(57)【要約】  内視鏡システムは、体腔内の画像を、挿入部先端に設けられた撮像装置により撮像する内視鏡と、撮像装置により撮像された管腔情報から、挿入部先端に対して該挿入部先端を挿入するための位置情報を検出する位置検出装置と、位置検出装置により検出された位置情報を経時的に記録する記録装置と、位置検出装置による位置情報の検出動作に対して設定された条件を満たしているか否かの判定を行う判定装置と、条件を満たさない判定結果の場合に、記録装置に記録されている位置情報を読み出し、挿入部先端を挿入する方向の情報を出力する方向算出装置と、を有する。
2008155828.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体腔内の画像を、挿入部先端に設けられた撮像手段により撮像する内視鏡と、
前記撮像手段により撮像された管腔情報から、挿入部先端に対して該挿入部先端を挿入するための位置情報を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段により検出された位置情報を経時的に記録する記録手段と、
前記位置検出手段による位置情報の検出動作に対して設定された条件を満たしているか否かの判定を行う判定手段と、
前記条件を満たさない判定結果の場合に、前記記録手段に記録されている位置情報を読み出し、前記挿入部先端を挿入する方向の情報を出力する方向算出手段と、
を有することを特徴とする内視鏡システム。
【請求項２】
前記判定手段は、管腔情報内に体腔の走行方向に対応した暗部が存在することを、前記条件として判定する暗部判定手段であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項３】
さらに前記挿入部の長手軸の回りの捻り量を検出する捻り量検出手段を有し、前記記録手段は、前記捻り量を前記位置情報と関連付けて経時的に記録することを特徴とする請求項１又は２に記載の内視鏡システム。
【請求項４】
さらに前記挿入部先端の位置及び方向を検出する位置・方向検出手段を有し、前記記録手段は、前記位置及び方向の情報を前記位置情報と関連付けて記録することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の内視鏡システム。
【請求項５】
さらに前記挿入部先端の方向を変更する挿入部先端方向変更部を有し、該挿入部先端方向変更部は、前記挿入部位置の方向を変更することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の内視鏡システム。
【請求項６】
前記内視鏡がカプセル型内視鏡である場合には、前記挿入部先端方向変更部は、磁気的に挿入部先端の方向を変化させることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡システム。
【請求項７】
前記挿入部先端の方向を表示する表示装置を有することを特徴とする請求項５に記載の内視鏡システム。
【請求項８】
前記方向算出手段は、前記挿入部先端を前記位置検出手段で検出された位置情報に基づく位置の方向に指向させるように、前記挿入部の先端付近に設けられた湾曲部を湾曲させる少なくとも湾曲方向を含む湾曲情報を算出する湾曲情報算出手段であることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の内視鏡システム。
【請求項９】
さらに、前記湾曲部を電気的に湾曲させる電気的湾曲駆動手段を有し、前記湾曲情報算出手段の出力に基づいて前記電気的湾曲駆動手段を電気的に駆動させる駆動制御を行う駆動制御手段を有することを特徴とする請求項８に記載の内視鏡システム。
【請求項１０】
前記湾曲情報算出手段により算出された少なくとも湾曲方向を含む湾曲情報を表示する表示手段を有することを特徴とする請求項８に記載の内視鏡システム。
【請求項１１】
前記暗部判定手段は、前記管腔情報の色調またはエッジ情報に基づいて応じて、前記暗部が存在することの有無を判定することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡システム。
【請求項１２】
前記内視鏡は、カプセル型内視鏡であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項１３】
さらに前記カプセル型内視鏡を磁気的に誘導制御する磁界誘導制御手段を有し、前記判定手段による判定結果に応じて、前記記録手段に記録されている位置情報を利用して前記磁界誘導制御手段による誘導磁界の発生を行うか否かの情報管理を行う管理手段を有することを特徴とする請求項１２に記載の内視鏡システム。
【請求項１４】
体腔内に挿入される挿入体内に設けられ、体腔内の画像を撮像する撮像部と、
前記撮像部によって撮像された画像から、体腔の走行方向に対応した管腔情報を検出する管腔情報検出手段と、
前記管腔情報検出手段により検出された管腔情報を経時的に記録する記録手段と、
前記撮像部の位置及び向きを推定する推定手段と、
前記管腔情報検出手段による管腔情報の検出動作に対して設定された条件を満たすか否かの判定を行う判定手段と、
前記判定手段により前記条件を満たさない場合、前記記録手段に記録された管腔情報を読み出し、当該管腔情報と前記推定手段による推定結果から前記挿入体を移動する方向の情報を算出する方向算出手段と、
前記方向算出手段によって算出された情報に基づいて前記挿入体を移動する方向を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする撮像システム。
【請求項１５】
前記撮像部は、カプセル形状の挿入体内に収納されたカプセル型内視鏡であることを特徴とする請求項１４に記載の撮像システム。
【請求項１６】
前記カプセル型内視鏡には、磁石が内蔵され、前記制御手段は、前記磁石が内蔵されたカプセルを磁気的に誘導する外部磁界を印加する磁界発生装置で発生する外部磁界を制御することにより前記挿入体の移動方向を制御することを特徴とする請求項１５に記載の撮像システム。
【請求項１７】
内部に撮像部及び磁石を備えたカプセル型医療装置と、
前記カプセル型医療装置の外部に配置され、前記カプセル型医療装置を誘導するための誘導磁界発生装置と、
前記カプセル型医療装置の位置及び方向を検出する位置・方向検出装置と、
前記カプセル型医療装置の取得した画像から移動方向を推定する推定手段と、
前記位置・方向検出装置により検出された位置及び方向と、前記推定手段による移動方向の情報を経時的に記録する記録手段と、
前記推定手段及び前記位置・方向検出装置の検出結果からカプセル型医療装置を体腔内で移動させるために前記誘導磁界発生装置で発生させる誘導磁界の制御を行う誘導磁界制御手段と、
を有することを特徴とするカプセル型医療システム。
【請求項１８】
さらに前記推定手段が設定された条件で移動方向の推定が可能か否かの判定を行い、判定結果に応じて、前記記録手段に記録された情報を利用して前記誘導磁界制御手段による誘導磁界の発生を行うか否かの情報管理を行う管理手段を有することを特徴とする請求項１７に記載のカプセル型医療システム。
【請求項１９】
体腔内に挿入される挿入部先端に設けられた撮像手段により撮像された内視鏡画像の入力部と、
前記内視鏡画像から、挿入部先端に対して該挿入部先端を導入するための位置情報の検出処理をする位置検出手段と、
前記位置検出手段により検出された位置情報を経時的に記録する記録手段と、
前記位置検出手段による位置情報の検出処理に対して設定された条件を満たしているか否かの判定処理を行う判定手段と、
前記条件を満たさない判定処理結果の場合に、前記記録手段に記録されている位置情報を読み出し、前記挿入部先端を挿入する方向の情報を出力する方向算出手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２０】
前記判定手段は、内視鏡画像内に体腔の走行方向に対応した暗部が存在することを、前記条件として判定処理する暗部判定手段であることを特徴とする請求項１９に記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体腔内を検査、診断するため、体腔内の画像を取得する内視鏡システム、撮像システム及び画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、体腔内を検査、診断するために内視鏡が広く用いられるようになった。内視鏡を用いた場合には、挿入部を体腔内に円滑に挿入することが望まれる。  
例えば第１の従来例としての特開２００３−９３３２８号公報には、内視鏡画像に基づいて、挿入部の先端部を挿入すべき方向、すなわち目標位置を検出して、その目標位置の方向に設定する。  
また、第２の従来例としての特開２００６−１１６２８９号公報には、内視鏡撮像画像に基づく第１の湾曲制御手法と、内視鏡挿入形状の検出画像やＣＴ画像に基づく第２の湾曲制御手法を選択して、挿入の際の湾曲制御を行う湾曲制御装置が開示されている。【０００３】
しかし、第１の従来例においては、内視鏡画像として体腔若しくは管腔の走行方向に対応する暗部が検出できない或いは暗部が消失した状態となり、内視鏡画像が粘膜表面を撮像する撮像状態になると、挿入すべき方向の選定が出来にくくなる。この場合、この第１の従来例における第４の実施形態においては、目標位置となる暗部が画像外に消失した際、その暗部の消失方向に基づいて、挿入すべき方向を提示するようにしている。  
しかし、暗部が消失する前の情報が記憶されていないため、挿入すべき方向の提示を精度良く行うことが困難になる。【０００４】
さらに、暗部が消失してから、その提示を行うまでの間に、内視鏡が捻られると、目標位置の方向も、回転移動してしまうので、消失した方向を再現できなくなってしまう欠点がある。【０００５】
また、第２の従来例は、内視鏡画像による選択状態では、暗部が消失した状態においては第１の従来例の場合と同様に、やはり挿入すべき方向に湾曲方向を提示することが困難になってしまう。【０００６】
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、内視鏡等により体腔内を検査、診断する画像を円滑に取得できるように、挿入すべき方向や湾曲方向の検出を行う内視鏡システム、撮像システム及び画像処理装置を提供することを目的とする。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る内視鏡システムは、体腔内の画像を、挿入部先端に設けられた撮像手段により撮像する内視鏡と、
前記撮像手段により撮像された管腔情報から、挿入部先端に対して該挿入部先端を挿入するための位置情報を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段により検出された位置情報を経時的に記録する記録手段と、
前記位置検出手段による位置情報の検出動作に対して設定された条件を満たしているか否かの判定を行う判定手段と、
前記条件を満たさない判定結果の場合に、前記記録手段に記録されている位置情報を読み出し、前記挿入部先端を挿入する方向の情報を出力する方向算出手段と、
を有することを特徴とする。【０００８】
本発明に係る撮像システムは、体腔内に挿入される挿入体内に設けられ、体腔内の画像を撮像する撮像部と、
前記撮像部によって撮像された画像から、体腔の走行方向に対応した管腔情報を検出する管腔情報検出手段と、
前記管腔情報検出手段により検出された管腔情報を経時的に記録する記録手段と、
前記撮像部の位置及び向きを推定する推定手段と、
前記管腔情報検出手段による管腔情報の検出動作に対して設定された条件を満たすか否かの判定を行う判定手段と、
前記判定手段により前記条件を満たさない場合、前記記録手段に記録された管腔情報を読み出し、当該管腔情報と前記推定手段による推定結果から前記挿入体を移動する方向の情報を算出する方向算出手段と、
前記方向算出手段によって算出された情報に基づいて前記挿入体を移動する方向を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする。【０００９】
本発明に係る画像処理装置は、体腔内に挿入される挿入部先端に設けられた撮像手段により撮像された内視鏡画像の入力部と、
前記内視鏡画像から、挿入部先端に対して該挿入部先端を導入するための位置情報の検出処理をする位置検出処理手段と、
前記位置検出処理手段により検出された位置情報を経時的に記録する記録手段と、
前記位置検出処理手段による位置情報の検出処理に対して設定された条件を満たしているか否かの判定処理を行う判定処理手段と、
前記条件を満たさない判定処理結果の場合に、前記記録手段に記録されている位置情報を読み出し、前記挿入部先端を挿入する方向の情報を出力する方向算出手段と、
を有することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は本発明の実施例１の内視鏡システムの全体構成を示す図。
【図２】図２は図１の具体的な構成を示す全体構成図。
【図３】図３は捻り量検出ユニットの構成を示す図。
【図４】図４はＰＣ本体の機能ブロックの構成を示すブロック図。
【図５】図５はメイン処理部による湾曲制御の機能的構成を示すブロック図。
【図６Ａ】図６Ａは内視鏡の挿入部が大腸内に挿入された状態を示す図。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａの場合における画像内に暗部が存在する状態で取得できる画像例を示す図。
【図７Ａ】図７Ａは内視鏡の挿入部が大腸内に挿入された状態を示す図。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａの場合における画像内に暗部が消失した画像例を示す図。
【図８Ａ】図８Ａは湾曲方向等を表示する表示例を示す図。
【図８Ｂ】図８Ｂは内視鏡画像
【図９】図９は湾曲部が暗部の方向に湾曲される湾曲制御の動作を示す図。
【図１０】図１０は本実施例のメイン処理部の動作内容を示すフローチャート。
【図１１】図１１は時刻順にリングバッファに格納される絶対捻り量と、対応する画像内目標位置の情報を示す動作説明図。
【図１２】図１２は時刻順にリングバッファに格納される絶対捻り量と、対応する内視鏡形状の情報を示す動作説明図。
【図１３】実施例１の第１変形例の内視鏡システムの全体構成を示す図。
【図１４】実施例１の第２変形例の内視鏡システムの全体構成を示す図。
【図１５】第２変形例におけるメイン処理部の機能的構成を示すブロック図。
【図１６】第２変形例におけるメイン処理部の動作内容を示すフローチャート。
【図１７】実施例１の第３変形例の内視鏡システムの全体構成を示す図。
【図１８】第３変形例におけるメイン処理部の動作内容を示すフローチャート。
【図１９】実施例１の第４変形例の内視鏡システムの全体構成を示す図。
【図２０】図２０は本発明の実施例２における主要部の構成を示す図。
【図２１】図２１は実施例２のカプセル型医療システムの全体構成図。
【図２２】図２２は図２１のカプセル型医療システムのより詳細なブロック図。
【図２３】図２３はカプセル本体の側面説明図。
【図２４】図２４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２５】図２５は図２４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２６】図２６は、記録手段に経時的に記録される特定位置情報等を示す図。
【図２７】図２７はカプセル本体の撮像手段により取得される画像例を示す図。
【図２８】図２８は図２７における各画像に対応したカプセル本体及び管腔状態を示す図。
【図２９】図２９は実施例２の動作内容を示すフローチャート。
【図３０】実施例２の変形例における主要部の構成を示す図。
【図３１】変形例の動作内容の一部を示すフローチャート。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。  
【実施例１】
【００１２】
図１から図１２は本発明の実施例１に係り、図１は本発明の実施例１の内視鏡システムの全体構成を示し、図２は図１の具体的な構成を示し、図３は捻り量検出ユニットの構成を示し、図４はＰＣ本体の機能ブロックの構成を示し、図５はメイン処理部による湾曲制御の機能的構成を示す。  
図６は内視鏡の挿入部が大腸内に挿入された状態と、その場合における画像内に暗部が存在する状態で取得できる画像例を示し、図７は内視鏡の挿入部が大腸内に挿入された状態と、その場合に画像内に暗部が消失した画像例を示し、図８は湾曲方向等を表示する表示例を示す。  
図９は湾曲部が暗部の方向に湾曲される湾曲制御の動作を示し、図１０は、本実施例のメイン処理部の動作内容を示し、図１１は時刻順にリングバッファに格納される絶対捻り量と、対応する画像内目標位置の情報を示し、図１２は時刻順にリングバッファに格納される絶対捻り量と、対応する内視鏡形状の情報を示す。【００１３】
図１及び図２に示すように、本発明の実施例１の内視鏡システム１は、内視鏡検査を行う内視鏡２、光源装置３、プロセッサ４及び内視鏡モニタ５を備えた内視鏡装置６と、内視鏡２により撮像された内視鏡画像に対して湾曲制御等のための画像処理を行う画像処理装置としてのパーソナルコンピュータ本体（以下、ＰＣ本体と略記）７及びＰＣモニタ８と、内視鏡２の挿入部９における少なくともその先端部１０の位置検出手段としての機能を備えるＵＰＤ装置１１とを有する。  
図１に示すように内視鏡２は、ベッド１２に横たわる患者１３の体腔内に挿入される細長の挿入部９と、その後端に設けられた操作部１４とを有する。この操作部１４から延出されたユニバーサルケーブル１５の端部のコネクタは、照明光を発生する光源装置３と、信号処理を行う信号処理装置としてのプロセッサ４とに接続される。【００１４】
図２に示すように挿入部９は、その先端に設けられた先端部１０と、湾曲自在の湾曲部１８と、この湾曲部１８の後端から操作部１４まで延出された可撓性を有する可撓部１９とを有する。  
操作部１４には、術者２０が所望とする方向に湾曲部１８を湾曲指示操作を行う湾曲指示操作手段としての例えばジョイスティック２１が設けてある。そして、術者２０は、このジョイスティック２１を操作することにより、この操作部１４内部に設けられた電気的湾曲駆動手段としてのモータユニット２２を介して、湾曲部１８を電気的に湾曲することができる。  
また、本実施例においては、挿入部９がその軸の回りで捻られた（ひねられた）場合の捻り量を検出できるように、挿入部９における例えば後端側の外周面に捻り量検出ユニット２３が設けてある。【００１５】
図２に示すように、挿入部９内には照明光を伝送するライトガイド３１が挿通され、その後端は、操作部１４，ユニバーサルケーブル１５を経て光源装置３に接続される。このライトガイド３１の後端面には、光源装置３内のランプ３２からの照明光が入射される。、そして、ライトガイド３１により伝送された照明光は、先端部１０に設けられた照明窓に固定されたライトガイド先端面からさらにこのライトガイド先端面に対向する照明レンズ３３を介して前方側に出射される。  
そして、照明窓からこの先端部１０の長手軸の前方側に出射される照明光により、挿入部９が挿入される体腔内における長手軸の前方側を照明する。そして、以下に示す対物レンズ３４による観察視野或いは撮像範囲を照明する。  
この照明窓に隣接して設けられた観察窓（撮像窓）には、観察対象となる体腔内の光学像を結ぶ対物レンズ３４が取り付けられている。この対物レンズ３４と、その結像位置に配置された固体撮像素子として例えばＣＣＤ３５とにより撮像装置３６が形成されている。【００１６】
このＣＣＤ３５は、挿入部９内等に挿通された信号線を介して、プロセッサ４のＣＣＤドライブ回路３７と信号処理回路３８とに接続される。ＣＣＤドライブ回路３７は、ＣＣＤドライブ信号を発生し、ＣＣＤ３５に印加する。ＣＣＤ３５は、ＣＣＤドライブ信号の印加により、ＣＣＤ３５の撮像面に結像された光学像を光電変換してＣＣＤ出力信号或いは撮像信号として出力する。  
この撮像信号は、信号処理回路３８に入力され、信号処理回路３８は撮像信号に対する信号処理を行い、内視鏡画像を内視鏡モニタ５に表示する内視鏡画像信号（映像信号）として例えばＲＧＢ信号等を生成する。内視鏡画像信号は、内視鏡モニタ５に入力され、内視鏡モニタ５の内視鏡画像表示エリア５ａに内視鏡画像が表示される。  
なお、この内視鏡画像信号は、画像処理装置としてのＰＣ本体７にも入力され、挿入部９先端を体腔の走行方向に挿入させるための位置情報を検出する画像処理に利用される。  また、本実施例に係る内視鏡２においては、挿入部９内には、挿入部９の挿入形状（内視鏡形状ともいう）を検出するために、それぞれ位置情報を発生する位置情報発生手段として複数のコイル（ＵＰＤコイルという）４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、…が例えば先端部１０から可撓部１９における適宜の位置まで、例えば所定間隔で配置されている。【００１７】
そして、これらのＵＰＤコイル４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、…の各コイル位置を検出することにより、挿入部９の挿入形状を算出することができる。特に、挿入部９の先端側の複数のＵＰＤコイル（例えば４１ａ、４１ｂ、４１ｃ）の各位置を検出することにより、挿入部９の先端位置の他に、その長手軸の方向（向き）を検出することができる。  
なお、図２では、内視鏡２の挿入部９内に配置された例で示しているが、図示しないチャンネル内にＵＰＤコイル４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、…が設けられたプローブを挿通して、このプローブが挿通された挿入部の形状検出を行うようにしても良い。  
このＵＰＤコイル４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、…は、その後端側のケーブルがＵＰＤ装置１１に接続される。  
図２に示すようにこのＵＰＤ装置１１は、ＵＰＤコイル４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、…をドライブして磁界を発生させるＵＰＤドライブ回路４２を有する。【００１８】
また、このＵＰＤ装置１１は、磁界を検出するためにそれぞれ所定の位置関係で配置された複数のセンスコイル４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、…からなる磁界検出用のセンスコイル部４３を備えている。  
また、このＵＰＤ装置１１は、センスコイル部４３を形成するセンスコイル４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、…による検出信号から各ＵＰＤコイル４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、…の位置を検出（算出）するＵＰＤコイル位置検出回路４４と、各ＵＰＤコイル４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、…の位置情報から挿入部９の挿入形状の算出処理と、算出された挿入形状の表示処理を行う挿入形状算出・表示処理回路４５と、表示処理により生成された映像信号が入力されることにより挿入形状を表示する形状表示モニタ４６とを備えている。【００１９】
なお、ＵＰＤ装置１１における少なくともセンスコイル部４３は、図１のベッド１２の近傍に配置され、ベッド１２に横たわる患者１３における挿入部９が挿入される３次元領域をカバーする座標系（ワールド座標系という）で、ＵＰＤコイル４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、…の位置、つまりワールド座標系における３次元の座標位置を検出する。  
これに対して、先端部１０に設けられた撮像装置３６により得られる内視鏡座画像は、挿入部９の体腔内（以下では大腸のような管腔内）への挿入量に伴って変化する。
このため、後述するように内視鏡画像から検出される管腔内の暗部（管腔暗部ともいう）の位置情報は、ワールド座標系に変換される。なお、この暗部の位置情報は、管腔の走行方向に対応するため、その位置情報が挿入部先端を管腔の深部側に挿入（導入）すべき目標位置若しくは湾曲すべき湾曲方向の目標位置となる。【００２０】
なお、先端部１０に設けられた撮像装置３６による観察方向は、この内視鏡２においては挿入部９の長手軸と平行であり、上記挿入方向或いは湾曲方向は、撮像装置３６による観察方向と同じ方向となる。  
ＵＰＤ装置１１における例えばＵＰＤコイル位置検出回路４４により検出されたＵＰＤコイル４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、…のコイル座標位置の情報は、ＰＣ本体７にも入力される。  
図２に模式的に示すように湾曲部１８は、その長手方向に複数の湾曲駒が回動自在に連結して構成されている。また、挿入部９内には、上下、左右の湾曲方向に沿って湾曲ワイヤ５１ｕ、５１ｄ、５１ｌ、５１ｒが挿通されている。そして、これらの湾曲ワイヤ５１ｕ、５１ｄ、５１ｌ、５１ｒの後端は、例えば操作部１４内に配置されたモータユニット２２を構成するプーリ５２ａ、５２ｂに連結されている。（なお、図２においては、湾曲ワイヤ５１ｌ、５１ｒは、後端側のみ示している）。【００２１】
操作部１４内には上下の各湾曲ワイヤ５１ｕ、５１ｄの両端が連結されたワイヤが巻装されたプーリ５２ａと、左右の各湾曲ワイヤ５１ｌ、５１ｒの両端が連結されたワイヤが巻装されたプーリ５２ｂが設置されている。  
各プーリ５２ａ，５２ｂは、それぞれモータ５３ａ，５３ｂの回転軸に連結され、正転及び逆転が自在のモータ５３ａ，５３ｂの回転方向に応じて回転される。これらのモータ５３ａ，５３ｂは、駆動制御部５４によって駆動が制御されるモータ駆動部５５により駆動させられる。  
そして、モータ５３ａ，５３ｂによりプーリ５２ａ，５２ｂを回転することにより、湾曲ワイヤ５１ｕ、５１ｄ、５１ｌ、５１ｒを介して湾曲部１８を電気的に湾曲駆動する湾曲アクチュエータを構成している。【００２２】
モータ５３ａ，５３ｂを介してプーリ５２ａ，５２ｂを回転させる回転量に応じて湾曲部１８の湾曲量が対応するため、プーリ５２ａ，５２ｂの回転量をプーリアングルという。  
湾曲アクチュエータの駆動位置は、アクチュエータ位置検出手段として、例えばモータ５３ａ，５３ｂの回転軸に取り付けられているロータリーエンコーダ５６ａ，５６ｂによって検出される。ロータリーエンコーダ５６ａ，５６ｂの検出信号は、例えばモータ駆動部５５と（モータ駆動部５５をスルーして）駆動制御部５４とに入力される。  
ロータリーエンコーダ５６ａ，５６ｂの検出信号から湾曲部１８の湾曲量（湾曲角）を検出することができる。  
駆動制御部５４は、そのアクチュエータ位置検出手段の検出信号を基にモータ駆動部５５を介してモータ５３ａ、５３ｂの回転駆動量（プーリ５２ａ，５２ｂのプーリアングルに相当する）を制御し、湾曲部１８を湾曲指示された湾曲量まで湾曲することができるようになっている。【００２３】
すなわち、上記のように操作部１４に設けられた湾曲指示操作手段としてのジョイスティック２１によって上下、左右の任意の湾曲方向を指示すると共にその湾曲操作量（湾曲角）の指令を与える。  
上下、左右の湾曲方向の指定と湾曲操作量の指令を行うことにより、上下方向ジョイスティックモータ５７ａ及び左右方向ジョイスティックモータ５７ｂが回転する。その回転量、つまり湾曲操作量は、ロータリエンコーダ５８ａ，５８ｂが検知する。ロータリエンコーダ５８ａ，５８ｂの検知信号は、駆動制御部５４に入力される。  
そして、駆動制御部５４は、ロータリエンコーダ５８ａ，５８ｂにより検知された湾曲操作量と一致する値となるようにモータ駆動部５５を介してモータ５３ａ、５３ｂの回転駆動量を制御する。【００２４】
なお、上下方向ジョイスティックモータ５７ａ及び左右方向ジョイスティックモータ５７ｂは、ロータリエンコーダ５８ａ，５８ｂによる検出信号が入力される駆動制御部５４により、その回転駆動が制御される。  
また、本実施例においては、この駆動制御部５４は、ＰＣ本体７と接続され、ＰＣ本体７側からの湾曲制御情報（又は湾曲情報）により湾曲制御を行うこともできるようになっている。  
また、挿入部９の捻り量を検出する捻り量検出ユニット２３は、例えば図３に示すような構成である。  
図３に示すように捻り量検出ユニット２３は、例えば円筒形状の筐体６１と、その中心軸に沿って配置され、挿入部９を回転自在に保持する１対のベアリング６２、６２と、挿入部９の捻り量を検出するセンサ６３（センサ６３は、図３における符号６３ａ〜６３ｈを総称する）とを備える。【００２５】
筐体６１には、挿入部９が挿通される貫通孔が設けてあり、その貫通孔には挿入部９を回転自在に支持する１対のベアリング６２、６２が配設されている。また、この筐体６１内には、センサ６３を構成する発光ダイオード（ＬＥＤと略記）６３ａと、レンズ６３ｂと、スリット円板６３ｃと、固定スリット６３ｄと、フォトダイオード（ＰＤと略記）６３ｅ、６３ｆと、比較回路６３ｇと、カウンタ６３ｈとを備える。  
筐体６１内にはＬＥＤ６３ａが固定されており、このＬＥＤ６３ａは、筐体６１の軸と平行な方向、つまり挿入部９の軸方向に沿って光を発光する。このＬＥＤ６３ａの光路上には、レンズ６３ｂが配設されており、このレンズ６３ｂは入射光を集光して例えば平行な光束にする。  
このレンズ６３ｂを通して光路上には、挿入部９の外周面に取り付けられたスリット円板６３ｃが配設されている。【００２６】
このスリット円板６３ｃは、その周方向の端部側部分には放射状に形成されたスリットが所定角度単位で複数形成されている。このスリット円板６３ｃの後ろ側には、固定スリット６３ｄが配設されている。  
この固定スリット６３ｄの後ろ側には、１対のＰＤ６３ｅ、６３ｆが配設されている。  なお、固定スリット６３ｄには、スリット円板６３ｃに形成された例えば４個のスリットを透過した各光をそれぞれ通すように略平行に４個のスリットが設けてある。そして、この４個のスリットを透過した光は、ＰＤ６３ｅにより検出される。  
この４個のスリットに隣接してスリット円板６３ｃの遮光部に対向するようにして、さらに４個のスリットが設けてあり、この４個のスリットを透過した光はＰＤ６３ｆで検出される。  
ＰＤ６３ｅ及び６３ｆの検出信号は、比較回路６３ｇに入力される。【００２７】
比較回路６３ｇは、ＰＤ６３ｅの検出信号をＰＤ６３ｆの検出信号に基づく閾値と比較する。そして、比較回路６３ｇは、例えばＰＤ６３ｅによる検出信号が閾値以上の場合には、Ｈ，或いは１の２値信号を、閾値以下の場合にＬ或いは０の２値信号を出力する。  
カウンタ回路６３ｈは、比較回路６３ｇの出力信号を計数して、図３に白抜きの矢印で示す挿入部９の相対捻り量を算出する。なお、ＰＤ６３ｅ側のみの検出信号で挿入部９の相対捻り量を算出するようにしても良い。  
このカウンタ回路６３ｈにより算出された相対捻り量は、ＰＣ本体７に入力される。    図２に示すようにＰＣ本体７は、後述するように暗部を検出する画像処理を行い、かつ暗部の消失の場合にも対応した湾曲制御の画像処理を行うＣＰＵ７１と、その画像処理のプログラム等が格納される例えばハードディスク（ＨＤＤと略記）７２と、データの一時格納やワークエリアとして使用されるメモリ７３と、内視鏡画像信号等の入力や湾曲量制御の情報を出力するインタフェースとなるインタフェース部（ＩＦ部と略記）７４と、過去の挿入部９の先端状態を再現可能とする情報を格納する記録手段として例えばリングバッファ７５等を備える。【００２８】
ＨＤＤ７２には、ＣＰＵ７１が行う処理のプログラム等が格納されており、ＣＰＵ７１はこのプログラムをＨＤＤ  ＩＦ７２ａを介して読み込むことにより、上記暗部の消失に対応した処理、つまり図４に示したメイン処理部８０の機能を持つ。  
また、図２に示すようにＣＰＵ７１等が接続されるバスには、ビデオ処理回路７６を介してＰＣモニタ８と接続されると共に、キーボード  ＩＦ７７ａを介してキーボード７７が接続される。  
術者２０は、このキーボード７７からＣＰＵ７１に対して、データの入力や、各種の指示操作を行うことができる。また、このＣＰＵ７１に対して、例えば内視鏡２の操作部１４に設けられたスイッチ７８から、暗点が消失した場合に対応する湾曲制御を手動で起動させる指示を行うことができる。なお、このスイッチ７８として、プロセッサ４等に対する指示スイッチとして広く採用されるスコープスイッチで形成しても良い。また、この指示は、スイッチ７８に限らず、キーボード７７等からも行うことができる。【００２９】
図４に示すように信号処理回路３８から出力される内視鏡画像信号は、ＩＦ部７４を構成する（画像入力部としての）内視鏡画像取得ＩＦ７４ａを介してデータ記録手段としての例えばメモリ７３の画像データ格納部７３ａにＡ／Ｄ変換された内視鏡画像の画像データが格納される。なお、メモリ７３の代わりにＨＤＤ７２や図示しない不揮発性のフラッシュメモリ等を用いても良い。  
また、ＵＰＤ装置１１により検出されたＵＰＤコイル４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、…のコイル座標位置の情報は、コイル座標位置取得ＩＦ７４ｂを介してメモリ７３の内視鏡形状パラメータ格納部７３ｂに内視鏡形状パラメータ、具体的には、コイル座標位置、コイル方向（コイル方向の情報は、複数のコイル座標位置で代替可能）のデータが格納される。  なお、内視鏡形状パラメータとしては、主に挿入部９の先端形状のパラメータと挿入部９の捻り量のパラメータ等に分けられるため、動作例（図１０）では先端形状と捻り量等を用いて説明する。【００３０】
また、捻り量検出ユニット２３により検出される相対捻り量は、捻り量取得ＩＦ部７４ｃを介してメモリ７３内の例えば内視鏡形状パラメータ格納部７３ｂに相対捻り量が格納される。  
また、内視鏡２の駆動制御部５４から、その内視鏡２のモータユニット２２の湾曲量パラメータは、湾曲量制御ＩＦ部７４ｄを介してメモリ７３の（第１の）湾曲量パラメータ格納部７３ｃに格納される。  
ＣＰＵ７１によるメイン処理部８０は、予め設定された時刻毎に、各時刻に同期してメモリ７３に、上述した画像データ、内視鏡形状パラメータ、湾曲量パラメータを格納する。  
そして、メイン処理部８０は、それらの画像データ、内視鏡形状パラメータ、湾曲量パラメータに対して、図５に示すような処理を行い、順次リングバッファ７５に格納する。図５は、メイン処理部８０による機能的な構成を示す。【００３１】
図５に示すようにメイン処理部８０は、内視鏡画像における管腔情報から位置情報としての目標位置（１）を検出する位置検出手段としての画像内目標位置検出部８１の機能と、コイル座標位置（複数）から挿入部９の先端位置及び方向を算出する推定部８２と、相対捻り量から絶対捻り量を算出する絶対捻り量算出部８３の機能を有する。
画像内目標位置検出部８１は、内視鏡画像から内視鏡画像内における管腔の走行方向に相当する暗部の中心の位置（或いは重心の位置）を位置情報として検出する。  
また、内視鏡画像から検出された暗部の位置は、ＣＣＤ３５の画素サイズ、焦点距離等の値を考慮される。そして、その時刻における挿入部９の先端位置に対する暗部の位置の情報からその方向が挿入部先端の挿入方向として検出される。また、この暗部の２次元の位置情報は、さらにその暗部の奥行き方向の値を含めた３次元の位置が例えばＳｈａｐｅ Ｆｒｏｍ Ｓｈａｄｉｎｇ法により算出される。そして、この３次元の位置情報は、挿入部９先端を指向させて導入すべき目標位置（１）となる。【００３２】
なお、画像内目標位置検出部８１で検出された目標位置（１）は、座標系変換部８１′によりワールド座標系の目標位置（１′）に変換される。  
目標位置（１′）、（挿入部９の）先端位置及び方向、絶対捻り量の情報は、湾曲制御に用いるための目標位置を管理する目標位置管理部８４を経てリングバッファ７５に時刻順（経時的）に格納される。  
図５に示すように、このリングバッファ７５には、目標位置（１′）、先端位置、方向、絶対捻り量の各情報が時刻順に各情報が関連付けて格納される。  
図５においては、時刻ｔｎにおいて検出（算出）された目標位置（１′）、先端位置、方向、絶対捻り量の各情報をそれぞれ目標位置（ｔｎ）、先端位置、方向（ｔｎ）、絶対捻り量（ｔｎ）とすると、これらの情報が時刻ｔｎの情報を格納するメモリセルに格納される。【００３３】
同様に、この時刻ｔｎの１つ前の時刻ｔｎ−１の情報は、時刻ｔｎの情報を格納するメモリセルに隣接する時刻ｔｎ−１の情報を格納するメモリセルに格納される。時刻ｔｎ−２等も同様に格納される。なお、目標位置（１′）が、リングバッファ７５から読み出された場合、その１つの目標位置を目標位置（２）と表記する。また、リングバッファ７５は、例えばｍ個のメモリセルで形成されているため、例えば時刻ｔ１の時に格納された例えば目標位置（ｔ１）の情報は、時刻ｔｍ＋１の目標位置（ｔｍ＋１）の情報により更新される。他の情報も同様である。【００３４】
また、挿入部９の先端位置、方向と絶対捻り量は、（挿入する方向の情報を出力する方向算出手段、より具体的には）湾曲情報算出手段としての湾曲量パラメータ算出部８５に入力される。またこの湾曲量パラメータ算出部８５には、目標位置（１′）と、リングバッファ７５から読み出された目標位置（２）とが目標位置切替部８６を介して入力される。湾曲量パラメータ算出部８５は、目標位置切替部８６を介して入力される目標位置を用いて湾曲量パラメータを算出し、図４のメモリ７３の（第２の）湾曲量パラメータ格納部７４ｄに出力する。  
この場合、湾曲量パラメータ算出部８５は、捻り量算出部８３により算出された絶対捻り量を用いて現在時刻から過去に遡った時刻までに捻られた場合の影響を解消して、精度の良い湾曲方向を含めた湾曲量の算出を行う。  
また、湾曲量パラメータ算出部８５は、推定部８２により推定された挿入部９の先端位置、方向の情報を参照することにより、精度の高い湾曲量の算出を行う。  
また、図５に示すようにメイン処理部８０は、画像内目標位置検出部８１が設定された条件、つまり暗部が存在することを条件として内視鏡画像から目標位置を検出しているか否かの判定処理も行う。【００３５】
具体的にはメイン処理部８０は、内視鏡画像から暗部の有無を判定する暗部判定部８７の機能を有し、この暗部の有無を判定する具体的な処理として例えば色調判定や、エッジ判定（或いは勾配判定）を行う。【００３６】
暗部判定部８７は色調判定から暗部の有無を判定する場合には、内視鏡画像に対応するＲＧＢ信号全体の色調平均値を算出する。そして、その前記色調平均値が暗部が無い状態を判定する閾値を超えた赤色の色調となった場合には、暗部が無いと判定する。  
或いはＲＧＢ信号を基に算出されるＸＹＺ色度座標や、Ｒ／Ｇ値等を用いて判定しても良い。  
図６（Ａ）は挿入部９が大腸内に挿入された状態において、暗部が検出される挿入状態の例を示す。この挿入状態の場合に得られる内視鏡画像は図６（Ｂ）のようになり、暗部が検出される。  
これに対して、図７（Ａ）は暗部が検出されない挿入状態の例を示し、この挿入状態の場合の内視鏡画像は図７（Ｂ）のようになり、暗部が検出されない。この挿入状態の場合には、内視鏡画像全体が赤色の色調となるため、色調平均値によりその挿入状態を判定することが可能になる。なお、図７（Ｂ）のように内視鏡画像全体が赤色の色調となるため、赤玉状態の画像という。【００３７】
また、暗部の有無を判定する場合、内視鏡画像全体の色調平均値を用いる代わりに、内視鏡画像のエッジ或いは勾配を、例えば公知のＳｏｂｅｌフィルタにより算出して行うようにしても良い。このＳｏｂｅｌフィルタは、エッジを検出するフィルタであり、内視鏡画像全体におけるＳｏｂｅｌフィルタを適用した場合の勾配値の集計値を元にして、暗部の有無を判定するように構成してもよい。  
暗部が消失する場合は、管腔内の粘膜表面に対して、内視鏡先端を垂直に近い状態で近接画像の撮像を行っているため、（暗部を消失していない場合と比較して）勾配値の集計値が小さくなる。従って、勾配値の集計値が、ある閾値より小さいか否かを比較することにより、暗部の有無の判定を行うことができる。  
暗部判定部８７は、暗部が有ると判定した場合には、図５に示すように目標位置（１′）の情報が湾曲量パラメータ算出部８５に入力される状態であるが、暗部が無いと判定した場合には、目標位置切替部８６の切替を行い、リングバッファ７５側からの現在時刻に対して過去に遡った時刻に対応する目標位置（２）の情報が目標位置管理部８４を介して湾曲量パラメータ算出部８５に入力されるようにする。【００３８】
なお、この場合、図１０で後述する処理のように目標位置管理部８４は、リングバッファ７５から時間を遡って読み出した目標位置（２）の情報が、湾曲制御に用いる目標位置として妥当であるか否かの判定処理も行うようにしている。そして、目標位置として妥当なものを湾曲量パラメータ算出部８５に入力されるように（リングバッファ７５からの目標位置（２）の選択を）制御する。  
上記のように暗部判定部８７による画像処理で暗部が存在することを、画像内の暗部から位置情報を検出する動作の条件に用いている。  
そして、上記のように暗部が消失した場合のように、条件を満たさない画像であると判定した場合には、その画像においては暗部の位置情報の検出を行わないで、暗部が存在する過去の情報を利用する。これにより、位置情報の検出精度を確保できる。【００３９】
また、上記メイン処理部８０は、術者２０による例えばスイッチ７８の操作により暗部消失に相当する手動指示が行われると、リングバッファ７５から目標位置管理部８４を介して現在の時刻から遡って過去の目標位置（２）の情報を読み出す。  
そして、メイン処理部８０は、過去の目標位置（２）に向かって現在の挿入部９の先端、方向を指向させるように湾曲させる湾曲量パラメータ（プーリアングル）を算出する。  このようにして、メイン処理部８０の湾曲量パラメータ算出部８５は、ワールド座標系での目標位置（１′）の検出処理を行い、その目標位置（１′）に向けて先端部１０を配向（指向）させる湾曲量パラメータを算出する。そして、図４のメモリ７３の湾曲量パラメータ格納部７４ｄに湾曲量パラメータを格納する。  
この湾曲量パラメータとしては、モータユニット２２のモータ５３ａ、５３ｂの回転量に対するプーリ５２ａ、５１ｂの回転量としてのプーリアングル、つまりプーリ５２ａ、５１ｂを目標回転量だけ回転させる目標プーリアングルとなる。【００４０】
この目標プーリアングルとしては、例えば、中立状態（湾曲しない状態）から目標プーリアングルまで湾曲させる絶対アングルで検出しても良いし、現在時刻のプーリアングルから相対的に目標プーリアングルまで湾曲させる相対アングルで検出しても良い。  
そして、このメモリ７３に格納された湾曲量パラメータは湾曲制御情報として、湾曲量制御ＩＦ７４ｄを介して内視鏡２の駆動制御部５４に送られる。そして、湾曲制御に利用される。  
駆動制御部５４は、モータユニット２２のモータ５３ａ、５３ｂを回転させて、プーリアングルを目標プーリアングルの状態にする。  
また、この湾曲量パラメータは、例えばビデオ処理回路７６を介してＰＣモニタ８に出力され、このＰＣモニタ８の表示画面に湾曲方向及び湾曲量を表示する。この場合の表示例を図８（Ａ）に示す。【００４１】
図８（Ａ）の表示例は、湾曲部１８の上下、左右の湾曲方向（Ｕ，Ｄ，Ｌ，Ｒで略記）の表示画面上に、上記目標プーリアングルの状態となるように例えばジョイスティック２１を湾曲させた湾曲方向とその湾曲量の大きさを例えば矢印で表示する。ここでは、矢印の長さで湾曲量の大きさを示しているが、湾曲量を数値で表示しても良い。  
本実施例では、モータユニット２２を備えているため、ジョイスティック２１も駆動した例で説明するが、モータユニット２２を備えていない手動湾曲の場合（後述）には、手動湾曲を行う湾曲操作ノブを操作すべき湾曲操作方向及びその湾曲操作量を表示手段としてのＰＣモニタ８に表示しても良い。  
なお、ＰＣモニタ８の表示画面に湾曲方向及び湾曲量の湾曲情報を表示する例に限定されるものでなく、湾曲量パラメータを例えばプロセッサ４に出力し、内視鏡モニタ５上に表示するようにしても良い。この場合の表示例を図８（Ｂ）に示す。図８（Ｂ）の表示例では、例えば内視鏡画像中に湾曲方向及び湾曲量を表示する。なお、湾曲方向のみを表示するようにしても良い。また、内視鏡画像の外側に湾曲方向等を表示しても良い。【００４２】
上記のように駆動制御部５４は、湾曲量制御ＩＦ７４ｄを介して送られた湾曲量パラメータにより、それを実現するようにモータ５３ａ、５３ｂを回転駆動し、プーリ５２ａ、５２ｂを目標プーリアングルまで駆動する。  
これにより、湾曲部１８が湾曲されて挿入部９の先端は、例えば図９に示すように湾曲制御される。メイン処理部８０により推定された挿入部９の先端の方向Ｄａが、算出された暗部（管腔走行に対応する目標位置）の方向Ｄｂに一致するように湾曲制御される。図９の場合、両方の角θが０となるように湾曲制御される。  
換言すると、本実施例は、このような両方向Ｄａ、Ｄｂを検出し、先端の方向Ｄａを暗部の方向Ｄｂに一致させるように電動式湾曲駆動機構としてのモータユニット２２の湾曲制御を行う。【００４３】
このように挿入部９の先端が暗部の方向Ｄｂを向くように湾曲制御が行われるため、術者２０は、例えば挿入部９を押し込む作業を行うことにより、挿入部９を円滑に体腔内の深部側に挿入することができるようになる。  
また、上述したように、このメイン処理部８０は、術者２０による手動指示により、湾曲方向の制御処理を行うこともできる。  
この場合には、術者による手動指示により、図５に示したように目標位置切替部８６を切り替える。つまり、画像処理により、暗部が無いと判定した信号で目標位置切替部８６を切り替えるのと同様に、手動指示による暗部が無いと指示した指示信号で目標位置切替部８６を切り替えることもできる。  
このように本実施例は、画像処理により、暗部の有無を判定して湾曲制御を行うことができる他に、術者２０による手動の指示により暗部が消失した場合にも、湾曲部１８を管腔の走行方向に指向するように湾曲制御を行うことができるようにしている。【００４４】
次に本実施例によるメイン処理部８０による処理内容を図１０を参照して説明する。図１０は、画像処理の結果に基づいて、自動で湾曲制御を行う場合で説明する。  
動作が開始すると、ステップＳ１の初期設定の処理が行われる。この初期設定の処理により、メイン処理部８０は、リングバッファ７５の記憶内容のクリア、リングバッファ７５に記憶する時間間隔の設定等の処理を行う。  
次のステップＳ２において、メイン処理部８０は、ＵＰＤコイル装置１１により検出されるＵＰＤコイル４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、…のコイル座標位置の情報取得を行う。そして、ステップＳ３においてメイン処理部８０における図５の推定部８２は、このＵＰＤコイル４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、…のコイル座標位置の情報から現在の挿入部９の先端位置、方向を算出する。この場合の先端位置、方向の先端形状情報（姿勢情報）を先端形状情報（１）とも記す。【００４５】
次のステップＳ４においてメイン処理部８０は、相対捻り量を取得する。そして、次のステップＳ５において、メイン処理部８０の絶対捻り量算出部８３は、例えば初期値の相対捻り量を０とした場合の現在の絶対捻り量を算出する。  
この絶対捻り量により、前記先端位置、方向の先端形状情報（１）を補正した先端位置、方向を算出する。この場合の先端形状情報を先端形状情報（２）とする（この先端形状情報（２）は、その時刻前に捻りの操作が行われても、その捻りに影響されない絶対的な先端位置、方向の情報となる）。  
次のステップＳ６においてメイン処理部８０は、内視鏡画像の画像データを取得する。そして、ステップＳ７においてメイン処理部８０の画像内目標位置検出部８１は、管腔暗部を検出して、その暗部の方向に挿入部９の先端を（湾曲部１８の湾曲により）指向させるための目標位置（１）を検出する。【００４６】
次のステップＳ８においてメイン処理部８０の座標系変換部８１′は、この目標位置（１）をＵＰＤコイル４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、…のコイル座標位置を算出した場合のワールド座標系の３次元位置に変換する。  
そして、次のステップＳ９においてメイン処理部８０は、このワールド座標系の目標位置（１′）と先端形状情報（１）をリングバッファ７５に記憶する。リングバッファ７５に記憶されるこれらの情報は、図５で示している。なお、先端形状情報（１）は、その時刻をｔｎとすると、図５の例では、先端位置、方向（ｔｎ）、絶対捻り量（ｔｎ）に相当する。  
次のステップＳ１０においてメイン処理部８０は、目標位置（１′）の妥当性の判定を行う。この場合、メイン処理部８０の暗部判定部８７は、内視鏡画像の色調等により、暗部の有無の判定を行う。【００４７】
この場合、暗部がある場合には目標位置（１′）として所定の精度を満たす、つまり妥当（ＯＫ）と判定し、暗部が無いと判定した場合には、目標位置（１′）が妥当でない（ＮＧ）と判定する。そして、目標位置（１′）が妥当であると判定した場合には、次のステップＳ１１に移る。  
このステップＳ１１においてメイン処理部８０は、例えば現在の目標位置（１′）と先端形状情報（１）とに基づく湾曲方向を決定する。また、ステップＳ１２においてメイン処理部８０は、先端形状情報（２）（つまり初期値を０とした場合の現在の絶対捻り量）に基づいてプーリアングルを決定する。なお、ステップＳ１１とステップＳ１２とを合わせて１つの処理で行うようにしても良い。  
次のステップＳ１３においてメイン処理部８０は、この決定されたプーリアングルを目標プーリアングルとする更新をする。  
また、ステップＳ１４においてこの目標プーリアングルの情報、或いは図８に示すように湾曲方向等の表示を行う。【００４８】
その後、ステップＳ２に戻り、次の現在時刻で取得したコイル座標位置、捻り量、画像データに対して同様の処理を繰り返す。  
一方、ステップＳ１０において目標位置（１′）が妥当でないと判定した場合には、ステップＳ１５に移る。このステップＳ１５においてメイン処理部８０は、リングバッファ７５から目標位置（２）、先端形状情報（２）を取得する。  
次のステップＳ１６において、リングバッファ７５から取得された目標位置（２）、先端形状情報（２）は、目標位置管理部８４により、その目標位置（２）の情報の妥当性判定が行われる。つまり、目標位置（２）が暗部を適切に含み、目標位置として湾曲制御に利用できる精度や条件を満たすか否かの判定を行う。  
目標位置管理部８４により目標位置として利用できないと判定された場合には、前の時刻で読み出した（現在時刻に最も近い過去の時刻の）情報よりもさらに前の時刻の情報をリングバッファ７５から取得する。そして、同様に目標位置管理部８４により、目標位置（２）の情報の妥当性判定が行われる。【００４９】
目標位置として利用できると判定された場合には、ステップＳ１７においてその目標位置（２）を目標位置とする再設定が行われる。この再設定の後、ステップＳ１１に移る。そして、その目標位置により、湾曲制御が行われることになる。  
なお、手動指示によりメイン処理部８０を動作させる場合には、図１０におけるステップＳ１０の目標位置（１′）の妥当性の判断が、術者２０による手動指示となる。そして、手段指示が行われないと、ステップＳ１１に進み、逆に、暗部が消失したと手動指示が行われるとステップＳ１５に移ることになる。図１１及び図１２は手動指示で動作させた場合における動作説明図を示す。  
図１１は、リングバッファ７５に時刻ｔｎ、ｔｎ−１、ｔｎ−２、ｔｎ−３、における絶対捻り量算出部８３により算出された絶対捻り量と、画像内目標位置の概略を示す。【００５０】
また、図１２は、図１１に示した絶対捻り量算出部８３により算出された絶対捻り量と内視鏡形状及び目標位置の概略を示している。時刻ｔｎ−３においては、画像内目標位置は内視鏡画像の中央付近で検出されている。【００５１】
この後、挿入部９の先端側を管腔内の深部側に挿入するために挿入部９の後端側を単に押し込む操作を行うとして、次の時刻ｔｎ−２、ｔｎ−１では画像内目標位置は、内視鏡画像の中央付近から端の方に変化する。  
そして、さらに挿入部９を管腔内の深部側に押し込む操作を行うと時刻ｔｎにおいて、画像内目標位置が消失する。この状態になった場合、術者２０がスイッチ７８等を操作して、メイン処理部８０に暗部が消失した手動指示を行うと、メイン処理部８０はリングバッファ７５から時刻ｔｎ−１、或いはｔｎ−２等の目標位置等の情報を読み出し、湾曲部１８を湾曲させる湾曲方向等を算出する。  
そして、湾曲制御部５４を介して湾曲制御を行っても良いし、ＰＣモニタ８に湾曲方向等を表示させて術者２０が表示された湾曲方向にジョイスティック２１を湾曲させるようにしても良い。【００５２】
このように手動指示の動作モードの場合においても過去の時刻における挿入部９の絶対捻り量が検出されて記憶されているので、途中で挿入部９が捻られた場合にも精度良く、暗部が検出された画像の状態に戻すことができる。  
このように本実施例によれば、大腸内等の体腔内に挿入部９を挿入した場合、挿入部９の先端に設けた撮像手段により得られる内視鏡画像から暗部を検出して、その暗部が検出される方向に挿入部９先端が指向するように湾曲部１８を湾曲制御する。従って、挿入部９を体腔内の深部側に円滑に挿入することができる。また、術者２０は、内視鏡検査を円滑に行うことが可能となる。  
また、本実施例に係る画像処理装置としてのＰＣ本体７によれば、このＰＣ本体７を内視鏡装置６に接続して内視鏡画像等を取り込むことにより、挿入部９先端を体腔内の深部側に挿入する方向等の検出や湾曲制御を、内視鏡画像に対する暗部検出の画像処理に基づいて行うことができる。  
なお、このＰＣ本体７は、以下の第１〜第４変形例においてもほぼ同様の効果を有する。【００５３】
（第１変形例）
次に実施例１の第１変形例を説明する。図１３は第１変形例の内視鏡システム１Ｂの構成を示す。  
この第１変形例は、実施例１においてモータユニット２２を有しない内視鏡システム１Ｂである。このため、第１変形例に係る内視鏡２Ｂは、図１の内視鏡２において操作部１４には、図２で示したプーリ５２ａ、５２ｂの回転軸に接続された湾曲操作ノブ２１Ｂが設けてある（この部分の構成は、後述する図１４において、より具体的に示してある）。そして、術者２０は、この湾曲操作ノブ２１Ｂを回動操作することにより、湾曲部１８を上下、左右の任意の方向に湾曲することができる。  
この第１変形例においては、モータユニット２２を有しないため、実施例１においてモータユニット２２を電気的に駆動制御するための処理を行わない。そして、この第１変形例においては、ＰＣ本体７、つまりメイン処理部８０による湾曲制御の情報は、手動湾曲による内視鏡２Ｂには出力されない。この湾曲制御の情報は、ＰＣモニタ８或いは（必要に応じて信号処理回路３８を介して）内視鏡モニタ５に出力される。【００５４】
そして、ＰＣモニタ８或いは内視鏡モニタ５上に、湾曲操作ノブ２１Ｂを湾曲すべき方向、湾曲量等を表示する（湾曲方向のみを表示しても良い）。この場合の表示例としては、前述した図８の表示と同様に表示する。但し、本変形例は、湾曲操作ノブ２１Ｂを湾曲すべき方向、湾曲量を表示することになる。  
本変形例においても、内視鏡画像から暗部を検出して、湾曲操作ノブ２１Ｂを湾曲すべき方向、湾曲量を表示するため、術者２０は表示されたように湾曲操作ノブ２１Ｂを湾曲することにより、挿入部９を円滑に体腔内の深部側に挿入（導入）できる。  
また、本変形例は、モータユニット２２を有しない内視鏡２Ｂにも、広く適用することができる。【００５５】
（第２変形例）  
次に実施例１の第２変形例を説明する。図１４は第２変形例の内視鏡システム１Ｃの構成を示す。  
この第２変形例は、第１変形例の内視鏡システム１Ｂにおいて、さらにＵＰＤ装置１１を有しない構成である。また、第２変形例に係る内視鏡２Ｃは、第１変形例に係る内視鏡２Ｂにおいて、さらに挿入部９内にＵＰＤコイル４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、…が設けてない構成である。  
また、ＰＣ本体７は、第１変形例と同様の構成である。なお、図１４の場合、ＰＣ本体７は、湾曲制御の情報をＰＣモニタ８に出力すると共に、内視鏡装置６の信号処理回路３８にも出力し、ＰＣモニタ８と内視鏡モニタ５とのいずれにおいても湾曲制御の情報を表示することができるようにしている。なお、この場合の湾曲制御の情報の表示は、第１変形例の場合と同様に、例えば図８のように行うことができる。【００５６】
また、本変形例の場合には、ＵＰＤコイル４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、…によるコイル座標位置の検出を行わない。このため、ＰＣ本体７によるメイン処理部８０Ｃは、例えば図１５に示す処理機能を有する。  
図１５に示す処理機能は、図５の処理機能において、推定部８２の機能、座標系変換部８１′の機能を有しない。また、上述したように湾曲制御の情報、図１５においては湾曲量パラメータ算出部８５で算出された湾曲量パラメータは、ＰＣモニタ８と信号処理回路３８に出力される。  
また、この変形例の場合のメイン処理部８０Ｃの処理手順を図１６に示す。図１６に示す処理手順は、図１０における処理手順における一部の処理を省いた処理となる。具体的には、図１０において上述したＵＰＤコイル４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、…によるコイル座標位置の検出を行わない。また、ワールド座標系への変換処理も行わない。このため、図１０の処理を参照して図１６の処理内容を説明する。【００５７】
図１０と同様に最初のステップＳ１の初期設定の処理の後、図１０のステップＳ２、Ｓ３の処理を行わないで、ステップＳ４の相対捻り量の取得の処理を行う。次にステップＳ５の絶対捻り量の算出からステップＳ７の管腔暗部の検出まで、図１０と同様に行う。    ステップＳ７の次に図１０のステップＳ８のワールド座標系への変換処理を行わないで、ステップＳ９′の目標位置（１）、先端形状情報（２）のリングバッファへの記憶を行う。この場合には、図１０における目標位置（１′）でなく目標位置（１）となる。  
次のステップＳ１０′において、この目標位置（１）の妥当性判定を行う。そして、この目標位置（１）の妥当性判定がＯＫの場合にはステップＳ１１′において、その目標位置（１）にも続き、さらに捻り量補正を行って（換言すると先端形状情報（２）を用いて）プーリアングルの決定を行う。【００５８】
そして、ステップＳ１３においてそのプーリアングルを目標プーリアングルに更新し、さらにステップＳ１４の湾曲方向の表示を行った後、ステップＳ４に戻る。なお、この場合のプーリアングル、目標プーリアングルは、湾曲操作ノブの湾曲量、湾曲方向に対応するため、湾曲操作ノブの湾曲量、湾曲方向に変更しても良い。  
一方、ステップＳ１０′において、目標位置（１）の妥当性判定がＮＧの場合にはステップＳ１５に移る。ステップＳ１５のリングバッファからの情報取得の処理からステップＳ１７の目標位置の再設定の処理までは、図１０の場合と同様であり、その説明を省略する。  
本変形例は、ＵＰＤコイル４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、…を有しない内視鏡２Ｃの場合にも適用でき、暗部が消失するような場合にも、過去の暗部が存在する情報を用いて、その暗部が存在する方向に湾曲制御する情報を表示する。従って、術者２０は、湾曲制御する情報のように湾曲操作することにより、挿入部９を体腔内の深部側に円滑に挿入することができる。  
また、本変形例は、上記のようにＵＰＤコイル４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、…を有しない内視鏡２Ｃを用いた内視鏡装置の場合にも、ＰＣ本体７による処理手段を設けることにより、実現することができる。また、ＵＰＤ装置１１も不要となるため、低コストで挿入を円滑に行う内視鏡システム１Ｃを実現できる。【００５９】
（第３変形例）
次に実施例１の第３変形例を図１７を参照して説明する。図１７に示す第３変形例の内視鏡システム１Ｄは、第１変形例の内視鏡システム１Ｂにおいて、さらに捻り量検出ユニット２３を有しない構成である。  
この場合には、第１変形例を示す図１３に用いられる内視鏡２Ｂを用いる。但し、本変形例においては、捻り量検出ユニット２３を用いない構成である。このため、本変形例は、例えば実施例１における捻り量検出ユニット２３による相対捻り量の検出を行わない。  本変形例による処理は、図１８のようになる。  
図１８に示す処理は、基本的には、図１０の処理の一部を省いた処理となるため、図１０の処理を参照して説明する。  
図１８に示すように最初のステップＳ１からステップＳ３までは、図１０の場合と同様の処理となる。ステップＳ３の次に、図１０のステップＳ４、Ｓ５を省いてステップＳ６の画像データの取得の処理を行う。つまり、捻り量検出ユニット２３によるステップＳ４の相対捻り量の算出と、その相対捻り量に対する絶対捻り量の算出を行うステップＳ５の処理を行わない。【００６０】
上記ステップＳ６の後、図１０と同様にステップＳ７、ステップＳ８の処理を行う。【００６１】
そして、次のステップＳ９′において、目標位置（１′）、先端形状情報（１）のリングバッファへの記憶の処理を行う。この場合、図１０における先端形状情報（２）の代わりに先端形状情報（１）で代用する。  
そして、図１０の場合と同様に次のステップＳ１０において目標位置（１′）の妥当性を判定する。そして、妥当である場合には図１０と同様にステップＳ１１を行う。次のステップＳ１２′において、ステップＳ１１の結果によりプーリアングルを決定し、さらにステップＳ１３において目標プーリアングルの更新を行う。そして、次のステップＳ１４の湾曲方向の表示の処理の後ステップＳ２に戻る。  
また、ステップＳ１０において目標位置（１′）が妥当でない場合に対するステップＳ１５以降の処理は、図１０と同様に行う。【００６２】
本変形例は、暗部が消失するような場合においても、その消失が発生する前、つまり暗部が存在する状態の内視鏡画像や先端位置、方向の情報を読み出して暗部の方向に対応する目標位置に湾曲部１８を湾曲させる方向を検出して、その情報を表示する。  
従って、術者２０は、本変形例の場合にも、暗部が消失し易い状態においても、円滑な挿入作業を行うことができる。【００６３】
（第４変形例）
次に実施例１の第４変形例を図１９を参照して説明する。図１９に示す第４変形例の内視鏡システム１Ｅは、第３変形例の内視鏡システム１Ｄにおいて、さらにＵＰＤコイル４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、…を有しない内視鏡２Ｄを用いた構成である。  
また、ＵＰＤコイル４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、…を有しない内視鏡２Ｄであるので、ＵＰＤ装置１１も有しない構成である。  
また、図１４の内視鏡システム１Ｃを参照して説明すると、この内視鏡システム１Ｃにおいて、捻り量検出ユニット２３を設けない構成と同じとなる。  
本変形例の処理は、前述した図１８の処理内容において、ステップＳ２，Ｓ３、Ｓ８を除いた処理とほぼ同様になる。また、図１８の処理において、目標位置（１′）の代わりに目標位置（１）が用いられる。その他は、図１８と同様の処理となる。  
本変形例においても暗部が消失するような場合、その消失前の内視鏡画像から検出した暗部の方向に湾曲部１８を湾曲させるように湾曲制御する情報を表示する。  
従って、術者２０は、本変形例の場合にも、暗部が消失し易い状態においても、円滑な挿入作業を行うことができる。【００６４】
なお、上述した実施例１及びその変形例においては、画像処理装置としての機能を持つＰＣ本体７は、内視鏡画像（の管腔情報）から挿入部９先端を管腔若しくは体腔の走行方向に指向させるように湾曲部１８を湾曲させる湾曲制御の情報を表示等する例で説明した。  
この場合の情報は、挿入部９先端を管腔若しくは体腔の走行方向に挿入（或いは移動）させる方向の情報と読み替えることもできる。このように読み替えることにより、湾曲部１８を有しない場合（例えば実施例２で説明するカプセル型医療装置本体）の場合にも、それを走行方向に挿入ないしは移動させる情報として適用できる。また、この場合には、ＰＣ本体７は、挿入部先端の方向を変更する挿入部先端の方向変更手段の機能を有することになる。【００６５】
また、カプセル型医療装置本体として、撮像手段を備えたカプセル型内視鏡の場合には、カプセル形状の挿入体における撮像手段が設けられた側の端部を挿入部先端と見なすことにより、上述した実施例１及びその変形例を適用することができる。【００６６】
上述した実施例１及びその変形例においては、体腔内に挿入され、撮像手段を挿入部９の先端に内蔵した内視鏡２等の場合の内視鏡システム１等の撮像システムを説明した。以下の実施例２においては、体腔内に挿入される挿入体内に撮像手段を内蔵したカプセル型医療装置本体を備えたカプセル型医療システムの場合を説明する。
【実施例２】
【００６７】
図２０ないし図２９は本発明の実施例２に係り、図２０は本発明の実施例２における主要部の構成を示し、図２１は実施例２の撮像システムとしてのカプセル型医療システムの全体構成図、図２２は図２１のカプセル型医療システムのより詳細なブロック図、図２３はカプセル本体の側面説明図、図２４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である。  
また、図２５は図２４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２６は、記録手段に経時的に記録される特定位置情報等を示し、図２７はカプセル本体の撮像手段により取得される画像例を示し、図２８は図２７における各画像に対応したカプセル本体及び管腔状態を示し、図２９は実施例２の動作内容を示す。【００６８】
図２０は、本発明の実施例２のカプセル型医療システム９１の主要部の構成を示す。図２０に示すように、本発明の実施例２のカプセル型医療システム９１は、患者９２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９３（以下、カプセル本体と略記）と、患者９２の周囲、つまり体外に配置され、カプセル本体９３に対して誘導磁界としての回転磁界を印加してこのカプセル本体９３の位置及びその長手軸の方向（向き）を体外から誘導する誘導磁界発生装置９４とを備える。    なお、カプセル本体９３には、後述するように撮像手段が所定方向に設けてあるので、カプセル本体９３の位置及び方向を体外から制御することにより、撮像手段による位置及び向きが制御される。つまり、この制御により、撮像手段の撮像方向或いは観察方向を制御することができる。【００６９】
また、このカプセル型医療システム９１は、患者９２の体外に配置され、カプセル本体９３と無線通信を行い、カプセル本体９３で撮像された画像を取得すると共に、取得した画像に対する画像処理によって、誘導磁界発生装置９４による誘導する回転磁界を制御する画像取得・制御装置９５を有する。  
誘導磁界発生装置９４は、ベッド９６に横たわる患者９２内のカプセル本体９３に対して印加する回転磁界を発生する磁界発生部１０４と、この磁界発生部１０４による回転磁界を発生させるための交流信号を発生する信号発生回路１０５と、この信号発生回路１０５による交流信号を制御することにより磁界発生部１０４で発生する回転磁界を制御する磁界制御回路１０６とを有する。  
また、このカプセル型医療システム９１は、カプセル本体９３内に内蔵された後述する共振回路１４０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１４０により発生した磁界を検出してカプセル本体９３の位置とその長手方向の方向（向き）を検出する磁界検出部としての位置・方向検出装置９８を有する。【００７０】
この位置・方向検出装置９８により検出された検出信号は、画像取得・制御装置９５内のメイン処理部１０２の位置・方向算出部１０２ａに入力される。この位置・方向算出部１０２ａは、検出信号からカプセル本体９３の位置及びその方向を算出（推定）する。
算出されたカプセル本体９３の位置及びその方向の情報は、磁界制御回路１０６による磁界制御の動作、つまり磁界発生部１０４で発生する誘導磁界（より具体的には回転磁界）を決定する誘導磁界決定回路１０３に出力される。なお、位置・方向検出装置９８と位置・方向算出部１０２ａを一体化しても良い。また、算出されたカプセル本体９３の位置及びその方向の情報は、図２１等で示す表示装置１０７に表示される。  
また、磁界制御回路１０６と誘導磁界決定回路１０３を一体化して例えば誘導磁界制御回路としても良い。そして、以下で説明する一方の回路の処理を一体化した誘導磁界制御回路で行うようにしても良い。【００７１】
画像取得・制御装置９５は、例えばベッド９６等に取り付けられたアンテナ１００によりカプセル本体９３から無線で送信される画像信号を含む変調信号を受信する。アンテナ１００で受信された信号は、無線回路部１２５内の画像取得回路１２５ａに入力され、画像取得回路１２５ａは、復調して画像信号（画像データ）を生成する。  
この画像データは、例えばＰＣにより構成されるメイン処理部１０２の位置検出手段或いは管腔情報検出手段としての画像内特定位置検出部１０２ｂに入力される。画像内特定位置検出部１０２ｂは、この画像データから画像内特定位置として画像内の管腔情報として管腔暗部の位置を検出する。  
画像内の管腔暗部の位置は、管腔の走行方向に相当するため、この暗部が検出される位置の方向がカプセル本体９３を誘導すべき移動方向と見なされる。このため、この画像内特定位置検出部１０２ｂは、移動方向を推定する推定手段とも言える。【００７２】
この管腔暗部の位置の情報は、磁界制御回路１０６を磁界制御の動作を決定する誘導磁界決定回路１０３に出力される。この誘導磁界決定回路１０３は、この誘導磁界決定回路１０３に入力される情報により、磁界制御回路１０６を介して信号発生回路１０５で発生する交流信号の大きさ、周波数等を決定する。これにより、磁界発生部１０４で発生される回転磁界も決定することになる。  
なお、この磁界制御回路１０６には、この図２０に示すメイン処理部１０２からの情報が誘導磁界決定回路１０３を介して入力される他に、例えば術者等の操作者が手動で指示した場合の指示信号に対応した磁界を発生させる信号も入力される。  
また、画像内特定位置検出部１０２ｂにより検出された管腔暗部の位置の情報は、特定位置情報管理部１０２ｃを介して記録手段としての特定位置情報記憶部１２８ａ内に格納される。なお、特定位置情報記憶部１２８ａは、後述する例えば記憶部１２８内に設定されるが、これに限定されるものでない。【００７３】
特定位置情報管理部１０２ｃは、画像内特定位置検出部１０２ｂによる管腔暗部の検出動作を監視若しくは判定する判定手段の機能を持つ。例えば、画像内特定位置検出部１０２ｂにより管腔暗部の位置を検出する動作に対して設定された条件として、例えば管腔暗部の有無の情報を取得する。  
特定位置情報管理部１０２ｃは、管腔暗部が存在して、その位置が検出された場合には、その位置情報を特定位置情報記憶部１２８ａ内にその時刻順に格納する。  
一方、特定位置情報管理部１０２ｃは、管腔暗部が存在しない場合には、画像内特定位置検出部１０２ｂから誘導磁界決定回路１０３に情報が出力される動作を停止させる。そして、この特定位置情報管理部１０２ｃは、特定位置情報記憶部１２８ａに格納されている特定位置情報を参照して、この特定位置情報管理部１０２ｃから出力する情報で誘導磁界決定回路１０３によるカプセル本体９３を移動させる誘導磁界の決定を制御する。【００７４】
従って、この特定位置情報管理部１０２ｃは、カプセル本体９３を移動させる方向算出手段と、誘導磁界決定回路１０３等を介してカプセル本体９３を移動させる制御手段との機能を持つことになる。【００７５】
管腔暗部が存在しないと判定した場合には、特定位置情報管理部１０２ｃは、特定位置情報記憶部１２８ａ内に記憶されている特定位置情報として、管腔暗部が検出されなくなる現在時刻より前、つまり過去の時刻の情報を読み出し、例えば過去の時刻の状態にカプセル本体９３を戻すような誘導磁界を発生させるような制御を行うことになる。  
なお、図２０においては特定位置情報管理部１０２ｃは、画像内特定位置検出部１０２ｂからの情報で管腔暗部の有無を判定する構成で示しているが、画像取得回路１２５ａからの画像データを直接、取り込んで管腔暗部の有無を判定する構成にしても良い。  
また、画像データから管腔暗部の有無を判定する管腔暗部有無の判定回路を設け、かつこの管腔暗部有無の判定回路の出力信号に基づいて管腔暗部の位置を検出（算出）する位置検出回路等を設けるようにしても良い。【００７６】
なお、図２０に示した画像取得・制御装置９５には、図２１及び図２２に示すように表示装置１０７及び操作入力装置１０８が接続される。  
カプセル本体９３で撮像した画像の取得等と共に、カプセル本体９３に印加される誘導磁界となる回転磁界の方向や大きさ等を制御する画像取得・制御装置９５には、カプセル本体９３により撮像された画像等を表示する表示装置１０７と、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１０８が接続されている。  
この操作入力装置１０８は、例えば磁界方向の指示信号を発生する方向入力装置１０８ａ、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１０８ｂ、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１０８ｃとを有する。【００７７】
次に体腔内に挿入される挿入体内に撮像手段を設けたカプセル本体９３について説明する。  
図２３に示すようにカプセル本体９３は、挿入体としてのカプセル形状の外装容器１１１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）１１２が設けてある。そして、その回転方向に応じてカプセル本体９３を前進させたり、後退させたりすることが可能となる。  
また、この外装容器１１１で密閉された内部には対物光学系１１３及びその結像位置に配置された撮像素子１１４と、撮像を行うために照明する照明素子１１５（図２２参照）等の他に、マグネット１１６が収納されている。  
前記対物光学系１１３は、円筒状のカプセル本体９３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１１１における半球状に透明に形成された先端カバー１１１ａの内側に配置されており、先端カバー１１１ａの中央部分が観察窓１１７となる。なお、図２３では示していないが、照明素子１１５は対物光学系１１３の周囲に配置されている。【００７８】
従って、この場合には、対物光学系１１３の視野方向は対物光学系１１３の光軸方向、つまりカプセル本体９３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９３は、例えば外装容器１１１の後端付近内部に、共振回路１４０を構成しているカプセル内コイル１４２が所定の向き、具体的にはカプセル内コイル１４２がソレノイド状に巻回され、その向きがカプセル本体９３の長手方向の向きに設定された状態で収納されている。  
更に、カプセル本体９３内の長手方向の中央付近に配置されたマグネット１１６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１１６の中心は、このカプセル本体９３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１１６に作用する磁気的な力の中心がカプセル本体９３の重心位置となり、磁気的にカプセル本体９３を円滑に推進させ易い構成にしている。【００７９】
また、マグネット１１６は、撮像素子１１４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１１４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１１６のＳ極からＮ極に向かう方向に設定されている。  
磁界発生部１０４により、回転磁界をカプセル本体９３に印加することにより、マグネット１１６を磁気的に回転させる。この場合、このマグネット１１６を内部に固定したカプセル本体９３は、マグネット１１６と共に回転される。  
その際、カプセル本体９３の外周面に設けた螺旋状突起１１２は体腔内壁に接触して回転し、カプセル本体９３を推進させることができる。なお、カプセル本体９３を前進させる向きの回転方向と逆方向の回転方向に回転させることにより、カプセル本体９３を後退させることもできる。  
また、このように、外部磁界となる回転磁界によりマグネット１１６を内蔵したカプセル本体９３を磁気的に制御する場合、外部磁界の方向からカプセル本体９３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。【００８０】
カプセル本体９３内には、上述した対物光学系１１３、撮像素子１１４、マグネット１１６の他に図２２に示すように、撮像素子１１４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１２０等を有する。  
カプセル本体９３内には、この信号処理回路１２０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１２１と、このメモリ１２１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、画像取得・制御装置９５から送信される制御信号を復調等する無線回路１２２と、信号処理回路１２０等カプセル本体９３を制御するカプセル制御回路１２３と、信号処理回路１２０等カプセル本体９３内部の電気系に動作用の電源を供給する電池１２４とが収納されている。  
更に、カプセル本体９３内には、カプセル内コイル１４２と電気的に接続されたコンデンサ１４１が設けられており、前記カプセル内コイル１４２と共に共振回路１４０が構成されている。【００８１】
この共振回路１４０は、前記位置・方向検出装置９８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。  
尚、コイル１４２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・方向検出装置９８より発生させた場合、コンデンサ１４１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１４１を必要としない。このようにすることにより、コンデンサ１４１を省略でき、小型化できると共に、その構成を簡単にすることができる。  
また、この図２２に示すようにカプセル本体９３と無線通信を行う画像取得・制御装置９５は、カプセル本体９３内の無線回路１２２との間で、アンテナ１００を介して無線通信を行う無線回路部１２５を有する。【００８２】
この無線回路部１２５は、カプセル本体９３で撮像された画像信号（画像データ）を取得する画像取得回路１２５ａを備える。  
また、画像取得・制御装置９５内には、無線回路部１２５と接続され、カプセル本体９３から送られた画像データに対する前述した位置・方向算出等の処理の他に、画像表示する表示処理を行うメイン処理部１０２と、このメイン処理部１０２と接続され、各種の制御と誘導磁界決定回路１０３の機能を備えた制御部１２７とが内蔵されている。  
また、画像取得・制御装置９５は、この制御部１２７と接続され、磁界制御回路１０６を介して磁界発生部１０４により発生される回転磁界の情報と方向入力装置１０８ａ等による設定の情報とを記憶する記憶部１２８とを有する。  
また、この記憶部１２８には、上述した特定位置情報を記憶する特定位置情報記憶部１２８ａの記憶エリアも備えている。この図２２では、メイン処理部１０２は、制御部１２７を介して特定位置情報記憶部１２８ａと接続される構成であるが、図２０のようにメイン処理部１０２は、特定位置情報記憶部１２８ａと直接接続される構成でも良い。【００８３】
また、図２２では、誘導磁界決定回路１０３は、制御部１２７内に設けた構成で示しているが、図２０に示すようにメイン処理部１０２と誘導磁界決定回路１０３と直接接続される構成にしても良い。  
また、メイン処理部１０２には表示装置１０７が接続され、撮像素子１１４で撮像され、無線回路１２２、１２５を経てメイン処理部１０２により処理された画像等が表示される。また、このメイン処理部１０２はカプセル本体９３が回転されながら画像を撮像するので、表示装置１０７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構成にしている（特開２００３−２９９６１２号に記載）。【００８４】
制御部１２７には、操作入力装置１０８を構成する方向入力装置１０８ａ、速度入力装置１０８ｂ等から操作に対応した指示信号が入力され、制御部１２７は指示信号に対応した制御動作を行う。  
また、制御部１２７は、記憶部１２８と接続され、この記憶部１２８に磁界制御回路１０６を介して信号発生回路１０５からの交流信号により磁界発生部１０４で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。  
そして、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、記憶部１２８を、制御部１２７内部に設けるようにしても良い。【００８５】
また、制御部１２７と磁界制御回路１０６を介して接続される信号発生回路１０５は、交流信号を発生すると共に、その周波数や位相を制御する３個の交流信号発生回路１３１と、各交流信号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１３２とを有する。３個のドライバの出力信号は、磁界発生部１０４を構成する３個の電磁石１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃにそれぞれ供給される。  
この場合、電磁石１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ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１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ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９２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、磁界発生部１０４は、カプセル本体９３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で形成しても良い。【００８６】
カプセル型医療システム９１は、操作入力装置１０８を構成する方向入力装置１０８ａを操作することにより、磁界方向の指示信号を発生する。また、速度入力装置１０８ｂ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する。  
また、機能ボタン１０８ｃ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。このようにして発生された回転磁界により、カプセル本体９３のマグネット１１６に対して、カプセル本体９３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。  
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９３は傾動或いは振動させられるようになる。【００８７】
なお、方向入力装置１０８ａ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９３を移動させるような回転磁界を発生させる。  
図２４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９３に対して、回転磁界を印加することにより、カプセル本体９３に内蔵されたマグネット１１６を回転させることができ、この回転によりカプセル本体９３を前進或いは後退させることができる。  
図２４に示すようにカプセル本体９３の長手方向の中心軸Ｃの方向（図２４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する。これにより、カプセル本体９３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１１６と共にカプセル本体９３を、その長手方向の周りで回転させる。【００８８】
その回転方向に応じて図２３に示した螺旋状突起１１２により体腔内壁と係合させてカプセル本体９３を前進或いは後退させることができるようにしている。  
また、図２５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いる。カプセル本体９３に対して、その長手方向の中心軸Ｃの方向（図２５ではｙｚ）の周りでマグネット１１６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９３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。  
このようにして、カプセル本体９３をそのカプセル本体９３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９３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。【００８９】
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９３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９３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９３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９３を移動させることができるようにしている。  
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９３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）を記憶部１２８に常時記憶するようにしている。【００９０】
具体的には、図２２における操作入力装置１０８における操作の指示信号は、制御部１２７に入力され、制御部１２７（の誘導磁界決定回路１０３）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回路１０６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部１２８に記憶する。  
従って、記憶部１２８には、磁界発生部１０４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。  なお、記憶部１２８は、制御部１２７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、制御部１２７から磁界制御回路１０６に出力された制御信号により、信号発生回路１０５における交流信号及びドライバ部１３２を経て磁界発生部１０４から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回路１０６側から制御部１２７に送り、記憶部１２８に記憶するようにしても良い。【００９１】
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本体９３の進行方向の向き）等を変更する場合には、カプセル本体９３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。  
また、本実施例ではカプセル本体９３の回転により、撮像素子１１４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１０７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１０８ａ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、特開２００３−２９９６１２号公報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メイン処理部１０２或いは制御部１２７で行うようにしている。【００９２】
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９３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）。  
図２０において説明したように本実施例は、カプセル本体９３の撮像手段による画像に基づき、画像内特定位置検出部１０２ｂは画像内の管腔暗部の位置を検出する。そして、管腔暗部の位置や、管腔暗部の有無に応じて磁気的に誘導する磁界の発生を制御し、管腔暗部が検出されない場合にも適切に対応する。  
本実施例では、管腔暗部が検出されない場合に対応できるように、特定位置情報管理部１０２ｃの管理下で、特定位置情報記憶部１２８ａに、例えば図２６に示すように画像内特定位置検出部１０２ｂで検出された特定位置情報と、位置・方向算出部１０２ａで算出された算出情報としてのカプセル本体９３の位置及び方向の情報を時刻順に記憶する。【００９３】
図２６の具体例では、例えば時刻ｔｉ（ｉ＝１、２、…、ｍ）において各時刻ｔｉで撮像された画像から検出された（特定位置情報としての）管腔暗部の位置（ｔｉ）、その時刻ｔｉで検出された位置・方向算出部１０２ａによる算出情報としてカプセル本体９３の位置及び方向（ｔｉ）とが関連付けて時刻順に記憶される。  
そして、特定位置情報管理部１０２ｃは、管腔暗部が検出されなくなる状態と判定した場合には、特定位置情報記憶部１２８ａに記憶されている情報を読み出し、誘導に利用する。  
なお、以下に説明するように特定位置情報管理部１０２ｃは、所定の処理で管腔暗部が検出されなくなった場合、その画像状態を判定して誘導磁界を決定する処理を行うようにしても良い。【００９４】
つまり、通常の画像の場合には、管腔暗部は円形状となり、その円形の中心位置を管腔の走行方向として検出できる。これに対して、管腔がつぶれているような場合には、取得される画像がライン形状或いは帯形状の暗部（暗線ともいう）となる。  
そして、このような場合には、特定位置情報管理部１０２ｃの管理下で、画像内特定位置検出部１０２ｂは、その暗線の広がりの中心位置を管腔暗部の位置として検出する。一方、暗線の広がりの中心を検出できない場合には、過去の情報を参照して管腔暗部の位置を推定で検出する。画像内特定位置検出部１０２ｂが、管腔暗部を推定出来ない場合には、カプセル本体９３を過去の状態に戻すことになる。  
図２７は、管腔内におけるカプセル本体９３により得られる画像例を示す。カプセル本体９３は、大腸などの管腔内における位置や、管腔内の状態などに応じて得られる画像が異なる。図２７における画像Ａ、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、図２８における管腔内におけるカプセル本体９３位置或いは管腔状態等に応じて異なる。なお、図２８において、図２７の画像Ａ、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅにそれぞれ対応するものを同じ符号Ａ、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅで示している。【００９５】
図２７における画像Ａ，Ｂ，Ｃが、暗部を検出するのに適した通常の画像に相当する。これに対して、画像Ｄ，Ｅが通常の画像とは異なる画像（特定画像）に相当する。  
図２７の画像Ａは、管腔内に液体または気体が入っており管腔の先の方向を暗部として検出できる状態となる。  
画像Ｂは、管腔内に液体または気体が入っており管腔の先の方向をかろうじて画面内に暗部として確認できる状態である。  
画像Ｃは、管腔内に液体または気体が入っておりカプセルと腸壁の間に空間が存在するがカプセル本体９３が管壁方向を向いてしまい管腔の進行方向にあたる暗部を検出できない状態である。  
画像Ｄは、管腔の先がつぶれており腸組織の接触した部分は確認できるが明確な暗部として確認できない状態である。  
画像Ｅは、管腔にカプセル本体９３のドームが密着してしまっており、管腔表面に流れる血管が確認できるが管腔の走行に関しての情報のみしか得られない状態である。【００９６】
画像Ａ、Ｂの場合、カプセル本体９３が管腔の略中心に位置しているため暗部（管腔方向）の情報が得られている。この場合、暗部方向に向けてカプセル本体９３に推進力を与えることでカプセル本体９３を管腔に沿って進行させることができる。  
一方、画像Ｄの場合、管腔はつぶれてしまい明確な暗部を検出することはできない。しかしながらこのような場合には、つぶれた管腔の隙間は、多少暗部（暗線）を形成し、その線に対して左右の組織の明るさが同じレベルになる（ここが後述する画像Ｃと異なる部分となる。）。  
そこで、例えば、特定位置情報管理部１０２ｃは、その状態の画像から特定画像の管腔状態であると判定する。【００９７】
これと共に、特定位置情報管理部１０２ｃは、暗線がつぶれた管腔の隙間を表す部位であるかの確からしさを画像処理により推定することで、カプセル本体９３をこの暗線の中央に進行させてよいか判定する。例えば、暗線の線幅が算出できる場合には、その中央を暗部位置として検出し、進行させる判定をする。  
進行させる判定を行った場合には、特定位置情報管理部１０２ｃは、その情報により誘導磁界決定回路１０３を介して誘導磁界を決定させ、磁界制御回路１０６等を介して磁界発生部１０４により、カプセル本体９３に対して、これを進行させる推力を与える磁界を発生させる。  
進行させない判定をした場合には、過去のカプセル本体９３の描いてきた軌跡に対応する特定位置情報記憶部１２８ａに記憶されている（位置・方向検出装置９８と位置・方向算出部１０２ａで算出された）過去の情報に従い、カプセル本体９３を管腔内を戻るように誘導するための磁界を発生させる。【００９８】
このように進行させない判定をした場合には、過去のカプセル本体９３が描いてきた軌跡（位置・方向検出装置９８と位置・方向算出部１０２ａで算出された過去の情報）に従いカプセル本体９３を管腔内を戻るように誘導するための磁界を発生させる。  
そして、暗部が確認できる状態（画像Ａ或いはＢの状態）になってから、再度カプセル本体９３を進行させる制御を行う。  
また、カプセル本体９３を後退させた場合、カプセル本体９３が存在した位置が空を形成し、暗部が画像上で確認できる状態になる場合がある。  
これを暗部として認識すると、同じ動作を繰り返すこととなる。そこで、カプセル本体９３を後退させて暗部検出を再開させる場合、カプセル本体９３がある程度（例えば、カプセル本体９３の全長より長い距離）後退した後に暗部検出を行うことが望ましい。
一方、画像Ｃの場合、暗部が検出されない状態で管腔のひだが確認できる状態である。管腔のひだの奥は暗線として認識される。【００９９】
しかしながら、上述した画像Ｄの状態とは異なり、暗線の左右で組織の輝度が異なって観測されるため、画像Ｄの状態との差を認識することができる。  
この場合、過去のカプセル本体９３の位置方向データと、過去の暗部検出のデータを参照して管腔の進行方向を推定する。そして、カプセル本体９３の向きを推定された管腔の進行方向に向かうように誘導磁界発生装置９４により発生する磁界を制御する。  
この方向変換によりカプセル本体９３が管腔の走行方向を向いた場合、画像Ｂの状態の画像を経て画像Ａの状態の画像となり、進行方向を明確にすることができる。  
暗部が観測できる状態にならない場合には、カプセル本体９３の過去の特定位置情報を元に、まず、カプセル本体９３の方向を戻し、その後カプセル本体９３を過去のカプセル本体９３の軌跡に従い、後退させる制御を行うようにしても良い。そして、暗部が観測される状態になってから再度誘導を開始すればよい。その他の動作としては画像Ｄと同様になる。【０１００】
画像Ｅの場合、管腔に近づきすぎてしまったため暗部（管腔方向）の情報が得られなくなってしまい、制御ができなくなってしまう。このため、画像Ｅの状態になった場合は暗部（管腔方向）の情報を確保する必要がある。  
この画像Ｅの場合、鮮明な血管像が描出される。この血管像は容易に画像処理から検出することができる。この場合、過去のカプセル本体９３位置方向情報と暗部情報をもとに、管腔の走行方向にカプセル本体９３を向ける方向転換制御を行う。カプセル本体９３の周りに空がある場合は、その制御によりカプセル本体９３の向きを変えることができ、画像Ａ、Ｂのように暗部検出ができる状態になる。  
しかしながら、方向転換動作を行っても管腔によるカプセル本体９３の拘束が強い場合には、カプセル本体９３は方向転換できない状態を維持することになる。この場合、カプセル本体９３の過去の位置・方向の情報と暗部の情報を参照して、カプセル本体９３を後退させる制御を行う。その後は、画像Ｃの場合と同様になる。【０１０１】
さらに、後退ができない場合も考えられ、その場合には、カプセル本体９３の誘導を中止してカプセル本体９３をフリーの状態にする。このようにすることでカプセル本体９３は、最も管腔に沿った状態になって安定することになる。この場合、画像Ｄのような状態になるので、画像Ｄの例での制御に従えば誘導を再開することができる。  
次に本実施例による代表的な動作例を以下の図２９を参照して説明する。  
カプセル本体９３を体腔内、具体的には口腔から食道、小腸、大腸等の管腔内を撮像する場合の制御内容を説明する。  
図２９は、本実施例による制御内容を示す。図２９のステップＳ５１に示すように、管腔内を移動しながらカプセル本体９３は、例えば一定周期で撮像を行い、撮像した画像を送信する。【０１０２】
ステップＳ５２に示すように、画像取得・制御装置９５内の画像取得回路１２５ａは、この画像を取得する。この画像は、メイン処理部１０２内の画像内特定位置検出部１０２ｂに入力される。  
また、ステップＳ５３に示すように位置・方向検出装置９８は、カプセル本体９３内の共振回路１４０からの信号により、カプセル本体９３の位置及び方向に対応した検出信号を取得する。  
そして、ステップＳ５４に示すようにメイン処理部１０２内の位置・方向算出部１０２ａは、この検出信号からカプセル本体９３の位置及び方向を算出する。  
次のステップＳ５５に示すように画像内特定位置検出部１０２ｂは、画像取得回路１２５ａにより取得された画像から管腔暗部の位置情報の検出動作を行う。【０１０３】
また、ステップＳ５６に示すように管腔暗部の位置情報及びカプセル本体９３の位置及び方向の情報は、特定位置情報管理部１０２ｃを介して特定位置情報記憶部１２８ａに時刻順で記憶される。  
また、ステップＳ５７に示すように特定位置情報管理部１０２ｃは、管腔暗部の有無の判定を行う。この判定は、例えば特定位置情報管理部１０２ｃが画像内特定位置検出部１０２ｂによる管腔暗部の検出動作をモニタして行う。  
そして、管腔暗部が有ると判定した場合には、ステップＳ５８に示すように誘導磁界決定回路１０３は、画像内特定位置検出部１０２ｂにより検出された現在の管腔暗部の位置情報と、位置・方向算出部１０２ａで算出されたカプセル本体９３の現在の位置及び方向の情報で磁界発生部１０４で発生する誘導磁界を決定するように磁界制御回路１０６を制御する。【０１０４】
次のステップＳ５９において、誘導磁界の決定の情報に従って、磁界発生部１０４は、誘導磁界としての回転磁界を発生し、カプセル本体９３の向きを含めた移動を制御する。そして、ステップＳ５１の処理に戻る。  
一方、ステップＳ５７において、特定位置情報管理部１０２ｃにより、管腔暗部が存在しないと判定された場合には、ステップＳ６０に移る。このステップＳ６０において特定位置情報管理部１０２ｃは、特定位置情報記憶部１２８ａに記憶された過去の管腔暗部の位置情報とカプセル本体９３の位置及び方向の情報を読み出す。  
そして、ステップＳ６１に示すように特定位置情報管理部１０２ｃは、読み出したた過去の特定位置情報を参照して、管腔暗部が検出された過去のカプセル本体９３の位置及びその方向の状態に戻すように回転磁界の向きを逆にするような誘導磁界を決定させる情報を誘導磁界決定回路１０３に出力する。そして、ステップＳ５９に移り、そのような誘導磁界によってカプセル本体９３が磁気的に誘導される。なお、ステップＳ６１の処理としては、図２７或いは図２８で述べたように、取得される画像状態に応じて異なる誘導を行うようにしても良い。【０１０５】
以上の制御処理を繰り返すことで、連続してカプセル本体９３を磁気的な誘導を行い、体腔内を自動的に推進させることができる。  
このように動作する本実施例によれば、カプセル本体９３を体腔内、より具体的には管腔の走行方向に沿って円滑に推進させるように外部磁界を用いて磁気的に制御することができる。このようにカプセル本体９３を管腔の走行方向に沿って円滑に推進させることにより、短時間に画像を取得できる。従って、術者は、取得された画像を参照して診断等を円滑に行うことができる。  
また、本実施例においては、カプセル型内視鏡に推力発生部（具体的には螺旋状突起）を設け、回転磁界を付加する回転磁気誘導について述べたが、カプセル型内視鏡の誘導方法は、磁気引力によって推力を得るタイプのものであっても構わない。さらに位置・方向検出装置は、カプセルから発生される磁界を体外で検出するタイプに限らず、体外で発生した磁界をカプセルで検出し、それによりカプセルの位置・方向を決定するタイプのものでも構わない。  
次に本実施例の変形例を説明する。図３０は変形例のカプセル型医療システム９１Ｂの主要部の構成を示す。【０１０６】
このカプセル型医療システム９１Ｂは、図２０のカプセル型医療システム９１において特定位置情報管理部１０２ｃを設けない構成にしている。そして、管腔暗部が検出されない場合には、誘導磁界決定回路１０３は、特定位置情報記憶部１２８ａに記憶されている過去の情報を参照して、その過去の状態に戻すように誘導磁界の決定を行う。  
或いは管腔暗部が検出されない場合には、画像内特定位置検出部１０２ｂが、特定位置情報記憶部１２８ａに記憶されている過去の情報を誘導磁界決定回路１０３に送り、その過去の状態に戻すような処理を行っても良い。  
図２０においては位置・方向算出部１０２ａによる位置・方向の情報と、画像内特定位置検出部１０２ｂによる特定位置情報としての管腔暗部の位置情報は、特定位置情報管理部１０２ｃを介して特定位置情報記憶部１２８ａに記憶されていた。これに対して本変形例においては、位置・方向算出部１０２ａによる位置・方向の情報と、画像内特定位置検出部１０２ｂによる特定位置情報は、特定位置情報管理部１０２ｃを介することなく特定位置情報記憶部１２８ａに記憶される。【０１０７】
本変形例の場合には、管腔暗部が検出される場合には、上述した実施例２と同様の制御動作となる。  
つまり、本変形例の動作を説明すると、管腔暗部が検出される場合には、図２９のステップＳ５１からステップＳ５９のようになる。  
これに対して、ステップＳ５７において、管腔暗部が検出されない場合には、図３１のステップＳ６０のように例えば画像内特定位置検出部１０２ｂは、特定位置情報記憶部１２８ａに記憶された過去の管腔暗部の位置情報とカプセル本体９３の位置及び方向の情報を読み出す。  
次のステップＳ６１′において特定位置情報記憶部１２８ａに記憶されている過去の情報を誘導磁界決定回路１０３に送る。そして誘導磁界決定回路１０３は、その情報を参照して過去の状態に戻すような誘導磁界を決定する。その後、ステップＳ５９に移る。【０１０８】
なお、ステップＳ５７において管腔暗部が検出されない場合における制御処理ルーチンにおいて、その処理中における所定時間内におけるカプセル本体９３の移動距離を算出して、その移動距離が閾値以下の場合には、誘導磁界を停止して、カプセル本体９３をフリーな状態にして、腸管等による蠕動運動でカプセル本体９３を移動させるようにしても良い。  
本変形例によれば、管腔暗部の検出情報により、カプセル本体９３による体腔内を検査或いは診断するための画像取得の時間を短縮できる。また、管腔暗部が検出されないで、移動に時間がかかる場合には、誘導磁界の発生を停止して、蠕動運動を利用してカプセル本体９３による体腔内検査を行うようにすることもできる。  
また、本変形例によれば、カプセル本体９３を移動させるための誘導磁界の制御を行う際の画像処理を単純化できる。【０１０９】
なお、実施例２及びその変形例においてはカプセル本体９３に対して印加する磁界を自動制御する構成で説明したが、カプセル本体９３を体腔の走行方向に挿入或いは移動する方向を検出して、その方向を表示装置１０７等に表示しても良い。  
この場合には、操作者は、表示装置１０７によりその方向の確認ができる。また、磁界を自動制御するモードから手動で制御するモードに切り替えた場合、表示装置１０７に表示される方向の情報に従って、方向入力装置１０８ａ等を操作して、カプセル本体９３の移動を手動で促進させるようにしても良い。  
なお、上述した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。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
体腔内に挿入される挿入部や挿入体内に撮像装置を内蔵し、撮像手段により撮像された画像から体腔の走行方向に対応する暗部の位置情報を検出して、挿入すべき方向を算出すると共に、その位置情報等を経時的に記録して、位置情報の検出が低下する条件の場合には、過去の位置情報を参照可能にしている。このため挿入部などを体腔内の深部側に円滑に挿入することが可能になり、検査、診断を円滑に行うことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【国際調査報告】
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