專利名稱：醫(yī)療裝置的位置檢測系統(tǒng)、醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng)及醫(yī)療裝置的位置檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療裝置的位置檢測系統(tǒng)、醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng)及醫(yī)療裝 置的位置檢測方法。
背景技術(shù)：
近年來，以可使被檢者等被檢體吞入并從體腔管路內(nèi)通過以獲得目 標(biāo)位置的體腔管路內(nèi)的圖像的吞入型膠囊內(nèi)窺鏡等為代表的醫(yī)療裝置正 在朝向?qū)嵱没M(jìn)行研究開發(fā)。膠囊內(nèi)窺鏡等醫(yī)療裝置構(gòu)成為具有可進(jìn)行
上述醫(yī)療行為的、例如可獲得圖像的CCD(Charge Coupled Device)等攝像 元件，在體腔管路內(nèi)的目標(biāo)部位獲得圖像。
膠囊內(nèi)窺鏡為了可靠到達(dá)體腔管路內(nèi)的目標(biāo)部位或者留置在需要花 費(fèi)時間進(jìn)行詳細(xì)檢查等的目標(biāo)部位等，需要不借助體腔管路蠕動地進(jìn)行 引導(dǎo)控制。為了引導(dǎo)該膠囊內(nèi)窺鏡，需要檢測膠囊內(nèi)窺鏡處于體腔管路 內(nèi)的哪一位置，提出了檢測被引導(dǎo)到無法目視確認(rèn)位置的部位(體腔管路 內(nèi)等)的膠囊內(nèi)窺鏡的位置的技術(shù)(例如，參照專利文獻(xiàn)l)。另外，專利文 獻(xiàn)2公開了無線磁場指示器的位置及方向的檢測方法。
專利文獻(xiàn)l中公開了如下技術(shù)由外部的多個檢測裝置檢測從具有將 交流電源與LC共振電路連接的磁場發(fā)生電路的膠囊內(nèi)窺鏡產(chǎn)生的電磁 場，來檢測膠囊內(nèi)窺鏡的位置。
另外，作為無線磁場指示器，專利文獻(xiàn)2公開了包含具有磁芯的磁感 應(yīng)線圈的共振電路。按照該專利文獻(xiàn)2的方法，可利用預(yù)先施加的外部磁 場由于無線磁場指示器中內(nèi)置的包含磁感應(yīng)線圈的共振電路的存在而變 化的特性，檢測無線磁場指示器的位置及方向。專利文獻(xiàn)1:國際公開第2004/014225號手冊 專利文獻(xiàn)2:日本特開2005-121573號公報
但是，使用外部磁場進(jìn)行醫(yī)療裝置的引導(dǎo)時，產(chǎn)生在醫(yī)療裝置內(nèi)配 置的位置檢測用磁感應(yīng)線圈的特性根據(jù)外部磁場的狀態(tài)而變化的缺陷。 結(jié)果，醫(yī)療裝置的位置檢測精度急劇降低，產(chǎn)生難以引導(dǎo)到正確方向的 缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是鑒于上述問題而提出的，提供一種醫(yī)療裝置的位置檢測 系統(tǒng)及位置檢測方法，即使膠囊內(nèi)窺鏡等醫(yī)療裝置的位置檢測中采用的 磁感應(yīng)線圈的頻率特性隨著醫(yī)療裝置引導(dǎo)用外部磁場的狀態(tài)而變動，也 可防止由此導(dǎo)致不能檢測醫(yī)療裝置的位置。另外，本發(fā)明的目的是提供 一種醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng)，即使磁感應(yīng)線圈的頻率特性隨著醫(yī)療裝置引導(dǎo) 用外部磁場的狀態(tài)而變動，也可高精度地引導(dǎo)醫(yī)療裝置。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供以下的單元。
本發(fā)明的第l方式是被導(dǎo)入被檢者體內(nèi)并由外部磁場引導(dǎo)的醫(yī)療裝
置的位置檢測系統(tǒng)，其特征在于，具有可發(fā)生交變磁場的共振電路， 其搭載于上述醫(yī)療裝置，包含具備磁芯的磁感應(yīng)線圈；交變磁場檢測裝 置，其配置在上述醫(yī)療裝置的工作范圍的外部，檢測由上述磁感應(yīng)線圈 發(fā)生的交變磁場；位置信息計算部，其根據(jù)該交變磁場檢測裝置檢測出 的交變磁場，算出上述醫(yī)療裝置的位置信息；外部磁場信息計算部，其
根據(jù)該位置信息計算部算出的位置信息，算出上述醫(yī)療裝置/b位置上的
外部磁場的強(qiáng)度；以及頻率設(shè)定部，其根據(jù)該外部磁場信息計算部算出 的外部磁場的強(qiáng)度，設(shè)定由上述交變磁場檢測裝置檢^的交變磁場的頻 率。
按照本方式，將醫(yī)療裝置導(dǎo)入被檢者體內(nèi)并由外部磁場引導(dǎo)時，通 過醫(yī)療裝置內(nèi)具備的共振電路的磁感應(yīng)線圈的工作而發(fā)生交變磁場時， 該交變磁場通過在醫(yī)療裝置的工作范圍的外部配置的交變磁場檢測裝置 的工作而被檢測。檢測交變磁場時，通過位置信息計算部的工作，進(jìn)行醫(yī)療裝置的位置檢測。另外，通過外部磁場信息計算部的工作，算出醫(yī) 療裝置的位置上的外部磁場的強(qiáng)度，通過頻率設(shè)定部的工作，根據(jù)外部 磁場的強(qiáng)度，設(shè)定由交變磁場檢測裝置檢測的交變磁場的頻率。
作用于磁感應(yīng)線圈的外部磁場的強(qiáng)度變化時，磁感應(yīng)線圈的頻率特 性變化。因而，由于預(yù)先固定了交變磁場檢測裝置檢測的交變磁場的頻 率，因此，交變磁場的檢測靈敏度急劇降低，結(jié)果，位置信息計算部算 出的醫(yī)療裝置的位置信息的精度降低。按照本發(fā)明，外部磁場的強(qiáng)度變 化時，通過頻率設(shè)定部的工作，設(shè)定由交變磁場檢測裝置檢測的交變磁 場的頻率，因此，可按照外部磁場的強(qiáng)度來設(shè)定適當(dāng)?shù)慕蛔兇艌龅念l率， 可防止由于位置檢測精度急劇降低而成為不能引導(dǎo)的狀態(tài)。
上述方式中，也可以具備在上述磁感應(yīng)線圈的位置發(fā)生上述頻率設(shè) 定部設(shè)定的頻率附近的交變磁場的交變磁場發(fā)生裝置。
這樣，可使磁感應(yīng)線圈發(fā)生的交變磁場的頻率和交變磁場檢測裝置 檢測的交變磁場的頻率大致一致，可進(jìn)一步提高檢測靈敏度。
另外，上述方式中，優(yōu)選上述共振電路在上述頻率設(shè)定部設(shè)定的頻 率附近被驅(qū)動。
這樣，除了向磁感應(yīng)線圈的位置提供交變磁場，由包含磁感應(yīng)線圈 的共振電路的共振而發(fā)生大的交變磁場的情況外，通過以設(shè)定頻率驅(qū)動 共振電路自身，同樣可使磁感應(yīng)線圈發(fā)生的交變磁場的頻率和交變磁場 檢測裝置檢測的交變磁場的頻率大致一致。
另外，上述方式中，也可以是上述共振電路構(gòu)成自激振蕩電路。
這樣，共振電路發(fā)生由構(gòu)成該共振電路的元件確定的共振頻率的交 變磁場，該共振頻率因外部磁場的狀態(tài)而變化，但是交變磁場檢測裝置 檢測的交變磁場的頻率由頻率設(shè)定部設(shè)定，因此，可防止由于位置檢測 精度急劇降低而成為不能引導(dǎo)的狀態(tài)。
另外，上述方式中，也可以是上述頻率設(shè)定部具備將在醫(yī)療裝置的 位置發(fā)生的外部磁場的強(qiáng)度和檢測頻率對應(yīng)起來存儲的存儲部，將上述 交變磁場檢測部檢測的交變磁場的頻率，根據(jù)上述外部磁場的強(qiáng)度設(shè)定 成從上述存儲部選擇出的檢測頻率。這樣，從存儲部讀出與外部磁場對應(yīng)的檢測頻率，迅速高靈敏度地 檢測交變磁場，可防止位置檢測精度急劇降低。另外，上述方式中，也可以是由上述位置信息計算部算出的位置信 息包含醫(yī)療裝置的位置和方向，并具有根據(jù)上述醫(yī)療裝置的位置上的外 部磁場的方向和醫(yī)療裝置的方向算出上述外部磁場的方向和上述磁感應(yīng) 線圈發(fā)生的交變磁場的方向形成的角度即磁場角度的磁場角度計算部， 上述頻率設(shè)定部具備將上述磁場角度和檢測頻率對應(yīng)起來存儲的存儲 部，將上述交變磁場檢測部檢測的交變磁場的頻率，根據(jù)上述磁場角度 設(shè)定成從上述存儲部選擇出的檢測頻率。這樣，通過磁場角度計算部的工作，算出外部磁場的方向和磁感應(yīng) 線圈發(fā)生的交變磁場的方向形成的角度即磁場角度。磁場角度變化時，磁感應(yīng)線圈的頻率特性變化。因而，由于預(yù)先固 定了由交變磁場檢測裝置檢測的交變磁場的頻率，因此，交變磁場的檢 測靈敏度急劇降低，結(jié)果，位置信息計算部算出的醫(yī)療裝置的位置信息 的精度降低。按照本方式，磁場角度變化時，通過頻率設(shè)定部的工作， 將交變磁場檢測裝置檢測的交變磁場的頻率設(shè)定成預(yù)先存儲的檢測頻 率，因此，可按照磁場角度迅速高靈敏度地檢測交變磁場，可防止由于 位置檢測精度急劇降低而成為不能引導(dǎo)的狀態(tài)。上述方式中，也可以是上述醫(yī)療裝置是膠囊型醫(yī)療裝置、導(dǎo)管型醫(yī) 療裝置、內(nèi)窺鏡裝置的任意一種。另外，上述方式中，也可以是上述醫(yī)療裝置內(nèi)置有由外部磁場引導(dǎo) 該醫(yī)療裝置的磁鐵，上述頻率設(shè)定部根據(jù)上述磁鐵在上述磁感應(yīng)線圈的 位置生成的磁場和上述磁場發(fā)生裝置在上述磁感應(yīng)線圈的位置生成的外 部磁場的合成磁場，設(shè)定由上述交變磁場檢測裝置檢測的交變磁場的頻 率。這樣，可使外部磁場作用于磁鐵，引導(dǎo)內(nèi)置該磁鐵的醫(yī)療裝置。在 該情況下，由于外部磁場和磁鐵產(chǎn)生的磁場的兩者作用于磁感應(yīng)線圈， 因此，可根據(jù)它們的合成磁場來設(shè)定作用于磁感應(yīng)線圈的交變磁場的頻 率，從而更適當(dāng)?shù)卦O(shè)定交變磁場的頻率。本發(fā)明的第2方式是醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng)，具備上述位置檢測系統(tǒng)；配置在上述醫(yī)療裝置的工作范圍的外部，發(fā)生作用于上述醫(yī)療裝置內(nèi)的上述磁鐵的外部磁場的磁場發(fā)生裝置；以及控制由該磁場發(fā)生裝置作用 于上述磁鐵的外部磁場的磁場控制裝置。按照本方式，通過磁場發(fā)生裝置的工作，在醫(yī)療裝置的位置發(fā)生外 部磁場，該外部磁場作用于醫(yī)療裝置內(nèi)的磁鐵，從而醫(yī)療裝置由外部磁 場引導(dǎo)。由于磁場發(fā)生裝置由磁場控制裝置控制，因此，醫(yī)療裝置按照 由磁場控制裝置控制的外部磁場的方向而被引導(dǎo)。在該情況下，即使醫(yī) 療裝置內(nèi)的共振電路的共振頻率隨著在醫(yī)療裝置的位置發(fā)生的外部磁場 的狀態(tài)而變動，通過上述位置檢測系統(tǒng)的工作，交變磁場檢測裝置產(chǎn)生 的交變磁場的檢測頻率被適當(dāng)設(shè)定，因此，不會降低醫(yī)療裝置的位置信 息的檢測精度，可引導(dǎo)到期望的位置及方向。上述方式中，也可以是上述磁場控制裝置控制磁場發(fā)生裝置，以使 上述外部磁場的方向旋轉(zhuǎn)。這樣，借助磁場控制裝置，外部磁場作為旋轉(zhuǎn)磁場作用于醫(yī)療裝置， 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動醫(yī)療裝置。另外，上述方式中，也可以是上述醫(yī)療裝置具備細(xì)長插入部和配置 在該插入部的外周面、將繞長軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成長軸方向的推進(jìn)運(yùn)動 的螺旋機(jī)構(gòu)，上述磁鐵朝向與上述長軸正交的方向配置磁極。這樣，通過繞長軸形成的旋轉(zhuǎn)磁場的作用，醫(yī)療裝置繞長軸旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動，通過螺旋機(jī)構(gòu)的作用，將醫(yī)療裝置的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成推進(jìn)運(yùn)動，可 在長度方向上引導(dǎo)醫(yī)療裝置。另外，上述方式中，也可以是上述磁場控制裝置在上述醫(yī)療裝置的 方向和上述外部磁場的方向形成的角度比規(guī)定角度小的情況下進(jìn)行控 制，以停止上述外部磁場。醫(yī)療裝置的方向和外部磁場的方向形成的角度比規(guī)定角度小的情況 下，外部磁場難以使醫(yī)療裝置繞長軸旋轉(zhuǎn)，因此，通過停止外部磁場， 可防止進(jìn)行不穩(wěn)定的引導(dǎo)。另外，醫(yī)療裝置的方向和外部磁場的方向形 成的角度比規(guī)定角度小的情況下，磁感應(yīng)線圈的頻率特性顯著變化。因而，通過暫時停止外部磁場，可更準(zhǔn)確地檢測醫(yī)療裝置的位置及方向， 可恢復(fù)到穩(wěn)定的引導(dǎo)。另外，上述方式中，也可以是上述磁場發(fā)生裝置發(fā)生任意方向的外 部磁場，上述醫(yī)療裝置具備細(xì)長插入部，上述磁鐵朝向沿著插入部長軸 的方向配置磁極。這樣，可控制醫(yī)療裝置以使其朝向外部磁場的方向，此時，可防止 進(jìn)行由于位置檢測精度急劇降低而不穩(wěn)定的引導(dǎo)。另外，上述方式中，也可以是上述磁場發(fā)生裝置發(fā)生傾斜磁場。 配置于傾斜磁場內(nèi)的磁感應(yīng)線圈中，外部磁場的強(qiáng)度隨著其配置位 置而變化，因此頻率特性隨著外部磁場的強(qiáng)度而變動。按照本發(fā)明，由 于根據(jù)外部磁場的強(qiáng)度適當(dāng)設(shè)定交變磁場的檢測頻率，因此可防止醫(yī)療 裝置的位置信息的檢測精度降低。本發(fā)明的第3方式是一種醫(yī)療裝置的位置檢測方法，使外部磁場作用 于被導(dǎo)入被檢者體內(nèi)的、具有包含帶磁芯的磁感應(yīng)線圈并可發(fā)生交變磁 場信號的共振電路和感應(yīng)用磁鐵的醫(yī)療裝置來進(jìn)行引導(dǎo)時，檢測醫(yī)療裝 置的位置，其特征在于，在上述醫(yī)療裝置的工作空間的外部，檢測由上 述磁感應(yīng)線圈發(fā)生的交變磁場，根據(jù)檢測出的交變磁場算出上述醫(yī)療裝 置的位置信息，根據(jù)算出的醫(yī)療裝置的位置信息算出上述醫(yī)療裝置的位 置上的外部磁場的強(qiáng)度，根據(jù)算出的外部磁場的強(qiáng)度，設(shè)定要檢測的交 變磁場的頻率。作用于磁感應(yīng)線圈的外部磁場的強(qiáng)度變化時，磁感應(yīng)線圈的頻率特 性變化。因而，由于預(yù)先固定了檢測的交變磁場的頻率，因此，交變磁 場的檢測靈敏度急劇降低，結(jié)果，算出的醫(yī)療裝置的位置信息的精度降 低。按照本發(fā)明，根據(jù)外部磁場的強(qiáng)度變化來設(shè)定要檢測的交變磁場的 頻率，因此，可按照外部磁場的強(qiáng)度來設(shè)定適當(dāng)?shù)慕蛔兇艌龅念l率，可 防止由于位置檢測精度急劇降低而成為不能引導(dǎo)的狀態(tài)。按照本發(fā)明的醫(yī)療裝置的位置檢測系統(tǒng)、醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng)及醫(yī)療 裝置的位置檢測方法，即使醫(yī)療裝置內(nèi)的位置檢測用磁感應(yīng)線圈的頻率 特性隨著外部磁場的狀況而變動，也根據(jù)該變動來變更醫(yī)療裝置的工作范圍外的位置檢測用頻率，因此具有可在不降低檢測精度的情況下檢測 準(zhǔn)確的位置信息的效果。


圖l是表示本發(fā)明第l實施方式的膠囊內(nèi)窺鏡引導(dǎo)系統(tǒng)的概略圖。 圖2是圖1的膠囊內(nèi)窺鏡引導(dǎo)系統(tǒng)的立體圖。圖3是表示用于測定圖1的膠囊內(nèi)窺鏡引導(dǎo)系統(tǒng)的膠囊內(nèi)窺鏡收納的 共振電路的頻率特性的測定方法的一例的圖。圖4是表示以通過圖3的測定方法測定出的外部磁場的強(qiáng)度為參數(shù)的 頻率特性的曲線圖。圖5是表示以通過圖3的測定方法測定出的外部磁場的強(qiáng)度為參數(shù)的 其他頻率特性的曲線圖。圖6是表示以通過圖3的測定方法測定出的磁場角度為參數(shù)的頻率特 性的曲線圖。圖7是標(biāo)繪圖4及圖5的頻率特性的峰值頻率，用直線連接標(biāo)繪點之間 而成的曲線圖。圖8是標(biāo)繪圖6的頻率特性的峰值頻率，用直線連接標(biāo)繪點之間而成 的曲線圖。圖9是表示圖1的膠囊內(nèi)窺鏡引導(dǎo)系統(tǒng)的截面的概略圖。 圖10是表示圖1的膠囊內(nèi)窺鏡引導(dǎo)系統(tǒng)的傳感線圈接收電路的電路 構(gòu)成的概略圖。圖ll是表示圖l的膠囊內(nèi)窺鏡引導(dǎo)系統(tǒng)的膠囊內(nèi)窺鏡的結(jié)構(gòu)的概略圖。圖12A是說明本發(fā)明一個實施方式的膠囊內(nèi)窺鏡的位置檢測方法的 流程圖。圖12B是說明本發(fā)明一個實施方式的膠囊內(nèi)窺鏡的位置檢測方法的 流程圖。圖13是表示激勵線圈及磁感應(yīng)線圈的配置關(guān)系的圖。 圖14是表示激勵線圈及傳感線圈的配置關(guān)系的圖。圖15是表示激勵線圈及傳感線圈的其他配置關(guān)系的圖。圖16是表示圖11的膠囊內(nèi)窺鏡的變形例的概略圖。圖17是表示圖11的膠囊內(nèi)窺鏡內(nèi)的感應(yīng)磁場發(fā)生部的結(jié)構(gòu)的局部立體圖。圖18是表示本發(fā)明第2實施方式的膠囊內(nèi)窺鏡引導(dǎo)系統(tǒng)的概略圖。 圖19是表示圖18的膠囊內(nèi)窺鏡引導(dǎo)系統(tǒng)中釆用的膠囊內(nèi)窺鏡內(nèi)的共 振電路的圖。圖20是表示本發(fā)明第3實施方式的醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng)的概略圖。 圖21是表示圖20的醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng)的內(nèi)窺鏡裝置的插入部前端的構(gòu)造的概略圖。圖22是表示圖20的醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng)的變形例的概略圖。 圖23是表示圖22的醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng)的內(nèi)窺鏡裝置的插入部前端的構(gòu)造的概略圖。圖24是表示本發(fā)明第4實施方式的膠囊內(nèi)窺鏡引導(dǎo)系統(tǒng)的概略圖。 圖25是表示說明本發(fā)明的其他變形例的共振電路的頻率特性的曲線圖。圖26是表示本發(fā)明的膠囊內(nèi)窺鏡引導(dǎo)系統(tǒng)中采用的膠囊內(nèi)窺鏡的其 他變形例的圖。 符號說明 M外部磁場 S工作空間(工作范圍) R長軸 0磁場角10， 100， 120膠囊內(nèi)窺鏡引導(dǎo)系統(tǒng)(醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng))20， 20'膠囊內(nèi)窺鏡(醫(yī)療裝置)20"插入部(醫(yī)療裝置)25螺旋部(螺旋機(jī)構(gòu))41， 41A芯部(磁芯)42A磁感應(yīng)線圈43共振電路43'自激振蕩電路(共振電路)45永久磁鐵(磁鐵)50， 50'位置檢測系統(tǒng)50A位置檢測裝置(位置信息計算部)51激勵線圈(交變磁場發(fā)生裝置)52傳感線圈(交變磁場檢測裝置)70磁引導(dǎo)裝置(磁場發(fā)生裝置)73磁場控制電路(磁場控制裝置)75磁場確定部(外部磁場信息計算部)76磁場角度確定部(磁場角度計算部)77頻率設(shè)定部78存儲部110醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng)具體實施方式
(膠囊內(nèi)窺鏡引導(dǎo)系統(tǒng))第l實施方式以下，參照圖1 圖14說明本發(fā)明第1實施方式的醫(yī)療裝置的位置檢 測系統(tǒng)、檢測方法及醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng)。本實施方式中的醫(yī)療裝置是膠囊內(nèi)窺鏡20 。圖1是本實施方式中的膠囊內(nèi)窺鏡引導(dǎo)系統(tǒng)(醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng))10 的概略示圖。圖2是膠囊內(nèi)窺鏡引導(dǎo)系統(tǒng)10的立體圖。如圖1及圖2所示，膠囊內(nèi)窺鏡引導(dǎo)系統(tǒng)10具備從被檢者l的口部或 肛門投入體腔內(nèi)，光學(xué)拍攝體腔內(nèi)管路的內(nèi)壁面并無線發(fā)送圖像信號的 膠囊內(nèi)窺鏡(膠囊型醫(yī)療裝置)20;檢測膠囊內(nèi)窺鏡20的位置的位置檢測系 統(tǒng)50;根據(jù)檢測到的膠囊內(nèi)窺鏡20的位置及施術(shù)者的指示，引導(dǎo)膠囊內(nèi) 窺鏡20的磁引導(dǎo)裝置70;以及顯示從膠囊內(nèi)窺鏡20發(fā)送來的圖像信號的 圖像顯示裝置80。如圖1所示，磁引導(dǎo)裝置70具備發(fā)生驅(qū)動膠囊內(nèi)窺鏡20的平行外部磁場(旋轉(zhuǎn)磁場)M的三軸亥姆霍茲線圈單元(磁場發(fā)生裝置或外部磁場發(fā)生裝置)71;放大控制向三軸亥姆霍茲線圈單元71提供的電流的亥姆霍茲線圈驅(qū)動器72;控制驅(qū)動膠囊內(nèi)窺鏡20的外部磁場M的方向的磁場控制電路(磁場控制裝置或外部磁場發(fā)生裝置)73;以及將施術(shù)者輸入的膠囊內(nèi)窺鏡20的行進(jìn)方向輸出到磁場控制電路73的輸入裝置74。本實施方式中，標(biāo)記為三軸亥姆霍茲線圈單元71，但是也可以不嚴(yán) 格滿足亥姆霍茲線圈的條件。例如，線圈也可以不是圓形而是圖l所示的 大致四邊形，相對的線圈的間隔只要在滿足本實施方式的功能的范圍內(nèi)， 也可以不符合亥姆霍茲線圈的條件。三軸亥姆霍茲線圈單元71如圖1及圖2所示，形成大致矩形形狀。另 外，三軸亥姆霍茲線圈單元71具有相互相對的3對亥姆霍茲線圈(電磁 鐵)71X、 71Y、 71Z，并將各對亥姆霍茲線圈71X、 71Y、 71Z配置成相對 于圖1中的X、 Y、 Z軸大致垂直。將相對于X、 Y、 Z軸配置成大致垂直的 亥姆霍茲線圈按照順序分別標(biāo)記成亥姆霍茲線圈71X、 71Y、 71Z。另外，亥姆霍茲線圈71X、 71Y、 71Z配置成在其內(nèi)部形成大致直方 體狀的空間S。如圖1所示，空間S成為膠囊內(nèi)窺鏡20的工作空間(也稱為 工作空間S)，并且如圖2所示，成為配置被檢者l的空間。亥姆霍茲線圈驅(qū)動器72具備分別控制亥姆霍茲線圈71X、 71Y、 71Z 的亥姆霍茲線圈驅(qū)動器72X、 72Y、 72Z。從后述的位置檢測裝置50A(位置信息計算部)將膠囊內(nèi)窺鏡20當(dāng)前 朝向的方向(膠囊內(nèi)窺鏡20的長軸R的方向)數(shù)據(jù)輸入磁場控制電路73,并 且，輸入由施術(shù)者從輸入裝置74輸入的膠囊內(nèi)窺鏡20的行進(jìn)方向指示。 然后，從磁場控制電路73輸出控制亥姆霍茲線圈驅(qū)動器72X、 72Y、 72Z 的信號，并且向圖像顯示裝置80輸出膠囊內(nèi)窺鏡20的旋轉(zhuǎn)相位數(shù)據(jù)，另 外，輸出提供給各亥姆霍茲線圈驅(qū)動器72X、 72Y、 72Z的電流數(shù)據(jù)。另外，本實施方式中，磁場控制電路73接收來自后述的磁場角度計 算部76的磁場角度e，在磁場角度e小于規(guī)定的角度時，設(shè)定成使發(fā)往亥 姆霍茲線圈驅(qū)動器72X、 72Y、 72Z的控制信號停止，消除外部磁場M。16另外，作為輸入裝置74，例如具備操縱桿(圖示省略)，通過推拉 操縱桿，指示膠囊內(nèi)窺鏡20的行進(jìn)方向。輸入裝置74可以是上述采用操縱桿方式的裝置，也可以采用通過按 壓行進(jìn)方向的按鈕來指示行進(jìn)方向的輸入裝置等其他方式的輸入裝置。如圖1所示，本實施方式的位置檢測系統(tǒng)50具備發(fā)生用于使膠囊內(nèi) 窺鏡20內(nèi)的后述磁感應(yīng)線圈42A(參照圖11)發(fā)生感應(yīng)磁場的外部交變磁 場的激勵線圈51(外部交變磁場發(fā)生裝置)；檢測磁感應(yīng)線圈42A發(fā)生的感 應(yīng)磁場(交變磁場)的傳感線圈(交變磁場檢測裝置)52;以及根據(jù)傳感線圈 52檢測到的感應(yīng)磁場運(yùn)算膠囊內(nèi)窺鏡20的位置信息(位置及方向)并控制 由激勵線圈51形成的交變磁場的位置檢測裝置50A。位置檢測系統(tǒng)50具備根據(jù)從磁場控制電路73輸出的發(fā)往亥姆霍茲 線圈驅(qū)動器72X、 72Y、 72Z的電流數(shù)據(jù)和從上述位置檢測裝置50A輸出的 膠囊內(nèi)窺鏡20的位置數(shù)據(jù)，算出膠囊內(nèi)窺鏡20的位置上的外部磁場M的 強(qiáng)度及方向的磁場確定部75(外部磁場信息計算部)；根據(jù)該磁場確定部75 算出的膠囊內(nèi)窺鏡20的位置上的外部磁場M的方向和上述位置檢測裝置 50A算出的膠囊內(nèi)窺鏡20的方向，算出外部磁場M的方向和磁感應(yīng)線圈 42A的方向(由磁感應(yīng)線圈42A發(fā)生的交變磁場的方向)形成的角度即磁場 角度e的磁場角度計算部76;以及根據(jù)該磁場角度計算部76算出的磁場角 度e和上述磁場確定部75算出的外部磁場M的強(qiáng)度，推測膠囊內(nèi)窺鏡20內(nèi) 的共振電路43的共振頻率并確定檢測頻率的頻率設(shè)定部77。從上述磁場 角度計算部76向上述磁場控制電路73逐次輸出磁場角度e。另外，本實施方式中，在位置檢測系統(tǒng)50中設(shè)置磁場確定部75，但 是，也可以構(gòu)成為由位置檢測系統(tǒng)50從磁場控制電路73直接接收膠囊內(nèi) 窺鏡20的位置上的外部磁場M的強(qiáng)度及方向。采用這樣的結(jié)構(gòu)，.可省略 磁場確定部。另外，本實施方式中，設(shè)置用于求出外部磁場M的方向和膠囊內(nèi)窺 鏡20的方向即磁感應(yīng)線圈42A的方向形成的角度即磁場角度e的磁場角度 計算部76，根據(jù)磁場角度和外部磁場M的強(qiáng)度，確定從激勵線圈51發(fā)生 的外部交變磁場的頻率，但是，也可以如下進(jìn)行頻率設(shè)定部77中的動作。作為變形例，控制成使從三軸亥姆霍茲線圈單元71發(fā)生的磁場強(qiáng)度恒定。若進(jìn)行這樣的控制，則可根據(jù)磁場角度確定從激勵線圈51發(fā)生的外部交 變磁場的頻率。通過進(jìn)行這樣的控制，可使頻率設(shè)定部77的動作單一化。 另外，在膠囊內(nèi)窺鏡20受到活體的約束弱的情況下，磁場角度始終維持 在接近90。的值。這樣的條件下，可不使用磁場角度的信息而僅根據(jù)外部 磁場M的強(qiáng)度來確定從激勵線圈51發(fā)生的外部交變磁場的頻率。通過進(jìn) 行這樣的控制，可使頻率設(shè)定部77的動作單一化。在磁場確定部75中存儲有按照比奧-薩伐爾定律計算上述各亥姆霍 茲線圈71X、 71Y、 71Z在空間S內(nèi)的點(X， Y， Z)形成的磁場的強(qiáng)度和方 向的公式，當(dāng)被輸入流過各亥姆霍茲線圈71X、 71Y、 71Z的電流值和膠 囊內(nèi)窺鏡20的坐標(biāo)時，算出在膠囊內(nèi)窺鏡20的位置由各亥姆霍茲線圈 71X、 71Y、 71Z生成的磁場的強(qiáng)度及方向。然后，通過將各亥姆霍茲線 圈71X、 71Y、 71Z形成的磁場相加，可求出在膠囊內(nèi)窺鏡20的位置生成 的外部磁場M的強(qiáng)度及方向。本實施方式中，由于各亥姆霍茲線圈71X、 71Y、 71Z形成相對線圈， 因此，在存在膠囊內(nèi)窺鏡20的空間S中形成強(qiáng)度大致均勻的大致平行的外 部磁場M。因而，也可以在磁場確定部75中預(yù)先僅存儲表示流過各亥姆 霍茲線圈71X、 71Y、 71Z的電流和各亥姆霍茲線圈71X、 71Y、 71Z生成 的磁場之間的關(guān)系的關(guān)系式，從磁場控制電路73取得流過各亥姆霍茲線 圈71X、 71Y、 71Z的電流值，求出各亥姆霍茲線圈71X、 71Y、 71Z生成 的磁場的強(qiáng)度(由于是平行的外部磁場M，因此各亥姆霍茲線圈71X、71Y、 71Z生成的磁場的方向恒定)，并根據(jù)該值求出當(dāng)前生成的外部磁場M的強(qiáng) 度及方向。若將從磁場控制電路取得流過各亥姆霍茲線圈71X、 71Y、 71Z 的電流值的定時作為位置檢測裝置50A進(jìn)行位置檢測的定時，則可求出更 準(zhǔn)確的外部磁場M的強(qiáng)度和方向。另外，磁場控制電路73中，根據(jù)膠囊內(nèi)窺鏡20的過去的位置信息， 求出作用于膠囊內(nèi)窺鏡20的外部磁場M的強(qiáng)度及方向與時間的關(guān)系，控 制各亥姆霍茲線圈驅(qū)動器72X、 72Y、 72Z，使各亥姆霍茲線圈71X、 71Y、 71Z發(fā)生磁場。因而，雖然僅根據(jù)過去的數(shù)據(jù)，但是保有在膠囊內(nèi)窺鏡20的位置生成的外部磁場M的強(qiáng)度和方向。通過將該方向信息從磁場控制電路73直接發(fā)送到磁場角度計算部76,將外部磁場M的強(qiáng)度信息從磁場 控制電路73直接發(fā)送到頻率設(shè)定部77，也可以構(gòu)成為使磁場控制電路73 具有磁場確定部75的功能。這樣，雖然頻率設(shè)定部77確定的頻率的誤差 有可能稍微增加，但是可獲得裝置的小型化、計算的簡略化等效果。這里，說明外部磁場M的狀態(tài)與膠囊內(nèi)窺鏡20內(nèi)的共振電路43的頻 率特性的變化之間的關(guān)系。如圖3所示，使膠囊內(nèi)窺鏡20的方向(共振電路43的磁感應(yīng)線圈42A 的方向)定向成從激勵線圈51朝向傳感線圈52的方向，而且，使外部磁場 M的方向配置在同一方向的狀態(tài)(磁場角度0=0°)下，改變外部磁場M的強(qiáng) 度，通過網(wǎng)絡(luò)分析器及放大器掃描頻率，測定出使外部磁場M的強(qiáng)度變 化時的傳感線圈52的輸出。結(jié)果如圖4所示。同樣，在使外部磁場M的方向正交的狀態(tài)(磁場角度e-90。)下進(jìn)行同 樣測定時的傳感線圈52的輸出的測定結(jié)果如圖5所示。另外，在與圖5的測定相同的條件下，固定外部磁場M的強(qiáng)度(80A)， 使膠囊內(nèi)窺鏡20的角度向磁場角度0=0°變化時的傳感線圈52的輸出的測 定結(jié)果如圖6所示。這些圖4 圖6都是傳感線圈52中檢測到的共振電路43的頻率特性。 共振電路43的共振頻率下傳感線圈52的輸出成為零，在其前后稍微偏離 的頻率(峰值頻率)下輸出成為峰值。而且可知，傳感線圈52的輸出成為零 的共振電路43的共振頻率根據(jù)外部磁場M的強(qiáng)度及磁場角度e而移動。從這些結(jié)果可明白，即使將膠囊內(nèi)窺鏡20相對于外部磁場M的方向 保持為恒定方向，由于外部磁場M的強(qiáng)度變動，也導(dǎo)致共振電路43的頻 率特性變動，其共振頻率移動。另外，即使將外部磁場M的強(qiáng)度保持恒 定，由于磁場角度e變動，也導(dǎo)致共振電路43的頻率特性變動，其共振頻 率移動。圖6中輸出急劇降低的原因是，磁感應(yīng)線圈42A相對于激勵線圈 51發(fā)生的交變磁場具有角度，貫通磁感應(yīng)線圈42A的磁通量減少，磁感應(yīng) 線圈42A發(fā)生的感應(yīng)磁場減少。圖7表示標(biāo)繪圖4 圖6的頻率特性中的峰值頻率和外部磁場M的強(qiáng)度之間的關(guān)系而成的曲線圖。另外，圖8表示標(biāo)繪圖6的頻率特性的峰值頻率和磁場角度e之間的關(guān)系而成的曲線圖。接著，以下說明該頻率設(shè)定部77中的頻率設(shè)定方法。 本實施方式中，頻率設(shè)定部77具有將圖4 圖6所示的共振電路43的 共振頻率以及圖7和圖8所示的峰值頻率(檢測頻率)與外部磁場M的強(qiáng)度 及磁場角度e對應(yīng)起來存儲的存儲部78。在被輸入磁場確定部75確定的外 部磁場M的強(qiáng)度以及磁場角度計算部76確定的磁場角度e時，根據(jù)外部磁 場M的強(qiáng)度和磁場角度e，參照存儲部78存儲的數(shù)據(jù)，讀出對應(yīng)的共振頻 率及峰值頻率。作為數(shù)據(jù)的存儲方法，首先，例如有矩陣狀存儲的方法。即，以外 部磁場M的強(qiáng)度和磁場角度e為2個參數(shù)，存儲與各參數(shù)對應(yīng)的共振頻率及峰值頻率。從而，在被輸入外部磁場M的強(qiáng)度和磁場角度e時，選擇與之對應(yīng)的最接近的共振頻率及峰值頻率。該方法在可簡單求出頻率這一點 上是有利的，但是數(shù)據(jù)量增大。作為第2方法，有每隔一定的磁場角度e間隔將表示外部磁場M的強(qiáng)度和共振頻率及峰值頻率之間的關(guān)系的近似式作為數(shù)據(jù)存儲的方法。例如，如式i所示，設(shè)磁場角度e的間隔為5。，生成表示外部磁場M的強(qiáng)度和頻率之間的關(guān)系的關(guān)系式。 [式l]/(F) I at=0。 = j。 X F4 + & X //3 + C0 x + /)0 X F/(/0 I敏=50 =爿5 x /f4 +萬5 x開3 + c5 x H2 + D5 x F +￡5/(/T) I幼-9oc = 490 x K4 + x開3 + c90 x Zf2 + x這里，A0， B0， Co， D0， E0， A5， B5， C5， D5， E5, ......， A90， B90，C90， D9Q， E9o表示常數(shù)，下標(biāo)表示角度。H表示外部磁場M的強(qiáng)度，f表示 共振頻率或峰值頻率。該近似式是使用最小二乘法生成的多項式近似式。將該式存儲到存儲部78的頻率設(shè)定部77，確定采用在與輸入的磁場角度e 最接近的角度下生成的近似式，然后，通過將輸入的外部磁場M的強(qiáng)度 代入選擇出的式，可求出共振頻率及峰值頻率。
而且，作為第3方法，也可以生成以下的近似式，作為表示共振頻率
或峰值頻率和外部磁場M的強(qiáng)度及磁場角度e之間的關(guān)系的近似式。
<formula>formula see original document page 21</formula>這里，Ae， Be， Ce， De， Ee， AH， BH， CH， DH， Eh表示常數(shù)，下標(biāo) e表示從磁場角度計算部獲得的磁場角度e，下標(biāo)H表示從磁場確定部75 獲得的外部磁場M的強(qiáng)度。代入磁場角度e及外部磁場M的強(qiáng)度H，可獲 得共振頻率(或峰值頻率)f。該式的確定方法的一例如下所示。
采用實驗求出的磁場角度e^、外部磁場M的強(qiáng)度H^、共振頻率(或
峰值頻率)fn^，按照下式求出G。下標(biāo)m表示測定，n表示測定次數(shù)(編號)。 [式3]
通過用Ae， Be， Ce， De， Ee， AH， BH， CH， DH， eh對該式進(jìn)行偏微 分，求出微分方程式，通過求解其聯(lián)立方程式，可確定這些常數(shù)Ae， B0， Ce， De， Ee， AH， BH， CH， DH， EH。另夕卜，也可以求出包含交叉項(cross term)的二次偏微分為止，通過進(jìn)行Newton法等的反復(fù)收斂計算，確定 各常數(shù)Ae， Be， Ce， De， Ee， AH， BH， CH， DH， EH。
如圖1所示，在位置檢測裝置50A到激勵線圈51之間配置有根據(jù)來 自位置檢測裝置50A的輸出而發(fā)生交流電流的信號發(fā)生電路53;根據(jù)來自 位置檢測裝置50A的輸出，放大從信號發(fā)生電路53輸入的交流電流的激勵 線圈驅(qū)動器54;以及向根據(jù)來自位置檢測裝置50A的輸出而選擇出的激勵線圈51提供交流電流的激勵線圈選擇器55。
信號發(fā)生電路53使設(shè)定頻率的正弦波信號或設(shè)定的多個頻率的正弦
波信號疊加，發(fā)生波形的信號。
在傳感線圈52到位置檢測裝置50A之間配置有傳感線圈接收電路 57，該傳感線圈接收電路57根據(jù)來自位置檢測裝置50A的輸出，從來自傳 感線圈52的包含膠囊內(nèi)窺鏡20的位置信息等的交流電流中提取振幅值， 并向位置檢測裝置50A輸出。
上述頻率設(shè)定部77設(shè)定的共振頻率被發(fā)送到位置檢測裝置50A，使 從信號發(fā)生電路53輸出的交變磁場的頻率與共振頻率一致。由頻率設(shè)定 部77確定的峰值頻率也被發(fā)送到傳感線圈接收電路57，將由傳感線圈52 接收的交變磁場的頻率設(shè)定成峰值頻率。
在共振電路43的磁感應(yīng)線圈42A是一種且個體差異小的情況下，作 為預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)預(yù)先存儲到存儲部78即可。另外，在磁感應(yīng)線圈42A存在多種 且個體差異小的情況下，作為預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)，也可以將多種數(shù)據(jù)預(yù)先存儲到 存儲部78，通過手動或代碼讀取裝置讀取表示磁感應(yīng)線圈42A的種類的識 別數(shù)據(jù)，選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)設(shè)數(shù)據(jù)。
另外，在磁感應(yīng)線圈42A的個體差異大時，也可以將數(shù)據(jù)作為膠囊 內(nèi)窺鏡的包裝上記載的識別代碼預(yù)先保持，使用時由讀取裝置讀取包裝 的代碼。而且，數(shù)據(jù)除了作為代碼記錄以外，也可以預(yù)先記載在RFID或 收納于膠囊內(nèi)窺鏡中的存儲器內(nèi)。
圖9是表示膠囊內(nèi)窺鏡引導(dǎo)系統(tǒng)10的截面的概略圖。
這里，如圖1及圖9所示，激勵線圈51傾斜配置在由亥姆霍茲線圈 71X、 71Y、 71Z形成的大致直方體形狀的工作空間上方(Z軸的正方向側(cè)) 的四角。另外，激勵線圈51形成為連接矩形形狀的亥姆霍茲線圈71X、 71Y、 71Z的角部的大致三角形狀的線圈。這樣，通過在上方配置激勵線 圈51，可防止激勵線圈51與被檢者1的干擾。
激勵線圈51可以是上述的大致三角形狀的線圈，也可以采用圓形等 各種形狀的線圈。
另外，傳感線圈52形成為空心線圈，處于亥姆霍茲線圈71X、 71Y、71Z的內(nèi)側(cè)，經(jīng)由膠囊內(nèi)窺鏡20的工作空間S，由在與激勵線圈51相對的 位置以及與Y軸方向相互相對的位置配置的3個平面形狀的線圈支撐部58 支撐。在1個線圈支撐部58上矩陣狀配置有9個傳感線圈52，整個位置檢 測系統(tǒng)50具備27個傳感線圈52。
傳感線圈52的位置可以處于與亥姆霍茲線圈71X、 71Y、 71Z同一平 面上，也可以處于外側(cè)，可以自由地進(jìn)行配置。
圖10是表示傳感線圈接收電路57的電路構(gòu)成的概略圖。 如圖10所示，傳感線圈接收電路57包括高通濾波器(HPF)59，其去 除被輸入到傳感線圈52的、包含膠囊內(nèi)窺鏡20的位置信息的、基于感應(yīng) 磁場的交流電壓的低頻分量；放大上述交流電壓的預(yù)放大器60;帶通濾 波器(BPF，帶限制部)61，其去除放大后的上述交流電壓中包含的高頻； 放大去除了高頻后的上述交流電壓的放大器(AMP)62;有效值檢測電路 (TrueRMS轉(zhuǎn)換器)63，其檢測上述交流電壓的振幅，提取振幅值并輸出； 將振幅值轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的A/D轉(zhuǎn)換器64;以及暫時存儲數(shù)字化的振幅值 的存儲器65。
這里，高通濾波器(HPF)59兼起除去由亥姆霍茲線圈71X、 71Y、 71Z 發(fā)生的旋轉(zhuǎn)磁場在傳感線圈52中感應(yīng)的低頻信號的作用。從而，在使磁 引導(dǎo)裝置70動作的狀態(tài)下，使位置檢測系統(tǒng)50處于可正常動作的狀態(tài)。
高通濾波器59包括分別配置在從傳感線圈52延伸的一對布線66A 上的電阻67;連接在一對布線66A之間并在其大致中央處接地的布線 66B;以及在布線66B上隔著接地點相對配置的一對電容68。預(yù)放大器60 分別配置在一對布線66A上，從預(yù)放大器60輸出的上述交流電壓被輸入到 l個帶通濾波器61 。存儲器65暫時存儲從9個傳感線圈52獲得的振幅值， 并將存儲的振幅值向位置檢測裝置50A輸出。
另外，還可以另外設(shè)置可除去共模噪聲的共模濾波器。
如上所述，為了提取上述交流電壓的振幅值，可以采用有效值檢測 電路63，也可以通過用整流電路使磁信息平滑化后檢測電壓，來檢測振 幅值。
另外，檢測的交流電壓的波形中，根據(jù)磁感應(yīng)線圈42A的有無、位置，與施加到激勵線圈51的波形對應(yīng)的相位發(fā)生變化。該相位變化也可 以由鎖定放大器等進(jìn)行檢測。
如圖1所示，圖像顯示裝置80具備接收從膠囊內(nèi)窺鏡20發(fā)送來的圖 像信息的圖像接收電路81;以及根據(jù)接收到的圖像信息以及來自磁場控 制電路73的信號顯示圖像的顯示部82。
圖像顯示裝置80中，如圖1所示，圖像接收電路81接收從膠囊內(nèi)窺鏡 20發(fā)送來的壓縮圖像信號，并將圖像信號輸出到顯示部82。壓縮圖像信 號在圖像接收電路81或顯示部82中復(fù)原，通過顯示部82進(jìn)行顯示。
另外，顯示部82根據(jù)從磁場控制電路73輸入的膠囊內(nèi)窺鏡20的旋轉(zhuǎn) 相位數(shù)據(jù)，將上述圖像信號旋轉(zhuǎn)處理到與膠囊內(nèi)窺鏡20的旋轉(zhuǎn)方向相反 的方向后進(jìn)行顯示。
圖1 l是表示膠囊內(nèi)窺鏡20的結(jié)構(gòu)的概略圖。
如圖11所示，膠囊內(nèi)窺鏡20具備在其內(nèi)部收納各種設(shè)備的外殼21;
拍攝被檢者1的體腔內(nèi)管路的內(nèi)壁面的攝像部30;驅(qū)動攝像部30的電池
39;通過前述的激勵線圈51發(fā)生交變磁場的感應(yīng)磁場發(fā)生部40;以及接
收由磁引導(dǎo)裝置70發(fā)生的外部磁場M并驅(qū)動膠囊內(nèi)窺鏡20的永久磁鐵(磁 鐵)45。
外殼21由以膠囊內(nèi)窺鏡20的長軸R為中心軸的透射紅外線的圓筒狀 膠囊主體(以下簡稱為主體)22、覆蓋主體22前端的透明的半球狀前端部23 以及覆蓋主體后端的半球狀后端部24形成，形成通過水密構(gòu)造密閉的膠 囊容器。
另外，在外殼21的主體的外周面，具備以長軸R為中心將截面圓形 的線材巻成螺旋狀的螺旋部(螺旋機(jī)構(gòu))25 。
當(dāng)接收由磁引導(dǎo)裝置70發(fā)生的旋轉(zhuǎn)外部磁場M并使永久磁鐵45旋轉(zhuǎn) 時，螺旋部25與主體22—起繞長軸R旋轉(zhuǎn)，結(jié)果，通過螺旋部25，主體22 繞長軸R的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動被轉(zhuǎn)換成沿著長軸R方向的直線運(yùn)動，在管腔內(nèi)可沿 長軸R方向引導(dǎo)膠囊內(nèi)窺鏡20 。
攝像部30具備相對于長軸R大致垂直配置的基板36A;配置在基板 36A的前端部23—側(cè)的面上的圖像傳感器31;使圖像傳感器31對被檢者1的體腔內(nèi)管路的內(nèi)壁面的圖像進(jìn)行成像的透鏡組32;照明體腔內(nèi)管路的
內(nèi)壁面的LED(Light Emitting Diode:發(fā)光二極管)33;配置在基板36A的 后端部24—側(cè)的面上的信號處理部34;以及向圖像顯示裝置80發(fā)送圖像 信號的無線元件35。
信號處理部34經(jīng)由基板36A、 36B、 36C、 36D以及撓性基板37A、 37B、 37C與電池39電連接，并經(jīng)由基板36A與圖像傳感器31電連接，經(jīng)由基板 36A、撓性基板37A以及支撐部件38與LED33電連接。另外，信號處理部 34將圖像傳感器31取得的圖像信號壓縮并暫時存儲(memory)，將壓縮后 的圖像信號從無線元件35向外部發(fā)送，并根據(jù)來自后述開關(guān)部46的信號， 控制圖像傳感器31及LED33的接通/斷開。
圖像傳感器31將經(jīng)由前端部23及透鏡組32成像的圖像轉(zhuǎn)換成電信號 (圖像信號)，向信號處理部34輸出。該圖像傳感器31例如可采用 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)禾卩CCD。
在配置于基板36A的前端部23—側(cè)的支撐部件38上，以長軸R為中心 沿圓周方向空出間隔地配置有多個LED33。
永久磁鐵45配置在信號處理部34的后端部24—側(cè)。永久磁鐵45配置 成或勵磁成具有與長軸R正交(例如圖5中的上下方向)的磁化方向(磁極)。
在永久磁鐵45的后端部24—側(cè)具備配置在基板36B上的開關(guān)部46。 開關(guān)部46具有紅外線傳感器47,經(jīng)由基板36B及撓性基板37A與信號處理 部34電連接，并經(jīng)由基板36B、 36C、 36D以及撓性基板37B、 37C與電池 39電連接。
另外，幵關(guān)部46以長軸R為中心沿圓周方向等間隔配置多個，并配 置成使紅外線傳感器47面朝直徑方向的外側(cè)。本實施方式中，說明配置 有4個開關(guān)部46的例子，但是開關(guān)部46的數(shù)目不限于4個，其個數(shù)可以是 任意的。
在開關(guān)部46的后端部24—側(cè)，配置有由基板36C、 36D夾持的電池39。 在基板36D的后端部24—側(cè)的面上配置有無線元件35。無線元件35
經(jīng)由基板36A、 36B、 36C、 36D以及撓性基板37A、 37B、 37C與信號處理
部34電連接。配置在無線元件35的后端部24—側(cè)的感應(yīng)磁場發(fā)生部40，由形成為 中心軸與長軸R大致一致的圓柱狀的鐵氧體組成的芯部(磁芯)41 、配置在 芯部41的外周部的磁感應(yīng)線圈42A、以及與磁感應(yīng)線圈42A電連接而形成 共振電路43的電容42B(圖11未圖示)形成。
芯部41除了鐵氧體以外，還可采用其他磁性材料，例如可采用鐵、 鎳、坡莫合金、鈷等。
以下參照圖12A及圖12B,說明這樣構(gòu)成的本實施方式的膠囊內(nèi)窺鏡 引導(dǎo)系統(tǒng)10的作用。
為了用本實施方式的膠囊內(nèi)窺鏡引導(dǎo)系統(tǒng)10在被檢者的體腔內(nèi)引導(dǎo) 膠囊內(nèi)窺鏡20，取得體腔內(nèi)的圖像，首先，如圖2所示，將被檢者l以橫 臥狀態(tài)配置在位置檢測系統(tǒng)50及磁引導(dǎo)裝置70內(nèi)部的空間S(步驟S1)。然 后，由未圖示的紅外線發(fā)生裝置對膠囊內(nèi)窺鏡20的紅外線傳感器47照射 紅外線，接入膠囊內(nèi)窺鏡20的電源(圖12A中省略)。然后，將膠囊內(nèi)窺鏡 20從被檢者1的口部或肛門投入體腔內(nèi)(步驟S2)。
該狀態(tài)下，通過位置檢測系統(tǒng)50的工作，檢測投入的膠囊內(nèi)窺鏡20 的位置及方向(步驟S3)。然后，通過磁場控制電路73的工作，控制亥姆霍 茲線圈驅(qū)動器72X、 72Y、 72Z，使得在與膠囊內(nèi)窺鏡20的長軸R正交的方 向發(fā)生外部磁場M(步驟S4)。
然后，判定施術(shù)者有無操作輸入裝置74(步驟S5)，在無操作的情況 下，重復(fù)上述步驟S3 S5。另一方面，在有輸入操作的情況下，判定其 是否為指示結(jié)束的輸入后(步驟S6)，在不是結(jié)束指示的情況下，按照輸入 裝置74的輸入，變更膠囊內(nèi)窺鏡20的方向，或者，通過磁場控制電路73 控制亥姆霍茲線圈驅(qū)動器72X、 72Y、 72Z，以發(fā)生使膠囊內(nèi)窺鏡20繞其 長軸R旋轉(zhuǎn)的外部磁場M(步驟S7)。
通過磁引導(dǎo)裝置70，在被檢者l的體腔內(nèi)管路內(nèi)被引導(dǎo)到患部附近的 膠囊內(nèi)窺鏡20，在引導(dǎo)到患部的過程中以及患部附近拍攝體腔內(nèi)管路的 內(nèi)壁面。然后，將拍攝到的體腔內(nèi)管路的內(nèi)壁面的數(shù)據(jù)以及患部附近的 數(shù)據(jù)發(fā)送到圖像顯示裝置80。圖像顯示裝置80在顯示部82顯示發(fā)送來的 圖像。在該情況下，按照本實施方式，通過位置檢測裝置50A算出膠囊內(nèi) 窺鏡20的位置及方向(步驟S9),通過設(shè)置在位置檢測系統(tǒng)50的磁場確定部 75，根據(jù)從位置檢測裝置50A發(fā)送來的膠囊內(nèi)窺鏡20的位置數(shù)據(jù)和從磁場 控制電路73發(fā)送來的用于生成外部磁場M的流過各亥姆霍茲線圈71X、 71Y、 71Z的電流數(shù)據(jù)，確定外部磁場M的強(qiáng)度及方向。
另外，根據(jù)從位置檢測裝置50A發(fā)送來的膠囊內(nèi)窺鏡20的方向數(shù)據(jù) 和從磁場確定部75發(fā)送來的外部磁場M的方向數(shù)據(jù)，通過磁場角度計算 部76，算出外部磁場M和由磁感應(yīng)線圈42A感應(yīng)的交變磁場形成的角度即
磁場角度e(步驟sio)。
在該情況下，判斷磁場角度e是否比規(guī)定的角度小(步驟sii),在比
規(guī)定的角度小的情況下，即，外部磁場M和交變磁場形成的角度從卯。大 幅度減小的情況下，停止外部磁場M的發(fā)生(步驟S12)。從而，可防止在 外部磁場M的旋轉(zhuǎn)軸與膠囊內(nèi)窺鏡20的長軸R顯著偏離的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)驅(qū) 動膠囊內(nèi)窺鏡20。
艮P，通過停止外部磁場M，共振電路43可根據(jù)本來的(無外部磁場M 狀態(tài)下的)共振頻率或峰值頻率進(jìn)行位置檢測，因此可進(jìn)行正確的位置檢 測。因而，將再次從輸入裝置74輸入時發(fā)生的外部磁場M的方向設(shè)定成 與膠囊內(nèi)窺鏡的長軸R正交的方向(步驟S4)，在確認(rèn)來自輸入裝置74的輸 入(步驟S5、 S6)后，使外部磁場M旋轉(zhuǎn)(步驟S8)。從而，由于在使外部磁 場M的旋轉(zhuǎn)軸和膠囊內(nèi)窺鏡20的長軸R大致一致的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，因 此，可無晃動且穩(wěn)定地旋轉(zhuǎn)驅(qū)動膠囊內(nèi)窺鏡20并適當(dāng)推進(jìn)。
然后，從輸入裝置74進(jìn)行變更膠囊內(nèi)窺鏡20的方向的輸入時，變更 外部磁場M的方向。膠囊內(nèi)窺鏡20受到的約束弱時，變更膠囊內(nèi)窺鏡20 的方向，使永久磁鐵45的方向與外部磁場M的方向一致。體腔內(nèi)壁等對 膠囊內(nèi)窺鏡20的約束強(qiáng)時，外部磁場M的方向和膠囊內(nèi)窺鏡20的長軸R的 方向從正交狀態(tài)偏離，成為磁場角度6<90°，因此，根據(jù)該偏離，產(chǎn)生使 膠囊內(nèi)窺鏡20變更方向的轉(zhuǎn)矩。而且，當(dāng)轉(zhuǎn)矩比約束力大時，膠囊內(nèi)窺 鏡20變更方向。當(dāng)約束力大到無法變更膠囊內(nèi)窺鏡20的方向時，磁場角 度e與規(guī)定角度相比變小，因此再次進(jìn)入步驟Sll，再次重新設(shè)置動作。磁場角度e比規(guī)定的角度大而接近90。的情況下，根據(jù)從磁場確定部
75輸出的外部磁場M的強(qiáng)度和從磁場角度計算部76輸出的磁場角度e，讀 出存儲部78存儲的共振頻率和/或峰值頻率，發(fā)送到位置檢測裝置50A及 傳感線圈接收電路57(步驟S13)。
位置檢測裝置50A對信號發(fā)生電路53輸出上述發(fā)送來的共振頻率， 作為應(yīng)發(fā)生交流信號的頻率。然后，信號發(fā)生電路53將與從位置檢測裝 置50A發(fā)送來的共振頻率一致的頻率的交流信號輸出到激勵線圈驅(qū)動器 54。即使激勵線圈驅(qū)動器54發(fā)生的交流信號與共振頻率稍微偏離，也可 獲得某種程度的效果。例如，共振頻率為20.04kHz，信號發(fā)生電路53可 發(fā)生的頻率為19.9kHz、 20kHz、 20.1kHz這樣的以100Hz為單位的頻率時， 將信號發(fā)生電路53發(fā)生的頻率設(shè)定成20kHz即可。在該情況下，可獲得與 正確地匹配共振頻率時大致相同的效果。
交流信號在激勵線圈驅(qū)動器54中放大，作為交流電流向激勵線圈選 擇器55輸出。放大的交流電流被提供給在激勵線圈選擇器55中由位置檢 測裝置50A選擇出的激勵線圈51。然后，被提供給激勵線圈51的交流電流 在膠囊內(nèi)窺鏡20的工作空間S形成交變磁場。
形成的交變磁場使傳感線圈52及膠囊內(nèi)窺鏡20內(nèi)的磁感應(yīng)線圈42A 產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。在該情況下，激勵線圈51形成的交變磁場和在磁感應(yīng) 線圈42A感應(yīng)的交變磁場的兩者作用于傳感線圈52，在傳感線圈52產(chǎn)生對 應(yīng)的交流電壓。
磁感應(yīng)線圈42A與電容42B—起形成共振電路43，因此，交變磁場的 頻率與共振電路43的共振頻率一致時，在共振電路43(磁感應(yīng)線圈42A)產(chǎn) 生的感應(yīng)電動勢變大，形成的交變磁場也增強(qiáng)。而且，由于在磁感應(yīng)線 圈42A的中心配置由感應(yīng)性鐵氧體組成的芯部41，因此磁場容易集中在芯 部41，感應(yīng)的交變磁場進(jìn)一步增強(qiáng)。
傳感線圈52中產(chǎn)生的交流電壓被輸入到傳感線圈接收電路57，提取 交流電壓的振幅值。
被輸入到傳感線圈接收電路57的上述交流電壓，首先通過高通濾波 器59除去交流電壓中包含的低頻分量，由預(yù)放大器60放大。然后，通過帶通濾波器61除去高頻，由放大器62放大。
在該情況下，在本實施方式中，帶通濾波器61的通過頻率被調(diào)節(jié)成 從上述位置檢測裝置50A發(fā)送來的峰值頻率。
這樣除去了不需要分量的交流電壓通過有效值檢測電路63提取交流 電壓的振幅值。提取出的振幅值由A/D轉(zhuǎn)換器64數(shù)字信號化并存儲到存儲 器65后，發(fā)送到位置檢測裝置50A。
然后，位置檢測裝置50A根據(jù)從傳感線圈接收電路57發(fā)送來的各傳 感線圈52的輸出，運(yùn)算膠囊內(nèi)窺鏡20的位置及方向。
具體地說，位置檢測裝置50A根據(jù)從選定的傳感線圈52獲得的交變 磁場的振幅，求解與膠囊內(nèi)窺鏡20的位置、方向以及磁場強(qiáng)度有關(guān)的聯(lián) 立方程式，從而算出膠囊內(nèi)窺鏡20的位置及方向。
然后，判定施術(shù)者是否從輸入裝置74輸入了結(jié)束指示(步驟S14)，在 未輸入的情況下，重復(fù)上述步驟S8 S14，在輸入了結(jié)束指示的情況下， 中斷動作，結(jié)束位置檢測動作及引導(dǎo)動作。
作為膠囊內(nèi)窺鏡20的位置及方向的信息，例如可列舉X、 Y、 Z的位 置坐標(biāo)、膠囊內(nèi)窺鏡20的長軸方向(2個角度)以及磁感應(yīng)線圈42A形成的 感應(yīng)磁強(qiáng)度的6個信息。
為了通過運(yùn)算推測這6個信息，至少需要來自6個傳感線圈52的輸出。
傳感線圈52的個數(shù)在本實施方式中是6個以上即可，但是若達(dá)到IO 個到15個左右，則可較小地抑制位置計算誤差。另外，作為傳感線圈52 的選定方法，也可以根據(jù)膠囊內(nèi)窺鏡20的位置及方向，通過計算求出從 磁感應(yīng)線圈42A發(fā)生的交變磁場引起的所有傳感線圈52的輸出，選定必要 數(shù)目的輸出較大的傳感線圈52。
另外，也可以將算出的膠囊內(nèi)窺鏡20的位置及方向的數(shù)據(jù)輸出到其 他裝置或顯示部82。
另外，位置檢測裝置50A與上述控制并行地選定形成交變磁場的激 勵線圈51，對激勵線圈選擇器55輸出向選定的激勵線圈51提供交流電流 的指示。如圖13所示，該激勵線圈51的選定方法進(jìn)行如下選定采用排 除從激勵線圈51連接磁感應(yīng)線圈42A的直線(激勵線圈51的方向)與磁感應(yīng)線圈42A的中心軸線(膠囊內(nèi)窺鏡20的長軸R)大致正交的激勵線圈51的 方法，并且，將磁感應(yīng)線圈42A中作用的磁場的方向配置成線性獨(dú)立，如 圖14所示，向3個激勵線圈51的任意一個或多個提供交流電流。
作為更好的方法，將激勵線圈51形成的磁力線的方向和磁感應(yīng)線圈 42A的中心軸線大致正交的激勵線圈51排除的方法是有效的。
如上所述，可以用激勵線圈選擇器55限制形成交變磁場的激勵線圈 51的數(shù)目，也可以不用激勵線圈選擇器55而從最初開始就將激勵線圈51 的配置數(shù)設(shè)為3個。
另外，如上所述，可以選擇3個激勵線圈51形成交變磁場，如圖15 所示，也可以通過所有激勵線圈51發(fā)生交變磁場。
這里，更具體地說明切換激勵線圈51的動作。
切換激勵線圈51的動作是作為可能發(fā)生如下問題的對策而進(jìn)行的， 即，當(dāng)激勵線圈51發(fā)生的交變磁場的方向和磁感應(yīng)線圈42A的方向在膠囊 內(nèi)窺鏡20的位置垂直時，磁感應(yīng)線圈42A感應(yīng)的交變磁場變小，導(dǎo)致位置 檢測的精度降低等。
磁感應(yīng)線圈42A的方向、即膠囊內(nèi)窺鏡20的方向可根據(jù)位置檢測裝 置50A的輸出得知。另外，激勵線圈51在膠囊內(nèi)窺鏡20的位置發(fā)生的交變 磁場的方向可通過計算求出。
因此，膠囊內(nèi)窺鏡20的方向和激勵線圈51在膠囊內(nèi)窺鏡20的位置發(fā) 生的交變磁場的方向形成的角度可通過計算求出。
同樣，配置在不同位置及方向的各.個激勵線圈51發(fā)生的交變磁場在 膠囊內(nèi)窺鏡20的位置上的方向也可分別通過計算求出，同樣，膠囊內(nèi)窺 鏡20的方向和各個激勵線圈51在膠囊內(nèi)窺鏡20的位置發(fā)生的交變磁場的 方向形成的角度可通過計算求出。
從而，通過選擇膠囊內(nèi)窺鏡20的方向和激勵線圈51在膠囊內(nèi)窺鏡20 的位置發(fā)生的交變磁場的方向形成的角度處于銳角關(guān)系的激勵線圈51， 可較大地保持磁感應(yīng)線圈42A發(fā)生的交變磁場，可在進(jìn)行位置檢測時保持 良好的狀態(tài)。
為了選擇激勵線圈51，首先，通過計算求出激勵線圈51在膠囊內(nèi)窺鏡20的位置發(fā)生的交變磁場的方向。接著，計算膠囊內(nèi)窺鏡20的方向和 激勵線圈51在膠囊內(nèi)窺鏡20的位置發(fā)生的交變磁場的方向形成的角度。
同樣，分別計算在不同位置及方向配置的各個激勵線圈51發(fā)生的交 變磁場在膠囊內(nèi)窺鏡20的位置上的方向。同樣，計算膠囊內(nèi)窺鏡20的方 向和各個激勵線圈51在膠囊內(nèi)窺鏡20的位置發(fā)生的交變磁場的方向形成 的角度。
根據(jù)這些計算結(jié)果，選擇膠囊內(nèi)窺鏡20的方向和激勵線圈51在膠囊 內(nèi)窺鏡20的位置發(fā)生的交變磁場的方向形成的角度處于最小銳角關(guān)系的 激勵線圈51。這樣，通過選擇激勵線圈51，可較大地保持磁感應(yīng)線圈42A 發(fā)生的交變磁場，可在進(jìn)行位置檢測時保持良好的狀態(tài)。
如上所述，通過選擇激勵線圈51，可總是在由磁感應(yīng)線圈42A發(fā)生 盡可能大的交變磁場的條件下，用傳感線圈52高效地檢測磁感應(yīng)線圈42A 發(fā)生的交變磁場，因此，可在不損害精度的情況下減少在膠囊內(nèi)窺鏡20(磁 感應(yīng)線圈42A)的位置計算中使用的數(shù)據(jù)量。因此，可以減少計算量，可 廉價地構(gòu)成系統(tǒng)。具有可使系統(tǒng)高速化等效果。
另外，在選擇激勵線圈51時，也可以選擇2個以上的激勵線圈51。在 該情況下，計算選擇出的所有激勵線圈51在膠囊內(nèi)窺鏡20(磁感應(yīng)線圈 42A)的位置發(fā)生的交變磁場，并調(diào)節(jié)各個激勵線圈51的輸出，使得其合 成的交變磁場的方向和膠囊內(nèi)窺鏡20(磁感應(yīng)線圈42A)的方向成為銳角 的關(guān)系。
另外，也可以調(diào)節(jié)激勵線圈51的輸出，使得激勵線圈51發(fā)生的膠囊 內(nèi)窺鏡20(磁感應(yīng)線圈42A)的位置的交變磁場的強(qiáng)度恒定或收斂于某個 范圍。
這樣，可更穩(wěn)定地輸出磁感應(yīng)線圈42A發(fā)生的交變磁場。從而，可 更準(zhǔn)確、更有效地實現(xiàn)位置檢測。
另外，如圖1所示，磁引導(dǎo)裝置70中，首先，由施術(shù)者經(jīng)由輸入裝置 74向磁場控制電路73輸入對膠囊內(nèi)窺鏡20的弓I導(dǎo)方向。磁場控制電路73 中，根據(jù)輸入的引導(dǎo)方向以及從位置檢測裝置50A輸入的膠囊內(nèi)窺鏡20 的方向(長軸方向)，確定膠囊內(nèi)窺鏡20中外部磁場M的方向及旋轉(zhuǎn)方向。然后，算出形成上述平行磁場的方向所需的各亥姆霍茲線圈71X、 71Y、 71Z的發(fā)生磁場強(qiáng)度，算出發(fā)生這些磁場所需的電流值。提供給各亥姆霍茲線圈71X、 71Y、 71Z的電流值的數(shù)據(jù)分別向?qū)?yīng) 的亥姆霍茲線圈驅(qū)動器72X、 72Y、 72Z輸出，各亥姆霍茲線圈驅(qū)動器72X、 72Y、 72Z根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)對電流進(jìn)行放大控制，將電流分別提供給對應(yīng) 的亥姆霍茲線圈71X、 71Y、 71Z。被提供電流的亥姆霍茲線圈71X、 71Y、 71Z分別發(fā)生與電流值相應(yīng) 的磁場，通過將這些磁場合成，形成磁場控制電路73確定的具有平行磁 場方向的外部磁場M。永久磁鐵45搭載于膠囊內(nèi)窺鏡20，通過外部磁場M作用于該永久磁 鐵45而產(chǎn)生的力及轉(zhuǎn)矩，控制膠囊內(nèi)窺鏡20的姿勢(長軸R方向)。另外， 外部磁場M的旋轉(zhuǎn)周期控制在OHz到數(shù)Hz左右，并控制外部磁場M的旋轉(zhuǎn) 方向，從而控制膠囊內(nèi)窺鏡20繞長軸R的旋轉(zhuǎn)方向，控制膠囊內(nèi)窺鏡20 的行進(jìn)方向及行進(jìn)速度。膠囊內(nèi)窺鏡20中，如圖11所示，首先，向開關(guān)都46的紅外線傳感器 47照射紅外線，開關(guān)部46向信號處理部34輸出信號。信號處理部34在接 收到來自開關(guān)部46的信號時，從電池39向膠囊內(nèi)窺鏡20上搭載的圖像傳 感器31、 LED33、無線元件35以及信號處理部34自身提供電流，成為接 通狀態(tài)。圖像傳感器31拍攝由LED33照明的被檢者1的體腔內(nèi)管路內(nèi)的壁面， 將該圖像轉(zhuǎn)換成電信號后向信號處理部34輸出。信號處理部34壓縮輸入 的圖像信號并暫時存儲，向無線元件35輸出。被輸入到無線元件35的壓 縮圖像信號作為電波發(fā)送到圖像顯示裝置80。另外，膠囊內(nèi)窺鏡20可借助在外殼21的外周配置的螺旋部25繞長軸 R旋轉(zhuǎn)而向前端部23側(cè)或后端部24側(cè)移動。移動的方向由繞長軸R的旋轉(zhuǎn) 方向及螺旋部25的旋轉(zhuǎn)方向確定。從而，通過控制膠囊內(nèi)窺鏡20繞長軸R 的旋轉(zhuǎn)方向，可控制作用于膠囊內(nèi)窺鏡20的推進(jìn)力的方向。這樣，按照本實施方式的膠囊內(nèi)窺鏡引導(dǎo)系統(tǒng)IO,伴隨作用于膠囊 內(nèi)窺鏡20的外部磁場M即旋轉(zhuǎn)磁場的強(qiáng)度及方向的變化，即使膠囊內(nèi)窺鏡20內(nèi)的共振電路43的頻率特性變動，由于根據(jù)外部磁場M的強(qiáng)度及磁 場角度e逐次調(diào)用預(yù)先存儲在存儲部78的共振頻率及峰值頻率，將調(diào)用的 峰值頻率設(shè)定成由傳感線圈52檢測的頻率，因此可防止檢測靈敏度的降 低。另外，由于由激勵線圈51發(fā)生的交變磁場的頻率也設(shè)定成上述調(diào)用 的共振頻率，因此，與外部磁場M的強(qiáng)度等的狀態(tài)無關(guān)，可將膠囊內(nèi)窺 鏡20內(nèi)的共振電路43維持在共振狀態(tài)，可發(fā)生更大的交變磁場，提高檢 測靈敏度。結(jié)果，不必搭載調(diào)節(jié)膠囊磁感應(yīng)線圈42A的共振頻率的元件等，可 使膠囊型醫(yī)療裝置20小型化?；蛘?，不必為了調(diào)節(jié)共振頻率而選擇或調(diào) 節(jié)與磁感應(yīng)線圈42A—起構(gòu)成共振電路43的電容42B等元件，可防止膠囊 型醫(yī)療裝置20的生產(chǎn)成本的增大。另外，帶通濾波器61可根據(jù)從位置撿測裝置50A發(fā)送來的峰值頻率 來限制傳感線圈52的輸出頻帶，因此，可根據(jù)共振頻帶的傳感線圈52的 輸出，算出膠囊型醫(yī)療裝置20的位置及方向，可縮短算出所需的時間。相對于膠囊內(nèi)窺鏡20的磁感應(yīng)線圈42A，從線性獨(dú)立且不同的3個方 向以上的方向使交變磁場作用。因此，不管磁感應(yīng)線圈42A的方向如何， 可通過至少l個方向的交變磁場在磁感應(yīng)線圈42A中感應(yīng)交變磁場。結(jié)果，不管膠囊內(nèi)窺鏡20的方向(長軸R方向)如何，可總是使磁感應(yīng) 線圈42A發(fā)生交變磁場，可總是通過傳感線圈52檢測交變磁場，具有可準(zhǔn) 確檢測其位置的效果。另外，傳感線圈52相對于膠囊內(nèi)窺鏡20配置在不同的3個方向，因此， 與膠囊內(nèi)窺鏡20的配置位置無關(guān)，檢測強(qiáng)度的交變磁場作用于在3個方向 配置的傳感線圈52的至少1個方向配置的傳感線圈52，可總是由傳感線圈 52檢測交變磁場。而且，上述1個方向配置的傳感線圈52的數(shù)目是9個，因此，可獲得 足夠通過運(yùn)算求出膠囊內(nèi)窺鏡20的X、 Y、 Z坐標(biāo)、與膠囊內(nèi)窺鏡20的長 軸R正交且相互正交的繞2個軸的旋轉(zhuǎn)相位、以及感應(yīng)磁強(qiáng)度的合計6個信 息的輸入。激勵線圈51和傳感線圈52配置在夾持膠囊內(nèi)窺鏡20的工作范圍而相對的位置，因此激勵線圈51和傳感線圈52可配置成構(gòu)造上互不干擾。通過控制作用于膠囊內(nèi)窺鏡20上搭載的永久磁鐵45的外部磁場M的 方向，可控制作用于永久磁鐵45的力的方向，可控制膠囊內(nèi)窺鏡20的移 動方向。同時，可檢測膠囊內(nèi)窺鏡20的位置，可將膠囊內(nèi)窺鏡20引導(dǎo)到 規(guī)定的位置。從而，具有可根據(jù)檢測出的膠囊內(nèi)窺鏡20的位置準(zhǔn)確引導(dǎo) 膠囊內(nèi)窺鏡20的效果。通過分別控制從在相互正交的方向相對配置的3對亥姆霍茲線圈 71X、 71Y、 71Z發(fā)生的外部磁場M的強(qiáng)度，可將在亥姆霍茲線圈71X、 71Y、 71Z的內(nèi)側(cè)發(fā)生的外部磁場M的方向控制在規(guī)定的方向。因此，可使規(guī)定 方向的平行外部磁場M作用于膠囊內(nèi)窺鏡20，使膠囊內(nèi)窺鏡20在規(guī)定方 向移動。另外，亥姆霍茲線圈71X、 71Y、 71Z的內(nèi)側(cè)的空間S是可配置被檢者 l的空間，在該空間S的周圍配置激勵線圈51及傳感線圈52，因此，可將 膠囊內(nèi)窺鏡20引導(dǎo)到被檢者1體內(nèi)的規(guī)定位置。另外，圖像顯示裝置80根據(jù)膠囊內(nèi)窺鏡20繞長軸R的旋轉(zhuǎn)相位信息， 進(jìn)行使顯示圖像在與膠囊內(nèi)窺鏡20的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn)的處理， 因此，與膠囊內(nèi)窺鏡20的旋轉(zhuǎn)相位無關(guān)，可總是在顯示部82顯示在規(guī)定 的旋轉(zhuǎn)相位靜止的圖像，即，好像膠囊內(nèi)窺鏡20沒有繞長軸R旋轉(zhuǎn)而在沿 著長軸R的方向行進(jìn)那樣的圖像。因此，施術(shù)者一邊目視顯示部82顯示的圖像一邊引導(dǎo)膠囊內(nèi)窺鏡20 時，與顯示圖像是隨著膠囊內(nèi)窺鏡20旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)的圖像的情況相比，將 上述顯示的圖像顯示成規(guī)定旋轉(zhuǎn)相位的圖像對于施術(shù)者來說更容易觀 看，并易于將膠囊內(nèi)窺鏡20引導(dǎo)到規(guī)定位置。本實施方式中，例示了圖ll所示構(gòu)造的膠囊內(nèi)窺鏡裝置，但是也可 以取而代之地如圖16及圖17所示，在膠囊內(nèi)窺鏡20A的外殼21內(nèi)部，從前 端部23—側(cè)按照順序配置透鏡組32、 LED33、圖像傳感器31、信號處理 部34、電池39、開關(guān)部46、無線元件35以及永久磁鐵45。在圖16中，感應(yīng)磁場發(fā)生部43A配置在外殼21和電池39等之間，并 配置成覆蓋從LED33的支撐部件38到電池39。感應(yīng)磁場發(fā)生部43A如圖16及圖17所示，由形成為中心軸與旋轉(zhuǎn)軸R 大致一致的圓筒狀的芯部41A、在芯部41A的外周部配置的磁感應(yīng)線圈 42A、在芯部41A及磁感應(yīng)線圈42A之間配置的坡莫合金膜41B以及與磁感 應(yīng)線圈42A電連接而形成共振電路43的電容42B(未圖示)形成。坡莫合金膜41B如圖16所示，將磁體材料形成為片狀膜。另外，在 將坡莫合金膜41B巻到芯部41A時，形成間隙t。這樣，通過在芯部41A和磁感應(yīng)線圈42A之間配置坡莫合金膜41B， 可提高感應(yīng)磁場發(fā)生部43A中發(fā)生的交變磁場的強(qiáng)度。另外，本實施方式中，在存儲部78存儲共振電路43的共振頻率及峰值頻率，但是也可以取而代之地僅存儲共振頻率，而峰值頻率根據(jù)共振 頻率求出。而且，本實施方式中，說明了磁感應(yīng)線圈42A采用磁芯41的實施方 式。共振電路43的共振頻率的變化是磁芯41的外部磁場引起的特性變化 的一個原因，但是，在不采用磁芯41而采用空心線圈的情況下，也同樣 可能出現(xiàn)共振頻率變化的現(xiàn)象。這是因為，由于存在膠囊型醫(yī)療裝置20 的電路且其中包含的磁體受到外部磁場的影響，從而共振電路的共振頻 率變化。即使在這樣的情況下，如本實施方式所示，只要根據(jù)磁場角度 和外部磁場M的強(qiáng)度，利用頻率設(shè)定部77確定位置檢測系統(tǒng)50中使用的 頻率，就可獲得同樣的效果。另外，在膠囊內(nèi)窺鏡20的部件中，作為磁 體，可以以電池為例。另外，本實施方式中，示出了膠囊內(nèi)窺鏡20搭載磁鐵而通過外部磁 場進(jìn)行引導(dǎo)的例子，但是，即使釆用膠囊內(nèi)窺鏡20中不搭載磁鐵而由第2 膠囊內(nèi)窺鏡搭載磁鐵并僅弓I導(dǎo)第2膠囊內(nèi)窺鏡的結(jié)構(gòu)，也可根據(jù)膠囊內(nèi)窺 鏡的共振電路的共振頻率，由頻率設(shè)定部77確定位置檢測系統(tǒng)50中使用 的頻率，因此本實施方式可動作。即使在該情況下，也可同樣獲得可準(zhǔn) 確檢測膠囊內(nèi)窺鏡的位置的效果。此時，本系統(tǒng)作為醫(yī)療裝置的位置檢 測系統(tǒng)而動作。[第2實施方式]接著，參照圖18及圖19說明本發(fā)明第2實施方式的膠囊內(nèi)窺鏡引導(dǎo)系統(tǒng)謂。本實施方式的說明中，對與上述第l實施方式的膠囊內(nèi)窺鏡引導(dǎo)系統(tǒng)io結(jié)構(gòu)相同的部分附上同一符號，說明省略。本實施方式的膠囊內(nèi)窺鏡引導(dǎo)系統(tǒng)100的基本結(jié)構(gòu)與第1實施方式的 膠囊內(nèi)窺鏡引導(dǎo)系統(tǒng)10相同，不同點在于膠囊內(nèi)窺鏡20'內(nèi)的共振電路43' 及位置檢測系統(tǒng)50'的結(jié)構(gòu)。圖17是本實施方式的膠囊內(nèi)窺鏡引導(dǎo)系統(tǒng)100的概略示圖。本實施方式的膠囊內(nèi)窺鏡引導(dǎo)系統(tǒng)100中，如圖18所示，膠囊內(nèi)窺鏡 20'內(nèi)具備的共振電路43'構(gòu)成具有與電源連接的放大器42C的自激振蕩電 路。從而，本實施方式中，共振電路43'使用電源的能量，以由磁感應(yīng)線 圈42A的電感及電容42B的電容確定的共振頻率自發(fā)發(fā)生交變磁場。另外，如上所述，本實施方式的膠囊內(nèi)窺鏡引導(dǎo)系統(tǒng)100中，膠囊內(nèi) 窺鏡的共振電路43'由自激振蕩電路構(gòu)成，.因此，不必像第l實施方式那樣 從外部提供使共振電路43'共振的交變磁場。從而，如圖17所示，位置檢 測系統(tǒng)50'不具備與位置檢測裝置50A連接的激勵線圈51、信號發(fā)生電路 53、激勵線圈驅(qū)動器54以及激勵線圈選擇器55。按照本實施方式的膠囊內(nèi)窺鏡的位置檢測系統(tǒng)50'，根據(jù)膠囊內(nèi)窺鏡 20'的位置上的外部磁場M的強(qiáng)度及磁場角度e，讀出預(yù)先存儲的頻率，從 位置檢測裝置50A反饋到傳感線圈接收電路57，因此，即使膠囊內(nèi)窺鏡20'內(nèi)的自激振蕩電路的共振頻率隨著外部磁場M的強(qiáng)度及磁場角度e而變動，也可檢測共振電路43'以該變動后的共振頻率共振而發(fā)生的交變磁場。 從而，可防止檢測靈敏度的降低。而且，按照具有這樣的位置檢測系統(tǒng) 50'的膠囊內(nèi)窺鏡引導(dǎo)系統(tǒng)100，可高精度檢測膠囊內(nèi)窺鏡20'的位置及方 向，從而，不會使膠囊內(nèi)窺鏡20'的動作不穩(wěn)定，可適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行引導(dǎo)。另外，按照本實施方式，共振電路43'發(fā)生的交變磁場依賴于磁感應(yīng) 線圈42A的電感及電容42B的電容，因此與第l實施方式相比，檢測靈敏 度較差，但是可不設(shè)置激勵線圈51等，因此具有可簡易構(gòu)筑引導(dǎo)系統(tǒng)IOO 的優(yōu)點。[第3實施方式〗接著，參照圖20及圖21說明本發(fā)明第3實施方式的醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng)110。如圖20所示，本實施方式的醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng)110是取代第1實施方 式的膠囊內(nèi)窺鏡引導(dǎo)系統(tǒng)10的膠囊內(nèi)窺鏡20而引導(dǎo)被導(dǎo)入體腔內(nèi)的具有 細(xì)長插入部20"的內(nèi)窺鏡裝置的系統(tǒng)。如圖21所示，在內(nèi)窺鏡裝置的插入部20"前端，配置有與第l實施方 式同樣的構(gòu)成共振電路43的磁感應(yīng)線圈42A、電容42B以及永久磁鐵45。 在磁感應(yīng)線圈42A的內(nèi)側(cè)配置磁芯41。另外，永久磁鐵45在沿著插入部20" 長軸的方向上配置磁極。本實施方式的醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng)110具有與第1實施方式的引導(dǎo)系統(tǒng) IO大致同樣的結(jié)構(gòu)，不同點在于具備取代磁場控制電路73的磁場控制電 路73'，其進(jìn)行控制以根據(jù)來自輸入裝置74的輸入而形成朝向期望方向的 外部磁場M。另外，配置在插入部20"前端的由未圖示的圖像傳感器取得 的圖像信息以有線方式發(fā)送到圖像接收電路81 。按照這樣構(gòu)成的本實施方式的醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng)no，操作輸入裝置74，通過磁場控制電路73'，在內(nèi)窺鏡裝置的插入部20"前端的位置發(fā)生朝 向期望方向的外部磁場M時，發(fā)生的外部磁場M作用于配置在插入部20" 前端的永久磁鐵45，將插入部20"前端引導(dǎo)到沿著外部磁場M的方向。從 而，可使內(nèi)窺鏡裝置的插入部20"前端朝向期望方向。另外，經(jīng)由激勵線圈51在內(nèi)窺鏡裝置的插入部20"前端的位置發(fā)生交 變磁場時，交變磁場作用于配置在插入部20"前端的磁感應(yīng)線圈42A，共 振電路43成為共振狀態(tài)，由磁感應(yīng)線圈42A發(fā)生較強(qiáng)的交變磁場。此時， 依存于貫穿磁感應(yīng)線圈42A的外部磁場M的強(qiáng)度及方向，磁感應(yīng)線圈42A 的頻率特性變動，但是，根據(jù)本實施方式，由激勵線圈51發(fā)生根據(jù)外部 磁場M的強(qiáng)度及磁場角度e讀出的共振頻率的交變磁場，且由傳感線圈52 檢測同樣讀出的峰值頻率的交變磁場，因此，可在不會降低檢測靈敏度 的情況下檢測插入部20"前端的位置。本實施方式中，作為醫(yī)療裝置例示了內(nèi)窺鏡裝置，但是也可以用導(dǎo) 管來取代。另外，上述實施方式中示出了在內(nèi)窺鏡裝置的插入部20"前端配置閉 環(huán)的共振電路43的例子，但是也可以取而代之地如圖22及圖23所示，采 用在沿著插入部20"導(dǎo)引的布線42D上并聯(lián)連接磁感應(yīng)線圈42A及電容 42B的共振電路43。在該情況下，可不需要激勵線圈選擇器55及激勵線圈 51。符號54'表示驅(qū)動共振電路43的線圈驅(qū)動器。另外，通過在插入部20" 前端配置的共振電路43，可不借助磁感應(yīng)而可靠地發(fā)生檢測頻率的交變 磁場。[第4實施方式]接著，以下參照圖24說明本發(fā)明第4實施方式的膠囊內(nèi)窺鏡引導(dǎo)系統(tǒng)120。本實施方式的說明中，對與上述第l實施方式的膠囊內(nèi)窺鏡引導(dǎo)系統(tǒng) IO結(jié)構(gòu)相同的部分附上同一符號，說明省略。本實施方式的膠囊內(nèi)窺鏡引導(dǎo)系統(tǒng)120具有由平面配置的多個感應(yīng) 線圈121 125組成的平面型磁場發(fā)生裝置71'，以取代亥姆霍茲線圈71X、 71Y、 71Z組成的磁場發(fā)生裝置71。另外，在夾持膠囊內(nèi)窺鏡20而與感應(yīng) 線圈121 125相對的位置上，配置激勵線圈51和傳感線圈52。按照這樣構(gòu)成的本實施方式的膠囊內(nèi)窺鏡引導(dǎo)系統(tǒng)120,通過平面型 磁場發(fā)生裝置71'的工作，與第l實施方式同樣，可在膠囊內(nèi)窺鏡20的位置 發(fā)生期望的強(qiáng)度及方向的外部磁場M。但是，相對于由亥姆霍茲線圈71X、 71Y、 71Z組成的磁場發(fā)生裝置71在空間S內(nèi)的任何位置都形成一樣的外 部磁場M，平面型磁場發(fā)生裝置71'形成強(qiáng)度及方向根據(jù)離開感應(yīng)線圈 121 125的距離而變化的傾斜磁場(外部磁場)M。從而，本實施方式的膠囊內(nèi)窺鏡引導(dǎo)系統(tǒng)120中，與第l實施方式相 比，更依賴于膠囊內(nèi)窺鏡20的位置，共振電路43更容易受到頻率特性的 變動。但是，按照本實施方式的膠囊內(nèi)窺鏡引導(dǎo)系統(tǒng)120，即使共振電路 43的頻率特性變動，由于將由傳感線圈52檢測的交變磁場的頻率設(shè)定成 與峰值頻率一致，因此，可防止檢測靈敏度的降低，高精度地檢測膠囊 內(nèi)窺鏡20的位置，可對體腔內(nèi)的膠囊內(nèi)窺鏡20進(jìn)行穩(wěn)定的引導(dǎo)。上述各實施方式的醫(yī)療裝置的位置檢測系統(tǒng)50、 50'中，通過總是追隨根據(jù)外部磁場M的狀態(tài)而變化的頻率特性，可防止檢測靈敏度的降低，但是也可以取而代之地，按照圖25所示的頻率特性，將預(yù)先設(shè)定的檢測頻率設(shè)定成位置檢測用的頻率。艮P，如圖25所示，將外部磁場M未作用時的共振電路43的頻率特性 設(shè)為A，外部磁場M設(shè)為最大，將磁場角度e-90。時的頻率特性設(shè)為B，外 部磁場M設(shè)為最大，將磁場角度e-ea〈90。時的頻率特性設(shè)為C。 ea例如是 圖12B的步驟S10中用于判斷外部磁場M停止發(fā)生的規(guī)定角度。在該情況下，例如，將頻率特性A的輸出變化成為峰值的2個頻率內(nèi)、 低頻率側(cè)的頻率附近設(shè)為第l測定頻率fp將頻率特性C的輸出變化成為峰 值的2個頻率內(nèi)、高頻率側(cè)的頻率附近設(shè)為第2測定頻率f2。這樣，即使在 監(jiān)視外部磁場M的狀態(tài)來變更檢測用頻率的同時不進(jìn)行測定，也可比較穩(wěn)定地檢測共振電路43發(fā)生的交變磁場，直到磁場角度e-ea。共振頻率移動到比頻率特性C的條件更高的高頻率側(cè)時(例如，頻率特性D的情況 下)，由于由傳感線圈52檢測的輸出急劇降低，因此進(jìn)入圖12B的流程圖 的步驟S11即可。另外，上述實施方式中，作為膠囊內(nèi)窺鏡20、 20'，釆用永久磁鐵45 在與其長軸R正交的方向上配置磁極的結(jié)構(gòu)，并采用使永久磁鐵45沿著旋 轉(zhuǎn)的外部磁場M移動，從而使膠囊內(nèi)窺鏡20、 20'繞長軸R旋轉(zhuǎn)的方式。但 是，也可以取而代之地，采用在長軸方向上配置永久磁鐵45的磁極的膠 囊內(nèi)窺鏡20A。這樣，可使膠囊內(nèi)窺鏡20A的長軸R在沿著外部磁場M的 方向上移動，從而，可將外部磁場M用于膠囊內(nèi)窺鏡20A的方向轉(zhuǎn)換。此 時，不進(jìn)行膠囊內(nèi)窺鏡20A的推進(jìn)而借助活體的蠕動等。
權(quán)利要求
1.一種醫(yī)療裝置的位置檢測系統(tǒng)，該醫(yī)療裝置被導(dǎo)入被檢者體內(nèi)并由外部磁場引導(dǎo)，其特征在于，該位置檢測系統(tǒng)具有發(fā)生交變磁場的共振電路，其搭載于上述醫(yī)療裝置，包含內(nèi)部具備磁體的磁感應(yīng)線圈；交變磁場檢測裝置，其配置在上述醫(yī)療裝置的工作范圍的外部，檢測由上述磁感應(yīng)線圈發(fā)生的交變磁場；位置信息計算部，其根據(jù)該交變磁場檢測裝置檢測出的交變磁場，算出上述醫(yī)療裝置的位置信息；以及頻率設(shè)定部，其根據(jù)上述磁感應(yīng)線圈的位置上的外部磁場的強(qiáng)度和方向的至少一方，設(shè)定由上述交變磁場檢測裝置檢測的交變磁場的頻率和上述磁感應(yīng)線圈發(fā)生的交變磁場的頻率的至少一方。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的醫(yī)療裝置的位置檢測系統(tǒng)，其特征在于， 該位置檢測系統(tǒng)具有在上述醫(yī)療裝置的工作空間發(fā)生外部磁場的外部磁場發(fā)生裝置、和控制該外部磁場發(fā)生裝置的磁場控制裝置，上述頻率設(shè)定部根據(jù)來自上述磁場控制裝置的信息，求出上述磁感 應(yīng)線圈的位置上的外部磁場的強(qiáng)度和方向的至少一方，設(shè)定由上述交變 磁場檢測裝置檢測的交變磁場的頻率和上述磁感應(yīng)線圈發(fā)生的交變磁場 的頻率的至少一方。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的醫(yī)療裝置的位置檢測系統(tǒng)，其特征在于， 上述頻率設(shè)定部具有算出上述磁感應(yīng)線圈的位置上的上述外部磁場的強(qiáng)度和方向的至少一方的外部磁場信息計算部，根據(jù)來自該外部磁場信息計算部的信息，求出上述磁感應(yīng)線圈的位 置上的外部磁場的強(qiáng)度和方向的至少一方，設(shè)定由上述交變磁場檢測裝 置檢測的交變磁場的頻率和上述磁感應(yīng)線圈發(fā)生的交變磁場的頻率的至 少一方。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的醫(yī)療裝置的位置檢測系統(tǒng)，其特征在于， 該位置檢測系統(tǒng)具有在上述醫(yī)療裝置的工作空間發(fā)生外部磁場的外部磁場發(fā)生裝置、和控制該外部磁場發(fā)生裝置的磁場控制裝置，上述外部磁場信息計算部根據(jù)來自上述磁場控制裝置的信息，求出 上述磁感應(yīng)線圈的位置上的外部磁場的強(qiáng)度和方向的至少一方。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求4的任意一項所述的醫(yī)療裝置的位置檢 測系統(tǒng)，其特征在于，上述頻率設(shè)定部具有將上述外部磁場發(fā)生裝置在上述醫(yī)療裝置的位 置發(fā)生的外部磁場的強(qiáng)度和檢測頻率對應(yīng)起來存儲的存儲部，將上述交 變磁場檢測裝置檢測的交變磁場的頻率和上述磁感應(yīng)線圈發(fā)生的交變磁 場的頻率的至少一方，根據(jù)上述外部磁場的強(qiáng)度設(shè)定成從上述存儲部選 擇出的檢測頻率。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求4的任意一項所述的醫(yī)療裝置的位置檢 測系統(tǒng)，其特征在于，上述頻率設(shè)定部具有算出上述磁感應(yīng)線圈的位置上的外部磁場的方 向與上述位置信息計算部算出的上述醫(yī)療裝置的方向形成的角度即磁場 角度的磁場角度計算部、和將上述磁場角度和檢測頻率對應(yīng)起來存儲的 存儲部，將由上述交變磁場檢測部檢測的交變磁場的頻率和上述磁感應(yīng) 線圈發(fā)生的交變磁場的頻率的至少方，根據(jù)上述磁場角度設(shè)定成從上 述存儲部選擇出的檢測頻率。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的醫(yī)療裝置的位置檢測系統(tǒng)，其特征在于， 該位置檢測系統(tǒng)具有在上述醫(yī)療裝置的工作空間發(fā)生由上述頻率設(shè)定部設(shè)定的頻率附近的外部交變磁場的外部交變磁場發(fā)生裝置，上述磁 感應(yīng)線圈接收上述外部交變磁場，感應(yīng)上述交變磁場。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的醫(yī)療裝置的位置檢測系統(tǒng)，其特征在于， 上述共振電路由上述頻率設(shè)定部設(shè)定的頻率附近的交流信號驅(qū)動，上述磁感應(yīng)線圈發(fā)生上述交變磁場。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的醫(yī)療裝置的位置檢測系統(tǒng)，其特征在于， 上述共振電路構(gòu)成自激振蕩電路，上述磁感應(yīng)線圈發(fā)生上述交變磁場。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的醫(yī)療裝置的位置檢測系統(tǒng)，其特征在于，上述磁體形成上述磁感應(yīng)線圈的芯。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的醫(yī)療裝置的位置檢測系統(tǒng)，其特征在于， 上述磁體是在上述磁感應(yīng)線圈的內(nèi)部設(shè)置的上述醫(yī)療裝置的電路的至少一部分。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的醫(yī)療裝置的位置檢測系統(tǒng)，其特征在于， 上述磁體是上述電路內(nèi)部的電池。
13. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的醫(yī)療裝置的位置檢測系統(tǒng)，其特征在于， 上述醫(yī)療裝置是膠囊型醫(yī)療裝置、導(dǎo)管型醫(yī)療裝置、內(nèi)窺鏡裝置的任意一種。
14. 一種醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng)，其特征在于，該醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng)具有權(quán)利要求2所述的位置檢測系統(tǒng)、和作用于 上述外部磁場發(fā)生裝置發(fā)生的外部磁場的設(shè)置于上述醫(yī)療裝置的磁鐵， 上述磁場控制裝置進(jìn)行上述醫(yī)療裝置的位置和方向的至少一方的控制。
15. —種醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng)，其具有權(quán)利要求4所述的位置檢測系統(tǒng)、 和作用于上述外部磁場發(fā)生裝置發(fā)生的外部磁場的設(shè)置于上述醫(yī)療裝置 的磁鐵，上述磁場控制裝置進(jìn)行上述醫(yī)療裝置的位置和方向的至少一方 的控制，其特征在于，上述頻率設(shè)定部根據(jù)上述磁鐵在上述磁感應(yīng)線圈的位置生成的磁場 和上述磁場發(fā)生裝置在上述磁感應(yīng)線圈的位置生成的外部磁場的合成磁 場，設(shè)定由上述交變磁場檢測裝置檢測的交變磁場的頻率和上述磁感應(yīng) 線圈發(fā)生的交變磁場的頻率的至少一方。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng)，其特征在于， 上述外部磁場發(fā)生裝置具有至少l組以夾持上述醫(yī)療裝置的工作空間的方式相對配置的電磁鐵，該電磁鐵在上述醫(yī)療裝置的工作范圍發(fā)生 平行磁場。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng)，其特征在于， 具有3組上述相對電磁鐵，各組該相對電磁鐵在各自不同的方向發(fā)生磁場。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng)，其特征在于，上述磁場控制裝置進(jìn)行使上述外部磁場的方向旋轉(zhuǎn)的控制。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng)，其特征在于， 上述醫(yī)療裝置具有細(xì)長插入部和配置在該插入部的外周面、將繞長軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成長軸方向的推進(jìn)運(yùn)動的螺旋機(jī)構(gòu)， 上述磁鐵朝向與上述長軸正交的方向配置磁極。
20. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng)，其特征在于， 上述磁場控制裝置在上述醫(yī)療裝置的方向和上述外部磁場的方向形成的角度比規(guī)定的角度小的情況下進(jìn)行控制，以使上述外部磁場停止。
21. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng)，其特征在于， 上述外部磁場發(fā)生裝置發(fā)生任意方向的外部磁場， 上述醫(yī)療裝置具有細(xì)長插入部，上述磁鐵朝向沿著插入部長軸的方向配置磁極。
22. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng)，其特征在于， 上述磁場發(fā)生裝置發(fā)生傾斜磁場。
23. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng)，其特征在于， 該醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng)具有在上述醫(yī)療裝置的工作空間發(fā)生由上述頻率設(shè)定部設(shè)定的頻率附近的外部交變磁場的外部交變磁場發(fā)生裝置，上 述磁感應(yīng)線圈接收上述外部交變磁場，感應(yīng)上述交變磁場。
24. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng)，其特征在于，上述共振電路由±述頻率設(shè)定部設(shè)定的頻率.附近的突流信號驅(qū)動， 上述磁感應(yīng)線圈發(fā)生上述交變磁場。
25. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng)，其特征在于， 上述共振電路構(gòu)成自激振蕩電路，上述磁感應(yīng)線圈發(fā)生上述交變磁場。
26. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng)，其特征在于， 上述磁體形成上述磁感應(yīng)線圈的芯。
27. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng)，其特征在于， 上述磁體是在上述磁感應(yīng)線圈的內(nèi)部設(shè)置的上述醫(yī)療裝置的電路的至少一部分。
28. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng)，其特征在于， 上述磁體是上述電路內(nèi)部的電池。
29. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的醫(yī)療裝置引導(dǎo)系統(tǒng)，其特征在于， 上述醫(yī)療裝置是膠囊型醫(yī)療裝置、導(dǎo)管型醫(yī)療裝置、內(nèi)窺鏡裝置的任意一種。
30. —種醫(yī)療裝置的位置檢測方法，該醫(yī)療裝置被導(dǎo)入被檢者體內(nèi)， 其特征在于，該位置檢測方法具有從搭載于上述醫(yī)療裝置的具有磁體的磁感應(yīng)線圈發(fā)生交變磁場的步驟；檢測由在上述醫(yī)療裝置的工作空間的外部配置的上述磁感應(yīng)線圈發(fā) 生的交變磁場的步驟；根據(jù)由檢測該交變磁場的步驟檢測出的交變磁場，算出包含上述磁 感應(yīng)線圈的位置和方向的至少一方的信息在內(nèi)的位置信息的步驟；以及根據(jù)上述磁感應(yīng)線圈的位置上的外部磁場的強(qiáng)度和方向的至少一 方，設(shè)定由檢測上述交變磁場的步驟檢測的交變磁場的頻率和上述磁感 應(yīng)線圈發(fā)生的交變磁場的頻率的至少一方的步驟。
31. —種醫(yī)療裝置的位置檢測方法，其使外部磁場作用于被導(dǎo)入被 檢者體內(nèi)的、具有包含磁感應(yīng)線圈并發(fā)生交變磁場信號的共振電路和感 應(yīng)用磁鐵的醫(yī)療裝置來進(jìn)行引導(dǎo)時，檢測醫(yī)療裝置的位置，其特征在于，在上述醫(yī)療裝置的工作空間的外部，檢測由上述磁感應(yīng)線圈發(fā)生的 交變磁場，根據(jù)檢測出的交變磁場算出上述醫(yī)療裝置的位置信息，根據(jù) 算出的醫(yī)療裝置的位置信息算出上述醫(yī)療裝置的位置上的外部磁場的強(qiáng) 度，根據(jù)算出的外部磁場的強(qiáng)度，設(shè)定要檢測的交變磁場的頻率。
全文摘要
即使磁感應(yīng)線圈的頻率特性隨著醫(yī)療裝置引導(dǎo)用外部磁場的狀態(tài)而變動，也可防止不能檢測醫(yī)療裝置的位置的情況發(fā)生。醫(yī)療裝置位置檢測系統(tǒng)(10)是被導(dǎo)入被檢者體內(nèi)并由外部磁場引導(dǎo)的醫(yī)療裝置位置檢測系統(tǒng)(50)，具有發(fā)生交變磁場的共振電路(43)，其搭載于醫(yī)療裝置(20)，包含內(nèi)部具備磁體的磁感應(yīng)線圈(42A)；交變磁場檢測裝置(52)，其配置在醫(yī)療裝置(20)的工作范圍的外部，檢測由磁感應(yīng)線圈(42A)發(fā)生的交變磁場；位置信息計算部(50A)，其根據(jù)由交變磁場檢測裝置檢測出的交變磁場，算出醫(yī)療裝置(20)的位置信息；以及頻率設(shè)定部(77)，其根據(jù)磁感應(yīng)線圈(42A)的位置上的外部磁場的強(qiáng)度和方向的至少一方，設(shè)定由交變磁場檢測裝置(52)檢測的交變磁場的頻率和磁感應(yīng)線圈(42A)發(fā)生的交變磁場的頻率的至少一方。
文檔編號A61M25/00GK101316545SQ200680044809
公開日2008年12月3日 申請日期2006年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月2日
發(fā)明者佐藤良次, 內(nèi)山昭夫, 千葉淳, 木村敦志 申請人:奧林巴斯株式會社