WO2017017999A1 - 位置検出システム及び誘導システム - Google Patents

位置検出システム及び誘導システム Download PDF

Info

Publication number
WO2017017999A1
WO2017017999A1 PCT/JP2016/060226 JP2016060226W WO2017017999A1 WO 2017017999 A1 WO2017017999 A1 WO 2017017999A1 JP 2016060226 W JP2016060226 W JP 2016060226W WO 2017017999 A1 WO2017017999 A1 WO 2017017999A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
magnetic field
detection
unit
position detection
capsule endoscope
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/060226
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
優輔 鈴木
Original Assignee
オリンパス株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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
Priority to CN201680003439.7A priority Critical patent/CN106999004B/zh
Priority to JP2016565511A priority patent/JP6064109B1/ja
Publication of WO2017017999A1 publication Critical patent/WO2017017999A1/ja
Priority to US15/498,559 priority patent/US20170224423A1/en

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • 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
    • A61B1/00147—Holding or positioning arrangements
    • A61B1/00158—Holding or positioning arrangements 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
    • 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
    • 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
    • A61B5/065—Determining position of the probe employing exclusively positioning means located on or in the probe, e.g. using position sensors arranged on the probe
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/07—Endoradiosondes
    • A61B5/073—Intestinal transmitters
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046—Tracking techniques
    • A61B2034/2051—Electromagnetic tracking systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/02—General characteristics of the apparatus characterised by a particular materials
    • A61M2205/0272—Electro-active or magneto-active materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M37/00—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/23—Pc programming
    • G05B2219/23388—Mixture of different means, joystick, keys, pedals, fader, potentiometer

Definitions

  • the present invention relates to a position detection system and a guidance system that detect the position and direction of a capsule medical device introduced into a subject.
  • capsule-type medical devices that have been introduced into a subject to acquire various information about the subject or to administer drugs to the subject have been developed.
  • a capsule endoscope formed in a size that can be introduced into the digestive tract of a subject is known.
  • a capsule endoscope has an imaging function and a wireless communication function inside a capsule-shaped casing. After being swallowed by a subject, the capsule endoscope performs imaging while moving in the digestive tract, The image data of the image inside the organ is sequentially transmitted wirelessly.
  • Patent Document 1 includes a capsule medical device that includes a magnetic field generating coil that generates a magnetic field by supplying power, and a magnetic field detection coil that detects the magnetic field generated by the magnetic field generating coil outside the subject.
  • a position detection system that performs position detection calculation of a capsule medical device based on the strength of a magnetic field detected by a magnetic field detection coil is disclosed.
  • the magnetic field detection coil is simply referred to as a detection coil.
  • Metal members are often used for the frames and various cases that make up the position detection system.
  • a bed frame on which the subject is placed is usually made of metal because of demands on strength, workability, and the like.
  • the metal member serves as an interference source for the magnetic field, so that the interference magnetic field component is mixed with the magnetic field detection signal detected by the detection coil. As a result, there is a problem that the position detection accuracy of the capsule medical device is lowered.
  • the present invention has been made in view of the above, and provides a position detection system and a guidance system capable of performing accurate position detection even when a metal member is used in the position detection system.
  • the purpose is to do.
  • the position detection system includes a detection body that is provided with a magnetic field generation unit that generates a magnetic field for position detection and is introduced into the subject.
  • a plurality of detection coils disposed outside the subject and detecting the position detection magnetic field and outputting a plurality of detection signals, respectively, and opposite to the detection target region of the detection body with respect to the plurality of detection coils
  • a metal plate that is disposed in a range that covers at least the opening surfaces of the plurality of detection coils and that can generate a magnetic field by the action of the magnetic field for position detection, and the plurality of outputs that are respectively output from the plurality of detection coils
  • a magnetic field correction unit that corrects a measurement value of the detection signal using a magnetic field component generated by the metal plate by the action of the magnetic field for position detection, and measurement values of the plurality of detection signals corrected by the magnetic field correction unit.
  • it comprises a position calculating unit for calculating the position and direction of at least
  • the position detection system further includes at least one magnetic field generation member capable of generating a magnetic field by the action of the position detection magnetic field, and the metal plate is disposed between the at least one magnetic field generation member and the plurality of detection coils. And it is arrange
  • the detection body at the symmetrical position is A value of a detection signal at each position of the plurality of detection coils of the generated magnetic field, and correction is performed by subtracting the correction component from a measurement value of the plurality of detection signals, respectively. To do.
  • the position calculation unit corrects the theoretical value of the position detection magnetic field estimated to be generated by the detection body at the position of the detection body calculated immediately before, and the magnetic field correction unit corrects the position detection system.
  • An evaluation value based on a difference from measured values of a plurality of detection signals is calculated, and at least one of the position and the direction of the detection body is updated so that the evaluation value becomes small.
  • the at least one magnetic field generating member is a metal frame of a bed on which the subject is placed.
  • the detector is a capsule endoscope including an imaging unit that generates an image signal by imaging the inside of the subject.
  • the guidance system includes the position detection system, and the position detection magnetic field generated by the magnetic field generation unit of the detection body introduced into the subject is an alternating magnetic field having a predetermined frequency.
  • a permanent magnet is further provided inside, and a guidance device for guiding the detection body by generating a magnetic field acting on the permanent magnet is further provided.
  • a metal plate is disposed between at least one magnetic field generating member and a plurality of detection coils, and the measurement values of the plurality of detection signals output by the plurality of detection coils are used as the action of the position detection magnetic field.
  • the correction is performed using the magnetic field component generated by the metal plate, so that it is possible to suppress the influence of the magnetic field that can be generated by at least one magnetic field generating member and perform accurate position detection.
  • 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 schematic diagram illustrating the configuration of the magnetic field detection device and the arithmetic device illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a position detection method of the capsule endoscope.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a position detection method according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a method of calculating a magnetic field correction component.
  • FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a method of calculating a magnetic field correction component.
  • 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. 8 is a schematic diagram for explaining a method of calculating a magnetic field correction component.
  • FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the guidance system according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing an example of the internal structure of the capsule endoscope shown in FIG.
  • FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the guidance magnetic field generation device and the guidance magnetic field control device illustrated in FIG. 9.
  • a capsule endoscope that is orally introduced into a subject and images the inside of the digestive tract of the subject as one form of a detection object to be detected by the position detection system.
  • the present invention is not limited to these embodiments. That is, the present invention relates to, for example, a capsule endoscope that moves in the lumen from the esophagus of the subject to the anus, a capsule medical device that delivers a drug or the like into the subject, and a pH sensor that measures the pH in the subject.
  • the present invention can be applied to position detection of a capsule medical device including a marker, a marker indicating a radiation irradiation position in a radiation inspection system, and a marker indicating a radiation irradiation position in an ultrasonic irradiation system.
  • 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.
  • a position detection system 1 according to Embodiment 1 includes a capsule endoscope 10 as a detector that generates a magnetic field for position detection, a metal frame 20, and a metal frame.
  • a bed 21 on which a subject into which the capsule endoscope 10 is inserted is supported, and a position detection magnetic field generated by the capsule endoscope 10 is detected.
  • the capsule endoscope 10 based on the detection signal output from the magnetic field detection device 30 that outputs the detection signal, the metal plate 25 disposed between the bed 21 and the magnetic field detection device 30, and the magnetic field detection device 30.
  • an arithmetic device 40 that performs arithmetic processing such as position detection.
  • the magnetic field detection device 30 is output from each of the detection coils C n and a coil unit 31 including a plurality of detection coils C n for detecting a position detection magnetic field and a panel 33 that supports these detection coils C n .
  • a signal processing unit 32 that performs signal processing on the detection signal.
  • a region where the position of the capsule endoscope 10 can be detected by the coil unit 31 is a detection target region R.
  • the detection target region R is a three-dimensional region including a range in which the capsule endoscope 10 can move within the subject, and is set in advance in a predetermined region on the bed 21. Based on the detection target region R, the position where the plurality of detection coils C n are arranged, the strength of the position detection magnetic field generated by the capsule endoscope 10, and the like are set in advance.
  • the position detection system 1 includes a receiving device 50 that receives a signal wirelessly transmitted from the capsule endoscope 10, an image in the subject captured by the capsule endoscope 10, and the capsule endoscope 10.
  • a display device 60 that displays position information and the like may be further included.
  • the receiving device 50 receives signals by a plurality of receiving antennas 51 arranged on the body surface of the subject, for example.
  • 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 100 that is formed in a size that can be easily introduced into a subject, and is housed in the casing 100 so that the inside of the subject can be seen.
  • the image pickup unit 11 that picks up an image and obtains an image pickup signal, and controls the operation of each part of the capsule endoscope 10 including the image pickup unit 11 and performs predetermined signal processing on the image pickup signal acquired by the image pickup unit 11.
  • a control unit 12 that performs the transmission, a transmission unit 13 that wirelessly transmits the imaging signal subjected to signal processing, a magnetic field generation unit 14 that generates an alternating magnetic field as a magnetic field for position detection of the capsule endoscope 10, And a power supply unit 15 that supplies power to each unit of the endoscope 10.
  • the housing 100 is an outer case formed in a size that can be introduced into the organ of a subject.
  • the casing 100 includes a cylindrical casing 101 having a cylindrical shape, and dome-shaped casings 102 and 103 having a dome shape, and the opening ends on both sides of the cylindrical casing 101 are connected to a dome-shaped casing having a dome shape. This is realized by closing with the bodies 102 and 103.
  • the cylindrical housing 101 is formed of a colored member that is substantially opaque to visible light.
  • at least one of the dome-shaped casings 102 and 103 (the dome-shaped casing 102 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 102 side, but two imaging units 11 may be provided.
  • the dome-shaped casing 103 is also transparent. It is formed by an optical member.
  • Such a casing 100 includes 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 includes an illumination unit 111 such as an LED, an optical system 112 such as a condenser lens, and an imaging element 113 such as a CMOS image sensor or a CCD.
  • the illumination unit 111 emits illumination light such as white light to the imaging field of the imaging element 113 and illuminates the subject in the imaging field through the dome-shaped housing 102.
  • the optical system 112 focuses the reflected light from the imaging field of view on the imaging surface of the imaging element 113 to form an image.
  • the image sensor 113 converts reflected light (optical signal) from the imaging field received on the imaging surface into an electrical signal and outputs it as an image signal.
  • the control unit 12 operates the imaging unit 11 at a predetermined imaging frame rate and causes the illumination unit 111 to emit light in synchronization with the imaging timing.
  • 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, acquires image data and related information that have been 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 includes a magnetic field generation coil 141 that forms part of a resonance circuit and generates a magnetic field when current flows, and a capacitor 142 that forms a resonance circuit together with the magnetic field generation coil 141. In response to this power supply, an alternating magnetic field having a predetermined frequency is generated as a position detection magnetic field.
  • the power supply unit 15 is a power storage unit such as a button type battery or a capacitor, and has a switch unit such as a magnetic switch or an optical switch.
  • the power supply unit 15 switches the power supply on / off state by a magnetic field applied from the outside.
  • Unit 11, control unit 12, and transmission unit 13) as appropriate.
  • the power supply part 15 stops the electric power supply to each structure part of the capsule endoscope 10 in the OFF state.
  • the frame 20 is formed of a metal such as stainless steel in consideration of durability against a load due to the subject or the bed. That is, the frame 20 is a magnetic field generating member (first magnetic field generating member) that can generate a magnetic field by the action of a magnetic field for position detection generated by the capsule endoscope 10.
  • first magnetic field generating member first magnetic field generating member
  • the metal plate 25 has a parallel plate shape and is inserted between the frame 20 and the coil unit 31 in a range that covers at least the open surfaces of all the detection coils C n .
  • the metal plate 25 is also a member that can generate a magnetic field by the action of a magnetic field for position detection generated by the capsule endoscope 10.
  • the kind of metal forming the metal plate 25 is not particularly limited.
  • an eddy current is generated by the action of the position detection magnetic field generated by the capsule endoscope 10, and a magnetic field is generated from the frame 20 by the action of the eddy current.
  • this magnetic field may affect the detection signals of the position detection magnetic fields output from the plurality of detection coils C n, it is difficult to estimate this influence.
  • the portion of the frame 20 in the vicinity of the placement surface on the floor has a complicated shape in order to ensure the strength, so that it is more difficult to estimate the influence of the generated magnetic field.
  • a metal plate 25 is inserted between the portion near the arrangement surface and the plurality of detection coils C n .
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the magnetic field detection device 30 and the arithmetic device 40 shown in FIG.
  • the magnetic field detection device 30 includes a coil unit 31 in which a plurality of detection coils C n are disposed, and a signal processing unit 32 that processes detection signals output from the detection coils C n .
  • Each detection coil C n is formed of a cylindrical coil in which a coil wire is wound in a coil spring shape, and has, for example, an opening diameter of about 30 to 40 mm and a height of about 5 mm. Each detection coil C n generates a current corresponding to the magnetic field distributed at its position, and outputs this current to the signal processing unit 32 as a magnetic field detection signal. These detection coils C n are disposed on the main surface of a flat panel 33 formed of a non-metallic material such as resin.
  • the signal processing unit 32 includes a plurality of signal processing channels Ch n corresponding to the plurality of detection coils C n , respectively.
  • Each signal processing channel Ch n includes an amplification unit 321 that amplifies the detection signal output from the detection coil C n, an A / D conversion unit (A / D) 322 that digitally converts the amplified detection signal, and digital conversion An FFT processing unit (FFT) 323 that performs fast Fourier transform processing on the detected signal, and outputs a measurement value of the detection signal.
  • FFT FFT
  • the arithmetic device 40 is configured by a general-purpose computer such as a personal computer or a workstation, and detects the position and direction of the capsule endoscope 10 based on the detection signal of the position detection magnetic field output from the signal processing unit 32. Based on the arithmetic processing and the image signal received via the receiving device 50, arithmetic processing for generating an image in the subject is executed.
  • the arithmetic unit 40 based on the measurement value of the detection signal output from each signal processing channel Ch n , corrects the magnetic field to be subtracted from the measurement value, that is, the magnetic field caused by the frame 20 and the metal plate 25. Based on the corrected measurement value, the correction component calculation unit 401 that calculates the component, the magnetic field correction unit 402 that calculates the true value of the measurement value of the magnetic field by subtracting the correction component from the measurement value of the magnetic field, and the capsule type A position calculation unit 403 that calculates at least one of the position and direction of the endoscope 10.
  • the arithmetic device 40 is wirelessly transmitted from the storage unit 404 that stores information on the position and direction of the capsule endoscope 10 calculated by the position calculation unit 403 and the capsule endoscope 10, and is received by the receiving device 50 (
  • the image processing unit 405 generates image data by performing predetermined image processing on the received image signal (see FIG. 1), and outputs the position and direction information and image data stored in the storage unit 404.
  • a unit 406 information regarding the position and direction of the capsule endoscope 10 is collectively referred to simply as position information.
  • the storage unit 404 is realized by using a storage medium and a writing / reading device that store information in a rewritable manner such as a flash memory or a hard disk. In addition to the position information and image data described above, the storage unit 404 stores various programs and various parameters for controlling each unit of the arithmetic device 40, a position detection calculation program for the capsule endoscope 10, and an image processing program. To do.
  • the receiving device 50 selects the receiving antenna 51 having the highest receiving strength with respect to the radio signal transmitted from the capsule endoscope 10 among the plurality of receiving antennas 51 provided outside the subject, and selects the selected receiving antenna.
  • An image signal and related information are acquired by performing demodulation processing or the like on the radio signal received via the antenna 51.
  • the display device 60 includes various displays such as liquid crystal and organic EL, and information such as the in-vivo image of the subject and the position and direction of the capsule endoscope 10 based on the position information and image data generated by the arithmetic device 40. Is displayed on the screen.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a position detection method of the capsule endoscope 10.
  • the origin (0, 0, 0) is set above the metal plate 25 on the arrangement surface of the detection coil C n arranged via the panel 33 (see FIG. 1).
  • the distance between the arrangement surface of the detection coil C n and the surface of the metal plate 25 is Z plate .
  • FIG. 5 is a flowchart showing the position detection method according to the first embodiment.
  • the flowchart shown in FIG. 5 is a process when a plurality of detection coils C n detect a position detection magnetic field generated at a certain timing and output measurement values of one set of detection signals. Is shown.
  • step S ⁇ b > 100 the arithmetic device 40 (see FIG. 3) acquires from the magnetic field detection device 30 the measurement value of the magnetic field detection signal detected by each detection coil C n .
  • each signal processing channel Ch n amplifies and A / D converts the detection signal output from the corresponding detection coil C n.
  • And FFT processing and output to the arithmetic unit 40 Measurements Bm n output from each signal processing channel Ch n is input to the compensation value calculation unit 401 and the magnetic field correction section 402.
  • These measurements Bm n includes a component of the position detection magnetic field the capsule endoscope 10 is generated, and a magnetic field component generated from the metal plate 25 by the action of the position detection magnetic field.
  • the correction value calculation unit 401 calculates a correction component of the magnetic field should subtracted from the measured value Bm n.
  • This correction component corresponds to a magnetic field component generated from the metal plate 25 by the action of the position detection magnetic field.
  • 6 to 8 are schematic diagrams for explaining a method of calculating a magnetic field correction component.
  • FIG. 6 shows a magnetic field distribution in the case where there is no metal component serving as an interference source for the position detection magnetic field B capsule generated by the capsule endoscope 10.
  • a vector M shown in FIG. 6 represents the direction of the capsule endoscope 10.
  • the magnetic field B plate is generated from the surface of the metal plate 25 by the action of the position detecting magnetic field B capsule, it is distorted position-detection magnetic field B capsule due to the influence of the magnetic field B plate.
  • the distorted position detection magnetic field B capsule is present in a magnetic field generation source 10 ′ similar to the capsule endoscope 10 that exists in a line-symmetric position with respect to the surface of the metal plate 25. It can be regarded as being influenced by the generated magnetic field B capsule '.
  • the vector M c shown in FIG. 8 represents the orientation of the magnetic field source 10 '.
  • the distribution of the magnetic field B capsule ′ generated by the magnetic field generation source 10 ′ is almost equal to the distribution of the position detection magnetic field B capsule in a distorted state. Therefore, a magnetic field generating source 10 'field B capsule that occurs' as a correction magnetic field, by correcting the subtracted from the measured value Bm n of the detection signal, the position-detection magnetic field in a state in which the metal plate 25 does not exist an interference source B capsule (see FIG. 6) can be calculated.
  • the correction component Bc n for correcting the measured value Bm n is given by the following equation (1).
  • the vector r c is a vector directed to the magnetic field generating source 10 'from the detection coil C n, as shown in FIG. 4, a case relative to the origin (0,0,0) Detection coil C Using the position vector P n of n and the position vector P c of the magnetic field generation source 10 ′, the following expression (2) is given.
  • each component of the position vector P c of the magnetic field generation source 10 ′ is based on the latest position (X, Y, Z) of the capsule endoscope 10 calculated immediately before by the position calculation unit 403, as follows. It is set as follows. In addition, when the estimation calculation of the position of the capsule endoscope 10 is performed first, a preset initial value is used as the latest position (X, Y, Z) of the capsule endoscope 10.
  • the vector Mc is a direction vector representing the direction of the magnetic field generation source 10 ′.
  • Component of the vector M representing the orientation of the capsule endoscope 10 (m x, m y, m z)
  • the components of the vector M c is given as (m x, m y, -m z).
  • the magnetic field correction section 402 uses the correction component Bc n of the calculated magnetic field in step S101, the detection coil C n to correct the measured value Bm n of the magnetic field detected.
  • the corrected measurement value Bmc n is given by the following equation (3).
  • Bmc n Bm n ⁇ Bc n (3)
  • the position calculating unit 403 based on the latest position and direction of the capsule endoscope 10, calculates the theoretical value Bi n of the position detecting magnetic field at the position of each sensing coil C n.
  • the theoretical value Bi n is given by the following equation (4).
  • the vector r is a vector from the detection coil C n toward the estimated position of the capsule endoscope 10, and as shown in FIG. 4, the origin r (0, 0, 0) is used as a reference.
  • the position vector P n of the detection coil C n and a position vector P of the capsule endoscope 10 is given by the following equation (5).
  • the position calculating unit 403 calculates the measured value Bmc n of the position detecting magnetic field after the correction, and a theoretical value Bi n of the position detecting magnetic field, the evaluation value S given by the following equation (6) To do.
  • step S105 the position calculating unit 403, as the evaluation value S becomes smaller, and updates the position of the capsule endoscope 10 (X, Y, Z) and orientation (m x, m y, m z) a .
  • the position calculation unit 403 determines whether or not the evaluation value S is equal to or less than a preset evaluation value threshold value. As this threshold, a smaller value difference to the extent causes regarded as margin of error between the measured value Bm n and the theoretical value Bi n of the position detecting magnetic field is set. When the evaluation value S is less than the threshold value, it is determined that the evaluation value S is sufficiently small.
  • step S106 When the evaluation value S is larger than the threshold value (step S106: No), the process returns to step S101.
  • step S101 the updated position (X, Y, Z) and orientation (m x, m y, m z) correction component Bc n using calculated in step S105.
  • step S106 when the evaluation value S is equal to or less than the threshold (step S106: Yes), the position calculating unit 403, updated position in step S105 (X, Y, Z) of the update amount ⁇ r and direction (m x, m y, It is determined whether or not the update amount ⁇ m of m z ) is equal to or less than a threshold value set for each (step S107).
  • Update amount ⁇ r and direction of update amount Delta] m position, a difference of each component of the position between the pre-update and post-update ( ⁇ X, ⁇ Y, ⁇ Z), the difference of each component in the direction ( ⁇ m x, ⁇ m y , ⁇ m z ) is given by the following equations (7) and (8).
  • ⁇ r ⁇ ( ⁇ X 2 + ⁇ Y 2 + ⁇ Z 2 )
  • ⁇ m ⁇ ( ⁇ m x 2 + ⁇ m y 2 + ⁇ m z 2) ...
  • the threshold value for determining the update amount ⁇ r and the threshold value for determining the update amount ⁇ m small values are set so that the update amounts ⁇ r and ⁇ m can be considered as error ranges.
  • step S107 When at least one of the update amounts ⁇ r and ⁇ m is larger than the threshold (step S107: No), the process returns to step S101.
  • step S101 the updated position (X, Y, Z) and orientation (m x, m y, m z) correction component Bc n using calculated in step S105.
  • step S107 when both of the update amounts ⁇ r and ⁇ m are equal to or smaller than the threshold (step S107: Yes), the position and direction updated in step S105 are determined as the position and direction of the capsule endoscope 10 at the timing (step). S108). This position and direction are stored in the storage unit 404 as position information of the capsule endoscope 10. Thereafter, the process ends.
  • the first embodiment there is a magnetic field interference source in which it is difficult to estimate the influence on the position detection magnetic field of the capsule endoscope 10 like the frame 20. Also, by inserting a metal plate 25 between the sensing coil C n and the frame 20, it is possible to easily estimate the effect on the position-detection magnetic field. Therefore, the measurement value detected by each detection coil C n is corrected by a simple calculation, and the position and direction of the capsule endoscope 10 can be accurately detected using the corrected measurement value.
  • the capsule endoscope 10 is described as an example of the detection object that is the detection target of the position and direction, but the detection object is not limited to this.
  • a marker indicating the radiation irradiation position may be used as a detection body, and the position detection system according to the first embodiment may be incorporated in this test system.
  • the marker which shows the irradiation position and direction of an ultrasonic wave in a ultrasonic irradiation system may be used as a detection body, and the position detection system concerning this Embodiment 1 may be incorporated in this ultrasonic irradiation system.
  • the position detection system according to the first embodiment can be applied as long as a magnetic field generation unit that generates a position detection magnetic field can be provided in the detection body.
  • FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the guidance system according to the second embodiment of the present invention.
  • the guidance system 2 according to the second embodiment includes a capsule endoscope 10A instead of the capsule endoscope 10 in addition to the position detection system 1 shown in FIG.
  • the magnetic field generator 70 for guidance and the magnetic field controller 80 for guidance are further provided.
  • the configurations and operations of the magnetic field detection device 30, the arithmetic device 40, the reception device 50, and the display device 60 are the same as those in the first embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing an example of the internal structure of the capsule endoscope 10A.
  • the capsule endoscope 10A further includes a permanent magnet 16 with respect to the capsule endoscope 10 shown in FIG.
  • the configuration and operation of each part of the capsule endoscope 10A other than the permanent magnet 16 are the same as those in the first embodiment.
  • the permanent magnet 16 is for enabling the capsule endoscope 10 ⁇ / b> A to be guided by a magnetic field applied from the outside, and the housing 16 has a magnetization direction inclined with respect to the long axis La of the housing 100. It is fixedly arranged inside the body 100. In the second embodiment, as indicated by an arrow, the permanent magnet 16 is arranged so that the magnetization direction is orthogonal to the long axis La. The permanent magnet 16 operates following a magnetic field applied from the outside, and as a result, guidance of the capsule endoscope 10A by the guidance magnetic field generator 70 is realized.
  • the guidance magnetic field generation device 70 and the guidance magnetic field control device 80 generate a guidance magnetic field for changing at least one of the position and direction of the capsule endoscope 10A introduced into the subject.
  • the direction of the capsule endoscope 10A is the inclination (inclination angle) of the long axis La of the capsule endoscope 10A with respect to the gravity direction axis (Z axis) and the rotation of the long axis La around the Z axis. It is represented by an angle (azimuth).
  • FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the guidance magnetic field generation device 70 and the guidance magnetic field control device 80.
  • the guidance magnetic field generator 70 includes a permanent magnet (hereinafter referred to as an external permanent magnet) 71 that generates a magnetic field, and a magnet drive unit 72 that changes the position and direction of the external permanent magnet 71.
  • the magnet driving unit 72 includes a plane position changing unit 721, a vertical position changing unit 722, an elevation angle changing unit 723, and a turning angle changing unit 724.
  • the extracorporeal permanent magnet 71 is realized by a bar magnet having a rectangular parallelepiped shape, for example. In the initial state, the extracorporeal permanent magnet 71 is arranged such that one of four surfaces parallel to its magnetization direction is parallel to a horizontal plane (a plane orthogonal to the direction of gravity).
  • the plane position changing unit 721 is a translation mechanism that translates the extracorporeal permanent magnet 71 in a horizontal plane (XY plane). That is, the extracorporeal permanent magnet 71 is moved in the horizontal plane while the relative position of the two magnetic poles magnetized in the extracorporeal permanent magnet 71 is secured.
  • the vertical position changing unit 722 is a translation mechanism that translates the extracorporeal permanent magnet 71 along the gravitational direction (Z direction). That is, the extracorporeal permanent magnet 71 is moved in the vertical direction while the relative position of the two magnetic poles magnetized in the extracorporeal permanent magnet 71 is secured.
  • the elevation angle changing unit 723 changes the angle of the magnetization direction with respect to the horizontal plane by rotating the extracorporeal permanent magnet 71 in a vertical plane including the magnetization direction of the extracorporeal permanent magnet 71. That is, the elevation angle changing unit 723 rotates the extracorporeal permanent magnet 71 around the axis Y C in the Y direction that is parallel to the capsule facing surface PL and orthogonal to the magnetization direction and passes through the center of the extracorporeal permanent magnet 71.
  • the turning angle changing unit 724 rotates the extracorporeal permanent magnet 71 with respect to the Z axis Zm passing through the center of the extracorporeal permanent magnet 71.
  • the guidance magnetic field control device 80 includes an operation input unit 81 and a control unit 82.
  • the operation input unit 81 is configured by an input device such as a joystick, a console with various buttons and switches, and a keyboard, and inputs a signal corresponding to an operation performed from the outside to the control unit 82.
  • the operation input unit 81 sends an operation signal for changing at least one of the position and direction of the capsule endoscope 10A introduced into the subject to the control unit 82 in accordance with an operation performed by the user. input.
  • the control unit 82 generates a control signal corresponding to the operation signal input from the operation input unit 81 and outputs the control signal to the guidance magnetic field generator 70.
  • the magnet driving unit 72 is driven under the control of the guiding magnetic field control device 80 to translate the extracorporeal permanent magnet 71 in the horizontal or vertical direction, and the extracorporeal permanent magnet 71. Is rotated or swiveled to change the direction of the extracorporeal permanent magnet 71. Following the movement of the extracorporeal permanent magnet 71, the capsule endoscope 10A is guided.
  • the induction magnetic field generator 70 when the induction magnetic field generator 70 is provided in the vicinity of the metal plate 25, a nonmagnetic metal such as aluminum is used as the metal plate 25. Thereby, the influence of the metal plate 25 on the guiding magnetic field can be eliminated, and the capsule endoscope 10A can be guided in accordance with the user's intention.
  • the size of the metal plate 25 only needs to cover at least the movable range of the extracorporeal permanent magnet 71 that guides the capsule endoscope 10A.
  • the capsule endoscope 10A moves following the extracorporeal permanent magnet 71, if the movable range of the extracorporeal permanent magnet 71 can be covered by the metal plate 25, the extracorporeal permanent magnet 71 and the external permanent magnet 71 are driven. This is because the influence of the magnet drive unit 72 on the magnetic field for position detection can be concentrated on the metal plate 25, so that it can be considered that the interference source is only the parallel plate-shaped metal plate 25. It becomes.
  • the guiding magnetic field generator 70 for guiding the capsule endoscope 10A even when the guiding magnetic field generator 70 for guiding the capsule endoscope 10A is provided, the guiding magnetic field generator 70 and the detection coil C are provided. By inserting the metal plate 25 between n , it is possible to easily estimate the influence on the position detection magnetic field and detect the position and direction of the capsule endoscope 10A with high accuracy.
  • Embodiments 1 and 2 of the present invention 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 and second 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

位置検出システム１は、位置検出用磁界を発生する磁界発生部が内部に設けられたカプセル型内視鏡１０と、位置検出用磁界を検出して検出信号を出力する複数の検出コイルＣnと、複数の検出コイルＣnに対してカプセル型内視鏡１０の検出対象領域の反対側であって、複数の検出コイルＣnの開口面を覆う範囲に配置され、位置検出用磁界の作用により磁界を発生し得る金属板２５と、演算装置４０とを備える。演算装置４０は、複数の検出コイルＣnからそれぞれ出力された複数の検出信号の測定値を、金属板２５が発生する磁界成分を用いて補正する磁界補正部と、該磁界補正部が補正した複数の検出信号の測定値を用いて、カプセル型内視鏡１０の位置及び方向の少なくとも一方を算出する位置算出部とを備える。これにより、位置検出システムにおいて金属部材が用いられている場合でも、精度の良い位置検出を行うことができる位置検出システム等を提供する。

Description

位置検出システム及び誘導システム
　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及び方向を検出する位置検出システム及び誘導システムに関する。
　近年、被検体内に導入され、被検体に関する種々の情報を取得する、或いは被検体に薬剤を投与するカプセル型医療装置が開発されている。一例として、被検体の消化管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、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の画像データを順次無線送信する。
　また、このようなカプセル型医療装置を検知体として位置検出を行うシステムも開発されている。例えば特許文献１には、電力を供給することにより磁界を発生する磁界発生コイルを内蔵するカプセル型医療装置と、磁界発生コイルが発生した磁界を被検体外において検出する磁界検出用コイルとを備え、磁界検出用コイルが検出した磁界の強度に基づいてカプセル型医療装置の位置検出演算を行う位置検出システムが開示されている。以下、磁界検出用コイルを単に検出コイルという。
特開２００８－１３２０４７号公報
　位置検出システムを構成するフレームや各種筐体には、金属部材が用いられることが多い。例えば、カプセル型医療装置を被検体内に導入して検査を行うシステムにおいて、被検体を載置するベッドのフレームは、強度や加工性等の要求から、通常、金属により作製されている。
　しかしながら、カプセル型医療装置が発生する磁界に基づいて位置検出を行う場合、金属部材が磁界に対する干渉源となるため、検出コイルが検出した磁界の検出信号に干渉磁界の成分が混ざってしまう。その結果、カプセル型医療装置の位置検出精度が低下してしまうという問題がある。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、位置検出システムにおいて金属部材が用いられている場合であっても、精度の良い位置検出を行うことができる位置検出システム及び誘導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、位置検出用磁界を発生する磁界発生部が内部に設けられ、被検体内に導入される検知体と、前記被検体の外部に配設され、前記位置検出用磁界を検出して複数の検出信号をそれぞれ出力する複数の検出コイルと、前記複数の検出コイルに対して前記検知体の検出対象領域の反対側であって、少なくとも前記複数の検出コイルの開口面を覆う範囲に配置され、前記位置検出用磁界の作用により磁界を発生し得る金属板と、前記複数の検出コイルからそれぞれ出力された前記複数の検出信号の測定値を、前記位置検出用磁界の作用により前記金属板が発生する磁界成分を用いて補正する磁界補正部と、前記磁界補正部が補正した前記複数の検出信号の測定値を用いて、前記検知体の位置及び方向の少なくとも一方を算出する位置算出部と、を備えることを特徴とする。
　上記位置検出システムは、前記位置検出用磁界の作用により磁界を発生し得る少なくとも１つの磁界発生部材をさらに備え、前記金属板は前記少なくとも１つの磁界発生部材と前記複数の検出コイルとの間であって、少なくとも前記複数の検出コイルの開口面を覆う範囲に配置される、ことを特徴とする。
　上記位置検出システムにおいて、前記磁界補正部は、前記金属板に対して前記検知体の最新の位置と対称の位置に前記検知体が存在すると仮定した場合に、当該対称の位置における前記検知体が発生する磁界の前記複数の検出コイルそれぞれの位置における検出信号の値を補正成分として算出し、前記複数の検出信号の測定値から前記補正成分をそれぞれ減算することにより補正を行う、ことを特徴とする。
　上記位置検出システムにおいて、前記位置算出部は、直前に算出された前記検知体の位置において前記検知体が発生すると推定される前記位置検出用磁界の理論値と、前記磁界補正部が補正した前記複数の検出信号の測定値との差分に基づく評価値を算出し、該評価値が小さくなるように前記検知体の位置及び方向の少なくとも一方を更新する、ことを特徴とする。
　上記位置検出システムにおいて、前記少なくとも１つの磁界発生部材は、前記被検体を載置するベッドの金属製のフレームである、ことを特徴とする。
　上記位置検出システムにおいて、前記検知体は、前記被検体内を撮像することにより画像信号を生成する撮像部を備えるカプセル型内視鏡である、ことを特徴とする。
　本発明に係る誘導システムは、前記位置検出システムを備え、被検体内に導入される検知体の磁界発生部が発生する位置検出用磁界は、所定の周波数の交番磁界であり、前記検知体の内部に永久磁石がさらに設けられ、前記永久磁石に作用する磁界を発生することにより前記検知体を誘導する誘導装置をさらに備える、ことを特徴とする。
　本発明によれば、少なくとも１つの磁界発生部材と複数の検出コイルとの間に金属板を配置し、複数の検出コイルがそれぞれ出力した複数の検出信号の測定値を、位置検出用磁界の作用により上記金属板が発生する磁界成分を用いて補正するので、少なくとも１つの磁界発生部材が発生し得る磁界の影響を抑制し、精度の良い位置検出を行うことが可能となる。
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に示す磁界検出装置及び演算装置の構成を示す模式図である。 図４は、カプセル型内視鏡の位置検出方法を説明するための模式図である。 図５は、本発明の実施の形態１に係る位置検出方法を示すフローチャートである。 図６は、磁界の補正成分の算出方法を説明するための模式図である。 図７は、磁界の補正成分の算出方法を説明するための模式図である。 図８は、磁界の補正成分の算出方法を説明するための模式図である。 図９は、本発明の実施の形態２に係る誘導システムの構成例を示す模式図である。 図１０は、図９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１１は、図９に示す誘導用磁界発生装置及び誘導用磁界制御装置の構成例を示す模式図である。
　以下に、本発明の実施の形態に係る位置検出システム及び誘導システムについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態においては、位置検出システムが検出対象とする検知体の一形態として、被検体内に経口にて導入されて被検体の消化管内を撮像するカプセル型内視鏡を例示するが、これら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、被検体内に薬剤等を配送するカプセル型医療装置、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、放射線による検査システムにおいて放射線の照射位置を示すマーカー、超音波照射システムにおいて超音波の照射位置を示すマーカー等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、位置検出用の磁界を発生する検知体としてのカプセル型内視鏡１０と、金属製のフレーム２０と、この金属製のフレーム２０に支持され、カプセル型内視鏡１０が挿入される被検体を載置するベッド２１と、ベッド２１の下部に配置され、カプセル型内視鏡１０が発生した位置検出用磁界を検出して検出信号を出力する磁界検出装置３０と、ベッド２１と磁界検出装置３０との間に配置された金属板２５と、磁界検出装置３０が出力した検出信号に基づいてカプセル型内視鏡１０の位置検出等の演算処理を行う演算装置４０と、を備える。
　このうち、磁界検出装置３０は、位置検出用磁界を検出する複数の検出コイルＣn及びこれらの検出コイルＣnを支持するパネル３３を含むコイルユニット３１と、各検出コイルＣnから出力された検出信号に信号処理を施す信号処理部３２とを有する。コイルユニット３１によりカプセル型内視鏡１０の位置を検出可能な領域が、検出対象領域Ｒである。検出対象領域Ｒは、被検体内でカプセル型内視鏡１０が移動可能な範囲を含む３次元領域であり、ベッド２１上の所定の領域に予め設定されている。この検出対象領域Ｒに基づいて、複数の検出コイルＣnが配置される位置や、カプセル型内視鏡１０が発生する位置検出用磁界の強度等が予め設定されている。
　また、位置検出システム１は、カプセル型内視鏡１０から無線送信された信号を受信する受信装置５０と、カプセル型内視鏡１０が撮像した被検体内の画像やカプセル型内視鏡１０の位置情報等を表示する表示装置６０とをさらに備えても良い。この場合、受信装置５０は、例えば被検体の体表面に配置される複数の受信アンテナ５１によって信号を受信する。
　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１００と、該筐体１００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部１１と、撮像部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、撮像部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の位置検出用磁界として交番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１００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る。筐体１００は、円筒形状をなす筒状筐体１０１と、ドーム形状をなすドーム状筐体１０２、１０３とを有し、筒状筐体１０１の両側開口端を、ドーム形状をなすドーム状筐体１０２、１０３によって塞ぐことによって実現される。筒状筐体１０１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１０２、１０３の少なくとも一方（図２においては撮像部１１側であるドーム状筐体１０２）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１０２側にのみ撮像部１１を１つ設けているが、撮像部１１を２つ設けても良く、この場合、ドーム状筐体１０３も透明な光学部材によって形成される。このような筐体１００は、撮像部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。
　撮像部１１は、ＬＥＤ等の照明部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１１３とを有する。照明部１１１は、撮像素子１１３の撮像視野に白色光等の照明光を発光して、ドーム状筐体１０２越しに撮像視野内の被検体を照明する。光学系１１２は、この撮像視野からの反射光を撮像素子１１３の撮像面に集光して結像させる。撮像素子１１３は、撮像面において受光した撮像視野からの反射光（光信号）を電気信号に変換し、画像信号として出力する。
　制御部１２は、所定の撮像フレームレートで撮像部１１を動作させると共に、撮像のタイミングと同期して、照明部１１１を発光させる。また、制御部１２は、撮像部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から交番磁界を発生させる。
　送信部１３は、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、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磁界発生コイル１４１と、該磁界発生コイル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番磁界を位置検出用磁界として発生する。
　電源部１５は、ボタン型電池や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等のスイッチ部を有する。電源部１５は、磁気スイッチを有する構成とした場合、外部から印加された磁界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カプセル型内視鏡１０の各構成部（撮像部１１、制御部１２、及び送信部１３）に適宜供給する。また、電源部１５は、オフ状態の場合に、カプセル型内視鏡１０の各構成部への電力供給を停止する。
　再び図１を参照すると、フレーム２０は、被検体やベッドによる荷重に対する耐久性を考慮して、ステンレス等の金属によって形成されている。即ち、フレーム２０は、カプセル型内視鏡１０が発生する位置検出用磁界の作用により磁界を発生し得る磁界発生部材（第１の磁界発生部材）である。
　金属板２５は平行平板状をなし、フレーム２０とコイルユニット３１との間において、少なくとも全ての検出コイルＣnの開口面を覆う範囲に挿入されている。この金属板２５も、カプセル型内視鏡１０が発生する位置検出用磁界の作用により磁界を発生し得る部材である。金属板２５を形成する金属の種類は特に限定されない。
　ここで、フレーム２０においては、カプセル型内視鏡１０が発生する位置検出用磁界の作用により渦電流が発生し、この渦電流の作用により、フレーム２０から磁界が発生する。この磁界は、複数の検出コイルＣnから出力される位置検出用磁界の検出信号に影響を与える可能性があるが、この影響を見積もることは困難である。特に、フレーム２０のうちの床への配置面付近の部分は、強度を確保するため複雑な形状になっているので、発生する磁界の影響の見積もりはさらに困難となる。
　そこで、本実施の形態１においては、複数の検出コイルＣnに対してカプセル型内視鏡１０の検出対象領域Ｒの反対側に位置するフレーム２０の部分、特にフレーム２０のうちの床への配置面付近の部分と複数の検出コイルＣnとの間に金属板２５を挿入している。それにより、カプセル型内視鏡１０側から複数の検出コイルＣnを見たとき、位置検出用磁界に影響を与える干渉源は金属板２５のみと見做せるようにしている。干渉源が平行平板状の金属板２５のみであると見做し、この金属板２５の形状を単純化することにより、金属板２５が位置検出用磁界に与える影響、即ち干渉磁界を、簡単な演算で見積もることができるようになる。それにより、見積もった干渉磁界をもとに検出信号を補正することが可能となる。
　図３は、図１に示す磁界検出装置３０及び演算装置４０の構成を示す模式図である。磁界検出装置３０は、複数の検出コイルＣnが配設されたコイルユニット３１と、各検出コイルＣnから出力された検出信号を処理する信号処理部３２とを備える。ここで、添え字ｎは、個々の検出コイルを表す番号であり、図３の場合、ｎ＝１～１６である。
　各検出コイルＣnは、コイル線材をコイルバネ状に巻回した筒型コイルからなり、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。各検出コイルＣnが、自身の位置に分布する磁界に応じた電流を発生し、この電流を磁界の検出信号として信号処理部３２に出力する。これらの検出コイルＣnは、樹脂等の非金属材料によって形成された平面状をなすパネル３３の主面上に配設されている。
　信号処理部３２は、複数の検出コイルＣnにそれぞれ対応する複数の信号処理チャネルＣｈnを備える。各信号処理チャネルＣｈnは、検出コイルＣnから出力された検出信号を増幅する増幅部３２１と、増幅された検出信号をディジタル変換するＡ／Ｄ変換部（Ａ／Ｄ）３２２と、ディジタル変換された検出信号に対して高速フーリエ変換処理を施すＦＦＴ処理部（ＦＦＴ）３２３とを備え、検出信号の測定値を出力する。
　演算装置４０は、例えばパーソナルコンピュータやワークステーション等の汎用コンピュータによって構成され、信号処理部３２から出力された位置検出用磁界の検出信号に基づき、カプセル型内視鏡１０の位置及び方向を検出する演算処理や、受信装置５０を介して受信された画像信号に基づき、被検体内の画像を生成する演算処理を実行する。
　詳細には、演算装置４０は、各信号処理チャネルＣｈnから出力された検出信号の測定値に基づいて、測定値から差し引くべき磁界の補正成分、即ち、フレーム２０及び金属板２５に起因する磁界成分を算出する補正成分算出部４０１と、磁界の測定値から補正成分を差し引くことにより、磁界の測定値の真値を算出する磁界補正部４０２と、補正された測定値に基づいて、カプセル型内視鏡１０の位置及び方向の少なくとも一方を算出する位置算出部４０３とを備える。
　また、演算装置４０は、位置算出部４０３が算出したカプセル型内視鏡１０の位置及び方向に関する情報等を記憶する記憶部４０４と、カプセル型内視鏡１０から無線送信され、受信装置５０（図１参照）が受信した画像信号に対して所定の画像処理を施すことにより画像データを生成する画像処理部４０５と、記憶部４０４に記憶された位置及び方向に関する情報や画像データを出力する出力部４０６とをさらに備える。以下、カプセル型内視鏡１０の位置及び方向に関する情報をまとめて、単に位置情報ともいう。
　記憶部４０４は、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書込読取装置を用いて実現される。記憶部４０４は、上述した位置情報や画像データの他、演算装置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や、カプセル型内視鏡１０の位置検出演算プログラムや、画像処理プログラムを記憶する。
　受信装置５０は、被検体外に設けられた複数の受信アンテナ５１のうち、カプセル型内視鏡１０から送信される無線信号に対して最も受信強度の高い受信アンテナ５１を選択し、選択した受信アンテナ５１を介して受信した無線信号に対して復調処理等を施すことにより、画像信号及び関連情報を取得する。
　表示装置６０は、液晶や有機ＥＬ等の各種ディスプレイを含み、演算装置４０において生成された位置情報や画像データに基づき、被検体の体内画像やカプセル型内視鏡１０の位置や方向等の情報を画面表示する。
　次に、実施の形態１に係る位置検出方法を説明する。図４は、カプセル型内視鏡１０の位置検出方法を説明するための模式図である。以下においては、金属板２５の上方に、パネル３３（図１参照）を介して配設された検出コイルＣnの配設面上に原点（０，０，０）を取る。検出コイルＣnの配設面と金属板２５の表面との距離は、Ｚplateである。
　図５は、本実施の形態１に係る位置検出方法を示すフローチャートである。図５に示すフローチャートは、カプセル型内視鏡１０があるタイミングで発生した位置検出用磁界を、複数の検出コイルＣnがそれぞれ検出して１セットの検出信号の測定値を出力した場合の処理を示している。
　まず、ステップＳ１００において、演算装置４０（図３参照）は、各検出コイルＣnが検出した磁界の検出信号の測定値を磁界検出装置３０から取得する。詳細には、各検出コイルＣnが磁界を検出して検出信号を出力すると、各信号処理チャネルＣｈnは、対応する検出コイルＣnから出力された検出信号に対して増幅、Ａ／Ｄ変換、及びＦＦＴ処理を施し、演算装置４０に出力する。各信号処理チャネルＣｈnから出力された測定値Ｂｍnは、補正成分算出部４０１及び磁界補正部４０２に入力される。これらの測定値Ｂｍnは、カプセル型内視鏡１０が発生した位置検出磁界の成分と、この位置検出磁界の作用により金属板２５から発生した磁界成分とを含んでいる。
　続くステップＳ１０１において、補正成分算出部４０１は、ステップＳ１００において取得した測定値Ｂｍnをもとに、この測定値Ｂｍnから差し引くべき磁界の補正成分を算出する。この補正成分は、位置検出用磁界の作用により金属板２５から発生した磁界成分に相当する。図６～図８は、磁界の補正成分の算出方法を説明するための模式図である。
　図６は、カプセル型内視鏡１０が発生する位置検出用磁界Ｂcapsuleに対して干渉源となる金属構成物が存在しない場合における磁界分布を示している。なお、図６に示すベクトルＭは、カプセル型内視鏡１０の向きを表す。
　これに対し、図７に示すように、位置検出用磁界Ｂcapsuleに対して干渉源となる平行平板状の金属板２５が存在している場合を考える。この場合、位置検出用磁界Ｂcapsuleの作用により金属板２５の表面から磁界Ｂplateが発生し、この磁界Ｂplateの影響により位置検出用磁界Ｂcapsuleが歪んでしまう。
　図８に示すように、歪んだ状態の位置検出用磁界Ｂcapsuleは、金属板２５の表面に対して線対称な位置に存在する、カプセル型内視鏡１０と同様の磁界発生源１０’が発生する磁界Ｂcapsule’の影響を受けたものと見做すことができる。なお、図８に示すベクトルＭcは、磁界発生源１０’の向きを表す。
　磁界発生源１０’が発生する磁界Ｂcapsule’の分布は、歪んだ状態の位置検出用磁界Ｂcapsuleの分布とほぼ等しい。そこで、磁界発生源１０’が発生した磁界Ｂcapsule’を補正磁界として、検出信号の測定値Ｂｍnから差し引く補正を行うことにより、干渉源である金属板２５が存在しない状態における位置検出用磁界Ｂcapsule（図６参照）を算出することができる。
　磁界発生源１０’が存在すると仮定した場合、各測定値Ｂｍnを補正するための補正成分Ｂｃnは、次式（１）によって与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　式（１）において、ベクトルｒcは検出コイルＣnから磁界発生源１０’に向かうベクトルであり、図４に示すように、原点（０，０，０）を基準とした場合の検出コイルＣnの位置ベクトルＰnと、磁界発生源１０’の位置ベクトルＰcとを用いて、次式（２）によって与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　このうち、磁界発生源１０’の位置ベクトルＰcの各成分は、位置算出部４０３により直前に算出されたカプセル型内視鏡１０の最新の位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に基づき、以下のとおり設定される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 なお、カプセル型内視鏡１０の位置の推定演算を最初に行う場合には、カプセル型内視鏡１０の最新の位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）として、予め設定された初期値が用いられる。
　また、式（１）において、ベクトルＭcは、磁界発生源１０’の向きを表す方向ベクトルである。カプセル型内視鏡１０の向きを表すベクトルＭの成分を（ｍx，ｍy，ｍz）とすると、ベクトルＭcの成分は（ｍx，ｍy，－ｍz）として与えられる。
　続くステップＳ１０２において、磁界補正部４０２は、ステップＳ１０１において算出された磁界の補正成分Ｂｃnを用いて、検出コイルＣnが検出した磁界の測定値Ｂｍnを補正する。補正後の測定値Ｂｍｃnは、次式（３）によって与えられる。
　　　Ｂｍｃn＝Ｂｍn－Ｂｃn　…（３）
　続くステップＳ１０３において、位置算出部４０３は、カプセル型内視鏡１０の最新の位置及び方向に基づいて、各検出コイルＣnの位置における位置検出用磁界の理論値Ｂｉnを算出する。理論値Ｂｉnは、次式（４）によって与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　式（４）において、ベクトルｒは検出コイルＣnからカプセル型内視鏡１０の推定位置に向かうベクトルであり、図４に示すように、原点（０，０，０）を基準とした場合の検出コイルＣnの位置ベクトルＰnと、カプセル型内視鏡１０の位置ベクトルＰとを用いて、次式（５）によって与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　続くステップＳ１０４において、位置算出部４０３は、補正後の位置検出用磁界の測定値Ｂｍｃnと、位置検出用磁界の理論値Ｂｉnとから、次式（６）によって与えられる評価値Ｓを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　続くステップＳ１０５において、位置算出部４０３は、評価値Ｓが小さくなるように、カプセル型内視鏡１０の位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）及び方向（ｍx，ｍy，ｍz）を更新する。
　続くステップＳ１０６において、位置算出部４０３は、評価値Ｓが予め設定された評価値の閾値以下であるか否かを判定する。この閾値としては、位置検出用磁界の測定値Ｂｍnと理論値Ｂｉnとの差異が誤差の範囲と見做せる程度に小さい値が設定される。評価値Ｓが閾値未満である場合、評価値Ｓは十分に小さいと判定される。
　評価値Ｓが閾値よりも大きい場合（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、処理はステップＳ１０１に戻る。この場合、ステップＳ１０１においては、ステップＳ１０５において更新された位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）及び方向（ｍx，ｍy，ｍz）を用いて補正成分Ｂｃnが算出される。
　一方、評価値Ｓが閾値以下である場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、位置算出部４０３は、ステップＳ１０５において更新した位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の更新量Δｒ及び方向（ｍx，ｍy，ｍz）の更新量Δｍが、それぞれに対して設定された閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。位置の更新量Δｒ及び方向の更新量Δｍは、更新前と更新後との間における位置の各成分の差分を（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）、方向の各成分の差分を（Δｍx，Δｍy，Δｍz）とすると、次式（７）、（８）によって与えられる。
　　　Δｒ＝√（ΔＸ2＋ΔＹ2＋ΔＺ2）　…（７）
　　　Δｍ＝√（Δｍx 2＋Δｍy 2＋Δｍz 2）　…（８）
　また、更新量Δｒを判定するための閾値及び更新量Δｍを判定するための閾値としては、更新量Δｒ、Δｍが誤差の範囲と見做せる程度に小さい値がそれぞれ設定される。
　更新量Δｒ、Δｍの少なくとも一方が閾値よりも大きい場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、処理はステップＳ１０１に戻る。この場合、ステップＳ１０１においては、ステップＳ１０５において更新された位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）及び方向（ｍx，ｍy，ｍz）を用いて補正成分Ｂｃnが算出される。
　一方、更新量Δｒ、Δｍの両方が閾値以下である場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０５において更新した位置及び方向を、そのタイミングにおけるカプセル型内視鏡１０の位置及び方向として決定する（ステップＳ１０８）。この位置及び方向が、カプセル型内視鏡１０の位置情報として記憶部４０４に記憶される。その後、処理は終了する。
　以上説明したように、本実施の形態１によれば、フレーム２０のように、カプセル型内視鏡１０の位置検出用磁界に対する影響を見積もることが困難な磁界干渉源が存在する場合であっても、フレーム２０と検出コイルＣnとの間に金属板２５を挿入することにより、位置検出用磁界に対する影響を容易に見積もることができるようになる。従って、各検出コイルＣnが検出した測定値を簡素な演算により補正し、補正された測定値を用いて、カプセル型内視鏡１０の位置及び方向を精度良く検出することが可能となる。
　上記実施の形態１においては、位置及び方向の検出対象である検知体の例としてカプセル型内視鏡１０を挙げたが、検知体はこれに限定されない。例えば、放射線を被検体に照射することにより検査を行う検査システムにおいて放射線の照射位置を示すマーカーを検知体とし、この検査システムに本実施の形態１に係る位置検出システムを組み込んでも良い。或いは、超音波照射システムにおいて超音波の照射位置や方向を示すマーカーを検知体とし、この超音波照射システムに本実施の形態１に係る位置検出システムを組み込んでも良い。いずれにしても、位置検出用磁界を発生する磁界発生部を検知体に設けることができれば、本実施の形態１に係る位置検出システムを適用することが可能である。
（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９は、本発明の実施の形態２に係る誘導システムの構成例を示す模式図である。図９に示すように、本実施の形態２に係る誘導システム２は、図１に示す位置検出システム１に対し、カプセル型内視鏡１０の代わりにカプセル型内視鏡１０Ａを備えると共に、誘導用磁界発生装置７０及び誘導用磁界制御装置８０をさらに備える。磁界検出装置３０、演算装置４０、受信装置５０、及び表示装置６０の構成及び動作は、実施の形態１と同様である。
　図１０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１０に示すように、カプセル型内視鏡１０Ａは、図２に示すカプセル型内視鏡１０に対し、永久磁石１６をさらに備える。永久磁石１６以外のカプセル型内視鏡１０Ａの各部の構成及び動作は、実施の形態１と同様である。
　永久磁石１６は、外部から印加される磁界によるカプセル型内視鏡１０Ａの誘導を可能にするためのものであり、磁化方向が筐体１００の長軸Ｌａに対して傾きを持つように、筐体１００の内部に固定配置されている。本実施の形態２においては、矢印で示すように、磁化方向が長軸Ｌａに対して直交するように永久磁石１６を配置している。永久磁石１６は、外部から印加された磁界に追従して動作し、この結果、誘導用磁界発生装置７０によるカプセル型内視鏡１０Ａの誘導が実現する。
　誘導用磁界発生装置７０及び誘導用磁界制御装置８０は、被検体内に導入されたカプセル型内視鏡１０Ａの位置及び方向の少なくとも一方を変化させるための誘導用磁界を発生する。ここで、カプセル型内視鏡１０Ａの方向は、重力方向の軸（Ｚ軸）に対するカプセル型内視鏡１０Ａの長軸Ｌａの傾き（傾斜角）及び、該Ｚ軸回りの長軸Ｌａの回転角（方位角）によって表される。
　図１１は、誘導用磁界発生装置７０及び誘導用磁界制御装置８０の構成例を示す模式図である。図１１に示すように、誘導用磁界発生装置７０は、磁界を発生する永久磁石（以下、体外永久磁石という）７１と、該体外永久磁石７１の位置及び方向を変化させる磁石駆動部７２とを備える。このうち、磁石駆動部７２は、平面位置変更部７２１、鉛直位置変更部７２２、仰角変更部７２３、及び旋回角変更部７２４を有する。
　体外永久磁石７１は、例えば直方体形状を有する棒磁石によって実現される。体外永久磁石７１は、初期状態において、自身の磁化方向と平行な４つの面の内の１つの面が水平面（重力方向と直交する面）と平行になるように配置される。
　平面位置変更部７２１は、体外永久磁石７１を水平面（ＸＹ面）内において並進させる並進機構である。即ち、体外永久磁石７１において磁化された２つの磁極の相対位置が確保された状態のままで、体外永久磁石７１を水平面内で移動させる。
　鉛直位置変更部７２２は、体外永久磁石７１を重力方向（Ｚ方向）に沿って並進させる並進機構である。即ち、体外永久磁石７１において磁化された２つの磁極の相対位置が確保された状態のままで、体外永久磁石７１を鉛直方向に沿って移動させる。
　仰角変更部７２３は、体外永久磁石７１の磁化方向を含む鉛直面内において、体外永久磁石７１を回転させることにより、水平面に対する磁化方向の角度を変化させる。即ち、仰角変更部７２３は、カプセル対向面ＰＬと平行且つ磁化方向と直交し、体外永久磁石７１の中心を通るＹ方向の軸ＹC回りに体外永久磁石７１を回転させる。
　旋回角変更部７２４は、体外永久磁石７１の中心を通るＺ方向の軸Ｚｍに対して体外永久磁石７１を回転させる。
　誘導用磁界制御装置８０は、操作入力部８１及び制御部８２を備える。操作入力部８１は、ジョイスティック、各種ボタンやスイッチを備えた操作卓、キーボード等の入力デバイスによって構成され、外部からなされる操作に応じた信号を制御部８２に入力する。具体的には、操作入力部８１は、ユーザによりなされる操作に従って、被検体内に導入されたカプセル型内視鏡１０Ａの位置と方向との少なくともいずれかを変化させる操作信号を制御部８２に入力する。
　制御部８２は、操作入力部８１から入力される操作信号に応じた制御信号を生成し、誘導用磁界発生装置７０に出力する。
　カプセル型内視鏡１０Ａを誘導する場合には、誘導用磁界制御装置８０の制御の下で磁石駆動部７２を駆動し、体外永久磁石７１を水平又は鉛直方向に並進させると共に、体外永久磁石７１を回転又は旋回させることにより、体外永久磁石７１の方向を変化させる。このような体外永久磁石７１の動きに追随して、カプセル型内視鏡１０Ａが誘導される。
　図９に示すように、金属板２５の近傍に誘導用磁界発生装置７０を設ける場合、金属板２５としては、アルミニウム等の非磁性体の金属を用いる。それにより、誘導用磁界に対する金属板２５の影響を排除し、ユーザの意図に沿ったカプセル型内視鏡１０Ａの誘導を行うことができる。
　また、金属板２５の大きさは、カプセル型内視鏡１０Ａを誘導する体外永久磁石７１の可動範囲を少なくとも覆うことができれば良い。上述したように、カプセル型内視鏡１０Ａは体外永久磁石７１に追随して移動するので、体外永久磁石７１の可動範囲を金属板２５でカバーすることができれば、体外永久磁石７１及びこれを駆動する磁石駆動部７２が位置検出用磁界に与える影響を金属板２５に集約させることができるからであり、それにより、干渉源が平行平板状の金属板２５のみであると見做すことが可能となる。
　以上説明したように、本実施の形態２によれば、カプセル型内視鏡１０Ａを誘導するための誘導用磁界発生装置７０を設ける場合であっても、誘導用磁界発生装置７０と検出コイルＣnとの間に金属板２５を挿入することにより、位置検出用磁界に対する影響を容易に見積もり、カプセル型内視鏡１０Ａの位置及び方向を精度良く検出することが可能となる。
　上述した本発明の実施の形態１及び２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、上記実施の形態１及び２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、さら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　位置検出システム
　２　誘導システム
　１０、１０Ａ　カプセル型内視鏡
　１０’　磁界発生源
　１１　撮像部
　１２　制御部
　１３　送信部
　１４　磁界発生部
　１５　電源部
　１６　永久磁石
　２０　フレーム
　２５　金属板
　３０　磁界検出装置
　３１　コイルユニット
　３２　信号処理部
　３３　パネル
　４０　演算装置
　５０　受信装置
　５１　受信アンテナ
　６０　表示装置
　７０　誘導用磁界発生装置
　７１　体外永久磁石
　７２　磁石駆動部
　８０　誘導用磁界制御装置
　８１　操作入力部
　８２　制御部
　１００　筐体
　１０１　筒状筐体
　１０２、１０３　ドーム状筐体
　１１１　照明部
　１１２　光学系
　１１３　撮像素子
　１４１　磁界発生コイル
　１４２　コンデンサ
　３２１　増幅部
　３２２　Ａ／Ｄ変換部（Ａ／Ｄ）
　３２３　ＦＦＴ処理部（ＦＦＴ）
　４０１　補正成分算出部
　４０２　磁界補正部
　４０３　位置算出部
　４０４　記憶部
　４０５　画像処理部
　４０６　出力部
　７２１　平面位置変更部
　７２２　鉛直位置変更部
　７２３　仰角変更部
　７２４　旋回角変更部

Claims (7)

  1. 　位置検出用磁界を発生する磁界発生部が内部に設けられ、被検体内に導入される検知体と、
    　前記被検体の外部に配設され、前記位置検出用磁界を検出して複数の検出信号をそれぞれ出力する複数の検出コイルと、
    　前記複数の検出コイルに対して前記検知体の検出対象領域の反対側であって、少なくとも前記複数の検出コイルの開口面を覆う範囲に配置され、前記位置検出用磁界の作用により磁界を発生し得る金属板と、
    　前記複数の検出コイルからそれぞれ出力された前記複数の検出信号の測定値を、前記位置検出用磁界の作用により前記金属板が発生する磁界成分を用いて補正する磁界補正部と、
    　前記磁界補正部が補正した前記複数の検出信号の測定値を用いて、前記検知体の位置及び方向の少なくとも一方を算出する位置算出部と、
    を備えることを特徴とする位置検出システム。
  2. 　前記位置検出用磁界の作用により磁界を発生し得る少なくとも１つの磁界発生部材をさらに備え、
    　前記金属板は前記少なくとも１つの磁界発生部材と前記複数の検出コイルとの間であって、少なくとも前記複数の検出コイルの開口面を覆う範囲に配置される、
    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. 　前記磁界補正部は、
    　前記金属板に対して前記検知体の最新の位置と対称の位置に前記検知体が存在すると仮定した場合に、当該対称の位置における前記検知体が発生する磁界の前記複数の検出コイルそれぞれの位置における検出信号の値を補正成分として算出し、
    　前記複数の検出信号の測定値から前記補正成分をそれぞれ減算することにより補正を行う、
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の位置検出システム。
  4. 　前記位置算出部は、直前に算出された前記検知体の位置において前記検知体が発生すると推定される前記位置検出用磁界の理論値と、前記磁界補正部が補正した前記複数の検出信号の測定値との差分に基づく評価値を算出し、該評価値が小さくなるように前記検知体の位置及び方向の少なくとも一方を更新する、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. 　前記少なくとも１つの磁界発生部材は、前記被検体を載置するベッドの金属製のフレームである、ことを特徴とする請求項２に記載の位置検出システム。
  6. 　前記検知体は、前記被検体内を撮像することにより画像信号を生成する撮像部を備えるカプセル型内視鏡である、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の位置検出システム。
  7. 　請求項１～６のいずれか１項に記載の位置検出システムを備え、
    　被検体内に導入される検知体の磁界発生部が発生する位置検出用磁界は、所定の周波数の交番磁界であり、
    　前記検知体の内部に永久磁石がさらに設けられ、
    　前記永久磁石に作用する磁界を発生することにより前記検知体を誘導する誘導装置をさらに備える、
    ことを特徴とする誘導システム。
PCT/JP2016/060226 2015-07-24 2016-03-29 位置検出システム及び誘導システム WO2017017999A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201680003439.7A CN106999004B (zh) 2015-07-24 2016-03-29 位置检测系统以及引导系统
JP2016565511A JP6064109B1 (ja) 2015-07-24 2016-03-29 位置検出システム及び誘導システム
US15/498,559 US20170224423A1 (en) 2015-07-24 2017-04-27 Position detection system and guidance system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015146844 2015-07-24
JP2015-146844 2015-07-24

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US15/498,559 Continuation US20170224423A1 (en) 2015-07-24 2017-04-27 Position detection system and guidance system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017017999A1 true WO2017017999A1 (ja) 2017-02-02

Family

ID=57884298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/060226 WO2017017999A1 (ja) 2015-07-24 2016-03-29 位置検出システム及び誘導システム

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20170224423A1 (ja)
CN (1) CN106999004B (ja)
WO (1) WO2017017999A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107529948B (zh) * 2015-12-02 2019-11-15 奥林巴斯株式会社 位置检测系统和位置检测系统的工作方法
CN109324298B (zh) * 2018-09-06 2020-05-15 北京理工大学 一种基于检测阵列运动规划的磁源磁场信号检测方法
US11944388B2 (en) 2018-09-28 2024-04-02 Covidien Lp Systems and methods for magnetic interference correction
US20220248943A1 (en) * 2019-06-17 2022-08-11 Shenzhen Sibernetics Co., Ltd. Magnetic control device of capsule endoscope and method for controlling movement of capsule endoscope in tissue cavity
CN112336295A (zh) * 2019-08-08 2021-02-09 上海安翰医疗技术有限公司 磁性胶囊内窥镜的控制方法、装置、存储介质、电子装置
CN112493970B (zh) * 2020-11-30 2021-10-22 元化智能科技(深圳)有限公司 无线胶囊内窥镜的追踪定位方法及系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004174244A (ja) * 2002-11-22 2004-06-24 Biosense Inc 動的金属の補償
JP2008132047A (ja) * 2006-11-27 2008-06-12 Olympus Corp 位置検出システム、医療装置誘導システムおよび位置検出方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5752513A (en) * 1995-06-07 1998-05-19 Biosense, Inc. Method and apparatus for determining position of object
US6233476B1 (en) * 1999-05-18 2001-05-15 Mediguide Ltd. Medical positioning system
US6493573B1 (en) * 1999-10-28 2002-12-10 Winchester Development Associates Method and system for navigating a catheter probe in the presence of field-influencing objects
US6528991B2 (en) * 2001-07-03 2003-03-04 Ascension Technology Corporation Magnetic position measurement system with field containment means
US20060264732A1 (en) * 2005-05-05 2006-11-23 Chunwu Wu System and method for electromagnetic navigation in the vicinity of a metal object
US7835785B2 (en) * 2005-10-04 2010-11-16 Ascension Technology Corporation DC magnetic-based position and orientation monitoring system for tracking medical instruments
EP1998702A2 (en) * 2006-03-29 2008-12-10 Stryker Corporation Shielded surgical navigation system that determines the position and orientation of the tracked object with real and virtual dipoles
EP2005208B1 (en) * 2006-03-31 2017-08-16 Koninklijke Philips N.V. System for local error compensation in electromagnetic tracking systems
JP5243750B2 (ja) * 2007-08-09 2013-07-24 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 医療装置誘導システム、作動方法および医療装置誘導システムで用いるルックアップテーブルの作成方法
CN102421349B (zh) * 2009-03-10 2015-08-12 奥林巴斯医疗株式会社 位置检测系统以及位置检测方法
CA2733621C (en) * 2010-03-10 2017-10-10 Northern Digital Inc. Multi-field magnetic tracking

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004174244A (ja) * 2002-11-22 2004-06-24 Biosense Inc 動的金属の補償
JP2008132047A (ja) * 2006-11-27 2008-06-12 Olympus Corp 位置検出システム、医療装置誘導システムおよび位置検出方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20170224423A1 (en) 2017-08-10
CN106999004A (zh) 2017-08-01
CN106999004B (zh) 2018-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017017999A1 (ja) 位置検出システム及び誘導システム
JP4150663B2 (ja) 被検体内位置検出システム
JP5974209B1 (ja) 位置検出システム
US10932690B2 (en) Position detection system and operation method of position detection system
WO2010103866A1 (ja) 位置検出システムおよび位置検出方法
JP6121065B2 (ja) 位置検出システム及び位置検出方法
JP2005185497A (ja) 被検体内位置検出システム
US20180035913A1 (en) Position detection system and operation method of position detection system
JP5810246B2 (ja) 位置検出装置及び位置検出システム
US20170181661A1 (en) Position detection system and guidance system
US20180008131A1 (en) Guidance apparatus and capsule medical apparatus guidance system
JP4373204B2 (ja) 被検体内位置検出システム
JP6064109B1 (ja) 位置検出システム及び誘導システム
WO2016167042A1 (ja) カプセル型医療装置誘導システム
JP5797362B1 (ja) 位置検出システム
JP6058236B1 (ja) 位置検出システム及び誘導システム
JP6022134B1 (ja) 位置検出システム及びカプセル型医療装置誘導システム
JP2006034678A (ja) 被検体内方位検出システム

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016565511

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16830104

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16830104

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1