JP4472410B2 - Capsule type medical device position / posture detection system - Google Patents
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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。
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 /
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 /
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
As shown in FIG. 3, the capsule
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
Therefore, in this case, the visual field direction of the objective
Further, in the
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
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
In addition, in this way, when the
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
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
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
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
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
An instruction signal corresponding to the operation is input to the
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
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
In this case, the
In this embodiment, as will be described later, the rotating
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 /
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
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
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
As a result, the
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
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
In such a case, as described above, the oscillating magnetic field is applied along the central axis C in the longitudinal direction of the
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
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
Therefore, the
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
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
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
Therefore, in this embodiment, as described in Japanese Patent Application No. 2002-105493, the
The image may be rotated based on the magnetic field orientation information, and the
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 /
The
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 /
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
である。 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
但し、
x0:カプセル本体3のx座標,y0:カプセル本体3のy座標,
z0: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。
However,
x 0 : x coordinate of the
z 0 : z coordinate of the
θ: angle around the z-axis of the
r: distance from the
M: Strength of equivalent magnetic moment generated by the
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
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
As shown in FIGS. 7 to 9, the
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
Further, the exciting coils are formed in the same cubic shape as the rotating magnetic
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 /
The
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
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
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 /
The position /
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
The rotating
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 /
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 /
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 /
In the position /
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
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
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
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
The position /
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
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
The
The
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
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
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
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
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
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
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
Therefore, the
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
The
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
As a result, the capsule medical device position /
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 /
Thereby, the position /
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 /
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 /
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
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 /
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 /
More specifically, the position /
As a result, the position /
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
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 /
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
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
The
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
These
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
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
More specifically, for example, the magnetic field to be detected has the following three patterns when the
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
As shown in FIG. 34B, the magnetic field to be detected is a magnetic flux from the
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
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
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
The
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
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
The
The position /
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
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
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
The
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
On the other hand, when the remeasurement value is larger than the previous measurement value, the
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
Therefore, the
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
The
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
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
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 /
The flow chart of FIG. 29 describes the case where the position /
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
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 /
The multi-degree-of-freedom
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
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 /
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 /
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
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
In this case, the
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 /
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
である。 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
Thereby, the
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
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
(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
(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
(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
(Appendix 6)
The capsule medical device position / posture detection system according to any one of
(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
(Appendix 8)
The capsule-type medical device position / posture detection system according to any one of
(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
(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;
(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;
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
Claims (19)
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.
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