(57)【要約】  生体内に導入したカプセル型医療装置を所望の３次元方向に回転する回転磁界によって回転させて、カプセル型医療装置に設けた針を内腔表面に穿刺する場合に、回転磁界の回転方向へのカプセル型医療装置の回転が停止した後に回転磁界の回転速度よりも大きい回転速度でカプセル型医療装置が逆回転する脱調動作を脱調動作検知手段によって検知し、脱調動作検知手段による検知結果をもとに、回転磁界を発生させる回転磁界発生装置を制御する。
2010087368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元方向に所望の回転磁界を発生する回転磁界発生装置と、
生体内に導入され、前記回転磁界の回転方向に突没可能で内腔表面に穿刺する針と磁石とを有し、前記磁石に前記回転磁界が印加されたときに該回転磁界の方向に回転するカプセル型医療装置と、
前記針を前記内腔表面に対して斜めに突出させて該針を前記内腔表面に穿刺する場合に、前記回転磁界の回転方向への前記カプセル型医療装置の回転が停止した後に前記回転磁界の回転速度よりも大きい回転速度で前記カプセル型医療装置が逆回転する脱調動作を検知する脱調動作検知手段と、
前記脱調動作検知手段による検知結果をもとに、前記回転磁界発生装置を制御する磁界制御手段と、
を備えたことを特徴とするカプセル型医療装置システム。
【請求項２】
前記脱調動作検知手段による検知結果をもとに、前記カプセル型医療装置の次の脱調動作での逆回転発生時点を予測する脱調予測手段を備え、
前記磁界制御手段は、前記脱調予測手段によって予測された前記次の脱調動作での逆回転発生時点をもとに、前記逆回転発生時点の所定時間前に前記回転磁界発生装置を制御することを特徴とする請求項１に記載のカプセル型医療装置システム。
【請求項３】
前記磁界制御手段は、前記次の脱調動作での逆回転発生時点の所定時間前に前記回転磁界発生装置を制御して磁界の発生を停止させることを特徴とする請求項２に記載のカプセル型医療装置システム。
【請求項４】
前記磁界制御手段は、前記次の脱調動作での逆回転発生時点の所定時間前に前記回転磁界発生装置を制御して磁界の回転を停止させることを特徴とする請求項２に記載のカプセル型医療装置システム。
【請求項５】
前記磁界制御手段は、前記次の脱調動作での逆回転発生時点の所定時間前に前記回転磁界発生装置を制御して、前記回転磁界の回転速度を低下させることを特徴とする請求項２に記載のカプセル型医療装置システム。
【請求項６】
前記脱調動作検知手段は、前記逆回転発生時点前に前記カプセル型医療装置が回転を停止する回転停止時点を検知し、
前記脱調予測手段は、前記脱調動作検知手段による検知結果をもとに前記カプセル型医療装置の次の脱調動作での逆回転発生時点前の回転停止時点を予測し、
前記磁界制御手段は、前記所定時間を、前記次の脱調動作での逆回転発生時点から遡って前記次の回転停止時点までの間とすることを特徴とする請求項２に記載のカプセル型医療装置システム。
【請求項７】
前記回転磁界の回転速度は一定であり、
前記脱調予測手段は、前記脱調動作検知手段が検知した２回以上の隣接する脱調動作での前記逆回転発生時点間の脱調発生周期を求め、該脱調発生周期をもとに前記カプセル型医療装置の次の脱調動作での逆回転発生時点を予測することを特徴とする請求項２に記載のカプセル型医療装置システム。
【請求項８】
前記カプセル型医療装置の回転角度を検出する回転角度検出手段を備え、
前記脱調動作検知手段は、前記回転角度検出手段が検出した前記カプセル型医療装置の回転角度の変化をもとに前記脱調動作を検知することを特徴とする請求項２に記載のカプセル型医療装置システム。
【請求項９】
前記カプセル型医療装置は、生体内画像を順次取得する画像取得手段を備え、
前記回転角度検出手段は、前記画像取得手段から順次出力され時系列的に隣接する生体内画像間の相違をもとに前記カプセル型医療装置の回転角度を検出することを特徴とする請求項８に記載のカプセル型医療装置システム。
【請求項１０】
前記回転角度検出手段は、前記カプセル型医療装置内に設けられたジャイロセンサであることを特徴とする請求項８に記載のカプセル型医療装置システム。
【請求項１１】
前記カプセル型医療装置の回転速度を検出する回転速度検出手段を備え、
前記脱調動作検知手段は、前記回転速度検出手段が検出した前記カプセル型医療装置の回転速度の変化をもとに前記脱調動作を検知することを特徴とする請求項２に記載のカプセル型医療装置システム。
【請求項１２】
前記カプセル型医療装置は、生体内画像を順次取得する画像取得手段を備え、
前記回転速度検出手段は、前記画像取得手段から順次出力され時系列的に隣接する生体内画像間の相違をもとに前記カプセル型医療装置の回転速度を検出することを特徴とする請求項１１に記載のカプセル型医療装置システム。
【請求項１３】
前記回転速度検出手段は、前記カプセル型医療装置内に設けられたジャイロセンサであることを特徴とする請求項１１に記載のカプセル型医療装置システム。
【請求項１４】
前記カプセル型医療装置の角加速度を検出する角加速度検出手段を備え、
前記脱調動作検知手段は、前記角速度検出手段が検出した前記カプセル型医療装置の角加速度の変化をもとに前記脱調動作を検知することを特徴とする請求項２に記載のカプセル型医療装置システム。
【請求項１５】
前記カプセル型医療装置は、生体内画像を順次取得する画像取得手段を備え、
前記角加速度検出手段は、前記画像取得部から順次出力され時系列的に隣接する３つの生体内画像間の相違をもとに前記カプセル型医療装置の角加速度を検出することを特徴とする請求項１４に記載のカプセル型医療装置システム。
【請求項１６】
前記角加速度検出手段は、前記カプセル型医療装置内に設けられたジャイロセンサであることを特徴とする請求項１４に記載のカプセル型医療装置システム。
【請求項１７】
前記カプセル型医療装置内に設けられ、該カプセル型医療装置から外部方向に向けて磁界を放出する磁界放出部と、
前記カプセル型医療装置外の周囲に設けられ、前記磁界放出部から放出された磁界を検出する磁界検出部と、
前記磁界検出部が検出した磁界をもとに前記カプセル型医療装置の回転状態を検出する回転検出手段と、
を備え、
前記脱調動作検知手段は、前記回転検出手段によって検出された前記カプセル型医療装置の回転状態をもとに前記脱調動作を検知することを特徴とする請求項２に記載のカプセル型医療装置システム。
【請求項１８】
前記磁界制御部は、前記脱調動作検出手段が前記カプセル型医療装置の逆回転前の回転停止を検知したことをもとに、前記回転磁界発生装置を制御することを特徴とする請求項１に記載のカプセル型医療装置システム。
【請求項１９】
前記カプセル型医療装置は、前記針の穿刺状態が安定化している状態で前記針から薬液を吐出することを特徴とする請求項１に記載のカプセル型医療装置システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、生体内に導入されたカプセル型医療装置を回転させて所望の内腔表面に針を穿刺し、患部に薬液を注入することができるカプセル型医療装置システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、内視鏡の分野において、飲込み型のカプセル型内視鏡が開発されている。このカプセル型内視鏡は、撮像機能と無線機能とを備え、体腔内の観察のために患者の口から飲み込まれた後、人体から自然排出されるまでの間、たとえば食道、胃、小腸などの臓器の内部をその蠕動運動にしたがって移動し、順次撮像する機能を有する。近年、このようなカプセル型内視鏡として、薬液タンクに接続する針と、この針を突出させるアクチュエータとを設け、病変部などへ薬液を注入できるカプセル型内視鏡が提案されている。【０００３】
なお、特許文献１，２には、カプセル型内視鏡に回転磁界を印加してカプセル型内視鏡を回転させ、該カプセル型内視鏡を移動させる場合、撮像した生体内画像の変化をもとに回転磁界の回転に対するカプセル型内視鏡の回転ずれなどの回転状態を検出するものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２５５１７４号公報
【特許文献２】特開２００６−０６８５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、病変部などに薬液を注入する場合、針を腸壁などの内腔表面に穿刺することが必要であるが、カプセル型内視鏡から穿刺対象の腸壁に針を単に突出させただけでは、腸壁のたわみや腸壁からの反動によって、うまく針が腸壁に刺さらない場合が多く、薬液の注入を確実に行うことができない。外部回転磁界によってカプセル型内視鏡を回転させるときの回転方向に向けてカプセル型内視鏡から針を傾斜させて突出させ、この針が突出した状態で外部回転磁界によってカプセル型内視鏡を回転させると、カプセル型内視鏡の回転力によって腸壁への針の穿刺を容易に行うことができる。【０００６】
しかしながら、この外部回転磁界によるカプセル型内視鏡の回転力を用いた針の穿刺は、腸壁に針が穿刺された状態でさらに外部回転磁界が印加され続けると、針の穿刺によってカプセル型内視鏡の回転が停止してカプセル型内視鏡が外部回転磁界の回転に追従できなくなって脱調状態を呈し、さらに外部回転磁界が回転し続けると、カプセル型内視鏡が逆回転し、針が抜けてしまう可能性がある。【０００７】
具体的に、まず、図９（ａ）に示すように、体腔内でカプセル型医療装置１０の磁石１８が、回転する外部磁界Ｒｆに追従することによって、カプセル型医療装置１０が回転すると、図９（ｂ）に示すように、回転方向に斜めに突出した針１６が内腔表面Ｓに引っかかり、この状態でカプセル型医療装置１０がさらに回転することで針１６が内腔表面Ｓに穿刺される。さらに、外部磁界Ｒｆを印加し続けると、図９（ｃ）に示すように、内腔表面Ｓの組織が伸展し、伸展した組織による反力が発生するため、カプセル型医療装置１０はこれ以上回転しなくなる。さらに外部磁界Ｒｆを印加し続けると、カプセル型医療装置１０内の磁石１８の磁化方向と外部磁界Ｒｆの方向とのずれが大きくなり、このずれが、ある角度より大きくなると、図９（ｄ）に示すように、磁石１８の磁化方向と外部磁界Ｒｆの方向とが一致するように、カプセル型医療装置１０が逆方向に回転し、穿刺していた針１６が抜けてしまう。カプセル型医療装置１０が外部磁界Ｒｆの回転に追従できずに回転を停止してから逆方向に回転し終えるまでの動作を、「脱調動作」と称する。【０００８】
逆に、外部回転磁界によるカプセル型内視鏡の回転が不足すると、腸壁に針を穿刺することができない。一方、カプセル型内視鏡の回転による針の穿刺は、生体内で行われることから、カプセル型内視鏡の回転による針の穿刺状態を知ることは容易ではなく、カプセル型内視鏡に適切な回転を加えるのが難しい。【０００９】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、外部回転転磁界によってカプセル型医療装置を回転させ、この回転による針の穿刺を確実に行うことができるカプセル型医療装置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】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかるカプセル型医療装置システムは、３次元方向に所望の回転磁界を発生する回転磁界発生装置と、生体内に導入され、前記回転磁界の回転方向に突没可能で内腔表面に穿刺する針と磁石とを有し、前記磁石に前記回転磁界が印加されたときに該回転磁界の方向に回転するカプセル型医療装置と、前記針を前記内腔表面に対して斜めに突出させて該針を前記内腔表面に穿刺する場合に、前記回転磁界の回転方向への前記カプセル型医療装置の回転が停止した後に前記回転磁界の回転速度よりも大きい回転速度で前記カプセル型医療装置が逆回転する脱調動作を検知する脱調動作検知手段と、前記脱調動作検知手段による検知結果をもとに、前記回転磁界発生装置を制御する磁界制御手段と、を備えたことを特徴とする。【００１１】
また、この発明にかかるカプセル型医療装置システムは、上述した発明において、前記脱調動作検知手段による検知結果をもとに、前記カプセル型医療装置の次の脱調動作での逆回転発生時点を予測する脱調予測手段を備え、前記磁界制御手段は、前記脱調予測手段によって予測された前記次の脱調動作での逆回転発生時点をもとに、前記逆回転発生時点の所定時間前に前記回転磁界発生装置を制御することを特徴とする。【００１２】
また、この発明にかかるカプセル型医療装置システムは、上述した発明において、前記磁界制御手段は、前記次の脱調動作での逆回転発生時点の所定時間前に前記回転磁界発生装置を制御して磁界の発生を停止させることを特徴とする。【００１３】
また、この発明にかかるカプセル型医療装置システムは、上述した発明において、前記磁界制御手段は、前記次の脱調動作での逆回転発生時点の所定時間前に前記回転磁界発生装置を制御して磁界の回転を停止させることを特徴とする。【００１４】
また、この発明にかかるカプセル型医療装置システムは、上述した発明において、前記磁界制御手段は、前記次の脱調動作での逆回転発生時点の所定時間前に前記回転磁界発生装置を制御して、前記回転磁界の回転速度を低下させることを特徴とする。【００１５】
また、この発明にかかるカプセル型医療装置システムは、上述した発明において、前記脱調動作検知手段は、前記逆回転発生時点前に前記カプセル型医療装置が回転を停止する回転停止時点を検知し、前記脱調予測手段は、前記脱調動作検知手段による検知結果をもとに前記カプセル型医療装置の次の脱調動作での逆回転発生時点前の回転停止時点を予測し、前記磁界制御手段は、前記所定時間を、前記次の脱調動作での逆回転発生時点から遡って前記次の回転停止時点までの間とすることを特徴とする。【００１６】
また、この発明にかかるカプセル型医療装置システムは、上述した発明において、前記回転磁界の回転速度は一定であり、前記脱調予測手段は、前記脱調動作検知手段が検知した２回以上の隣接する脱調動作での前記逆回転発生時点間の脱調発生周期を求め、該脱調発生周期をもとに前記カプセル型医療装置の次の脱調動作での逆回転発生時点を予測することを特徴とする。【００１７】
また、この発明にかかるカプセル型医療装置システムは、上述した発明において、前記カプセル型医療装置の回転角度を検出する回転角度検出手段を備え、前記脱調動作検知手段は、前記回転角度検出手段が検出した前記カプセル型医療装置の回転角度の変化をもとに前記脱調動作を検知することを特徴とする。【００１８】
また、この発明にかかるカプセル型医療装置システムは、上述した発明において、前記カプセル型医療装置は、生体内画像を順次取得する画像取得手段を備え、前記回転角度検出手段は、前記画像取得手段から順次出力され時系列的に隣接する生体内画像間の相違をもとに前記カプセル型医療装置の回転角度を検出することを特徴とする。【００１９】
また、この発明にかかるカプセル型医療装置システムは、上述した発明において、前記回転角度検出手段は、前記カプセル型医療装置内に設けられたジャイロセンサであることを特徴とする。【００２０】
また、この発明にかかるカプセル型医療装置システムは、上述した発明において、前記カプセル型医療装置の回転速度を検出する回転速度検出手段を備え、前記脱調動作検知手段は、前記回転速度検出手段が検出した前記カプセル型医療装置の回転速度の変化をもとに前記脱調動作を検知することを特徴とする。【００２１】
また、この発明にかかるカプセル型医療装置システムは、上述した発明において、前記カプセル型医療装置は、生体内画像を順次取得する画像取得手段を備え、前記回転速度検出手段は、前記画像取得手段から順次出力され時系列的に隣接する生体内画像間の相違をもとに前記カプセル型医療装置の回転速度を検出することを特徴とする。【００２２】
また、この発明にかかるカプセル型医療装置システムは、上述した発明において、前記回転速度検出手段は、前記カプセル型医療装置内に設けられたジャイロセンサであることを特徴とする。【００２３】
また、この発明にかかるカプセル型医療装置システムは、上述した発明において、前記カプセル型医療装置の角加速度を検出する角加速度検出手段を備え、前記脱調動作検知手段は、前記角速度検出手段が検出した前記カプセル型医療装置の角加速度の変化をもとに前記脱調動作を検知することを特徴とする。【００２４】
また、この発明にかかるカプセル型医療装置システムは、上述した発明において、前記カプセル型医療装置は、生体内画像を順次取得する画像取得手段を備え、前記角加速度検出手段は、前記画像取得部から順次出力され時系列的に隣接する３つの生体内画像間の相違をもとに前記カプセル型医療装置の角加速度を検出することを特徴とする。【００２５】
また、この発明にかかるカプセル型医療装置システムは、上述した発明において、前記角加速度検出手段は、前記カプセル型医療装置内に設けられたジャイロセンサであることを特徴とする。【００２６】
また、この発明にかかるカプセル型医療装置システムは、上述した発明において、前記カプセル型医療装置内に設けられ、該カプセル型医療装置から外部方向に向けて磁界を放出する磁界放出部と、前記カプセル型医療装置外の周囲に設けられ、前記磁界放出部から放出された磁界を検出する磁界検出部と、前記磁界検出部が検出した磁界をもとに前記カプセル型医療装置の回転状態を検出する回転検出手段と、を備え、前記脱調動作検知手段は、前記回転検出手段によって検出された前記カプセル型医療装置の回転状態をもとに前記脱調動作を検知することを特徴とする。【００２７】
また、この発明にかかるカプセル型医療装置システムは、上述した発明において、前記磁界制御部は、前記脱調動作検出手段が前記カプセル型医療装置の逆回転前の回転停止を検知したことをもとに、前記回転磁界発生装置を制御することを特徴とする。【００２８】
また、この発明にかかるカプセル型医療装置システムは、上述した発明において、前記カプセル型医療装置は、前記針の穿刺状態が安定化している状態で前記針から薬液を吐出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
この発明によれば、カプセル型医療装置の針を内腔表面に対して斜めに突出させて該針を穿刺する場合に、カプセル型医療装置の脱調動作を脱調動作検知手段が検知し、脱調動作検知手段による検知結果をもとに磁界制御手段が回転磁界発生装置を制御するようにしているので、外部回転転磁界によってカプセル型医療装置を回転させての針の穿刺を確実に行うことができる
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、この発明の実施の形態１にかかるカプセル型医療装置システムの全体構成を示す模式図である。
【図２】図２は、図１に示したカプセル型内視鏡の内部構成を示す模式図である。
【図３】図３は、図１に示したカプセル型内視鏡の針の突没状態を示すＡ−Ａ線断面模式図である。
【図４】図４は、図１に示したカプセル型内視鏡の針の穿刺状態および薬液の注入状態を示す断面図である。
【図５】図５は、図１に示したカプセル型医療装置システムの体外制御部の詳細構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、図１に示したカプセル型医療装置システムの画像比較部による画像比較の一例を示す模式図である。
【図７】図７は、図１に示したカプセル型医療装置システムの回転角度検出部による回転角度検出の一例を示す図である。
【図８】図８は、図１に示したカプセル型医療装置システムでカプセル型内視鏡の脱調が発生せずに、カプセル型内視鏡の回転と外部回転磁化の回転とが互いに同期している場合の回転角度の時間変化を示す図である。
【図９Ａ】図９Ａは、図１に示したカプセル型医療装置システムでカプセル型内視鏡の脱調が発生する場合の回転速度の時間変化を示す図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９Ａに示した時点ｔ０でカプセル型内視鏡に回転磁界が印加されたときの状態を示す図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、図９Ａに示した時点ｔ０から印加された回転磁界に同期してカプセル型内視鏡が回転しているときの状態を示す図である。
【図９Ｄ】図９Ｄは、図９Ａに示した時点ｔ１ａでカプセル型内視鏡の回転が停止したときの状態を示す図である。
【図９Ｅ】図９Ｅは、図９Ａに示した時点ｔ１でカプセル型内視鏡が逆回転を開始したことによって内腔表面から針が抜き去られた状態を示す図である。
【図１０】図１０は、図１に示したカプセル型医療装置システムで検出した逆回転発生時点と予測される次の逆回転発生時点との関係を示すタイムチャートである。
【図１１】図１１は、図１に示したカプセル型医療装置システムでの体外制御部による回転穿刺制御処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、図１に示したカプセル型医療装置システムでの体内観察から薬液注入までの処理概要を示す模式図である。
【図１３】図１３は、この発明の実施の形態２にかかるカプセル型内視鏡の構成を示す断面模式図である。
【図１４】図１４は、図１３に示すカプセル型内視鏡を用いた場合に使用する磁界検出装置の概要構成を示す模式図である。
【図１５】図１５は、この発明の実施の形態２による体外制御部の構成を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、この発明の実施の形態３にかかるカプセル型内視鏡の構成を示す断面模式図である。
【図１７】図１７は、この発明の実施の形態３による体外制御部の構成を示すブロック図である。
【図１８】図１８は、この発明の実施の形態４によるカプセル型内視鏡の回転速度の時間変化を示すタイムチャートである。
【図１９】図１９は、この発明の実施の形態４の変形例によるカプセル型内視鏡の回転速度の時間変化を示すタイムチャートである。
【図２０】図２０は、この発明のカプセル型医療装置システムで、時系列的に隣接する生体内画像間の相違から得られた回転角度の時間変化をもとに、回転角度の１次時間微分処理によって回転速度を求める処理内容を示す図である。
【図２１】図２１は、この発明のカプセル型医療装置システムで、回転速度の時間変化をもとに、回転速度の１次時間微分処理を行って角加速度を求める処理内容を示す図である。
【図２２】図２２は、この発明の実施の形態７による回転磁界の回転速度の時間的変化を示すタイムチャートである。
【図２３Ａ】図２３Ａは、図２２に示した時点ｔ０から時点ｔ３ａまでのカプセル型内視鏡の回転速度を示す概念図である。
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、図２２に示した時点ｔ３ａから時点ｔｓまでのカプセル型内視鏡の回転速度を示す概念図である。
【図２３Ｃ】図２３Ｃは、図２２に示した時点ｔ３以降に行われる薬液注入時のカプセル型内視鏡の回転速度を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照して、この発明を実施するための形態であるカプセル型医療装置システムについて説明する。なお、この実施の形態により、この発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。
【００３２】
（実施の形態１）
まず、この発明の実施の形態１について説明する。図１は、この発明の実施の形態１にかかるカプセル型医療装置システムの全体構成を示す模式図である。図１に示すように、この実施の形態１におけるカプセル型医療装置システム１は、被検体の口から飲み込まれることによって被検体内の体腔内に導入され外部装置と通信するカプセル型医療装置であるカプセル型内視鏡１０と、被検体周囲に設けられ３次元方向に所望の回転磁界を発生できる回転磁界発生装置としての磁界発生部２とを備える。また、カプセル型内視鏡１０との間で無線通信を行いカプセル型内視鏡１０が撮像した画像を含む無線信号を受信するとともにカプセル型内視鏡１０に対する操作信号を送信する送受信部３と、カプセル型医療装置システム１の各構成部位を制御する体外制御部４も備える。また、カプセル型内視鏡１０によって撮像された画像を表示出力する表示部５と、カプセル型医療装置システム１における各種操作を指示する指示情報を体外制御部４に入力する入力部６と、カプセル型内視鏡１０によって撮像された画像情報などを記憶する記憶部７も備える。さらには、磁界発生部２による磁界の発生を制御する磁界制御部８と、磁界制御部８の制御にしたがった電力を磁界発生部２に供給する電力供給部９も備える。
【００３３】
なお、送受信部３は、カプセル型内視鏡１０から送信された信号の受信電界強度をもとに、カプセル型内視鏡１０の被検体内の位置および姿勢を検出する。もちろん、別途、カプセル型内視鏡１０の位置および姿勢を検出する位置検出装置を備えるようにしてもよい。たとえば、カプセル型内視鏡１０に磁界発生部あるいは磁界反射部を設け、磁界発生部２と同様にカプセル型内視鏡１０の周囲を覆うよう複数の磁界センサを設け、この磁界センサの検出結果をもとにカプセル型内視鏡１０の位置および姿勢を検出すればよい。
【００３４】
つぎに、図１に示したカプセル型内視鏡１０について説明する。図２は、図１に示したカプセル型内視鏡１０の内部構成を示す模式図である。また、図３は、針の突没状態を示すＡ−Ａ線断面模式図である。図２に示すように、カプセル型内視鏡１０は、筐体Ｈ内に、送受信部３と無線信号で送受信するアンテナ１１と、観察視野に光を照射する照明部１２ａと、反射光を集光するレンズおよび被検体の体腔内を撮像する撮像素子を含む撮像部１２とを有する。撮像部１２は、生体内画像を順次取得する画像取得手段として機能する。また、カプセル型内視鏡１０は、被検体内の患部などに注入される薬液を貯蔵する薬液タンク機能を有するとともに、弾性材などの伸縮膜で形成され薬液の吐出圧を生成する吐出機能を有したバルーン１３と、図示しない駆動部材の駆動によってバルーン１３の開口を開閉する開閉弁１４も有する。さらには、モータなどを内蔵したリニアアクチュエータ１５と、筐体Ｈに設けられた開口部１６ａを介してカプセル型内視鏡１０内外に突没し、バルーン１３内に貯蔵された薬液を内腔表面近傍の患部などに注入するための針１６も有する。そして、アンテナ１１が受信した送受信部３からの無線信号（操作信号）にしたがってカプセル型内視鏡１０の各構成部位を制御する制御部１７と、径方向に磁界を発生する円板状の磁石１８と、カプセル型内視鏡１０の各構成部位に電力を供給する電池１９も有する。
【００３５】
針１６は、カプセル型内視鏡１０の筐体Ｈの表面に対して突出および収納が可能である。そして、磁石１８の磁化方向は、径方向であり、この磁石１８は、カプセル型内視鏡１０を構成する筐体Ｈの長軸中心Ｃと磁化方向とが互いに垂直となるようにカプセル型内視鏡１０内に設けられる。また、照明部１２ａによる光が観察視野を照射できるように、カプセル型内視鏡１０の撮像部１２側の筐体Ｈの先端は、透明部材で構成されている。
【００３６】
リニアアクチュエータ１５と針１６の後端とは互いに接続している。針１６は、図３に示すように、リニアアクチュエータ１５によってカプセル型内視鏡１０の径方向に突没可能である。また、針１６は、突出した状態で、カプセル型内視鏡１０の筐体Ｈの接線に対して外側に傾斜し、先端が長軸中心Ｃ周りの回転方向に向けられている。なお、リニアアクチュエータ１５は、制御部１７によって制御される。
【００３７】
このカプセル型医療装置システム１では、検査対象である生体（被検体）にカプセル型内視鏡１０を導入した後、カプセル型内視鏡１０に設けられた撮像部１２によって取得された生体内画像を医師等の操作者が体外で観察する。そして、この生体内画像を操作者が観察しながら入力部６から入力した操作情報に従って、磁界制御部８が磁界発生部２に供給する電力を制御し、磁界発生部２が発生する磁界を変化させることによってカプセル型内視鏡１０の位置や向きが制御される。カプセル型内視鏡１０が患部近傍に到達した場合、入力部６の操作によって、カプセル型内視鏡１０内のリニアアクチュエータ１５を駆動させる操作信号が送信され、針１６がカプセル型内視鏡１０外に突出する。図４に示すように、この針１６が突出した状態で、カプセル型内視鏡１０を長軸中心Ｃ周りで、かつ針１６の傾斜方向（矢印Ａ１方向）に回転させるように磁界発生部２から回転磁界を発生させることによって、針１６が体内組織２０の患部２１に穿刺される。そして、開閉弁１４を開とすることによって、患部２１に薬液Ｌｑを注入することができる。
【００３８】
ここで、体外制御部４は、図５に示すように、送受信部３が順次受信した生体内画像を順次取得する画像受信部３１と、画像受信部３１が受信し、時系列的に隣接する生体内画像を比較し、画像間で共通する特徴部分を抽出する画像比較部３２と、画像比較部３２が抽出した特徴部分の画像内の位置からカプセル型内視鏡１０の回転角度を求める回転角度検出部３３とを有する。また、回転角度検出部３３が検出した回転角度をもとに、カプセル型内視鏡１０と外部の回転磁界との回転ずれによって生じるカプセル型内視鏡１０の脱調動作を検知するとともに、脱調動作でのカプセル型内視鏡１０の逆回転発生時点の時間間隔から脱調発生周期を検知する脱調発生検知部３４も有する。さらには、脱調発生検知部３４による脱調動作の検知結果をもとに次の脱調動作でのカプセル型内視鏡１０の逆回転発生時点を予測する脱調発生予測部３５と、脱調発生予測部３５によって予測された次の脱調動作発生時点の直前で外部の回転磁界を停止させる指示を磁界制御部８に指示する磁界制御指示部３６も有する。
【００３９】
脱調発生検知部３４は、カプセル型内視鏡１０の脱調動作を検知する脱調動作検知手段として機能し、脱調発生予測部３５は、カプセル型内視鏡１０の脱調動作を予測する脱調予測手段として機能し、磁界制御指示部３６は、脱調動作検知手段による検知結果をもとに、脱調動作でのカプセル型内視鏡１０の逆回転の発生前に回転磁界発生装置を制御する磁界制御手段として機能する。磁界制御指示部３６が次の脱調動作でのカプセル型内視鏡１０の逆回転発生時点の直前で外部の回転磁界の停止を磁界制御部８に指示することによって、カプセル型内視鏡１０に逆回転を発生させずに針の確実な穿刺状態を維持できる。
【００４０】
画像比較部３２は、上述したように順次受信された生体内画像のうち、時系列的に隣接する２つの生体内画像を比較する。たとえば、時系列的に画像「Ａ」→「Ｂ」→「Ｃ」→「Ｄ」が入力された場合、図６に示すように、画像「Ａ」と画像「Ｂ」とを比較し、その後、画像「Ｂ」と画像「Ｃ」とを比較し、その後、画像「Ｃ」と画像「Ｄ」とを比較する。この場合、一度比較処理が行われた画像「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」などは、図示しない一時記憶部に記憶され、次の比較処理の際に読み出される。画像比較部３２は、図７に示すように、画像「Ａ」，「Ｂ」内の特徴部分Ｅを抽出する。
【００４１】
回転角度検出部３３は、たとえば、図７に示すように、比較された２つの画像「Ａ」，「Ｂ」を重ね合わせ、画像比較部３２で抽出された特徴部分Ｅの画像Ａ，Ｂ上の位置の相違から、画像Ｂの回転角度θ、すなわちカプセル型内視鏡１０の回転角度θを検出する。回転角度検出部３３は、カプセル型内視鏡１０の回転角度を検出する回転角度検出手段として機能する。
【００４２】
ここで、カプセル型内視鏡１０が回転する場合、撮像された生体内画像も回転し続ける。そして、カプセル型内視鏡１０が一定の回転速度で回転し、生体内画像も一定のフレームレートで撮像されていれば、回転角度検出部３３が検出する回転角度は、一定となり、図８に示すように、回転角度は、時間に比例して変化する。
【００４３】
ところが、脱調動作があると、カプセル型内視鏡１０の回転角度の時間的変化は、図９Ａに示すように、３６０°に達せず、すなわちカプセル型内視鏡１０は１回転せず、ある時点で逆回転する。カプセル型内視鏡１０は、図９Ｂに示すように、まず針１６が突出した状態で、図９Ａに示す時点ｔ０から回転する外部磁界（回転磁界）Ｒｆが印加される。そして、時点ｔ０から、回転磁界Ｒｆの回転と同期して回転する（図９Ｃ）。つぎに、図９Ａに示す時点ｔ１ａに近くなるにしたがって内腔表面からの反力によってカプセル型内視鏡１０の回転が回転磁界Ｒｆの回転から遅れ、図９Ａに示す時点ｔ１ａでカプセル型内視鏡１０の回転は停止する（図９Ｄ）。その後、カプセル型内視鏡１０が回転を停止した状態で、回転磁界Ｒｆが回転し続けると、図９Ａに示す時点ｔ１でカプセル型内視鏡１０は急激に逆回転を開始し、結果として内腔表面Ｓから針１６が抜き去られる（図９Ｅ）。そして、さらに回転磁界Ｒｆが回転し続けると、この回転磁界Ｒｆの回転に再び同期してカプセル型内視鏡１０は回転する。
【００４４】
脱調発生検知部３４は、図９に示したカプセル型内視鏡１０の回転角度の変化から、特に、逆回転発生時点ｔ１，ｔ２を検知する。好ましくは、カプセル型内視鏡１０の回転が停止する回転停止時点ｔ１ａ，ｔ２ａも検知する。
【００４５】
この脱調発生検知部３４によって２回の逆回転発生時点ｔ１，ｔ２が検知された場合、脱調発生予測部３５は、図１０に示すように、逆回転発生時点ｔ１，ｔ２間の時間間隔である脱調発生周期Ｔを求め、この脱調発生周期Ｔをもとに、回転磁界Ｒｆが一定の回転速度で回転し続けた場合に発生する次の脱調動作での逆回転発生時点ｔ３を予測する。
【００４６】
この予測された次の脱調動作での逆回転発生時点ｔ３が求められると、磁界制御指示部３６は、逆回転発生時点ｔ３の直前に回転磁界Ｒｆの発生を停止させる指示を磁界制御部８に出力する。磁界制御部８は、この指示を受けて、磁界発生部２の磁界発生動作が停止するように電力供給部９を制御する。これによって、カプセル型内視鏡１０は、逆回転せずに、針１６が内腔表面Ｓに確実かつ安定して穿刺された状態を維持することになる。したがって、この穿刺状態で薬液Ｌｑを針１６から吐出することによって、患部２１への薬液Ｌｑの注入が確実に行われることになる。
【００４７】
なお、次の脱調動作での逆回転発生時点ｔ３の直前とは、逆回転発生時点ｔ３よりも所定時間Δｔ前の時点ｔｓであり、この時点ｔｓは、回転磁界Ｒｆの回転方向へのカプセル型内視鏡１０の回転が停止する回転停止時点ｔ３ａから逆回転発生時点ｔ３に到達する前までの期間に設定される。この期間のカプセル型内視鏡１０は、回転を停止している状態にある。
【００４８】
ここで、図１１に示したフローチャートと図１２とを参照して、薬液の注入処理手順について説明する。図１１において、まず、生体内に導入されたカプセル型内視鏡１０に生体内画像を取得させ（図１２（ａ））、この取得された生体内画像を送受信部３で受信して表示部５に表示させて体腔内を観察できるようにする（ステップＳ１０１）。なお、カプセル型内視鏡１０は、その後も続けて一定のフレームレートで生体内画像を取得し、送信する。その後、操作者は、体腔内画像を観察しつつ、患部２１を発見すると、入力部６から、針１６あるいは開口部１６ａを患部２１に対して位置合わせをするための操作情報を入力する。この操作情報が入力されると、体外制御部４は、針１６あるいは開口部１６ａを患部２１に対して位置合わせをする（図１２（ｂ））ための処理を行う（ステップＳ１０２）。
【００４９】
その後、体外制御部４は、針１６を外部に突出させる指示をカプセル型内視鏡１０に送り、カプセル型内視鏡１０は、この指示を受けて、リニアアクチュエータ１５を駆動させて針１６を突出させる（ステップＳ１０３、図１２（ｃ））。その後、体外制御部４は、磁界制御部８を介して磁界発生部２を制御し、カプセル型内視鏡１０を一定速度で回転させるための回転磁界Ｒｆを磁界発生部２に発生させ、この回転磁界Ｒｆをカプセル型内視鏡１０に印加させる（ステップＳ１０４、図１２（ｄ））。この回転磁界Ｒｆの印加により、カプセル型内視鏡１０は回転を開始する。
【００５０】
その後、体外制御部４は、順次受信される生体内画像をもとにカプセル型内視鏡１０の回転角度を検出する（ステップＳ１０５）。また、体内制御部４は、脱調動作の発生を検知しても回転磁界Ｒｆの印加を継続して、少なくとも２回の脱調を発生させる（ステップＳ１０６）。さらに、体外制御部４は、検知された複数の脱調動作でのカプセル型内視鏡１０の逆回転発生時点をもとに、脱調発生周期Ｔを算出するとともに、次に発生する脱調動作でのカプセル型内視鏡１０の逆回転発生時点を予測する（ステップＳ１０７）。
【００５１】
その後、体外制御部４は、磁界発生部２を制御して次の脱調動作でのカプセル型内視鏡１０の逆回転発生時点の直前で回転磁界Ｒｆの印加を停止させ（ステップＳ１０８）、針１６の穿刺が安定した状態で、患部２１への薬液の注入をカプセル型内視鏡１０に行わせる（ステップＳ１０９）。その後、体外制御部４は、カプセル型内視鏡１０に開閉弁１４を閉じさせ（ステップＳ１１０）、磁界発生部２を制御してカプセル型内視鏡１０に逆回転磁界を印加させて針１６の抜去処理を行い（ステップＳ１１１）、さらに針１６を収納する処理をカプセル型内視鏡１０に行わせ（ステップＳ１１２）、本処理を終了する。なお、針１６の抜去処理は、逆回転磁界を印加せず、正回転磁界をさらに印加してカプセル型内視鏡１０に脱調動作を行わせることによって行ってもよい。
【００５２】
また、ステップＳ１０８による回転磁界の印加停止は、体外制御部４が自律的に行っていたが、これに限らず、穿刺状態が安定している旨を表示部５に表示出力し、操作者から入力部６を介して入力される操作信号をもとに回転磁界の印加を停止させてもよい。
【００５３】
この実施の形態１では、生体内でカプセル型内視鏡１０を回転させて針１６の穿刺を行う場合、カプセル型内視鏡１０の逆回転動作をもとに、この逆回転動動作が生じないようにして安定した穿刺を行うようにしているので、カプセル型内視鏡１０の回転を直接観察できない場合であっても、確実かつ安定した針１６の穿刺を行うことができる。結果的に患部２１に確実に薬液を注入することができる。
【００５４】
（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、カプセル型内視鏡１０が取得した生体内画像をもとに回転角度検出部３３がカプセル型内視鏡１０の回転を検出するようにしていたが、この実施の形態２では、カプセル型内視鏡１０の回転を外部から直接検出できるようにしている。
【００５５】
図１３は、この発明の実施の形態２にかかるカプセル型医療装置システムに用いられるカプセル型内視鏡１０ａの構成を示す断面模式図である。図１３に示すように、このカプセル型内視鏡１０ａは、外部方向に向けて磁界を放出する磁界放出部、具体的にはカプセル型内視鏡１０ａの径方向に磁界を発生させる磁界発生用コイル４０を有している。その他の構成は、カプセル型内視鏡１０と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００５６】
一方、この実施の形態２では、図１４に示すように、磁界発生部２と同様に、カプセル型内視鏡１０ａの外部でカプセル型内視鏡１０ａを覆うように、磁界を検出する複数のセンスコイル群４１が設けられた磁界検出装置４２を有する。センスコイル群４１は、カプセル型内視鏡１０ａの磁界放出部から放出された磁界、すなわち磁界発生用コイル４０から放出された磁界を検出する磁界検出部として機能し、磁界検出装置４２は、センスコイル群４１が検出した磁界強度を体外制御部４に送出する。
【００５７】
磁界発生用コイル４０は、磁界発生部２が回転磁界を発生させてカプセル型内視鏡１０ａを回転させる場合に、制御部１７の制御のもとに、電流が印加され、磁界を発生させる。この発生した磁界は、カプセル型内視鏡１０ａの回転とともに、回転し、しかも指向性をもっているため、センスコイル群４１が検出した磁界強度をもとに、体外制御部４は、カプセル型内視鏡１０ａの回転角度を検出することができる。
【００５８】
この場合、図１５に示すように、体外制御部４に対応する体外制御部４ａでは、回転角度検出のための画像処理を行う必要がないので、画像比較部３２の構成を削除することができる。また、実施の形態１の回転角度検出部３３に替えて、センスコイル群４１が検出した磁界強度をもとにカプセル型内視鏡１０ａの回転状態、具体的には回転角度を検出する回転角度検出部３３ａが回転検出手段として設けられる。体腔内画像を観察することなくカプセル型内視鏡１０ａの針１６と患部２１との位置合わせを行うことができるように、カプセル型内視鏡１０ａの位置、向き、回転角度と患部２１の位置とを検出する機能をカプセル型医療装置システムに付与した場合には、体外制御部４ａから画像受信部３１を削除することも可能である。
【００５９】
なお、磁界検出装置４２を用いることによって、カプセル型内視鏡１０ａの位置および姿勢を精度よく検出することができ、カプセル型内視鏡１０ａの誘導を精度高く行うことができる。
【００６０】
（実施の形態３）
つぎに、この発明の実施の形態３について説明する。上述した実施の形態１では、カプセル型内視鏡１０が取得した生体内画像をもとに回転角度検出部３３がカプセル型内視鏡１０の回転を検出するようにしていたが、この実施の形態３では、カプセル型内視鏡１０の回転をカプセル型内視鏡１０自体が直接検出して回転情報を送信するようにしている。
【００６１】
図１６は、この発明の実施の形態３にかかるカプセル型医療装置システムに用いられるカプセル型内視鏡１０ｂの構成を示す断面模式図である。図１３に示すように、このカプセル型内視鏡１０ｂは、カプセル型内視鏡１０ｂ自体の回転角度を検出するジャイロセンサ５０を有している。ジャイロセンサ５０は、回転角度検出手段として機能する。また、制御部１７に対応する制御部５１は、このジャイロセンサ５０が取得した回転角度を外部送信する制御を行う。その他の構成は、カプセル型内視鏡１０と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００６２】
この場合、図１７に示すように、体外制御部４に対応する体外制御部４ｂでは、回転角度検出のための画像処理および回転角度検出処理を行う必要がないため、画像比較部３２および回転角度検出部３３の構成を削除することができる。また、体腔内画像を観察することなくカプセル型内視鏡１０ｂの針１６と患部２１との位置合わせを行うことができるように、カプセル型内視鏡１０ｂの位置、向き、回転角度と患部２１の位置とを検出する機能をカプセル型医療装置システムに付与した場合には、体外制御部４ｂから画像受信部３１を削除することも可能である。
【００６３】
この実施の形態３では、ジャイロセンサ５０が直接、カプセル型内視鏡１０ｂの回転角度を検出しているので、回転角度検出処理に伴うタイムラグが生じないので、ほぼリアルタイムでカプセル型内視鏡１０ｂの回転角度を把握することができる。
【００６４】
（実施の形態４）
つぎに、この発明の実施の形態４について説明する。上述した実施の形態１〜３では、いずれもカプセル型内視鏡１０，１０ａ，１０ｂの回転角度をもとに脱調発生検出部３４が脱調動作の発生を検知していたが、この実施の形態４では、カプセル型内視鏡の回転速度をもとに、脱調発生検出部が脱調動作の発生を検知するようにしている。
【００６５】
この実施の形態４では、図１６に示したカプセル型内視鏡１０ｂのジャイロセンサ５０がカプセル型内視鏡１０ｂの回転角度ではなく、回転速度を直接、検出し、この回転速度の変化もとに脱調発生検出部が脱調動作の発生を検知するようにしている。ジャイロセンサ５０は、カプセル型内視鏡１０ｂの回転速度を検出する回転速度検出手段として機能する。カプセル型内視鏡１０ｂが脱調動作せずに、回転磁界に同期して回転している場合、カプセル型内視鏡１０ｂの回転速度は一定になる。これに対し、脱調動作が生じる場合には、図１８に示すような回転速度の時間的変化が周期的に生じる。この回転速度の時間的変化は、図９に示した回転角度の時間的変化に対応し、回転角度を時間微分した値が回転速度となる。
【００６６】
すなわち、回転磁界の印加当初は、時点ｔ０からカプセル型内視鏡１０ｂの回転が回転磁界の回転に同期し、回転速度は一定であるが、その後、内腔表面Ｓからの反力によって徐々に回転速度が低下し、時点ｔ１ａで回転速度は０になり、カプセル型内視鏡１０ｂは回転を停止する。その後、回転磁界が印加し続けられ、時点ｔ１で急激に逆回転し、負の大きな回転速度を示す。その後、再び、カプセル型内視鏡１０ｂは、回転磁界に同期する回転速度に復帰し、上述した時間変化を繰り返す。
【００６７】
この回転速度を検知した場合であっても、図１８に示すように回転速度が急激に変化する逆回転発生時点ｔ１，ｔ２の検出が可能であり、この逆回転発生時点ｔ１，ｔ１によって脱調発生周期Ｔも容易に求められ、次の逆回転発生時点ｔ３も容易に予測することができる。この場合、逆回転発生時点の回転速度の変化は急峻であるため、脱調発生検出部による逆回転発生時点の検出が容易になる。
【００６８】
なお、回転角度に替えてジャイロセンサ５０が角加速度を検出し、この角加速度の変化もとに脱調発生検出部が脱調動作の発生を検知するようにしてもよい。ジャイロセンサ５０は、カプセル型内視鏡１０ｂの角加速度を検出する角加速度検出手段として機能する。この場合、カプセル型内視鏡１０ｂの角加速度は、図１９に示すような時間的変化を示す。この場合も、逆回転発生時点ｔ１，ｔ２における角加速度の変化は急峻であるため、脱調発生検出部は容易に逆回転発生時点を検出することができる。なお、角加速度の場合、角度の２次時間微分であるため、逆回転発生時点は、角加速度をゼロクロスする。このため、逆回転発生時点の検出が一層容易かつ精度が高くなる。
【００６９】
また、上述した実施の形態４では、ジャイロセンサ５０を用いて回転速度あるいは角加速度を検出するようにしていたが、これに限らず、実施の形態１による画像間の相違にもとづいた回転角度の検出結果、あるいは実施の形態２による磁界の外部検出による回転角度の検出結果をもとに、１次時間微分処理によって回転速度検出部が回転速度を求め、あるいは回転角度の２次時間微分処理または回転速度の１次時間微分処理によって角加速度検出部が角加速度を求めるようにしてもよい。回転速度検出部は回転速度検出手段として機能し、角加速度検出部は角加速度検出手段として機能する。
【００７０】
図２０は、時系列的に隣接する生体内画像間の相違から得られた回転角度の時間変化をもとに、回転角度の１次時間微分処理によって回転速度検出部が回転速度を求める処理内容を示している。なお、この場合、取得される生体内画像は、一定のフレームレートで撮像され、一定の画像取得周期ＦＲ間隔で生体内画像が出力される。回転速度検出部は、得られた生体内画像間の回転角度差を一定の画像取得周期ＦＲで除算することによって回転速度Ｓａを演算出力する。
【００７１】
また、図２１は、回転速度の時間変化をもとに、回転速度の１次時間微分処理を行って角加速度を求める処理内容を示す図である。角加速度検出部は、図２０で得られた回転速度をさらに時間微分することによって角加速度Ｓｂを演算出力する。この場合、画像の回転角度から角加速度を得るには、少なくとも時系列的に隣接する３つ以上の画像の回転角度が必要となる。
【００７２】
（実施の形態５）
つぎに、この発明の実施の形態５について説明する。上述した実施の形態１〜４では、いずれも２回以上の連続する逆回転発生時点ｔ１，ｔ２を脱調発生検知部３４が検知して次の逆回転発生時点ｔ３を脱調発生予測部３５が予測し、逆回転発生時点ｔ３の直前に体外制御装置４が磁界発生部２によるカプセル型内視鏡への回転磁界の印加を停止させていたが、この実施の形態５では、１回の脱調動作によって回転磁界の印加を停止するようにしている。
【００７３】
すなわち、逆回転発生時点ｔ１，ｔ２より前の期間では、カプセル型内視鏡は回転が停止した状態となっており、この状態の期間、すなわち回転停止時点ｔ１ａから逆回転発生時点ｔ１までの期間、あるいは回転停止時点ｔ２ａから逆回転発生時点ｔ２までの期間は、回転角度が一定であり、回転速度が０で一定であり、角加速度も０で一定である。したがって、カプセル型内視鏡の回転が停止する回転停止時点ｔ１ａの検出ができる。この実施の形態５では、回転停止時点ｔ１ａを脱調発生検知部が検知すると、体外制御部４が、具体的には磁界制御指示部３６が、この回転停止時点ｔ１ａで、逆回転発生時点の直前時点と同様に回転磁界の印加を停止する指示を磁界制御部８に出力する。これによって、回転停止時点を１回検出するのみで、確実かつ安定した穿刺状態を得ることができ、針の穿刺動作にかかる時間を短縮することができる。
【００７４】
（実施の形態６）
つぎに、この発明の実施の形態６について説明する。上述した実施の形態１〜５では、次の脱調動作での逆回転発生時点ｔ３の直前あるいは回転停止時点ｔ１ａでカプセル型内視鏡への回転磁界の印加を停止するようにしていたが、この実施の形態６では、次の脱調動作での逆回転発生時点ｔ３の直前あるいは回転停止時点ｔ１ａで回転磁界の回転を停止させるように体外制御部４が磁界制御部８を制御するのみで、カプセル型内視鏡への磁界の印加は停止させずに磁界の印加を維持するようにしている。
【００７５】
この実施の形態６では、カプセル型内視鏡の停止状態を積極的に保持することができるので、針の穿刺状態の一層の安定化を図ることができる。
【００７６】
（実施の形態７）
つぎに、この発明の実施の形態７について説明する。上述した実施の形態１〜５では、次の脱調動作での逆回転発生時点ｔ３の直前あるいは回転停止時点ｔ１ａでカプセル型内視鏡への回転磁界の印加を停止するようにしていたが、この実施の形態７では、次の脱調動作での逆回転発生時点ｔ３の直前あるいは回転停止時点ｔ１ａから体外制御部、具体的には磁界制御指示部が磁界発生部を制御し、回転磁界の回転速度を極めて低い速度にすることによって実質的にカプセル型内視鏡の針の穿刺状態を保持するようにしている。
【００７７】
図２２は、この実施の形態７による回転磁界の回転速度の時間的変化を示している。図２２（ａ）に示すカプセル型内視鏡の回転角度と図２２（ｂ）に示す回転磁界の回転速度（回転磁界速度）との対比から明らかなように、体外制御部４は、次の脱調動作での逆回転発生時点ｔ３の直前の時点ｔｓから磁界制御部８を制御し、これを受けて磁界制御部８が磁界発生部２を制御して、外部磁界（回転磁界）Ｒｆの回転速度（回転磁界速度）をこれまでの回転磁界速度（通常速）ＳＰａから極低速の回転磁界速度ＳＰｂに低下させるようにしている。
【００７８】
図２２に示す時点ｔ０から時点ｔｓまでは、回転磁界Ｒｆの回転速度を回転磁界速度ＳＰａとすることにより、カプセル型内視鏡の回転速度もＳＰａ（図２３Ａ、図２３Ｂ）とする。また、図２２に示す時点ｔｓからは、回転磁界Ｒｆの回転速度を低下させて時点ｔ３以前に回転磁界速度ＳＰｂとすることにより、カプセル型内視鏡の回転速度もＳＰｂ（図２３Ｃ）としてカプセル型内視鏡を極めてゆっくり回転させる。すなわち、次の逆回転発生時点ｔ３に到達するのに時間がかかるようにして、この逆回転発生時点ｔ３に到達する前にカプセル型内視鏡から患部などに薬液を注入しようとするものである。
【００７９】
この実施の形態７によっても、カプセル型内視鏡の停止状態を安定的に保持することができ、針の穿刺状態の安定化を図ることができる。
【００８０】
なお、実施の形態５と同様に、１回目の脱調動作での回転停止時点ｔ１ａから、急激に極低速の回転磁界速度ＳＰｂとして実質的にカプセル型内視鏡の回転を停止させ、針の穿刺状態の安定化を図るようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１  カプセル型医療装置システム
２  磁界発生部
３  送受信部
４，４ａ，４ｂ  体外制御部
５  表示部
６  入力部
７  記憶部
８  磁界制御部
９  電力供給部
１０，１０ａ，１０ｂ  カプセル型内視鏡
１１  アンテナ
１２  撮像部
１２ａ  照明部
１３  バルーン
１４  開閉弁
１５  リニアアクチュエータ
１６  針
１７，５１  制御部
１８  磁石
１９  電池
２０  体内組織
２１  患部
３１  画像受信部
３２  画像比較部
３３，３３ａ  回転角度検出部
３４  脱調発生検知部
３５  脱調発生予測部
３６  磁界制御指示部
４０  磁界発生用コイル
４１  センスコイル群
４２  磁界検出装置
５０  ジャイロセンサ
【図１】
2010087368.tif 000003
【図２】
2010087368.tif 000004
【図３】
2010087368.tif 000005
【図４】
2010087368.tif 000006
【図５】
2010087368.tif 000007
【図６】
2010087368.tif 000008
【図７】
2010087368.tif 000009
【図８】
2010087368.tif 000010
【図９Ａ】
2010087368.tif 000011
【図９Ｂ】
2010087368.tif 000012
【図９Ｃ】
2010087368.tif 000013
【図９Ｄ】
2010087368.tif 000014
【図９Ｅ】
2010087368.tif 000015
【図１０】
2010087368.tif 000016
【図１１】
2010087368.tif 000017
【図１２】
2010087368.tif 000018
【図１３】
2010087368.tif 000019
【図１４】
2010087368.tif 000020
【図１５】
2010087368.tif 000021
【図１６】
2010087368.tif 000022
【図１７】
2010087368.tif 000023
【図１８】
2010087368.tif 000024
【図１９】
2010087368.tif 000025
【図２０】
2010087368.tif 000026
【図２１】
2010087368.tif 000027
【図２２】
2010087368.tif 000028
【図２３Ａ】
2010087368.tif 000029
【図２３Ｂ】
2010087368.tif 000030
【図２３Ｃ】
2010087368.tif 000031
【手続補正書】
【提出日】平成22年6月23日(2010.6.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【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】
３次元方向に所望の回転磁界を発生する回転磁界発生装置と、
生体内に導入され、前記回転磁界の回転方向に突没可能で内腔表面に穿刺する針と磁石とを有し、前記磁石に前記回転磁界が印加されたときに該回転磁界の方向に回転するカプセル型医療装置と、
前記針を前記内腔表面に対して斜めに突出させて該針を前記内腔表面に穿刺する場合に、前記回転磁界の回転方向への前記カプセル型医療装置の回転が停止した後に前記回転磁界の回転速度よりも大きい回転速度で前記カプセル型医療装置が逆回転する脱調動作を検知する脱調動作検知手段と、
前記脱調動作検知手段による検知結果をもとに、前記回転磁界発生装置を制御する磁界制御手段と、
を備えたことを特徴とするカプセル型医療装置システム。
【請求項２】
前記脱調動作検知手段による検知結果をもとに、前記カプセル型医療装置の次の脱調動作での逆回転発生時点を予測する脱調予測手段を備え、
前記磁界制御手段は、前記脱調予測手段によって予測された前記次の脱調動作での逆回転発生時点をもとに、前記逆回転発生時点の所定時間前に前記回転磁界発生装置を制御することを特徴とする請求項１に記載のカプセル型医療装置システム。
【請求項３】
前記磁界制御手段は、前記次の脱調動作での逆回転発生時点の所定時間前に前記回転磁界発生装置を制御して磁界の発生を停止させることを特徴とする請求項２に記載のカプセル型医療装置システム。
【請求項４】
前記磁界制御手段は、前記次の脱調動作での逆回転発生時点の所定時間前に前記回転磁界発生装置を制御して磁界の回転を停止させることを特徴とする請求項２に記載のカプセル型医療装置システム。
【請求項５】
前記磁界制御手段は、前記次の脱調動作での逆回転発生時点の所定時間前に前記回転磁界発生装置を制御して、前記回転磁界の回転速度を低下させることを特徴とする請求項２に記載のカプセル型医療装置システム。
【請求項６】
前記脱調動作検知手段は、前記逆回転発生時点前に前記カプセル型医療装置が回転を停止する回転停止時点を検知し、
前記脱調予測手段は、前記脱調動作検知手段による検知結果をもとに前記カプセル型医療装置の次の脱調動作での逆回転発生時点前の回転停止時点を予測し、
前記磁界制御手段は、前記所定時間を、前記次の脱調動作での逆回転発生時点から遡って前記次の回転停止時点までの間とすることを特徴とする請求項２に記載のカプセル型医療装置システム。
【請求項７】
前記回転磁界の回転速度は一定であり、
前記脱調予測手段は、前記脱調動作検知手段が検知した２回以上の隣接する脱調動作での前記逆回転発生時点間の脱調発生周期を求め、該脱調発生周期をもとに前記カプセル型医療装置の次の脱調動作での逆回転発生時点を予測することを特徴とする請求項２に記載のカプセル型医療装置システム。
【請求項８】
前記カプセル型医療装置の回転角度を検出する回転角度検出手段を備え、
前記脱調動作検知手段は、前記回転角度検出手段が検出した前記カプセル型医療装置の回転角度の変化をもとに前記脱調動作を検知することを特徴とする請求項２に記載のカプセル型医療装置システム。
【請求項９】
前記カプセル型医療装置は、生体内画像を順次取得する画像取得手段を備え、
前記回転角度検出手段は、前記画像取得手段から順次出力され時系列的に隣接する生体内画像間の相違をもとに前記カプセル型医療装置の回転角度を検出することを特徴とする請求項８に記載のカプセル型医療装置システム。
【請求項１０】
前記カプセル型医療装置の回転速度を検出する回転速度検出手段を備え、
前記脱調動作検知手段は、前記回転速度検出手段が検出した前記カプセル型医療装置の回転速度の変化をもとに前記脱調動作を検知することを特徴とする請求項２に記載のカプセル型医療装置システム。
【請求項１１】
前記カプセル型医療装置は、生体内画像を順次取得する画像取得手段を備え、
前記回転速度検出手段は、前記画像取得手段から順次出力され時系列的に隣接する生体内画像間の相違をもとに前記カプセル型医療装置の回転速度を検出することを特徴とする請求項１０に記載のカプセル型医療装置システム。
【請求項１２】
前記カプセル型医療装置の角加速度を検出する角加速度検出手段を備え、
前記脱調動作検知手段は、前記角加速度検出手段が検出した前記カプセル型医療装置の角加速度の変化をもとに前記脱調動作を検知することを特徴とする請求項２に記載のカプセル型医療装置システム。
【請求項１３】
前記カプセル型医療装置は、生体内画像を順次取得する画像取得手段を備え、
前記角加速度検出手段は、前記画像取得部から順次出力され時系列的に隣接する３つの生体内画像間の相違をもとに前記カプセル型医療装置の角加速度を検出することを特徴とする請求項１２に記載のカプセル型医療装置システム。
【請求項１４】
前記カプセル型医療装置内に設けられ、該カプセル型医療装置から外部方向に向けて磁界を放出する磁界放出部と、
前記カプセル型医療装置外の周囲に設けられ、前記磁界放出部から放出された磁界を検出する磁界検出部と、
前記磁界検出部が検出した磁界をもとに前記カプセル型医療装置の回転状態を検出する回転検出手段と、
を備え、
前記脱調動作検知手段は、前記回転検出手段によって検出された前記カプセル型医療装置の回転状態をもとに前記脱調動作を検知することを特徴とする請求項２に記載のカプセル型医療装置システム。
【請求項１５】
前記磁界制御部は、前記脱調動作検出手段が前記カプセル型医療装置の逆回転前の回転停止を検知したことをもとに、前記回転磁界発生装置を制御することを特徴とする請求項１に記載のカプセル型医療装置システム。
【国際調査報告】
2010087368.tif 000032
2010087368.tif 000033