신된 화상 정보 등을 표시하는 표시부(15)와, 3축 헬름홀츠 코일(7)이나 조작부(13), 표시부(15) 등을 제어하는 제어부(17)로 개략 구성되어 있다.

프로브(203)에는, 도 30에 도시한 바와 같이 프로브(203)의 방향을 제어하는 영구 자석(235)이 탑재되고, 영구 자석(235)은, 그 자화 방향과 프로브(203)의 장축 방향이 일치하도록 배치되어 있다.

또한, 전술한 바와 같이 삽입부로서 프로브(203)를 이용하여도 되고, 제1 실시 형태와 같이 캡슐 내시경을 이용하여도 된다. 이 때, 도 31에 도시한 바와 같이, 캡슐 내시경에 탑재되어 있는 영구 자석(35)을, 그 자화 방향이 캡슐 내시경의 장축 방향과 일치하도록 배치하는 것이 바람직하다.

X선 장치(205)는 X선 화상을 취득함으로써 프로브(203)의 위치 및 방향 정보를 검출하는 화상 취득부(205A)와, 취득된 화상 정보를 표시하는 X선 화상 표시부(205B)로 구성되어 있다.

다음으로, 프로브(203)의 제어 패턴에 대해서 설명한다.

도 32는, 프로브(203)의 방향을 소정 방향으로 제어하는 자계 패턴을 설명하는 도면이다.

프로브(203)의 방향을 소정 방향으로 제어하는 경우에는, 도 32에 도시한 바와 같이, 평행 자계를 프로브(203)의 주위에 형성하고, 평행 자계의 방향을 소정 방향에 일치시킴으로써 제어한다.

이와 같이, 프로브(203)의 방향을 제어한 상태에서, 송입 장치(211)에 의해 프로브(203)를 보내어, 소정의 위치로 유도한다. 이 때 조작자는, X선 화상 표시부(205B)에 표시되는 프로브(203)의 위치 및 방향을 확인하면서, 유도 조작을 행한다.

도 33은, 프로브(203)의 선단을 피칭 회전 제어하는 자계 패턴을 설명하는 도면이다.

프로브(203)의 주위에, 도 33에 도시한 바와 같이, 원추 형상으로 회전하는 원추 자계를 형성하면，프로브(203)의 선단이 피칭 회전하도록 제어된다. 프로브(203)의 선단을 피칭 회전시키면, 예를 들면 틀어진 관강을 펴서 넓힐 수 있어, 프로브(203)를 용이하게 유도할 수 있다.

또한, 프로브(203)의 선단을 피칭 회전시키면서 소정 방향으로 선회시킴으로써, 예를 들면 관강을 펴서 넓히면서 프로브(203)를 선회시킬 수 있다.

도 34는, 프로브(203)의 선단을 일방향으로 피칭 제어하는 자계 패턴을 설명하는 도면이다.

프로브(203)의 주위에, 도 34에 도시한 바와 같이, 소정의 면내에서 피칭 진동하는 진동 자계를 형성하면, 프로브(203)의 선단이 피칭 진동하도록 제어된다. 예를 들면, 선회면과 동일면 상에서 프로브(203)의 선단을 피칭 진동시키면서 선회시킴으로써, 틀어진 관강 내에서도 쉽게 선회시킬 수 있다. 또한, 선회면에 대해 대략 수직한 면 상에서 프로브(203)의 선단을 피칭 진동시킴으로써, 마찬가지로 틀어진 관강 내에서도 쉽게 선회시킬 수 있다.

또한, 원추 자계로부터 진동 자계로의 절환 시, 혹은 진동 자계로부터 원추 자계로의 절환 시에, 양 자계의 사이에 평행 자계를 한번 두고 절환을 행하고 있다.

자계의 절환 시에는 자계의 변화가 불연속으로 되는 경우도 있을 수 있고, 이 불연속에 의해 프로브(203)의 제어의 안정성이 손상될 가능성이 있지만, 절환 시에 가장 제어의 안정성이 높은 평행 자계를 경유함으로써, 프로브(203)의 제어의 안정성을 확보할 수 있다.

또한, 전술한 실시 형태에서는, 피검체에 삽입되는 삽입부로서 프로브에 적용하여 설명하였지만, 보다 구체적으로 내시경이나 카테테르에 적용하여도 무방하다. 그 때문에, 진찰ㆍ치료 등의 목적에 맞추어 카테테르, 내시경의 선택을 할 수 있어, 적절한 의료 행위를 행할 수 있다.

이 구성에 따르면, 자장의 방향으로 프로브(203)를 향할 수 있다. 또한, 프로브(203)의 방향 제어를 하는 경우에서, 3축 헬름홀츠 코일(7) 등의 자계 발생 수단의 구성을 심플하게 할 수 있어, 프로브(203)의 방향을 용이하게 제어할 수 있다.

<부기 30>

상기 자계 응답부가 전자석 또는 자석 중 어느 하나인 청구항 1 내지 12, 25 내지 29 중 어느 하나에 기재된 의료 장치 제어 시스템.

본 발명에 따르면, 전자석 또는 자석을 이용함으로써 자계 응답부의 구성을 간단히 할 수 있다.

<부기 31>

상기 삽입부는, 대략 원통 형상이며, 상기 자계 응답부는, 상기 삽입 방향에 대해 수직한 자화 방향을 갖고, 상기 삽입부에 대해, 상기 대략 원통 형상의 삽입부의 중심축을 중심으로 회전 가능하게 배치된 청구항 30에 기재된 의료 장치 제어 시스템.

본 발명에 따르면, 예를 들면 삽입부에 회전 자계를 작용시키면서 회전 자계의 회전면을 제어함으로써, 삽입부의 방향을 제어할 수 있다. 즉, 회전 자계의 회 전면을 제어함으로써, 영구 자석 또는 전자석의 소정의 축의 자세를 제어할 수 있다. 소정의 축과 삽입부와의 상대 위치 관계는 고정되어 있기 때문에, 소정의 축의 자세를 제어함으로써 삽입부의 방향을 제어할 수 있다.

<부기 32>

상기 자계 응답부는, 상기 삽입 방향에 대해 수직한 자화 방향을 갖고, 상기 삽입부에 고정된 청구항 30에 기재된 의료 장치 제어 시스템.

본 발명에 따르면, 삽입 방향에 대해 수직한 자계를 자계 응답부에 작용시킴으로써, 삽입부를 일방향으로 향하게 할 수 있다.

<부기 33>

상기 자계 응답부는, 상기 삽입 방향에 대략 평행한 자화 방향을 갖는 청구항 30에 기재된 의료 장치 제어 시스템.

본 발명에 따르면, 삽입 방향에 대해 대략 평행한 자계를 자계 응답부 작용시킴으로써, 삽입부를 일방향으로 향하게 할 수 있다.

<부기 34>

상기 삽입부는 카테테르, 프로브 중 어느 하나인 청구항 1 내지 33 중 어느 하나에 기재된 의료 장치 제어 시스템.

본 발명에 따르면, 삽입부가, 카테테르 또는 프로브이기 때문에, 피검자의 체강 관로 내에서 진찰, 치료 등의 목적에 맞추어, 카테테르 또는 프로브의 선택을 할 수 있어, 적절한 의료 행위를 행할 수 있다.

<부기 35>

상기 삽입부는, 상기 피검체 내의 화상을 취득하는 내시경, 캡슐 내시경 중 어느 하나인 청구항 1 내지 33 중 어느 하나에 기재된 의료 장치 제어 시스템.

본 발명에 따르면, 삽입부가 내시경, 캡슐 내시경이므로, 피검자의 체강 관로 내에서 진찰, 치료 등의 목적에 맞추어, 내시경, 캡슐 내시경의 선택을 할 수 있어, 적절한 의료 행위를 행할 수 있다.

<부기 36>

상기 유저 인터페이스는, 취득한 피검체 내의 화상을 표시함과 함께, 그 취득 화상 상에 상기 내시경 또는 상기 캡슐 내시경의 상기 삽입 방향을 겹쳐서 표시하는 청구항 35에 기재된 의료 장치 제어 시스템.

본 발명에 따르면, 조작자는 취득 화상 표시부에 표시되는 취득 화상을 봄과 동시에, 삽입부의 방향 정보를 볼 수 있다. 그 때문에, 한번에 많은 정보를 취득할 수 있어 삽입부의 조작성을 향상시킬 수 있다.

<부기 37>

상기 추진력 발생부는, 상기 대략 원통 형상의 삽입부의 중심축의 일단에, 상기 삽입부 혹은 상기 삽입부의 외면을 회전시키는 회전 구동부와,

상기 대략 원통 형상의 중심축을 중심으로 하도록 상기 삽입부의 외면에 설치된 나선부로 이루어지는 청구항 29에 기재된 의료 장치 제어 시스템.

본 발명에 따르면 삽입부에 회전 자계를 작용시킴으로써, 삽입부를 중심축 주위에 회전시킬 수 있다. 그 때문에, 외면에 배치된 나선부도 회전하고, 회전하는 나선부에 의해 추진력이 발생하기 때문에, 유도가 가능하게 된다.

<부기 38>

상기 삽입부는, 대략 원통 형상을 갖는 캡슐 내시경이며, 상기 캡슐 내시경은, 상기 원통 형상의 중심축을 축으로 하도록 상기 캡슐 내시경의 외면에 설치된 나선부를 구비하는 청구항 19, 32에 기재된 의료 장치 제어 시스템.

본 발명에 따르면 캡슐 내시경에 회전 자계를 작용시킴으로써, 캡슐 내시경을 중심축 주위에 회전시킬 수 있다. 그 때문에, 외면에 배치된 나선부도 회전하고, 회전하는 나선부에 의해 추진력이 발생하기 때문에, 유도가 가능하게 된다. 삽입부가 추진됨으로써, 예를 들면 관강이 만곡되어 있는 경우에는 관강 장기의 벽면으로부터 외력이 가해지고, 그 외력에 의해 삽입부가 진행될 방향으로 향하여, 자동 삽입성이 향상된다.

Claims (29)

1. 피검체 내에 삽입되는 삽입부와, 상기 삽입부의 내부에 배치되고, 상기 피검체 밖으로부터 인가되는 자계에 응답하여 토크를 발생하는 자계 응답부를 갖는 의료 장치와,

   상기 삽입부의 삽입 방향을 검출하는 방향 검출부와,

   상기 삽입 방향의 제어에 관련하는 정보가 입출력되는 유저 인터페이스와,

   상기 자계 응답부에 작용하고, 상기 삽입부를 제어 방향으로 향하게 하는 자계를 발생하는 자계 발생부와,

   상기 제어 방향과 상기 삽입 방향과의 편차에 기초하여, 상기 유저 인터페이스를 제어하는 유저 인터페이스 제어부

   를 구비하고,

   상기 유저 인터페이스에는, 상기 삽입 방향과 상기 편차를 표시하는 표시부가 구비되고,

   상기 표시부가, 상기 유저 인터페이스 제어부에 의해 제어되는 의료 장치 제어 시스템.
2. 피검체 내에 삽입되는 삽입부와, 상기 삽입부의 내부에 배치되고, 상기 피검체 밖으로부터 인가되는 자계에 응답하여 토크를 발생하는 자계 응답부를 갖는 의료 장치와,

   상기 삽입부의 삽입 방향을 검출하는 방향 검출부와,

   상기 삽입 방향의 제어에 관련하는 정보가 입출력되는 유저 인터페이스와,

   상기 자계 응답부에 작용하고, 상기 삽입부를 제어 방향으로 향하게 하는 자계를 발생하는 자계 발생부와,

   상기 제어 방향과 상기 삽입 방향과의 편차에 기초하여, 상기 유저 인터페이스를 제어하는 유저 인터페이스 제어부

   를 구비하고,

   상기 유저 인터페이스에는, 조작자에 의해 상기 삽입 방향이 지시되는 조작부가 구비되고,

   상기 조작부에는, 상기 유저 인터페이스 제어부에 제어되고, 상기 편차를 상기 조작자에게 전하는 편차 정보 전달부가 구비되는 의료 장치 제어 시스템.
3. 제2항에 있어서,

   상기 편차 정보 전달부가 진동체인 의료 장치 제어 시스템.
4. 제2항에 있어서,

   상기 조작부에는, 상기 제어 방향이 입력되는 가동체가 구비되고,

   상기 편차 정보 전달부가, 상기 가동체의 움직임에 대해 반대 방향의 힘을 발생시키는 반력 발생부인 의료 장치 제어 시스템.
5. 제2항에 있어서,

   상기 조작부에는, 상기 제어 방향이 입력되는 가동체가 구비되고,

   상기 편차 정보 전달부가, 상기 가동체의 움직임에 대해 부하를 발생시키는 부하 발생부인 의료 장치 제어 시스템.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,

   상기 표시부가, 상기 삽입 방향의 정보와 상기 제어 방향의 정보를 서로 겹쳐 표시하는 의료 장치 제어 시스템.
8. 제1항에 있어서,

   상기 표시부가, 상기 삽입 방향에 대한 상기 제어 방향의 편차를 표시하는 의료 장치 제어 시스템.
9. 제1항에 있어서,

   상기 자계 발생부를 제어하는 자계 제어부가 구비되고,

   상기 자계 제어부가, 상기 편차의 값이 미리 정해진 값 이내로 되도록, 상기 자계 발생부를 제어하는 의료 장치 제어 시스템.
10. 제9항에 있어서,

    상기 자계 제어부가, 상기 미리 정해진 값을 유한한 값으로 변경하는 소정값 변경부를 갖는 의료 장치 제어 시스템.
11. 피검체 내에 삽입되어 자기에 의해 방향이 제어되는 삽입부와, 상기 삽입부의 내부에 배치되고, 상기 피검체 밖으로부터 인가되는 자계에 따라서 토크를 발생하는 자계 응답부를 갖는 의료 장치와,

    상기 삽입부의 삽입 방향을 검출하는 방향 검출부와,

    조작자에 의해 상기 삽입 방향의 제어 방향이 입력되는 유저 인터페이스와,

    상기 자계 응답부에 작용하는 자계를 발생하는 자계 발생부와,

    상기 삽입 방향과 상기 제어 방향과의 편차에 기초하여, 상기 자계 발생부를 제어하는 자계 제어부

    를 구비하고,

    상기 유저 인터페이스에는, 상기 삽입 방향과 상기 편차를 표시하는 표시부가 구비되고,

    상기 표시부가, 상기 유저 인터페이스 제어부에 의해 제어되는 의료 장치 제어 시스템.
12. 제11항에 있어서,

    상기 자계 제어부는, 복수의 자계의 발생 패턴을 기억하는 자계 패턴 기억부와,

    상기 편차에 기초하여, 상기 복수의 자계의 발생 패턴으로부터 발생할 자계 패턴을 선택하고, 상기 자계 발생부에 의해 발생되는 자계 패턴을 선택한 자계 패턴으로 변경하는 자계 패턴 변경부

    를 구비하는 의료 장치 제어 시스템.
13. 제12항에 있어서,

    상기 자계 응답부가, 상기 삽입 방향에 대해 수직한 자화 방향을 갖는 자석 또는 전자석이며,

    상기 자계 패턴 기억부가 기억하는 상기 복수의 자계 패턴의 하나가, 상기 제어 방향에 수직한 평면 내에서 회전하는 회전 자계인 의료 장치 제어 시스템.
14. 제12항에 있어서,

    상기 자계 응답부가, 상기 삽입 방향에 대해 수직한 자화 방향을 갖는 자석 또는 전자석이며,

    상기 자계 패턴 기억부가 기억하는 상기 복수의 자계 패턴의 하나가, 상기 제어 방향에 수직한 평면 내에서 회전하는 회전 자계와 상기 제어 방향에 평행한 방향으로 진동하는 진동 자계를 합한 자계인 의료 장치 제어 시스템.
15. 제12항에 있어서,

    상기 자계 응답부가, 상기 삽입 방향에 대해 수직한 자화 방향을 갖는 자석 또는 전자석이며,

    상기 자계 패턴 기억부가 기억하는 상기 복수의 자계 패턴의 하나가, 상기 제어 방향에 수직한 평면 내에서 자계의 방향이 변동되는 변동 자계이며,

    상기 제어 방향에 수직한 평면과 상기 삽입 방향 및 상기 제어 방향을 포함하는 평면과의 교선과, 상기 변동 자계에서의 자계 방향이 이루는 각이, 미리 정해진 범위 내에서 변동하는 의료 장치 제어 시스템.
16. 제15항에 있어서,

    상기 변동 자계의 자계 강도가 일정하며, 또한 상기 변동 자계의 자계 방향과 상기 교선이 이루는 각이, 상기 미리 정해진 범위 내에서 연속적으로 변화하는 의료 장치 제어 시스템.
17. 제12항에 있어서,

    상기 자계 패턴 변경부가, 상기 자계 발생부가 현재 발생시키고 있는 자계 패턴 후에, 상기 삽입 방향에 대해 수직한 평면 내에서 자계가 회전하는 자계 패턴을 발생시키고, 그 후에 다음 자계 패턴을 발생시키는 의료 장치 제어 시스템.
18. 제13항에 있어서,

    상기 삽입부의 형상이 원통 형상이며,

    상기 자계 응답부가, 상기 삽입부에 대해, 상기 삽입부의 중심 축선을 중심으로 하여 회전 가능하게 배치되어 있는 의료 장치 제어 시스템.
19. 제13항에 있어서,

    상기 자계 응답부가, 상기 삽입부에 대해 고정되어 있는 의료 장치 제어 시스템.
20. 제12항에 있어서,

    상기 자계 응답부는, 상기 삽입 방향에 대해 평행한 자화 방향을 갖는 자석 또는 전자석이며,

    상기 자계 패턴 기억부가 기억하는 복수의 자계 패턴의 하나가, 상기 제어 방향을 진동 중심으로 한 진동 자계이며,

    상기 진동 자계와 상기 제어 방향이 이루는 각이, 미리 정해진 범위 내인 의료 장치 제어 시스템.
21. 제20항에 있어서,

    상기 자계 응답부가, 상기 삽입 방향에 대해 평행한 자화 방향을 갖는 자석 또는 전자석이며,

    상기 자계 패턴 기억부가 기억하는 복수의 자계 패턴의 하나가, 상기 삽입 방향에 대해 평행한 자계와 상기 삽입 방향에 대해 수직한 면내에서 자계가 회전하는 회전 자계를 합한 자계인 의료 장치 제어 시스템.
22. 제20항에 있어서,

    상기 자계 응답부가, 상기 삽입 방향에 대해 평행한 자화 방향을 갖는 자석 또는 전자석이며,

    상기 자계 패턴 기억부가 기억하는 상기 복수의 자계 패턴의 하나가, 상기 삽입 방향과 상기 제어 방향을 포함하는 평면 내에서 자계의 방향이 변동되는 변동 자계인 의료 장치 제어 시스템.
23. 제20항에 있어서,

    상기 자계 응답부가, 상기 삽입 방향에 대해 평행한 자화 방향을 갖는 자석 또는 전자석이며,

    상기 자계 패턴 기억부가 기억하는 상기 복수의 자계 패턴의 하나가, 상기 삽입 방향과 상기 제어 방향을 포함하는 평면에 수직한 평면 내에서 자계의 방향이 변동되는 변동 자계인 의료 장치 제어 시스템.
24. 제12항에 있어서,

    상기 자계 패턴 변경부가, 상기 자계 발생부가 현재 발생하고 있는 자계 패턴 후에, 상기 삽입부의 방향에 대해 평행한 자계의 자계 패턴을 발생시키고, 그 후에 다음 자계 패턴을 발생시키는 의료 장치 제어 시스템.
25. 제11항에 있어서,

    상기 자계 제어부에는, 상기 편차에 기초하여 자계의 강도를 변경하는 자계 강도 변경부가 구비되어 있는 의료 장치 제어 시스템.
26. 피검체 내에 삽입되는 삽입부와, 상기 삽입부에 배치되고, 상기 피검체 밖으로부터 인가되는 자계에 응답하여 토크를 발생하는 자계 응답부를 갖는 의료 장치와,

    상기 삽입부의 삽입 방향을 검출하는 방향 검출부와,

    상기 자계 응답부에 작용하고, 상기 삽입부를 제어 방향으로 향하게 하기 위해 자계를 발생하는 자계 발생부와,

    상기 삽입 방향에 대한 상기 제어 방향과의 편차가, 미리 정해진 값 이하로 되도록 상기 자계 발생부를 제어하는 자계 제어부

    를 구비하고,

    유저 인터페이스에는, 상기 삽입 방향과 상기 편차를 표시하는 표시부가 구비되고,

    상기 표시부가, 유저 인터페이스 제어부에 의해 제어되는 의료 장치 제어 시스템.
27. 제26항에 있어서,

    상기 자계 제어부가, 상기 편차가 상기 미리 정해진 값을 초과한 경우에, 상기 제어 방향을 상기 삽입 방향에 일치하도록 상기 자계 발생부를 제어하는 의료 장치 제어 시스템.
28. 제26항에 있어서,

    상기 자계 제어부가, 상기 미리 정해진 값을 유효한 범위에서 변경하는 소정값 변경부를 갖는 의료 장치 제어 시스템.
29. 제1항에 있어서,

    상기 삽입부가, 상기 삽입 방향으로 추진력을 발생시키는 추진력 발생부를 갖는 의료 장치 제어 시스템.

Images