(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気誘導コイルを搭載した機器と、
前記磁気誘導コイルの共振周波数の近傍の位置算出用周波数を有し、前記磁気誘導コイルに印加する交番磁場を発生する駆動コイルと、
前記磁気誘導コイルが前記交番磁場を受けて発生した誘導磁場を検出する複数の磁気センサと、
前記交番磁場のみを印加した際の前記位置算出用周波数における前記磁気センサの出力値に基づいて、前記位置算出用周波数における測定基準値を求める測定基準値算出部と、
前記交番磁場および前記誘導磁場を印加した際の前記磁気センサの出力値と前記測定基準値との差分である差分測定値の前記位置算出用周波数の成分に基づいて、前記機器の位置および向きの少なくとも一方を算出する位置解析部と、
所定のタイミングで前記位置算出用周波数を再設定する再設定部と、を備え、
前記複数の磁気センサから得られた磁場情報から、前記磁気誘導コイルに係る周波数特性の変化を検出する周波数変化検出部を備え、
前記再設定部が、前記周波数特性の変化に基づいて、前記位置算出用周波数の再設定を行い、
前記共振周波数を記憶する記憶部を備え、
前記周波数変化検出部が、前記記憶部から読み出された前記共振周波数において算出された前記差分測定値に基づいて、前記周波数特性の変化を検出する位置検出システム。
【請求項２】
磁気誘導コイルを搭載した機器と、
前記磁気誘導コイルの共振周波数の近傍の位置算出用周波数を有し、前記磁気誘導コイルに印加する交番磁場を発生する駆動コイルと、
前記磁気誘導コイルが前記交番磁場を受けて発生した誘導磁場を検出する複数の磁気センサと、
前記交番磁場のみを印加した際の前記位置算出用周波数における前記磁気センサの出力値に基づいて、前記位置算出用周波数における測定基準値を求める測定基準値算出部と、
前記交番磁場および前記誘導磁場を印加した際の前記磁気センサの出力値と前記測定基準値との差分である差分測定値の前記位置算出用周波数の成分に基づいて、前記機器の位置および向きの少なくとも一方を算出する位置解析部と、
所定のタイミングで前記位置算出用周波数を再設定する再設定部と、を備え、
前記複数の磁気センサから得られた磁場情報から、前記磁気誘導コイルに係る周波数特性の変化を検出する周波数変化検出部を備え、
前記再設定部が、前記周波数特性の変化に基づいて、前記位置算出用周波数の再設定を行い、
前記位置解析部が、前記磁気センサの出力値および前記測定基準値に基づいて、前記磁気誘導コイルにおける前記交番磁場に係る第１の磁場強度を算出するとともに、前記機器と前記駆動コイルとの位置関係を算出し、
前記周波数変化検出部が、前記第１の磁場強度と、前記機器と前記駆動コイルとの位置関係から求められる前記磁気誘導コイルにおける前記交番磁場に係る第２の磁場強度と、の差分に基づいて前記周波数特性の変化を検出する位置検出システム。
【請求項３】
磁気誘導コイルを搭載した機器と、
前記磁気誘導コイルの共振周波数の近傍の位置算出用周波数を有し、前記磁気誘導コイルに印加する交番磁場を発生する駆動コイルと、
前記磁気誘導コイルが前記交番磁場を受けて発生した誘導磁場を検出する複数の磁気センサと、
前記交番磁場のみを印加した際の前記位置算出用周波数における前記磁気センサの出力値に基づいて、前記位置算出用周波数における測定基準値を求める測定基準値算出部と、
前記交番磁場および前記誘導磁場を印加した際の前記磁気センサの出力値と前記測定基準値との差分である差分測定値の前記位置算出用周波数の成分に基づいて、前記機器の位置および向きの少なくとも一方を算出する位置解析部と、
所定のタイミングで前記位置算出用周波数を再設定する再設定部と、を備え、
前記複数の磁気センサから得られた磁場情報から、前記磁気誘導コイルに係る周波数特性の変化を検出する周波数変化検出部を備え、
前記再設定部が、前記周波数特性の変化に基づいて、前記位置算出用周波数の再設定を行い、
前記位置算出用周波数が、前記共振周波数の近傍における２つの異なる周波数であり、
前記周波数変化検出部が、前記２つの異なる周波数における前記差分測定値の比を算出し、算出された前記差分測定値の比に基づいて前記周波数特性の変化を検出する位置検出システム。
【請求項４】
前記再設定部が、所定の時間間隔をあけて前記位置算出用周波数の再設定を行う請求項１から請求項３のいずれかに記載の位置検出システム。
【請求項５】
前記周波数変化検出部が、前記位置算出用周波数を含む所定の周波数帯域をスイープして得られた前記磁場情報に基づいて、前記周波数特性の変化を検出する請求項１から請求項３のいずれかに記載の位置検出システム。
【請求項６】
前記２つの異なる周波数における前記差分測定値に基づいて、前記共振周波数を算出する演算部を備える請求項３記載の位置検出システム。
【請求項７】
前記記憶部に記憶される前記共振周波数を演算する演算部を備え、
該演算部が、前記記憶部から読み出された前記共振周波数における前記差分測定値と、複数の前記位置算出用周波数におけるそれぞれの前記差分測定値と、に基づいて前記共振周波数を算出する請求項１記載の位置検出システム。
【請求項８】
前記演算部が、前記記憶部に記憶された共振周波数における前記差分測定値と、前記複数の位置算出用周波数における前記差分測定値のうち前記記憶された共振周波数における差分測定値と異なる符号を持つ差分測定値と、に基づいて前記共振周波数を算出する請求項７記載の位置検出システム。
【請求項９】
前記機器がカプセル型医療装置である請求項１から請求項８のいずれかに記載の位置検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気誘導コイルを搭載した機器、特に医療に用いられる医療装置の位置検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
医療に用いられる機器である医療装置（特に、カプセル型医療装置）は、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医療装置である。上記カプセル型医療装置は、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】
しかしながら、上記カプセル型医療装置は、体腔管路内を誘導しなければ目的部位まで到達できず、誘導するため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った。
そのため、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など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】
上述の特許文献１においては、交流電源が接続されたＬＣ共振回路を含む磁界発生回路を搭載したカプセル型医療装置と、カプセル型医療装置の外部に配置されるとともに磁界発生回路から発せられた磁場を検出する検出装置と、を用いるカプセル型医療装置の位置検出技術が開示されている。
この技術によれば、交流電源により供給された交流電力に基づいて、磁界発生回路は外部に向けて磁場を発することができる。そして、この磁場を検出装置が検出することによりカプセル型医療装置の位置を検出することができる。
【０００５】
しかしながら、上述の位置を検出する技術においては、カプセル型医療装置内に交流電源が接続されたＬＣ共振回路を有する磁界発生回路が搭載されている。そのため、カプセル型医療装置を小型化しにくくなることから、上述の技術は被験者等が飲み込みやすいサイズのカプセル型医療装置に用いるのに適さないという問題があった。
一方、カプセル型医療装置を小型化すると、上記交流電源も小型化されることにより、磁界発生回路に供給できる電力が制限される。すると、磁界発生回路から発せられる磁場の強度が弱くなり、カプセル型医療装置の位置検出が難しくなることから、上述の技術をカプセル型医療装置に用いるのに適さないという問題があった。また、交流電源の寿命が短くなるため、カプセル型医療装置の寿命が短くなることから、上述の技術をカプセル型医療装置に用いるのに適さないという問題があった。
【０００６】
また、磁気誘導コイルおよびコンデンサのみから構成されたＬＣ共振回路が内蔵されたカプセル型医療装置と、体外に配置されるとともに磁気誘導コイルに誘導起電力を発生させる駆動コイルと、外部に配置されるとともに誘導磁場を検出する複数の磁気センサと、を用いるカプセル型医療装置の位置検出技術も知られている。
この技術によれば、まず、駆動コイルにより誘起された誘導起電力により、ＬＣ共振回路の磁気誘導コイルは誘導磁場を発生する。そして、磁気センサが発生した誘導磁場を検出することによりカプセル型医療装置の位置を検出できる。つまり、この技術によれば、カプセル型医療装置内に交流電源を搭載することなくカプセル型医療装置の位置を検出することができるため、カプセル型医療装置を小型化しやすいとともに、位置検出の容易化、長寿命化を図ることができた。
なお、カプセル型医療装置を検出する際、駆動コイルは、ＬＣ共振回路に対して、ＬＣ共振回路の共振周波数前後の異なる２つの周波数を有する交番磁場を作用させている。
【０００７】
しかしながら、上述の位置検出技術においては、磁気センサは駆動コイルが発生する駆動磁場と磁気誘導コイルが形成する誘導磁場とを同時に検出するため、そのままでは誘導磁場が駆動磁場に埋もれてしまい、カプセル型医療装置の位置検出が困難となっていた。
【０００８】
一方、同時に検出された駆動磁場および誘導磁場から駆動磁場のみを取り除くため、磁気誘導コイルが検出範囲外にある状態で駆動コイルの駆動磁場のみを予め測定（キャリブレーション測定）し、測定した駆動磁場を、同時に検出された駆動磁場および誘導磁場から差分することで、誘導磁場を算出できることが知られている。
なお、キャリブレーション測定する駆動磁場の周波数は、カプセル型医療装置の位置検出の際に用いられる駆動磁場の周波数と同一であることが必要である。
しかしながら、上述の方法では、カプセル型医療装置の位置検出前に、必ず使用する駆動磁場についてキャリブレーション測定をする必要があり、位置検出に手間がかかるという問題があった。
【０００９】
このＬＣ共振回路の共振周波数は、ＬＣ共振回路を構成する磁気誘導コイルやコンデンサの特性により決まっている。これら磁気誘導コイルやコンデンサの特性は磁気誘導コイルやコンデンサの温度等により変化するため、ＬＣ共振回路の共振周波数は、カプセル型医療装置の周囲の環境（温度等）により変化するおそれがあった。
そのため、ＬＣ共振回路の共振周波数を定めた際のカプセル型医療装置の周囲の環境と、カプセル型医療装置が被検者の体内に投入された際のカプセル型医療装置の周囲の環境とが異なると、ＬＣ共振回路の共振周波数でない周波数の駆動磁場を用いてカプセル型医療装置の位置検出が行われることになる。
すると、駆動磁場により磁気誘導コイルが作る磁場の強さが弱くなるため、カプセル型医療装置の位置の測定精度が落ちるという問題があった。
【００１０】
上述の問題を解決する手段として、ＬＣ共振回路に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）などを用いて、ＬＣ共振回路の共振周波数を調節す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、カプセル型医療装置の小型化が図りにくくなることから、上述の技術をカプセル型医療装置に用いるのに適さないという問題があった。
【００１１】
また、これら調節可能な素子を調節する際には、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った。すると、カプセル型医療装置の小型化が図りにくくなることから、上述の技術をカプセル型医療装置に用いるのに適さないという問題があった。
電源容量を大きくしない場合には、カプセルの駆動時間が短くなることから、上述の技術をカプセル型医療装置に用いるのに適さないという問題があった。
【００１２】
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、磁気誘導コイルの共振周波数が変動しても機器の位置測定の精度が低下しない位置検出システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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、磁気誘導コイルを搭載した機器と、前記磁気誘導コイルの共振周波数の近傍の位置算出用周波数を有し、前記磁気誘導コイルに印加する交番磁場を発生する駆動コイルと、前記磁気誘導コイルが前記交番磁場を受けて発生した誘導磁場を検出する複数の磁気センサと、前記交番磁場のみを印加した際の前記位置算出用周波数における前記磁気センサの出力値に基づいて、前記位置算出用周波数における測定基準値を求める測定基準値算出部と、前記交番磁場および前記誘導磁場を印加した際の前記磁気センサの出力値と前記測定基準値との差分である差分測定値の前記位置算出用周波数の成分に基づいて、前記機器の位置および向きの少なくとも一方を算出する位置解析部と、所定のタイミングで前記位置算出用周波数を再設定する再設定部と、を備え、前記複数の磁気センサから得られた磁場情報から、前記磁気誘導コイルに係る周波数特性の変化を検出する周波数変化検出部を備え、前記再設定部が、前記周波数特性の変化に基づいて、前記位置算出用周波数の再設定を行い、前記共振周波数を記憶する記憶部を備え、前記周波数変化検出部が、前記記憶部から読み出された前記共振周波数において算出された前記差分測定値に基づいて、前記周波数特性の変化を検出する位置検出システムを提供する。
【００１４】
本発明によれば、機器の位置および向きの少なくとも一方を算出する場合には、まず、測定基準値算出部が、磁気センサに交番磁場のみが印加された場合に、位置算出用周波数に基づく測定基準値を求める。そして、交番磁場および誘導磁場が磁気センサに印加された際に、位置解析部が、磁気センサの出力値と測定基準値との差分である差分測定値の位置算出用周波数の成分に基づいて、機器の位置および向きの少なくとも一方を算出している。
所定のタイミングで位置算出用周波数を再設定する再設定部を備えるため、例えば、温度又は環境などの変化により、磁気誘導コイルに係る周波数特性（なお、周波数特性の一つとして共振周波数がある。）が変化した場合でも、その変化した周波数特性に基づいた位置算出用周波数において、機器の位置または方向の検出を行うことができる。つまり、常に最適な位置算出用周波数を用いることができるため、機器の位置等の測定精度の低下を防止することができる。
【００１５】
また、本発明によれば、周波数変化検出部が、２つの異なる周波数における差分測定値の比に基づいて磁気コイルに係る周波数特性の変化を検出するため、上記周波数特性の変化を検出することができる。
上記周波数特性が変化する前における上記差分測定値の比と、後における上記差分測定値の比とは異なるため、周波数変化検出部は、上記周波数特性の変化を検出することができる。つまり、上記差分測定値の比は、共振周波数の近傍における２つの異なる周波数におけるそれぞれの差分測定値の比である。ここで、上記周波数特性が変化すると、上記２つの異なる周波数におけるそれぞれの差分測定値も変化し、差分測定値の比も変化する。周波数変化検出部は、この差分測定値の比の変化を検出することにより、上記周波数特性の変化を検出することができる。
【００１６】
また、本発明によれば、記憶部を備えることにより、周波数変化検出部が、記憶部から読み出された共振周波数における差分測定値に基づいて、磁気誘導コイルに係る周波数特性の変化を検出することができる。
例えば、磁気誘導コイルの共振周波数が記憶部に記憶された共振周波数と等しい場合には、上記共振周波数において算出された差分測定値は０となる。一方、磁気誘導コイルの共振周波数が変化して、磁気誘導コイルの共振周波数が記憶部に記憶された共振周波数と一致しない場合には、記憶部に記憶された共振周波数において算出された差分測定値は０以外の値を持つことになる。
そのため、周波数変化検出部は、記憶部に記憶された共振周波数において算出された差分測定値に基づいて、磁気誘導コイルに係る周波数特性変化を検出することができる。
上記記憶された共振周波数における差分測定値が、磁気誘導コイルの共振周波数と等しい場合おいては０となり、それ以外の場合においては０以外の値となる。そのため、例えば、上記共振周波数近傍の２つの異なる周波数における差分測定値の比を用いる方法と比較して、記憶部に記憶された共振周波数が磁気誘導コイルの共振周波数と等しいか否かを精度よく判定することができる。その結果、磁気誘導コイルの共振周波数の変化に対する追従性が向上する。
【００１８】
また、本発明は、磁気誘導コイルを搭載した機器と、前記磁気誘導コイルの共振周波数の近傍の位置算出用周波数を有し、前記磁気誘導コイルに印加する交番磁場を発生する駆動コイルと、前記磁気誘導コイルが前記交番磁場を受けて発生した誘導磁場を検出する複数の磁気センサと、前記交番磁場のみを印加した際の前記位置算出用周波数における前記磁気センサの出力値に基づいて、前記位置算出用周波数における測定基準値を求める測定基準値算出部と、前記交番磁場および前記誘導磁場を印加した際の前記磁気センサの出力値と前記測定基準値との差分である差分測定値の前記位置算出用周波数の成分に基づいて、前記機器の位置および向きの少なくとも一方を算出する位置解析部と、所定のタイミングで前記位置算出用周波数を再設定する再設定部と、を備え、前記複数の磁気センサから得られた磁場情報から、前記磁気誘導コイルに係る周波数特性の変化を検出する周波数変化検出部を備え、前記再設定部が、前記周波数特性の変化に基づいて、前記位置算出用周波数の再設定を行い、前記位置解析部が、前記磁気センサの出力値および前記測定基準値に基づいて、前記磁気誘導コイルにおける前記交番磁場に係る第１の磁場強度を算出するとともに、前記機器と前記駆動コイルとの位置関係を算出し、前記周波数変化検出部が、前記第１の磁場強度と、前記機器と前記駆動コイルとの位置関係から求められる前記磁気誘導コイルにおける前記交番磁場に係る第２の磁場強度と、の差分に基づいて前記周波数特性の変化を検出する位置検出システムを提供する。
【００１９】
本発明によれば、磁気誘導コイルの位置が位置解析部により算出される際に、位置解析部によって第１の磁場強度が算出される。周波数変化検出部は、上記算出された磁気誘導コイルの位置および向きと、駆動コイルの位置および向きとの関係から、第２の磁場強度を算出する。ここで、磁気誘導コイルの周波数特性が変化した場合には、第１の磁場強度と、第２の磁場強度とが異なる値となる。そのため、周波数変化検出部が、第１および第２の磁場強度を比較することにより、磁気誘導コイルの周波数特性の変化を検出することができる。
ここで、第１の磁場強度は、磁気誘導コイルに生じる磁場強度のうち、駆動コイルと磁気誘導コイルの実際の位置関係に係る情報を有する磁場強度である。第２の磁場強度は、駆動コイルの位置および算出された磁気誘導コイルの位置の位置関係と、共振周波数の値とから算出される磁場強度である。
【００２０】
また、本発明は、磁気誘導コイルを搭載した機器と、前記磁気誘導コイルの共振周波数の近傍の位置算出用周波数を有し、前記磁気誘導コイルに印加する交番磁場を発生する駆動コイルと、前記磁気誘導コイルが前記交番磁場を受けて発生した誘導磁場を検出する複数の磁気センサと、前記交番磁場のみを印加した際の前記位置算出用周波数における前記磁気センサの出力値に基づいて、前記位置算出用周波数における測定基準値を求める測定基準値算出部と、前記交番磁場および前記誘導磁場を印加した際の前記磁気センサの出力値と前記測定基準値との差分である差分測定値の前記位置算出用周波数の成分に基づいて、前記機器の位置および向きの少なくとも一方を算出する位置解析部と、所定のタイミングで前記位置算出用周波数を再設定する再設定部と、を備え、前記複数の磁気センサから得られた磁場情報から、前記磁気誘導コイルに係る周波数特性の変化を検出する周波数変化検出部を備え、前記再設定部が、前記周波数特性の変化に基づいて、前記位置算出用周波数の再設定を行い、前記位置算出用周波数が、前記共振周波数の近傍における２つの異なる周波数であり、前記周波数変化検出部が、前記２つの異なる周波数における前記差分測定値の比を算出し、算出された前記差分測定値の比に基づいて前記周波数特性の変化を検出する位置検出システムを提供する。
【００２１】
本発明によれば、周波数変化検出部が、２つの異なる周波数における差分測定値の比に基づいて磁気コイルに係る周波数特性の変化を検出するため、上記周波数特性の変化を検出することができる。
上記周波数特性が変化する前における上記差分測定値の比と、後における上記差分測定値の比とは異なるため、周波数変化検出部は、上記周波数特性の変化を検出することができる。つまり、上記差分測定値の比は、共振周波数の近傍における２つの異なる周波数におけるそれぞれの差分測定値の比である。ここで、上記周波数特性が変化すると、上記２つの異なる周波数におけるそれぞれの差分測定値も変化し、差分測定値の比も変化する。周波数変化検出部は、この差分測定値の比の変化を検出することにより、上記周波数特性の変化を検出することができる。
【００２２】
上記発明においては、前記再設定部が、所定の時間間隔をあけて前記位置算出用周波数の再設定を行うことが望ましい。
【００２３】
本発明によれば、再設定部が所定の時間間隔をあけて位置算出用周波数の再設定を行うため、温度または環境等の変化によって磁気誘導コイルに係る周波数特性が変化した場合でも、その変化した周波数特性に基づいた最適な位置算出用周波数において、機器の位置または方向の検出を行うことができる。
位置算出用周波数の再設定を行うタイミングを所定の時間間隔に基づいて決定するため、例えば、磁気誘導コイルに係る周波数特性の変化に基づいて再設定を行う方法と比較して、システムの構成を簡略化することができる。
【００２４】
上記発明においては、前記周波数変化検出部が、前記位置算出用周波数を含む所定の周波数帯域をスイープして得られた前記磁場情報に基づいて、前記周波数特性の変化を検出することが望ましい。
【００２６】
本発明によれば、周波数変化検出部が、位置算出用周波数を含む所定の周波数帯域をスイープして得られた磁場情報に基づいて磁気誘導コイルに係る周波数特性の変化を検出するため、上記周波数特性の変化を検出することができる。
磁気誘導コイルに係る周波数特性が変化しても、周波数変化検出部は、変化後の上記周波数特性に係る周波数を含む上記所定の周波数帯域をスイープしている。そのため、周波数変化検出部は、変化後の上記周波数特性を検出することができる。
【００２７】
上記発明においては、前記２つの異なる周波数における前記差分測定値に基づいて、前記共振周波数を算出する演算部を備えることが望ましい。
【００２８】
本発明によれば、演算部を備えることにより、例えば、２つの異なる周波数における差分測定値に基づいて磁気誘導コイルに係る変化後の共振周波数を求めることができる。そのため、上記変化後の共振周波数の近傍における２つの異なる周波数である位置算出用周波数を求めることができる。
２つの周波数における差分測定値は、上記共振周波数の変化に基づいて変化する。さらに、２つの周波数は異なる周波数であるため、共振周波数の変化に基づく変化の割合が一方の周波数における差分測定値と、他方の周波数における差分測定値とで異なる。そのため、演算部は、一方および他方の周波数における差分測定値の変化に基づいて、変化した後の上記共振周波数を算出して求めることができる。
【００２９】
上記発明においては、前記記憶部に記憶される前記共振周波数を演算する演算部を備え、該演算部が、前記記憶部から読み出された前記共振周波数における前記差分測定値と、複数の前記位置算出用周波数におけるそれぞれの前記差分測定値と、に基づいて前記共振周波数を算出することが望ましい。
【００３０】
本発明によれば、演算部が、記憶部から読み出された共振周波数における差分測定値と、複数の位置算出用周波数における各差分測定値と、に基づいて磁気誘導コイルの共振周波数を算出するため、変化後の上記共振周波数を演算部により算出することができる。その結果、再設定部は、再設定された共振周波数に基づいて、位置算出用周波数を再設定することができる。
演算部は、記憶部から読み出された共振周波数における差分測定値の他に、複数の位置算出用周波数における各差分測定値を用いて変化後の共振周波数を算出している。そのため、例えば、記憶部から読み出された共振周波数における差分測定値のみを用いて変化後の共振周波数を算出する方法と比較して、変化後の共振周波数を精度よく算出することができる。
【００３１】
上記発明においては、前記演算部が、前記記憶部に記憶された共振周波数における前記差分測定値と、前記複数の位置算出用周波数における前記差分測定値のうち前記記憶された共振周波数における差分測定値と異なる符号を持つ差分測定値と、に基づいて前記共振周波数を算出することが望ましい。
【００３２】
本発明によれば、演算部が、記憶部に記憶された共振周波数における差分測定値と、位置算出用周波数における差分測定値であって、上記記憶された共振周波数における差分測定値と異なる符号を持つ差分測定値と、に基づいて磁気誘導コイルの共振周波数を算出するため、磁気誘導コイルの共振周波数が大きく変化した場合でも、演算部は変化後の共振周波数を精度よく再設定することができる。その結果、再設定部は、再設定された共振周波数に基づいて、位置算出用周波数を再設定することができる。
磁気誘導コイルに係る周波数特性を表すグラフ上において、上記記憶された共振周波数における差分測定値と、位置算出用周波数における差分測定値であって、上記記憶された共振周波数における差分測定値と異なる符号を持つ差分測定値と、をむすぶ線分を形成することができる。この線分は、磁気誘導コイルの共振周波数の変化の割合が大きい場合には、磁気誘導コイルの共振周波数の近傍における周波数特性を表す曲線を近似する線分となる。そのため、上記線分を用いることにより、演算部は、磁気誘導コイルの共振周波数の大きい変化に対して、共振周波数をよりよく再設定することができる。
【００３３】
上記発明においては、前記機器がカプセル型医療装置であることが望ましい。
【００３４】
本発明によれば、機器がカプセル型医療装置であるため、機器を被検者の体内に導入し、被検者の体腔内において観察や、投薬などの治療行為を行うことができる。
【００３５】
本発明の参考例は、機器に搭載された磁気誘導コイルが位置算出用周波数を有する交番磁場を受けて発生した誘導磁場に基づいて前記機器の位置および向きの少なくとも一方を検出する位置検出方法であって、前記誘導磁場に基づいて、前記機器の位置および向きの少なくとも一方を算出するステップと、前記磁気誘導コイルの共振周波数の変化を検出するステップと、前記共振周波数の変化から前記位置算出用周波数を再設定するステップと、再設定された前記位置算出用周波数を有する交番磁場を前記磁気誘導コイルに印加して誘導磁場を発生させるステップと、を有する位置検出方法を提供する。
【００３６】
本発明の参考例によれば、磁気誘導コイルの共振周波数の変化を検出するステップと、共振周波数の変化から位置算出用周波数を再設定するステップと、再設定された位置算出用周波数を有する交番磁場を磁気誘導コイルに印加して誘導磁場を発生させるステップと、を有するため、機器の位置または向きの検出精度を高い状態で維持することができる。
つまり、磁気誘導コイルの共振周波数の変化を検出するステップを有するため、温度または環境などの変化により、磁気誘導コイルの共振周波数が変化した場合でもその変化を検出することができる。共振周波数の変化から位置算出用周波数を再設定するステップを有するため、常にその変化した周波数特性に基づいた最適な位置算出用周波数を用いることができる。再設定された位置算出用周波数を有する交番磁場を磁気誘導コイルに印加して誘導磁場を発生させるステップを有するため、最適な位置算出用周波数で、機器の位置または向きの検出を行うことができる。
そのため、本発明の位置検出方法によれば、温度または環境などの変化により、磁気誘導コイルの共振周波数が変化した場合でも、常にその変化した周波数特性に基づいた最適な位置算出用周波数で、機器の位置または向きの検出を行うことができる。この結果、機器の位置または向きの検出精度を高い状態で維持することができる。
【００３７】
上記発明の参考例においては、前記誘導磁場に基づいて、前記機器の位置および向きの少なくとも一方を算出するステップが、前記位置算出用周波数において、前記交番磁場のみを作用させた際に検出される磁場強度を測定基準値として求めるステップと、前記交番磁場および前記誘導磁場の合成磁場に係る磁場強度と、前記測定基準値との差分に基づいて、前記機器の位置および向きの少なくとも一方を算出するステップと、を有することが望ましい。
【００３８】
本発明の参考例によれば、機器の位置および向きの少なくとも一方を算出するステップが、位置算出用周波数において、交番磁場のみを作用させた際に検出される磁場強度を測定基準値として求めるステップと、交番磁場および誘導磁場の合成磁場に係る磁場強度と測定基準値との差分に基づいて機器の位置および向きの少なくとも一方を算出するステップと、を有するため、機器の位置および向きの少なくとも一方を精度よく算出することができる。
上記合成磁場に係る磁場強度から上記測定基準値の差分を求めることにより、誘導磁場のみに係る磁場強度を求めることができる。そのため、誘導磁場のみに係る磁場強度に基づいて機器の位置および向きの少なくとも一方を精度よく算出することができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明の位置検出システムによれば、所定のタイミングで位置算出用周波数を再設定する再設定部を備えるため、例えば、温度又は環境などの変化により、磁気誘導コイルに係る周波数特性が変化した場合でも、その変化した周波数特性に基づいた位置算出用周波数において、機器の位置または方向の検出を行うことができる。つまり、常に最適な位置算出用周波数を用いることができるため、機器の位置等の測定精度の低下を防止す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】
【００４０】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る位置検出システムについて図１から図１０を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る位置検出システムの全体構成を説明する概略図である。図２は、図１の位置検出システムの外観を示す斜視図である。
位置検出システム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るカプセル型医療装置であって、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（機器、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装置（位置解析部）５０と、から概略構成されている。
なお、カプセル型医療装置は上述のカプセル型内視鏡に限られることなく、体腔内の所定位置において薬剤を散布したり、体液等のサンプルあるいは生体情報を取得したりするカプセル型医療装置などであっても構わない。
【００４１】
位置検出装置５０には、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場を発生させるドライブコイル（駆動コイル）５１や、磁気誘導コイルで発生した誘導磁場を検知するセンスコイル（磁気センサ）５２などが電気的に接続されている。位置検出装置５０は、センスコイル５２が検知した誘導磁場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番磁場を制御している。
【００４２】
図３は、図１の位置検出装置内の構成を説明するブロック図である。
位置検出装置５０には、図３に示すように、交番磁場検出部５０ａと、位置算出用周波数決定部（再設定部）５０ｂと、基準値算出用周波数決定部５０ｃと、測定基準値算出部５０ｄと、位置解析部５０ｅと、タイミング決定部５０ｆと、記憶部５０ｇとが設けられている。
【００４３】
ここで、交番磁場検出部５０ａは、センスコイル５２から出力された交流電圧（磁場情報）から交番磁場の振幅値を検出するものである。
位置算出用周波数決定部５０ｂは、カプセル型内視鏡２０の位置等の算出に用いる位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬの周波数の決定や再設定をするものである。
基準値算出用周波数決定部５０ｃは、測定基準値の算出に用いる基準値算出用周波数ｆ１の周波数を決定するものである。
測定基準値算出部５０ｄは、位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬおよび基準値算出用周波数ｆ１におけるセンスコイル５２の出力から測定基準値を算出するものである。
位置解析部５０ｅは、カプセル型内視鏡２０の位置等を算出するものである。
タイミング決定部５０ｆは、共振周波数ｆＣの周波数を設定し直すタイミングを位置算出用周波数決定部５０ｂに指示するものである。
記憶部５０ｇは、測定基準値算出部５０ｄにより算出された基準値などを記憶するものである。
【００４４】
位置検出装置５０からドライブコイル５１までの間には、図１に示すように、交流電流を発生させる正弦波発生回路５３と、交流電流を増幅するドライブコイルドライバ５４と、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。
ここで、正弦波発生回路５３は位置検出装置５０からの出力に基づき交流電流を発生させるものである。ドライブコイルドライバ５４は、位置検出装置５０からの出力に基づき正弦波発生回路５３から入力された交流電流を増幅するものである。ドライブコイルセレクタ５５は位置検出装置５０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ものである。
【００４５】
センスコイル５２から位置検出装置５０までの間には、センスコイルセレクタ５６と、センスコイル受信回路５７とが配置されている。
ここで、センスコイルセレクタ５６は、位置検出装置５０からの出力に基づき複数のセンスコイル５２のうち特定のセンスコイル５２から出力されたカプセル型内視鏡２０の位置情報などを含んだ交流電流を選択するものである。センスコイル受信回路５７は、センスコイルセレクタ５６を通過した上記交流電流から交流電圧の振幅値を抽出し位置検出装置５０へ出力するものである。
位置検出装置５０には、カプセル型内視鏡２０との間で画像信号や共振周波数の値などを送受信等する送受信部５９が設けられている。
【００４６】
図４は、図１のカプセル型内視鏡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４に示すように、被験者１がその内部に横たわ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。
【００４７】
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、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、位置検出装置５０全体には２７個のセンスコイル５２が備えられている。
【００４８】
図５は、図１の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５に示すように、交流電圧に含まれる高周波成分および低周波成分を取り除くバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）６１と、上記交流電圧を増幅するアンプ（ＡＭＰ）６２と、上記交流電圧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、バンドパスフィルタ６１は、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に含まれる高周波成分および低周波成分を取り除くものである。アンプ６２は、高周波成分および低周波成分を取り除いた上記交流電圧を増幅するものである。
【００４９】
バンドパスフィルタ６１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、バンドパスフィルタ６１から出力された上記交流電圧は、一つのアンプ６２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５０へ出力している。
なお、検出される交流電圧の波形は、カプセル型内視鏡２０内の後述する磁気誘導コイル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。
【００５０】
図６は、図１のカプセル型内視鏡２０の構成を示す概略図である。
カプセル型内視鏡２０は、図６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により誘導磁場を発生させる誘導磁場発生部４０と、から概略構成されている。
【００５１】
外装２１は、カプセル型内視鏡２０の回転軸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、単に本体と略記する）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。
【００５２】
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。
【００５３】
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から送受信部５９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。
さらに、信号処理部３４には、誘導磁場発生部４０におけるＬＣ共振回路４３（磁気誘導コイル４２）の共振周波数ｆＣの周波数が記憶されている。共振周波数ｆＣの周波数の記憶は、カプセル型内視鏡２０の使用前に行われている。例えば、カプセル型内視鏡２０の製造時または出荷時の検査と同時に、共振周波数ｆＣの周波数が記憶される場合を例示できる。
【００５４】
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。
【００５５】
信号処理部３４の後端部２４側には、スイッチ部４６が基板３６Ｂ上に配置されている。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。電池３９の後端部２４側には、無線素子３５が基板３６Ｄ上に配置されている。
無線素子３５は、信号処理部３４において圧縮された画像信号を送受信部５９に送信するとともに、信号処理部３４に予め記憶されたＬＣ共振回路４３に係る共振周波数ｆＣの周波数を送受信部５９に送信する。
スイッチ部４６は赤外線センサ４７を有し、基板３６Ａ，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。
【００５６】
無線素子３５の後端部２４側には誘導磁場発生部４０が配置されている。誘導磁場発生部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たコンデンサ（図示せず）とを有する。ここで、磁気誘導コイル４２とコンデンサは、ＬＣ共振回路４３を形成している。
なお、芯部材４１は、上述したフェライトの他、鉄やパーマロイ、ニッケルなどの材質を用いてもよい。
【００５７】
次に、上記の構成からなる位置検出システム１０の作用について説明する。
まず、位置検出システム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２に示すように、位置検出装置５０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、位置検出装置５０によりその位置が検出される。カプセル型内視鏡２０は、患部近傍において体腔内管路の内壁面を撮像して、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（図示せず）に送信する。
【００５８】
次に、本実施形態の特徴である位置検出装置５０の作用について説明する。
位置検出装置５０においては、図１に示すように、カプセル型内視鏡２０の信号処理部３４に予め記憶されたＬＣ共振回路４３に係る共振周波数ｆＣの周波数を読み込む。具体的には、位置検出装置５０は、送受信部５９および無線素子３５を介して、信号処理部３４（図６参照）に予め記憶された共振周波数ｆＣの周波数を取得する。
位置検出装置５０は共振周波数ｆＣの周波数を取得すると、正弦波発生回路５３に向けて信号を出力する。正弦波発生回路５３は、取得した共振周波数ｆＣの周波数に基づいて交流電流を発生し、発生された交流電流はドライブコイルドライバ５４へ出力される。
【００５９】
交流電流は、ドライブコイルドライバ５４において位置検出装置５０の指示に基づき増幅され、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５０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の作動空間に交番磁場を形成する。
【００６０】
交番磁場内に位置するカプセル型内視鏡２０の磁気誘導コイル４２には、交番磁場により誘導起電力が発生して誘導電流が流れる。磁気誘導コイル４２に誘導電流が流れると、誘導電流により誘導磁場が形成される。
また、磁気誘導コイル４２はコンデンサとともにＬＣ共振回路４３を形成しているので、交番磁場の周期がＬＣ共振回路４３の共振周波数と一致すると、ＬＣ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、形成される誘導磁場も強くなる。さらに、磁気誘導コイル４２の中心には、誘電性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に集められやすく、形成される誘導磁場は更に強くなる。また、誘電性フェライトは、鉄、ニッケル、コバルトなどの磁性材料で代用することができ、それらの合金、フェライトなども使用することができる。
【００６１】
上記誘導磁場はセンスコイル５２に誘導起電力を発生させ、カプセル型内視鏡２０の位置情報などを含んだ交流電圧（磁気情報）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、デジタル信号化される。
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５に示すように、まずバンドパスフィルタ６１により高周波成分および低周波成分が取り除かれ、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、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。
メモリ６５は、例えば正弦波発生回路５３で発生される正弦波信号をＬＣ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５０へ出力している。
【００６２】
図７は、図１のセンスコイル５２から出力された交流電圧の周波数特性を示すグラフである。
位置検出装置５０に入力された上記交流電圧は、図３に示すように、交番磁場検出部５０ａに入力される。交番磁場検出部５０ａでは、フーリエ変換によって、交番磁場の振幅値を検出する。検出された交番磁場の振幅値は、位置算出用周波数決定部５０ｂに入力される。
位置算出用周波数決定部５０ｂは、図７に示すように、共振周波数ｆＣの周波数の近傍領域において、上記交流電圧が極大値、極小値を示す周波数を検出する。これら極大値、極小値を示す周波数をそれぞれ位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬとする。ここで、位置算出用周波数ｆＨの周波数は、共振周波数ｆＣの周波数より高い周波数であり、位置算出用周波数ｆＬの周波数は、共振周波数ｆＣの周波数より低い周波数である。
一方、基準値算出用周波数決定部５０ｃは、基準値算出用周波数ｆ１の周波数を決定する。基準値算出用周波数ｆ１の周波数は、交流電圧の周波数特性曲線において、共振周波数ｆＣに対する低周波数側の変曲点ＰＬよりも低い周波数側に離れた周波数であるとともに、商用電源周波数（６０Ｈｚまたは５０Ｈｚ）よりも高い周波数である。なお、上述の交流電圧の周波数特性曲線とは、後述する位置解析部５０ｅにおいて得られる誘導磁場による交流電圧の周波数特性曲線である。
【００６３】
図８は、図１のセンスコイル５２に交番磁場のみが作用した場合におけるセンスコイル５２の交流電圧周波数特性を示すグラフである。
測定基準値算出部５０ｄは、位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬの周波数、および、基準値算出用周波数ｆ１の周波数において、センスコイル５２から出力された交流電圧の値に基づいて測定基準値を算出する。具体的には、まず、位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬの各周波数において、センスコイル５２から出力された交流電圧の値をそれぞれ求め、これらの値の平均値を求める。そして、位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬの周波数の中間値（（ｆＨ＋ｆＬ）／２）と上記平均値とから定まる点を求め、基準値算出用周波数ｆ１とその交流電圧の値から定まる点を求める。さらに、これら２つの点に基づいて測定基準値を求める。このように算出された測定基準値は記憶部５０ｇに記憶される。
測定基準値の求め方としては、最小自乗法による近似方法を用いることができる。このようにして求められた測定基準値は、図８に示すように、所定の周波数特性を示すグラフとして表すことができる。測定基準値は、ドライブコイル５１が形成した交番磁場によりセンスコイル５１から出力される交流電圧の値とみなすことができる値である。
なお、上述のように２点に基づいて測定基準値を近似してもよいし、それ以上の測定点に基づいて基準値を近似しても構わない。
【００６４】
図９は、図１のセンスコイル５２に誘導磁場のみが作用した場合におけるセンスコイル５２の交流電圧周波数特性を示すグラフである。
まず、記憶部５０ｇに記憶された測定基準値は位置解析部５０ｅに呼び出される。位置解析部５０ｅは、センスコイル５２から出力された交流電圧の周波数特性曲線から、測定基準値を差分する演算を行い、図９に示すような、誘導磁場による交流電圧の周波数特性曲線を得る。
そして、位置解析部５０ｅは、得られた周波数特性曲線に基づいて、各センスコイル５２について位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬの周波数における交流電圧の差分を行い、差分測定値を求める。ここで、差分測定値とは誘導磁場のみがセンスコイル５２に作用したときの周波数特性曲線の振幅のことであり、位置解析部５０ｅはこの振幅を算出する。
各センスコイル５２において上記振幅値が得られたら、位置解析部５０ｅは、これらの振幅値に基づいてカプセル型内視鏡２０の位置等を算出する。
【００６５】
ここで、本実施形態の特徴であるＬＣ共振回路４３の共振周波数の再測定について図１０を参照しながら説明する。
図１０は、共振周波数の再測定におけるタイミングを説明するフローチャートである。
位置検出装置５０は、図１０に示すように、カプセル型内視鏡２０の位置測定を開始する際に、送受信部５９および無線素子３５を介して、信号処理部３４（図６参照）に予め記憶された共振周波数ｆＣの周波数を取得する（ステップＳ１）。
その後、位置検出装置５０は、上述のように、取得した共振周波数ｆＣの周波数に基づいてカプセル型内視鏡２０の位置等を算出する（ステップＳ２）。
同時に、位置検出装置５０のタイミング決定部５０ｆは、時間の計測を開始し、所定時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ３）。
タイミング決定部５０ｆは所定時間が経過したと判断すると、位置算出用周波数決定部５０ｂに信号を出力する。位置算出用周波数決定部５０ｂは、タイミング決定部５０ｆから信号が入力されると共振周波数ｆＣの周波数の近傍領域において、新たな位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬの周波数を再設定する（ステップＳ４）。
位置検出装置５０は、新たな位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬの周波数が再設定されると、新たな位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬの周波数を用いてカプセル型内視鏡２０の位置等の算出を行う（ステップＳ２）。
以後、カプセル型内視鏡２０の位置等の検出を終了するまで、上述の制御が繰り返される。
【００６６】
なお、上述の所定時間は、ＬＣ共振回路４３の共振周波数ｆＣの周波数が、カプセル型内視鏡２０の位置等の検出精度に影響を与える程度に変化するのに要する時間である。共振周波数ｆＣの周波数が変化する要因としては、ＬＣ共振回路４３自身の温度変化などを例示することができる。
【００６７】
次に、位置算出用周波数決定部５０ｂにおける新たな位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬの周波数の再設定について説明する。
【００６８】
位置検出装置５０は、タイミング決定部５０ｆから出力された信号が位置算出用周波数決定部５０ｂに入力されると、位置算出用周波数決定部５０ｂからの出力に基づいて新たな共振周波数ｆＣの周波数の取得を開始する。
位置検出装置５０は、図１に示すように、ドライブコイル５１からカプセル型内視鏡２０の作動空間に交番磁場を形成する。そして、位置検出装置５０は、正弦波発生回路５３を制御することにより、交番磁場の周波数を所定の周波数帯域内で変化（スイープ）させる。
周波数の変化は、低周波数から高周波数へ変化させても良いし、高周波数から低周波数へ変化させてもよく、特に限定するものではない。周波数を変化させる帯域は、数ｋＨｚから１００ｋＨｚまでの帯域を例示することができるが、上述の帯域よりも狭い帯域であってもよいし、広い帯域であってもよく、特に限定するものではない。
【００６９】
位置検出装置５０は、交番磁場の周波数をスイープさせた際に得られた交番磁場の振幅値に基づいて、新たな共振周波数ｆＣの周波数を算出する。上記交番磁場の振幅値は、センスコイル５２の出力がセンスコイル受信回路５７により処理された後に位置検出装置５０に入力されたものである。
新たな共振周波数ｆＣの周波数が算出されると、位置算出用周波数決定部５０ｂにおいて新たな位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬの周波数が再設定される（図３参照）。
【００７０】
上記の構成によれば、位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬを再設定する位置算出用周波数決定部５０ｂを備えるため、例えば、温度又は環境などの変化により、ＬＣ共振回路４３の（磁気誘導コイル４３に係る）周波数特性が変化した場合でも、その変化した周波数特性に基づいた位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬにおいて、カプセル型内視鏡２０の位置または方向の検出を行うことができる。つまり、常に最適な位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬを用いることができるため、カプセル型内視鏡２０の位置等の測定精度の低下を防止することができる。
カプセル型内視鏡２０の位置および向きの少なくとも一方を算出する場合には、まず、測定基準値算出部５０ｄが、磁気センサ５２に交番磁場のみが作用した場合に、位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬに基づく測定基準値を求める。そして、交番磁場および誘導磁場が磁気センサ２５に作用した際に、位置解析部５０ｅが、磁気センサ５２の出力値と測定基準値との差分に基づいて、カプセル型内視鏡２０の位置および向きの少なくとも一方を算出している。
【００７１】
位置算出用周波数決定部５０ｂが、タイミング決定部５０ｆの指示により、所定の時間間隔をあけて位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬの再設定を行うため、温度または環境等の変化によってＬＣ共振回路４３の周波数特性が変化した場合でも、その変化した周波数特性に基づいた最適な位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬにおいて、カプセル型内視鏡２０の位置または方向の検出を行うことができる。
位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬの再設定を行うタイミングを所定の時間間隔に基づいて決定するため、例えば、ＬＣ共振回路４３の周波数特性の変化に基づいて再設定を行う方法と比較して、位置検出システム１０の構成を簡略化することができる。
【００７２】
図１１は、図１０の共振周波数の再測定における別の実施例を説明するフローチャートである。
なお、上述のように、カプセル型内視鏡２０の位置測定を開始する際に、予め記憶された共振周波数ｆＣの周波数を取得してもよいし、図１１に示すように、周波数設定部５０ｇにより共振周波数の周波数を測定し（ステップＳ１１）、測定された共振周波数に基づいて、カプセル型内視鏡２０の位置測定を行ってもよく、特に限定するものではない。
【００７３】
なお、上述のように、共振周波数ｆＣの周波数の測定を、交番磁場の周波数を変化させるスイープ測定により行ってもよいし、複数の周波数を重ね合わせた波形を有する交番磁場をＬＣ共振回路４２に作用させ、磁気誘導コイルから発生した誘導磁界を測定し、その出力をフーリエ変換（ＢＰＦ）等で周波数成分分離を行い、複数の周波数を同時に測定しても良い。
その際に、一度に重ね合わせる波形の周波数は、成分分離の際に影響しない周波数間隔をあける必要がある。
【００７４】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図１２および図１３を参照して説明する。
本実施の形態の位置検出システムの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、位置検出装置の構成および位置検出方法が異なっている。よって、本実施の形態においては、図１２および図１３を用いて位置検出装置および位置検出方法周辺のみを説明し、カプセル型内視鏡等の説明を省略する。
図１２は、本実施形態における位置検出システムの全体構成を説明する概略図である。
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。
【００７５】
位置検出システム１１０は、図１２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２０と、カプセル型内視鏡２０の位置を検出する位置検出装置（位置解析部）１５０と、から概略構成されている。
【００７６】
位置検出装置１５０には、図１２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場を発生させるドライブコイル５１や、磁気誘導コイルで発生した誘導磁場を検知するセンスコイル５２などが電気的に接続されている。位置検出装置１５０は、センスコイル５２が検知した誘導磁場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番磁場を制御している。
【００７７】
図１３は、図１２の位置検出装置内の構成を説明するブロック図である。
位置検出装置１５０には、図１３に示すように、交番磁場検出部５０ａと、位置算出用周波数決定部５０ｂと、基準値算出用周波数決定部５０ｃと、測定基準値算出部５０ｄと、位置解析部５０ｅと、周波数変化検出部１５０ｆと、記憶部５０ｇと、演算部１５０ｈとが設けられている。
【００７８】
ここで、周波数変化検出部１５０ｆは、位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬを含む所定の周波数帯域をスイープして得られた差分測定値に基づいて、ＬＣ共振回路４３の共振周波数ｆＣの変化を検出するものである。また、周波数変化検出部１５０ｆは、検出した共振周波数ｆＣの変化に基づいて、演算部１５０ｈに変化後の共振周波数ｆＣの周波数を算出するタイミングと、位置算出用周波数決定部５０ｂに位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬの再設定のタイミングと、を指示するものである。
演算部１５０ｈは、位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬにおける差分測定値に基づいて、ＬＣ共振回路４３における変化後の共振周波数ｆＣの周波数を算出するものである。
【００７９】
次に、上記の構成からなる位置検出システム１１０の作用について説明する。
ここで、位置検出システム１１０の作用については第１の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。また、位置検出装置１５０の作用、位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬの周波数および測定基準値を算出については第１の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【００８０】
次に、本実施形態の特徴であるＬＣ共振回路４３の共振周波数の再測定について説明する。
まず、図１３に示すように、周波数変化検出部１５０ｆは、カプセル型内視鏡２０の位置測定の際に、位置解析部５０ｅにおいて算出された位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬの周波数における差分測定値のバランスを算出する。算出されたバランスは記憶部５０ｇに記憶される。これら差分測定値のバランスとしては、両差分測定値の比や差などを例示することができる。
なお、ＬＣ共振回路４３の共振周波数ｆＣと、位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬに係る共振周波数とは略等しい場合には、位置算出用周波数ｆＨの差分測定値と、位置算出用周波数ｆＬの差分測定値とは略等しい値となる。通常、位置検出装置１５０による位置検出が開始された直後においては、ＬＣ共振回路４３の共振周波数ｆＣと、位置検出に用いられる共振周波数ｆＣとは略等しくなっている。
【００８１】
その後、周波数変化検出部１５０ｆは、カプセル型内視鏡２０の位置測定が行われると、位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬの周波数における差分測定値のバランスを算出し、記憶部５０ｇに記憶されたバランスとの対比を行う。対比の結果、両バランスの間に所定の値より大きな差があった場合には、周波数変化検出部１５０ｆは、演算部１５０ｈおよび位置算出用周波数決定部５０ｂに周波数の再設定の指示を出力する。一方、両バランスの間の差が所定の値以下の場合には、カプセル型内視鏡２０の位置測定が続行される。
【００８２】
周波数変化検出部１５０ｆからの指示が入力された演算部１５０ｈは、位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬにおける差分測定値に基づいて、ＬＣ共振回路４３における変化後の共振周波数ｆＣの周波数を算出する。そして、位置算出用周波数決定部５０ｂは、演算部１５０ｈの演算結果に基づいて、新たな位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬの周波数を再設定する。
具体的には、位置算出用周波数決定部５０ｂは、上記変化後の共振周波数ｆＣを中心とする所定の周波数帯域内で交番磁場の周波数を変化（スイープ）させることにより、新たな位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬの周波数を再設定する。
【００８３】
位置検出装置１５０は、新たな位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬの周波数が再設定されると、新たな位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬの周波数を用いてカプセル型内視鏡２０の位置等の算出を行う。
以後、カプセル型内視鏡２０の位置等の検出を終了するまで、上述の制御が繰り返される。
【００８４】
上記の構成によれば、ＬＣ共振回路４３の共振周波数の変化を検出する周波数変化検出部１５０ｆを備え、位置算出用周波数決定部５０ｂが、検出された上記共振周波数の変化に基づいて位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬの再設定を行うため、温度または環境等の変化によってＬＣ共振回路４３の共振周波数が変化した場合でも、その変化した共振周波数に基づいた最適な位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬにおいて、カプセル型内視鏡２０の位置または方向の検出を行うことができる。
位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬの再設定のタイミングをＬＣ共振回路４３の共振周波数の変化に基づいて決定するため、例えば、所定の時間間隔に基づいて再設定を行う方法と比較して、ＬＣ共振回路４３の共振周波数が急激に変化した場合でも、最適な位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬにおいて、カプセル型内視鏡２０の位置または方向の検出を行うことができる。
【００８５】
周波数変化検出部１５０ｆが、位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬを含む所定の周波数帯域をスイープして得られた差分測定値に基づいてＬＣ共振回路４３の共振周波数の変化を検出するため、上記共振周波数の変化を検出することができる。
ＬＣ共振回路４３の共振周波数が変化しても、周波数変化検出部１５０ｆは、変化後の上記共振周波数に係る周波数を含む上記所定の周波数帯域をスイープしている。そのため、周波数変化検出部１５０ｆは、変化後の上記共振周波数を検出することができる。
【００８６】
周波数変化検出部１５０ｆが、位置算出用周波数ｆＨにおける差分測定値と位置算出用周波数ｆＬにおける差分測定値との比に基づいて、ＬＣ共振回路４３の共振周波数の変化を検出するため、上記共振周波数の変化を検出することができる。
上記共振周波数が変化する前における上記差分測定値の比と、上記共振周波数が変化した後における上記差分測定値の比とは異なる。そのため、周波数変化検出部１５０ｆは、上記共振周波数の変化を検出することができる。つまり、上記差分測定値の比は、共振周波数の近傍における位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬにおけるそれぞれの差分測定値の比である。ここで、上記共振周波数が変化すると、位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬにおけるそれぞれの差分測定値も変化し、差分測定値の比も変化する。周波数変化検出部１５０ｆは、この差分測定値の比の変化を検出することにより、上記共振周波数の変化を検出することができる。
【００８７】
演算部１５０ｈを備えることにより、位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬにおける差分測定値に基づいてＬＣ共振回路４３に係る変化後の共振周波数を求めることができる。そのため、上記変化後の共振周波数の近傍における２つの異なる周波数である位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬを求めることができる。
位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬにおける差分測定値は、上記共振周波数の変化に基づいて変化する。さらに、位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬは異なる周波数であるため、共振周波数の変化に基づく変化の割合が位置算出用周波数ｆＨにおける差分測定値と、位置算出用周波数ｆＬにおける差分測定値とで異なる。そのため、演算部１５０ｈは、位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬにおける差分測定値の変化に基づいて、変化した後の上記共振周波数を算出して求めることができる。
【００８８】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図１４から図１６を参照して説明する。
本実施の形態の位置検出システムの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、位置検出装置の構成および位置検出方法が異なっている。よって、本実施の形態においては、図１４から図１６を用いて位置検出装置および位置検出方法周辺のみを説明し、カプセル型内視鏡等の説明を省略する。
図１４は、本実施形態における位置検出システムの全体構成を説明する概略図である。
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。
【００８９】
位置検出システム２１０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２０と、カプセル型内視鏡２０の位置を検出する位置検出装置（位置解析部）２５０と、から概略構成されている。
【００９０】
位置検出装置２５０には、図１４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場を発生させるドライブコイル５１や、磁気誘導コイルで発生した誘導磁場を検知するセンスコイル５２などが電気的に接続されている。位置検出装置２５０は、センスコイル５２が検知した誘導磁場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番磁場を制御している。
【００９１】
図１５は、図１４の位置検出装置内の構成を説明するブロック図である。
位置検出装置２５０には、図１５に示すように、交番磁場検出部５０ａと、位置算出用周波数決定部５０ｂと、基準値算出用周波数決定部５０ｃと、測定基準値算出部５０ｄと、位置解析部５０ｅと、周波数変化検出部２５０ｆと、記憶部２５０ｇと、演算部２５０ｈとが設けられている。
【００９２】
ここで、周波数変化検出部２５０ｆは、位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬを含む所定の周波数帯域をスイープして得られた差分測定値に基づいて、ＬＣ共振回路４３の共振周波数ｆＣの変化を検出するものである。また、周波数変化検出部２５０ｆは、検出した共振周波数ｆＣの変化に基づいて、演算部２５０ｈに変化後の共振周波数ｆＣの周波数を算出するタイミングと、位置算出用周波数決定部５０ｂに位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬの再設定のタイミングと、を指示するものである。
演算部２５０ｈは、記憶部２５０ｇに記憶された共振周波数ｆＣにおける差分測定値と、位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬにおける差分測定値と、に基づいて変化後の共振周波数ｆＣの周波数を算出するものである。
記憶部２５０ｇは、ＬＣ共振回路４３の共振周波数ｆＣと、測定基準値算出部５０ｄが算出した測定基準値とを記憶するものである。
【００９３】
次に、上記の構成からなる位置検出システム２１０の作用について説明する。
ここで、位置検出システム２１０の作用については第１の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。また、位置検出装置２５０の作用、位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬの周波数および測定基準値を算出については第１の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【００９４】
次に、本実施形態の特徴であるＬＣ共振回路４３の共振周波数の再測定について説明する。
まず、図１５に示すように、位置検出装置２５０は、ＬＣ共振回路４３の共振周波数ｆＣの周波数を記憶部２５０ｇに記憶させる。通常、位置検出装置２５０による位置検出が開始された直後においては、ＬＣ共振回路４３の共振周波数ｆＣと、位置検出に用いられる共振周波数ｆＣとは略等しくなっている。そのため、記憶部２５０ｇに記憶された共振周波数ｆＣにおける差分測定値は０となる。
【００９５】
その後、周波数変化検出部２５０ｆは、カプセル型内視鏡２０の位置測定が行われる際に、記憶部２５０ｇに記憶された共振周波数ｆＣにおける差分測定値を算出する。算出された差分測定値が０以外の値であれば、周波数変化検出部２５０ｆは、演算部２５０ｈおよび位置算出用周波数決定部５０ｂに周波数の再設定の指示を出力する。一方、算出された差分測定値が０であれば、カプセル型内視鏡２０の位置測定が続行される。
【００９６】
周波数変化検出部２５０ｆからの指示が入力された演算部２５０ｈは、記憶された共振周波数ｆＣにおける差分測定値、および、位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬにおける差分測定値のうち、記憶された共振周波数ｆＣにおける差分測定値と異なる符号を有する差分測定値に基づいて、ＬＣ共振回路４３における変化後の共振周波数ｆＣの周波数を算出する。そして、位置算出用周波数決定部５０ｂは、演算部２５０ｈの演算結果に基づいて、新たな位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬの周波数を再設定する。
具体的には、位置算出用周波数決定部５０ｂは、上記変化後の共振周波数ｆＣを中心とする所定の周波数帯域内で交番磁場の周波数を変化（スイープ）させることにより、新たな位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬの周波数を再設定する。
【００９７】
図１６は、図１５の演算部における変化後の共振周波数ｆＣの算出方法を説明する図である。
上述の演算部２５０ｈにおける、変化後の共振周波数ｆＣの算出方法について説明する。
演算部２５０ｈは、図１６に示すように、記憶された共振周波数ｆＣにおける差分測定値（Ａ）と、位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬにおける差分測定値であって、上記記憶された共振周波数における差分測定値と異なる符号を持つ差分測定値（Ｂ）と、をむすぶ線分（Ｃ）を算出する。この線分（Ｃ）は、ＬＣ共振回路４３の共振周波数ｆＣの変化の割合が大きい場合には、ＬＣ共振回路４３の共振周波数ｆＣの近傍におけるＬＣ共振回路４３の周波数特性を表す曲線を近似する線分となる。演算部２５０ｈは、この線分（Ｃ）におけるゲイン変化が０となる周波数を求め、これを変化後の共振周波数ｆＣとしている。
【００９８】
上記の構成によれば、記憶部２５０ｇを備えることにより、周波数変化検出部２５０ｆが、記憶部２５０ｇから読み出された共振周波数ｆＣにおける差分測定値に基づいて、ＬＣ共振回路４３の共振周波数ｆＣの変化を検出することができる。
例えば、ＬＣ共振回路４３の共振周波数ｆＣが記憶部２５０ｇに記憶された共振周波数ｆＣと等しい場合には、上記共振周波数ｆＣにおいて算出された差分測定値は０となる。一方、ＬＣ共振回路４３の共振周波数ｆＣが変化して、ＬＣ共振回路４３の共振周波数ｆＣが記憶部２５０ｇに記憶された共振周波数ｆＣと一致しない場合には、記憶部２５０ｇに記憶された共振周波数ｆＣにおいて算出された差分測定値は０以外の値を持つことになる。
そのため、周波数変化検出部２５０ｆは、記憶部２５０ｇに記憶された共振周波数ｆＣにおいて算出された差分測定値に基づいて、ＬＣ共振回路４３の共振周波数ｆＣの変化を検出することができる。
記憶された共振周波数ｆＣにおける差分測定値が、ＬＣ共振回路４３の共振周波数ｆＣと等しい場合おいては０となり、それ以外の場合においては０以外の値となる。そのため、例えば、上記共振周波数ｆＣ近傍の位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬにおける差分測定値の比を用いる方法と比較して、記憶部２５０ｇに記憶された共振周波数ｆＣがＬＣ共振回路４３の共振周波数ｆＣと等しいか否かを精度よく判定することができる。その結果、ＬＣ共振回路４３の共振周波数ｆＣの変化に対する追従性が向上する。
【００９９】
演算部２５０ｈが、記憶部２５０ｇに記憶された共振周波数ｆＣにおける差分測定値と、位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬにおける差分測定値であって、上記記憶された共振周波数ｆＣにおける差分測定値と異なる符号を持つ差分測定値と、に基づいてＬＣ共振回路４３の共振周波数ｆＣを算出するため、ＬＣ共振回路４３の共振周波数ｆＣが大きく変化した場合でも、演算部２５０ｈは変化後の共振周波数ｆＣを精度よく再設定することができる。その結果、位置算出用周波数決定部５０ｂは、再設定された共振周波数ｆＣに基づいて、位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬを再設定することができる。
図１６に示すように、上記記憶された共振周波数ｆＣにおける差分測定値（Ａ）と、位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬにおける差分測定値であって、上記記憶された共振周波数ｆＣにおける差分測定値と異なる符号を持つ差分測定値（Ｂ）と、をむすぶ線分（Ｃ）を形成することができる。この線分（Ｃ）は、ＬＣ共振回路４３の共振周波数ｆＣの変化の割合が大きい場合には、ＬＣ共振回路４３の共振周波数ｆＣの近傍におけるＬＣ共振回路４３の周波数特性を表す曲線を近似する線分となる。そのため、上記線分（Ｃ）を用いることにより、演算部２５０ｈは、ＬＣ共振回路４３の共振周波数ｆＣの大きい変化に対して、共振周波数ｆＣをよりよく再設定することができる。
【０１００】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について図１７および図１８を参照して説明する。
本実施の形態の位置検出システムの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、位置検出装置の構成および位置検出方法が異なっている。よって、本実施の形態においては、図１７および図１８を用いて位置検出装置および位置検出方法周辺のみを説明し、カプセル型内視鏡等の説明を省略する。
図１７は、本実施形態における位置検出システムの全体構成を説明する概略図である。
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。
【０１０１】
位置検出システム３１０は、図１７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２０と、カプセル型内視鏡２０の位置を検出する位置検出装置（位置解析部）３５０と、から概略構成されている。
【０１０２】
位置検出装置２５０には、図１７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場を発生させるドライブコイル５１や、磁気誘導コイルで発生した誘導磁場を検知するセンスコイル５２などが電気的に接続されている。位置検出装置３５０は、センスコイル５２が検知した誘導磁場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番磁場を制御している。
【０１０３】
図１８は、図１７の位置検出装置内の構成を説明するブロック図である。
位置検出装置３５０には、図１８に示すように、交番磁場検出部５０ａと、位置算出用周波数決定部５０ｂと、基準値算出用周波数決定部５０ｃと、測定基準値算出部５０ｄと、位置解析部３５０ｅと、周波数変化検出部３５０ｆと、記憶部３５０ｇとが設けられている。
【０１０４】
ここで、位置解析部３５０ｅは、磁気センサ５２の出力値および測定基準値に基づいて、磁気誘導コイル５２における交番磁場に係る第１の磁場強度を算出するとともに、カプセル型内視鏡２０とドライブコイル５１との位置関係を算出するものである。周波数変化検出部３５０ｆは、上記第１の磁場強度と、カプセル型内視鏡２０とドライブコイル５１との位置関係から求められる磁気誘導コイルにおける交番磁場に係る第２の磁場強度との差分に基づいて共振周波数の変化を検出するものである。記憶部３５０ｇは、上記第１および第２の磁場強度を比較したものを記憶するものである。
第１の磁場強度は、磁気誘導コイル５２に生じる磁場強度のうち、ドライブコイル５１と磁気誘導コイル５２の実際の位置関係に係る情報を有する磁場強度である。第２の磁場強度は、ドライブコイル５１の位置および算出された磁気誘導コイル５２の位置の位置関係と、共振周波数ｆＣの値とから算出される磁場強度である。
【０１０５】
次に、上記の構成からなる位置検出システム３１０の作用について説明する。
ここで、位置検出システム３１０の作用については第１の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。また、位置検出装置３５０の作用、位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬの周波数および測定基準値を算出については第１の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【０１０６】
次に、本実施形態の特徴であるＬＣ共振回路４３の共振周波数の再測定について説明する。
まず、図１８に示すように、位置解析部３５０ｅは、磁気センサ５２の出力値および測定基準値に基づいて、磁気誘導コイル５２における交番磁場に係る上記第１の磁場強度を算出する。また、位置解析部３５０ｅは、カプセル型内視鏡２０とドライブコイル５１との位置関係を算出する。周波数変化検出部３５０ｆは、カプセル型内視鏡２０とドライブコイル５１との上記算出された位置関係から求められる磁気誘導コイルにおける交番磁場に係る上記第２の磁場強度を算出し、上記算出された第１の磁場強度と、上記算出された上記第２の磁場強度との差分を算出する。上記算出された差分は、記憶部３５０ｇに記憶される。
【０１０７】
その後、カプセル型内視鏡２０の位置測定が行われると、再び、位置解析部３５０ｅは第１の磁場強度を算出し、位置解析部３５０ｅは、第２の磁場強度を算出するとともに第１および第２の磁場強度の差分を算出する。新たな差分が算出されると、位置検出装置３５０は、記憶部３５０ｇに記憶された差分と、上記新たな差分とを比較する。上記記憶された差分と上記新たな差分との間に所定値より大きな差があった場合には、位置検出装置３５０は、位置算出用周波数決定部５０ｂに周波数の再設定の指示を出力する。一方、上記記憶された差分と上記新たな差分との間に所定値以下の差しかない場合には、カプセル型内視鏡２０の位置測定が続行される。
【０１０８】
位置検出装置３５０は、新たな位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬの周波数が再設定されると、新たな位置算出用周波数ｆＨ，ｆＬの周波数を用いてカプセル型内視鏡２０の位置等の算出を行う。
以後、カプセル型内視鏡２０の位置等の検出を終了するまで、上述の制御が繰り返される。
【０１０９】
上記の構成によれば、磁気誘導コイル４２の位置が位置解析部３５０ｅにより算出される際に、位置解析部３５０ｅによって第１の磁場強度が算出される。周波数変化検出部３５０ｆは、上記算出された磁気誘導コイル４２の位置および向きと、ドライブコイル５１の位置および向きとの関係から、第２の磁場強度を算出する。ここで、磁気誘導コイル４２の共振周波数ｆＣが変化した場合には、第１の磁場強度と、第２の磁場強度とが異なる値となる。そのため、周波数変化検出部３５０ｆが、第１および第２の磁場強度を比較することにより、磁気誘導コイル４２の共振周波数ｆＣの変化を検出することができる。
ここで、第１の磁場強度は、磁気誘導コイル４２に生じる磁場強度のうち、ドライブコイル５１と磁気誘導コイル４２の実際の位置関係に係る情報を有する磁場強度である。第２の磁場強度は、ドライブコイル５１の位置および算出された磁気誘導コイル４２の位置の位置関係と、共振周波数ｆＣの値とから算出される磁場強度である。
【０１１０】
上記に述べた全ての実施形態は、本発明をカプセル型内視鏡またはカプセル型医療装置に適用した実施形態であるが、これらの実施形態にとらわれるものではなく、内視鏡装置や、カテーテル装置や、鉗子など、体腔内で使用される医療装置に対して適用することができる。また、本実施形態の個々の組み合わせについても本発明に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る位置検出システムの全体構成を説明する概略図である。
【図２】図１の位置検出システムの外観を示す斜視図である。
【図３】図１の位置検出装置内の構成を説明するブロック図である。
【図４】図１のカプセル型内視鏡システムの断面を示す概略図である。
【図５】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６】図１のカプセル型内視鏡の構成を示す概略図である。
【図７】図１のセンスコイルから出力された交流電圧の周波数特性を示すグラフである。
【図８】図１のセンスコイル５２に交番磁場のみが作用した場合におけるセンスコイル５２の交流電圧周波数特性を示すグラフである。
【図９】図１のセンスコイル５２に誘導磁場のみが作用した場合におけるセンスコイル５２の交流電圧周波数特性を示すグラフである。
【図１０】共振周波数の再測定におけるタイミングを説明するフローチャートである。
【図１１】図１０の共振周波数の再測定における別の実施例を説明するフローチャートである。
【図１２】本発明の第２の実施形態における位置検出システムの全体構成を説明する概略図である。
【図１３】図１２の位置検出装置内の構成を説明するブロック図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態における位置検出システムの全体構成を説明する概略図である。
【図１５】図１４の位置検出装置内の構成を説明するブロック図である。
【図１６】図１５の演算部における変化後の共振周波数の算出方法を説明する図である。
【図１７】本発明の第３の実施形態における位置検出システムの全体構成を説明する概略図である。
【図１８】図１７の位置検出装置内の構成を説明するブロック図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１０，１１０，２１０，３１０  位置検出システム
２０  カプセル型内視鏡（機器、カプセル型医療装置）
４２  磁気誘導コイル
５０，１５０，２５０，３５０  位置検出装置（位置解析部）
５０ｂ  位置算出用周波数決定部
５０ｄ  測定基準値算出部
５０ｅ，３５０ｅ  位置解析部
５１  ドライブコイル（駆動コイル）
５２  センスコイル（磁気センサ）
１５０ｆ，２５０ｆ，３５０ｆ  周波数変化検出部
２５０ｇ，３５０ｇ  記憶部
１５０ｈ，２５０ｈ  演算部
ｆＨ，ｆＬ  位置算出用周波数
ｆＣ  共振周波数
【図１】
0004757021.tif 000002
【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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