(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業空間（Ａ）内の医療機器（１０）の位置（ｘ，ｙ，ｚ）のコントロール方法であって、
前記医療機器（１０）は送信装置を有し、
前記送信装置が送信した信号（Ｓ）は、１つまたは複数の受信装置（１１〜１４）によって受信されるコントロール方法において、
・信号処理装置（２０）において、基準信号（Ｒ）と、前記受信装置（１１〜１４）で受信された信号（ＳＥ１１〜ＳＥ１４）とに基づいて、位相差（Δφ１，Δφ２，Δφ３・・・）を求め、
・求められた前記位相差（Δφ１，Δφ２，Δφ３・・・）を制御装置（７０）へ供給し、
・前記制御装置（７０）は、前記受信装置（１１〜１４）に対する前記医療機器（１０）の動きを相殺するために、前記位相差（Δφ１，Δφ２，Δφ３・・・）に依存して前記医療機器（１０）の位置（ｘ，ｙ，ｚ）を調整するための操縦装置（８０）を制御する
ことを特徴とする、コントロール方法。
【請求項２】
前記医療機器（１０）が静止するように前記医療機器（１０）を調整する、請求項１記載のコントロール方法。
【請求項３】
・前記基準信号（Ｒ）を基準信号源（６０）によって生成し、
・前記信号処理装置（２０）において、前記基準信号（Ｒ）と、前記受信装置（１１〜１４）で受信された信号（ＳＥ１１〜ＳＥ１４）との位相偏差（ｄΔφ１１，ｄΔφ１２，ｄΔφ１３，ｄΔφ１４・・・）を検出し、
・前記位相偏差（ｄΔφ１１，ｄΔφ１２，ｄΔφ１３，ｄΔφ１４・・・）から前記位相差（Δφ１，Δφ２，Δφ３・・・）を求める、請求項１または２記載のコントロール方法。
【請求項４】
前記位相差（Δφ１，Δφ２，Δφ３・・・）を求めるために、
・前記位相偏差（ｄΔφ１１，ｄΔφ１２，ｄΔφ１３，ｄΔφ１４・・・）のうち１つの位相偏差（ｄΔφ１１）を基準として決定し、
・他の前記位相偏差（ｄΔφ１２，ｄΔφ１３，ｄΔφ１４・・・）と前記基準（ｄΔφ１１）との各差（Δφ１，Δφ２，Δφ３・・・）を形成する、請求項３記載のコントロール方法。
【請求項５】
・前記受信装置（１１〜１４）のうち任意の受信装置（１４）で受信された信号（ＳＥ１４）を基準信号（Ｒ）として使用し、
・前記信号処理装置（２０）において、前記基準信号（ＳＥ１４，Ｒ）と、他の前記受信装置（１１〜１３）で受信された信号（ＳＥ１１〜ＳＥ１３）との位相差（Δφ１，Δφ２，Δφ３・・・）を求める、請求項１記載のコントロール方法。
【請求項６】
前記制御装置（７０）は、前記位相差（Δφ１，Δφ２，Δφ３・・・）が時間的に一定になるように、前記操縦装置（８０）を制御する、請求項１から５までのいずれか１項記載のコントロール方法。
【請求項７】
１つの時点（ｔ１）で求められた前記位相差（Δφ１（ｔ１），Δφ２（ｔ１），Δφ３（ｔ１）・・・）を記憶する、請求項１から５までのいずれか１項記載のコントロール方法。
【請求項８】
前記制御装置（７０）は、前記位相差（Δφ１，Δφ２，Δφ３・・・）が前記記憶された位相差（Δφ１（ｔ１），Δφ２（ｔ１），Δφ３（ｔ１）・・・）に相応するように、前記操縦装置（８０）を制御する、請求項７記載のコントロール方法。
【請求項９】
前記操縦装置（８０）は、前記制御装置（７０）によって設定された制御に依存して、１つまたは複数のグラジエント磁界（Ｇｉｊ）および／または１つまたは複数の磁界成分（Ｂｘ，Ｂｙ，Ｂｚ）を生成する、請求項６または８記載のコントロール方法。
【請求項１０】
前記操縦装置（８０）が、前記医療機器（１０）の動きまたは該医療機器（１０）の位置（ｘ，ｙ，ｚ）と目標位置（ｘ（ｔ１），ｙ（ｔ１），ｚ（ｔ１））との偏差に抗する力を該医療機器（１０）に対して生成するように、該操縦装置（８０）を制御する、請求項６，８および９のいずれか１項記載のコントロール方法。
【請求項１１】
供給された前記位相差のうち、前記制御装置（７０）において前記操縦装置（８０）を制御するために考慮される位相差の数を制限し、とりわけ大きさが最大の位相差（Δφ１，Δφ２，Δφ３，Δφ５，Δφ６，Δφ７・・・）のみに制限し、他の位相差（Δφ４）を無視する、請求項１から１０までのいずれか１項記載のコントロール方法。
【請求項１２】
作業空間（Ａ）内の医療機器（１０）の位置（ｘ，ｙ，ｚ）のコントロール装置であって、
前記医療機器（１０）は信号（Ｓ）を送信するための送信装置を有するコントロール装置において、
・前記信号（Ｓ）を受信するための１つまたは複数の受信装置（１１〜１４）と、
・基準信号（Ｒ）を生成するための基準信号源（６０）と、
・前記受信装置（１１〜１４）で受信された信号（ＳＥ１１〜ＳＥ１４）と前記基準信号（Ｒ）とに基づいて位相差（Δφ１，Δφ２，Δφ３・・・）を求めるための信号処理装置（２０）と、
が設けられており、
・前記受信装置（１１〜１４）および前記基準信号源（６０）は、受信した前記信号（ＳＥ１１〜ＳＥ１４）および前記基準信号（Ｒ）を伝送するために前記信号処理装置（２０）に接続されており、
・前記信号処理装置（２０）は前記位相差（Δφ１，Δφ２，Δφ３・・・）を伝送するために制御装置（７０）に接続されており、
前記制御装置（７０）は、前記受信装置（１１〜１４）に対する前記医療機器の動きを相殺するために、前記位相差（Δφ１，Δφ２，Δφ３・・・）に依存して前記医療機器（１０）の位置（ｘ、ｙ，ｚ）を調整するための操縦装置（８０）を制御することを特徴とする、コントロール装置。
【請求項１３】
前記制御装置（７０）は、前記医療機器（１０）が静止するように前記操縦装置（８０）を制御する、請求項１２記載のコントロール装置。
【請求項１４】
前記信号処理装置（２０）は、
前記基準信号（Ｒ）と前記受信された信号（ＳＥ１１〜ＳＥ１４）との位相偏差（ｄφ１１，ｄφ１２，ｄφ１３，ｄφ１４・・・）を検出するための１つまたは複数の装置（２１〜２４）と、
前記位相偏差（ｄφ１１，ｄφ１２，ｄφ１３，ｄφ１４・・・）から前記位相差（Δφ１，Δφ２，Δφ３・・・）を求めるための差形成装置（５０）と
を有する、請求項１２または１３記載のコントロール装置。
【請求項１５】
前記位相偏差（ｄφ１１，ｄφ１２，ｄφ１３，ｄφ１４・・・）を検出するための１つまたは複数の装置（２１〜２４）はそれぞれ、第１の信号入力端と、第２の信号入力端と、信号出力端とを有し、
・前記基準信号源（６０）は、前記位相偏差（ｄφ１１，ｄφ１２，ｄφ１３，ｄφ１４・・・）を検出するための１つまたは複数の装置（２１〜２４）それぞれの第１の信号入力端に接続されており、
・前記受信装置（１１〜１４）はそれぞれ、前記位相偏差（ｄφ１１，ｄφ１２，ｄφ１３，ｄφ１４）を検出するための１つまたは複数の装置（２１〜２４）の第２の信号入力端に接続されており、
・前記位相偏差（ｄφ１１，ｄφ１２，ｄφ１３，ｄφ１４・・・）を検出するための１つまたは複数の装置（２１〜２４）の信号出力端は前記差形成装置（５０）に接続されており、
・前記差形成装置（５０）は、前記位相差（Δφ１，Δφ２，Δφ３・・・）を伝送するために前記制御装置（７０）に接続されている、請求項１４記載のコントロール装置。
【請求項１６】
前記位相偏差（ｄφ１１，ｄφ１２，ｄφ１３，ｄφ１４・・・）を検出するための１つまたは複数の装置（２１〜２４）の数は、前記受信装置（１１〜１４）の数に相応する、請求項１４または１５記載のコントロール装置。
【請求項１７】
前記位相偏差（ｄφ１１，ｄφ１２，ｄφ１３，ｄφ１４・・・）を検出するための１つまたは複数の装置（２１〜２４）はそれぞれ、ミキサ（３１〜３４）と位相測定器（４１〜４４）を有し、
・前記第１の信号入力端および前記第２の信号入力端は前記ミキサ（３１〜３４）に接続されており、
・前記位相測定器（４１〜４４）は前記ミキサの出力端に接続されており、
・前記位相測定器（４１〜４４）の出力端は前記差形成装置（５０）に接続されている、請求項１５または１６記載のコントロール装置。
【請求項１８】
作業空間（Ａ）内の医療機器（１０）の位置（ｘ，ｙ，ｚ）のコントロール装置であって、
前記医療機器（１０）は信号（Ｓ）を送信するための送信装置を有するコントロール装置において、
・前記信号（Ｓ）を受信するための少なくとも２つの受信装置（１１〜１４）であって、１つの第１の受信装置（１４）と１つまたは複数の第２の受信装置（１１〜１３）とを含む受信装置（１１〜１４）と、
・前記受信装置（１１〜１４）で受信された信号（ＳＥ１１〜ＳＥ１４）に基づいて位相差（Δφ１，Δφ２，Δφ３・・・）を求めるための信号処理装置（２０）と、
が設けられており、
・前記受信装置（１１〜１４）は、受信した前記信号（ＳＥ１１〜ＳＥ１４）を伝送するために前記信号処理装置（２０）に接続されており、
・前記信号処理装置（２０）は前記位相差（Δφ１，Δφ２，Δφ３・・・）を伝送するために制御装置（７０）に接続されており、
前記制御装置（７０）は、前記受信装置（１１〜１４）に対する前記医療機器の動きを相殺するために、前記位相差（Δφ１，Δφ２，Δφ３・・・）に依存して前記医療機器（１０）の位置（ｘ，ｙ，ｚ）を調整するための操縦装置（８０）を制御することを特徴とする、コントロール装置。
【請求項１９】
前記制御装置（７０）は、前記医療機器（１０）が静止するように前記操縦装置（８０）を制御する、請求項１８記載のコントロール装置。
【請求項２０】
前記信号処理装置（２０）は、前記位相差（Δφ１，Δφ２，Δφ３・・・）を求めるための１つまたは複数の装置（２１〜２３）、とりわけ位相検出器（２１〜２３）を有し、
前記位相差（Δφ１，Δφ２，Δφ３・・・）を求めるための装置（２１〜２３）の数は少なくとも、前記第２の受信装置（１１〜１３）の数に相応する、請求項１８または１９記載のコントロール装置。
【請求項２１】
前記位相差（Δφ１，Δφ２，Δφ３・・・）を求めるための装置（２１〜２３）はそれぞれ、第１の信号入力端と、第２の信号入力端と、信号出力端とを有し、
・前記第１の受信装置（１４）は、受信した前記信号（ＳＥ１４）を伝送するために、前記位相差（Δφ１，Δφ２，Δφ３・・・）を求めるための装置（２１〜２３）それぞれの第１の信号入力端に接続されており、
・前記第２の受信装置（１１〜１３）はそれぞれ、前記位相差（Δφ１，Δφ２，Δφ３・・・）を求めるための装置（２１〜２３）の第２の信号入力端に接続されており、
・前記位相差（Δφ１，Δφ２，Δφ３・・・）を求めるための装置（２１〜２３）の信号出力端は前記求められた位相差（Δφ１，Δφ２，Δφ３・・・）を伝送するために、前記制御装置（７０）に接続されている、請求項２０記載のコントロール装置。
【請求項２２】
前記操縦装置（８０）は、前記医療機器（１０）を非接触案内するためのコイル装置であり、とりわけ内視鏡カプセルを非接触案内するためのコイル装置である、請求項１２から２１までのいずれか１項記載のコントロール装置。
【請求項２３】
前記医療機器（１０）は、電磁的かつ非接触で操縦可能な内視鏡カプセルである、請求項１２から２２までのいずれか１項記載のコントロール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば内視鏡カプセル等の医療機器の位置変化を測定するためのシステムと、該位置変化の測定結果を使用して該医療機器の位置を調整するための装置とに関する。
【０００２】
医療において、患者の体内の診断または処置を行うために内視鏡カプセルがますます幅広く使用されてきている。内視鏡カプセルはとりわけ、たとえば身体に生検を行うかまたは薬物を取り込むための医療器具を含み、かつ／または、カメラ等の撮像システムを含むことができる。さらに、カプセルに永久磁石を該カプセルに組み込むことにより、該カプセルに磁気的双極モーメントが生じ、たとえばＤＥ１０３４０９２５Ｂ３に記載されているように、電磁コイル装置を使用して任意に操作できるようにすることができる。
【０００３】
一般的には、体内をたとえば内視鏡カプセル等の医療機器によって検査する際には、該医療機器の位置を監視し、場合によっては調整する。たとえば胃を検査する際には、胃の半分を水によって充填し、内視鏡カプセルを水面で泳がせる。胃内壁の画像を撮影する場合、避けられない水の運動によってカプセルがカメラとともに運動してしまい、不鮮明でぶれてしまった画像しか得られなくなってしまうという問題が生じる。特定の領域の連続した写真を撮影する場合にも、カプセルが静止している必要がある。
【０００４】
位置検出を行うためには、電磁的な測定手法はたいてい、低周波の交番電磁界を使用し、この低周波の交番電磁界は人体にほぼ影響を及ぼさないように透過することにより、絶対位置を検出することができる。ＷＯ２００５／１２０３４５Ａ２にこのようなシステムが記載されている。しかし公知のシステムは、測定精度が制限されるという欠点を有し、さらに、信号雑音比が良好でないことと、このような信号雑音比に伴って所要積分時間が長くなることとに起因して、時間分解能が比較的低くなり、測定値遅延が比較的大きくなってしまう。択一的に、体内の医療機器の絶対位置測定を行うために、高周波の電磁波で位相差測定を行うことが提案されている。この測定では、電磁波が身体の組織を通って伝播するときの誘電率および導電度が異なることにより、自由空間中では球形である波面が著しく変形することは考慮されていない。それにも関わらず絶対位置検出を行えるようにするためには、面倒な補正手法が必要である。
【０００５】
したがって本発明の課題は、医療機器の位置変化を検出してこの位置変化に対抗できる装置および方法を提供することである。
【０００６】
前記課題は、独立請求項に記載された発明によって解決される。従属請求項に有利な実施形態が記載されている。
【０００７】
本発明は、体内における医療機器の位置をコントロールし、場合によっては位置補正を行うためには、該医療機器の絶対位置は必要なく、位置変化の方向と、少なくとも大まかな量とを検出すればよいことに基づく。医療機器と目標位置との偏差を検出した場合、またはより一般的には、医療機器が不所望の動きをしている場合、この偏差ないしは動きに対抗する調整を行うことができる。したがって、相対位置の検出を行うだけで十分である。
【０００８】
こうするためには、医療機器は連続的または間欠的に、高周波の電磁信号を送信し、該電磁信号は、空間的に分布された複数の受信装置によって受信される。医療機器の運動を検出するためには、受信装置で受信された信号と基準信号との間の位相差の時間特性を監視する。この基準信号は、別個の基準信号源から得るか、または前記受信装置のうち１つの受信装置から得ることができる。前記受信装置の位相差のうち１つまたは複数の位相差が変化した場合、医療機器が動いたと推定することができ、場合によっては、医療機器のこのような運動に対抗するために適切な措置を行うことができる。
【０００９】
この対抗措置は制御装置によって、検出された位相差に依存して行われる。前記制御装置は、医療機器の位置を調整するための操縦装置を制御する。この操縦装置は、ＤＥ１０３４０９２５Ｂ３に記載されているように、電磁コイル装置とすることができる。
【００１０】
本発明の方法は、相対位置測定を行うだけで、信号雑音比が高いことにより迅速な測定ひいては短い応答時間を実現できるという利点を有する。それゆえ、医療機器と目標位置との偏差を迅速に検出し、位置変化量が過度に大きくなる前に相応に短時間で補正することができる。さらに、絶対位置測定と異なって有利には、医療機器ないしは送信装置と受信装置との間の身体の組織に関する情報（たとえば誘電率、導電度）が既知である必要ない。
【００１１】
より正確かつ迅速な絶対位置測定を実現するために、本発明の方法ないしは装置とたとえば低周波の別の測定方式とを組み合わせることが考えられる。
【００１２】
下記の実施例および図面に、本発明の別の利点、構成および詳細が記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による装置の第１実施例を示す。
【図２】本発明による装置の第２実施例を示す。
【図３】患者に配置された複数の受信装置および医療機器の配置図である。
【図４】図３中の医療機器が動いた場合に得られる位相差の変化の概略図である。
【図５】操作装置を示す。
【００１４】
第１実施例
図１に、作業空間Ａ内における医療機器１０の位置ｘ，ｙ，ｚをコントロールするための本発明の第１の実施形態の装置を示す。この作業空間Ａは患者の体内の空洞とすることができ、たとえば胃とすることができ、医療機器１０は有利には内視鏡カプセルである。内視鏡カプセル１０に永久磁石が備えられていることにより、該内視鏡カプセル１０は磁気双極子モーメントを有し、たとえばＤＥ１０３４０９２５Ｂ３の記載内容と図５中に一例として示された相応の内容のように、操縦装置８０ないしは電磁コイル装置とによって該内視鏡カプセル１０を電磁的かつ非接触で操縦することができる。
【００１５】
さらに、内視鏡カプセル１０は送信装置も有する。この送信装置は連続的または間欠的に、変調信号または非変調信号Ｓを送信し、たとえば４３５ＭＨｚの周波数の高周波信号Ｓを送信する。
【００１６】
この信号Ｓは１つまたは複数の受信装置１１〜１４によって受信され、この第１実施例では４つの受信装置１１〜１４によって受信される。こうするためには、受信装置１１〜１４に電界および／または磁界を受信するためのアンテナが備えられている。さらに、受信装置１１〜１４はそれぞれ、受信された信号を増幅するためのプリアンプを有する。受信装置１１〜１４によって受信されて増幅された信号ＳＥ１１〜ＳＥ１４は信号処理装置２０へ伝送される。この信号処理装置２０は複数の装置２１〜２４を有し、各受信装置１１〜１４に１つの装置２１〜２４が所属している。装置２１〜２４はそれぞれ、第１の信号入力端および第２の信号入力端と１つの信号出力端とを有し、受信された信号ＳＥ１１〜ＳＥ１４はそれぞれ第２の信号入力端に入力される。
【００１７】
さらに、基準信号Ｒを生成する基準信号源６０が設けられている。基準信号源６０は基準発振器とすることができ、有利には、該基準発振器の周波数と信号Ｓの周波数との偏差は僅かだけである。基準信号Ｒは装置２１〜２４の各第１の信号入力端に入力される。
【００１８】
装置２１〜２４は有利には、それぞれミキサ３１〜３４と位相測定器４１〜４４とを有し、各ミキサ３１〜３４はそれぞれ第１の信号入力端と第２の信号入力端とを有する。装置２１〜２４の第１の信号入力端ないしは第２の信号入力端はミキサ３１〜３４の第１の信号入力端ないしは第２の信号入力端に相応する。位相測定器４１〜４４の信号出力端は装置２１〜２４の信号出力端に相応する。
【００１９】
ミキサ３１〜３４の信号入力端に入力される信号は、自明のように相互にダウンミックスされる。ミキサ３１〜３４の出力信号はそれぞれ、位相測定器４１〜４４の信号入力端へ伝送される。位相測定器４１〜４４は、該位相測定器４１〜４４の入力端に入力された信号の位相位置を検出する。その際にはたとえば、ほぼ方形波信号になるように信号が増幅され、その後に方形波信号のゼロ交差が検出される。このようにして、位相測定器４１〜４４の出力信号はそれぞれ、装置２１〜２４ないしはミキサ３１〜３４の第１の信号入力端に入力された信号の位相と第２の信号入力端に入力された信号の位相との位相偏差ｄφ１１，ｄφ１２，ｄφ１３，ｄφ１４に相応するようになる。たとえば、装置２１の第１の信号入力端に信号Ｒが入力され、該装置２１の第２の信号入力端に、受信装置１１で受信された信号ＳＥ１１が入力される。装置２１の出力信号は、信号ＳＥ１１の位相φ（ＳＥ１１）と基準信号Ｒの位相φ（Ｒ）との偏差ｄφ１１＝φ（ＳＥ１１）−φ（Ｒ）に相応する。装置２２〜２４の入力信号および出力信号にも相応のことが当てはまる。すなわち、装置２１〜２４の出力信号は、受信装置１１〜１４で受信された信号ＳＥ１１〜ＳＥ１４の位相φ（ＳＥ１１），φ（ＳＥ１２），φ（ＳＥ１３），φ（ＳＥ１４）と、基準信号源６０によって生成された基準信号Ｒの位相φ（Ｒ）との位相偏差ｄφ１１，ｄφ１２，ｄφ１３，ｄφ１４に相応する。
【００２０】
基準信号源６０の周波数と内視鏡カプセル１０の送信装置の周波数とは通常は正確には一致しないので、位相偏差ｄφ１１，ｄφ１２，ｄφ１３，ｄφ１４は時間的に一定ではなく、時間経過とともに線形に増大する。しかし、内視鏡カプセル１０が動かないことを前提条件とすると、位相偏差間の差は時間的に一定でなければならない。それゆえ、信号処理装置２０に差形成装置５０が設けられており、この差形成装置５０に偏差ｄφ１１，ｄφ１２，ｄφ１３，ｄφ１４が供給される。
【００２１】
差形成装置５０において位相差Δφ１，Δφ２，Δφ３が求められる。その際には、位相偏差ｄφ１１，ｄφ１２，ｄφ１３，ｄφ１４のうち任意の位相偏差を基準値ｄφｒｅｆとして決定し、たとえばｄφｒｅｆ＝ｄφ１１であると決定し、他の位相偏差ｄφ１２，ｄφ１３，ｄφ１４と該基準値ｄφｒｅｆとの差を形成する。すなわち、Δφ１＝ｄφ１２−ｄφ１１，Δφ２＝ｄφ１３−ｄφ１１、およびΔφ３＝ｄφ１４−ｄφ１１を形成する。前記位相偏差のうち１つを基準値ｄφｒｅｆとして選択することは、任意に行うか、またはたとえば、該位相偏差ｄφ１１，ｄφ１２，ｄφ１３，ｄφ１４の大きさに依存して行うことができる。
【００２２】
位相差Δφ１，Δφ２，Δφ３は時間的に連続して検出されるか、または間欠的に検出される。
【００２３】
位相差Δφ１，Δφ２，Δφ３は制御装置７０へ供給される。制御装置７０は、内視鏡カプセル１０の位置ｘ，ｙ，ｚを調整するための操縦装置８０に接続されており、該操縦装置８０を調整するために位相差Δφ１，Δφ２，Δφ３を使用する。その際には、ｘ，ｙ，ｚが内視鏡カプセル１０の重心の位置をデカルト座標系で定義する。このデカルト座標系はたとえば、操縦装置８０のジオメトリによって設定することができる。
【００２４】
第２実施例
図２に示した第２の有利な実施例では、医療機器１０は第１実施例と同様に送信装置によって連続的または間欠的に、変調信号または非変調信号Ｓを送信する。信号Ｓは受信装置１１〜１４によって受信される。以下では、受信装置１１〜１４のうち１つを第１の受信装置１４と称し、他の受信装置を第２の受信装置１１〜１３と称する。受信装置１１〜１４はそれぞれ、電界および／または磁界を受信するためのアンテナと、受信された信号を増幅するためのプリアンプとを有する。
【００２５】
受信装置１１〜１４によって受信されて増幅された信号ＳＥ１１〜ＳＥ１４は信号処理装置２０へ伝送される。信号処理装置２０において、第２の受信装置１１〜１３で受信された信号ＳＥ１１〜ＳＥ１３と第１の受信装置１４で受信された信号ＳＥ１４との間の位相差Δφ１，Δφ２，Δφ３が求められる。すなわち、Δφ１＝φ（ＳＥ１１）−φ（ＳＥ１４）、Δφ２＝φ（ＳＥ１２）−φ（ＳＥ１４）、Δφ３＝φ（ＳＥ１３）−φ（ＳＥ１４）が求められる。ここでφ（Ｘ）は信号Ｘの位相を表す。その後、第１の受信装置１４の受信された信号ＳＥ１４が、第１の実施例の表現によれば基準信号Ｒとして使用される。
【００２６】
位相差Δφ１，Δφ２，Δφ３を求めるために装置２１〜２３が設けられており、たとえば位相検出器２１〜２３が設けられている。この位相検出器２１〜２３の数は少なくとも、第２の受信装置１１〜１３の数に相応する。
【００２７】
各位相検出器２１〜２３に第１の信号入力端および第２の信号入力端と、信号出力端とが設けられている。第１の受信装置１４は受信した信号ＳＥ１４を伝送するために、各位相検出器２１〜２３の第１の信号入力端に接続されている。第２の受信装置１１〜１３はそれぞれ、位相検出器２１〜２３の第２の信号入力端に接続されており、信号出力端は、求められた位相差Δφ１，Δφ２，Δφ３を伝送するために制御装置７０に接続されている。
【００２８】
受信される信号ＳＥ１１〜ＳＥ１４の周波数は同じであるから、第２実施例では第１実施例とは異なり、位相差を直接検出することができる。
【００２９】
位相差Δφ１，Δφ２，Δφ３は第１実施例と同様に制御装置７０へ供給される。制御装置７０は第１実施例と同様に、内視鏡カプセル１０の位置ｘ，ｙ，ｚを調整するための操縦装置８０に接続されており、該操縦装置８０を調整するために位相差Δφ１，Δφ２，Δφ３を使用する。
【００３０】
信号処理装置２０は、第１の受信装置１４の受信した信号ＳＥ１４の代わりに、他の受信装置１１〜１３のうち任意の受信装置で受信された信号ＳＥ１１〜ＳＥ１３を基準信号Ｒとして使用することができるように構成されている。すなわち、たとえば受信装置１２の信号ＳＥ１２を基準信号Ｒとして使用できるように構成されている。このことに相応して位相差Δφ１，Δφ２，Δφ３は、Δφ１＝φ（ＳＥ１１）−φ（ＳＥ１２），Δφ２＝φ（ＳＥ１３）−φ（ＳＥ１２），Δφ３＝φ（ＳＥ１４）−φ（ＳＥ１２）で計算される。受信装置１２は第１の受信装置の役割を果たし、受信装置１１，１３，１４は第２の受信装置のグループを構成する。第１のマルチプレクサおよび第２のマルチプレクサを使用する構成が考えられる。この構成では、第１のマルチプレクサは信号ＳＥ１１〜ＳＥ１４から１つの信号を選択し、たとえばＳＥ１４を選択し、この１つの信号を位相検出器２１〜２３の第１の信号入力端へ出力し、第２のマルチプレクサは信号ＳＥ１１〜ＳＥ１４から他の３つの信号を選択し、この実施例ではＳＥ１１，ＳＥ１２およびＳＥ１３を選択し、これらの信号をそれぞれ第２の信号入力端へ伝送する。また択一的に、受信装置１１〜１４のうち任意の受信装置を第１の受信装置として回路技術的に規定し、信号ＳＥ１１〜ＳＥ１４を相応に、位相検出器の第１の信号入力端および第２の信号入力端へ伝送する別の構成も可能である。
【００３１】
有利には、測定精度を上昇させるために４つより多くの受信装置が使用される。図３に、内視鏡カプセル１０と８つの受信装置１１〜１８とから成るシステムを示しており、該受信装置１１〜１８は作業空間Ａの領域に取り付けられている。具体的な適用例では、作業空間Ａは患者の体内であり、内視鏡カプセルはたとえば患者の胃の中に存在することができる。図３に示された受信装置１１〜１８の他に付加的に、同図中の図平面の前方および後方の平面に別の受信装置を設けることもできる。有利には受信装置は、内視鏡カプセル１０によって検査される領域全体が受信装置網によって包囲されるように配置される。
【００３２】
動作
第１実施例と第２実施例との相違点は、基準信号Ｒの準備の仕方である。第１実施例では別個の基準信号源６０が基準信号Ｒを生成するのに対し、第２実施例では受信装置１１〜１４のうち任意の受信装置が基準信号Ｒの発生源として使用される。求められた位相差Δφ１，Δφ２，Δφ３に基づいて制御装置７０で実施される内視鏡カプセル１０の位置ｘ，ｙ，ｚのコントロール方法の基本的なステップは、両実施例ともに同じである。
【００３３】
図３に示されたシステムでは７つの位相差Δφ１〜Δφ７が求められ、制御装置７０へ供給される。内視鏡カプセル１０が動かない場合、すなわち受信装置１１〜１８に対して相対的に静止している場合、位相差Δφ１〜Δφ７は時間的に一定である。
【００３４】
カプセル１０が動くと、これが動いている間、位相差Δφ１〜Δφ７のうち少なくともいずれかの位相差が変化する。一般的には、位相差の変化が大きいと、カプセル１０は該カプセル１０と相応の受信装置とを接続する接続線の方向に大きく動くと仮定することができる。
【００３５】
制御装置７０は、該制御装置７０に供給された位相差Δφ１〜Δφ７の時間特性Δφ１（ｔ）〜Δφ７（ｔ）を監視することによって、求められた位相差Δφ１〜Δφ７を評価する。その際には、現在すなわち時点ｔ２で求められた位相差Δφ１（ｔ２）〜Δφ７（ｔ２）と、直前に時点ｔ１で求められた位相差Δφ１（ｔ１）〜Δφ７（ｔ１）とを連続的に比較する（ｔ１＜ｔ２）。
【００３６】
択一的に、任意の第１の時点ｔ１で、該時点で得られた位相差Δφ１（ｔ１）〜Δφ７（ｔ１）を基準値として記憶することができる。たとえば、システムのオペレータが内視鏡カプセル１０を、胃内壁の特定の領域の画像列を取り込む目標位置ｘ（ｔ１），ｙ（ｔ１），ｚ（ｔ１）にもってきた場合、カプセル１０が静止している必要がある。この時点ｔ１において、たとえばオペレータがボタンを押すと、このボタンが押されたことに応答して、現時点で求められた位相差Δφ１（ｔ１）〜Δφ７（ｔ１）が記憶される。その後で第２の時点ｔで求められた位相差Δφ１（ｔ）〜Δφ７（ｔ）は、制御装置７０において、前記記憶された基準値Δφ１（ｔ１）〜Δφ７（ｔ１）と連続的に比較される。
【００３７】
位相差Δφ１〜Δφ７のうち１つまたは複数の位相差が変化した場合、制御装置７０によって操縦装置８０の調整が行われる。操縦装置８０は両実施例ともに、有利には、内視鏡カプセル１０を非接触案内するための複数の個々のコイルの構成体である。このことは、たとえばＤＥ１０３４０９２５Ｂ３に「電磁コイル装置」として記載されている。操縦装置８０は個々のコイルの適切な所期の通電により、１つまたは複数の磁界成分Ｂｘ，Ｂｙ，Ｂｚおよび／または１つまたは複数のグラジエント磁界Ｇｉｊ＝δＢｉ／δｊを生成し、カプセル１０の永久磁石の磁気双極子モーメントとの相互作用により、トルクおよび／または力をカプセル１０に及ぼすことができる。上記式ではｉ，ｊ＝ｘ，ｙ，ｚである。個々のコイルを所期のように通電すること、ひいてはグラジエント磁界Ｇｉｊおよび／または磁界成分Ｂｘ，Ｂｙ，Ｂｚは、制御装置７０によって設定された制御に依存して構成される。
【００３８】
この制御は、上記のように１つまたは複数の位相差の変化に関連する内視鏡カプセル１０の位置ｘ，ｙ，ｚが変化した場合、生成されるパワーおよびトルクがカプセルの検出された動きに抗するようにグラジエント磁界Ｇｉｊおよび／または磁界成分Ｂｘ，Ｂｙ，Ｂｚを調整するように行われる。
【００３９】
個々のコイルの１つまたは複数の通電と、生成されるトルクおよびパワーの大きさおよび方向との関係は既知であるから、位相差を監視することによって検出された内視鏡カプセルの動きの方向と場合によっては大きさとに応じて適切な個別コイルに通電することにより、この動きに対して所期のように抗することができる。操縦装置８０の基本的な動作に関しては、ＤＥ１０３４０９２５Ｂ３を参照されたい。本発明の装置の操縦装置８０は同文献と同様に動作するが、ＤＥ１０３４０９２５Ｂ３の「電磁コイル装置」の構成に決められているわけではなく、該操縦装置８０が含む個別コイルの数を加減したり、場合によっては、生成される磁気的な自由度の数がＤＥ１０３４０９２５Ｂ３の操縦装置ないしは「電磁コイル装置」と異なるように、該操縦装置８０を構成することができる。
【００４０】
したがって、操縦装置８０の制御を制御装置７０によって行うことにより、位相差Δφ１（ｔ）〜Δφ７（ｔ）が時間的に一定になるか、または、現在求められた位相差Δφ１（ｔ）〜Δφ７（ｔ）と記憶された基準値Δφ１（ｔ１）〜Δφ７（ｔ１）とが一致するようになる。このようにして、内視鏡カプセル１０の不所望な動き、または、内視鏡カプセル１０の位置ｘ，ｙ，ｚと目標位置ｘ（ｔ１），ｙ（ｔ１），ｚ（ｔ１）との偏差に対して抗することができる。
【００４１】
別の実施形態
図３中で矢印によって示されたようにカプセル１０がｘ方向に運動すると、受信装置１２，１６に関して求められた位相差Δφ２，Δφ６が比較的大きく変化する。それに対し、受信装置１４，１８で求められた位相差Δφ４，Δφ８は全く変化しないか、またはこれらの位相差Δφ４，Δφ８の変化は最小限にのみとどまる。図４に、受信装置１１〜１８で得られる位相差Δφ１〜Δφ７の変化を任意単位でプロットしたグラフを示す。これらの位相差Δφ１〜Δφ７は、図３中のカプセル１０がｘ方向に運動した場合に得られる。
【００４２】
有利には、位相差が制御装置７０において評価される際に考慮される位相差の数を制限し、とりわけ、大きさが最大の位相差Δφ１，Δφ２，Δφ３，Δφ５，Δφ６，Δφ７のみに制限し、他の位相差Δφ４は無視する。択一的に、位相差の大きさに応じて重み付けを行うことができる。
【００４３】
内視鏡カプセルにたとえばカメラ等の撮像システムが備えられ、該内視鏡カプセルがビデオ信号を送信する場合、該カプセル内にそのために設けられた送信器を信号Ｓの送信にも使用することができる。その搬送周波数には、典型的には４３３ＭＨｚが使用される。信号Ｓの送信のためにカプセル内に設けられる別個の送信装置または別の付加的な組み込み装置を省略することができる。場合によっては、画像伝送が所定の時間間隔で中断され、数ｍｓにわたって位置測定のための非変調信号が送信されるように、カプセルの送信プログラムを変化することもできる。
【００４４】
受信装置は患者に直接固定したり、操縦装置８０に固定することができ、たとえば患者の肌に接着することによって固定することができる。実用上の理由から、たとえばＤＥ１０３４０９２５Ｂ３に記載のような操縦装置８０ないしは電磁コイル装置の場合、シリンダ形の操縦装置８０の内部空間内のシリンダ内壁に受信装置が取り付けられる。
【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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