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JP4472410B2 - Capsule type medical device position / posture detection system - Google Patents

Capsule type medical device position / posture detection system Download PDF

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JP4472410B2
JP4472410B2 JP2004123565A JP2004123565A JP4472410B2 JP 4472410 B2 JP4472410 B2 JP 4472410B2 JP 2004123565 A JP2004123565 A JP 2004123565A JP 2004123565 A JP2004123565 A JP 2004123565A JP 4472410 B2 JP4472410 B2 JP 4472410B2
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Description

本発明は、体腔内に挿入されるカプセル型医療装置本体の向き及び位置を検出するカプセル型医療装置位置・姿勢検出システムに関する。   The present invention relates to a capsule medical device position / posture detection system that detects the orientation and position of a capsule medical device body inserted into a body cavity.

回転磁界により被検体内を推進させる従来例として、例えば、特開2001−179700号公報がある。上記特開2001−179700号公報には、回転磁界を発生する磁界発生部と、この回転磁界を受けて回転して推力を得るロボット本体と、ロボット本体の位置を検出する位置検出部と、この位置検出部が検出したロボット本体の位置に基づき、ロボット本体を目的地へ到達させる方向へ向けるべく磁界発生部による回転磁界の向きを変更する磁界変更手段とを備えた移動可能なマイクロマシンの移動制御システムが開示されている。   For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-179700 discloses a conventional example in which the inside of a subject is propelled by a rotating magnetic field. In the above Japanese Patent Laid-Open No. 2001-179700, a magnetic field generator that generates a rotating magnetic field, a robot body that receives the rotating magnetic field and rotates to obtain thrust, a position detector that detects the position of the robot body, Movement control of a movable micromachine provided with magnetic field changing means for changing the direction of the rotating magnetic field by the magnetic field generation unit to direct the robot main body in a direction to reach the destination based on the position of the robot main body detected by the position detection unit A system is disclosed.

上記マイクロマシンの移動制御システムに用いられている位置検出部は、マイクロマシンに内蔵された磁石による磁界を磁気センサにより検知して上記マイクロマシンの位置を割り出している。
特開2001−179700号公報
A position detection unit used in the movement control system of the micromachine detects a magnetic field generated by a magnet built in the micromachine by a magnetic sensor and determines the position of the micromachine.
JP 2001-179700 A

しかしながら、上記特開2001−179700号公報に記載のマイクロマシンの移動制御システムに用いられている位置検出部は、上記マイクロマシンに回転磁場を与える回転磁界と、上記磁石による磁界とが干渉し(影響し合い)、上記マイクロマシンの向き及び位置を正確に検出することが困難である。   However, the position detection unit used in the movement control system of the micromachine described in JP-A-2001-179700 interferes with (influences) the rotating magnetic field that gives the rotating magnetic field to the micromachine and the magnetic field by the magnet. In addition, it is difficult to accurately detect the orientation and position of the micromachine.

本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、カプセル型医療装置本体を磁気誘導する回転磁界に影響することなく、正確にカプセル型医療装置本体の向き及び位置を検出できるカプセル型医療装置位置・姿勢検出システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described points, and is a capsule medical device that can accurately detect the orientation and position of the capsule medical device body without affecting the rotating magnetic field that magnetically guides the capsule medical device body. An object is to provide a position / posture detection system.

本発明の一態様によるカプセル型医療装置位置・姿勢検出システムは、生体内に挿入されるカプセル型医療装置本体と、前記カプセル型医療装置本体に設けられたマグネットと、前記カプセル型医療装置本体に設けられた共振回路を構成するカプセル内コイルと、前記生体の周りに配置され、前記カプセル内コイルに対して誘導磁界を発生させるための交流磁界を発生する励磁用コイルと、前記生体の周りに配置され、前記交流磁界により前記カプセル内コイルが発生した誘導磁界の磁界強度を検出する少なくとも一つの検出用コイルと、前記生体の周りに配置され、前記マグネットに作用する回転磁界を発生し、前記カプセル型医療装置本体を誘導する回転磁界発生装置と、を有し、前記回転磁界発生装置により発生する回転磁界の周波数と、前記共振回路の共振周波数とが異なる。
また、本発明の他の態様によるカプセル型医療装置位置・姿勢検出システムは、生体内に挿入されるカプセル型医療装置本体と、前記カプセル型医療装置本体に設けられたマグネットと、前記カプセル型医療装置本体に設けられたマグネットと、前記カプセル型医療装置本体に設けられ共振回路を構成するカプセル内コイルと、前記生体の周りに配置され、前記共振回路を発振させるための発振器と、前記生体の周りに配置され、前記発振器により前記カプセル内コイルが発生した誘導磁界の磁界強度を検出する少なくとも一つの検出用コイルと、前記生体の周りに配置され、前記マグネットに作用する回転磁界を発生し、前記カプセル型医療装置本体を誘導する回転磁界発生装置と、を有し、前記回転磁界発生装置により発生する回転磁界の周波数と、前記共振回路の共振周波数とが異なる。
A capsule medical device position / posture detection system according to one aspect of the present invention includes a capsule medical device body inserted into a living body, a magnet provided in the capsule medical device body, and the capsule medical device body. An encapsulated coil constituting a provided resonance circuit, an excitation coil arranged around the living body and generating an alternating magnetic field for generating an induced magnetic field with respect to the encapsulated coil, and around the living body Arranged at least one detection coil for detecting the magnetic field strength of the induced magnetic field generated by the coil in the capsule by the alternating magnetic field, and arranged around the living body to generate a rotating magnetic field acting on the magnet, A rotating magnetic field generator for guiding the capsule medical device body, and the frequency of the rotating magnetic field generated by the rotating magnetic field generator , It is different from the resonant frequency of the resonant circuit.
A capsule medical device position / posture detection system according to another aspect of the present invention includes a capsule medical device body inserted into a living body, a magnet provided in the capsule medical device body, and the capsule medical device. a magnet provided in the apparatus main body, the capsule in the coil constituting the resonant circuit provided in the capsule medical device main body, is disposed around the living body, an oscillator for oscillating the resonant circuit, of the biological Arranged around the at least one detection coil for detecting the magnetic field strength of the induced magnetic field generated by the coil in the capsule by the oscillator , and arranged around the living body to generate a rotating magnetic field acting on the magnet, A rotating magnetic field generator for guiding the capsule medical device body, and the rotating magnetic field generated by the rotating magnetic field generator Frequency, the resonant frequency of the resonant circuit are different.

本発明のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システムは、カプセル型医療装置本体を磁気誘導する回転磁界に影響することなく、正確にカプセル型医療装置本体の向き及び位置を検出できるという効果を有する。   The capsule medical device position / posture detection system of the present invention has an effect that the orientation and position of the capsule medical device body can be accurately detected without affecting the rotating magnetic field that magnetically guides the capsule medical device body.

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1ないし図22は本発明の第1実施例に係り、図1は第1実施例のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システムの全体構成図、図2は図1のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システムの回路ブロック図、図3はカプセル本体の側面説明図、図4は印加した回転磁界及びこの回転磁界によるカプセル本体の動作を示す概念図、図5は図4の回転磁界に対して印加した振動磁界(偶力発生用磁界)及びこの振動磁界(偶力発生用磁界)によるカプセル本体の動作を示す概念図、図6はカプセル本体に対する位置・姿勢検出装置による位置・姿勢検出の説明図、図7は回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置を示す説明図、図8は図7の回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置の拡大斜視図、図9は図8の回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置の切断図、図10は図8の位置・姿勢検出装置の第1の変形例を示す回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置の斜視図、図11は図10の回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置の切断図、図12は図8の位置・姿勢検出装置の第2の変形例を示す回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置の斜視図、図13は2つに分割可能に構成された回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置を示す概略図、図14は開閉可能に構成された回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置を示す概略図、図15は位置・姿勢検出基板に配置される検出用コイル及び励磁用コイルの配置パターン例を示す説明図であり、図15(A)は位置・姿勢検出基板に配置される検出用コイル及び励磁用コイルの配置パターン例を示す位置・姿勢検出基板の斜視図、図15(B)は図15(A)の回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置の上面図、図16は位置・姿勢検出基板に配置される検出用コイル及び励磁用コイルの他の配置パターン例を示す説明図であり、図16(A)は位置・姿勢検出基板に配置される検出用コイル及び励磁用コイルの他の第1の配置パターン例を示す位置・姿勢検出基板の斜視図、図16(B)は位置・姿勢検出基板に配置される検出用コイル及び励磁用コイルの他の第2の配置パターン例を示す位置・姿勢検出基板の斜視図、図16(C)は位置・姿勢検出基板に配置される検出用コイル及び励磁用コイルの他の第3の配置パターン例を示す位置・姿勢検出基板の斜視図、図17は図10の回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置の概略説明図であり、図17(A)は図10の回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置の外観を示す概略斜視図、図17(B)は図17(A)の回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置の内部構成を示す概略断面図、図18は図12の回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置の概略説明図であり、図18は図12の回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置の外観を示す概略斜視図、図19は図18の回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置の内部構成を示す概略断面図であり、図19(A)は図18の回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置の内部構成を示すA矢視方向の概略断面図、図19(B)は図18の回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置の内部構成を示すB矢視方向の概略断面図、図20は図8の位置・姿勢検出装置の第3の変形例を示す回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置の概略説明図であり、図20(A)は図8の位置・姿勢検出装置の第3の変形例を示す回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置を示す概略斜視図、図20(B)は図20(A)の回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置の内部構成を示すA矢視方向の概略断面図、図21は図8の位置・姿勢検出装置の第4の変形例を示す概略斜視図、図22は図8の位置・姿勢検出装置の第5の変形例を示す概略説明図であり、図22(A)は図8の位置・姿勢検出装置の第5の変形例を示す概略斜視図、図22(B)は図22(A)の位置・姿勢検出装置の内部構成を示す概略断面図である。   1 to 22 relate to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is an overall configuration diagram of a capsule medical device position / posture detection system of the first embodiment, and FIG. 2 is a capsule medical device position / position of FIG. FIG. 3 is a side view of the capsule main body, FIG. 4 is a conceptual diagram showing the applied rotating magnetic field and the operation of the capsule main body by this rotating magnetic field, and FIG. 5 is for the rotating magnetic field of FIG. FIG. 6 is a conceptual diagram showing the applied oscillating magnetic field (couple generating magnetic field) and the operation of the capsule body by this oscillating magnetic field (couple generating magnetic field). FIG. 7 is an explanatory diagram showing a rotating magnetic field generator and a position / orientation detecting device, FIG. 8 is an enlarged perspective view of the rotating magnetic field generating device and the position / orientation detecting device of FIG. 7, and FIG. 9 is a rotating magnetic field generator of FIG. Equipment and position / posture FIG. 10 is a perspective view of a rotating magnetic field generator and a position / posture detector showing a first modification of the position / posture detector of FIG. 8, and FIG. 11 is a perspective view of the rotating magnetic field generator of FIG. FIG. 12 is a cutaway view of the position / posture detection device, FIG. 12 is a perspective view of the rotating magnetic field generator and the position / posture detection device showing a second modification of the position / posture detection device of FIG. 8, and FIG. FIG. 14 is a schematic diagram showing a rotating magnetic field generator and a position / posture detector configured to be openable and closable, and FIG. 15 is a position / posture detector. FIG. 15A is an explanatory diagram showing an example of an arrangement pattern of detection coils and excitation coils arranged on a substrate, and FIG. 15A is an example of an arrangement pattern of detection coils and excitation coils arranged on a position / posture detection substrate. Oblique position / posture detection board FIG. 15B is a top view of the rotating magnetic field generator and the position / posture detection device of FIG. 15A, and FIG. 16 shows other detection coils and excitation coils arranged on the position / posture detection board. FIG. 16A is a perspective view of a position / posture detection board showing another first arrangement pattern example of a detection coil and an excitation coil placed on the position / posture detection board. FIG. 16B is a perspective view of the position / posture detection board showing another second arrangement pattern example of the detection coil and the excitation coil arranged on the position / posture detection board, and FIG. FIG. 17 is a perspective view of the position / posture detection board showing another third arrangement pattern example of the detection coil and the excitation coil arranged on the position / posture detection board, and FIG. 17 shows the rotating magnetic field generator and the position / posture of FIG. FIG. 17 is a schematic explanatory diagram of a detection device, and FIG. ) Is a schematic perspective view showing the external appearance of the rotating magnetic field generator and the position / posture detector of FIG. 10, and FIG. 17B shows the internal configuration of the rotating magnetic field generator and the position / posture detector of FIG. 18 is a schematic cross-sectional view, FIG. 18 is a schematic explanatory view of the rotating magnetic field generator and the position / posture detecting device of FIG. 12, and FIG. 18 is a schematic perspective view showing the appearance of the rotating magnetic field generator and the position / posture detecting device of FIG. 19 is a schematic cross-sectional view showing the internal configuration of the rotating magnetic field generation device and the position / posture detection device of FIG. 18, and FIG. 19A is the internal configuration of the rotating magnetic field generation device and the position / posture detection device of FIG. 19B is a schematic cross-sectional view in the direction of arrow A, FIG. 19B is a schematic cross-sectional view in the direction of arrow B showing the internal configuration of the rotating magnetic field generation device and the position / posture detection device in FIG. 18, and FIG. Rotating magnetism showing a third modification of the position / attitude detection device FIG. 20A is a schematic explanatory diagram of a generation device and a position / posture detection device, and FIG. 20A is a schematic diagram showing a rotating magnetic field generation device and a position / posture detection device showing a third modification of the position / posture detection device of FIG. 20B is a schematic cross-sectional view showing the internal configuration of the rotating magnetic field generator and the position / posture detection device of FIG. 20A, and FIG. 21 is the position / posture detection device of FIG. FIG. 22 is a schematic perspective view showing a fifth modification of the position / posture detection apparatus of FIG. 8, and FIG. 22 (A) is a position / posture detection of FIG. 22 is a schematic perspective view showing a fifth modification of the apparatus, and FIG. 22B is a schematic cross-sectional view showing the internal configuration of the position / posture detection apparatus of FIG.

図1及び図2に示すように、本発明の第1実施例のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システム1は、図示しない患者の体腔内に挿入され、体腔内を撮像するカプセル型内視鏡として機能するカプセル型医療装置本体3(以下、カプセル本体と略記)と、患者の周囲、つまり体外に配置され、カプセル本体3に回転磁界を印加してこのカプセル本体3の向き及び位置を体外から誘導する誘導装置として第1の磁界発生装置である回転磁界発生装置4と、この回転磁界発生装置4に回転磁界を発生させる駆動電流の供給制御を行う磁界制御装置(或いは電源制御装置)5と、患者の体外に配置され、カプセル本体3と無線通信を行う処理を行うと共に、磁界制御装置5を制御して、カプセル本体3に印加される回転磁界の方向や大きさ等を制御する処理を行う処理装置6と、この処理装置6に接続され、カプセル本体3により撮像した画像等を表示する表示装置7と、処理装置6に接続され、術者などの操作者が操作することにより、操作に対応した指示信号を指示入力する操作入力装置8としての、例えば磁界方向の指示信号を発生する方向入力装置8a、操作に対応した回転周波数の回転磁界の指示信号を発生する速度入力装置8b、操作に対応して偏芯した回転磁界の発生など、設定された機能に対応した指示信号を発生する機能ボタン8cとを有する。   As shown in FIGS. 1 and 2, the capsule medical device position / posture detection system 1 according to the first embodiment of the present invention is inserted into a body cavity of a patient (not shown) and images the inside of the body cavity. A capsule-type medical device body 3 (hereinafter abbreviated as a capsule body) and a patient's surroundings, that is, outside the body. A rotating magnetic field is applied to the capsule body 3 to change the orientation and position of the capsule body 3 from outside the body. A rotating magnetic field generating device 4 as a first magnetic field generating device as a guiding device for guiding, a magnetic field control device (or a power supply control device) 5 for controlling the supply of a driving current for causing the rotating magnetic field generating device 4 to generate a rotating magnetic field, and In addition to performing processing for wireless communication with the capsule body 3 that is arranged outside the patient's body, the direction and magnitude of the rotating magnetic field applied to the capsule body 3 are controlled by controlling the magnetic field control device 5. A processing device 6 that performs processing, a display device 7 that is connected to the processing device 6 and displays an image captured by the capsule body 3, and is connected to the processing device 6 and is operated by an operator such as an operator. As an operation input device 8 that inputs an instruction signal corresponding to an operation, for example, a direction input device 8a that generates an instruction signal in a magnetic field direction, a speed input that generates an instruction signal of a rotating magnetic field having a rotation frequency corresponding to the operation The apparatus 8b has a function button 8c for generating an instruction signal corresponding to a set function such as generation of a rotating magnetic field eccentrically corresponding to the operation.

更に、カプセル型医療装置位置・姿勢検出システム1は、カプセル本体3内に内蔵された後述の共振回路40に誘導起電力を発生させるための交流磁界を発生すると共に、この交流磁界によって誘導起電力を発生した共振回路40により発生した磁界を検出してカプセル本体3の長手方向の向き(方向)を検出すると共に位置も検出する磁界検出部としての位置・姿勢検出装置9を設けている。この位置・姿勢検出装置9の詳細構成は、後述する。   Further, the capsule medical device position / posture detection system 1 generates an alternating magnetic field for generating an induced electromotive force in a resonance circuit 40 (described later) built in the capsule body 3, and the induced electromotive force is generated by the alternating magnetic field. A position / posture detection device 9 is provided as a magnetic field detection unit that detects the magnetic field generated by the resonance circuit 40 that generates the signal and detects the direction (direction) of the capsule body 3 in the longitudinal direction and also detects the position. The detailed configuration of the position / posture detection device 9 will be described later.

先ず、カプセル本体3について説明する。
図3に示すように、カプセル本体3はカプセル形状の外装容器11の外周面に回転により推力発生する推力発生構造部となる螺旋状突起(或いはスクリュウ部)12が設けてある。また、この外装容器11で密閉された内部には対物光学系13及びその結像位置に配置された撮像素子14と、撮像を行うために照明する照明素子15(図2参照)等の他に、マグネット16が収納されている。
First, the capsule body 3 will be described.
As shown in FIG. 3, the capsule main body 3 is provided with a spiral projection (or screw portion) 12 serving as a thrust generating structure portion that generates thrust by rotation on the outer peripheral surface of a capsule-shaped outer container 11. In addition to the objective optical system 13 and the imaging element 14 disposed at the imaging position thereof, the illumination element 15 (see FIG. 2) that illuminates to perform imaging, and the like are sealed inside the exterior container 11. The magnet 16 is accommodated.

前記対物光学系13は、円筒状のカプセル本体3の中心軸C上にその光軸が一致するようにして、例えば外装容器11における半球状に透明に形成された先端カバー11aの内側に配置されており、先端カバー11aの中央部分が観察窓17となる。なお、図3では示していないが、照明素子15は対物光学系13の周囲に配置されている。
従って、この場合には、対物光学系13の視野方向は対物光学系13の光軸方向、つまりカプセル本体3の円筒状の中心軸Cに沿った方向となる。
また、カプセル本体3は、例えば外装容器11の後端付近内部に、共振回路40を構成しているカプセル内コイル42が所定の向き、具体的にはカプセル内コイル42がソレノイド状に巻回され、その向きがカプセル本体3の長手方向の向きに設定された状態で収納されている。
The objective optical system 13 is disposed, for example, inside the tip cover 11a formed in a semispherical shape in the outer container 11 so that its optical axis coincides with the central axis C of the cylindrical capsule body 3. The central portion of the tip cover 11a is an observation window 17. Although not shown in FIG. 3, the illumination element 15 is disposed around the objective optical system 13.
Therefore, in this case, the visual field direction of the objective optical system 13 is the optical axis direction of the objective optical system 13, that is, the direction along the cylindrical central axis C of the capsule body 3.
Further, in the capsule body 3, for example, in the vicinity of the rear end of the outer container 11, the capsule coil 42 constituting the resonance circuit 40 is wound in a predetermined direction, specifically, the capsule coil 42 is wound in a solenoid shape. The capsule body 3 is stored in a state in which the direction is set in the longitudinal direction of the capsule body 3.

更に、カプセル本体3内の長手方向の中央付近に配置されたマグネット16は、中心軸Cと直交する方向にN極及びS極が配置されている。この場合、マグネット16の中心は、このカプセル本体3の重心位置に一致するように配置され、外部から磁界を印加した場合にマグネット16に作用する磁気的な力の中心がカプセル本体3の重心位置となり、磁気的にカプセル本体3を円滑に推進させ易い構成にしている。また、マグネット16は、撮像素子14の特定の配置方向に一致するように配置されている。つまり、撮像素子14により撮像された画像が表示される場合の上方向が、マグネット16のS極からN極に向かう方向に設定されている。   Further, the magnet 16 disposed near the center in the longitudinal direction in the capsule body 3 has an N pole and an S pole disposed in a direction orthogonal to the central axis C. In this case, the center of the magnet 16 is arranged so as to coincide with the center of gravity of the capsule body 3, and the center of the magnetic force acting on the magnet 16 when a magnetic field is applied from the outside is the center of gravity of the capsule body 3. Thus, the capsule body 3 can be easily and smoothly propelled magnetically. Further, the magnet 16 is arranged so as to coincide with a specific arrangement direction of the image sensor 14. That is, the upward direction when the image captured by the image sensor 14 is displayed is set to the direction from the south pole to the north pole of the magnet 16.

回転磁界発生装置4により回転磁界をカプセル本体3に印加することにより、マグネット16を磁気的に回転させ、このマグネット16を内部に固定したカプセル本体3をマグネット16と共に回転させ、その際カプセル本体3の外周面に設けた螺旋状突起12は体腔内壁に接触して回転され、カプセル本体3を推進させることができるようにしている。
また、このように、外部磁界によりマグネット16を内蔵したカプセル本体3を制御するようにした場合には、外部磁界の方向からカプセル本体3により撮像された画像の上方向がどの方向であるかを知ることができるようにしている。
By applying a rotating magnetic field to the capsule body 3 by the rotating magnetic field generator 4, the magnet 16 is magnetically rotated, and the capsule body 3 having the magnet 16 fixed inside is rotated together with the magnet 16. The helical projections 12 provided on the outer peripheral surface of the capsule 12 are rotated in contact with the inner wall of the body cavity so that the capsule body 3 can be propelled.
In addition, in this way, when the capsule body 3 including the magnet 16 is controlled by an external magnetic field, it is determined which direction is the upward direction of the image captured by the capsule body 3 from the direction of the external magnetic field. I want to know.

カプセル本体3内には、上述した対物光学系13、撮像素子14、マグネット16の他に図2に示すように、撮像素子14で撮像された信号に対する信号処理を行う信号処理回路20と、この信号処理回路20により生成されたデジタル映像信号を一時記憶するメモリ21と、このメモリ21から読み出した映像信号を高周波信号で変調して無線送信する信号に変換したり、処理装置6から送信される制御信号を復調等する無線回路22と、信号処理回路20等カプセル本体3を制御するカプセル制御回路23と、信号処理回路20等カプセル本体3内部の電気系に動作用の電源を供給する電池24とが収納されている。   In the capsule body 3, in addition to the objective optical system 13, the image sensor 14, and the magnet 16 described above, as shown in FIG. 2, a signal processing circuit 20 that performs signal processing on a signal imaged by the image sensor 14, and this A memory 21 for temporarily storing a digital video signal generated by the signal processing circuit 20, and a video signal read from the memory 21 is modulated with a high-frequency signal to be converted into a radio transmission signal or transmitted from the processing device 6. A radio circuit 22 that demodulates the control signal, a capsule control circuit 23 that controls the capsule body 3 such as the signal processing circuit 20, and a battery 24 that supplies power for operation to the electrical system inside the capsule body 3 such as the signal processing circuit 20. And are stored.

更に、カプセル本体3内には、前記カプセル内コイル42と電気的に接続するコンデンサ41が設けられており、前記カプセル内コイル42と共に共振回路40を構成している。この共振回路40は、前記位置・姿勢検出装置9により交流磁界が発生された場合、この交流磁界により誘導起電力を発生し電流が流れるようになっている。   Further, in the capsule body 3, a capacitor 41 that is electrically connected to the in-capsule coil 42 is provided, and constitutes a resonance circuit 40 together with the in-capsule coil 42. In the resonance circuit 40, when an AC magnetic field is generated by the position / attitude detection device 9, an induced electromotive force is generated by the AC magnetic field, and a current flows.

尚、コイル42は、固有の自己共振周波数を有しており、この自己共振周波数に近い交流磁界を前記位置・姿勢検出装置9より発生させた場合、コンデンサ41がなくとも有効な誘導起電力を発生することができ、コンデンサ41を必要としない。このようにすることにより、コンデンサ41を省略でき、小型化できると共に、構成を簡単にすることができる。   The coil 42 has a unique self-resonance frequency. When an AC magnetic field close to the self-resonance frequency is generated from the position / posture detection device 9, an effective induced electromotive force can be generated without the capacitor 41. The capacitor 41 can be generated. By doing so, the capacitor 41 can be omitted, the size can be reduced, and the configuration can be simplified.

また、このカプセル本体3と無線通信を行う処理装置6は、前記無線回路22と無線通信を行う無線回路25と、無線回路25と接続され、カプセル本体3から送られた画像データに対する画像表示等のデータ処理等を行うデータ処理回路26と、データ処理回路26や電源制御装置5等を制御する制御回路27と、前記電源制御装置5を介して回転磁界発生装置4により発生される回転磁界の状態の情報と方向入力装置8a等による設定の情報を記憶する記憶回路28とを有する。   The processing device 6 that performs wireless communication with the capsule body 3 includes a wireless circuit 25 that performs wireless communication with the wireless circuit 22, an image display for image data transmitted from the capsule body 3, and the like. Of the rotating magnetic field generated by the rotating magnetic field generator 4 via the power control device 5 and the data processing circuit 26 for performing the data processing, the control circuit 27 for controlling the data processing circuit 26, the power control device 5 and the like. It has a storage circuit 28 for storing state information and setting information by the direction input device 8a or the like.

データ処理回路26には表示装置7が接続され、撮像素子14で撮像され、無線回路22、25を経てデータ処理回路26により処理された画像等が表示される。また、このデータ処理回路26はカプセル本体3が回転されながら画像を撮像するので、表示装置7に表示される際の画像の向きを一定の方向に補正する処理を行い、術者が見易い画像を表示できるように画像処理を行う(特願2002−105493号に記載)。
制御回路27には、操作入力装置8を構成する方向入力装置8a、速度入力装置8b等から操作に対応した指示信号が入力され、制御回路27は指示信号に対応した制御動作を行う。
A display device 7 is connected to the data processing circuit 26, and an image or the like captured by the image sensor 14 and processed by the data processing circuit 26 via the wireless circuits 22 and 25 is displayed. Further, since the data processing circuit 26 captures an image while the capsule body 3 is rotated, the data processing circuit 26 performs a process of correcting the orientation of the image when displayed on the display device 7 in a certain direction, so that the operator can easily view the image. Image processing is performed so that it can be displayed (described in Japanese Patent Application No. 2002-105493).
An instruction signal corresponding to the operation is input to the control circuit 27 from the direction input device 8a, the speed input device 8b, and the like constituting the operation input device 8, and the control circuit 27 performs a control operation corresponding to the instruction signal.

また、制御回路27は記憶回路28と接続され、記憶回路28に磁界制御装置5を介して回転磁界発生装置4により発生する回転磁界の向き(回転磁界の磁界回転平面の法線方向)及び磁界の向きの情報を常時記憶するようにしている。その後に、回転磁界の向きや磁界の向きを変化させる操作が行われた場合にも、回転磁界の向きや磁界の向きを連続的に変化させ、円滑に変化させることができるようにしている。なお、記憶回路28を、制御回路27内部に設けるようにしても良い。   In addition, the control circuit 27 is connected to the storage circuit 28, and the direction of the rotating magnetic field generated by the rotating magnetic field generator 4 via the magnetic field controller 5 (the normal direction of the magnetic field rotation plane of the rotating magnetic field) and the magnetic field The direction information is always stored. Thereafter, even when an operation for changing the direction of the rotating magnetic field or the direction of the magnetic field is performed, the direction of the rotating magnetic field or the direction of the magnetic field is continuously changed so that it can be changed smoothly. Note that the memory circuit 28 may be provided inside the control circuit 27.

また、制御回路27と接続された磁界制御装置5は、交流電流を発生すると共に、その周波数や位相を制御する3個の交流電流発生&制御回路からなる交流電流発生&制御部31と、各交流電流をそれぞれ増幅する3個のドライバからなるドライバ部32とを有し、3個のドライバの出力電流は回転磁界発生装置4を構成する3個の電磁石33a、33b、33cにそれぞれ供給される。
この場合、電磁石33a、33b、33cは直交する3軸方向の磁界を発生するように配置されている。例えば、電磁石33a、33b、33cがそれぞれ2つのコイルを有する1組の対向コイルであり、それぞれの磁界発生方向が直交している3軸対向コイル等が考えられる。対向コイルの例としては、患者を間に挟むように配置された2つのヘルムホルツコイル等が考えられる。
尚、本実施例において、後述するように回転磁界発生装置4は、カプセル本体3を誘導するための回転磁界を発生するコイルとして回転磁界発生用ヘルムホルツコイル4Aを備えている(図7参照)。
The magnetic field control device 5 connected to the control circuit 27 generates an alternating current, and also includes an alternating current generation and control unit 31 including three alternating current generation and control circuits that control the frequency and phase thereof, A driver unit 32 including three drivers each amplifying an alternating current, and the output currents of the three drivers are supplied to the three electromagnets 33a, 33b, and 33c constituting the rotating magnetic field generator 4, respectively. .
In this case, the electromagnets 33a, 33b, and 33c are arranged so as to generate magnetic fields in three orthogonal axes. For example, the electromagnets 33a, 33b, and 33c are a pair of opposed coils each having two coils, and a three-axis opposed coil in which the respective magnetic field generation directions are orthogonal can be considered. As an example of the counter coil, two Helmholtz coils arranged so as to sandwich the patient can be considered.
In this embodiment, as will be described later, the rotating magnetic field generator 4 includes a rotating magnetic field generating Helmholtz coil 4A as a coil for generating a rotating magnetic field for guiding the capsule body 3 (see FIG. 7).

カプセル型医療装置位置・姿勢検出システム1は、操作入力装置8を構成する方向入力装置8aを操作することにより、磁界方向の指示信号を発生したり、速度入力装置8bを操作することにより操作に対応した回転周波数の回転磁界の指示信号を発生したり、機能ボタン8cを操作することにより設定した(交流の或いは周期的な)振動磁界を発生することにより、カプセル本体3のマグネット16に対して、カプセル本体3の長手方向の中心軸Cの中心点の周りでその中心軸C自体を回転させるような偶力を発生させることができるようにしている。この場合、中心軸C自体を完全に回転させる前に振動磁界(偶力として作用)の向きを逆方向に変更するように交流ないしは周期的に印加するため、カプセル本体3は傾動或いは振動させられるようになる。なお、方向入力装置8aでは図示しないジョイスティックを進行させたいと望む方向に傾動することにより、その方向にカプセル本体3を移動させるように回転磁界を発生させている。   The capsule medical device position / posture detection system 1 operates by operating the direction input device 8a constituting the operation input device 8 to generate a magnetic field direction instruction signal or by operating the speed input device 8b. By generating a rotating magnetic field instruction signal having a corresponding rotational frequency or by generating an oscillating magnetic field (AC or periodic) set by operating the function button 8c, Further, it is possible to generate a couple that rotates the central axis C itself around the central point of the central axis C in the longitudinal direction of the capsule body 3. In this case, the capsule main body 3 is tilted or vibrated because it is applied alternately or periodically so as to change the direction of the oscillating magnetic field (acting as a couple) in the reverse direction before the central axis C itself is completely rotated. It becomes like this. In the direction input device 8a, a rotating magnetic field is generated so as to move the capsule body 3 in the desired direction by tilting in a desired direction to move a joystick (not shown).

図4は例えば回転磁界の印加時の様子を示しており、カプセル本体3に対して、回転磁界を印加することによりカプセル本体3に内蔵されたマグネット16を回転させることができ、この回転によりカプセル本体3を前進或いは後退させることができる。
図4に示すようにカプセル本体3の長手方向の中心軸Cの方向(図4ではy′)に垂直な回転磁界平面でその回転磁界の極の向きが変化する回転磁界を印加し、カプセル本体3内にその長手方向に垂直な方向に固定されたマグネット16と共にカプセル本体3をその長手方向の周りで回転させ、その回転方向に応じて図3に示した螺旋状突起12により体腔内壁と係合させて前進或いは後退させることができるようにしている。
For example, FIG. 4 shows a state when a rotating magnetic field is applied. By applying a rotating magnetic field to the capsule body 3, the magnet 16 built in the capsule body 3 can be rotated. The main body 3 can be moved forward or backward.
As shown in FIG. 4, a rotating magnetic field in which the direction of the pole of the rotating magnetic field changes in a rotating magnetic field plane perpendicular to the direction of the central axis C in the longitudinal direction of the capsule body 3 (y ′ in FIG. 4) is applied. The capsule body 3 is rotated around the longitudinal direction together with the magnet 16 fixed in the direction perpendicular to the longitudinal direction in the body 3, and the inner wall of the body cavity is engaged by the spiral projection 12 shown in FIG. 3 according to the rotational direction. They can be moved forward or backward.

また、図5は例えば回転磁界に振動磁界(偶力発生用磁界)の印加時の様子を示しており、カプセル本体3に対して、長手方向の中心軸Cの方向(図5ではyz)の周りでマグネット16を揺動(振動)させるように働く振動磁界(偶力発生用磁界)を印加している。
これらにより、カプセル本体3はその長手方向の中心軸Cの周りで回転されると共に、その回転の中心軸Cの方向が傾くように偏心される。つまり、回転する独楽の回転トルクが小さくなり、重力の作用で心棒が揺れるような動作(以下、この動作をジグリング動作と呼ぶ)を行うような状態にできるようにしている。
FIG. 5 shows a state when, for example, an oscillating magnetic field (couple generating magnetic field) is applied to the rotating magnetic field, and the capsule body 3 is in the direction of the central axis C in the longitudinal direction (yz in FIG. 5). An oscillating magnetic field (couple generating magnetic field) that acts to oscillate (vibrate) the magnet 16 around is applied.
As a result, the capsule body 3 is rotated about the longitudinal central axis C and is eccentric so that the direction of the central axis C of the rotation is inclined. In other words, the rotational torque of the spinning top is reduced, and an operation in which the mandrel is shaken by the action of gravity (hereinafter, this operation is referred to as a jiggling operation) can be performed.

このようにして、カプセル本体3をそのカプセル本体3の直径と略同じ程度の管腔内でその管腔の長手方向に沿って進行或いは後退させるような場合には、カプセル本体3をその長手方向の周りで回転させる回転磁界を印加することにより、スムーズに移動させることができる。   In this way, when the capsule body 3 is advanced or retracted along the longitudinal direction of the lumen in a lumen approximately the same as the diameter of the capsule body 3, the capsule body 3 is moved in the longitudinal direction. Can be moved smoothly by applying a rotating magnetic field that rotates around the.

これに対して、管腔の曲がっているような部分で、カプセル本体3が曲がり部分に当たり、単に長手方向の周りで回転させた場合には屈曲している方向にスムーズに移動させにくい場合がある。
そのような場合には、上述のようにカプセル本体3の長手方向の中心軸Cに沿ってその中心の周りで、かつ中心軸Cを回転させるような力が作用するように振動磁界を印加することにより、カプセル本体3をジグリング動作をさせ、ジグリング動作の際の長手方向が管腔の屈曲方向の状態になった場合にその方向にスムーズにカプセル本体3を移動させることができるようにしている。
On the other hand, when the capsule body 3 hits the bent portion at the bent portion of the lumen and is simply rotated around the longitudinal direction, it may be difficult to smoothly move in the bent direction. .
In such a case, as described above, the oscillating magnetic field is applied along the central axis C in the longitudinal direction of the capsule body 3 so that a force that rotates the central axis C acts on the center. Thus, the capsule body 3 is caused to perform a jiggling operation, and when the longitudinal direction in the jiggling operation is in the bending direction of the lumen, the capsule body 3 can be smoothly moved in that direction. .

なお、ジョイスティックを傾動させることにより、現在の進行方向から所望とする任意の方向に回転磁界の向きを制御できるように、カプセル本体3の状態或いは回転磁界の状態を常時把握している。本実施例では、回転磁界の状態(具体的には、回転磁界の向き及び磁界の向き)を記憶回路28に常時記憶するようにしている。   In addition, by tilting the joystick, the state of the capsule body 3 or the state of the rotating magnetic field is always grasped so that the direction of the rotating magnetic field can be controlled from the current traveling direction to a desired arbitrary direction. In this embodiment, the state of the rotating magnetic field (specifically, the direction of the rotating magnetic field and the direction of the magnetic field) is always stored in the storage circuit 28.

具体的には、図2における操作入力装置8における操作の指示信号は制御回路27に入力され、制御回路27は指示信号に対応した回転磁界を発生させる制御信号を磁界制御装置5に出力すると共に、その回転磁界の向き及び磁界の向きの情報を記憶回路28に記憶する。
従って、記憶回路28には、回転磁界発生装置4により発生される回転磁界及びその回転磁界を形成する周期的に変化する磁界の向きの情報が常時記憶されるようになっている。
Specifically, an operation instruction signal in the operation input device 8 in FIG. 2 is input to the control circuit 27, and the control circuit 27 outputs a control signal for generating a rotating magnetic field corresponding to the instruction signal to the magnetic field control device 5. The information on the direction of the rotating magnetic field and the direction of the magnetic field is stored in the storage circuit 28.
Therefore, the storage circuit 28 always stores information on the rotating magnetic field generated by the rotating magnetic field generator 4 and the direction of the periodically changing magnetic field forming the rotating magnetic field.

なお、記憶回路28は制御回路27からの回転磁界の向き及び磁界の向きの制御信号に対応する情報を記憶する場合に限定されるものでなく、制御回路27から磁界制御装置5に出力された制御信号により、磁界制御装置5における交流電流発生&制御部31及びドライバ部32を経て回転磁界発生装置4に実際に出力される回転磁界の向き及び磁界の向きを決定する情報を磁界制御装置5側から制御回路27に送り、記憶回路28に記憶するようにしても良い。   The storage circuit 28 is not limited to storing information corresponding to the control signal of the direction of the rotating magnetic field and the direction of the magnetic field from the control circuit 27, and is output from the control circuit 27 to the magnetic field control device 5. Information for determining the direction of the rotating magnetic field and the direction of the magnetic field that are actually output to the rotating magnetic field generating device 4 through the alternating current generating & controlling unit 31 and the driver unit 32 in the magnetic field controlling device 5 according to the control signal. It may be sent from the side to the control circuit 27 and stored in the storage circuit 28.

また、本実施例では回転磁界の印加開始時及び印加停止時や回転磁界の向き(換言するとカプセルの進行方向の向き)等を変更する場合には、カプセル本体3に急激な力が作用することなく円滑に作用するように回転磁界を連続的に変化させるように制御するようにしている。   In this embodiment, when the application of the rotating magnetic field is started and stopped, or when the direction of the rotating magnetic field (in other words, the direction of the capsule traveling direction) is changed, a sudden force acts on the capsule body 3. The rotating magnetic field is controlled so as to continuously change so as to operate smoothly.

また、本実施例ではカプセル本体3の回転により、撮像素子14で撮像された画像も回転することになるので、これをそのまま表示装置7に表示すると、表示される画像も回転した画像となってしまい、方向入力装置8bによる所望の向きへの指示操作の操作性が低下するため表示画像の回転を静止させることが望まれる。
そこで、本実施例では、特願2002−105493号で説明しているように回転画像を回転が静止した画像に補正する処理をデータ処理回路26及び制御回路27で行うようにしている。
なお、磁界の向き情報を元に、画像を回転させ、カプセル本体3の回転をキャンセルさせて表示させるようにしても良い(また、画像の相関処理等を行って、所定の向きの静止画を表示するようにしてもよい)。
Further, in the present embodiment, the image picked up by the image pickup device 14 is also rotated by the rotation of the capsule body 3. Therefore, when this is displayed on the display device 7 as it is, the displayed image is also a rotated image. Therefore, since the operability of the instruction operation to the desired direction by the direction input device 8b is lowered, it is desirable to stop the rotation of the display image.
Therefore, in this embodiment, as described in Japanese Patent Application No. 2002-105493, the data processing circuit 26 and the control circuit 27 perform the process of correcting the rotated image into an image whose rotation is stationary.
The image may be rotated based on the magnetic field orientation information, and the capsule body 3 may be canceled and displayed (the image correlation processing or the like may be performed to display a still image of a predetermined orientation). Display it).

また、図6に示すように前記位置・姿勢検出装置9は、前記カプセル本体3の共振回路40に誘導起電力を発生させるための交流磁界を発生する第2の磁界発生手段としての励磁用コイルアレイ51と、カプセル本体3の共振回路40により発生した磁界を検出してカプセル本体3の長手方向の向き(方向)を検出すると共にカプセル本体3の位置も検出する磁界検出手段としての検出用コイルアレイ52とを有している。
前記励磁用コイルアレイ51と前記検出用コイルアレイ52とは1組として構成され、本実施例では直交する3軸方向の磁界を発生するように3組配置されている。
In addition, as shown in FIG. 6, the position / posture detecting device 9 includes an exciting coil as second magnetic field generating means for generating an alternating magnetic field for generating an induced electromotive force in the resonance circuit 40 of the capsule body 3. Detection coil as a magnetic field detecting means for detecting the magnetic field generated by the array 51 and the resonance circuit 40 of the capsule body 3 to detect the longitudinal direction (direction) of the capsule body 3 and also detecting the position of the capsule body 3 And an array 52.
The excitation coil array 51 and the detection coil array 52 are configured as one set, and in this embodiment, three sets are arranged so as to generate magnetic fields in three orthogonal axes.

また、前記位置・姿勢検出装置9は、前記検出用コイルアレイ52により検出された信号を測定する信号測定器53と、この信号測定器53により測定されたデータに基づき、カプセル本体3の長手方向の向き(方向)を算出すると共に位置も算出する演算処理部54と、この演算処理部54の制御により、前記共振回路40を相互誘導させるのに必要な交流磁界を発生させるために前記励磁用コイルアレイ51を所定の発振周波数、例えば1kHz〜1MHzで発振させる発振器55とを有している。   Further, the position / posture detection device 9 includes a signal measuring device 53 that measures a signal detected by the detection coil array 52, and the longitudinal direction of the capsule body 3 based on the data measured by the signal measuring device 53. The calculation processing unit 54 that calculates the direction (direction) and the position thereof, and the control for the calculation processing unit 54 to generate an AC magnetic field necessary for mutual induction of the resonance circuit 40. And an oscillator 55 that oscillates the coil array 51 at a predetermined oscillation frequency, for example, 1 kHz to 1 MHz.

ここで、前記検出用コイルアレイ52により検出される測定磁界Btotal(ベクトル)は、励磁用コイルアレイ51により発生する印加磁界をBext(ベクトル)とし、共振回路40により発生する磁界をBreso(ベクトル)として、 Here, the measurement magnetic field B total (vector) detected by the detection coil array 52 is an applied magnetic field generated by the excitation coil array 51 as B ext (vector), and the magnetic field generated by the resonance circuit 40 is B reso. (Vector) as

式1Formula 1

Figure 0004472410
である。
Figure 0004472410
It is.

尚、共振回路40により発生する磁界Bext(ベクトル)は、共振回路40の位置,方向の関数として、3次元座標上(不図示)で以下のように記述できる。 The magnetic field B ext (vector) generated by the resonance circuit 40 can be described as a function of the position and direction of the resonance circuit 40 on three-dimensional coordinates (not shown) as follows.

式2Formula 2

Figure 0004472410
但し、
:カプセル本体3のx座標,y:カプセル本体3のy座標,
:カプセル本体3のz座標,
θ:カプセル本体3のz軸の周りの角度、φ:カプセル本体3のy軸の周りの角度,
r:共振回路40から検出用コイルアレイ52までの距離,
M:共振回路40が生成する等価的な磁気モーメントの強さ
即ち、演算処理部54は、検出用コイルアレイ52により検出される測定磁界Btotalから励磁用コイルアレイ51により発生する印加磁界Bextを減算して共振回路40により発生する磁界Bresoを求め、この値からカプセル本体3の位置(x,y,z)、カプセル本体3の向き(θ,φ)及び等価的磁気モーメントMを算出するようになっている。
Figure 0004472410
However,
x 0 : x coordinate of the capsule body 3, y 0 : y coordinate of the capsule body 3,
z 0 : z coordinate of the capsule body 3,
θ: angle around the z-axis of the capsule body 3, φ: angle around the y-axis of the capsule body 3,
r: distance from the resonance circuit 40 to the detection coil array 52;
M: Strength of equivalent magnetic moment generated by the resonance circuit 40 That is, the arithmetic processing unit 54 applies the applied magnetic field B ext generated by the exciting coil array 51 from the measured magnetic field B total detected by the detecting coil array 52. Is obtained, and the position (x, y, z) of the capsule body 3, the orientation (θ, φ) of the capsule body 3 and the equivalent magnetic moment M are calculated from this value. It is supposed to be.

尚、回転磁界発生用ヘルムホルツコイル4Aが生成する回転磁界による磁気誘導の周波数は、物理的にカプセル本体3を動かすため、10Hz程度までである。一方、共振回路40の共振による相互誘導の周波数は、生体の吸収等を考慮し上述したように例えば1kHz〜1MHz程度である。このため、これら回転磁界による磁気誘導と共振回路40の共振による相互誘導とは、相互に影響することはない。
The frequency of magnetic induction by the rotating magnetic field generated by the rotating magnetic field generating Helmholtz coil 4A is up to about 10 Hz in order to physically move the capsule body 3. On the other hand, the frequency of mutual induction due to resonance of the resonance circuit 40 is, for example, about 1 kHz to 1 MHz as described above in consideration of the absorption of a living body. For this reason, the magnetic induction by these rotating magnetic fields and the mutual induction by the resonance of the resonance circuit 40 do not affect each other.

また、前記励磁用コイルアレイ51及び前記検出用コイルアレイ52は、例えば図7ないし図9に示すように前記回転磁界発生装置4内に組み込まれて構成されている。
図7ないし図9に示すように前記励磁用コイルアレイ51及び前記検出用コイルアレイ52は、例えば、患者の体が入れるように頭部及び足部の部分を除いた4面に対して、一様に励磁用コイル62及び複数の検出用コイル61が配置されて対向するように構成されている。
The excitation coil array 51 and the detection coil array 52 are configured to be incorporated in the rotating magnetic field generator 4 as shown in FIGS. 7 to 9, for example.
As shown in FIGS. 7 to 9, the exciting coil array 51 and the detecting coil array 52 are, for example, one on four surfaces excluding the head and foot portions so that the patient's body can enter. In this way, the exciting coil 62 and the plurality of detecting coils 61 are arranged and opposed to each other.

前記励磁用コイルアレイ51及び前記検出用コイルアレイ52は、例えば、手前側の一面を励磁側とすれば、対向する反対側の一面は検出側となるように兼用可能であり、上述したように1組として構成され、直交する3軸方向の磁界を発生するように3組配置されている。尚、頭部及び足部の部分に対する1組としては、励磁用コイルアレイ51及び検出用コイルアレイ52を配置することができないので、方向(向き)が90度異なる励磁用コイル62及び検出用コイル61を他の4面に振り分けて形成している。
また、励磁用コイルとしては、前記回転磁界発生装置4と同様な立方体形状に構成してそれぞれの磁界発生方向が直交して交流磁界を均一に形成するように3組の励磁用コイル62(ヘルムホルツ構成が望ましい。)を設けている。
The excitation coil array 51 and the detection coil array 52 can be combined so that, for example, if one surface on the front side is an excitation side, one surface on the opposite side is the detection side, as described above. It is configured as one set, and three sets are arranged so as to generate magnetic fields in three orthogonal directions. In addition, since the exciting coil array 51 and the detecting coil array 52 cannot be arranged as one set for the head and foot portions, the exciting coil 62 and the detecting coil whose directions (directions) are different by 90 degrees. 61 is distributed and formed on the other four surfaces.
Further, the exciting coils are formed in the same cubic shape as the rotating magnetic field generating device 4 and the three exciting coils 62 (Helmholtz) are formed so that the magnetic field generating directions are orthogonal and the alternating magnetic field is uniformly formed. Configuration is desirable.)

これにより、位置・姿勢検出装置9は、交流磁界を均一に形成できるので、よりきめ細かく共振回路40に誘導起電力を発生させ、より高精度に前記検出用コイルアレイ52により共振回路40の磁界を検出できる。
尚、前記検出用コイル61及び前記励磁用コイル62は、位置・姿勢検出基板上に配置されているが(図15及び図16参照)、見易くするために位置・姿勢検出基板を省略している。
As a result, the position / posture detection device 9 can uniformly form an alternating magnetic field, so that the induced electromotive force is generated in the resonance circuit 40 more finely, and the magnetic field of the resonance circuit 40 is generated by the detection coil array 52 with higher accuracy. It can be detected.
The detection coil 61 and the excitation coil 62 are arranged on a position / posture detection board (see FIGS. 15 and 16), but the position / posture detection board is omitted for the sake of clarity. .

尚、前記励磁用コイルアレイ51及び前記検出用コイルアレイ52は、図10及び図11に示すように直交する3軸方向の磁界を発生するように2組を所定の角度で山型形状に配置して形成しても良い。尚、図10ないし図11においても、前記励磁用コイル62,前記検出用コイル61及び前記励磁用コイル62は、位置・姿勢検出基板上に配置されているが(図15及び図16参照)、見易くするために位置・姿勢検出基板を省略している。これら励磁用コイル62,検出用コイル61及び励磁用コイル62を配置した位置・姿勢検出基板60は、例えば、図17(A),(B)に示すようにフレームである前記回転磁界発生装置4に取り付けられている。   The excitation coil array 51 and the detection coil array 52 are arranged in a mountain shape at a predetermined angle so as to generate magnetic fields in three orthogonal directions as shown in FIGS. May be formed. 10 to 11, the excitation coil 62, the detection coil 61, and the excitation coil 62 are arranged on the position / posture detection board (see FIGS. 15 and 16). For ease of viewing, the position / posture detection board is omitted. The position / posture detection board 60 on which the exciting coil 62, the detecting coil 61 and the exciting coil 62 are arranged is, for example, a frame as shown in FIGS. 17A and 17B. Is attached.

また、励磁用コイル62が、図12に示すように、患者の頭部及び足部の部分を除いた4面に設けられてもよい。この励磁用コイル62は、ヘルムホルツ構成であることが望ましい。尚、図12においても、前記励磁用コイル62,前記検出用コイル61及び前記励磁用コイル63は、位置・姿勢検出基板上に配置されているが(図15及び図16参照)、見易くするために位置・姿勢検出基板を省略している。   Moreover, as shown in FIG. 12, the exciting coil 62 may be provided on four surfaces excluding the patient's head and feet. The exciting coil 62 preferably has a Helmholtz configuration. In FIG. 12, the excitation coil 62, the detection coil 61, and the excitation coil 63 are arranged on the position / orientation detection board (see FIGS. 15 and 16). The position / posture detection board is omitted.

尚、図12に示す位置・姿勢検出装置は、他の例が患者の頭部及び足部の部分を含んだ3軸に位置・姿勢検出基板を設けた場合に比べ、患者の頭部及び足部の部分を除いた2軸に位置・姿勢検出基板を設けて構成しているので、検出感度が落ちるがその分構成が簡単で実現し易い。   Note that the position / posture detection apparatus shown in FIG. 12 is different from the other example in which the position / posture detection board is provided on three axes including the head and foot portions of the patient. Since the position / posture detection board is provided on the two axes excluding the portion, the detection sensitivity is lowered, but the configuration is simple and easy to implement.

これら励磁用コイル62,検出用コイル61及び励磁用コイル63を配置した位置・姿勢検出基板60は、例えば、図18及び図19(A),(B)に示すようにフレームである前記回転磁界発生装置4に取り付けられている。
このように構成されている位置・姿勢検出装置9は、前記演算処理部54により算出したカプセル本体3の向き(方向)及び位置情報を前記処理装置6の制御回路27に入力するようになっている。
The position / posture detection board 60 on which the exciting coil 62, the detecting coil 61, and the exciting coil 63 are arranged is, for example, the rotating magnetic field that is a frame as shown in FIGS. 18A, 18B, and 19B. It is attached to the generator 4.
The position / orientation detection device 9 configured as described above inputs the orientation (direction) and position information of the capsule body 3 calculated by the arithmetic processing unit 54 to the control circuit 27 of the processing device 6. Yes.

制御回路27は、操作入力装置8が操作された場合、記憶回路28に記憶された情報と、位置・姿勢検出装置9により検出された情報とにより、回転磁界を発生したり、発生する回転磁界の向き等を制御する動作を行うようになっている。
尚、前記回転磁界発生装置4及びこの回転磁界発生装置4に組み込まれている位置・姿勢検出装置9は、患者が体を挿入し易いように図13に示すように2つに分割可能に構成しても良いし、又は図14に示すように開閉可能に構成しても良い。また、上記構造は、前記回転磁界発生装置4及び位置・姿勢検出装置9に個別に構成しても良い。
When the operation input device 8 is operated, the control circuit 27 generates a rotating magnetic field or generates a rotating magnetic field based on information stored in the storage circuit 28 and information detected by the position / posture detecting device 9. The operation of controlling the direction of the image is performed.
The rotating magnetic field generator 4 and the position / posture detector 9 incorporated in the rotating magnetic field generator 4 can be divided into two parts as shown in FIG. 13 so that the patient can easily insert the body. Alternatively, it may be configured to be openable and closable as shown in FIG. Further, the above structure may be individually configured in the rotating magnetic field generation device 4 and the position / attitude detection device 9.

また、前記位置・姿勢検出装置9は、前記励磁用コイル62,前記検出用コイル61が位置・姿勢検出基板60の同一面内において図15又は図16に示すように配置して構成している。図15(A),(B)に示すように位置・姿勢検出基板60は、同一面内において、前記励磁用コイル62に対して前記検出用コイル61が等間隔で一様に水平配置され、また、頭部及び足部の部分に対する検出用コイル61が等間隔で一様に垂直配置されて構成されている。   Further, the position / posture detection device 9 is configured by arranging the excitation coil 62 and the detection coil 61 in the same plane of the position / posture detection substrate 60 as shown in FIG. 15 or FIG. . As shown in FIGS. 15A and 15B, the position / orientation detection board 60 has the detection coils 61 arranged horizontally at equal intervals with respect to the excitation coil 62 in the same plane. Further, the detection coils 61 for the head and foot portions are configured to be vertically arranged uniformly at equal intervals.

一方、図16(A)に示すように位置・姿勢検出基板60は、同一面内において、前記励磁用コイル62と前記検出用コイル61とが並列配置されて構成されている。また、図16(B)に示すように位置・姿勢検出基板60は、同一面内において、前記励磁用コイル62の中に前記検出用コイル61が配置されて構成されている。また、図16(C)に示すように位置・姿勢検出基板60は、更に、図16(B)の構成に加え、前記励磁用コイル62の周囲に一様に前記検出用コイル61を配置するように構成されている。   On the other hand, as shown in FIG. 16A, the position / posture detection board 60 is configured by arranging the excitation coil 62 and the detection coil 61 in parallel in the same plane. Further, as shown in FIG. 16B, the position / posture detection board 60 is configured by disposing the detection coil 61 in the excitation coil 62 in the same plane. Further, as shown in FIG. 16C, the position / orientation detection board 60 further uniformly arranges the detection coil 61 around the excitation coil 62 in addition to the configuration of FIG. It is configured as follows.

上記図15及び図16で説明したように前記位置・姿勢検出基板60は、同一面内において、色々なバリエーションがある。これにより、前記位置・姿勢検出装置9は、前記カプセル本体3の共振回路40に誘導起電力を発生させるための交流磁界を効率良く発生でき、且つカプセル本体3の共振回路40により発生した磁界を効率良く検出できる。
尚、前記位置・姿勢検出装置9は、前記位置・姿勢検出基板60を2枚対向させたときに、励磁用コイル62がヘルムホルツ構成を取ることが望ましい。
As described with reference to FIGS. 15 and 16, the position / posture detection board 60 has various variations in the same plane. As a result, the position / posture detection device 9 can efficiently generate an alternating magnetic field for generating an induced electromotive force in the resonance circuit 40 of the capsule body 3, and the magnetic field generated by the resonance circuit 40 of the capsule body 3 can be generated. It can be detected efficiently.
In the position / orientation detection device 9, it is desirable that the exciting coil 62 has a Helmholtz configuration when the two position / orientation detection substrates 60 face each other.

このような構成による本実施例の作用を説明する。
カプセル本体3により体腔内を検査する場合、患者はこのカプセル本体3を飲み込む。体腔内に挿入されたカプセル本体3は食道等を通過する際に、照明素子15で照明し、撮像素子14で撮像した画像を無線回路22を経て体外の処理装置6に無線で送る。
The operation of the present embodiment having such a configuration will be described.
When examining the inside of a body cavity with the capsule body 3, the patient swallows the capsule body 3. When the capsule body 3 inserted into the body cavity passes through the esophagus or the like, it is illuminated by the illumination element 15, and an image captured by the imaging element 14 is wirelessly transmitted to the processing apparatus 6 outside the body via the wireless circuit 22.

処理装置6は無線回路25で受信し、復調された画像データをデータ処理回路26内部などに設けた(ハードディスク等の)画像記憶デバイスに蓄積すると共に、表示用の処理を行い、表示装置7に出力してカプセル本体3により順次撮像された画像を表示する。   The processing device 6 receives the image data demodulated by the wireless circuit 25 and stores the demodulated image data in an image storage device (such as a hard disk) provided inside the data processing circuit 26 and performs display processing. The images output and sequentially captured by the capsule body 3 are displayed.

ここで、処理装置6の制御回路27は、位置・姿勢検出装置9により検出されたカプセル本体3の向き(方向)及び位置情報に基づき、回転磁界を発生したり、発生する回転磁界の向き等を制御する動作を行う。   Here, the control circuit 27 of the processing device 6 generates a rotating magnetic field based on the direction (direction) and position information of the capsule body 3 detected by the position / posture detecting device 9, and the direction of the generated rotating magnetic field, etc. The operation which controls is performed.

先ず、制御回路27は、位置・姿勢検出装置9を制御駆動してカプセル本体3の向き(方向)及び位置を測定する。尚、本実施例では、励磁用コイルアレイ51として励磁用コイル62、検出用コイルアレイ52として検出用コイル61を用いているとする。
位置・姿勢検出装置9は、発振器55により励磁用コイルアレイ51(励磁用コイル62)を所定の発振周波数、例えば1kHz〜1MHzで発振させ、交流磁界を発生させる。
First, the control circuit 27 controls and drives the position / posture detection device 9 to measure the direction (direction) and position of the capsule body 3. In this embodiment, it is assumed that the exciting coil 62 is used as the exciting coil array 51 and the detecting coil 61 is used as the detecting coil array 52.
The position / attitude detection device 9 causes the excitation coil array 51 (excitation coil 62) to oscillate at a predetermined oscillation frequency, for example, 1 kHz to 1 MHz, by an oscillator 55, thereby generating an alternating magnetic field.

カプセル本体3の共振回路40は、交流磁界により相互誘導して誘導起電力を発生し、カプセル内コイル42に電流を流し磁界を発生する。この共振回路40による磁界は、検出用コイルアレイ52(検出用コイル61)により検出される。この検出用コイルアレイ52(検出用コイル61)により検出された測定値は、信号測定器53により取り込まれて演算処理部54へ入力される。   The resonant circuit 40 of the capsule body 3 generates an induced electromotive force by mutual induction by an alternating magnetic field, and generates a magnetic field by causing a current to flow through the coil 42 in the capsule. The magnetic field generated by the resonance circuit 40 is detected by the detection coil array 52 (detection coil 61). The measurement value detected by the detection coil array 52 (detection coil 61) is captured by the signal measuring device 53 and input to the arithmetic processing unit 54.

演算処理部54は、入力された測定値に基づき、上述した式1及び式2から共振回路40の向き(方向)及び位置を算出し、算出した結果をカプセル本体3の向き(方向)及び位置データとして制御回路27に出力する。
制御回路27は、位置・姿勢検出装置9から入力されたカプセル本体3の向き(方向)及び位置データに基づき、回転磁界の向きを設定(セット)しその向きに回転磁界発生装置4を制御駆動して回転磁界を発生させる。
制御回路27は、術者の操作による操作入力装置8、例えば、方向入力装置8aのジョイスティックの入力に従い、カプセル本体3を所望の向き(方向)及び位置に制御するよう回転磁界発生装置4を制御駆動する。
The arithmetic processing unit 54 calculates the direction (direction) and position of the resonance circuit 40 from the above-described formulas 1 and 2 based on the input measurement value, and the calculated result is the direction (direction) and position of the capsule body 3. The data is output to the control circuit 27 as data.
The control circuit 27 sets (sets) the direction of the rotating magnetic field based on the direction (direction) and position data of the capsule body 3 input from the position / posture detection device 9 and controls and drives the rotating magnetic field generator 4 in that direction. To generate a rotating magnetic field.
The control circuit 27 controls the rotating magnetic field generator 4 so as to control the capsule body 3 in a desired direction (direction) and position in accordance with an operation input device 8 operated by an operator, for example, a joystick of the direction input device 8a. To drive.

即ち、制御回路27は、操作入力装置8(ジョイスティック)の入力を検出し、入力が有ると判断した場合、この操作入力装置8の操作に応じて、カプセル本体3を所望の向き(方向)及び位置に制御するよう回転磁界発生装置4により生成する次の回転磁界の生成条件を算出し、回転磁界を生成(付加)する。尚、制御回路27は、操作入力装置8(ジョイスティック)の入力がない場合、この入力が有るまで設定された回転磁界の状態を維持する。   That is, when the control circuit 27 detects the input of the operation input device 8 (joystick) and determines that there is an input, the control circuit 27 moves the capsule body 3 in a desired direction (direction) and according to the operation of the operation input device 8. A condition for generating the next rotating magnetic field generated by the rotating magnetic field generator 4 is calculated so as to control the position, and a rotating magnetic field is generated (added). When there is no input from the operation input device 8 (joystick), the control circuit 27 maintains the set rotating magnetic field state until this input is present.

カプセル本体3は、生成された回転磁界に従い、向き(方向)及び位置を変える。ここで、カプセル本体3は、管腔の状態、例えば、体液や襞の存在や臓器内の広さ等の状態により、操作入力装置8の操作に対して動き過ぎたり動きにくかったりして向きの変えやすさの度合いが変化し、算出したカプセル本体3の向きとはならない誤差が生じる。   The capsule body 3 changes direction (direction) and position according to the generated rotating magnetic field. Here, the capsule body 3 is not suitable for the operation of the operation input device 8 due to the state of the lumen, for example, the presence of body fluid or sputum or the size of the organ. The degree of ease of change changes, and an error that does not correspond to the calculated orientation of the capsule body 3 occurs.

ここで、カプセル本体3の共振回路40の相互誘導は、励磁用コイルアレイ51(励磁用コイル62)を設けた位置・姿勢検出基板60の中心軸と、検出用コイルアレイ52(検出用コイル61)を設けた位置・姿勢検出基板60の中心軸とが、カプセル内コイル42の軸と一致する場合を最大として位置の変化量、角度の変化量が大きくなるつれてカプセル内コイル42によって発生する磁界が小さくなり正確な位置検出が難しくなる。   Here, the mutual induction of the resonance circuit 40 of the capsule body 3 is performed by the center axis of the position / posture detection board 60 provided with the excitation coil array 51 (excitation coil 62) and the detection coil array 52 (detection coil 61). ) Is generated by the intra-capsule coil 42 as the amount of change in position and the amount of change in angle increase, with the maximum when the central axis of the position / posture detection board 60 provided with a) coincides with the axis of the intra-capsule coil 42. The magnetic field becomes small, and accurate position detection becomes difficult.

しかも、カプセル内コイル42によって発生する磁界の強度は、距離の3乗に比例して小さくなるので検出精度を上げるためには、空間を必要最小限小さくする必要があり、人体で検出を行う場合、対象部位だけを囲むように配置せざるを得ない。   In addition, since the strength of the magnetic field generated by the capsule coil 42 decreases in proportion to the cube of the distance, it is necessary to make the space as small as possible in order to increase the detection accuracy. , It must be arranged to surround only the target part.

立方体の場合、6面のうち少なくとも2面の励磁用コイルアレイ51(励磁用コイル62),検出用コイルアレイ52(検出用コイル61)は、人体と干渉するため3軸配置を維持しつつ立方体のサイズが大きくならないようにコイルの配置を工夫する必要がある。
本実施例では、上述したように励磁用コイルアレイ51(励磁用コイル62)及び検出用コイルアレイ52(検出用コイル61)が例えば、回転磁界発生装置4(回転磁界発生用ヘルムホルツコイル4A)に対し、患者の体が入れるように頭部及び足部の部分を除いた4面に対して、一様に複数の励磁用コイル62及び検出用コイル61が配置されて対向するように構成されている。
In the case of a cube, the excitation coil array 51 (excitation coil 62) and the detection coil array 52 (detection coil 61) on at least two of the six surfaces interfere with the human body and maintain a three-axis arrangement. It is necessary to devise the coil arrangement so that the size of the coil does not increase.
In the present embodiment, as described above, the excitation coil array 51 (excitation coil 62) and the detection coil array 52 (detection coil 61) are, for example, the rotating magnetic field generator 4 (the rotating magnetic field generating Helmholtz coil 4A). On the other hand, a plurality of excitation coils 62 and detection coils 61 are uniformly arranged and opposed to the four surfaces excluding the head and foot portions so that the patient's body can enter. Yes.

更に、本実施例では、励磁用コイル62又は励磁用コイル62,63により発生した交流磁界の共振周波数が、例えば1kHz〜1MHzで発振させているので、回転磁界発生装置4(回転磁界発生用ヘルムホルツコイル4A)により発生する回転磁界の駆動周波数とは異なり、干渉する(影響し合う)ことがない。   Furthermore, in this embodiment, the resonance frequency of the alternating magnetic field generated by the exciting coil 62 or the exciting coils 62 and 63 is oscillated at, for example, 1 kHz to 1 MHz, so that the rotating magnetic field generator 4 (helmholtz for generating the rotating magnetic field). Unlike the driving frequency of the rotating magnetic field generated by the coil 4A), there is no interference (influence).

このため、本実施例では、カプセル本体3を磁気誘導する回転磁界に影響することなく、正確にカプセル本体3の向き及び位置を検出できるようにしている。
そこで、制御回路27は、再びカプセル本体3の向き(方向)及び位置を測定し、上記誤差を修正するよう以下の制御を行う。
For this reason, in this embodiment, the direction and position of the capsule body 3 can be accurately detected without affecting the rotating magnetic field that magnetically induces the capsule body 3.
Therefore, the control circuit 27 again measures the direction (direction) and position of the capsule body 3, and performs the following control to correct the error.

即ち、制御回路27は、再び位置・姿勢検出装置9を制御駆動してカプセル本体3の向き(方向)及び位置データを測定する。
制御回路27は、位置・姿勢検出装置9から得られたカプセル本体3の向き(方向)データと、回転磁界発生装置4により生成した回転磁界の向き(回転磁界の磁界回転平面の法線方向)データとを比較し、この比較した結果が予め設定した設定値αより大きいか否かを判断する。
That is, the control circuit 27 controls and drives the position / posture detection device 9 again to measure the direction (direction) and position data of the capsule body 3.
The control circuit 27 uses the direction (direction) data of the capsule body 3 obtained from the position / orientation detection device 9 and the direction of the rotating magnetic field generated by the rotating magnetic field generator 4 (normal direction of the magnetic field rotation plane of the rotating magnetic field). The data is compared, and it is determined whether or not the comparison result is larger than a preset set value α.

制御回路27は、位置・姿勢検出装置9から得られたカプセル本体3の向き(方向)データと、回転磁界発生装置4により生成した回転磁界の向きデータとを比較した結果が設定値αより大きい場合、回転磁界の向きを、測定されたカプセル本体3の向きデータとして設定し、以降、操作入力装置8(ジョイスティック)の入力を検出して上記動作を繰り返す。
この結果、カプセル型医療装置位置・姿勢検出システム1は、カプセル本体3を磁気誘導する回転磁界に影響することなく、正確にカプセル本体3の向き及び位置を検出できる。
The control circuit 27 compares the direction (direction) data of the capsule body 3 obtained from the position / orientation detection device 9 with the direction data of the rotating magnetic field generated by the rotating magnetic field generating device 4, and the result is larger than the set value α. In this case, the direction of the rotating magnetic field is set as the measured orientation data of the capsule body 3, and thereafter the input of the operation input device 8 (joystick) is detected and the above operation is repeated.
As a result, the capsule medical device position / posture detection system 1 can accurately detect the orientation and position of the capsule body 3 without affecting the rotating magnetic field that magnetically guides the capsule body 3.

尚、前記位置・姿勢検出装置は、図20に示すように構成しても良い。
図20(A),(B)に示すように位置・姿勢検出装置9Bは、足部の部分に対する位置・姿勢検出基板60を斜め形状に開閉自在に設け、また、頭部の部分に対する位置・姿勢検出基板60を頭部が挿通可能な穴部を形成して構成されている。
これにより、位置・姿勢検出装置9Bは、頭部及び足部の近傍まで効率良く、カプセル本体3の向き(方向)及び位置を検出できる。
The position / posture detection apparatus may be configured as shown in FIG.
As shown in FIGS. 20A and 20B, the position / posture detection device 9B is provided with a position / posture detection board 60 for the foot portion so as to be opened and closed in an oblique shape, and also for the position / posture detection portion 9B. The posture detection board 60 is configured by forming a hole through which the head can be inserted.
Thereby, the position / posture detection device 9B can detect the direction (direction) and position of the capsule body 3 efficiently up to the vicinity of the head and the foot.

また、前記位置・姿勢検出装置は、図21に示すように正8面体形状に構成しても良い。図21に示すように位置・姿勢検出装置9Cは、正8面体形状に形成したフレームに対して位置・姿勢検出基板60が取り付けられている。これにより、位置・姿勢検出装置9Cは、頭部及び足部の近傍まで効率良く、カプセル本体3の向き(方向)及び位置を検出できる。   Further, the position / posture detection device may be configured in a regular octahedron shape as shown in FIG. As shown in FIG. 21, in the position / posture detection device 9C, a position / posture detection board 60 is attached to a frame formed in a regular octahedron shape. As a result, the position / posture detection device 9C can detect the direction (direction) and position of the capsule body 3 efficiently up to the vicinity of the head and the foot.

また、前記位置・姿勢検出装置は、図22に示すように球面形状に構成しても良い。
図22(A),(B)に示すように位置・姿勢検出装置9Dは、球面形状に形成したフレームに対して位置・姿勢検出基板60が取り付けられている。これにより、位置・姿勢検出装置9Dは、位置・姿勢検出基板60を球面状に配置することで、カプセル本体3の向き(方向)及び位置に関わらず、カプセル内コイル42の軸と略一致する軸を有することができ、より検出精度が向上する。
Further, the position / posture detection device may be formed in a spherical shape as shown in FIG.
As shown in FIGS. 22A and 22B, the position / posture detection device 9D has a position / posture detection board 60 attached to a frame formed in a spherical shape. As a result, the position / posture detection device 9D arranges the position / posture detection substrate 60 in a spherical shape, so that it substantially coincides with the axis of the capsule coil 42 regardless of the orientation (direction) and position of the capsule body 3. An axis can be provided, and detection accuracy is further improved.

尚、位置・姿勢検出装置9C,9Dは、カプセル本体3を磁気誘導するための回転磁界発生装置4と組み合わせる場合には、この回転磁界発生装置4を外側に配置するように組み合わせる。この場合、組み合わせる回転磁界発生装置4は、図示しないが立方体形状の回転磁界発生用ヘルムホルツコイル4Aを外側に配置する。   When the capsule body 3 is combined with the rotating magnetic field generator 4 for magnetically guiding the capsule body 3, the position / posture detectors 9C and 9D are combined so that the rotating magnetic field generator 4 is arranged on the outside. In this case, the rotating magnetic field generator 4 to be combined has a cubic rotating magnetic field generating Helmholtz coil 4 </ b> A (not shown) arranged outside.

また、位置・姿勢検出装置9C,9Dは、患者が体を挿入し易いように開閉可能に構成されており、取っ手71が設けられている。また、位置・姿勢検出装置9Cは、球面形状に形成されている位置・姿勢検出装置9Dに比べて位置・姿勢検出基板60を球面状に配置することがないので、製作性が向上する。   The position / posture detection devices 9C and 9D are configured to be openable and closable so that the patient can easily insert a body, and a handle 71 is provided. Further, the position / orientation detection device 9C does not arrange the position / orientation detection substrate 60 in a spherical shape as compared with the position / orientation detection device 9D formed in a spherical shape, so that the manufacturability is improved.

図23ないし図25は本発明の第2実施例に係り、図23は第2実施例のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システムを構成している回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置を示す説明図であり、図23(A)は第2実施例のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システムを構成している回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置を示す概略斜視図、図23(B)は図23(A)の回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置の内部構成を示す概略断面図、図24は図23の位置・姿勢検出装置の変形例を示す回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置の概略斜視図、図25は図24の回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置の内部構成を示すA矢視方向の概略断面図である。   FIG. 23 to FIG. 25 relate to a second embodiment of the present invention, and FIG. 23 shows a rotating magnetic field generator and a position / posture detection device constituting the capsule medical device position / posture detection system of the second embodiment. FIG. 23A is a schematic perspective view showing the rotating magnetic field generator and the position / posture detection device constituting the capsule medical device position / posture detection system of the second embodiment, and FIG. ) Is a schematic cross-sectional view showing the internal configuration of the rotating magnetic field generation device and the position / posture detection device of FIG. 23 (A), and FIG. 24 is a diagram showing a variation of the position / posture detection device of FIG. 25 is a schematic perspective view of the posture detection device, and FIG. 25 is a schematic cross-sectional view in the direction of arrow A showing the internal configuration of the rotating magnetic field generation device and the position / posture detection device of FIG.

上記第1実施例は患者が寝ている状態においてシステムが動作するように構成しているが、第2実施例は患者が座っている状態においてシステムが動作するように構成する。それ以外の構成は、上記第1実施例と同様な構成であるので、説明を省略し、同じ構成には同じ符号を付して説明する。   In the first embodiment, the system is configured to operate while the patient is sleeping. In the second embodiment, the system is configured to operate while the patient is sitting. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the description will be omitted, and the same components will be described with the same reference numerals.

即ち、図23(A),(B)に示すように第2実施例のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システムは、位置・姿勢検出装置9Eを椅子型に構成されている。
更に、具体的に説明すると、位置・姿勢検出装置9Eは、立方体形状に形成したフレームである回転磁界発生装置4に対して患者が座れるように位置・姿勢検出基板60が取り付けられている。前記位置・姿勢検出基板60は、患者の臀部及び背凭れ部に配置されると共に、これら臀部及び背凭れ部に対向した患者の前面部に配置されている。更に、患者の両脇に対向するように位置・姿勢検出基板60が配置されている。
これにより、位置・姿勢検出装置9Eは、患者が寝ている必要がない場合、患者が座っている状態でシステムを動作することができる。
That is, as shown in FIGS. 23A and 23B, in the capsule medical device position / posture detection system of the second embodiment, the position / posture detection device 9E is configured in a chair shape.
More specifically, the position / posture detection device 9E is provided with a position / posture detection board 60 so that the patient can sit on the rotating magnetic field generator 4 which is a frame formed in a cubic shape. The position / posture detection board 60 is disposed on the patient's buttocks and backrest, and is disposed on the front surface of the patient facing the buttocks and backrest. Further, a position / posture detection board 60 is arranged to face both sides of the patient.
As a result, the position / posture detection device 9E can operate the system while the patient is sitting when the patient does not need to sleep.

尚、図24及び図25に示すように位置・姿勢検出装置9Fを椅子72に設けて構成しても良い。更に、具体的に説明すると、位置・姿勢検出装置9Fは、立方体形状に形成したフレームである回転磁界発生装置4が椅子72に取り付けられており、前記位置・姿勢検出基板60が患者の臀部及び背凭れ部に配置されると共に、これら臀部及び背凭れ部に対向した患者の前面部に配置されている。
これにより、位置・姿勢検出装置9Fは、上記第2実施例よりも患者が楽に座れ、この状態でシステムを動作することができる。
それ以外の構成及び作用は、上記第1実施例と同様なので、説明を省略する。
In addition, as shown in FIG.24 and FIG.25, you may comprise the position and attitude | position detection apparatus 9F in the chair 72, and may comprise. More specifically, in the position / posture detection device 9F, the rotating magnetic field generation device 4 that is a frame formed in a cubic shape is attached to the chair 72, and the position / posture detection substrate 60 includes the patient's buttocks and It arrange | positions at the backrest part, and is arrange | positioned at the front part of the patient facing these buttocks and the backrest part.
As a result, the position / posture detection device 9F allows the patient to sit more comfortably than in the second embodiment, and can operate the system in this state.
Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, description thereof will be omitted.

図26ないし図34は本発明の第3実施例に係り、図26は第3実施例のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システムを構成している回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置を示す説明図、図27は図26の回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置の要部拡大図、図28は第3実施例のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システムを示す全体構成図、図29は第3実施例のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システムの制御動作を示すフローチャート、図30は図26の位置・姿勢検出装置の変形例を示す概略斜視図、図31は図30の位置・姿勢検出装置の概略説明図、図32は図31の変形例を示し、位置・姿勢検出基板を平板状に構成したカプセル本体に対する位置・姿勢検出装置による位置・姿勢検出の説明図、図33はコンデンサの代わりに発振器を設けて共振回路を構成したカプセル本体に対する位置・姿勢検出装置による位置・姿勢検出の説明図、図34は励磁用コイルと検出用コイルとカプセル内コイルとの位置関係を示す概略説明図であり、図34(A)は励磁用コイルと検出用コイルとを結ぶ軸と、カプセル内コイルとが同軸になるときの位置関係を示す概略説明図、図34(B)は励磁用コイルと検出用コイルとを結ぶ軸がカプセル内コイルの長手中心軸において直交するときの位置関係を示す概略説明図、図34(C)は励磁用コイルと検出用コイルとを結ぶ軸から、カプセル内コイルがはずれた位置になるときの位置関係を示す概略説明図である。   FIGS. 26 to 34 relate to a third embodiment of the present invention, and FIG. 26 shows a rotating magnetic field generator and a position / posture detection device constituting a capsule medical device position / posture detection system of the third embodiment. FIG. 27 is an enlarged view of the main part of the rotating magnetic field generator and the position / posture detection device of FIG. 26, FIG. 28 is an overall configuration diagram showing the capsule medical device position / posture detection system of the third embodiment, FIG. Is a flowchart showing the control operation of the capsule medical device position / posture detection system of the third embodiment, FIG. 30 is a schematic perspective view showing a modification of the position / posture detection device of FIG. 26, and FIG. 31 is the position / posture of FIG. FIG. 32 is a schematic explanatory diagram of the posture detection device, FIG. 32 is a diagram illustrating a modification of FIG. 31, and is a diagram illustrating position / posture detection by the position / posture detection device for the capsule body in which the position / posture detection board is configured in a flat plate shape, FIG. Conde FIG. 34 shows the positional relationship among the excitation coil, the detection coil, and the capsule coil. FIG. 34A is a schematic explanatory diagram, FIG. 34A is a schematic explanatory diagram showing a positional relationship when the axis connecting the excitation coil and the detection coil and the coil in the capsule are coaxial, and FIG. 34B is an excitation diagram. FIG. 34C is a schematic explanatory view showing the positional relationship when the axis connecting the coil for detection and the coil for detection is perpendicular to the longitudinal central axis of the capsule coil, and FIG. 34C is from the axis connecting the excitation coil and the detection coil, It is a schematic explanatory drawing which shows the positional relationship when the coil in a capsule will be in the position which shifted | deviated.

上記第1,第2実施例は前記位置・姿勢検出基板60が固定配置されて構成されているが、第3実施例は前記位置・姿勢検出基板60が検査中において、最適な位置に移動可能なように構成する。それ以外の構成は、上記第1実施例と同様な構成であるので、説明を省略し、同じ構成には同じ符号を付して説明する。   In the first and second embodiments, the position / posture detection board 60 is fixedly arranged, but in the third embodiment, the position / posture detection board 60 can be moved to an optimum position during the inspection. Configure as follows. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the description will be omitted, and the same components will be described with the same reference numerals.

即ち、図26ないし図28に示すように第3実施例のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システム1Gは、球面形状に形成したフレームである回転磁界発生装置4Gの内部において、前記位置・姿勢検出基板60を内蔵した2つの可動ユニット80a,80bが所定の位置に移動可能なように、位置・姿勢検出装置9Gを構成している。尚、位置・姿勢検出基板60には、前述した複数の検出用コイル61と励磁用コイル62とが配置されている。   That is, as shown in FIGS. 26 to 28, the capsule medical device position / posture detection system 1G of the third embodiment is configured to detect the position / posture in the rotating magnetic field generator 4G which is a frame formed in a spherical shape. The position / posture detection device 9G is configured so that the two movable units 80a and 80b incorporating the substrate 60 can be moved to predetermined positions. The position / posture detection substrate 60 is provided with the plurality of detection coils 61 and the excitation coil 62 described above.

前記回転磁界発生装置4Gは、半球づつに分離可能である。
前記可動ユニット80a,80bは、前記回転磁界発生装置4Gの半球部分に1個づつ配置される。前記可動ユニット80a,80bは、一方がカプセル本体3の共振回路40を相互誘導するための交流磁界を発生させると、他方がカプセル本体3の共振回路40が発生した磁界を検出するようになっている。
The rotating magnetic field generator 4G can be separated into hemispheres.
The movable units 80a and 80b are arranged one by one in the hemispherical portion of the rotating magnetic field generator 4G. When one of the movable units 80a and 80b generates an alternating magnetic field for mutually inducing the resonance circuit 40 of the capsule body 3, the other detects the magnetic field generated by the resonance circuit 40 of the capsule body 3. Yes.

尚、図26では、前記回転磁界発生装置4Gの上側半球部分に配置されている方を励磁用可動ユニット80aとし、前期回転磁界発生装置4Gの下側半球部分に配置されている方を検出用可動ユニット80bとしている。
これら可動ユニット80a,80bは、180度方向転換可能な駆動タイヤ81がモータ82に接続されて所定の位置に移動可能に構成されている。尚、前記可動ユニット80a,80bには、前記駆動タイヤ81の回転に応じて従動する従動タイヤ83が例えば、4つ回動可能に設けられている。
In FIG. 26, the one arranged in the upper hemisphere portion of the rotating magnetic field generator 4G is the exciting movable unit 80a, and the one arranged in the lower hemisphere portion of the previous rotating magnetic field generator 4G is for detection. The movable unit 80b is used.
These movable units 80a and 80b are configured such that a driving tire 81 capable of changing the direction by 180 degrees is connected to a motor 82 and can be moved to a predetermined position. The movable units 80a and 80b are provided with four driven tires 83 that are driven in accordance with the rotation of the drive tire 81, for example, so as to be rotatable.

前記モータ82はモータ駆動回路84により制御駆動されるようになっており、前記モータ駆動回路84はフレキシブル基板85を介して駆動制御装置86及び上記第1実施例で説明した信号測定器53に接続されている。前記駆動制御装置86は、前記可動ユニット80a,80bが所定の位置に移動するように前記モータ駆動回路84を制御する。   The motor 82 is controlled and driven by a motor drive circuit 84, and the motor drive circuit 84 is connected to the drive control device 86 and the signal measuring device 53 described in the first embodiment via a flexible substrate 85. Has been. The drive control device 86 controls the motor drive circuit 84 so that the movable units 80a and 80b move to predetermined positions.

前記駆動制御装置86は、前記処理装置6の制御回路27Gに接続されている。この制御回路27Gは、上記第1実施例で説明した制御に加え、前記可動ユニット80a,80bが所定の位置に移動するように前記駆動制御装置86を制御している。
更に、具体的に説明すると、例えば検出する磁界は、カプセル内コイル42が励磁用コイル62,検出用コイル61と等距離の場合、以下に示す3つのパターンがある。
The drive control device 86 is connected to the control circuit 27G of the processing device 6. In addition to the control described in the first embodiment, the control circuit 27G controls the drive control device 86 so that the movable units 80a and 80b move to predetermined positions.
More specifically, for example, the magnetic field to be detected has the following three patterns when the capsule coil 42 is equidistant from the exciting coil 62 and the detecting coil 61.

図34(A)に示すように検出する磁界は、励磁用コイル62と検出用コイル61とを結ぶ軸と、カプセル内コイル42とが同軸になるときに最大となる。
また、図34(B)に示すように検出する磁界は、励磁用コイル62と検出用コイル61とを結ぶ軸がカプセル内コイル42の長手中心軸において直交するとき、励磁用コイル62からの磁束がカプセル内コイル42に入らない。このため、カプセル内コイル42(共振回路40)に誘導磁界が発生せず、検出用コイル61にてカプセル内コイル42の磁界を検出するのが困難となる。
As shown in FIG. 34A, the detected magnetic field becomes maximum when the axis connecting the exciting coil 62 and the detecting coil 61 and the capsule coil 42 are coaxial.
As shown in FIG. 34B, the magnetic field to be detected is a magnetic flux from the exciting coil 62 when the axis connecting the exciting coil 62 and the detecting coil 61 is orthogonal to the longitudinal central axis of the capsule coil 42. Does not enter the coil 42 in the capsule. For this reason, an induction magnetic field is not generated in the intra-capsule coil 42 (resonance circuit 40), and it becomes difficult for the detection coil 61 to detect the magnetic field of the intra-capsule coil 42.

また、図34(C)に示すように検出する磁界は、磁用コイル62と検出用コイル61とを結ぶ軸から、カプセル内コイル42がはずれた位置になるとき、カプセル内コイル42に励磁用コイル62からの磁束が入り、カプセル内コイル42に対して誘導磁界を発生させる位置であれば、検出用コイル61にて磁界の検出が可能となる。しかしながら、この場合、検出用コイル61が検出する磁界の強さは、そのときに発生する誘導磁界の向きと検出用コイル61の向きとの関係及びカプセル内コイル42と検出用コイル61との距離により変化する。   Further, as shown in FIG. 34C, the magnetic field to be detected is excited in the capsule coil 42 when the capsule coil 42 is off the axis connecting the magnet coil 62 and the detection coil 61. The magnetic field can be detected by the detection coil 61 at a position where the magnetic flux from the coil 62 enters and the induction coil 42 generates an induction magnetic field. However, in this case, the strength of the magnetic field detected by the detection coil 61 depends on the relationship between the direction of the induced magnetic field generated at that time and the direction of the detection coil 61 and the distance between the capsule coil 42 and the detection coil 61. It depends on.

このため、制御回路27Gは、前記信号測定器53からの測定データによって前記演算処理部54により算出された過去のカプセル本体3の向き(方向)及び位置情報に基づき、前記位置・姿勢検出基板60が検出する前記カプセル本体3の前記共振回路40が生成する磁界が小さくならない適した位置に前記駆動制御装置86を制御する。   For this reason, the control circuit 27G uses the position / orientation detection board 60 based on the past direction (direction) and position information of the capsule body 3 calculated by the arithmetic processing unit 54 based on the measurement data from the signal measuring device 53. The drive control device 86 is controlled to a suitable position where the magnetic field generated by the resonance circuit 40 of the capsule body 3 detected by is not reduced.

このような構成による第3実施例の作用を説明する。
カプセル本体3により体腔内を検査する場合、患者はこのカプセル本体3を飲み込む。体腔内に挿入されたカプセル本体3は食道等を通過する際に、照明素子15で照明し、撮像素子14で撮像した画像を無線回路22を経て体外の処理装置6に無線で送る。
処理装置6は無線回路25で受信し、復調された画像データをデータ処理回路26内部などに設けた(ハードディスク等の)画像記憶デバイスに蓄積すると共に、表示用の処理を行い、表示装置7に出力してカプセル本体3により順次撮像された画像を表示する。
The operation of the third embodiment having such a configuration will be described.
When examining the inside of a body cavity with the capsule body 3, the patient swallows the capsule body 3. When the capsule body 3 inserted into the body cavity passes through the esophagus or the like, it is illuminated by the illumination element 15, and an image captured by the imaging element 14 is wirelessly transmitted to the processing apparatus 6 outside the body via the wireless circuit 22.
The processing device 6 receives the image data demodulated by the wireless circuit 25 and stores the demodulated image data in an image storage device (such as a hard disk) provided inside the data processing circuit 26 and performs display processing. The images output and sequentially captured by the capsule body 3 are displayed.

ここで、本実施例では、図29に示すフローチャートに従って制御回路27Gが位置・姿勢検出装置9Gにより検出されたカプセル本体3の向き(方向)及び位置情報に基づき、回転磁界を発生したり、発生する回転磁界の向き等を制御する動作を行うと共に、前記可動ユニット80a,80bが適した位置に移動するように制御する動作を行う。   Here, in this embodiment, the control circuit 27G generates or generates a rotating magnetic field based on the orientation (direction) and position information of the capsule body 3 detected by the position / posture detection device 9G according to the flowchart shown in FIG. An operation for controlling the direction of the rotating magnetic field is performed, and an operation for controlling the movable units 80a and 80b to move to an appropriate position is performed.

先ず、制御回路27Gは、カプセル本体3の位置検出を行う。
制御回路27Gは、位置・姿勢検出装置9Gを制御駆動してカプセル本体3の位置及び向き(方向)を測定する(ステップS11)。
位置・姿勢検出装置9Gは、励磁用可動ユニット80aに内蔵した前記位置・姿勢検出基板60(の励磁用コイルアレイ51)を所定の発振周波数、例えば1kHz〜1MHzで発振器55により発振させ、交流磁界を発生させる。
First, the control circuit 27G detects the position of the capsule body 3.
The control circuit 27G controls and drives the position / posture detection device 9G to measure the position and orientation (direction) of the capsule body 3 (step S11).
The position / orientation detection device 9G causes the position / orientation detection substrate 60 (excitation coil array 51 thereof) built in the exciting movable unit 80a to oscillate with an oscillator 55 at a predetermined oscillation frequency, for example, 1 kHz to 1 MHz, and an AC magnetic field. Is generated.

カプセル本体3の共振回路40は、交流磁界により相互誘導して誘導起電力を発生し、磁界を発生する。この共振回路40による磁界は、検出用可動ユニット80bに内蔵した前記位置・姿勢検出基板60(の検出用コイルアレイ52)により検出される。この検出用可動ユニット80bにより検出された測定値は、前記信号測定器53により取り込まれて演算処理部54へ入力される。   The resonance circuit 40 of the capsule body 3 generates an induced electromotive force by mutual induction by an alternating magnetic field, and generates a magnetic field. The magnetic field generated by the resonance circuit 40 is detected by the position / orientation detection substrate 60 (the detection coil array 52) built in the detection movable unit 80b. The measurement value detected by the detection movable unit 80 b is taken in by the signal measuring device 53 and input to the arithmetic processing unit 54.

演算処理部54は、入力された測定値に基づき、上述した式1及び式2から共振回路40の向き(方向)及び位置を算出し、測定値と算出した結果をカプセル本体3の向き(方向)と位置データと磁界の強さとして制御回路27Gに出力する。   The arithmetic processing unit 54 calculates the direction (direction) and position of the resonance circuit 40 from the above-described formulas 1 and 2 based on the input measurement value, and the measurement value and the calculated result are used as the direction (direction) of the capsule body 3. ), Position data, and magnetic field strength are output to the control circuit 27G.

制御回路27Gは、位置・姿勢検出装置9Gから入力されたカプセル本体3の向き(方向)と位置データと磁界の強さに基づき、可動ユニット80a,80bの位置データと、求めたカプセル本体3の向き(方向)と位置データと磁界の強さとから、共振回路40が生成する磁界が小さくならない適した位置へ可動ユニット80a,80bを移動させ、再測定する(ステップS12)。
制御回路27Gは、前の測定値と再測定値とを比較し(ステップS13)、前の測定値の方が大きかった場合、再測定値の方が大きくなるまでS11からS13を繰り返す。
The control circuit 27G, based on the direction (direction) of the capsule body 3 input from the position / posture detection device 9G, the position data, and the strength of the magnetic field, the position data of the movable units 80a and 80b, and the obtained capsule body 3 Based on the direction (direction), position data, and magnetic field strength, the movable units 80a and 80b are moved to suitable positions where the magnetic field generated by the resonance circuit 40 does not become small, and remeasured (step S12).
The control circuit 27G compares the previous measurement value and the remeasurement value (step S13), and if the previous measurement value is larger, repeats S11 to S13 until the remeasurement value becomes larger.

可動ユニット80a,80bは、前記駆動制御装置86からの駆動信号に基づいてモータ駆動回路84がモータ82を駆動することで、駆動タイヤ81及び従動タイヤ83が回動し、所定の位置に移動する。
一方、再測定値の方が前の測定値より大きい場合、制御回路27Gは、位置検出完了(ステップS14)し、次の回転磁界による磁気誘導の制御を行う。
In the movable units 80a and 80b, when the motor drive circuit 84 drives the motor 82 based on the drive signal from the drive control device 86, the drive tire 81 and the driven tire 83 rotate and move to predetermined positions. .
On the other hand, when the remeasurement value is larger than the previous measurement value, the control circuit 27G completes the position detection (step S14) and controls the magnetic induction by the next rotating magnetic field.

ここで、カプセル本体3は、管腔の状態、例えば、体液や襞の存在や臓器内の広さ等の状態により、操作入力装置8の操作に対して動き過ぎたり動きにくかったりして向き易さの度合いが変化し、算出したカプセル本体3の向きとはならない誤差が生じる。
そこで、制御回路27Gは、一定(時間)間隔で再測定してカプセル本体3の位置検出(S11〜S14)を繰り返すよう制御を行っている。
Here, the capsule main body 3 is easily moved or hard to move with respect to the operation of the operation input device 8 depending on the state of the lumen, for example, the presence of body fluid or sputum and the size of the organ. The degree of thickness changes, and an error that does not correspond to the calculated orientation of the capsule body 3 occurs.
Therefore, the control circuit 27G performs control so as to repeat the position detection (S11 to S14) of the capsule body 3 by re-measurement at regular (time) intervals.

次に、制御回路27Gは、回転磁界によるカプセル本体3の磁気誘導を行う。
制御回路27Gは、位置・姿勢検出装置9Gからカプセル本体3の向き(方向)及び位置データを出力させ(ステップS15)、演算処理部54で求めたカプセル本体3の向き(方向)及び位置データから付加する回転磁界(カプセル本体3を磁気誘導するための)の向きを設定(セット)する(ステップS16)。
Next, the control circuit 27G performs magnetic induction of the capsule body 3 by the rotating magnetic field.
The control circuit 27G outputs the orientation (direction) and position data of the capsule body 3 from the position / posture detection device 9G (step S15), and from the orientation (direction) and position data of the capsule body 3 obtained by the arithmetic processing unit 54. The direction of the rotating magnetic field to be added (for magnetically guiding the capsule body 3) is set (set) (step S16).

制御回路27Gは、術者の操作による操作入力装置8、例えば、方向入力装置8aのジョイスティックの入力に従い、カプセル本体3を所望の向き(方向)及び位置に制御するよう回転磁界発生装置4を制御駆動する。即ち、制御回路27Gは、操作入力装置8(ジョイスティック)の入力を検出し(ステップS17)、入力が有るか否かを判断し(ステップS18)、操作入力装置8の入力が有る場合、この操作入力装置8の入力量を計算(算出)して設定値に達するまで上記回転磁界発生装置4が生成する回転磁場を付加する(ステップS19)。尚、制御回路27Gは、操作入力装置8の入力がない場合、この入力が有るまで設定された回転磁界の状態を維持する。   The control circuit 27G controls the rotating magnetic field generator 4 so as to control the capsule body 3 in a desired direction (direction) and position in accordance with an operation input device 8 operated by the operator, for example, a joystick of the direction input device 8a. To drive. That is, the control circuit 27G detects an input of the operation input device 8 (joystick) (step S17), determines whether there is an input (step S18), and if there is an input of the operation input device 8, this operation is performed. The input amount of the input device 8 is calculated (calculated), and the rotating magnetic field generated by the rotating magnetic field generating device 4 is added until the set value is reached (step S19). When there is no input from the operation input device 8, the control circuit 27G maintains the state of the rotating magnetic field that is set until this input is present.

制御回路27Gは、付加した回転磁界が設定値に達したか否かを判断し(ステップS20)、回転磁界が設定値に達するまで回転磁場を付加し続け、回転磁界が設定値に達した場合、誘導完了(ステップS21)し、回転磁界による磁気誘導の制御(S16〜S21)を繰り返す。   The control circuit 27G determines whether or not the added rotating magnetic field has reached the set value (step S20), and continues to add the rotating magnetic field until the rotating magnetic field reaches the set value. Then, the induction is completed (step S21), and the magnetic induction control (S16 to S21) by the rotating magnetic field is repeated.

この結果、カプセル型医療装置位置・姿勢検出システム1Gは、上記第1実施例と同様な効果を得ることに加え、位置・姿勢検出基板60の位置を最適な位置に移動させることでき、常にカプセル本体3の向き(方向)及び位置を正確に測定することができる。
尚、図29のフローチャートは、位置・姿勢検出基板60を移動可能に構成した場合について説明しているが、可動ユニットを移動させる部分を除けば、位置・姿勢検出基板60が固定配置された場合においても適用可能である。
As a result, the capsule medical device position / posture detection system 1G can obtain the same effect as that of the first embodiment, and can move the position / posture detection board 60 to the optimum position, so that the capsule always The direction (direction) and position of the main body 3 can be accurately measured.
The flow chart of FIG. 29 describes the case where the position / posture detection board 60 is configured to be movable. However, when the position / posture detection board 60 is fixedly arranged except for the portion for moving the movable unit. It is also applicable to.

以上のように第3実施例を説明してきたが、本実施例では次のような変形例が考えられる。
カプセル型医療装置位置・姿勢検出システムは、図30及び図31に示すように可動ユニット80a,80bの代わりに多自由度可動式アーム90を用いて位置・姿勢検出装置を構成しても良い。
As described above, the third embodiment has been described. In the present embodiment, the following modifications can be considered.
In the capsule medical device position / posture detection system, as shown in FIGS. 30 and 31, a position / posture detection device may be configured by using a multi-degree-of-freedom movable arm 90 instead of the movable units 80a and 80b.

図30及び図31に示すように位置・姿勢検出装置9Hは、多自由度可動式アーム90を設けて構成されている。
前記多自由度可動式アーム90は、先端側が二股に分岐されており、これらの先端部に前記位置・姿勢検出基板60をそれぞれ設けている。これら位置・姿勢検出基板60は、どちらか一方が励磁側であれば、他の一方が検出側となる。あるいは、位置・姿勢検出基板60は、周期的に切り換えるようにしても良いし、あるいは、同一基板上の一部のコイルを励磁用、他を検出用として同時に使用しても良い。
As shown in FIGS. 30 and 31, the position / posture detection device 9 </ b> H is configured by providing a multi-degree-of-freedom movable arm 90.
The multi-degree-of-freedom movable arm 90 is bifurcated at the tip end, and the position / posture detection board 60 is provided at the tip portion. If one of these position / orientation detection boards 60 is on the excitation side, the other is the detection side. Alternatively, the position / orientation detection board 60 may be switched periodically, or some coils on the same board may be used simultaneously for excitation and others for detection.

前記多自由度可動式アーム90は、関節部に図示しないモータを内蔵している。これらモータは、上記第3実施例で説明した可動ユニット80a,80bと同様に制御回路27Gによって駆動制御装置86により制御駆動されるようになっている。
それ以外の構成及び作用は、同様なので説明を省略する。
The multi-degree-of-freedom movable arm 90 incorporates a motor (not shown) in a joint portion. These motors are controlled and driven by the drive control device 86 by the control circuit 27G in the same manner as the movable units 80a and 80b described in the third embodiment.
Since other configurations and operations are the same, the description thereof is omitted.

これにより、本変形例の位置・姿勢検出装置9Hは、患者が潜り込む必要がないので、非常に楽であり、また、装置を小型化できる。
尚、多自由度可動アーム90に取り付ける位置・姿勢検出基板60は、図32に示すように1つでも構わない。この場合、前記位置・姿勢検出基板60は、基板中心に前記励磁用コイル62を配置し、この励磁用コイル62の周囲に前記検出用コイル61を配置して構成されている。尚、図32中、磁力線は、基板中心の励磁用コイル62から出て、周囲の検出用コイル61に戻るようになっている。
As a result, the position / posture detection device 9H according to the present modification is very easy because the patient does not have to go in, and the size of the device can be reduced.
The number of position / posture detection boards 60 attached to the multi-degree-of-freedom movable arm 90 may be one as shown in FIG. In this case, the position / posture detection board 60 is configured such that the excitation coil 62 is arranged at the center of the board and the detection coil 61 is arranged around the excitation coil 62. In FIG. 32, the magnetic field lines come out of the exciting coil 62 at the center of the substrate and return to the surrounding detecting coil 61.

前記位置・姿勢検出基板60は、前記励磁用コイル62が前記カプセル内コイル42に対して誘導磁界を発生させるための交流磁界を発生し、この交流磁界により発生した前記カプセル内コイル42の誘導磁界を前記検出用コイル61が検出するようになっている。   The position / posture detection board 60 generates an alternating magnetic field for the exciting coil 62 to generate an induced magnetic field for the intracapsule coil 42, and the induced magnetic field of the intracapsule coil 42 generated by the alternating magnetic field. Is detected by the detection coil 61.

従って、前記多自由度可動式アーム90は、前記カプセル内コイル42に対して誘導磁界を発生させるための交流磁界を発生する磁界発生手段と、前記カプセル内コイル42が発生した誘導磁界の磁界強度を検出する磁界検出手段と2つの役割を前記位置・姿勢検出基板60の1枚のみで構成できるので、2枚設けて構成するよりも制御が簡単であり、また更なる小型化が可能となる。   Accordingly, the multi-degree-of-freedom movable arm 90 includes a magnetic field generating means for generating an alternating magnetic field for generating an induced magnetic field for the in-capsule coil 42, and a magnetic field intensity of the induced magnetic field generated by the in-capsule coil 42. The magnetic field detection means for detecting the two and the two roles can be configured by only one of the position / posture detection substrate 60, so that the control is simpler than the configuration of providing two, and further downsizing is possible. .

尚、カプセル本体3は、図33に示すように前記励磁用コイルアレイ51の交流磁界により誘導磁界を発生する他に、自発的に誘導磁界を発生するように構成しても良い。
この場合、カプセル本体3は、コンデンサ41の代わりに発振器55Bをカプセル内コイル42に接続して構成した共振回路40Bを備えている。尚、前記発振器55Bは、前記共振回路40Bを相互誘導させるのに必要な交流磁界を発生させるために発振周波数、例えば1kHz〜1MHzで発振するようになっている。
The capsule body 3 may be configured to generate an induced magnetic field spontaneously in addition to an induced magnetic field generated by the alternating magnetic field of the exciting coil array 51 as shown in FIG.
In this case, the capsule body 3 includes a resonance circuit 40B configured by connecting an oscillator 55B to the in-capsule coil 42 instead of the capacitor 41. The oscillator 55B oscillates at an oscillation frequency, for example, 1 kHz to 1 MHz in order to generate an alternating magnetic field necessary for mutually inducing the resonance circuit 40B.

一方、位置・姿勢検出装置9Bは、前記検出用コイルアレイ52(検出用コイル61)がカプセル本体3Bの共振回路40Bにより自発的に発生した磁界を検出するようになっており、この検出用コイルアレイ52(検出用コイル61)により検出された信号を測定する信号測定器53と、この信号測定器53により測定されたデータに基づき、カプセル本体3Bの長手方向の向き(方向)を算出すると共に位置も算出する演算処理部54とを有している。   On the other hand, in the position / orientation detection device 9B, the detection coil array 52 (detection coil 61) detects a magnetic field generated spontaneously by the resonance circuit 40B of the capsule body 3B. Based on the signal measuring device 53 for measuring the signal detected by the array 52 (detection coil 61) and the data measured by the signal measuring device 53, the orientation (direction) of the capsule body 3B in the longitudinal direction is calculated. And an arithmetic processing unit 54 that also calculates the position.

ここで、前記検出用コイルアレイ52(検出用コイル61)により検出される測定磁界B’total(ベクトル)は、共振回路40Bにより発生する磁界をB’reso(ベクトル)として、 Here, the measurement magnetic field B ′ total (vector) detected by the detection coil array 52 (detection coil 61) is obtained by using the magnetic field generated by the resonance circuit 40B as B ′ reso (vector).

式3Formula 3

Figure 0004472410
である。
Figure 0004472410
It is.

尚、共振回路40Bにより発生する磁界B’reso(ベクトル)は、上記第1実施例で説明した式2とほぼ同一であるので省略する。
これにより、演算処理部54は、検出用コイルアレイ52(検出用コイル61)により検出される測定磁界B’totalを共振回路40Bにより発生する磁界B’resoとし、カプセル本体3Bの位置(x,y,z)及びカプセル本体3Bの向き(θ,φ)及び等価的磁気モーメントMを算出することができるようになっている。
Note that the magnetic field B ′ reso (vector) generated by the resonance circuit 40B is substantially the same as the expression 2 described in the first embodiment, and is omitted.
Thereby, the arithmetic processing unit 54 sets the measurement magnetic field B ′ total detected by the detection coil array 52 (detection coil 61) as the magnetic field B ′ reso generated by the resonance circuit 40B, and sets the position (x, y, z), the direction (θ, φ) of the capsule body 3B, and the equivalent magnetic moment M can be calculated.

従って、位置・姿勢検出装置9Bは、カプセル本体3Bが共振回路40Bにより自発的に磁界を発生できるので、この共振回路40Bに対して誘導起電力を発生させるための交流磁界を発生する励磁手段を必要とせず、更なる小型化が可能である。
なお、上述した各実施例等を部分的に組み合わせる等して構成される実施例等も本発明に属する。
Accordingly, since the capsule body 3B can spontaneously generate a magnetic field by the resonance circuit 40B, the position / posture detection device 9B has an excitation means for generating an alternating magnetic field for generating an induced electromotive force in the resonance circuit 40B. There is no need for further miniaturization.
It should be noted that embodiments configured by partially combining the above-described embodiments and the like also belong to the present invention.

[付記]
(付記項1)
生体内に挿入されるカプセル型医療装置本体と、
前記カプセル型医療装置本体に設け、共振回路を構成するカプセル内コイルと、
前記生体の周りに配置し、前記カプセル内コイルによって発生する磁界の変化を検出する磁界検出部と、
を具備したことを特徴とするカプセル型医療装置位置・姿勢検出システム。
[Appendix]
(Additional item 1)
A capsule-type medical device body inserted into a living body;
A capsule-in-coil coil provided in the capsule-type medical device body and constituting a resonance circuit;
A magnetic field detector arranged around the living body and detecting a change in the magnetic field generated by the coil in the capsule;
A capsule-type medical device position / posture detection system comprising:

(付記項2)
前記磁界検出部は、前記カプセル内コイルに対して誘導磁界を発生させるための交流磁界を発生する磁界発生手段と、この磁界発生手段により前記カプセル内コイルが発生した誘導磁界の磁界強度を検出する磁界検出手段と、を有することを特徴とする付記項1に記載のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システム。
(Appendix 2)
The magnetic field detector detects a magnetic field intensity of the induced magnetic field generated by the coil in the capsule by the magnetic field generating means for generating an alternating magnetic field for generating an induced magnetic field for the coil in the capsule. The capsule-type medical device position / posture detection system according to Additional Item 1, further comprising: a magnetic field detection unit.

(付記項3)
前記カプセル型医療装置本体が前記共振回路を発振させるための発振器を有し、この発振器により前記共振回路が発振して前記カプセル内コイルが磁界を発生し、このカプセル内コイルにより発生した磁界の磁界強度を前記磁界検出部に設けた磁界検出手段が検出することを特徴とする付記項1に記載のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システム。
(Additional Item 3)
The capsule medical device main body has an oscillator for causing the resonance circuit to oscillate, the resonance circuit oscillates by the oscillator, and the coil in the capsule generates a magnetic field. The magnetic field generated by the coil in the capsule 2. The capsule medical device position / posture detection system according to claim 1, wherein the magnetic field detection means provided in the magnetic field detection unit detects the intensity.

(付記項4)
前記磁界検出部を取り付けるフレームは、前記カプセル型医療装置本体の向き及び位置を体外から回転磁界によって誘導する誘導装置であり、この誘導装置により発生する回転磁界の駆動周波数と、前記共振回路の共振周波数とが異なることを特徴とする付記項1から3のいずれかに記載のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システム。
(Appendix 4)
The frame to which the magnetic field detection unit is attached is a guiding device that guides the orientation and position of the capsule medical device body from outside the body by a rotating magnetic field, and the driving frequency of the rotating magnetic field generated by the guiding device and the resonance of the resonance circuit 4. The capsule medical device position / posture detection system according to any one of additional items 1 to 3, wherein the frequency is different.

(付記項5)
前記生体が挿通する開口部を形成し、前記磁界検出部を球面状に配置したことを特徴とする付記項1ないし4に記載のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システム。
(付記項6)
前記生体が挿通する開口部を形成し、前記磁界検出部を正多面体状に配置したことを特徴とする付記項1ないし4に記載のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システム。
(Appendix 5)
The capsule medical device position / posture detection system according to any one of claims 1 to 4, wherein an opening through which the living body is inserted is formed and the magnetic field detector is arranged in a spherical shape.
(Appendix 6)
The capsule medical device position / posture detection system according to any one of claims 1 to 4, wherein an opening through which the living body is inserted is formed and the magnetic field detection unit is arranged in a regular polyhedron shape.

(付記項7)
前記生体が挿通する開口部を形成し、前記磁界検出部を立方体状に3軸配置したことを特徴とする付記項1ないし4に記載のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システム。
(付記項8)
前記磁界検出部は、前記生体を挟んで相対して配置され、移動自在であるように構成したことを特徴とする付記項1ないし付記項6に記載のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システム。
(Appendix 7)
The capsule medical device position / posture detection system according to any one of claims 1 to 4, wherein an opening through which the living body is inserted is formed, and the magnetic field detection unit is arranged in three axes in a cubic shape.
(Appendix 8)
The capsule-type medical device position / posture detection system according to any one of claims 1 to 6, wherein the magnetic field detection unit is arranged so as to be opposed to and sandwich the living body.

(付記項9)
単一の前記磁界検出部は、前記生体に対面して配置され、移動自在であるように構成したことを特徴とする付記項1ないし付記項6に記載のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システム。
(付記項10)
前記立方体状の少なくとも1面が開閉又は着脱自在であることを特徴とする付記項7に記載のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システム。
(Appendix 9)
The capsule type medical device position / posture detection system according to any one of claims 1 to 6, wherein the single magnetic field detection unit is arranged so as to face the living body and is movable. .
(Appendix 10)
The capsule-type medical device position / posture detection system according to claim 7, wherein at least one surface of the cubic shape is openable / closable or detachable.

(付記項11)
移動及び回転自在な多自由度可動式アームを有し、
前記磁界検出部が検出する磁界が最大となるよう前記多自由度可動式アームの動作を制御する制御装置と、
を設けたことを特徴とする付記項8と付記項9に記載のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システム。
(Appendix 11)
It has a multi-degree-of-freedom movable arm that can move and rotate,
A control device for controlling the operation of the multi-degree-of-freedom movable arm so that the magnetic field detected by the magnetic field detection unit is maximized;
Item 9. The capsule medical device position / posture detection system according to item 8 or item 9, characterized by comprising:

(付記項12)
前記生体が挿通する開口部を形成し、
球面状に移動自在な可動ユニットと、
前記磁界検出部が検出する磁界が最大となるよう前記可動ユニットの動作を制御する制御装置と、
を設けたことを特徴とする付記項8と付記項9に記載のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システム。
(Appendix 12)
Forming an opening through which the living body is inserted;
A movable unit that can move in a spherical shape,
A control device for controlling the operation of the movable unit so that the magnetic field detected by the magnetic field detector is maximized;
Item 9. The capsule medical device position / posture detection system according to item 8 or item 9, characterized by comprising:

第1実施例のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a capsule medical device position / posture detection system according to a first embodiment. 図1のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システムの回路ブロック図である。FIG. 2 is a circuit block diagram of the capsule medical device position / posture detection system of FIG. 1. カプセル本体の側面説明図である。It is side surface explanatory drawing of a capsule main body. 印加した回転磁界及びこの回転磁界によるカプセル本体の動作を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the operation | movement of the capsule main body by the applied rotating magnetic field and this rotating magnetic field. 図4の回転磁界に対して印加した振動磁界(偶力発生用磁界)及びこの振動磁界(偶力発生用磁界)によるカプセル本体の動作を示す概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram showing an oscillating magnetic field (couple generating magnetic field) applied to the rotating magnetic field of FIG. 4 and the operation of the capsule body by the oscillating magnetic field (couple generating magnetic field). カプセル本体に対する位置・姿勢検出装置による位置・姿勢検出の説明図である。It is explanatory drawing of the position and attitude | position detection by the position and attitude | position detection apparatus with respect to a capsule main body. 回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a rotating magnetic field generator and a position and attitude | position detection apparatus. 図7の回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置の拡大斜視図である。FIG. 8 is an enlarged perspective view of the rotating magnetic field generation device and the position / posture detection device of FIG. 7. 図8の回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置切断図である。FIG. 9 is a cutaway view of the rotating magnetic field generation device and the position / posture detection device of FIG. 図8の位置・姿勢検出装置の変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the modification of the position and attitude | position detection apparatus of FIG. 図10の回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置切断図である。It is a rotating magnetic field generator of FIG. 10, and a position and attitude | position detection apparatus cutting | disconnection figure. 図8の位置・姿勢検出装置の第2の変形例を示す回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置の斜視図である。FIG. 10 is a perspective view of a rotating magnetic field generation device and a position / posture detection device showing a second modification of the position / posture detection device of FIG. 8. 2つに分割可能に構成された回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the rotating magnetic field generator and position and attitude | position detection apparatus which were comprised so that division | segmentation into two was possible. 開閉可能に構成された回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the rotating magnetic field generator and position and attitude | position detection apparatus which were comprised so that opening and closing was possible. 位置・姿勢検出基板に配置される検出用コイル及び励磁用コイルの配置パターン例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of an arrangement pattern of the coil for a detection arrange | positioned on a position and attitude | position detection board | substrate, and the coil for excitation. 位置・姿勢検出基板に配置される検出用コイル及び励磁用コイルの他の配置パターン例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other example of arrangement | positioning pattern of the coil for a detection and the coil for excitation arrange | positioned at a position and attitude | position detection board | substrate. 図10の回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the rotating magnetic field generator of FIG. 10, and a position and attitude | position detection apparatus. 図12の回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置の外観を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the external appearance of the rotating magnetic field generator of FIG. 12, and a position and attitude | position detection apparatus. 図18の回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置の内部構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the internal structure of the rotating magnetic field generator of FIG. 18, and a position and attitude | position detection apparatus. 図8の位置・姿勢検出装置の第3の変形例を示す回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置の概略説明図である。FIG. 10 is a schematic explanatory diagram of a rotating magnetic field generation device and a position / posture detection device showing a third modification of the position / posture detection device of FIG. 8. 図8の位置・姿勢検出装置の第4の変形例を示す回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置の概略斜視図である。FIG. 10 is a schematic perspective view of a rotating magnetic field generation device and a position / posture detection device showing a fourth modification of the position / posture detection device of FIG. 8. 図8の位置・姿勢検出装置の第5の変形例を示す回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置の概略説明図である。FIG. 10 is a schematic explanatory diagram of a rotating magnetic field generation device and a position / posture detection device showing a fifth modification of the position / posture detection device of FIG. 8. 第2実施例のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システムを構成している回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the rotating magnetic field generator and position / posture detection apparatus which comprise the capsule type medical device position / posture detection system of 2nd Example. 図23の位置・姿勢検出装置の変形例を示す回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置の概略斜視図である。FIG. 24 is a schematic perspective view of a rotating magnetic field generation device and a position / posture detection device showing a modification of the position / posture detection device of FIG. 23. 図24の回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置の内部構成を示すA矢視方向の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the A arrow direction which shows the internal structure of the rotating magnetic field generator of FIG. 24, and a position and attitude | position detection apparatus. 第3実施例のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システムを構成している回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the rotating magnetic field generator and position / posture detection apparatus which comprise the capsule type medical device position / posture detection system of 3rd Example. 図26の回転磁界発生装置及び位置・姿勢検出装置の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of the rotating magnetic field generator of FIG. 26, and a position and attitude | position detection apparatus. 第3実施例のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システムを示す全体構成図である。It is a whole block diagram which shows the capsule type medical device position and attitude | position detection system of 3rd Example. 第3実施例のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システムの制御動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control action of the capsule type medical device position and attitude | position detection system of 3rd Example. 図26の位置・姿勢検出装置の変形例を示す概略斜視図である。FIG. 27 is a schematic perspective view showing a modification of the position / posture detection apparatus in FIG. 26. 図30の位置・姿勢検出装置の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the position and attitude | position detection apparatus of FIG. 図31の変形例を示し、位置・姿勢検出基板を平板状に構成したカプセル本体に対する位置・姿勢検出装置による位置・姿勢検出の説明図である。FIG. 32 is an explanatory diagram of position / posture detection by a position / posture detection device for a capsule body in which the position / posture detection board is configured in a flat plate shape, showing a modification of FIG. 31. コンデンサの代わりに発振器を設けて共振回路を構成したカプセル本体に対する位置・姿勢検出装置による位置・姿勢検出の説明図である。It is explanatory drawing of the position and attitude | position detection by the position and attitude | position detection apparatus with respect to the capsule main body which provided the oscillator instead of the capacitor | condenser and comprised the resonance circuit. 励磁用コイルと検出用コイルとカプセル内コイルとの位置関係を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows the positional relationship of the coil for excitation, the coil for a detection, and the coil in a capsule.

符号の説明Explanation of symbols

1 カプセル型医療装置位置・姿勢検出システム
3 カプセル本体
4 回転磁界発生装置
5 磁界制御装置
6 処理装置
7 表示装置
8 操作入力部
8a 方向入力装置
8b 速度入力装置
8c 機能ボタン
9 位置・姿勢検出装置
12 螺旋状突起
16 マグネット
20 信号処理回路
26 データ処理回路
27 制御回路
31 交流電流発生&制御部
32 ドライバ部
33a〜33c 電磁石
40 共振回路
41 コンデンサ
42 カプセル内コイル
51 励磁用コイルアレイ
52 検出用コイルアレイ
53 信号測定器
54 演算処理部
55 発振器
61 検出用コイル
62,63 励磁用コイル
代理人 弁理士 伊藤 進
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Capsule type medical device position / posture detection system 3 Capsule body 4 Rotating magnetic field generator 5 Magnetic field controller 6 Processing device 7 Display device 8 Operation input unit 8a Direction input device 8b Speed input device 8c Function button 9 Position / posture detection device 12 Spiral projection 16 Magnet 20 Signal processing circuit 26 Data processing circuit 27 Control circuit 31 AC current generation & control unit 32 Driver unit 33a to 33c Electromagnet 40 Resonance circuit 41 Capacitor 42 Coil in capsule 51 Coil array for excitation 52 Coil array for detection 53 Signal measuring instrument 54 Arithmetic processing unit 55 Oscillator 61 Detection coil 62, 63 Excitation coil Agent Patent attorney Susumu Ito

Claims (19)

生体内に挿入されるカプセル型医療装置本体と、
前記カプセル型医療装置本体に設けられたマグネットと、
前記カプセル型医療装置本体に設けられた共振回路を構成するカプセル内コイルと、
前記生体の周りに配置され、前記カプセル内コイルに対して誘導磁界を発生させるための交流磁界を発生する励磁用コイルと、
前記生体の周りに配置され、前記交流磁界により前記カプセル内コイルが発生した誘導磁界の磁界強度を検出する少なくとも一つの検出用コイルと、
前記生体の周りに配置され、前記マグネットに作用する回転磁界を発生し、前記カプセル型医療装置本体を誘導する回転磁界発生装置と、
を有し、前記回転磁界発生装置により発生する回転磁界の周波数と、前記共振回路の共振周波数とが異なることを特徴とするカプセル型医療装置位置・姿勢検出システム。
A capsule-type medical device body inserted into a living body;
A magnet provided in the capsule medical device body;
A coil in a capsule constituting a resonance circuit provided in the capsule medical device body;
An exciting coil that is arranged around the living body and generates an alternating magnetic field for generating an induction magnetic field with respect to the coil in the capsule;
At least one detection coil that is arranged around the living body and detects the magnetic field strength of the induction magnetic field generated by the coil in the capsule by the alternating magnetic field;
A rotating magnetic field generator arranged around the living body, generating a rotating magnetic field acting on the magnet, and guiding the capsule medical device body;
A capsule medical device position / posture detection system, characterized in that the frequency of the rotating magnetic field generated by the rotating magnetic field generator differs from the resonant frequency of the resonant circuit.
前記励磁用コイル及び前記検出用コイルは、前記回転磁界発生装置に配置されることを特徴とする請求項1に記載のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システム。   The capsule-type medical device position / posture detection system according to claim 1, wherein the excitation coil and the detection coil are arranged in the rotating magnetic field generator. 前記励磁用コイルと少なくとも一つの前記検出用コイルが構成された位置・姿勢検出基板をさらに設け、前記位置・姿勢検出基板が前記生体を取り囲むように配置されると共に、前記位置・姿勢検出基板が存在せず生体が挿通可能な穴部を有することを特徴とする請求項2に記載のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システム。   A position / posture detection board comprising the excitation coil and at least one detection coil is further provided, the position / posture detection board is disposed so as to surround the living body, and the position / posture detection board is provided. The capsule medical device position / posture detection system according to claim 2, wherein the capsule medical device position / posture detection system has a hole portion through which a living body can be inserted. 前記回転磁界発生装置が立方体であり、複数の前記位置・姿勢検出基板が前記回転磁界発生装置の立方体の面とは異なる方向を向いていることを特徴とする請求項3に記載のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システム。   4. The capsule medical device according to claim 3, wherein the rotating magnetic field generation device is a cube, and the plurality of position / posture detection substrates are oriented in a direction different from a cube surface of the rotating magnetic field generation device. Device position / posture detection system. 複数の前記位置・姿勢検出基板を立方体状に配置すると共に、前記生体が挿通可能な穴部を有することを特徴とする請求項3に記載のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システム。   The capsule medical device position / posture detection system according to claim 3, wherein a plurality of the position / posture detection substrates are arranged in a cubic shape and have a hole through which the living body can be inserted. 前記立方体の少なくとも1面が開閉又は着脱自在であることを特徴とする請求項5に記載のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システム。   6. The capsule medical device position / posture detection system according to claim 5, wherein at least one surface of the cube is openable / detachable. 前記立方体の4面に前記位置・姿勢検出基板が配置され、前記立方体の残り2面を前記生体が挿通可能としたことを特徴とする請求項5に記載のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システム。   The capsule-type medical device position / posture detection system according to claim 5, wherein the position / posture detection board is arranged on four surfaces of the cube, and the living body can be inserted through the remaining two surfaces of the cube. . 前記励磁用コイルと少なくとも一つの前記検出用コイルが構成された位置・姿勢検出基板をさらに設け、複数の前記位置・姿勢検出基板が前記生体を挟んで相対して配置され、移動自在であることを特徴とする請求項1に記載のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システム。   A position / posture detection board on which the excitation coil and at least one detection coil are configured is further provided, and a plurality of the position / posture detection boards are arranged opposite to each other with the living body interposed therebetween, and are movable. The capsule medical device position / posture detection system according to claim 1. 前記励磁用コイルと少なくとも一つの前記検出用コイルが構成された位置・姿勢検出基板をさらに設け、前記位置・姿勢検出基板が前記生体に対面して配置され、移動自在としたことを特徴とする請求項1に記載のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システム。   A position / posture detection board on which the excitation coil and at least one of the detection coils are configured is further provided, and the position / posture detection board is disposed facing the living body and is movable. The capsule-type medical device position / posture detection system according to claim 1. 前記検出用コイルが検出する磁界が最大となるよう前記位置・姿勢検出基板の移動を制御する制御装置を設けたことを特徴とする請求項8又は9に記載のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システム。   10. The capsule medical device position / posture detection according to claim 8 or 9, further comprising a control device that controls movement of the position / posture detection board so that a magnetic field detected by the detection coil is maximized. system. 生体内に挿入されるカプセル型医療装置本体と、
前記カプセル型医療装置本体に設けられたマグネットと、
前記カプセル型医療装置本体に設けられ共振回路を構成するカプセル内コイルと、
前記生体の周りに配置され、前記共振回路を発振させるための発振器と、
前記生体の周りに配置され、前記発振器により前記カプセル内コイルが発生した誘導磁界の磁界強度を検出する少なくとも一つの検出用コイルと、
前記生体の周りに配置され、前記マグネットに作用する回転磁界を発生し、前記カプセル型医療装置本体を誘導する回転磁界発生装置と、
を有し、前記回転磁界発生装置により発生する回転磁界の周波数と、前記共振回路の共振周波数とが異なることを特徴とするカプセル型医療装置位置・姿勢検出システム。
A capsule-type medical device body inserted into a living body;
A magnet provided in the capsule medical device body;
A capsule-in-coil that is provided in the capsule medical device body and forms a resonance circuit;
An oscillator disposed around the living body for oscillating the resonant circuit;
At least one detection coil disposed around the living body and detecting the magnetic field strength of the induced magnetic field generated by the coil in the capsule by the oscillator;
A rotating magnetic field generator arranged around the living body, generating a rotating magnetic field acting on the magnet, and guiding the capsule medical device body;
A capsule medical device position / posture detection system, characterized in that the frequency of the rotating magnetic field generated by the rotating magnetic field generator differs from the resonant frequency of the resonant circuit.
前記検出用コイルは、前記回転磁界発生装置の内側に配置されることを特徴とする請求項11に記載のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システム。   The capsule-type medical device position / posture detection system according to claim 11, wherein the detection coil is disposed inside the rotating magnetic field generation device. 少なくとも一つの前記検出用コイルが構成された位置・姿勢検出基板をさらに設け、前記位置・姿勢検出基板が前記生体を囲むように配置されるとともに、前記位置・姿勢検出基板が存在せず生体が挿通可能な穴部を有することを特徴とする請求項12に記載のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システム。   A position / posture detection board on which at least one of the detection coils is configured is further provided, and the position / posture detection board is disposed so as to surround the living body, and the living body is not provided with the position / posture detection board. The capsule medical device position / posture detection system according to claim 12, further comprising a hole portion through which insertion is possible. 前記回転磁界発生装置が立方体であり、複数の前記位置・姿勢検出基板が前記回転磁界発生装置の立方体の面とは異なる方向を向いていることを特徴とする請求項13に記載のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システム。   14. The capsule medical device according to claim 13, wherein the rotating magnetic field generation device is a cube, and the plurality of position / posture detection substrates are oriented in a direction different from a cube surface of the rotating magnetic field generation device. Device position / posture detection system. 複数の前記位置・姿勢検出基板を立方体状に配置し、前記生体が挿通可能な穴部を有することを特徴とする請求項13に記載のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システム。   The capsule type medical device position / posture detection system according to claim 13, wherein a plurality of the position / posture detection substrates are arranged in a cubic shape and have a hole through which the living body can be inserted. 前記立方体の少なくとも1面が開閉又は着脱自在であることを特徴とする請求項15に記載のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システム。   16. The capsule medical device position / posture detection system according to claim 15, wherein at least one surface of the cube is openable / detachable. 前記立方体の4面に前記位置・姿勢検出基板が配置され、前記立方体の残りの2面で前記生体が挿通可能であることを特徴とする請求項15に記載のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システム。   16. The capsule medical device position / posture detection according to claim 15, wherein the position / posture detection board is arranged on four sides of the cube, and the living body can be inserted through the remaining two sides of the cube. system. 少なくとも一つの前記検出用コイルが構成された位置・姿勢検出基板をさらに設け、前記位置・姿勢検出基板が前記生体に対面して配置され、移動自在であることを特徴とする請求項11に記載のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システム。   The position / posture detection board on which at least one of the detection coils is configured is further provided, and the position / posture detection board is arranged to face the living body and is movable. Capsule type medical device position / posture detection system. 前記検出用コイルが検出する磁界が最大となるよう前記位置・姿勢検出基板の移動を制御する制御装置を設けたことを特徴とする請求項18に記載のカプセル型医療装置位置・姿勢検出システム。   19. The capsule medical device position / posture detection system according to claim 18, further comprising a control device that controls movement of the position / posture detection board so that a magnetic field detected by the detection coil is maximized.
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