WO2006030772A1 - 被検体内導入システム、受信装置および被検体内導入装置 - Google Patents

被検体内導入システム、受信装置および被検体内導入装置 Download PDF

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WO2006030772A1
WO2006030772A1 PCT/JP2005/016825 JP2005016825W WO2006030772A1 WO 2006030772 A1 WO2006030772 A1 WO 2006030772A1 JP 2005016825 W JP2005016825 W JP 2005016825W WO 2006030772 A1 WO2006030772 A1 WO 2006030772A1
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receiving
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Tetsuo Minai
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Olympus Corporation
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Definitions

  • Intra-subject introduction system receiving apparatus, and intra-subject introduction apparatus
  • the present invention relates to an in-subject introduction apparatus that is introduced into a subject, acquires in-subject information as information about the subject, and transmits a radio signal including the acquired in-subject information.
  • the present invention relates to a receiving apparatus that performs reception processing of a radio signal transmitted by an intra-subject introduction apparatus, and an intra-subject introduction system that includes the intra-subject introduction apparatus and the reception apparatus.
  • a swallowable capsule endoscope has been proposed in the field of endoscopes.
  • This capsule endoscope is provided with an imaging function and a wireless communication function.
  • Capsule endoscopes are used to observe inside the body cavity, for example, the stomach, small intestine, and other organs, after being swallowed from the mouth of the subject (human body) for observation (examination) and before being spontaneously excreted. It has the function of moving in accordance with the peristaltic movement and capturing images sequentially.
  • image data imaged inside the body by the capsule endoscope is sequentially transmitted to the outside by wireless communication and stored in a memory provided outside.
  • a receiving device having a wireless communication function and a memory function
  • the subject can freely move between swallowing the capsule endoscope and discharging it.
  • the doctor or nurse can make a diagnosis by displaying the organ image on the display based on the image data stored in the memory (for example, (See Patent Document 1).
  • a conventional capsule endoscope system having a mechanism for detecting the position of the capsule endoscope in a body cavity.
  • a magnetic field having a position dependency with respect to strength is formed inside a subject to which a capsule endoscope is introduced, and the inside of the subject is based on the strength of the magnetic field detected by a magnetic field sensor built in the capsule endoscope. It is possible to detect the position of the capsule endoscope.
  • a predetermined coil is placed outside the subject.
  • a magnetic field is formed inside the subject by passing a predetermined current through a powerful coil.
  • the imaging mechanism By further including a position detection mechanism in the receiving apparatus as described above, in the conventional capsule endoscope system, for example, when the capsule endoscope reaches the small intestine of the subject, the imaging mechanism It is possible to devise such as starting the imaging operation. Therefore, there is an advantage that image data can be acquired only for a part necessary for the doctor.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-19111
  • the present invention has been made in view of the above, and relates to an in-subject introduction system provided with an in-subject introduction apparatus such as a capsule endoscope, while being used while suppressing an increase in use cost.
  • the purpose is to realize an in-subject introduction system that can limit the burden on the subject to the minimum according to the purpose of use.
  • the in-subject introduction system is introduced into the subject and acquires in-subject information as information about the subject.
  • a subject configured to transmit a wireless signal including the acquired in-subject information and a receiving device that performs reception processing of the wireless signal transmitted by the intra-subject device.
  • An in-subject introduction system wherein the in-subject introduction apparatus includes in-subject information acquisition means for acquiring the in-subject information, and magnetic field sensor means for detecting a magnetic field in a region where the in-subject introduction apparatus is located.
  • a radio transmission means for transmitting a radio signal including at least the in-subject information, and the reception device receives a radio signal transmitted by the in-vivo introduction device, and the reception antenna.
  • a receiving unit including at least a receiving circuit that performs a receiving process on a radio signal received by a tenor; a magnetic field forming unit that forms a predetermined magnetic field for position detection in a region where the in-subject introduction apparatus may exist;
  • a position detecting unit that is formed independently of the receiving unit, and includes a position deriving unit that derives the position of the in-subject introduction device based on the detection result of the position detecting magnetic field acquired by the magnetic field sensor unit. It is characterized by having.
  • the receiving unit and the position detecting unit are separately formed, it is possible to minimize the burden on the subject according to the purpose of use. is there. That is, when only the acquisition of in-subject information is intended, it is possible to remove the position detection unit from the receiving apparatus and use only the receiving unit, thereby reducing the load on the subject.
  • the wireless transmission unit includes a radio signal including a detection result acquired by the magnetic field sensor unit in addition to the in-subject information.
  • the position detection unit acquires the detection result acquired by the magnetic field sensor means via the reception unit.
  • the position detection unit is arranged in a state of being fixed to the subject in use,
  • the receiving unit is characterized in that the position relative to the subject is variable in use.
  • the receiving device is a receiving device that performs reception processing of a radio signal transmitted by a predetermined detection target, and a receiving antenna that receives the radio signal transmitted by the detection target.
  • a receiving unit including at least a receiving circuit that performs a receiving process on a radio signal received by the receiving antenna; and a magnetic field forming unit that forms a predetermined position detecting magnetic field in a region where the detection target may exist.
  • a position deriving unit for deriving the position of the detection target based on a detection result of the position detection magnetic field in a region where the detection target exists, and a position detection unit formed independently of the receiving unit. It is characterized by having.
  • an in-subject introduction apparatus is an in-subject introduction apparatus that is introduced into a subject and acquires in-subject information as information about the subject.
  • In-subject information acquisition means for acquiring in-sample information
  • magnetic field sensor means for detecting a magnetic field in a region where the in-subject introduction apparatus is located
  • wireless transmission for transmitting a radio signal including at least the in-subject information
  • magnetic field detection control means for controlling the driving state of the magnetic field sensor means.
  • the in-subject introduction device further includes wireless receiving means for receiving a wireless signal transmitted from the outside in the above invention, wherein the magnetic field detection control means is the wireless receiving means.
  • the drive state of the magnetic field sensor means is controlled based on the control signal received by the means.
  • the magnetic field sensor means is configured such that the position detection magnetic field is formed in a region where the in-subject introduction device is located. If not, the magnetic field is detected in the standby mode in which the detection interval is longer than that in the normal mode. When the position detection magnetic field is detected in the standby mode, the standby mode is shifted to the normal mode. It is characterized by that.
  • the receiving unit and the position detection unit are formed separately and independently, so that the burden on the subject is minimized according to the purpose of use. There is an effect that it is possible. That is, when the purpose is only to acquire in-subject information, it is possible to remove the position detection unit with respect to the receiving apparatus and use only the receiving unit, which has the effect of reducing the load on the subject. .
  • the in-subject introduction apparatus is both for the purpose of acquiring only in-subject information and for the purpose of position detection using in-subject information and a position detection magnetic field. If it can be used, the effect is obtained.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of an in-subject introduction system according to Example 1.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram showing a configuration of a capsule endoscope provided in the in-subject introduction system.
  • FIG. 3 is a schematic block diagram showing a configuration of a receiving device provided in the in-subject introduction system.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an aspect of a first linear magnetic field formed by a first linear magnetic field forming unit provided in a position detection unit constituting the receiving device.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing configurations of a second linear magnetic field forming unit and a diffusion magnetic field forming unit provided in the position detection unit, and an aspect of the second linear magnetic field formed by the second linear magnetic field forming unit. It is.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing an aspect of a diffusion magnetic field formed by a diffusion magnetic field forming unit.
  • FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the capsule endoscope.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of the position detection unit.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a relationship between a reference coordinate axis and a target coordinate axis.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing how the second linear magnetic field is used for position derivation.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing how the diffusion magnetic field is used in position derivation.
  • FIG. 12 is a schematic block diagram illustrating a configuration of a capsule endoscope provided in the in-subject introduction system according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic block diagram showing a configuration of a receiving device provided in the in-subject introduction system.
  • FIG. 14 is a flowchart for explaining the operation of the position detection unit constituting the receiving apparatus.
  • FIG. 15 is a flowchart for explaining the operation of the capsule endoscope.
  • FIG. 16 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of an in-subject introduction system according to the third embodiment.
  • FIG. 17 is a schematic block diagram showing a configuration of a processing apparatus provided in a receiving apparatus that constitutes the in-subject introduction system.
  • Magnetic field direction database Control signal generator Transmit antenna selector 52 Magnetic field formation controller
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of an in-subject introduction system according to the first embodiment.
  • the in-subject introduction system according to the first embodiment includes a capsule endoscope 2 introduced into the subject 1 and a radio signal transmitted by the capsule endoscope 2.
  • a receiving device 3 that performs a medical examination process
  • a display device 4 that displays the contents of a radio signal received by the receiving device 3 and transmitted from the capsule endoscope 2
  • a receiving device 3 and a display device 4 And a portable recording medium 5 for exchanging information between them.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of an in-subject introduction system according to the first embodiment.
  • the in-subject introduction system according to the first embodiment includes a capsule endoscope 2 introduced into the subject 1 and a radio signal transmitted by the capsule endoscope 2.
  • a receiving device 3 that performs a medical examination process
  • a display device 4 that displays the contents of a radio signal received by the receiving device 3 and transmitted from the capsule endoscope 2
  • the target coordinate axis which is a coordinate axis formed by the X axis, the Y axis, and the Z axis and is fixed to the capsule endoscope 2, and the X axis Formed by the y-axis and z-axis, determined independently of the movement of the capsule endoscope 2, and specifically, a reference coordinate axis that is a fixed coordinate axis for the subject 1 is set.
  • the position detection unit 7 described later detects the positional relationship of the target coordinate axis with respect to the reference coordinate axis.
  • the display device 4 is captured by the capsule endoscope 2 received by the receiving device 3.
  • a workstation that displays an image based on data obtained by the portable recording medium 5.
  • the display device 4 may be configured to directly display an image or the like by a CRT display, a liquid crystal display, or the like, or may be configured to output an image or the like to another medium such as a printer.
  • the portable recording medium 5 is detachable with respect to a reception processing device 9 and a display device 4 to be described later, and has a structure capable of outputting and recording information when attached to both. Specifically, the portable recording medium 5 is attached to the reception processing device 9 while the capsule endoscope 2 is moving in the body cavity of the subject 1 and is directed to the in-subject image and the reference coordinate axis. The positional relationship of the target coordinate axis is stored. Then, after the capsule endoscope 2 is ejected from the subject 1, the capsule endoscope 2 is taken out from the reception processing device 9 and attached to the display device 4, and the recorded data is read out by the display device 4.
  • the reception processing device 9 and the display device 4 are connected by wire. Unlike the case where the capsule endoscope 2 is moving inside the subject 1, the subject 1 can freely move.
  • the capsule endoscope 2 functions as an example of a detection target and an in-subject introduction device in the present invention. Specifically, the capsule endoscope 2 is introduced into the subject 1, acquires in-subject information while moving within the subject 1, and transmits a radio signal including the acquired in-subject information to the outside. It has a function to transmit to.
  • the capsule endoscope 2 has a magnetic field detection function for detecting a positional relationship, which will be described later, and has a configuration in which driving power is supplied from the outside. Specifically, a radio signal transmitted from the outside is provided. And has a function of reproducing the received radio signal as drive power.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the capsule endoscope 2.
  • the force-pessel endoscope 2 has an in-subject information acquisition unit 14 that acquires in-subject information as a mechanism for acquiring in-subject information, and the acquired in-subject information.
  • a signal processing unit 15 for performing predetermined processing.
  • the capsule endoscope 2 uses a magnetic field as a magnetic field detection mechanism. Magnetic field sensor 16 that detects and outputs an electrical signal corresponding to the detected magnetic field, amplifier 17 for amplifying the output electrical signal, and AZD conversion that converts the electrical signal output from amplifier 17 to a digital signal Part 18 is provided.
  • the in-subject information acquisition unit 14 is for acquiring in-subject information, that is, an in-subject image as image data in the subject in the first embodiment.
  • the in-subject information acquisition unit 14 functions as an LED 22 that functions as an illumination unit, an LED drive circuit 23 that controls the drive of the LED 22, and an imaging unit that captures at least a part of the area illuminated by the LED 22.
  • a functioning CCD 24 and a CCD driving circuit 25 for controlling the driving state of the CCD 24 are provided.
  • the illumination unit and the imaging unit it is not essential to use an LED or a CCD.
  • a CMOS or the like may be used as the imaging unit.
  • the magnetic field sensor 16 is for detecting the direction and intensity of the magnetic field formed in the region where the capsule endoscope 2 is present.
  • the magnetic field sensor 16 is formed using, for example, an MI (magnetolmpedance) sensor.
  • the Ml sensor has a configuration that uses, for example, an FeCoSiB amorphous wire as a magnetosensitive medium, and when a high frequency current is applied to the magnetosensitive medium, the magnetic impedance of the magnetosensitive medium greatly changes due to an external magnetic field. Magnetic field strength is detected using Ml effect.
  • the magnetic field sensor 16 may be configured using, for example, an MRE (magnetoresistive effect) element, a GMR (giant magnetoresistive effect) magnetic sensor, or the like in addition to the Ml sensor.
  • the coordinate axes of the capsule endoscope 2 to be detected are assumed to be target coordinate axes defined by the X axis, the Y axis, and the Z axis.
  • the magnetic field sensor 16 detects the magnetic field strength of the X direction component, the Y direction component, and the Z direction component for the magnetic field formed in the region where the capsule endoscope 2 is located, It has a function to output an electrical signal corresponding to the magnetic field strength in the direction of.
  • the magnetic field strength component on the target coordinate axis detected by the magnetic field sensor 16 is transmitted to the receiving device 3 via the wireless transmission unit 19 described later, and the receiving device 3 receives the value of the magnetic field component detected by the magnetic field sensor 16. Based on this, the positional relationship between the target coordinate axis and the reference coordinate axis is derived.
  • the capsule endoscope 2 includes a transmission circuit 26 and a transmission antenna 27. Regarding the wireless transmission unit 19 for performing wireless transmission to the outside, and the signal output to the wireless transmission unit 19, the signal output from the signal processing unit 15 and the signal output from the AZD conversion unit 18 And a switching unit 20 that switches between them appropriately.
  • the capsule endoscope 2 includes a timing generation unit 21 for synchronizing the drive timings of the in-vivo information acquisition unit 14 , the signal processing unit 15, and the switching unit 20.
  • the capsule endoscope 2 has a function of controlling the driving state of the magnetic field sensor 16 and the like based on a wireless signal to which an external force is also transmitted. Specifically, the capsule endoscope 2 performs a predetermined process on the received radio signal and a radio reception unit 33 that receives a radio signal transmitted from the position detection unit 7 described later. A signal processing unit 30 for extracting a predetermined control signal, and a magnetic field detection control unit 31 for controlling the drive state of the magnetic field sensor 16 and the switching unit 20 based on the control signal.
  • the radio reception unit 33 includes a reception antenna 28 and a reception circuit 29 that performs predetermined processing such as demodulation processing on the radio signal received via the reception antenna 28.
  • the magnetic field detection control unit 31 has a function of controlling the driving state of the magnetic field sensor 16 and the like according to the content of the control signal. The simplest configuration is that the magnetic field sensor 16 is in a state where no control signal is input. Is stopped, and control is performed to drive the magnetic field sensor 16 etc. in response to the input of the control signal.
  • the receiving device 3 includes a receiving unit 6 and a position detecting unit 7 that are formed separately and independently from each other, and operates in a state where the receiving unit 6 and the position detecting unit 7 are combined. In addition, only the receiving unit 6 can be operated independently.
  • FIG. 3 is a schematic block diagram showing the overall configuration of the receiving device 3. In the following, the configuration of the reception unit 6 will be described first, and then the configuration of the position detection unit 7 will be described.
  • the reception unit 6 includes reception antennas 8a to 8d for receiving radio signals transmitted by the capsule endoscope 2, and reception antennas 8a to 8d.
  • the reception processing device 9 is configured to perform reception processing or the like on a radio signal received via the shift.
  • the receiving antennas 8a to 8d are transmitted from the wireless transmission unit 19 provided in the capsule endoscope 2. For receiving received radio signals.
  • the receiving antennas 8a to 8d are formed by a loop antenna or the like and used in a state where they are arranged on the outer surface of the subject 1.
  • the reception processing device 9 is for performing reception processing or the like on a radio signal received via any one of the reception antennas 8a to 8d. Specifically, the reception processing device 9 performs a demodulation process or the like on the reception antenna selection unit 35 that selects a shift between the reception antennas 8a to 8d and the radio signal received through the selected reception antenna. By doing so, it has a receiving circuit 36 that extracts the original signal included in the radio signal, and a signal processing unit 37 that reconstructs the image signal and the like by processing the extracted original signal.
  • the signal processing unit 37 performs the magnetic field signals S to S and S based on the extracted original signal.
  • the magnetic field signals S to S are the first straight lines detected by the magnetic field sensor 16, respectively.
  • the image signal S is obtained by the subject acquired by the in-subject information acquisition unit 14.
  • It is expressed by a direction vector corresponding to the detected magnetic field strength on the target coordinate axis fixed with respect to the capsule endoscope 2, and includes information on the magnetic field traveling direction and the magnetic field strength on the target coordinate axis.
  • the reception processing device 9 carries the image signal S and the like reconstructed by the signal processing unit 37.
  • An input / output interface 41 for inputting / outputting information to / from the detection unit 7 and a power supply unit 42 for supplying drive power to the components included in the reception processing device 9 are provided.
  • the recording unit 38 has a function of recording input data on the portable recording medium 5.
  • the recording unit 38 is connected via an input / output interface 41.
  • the position information of the capsule endoscope 2 derived by the position detection unit 7 is also input. Have a success.
  • the selection control unit 39 is for selecting a receiving antenna suitable for receiving the medium power of the receiving antennas 8a to 8d. Specifically, the selection control unit 39 determines the reception antenna 8 having the highest reception strength based on information on the reception strength generated by the reception circuit 36 (for example, RSSI (ReceivedSignalStrengthIndicator)), It has a function of controlling the receiving antenna selector 35 so as to select the determined receiving antenna 8.
  • RSSI ReceiveivedSignalStrengthIndicator
  • the input / output interface 41 is for exchanging information with the position detection unit 7. Specifically, in the first embodiment, the input / output interface 41 outputs at least the magnetic field signals S to S to the position detection unit 7 and the position detection unit.
  • the knit 7 side force also inputs information regarding the position of the capsule endoscope 2.
  • the input / output interface 41 any configuration may be adopted as long as it can input and output information. That is, for example, a configuration in which a wired connection is made with an input / output interface 44 (described later) included in the position detection unit 7 or a configuration in which a wireless connection is made may be possible.
  • the position detection unit 7 includes transmission antennas 10a to 10: LOd for transmitting radio signals to the capsule endoscope 2, and a first magnetic field for position detection.
  • a first linear magnetic field forming unit l la that forms a linear magnetic field, a second linear magnetic field, and a diffusion magnetic field, a second linear magnetic field forming unit l ib and a diffusion magnetic field forming unit 12, and a processing device 13 that performs predetermined information processing.
  • the first linear magnetic field forming unit lla, the second linear magnetic field forming unit lib, and the diffusion magnetic field forming unit 12 will be described.
  • the processing device 13 outputs an input / output interface 44 for exchanging information with the input / output interface 41 included in the reception unit 6 and the output from the reception unit 6.
  • the processing device 13 has a function of performing drive control on the first linear magnetic field forming unit 11a and the like as well as wirelessly transmitting a control signal to the capsule endoscope 2.
  • the processing device 13 includes a control signal generation unit 48 that generates a control signal, a transmission circuit 49 that generates a predetermined radio signal based on a radio signal including the generated control signal, and a generated radio signal.
  • a transmission antenna selection unit 50 that selects an antenna that transmits a signal from the transmission antennas 10a to LOd, and a selection control unit 51 that controls a selection mode of the transmission antenna are provided.
  • the processing device 13 includes a first linear magnetic field forming unit lla, a second linear magnetic field forming unit lib, a diffusion magnetic field forming unit 12, and a magnetic field formation control unit 52 that controls the drive state of the control signal generation unit 48. Prepare.
  • the control signal generation unit 48 has a function of generating a control signal to be supplied to the magnetic field detection control unit 31 provided in the capsule endoscope 2. Any content can be used for the control signal.
  • the control signal For example, when the magnetic field detection control unit 31 has a function of driving the magnetic field sensor 16 or the like when any signal is input, the control signal For example, it may be configured by a single pulse.
  • the selection control unit 51 is for determining a selection mode of the transmission antenna 10 used for transmission of a radio signal including a control signal. Specifically, the selection control unit 51 determines the transmission antenna 10 that can transmit the radio signal most efficiently to the capsule endoscope 2 based on the derivation results of the azimuth deriving unit 45 and the position deriving unit 46. It has the function to do. In other words, the selection control unit 51 grasps the position of the receiving antenna 28 provided in the capsule endoscope 2 on the target coordinate axis, and uses the results derived from the azimuth deriving unit 45 and the position deriving unit 46. In response, the positional relationship between the target coordinate axis and the reference coordinate axis is acquired.
  • the selection control unit 51 grasps the positional relationship between the transmission antennas 10a to 10d and the reception antenna 28 provided in the capsule endoscope 2 based on the acquired positional relationship, and transmits the transmission signal most suitable for transmission.
  • the antenna 10 is determined, and the transmission antenna selection unit 50 is controlled to select the determined antenna.
  • the magnetic field formation control unit 52 determines the driving state of the magnetic field forming means such as the first linear magnetic field forming unit 11a. This is for controlling the drive state of the control signal generator 48 as well as controlling. Specifically, the magnetic field formation control unit 52 stops driving the first linear magnetic field formation unit 11a and the like when the position detection unit 7 is not used in combination with the reception unit 6, and the reception unit 6 In the combined state, it has a function of controlling to start driving the first linear magnetic field forming unit 11a and the like. Specifically, in the first embodiment, the magnetic field formation control unit 52 confirms that the input / output interface 44 can input / output information to / from the input / output interface 41 provided in the receiving unit 6. It has a function to detect. The magnetic field formation control unit 52 determines that the position detection unit 7 is combined with the reception unit 6 when information can be input and output, and starts driving the first linear magnetic field formation unit 11a and the like. It has a function to start.
  • the processing device 13 has a mechanism for supplying driving power to the above-described components.
  • the processing apparatus 13 includes a power supply unit 53 and has a configuration for supplying the power held in the power supply unit 53 to each component.
  • the first linear magnetic field forming unit l la, the second linear magnetic field forming unit l ib, and the diffusion magnetic field forming unit 12 which are other components of the position detection unit 7 will be described.
  • the first linear magnetic field forming unit l la, the second linear magnetic field forming unit l ib and the diffusion magnetic field forming unit 12 each function as an example of the magnetic field forming means in the scope of the patent claims.
  • the formed first linear magnetic field, second linear magnetic field, and diffusion magnetic field function as examples of the position detection magnetic field in the claims.
  • the first linear magnetic field forming unit 11a is for forming a linear magnetic field in a predetermined direction in the subject 1.
  • the “linear magnetic field” means a magnetic field that is substantially only in one direction in at least a predetermined spatial region, in this embodiment 1, a spatial region where the capsule endoscope 2 inside the subject 1 can be located.
  • the first linear magnetic field forming unit 11a supplies a predetermined current to the coil formed so as to cover the body of the subject 1 and the coil.
  • a current source (not shown) and having a function of forming a linear magnetic field in a spatial region inside the subject 1 by flowing a predetermined current through the coil.
  • an arbitrary direction may be selected as the traveling direction of the first linear magnetic field, but in the first embodiment, the first linear magnetic field is fixed with respect to the subject 1. It is assumed that the magnetic field is a linear magnetic field traveling in the z-axis direction on the reference coordinate axis.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a first linear magnetic field formed by the first linear magnetic field forming unit 11a.
  • the coil forming the first linear magnetic field forming portion 11a is formed so as to include the body of the subject 1 therein and has a configuration extending in the z-axis direction of the reference coordinate axis. Therefore, as shown in FIG. 4, the first linear magnetic field formed in the subject 1 by the first linear magnetic field forming unit 11a forms magnetic force lines that travel in the z-axis direction of the reference coordinate axis.
  • the second linear magnetic field forming unit 1 lb and the diffusion magnetic field forming unit 12 each function as an example of the magnetic field forming means in the claims, and the formed second linear magnetic field and the diffusion magnetic field are claimed. It functions as an example of a magnetic field for position detection in this range.
  • the second linear magnetic field forming unit 11b will be described as an example of the magnetic field forming unit particularly with respect to a specific example.
  • the diffusion magnetic field forming unit 12 is used as an example of the magnetic field forming unit. Of course, the same holds true even when using.
  • the second linear magnetic field forming unit l ib is for forming a second linear magnetic field that is a linear magnetic field traveling in a direction different from the first linear magnetic field.
  • the diffusion magnetic field forming unit 12 is a diffusion magnetic field in which the magnetic field direction is position dependent. This is to form a magnetic field that diffuses away from the section 12.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing configurations of the second linear magnetic field forming unit l ib and the diffusion magnetic field forming unit 12 and an aspect of the second linear magnetic field formed by the second linear magnetic field forming unit l ib. is there.
  • the second linear magnetic field forming portion l ib extends in the y-axis direction on the reference coordinate axis, and the coil 56 is formed so that the coil cross section is parallel to the xz plane.
  • a current source 57 for supplying power supplying power. Therefore, as shown in FIG. 5, the second linear magnetic field formed by the coil 56 becomes a linear magnetic field at least inside the subject 1 and gradually decreases in strength as the distance from the coil 56 increases, that is, a strong magnetic field.
  • the diffusion magnetic field forming unit 12 includes a coil 58 and a current source 59 for supplying current to the coil 58.
  • the coil 56 is arranged so as to form a magnetic field having a traveling direction in a predetermined direction.
  • a linear magnetic field formed by the coil 56 is arranged.
  • the traveling direction is the y-axis direction of the reference coordinate axis.
  • the coil 58 is fixed at a position where a diffusion magnetic field that is the same as the magnetic field direction stored in the magnetic field direction database 47 is formed.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing an aspect of the diffusion magnetic field formed by the diffusion magnetic field forming unit 12.
  • the coil 58 provided in the diffusion magnetic field forming unit 12 is spirally formed on the surface of the subject 1, and the diffusion magnetic field formed by the diffusion magnetic field forming unit 12 is the coil 58.
  • the magnetic lines of force are radially and diffused as shown in FIG.
  • the receiving device 3 is configured by the receiving unit 6 and the position detecting unit 7. As usage modes, the receiving unit 6 operates alone and the receiving unit 6 is positioned relative to the receiving unit 6. In some cases, the detection unit 7 operates in combination.
  • FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the capsule endoscope 2 provided in the intra-subject introduction system.
  • the capsule endoscope 2 After being introduced into the subject 1, the capsule endoscope 2 first acquires only the in-subject information and transmits a radio signal including the in-subject information (step S101).
  • the magnetic field detection control unit 31 controls to stop the driving of the magnetic field sensor 16, and the in-vivo information output from the signal processing unit 15 to the switching unit 20 (in the first embodiment, Control to output only (image data) to the transmitter circuit 26.
  • the magnetic field detection control unit 31 determines whether or not the wireless reception unit 33 has received a control signal from the position detection unit 7 (step S102). (S102: Yes), the magnetic field sensor 16 is controlled to start the magnetic field detection (step S103), and the in-subject information acquisition unit 14 acquires the in-subject information and the magnetic field sensor. 16 detects the magnetic field, and transmits the acquired in-subject information and magnetic field detection result via the radio transmission unit 19 (step S104). [0063] When the control signal is not received (step S102: No), the operations of steps S101 and S102 are repeated. The case where the control signal is not received is a case where only the receiving unit 6 is used without being combined with the position detecting unit 7 as will be described later. The operation will be repeated.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the position detection unit 7 provided in the receiving device 3. Note that the receiving unit 6 performs the same process as the conventional process of receiving a radio signal transmitted from the capsule endoscope 2 regardless of the combination with the position detecting unit 7. In the following, only the operation of the position detection unit 7 will be described.
  • the position detection unit 7 determines whether or not the force is connected to the reception unit 6 by the magnetic field formation control unit 52 (step S201). “Connection” in this step means that information can be exchanged via the input / output interfaces 44 and 41, and the magnetic field formation control unit 52 detects the presence or absence of a forceful state. Make a decision. If it is connected (step S201: No), repeat step S201. If it is connected to the receiving unit 6 (step S201: Yes), the magnetic field formation control unit 52 instructs the control signal generator 48 to generate a control signal, and the generated control signal is wirelessly transmitted via the transmitter 54 (step S 202).
  • the magnetic field formation control unit 52 controls the first linear magnetic field forming unit 1 la and the like to start driving, and the first linear magnetic field forming unit 1 la and the like form a predetermined position detection magnetic field (Step S 203).
  • the capsule endoscope 2 starts detecting the magnetic field for position detection and transmits a radio signal including the detection result.
  • the position detection unit 7 acquires the magnetic field signal included in the transmitted wireless signal via the reception unit 6 (step S204), and based on the acquired magnetic field signal, the capsule endoscope The position detection process 2 is performed (step S205), and the detected position is output to the receiving unit 6 (step S206). Thereafter, the operation of steps S203 to S206 is repeated to detect the position of the capsule endoscope 2 at different times.
  • the position detection processing in step S205 will be described.
  • Light up In the intra-subject introduction system according to the first embodiment, a configuration in which a positional relationship is derived between a reference coordinate axis fixed with respect to the subject 1 and a target coordinate axis fixed with respect to the capsule endoscope 2 Specifically, after deriving the orientation of the target coordinate axis with respect to the reference coordinate axis, and using the derived orientation, the position of the origin of the target coordinate axis on the reference coordinate axis, that is, the capsule-type endoscope inside the subject 1 The position of mirror 2 is derived. Therefore, in the following description, after describing the azimuth derivation mechanism, the position derivation mechanism using the derived azimuth will be described. However, the present invention is not limited to a system having a position detection mechanism that covers the target. Of course.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing the relationship between the reference coordinate axis and the target coordinate axis when the capsule endoscope 2 is moving in the subject 1.
  • the capsule endoscope 2 travels along the passage path inside the subject 1 and rotates by a predetermined angle about the traveling direction. Therefore, the target coordinate axis fixed with respect to the capsule endoscope 2 has a azimuth shift as shown in FIG. 9 with respect to the reference coordinate axis fixed with respect to the subject 1.
  • the first linear magnetic field forming unit 1 la and the second linear magnetic field forming unit 1 lb are respectively fixed to the subject 1. Therefore, the first and second linear magnetic fields formed by the first linear magnetic field forming unit 11a and the second linear magnetic field forming unit l ib are in a fixed direction with respect to the reference coordinate axis, specifically, the first linear magnetic field is The z-axis direction and the second linear magnetic field in the reference coordinate axis travel in the y-axis direction.
  • the azimuth derivation in the first embodiment is performed using the first linear magnetic field and the second linear magnetic field.
  • the magnetic field sensor 16 provided in the capsule endoscope 2 detects the traveling directions of the first linear magnetic field and the second linear magnetic field supplied in time division.
  • the magnetic field sensor 16 is configured to detect the magnetic field components in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction in the target coordinate axis, and the traveling direction of the detected first and second linear magnetic fields in the target coordinate axis
  • the information on is transmitted to the reception device 3 via the wireless transmission unit 19.
  • the radio signal transmitted by the capsule endoscope 2 is processed by the signal processing unit 37 or the like. After that, the magnetic field signals S and S are output. For example, in the example of FIG. 9, the magnetic field signal S
  • the field signal S contains information about the coordinates (X, Y, Z) as the traveling direction of the second linear magnetic field.
  • the azimuth deriving unit 45 receives the magnetic field signals S and S and receives the reference coordinates.
  • the direction of the target coordinate axis with respect to the axis is derived.
  • the azimuth derivation unit 45 has an inner product value of 0 for both (X, Y, Z) and (X, Y, Z) on the target coordinate axis.
  • the direction deriving unit 45 performs a predetermined coordinate conversion process based on the above correspondence, derives the coordinates on the reference coordinate axes of the X axis, the Y axis, and the Z axis on the target coordinate axis, Output as information.
  • the above is the direction deriving mechanism by the direction deriving unit 45.
  • the position deriving unit 46 receives the magnetic field signals S and S from the signal processing unit 37, and the direction deriving unit 45
  • the direction of the force is input, and the information stored in the magnetic field direction database 47 is input.
  • the position deriving unit 46 derives the position of the capsule endoscope 2 as follows based on the input information.
  • the position deriving unit 46 uses the magnetic field signal S and the second linear magnetic field forming unit l ib and the capsule.
  • the magnetic field signal S is the presence of the capsule endoscope 2.
  • the second linear magnetic field corresponds to the detection result of the second linear magnetic field in the current region, and the second linear magnetic field corresponds to the second linear magnetic field forming unit 1 lb being arranged outside the subject 1. It has a characteristic that its strength attenuates as it is separated from the field forming portion l ib. Using the characteristic, the position deriving unit 46 calculates the strength of the second linear magnetic field in the vicinity of the second linear magnetic field forming unit l ib (obtained from the current value flowing through the second linear magnetic field forming unit l ib) and the magnetic field. Obtained from signal S
  • the capsule endoscope 2 is compared with the intensity of the second linear magnetic field in the region where the capsule endoscope 2 is present, and the distance!: Between the second linear magnetic field forming portion l ib and the capsule endoscope 2 is derived. As shown in FIG. 10, the capsule endoscope 2 is on the curved surface 61, which is a set of points separated from the second linear magnetic field forming part l ib by a distance r. It becomes clear that it is located in
  • the position deriving unit 46 provides the magnetic field signal S and the azimuth information derived by the azimuth deriving unit 45.
  • the position of the capsule endoscope 2 on the curved surface 61 is derived based on the information stored in the information and the magnetic field direction database 47. Specifically, magnetic field signal S and direction information
  • the magnetic field signal S is a signal corresponding to the result of detecting the diffuse magnetic field based on the target coordinate axis.
  • the orientation information is used for the traveling direction of the diffusion magnetic field based on the magnetic field signal S.
  • the traveling direction of the diffusion magnetic field on the reference coordinate axis at the position where the capsule endoscope 2 exists is derived.
  • the magnetic field direction database 47 records the correspondence between the traveling direction and position of the diffusion magnetic field on the reference coordinate axis, and therefore the position deriving unit 46 stores the magnetic field line direction database 47 in the magnetic field direction database 47 as shown in FIG.
  • the position corresponding to the traveling direction of the diffused magnetic field derived by referring to the obtained information is derived, and the derived position is specified as the position of the capsule endoscope 2.
  • the position derivation mechanism by the position derivation unit 46 has been described above.
  • the receiving unit 6 and the position detecting unit 7 are formed separately and independently. It is possible to adjust the arrangement for the subject 1 according to the purpose of use. For example, when performing an examination aimed at both acquisition of in-subject information and position detection, the purpose is achieved by using the receiving device 3 in a state where the receiving unit 6 and the position detecting unit 7 are combined. It is possible to achieve.
  • the position detection unit 7 is used for the purpose of acquiring only the in-vivo information, the position detection unit 7 is removed from the subject 1 and only the reception unit 6 is used. The in-subject information acquired by the mirror 2 can be recorded on the portable recording medium 5.
  • the in-subject introduction system according to the first embodiment has an advantage that the degree of burden imposed on the subject 1 during use can be limited to the minimum according to the purpose of use. . That is, in the first embodiment, when position detection is not performed, the first linear magnetic field forming unit l la, the second linear magnetic field forming unit l lb, the diffusion magnetic field forming unit 12 and the processing used for position detection are used. It is not necessary for the subject 1 to carry the device 13, and the burden on the subject 1 at the time of use can be reduced. [0076] In addition, the in-subject introduction system according to the first embodiment has an advantage that an increase in usage cost can be suppressed while suppressing the burden on the subject 1 to a minimum according to the purpose of use.
  • the use cost of the capsule endoscope 2 which is a component of the in-subject introduction system is also reduced. That is, in the first embodiment, as shown in the flowchart of FIG. 7, a configuration is adopted in which the magnetic field detection operation related to position detection is not performed unless a control signal from the position detection unit 7 is received. Therefore, when only the receiving unit 6 is used for the receiving device 3, the magnetic field sensor 16 and the like are not driven, and the power consumption is reduced by the amount of power required for driving the magnetic field sensor 16 and the like. This can reduce the cost of using the entire system.
  • the in-subject introduction system according to the first embodiment has an advantage that accurate position detection can be performed while reducing the burden on the subject 1 when used with position detection.
  • the first linear magnetic field forming unit for forming the position detection magnetic field l la, the second linear magnetic field forming unit l ib, and the diffusion magnetic field forming unit 12 need to be fixed at a fixed position with respect to the subject 1 until the use of the in-subject introduction system is finished.
  • the first linear magnetic field forming unit 11a and the like are naturally arranged in a state of being tightly fixed to the subject 1, but as shown in FIG.
  • the position detection mechanism is wired.
  • the first linear magnetic field forming unit 11a and the like are wired.
  • the position detection mechanism must also be fixed to the subject 1. Therefore, in the case of a system using a receiving apparatus in which a receiving unit and a position detecting unit are integrated as in the prior art,
  • the receiving device was also arranged so as to be fixed to the subject 1.
  • the conventional unit and the position detection unit are integrated together. Since the receiving apparatus becomes larger and heavier, the burden on the subject 1 becomes serious when the receiving apparatus is used for ten hours or more while being fixed to the subject 1.
  • the receiving unit 6 and the position detecting unit 7 are formed separately and independently from each other, as shown in FIG. 1 and FIG.
  • only the position detection unit 7 is wired to the first linear magnetic field forming unit 11a. Therefore, in the in-subject introduction system according to the first embodiment, it is necessary to fix the receiving device 3 to the subject 1 in addition to the first linear magnetic field forming unit 11a and the like. Only the detection unit 7 is available. Since the position detecting unit 7 is naturally smaller and lighter than the conventional receiving device integrated with the receiving unit 6, in this first embodiment, the subject is compared with the conventional one. It is possible to perform accurate position detection while reducing the burden of 1.
  • the position detection unit 7 is fixed to the subject 1 by a belt-like holding member, and the reception unit 6 is fixed to the subject 1 by a shoulder strap-like holding member. It is preferable to place it in a variable state.
  • a powerful arrangement it is possible to reduce the fatigue of the subject 1 by changing the position of the receiving unit 6 with respect to the subject 1 every several hours while preventing a decrease in position detection accuracy. Is possible.
  • the receiving device is configured by a receiving unit and a position detecting unit that are formed separately and independently from each other, and the capsule endoscope 2 is configured to generate a magnetic field according to the formation of the position detecting magnetic field by the position detecting unit.
  • a configuration for starting detection is adopted.
  • FIG. 12 is a schematic block diagram illustrating the configuration of the capsule endoscope 63 that constitutes the in-subject introduction system according to the second embodiment.
  • the in-subject introduction system according to the second embodiment also includes the display device 4 and the portable recording medium 5 as in the first embodiment.
  • the same reference numerals and names as those in the first embodiment have the same configurations and functions as those in the first embodiment unless otherwise specified.
  • the capsule endoscope 63 is similar to the capsule endoscope 2 according to the first embodiment, the in-vivo information acquiring unit 14, the signal processing unit 15, the magnetic field sensor 16, and the amplification.
  • the configuration includes a deriving unit 64, a magnetic field sensor 16 based on the magnetic field strength derived by the magnetic field strength deriving unit 64, and a magnetic field detection control unit 65 that controls the driving state of the switching unit 20.
  • the magnetic field strength deriving unit 64 is for deriving the strength of the magnetic field detected by the magnetic field sensor 16. Specifically, the electrical signal corresponding to the magnetic field detected by the magnetic field sensor 16 is amplified by the amplification unit 17 and then converted into a digital signal by the AZD conversion unit 18. The magnetic field strength deriving unit 64 has a function of deriving the magnetic field strength based on the digital signal converted by the AZD conversion unit 18 and outputting it to the magnetic field detection control unit 65.
  • the magnetic field detection control unit 65 has a function of controlling the period of the magnetic field detection performed by the magnetic field sensor 16 based on the magnetic field strength derived by the magnetic field strength deriving unit 64. Specifically, the magnetic field detection control unit 65 determines whether or not the position detection magnetic field is formed by the first linear magnetic field forming unit 11a based on the magnetic field strength derived by the magnetic field strength deriving unit 64, and The magnetic field sensor 16 has a function of switching the period of the magnetic field detection operation between a long period and a short period that is shorter than the long period.
  • FIG. 13 is a schematic block diagram illustrating a configuration of the receiving device.
  • the receiving apparatus in the second embodiment is formed separately from the receiving unit 6 having the same configuration as that in the first embodiment and the receiving unit 6, and is different from the position detecting unit 7 in the first embodiment.
  • a position detection unit 67 having a different configuration is provided.
  • the position detection unit 67 includes a first linear magnetic field forming unit lla, a second linear magnetic field forming unit llb, a diffusing magnetic field forming unit 12, and a processing device 68.
  • the processing device 68 includes an input / output interface 44, an azimuth deriving unit 45, a position deriving unit 46, a magnetic field direction database 47, and a power supply unit 53 as in the case of the processing device 13 in the first embodiment.
  • the generation unit 48, the transmission circuit 49, the transmission antenna selection unit 50, and the selection control unit 51 are omitted.
  • the magnetic field formation control unit 52 controls only the driving states of the first linear magnetic field formation unit 1 la, the second linear magnetic field formation unit l ib, and the diffusion magnetic field formation unit 12, and In this regard, the transmitting antennas 10a to lOd for transmitting radio signals including control signals are omitted.
  • FIG. 14 is a flowchart showing the operation of the position detection unit 67 constituting the in-subject introduction system.
  • the magnetic field formation control unit 52 determines whether or not the force is connected to the receiving unit 6 (step S301), and if it is connected (step S301: Yes) ), A position detection magnetic field is formed without generating a control signal (step S302). Thereafter, the magnetic field signal is acquired in the same manner as in the first embodiment (step S303), the position detection processing of the capsule endoscope 2 is performed (step S304), and the detection result regarding the position is output to the receiving unit 6. Repeat (Step S305).
  • the capsule endoscope 2 operates as follows. Specifically, as shown in the flowchart of FIG. 15, the capsule endoscope 2 performs a magnetic field detection operation at a long period, that is, at a long interval as an initial state (step S401). Then, the capsule endoscope 2 acquires the in-subject information by the in-subject information acquisition unit 14, and transmits a radio signal including the acquired in-subject information via the wireless transmission unit 19 (step S1). S402). In this step, the magnetic field detection result in step S401 is not transmitted. Thereafter, the magnetic field detection control unit 65 determines whether or not the magnetic field sensor 16 has detected the position detection magnetic field based on the detected magnetic field strength (step S403).
  • step S403 If not detected (step S403: No) ) Repeat steps S401 and after again assuming that no magnetic field for position detection has been formed.
  • the magnetic field detection operation is started by changing the detection cycle to a short cycle that is shorter than the above-described long cycle (step S404).
  • the transmission of the radio signal including the magnetic field detection result acquired by the magnetic field sensor 16 together with the in-subject information acquired by the information acquisition unit 14 is repeated (step S405).
  • the receiving unit 6 and the position detection unit 67 are formed independently, which increases the usage cost. This has the advantage that the degree of burden on the subject 1 can be limited to the minimum according to the purpose of use.
  • the second embodiment has a configuration in which the use of the position detection unit 67 is detected by utilizing the magnetic field sensor 16 provided in the capsule endoscope 63.
  • the magnetic field sensor 16 repeatedly performs a detection operation in a long cycle according to the control of the magnetic field detection control unit 65 at a stage where it is unknown whether the force is combined with the position detection unit 67.
  • the position detection unit 67 is combined by determining whether or not the position detection magnetic field is formed by the magnetic field detection control unit 65 according to the detected magnetic field strength. It has the structure which recognizes that it exists.
  • the capsule endoscope 63 can be reduced in size by simplifying the configuration in which the capsule endoscope 63 does not need to include a wireless reception unit, a signal processing unit, and the like. In addition, it is possible to reduce power consumption.
  • the force that causes the magnetic field sensor 16 to be driven continuously regardless of whether or not the position detection magnetic field is formed. Until the position detection magnetic field is detected as described above, the magnetic field sensor 16 Since long-cycle driving is performed, a substantial increase in power consumption is not a problem.
  • the position detection unit 67 can omit the control signal generation unit and the transmission unit, and can be reduced in size, weight, and power consumption.
  • the position detection unit 67 is preferably arranged in a fixed state with respect to the subject 1 from the viewpoint of suppressing a decrease in position detection accuracy. Since the unit 67 is small and light, it has the advantage that the burden on the subject 1 can be further reduced.
  • the transmission antenna constituting the transmission unit can be omitted, the number of members fixed to the outer surface of the subject 1 is reduced, and the burden on the subject 1 can be reduced from the standpoint of force. Is possible.
  • Example 3 Example 3
  • the in-subject introduction system according to Embodiment 3 has a configuration in which the position detection unit performs position detection by using geomagnetism instead of the first linear magnetic field.
  • a configuration based on Example 1 will be described as an example.
  • a configuration using geomagnetism instead of the first linear magnetic field may be adopted.
  • FIG. 16 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of the intra-subject introduction system according to the third embodiment.
  • the in-vivo introduction system according to the third embodiment includes the capsule endoscope 2, the display device 4, and the portable recording medium 5 as in the first embodiment, while the receiving device 70
  • the configuration of the position detection unit 71 that forms is different. Specifically, the first linear magnetic field forming unit 11a provided in the position detection device in Example 1 or the like is omitted, and a new geomagnetic sensor 73 is provided. Also, the processing device 72 has a configuration different from that of the first embodiment.
  • the geomagnetic sensor 73 basically has the same configuration as the magnetic field sensor 16 provided in the capsule endoscope 2. That is, the geomagnetic sensor 73 has a function of detecting the strength of the magnetic field component in the predetermined three-axis direction in the arranged region and outputting an electrical signal corresponding to the detected magnetic field strength.
  • the geomagnetic sensor 73 is arranged on the body surface of the subject 1, and is in the X-axis, y-axis, and z-axis directions in the reference coordinate axes fixed to the subject 1. Each has a function of detecting the intensity of the corresponding magnetic field component.
  • the geomagnetic sensor 73 has a function of detecting the traveling direction of the geomagnetism, and outputs an electrical signal corresponding to the detected magnetic field strength with respect to the X-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction to the processing device 72. It has a configuration.
  • FIG. 17 is a block diagram showing the configuration of the processing device 72.
  • the processing device 72 basically has the same configuration as the processing device 13 in the first embodiment, but on the reference coordinate axis based on the electric signal input from the geomagnetic sensor 73.
  • a configuration with a geomagnetic azimuth deriving unit 74 that derives the direction of travel of geomagnetism and outputs the derived result to the azimuth deriving unit 45. Have.
  • the problem is the derivation of the direction of geomagnetism on the reference coordinate axis fixed with respect to the subject 1. That is, since the subject 1 can freely move while the capsule endoscope 2 moves in the body, the positional relationship between the reference coordinate axis fixed to the subject 1 and the geomagnetism. Is expected to change as the subject 1 moves.
  • the viewpoint of deriving the positional relationship of the target coordinate axis with respect to the reference coordinate axis if the traveling direction of the first linear magnetic field in the reference coordinate axis is unknown, the reference coordinate axis and the target are related to the traveling direction of the first linear magnetic field. The problem is that the correspondence between the coordinate axes cannot be clarified.
  • the geomagnetic sensor 73 and the geomagnetic azimuth deriving unit 74 are provided to monitor the advancing direction of the geomagnetism that changes on the reference coordinate axis due to the movement of the subject 1 or the like. . That is, based on the detection result of the geomagnetic sensor 73, the geomagnetic azimuth deriving unit 74 derives the traveling direction of the geomagnetism on the reference coordinate axis and outputs the derived result to the azimuth deriving unit 45.
  • the azimuth deriving unit 45 derives the correspondence between the reference coordinate axis and the target coordinate axis with respect to the direction of geomagnetism by using the input direction of geomagnetism, and the correspondence in the second linear magnetic field. Together with this, it is possible to derive azimuth information.
  • the direction of geomagnetism and the second linear magnetic field formed by the second linear magnetic field forming unit ib may be parallel to each other. In such a case, it is possible to detect the positional relationship by using data on the direction of the target coordinate axis and the position of the origin at the immediately preceding time.
  • the extending direction of the coil 34 constituting the second linear magnetic field forming portion l ib is as shown in FIG. It is also effective to adopt a configuration that extends in the z-axis direction instead of the y-axis direction.
  • the intra-subject introduction system according to Example 3 has the additional advantage of using geomagnetism in addition to the advantage of Example 1.
  • a configuration that uses geomagnetism as the first linear magnetic field a configuration that eliminates the mechanism that forms the first linear magnetic field is omitted. It is possible to derive the positional relationship of the target coordinate axis with respect to the reference coordinate axis while reducing the burden on the subject 1 when the capsule endoscope 2 is introduced.
  • the geomagnetic sensor 73 can be configured using an Ml sensor or the like, it can be sufficiently downsized, and the newly provided geomagnetic sensor 73 does not increase the burden on the subject 1. Absent.
  • the capsule endoscope which is the in-subject introduction device
  • the capsule endoscope has a single structure and is provided with a function for acquiring in-subject information and detecting a magnetic field for position detection as necessary.
  • an in-subject introduction device that can only acquire in-subject information, a function for acquiring in-subject information, and a magnetic field detection function for position detection are provided. It is good also as preparing an apparatus separately.
  • the receiving device may be configured to supply power to each component by a power provided with a power supply unit or a current source corresponding to each component, for example, a power supply unit provided in the reception unit.
  • a configuration may be adopted in which driving power is supplied to the receiving unit or the like using a battery pack or the like formed independently of the receiving unit or the like.
  • the in-subject introduction system, the receiving apparatus, and the in-subject introduction apparatus according to the present invention are used in a medical observation apparatus that is introduced into a human body and observes a test site.
  • an in-subject introduction system equipped with an in-subject introduction device such as a capsule endoscope
  • the degree of burden imposed on the subject during use is suppressed while suppressing an increase in use cost. It is suitable for limiting to the minimum according to the purpose.

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Abstract

 被検体内導入システムの構成要素たる受信装置3は、受信アンテナ8a~8dおよび受信処理装置9によって構成される受信ユニット6と、送信アンテナ10a~10d、第1直線磁場形成部11a、第2直線磁場形成部11b、拡散磁場形成部12および処理装置13によって構成される位置検出ユニット7とが別個独立に形成された構成を有する。従って、カプセル型内視鏡2によって取得される被検体内情報の取得およびカプセル型内視鏡2の位置検出を目的として被検体内導入システムを使用する場合には受信ユニット6と位置検出ユニット7の双方を使用し、被検体内情報の取得のみを目的とする場合には受信ユニット6のみを使用することが可能であり、これによって使用コストの増大を抑制しつつ使用の際に被検体が負う負担の程度を、使用目的に応じた最小限のものに限定する。

Description

明 細 書
被検体内導入システム、受信装置および被検体内導入装置
技術分野
[0001] 本発明は、被検体の内部に導入され、該被検体に関する情報として被検体内情報 を取得し、取得した被検体内情報を含む無線信号を送信する被検体内導入装置と、 該被検体内導入装置によって送信された無線信号の受信処理を行う受信装置と、被 検体内導入装置および受信装置によって構成された被検体内導入システムに関す るものである。
背景技術
[0002] 近年、内視鏡の分野にお!、ては、飲込み型のカプセル型内視鏡が提案されて 、る 。このカプセル型内視鏡には、撮像機能と無線通信機能とが設けられている。カプセ ル型内視鏡は、観察 (検査)のために被検体 (人体)の口から飲込まれた後、自然排 出されるまでの間、体腔内、例えば胃、小腸などの臓器の内部をその蠕動運動に従 つて移動し、順次撮像する機能を有する。
[0003] 体腔内を移動する間、カプセル型内視鏡によって体内で撮像された画像データは 、順次無線通信により外部に送信され、外部に設けられたメモリに蓄積される。無線 通信機能とメモリ機能とを備えた受信装置を携帯することにより、被検体は、カプセル 型内視鏡を飲み込んだ後、排出されるまでの間に渡って、自由に行動できる。カプセ ル型内視鏡が排出された後、医者もしくは看護士においては、メモリに蓄積された画 像データに基づ 、て臓器の画像をディスプレイに表示させて診断を行うことができる( 例えば、特許文献 1参照)。
[0004] さらに、従来のカプセル型内視鏡システムにおいては、体腔内におけるカプセル型 内視鏡の位置を検出する機構を備えたものも提案されている。例えば、カプセル型 内視鏡を導入する被検体の内部に強度に関して位置依存性を有する磁場を形成し 、カプセル型内視鏡に内蔵した磁場センサによって検出された磁場の強度に基づき 被検体内におけるカプセル型内視鏡の位置を検出することが可能である。かかる力 プセル型内視鏡システムでは、磁場を形成するために、所定のコイルを被検体外部 に配置した構成を採用しており、力かるコイルに所定の電流を流すことによって、被 検体内部に磁場を形成することとしている。
[0005] このように受信装置内に位置検出機構をさらに備えることによって、従来のカプセ ル型内視鏡システムでは、例えばカプセル型内視鏡が被検体の小腸に到達した時 点から撮像機構による撮像動作を開始させる等の工夫を行うことが可能となる。従つ て、医師にとって必要な部分についてのみ画像データを取得することが可能になる 等の利点を有することとなる。
[0006] 特許文献 1 :特開 2003— 19111号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] し力しながら、従来のカプセル型内視鏡システムでは、位置検出機構が所定の大き さを有することから、位置検出を行わない場合における患者の負担が不必要に増大 するという課題を有する。以下、カゝかる課題について詳細に説明する。
[0008] カプセル型内視鏡を用いた検査では、常に位置検出を行う必要性を有するというこ とではなぐ被検体の口腔から大腸にかけて一様に画像取得を行う検査等の場合に は、位置検出を伴わずに検査が行われることとなる。力かる検査の場合には、受信装 置に備わる位置検出機構は不要であり、被検体は不要な位置検出機構を含む受信 装置を検査が終了するまで携帯することとなり、被検体に対する負荷が不必要に増 大することとなり、妥当ではない。
[0009] 力かる課題の解決策としては、位置検出機構を備えた受信装置と、位置検出機構 を備えない受信装置とをそれぞれ用意し、検査の目的に応じて使い分けることが挙 げられる。しかしながら、かかる構成を採用した場合、複数種類の受信装置が必要と なることを意味し、カプセル型内視鏡を用いた検査に要するコストが増大することとな るという新たな課題が生じることとなる。
[0010] 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、カプセル型内視鏡等の被検体内 導入装置を備えた被検体内導入システムに関して、使用コストの増大を抑制しつつ 使用の際に被検体が負う負担の程度を、使用目的に応じた最小限のものに限定する ことが可能な被検体内導入システムを実現することを目的とする。 課題を解決するための手段
[0011] 上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項 1にかかる被検体内導入シ ステムは、被検体の内部に導入され、該被検体に関する情報として被検体内情報を 取得し、取得した被検体内情報を含む無線信号を送信する被検体内導入装置と、 該被検体内導入装置によって送信された無線信号の受信処理を行う受信装置と〖こ よって構成された被検体内導入システムであって、前記被検体内導入装置は、前記 被検体内情報を取得する被検体内情報取得手段と、当該被検体内導入装置が位 置する領域における磁場を検出する磁場センサ手段と、少なくとも前記被検体内情 報を含む無線信号を送信する無線送信手段とを備え、前記受信装置は、前記被検 体内導入装置によって送信された無線信号を受信する受信アンテナと、該受信アン テナによって受信された無線信号に対する受信処理を行う受信回路とを少なくとも備 えた受信ユニットと、前記被検体内導入装置が存在しうる領域に所定の位置検出用 磁場を形成する磁場形成手段と、前記磁場センサ手段によって取得された前記位置 検出用磁場の検出結果に基づき前記被検体内導入装置の位置を導出する位置導 出手段とを備え、前記受信ユニットと別個独立に形成された位置検出ユニットとを備 えたことを特徴とする。
[0012] この請求項 1の発明によれば、受信ユニットと位置検出ユニットとを別個独立に形成 することとしたため、被検体の負担を使用目的に応じた最小限度のものとすることが 可能である。すなわち、被検体内情報の取得のみを目的とする場合には、受信装置 に関して位置検出ユニットを取り外して受信ユニットのみを使用することが可能となり 、被検体の負荷を低減することが可能である。
[0013] また、請求項 2にかかる被検体内導入システムは、上記の発明において、前記無線 送信手段は、前記被検体内情報に加えて前記磁場センサ手段によって取得される 検出結果を含む無線信号を送信し、前記位置検出ユニットは、前記受信ユニットを 介して前記磁場センサ手段によって取得された検出結果を取得することを特徴とす る。
[0014] また、請求項 3にかかる被検体内導入システムは、上記の発明にお 、て、前記位置 検出ユニットは、使用の際に前記被検体に対して固定された状態で配置され、前記 受信ユニットは、使用の際に前記被検体に対する位置が可変な状態で配置されるこ とを特徴とする。
[0015] また、請求項 4にかかる受信装置は、所定の検出対象によって送信される無線信号 の受信処理を行う受信装置であって、前記検出対象によって送信された無線信号を 受信する受信アンテナと、該受信アンテナによって受信された無線信号に対する受 信処理を行う受信回路とを少なくとも備えた受信ユニットと、前記検出対象が存在しう る領域に所定の位置検出用磁場を形成する磁場形成手段と、前記検出対象が存在 する領域における前記位置検出用磁場の検出結果に基づき前記検出対象の位置を 導出する位置導出手段とを備え、前記受信ユニットと別個独立に形成された位置検 出ユニットとを備えたことを特徴とする。
[0016] また、請求項 5にかかる被検体内導入装置は、被検体の内部に導入され、該被検 体に関する情報として被検体内情報を取得する被検体内導入装置であって、前記 被検体内情報を取得する被検体内情報取得手段と、当該被検体内導入装置が位 置する領域における磁場を検出する磁場センサ手段と、少なくとも前記被検体内情 報を含む無線信号を送信する無線送信手段と、前記磁場センサ手段の駆動状態を 制御する磁場検出制御手段とを備えたことを特徴とする。
[0017] この請求項 5の発明によれば、被検体内情報のみの取得を目的とした場合および 被検体内情報および位置検出用磁場を利用した位置検出を目的とした場合の双方 に関して用いることが可能である。
[0018] また、請求項 6にかかる被検体内導入装置は、上記の発明において、外部から送 信される無線信号を受信する無線受信手段をさらに備え、前記磁場検出制御手段 は、前記無線受信手段によって受信された制御信号に基づき前記磁場センサ手段 の駆動状態を制御することを特徴とする。
[0019] また、請求項 7にかかる被検体内導入装置は、上記の発明において、前記磁場セ ンサ手段は、前記位置検出用磁場が当該被検体内導入装置の位置する領域に形 成されてない場合には、通常モードよりも検出間隔が長周期となる待機モードの磁場 検出を行い、前記待機モードにおいて前記位置検出用磁場が検出された場合に前 記待機モードから前記通常モードに移行することを特徴とする。 発明の効果
[0020] 本発明に力かる被検体内導入システムおよび受信装置は、受信ユニットと位置検 出ユニットとを別個独立に形成することとしたため、被検体の負担を使用目的に応じ た最小限度のものとすることが可能であるという効果を奏する。すなわち、被検体内 情報の取得のみを目的とする場合には、受信装置に関して位置検出ユニットを取り 外して受信ユニットのみを使用することが可能となり、被検体の負荷を低減できるとい う効果を奏する。
[0021] また、本発明にかかる被検体内導入装置は、被検体内情報のみの取得を目的とし た場合および被検体内情報および位置検出用磁場を利用した位置検出を目的とし た場合の双方に関して用いることが可能であると 、う効果を奏する。
図面の簡単な説明
[0022] [図 1]図 1は、実施例 1にかかる被検体内導入システムの全体構成を示す模式図であ る。
[図 2]図 2は、被検体内導入システムに備わるカプセル型内視鏡の構成を示す模式 的なブロック図である。
[図 3]図 3は、被検体内導入システムに備わる受信装置の構成を示す模式的なブロッ ク図である。
[図 4]図 4は、受信装置を構成する位置検出ユニットに備わる第 1直線磁場形成部に よって形成される第 1直線磁場の態様を示す模式図である。
[図 5]図 5は、位置検出ユニットに備わる第 2直線磁場形成部および拡散磁場形成部 の構成を示すと共に、第 2直線磁場形成部によって形成される第 2直線磁場の態様 を示す模式図である。
[図 6]図 6は、拡散磁場形成部によって形成される拡散磁場の態様を示す模式図で ある。
[図 7]図 7は、カプセル型内視鏡の動作を説明するためのフローチャートである。
[図 8]図 8は、位置検出ユニットの動作を説明するためのフローチャートである。
[図 9]図 9は、基準座標軸と対象座標軸との関係を示す模式図である。
[図 10]図 10は、位置導出の際における第 2直線磁場の利用態様を示す模式図であ る。
[図 11]図 11は、位置導出の際における拡散磁場の利用態様を示す模式図である。
[図 12]図 12は、実施例 2にかかる被検体内導入システムに備わるカプセル型内視鏡 の構成を示す模式的なブロック図である。
[図 13]図 13は、被検体内導入システムに備わる受信装置の構成を示す模式的なブ ロック図である。
[図 14]図 14は、受信装置を構成する位置検出ユニットの動作を説明するためのフロ 一チャートである。
[図 15]図 15は、カプセル型内視鏡の動作を説明するためのフローチャートである。
[図 16]図 16は、実施例 3にかかる被検体内導入システムの全体構成を示す模式図 である。
[図 17]図 17は、被検体内導入システムを構成する受信装置に備わる処理装置の構 成を示す模式的なブロック図である。
符号の説明
1 被検体
2, 63 カプセル型内視鏡
3, 70 受信装置
4 表示装置
5 携帯型記録媒体
6 受信ユニット
7, 67, 71 位置検出ユニット
8a〜8d, 28 受信アンテナ
9 受信処理装置
10a~ 10d, 27 送信アンテナ
11a 第 1直線磁場形成部
l ib 第 2直線磁場形成部
12 拡散磁場形成部
13, 68, 72 処理装置 被検体内情報取得部, 30, 37 信号処理部 磁場センサ
増幅部
AZD変換部
無線送信部
切替部
タイミング発生部
LED
LED駆動回路
CCD
CCD駆動回路
, 49 送信回路
, 36 受信回路
, 65 磁場検出制御部 畜^^
無線受信部
, 56, 58 コィノレ
受信アンテナ選択部 記録部
, 51 選択制御部
, 44 人出力インタフェース, 53 電力供給部 方位導出部
位置導出部
磁力線方位データベース 制御信号生成部 送信アンテナ選択部 52 磁場形成制御部
54 送信部
57, 59 電流源
61 曲面
64 磁場強度導出部
73 地磁気センサ
74 地磁気方位導出部
発明を実施するための最良の形態
[0024] 以下、この発明を実施するための最良の形態 (以下では、単に「実施例」と称する) である被検体内導入装置、受信装置および被検体内導入システムについて説明す る。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、図面は模式的 なものであり、各部分の厚みと幅との関係、それぞれの部分の厚みの比率などは現 実のものとは異なることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の 関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
実施例 1
[0025] まず、実施例 1にかかる被検体内導入システムについて説明する。図 1は、実施例 1にカゝかる被検体内導入システムの全体構成を示す模式図である。図 1に示すように 、本実施例 1にかかる被検体内導入システムは、被検体 1の内部に導入されるカプセ ル型内視鏡 2と、カプセル型内視鏡 2によって送信される無線信号の受診処理等を 行う受信装置 3と、受信装置 3によって受信された、カプセル型内視鏡 2から送信され た無線信号の内容を表示する表示装置 4と、受信装置 3と表示装置 4との間の情報 の受け渡しを行うための携帯型記録媒体 5とを備える。また、図 1に示すように、本実 施例 1では、 X軸、 Y軸および Z軸によって形成され、カプセル型内視鏡 2に対して固 定された座標軸である対象座標軸と、 X軸、 y軸および z軸によって形成され、カプセ ル型内視鏡 2の運動とは無関係に定められ、具体的には被検体 1に対して固定され た座標軸である基準座標軸とを設定しており、後述する位置検出ユニット 7は、基準 座標軸に対する対象座標軸の位置関係を検出することとしている。
[0026] 表示装置 4は、受信装置 3によって受信された、カプセル型内視鏡 2によって撮像さ れた被検体内画像等を表示するためのものであり、携帯型記録媒体 5によって得ら れるデータに基づいて画像表示を行うワークステーション等のような構成を有する。 具体的には、表示装置 4は、 CRTディスプレイ、液晶ディスプレイ等によって直接画 像等を表示する構成としても良いし、プリンタ等のように、他の媒体に画像等を出力 する構成としても良い。
[0027] 携帯型記録媒体 5は、後述する受信処理装置 9および表示装置 4に対して着脱可 能であって、両者に対する装着時に情報の出力および記録が可能な構造を有する。 具体的には、携帯型記録媒体 5は、カプセル型内視鏡 2が被検体 1の体腔内を移動 している間は受信処理装置 9に装着されて被検体内画像および基準座標軸に対す る対象座標軸の位置関係を記憶する。そして、カプセル型内視鏡 2が被検体 1から排 出された後に、受信処理装置 9から取り出されて表示装置 4に装着され、記録したデ ータが表示装置 4によって読み出される構成を有する。受信処理装置 9と表示装置 4 との間のデータの受け渡しをコンパクトフラッシュ (登録商標)メモリ等の携帯型記録 媒体 5によって行うことで、受信処理装置 9と表示装置 4との間が有線接続された場 合と異なり、カプセル型内視鏡 2が被検体 1内部を移動中であっても、被検体 1が自 由に行動することが可能となる。
[0028] 次に、カプセル型内視鏡 2について説明する。カプセル型内視鏡 2は、本発明にお ける検出対象および被検体内導入装置の一例として機能するものである。具体的に は、カプセル型内視鏡 2は、被検体 1の内部に導入され、被検体 1内を移動しつつ被 検体内情報を取得し、取得した被検体内情報を含む無線信号を外部に送信する機 能を有する。また、カプセル型内視鏡 2は、後述する位置関係の検出のための磁場 検出機能を有すると共に駆動電力が外部から供給される構成を有し、具体的には外 部から送信された無線信号を受信し、受信した無線信号を駆動電力として再生する 機能を有する。
[0029] 図 2は、カプセル型内視鏡 2の構成を示すブロック図である。図 2に示すように、力 プセル型内視鏡 2は、被検体内情報を取得する機構として、被検体内情報を取得す る被検体内情報取得部 14と、取得された被検体内情報に対して所定の処理を行う 信号処理部 15とを備える。また、カプセル型内視鏡 2は、磁場検出機構として磁場を 検出し、検出磁場に対応した電気信号を出力する磁場センサ 16と、出力された電気 信号を増幅するための増幅部 17と、増幅部 17から出力された電気信号をディジタル 信号に変換する AZD変換部 18とを備える。
[0030] 被検体内情報取得部 14は、被検体内情報、本実施例 1にお 、ては被検体内の画 像データたる被検体内画像を取得するためのものである。具体的には、被検体内情 報取得部 14は、照明部として機能する LED22と、 LED22の駆動を制御する LED 駆動回路 23と、 LED22によって照明された領域の少なくとも一部を撮像する撮像部 として機能する CCD24と、 CCD24の駆動状態を制御する CCD駆動回路 25とを備 える。なお、照明部および撮像部の具体的な構成としては、 LED, CCDを用いること は必須ではなぐ例えば撮像部として CMOS等を用いることとしても良い。
[0031] 磁場センサ 16は、カプセル型内視鏡 2の存在領域に形成されている磁場の方位お よび強度を検出するためのものである。具体的には、磁場センサ 16は、例えば、 MI ( Magnetolmpedance)センサを用いて形成されている。 Mlセンサは、例えば FeCoSiB 系アモルファスワイヤを感磁媒体として用いた構成を有し、感磁媒体に高周波電流を 通電した際に、外部磁界に起因して感磁媒体の磁気インピーダンスが大きく変化す る Ml効果を利用して磁場強度の検出を行っている。なお、磁場センサ 16は、 Mlセ ンサ以外にも、例えば MRE (磁気抵抗効果)素子、 GMR (巨大磁気抵抗効果)磁気 センサ等を用いて構成することとしても良 、。
[0032] 図 1にも示したように、本実施例 1では、検出対象たるカプセル型内視鏡 2の座標軸 として、 X軸、 Y軸および Z軸によって規定された対象座標軸を想定している。かかる 対象座標軸に対応して、磁場センサ 16は、カプセル型内視鏡 2が位置する領域に形 成された磁場について、 X方向成分、 Y方向成分および Z方向成分の磁場強度を検 出し、それぞれの方向における磁場強度に対応した電気信号を出力する機能を有 する。磁場センサ 16によって検出された、対象座標軸における磁場強度成分は、後 述の無線送信部 19を介して受信装置 3に送信され、受信装置 3は、磁場センサ 16に よって検出された磁場成分の値に基づいて対象座標軸と基準座標軸の位置関係を 導出することとなる。
[0033] さらに、カプセル型内視鏡 2は、送信回路 26および送信アンテナ 27を備えると共に 外部に対して無線送信を行うための無線送信部 19と、無線送信部 19に対して出力 する信号に関して、信号処理部 15から出力されたものと AZD変換部 18から出力さ れたものとの間で適宜切り替える切替部 20とを備える。また、カプセル型内視鏡 2は 、被検体内情報取得部 14、信号処理部 15および切替部 20の駆動タイミングを同期 させるためのタイミング発生部 21を備える。
[0034] また、カプセル型内視鏡 2は、外部力も送信される無線信号に基づき磁場センサ 1 6等の駆動状態を制御する機能を有する。具体的には、カプセル型内視鏡 2は、後 述する位置検出ユニット 7から送信される無線信号を受信する無線受信部 33と、受 信された無線信号に対して所定の処理を行うことによって所定の制御信号を抽出す る信号処理部 30と、制御信号に基づき磁場センサ 16および切替部 20の駆動状態を 制御する磁場検出制御部 31とを備える。
[0035] 無線受信部 33は、受信アンテナ 28および受信アンテナ 28を介して受信された無 線信号に対して復調処理等の所定の処理を行う受信回路 29とを備える。また、磁場 検出制御部 31は、制御信号の内容に応じて磁場センサ 16等の駆動状態を制御す る機能を有し、最も簡易な構成としては、制御信号が入力されない状態では磁場セ ンサ 16等の駆動を停止し、制御信号の入力を受けて磁場センサ 16等を駆動させる 制御を行う。
[0036] 次に、受信装置 3について説明する。図 1にも示したように、受信装置 3は、互いに 別個独立に形成された受信ユニット 6および位置検出ユニット 7によって構成され、受 信ユニット 6と位置検出ユニット 7とを組み合わせた状態で動作するのみならず、受信 ユニット 6のみが単独で動作することが可能な構成を有する。図 3は、受信装置 3の全 体構成について示す模式的なブロック図である。以下では、まず受信ユニット 6の構 成を説明した後、位置検出ユニット 7の構成を説明することとする。
[0037] 受信ユニット 6は、図 1および図 3に示すように、カプセル型内視鏡 2によって送信さ れた無線信号を受信するための受信アンテナ 8a〜8dと、受信アンテナ 8a〜8dの ヽ ずれかを介して受信された無線信号に対する受信処理等を行う受信処理装置 9とに よって構成される。
[0038] 受信アンテナ 8a〜8dは、カプセル型内視鏡 2に備わる無線送信部 19から送信さ れた無線信号を受信するためのものである。具体的には、受信アンテナ 8a〜8dは、 ループアンテナ等によって形成され、被検体 1の外表面上に配置された状態で使用 される。
[0039] 受信処理装置 9は、受信アンテナ 8a〜8dのいずれかを介して受信された無線信号 に対して受信処理等を行うためのものである。具体的には、受信処理装置 9は、受信 アンテナ 8a〜8dの 、ずれかを選択する受信アンテナ選択部 35と、選択した受信ァ ンテナを介して受信された無線信号に対して復調処理等を行うことによって、無線信 号に含まれる原信号を抽出する受信回路 36と、抽出された原信号を処理すること〖こ よって画像信号等を再構成する信号処理部 37とを有する。
[0040] 具体的には、信号処理部 37は、抽出された原信号に基づき磁場信号 S〜Sおよ
1 3 び画像信号 sを再構成し、それぞれ適切な構成要素に対して出力する機能を有す
4
る。ここで、磁場信号 S〜Sは、それぞれ磁場センサ 16によって検出された第 1直線
1 3
磁場、第 2直線磁場および拡散磁場に対応する磁場信号であり、後述するように受 信ユニット 6に対して位置検出ユニット 7が組み合わされた状態で使用された場合に 再構成される。また、画像信号 Sは、被検体内情報取得部 14によって取得された被
4
検体内画像に対応するものである。なお、磁場信号 s〜s
1 3の具体的な形態としては
、カプセル型内視鏡 2に対して固定された対象座標軸における検出磁場強度に対応 した方向ベクトルによって表現され、対象座標軸における磁場進行方向および磁場 強度に関する情報を含むものとする。
[0041] また、受信処理装置 9は、信号処理部 37によって再構成された画像信号 S等を携
4 帯型記録媒体 5に記録する機能を有する記録部 38と、受信回路 36によって出力さ れる磁場強度信号等に基づき受信アンテナ選択部 35におけるアンテナ選択の態様 を制御する選択制御部 39と、位置検出ユニット 7に対して情報の入出力を行うための 入出力インタフェース 41と、受信処理装置 9に備わる構成要素に対して駆動電力を 供給する電力供給部 42とを備える。
[0042] 記録部 38は、入力されたデータを携帯型記録媒体 5に記録する機能を有する。記 録部 38に対しては、上述の画像信号 Sの他に、入出力インタフェース 41を介して位
4
置検出ユニット 7によって導出されたカプセル型内視鏡 2の位置情報も入力される構 成を有する。
[0043] 選択制御部 39は、受信アンテナ 8a〜8dの中力も受信に適した受信アンテナを選 択するためのものである。具体的には、選択制御部 39は、受信回路 36によって生成 された受信強度に関する情報(例えば、 RSSI(ReceivedSignalStrengthIndicator:受信 信号強度表示信号)に基づき、最も受信強度の高い受信アンテナ 8を決定し、決定し た受信アンテナ 8を選択するよう受信アンテナ選択部 35を制御する機能を有する。
[0044] 入出力インタフェース 41は、位置検出ユニット 7との間で情報のやりとりを行うため のものである。具体的には、本実施例 1においては、入出力インタフェース 41は、少 なくとも位置検出ユニット 7に対して磁場信号 S〜Sを出力すると共に、位置検出ュ
1 3
ニット 7側力もカプセル型内視鏡 2の位置に関する情報を入力する。入出力インタフ エース 41の具体的な構成としては、情報の入出力を行うことが可能なものであれば 任意の構成を採用することとして良い。すなわち、例えば位置検出ユニット 7に備わる 入出力インタフェース 44 (後述)との間で有線接続を行う構成としても良いし、無線接 続する構成としても良い。
[0045] 次に、位置検出ユニット 7について説明する。図 1および図 3に示すように、位置検 出ユニット 7は、カプセル型内視鏡 2に対して無線信号を送信するための送信アンテ ナ 10a〜: LOdと、位置検出用磁場としてそれぞれ第 1直線磁場、第 2直線磁場および 拡散磁場を形成する第 1直線磁場形成部 l la、第 2直線磁場形成部 l ibおよび拡散 磁場形成部 12と、所定の情報処理を行う処理装置 13とを備える。以下では、処理装 置 13の構成を説明した後に第 1直線磁場形成部 l la、第 2直線磁場形成部 l ibおよ び拡散磁場形成部 12について説明を行うこととする。
[0046] 処理装置 13は、図 3にも示すように、受信ユニット 6に備わる入出力インタフェース 4 1との間で情報のやりとりを行うための入出力インタフェース 44と、受信ユニット 6から 出力された情報のうち、第 1直線磁場および第 2直線磁場の検出強度に対応した磁 場信号 S、 Sに基づき基準座標軸に対する対象座標軸のなす方位を導出する方位
1 2
導出部 45と、拡散磁場の検出強度に対応した磁場信号 Sおよび磁場信号 Sと、方
3 2 位導出部 45の導出結果とを用いてカプセル型内視鏡 2の位置を導出する位置導出 部 46と、位置導出部 46による位置導出の際に、拡散磁場を構成する磁力線の進行 方向と位置との対応関係を記録した磁力線方位データベース 47とを備える。これら の構成要素による方位導出および位置導出に関しては、後に詳細に説明する。
[0047] また、処理装置 13は、カプセル型内視鏡 2に対して制御信号を無線送信すると共 に、第 1直線磁場形成部 11a等に対する駆動制御を行う機能を有する。具体的には 、処理装置 13は、制御信号を生成する制御信号生成部 48と、生成された制御信号 を含む無線信号に基づき所定の無線信号を生成する送信回路 49と、生成された無 線信号を送信するアンテナを送信アンテナ 10a〜: LOdの中から選択する送信アンテ ナ選択部 50と、送信アンテナの選択態様を制御する選択制御部 51とを備える。また 、処理装置 13は、第 1直線磁場形成部 l la、第 2直線磁場形成部 l ibおよび拡散磁 場形成部 12および制御信号生成部 48の駆動状態を制御する磁場形成制御部 52と を備える。
[0048] 制御信号生成部 48は、カプセル型内視鏡 2に備わる磁場検出制御部 31に対して 供給する制御信号を生成する機能を有する。制御信号の内容としては任意のものを 用いることが可能であって、例えば磁場検出制御部 31が、何らかの信号が入力され た際に磁場センサ 16等を駆動させる機能を有する場合には、制御信号としては例え ば単一パルスによって構成されることとしても良い。
[0049] 選択制御部 51は、制御信号を含む無線信号の送信に使用する送信アンテナ 10の 選択態様を決定するためのものである。具体的には、選択制御部 51は、方位導出部 45および位置導出部 46による導出結果に基づき、カプセル型内視鏡 2に対して最も 効率的に無線信号を送信可能な送信アンテナ 10を決定する機能を有する。すなわ ち、選択制御部 51は、あら力じめカプセル型内視鏡 2に備わる受信アンテナ 28の対 象座標軸における位置を把握すると共に、方位導出部 45および位置導出部 46の導 出結果に応じて対象座標軸と基準座標軸との位置関係を取得する。そして、選択制 御部 51は、取得した位置関係に基づき送信アンテナ 10a〜10dと、カプセル型内視 鏡 2に備わる受信アンテナ 28との間の位置関係を把握し、送信に最も適した送信ァ ンテナ 10を決定し、決定したアンテナを選択するよう送信アンテナ選択部 50を制御 する機能を有する。
[0050] 磁場形成制御部 52は、第 1直線磁場形成部 11a等の磁場形成手段の駆動状態を 制御するとともに、制御信号生成部 48の駆動状態を制御するためのものである。具 体的には、磁場形成制御部 52は、位置検出ユニット 7が受信ユニット 6と組み合わさ れた状態で使用されない状態では、第 1直線磁場形成部 11a等の駆動を停止し、受 信ユニット 6と組み合わされた状態においては、第 1直線磁場形成部 11a等の駆動を 開始させるよう制御する機能を有する。具体的には、本実施例 1においては、磁場形 成制御部 52は、入出力インタフェース 44が受信ユニット 6に備わる入出力インタフエ ース 41に対して情報の入出力が可能となったことを検出する機能を有する。そして、 磁場形成制御部 52は、情報の入出力が可能となった場合に位置検出ユニット 7が受 信ユニット 6と組み合わされたものと判断し、第 1直線磁場形成部 11a等の駆動を開 始する機能を有する。
[0051] また、処理装置 13は、上述した構成要素に対して駆動電力を供給するための機構 を有する。具体的には、処理装置 13は、電力供給部 53を備え、電力供給部 53に保 持された電力を各構成要素に供給する構成を有する。
[0052] 次に、位置検出ユニット 7の他の構成要素である第 1直線磁場形成部 l la、第 2直 線磁場形成部 l ibおよび拡散磁場形成部 12について説明する。なお、第 1直線磁 場形成部 l la、第 2直線磁場形成部 l ibおよび拡散磁場形成部 12は、それぞれ特 許請求の範囲における磁場形成手段の一例として機能するものであり、それぞれに よって形成される第 1直線磁場、第 2直線磁場および拡散磁場は、特許請求の範囲 における位置検出用磁場の例として機能するものである。
[0053] 第 1直線磁場形成部 11aは、被検体 1内において所定方向の直線磁場を形成する ためのものである。ここで、「直線磁場」とは、少なくとも所定の空間領域、本実施例 1 では被検体 1内部のカプセル型内視鏡 2が位置しうる空間領域にぉ 、て、実質上 1 方向のみの磁場成分力 なる磁場のことをいう。第 1直線磁場形成部 11aは、具体的 には、図 1にも示したように、被検体 1の胴部を覆うように形成されたコイルと、かかる コイルに対して所定の電流を供給する電流源(図示省略)とを備え、かかるコイルに 所定の電流を流すことによって、被検体 1内部の空間領域内に直線磁場を形成する 機能を有する。ここで、第 1直線磁場の進行方向としては任意の方向を選択すること として良いが、本実施例 1においては、第 1直線磁場は、被検体 1に対して固定され た基準座標軸における z軸方向に進行する直線磁場であることとする。
[0054] 図 4は、第 1直線磁場形成部 11aによって形成される第 1直線磁場を示す模式図で ある。図 4に示すように、第 1直線磁場形成部 11aを形成するコイルは、被検体 1の胴 部を内部に含むよう形成されると共に基準座標軸における z軸方向に延伸した構成 を有する。従って、第 1直線磁場形成部 11aによって被検体 1内部に形成される第 1 直線磁場は、図 4に示すように、基準座標軸における z軸方向に進行する磁力線が 形成されることとなる。
[0055] 次に、第 2直線磁場形成部 l ibおよび拡散磁場形成部 12について説明する。第 2 直線磁場形成部 1 lbおよび拡散磁場形成部 12は、それぞれ特許請求の範囲にお ける磁場形成手段の一例として機能するものであり、形成される第 2直線磁場および 拡散磁場は、特許請求の範囲における位置検出用磁場の一例として機能するもの である。なお、以下の説明においては、特に具体例に関して第 2直線磁場形成部 11 bを磁場形成手段の例として説明するが、説明からも明らかなように、磁場形成手段 の例として拡散磁場形成部 12を用いた場合であっても同様に成立することはもちろ んである。
[0056] 第 2直線磁場形成部 l ibは、第 1直線磁場とは異なる方向に進行する直線磁場で ある第 2直線磁場を形成するためのものである。また、拡散磁場形成部 12は、第 1直 線磁場形成部 l la、第 2直線磁場形成部 l ibとは異なり、磁場方向が位置依存性を 有する拡散磁場、本実施例 1では拡散磁場形成部 12から離隔するにつれて拡散す る磁場を形成するためのものである。
[0057] 図 5は、第 2直線磁場形成部 l ibおよび拡散磁場形成部 12の構成を示すと共に、 第 2直線磁場形成部 l ibによって形成される第 2直線磁場の態様を示す模式図であ る。図 5に示すように、第 2直線磁場形成部 l ibは、基準座標軸における y軸方向に 延伸し、コイル断面が xz平面と平行となるよう形成されたコイル 56と、コイル 56に対し て電流供給を行うための電流源 57とを備える。このため、コイル 56によって形成され る第 2直線磁場は、図 5に示すように、少なくとも被検体 1内部においては直線磁場と なると共に、コイル 56から離れるにつれて徐々に強度が減衰する特性、すなわち強 度に関して位置依存性を有することとなる。 [0058] また、拡散磁場形成部 12は、コイル 58と、コイル 58に対して電流供給を行うための 電流源 59とを備える。ここで、コイル 56は、あら力じめ定めた方向に進行方向を有す る磁場を形成するよう配置されており、本実施例 1の場合には、コイル 56によって形 成される直線磁場の進行方向が基準座標軸における y軸方向となるよう配置されて いる。また、コイル 58は、磁力線方位データベース 47に記憶された磁場方向と同一 の拡散磁場を形成する位置に固定されている。
[0059] 図 6は、拡散磁場形成部 12によって形成される拡散磁場の態様を示す模式図であ る。図 6に示すように、拡散磁場形成部 12に備わるコイル 58は、被検体 1の表面上に 渦巻き状に形成されており、拡散磁場形成部 12によって形成される拡散磁場は、コ ィル 58 (図 6にて図示省略)によって形成された磁場において、図 6に示すように磁 力線が放射状にー且拡散し、再びコイル 58に入射するよう形成されている。
[0060] 次に、本実施例 1にかかる被検体内導入システムの動作について説明する。本実 施例 1では、受信ユニット 6と位置検出ユニット 7とによって受信装置 3が構成されてお り、使用態様としては、受信ユニット 6が単独で動作する場合と、受信ユニット 6に対し て位置検出ユニット 7が組み合わされた状態で動作する場合とがある。
[0061] 図 7は、被検体内導入システムに備わるカプセル型内視鏡 2の動作について説明 するためのフローチャートである。カプセル型内視鏡 2は、被検体 1内に導入された 後に、まず被検体内情報のみを取得し、被検体内情報を含む無線信号の送信を行う (ステップ S101)。この時点では、磁場検出制御部 31は、磁場センサ 16の駆動を停 止するよう制御すると共に、切替部 20に対して、信号処理部 15から出力された被検 体内情報 (本実施例 1では画像データ)のみを送信回路 26に対して出力するよう制 御を行う。
[0062] そして、磁場検出制御部 31は、無線受信部 33によって位置検出ユニット 7からの 制御信号を受信したか否かの判定を行 ヽ (ステップ S 102)、受信した場合には (ステ ップ S 102 : Yesの場合)、磁場センサ 16に対して磁場検出を開始するよう制御を行 い (ステップ S103)、被検体内情報取得部 14が被検体内情報の取得を行うと共に磁 場センサ 16が磁場検出を行い、取得された被検体内情報および磁場検出結果を無 線送信部 19を介して送信する (ステップ S104)。 [0063] なお、制御信号を受信しない場合には (ステップ S 102 : Noの場合)、ステップ S 10 1、 S102の動作を繰り返し行うこととしている。制御信号を受信しない場合とは、後述 するように位置検出ユニット 7が組み合わされることなく受信ユニット 6のみを使用する 場合であり、力かる場合には、カプセル型内視鏡 2は、ステップ S101の動作を繰り返 し行うこととなる。
[0064] 次に、受信装置 3の動作について説明する。図 8は、受信装置 3に備わる位置検出 ユニット 7の動作について示すフローチャートである。なお、受信ユニット 6は、位置検 出ユニット 7との組み合わせの有無にかかわらずカプセル型内視鏡 2から送信される 無線信号の受信処理等の処理を行うという従来と同様の処理を行うことから、以下で は位置検出ユニット 7の動作についてのみ説明することとする。
[0065] まず、位置検出ユニット 7は、磁場形成制御部 52によって、受信ユニット 6と接続さ れている力否かの判定を行う(ステップ S201)。本ステップにおける「接続」とは、入出 力インタフェース 44、 41を介した情報のやりとりが可能な状態であることを意味し、磁 場形成制御部 52は、力かる状態の有無を検出することによって判定を行う。接続さ れて 、な 、場合には (ステップ S 201: Noの場合)ステップ S 201を繰り返し、受信ュ ニット 6と接続されている場合には (ステップ S201: Yesの場合)、磁場形成制御部 52 は、制御信号生成部 48に対して制御信号の生成を指示し、生成された制御信号は 、送信部 54を介して無線送信される (ステップ S 202)。また、磁場形成制御部 52は、 第 1直線磁場形成部 1 la等に対して駆動開始するよう制御し、第 1直線磁場形成部 1 la等は所定の位置検出用磁場を形成する (ステップ S 203)。ステップ S 202におい て送信された制御信号を受信することによってカプセル型内視鏡 2は位置検出用磁 場の検出を開始し、検出結果を含む無線信号を送信する。これに対して、位置検出 ユニット 7は、送信された無線信号に含まれる磁場信号について、受信ユニット 6を経 由して取得し (ステップ S 204)、取得した磁場信号に基づきカプセル型内視鏡 2の位 置検出処理を行い (ステップ S205)、検出した位置について受信ユニット 6に出力す る(ステップ S206)。以後、ステップ S203〜S206の動作を繰り返すことによって、異 なる時刻におけるカプセル型内視鏡 2の位置を検出する。
[0066] 位置検出ユニット 7の処理のうち、ステップ S205における位置検出処理について説 明する。本実施例 1にかかる被検体内導入システムでは、被検体 1に対して固定され た基準座標軸と、カプセル型内視鏡 2に対して固定された対象座標軸との間で位置 関係を導出する構成を有し、具体的には、基準座標軸に対する対象座標軸の方位 を導出した上で、導出した方位を利用しつつ基準座標軸上における対象座標軸の 原点の位置、すなわち被検体 1内部におけるカプセル型内視鏡 2の位置を導出する こととしている。従って、以下ではまず方位導出メカニズムについて説明した後、導出 した方位を用いた位置導出メカニズムについて説明することとなるが、本発明の適用 対象がカゝかる位置検出メカニズムを有するシステムに限定されないことはもちろんで ある。
[0067] 方位導出部 45によって行われる方位導出メカニズムについて説明する。図 9は、被 検体 1中をカプセル型内視鏡 2が移動している際における基準座標軸と対象座標軸 との関係を示す模式図である。既に説明したように、カプセル型内視鏡 2は、被検体 1内部を通過経路に沿って進行しつつ、進行方向を軸として所定角度だけ回転して いる。従って、カプセル型内視鏡 2に対して固定された対象座標軸は、被検体 1に固 定された基準座標軸に対して、図 9に示すような方位のずれを生じることとなる。
[0068] 一方で、第 1直線磁場形成部 1 laおよび第 2直線磁場形成部 1 lbは、それぞれ被 検体 1に対して固定される。従って、第 1直線磁場形成部 11aおよび第 2直線磁場形 成部 l ibによって形成される第 1、第 2直線磁場は、基準座標軸に対して一定の方向 、具体的には第 1直線磁場は基準座標軸における z軸方向、第 2直線磁場は y軸方 向に進行する。
[0069] 本実施例 1における方位導出は、かかる第 1直線磁場および第 2直線磁場を利用し て行われる。具体的には、まず、カプセル型内視鏡 2に備わる磁場センサ 16によって 、時分割に供給される第 1直線磁場および第 2直線磁場の進行方向が検出される。 磁場センサ 16は、対象座標軸における X軸方向、 Y軸方向および Z軸方向の磁場成 分を検出するよう構成されており、検出された第 1、第 2直線磁場の対象座標軸にお ける進行方向に関する情報は、無線送信部 19を介して受信装置 3に対して送信され る。
[0070] カプセル型内視鏡 2によって送信された無線信号は、信号処理部 37等による処理 を経て、磁場信号 S、 Sとして出力される。例えば、図 9の例においては、磁場信号 S
1 2
には、第 1直線磁場の進行方向として座標 (X、 Y、 Z )に関する情報が含まれ、磁
1 1 1 1
場信号 Sには、第 2直線磁場の進行方向として座標 (X、 Y、 Z )に関する情報が含
2 2 2 2 まれる。これに対して、方位導出部 45は、磁場信号 S、 Sの入力を受けて基準座標
1 2
軸に対する対象座標軸の方位の導出を行う。具体的には、方位導出部 45は、対象 座標軸において、(X、 Y、 Z )および (X、 Y、 Z )の双方に対する内積の値が 0とな
1 1 1 2 2 2
る座標 (X、 Y、 Z )を基準座標軸における Z軸の方向に対応するものとして把握する
3 3 3
。そして、方位導出部 45は、上記の対応関係に基づいて所定の座標変換処理を行 い、対象座標軸における X軸、 Y軸および Z軸の、基準座標軸における座標を導出し 、力かる座標を方位情報として出力する。以上が方位導出部 45による方位導出メカ ニズムである。
[0071] 次に、位置導出部 46によるカプセル型内視鏡 2の位置導出メカニズムを説明する。
位置導出部 46は、信号処理部 37から磁場信号 S、 Sが入力され、方位導出部 45
2 3
力も方位情報が入力されると共に、磁力線方位データベース 47に記憶された情報を 入力する構成を有する。位置導出部 46は、入力されるこれらの情報に基づき、以下 の通りにカプセル型内視鏡 2の位置導出を行う。
[0072] まず、位置導出部 46は、磁場信号 Sを用いて、第 2直線磁場形成部 l ibとカプセ
2
ル型内視鏡 2との間の距離の導出を行う。磁場信号 Sは、カプセル型内視鏡 2の存
2
在領域における第 2直線磁場の検出結果に対応するものであり、第 2直線磁場は、 第 2直線磁場形成部 1 lbが被検体 1外部に配置されたことに対応して、第 2直線磁 場形成部 l ibから離隔するにつれてその強度が減衰する特性を有する。カゝかる特性 を利用して、位置導出部 46は、第 2直線磁場形成部 l ib近傍における第 2直線磁場 の強度 (第 2直線磁場形成部 l ibに流す電流値より求まる)と、磁場信号 Sから求ま
2 るカプセル型内視鏡 2の存在領域における第 2直線磁場の強度とを比較し、第 2直線 磁場形成部 l ibとカプセル型内視鏡 2との間の距離!:を導出する。カゝかる距離!:を導 出した結果、図 10に示すように、カプセル型内視鏡 2は、第 2直線磁場形成部 l ibか ら距離 rだけ離れた点の集合である曲面 61上に位置することが明らかとなる。
[0073] そして、位置導出部 46は、磁場信号 S、方位導出部 45によって導出された方位情 報および磁力線方位データベース 47に記憶された情報に基づきカプセル型内視鏡 2の曲面 61上における位置を導出する。具体的には、磁場信号 Sおよび方位情報
3
に基づき、カプセル型内視鏡 2の存在位置における拡散磁場の進行方向を導出する 。磁場信号 Sは、拡散磁場を対象座標軸に基づき検出した結果に対応する信号で
3
あるから、かかる磁場信号 Sに基づく拡散磁場の進行方向に関して、方位情報を用
3
、て対象座標軸カゝら基準座標軸へ座標変換処理を施すことによって、カプセル型内 視鏡 2の存在位置における、基準座標軸における拡散磁場の進行方向が導出され る。そして、磁力線方位データベース 47は、基準座標軸における拡散磁場の進行方 向と位置との対応関係を記録していることから、位置導出部 46は、図 11に示すように 、磁力線方位データベース 47に記憶された情報を参照することによって導出した拡 散磁場の進行方向に対応した位置を導出し、導出した位置をカプセル型内視鏡 2の 位置として特定する。以上が位置導出部 46による位置導出メカニズムである。
[0074] 次に、本実施例 1にかかる被検体内導入システムの利点について説明する。まず、 本実施例 1にかかる被検体内導入システムは、図 1および図 3にも示したように、受信 装置 3において、受信ユニット 6と位置検出ユニット 7とが別個独立に形成されており、 使用目的に応じて被検体 1に対して配置する構成を調節することが可能である。例え ば、被検体内情報の取得および位置検出の双方を目的とした検査を行う場合には、 受信ユニット 6と位置検出ユニット 7とを組み合わせた状態で受信装置 3を使用するこ とによって目的を達成することが可能である。一方で、位置検出を必要とせず、被検 体内情報のみの取得を目的として使用する場合には、位置検出ユニット 7を被検体 1 力 外し、受信ユニット 6のみを用いることによって、カプセル型内視鏡 2によって取得 された被検体内情報を携帯型記録媒体 5に記録することが可能である。
[0075] 従って、本実施例 1にかかる被検体内導入システムは、使用の際において被検体 1 が負う負担の程度を、使用目的に応じた最小限のものに限定できるという利点を有す る。すなわち、本実施例 1では、位置検出を行わない場合には、位置検出に使用さ れる第 1直線磁場形成部 l la、第 2直線磁場形成部 l lb、拡散磁場形成部 12およ び処理装置 13について被検体 1が携帯する必要はなぐ使用時における被検体 1の 負担を軽減することが可能となる。 [0076] また、本実施例 1にかかる被検体内導入システムは、被検体 1の負担を使用目的に 応じた最小限のものに抑制しつつ、使用コストの増加を抑制できるという利点を有す る。すなわち、本実施例 1にかかる被検体内導入システム単体によって被検体内情 報のみの取得を目的とした使用および被検体内情報の取得および位置検出を目的 とした使用の双方を満たすことが可能であり、別途異なるシステムを用いた場合と比 較して、使用コストを低減することが可能である。
[0077] また、被検体内導入システムの構成要素たるカプセル型内視鏡 2に関しても、使用 コストの低減が図られている。すなわち、本実施例 1では、図 7のフローチャートにも 示したように、位置検出ユニット 7からの制御信号を受信しない限り、位置検出に関係 した磁場検出動作を行わない構成を採用している。従って、受信装置 3について受 信ユニット 6のみが使用されている場合には、磁場センサ 16等は駆動しないこととなり 、磁場センサ 16等の駆動に要する電力の分だけ消費電力が低減されるという点でシ ステム全体の使用コストを低減することが可能である。
[0078] さらに、本実施例 1にかかる被検体内導入システムは、位置検出を伴う使用の際に おいて、被検体 1の負担を低減しつつ正確な位置検出を行うことができるという利点 を有する。図 9〜図 11を用いた説明からも明らかなように、位置検出は位置検出用磁 場の進行方向および強度に基づき行われることから、位置検出用磁場を形成する第 1直線磁場形成部 l la、第 2直線磁場形成部 l ibおよび拡散磁場形成部 12は、被 検体内導入システムの使用を終了するまで被検体 1に対して一定の位置に固定され る必要がある。このため第 1直線磁場形成部 11a等を被検体 1に対して密着固定した 状態で配置することはもちろんであるが、図 1等にも示したように、第 1直線磁場形成 部 11a等は位置検出機構に対して有線接続されるのが通常である。
[0079] 従って、被検体 1の姿勢の変化等が生じても第 1直線磁場形成部 11a等の位置の 変動を万全に防止するためには、第 1直線磁場形成部 11a等と有線接続された位置 検出機構についても被検体 1に対して固定する必要がある。従って、従来のように受 信ユニットと位置検出ユニットとを一体ィ匕した受信装置を用いたシステムの場合には
、使用の際には受信装置についても被検体 1に対して固定した状態となるよう配置し ていた。しかしながら、受信ユニットと位置検出ユニットとを一体ィ匕した分だけ従来の 受信装置は大型化および重量化することから、かかる受信装置を被検体 1に対して 固定した状態で十数時間に渡って使用した場合には被検体 1の負担は深刻なものと なる。
[0080] これに対して、本実施例 1では上述のように、受信装置 3は受信ユニット 6と位置検 出ユニット 7とが互いに別個独立に形成されており、図 1および図 3に示すように、第 1 直線磁場形成部 11aと有線接続されるのは位置検出ユニット 7のみである。従って、 本実施例 1にかかる被検体内導入システムの場合には、受信装置 3のうち被検体 1に 対して固定することが必要となるのは第 1直線磁場形成部 11a等の他に位置検出ュ ニット 7のみとなる。位置検出ユニット 7は、受信ユニット 6と一体ィ匕した従来の受信装 置と比較して当然のことながら小型化 ·軽量ィ匕するため、本実施例 1では、従来と比 較して被検体 1の負担を軽減しつつ正確な位置検出を行うことが可能である。
[0081] 具体的には、例えば位置検出ユニット 7に関してはベルト状の保持部材によって被 検体 1に対して固定することとし、受信ユニット 6に関しては肩掛け紐状の保持部材に よって被検体 1に対する位置が可変な状態で配置することが好まし 、。力かる配置態 様とすることによって、位置検出精度の低下を防止しつつ、受信ユニット 6に関しては 数時間ごとに被検体 1に対する位置を変化させることで、被検体 1の疲労を低減する ことが可能である。
実施例 2
[0082] 次に、実施例 2にかかる被検体内導入システムについて説明する。本実施例 2では
、実施例 1と同様に受信装置を互いに別個独立に形成された受信ユニットと位置検 出ユニットによって構成すると共に、位置検出ユニットによる位置検出用磁場の形成 に応じてカプセル型内視鏡 2が磁場検出を開始する構成を採用する。
[0083] 図 12は、本実施例 2にかかる被検体内導入システムを構成するカプセル型内視鏡 63の構成を示す模式的なブロック図である。なお、図 12以下による図示は省略する ものの、本実施例 2にかかる被検体内導入システムにおいても実施例 1と同様に、表 示装置 4および携帯型記録媒体 5を備えることとする。また、図 12以下に示す構成要 素について、実施例 1と同様の符号'名称を付したものは、以下で特に言及しない限 り実施例 1と同様の構成 ·機能を有することとする。 [0084] 図 12に示すように、カプセル型内視鏡 63は、実施例 1にかかるカプセル型内視鏡 2と同様に被検体内情報取得部 14、信号処理部 15、磁場センサ 16、増幅部 17、 A ZD変換部 18、無線送信部 19、切替部 20、タイミング発生部 21および蓄電器 32を 備える一方で、新たに AZD変換部 18からの出力に基づき検出磁場の強度を導出 する磁場強度導出部 64と、磁場強度導出部 64によって導出された磁場強度に基づ き磁場センサ 16および切替部 20の駆動状態を制御する磁場検出制御部 65を備え た構成を有する。
[0085] 磁場強度導出部 64は、磁場センサ 16によって検出された磁場の強度を導出する ためのものである。具体的には、磁場センサ 16によって検出された磁場に対応した 電気信号は、増幅部 17によって増幅された後、 AZD変換部 18によってディジタル 信号に変換される。磁場強度導出部 64は、 AZD変換部 18によって変換されたディ ジタル信号に基づき磁場強度を導出し、磁場検出制御部 65に対して出力する機能 を有する。
[0086] 磁場検出制御部 65は、磁場強度導出部 64によって導出された磁場強度に基づき 磁場センサ 16によって行われる磁場検出の周期を制御する機能を有する。具体的 には、磁場検出制御部 65は、磁場強度導出部 64によって導出された磁場強度に基 づき第 1直線磁場形成部 11a等による位置検出用磁場が形成された力否かを判定し 、磁場センサ 16における磁場検出動作の周期を、長周期と、長周期よりも短い周期 である短周期との間で切り替える機能を有する。
[0087] 次に、本実施例 2にかかる被検体内導入システムを構成する受信装置について説 明する。図 13は、受信装置の構成を示す模式的なブロック図である。図 13に示すよ うに、本実施例 2における受信装置は、実施例 1と同様の構成を有する受信ユニット 6 と、受信ユニット 6と別個独立に形成され、実施例 1における位置検出ユニット 7とは異 なる構成を有する位置検出ユニット 67を備える。
[0088] 位置検出ユニット 67は、第 1直線磁場形成部 lla、第 2直線磁場形成部 llb、拡散 磁場形成部 12および処理装置 68によって構成される。処理装置 68は、実施例 1〖こ おける処理装置 13と同様に入出力インタフェース 44、方位導出部 45、位置導出部 4 6、磁力線方位データベース 47および電力供給部 53を備える一方で、制御信号生 成部 48、送信回路 49、送信アンテナ選択部 50および選択制御部 51を省略した構 成を有する。カゝかる構成に対応して、磁場形成制御部 52は、第 1直線磁場形成部 1 la、第 2直線磁場形成部 l ibおよび拡散磁場形成部 12の駆動状態のみを制御し、 実施例 1にお ヽて制御信号を含む無線信号を送信するための送信アンテナ 10a〜l Odは省略されている。
[0089] 次に、本実施例 2にかかる被検体内導入システムの動作について説明する。図 14 は、被検体内導入システムを構成する位置検出ユニット 67の動作について示すフロ 一チャートである。図 14に示すように位置検出ユニット 67は、磁場形成制御部 52に よって受信ユニット 6と接続した力否かを判定し (ステップ S301)、接続している場合 には (ステップ S301: Yesの場合)、制御信号の生成等を行うことなく位置検出用磁 場の形成を行う(ステップ S302)。以下、実施例 1の場合と同様に磁場信号を取得し (ステップ S303)、カプセル型内視鏡 2の位置検出処理を行い(ステップ S304)、位 置に関する検出結果を受信ユニット 6に対して出力する (ステップ S305)という動作を 繰り返す。
[0090] カプセル型内視鏡 2は以下の通りに動作する。具体的には、図 15のフローチャート に示すように、カプセル型内視鏡 2は、初期状態として長周期すなわち長い間隔で 磁場検出動作を行う(ステップ S401)。そして、カプセル型内視鏡 2は、被検体内情 報取得部 14によって被検体内情報を取得すると共に、取得した被検体内情報を含 む無線信号を無線送信部 19を介して送信する (ステップ S402)。なお、本ステップで は、ステップ S401における磁場検出結果については送信しないこととする。その後、 磁場検出制御部 65は、検出磁場強度に基づき磁場センサ 16が位置検出用磁場を 検出した力否かを判定し (ステップ S403)、検出していない場合には (ステップ S403 : Noの場合)、位置検出用磁場が形成されていないものとして再びステップ S401以 下の動作を繰り返す。一方で、磁場センサ 16が位置検出用磁場を検出した場合に は、検出周期を上述の長周期よりも短い周期である短周期に変更した磁場検出動作 を開始し (ステップ S404)、被検体内情報取得部 14によって取得された被検体内情 報と共に磁場センサ 16によって取得された磁場検出結果を含む無線信号の送信を 繰り返す (ステップ S405)。 [0091] 次に、本実施例 2にかかる被検体内導入システムの利点について説明する。まず、 本実施例 2にかかる被検体内導入システムは、実施例 1の場合と同様に、受信ュ-ッ ト 6と位置検出ユニット 67とが別個独立に形成されるために、使用コストの上昇を回避 しつつ被検体 1が負う負担の程度を使用目的に応じた最小限のものに限定できると いう利点を有する。
[0092] また、本実施例 2では、カプセル型内視鏡 63に備わる磁場センサ 16を活用するこ とによって位置検出ユニット 67の使用を検知する構成を有する。具体的には、上述し たように、磁場センサ 16は、位置検出ユニット 67が組み合わされた力否か不明の段 階において、磁場検出制御部 65の制御に従って長周期で繰り返し検出動作を行うこ とによって、磁場検出動作を行う構成を有し、検出された磁場強度に応じて磁場検出 制御部 65が位置検出用磁場の形成の有無を判定することによって、位置検出ュニッ ト 67が組み合わされていることを認識する構成を有する。従って、本実施例 2では、 カプセル型内視鏡 63が無線受信部、信号処理部等を備える必要が無ぐ構成が単 純ィ匕することによってカプセル型内視鏡 63を小型化することが可能となると共に、消 費電力を低減することが可能である。なお、本実施例 2では位置検出用磁場の形成 の有無にかかわらず磁場センサ 16が «続的に駆動することとなる力 上述のように位 置検出用磁場が検出されるまでは磁場センサ 16は長周期駆動を行うこととなるため 、実質的な消費電力の増加が問題となることはない。
[0093] なお、構成が単純ィ匕する点については位置検出ユニット 67に関しても同様である。
すなわち、制御信号の生成 ·送信を行う必要が無くなることから、位置検出ユニット 67 は制御信号生成部および送信部を省略することが可能となり、小型 ·軽量化かつ低 消費電力化が可能となる。特に、実施例 1でも説明したように位置検出精度の低下を 抑制する観点からは位置検出ユニット 67に関しては被検体 1に対して固定された状 態で配置されることが好ましいことから、位置検出ユニット 67が小型'軽量ィ匕すること で、被検体 1の負担をさらに低減することが可能であるという利点を有する。また、送 信部を構成する送信アンテナについても省略可能なことから、被検体 1の外表面に 固着する部材が低減されることとなり、力かる観点からも被検体 1の負担を軽減するこ とが可能である。 実施例 3
[0094] 次に、実施例 3にかかる被検体内導入システムについて説明する。実施例 3にかか る被検体内導入システムは、位置検出ユニットにおいて、第 1直線磁場の代わりに地 磁気を用いることによって位置検出を行う構成を有する。なお、以下の説明では実施 例 1をベースとした構成を例に説明するが、例えば実施例 2の構成に関して、第 1直 線磁場の代わりに地磁気を用いた構成を採用することとしても良 ヽことはもちろんで ある。
[0095] 図 16は、実施例 3にかかる被検体内導入システムの全体構成を示す模式図である 。図 16に示すように、本実施例 3にかかる被検体内導入システムは、実施例 1と同様 にカプセル型内視鏡 2、表示装置 4および携帯型記録媒体 5を備える一方、受信装 置 70を形成する位置検出ユニット 71の構成が異なるものとなる。具体的には、実施 例 1等で位置検出装置に備わっていた第 1直線磁場形成部 11aが省略され、新たに 地磁気センサ 73を備えた構成を有する。また、処理装置 72についても、実施例 1等 とは異なる構成を有する。
[0096] 地磁気センサ 73は、基本的にはカプセル型内視鏡 2に備わる磁場センサ 16と同様 の構成を有する。すなわち、地磁気センサ 73は、配置された領域において、所定の 3軸方向の磁場成分の強度を検出し、検出した磁場強度に対応した電気信号を出 力する機能を有する。一方で、地磁気センサ 73は、磁場センサ 16とは異なり、被検 体 1の体表面上に配置され、被検体 1に対して固定された基準座標軸における X軸、 y軸および z軸の方向にそれぞれ対応した磁場成分の強度を検出する機能を有する 。すなわち、地磁気センサ 73は、地磁気の進行方向を検出する機能を有し、 X軸方 向、 y軸方向および z軸方向に関して検出した磁場強度に対応した電気信号を処理 装置 72に対して出力する構成を有する。
[0097] 次に、本実施例 3における処理装置 72について説明する。図 17は、処理装置 72 の構成を示すブロック図である。図 17に示すように、処理装置 72は、基本的には実 施例 1における処理装置 13と同様の構成を有する一方で、地磁気センサ 73から入 力される電気信号に基づいて基準座標軸上における地磁気の進行方向を導出し、 導出結果を方位導出部 45に対して出力する地磁気方位導出部 74を備えた構成を 有する。
[0098] 第 1直線磁場として地磁気を利用した場合に問題となるのは、被検体 1に対して固 定された基準座標軸上における地磁気の進行方向の導出である。すなわち、被検体 1はカプセル型内視鏡 2が体内を移動する間も自由に行動することが可能であること から、被検体 1に対して固定された基準座標軸と地磁気との間の位置関係は、被検 体 1の移動に伴い変動することが予想される。一方、基準座標軸に対する対象座標 軸の位置関係を導出する観点からは、基準座標軸における第 1直線磁場の進行方 向が不明となった場合には、第 1直線磁場の進行方向に関して基準座標軸と対象座 標軸の対応関係を明らかにすることができないという問題を生じることとなる。
[0099] 従って、本実施例 3では、被検体 1の移動等によって基準座標軸上において変動 することとなる地磁気の進行方向をモニタするために地磁気センサ 73および地磁気 方位導出部 74を備えることとしている。すなわち、地磁気センサ 73の検出結果に基 づいて、地磁気方位導出部 74は、基準座標軸上における地磁気の進行方向を導出 し、導出結果を方位導出部 45に出力する。これに対して、方位導出部 45は、入力さ れた地磁気の進行方向を用いることによって、地磁気の進行方向に関して基準座標 軸と対象座標軸との対応関係を導出し、第 2直線磁場における対応関係とあわせて 方位情報を導出することを可能として 、る。
[0100] なお、被検体 1の方向によっては地磁気の進行方向と第 2直線磁場形成部 l ibに よって形成される第 2直線磁場とが互いに平行となる場合がある。かかる場合には、 直前の時刻における対象座標軸の方位および原点の位置に関するデータも用いる ことによって、位置関係の検出を行うことが可能である。また、地磁気と第 2直線磁場 とが互いに平行となることを回避するために、第 2直線磁場形成部 l ibを構成するコ ィル 34の延伸方向を図 3に示したように基準座標軸における y軸方向とするのではな ぐ例えば z軸方向に延伸する構成とすることも有効である。
[0101] 次に、本実施例 3にかかる被検体内導入システムの利点について説明する。本実 施例 3にかかる被検体内導入システムは、実施例 1における利点に加え、地磁気を 利用したことによるさらなる利点を有している。すなわち、第 1直線磁場として地磁気 を利用する構成を採用することによって、第 1直線磁場を形成する機構を省略した構 成とすることが可能であり、カプセル型内視鏡 2の導入時における被検体 1の負担を 軽減しつつ基準座標軸に対する対象座標軸の位置関係を導出することが可能であ る。なお、地磁気センサ 73は、 Mlセンサ等を用いて構成することが可能であることか ら小型化が十分可能であり、地磁気センサ 73を新たに設けることによって被検体 1の 負担が増加することはない。
[0102] また、地磁気を第 1直線磁場として利用する構成を採用することにより、消費電力低 減の観点からも利点を有することとなる。すなわち、コイル等を用いて第 1直線磁場を 形成した場合には、コイルに流す電流等に起因して電力消費量が増加することとな る力 地磁気を利用することによって、力かる電力消費の必要が無くなることから、低 消費電力のシステムを実現することが可能である。
[0103] 以上、実施例 1〜3を用いて本発明について説明したが、本発明は上記の実施例 に限定して解釈するべきではなぐ当業者であれば様々な実施例、変形例に想到す ることが可能である。例えば、実施例 1〜3において、被検体内導入装置たるカプセ ル型内視鏡は、単一の構造で被検体内情報の取得および必要に応じた位置検出用 磁場の検出機能を備えた構成としたが、より単純な構成として、被検体内情報の取得 のみが可能な被検体内導入装置と、被検体内情報を取得する機能および位置検出 用磁場の検出機能を備えた被検体内導入装置とを別々に用意することとしても良い 。また、受信装置において、各構成要素に対応して電力供給部または電流源を備え ることとした力 例えば受信ユニットに備わる電力供給部によって各構成要素に対し て駆動電力を供給する構成としても良いし、受信ユニット等とは別個独立に形成され たバッテリーパックのようなものを用いて受信ユニット等に対して駆動電力を供給する 構成としても良い。
産業上の利用可能性
[0104] 以上のように、本発明にカゝかる被検体内導入システム、受信装置および被検体内 導入装置は、人体の内部に導入されて、被検部位を観察する医療用観察装置に有 用であり、特に、カプセル型内視鏡等の被検体内導入装置を備えた被検体内導入 システムに関して、使用コストの増大を抑制しつつ使用の際に被検体が負う負担の 程度を、使用目的に応じた最小限のものに限定することに適している。

Claims

請求の範囲
[1] 被検体の内部に導入され、該被検体に関する情報として被検体内情報を取得し、 取得した被検体内情報を含む無線信号を送信する被検体内導入装置と、該被検体 内導入装置によって送信された無線信号の受信処理を行う受信装置とによって構成 された被検体内導入システムであって、
前記被検体内導入装置は、
前記被検体内情報を取得する被検体内情報取得手段と、
当該被検体内導入装置が位置する領域における磁場を検出する磁場センサ手段 と、
少なくとも前記被検体内情報を含む無線信号を送信する無線送信手段と、 を備え、
前記受信装置は、
前記被検体内導入装置によって送信された無線信号を受信する受信アンテナと、 該受信アンテナによって受信された無線信号に対する受信処理を行う受信回路とを 少なくとも備えた受信ユニットと、
前記被検体内導入装置が存在しうる領域に所定の位置検出用磁場を形成する磁 場形成手段と、前記磁場センサ手段によって取得された前記位置検出用磁場の検 出結果に基づき前記被検体内導入装置の位置を導出する位置導出手段とを備え、 前記受信ユニットと別個独立に形成された位置検出ユニットと、
を備えたことを特徴とする被検体内導入システム。
[2] 前記無線送信手段は、前記被検体内情報に加えて前記磁場センサ手段によって 取得される検出結果を含む無線信号を送信し、
前記位置検出ユニットは、前記受信ユニットを介して前記磁場センサ手段によって 取得された検出結果を取得することを特徴とする請求項 1に記載の被検体内導入シ ステム。
[3] 前記位置検出ユニットは、使用の際に前記被検体に対して固定された状態で配置 され、前記受信ユニットは、使用の際に前記被検体に対する位置が可変な状態で配 置されることを特徴とする請求項 1または 2に記載の被検体内導入システム。
[4] 所定の検出対象によって送信される無線信号の受信処理を行う受信装置であって 前記検出対象によって送信された無線信号を受信する受信アンテナと、該受信ァ ンテナによって受信された無線信号に対する受信処理を行う受信回路とを少なくとも 備えた受信ユ ットと、
前記検出対象が存在しうる領域に所定の位置検出用磁場を形成する磁場形成手 段と、前記検出対象が存在する領域における前記位置検出用磁場の検出結果に基 づき前記検出対象の位置を導出する位置導出手段とを備え、前記受信ユニットと別 個独立に形成された位置検出ユニットと、
を備えたことを特徴とする受信装置。
[5] 被検体の内部に導入され、該被検体に関する情報として被検体内情報を取得する 被検体内導入装置であって、
前記被検体内情報を取得する被検体内情報取得手段と、
当該被検体内導入装置が位置する領域における磁場を検出する磁場センサ手段 と、
少なくとも前記被検体内情報を含む無線信号を送信する無線送信手段と、 前記磁場センサ手段の駆動状態を制御する磁場検出制御手段と、
を備えたことを特徴とする被検体内導入装置。
[6] 外部から送信される無線信号を受信する無線受信手段をさらに備え、
前記磁場検出制御手段は、前記無線受信手段によって受信された制御信号に基 づき前記磁場センサ手段の駆動状態を制御することを特徴とする請求項 5に記載の 被検体内導入装置。
[7] 前記磁場センサ手段は、前記位置検出用磁場が当該被検体内導入装置の位置す る領域に形成されてない場合には、通常モードよりも検出間隔が長周期となる待機モ ードの磁場検出を行い、前記待機モードにおいて前記位置検出用磁場が検出され た場合に前記待機モードから前記通常モードに移行することを特徴とする請求項 5 に記載の被検体内導入装置。
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