(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源から供給される交流電力の周波数に応じて異なる周波数の磁界を送信し、第１の送信コイル群と第２の送信コイル群を有する複数の送信コイルと、
前記複数の送信コイルにより送信された磁界を検出し、当該磁界の強度に応じた電圧を発生する受信コイルと、
前記受信コイルに発生した前記電圧を検出して周波数解析を行ない、周波数毎に検出信号を出力する電圧検出部と、
前記複数の送信コイルが磁界の送信を終了するまでの期間をフレーム期間と定義した際の、第１のフレーム期間に第１の周波数と当該第１の周波数より高い周波数を有する第２の周波数から成る多重合成信号による磁界を前記第１の送信コイル群から送信させると共に、前記多重合成信号による磁界の送信期間よりも短い送信期間で送信され、前記第１の周波数よりも高い単一の周波数のみから成る磁界を前記第２の送信コイル群から送信させ、当該第１のフレーム期間とは異なる第２のフレーム期間に、前記多重合成信号による磁界を前記第２の送信コイル群から送信させると共に、前記第１の周波数よりも高い単一の周波数のみからなる磁界を前記第１の送信コイル群から送信させるよう制御する信号制御部と、
前記電圧検出部から出力された前記多重合成信号の前記第１の周波数と前記第２の周波数に対応する前記検出信号の電圧レベルの強度差に基づいて、外部の磁性部材により生じる磁界成分を算出し、前記電圧検出部から出力された前記単一の周波数に対応する前記検出信号から前記外部の磁性部材により生じる磁界成分を除去した前記検出信号を出力する除去部と、
を備えたことを特徴とする医療機器の位置検出装置。
【請求項２】
前記電圧検出部は、前記複数の送信コイルの位置に応じて電圧レベルの異なる前記検出信号を出力する請求項１に記載の医療機器の位置検出装置。
【請求項３】
請求項１に記載の医療機器の位置検出装置と、
被検体内に挿入する可撓性を有する挿入部と、
を具備し、
前記複数の送信コイルは、前記挿入部に配置される、
内視鏡装置。
【請求項４】
前記第１のフレーム期間は、奇数番目のフレーム期間であり、
前記第２のフレーム期間は、偶数番目のフレーム期間であり、
前記複数の送信コイルは、整列して配置され、
前記第１の送信コイル群の各送信コイルは、前記偶数番目に配置され、
前記第２の送信コイル群の各送信コイルは、前記奇数番目に配置される、
請求項１に記載の医療機器の位置検出装置。
【請求項５】
電源から供給される交流電力の周波数に応じて異なる周波数の磁界を第１の送信コイル群と第２の送信コイル群を有する複数の送信コイルから送信し、
前記複数の送信コイルにより送信された磁界を受信コイルにより受信し、当該磁界の強度に応じた電圧を発生し、
前記受信コイルに発生した前記電圧を検出して周波数解析を行ない、周波数毎に検出信号を出力し、
前記複数の送信コイルが磁界の送信を終了するまでの期間をフレーム期間と定義した際の、第１のフレーム期間に第１の周波数と当該第１の周波数より高い周波数を有する第２の周波数から成る多重合成信号による磁界を前記第１の送信コイル群から送信させると共に、前記多重合成信号による磁界の送信期間よりも短い送信期間で送信され、前記第１の周波数よりも高い単一の周波数のみから成る磁界を前記第２の送信コイル群から送信させ、当該第１のフレーム期間とは異なる第２のフレーム期間に前記多重合成信号による磁界を前記第２の送信コイル群から送信させると共に、前記多重合成信号による磁界の送信期間よりも短い送信期間で送信され、前記第１の周波数よりも高い単一の周波数のみから成る磁界を前記第１の送信コイル群から送信させるよう制御し、
前記多重合成信号の前記第１の周波数と前記第２の周波数に対応する前記検出信号の電圧レベルの強度差に基づいて、外部の磁性部材により生じる磁界成分を算出し、前記単一の周波数に対応する前記検出信号から前記外部の磁性部材により生じる磁界成分を除去した前記検出信号を出力し、
前記外部の磁性部材により生じる磁界成分を除去した検出信号に基づいて、前記第１の送信コイル群の位置を検出する
ことを特徴とする医療機器の位置検出装置の作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば内視鏡等の医療機器を被検体内に対して挿入したときの形状などを検出する医療機器の位置検出装置、その作動方法及び位置検出装置を用いた内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡を患者等の被検体内に対して挿入したときの形状などを検出する内視鏡挿入形状観察装置がある。当該装置は、内視鏡の挿入部に受けられた複数の送信コイルと、アンテナＡＴとしての受信コイルとを備える。当該装置は、各送信コイルから磁界を時分割に送信し、この磁界をアンテナＡＴとしての受信コイルで受信することにより各送信コイルの位置を検出し、これら位置から内視鏡挿入部の形状を検出する。【０００３】
内視鏡を使用する環境には、例えば手術室のようにＸ線透視装置や手術台、患者のベッド等の各種医療機器が設置されている。これら医療機器は、それぞれ金属部材を用いて構成されている。このような環境において内視鏡の挿入部は、患者等の被検体内に挿入され、当該被検体内に挿入された挿入部の形状が検出される。【０００４】
このように患者等の被検体内に挿入された挿入部の形状などを検出するために上記各送信コイルから磁界が送信されると、当該磁界によって各種医療機器の金属部材に渦電流が発生し、当該渦電流によって２次の磁界が発生する。当該渦電流は、各送信コイルから送信する磁界の周波数が高くなる程大きくなる。当該渦電流により発生した磁界は、上記装置の送信コイルと受信コイルとの間の磁界の送受信に擾乱を引き起こし易い。【０００５】
このような磁界による擾乱を補正する技術として例えば特許文献１がある。特許文献１は、コンピュータ・システムによって、多数の周波数で生成された位置表示信号を解析し、当該位置表示信号に基づいて渦電流位相及び振幅を計算し、位置表示を補正して渦電流によって誘発された測定誤差を取り除くことを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００６−５２３４７３号公報（ＷＯ２００４／０９１３９１Ａ１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上のように送信コイルと受信コイルとの間で磁界の送受信を行うときに、渦電流により発生した磁界の擾乱による影響を取り除く為には、送信コイルと受信コイルとの間の磁界の周波数を低くする必要がある。  
一方、上記装置では、多数の送信コイルから磁界を時分割に順次送信する。このため、渦電流による磁界の影響を取り除くために磁界の送信の周波数を低くすると、１つの送信コイルから磁界を送信するのに要する時間が長くなり、全ての送信コイルから磁界の送信が終了するまでに長時間が要してしまう。  
このため、全ての送信コイルから磁界を送信して内視鏡の挿入部の形状を検出するまでの時間、すなわち１フレームに要する時間が長くなる。この結果、内視鏡挿入部の形状を常に最新の情報とするために内視鏡挿入部の形状を更新するが、この更新するまでに要する時間が長くなる。【０００８】
本発明の目的は、磁界の送受信のときに渦電流による磁界の擾乱の影響を受けずに医療機器の形状等の検出に要する時間を短くできる医療機器の位置検出装置、その作動方法及び内視鏡装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る医療機器の位置検出装置は、電源から供給される交流電力の周波数に応じて異なる周波数の磁界を送信し、第１の送信コイル群と第２の送信コイル群を有する複数の送信コイルと、前記複数の送信コイルにより送信された磁界を検出し、当該磁界の強度に応じた電圧を発生する受信コイルと、前記受信コイルに発生した前記電圧を検出して周波数解析を行ない、周波数毎に検出信号を出力する電圧検出部と、前記複数の送信コイルが磁界の送信を終了するまでの期間をフレーム期間と定義した際の、第１のフレーム期間に第１の周波数と当該第１の周波数より高い周波数を有する第２の周波数から成る多重合成信号による磁界を前記第１の送信コイル群から送信させると共に、前記多重合成信号による磁界の送信期間よりも短い送信期間で送信され、前記第１の周波数よりも高い単一の周波数のみから成る磁界を前記第２の送信コイル群から送信させ、当該第１のフレーム期間とは異なる第２のフレーム期間に、前記多重合成信号による磁界を前記第２の送信コイル群から送信させると共に、前記第１の周波数よりも高い単一の周波数のみからなる磁界を前記第１の送信コイル群から送信させるよう制御する信号制御部と、前記電圧検出部から出力された前記多重合成信号の前記第１の周波数と前記第２の周波数に対応する前記検出信号の電圧レベルの強度差に基づいて、外部の磁性部材により生じる磁界成分を算出し、前記電圧検出部から出力された前記単一の周波数に対応する前記検出信号から前記外部の磁性部材により生じる磁界成分を除去した前記検出信号を出力する除去部とを備える。
【００１１】
本発明に係る医療機器の位置検出装置の作動方法は、電源から供給される交流電力の周波数に応じて異なる周波数の磁界を第１の送信コイル群と第２の送信コイル群を有する複数の送信コイルから送信し、前記複数の送信コイルにより送信された磁界を受信コイルにより受信し、当該磁界の強度に応じた電圧を発生し、前記受信コイルに発生した前記電圧を検出して周波数解析を行ない、周波数毎に検出信号を出力し、前記複数の送信コイルが磁界の送信を終了するまでの期間をフレーム期間と定義した際の、第１のフレーム期間に第１の周波数と当該第１の周波数より高い周波数を有する第２の周波数から成る多重合成信号による磁界を前記第１の送信コイル群から送信させると共に、前記多重合成信号による磁界の送信期間よりも短い送信期間で送信され、前記第１の周波数よりも高い単一の周波数のみから成る磁界を前記第２の送信コイル群から送信させ、当該第１のフレーム期間とは異なる第２のフレーム期間に前記多重合成信号による磁界を前記第２の送信コイル群から送信させると共に、前記多重合成信号による磁界の送信期間よりも短い送信期間で送信され、前記第１の周波数よりも高い単一の周波数のみから成る磁界を前記第１の送信コイル群から送信させるよう制御し、前記多重合成信号の前記第１の周波数と前記第２の周波数に対応する前記検出信号の電圧レベルの強度差に基づいて、外部の磁性部材により生じる磁界成分を算出し、前記単一の周波数に対応する前記検出信号から前記外部の磁性部材により生じる磁界成分を除去した前記検出信号を出力し、前記外部の磁性部材により生じる磁界成分を除去した検出信号に基づいて、前記第１の送信コイル群の位置を検出する。
【００１３】
本発明に係る内視鏡装置は、上記医療機器の位置検出装置と、被検体内に挿入する可撓性を有する挿入部とを具備し、前記複数の送信コイルは、前記挿入部に配置される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、磁界の送受信のときに渦電流による磁界の擾乱の影響を受けずに医療機器の形状等の検出に要する時間を短くできる医療機器の位置検出装置、その作動方法及び内視鏡装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明に係る医療機器の位置検出装置の実施の形態を示す構成図である。
【図２】図２は、同装置を適用する内視鏡装置を示す構成図である。
【図３】図３は、同装置の挿入部２０における複数の送信コイルの配置を示す図である。
【図４】図４は、同装置の第１の実施の形態における最初のフレーム期間における送信タイミングを示す図である。
【図５】図５は、同装置における２番目のフレーム期間における送信タイミングを示す図である。
【図６】図６は、同装置における３番目以降のフレーム期間における送信タイミングを示す図である。
【図７】図７は、同装置の第２の実施の形態における奇数番目のフレーム期間における送信タイミングを示す図である。
【図８】図８は、同装置における偶数番目のフレーム期間における送信タイミングを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［第１の実施の形態］  
以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。  
図１は医療機器の位置検出装置（以下、本装置と称する）１の構成図を示す。本装置１は、医療機器として例えば図２に示すような内視鏡装置（管状挿入システム）１０に設けられる。内視鏡装置１０は、被検体として例えば患者等の体腔（管腔）内に当該内視鏡装置１０の挿入部２０を挿入し、体腔内における患部や病変部等を観察・処置する。本装置１は、内視鏡装置１０の挿入部２０を体腔内に挿入したときの当該挿入部２０の位置や形状などを検出する。本装置１は、内視鏡装置１０に限らず、医療機器として内視鏡装置１０に用いられる鉗子やカテーテルの位置や形状などの検出に適用可能である。  
図１において、本装置１は、送信部Ｓと受信部Ｌとを含む。送信部Ｓは、内視鏡装置１０の内視鏡１２における本体側１２ａとスコープ側１２ｂとを含む。受信部Ｌは、アンテナＡＴと受信本体側Ｌａとを含む。
【００１７】
内視鏡装置１０は、図２に示すように内視鏡１２と、画像処理装置（例えばビデオプロセッサ）１４と、モニタ１６と、光源装置１８と、挿入形状推定装置１８ａと、制御装置１９とを含む。  
内視鏡１２は、患者等の体腔（管腔）内を撮像する。  
画像処理装置１４と、内視鏡１２によって撮像された患者等の体腔内の画像を画像処理する。  
モニタ１６は、画像処理装置１４と接続されている。モニタ１６は、内視鏡１２によって撮像され、この後に、画像処理装置１４によって画像処理された患者等の体腔内の画像を表示する。
【００１８】
光源装置１８は、内視鏡１２から出射する照明光のために光を出射する。  挿入形状推定装置１８ａは、送信コイル５０−１〜５０−ｎ（ｎ：自然数）に電力を供給すると共に、アンテナＡＴを構成する複数の受信コイル５３−１〜５３−ｍ（ｍ：自然数）の電圧を検出し、当該検出された電圧に基づいて例えば患者等の体腔内における挿入部２０の挿入形状を推定する。  
制御装置１９は、内視鏡１２と画像処理装置１４とモニタ１６と光源装置１８と挿入形状推定装置１８ａとを含む内視鏡装置１０の全体を制御する。
【００１９】
内視鏡１２は、患者等の体腔内に挿入される挿入部２０と、挿入部２０の基端部と連結され、内視鏡１２を操作するための操作部３０とが設けられている。  
挿入部２０は、中空状で細長く、管状に形成されている。挿入部２０は、先端部側から基端部側に向かって先端硬質部２１と湾曲部２３と可撓管部２５とが連続的に形成されている。先端硬質部２１は、硬質部材により形成されている。先端硬質部２１の基端部は、湾曲部２３の先端部に連結している。先端硬質部２１は、挿入部２０の先端部及び内視鏡１２の先端部である。
【００２０】
湾曲部２３は、湾曲自在に形成されている。湾曲部２３の基端部は、可撓管部２５の基端部に連結している。湾曲部２３は、湾曲操作部３７に対するオペレータの操作によって例えば上下左右といった所望の方向に湾曲する。当該湾曲部２３の湾曲により先端硬質部２１は、位置と向きとが変化する。これにより、内視鏡１２の観察視野内に患者等の体腔内が捉えられる。これと共に内視鏡１２から出射される照明光が患者等の体腔内に照射される。湾曲部２３は、節輪が挿入部２０の長手軸方向に沿って回動可能に連結されて構成されている。
【００２１】
可撓管部２５は、可撓性を有する部材により形成される。可撓管部２５は、外力を受けることにより曲がる。可撓管部２５は、操作部３０の本体部３１から延出されている管状部材である。  
操作部３０は、可撓管部２５が延出している本体部３１と、本体部３１の基端部とを連結し、内視鏡１２を操作するオペレータによって把持される把持部３３と、把持部３３と接続しているユニバーサルコード４１とを含む。
【００２２】
把持部３３には、湾曲部２３を湾曲するために操作ワイヤを操作するための湾曲操作部３７が配設されている。湾曲操作部３７は、上下湾曲操作ノブ３７ＵＤと、左右湾曲操作ノブ３７ＬＲと、固定ノブ３７ｃとを含む。上下湾曲操作ノブ３７ＵＤは、湾曲部２３を上下に湾曲操作させる。左右湾曲操作ノブ３７ＬＲは、湾曲部２３を左右に湾曲操作させる。固定ノブ３７ｃは、湾曲した湾曲部２３の位置を固定する。
【００２３】
ユニバーサルコード４１は、内視鏡１２の把持部３３と、画像処理装置１４と、光源装置１８と、挿入形状推定装置１８ａとの間をそれぞれ接続するもので、把持部３３の側面から延出されている。ユニバーサルコード４１は、把持部３３と、画像処理装置１４と、光源装置１８と、挿入形状推定装置１８ａとの間のデータ授受を行う。ユニバーサルコード４１には、画像処理装置１４と、光源装置１８と、挿入形状推定装置１８ａとに着脱可能なコネクタ４２が基端部に設けられている。
【００２４】
画像処理装置１４と光源装置１８と挿入形状推定装置１８ａと制御装置１９とは、互いに電気的に接続されている。画像処理装置１４と光源装置１８と挿入形状推定装置１８ａとは、コネクタ４２を介して内視鏡１２に対して着脱自在に接続される。  
このような内視鏡装置１０における挿入部２０には、例えば図３に示すような複数の送信コイル５０−１〜５０−ｎ、例えば３０個（ｎ＝３０）の送信コイルが例えば所定間隔毎に配置されている。各送信コイル５０−１〜５０−ｎは、それぞれ電力供給を受けて磁界（電磁界）を発生し、これら磁界を送信する。各送信コイル５０−１〜５０−ｎは、例えば当該送信コイル５０−１〜５０−ｎの順にＮｏ．１の送信コイル５０−１、Ｎｏ．２の送信コイル５０−２、・・・、Ｎｏ．ｎの送信コイル５０−ｎとする。
【００２５】
各送信コイル５０−１〜５０−ｎには、選択的に電力を供給するためのリレー部５１を介して送信用電源５２が接続されている。リレー部５１は、例えばコネクタ４２又は操作部３０などに設けられる。リレー部５１は、例えば複数の送信コイル５０−１〜５０−ｎにそれぞれ接続される複数のリレーを含む。リレー部５１は、磁界を送信する各送信コイル５０−１〜５０−ｎに対応するリレーをオンすることにより、当該各送信コイル５０−１〜５０−ｎにリレーを介して送信用電源５２から交流電力が供給される。
【００２６】
送信用電源５２は、例えば挿入形状推定装置１８ａなどに設けられる。送信用電源５２は、少なくとも２つ以上の異なる周波数、例えば第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）との各交流電力を出力する。送信用電源５２からリレー部５１を通して各送信コイル５０−１〜５０−ｎへの電力供給は、例えばユニバーサルコード４１内に複数の電力供給線を配設することにより行われる。各送信コイル５０−１〜５０−ｎとリレー部５１と送信用電源５２等とにより送信部Ｓが構成される。
【００２７】
複数の受信コイル５３−１〜５３−ｍは、アンテナＡＴを構成する。各受信コイル５３−１〜５３−ｍ、例えば１２個（ｍ＝１２）の受信コイルは、患者等の被検体の外部に設けられる。各受信コイル５３−１〜５３−ｍは、例えば検査室や手術室等に設けられている。患者等の被検体がヘッド上に載った状態で、患者等の体腔内に挿入部２０を挿入して患者等の体腔内の観察・処置等を行う場合がある。この場合、各受信コイル５３−１〜５３−ｍは、ヘッド近傍の各送信コイル５０−１〜５０−ｎから送信される磁界を検出可能な範囲内に設けられる。
【００２８】
各受信コイル５３−１〜５３−ｍは、例えば当該コイルの軸の向きがｘ方向に４個、ｙ方向に４個、ｚ方向に４個の計１２個である。各受信コイル５３−１〜５３−ｍは、それぞれアンテナＡＴ内の異なる位置に配置されている。各受信コイル５３−１〜５３−ｍは、各送信コイル５０−１〜５０−ｎからそれぞれ送信される各交番磁界をｘｙｚ方向においてそれぞれ検出し、これらｘｙｚ方向の各磁界の強度に応じた電圧を当該受信コイル５３−１〜５３−ｍの両端に発生する。
【００２９】
各受信コイル５３−１〜５３−ｍの各出力端には、それぞれ電圧検出器５４が接続されている。各電圧検出器５４は、挿入形状推定装置１８ａに設けられている。各電圧検出器５４は、それぞれ各受信コイル５３−１〜５３−ｍの両端に発生する電圧レベルを検出し、周波数解析し、周波数別に振幅と位相とを算出する。各電圧検出器５４から出力される各電圧検出信号は、除去部５７に送られる。除去部５７は、挿入形状推定装置１８ａに設けられている。
【００３０】
除去部５７は、外部の磁性部材（金属）の渦電流の影響を取り除いた送信波形の振幅を算出する。当該振幅の計算方法は、各送信コイル５０−１〜５０−ｎごとの送信波形の種類（ｍｃ、ｈ）により２種類に分かれる。  
第１に、各送信コイル５０−１〜５０−ｎの送信波形の種類が（ｍｃ）の場合には、渦電流による磁界の強度が相違する例えば第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）との振幅と位相とに基づいて外部の磁性部材（金属）の渦電流の影響を取り除いた振幅を算出する。当該振幅の算出法は、公知であり、例えばＷＯ０１／３３１６２（特表２００３−５１３２６０号公報）、ＷＯ２００４／０９１３９１（特表２００６−５２３４７３号公報）を参照。算出した周波数ごとの振幅は、位相と共に、挿入形状推定装置１８ａに設けられた位置検出部５５に送られる。
【００３１】
第２に、各送信コイル５０−１〜５０−ｎの送信波形の種類が（ｈ）の場合、除去部５７は、第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）の振幅と位相と、直近の渦電流影響割合とに基づいて外部の磁性部材（金属）の渦電流の影響を取り除いた振幅を算出する。当該直近の渦電流による影響の割合とは、各送信コイル５０−１〜５０−ｎが過去にｍｃの送信波形を送信したフレーム期間のうち直近のフレーム期間において、各受信コイル５３−１〜５３−ｍの外部の磁性部材（金属）の影響を取り除く前後の振幅の比である。除去部５７は、当該算出した振幅を、位相と共に、挿入形状推定装置１８ａに設けられた位置検出部５５に送る。
【００３２】
位置検出部５５は、各受信コイル５３−１〜５３−ｍの周波数ごとの位相と渦電流の影響を取り除いた振幅に基づいて各送信コイル５０−１〜５０−ｎの各コイル位置を検出し、各送信コイル５０−１〜５０−ｎの各コイル位置から内視鏡装置１０の挿入部２０の形状、例えば患者等の体腔内に挿入されて湾曲等している挿入部２０の形状を検出する。各受信コイル５３−１〜５３−ｍと電圧検出器５４と除去部５７と位置検出部５５等とにより受信部Ｌが構成される。
【００３３】
磁界の送受信が行われる環境中に外部の磁性部材である金属が存在すると、当該金属に発生する磁界成分により磁界の送受信に擾乱を与えることがある。例えば変動する磁界中に存在する金属には、変動する磁界によって渦電流が発生し、当該渦電流により２次の磁界が発生する。２次の磁界が各受信コイル５３−１〜５３−ｍにより受信されると、各受信コイル５３−１〜５３−ｍの両端に発生する電圧には、各送信コイル５０−１〜５０−ｎから送信された各磁界の電圧成分に加えて２次の磁界の電圧成分が加わる。このため、各受信コイル５３−１〜５３−ｍにより受信する磁界強度には、外部の金属に発生する磁界成分の影響が加わる。
【００３４】
磁界強度の影響を受けると、各受信コイル５３−１〜５３−ｍにより磁界を検出しての各送信コイル５０−１〜５０−ｎの位置検出が正確に行えなくなることがある。渦電流による磁界強度の影響を除去するためには、個々の送信コイル５０−１〜５０−ｎからそれぞれ送信する磁界の周波数値を複数にする必要がある。
【００３５】
複数の周波数の値は、磁界の送受信の環境中に存在する外部の磁性部材（金属）の種類に拠るが、例えば数十Ｈｚ〜数百Ｈｚの比較的低い周波数である必要がある。この理由は、低い周波数であれば、渦電流が受信信号の位相に与える影響が大きくなり、検出しやすくなる為である。この位相は、渦電流の影響を取り除く計算に使用するので、当該低い周波数であれば、より正確に渦電流の影響を取り除くことができる。このような周波数は、少なくとも２つ以上の異なる周波数値、例えば、第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と、当該第１の周波数ｆ１よりも高い第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）とである。
【００３６】
挿入形状推定装置１８ａに設けられた信号制御部５６は、上記リレー部５１をオン・オフ駆動し、送信用電源５２からリレー部５１を通して各送信コイル５０−１〜５０−ｎに電力を供給し、各送信コイル５０−１〜５０−ｎから時分割的に順次磁界を送信する。全ての送信コイル５０−１〜５０−ｎから磁界の送信を終了するまで期間を１フレーム期間とする。
【００３７】
信号制御部５６は、所定のフレーム期間、例えば最初のフレーム期間において、少なくとも２つ以上の異なる周波数値、例えば第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）との合成波から成る多重合成信号による磁界ｍｃを各送信コイル５０−１〜５０−ｎから順次一定間隔毎に送信させる。  
当該多重合成信号による磁界ｍｃは、例えば４波長の振幅の変化で、送信期間１０ｍｓで送信される。信号制御部５６は、磁界の送受信の環境中に存在する外部の磁性部材（金属）に発生する渦電流による磁界強度に影響を見積もるために、最初のフレーム期間において、全ての送信コイル５０−１〜５０−ｎから多重合成信号による磁界ｍｃを送信させる。例えばｎ＝３０の場合は、フレーム期間は３００ｍｓである。
【００３８】
信号制御部５６は、所定のフレーム期間外のフレーム期間、例えば最初のフレーム以降の各フレーム期間において、上記リレー部５１を駆動し、第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）の単一信号による磁界ｈのみを各送信コイル５０−１〜５０−ｎから一定間隔毎に順次送信させる。  
信号制御部５６は、同所定のフレーム期間外のフレーム期間、例えば最初のフレーム以降の各フレーム期間において、各受信コイル５３−１〜５３−ｍにより検出される磁界の強度が変化した場合、すなわち電圧検出器５４から出力される検出信号の電圧レベルが所定の闘値以上に変化した場合、多重合成信号による磁界ｍｃを各送信コイル５０−１〜５０−ｎから送信させる。各多重合成信号による磁界ｍｃも、例えば４波長の振幅の変化で、送信期間１０ｍｓにより送信される。
【００３９】
信号制御部５６は、各送信コイル５０−１〜５０−ｎから送信される磁界の強度、すなわち電圧検出器５４から出力される検出信号の電圧レベルが所定の闘値以上でなければ、第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）の単一信号による磁界ｈのみを各送信コイル５０−１〜５０−ｎから送信させる。当該単一信号は、例えば４波長の振幅の変化で、送信期間５ｍｓで各送信コイル５０−１〜５０−ｎから送信される。
【００４０】
磁界の強度に対応する検出信号の電圧レベルが所定の闘値以上であるか否かの第１の判定方法について説明する。第１の判定方法は、磁界の強度に応じた検出信号の振幅の変化率の閾値で判定する方法である。  
先ず、Ｎｏ．ｎ（ｎ＝１，２，・・・，３０）の順に各送信コイル５０−１〜５０−ｎから時分割に順次磁界が送信される。  
次に、電圧検出器５４は、Ｎｏ．ｎ（ｎ＝１，２，・・・，３０）の各送信コイル５０−１〜５０−ｎから時分割に順次磁界が送信される毎に、各電圧検出信号を時系列にＡ／Ｄ変換し、当該Ａ／Ｄ変換された一連のデジタル検出信号をＦＦＴ解析し、当該ＦＦＴ解析により得られた第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）との周波数別に振幅と位相とを算出する。
【００４１】
次に、信号制御部５６は、現フレーム期間の１つの前のフレーム期間において、例えばＮｏ．１の送信コイル５０−１から磁界を送信したときに、各受信コイル５３−１〜５３−ｍにより磁界を受信したときの電圧検出器５４から出力される第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）の振幅の例えば２％に対応する電圧レベルを上記所定の闘値として設定する。最初のフレーム期間では、１つの前のフレーム期間が存在しないので、信号制御部５６は、闘値の設定を行わない。
【００４２】
信号制御部５６は、上記の通り、最初のフレーム以降の各フレーム期間において、各受信コイル５３−１〜５３−ｍにより検出される磁界の強度、すなわち電圧検出器５４から出力される第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）の振幅が所定の闘値以上に変化した場合、多重合成信号による磁界ｍｃを各送信コイル５０−１〜５０−ｎから送信する。
【００４３】
具体的には、上記ＦＦＴ解析して算出した第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）の第１の振幅と、例えば１フレーム期間前の直近のフレーム期間においてＦＦＴ解析により算出した第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）の第２の振幅との差（第１の振幅−第２の振幅）が上記所定の闘値以上であれば、信号制御部５６は、次回のＮｏ．１の送信コイル５０−１からの磁界の送信時に、第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）との合成波から成る多重合成信号による磁界ｍｃを送信する。
【００４４】
上記第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）の第２の振幅は、上記１フレーム期間前の直近のフレーム期間において、多重合成信号により磁界ｍｃを例えばＮｏ．１の送信コイル５０−１と各受信コイル５３−１〜５３−ｍとの間で送受信をしたときの各受信コイル５３−１〜５３−ｍにより検出される磁界の強度に対応する信号、すなわち電圧検出器５４から出力される検出信号をＦＦＴ解析して算出される。  
上記所定の闘値は、例えばＦＦＴ解析により算出した第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）の振幅の例えば２％に対応する電圧レベルである。
【００４５】
次に、磁界の強度に対応する検出信号の電圧レベルが所定の闘値以上であるか否かの第２の判定方法について説明する。第２の判定方法は、計算結果の位置情報の変化量の閾値で判定する方法である。  
先ず、Ｎｏ．１の送信コイル５０−１が磁界を送信した略同タイミングで、当該磁界を各受信コイル５３−１〜５３−ｍにより受信した後の信号処理は、以下のように行われる。  
各受信コイル５３−１〜５３−ｍは、例えば１２個設けられている。各受信コイル５３−１〜５３−ｍに発生する磁界の強度に応じた各電圧は、それぞれ並列に処理される。  
各受信コイル５３−１〜５３−ｍは、それぞれ磁界を受信すると、当該磁界の強度に応じた電圧が当該各受信コイル５３−１〜５３−ｍの各両端にそれぞれ発生する。
【００４６】
電圧検出器５４は、各受信コイル５３−１〜５３−ｍの各出力端にそれぞれ接続されている。  
電圧検出器５４は、Ｎｏ．ｎ（ｎ＝１，２，・・・，３０）の各送信コイル５０−１〜５０−ｎから順次磁界を送信する毎に、磁界の検出信号を時系列にＡ／Ｄ変換して一連のデジタル検出信号とする。  
電圧検出器５４は、一連の電圧のデジタルデータをＦＦＴ解析し、第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）との周波数別に振幅と位相とを算出する。  
除去部５７は、外部の磁性部材（金属）の影響を取り除いた振幅を算出する。
【００４７】
次に、位置検出部５５は、１２個の受信コイル５３−１〜５３−ｍにおける外部の磁性部材（金属）の影響を取り除いた振幅から各送信コイル５０−１〜５０−ｎのコイル位置と当該各送信コイル５０−１〜５０−ｎの軸の方向（コイル向き）を算出する。  
次に、信号制御部５６は、所定の閾値を例えば５ｍｍに設定する。  
次に、信号制御部５６は、送信コイル５０−１のコイル位置と、例えば１フレーム期間前の直近のフレーム期間において多重合成信号による磁界ｍｃの送受信をした送信コイル５０−１のコイル位置との差が所定の閾値（５ｍｍ）以上であるか否かを判定する。この判定の結果、上記各コイル位置の差が所定の閾値（５ｍｍ）以上であれば、信号制御部５６は、次回のＮｏ．１の送信コイル５０−１からの磁界の送信時に、第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）との合成波から成る多重合成信号による磁界ｍｃを送信する。
【００４８】
これ以降、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、・・・、Ｎｏ．ｍの各送信コイル５０−１から時分割に順次磁界が送信され、これら磁界の送信の毎に、上記同様の処理が行われる。信号制御部５６は、各送信コイル５０−２〜５０−ｎのコイル位置と、例えば１フレーム期間前の直近のフレーム期間において多重合成信号により磁界ｍｃの送受信を行った各送信コイル５０−２〜５０−ｎのコイル位置との差が所定の閾値（５ｍｍ）以上であるか否かを判定する。
【００４９】
判定の結果、上記コイル位置の差が所定の閾値（５ｍｍ）以上であれば、信号制御部５６は、次回のＮｏ．２、Ｎｏ．３、・・・、Ｎｏ．ｍの送信コイル５０−１からの磁界の送信時に、第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）との合成波から成る多重合成信号による磁界ｍｃを送信する。
【００５０】
第２の判定方法において、送信コイルのコイル位置の差５ｍｍを所定の閾値としたが、当該閾値は、例えばユーザの操作やアプリケーションにより変更できるようにしても良い。  
閾値は、各送信コイル５０−１〜５０−ｎから送信された磁界を受信する各受信コイル５３−１〜５３−ｍのｘｙｚの各軸方向において磁界方向を検出可能である。  
閾値は、例えば１フレーム期間前の直近のフレーム期間における多重合成信号による磁界ｍｃの送受信をしたときの各送信コイルのコイル向きと現フレーム期間におけるコイル向きとの差が例えば５°などの数値として設定し、多重合成信号による磁界ｍｃの送信を行うか否かの判定に用いても良い。
【００５１】
一般的に磁気式の位置検出装置においては、各送信コイル５０−１〜５０−ｎと各受信コイル５３−１〜５３−ｍとの距離が離れている場合、位置精度が悪くなる傾向がある。これにより、上記閾値は、アンテナＡＴである受信コイル５３−１〜５３−ｍと送信コイル５０−１〜５０−ｎとの距離に応じて変更しても良い。
【００５２】
次に、上記の如く構成された本装置１の動作について説明する。  
先ず、最初のフレーム期間（１フレーム目）において、信号制御部５６は、リレー部５１をオン・オフ駆動し、送信用電源５２からリレー部５１を通してＮｏ．ｎ（ｎ＝１，２，・・・，３０）の各送信コイル５０−１〜５０−ｎに一定間隔毎に順次、第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）とを含む周波数の電力を供給する。  
この電力供給により各送信コイル５０−１〜５０−ｎは、例えば図４に示すようにそれぞれ一定間隔毎に順次、第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）との合成波から成る多重合成信号による磁界ｍｃを送信する。各多重合成信号による磁界ｍｃは、例えば４波長の振幅の変化で１０ｍｓの期間で送信される。
【００５３】
信号制御部５６は、磁界の送受信の環境中に存在する外部の磁性部材（金属）に発生する渦電流による磁界強度に影響を見積もるために、最初のフレーム期間において、全ての送信コイル５０−１〜５０−ｎから多重合成信号による磁界ｍｃを送信させる。
【００５４】
一方、各受信コイル５３−１〜５３−ｍは、各送信コイル５０−１〜５０−ｎからそれぞれ順次送信される各磁界ｍｃをｘｙｚ方向においてそれぞれ検出し、これらｘｙｚ方向の各磁界の強度に応じた電圧を当該受信コイル５３−１〜５３−ｍの両端に発生する。  
各電圧検出器５４は、それぞれ各受信コイル５３−１〜５３−ｍの両端に発生する電圧レベルを検出して検出信号を出力する。各電圧検出器５４は、当該検出信号を時系列にＡ／Ｄ変換し、当該Ａ／Ｄ変換された一連のデジタル検出信号をＦＦＴ解析し、第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）との周波数別に振幅と位相とを算出する。
【００５５】
最初のフレーム期間では、各送信コイル５０−１〜５０−ｎが１回ずつ、第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）とを含む周波数の磁界ｍｃが送信され、当該磁界の送信が終了する。
【００５６】
一方、信号制御部５６は、各送信コイル５０−１〜５０−ｎから順次磁界を送信する毎に、各電圧検出器５４から出力される検出信号を時系列にＡ／Ｄ変換し、当該Ａ／Ｄ変換された一連のデジタル検出信号をＦＦＴ解析し、第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）との周波数別に振幅と位相とを算出する。
【００５７】
除去部５７は、第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）との合成波から成る多重合成信号により磁界ｍｃが発生したときの最初の１フレーム期間において、ｘ方向の受信コイルとｙ方向の受信コイルとｚ方向の受信コイルとの第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）とに対応する各検出信号の電圧レベルの強度差を求める。  
除去部５７は、当該強度差に基づいてｘｙｚ方向における渦電流による各磁界の強度を算出し、当該算出したｘｙｚ方向における渦電流による各磁界の強度分を各送信コイル５０−１〜５０−ｎから送信される磁界の強度、すなわち電圧検出器５４から出力される検出信号から除去する。
【００５８】
次に、最初のフレーム以降の各フレーム期間において、信号制御部５６は、リレー部５１を駆動し、第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）の単一信号による磁界ｈのみを各送信コイル５０−１〜５０−ｎから一定間隔毎に順次送信させる。例えば、図５は２番目のフレーム期間における送信タイミングを示す。  
各受信コイル５３−１〜５３−ｍは、上記同様に、各送信コイル５０−１〜５０−ｎからそれぞれ順次送信される各磁界ｈをｘｙｚ方向においてそれぞれ検出し、当該各磁界ｈの強度に応じた電圧を当該受信コイル５３−１〜５３−ｍの両端に発生する。各電圧検出器５４は、それぞれ各受信コイル５３−１〜５３−ｍの両端に発生する電圧レベルに対応する電圧検出信号を出力する。
【００５９】
信号制御部５６は、現フレーム期間の１つの前の最初のフレーム期間において、各送信コイル５０−１〜５０−ｎから磁界を送信したときに、各受信コイル５３−１〜５３−ｍにより磁界を受信したときの電圧検出器５４から出力される第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）の振幅の例えば２％に対応する電圧レベルを上記所定の闘値として設定する。このとき、ｎ×ｍ個の閾値が設定される。
【００６０】
これと共に、信号制御部５６は、各受信コイル５３−１〜５３−ｍにより検出される磁界の強度、すなわち電圧検出器５４から出力される振幅が所定の闘値以上に変化したか否かを判定する。この判定の結果、電圧検出器５４から出力される振幅が所定の闘値以上に変化すると、信号制御部５６は、次のフレーム期間において、多重合成信号による磁界ｍｃを各送信コイル５０−１〜５０−ｎから送信する。
【００６１】
図６は３番目以降のフレーム期間における送信タイミングの一例を示す。同図６の例では、一つ前のフレーム期間において、各受信コイル５３−１〜５３−ｍにより検出される磁界のうち各送信コイル５０−２および５０−ｎが送信した磁界の強度が所定の閾値以上に変化したため、第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）との合成波から成る多重合成信号による磁界ｍｃを送信したことを示す。
【００６２】
具体的に、信号制御部５６は、上記第１の判定方法、すなわち、各受信コイル５３−１〜５３−ｍにより磁界を受信したときの第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）の振幅（第１の振幅）と、直近で多重合成信号により磁界ｍｃの送受信をしたときの第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）の振幅（第２の振幅）との差を求め、この差が所定の闘値以上であるか否かを判定する。上記第１の振幅は、各受信コイル５３−１〜５３−ｍにより磁界を受信したときの電圧検出器５４から出力される検出信号をＦＦＴ解析して算出される。上記第２の振幅は、直近で多重合成信号により磁界ｍｃの送受信をしたときの磁界の強度に対応する電圧検出器５４の検出信号をＦＦＴ解析して算出される。
【００６３】
この判定の結果、上記各振幅の差が所定の闘値以上であれば、信号制御部５６は、所定の閾値以上であった各送信コイル５０−１〜５０−ｎからの磁界の送信時に、第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）との合成波から成る多重合成信号による磁界ｍｃを送信する。
【００６４】
除去部５７は、第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）との合成波から成る多重合成信号により磁界ｍｃが発生したときに、第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）との振幅と位相とに基づいて外部の磁性部材（金属）の渦電流の影響を取り除いた振幅を算出する。  
一方、磁界ｈが発生した場合には、除去部５７は、第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）の幅と位相と、直近の渦電流による影響の割合とに基づいて外部の磁性部材（金属）の渦電流の影響を取り除いた振幅を算出する。除去部５７は、ｘｙｚ方向における渦電流による各磁界の強度分を除去する。
【００６５】
位置検出部５５は、除去部５７の計算結果に基づいて各送信コイル５０−１〜５０−ｎの各コイル位置を検出し、当該各送信コイル５０−１〜５０−ｎの各コイル位置から内視鏡装置１０の挿入部２０の形状、例えば患者等の体腔内に挿入されて湾曲等している挿入部２０の形状を検出する。  
信号制御部５６は、上記第２の判定方法により磁界の強度に対応する検出信号の電圧レベルが所定の闘値以上であるか否かの判定を行っても良い。
【００６６】
このように上記第１の実施の形態によれば、最初のフレーム期間において、各送信コイル５０−１〜５０−ｎからそれぞれ一定間隔毎に順次、第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）との合成波から成る多重合成信号による磁界ｍｃを送信し、最初のフレーム以降の各フレーム期間において、各受信コイル５３−１〜５３−ｍにより検出される磁界の強度に対応する電圧レベルが所定の闘値以上に変化した場合、多重合成信号による磁界ｍｃを各送信コイル５０−１〜５０−ｎから送信する。この多重合成信号による磁界ｍｃを送信した場合、除去部５７は、各受信コイル５３−１〜５３−ｍの両端に発生する外部の磁性部材（金属）により生じる磁界成分を除去する。
【００６７】
これにより、多重合成信号による磁界ｍｃを送信するのは、最初のフレーム期間と、磁界の強度に対応する電圧レベルが所定の闘値以上に変化したときのフレーム期間とである。他のフレーム期間では、第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）の単一信号による磁界ｈのみを各送信コイル５０−１〜５０−ｎから送信するのみである。これにより、磁界を送信するに要する時間が短縮できる。磁界の送受信のときに渦電流による磁界の擾乱の影響を受けずに医療機器の形状等の検出に要する時間が短くできる。
【００６８】
ところで、第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）との合成波から成る多重合成信号の磁界ｍｃを例えば４波長の振幅の変化で１０ｍｓの期間で、例えば内視鏡１２の挿入部２０に配置された３０個の送信コイル５０−１〜５０−ｎに順次送信すると、当該全ての送信コイル５０−１〜５０−ｎに送信終了するのに、単純に計算しても１フレームで３００ｍｓの期間を要してしまう。これにより、フレームレートは、３．３３フレーム／秒となり、非常に遅いものとなる。
【００６９】
これに対して上記第１の実施の形態によれば、最初のフレーム期間において、第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）との合成波から成る多重合成信号による磁界ｍｃを各送信コイル５０−１〜５０−ｎから順次送信させて渦電流により影響する磁界の強度を算出し、最初のフレーム以降の各フレーム期間において、各受信コイル５３−１〜５３−ｍにより検出される各送信コイル５０−１〜５０−ｎの各コイル位置の磁界強度に応じた各受信信号の電圧レベルが所定の闘値以上に変化した場合に、多重合成信号ｍｃによる磁界を各送信コイル５０−１〜５０−ｎから送信させる。  
上記第１の実施の形態によれば、各送信コイル５０−１〜５０−ｎの各コイル位置の磁界強度に応じた各受信信号の電圧レベルが所定の闘値以上でなければ、第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）の単一信号ｈによる磁界のみを各送信コイル５０−１〜５０−ｎから送信させる。
【００７０】
これにより、フレームレートを上げることができ、かつ磁界の送受信のときに渦電流による磁界の擾乱の影響を受けずに医療機器の形状等の検出に要する時間を短くできる。  
従って、被検体として患者等の体腔（管腔）内に当該内視鏡装置１０の挿入部２０を挿入して体腔（管腔）内における患部や病変部等を観察・処置する場合、湾曲等の操作がされることが多い挿入部２０の患者等の体腔（管腔）内での湾曲等した形状を精度高くかつ短時間で検出することができる。
【００７１】
［第２の実施の形態］  
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本実施の形態の医療機器の位置検出装置１は、上記図１に示す装置構成と同一であり、その相違する部分について当該図１を援用して説明する。  
本装置１は、上記第１の実施の形態と同様に、複数の送信コイル５０−１〜５０−ｎ、例えば３０個（ｎ＝３０）の送信コイルが内視鏡装置１０における挿入部２０に所定間隔毎に配置されている。  
一方、アンテナＡＴを構成する複数の受信コイル５３−１〜５３−ｍ、例えば１２個（ｍ＝１２）の受信コイルが患者等の被検体の外部に設けられている。
【００７２】
連続する複数のフレーム期間における第１のフレーム期間は、奇数番目のフレーム期間であるとする。第２のフレーム期間は、偶数番目のフレーム期間であるとする。  
複数の受信コイル５３−１〜５３−ｍは、内視鏡装置１０における挿入部２０に一定間隔毎に整列して配置されている。挿入部２０の先端側から偶数番目に配置された各送信コイル５０−２、５０−４、・・・、５０−３０（ｎ＝３０）は、第１の位置に配置されたものとする。  
挿入部２０の先端側から奇数番目に配置された各送信コイル５０−１、５０−３、・・・、５０−２９（ｎ＝３０）は、第２の位置に配置されたものとする。
【００７３】
信号制御部５６は、リレー部５１を駆動し、複数の送信コイル５０−１〜５０−ｎのコイル位置関係に基づいて当該複数の送信コイル５０−１〜５０−ｎにそれぞれ少なくとも２つ以上の異なる周波数から成る多重合成信号、例えば第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）との合成波から成る多重合成信号による磁界ｍｃを送信させる。
【００７４】
信号制御部５６は、連続する複数のフレーム期間のうち第１のフレーム期間である奇数番目のフレーム期間に、例えば図７に示すように複数の送信コイル５０−１〜５０−ｎの各配置位置のうち第１の位置である偶数番目に配置された各送信コイル５０−２、５０−４、・・・、５０−３０（ｎ＝３０）から多重合成信号による磁界ｍｃを送信させ、かつ第２の位置である奇数番目に配置された送信コイル５０−１、５０−３、・・・、５０−２９（ｎ＝３０）から第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）による磁界ｈのみを送信させる。
【００７５】
信号制御部５６は、第２のフレーム期間である偶数番目のフレーム期間に、例えば図８に示すように第２の位置である奇数番目に配置された各送信コイル５０−１、５０−３、・・・、５０−２９（ｎ＝３０）から多重合成信号による磁界ｍｃを送信させ、第１の位置である偶数番目に配置された各送信コイル５０−２、５０−４、・・・、５０−３０（ｎ＝３０）から第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）による磁界ｈのみを送信させる。
【００７６】
次に、上記の如く構成された本装置１の動作について説明する。  
先ず、最初のフレーム期間において、信号制御部５６は、上記第１の実施の形態と同様に、各送信コイル５０−１〜５０−ｎからそれぞれ一定間隔毎に順次、第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）との合成波から成る多重合成信号による磁界ｍｃを送信する。
【００７７】
一方、信各送信コイル５０−１〜５０−ｎから順次磁界を送信する毎に、各電圧検出器５４は、検出信号を時系列にＡ／Ｄ変換し、当該Ａ／Ｄ変換された一連のデジタル検出信号をＦＦＴ解析し、第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）との周波数別に振幅と位相とを算出する。
【００７８】
除去部５７は、第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）との合成波から成る多重合成信号により磁界ｍｃが発生したときの最初の１フレーム期間において、各受信コイル５３−１、・・・、５３−ｎごとに第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）との振幅と位相とに基づいて外部の磁性部材（金属）の渦電流の影響を取り除いた振幅を算出する。当該振幅の計算方法は公知であり、例えば特表２００３−５１３２６０号公報、特表２００６−５２３４７３号公報を参照。算出した周波数ごとの振幅は位相と共に、挿入形状推定装置に設けられた位置検出部５５に送られる。  
当該位置検出部５５の動作は、上記第１の実施の形態と同じである。
【００７９】
次に、第２のフレーム期間である偶数番目のフレーム期間に、信号制御部５６は、例えば図８に示すように第２の位置である奇数番目に配置された各送信コイル５０−１、５０−３、・・・、５０−２９（ｎ＝３０）から多重合成信号による磁界ｍｃを送信させ、かつ第１の位置である偶数番目に配置された各送信コイル５０−２、５０−４、・・・、５０−３０（ｎ＝３０）から第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）による磁界ｈのみを送信させる。すなわち、奇数番目に配置された各送信コイル５０−１、５０−３、・・・、５０−２９（ｎ＝３０）は、それぞれ一定間隔毎に順次、第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）との合成波から成る多重合成信号による磁界ｍｃを送信する。
【００８０】
偶数番目に配置された各送信コイル５０−２、５０−４、・・・、５０−３０（ｎ＝３０）は、それぞれ一定間隔毎に順次、第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）による磁界ｈのみを送信する。  
奇数番目に配置された各送信コイル５０−１、５０−３、・・・、５０−２９（ｎ＝３０）と、偶数番目に配置された各送信コイル５０−２、５０−４、・・・、５０−３０（ｎ＝３０）とからの各磁界ｍｃ、ｈの各送信は、各送信コイル５０−１〜５０−ｎの順序にそれぞれ行うようにすればよい。
【００８１】
一方、各受信コイル５３−１〜５３−ｍは、奇数番目に配置された各送信コイル５０−１、５０−３、・・・、５０−２９（ｎ＝３０）と、偶数番目に配置された各送信コイル５０−２、５０−４、・・・、５０−３０（ｎ＝３０）とからそれぞれ順次送信される各磁界ｍｃ、ｈをｘｙｚ方向においてそれぞれ検出し、当該ｘｙｚ方向の各磁界の強度に応じた電圧を当該受信コイル５３−１〜５３−ｍの両端に発生する。
【００８２】
各電圧検出器５４は、それぞれ各受信コイル５３−１〜５３−ｍの両端に発生する電圧レベルを検出し、検出信号を時系列にＡ／Ｄ変換し、当該Ａ／Ｄ変換された一連のデジタル検出信号をＦＦＴ解析し、第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）との周波数別に振幅と位相とを算出し、除去部５７に送る。
【００８３】
除去部５７は、各受信コイル５３−１、・・・、５３−ｍごとに第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）との振幅と位相とに基づいて外部の磁性部材（金属）の渦電流の影響を取り除いた振幅を算出する。当該振幅の計算方法は公知であり、例えば特表２００３−５１３２６０号公報、特表２００６−５２３４７３号公報を参照。算出した周波数ごとの振幅は位相とともに、挿入形状推定装置に設けられた位置検出部５５に送られる。
【００８４】
偶数番目のフレーム期間の除去部５７での上記計算では、第２の位置である奇数番目に配置された各送信コイル５０−１、５０−３、・・・、５０−２９（ｎ＝３０の場合）について、当該フレーム期間の受信信号の第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）との振幅及び位相を用いる。  
一方、第１の位置である偶数番目に配置された各送信コイル５０−２、５０−４、・・・、５０−３０（ｎ＝３０の場合）については、当該フレーム期間一つ前のフレーム期間の受信信号の第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と当該フレーム期間の第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）との振幅及び位相を用いる。  
位置検出部５５の動作は、上記第１の実施の形態と同じである。
【００８５】
奇数番目のフレーム期間に、信号制御部５６は、リレー部５１をオン・オフ駆動し、送信用電源５２からリレー部５１を通して第１の位置である偶数番目に配置された各送信コイル５０−２、５０−４、・・・、５０−３０（ｎ＝３０）に、一定間隔毎に順次、第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）とを含む周波数の電力を供給する。  
この電力供給により偶数番目に配置された各送信コイル５０−２、５０−４、・・・、５０−３０（ｎ＝３０）は、例えば図７に示すようにそれぞれ一定間隔毎に順次、第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）との合成波から成る多重合成信号による磁界ｍｃを送信する。多重合成信号による磁界ｍｃは、例えば４波長の振幅の変化で１０ｍｓの期間で送信される。
【００８６】
一方、各受信コイル５３−１〜５３−ｍは、各送信コイル５０−１〜５０−ｎからそれぞれ順次送信される各磁界ｍｃ、ｈをｘｙｚ方向においてそれぞれ検出し、当該ｘｙｚ方向の各磁界の強度に応じた電圧を当該受信コイル５３−１〜５３−ｍの両端に発生する。  
各電圧検出器５４は、それぞれ各受信コイル５３−１〜５３−ｍの両端に発生する電圧レベルを検出し、検出信号を時系列にＡ／Ｄ変換し、当該Ａ／Ｄ変換された一連のデジタル検出信号をＦＦＴ解析し、第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）との周波数別に振幅と位相とを算出し、除去部５７に送る。
【００８７】
除去部５７は、受信コイル５３−１、・・・、５３−ｍごとに第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）との振幅と位相とに基づいて外部の磁性部材（金属）の渦電流の影響を取り除いた振幅を算出する。当該振幅の計算方法は公知であり、例えば特表２００３−５１３２６０号公報、特表２００６−５２３４７３号公報を参照。算出した周波数ごとの振幅は位相とともに、挿入形状推定装置に設けられた位置検出部５５に送られる。
【００８８】
奇数番目のフレーム期間の除去部５７での上記計算では、第１の位置である奇数番目に配置された各送信コイル５０−２、５０−４、・・・、５０−３０（ｎ＝３０の場合）について、当該フレーム期間の受信信号の第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）の振幅と位相を用いる。  
一方、第２の位置である偶数番目に配置された各送信コイル５０−１、５０−３、・・・、５０−２９（ｎ＝３０の場合）については、当該フレーム期間一つ前のフレーム期間の受信信号の第１の周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）と当該フレーム期間の第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）の振幅と位相を用いる。  
位置検出部５５の動作は、上記第１の実施の形態と同じである。
【００８９】
このように上記第２の実施の形態によれば、奇数番目のフレーム期間に、偶数番目に配置された各送信コイル５０−２、５０−４、・・・、５０−３０（ｎ＝３０）から多重合成信号による磁界ｍｃを送信させ、かつ奇数番目に配置された送信コイル５０−１、５０−３、・・・、５０−２９（ｎ＝３０）から第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）による磁界ｈのみを送信させる。
【００９０】
一方、偶数番目のフレーム期間に、奇数番目に配置された各送信コイル５０−１、５０−３、・・・、５０−２９（ｎ＝３０）から多重合成信号による磁界ｍｃを送信させ、偶数番目に配置された各送信コイル５０−２、５０−４、・・・、５０−３０（ｎ＝３０）から第２の周波数ｆ２（＝８００Ｈｚ）による磁界ｈのみを送信させる。
【００９１】
これにより、全ての送信コイル５０−１〜５０−ｎに多重合成信号による磁界ｍｃを送信させることがなく、多重合成信号による磁界ｍｃの送信を短時間で終了することができる。従って、フレームレートを上げることができ、かつ磁界の送受信のときに渦電流による磁界の擾乱の影響を受けずに医療機器の形状等の検出に要する時間が短くできる。
【００９２】
［第３の実施の形態］  
次に、本発明の第３の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本実施の形態の医療機器の位置検出装置１は、上記図１に示す装置構成と同一であり、その相違する部分について当該図１を援用して説明する。  
本装置１は、上記第１の実施の形態と同様に、複数の送信コイル５０−１〜５０−ｎ、例えば３０個（ｎ＝３０）の送信コイルが内視鏡装置１０における挿入部２０に所定間隔毎に配置されている。
【００９３】
一方、アンテナＡＴを構成する複数の受信コイル５３−１〜５３−ｍ、例えば１２個（ｍ＝１２）の受信コイルが患者等の被検体の外部に設けられている。  
信号制御部５６は、全フレーム期間において、複数の送信コイル５０−１〜５０−ｎのうち挿入部２０の先頭側に配置された第１のコイル、例えば先頭側から５個の送信コイル５０−１〜５０−５から多重合成信号による磁界ｍｃを送信させる。  
信号制御部５６は、上記第１のコイル以外の第２のコイル、すなわち挿入部２０の先頭側から６個以降の送信コイル５０−６〜５０−ｎからは、数フレーム期間に１回だけ多重合成信号による磁界ｍｃを送信させる。
【００９４】
このように上記第３の実施の形態によれば、内視鏡装置１０の挿入部２０の先頭側に配置された第１のコイル、例えば先頭側から５個の送信コイル５０−１〜５０−５からフレーム期間毎に多重合成信号による磁界ｍｃを送信させるので、全ての送信コイル５０−１〜５０−ｎに多重合成信号による磁界ｍｃを送信させることがなく、多重合成信号による磁界ｍｃの送信を短時間で終了することができる。これにより、フレームレートを上げることができ、かつ磁界の送受信のときに渦電流による磁界の擾乱の影響を受けずに医療機器の形状等の検出に要する時間を短くできる。
【００９５】
内視鏡装置１０の挿入部２０の先頭側に配置された第１のコイル、例えば先頭側から５個の送信コイル５０−１〜５０−５から各フレーム期間毎に多重合成信号による磁界ｍｃを送信させるので、挿入部２０の先頭側の形状等を短時間で検出できる。被検体として患者等の体腔（管腔）内に当該内視鏡装置１０の挿入部２０を挿入して体腔（管腔）内における患部や病変部等を観察・処置する場合、挿入部２０は、湾曲等の操作がされることが多く、挿入部２０の患者等の体腔（管腔）内での湾曲等した形状を精度高くかつ短時間で検出することが重要である。本装置１であれば、かかる課題を解決できる。
【００９６】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１：本装置、１０：内視鏡装置（管状挿入システム）、１２：内視鏡、１４：画像処理装置、１６：モニタ、１８：光源装置、１８ａ：挿入形状推定装置、１９：制御装置、２０：挿入部、２１：先端硬質部、２３：湾曲部、２５：可撓管部、３０：操作部、３１：本体部、３３：把持部、４１：ユニバーサルコード、３７：湾曲操作部、３７ＬＲ：左右湾曲操作ノブ、３７ＵＤ：上下湾曲操作ノブ、３７ｃ：固定ノブ、４２：コネクタ、５０−１〜５０−ｎ：送信コイル、５１：リレー、５２：送信用電源、５３−１〜５３−ｍ：受信コイル、５４：電圧検出器、５５：位置検出部、５６：信号制御部、５７：除去部。
【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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