(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に導入されて該被検体の内部を移動するカプセル型内視鏡から送信された信号の複数の受信アンテナにおける受信強度をもとに、前記カプセル型内視鏡の前記被検体内における位置を検出する位置検出装置であって、
前記複数の受信アンテナが受信した信号の各受信強度をもとに、各受信アンテナと前記カプセル型内視鏡との距離を求め、各受信アンテナを中心として各受信アンテナに対応する前記距離を半径とする複数の球のうち少なくとも２つの球が重なり合う領域を取得する領域取得部と、
前記領域内の複数の点の各々と前記各受信アンテナとの位置関係、及び前記各受信アンテナが受信した信号の受信強度に基づいて、各点における前記カプセル型内視鏡の向きを推定する向き推定部と、
前記各点の位置と前記カプセル型内視鏡の向きとに基づいて、前記被検体内における前記カプセル型内視鏡の位置を決定する位置決定部と、
を備え、
前記位置決定部は、前記各点の位置と前記カプセル型内視鏡の向きとに基づいて、前記各点に前記カプセル型内視鏡が存在すると想定した場合に前記複数の受信アンテナが受信する信号の受信強度の理論値を算出すると共に、前記複数の受信アンテナにおける受信強度の測定値を取得し、前記複数の点の内から、前記理論値と前記測定値との誤差が最小となる点を、前記カプセル型内視鏡の位置として検出することを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記向き推定部は、前記各受信アンテナの方向と、前記各点から前記各受信アンテナに向かう方向と、前記各受信アンテナにおける前記受信強度とをもとに、前記カプセル型内視鏡の向きを表すベクトルが通る点の候補領域を取得し、前記複数の受信アンテナについてそれぞれ取得された前記ベクトルが通る点の候補領域同士が重なる位置を前記ベクトルが通る点として決定することを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記誤差は、前記各受信アンテナにおける前記理論値と前記測定値との差の絶対値の和又は残差２乗和であることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記位置決定部が決定したカプセル型内視鏡の位置に基づいて、前記カプセル型内視鏡の移動軌跡を算出する軌跡算出部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記軌跡算出部が算出した前記カプセル型内視鏡の前記被検体内における移動軌跡を表示する画像表示部をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の位置検出装置。
【請求項６】
被検体に導入され、該被検体の内部を移動して前記被検体内の画像情報を取得するカプセル型内視鏡と、
請求項１に記載の位置検出装置と、
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７】
前記受信アンテナは、主偏波のみを利用するアンテナであることを特徴とする請求項６に記載のカプセル型内視鏡システム。
【請求項８】
前記受信アンテナはダイポールアンテナであることを特徴とする請求項７に記載のカプセル型内視鏡システム。
【請求項９】
被検体に導入され、該被検体の内部を移動して前記被検体内の画像情報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た画像情報を含む信号を受信する複数のアンテナと、該複数の受信アンテナが受信した信号の各受信強度をもとに、各受信アンテナと前記カプセル型内視鏡との距離を求め、各受信アンテナを中心として各受信アンテナに対応する前記距離を半径とする複数の球のうち少なくとも２つの球が重なり合う領域を取得する領域取得部と、前記領域内の複数の点の各々と前記各受信アンテナとの位置関係、及び前記各受信アンテナが受信した信号の受信強度に基づいて、各点における前記カプセル型内視鏡の向きを推定する向き推定部と、前記各点の位置と前記カプセル型内視鏡の向きとに基づいて、前記被検体内における前記カプセル型内視鏡の位置を決定する位置決定部と、を有する受信装置と、
前記受信装置から前記画像情報及び該画像情報に対応する前記カプセル型内視鏡の位置を表す位置情報を取得し、前記画像情報に対応する画像及び前記カプセル型内視鏡の位置を表示する画像表示部と、
を備え、
前記位置決定部は、前記各点の位置と前記カプセル型内視鏡の向きとに基づいて、前記各点に前記カプセル型内視鏡が存在すると想定した場合に前記複数の受信アンテナが受信する信号の受信強度の理論値を算出すると共に、前記複数の受信アンテナにおける受信強度の測定値を取得し、前記複数の点の内から、前記理論値と前記測定値との誤差が最小となる点を、前記カプセル型内視鏡の位置として検出することを特徴とするカプセル型内視鏡システム。
【請求項１０】
被検体に導入されて該被検体の内部を移動するカプセル型内視鏡から送信された信号の複数の受信アンテナにおける受信強度をもとに、前記カプセル型内視鏡の前記被検体内における位置を検出する位置検出装置に、
前記複数の受信アンテナが受信した信号の各受信強度をもとに、各受信アンテナと前記カプセル型内視鏡との距離を求め、各受信アンテナを中心として各受信アンテナに対応する前記距離を半径とする複数の球のうち少なくとも２つの球が重なり合う領域を取得する領域取得ステップと、
前記領域内の複数の点の各々と前記各受信アンテナとの位置関係、及び前記各受信アンテナが受信した信号の受信強度に基づいて、各点における前記カプセル型内視鏡の向きを推定する向き推定ステップと、
前記各点の位置と前記カプセル型内視鏡の向きとに基づいて、前記被検体内における前記カプセル型内視鏡の位置を決定する位置決定ステップと、
を実行させ、
前記位置決定ステップは、前記各点の位置と前記カプセル型内視鏡の向きとに基づいて、前記各点に前記カプセル型内視鏡が存在すると想定した場合に前記複数の受信アンテナが受信する信号の受信強度の理論値を算出すると共に、前記複数の受信アンテナにおける受信強度の測定値を取得し、前記複数の点の内から、前記理論値と前記測定値との誤差が最小となる点を、前記カプセル型内視鏡の位置として検出することを特徴とする位置検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カプセル型内視鏡の被検体内における位置を検出する位置検出装置、該位置検出装置を備えるカプセル型内視鏡システム、及び位置検出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、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。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】
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、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て被検体の診断を行う。【０００４】
ところで、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、カプセル型内視鏡から無線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を正しく認識することが必要となる。このため、カプセル型内視鏡が送信した電磁波を体腔外に設けた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等を用いてカプセル型内視鏡の位置を推定する医療システム等が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。【０００５】
例えば、特許文献１には、アンテナの受信強度に基づいてカプセル型内視鏡の位置を推定し、受信状況が悪い等の所定の状況では、カプセル型内視鏡の移動速度及び移動方向を推定し、これらの移動速度及び移動方向並びに受信強度に基づいてカプセル型内視鏡の位置を推定する技術が開示されている。【０００６】
また、特許文献２には、体内におけるカプセル型医療装置の位置や姿勢を磁気により制御する磁気誘導医療システムが開示されている。この磁気誘導医療システムにおいては、カプセル型医療装置から送信された無線信号の受信強度に基づき、三角法を応用してカプセル型医療装置の３次元位置を算出する。【０００７】
また、特許文献３には、体内におけるカプセル型内視鏡の位置を推定して軌跡を算出するカプセル型医療装置が開示されている。このカプセル型医療装置においては、ガウス−ニュートン法により、カプセル型内視鏡に内蔵されたアンテナの位置及び向きの推定を反復して行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−９９７３４号公報
【特許文献２】特開２００６−６８５０１号公報
【特許文献３】特開２００７−２８３００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、カプセル型内視鏡に内蔵され、無線信号を送信する送信アンテナには通常、指向性があるため、高精度な位置推定を行うためには、送信アンテナの向き、即ち、カプセル型内視鏡の向きを考慮する必要がある。【００１０】
この点について、特許文献３には、カプセル型内視鏡のアンテナの位置情報の他に、向きの情報を軌跡算出処理に利用し得る旨が記載されている。しかしながら、特許文献３には、向きの情報をどのように利用するかについては開示されていない。【００１１】
また、一般に、高精度な演算を行う場合には計算量が増加するため、位置推定の演算を高速に行うことが困難になってしまう。【００１２】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、計算量を抑えつつ、従来よりも高い精度でカプセル型内視鏡の位置検出を行うことができる位置検出装置、カプセル型内視鏡システム、及び位置検出プログラ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】
【００１３】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る位置検出装置は、被検体に導入されて該被検体の内部を移動するカプセル型内視鏡から送信された信号の複数の受信アンテナにおける受信強度をもとに、前記カプセル型内視鏡の前記被検体内における位置を検出する位置検出装置であって、前記複数の受信アンテナが受信した信号の各受信強度をもとに、各受信アンテナと前記カプセル型内視鏡との距離を求め、各受信アンテナを中心として各受信アンテナに対応する前記距離を半径とする複数の球のうち少なくとも２つの球が重なり合う領域を取得する領域取得部と、前記領域内の複数の点の各々と前記各受信アンテナとの位置関係、及び前記各受信アンテナが受信した信号の受信強度に基づいて、各点における前記カプセル型内視鏡の向きを推定する向き推定部と、前記各点の位置と前記カプセル型内視鏡の向きとに基づいて、前記被検体内における前記カプセル型内視鏡の位置を決定する位置決定部と、を備えることを特徴とする。【００１４】
上記位置検出装置において、前記向き推定部は、前記各受信アンテナの方向と、前記各点から前記各受信アンテナに向かう方向と、前記各受信アンテナにおける前記受信強度とをもとに、前記カプセル型内視鏡の向きを表すベクトルが通る点の候補領域を取得し、前記複数の受信アンテナについてそれぞれ取得された前記ベクトルが通る点の候補領域同士が重なる位置を前記ベクトルが通る点として決定することを特徴とする。【００１５】
上記位置検出装置において、前記位置決定部は、前記複数の点の各々に対し、各点の位置と前記カプセル型内視鏡の向きとに基づいて、各点に前記カプセル型内視鏡が存在すると想定した場合に前記複数の受信アンテナが受信する信号の受信強度の理論値を前記各点に対して算出すると共に、前記複数の受信アンテナにおける受信強度の測定値を取得し、前記複数の点の内から、前記理論値と前記測定値との誤差が最小となる点を検出することを特徴とする。【００１６】
上記位置検出装置において、前記誤差は、前記理論値と前記測定値との差の絶対値の和、又は残差２乗和であることを特徴とする。【００１７】
上記位置検出装置は、前記位置決定部が決定したカプセル型内視鏡の位置に基づいて、前記カプセル型内視鏡の移動軌跡を算出する軌跡算出部をさらに備えることを特徴とする。【００１８】
上記位置検出装置は、前記軌跡算出部が算出した前記カプセル型内視鏡の前記被検体内における移動軌跡を表示する画像表示部をさらに備えることを特徴とする。【００１９】
本発明に係るカプセル型内視鏡システムは、被検体に導入され、該被検体の内部を移動して前記被検体内の画像情報を取得するカプセル型内視鏡と、上記位置検出装置と、を備えることを特徴とする。【００２０】
上記カプセル型内視鏡システムにおいて、前記受信アンテナは、主偏波のみを利用するアンテナであることを特徴とする。【００２１】
上記カプセル型内視鏡システムにおいて、前記受信アンテナはダイポールアンテナであることを特徴とする。【００２２】
本発明に係るカプセル型内視鏡システムは、被検体に導入され、該被検体の内部を移動して前記被検体内の画像情報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た画像情報を含む信号を受信する複数のアンテナと、該複数の受信アンテナが受信した信号の各受信強度をもとに、各受信アンテナと前記カプセル型内視鏡との距離を求め、各受信アンテナを中心として各受信アンテナに対応する前記距離を半径とする複数の球のうち少なくとも２つの球が重なり合う領域を取得する領域取得部と、前記領域内の複数の点の各々と前記各受信アンテナとの位置関係、及び前記各受信アンテナが受信した信号の受信強度に基づいて、各点における前記カプセル型内視鏡の向きを推定する向き推定部と、前記各点の位置と前記カプセル型内視鏡の向きとに基づいて、前記被検体内における前記カプセル型内視鏡の位置を決定する位置決定部と、を有する受信装置と、前記受信装置から前記画像情報及び該画像情報に対応する前記カプセル型内視鏡の位置を表す位置情報を取得し、前記画像情報に対応する画像及び前記カプセル型内視鏡の位置を表示する画像表示部と、を備えることを特徴とする。【００２３】
本発明に係る位置検出プログラムは、被検体に導入されて該被検体の内部を移動するカプセル型内視鏡から送信された信号の複数の受信アンテナにおける受信強度をもとに、前記カプセル型内視鏡の前記被検体内における位置を検出する位置検出装置に、前記複数の受信アンテナが受信した信号の各受信強度をもとに、各受信アンテナと前記カプセル型内視鏡との距離を求め、各受信アンテナを中心として各受信アンテナに対応する前記距離を半径とする複数の球のうち少なくとも２つの球が重なり合う領域を取得する領域取得ステップと、前記領域内の複数の点の各々と前記各受信アンテナとの位置関係、及び前記各受信アンテナが受信した信号の受信強度に基づいて、各点における前記カプセル型内視鏡の向きを推定する向き推定ステップと、前記各点の位置と前記カプセル型内視鏡の向きとに基づいて、前記被検体内における前記カプセル型内視鏡の位置を決定する位置決定ステップと、を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、カプセル型内視鏡の向きを推定し、この向きを用いて、各受信アンテナにおける受信強度から取得された領域の中からカプセル型内視鏡の位置をさらに絞り込むので、計算量を抑えつつ、従来よりも高い精度でカプセル型内視鏡の位置を検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係るカプセル型内視鏡システムの概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、図１に示すカプセル型内視鏡の内部の概略構成を示す模式図である。
【図３】図３は、図１に示す情報処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、図１に示す情報処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】図５は、図４に示す位置決定処理の詳細を示すフローチャートである。
【図６】図６は、存在領域の取得処理を説明するための模式図である。
【図７】図７は、図６に示す存在領域の拡大図である。
【図８】図８は、カプセル型内視鏡の向き推定処理の詳細を示すフローチャートである。
【図９】図９は、カプセル型内視鏡の向き推定処理を説明するための模式図である。
【図１０】図１０は、カプセル型内視鏡の向き推定処理を説明するための模式図である。
【図１１】図１１は、各受信アンテナにおける受信強度の理論値の算出原理を説明するための図である。
【図１２】図１２は、各受信アンテナにおける受信強度の理論値の算出原理を説明するための図である。
【図１３】図１３は、各受信アンテナにおける受信強度の理論値の算出原理を説明するための図である。
【図１４】図１４は、各受信アンテナにおける受信強度の理論値の算出原理を説明するための図である。
【図１５】図１５は、カプセル型内視鏡の移動軌跡の補正処理を説明するための図である。
【図１６】図１６は、カプセル型内視鏡の移動軌跡の補正処理を説明するための図である。
【図１７】図１７は、カプセル型内視鏡の存在領域を取得する別の方法を説明するための模式図である。
【図１８】図１８は、本発明の実施の形態１に係るカプセル型内視鏡システムの他の構成例を示す模式図である。
【図１９】図１９は、本発明の実施の形態２に係るカプセル型内視鏡システムが備える受信装置の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、本発明の実施の形態に係る位置検出装置、カプセル型内視鏡システム及びカプセル型内視鏡の位置検出プログラムについて、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、本発明に係る位置検出装置及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。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るカプセル型内視鏡システム１の概略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の内部に導入されたカプセル型内視鏡３から無線送信された無線信号を、受信アンテナユニット４を介して受信する受信装置５と、カプセル型内視鏡３により被検体２内を撮像して得られる画像の撮像位置を推定すると共に、カプセル型内視鏡３により撮像して得られる画像データに基づいて被検体２内の画像を表示する情報処理装置６とを備える。
【００２８】
図２は、カプセル型内視鏡３の内部の概略構成を示す模式図である。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なし、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を有する。また、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。
【００２９】
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の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、これらの各機能部に電源を供給する複数のボタン型電池３８と、例えば円形コイル状又は円形ループ状のアンテナ３９とを備える。
【００３０】
カプセル型内視鏡３は、被検体２に飲み込まれた後、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、例えば０．５秒間隔で被検体２の体腔内を逐次撮像して画像データを生成し、受信装置５に順次送信する。実施の形態１においては、カプセル型内視鏡３の撮像部３４が撮像を行って生成した画像データの画像信号により位置推定処理を実行することも可能であるが、生成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って位置検出処理を実行する方がより好ましい。
【００３１】
受信装置５は、複数（図１においては３つ）の受信アンテナ４０（１）〜４０（３）が配置されたシート状の受信アンテナユニット４と、アンテナケーブル４３によって接続される。受信装置５は、各受信アンテナ４０（１）〜４０（３）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し、無線信号の受信電界強度を受信アンテナ４０（１）〜４０（３）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４０（１）〜４０（３）の受信電界強度情報及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１５参照）に記憶する。また、受信装置５は、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や、当該受信装置５に対する指示操作を入力する際に用いられる操作部５５を備えても良い。
【００３２】
各受信アンテナ４０（１）〜４０（３）としては、主偏波のみを用いる（即ち、交差偏波を用いない）アンテナが好ましい。本実施の形態においては、受信アンテナ４０（１）〜４０（３）として、ダイポールアンテナを用いる。以下、これらの受信アンテナ４０（１）〜４０（３）を、受信アンテナ４０（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ、図１においてはＮ＝３）とも記す。
【００３３】
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、言い換えると、例えば被検体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、情報処理装置６に接続される。
【００３４】
各受信アンテナ４０（ｎ）は、シート４４の所定の位置、例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、各受信アンテナ４０（ｎ）の配置は、検査又は診断等の目的に応じて任意に変更してもよい。
【００３５】
情報処理装置６は、液晶ディスプレイ等の表示部６６ｃを備えたワークステーション又はパーソナルコンピュータを用いて構成される。情報処理装置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であると共に、該画像が撮像された際のカプセル型内視鏡３の位置を検出する位置検出装置である。
【００３６】
情報処理装置６には、受信装置５の記憶部から画像データ等を読み取るクレードル６ａと、キーボードや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、時刻情報及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情報処理装置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、情報処理装置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の内部の生体部位、例えば食道、胃、小腸及び大腸等を観察し、被検体２を診断する。
【００３７】
次に、図１に示す情報処理装置６の構成について詳細に説明する。図３は、図１に示す情報処理装置６の構成を示すブロック図である。図３に示すように、情報処理装置６は、情報処理装置６全体を統括的に制御する制御部６１と、画像データを含む無線信号を受信したタイミングにおけるカプセル型内視鏡３の位置を推定して位置情報を生成する位置情報推定部６２と、画像データごとに位置情報推定部６２が生成したカプセル型内視鏡３の位置情報に基づき、カプセル型内視鏡３の被検体２内における移動軌跡を算出する軌跡算出部６３と、カプセル型内視鏡３から受信した画像データ及び信号強度を記憶する記憶部６４と、キーボードやマウス等の操作入力デバイス６ｂ等からの情報を取得する入力部６５と、ディスプレイで構成される表示部６６ｃを有するとともにプリンタやスピーカー等を用いて構成される出力部６６とを備える。記憶部６４は、情報を磁気的に記憶するハードディスクと、カプセル型内視鏡システム１が処理を実行する際にその処理にかかわる各種プログラムやパラメータ等をハードディスクからロードして電気的に記憶するメモリとを用いて構成される。
【００３８】
位置情報推定部６２は、受信アンテナユニット４の複数の受信アンテナ４０（ｎ）が受信した信号の強度（受信電界強度、以下、単に受信強度ともいう）をそれぞれ取得して、これらの信号の強度からカプセル型内視鏡３の位置（内蔵するアンテナ３９の位置）を推定する。位置情報推定部６２は、存在領域取得部６２１と、向き推定部６２２と、位置決定部６２３とを備える。
【００３９】
存在領域取得部６２１は、各受信アンテナ４０（ｎ）における受信強度をもとに、位置検出タイミングにおけるカプセル型内視鏡３の存在領域を推定する。
【００４０】
向き推定部６２２は、存在領域内の複数の点と各受信アンテナ４０（ｎ）との位置関係、及び、各受信アンテナ４０（ｎ）における受信強度に基づいて、上記複数の点の各々にカプセル型内視鏡３が存在すると想定した場合におけるカプセル型内視鏡３の向き、即ち、カプセル型内視鏡３が内蔵するアンテナ３９の向きを推定する。
【００４１】
位置決定部６２３は、上記存在領域内の各点の位置と、向き推定部６２２が推定したカプセル型内視鏡３の向きとに基づいて、存在領域内におけるカプセル型内視鏡３のより詳細な位置を検出する。
【００４２】
次に、図１に示す情報処理装置６の動作について説明する。図４は、情報処理装置６の動作を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１において、位置情報推定部６２は、カプセル型内視鏡３の位置推定に用いるパラメータを記憶部６４から取得する。パラメータの内容については後述する。
【００４３】
続くステップＳ２において、情報処理装置６は、位置検出タイミングにおいて各受信アンテナ４０（ｎ）が受信した信号の信号強度を取得する。
【００４４】
続くステップＳ３において、位置情報推定部６２は、各受信アンテナ４０（ｎ）における受信強度に基づいて、被検体２内におけるカプセル型内視鏡３の位置を決定し、位置情報を作成する。
【００４５】
図５は、位置情報推定部６２が実行する位置決定処理の詳細を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１１において、位置情報推定部６２は、情報処理装置６に入力された画像データに対応する画像が、表示部６６ｃに表示される画像であるか否かを判断する。例えば、画像データに含まれるノイズの比率が所定の閾値よりも大きい場合、その画像データに対応する画像は表示部６６ｃに表示される画像ではないと判断される。入力された画像データに対応する画像が表示部６６ｃに表示される画像でない場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、処理はメインルーチンに戻る。このような画像は、ユーザが観察をするのに適さない画像と判断されるためである。
【００４６】
入力された画像データに対応する画像が表示部６６ｃに表示される画像である場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、存在領域取得部６２１は、各受信アンテナ４０（ｎ）における受信強度から、各受信アンテナ４０（ｎ）とカプセル型内視鏡３との間の距離ｒnを取得する（ステップＳ１２）。
【００４７】
より詳細には、存在領域取得部６２１は、受信アンテナ４０（ｎ）における受信電界強度をもとに受信信号の電圧Ｖｎを求め、次式（１）を用いて距離ｒnを算出する。
【数１】
0005502248.tif 000002
式（１）において、パラメータＫは、受信アンテナ４０（ｎ）の特性によって決まる定数であり、パラメータαは、生体組織の減衰係数である。これらのパラメータＫ及びαは、予め測定された実測値から導出されたものであり、ステップＳ１において記憶部６４から取得される。
【００４８】
続くステップＳ１３において、存在領域取得部６２１は、各受信アンテナ４０（ｎ）とカプセル型内視鏡３との間の距離ｒnに基づいて、カプセル型内視鏡３が存在する領域（存在領域）Ｔを取得する。より詳細には、各受信アンテナ４０（ｎ）を中心とし、距離ｒnを半径とする複数の球のうち少なくとも２以上の球が重なりあう領域が、存在領域Ｔとして取得される。例えば、受信アンテナ４０（１）〜４０（３）の場合、図６に示すように、受信アンテナ４０（１）を中心とし、距離ｒ1を半径とする球Ｂ１と、受信アンテナ４０（２）を中心とし、距離ｒ2を半径とする球Ｂ２と、受信アンテナ４０（３）を中心とし、距離ｒ3を半径とする球Ｂ３とが重なり合う領域が、カプセル型内視鏡３の存在領域Ｔとして取得される。なお、受信アンテナ４０（１）〜４０（３）の座標を、図６に示すようなＸＹ平面上に取る場合、カプセル型内視鏡３が位置すると推定される球Ｂ１〜Ｂ３は、例えばＺ≦０側（被検体２側）の半球と考えて良い。
【００４９】
図７は、図６に示す存在領域Ｔの拡大図である。ステップＳ１３に続いて、位置情報推定部６２は、存在領域Ｔを格子状に分割した複数の部分領域内の点（例えば中心点。以下、格子点という）Ｐｉの各々について、ループＡの処理を実行する。
【００５０】
ステップＳ１４において、向き推定部６２２は、格子点Ｐｉにカプセル型内視鏡３が存在すると想定した場合のカプセル型内視鏡３の向き推定処理を実行する。
【００５１】
図８は、向き推定部６２２が実行するカプセル型内視鏡３の向き推定処理の詳細を示すフローチャートである。また、図９及び図１０は、カプセル型内視鏡３の向き推定処理を説明するための模式図である。
【００５２】
図８に示すように、向き推定部６２２は、受信アンテナ４０（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ、ｎは自然数）の各々について、ループＢの処理を実行する。
【００５３】
まず、ステップＳ２１において、向き推定部６２２は、図９に示すように、処理対象の受信アンテナ４０（ｎ）の向きを示すベクトルａを取得する。なお、図９においては、ベクトルａをカプセル型内視鏡３の中心（即ち、格子点Ｐｉ）に平行移動させたベクトルをベクトルａ’として併せて示している。
【００５４】
続くステップＳ２２において、向き推定部６２２は、カプセル型内視鏡３と受信アンテナ４０（ｎ）との位置関係から、カプセル型内視鏡３（格子点Ｐｉ）から受信アンテナ４０（ｎ）に向かうベクトルｂを取得する。
【００５５】
続くステップＳ２３において、向き推定部６２２は、ベクトルａ（即ち、ベクトルａ’）とベクトルｂとの外積であるベクトルｃ（ｃ＝ａ×ｂ）を取得する。
【００５６】
さらに、ステップＳ２４において、向き推定部６２２は、受信アンテナ４０（ｎ）における受信強度に基づき、ベクトルｃを半径とする球面ＳＰから、ベクトルｃと直交する円の円周Ｃｎを取得する。ここで、図１０に示すように、カプセル型内視鏡３の向き（即ち、カプセル型内視鏡３が内蔵するアンテナ３９の向き）は、ベクトルｃと同一の始点（格子点Ｐｉ）から出発し、球面ＳＰ上のいずれかの点を終点とするベクトル（以下、ベクトルｘとする）で表すことができる。このとき、ベクトルｃと直交する円の円周（例えば、円周Ｒ１、Ｒ２、…等）では、ベクトルｘが１つの円周上のどの位置を通ったとしても、アンテナ４０（ｎ）における受信強度の理論値は変わらない。そこで、向き推定部６２２は、アンテナ４０（ｎ）の受信強度をもとに、ベクトルｃと直交する１つの円周Ｃｎを、ベクトルｘの終点候補の集合として取得する。
【００５７】
全て（Ｎ個）の受信アンテナ４０（ｎ）について円周Ｃｎを取得した後、ステップＳ２５において、向き推定部６２２は、Ｎ個の円周Ｃｎの交点を求め、この交点からカプセル型内視鏡３（アンテナ３９）の向きＶｃを取得する。この後、処理はメインルーチンに戻る。
【００５８】
ステップＳ１４に続くステップＳ１５（図５参照）において、位置決定部６２３は、格子点Ｐｉの位置及びカプセル型内視鏡３の向きＶｃから、各受信アンテナ４０（ｎ）における受信強度の理論値Ｖｔn（ｉ）を算出する。
【００５９】
ここで、図１１に示すように、カプセル型内視鏡３内に配置された円形コイル又は円形ループ状のアンテナ３９を基準とする座標系ＸLＹLＺL（原点Ｐ）おいて、任意の位置Ｑ（ｘL、ｙL、ｚL）における電磁界（静電界、放射電磁界、誘導電磁界の成分を含む）の磁界成分Ｈｒ及びＨθ、並びに電界成分Ｅψは次式（２−１）〜（２−３）によって表される。
【数２】
0005502248.tif 000003
式（２−１）〜（２−３）において、記号Ｉはアンテナ３９に流れる電流を表し、記号Ｓはアンテナ３９を構成する円形コイルの面積を表す。記号ｒは、アンテナ３９と任意の位置までの距離（ｒ＝（ｘ2＋ｙ2＋ｚ2）1/2）を表す。また、ｋ＝ω（εμ）1/2（εは誘電率、μは透磁率）であり、記号ｊは虚数単位を表す。
【００６０】
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、カプセル型内視鏡３と被検体２の体表に取り付けられた受信アンテナ４０（ｎ）との距離が十分離れている場合、各受信アンテナ４０（ｎ）に到達する電磁界（電磁波）の内では、放射電磁界の成分が最も大きくなる。従って、静電界及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（２−１）〜（２−３）は、次式（３−１）〜（３−３）のように変形することができる。
【数３】
0005502248.tif 000004
【００６１】
被検体２の体表に取り付けられた各受信アンテナ４０（ｎ）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、その検出に必要な式は式（３−３）である。式（３−３）によって与えられる電界Ｅψは、放射電界を表し、交流理論による結果と考えられる。従って、電界Ｅψの瞬時値は、次式（４）のように、式（３−３）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。
【数４】
0005502248.tif 000005
式（４）において、Ｕ＝ωｔ−ｋｒである。
【００６２】
式（４）の実部を抽出すると、電界の瞬時値Ｅ’ψは次式（５）によって与えられる。
【数５】
0005502248.tif 000006
【００６３】
また、式（４）を、図１２に示すように、極座標系（ｒ，θ，ψ）から直交座標系（ＸL，ＹL，ＺL）に変換すると、電界の瞬時値Ｅ’ψの各座標成分（ＥLx，ＥLy，ＥLz）は、次式（６−１）〜（６−３）によって与えられる。
【数６】
0005502248.tif 000007
【００６４】
図１３に示すように、電磁波Ｅｙ、Ｈｚが媒質中を伝搬する場合、導電率等の媒質の特性に応じて、電磁波のエネルギーは媒質に吸収される。例えば、ｘ方向に伝搬する電磁波Ｅｙ、ＨｚのエネルギーＡｒは、次式（７）及び（８）に示すように、減衰因子αｄで指数関数的に減衰する。
【数７】
0005502248.tif 000008
式（８）において、ε＝εｏεｒ（εｏ：真空の誘電率、εｒ：媒質の誘電率）、μ＝μｏμｒ（μｏ：真空の透磁率、μｒ：媒質の透磁率）、ωは角周波数、κは導電率である。
【００６５】
従って、生体内の特性を考慮した場合の電界の瞬時値ＥＬは、次式（９−１）〜（９−３）によって与えられる。
【数８】
0005502248.tif 000009
【００６６】
また、カプセル型内視鏡３のアンテナ３９を基準とする座標系ＸLＹLＺLにおける位置Ｑ（ｘL，ｙL，ｚL）を、被検体２を基準とする座標系ＸWＹWＺWに変換する式は、次式（１０）のとおりである。
【数９】
0005502248.tif 000010
式（１０）において、（ｘWP，ｙWP，ｚWP）及び（ｘWG，ｙWG，ｚWG）は、座標系ＸWＹWＺWにおける位置Ｑ及びアンテナ３９の位置をそれぞれ表す。
【００６７】
式（１０）の右辺に示すＲ00〜Ｒ22を成分とするマトリックスは、座標系ＸWＹWＺWと座標系ＸLＹLＺLの回転マトリクスを表し、次式（１１）によって与えられる。
【数１０】
0005502248.tif 000011
式（１１）において、α及びβはそれぞれ、極座標系における回転量を表す。
【００６８】
これより、被検体２を基準とする座標系ＸWＹWＺW内の位置Ｑ（ｘWP，ｙWP，ｚWP）における電界ＥWは、次式（１２）によって与えられる。
【数１１】
0005502248.tif 000012
【００６９】
式（９−１）〜（１１）を式（１２）に代入することにより、電界ＥWを与える式（１３）が得られる。
【数１２】
0005502248.tif 000013
式（１３）において、ｋ1は定数である。また、（ｇx，ｇy，ｇz）は、ステップＳ１４において取得されたアンテナ３９の向きを表す。
【００７０】
従って、アンテナ３９から発生した電界ＥWを、図１４に示すように、ダイポールアンテナからなる受信アンテナ４０（ｎ）で受信したときに検出される受信強度の理論値Ｖｔn（ｉ）は、次式（１４）によって与えられる。
Ｖｔn（ｉ）＝ｋ2ＥWcosγ
＝ｋ2（ＥWxＤxa＋ＥWyＤya＋ＥWzＤza）  …（１４）
式（１４）において、ｋ2は定数である。また、（Ｄｘａ、Ｄｙａ、Ｄｚａ）は、被検体２を基準とする座標系における受信アンテナ４０（ｎ）の向きを表す。
【００７１】
続くステップＳ１６において、位置決定部６２３は、ステップＳ１５において算出した各受信アンテナ４０（ｎ）の受信強度の理論値Ｖｔn（ｉ）と、各アンテナ４０（ｎ）における現実の受信強度（測定値）Ｖnとの差分の絶対値の和Ｍ（ｉ）を、次式（１５）により算出する。
【数１３】
0005502248.tif 000014
なお、実施の形態１においてはＮ＝３である。
【００７２】
ループＡの処理を全ての格子点Ｐｉについて繰り返した後、ステップＳ１７において、位置決定部６２３は、存在領域Ｔ内で差分の絶対値の和Ｍ（ｉ）が最小となる格子点Ｐｉと、そのときのカプセル型内視鏡３の向きＶｃとを取得する。
【００７３】
さらに、ステップＳ１８において、位置決定部６２３は、取得した格子点Ｐｉの位置を、カプセル型内視鏡３の位置として決定する。この際、位置決定部６２３は、決定した位置を表す位置情報を作成して、記憶部６４に格納する。その後、処理はメインルーチンに戻る。
【００７４】
ステップＳ３に続くステップＳ４（図４参照）において、軌跡算出部６３は、位置情報推定部６２が作成したカプセル型内視鏡３の位置情報と、これまでに記憶部６４に格納されたカプセル型内視鏡３の位置情報とをもとに、時間的に前後するカプセル型内視鏡３の位置を接続することにより、カプセル型内視鏡３の被検体２内における移動軌跡を算出する移動軌跡算出処理を実行する。
【００７５】
ここで、カプセル型内視鏡３の検出位置には、各受信アンテナ４０（ｎ）の配置誤差やノイズ等によって、誤差が含まれることがある。例えば図１５に示すように、カプセル型内視鏡３の検出位置を繋げた移動軌跡Ｌｐは、実際のカプセル型内視鏡３の移動軌跡Ｌｃからずれたものとなってしまう場合がある。しかしながら、カプセル型内視鏡３は、被検体２内の臓器内部を移動するため、実際には、短時間で大きく移動することはないと考えられる。
【００７６】
そこで、軌跡算出部６３は、時間的に前後する座標（例えば前後１つずつを含む３つの座標）から中央値を求めるメディアンフィルタ処理等により補正処理を行いながら軌跡を算出する。その結果、図１６に示すように、実際の移動軌跡Ｌｐにより近い移動軌跡Ｌｃを取得することができる。この移動軌跡Ｌｃは、各受信アンテナ４０（ｎ）の配置誤差やノイズ等に起因して実際の移動軌跡Ｌｐから大きくずれてしまった検出位置Ａ1の影響が低減されたものとなる。また、補正処理としては、メディアンフィルタ処理に限らず、例えば前後２つを含む５つの座標の平均値を求める移動平均処理を用いても良い。算出された移動軌跡は、被検体２の内部が写った画像と一緒に表示部６６ｃに表示されると共に、記憶部６４に記憶される。
【００７７】
以上説明したように、実施の形態１によれば、カプセル型内視鏡３の向きを推定し、この向きを用いて、各受信アンテナ４０（ｎ）における受信強度から取得された存在領域の中から、カプセル型内視鏡３の位置をさらに絞り込むので、従来よりも精度の高い位置検出を行うことが可能となる。
【００７８】
また、実施の形態１によれば、複雑な計算処理が不要となるので、位置決定処理及び移動軌跡算出処理を高速化することが可能となる。
【００７９】
また、実施の形態１によれば、複数の受信アンテナ４０（ｎ）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（ｎ）の配置を調整する必要がなく、さらに、予め各受信アンテナ４０（ｎ）の配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（ｎ）の配置ずれに伴うカプセル型内視鏡３の位置の推定処理における精度低下という問題も回避することができる。
【００８０】
なお、上述した実施の形態１においては、カプセル型内視鏡３の位置を決定する際に、受信アンテナ４０（ｎ）における受信強度の理論値と測定値との差分の絶対値の和を算出したが、理論値と測定値との誤差の最小値を探索可能であれば、他の演算方法を用いても良い。例えば、理論値と測定値との残差２乗和を算出し、この残差２乗和が最小となるときの格子点Ｐｉを検出するようにしても良い。
【００８１】
また、上述した実施の形態１においては、カプセル型内視鏡３の存在領域として、３つの受信アンテナ４０（ｎ）の各々を中心とし、各受信アンテナ４０（ｎ）に対応する距離ｒｎを半径とする全ての球が重なり合う領域を取得した（図７参照）。しかしながら、カプセル型内視鏡３は、少なくとも２以上の球が重なり合う領域の内部に位置することは確実である。このため、存在領域取得部６２１は、例えば３つの受信アンテナ４０（ｎ）のうち２つの受信アンテナ４０（ｎ）に対応する２つの球が重なり合う領域をカプセル型内視鏡３の存在領域として取得しても良い。
【００８２】
また、上述した実施の形態１においては、位置検出タイミングごとに、各受信アンテナ４０（ｎ）をもとに存在領域Ｔを取得したが、カプセル型内視鏡３は、実際には短時間で大きく移動することはないと考えられるため、前回取得した存在領域Ｔをもとに、今回の存在領域Ｔを推定しても良い。例えば、図１７に示すように、前回の位置決定処理においてカプセル型内視鏡３の存在領域Ｔが取得された場合、その次の回では、存在領域Ｔに対してカプセル型内視鏡３が移動可能である範囲を加えた領域Ｔ’内について、ループＡ（図５参照）の処理を実行しても良い。
【００８３】
また、上述した実施の形態１においては、受信アンテナユニット４に３個の受信アンテナ４０（ｎ）を設けた例に説明したが、受信アンテナの数は３個に限定して解釈する必要はない。例えば、図１８に示すカプセル型内視鏡システム１Ａの受信装置５Ａに接続された受信アンテナユニット４Ａのように、８個の受信アンテナ４０（１）〜４０（８）を配置したシート４４Ａを用いてもよい。また、複数の受信アンテナの配置は、検査又は診断等の目的に応じて任意に変更してもよい。
【００８４】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
上述した実施の形態１においては、位置情報推定部６２及び軌跡算出部６３を備える情報処理装置６が、カプセル型内視鏡３の位置を推定して軌跡を算出しているが、受信装置側に位置情報を推定する推定部及び軌跡算出部を設け、受信装置側で被検体２内を撮像したタイミングでのカプセル型内視鏡３の位置を推定する構成としてもよい。この場合、受信装置が位置検出装置として機能する。実施の形態２においては、この場合における受信装置の構成について説明する。
【００８５】
図１９は、実施の形態２に係るカプセル型内視鏡システムが備える受信装置の構成例を示すブロック図である。図１９に示すように、受信装置５Ｂは、上述した受信アンテナ４０（ｎ）（ｎ＝１〜３）と、受信アンテナ４０（ｎ）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により選択された受信アンテナ４０（ｎ）を介して受信した無線信号に対して復調等の処理を実行する送受信回路５０と、送受信回路５０から出力された無線信号から画像データ等を抽出する信号処理を実行する信号処理回路５１と、送受信回路５０から出力された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４０（１）〜４０（３）を択一的に切り替えて受信アンテナ４０（１）〜４０（３）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、当該受信装置５Ｂに対する指示操作を入力する際に用いられる操作部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を介して情報処理装置との間で相互方向に送受信を行うＩ／Ｆ部５７と、受信装置５Ｂの各部に電力を供給する電源部５８と、受信装置５Ｂの動作を制御する制御部５９とを備える。このうち、制御部５９は、図３に示す位置情報推定部６２と同様の機能を有する位置情報推定部５９３と、軌跡算出部６３と同様の機能を有する軌跡算出部５９７とを有する。
【００８６】
受信アンテナ４０（１）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、例えばダイポール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及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５Ｂのアンテナ切替選択スイッチ部４９及びアンテナ電源切替選択部５３の各々に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５Ｂに伝送するとともに、受信装置５Ｂ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４０（２）、４０（３）は、受信アンテナ４０（１）と同様の構成を有するので、説明を省略する。
【００８７】
アンテナ切替選択スイッチ部４９は、機械式スイッチ又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には、各受信アンテナ４０（ｎ）がコンデンサＣ１を介して電気的に接続されている。アンテナ切替選択スイッチ部４９は、無線信号を受信する受信アンテナ４０（ｎ）を切り替える切替信号Ｓｇ１が制御部５９から入力された場合、切替信号Ｓｇ１が指示する受信アンテナ４０（ｎ）を選択し、選択した受信アンテナ４０（ｎ）が受信し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４０（ｎ）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。
【００８８】
送受信回路５０は、アンテナ切替選択スイッチ部４９により選択された受信アンテナ４０（ｎ）が受信した無線信号に対して所定の処理、例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とに出力する。
【００８９】
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、例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。
【００９０】
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。
【００９１】
アンテナ電源切替選択部５３には、各受信アンテナ４０（ｎ）がコイルＬ１を介して電気的に接続されている。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により選択された受信アンテナ４０（ｎ）に対し、アンテナケーブル４３（４３ａ〜４３ｃ）を介して電力を供給する。なお、各受信アンテナ４０（ｎ）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。
【００９２】
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。電源切替選択スイッチ部５３１は、機械式スイッチ又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、電力を供給する受信アンテナ４０（ｎ）を選択する選択信号Ｓｇ２が制御部５９から入力された場合、選択信号Ｓｇ２が指示する受信アンテナ４０（ｎ）を選択し、選択した受信アンテナ４０（ｎ）のみに電力を供給する。
【００９３】
異常検出部５３２は、電力の供給先である受信アンテナ４０（ｎ）に異常が生じている場合、電力の供給先の受信アンテナ４０（ｎ）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。
【００９４】
表示部５４は、液晶又は有機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５Ｂの動作状態、被検体２の患者情報及び検査日時等の各種情報を表示する。
【００９５】
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際に用いられる。操作部５５を介して指示信号が入力されると、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４０（１）〜４０（３）から送信する。受信アンテナ４０（１）〜４０（３）から送信された信号は、カプセル型内視鏡３（図２参照）のアンテナ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。
【００９６】
記憶部５６は、受信装置５Ｂ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。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該画像データに対応付けされた各種情報、例えば推定したカプセル型内視鏡３の位置情報、受信電界強度情報及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５Ｂ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、メモリカード等の外部の記録媒体に情報を記憶させると共に、該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設けても良い。
【００９７】
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を介して情報処理装置と相互方向に送受信を行う。
【００９８】
電源部５８は、受信装置５Ｂ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５Ｂ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５Ｂの各構成部に供給する駆動電力を停止する。
【００９９】
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５Ｂ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５Ｂ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、位置情報推定部５９３と、軌跡算出部５９７とを有する。
【０１００】
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（ｎ）を選択するとともに、選択した受信アンテナ４０（ｎ）のみに電力を供給する制御を実行する。具体的には、選択制御部５９１は、アンテナ選択のタイミングにおいて、受信電界強度検出部５２が検出した各受信アンテナ４０（ｎ）の電界受信強度に基づき、画像信号受信タイミングにおいてカプセル型内視鏡３から送信される画像信号を含む無線信号を受信させる一つの受信アンテナ４０（ｎ）を選択する。また、選択制御部５９１は、画像信号受信タイミングにおいて、選択した受信アンテナ４０（ｎ）のみに電力を供給する制御を実行する。選択制御部５９１は、アンテナ選択のタイミングとして、複数の受信アンテナ４０（ｎ）の中から画像信号を含む無線信号を受信させる受信アンテナ４０（ｎ）を、例えば１００ｍｓｅｃ毎に順次選択するために、受信電界強度検出部５２に各受信アンテナ４０（ｎ）の受信電界強度を検出させてから、選択した一つの受信アンテナ４０（ｎ）のみに電力を供給するためにアンテナ切替選択スイッチ部４９を駆動させる。
【０１０１】
異常情報付加部５９２は、異常検出部５３２が３つの受信アンテナ４０（ｎ）の内のいずれか一つの異常を検出した場合、受信アンテナ４０（ｎ）が受信した無線信号に対し、受信アンテナ４０（ｎ）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する。具体的には、異常情報付加部５９２は、受信アンテナ４０（ｎ）が受信した無線信号に対して信号処理回路５１が信号処理を行うことにより生成された画像データに、異常情報（フラグ）を付加して出力し、記憶部５６に記憶させる。
【０１０２】
位置情報推定部５９３は、図３に示す存在領域取得部６２１と同様の機能を有する存在領域取得部５９４と、向き推定部６２２と同様の機能を有する向き推定部５９５と、位置決定部６２３と同様の機能を有する位置決定部５９６とを備える。
【０１０３】
以上説明したように、実施の形態２によれば、受信装置５Ｂに位置情報推定部５９３を設けるので、被検体２内におけるカプセル型内視鏡３の位置を高精度且つリアルタイムに検出することが可能となる。また、実施の形態２によれば、位置情報推定部５９３における計算量を抑えることができるので、受信装置５Ｂに対する負荷を大きく増加させることなくカプセル型内視鏡３の位置検出を行うことが可能となる。
【符号の説明】
【０１０４】
１、１Ａ  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、４Ａ  受信アンテナユニット
５、５Ａ、５Ｂ  受信装置
６  情報処理装置
６ａ  クレードル
６ｂ  操作入力デバイス
３０  カプセル型容器
３０ａ  容器
３０ｂ  光学ドーム
３２  対物レンズ
３３  レンズ枠
３４  撮像部
３５  照明部
３６  回路基板
３７  送受信回路
３８  ボタン型電池
３９  アンテナ
４０（１）〜４０（８）  受信アンテナ
４１ａ〜４１ｃ  アンテナ部
４２ａ〜４２ｃ  能動回路
４３、４３ａ〜４３ｃ  アンテナケーブル
４４、４４Ａ  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、６４  記憶部
５７  Ｉ／Ｆ部
５８  電源部
５９、６１  制御部
６２、５９３  位置情報推定部
６３、５９７  軌跡算出部
６５  入力部
６６  出力部
６６ｃ  表示部
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
５９４、６２１  存在領域取得部
５９５、６２２  向き推定部
５９６、６２３  位置決定部
【要約】
計算量を抑えつつ、従来よりも高い精度でカプセル型内視鏡の位置検出を行うことができる位置検出装置等を提供する。情報処理装置６は、複数の受信アンテナが受信した信号の各受信強度をもとに、各受信アンテナとカプセル型内視鏡との距離を求め、各受信アンテナを中心として各受信アンテナに対応する距離を半径とする複数の球のうち少なくとも２つの球が重なり合う領域を取得する存在領域取得部６２１と、領域内の複数の点の各々と各受信アンテナとの位置関係、及び各受信アンテナが受信した信号の受信強度に基づいて、各点におけるカプセル型内視鏡の向きを推定する向き推定部６２２と、上記各点の位置とカプセル型内視鏡の向きとに基づいて、被検体内におけるカプセル型内視鏡の位置を決定する位置決定部６２３とを備える。【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６】
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【図７】
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【図８】
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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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