(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内に導入される医療装置が送信する無線信号を受信し、前記被検体の所定の位置に装着される第１のアンテナと、
前記無線信号を受信し、前記第１のアンテナに対する相対的な位置を変えて前記被検体に装着される第２のアンテナと、
前記第１のアンテナが受信した前記無線信号の第１の受信強度と、前記第２のアンテナが受信した前記無線信号の第２の受信強度とを算出する第１の算出部と、
前記第１の受信強度に対する第２の受信強度の比率を算出し、当該比率と補正情報とを用いて、前記第２のアンテナの予め定められている基準配置からの変化量を算出する第２の算出部と、
前記第１および第２の受信強度、前記第１のアンテナの位置、ならびに前記第２のアンテナの前記変化量をもとに、前記医療装置の位置を算出する第３の算出部と、
を備えることを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記第１の算出部は、前記第１および第２のアンテナが順次受信した無線信号それぞれについて、前記第１および第２の受信強度を算出し、
前記第２の算出部は、少なくとも一つの第１および第２の受信強度を選択し、該選択した前記第１および第２の受信強度を用いて、前記第１の受信強度に対する前記第２の受信強度の比率を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
予め設定されている前記第１および第２のアンテナの基準配置における各アンテナの基準受信強度を記憶する記憶部をさらに備え、
前記第２の算出部は、前記基準受信強度と、前記第１および第２の受信強度との差分をもとに前記第１および第２の受信強度を選択する
ことを特徴とする請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記第２の算出部は、複数の前記無線信号のうち閾値以上の前記第１の受信強度を有する無線信号を選択し、該選択した無線信号の前記第１および第２の受信強度を用いて、前記第１の受信強度に対する前記第２の受信強度の比率を算出する
ことを特徴とする請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項５】
複数の前記第２のアンテナを備え、
複数の前記第２のアンテナは、前記第１のアンテナに対して対称な位置に配置されるべき組を含み、
前記第２の算出部は、複数の前記無線信号のうち前記組をなす前記第２のアンテナの第２の受信強度が同じとなる無線信号を選択し、該選択した無線信号の前記第１および第２の受信強度を用いて、前記第１の受信強度に対する前記第２の受信強度の比率を算出する
ことを特徴とする請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項６】
予め設定されている前記第１および第２のアンテナの基準配置であって、互いに異なる複数の基準配置を記憶する記憶部と、
前記被検体の体格情報、または前記第１および第２のアンテナの種別に関する情報のいずれかの入力を受け付ける入力部と、
をさらに備え、
前記第２の算出部は、前記入力部が受け付けた情報に基づいて、前記複数の基準配置のうちのいずれかを選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項７】
予め設定されている前記第１および第２のアンテナの基準配置であって、互いに異なる複数の基準配置を記憶する記憶部と、
前記第１および第２のアンテナの種別を検出する検出部と、
をさらに備え、
前記第２の算出部は、前記検出部による検出結果に基づいて、前記複数の基準配置のうちのいずれかを選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項８】
前記補正情報は、前記第１の受信強度に対する前記第２の受信強度の比率と、前記第２のアンテナの予め定められた位置からの変化量との関係を示す補正関数又はルックアップテーブルである
ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項９】
被検体内に導入され、無線信号を送信する医療装置と、
前記無線信号を受信し、前記被検体の所定の位置に装着される第１のアンテナと、
前記無線信号を受信し、前記第１のアンテナに対する相対的な位置を変えて前記被検体に装着される第２のアンテナと、
前記第１のアンテナが受信した前記無線信号の第１の受信強度と、前記第２のアンテナが受信した前記無線信号の第２の受信強度とを算出する第１の算出部と、
前記第１の受信強度に対する第２の受信強度の比率を算出し、当該比率と補正情報とを用いて、前記第２のアンテナの予め定められている基準配置からの変化量を算出する第２の算出部と、
前記第１および第２の受信強度、前記第１のアンテナの位置、ならびに前記第２のアンテナの前記変化量をもとに、前記医療装置の位置を算出する第３の算出部と、
を備えることを特徴とする位置検出システム。
【請求項１０】
第１の算出部が、被検体内に導入される医療装置が送信する無線信号のうち、前記被検体の所定の位置に装着される第１のアンテナが受信した前記無線信号の第１の受信強度と、前記第１のアンテナに対する相対的な位置を変えて前記被検体に装着される第２のアンテナが受信した前記無線信号の第２の受信強度とを算出する強度算出ステップと、
第２の算出部が、前記強度算出ステップで算出された前記第１の受信強度に対する第２の受信強度の比率を算出し、当該比率と補正情報とを用いて、前記第２のアンテナの予め定められている基準配置からの変化量を算出するアンテナ位置算出ステップと、
第３の算出部が、前記第１および第２の受信強度、前記第１のアンテナの位置、ならびに前記第２のアンテナの前記変化量をもとに、前記医療装置の位置を算出する装置位置算出ステップと、
を含むことを特徴とする位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体内に導入されたカプセル型内視鏡の位置を検出する位置検出装置、位置検出システム及び位置検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、内視鏡の分野においては、患者等の被検体の消化管内に導入可能な大きさに形成された被検体内導入装置であるカプセル型内視鏡の開発が進められている（例えば、特許文献１参照）。カプセル型内視鏡は、カプセル型筐体の内部に撮像機能及び無線通信機能を備えた装置であり、被検体の口から飲み込まれた後、蠕動運動等によって消化管内を移動しながら被検体の臓器内部を順次撮像して画像データを取得し、被検体に装着された受信装置に無線送信する。受信装置は、被検体の体表面に分散して配置される複数の受信アンテナを介してカプセル型内視鏡から送信された画像データを順次受信するとともに、この画像データや受信した電波の受信強度データを記録媒体に順次記録させる。画像処理装置は、記録媒体に記録された画像データや受信強度データを取り込み、所定の画像処理を施した画像や、受信強度データをもとに検出したカプセル型内視鏡の位置を表示装置に表示させる。そして、医師等のユーザは、表示装置に表示された画像や被検体に対する位置を観察することで、被検体に対する診断を行う。【０００３】
一般に、従来の複数の受信アンテナは、受信アンテナが、カプセル型内視鏡が通過する臓器の近くにそれぞれ位置するように、受信アンテナの配置が予め固定されている。例えば、被検体が検査時に羽織るジャケットに、各受信アンテナが固定配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１９１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
複数の受信アンテナが固定して配置されていると、体型によっては所定の臓器の近くに受信アンテナが配置されない場合がある。体型によらず受信アンテナを所定の臓器の近くに配置するには、各受信アンテナを個別に配置することが望ましい。しかしながら、受信アンテナを個別に配置すると、受信アンテナの相対的な位置が被検体ごとに異なる場合がある。一方で、カプセル型内視鏡の位置の検出は、受信アンテナの相対的な位置が決まっていることを前提に行われるため、受信アンテナの相対的な位置が変わると、カプセル型内視鏡の位置検出精度が低下してしまう。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の受信アンテナの相対的な位置を変えることが可能な場合であっても、カプセル型内視鏡の位置検出を高精度に行うことができる位置検出装置、位置検出システム及び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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る位置検出装置は、被検体内に導入される医療装置が送信する無線信号を受信し、前記被検体の所定の位置に装着される第１のアンテナと、前記無線信号を受信し、前記第１のアンテナに対する相対的な位置を変えて前記被検体に装着される第２のアンテナと、前記第１のアンテナが受信した前記無線信号の第１の受信強度と、前記第２のアンテナが受信した前記無線信号の第２の受信強度とを算出する第１の算出部と、前記第１および第２の受信強度に基づいて、前記第２のアンテナが装着されている位置を算出する第２の算出部と、前記第１および第２の受信強度、前記第１のアンテナの位置、および前記第２の算出部が算出した前記第２のアンテナの位置をもとに、前記医療装置の位置を算出する第３の算出部と、を備えることを特徴とする。【０００８】
また、本発明に係る位置検出装置は、上記発明において、前記第１の算出部は、前記第１および第２のアンテナが順次受信した無線信号それぞれについて、前記第１および第２の受信強度を算出し、前記第２の算出部は、少なくとも一つの第１および第２の受信強度を選択し、該選択した前記第１および第２の受信強度に基づいて、前記第２のアンテナが装着されている位置を算出することを特徴とする。【０００９】
また、本発明に係る位置検出装置は、上記発明において、前記第２の算出部は、選択した前記第１および第２の受信強度の比率を算出し、該比率に基づいて、前記第２のアンテナが装着されうる位置と、予め設定されている前記第２のアンテナの基準配置との差分を算出することで前記第２のアンテナが装着されている位置を算出することを特徴とする。【００１０】
また、本発明に係る位置検出装置は、上記発明において、予め設定されている前記第１および第２のアンテナの基準配置における各アンテナの基準受信強度を記憶する記憶部をさらに備え、前記第２の算出部は、前記基準受信強度と、前記第１および第２の受信強度との差分をもとに前記第１および第２の受信強度を選択することを特徴とする。【００１１】
また、本発明に係る位置検出装置は、上記発明において、前記第２の算出部は、複数の前記無線信号のうち閾値以上の前記第１の受信強度を有する無線信号を選択し、該選択した無線信号の前記第１および第２の受信強度に基づいて、前記第２のアンテナが装着されている位置を算出することを特徴とする。【００１２】
また、本発明に係る位置検出装置は、上記発明において、複数の前記第２のアンテナを備え、複数の前記第２のアンテナは、前記第１のアンテナに対して対称な位置に配置されるべき組を含み、前記第２の算出部は、複数の前記無線信号のうち前記組をなす前記第２のアンテナの第２の受信強度が同じとなる無線信号を選択し、該選択した無線信号の前記第１および第２の受信強度に基づいて、前記第２のアンテナが装着されている位置を算出することを特徴とする。【００１３】
また、本発明に係る位置検出装置は、上記発明において、予め設定されている前記第１および第２のアンテナの基準配置であって、互いに異なる複数の基準配置を記憶する記憶部と、前記被検体の体格情報、または前記第１および第２のアンテナの種別に関する情報のいずれかの入力を受け付ける入力部と、をさらに備え、前記第２の算出部は、前記入力部が受け付けた情報に基づいて、前記複数の基準配置のうちのいずれかを選択することを特徴とする。【００１４】
また、本発明に係る位置検出装置は、上記発明において、予め設定されている前記第１および第２のアンテナの基準配置であって、互いに異なる複数の基準配置を記憶する記憶部と、前記第１および第２のアンテナの種別を検出する検出部と、をさらに備え、前記第２の算出部は、前記検出部による検出結果に基づいて、前記複数の基準配置のうちのいずれかを選択することを特徴とする。【００１５】
また、本発明に係る位置検出システムは、被検体内に導入され、無線信号を送信する医療装置と、前記無線信号を受信し、前記被検体の所定の位置に装着される第１のアンテナと、前記無線信号を受信し、前記第１のアンテナに対する相対的な位置を変えて前記被検体に装着される第２のアンテナと、前記第１のアンテナが受信した前記無線信号の第１の受信強度と、前記第２のアンテナが受信した前記無線信号の第２の受信強度とを算出する第１の算出部と、前記第１および第２の受信強度に基づいて、前記第２のアンテナが装着されている位置を算出する第２の算出部と、前記第２の算出部が算出した前記第２のアンテナの位置をもとに、前記医療装置の位置を算出する第３の算出部と、を備えることを特徴とする。【００１６】
また、本発明に係る位置検出方法は、第１の算出部が、被検体内に導入される医療装置が送信する無線信号のうち、前記被検体の所定の位置に装着される第１のアンテナが受信した前記無線信号の第１の受信強度と、前記第１のアンテナに対する相対的な位置を変えて前記被検体に装着される第２のアンテナが受信した前記無線信号の第２の受信強度とを算出する強度算出ステップと、第２の算出部が、前記強度算出ステップで算出された前記第１および第２の受信強度に基づいて、前記第２のアンテナが装着されている位置を算出するアンテナ位置算出ステップと、第３の算出部が、前記アンテナ位置算出ステップで算出された前記第２のアンテナの位置をもとに、前記医療装置の位置を算出する装置位置算出ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、複数の受信アンテナの相対的な位置を変えることが可能な場合であっても、カプセル型内視鏡の位置検出を高精度に行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係るカプセル型内視鏡システムの概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１に係るカプセル型内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、図１に示す被検体とは体型の異なる被検体に受信アンテナを取り付けた場合を説明する図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１に係るカプセル型内視鏡システムのアンテナ位置算出部の位置補正を説明するための図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１に係るカプセル型内視鏡システムの受信装置が行う位置検出処理を示すフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の実施の形態２に係るカプセル型内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。
【図７Ａ】図７Ａは、カプセル型内視鏡の位置検出を説明するための模式図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａの領域をＸＹＺ方向に各４分割した模式図である。
【図８】図８は、カプセル型内視鏡のアンテナ（円形コイルを使用）を基準とした任意の位置における電磁界の成分を示す図である。
【図９】図９は、電磁界が媒質中を伝播する際に減衰する様子を示す図である。
【図１０】図１０は、カプセル型内視鏡が発生する電界と受信アンテナユニットの１の受信アンテナの向きとの関係を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態２に係るカプセル型内視鏡システムの受信装置が行う位置検出処理を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態３に係るカプセル型内視鏡システムの受信装置が行う位置検出処理を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態４に係るカプセル型内視鏡システムのアンテナ位置算出部の位置補正を説明するための図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施の形態４に係るカプセル型内視鏡システムの受信装置が行う位置検出処理を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、本発明の実施の形態６に係るカプセル型内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、本発明の実施の形態６に係るカプセル型内視鏡システムの受信装置が行う位置検出処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明に係る実施の形態として、医療装置であるカプセル型内視鏡を使用するカプセル型内視鏡システムについて説明する。なお、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、各部材の比率などは、現実と異なることに留意する必要がある。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るカプセル型内視鏡システムの概略構成を示す模式図である。図１に示すように、実施の形態１に係るカプセル型内視鏡システム１は、被検体Ｈ1内に導入されて該被検体Ｈ1内を撮像することにより画像信号を生成し、無線信号に重畳して電波を介して送信する画像取得装置であるカプセル型内視鏡２と、カプセル型内視鏡２から送信された無線信号を、被検体Ｈ1に装着された複数の受信アンテナ（受信アンテナ３０、３１ａ〜３１ｄ）を備えた受信アンテナユニット３を介して受信する受信装置４と、カプセル型内視鏡２が撮像した画像信号を、クレードル５ａを介して、受信装置４から取り込み、該画像信号を処理して、被検体Ｈ1内の画像を生成する処理装置５と、を備える。処理装置５によって生成された画像は、例えば、表示装置６から表示出力される。
【００２１】
図２は、本発明の実施の形態１に係るカプセル型内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。カプセル型内視鏡２は、撮像部２１、照明部２２、制御部２３、無線通信部２４、アンテナ２５、メモリ２６、及び電源部２７を備える。カプセル型内視鏡２は、被検体Ｈ1が嚥下可能な大きさのカプセル形状の筐体に上述した各構成部品を内蔵した装置である。
【００２２】
撮像部２１は、例えば、受光面に結像された光学像から被検体Ｈ1内を撮像した画像信号を生成して出力する撮像素子と、該撮像素子の受光面側に配設された対物レンズ等の光学系とを含む。撮像素子は、ＣＣＤ撮像素子或いはＣＭＯＳ撮像素子によって構成され、被検体Ｈ1からの光を受光する複数の画素がマトリックス状に配列され、画素が受光した光に対して光電変換を行うことにより、画像信号を生成する。撮像部２１は、マトリックス状に配列されている複数の画素に対して、水平ラインごとに画素値を読み出して、該水平ラインごとに同期信号が付与された複数のラインデータを含む画像信号を生成する。
【００２３】
照明部２２は、照明光である白色光を発生する白色ＬＥＤ等によって構成される。なお、白色ＬＥＤのほか、出射波長帯域の異なる複数のＬＥＤやレーザー光源等の光を合波することで白色光を生成する構成としてもよいし、キセノンランプや、ハロゲンランプ等を用いて構成するようにしてもよい。
【００２４】
制御部２３は、カプセル型内視鏡２の各構成部品の動作処理の制御を行う。例えば、撮像部２１が撮像処理を行う場合には、撮像素子に対する露光及び読み出し処理を実行するように撮像部２１を制御するとともに、照明部２２に対し、撮像部２１の露光タイミングに応じて照明光を照射するように制御する。制御部２３は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等の汎用プロセッサやＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）等の特定の機能を実行する各種演算回路等の専用プロセッサを用いて構成される。
【００２５】
無線通信部２４は、撮像部２１から出力された画像信号を処理する。無線通信部２４は、撮像部２１から出力された画像信号に対してＡ／Ｄ変換及び所定の信号処理を施し、デジタル形式の画像信号を取得し、関連情報とともに無線信号に重畳して、アンテナ２５から外部に送信する。関連情報には、カプセル型内視鏡２の個体を識別するために割り当てられた識別情報（例えばシリアル番号）等が含まれる。
【００２６】
メモリ２６は、制御部２３が各種動作を実行するための実行プログラム及び制御プログラムを記憶する。また、メモリ２６は、無線通信部２４において信号処理が施された画像信号等を一時的に記憶してもよい。メモリ２６は、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）等によって構成される。
【００２７】
電源部２７は、ボタン電池等からなるバッテリと、該バッテリから電力を昇圧等する電源回路と、当該電源部２７のオンオフ状態を切り替える電源スイッチとを含み、電源スイッチがオンとなった後、カプセル型内視鏡２内の各部に電力を供給する。なお、電源スイッチは、例えば外部の磁力によってオンオフ状態が切り替えられるリードスイッチからなり、カプセル型内視鏡２の使用前（被検体Ｈ1が嚥下する前）に、該カプセル型内視鏡２に外部から磁力を印加することによりオン状態に切り替えられる。
【００２８】
このようなカプセル型内視鏡２は、被検体Ｈ1に嚥下された後、臓器の蠕動運動等によって被検体Ｈ1の消化管内を移動しつつ、生体部位（食道、胃、小腸、及び大腸等）を所定の周期（例えば０．５秒周期）で順次撮像する。そして、この撮像動作により取得された画像信号及び関連情報を、受信アンテナユニット３を介して受信装置４に順次無線送信する。
【００２９】
受信アンテナ３０、３１ａ〜３１ｄは、互いに独立して被検体Ｈ1に装着することが可能である。受信アンテナ３０は、被検体Ｈ1の所定の位置に装着され、受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの配置の基準とするアンテナである（以下、受信アンテナ３０を基準アンテナ３０という）。基準アンテナ３０および受信アンテナ３１ａ〜３１ｄは、例えば、図１に示すように、基準アンテナ３０を中央として、受信アンテナ３１ａ〜３１ｄがその周囲に装着される。この際、受信アンテナ３１ａ〜３１ｄは、基準アンテナ３０の中心に対して１８０°回転対称に配置されている。基準アンテナ３０は、体表面上の所定の位置、例えば、臍部に装着される。受信アンテナ３１ａ〜３１ｄは、基準アンテナ３０に対する相対的な位置を変えて被検体Ｈ1に装着可能なアンテナである。基準アンテナ３０および受信アンテナ３１ａ〜３１ｄは、例えばループアンテナ又はダイポールアンテナを用いて実現される。
【００３０】
基準アンテナ３０、および受信アンテナ３１ａ〜３１ｄは、互いに独立して被検体に装着されるため、被検体の体格によって相対的な位置が異なる。図３は、図１に示す被検体とは体型の異なる被検体に受信アンテナを取り付けた場合を説明する図である。図３中、破線は被検体Ｈ1に装着した受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの位置を示している。被検体Ｈ1（図１参照）と比して腹囲等の大きさが異なる被検体Ｈ2に、基準アンテナ３０、受信アンテナ３１ａ〜３１ｄを装着する際、図３に示すように、基準アンテナ３０に対する受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの相対的な位置が、被検体Ｈ1に装着した場合とは異なる。
【００３１】
受信装置４は、受信部４０１、受信強度算出部４０２、アンテナ位置算出部４０３、カプセル位置算出部４０４、入力部４０５、データ送受信部４０６、記憶部４０７、制御部４０８、及び、これらの各部に電力を供給する電源部４０９を備える。
【００３２】
受信部４０１は、カプセル型内視鏡２から無線送信された画像信号及び関連情報を、基準アンテナ３０、受信アンテナ３１ａ〜３１ｄを介して受信する。受信部４０１は、受信アンテナ３１ａ〜３１ｄが受信した画像信号の受信強度（ＲＳＳＩ：Received  Signal  Strength  Indicator）を算出する受信強度算出部４０２を有する。受信部４０１は、受信強度算出部４０２が算出した受信強度に基づいて、基準アンテナ３０および受信アンテナ３１ａ〜３１ｄのうち、最も受信強度の高いアンテナを選択し、選択したアンテナが受信した無線信号を画像生成用として選択する。また、受信部４０１は、例えば、ＣＰＵやＡＳＩＣ等によって構成され、受信した画像信号に対し、Ａ／Ｄ変換などの所定の信号処理を施す。
【００３３】
受信強度算出部４０２（第１の算出部）は、受信部４０１が画像信号を受信した際の受信強度を基準アンテナ３０、受信アンテナ３１ａ〜３１ｄのそれぞれについて算出する。このとき、算出したすべての受信強度と、受信部４０１が受信した画像信号とを関連付けて記憶部４０７に記憶させてもよい。受信強度算出部４０２は、ＣＰＵやＡＳＩＣ等によって構成される。
【００３４】
アンテナ位置算出部４０３（第２の算出部）は、基準アンテナ３０を基準とする受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの位置を算出する。アンテナ位置算出部４０３は、カプセル型内視鏡２から受信した電波の受信強度を用いて基準配置からの位置の変化量を算出し、この変化量に基づいて基準配置における受信アンテナの位置を補正することによって、受信アンテナの位置を算出する。アンテナ位置算出部４０３による受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの位置算出については後述する。アンテナ位置算出部４０３は、ＣＰＵやＡＳＩＣ等によって構成される。
【００３５】
カプセル位置算出部４０４（第３の算出部）は、受信部４０１から入力された基準アンテナ３０および受信アンテナ３１ａ〜３１ｄにおける各受信強度と、アンテナ位置算出部４０３が算出した受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの位置とを用いて、カプセル型内視鏡２の位置を検出する演算を行う。カプセル位置算出部４０４は、カプセル型内視鏡２の位置の検出結果を、カプセル型内視鏡２の位置情報として制御部４０８に出力するとともに、対応する画像データと関連付けて記憶部４０７に記憶させる。カプセル位置算出部４０４は、公知の方法を用いてカプセル型内視鏡２の位置検出を行うことができる。カプセル位置算出部４０４は、例えば、特開２００７−２８３００１号公報を用いてカプセル型内視鏡２の位置を検出してもよい。また、各受信強度を位置情報として記憶部４０７に記憶させ、位置を検出する演算機能を処理装置５に備えてもよい。また、カプセル位置算出部４０４は、位相、例えば異なる無線信号の位相差を用いてカプセル型内視鏡２の位置を検出するようにしてもよい。カプセル位置算出部４０４は、ＣＰＵやＡＳＩＣ等によって構成される。
【００３６】
なお、位置を検出する演算機能を処理装置５が備えている場合、すなわち処理装置５がカプセル位置算出部４０４を有する場合、受信強度算出部４０２は、受信強度を記憶部４０７に記憶する、又は処理装置５に送信する。その後、処理装置５においてカプセル位置算出部４０４が、受信装置４から取得した受信強度情報に基づいて位置の検出を行う。
【００３７】
入力部４０５は、ユーザが当該受信装置４に対して各種設定情報や指示情報を入力する際に用いられる入力デバイスである。入力部４０５は、例えば受信装置４の操作パネルに設けられたスイッチ、ボタン等である。
【００３８】
データ送受信部４０６は、処理装置５と通信可能な状態で接続された際に、記憶部４０７に記憶された画像信号及び関連情報を処理装置５に送信する。データ送受信部４０６は、ＬＡＮ等の通信インタフェースで構成される。
【００３９】
記憶部４０７は、受信装置４を動作させて種々の機能を実行させるためのプログラムや、カプセル型内視鏡２により取得された画像信号、同期信号取得数等を記憶する。記憶部４０７は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等によって構成される。
【００４０】
記憶部４０７は、アンテナ位置算出部４０３がアンテナ位置を算出するための情報を記憶するアンテナ情報記憶部４０７ａを有する。アンテナ情報記憶部４０７ａは、基準アンテナ３０および受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの基準配置や、アンテナ位置を補正するための補正関数を記憶する。図４は、本発明の実施の形態１に係るカプセル型内視鏡システムのアンテナ位置算出部の位置補正を説明するための図である。アンテナ情報記憶部４０７ａは、図４に示すような、受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの位置を補正するための補正関数を記憶している。図４に示す補正関数は、基準アンテナ３０の受信強度に対する、受信アンテナ（受信アンテナ３１ａ〜３１ｄのいずれか）の受信強度の比率である受信強度比と、基準配置における受信アンテナの位置変化量との関係を示すグラフである。このグラフは、アンテナ位置算出部４０３が受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの位置を算出する際に用いられる。受信アンテナの位置変化量は、受信アンテナが取り得る位置と、基準配置における対象の受信アンテナの位置との差分を示している。
【００４１】
制御部４０８は、受信装置４の各構成部を制御する。制御部４０８は、ＣＰＵ等の汎用プロセッサやＡＳＩＣ等の特定の機能を実行する各種演算回路等の専用プロセッサを用いて構成される。
【００４２】
このような受信装置４は、カプセル型内視鏡２により撮像が行われている間、例えば、カプセル型内視鏡２が被検体Ｈ1に嚥下された後、消化管内を通過して排出されるまでの間、被検体Ｈ1に装着されて携帯される。受信装置４は、この間、受信アンテナユニット３を介して受信した画像信号を記憶部４０７に記憶させる。また、受信装置４は、受信強度算出部４０２が算出した受信強度を、対応する画像信号と関連付けて記憶部４０７に記憶させる。
【００４３】
カプセル型内視鏡２による撮像の終了後、受信装置４は被検体Ｈ1から取り外され、処理装置５と接続されたクレードル５ａ（図１参照）にセットされる。これにより、受信装置４は、処理装置５と通信可能な状態で接続され、記憶部４０７に記憶された画像信号及び関連情報を処理装置５に転送（ダウンロード）する。
【００４４】
処理装置５は、例えば、液晶ディスプレイ等の表示装置６を備えたワークステーションを用いて構成される。処理装置５は、データ送受信部５１、画像処理部５２、各部を統括して制御する制御部５３、表示制御部５４、入力部５５及び記憶部５６を備える。
【００４５】
データ送受信部５１は、ＵＳＢ、又は有線ＬＡＮや無線ＬＡＮ等の通信回線と接続可能なインタフェースであり、ＵＳＢポート及びＬＡＮポートを含んでいる。実施の形態において、データ送受信部５１は、ＵＳＢポートに接続されるクレードル５ａを介して受信装置４と接続され、受信装置４との間でデータの送受信を行う。
【００４６】
画像処理部５２は、後述の記憶部５６に記憶された所定のプログラムを読み込むことにより、データ送受信部５１から入力された画像信号や記憶部５６に記憶された画像信号に対応する体内画像を作成するための所定の画像処理を施す。画像処理部５２は、ＣＰＵやＡＳＩＣ等によって構成される。
【００４７】
制御部５３は、記憶部５６に記憶された各種プログラムを読み込むことにより、入力部５５を介して入力された信号や、データ送受信部５１から入力された画像信号に基づいて、処理装置５を構成する各部への指示やデータの転送等を行い、処理装置５全体の動作を統括的に制御する。制御部５３は、ＣＰＵやＡＳＩＣ等によって実現される。
【００４８】
表示制御部５４は、画像処理部５２において生成された画像を、表示装置６における画像の表示レンジに応じたデータの間引きや、階調処理などの所定の処理を施した後、表示装置６に表示出力させる。表示制御部５４は、ＣＰＵやＡＳＩＣ等によって構成される。
【００４９】
入力部５５は、ユーザの操作に応じた情報や命令の入力を受け付ける。入力部５５は、例えばキーボードやマウス、タッチパネル、各種スイッチ等の入力デバイスによって実現される。
【００５０】
記憶部５６は、処理装置５を動作させて種々の機能を実行させるためのプログラム、該プログラムの実行中に使用される各種情報、並びに、受信装置４を介して取得した画像信号及び関連情報、画像処理部５２によって作成された体内画像等を記憶する。記憶部５６は、フラッシュメモリ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の半導体メモリや、ＨＤＤ、ＭＯ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ等の記録媒体及び該記録媒体を駆動する駆動装置等によって実現される。
【００５１】
続いて、受信装置４が実行するカプセル型内視鏡２の位置検出処理について説明する。図５は、本発明の実施の形態１に係るカプセル型内視鏡システムの受信装置が行う位置検出処理を示すフローチャートである。以下、制御部４０８の制御のもと、各部が動作するものとして説明する。
【００５２】
まず、ステップＳ１０１において、受信部４０１がカプセル型内視鏡２から無線信号を受信する。
【００５３】
ステップＳ１０１に続くステップＳ１０２において、受信部４０１は、無線信号から画像データと、受信強度とを取得する。受信強度算出部４０２は、受信部４０１が無線信号を受信した際の受信強度を算出する。受信部４０１は、取得した画像データと、受信強度を対応付けて、記憶部４０７に記憶する。
【００５４】
ステップＳ１０２に続くステップＳ１０３において、制御部４０８は、カプセル型内視鏡２との通信が終了したか否かを判断する。制御部４０８は、例えば、通信終了を示す符号が付されたデータを受信したり、前回無線信号を受信してから、予め設定された時間に新たな無線信号を受信したかを判別したりして、カプセル型内視鏡２との通信が終了したか否かを判断する。制御部４０８は、カプセル型内視鏡２との通信が終了していないと判断した場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻り、新たな無線信号を受信する。これに対し、制御部４０８は、カプセル型内視鏡２との通信が終了したと判断した場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４に移行する。
【００５５】
ステップＳ１０３に続くステップＳ１０４〜Ｓ１０７において、アンテナ位置算出部４０３は、受信アンテナの位置を算出する。まず、ステップＳ１０４において、アンテナ位置算出部４０３は、受信アンテナの位置の補正に用いる受信強度を有するフレームを選択する。本実施の形態１において、アンテナ位置算出部４０３は、記憶部４０７に記憶されている各フレームの受信強度のうち、基準アンテナ３０における受信強度が最も大きいフレームを選択する。アンテナ位置算出部４０３は、この選択したフレームを、受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの位置の補正に用いるフレームとする。
【００５６】
ステップＳ１０４に続くステップＳ１０５において、アンテナ位置算出部４０３は、選択したフレームにおける受信強度比を算出する。具体的に、アンテナ位置算出部４０３は、選択したフレームにおける、基準アンテナ３０の受信強度に対する受信アンテナ３１ａの受信強度比、基準アンテナ３０の受信強度に対する受信アンテナ３１ｂの受信強度比、基準アンテナ３０の受信強度に対する受信アンテナ３１ｃの受信強度比、および基準アンテナ３０の受信強度に対する受信アンテナ３１ｄの受信強度比をそれぞれ算出する。
【００５７】
なお、基準アンテナ３０の受信強度が最も大きいフレームが複数選択された場合、アンテナ位置算出部４０３は、各フレームにおける受信強度比を受信アンテナごとに算出し、受信強度比の平均値を算出して、この平均値を各受信アンテナの受信強度比とする。
【００５８】
ステップＳ１０５に続くステップＳ１０６において、アンテナ位置算出部４０３は、ステップＳ１０５で算出した受信強度比と、アンテナ情報記憶部４０７ａに記憶されている補正関数（図４参照）とを用いて、受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの基準位置からの位置変化量をそれぞれ算出する。アンテナ位置算出部４０３は、図４に示す補正関数に受信強度比を入力して得られる変化量を、その受信アンテナの位置変化量とする。
【００５９】
ステップＳ１０６に続くステップＳ１０７において、アンテナ位置算出部４０３は、ステップＳ１０６で算出した位置変化量に基づいて、基準配置に対して受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの位置を補正する。具体的に、アンテナ位置算出部４０３は、アンテナ情報記憶部４０７ａに記憶されている基準配置を参照し、この基準配置に対応する受信アンテナの位置を位置変化量だけ移動させることによって、受信アンテナの位置を決定する。例えば、受信アンテナ３１ａの基準配置の位置を、位置変化量に応じて移動させる。この際の移動方向は、予め設定されており、例えば腹囲に沿った方向に移動させる。このようにして、アンテナ位置算出部４０３は、受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの位置を決定する。
【００６０】
ステップＳ１０７に続くステップＳ１０８では、カプセル位置算出部４０４が、基準アンテナ３０の位置と、ステップＳ１０７において補正された受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの位置とに基づいて、各フレームにおけるカプセル型内視鏡２の位置を算出する。
【００６１】
その後は、例えば、処理装置５において、ステップＳ１０８において算出された各フレームのカプセル型内視鏡２の位置を用いてカプセル型内視鏡２の軌跡を示す位置検出結果を生成し、この位置検出結果を、カプセル型内視鏡２が撮像した画像とともに表示装置６に表示するようにしてもよい。
【００６２】
上述した本実施の形態１では、基準アンテナ３０と受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの各受信強度比から、基準配置における受信アンテナの位置変化量を算出して、受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの位置を補正するようにした。本実施の形態１によれば、この補正された受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの位置に基づいてカプセル型内視鏡２の位置を算出することにより、複数の受信アンテナの相対的な位置を変えることが可能な場合であっても、カプセル型内視鏡の位置検出を高精度に行うことができる。
【００６３】
なお、上述した本実施の形態１では、アンテナ位置算出部４０３が、基準アンテナ３０の受信強度のうち最大のものを選択することによって、アンテナ位置補正用のフレームを選択するものとして説明したが、例えば、予め設定した閾値より大きい受信強度を有するフレームを、アンテナ位置補正用のフレームとして選択するようにしてもよいし、基準アンテナ３０に対して対称な受信強度を有するフレーム、すなわち、受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの受信強度が同じフレームを、アンテナ位置補正用のフレームとして選択するようにしてもよい。このほか、アンテナ位置算出部４０３は、例えば、受信アンテナ３１ａ、３１ｂと受信アンテナ３１ｃ、３１ｄとを組として、組同士が基準アンテナに対して対称な受信強度を有する、すなわち受信アンテナ３１ａ、３１ｂの受信強度と受信アンテナ３１ｃ、３１ｄの受信強度とが同じフレームを選択するようにしてもよい。この際、対称配置される組は、受信アンテナ３１ａ〜３１ｄのうちの一部であってもよい。例えば、受信アンテナ３１ａと受信アンテナ３１ｃとを組として、受信アンテナ３１ａの受信強度と受信アンテナ３１ｃの受信強度とが同じフレームを選択するようにしてもよい。
【００６４】
（実施の形態２）
続いて、本発明の実施の形態２について説明する。図６は、本発明の実施の形態２に係るカプセル型内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。
【００６５】
本実施の形態２に係るカプセル型内視鏡システム１Ａは、カプセル型内視鏡２と、カプセル型内視鏡２から送信された無線信号を、被検体Ｈ1（または被検体Ｈ2）に装着された複数の受信アンテナ（基準アンテナ３０、受信アンテナ３１ａ〜３１ｄ）を備えた受信アンテナユニット３を介して受信する受信装置４Ａと、カプセル型内視鏡２が撮像した画像信号を、クレードル５ａを介して、受信装置４Ａから取り込み、該画像信号を処理して、被検体Ｈ1（または被検体Ｈ2）内の画像を生成する処理装置５と、を備える。処理装置５によって生成された画像は、例えば、表示装置６から表示出力される。本実施の形態２では、上述したカプセル型内視鏡システム１の構成に対して、受信装置４Ａのみ構成が異なっている。
【００６６】
受信装置４Ａは、上述した受信装置４の構成に対して、理論値補正部４１０をさらに備える。
【００６７】
理論値補正部４１０は、アンテナ情報記憶部４０７ａに記憶されている基準配置の理論受信強度データを補正する。具体的には、アンテナ位置算出部４０３が補正した受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの位置（位置変化量）に応じて、理論受信強度を補正する。理論値補正部４１０は、ＣＰＵやＡＳＩＣ等によって構成される。
【００６８】
本実施の形態２において、カプセル位置算出部４０４は、基準配置における基準アンテナ３０、および受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの理論受信強度と、被検体Ｈ1に導入されたカプセル型内視鏡２から得られた受信強度とを用いて、カプセル型内視鏡２の位置を算出する。
【００６９】
図７Ａ、７Ｂ、図８〜図１０を参照して、カプセル型内視鏡２の位置算出について説明する。本実施の形態２では、受信装置４Ａが、受信強度と理論受信強度との残差二乗和を算出し、算出した残差二乗和に基づきカプセル型内視鏡２の位置および向きを決定する。以下、受信装置４Ａにおけるカプセル型内視鏡２の位置および向きの推定処理について説明する。
【００７０】
最初に、アンテナ情報記憶部４０７ａに予め記憶される理論受信強度データの算出方法について説明する。まず、カプセル型内視鏡２が導入される被検体Ｈ1内で、検査または診断等の目的に応じてカプセル型内視鏡２が存在しうる所定の存在可能領域Ｔを設定する。この存在可能領域Ｔは、存在し得る被検体の身体の大きさに応じて設定され、例えば図７Ａに示すように３００ｍｍ×３００ｍｍ×３００ｍｍの立方体からなる領域である。存在可能領域Ｔは、受信アンテナユニット３の各受信アンテナの表面が一つの境界面と一致するように設定される。図７Ａに示す場合、受信アンテナユニット３は、存在可能領域Ｔの一つの境界面であるＸＹ平面上に設けられる。各受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの位置は、アンテナ位置算出部４０３による算出結果によって変わる。
【００７１】
カプセル型内視鏡２の存在可能領域Ｔは、所望する精度に応じて、複数の部分領域に分割される。図７Ｂにおいては、受信アンテナユニット３が位置する境界面の中心を原点とし、存在可能領域Ｔのいずれかの辺と平行で互いに直交する３つの軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）を有する直交座標系ＸＹＺに対し、各軸方向に４分割した場合を示している。この場合、存在可能領域Ｔは、６４（＝４×４×４）個の部分領域に分割される。各部分領域は、Ｐ111、Ｐ112、Ｐ113、Ｐ114、Ｐ121、Ｐ122、・・・、Ｐ144、Ｐ211、Ｐ212、・・・、Ｐ444とラベル付けされる。なお、カプセル型内視鏡２が部分領域Ｐijkに存在する場合には、その部分領域Ｐijkの中心Ｇxyzに位置するものと仮定する。
【００７２】
以下の説明では、図８に示すように、カプセル型内視鏡２内に配置された円形ループ状をなすアンテナ３２の重心を原点（ＯL）とし、円形ループの開口面の法線方向をＺL軸とする直交座標系ＸLＹLＺLを考える。この直交座標系ＸLＹLＺLにおいて、アンテナ３２を流れる電流が任意の位置Ｐに形成する電磁界の極座標成分は、下式（１）で表される。
Ｈｒ＝（ＩＳ/２π）（ｊｋ/ｒ2＋１/ｒ3）exp（-ｊｋｒ）cosθ
Ｈθ＝（ＩＳ/４π）（-ｋ2/ｒ＋ｊｋ/ｒ2＋１/ｒ3）exp（-ｊｋｒ）sinθ
Ｅψ＝−（ｊωμＩＳ/４π）（ｊｋ/ｒ＋１/ｒ2）exp（-ｊｋｒ）sinθ
・・・（１）
ここで、ＨｒおよびＨθは磁界成分、Ｅψは電界成分を表し、またＩとＳはアンテナ３２に流れる電流とそのアンテナ３２を構成する円形ループの開口面の面積である。また、ｋ＝ω（εμ）1/2（εは誘電率、μは透磁率）は波数、ｊは虚数単位である。ここで、式（１）中、ｒ-1の項は放射電磁界、ｒ-2の項は誘導電磁界、ｒ-3の項は静電磁界の成分である。
【００７３】
カプセル型内視鏡２内に配置されたアンテナ３２により発生する電磁界の周波数が高く、図１に示すようにカプセル型内視鏡２と、被検体Ｈ1の体表面に取り付けられた各受信アンテナ（基準アンテナ３０、受信アンテナ３１ａ〜３１ｄ）との距離が十分離れている場合には、各受信アンテナに到達する電磁界（電磁波）は、放射電磁界の成分が最も大きくなる。従って、静電磁界および誘導電磁界の成分は、放射電磁界の成分より小さくなり、これらを無視することができる。よって、式（１）は、下式（２）のようになる。
Ｈｒ＝０
Ｈθ＝（ＩＳ/４π）（-ｋ2/ｒ）exp（-ｊｋｒ）sinθ    
Ｅψ＝−（ｊωμＩＳ/４π）（ｊｋ/ｒ）exp（-ｊｋｒ）sinθ
・・・（２）
【００７４】
被検体Ｈ1の体表面に取り付けられた各受信アンテナが電界を検出する電界検出用のアンテナであるとすると、式（２）でその検出に必要な式は電界Ｅψとなる。したがって、電界Ｅψの瞬時値は、交流理論を用いて、式（２）の電界Ｅψの両辺にexp（ｊωｔ）を掛けて実部を抽出することにより求められる。
Ｅψexp（ｊωｔ）
＝−（ｊωμＩＳ/４π）（ｊｋ/ｒ）exp（-ｊｋｒ）sinθexp（ｊωｔ）
＝（ωμＩＳｋ/４πｒ）（cosＵ＋ｊsinＵ）sinθ    ・・・（３）
但し、Ｕ＝ωｔ−ｋｒである。ここで、式（３）の実部を抽出すると、電界の瞬時値Ｅ′ψは次のようになる。
Ｅ′ψ＝（ωμＩＳｋ/４πｒ）cosＵsinθ          ・・・（４）
【００７５】
また、式（４）を直交座標系ＸＬＹＬＺＬで表示すると、成分ＥＬｘ，ＥＬｙ，ＥＬｚは、下式（５）のようになる。
ＥＬｘ＝Ｅψ′sinψ＝（ωμＩＳｋ/４πｒ2）cosＵ・（-ｙL）
ＥＬｙ＝Ｅψ′cosψ＝（ωμＩＳｋ/４πｒ2）cosＵ・ｘL 
ＥＬｚ＝０
・・・（５）
【００７６】
電磁波が媒質中を伝搬する場合、図９に示すように、媒質の特性（導電率など）により電磁波のエネルギーが伝搬していく媒質により吸収される。電磁波が例えばｘ方向に伝搬していくに従って減衰因子αｄで指数関数的に減衰し、下式（６）で表すことができる。
Ａｒ＝exp（-αｄｘ）                                  ・・・（６）
αｄ＝（ω2εμ／２）1／2［（１＋κ2／（ω2ε2））1／2−１］1／2
但し、ε＝εｏεｒ（εｏ：真空の誘電率、εｒ：比誘電率）、μ＝μｏμｒ（μｏ：真空の透磁率、μｒ：比透磁率）、ωは角周波数、κは導電率である。
【００７７】
従って、生体内の特性を考慮した場合の電界の瞬時値ＥＬの直交座標系ＸＬＹＬＺＬの各成分ＥＬｘ，ＥＬｙ，ＥＬｚは、次のようになる。
ＥＬｘ＝ＡｒＥψ′sinψ＝exp（-αｄｒ）（ωμＩＳｋ/４πｒ2）cosＵ・（-ｙＬ）
ＥＬｙ＝ＡｒＥψ′cosψ＝exp（-αｄｒ）（ωμＩＳｋ/４πｒ2）cosＵ・ｘＬ
ＥＬｚ＝０                                            ・・・（７）
【００７８】
また、カプセル型内視鏡２のアンテナ３２を基準とした直交座標系ＸＬＹＬＺＬにおいて、位置Ｐ（ＸＬ，ＹＬ，ＺＬ）を被検体Ｈ1に貼り付けられた受信アンテナユニット３の中心（図７ＡのＯ）を原点とする直交座標系ＸＷＹＷＺＷに変換する式は、
【数１】
0006408742.tif 000002
となる。ただし、（ｘＷＰ，ｙＷＰ，ｚＷＰ）と（ｘＷＧ，ｙＷＧ，ｚＷＧ）とは座標系ＸＷＹＷＺＷでの位置Ｐおよびアンテナ３２の位置をそれぞれ表す。また、式（８）の右辺Ｒは、直交座標系ＸＷＹＷＺＷと直交座標系ＸＬＹＬＺＬとの回転マトリクスを表し、次の式で求められる。
【数２】
0006408742.tif 000003
ただし、αはＺ軸まわりの回転角、βはＹ軸まわりの回転角である。
【００７９】
したがって、被検体Ｈ1に貼り付けられた受信アンテナユニット３の中心（図７ＡのＯ）を原点とした直交座標系ＸＷＹＷＺＷにおける任意の位置Ｐ（ｘＷＰ，ｙＷＰ，ｚＷＰ）の電界ＥＷは、
【数３】
0006408742.tif 000004
となり、式（７）〜（９）を式（１０）に代入することにより以下のような電界ＥＷの式（１１）が得られる。
【数４】
0006408742.tif 000005
但し、ｋ1は定数、ベクトル（ｇｘ，ｇｙ，ｇｚ）は、アンテナ３２の向きｇを表す。本実施の形態２では、アンテナ３２の向き（ｇｘ，ｇｙ，ｇｚ）もカプセル型内視鏡２の位置とともに事前に設定して、カプセル型内視鏡２が所定の領域に位置し、所定の向きをとる場合の各受信アンテナの理論受信強度を算出する。アンテナ３２の向きは、所望の精度に応じて、例えば、水平軸および鉛直軸から１°きざみで設定すればよい。
【００８０】
また、アンテナ３２が発生した電界ＥＷを、受信アンテナユニット３を構成する受信アンテナ３１ａで受信したときに検出される起電力Ｖｔａは、電界ＥＷと、被検体Ｈ1を基準とした座標系での受信アンテナユニット３の受信アンテナ３１ａの向きを表すベクトルＤａ＝（Ｄｘａ，Ｄｙａ，Ｄｚａ）（図１０参照）との内積を用いて以下の式（１２）で算出できる。
Ｖｔａ＝ｋ2（ＥＷｘＤｘａ＋ＥＷｙＤｙａ＋ＥＷｚＤｚａ）    ・・・（１２）
ただし、ｋ2は定数である。同様に、被検体Ｈ1の体に複数配置された受信アンテナユニット３の各受信アンテナについて、受信アンテナ３１ｂ〜受信アンテナ３１ｄで受信したときの起電力Ｖｔｂ、・・・、Ｖｔｄも求められる。
【００８１】
以上のようにして各受信アンテナが受信する理論受信強度Ｖｔｉを算出し、分割領域の中心位置Ｇｘｙｚ毎に、アンテナ情報記憶部４０７ａに理論受信強度データとして記憶する。
【００８２】
カプセル位置算出部４０４は、カプセル型内視鏡２が存在しうる各領域の中心位置Ｇについて、アンテナ３２の向きｇ毎に、各受信アンテナが受信した受信強度と、上記のようにして算出され理論受信強度データとしてアンテナ情報記憶部４０７ａに記憶された理論受信強度との残差二乗和を算出する。受信アンテナで受信した受信強度をＶｍｉ（ｉは受信アンテナの番号）とすると、残差二乗和Ｓは、以下の式で算出できる。
【数５】
0006408742.tif 000006
【００８３】
カプセル位置算出部４０４は、上記のようにして算出した残差二乗和Ｓのうち、最小となるカプセル型内視鏡２の中心位置Ｇ、およびアンテナ３２の向きｇを、カプセル型内視鏡２の位置および向きとして決定する。
【００８４】
本実施の形態２では、カプセル型内視鏡２の存在しうる領域を複数の小領域に分割し、分割した領域毎にカプセル型内視鏡２の向きに応じた理論受信強度Ｖｔｉを予め記憶しているため、理論受信強度Ｖｔｉ算出のための処理負荷を軽減することができる。また、記憶された理論受信強度Ｖｔｉと、実際に各受信アンテナが受信した受信強度Ｖｍｉとの残差二乗和という簡易な演算処理により得られる数値に基づき、画像データが撮像されたカプセル型内視鏡２の位置および向きを決定するため、位置推定処理を高速化することが可能となる。
【００８５】
カプセル位置算出部４０４は、上記のようにしてカプセル型内視鏡２の被検体Ｈ1内での位置および向きを決定することができるが、ほかにも、例えば、特開２００７−２８３００１号公報に記載するように、ガウス−ニュートン法を用いてカプセル型内視鏡２の位置および向きを反復改良により求めてもよい。
【００８６】
続いて、受信装置４Ａが実行するカプセル型内視鏡２の位置検出処理について説明する。図１１は、本発明の実施の形態２に係るカプセル型内視鏡システムの受信装置が行う位置検出処理を示すフローチャートである。
【００８７】
まず、ステップＳ２０１において、受信部４０１がカプセル型内視鏡２から無線信号を受信する。受信部４０１は、無線信号から画像データと、受信強度とを取得し、画像データと受信強度とを対応付けて、記憶部４０７に記憶する（ステップＳ２０２）。
【００８８】
ステップＳ２０２に続くステップＳ２０３において、制御部４０８は、カプセル型内視鏡２との通信が終了したか否かを判断する。制御部４０８は、上述した実施の形態１と同様にして、カプセル型内視鏡２との通信が終了していないと判断した場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、ステップＳ２０１に戻り、新たな無線信号を受信する。これに対し、制御部４０８は、カプセル型内視鏡２との通信が終了したと判断した場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０４に移行する。
【００８９】
ステップＳ２０４〜ステップＳ２１０において、カプセル位置算出部４０４は、記憶部４０７に記憶されている複数の画像データ（フレーム）について、基準アンテナ３０および受信アンテナ３１ａ〜３１ｄが受信した各受信強度と、理論強度との残差二乗和を算出する。各フレームには、フレーム番号が付されている。
【００９０】
ステップＳ２０４において、カプセル位置算出部４０４は、フレーム番号を識別するカウンタＩ（Ｉは自然数）をＩ0とする。この初期値Ｉ0は、例えば、記憶部４０７に記憶されている画像データのうち、１番目（時系列で最初）のフレームに対応する。
【００９１】
ステップＳ２０４に続くステップＳ２０５において、カプセル位置算出部４０４は、フレーム番号Ｉについて、残差二乗和を算出する部分領域（図７Ｂ参照）を識別するカウンタＪ（Ｊは自然数）をＪ0とする。初期値Ｊ0は、例えば、設定されている複数の部分領域のうち、１番目（時系列で最初）の部分領域に対応する。
【００９２】
ステップＳ２０５に続くステップＳ２０６において、カプセル位置算出部４０４は、カウンタＩに対応するフレームのＪ番目の部分領域について、基準アンテナ３０および受信アンテナ３１ａ〜３１ｄが受信した各受信強度と、理論受信強度との残差二乗和をそれぞれ算出する。この際の理論受信強度は、予め設定されている基準配置における受信強度に基づいて算出された強度（基準受信強度）である。カプセル位置算出部４０４は、各受信アンテナ（基準アンテナ３０および受信アンテナ３１ａ〜３１ｄ）について、残差二乗和を算出する。
【００９３】
カプセル位置算出部４０４は、Ｊ番目の部分領域について残差二乗和を算出した後、カウンタＪを１増加させる（ステップＳ２０７）。これは、残差二乗和を算出する処理をとなりの部分領域に移すことを意味する。
【００９４】
ステップＳ２０７に続くステップＳ２０８において、カプセル位置算出部４０４は、カウンタＪが最大値Ｊmaxに達しているか否かを判定する。カプセル位置算出部４０４は、カウンタＪがＪmaxに達していない、すなわちＪmaxよりも小さいと判定した場合（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、ステップＳ２０６に戻り、カウンタＪに対応する部分領域の残差二乗和の算出を行う。これに対し、カプセル位置算出部４０４は、カウンタＪがＪmaxに達していると判定した場合（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０９に移行する。
【００９５】
この際、カプセル位置算出部４０４は、当該カウンタＩに対応するフレームにおいて、最小となる残差二乗和を有する部分領域を、このフレームのカプセル型内視鏡２の位置に決定する。カプセル位置算出部４０４は、決定した部分領域と、この部分領域の理論受信強度とを対応付けて、カウンタＩに対応するフレームの位置検出結果とする。
【００９６】
ステップＳ２０９において、カプセル位置算出部４０４は、カウンタＩを１増加させる。これは、残差二乗和を算出する処理をとなりのフレームに移すことを意味する。
【００９７】
ステップＳ２０９に続くステップＳ２１０において、カプセル位置算出部４０４は、カウンタＩが最大値Ｉmaxに達しているか否かを判定する。カプセル位置算出部４０４は、カウンタＩがＩmaxに達していない、すなわちＩmaxよりも小さいと判定した場合（ステップＳ２１０：Ｎｏ）、ステップＳ２０５に戻り、カウンタＩに対応するフレームの残差二乗和の算出を行う。これに対し、アンテナ位置算出部４０３は、カウンタＩがＩmaxよりも大きいと判定した場合（ステップＳ２１０：Ｙｅｓ）、ステップＳ２１１に移行する。
【００９８】
以上説明したステップＳ２０４〜ステップＳ２１０までの処理により、フレームごとに最小の残差二乗和が対応付けられた位置検出結果が出力される。
【００９９】
ステップＳ２１１において、アンテナ位置算出部４０３は、受信アンテナの位置の補正に用いるフレームを選択する。本実施の形態２において、アンテナ位置算出部４０３は、各フレームに対応付けられている残差二乗和のうち、最小の残差二乗和を有するフレームを選択する。アンテナ位置算出部４０３は、このようにして、理論受信強度と、各受信アンテナの受信強度との差分をもとに、補正に用いるフレームを選択する。アンテナ位置算出部４０３は、この選択したフレームを、受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの位置の補正に用いるフレームとする。
【０１００】
ステップＳ２１１に続くステップＳ２１２において、アンテナ位置算出部４０３は、選択したフレームの受信強度を用いて、受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの位置を補正する。アンテナ位置算出部４０３は、上述した実施の形態１と同様に、選択したフレームにおける、基準アンテナ３０の受信強度に対する各受信アンテナの受信強度比をそれぞれ算出し、算出した受信強度比と、アンテナ情報記憶部４０７ａに記憶されている補正関数（図４参照）とを用いて、受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの基準位置からの位置変化量をそれぞれ算出する。その後、アンテナ位置算出部４０３は、算出した位置変化量に基づいて、基準配置に対して受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの位置を補正する。なお、補正関数に限らず、たとえば、ルックアップテーブルを用いて受信アンテナの位置変化量を算出するようにしてもよい。
【０１０１】
ステップＳ２１２に続くステップＳ２１３では、理論値補正部４１０が、ステップＳ２１２において補正された受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの位置に基づいて、理論受信強度を補正する。理論値補正部４１０は、補正後の受信アンテナの配置に基づいて、理論受信強度を補正する。
【０１０２】
ステップＳ２１３に続くステップＳ２１４では、カプセル位置算出部４０４が、各受信アンテナの受信強度と、ステップＳ２１３において補正された理論受信強度とを用いて、各フレームにおけるカプセル型内視鏡２の位置を算出する。この際、カプセル位置算出部４０４は、上述したステップＳ２０４〜ステップＳ２１０と同様にして残差二乗和を算出し、各フレームにおいて最小の残差二乗和を有する部分領域を抽出して、各フレームのカプセル型内視鏡２の位置を決定する。
【０１０３】
その後は、例えば、処理装置５において、ステップＳ２１４において算出された各フレームのカプセル型内視鏡２の位置を用いてカプセル型内視鏡２の軌跡を示す位置検出結果を生成し、この位置検出結果を、カプセル型内視鏡２が撮像した画像とともに表示装置６に表示するようにしてもよい。
【０１０４】
上述した本実施の形態２では、カプセル型内視鏡２の位置検出結果をもとに、受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの位置を補正するためのフレームを選択し、この選択されたフレームにおける基準アンテナ３０と受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの各受信強度比から、基準配置における受信アンテナの位置変化量を算出して、受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの位置を補正するようにした。本実施の形態２によれば、この補正された受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの位置に基づいてカプセル型内視鏡２の位置を算出することにより、複数の受信アンテナの相対的な位置を変えることが可能な場合であっても、カプセル型内視鏡の位置検出を高精度に行うことができる。
【０１０５】
なお、上述した本実施の形態２では、残差二乗和を算出するものとして説明したが、この他、受信アンテナの受信強度と、理論受信強度とをもとに評価値、例えば、差の平均値や差の絶対値を用いる評価関数により、この残差二乗和に代わる評価値を算出するようにしてもよい。
【０１０６】
（実施の形態３）
続いて、本発明の実施の形態３について説明する。本発明の実施の形態３に係るカプセル型内視鏡システムは、上述したカプセル型内視鏡システム１Ａと同様である。実施の形態３では、受信装置４Ａが実行するカプセル型内視鏡２の位置検出処理について説明する。図１２は、本発明の実施の形態３に係るカプセル型内視鏡システムの受信装置が行う位置検出処理を示すフローチャートである。
【０１０７】
まず、ステップＳ３０１において、受信部４０１がカプセル型内視鏡２から無線信号を受信する。受信部４０１は、無線信号から画像データと、受信強度とを取得し、画像データと受信強度とを対応付けて、記憶部４０７に記憶する（ステップＳ３０２）。
【０１０８】
ステップＳ３０２に続くステップＳ３０３において、制御部４０８は、カプセル型内視鏡２との通信が終了したか否かを判断する。制御部４０８は、上述した実施の形態１と同様にして、カプセル型内視鏡２との通信が終了していないと判断した場合（ステップＳ３０３：Ｎｏ）、ステップＳ３０１に戻り、新たな無線信号を受信する。これに対し、制御部４０８は、カプセル型内視鏡２との通信が終了したと判断した場合（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、ステップＳ３０４に移行する。
【０１０９】
ステップＳ３０４において、アンテナ位置算出部４０３は、受信アンテナの位置の補正に用いるフレームを選択する。本実施の形態３において、アンテナ位置算出部４０３は、記憶部４０７に記憶されている各フレームの受信強度のうち、基準アンテナ３０における受信強度が最も大きいフレームを選択する。アンテナ位置算出部４０３は、この選択したフレームを、受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの位置の補正に用いるフレームとする。
【０１１０】
ステップＳ３０４に続くステップＳ３０５において、アンテナ位置算出部４０３は、選択したフレームの受信強度を用いて、受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの位置を補正する。アンテナ位置算出部４０３は、上述した実施の形態１と同様に、選択したフレームにおける、基準アンテナ３０の受信強度に対する各受信アンテナの受信強度比をそれぞれ算出し、算出した受信強度比と、アンテナ情報記憶部４０７ａに記憶されている補正関数（図４参照）とを用いて、受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの基準位置からの位置変化量をそれぞれ算出する。その後、アンテナ位置算出部４０３は、算出した位置変化量に基づいて、基準配置に対して受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの位置を補正する。
【０１１１】
ステップＳ３０５に続くステップＳ３０６では、理論値補正部４１０が、ステップＳ３０５において補正された受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの位置に基づいて、理論受信強度を補正する。理論値補正部４１０は、補正後の受信アンテナの配置に基づいて、理論受信強度を補正する。
【０１１２】
ステップＳ３０６に続くステップＳ３０７では、カプセル位置算出部４０４が、各受信アンテナの受信強度と、ステップＳ３０６において補正された理論受信強度とを用いて、各フレームにおけるカプセル型内視鏡２の位置を算出する。この際、カプセル位置算出部４０４は、上述したステップＳ２０４〜ステップＳ２１０と同様にして残差二乗和を算出し、各フレームにおいて最小の残差二乗和を有する部分領域を抽出して、各フレームのカプセル型内視鏡２の位置を決定する。
【０１１３】
その後は、例えば、処理装置５において、ステップＳ３０７において算出された各フレームのカプセル型内視鏡２の位置を用いてカプセル型内視鏡２の軌跡を示す位置検出結果を生成し、この位置検出結果を、カプセル型内視鏡２が撮像した画像とともに表示装置６に表示するようにしてもよい。
【０１１４】
以上説明したように、本実施の形態３では、上述した実施の形態１と同様にして受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの位置補正に用いるフレームを選択し、実施の形態２と同様にして補正された受信アンテナの位置をもとにカプセル型内視鏡２の位置を算出するようにした。本実施の形態３によれば、この補正された受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの位置に基づいてカプセル型内視鏡２の位置を算出することにより、複数の受信アンテナの相対的な位置を変えることが可能な場合であっても、カプセル型内視鏡の位置検出を高精度に行うことができる。
【０１１５】
（実施の形態４）
続いて、本発明の実施の形態４について説明する。本発明の実施の形態４に係るカプセル型内視鏡システムは、上述したカプセル型内視鏡システム１と同様である。実施の形態４では、アンテナ情報記憶部４０７ａが、基準配置を複数パターン記憶しており、入力された被検体Ｈ1（または被検体Ｈ2）の体格情報をもとに、使用する基準配置のパターンを選択する。
【０１１６】
図１３は、本発明の実施の形態４に係るカプセル型内視鏡システムのアンテナ位置算出部の位置補正を説明するための図であって、複数の基準配置パターンを説明するための図である。本実施の形態４では、図１３の（ａ）〜（ｃ）に示すように、三つの基準配置パターンが予め設定されている。
【０１１７】
図１３の（ａ）は、普通型の体格を有する被検体に近い基準配置パターンＰt１を示している。基準配置パターンＰt１は、受信アンテナ３１ａ、３１ｂから基準アンテナ３０までの距離が、距離ｄ30に設定され、受信アンテナ３１ｃ、３１ｄから基準アンテナ３０までの距離が、距離ｄ31（＝ｄ30）に設定されている。
【０１１８】
図１３の（ｂ）は、やせ型の体格を有する被検体に近い基準配置パターンＰt２を示している。基準配置パターンＰt２は、受信アンテナ３１ａ、３１ｂから基準アンテナ３０までの距離が、距離ｄ32（＜ｄ30）に設定され、受信アンテナ３１ｃ、３１ｄから基準アンテナ３０までの距離が、距離ｄ33（＝ｄ32）に設定されている。
【０１１９】
図１３の（ｃ）は、肥満型の体格を有する被検体に近い基準配置パターンＰt３を示している。基準配置パターンＰt３は、受信アンテナ３１ａ、３１ｂから基準アンテナ３０までの距離が、距離ｄ34（＞ｄ30）に設定され、受信アンテナ３１ｃ、３１ｄから基準アンテナ３０までの距離が、距離ｄ35（＝ｄ34）に設定されている。
【０１２０】
続いて、受信装置４が実行するカプセル型内視鏡２の位置検出処理について説明する。図１４は、本発明の実施の形態４に係るカプセル型内視鏡システムの受信装置が行う位置検出処理を示すフローチャートである。
【０１２１】
まず、ステップＳ４０１において、受信部４０１がカプセル型内視鏡２から無線信号を受信する。受信部４０１は、無線信号から画像データと、受信強度とを取得し、画像データと受信強度とを対応付けて、記憶部４０７に記憶する（ステップＳ４０２）。
【０１２２】
ステップＳ４０２に続くステップＳ４０３において、制御部４０８は、カプセル型内視鏡２との通信が終了したか否かを判断する。制御部４０８は、上述した実施の形態１と同様にして、カプセル型内視鏡２との通信が終了していないと判断した場合（ステップＳ４０３：Ｎｏ）、ステップＳ４０１に戻り、新たな無線信号を受信する。これに対し、制御部４０８は、カプセル型内視鏡２との通信が終了したと判断した場合（ステップＳ４０３：Ｙｅｓ）、ステップＳ４０４に移行する。
【０１２３】
ステップＳ４０４において、制御部４０８は、入力部４０５を介して被検体の体格情報が入力されたか否かを判定する。制御部４０８は、体格情報の入力がないと判定すると（ステップＳ４０４：Ｎｏ）、通常される基準配置パターン（例えば普通型の基準配置パターンＰt１）を、選択した基準配置パターンとしてステップＳ４０６に移行する。これに対し、制御部４０８は、体格情報の入力があると判定すると（ステップＳ４０４：Ｙｅｓ）、ステップＳ４０５に移行して、体格情報に基づいて基準配置パターンを選択する。ステップＳ４０５において、制御部４０８は、例えば体格情報として「やせ型」が入力されていれば、やせ型の基準配置パターンＰt２を選択する。
【０１２４】
ステップＳ４０５に続くステップＳ４０６〜Ｓ４０９において、アンテナ位置算出部４０３は、体格情報に基づいて選択された基準配置パターンを用いて、受信アンテナの位置を算出する。
【０１２５】
ステップＳ４０６において、アンテナ位置算出部４０３は、受信アンテナの位置の補正に用いる受信強度を有するフレームを選択する。アンテナ位置算出部４０３は、実施の形態１と同様にして、記憶部４０７に記憶されている各フレームの受信強度のうち、基準アンテナ３０における受信強度が最も大きいフレームを選択する。アンテナ位置算出部４０３は、この選択したフレームを、受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの位置の補正に用いるフレームとする。
【０１２６】
ステップＳ４０６に続くステップＳ４０７において、アンテナ位置算出部４０３は、選択したフレームにおける受信強度比を算出する。アンテナ位置算出部４０３は、選択したフレームにおける、基準アンテナ３０の受信強度に対する各受信アンテナの受信強度比をそれぞれ算出する。
【０１２７】
ステップＳ４０７に続くステップＳ４０８において、アンテナ位置算出部４０３は、ステップＳ４０７で算出した受信強度比と、アンテナ情報記憶部４０７ａに記憶されている補正関数（図４参照）とを用いて、受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの基準位置からの位置変化量をそれぞれ算出する。
【０１２８】
ステップＳ４０８に続くステップＳ４０９において、アンテナ位置算出部４０３は、ステップＳ４０８で算出した位置変化量に基づいて、基準配置に対して受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの位置を補正する。具体的に、アンテナ位置算出部４０３は、選択された基準配置パターンに対し、この基準配置において対応する受信アンテナの位置を位置変化量だけ移動させることによって、受信アンテナの位置を決定する。
【０１２９】
ステップＳ４０９に続くステップＳ４１０では、カプセル位置算出部４０４が、基準アンテナ３０の位置と、ステップＳ４０９において補正された受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの位置とに基づいて、各フレームにおけるカプセル型内視鏡２の位置を算出する。
【０１３０】
その後は、例えば、処理装置５において、ステップＳ４１０において算出された各フレームのカプセル型内視鏡２の位置を用いてカプセル型内視鏡２の軌跡を示す位置検出結果を生成し、この位置検出結果を、カプセル型内視鏡２が撮像した画像とともに表示装置６に表示するようにしてもよい。
【０１３１】
上述した本実施の形態４では、上述した実施の形態１と同様の効果を得ることができるとともに、入力された体格情報に基づいて基準配置パターンを選択するようにしたので、被検体に装着され得る受信アンテナの配置に近いアンテナ配置をベースとして補正することができる。この結果、基準配置からの位置変化量を小さくすることができ、一層精度の高い受信アンテナの位置補正を行うことが可能となる。
【０１３２】
なお、上述した本実施の形態４において、体格情報に応じて、補正関数のパラメータを変更するようにしてもよい。
【０１３３】
（実施の形態５）
続いて、本発明の実施の形態５について説明する。本発明の実施の形態５に係るカプセル型内視鏡システムは、上述したカプセル型内視鏡システム１と同様である。実施の形態５では、アンテナ情報記憶部４０７ａが、基準配置を複数パターン記憶しており、入力されたアンテナの種別に関する情報をもとに、使用する基準配置のパターンを選択する。
【０１３４】
本実施の形態５では、例えば、受信アンテナの大きさに関する情報（大型、中型、小型）が入力される。図１３に示すような基準配置パターンＰt１〜Ｐt３が記憶されているとすると、制御部４０８は、受信アンテナの大きさが中型である場合、基準配置パターンＰt１を選択し、受信アンテナの大きさが小型である場合、基準配置パターンＰt２を選択し、受信アンテナの大きさが大型である場合、基準配置パターンＰt３を選択する。
【０１３５】
本実施の形態５に係る位置検出処理は、上述した実施の形態４（図１４）と同様の流れで行われる。具体的には、ステップＳ４０４において、制御部４０８は、入力部４０５を介して受信アンテナの種別に関する情報が入力されたか否かを判定する。その後のステップＳ４０５〜Ｓ４０９では、アンテナ位置算出部４０３が、受信アンテナの種別に関する情報に基づいて選択された基準配置パターンを用いて、受信アンテナの位置を補正し、カプセル位置算出部４０４が、各フレームにおけるカプセル型内視鏡２の位置を算出する。
【０１３６】
上述した本実施の形態５では、上述した実施の形態１と同様の効果を得ることができるとともに、入力された受信アンテナの種別に関する情報に基づいて基準配置パターンを選択するようにしたので、被検体に装着され得る受信アンテナの配置に近いアンテナ配置をベースとして補正することができる。この結果、基準配置からの位置変化量を小さくすることができ、一層精度の高い受信アンテナの位置補正を行うことが可能となる。
【０１３７】
（実施の形態６）
続いて、本発明の実施の形態６について説明する。図１５は、本発明の実施の形態６に係るカプセル型内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。
【０１３８】
本実施の形態６に係るカプセル型内視鏡システム１Ｂは、カプセル型内視鏡２と、カプセル型内視鏡２から送信された無線信号を、被検体Ｈ1（または被検体Ｈ2）に装着された複数の受信アンテナ（基準アンテナ３０、受信アンテナ３１ａ〜３１ｄ）を備えた受信アンテナユニット３を介して受信する受信装置４Ｂと、カプセル型内視鏡２が撮像した画像信号を、クレードル５ａを介して、受信装置４Ｂから取り込み、該画像信号を処理して、被検体Ｈ1（または被検体Ｈ2）内の画像を生成する処理装置５と、を備える。処理装置５によって生成された画像は、例えば、表示装置６から表示出力される。本実施の形態６では、上述したカプセル型内視鏡システム１の構成に対して、受信装置４Ｂのみ構成が異なっている。
【０１３９】
受信装置４Ｂは、上述した受信装置４の構成に対して、検出部４１１をさらに備える。
【０１４０】
検出部４１１は、受信装置４Ｂに接続される受信アンテナユニット３の種別を検出する。検出部４１１は、例えば、受信アンテナユニット３との接続部分に設けられる複数のピンのうち、電気的に接続されるピンのパターンにより受信アンテナユニット３の種別（例えば、上述した大きさ）を検出する。検出部４１１は、ＣＰＵやＡＳＩＣ等によって構成される。
【０１４１】
続いて、受信装置４Ｂが実行するカプセル型内視鏡２の位置検出処理について説明する。図１６は、本発明の実施の形態６に係るカプセル型内視鏡システムの受信装置が行う位置検出処理を示すフローチャートである。
【０１４２】
まず、ステップＳ５０１において、検出部４１１が接続されている受信アンテナユニット３の種別を検出する。検出部４１１は、検出した種別に関する検出情報を生成する。検出情報には、例えば、上述した受信アンテナの大きさが含まれる。
【０１４３】
その後、ステップＳ５０２において、受信部４０１がカプセル型内視鏡２から無線信号を受信する。受信部４０１は、無線信号から画像データと、受信強度とを取得し、画像データと受信強度とを対応付けて、記憶部４０７に記憶する（ステップＳ５０３）。
【０１４４】
ステップＳ５０３に続くステップＳ５０４において、制御部４０８は、カプセル型内視鏡２との通信が終了したか否かを判断する。制御部４０８は、上述した実施の形態１と同様にして、カプセル型内視鏡２との通信が終了していないと判断した場合（ステップＳ５０４：Ｎｏ）、ステップＳ５０２に戻り、新たな無線信号を受信する。これに対し、制御部４０８は、カプセル型内視鏡２との通信が終了したと判断した場合（ステップＳ５０４：Ｙｅｓ）、ステップＳ５０５に移行する。
【０１４５】
ステップＳ５０５において、制御部４０８は、検出部４１１が生成した検出情報に基づいて、基準配置パターンを選択する。制御部４０８は、例えば、受信アンテナの大きさが中型である場合、基準パターンＰt１を選択し、受信アンテナの大きさが小型である場合、基準パターンＰt２を選択し、受信アンテナの大きさが大型である場合、基準パターンＰt３を選択する。
【０１４６】
ステップＳ５０５に続くステップＳ５０６〜Ｓ５０９において、アンテナ位置算出部４０３は、ステップＳ５０５で選択された基準配置パターンを用いて、受信アンテナの位置を算出する。
【０１４７】
ステップＳ５０６において、アンテナ位置算出部４０３は、受信アンテナの位置の補正に用いる受信強度を有するフレームを選択する。アンテナ位置算出部４０３は、実施の形態１と同様にして、記憶部４０７に記憶されている各フレームの受信強度のうち、基準アンテナ３０における受信強度が最も大きいフレームを選択する。アンテナ位置算出部４０３は、この選択したフレームを、受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの位置の補正に用いるフレームとする。
【０１４８】
ステップＳ５０６に続くステップＳ５０７において、アンテナ位置算出部４０３は、選択したフレームにおける受信強度比を算出する。アンテナ位置算出部４０３は、選択したフレームにおける、基準アンテナ３０の受信強度に対する各受信アンテナの受信強度比をそれぞれ算出する。
【０１４９】
ステップＳ５０７に続くステップＳ５０８において、アンテナ位置算出部４０３は、ステップＳ５０７で算出した受信強度比と、アンテナ情報記憶部４０７ａに記憶されている補正関数（図４参照）とを用いて、受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの基準位置からの位置変化量をそれぞれ算出する。
【０１５０】
ステップＳ５０８に続くステップＳ５０９において、アンテナ位置算出部４０３は、ステップＳ５０８で算出した位置変化量に基づいて、基準配置に対して受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの位置を補正する。
【０１５１】
ステップＳ５０９に続くステップＳ５１０では、カプセル位置算出部４０４が、基準アンテナ３０の位置と、ステップＳ５０９において補正された受信アンテナ３１ａ〜３１ｄの位置とに基づいて、各フレームにおけるカプセル型内視鏡２の位置を算出する。
【０１５２】
その後は、例えば、処理装置５において、ステップＳ５１０において算出された各フレームのカプセル型内視鏡２の位置を用いてカプセル型内視鏡２の軌跡を示す位置検出結果を生成し、この位置検出結果を、カプセル型内視鏡２が撮像した画像とともに表示装置６に表示するようにしてもよい。
【０１５３】
上述した本実施の形態６では、上述した実施の形態１と同様の効果を得ることができるとともに、検出部４１１が検出した受信アンテナユニット３の情報に基づいて基準配置パターンを選択するようにしたので、被検体に装着され得る受信アンテナの配置に近いアンテナ配置をベースとして補正することができる。この結果、基準配置からの位置変化量を小さくすることができ、一層精度の高い受信アンテナの位置補正を行うことが可能となる。
【０１５４】
ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態及び変形例によってのみ限定されるべきものではない。本発明は、以上説明した実施の形態及び変形例には限定されず、特許請求の範囲に記載した技術的思想を逸脱しない範囲内において、様々な実施の形態を含みうるものである。また、実施の形態及び変形例の構成を適宜組み合わせてもよい。
【０１５５】
上述した実施の形態１〜６では、一つの基準アンテナと、複数の受信アンテナとを有し、複数の受信アンテナの位置を補正するものとして説明したが、これに限らず、複数の基準アンテナと、一つの受信アンテナとしてもよい。基準アンテナと受信アンテナとを一つずつ有する構成であっても適用可能である。
【０１５６】
また、本実施の形態１〜６に係るカプセル型内視鏡システムのカプセル型内視鏡、受信装置、処理装置の各構成部で実行される各処理に対する実行プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよく、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、インターネット等のネットワーク経由で提供又は配布するように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１５７】
以上のように、本発明に係る位置検出装置、位置検出システム及び位置検出方法は、複数の受信アンテナの相対的な位置を変えることが可能な場合であっても、カプセル型内視鏡の位置検出を高精度に行うのに有用である。
【符号の説明】
【０１５８】
１，１Ａ，１Ｂ  カプセル型内視鏡システム
２  カプセル型内視鏡
３  受信アンテナユニット
３０  基準アンテナ
３１ａ〜３１ｄ  受信アンテナ
４，４Ａ，４Ｂ  受信装置
５  処理装置
５ａ  クレードル
６  表示装置
２１  撮像部
２２  照明部
２３，５３，４０８  制御部
２４  無線通信部
２５  アンテナ
２６  メモリ
２７，４０９  電源部
５１，４０６  データ送受信部
５２  画像処理部
５４  表示制御部
５５，４０５  入力部
５６，４０７  記憶部
４０１  受信部
４０２  受信強度算出部
４０３  アンテナ位置算出部
４０４  カプセル位置算出部
４０７ａ  アンテナ情報記憶部
４１０  理論値補正部
４１１  検出部
【要約】
本発明に係る位置検出装置は、被検体内に導入される医療装置が送信する無線信号を受信し、被検体の所定の位置に装着される第１のアンテナと、無線信号を受信し、第１のアンテナに対する相対的な位置を変えて被検体に装着される第２のアンテナと、第１のアンテナが受信した無線信号の第１の受信強度と、第２のアンテナが受信した無線信号の第２の受信強度とを算出する第１の算出部と、第１および第２の受信強度に基づいて、第２のアンテナが装着されている位置を算出する第２の算出部と、第１および第２の受信強度、第１のアンテナの位置および第２の算出部が算出した第２のアンテナの位置をもとに、医療装置の位置を算出する第３の算出部と、を備える。【図１】
0006408742.tif 000007
【図２】
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【図３】
0006408742.tif 000009
【図４】
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【図５】
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【図６】
0006408742.tif 000012
【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
0006408742.tif 000014
【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】
0006408742.tif 000019
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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