KR20070023659A - Capsule medical position/posture detecting system - Google Patents
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Abstract
본 발명의 캡슐 의료 장치 위치ㆍ자세 검출 시스템은 생체 내에 삽입되는 캡슐 의료 장치 본체와, 상기 캡슐 의료 장치 본체에 설치되어 공진 회로를 구성하는 캡슐 내 코일과, 상기 생체의 주위에 배치되어 상기 캡슐 내 코일에 대해 유도 자계를 발생시키기 위한 교류 자계를 발생하는 자계 발생 장치와, 상기 자계 발생 장치의 발생한 자계에 의해 상기 캡슐 내 코일이 발생하는 유도 자계의 자계 강도를 검출하는 복수의 자계 검출 장치를 구비한다.The capsule medical device position and posture detection system of the present invention includes a capsule medical device main body inserted into a living body, a coil in a capsule provided in the capsule medical device main body to form a resonant circuit, and a capsule medical device main body disposed around the living body. A magnetic field generating device for generating an alternating magnetic field for generating an induction magnetic field for the coil, and a plurality of magnetic field detecting devices for detecting the magnetic field strength of the induction magnetic field generated by the coil in the capsule by the generated magnetic field of the magnetic field generating device; do.
캡슐 의료 장치 위치ㆍ자세 검출 시스템, 캡슐 본체, 회전 자계 발생 장치, 자계 제어 장치, 표시 장치, 처리 장치 Capsule medical device position and posture detection system, capsule body, rotating magnetic field generating device, magnetic field control device, display device, processing device
Description
본 발명은 체강 내에 삽입되는 캡슐 의료 장치 본체의 배향 및 위치를 검출하는 캡슐 의료 장치 위치ㆍ자세 검출 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a capsule medical device position and posture detection system for detecting the orientation and position of a capsule medical device body inserted into a body cavity.
회전 자계에 의해 피검체 내를 추진시키는 종래예로서, 예를 들어 일본 특허 공개 제2001-179700호 공보가 있다. 상기 일본 특허 공개 제2001-179700호 공보에는 회전 자계를 발생하는 자계 발생부와, 이 회전 자계를 받고 회전하여 추력을 얻는 로봇 본체와, 로봇 본체의 위치를 검출하는 위치 검출부와, 이 위치 검출부가 검출한 로봇 본체의 위치를 기초로 로봇 본체를 목적지로 도달시키는 방향으로 향하게 하기 위해 자계 발생부에 의한 회전 자계의 배향을 변경하는 자계 변경 수단을 구비한 이동 가능한 마이크로 머신의 이동 제어 시스템이 개시되어 있다. As a conventional example of pushing the inside of a subject under a rotating magnetic field, there is, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-179700. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2001-179700 discloses a magnetic field generating unit for generating a rotating magnetic field, a robot body that receives the rotating magnetic field and rotates to obtain thrust, a position detecting unit for detecting the position of the robot body, and the position detecting unit Disclosed is a movement control system of a movable micro-machine having magnetic field changing means for changing the orientation of a rotating magnetic field by a magnetic field generating portion to direct the robot body to a direction based on the detected position of the robot body. have.
상기 마이크로 머신의 이동 제어 시스템에 이용되고 있는 위치 검출부는 마이크로 머신에 내장된 자석에 의한 자계를 자기 센서에 의해 검지하여 상기 마이크로 머신의 위치를 산출하고 있다. The position detection unit used in the movement control system of the micro machine detects a magnetic field by a magnet built into the micro machine with a magnetic sensor and calculates the position of the micro machine.
그리고, 상기 일본 특허 공개 제2001-179700호 공보에 기재된 마이크로 머신의 이동 제어 시스템은 겔형 물질인 액체 중의 내부를 이동하는 경우에 있어서, 위 치 정보를 기초로 다음의 이동 방향을 나타내면, 마이크로 머신이 액체 내에서 비교적 자유자재로 방향을 변경할 수 있다. 따라서, 상기 일본 특허 공개 제2001-179700호 공보에 기재된 마이크로 머신의 이동 제어 시스템은 배향(방향) 정보를 제어에 활용하고 있지 않다. In the case where the movement control system of the micromachine disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-179700 is used to move the inside of the liquid, which is a gel-like substance, the micromachine shows a next movement direction based on the position information. The direction can be changed freely in the liquid. Therefore, the movement control system of the micromachine described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-179700 does not utilize orientation (direction) information for control.
그러나, 상기 일본 특허 공개 제2001-179700호 공보에 기재된 마이크로 머신의 이동 제어 시스템에 이용되고 있는 위치 검출부는 상기 마이크로 머신에 회전 자장을 부여하는 회전 자계와, 상기 자석에 의한 자계가 간섭하여(서로 영향을 미침), 상기 마이크로 머신의 배향 및 위치를 정확하게 검출하는 것이 곤란하다. However, the position detection unit used in the movement control system of the micromachine disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-179700 discloses that a rotating magnetic field that imparts a rotating magnetic field to the micromachine and a magnetic field caused by the magnet interfere with each other. Impact), it is difficult to accurately detect the orientation and position of the micro machine.
또한, 상기 일본 특허 공개 제2001-179700호 공보에 기재된 마이크로 머신의 이동 제어 시스템은 체강 내 관로와 같이 관강(管腔)의 폭이나 직경이 작게 되어 있거나, 협착되어 있거나, 관강이 사행되어 있는 경우에 있어서, 마이크로 머신을 원활하게 유도할 수 없는 등의 현상이 일어나는 일이 있었다.In addition, the movement control system of the micromachine disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-179700 has a narrow or narrow width or diameter of a lumen, such as a pipeline in a body cavity, or when the lumen is meandering. In some cases, a phenomenon in which the micro machine cannot be guided smoothly has occurred.
그로 인해. 상기 일본 특허 공개 제2001-179700호 공보에 기재된 마이크로 머신의 이동 제어 시스템은 체강 내를 이동하는 캡슐 의료 장치를 유도 제어하는 경우에 적용하면, 캡슐 의료 장치가 관강에 의해 방향 변경이 억제되어 항상 지정한 방향으로 진행, 방향 절환할 수 없다. 따라서, 상기한 것을 고려하지 않고 목적 방향의 자계를 발생시키면, 캡슐 의료 장치는 관강의 억제에 의해 동작할 수 없는 상태가 발생할 우려가 있다. 상기 문제를 해결하기 위해서는 캡슐 의료 장치의 배향을 고려한 제어를 행할 필요가 있다.Whereby. When the movement control system of the micromachine described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-179700 is applied to inductive control of a capsule medical device that moves in a body cavity, the capsule medical device is suppressed in the direction of change by the lumen, and thus always designated. Proceed in the direction, can not switch direction. Therefore, if the magnetic field in the target direction is generated without considering the above, there is a possibility that the capsule medical device may not operate due to the inhibition of the lumen. In order to solve the above problem, it is necessary to perform control in consideration of the orientation of the capsule medical device.
본 발명은 상술한 점에 비추어 이루어진 것으로, 캡슐 의료 장치 본체를 자 기 유도하는 회전 자계에 영향을 미치지 않고, 정확하게 캡슐 의료 장치 본체의 배향 및 위치를 검출할 수 있는 캡슐 의료 장치 위치ㆍ자세 검출 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the foregoing, and is a capsule medical device position and posture detection system capable of accurately detecting the orientation and position of a capsule medical device main body without affecting the rotating magnetic field that magnetically guides the capsule medical device main body. The purpose is to provide.
캡슐 의료 장치 위치ㆍ자세 검출 시스템은 생체 내에 삽입되는 캡슐 의료 장치 본체와, 상기 캡슐 의료 장치 본체에 설치되어 공진 회로를 구성하는 캡슐 내 코일과, 상기 생체의 주위에 배치되어 상기 캡슐 내 코일에 대해 유도 자계를 발생시키기 위한 교류 자계를 발생하는 자계 발생 수단과, 상기 자계 발생 수단의 발생한 자계에 의해 상기 캡슐 내 코일이 발생하는 유도 자계의 자계 강도를 검출하는 복수의 자계 검출 수단을 구비한다.The capsule medical device position and posture detection system includes a capsule medical device main body inserted into a living body, a coil in a capsule provided in the capsule medical device main body to form a resonance circuit, and a coil in the capsule disposed around the living body. Magnetic field generating means for generating an alternating magnetic field for generating an induction magnetic field, and a plurality of magnetic field detecting means for detecting the magnetic field strength of the induction magnetic field generated by the coil in the capsule by the generated magnetic field of the magnetic field generating means.
도1은 제1 실시 형태의 캡슐 의료 장치 위치ㆍ자세 검출 시스템의 전체 구성도이다.1 is an overall configuration diagram of a capsule medical device position / posture detection system according to the first embodiment.
도2는 도1의 캡슐 의료 장치 위치ㆍ자세 검출 시스템의 회로 블럭도이다.FIG. 2 is a circuit block diagram of the capsule medical device position / posture detection system of FIG.
도3은 캡슐 본체의 측면 설명도이다.3 is a side explanatory diagram of a capsule body;
도4는 인가한 회전 자계 및 이 회전 자계에 의한 캡슐 본체의 동작을 나타내는 개념도이다.4 is a conceptual diagram showing an operation of an applied rotating magnetic field and the capsule body by the rotating magnetic field.
도5는 도4의 회전 자계에 대해 인가한 진동 자계(우력 발생용 자계) 및 이 진동 자계(우력 발생용 자계)에 의한 캡슐 본체의 동작을 나타내는 개념도이다. FIG. 5 is a conceptual diagram showing the operation of the capsule main body by the vibration magnetic field (force generating magnetic field) applied to the rotating magnetic field of FIG. 4 and the vibration magnetic field (force generating magnetic field).
도6은 캡슐 본체에 대한 위치ㆍ자세 검출 장치에 의한 위치ㆍ자세 검출의 설 명도이다. 6 is an explanatory diagram of position and posture detection by a position and posture detection device with respect to the capsule body.
도7은 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치를 도시하는 설명도이다. 7 is an explanatory diagram showing a rotating magnetic field generating device and a position and posture detecting device.
도8은 도7의 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 확대 사시도이다. FIG. 8 is an enlarged perspective view of the rotating magnetic field generating device and the position and attitude detecting device of FIG.
도9는 도8의 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치 절단도이다. FIG. 9 is a cutaway view of the rotating magnetic field generating device and the position and attitude detecting device of FIG. 8; FIG.
도10은 도8의 위치ㆍ자세 검출 장치의 변형예를 나타내는 사시도이다. FIG. 10 is a perspective view showing a modification of the position / posture detection device of FIG. 8.
도11은 도10의 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치 절단도이다. FIG. 11 is a cutaway view of the rotating magnetic field generating device and the position and attitude detecting device of FIG.
도12는 도8의 위치ㆍ자세 검출 장치의 제2 변형예를 나타내는 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 사시도이다. 12 is a perspective view of a rotating magnetic field generating device and a position / posture detecting device, showing a second modification of the position-posture detecting device of FIG.
도13은 2개로 분할 가능하게 구성된 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치를 도시하는 개략도이다. Fig. 13 is a schematic diagram showing a rotating magnetic field generating device and a position and attitude detecting device configured to be divided into two.
도14는 개폐 가능하게 구성된 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치를 도시하는 개략도이다. Fig. 14 is a schematic diagram showing a rotating magnetic field generating device and a position / position detecting device configured to be openable and openable.
도15a 및 도15b는 위치ㆍ자세 검출 기판에 배치되는 검출용 코일 및 여자용 코일의 배치 패턴예를 나타내는 설명도이고, 도15a는 위치ㆍ자세 검출 기판에 배치되는 검출용 코일 및 여자용 코일의 배치 패턴예를 나타내는 위치ㆍ자세 검출 기판의 사시도이다. 15A and 15B are explanatory diagrams showing an example of the arrangement pattern of the detection coil and the excitation coil arranged on the position-posture detection substrate, and FIG. 15A is a diagram of the detection coil and the excitation coil arranged on the position-posture detection substrate. It is a perspective view of the position and attitude | position detection board which shows an example of an arrangement pattern.
도15b는 도15a의 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 상면도이다. Fig. 15B is a top view of the rotating magnetic field generating device and the position and attitude detecting device of Fig. 15A.
도16a 내지 도16c는 위치ㆍ자세 검출 기판에 배치되는 검출용 코일 및 여자용 코일의 다른 배치 패턴예를 나타내는 설명도이고, 도16a는 위치ㆍ자세 검출 기판에 배치되는 검출용 코일 및 여자용 코일의 다른 제1 배치 패턴예를 나타내는 위치ㆍ자세 검출 기판의 사시도이다. 16A to 16C are explanatory diagrams showing an example of another arrangement pattern of the detection coil and the excitation coil arranged on the position and posture detection substrate, and FIG. 16A is the detection coil and the excitation coil arranged on the position and posture detection substrate. It is a perspective view of the position / posture detection board | substrate which shows the other 1st arrangement pattern example of this.
도16b는 위치ㆍ자세 검출 기판에 배치되는 검출용 코일 및 여자용 코일의 다른 제2 배치 패턴예를 나타내는 위치ㆍ자세 검출 기판의 사시도이다. Fig. 16B is a perspective view of the position / posture detection substrate showing another example of the second arrangement pattern of the detection coil and the excitation coil disposed on the position-posture detection substrate.
도16c는 위치ㆍ자세 검출 기판에 배치되는 검출용 코일 및 여자용 코일의 다른 제3 배치 패턴예를 나타내는 위치ㆍ자세 검출 기판의 사시도이다. Fig. 16C is a perspective view of a position / posture detection substrate showing another third arrangement pattern example of the detection coil and the excitation coil arranged on the position-posture detection substrate.
도17a 및 도17b는 도10의 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 개략 설명도이고, 도17a는 도10의 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 외관을 도시하는 개략 사시도이다. 17A and 17B are schematic explanatory views of the rotating magnetic field generating device and the position and posture detection device of FIG. 10, and FIG. 17A is a schematic perspective view showing the appearance of the rotating magnetic field generating device and the position and posture detection device of FIG.
도17b는 도17a의 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 내부 구성을 도시하는 개략 단면도이다. FIG. 17B is a schematic cross-sectional view showing the internal structure of the rotating magnetic field generating device and the position and attitude detecting device of FIG. 17A.
도18은 도12의 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 외관을 도시하는 개략 사시도이다. FIG. 18 is a schematic perspective view showing the external appearance of the rotating magnetic field generating device and the position and position detecting device of FIG.
도19a 및 도19b는 도18의 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 내부 구성을 도시하는 개략 단면도이고, 도19a는 도18의 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 내부 구성을 도시하는 A화살표 방향의 개략 단면도이다. 19A and 19B are schematic cross-sectional views showing the internal structure of the rotating magnetic field generating device and the position and posture detection device of Fig. 18, and Fig. 19A shows the internal structure of the rotating magnetic field generating device and the position and posture detection device of Fig. 18. It is a schematic sectional drawing of the A arrow direction shown.
도19b는 도18의 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 내부 구성을 도시하는 B화살표 방향의 개략 단면도이다. FIG. 19B is a schematic cross-sectional view in the direction of the B arrow showing the internal structure of the rotating magnetic field generating device and the position and attitude detecting device of FIG.
도20은 방향/위치 검출 장치에 의해 검출된 캡슐 본체의 배향(방향) 및 위치 정보를 기초로 회전 자계의 배향 등을 제어하는 동작을 나타내는 흐름도이다. 20 is a flowchart showing an operation of controlling the orientation of the rotating magnetic field and the like based on the orientation (direction) and position information of the capsule body detected by the orientation / position detection device.
도21은 도2의 방향/위치 검출 장치의 변형예를 나타내는 회로 블럭도이다. FIG. 21 is a circuit block diagram showing a modification of the direction / position detection device of FIG.
도22는 도21의 방향/위치 검출 장치에 의해 검출된 캡슐 본체의 배향(방향) 및 위치 정보를 기초로 회전 자계의 배향 등을 제어하는 동작을 나타내는 흐름도이다. 22 is a flowchart showing an operation of controlling the orientation of the rotating magnetic field or the like based on the orientation (direction) and position information of the capsule body detected by the orientation / position detection device of FIG. 21.
도23은 도20 또는 도22의 흐름도에 더 가하는 제어를 나타내는 흐름도이다. FIG. 23 is a flowchart showing control added to the flowchart of FIG. 20 or FIG.
도24a 내지 도24c는 공진 회로를 구성하고 있는 코일의 변형예를 나타내는 캡슐 본체의 설명도이고, 도24a는 내장물을 피복하는 피복 부재에 코일을 권취한 캡슐 본체의 측면 설명도이다. 24A to 24C are explanatory diagrams of a capsule main body showing a modification of the coil constituting the resonant circuit, and FIG. 24A is a side explanatory diagram of a capsule main body in which a coil is wound around a covering member covering the interior.
도24b는 도24a의 피복 부재의 단면 형상을 나타내는 설명도이다. 24B is an explanatory diagram showing a cross-sectional shape of the covering member of FIG. 24A.
도24c는 막대형 부재에 코일을 권취한 캡슐 본체의 측면 설명도이다. 24C is an explanatory side view of a capsule body in which a coil is wound around a rod-shaped member.
도25a 내지 도25c는 도24a 내지 도24c의 코일에 의해 구성되는 공진 회로를 이용하여 구성한 전원 공급 회로를 도시하는 회로 블럭도이고, 도25a는 제1 전원 공급 회로를 도시하는 회로 블럭도이다. 25A to 25C are circuit block diagrams showing a power supply circuit constructed using a resonant circuit constituted by the coils of Figs. 24A to 24C, and Fig. 25A is a circuit block diagram showing a first power supply circuit.
도25b는 제2 전원 공급 회로를 도시하는 회로 블럭도이다. 25B is a circuit block diagram showing a second power supply circuit.
도25c는 제3 전원 공급 회로를 도시하는 회로 블럭도이다. Fig. 25C is a circuit block diagram showing a third power supply circuit.
도26a 및 도26b는 도8의 위치ㆍ자세 검출 장치의 제3 변형예를 나타내는 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 개략 설명도이고, 도26a는 도8의 위치ㆍ자세 검출 장치의 제3 변형예를 나타내는 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치를 도시하는 개략 사시도이다. 26A and 26B are schematic explanatory diagrams of a rotating magnetic field generating device and a position / posture detection device showing a third modification of the position / posture detection device of FIG. 8, and FIG. 26A is a view of the position-posture detection device of FIG. It is a schematic perspective view which shows the rotating magnetic field generating device which shows 3 modifications, and a position / position detection apparatus.
도26b는 도26a의 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 내부 구성을 도시하는 A화살표 방향의 개략 단면도이다. FIG. 26B is a schematic cross-sectional view in the direction of the arrow A, showing the internal structure of the rotating magnetic field generating device and the position and attitude detecting device of FIG. 26A.
도27은 도8의 위치ㆍ자세 검출 장치의 제4 변형예를 나타내는 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 개략 사시도이다. Fig. 27 is a schematic perspective view of the rotating magnetic field generating device and the position and posture detection device, showing the fourth modification of the position and posture detection device of Fig. 8;
도28a 및 도28b는 도8의 위치ㆍ자세 검출 장치의 제5 변형예를 나타내는 개략 설명도이고, 도28a는 도8의 위치ㆍ자세 검출 장치의 제5 변형예를 나타내는 개략 사시도이다. 28A and 28B are schematic explanatory diagrams showing a fifth modification of the position / posture detection apparatus of FIG. 8, and FIG. 28A is a schematic perspective view showing a fifth modification of the position-posture detection apparatus of FIG.
도28b는 도28a의 위치ㆍ자세 검출 장치의 내부 구성을 도시하는 개략 단면도이다. FIG. 28B is a schematic cross-sectional view showing the internal configuration of the position / posture detection device of FIG. 28A.
도29a 및 도29b는 제2 실시 형태의 캡슐 의료 장치 위치ㆍ자세 검출 시스템을 구성하고 있는 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치를 도시하는 설명도이고, 도29a는 제2 실시 형태의 캡슐 의료 장치 위치ㆍ자세 검출 시스템을 구성하고 있는 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치를 도시하는 개략 사시도이다. 29A and 29B are explanatory diagrams showing the rotating magnetic field generating device and the position and posture detection device constituting the capsule medical device position and posture detection system according to the second embodiment, and FIG. 29A is the capsule medicine according to the second embodiment. It is a schematic perspective view showing the rotating magnetic field generating device and the position and posture detecting device constituting the device position and posture detection system.
도29b는 도29a의 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 내부 구성을 도시하는 개략 단면도이다. FIG. 29B is a schematic cross-sectional view showing the internal structure of the rotating magnetic field generating device and the position / position detecting device of FIG. 29A.
도30은 도29a 및 도29b의 위치ㆍ자세 검출 장치의 변형예를 나타내는 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 개략 사시도이다. Fig. 30 is a schematic perspective view of the rotating magnetic field generating device and the position and posture detection device, illustrating a modification of the position and posture detection devices in Figs. 29A and 29B.
도31은 도30의 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 내부 구성을 도시하는 A화살표 방향의 개략 단면도이다. FIG. 31 is a schematic cross-sectional view in the direction of an arrow A, showing the internal structure of the rotating magnetic field generating device and the position and attitude detecting device of FIG.
도32는 제3 실시 형태의 캡슐 의료 장치 위치ㆍ자세 검출 시스템을 구성하고 있는 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치를 도시하는 설명도이다. 32 is an explanatory diagram showing a rotating magnetic field generating device and a position / posture detecting device that constitute the capsule medical device position / posture detection system according to the third embodiment.
도33은 도32의 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 주요부 확대도이다. FIG. 33 is an enlarged view of an essential part of the rotating magnetic field generating device and the position and attitude detecting device of FIG.
도34는 제3 실시 형태의 캡슐 의료 장치 위치ㆍ자세 검출 시스템을 도시하는 전체 구성도이다. Fig. 34 is an overall configuration diagram showing the capsule medical device position / posture detection system according to the third embodiment.
도35는 제3 실시 형태의 캡슐 의료 장치 위치ㆍ자세 검출 시스템의 제어 동작을 나타내는 흐름도이다. Fig. 35 is a flowchart showing the control operation of the capsule medical device position / posture detection system according to the third embodiment.
도36은 도32의 위치ㆍ자세 검출 장치의 변형예를 나타내는 개략 사시도이다. FIG. 36 is a schematic perspective view showing a modification of the position / posture detection device of FIG.
도37은 도36의 위치ㆍ자세 검출 장치의 개략 설명도이다. FIG. 37 is a schematic explanatory view of the position / posture detection device of FIG.
도38은 도37의 변형예를 나타내고, 위치ㆍ자세 검출 기판을 평판형으로 구성한 캡슐 본체에 대한 위치ㆍ자세 검출 장치에 의한 위치ㆍ자세 검출의 설명도이다. FIG. 38 shows a modification of FIG. 37 and is an explanatory diagram of position and posture detection by a position and posture detection device for a capsule body having a position and posture detection substrate in a flat plate; FIG.
도39는 콘덴서 대신에 발진기를 설치하여 공진 회로를 구성한 캡슐 본체에 대한 위치ㆍ자세 검출 장치에 의한 위치ㆍ자세 검출의 설명도이다. Fig. 39 is an explanatory diagram of position and posture detection by a position and posture detection device for a capsule main body in which an oscillator is provided in place of a condenser to form a resonance circuit.
도40a 내지 도40c는 여자용 코일과 검출용 코일과 캡슐 내 코일의 위치 관계를 나타내는 개략 설명도이고, 도40a는 여자용 코일과 검출용 코일을 연결하는 축과, 캡슐 내 코일이 동축이 될 때의 위치 관계를 나타내는 개략 설명도이다. 40A to 40C are schematic explanatory diagrams showing the positional relationship between the excitation coil, the detection coil, and the coil in the capsule, and FIG. 40A is an axis connecting the excitation coil and the detection coil with the coil in the capsule to be coaxial. It is a schematic explanatory drawing which shows the positional relationship at the time.
도40b는 여자용 코일과 검출용 코일을 연결하는 축이 캡슐 내 코일의 길이 중심축에 있어서 직교할 때의 위치 관계를 나타내는 개략 설명도이다. 40B is a schematic explanatory diagram showing a positional relationship when an axis connecting the excitation coil and the detection coil is orthogonal to the longitudinal center axis of the coil in the capsule.
도40c는 여자용 코일과 검출용 코일을 연결하는 축으로부터 캡슐 내 코일이 어긋난 위치가 될 때의 위치 관계를 나타내는 개략 설명도이다. 40C is a schematic explanatory diagram showing the positional relationship when the coil in the capsule is shifted from an axis connecting the excitation coil and the detection coil.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described with reference to drawings.
(제1 실시 형태)(1st embodiment)
도1 내지 도28b는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 것으로, 도1은 제1 실시 형태의 캡슐 의료 장치 위치ㆍ자세 검출 시스템의 전체 구성도, 도2는 도1의 캡슐 의료 장치 위치ㆍ자세 검출 시스템의 회로 블럭도, 도3은 캡슐 본체의 측면 설명도, 도4는 인가한 회전 자계 및 이 회전 자계에 의한 캡슐 본체의 동작을 나타내는 개념도, 도5는 도4의 회전 자계에 대해 인가한 진동 자계(우력 발생용 자계) 및 이 진동 자계(우력 발생용 자계)에 의한 캡슐 본체의 동작을 나타내는 개념도, 도6은 캡슐 본체에 대한 위치ㆍ자세 검출 장치에 의한 위치ㆍ자세 검출의 설명도, 도7은 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치를 도시하는 설명도, 도8은 도7의 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 확대 사시도, 도9는 도8의 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 절단도, 도10은 도8의 위치ㆍ자세 검출 장치의 제1 변형예를 나타내는 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 사시도, 도11은 도10의 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 절단도, 도12는 도8의 위치ㆍ자세 검출 장치의 제2 변형예를 나타내는 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 사시도, 도13은 2개로 분할 가능하게 구성된 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치를 도시하는 개략도, 도14는 개폐 가능하게 구 성된 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치를 도시하는 개략도, 도15a 및 도15b는 위치ㆍ자세 검출 기판에 배치되는 검출용 코일 및 여자용 코일의 배치 패턴예를 나타내는 설명도이고, 도15a는 위치ㆍ자세 검출 기판에 배치되는 검출용 코일 및 여자용 코일의 배치 패턴예를 나타내는 위치ㆍ자세 검출 기판의 사시도, 도15b는 도15a의 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 상면도, 도16a 내지 도16c는 위치ㆍ자세 검출 기판에 배치되는 검출용 코일 및 여자용 코일의 다른 배치 패턴예를 나타내는 설명도이고, 도16a는 위치ㆍ자세 검출 기판에 배치되는 검출용 코일 및 여자용 코일의 다른 제1 배치 패턴예를 나타내는 위치ㆍ자세 검출 기판의 사시도, 도16b는 위치ㆍ자세 검출 기판에 배치되는 검출용 코일 및 여자용 코일의 다른 제2 배치 패턴예를 나타내는 위치ㆍ자세 검출 기판의 사시도, 도16c는 위치ㆍ자세 검출 기판에 배치되는 검출용 코일 및 여자용 코일의 다른 제3 배치 패턴예를 나타내는 위치ㆍ자세 검출 기판의 사시도, 도17a 및 도17b는 도10의 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 개략 설명도이고, 도17a는 도10의 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 외관을 도시하는 개략 사시도, 도17b는 도17a의 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 내부 구성을 도시하는 개략 단면도, 도18은 도12의 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 개략 설명도이고, 도19a 및 도19b는 도18의 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 내부 구성을 도시하는 개략 단면도이고, 도19a는 도18의 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 내부 구성을 도시하는 A화살표 방향의 개략 단면도, 도19b는 도18의 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 내부 구성을 도시하 는 B화살표 방향의 개략 단면도, 도20은 방향/위치 검출 장치에 의해 검출된 캡슐 본체의 배향(방향) 및 위치 정보를 기초로 회전 자계의 배향 등을 제어하는 동작을 나타내는 흐름도, 도21은 도2의 방향/위치 검출 장치의 변형예를 나타내는 회로 블럭도, 도22는 도21의 방향/위치 검출 장치에 의해 검출된 캡슐 본체의 배향(방향) 및 위치 정보를 기초로 회전 자계의 배향 등을 제어하는 동작을 나타내는 흐름도, 도23은 도20 또는 도22의 흐름도에 더 가하는 제어를 도시하는 흐름도, 도24a 내지 도24c는 공진 회로를 구성하고 있는 코일의 변형예를 나타내는 캡슐 본체의 설명도이고, 도24a는 내장물을 피복하는 피복 부재에 코일을 권취한 캡슐 본체의 측면 설명도, 도24b는 도24a의 피복 부재의 단면 형상을 나타내는 설명도, 도24c는 막대형 부재에 코일을 권취한 캡슐 본체의 측면 설명도, 도25a 내지 도25c는 도24a 내지 도24c의 코일에 의해 구성되는 공진 회로를 이용하여 구성한 전원 공급 회로를 도시하는 회로 블럭도이고, 도25a는 제1 전원 공급 회로를 도시하는 회로 블럭도, 도25b는 제2 전원 공급 회로를 도시하는 회로 블럭도, 도25c는 제3 전원 공급 회로를 도시하는 회로 블럭도, 도26a 및 도26b는 도8의 위치ㆍ자세 검출 장치의 제3 변형예를 나타내는 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 개략 설명도이고, 도26a는 도8의 위치ㆍ자세 검출 장치의 제3 변형예를 나타내는 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치를 도시하는 개략 사시도, 도26b는 도26a의 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 내부 구성을 도시하는 A화살표 방향의 개략 단면도, 도27은 도8의 위치ㆍ자세 검출 장치의 제4 변형예를 나타내는 개략 사시도, 도28a 및 도28b는 도8의 위치ㆍ자세 검출 장치의 제5 변형예를 나타내는 개략 설명도이고, 도28a는 도8의 위치ㆍ자세 검출 장치의 제5 변형예를 나타내는 개략 사시도, 도28b는 도28a의 위치ㆍ자세 검출 장치의 내부 구성을 도시하는 개략 단면도이다. 1 to 28B show a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is an overall configuration diagram of a capsule medical device position / posture detection system according to the first embodiment, and FIG. 2 is a capsule medical device position / posture of FIG. Fig. 3 is a side explanatory diagram of the capsule body, Fig. 4 is a conceptual diagram showing the applied rotating magnetic field and the operation of the capsule body by the rotating magnetic field, and Fig. 5 is applied to the rotating magnetic field of Fig. 4. Fig. 6 is a conceptual diagram showing the operation of the capsule main body by vibrating magnetic field (a magnetic field for generating a force) and this vibrating magnetic field (a magnetic field for generating a force); Fig. 6 is an explanatory diagram of position and posture detection by a position / posture detecting device for the capsule main body; FIG. 7 is an explanatory view showing a rotating magnetic field generating device and a position and posture detection device, FIG. 8 is an enlarged perspective view of the rotating magnetic field generating device and a position and posture detecting device of FIG. 7, FIG. 9 is a rotating magnetic field generating device of FIG. Posture Sword Fig. 10 is a perspective view of the rotating magnetic field generating device and the position and posture detecting device showing the first modification of the position and posture detecting device of Fig. 8, and Fig. 11 is the rotating magnetic field generating device and the position and posture of Fig. 10. 12 is a cutaway view of the detection device, FIG. 12 is a perspective view of a rotating magnetic field generating device and a position-posture detecting device, showing a second modification of the position-posture detecting device of FIG. 8, and FIG. 13 is a rotating magnetic field generating device configured to be divided into two. And a schematic diagram showing a position and posture detection device, FIG. 14 is a schematic diagram showing a rotating magnetic field generating device configured to be openable and close, and a position and posture detection device, and FIGS. 15A and 15B are for detection arranged on a position and posture detection substrate. It is explanatory drawing which shows the example of the arrangement pattern of a coil and an excitation coil, FIG. 15: A Position and attitude which shows an example of the arrangement pattern of a detection coil and an excitation coil arrange | positioned at a position and a posture detection board | substrate Fig. 15B is a top view of the rotating magnetic field generating device and the position and attitude detecting device of Fig. 15A, and Figs. 16A to 16C are different arrangement patterns of the detecting coil and the excitation coil arranged on the position and attitude detecting board. 16A is a perspective view of a position and posture detection board, showing an example of another first arrangement pattern of the detection coil and the excitation coil arranged on the position and posture detection board, and FIG. 16B is a position and posture detection board. Fig. 16C is a perspective view of the position and posture detection substrate showing another example of the second arrangement pattern of the detection coil and the excitation coil disposed in the circuit. Fig. 16C shows another third arrangement of the detection coil and the excitation coil arranged on the position and posture detection substrate. 17A and 17B are schematic explanatory views of the rotating magnetic field generating device and the position and posture detection device of FIG. 10, and FIG. 17A is the rotor of FIG. Fig. 17B is a schematic perspective view showing the external appearance of the generator and the position and position detection device, Fig. 17B is a schematic sectional view showing the internal structure of the rotary magnetic field generator and the position and position detection device of Fig. 17A, and Fig. 18 is the rotary magnetic field generation of Fig. 12. Fig. 19A and Fig. 19B are schematic cross-sectional views showing the internal structure of the rotating magnetic field generating device and the position and posture detecting device of Fig. 18, and Fig. 19A is the rotating magnetic field of Fig. 18. Figs. Fig. 19B is a schematic sectional view of the arrow direction showing the internal structure of the generator and the position / position detecting device, and Fig. 19B is a schematic sectional view of the arrow direction B showing the internal structure of the rotating magnetic field generating device and the position / position detecting device in Fig. 18. 20 is a flowchart showing an operation of controlling the orientation of a rotating magnetic field and the like on the basis of the orientation (direction) and position information of the capsule body detected by the direction / position detection device, and FIG. Fig. 22 is a circuit block diagram showing a modification of the direction / position detection device of Fig. 2, and Fig. 22 shows the orientation of the rotating magnetic field and the like based on the orientation (direction) and position information of the capsule body detected by the direction / position detection device of Fig. 21. 23 is a flow chart showing control added to the flow chart of FIG. 20 or 22, and FIGS. 24A to 24C are explanatory views of a capsule body showing a modification of the coil constituting the resonant circuit. 24A is an explanatory view of a side of a capsule body in which a coil is wound around a covering member covering the interior material; FIG. 24B is an explanatory view showing a cross-sectional shape of the covering member of FIG. 24A; FIG. 24C is a coil of the rod-shaped member. 25A to 25C are circuit block diagrams showing a power supply circuit constructed using a resonant circuit constituted by the coils of FIGS. 24A to 24C, and FIG. 25A is a first power supply circuit.25B is a circuit block diagram showing a second power supply circuit, FIG. 25C is a circuit block diagram showing a third power supply circuit, and FIGS. 26A and 26B are position and posture detection devices of FIG. Fig. 26A is a schematic explanatory diagram of a rotating magnetic field generating device and a position / posture detecting device, showing a third modification of the present invention, and Fig. 26A shows a rotating magnetic field generating device and a position / posture detection showing a third modification of the position-posture detecting device of Fig. 8. Fig. 26B is a schematic perspective view showing the apparatus, Fig. 26B is a schematic sectional view in the direction of the arrow A showing the internal structure of the rotating magnetic field generating apparatus and Fig. 26A, and Fig. 27 is a fourth view of the position and posture detecting apparatus of Fig. 8; 28A and 28B are schematic explanatory views showing a fifth modified example of the position / posture detection apparatus of FIG. 8, and FIG. 28A shows a fifth modified example of the position-posture detection apparatus of FIG. Schematic perspective representation FIG. 28B is a schematic cross-sectional view showing the internal configuration of the position / posture detection device of FIG. 28A.
도1 및 도2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 형태의 캡슐 의료 장치 위치ㆍ자세 검출 시스템(1)은 도시하지 않은 환자의 체강 내에 삽입되어 체강 내를 촬상하는 캡슐 내시경으로서 기능하는 캡슐 의료 장치 본체(3)(이하, 캡슐 본체라 약칭)와, 환자의 주위, 즉 체외에 배치되어 캡슐 본체(3)에 회전 자계를 인가하고 이 캡슐 본체(3)의 배향 및 위치를 체외로부터 유도하는 유도 장치로서 제1 자계 발생 장치인 회전 자계 발생 장치(4)와, 이 회전 자계 발생 장치(4)에 회전 자계를 발생시키는 구동 전류의 공급 제어를 행하는 자계 제어 장치(혹은, 전원 제어 장치)(5)와, 환자의 체외에 배치되어 캡슐 본체(3)와 무선 통신을 행하는 처리를 행하는 동시에, 자계 제어 장치(5)를 제어하고, 캡슐 본체(3)에 인가되는 회전 자계의 배향이나 크기 등을 제어하는 처리를 행하는 처리 장치(6)와, 이 처리 장치(6)에 접속되어 캡슐 본체(3)에 의해 촬상한 화상 등을 표시하는 표시 장치(7)와, 처리 장치(6)에 접속되어 시술자 등의 조작자가 조작함으로써, 조작에 대응한 지시 신호를 지시 입력하는 조작 입력 장치(8)를 갖는다. 조작 입력 장치(8)는, 예를 들어 자계 방향의 지시 신호를 발생하는 방향 입력 장치(8a), 조작에 대응한 회전 주파수의 회전 자계의 지시 신호를 발생하는 속도 입력 장치(8b), 조작에 대응하여 편심한 회전 자계의 발생 등 설정된 기능에 대응한 지시 신호를 발생하는 기능 버튼(8c)을 포함한다. As shown in Figs. 1 and 2, the capsule medical device position /
또한, 캡슐 의료 장치 위치ㆍ자세 검출 시스템(1)은 캡슐 본체(3) 내에 내장된 후술의 공진 회로(40)에 유도기전력을 발생시키기 위한 교류 자계를 발생하는 동시에, 이 교류 자계에 의해 유도기전력을 발생한 공진 회로(40)에 의해 발생한 자계를 검출하여 캡슐 본체(3)의 길이 방향의 배향(방향)을 검출하는 동시에 위치도 검출하는, 자기 센서 등의 자계 검출부로서의 위치ㆍ자세 검출 장치(9)를 설치하고 있다. 이 위치ㆍ자세 검출 장치(9)의 상세 구성은 후술한다. In addition, the capsule medical device position /
우선, 캡슐 본체(3)에 대해 설명한다. First, the capsule
도3에 도시한 바와 같이, 캡슐 본체(3)는 캡슐 형상의 외장 용기(11)의 외주면에 회전에 의해 추력 발생하는 추력 발생 구조부가 되는 나선형 돌기(혹은 스크류부)(12)가 설치되어 있다. 또한, 이 외장 용기(11)로 밀폐된 내부에는 대물 광학계(13) 및 그 결상 위치에 배치된 촬상 소자(14)와, 촬상을 행하기 위해 조명하는 조명 소자(15) 등 외에 마그넷(16)이 수납되어 있다. As shown in FIG. 3, the capsule
상기 대물 광학계(13)는 원통형의 캡슐 본체(3)의 중심축(C) 상에 그 광축이 일치하도록 하고, 예를 들어 외장 용기(11)에 있어서의 반구형으로 투명하게 형성된 선단부 커버(11a)의 내측에 배치되어 있고, 선단부 커버(11a)의 중앙 부분이 관찰 창(17)이 된다. 또한, 도3에서는 도시하고 있지 않지만, 조명 소자(15)는 대물 광학계(13)의 주위에 배치되어 있다. The objective
따라서, 이 경우에는, 대물 광학계(13)의 시야 방향은 대물 광학계(13)의 광축 방향, 즉 캡슐 본체(3)의 원통형의 중심축(C)에 따른 방향이 된다. Therefore, in this case, the viewing direction of the objective
또한, 캡슐 본체(3)는, 예를 들어 외장 용기(11)의 후단부 부근 내부에 공진 회로(40)를 구성하고 있는 캡슐 내 코일(42)이 소정의 배향, 구체적으로는 캡슐 내 코일(42)이 솔레노이드형으로 권취되고, 그 배향이 캡슐 본체(3)의 길이 방향의 배향으로 설정된 상태로 수납되어 있다. In the
또한, 캡슐 본체(3) 내의 길이 방향의 중앙 부근에 배치된 마그넷(16)은 중심축(C)과 직교하는 방향에 N극 및 S극이 배치되어 있다. 이 경우, 마그넷(16)의 중심은 이 캡슐 본체(3)의 무게 중심 위치에 일치하도록 배치되고, 외부로부터 자계를 인가한 경우에 마그넷(16)에 작용하는 자기적인 힘의 중심이 캡슐 본체(3)의 무게 중심 위치가 되고, 자기적으로 캡슐 본체(3)를 원활하게 추진시키기 쉬운 구성으로 하고 있다. 또한, 마그넷(16)은 촬상 소자(14)의 특정한 배치 방향에 일치하도록 배치되어 있다. 즉, 촬상 소자(14)에 의해 촬상된 화상이 표시되는 경우의 상방향이 마그넷(16)의 S극으로부터 N극을 향하는 방향으로 설정되어 있다. Moreover, in the
회전 자계 발생 장치(4)에 의해 회전 자계를 캡슐 본체(3)에 인가함으로써, 마그넷(16)을 자기적으로 회전시키고, 이 마그넷(16)을 내부에 고정한 캡슐 본체(3)를 마그넷(16)과 함께 회전시키고, 그때 캡슐 본체(3)의 외주면에 설치한 나선형 돌기(12)는 체강 내벽에 접촉하고 회전되어 캡슐 본체(3)를 추진시킬 수 있도록 하고 있다. By applying the rotating magnetic field to the capsule
또한, 이와 같이, 외부 자계에 의해 마그넷(16)을 내장한 캡슐 본체(3)를 제어하도록 한 경우에는 외부 자계의 배향으로부터 캡슐 본체(3)에 의해 촬상된 화상의 상방향이 어느 방향인지를 알 수 있도록 하고 있다. In this way, when the capsule
캡슐 본체(3) 내에는 상술한 대물 광학계(13), 촬상 소자(14), 마그넷(16) 외에, 도2에 도시한 바와 같이 촬상 소자(14)로 촬상된 신호에 대한 신호 처리를 행하는 신호 처리 회로(20)와, 이 신호 처리 회로(20)에 의해 생성된 디지털 영상 신호를 일시 기억하는 메모리(21)와, 이 메모리(21)로부터 판독한 영상 신호를 고주파 신호로 변조하여 무선 송신하는 신호로 변환하거나, 처리 장치(6)로부터 송신되는 제어 신호의 복조 등을 하는 무선 회로(22)와, 캡슐 본체(3) 내의 신호 처리 회로(20) 등을 제어하는 캡슐 제어 회로(23)와, 캡슐 본체(3) 내부의 신호 처리 회로(20) 등의 전기계에 동작용 전원을 공급하는 전지(24)가 수납되어 있다. In the
또한, 캡슐 본체(3) 내에는 상기 캡슐 내 코일(42)과 전기적으로 접속하는 콘덴서(41)가 설치되어 있고, 상기 캡슐 내 코일(42)과 함께 공진 회로(40)를 구성하고 있다. 이 공진 회로(40)에는 상기 위치ㆍ자세 검출 장치(9)에 의해 교류 자계가 발생된 경우, 이 교류 자계에 의해 유도기전력을 발생하여 전류가 흐르도록 되어 있다. In the capsule
또한, 코일(42)은 고유의 자기 공진 주파수를 갖고 있고, 이 자기 공진 주파수에 가까운 교류 자계를 상기 위치ㆍ자세 검출 장치(9)로부터 발생시킨 경우, 콘덴서(41)가 없어도 유효한 유도기전력을 발생할 수 있어 콘덴서(41)를 필요로 하지 않는다. 이와 같이 함으로써, 콘덴서(41)를 생략할 수 있어, 소형화로 할 수 있는 동시에, 구성을 간단하게 할 수 있다. In addition, the
또한, 이 캡슐 본체(3)와 무선 통신을 행하는 처리 장치(6)는 상기 무선 회로(22)와 무선 통신을 행하는 무선 회로(25)와, 무선 회로(25)와 접속되어 캡슐 본체(3)로부터 이송된 화상 데이터에 대한 화상 표시 등의 데이터 처리 등을 행하는 데이터 처리 회로(26)와, 데이터 처리 회로(26)나 전원 제어 장치(5) 등을 제어하는 제어 회로(27)와, 상기 전원 제어 장치(5)를 거쳐서 회전 자계 발생 장치(4)에 의해 발생되는 회전 자계의 상태의 정보와 방향 입력 장치(8a) 등에 의한 설정의 정보를 기억하는 기억 회로(28)를 갖는다. Moreover, the
데이터 처리 회로(26)에는 표시 장치(7)가 접속되어, 촬상 소자(14)로 촬상되어 무선 회로(22, 25)를 경유하여 데이터 처리 회로(26)에 의해 처리된 화상 등이 표시된다. 또한, 이 데이터 처리 회로(26)는 캡슐 본체(3)가 회전되면서 화상을 촬상하므로, 표시 장치(7)에 표시될 때의 화상의 배향을 일정한 방향으로 보정하는 처리를 행하고, 시술자가 보기 쉬운 화상을 표시할 수 있도록 화상 처리를 행한다(예를 들어, 일본 특허 공개 제2003-299612호 공보에 기재된 기술을 참조). The
제어 회로(27)에는 조작 입력 장치(8)를 구성하는 방향 입력 장치(8a), 속도 입력 장치(8b) 등으로부터 조작에 대응한 지시 신호가 입력되고, 제어 회로(27)는 지시 신호에 대응한 제어 동작을 행한다. An instruction signal corresponding to the operation is input to the
또한, 제어 회로(27)는 기억 회로(28)와 접속되어 기억 회로(28)에 자계 제어 장치(5)를 거쳐서 회전 자계 발생 장치(4)에 의해 발생하는 회전 자계의 배향(회전 자계의 자계 회전 평면의 법선 방향) 및 자계의 배향의 정보를 항시 기억하도록 하고 있다. 그 후에 회전 자계의 배향이나 자계의 배향을 변화시키는 조작이 행해진 경우에도 회전 자계의 배향이나 자계의 배향을 연속적으로 변화시켜, 원활하게 변화시킬 수 있도록 하고 있다. 또한, 기억 회로(28)를 제어 회로(27) 내부에 설치해도 좋다. In addition, the
또한, 제어 회로(27)와 접속된 자계 제어 장치(5)는 교류 전류를 발생하는 동시에, 그 주파수나 위상을 제어하는 3개의 교류 전류 발생과 제어 회로로 이루어지는 교류 전류 발생과 제어부(31)와, 각 교류 전류를 각각 증폭하는 3개의 드라이버로 이루어지는 드라이버부(32)를 갖고, 3개의 드라이버의 출력 전류는 회전 자계 발생 장치(4)를 구성하는 3개의 전자석(33a, 33b, 33c)에 각각 공급된다. In addition, the magnetic
이 경우, 전자석(33a, 33b, 33c)은 직교하는 3축 방향의 자계를 발생하도록 배치되어 있다. 예를 들어, 전자석(33a, 33b, 33c)이 각각 2개의 코일을 갖는 1세트의 대향 코일이고, 각각의 자계 발생 방향이 직교하고 있는 3축 대향 코일 등이 고려된다. 대향 코일의 예로서는, 환자를 사이에 두도록 배치된 2개의 헬름홀츠 코일 등이 고려된다.In this case, the
또한, 본 실시 형태에 있어서, 후술하는 바와 같이 회전 자계 발생 장치(4)는 캡슐 본체(3)를 유도하기 위한 회전 자계를 발생하는 코일로서 회전 자계 발생용 헬름홀츠 코일(4A)을 구비하고 있다(도7 참조). In addition, in this embodiment, as described later, the rotating magnetic
캡슐 의료 장치 위치ㆍ자세 검출 시스템(1)은 조작 입력 장치(8)를 구성하는 방향 입력 장치(8a)를 조작함으로써, 자계 방향의 지시 신호를 발생하거나, 속도 입력 장치(8b)를 조작함으로써 조작에 대응한 회전 주파수의 회전 자계의 지시 신호를 발생하거나, 기능 버튼(8c)을 조작함으로써 설정한(교류의, 혹은 주기적인) 진동 자계를 발생함으로써, 캡슐 본체(3)의 마그넷(16)에 대해 캡슐 본체(3)의 길이 방향의 중심축(C)의 중심점 주위에서 그 중심축(C) 자체를 회전시키는 우력을 발생시킬 수 있도록 하고 있다. 이 경우, 중심축(C) 자체를 완전히 회전시키기 전 에 진동 자계(우력으로서 작용)의 배향을 역방향으로 변경하도록 교류 내지는 주기적으로 인가하기 위해, 캡슐 본체(3)는 틸팅 혹은 진동시키게 된다. 또한, 방향 입력 장치(8a)에서는 도시하지 않은 조이스틱을 진행시키고 싶다고 요구하는 방향으로 틸팅함으로써, 그 방향으로 캡슐 본체(3)를 이동시키도록 회전 자계를 발생시키고 있다. The capsule medical device position /
도4는, 예를 들어 회전 자계의 인가 시의 모습을 도시하고 있고, 캡슐 본체(3)에 대해 회전 자계를 인가함으로써 캡슐 본체(3)에 내장된 마그넷(16)을 회전시킬 수 있고, 이 회전에 의해 캡슐 본체(3)를 전진 혹은 후퇴시킬 수 있다. Fig. 4 shows a state when the rotating magnetic field is applied, for example, and the
도4에 도시한 바와 같이 캡슐 본체(3)의 길이 방향의 중심축(C)의 방향(도4에서는 y')에 수직인 회전 자계 평면에서 그 회전 자계의 극의 배향이 변화되는 회전 자계를 인가하고, 캡슐 본체(3) 내에 그 길이 방향에 수직인 방향에 고정된 마그넷(16)과 함께 캡슐 본체(3)를 그 길이 방향의 주위에서 회전시키고, 그 회전 방향을 따라서 도3에 도시한 나선형 돌기(12)에 의해 체강 내벽과 결합시켜 전진 혹은 후퇴시킬 수 있도록 하고 있다. As shown in Fig. 4, the rotating magnetic field whose pole orientation of the rotating magnetic field is changed in the rotating magnetic field plane perpendicular to the direction of the central axis C in the longitudinal direction of the capsule body 3 (y 'in Fig. 4). And the
또한, 도5는, 예를 들어 회전 자계에 진동 자계(우력 발생용 자계)의 인가 시의 모습을 도시하고 있고, 캡슐 본체(3)에 대해 길이 방향의 중심축(C)의 방향(도5에서는 yz)의 주위에서 마그넷(16)을 요동(진동)시키도록 작용하는 진동 자계(우력 발생용 자계)를 인가하고 있다. 5 shows the state at the time of applying a vibrating magnetic field (force generating magnetic field) to a rotating magnetic field, for example, and the direction of the central axis C of the longitudinal direction with respect to the capsule main body 3 (FIG. 5). In Fig. 2, a vibrating magnetic field (a magnetic field for generating a force) acting to swing (vibrate) the
이들에 의해, 캡슐 본체(3)는 그 길이 방향의 중심축(C)의 주위에서 회전되는 동시에, 그 회전의 중심축(C)의 방향이 기울도록 편심된다. 즉, 회전하는 팽이 의 회전 토크가 작아져, 중력의 작용으로 축이 흔들리는 동작(이하, 이 동작을 지글링 동작이라 칭함)을 행하는 상태로 할 수 있도록 하고 있다.By these, the capsule
이와 같이 하여, 캡슐 본체(3)를 그 캡슐 본체(3)의 직경과 대략 동일한 정도의 관강 내에서 그 관강의 길이 방향을 따라서 진행 혹은 후퇴시키는 경우에는 캡슐 본체(3)를 그 길이 방향의 주위에서 회전시키는 회전 자계를 인가함으로써 원활하게 이동시킬 수 있다. Thus, when advancing or retracting the capsule
이에 대해, 관강이 구부러져 있는 부분에서 캡슐 본체(3)가 구부러짐 부분에 접촉하고, 단순히 길이 방향의 주위에서 회전시킨 경우에는 굴곡되어 있는 방향으로 원활하게 이동시키기 어려운 경우가 있다. On the other hand, when the capsule
그와 같은 경우에는, 상술한 바와 같이 캡슐 본체(3)의 길이 방향의 중심축(C)을 따라서 그 중심의 주위이고, 또한 중심축(C)을 회전시키는 힘이 작용하도록 진동 자계를 인가함으로써 캡슐 본체(3)를 지글링 동작시키고, 지글링 동작 시의 길이 방향이 관강의 굴곡 방향의 상태가 된 경우에 그 방향으로 원활하게 캡슐 본체(3)를 이동시킬 수 있도록 하고 있다. In such a case, as described above, by applying a vibrating magnetic field so that the force around the center along the central axis C in the longitudinal direction of the
또한, 조이스틱을 틸팅시킴으로써, 현재의 진행 방향으로부터 원하는 임의의 방향으로 회전 자계의 배향을 제어할 수 있도록 캡슐 본체(3)의 상태 혹은 회전 자계의 상태를 항시 파악하고 있다. 본 실시 형태에서는 회전 자계의 상태(구체적으로는 회전 자계의 배향 및 자계의 배향)를 기억 회로(28)에 항시 기억하도록 하고 있다. In addition, by tilting the joystick, the state of the
구체적으로는, 도2에 있어서의 조작 입력 장치(8)에 있어서의 조작의 지시 신호는 제어 회로(27)에 입력되고, 제어 회로(27)는 지시 신호에 대응한 회전 자계를 발생시키는 제어 신호를 자계 제어 장치(5)에 출력하는 동시에, 그 회전 자계의 배향 및 자계의 배향의 정보를 기억 회로(28)에 기억한다. Specifically, the instruction signal of the operation in the
따라서, 기억 회로(28)에는 회전 자계 발생 장치(4)에 의해 발생되는 회전 자계 및 그 회전 자계를 형성하고 주기적으로 변화되는 자계의 배향의 정보가 항시 기억되도록 되어 있다. Therefore, in the
또한, 기억 회로(28)는 제어 회로(27)로부터의 회전 자계의 배향 및 자계의 배향의 제어 신호에 대응하는 정보를 기억하는 경우로 한정되는 것은 아니고, 제어 회로(27)로부터 자계 제어 장치(5)로 출력된 제어 신호에 의해, 자계 제어 장치(5)에 있어서의 교류 전류 발생과 제어부(31) 및 드라이버부(32)를 경유하여 회전 자계 발생 장치(4)에 실제로 출력되는 회전 자계의 배향 및 자계의 배향을 결정하는 정보를 자계 제어 장치(5)측으로부터 제어 회로(27)로 이송하여 기억 회로(28)에 기억하도록 해도 좋다. In addition, the
또한, 본 실시 형태에서는 회전 자계의 인가 개시 시 및 인가 정지 시나 회전 자계의 배향(환언하면, 캡슐의 진행 방향의 배향) 등을 변경하는 경우에는, 캡슐 본체(3)에 급격한 힘이 작용하지 않고 원활하게 작용하도록 회전 자계를 연속적으로 변화시키도록 제어하도록 하고 있다. In addition, in this embodiment, when the application of the rotating magnetic field is started and the application is stopped or when the orientation of the rotating magnetic field (in other words, the orientation of the capsule traveling direction) is changed, sudden force does not act on the
또한, 본 실시 형태에서는 캡슐 본체(3)의 회전에 의해, 촬상 소자(14)로 촬상된 화상도 회전하게 되므로, 이를 그대로 표시 장치(7)에 표시하면, 표시되는 화상도 회전한 화상이 되어 방향 입력 장치(8b)에 의한 원하는 배향으로의 지시 조작 의 조작성이 저하되므로 표시 화상의 회전을 정지시키는 것이 요구된다. In addition, in this embodiment, since the image picked up by the
그래서, 본 실시 형태에서는 일본 특허 공개 제2003-299612호 명세서에 개시되어 있는 바와 같이 회전 화상을 회전이 정지한 화상에 보정하는 처리를 데이터 처리 회로(26) 및 제어 회로(27)에서 행하도록 하고 있다. Therefore, in the present embodiment, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-299612, the
또한, 자계의 배향 정보를 바탕으로 화상을 회전시켜 캡슐 본체(3)의 회전을 캔슬시켜 표시시키도록 해도 좋다(또한, 화상의 상관 처리 등을 행하여 소정의 배향의 정지 화상을 표시하도록 해도 좋음). Alternatively, the image may be rotated based on the orientation information of the magnetic field to cancel the rotation of the capsule
또한, 도6에 도시한 바와 같이, 상기 위치ㆍ자세 검출 장치(9)는 상기 캡슐 본체(3)의 공진 회로(40)에 유도기전력을 발생시키기 위한 교류 자계를 발생하는 제2 자계 발생 수단으로서의 여자용 코일 어레이(51)와, 캡슐 본체(3)의 공진 회로(40)에 의해 발생한 자계를 검출하여 캡슐 본체(3)의 길이 방향의 배향(방향)을 검출하는 동시에 캡슐 본체(3)의 위치도 검출하는 자계 검출 수단으로서의 검출용 코일 어레이(52)를 갖고 있다. In addition, as shown in Fig. 6, the position and
상기 여자용 코일 어레이(51)와 상기 검출용 코일 어레이(52)는 1세트로서 구성되고, 본 실시 형태에서는 직교하는 3축 방향의 자계를 발생하도록 3세트 배치되어 있다. 즉, 상기 여자용 코일 어레이(51)와 상기 검출용 코일 어레이(52)는 1세트로서 구성되고, 3세트는 각각 서로 대략 직교하는 발생 방향 및 검출 방향을 갖는다. The
또한, 상기 위치ㆍ자세 검출 장치(9)는 상기 검출용 코일 어레이(52)에 의해 검출된 신호를 측정하는 신호 측정기(53)와, 이 신호 측정기(53)에 의해 측정된 데 이터에 기초로 캡슐 본체(3)의 길이 방향의 배향(방향)을 산출하는 동시에 위치도 산출하는 연산 처리부(54)와, 이 연산 처리부(54)의 제어에 의해 상기 공진 회로(40)를 상호 유도시키는 데에도 필요한 교류 자계를 발생시키기 위해 상기 여자용 코일 어레이(51)를 소정의 발진 주파수, 예를 들어 1 ㎑ 내지 1 ㎒에서 발진시키는 발진기(55)를 갖고 있다. The position and
여기서, 상기 검출용 코일 어레이(52)에 의해 검출되는 측정 자계(Btotal)(벡터)는 여자용 코일 어레이(51)에 의해 발생하는 인가 자계를 Bext(벡터)로 하고, 공진 회로(40)에 의해 발생하는 자계를 Breso(벡터)로 하고, Here, the measurement magnetic field B total (vector) detected by the detecting
[수식 1][Equation 1]
이다.to be.
또한, 공진 회로(40)에 의해 발생하는 자계(Breso)(벡터)는 공진 회로(40)의 위치, 방향의 함수로서, 3차원 좌표 상(도시하지 않음)에서 이하와 같이 기술할 수 있다. In addition, the magnetic field B reso (vector) generated by the
[수식 2][Formula 2]
단,only,
x0 : 캡슐 본체(3)의 x 좌표, x 0 : x coordinate of the capsule body (3),
y0 : 캡슐 본체(3)의 y 좌표, y 0 : y coordinate of the
z0 : 캡슐 본체(3)의 z 좌표, z 0 : z coordinate of the
θ : 캡슐 본체(3)의 z축의 주위의 각도, θ: angle around the z axis of the
φ : 캡슐 본체(3)의 y축의 주위의 각도, φ: angle around the y axis of the
r : 공진 회로(40)로부터 검출용 코일 어레이(52)까지의 거리, r: distance from the
M : 공진 회로(40)가 생성하는 등가적인 자기 모멘트의 강도 M: the strength of the equivalent magnetic moment generated by the
즉, 연산 처리부(54)는, 검출용 코일 어레이(52)에 의해 검출되는 측정 자계(Btotal)로부터 여자용 코일 어레이(51)에 의해 발생하는 인가 자계(Bext)를 감산하여 공진 회로(40)에 의해 발생하는 자계(Breso)를 구하고, 이 값으로부터 캡슐 본체(3)의 위치(x, y, z), 캡슐 본체(3)의 배향(θ, φ) 및 등가적 자기 모멘트(M)를 산출하도록 되어 있다. That is, the
또한, 회전 자계 발생용 헬름홀츠 코일(4A)이 생성하는 회전 자계에 의한 자기 유도의 주파수는, 물리적으로 캡슐 본체(3)를 움직이기 때문에 10 ㎐ 정도까지이다. 한편, 공진 회로(40)의 공진에 의한 서로 유도의 주파수는, 생체의 흡수 등을 고려하여 상술한 바와 같이, 예를 들어 1 ㎑ 내지 1 ㎒ 정도이다. 이로 인해, 이들 회전 자계에 의한 자기 유도와 공진 회로(40)의 공진에 의한 서로 유도는 서로 영향을 미치는 일은 없다. In addition, the frequency of the magnetic induction by the rotating magnetic field generated by the rotating magnetic field generating
또한, 상기 여자용 코일 어레이(51) 및 상기 검출용 코일 어레이(52)는, 예를 들어 도7 내지 도9에 도시하는 바와 같이 상기 회전 자계 발생 장치(4) 내에 조 립되어 구성되어 있다. In addition, the
도7 내지 도9에 도시하는 바와 같이 상기 여자용 코일 어레이(51) 및 상기 검출용 코일 어레이(52)는, 예를 들어 환자의 몸이 들어가도록 머리부 및 발부의 부분에 대응하는 개구부를 제외한 4면에 대해, 일정하게 여자용 코일(62) 및 복수의 검출용 코일(61)이 배치되어 대향하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 대략 정육면체 형상의 프레임의 개구부가 되는 면의 법선 방향과, 복수의 검출용 코일(61)의 일부의 검출 방향이 대략 동일한 방향이고, 개구부가 되는 면 및 상기 개구부와 반대인 면 이외의 면에 복수의 검출용 코일(61)을 배치하였다. As shown in Figs. 7 to 9, the
상기 여자용 코일 어레이(51) 및 상기 검출용 코일 어레이(52)는, 예를 들어 전방측의 일면을 여자측으로 하면, 대향하는 반대측의 일면은 검출측이 되도록 겸용 가능하고, 상술한 바와 같이 1세트로서 구성되고, 직교하는 3축 방향의 자계를 발생하도록 3세트 배치되어 있다. 또한, 머리부 및 발부의 부분에 대한 1세트로서는, 여자용 코일 어레이(51) 및 검출용 코일 어레이(52)를 배치할 수 없으므로, 방향(배향)이 90도 다른 여자용 코일(62) 및 검출용 코일(61)을 다른 4면으로 분배하여 형성하고 있다. The
또한, 여자용 코일로서는, 상기 회전 자계 발생 장치(4)와 마찬가지인 정육면체 형상으로 구성하여 각각의 자계 발생 방향이 직교하여 교류 자계를 균일하게 형성하도록 3세트의 여자용 코일(62)(헬름홀츠 구성이 바람직함)을 설치하고 있다. As the excitation coil, three sets of excitation coils 62 (a Helmholtz configuration are formed in a cube shape similar to that of the rotating magnetic
이에 의해, 위치ㆍ자세 검출 장치(9)는 교류 자계를 균일하게 형성할 수 있으므로, 보다 미세하게 공진 회로(40)에 유도기전력을 발생시켜, 보다 고정밀도로 상기 검출용 코일 어레이(52)에 의해 공진 회로(40)의 자계를 검출할 수 있다. As a result, since the position and
또한, 상기 검출용 코일(61) 및 상기 여자용 코일(62)은 위치ㆍ자세 검출 기판 상에 배치되어 있지만(도15a, 도15b, 도16a, 도16b 및 도16c 참조), 보기 쉽게 하기 위해 위치ㆍ자세 검출 기판을 생략하고 있다. In addition, although the
또한, 상기 여자용 코일 어레이(51) 및 상기 검출용 코일 어레이(52)는, 도10 및 도11에 도시하는 바와 같이 직교하는 3축 방향의 자계를 발생하도록 2세트를 소정의 각도에서 산(山) 형상으로 배치하여 형성해도 좋다. 또한, 도10 내지 도11에 있어서도, 상기 검출용 코일(61) 및 상기 여자용 코일(62)은 위치ㆍ자세 검출 기판 상에 배치되어 있지만(도15a, 도15b, 도16a, 도16b 및 도16c 참조), 보기 쉽게 하기 위해 위치ㆍ자세 검출 기판을 생략하고 있다. 이들 검출용 코일(61) 및 여자용 코일(62)을 배치한 위치ㆍ자세 검출 기판(60)은, 예를 들어 도17a, 도17b에 도시하는 바와 같이, 생체의 삽입 관통이 가능한 개구부를 갖는 하우징인 프레임인 상기 회전 자계 발생 장치(4)에 설치되어 있다. 그 하우징은 대략 다면체형, 여기서는 대략 정육면체형의 부재이다. In addition, the
또한, 여자용 코일(62)이, 도12에 도시하는 바와 같이 환자의 머리부 및 발부의 부분을 제외한 4면에 설치되어도 좋다. 도12에서는, 복수의 여자용 코일(63)은, 적어도 1개의 여자용 코일(63)의 자계의 배향이 다른 여자용 코일(63)의 자계의 배향과는 다르다. 마찬가지로, 복수의 검출용 코일(61)은, 적어도 1개의 검출용 코일(61)의 검출 방향이 다른 검출용 코일(61)의 검출 방향과는 다르다. 이 여자용 코일(62)은 헬름홀츠 구성인 것이 바람직하다. 또한, 도12에 있어서도, 상기 검출용 코일(61) 및 상기 여자용 코일(63)은 위치ㆍ자세 검출 기판 상에 배치되어 있지만(도15a, 도15b, 도16a, 도16b 및 도16c 참조), 보기 쉽게 하기 위해 위치ㆍ자세 검출 기판을 생략하고 있다. In addition, the
또한, 도12에 도시하는 위치ㆍ자세 검출 장치는, 다른 예가 환자의 머리부 및 발부의 부분을 포함한 3축에 위치ㆍ자세 검출 기판을 설치한 경우에 비해, 환자의 머리부 및 발부의 부분을 제외한 2축에 위치ㆍ자세 검출 기판을 설치하여 구성하고 있으므로, 검출 감도가 떨어지지만 그만큼 구성이 간단하고 실현하기 쉽다. In addition, the position / posture detection device shown in Fig. 12 has the head and foot portions of the patient compared to the case where the position and posture detection substrate is provided on three axes including the head and the foot portion of the patient. Since the position and posture detection boards are provided on the two axes except for this, the detection sensitivity is inferior, but the configuration is simple and easy to realize.
이들 여자용 코일(62), 검출용 코일(61) 및 여자용 코일(63)을 배치한 위치ㆍ자세 검출 기판(60)은, 예를 들어 도18 및 도19a, 도19b에 도시하는 바와 같이 프레임인 상기 회전 자계 발생 장치(4)에 설치되어 있다. The position and posture detection board |
이와 같이 구성되어 있는 위치ㆍ자세 검출 장치(9)는, 상기 연산 처리부(54)에 의해 산출한 캡슐 본체(3)의 배향(방향) 및 위치 정보를 상기 처리 장치(6)의 제어 회로(27)에 입력하도록 되어 있다. The position and
제어 회로(27)는, 조작 입력 장치(8)가 조작된 경우, 기억 회로(28)에 기억된 정보와, 위치ㆍ자세 검출 장치(9)에 의해 검출된 정보에 의해 회전 자계를 발생하거나, 발생하는 회전 자계의 배향 등을 제어하는 동작을 행하도록 되어 있다. When the
또한, 상기 회전 자계 발생 장치(4) 및 이 회전 자계 발생 장치(4)에 조립되어 있는 위치ㆍ자세 검출 장치(9)는, 환자가 몸을 삽입하기 쉽도록 도13에 도시하는 바와 같이 2개로 분할 가능하게 구성해도 좋고, 또는 도14에 도시하는 바와 같이 개폐 가능하게 구성해도 좋다. 또한, 상기 구조는 상기 회전 자계 발생 장 치(4) 및 위치ㆍ자세 검출 장치(9)에 개별로 구성해도 좋다. The rotary magnetic
또한, 상기 위치ㆍ자세 검출 장치(9)는, 상기 여자용 코일(62), 상기 검출용 코일(61)이 위치ㆍ자세 검출 기판(60)의 동일 평면 내에 있어서 도15a, 도15b, 도16a, 도16b 또는 도16c에 도시하는 바와 같이 배치하여 구성하고 있다. 도15a, 도15b에 도시하는 바와 같이 위치ㆍ자세 검출 기판(60)은, 비자성체로 이루어지는 판형의 베이스 상, 동일 평면 내에 있어서 상기 여자용 코일(62)에 대해 상기 검출용 코일(61)이 등간격으로 일정하게 수평 배치되고, 또한 머리부 및 발부의 부분에 대한 검출용 코일(61)이 등간격으로 일정하게 수직 배치되어 유닛화된 구성으로 되어 있다. 복수의 상기 검출용 코일(61)의 일부는, 각각 대략 동일한 방향의 검출 방향을 갖지만, 다른 일부는, 다른 방향의 검출 방향을 갖는다. 구체적으로는, 적어도 3개의 검출용 코일(61)은 서로 직교하는 검출 방향을 갖는다. 또한, 도15a의 경우, 여자용 코일(62)과, 적어도 1개의 검출용 코일(61)은 대략 동일 평면 상에 배치되고, 여자용 코일(62)의 자계의 배향과, 적어도 1개의 검출용 코일(61)의 검출 방향이 대략 동일하다. The position and
한편, 도16a에 도시하는 바와 같이 위치ㆍ자세 검출 기판(60)은, 동일 평면 내에 있어서 상기 여자용 코일(62)과 상기 검출용 코일(61)이 병렬 배치되어 구성되어 있다. 또한, 도16b에 도시하는 바와 같이 위치ㆍ자세 검출 기판(60)은, 동일 평면 내에 있어서 상기 여자용 코일(62) 중에 상기 검출용 코일(61)이 배치되어 구성되어 있다. 도16b에 있어서는, 베이스인 위치ㆍ자세 검출 기판(60) 상에 배치된 대칭성의 형상을 갖는 여자용 코일(62)의 대칭 중심축과, 대칭성의 형상을 갖는 검 출용 코일(61)의 대칭 중심축이 동축에 배치되어 있다. 여기서는, 위치ㆍ자세 검출 기판(60)은 1개의 검출용 코일(61)을 갖고 있다. 또한, 도16c에 도시하는 바와 같이 위치ㆍ자세 검출 기판(60)은, 또한 도16b의 구성에 부가하여, 상기 여자용 코일(62)의 주위에 일정하게 상기 검출용 코일(61)을 배치하도록 구성되어 있다. 복수의 상기 검출용 코일(61)은, 각각 대략 동일한 방향의 검출 방향을 갖는다. On the other hand, as shown in Fig. 16A, the position and
상기 도15a, 도15b, 도16a, 도16b 및 도16c에서 설명한 바와 같이 상기 위치ㆍ자세 검출 기판(60)은, 동일 평면 내에 있어서 다양한 변화가 있다. 이에 의해, 상기 위치ㆍ자세 검출 장치(9)는, 상기 캡슐 본체(3)의 공진 회로(40)에 유도기전력을 발생시키기 위한 교류 자계를 효율적으로 발생할 수 있고, 또한 캡슐 본체(3)의 공진 회로(40)에 의해 발생한 자계를 효율적으로 검출할 수 있다. As described with reference to Figs. 15A, 15B, 16A, 16B, and 16C, the position and
또한, 상기 위치ㆍ자세 검출 장치(9)는, 상기 위치ㆍ자세 검출 기판(60)을 2매 대향시켰을 때에 여자용 코일(62)이 헬름홀츠 구성을 취하는 것이 바람직하다. In the position and
이러한 구성에 의한 본 실시 형태의 작용을 설명한다. The function of this embodiment by such a structure is demonstrated.
캡슐 본체(3)에 의해 체강 내를 검사하는 경우, 환자는 이 캡슐 본체(3)를 삼킨다. 체강 내에 조립된 캡슐 본체(3)는 식도 등을 통과할 때에 조명 소자(15)로 조명하고, 촬상 소자(14)로 촬상한 화상을 무선 회로(22)를 경유하여 체외의 처리 장치(6)에 무선으로 보낸다. When the body cavity is examined by the
처리 장치(6)는 무선 회로(25)로 수신하고, 복조된 화상 데이터를 데이터 처리 회로(26) 내부 등에 설치한 (하드 디스크 등의) 화상 기억 디바이스에 축적하는 동시에 표시용 처리를 행하고, 표시 장치(7)에 출력하여 캡슐 본체(3)에 의해 차례 로 촬상된 화상을 표시한다. The
여기서, 처리 장치(6)의 제어 회로(27)는, 위치ㆍ자세 검출 장치(9)에 의해 검출된 캡슐 본체(3)의 배향(방향) 및 위치 정보를 기초로 하여 회전 자계를 발생하거나, 발생하는 회전 자계의 배향 등을 제어하는 동작을 행한다. 도20은 방향/위치 검출 장치에 의해 검출된 캡슐 본체의 배향(방향) 및 위치 정보를 기초로 하여, 회전 자계의 배향 등을 제어하는 동작을 나타내는 흐름도이다. 도20을 이용하여, 그 동작을 설명한다. Here, the
우선, 제어 회로(27)는 위치ㆍ자세 검출 장치(9)를 제어 구동하여 캡슐 본체(3)의 배향(방향) 및 위치를 측정한다(스텝 S1 및 S2). 또한, 본 실시 형태에서는 여자용 코일 어레이(51)로서 여자용 코일(62), 검출용 코일 어레이(52)로서 검출용 코일(61)을 이용하고 있는 것으로 한다. First, the
위치ㆍ자세 검출 장치(9)는, 발진기(55)에 의해 여자용 코일 어레이(51)[여자용 코일(62)]를 소정의 발진 주파수, 예를 들어 1 ㎑ 내지 1 ㎒로 발진시켜 교류 자계를 발생시킨다. The position and
캡슐 본체(3)의 공진 회로(40)는, 교류 자계에 의해 서로 유도하여 유도기전력을 발생하고, 캡슐 내 코일(42)에 전류를 흐르게 하여 자계를 발생한다. 이 공진 회로(40)에 의한 자계는 검출용 코일 어레이(52)[검출용 코일(61)]에 의해 검출된다. 이 검출용 코일 어레이(52)[검출용 코일(61)]에 의해 검출된 측정치는, 신호 측정기(53)에 의해 도입되어 연산 처리부(54)에 입력된다. The
연산 처리부(54)는 입력된 측정치를 기초로 하여, 상술한 식1 및 식2로부터 공진 회로(40)의 배향(방향) 및 위치를 산출하고, 산출한 결과를 캡슐 본체(3)의 배향(방향) 및 위치 데이터로서 제어 회로(27)에 출력한다. The
제어 회로(27)는 위치ㆍ자세 검출 장치(9)로부터 입력된 캡슐 본체(3)의 배향(방향) 및 위치 데이터를 기초로 하여, 회전 자계의 배향을 설정(세트)하여 그 배향으로 회전 자계 발생 장치(4)를 제어 구동하여 회전 자계를 발생시킨다. The
제어 회로(27)는 시술자의 조작에 의한 조작 입력 장치(8), 예를 들어 방향 입력 장치(8a)의 조이스틱의 입력에 따라서, 캡슐 본체(3)를 원하는 배향(방향) 및 위치로 제어하도록 회전 자계 발생 장치(4)를 제어 구동한다. The
즉, 제어 회로(27)는 조작 입력 장치(8)(조이스틱)의 입력을 검출하여(스텝 S3), 입력이 있다고 판단한 경우(스텝 S4에서 예인 경우), 이 조작 입력 장치(8)의 조작에 따라서, 캡슐 본체(3)를 원하는 배향(방향) 및 위치로 제어하도록 회전 자계 발생 장치(4)에 의해 생성하는 다음의 회전 자계의 생성 조건을 산출하고(스텝 S5), 회전 자계를 생성(부가)한다(스텝 S6). 또한, 제어 회로(27)는 조작 입력 장치(8)(조이스틱)의 입력이 없는 경우, 이 입력이 있기까지 설정된 회전 자계의 상태를 유지한다. That is, the
캡슐 본체(3)는 생성된 회전 자계에 따라서 배향(방향) 및 위치를 바꾼다. 여기서, 캡슐 본체(3)는 관강의 상태, 예를 들어 체액이나 주름의 존재나 장기 내의 넓이 등의 상태에 의해, 조작 입력 장치(8)의 조작에 대해 지나치게 움직이거나 움직이기 어렵거나 하여 배향의 바꾸기 용이함의 정도가 변화되고, 산출한 캡슐 본체(3)의 배향으로는 되지 않는 오차가 생긴다. The
여기서, 캡슐 본체(3)의 공진 회로(40)의 서로 유도는, 여자용 코일 어레이(51)[여자용 코일(62)]를 설치한 위치ㆍ자세 검출 기판(60)의 중심축과, 검출용 코일 어레이(52)[검출용 코일(61)]를 설치한 위치ㆍ자세 검출 기판(60)의 중심축이, 캡슐 내 코일(42)의 축과 일치하는 경우를 최대로 하여 위치의 변화량, 각도의 변화량이 커짐에 따라서 캡슐 내 코일(42)에 의해 발생하는 자계가 작아지거나 정확한 위치 검출이 어려워진다. Here, the induction of the
또한, 캡슐 내 코일(42)에 의해 발생하는 자계의 강도는, 거리의 3승에 비례하여 작아지므로 검출 정밀도를 올리기 위해서는, 공간을 필요 최소한 작게 할 필요가 있고, 인체에서 검출을 행하는 경우, 대상 부위만을 둘러싸도록 배치할 수밖에 없다. In addition, since the intensity of the magnetic field generated by the
정육면체의 경우, 6면 중 적어도 2면의 여자용 코일 어레이(51)[여자용 코일(62)], 검출용 코일 어레이(52)[검출용 코일(61)]는, 인체와 간섭하기 때문에 3축 배치를 유지하면서 정육면체의 사이즈가 커지지 않도록 코일의 배치를 고안할 필요가 있다. In the case of a cube, since the excitation coil array 51 (excitation coil 62) and the detection coil array 52 (detection coil 61) of at least two of six surfaces interfere with a human body, 3 It is necessary to devise a coil arrangement so as not to increase the size of the cube while maintaining the shaft arrangement.
본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이 여자용 코일 어레이(51)[여자용 코일(62)] 및 검출용 코일 어레이(52)[검출용 코일(61)]가, 예를 들어 회전 자계 발생 장치(4)[회전 자계 발생용 헬름홀츠 코일(4A)]에 대해, 환자의 몸이 들어가도록 머리부 및 발부의 부분을 제외한 4면에 대해, 일정하게 복수의 여자용 코일(62) 및 검출용 코일(61)이 배치되어 대향하도록 구성되어 있다. In the present embodiment, as described above, the excitation coil array 51 (excitation coil 62) and the detection coil array 52 (detection coil 61) are, for example, a rotating magnetic field generating device ( 4) About [the
또한, 본 실시 형태에서는 여자용 코일(62) 또는 여자용 코일(62, 63)에 의 해 발생한 교류 자계의 공진 주파수가, 예를 들어 1 ㎑ 내지 1 ㎒로 발진시키고 있으므로, 회전 자계 발생 장치(4)[회전 자계 발생용 헬름홀츠 코일(4A)]에 의해 발생하는 회전 자계의 구동 주파수와는 달리, 간섭하는(서로 영향을 미치는) 일이 없다. In the present embodiment, since the resonant frequency of the alternating magnetic field generated by the
이로 인해, 본 실시 형태에서는 캡슐 본체(3)를 자기 유도하는 회전 자계에 영향을 미치지 않고, 정확하게 캡슐 본체(3)의 방향 및 위치를 검출할 수 있도록 하고 있다. For this reason, in this embodiment, the direction and position of the capsule
그래서, 제어 회로(27)는, 다시 캡슐 본체(3)의 배향(방향) 및 위치를 측정하고, 상기 오차를 수정하도록 이하의 제어를 행한다. Therefore, the
즉, 제어 회로(27)는, 다시 위치ㆍ자세 검출 장치(9)를 제어 구동하여 캡슐 본체(3)의 배향(방향) 및 위치 데이터를 측정한다(스텝 S7). In other words, the
제어 회로(27)는 위치ㆍ자세 검출 장치(9)로부터 얻게 된 캡슐 본체(3)의 배향(방향) 데이터와, 회전 자계 발생 장치(4)에 의해 생성한 회전 자계의 배향(회전 자계의 자계 회전 평면의 법선 방향) 데이터를 비교하고(스텝 S8), 이 비교한 결과가 미리 설정한 설정치(α)보다 큰지 여부를 판단한다(스텝 S9). The
제어 회로(27)는 위치ㆍ자세 검출 장치(9)로부터 얻게 된 캡슐 본체(3)의 배향(방향) 데이터와, 회전 자계 발생 장치(4)에 의해 생성한 회전 자계의 배향 데이터를 비교한 결과가 설정치(α)보다 큰 경우, 회전 자계의 배향을, 측정된 캡슐 본체(3)의 배향 데이터로서 설정하고(스텝 S10), 이후 조작 입력 장치(8)(조이스틱)의 입력을 검출하여 상기 동작을 반복한다. The
이 결과, 캡슐 의료 장치 위치ㆍ자세 검출 시스템(1)은 캡슐 본체(3)를 자기 유도하는 회전 자계에 영향을 미치지 않고, 정확하게 캡슐 본체(3)의 방향 및 위치를 검출할 수 있다. As a result, the capsule medical apparatus position /
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즉, 캡슐 의료 장치 자기 유도 시스템(1)은 조작 입력 장치(8)의 조작시마다 캡슐 본체(3)의 배향 데이터를 갱신하므로, 조작 입력 장치(8)의 조작에 대한 관강의 상태에 의한 오차가 생기는 일이 없다. 따라서, 본 실시 형태의 캡슐 의료 장치 자기 유도 시스템(1)은, 캡슐 본체(3)를 원활하게 자기 유도하여 동작시킬 수 있다. That is, since the capsule medical device
또한, 캡슐 의료 장치 자기 유도 시스템(1)은 도21 및 도22에 도시하는 바와 같이 구성해도 좋다. 도21은 도2의 위치ㆍ자세 검출 장치의 변형예를 나타내는 회로 블럭도, 도22는 도21의 위치ㆍ자세 검출 장치에 의해 검출된 캡슐 본체의 배향(방향) 및 위치 정보를 기초로 하여 회전 자계의 배향 등을 제어하는 동작을 나타내는 흐름도이다. In addition, the capsule medical apparatus
도21에 도시하는 바와 같이 자계 제어 장치(5B)는, 회전 자계 발생 장치(4)에 의해 생성한 회전 자계의 배향 데이터를 기초로 하여, 캡슐 본체(3)의 방향을 산출하는 배향 산출부(71)와, 제어 회로(27)에 의해 산출된 귀환율을 기초로 하여, 교류 전류 발생 및 제어부(31)가 생성하는 교류 전류를 조정하기 위한 귀환율 조정부(72)를 설치하여 구성되어 있다. As shown in Fig. 21, the magnetic
그리고, 제어 회로(27)는 도22에 나타내는 흐름도에 따라서, 방향/위치 검출 장치(9)에 의해 검출된 캡슐 본체(3)의 배향(방향) 및 위치 정보를 기초로 하여 회전 자계를 발생하거나, 발생하는 회전 자계의 배향 등을 제어하는 동작을 행한다. 또한, 도22에 나타내는 흐름도는, 조작 입력 장치(8)의 입력이 검출되었다고 판단되는 S14까지는, 상기 제1 실시 형태의 흐름도의 S1 내지 S4까지의 동작과 대략 마찬가지이고, 설명을 생략한다. The
또한, 본 변형예에서는, 회전 자계 발생을 행하는 것은 회전 자계 발생 장치(4)의 3세트의 대향 코일(헬름홀츠 코일)(33a 내지 33c)이고, 캡슐 내 코일(42)에 유도기전력을 발생시키기 위한 교류 자계를 인가하는 것은 여자용 대향 코일(헬름홀츠 코일)(62a 내지 62c)이고, 캡슐 내 코일(42)의 유도기전력에 의해 흐른 전류가 발생시키는 자계를 검출하는 것은 검출 코일 어레이(52a 내지 52c)이다. In addition, in this modification, the rotational magnetic field generation is three sets of opposing coils (Helmholtz coils) 33a to 33c of the rotational magnetic
조작 입력 장치(8)(조이스틱)의 입력이 있다(스텝 S14)고 판단한 경우, 제어 회로(27)는, 조작 입력 장치(8)의 조작에 따라서, 캡슐 본체(3)를 원하는 배향(방향) 및 위치로 제어하도록 회전 자계 발생 장치(4)에 의해 생성하는 다음의 회전 자계의 생성 조건을 산출하고(스텝 S15), 회전 자계를 생성(부가)한다(스텝 S16). When it is determined that there is an input of the operation input device 8 (joystick) (step S14), the
그리고, 캡슐 본체(3)는 생성된 회전 자계를 따라서 배향(방향) 및 위치를 바꾼다. 여기서, 캡슐 본체(3)는 상술한 바와 같이 관강의 상태, 예를 들어 체액이나 주름의 존재나 장기 내의 넓이 등의 상태에 의해, 조작 입력 장치(8)의 조작에 대해 지나치게 움직이거나 움직이기 어렵거나 하여 배향 용이함의 정도가 변화되고, 산출한 캡슐 본체(3)의 배향으로는 되지 않는 오차가 생긴다. The
그래서, 제어 회로(27)는, 다시 캡슐 본체(3)의 배향(방향) 및 위치를 측정 하고, 상기 오차를 수정하도록 이하의 제어를 행한다. Therefore, the
우선, 제어 회로(27)는, 다시 방향/위치 검출 장치(9)를 제어 구동하여 캡슐 본체(3)의 배향(방향) 및 위치 데이터를 측정하고, 캡슐 본체(3)의 배향(방향)을 검출한다(스텝 S17). First, the
다음에, 제어 회로(27)는, 배향 산출부(71)를 제어하여 회전 자계 발생 장치(4)에 의해 생성한 회전 자계의 배향 데이터와, 캡슐 본체(3)의 배향(방향) 및 위치 데이터를 비교한다. 그리고, 제어 회로(27)는 배향 산출부(71)로부터 얻게 된 회전 자계의 배향 데이터와, 방향/위치 검출 장치(9)로부터 얻게 된 캡슐 본체(3)의 배향(방향) 데이터의 차분(Δθ, Δφ)을 산출한다(스텝 S18). Next, the
다음에, 제어 회로(27)는 조작 입력 장치(8)(조이스틱)의 입력을 검출하고(스텝 S19), 이 조작 입력 장치(8)의 조작에 따른 캡슐 본체(3)의 방향 변화분(θ', φ')을 산출한다(스텝 S20). Next, the
그리고, 제어 회로(27)는, 산출한 캡슐 본체(3)의 방향 변화분(θ', φ')으로부터 귀환율(A)을 곱한 차분(Δθ, Δφ)을 감산하여 조작 입력 본체(3)의 배향(방향)의 변화량(변화 지시량)을 산출한다(스텝 S21). And the
여기서, 산출되는 조작 입력 장치(8)의 조작에 따른 캡슐 본체(3)의 배향 변화 지시량(θ, φ)은, Here, the orientation change instruction amounts θ and φ of the capsule
(θ, φ) = (θ' - AΔθ, φ' - AΔφ) (θ, φ) = (θ '-AΔθ, φ'-AΔφ)
단, A : 귀환율이 된다. Where A is the return rate.
다음에, 제어 회로(27)는 산출한 캡슐 본체(3)의 배향 변화 지시량(θ, φ) 을 기초로 하여, 조작 입력 장치(8)의 조작에 따른 배향(방향)이 되는 회전 자계 발생 장치(4)에 의해 생성하는 다음의 회전 자계의 생성 조건을 산출한다(스텝 S22). Next, the
그리고, 제어 회로(27)는 산출한 회전 자계의 생성 조건에 기초로 하여 회전 자계를 생성(부가)하고(스텝 S16), 이후 반복한다. The
이 결과, 변형예의 캡슐 의료 장치 자기 유도 시스템(1)은, 상기 제1 실시 형태보다도 보다 안정적으로 캡슐 본체(3)의 동작을 제어할 수 있다. As a result, the capsule medical apparatus
또한, 도22에 나타낸 흐름도는, 귀환율(A)을 미리 소정의 설정치로 설정하고 있지만, 귀환율(A)을 가변하게 하는 제어를 행하도록 구성해도 좋다. In addition, although the flowchart shown in FIG. 22 sets the feedback rate A to a predetermined | prescribed set value previously, you may comprise so that control to change the feedback rate A may be performed.
또한, 상기 도20 또는 도22의 흐름도에서 설명한 제어에 있어서, 캡슐 본체(3)의 캡슐 내 코일(42)의 배향과, 방향/위치 검출 장치(9)의 여자용 대향 코일(헬름홀츠 코일)(62a 내지 62c) 및 검출용 코일 어레이(52a 내지 52c)의 배향의 3개가 일치하고 있으면 고정밀도의 방향/위치 검출이 가능해지지만, 캡슐 본체(3)의 각도가 붙으면, 상기 방향/위치 검출의 정밀도가 떨어진다. In addition, in the control demonstrated by the flowchart of FIG. 20 or FIG. 22, the orientation of the
이로 인해, 상기 방향/위치 검출의 정밀도를 고정밀도로 유지하기 위해, 또한 도23에 나타내는 흐름도의 제어를, 상기 도22의 흐름도에서 설명한 제어에 가하도록 구성한다. 도23은 도20 또는 도22의 흐름도에 더 가하는 제어를 나타내는 흐름도이다. 즉, 도23에 도시하는 바와 같이 제어 회로(27)는, 우선 초기치로서 미리 알고 있는 캡슐 본체(3)의 배향(방향)에 방향/위치 검출 장치(9)의 여자용 대향 코일(헬름홀츠 코일)(62a 내지 62c)이 생성하는 교류 자계의 배향을 입력하여 설정 하고(스텝 S31, 32), 방향/위치 검출 장치(9)를 제어 구동하여 위치/방향의 검출을 실시한다(스텝 S33). For this reason, in order to maintain the precision of the said direction / position detection with high precision, it is comprised so that control of the flowchart shown in FIG. 23 may be added to the control demonstrated by the flowchart of FIG. FIG. 23 is a flowchart showing control added to the flowchart of FIG. 20 or FIG. That is, as shown in FIG. 23, the
다음에, 제어 회로(27)는 여자용 대향 코일(헬름홀츠 코일)(62a 내지 62c)에 의해 생성되는 교류 자계의 배향과, 산출된 캡슐 본체(3)의 방향이 이루는 각(β)을 산출한다(스텝 S34). Next, the
그리고, 제어 회로(27)는, 산출한 β를 임계치(β0)(예를 들어 30°또는 45°)와 비교하여(스텝 S35), 이 임계치(β0)를 넘은 경우, 산출한 β를 기초로 하여 여자용 대향 코일(헬름홀츠 코일)(62a 내지 62c)에 의해 생성되는 교류 자계의 배향을 설정하여 캡슐 본체(3)의 배향으로 한다(스텝 S36). 이후, S33 내지 S36을 반복한다. Then, the
이 결과, 상기 제어를 가함으로써, 캡슐 의료 장치 자기 유도 시스템(1)은 캡슐 본체(3)의 캡슐 내 코일(42)의 배향과, 방향/위치 검출 장치(9)의 여자용 대향 코일(헬름홀츠 코일)(62a 내지 62c)에 의해 생성되는 교류 자계의 배향이 대략 일치하고, 이 결과, 캡슐 본체(3)의 캡슐 내 코일(42)의 배향과, 방향/위치 검출 장치(9)의 여자용 대향 코일(헬름홀츠 코일)(62a 내지 62c) 및 검출용 코일 어레이(52a 내지 52c)의 방향의 3개가 대략 일치하게 되므로, 보다 정밀도가 높은 제어를 행할 수 있다. As a result, by applying the above control, the capsule medical device
또한, 헬름홀츠 코일(62)은, 3축 방향의 자계를 발생시키도록, 3세트의 헬름홀츠 코일(62a, 62b, 62c)에 의해 구성되어 있으므로, 교류 자계의 배향을 임의로 설정하는 것이 가능해진다. In addition, since the
또한, 캡슐 본체(3)의 공진 회로(40)를 구성하고 있는 캡슐 내 코일(42)은, 예를 들어 도24a 내지 도24c에 도시하는 바와 같이 구성해도 좋다. 도24 내지 도24c는 공진 회로를 구성하고 있는 코일의 변형예를 나타내는 캡슐 본체의 설명도이고, 도24a는 내장물을 피복하는 피복 부재에 코일을 권취한 캡슐 본체의 측면 설명도, 도24b는 도24a의 피복 부재의 단면 형상을 도시하는 설명도, 도24c는 막대형 부재에 코일을 권취한 캡슐 본체의 측면 설명도이다. In addition, the
도24a와 도24b에 도시하는 바와 같이, 캡슐 내 코일(42)은 캡슐 본체(3)의 내장물을 피복하는 피복 부재(81)에 권취되고, 그 외주가 수지 재료에 의해 코팅되어 있다. 상기 피복 부재(81)는 퍼멀로이나 니켈, 철 등의 고투자율 부재인 고투자율박에 의해 형성되어 있고, 와전류를 방지하기 위해 원호형으로 형성되어 있다. As shown in Figs. 24A and 24B, the
또한, 도24c에 도시하는 바와 같이 캡슐 내 코일(42)은, 퍼멀로이나 니켈, 철 등의 고투자율 부재에 의해 형성되어 있는 막대형 부재(82)에 권취하도록 구성해도 좋다. 또한, 도24a 내지 도24c 중에서는, 나선형 돌기(혹은 스크류부)(12)는 생략하고 있다. As shown in Fig. 24C, the
이에 의해, 캡슐 본체(3)는, 상기 캡슐 내 코일(42)에 의해 구성되는 공진 회로(40)가 발생하는 자계를 보다 강하게 할 수 있고, 방향/위치 검출 장치(9)에 의한 방향/위치의 정밀도를 높일 수 있다. Thereby, the capsule
또한, 상기 캡슐 내 코일(42)에 의해 구성되는 공진 회로(40)를 이용하여 도25 내지 도25c에 도시하는 바와 같은 전원 공급 회로를 구성하여 전원 공급을 행하 게 해도 좋다. 도25a 내지 도25c는 도24a 내지 도24c의 코일에 의해 구성되는 공진 회로를 이용하여 구성한 전원 공급 회로를 도시하는 회로 블럭도이고, 도25a는 제1 전원 공급 회로를 도시하는 회로 블럭도, 도25b는 제2 전원 공급 회로를 도시하는 회로 블럭도, 도25c는 제3 전원 공급 회로를 도시하는 회로 블럭도이다. In addition, the power supply circuit may be configured by using a
도25a에 도시하는 전원 공급 회로(90A)는 캡슐 내 코일(42)의 양단부에 2개의 절환 스위치(91)를 설치하고, 단자 a측에 콘덴서(41)를 접속하고, 단자 b측에 전원 회로(92)를 접속하여 구성되어 있다. 전원 회로(92)의 출력측은, 일단부가 캡슐 내부의 각 회로에 접속되고, 타단부가 2차 전지 또는 슈퍼 캐패시터에 접속되어 있다. In the
상기 절환 스위치는 제어 회로(27)에 의해 절환 제어되도록 되어 있고, 상기 방향/위치 검출 장치(9)에 의한 방향/위치 검출의 경우, 단자 a측으로 절환하여 공진 회로(40)를 형성하고, 전원 공급의 경우, 단자 b측으로 절환하여 전원 회로(92)에 접속하도록 되어 있다. The changeover switch is controlled to be switched by the
또한, 도25b에 도시하는 전원 공급 회로(90B)는, 상기 전원 공급 회로(90A)에 대해 공진 회로(40)와 전원 회로(92)를 트랜스(93)에 의해 접속하여 구성되어 있다. 이에 의해, 전원 공급 회로(90B)는 상기 전원 공급 회로(90A)에 비해, 상기 방향/위치 검출 장치(9)에 의한 방향/위치 검출에 대해 전원 공급에 의한 영향을 적게 할 수 있다. The power supply circuit 90B shown in FIG. 25B is configured by connecting the
또한, 도25c에 도시하는 전원 공급 회로(90C)는, 상기 전원 공급 회로(90B)에 대해, 2개의 절환 스위치(94)를 거쳐서 공진 회로(40)와 전원 회로(92)를 접속 하여 구성되어 있다. 상기 전원 공급 회로를 구성함으로써 캡슐 본체(3)의 전원 공급을 행하는 것이 가능해진다. The power supply circuit 90C shown in FIG. 25C is configured by connecting the
또한, 상기 위치ㆍ자세 검출 장치는 도26a 및 도26b에 도시한 바와 같이 구성해도 좋다. The position and posture detection device may be configured as shown in Figs. 26A and 26B.
도26a 및 도26b에 도시하는 바와 같이, 위치ㆍ자세 검출 장치(9B)는 발부의 부분에 대한 위치ㆍ자세 검출 기판(60)을 경사 형상으로 개폐 자유 가능하도록 가동 가능하게 설치하고, 또한 머리부의 부분에 대한 위치ㆍ자세 검출 기판(60)을 머리부가 삽입 관통 가능한 구멍부를 형성하여 구성되어 있다. 또한, 위치ㆍ자세 검출 기판(60)은 프레임에 착탈 가능해도 좋다. As shown in Figs. 26A and 26B, the position and
이에 의해, 위치ㆍ자세 검출 장치(9B)는 머리부 및 발부의 근방까지 효율적으로 캡슐 본체(3)의 배향(방향) 및 위치를 검출할 수 있다. Thereby, the position and
또한, 상기 위치ㆍ자세 검출 장치는, 도27에 도시하는 바와 같이 정팔면체 형상으로 구성해도 좋다. 도27에 도시하는 바와 같이 위치ㆍ자세 검출 장치(9C)는, 정팔면체 형상으로 형성한 생체의 삽입 관통이 가능한 개구부를 갖는 하우징인 프레임에 대해 위치ㆍ자세 검출 기판(60)이 설치되어 있다. 이에 의해, 위치ㆍ자세 검출 장치(9C)는 머리부 및 발부의 근방까지 효율적으로 캡슐 본체(3)의 배향(방향) 및 위치를 검출할 수 있다. The position and posture detection device may be configured in the shape of an octahedron, as shown in FIG. As shown in Fig. 27, the position and
또한, 상기 위치ㆍ자세 검출 장치는 도28a 및 도28b에 도시하는 바와 같이 구면 형상으로 구성해도 좋다. The position and posture detection device may be configured in a spherical shape as shown in Figs. 28A and 28B.
도28a 및 도28b에 도시하는 바와 같이 위치ㆍ자세 검출 장치(9D)는, 구면 형 상으로 형성한 생체의 삽입 관통이 가능한 개구부를 갖는 하우징인 프레임에 대해 위치ㆍ자세 검출 기판(60)이 설치되어 있다. 이에 의해, 위치ㆍ자세 검출 장치(9D)는 위치ㆍ자세 검출 기판(60)을 구면형으로 배치함으로써, 캡슐 본체(3)의 배향(방향) 및 위치에 상관없이, 캡슐 내 코일(42)의 축과 대략 일치하는 축을 가질 수 있어, 보다 검출 정밀도가 향상된다. As shown in Figs. 28A and 28B, the position and
또한, 위치ㆍ자세 검출 장치(9C, 9D)는, 캡슐 본체(3)를 자기 유도하기 위한 회전 자계 발생 장치(4)와 조합하는 경우에는, 이 회전 자계 발생 장치(4)를 외측에 배치하도록 조합한다. 이 경우, 조합하는 회전 자계 발생 장치(4)는, 도시하지 않지만 정육면체 형상의 회전 자계 발생용 헬름홀츠 코일(4A)을 외측에 배치한다. In addition, when the position and
또한, 위치ㆍ자세 검출 장치(9C, 9D)는, 환자가 몸을 삽입하기 쉽도록 개폐 가능하게 구성되어 있고, 손잡이(71)가 설치되어 있다. 또한, 위치ㆍ자세 검출 장치(9C)는, 구면 형상으로 형성되어 있는 위치ㆍ자세 검출 장치(9D)에 비해 위치ㆍ자세 검출 기판(60)을 구면형으로 배치하는 일이 없으므로 제작성이 향상된다. In addition, the position and
(제2 실시 형태)(2nd embodiment)
도29a 내지 도31은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 것이고, 도29a 및 도29b는 제2 실시 형태의 캡슐 의료 장치 위치ㆍ자세 검출 시스템을 구성하고 있는 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치를 도시하는 설명도이고, 도29a는 제2 실시 형태의 캡슐 의료 장치 위치ㆍ자세 검출 시스템을 구성하고 있는 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치를 도시하는 개략 사시도, 도29b는 도29a의 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 내부 구성을 도시하는 개략 단면도, 도 30은 도29a 및 도29b의 위치ㆍ자세 검출 장치의 변형예를 나타내는 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 개략 사시도, 도31은 도30의 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 내부 구성을 도시하는 A화살표 방향의 개략 단면도이다. 29A to 31 show a second embodiment of the present invention, and FIGS. 29A and 29B show a rotating magnetic field generating device and a position and posture detection device constituting the capsule medical device position and posture detection system according to the second embodiment. 29A is a schematic perspective view showing the rotating magnetic field generating device and the position and posture detection device constituting the capsule medical device position and posture detection system according to the second embodiment, and FIG. 29B is the rotation of FIG. 29A. Schematic sectional drawing which shows the internal structure of a magnetic field generating apparatus and a position and a posture detection apparatus, FIG. 30 is a schematic perspective view of the rotating magnetic field generating device and a position and posture detection apparatus which show the modification of the position and posture detection apparatus of FIGS. 29A and 29B. FIG. 31 is a schematic cross-sectional view in the direction of an arrow A, showing the internal structure of the rotating magnetic field generating device and the position / posture detecting device of FIG.
상기 제1 실시 형태는 환자가 자고 있는 상태에 있어서 시스템이 동작하도록 구성하고 있지만, 제2 실시 형태는 환자가 앉아 있는 상태에 있어서 시스템이 동작하도록 구성한다. 그 이외의 구성은, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지인 구성이므로 설명을 생략하고, 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙여 설명한다. Although the said 1st Embodiment is comprised so that a system may operate in the state in which a patient is sleeping, the 2nd Embodiment is comprised so that a system may operate in a state where a patient is sitting. Since the structure other than that is the same structure as the said 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted and it demonstrates by attaching | subjecting the same code | symbol to the same structure.
즉, 도29a 및 도29b에 도시하는 바와 같이, 제2 실시 형태의 캡슐 의료 장치 위치ㆍ자세 검출 시스템은 위치ㆍ자세 검출 장치(9E)를 환자가 착좌 가능한 의자형으로 구성되어 있다. In other words, as shown in Figs. 29A and 29B, the capsule medical device position / posture detection system of the second embodiment is configured in a chair-type where the patient can seat the position /
또한, 구체적으로 설명하면, 위치ㆍ자세 검출 장치(9E)는 정육면체 형상으로 형성한 생체의 삽입 관통이 가능한 개구부를 갖는 하우징인 프레임인 회전 자계 발생 장치(4)에 대해 환자를 앉을 수 있도록 위치ㆍ자세 검출 기판(60)이 설치되어 있다. 상기 위치ㆍ자세 검출 기판(60)은 환자의 엉덩이부 및 등받이부에 배치되는 동시에, 이들 엉덩이부 및 등받이부에 대향한 환자의 전방면부에 배치되어 있다. 또한, 환자의 양 겨드랑이에 대향하도록 위치ㆍ자세 검출 기판(60)이 배치되어 있다. Specifically, the position and
이에 의해, 위치ㆍ자세 검출 장치(9E)는, 환자가 자고 있을 필요가 없는 경우, 환자가 앉아 있는 상태에서 시스템을 동작할 수 있다. Thereby, the position and
또한, 도30 및 도31에 도시하는 바와 같이 위치ㆍ자세 검출 장치(9F)를 의자(72)에 설치하여 구성해도 좋다. 또한, 구체적으로 설명하면, 위치ㆍ자세 검출 장치(9F)는 정육면체 형상으로 형성한 생체의 삽입 관통이 가능한 개구부를 갖는 하우징인 프레임인 회전 자계 발생 장치(4)가 의자(72)에 설치되어 있고, 상기 위치ㆍ자세 검출 기판(60)이 환자의 엉덩이부 및 등받이부에 배치되는 동시에, 이들 엉덩이부 및 등받이부에 대향한 환자의 전방면부에 배치되어 있다. As shown in Figs. 30 and 31, the position and
이에 의해, 위치ㆍ자세 검출 장치(9F)는 상기 제2 실시 형태보다도 환자가 편안히 앉을 수 있고, 이 상태에서 시스템을 동작할 수 있다. As a result, the position /
그 이외의 구성 및 작용은, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지이므로 설명을 생략한다. Since the other structure and operation are the same as that of the said 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted.
(제3 실시 형태)(Third embodiment)
도32 내지 도40c는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 것이고, 도32는 제3 실시 형태의 캡슐 의료 장치 위치ㆍ자세 검출 시스템을 구성하고 있는 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치를 도시하는 설명도, 도33은 도32의 회전 자계 발생 장치 및 위치ㆍ자세 검출 장치의 주요부 확대도, 도34는 제3 실시 형태의 캡슐 의료 장치 위치ㆍ자세 검출 시스템을 도시하는 전체 구성도, 도35는 제3 실시 형태의 캡슐 의료 장치 위치ㆍ자세 검출 시스템의 제어 동작을 나타내는 흐름도, 도36은 도32의 위치ㆍ자세 검출 장치의 변형예를 나타내는 개략 사시도, 도37은 도36의 위치ㆍ자세 검출 장치의 개략 설명도, 도38은 도37의 변형예를 나타내고, 위치ㆍ자세 검출 기판을 평판형으로 구성한 캡슐 본체에 대한 위치ㆍ자세 검출 장치에 의한 위치ㆍ자세 검출의 설명도, 도39는 콘덴서 대신에 발진기를 설치하여 공진 회로를 구성한 캡슐 본체에 대한 위치ㆍ자세 검출 장치에 의한 위치ㆍ자세 검출의 설명도, 도40a 내지 도40c는 여자용 코일과 검출용 코일과 캡슐 내 코일의 위치 관계를 나타내는 개략 설명도이고, 도40a는 여자용 코일과 검출용 코일을 연결하는 축과, 캡슐 내 코일이 동축이 될 때의 위치 관계를 나타내는 개략 설명도, 도40b는 여자용 코일과 검출용 코일을 연결하는 축이 캡슐 내 코일의 길이 중심축에 있어서 직교할 때의 위치 관계를 나타내는 개략 설명도, 도40c는 여자용 코일과 검출용 코일을 연결하는 축으로부터, 캡슐 내 코일이 벗어난 위치가 될 때의 위치 관계를 나타내는 개략 설명도이다. 32 to 40C relate to a third embodiment of the present invention, and FIG. 32 shows a rotating magnetic field generating device and a position and posture detection device constituting the capsule medical device position and posture detection system according to the third embodiment. 33 is an enlarged view of an essential part of the rotating magnetic field generating device and the position and posture detection device of FIG. 32, FIG. 34 is an overall configuration diagram showing the capsule medical device position and posture detection system according to the third embodiment, and FIG. 36 is a flow chart showing the control operation of the capsule medical device position / posture detection system according to the third embodiment, FIG. 36 is a schematic perspective view showing a modification of the position / posture detection device of FIG. 32, and FIG. 37 is a position / posture detection device of FIG. Fig. 38 shows a modification of Fig. 37, and shows a position and posture detection by the position and posture detection device with respect to the capsule body having the position and posture detection substrate in a flat plate form. 9 is an explanatory view of the position and the posture detection by the position / posture detection device with respect to the capsule main body in which the oscillator is provided in place of the condenser, and FIGS. 40A to 40C show the excitation coil, the detection coil and the coil in the capsule. 40A is a schematic explanatory diagram showing the positional relationship, and FIG. 40A is a schematic explanatory diagram showing the positional relationship between the shaft connecting the excitation coil and the detection coil and the coil in the capsule is coaxial, and FIG. 40B is the excitation coil and the detection. Fig. 40C is a schematic explanatory diagram showing the positional relationship when the axis connecting the coil for use is orthogonal to the longitudinal center axis of the coil in the capsule. Fig. 40C shows a position where the coil in the capsule is out of the axis connecting the excitation coil and the detection coil. It is a schematic explanatory drawing which shows the positional relationship at the time of becoming.
상기 제1, 제2 실시 형태는 상기 위치ㆍ자세 검출 기판(60)이 고정 배치되어 구성되어 있지만, 제3 실시 형태는 상기 위치ㆍ자세 검출 기판(60)이 검사 중에 있어서 최적의 위치로 이동 가능하도록 구성한다. 그 이외의 구성은, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지인 구성이므로 설명을 생략하고, 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙여 설명한다. In the first and second embodiments, the position and
즉, 도32 내지 도34에 도시하는 바와 같이, 제3 실시 형태의 캡슐 의료 장치 위치ㆍ자세 검출 시스템(1G)은 구면 형상으로 형성한 생체의 삽입 관통이 가능한 개구부를 갖는 하우징인 프레임인 회전 자계 발생 장치(4G)의 내부에 있어서, 상기위치ㆍ자세 검출 기판(60)을 내장한 2개의 가동 유닛(180a, 180b)이 소정의 위치 로 이동 가능하도록 위치ㆍ자세 검출 장치(9G)를 구성하고 있다. 또한, 위치ㆍ자세 검출 기판(60)에는, 전술한 복수의 검출용 코일(61)과 여자용 코일(62)이 배치 되어 있다. That is, as shown in FIGS. 32 to 34, the capsule medical device position /
상기 회전 자계 발생 장치(4G)는 대략 구체형 부재의 반구씩으로 분리 가능하다. The rotary magnetic
상기 가동 유닛(180a, 180b)은 상기 회전 자계 발생 장치(4G)의 반구 부분에 1개씩 배치된다. 상기 가동 유닛(180a, 180b)은 한쪽이 캡슐 본체(3)의 공진 회로(40)를 서로 유도하기 위한 교류 자계를 발생시키면, 다른 쪽이 캡슐 본체(3)의 공진 회로(40)가 발생한 자계를 검출하도록 되어 있다. The
또한, 도32에서는 상기 회전 자계 발생 장치(4G)의 상측 반구 부분에 배치되어 있는 쪽을 여자용 가동 유닛(180a)으로 하고, 상기 회전 자계 발생 장치(4G)의 하측 반구 부분에 배치되어 있는 쪽을 검출용 가동 유닛(180b)으로 하고 있다.In Fig. 32, the side disposed in the upper hemisphere portion of the rotary
이들 가동 유닛(180a, 180b)은 180도 방향 전환 가능한 구동 타이어(181)가 모터(182)에 접속되어 소정의 위치로 이동 가능하게 구성되어 있다. 구체적으로는, 2개의 위치ㆍ자세 검출 기판(60)이 상기 캡슐 의료 장치가 존재하는 공간을 사이에 두고 서로 대향하여 배치되고, 또한 서로 대향한 상태를 유지한 상태에서 이동 가능하게 배치되어 있다. 또한, 대면하여 배치된 상기 가동 유닛(180a, 180b)에는 상기 구동 타이어(181)의 회전에 따라서 종동하는 종동 타이어(183)가 예를 들어 4개 회전 가능하게 설치되어 있다.These
상기 모터(182)는 모터 구동 회로(184)에 의해 제어 구동되도록 되어 있고, 상기 모터 구동 회로(184)는 가요성 기판(185)을 거쳐서 구동 제어 장치(86) 및 상기 제1 실시 형태에서 설명한 신호 측정기(53)에 접속되어 있다. 상기 구동 제어 장치(86)는 상기 가동 유닛(180a, 180b)이 소정의 위치로 이동하도록 상기 모터 구동 회로(184)를 제어한다.The
상기 구동 제어 장치(86)는 상기 처리 장치(6)의 제어 회로(27G)에 접속되어 있다. 이 제어 회로(27G)는 상기 제1 실시 형태에서 설명한 제어에 부가하여, 상기 가동 유닛(180a, 180b)이 소정의 위치로 이동하도록 상기 구동 제어 장치(86)를 제어하고 있다.The drive control device 86 is connected to a
더 구체적으로 설명하면, 예를 들어 검출하는 자계는 캡슐 내 코일(42)이 여자용 코일(62), 검출용 코일(61)과 등거리인 경우, 이하에 개시하는 3개의 패턴이 있다. More specifically, for example, the magnetic field to be detected includes three patterns described below when the
도40a에 도시한 바와 같이 검출하는 자계는 여자용 코일(62)과 검출용 코일(61)을 연결하는 축과, 캡슐 내 코일(42)이 동축이 될 때에 최대가 된다.As shown in Fig. 40A, the magnetic field to be detected is maximized when the axis connecting the
또한, 도40b에 도시한 바와 같이 검출하는 자계는 여자용 코일(62)과 검출용 코일(61)을 연결하는 축이 캡슐 내 코일(42)의 길이 중심축에 있어서 직교할 때, 여자용 코일(62)로부터의 자속이 캡슐 내 코일(42)에 들어가지 않는다. 이로 인해, 캡슐 내 코일(42)[공진 회로(40)]에 유도 자계가 발생하지 않아, 검출용 코일(61)에서 캡슐 내 코일(42)의 자계를 검출하는 것이 곤란해진다. As shown in Fig. 40B, the magnetic field to be detected is the excitation coil when the axis connecting the
또한, 도40c에 도시한 바와 같이 검출하는 자계는 여자용 코일(62)과 검출용 코일(61)을 연결하는 축으로부터 캡슐 내 코일(42)이 어긋난 위치가 될 때, 캡슐 내 코일(42)에 여자용 코일(62)로부터의 자속이 들어가고, 캡슐 내 코일(42)에 대해 유도 자계를 발생시키는 위치이면 검출용 코일(61)에서 자계의 검출이 가능해진 다. 그러나, 이 경우, 검출용 코일(61)이 검출하는 자계의 강도는 그 때에 발생하는 유도 자계의 배향과 검출용 코일(61)의 배향과의 관계 및 캡슐 내의 코일(42)과 검출용 코일(61)과의 거리에 의해 변화된다.In addition, as shown in Fig. 40C, the magnetic field to be detected is the
이로 인해, 제어 회로(27G)는 상기 신호 측정기(53)로부터의 측정 데이터에 의해 상기 연산 처리부(54)에 의해 산출된 과거의 캡슐 본체(3)의 배향(방향) 및 위치 정보를 기초로 상기 위치ㆍ자세 검출 기판(60)이 검출하는 상기 캡슐 본체(3)의 상기 공진 회로(40)가 생성하는 자계가 작아지지 않는 적절한 위치에 상기 구동 제어 장치(86)를 제어한다.For this reason, the
이와 같은 구성에 의한 제3 실시 형태의 작용을 설명한다.The effect | action of 3rd Embodiment by such a structure is demonstrated.
캡슐 본체(3)에 의해 체강 내를 검사하는 경우, 환자는 이 캡슐 본체(3)를 삼킨다. 체강 내에 삽입된 캡슐 본체(3)는 식도 등을 통과할 때에, 조명 소자(15)로 조명하고, 촬상 소자(14)로 촬상한 화상을 무선 회로(22)를 경유하여 체외의 처리 장치(6)에 무선으로 보낸다.When the body cavity is examined by the
처리 장치(6)는 무선 회로(25)에서 수신하고, 복조된 화상 데이터를 데이터 처리 회로(26) 내부 등에 설치한(하드 디스크 등의) 화상 기억 디바이스에 축적하는 동시에, 표시용 처리를 행하고, 표시 장치(7)에 출력하여 캡슐 본체(3)에 의해 차례로 촬상된 화상을 표시한다.The
여기서, 본 실시 형태에서는 도35에 도시하는 흐름도에 따라서 제어 회로(27G)가 위치ㆍ자세 검출 장치(9G)에 의해 검출된 캡슐 본체(3)의 배향(방향) 및 위치 정보를 기초로 회전 자계를 발생하거나, 발생하는 회전 자계의 배향 등을 제 어하는 동작을 행하는 동시에, 상기 가동 유닛(180a, 180b)이 적절한 위치로 이동하도록 제어하는 동작을 행한다. Here, in this embodiment, according to the flowchart shown in FIG. 35, the
우선, 제어 회로(27G)는 캡슐 본체(3)의 위치 검출을 행한다.First, the
제어 회로(27G)는 위치ㆍ자세 검출 장치(9G)를 제어 구동하여 캡슐 본체(3)의 위치 및 배향(방향)을 측정한다(스텝 S41).The
위치ㆍ자세 검출 장치(9G)는 여자용 가동 유닛(180a)에 내장된 상기 위치ㆍ자세 검출 기판(60)[의 여자용 코일 어레이(51)]를 소정의 발진 주파수, 예를 들어 1 ㎑ 내지 1 ㎒에서 발진기(55)에 의해 발진시켜 교류 자계를 발생시킨다.The position and
캡슐 본체(3)의 공진 회로(40)는 교류 자계에 의해 서로 유도하여 유도기전력을 발생하고, 자계를 발생한다. 이 공진 회로(40)에 의한 자계는 검출용 가동 유닛(180b)에 내장된 상기 위치ㆍ자세 검출 기판(60)[의 검출용 코일 어레이(52)]에 의해 검출된다. 이 검출용 가동 유닛(180b)에 의해 검출된 측정치는 상기 신호 측정기(53)에 의해 받아들여져 연산 처리부(54)로 입력된다.The
연산 처리부(54)는 입력된 측정치를 기초로 상술한 식1 및 식2로부터 공진 회로(40)의 배향(방향) 및 위치를 산출하고, 측정치와 산출된 결과를 캡슐 본체(3)의 배향(방향)과 위치 데이터와 자계의 강도로서 제어 회로(27G)에 출력한다.The
제어 회로(27G)는 위치ㆍ자세 검출 장치(9G)로부터 입력된 캡슐 본체(3)의 배향(방향)과 위치 데이터와 자계의 강도를 기초로 가동 유닛(180a, 180b)의 위치 데이터와, 구한 캡슐 본체(3)의 배향(방향)과 위치 데이터와 자계의 강도로부터 공진 회로(40)가 생성하는 자계가 작아지지 않는 적절한 위치에 가동 유닛(180a, 180b)을 이동시켜 재측정한다(스텝 S42).The
제어 회로(27G)는 앞의 측정치와 재측정치를 비교하여(스텝 S43), 앞의 측정치 쪽이 큰 경우, 재측정치 쪽이 커질 때까지 S41 내지 S43을 반복한다.The
가동 유닛(180a, 180b)은 상기 구동 제어 장치(86)로부터의 구동 신호를 기초로 하여 모터 구동 회로(184)가 모터(182)를 구동함으로써, 구동 타이어(181) 및 종동 타이어(183)가 회전하여 소정의 위치로 이동한다.The
한편, 재측정치 쪽이 앞의 측정치보다 큰 경우, 제어 회로(27G)는 위치 검출 완료(스텝 S44)되고, 다음의 회전 자계에 의한 자기 유도의 제어를 행한다.On the other hand, when the remeasurement value is larger than the previous measurement value, the
여기서, 캡슐 본체(3)는 관강의 상태, 예를 들어 체액이나 주름의 존재나 장기 내의 넓이 등의 상태에 의해 조작 입력 장치(8)의 조작에 대해 지나치게 움직이거나 움직이기 어려워 배향의 용이함의 정도가 변화하여, 산출한 캡슐 본체(3)의 배향이 되지 않는 오차가 생긴다.Here, the
그래서, 제어 회로(27G)는 일정(시간) 간격으로 재측정하여 캡슐 본체(3)의 위치 검출(S41 내지 S44)을 반복하도록 제어를 행하고 있다.Therefore, the
다음에, 제어 회로(27G)는 회전 자계에 의한 캡슐 본체(3)의 자기 유도를 행한다.Next, the
제어 회로(27G)는 위치ㆍ자세 검출 장치(9G)로부터 캡슐 본체(3)의 배향(방향) 및 위치 데이터를 출력시켜(스텝 S45), 연산 처리부(54)에서 구한 캡슐 본체(3)의 배향(방향) 및 위치 데이터로부터 부가하는 회전 자계[캡슐 본체(3)를 자기 유도하기 위한]의 배향을 설정(세트)한다(스텝 S46).The
제어 회로(27G)는 시술자의 조작에 의한 조작 입력 장치(8), 예를 들어 방향 입력 장치(8a)의 조이스틱의 입력에 따라서 캡슐 본체(3)를 원하는 배향(방향) 및 위치로 제어하도록 회전 자계 발생 장치(4)를 제어 구동한다. 즉, 제어 회로(27G)는 조작 입력 장치(8)(조이스틱)의 입력을 검출하여(스텝 S47) 입력이 있는지 여부를 판단하고(스텝 S48), 조작 입력 장치(8)의 입력이 있는 경우, 이 조작 입력 장치(8)의 입력량을 계산(산출)하여 설정치에 도달할 때까지 상기 회전 자계 발생 장치(4)가 생성하는 회전 자기장을 부가한다(스텝 S49). 또한, 제어 회로(27G)는 조작 입력 장치(8)의 입력이 없는 경우, 이 입력이 있을 때까지 설정된 회전 자계의 상태를 유지한다.The
제어 회로(27G)는 부가한 회전 자계가 설정치에 도달하였는지 여부를 판단하여(스텝 S50), 회전 자계가 설정치에 도달할 때까지 회전 자기장을 계속 부가하고, 회전 자계가 설정치에 도달한 경우, 유도 완료(스텝 S51)하여 회전 자계에 의한 자기 유도의 제어(S46 내지 S51)를 반복한다.The
이 결과, 캡슐 의료 장치 위치ㆍ자세 검출 시스템(1G)은 상기 제1 실시 형태와 같은 효과를 얻는 데 부가하여, 위치ㆍ자세 검출 기판(60)의 위치를 최적의 위치로 이동시킬 수 있어, 항상 캡슐 본체(3)의 배향(방향) 및 위치를 정확하게 측정할 수 있다.As a result, the capsule medical apparatus position /
또한, 도35의 흐름도는 위치ㆍ자세 검출 기판(60)을 이동 가능하게 구성한 경우에 대해 설명하고 있지만, 가동 유닛을 이동시키는 부분을 제외하면, 위치ㆍ자세 검출 기판(60)이 고정 배치된 경우에 있어서도 적용 가능하다.In addition, although the flowchart of FIG. 35 demonstrated the case where the position and attitude detection board |
이상과 같이 제3 실시 형태를 설명하고 있지만, 본 실시 형태에서는 다음과 같은 변형예를 고안할 수 있다.Although 3rd Embodiment is described as mentioned above, the following modified example can be devised in this Embodiment.
캡슐 의료 장치 위치ㆍ자세 검출 시스템은 도36 및 도37에 도시한 바와 같이 가동 유닛(180a, 180b) 대신에 다자유도 가동식 아암(190)을 이용하여 위치ㆍ자세 검출 장치를 구성해도 좋다.As shown in Figs. 36 and 37, the capsule medical apparatus position and posture detection system may configure the position and posture detection device by using the multiple degree of freedom
도36 및 도37에 도시한 바와 같이 위치ㆍ자세 검출 장치(9H)는 다자유도 이동식 아암(190)을 설치하여 구성되어 있다. 제어 장치는 위치ㆍ자세 검출 기판(60) 중 특정한 하나가 검출하는 자계가 최대가 되도록 다자유도 가동식 장치의 동작을 제어한다.As shown in FIG. 36 and FIG. 37, the position and
가동 장치인 상기 다자유도 가동식 아암(190)은 선단부측이 2개로 분기되어 있고, 이들 선단부에 상기 위치ㆍ자세 검출 기판(60)을 각각 설치하고 있다. 이들 위치ㆍ자세 검출 기판(60)은 어느 한쪽이 여자측면, 다른 한쪽이 검출측이 된다. 혹은, 위치ㆍ자세 검출 기판(60)은 주기적으로 절환하도록 해도 좋고, 혹은 동일 기판 상의 일부의 코일을 여자용, 다른 것을 검출용으로서 동시에 사용해도 좋다.In the multi-degree-of-freedom
상기 다자유도 가동식 아암(190)은 관절부에 도시하지 않은 모터를 내장하고 있다. 이들 모터는 상기 제3 실시 형태에서 설명한 가동 유닛(180a, 180b)과 마찬가지로 제어 회로(27G)에 의해 구동 제어 장치(86)에 의해 제어 구동되도록 되어 있다.The multiple degree of freedom
그 이외의 구성 및 작용은 마찬가지이므로 설명을 생략한다.Since the other structure and operation are the same, the description is omitted.
이에 의해, 본 변형예의 위치ㆍ자세 검출 장치(9H)는 환자가 잠입할 필요가 없으므로 매우 편하고, 또한 장치를 소형화할 수 있다.As a result, the position and
또한, 다자유도 가동 아암(190)에 설치하는 위치ㆍ자세 검출 기판(60)은 도38에 도시한 바와 같이 하나라도 상관없다. 이 경우, 상기 위치ㆍ자세 검출 기판(60)은 기판 중심에 상기 여자용 코일(62)을 배치하고, 이 여자용 코일(62)의 주위에 상기 검출용 코일(61)을 배치하여 구성되어 있다. 또한, 도38 중 자력선은 기판 중심의 여자용 코일(62)로부터 나와, 주위의 검출용 코일(61)로 복귀하도록 되어 있다.The position detecting
상기 위치ㆍ자세 검출 기판(60)은 상기 여자용 코일(62)이 상기 캡슐 내 코일(42)에 대해 유도 자계를 발생시키기 위한 교류 자계를 발생하고, 이 교류 자계에 의해 발생한 상기 캡슐 내 코일(42)의 유도 자계를 상기 검출용 코일(61)이 검출하도록 되어 있다. 여기서는, 복수의 검출용 코일(61)이 대략 동일 방향의 검출 방향을 갖도록 배치되고, 또한 상기 위치ㆍ자세 검출 기판(601)의 대략 동일 평면 상에 배치되어 있다.The position and
따라서, 상기 다자유도 가동식 아암(190)은 상기 캡슐 내 코일(42)에 대해 유도 자계를 발생시키기 위한 교류 자계를 발생하는 자계 발생 수단과, 상기 캡슐 내 코일(42)이 발생한 유도 자계의 자계 강도를 검출하는 자계 검출 수단과 2개의 역할을 상기 위치ㆍ자세 검출 기판(60)의 1매만으로 구성할 수 있으므로, 2매 설치하여 구성하는 것보다도 제어가 간단하고, 또한 더욱 소형화가 가능해진다.Accordingly, the multi-degree of freedom
또한, 캡슐 본체(3)는 도39에 도시한 바와 같이 상기 여자용 코일 어레이(51)의 교류 자계에 의해 유도 자계를 발생하는 것 외에, 자발적으로 유도 자계 를 발생하도록 구성해도 좋다.In addition, as shown in FIG. 39, the
이 경우, 캡슐 본체(3)는 콘덴서(41) 대신에 발진기(55B)를 캡슐 내 코일(42)에 접속하여 구성한 공진 회로(40B)를 구비하고 있다. 또한, 상기 발진기(55B)는 상기 공진 회로(40B)를 서로 유도시키는 데 필요한 교류 자계를 발생시키기 위해 발진 주파수, 예를 들어 1 ㎑ 내지 1 ㎒에서 발진하도록 되어 있다.In this case, the capsule
한편, 위치ㆍ자세 검출 장치(9B)는 상기 검출용 코일 어레이(52)[검출용 코일(61)]이 캡슐 본체(3B)의 공진 회로(40B)에 의해 자발적으로 발생한 자계를 검출하도록 되어 있고, 이 검출용 코일 어레이(52)[검출용 코일(61)]에 의해 검출된 신호를 측정하는 신호 측정기(53)와, 이 신호 측정기(53)에 의해 측정된 데이터를 기초로 캡슐 본체(3B)의 길이 방향의 배향(방향)을 산출하는 동시에 위치도 산출하는 연산 처리부(54)를 갖고 있다.On the other hand, the position and
여기서, 상기 검출용 코일 어레이(52)[검출용 코일(61)]에 의해 검출되는 측정 자계(B'total)(벡터)는 공진 회로(40B)에 의해 발생하는 자계를 B'reso(벡터)로 하여, Here, the detecting
[수식 3][Equation 3]
이다.to be.
또한, 공진 회로(40B)에 의해 발생하는 자계(B'reso)(벡터)는 상기 제1 실시 형태에서 설명한 식2와 대략 동일하므로 생략한다.In addition, since the magnetic field B ' reso (vector) generated by the
이에 의해, 연산 처리부(54)는 검출용 코일 어레이(52)[검출용 코일(61)]에 의해 검출되는 측정 자계(B'total)를 공진 회로(40B)에 의해 발생하는 자계(B'reso)로 하고, 캡슐 본체(3B)의 위치(x, y, z) 및 캡슐 본체(3B)의 배향(θ, φ) 및 등가적 자기 모멘트(M)를 산출할 수 있도록 되어 있다.As a result, the
따라서, 위치ㆍ자세 검출 장치(9B)는 캡슐 본체(3B)가 공진 회로(40B)에 의해 자발적으로 자계를 발생할 수 있으므로, 이 공진 회로(40B)에 대해 유도기전력을 발생시키기 위한 교류 자계를 발생하는 여자 수단을 필요로 하지 않아, 더욱 소형화가 가능하다.Therefore, the position and
또한, 상술한 각 실시 형태 등을 부분적으로 조합하는 등 하여 구성되는 실시 형태 등도 본 발명에 속한다.Moreover, embodiment etc. which are comprised, such as combining each above-mentioned embodiment etc. partially belong to this invention.
상술한 본 발명의 실시 형태에 관한 캡슐 의료 장치 위치ㆍ자세 검출 시스템은 캡슐 의료 장치 본체를 자기 유도하는 회전 자계에 영향을 미치지 않고, 정확하게 캡슐 의료 장치 본체의 배향 및 위치를 검출할 수 있는 효과를 갖는다.The capsule medical device position and posture detection system according to the embodiment of the present invention described above has an effect of accurately detecting the orientation and position of the capsule medical device body without affecting the rotating magnetic field that magnetically guides the capsule medical device body. Have
Claims (57)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020067018223A KR20070023659A (en) | 2004-03-08 | 2005-03-07 | Capsule medical position/posture detecting system |
Applications Claiming Priority (3)
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---|---|---|---|
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KR1020067018223A KR20070023659A (en) | 2004-03-08 | 2005-03-07 | Capsule medical position/posture detecting system |
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Family Applications (1)
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KR1020067018223A KR20070023659A (en) | 2004-03-08 | 2005-03-07 | Capsule medical position/posture detecting system |
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-
2005
- 2005-03-07 KR KR1020067018223A patent/KR20070023659A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
WITN | Withdrawal due to no request for examination |