(57)【要約】      （修正有）【課題】  カプセル型医療装置の位置検出に用いる交流磁界周波数の調整作業を不要にし、カプセル型医療装置の小型化、安価化を図ることができる位置検出システム、誘導システムおよび位置検出方法を提供する。【解決手段】  カプセル型医療装置２０の磁気誘導コイルの共振周波数に基づいてカプセル型医療装置２０の位置および向きの算出に用いる算出用周波数を求める周波数決定部５０Ｂと、交流磁界のみが作用した際の磁気センサ５２の出力と、交流磁界および誘導磁気が作用した際の磁気センサ５２の出力との差分に基づきカプセル型医療装置２０の位置及び向きを算出する位置解析手段５０Ａと、を有し、算出用周波数に基づいて、交流磁界の周波数および／または位置解析手段５０Ａの解析に用いる磁気センサの出力周波数帯域を制限することを特徴とする。【選択図】  図１
2006271520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の体内に投入されるカプセル型医療装置の位置検出システムであって、
前記カプセル型医療装置に搭載した磁気誘導コイルと、
前記カプセル型医療装置の作動範囲の外部に配置され、前記磁気誘導コイルに作用させる交流磁界を発生する駆動コイルと、
前記カプセル型医療装置の作動範囲の外部に配置され、前記磁気誘導コイルにより発生された誘導磁気を検出する複数の磁気センサと、
前記磁気誘導コイルの共振周波数に基づいて前記カプセル型医療装置の位置および向きの算出に用いる算出用周波数を求める周波数決定部と、
前記算出用周波数を用いて前記交流磁界のみが前記磁気センサに作用した際の前記磁気センサの出力と、前記交流磁界および前記誘導磁気が前記磁気センサに作用した際の前記磁気センサの出力との差分に基づき前記カプセル型医療装置の位置および向きを算出する位置解析手段と、を有し、
前記算出用周波数に基づいて、前記交流磁界の周波数および／または前記位置解析手段の解析に用いる前記磁気センサの出力周波数帯域を制限するカプセル型医療装置の位置検出システム。
【請求項２】
前記周波数決定部が、前記誘導磁気が前記磁気センサに作用した際の前記磁気センサの出力に基づき、前記算出用周波数を求める請求項１記載のカプセル型医療装置の位置検出システム。
【請求項３】
前記交流磁界の周波数を時間的に変化させる磁界周波数可変部を有し、
前記周波数決定部が、時間的に周波数変化する交流磁界により前記磁気誘導コイルから発生される誘導磁気が前記磁気センサに作用した際に、前記磁気センサの出力の周波数特性に基づき、前記算出用周波数を求める請求項１記載のカプセル型医療装置の位置検出システム。
【請求項４】
前記駆動コイルにインパルス状の駆動電圧を印加して、インパルス状の磁界を発生させるインパルス磁界発生部を有し、
前記周波数決定部が、前記インパルス状の磁界により前記磁気誘導コイルから発生された誘導磁気が作用した際の前記磁気センサの出力に基づき、前記算出用周波数を求める請求項１記載のカプセル型医療装置の位置検出システム。
【請求項５】
複数の異なる周波数を混合した前記交流磁界を発生させる混合磁界発生部と、
前記磁気センサの出力周波数帯域を制限するとともに制限の範囲を変更できる可変帯域制限部と、を有し、
前記周波数決定部が、複数の異なる周波数を混合した前記交流磁界により前記磁気誘導コイルから発生された誘導磁気が作用した際の前記磁気センサの出力であって、前記可変帯域制限部を介して得られた前記磁気センサの出力が変化する周波数に基づき前記算出用周波数を求める請求項１記載のカプセル型医療装置の位置検出システム。
【請求項６】
前記カプセル型医療装置内に、予め記憶された前記磁気誘導コイルの共振周波数に係る周波数の値を前記周波数決定部に送信する送信部が備えられ、
前記周波数決定部が、前記送信部より前記共振周波数に係る周波数の値を受け取とり、受け取った前記共振周波数に係る周波数に基づいて前記算出用周波数を決定する請求項１記載のカプセル型医療装置の位置検出システム。
【請求項７】
前記算出用周波数に基づいて、前記駆動コイルを制御する駆動コイル制御部を有する請求項１から６のいずれかに記載のカプセル型医療装置の位置検出システム。
【請求項８】
前記算出用周波数に基づいて、前記磁気センサの出力周波数の帯域を制限する帯域制限部と、を有する請求項１から６のいずれかに記載のカプセル型医療装置の位置検出システム。
【請求項９】
前記複数の磁気センサが、前記カプセル型医療装置の作動範囲に対向して複数方向に配置された請求項１から８のいずれかに記載のカプセル型医療装置の位置検出システム。
【請求項１０】
前記複数の磁気センサの出力信号のうち、信号出力の強い出力信号を選択的に使用する磁気センサ選択手段を有する請求項１から９のいずれかに記載のカプセル型医療装置の位置検出システム。
【請求項１１】
前記駆動コイルと前記磁気センサとが、前記カプセル型医療装置の作動範囲を挟んで対向する位置に配置されている請求項１から１０のいずれかに記載のカプセル型医療装置の位置検出システム。
【請求項１２】
前記駆動コイルと前記磁気センサとの相対位置を変更する相対位置変更手段と、
前記相対位置を測定する相対位置測定手段と、
予め前記交流磁界のみが作用した際の前記磁気センサの出力値を基準値として記憶するとともに、その際の前記磁気センサの位置および前記相対位置を前記基準値と関連付けて記憶する記憶部と、
前記磁気センサの現在位置および前記駆動コイルと前記磁気センサとの現在相対位置と、前記記憶部に記憶された前記基準値と、に基づいて、
現在の前記交流磁界のみが作用した際の前記磁気センサの出力値を現在基準値として生成する現在基準値生成部と、を有する請求項１から１１のいずれかに記載のカプセル型医療装置の位置検出システム。
【請求項１３】
前記現在基準値生成部が、前記現在相対位置に最も近い前記相対位置と関連付けられた前記基準値を、前記現在基準値として生成する請求項１２記載のカプセル型医療装置の位置検出システム。
【請求項１４】
前記現在基準値生成部が、前記相対位置と前記基準値とを関連付ける所定の近似式を求め、
該所定の近似式と前記現在相対位置とに基づいて前記現在基準値を生成する請求項１２記載のカプセル型医療装置の位置検出システム。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４のいずれかに記載の位置検出システムと、
前記カプセル型医療装置に搭載された永久磁石と、
前記カプセル型医療装置の作動範囲の外部に配置され、前記永久磁石に対して作用させる磁界を発生する磁界発生手段と、
該磁界発生手段により前記永久磁石に作用させる磁界の方向を制御する磁界方向制御手段と、を備えるカプセル型医療装置誘導システム
【請求項１６】
前記磁界発生手段が、相互に直交する方向に対向配置される３対の枠体状の電磁石を備え、
該電磁石の内側に被検者を配置可能な空間が設けられるとともに、
前記被検者を配置可能な空間の周囲に、前記駆動コイルおよび前記磁気センサが配置されている請求項１５記載のカプセル型医療装置誘導システム。
【請求項１７】
前記カプセル型医療装置の外面に、該カプセル型医療装置の長手軸周りの回転力を長手軸方向の推進力に変換する螺旋機構が備えられている請求項１５または１６に記載のカプセル型医療装置誘導システム。
【請求項１８】
前記カプセル型医療装置に、該カプセル型医療装置の長手軸に沿う光軸を有する撮像手段を備えるとともに、該撮像手段により撮像された画像を表示する表示手段を備え、
前記磁界方向制御手段によるカプセル型医療装置の長手軸回りの回転情報に基づいて、前記撮像手段により撮像された画像を、逆方向に回転させて前記表示手段に表示させる画像制御手段を備える請求項１７記載のカプセル型医療装置誘導システム。
【請求項１９】
位置検出用の磁気誘導コイルを搭載し、被検者の体内に投入されるカプセル型医療装置と、
前記磁気誘導コイルに作用させる交流磁界を発生する駆動コイルと前記磁気誘導コイルにより発生された誘導磁気を検出する複数の磁気センサとを有する位置検出システムと、
を用いたカプセル型医療装置の位置検出方法であって、
前記交流磁界のみが作用した際の前記磁気センサの周波数特性を測定する予備測定ステップと、
前記交流磁界および前記誘導磁気が作用した際の前記磁気センサの周波数特性を測定する測定ステップと、
前記予備測定ステップおよび測定ステップにおいて測定された前記周波数特性に基づいて、前記カプセル型医療装置の位置および向きを算出するのに用いる算出用周波数を決定する周波数決定ステップと、
前記算出用周波数における、前記交流磁界および前記誘導磁気が作用した際の前記磁気センサの出力を検出する検出ステップと、
検出した前記磁気センサの出力に基づいて前記カプセル型医療装置の位置および向きを算出する位置算出ステップと、を有するカプセル型医療装置の位置検出方法。
【請求項２０】
位置検出用の磁気誘導コイルおよび該磁気誘導コイルの共振周波数に係る周波数の値を外部に送信する送信部を有し、被検者の体内に投入されるカプセル型医療装置と、
前記磁気誘導コイルに作用させる交流磁界を発生する駆動コイルと前記磁気誘導コイルにより発生された誘導磁気を検出する複数の磁気センサとを有する位置検出システムと、を用いたカプセル型医療装置の位置検出方法であって、
前記送信部により送信された前記共振周波数に係る周波数を取得し、取得した前記共振周波数に係る周波数に基づき、前記カプセル型医療装置の位置および向きを算出するのに用いる算出用周波数を決定する周波数決定ステップと、
前記算出用周波数の交流磁界のみが作用した際の前記磁気センサの周波数特性を測定する測定ステップと、
前記算出用周波数の交流磁界、および、前記算出用周波数の交流磁界により発生した前記誘導磁気が作用した際の前記磁気センサの出力を検出する検出ステップと、
検出した前記磁気センサの出力に基づいて前記カプセル型医療装置の位置を算出する位置算出ステップと、を有するカプセル型医療装置の位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カプセル型医療装置の位置検出システム、カプセル型医療装置誘導システムおよびカプセル型医療装置の位置検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、被検者等の被検体に飲み込ませて体腔管路内を通過させ、目的位置の体腔管路内における画像の取得が可能な飲み込み型のカプセル型内視鏡等に代表されるカプセル型医療装置が実用化に向けて研究開発されている。上記のカプセル型内視鏡は、上記医療行為が可能な例えば、画像取得が可能なＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）等の撮像素子を備えて構成され、体腔管路内の目的部位で画像取得を行うものである。
【０００３】
上記カプセル型医療装置は、体腔管路内の目的部位への確実な到達、あるいは、時間を要する詳細な検査等を行なう目的部位への留置などのために、体腔管路の蠕動によらず、カプセル型医療装置を誘導制御する必要がある。このカプセル型医療装置の誘導には、カプセル型医療装置が体腔管路内のどの位置にいるかを検出する必要があるため、目視にて位置を確認できない所（体腔管路内など）へ誘導されたカプセル型医療装置の位置を検出する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】国際公開第２００４／０１４２２５号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１においては、ＬＣ共振回路に交流電源が接続された磁界発生回路を備えたカプセル型医療装置から発せられる電磁気を、外部の複数の検出装置により検出することでカプセル型医療装置の位置を検出する技術が公開されている。
しかしながら、上記ＬＣ共振回路に用いられているコイルの周波数特性は、コイルの製造時におけるばらつき等の要因により所定の範囲内でばらつきを生じる。また、ＬＣ共振回路の周波数特性も、コイルやコンデンサの特性のばらつきの影響を受け、所定の範囲内でばらつきを生じる問題があった。
【０００５】
上述の問題を解決する手段として、容量を調節可能なコンデンサ（バリアブルコンデンサ）や、周波数特性を調節可能なコイル（コイルのコアの位置を調節できるコイル）などを用いる技術が知られている。
しかしながら、これらの調節可能なコンデンサやコイルなどの素子には調節用の機構が備えられるため、カプセル型医療装置の小型化が図りにくくなる問題があった。
【０００６】
また、コイルの特性に合わせて容量の異なるコンデンサを選択することにより、ＬＣ共振回路の周波数特性のばらつきを抑える技術も知られている。
しかしながら、個々のＬＣ共振回路についてコンデンサの容量を選択すると、ＬＣ共振回路の製造工程が増えることになり、カプセル型医療装置の生産コストが増大する問題があった。
また、カプセル内部の電源を使用する必要があり、電源容量を大きくする必要があるため、カプセルの小型化が難しい。または、カプセルの駆動時間が短くなってしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、カプセル型医療装置の位置検出に用いる交流磁界周波数の調整作業を不要にするとともに、カプセル型医療装置の小型化、安価化を図ることができるカプセル型医療装置の位置検出システム、カプセル型医療装置誘導システムおよびカプセル型医療装置の位置検出方法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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明は、被検者の体内に投入されるカプセル型医療装置の位置検出システムであって、前記カプセル型医療装置に搭載した磁気誘導コイルと、前記カプセル型医療装置の作動範囲の外部に配置され、前記磁気誘導コイルに作用させる交流磁界を発生する駆動コイルと、前記カプセル型医療装置の作動範囲の外部に配置され、前記磁気誘導コイルにより発生された誘導磁気を検出する複数の磁気センサと、前記磁気誘導コイルの共振周波数に基づいて前記カプセル型医療装置の位置および向きの算出に用いる算出用周波数を求める周波数決定部と、前記算出用周波数を用いて前記交流磁界のみが前記磁気センサに作用した際の前記磁気センサの出力と、前記交流磁界および前記誘導磁気が前記磁気センサに作用した際の前記磁気センサの出力との差分に基づき前記カプセル型医療装置の位置及び向きを算出する位置解析手段と、を有し、前記算出用周波数に基づいて、前記交流磁界の周波数および／または前記位置解析手段の解析に用いる前記磁気センサの出力周波数帯域を制限するカプセル型医療装置の位置検出システムを提供する。
【０００９】
本発明によれば、誘導磁気を検出することにより磁気誘導コイルの周波数特性（なお、周波数特性の一つとして共振周波数がある。）を求めることができるため、個々の磁気誘導コイルの周波数特性がばらついても、周波数決定部がそのばらついた周波数特性に基づいた算出用周波数を求めることができる。そのため、本発明のカプセル型医療装置の位置検出システムは、磁気誘導コイルの周波数特性がばらついても、常に算出用周波数に基づいてカプセル型医療装置の位置及び向きを算出できる。
その結果、磁気誘導コイルの周波数特性を調節する素子等を搭載する必要がなくなり、カプセル型医療装置を小型化できる。あるいは、共振周波数を調節するために、磁気誘導コイルとともに共振回路を構成するコンデンサ等の素子を選択、あるいは調節する必要がなくなり、カプセル型医療装置の生産コストの増大を防止できる。
【００１０】
カプセル型医療装置の位置および向きの算出に、算出用周波数の交流磁界のみを用いるため、例えば、交流磁界の周波数を所定帯域でスイープさせる方法と比較して、位置および向きの算出に要する時間を短縮できる。
【００１１】
また、磁気誘導コイルの共振周波数が変化する場合としては、例えばカプセル型医療装置内に磁石を搭載し、外部から磁界を作用させて搭載した磁石を移動制御することによりカプセル型医療装置の移動を制御する構成において、搭載した磁石の影響で磁気誘導コイル等の共振周波数が変化する場合を挙げることができる。
この場合においても、搭載された磁石の影響を受けた共振周波数に基づいて、周波数決定部が算出用周波数を求めることができるため、共振周波数を調節する素子等を用いることなくカプセル型医療装置の位置および向きを算出できる。
【００１２】
また、上記発明においては、前記周波数決定部が、前記誘導磁気が前記磁気センサに作用した際の前記磁気センサの出力に基づき、前記算出用周波数を求めることが望ましい。
本発明によれば、誘導磁気による磁気センサの出力に基づいて磁気誘導コイルの共振周波数を求め、その共振周波数に基づいて算出用周波数を求めている。そのため、個々のカプセル型医療装置の位置および向きの算出に最適な算出用周波数を用いることができる。その結果、カプセル型医療装置の位置および向きの算出精度の低下を防止でき、算出に要する時間の増加を防止できる。
【００１３】
さらに、上記発明においては、前記交流磁界の周波数を時間的に変化させる磁界周波数可変部を有し、前記周波数決定部が、時間的に周波数変化する交流磁界により前記磁気誘導コイルから発生される誘導磁気が前記磁気センサに作用した際に、前記磁気センサの出力の周波数特性に基づき、前記算出用周波数を求めることが望ましい。
本発明によれば、時間的に周波数変化する交流磁界を用いて磁気誘導コイルの共振周波数を求めるため、磁気コイルの共振周波数のばらつきが大きくなっても、共振周波数を求めることができる。そのため、個々のカプセル型医療装置の位置および向きの算出に最適な算出用周波数を用いることができ、カプセル型医療装置の位置および向きの算出精度の低下を防止でき、算出に要する時間の増加を防止できる。
【００１４】
上記発明においては、前記駆動コイルにインパルス状の駆動電圧を印加して、インパルス状の磁界を発生させるインパルス磁界発生部を有し、前記周波数決定部が、前記インパルス状の磁界により前記磁気誘導コイルから発生された誘導磁気が作用した際の前記磁気センサの出力に基づき、前記算出用周波数を求めることが望ましい。
【００１５】
本発明によれば、インパルス状の磁界は多くの周波数成分を有するため、例えば磁界の周波数をスイープさせる方法と比較して、さらに短い時間で磁気誘導コイルの周波数特性を求めることができるとともに、さらに広い周波数帯域で共振周波数を求めることができる。その結果、個々のカプセル型医療装置の位置および向きの算出に最適な算出用周波数を用いることができ、カプセル型医療装置の位置および向きの算出精度の低下を防止でき、算出に要する時間の増加を防止できる。
【００１６】
上記発明においては、複数の異なる周波数を混合した前記交流磁界を発生させる混合磁界発生部と、前記磁気センサの出力周波数帯域を制限するとともに制限の範囲を変更できる可変帯域制限部と、を有し、前記周波数決定部が、複数の異なる周波数を混合した前記交流磁界により前記磁気誘導コイルから発生された誘導磁気が作用した際の前記磁気センサの出力であって、前記可変帯域制限部を介して得られた前記磁気センサの出力が変化する周波数に基づき前記算出用周波数を求めることが望ましい。
【００１７】
本発明によれば、複数の異なる周波数が混合した交流磁界を用いて磁気誘導コイルの共振周波数を求めるため、磁気誘導コイルの共振周波数のばらつきが大きくなっても、時間的に周波数変化する所定の周波数の交流磁界を用いた場合と比較して共振周波数を容易に求めることができる。
また、可変帯域制限部を用いることにより、上記交流磁界により発生された誘導磁気が作用した磁気センサの出力のうち、所定の周波数帯域の出力に基づいて算出用周波数を求めることができる。
【００１８】
上記発明においては、前記カプセル型医療装置内に、予め記憶された前記磁気誘導コイルの共振周波数に係る周波数の値を前記周波数決定部に送信する送信部が備えられ、前記周波数決定部が、前記送信部より前記共振周波数に係る周波数の値を受け取り、受け取った前記共振周波数に係る周波数に基づいて前記算出用周波数を決定することが望ましい。
本発明によれば、予め記憶された共振周波数に係る周波数に基づいて算出用周波数を求めることにより、カプセル型医療装置の位置検出を行うたびに共振周波数を測定して算出用周波数を求める方法と比較して、カプセル型医療装置の位置および向きの算出に要する時間を短縮することができる。
【００１９】
上記発明においては、前記算出用周波数に基づいて、前記駆動コイルを制御する駆動コイル制御部を有することが望ましい。
本発明によれば、算出用周波数に基づいて駆動コイルを制御できるため、駆動コイルにより発生される交流磁界の周波数を制御することができる。
【００２０】
上記発明においては、前記算出用周波数に基づいて、前記磁気センサの出力周波数の帯域を制限する帯域制限部と、を有することが望ましい。
本発明によれば、算出用周波数に基づいて、磁気センサが検出した誘導磁気等の出力周波数の帯域を制限できる。そのため、低ノイズで算出用周波数に係る周波数帯域の磁気センサ出力を得ることができ、それに基づいて、カプセル型医療装置の位置および向きを算出することができる。
【００２１】
上記発明においては、前記複数の磁気センサが、前記カプセル型医療装置の作動範囲に対向して複数方向に配置されることが望ましい。
本発明によれば、カプセル型医療装置の配置位置にかかわらず、上記複数方向に配置された磁気センサの少なくとも１方向に配置された磁気センサに、検知可能な強度の誘導磁気が働くことになる。
磁気センサに働く誘導磁気の強度は、カプセル型医療装置と磁気センサとの距離およびカプセル型医療装置と駆動コイルとの距離に影響される。そのため、カプセル型医療装置の配置位置が、一の方向に配置された磁気センサに働く誘導磁気が弱くなる配置位置であっても、他の方向に配置された磁気センサにおいては、そこに働く誘導磁気が弱くならない配置位置となる。
その結果、カプセル型医療装置の配置位置にかかわらず、常に磁気センサが誘導磁気を検知することができる。
【００２２】
また、異なる位置に配置された磁気センサ数と同じ数の磁場情報が得られるので、磁場情報の数に応じたカプセル型医療装置の位置情報などを得ることができる。
カプセル型医療装置について得られる情報としては、例えば、カプセル型医療装置のＸ、Ｙ、Ｚ座標および内蔵コイルの中心軸に対して直交するとともに互いに直交する２つの軸回りの回転位相φ、θ、誘導磁気の強度の合計６つの情報を挙げることができる。そのため、６つ以上の磁場情報が得られれば、上述の６つの位置情報を求めることができ、カプセル型医療装置の位置、方向および誘導磁気の強度を求めることができる。
【００２３】
上記発明においては、前記複数の磁気センサの出力信号のうち、信号出力の強い出力信号を選択的に使用する磁気センサ選択手段を有することが望ましい。
本発明によれば、信号出力の強い出力信号を選択的に使用することにより、信号強度に対してノイズ成分の少ない信号出力を得ることができるため、演算処理する情報量を少なくすることができ、演算にかかる負荷を低減することができる。また、同時に演算処理量を減らすことができるため、演算に要する時間も短縮することができる。
【００２４】
上記発明においては、前記駆動コイルと前記磁気センサとが、前記カプセル型医療装置の作動範囲を挟んで対向する位置に配置されていることが望ましい。
本発明によれば、駆動コイルと磁気センサとが上記作動範囲を挟んで対向する位置に配置されているので、駆動コイルと磁気センサとが構造上干渉しないように配置することができる。
【００２５】
上記発明においては、前記駆動コイルと前記磁気センサとの相対位置を変更する相対位置変更手段と、前記相対位置を測定する相対位置測定手段と、予め前記交流磁界のみが作用した際の前記磁気センサの出力値を基準値として記憶するとともに、その際の前記磁気センサの位置および前記相対位置を前記基準値と関連付けて記憶する記憶部と、前記磁気センサの現在位置および前記駆動コイルと前記磁気センサとの現在相対位置と、前記記憶部に記憶された前記基準値と、に基づいて、現在の前記交流磁界のみが作用した際の前記磁気センサの出力値を現在基準値として生成する現在基準値生成部と、を有することが望ましい。
【００２６】
本発明によれば、駆動コイルと磁気センサとが相対位置変更可能であっても、カプセル型医療装置の位置および向きを求めることができる。
予め上記基準値と駆動コイルの位置および相対位置を記憶しているため、カプセル型医療装置の位置検出時の駆動コイルおよび磁気センサの相対位置が異なっている場合でも、再び上記基準値等を測定する必要がない。
【００２７】
上記発明においては、前記現在基準値生成部が、前記現在相対位置に最も近い前記相対位置と関連付けられた前記基準値を、前記現在基準値として生成することが望ましい。
本発明によれば、現在相対位置に最も近い相対位置と関連付けられた基準値を現在基準値とするため、現在基準値を生成させるのに要する時間を短縮できる。
【００２８】
上記発明においては、前記現在基準値生成部が、前記相対位置と前記基準値とを関連付ける所定の近似式を求め、該所定の近似式と前記現在相対位置とに基づいて前記現在基準値を生成することが望ましい。
本発明によれば、所定の近似式に基づき現在基準値を生成するため、例えば基準値をそのまま現在基準値とする方法と比較して、より精度の高い現在基準値を生成できる。
【００２９】
また、本発明においては、上記本発明の位置検出システムと、前記カプセル型医療装置に搭載された永久磁石と、前記カプセル型医療装置の作動範囲の外部に配置され、前記永久磁石に対して作用させる磁界を発生する磁界発生手段と、該磁界発生手段により前記永久磁石に作用させる磁界の方向を制御する磁界方向制御手段と、を備えるカプセル型医療装置誘導システムを提供する。
【００３０】
本発明によれば、カプセル型医療装置に搭載された磁石に作用させる磁界の方向を制御することにより、磁石に対して作用する力の方向を制御することができ、カプセル型医療装置の移動方向を制御することができる。
また同時に、カプセル型医療装置の位置を検出することができ、カプセル型医療装置を所定の位置に誘導することができる。
【００３１】
上記発明においては、前記磁界発生手段が、相互に直交する方向に対向配置される３対の枠体状の電磁石を備え、該電磁石の内側に被検者を配置可能な空間が設けられるとともに、前記被検者を配置可能な空間の周囲に、前記駆動コイルおよび前記磁気センサが配置されていることが望ましい。
【００３２】
本発明によれば、相互に直交する方向に対向配置される３対の枠体状の電磁石から発生する磁界の強度をそれぞれ制御することにより、電磁石の内側に発生する平行磁界の方向を所定の方向に制御することができる。そのため、カプセル型医療装置に対して所定方向の磁界を作用させることができ、カプセル型医療装置を所定方向に移動させることができる。
また、電磁石の内側の空間は、被検者を配置可能な空間であって、その空間の周囲に、駆動コイルおよび磁気センサが配置されているので、カプセル型医療装置を被検者の体内の所定位置に誘導することができる。
【００３３】
上記発明においては、前記カプセル型医療装置の外面に、該カプセル型医療装置の長手軸周りの回転力を長手軸方向の推進力に変換する螺旋機構が備えられていることが望ましい。
本発明によれば、カプセル型医療装置に長手軸回りの回転力を作用させると、螺旋機構の作動により、カプセル型医療装置をその長手軸方向に推進する力が発生される。螺旋機構が推進力を発生させるため、上記長手軸回りの回転方向を制御することにより、カプセル型医療装置に作用する推進力の方向を制御することができる。
【００３４】
上記発明においては、前記カプセル型医療装置に、該カプセル型医療装置の長手軸に沿う光軸を有する撮像手段を備えるとともに、該撮像手段により撮像された画像を表示する表示手段を備え、前記磁界方向制御手段によるカプセル型医療装置の長手軸回りの回転情報に基づいて、前記撮像手段により撮像された画像を、逆方向に回転させて前記表示手段に表示させる画像制御手段を備えることが望ましい。
【００３５】
本発明によれば、上記回転情報（長手軸回りの回転位相情報）に基づいて、上記撮影された画像を、カプセル型医療装置の回転方向と逆方向に回転させる処理を行っているので、カプセル型医療装置の回転位相にかかわらず、常に所定の回転位相で撮影された画像として表示手段に表示することができる。
例えば、表示手段に表示された画像をオペレータが目視しながらカプセル型医療装置を誘導する場合、上記表示される画像がカプセル型医療装置の回転とともに回転する画像である場合と比較すると、上述のように、上記表示される画像が所定の回転位相の画像に変換されているほうが、カプセル型医療装置を所定位置に誘導させやすい。
【００３６】
また、本発明においては、位置検出用の磁気誘導コイルを搭載し、被検者の体内に投入されるカプセル型医療装置と、前記磁気誘導コイルに作用させる交流磁界を発生する駆動コイルと前記磁気誘導コイルにより発生された誘導磁気を検出する複数の磁気センサとを有する位置検出システムと、を用いたカプセル型医療装置の位置検出方法であって、前記交流磁界のみが作用した際の前記磁気センサの周波数特性を測定する予備測定ステップと、前記交流磁界および前記誘導磁気が作用した際の前記磁気センサの周波数特性を測定する測定ステップと、前記予備測定ステップおよび測定ステップにおいて測定された前記周波数特性に基づいて、前記カプセル型医療装置の位置および向きを算出するのに用いる算出用周波数を決定する周波数決定ステップと、前記算出用周波数における、前記交流磁界および前記誘導磁気が作用した際の前記磁気センサの出力を測定する測定ステップと、検出した前記磁気センサの出力に基づいて前記カプセル型医療装置の位置および向きを算出する位置算出ステップと、を有するカプセル型医療装置の位置検出方法を提供する。
【００３７】
本発明によれば、誘導磁気を検出することにより磁気誘導コイルの共振周波数を求めることができるため、磁気誘導コイルの共振周波数がばらついても、そのばらついた共振周波数に基づいた算出用周波数を求めることができる。そのため、磁気誘導コイルの共振周波数がばらついても、常に算出用周波数に基づいてカプセル型医療装置の位置及び向きを算出できる。
その結果、磁気誘導コイルの共振周波数を調節する素子等を搭載する必要がなくなり、カプセル型医療装置を小型化できる。あるいは、共振周波数を調節するために、磁気誘導コイルとともに共振回路を構成するコンデンサ等の素子を選択、あるいは調節する必要がなくなり、カプセル型医療装置の生産コストの増大を防止できる。
カプセル型医療装置の位置および向きの算出に、算出用周波数の交流磁界のみを用いるため、例えば、カプセル型医療装置の位置検出を行なうたびに、交流磁界の周波数を所定帯域でスイープさせる方法と比較して、位置および向きの算出に要する時間を短縮できる。
【００３８】
また、本発明は、位置検出用の磁気誘導コイルおよび該磁気誘導コイルの共振周波数に係る周波数の値を外部に送信する送信部を有し、被検者の体内に投入されるカプセル型医療装置と、前記磁気誘導コイルに作用させる交流磁界を発生する駆動コイルと前記磁気誘導コイルにより発生された誘導磁気を検出する複数の磁気センサとを有する位置検出システムと、を用いたカプセル型医療装置の位置検出方法であって、前記送信部により送信された前記共振周波数に係る周波数を取得し、取得した前記共振周波数に係る周波数に基づき、前記カプセル型医療装置の位置および向きを算出するのに用いる算出用周波数を決定する周波数決定ステップと、前記算出用周波数の交流磁界のみが作用した際の前記磁気センサの周波数特性を測定する測定ステップと、前記算出用周波数の交流磁界、および、前記算出用周波数の交流磁界により発生した前記誘導磁気が作用した際の前記磁気センサの出力を検出する検出ステップと、検出した前記磁気センサの出力に基づいて前記カプセル型医療装置の位置を算出する位置算出ステップと、を有するカプセル型医療装置の位置検出方法を提供する。
【００３９】
本発明によれば、カプセル型医療装置に予め記憶されている磁気誘導コイルの共振周波数に係る周波数に基づいて算出用周波数を求めることができる。そのため、カプセル型医療装置の位置検出を行うたびに共振周波数を測定し、算出用周波数を求める方法と比較して、カプセル型医療装置の位置および向きの算出に要する時間を短縮することができる。
また、磁気誘導コイルの共振周波数を調節する素子等を搭載する必要がなくなり、カプセル型医療装置を小型化できる。あるいは、共振周波数を調節するために、磁気誘導コイルとともに共振回路を構成するコンデンサ等の素子を選択、あるいは調節する必要がなくなり、カプセル型医療装置の生産コストの増大を防止できる。
カプセル型医療装置の位置および向きの算出に、算出用周波数の交流磁界のみを用いるため、例えば、カプセル型医療装置の位置検出を行なうたびに、交流磁界の周波数を所定帯域でスイープさせる方法と比較して、位置および向きの算出に要する時間を短縮できる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明のカプセル型医療装置の位置検出システム、カプセル型医療装置誘導システムおよびカプセル型医療装置の位置検出方法によれば、周波数決定部がそのばらついた共振周波数に基づいた算出用周波数を求め、算出用周波数に基づいてカプセル型医療装置の位置及び向きを算出できるため、カプセル型医療装置の位置検出に用いる交流磁界周波数等の調整作業を不要にすることができるという効果を奏する。
そのため、磁気誘導コイルの共振周波数を調節する素子等を搭載する必要がなくなり、カプセル型医療装置を小型化できるという効果を奏する。あるいは、共振周波数を調節するために、磁気誘導コイルとともに共振回路を構成するコンデンサ等の素子を選択、あるいは調節する必要がなくなり、カプセル型医療装置の生産コスト低減を図ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
（カプセル型内視鏡誘導システム）
〔第１の実施の形態〕
以下、本発明におけるカプセル型内視鏡誘導システムの第１の実施形態について図１から図１３を参照して説明する。
図１は、本実施形態におけるカプセル型内視鏡誘導システムの概略を示す図である。図２は、カプセル型内視鏡誘導システムの斜視図である。
カプセル型内視鏡誘導システム（カプセル型医療装置誘導システム）１０は、図１および図２に示すように、被検者１の口部または肛門から体腔内に投入され、体腔内管路の内壁面を光学的に撮像し画像信号を無線で送信するカプセル型内視鏡（カプセル型医療装置）２０と、カプセル型内視鏡２０の位置を検出する位置検出ユニット（位置検出システム）５０と、検出されたカプセル型内視鏡２０の位置および施術者の指示に基づきカプセル型内視鏡２０を誘導する磁気誘導装置７０と、カプセル型内視鏡２０から送信された画像信号を表示する画像表示装置８０と、から概略構成されている。
【００４２】
磁気誘導装置７０は、図１に示すように、カプセル型内視鏡２０を駆動する平行磁界を発生させる３軸ヘルムホルツコイルユニット（磁界発生手段、電磁石）７１と、３軸ヘルムホルツコイルユニット７１に供給する電流を増幅制御するヘルムホルツコイルドライバ７２と、カプセル型内視鏡２０を駆動する平行磁界の方向を制御する回転磁界制御回路（磁界方向制御手段）７３と、施術者が入力したカプセル型内視鏡２０の進行方向を回転磁界制御回路７３に出力する入力装置７４と、から概略構成されている。
なお、本実施形態では、３軸ヘルムホルツコイルユニット７１と表記したが、ヘルムホルツコイルの条件を厳密に満たすものでなくてもよい。例えば、コイルは円形でなく、図１に示すように略四角をしていてもよく、また、対向するコイルの間隔も本実施形態の機能を満たす範囲でヘルムホルツコイルの条件から外れていても構わない。
【００４３】
３軸ヘルムホルツコイルユニット７１は、図１および図２に示すように、略矩形形状に形成されている。また、３軸ヘルムホルツコイルユニット７１は、互いに対向する３対のヘルムホルツコイル（電磁石）７１Ｘ、７１Ｙ、７１Ｚを備えるとともに、各対のヘルムホルツコイル７１Ｘ、７１Ｙ、７１Ｚが図１中のＸ、Ｙ、Ｚ軸に対して略垂直となるように配置されている。Ｘ、Ｙ、Ｚ軸に対して略垂直に配置されたヘルムホルツコイルを順にそれぞれヘルムホルツコイル７１Ｘ、７１Ｙ、７１Ｚと表記する。
また、ヘルムホルツコイル７１Ｘ、７１Ｙ、７１Ｚは、その内部に略直方体状の空間Ｓを形成するように配置されている。空間Ｓは、図１に示すように、カプセル型内視鏡２０の作動空間になるとともに、図２に示すように、被検者１が配置される空間にもなっている。
【００４４】
ヘルムホルツコイルドライバ７２は、それぞれヘルムホルツコイル７１Ｘ、７１Ｙ、７１Ｚを制御するヘルムホルツコイルドライバ７２Ｘ、７２Ｙ、７２Ｚを備えている。
回転磁界制御回路７３には、後述する位置検出装置からカプセル型内視鏡２０の現在向いている方向（カプセル型内視鏡２０の回転軸（長手軸）Ｒの方向）データが入力されるとともに、施術者が入力装置７４から入力したカプセル型内視鏡２０の進行方向指示が入力されるようになっている。そして、回転磁界制御回路７３からは、ヘルムホルツコイルドライバ７２Ｘ、７２Ｙ、７２Ｚを制御する信号が出力されるとともに、画像表示装置８０にカプセル型内視鏡２０の回転位相データが出力されるようになっている。
また、入力装置７４としては、ジョイスティックを倒すことによりカプセル型内視鏡２０の進行方向を指示する入力装置を用いている。
なお、入力装置７４は、上述のようにジョイスティック方式のものを用いてもよいし、進行方向のボタンを押すことにより進行方向を指示する入力装置など、他の方式の入力装置を用いてもよい。
【００４５】
位置検出ユニット５０は、図１に示すように、カプセル型内視鏡２０内の後述する磁気誘導コイルに誘導磁気を発生させるドライブコイル（駆動コイル）５１と、磁気誘導コイルで発生した誘導磁気を検知するセンスコイル（磁気センサ）５２と、センスコイル５２が検知した誘導磁気に基づいてカプセル型内視鏡２０の位置を演算するとともにドライブコイル５１により形成される交流磁場を制御する位置検出装置（位置解析手段、磁界周波数可変部、駆動コイル制御部）５０Ａと、から概略構成されている。
位置検出装置５０Ａには、算出用周波数決定部（周波数決定部）５０Ｂが設けられ、後述するセンスコイル受信回路からの信号が入力されるように構成されている。
【００４６】
位置検出装置５０Ａからドライブコイル５１までの間には、位置検出装置５０Ａからの出力に基づき交流電流を発生させる信号発生回路５３と、位置検出装置５０Ａからの出力に基づき信号発生回路５３から入力された交流電流を増幅するドライブコイルドライバ５４と、位置検出装置５０Ａからの出力に基づき選択されたドライブコイル５１に交流電流を供給するドライブコイルセレクタ５５と、が配置されている。
センスコイル５２から位置検出装置５０Ａまでの間には、位置検出装置５０Ａからの出力に基づきセンスコイル５２からのカプセル型内視鏡２０の位置情報などを含んだ交流電流を選択するセンスコイルセレクタ（磁気センサ選択手段）５６と、センスコイルセレクタ５６を通過した上記交流電流から振幅値を抽出し位置検出装置５０Ａへ出力するセンスコイル受信回路５７とが配置されている。
【００４７】
図３は、カプセル型内視鏡誘導システムの断面を示す概略図である。
ここで、ドライブコイル５１は、図１および図３に示すように、ヘルムホルツコイル７１Ｘ、７１Ｙ、７１Ｚにより形成される略直方体形状の作動空間の上方（Ｚ軸の正方向側）の四隅に斜めに配置されている。またドライブコイル５１は、矩形形状のヘルムホルツコイル７１Ｘ、７１Ｙ、７１Ｚの角部を結ぶ略三角形状のコイルとして形成されている。このように、ドライブコイル５１を上方に配置することにより、ドライブコイル５１と被検者１との干渉を防止することができる。
なお、ドライブコイル５１は、上述のように略三角形状のコイルであってもよいし、円形状など、さまざまな形状のコイルを用いることができる。
【００４８】
また、センスコイル５２は空芯コイルとして形成されているとともに、ヘルムホルツコイル７１Ｘ、７１Ｙ、７１Ｚよりも内側であって、カプセル型内視鏡２０の作動空間を介してドライブコイル５１と対向する位置およびＹ軸方向に互いに対向しあう位置に配置された３つの平面形状のコイル支持部５８により支持されている。１つのコイル支持部５８には、９個のセンスコイル５２がマトリクス状に配置されていて、位置検出ユニット５０全体には２７個のセンスコイル５２が備えられている。
なお、センスコイル５２の位置は、ヘルムホルツコイル７１Ｘ，７１Ｙ，７１Ｚと同一平面上にあってもよいし、外側にあってもよく、自由に配置して構わない。
【００４９】
図４は、センスコイル受信回路５７の回路構成を示す概略図である。
センスコイル受信回路５７は、図４に示すように、入力されたカプセル型内視鏡２０の位置情報を含む交流電圧の低周波成分を取り除くハイパスフィルタ（ＨＰＦ）５９と、上記交流電圧を増幅するプリアンプ６０と、増幅された上記交流電圧に含まれる高周波を取り除くバンドパスフィルタ（ＢＰＦ、帯域制限部）６１と、高周波を取り除いた上記交流電圧を増幅するアンプ（ＡＭＰ）６２と、上記交流電圧の振幅を検出して振幅値を抽出して出力する実効値検出回路（Ｔｒｕｅ  ＲＭＳ  コンバータ）６３と、振幅値をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器６４と、デジタル化された振幅値を一時的に格納するメモリ６５とから構成されている。
ここで、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）５９は、ヘルムホルツコイル７１Ｘ，７１Ｙ，７１Ｚで発生する回転磁界により誘導され、センスコイル５２で検出される低周波信号を除去する役割も兼ねている。これにより、磁気誘導装置７０を動作させた状態で位置検出ユニット５０を正常に動作できる状態にしている。
【００５０】
ハイパスフィルタ５９は、センスコイル５２から延びる一対の配線６６Ａにそれぞれ配置された抵抗６７と、一対の配線６６Ａ間を接続するとともにその略中央で接地されている配線６６Ｂと、配線６６Ｂに接地点を介して対向して配置された一対のコンデンサ６８とから構成されている。プリアンプ６０は一対の配線６６Ａにそれぞれ配置され、プリアンプ６０から出力された上記交流電圧は、一つのバンドバスフィルタ６１に入力されるようになっている。メモリ６５は、９つのセンスコイル５２から得られた振幅値を一時的に格納し、格納した振幅値を位置検出装置５０Ａへ出力している。
また、これとは別に、コモンモードのノイズを除去できるコモンモードフィルタを設けても構わない。
なお、上述のように、上記交流電圧の振幅値を抽出するのに実効値検出回路６３を用いてもよいし、整流回路を用いて磁気情報を平滑化して電圧を検出することで振幅値を検出してもよいし、上記交流電圧のピークを検出するピーク検出回路を用いて振幅値を検出してもよい。
また、検出される交流電圧の波形は、磁気誘導コイル４２の有無、位置により、ドライブコイル５１に付加される波形に対する位相が変化する。この位相変化をロックインアンプなどで検出してもかまわない。
【００５１】
画像表示装置８０は、図１に示すように、カプセル型内視鏡２０から送信された画像を受信する画像受信回路８１と、受信された画像信号および回転磁界制御回路７３からの信号に基づいて画像を表示する表示部（表示手段、画像制御手段）８２とから構成されている。
【００５２】
図５は、カプセル型内視鏡の構成を示す概略図である。
カプセル型内視鏡２０は、図５に示すように、その内部に各種の機器を収納する外装２１と、被検者の体腔内管路の内壁面を撮像する撮像部（撮像手段）３０と、撮像部３０を駆動する電池３９と、前述したドライブコイル５１により誘導磁気を発生させる誘導磁気発生部４０と、磁気誘導装置７０で発生する磁気を受け、カプセル型内視鏡２０を駆動する駆動用磁石（永久磁石）４５と、から概略構成されている。
【００５３】
外装２１は、カプセル型内視鏡２０の回転軸（長手軸）Ｒを中心軸とする赤外線を透過する円筒形状のカプセル本体（以下、単に本体と略記）２２と、本体２２の前端を覆う透明で半球形状の先端部２３と、本体の後端を覆う半球形状の後端部２４とから形成され、水密構造で密閉されたカプセル容器を形成している。
また、外装２１の本体の外周面には、回転軸Ｒを中心として断面円形の線材を螺旋状に巻いた螺旋部（螺旋機構）２５が備えられている。
磁気誘導装置７０で発生させた回転磁気を受け、駆動用磁石が回転すると、この螺旋部も回転し、管腔内でカプセル型内視鏡２０を回転軸Ｒ方向に誘導することができる。
【００５４】
撮像部３０は、回転軸Ｒに対して略垂直に配置された基板３６Ａと、基板３６Ａの先端部２３側の面に配置されたイメージセンサ３１と、被検者の体腔内管路の内壁面の画像をイメージセンサ３１に結像させるレンズ群３２と、体腔内管路の内壁面を照明するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）３３と、基板３６Ａの後端部２４側の面に配置された信号処理部３４と、画像信号を画像表示装置８０に発信する無線素子３５とから概略構成されている。
【００５５】
信号処理部３４は、基板３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃ、３６Ｄおよびフレキシブル基板３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃを介して電池３９に電気的に接続されているとともに、基板３６Ａを介してイメージセンサ３１と電気的に接続され、基板３６Ａ、フレキシブル基板３７Ａおよび支持部材３８を介してＬＥＤ３３と電気的に接続されている。また、信号処理部３４は、イメージセンサ３１が取得した画像信号を圧縮して一時的に格納（メモリ）し、圧縮した画像信号を無線素子３５から外部に送信するとともに、後述するスイッチ部４６からの信号に基づきイメージセンサ３１およびＬＥＤ３３のオン・オフを制御している。
【００５６】
イメージセンサ３１は、先端部２３およびレンズ群３２を介して結像された画像を電気信号（画像信号）に変換して信号処理部３４へ出力している。このイメージセンサ３１としては、例えば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）やＣＣＤを用いることができる。
また、ＬＥＤ３３は基板３６Ａより先端部２３側に配置された支持部材３８に、回転軸Ｒを中心として周方向に間隔をあけて複数配置されている。
【００５７】
駆動用磁石４５は、信号処理部３４の後端部２４側に配置されている。駆動用磁石４５は、回転軸Ｒに対して直交方向（例えば図５中の上下方向）に磁化方向を有するように配置または着磁されている。
駆動用磁石４５の後端部２４側には、基板３６Ｂ上に配置されたスイッチ部４６が備えられている。スイッチ部４６は赤外線センサ４７を有し、基板３６Ｂおよびフレキシブル基板３７Ａを介して信号処理部３４と電気的に接続されているとともに、基板３６Ｂ、３６Ｃ、３６Ｄおよびフレキシブル基板３７Ｂ、３７Ｃを介して電池３９と電気的に接続されている。
また、スイッチ部４６は回転軸Ｒを中心として周方向に等間隔に複数配置されるとともに、赤外線センサ４７が直径方向外側に面するように配置されている。本実施形態においては、スイッチ部４６が４つ配置されている例を説明するが、スイッチ部４６の数は４つに限られることなく、その個数がいくつであってもよい。
【００５８】
スイッチ部４６の後端部２４側には、電池３９が基板３６Ｃ、３６Ｄに挟まれて配置されている。
基板３６Ｄの後端部２４側の面には無線素子３５が配置されている。無線素子３５は、基板３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃ、３６Ｄおよびフレキシブル基板３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃを介して信号処理部３４と電気的に接続されている。
【００５９】
無線素子３５の後端部２４側には誘導磁気発生部４０が配置されている。誘導磁気発生部４０は、中心軸が回転軸Ｒと略一致する円柱形状に形成されたフェライトからなる芯部材４１と、芯部材４１の外周部に配置された磁気誘導コイル４２と、磁気誘導コイル４２と電気的に接続され、共振回路４３を形成するコンデンサ（図示せず）とから形成されている。
【００６０】
なお、コンデンサは、共振回路４３の共振周波数を位置検出ユニット５０のドライブコイル５１の発生する交流磁界の周波数の近傍になるように、磁気誘導コイル４２のインダクタンスに合わせて容量を決定している。また、共振回路４３の共振周波数に合わせドライブコイル５１の発生する交流磁界の周波数を決定してもよい。
また、芯部材はフェライトの他、磁性材料が適しており、鉄、ニッケル、パーマロイ、コバルトなどを使用することもできる。
【００６１】
次に、上記の構成からなるカプセル型内視鏡誘導システム１０の作用について説明する。
まず、カプセル型内視鏡誘導システム１０の作用の概要について説明する。
カプセル型内視鏡２０は、図１および図２に示すように、位置検出ユニット５０および磁気誘導装置７０内に横臥した被検者１の口部または肛門から体腔に投入される。投入されたカプセル型内視鏡２０は、位置検出ユニット５０によりその位置が検出されるとともに、磁気誘導装置７０により被検者１の体腔内管路内を患部近傍まで誘導される。カプセル型内視鏡２０は、患部までの誘導中および患部近傍において体腔内管路の内壁面を撮像する。そして、撮像した体腔内管路の内壁面のデータおよび患部近傍のデータを画像表示装置８０に送信する。画像表示装置８０は送信されてきた画像を表示部８２に表示する。
【００６２】
次に、カプセル型内視鏡２０の位置および方向検出に用いる算出用周波数の求め方、およびカプセル型内視鏡２０の位置および方向の検出方法について説明する。
図６および図７は、算出用周波数の求め方、および、カプセル型内視鏡２０の位置および方向検出手順を説明するフローチャートである。
【００６３】
まず、図６に示すように、位置検出ユニット５０のキャリブレーションを行う（Ｓｔｅｐ１；予備測定ステップ）。つまり、カプセル型内視鏡２０を空間Ｓに配置しない状態、つまりドライブコイル５１により形成される交流磁界が作用して発生するセンスコイル５２の出力を測定する。
交流磁界の具体的な形成の仕方としては、図１に示すように、信号発生回路５３が交流信号を発生し、交流信号はドライブコイルドライバ５４へ出力される。ドライブコイルドライバ５４は交流信号を電力増幅し、交流電流をドライブコイル５１にドライブコイルセレクタ５５を介して供給する。発生される交流電流の周波数は数ｋＨｚから１００ｋＨｚまでの範囲内の周波数であり、後述する共振周波数を含むように、時間に応じて周波数が上述の範囲内で変化（スイープ）している。この段階における共振周波数は、磁気誘導コイル４２やコンデンサ等の特性値から推定されるものでよい。また、後述するように、この周波数は任意の値に固定することもできる。
なお、スイープする範囲は上述する範囲に限られることなく、より狭い範囲であってもよいし、より広い範囲であってもよく、特に限定されるものではない。
【００６４】
交流信号は、ドライブコイルドライバ５４において位置検出装置５０Ａの指示に基づき増幅され、交流電流としてドライブコイルセレクタ５５へ出力される。増幅された交流電流は、ドライブコイルセレクタ５５において位置検出装置５０Ａにより選択されたドライブコイル５１へ供給される。そしてドライブコイル５１に供給された交流電流は、カプセル型内視鏡２０の作動空間Ｓに交流磁場を形成する。
【００６５】
形成された交流磁場は、図４に示すように、センスコイル５２に誘導起電力を発生させ、交流電圧がセンスコイル５２に発生する。この交流電圧は、センスコイルセレクタ５６を介してセンスコイル受信回路５７に入力され、交流電圧の振幅値が抽出される。
センスコイル受信回路５７に入力された上記交流電圧は、図４に示すように、まずハイパスフィルタ５９により、交流電圧に含まれる低周波成分が取り除かれ、プリアンプ６０により増幅される。その後、バンドパスフィルタ６１により高周波が取り除かれ、アンプ６２により増幅される。このようにして不要な成分が取り除かれた交流電圧は、実効値検出回路６３により交流電圧の振幅値が抽出される。抽出された振幅値はＡ／Ｄ変換器６４によりデジタル信号化され、メモリ６５に格納される。このとき、バンドパスフィルタ６１の透過周波数は交流磁場の周波数になるように、その都度、調整されている。
【００６６】
メモリ６５は、例えば信号発生回路５３で発生される信号を共振回路４３の共振周波数付近でスイープさせた１周期分に対応する振幅値を格納し、１周期分の振幅値をまとめて位置検出装置５０Ａの周波数決定部５０Ｂへ出力している。このときの出力値をＶｃ（ｆ，Ｎ）とする。ここで、Ｖｃは、ｆ：交流磁場の周波数、Ｎ：センスコイルの番号の関数であることを示している。
【００６７】
次に、カプセル型内視鏡２０を空間Ｓ内に配置する（Ｓｔｅｐ２）。カプセル型内視鏡２０の配置方法は特に限定されるものではなく、例えば、空間Ｓ内にカプセル型内視鏡を保持するホルダー等が設置されているのであれば、ホルダー上に配置してもよい。
また、このホルダーはカプセル型内視鏡２０を直接保持してもよいし、カプセル型内視鏡をパッケージ（図示せず）に入れたままで保持するように構成しても構わない。このように構成すると衛生的である。
【００６８】
そして、カプセル型内視鏡２０に搭載された磁気誘導コイル４２の周波数特性を測定する（Ｓｔｅｐ３；測定ステップ）。具体的には、Ｓｔｅｐ１と同様に、ドライブコイル５１から所定の帯域で周波数が変化する交流磁界を発生させ、この交流磁界と、磁気誘導コイル４２に誘起された誘導磁気と、によるセンスコイル５２の出力を周波数を変化（スイープ）させながら測定する。このときの出力をＶ０（ｆ，Ｎ）とする。ｆは交流磁界の周波数であり、Ｎはセンスコイル５２の番号である。
磁気誘導コイル４２はコンデンサとともに共振回路４３を形成しているので、交流磁場の周期が共振回路４３の共振周波数と一致すると、共振回路４３（磁気誘導コイル４２）に流れる誘導電流は大きくなり、形成される誘導磁気も強くなる。さらに、磁気誘導コイル４２の中心には、誘電性のフェライトからなる芯部材４１が配置されているので、誘導磁場が芯部材４１に集められ易く、形成される誘導磁気はさらに強くなる。
【００６９】
その後、周波数決定部５０Ｂが、Ｓｔｅｐ１において測定されたセンスコイル５２の出力と、Ｓｔｅｐ３において測定されたセンスコイル５２の出力との差分を算出し、算出された差分に基づいてカプセル型内視鏡２０の位置および向きの検出に用いる算出用周波数を求める（Ｓｔｅｐ４；周波数決定ステップ）。
【００７０】
図８は、磁気誘導コイル４２の周波数特性を説明する図であって、交流磁界の周波数が変化した際におけるあるセンスコイル５２出力のゲイン変化および位相変化を説明する図である。なお、このグラフのゲインＶ（ｆ，Ｎ）は、Ｖ（ｆ，Ｎ）＝Ｖ０（ｆ，Ｎ）−Ｖｃ（ｆ，Ｎ）で示される。つまり、ゲインＶ（ｆ，Ｎ）は、ステップ１で測定した結果とステップ３で測定された結果の各周波数における差で示される。
センスコイル５２の出力である交流電圧の振幅値は、図８に示すように、磁気誘導コイル４２の発生する交流磁場の周波数特性、つまり、共振回路４３の共振周波数との関係により大きく変化する。図８は、横軸に交流磁場の周波数をとり、縦軸に共振回路４３に流れる交流電圧のゲイン変化（ｄＢｍ）および位相変化（ｄｅｇｒｅｅ）をとっている。ゲイン変化は実線で表されており、図８においては、共振周波数よりも小さい周波数で極大値をとり、共振周波数においてゲイン変化がゼロとなり、共振周波数よりも大きい周波数で極小値をとることを示している。また、位相変化は破線で表されており、共振周波数において最も遅れることを示している。ここで、共振回路４３の共振周波数が、位相が最も遅れる周波数、ゲインが０をクロスする周波数と一致することは、共振回路のインピーダンス特性をネットワークアナライザや、インピーダンスアナライザ等で測定し確認されている。
なお、測定条件により共振周波数よりも低い周波数で極小値をとり、共振周波数よりも高い周波数で極大値をとり、共振周波数で位相が最も進む場合もある。
【００７１】
具体的には、上述したセンスコイル５２のゲイン変化が極大、極小となる周波数を求めてこれら２つの周波数を算出用周波数とし、周波数が低いものを低周波側算出用周波数、周波数が高いものを高周波側算出用周波数とする。本実施の形態においては、図８に示すように、約１８ｋＨｚおよび約２０．５ｋＨｚにゲイン変化の極値が存在し、前者が低周波側算出用周波数、後者が高周波側算出用周波数とされる。
【００７２】
このようにＳｔｅｐ１とＳｔｅｐ２とのセンスコイル５２の出力の差分を用いることにより、センスコイル受信回路５７の温度特性などによる出力値のドリフト等の影響を取り除くことができ、精度の高い算出用周波数を求めることができる。
ここで、低周波側算出用周波数をｆＬＯＷ、高周波側算出用周波数をｆＨＩＧＨとするとき、全てのセンスコイルにおけるＶｃ（ｆＬＯＷ，Ｎ）、Ｖｃ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ），（Ｎ：１，２，３，・・・センスコイルの数）を基準値として記憶する。Ｓｔｅｐ５以降では、低周波側算出用周波数（ｆＬＯＷ）で測定したセンスコイル５２の出力をＶ（ｆＬＯＷ，Ｎ）（Ｎはセンスコイルの番号）、高周波側算出用周波数（ｆＨＩＧＨ）で測定したセンスコイル５２の出力をＶ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ）（Ｎはセンスコイルの番号）として表すと、位置計算に用いる値は、センスコイル５２の出力に基づいて計算されたＶｓ（ｆＬＯＷ，Ｎ）、Ｖｓ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ）は、以下の計算式により求められる。
Ｖｓ（ｆＬＯＷ，Ｎ）＝Ｖ（ｆＬＯＷ，Ｎ）−Ｖｃ（ｆＬＯＷ，Ｎ）
Ｖｓ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ）＝Ｖ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ）−Ｖｃ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ）
よって、以後のステップでは、Ｖｓ（ｆＬＯＷ，Ｎ）、Ｖｓ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ）を「センスコイル５２の出力に基づいて計算された値」として表現する。
【００７３】
なお、上述の算出用周波数を求める場合には、少なくとも１つのセンスコイル５２の出力があれば、低周波側算出用周波数および高周波側算出用周波数を求めることができる。つまり、ステップ１では、全てのセンスコイル５２に対する出力周波数特性を測定するが、ステップ３では、特定のセンスコイル５２についてのみ測定すればよく、ステップ４の処理を行い、算出用周波数を求めることを行なえばよいことになる。
【００７４】
まず、１個のセンスコイル５２を選択する。その後、ドライブコイル５１から交流磁界をスイープさせながら発生させる。そのとき、選択したセンスコイル５２に接続されているバンドパスフィルタ６１の中心周波数をドライバコイル５１から発生する交流磁界の周波数に合わせ変化（スイープ）させる。ドライブコイル５１から発生させた交流磁界をスイープさせている間のセンスコイル５２の出力（バンドパスフィルタ６１、アンプ６２、Ｔｒｕｅ  ＲＭＳコンバータ６３を通した後の出力）を測定する。
その後、カプセル型内視鏡２０を空間Ｓの内部に配置する。前述と同様にドライブコイル５１から交流磁界をスイープさせながら発生させ、そのとき、選択したセンスコイル５２に接続されているバンドパスフィルタ６１の中心周波数をドライブコイル５１から発生する交流磁界の周波数にあわせてスイープさせ、センスコイル５２の出力を測定する。
【００７５】
そして、カプセル型内視鏡２０を空間Ｓ内に配置したときの測定結果（センスコイル５２の出力）から、カプセル型内視鏡２０を空間Ｓ内に配置しない状態での測定結果（センスコイル５２の出力）の差を求める。
その結果は、前に説明した図８の結果と同様になるので算出用周波数を求めることができる。
そして、全てのセンスコイル５２に対するキャリブレーションは、次のようにおこなう。すなわち、算出用周波数を決定した後、再度、カプセル型内視鏡２０を空間Ｓから取り出し、低周波側算出用周波数にバンドパスフィルタ６１の中心周波数を合わせる。そして、ドライブコイル５１により形成された交流磁界の周波数を低周波側算出用周波数に合わせる。そして、ドライブコイル５１から低周波側算出用周波数の交流磁界を発生させ、全てのセンスコイル５２の出力を測定する。この測定値をＶｃ（ｆＬＯＷ，Ｎ）として保存する。
【００７６】
その次のステップとして、バンドパスフィルタ６１の中心周波数を高周波側算出用周波数に合わせる。そして、ドライブコイル５１により形成される交流磁界の周波数を高周波側算出用周波数にあわせ、ドライブコイル５１から高周波側算出用周波数の交流磁界を発生させる。そして、全てのセンスコイル５２の出力を測定する。この値をＶｃ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ）として保存する。
【００７７】
これらの算出用周波数が求まると、その次に、カプセル型内視鏡２０の位置および方向検出が行われる。
まず、バンドパスフィルタ６１の中心周波数を低周波側算出用周波数と合わせる（Ｓｔｅｐ５）。さらに、バンドパスフィルタ６１の透過周波数帯域をセンスコイル５２のゲイン変化の極値が抽出できる程度の帯域に設定する。
そして、ドライブコイル５１により形成される交流磁界の周波数を低周波側算出用周波数に合わせる（Ｓｔｅｐ６）。具体的には、信号発生回路５３により発生される交流電流の周波数を低周波側算出用周波数に制御することにより、ドライブコイル５１により形成される交流磁界の周波数を制御している。
【００７８】
そして、ドライブコイル５１から低周波側算出用周波数の交流磁界を発生させ、磁気誘導コイル４２に誘起された誘導磁気をセンスコイル５２により検出する（Ｓｔｅｐ７；検出ステップ）。つまり、センスコイル５２の出力を測定し、センスコイル５２の出力に基づいて計算された値、Ｖｓ（ｆＬＯＷ、Ｎ）を求める。ここで、Ｎは選択されたセンスコイル５２の番号を示す。
【００７９】
次に、バンドパスフィルタ６１の中心周波数を高周波側算出用周波数と合わせる（Ｓｔｅｐ８）。
そして、ドライブコイル５１により形成される交流磁界の周波数を高周波側算出用周波数に合わせる（Ｓｔｅｐ９）。
そして、ドライブコイル５１から高周波側算出用周波数の交流磁界を発生させ、磁気誘導コイル４２に誘起された誘導磁気をセンスコイル５２により検出する（Ｓｔｅｐ１０；検出ステップ）。つまり、センスコイル５２の出力を測定し、センスコイル５２の出力に基づいて計算された値、Ｖｓ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ）を求める。ここで、Ｎはセンスコイル５２の番号を示す。
なお、上述のように、低周波側算出用周波数による検出を先に行い、次に高周波側算出用周波数による検出を後に行ってもよいし、逆に高周波側算出用周波数で検出し、その後に低周波側算出用周波数で検出を行ってもよい。
【００８０】
その後、位置検出装置５０Ａは、各センスコイル５２における低周波側算出用周波数および高周波側算出用周波数での出力差（振幅差）Ｖｓ（ｆＬＯＷ，Ｎ）−Ｖｓ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ）を求め、カプセル型内視鏡２０の位置を推定するのに、どのセンスコイル５２の出力差を用いるのかを選定する（Ｓｔｅｐ１１）。
このセンスコイル５２の選定方法は、特に限定されるものではなく、出力差の大きなセンスコイル５２を選定できればよい。例えば、図９に示すように、ドライブコイル５１とカプセル型内視鏡２０を介して対向するセンスコイル５２を選定してもよいし、図１０に示すように、ドライブコイル５１が配置されている面に隣接するとともに互いに対向する面に配置されているセンスコイル５２を選定してもよい。
位置検出装置５０Ａは、センスコイルセレクタ５６に対して選定したセンスコイル５２からの交流電流をセンスコイル受信回路５７へ入力するように指示を出力することにより、センスコイル５２の選定を行う。
【００８１】
そして、位置検出装置５０Ａは、選定されたセンスコイル５２の出力差に基づいてカプセル型内視鏡２０の位置および向きを演算し（Ｓｔｅｐ１２；位置算出ステップ）、位置および向きを決定する（Ｓｔｅｐ１３）。
具体的には、位置検出装置５０Ａは、選定されたセンスコイル５２から得られた振幅差に基づいて、カプセル型内視鏡２０の位置、方向、磁場の強さに係る連立方程式を解くことによりカプセル型内視鏡２０の位置などを求めている。
このように、センスコイル５２の出力差に基づくことにより、環境条件（例えば温度）などによるセンスコイル受信回路の特性の変化をキャンセルすることができ、環境条件に影響されることなく、安定した精度でカプセル型内視鏡２０の位置を求めることができる。
【００８２】
カプセル型内視鏡２０の位置などの情報としては、例えば、Ｘ、Ｙ、Ｚの位置座標と、カプセル型内視鏡２０の長手軸（回転軸）の方向φ、θと、磁気誘導コイル４２が形成した誘導磁気の強さと、の６つの情報が挙げられる。
これら６つの情報を演算により推定するためには、少なくとも６つのセンスコイル５２からの出力が必要となる。そのため、Ｓｔｅｐ１１のセンスコイル５２の選定においては、少なくとも６つ以上のセンスコイル５２を選定することが望ましい。
【００８３】
そして、図７に示すように、次の制御に用いるセンスコイル５２を選定する（Ｓｔｅｐ１４）。
つまり、位置検出装置５０Ａが、Ｓｔｅｐ１３において算出したカプセル型内視鏡２０の位置および向きに基づいて、全てのセンスコイル５２の位置における磁気誘導コイル４２から発生した磁場強度を計算により求め、磁場強度の強い位置にあるセンスコイル５２を必要な数だけ選定する。なお、カプセル型内視鏡の位置および向きを繰り返し求める場合は、後述するＳｔｅｐ２２において算出したカプセル型内視鏡２０の位置および向きに基づいてセンスコイル５２を選定する。
【００８４】
なお、選定されるセンスコイル５２の個数は、本実施形態では６個以上あればよいが、１０個から１５個程度とすると、位置計算誤差を小さく抑えられる。また、センスコイル５２の選定方法は、Ｓｔｅｐ１３（あるいは、後述するＳｔｅｐ２２）で求めたカプセル型内視鏡２０の位置および向きに基づいて、磁気誘導コイル４２から発生した磁場による全てのセンスコイル５２の出力を計算で求め、出力の大きなセンスコイル５２を必要な数だけ選定するようにしてもよい。
【００８５】
その後、再びバンドパスフィルタ６１の中心周波数を低周波側算出用周波数と合わせる（Ｓｔｅｐ１５）。
そして、ドライブコイル５１により形成される交流磁界の周波数を低周波側算出用周波数に合わせる（Ｓｔｅｐ１６）。
そして、ドライブコイル５１から低周波側算出用周波数の交流磁界を発生させ、磁気誘導コイル４２に誘起された誘導磁気をＳｔｅｐ１４で選出されたセンスコイル５２により検出する（Ｓｔｅｐ１７；検出ステップ）。そして、Ｓｔｅｐ７と同様に、センスコイル５２の出力に基づいて計算された値、Ｖｓ（ｆＬＯＷ，Ｎ）を求める。
【００８６】
次に、バンドパスフィルタ６１の中心周波数を高周波側算出用周波数と合わせる（Ｓｔｅｐ１８）。
そして、ドライブコイル５１により形成される交流磁界の周波数を高周波側算出用周波数に合わせる（Ｓｔｅｐ１９）。
そして、ドライブコイル５１から高周波側算出用周波数の交流磁界を発生させ、磁気誘導コイル４２に誘起された誘導磁気を、Ｓｔｅｐ１３で選出されたセンスコイル５２により検出する（Ｓｔｅｐ２０；検出ステップ）。そして、Ｓｔｅｐ１０と同様に、センスコイル５２の出力に基づいて計算された値、Ｖｓ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ）を求める。
【００８７】
そして、位置検出装置５０Ａは、Ｓｔｅｐ１４において選定されたセンスコイル５２の出力差に基づいてカプセル型内視鏡２０の位置および向きを演算し（Ｓｔｅｐ２１；位置算出ステップ）、位置および向きを決定する（Ｓｔｅｐ２２）。
なお、Ｓｔｅｐ２２においては、算出されたカプセル型内視鏡装置２０の位置および向きのデータを他の装置や、表示部８２に出力してもよい。
その後、カプセル型内視鏡装置２０の位置および向きの検出を続ける場合には、上述のＳｔｅｐ１４に戻って位置および向きの検出を行う。
【００８８】
また、位置検出装置５０Ａは、上述の制御と平行して、磁界を形成するドライブコイル５１を選定し、ドライブコイルセレクタ５５に対して選定したドライブコイル５１に交流電流を供給するように指示を出力する。このドライブコイル５１の選定方法は、図１１に示すように、ドライブコイル５１から磁気誘導コイル４２を結ぶ直線（ドライブコイル５１の向き）と磁気誘導コイル４２の中心軸線（カプセル型内視鏡２０の回転軸Ｒ）とが略直交するドライブコイル５１を除外する方法で行われるとともに、磁気誘導コイル４２において作用する磁界の方向が一次独立となるよう、図１２に示すように、３つのドライブコイル５１に交流電流を供給するように選定されている。
より好ましい方法としては、ドライブコイル５１が形成する磁力線の方向と、磁気誘導コイル４２の中心軸線とが略直交するドライブコイル５１を除外する方法が有効である。
【００８９】
なお、上述のように、ドライブコイルセレクタ５５を用いて交流磁界を形成するドライブコイル５１の数を制限してもよいし、ドライブコイルセレクタ５５を用いないで、ドライブコイル５１の配置数を最初から３つとしてもよい。
なお、上述のように、ドライブコイル５１を３つ選択して交流磁界を形成してもよいし、図９に示すように、全てのドライブコイル５１により交流磁界を発生させてもよい。
【００９０】
ここで、ドライブコイル５１を切り替える動作について、より具体的に説明する。
ドライブコイルを切り替える動作は、ドライブコイル５１が発生した磁場の方向と、磁気誘導コイル４２の向きが、カプセル型内視鏡２０の位置で垂直になってしまうと、磁気誘導コイル４２から発生する誘導磁場が小さくなってしまい位置検出の精度が落ちるなどの問題が発生する可能性が生じることの対策として行われる。
【００９１】
磁気誘導コイル４２の方向、すなわちカプセル型内視鏡２０の方向は、位置検出装置５０Ａの出カから知ることができる。また、ドライブコイル５１がカプセル型内視鏡２０の位置に作る磁場の方向は計算により求めることができる。
よって、カプセル型内視鏡２０の向きと、ドライブコイル５１がカプセル型内視鏡２０の位置に作る磁場の方向のなす角度は計算で求めることができる。
同様に異なる位置及び向きに配置されたそれぞれのドライブコイル５１の発生する磁場のカプセル型内視鏡２０の位置における磁場の方向もそれぞれ計算で求めることができ、同様に、カプセル型内視鏡２０の向きと、それぞれのドライブコイル５１がカプセル型内視鏡２０の位置に作る磁場の方向のなす角度は計算で求めることができる。
これにより、カプセル型内視鏡２０の向きと、ドライブコイル５１がカプセル型内視鏡２０の位置に作る磁場の方向とのなす角度が鋭角な関係にあるドライブコイル５１を選択することで、磁気誘導コイル４２から発生する誘導磁場を大きく保つことができ、位置検出を行うにあたり良好な状態を保つことができる。
【００９２】
ドライプコイルの５１の切り替え動作を行うには、前述したＳｔｅｐ１のキャリブレーションの実施において以下の動作を行う。
まず、１つのドライブコイル５１を選択し、ドライブコイル５１から交流磁界を周波数を変化（スイープ）させながら発生する。このとき、全てのセンスコイル５２の出力を、センスコイル５２の後段に配置されたバンドパスフィルタ６１の中心周波数をドライブコイル５１から発生している交流磁界の周波数に合わせながら測定し、ドライブコイル５１と関連付けたセンスコイル５２の周波数特性を得る。
そして、選択したドライブコイル５１と関連付け、全てのセンスコイルの周波数特性を記憶する。
【００９３】
次に、別のドライブコイル５１を新たに選択し、ドライプコイル５１から交流磁界を周波数を変化（スイープ）させながら発生する。このとき、全てのセンスコイル５２の出カを、センスコイル５２の後段に配置されたバンドパスフィルタ６１の中心周波数をドライブコイル５１から発生している交流磁界の周波数に合わせながら測定し、ドライブコイル５１と関連付けたセンスコイル５２の周波数特性を得る。
そして、新たに選択したドライプコイル５１と関連付け、全てのセンスコイルの周波数特性を記憶する。
この動作を、全てのドライブコイルについて繰り返すことで、全てのドライブコイル５１とセンスコイル５２の組合せにおけるセンスコイル５２の周波数特性を記憶することができる。
【００９４】
次に前述のとおり、カプセル型内視鏡２０を空間Ｓに配置し（ＳＴＥＰ２）、カプセル型内視鏡２０を空間Ｓに配置した場合の周波数特性を測定する。このときの測定は、任意のドライブコイル５１を選択し、任意のセンスコイル５２を選択し、その組合せにおけるセンスコイル５２の出カの周波数特性を算出する。（ＳＴＥＰ３)
ＳＴＥＰ３で得た結果より、ＳＴＥＰ３で選択したドライブコイル５１、センスコイル５２の組合せにおけるＳＴＥＰ１で記憶したセンスコイル５２の周波数特性を各周波数成分ごとに差分をとる。その結果は、図８の様になる。そして、前述のとおり算出用周波数を選択する。
【００９５】
そして、ＳＴＥＰ１で得た全てのドライブコイル５１と、センスコイル５２の組合せにおけるセンスコイル５２の周波数特性より、算出用周波数における全てのドライブコイル５１と、センスコイル５２の組合せにおけるカプセル型内視鏡２０が空間Ｓに存在しない場合のセンスコイルの出カを抽出する。これは前述のＶｃ（ｆＬＯＷ，Ｎ）、Ｖｃ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ）にあたるが、ここでは、全てのドライブコイルとの関係も存在するため、Ｖｃ（ｆＬＯＷ，Ｎ，Ｍ）、Ｖｃ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ，Ｍ）と表記する。Ｎはセンスコイルの番号であり、Ｍはドライブコイルの番号である。
ＳＴＥＰ５については前述のとおりであり省略する。
【００９６】
ＳＴＥＰ６においては、信号発生回路の周波数を低周波側算出用周波数にセットすると共に、ドライブコイルセレクタ５５を位置検出装置５０Ａが操作して、出力するドライブコイルとしていずれかのドライブコイル５５を選択する。
ＳＴＥＰ７においては、全てのセンスコイルの出力を側定する。ここでの測定値は、前述のＶ（ｆＬＯＷ，Ｎ）と同様である。
【００９７】
そして、センスコイル５２の出カを元に計算された値
Ｖｓ（ｆＬＯＷ，Ｎ）＝Ｖ（ｆＬＯＷ，Ｎ）−Ｖｃ（ｆＬＯＷ，Ｎ，Ｍ）
を求める。ここで、ＭはＳＴＥＰ６にて選択されたドライプコイルを表す番号である。ＳＴＥＰ５については前述のとおりであり省略する。
ＳＴＥＰ９では、ＳＴＥＰ６で選択されたドライブコイル５２はそのままとし、先に説明したものと同じ操作を行う。
ＳＴＥＰ１０では、全てのセンスコイルの出力を測定する。ここでの側定値は、前述のＶ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ）と同様である。
【００９８】
そして、センスコイル５２の出力を元に計算された値
Ｖｓ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ)＝Ｖ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ）−Ｖｃ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ，Ｍ）
を求める。ここで、ＭはＳＴＥＰ６にて選択されたドライブコイルを表す番号である。
ＳＴＥＰ１１、ＳＴＥＰ１２、ＳＴＥＰ１３については、前述と同様であり説明を省略する。
ＳＴＥＰ１４において、次の位置計算に用いるセンスコイルを選択すると共に、次の測定に用いるドライブコイルを選択する作業を行う。
センスコイルの選択については、前述と同様であるので省略し、ドライブコイルの選択の方法について述べる。
【００９９】
まず、ドライブコイル５１がカプセル型内視鏡２０の位置に作る磁場の方向は計算により求める。次に、カプセル型内視鏡２０の向きと、ドライブコイル５１がカプセル型内視鏡２０の位置に作る磁場の方向のなす角度を計算する。
同様に異なる位置及び向きに配置されたそれぞれのドライブコイル５１の発生する磁場のカプセル型内視鏡２０の位置における方向をそれぞれ計算する。同様に、カプセル型内視鏡２０の向きと、それぞれのドライプコイル５１がカプセル型内視鏡２０の位置に作る磁場の方向のなす角度を計算する。
【０１００】
これらの計算結果より、カプセル型内視鏡２０の向きと、ドライブコイル５１がカプセル型内視鏡２０の位置に作る磁場の方向のなす角度が最も鋭角な関係にあるドライブコイル５１を選択する。このようにドライブコイル５１を選択することで、磁気誘導コイル４２から発生する誘導磁場を大きく保つことができ、位置検出を行うにあたり良好な状態を保つことができる。
ＳＴＥＰ１５は前述と同様であり、省略する。
【０１０１】
ＳＴＥＰ１６においては、信号発生回路の周波数を低周波側算出用周波数にセットすると共に、ドライブコイルセレクタ５５を位置検出装置５０Ａが操作して、出力するドライブコイルとしていずれかのドライブコイル５５を選択する。
ＳＴＥＰ１７では、ＳＴＥＰ１４で選択したセンスコイル５２全ての出カを測定する。これは、Ｖ（ｆＬＯＷ，Ｎ）にあたる。その後、先に求めた、算出用周波数における全てのドライブコイル５１と、センスコイル５２の組合せにおけるカプセル型内視鏡が空間Ｓに存在しない場合のセンスコイルの出力、Ｖｃ(ｆＬＯＷ，Ｎ，M）より、対応するセンスコイル、ドライブコイルの組合せを表すデータとの差分を計算し、Ｖｓ（ｆＬＯＷ，Ｎ）
Ｖｓ（ｆＬＯＷ，Ｎ）＝Ｖ（ｆＬＯＷ，Ｎ）−Ｖｃ（ｆＬＯＷ，Ｎ，Ｍ）
を求める。
ＳＴＥＰ１８は、前述と同様であるので説明を省略する。
【０１０２】
ＳＴＥＰ１９においては、ＳＴＥＰ１６で設定したドライブコイル５５は変更せずに、信号発生回路の周波数を高周波側算出用周波数にセットする。
ＳＴＥＰ２０においては、ＳＴＥＰ１４で選択したセンスコイル５２全ての出カを測定する。これは、Ｖ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ）にあたる。その後、先に求めた、算出用周波数における全てのドライブコイル５１と、センスコイル５２の組合せにおけるカプセル型内視鏡が空間Ｓに存在しない場合のセンスコイルの出力、Ｖｃ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ，Ｍ）より、対応するセンスコイル、ドライブコイルの組合せを表すデータとの差分を計算し、Ｖｓ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ）
Ｖｓ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ）＝Ｖ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ）−Ｖｃ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ，Ｍ）
を求める。
【０１０３】
ＳＴＥＰ２１おいて、位置検出装置５０Ａは、選択された各センスコイル５２における低周波算出用周波数及び高周波算出用周波数での出カ差（振幅差）Ｖｓ(ｆＬＯＷ，Ｎ）−Ｖｓ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ）を求め、その値を使用して、カプセル型内視鏡２０、即ち磁気誘導コイル４２の位置及び方向を推定する計算を行う。
ＳＴＥＰ２２、２３については前述と同様であるので説明を省略する。
【０１０４】
以上のように動作（ドライブコイル５１、センスコイル５２の選択）をすることで、常に、磁気誘導コイル４２よりできるだけ大きな誘導磁気が発生する条件で、磁気誘導コイル４２が発生した誘導磁気を効率よくセンスコイルで５２で検出することができるため、カプセル型内視鏡２０（磁気誘導コイル４２）の位置計算に使用するデータ量を精度を損なわず少なくすることができる。よって、計算量を少なくすることができ、システムの安価に構成できる。システムを高速化できるなどの効果が発生する。
【０１０５】
また、ドライブコイル５１の選択において、２つ以上のドライブコイル５１を選択する様にしても構わない。その場合は、選択された全てのドライブコイルが、カプセル型内視鏡２０（磁気誘導コイル４２）の位置に作り出す磁界を計算し、その合成された磁場の方向と、カプセル型内視鏡２０（磁気誘導コイル４２）の方向とが、鋭角の関係になる様にそれぞれのドライブコイル５１の出カを調整する。選択したセンスコイル５２のキャリブレーションにて求めた値は、出力されるドライブコイル５１のそれぞれの出力値と、先の計測結果のＶｃ（ｆＬＯＷ，Ｎ，Ｍ）、Ｖｃ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ，Ｍ）より、各ドライブコイルの出力に基づく係数をＶｃ（ｆＬＯＷ，Ｎ，Ｍ）、Ｖｃ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ，Ｍ）に掛け、和をとるようにしても良い。また、予め各ドライブコイルの出力比を決定したいくつかの出力パターンを作っておき、ＳＴＥＰ１においてそれぞれの出力パターンでキャリブレーションを行っておいてもよい。このようにすることで、カプセル型内視鏡２０（磁気誘導コイル４２）の位置における磁界の向きをより自由に設定できる。よって、より正確でより効率的な位置検出を実現することができる。
【０１０６】
また、ドライブコイル５１の作り出すカプセル型内視鏡２０（磁気誘導コイル４２）の位置の磁界が、一定もしくは、ある磁界強度範囲に収まるように、ドライブコイル５１の出力を調整してもよい。この場合も、先と同じように出カされるドライブコイル５１のそれぞれの出力値と、先の計測結果のＶｃ（ｆＬＯＷ，Ｎ，Ｍ）、Ｖｃ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ，Ｍ）より、各ドライブコイルの出カに基づく係数をＶｃ（ｆＬＯＷ，Ｎ，Ｍ）、Ｖｃ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ，Ｍ）に掛け、和をとるようにすればよい。
このようにすれば、磁気誘導コイル４２から発生する誘導磁気をより安定し出カできるようになる。よって、より正確でより効率的な位置検出を実現することができる。
【０１０７】
次に、磁気誘導装置７０の作用について説明する。
磁気誘導装置７０においては、図１に示すように、まず、施術者が入力装置７４を介して回転磁界制御回路７３へカプセル型内視鏡２０に誘導方向を入力する。回転磁界制御回路７３では、入力された誘導方向および位置検出装置５０Ａから入力されるカプセル型内視鏡２０の方向（回転軸方向）に基づいて、カプセル型内視鏡２０にかける平行磁界の方向および回転方向を決定する。
そして、上記平行磁界の方向を形成するために必要な各ヘルムホルツコイル７１Ｘ、７１Ｙ、７１Ｚの発生磁界強さを算出し、これら磁界を発生させるのに必要な電流値を算出する。
【０１０８】
各ヘルムホルツコイル７１Ｘ、７１Ｙ、７１Ｚに供給する電流値のデータは、それぞれ対応するヘルムホルツコイルドライバ７２Ｘ、７２Ｙ、７２Ｚへ出力され、各ヘルムホルツコイルドライバ７２Ｘ、７２Ｙ、７２Ｚは、入力されたデータに基づき電流を増幅制御してそれぞれ対応するヘルムホルツコイル７１Ｘ、７１Ｙ、７１Ｚに電流を供給する。
電流が供給されたヘルムホルツコイル７１Ｘ、７１Ｙ、７１Ｚは、それぞれ電流値に応じた磁界を発生し、これら磁界が合成されることにより、回転磁界制御回路７３が決定した磁界方向を有する平行磁界が形成される。
【０１０９】
カプセル型内視鏡２０には、後述するように、駆動用磁石４５が搭載されており、駆動用磁石４５と上記平行磁界とに働く力及びトルクにより、カプセル型内視鏡２０はその姿勢（回転軸方向）が制御される。また、上記平行磁界の回転周期は０Ｈｚから数Ｈｚ程度に制御されるとともに、上記平行磁界の回転方向を制御することにより、カプセル型内視鏡２０の回転軸回りの回転方向が制御され、カプセル型内視鏡２０の進行方向および進行速度が制御される。
【０１１０】
次に、カプセル型内視鏡２０の作用について説明する。
カプセル型内視鏡２０は、図５に示すように、まず、スイッチ部４６の赤外線センサ４７に赤外線が照射され、スイッチ部４６は信号処理部３４に対して信号を出力する。信号処理部３４は、スイッチ部４６からの信号を受け取ると、カプセル型内視鏡２０に搭載されているイメージセンサ３１、ＬＥＤ３３、無線素子３５および信号処理部３４自身に電池３９から電流を供給し、オン状態とする。
【０１１１】
イメージセンサ３１は、ＬＥＤ３３により照明された被検者１の体腔内管路内の壁面を撮像し、この画像を電気信号に変換して信号処理部３４へ出力する。信号処理部３４は、入力された画像信号を圧縮して一時的に格納し、無線素子３５へ出力する。無線素子３５に入力された圧縮された画像信号は画像表示装置８０へ電波として送信される。
【０１１２】
また、外装２１の外周に配置された螺旋部２５により、カプセル型内視鏡２０は回転軸Ｒ回りに回転することで先端部２３側または後端部２４側へ移動することができる。移動する方向は、回転軸Ｒ回りの回転方向および螺旋部２５の回転方向により決定される。
【０１１３】
次に、画像表示装置８０の作用について説明する。
画像表示装置８０においては、図１に示すように、まず、画像受信回路８１がカプセル型内視鏡２０から送信された圧縮画像信号を受信し、画像信号は表示部８２へ出力されている。圧縮画像信号は、画像受信回路８１または表示部８２において復元され、表示部８２により表示される。
また、表示部８２は、回転磁界制御回路７３から入力されるカプセル型内視鏡２０の回転位相データに基づき、カプセル型内視鏡２０の回転方向と逆方向に上記画像信号を回転処理してから表示している。
【０１１４】
上記の構成によれば、時間的に周波数変化する交流磁界を用いて磁気誘導コイル４２の共振周波数を求めるため、磁気誘導コイル４２の共振周波数のばらつきが大きくなっても、共振周波数を求めることができ、その共振周波数に基づいて算出用周波数を求めることができる。そのため、磁気誘導コイル４２の共振周波数がばらついても、常に算出用周波数に基づいてカプセル型医療装置２０の位置及び向きを算出できる。
その結果、磁気誘導コイル４２の共振周波数を調節する素子等を搭載する必要がなくなり、カプセル型医療装置２０を小型化できる。あるいは、共振周波数を調節するために、磁気誘導コイル４２とともに共振回路４３を構成するコンデンサ等の素子を選択、あるいは調節する必要がなくなり、カプセル型医療装置２０の生産コストの増大を防止できる。
【０１１５】
カプセル型医療装置２０の位置および向きの算出に、低周波側算出用周波数および高周波側算出周波数の交流磁界のみを用いるため、例えば、交流磁界の周波数を所定帯域でスイープさせる方法と比較して、位置および向きの算出に要する時間を短縮できる。
【０１１６】
バンドパスフィルタ６１が、低周波側算出用周波数および高周波側算出用周波数に基づいて、センスコイル５２の出力周波数の帯域を制限できるため、低周波側算出用周波数および高周波側算出用周波数の近傍周波数帯域のセンスコイル出力に基づいて、カプセル型医療装置２０の位置および向きを算出することができ、位置および向きの算出に要する時間を短縮できる。
【０１１７】
カプセル型内視鏡２０の磁気誘導コイル４２に対して、一次独立であって異なる３方向以上の方向から交流磁場を作用させている。そのため、磁気誘導コイル４２の方向にかかわらず、少なくとも１方向からの交流磁場により磁気誘導コイル４２に誘導磁気を発生させることができる。
その結果、カプセル型内視鏡２０の方向（回転軸Ｒの軸線方向）にかかわらず、常に磁気誘導コイル４２に誘導磁気を発生させることができるため、センスコイル５２により誘導磁気を常に検知することができ、常にその位置を正確に検出することができるという効果を奏する。
【０１１８】
また、センスコイル５２がカプセル型内視鏡２０に対して異なる３方向に配置されているため、カプセル型内視鏡２０の配置位置にかかわらず、３方向に配置されたセンスコイル５２の少なくとも１方向に配置されたセンスコイル５２に、検知可能な強度の誘導磁気が働き、常にセンスコイル５２が誘導磁気を検知することができる。
さらに、上記１方向に配置されたセンスコイル５２の数が９つであるので、カプセル型内視鏡２０のＸ、Ｙ、Ｚ座標およびカプセル型内視鏡２０の回転軸Ｒに対して直交するとともに互いに直交する２つの軸回りの回転位相φ、θ、誘導磁気の強度の合計６つの情報を演算により求めるのに十分な入力を得ることができる。
【０１１９】
交流磁界の周波数を共振回路４３が共振する周波数（共振周波数）近傍とすることにより、他の周波数の場合と比較して、振幅の大きな誘導磁気を発生させることができる。誘導磁気の振幅が大きくなるため、センスコイル５２が誘導磁気を検知しやすくなり、カプセル型内視鏡２０の位置を検出しやすくなる。
また、交流磁気の周波数は共振周波数近傍の周波数帯域にわたってスイープされるため、例えば、環境条件（例えば温度条件）の変化によって共振回路４３の共振周波数が変化したり、共振回路４３の個体差による共振周波数のばらつきが存在したりしても、変化した共振周波数やばらついた共振周波数が上記周波数帯域内に含まれていれば、共振回路４３に共振を起こさせることができる。
【０１２０】
位置検出装置５０Ａが、センスコイルセレクタ５６により強度の強い誘導磁気を検出しているセンスコイル５２を選択しているため、位置検出装置５０Ａが演算処理する情報量を少なくしても精度を損なうことがなく、かつ、演算にかかる負荷を低減することができる。また、同時に演算処理量を減らすことができるため、演算に要する時間も短縮することができる。
【０１２１】
ドライブコイル５１とセンスコイル５２とがカプセル型内視鏡２０の作動範囲を挟んで対向する位置に配置されているので、ドライブコイル５１とセンスコイル５２とが構造上干渉しないように配置することができる。
【０１２２】
カプセル型内視鏡２０に搭載された駆動用磁石４５に作用させる平行磁界の方向を制御することにより、駆動用磁石４５に対して作用する力の方向を制御することができ、カプセル型内視鏡２０の移動方向を制御することができる。それと同時に、カプセル型内視鏡２０の位置を検出することができるので、カプセル型内視鏡２０を所定の位置に誘導することができるため、検出されたカプセル型内視鏡２０の位置に基づき、カプセル型内視鏡２０を正確に誘導することができるという効果を奏する。
【０１２３】
相互に直交する方向に対向配置される３対のヘルムホルツコイル７１Ｘ、７１Ｙ、７１Ｚから発生する磁界の強度をそれぞれ制御することにより、ヘルムホルツコイル７１Ｘ、７１Ｙ、７１Ｚの内側に発生する平行磁界の方向を所定の方向に制御することができる。そのため、カプセル型内視鏡２０に対して所定方向の平行磁界を作用させることができ、カプセル型内視鏡２０を所定方向に移動させることができる。
また、ヘルムホルツコイル７１Ｘ、７１Ｙ、７１Ｚの内側の空間は、被検者１を配置可能な空間であって、その空間の周囲に、ドライブコイル５１およびセンスコイル５２が配置されているので、カプセル型内視鏡２０を被検者１の体内の所定位置に誘導することができる。
【０１２４】
カプセル型内視鏡２０が回転軸Ｒ回りに回転することより、螺旋部２５がカプセル型内視鏡２０を回転軸の軸線方向に推進する力を発生させる。螺旋部２５が推進力を発生させるので、カプセル型内視鏡２０の回転軸Ｒ回りの回転方向を制御することにより、カプセル型内視鏡２０に作用する推進力の方向を制御することができる。
【０１２５】
画像表示装置８０は、カプセル型内視鏡２０の回転軸Ｒ回りの回転位相情報に基づいて、表示される画像を、カプセル型内視鏡２０の回転方向と逆方向に回転させる処理を行っているので、カプセル型内視鏡２０の回転位相にかかわらず、常に所定の回転位相に静止した画像として、すなわち、あたかもカプセル型内視鏡２０が回転軸Ｒ回りに回転することなく回転軸Ｒに沿う方向に進行しているような画像を表示部８２に表示することができる。
そのため、表示部８２に表示された画像を施術者が目視しながらカプセル型内視鏡２０を誘導する場合、表示される画像がカプセル型内視鏡２０の回転とともに回転する画像である場合と比較すると、上述のように表示される画像が所定の回転位相の画像として表示されているほうが、施術者に見易く、カプセル型内視鏡２０を所定位置に誘導させやすい。
【０１２６】
なお、上述のように算出周波数を求める際（Ｓｔｅｐ１，Ｓｔｅｐ３）に用いる交流磁界の周波数をスイープさせてもよいし、位置検出装置５０Ａをドライブコイル５１からインパルス状の磁界を発生させるインパルス磁界発生部として用いて、算出用周波数を求める際にインパルス状の磁界を使用してもよい。
図１３（ａ）に示すように、ドライブコイル５１にインパルス状の駆動電圧を加えて発生させたインパルス状の磁界は、図１３（ｂ）に示すように、多くの周波数成分を有するため、例えば磁界の周波数をスイープさせる方法と比較して、短い時間で磁気誘導コイル４２の共振周波数を求めることができるとともに、さらに広い周波数帯域で共振周波数を求めることができる。この場合、センスコイル５２に接続されるセンスコイル受信回路５７には、周波数成分が分析できるスペクトラムアナライザ（図示せず）が接続されることで、インパルス状の駆動電圧をドライブコイル５１に加えた時の、センスコイル５２から出力される信号の周波数成分を検出することができる。
【０１２７】
また、位置検出装置５０Ａをドライブコイル５１から複数の異なる周波数を混合した交流磁界を発生させる混合磁界発生部として用いて、算出用周波数を求める際に複数の異なる周波数が混合した交流磁界を用いるとともに、バンドパスフィルタ６１を透過する周波数帯域を変化させられる可変帯域制限部として用いて、周波数決定部５０Ｂに入力される周波数帯域を制御してもよい。
このような構成とすることで、磁気誘導コイル４２の共振周波数のばらつきが大きくなっても、所定の周波数の交流磁界を用いた場合と比較して共振周波数を容易に求めることができる。
【０１２８】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図１４および図１５を参照して説明する。
本実施の形態のカプセル型内視鏡誘導システムの基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは、算出用周波数の決定方法および決定に係る構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図１４および図１５を用いて算出用周波数の決定方法および決定に係る構成のみを説明し、磁気誘導装置等の説明を省略する。
図１４は、本実施形態におけるカプセル型内視鏡誘導システムの概略を示す図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１２９】
カプセル型内視鏡誘導システム（カプセル型医療装置誘導システム）１１０は、図１４に示すように、体腔内管路の内壁面を光学的に撮像し画像信号を無線で送信するカプセル型内視鏡（カプセル型医療装置）１２０と、カプセル型内視鏡１２０の位置を検出する位置検出ユニット（位置検出システム）１５０と、検出されたカプセル型内視鏡１２０の位置および施術者の指示に基づきカプセル型内視鏡１２０を誘導する磁気誘導装置７０と、カプセル型内視鏡１２０から送信された画像信号を表示する画像表示装置１８０と、から概略構成されている。
【０１３０】
位置検出ユニット１５０は、図１４に示すように、カプセル型内視鏡１２０内の後述する磁気誘導コイルに誘導磁気を発生させるドライブコイル５１と、磁気誘導コイルで発生した誘導磁気を検知するセンスコイル５２と、センスコイル５２が検知した誘導磁気に基づいてカプセル型内視鏡１２０の位置を演算するとともにドライブコイル５１により形成される交流磁場を制御する位置検出装置（位置解析手段、磁界周波数可変部、駆動コイル制御部）１５０Ａと、から概略構成されている。
位置検出装置１５０Ａには、算出用周波数決定部（周波数決定部）１５０Ｂが設けられ、後述するセンスコイル受信回路からの信号およびカプセル情報受信回路からの信号が入力されるように構成されている。
【０１３１】
画像表示装置１８０は、カプセル型内視鏡１２０から送信された画像および算出用周波数の値を受信するカプセル情報受信回路１８１と、受信された画像信号および回転磁界制御回路７３からの信号に基づいて画像を表示する表示部８２とから構成されている。
【０１３２】
図１５は、カプセル型内視鏡の構成を示す概略図である。
カプセル型内視鏡１２０は、図１５に示すように、その内部に各種の機器を収納する外装２１と、被検者の体腔内管路の内壁面を撮像する撮像部３０と、撮像部３０を駆動する電池３９と、前述したドライブコイル５１により誘導磁気を発生させる誘導磁気発生部４０と、カプセル型内視鏡１２０を駆動する駆動用磁石４５と、から概略構成されている。
【０１３３】
撮像部３０は、回転軸Ｒに対して略垂直に配置された基板３６Ａと、基板３６Ａの先端部２３側の面に配置されたイメージセンサ３１と、被検者の体腔内管路の内壁面の画像をイメージセンサ３１に結像させるレンズ群３２と、体腔内管路の内壁面を照明するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）３３と、基板３６Ａの後端部２４側の面に配置された信号処理部３４と、画像信号を画像表示装置８０に発信する無線素子（通信部）１３５とから概略構成されている。
信号処理部３４には、誘導磁気発生部４０の共振回路４３の共振周波数に基づいた算出用周波数が記憶される記憶部１３４Ａが併せて配置されている。記憶部１３４Ａは、無線素子１３５と電気的に接続されていて、無線素子１３５を介して算出周波数を記憶部１３４Ａに格納したり、逆に格納されている算出用周波数を外部に送信したりできるように構成されている。
【０１３４】
次に、上記の構成からなるカプセル型内視鏡誘導システム１１０の作用について説明する。
カプセル型内視鏡誘導システム１１０の作用の概略は、第１の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【０１３５】
次に、カプセル型内視鏡１２０の位置および方向検出に用いる算出用周波数の求め方、およびカプセル型内視鏡１２０の位置および方向の検出方法について説明する。
図１６は、磁気誘導コイル４２の周波数特性を求め、記憶部１３４Ａに求めた周波数特性を格納するまでの手順を説明するフローチャートである。
まず、図１６に示すように、位置検出ユニット１５０のキャリブレーションを行う（Ｓｔｅｐ３１；予備測定ステップ）。つまり、カプセル型内視鏡１２０を空間Ｓに配置しない状態、つまりドライブコイル５１により形成される交流磁界が作用して発生するセンスコイル５２の出力を測定する。
交流磁界の具体的な形成の仕方等は、第１の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【０１３６】
次に、カプセル型内視鏡１２０を空間Ｓ内に配置する（Ｓｔｅｐ３２）。
そして、カプセル型内視鏡１２０に搭載された磁気誘導コイル４２の周波数特性を測定する（Ｓｔｅｐ３３；測定ステップ）。そして周波数決定部１５０Ｂにおいて、測定された磁気誘導コイル４２の周波数特性から、Ｓｔｅｐ３１において測定された交流磁界のみが作用したセンスコイル５２の出力が差し引かれる（差分がとられる）。
その後、周波数決定部１５０Ｂは、無線素子１３５を介して磁気誘導コイル４２の周波数特性を記憶部１３４Ａに格納する（Ｓｔｅｐ３４）。
【０１３７】
上述した周波数特性を記憶部１３４Ａに格納する作業は、カプセル型内視鏡１２０を製造する段階で行われている。そのため、カプセル型内視鏡１２０を実際に使用する現場においては、周波数特性を求める必要もないし、記憶させる必要もない。
また、Ｓｔｅｐ３１からＳｔｅｐ３４の作業においては、カプセル型内視鏡誘導システム１１０の全てが必要ではなく、ドライブコイル５１、センスコイル５２、それぞれ１個ずつを駆動制御できるシステムであればよい。
【０１３８】
図１７および図１８は、記憶部１３４Ａに格納された周波数特性を取得し、カプセル型内視鏡１２０の位置および向きを検出する手順を説明するフローチャートである。
次に、周波数特性を記憶したカプセル型内視鏡１２０の位置および方向の検出方法について説明する。
まず、図１７に示すように、カプセル型内視鏡１２０のスイッチが入れられると、送信部１３５が記憶部１３４Ａに格納されている周波数特性のデータを外部に向けて送信し、送信されたこれらの周波数特性のデータがカプセル情報受信回路１８１により受信され、周波数決定部１５０Ｂに入力される（Ｓｔｅｐ４１）。
【０１３９】
その後、周波数決定部１５０Ｂは、取得した周波数特性に基づいてカプセル型内視鏡１２０の位置および向きの検出に用いる算出用周波数を求める（Ｓｔｅｐ４２；周波数決定ステップ）。
算出用周波数には、第１の実施形態と同様に、センスコイル５２のゲイン変化が極大値、極小値を取る周波数を選定し、周波数が低いものを低周波側算出用周波数、周波数が高いものを高周波側算出用周波数とする。
また、Ｓｔｅｐ３４において、位置、方向検出に使用する周波数（低周波側算出用周波数、高周波側算出用周波数）を記憶部１３４Ａに格納しておいても良い。このようにしておけば、記憶部１３４Ａに記憶されたデータを読み込むだけで算出用周波数を決定できる。
【０１４０】
そして、求められた低周波側算出用周波数および高周波側算出用周波数における交流磁界を用いて第１の実施形態のＳｔｅｐ１と同じように、位置検出ユニット１５０のキャリブレーションを行い（Ｓｔｅｐ４３；予備測定ステップ）、交流磁界が作用したときの全てのセンスコイル５２の出力を測定する。ここで、測定された出力を第１の実施形態と同様に、Ｖｃ（ｆＬＯＷ，Ｎ）、Ｖｃ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ）と表記する。
その後、バンドパスフィルタ６１の中心周波数を低周波側算出用周波数と合わせる（Ｓｔｅｐ４４）。さらに、バンドパスフィルタ６１の透過周波数帯域をセンスコイル５２のゲイン変化の極値が抽出できる程度の帯域に設定する。
そして、ドライブコイル５１により形成される交流磁界の周波数を低周波側算出用周波数に合わせる（Ｓｔｅｐ４５）。具体的には、信号発生回路５３により発生される交流電流の周波数を低周波側算出用周波数に制御することにより、ドライブコイル５１により形成される交流磁界の周波数を制御している。
【０１４１】
そして、ドライブコイル５１から低周波側算出用周波数の交流磁界を発生させ、磁気誘導コイル４２に誘起された誘導磁気をセンスコイル５２により検出する（Ｓｔｅｐ４６；検出ステップ）。ここでも、第１の実施形態と同様に、Ｖ（ｆＬＯＷ，Ｎ）とし、Ｖｓ（ｆＬＯＷ，Ｎ）＝Ｖ（ｆＬＯＷ，Ｎ）−Ｖｃ（ｆＬＯＷ，Ｎ）を演算し、センスコイル５２の出力に基づいて計算された値としてＶｓ（ｆＬＯＷ，Ｎ）を記憶する。
【０１４２】
次に、バンドパスフィルタ６１の中心周波数を高周波側算出用周波数と合わせる（Ｓｔｅｐ４７）。
そして、ドライブコイル５１により形成される交流磁界の周波数を高周波側算出用周波数に合わせる（Ｓｔｅｐ４８）。
そして、ドライブコイル５１から高周波側算出用周波数の交流磁界を発生させ、磁気誘導コイル４２に誘起された誘導磁気をセンスコイル５２により検出する（Ｓｔｅｐ４９；検出ステップ）。このとき、検出されるものは、Ｖ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ）であり、Ｓｔｅｐ４６と同様に、Ｖｓ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ）＝Ｖ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ）−Ｖｃ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ）を演算し、センスコイル５２の出力に基づいて計算された値としてＶｓ（ｆＨＩＧＨ，Ｎ）を記憶する。
なお、上述のように、低周波側算出用周波数による検出を先に行い、次に高周波側算出用周波数による検出を後に行ってもよいし、逆に高周波側算出用周波数で検出し、その後に低周波側算出用周波数で検出を行ってもよい。
【０１４３】
その後、位置検出装置１５０Ａは、各センスコイル５２における低周波側算出用周波数および高周波側算出用周波数の出力差（振幅差）を求め、カプセル型内視鏡１２０の位置を推定するのに、どのセンスコイル５２の出力差を用いるのかを選定する（Ｓｔｅｐ５０）。
このセンスコイル５２の選定方法は、第１の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【０１４４】
そして、位置検出装置１５０Ａは、選定されたセンスコイル５２の出力差に基づいてカプセル型内視鏡１２０の位置および向きを演算し（Ｓｔｅｐ５１；位置算出ステップ）、位置および向きを算出する（Ｓｔｅｐ５２）。
【０１４５】
次に、図１８に示すように、次の制御に用いるセンスコイル５２を選定する（Ｓｔｅｐ５３）。
つまり、位置検出装置１５０Ａが、Ｓｔｅｐ５２において算出したカプセル型内視鏡１２０の位置および向きに基づいて、全てのセンスコイル５２の位置における磁気誘導コイル４２から発生した磁場強度を計算により求め、磁場強度の強い位置にあるセンスコイル５２を必要な数だけ選定する。なお、カプセル型内視鏡１２０の位置および向きを繰り返し求める場合は、後述するＳｔｅｐ６１において算出したカプセル型内視鏡１２０の位置および向きに基づいてセンスコイル５２を選定する。
【０１４６】
なお、選定されるセンスコイル５２の個数は、本実施形態では６個以上あればよいが、１０個から１５個程度とすると、位置計算誤差を小さく抑えられる。また、センスコイル５２の選定方法は、Ｓｔｅｐ５２（あるいは、後述するＳｔｅｐ６１）で求めたカプセル型内視鏡１２０の位置および向きに基づいて、磁気誘導コイル４２から発生した磁場による全てのセンスコイル５２の出力を計算で求め、出力の大きなセンスコイル５２を必要な数だけ選定するようにしてもよい。
【０１４７】
その後、再びバンドパスフィルタ６１の中心周波数を低周波側算出用周波数と合わせる（Ｓｔｅｐ５４）。
そして、ドライブコイル５１により形成される交流磁界の周波数を低周波側算出用周波数に合わせる（Ｓｔｅｐ５５）。
そして、ドライブコイル５１から低周波側算出用周波数の交流磁界を発生させ、磁気誘導コイル４２に誘起された誘導磁気を選出されたセンスコイル５２により検出する（Ｓｔｅｐ５６；検出ステップ）。
【０１４８】
次に、バンドパスフィルタ６１の中心周波数を高周波側算出用周波数と合わせる（Ｓｔｅｐ５７）。
そして、ドライブコイル５１により形成される交流磁界の周波数を高周波側算出用周波数に合わせる（Ｓｔｅｐ５８）。
そして、ドライブコイル５１から高周波側算出用周波数の交流磁界を発生させ、磁気誘導コイル４２に誘起された誘導磁気を選出されたセンスコイル５２により検出する（Ｓｔｅｐ５９；検出ステップ）。
【０１４９】
そして、位置検出装置１５０Ａは、Ｓｔｅｐ５３において選定されたセンスコイル５２の出力差に基づいてカプセル型内視鏡１２０の位置および向きを演算し（Ｓｔｅｐ６０；位置算出ステップ）、位置および向きを決定する（Ｓｔｅｐ６１）。
なお、Ｓｔｅｐ６１においては、算出されたカプセル型内視鏡装置１２０の位置および向きのデータを他の装置や、表示部８２に出力してもよい。
その後、カプセル型内視鏡装置１２０の位置および向きの検出を続ける場合には、上述のＳｔｅｐ５３に戻って位置および向きの検出を行う。
【０１５０】
上記の構成によれば、カプセル型内視鏡１２０の位置および向きの算出を行う際には、予め記憶部１３４Ａに格納された磁気誘導コイル４２の周波数特性を取得して、低周波側算出用周波数および高周波側算出用周波数を求めている。そのため、カプセル型医療装置１２０の位置検出を行うたびに共振周波数を測定して算出用周波数を求める方法と比較して、カプセル型医療装置１２０の位置および向きの算出に要する時間を短縮することができる。
【０１５１】
なお、上述のように、記憶部１３４Ａに磁気誘導コイル４２の周波数特性を格納し、格納された周波数特性が、通信部１３５およびカプセル情報受信回路１８１を介して、周波数決定部１５０Ｂへ自動的に送信されてもよいし、周波数特性の値がカプセル型内視鏡装置１２０の外装２１等に記載され、その値を施術者により周波数決定部１５０Ｂへ入力するように構成してもよい。また、外装２１の他の記載方法としては、パッケージ外装に記載する方法を挙げることができる。
また、磁気誘導コイル４２の周波数特性を格納してもよいし、周波数特性に基づいて算出される算出用周波数を記憶部１３４Ａに格納してもよい。
また、外装２１等に周波数特性等の値を直接記載してもよいし、周波数特性等の値を複数のランクに分類して、そのランクを外装２１等に記載してもよい。
【０１５２】
〔第３の実施の形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図１９および図２０を参照して説明する。
本実施の形態のカプセル型内視鏡誘導システムの基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは、位置検出ユニットの構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図１９および図２０を用いて位置検出ユニット周辺のみを説明し、磁気誘導装置等の説明を省略する。
図１９は、位置検出ユニットのドライブコイルおよびセンスコイルの配置を示す概略図である。
なお、位置検出ユニットのドライブコイルおよびセンスコイル以外の構成要素は第１の実施の形態と同じであるため、その説明を省略する。
【０１５３】
位置検出ユニット（位置検出システム）２５０のドライブコイル（駆動コイル）２５１およびセンスコイル５２は、図１９に示すように、ドライブコイル２５１が３つそれぞれＸ、Ｙ、Ｚ軸に対して垂直に配置され、センスコイル５２がそれぞれＹ、Ｚ軸に対して垂直な平面形状の２つのコイル支持部２５８上に配置されている。
ドライブコイル２５１としては、図に示すように、矩形形状のコイルを用いてもよいし、ヘルムホルツコイルを用いてもよい。
【０１５４】
上記の構成からなる位置検出ユニット２５０においては、図１９に示すように、各ドライブコイル２５１が形成する交流磁場の方向がＸ、Ｙ、Ｚ軸線方向と平行となり、一次独立であって互いに直交する関係となる。
【０１５５】
上記の構成によれば、カプセル型内視鏡２０の磁気誘導コイル４２に対して、一次独立であって互いに直交する方向から交流磁場を作用させることができるため、第１の実施形態と比較して、磁気誘導コイル４２の方向にかかわらず磁気誘導コイル４２に誘導磁気を発生させやすい。
また、ドライブコイル２５１が互いに略直交して配置されることになるので、ドライブコイルセレクタ５５によるドライブコイルの選択が容易になる。
【０１５６】
なお、センスコイル５２は、上述のように、Ｙ、Ｚ軸に対して垂直なコイル支持部２５８上に配置されていてもよいし、図１９に示すように、カプセル型内視鏡２０の作動範囲の上方に配置された斜めのコイル支持部２５９上に備えられていてもよい。
このような配置とすることにより、被検者１と干渉することなくセンスコイル５２を配置することができる。
【０１５７】
〔第４の実施の形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について図２１を参照して説明する。
本実施の形態のカプセル型内視鏡誘導システムの基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは、位置検出ユニットの構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図２１を用いて位置検出ユニット周辺のみを説明し、磁気誘導装置等の説明を省略する。
図２１は、位置検出ユニットのドライブコイルおよびセンスコイルの配置を示す概略図である。
なお、位置検出ユニットのドライブコイルおよびセンスコイル以外の構成要素は第１の実施の形態と同じであるため、その説明を省略する。
【０１５８】
位置検出ユニット（位置検出システム）３５０のドライブコイル（駆動コイル）３５１およびセンスコイル５２は、図２１に示すように、４つのドライブコイル３５１が同一平面上に配置され、センスコイル５２が、カプセル型内視鏡２０の作動範囲を介してドライブコイル３５１の配置位置と対向する位置に配置された平面形状のコイル支持部３５８およびドライブコイル３５１の配置位置と同じ側に配置された平面形状のコイル支持部３５８上に配置されている。
ドライブコイル３５１は、形成する交流磁場の方向が図中の矢印で示すように、互いに一次独立となるように配置されている。
【０１５９】
上記の構成によれば、カプセル型内視鏡２０がドライブコイル３５１に対して近い領域または遠い領域に位置していても、２つのコイル支持部３５８のうち一方がカプセル型内視鏡２０に対して近い位置となる。そのため、センスコイル５２からカプセル型内視鏡２０の位置を求めるのに十分な強度の信号を得ることができる。
【０１６０】
〔第４の実施形態の変形例〕
次に、本発明の第４の実施形態の変形例について図２２を参照して説明する。
本変形例のカプセル型内視鏡誘導システムの基本構成は、第３の実施の形態と同様であるが、第３の実施の形態とは、位置検出ユニットの構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図２２を用いて位置検出ユニット周辺のみを説明し、磁気誘導装置等の説明を省略する。
図２２は、位置検出ユニットのドライブコイルおよびセンスコイルの配置を示す概略図である。
なお、位置検出ユニットのドライブコイルおよびセンスコイル以外の構成要素は第３の実施の形態と同じであるため、その説明を省略する。
【０１６１】
位置検出ユニット（位置検出システム）４５０のドライブコイル３５１およびセンスコイル５２は、図２２に示すように、４つのドライブコイル３５１が同一平面上に配置され、センスコイル５２が、カプセル型内視鏡２０の作動範囲を介してドライブコイル３５１の配置位置と対向する位置に配置された曲面形状のコイル支持部４５８およびドライブコイル３５１の配置位置と同じ側に配置された曲面形状のコイル支持部４５８上に配置されている。
コイル支持部４５８は、カプセル型内視鏡２０の作動範囲に対して外側へ凸なる曲面形状であり、センスコイル５２は、上記曲面形状に沿うように配置されている。
なお、コイル支持部５２の形状は、上述のように上記動範囲に対して外側へ凸なる曲面形状であってもよいし、その他の曲面形状であってもよく、特に限定するものではない。
【０１６２】
上記の構成によれば、センスコイル５２の配置自由度が向上するので、センスコイル５２が被検者１との干渉するのを防止することができる。
【０１６３】
〔第５の実施の形態〕
次に、本発明の第５の実施形態について図２３から図２８を参照して説明する。
本実施の形態のカプセル型内視鏡誘導システムの基本構成は、第２の実施の形態と同様であるが、第２の実施の形態とは、位置検出ユニットの構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図２３から図２４を用いて位置検出ユニット周辺のみを説明し、磁気誘導装置等の説明を省略する。
図２３は、本実施形態におけるカプセル型内視鏡誘導システムの概略を示す図である。
なお、第２の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１６４】
カプセル型内視鏡誘導システム（カプセル型医療装置誘導システム）５１０は、図２３に示すように、体腔内管路の内壁面を光学的に撮像し画像信号を無線で送信するカプセル型内視鏡１２０と、カプセル型内視鏡１２０の位置を検出する位置検出ユニット（位置検出システム）５５０と、検出されたカプセル型内視鏡１２０の位置および施術者の指示に基づきカプセル型内視鏡１２０を誘導する磁気誘導装置７０と、カプセル型内視鏡１２０から送信された画像信号を表示する画像表示装置１８０と、から概略構成されている。
【０１６５】
位置検出ユニット５５０は、図２３に示すように、カプセル型内視鏡１２０内の後述する磁気誘導コイルに誘導磁気を発生させるドライブコイル５１と、磁気誘導コイルで発生した誘導磁気を検知するセンスコイル５２と、ドライブコイル５１およびセンスコイル５２の相対位置を変更させる相対位置変更部（相対位置変更手段）５６１と、相対位置を測定する相対位置測定部（相対位置測定手段）５６２と、センスコイル５２が検知した誘導磁気に基づいてカプセル型内視鏡１２０の位置を演算するとともにドライブコイル５１により形成される交流磁場を制御する位置検出装置（位置解析手段、磁界周波数可変部、駆動コイル制御部）５５０Ａと、から概略構成されている。
【０１６６】
位置検出装置５５０Ａには、算出用周波数を求める周波数決定部１５０Ｂと、基準値を生成する現在基準値生成部５５０Ｂとが設けられ、後述するセンスコイル受信回路からの信号およびカプセル情報受信回路からの信号が入力されるように構成されている。また、現在基準値生成部５５０Ｂには、ドライブコイル５１とセンスコイル５２との相対位置情報と、センスコイル５２の出力情報と、を関連付けて格納する格納部（記憶部）５５０Ｃが設けられている。
位置検出装置５５０Ａからドライブコイル５１までの間には、位置検出装置５５０Ａからの出力に基づき交流電流を発生させる信号発生回路５３と、位置検出装置５５０Ａからの出力に基づき信号発生回路５３から入力された交流電流を増幅するドライブコイルドライバ５４と、が配置されている。
【０１６７】
また、位置検出装置５５０Ａからドライブコイル５１までの間には相対位置変更部５６１が配置され、相対位置変更部５６１から位置検出装置５５０Ａまでの間には相対位置測定部５６２が配置されている。位置検出装置５５０Ａの出力は相対位置変更部５６１を介して後述するドライブコイルユニットに入力するように配置されている。ドライブコイル５１とセンスコイル５２との相対位置情報は、ドライブコイルユニットから相対位置変更部５６１を介して相対位置測定部５６２に取得され、取得された情報は位置検出装置５５０Ａに入力するように配置されている。
【０１６８】
図２４は、図２３のドライブコイル５１を備えたドライブコイルユニットおよびセンスコイル５２の位置関係を説明する図である。
位置検出ユニット５５０には、略球状に形成された外枠５７１Ａおよび内枠５７１Ｂからなる枠部５７１と、外枠５７１Ａおよび内枠５７１Ｂとの間を移動可能に配置されたドライブコイルユニット５５１と、内枠５７１Ｂの内面に配置されたセンスコイル５２とが、図２４に示すように配置されている。
【０１６９】
図２５は、図２４のドライブコイルユニット５５１の構成の概略を説明する図である。
ドライブコイルユニット５５１は、図２５に示すように、略直方体状の筐体５５２と、筐体５５２の外枠５７１Ａおよび内枠５７１Ｂに対向する面の四隅に配置された駆動部５５３と、ドライブコイル５１と、ドライブコイルユニット５５１の進行方向を制御する方向転換部５５５と、ドライブコイルユニット５５１とドライブコイルドライバ５４および相対位置変更部５６１とを電気的に接続する紐状の接続部５５６と、から概略構成されている。
方向転換部５５５は、外枠５７１Ａに対向する面に突出して配置された球体部５５７と、球体部５５７を回転制御するモータ５５８と、モータ５５８を駆動制御するモータ回路５５９とから概略構成されている。
【０１７０】
上記の構成からなるカプセル型内視鏡誘導システム５１０の作用の概要は第２の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【０１７１】
次に、本実施形態におけるカプセル型内視鏡１２０の位置および向きの検出方法について説明する。
カプセル型内視鏡１２０の位置および方向検出に用いる算出用周波数の求め方、つまり磁気誘導コイル４２の周波数特性を記憶部１３４Ａ（図１５参照）に格納するまでの作用は第２の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【０１７２】
図２６、図２７および図２８は、本実施形態におけるカプセル型内視鏡１２０の位置および向きの検出手順を説明するフローチャートである。
まず、図２６に示すように、送信部１３５が記憶部１３４Ａに格納されている周波数特性のデータを外部に向けて送信し、送信されたこれらの周波数特性のデータがカプセル情報受信回路１８１により受信され、周波数決定部１５０Ｂに入力される（Ｓｔｅｐ７１）。
【０１７３】
その後、周波数決定部１５０Ｂは、取得した周波数特性に基づいてカプセル型内視鏡１２０の位置および向きの検出に用いる算出用周波数を求める（Ｓｔｅｐ７２；周波数決定ステップ）。
算出用周波数には、第１の実施形態と同様に、センスコイル５２のゲイン変化が極大値、極小値を取る周波数を選定し、周波数が低いものを低周波側算出用周波数、周波数が高いものを高周波側算出用周波数とする。
【０１７４】
そして、ドライブコイルユニット５５１を移動可能範囲の端に移動させる（Ｓｔｅｐ７３）。具体的には、図２３および図２５に示すように、現在基準値生成部５５０Ｂから相対位置変更部５６１に制御信号を出力し、相対位置変更部５６１が駆動部５５３および方向転換部５５５を駆動制御することによりドライブコイルユニット５５１を移動させている。
【０１７５】
その後、図２６に示すように、バンドパスフィルタ６１の中心周波数を低周波側算出用周波数と合わせる（Ｓｔｅｐ７４）。さらに、バンドパスフィルタ６１の透過周波数帯域をセンスコイル５２のゲイン変化の極値が抽出できる程度の帯域に設定する。
そして、ドライブコイル５１により形成される交流磁界の周波数を低周波側算出用周波数に合わせる（Ｓｔｅｐ７５）。
そして、ドライブコイル５１から低周波側算出用周波数の交流磁界を発生させ、交流磁界をセンスコイル５２により検出する（Ｓｔｅｐ７６）。
【０１７６】
次に、バンドパスフィルタ６１の中心周波数を高周波側算出用周波数と合わせる（Ｓｔｅｐ７７）。
そして、ドライブコイル５１により形成される交流磁界の周波数を高周波側算出用周波数に合わせる（Ｓｔｅｐ７８）。
そして、ドライブコイル５１から高周波側算出用周波数の交流磁界を発生させ、交流磁界をセンスコイル５２により検出する（Ｓｔｅｐ７９）。
【０１７７】
その後、ドライブコイル５１とセンスコイル５２との相対位置情報と、センスコイル５２の出力と、を関連付けて現在基準値生成部５５０Ｂの格納部５５０Ｃに基準値として格納する（Ｓｔｅｐ８０）。
そして、ドライブコイルユニット５５１を次の所定位置に移動させる（Ｓｔｅｐ８１）。所定位置はドライブコイルユニット５５１の移動可能範囲であって、各所定位置との間が所定間隔となるように設定されている。
全ての所定位置において基準値の取得がなされていない場合には、上述のＳｔｅｐ７４に戻り、基準値の取得を繰り返す。また、全ての所定位置において基準値を取得したら次のステップに進む（Ｓｔｅｐ８２）。
【０１７８】
全ての所定位置において基準値を取得したら、カプセル型内視鏡１２０を配置して、ドライブコイルユニット５５１をカプセル型内視鏡１２０の位置検出が可能な位置に移動させる。
その後、図２８に示すように、バンドパスフィルタ６１の中心周波数を低周波側算出用周波数と合わせる（Ｓｔｅｐ８３）。
そして、ドライブコイル５１により形成される交流磁界の周波数を低周波側算出用周波数に合わせる（Ｓｔｅｐ８４）。
そして、ドライブコイル５１から低周波側算出用周波数の交流磁界を発生させ、磁気誘導コイル４２に誘起された誘導磁気をセンスコイル５２により検出する（Ｓｔｅｐ８５）。
【０１７９】
次に、バンドパスフィルタ６１の中心周波数を高周波側算出用周波数と合わせる（Ｓｔｅｐ８６）。
そして、ドライブコイル５１により形成される交流磁界の周波数を高周波側算出用周波数に合わせる（Ｓｔｅｐ８７）。
そして、ドライブコイル５１から高周波側算出用周波数の交流磁界を発生させ、磁気誘導コイル４２に誘起された誘導磁気をセンスコイル５２により検出する（Ｓｔｅｐ８８）。
なお、上述のように、低周波側算出用周波数による検出を先に行い、次に高周波側算出用周波数による検出を後に行ってもよいし、逆に高周波側算出用周波数で検出し、その後に低周波側算出用周波数で検出を行ってもよい。
【０１８０】
その後、位置検出装置５５０Ａは、各センスコイル５２における低周波側算出用周波数および高周波側算出用周波数の出力差（振幅差）を求め、カプセル型内視鏡１２０の位置を推定するのに、どのセンスコイル５２の出力差を用いるのかを選定する（Ｓｔｅｐ８９）。
このセンスコイル５２の選定方法は、第１の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【０１８１】
そして、現在基準値生成部５５０Ｂは、現在のドライブコイル５１の位置に基づいて、格納部５５０Ｃに格納された基準値を選び出し、現在基準値とする（Ｓｔｅｐ９０）。選び出す基準値としては、現在のドライブコイル５１とセンスコイル５２との相対位置と最も近い相対位置で取得された基準値が望ましい。このように選定することにより、現在基準値を生成させるのに要する時間を短縮できる。
【０１８２】
そして、位置検出装置５５０Ａは、現在基準値と、Ｓｔｅｐ８９において選定したセンスコイル５２の出力と、に基づいて、カプセル型内視鏡１２０の位置および方向を演算し（Ｓｔｅｐ９１）、位置および向きを決定する（Ｓｔｅｐ９２）。
【０１８３】
次に、図２７に示すように、次の制御に用いるセンスコイル５２を選定する（Ｓｔｅｐ９３）。
つまり、位置検出装置５５０Ａが、Ｓｔｅｐ９２において決定したカプセル型内視鏡１２０の位置および向きに基づいて、カプセル型内視鏡１２０の移動方向および移動後の位置および向きを推定し、推定したカプセル型内視鏡１２０の位置および向きにおいて、出力が大きくなるセンスコイル５２を選定する。
【０１８４】
その後、再びバンドパスフィルタ６１の中心周波数を低周波側算出用周波数と合わせる（Ｓｔｅｐ９４）。
そして、ドライブコイル５１により形成される交流磁界の周波数を低周波側算出用周波数に合わせる（Ｓｔｅｐ９５）。
そして、ドライブコイル５１から低周波側算出用周波数の交流磁界を発生させ、磁気誘導コイル４２に誘起された誘導磁気をセンスコイル５２により検出する（Ｓｔｅｐ９６）。
【０１８５】
次に、バンドパスフィルタ６１の中心周波数を高周波側算出用周波数と合わせる（Ｓｔｅｐ９７）。
そして、ドライブコイル５１により形成される交流磁界の周波数を高周波側算出用周波数に合わせる（Ｓｔｅｐ９８）。
そして、ドライブコイル５１から高周波側算出用周波数の交流磁界を発生させ、磁気誘導コイル４２に誘起された誘導磁気をセンスコイル５２により検出する（Ｓｔｅｐ９９）。
【０１８６】
そして、現在のドライブコイル５１の位置に基づいて、格納部５５０Ｃに格納された基準値を選び出し、現在基準値とする（Ｓｔｅｐ９０）。選び出す基準値としては、現在のドライブコイル５１とセンスコイル５２との相対位置と最も近い相対位置で取得された基準値が望ましい。
【０１８７】
そして、位置検出装置５５０Ａは、Ｓｔｅｐ９０における現在基準値と、Ｓｔｅｐ９３において選定されたセンスコイル５２の出力とに基づいてカプセル型内視鏡１２０の位置および向きを演算し（Ｓｔｅｐ１０１）、位置および向きを決定する（Ｓｔｅｐ１０２）。
その後、カプセル型内視鏡装置１２０の位置および向きの検出を続ける場合には、上述のＳｔｅｐ９３に戻って位置および向きの検出を行う（Ｓｔｅｐ１０３）。
【０１８８】
上述の構成によれば、ドライブコイル５１とセンスコイル５２とが相対位置を変更可能であっても、カプセル型内視鏡１２０の位置および向きを求めることができる。
予め上記基準値とドライブコイル５１の位置および相対位置を記憶しているため、カプセル型内視鏡１２０の位置検出時のドライブコイル５１およびセンスコイル５２の相対位置が異なっている場合でも、再び上記基準値等を測定する必要がない。
【０１８９】
なお、上述のような現在基準値の生成方法でもよいし、現在基準値生成部５５０Ｂが、相対位置と基準値とを関連付ける所定の近似式を求め、所定の近似式と現在相対位置とに基づいて現在基準値を生成してもよい。この生成方法によれば、所定の近似式に基づき現在基準値を生成するため、例えば格納部５５０Ｃに格納された基準値をそのまま現在基準値とする方法と比較して、より精度の高い現在基準値を生成できる。また、所定の近似式としては公知の近似式のいずれでも用いることができ、特に限定するものではない。
【０１９０】
（カプセル型内視鏡の位置検出システム）
以下、本発明におけるカプセル型内視鏡の位置検出システムについて図２９を参照して説明する。
図２９は、本発明におけるカプセル型内視鏡の位置検出システムの概略を示す図である。
なお、本発明におけるカプセル型内視鏡の位置検出システム６１０は、上述したカプセル型内視鏡誘導システム１１０の位置検出装置１５０のみから構成されているものである。そのため、カプセル型内視鏡の位置検出システム６１０の構成要素、作用および効果はカプセル型内視鏡誘導システム１１０と同様なので、図２９を示してその説明を省略する。
また、上述のように本発明を、カプセル型内視鏡の位置検出システム、カプセル型医療装置誘導システムおよびカプセル型医療装置の位置検出方法について適用して説明してきたが、被験者などの被検体に飲み込ませるものは、カプセル型内視鏡だけではなく、カプセル型医療装置（例えば、薬剤を保持し体腔内の目的部位で薬材を放出するＤＤＳカプセル、化学的センサ、血液センサ、ＤＮＡプローブ等を搭載し体腔内の情報を取得するセンサカプセル、体内に留置されｐＨなどを測定する留置カプセルなど、さまざまなカプセル型医療装置にも使用することができる。また、磁気誘導コイルは内視鏡の先端カテーテル、鉗子の先端などにも配置することが可能で、本発明で示した位置検出システムは、体腔内で機能する医療装置用位置検出システムとしても使用できる。
また、センスコイル５２は磁界を検出できる磁気センサであればよく、ＧＭＲセンサ、ＭＩセンサ、ホール素子、ＳＱＵＩＤ磁束計など、さまざまなセンサが使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１９１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るカプセル型内視鏡誘導システムの概略図である。
【図２】図１のカプセル型内視鏡誘導システムの斜視図である。
【図３】図１のカプセル型内視鏡誘導システムの断面を示す概略図である。
【図４】図１のセンスコイル受信回路の回路構成を示す概略図である。
【図５】図１のカプセル型内視鏡の構成を示す概略図である。
【図６】本実施形態における算出用周波数の求め方、およびカプセル型内視鏡の位置および向き検出手順を示すフローチャートである。
【図７】本実施形態における算出用周波数の求め方、およびカプセル型内視鏡の位置および向き検出手順を示すフローチャートである。
【図８】共振回路における周波数特性を示すグラフである。
【図９】ドライブコイルおよびセンスコイルの他の配置関係を示す図である。
【図１０】ドライブコイルおよびセンスコイルの他の配置関係を示す図である。
【図１１】ドライブコイルおよび磁気誘導コイルの配置関係を示す図である。
【図１２】ドライブコイルおよびセンスコイルの配置関係を示す図である。
【図１３】インパルス状の磁界を説明する図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係るカプセル型内視鏡誘導システムの概略図である。
【図１５】図１４のカプセル型内視鏡の構成を示す概略図である。
【図１６】磁気誘導コイルの周波数特性を求め、記憶部１３４Ａに格納するまでの手順を示すフローチャートである。
【図１７】カプセル型内視鏡の位置および向きを検出する手順を示すフローチャートである。
【図１８】カプセル型内視鏡の位置および向きを検出する手順を示すフローチャートである。
【図１９】本発明の第３の実施形態に係るドライブコイルおよびセンスコイルの配置関係を示す図である。
【図２０】カプセル型内視鏡誘導システムの断面を示す概略図である。
【図２１】本発明の第４の実施形態に係るドライブコイルおよびセンスコイル
【図２２】本発明の第４の実施形態の変形例に係るドライブコイルおよびセンスコイルの配置関係を示す図である。
【図２３】本発明の第５の実施形態に係るカプセル型内視鏡誘導システムの概略を示す図である。
【図２４】図２３のドライブコイルユニットおよびセンスコイル等の位置関係を示す図である。
【図２５】図２４のドライブコイルユニットの構成の概略を示す図である。
【図２６】本実施形態におけるカプセル型内視鏡の位置および向きの検出手順を示すフローチャートである。
【図２７】本実施形態におけるカプセル型内視鏡の位置および向きの検出手順を示すフローチャートである。
【図２８】本実施形態におけるカプセル型内視鏡の位置および向きの検出手順を示すフローチャートである。
【図２９】本発明によるカプセル型内視鏡の位置検出システムの概略を示す図である。
【符号の説明】
【０１９２】
１  被検者
１０，１１０，５１０  カプセル型内視鏡誘導システム（カプセル型医療装置誘導システム）
２０，１２０  カプセル型内視鏡（カプセル型医療装置）
２５  螺旋部（螺旋機構）
３０  撮像部（撮像手段）
４２  磁気誘導コイル
４５  駆動用磁石（永久磁石）
５０，１５０，２５０，３５０，４５０，５５０  位置検出ユニット（位置検出システム）
５０Ａ，１５０Ａ，５５０Ａ  位置検出装置（位置解析手段、磁界周波数可変部、駆動コイル制御部）
５０Ｂ，１５０Ｂ  算出用周波数決定部（周波数決定部）
５１，２５１，３５１  ドライブコイル（駆動コイル）
５２  センスコイル（磁気センサ）
５６  センスコイルセレクタ（磁気センサ選択手段）
６１  バンドパスフィルタ（ＢＰＦ、帯域制限部）
７１  ３軸ヘルムホルツコイルユニット（磁界発生手段、電磁石）
７１Ｘ、７１Ｙ、７１Ｚ  ヘルムホルツコイル（電磁石）
７３  回転磁界制御回路（磁界方向制御手段）
８２  表示部（表示手段、画像制御手段）
１３５  無線素子（通信部）
５５０Ｂ  現在基準値生成部
５５０Ｃ  格納部（記憶部）
５６１  相対位置変更部（相対位置変更手段）
５６２  相対位置測定部（相対位置測定手段）
６１０  位置検出システム
Ｒ  回転軸（長手軸）
Ｓ  空間
【図１】
2006271520.tif 000003
【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】
2006271520.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2006271520.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2006271520.tif 000019
【図１８】
2006271520.tif 000020
【図１９】
2006271520.tif 000021
【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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