(57)【要約】  体腔内のカプセル型内視鏡の位置および向きの推定処理を高速に行いうる位置検出装置およびカプセル型内視鏡システムを提供する。本発明のカプセル型内視鏡の位置検出装置は、被検体内のカプセル型内視鏡から送信された無線信号を複数の受信アンテナ（４０）により受信する受信アンテナユニットと、前記カプセル型内視鏡の被検体内での位置、または位置および向きに応じた、各受信アンテナ（４０）が受信する前記無線信号の理論電界強度を記憶する記憶部（５６）と、各受信アンテナ（４０）が受信した前記無線信号の受信電界強度と前記記憶手段に記憶された理論電界強度との差を用いて算出される所定値を比較する電界強度比較部（５９３）と、電界強度比較部（５９３）による比較結果に基づいて、画像データが撮影された前記カプセル型内視鏡の位置、または位置および向きを決定する位置決定部（５９４）と、を備える。
2012117815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内のカプセル型内視鏡から送信された無線信号を複数の受信アンテナにより受信する受信アンテナユニットと、
前記カプセル型内視鏡の被検体内での位置、または位置および向きに応じた、前記各受信アンテナが受信する前記無線信号の理論電界強度を記憶する記憶手段と、
前記各受信アンテナが受信した前記無線信号の受信電界強度と前記記憶手段に記憶された理論電界強度との差を用いて算出される所定値を比較する比較手段と、
前記比較手段による比較結果に基づいて、画像データが撮影された前記カプセル型内視鏡の位置、または位置および向きを決定する決定手段と、
を備えたことを特徴とするカプセル型内視鏡の位置検出装置。
【請求項２】
前記記憶手段は、前記カプセル型内視鏡が存在しうる被検体内での領域を分割したことによって得られる複数の部分領域毎に、前記カプセル型内視鏡の向きに応じた理論電界強度を記憶することを特徴とする請求項１に記載のカプセル型内視鏡の位置検出装置。
【請求項３】
前記比較手段は、前記部分領域および前記向き毎に、前記記憶手段に記憶された理論電界強度と前記受信電界強度との残差二乗和を前記所定値として算出し、
前記決定手段は、前記残差二乗和が最も小さい領域および向きの組み合わせから、前記画像データが撮影された前記カプセル型内視鏡の位置、または位置および向きを決定することを特徴とする請求項２に記載のカプセル型内視鏡の位置検出装置。
【請求項４】
前記比較手段は、少なくとも２段階以上の階層に分割された前記部分領域および前記向きに応じた前記残差二乗和を、前記分割された階層毎に算出し、
前記決定手段は、前記比較手段による比較結果に基づき、前記カプセル型内視鏡が存在する領域を階層毎に限定して、前記画像データが撮影された前記カプセル型内視鏡の位置および向きを決定することを特徴とする請求項３に記載のカプセル型内視鏡の位置検出装置。
【請求項５】
前記比較手段は、前記画像データ毎に、残差二乗和が最も小さいものから順に所定数の領域および向きを、前記カプセル型内視鏡の位置および向きの候補として抽出し、
前記決定手段は、時間的に前後する前記画像データにおける各候補位置間の距離および／または前記残差二乗和から、各画像データが撮影された前記カプセル型内視鏡の位置、または位置および向きを決定することを特徴とする請求項３に記載のカプセル型内視鏡の位置検出装置。
【請求項６】
前記受信アンテナユニットは、前記複数の受信アンテナを配置したシート状をなすことを特徴とする請求項１に記載のカプセル型内視鏡の位置検出装置。
【請求項７】
前記決定手段が決定したカプセル型内視鏡の位置からカプセル型内視鏡の軌跡を算出する軌跡算出手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のカプセル型内視鏡の位置検出装置。
【請求項８】
被検体内の画像データを取得するカプセル型内視鏡と、
前記カプセル型内視鏡から送信される画像データを受信し、受信した画像データが撮像された前記カプセル型内視鏡の位置および向きを推定する請求項１〜７のいずれか一つに記載の位置検出装置と、
前記受信アンテナから画像データおよび該画像データの位置情報を取得し、取得した前記画像データおよび位置情報を表示する画像表示手段と、
を備えることを特徴とするカプセル型内視鏡システム。
【請求項９】
前記画像表示手段は、前記画像データを表示するとともに、前記軌跡算出手段が算出したカプセル型内視鏡の被検体内での移動軌跡を表示することを特徴とする、請求項８に記載のカプセル型内視鏡システム。
【請求項１０】
被検体内のカプセル型内視鏡から送信される画像データを受信し、受信した画像データが撮像された前記カプセル型内視鏡の位置および向きを推定する位置検出装置に、
受信アンテナユニットの複数の受信アンテナが受信した前記カプセル型内視鏡が送信する無線信号を取得する無線信号取得手順と、
前記カプセル型内視鏡の被検体内での位置、または位置および向きに応じた、前記各受信アンテナが受信する前記無線信号の理論電界強度を、記憶手段から取得する理論強度取得手順と、
前記各受信アンテナが受信した前記無線信号の受信電界強度と前記記憶手段に記憶された理論電界強度との差を用いて算出される所定値を比較する比較手順と、
前記比較手順による比較結果に基づいて、前記画像データが撮影された前記カプセル型内視鏡の位置、または位置および向きを決定する位置決定手順と、
を実行させることを特徴とするカプセル型内視鏡の位置決定プログラム。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体内のカプセル型内視鏡から送信される無線信号を被検体外の受信装置により受信し、受信した無線信号に基づきカプセル型内視鏡の位置を検出する位置検出装置およびカプセル型内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内視鏡の分野では、患者等の被検体の消化管内に導入可能な大きさに形成されたカプセル形状の筐体内に撮像機能や無線通信機能等を内蔵したカプセル型内視鏡が知られている。このカプセル型内視鏡は、被検体の口から飲み込まれた後、蠕動運動等によって消化管内等の被検体内部を移動する。そして、被検体内部を順次撮像して画像データを生成し、この画像データを順次無線送信する。【０００３】
このようにしてカプセル型内視鏡から無線送信された画像データは、被検体の外部に設けられた受信装置に受信される。受信装置が受信した画像データは、受信装置に内蔵されたメモリに記憶される。検査終了後、受信装置のメモリに蓄積された画像データは、画像表示装置に取り込まれる。医師や看護師等の観察者は、画像表示装置が表示する臓器画像等を観察し、被検体の診断が行なわれる。【０００４】
このカプセル型内視鏡は、蠕動運動等により体腔内を移動するため、カプセル型内視鏡により送信された画像データが、体腔内のどの位置で撮影されたか正しく認識することが必要となる。【０００５】
このため、カプセル型内視鏡が送信した電磁波を体腔外の複数の受信アンテナにより受信し、受信した複数の無線信号の受信強度からガウス・ニュートン法を用いてカプセル型内視鏡の位置および向きを推定するカプセル型医療装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。【０００６】
また、被検体内の情報を収集するセンサを設けて、該センサが収集した情報からカプセル型内視鏡の被検体内での位置等を把握するカプセル型内視鏡が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−０００６０８号公報
【特許文献２】特表２０１０−５２４５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１のガウス・ニュートン法や、最急降下法、マルカトート法などによりカプセル型内視鏡の位置および向きを推定する場合、位置および向きを更新しながら算出推定するため、計算量が多く、位置推定処理を高速化することが難しかった。【０００９】
また、特許文献２のように、カプセル型内視鏡内にセンサを設ける場合、カプセル型内視鏡内部の構成が複雑となり、小型化を図ることが困難であるとともに、センサに対する電力供給が必要となるため、消費電力の増加という問題も有していた。【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、カプセル型内視鏡を小型化しながら、体腔内のカプセル型内視鏡の位置および向きの推定処理を高速に行いうる受信装置およびカプセル型内視鏡システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるカプセル型内視鏡の位置検出装置は、被検体内のカプセル型内視鏡から送信された無線信号を複数の受信アンテナにより受信する受信アンテナユニットと、前記カプセル型内視鏡の被検体内での位置、または位置および向きに応じた、前記各受信アンテナが受信する前記無線信号の理論電界強度を記憶する記憶手段と、前記各受信アンテナが受信した前記無線信号の受信電界強度と前記記憶手段に記憶された理論電界強度との差を用いて算出される所定値を比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果に基づいて、画像データが撮影された前記カプセル型内視鏡の位置、または位置および向きを決定する決定手段と、を備えたことを特徴とする。【００１２】
また、本発明にかかるカプセル型内視鏡の位置検出装置は、上記発明において、前記記憶手段は、前記カプセル型内視鏡が存在しうる被検体内での領域を分割したことによって得られる複数の部分領域毎に、前記カプセル型内視鏡の向きに応じた理論電界強度を記憶することを特徴とする。【００１３】
また、本発明にかかるカプセル型内視鏡の位置検出装置は、上記発明において、前記比較手段は、前記部分領域および前記向き毎に、前記記憶手段に記憶された理論電界強度と前記受信電界強度との残差二乗和を前記所定値として算出し、前記決定手段は、前記残差二乗和が最も小さい領域および向きの組み合わせから、前記画像データが撮影された前記カプセル型内視鏡の位置、または位置および向きを決定することを特徴とする。【００１４】
また、本発明にかかるカプセル型内視鏡の位置検出装置は、上記発明において、前記比較手段は、少なくとも２段階以上の階層に分割された前記部分領域および前記向きに応じた前記残差二乗和を、前記分割された階層毎に算出し、前記決定手段は、前記比較手段による比較結果に基づき、前記カプセル型内視鏡が存在する領域を階層毎に限定して、前記画像データが撮影された前記カプセル型内視鏡の位置および向きを決定することを特徴とする。【００１５】
また、本発明にかかるカプセル型内視鏡の位置検出装置は、上記発明において、前記比較手段は、前記画像データ毎に、残差二乗和が最も小さいものから順に所定数の領域および向きを、前記カプセル型内視鏡の位置および向きの候補として抽出し、前記決定手段は、時間的に前後する前記画像データにおける各候補位置間の距離および／または前記残差二乗和から、各画像データが撮影された前記カプセル型内視鏡の位置、または位置および向きを決定することを特徴とする。【００１６】
また、本発明にかかるカプセル型内視鏡の位置検出装置は、上記発明において、前記受信アンテナユニットは、前記複数の受信アンテナを配置したシート状をなすことを特徴とする。【００１７】
また、本発明にかかるカプセル型内視鏡の位置検出装置は、上記発明において、前記決定手段が決定したカプセル型内視鏡の位置からカプセル型内視鏡の軌跡を算出する軌跡算出手段を備えることを特徴とする。【００１８】
また、本発明にかかるカプセル型内視鏡システムは、被検体内の画像データを取得するカプセル型内視鏡と、前記カプセル型内視鏡から送信される画像データを受信し、受信した画像データが撮像された前記カプセル型内視鏡の位置および向きを推定する上記に記載の位置検出装置と、前記受信アンテナから画像データおよび該画像データの位置情報を取得し、取得した前記画像データおよび位置情報を表示する画像表示手段と、を備えることを特徴とする。【００１９】
また、本発明にかかるカプセル型内視鏡システムは、上記発明において、前記画像表示手段は、前記画像データを表示するとともに、前記軌跡算出手段が算出したカプセル型内視鏡の被検体内での移動軌跡を表示することを特徴とする。【００２０】
また、本発明にかかるカプセル型内視鏡の位置決定プログラムは、上記発明において、被検体内のカプセル型内視鏡から送信される画像データを受信し、受信した画像データが撮像された前記カプセル型内視鏡の位置および向きを推定する受信装置に、受信アンテナユニットの複数の受信アンテナが受信した前記カプセル型内視鏡が送信する無線信号を取得する無線信号取得手順と、前記カプセル型内視鏡の被検体内での位置、または位置および向きに応じた、前記各受信アンテナが受信する前記無線信号の理論電界強度を、記憶手段から取得する理論強度取得手順と、前記各受信アンテナが受信した前記無線信号の受信電界強度と前記記憶手段に記憶された理論電界強度との差を用いて算出される所定値を比較する比較手順と、前記比較手順による比較結果に基づいて、前記画像データが撮影された前記カプセル型内視鏡の位置、または位置および向きを決定する位置決定手順と、を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、カプセル型内視鏡が被検体内で存在しうる位置における、各受信アンテナが受信すると推定される理論電界強度を予め記憶し、実際に各受信アンテナが受信した無線信号の電界強度と記憶した理論電界強度との差に基づき、カプセル型内視鏡の位置および向きを決定するため、位置推定処理を高速化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかる受信装置を用いたカプセル型内視鏡システムの概要構成を示す模式図である。
【図２】図２は、カプセル型内視鏡の内部の概略構成を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１にかかる受信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４Ａ】図４Ａは、カプセル型内視鏡の位置検出を説明するための模式図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａの領域をｘｙｚ方向に各４分割した模式図である。
【図５】図５は、カプセル型内視鏡のアンテナ（円形コイルを使用）を基準とした任意の位置における電磁界の成分を示す図である。
【図６】図６は、電磁界が媒質中を伝播する際に減衰する様子を示す図である。
【図７】図７は、カプセル型内視鏡が発生する電界と受信アンテナユニットの１の受信アンテナの向きとの関係を示す図である。
【図８Ａ】図８Ａは、カプセル型内視鏡の存在する領域を、ｘｙｚ方向に各３分割した模式図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａの１領域を、さらにｘｙｚ方向に各３分割した模式図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態３にかかる受信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、軌跡算出部が行う軌跡算出処理の概要を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、経時的に前後する複数の画像データについて位置推定された複数の候補位置を示す図である。
【図１２】図１２は、軌跡算出処理のフローチャートを示す図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、実施の形態３の受信装置により算出したカプセル型内視鏡の被検体内での軌跡を画像表示装置で表示した図の一例である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、実施の形態３の受信装置により算出したカプセル型内視鏡の被検体内での軌跡を画像表示装置で表示した図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明の実施の形態にかかる位置検出装置およびカプセル型内視鏡システムについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明においては、本発明にかかる位置検出装置およびカプセル型内視鏡システムの一例として、被検体の体内に導入されて被検体の体内画像を撮像するカプセル型内視鏡を含むカプセル型内視鏡システムを例示するが、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる位置検出装置を用いたカプセル型内視鏡システム１の概要構成を示す模式図である。図１に示すように、カプセル型内視鏡システム１は、被検体２内の体内画像を撮像するカプセル型内視鏡３と、被検体２内部に導入されたカプセル型内視鏡３によって無線送信された無線信号を、受信アンテナユニット４を介して受信するとともに、カプセル型内視鏡３によって撮像された被検体２内の画像データの撮像位置を受信する受信装置５と、カプセル型内視鏡３によって撮像された被検体２内の画像データに対応する画像を表示する画像表示装置６と、を備える。
【００２５】
図２は、カプセル型内視鏡３の内部の概略構成を示す断面図である。図２に示すように、カプセル型内視鏡３は、一方の端が半球状のドーム形状をしており他方の端が開口した略円筒形状又は半楕円球状の容器３０ａと、容器３０ａの開口に嵌められることで容器３０ａ内を水密に封止する半球形状の光学ドーム３０ｂとからなるカプセル型容器３０（筐体）内に収容される。このカプセル型容器３０（３０ａ、３０ｂ）は、例えば被検体２が飲み込める程度の大きさである。また、本実施の形態１において、少なくとも光学ドーム３０ｂは透明な材料により形成される。
【００２６】
また、カプセル型内視鏡３は、光学ドーム３０ｂを介して入射された光を結像する対物レンズ３２と、対物レンズ３２を取り付けるレンズ枠３３と、対物レンズ３２により入射された光信号を電気信号に変換して撮像信号を形成する撮像部３４と、撮像時に被検体２内部を照明する照明部３５と、撮像部３４及び照明部３５をそれぞれ駆動するとともに、撮像部３４から入力される撮像信号から画像信号を生成する処理回路等が形成された回路基板３６と、画像信号を送信するとともに、体腔外の受信装置５等からの信号を受信する送受信回路３７と、前記各機能部に電源を供給する複数のボタン型電池３８と、を備える。
【００２７】
カプセル型内視鏡３は、被検体２内に飲み込まれることによって被検体２内の食道を通過し、消化管腔の蠕動運動によって体腔内を移動する。カプセル型内視鏡３は、体腔内を移動しながら微小な時間間隔、たとえば０．５秒間隔で被検体２の体腔内を逐次撮像し、撮像した被検体２内の画像データを生成して受信装置５に順次送信する。本実施の形態１では、カプセル型内視鏡３の撮像部３４で撮像した画像データの画像信号により位置推定処理を行うことも可能であるが、撮像した画像信号とカプセル型内視鏡３の位置検出用の受信強度検出信号を含む送信信号を生成し、受信強度が検出し易い受信強度検出信号により位置検出処理を行うことが好ましい。
【００２８】
位置検出装置は、複数の受信アンテナ４０（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ、４０ｇ、４０ｈ）を配置したシート状の受信アンテナユニット４と、受信装置５とを備える。受信装置５は、受信アンテナユニット４とアンテナケーブル４３で接続される。受信装置５は、各受信アンテナ４０ａ〜４０ｈを介してカプセル型内視鏡３から送信された無線信号を受信する。受信装置５は、カプセル型内視鏡３から受信した無線信号の受信電界強度を受信アンテナ４０ａ〜４０ｈごとに検出するとともに、受信した無線信号をもとに被検体２内の画像データを取得する。受信装置５は、各受信アンテナ４０ａ〜４０ｈの受信電界強度情報および時刻を示す時刻情報等を、受信した画像データに対応付けて後述する記憶部（図３参照）に記憶する。
【００２９】
受信装置５は、カプセル型内視鏡３により撮像が行われている間、たとえば被検体２の口から導入され、消化管内を通過して被検体２から排出されるまでの間、被検体２に携帯される。受信装置５は、カプセル型内視鏡３による検査の終了後、被検体２から取り外され、カプセル型内視鏡３から受信した画像データ等の情報の転送のため、画像表示装置６に接続される。
【００３０】
各受信アンテナ４０ａ〜４０ｈは、シート４４の所定の位置、たとえば受信アンテナユニット４を被検体２に装着したときに、カプセル型内視鏡３の通過経路である被検体２内の各臓器に対応した位置に配置される。なお、受信アンテナ４０ａ〜４０ｈの配置は、検査または診断等の目的に応じて任意に変更してもよい。本実施の形態では、８個の受信アンテナを使用しているが、受信アンテナの数は８個に限定して解釈する必要はなく、８個より少なくても多くてもよい。
【００３１】
画像表示装置６は、液晶ディスプレイ等のモニタ部６ｃを備えたワークステーションまたはパーソナルコンピュータを用いて構成される。画像表示装置６は、受信装置５を介して取得した被検体２内の画像データに対応する画像を表示する。画像表示装置６には、受信装置５のメモリから画像データを読み取るクレードル６ａと、キーボード、マウス等の操作入力デバイス６ｂとが接続される。クレードル６ａは、受信装置５が装着された際に受信装置５のメモリから画像データや、この画像データに関連付けされた受信電界強度情報、時刻情報およびカプセル型内視鏡３の識別情報等の関連情報を取得し、取得した各種情報を画像表示装置６に転送する。操作入力デバイス６ｂは、ユーザによる入力を受け付ける。これにより、ユーザは、操作入力デバイス６ｂを操作しつつ、画像表示装置６が順次表示する被検体２内の画像を見ながら、被検体２内部の生体部位、たとえば食道、胃、小腸および大腸等を観察し、被検体２を診断する。
【００３２】
つぎに、図１に示した受信装置５の構成について詳細に説明する。図３は、図１に示した受信装置５の構成を示すブロック図である。
【００３３】
図３に示すように、受信装置５は、上述した各受信アンテナ４０ａ〜４０ｈと、受信アンテナ４０ａ〜４０ｈを択一的に切り替えるアンテナ切替選択スイッチ部４９と、アンテナ切替選択スイッチ部４９によって選択された各受信アンテナ４０ａ〜４０ｈのいずれか一つを介して受信した無線信号に対して復調等の処理を行う送受信回路５０と、送受信回路５０から出力される無線信号から画像データ等を抽出する信号処理を行う信号処理回路５１と、送受信回路５０から出力される無線信号の強度に基づいて受信電界強度を検出する受信電界強度検出部５２と、受信アンテナ４０ａ〜４０ｈを択一的に切り替えて受信アンテナ４０ａ〜４０ｈのいずれかに電力を供給するアンテナ電源切替選択部５３と、カプセル型内視鏡３から受信した画像データに対応する画像を表示する表示部５４と、指示操作を行う操作部５５と、カプセル型内視鏡３から受信した画像データを含む各種情報を記憶する記憶部５６と、クレードル６ａを介して画像表示装置６と相互方向に送受信を行うＩ／Ｆ部５７と、受信装置５の各部に電力を供給する電源部５８と、受信装置５の動作を制御する制御部５９と、を有する。
【００３４】
受信アンテナ４０ａは、アンテナ部４１ａと、能動回路４２ａと、アンテナケーブル４３ａとを有する。アンテナ部４１ａは、たとえば開放型のアンテナやループアンテナを用いて構成され、カプセル型内視鏡３から送信される無線信号を受信する。能動回路４２ａは、アンテナ部４１ａに接続され、アンテナ部４１ａのインピーダンスマッチングおよび受信した無線信号の増幅や減衰等を行う。アンテナケーブル４３ａは、同軸ケーブルを用いて構成され、一端が能動回路４２ａに接続され、他端が受信装置５のアンテナ切替選択スイッチ部４９およびアンテナ電源切替選択部５３にそれぞれ電気的に接続される。アンテナケーブル４３ａは、アンテナ部４１ａが受信した無線信号を受信装置５に伝送するとともに、受信装置５から供給される電力を能動回路４２ａに伝送する。なお、受信アンテナ４０ｂ〜４０ｈは、受信アンテナ４０ａと同様の構成を有するので、説明を省略する。
【００３５】
アンテナ切替選択スイッチ部４９は、機械式スイッチまたは半導体スイッチ等を用いて構成される。アンテナ切替選択スイッチ部４９は、各受信アンテナ４０ａ〜４０ｈにコンデンサＣ１をそれぞれ介して電気的に接続される。アンテナ切替選択スイッチ部４９は、制御部５９から無線信号を受信する受信アンテナ４０ａ〜４０ｈを切り替る切替信号Ｓ１が入力された場合、切替信号Ｓ１が指示する受信アンテナ４０を選択し、この選択した受信アンテナ４０ａ〜４０ｈを介して受信された無線信号を送受信回路５０に出力する。なお、各受信アンテナ４０ａ〜４０ｈそれぞれに接続されるコンデンサの容量は、コンデンサＣ１の容量と等しい。
【００３６】
送受信回路５０は、アンテナ切替選択スイッチ部４９によって選択された受信アンテナ４０（４０ａ〜４０ｈ）を介して受信された無線信号に対して所定の処理、たとえば復調や増幅等の処理を行って信号処理回路５１と受信電界強度検出部５２とにそれぞれ出力する。
【００３７】
信号処理回路５１は、送受信回路５０から入力された無線信号の中から画像データを抽出し、抽出した画像データに対して所定の処理、たとえば各種の画像処理やＡ／Ｄ変換処理等を行って制御部５９に出力する。
【００３８】
受信電界強度検出部５２は、送受信回路５０から入力された無線信号の強度に応じた受信電界強度を検出し、検出した受信電界強度に対応する受信電界強度信号（ＲＳＳＩ：Received  Signal  Strength  Indicator）を制御部５９に出力する。
【００３９】
アンテナ電源切替選択部５３は、各受信アンテナ４０ａ〜４０ｈにコイルＬ１をそれぞれ介して電気的に接続される。アンテナ電源切替選択部５３は、アンテナ切替選択スイッチ部４９によって選択された受信アンテナ４０ａ〜４０ｈに対して電力をアンテナケーブル４３（４３ａ〜４３ｈ）を介して供給する。アンテナ電源切替選択部５３は、電源切替選択スイッチ部５３１と、異常検出部５３２とを有する。なお、各受信アンテナ４０ａ〜４０ｈそれぞれに接続されるコイルの電気的特性は、コイルＬ１の電気的特性と等しい。
【００４０】
電源切替選択スイッチ部５３１は、機械式スイッチまたは半導体スイッチ等を用いて構成される。電源切替選択スイッチ部５３１は、制御部５９から電力を供給する受信アンテナ４０ａ〜４０ｈを選択する選択信号Ｓ２が入力された場合、選択信号Ｓ２が指示する受信アンテナ４０ａ〜４０ｈを選択し、この選択した受信アンテナ４０ａ〜４０ｈのみに電力を供給する。
【００４１】
異常検出部５３２は、電力を供給する受信アンテナ４０ａ〜４０ｈに異常が生じている場合、電力を供給する受信アンテナ４０ａ〜４０ｈに異常が生じていることを示す異常信号を制御部５９に出力する。
【００４２】
表示部５４は、液晶または有機ＥＬ（Electro  Luminescence）等からなる表示パネルを用いて構成される。表示部５４は、カプセル型内視鏡３が撮像した画像データに対応する画像、受信装置５の動作状態、被検体２の患者情報および検査日時等の各種情報を表示する。
【００４３】
操作部５５は、カプセル型内視鏡３の撮像周期を変更させる等の指示信号を入力することができる。操作部５５により指示信号を入力すると、信号処理回路５１は、送受信回路５０に指示信号を送り、送受信回路５０は指示信号を変調して受信アンテナ４０ａ〜４０ｈから送信する。受信アンテナ４０ａ〜４０ｈから送信された信号は、アンテナ３９により受信され、送受信回路３７により復調され、回路基板３６は、指示信号に対応して、例えば撮像周期を変更する動作等を行う。
【００４４】
記憶部５６は、受信装置５の内部に固定的に設けられるフラッシュメモリやＲＡＭ（Random  Access  Memory）等の半導体メモリを用いて構成される。記憶部５６は、画像データを撮像した被検体内２でのカプセル型内視鏡３の位置および向きを推定処理するための、理論電界強度データ５６１を有する。理論電界強度データ５６１は、カプセル型内視鏡３の被検体内２での位置および向きに応じた、各受信アンテナ４０ａ〜４０ｈが受信する無線信号の受信電界強度の理論値データである。また、記憶部５６は、カプセル型内視鏡３が撮像した画像データやこの画像データに対応付けされた各種情報、たとえば推定したカプセル型内視鏡３の位置および向き情報、受信電界強度情報および無線信号を受信した受信アンテナを識別する識別情報等を記憶する。さらに、記憶部５６は、受信装置５が実行する各種プログラム等を記憶する。なお、記憶部５６に対し、外部からメモリカード等の記録媒体に対して情報を記憶する一方、記録媒体が記憶する情報を読み出す記録媒体インターフェースとしての機能を具備させてもよい。
【００４５】
Ｉ／Ｆ部５７は、通信インターフェースとしての機能を有し、クレードル６ａを介して画像表示装置６と相互方向に送受信を行う。
【００４６】
電源部５８は、受信装置５に着脱自在なバッテリとオンオフ状態を切り替えるスイッチ部とを用いて構成される。電源部５８は、オン状態において受信装置５の各構成部に必要な駆動電力を供給し、オフ状態において受信装置５の各構成部に供給する駆動電力を停止する。
【００４７】
制御部５９は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等を用いて構成される。制御部５９は、記憶部５６からプログラムを読み出して実行し、受信装置５を構成する各部に対する指示やデータの転送等を行って受信装置５の動作を統括的に制御する。制御部５９は、選択制御部５９１と、異常情報付加部５９２と、電界強度比較部５９３と、位置決定部５９４とを有する。
【００４８】
選択制御部５９１は、カプセル型内視鏡３から送信される無線信号を受信する一つの受信アンテナ４０を選択するとともに、選択した受信アンテナ４０ａ〜４０ｈのみに電力を供給する制御を行う。具体的には、選択制御部５９１は、受信電界強度検出部５２が検出した各受信アンテナ４０ａ〜４０ｈの受信電界強度に基づいて、カプセル型内視鏡３から送信される無線信号を受信する一つの受信アンテナ４０を選択するとともに、選択した受信アンテナ４０ａ〜４０ｈのみに電力を供給する制御を行う。選択制御部５９１は、所定のタイミング毎、たとえば１００ｍｓｅｃ毎にアンテナ切替選択スイッチ部４９を駆動させ、各受信アンテナ４０ａ〜４０ｈの中から無線信号を受信する受信アンテナ４０ａ〜４０ｈを順次選択して受信電界強度検出部５２に受信電界強度を検出させる。
【００４９】
異常情報付加部５９２は、異常検出部５３２が各受信アンテナ４０ａ〜４０ｈのいずれか一つで異常を検出した場合、受信アンテナ４０が受信した無線信号に対し、各受信アンテナ４０ａ〜４０ｈのいずれか一つに異常が生じていることを示す異常情報を付加して記憶部５６に出力する。具体的には、異常情報付加部５９２は、受信アンテナ４０ａ〜４０ｈが受信した無線信号に対して信号処理回路５１が信号処理を行った画像データに、異常情報（フラグ）を付加して記憶部５６に出力する。
【００５０】
電界強度比較部５９３は、各受信アンテナ４０ａ〜４０ｈが受信した無線信号の受信電界強度と記憶部５６に記憶された理論電界強度との残差二乗和を、カプセル型内視鏡３が被検体２内で存在しうる被検体２内での位置および向き毎に算出する。電界強度比較部５９３は、残差二乗和に換えて、受信電界強度と理論電界強度の絶対残差の和を算出・比較してもよい。
【００５１】
位置決定部５９４は、電界強度比較部５９３が算出した残差二乗和または絶対残差の和に基づいて、画像データが撮像されたカプセル型内視鏡３の位置および向きを決定する。位置決定部５９４は、残差二乗和が最も小さい領域および向きを、画像データが撮影されたカプセル型内視鏡３の位置および向きとして決定する。
【００５２】
本実施の形態１では、受信装置５が、理論電界強度データ５６１を記憶する記憶部５６と、受信電界強度と理論電界強度との残差二乗和を算出する電界強度比較部５９３と、電界強度比較部５９３が算出した残差二乗和に基づきカプセル型内視鏡３の位置および向きを決定する位置決定部５９４とを備え、これらによりカプセル型内視鏡３が撮像した画像データの位置および向きを算出する。以下、本実施の形態１の受信装置５におけるカプセル型内視鏡３の位置および向きの推定処理について、詳細に説明する。
【００５３】
最初に、記憶部５６に予め記憶される理論電界強度データ５６１の算出方法について説明する。まず、カプセル型内視鏡３が導入される被検体２内で、検査または診断等の目的に応じてカプセル型内視鏡３が存在しうる所定の存在可能領域Ｔを設定する。この存在可能領域Ｔは、被検体２の身体の大きさに応じて設定され、例えば図４Ａに示すように３００ｍｍ×３００ｍｍ×３００ｍｍの立方体からなる領域である。存在可能領域Ｔは、受信アンテナユニット４のシート状の表面が一つの境界面と一致するように設定される。図４Ａに示す場合、受信アンテナユニット４は、存在可能領域Ｔの一つの境界面であるＸＹ平面上に設けられる。
【００５４】
カプセル型内視鏡３の存在可能領域は、所望する精度に応じて、複数の部分領域に分割される。図４Ｂにおいては、受信アンテナユニット４が位置する境界面の中心を原点とし、存在可能領域Ｔのいずれかの辺と平行で互いに直交する３つの軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）を有する直交座標系ＸＹＺに対し、各軸方向に４分割した場合を示している。この場合、存在可能領域Ｔは、６４（＝４×４×４）個の部分領域に分割される。各部分領域は、Ｐ１１１、Ｐ１１２、Ｐ１１３、Ｐ１１４、Ｐ１２１、Ｐ１２２、・・・、Ｐ１４４、Ｐ２１１、Ｐ２１２、・・・、Ｐ４４４とラベル付けされる。なお、カプセル型内視鏡３が部分領域Ｐｉｊｋに存在する場合には、その部分領域Ｐｉｊｋの中心Ｇｘｙｚに位置するものと仮定する。
【００５５】
以下の説明では、図５に示すように、カプセル型内視鏡３内に配置された円形ループ状をなすアンテナ３９の重心を原点（ＯL）とし、円形ループの開口面の法線方向をＺL軸とする直交座標系ＸLＹLＺLを考える。この直交座標系ＸLＹLＺLにおいて、アンテナ３９を流れる電流が任意の位置Ｐに形成する電磁界の極座標成分は、次の式で表される。
Ｈｒ＝（ＩＳ/２π）（ｊｋ/ｒ２＋１/ｒ３）exp（-ｊｋｒ）cosθ
Ｈθ＝（ＩＳ/４π）（-ｋ２/ｒ＋ｊｋ/ｒ２＋１/ｒ３）exp（-ｊｋｒ）sinθ  ・・・（１）
Ｅψ＝−（ｊωμＩＳ/４π）（ｊｋ/ｒ＋１/ｒ２）exp（-ｊｋｒ）sinθ
ここで、ＨｒおよびＨθは磁界成分、Ｅψは電界成分を表し、またＩとＳはアンテナ３９に流れる電流とそのアンテナ３９を構成する円形ループの開口面の面積である。また、ｋ＝ω（εμ）１／２（εは誘電率、μは透磁率）は波数、ｊは虚数単位である。ここで、式（１）中、ｒ−１の項は放射電磁界、ｒ−２の項は誘導電磁界、ｒ−３の項は静電磁界の成分である。
【００５６】
カプセル型内視鏡３内に配置されたアンテナ３９により発生する電磁界の周波数が高く、図１に示すようにカプセル型内視鏡３と、被検体２の体表面に取り付けられた各受信アンテナ４０（４０ａ〜４０ｈ）との距離が十分離れている場合には、受信アンテナ４０（４０ａ〜４０ｈ）に到達する電磁界（電磁波）は、放射電磁界の成分が最も大きくなる。従って、静電磁界および誘導電磁界の成分は、放射電磁界の成分より小さくなり、これらを無視することができる。よって、式（１）は、次の式（２）のようになる。
Ｈｒ＝０
Ｈθ＝（ＩＳ/４π）（-ｋ２/ｒ）exp（-ｊｋｒ）sinθ      ・・・（２）
Ｅψ＝−（ｊωμＩＳ/４π）（ｊｋ/ｒ）exp（-ｊｋｒ）sinθ
【００５７】
被検体２の体表面に取り付けられた受信アンテナ４０が電界を検出する電界検出用のアンテナであるとすると、式（２）でその検出に必要な式は電界Ｅψとなる。したがって、電界Ｅψの瞬時値は、交流理論を用いて、式（２）の電界Ｅψの両辺にexp（ｊωｔ）を掛けて実部を抽出することにより求められる。
Ｅψexp（ｊωｔ）
＝−（ｊωμＩＳ/４π）（ｊｋ/ｒ）exp（-ｊｋｒ）sinθexp（ｊωｔ）
＝（ωμＩＳｋ/４πｒ）（cosＵ＋ｊsinＵ）sinθ    ・・・（３）
但し、Ｕ＝ωｔ−ｋｒである。ここで、式（３）の実部を抽出すると、電界の瞬時値Ｅ′ψは次のようになる。
Ｅ′ψ＝（ωμＩＳｋ/４πｒ）cosＵsinθ          ・・・（４）
【００５８】
また、式（４）を直交座標系ＸＬＹＬＺＬで表示すると、成分ＥＬｘ，ＥＬｙ，ＥＬｚは、
ＥＬｘ＝Ｅ′ψsinψ＝（ωμＩＳｋ/４πｒ２）cosＵ・（-ｙＬ）
ＥＬｙ＝Ｅ′ψcosψ＝（ωμＩＳｋ/４πｒ２）cosＵ・ｘＬ    ・・・（５）
ＥＬｚ＝０
となる。
【００５９】
電磁波が媒質中を伝搬する場合、図６に示すように、媒質の特性（導電率など）により電磁波のエネルギーが伝搬していく媒質により吸収される。電磁波が例えばｘ方向に伝搬していくに従って減衰因子αｄで指数関数的に減衰し、以下に示す式（６）で表すことができる。
Ａｒ＝exp（-αｄｘ）                                    ・・・（６）
αｄ＝（ω２εμ／２）１／２［（１＋κ２／（ω２ε２））１／２−１］１／２
但し、ε＝εｏεｒ（εｏ：真空の誘電率、εｒ：比誘電率）、μ＝μｏμｒ（μｏ：真空の透磁率、μｒ：比透磁率）、ωは角周波数、κは導電率である。
【００６０】
従って、生体内の特性を考慮した場合の電界の瞬時値ＥＬの直交座標系ＸＬＹＬＺＬの各成分ＥＬｘ，ＥＬｙ，ＥＬｚは、次のようになる。
ＥＬｘ＝ＡｒＥ′ψsinψ＝exp（-αｄｒ）（ωμＩＳｋ/４πｒ２）cosＵ・（-ｙＬ）
ＥＬｙ＝ＡｒＥ′ψcosψ＝exp（-αｄｒ）（ωμＩＳｋ/４πｒ２）cosＵ・ｘＬ・・・（７）
ＥＬｚ＝０
となる。
【００６１】
また、カプセル型内視鏡３のアンテナ３９を基準とした座標系ＸＬＹＬＺＬにおいて、位置Ｐ（ＸＬ、ＹＬ、ＺＬ）を被検体２に貼り付けられた受信アンテナユニット４の中心（図４ＡのＯ）を原点とする座標系ＸＷＹＷＺＷに変換する式は、
【数１】
2012117815.tif 000003
となる。ただし、（ｘＷＰ，ｙＷＰ，ｚＷＰ）と（ｘＷＧ，ｙＷＧ，ｚＷＧ）とは座標系ＸＷＹＷＺＷでの位置Ｐおよびアンテナ３９の位置Ｇをそれぞれ表す。また、式（８）の右辺Ｒは、座標系ＸＷＹＷＺＷと座標系ＸＬＹＬＺＬとの回転マトリクスを表し、次の式で求められる。
【数２】
2012117815.tif 000004
ただし、αはＺ軸まわりの回転角、βはＹ軸まわりの回転角である。
【００６２】
したがって、被検体２に貼り付けられた受信アンテナユニット４の中心（図４ＡのＯ）を原点とした座標系ＸＷＹＷＺＷにおける任意の位置Ｐ（ｘＷＰ，ｙＷＰ，ｚＷＰ）の電界ＥＷは、
【数３】
2012117815.tif 000005
となり、式（７）〜（９）を式（１０）に代入することにより以下のような電界ＥＷの式（１１）が得られる。
【数４】
2012117815.tif 000006
但し、ｋ１は定数、ベクトル（ｇｘ、ｇｙ、ｇｚ）は、アンテナ３９の向きｇを表す。本実施の形態１では、アンテナ３９の向き（ｇｘ、ｇｙ、ｇｚ）もカプセル型内視鏡３の位置とともに事前に設定して、カプセル型内視鏡３が所定の領域に位置し、所定の向きをとる場合の各受信アンテナ４０の理論電界強度を算出する。アンテナ３９の向きは、所望の精度に応じて、例えば、水平軸および鉛直軸から１°きざみで設定すればよい。
【００６３】
また、アンテナ３９が発生した電界ＥＷを、受信アンテナユニット４を構成する受信アンテナ４０ａで受信したときに検出される起電力Ｖｔａは、電界ＥＷと、被検体２を基準とした座標系での受信アンテナユニット４の受信アンテナ４０ａ（アンテナ部４１ａ）の向きを表すベクトルＤａ＝（Ｄｘａ，Ｄｙａ，Ｄｚａ）（図７参照）との内積を用いて以下の式で算出できる。
Ｖｔａ＝ｋ２（ＥＷｘＤｘａ＋ＥＷｙＤｙａ＋ＥＷｚＤｚａ）        ・・・（１２）
ただし、ｋ２は定数。同様に、被検体２の体に複数配置された受信アンテナユニット４の各受信アンテナについて、受信アンテナ４０ｂ〜受信アンテナ４０ｈで受信したときの起電力Ｖｔｂ、・・・、Ｖｔｈも求められる。
【００６４】
以上のようにして各受信アンテナ４０が受信する理論電界強度Ｖｔｉを算出し、分割領域の中心位置Ｇ毎に記憶部５６に理論電界強度データ５６１として記憶する。
【００６５】
電界強度比較部５９３は、カプセル型内視鏡３が存在しうる各領域の中心位置Ｇについて、アンテナ３９の向きｇ毎に、各受信アンテナ４０が受信した受信電界強度と、上記のようにして算出され理論電界強度データ５６１として記憶部５６に記憶された理論電界強度との残差二乗和を算出する。受信アンテナ４０で受信した電界強度をＶｍｉ（ｉは受信アンテナの番号、本実施の形態ではｉ＝ａ〜ｈ）とすると、残差二乗和Ｓは、以下の式で算出できる。
【数５】
2012117815.tif 000007
【００６６】
本実施の形態１では、上述したように、電界強度比較部５９３は、カプセル型内視鏡３が存在しうる各領域の中心位置Ｇについて、アンテナ３９の向きｇ毎に、各受信アンテナ４０が受信した受信電界強度Ｖｍｉと、上記のようにして算出され理論電界強度データ５６１として記憶部５６に記憶された理論電界強度Ｖｔｉとの残差二乗和を算出しているため、例えば、推定する中心位置Ｇの総数と同数（あるいは推定する中心位置Ｇの総数の因数、または因数以下の数でもよい）のＣＰＵを電界強度比較部５９３として同時に推定処理に使用することにより、カプセル型内視鏡３の位置および向きの推定処理の高速化を図ることが可能となる。
【００６７】
位置決定部５９４は、電界強度比較部５９３が上記のようにして算出した残差二乗和Ｓのうち、最小となるカプセル型内視鏡３の中心位置Ｇ、およびアンテナ３９の向きｇを、カプセル型内視鏡３の位置および向きとして決定する。
【００６８】
本実施の形態１では、カプセル型内視鏡３の存在しうる領域を複数の小領域に分割し、分割した領域毎にカプセル型内視鏡３の向きに応じた理論電界強度Ｖｔｉを予め記憶しているため、理論電界強度Ｖｔｉ算出のための処理負荷を軽減することができる。また、記憶された理論電界強度Ｖｔｉと、実際に各受信アンテナ４０が受信した受信電界強度Ｖｍｉとの残差二乗和という簡易な演算処理により得られる数値に基づき、画像データが撮像されたカプセル型内視鏡３の位置および向きを決定するため、位置推定処理を高速化することが可能となる。
【００６９】
さらに、本実施の形態１では、複数の受信アンテナ４０を配置したシート状の受信アンテナユニット４を使用しているため、検査のたびに各受信アンテナ４０の配置位置を調整する必要がなく、さらに、予め各受信アンテナ４０の配置位置が決められた受信アンテナユニット４を使用するため、各受信アンテナ４０の配置ずれに伴うカプセル型内視鏡３の位置および向きの推定処理における精度低下という問題も回避できるという効果を奏する。
【００７０】
本実施の形態１では、カプセル型内視鏡３の位置及び向きの推定処理を行う位置検出装置について説明したが、カプセル型内視鏡３の位置または向きのいずれか一方のみを推定する装置としてもよい。また、本実施の形態１では、受信装置５が、理論電界強度データ５６１を記憶する記憶部５６と、電界強度比較部５９３と、位置決定部５９４とを備え、受信装置５内で、画像データが撮像されたカプセル型内視鏡３の位置および向きを推定しているが、カプセル型内視鏡システム１の画像表示装置６が、理論電界強度データ５６１を記憶するとともに、電界強度比較部と、位置決定部とを備え、受信装置から送信された画像データを受信し、上記同様に演算を行うことにより、該画像データが撮像されたカプセル型内視鏡の位置および向きを推定する構成としてもよい。
【００７１】
（実施の形態２）
実施の形態１では、カプセル型内視鏡が存在しうる位置Ｐとして分割した全領域（または簡素化するために間引いた領域）で、設定した全方向（あるいは間引いた方向）について並行して理論電界強度と受信電界強度との残差二乗和を算出して、カプセル型内視鏡の位置及び向きを推定処理している。これに対し、実施の形態２では、２段階以上の階層に分けて、画像データが撮像されたカプセル型内視鏡の位置および向きを決定する。
【００７２】
以下、実施の形態２では、カプセル型内視鏡の位置及び向きの推定を２段階に分けて行う場合について説明する。まず、実施の形態１と同様に、カプセル型内視鏡３が導入される被検体２内で、検査または診断等の目的に応じてカプセル型内視鏡３が存在しうる所定の存在可能領域Ｔを設定する。例えば図４Ａに示すように３００ｍｍ×３００ｍｍ×３００ｍｍの立方体からなる領域である。存在可能領域Ｔは、受信アンテナユニット４のシート状の表面が一つの境界面と一致するように設定される。図４Ａに示す場合、受信アンテナユニット４は、存在可能領域Ｔの一つの境界面であるＸＹ平面上に設けられる。
【００７３】
カプセル型内視鏡３の存在可能領域Ｔは、所望する精度に応じて、複数の部分領域に分割される。図８Ａにおいては、受信アンテナユニット４が位置する境界面の中心を原点とし、存在可能領域Ｔのいずれかの辺と平行で互いに直交する３つの軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）を有する直交座標系ＸＹＺに対し、各軸方向に３分割した場合を示している。この場合、存在可能領域Ｔは、２７（＝３×３×３）個の部分領域に分割される。各部分領域は、Ｐ１１１、Ｐ１１２、Ｐ１１３、Ｐ１２１、Ｐ１２２、・・・、Ｐ１３３、Ｐ２１１、Ｐ２１２、・・・、Ｐ３３３とラベル付けされる。なお、カプセル型内視鏡３が部分領域Ｐｉｊｋに存在する場合には、その部分領域Ｐｉｊｋの中心Ｇｘｙｚに位置するものと仮定する。
【００７４】
図８Ａは、カプセル型内視鏡３の存在可能領域Ｔを、ｘｙｚ軸方向に各３分割した模式図である。図８Ｂは、図８Ａの１つの分割領域を、さらにｘｙｚ軸方向に各３分割した模式図である。
【００７５】
位置検出装置は、第一推定段階として、カプセル型内視鏡３が被検体２内で存在しうる、存在可能領域Ｔ（３００ｍｍ×３００ｍｍ×３００ｍｍ）をｘｙｚ軸方向にそれぞれ３分割した領域について、位置および向きの推定処理を行う。図８Ａに示すように、Ｐ１１１、Ｐ１１２、Ｐ１１３、Ｐ１２１、Ｐ１２２、・・・、Ｐ１３３、Ｐ２１１、Ｐ２１２、・・・、Ｐ３３３とラベル付けされた各領域の中心位置Ｇについて、電界強度比較部５９３は、アンテナ３９の向きｇ毎に、各受信アンテナ４０が受信した受信電界強度と、記憶部５６に理論電界強度データ５６１として記憶された理論電界強度との残差二乗和を算出する。第一段階の推定処理では、位置と向きをおおまかに限定することを目的としているので、推定処理するアンテナ３９の向きｇは、１に限定、または大幅に限定（例えば、水平軸および鉛直軸から１０°きざみ）して行う。
【００７６】
位置決定部５９４は、電界強度比較部５９３が算出した残差二乗和Ｓのうち最小となるカプセル型内視鏡３の領域の中心位置Ｇ、およびアンテナ３９の向きｇを、カプセル型内視鏡３の第一段階の位置および向きとして決定する。
【００７７】
第二推定段階として、第一推定段階で位置決定部５９４が決定したカプセル型内視鏡３の位置Ｇを含む領域について、ｘｙｚ軸方向にそれぞれさらに３分割した領域（計２７領域）で、位置および向きの推定処理を行う。
【００７８】
たとえば、第一推定段階として、位置決定部５９４が、図８Ａに示す位置Ｐ３１１をカプセル型内視鏡３の位置および向きとして選択したものとする。図８Ｂにおいては、位置Ｐ３１１を、位置Ｐ３１１のいずれかの辺と平行で互いに直交する３つの軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）を有する直交座標系ＸＹＺに対し、各軸方向に３分割した場合を示している。この場合、位置Ｐ３１１は、さらに２７（＝３×３×３）個の部分領域に分割される。各部分領域は、Ｐ３１１（１１１）、Ｐ３１１（１１２）、Ｐ３１１（１１３）、Ｐ３１１（１２１）、Ｐ３１１（１２２）、・・・、Ｐ３１１（１３３）、Ｐ３１１（２１１）、Ｐ３１１（２１２）、・・・、Ｐ３１１（３３３）とラベル付けされる。各中心位置Ｇについて、電界強度比較部５９３は、アンテナ３９の向きｇ毎に、各受信アンテナ４０が受信した受信電界強度と、記憶部５６に理論電界強度データ５６１として記憶された理論電界強度との残差二乗和を算出する。第二推定段階で推定処理するアンテナ３９の向きｇは、所望の精度に応じて行う。例えば、水平軸および鉛直軸から１°きざみで全方向行う。
【００７９】
位置決定部５９４は、電界強度比較部５９３が算出した残差二乗和Ｓｘｙｚ（ｘｙｚ）ｎのうち最小となるカプセル型内視鏡３の位置Ｐｘｙｚ（ｘｙｚ）、およびアンテナ３９の向きｇｎ（ｇｎｘ、ｇｎｙ、ｇｎｚ）を、画像データが撮像されたカプセル型内視鏡３の最終的な位置および向きとして決定する。
【００８０】
なお、上記のように、２段階の階層に分割して推定処理を行う場合であっても、記憶部５６は、カプセル型内視鏡３が存在しうる存在可能領域Ｔ（例えば３００ｍｍ×３００ｍｍ×３００ｍｍ）をｘｙｚ軸方向にそれぞれ９分割した領域位置Ｐｘｙｚ（ｘｙｚ）において、アンテナ３９の向きｇ毎（水平軸および鉛直軸から１°きざみ）に、各受信アンテナ４０が受信する理論電界強度データ５６１を記憶されていることが必要となる。
【００８１】
本実施の形態２では、画像データが撮像されたカプセル型内視鏡３の位置および向きを２段階の階層に分割し、第一推定段階でカプセル型内視鏡３のおよその位置および向きを決定し、限定した領域についてさらに第二推定処理を行うため、同程度の領域について同時に推定処理を行う場合に比べて、処理量を少なくできる。これにより、推定処理の一段の高速化を図ることができる。
【００８２】
なお、実施の形態２では、カプセル型内視鏡３の位置および向きを２段階の階層に分割して推定処理する例について説明したが、２段階以上であれば、推定処理量を減じることができるため、３段階以上の階層に分割して推定処理を行ってもよい。なお、カプセル型内視鏡３の向き（アンテナ３９の向き）については、第一段階から所望の精度、例えば、水平軸および鉛直軸から１°きざみで全方向行ってもよい。
【００８３】
（実施の形態３）
実施の形態１および２のようにして、画像データが撮像されたカプセル型内視鏡３の位置および向きとして決定する際、受信アンテナの配置誤差や、ノイズ等の影響により正しい位置及び向きを推定することができない場合がある。実施の形態３では、時間的に前後して撮像された画像データの推定位置情報に基づき、カプセル型内視鏡３の位置および向きを推定する。
【００８４】
図９は、実施の形態３にかかる受信装置５Ａの構成を示すブロック図である。受信装置５Ａは、位置決定部５９４がカプセル型内視鏡３の位置として選択した複数の候補位置について、時間的に前後する候補位置との距離を算出し、該距離が所定値以下であるかの判定を行い、条件を満たすものを用いてカプセル型内視鏡の被検体２内での移動軌跡（経路）を算出する軌跡算出部５９５を備える。
【００８５】
一般に、カプセル型内視鏡３は被検体２内での動きが比較的小さく、また撮像間隔も非常に短い。このため、特定の時刻に撮像された画像データの撮像位置は、この画像データが撮像された時刻と前後して撮像された画像データの撮像位置とほぼ同一、または近接することが多い。
【００８６】
実施の形態３では、実施の形態１および２と同様にして電界強度算出部５９３が理論電界強度と受信電界強度との残差二乗和を算出する。位置決定部５９４は、この残差二乗和のうち、最も小さいものからｉ個（ｉは任意の整数、本実施の形態では、ｉ＝３として説明）、画像データが撮像されたカプセル型内視鏡の位置および向きの候補として選出し、記憶部５６に記憶する。軌跡算出部５９５は、時間的に前後して撮像された画像データの推定された複数の候補位置との距離を考慮して、カプセル型内視鏡３の被検体２内での移動軌跡を算出する。位置決定部５９４は、軌跡算出部５９５が算出した軌跡に基づき、最適なカプセル型内視鏡の位置および向きを決定する。
【００８７】
図１０は、軌跡算出部５９５が行う軌跡算出処理の概要を示すフローチャートである。位置決定部５９４は、電界強度比較部５９３が算出した各時刻における撮像位置の候補位置を抽出する（ステップＳ１１）。具体的には、位置決定部５９４は、各時刻に撮像された画像データの撮像位置として、各位置および向きでの理論電界強度と受信電界強度との残差二乗和が小さいものから３個抽出している。以下、時刻ｔｍ（ｍ＝１，２，・・・，ｎ，・・・，Ｎ）に撮像された画像データＤｍの撮像位置の候補位置をＧｍｉ（ｉ＝１，２，３）とする。図１１は、ｍ＝ｎ−１，ｎ，ｎ＋１において抽出された候補位置を模式的に示す図である。
【００８８】
続いて、軌跡算出部５９５は、抽出された候補位置Ｇｍｉに対して時間的に前後する画像データにおける候補位置との接続情報を算出する（ステップＳ１２）。ここで、受信装置５Ａは、カプセル型内視鏡３の位置推定を行う時間間隔に応じて、カプセル型内視鏡３が被検体２内において、一つの時間間隔で移動可能な距離ｒｄを予め記憶部５６に記憶しているものとする。
【００８９】
軌跡算出部５９５は、隣接する時間間隔ｔｍ−１、ｔｍにおける画像データＤｍ−１、Ｄｍの候補位置Ｇ(ｍ−１)ｉとＧｍｉとの距離ｄ（（ｍ−１）ｉ、ｍｊ）を全ての組み合わせ（ｍ＝２，・・・，Ｎ；ｉ，ｊ＝１，２，３）について算出し、算出した距離を移動可能距離ｒdと比較する。この比較を行った結果、移動可能距離ｒdよりも小さくかつ最小となる距離ｄ（（ｍ−１）ｉ，ｍｊ）を与える候補位置Ｇ(ｍ−１)jを、候補位置Ｇｍｉの接続情報として記憶部５６に記憶する。なお、あるｍに対して全ての距離ｄ（（ｍ−１）ｉ，ｍｊ）が移動可能距離ｒdより大きい場合、軌跡算出部５９５は、その候補位置Ｑmiの接続情報を記憶しない。
【００９０】
続いて、軌跡算出部５９５は、各候補位置Ｇｍｉとその候補位置の接続情報とを用いてカプセル型内視鏡３の軌跡を推定する（ステップＳ１３）。
【００９１】
図１２は、軌跡推定処理の概要を示すフローチャートである。図１２において、軌跡算出部５９５は、最後の時刻ｔｍの一つ前の時刻ｔｍ-1を設定する（ステップＳ２１）。
【００９２】
この後、軌跡算出部５９５は、時刻ｔｍにおける候補位置のラベルを示すパラメータｉを初期値１にセットする（ステップＳ２２）。
【００９３】
続いて、軌跡算出部５９５は、時刻ｔｍにおける候補位置Ｇｍｉの接続情報を記憶部５６から読み出す（ステップＳ２３）。
【００９４】
候補位置Ｇｍｉにおける接続情報Ｇ(ｍ−１)ｊが存在する場合（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）、軌跡算出部５９５は、候補位置Ｇｍｉが時刻ｔｍ+１における候補位置Ｇ（ｍ+１)ｊと接続しているか否かを判定する（ステップＳ２５）。候補位置Ｇｍｉが時刻ｔｍ+１における候補位置Ｇ(ｍ+１)ｊのいずれかと接続している場合（ステップＳ２５：Ｙｅｓ）、換言すれば、候補位置Ｇｍｉが、時刻ｔｍ+１における候補位置Ｇ(ｍ+１)ｊのいずれかの接続情報である場合、軌跡算出部５９５は、接続される経路情報を記憶部５６に記憶する（ステップＳ２６）。
【００９５】
一方、候補位置Ｇｍｉが時刻ｔｍ+１における候補位置Ｇ(ｍ+１)ｊのいずれとも接続しない場合（ステップＳ２５：Ｎｏ）、換言すれば、候補位置Ｇｍｉが、時刻ｔｍ+１における候補位置Ｇ(ｍ+１)ｊのいずれかの接続情報にもなっていない場合、軌跡算出部５９５は、新たな経路情報（時刻ｔｍと時刻ｔｍ+１との間で経路が途切れているという情報）を記憶部５６に記憶する（ステップＳ２７）。
【００９６】
ステップＳ２６またはＳ２７の後、パラメータｉが３未満である場合（ステップＳ２８：Ｙｅｓ）、軌跡算出部５９５は、ｉを１増やしてｉ＋１とし（ステップＳ２９）、ステップＳ２３へ戻る。
【００９７】
ステップＳ２６またはＳ２７の後、パラメータｉが３未満でない場合（ステップＳ２８：Ｎｏ）、時刻のパラメータｍがｍ＞２であれば（ステップＳ３０：Ｙｅｓ）、軌跡算出部５９５は、ｍを１減少させてｍ−１とし（ステップＳ３１）、ステップＳ２２へ戻る。一方、ｍ≦２であれば（ステップＳ３０：Ｎｏ）、軌跡算出部５９５は軌跡推定処理（図１０のステップＳ１３）を終了する。
【００９８】
このようにして、軌跡算出部５９５は軌跡を算出し、各時刻におけるカプセル内視鏡３の位置を推定する。
【００９９】
図１３Ａ及び図１３Ｂは、実施の形態３の受信装置５Ａにより算出したカプセル型内視鏡３の被検体２内での軌跡を画像表示装置６のモニタ部６ｃに表示した例である。図１３Ａに示すように、モニタ部６ｃは、被検体２内におけるカプセル型内視鏡３の撮像位置を直線で接続して、被検体２内でのカプセル型内視鏡３の移動軌跡を示す副画像領域６１と、カプセル型内視鏡３が撮像した画像データを表示する主画像表示領域６２とを備える。
【０１００】
また、副画像領域６１の右側に示す符号Ａ，Ｂ，Ｃは体腔内における臓器の概略の位置を示し、具体的には符号Ａは食道、Ｂは小腸、Ｃは大腸を表す。また、位置Ｐｉは、主画像表示領域６２に表示する画像データの撮像位置として推定された位置を示している。推定した撮像位置Ｐｉを直線で接続し、これを軌跡として示す図１３Ａの他に、例えば図１３Ｂに示すように、隣接する各撮像位置の間をスプライン補間のような補間処理を行い、推定したカプセル型内視鏡３の撮像位置を滑らかな曲線で接続するように表示してもよい。
【０１０１】
本実施の形態３では、ノイズ等の影響を受けることなく、カプセル型内視鏡３の位置および向きを推定できるため、より正確なカプセル型内視鏡３の位置および向きを求めることが可能となる。また、カプセル型内視鏡３の位置および向きを推定するとともに、画像表示装置６にカプセル型内視鏡３の被検体２内での移動軌跡を表示するため、撮像された画像が体腔内におけるどの位置で撮像されたかを容易に判断することができ、効率良く診断を行うことができる。また、得られた画像から病変部の可能性があり、その部位をより詳細に内視鏡検査する必要があるような場合にも、その位置を精度良く推定できるため、円滑かつ短時間にその部位にアプローチすることができ、再検査や処置等を効率良く行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明の受信装置およびカプセル型内視鏡システムは、被検体内に導入したカプセル型内視鏡の位置検出に有用であり、特に、該カプセル型内視鏡が撮像した画像データを画像処理装置で診断処理する場合に適している。
【符号の説明】
【０１０３】
１                          カプセル型内視鏡システム
２                          被検体
３                          カプセル型内視鏡
４                          受信アンテナユニット
５、５Ａ                    受信装置
６                          画像表示装置
６ａ                        クレードル
６ｂ                        操作入力デバイス
６ｃ                        モニタ部
４０ａ〜４０ｈ              受信アンテナ
４１ａ〜４１ｈ              アンテナ部
４２ａ〜４２ｈ              能動回路
４３ａ〜４３ｈ              アンテナケーブル
４４                        シート
４９                        アンテナ切替選択スイッチ部
５０                        送受信回路
５１                        信号処理回路
５２                        受信電界強度検出部
５３                        アンテナ電源切替選択部
５４                        表示部
５５                        操作部
５６                        記憶部
５７                        Ｉ／Ｆ部
５８                        電源部
５９                        制御部
５３１                      電源切替選択スイッチ部
５３２                      異常検出部
５９１                      選択制御部
５９２                      異常情報付加部
５９３                      電界強度比較部
５９４                      位置決定部
５９５                      軌跡算出部
【図１】
2012117815.tif 000008
【図２】
2012117815.tif 000009
【図３】
2012117815.tif 000010
【図４Ａ】
2012117815.tif 000011
【図４Ｂ】
2012117815.tif 000012
【図５】
2012117815.tif 000013
【図６】
2012117815.tif 000014
【図７】
2012117815.tif 000015
【図８Ａ】
2012117815.tif 000016
【図８Ｂ】
2012117815.tif 000017
【図９】
2012117815.tif 000018
【図１０】
2012117815.tif 000019
【図１１】
2012117815.tif 000020
【図１２】
2012117815.tif 000021
【図１３Ａ】
2012117815.tif 000022
【図１３Ｂ】
2012117815.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成25年2月14日(2013.2.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内のカプセル型内視鏡から送信された無線信号を複数の受信アンテナにより受信する受信アンテナユニットと、
前記カプセル型内視鏡の被検体内での第１の位置を示す情報と、前記第１の位置に応じた前記各受信アンテナが受信する前記無線信号の第１の理論電界強度を示す情報とを関連付けて予め記憶し、かつ、
前記カプセル型内視鏡の被検体内での第２の位置を示す情報と、前記第２の位置に応じた前記各受信アンテナが受信する前記無線信号の第２の理論電界強度を示す情報とを関連付けて予め記憶する記憶部と、
前記各受信アンテナが受信した前記無線信号の受信電界強度と前記第１の理論電界強度、及び前記受信電界強度と前記第２の理論電界強度とを比較する電解強度比較部と、
前記電解強度比較部による比較結果に基づいて、画像データが撮影された前記カプセル型内視鏡の位置を前記第１の位置若しくは前記第２の位置のどちらかに決定する位置決定部と、
を備えたことを特徴とするカプセル型内視鏡の位置検出装置。
【請求項２】
前記記憶部は、前記カプセル型内視鏡が存在しうる被検体内での領域を分割したことによって得られる複数の部分領域毎に、前記カプセル型内視鏡の向きに応じた理論電界強度を記憶することを特徴とする請求項１に記載のカプセル型内視鏡の位置検出装置。
【請求項３】
前記電界強度比較部は、前記部分領域および前記向き毎に、前記記憶部に記憶された理論電界強度と前記受信電界強度との残差二乗和を前記所定値として算出し、
前記位置決定部は、前記残差二乗和が最も小さい領域および向きの組み合わせから、前記画像データが撮影された前記カプセル型内視鏡の位置、または位置および向きを決定することを特徴とする請求項２に記載のカプセル型内視鏡の位置検出装置。
【請求項４】
前記電界強度比較部は、少なくとも２段階以上の階層に分割された前記部分領域および前記向きに応じた前記残差二乗和を、前記分割された階層毎に算出し、
前記位置決定部は、前記比較手段による比較結果に基づき、前記カプセル型内視鏡が存在する領域を階層毎に限定して、前記画像データが撮影された前記カプセル型内視鏡の位置および向きを決定することを特徴とする請求項３に記載のカプセル型内視鏡の位置検出装置。
【請求項５】
前記電界強度比較部は、前記画像データ毎に、残差二乗和が最も小さいものから順に所定数の領域および向きを、前記カプセル型内視鏡の位置および向きの候補として抽出し、
前記位置決定部は、時間的に前後する前記画像データにおける各候補位置間の距離および／または前記残差二乗和から、各画像データが撮影された前記カプセル型内視鏡の位置、または位置および向きを決定することを特徴とする請求項３に記載のカプセル型内視鏡の位置検出装置。
【請求項６】
前記受信アンテナユニットは、前記複数の受信アンテナを配置したシート状をなすことを特徴とする請求項１のいずれか一つに記載のカプセル型内視鏡の位置検出装置。
【請求項７】
前記位置決定部が決定したカプセル型内視鏡の位置からカプセル型内視鏡の軌跡を算出する軌跡算出部を備えることを特徴とする請求項１に記載のカプセル型内視鏡の位置検出装置。
【請求項８】
被検体内の画像データを取得するカプセル型内視鏡と、
前記カプセル型内視鏡から送信される画像データを受信し、受信した画像データが撮像された前記カプセル型内視鏡の位置および向きを推定する請求項１〜７のいずれか一つに記載の位置検出装置と、
前記受信アンテナおよび前記位置検出装置から画像データおよび該画像データの位置情報を取得し、取得した前記画像データおよび位置情報を表示する画像表示部と、
を備えることを特徴とするカプセル型内視鏡システム。
【請求項９】
前記画像表示部は、前記画像データを表示するとともに、前記軌跡算出部が算出したカプセル型内視鏡の被検体内での移動軌跡を表示することを特徴とする、請求項８に記載のカプセル型内視鏡システム。
【手続補正書】
【提出日】平成25年6月7日(2013.6.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内のカプセル型内視鏡から送信された無線信号を複数の受信アンテナにより受信する受信アンテナユニットと、
前記カプセル型内視鏡の被検体内での第１の位置を示す情報と、前記第１の位置に応じた前記各受信アンテナが受信する前記無線信号の第１の理論電界強度を示す情報とを関連付けて予め記憶し、かつ、
前記カプセル型内視鏡の被検体内での第２の位置を示す情報と、前記第２の位置に応じた前記各受信アンテナが受信する前記無線信号の第２の理論電界強度を示す情報とを関連付けて予め記憶する記憶部と、
前記各受信アンテナが受信した前記無線信号の受信電界強度と前記第１の理論電界強度、及び前記受信電界強度と前記第２の理論電界強度とを比較する電解強度比較部と、
前記電解強度比較部による比較結果に基づいて、画像データが撮影された前記カプセル型内視鏡の位置を前記第１の位置若しくは前記第２の位置のどちらかに決定する位置決定部と、
を備えたことを特徴とするカプセル型内視鏡の位置検出装置。
【請求項２】
前記記憶部は、前記カプセル型内視鏡が存在しうる被検体内での領域を分割したことによって得られる複数の部分領域毎に、前記カプセル型内視鏡の向きに応じた理論電界強度を記憶することを特徴とする請求項１に記載のカプセル型内視鏡の位置検出装置。
【請求項３】
前記電界強度比較部は、前記部分領域および前記向き毎に、前記記憶部に記憶された理論電界強度と前記受信電界強度との残差二乗和を算出し、
前記位置決定部は、前記残差二乗和が最も小さい領域および向きの組み合わせから、前記画像データが撮影された前記カプセル型内視鏡の位置、または位置および向きを決定することを特徴とする請求項２に記載のカプセル型内視鏡の位置検出装置。
【請求項４】
前記電界強度比較部は、少なくとも２段階以上の階層に分割された前記部分領域および前記向きに応じた前記残差二乗和を、前記分割された階層毎に算出し、
前記位置決定部は、前記電界強度比較部による比較結果に基づき、前記カプセル型内視鏡が存在する領域を階層毎に限定して、前記画像データが撮影された前記カプセル型内視鏡の位置および向きを決定することを特徴とする請求項３に記載のカプセル型内視鏡の位置検出装置。
【請求項５】
前記電界強度比較部は、前記画像データ毎に、残差二乗和が最も小さいものから順に所定数の位置および向きを、前記カプセル型内視鏡の位置および向きの候補として抽出し、
前記位置決定部は、時間的に前後する前記画像データにおける各候補位置間の距離および／または前記残差二乗和から、各画像データが撮影された前記カプセル型内視鏡の位置、または位置および向きを決定することを特徴とする請求項３に記載のカプセル型内視鏡の位置検出装置。
【請求項６】
前記受信アンテナユニットは、前記複数の受信アンテナを配置したシート状をなすことを特徴とする請求項１に記載のカプセル型内視鏡の位置検出装置。
【請求項７】
前記位置決定部が決定した前記カプセル型内視鏡の位置から前記カプセル型内視鏡の軌跡を算出する軌跡算出部を備えることを特徴とする請求項１に記載のカプセル型内視鏡の位置検出装置。
【請求項８】
被検体内の画像データを取得するカプセル型内視鏡と、
前記カプセル型内視鏡から送信される画像データを受信し、受信した画像データが撮像された前記カプセル型内視鏡の位置および向きを推定する請求項１〜７のいずれか一つに記載の位置検出装置と、
前記受信アンテナおよび前記位置検出装置から前記画像データおよび該画像データの位置情報を取得し、取得した前記画像データおよび位置情報を表示する画像表示部と、
を備えることを特徴とするカプセル型内視鏡システム。
【請求項９】
前記位置検出装置は、カプセル型内視鏡の位置からカプセル型内視鏡の軌跡を算出する軌跡算出部を備え、
前記画像表示部は、前記画像データを表示するとともに、前記軌跡算出部が算出したカプセル型内視鏡の被検体内での移動軌跡を表示することを特徴とする、請求項８に記載のカプセル型内視鏡システム。
【手続補正書】
【提出日】平成25年6月24日(2013.6.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内のカプセル型内視鏡から送信された無線信号を複数の受信アンテナにより受信する受信アンテナユニットと、
前記カプセル型内視鏡の被検体内での第１の位置を示す情報と、前記第１の位置に応じた前記各受信アンテナが受信する前記無線信号の第１の理論電界強度を示す情報とを関連付けて予め記憶し、かつ、
前記カプセル型内視鏡の被検体内での第２の位置を示す情報と、前記第２の位置に応じた前記各受信アンテナが受信する前記無線信号の第２の理論電界強度を示す情報とを関連付けて予め記憶する記憶部と、
前記各受信アンテナが受信した前記無線信号の受信電界強度と前記第１の理論電界強度、及び前記受信電界強度と前記第２の理論電界強度とを比較する電解強度比較部と、
前記電解強度比較部による比較結果に基づいて、画像データが撮影された前記カプセル型内視鏡の位置を前記第１の位置若しくは前記第２の位置のどちらかに決定する位置決定部と、
を備えたことを特徴とするカプセル型内視鏡の位置検出装置。
【請求項２】
前記記憶部は、前記カプセル型内視鏡が存在しうる被検体内での領域を分割したことによって得られる複数の部分領域毎に、前記カプセル型内視鏡の向きに応じた理論電界強度を記憶することを特徴とする請求項１に記載のカプセル型内視鏡の位置検出装置。
【請求項３】
前記電界強度比較部は、前記部分領域および前記向き毎に、前記記憶部に記憶された理論電界強度と前記受信電界強度との残差二乗和を算出し、
前記位置決定部は、前記残差二乗和が最も小さい領域および向きの組み合わせから、前記画像データが撮影された前記カプセル型内視鏡の位置、または位置および向きを決定することを特徴とする請求項２に記載のカプセル型内視鏡の位置検出装置。
【請求項４】
前記電界強度比較部は、少なくとも２段階以上の階層に分割された前記部分領域および前記向きに応じた前記残差二乗和を、前記分割された階層毎に算出し、
前記位置決定部は、前記電界強度比較部による比較結果に基づき、前記カプセル型内視鏡が存在する領域を階層毎に限定して、前記画像データが撮影された前記カプセル型内視鏡の位置および向きを決定することを特徴とする請求項３に記載のカプセル型内視鏡の位置検出装置。
【請求項５】
前記電界強度比較部は、前記画像データ毎に、残差二乗和が最も小さいものから順に所定数の位置および向きを、前記カプセル型内視鏡の位置および向きの候補として抽出し、
前記位置決定部は、時間的に前後する前記画像データにおける各候補位置間の距離および／または前記残差二乗和から、各画像データが撮影された前記カプセル型内視鏡の位置、または位置および向きを決定することを特徴とする請求項３に記載のカプセル型内視鏡の位置検出装置。
【請求項６】
前記受信アンテナユニットは、前記複数の受信アンテナを配置したシート状をなすことを特徴とする請求項１に記載のカプセル型内視鏡の位置検出装置。
【請求項７】
前記位置決定部が決定した前記カプセル型内視鏡の位置から前記カプセル型内視鏡の軌跡を算出する軌跡算出部を備えることを特徴とする請求項１に記載のカプセル型内視鏡の位置検出装置。
【請求項８】
被検体内の画像データを取得するカプセル型内視鏡と、
前記カプセル型内視鏡から送信される画像データを受信し、受信した画像データが撮像された前記カプセル型内視鏡の位置および向きを推定する請求項１〜７のいずれか一つに記載の位置検出装置と、
前記受信アンテナおよび前記位置検出装置から前記画像データおよび該画像データの位置情報を取得し、取得した前記画像データおよび位置情報を表示する画像表示部と、
を備えることを特徴とするカプセル型内視鏡システム。
【請求項９】
前記位置検出装置は、カプセル型内視鏡の位置からカプセル型内視鏡の軌跡を算出する軌跡算出部を備え、
前記画像表示部は、前記画像データを表示するとともに、前記軌跡算出部が算出したカプセル型内視鏡の被検体内での移動軌跡を表示することを特徴とする、請求項８に記載のカプセル型内視鏡システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
2012117815.tif 000024
【国際調査報告】
2012117815.tif 000025
2012117815.tif 000026