WO2015087735A1 - 位置検出システム - Google Patents

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WO2015087735A1
WO2015087735A1 PCT/JP2014/081781 JP2014081781W WO2015087735A1 WO 2015087735 A1 WO2015087735 A1 WO 2015087735A1 JP 2014081781 W JP2014081781 W JP 2014081781W WO 2015087735 A1 WO2015087735 A1 WO 2015087735A1
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WO
WIPO (PCT)
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coil
unit
polarity
sense
magnetic field
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/081781
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English (en)
French (fr)
Inventor
隆広 飯田
木村　敦志
千葉　淳
佐藤　良次
Original Assignee
オリンパス株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by オリンパス株式会社 filed Critical オリンパス株式会社
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Priority to JP2015528118A priority patent/JP5797362B1/ja
Publication of WO2015087735A1 publication Critical patent/WO2015087735A1/ja
Priority to US15/008,926 priority patent/US9591991B2/en

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/06—Devices, other than using radiation, for detecting or locating foreign bodies ; determining position of probes within or on the body of the patient
    • A61B5/061—Determining position of a probe within the body employing means separate from the probe, e.g. sensing internal probe position employing impedance electrodes on the surface of the body
    • A61B5/062—Determining position of a probe within the body employing means separate from the probe, e.g. sensing internal probe position employing impedance electrodes on the surface of the body using magnetic field
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/041—Capsule endoscopes for imaging

Definitions

  • the present invention relates to a position detection system that detects the position of a capsule medical device introduced into a subject.
  • capsule-type medical devices that have been introduced into a subject to acquire various information related to the inside of the subject or administer drugs or the like into the subject have been developed.
  • capsule endoscopes that have a size that can be introduced into the digestive tract (intraluminal) of a subject are known.
  • a capsule endoscope has an imaging function and a wireless communication function inside a capsule-shaped casing, and after swallowing by a subject, performs imaging while moving in the digestive tract by peristalsis or the like. Then, image data of an image inside the organ of the subject (hereinafter also referred to as an in-vivo image) is sequentially wirelessly transmitted.
  • the wirelessly transmitted image data is received by a receiving device provided outside the subject, and further taken into an image processing device such as a workstation and subjected to predetermined image processing. Accordingly, the in-vivo image of the subject can be reproduced and displayed as a still image or a moving image in the image processing apparatus.
  • Patent Documents 1 and 2 a position detection system that detects the position and posture of the capsule medical device in the subject has been developed (see Patent Documents 1 and 2).
  • a coil that generates an alternating magnetic field is provided in a capsule medical device, and an alternating magnetic field generated from the marker coil is provided outside a subject with a plurality of magnetic field detection coils (hereinafter referred to as a magnetic field detection coil)
  • a technique for estimating the position of the capsule medical device based on the detected intensity of the alternating magnetic field a technique for estimating the position of the capsule medical device based on the detected intensity of the alternating magnetic field.
  • the polarity of the sense coil is determined based on the phase difference between the generated magnetic field and the detected magnetic field by detecting the magnetic field with the sense coil in synchronization with the generation of the magnetic field from the marker coil. For example, when the phase of the generated magnetic field and the detected magnetic field coincide with each other, the polarity is positive. When the phase of the generated magnetic field and the detected magnetic field is shifted by ⁇ (180 °), the polarity is determined to be negative.
  • the capsule medical device since the capsule medical device is introduced into a subject and used, in order to wirelessly synchronize the generation and detection of the magnetic field, the phase information of the alternating magnetic field generated by the marker coil is obtained from the capsule medical device. Since it is necessary to transmit separately by radio
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a position detection system that can determine the polarity of a sense coil without complicating the configuration of a capsule medical device.
  • a position detection system forms a part of a resonance circuit, generates an alternating magnetic field when a current flows, and supplies power to the coil.
  • a plurality of sense coils that detect an alternating magnetic field generated from the coil and output a detection signal in a position detection system that detects a position of a capsule medical device provided in a capsule housing
  • a calculation unit that calculates the position of the capsule medical device based on a plurality of detection signals respectively output from the plurality of sense coils, and the calculation unit calculates based on the plurality of detection signals Based on the amplitude value of the alternating magnetic field detected by the plurality of sense coils, the sense coil having the maximum amplitude value among the plurality of sense coils.
  • Each sense coil based on a reference coil determination unit that determines a reference coil, a first detection signal output from the reference coil, and a second detection signal output from each sense coil other than the reference coil
  • a polarity determination unit that determines the polar
  • the polarity determination unit determines the polarity based on a comparison result between the phase of the first detection signal and the phase of the second detection signal.
  • the polarity determination unit determines that the polarity of the sense coil to be determined is the reference when the phase difference between the first detection signal and the second detection signal is
  • the calculation unit executes a process of calculating the position of the capsule medical device at a predetermined cycle, and the polarity determination unit sets the polarity of the sense coil determined as the reference coil the previous time.
  • the polarity is set to be the same as the determination result for the sense coil when the polarity is determined.
  • the polarity determination unit sets the polarity of the sense coil determined as the reference coil to be positive when the determination result for the sense coil when the previous polarity determination is performed is not obtained. It is characterized by.
  • the calculation unit includes the first detection signal generated by the difference between the detection timing of the AC magnetic field by the reference coil and the timing of the detection operation of the AC magnetic field by the sense coils, and the first detection signal. It further has a phase correction part which corrects a phase difference with two detection signals.
  • the phase correction unit may determine the frequency of the AC magnetic field and the interval between the timing of the AC magnetic field detection operation by the reference coil and the timing of the AC magnetic field detection operation by the sense coils. Based on this, the phase difference is corrected.
  • the phase correction unit is based on a detection value of the AC magnetic field detected by the sense coils when the capsule medical device is arranged at a position where the polarity of the sense coils is known. The phase difference is corrected.
  • the position detection system further includes a sense coil switching unit that switches a sense coil that detects the AC magnetic field among the plurality of sense coils, and the phase correction unit is configured to detect the plurality of sense coils by the sense coil switching unit. The phase difference is corrected according to the switching order.
  • the polarity of each sense coil is determined based on the detection signal output from the reference coil and the detection signal output from each sense coil, it is necessary to synchronize with the magnetic field generated by the marker coil.
  • the polarity of the sense coil can be determined without complicating the configuration of the capsule medical device.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a position detection system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the internal structure of the capsule endoscope shown in FIG.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the position detection system shown in FIG.
  • FIG. 4 is a schematic diagram in which detection values calculated by FFT calculation are displayed as vectors in an imaginary space.
  • FIG. 5 is a flowchart showing polarity determination processing of the sense coil shown in FIG.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration example of the position detection system according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a position detection system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the internal structure of the capsule endoscope shown in FIG.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the position detection system shown in FIG.
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a phase shift that occurs between detection signals when a detection signal is captured in a time-sharing manner from the sense coil.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the polarity determination process of the sense coil in the second embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a position detection system according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a phase shift that occurs between detection signals output from a plurality of sense coils.
  • FIG. 11 is a flowchart showing a method for calculating the phase difference.
  • the present invention measures, for example, a capsule endoscope that moves in the lumen from the esophagus to the anus of the subject, a capsule medical device that delivers a drug or the like into the subject, and a PH in the subject.
  • the present invention can be applied to position detection of various medical devices having a capsule type, such as a capsule type medical device including a PH sensor.
  • each drawing merely schematically shows the shape, size, and positional relationship to the extent that the contents of the present invention can be understood. Therefore, the present invention is not limited only to the shape, size, and positional relationship illustrated in each drawing. In the description of the drawings, the same portions are denoted by the same reference numerals.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a position detection system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the position detection system 1 uses image data acquired by imaging the inside of a subject as an example of a capsule medical device introduced into the lumen of the subject.
  • a capsule endoscope 10 that is superimposed on a radio signal and transmitted, an antenna unit 20 that receives a radio signal transmitted from the capsule endoscope 10, and an AC magnetic field generated from the capsule endoscope 10 are detected.
  • An image in the subject is generated based on the magnetic field detection unit 30 and the radio signal transmitted from the capsule endoscope 10, and the capsule endoscope 10 is based on the alternating magnetic field detected by the magnetic field detection unit 30.
  • a position detection device 40 for detecting the position of.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the internal structure of the capsule endoscope 10 shown in FIG.
  • a capsule endoscope 10 includes a capsule-shaped casing 101 that is formed in a size that can be easily introduced into the lumen of a subject, and a casing 101 that is accommodated in the casing 101.
  • the imaging unit 11 that captures an image of the inside of the sample and acquires an imaging signal and the operation of each part of the capsule endoscope 10 including the imaging unit 11 are controlled, and a predetermined value is applied to the imaging signal acquired by the imaging unit 11.
  • a control unit 12 that performs signal processing, a transmission unit 13 that wirelessly transmits an imaging signal subjected to signal processing, a magnetic field generation unit 14 that generates an AC magnetic field for detecting the position of the capsule endoscope 10, and a capsule And a power supply unit 15 that supplies power to each unit of the mold endoscope 10.
  • the casing 101 is an outer case formed to have a size that can be introduced into the organ of a subject, and includes a cylindrical casing 102 having a cylindrical shape and dome-shaped casings 103 and 104 having a dome shape. It is configured by closing the opening ends on both sides of the cylindrical casing 102 with dome-shaped casings 103 and 104.
  • the cylindrical housing 102 is formed of a colored member that is substantially opaque to visible light.
  • at least one of the dome-shaped casings 103 and 104 (the dome-shaped casing 103 on the imaging unit 11 side in FIG. 2) is formed by an optical member that is transparent to light of a predetermined wavelength band such as visible light. ing.
  • a predetermined wavelength band such as visible light.
  • one imaging unit 11 is provided only on one dome-shaped casing 103 side, but two imaging units 11 may be provided.
  • the dome-shaped casing 104 is also transparent. It is formed by an optical member.
  • Such a housing 101 encloses the imaging unit 11, the control unit 12, the transmission unit 13, the magnetic field generation unit 14, and the power supply unit 15 in a liquid-tight manner.
  • the imaging unit 11 is information acquisition means for acquiring an imaging signal as information relating to the subject, an illumination unit 111 including a light emitting element such as an LED and a drive circuit (not shown) for driving the light emitting element, and a condenser lens. And an imaging unit 113 including an imaging device such as a CMOS image sensor or a CCD and a drive circuit (not shown) for driving the imaging device.
  • the illumination unit 111 irradiates the imaging field of the imaging unit 113 with illumination light such as white light, and illuminates the subject in the imaging field v through the dome-shaped housing 103.
  • the optical system 112 is arranged so that its optical axis La coincides with the long axis of the housing 101, collects reflected light from the subject in the imaging field of view v, and forms an image on the imaging surface of the imaging unit 113.
  • the imaging unit 113 generates an imaging signal by performing photoelectric conversion processing on an optical signal representing the image of the subject formed on the imaging surface.
  • the imaging units 11 are installed at both ends of the casing 101 so that both optical axes La of the two optical systems 112 are aligned with the long axis of the casing 101. They are arranged on the dome-shaped housing 103 side and the dome-shaped housing 104 side, respectively.
  • the control unit 12 operates the imaging unit 113 at a predetermined cycle (imaging frame rate) and causes the illumination unit 111 to emit light in synchronization with the imaging frame rate.
  • the control unit 12 generates image data by performing A / D conversion and other predetermined signal processing on the imaging signal generated by the imaging unit 11.
  • the control unit 12 generates an alternating magnetic field from the magnetic field generation unit 14 by supplying power from the power supply unit 15 to the magnetic field generation unit 14.
  • the transmission unit 13 includes a transmission antenna (not shown), acquires the image data and the related information subjected to signal processing by the control unit 12, performs modulation processing, and sequentially wirelessly transmits to the outside via the transmission antenna.
  • the magnetic field generation unit 14 is configured by a coil, a resonance circuit including a coil and a capacitor.
  • the magnetic field generation unit 14 includes, for example, a marker coil 141 that generates a magnetic field when a current flows, and a capacitor 142 that forms a resonance circuit together with the marker coil 141. It can be set as the structure which generate
  • the power supply unit 15 includes, for example, a button-type battery and a switch unit such as a magnetic switch. That is, the power supply unit 15 switches its on / off state by switching the magnetic switch with a magnetic field applied from the outside, and supplies power to each unit of the capsule endoscope 10 during the on state. Further, the power supply unit 15 stops power supply to each unit of the capsule endoscope 10 during the off state.
  • the antenna unit 20 has a plurality of receiving antennas 21 for receiving radio signals transmitted from the capsule endoscope 10. These receiving antennas 21 are used by being affixed to the body surface of a subject when performing an examination using the capsule endoscope 10.
  • the magnetic field detection unit 30 includes a planar base 31 and a plurality (five in FIG. 1) of sense coils 32 (i) disposed on the main surface of the base 31.
  • Each sense coil 32 (i) is, for example, a cylindrical coil having an opening diameter of about 30 to 40 mm and a height of about 5 mm, and receives an alternating magnetic field generated from the capsule endoscope 10 to generate a voltage. It converts into a signal and outputs it as a detection signal.
  • Such a magnetic field detection unit 30 is disposed in the vicinity of the subject during the examination by the capsule endoscope 10. For example, when an examination is performed with the subject lying on a bed or the like, the magnetic field detection unit 30 is arranged below the bed so that the main surface of the base 31 is parallel to the placement surface of the subject.
  • the position detection device 40 is based on a reception unit 41 that receives a radio signal transmitted from the capsule endoscope 10 via the antenna unit 20 and image data superimposed on the radio signal. Used to input an image processing unit 42 that generates an image in the subject, a storage unit 43 that stores various types of information such as image data representing the image of the subject, and commands and information for the position detection device 40.
  • Operation unit 44 a signal processing unit 45 that performs signal processing on a signal that represents an AC magnetic field detected by the magnetic field detection unit 30, and a capsule endoscope based on the AC magnetic field detected by the magnetic field detection unit 30
  • a calculation unit 46 that calculates the position and direction of 10
  • an output unit 47 that outputs various information such as calculation results by the calculation unit 46
  • an A / D control unit 48 that controls the signal processing unit 45
  • a control unit 49 which controls the operation.
  • the receiving unit 41 captures a radio signal from the antenna unit 20, selects an appropriate antenna for the radio signal among the receiving antennas 21, for example, the receiving antenna 21 having the highest reception intensity, and passes the selected receiving antenna 21.
  • Image data and related information are acquired by performing demodulation processing or the like on the received wireless signal.
  • the position detection device 40 includes a reception function of a radio signal transmitted from the capsule endoscope 10, but the reception function of the radio signal is The position detection device 40 is not necessarily integrated.
  • the image processing unit 42 performs predetermined image processing such as white balance processing, demosaicing, gamma conversion, smoothing (noise removal, etc.) on the image data input from the receiving unit 41 to display an image for display. Generate data.
  • predetermined image processing such as white balance processing, demosaicing, gamma conversion, smoothing (noise removal, etc.)
  • the storage unit 43 is configured using a storage medium and a reading / writing device that store information in a rewritable manner such as a flash memory or a hard disk.
  • the storage unit 43 stores a program storage unit 431 that stores various programs and various parameters for the control unit 49 to control each unit of the position detection device 40, and image data generated by the image processing unit 42 and related information.
  • a polarity information storage unit 434 that stores the polarity of the coil 32 (i) (the direction of incidence of the alternating magnetic field on each sense coil 32 (i)).
  • the operation unit 44 includes input devices such as various buttons, switches, and keyboards, pointing devices such as a mouse and a touch panel, a joystick, and the like, and inputs various information to the control unit 49 in accordance with an input operation by the user.
  • information input by the operation unit 44 for example, information for guiding the capsule endoscope 10 to a user-desired position and posture (hereinafter referred to as guidance instruction information) can be cited.
  • the signal processing unit 45 includes a plurality of A / D conversion units (A / D) 451 that respectively take in the voltage signals output from the plurality of sense coils 32 (i). Each A / D conversion unit 451 performs A / D conversion processing on the analog voltage signal acquired from the corresponding sense coil 32 (i), and outputs the result as magnetic field detection data.
  • the calculation unit 46 is configured using hardware such as a CPU, for example, reads the calculation program from the storage unit 43, and based on the magnetic field detection data output from the signal processing unit 45, the position of the capsule endoscope 10. Is calculated (positional information). More specifically, the calculation unit 46 includes an FFT calculation unit 461, a reference coil determination unit 462, a polarity determination unit 463, and a position and direction calculation unit 464.
  • the FFT calculation unit 461 performs fast Fourier transform processing (hereinafter referred to as FFT processing) on the detection data output from the A / D conversion unit 451 based on the clock phase on the position detection device 40 side, thereby generating an AC magnetic field. Magnetic field information such as amplitude value and phase is extracted.
  • FFT processing fast Fourier transform processing
  • the reference coil determination unit 462 determines the sense coil 32 (i) having the maximum amplitude value of the detected magnetic field among the plurality of sense coils 32 (i) as the reference coil.
  • the polarity determination unit 463 is based on the FFT calculation result for the detection data output from each A / D conversion unit 451 and the FFT calculation result for the detection data output from the A / D conversion unit 451 corresponding to the reference coil.
  • the polarity of each sense coil 32 (i) is determined, and the determination result is stored in the storage unit 43.
  • the position and direction calculation unit 464 is based on the amplitude value of the magnetic field detected by each sense coil 32 (i), the polarity of each sense coil 32 (i), and the position and direction of each sense coil 32 (i).
  • the position and direction of the marker coil 141, that is, the capsule endoscope 10, is calculated.
  • the output unit 47 includes various displays such as liquid crystal and organic EL, and the calculation result of the position and direction of the capsule endoscope 10 by the position and direction calculation unit 464 and the inside of the subject generated by the image processing unit 42 are included.
  • the image and various information input from the operation unit 44 are displayed on the screen.
  • the A / D control unit 48 outputs a control signal (A / D conversion trigger) that causes the plurality of A / D conversion units 451 to operate in synchronization with each other at a predetermined cycle. Accordingly, the plurality of A / D conversion units 451 fetch the detection signals from the corresponding sense coils 32 (i) at a predetermined cycle and perform A / D conversion processing at the same timing.
  • a / D conversion trigger A / D conversion trigger
  • the control unit 49 is configured by using hardware such as a CPU, for example, reads a program from the storage unit 43, performs instructions to each unit constituting the position detection device 40, transfers data, and the like to perform operations of the position detection device 40. Control all over.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the position detection system 1.
  • the capsule endoscope 10 When performing an examination using the capsule endoscope 10, first, the capsule endoscope 10 is turned on. Thereby, the imaging unit 113 starts an imaging operation, and the magnetic field generation unit 14 is driven, and an alternating magnetic field having a predetermined drive frequency is generated from the marker coil 141 (step S10).
  • the capsule endoscope 10 When the capsule endoscope 10 is introduced into the subject, the capsule endoscope 10 performs imaging while moving in the lumen by a peristaltic motion, and wirelessly transmits image data.
  • each sense coil 32 (i) detects the alternating magnetic field generated from the marker coil 141 and converts it into a voltage signal.
  • step S12 the A / D control unit 48 generates an A / D conversion trigger for operating the plurality of A / D conversion units 451 in synchronization with each other.
  • each A / D conversion unit 451 takes in the voltage signal from the connected sense coil 32 (i) at the timing when the A / D conversion trigger is input, and performs A / D conversion on the voltage signal. Output as magnetic field detection data.
  • step S14 the FFT operation unit 461 performs an FFT operation on the detection value of the voltage output from each A / D conversion unit 451 as the magnetic field detection data for a certain period, and the operation result (the real part of the detection value and the detected value).
  • the imaginary part) and the amplitude value (absolute value) of the voltage are output.
  • the amplitude value V abs (i) is given by the following equation (1).
  • the code x meas (i) represents the real part of the detected value V (i)
  • the code y meas (i) represents the imaginary part of the detected value V (i)
  • the code j represents the imaginary unit.
  • step S15 the reference coil determination unit 462 sets the sense coil having the maximum amplitude value V abs (i) among the plurality of sense coils 32 (i) as the reference coil based on the calculation result of the FFT calculation unit 461. .
  • the amplitude value V abs (1) of the detection value V (1) is maximized.
  • the sense coil 32 (1) shown in FIG. 1 is set as the reference coil.
  • the polarity determination unit 463 sets the polarity of the reference coil.
  • the polarity determination unit 463 sets the polarity of the reference coil to be positive (step S17). Even if the position detection of the capsule endoscope 10 is not the first time, the previous polarity determination result for the sense coil 32 (i) set as the reference coil cannot be obtained (polarity information storage unit 434). The polarity of the reference coil is set to positive.
  • the polarity determination unit 463 determines the previous polarity with respect to the sense coil 32 (i) set as the reference coil.
  • the determination result is acquired from the storage unit 43, and the acquired polarity determination result is set to the polarity of the current reference coil (step S18).
  • the previous polarity determination result for the sense coil 32 (1) is set to the polarity of the current reference coil.
  • step S19 the polarity determination unit 463 determines the sense coil 32 (i) based on the FFT calculation result (detection value V (i)), the amplitude value V abs (i) of the detection voltage, and the polarity of the reference coil. Determine the polarity.
  • FIG. 5 is a flowchart showing details of the process for determining the polarity of the sense coil 32 (i).
  • the inner product V max ⁇ V (i) is calculated.
  • ⁇ be the phase difference of the detection value V (i) with respect to the detection value V max (in FIG. 4, the angle formed by the reference vector representing the detection value V max and the vector representing the detection value V (2)).
  • the inner product V max ⁇ V (i) is given by the following equation (2).
  • V max ⁇ V (i)
  • the polarity determination unit 463 performs a loop A process on the detection values of the sense coils 32 (i) other than the reference coil.
  • step S192 the polarity determination unit 463 determines whether or not the inner product V max ⁇ V (i) calculated in step S191 is zero or positive.
  • the polarity determination unit 463 that is, the phase of the detection value V max of the reference coil and the detection value of the sense coil 32 (i)
  • the phase difference ⁇ with respect to V (i) is equal to or smaller than
  • step S192 when the inner product V max ⁇ V (i) is negative (step S192: No), the polarity determination unit 463, that is, the phase of the detection value V max of the reference coil and the detection value of the sense coil 32 (i) When the phase difference ⁇ with respect to V (i) is larger than
  • the sense coil 32 is set as the reference coil polarities (1) and positive in the case of FIG. 4, a line perpendicular to the vector representing the detected value V max and the boundary B, the detection value V with respect to the boundary B
  • the polarity of the sense coil 32 (2) corresponding to the vector (detection value V (2)) closer to the vector representing max is determined to be the same positive as that of the reference coil.
  • the polarities of the sense coils 32 (3) to 32 (5) corresponding to the vectors (detected values V (3) to V (5)) far from the vector representing the detected value V max with respect to the boundary B are as follows: It is determined to be negative opposite to the reference coil. Thereafter, the process returns to the main routine.
  • step S20 following step S19 the polarity determination unit 463 updates the polarity determination result of each sense coil 32 (i) stored in the storage unit 43 to the polarity determination result in step S19.
  • step S21 the position and direction calculation unit 464 determines the capsule endoscope based on the polarity of each sense coil 32 (i), the voltage amplitude value V abs (i) , the position on the base 31 and the direction of the opening. 10 positions and directions are calculated.
  • step S22 the calculation unit 46 outputs the calculation result of the position and direction of the capsule endoscope 10 (hereinafter referred to as position and direction information).
  • the control unit 49 stores the output position and direction information in the storage unit 43 in association with the image based on the radio signal captured in the reception unit 41 at the same timing as the detection of the alternating magnetic field in step S11, and the capsule type The position and direction of the endoscope 10 are displayed on the output unit 47.
  • step S23 the control unit 49 determines whether or not to continue detecting the position of the capsule endoscope 10. This determination is made, for example, whether or not a command to end the inspection is input from the operation unit 44 (does not continue when the command is input), and whether or not an AC magnetic field from the marker coil can be detected ( It can be determined based on whether or not a radio signal from the capsule endoscope 10 can be received (does not continue if it cannot be received).
  • step S23 If the position detection is continued (step S23: Yes), the operation of the position detection system 1 returns to step S11. In this case, the processing of steps S11 to S22 is repeatedly executed in the output cycle of the A / D conversion trigger from the A / D control unit 48.
  • step S23 when the position detection is not continued (step S23: No), the operation of the position detection system 1 ends.
  • the determination may be performed again after waiting for a predetermined time, and the operation may be terminated. .
  • the reference coil is set from among the plurality of sense coils 32 (i), the polarity of the reference coil, the detection signal of the AC magnetic field detected by the reference coil, and the others.
  • the polarity of each sense coil 32 (i) is determined based on the phase difference from the detection signal of the alternating magnetic field detected by the sense coil 32 (i). That is, polarity determination can be performed without synchronizing the magnetic field generation by the marker coil 141 provided in the capsule endoscope 10 and the magnetic field detection by each sense coil 32 (i). Therefore, without complicating the configuration of the capsule endoscope 10, the polarity of each sense coil 32 (i) is determined, and the position and direction of the capsule endoscope 10 are accurately detected using the polarity. It becomes possible to do.
  • FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the position detection system according to the second embodiment.
  • the position detection system 2 according to the second embodiment includes a position detection device 50 instead of the position detection device 40 shown in FIG. 1.
  • the configuration and operation of each part of the position detection system 2 other than the position detection device 50 are the same as those in the first embodiment.
  • the position detection device 50 includes a reception unit 41, an image processing unit 42, an operation unit 44, an output unit 47, a control unit 49, a signal processing unit 51, a switching control unit 52, and an A / D control unit 53.
  • a storage unit 54 and a calculation unit 55 are the same as those in the first embodiment.
  • the signal processing unit 51 includes a sense coil switching unit 511 and an A / D conversion unit (A / D) 512.
  • the sense coil switching unit 511 switches one or more sense coils 32 (i) to be connected to the A / D conversion unit 512 among the plurality of sense coils 32 (i) in a time division manner.
  • the switching control unit 52 outputs a switching control signal to the sense coil switching unit 511 so as to switch the sense coil 32 (i) in a predetermined order and at a predetermined timing.
  • the A / D control unit 53 outputs a control signal (A / D conversion trigger) for operating the A / D conversion unit 512 at a predetermined cycle.
  • the A / D converter 512 takes in the detection signal from the connected sense coil 32 (i) at the timing when the A / D conversion trigger is output, and performs A / D conversion processing.
  • the storage unit 54 further includes a phase difference information storage unit 541 with respect to the storage unit 43 shown in FIG.
  • a phase difference information storage unit 541 with respect to the storage unit 43 shown in FIG.
  • This phase shift is a known value calculated from the switching order and switching interval of the sense coil 32 (i) and the frequency of the alternating magnetic field.
  • the phase difference information storage unit 541 stores such a phase shift in each sense coil 32 (i) as phase difference information.
  • the calculation unit 55 further includes a phase correction unit 551 with respect to the calculation unit 46 shown in FIG.
  • the phase correction unit 551 acquires the phase difference information from the phase difference information storage unit 541, and uses the phase difference information to detect the detected value V (i) of each sense coil 32 (i) calculated by the FFT operation unit 461. Correct the phase.
  • step S13 detection signals are acquired in time division from the plurality of sense coils 32 (i), and each sense coil 32 ( The contents of i) polarity determination processing are different from those of the first embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the polarity determination process of each sense coil 32 (i) in the second embodiment.
  • the phase correction unit 551 acquires the phase difference information ⁇ i of each sense coil 32 (i) stored in the phase difference information storage unit 541.
  • the phase correction unit 551 takes in the detection value V (i) of each sense coil from the FFT calculation unit 461 and corrects the phase shift.
  • the real part x corr (i) and the imaginary part y corr (i) of the corrected detection value V (i) ′ are given by the following expression (3) representing the rotational transformation of the vector.
  • step S293 the polarity determination unit 463 corrects the detected detection value V max ′ of the sense coil 32 (i) set as the reference coil and the corrected detection values V (i) of the other sense coils 32 (i).
  • the inner product V max ' ⁇ V (i)' is calculated.
  • the AC magnetic field is detected in a time-sharing manner by the plurality of sense coils 32 (i), and the computation is performed sequentially by the FFT computation unit 461.
  • the load can be reduced.
  • the polarity of each sense coil 32 (i) is determined after correcting the phase shift due to time division, so that the polarity can be accurately determined. It becomes.
  • the detection value V (i) is corrected for each sense coil 32 (i) according to the switching order of the sense coils 32 (i), but a plurality of sense coils 32 ( The detection values V (i) of i) may be corrected together.
  • the sense coil 32 (i) arranged on the base 31 is divided into a plurality of systems (for example, the L channel and the R channel in an audio A / D converter), and the sense coils 32 (i) are operated alternately for each system. In the case of performing this, the same phase difference information is calculated and held in advance for each system, and the detection value V (i) is corrected in a batch for each system.
  • FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the position detection system according to the third embodiment.
  • the position detection system 3 according to Embodiment 3 includes a position detection device 60 instead of the position detection device 40 shown in FIG.
  • the configuration and operation of each part of the position detection system 3 other than the position detection device 60 are the same as those in the first embodiment.
  • the position detection device 60 includes a storage unit 54 and a calculation unit 61 instead of the storage unit 43 and the calculation unit 46 shown in FIG.
  • the storage unit 54 further includes a phase difference information storage unit 541 that stores phase difference information indicating a phase shift of the detection signal detected by each sense coil 32 (i) with respect to the storage unit 43 illustrated in FIG.
  • the calculating part 61 is further provided with the phase difference calculation part 611 and the phase correction
  • the sense coil 32 ( A phase shift may occur depending on the distance d (i) between i) and the capsule endoscope 10. Further, a phase shift may occur between the detection signals due to individual response characteristics (individual differences) of the sense coil 32 (i). Furthermore, when the A / D conversion trigger is distributed from the A / D control unit 48 to each A / D conversion unit 451, a slight synchronization shift occurs, which may appear as a phase shift between detection signals. .
  • the phase difference calculation unit 611 calculates a phase shift between detection signals caused by such various causes. Further, the phase correction unit 612 corrects the phase of the detection value V (i) calculated by the FFT calculation unit 461 using the phase difference information calculated by the phase difference calculation unit 611. The detailed operation of the phase correction unit 612 is the same as the operation of the phase correction unit 551 in the second embodiment (see FIG. 8).
  • step S19 the polarity determination unit 463 detects the detection value obtained by correcting the calculation result of the FFT calculation unit 461 by the phase correction unit 612.
  • the point of using V (i) is different from the first embodiment.
  • FIG. 11 is a flowchart showing a method for calculating the phase difference.
  • step S ⁇ b> 30 the user turns on the power of the capsule endoscope 10 to generate an alternating magnetic field, and arranges the capsule endoscope 10 in a predetermined direction at a predetermined position in the detection target region of the magnetic field detection unit 30.
  • the position of the capsule endoscope 10 at this time is set to a position and direction in which the polarity information of each sense coil 32 (i) is known when the capsule endoscope 10 is disposed at the position.
  • the position and direction in which the polarities of the sense coils 32 (i) are all positive are acquired in advance, and the capsule endoscope is disposed at the position and direction.
  • step S ⁇ b> 31 the user inputs a calibration start command using the operation unit 44.
  • the command is input from the operation unit 44 to the control unit 49, and the calibration operation is started under the control of the control unit 49.
  • step S32 the A / D control unit 48 generates an A / D conversion trigger for operating the plurality of A / D conversion units 451 in synchronization with each other.
  • each A / D converter 451 takes in a voltage signal from the sense coil 32 (i) at the timing when an A / D conversion trigger is input, performs A / D conversion on the voltage signal, and detects a magnetic field. Output as data.
  • step S34 the FFT operation unit 461 performs an FFT operation on the detection value of the voltage output as the magnetic field detection data from each A / D conversion unit 451 for a certain period, and the operation result (detection value V cal (i ) Are output to the phase difference calculation unit 611.
  • step S35 the phase difference calculation unit 611 calculates a phase shift of each detected value V cal (i) with respect to a predetermined reference phase.
  • a predetermined reference phase for example, the sense coil having the smallest identification number (sense coil 32 (1) in FIG. 1) or the sense coil closest to the capsule endoscope 10 (sense coil 32 (3 in FIG. 1) is used.
  • the phase of the detection value V cal (i) of the sense coil appropriately selected as a reference is used.
  • the phase of the detected value V cal (i) of the reference sense coil 32 (i) is set to 0, and the other sense coil 32 (i)
  • the phase shift of the detected value V cal (i) is calculated.
  • step S36 the phase difference information storage unit 541 stores the phase shift of each detection value V (i) calculated by the phase difference calculation unit 611 as the phase difference information ⁇ i of the sense coil 32 (i).
  • Embodiments 1 to 3 described above are merely examples for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to these.
  • the present invention can generate various inventions by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the first to third embodiments. It is obvious from the above description that the present invention can be variously modified according to specifications and the like, and that various other embodiments are possible within the scope of the present invention.

Abstract

　カプセル型医療装置の構成を複雑にすることなく、センスコイルの極性を判定することができる位置検出システムを提供する。位置検出システムは、マーカコイルから発生した交流磁界を検出して検出信号を出力する複数のセンスコイル３２（ｉ）と、該複数のセンスコイル３２（ｉ）からそれぞれ出力された複数の検出信号に基づいて、カプセル型内視鏡１０の位置を算出する演算部４６とを備え、該演算部４６は、複数の検出信号に基づいて算出された、複数のセンスコイル３２（ｉ）がそれぞれ検出した交流磁界の振幅値に基づいて、複数のセンスコイル３２（ｉ）のうち、振幅値が最大のセンスコイルを基準コイルとして決定する基準コイル決定部４６２と、基準コイルが出力した第１の検出信号と、該基準コイル以外の各センスコイル３２（ｉ）が出力した第２の検出信号とに基づいて、各センスコイル３２（ｉ）の極性を判定する極性判定部４６３とを有する。

Description

位置検出システム
　本発明は、被検体内に導入されたカプセル型医療装置の位置を検出する位置検出システムに関する。
　従来、被検体内に導入されて被検体内に関する種々の情報を取得する、或いは、被検体内に薬剤等を投与するといったカプセル型医療装置が開発されている。一例として、内視鏡の分野においては、被検体の消化管内（管腔内）に導入可能な大きさに形成されたカプセル型内視鏡が知られている。カプセル型内視鏡は、カプセル形状をなす筐体の内部に撮像機能及び無線通信機能を備えたものであり、被検体に嚥下された後、蠕動運動等によって消化管内を移動しながら撮像を行い、被検体の臓器内部の画像（以下、体内画像ともいう）の画像データを順次、無線送信する。無線送信された画像データは、被検体外に設けられた受信装置によって受信され、さらに、ワークステーション等の画像処理装置に取り込まれて所定の画像処理が施される。それにより、画像処理装置において、被検体の体内画像を静止画又は動画により再生表示することができる。
　また、このような体内画像に写った被検体の部分を特定するため、被検体内におけるカプセル型医療装置の位置や姿勢を検出する位置検出システムが開発されている（特許文献１及び２参照）。例えば特許文献１には、交流磁界を発生するコイル（マーカコイル）をカプセル型医療装置内に設け、マーカコイルから発生した交流磁界を被検体外に設けられた磁界検出用の複数のコイル（以下、センスコイルという）によって検出し、検出した交流磁界の強度に基づいてカプセル型医療装置の位置を推定する技術が開示されている。
　ところで、このような位置検出システムにおいてカプセル型医療装置の検出精度を高めるためには、センスコイルに対する交流磁界の入射方向、即ち、センスコイルの極性を判定する必要がある。従来はこの極性判定を、マーカコイルからの磁界の発生と同期してセンスコイルにより磁界を検出し、発生磁界と検出磁界との位相差に基づいて行っていた。例えば、発生磁界と検出磁界との位相が一致する場合には極性はプラス、発生磁界と検出磁界との位相がπ（１８０°）ずれる場合には極性はマイナスと判定される。
国際公開第２００７／０６４０１３号 特開２００８－２７５３９５号公報
　しかしながら、カプセル型医療装置は被検体内に導入されて用いられるため、磁界の発生と検出とをワイヤレスで同期させるためには、マーカコイルが発生する交流磁界の位相情報を、カプセル型医療装置から無線等により別途送信する必要があり、カプセル型医療装置の構成が複雑となってしまう。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、カプセル型医療装置の構成を複雑にすることなく、センスコイルの極性を判定することができる位置検出システムを提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る位置検出システムは、共振回路の一部をなし、電流が流れることにより交流磁界を発生するコイルと、該コイルに電源を供給する電源部とがカプセル型の筐体内部に設けられたカプセル型医療装置の位置を検出する位置検出システムにおいて、前記コイルから発生した交流磁界を検出して検出信号を出力する複数のセンスコイルと、前記複数のセンスコイルからそれぞれ出力された複数の検出信号に基づいて、前記カプセル型医療装置の位置を算出する演算部と、を備え、前記演算部は、前記複数の検出信号に基づいて算出された、前記複数のセンスコイルがそれぞれ検出した前記交流磁界の振幅値に基づいて、前記複数のセンスコイルのうち、前記振幅値が最大のセンスコイルを基準コイルとして決定する基準コイル決定部と、前記基準コイルが出力した第１の検出信号と、該基準コイル以外の各センスコイルが出力した第２の検出信号とに基づいて、前記各センスコイルの極性を判定する極性判定部と、を有することを特徴とする。
　上記位置検出システムにおいて、前記極性判定部は、前記第１の検出信号の位相と前記第２の検出信号の位相との比較結果に基づいて前記極性を判定することを特徴とする。
　上記位置検出システムにおいて、前記極性判定部は、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号との位相差が｜π／２｜以下である場合、判定対象のセンスコイルの極性は前記基準コイルの極性と同じであると判定し、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号との位相差が｜π／２｜より大きい場合、判定対象のセンスコイルの極性は前記基準コイルの極性と反対であると判定する、ことを特徴とする。
　上記位置検出システムにおいて、前記演算部は、前記カプセル型医療装置の位置を算出する処理を所定の周期で実行し、前記極性判定部は、前記基準コイルとして決定されたセンスコイルの極性を、前回極性判定を行った際の当該センスコイルに対する判定結果と同じ極性に設定することを特徴とする。
　上記位置検出システムにおいて、前記極性判定部は、前回極性判定を行った際の当該センスコイルに対する判定結果が得られなかった場合、前記基準コイルとして決定されたセンスコイルの極性を正に設定することを特徴とする。
　上記位置検出システムにおいて、前記演算部は、前記基準コイルによる前記交流磁界の検出タイミングと前記各センスコイルによる前記交流磁界の検出動作のタイミングとの差により発生する前記第１の検出信号と前記第２の検出信号との位相差を補正する位相補正部をさらに有することを特徴とする。
　上記位置検出システムにおいて、前記位相補正部は、前記交流磁界の周波数、及び、前記基準コイルによる前記交流磁界の検出動作のタイミングと前記各センスコイルによる前記交流磁界の検出動作のタイミングとの間隔に基づいて前記位相差を補正することを特徴とする。
　上記位置検出システムにおいて、前記位相補正部は、前記各センスコイルの極性が既知である位置に前記カプセル型医療装置を配置した際に前記各センスコイルが検出した前記交流磁界の検出値に基づいて前記位相差を補正することを特徴とする。
　上記位置検出システムは、前記複数のセンスコイルのうち、前記交流磁界を検出させるセンスコイルを切り替えるセンスコイル切替部をさらに備え、前記位相補正部は、前記センスコイル切替部による前記複数のセンスコイルの切替順序に応じて前記位相差を補正することを特徴とする。
　本発明によれば、基準コイルが出力した検出信号と各センスコイルが出力した検出信号とに基づいて、各センスコイルの極性を判定するので、マーカコイルが発生した磁界との同期を取る必要がなくなり、カプセル型医療装置の構成を複雑にすることなく、センスコイルの極性判定を行うことができる。
図１は、本発明の実施の形態１に係る位置検出システムの一構成例を示す模式図である。 図２は、図１に示すカプセル型内視鏡の内部構造の一例を示す模式図である。 図３は、図１に示す位置検出システムの動作を示すフローチャートである。 図４は、ＦＦＴ演算により算出された検出値を虚数空間においてベクトルで表示した模式図である。 図５は、図３に示すセンスコイルの極性判定処理を示すフローチャートである。 図６は、本発明の実施の形態２に係る位置検出システムの一構成例を示す模式図である。 図７は、センスコイルから時分割で検出信号を取り込む場合に検出信号間に生じる位相のずれを示す模式図である。 図８は、実施の形態２におけるセンスコイルの極性判定処理を示すフローチャートである。 図９は、本発明の実施の形態３に係る位置検出システムの一構成例を示す模式図である。 図１０は、複数のセンスコイルから出力された検出信号間に生じる位相のずれを示す模式図である。 図１１は、位相差の算出方法を示すフローチャートである。
　以下に、本発明の実施の形態に係る位置検出システムについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明においては、本実施の形態に係る位置検出システムが検出対象とするカプセル型医療装置の一形態として、被検体内に経口にて導入されて被検体内（管腔内）を撮像するカプセル型内視鏡を例示するが、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。即ち、本発明は、例えば被検体の食道から肛門にかけて管腔内を移動するカプセル型内視鏡や、被検体内に薬剤等を配送するカプセル型医療装置や、被検体内のＰＨを測定するＰＨセンサを備えるカプセル型医療装置など、カプセル型をなす種々の医療装置の位置検出に適用することが可能である。
　また、以下の説明において、各図は本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、及び位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。従って、本発明は各図で例示された形状、大きさ、及び位置関係のみに限定されるものではない。なお、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。
（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１に係る位置検出システムの一構成例を示す模式図である。図１に示すように、実施の形態１に係る位置検出システム１は、被検体の管腔内に導入されるカプセル型医療装置の一例として、被検体内を撮像することにより取得した画像データを無線信号に重畳して送信するカプセル型内視鏡１０と、カプセル型内視鏡１０から送信された無線信号を受信するアンテナユニット２０と、カプセル型内視鏡１０から発生した交流磁界を検出する磁界検出部３０と、カプセル型内視鏡１０から送信された無線信号に基づいて被検体内の画像を生成すると共に、磁界検出部３０により検出された交流磁界に基づいてカプセル型内視鏡１０の位置を検出する位置検出装置４０とを備える。
　図２は、図１に示すカプセル型内視鏡１０の内部構造の一例を示す模式図である。図２に示すように、カプセル型内視鏡１０は、被検体の管腔内に導入し易い大きさに形成されたカプセル型をなす筐体１０１と、該筐体１０１内に収納され、被検体内を撮像して撮像信号を取得する撮像ユニット１１と、撮像ユニット１１を含むカプセル型内視鏡１０の各部の動作を制御すると共に、撮像ユニット１１により取得された撮像信号に対して所定の信号処理を施す制御部１２と、信号処理が施された撮像信号を無線送信する送信部１３と、当該カプセル型内視鏡１０の位置検出用の交流磁界を発生する磁界発生部１４と、カプセル型内視鏡１０の各部に電力を供給する電源部１５とを備える。
　筐体１０１は、被検体の臓器内部に導入可能な大きさに形成された外装ケースであり、円筒状をなす筒状筐体１０２とドーム形状をなすドーム状筐体１０３、１０４とを含み、筒状筐体１０２の両側開口端をドーム状筐体１０３、１０４で塞ぐことによって構成される。筒状筐体１０２は、可視光に対して略不透明な有色の部材によって形成されている。また、ドーム状筐体１０３、１０４の少なくとも一方（図２においては撮像ユニット１１側であるドーム状筐体１０３）は、可視光等の所定波長帯域の光に対して透明な光学部材によって形成されている。なお、図２においては、一方のドーム状筐体１０３側にのみ撮像ユニット１１を１つ設けているが、撮像ユニット１１を２つ設けても良く、この場合、ドーム状筐体１０４も透明な光学部材によって形成される。このような筐体１０１は、撮像ユニット１１と、制御部１２と、送信部１３と、磁界発生部１４と、電源部１５とを液密に内包する。
　撮像ユニット１１は、被検体に関する情報として撮像信号を取得する情報取得手段であり、ＬＥＤ等の発光素子及び該発光素子を駆動する駆動回路（図示せず）を含む照明部１１１と、集光レンズ等の光学系１１２と、ＣＭＯＳイメージセンサ又はＣＣＤ等の撮像素子及び該撮像素子を駆動する駆動回路（図示せず）を含む撮像部１１３とを有する。照明部１１１は、撮像部１１３の撮像視野に白色光等の照明光を照射し、ドーム状筐体１０３を介して撮像視野ｖ内の被検体を照明する。光学系１１２は、その光軸Ｌａが筐体１０１の長軸と一致するように配置され、撮像視野ｖ内の被検体からの反射光を集光し、撮像部１１３の撮像面に結像させる。撮像部１１３は、撮像面に結像された被検体の像を表す光信号を光電変換処理することにより、撮像信号を生成する。
　なお、撮像ユニット１１を２つ設ける場合には、２つ配置される光学系１１２の両方の光軸Ｌａが筐体１０１の長軸と一致するように、撮像ユニット１１を筐体１０１の両端のドーム状筐体１０３側及びドーム状筐体１０４側にそれぞれ配置する。
　制御部１２は、所定の周期（撮像フレームレート）で撮像部１１３を動作させると共に、撮像フレームレートと同期して、照明部１１１を発光させる。また、制御部１２は、撮像ユニット１１が生成した撮像信号に対し、Ａ／Ｄ変換や、その他所定の信号処理を施して画像データを生成する。さらに、制御部１２は、電源部１５から磁界発生部１４に電力を供給させることにより、磁界発生部１４から交流磁界を発生させる。
　送信部１３は、図示しない送信アンテナを備え、制御部１２によって信号処理が施された画像データ及び関連情報を取得して変調処理を施し、送信アンテナを介して外部に順次無線送信する。
　磁界発生部１４は、コイルや、コイル及びコンデンサからなる共振回路で構成される。磁界発生部１４は、例えば、電流が流れることにより磁界を発生するマーカコイル１４１と、該マーカコイル１４１と共に共振回路を形成するコンデンサ１４２とを含み、電源部１５からの電力供給を受けて所定の周波数の交流磁界を発生する構成とすることができる。
　電源部１５は、例えばボタン型をなす電池と磁気スイッチ等のスイッチ部とによって構成される。即ち、電源部１５は、外部から印加された磁界によって磁気スイッチを切り替えることにより自身のオンオフ状態を切り替え、オン状態の間、カプセル型内視鏡１０の各部に電源を供給する。また、電源部１５は、オフ状態の間、カプセル型内視鏡１０の各部への電力供給を停止する。
　再び図１を参照すると、アンテナユニット２０は、カプセル型内視鏡１０から送信された無線信号を受信する複数の受信アンテナ２１を有する。これらの受信アンテナ２１は、カプセル型内視鏡１０による検査を行う際、被検体の体表に貼り付けて用いられる。
　磁界検出部３０は、平面状のベース３１と、該ベース３１の主面上に配置された複数（図１においては５個）のセンスコイル３２（ｉ）とを有する。ここで、符号ｉはセンスコイル３２（ｉ）の識別番号を表し、図１の場合、ｉ＝１～５である。各センスコイル３２（ｉ）は、例えば、開口径が３０～４０ｍｍ程度、高さが５ｍｍ程度のサイズを有する筒型コイルであり、カプセル型内視鏡１０から発生した交流磁界を受信して電圧信号に変換し、検出信号として出力する。
　このような磁界検出部３０は、カプセル型内視鏡１０による検査中、被検体の近傍に配置される。例えば、被検体がベッド等に横たわった状態で検査が行われる場合、磁界検出部３０は、該ベッドの下方に、ベース３１の主面が被検体の載置面と平行になるように配置される。
　図１に示すように、位置検出装置４０は、カプセル型内視鏡１０から送信された無線信号を、アンテナユニット２０を介して受信する受信部４１と、無線信号に重畳された画像データに基づいて被検体内の画像を生成する画像処理部４２と、被検体の画像を表す画像データ等の各種情報を記憶する記憶部４３と、当該位置検出装置４０に対する命令や情報を入力する際に用いられる操作部４４と、磁界検出部３０により検出された交流磁界を表す信号に対して信号処理を施す信号処理部４５と、磁界検出部３０により検出された交流磁界に基づいてカプセル型内視鏡１０の位置及び方向を算出する演算部４６と、演算部４６による演算結果等の各種情報を出力する出力部４７と、信号処理部４５を制御するＡ／Ｄ制御部４８と、これらの各部の動作を制御する制御部４９とを備える。
　受信部４１は、アンテナユニット２０から無線信号を取り込み、受信アンテナ２１のうち、無線信号に対して適切なアンテナ、例えば最も受信強度の高い受信アンテナ２１を選択し、選択した受信アンテナ２１を介して受信された無線信号に対して復調処理等を施すことにより、画像データ及び関連情報を取得する。
　なお、本実施の形態１においては、構成を簡略化するために、カプセル型内視鏡１０から送信された無線信号の受信機能を位置検出装置４０に含めているが、無線信号の受信機能は必ずしも位置検出装置４０と一体化させる必要はない。
　画像処理部４２は、受信部４１から入力された画像データに対してホワイトバランス処理、デモザイキング、ガンマ変換、平滑化（ノイズ除去等）等の所定の画像処理を施すことにより、表示用の画像データを生成する。
　記憶部４３は、例えば、フラッシュメモリ又はハードディスク等の書き換え可能に情報を保存する記憶媒体及び読取書込装置を用いて構成される。記憶部４３は、制御部４９が位置検出装置４０の各部を制御するための各種プログラムや各種パラメータを記憶するプログラム記憶部４３１と、画像処理部４２により生成された画像データ及び関連情報を記憶する画像データ記憶部４３２と、カプセル型内視鏡１０の位置及び方向の算出結果を記憶する位置及び方向情報記憶部４３３と、カプセル型内視鏡１０の位置及び方向が算出された際の各センスコイル３２（ｉ）の極性（各センスコイル３２（ｉ）への交流磁界の入射方向）を記憶する極性情報記憶部４３４とを含む。
　操作部４４は、各種ボタン、スイッチ、キーボード等の入力デバイスや、マウス、タッチパネル等のポインティングデバイスや、ジョイスティック等によって構成され、ユーザによる入力操作に応じて、各種情報を制御部４９に入力する。操作部４４により入力される情報として、例えば、カプセル型内視鏡１０をユーザ所望の位置及び姿勢に誘導するための情報（以下、誘導指示情報という）が挙げられる。
　信号処理部４５は、複数のセンスコイル３２（ｉ）から出力された電圧信号をそれぞれ取り込む複数のＡ／Ｄ変換部（Ａ／Ｄ）４５１を有する。各Ａ／Ｄ変換部４５１は、対応するセンスコイル３２（ｉ）から取り込んだアナログの電圧信号にＡ／Ｄ変換処理を施し、磁界の検出データとして出力する。
　演算部４６は、例えばＣＰＵ等のハードウェアを用いて構成され、記憶部４３から演算プログラムを読み出し、信号処理部４５から出力された磁界の検出データに基づいて、カプセル型内視鏡１０の位置を表す情報（位置情報）を算出する。より詳細には、演算部４６は、ＦＦＴ演算部４６１と、基準コイル決定部４６２と、極性判定部４６３と、位置及び方向計算部４６４とを有する。
　ＦＦＴ演算部４６１は、位置検出装置４０側のクロック位相に基づいて、Ａ／Ｄ変換部４５１から出力された検出データに高速フーリエ変換処理（以下、ＦＦＴ処理という）を施すことにより、交流磁界の振幅値や位相等の磁界情報を抽出する。
　基準コイル決定部４６２は、複数のセンスコイル３２（ｉ）のうち、検出した磁界の振幅値が最大のセンスコイル３２（ｉ）を基準コイルとして決定する。
　極性判定部４６３は、各Ａ／Ｄ変換部４５１から出力された検出データに対するＦＦＴ演算結果と、基準コイルに対応するＡ／Ｄ変換部４５１から出力された検出データに対するＦＦＴ演算結果とに基づいて、各センスコイル３２（ｉ）の極性（交流磁界の入射方向）を判定し、その判定結果を記憶部４３に記憶させる。
　位置及び方向計算部４６４は、各センスコイル３２（ｉ）が検出した磁界の振幅値と、各センスコイル３２（ｉ）の極性と、各センスコイル３２（ｉ）の位置及び方向に基づいて、マーカコイル１４１、即ち、カプセル型内視鏡１０の位置及び方向を算出する。
　出力部４７は、液晶や有機ＥＬ等の各種ディスプレイを含み、位置及び方向計算部４６４によるカプセル型内視鏡１０の位置及び方向の算出結果や、画像処理部４２により生成された被検体内の画像や、操作部４４から入力された各種情報等を画面表示する。
　Ａ／Ｄ制御部４８は、複数のＡ／Ｄ変換部４５１を互いに同期して動作させる制御信号（Ａ／Ｄ変換トリガー）を、所定の周期で出力する。これより、複数のＡ／Ｄ変換部４５１は、互いに同じタイミングで、対応するセンスコイル３２（ｉ）から検出信号を所定の周期で取り込み、Ａ／Ｄ変換処理を施す。
　制御部４９は、例えばＣＰＵ等のハードウェアを用いて構成され、記憶部４３からプログラムを読み出し、位置検出装置４０を構成する各部に対する指示やデータの転送等を行って位置検出装置４０の動作を統括的に制御する。
　次に、位置検出システム１の動作を説明する。図３は、位置検出システム１の動作を示すフローチャートである。カプセル型内視鏡１０による検査を行う際には、まず、カプセル型内視鏡１０の電源をオンにする。それにより、撮像部１１３が撮像動作を開始すると共に、磁界発生部１４が駆動され、マーカコイル１４１から所定の駆動周波数を有する交流磁界が発生する（ステップＳ１０）。このカプセル型内視鏡１０を被検体内に導入すると、カプセル型内視鏡１０は蠕動運動により管腔内を移動しつつ撮像を行い、画像データを無線送信する。
　続くステップＳ１１において、各センスコイル３２（ｉ）は、マーカコイル１４１から発生した交流磁界を検出し、電圧信号に変換する。
　ステップＳ１２において、Ａ／Ｄ制御部４８は、複数のＡ／Ｄ変換部４５１を互いに同期して動作させるためのＡ／Ｄ変換トリガーを発生する。
　ステップＳ１３において、各Ａ／Ｄ変換部４５１は、Ａ／Ｄ変換トリガーが入力されたタイミングで、接続されたセンスコイル３２（ｉ）から電圧信号を取り込み、該電圧信号にＡ／Ｄ変換を施して磁界の検出データとして出力する。
　ステップＳ１４において、ＦＦＴ演算部４６１は、各Ａ／Ｄ変換部４５１から一定期間に磁界の検出データとして出力された電圧の検出値に対してＦＦＴ演算を行い、演算結果（検出値の実部及び虚部）と、電圧の振幅値（絶対値）とを出力する。ＦＦＴ演算結果として表される検出値Ｖ（ｉ）をＶ（ｉ）＝ｘmeas(i)＋ｊｙmeas(i)とすると、振幅値Ｖabs(i)は、次式（１）によって与えられる。ここで、符号ｘmeas(i)は検出値Ｖ（ｉ）の実部、符号ｙmeas(i)は検出値Ｖ（ｉ）の虚部、符号ｊは虚数単位をそれぞれ表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ステップＳ１５において、基準コイル決定部４６２は、ＦＦＴ演算部４６１の演算結果に基づき、複数のセンスコイル３２（ｉ）のうち、振幅値Ｖabs(i)が最大のセンスコイルを基準コイルに設定する。
　図４は、ＦＦＴ演算により算出された検出値Ｖ（ｉ）（ｉ＝１～５）を虚数空間においてベクトルで表示した模式図である。なお、図４においては、一例として、検出値Ｖ（１）の振幅値Ｖabs(1)を最大としている。この場合、図１に示すセンスコイル３２（１）が基準コイルに設定される。以下、基準コイルとして設定されたセンスコイル３２（ｉ）の検出値を検出値Ｖmax＝ｘmax＋ｊｙmaxと示す。
　続いて、極性判定部４６３は、基準コイルの極性を設定する。この際、極性判定部４６３は、カプセル型内視鏡１０の位置検出が、今回の検査において初回である場合（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、基準コイルの極性を正に設定する（ステップＳ１７）。なお、カプセル型内視鏡１０の位置検出が初回でない場合であっても、基準コイルとして設定されたセンスコイル３２（ｉ）に対する前回の極性判定結果が得られなかった場合（極性情報記憶部４３４に記憶されていなかった場合）には、基準コイルの極性は正に設定される。
　一方、極性判定部４６３は、カプセル型内視鏡１０の位置検出が、今回の検査において初回ではない場合（ステップＳ１６：Ｎｏ）、基準コイルとして設定されたセンスコイル３２（ｉ）に対する前回の極性判定結果を記憶部４３から取得し、取得した極性判定結果を今回の基準コイルの極性に設定する（ステップＳ１８）。例えば、図４の場合、センスコイル３２（１）に対する前回の極性判定結果が、今回の基準コイルの極性に設定される。
　ステップＳ１９において、極性判定部４６３は、ＦＦＴ演算結果（検出値Ｖ（ｉ））、検出電圧の振幅値Ｖabs(i)、及び基準コイルの極性に基づいて、各センスコイル３２（ｉ）の極性を判定する。
　図５は、センスコイル３２（ｉ）の極性を判定する処理の詳細を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１９１において、極性判定部４６３は、基準コイルの検出値Ｖmax＝ｘmax＋ｊｙmaxと各センスコイル３２（ｉ）の検出値Ｖ（ｉ）＝ｘmeas(i)＋ｊｙmeas(i)との内積Ｖmax・Ｖ（ｉ）を算出する。検出値Ｖmaxに対する検出値Ｖ（ｉ）の位相差（図４においては、検出値Ｖmaxを表す基準となるベクトルと、検出値Ｖ（２）を表すベクトルとのなす角）をθとすると、内積Ｖmax・Ｖ（ｉ）は次式（２）によって与えられる。
　　Ｖmax・Ｖ（ｉ）＝｜Ｖmax｜・｜Ｖ（ｉ）｜・ｃｏｓθ　…（２）
　続いて、極性判定部４６３は、基準コイル以外の各センスコイル３２（ｉ）の検出値について、ループＡの処理を実行する。
　ステップＳ１９２において、極性判定部４６３は、ステップＳ１９１において算出した内積Ｖmax・Ｖ（ｉ）がゼロ又は正であるか否かを判定する。
　極性判定部４６３は、内積Ｖmax・Ｖ（ｉ）がゼロ又は正である場合（ステップＳ１９２：Ｙｅｓ）、即ち、基準コイルの検出値Ｖmaxの位相と、センスコイル３２（ｉ）の検出値Ｖ（ｉ）との位相差θが｜π／２｜以下である場合、当該センスコイル３２（ｉ）の極性は、基準コイルの極性と同じであると判定する（ステップＳ１９３）。
　一方、極性判定部４６３は、内積Ｖmax・Ｖ（ｉ）が負である場合（ステップＳ１９２：Ｎｏ）、即ち、基準コイルの検出値Ｖmaxの位相と、センスコイル３２（ｉ）の検出値Ｖ（ｉ）との位相差θが｜π／２｜よりも大きい場合、当該センスコイル３２（ｉ）の極性は、基準コイルの極性と反対であると判定する（ステップＳ１９４）。
　例えば、基準コイルとして設定されたセンスコイル３２（１）の極性を正とすると、図４の場合、検出値Ｖmaxを表すベクトルと直交する線を境界Ｂとし、境界Ｂに対して検出値Ｖmaxを表すベクトルに近い側のベクトル（検出値Ｖ（２））に対応するセンスコイル３２（２）の極性は、基準コイルと同じ正であると判定される。また、境界Ｂに対して検出値Ｖmaxを表すベクトルから遠い側のベクトル（検出値Ｖ（３）～Ｖ（５））に対応するセンスコイル３２（３）～３２（５）の極性は、基準コイルと反対の負であると判定される。その後、処理はメインルーチンに戻る。
　ステップＳ１９に続くステップＳ２０において、極性判定部４６３は、記憶部４３に記憶された各センスコイル３２（ｉ）の極性判定結果を、ステップＳ１９における極性判定結果に更新する。
　ステップＳ２１において、位置及び方向計算部４６４は、各センスコイル３２（ｉ）の極性、電圧の振幅値Ｖabs(i)、ベース３１上における位置及び開口の方向に基づいて、カプセル型内視鏡１０の位置及び方向を算出する。
　ステップＳ２２において、演算部４６は、カプセル型内視鏡１０の位置及び方向の算出結果（以下、位置及び方向情報という）を出力する。制御部４９は、出力された位置及び方向情報を、ステップＳ１１における交流磁界の検出と同じタイミングで受信部４１に取り込まれた無線信号に基づく画像と関連付けて記憶部４３に記憶させると共に、カプセル型内視鏡１０の位置及び方向を出力部４７に表示させる。
　ステップＳ２３において、制御部４９は、カプセル型内視鏡１０の位置検出を継続するか否かを判定する。この判定は、例えば、操作部４４から検査を終了する旨の命令が入力されたか否か（当該命令が入力された場合には継続しない）、マーカコイルからの交流磁界が検出できるか否か（検出できない場合には継続しない）、又はカプセル型内視鏡１０からの無線信号が受信できるか否か（受信できない場合には継続しない）によって判定することができる。
　位置検出を継続する場合（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、位置検出システム１の動作はステップＳ１１に戻る。この場合、Ａ／Ｄ制御部４８からのＡ／Ｄ変換トリガーの出力周期で、ステップＳ１１～Ｓ２２の処理が繰返し実行される。
　一方、位置検出を継続しない場合（ステップＳ２３：Ｎｏ）、位置検出システム１の動作は終了する。なお、マーカコイルからの交流磁界が検出できない場合や、カプセル型内視鏡１０からの無線信号が受信できない場合には、一定時間待機した後で再度判定を行い、動作を終了することとしても良い。
　以上説明したように、実施の形態１においては、複数のセンスコイル３２（ｉ）のうちから基準コイルを設定し、該基準コイルの極性と、基準コイルにより検出された交流磁界の検出信号とその他のセンスコイル３２（ｉ）により検出された交流磁界の検出信号との位相差に基づき、各センスコイル３２（ｉ）の極性を判定する。即ち、カプセル型内視鏡１０に設けられたマーカコイル１４１による磁界発生と、各センスコイル３２（ｉ）による磁界検出との同期を取ることなく、極性判定を行うことができる。従って、カプセル型内視鏡１０の構成を複雑にすることなく、各センスコイル３２（ｉ）の極性を判定し、該極性を用いて、カプセル型内視鏡１０の位置及び方向を正確に検出することが可能となる。
（実施の形態２）
　次に、本発明の実施の形態２について説明する。
　図６は、実施の形態２に係る位置検出システムの一構成例を示す模式図である。図６に示すように、実施の形態２に係る位置検出システム２は、図１に示す位置検出装置４０の代わりに、位置検出装置５０を備える。なお、位置検出装置５０以外の位置検出システム２の各部の構成及び動作は、実施の形態１と同様である。
　位置検出装置５０は、受信部４１と、画像処理部４２と、操作部４４と、出力部４７と、制御部４９と、信号処理部５１と、切替制御部５２と、Ａ／Ｄ制御部５３、記憶部５４、及び演算部５５を備える。このうち、受信部４１、画像処理部４２、操作部４４、出力部４７、及び制御部４９の動作は、実施の形態１と同様である。
　信号処理部５１は、センスコイル切替部５１１及びＡ／Ｄ変換部（Ａ／Ｄ）５１２を有する。センスコイル切替部５１１は、複数のセンスコイル３２（ｉ）のうち、Ａ／Ｄ変換部５１２と接続させる１つ又は複数のセンスコイル３２（ｉ）を時分割で切り替える。
　切替制御部５２は、センスコイル切替部５１１に対し、所定の順序且つ所定のタイミングでセンスコイル３２（ｉ）を切り替えるよう、切替制御信号を出力する。
　Ａ／Ｄ制御部５３は、Ａ／Ｄ変換部５１２を動作させる制御信号（Ａ／Ｄ変換トリガー）を、所定の周期で出力する。
　Ａ／Ｄ変換部５１２は、Ａ／Ｄ変換トリガーが出力されたタイミングで、接続されたセンスコイル３２（ｉ）から検出信号を取り込み、Ａ／Ｄ変換処理を施す。
　記憶部５４は、図１に示す記憶部４３に対して位相差情報記憶部５４１をさらに備える。ここで、複数のセンスコイル３２（ｉ）からＡ／Ｄ変換部５１２に時分割で検出信号を取り込む場合、図７に示すように、検出信号間には検出タイミングの差に応じた位相のずれが発生する。この位相のずれは、センスコイル３２（ｉ）の切替順序及び切替間隔と交流磁界の周波数とから算出される既知の値である。位相差情報記憶部５４１は、このような各センスコイル３２（ｉ）における位相のずれを位相差情報として記憶する。
　演算部５５は、図１に示す演算部４６に対して位相補正部５５１をさらに備える。位相補正部５５１は、位相差情報記憶部５４１から位相差情報を取得し、該位相差情報を用いて、ＦＦＴ演算部４６１により算出された各センスコイル３２（ｉ）の検出値Ｖ（ｉ）の位相を補正する。
　次に、位置検出システム２の動作について説明する。位置検出システム２の動作は全体として図３に示すものと同様であり、ステップＳ１３において複数のセンスコイル３２（ｉ）から時分割で検出信号を取得する点と、ステップＳ１９における各センスコイル３２（ｉ）の極性判定処理の内容とが実施の形態１とは異なる。
　図８は、実施の形態２における各センスコイル３２（ｉ）の極性判定処理を示すフローチャートである。図８に示すステップＳ２９１において、位相補正部５５１は、位相差情報記憶部５４１に記憶された各センスコイル３２（ｉ）の位相差情報Δθiを取得する。
　続くステップＳ２９２において、位相補正部５５１は、ＦＦＴ演算部４６１から各センスコイルの検出値Ｖ（ｉ）を取り込み、位相のずれを補正する。補正済みの検出値Ｖ（ｉ）’の実部ｘcorr(i)及び虚部ｙcorr(i)は、ベクトルの回転変換を表す次式（３）によって与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　続くステップＳ２９３において、極性判定部４６３は、基準コイルとして設定されたセンスコイル３２（ｉ）の補正済み検出値Ｖmax’と、その他のセンスコイル３２（ｉ）の補正済み検出値Ｖ（ｉ）’との内積Ｖmax’・Ｖ（ｉ）’を算出する。続くステップＳ１９２以降の動作は、実施の形態１と同様である。
　以上説明したように、実施の形態２によれば、複数のセンスコイル３２（ｉ）により時分割で交流磁界を検出し、ＦＦＴ演算部４６１により順次演算を行うので、演算部５５における演算処理の負荷を低減することができる。また、実施の形態２によれば、その際に、時分割による位相のずれを補正した上で、各センスコイル３２（ｉ）の極性を判定するので、該極性を正確に判定することが可能となる。
　なお、上記実施の形態２においては、センスコイル３２（ｉ）の切替順序に応じて、センスコイル３２（ｉ）ごとに検出値Ｖ（ｉ）の補正を行ったが、複数のセンスコイル３２（ｉ）の検出値Ｖ（ｉ）をまとめて補正しても良い。例えば、ベース３１上に配置されたセンスコイル３２（ｉ）を複数系統（例えばオーディオ用のＡ／ＤコンバータにおけるＬチャネル及びＲチャネル）に分け、系統ごとにセンスコイル３２（ｉ）を交互に動作させる場合には、系統ごとに同一の位相差情報を予め算出して保持し、検出値Ｖ（ｉ）の補正を系統ごとに一括して行う。
（実施の形態３）
　次に、本発明の実施の形態３について説明する。
　図９は、実施の形態３に係る位置検出システムの一構成例を示す模式図である。図９に示すように、実施の形態３に係る位置検出システム３は、図１に示す位置検出装置４０の代わりに、位置検出装置６０を備える。なお、位置検出装置６０以外の位置検出システム３の各部の構成及び動作は、実施の形態１と同様である。
　位置検出装置６０は、図１に示す記憶部４３及び演算部４６の代わりに、記憶部５４及び演算部６１を備える。記憶部５４は、図１に示す記憶部４３に対し、各センスコイル３２（ｉ）により検出される検出信号の位相のずれを表す位相差情報を記憶する位相差情報記憶部５４１をさらに備える。また、演算部６１は、図１に示す演算部４６に対し、位相差計算部６１１及び位相補正部６１２をさらに備える。
　ここで、図１０に示すように、複数のセンスコイル３２（ｉ）（例えば、センスコイル３２（１）及び３２（３））によりそれぞれ検出される交流磁界の検出信号間では、センスコイル３２（ｉ）とカプセル型内視鏡１０との距離ｄ（ｉ）に応じて位相のずれが生じることがある。また、センスコイル３２（ｉ）の個別の応答特性（個体差）によっても、検出信号間に位相のずれが生じることもある。さらには、Ａ／Ｄ制御部４８から各Ａ／Ｄ変換部４５１にＡ／Ｄ変換トリガーを分配する際に、若干の同期ずれが生じ、それが検出信号間の位相のずれとして現れることもある。
　位相差計算部６１１は、このような種々の原因により生じる検出信号間の位相のずれを算出する。また、位相補正部６１２は、位相差計算部６１１により算出された位相差情報を用いて、ＦＦＴ演算部４６１により算出された検出値Ｖ（ｉ）の位相を補正する。なお、位相補正部６１２の詳細な動作は、実施の形態２における位相補正部５５１の動作と同様である（図８参照）。
　次に、位置検出システム３の動作を説明する。位置検出システム３の動作は、全体として図３及び図５に示すものと同様であり、ステップＳ１９において、極性判定部４６３が、ＦＦＴ演算部４６１の演算結果を位相補正部６１２により補正した検出値Ｖ（ｉ）を用いる点が、実施の形態１とは異なる。
　次に、位相差計算部６１１による位相差の算出方法について説明する。図１１は、位相差の算出方法を示すフローチャートである。まず、ステップＳ３０において、ユーザは、カプセル型内視鏡１０の電源をオンにして交流磁界を発生させ、磁界検出部３０の検出対象領域内の所定位置に所定の方向で配置する。このときのカプセル型内視鏡１０の位置は、当該位置にカプセル型内視鏡１０を配置した際に各センスコイル３２（ｉ）の極性情報が既知である位置及び方向とする。具体的には、センスコイル３２（ｉ）の極性が全て正となる位置及び方向を予め取得し、当該位置及び方向にカプセル型内視鏡を配置する。
　続くステップＳ３１において、ユーザは、キャリブレーション開始命令を、操作部４４を用いて入力する。これに応じて、当該命令が操作部４４から制御部４９に入力され、制御部４９の制御の下で、キャリブレーション動作が開始する。
　ステップＳ３２において、Ａ／Ｄ制御部４８は、複数のＡ／Ｄ変換部４５１を互いに同期して動作させるためのＡ／Ｄ変換トリガーを発生する。
　ステップＳ３３において、各Ａ／Ｄ変換部４５１は、Ａ／Ｄ変換トリガーが入力されたタイミングでセンスコイル３２（ｉ）から電圧信号を取り込み、該電圧信号にＡ／Ｄ変換を施して磁界の検出データとして出力する。
　ステップＳ３４において、ＦＦＴ演算部４６１は、各Ａ／Ｄ変換部４５１から一定期間に磁界の検出データとして出力された電圧の検出値に対してＦＦＴ演算を行い、演算結果（検出値Ｖcal（ｉ）の実部及び虚部）を位相差計算部６１１に出力する。
　ステップＳ３５において、位相差計算部６１１は、所定の基準位相に対する各検出値Ｖcal（ｉ）の位相のずれを算出する。この基準位相としては、例えば、識別番号が最も小さいセンスコイル（図１においてはセンスコイル３２（１））や、カプセル型内視鏡１０から最も近いセンスコイル（図１においてはセンスコイル３２（３））のように、基準として適宜選択されたセンスコイルの検出値Ｖcal（ｉ）の位相が用いられる。この際、基準のセンスコイル３２（ｉ）の極性が正である場合、当該基準のセンスコイル３２（ｉ）の検出値Ｖcal（ｉ）の位相を０として、他のセンスコイル３２（ｉ）の検出値Ｖcal（ｉ）の位相のずれが算出される。一方、基準のセンスコイル３２（ｉ）の極性が負である場合、当該基準のセンスコイル３２（ｉ）の検出値Ｖcal（ｉ）の位相をπとして、他のセンスコイル３２（ｉ）の検出値Ｖcal（ｉ）の位相のずれが算出される。
　ステップＳ３６において、位相差情報記憶部５４１は、位相差計算部６１１により算出された各検出値Ｖ（ｉ）の位相のずれを当該センスコイル３２（ｉ）の位相差情報Δθiとして記憶する。
　以上説明したように、実施の形態３によれば、センスコイル３２（ｉ）の配置や、個体差や、Ａ／Ｄ変換トリガーを分配する際の若干の同期ずれ等によって生じる検出値Ｖ（ｉ）の位相のずれを補正するので、各センスコイル３２（ｉ）の極性をより正確に判定することができる。従って、カプセル型内視鏡１０の位置及び方向の検出精度をさらに向上させることが可能となる。
　以上説明した実施の形態１～３は、本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではない。また、本発明は、各実施の形態１～３に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を生成することができる。本発明は、仕様等に応じて種々変形することが可能であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施の形態が可能であることは、上記記載から自明である。
　１、２、３　位置検出システム
　１０　カプセル型内視鏡
　１１　撮像ユニット
　１２　制御部
　１３　送信部
　１４　磁界発生部
　１５　電源部
　２０　アンテナユニット
　２１　受信アンテナ
　３０　磁界検出部
　３１　ベース
　３２（ｉ）、３２（１）～３２（５）　センスコイル
　４０、５０、６０　位置検出装置
　４１　受信部
　４２　画像処理部
　４３、５４　記憶部
　４４　操作部
　４５、５１　信号処理部
　４６、５５、６１　演算部
　４７　出力部
　４８、５３　Ａ／Ｄ制御部
　４９　制御部
　５２　切替制御部
　１０１　筐体
　１０２　筒状筐体
　１０３、１０４　ドーム状筐体
　１１１　照明部
　１１２　光学系
　１１３　撮像部
　１４１　マーカコイル
　１４２　コンデンサ
　４３１　プログラム記憶部
　４３２　画像データ記憶部
　４３３　位置及び方向情報記憶部
　４３４　極性情報記憶部
　４５１、５１２　Ａ／Ｄ変換部
　４６１　ＦＦＴ演算部
　４６２　基準コイル決定部
　４６３　極性判定部
　４６４　位置及び方向計算部
　５１１　センスコイル切替部
　５４１　位相差情報記憶部
　５５１、６１２　位相補正部
　６１１　位相差計算部
 
 

Claims (9)

  1. 　共振回路の一部をなし、電流が流れることにより交流磁界を発生するコイルと、該コイルに電源を供給する電源部とがカプセル型の筐体内部に設けられたカプセル型医療装置の位置を検出する位置検出システムにおいて、
    　前記コイルから発生した交流磁界を検出して検出信号を出力する複数のセンスコイルと、
    　前記複数のセンスコイルからそれぞれ出力された複数の検出信号に基づいて、前記カプセル型医療装置の位置を算出する演算部と、
    を備え、
    　前記演算部は、
    　前記複数の検出信号に基づいて算出された、前記複数のセンスコイルがそれぞれ検出した前記交流磁界の振幅値に基づいて、前記複数のセンスコイルのうち、前記振幅値が最大のセンスコイルを基準コイルとして決定する基準コイル決定部と、
    　前記基準コイルが出力した第１の検出信号と、該基準コイル以外の各センスコイルが出力した第２の検出信号とに基づいて、前記各センスコイルの極性を判定する極性判定部と、
    を有することを特徴とする位置検出システム。
  2. 　前記極性判定部は、前記第１の検出信号の位相と前記第２の検出信号の位相との比較結果に基づいて前記極性を判定することを特徴とする請求項１に記載の位置検出システム。
  3. 　前記極性判定部は、
    　前記第１の検出信号と前記第２の検出信号との位相差が｜π／２｜以下である場合、判定対象のセンスコイルの極性は前記基準コイルの極性と同じであると判定し、
    　前記第１の検出信号と前記第２の検出信号との位相差が｜π／２｜より大きい場合、判定対象のセンスコイルの極性は前記基準コイルの極性と反対であると判定する、
    ことを特徴とする請求項２に記載の位置検出システム。
  4. 　前記演算部は、前記カプセル型医療装置の位置を算出する処理を所定の周期で実行し、
    　前記極性判定部は、前記基準コイルとして決定されたセンスコイルの極性を、前回極性判定を行った際の当該センスコイルに対する判定結果と同じ極性に設定することを特徴とする請求項３に記載の位置検出システム。
  5. 　前記極性判定部は、前回極性判定を行った際の当該センスコイルに対する判定結果が得られなかった場合、前記基準コイルとして決定されたセンスコイルの極性を正に設定することを特徴とする請求項３に記載の位置検出システム。
  6. 　前記演算部は、前記基準コイルによる前記交流磁界の検出タイミングと前記各センスコイルによる前記交流磁界の検出動作のタイミングとの差により発生する前記第１の検出信号と前記第２の検出信号との位相差を補正する位相補正部をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の位置検出システム。
  7. 　前記位相補正部は、前記交流磁界の周波数、及び、前記基準コイルによる前記交流磁界の検出動作のタイミングと前記各センスコイルによる前記交流磁界の検出動作のタイミングとの間隔に基づいて前記位相差を補正することを特徴とする請求項６に記載の位置検出システム。
  8. 　前記位相補正部は、前記各センスコイルの極性が既知である位置に前記カプセル型医療装置を配置した際に前記各センスコイルが検出した前記交流磁界の検出値に基づいて前記位相差を補正することを特徴とする請求項６に記載の位置検出システム。
  9. 　前記複数のセンスコイルのうち、前記交流磁界を検出させるセンスコイルを切り替えるセンスコイル切替部をさらに備え、
    　前記位相補正部は、前記センスコイル切替部による前記複数のセンスコイルの切替順序に応じて前記位相差を補正することを特徴とする請求項６に記載の位置検出システム。
     
     
     
PCT/JP2014/081781 2013-12-10 2014-12-01 位置検出システム WO2015087735A1 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102204952B1 (ko) * 2019-07-16 2021-01-18 연세대학교 산학협력단 자기장 센싱 장치 및 방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107249422B (zh) * 2015-02-18 2019-04-30 奥林巴斯株式会社 位置检测系统以及胶囊型医疗装置引导系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007064013A1 (ja) 2005-12-02 2007-06-07 Olympus Corporation 医療装置の位置検出システム、医療装置誘導システムおよび医療装置の位置検出方法
JP2008275395A (ja) 2007-04-26 2008-11-13 Asahi Kasei Electronics Co Ltd 位置姿勢検出システム及びその検出方法並びに位置姿勢検出装置
WO2010122823A1 (ja) * 2009-04-20 2010-10-28 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 被検体内検査システム

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4426875B2 (ja) * 2004-03-08 2010-03-03 オリンパス株式会社 カプセル型医療装置磁気誘導システム
JP5096034B2 (ja) * 2007-04-27 2012-12-12 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 位置検出装置および医療装置誘導システム
WO2011102161A1 (ja) * 2010-02-18 2011-08-25 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 位置検出システムおよび位置検出方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007064013A1 (ja) 2005-12-02 2007-06-07 Olympus Corporation 医療装置の位置検出システム、医療装置誘導システムおよび医療装置の位置検出方法
JP2008275395A (ja) 2007-04-26 2008-11-13 Asahi Kasei Electronics Co Ltd 位置姿勢検出システム及びその検出方法並びに位置姿勢検出装置
WO2010122823A1 (ja) * 2009-04-20 2010-10-28 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 被検体内検査システム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102204952B1 (ko) * 2019-07-16 2021-01-18 연세대학교 산학협력단 자기장 센싱 장치 및 방법

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