WO2016098402A1 - カプセル型内視鏡およびカプセル型内視鏡システム - Google Patents

カプセル型内視鏡およびカプセル型内視鏡システム Download PDF

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拓人 井開
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    • A61B2034/2046—Tracking techniques
    • A61B2034/2051—Electromagnetic tracking systems

Definitions

  • the present invention relates to a capsule endoscope and a capsule endoscope system that introduces a capsule endoscope into a subject and acquires an in-vivo image in the subject.
  • a capsule endoscope that is orally introduced into a subject to image the inside of the subject and wirelessly transmits the obtained image information to an external device arranged outside the subject.
  • a capsule endoscope includes a booster circuit using a core coil as an inductor.
  • the booster circuit boosts the voltage of the power supplied from the power source to a voltage suitable for each function execution unit such as an illumination unit or an imaging unit disposed inside the capsule endoscope, and sends the voltage to each function execution unit. Power feeding is performed (see Patent Document 1).
  • each function execution unit such as an illumination circuit and an imaging circuit stops.
  • the present invention has been made in view of the above, and is a capsule endoscope that can prevent the function execution unit from stopping even when a magnetic field for magnetic induction is applied from the outside. It is another object of the present invention to provide a capsule endoscope system.
  • a capsule endoscope is a capsule type that is introduced into a subject, acquires an in-vivo image in the subject, and wirelessly transmits the image to the outside.
  • An endoscope comprising: a plurality of function execution units that respectively execute a plurality of functions; a power supply unit that supplies power to each of the plurality of function execution units; and a cored coil having a core; A first inductor for boosting, an air-core coil, a second inductor for boosting the power supply, and power from the power supply to either the first inductor or the second inductor And a control unit that supplies each of the plurality of function execution units.
  • the capsule endoscope according to the present invention further includes a detection unit that detects a magnetic field applied from the outside, and the control unit, based on a determination result of the detection unit, the first inductor or the The second inductor is switched to supply power from the power supply unit to each of the plurality of function execution units.
  • the detection unit is either a magnetic sensor that detects an external magnetic field or an acceleration sensor that detects acceleration generated in the capsule endoscope
  • the control unit Performs a control to supply power to each of the plurality of function execution units via the first inductor when the detection result detected by the detection unit is less than a predetermined threshold, while the detection detected by the detection unit When the result is equal to or greater than a predetermined threshold value, control is performed such that power is supplied to each of the plurality of function execution units via the second inductor.
  • a capsule endoscope system includes a capsule endoscope that is introduced into a subject, acquires an in-vivo image in the subject, and wirelessly transmits the in-vivo image to the outside.
  • a system for generating a magnetic field acting on the capsule endoscope; and a guidance for magnetically guiding the capsule endoscope by changing a magnetic field acting on the capsule endoscope An operation input unit that receives input of instruction information; and a transmission unit that wirelessly transmits the guidance instruction information received by the operation input unit to the capsule endoscope, the capsule endoscope includes: A permanent magnet, a plurality of function execution units that respectively execute a plurality of functions, a power supply unit that supplies power to each of the plurality of function execution units, and a cored coil having a core, and boosts the power supply unit 1 inn And a second inductor that boosts the power supply unit, a receiving unit that receives the guidance instruction information transmitted from the transmitting unit, and a reception result of the receiving unit, A control unit configured to supply power
  • a capsule endoscope system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • a capsule endoscope that is orally introduced into a subject and performs imaging while drifting in a liquid stored in the stomach of the subject will be exemplified.
  • the present invention provides various types of capsule endoscopes that image the inside of the digestive tract while moving by peristaltic movement from the esophagus of the subject to the anus, and capsule endoscopes that are introduced together with an isotonic solution from the anus.
  • a capsule endoscope can be used.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a capsule endoscope system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • a capsule endoscope system 1 shown in FIG. 1 is introduced into a digestive tract of a subject 2 and wirelessly transmits an image signal (image information) acquired by imaging the inside of the subject 2.
  • a position detection device 11 that detects the position of the capsule endoscope 10 via a plurality of sense coils 11 a provided below the bed 3 on which the subject 2 is placed, and the capsule endoscope 10.
  • a magnetic field generator 12 that generates an acting magnetic field
  • a signal processor 13 that processes a signal output from the position detector 11
  • a signal generator 14 that generates a signal for operating the magnetic field generator 12, and a plurality of signals
  • a receiving device 15 for receiving an image signal wirelessly transmitted from the capsule endoscope 10 through the receiving antenna 15a, an operation input device 16 for guiding the capsule endoscope 10, and a receiving device.
  • a control device 17 that performs processing for displaying an image in the subject 2 (hereinafter referred to as “in-vivo image”) based on the image signal received by 15, and a display device 18 that displays the in-vivo image and other information. And comprising.
  • the bed 3 is arranged such that the upper surface (the surface on which the subject 2 is placed) is parallel to the horizontal surface (the surface perpendicular to the direction of gravity).
  • the longitudinal direction of the bed 3 is the X direction
  • the short direction of the bed 3 is the Y direction
  • the vertical direction (gravity direction) is the Z direction.
  • the magnetic field generator 12 functions as a magnetic field generator.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of the internal structure of the capsule endoscope 10.
  • a capsule endoscope 10 shown in FIG. 2 captures the subject 2 and forms an image signal by imaging the subject 2 and a capsule case 101 that is an exterior formed in a size that can be easily introduced into the inside of the subject 2.
  • a permanent magnet 107, a detection unit 108 that detects a magnetic field generated by the magnetic field generator 12, and a control unit 109 that controls each component of the capsule endoscope 10 are provided.
  • the capsule-type casing 101 is an outer case formed in a size that can be introduced into the organ of the subject 2, and is realized by closing both side opening ends of the cylindrical casing 111 with dome-shaped casings 112 and 113. Is done.
  • the dome-shaped housing 112 is a dome-shaped optical member that is transparent to light in a predetermined wavelength band such as visible light.
  • the cylindrical casing 111 and the dome-shaped casing 113 are colored casings that are substantially opaque to visible light. As shown in FIG.
  • a capsule-type casing 101 formed by the cylindrical casing 111 and the dome-shaped casings 112 and 113 includes an imaging unit 102, a wireless communication unit 103, a power supply unit 104, a boosting unit 105, The magnetic field generation unit 106, the permanent magnet 107, the detection unit 108, and the control unit 109 are contained in a liquid-tight manner.
  • the imaging unit 102 includes an illumination unit 114 such as an LED (Light Emitting Diode), an optical system 115 such as a condenser lens, and an imaging element 116 such as a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) or a CCD (Charge Coupled Device).
  • an illumination unit 114 such as an LED (Light Emitting Diode)
  • an optical system 115 such as a condenser lens
  • an imaging element 116 such as a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) or a CCD (Charge Coupled Device).
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • CCD Charge Coupled Device
  • the illumination unit 114 emits illumination light such as white light to the imaging field of the imaging element 116 under the control of the control unit 109, and illuminates the subject in the imaging field through the dome-shaped housing 112.
  • the optical system 115 focuses reflected light from the imaging field of view on the imaging surface of the imaging element 116 to form a subject image.
  • the optical system 115 is configured using at least one lens.
  • the image sensor 116 receives reflected light from the imaging field focused on the imaging surface, and photoelectrically converts the received optical signal, thereby representing an image signal representing a subject image in the imaging field, that is, an in-vivo image of the subject 2. Is generated.
  • the imaging unit 102 is only one imaging unit 102 is provided in the capsule endoscope 10, but the imaging unit 102 is also provided on the dome-shaped housing 113 side, and the long axis La of the capsule endoscope is provided. It is good also as a structure which can image the front and back of.
  • the dome-shaped casing 113 is also formed by an optical member that is transparent to light of a predetermined wavelength band such as visible light.
  • the two imaging units 102 are configured such that each optical axis is substantially parallel or substantially coincident with the long axis La that is the central axis in the longitudinal direction of the capsule casing 101, and each imaging field of view is opposite to each other. It is arranged to face.
  • the wireless communication unit 103 sequentially wirelessly transmits the image signal generated by the imaging unit 102 to the outside via an antenna (not shown). Specifically, the wireless communication unit 103 acquires the image signal generated by the imaging unit 102 from the control unit 109, and performs signal processing such as modulation on the image signal to generate a wireless signal. The wireless communication unit 103 transmits this wireless signal to the receiving device 15 provided outside the subject 2.
  • the power supply unit 104 is a power storage unit such as a button type battery or a capacitor, and includes a magnetic switch, an optical switch, or a switch unit (not shown) that is switched by a command from the control unit 109.
  • the power supply unit 104 receives a high-frequency signal having a specific pattern as a command for switching the switch unit applied from the outside via the wireless communication unit 103, and the power supply unit 104 is turned on / off by control of the control unit 109 based on the high-frequency signal.
  • the power of the power storage unit is supplied to the boosting unit 105.
  • the power supply part 104 stops the electric power supply to the pressure
  • the boosting unit 105 boosts the voltage of power supplied from the power supply unit 104 to a predetermined voltage.
  • the step-up unit 105 includes a first inductor 105a, a second inductor 105b, and a switching unit 105c.
  • the first inductor 105a is formed of a cored coil having a core, boosts the power supplied from the power supply unit 104, and performs each function execution unit (the imaging unit 102, the wireless communication unit 103, the magnetic field of the capsule endoscope 10).
  • the generator 106, the detector 108, and the controller 109) are appropriately supplied.
  • the first inductor 105a boosts the voltage of power supplied from the power supply unit 104 via the switching unit 105c and supplies the boosted voltage to each function execution unit of the capsule endoscope 10.
  • the second inductor 105b is formed of an air-core coil, boosts the power supplied from the power supply unit 104, and performs each function execution unit (the imaging unit 102, the wireless communication unit 103, the magnetic field generation unit 106) of the capsule endoscope 10.
  • the detection unit 108 and the control unit 109) are appropriately supplied.
  • the second inductor 105 b boosts the voltage of power supplied from the power supply unit 104 via the switching unit 105 c and supplies the boosted voltage to each function execution unit of the capsule endoscope 10.
  • the switching unit 105c switches the supply destination of power supplied from the power supply unit 104 to the first inductor 105a or the second inductor 105b under the control of the control unit 109.
  • the switching unit 105c is configured using a switch or the like.
  • the magnetic field generation unit 106 includes a transmission coil that forms a part of the resonance circuit and generates a magnetic field when a current flows, and a capacitor that forms a resonance circuit together with the transmission coil.
  • the magnetic field generation unit 106 supplies power from the boosting unit 105. In response, an alternating magnetic field having a predetermined frequency is generated.
  • the permanent magnet 107 is fixedly arranged inside the capsule casing 101 so that the magnetization direction has an inclination with respect to the long axis La.
  • the permanent magnet 107 is arranged so that the magnetization direction is orthogonal to the long axis La.
  • the permanent magnet 107 operates following a magnetic field applied from the outside. As a result, magnetic guidance of the capsule endoscope 10 by the magnetic field generator 12 described later is realized.
  • the detecting unit 108 determines whether or not a magnetic field is applied from the outside. Specifically, the detection unit 108 detects a magnetic field generated by the magnetic field generator 12 and outputs the detection result to the control unit 109.
  • the detection unit 108 is configured using, for example, a magnetic sensor. In the first embodiment, the detection unit 108 functions as a determination unit.
  • the control unit 109 is configured using a CPU (Central Processing Unit) or the like, controls each operation of the imaging unit 102, the wireless communication unit 103, and the boosting unit 105, and inputs / outputs signals between these components. Control. Specifically, every time the image sensor 116 generates an image signal, the control unit 109 acquires the image signal and performs predetermined signal processing, and further wirelessly sequentially transmits the image signal to the outside in time series. The wireless communication unit 103 is controlled to transmit.
  • a CPU Central Processing Unit
  • control unit 109 causes either the first inductor 105a or the second inductor 105b to supply power from the power supply unit 104 to each of the plurality of function execution units. Specifically, the control unit 109 controls the switching unit 105c based on the detection result of the detection unit 108, thereby executing each function of power supplied from the power supply unit 104 via the first inductor 105a. Switch switching control is performed to determine whether to supply to each function execution unit via the second inductor 105b. More specifically, when the detection result of the detection unit 108 is smaller than a predetermined threshold, the control unit 109 switches the power from the power supply unit 104 to each function execution unit via the first inductor 105a. On the other hand, when the detection result of the detection unit 108 is equal to or greater than a predetermined threshold value, the switch switching control is performed so that the power from the power supply unit 104 is supplied to each function execution unit via the second inductor 105b.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an outline of processing executed by the capsule endoscope 10.
  • the detection unit 108 detects the intensity of the magnetic field (step S101), and when the detection result detected by the detection unit 108 is less than a predetermined threshold value (step S102: Yes). ), The control unit 109 controls the switching unit 105c to switch the power from the power supply unit 104 to the first inductor 105a (step S103).
  • step S104: Yes when the power supply from the power supply unit 104 is turned off in a case where the power supply voltage becomes equal to or lower than a predetermined value lower than the threshold value (step S104: Yes), the capsule endoscope 10 is This process is terminated. On the other hand, when the power supply from the power supply unit 104 is not turned off (step S104: No), the process returns to step S101.
  • control unit 109 since the control unit 109 switches between the first inductor 105a and the second inductor 105b based on the detection result of the detection unit 108, it is possible to perform magnetic induction. Even when a magnetic field is applied from the outside, it is possible to prevent the imaging unit 102 and the like from stopping.
  • the imaging unit 102 and the wireless communication unit 103 are respectively connected via the first inductor 105a. While performing control to supply power, when the detection result detected by the detection unit 108 is equal to or greater than a predetermined threshold, control to supply power to the imaging unit 102 and the wireless communication unit 103 via the second inductor 105b. Therefore, it is possible to prevent the imaging unit 102 and the like from stopping.
  • the detection unit 108 is configured by a magnetic sensor.
  • the detection unit 108 may be an acceleration sensor that detects acceleration generated in the capsule endoscope 10 instead of the magnetic sensor.
  • the control unit 109 controls the switching unit 105c to switch the power from the power supply unit 104 to be supplied to the first inductor 105a.
  • the switching unit 105c is controlled to switch the power from the power supply unit 104 to be supplied to the second inductor 105b, so that the imaging unit 102 or the like stops. Can be prevented.
  • a light control sensor may be used instead of the magnetic sensor.
  • the control unit 109 controls the switching unit 105c to switch the power from the power supply unit 104 to the first inductor 105a.
  • the switching unit 105c is controlled to switch the power supply unit 104 to supply power to the second inductor 105b, so that the imaging unit 102 and the like are stopped. Can be prevented.
  • the capsule endoscope according to the second embodiment has a configuration different from that of the capsule endoscope according to the first embodiment and a process to be executed. Specifically, the capsule endoscope according to the second embodiment switches to either the first inductor or the second inductor according to the content of the operation signal of the operation input device 16. For this reason, below, after demonstrating the structure of the capsule endoscope system which concerns on this Embodiment 2, the process which a capsule endoscope performs is demonstrated.
  • symbol is attached
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a capsule endoscope system according to the second embodiment.
  • a capsule endoscope system 1a shown in FIG. 4 includes a capsule endoscope 10a instead of the capsule endoscope 10 of the capsule endoscope system 1 according to the first embodiment described above.
  • the transmission apparatus 19 which transmits the operation signal input from the operation input apparatus 16 to the capsule endoscope 10a is further provided.
  • the transmission device 19 transmits the operation signal input from the operation input device 16 to the capsule endoscope 10a under the control of the control device 17.
  • the transmission device 19 transmits an inductor switching instruction signal corresponding to the instruction input input from the operation input device 16.
  • the transmission device 19 is configured using a modulation circuit that modulates the operation signal and an antenna that transmits the operation signal modulated by the modulation circuit to the capsule endoscope 10a.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of the internal structure of the capsule endoscope 10a.
  • the capsule endoscope 10a illustrated in FIG. 5 is obtained by omitting the detection unit 108 from the configuration of the capsule endoscope 10 according to the first embodiment described above.
  • Other configurations are similar to the configuration of the capsule endoscope 10 according to the first embodiment described above.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an outline of processing executed by the capsule endoscope 10a.
  • step S202 the capsule endoscope 10a receives the inductor switching instruction signal from the transmitter 19 via the wireless communication unit 103 (step S201: Yes), the control unit 109 controls the switching unit 105c to switch the power from the power supply unit 104 to the second inductor 105b (step S202).
  • step S203: Yes when the power supply voltage from the power supply unit 104 is turned off in a case where the power supply voltage becomes lower than a predetermined value lower than the threshold value due to an external magnetic field (step S203: Yes), the capsule type The endoscope 10a ends this process. On the other hand, when the power supply from the power supply unit 104 is not turned off (step S203: No), the process returns to step S201.
  • step S201 when the drive signal for driving the magnetic field generation device 12 is not received from the transmission device 19 via the wireless communication unit 103 (step S201: No), the control unit 109 controls the switching unit 105c until then. In a state in which power from the power supply unit 104 is set to be supplied to the first inductor 105a, or power from the power supply unit 104 is set to be supplied to the second inductor 105b. In that case, switching is performed so that the power from the power supply unit 104 is supplied to the first inductor 105a (step S204). After step S204, the process proceeds to step S203.
  • the control unit 109 converts the power from the power supply unit 104 to the first inductor 105a or the second inductor 105b based on the reception result of the inductor switching instruction signal from the transmission device 19. Since the power is supplied to the imaging unit 102 and the like by switching to either one of them, the imaging unit 102 or the like can be prevented from stopping.

Abstract

　磁気誘導のための磁界を外部から印加した場合であっても、機能実行部が停止するのを防止することができるカプセル型内視鏡およびカプセル型内視鏡システムを提供する。カプセル型内視鏡１０は、撮像部１０２と、撮像部１０２に電力を供給する電源部１０４と、コアを有する有芯コイルからなり、電源部１０４を昇圧する第１のインダクタ１０５ａと、空芯コイルからなり、電源部１０４を昇圧する第２のインダクタ１０５ｂと、第１のインダクタ１０５ａまたは第２のインダクタ１０５ｂのいずれか一方に電源部１０４からの電力を撮像部１０２および無線通信部１０３それぞれに供給させる制御部１０９と、を備える。

Description

カプセル型内視鏡およびカプセル型内視鏡システム
　本発明は、カプセル型内視鏡を被検体内に導入して該被検体内の体内画像を取得するカプセル型内視鏡およびカプセル型内視鏡システムに関する。
　従来、経口により被検体内に導入されて被検体内を撮像し、得られた画像情報を被検体外に配置された外部装置へ無線送信するカプセル型内視鏡が知られている。このようなカプセル型内視鏡は、インダクタとしてコアコイルを用いた昇圧回路を備える。昇圧回路は、電源から供給される電力の電圧を、カプセル型内視鏡の内部に配置された照明部や撮像部等の各機能実行部に適した電圧にそれぞれ昇圧して各機能実行部へ給電を行っている（特許文献１参照）。
特開２００８－１１９０５６号公報
　しかしながら、上述した従来技術では、磁気誘導のための磁界を外部から印加した場合、磁界がコアコイルのコア部分と干渉することによって、インダクタンスの効率が低下し、電源から供給される電力の電圧を所望の電圧に昇圧することができず、照明回路や撮像回路等の各機能実行部が停止してしまうという問題点があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、磁気誘導のための磁界を外部から印加した場合であっても、機能実行部が停止するのを防止することができるカプセル型内視鏡およびカプセル型内視鏡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、本発明に係るカプセル型内視鏡は、被検体内に導入され、該被検体内の体内画像を取得して外部に無線送信するカプセル型内視鏡であって、複数の機能をそれぞれ実行する複数の機能実行部と、前記複数の機能実行部それぞれに電力を供給する電源部と、コアを有する有芯コイルからなり、前記電源部を昇圧する第１のインダクタと、空芯コイルからなり、前記電源部を昇圧する第２のインダクタと、前記第１のインダクタまたは前記第２のインダクタのいずれか一方に前記電源部からの電力を前記複数の機能実行部それぞれに供給させる制御部と、を備えたことを特徴とする。
　また、本発明に係るカプセル型内視鏡は、外部から印加される磁界を検出する検出部をさらに備え、前記制御部は、前記検出部の判定結果に基づいて、前記第１のインダクタまたは前記第２のインダクタに切り替えて前記電源部からの電力を前記複数の機能実行部それぞれに供給させることを特徴とする。
　また、本発明に係るカプセル型内視鏡は、前記検出部は、外部の磁界を検出する磁気センサ、当該カプセル型内視鏡に生じる加速度を検出する加速度センサのいずれかであり、前記制御部は、前記検出部が検出した検出結果が所定の閾値未満の場合、前記第１のインダクタを介して前記複数の機能実行部それぞれに電力を供給させる制御を行う一方、前記検出部が検出した検出結果が所定の閾値以上の場合、前記第２のインダクタを介して前記複数の機能実行部それぞれに電力を供給させる制御を行うことを特徴とする。
　また、本発明に係るカプセル型内視鏡システムは、被検体内に導入され、前記被検体内の体内画像を取得して外部に無線送信するカプセル型内視鏡を備えたカプセル型内視鏡システムであって、前記カプセル型内視鏡に作用する磁界を発生する磁界発生部と、前記カプセル型内視鏡に作用する磁界を変化させて前記カプセル型内視鏡を磁気誘導するための誘導指示情報の入力を受け付ける操作入力部と、前記操作入力部が入力を受け付けた前記誘導指示情報を前記カプセル型内視鏡に無線送信する送信部と、を備え、前記カプセル型内視鏡は、永久磁石と、複数の機能をそれぞれ実行する複数の機能実行部と、前記複数の機能実行部それぞれに電力を供給する電源部と、コアを有する有芯コイルからなり、前記電源部を昇圧する第１のインダクタと、空芯コイルからなり、前記電源部を昇圧する第２のインダクタと、前記送信部から送信された前記誘導指示情報を受信する受信部と、前記受信部の受信結果に基づいて、前記第１のインダクタまたは前記第２のインダクタのいずれか一方に前記電源部からの電力を前記複数の機能実行部それぞれに供給させる制御部と、を備えたことを特徴とする。
　本発明によれば、磁気誘導のための磁界を外部から印加した場合であっても、機能実行部が停止するのを防止することができるという効果を奏する。
図１は、本発明の実施の形態１に係るカプセル型内視鏡システムの構成例を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態１に係る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、本発明の実施の形態１に係るカプセル型内視鏡が実行する処理の概要を示すフローチャートである。 図４は、本発明の実施の形態２に係るカプセル型内視鏡システムの構成例を示す図である。 図５は、本発明の実施の形態２に係る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６は、本発明の実施の形態２に係るカプセル型内視鏡が実行する処理の概要を示すフローチャートである。
　以下、本発明の実施の形態に係るカプセル型内視鏡システムについて、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、被検体内に経口にて導入され、被検体の胃に蓄えた液体中を漂いつつ撮像を行う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蠕動運動により移動しつつ消化管内を撮像するカプセル型内視鏡や、肛門から等張液とともに導入されるカプセル型内視鏡など、種々のカプセル型内視鏡を用い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、およ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、およ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）
　〔カプセル型内視鏡システムの構成〕
　図１は、本発明の実施の形態１に係るカプセル型内視鏡システムの構成例を示す図である。図１に示すカプセル型内視鏡システム１は、被検体２の消化菅内に導入され、被検体２内を撮像することにより取得した画像信号（画像情報）を無線送信するカプセル型内視鏡１０と、被検体２が載置されるベッド３の下方に設けられた複数のセンスコイル１１ａを介してカプセル型内視鏡１０の位置を検出する位置検出装置１１と、カプセル型内視鏡１０に作用する磁界を発生する磁界発生装置１２と、位置検出装置１１から出力された信号を処理する信号処理装置１３と、磁界発生装置１２を動作させるための信号を発生する信号発生装置１４と、複数の受信アンテナ１５ａを介してカプセル型内視鏡１０から無線送信された画像信号を受信する受信装置１５と、カプセル型内視鏡１０を誘導操作するための操作入力装置１６と、受信装置１５が受信した画像信号に基づいて、被検体２内の画像（以下、「体内画像」という）を表示するための処理を行う制御装置１７と、体内画像やその他の情報を表示する表示装置１８と、を備える。なお、ベッド３は、上面（被検体２の載置面）が水平面（重力方向の直交面）と平行になるように配置されている。以下においては、ベッド３の長手方向をＸ方向、ベッド３の短手方向をＹ方向、鉛直方向（重力方向）をＺ方向とする。また、本実施の形態１では、磁界発生装置１２が磁界発生部として機能する。
　〔カプセル型内視鏡の構成〕
　次に、カプセル型内視鏡の構成について説明する。図２は、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に示すカプセル型内視鏡１０は、被検体２の内蔵内部に導入し易い大きさに形成された外装であるカプセル型筐体１０１と、被検体２を撮像して画像信号を生成する撮像部１０２と、撮像部１０２によって生成された画像信号を外部に無線送信する無線通信部１０３と、カプセル型内視鏡１０の各構成部に電力を供給する電源部１０４と、電源部１０４が供給する電圧を所定の電圧に昇圧する昇圧部１０５と、カプセル型内視鏡１０の位置検出用の交番磁界を発生する磁界発生部１０６と、磁界発生装置１２による磁気誘導を可能にするための永久磁石１０７と、磁界発生装置１２が発生した磁界を検出する検出部１０８と、カプセル型内視鏡１０の各構成部を制御する制御部１０９と、を備える。
　カプセル型筐体１０１は、被検体２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、筒状筐体１１１の両側開口端をドーム形状筐体１１２、１１３によって塞ぐことによって実現される。ドーム形状筐体１１２は、可視光等の所定波長帯域の光に対して透明なドーム形状の光学部材である。また、筒状筐体１１１およびドーム形状筐体１１３は、可視光に対して略不透明な有色の筐体である。これらの筒状筐体１１１およびドーム形状筐体１１２、１１３によって形成されるカプセル型筐体１０１は、図２に示すように、撮像部１０２、無線通信部１０３、電源部１０４、昇圧部１０５、磁界発生部１０６、永久磁石１０７、検出部１０８および制御部１０９、を液密に内包する。
　撮像部１０２は、ＬＥＤ（Light　Emitting　Diode）等の照明部１１４と、集光レンズ等の光学系１１５と、ＣＭＯＳ（Complementary　Metal　Oxide　Semiconductor）またはＣＣＤ（Charge　Coupled　Device）等の撮像素子１１６と、を有する。
　照明部１１４は、制御部１０９の制御のもと、撮像素子１１６の撮像視野に白色光等の照明光を発光して、ドーム形状筐体１１２越しに撮像視野内の被写体を照明する。
　光学系１１５は、撮像視野からの反射光を撮像素子１１６の撮像面に集光して被写体像を結像させる。光学系１１５は、少なくとも１以上のレンズを用いて構成される。
　撮像素子１１６は、撮像面に集光された撮像視野からの反射光を受光し、受光した光信号を光電変換することにより、撮像視野の被写体像、即ち被検体２の体内画像を表す画像信号を生成する。
　なお、本実施の形態においては、カプセル型内視鏡１０に撮像部１０２を１つのみ設けたが、ドーム形状筐体１１３側にも撮像部１０２を設け、カプセル型内視鏡の長軸Ｌａの前方および後方を撮像可能な構成としても良い。この場合、ドーム形状筐体１１３も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する。また、この場合、２つの撮像部１０２は、各々の光軸がカプセル型筐体１０１の長手方向の中心軸である長軸Ｌａと略平行または略一致し、且つ各撮像視野が互いに反対方向を向くように配置される。
　無線通信部１０３は、撮像部１０２が生成した画像信号を、図示しないアンテナを介して外部に順次無線送信する。具体的には、無線通信部１０３は、撮像部１０２が生成した画像信号を制御部１０９から取得し、この画像信号に変調等の信号処理を施して無線信号を生成する。無線通信部１０３は、この無線信号を、被検体２外に設けられた受信装置１５に送信する。
　電源部１０４は、ボタン型電池またはキャパシタ等の蓄電部であって、磁気スイッチや光スイッチ、あるいは制御部１０９からのコマンドによって切り替えられるスイッチ部（図示せず）を有する。電源部１０４は、例えば無線通信部１０３を介して外部から印加されたスイッチ部を切り替えるコマンドとなる特定のパターンの高周波信号を受信すると共に、この高周波信号に基づく制御部１０９の制御によって電源のオンオフ状態を切り替え、オン状態の場合に、蓄電部の電力を昇圧部１０５に供給する。また、電源部１０４は、オフ状態の場合に、昇圧部１０５への電力供給を停止する。
　昇圧部１０５は、電源部１０４から供給される電力の電圧を所定の電圧に昇圧する。昇圧部１０５は、第１のインダクタ１０５ａと、第２のインダクタ１０５ｂと、切替部１０５ｃと、を有する。
　第１のインダクタ１０５ａは、コアを有する有芯コイルからなり、電源部１０４から供給される電力を昇圧してカプセル型内視鏡１０の各機能実行部（撮像部１０２、無線通信部１０３、磁界発生部１０６、検出部１０８および制御部１０９）それぞれに適宜供給する。具体的には、第１のインダクタ１０５ａは、切替部１０５ｃを介して電源部１０４から供給される電力の電圧を昇圧してカプセル型内視鏡１０の各機能実行部それぞれに供給する。
　第２のインダクタ１０５ｂは、空芯コイルからなり、電源部１０４から供給される電力を昇圧してカプセル型内視鏡１０の各機能実行部（撮像部１０２、無線通信部１０３、磁界発生部１０６、検出部１０８および制御部１０９）それぞれに適宜供給する。具体的には、第２のインダクタ１０５ｂは、切替部１０５ｃを介して電源部１０４から供給される電力の電圧を昇圧してカプセル型内視鏡１０の各機能実行部それぞれに供給する。
　切替部１０５ｃは、制御部１０９の制御のもと、電源部１０４から供給される電力の供給先を第１のインダクタ１０５ａまたは第２のインダクタ１０５ｂに切り替える。切替部１０５ｃは、スイッチ等を用いて構成される。
　磁界発生部１０６は、共振回路の一部をなし、電流が流れることにより磁界を発生する送信コイルと、この送信コイルと共に共振回路を形成するコンデンサと、を含み、昇圧部１０５からの電力供給を受けて所定の周波数の交番磁界を発生する。
　永久磁石１０７は、磁化方向が長軸Ｌａに対して傾きを持つように、カプセル型筐体１０１の内部に固定配置される。本実施の形態１において、永久磁石１０７は、磁化方向が長軸Ｌａに対して直交するように配置されている。永久磁石１０７は、外部から印加された磁界に追従して動作し、この結果、後述する磁界発生装置１２によるカプセル型内視鏡１０の磁気誘導が実現する。
　検出部１０８は、外部から磁界が印加されたか否かを判定する。具体的には、検出部１０８は、磁界発生装置１２が発生させた磁界を検出し、この検出結果を制御部１０９へ出力する。検出部１０８は、例えば磁気センサを用いて構成される。なお、本実施の形態１では、検出部１０８が判定部として機能する。
　制御部１０９は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）等を用いて構成され、撮像部１０２、無線通信部１０３および昇圧部１０５の各動作を制御すると共に、これらの各構成部間における信号の入出力を制御する。具体的には、制御部１０９は、撮像素子１１６が画像信号を生成する都度、この画像信号を取得して所定の信号処理を施し、さらに、この画像信号を時系列に沿って外部に順次無線送信するように無線通信部１０３を制御する。
　また、制御部１０９は、第１のインダクタ１０５ａまたは第２のインダクタ１０５ｂのいずれか一方に電源部１０４からの電力を複数の機能実行部それぞれに供給させる。具体的には、制御部１０９は、検出部１０８の検出結果に基づいて、切替部１０５ｃを制御することにより、電源部１０４から供給される電力を第１のインダクタ１０５ａを経由して各機能実行部に供給するか、または第２のインダクタ１０５ｂを経由して各機能実行部に供給するのかのスイッチ切り替え制御を行う。より具体的には、制御部１０９は、検出部１０８の検出結果が所定の閾値より小さい場合、電源部１０４からの電力を第１のインダクタ１０５ａを介して各機能実行部に供給するようにスイッチ切り替え制御を行う一方、検出部１０８の検出結果が所定の閾値以上の場合、電源部１０４からの電力を第２のインダクタ１０５ｂを介して各機能実行部に供給するようにスイッチ切り替え制御を行う。
　〔カプセル型内視鏡の処理〕
　以上の構成を有するカプセル型内視鏡１０が実行する処理について説明する。図３は、カプセル型内視鏡１０が実行する処理の概要を示すフローチャートである。
　図３に示すように、まず、検出部１０８は、磁界の強度を検出し（ステップＳ１０１）、検出部１０８が検出した検出結果が予め定められた所定の閾値未満である場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、制御部１０９は、切替部１０５ｃを制御して、電源部１０４からの電力を第１のインダクタ１０５ａに供給するよう切り替える（ステップＳ１０３）。
　続いて、電源電圧が閾値よりもさらに低い所定値以下となった等の場合において、電源部１０４からの電力供給がオフ状態になったとき（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、カプセル型内視鏡１０は、本処理を終了する。これに対して、電源部１０４からの電力供給がオフ状態になっていないとき（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、ステップＳ１０１へ戻る。
　ステップＳ１０２において、検出部１０８が検出した検出結果が閾値未満でない場合、即ち、閾値以上の場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、制御部１０９は、切替部１０５ｃを制御して、電源部１０４からの電力を第２のインダクタ１０５ｂに切り替える（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５の後、カプセル型内視鏡１０は、ステップＳ１０４へ移行する。
　以上説明した本実施の形態１によれば、制御部１０９が検出部１０８の検出結果に基づいて、第１のインダクタ１０５ａまたは第２のインダクタ１０５ｂのどちらか一方を切り替えるので、磁気誘導のための磁界を外部から印加された場合であっても、撮像部１０２等が停止することを防止することができる。
　さらに、本実施の形態１によれば、制御部１０９が検出部１０８によって検出された検出結果が所定の閾値未満の場合、第１のインダクタ１０５ａを介して撮像部１０２や無線通信部１０３それぞれに電力を供給させる制御を行う一方、検出部１０８によって検出された検出結果が所定の閾値以上の場合、第２のインダクタ１０５ｂを介して撮像部１０２や無線通信部１０３それぞれに電力を供給させる制御を行うので、撮像部１０２等が停止することを防止することができる。
（実施の形態１の変形例１）
　なお、本実施の形態１では、検出部１０８が磁気センサによって構成されていたが、磁気センサに換えてカプセル型内視鏡１０に生じる加速度を検出する加速度センサであってもよい。この場合、制御部１０９は、加速度センサが検出した検出結果が所定の閾値未満の場合、切替部１０５ｃを制御して、電源部１０４からの電力を第１のインダクタ１０５ａに供給するよう切り替える一方、加速度センサが検出した検出結果が所定の閾値以上の場合、切替部１０５ｃを制御して、電源部１０４からの電力を第２のインダクタ１０５ｂに供給するよう切り替えるので、撮像部１０２等が停止することを防止することができる。
（実施の形態１の変形例２）
　また、本実施の形態１では、磁気センサに換えて、調光センサであってもよい。この場合、制御部１０９は、調光センサが検出した検出結果が所定の閾値未満の場合、切替部１０５ｃを制御して、電源部１０４からの電力を第１のインダクタ１０５ａに供給するよう切り替える一方、調光センサが検出した検出結果が所定の閾値以上の場合、切替部１０５ｃを制御して、電源部１０４からの電力を第２のインダクタ１０５ｂに供給するよう切り替えるので、撮像部１０２等が停止することを防止することができる。
（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。本実施の形態２に係るカプセル型内視鏡は、上述した実施の形態１に係るカプセル型内視鏡と構成が異なるうえ、実行する処理が異なる。具体的には、本実施の形態２に係るカプセル型内視鏡は、操作入力装置１６の操作信号の内容に応じて、第１のインダクタまたは第２のインダクタのどちらか一方に切り替える。このため、以下においては、本実施の形態２に係るカプセル型内視鏡システムの構成を説明後、カプセル型内視鏡が実行する処理について説明する。なお、上述した実施の形態１に係るカプセル型内視鏡システム１と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
　〔カプセル型内視鏡システムの構成〕
　図４は、本実施の形態２に係るカプセル型内視鏡システムの構成例を示す図である。図４に示すカプセル型内視鏡システム１ａは、上述した実施の形態１に係るカプセル型内視鏡システム１のカプセル型内視鏡１０に換えて、カプセル型内視鏡１０ａを備える。さらに、操作入力装置１６から入力された操作信号をカプセル型内視鏡１０ａに送信する送信装置１９をさらに備える。
　送信装置１９は、制御装置１７の制御のもと、操作入力装置１６から入力された操作信号をカプセル型内視鏡１０ａに送信する。送信装置１９は、操作入力装置１６から入力された指示入力に対応したインダクタ切替指示信号を送信する。送信装置１９は、操作信号を変調する変調回路と、この変調回路によって変調された操作信号をカプセル型内視鏡１０ａに送信するアンテナ等を用いて構成される。
　〔カプセル型内視鏡の構成〕
　次に、カプセル型内視鏡１０ａの構成について説明する。図５は、カプセル型内視鏡１０ａの内部構造の一例を示す模式図である。図５に示すカプセル型内視鏡１０ａは、上述した実施の形態１に係るカプセル型内視鏡１０の構成から検出部１０８を省略したものである。それ以外の構成は、上述した実施の形態１に係るカプセル型内視鏡１０の構成と同様である。
　〔カプセル型内視鏡の処理〕
　次に、カプセル型内視鏡１０ａが実行する処理について説明する。図６は、カプセル型内視鏡１０ａが実行する処理の概要を示すフローチャートである。
　図６に示すスタート時点では、電源部１０４からの電力は予め第１のインダクタ１０５ａに供給するよう設定されている。操作入力装置１６からカプセル型内視鏡１０ａを移動させるべく磁界発生装置１２を駆動して磁界を発生するよう指示入力がなされた場合、この指示入力に対応して送信装置１９からインダクタ切替指示信号が送信される。指示入力に対応して磁界発生装置１２から磁界が発生されると同時に、カプセル型内視鏡１０ａが送信装置１９からのインダクタ切替指示信号を、無線通信部１０３を介して受信し（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、制御部１０９は、切替部１０５ｃを制御して、電源部１０４からの電力を第２のインダクタ１０５ｂに切り替える（ステップＳ２０２）。
　続いて、外部からの磁界によって電源電圧が閾値よりもさらに低い所定値以下となった等の場合において、電源部１０４からの電力供給がオフ状態になった場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、カプセル型内視鏡１０ａは、本処理を終了する。これに対して、電源部１０４からの電力供給がオフ状態になっていない場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、ステップＳ２０１へ戻る。
　一方、無線通信部１０３を介して送信装置１９から磁界発生装置１２を駆動する駆動信号を受信していない場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、制御部１０９は、切替部１０５ｃを制御して、それまでの電源部１０４からの電力を第１のインダクタ１０５ａに供給するよう設定された状態を維持するか、あるいは、電源部１０４からの電力を第２のインダクタ１０５ｂに供給するよう設定されている状態の場合は、電源部１０４からの電力を第１のインダクタ１０５ａに供給するよう切り替える（ステップＳ２０４）。ステップＳ２０４の後、ステップＳ２０３へ移行する。
　以上説明した本実施の形態２によれば、制御部１０９が送信装置１９からのインダクタ切替指示信号の受信結果に基づいて、電源部１０４からの電力を第１のインダクタ１０５ａまたは第２のインダクタ１０５ｂのどちらか一方に切り替えて撮像部１０２等に電力を供給させるので、撮像部１０２等が停止するのを防止することができる。
　１,１ａ　カプセル型内視鏡システム
　２　被検体
　３　ベッド
　１０,１０ａ　カプセル型内視鏡
　１１　位置検出装置
　１２　磁界発生装置
　１３　信号処理装置
　１４　信号発生装置
　１５　受信装置
　１５ａ　受信アンテナ
　１６　操作入力装置
　１７　制御装置
　１８　表示装置
　１９　送信装置
　１０１　カプセル型筐体
　１０２　撮像部
　１０３　無線通信部
　１０４　電源部
　１０５　昇圧部
　１０５ａ　第１のインダクタ
　１０５ｂ　第２のインダクタ
　１０５ｃ　切替部
　１０６　磁界発生部
　１０７　永久磁石
　１０８　検出部
　１０９　制御部
　１１１　筒状筐体
　１１２,１１３　ドーム形状筐体
　１１４　照明部
　１１５　光学系
　１１６　撮像素子

Claims (4)

  1. 　被検体内に導入され、該被検体内の体内画像を取得して外部に無線送信するカプセル型内視鏡であって、
    　複数の機能をそれぞれ実行する複数の機能実行部と、
    　前記複数の機能実行部それぞれに電力を供給する電源部と、
    　コアを有する有芯コイルからなり、前記電源部を昇圧する第１のインダクタと、
    　空芯コイルからなり、前記電源部を昇圧する第２のインダクタと、
    　前記第１のインダクタまたは前記第２のインダクタのいずれか一方に前記電源部からの電力を前記複数の機能実行部それぞれに供給させる制御部と、
    　を備えたことを特徴とするカプセル型内視鏡。
  2. 　外部から印加される磁界を検出する検出部をさらに備え、
    　前記制御部は、
    　前記検出部の判定結果に基づいて、前記第１のインダクタまたは前記第２のインダクタに切り替えて前記電源部からの電力を前記複数の機能実行部それぞれに供給させることを特徴とする請求項１に記載のカプセル型内視鏡。
  3. 　前記検出部は、
    　外部の磁界を検出する磁気センサ、当該カプセル型内視鏡に生じる加速度を検出する加速度センサのいずれかであり、
    　前記制御部は、
    　前記検出部が検出した検出結果が所定の閾値未満の場合、前記第１のインダクタを介して前記複数の機能実行部それぞれに電力を供給させる制御を行う一方、前記検出部が検出した検出結果が所定の閾値以上の場合、前記第２のインダクタを介して前記複数の機能実行部それぞれに電力を供給させる制御を行うことを特徴とする請求項２に記載のカプセル型内視鏡。
  4. 　被検体内に導入され、前記被検体内の体内画像を取得して外部に無線送信するカプセル型内視鏡を備えたカプセル型内視鏡システムであって、
    　前記カプセル型内視鏡に作用する磁界を発生する磁界発生部と、
    　前記カプセル型内視鏡に作用する磁界を変化させて前記カプセル型内視鏡を磁気誘導するための誘導指示情報の入力を受け付ける操作入力部と、
    　前記操作入力部が入力を受け付けた前記誘導指示情報を前記カプセル型内視鏡に無線送信する送信部と、
    　を備え、
    　前記カプセル型内視鏡は、
    　永久磁石と、
    　複数の機能をそれぞれ実行する複数の機能実行部と、
    　前記複数の機能実行部それぞれに電力を供給する電源部と、
    　コアを有する有芯コイルからなり、前記電源部を昇圧する第１のインダクタと、
    　空芯コイルからなり、前記電源部を昇圧する第２のインダクタと、
    　前記送信部から送信された前記誘導指示情報を受信する受信部と、
    　前記受信部の受信結果に基づいて、前記第１のインダクタまたは前記第２のインダクタのいずれか一方に前記電源部からの電力を前記複数の機能実行部それぞれに供給させる制御部と、
    　を備えたことを特徴とするカプセル型内視鏡システム。
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