(57)【要約】【課題】  生体内における位置と姿勢とを特定でき小型化および低消費電力化が可能な錠剤型撮像装置を提供する。【解決手段】  生体内を撮像する錠剤型撮像装置であって、撮像素子を有し、前記撮像素子の受光面に結像されている生体内の光学像を撮像する撮像部と、少なくとも３軸の磁気方位センサと、前記錠剤型撮像装置の位置及び姿勢を特定可能な磁界情報を前記磁気方位センサの出力に基づいて出力する処理部とを有する制御チップと、前記撮像部と前記制御チップとが搭載され、前記撮像素子の受光面に対して平行な基板と、を備える。【選択図】    図１
2006212051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体内を撮像する錠剤型撮像装置であって、
撮像素子を有し、前記撮像素子の受光面に結像されている生体内の光学像を撮像する撮像部と、
少なくとも３軸の磁気方位センサと、前記錠剤型撮像装置の位置及び姿勢を特定可能な磁界情報を前記磁気方位センサの出力に基づいて出力する処理部とを有する制御チップと、
前記撮像部と前記制御チップとが搭載され、前記撮像素子の受光面に対して平行な基板と、
を備えることを特徴とする錠剤型撮像装置。
【請求項２】
生体内の温度を特定可能な温度信号を出力する温度センサをさらに備え、
前記撮像部は、前記温度信号に基づいて生成される撮像指示に応じて生体内を撮像することを特徴とする請求項１に記載の錠剤型撮像装置。
【請求項３】
前記磁気方位センサの磁界検出素子は磁気抵抗素子であることを特徴とする請求項１または２に記載の錠剤型撮像装置。
【請求項４】
前記磁気抵抗素子は巨大磁気抵抗素子であることを特徴とする請求項３に記載の錠剤型撮像装置。
【請求項５】
前記撮像素子はＣＭＯＳエリアイメージセンサであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の錠剤型撮像装置。
【請求項６】
前記基板と前記撮像部と前記制御チップとを収容する金属の筐体をさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の錠剤型撮像装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の錠剤型撮像装置と、
生体外に配置され、第一磁界を発生させる第一磁界発生部と、
生体外に前記第一磁界発生部から離間して配置され、第二磁界を発生させる第二磁界発生部と、
前記第一磁界または前記第二磁界を、時分割で前記第一磁界発生部と前記第二磁界発生部とに発生させる磁界制御手段と、
を備えることを特徴とする体内撮像システム。
【請求項８】
生体外に配置され、通信により前記磁界情報を取得する取得手段と、
生体外に配置され、前記磁気方位センサの前記第一磁界を発生させている状態における出力に基づいて生成された前記磁界情報と前記磁気方位センサの前記第二磁界を発生させている状態における出力に基づいて生成された前記磁界情報とに基づいて、前記錠剤型撮像装置の位置と姿勢とを特定する特定手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の体内撮像システム。
【請求項９】
前記第一磁界発生部は第一コイルを有し、
前記第二磁界発生部は軸線が前記第一コイルの軸線に直交するように配置される第二コイルを有することを特徴とする請求項７または８に記載の体内撮像システム。
【請求項１０】
請求項１から６のいずれか一項に記載の錠剤型撮像装置を被験者に嚥下させる段階と、
生体外に配置され第一磁界を発生させる第一磁界発生部と、前記第一磁界発生部から離間して生体外に配置され第二磁界を発生させる第二磁界発生部とに、時分割で前記第一磁界または前記第二磁界を発生させる磁界制御段階と、
前記磁界制御段階で前記第一磁界を発生させている状態における前記磁気方位センサの出力に基づいて生成された前記磁界情報と、前記磁界制御段階で前記第二磁界を発生させている状態における前記磁気方位センサの出力に基づいて生成された前記磁界情報とに基づいて、前記錠剤型撮像装置の位置と姿勢とを特定する段階と、
前記撮像部に生体内を撮像させる段階と、
を含むことを特徴とする体内撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は錠剤型撮像装置、体内撮像システム及び体内撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、嚥下した錠剤型撮像装置で生体内を撮像する方法が知られている（例えば、特許文献１および２）。このような体内撮像方法では、生体内において錠剤型撮像装置の位置や姿勢を特定可能であることが望ましい。生体内における錠剤型撮像装置の位置と姿勢とを特定できれば、撮像後に撮像部位を特定したり、生体内の所定部位を撮像することができる。
【０００３】
特許文献１に記載の体内撮像方法では、錠剤型撮像装置が送信する信号を被験者の体表付近に配置したアンテナで受信し受信信号の強度に基づいて錠剤型撮像装置の位置を特定し、錠剤型撮像装置が発生させる磁界の方向を生体外で検出することにより錠剤型撮像装置の姿勢を特定しようとしている。また特許文献２に記載の体内撮像方法では、錠剤型撮像装置が発生させる磁界の強度と方向とを生体外で検出することにより錠剤型撮像装置の位置と姿勢とを特定しようとしている。
しかしながら特許文献１および２に記載の体内撮像方法では、錠剤型撮像装置に磁界を発生させる磁界発生部を備える必要があるため、錠剤型撮像装置が大型化したり錠剤型撮像装置の消費電力が増大するという問題がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−４１７０９号公報
【特許文献２】特開２０００−２３９８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものである。第一の発明は、生体内における位置と姿勢とを特定でき小型化および低消費電力化が可能な錠剤型撮像装置を提供することを目的とする。また第二の発明は、小型化と低消費電力化が可能な錠剤型撮像装置を用いた体内撮像システムであって、錠剤型撮像装置の位置と姿勢とを特定できる体内撮像システムを提供することを目的とする。また第三の発明は、小型化と低消費電力化が可能な錠剤型撮像装置を用いた体内撮像方法であって、錠剤型撮像装置の位置と姿勢とを特定できる体内撮像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】
【０００６】
（１）上記目的を達成するための第一の発明に係る錠剤型撮像装置は、生体内を撮像する錠剤型撮像装置であって、撮像素子を有し、前記撮像素子の受光面に結像されている生体内の光学像を撮像する撮像部と、少なくとも３軸の磁気方位センサと、前記錠剤型撮像装置の位置及び姿勢を特定可能な磁界情報を前記磁気方位センサの出力に基づいて出力する処理部とを有する制御チップと、前記撮像部と前記制御チップとが搭載され、前記撮像素子の受光面に対して平行な基板と、を備える。
本発明による錠剤型撮像装置は少なくとも３軸の磁気方位センサを備え、処理部は磁気方位センサの出力に基づいて磁界情報を出力するため、錠剤型撮像装置の生体内おける位置と姿勢とを特定することができる。したがって本発明によれば、撮像後に撮像位置や撮像方向を特定したり、生体内の所定部位を撮像することができる。
また、磁気方位センサに印加する磁界を発生させるための磁界発生部は生体外に配置可能である。したがって、例えば特許文献１に記載の錠剤型撮像装置のように磁石を備えたり、特許文献２に記載の錠剤型撮像装置のようにコイルを備える必要がないため、本発明によれば錠剤型撮像装置を小型化および低消費電力化できる。
また磁気方位センサと処理部とは単一の制御チップに組み込まれ、撮像部と制御チップとは単一の基板に搭載されている。そのため磁気方位センサと処理部とを互いに異なる別チップに組み込んでいる場合や、撮像部と制御チップとを互いに異なる基板に搭載している場合と比較して、錠剤型撮像装置を小型化することができる。
また撮像素子の受光面に対して基板は平行である。そのため基板が撮像素子の受光面に対して平行でない場合、例えば基板が撮像素子の受光面に対して垂直である場合と比較して、錠剤型撮像装置を小型化することができる。
【０００７】
（２）生体内の温度を特定可能な温度信号を出力する温度センサをさらに備え、前記撮像部は、前記温度信号に基づいて生成される撮像指示に応じて生体内を撮像してもよい。
生体内の異常部位の温度は正常部位の温度と異なることが多い。本発明による錠剤型撮像装置では撮像部が温度信号に基づいて生成される撮像指示に応じて生体内を撮像するため、生体内の異常部位を見逃すことを防止することができる。例えば本発明による錠剤型撮像装置によれば、生体内の温度が所定温度範囲の部位を自動的に撮像したり、生体内の温度が所定温度範囲のときにオペレータに対して撮像操作を促すための画面表示等をすることができる。
【０００８】
（３）前記磁気方位センサの磁界検出素子は磁気抵抗素子でもよい。
一般に磁気抵抗素子は小型である。したがって、磁気方位センサに磁気抵抗素子を用いることにより、磁気方位センサを小型化することができる。
（４）前記磁気抵抗素子は巨大磁気抵抗素子でもよい。
巨大磁気抵抗素子の磁気抵抗効果は、強磁性体磁気抵抗素子の磁気抵抗効果と比較して大きい。つまり巨大磁気抵抗素子を用いた磁気方位センサは、印加されている磁界が微弱な場合でも、その磁界に応じた適正な電気信号を出力する。したがって本発明による錠剤型撮像装置によれば、生体内における適正な位置と姿勢とを特定することができる。
また巨大磁気抵抗素子を用いた磁気方位センサにはバイアス磁界が不要である。したがって本発明によれば、錠剤型撮像装置を低消費電力化できる。
【０００９】
（５）前記撮像素子はＣＭＯＳエリアイメージセンサでもよい。
ＣＭＯＳエリアイメージセンサは一般の集積回路の製造プロセスで製造可能である。したがって、磁気方位センサ及び処理部だけでなく撮像素子も制御チップに容易に組み込むことができるため、錠剤型撮像装置を小型化できる。
また、ＣＭＯＳエリアイメージセンサは、単一電源で動作可能であるため、錠剤型撮像装置１の低消費電力化に有利である。
【００１０】
（６）前記基板と前記撮像部と前記制御チップとを収容する金属の筐体をさらに備えてもよい。
装置内の温度が上昇すると、錠剤型撮像装置は正常に動作しなくなるおそれがある。特に磁気方位センサの磁界検出素子に磁気抵抗素子を用いた場合、磁気抵抗素子の出力には温度依存特性があるため、錠剤型撮像装置の適正な位置と姿勢とを特定できなくなるおそれがある。しかしながら本発明による錠剤型撮像装置によれば、他の固体と比較して熱伝導率の高い金属の筐体を備えているため、装置内の温度上昇を抑制することができる。
【００１１】
（７）上記目的を達成するための第二の発明に係る体内撮像システムは、第一の発明に係る錠剤型撮像装置と、生体外に配置され、第一磁界を発生させる第一磁界発生部と、生体外に前記第一磁界発生部から離間して配置され、第二磁界を発生させる第二磁界発生部と、前記第一磁界または前記第二磁界を、時分割で前記第一磁界発生部と前記第二磁界発生部とに発生させる磁界制御手段と、を備える。
【００１２】
（８）生体外に配置され、通信により前記磁界情報を取得する取得手段と、生体外に配置され、前記磁気方位センサの前記第一磁界を発生させている状態における出力に基づいて生成された前記磁界情報と前記磁気方位センサの前記第二磁界を発生させている状態における出力に基づいて生成された前記磁界情報とに基づいて、前記錠剤型撮像装置の位置と姿勢とを特定する特定手段と、をさらに備えてもよい。
（９）前記第一磁界発生部は第一コイルを有し、前記第二磁界発生部は軸線が前記第一コイルの軸線に直交するように配置される第二コイルを有していてもよい。
【００１３】
（１０）上記目的を達成するための第三の発明に係る体内撮像システムは、第一の発明に係る錠剤型撮像装置を被験者に嚥下させる段階と、生体外に配置され第一磁界を発生させる第一磁界発生部と、前記第一磁界発生部から離間して生体外に配置され第二磁界を発生させる第二磁界発生部とに、時分割で前記第一磁界または前記第二磁界を発生させる磁界制御段階と、前記磁界制御段階で前記第一磁界を発生させている状態における前記磁気方位センサの出力に基づいて生成された前記磁界情報と、前記磁界制御段階で前記第二磁界を発生させている状態における前記磁気方位センサの出力に基づいて生成された前記磁界情報とに基づいて、前記錠剤型撮像装置の位置と姿勢とを特定する段階と、前記撮像部に生体内を撮像させる段階と、を含む。
【００１４】
尚、請求項に記載された方法の各動作の順序は、技術上の阻害要因がない限り、記載順に限定されるものではなく、どのような順番で実行されてもよく、また同時に実行されてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を複数の実施例に基づいて説明する。各実施例において同一の符号が付された構成要素は、その符号が付された他の実施例の構成要素と対応する。
（第一実施例）
図２は本発明の第一実施例による体内撮像システム３の模式図である。体内撮像システム３は錠剤型撮像装置１とマスタ装置２とを備えている。
錠剤型撮像装置１は被験者４に嚥下され、被験者４の生体内を撮像する。体内撮像システム３は、被験者４に装着されているマスタ装置２が発生させる磁界（矢印３００及び３０２参照）を錠剤型撮像装置１に測定させ、その測定結果に基づいて生体内における錠剤型撮像装置１の位置と姿勢とを特定する。したがって体内撮像システム３によれば、撮像後に撮像部位を特定したり、被験者４の生体内の所定部位を撮像することが可能である。
【００１６】
図１は錠剤型撮像装置１のブロック図である。図３は錠剤型撮像装置１の模式図である。尚、図３では、ＲＦ部１０２、変復調部１０４、ＣＤＭＡ部１０６及び制御部１３０を図示していない。
図３に示すように、筐体１４４はレンズ１１２を係止し、レンズ１１２を除く錠剤型撮像装置１の構成要素を収容している。筐体１４４は金属で形成されている。一般に金属は他の固体と比較して熱伝導率が高いので、筐体１４４内の温度上昇を抑制することができる。尚、筐体１４４は、錠剤型撮像装置１の仕様に応じて金属以外の材料で形成されてもよい。
【００１７】
基板１４０には、アンテナ１００としての図示しない配線パターンが形成され、アンテナ１００とレンズ１１２と半透明ミラー１１４とを除く以下に説明する錠剤型撮像装置１の構成要素が搭載されている。錠剤型撮像装置の構成要素を複数の基板に搭載すると、錠剤型撮像装置は大型化し、錠剤型撮像装置の組立工程は複雑化する。しかし本実施例に係る錠剤型撮像装置１では、単一の基板１４０に上述の構成要素を搭載しているため、錠剤型撮像装置１を小型化でき、錠剤型撮像装置１の組立工程を簡素化することができる。尚、アンテナ１００は基板１４０と別部品でもよい。
【００１８】
図１に示すようにＲＦ部１０２は、受信信号を受信側の回路に通過させ、送信信号をアンテナ１００に通過させるデュプレクサ、アンプ、フィルタ等を有する。
変復調部１０４は、受信時、受信信号を復調器で復調した後にＡ／Ｄ変換器でディジタル信号に変換し、ディジタル信号をベースバンド信号としてＣＤＭＡ部１０６に出力する。変復調部１０４は、送信時、ＣＤＭＡ部１０６から出力されたベースバンド信号をＤ／Ａ変換器でアナログ信号に変換した後に変調器で変調し、変調後のアナログ信号を送信信号としてＲＦ部１０２に出力する。
【００１９】
ＣＤＭＡ部１０６は、信号に拡散コードを加えて拡散処理または逆拡散処理をするための回路、錠剤型撮像装置１とマスタ装置２とが通信するための制御信号とデータ信号とを分離または合成するための回路等を備える。受信時のＣＤＭＡ部１０６は、変復調部１０４から出力されたベースバンド信号に逆拡散処理を施し、逆拡散処理後の信号を制御信号とデータ信号とに分離する。また送信時のＣＤＭＡ部１０６は、データ信号に制御信号を合成した後に拡散処理を施す。そしてＣＤＭＡ部１０６は、拡散処理後の信号をベースバンド信号として変復調部１０４に出力する。
【００２０】
撮像部１０８は、撮像素子としてのＣＭＯＳエリアイメージセンサ１１０（図３参照）、図示しないＡ／Ｄ変換器などを備え、生体内を撮像する。図３に示すように、撮像部１０８は、ＣＭＯＳエリアイメージセンサ１１０の受光面１１０ａが基板１４０と平行になるように基板１４０に搭載されている。ここでＣＭＯＳエリアイメージセンサ１１０の受光面１１０ａに平行な方向の大きさは、他の構成要素の大きさと比較して大きくなる傾向がある。しかし本実施例による錠剤型撮像装置１では、上述のように受光面１１０ａを基板１４０と平行にして基板１４０にＣＭＯＳエリアイメージセンサ１１０を搭載しているため、錠剤型撮像装置１を小型化することができる。
【００２１】
ＣＭＯＳエリアイメージセンサ１１０は、２次元空間に離散的に配置された光電変換素子、増幅素子などを備える。ＣＭＯＳエリアイメージセンサ１１０は、レンズ１１２と半透明ミラー１１４により受光面１１０ａに結像される生体内の光学像を光電変換素子で電荷に変換する。そしてＣＭＯＳエリアイメージセンサ１１０は、その電荷を光電変換素子毎に一定時間蓄積し、光電変換素子毎の受光量に応じた電気信号を出力する。尚、撮像素子は電荷転送素子を備えたＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサでもよい。
【００２２】
照明部１１６は、撮像部１０８が生体内を撮像するタイミングに応じて、生体内を照明する。具体的には例えば、照明部１１６は、撮像部１０８が生体内を撮像する瞬間に光を放射する所謂フラッシュである。照明部１１６が放射した光は半透明ミラー１１４及びレンズ１１２を透過して生体内を照明する。
図１に示すように、制御チップとしてのセンサチップ１２０には、処理部としてのセンサ制御部１２２及び磁気方位センサモジュール１２３が組み込まれている。センサチップ１２０はＷＬＣＳＰ（Wafer Level Chip Scale Package）等の小型パッケージであることが望ましい。ＷＬＣＳＰを用いれば、センサチップ１２０をベア・チップと略同一サイズにすることができる。
【００２３】
磁気方位センサモジュール１２３は、第一磁気方位センサ１２４と第二磁気方位センサ１２５と第三磁気方位センサ１２６とで構成され、それらの感度方向は互いに直交している。つまり磁気方位センサモジュール１２３は、３次元の磁界測定が可能な所謂３軸の磁気方位センサである。尚、第一磁気方位センサ１２４と第二磁気方位センサ１２５と第三磁気方位センサ１２６の感度方向は、互いに異なっていればよく、直交していなくてもよい。また、磁気方位センサモジュール１２３は３つ以上の磁気方位センサで構成されてもよい。
【００２４】
第一磁気方位センサ１２４と第二磁気方位センサ１２５と第三磁気方位センサ１２６は、それぞれ磁界検出素子としてのＧＭＲ素子（巨大磁気抵抗素子）を有している。ここで磁界検出素子にＧＭＲ素子を用いた磁気方位センサにはバイアス磁界が不要である。したがって、第一磁気方位センサ１２４と第二磁気方位センサ１２５と第三磁気方位センサ１２６は容易に小型化できる。尚、磁界検出素子は、強磁性体磁気抵抗素子、磁気トンネル効果素子などの磁気抵抗素子でもよい。
【００２５】
センサ制御部１２２は、図示しないＡ／Ｄ変換器、レジスタなどを有し、磁気方位センサモジュール１２３による磁界の測定結果を取得する。具体的にはセンサ制御部１２２は、Ａ／Ｄ変換器で磁気方位センサモジュール１２３が出力するアナログ信号を所定周期でサンプリングすることによりアナログ信号をディジタルデータに変換し、レジスタにそのディジタルデータを格納する。このディジタルデータが請求の範囲に記載の「磁界情報」に相当する。以降では、磁界情報としての上述のディジタルデータと、後述するマスタ装置２の磁気方位センサモジュール２２３の出力に相関するディジタルデータとを磁界データという。尚、センサ制御部１２２は、磁気データに基づいて磁界の大きさと方向とを特定し、特定した磁界の大きさと方向とを表すデータをレジスタに格納してもよい。その場合は、磁界の大きさと方向とを表すデータが請求の範囲に記載の「磁界情報」に相当する。
【００２６】
制御部１３０は、ＣＰＵ１３２とＲＯＭ１３４とＲＡＭ１３６とＣＰＵ１３２で実行される体内撮像プログラムとで構成される。
電池１４２は電源供給を必要とする上述の各構成要素に電源を供給する。
【００２７】
図４はマスタ装置２のブロック図である。
マスタ装置２のアンテナ２００とＲＦ部２０２と変復調部２０４とＣＤＭＡ部２０６とセンサチップ２２０は、それぞれ錠剤型撮像装置１のＲＦ部１０２と変復調部１０４とＣＤＭＡ部１０６とセンサチップ１２０と実質的に同一の構成である。
【００２８】
コイル制御部２１０は、制御部２３０に制御に応じて、第一コイル２１１と第二コイル２１２とに時分割で電流を供給することにより、これら２つのコイルに時分割で磁界を発生させる。第一コイル２１１はセンサチップ２２０に対して所定の相対位置に配置されている。具体的には、第一コイル２１１及びセンサチップ２２０は、メインボックス２ａ（図２参照）に収容されている。第二コイル２１２は、第一コイル２１１から離間して配置され、その軸線は第一コイル２１１の軸線と直交している（図２に示す矢印３００及び矢印３０２参照）。具体的には第二コイル２１２はサブボックス２ｂに収容されている。
尚、第一コイル２１１と第二コイル２１２とは、錠剤型撮像装置１に対して互いに異なる方向の磁界を印加できればよく、それらの軸線は直交していなくてもよい。以降では、第一コイル２１１が発生させる磁界を「第一磁界」といい、第二コイル２１２が発生させる磁界を「第二磁界」という。また第一磁界と第二磁界とを総称して「外部磁界」という。
【００２９】
制御部２３０は、ＣＰＵ２３２とＲＯＭ２３４とＲＡＭ２３６とＣＰＵ２３２で実行される撮像制御プログラムで構成される。
インタフェース部２１４は、ＰＣ（Personal Computer）等の測定結果を処理するための処理装置やＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の測定結果を格納するための記憶装置に接続するためのインタフェースである。具体的にはインタフェース部２１４は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）インタフェース、ＩＥＥＥ１３９４インタフェース等である。したがって、体内撮像システム３は上述のＰＣ等の装置を備えるシステムでもよい。
【００３０】
図５は、体内撮像システム３の作動を説明するためのフローチャートである。
まず、体内撮像システム３は、被験者４が嚥下した錠剤型撮像装置１に生体内を所定時間経過毎に撮像させる（ステップＳ１０、１２参照）。具体的には、錠剤型撮像装置１の制御部１２２は所定時間が経過したか否かを判断する。そして制御部１２２は、所定時間が経過したと判断すると、撮像部１０８及び照明部１１６と協働して生体内を撮像し、ＣＤＭＡ部１０６、変復調部１０４等と協働して、撮像した体内画像をマスタ装置２に向けて送信する。
【００３１】
次に、体内撮像システム３は錠剤型撮像装置１の位置と姿勢とを特定する（ステップＳ１４参照）。詳細は後述する。
次に、体内撮像システム３は、錠剤型撮像装置１が撮像した体内画像と撮像時の錠剤型撮像装置１の位置と姿勢とを関連づけて記憶する（ステップＳ１６参照）。具体的にはマスタ装置２は、体内画像と錠剤型撮像装置１の位置と姿勢とを関連づけて、それらをＲＡＭ２３６に格納する。
【００３２】
図６は、錠剤型撮像装置１の位置と姿勢とを特定する処理のシーケンス図である。
まず、マスタ装置２は、外部磁界を発生させていない状態の磁界を磁気方位センサモジュール２２３で測定し（ステップＳ１００参照）、測定結果を記憶する（ステップＳ１０２参照）。具体的には制御部２３０は、センサ制御部２２２のレジスタから磁界データを読み取り、ＲＡＭ２３６にその磁界データを格納する。この磁界データは地磁気などの外乱磁界に相関する。以降ではこの磁界データを「マスタ側の外乱磁界データ」という。
【００３３】
次に、マスタ装置２は、以下に説明する方法で、外部磁界を発生させていない状態の磁界を錠剤型撮像装置１に測定させ、測定結果を記憶する。この磁界データもマスタ側の外乱磁界データと同様に上述の補正処理に利用される。以降ではこの磁界データを「錠剤側の外乱磁界データ」という。
【００３４】
はじめに、マスタ装置２は錠剤型撮像装置１に磁界を測定させる指示（以下、磁界測定指示という。）を送信する（ステップＳ１０４参照）。具体的には制御部２３０は、ＣＤＭＡ部２０６、変復調部２０４等と協働して、アンテナ２００から磁界測定指示を錠剤型撮像装置１に向けて送信する。次に、錠剤型撮像装置１は、マスタ装置２が送信した磁界測定指示に応じて、磁気方位センサモジュール１２３で磁界を測定する（ステップＳ１０６参照）。具体的には制御部１３０は、変復調部１０４、ＣＤＭＡ部１０６等と協働して磁界測定指示を受け付けると、センサ制御部１２２のレジスタから錠剤側の外乱磁界データを読み取る。そして制御部１３０は、ＣＤＭＡ部１０６、変復調部１０４等と協働して、アンテナ１００から錠剤側の外乱磁界データをマスタ装置２に向けて送信する（ステップＳ１０８参照）。次に、マスタ装置２では、変復調部２０４、ＣＤＭＡ部２０６等と協働して、錠剤側の外乱磁界データを受信し、受信した錠剤側の外乱磁界データをＲＡＭ２３６に格納する（ステップＳ１１０参照）。
【００３５】
次に、マスタ装置２は、以下に説明する方法で、第一磁界を発生させた状態の磁界を錠剤型撮像装置１に測定させ、測定結果を記憶する。以降ではこの磁界データを「第一磁界データ」という。
はじめに、マスタ装置２は、コイル制御部２１０を制御して第一コイル２１１に電流を供給することにより第一磁界を第一コイル２１１に発生させ（ステップＳ１１２参照）、磁界測定指示を錠剤型撮像装置１に向けて送信する（ステップＳ１１４参照）。錠剤型撮像装置１は、マスタ装置２が送信した磁界測定指示を受信すると、センサ制御部１２２のレジスタから第一磁界データを読み取り（ステップＳ１１６参照）、その磁界データをマスタ装置２に向けて送信する（ステップＳ１１８参照）。マスタ装置２では、錠剤型撮像装置１が送信した第一磁界データを受信し、その磁界データをＲＡＭ２３６に格納する（ステップＳ１２０参照）。
【００３６】
次に、マスタ装置２は、上述したマスタ側の外乱磁界データを取得する処理と同様の方法で、第二磁界を発生させた状態の磁界データを磁気方位センサモジュール２２３で測定し、測定結果を記憶する（ステップＳ１２２から１２６参照）。以降ではこの磁界データを「マスタ側の第二磁界データ」という。
次に、マスタ装置２は、上述した第一磁界データを取得する処理と同様の方法で、第二磁界を発生させた状態の磁界データを錠剤型撮像装置１に測定させ、測定結果を記憶する（ステップＳ１２８から１３４参照）。以降ではこの磁界データを「錠剤側の第二磁界データ」という。
【００３７】
次に、マスタ装置２は、上述の複数の磁界データとに基づいて、錠剤型撮像装置１の位置と姿勢とを特定する（ステップＳ１３６参照）。以下、図７に基づいてこの処理について説明する。
はじめに、マスタ装置２は、地磁気などの外乱磁界による影響を除去するための補正処理を第一磁界データとマスタ側の第二磁界データと錠剤側の第二磁界データとに施す（ステップＳ２００参照）。具体的には制御部２３０は、マスタ側の第二磁界データの値からマスタ側の外乱磁界データの値を差し引く。同様に制御部２３０は、第一磁界データ及び錠剤側の第二磁界データの値からそれぞれ錠剤側の外乱磁界データの値を差し引く。以降では、特に記載のない磁界データは補正後の磁界データを示すものとする。尚、外乱磁界の影響が無視できる環境下では上述した補正処理は不要である。
【００３８】
次に、マスタ装置２は、マスタ側の第二磁界データに基づいて、第一コイル２１１の第二コイル２１２に対する相対位置を特定する（ステップＳ２０２参照）。具体的には制御部２３０は、マスタ側の第二磁界データに基づいて磁気方位センサモジュール２２３に印加された第二磁界の大きさと方向とを特定し、第二磁界の大きさと方向に基づいて磁気方位センサモジュール２２３の第二コイル２１２に対する相対位置を特定する。ここで、上述したように第一コイル２１１は、磁気方位センサモジュール２２３が搭載されているセンサチップ２２０に対して所定の相対位置に配置されている。つまり、第一コイル２１１の磁気方位センサモジュール２２３に対する相対位置は既知である。制御部２３０は、磁気方位センサモジュール２２３の第二コイル２１２に対する相対位置と第一コイル２１１の磁気方位センサモジュール２２３に対する相対位置とに基づいて、第一コイル２１１の第二コイル２１２に対する相対位置を特定する。尚、第一コイル２１１の第二コイル２１２に対する相対位置が不変であって体内撮像システム３にその相対位置を予め記憶させることが可能な場合は、上述の第一コイル２１１の第二コイル２１２に対する相対位置を特定する処理は不要である。
【００３９】
次に、マスタ装置２は、第一磁界データに基づいて、錠剤型撮像装置１と第一コイル２１１との距離と、錠剤型撮像装置１の第一コイル２１１に対する相対的な姿勢とを特定する（ステップＳ２０４参照）。具体的には制御部２３０は、第一磁界データに基づいて、磁気方位センサモジュール１２３に印加された第一磁界の大きさと方向とを特定する。そして制御部２３０は、第一磁界の大きさに基づいて錠剤型撮像装置１と第一コイル２１１との距離を特定し、第一磁界の方向に基づいて錠剤型撮像装置１の第一コイル２１１に対する相対的な姿勢を特定する。
次に、マスタ装置２は、ステップＳ２０４の処理と同様にして、錠剤型撮像装置１と第二コイル２１２との距離と、錠剤型撮像装置１の第二コイル２１２に対する相対的な姿勢とを、錠剤側の第二磁界データに基づいて特定する（ステップＳ２０６参照）。
【００４０】
次に、マスタ装置２は、第一コイル２１１の第二コイル２１２に対する相対的な位置と、錠剤型撮像装置１と第一コイル２１１との距離と、錠剤型撮像装置１と第二コイル２１２との距離とに基づいて、錠剤型撮像装置１の位置候補を特定する（ステップＳ２０８参照）。図８に示すように、第一コイル２１１の第二コイル２１２に対する相対的な位置（矢印３０４参照）と、錠剤型撮像装置１と第一コイル２１１との距離（点線で示す球面３０６参照）と、錠剤型撮像装置１と第二コイル２１２との距離（点線で示す球面３０８参照）とが決まれば、錠剤型撮像装置１は位置候補（点線で示す円３１０参照）の何処かに位置することが分かる。しかしながら、錠剤型撮像装置１の位置を特定することはできない。
【００４１】
次に、マスタ装置２は、錠剤型撮像装置１の第一コイル２１１に対する相対的な姿勢と錠剤型撮像装置１の第二コイル２１２に対する相対的な姿勢とに基づいて、位置候補から錠剤型撮像装置１の位置を特定し、錠剤型撮像装置１の姿勢を特定する（ステップＳ２１０参照）。具体的には制御部２３０は、第一コイル２１１に対する相対的な姿勢と錠剤型撮像装置１の第二コイル２１２に対する相対的な姿勢とが一致する姿勢を錠剤型撮像装置１の姿勢として特定する。
【００４２】
以上説明した本発明の第一実施例に係る体内撮像システム３によると、体内画像とその撮像位置と撮像方向とを関連付けてそれらをＲＯＭ２３４に格納するため、生体内の撮像後に撮像部位を特定することができる。
また、体内撮像システム３によると所定時間ごとに生体内を撮像するため、錠剤型撮像装置１は自律的に生体内を撮像可能である。このようにすれば、マスタ装置２と錠剤型撮像装置１との通信回数を削減できるため、錠剤型撮像装置１の電力消費を低減することができる。
【００４３】
尚、被験者４は、錠剤型撮像装置１を１つ嚥下するとして説明したが、複数の錠剤型撮像装置１を嚥下してもよい。撮像回数が多い場合は錠剤型撮像装置１の電池１４２を消耗し撮像不能になる。しかし複数の錠剤型撮像装置１を嚥下すれば、それら複数の錠剤型撮像装置１に生体内の撮像を分担させることができる。
【００４４】
（第二実施例）
図９は、第二実施例による体内撮像システム３の作動を説明するためのフローチャートである。第二実施例による体内撮像システム３は、錠剤型撮像装置１が所定距離を移動する毎に生体内を撮像する。
まず、マスタ装置２は、第一実施例と同様の処理により所定時間経過毎に錠剤型撮像装置１の位置と姿勢とを特定する（図５のステップＳ１４参照）。そしてマスタ装置２は、現在の錠剤型撮像装置１の位置と前回撮像時の錠剤型撮像装置１の位置とに基づいて、錠剤型撮像装置１の前回撮像時からの移動距離を特定する（ステップＳ２０参照）。マスタ装置２は、この移動距離が所定距離になると、錠剤型撮像装置１に生体内を撮像させ（ステップＳ２２及び図５のステップＳ１２参照）、撮像した生体画像と錠剤型撮像装置１の撮像時の位置と姿勢とをＲＡＭ２３６に格納する（図５のステップＳ１６参照）。
【００４５】
以上説明した第二実施例による体内撮像システム３によると、錠剤型撮像装置１が所定距離を移動する毎に生体内を撮像するため、生体内の一度撮像した部位の近傍を再び撮像することを防止でき、生体内を無駄なく撮像することができる。したがって、第二実施例による体内撮像システム３によれば、錠剤型撮像装置１の電力消費を低減することができる。
尚、第二実施例による体内撮像システム３は、錠剤型撮像装置１が所定距離を移動する毎に生体内を撮像すると説明したが、錠剤型撮像装置１が生体内の所定部位に位置する度に生体内を撮像してもよい。
【００４６】
（第三実施例）
図１０は、第三実施例に係る錠剤型撮像装置１のブロック図である。
第三実施例に係る錠剤型撮像装置１は温度センサ１２８を備えている。具体的には温度センサ１２８は、錠剤型撮像装置１のセンサチップ３２０に組み込まれている。センサチップ３２０の温度センサ１２８以外の構成は、第一実施例に係るセンサチップ１２０と実質的に同一である。
温度センサ１２８は、トランジスタの温度特性に基づいて温度を検出するバンドギャップリファレンス型の温度センサである。温度センサ１２８はセンサチップ３２０の温度に相関するアナログ信号を出力する。このアナログ信号が請求の範囲に記載の「温度信号」に相当する。尚、温度センサ１２８はセンサチップ３２０に組み込まれていなくてもよい。そのときは、温度センサ１２８はバンドギャップリファレンス型の温度センサに限定されない。例えば温度センサ１２８はサーミスタ等でもよい。
【００４７】
センサチップ３２０のセンサ制御部１２２は、磁気方位センサモジュール１２３が出力するアナログ信号と温度センサ１２８が出力するアナログ信号とをそれぞれＡ／Ｄ変換器でディジタルデータに変換し、それらのディジタルデータをレジスタに格納する。以降では、温度センサ１２８が出力するアナログ信号に相関するディジタルデータを「温度データ」という。
【００４８】
図１１は、第三実施例による体内撮像システム３の作動を説明するためのフローチャートである。第三実施例による体内撮像システム３は、生体内の温度（以下、体内温度という。）に異常があると生体内を撮像する。
まず、体内撮像システム３は、第一実施例と同様の処理により錠剤型撮像装置１の位置と姿勢とを特定する（図５のステップＳ１４参照）。
【００４９】
次に、体内撮像システム３は、以下に説明する方法で所定時間経過毎に体内温度を測定する（ステップＳ３０参照）。はじめに、錠剤型撮像装置１は所定時間経過毎に体内温度を測定する。具体的には制御部１３０は、センサ制御部１２２のレジスタから温度データを読み取る。そして制御部１３０は、温度情報に基づいて体内温度を特定する。より具体的には、例えばセンサチップ３２０の温度と筐体１４４外の生体温度との相関関係を示すテーブルをＲＯＭ１３４に格納しておく。そして制御部１３０は、このテーブルに基づいて温度情報に対応する温度を体内温度として特定する。
【００５０】
次に、錠剤型撮像装置１は体内温度が異常温度範囲内か否かを判断する（ステップＳ３２参照）。ここで異常温度範囲とは、潰瘍等の異常部位が示す温度範囲である。錠剤型撮像装置１は、体内温度が異常温度範囲内の場合、生体内を撮像して体内画像と撮像時の錠剤型撮像装置１の位置と姿勢とをマスタ装置２のＲＯＭ２３４に格納する（図５のステップＳ１２、１６参照）。このとき錠剤型撮像装置１の制御部１３０が生体内を撮像部１０８に撮像させるために出力する信号が請求項に記載の「撮像指示」に相当する。一方、錠剤型撮像装置１は、体内温度が異常温度範囲外の場合、ステップＳ２０からＳ２２の処理を実行する。
ステップＳ２０からＳ２２の処理は、第二実施例による体内撮像システム３と実質的に同一であるため説明を省略する（図９参照）。
【００５１】
以上説明した第三実施例による体内撮像システム３によると、生体温度に基づいて推定される生体内の異常部位を撮像するため、異常部位の見逃しを防止できる。
尚、第三実施例による体内撮像システム３では、体内温度が異常温度範囲内のときに錠剤型撮像装置１が自律的に生体内を撮像するとして説明したが、体内温度が異常温度範囲内のときに画面表示などでオペレータに撮像操作を促し、オペレータの撮像操作に応じて生体内を錠剤型撮像装置１に撮像させてもよい。
また、体内温度が異常温度範囲内か否かを錠剤型撮像装置１が判断するとして説明したが、マスタ装置２に判断させてもよい。
【００５２】
（第四実施例）
図１２は第四実施例に係るセンサチップ４２０の模式図である。
第四実施例に係るセンサチップ４２０には、センサ制御部１２２、磁気方位センサモジュール１２３及び温度センサ１２８だけでなく、撮像素子としてのＣＭＯＳエリアイメージセンサ１１０も組み込まれている。ここでＣＭＯＳエリアイメージセンサ１１０は一般の集積回路の製造プロセスで製造可能である。そのためＣＭＯＳエリアイメージセンサ１１０は、センサ制御部１２２、磁気方位センサモジュール１２３及び温度センサ１２８とともに容易に１つのチップに集積することができる。
【００５３】
図１３は第四実施例に係る錠剤型撮像装置１の模式図である。
センサチップ４２０は、基板１４０の半透明ミラー１１４及び照明部１１６と反対側の面に搭載されている。基板１４０には、ＣＭＯＳエリアイメージセンサ１１０の受光面１１０ａを露出させる開口部１４０ａが形成されている。生体内の光学像は、開口部１４０ａを通過してＣＭＯＳエリアイメージセンサ１１０の受光面１１０ａに結像される。
【００５４】
以上説明した第四実施例に係る錠剤型撮像装置１によると、センサ制御部１２２と磁気方位センサモジュール１２３と温度センサ１２８だけでなく、ＣＭＯＳエリアイメージセンサ１１０も１つのセンサチップ４２０に組み込んでいる。そのため第四実施例に係る錠剤型撮像装置１によれば、錠剤型撮像装置１を小型化することができる。
また、センサチップ４２０を基板１４０の半透明ミラー１１４及び照明部１１６と反対側の面に搭載している。つまりセンサチップ４２０と他の構成要素とを基板１４０の両面に分散させて搭載できるため、錠剤型撮像装置１を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第一実施例に係る錠剤型撮像装置のブロック図。
【図２】本発明の第一実施例による体内撮像システムの模式図。
【図３】本発明の第一実施例に係る錠剤型撮像装置の模式図。
【図４】本発明の第一実施例に係るマスタ装置のブロック図。
【図５】本発明の第一実施例による体内撮像システムのフローチャート。
【図６】錠剤型撮像装置の位置と姿勢とを特定する処理のシーケンス図。
【図７】錠剤型撮像装置の位置と姿勢とを特定する処理を説明するためのフローチャート。
【図８】錠剤型撮像装置の位置と姿勢とを特定する処理を説明するための模式図。
【図９】本発明の第二実施例による体内撮像システムのフローチャート。
【図１０】本発明の第三実施例に係る錠剤型撮像装置のブロック図。
【図１１】本発明の第三実施例による体内撮像システムのフローチャート。
【図１２】本発明の第四実施例に係るセンサチップの模式図。
【図１３】本発明の第四実施例に係る錠剤型撮像装置の模式図。
【符号の説明】
【００５６】
１  錠剤型撮像装置、２  マスタ装置、３  体内撮像システム、１０８  撮像部
１１０  ＣＭＯＳエリアイメージセンサ（撮像素子）、１１０ａ  受光面（撮像素子の受光面）、１２０、３２０、４２０  センサチップ（制御チップ）、１２２  センサ制御部（処理部）、１２３  磁気方位センサモジュール（磁気方位センサ）、１２８  温度センサ、１４０  基板、１４４  筐体、２１１  第一コイル（磁界発生部）、２１２  第二コイル（磁界発生部）
【図１】
2006212051.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】
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【図１０】
2006212051.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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