WO2007123217A1

WO2007123217A1 - 医療装置誘導システム及びその位置補正方法

Info

Publication number: WO2007123217A1
Application number: PCT/JP2007/058680
Authority: WO
Inventors: Atsushi Kimura; Akio Uchiyama
Original assignee: Olympus Medical Systems Corp.
Priority date: 2006-04-21
Filing date: 2007-04-20
Publication date: 2007-11-01
Also published as: CN101426423B; JP4847520B2; EP2016897A1; AU2007241839A1; EP2016897A4; CN101426423A; JPWO2007123217A1; US20090093678A1; US9596978B2; AU2007241839B2

Abstract

　医療装置誘導システム及びその位置補正方法は、任意の方向の誘導用磁界を発生しカプセル型医療装置（１）を誘導して移動や姿勢制御を行う磁気誘導装置（４）と、カプセル型医療装置（１）が発生する磁界により現在位置を検出する位置検出装置（５）と、位置検出装置（５）に対して誘導磁界により位置及び姿勢を制御するカプセル型医療装置（１）の現在位置に応じて、誘導用コイル（２）から発生する不要磁界の推定式を生成して、上記磁界検出部の検出結果から減算させて位置算出の補正を行う位置計算補正部（９）とで構成され、誘導用コイル（２）が発生させる不要磁界を排除することにより現在位置を補正する。

Description

明細書

医療装置誘導システム及びその位置補正方法

技術分野

[0001] 本発明は、体腔内を通過する医療装置の位置を検出する位置検出機能を有する医療装置誘導システム及びその位置補正方法に関する。

背景技術

[0002] 一般に、 1つの医療装置として、患者等の被検体を診察する際に、その体腔内の様子を画像として撮像して、モニタ表示を行う内視鏡装置が知られている。通常の内視鏡装置は、口腔など力差し込まれ、先端部に可撓性を有し、先端部側や基端部側に設けられた撮像部により観察対象となる病変部等が撮像される。この内視鏡装置とは構成が異なるものとして、カプセル型内視鏡装置がある。このカプセル型内視鏡装置は、撮像素子を搭載するカプセル型内視鏡本体を患者等に飲み込ませて、体腔内を通過させて、所望する目的部位を撮像している。この時、カプセル型内視鏡本体内に設けられた撮像部の撮像範囲（画角）は固定されているため、撮像範囲に所望する観察対象部位が入るようにカプセル本体の姿勢を誘導制御する必要がある。この姿勢を制御するシステムとしては、カプセル型内視鏡本体に発生させた磁場に対して、体外の周囲に設けられたコイル力も発生させた磁場を働きかけて、所望する位置に誘導したり、姿勢を変えたりしている。

[0003] このような誘導システムは例えば、特開 2006— 026391号公報に提案されている。

この誘導システムは、磁石と磁気誘導コイルを内蔵する医療装置を 6面で囲むよう〖こ配置された誘導用コイルの誘導磁気により移動及び姿勢の制御を行って！/、る。また、医療装置が病変部などを撮像した場合には、その位置を特定しなければならな、。この誘導システムにおいては、少なくとも 3面に磁界センサを配置して、医療装置が発した磁気により位置を検出する位置検出システムを搭載して、る。この磁界センサは、 1面当たりに多数のセンスコイルが配置され、各センスコイルが検出した磁界強度から医療装置の位置を求めて!/、る。

発明の開示 [0004] 医療装置により撮像された画像の位置は、手術者にとっては不可欠な情報である。従って、医療装置の正確な位置を検出することは重要なことである。

前述した特開 2006— 026391号公報による医療装置の位置検出システムは、医療装置がどのような姿勢（向く方向）であっても常に誘導用コイルに誘導磁界を発生させることができるため磁界センサにより位置を検出することができる。しかし、その反面、誘導用コイルに対する医療装置が存在する位置等により、医療装置が位置を検出させるために発生させた位置検出用磁界が誘導用コイルを通過する場合がある。

[0005] 誘導用コイルに接続されている信号発生部は、駆動時に電力損失が少なくなる様に、低い出力インピーダンスを持つ特徴がある。このため、通過磁界により発生する起電力は、誘導用コイルと信号発生部力成る閉回路に電流を流し、図 14に示すような誘導用コイル 102から意図しない不要磁界 105が発生することになる。

[0006] 従って、磁界センサ 103は、医療装置 101が発生する磁界 104と不要磁界 105とが加算された磁界強度を検出することとなる。この磁界強度に基づき位置検出計算部から算出された検出値は、誤検出や計算収束できないなどの悪影響を与えているそこで本発明は、位置検出時に発生する不要信号を排除し、体腔内を通過する医療装置の正確な位置を検出する位置検出機能を有する医療装置誘導システム及びその位置補正方法を提供する。具体的には、体腔内に導入され、誘導用磁界による推進力を発生して移動及び姿勢制御可能で、常時又は応答により特定周波数の磁界を発生するカプセル型医療装置と、上記特定周波数の磁界を検出する磁界検出部と、上記磁界検出部の検出結果に基づき、上記カプセル型医療装置の体腔内における位置を検出する位置検出部と、で構成される位置検出装置と、任意の方向に指向する上記誘導用磁界を発生させて、上記カプセル型医療装置を所望する位置に誘導する誘導用コイルと、上記誘導用コイルに入り込む上記特定周波数の磁界により発生する不要磁界に基づく不要信号を算出する不要信号値算出部と、上記不要信号値算出部による算出結果を上記磁界検出部の検出結果より減算し、上記不要磁界に相当する磁界を排除する位置計算補正部と、を具備する医療装置誘導システムを提供する。 [0007] さらに、体腔内に導入され、誘導用磁界による推進力を発生して移動及び姿勢制御可能で、常時又は応答により特定周波数の磁界を発生するカプセル型医療装置を有する医療装置の誘導方法であって、上記特定周波数の磁界を検出する磁界検出ステップと、上記磁界検出ステップの検出結果に基づき、上記カプセル型医療装置の体腔内における位置を検出する位置検出ステップと、誘導コイルにより任意の方向に指向する上記誘導用磁界を発生させて、上記カプセル型医療装置を所望する位置に誘導する誘導ステップと、上記誘導用コイルに入り込む上記特定周波数の磁界により発生する不要磁界に基づく不要信号を算出する不要磁界算出ステップと、上記不要磁界算出ステップによる算出結果を、上記磁界検出ステップの検出結果より減算し、上記不要磁界に相当する磁界を排除する位置補正ステップと、を具備する医療装置の誘導方法を提供する。

図面の簡単な説明

[0008] [図 1]図 1は、本発明の第 1の実施形態に係る位置検出機能を有する医療装置誘導システムの概念的な構成を示す図である。

[図 2]図 2は、第 1の実施形態における位置算出部とその周辺に配置された構成部位の構成例を示す図である。

[図 3A]図 3Aは、第 1の実施形態における位置検出を説明するためのフローチャートである。

[図 3B]図 3Bは、連立方程式の生成を説明するためのサブルーチンである。

[図 4]図 4は、第 2の実施形態に係る位置検出機能を有する医療装置誘導システムの構成例を示す図である。

[図 5]図 5は、第 2の実施形態における相対位置計測部の構成例を示す図である。

[図 6]図 6は、第 3の実施形態に係る位置検出機能を有する医療装置誘導システムの構成例を示す図である。

[図 7]図 7は、第 4の実施形態に係る位置検出機能を有する医療装置誘導システムの構成例を示す図である。

[図 8]図 8は、第 5の実施形態に係る位置検出機能を有する医療装置誘導システムの構成例を示す図である。 [図 9]図 9は、第 5の実施形態において、医療装置誘導システムの位置検出について説明するためのフローチャートである。

[図 10]図 10は、第 6の実施形態に係る位置検出機能を有する医療装置誘導システムの構成例を示す図である。

[図 11]図 11は、第 7の実施形態に係る位置検出機能を有する医療装置誘導システムの構成例を示す図である。

[図 12]図 12は、第 8の実施形態に係る位置検出機能を有する医療装置誘導システムの構成例を示す図である。

[図 13]図 13は、カプセル型医療装置に実装される電池の接続構造を示す図である。

[図 14]図 14は、従来における誘導用コイル発生する不要磁界について説明するための図である。

発明を実施するための最良の形態

[0009] 以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。

図 1は、本発明の第 1の実施形態に係る位置検出機能を有する医療装置誘導システムの概念的な構成を示す。

この医療装置誘導システムは、医療装置として、例えば患者の体腔内に導入され誘導磁界により、その位置及び姿勢を制御することができるカプセル型医療装置 1と、任意の方向の磁界を発生しカプセル型医療装置 1を誘導して移動や姿勢制御を行う磁気誘導装置 4と、カプセル型内医療装置 1が発生する磁界により位置を検出する位置検出装置 5と、位置検出装置 5に対して位置算出の補正を行う位置計算補正部 9とで構成される。

[0010] カプセル型医療装置 1としては、例えばカプセル型内視鏡がある。このカプセル型医療装置 1は、水密構造で密閉されている円筒形状のカプセル容器内に、被検者の体腔内管路の内壁面を撮像する撮像部（図示せず)と、位置検出を行うために誘導磁界を発生する磁界発生部 laと、カプセル型内視鏡 1に固定され、誘導磁界により移動及び姿勢変化のための推進力を発生する永久磁石等力なる磁石 lbと、撮像された画像データ及び撮像に関する情報を送信用の通信データに変換してアンテナ部（図示せず)より送信する送信部（図示せず)とにより構成される。 [0011] 磁界発生部 laは、大別して、誘導式磁界発生部と自励式磁界発生部とがある。誘導式磁界発生部は、少なくとも誘導コイルと、キャパシタ (寄生容量又は付加容量）により共振回路を構成し、位置検出用磁界により共振して外部に磁界を発生する。また後述する自励式磁界発生部は、コイルを含む発振回路により構成され、外部に特定周波数の磁界を発生する。

磁石 lbは、カプセル型医療装置 1の撮像部の後方や内周面に固定され、誘導磁界用発生コイルが発生した誘導用磁界により力を発生させて、カプセル型医療装置

1の移動や姿勢変化を行う。

[0012] 磁気誘導装置 4は、カプセル型医療装置 1の周囲を覆うように 6面に設けられ、任意の方向の誘導用磁界を発生させる誘導用磁界発生コイル (誘導用コイル： 2al , 2a2 , 2bl, 2b2, 2cl, 2c2) 2と、操作者が意図する移動方向や姿勢を指示する操作部 6 と、カプセル型医療装置 1を誘導するために必要な信号波形を算出し誘導信号発生部 8を制御する信号発生制御部 7と、信号発生制御部 7に従って各誘導用コイル 2にそれぞれ駆動電流を流し誘導磁界を発生させる誘導信号発生部 8と、で構成される

[0013] 操作部 6は、操作者の意図するカプセル型医療装置 1の移動方向や姿勢の指示を行うためのジョイスティック等の入力デバイスや情報入力及び諸設定を行うためのキ一ボード又はパネルスィッチ等で構成される。信号発生制御部 7は、操作部 6の指示及び位置検出装置 5からの位置情報に基づき、カプセル型医療装置 1を誘導するために必要な信号波形を算出し、誘導信号発生部 8を制御して算出された結果による波形を発生させる。以下、誘導用磁界発生コイルは誘導用コイルと称する。本実施形態では、 6個の誘導用コイル（2al, 2a2, 2bl, 2b2, 2cl, 2c2) 2は、カプセル型内視鏡 1の周囲（上下左右前後）の 6面を覆うように配置される。勿論、誘導用コイルは 6 個に限定されるものではなぐ設計に応じて適宜、好適な個数を設けてもよい。

[0014] 位置検出装置 5は、カプセル型医療装置 1の位置を検出するための磁界を発生させるコイルからなる位置検出用磁界発生部 3aと、複数多数の磁界センサ 3cが配置され、磁界を検出し電圧に変換する磁界検出部 3bと、位置検出用磁界発生部 3aのコィルに駆動電流を流してカプセル型医療装置 1の位置検出磁界を発生させる位置検出用信号発生部 11と、磁界検出部 3bが捕らえた電圧信号を、位置計算に必要とするデジタルデータに変換する信号処理部 12と、信号処理部から入力されたデジタル信号を評価し、その位置分布データカゝらカプセル型医療装置 1の現在位置を示す位置情報を算出する位置算出部 10と、で構成される。

[0015] この信号処理部 12は、さらに帯域制限、信号増幅及びアナログデジタル変換の機能を有している。位置検出用磁界発生部 3aは、ある 1面の誘導用コイル 2の近傍に配置され、信号処理部 12の指示によりカプセル型医療装置 1の位置を検出するための磁界を発生させる。磁界検出部 3bは、カプセル型内医療装置 1を挟み位置検出用磁界発生部 3aと対向する位置に設けられ複数の磁界センサ 3cが配置される。

[0016] 本実施形態における位置検出は、カプセル型内医療装置 1から出力された磁界が誘導用コイル 2を通過する量を計算する。これから誘導用コイル 2に発生する起電力を計算する。誘導コイル 2は出力インピーダンスが低い誘導信号発生部 8に接続されているため、この起電力は、誘導コイル 2のインピーダンスに反比例した電流をコイル上に流れて不要磁界が発生する。誘導コイル 2と磁界センサ 3cとの位置関係が分かれば、この不要磁界がどれだけの量を各磁界センサ 3cに起電力を生じさせているかを算出することが可能である。

[0017] 図 2には、位置算出部 10とその周辺に配置された構成部位を示し、位置検出について説明する。

この位置算出部 10は、誤差算出式生成部 23と、方程式求解部 24と、比較部 25と、誤差加算部 26と、位置出力部 27とで構成される。

誤差算出式生成部 23は、初期値 (推定位置情報)と磁界センサ 3cの位置情報及び姿勢情報に基づき、評価関数を生成し、評価関数を変形し、変数個数分の連立方程式をあらわす行列を生成して出力する。また、評価関数を変形して連立方程式をあらわす行列を生成するためのプログラムを備えている。

[0018] 方程式求解部 24は、入力された方程式を解き、その解 (真値に対する誤差)を比較部 25に出力される。

比較部 25は、方程式求解部 24により得られた解と閾値 (計算結果が収束したとみなせるカゝ否かの許容誤差)とを比較し繰り返し計算を継続するか判定する。この比較処理において解 (誤差）が閾値を越えた値であれば、誤差加算部 26が比較部 25を通じて入力される方程式の解を誤差算出式生成部 23から出力された値に加算する。加算した結果は、次回の位置計算時に誤差算出式生成部 23に送られる。計算開始時には、内部保持または入力された初期値が適用される。一方、比較処理で解が閾値より小さければ、計算が収束したと見なして加算は中止し、計算を終了して位置出力部 27に出力する。

[0019] また方程式求解部 24からの出力の回数も計数し、予め定めた任意の設定回数を越えた場合には誤差加算部への出力を打ち切り、計算を終了させる。このような処置により、計算結果が収束し難い状況で必要以上に時間を掛けることが防止できる。位置出力部 27は、誤差加算部 26から位置情報を受け取り保持する。また、設定回数内の繰り返し計算で収束した場合は、誤差加算部 26が保持する方程式求解部 24への入力値を位置情報として取得する。一方、計算を設定回数行った後も収束していない場合には、収束しな力つたことを示す値 (位置不明であるという情報）が入力される。この位置情報は、磁気誘導装置 4の信号発生制御部 7に位置情報として出力される。

[0020] また、この構成例では、位置計算補正部 9を不要信号算出部 22としている。

この不要信号算出部 22は、誤差算出式生成部 23に接続され、カプセル型医療装置 1の現在位置に応じて誘導コイル 2から発生する不要磁界を減算する。評価関数では、測定値から磁気双極が作り出す磁界として計算される推定電圧を減算するが、この部分力さらに不要磁界により発生する不要信号を算出、減算できるようにしてある。こうして得られる評価関数に対し、ある推測値力の誤差を算出するための連立方程式が立てられる。この構成では、常に不要磁界を考慮して位置計算を行うので常に確かな位置が推定できる。

[0021] 図 3Aは、位置検出を説明するためのフローチャートである。図 3Bは、連立方程式の生成を説明するためのサブルーチンである。

[0022] まず、位置検出を開始する (ステップ Sl)。磁界センサ 3cにより検出されたセンサ電圧 (Bdi)を取り込む (ステップ S2)。次に、誤差算出式生成部 23は、初期値 (推定位置情報)と磁界センサ 3cの位置情報が入力され、予め設定された評価関数を変形して連立方程式をあらわす行列を生成する (ステップ S3)。ここで、連立方程式の生成のサブルーチンにつ、て説明する。

[0023] まず、磁界センサ 3cによるセンサ電圧 (Bdi)がー回目の取り込か否か、即ち初回の検出か否かを判定する (ステップ Sl l)。この判定で初回の検出であれば、（Yes)、予め設定した初期値 Ρ αを入力し (ステップ S12)、この初期値に対して、後述するように求めた誤差を加算する (ステップ S 13)。初回以降は、初期値 Ρ α + Δ Ρ (η+ 1) となる。 ηは 2回目以降の取り込み回数とする。一方、第 1回目の取り込みでなければ (No)、前回求めた結果 (初期値 +誤差）に更に誤差を加算する。誤差が加算された値による連立方程式 (行列）を生成して出力する。

次に、方程式求解部 24において、入力された連立方程式を解き、その解 Δ Ρ (真値に対する誤差)を求める (ステップ S4)。

[0024] 次に、求めた解が前回求めた解に対して収束しているか否かの判定を開始する (ステツプ S5)。この収束判定は、まず、これまでの計算回数が予め任意に設定された回数以上か否かを判定する (ステップ S6)。この判定は、カウンタ等を設けて、計算結果が収束し難い状況が発生し長時間プログラムが動作しつづけることを防止するために予め設定した規定回数を越えても解が収束に至らない場合は計算を中止させるための判定である。

[0025] この判定で計算回数がまだ設定された回数に達して、なければ (No)、比較部 25 により予め設定された閾値と解とを比較する (ステップ S7)。この比較において、解が閾値より小さければ (Yes)、解が収束したと見なして計算を終了して、収束判定を終了する (ステップ S8)。一方、まだ解が閾値を越えた値であれば、ステップ S3に戻り、再度、誤差加算部 26にその解を前述した初期値に加算して、方程式求解部 24に出力する。このように方程式から求められた解が閾値以下になるまで、繰り返し計算を行う。

[0026] そして、収束判定が終了したならば、カプセル型内医療装置 1の位置情報を出力して、終了力否かを判定し (ステップ S10)、終了であれば (Yes)、リターンする。未だ終了でなければ、ステップ S1に戻り、再度位置検出を行う。

[0027] ここで、磁気による位置検出について説明する。磁気による位置検出は、 2つの手法が考えられる。第 1に、位置検出領域に磁界を発生させる機能を搭載したカプセル型医療装置 1が置かれていた場合に、カプセル型医療装置 1が発生させた磁界を、外周に配置された磁界センサにより検出するものがある。第 2に、カプセル型医療装置 1が磁界センサを内蔵して、周囲に磁界発生装置を配置した際に、その発生された磁界を磁界センサにより検出して位置を求めるものがある。本発明では、これらの 2つの検出方法の何れかを採用する。

[0028] 第 1に、検出対象として、磁界を発生させる機能を搭載したカプセル型医療装置 1 に対する位置検出について説明する。

まず、位置検出領域にコイルが置かれた状況を想定する。例としては位置検出の検出対象がカプセル型医療装置 1であり、そのカプセル型医療装置 1には、磁石など磁性体が配置され外部からの磁界によってその位置と姿勢を制御する状況が考えられる。

磁界発生の機能は、内部発振によるコイル駆動でも外部力磁界を与え、それによる誘導で磁界を発生する方式でもよヽ。

[0029] 任意の位置に磁界センサとしてコイルを複数配置すると、通過する磁束に比例した電圧が得られる。電圧情報から、 n個のコイルのうち i番目コイルを通過する磁束 Bdi が得られる。（但し、 d: detected)

カプセル型医療装置 1からの磁界を、磁気双極子からの発生磁界として扱えると仮定すれば、任意の位置の磁界を計算可能である。

[数 1]

磁気双極子の磁気モーメン ¾Mx My Mz],その位置座標を [x, y, z]

磁界を求めたレ、場所の位置べクトルを土 [X i, y i, z i]とすれば

位置べクトル [χί - x,yi _ y,zi - z]

磁界弓蛍度は §(¾_,Μ)と表現される。（s : sensor position}

n

ここで評価関数 {§_di - Β_±(ρ) )²を最小化する最適化計算が可能である。

i=l

= (j ,y,z,M_x,M_y,M_z)はマーカのパラメータからなるべクトルである。

[0030] はマーカのパラメータ力もなるベクトルである。コイルの個数だけ評価関数を得られるので、この計算により

[数 2]

P

[0031] を推測することが可能である。このとき、磁気誘導のためのコイルが置かれた場合、力プセル型医療装置 1から発生した磁束は、この誘導用コイルを通過することもあり得る。誘導用コイルは、この通過磁束によって起電力が生じる力通常、低インピーダンスのアンプに接続されているため、誘導用コイルのインピーダンスにより決まる電流が実際に流れることにより誘導用コイルを通過した磁束を打ち消す位相で、磁界を発生する。

[0032] 磁界センサは、カプセル型医療装置 1の誘導コイルからの磁界を加算したものを検出する。このため、通常の位置計算を行うと予測される磁界分布と異なるため、正しい位置を検出できな力つたり、位置計算が収束しない状況があり得る。しかし、誘導用コイルからの磁界も、その配置位置が決まれば計算することが可能である。

[0033] つまり、誘導用コイルの位置と向きが決まれば誘導用コイルの開口面のある点に対して、

[数 3] 磁束密度 Bg ( ) [0034] を計算することが可能である。（但し、 g:guid_ance)この計算は誘導用コイルに発生する起電力を求めるためのものなので、計算点は複数 (できるだけ多く）とり、その画

1 ^N

平均値 B_g„_mean(P) = - 2 gk©を求め

k=l

起電力は δ_α— _mean に対し

[0035] 誘導用コイルの巻き数、面積、角周波数に比例するものとなりこの起電力を誘導用コィルのインピーダンスで割って求まる電流が流れる。つまり電流 Icも pの関数となる。

[数 5]

I_C (P)

[0036] (cxancel)この誘導用コイル力ゝらの発生磁界は、通常コイルが大き!/ヽので磁気双極子に見立てることはせず、コイルを複数の電流ベクトルに分割し、これにビォサバールの法則を適用し分割数だけ加算することで求めることが可能である。

[数 6] 電流素の位置べクトルを、電流べクトルを 3 とし磁界を

求めたい座標の位置べクトルを f_si

[0037] (磁界センサの位置）とすれば、そのセンサー位置での磁界強度は次の様になる。

[数 7]

[0038] 各磁界センサの捕らえる磁界は、誘導用コイルとの位置が決まれば、その分布の形状は決まってしまう。 Icが 1として、予め計算しておき、それを保持しておくことが簡単である。磁界センサが捕らえる磁界は、カプセル型医療装置 1が発生する磁界 B(p)と打ち消し、磁界 Bc(p)の合計になる。

[0039] 従って、位置算出における評価関数としては

[数 8] n

XiBdi - BifpJ - Bcitp) )2

i=l

[0040] とすることができる。以上の理由により誘導用コイル等のコイルが置かれた場合でも正しい位置検出が可能である。その他のコイルとしては、この誘導式磁界発生部を持つ位置検出方式で用いられる、位置検出用磁界を発生しているコイルが挙げられる。不要磁界計算の方法は、これまで説明したものと同様である。

[0041] 尚、他の変形例として、前述した計算の煩雑さを省く手法もある。最初に、カプセル型医療装置 1の位置を求めるために、前述した様に計算を行う。すでに、 Beが求められているため、カプセル型医療装置 1が次回の検出タイミングまでに大幅に移動しない限り、新たに検出された Bsから減算することで、通常より簡単にほぼ正しい位置を求めることができる。但し、このような処理を続けていると、実際の位置力ずれが生じ収束ができなくなったり検出位置が突然違う位置に移動する等の不具合を発生する虞がある。このため、収束不能や移動距離の閾値を設定し、それらを越えた場合には、予め任意の適用回数を決めておき、その回数を越えた時の条件を設定し、初期値計算に誤差関数を用いればょ、。

[0042] 第 2に、カプセル型医療装置 1が磁界センサを内蔵して、周囲に磁界発生装置配置した際に、その発生された磁界を磁界センサにより検出して位置を求める手法について説明する。

カプセル型医療装置 1の X, Y, Z空間での位置と、その姿勢（向き）を示すベクトルの X, Υ, Z成分の 6変数を求めるために発生させる磁界分布又は、検出する磁界センサの個数を適切に設定することが必要である。

[0043] 説明を容易にするために、磁界発生手段が 1つで磁界センサが 6個で構成される例では、これまで説明してきた方式と同じであることが理解できる。 6個のセンサは、その配置方向と位置が違っている。その検出磁束密度を Bdiとすれば、この Bdiは、そのカプセル型医療装置 1の位置と姿勢により決まる。よって同様に、評価関数

[数 9]

i=l [0044] を最小とする問題を解けばよいことが分かる。この場合、 pベクトルは、カプセル型医療装置 1の位置 x、 y、 z、とその方向を示す xm、 ym、 zmの 6成分から成る。ここにこれまでと同様、磁気誘導などの目的のコイルが配置された例を考える。

[0045] 磁界発生装置からの磁束が、この誘導用コイルを通過したならば、この誘導用コィルを駆動するためのドライバの出力インピーダンスにより、誘導電流が流れ、その結果、打ち消し磁界が発生する。この打ち消し磁界を発生することで、磁界センサは予測とは違った磁界を検出してしまうために検出位置を間違うことが予想される。

[0046] ここで、誘導用コイルの位置が既知であれば磁気発生装置からの磁界による誘導電流は計算できる。また、誘導用コイルがマーカ位置につくる磁界も計算することが可能である。この打ち消し磁界も pの関数であり、

[数 10]

Bci(P)

[0047] と書ける。従って、先の誤差関数もこれまでと同様に、

[数 11]

n

∑(Bdi - Bi(P) - Bci(P) )²

i=l

[0048] とすることで、 pを求めることが可能である。この手法により誘導用コイルが周囲を取り囲む状態であっても、正しい位置を検出することが可能である。尚、この第 2例であつても前述した他の変形例と同様に、計算の煩雑さを省く手法を用いることもできる。

[0049] 以上のことから、第 1の実施形態の位置検出機能を有する医療装置誘導システムにおいては、位置検出時に発生する不要信号を排除し、体腔内を通過する医療装置の正確な位置を検出することができる。

[0050] 次に図 4には、第 2の実施形態に係る位置検出機能を有する医療装置誘導システムの構成例を示し説明する。図 5には、相対位置計測部 31の構成例を示す。本実施形態の構成部位において、前述した図 1に示した第 1の実施形態の構成部位と同等のものには同じ参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。

[0051] 本実施形態の医療装置誘導システムは、位置計算補正部 9において、不要磁界を算出するときに誘導用コイルの位置情報を自動的に取得して、不要信号を算出する。この医療装置誘導システムは、カプセル型医療装置 1と、誘導用磁界を発生しカブセル型医療装置 1を誘導して移動や姿勢制御を行う磁気誘導装置 4と、カプセル型内医療装置 1の位置を検出する位置検出装置 5と、位置検出装置 5に対して位置算出の補正を行う位置計算補正部 9と、位置検出装置 5の基準点に対する、誘導用コィル 2の位置を計測する相対位置計測部 31とで構成される。

[0052] 図 5に示すように、医療装置誘導システムにおける誘導用コイル 2は、フレーム 61に設けられている。このフレームには、患者等の観察対象を乗せるベッド 62が水平方向に移動可能に設けられる。ベッド 62はモータ等を含むベッド駆動部 63により、電動で水平移動することができる。このベッドの両サイドには、位置検出用磁界発生部 3aと磁界検出部 3bとが対向するように設けられている。

[0053] この例では、相対位置計測部 31は変位センサ 64からなり、ベッド駆動部 63の近傍に設けられて、ベッド 62の移動量を変位量として検出する。この変位量は、誘導用コィル 2と磁界検出部 3bとの相対距離から位置関係が規定できるので、この位置情報を位置計算補正部 9に入力する。尚、変位センサ以外であっても、各移動に使用する駆動部からの情報を取得したり、コイルに観測指標を設定し、それをレーザー計測するなどの方法が考えられる。

従って、本実施形態によれば、患者を乗せたベッドの移動など、誘導用コイルと位置検出を行う磁界検出部 3bと相対位置が必ずしも固定されていない場合に、相対位置計測部を用いて誘導用コイル 2と磁界検出部 3bとの相対的な位置関係を加味して、正確な不要信号を計算することができる。又、ベッドの位置検出により、自動的に計測された相対的な位置関係の情報に更新することにより、人手入力にせずに常に正しい計算を行うことができる。

[0054] 次に図 6には、第 3の実施形態に係る位置検出機能を有する医療装置誘導システムの構成例を示し説明する。本実施形態の構成部位において、前述した図 1に示した第 1の実施形態の構成部位と同等のものには同じ参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。

[0055] 本実施形態は、前述した第 1の実施形態の構成に対して、位置検出の構成が異なつており、カプセル型医療装置 1内のコイル力なる磁界発生部 laに換わって、自励式に磁界を放射する磁界発生部 41が設けられた構成である。磁界発生部 41は、誘導用コイルと発振回路で構成され、電池を電源として駆動して、外部に予め定めた周波数の磁界を発生する。

[0056] 位置検出装置 42は、任意の面に設けられ、その面内に複数の磁界センサ 3cが配置されて磁界を検出し電圧に変換する磁界検出部 43と、磁界検出部 43が捕らえた電圧信号を、位置計算に必要とするデジタルデータに変換する信号処理部 12と、信号処理部から入力されたデジタル信号を評価し、その位置分布データカゝらカプセル型医療装置 1の現在位置を示す位置情報を算出する位置算出部 10とで構成される本実施形態によれば、前述した第 1の実施形態と同等の効果を得ることができ、位置検出時に発生する不要信号を排除し、体腔内を通過する医療装置の正確な位置を検出することができる。

[0057] 次に図 7には、第 4の実施形態に係る位置検出機能を有する医療装置誘導システムの構成例を示し説明する。本実施形態の構成部位において、前述した図 1に示した第 1の実施形態の構成部位と同等のものには同じ参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。

[0058] 本実施形態の医療装置誘導システムは、カプセル型医療装置 1内に磁界検出部 5 1が設けられて、位置検出用磁界発生部 53からの磁界を捉えて、その位置に関する达 f¾データ

(磁界センサの検出結果)を無線信号により位置検出装置 52側に送信して、カプセル型医療装置 1の位置を推定する構成である。前述したように、位置検出用磁界発生部 53が発生する磁界をカプセル型医療装置 1内の磁界検出部 51が検出する。この場合、干渉が発生するのは、位置検出用磁界発生部 53と、誘導用コイル 2となる。これまでと同様に、誘導用コイル 2から不要磁界が発生して位置検出用磁界に加算されるため、空間に形成した位置検出用磁界の分布がくずれることになる。尚、この構成の場合、位置検出用磁界発生部 53は、同じくコイルであるため、全く同じ原理で不要磁界が発生し位置検出に誤差をもたらす可能性がある。この場合も誘導用コィルと同様の計算によって、不要磁界を求めることが可能である。

[0059] この医療装置誘導システムは、カプセル型医療装置 1と、誘導用磁界を発生しカブセル型医療装置 1を誘導して移動や姿勢制御を行う磁気誘導装置 4と、カプセル型内医療装置 1の位置を検出する位置検出装置 42と、位置検出装置 42に対して位置算出の補正を行う位置計算補正部 9とで構成される。

カプセル型医療装置 1は、カプセル容器内に、少なくとも撮像部（図示せず）と、誘導用磁界を検出する磁界検出部 51と、誘導磁界内でカプセル型内視鏡 1を駆動させるための磁石 lbとを備えている。磁界検出部 51は、位置検出用磁界発生部 53が発生させた位置検出用の磁界を検出する。

[0060] 磁界検出部 51は、位置検出用磁界を検出する磁界センサ（図示せず）と、検出した磁界を電圧に変換し、データ化しカプセル外へ送信データを生成する信号処理部 (図示せず)と、送信データを位置検出装置 42に無線信号として送信する無線送信部とで構成される。この信号処理部は、カプセル型医療装置 1内にボタン電池等の小型電池を搭載して駆動してもよ、し、また発電用コイルを搭載して外部より磁界を印加することより発電した起電力で駆動してもよい。無線送信部にはアンテナ部を有するが、撮像した画像を送信するためのアンテナを兼用してもよい。尚、ボタン電池等の小型の電池を複数直列に配置する場合には、図 13に示すように、電池 81の正極と電池 82の負極の接続箇所を導電性の両面に粘着性を有する両面テープで固定してもよい。この両面テープは、電気抵抗が小さく厚みの薄いことが好ましい。このように構成すれば、カプセル型医療装置 1内に装填する際に作業性が向上する。

[0061] 位置検出装置 52は、位置検出用磁界発生部 53から位置検出磁界を発生させる位置検出用信号発生部 11と、カプセル型医療装置 1内に設けられた磁界検出部 51に対して位置検出用の磁界を発生させる位置検出用磁界発生部 53と、無線送信部から送信されたカプセル型医療装置 1の所在を示す無線信号 (送信データ)を受信する無線受信部 54と、無線受信部 54で受信した無線信号に基づく電圧信号を位置計算に必要とするデジタルデータに変換する信号処理部 12と、信号処理部力入力されたデジタル信号を評価し、その電圧データからカプセル型医療装置 1の現在位置を示す位置情報を算出する位置算出部 10と、で構成される。以上説明したように本実施形態は、前述した位置計算補正部 9を備え、位置検出用の磁界が誘導用コイル 2aを通過して発生する不位置算出を行うので誤検出や計算収束できな、等の悪影響を排除することができる。

[0062] 次に図 8には、第 5の実施形態に係る位置検出機能を有する医療装置誘導システムの構成例を示し説明する。本実施形態の構成部位において、前述した図 2に示した第 1の実施形態の構成部位と同等のものには同じ参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。

[0063] 本実施形態において、位置算出部 10は、前述した誤差算出式生成部 23と、方程式求解部 24と、比較部 25と、誤差加算部 26と、位置出力部 27とで構成される。

[0064] 位置計算補正部 13は、カプセル型医療装置 1の位置に応じて誘導用コイル力発生する不要磁界の推定式を計算し減算する不要信号式算出部 71と、検出位置情報により誘導用コイル力発生する不要磁界の値 (変数なし)を計算し減算する不要信号値算出部 72と、設定された条件により 2種類の判断を行い、不要信号式算出部または不要信号値算出部を切り替える切替部 73とで構成される。

[0065] 実際の移動では、体腔内におけるカプセル型医療装置 1の移動距離が少ない場合には、カプセル型医療装置 1と誘導用コイル 2との干渉状態が変わらない状況が発生する。また移動量があまり多くない場合でも、カプセル型医療装置 1と誘導用コイルとの間隔が近、場合には、その干渉の変化量が大き!、場合もある。

[0066] 本実施形態の医療装置誘導システムは、状況に応じて評価関数を切り替えるように構成する。最初に位置を計算する場合は、第 1の実施形態の構成と同様に誘導用コィル 2が設けられ、不要信号式算出部を適用した計算結果に基づき正しい位置を検出させる。その後、不要信号の値は変化が少ないものとして前回検出した位置から測定されたデータ値力得られた不要信号 (変数なし)を減算して用いる。さらに、不要信号式算出部を適用した計算結果と、その後の測定データに基づく簡易方法による位置計算結果と比較して、その差分 (差分)が予め定めた閾値を越えた場合は、実際にカプセル型医療装置 1が大幅に移動したか、又は移動は少ないが干渉量が大きく変化して、位置計算に誤差を生じたかの何れかとなる。この時には、不要信号式算出部 71を使った正しい計算が必要である。従って、本実施形態では、不要信号算出部を使った位置計算結果とその後の簡易方法での位置計算結果とを比較し、位置変位が大きなときだけ誤差算出を式の形で算出し収束計算に反映させるようにする。

[0067] 図 9に示すフローチャートを参照して、このように構成された医療装置誘導システムの位置検出について説明する。

本実施形態の検出動作において、前述した図 3に示したフローチャートの各ステツプの動作と同等である場合には、同じステップ番号を付して、詳細な説明は省略する

[0068] まず、位置検出を開始して、磁界センサ 3cにより検出されたセンサ電圧 (Bdi)を取り込む。次に誤差算出式生成部 23には、初期値 (推定位置情報）と磁界センサ 3cの位置情報が入力され、予め設定された評価関数を変形して連立方程式をあらわす行列を生成する (ステップ Sl〜3)。次に方程式求解部 24において、入力された連立方程式を解き、その解 Δ Ρ (真値に対する誤差)を求め、求めた解が前回求めた解に対して収束している力否かの判定を開始する。この収束判定は、これまでの計算回数が設定回数以上か否か、及び設定回数以下力否かを判定する。この判定において設定回数以上又は解 (誤差)が設定値以下であれば、計算を終了して、収束判定を終了する（ステップ S4〜S8)。

[0069] 次に出力判定を開始する (ステップ S21)。まず、直前に用いられた不要信号が計算により求められた値力否力判定する (ステップ S22)。この判定で不要信号が計算値であれば (Yes)、正確な位置であると判別して、移動距離計算を実施する (ステツプ S25)。一方、不要信号が計算値でなければ (No)、簡易方法による位置計算結果であるものと判定され、次に、この位置情報を保持する力否かを判定する (ステップ S23)。この判定で位置情報を保持するのであれば (Yes)、位置出力部 27は誤差カロ算部 26から位置情報を受け取り保持する (ステップ S 24)。一方、位置情報を保持しなければ (No)、出力判定を終了する (ステップ S27)。

[0070] 次に、この保持された位置情報に基づき、前回の位置からの移動距離を計算する（ステップ S25)。計算により算出された移動距離が予め設定した任意の設定値以上であるか否かを判定する (ステップ S26)。この判定で移動距離が設定値以上であつたならば (Yes)、実際にカプセル型医療装置 1が大幅に移動した力、又は移動は少ないが干渉量が大きく変化して、位置計算に誤差を生じたと判定される。即ち、評価関数の変更が必要であり、不要信号式算出部を適用した計算結果を求めるため、不要信号の切り替えが行われる (ステップ S30)。この不要信号の切り替えは、計算式を用いた位置計算か、又は測定データによる簡易方法による位置計算かの切り替えである。尚、計算式を用いた位置計算への切り替えは、初回のみ不要信号式の生成を行う。

[0071] また、ステップ S26の判定で移動距離が閾値未満であれば (No)、設定値以下で収束され、求められた位置情報は正確なものであると判別して、出力判定を終了し（ステップ S27)、その位置情報を位置出力部 27から信号発生制御部 7に出力する (ステツプ S28)。また、この出力後に、位置検出を継続する力否かを判定し (ステップ S2 9)、終了しなければ (No)、ステップ SIに戻って再度位置検出を行い、位置検出を継続しなければ (Yes)、一連のシーケンスを終了する。

[0072] 以上説明したように、常に不要信号式算出部の計算式により正確な位置情報を求めてもよいが、状況に応じて評価関数を切り替えるように構成することで、最初に位置を計算に基づき正しい位置を検出させる。その後、不要信号の値は変化が少ないものとして前回検出した位置力測定されたデータ値力得られた不要信号 (変数なし)を減算して用いることにより、演算処理が簡略化され位置検出の高速ィ匕が実現する。はた、不要信号式算出部を適用した計算結果と、その後の測定データに基づく簡易方法による位置計算結果を移動距離に換算して比較し、その差分 (移動距離の差)が予め定めた閾値との比較により、測定データに基づく簡易方法による計算結果に誤差が大きくなつた場合に、再度、不要信号式算出部の計算式により正確な位置情報を求めればよい。従って、正確に計算をし直さなければならない場合にのみ不要信号算出部が式を出力するようになるためシステムの実質的な計算量を減すことができる。よって、本実施形態は、計算結果を選択的に用いて位置算出を行うことにより、位置検出の正確さを保持しつつ高速ィ匕を実現する構成である。

[0073] 次に図 10には、第 6の実施形態に係る位置検出機能を有する医療装置誘導システムの構成例を示し説明する。本実施形態の構成部位において、前述した図 8に示した第 1の実施形態の構成部位と同等のものには同じ参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。

[0074] 前述した第 5の実施形態では、不要信号式算出部を適用した正しい計算結果と不要信号値算出部を適用した簡易な計算結果 (測定データ)との間の違いの大きさを移動距離によって切り替えの判定を行った。これに対して、本実施形態は判定回数により切り替えの判定を行う例である。

[0075] 本実施形態の検出動作において、前述した図 3に示したフローチャートの各ステツプの動作と同等である場合には、同じステップ番号を付して、詳細な説明は省略するまず、予め設定された評価関数を変形して連立方程式をあらわす行列を生成し、連立方程式を解き、その解が収束しているか否かの判定を行う（ステップ S1〜S8)。

[0076] 次に、ステップ S8の収束判定が終了した後、不要信号式算出部 71と不要信号値算出部 72の切り替え判定を開始する (ステップ S41)。ステップ S3〜S8における収束判定を行った回数をカウントする (ステップ S42)。このカウントされた収束判定回数が予め設定した任意の設定回数以上が否かを判定する (ステップ S43)。この判定で、収束判定回数が設定回数以下であれば (No)、まだ評価関数を変形すれば収束する可能性があるため、不要信号式算出部 71と不要信号値算出部 72の切り替えを行う（ステップ S44)。この時、初回の切り替え時のみ不要信号式の生成を行う。また、切り替え時にはカウンタのカウンタ数をクリアして 0に戻す。

[0077] 一方、収束判定回数が設定回数以上であれば (Yes)、出力判定を終了し (ステツプ S46)、その位置情報を位置出力部 27から信号発生制御部 7に出力する (ステツプ S47)。また、この出力後に、位置検出を継続するか否かを判定し (ステップ S48)、終了しなければ (No)、ステップ SIに戻って再度位置検出を行い、位置検出を継続しなければ (Yes)、一連のシーケンスを終了する。

[0078] 以上説明したように、本実施形態は、設定回数との比較を行い、計算の初回と設定回数を越えた場合に、不要信号式算出部による計算式を適用し、それ以外は不要信号値算出部による簡易な前回位置情報を使い計算した不要信号 (変数なし)の減算であり、前述した第 5の実施形態における切り替え判定を行う基準が回数に変更されたのみであり、同等の効果を得ることができる。さらに、本実施形態は移動距離演算もなぐ単に収束判定の実行回数であるため、計算量を減らせることができ、簡単な構成により切り替え判定を行うことができる。

[0079] 次に図 11には、第 7の実施形態に係る位置検出機能を有する医療装置誘導システムの構成例を示し説明する。本実施形態の構成部位において、前述した図 6に示した第 3の実施形態の構成部位と同等のものには同じ参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。

[0080] 本実施形態は、前述した第 3の実施形態に係る位置検出機能を有する医療装置誘導システムの構成に、図 4に示した相対位置計測部を付加した変形例である。ここでは、変更された特徴のみを説明する。

[0081] 本実施形態は、自励式磁界発生部を有するカプセル型医療装置 1に対応する医療装置誘導システムであり、位置検出装置 5の基準点に対する誘導用コイル 2の位置を計測する相対位置計測部 31を備えている。

本実施形態によれば、誘導用コイルと位置検出を行う磁界検出部 3bと相対位置が固定されていない場合に、相対位置計測部を用いて誘導用コイル 2と磁界検出部 3b との相対的な位置関係を加味して、正確な不要信号を計算することができる。又、ベッドの位置検出により、自動的に計測された相対的な位置関係の情報に更新することにより、人手入力にせずに常に正しい計算を行うことができる。

[0082] 次に図 12には、第 8の実施形態に係る位置検出機能を有する医療装置誘導システムの構成例を示し説明する。本実施形態の構成部位において、前述した図 6に示した第 3の実施形態の構成部位と同等のものには同じ参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。

[0083] 本実施形態は、前述した第 3の実施形態に係る位置検出機能を有する医療装置誘導システムの構成に、図 4に示した相対位置計測部を付加した変形例である。ここでは、変更された特徴のみを説明する。

[0084] 本実施形態の医療装置誘導システムは、誘導式磁界発生部を有するカプセル型医療装置 1に対応する医療装置誘導システムであり、位置検出装置 5の基準点に対する誘導用コイル 2の位置を計測する相対位置計測部 31を備えている。本実施形態によれば、前述した第 7の実施形態と同等の効果を有している。

[0085] 本発明によれば、位置検出時に発生する不要信号を排除し、体腔内を通過する医療装置の正確な位置を検出する位置検出機能を有する医療装置誘導システム及びその位置補正方法を提供することができる。

[0086] 前述した各実施形態では、医療装置の誘導システムについて説明してきたが、位置検出用磁界発生部を有する位置検出システムにおいても、同様の位置検出補正の効果が期待できる。例えば、第 1の実施形態において、誘導用磁界発生コイル 2及び誘導信号発生部 8を取り除いた位置検出システムでも有効である。この場合、位置検出用磁界発生部 3aが不要磁界を発生するので、この不要磁界を計算で求めることで、これまで説明したように、高精度に位置 Z向きの検出を行うことが可能となる。

Claims

請求の範囲

[1] 体腔内に導入され、誘導用磁界による推進力を発生して移動及び姿勢制御可能で、常時又は応答により特定周波数の磁界を発生するカプセル型医療装置と、上記特定周波数の磁界を検出する磁界検出部と、上記磁界検出部の検出結果に基づき、上記カプセル型医療装置の体腔内における位置を検出する位置検出部と、で構成される位置検出装置と、

任意の方向に指向する上記誘導用磁界を発生させて、上記カプセル型医療装置を所望する位置に誘導する誘導用コイルと、

上記誘導用コイルに入り込む上記特定周波数の磁界により発生する不要磁界に基づく不要信号を算出する不要信号値算出部と、

上記不要信号値算出部による算出結果を上記磁界検出部の検出結果より減算し、上記不要磁界に相当する磁界を排除する位置計算補正部と、

を具備する医療装置誘導システム。

[2] 誘導用磁界により推進力を発生させて移動や姿勢変化を行うための磁石及び、コィルから成り、外部に特定周波数の磁界を発生する磁界発生部を備え、体腔内に導入されるカプセル型医療装置と、

上記誘導用磁界を放射する誘導用コイル、上記誘導用コイルに電流を流して駆動する信号発生部、指示された位置及び姿勢に上記カプセル型医療装置を誘導するために必要な信号波形を計算する信号発生制御部及び、上記カプセル型医療装置の移動位置及び姿勢を指示する操作部と、を備える磁気誘導装置と、

上記カプセル型医療装置が発生した上記特定周波数の磁界を検出する複数の磁界センサを有し検出した磁界力変換した電圧信号を出力する磁界検出部、上記電圧信号をデジタルデータに変換する信号処理部、上記信号処理部から入力されたデジタルデータから上記カプセル型医療装置の現在位置を算出する位置算出部を備える位置検出装置と、

上記カプセル型医療装置の現在の位置に応じて、上記誘導用コイルに発生する不要磁界の推定式を計算し、上記磁界検出部の出力から減算する不要信号式算出部を備える位置計算補正部と、を具備する医療装置誘導システム。

[3] 上記信号処理部は、さらに帯域制限、信号増幅、アナログデジタル変換の機能を具備する請求項 2に記載の医療装置誘導システム。

[4] 上記位置検出装置の基準点に対する上記誘導用コイルの位置を計測する相対位置計測部を具備する請求項 2に記載の医療装置誘導システム。

[5] 上記位置計算補正部は、

上記不要信号式算出部と、さらに、

測定された上記カプセル型医療装置の位置情報に応じて推定した、上記誘導用コィルカ発生する不要磁界を減じる不要信号値算出部と、

測定された上記位置情報に基づく移動距離を予め定めた任意の設定値と比較し、該移動距離が該設定値以上の際に上記不要信号式算出部を選択して位置算出を行うようにし、該移動距離が該設定値未満の際に上記不要信号値算出部を選択して位置算出を行うようにする第 1の切替部と、

を備える請求項 2に記載の医療装置誘導システム。

[6] 上記位置計算補正部は、

上記不要信号式算出部と、さらに、

測定された上記カプセル型医療装置の位置情報に応じて、推定した上記誘導用コィルカ発生する不要磁界を減じる不要信号値算出部と、

上記位置検出装置における検出回数をカウントし、予め設定された任意の設定回数を越えた際に、上記不要信号式算出部を選択して位置算出を行うようにし、カウントした上記検出回数が上記設定回数以下の際に上記不要信号値算出部を選択して位置算出を行うようにする第 2の切替部と、

を備える請求項 2に記載の医療装置誘導システム。

[7] 誘導用磁界により推進力を発生させて移動や姿勢変化を行うための磁石及び、誘導コイル及びキャパシタカなる共振回路を有し、位置検出用磁界により共振して外部に特定周波数の磁界を発生する第 2の磁界発生部を備えるカプセル型医療装置と、

上記カプセル型医療装置が発生した上記特定周波数の磁界を検出する複数の磁界センサを有し検出した磁界力変換した電圧信号を出力する磁界検出部、上記電圧信号をデジタルデータに変換する信号処理部、上記信号処理部から入力されたデジタルデータから上記カプセル型医療装置の現在の位置を算出する位置算出部及び、信号発生部と位置検出用磁界発生コイルを有し位置検出用磁界を発生する位置検出用磁界発生部を備える位置検出装置と、

上記カプセル型医療装置の上記現在位置に応じて、上記誘導用コイルに発生する不要磁界の推定式を計算し、上記磁界検出部の出力から減算する不要信号式算出部を備える位置計算補正部と、

を具備する医療装置誘導システム。

[8] さらに、上記位置検出装置の基準点に対する上記誘導コイルの位置を計測する相対位置計測部を具備する請求項 7に記載の医療装置誘導システム。

[9] 誘導用磁界により推進力を発生させて移動や姿勢変化を行うための磁石及び、位置検出用磁界を検出し、位置検出のためのデータを外部に無線送信する磁界検出部を備えるカプセル型医療装置と、

上記磁界検出部力無線送信された上記位置検出のためのデータを受信する無線受信部、受信された上記位置検出のためのデータをデジタルデータに変換する信号処理部、上記信号処理部力入力されたデジタルデータから上記カプセル型医療装置の現在位置を算出する位置算出部及び、信号発生部と位置検出用磁界発生コィルを有し位置検出用磁界を発生する位置検出用磁界発生部とを備える位置検出装置と、上記カプセル型医療装置の現在の位置に応じて、上記誘導用コイルから発生する不要磁界の推定式を計算し、上記磁界検出部の出力から減算する不要信号式算出部を備える位置計算補正部と、

を具備する医療装置誘導システム。

[10] 上記カプセル型医療装置の磁界検出部は、磁界センサ、信号処理部及び無線送信部により構成される請求項 9に記載の医療装置誘導システム。

[11] さらに、上記位置検出装置の基準点に対する上記誘導用コイルの位置を計測する相対位置計測部を具備する請求項 9に記載の医療装置誘導システム。

[12] 体腔内に導入され、誘導用磁界による推進力を発生して移動及び姿勢制御可能で、常時又は応答により特定周波数の磁界を発生するカプセル型医療装置を有する医療装置の誘導方法であって、

上記特定周波数の磁界を検出する磁界検出ステップと、

上記磁界検出ステップの検出結果に基づき、上記カプセル型医療装置の体腔内における位置を検出する位置検出ステップと、

誘導コイルにより任意の方向に指向する上記誘導用磁界を発生させて、上記カブセル型医療装置を所望する位置に誘導する誘導ステップと、

上記誘導用コイルに入り込む上記特定周波数の磁界により発生する不要磁界に基づく不要信号を算出する不要磁界算出ステップと、

上記不要磁界算出ステップによる算出結果を、上記磁界検出ステップの検出結果より減算し、上記不要磁界に相当する磁界を排除する位置補正ステップと、を具備する医療装置の誘導方法。

[13] 誘導用磁界により推進力を発生させて移動や姿勢変化を行うための磁石及び、コィルから成り、外部に特定周波数の磁界を発生する磁界発生部を備えて体腔内に導入されるカプセル型医療装置を有する医療装置の誘導方法であって、

上記カプセル型医療装置の移動位置及び姿勢を指示し、指示された位置及び姿勢に上記カプセル型医療装置を誘導するために必要な信号波形を計算し、上記誘導用コイルに求めた上記信号波形を印加し、上記誘導用磁界を放射して上記カプセル型医療装置を誘導する磁気誘導ステップと、複数の磁界センサにより上記カプセル型医療装置が発生した上記特定周波数の磁界を検出して該磁界を電圧信号として表すデジタルデータに変換し、該デジタルデータ力上記カプセル型医療装置の現在位置を算出する位置算出ステップと、上記カプセル型医療装置の現在の位置に応じて、上記誘導用コイルに発生する不要磁界の推定式を計算し、上記電圧信号から減算する不要信号式を算出する位置計算補正ステップと

を具備する医療装置の誘導方法。

[14] 上記位置計算補正ステップは、

上記不要信号式を算出するステップと、さらに、

測定された上記カプセル型医療装置の位置情報に応じて、推定した上記誘導用コィルカ発生する不要磁界を減じる不要信号値算出ステップと、

測定された上記位置情報に基づく移動距離を予め定めた任意の設定値と比較し、該移動距離が該設定値以上の際に上記不要信号式算出ステップを選択して位置算出を行うようにし、該移動距離が該設定値未満の際に上記不要信号値算出ステップを選択して位置算出を行うようにする第 1の切替ステップと、

を具備する請求項 13に記載の医療装置の誘導方法。

[15] 誘導用磁界により推進力を発生させて移動や姿勢変化を行うための磁石及び、誘導コイル及びキャパシタカなる共振回路を有し、位置検出用磁界により共振して外部に特定周波数の磁界を発生する磁界発生部を備えるカプセル型医療装置を有する医療装置の誘導方法であって、

上記カプセル型医療装置の移動位置及び姿勢を指示し、指示された位置及び姿勢に上記カプセル型医療装置を誘導するために必要な信号波形を計算し、上記誘導用コイルに求めた上記信号波形を印加し、上記誘導用磁界を放射して上記カプセル型医療装置を誘導する磁気誘導ステップと、

上記信号発生部と位置検出用磁界発生コイルにより位置検出用磁界を発生する位置検出用磁界発生ステップと、

複数の磁界センサにより上記カプセル型医療装置が発生した上記特定周波数の磁界を検出して該磁界を電圧信号として表すデジタルデータに変換し、該デジタルデータ力上記カプセル型医療装置の現在の位置を算出する位置算出ステップと、信号発生部と位置検出用コイルにより発生された位置検出用磁界を発生する位置検出ステップと、

上記カプセル型医療装置の上記現在位置に応じて、上記誘導用コイルに発生する不要磁界の推定式を計算し、上記電圧信号から上記位置検出用磁界から減算する不要信号式を算出する位置計算補正ステップを具備する医療装置の誘導方法。

[16] 誘導用磁界により推進力を発生させて移動や姿勢変化を行うための磁石及び、位置検出用磁界を検出するステップと、

を具備し、位置検出のためのデータを外部に無線送信する磁界検出部を備えるカブセル型医療装置を有する医療装置の誘導方法であって、

上記磁界検出部力無線送信された上記位置検出のためのデータを受信してデジタルデータに変換し、変換された上記デジタルデータ力上記カプセル型医療装置の現在位置を算出する位置検出ステップと、

上記カプセル型医療装置の現在の位置に応じて、上記誘導用コイルから発生する不要磁界の推定式を計算し、上記磁界検出部の出力から減算する不要信号式を算出する位置計算補正ステップと、

を具備する医療装置の誘導方法。

[17] 誘導用磁界により推進力を発生させて移動や姿勢変化を行うための磁石及び、誘導コイル及びキャパシタカなる共振回路を有し、位置検出用磁界により共振して外部に特定周波数の磁界を発生する第 2の磁界発生部を備えるカプセル型医療装置と、

上記誘導用磁界を放射する誘導用コイル、上記誘導用コイルに電流を流して駆動する信号発生部、指示された位置及び姿勢に上記カプセル型医療装置を誘導するために必要な信号波形を計算する信号発生制御部及び、上記カプセル型医療装置の移動位置及び姿勢を指示する操作部と、を備える磁気誘導装置と、上記カプセル型医療装置が発生した上記特定周波数の磁界を検出する複数の磁界センサを有し検出した磁界力変換した電圧信号を出力する磁界検出部、上記電圧信号をデジタルデータに変換する信号処理部、上記信号処理部から入力されたデジタルデータ力上記カプセル型医療装置の現在位置を算出する位置算出部及び、信号発生部と位置検出用磁界発生コイルを有し位置検出用磁界を発生する位置検出用磁界発生部を備える位置検出装置と、

上記カプセル型医療装置の現在の位置に応じて、上記誘導用コイル及び上記位置検出用磁界発生コイルに発生する不要磁界の推定式を計算し、上記磁界検出部の出力から減算する不要信号式算出部を備える位置計算補正部と、

を具備する医療装置誘導システム。

[18] 誘導用磁界により推進力を発生させて移動や姿勢変化を行うための磁石及び、位置検出用磁界を検出し、位置検出のためのデータを外部に無線送信する磁界検出部を備えるカプセル型医療装置と、

上記磁界検出部力無線送信された上記位置検出のためのデータを受信する無線受信部、受信された上記位置検出のためのデータをデジタルデータに変換する信号処理部、上記信号処理部力入力されたデジタルデータから上記カプセル型医療装置の現在位置を算出する位置算出部及び、信号発生部と位置検出用磁界発生コィルを有し位置検出用磁界を発生する位置検出用磁界発生部とを備える位置検出装置と、

上記カプセル型医療装置の現在の位置に応じて、上記誘導用コイル及び上記位置検出用磁界発生コイルから発生する不要磁界の推定式を計算し、上記磁界検出部の出力から減算する不要信号式算出部を備える位置計算補正部と、

を具備する医療装置誘導システム。

[19] 誘導用磁界により推進力を発生させて移動や姿勢変化を行うための磁石及び、誘導コイル及びキャパシタカなる共振回路を有し、位置検出用磁界により共振して外部に特定周波数の磁界を発生する磁界発生部を備えるカプセル型医療装置を有する医療装置の誘導方法であって、

上記カプセル型医療装置の上記現在位置に応じて、上記誘導用コイル及び上記位置検出用磁界発生コイルに発生する不要磁界の推定式を計算し、上記電圧信号力上記位置検出用磁界力減算する不要信号式を算出する位置計算補正ステツプを具備する医療装置の誘導方法。

[20] 誘導用磁界により推進力を発生させて移動や姿勢変化を行うための磁石及び、位置検出用磁界を検出するステップと、

上記カプセル型医療装置の現在の位置に応じて、上記誘導用コイル及び上記位置検出用磁界を発生する上記位置検出用磁界発生コイルから発生する不要磁界の推定式を計算し、上記磁界検出部の出力から減算する不要信号式を算出する位置計算補正ステップと、

を具備する医療装置の誘導方法。

[21] 体腔内に導入され、誘導用磁界による推進力を発生して移動及び姿勢制御可能で、常時又は応答により特定周波数の磁界を発生するカプセル型医療装置と、上記特定周波数の磁界を検出する磁界検出部と、上記磁界検出部の検出結果に基づき、上記カプセル型医療装置の体腔内における位置を検出する位置検出部と、で構成される位置検出装置と、

上記カプセル型医療装置の周辺に配置され、上記特定周波数において閉回路を成す、

1つ以上のコイルと、

上記コイルに入り込む上記特定周波数の磁界により発生する不要磁界に基づく不要信号を算出する不要信号値算出部と、

を具備する医療装置誘導システム。

[22] 上記位置検出装置の基準点に対する上記コイルの位置を計測する相対位置計測部を具備する請求項 21に記載の医療装置誘導システム。

[23] さらに、上記カプセル型医療装置の現在の位置に応じて、上記磁界検出部の出力力減算する、上記コイルに発生する不要磁界を推定するための推定式を計算する不要信号式算出部を有する請求項 21に記載の医療装置誘導システム。

[24] さらに、測定された上記位置情報に基づく移動距離を予め定めた任意の設定値と比較し、上記移動距離が上記設定値以上の際に上記不要信号式算出部を選択して位置算出を行うようにし、該移動距離が該設定値未満の際に上記不要信号値算出部を選択して位置算出を行うようにする第 1の切替部を備える請求項 23に記載の医療装置誘導システム。

[25] 上記位置検出装置における検出回数をカウントし、予め設定された任意の設定回数を越えた際に、上記不要信号式算出部を選択して位置算出を行うようにしカウントした上記検出回数が上記設定回数以下の際に、上記不要信号値算出部を選択して位置算出を行うようにする第 2の切替部と、

を備える請求項 23に記載の医療装置誘導システム。

[26] 上記特定周波数発生部は、誘導コイル及びキャパシタカなる共振回路を有し、上記コイルに接続され、上記コイルに上記特定周波数を有する電流を供給する信号発生部を有し、

上記特定周波数発生部は、上記コイルが発生した上記特定周波数を有する磁界を受けて上記特定周波数の磁界を誘導発生する請求項 21に記載の医療装置誘導システム。

[27] 体腔内に導入され、常時又は応答により特定周波数の磁界を検出し、検出した磁界データを外部に無線送信する磁界検出部を有するカプセル型医療装置と、上記特定周波数の磁界を発生する特定周波数磁界発生部と、

無線送信された検出した磁界データである上記磁界検出部の検出結果に基づき、上記カプセル型医療装置の体腔内における位置を検出する位置検出部と、で構成される位置検出装置と、

1つ以上のコイルと、

を具備する医療装置誘導システム。

[28] 上記カプセル型医療装置の磁界検出部は、磁界センサ、信号処理部及び無線送信部により構成される請求項 27に記載の医療装置誘導システム。

[29] さらに、上記位置検出装置の基準点に対する上記コイルの位置を計測する相対位置計測部を具備する請求項 27に記載の医療装置誘導システム。

[30] さらに、上記カプセル型医療装置の現在の位置に応じて、上記磁界検出部の出力力減算する、上記コイルに発生する不要磁界を推定するための推定式を計算する不要信号式算出部を有する請求項 27に記載の医療装置誘導システム。

[31] さらに、測定された上記位置情報に基づく移動距離を予め定めた任意の設定値と比較し、上記移動距離が上記設定値以上の際に上記不要信号式算出部を選択して位置算出を行うようにし、該移動距離が該設定値未満の際に上記不要信号値算出部を選択して位置算出を行うようにする第 1の切替部を備える請求項 23に記載の医療装置誘導システム。

[32] 上記位置検出装置における検出回数をカウントし、予め設定された任意の設定回数を越えた際に、上記不要信号式算出部を選択して位置算出を行うようにしカウントした上記検出回数が上記設定回数以下の際に、上記不要信号値算出部を選択して位置算出を行うようにする第 2の切替部と、

を備える請求項 27に記載の医療装置誘導システム。

[33] 体腔内に導入され、常時又は応答により特定周波数の磁界を発生するカプセル型医療装置を有する医療装置の位置検出方法であって、

上記特定周波数の磁界を検出する磁界検出ステップと、

上記不要磁界算出ステップによる算出結果を、上記磁界検出ステップの検出結果より減算し、上記不要磁界に相当する磁界を排除する位置補正ステップと、上記磁界検出ステップの検出結果により上記不要磁界に相当する磁界を減算した結果に基づき、上記カプセル型医療装置の体腔内における位置を検出する位置検出ステップと、を具備する医療装置の誘導方法。

[34] 上記位置計算補正ステップは、さらに、

測定された上記カプセル型医療装置の位置情報に応じて、推定した上記位置検出用磁界発生コイル力発生する不要磁界を減じる不要信号値算出ステップと、測定された上記位置情報に基づく移動距離を予め定めた任意の設定値と比較し、該移動距離が該設定値以上の際に上記不要信号式算出ステップを選択して位置算出を行うようにし、該移動距離が該設定値未満の際に上記不要信号値算出ステップを選択して位置算出を行うようにする第 1の切替ステップと、

を具備する請求項 33に記載の医療装置の誘導方法。

[35] 位置検出のためのデータを外部に無線送信する磁界検出部を備えるカプセル型医療装置を有する医療装置の誘導方法であって、

を具備する医療装置の誘導方法。