(57)【要約】  体表面に貼付された第１送信アンテナ(４０ａ)により第１送信波を発信し、体内に存在する反射体(５)は第１送信アンテナ(４０ａ)が送信した第１送信波を反射し、体表面に貼付された第１受信アンテナ(４１ａ)は、第１送信アンテナ(４０ａ)が送信した第１送信波と反射体(５)が反射した反射波とを受信し、位置推定装置(２)は、第１受信アンテナ(４１ａ)が受信した第１送信波と、反射波の時刻ｔ及び時刻ｔ＋Δｔにおける位相の変化とに基づいて、反射体(５)の体内における通過を推定する。
2020091045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体内を通過する反射体の通過を推定する医療支援システムであって、  少なくとも時刻ｔと、時刻ｔ＋Δｔとに送信波を送信する、少なくとも体表面に貼付可能な第１送信アンテナと、  少なくとも体表面に貼付可能な第１受信アンテナと、  前記第１送信アンテナが送信した前記送信波を反射し、体内に存在可能な反射体と、  前記反射体の前記体内における通過を推定する位置推定部と、を備え、  前記第１受信アンテナは、    前記第１送信アンテナが送信した前記送信波と、    前記反射体が反射した前記送信波の反射波と、を受信し、  前記位置推定部は、    前記第１受信アンテナが受信した前記送信波、及び前記第１受信アンテナが受信した前記反射波、のそれぞれの、時刻ｔと、時刻ｔ＋Δｔとにおける位相の変化に基づいて、  前記反射体の前記体内の通過を推定すること、  を特徴とする医療支援システム。
【請求項２】
体内を移動する反射体の移動を推定する医療支援システムであって、  少なくとも時刻ｔと、時刻ｔ＋Δｔとに送信波を送信する、少なくとも体表面に貼付可能な第１送信アンテナと、  少なくとも体表面に貼付可能な第１受信アンテナ及び第２受信アンテナと、  前記第１送信アンテナが送信した前記送信波を反射し、体内に存在可能な反射体と、  前記反射体の前記体内における移動の範囲及び移動の方向を推定する位置推定部と、を備え、  前記第１受信アンテナは、    前記第１送信アンテナが送信した前記送信波と、    前記反射体が反射した前記送信波の反射波と、を受信し、  前記第２受信アンテナは、    前記第１送信アンテナが送信した前記送信波と、    前記反射体が反射した前記送信波の反射波と、を受信し、  前記位置推定部は、    前記第１受信アンテナが受信した前記送信波、及び前記第１受信アンテナが受信した前記反射波、のそれぞれの、時刻ｔと、時刻ｔ＋Δｔとにおける位相の変化と、    前記第２受信アンテナが受信した前記送信波、及び前記第２受信アンテナが受信した前記反射波、のそれぞれの、時刻ｔと、時刻ｔ＋Δｔとにおける位相の変化と、に基づいて、前記反射体の前記体内の移動の範囲及び移動の方向を推定すること、  を特徴とする医療支援システム。
【請求項３】
体内を移動する反射体の移動を推定する医療支援システムであって、  少なくとも時刻ｔと、時刻ｔ＋Δｔとに送信波を送信する、少なくとも体表面に貼付可能な第１送信アンテナ及び第２送信アンテナと、  少なくとも体表面に貼付可能な第１受信アンテナと、  前記第１送信アンテナが送信した第１送信波、及び前記第２送信アンテナが送信した第２送信波を反射する、体内に存在可能な反射体と、  前記反射体の前記体内における移動の範囲及び移動の方向を推定する位置推定部と、を備え、  前記第１受信アンテナは、    前記第１送信アンテナが送信した前記第１送信波、及び前記第２送信アンテナが送信した前記第２送信波と、前記反射体が反射した前記第１送信波の第１反射波、及び前記第２送信波の第２反射波と、をそれぞれに受信し、  前記位置推定部は、    前記第１受信アンテナが受信した前記第１送信波と前記第１反射波、及び前記第２送信波と前記第２反射波、のそれぞれの、時刻ｔと、時刻ｔ＋Δｔとにおける位相の変化に基づいて、  前記反射体の前記体内の移動の範囲及び移動の方向を推定すること、  を特徴とする医療支援システム。
【請求項４】
体内を移動する反射体の移動を推定する医療支援システムであって、  少なくとも時刻ｔと、時刻ｔ＋Δｔとに送信波を送信する、少なくとも体表面に貼付可能な第１送信アンテナ及び第２送信アンテナと、  少なくとも体表面に貼付可能な第１受信アンテナ及び第２受信アンテナと、  前記第１送信アンテナが送信した第１送信波、及び前記第２送信アンテナが送信した第２送信波を反射する、体内に存在可能な反射体と、  前記反射体の前記体内における移動の範囲及び移動の方向を推定する位置推定部と、を備え、  前記第１受信アンテナは、    前記第１送信アンテナが送信した前記第１送信波、及び前記第２送信アンテナが送信した前記第２送信波と、前記反射体が反射した前記第１送信波の第１反射波、及び前記第２送信波の第２反射波と、をそれぞれに受信し、前記第２受信アンテナは、  前記第１送信アンテナが送信した前記第１送信波、及び前記第２送信アンテナが送信した前記第２送信波と、前記反射体が反射した前記第１送信波の第１反射波、及び前記第２送信波の第２反射波と、をそれぞれに受信し、  前記位置推定部は、    前記第１受信アンテナが受信した前記第１送信波と前記第１反射波、及び前記第２送信波と前記第２反射波、のそれぞれの、時刻ｔと、時刻ｔ＋Δｔとにおける位相の変化と、  前記第２受信アンテナが受信した前記第１送信波と前記第１反射波、及び前記第２送信波と前記第２反射波、のそれぞれの、時刻ｔと、時刻ｔ＋Δｔとにおける位相の変化と、に基づいて、前記反射体の前記体内の移動の範囲及び移動の方向を推定すること、  を特徴とする医療支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、体表面に貼付した送信アンテナと受信アンテナと、体内に存在可能な反射体により、体内における通過、反射体の移動の範囲及び移動の方向の推定を可能とする医療支援システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  近年、消化器疾患等の診断に際しては、消化器官の活動を可視化が重要な診断材料となる。可視化方法としては、放射線不透過の複数リングを飲みこみ、その位置をＸ線で一定時間をあけて複数回撮影し、リング位置の分布から診断を行う方法が採用されている。【０００３】  また、Ｘ線による診断では、Ｘ線被爆の問題があることから、被験者に負担の少ない可視化技術が必要とされている。例えば、体内端末の位置推定方法としてカプセル内視鏡では電波や磁界を利用した位置推定方法が提案されている。この方法を採用することで、Ｘ線被爆の問題を解消し、消化器官の活動を可視化することが可能となる。【０００４】  従来から、カプセル内視鏡を使った体内位置推定方法としては、例えば、カプセル内視鏡から発射される電波を体表に貼付した複数アンテナで受信し、その信号から体内位置を推定する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。【０００５】  また、体内位置を推定する方法としては、体外で発生した磁界内に、カプセル内視鏡を飲み込んだ被験者を配置し、カプセル内視鏡のコイルによって生じる磁界変動量を体外コイルで計測することが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５３５１３５６号公報
【特許文献２】特開２００８−２８４３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  特許文献１に開示の技術では、体内端末がアクティブに電波を出し続ける必要があるため、体内端末にバッテリーを具備する必要があり、体内端末の小型化、軽量化が困難であった。また、特許文献２に開示の技術では、外部からの電力供給を必要とし、管理された磁界下に被験者を配置する必要があり、一般的な医療施設等の診察環境下での体内の位置推定が困難であった。【０００８】  そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、体内端末の小型化、軽量化を図り、一般の医療施設等の環境下でも容易に体内の通過、移動の範囲及び移動の方向の推定を行うことが可能となる医療支援システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  第１発明に係る医療支援システムは、体内を通過する反射体の通過を推定する医療支援システムであって、少なくとも時刻ｔと、時刻ｔ＋Δｔとに送信波を送信する、少なくとも体表面に貼付可能な第１送信アンテナと、少なくとも体表面に貼付可能な第１受信アンテナと、前記第１送信アンテナが送信した前記送信波を反射し、体内に存在可能な反射体と、前記反射体の前記体内における通過を推定する位置推定部と、を備え、前記第１受信アンテナは、前記第１送信アンテナが送信した前記送信波と、前記反射体が反射した前記送信波の反射波と、を受信し、前記位置推定部は、前記第１受信アンテナが受信した前記送信波、及び前記第１受信アンテナが受信した前記反射波、のそれぞれの、時刻ｔと、時刻ｔ＋Δｔとにおける位相の変化に基づいて、前記反射体の前記体内の通過を推定することを特徴とする。【００１０】  第２発明に係る医療支援システムは、体内を移動する反射体の移動を推定する医療支援システムであって、少なくとも時刻ｔと、時刻ｔ＋Δｔとに送信波を送信する、少なくとも体表面に貼付可能な第１送信アンテナと、少なくとも体表面に貼付可能な第１受信アンテナ及び第２受信アンテナと、前記第１送信アンテナが送信した前記送信波を反射し、体内に存在可能な反射体と、前記反射体の前記体内における移動の範囲及び移動の方向を推定する位置推定部と、を備え、前記第１受信アンテナは、前記第１送信アンテナが送信した前記送信波と、前記反射体が反射した前記送信波の反射波と、を受信し、前記第２受信アンテナは、前記第１送信アンテナが送信した前記送信波と、前記反射体が反射した前記送信波の反射波と、を受信し、前記位置推定部は、前記第１受信アンテナが受信した前記送信波、及び前記第１受信アンテナが受信した前記反射波、のそれぞれの、時刻ｔと、時刻ｔ＋Δｔとにおける位相の変化と、前記第２受信アンテナが受信した前記送信波、及び前記第２受信アンテナが受信した前記反射波、のそれぞれの、時刻ｔと、時刻ｔ＋Δｔとにおける位相の変化と、に基づいて、前記反射体の前記体内の移動の範囲及び移動の方向を推定することを特徴とする。【００１１】  第３発明に係る医療支援システムは、体内を移動する反射体の移動を推定する医療支援システムであって、少なくとも時刻ｔと、時刻ｔ＋Δｔとに送信波を送信する、少なくとも体表面に貼付可能な第１送信アンテナ及び第２送信アンテナと、少なくとも体表面に貼付可能な第１受信アンテナと、前記第１送信アンテナが送信した第１送信波、及び前記第２送信アンテナが送信した第２送信波を反射する、体内に存在可能な反射体と、前記反射体の前記体内における移動の範囲及び移動の方向を推定する位置推定部と、を備え、前記第１受信アンテナは、前記第１送信アンテナが送信した前記第１送信波、及び前記第２送信アンテナが送信した前記第２送信波と、前記反射体が反射した前記第１送信波の第１反射波、及び前記第２送信波の第２反射波と、をそれぞれに受信し、前記位置推定部は、前記第１受信アンテナが受信した前記第１送信波と前記第１反射波、及び前記第２送信波と前記第２反射波、のそれぞれの、時刻ｔと、時刻ｔ＋Δｔとにおける位相の変化に基づいて、前記反射体の���記体内の移動の範囲及び移動の方向を推定することを特徴とする。【００１２】  第４発明に係る医療支援システムは、体内を移動する反射体の移動を推定する医療支援システムであって、少なくとも時刻ｔと、時刻ｔ＋Δｔとに送信波を送信する、少なくとも体表面に貼付可能な第１送信アンテナ及び第２送信アンテナと、少なくとも体表面に貼付可能な第１受信アンテナ及び第２受信アンテナと、前記第１送信アンテナが送信した第１送信波、及び前記第２送信アンテナが送信した第２送信波を反射する、体内に存在可能な反射体と、前記反射体の前記体内における移動の範囲及び移動の方向を推定する位置推定部と、を備え、前記第１受信アンテナは、前記第１送信アンテナが送信した前記第１送信波、及び前記第２送信アンテナが送信した前記第２送信波と、前記反射体が反射した前記第１送信波の第１反射波、及び前記第２送信波の第２反射波と、をそれぞれに受信し、前記第２受信アンテナは、前記第１送信アンテナが送信した前記第１送信波、及び前記第２送信アンテナが送信した前記第２送信波と、前記反射体が反射した前記第１送信波の第１反射波、及び前記第２送信波の第２反射波と、をそれぞれに受信し、前記位置推定部は、前記第１受信アンテナが受信した前記第１送信波と前記第１反射波、及び前記第２送信波と前記第２反射波、のそれぞれの、時刻ｔと、時刻ｔ＋Δｔとにおける位相の変化と、前記第２受信アンテナが受信した前記第１送信波と前記第１反射波、及び前記第２送信波と前記第２反射波、のそれぞれの、時刻ｔと、時刻ｔ＋Δｔとにおける位相の変化と、に基づいて、前記反射体の前記体内の移動の範囲及び移動の方向を推定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】  第１発明によれば、第１送信アンテナと、第１受信アンテナと、反射体と、を備える。このため、第１受信アンテナは、第１送信アンテナから送信された時刻ｔ及び時刻ｔ＋Δｔにおける送信波と、反射体によって反射された反射波とを受信することができる。これにより、一般の医療設備等の環境下でも容易に体内における反射体の通過の推定が可能となる。【００１４】  特に、第１発明によれば、反射体は、第１送信アンテナが送信した第１送信波を反射する。このため、反射体は、第１送信アンテナが送信した送信波を、体内を通過して反射することができる。これにより、反射体は、バッテリーを具備する必要とせず、小型化、軽量化を図ることができる。【００１５】  特に、第１発明によれば、位置推定部は、反射体の通過を推測する。このため、位置推定部は、第１受信アンテナが受信した送信波、及び第１受信アンテナが受信した反射波、のそれぞれの、時刻ｔと、時刻ｔ＋Δｔとにおける位相の変化を求めることができる。これにより、一般の医療設備等の環境下でも容易に、体内における反射体の通過の推定が可能となる。【００１６】  第２発明によれば、第１送信アンテナと、第１受信アンテナと、第２受信アンテナと、反射体と、を備える。このため、第１受信アンテナ及び第２受信アンテナは、第１送信アンテナから送信された送信波と、反射体によって反射された反射波と、をそれぞれに受信することができる。これにより、一般の医療設備等の環境下でも容易に、体内における反射体の移動の範囲及び移動の方向を正確に推定することが可能となる。【００１７】  特に、第２発明によれば、反射体は、第１送信アンテナが送信した第１送信波を反射する。このため、第１受信アンテナ及び第２受信アンテナのそれぞれは、第１送信アンテナが送信した第１送信波と、反射体が反射した反射波とを受信することができる。これにより、反射体はバッテリーを具備する必要とせず、小型化、軽量化を図ることができる。【００１８】  特に、第２発明によれば、位置測定部は、反射体の移動の範囲及び移動の方向を推測する。このため、第１受信アンテナ及び第２受信アンテナのそれぞれが受信した第１送信波と反射波と反射波の時刻ｔ及び時刻ｔ＋Δｔにおける位相の変化とに基づいて、反射体の体内における移動の範囲及び移動の方向を推定することができる。これにより、一般の医療設備等の環境下でも容易に、体内における反射体の移動の範囲及び移動の方向を推定でき、体内での移動を把握することが可能となる。【００１９】  第３発明によれば、第１送信アンテナと、第２送信アンテナと、第１受信アンテナと、反射体と、を備える。このため、第１受信アンテナは、第１送信アンテナと第２送信アンテナからそれぞれ送信された送信波と、反射体によって反射されたそれぞれの反射波と、をそれぞれに受信することができる。これにより、一般の医療設備等の環境下でも容易に、体内における反射体の移動の範囲及び移動の方向を正確に推定することが可能となる。【００２０】  特に、第３発明によれば、反射体は、第１送信アンテナと第２送信アンテナがそれぞれに送信した送信波を反射する。このため、反射体は、第１送信アンテナが送信した第１送信波、及び第２��信アンテナが送信した第２送信波を、体内を移動して反射することができる。これにより、反射体はバッテリーを具備する必要とせず、小型化、軽量化を図ることができる。【００２１】  特に、第３発明によれば、位置測定部は、反射体の移動の範囲及び移動の方向を推測する。このため、位置推定部は、第１受信アンテナが受信した第１送信波と第１反射波、及び第２送信波と第２反射波、のそれぞれの、時刻ｔと、時刻ｔ＋Δｔとにおける位相の変化を求めることができる。これにより、一般の医療設備等の環境下でも容易に、体内における反射体の移動の範囲及び移動の方向を推定でき、体内での移動を把握することが可能となる。【００２２】  第４発明によれば、第１送信アンテナと、第２送信アンテナと、第１受信アンテナと、第２受信アンテナと、反射体と、を備える。このため、第１受信アンテナ及び第２受信アンテナは、第１送信アンテナから送信された送信波と、反射体によって反射された反射波と、をそれぞれに受信することができる。これにより、一般の医療設備等の環境下でも容易に、体内における反射体の移動の範囲と移動の方向を、より正確に推定することが可能となる。【００２３】  特に、第４発明によれば、反射体は、第１送信アンテナと第２送信アンテナがそれぞれに送信した送信波を反射する。このため、反射体は、第１送信アンテナ及び第２送信アンテナのそれぞれが送信した送信波を、体内を移動して反射することができる。これにより、反射体はバッテリーを具備する必要とせず、小型化、軽量化を図ることができる。【００２４】  特に、第４発明によれば、位置測定部は、反射体の移動の範囲と移動の方向を推測する。このため、位置推定部は、第１受信アンテナ及び第２受信アンテナのそれぞれが受信した、第１送信波と第１反射波、及び第２送信波と第２反射波、のそれぞれの、時刻ｔと、時刻ｔ＋Δｔとにおける位相の変化を求めることができる。これにより、一般の医療設備等の環境下でも容易に、体内における反射体の移動の範囲と移動の方向を、より正確に推定することができ、体内での移動を把握することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明が適用される医療支援システムの一例を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明が適用される医療支援システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図３】図３（ａ）は、第１実施形態における医療支援システムの時刻ｔでの反射体の測定の一例を示す模式図である。図３（ｂ）は、第１実施形態における医療支援システムの時刻ｔ＋Δｔでの反射体の測定の一例を示す模式図である。
【図４】図４は、第１実施形態における第１のアンテナ対の測定の一例を示す模式図である。
【図５】図５は、第１実施形態における第１のアンテナ対の測定結果の一例を示す模式図である。
【図６】図６は、他の実施形態における第１〜第４のアンテナ対の測定の一例を示す模式図である。
【図７】図７（ａ）は、他の実施形態における第１のアンテナ対の測定結果の一例を示す模式図である。図７（ｂ）は、他の実施形態における第２のアンテナ対の測定結果の一例を示す模式図である。図７（ｃ）は、他の実施形態における第３のアンテナ対の測定結果の一例を示す模式図である。図７（ｄ）は、他の実施形態における第４のアンテナ対の測定結果の一例を示す模式図である。
【図８】図８は、第１〜第４のアンテナ対の測定結果の合成の一例を示す模式図である。
【図９】図９は、実施形態における反射体測定の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１０】図１０（ａ）は、第１実施形態における第１のアンテナ対における反射体の移動の推定を示す模式図である。図１０（ｂ）は、第１実施形態における第１のアンテナ対における反射体のアンテナ対の通過の推定を示す模式図である。
【図１１】図１１は、第４実施形態における反射体の通過の推定を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】  以下、本発明の実施形態における医療支援システム及び医療支援方法の一例について、図面を参照しながら説明する。
【００２７】  図１は、本実施形態における発明が適用される医療支援システムの一例を示す模式図である。
【００２８】  本実施形態の医療支援システムは、図１に示すように、医療支援システム１は、例えば、位置推定装置２によりデータベース３と公衆通信網６（ネットワーク）に接続される。位置推定装置２は、公衆通信網６を介して、送受信装置４に接続される。送受信装置４は、複数の送信アンテナ４０と受信アンテナ４１と接続される。一対の送信アンテナ４０と受信アンテナ４１はアンテナ対４２として構成される。送信アンテナ４０及び受信アンテナ４１は、被験者（図示せず）の体表面１０に貼付される。反射体５は、被験者の体内１１を移動する。反射体５は、送信アンテナからの電波を反射する構成を備えていればよい。反射体５は、例えば、所定の負荷を有するアンテナ、又はＲＦＩＤ（Radio Frequency Identifier）機能を備えていてもよい。
【００２９】  ＜位置推定装置２＞  位置推定装置２は、例えば、公衆通信網６を介して送受信装置４と接続され、被験者（図示せず）の体内１１に存在する反射体５の通過、又は移動の範囲及び移動の方向の推定を行う。また、位置推定装置２は、データベース３を備える。
【００３０】  ＜データベース３＞  データベース３は、例えば、被験者に関する情報や測定結果等の情報の他に、受信した受信波又は反射波のベースバンド波形や、反射体５の位置推定に関するアルゴリズム、位置推定を行うための過去の測定データ、位置推定に有益なデータとなる、被験者のＭＲＩ画像やＣＴ画像、各種のログ等が記憶される。
【００３１】  ＜送受信装置４＞  送受信装置４は、被験者の体表面１０に貼付される複数の送信アンテナ４０、受信アンテナ４１の選択の送受信制御を行う。送受信装置４は、例えば、第１送信アンテナ４０ａ、第１受信アンテナ４１ａ、第２送信アンテナ４０ｂ、第２受信アンテナ４１ｂとそれぞれ接続する。送受信装置４は、他の送信アンテナ４０、受信アンテナ４１と接続されてもよく、有線又は無線にて接続される。送受信装置４は、例えば、送信アンテナ４０と受信アンテナ４１で設定される周波数帯、出力、配置位置などにより、１対（１組）の送信アンテナ４０及び受信アンテナ４１を組み合わせる。
【００３２】  送信アンテナ４０及び受信アンテナ４１の対は、例えば、同一周波数帯であれば、複数を組み合わせてもよい。これらの送信アンテナ４０と受信アンテナ４１の組み合わせは、送受信装置４のメモリ、又はデータベース３に記憶されてもよい。送受信装置４は、接続されている複数の送信アンテナ４０及び受信アンテナ４１の電波状況等を監視し、他の送信アンテナ４０又は受信アンテナ４１に切り換えてもよい。さらに、送受信装置４は、第１受信アンテナ４１ａ及び第２受信アンテナ４１ｂによって受信した受信波を、位置推定装置２における位置推定のためベースバンド信号波形に変換する。
【００３３】  ＜送信アンテナ４０＞  第１送信アンテナ４０ａ及び第２送信アンテナ４０ｂは、送受信装置４によって制御され、例えば、第１受信アンテナ４１ａ及び第２受信アンテナ４１ｂ、反射体５に対して、所定の周波帯の電波を送信（発射）する。第１送信アンテナ４０ａ及び第２送信アンテナ４０ｂは、本実施形態では、第１送信アンテナ４０ａ及び第２送信アンテナ４０ｂとしているが、他に複数の送信アンテナが接続されてもよい。第１送信アンテナ４０ａ及び第２送信アンテナ４０ｂから送信される電波は、同一の周波数帯の電波でも、異なる周波数帯の電波であってもよい。
【００３４】  第１送信アンテナ４０ａ及び第２送信アンテナ４０ｂは、送信する電波を、例えば、周波数帯が同一であれば、送信する時間を変えて送信し、異なる周波数帯の電波であれば、それぞれの周波数帯を持つ送信アンテナ４０から同時に送信してもよい。第１送信アンテナ４０ａ及び第２送信アンテナ４０ｂは、被験者の体表面１０に貼付され、周辺に対して電波を送信する。第１送信アンテナ４０ａ及び第２送信アンテナ４０ｂから送信される電波に、例えば、指向性があってもよい。電波の指向性は、例えば、第１送信アンテナ４０ａ及び第２送信アンテナ４０ｂのアンテナ角やアンテナ形状等により決められてもよい。
【００３５】  ＜受信アンテナ４１＞  第１受信アンテナ４１ａ及び第２受信アンテナ４１ｂは、送受信装置４によって制御され、例えば、所定の周波帯の電波を受信する。第１受信アンテナ４１ａ及び第２受信アンテナ４１ｂは、例えば、本実施形態では、第１受信アンテナ４１ａ及び第２受信アンテナ４１ｂとしているが、他に複数の受信アンテナ４１があってもよい。第１受信アンテナ４１ａ及び第２受信アンテナ４１ｂは、被験者の体表面１０に貼付され、第１受信アンテナ４１ａ及び第２受信アンテナ４１ｂに対応する周波数帯の電波を受信する。第１受信アンテナ４１ａ及び第２受信アンテナ４１ｂは、本実施形態では、第１送信アンテナ４０ａ及び第２送信アンテナ４０ｂの他に、反射体５からの反射波も受信する。
【００３６】  ＜アンテナ対４２＞  アンテナ対４２は、送信アンテナ４０と、受信アンテナ４１又は反射体５の対（組み）として設定される。本実施形態では、第１のアンテナ対４２ａは、例えば、第１送信アンテナ４０ａと第１受信アンテナ４１ａとにより構成される。第２のアンテナ対４２ｂは、例えば、第２送信アンテナ４０ｂと第２受信アンテナ４１ｂとにより構成される。それぞれのアンテナ対４２は、被験者の体表面に離間して貼付される。それぞれのアンテナ対４２は、例えば、被験者の体表面に、体内の消化器官に平行、又は挟むように貼付され、消化器官を移動する反射体５の移動を推定する。アンテナ対４２は、体内の消化器官に平行に貼付される場合は、移動がわかり、一方、挟むように貼付された場合は、挟んだ箇所を通過することがわかる。
【００３７】  なお、アンテナ対４２は、被験者の体表面１０に直接に貼付されてもよい。アンテナ対４２は、反射体５での第１送信アンテナ４０ａによる第１送信波の受信が可能であれば、例えば、衣類等の表面に貼付されてもよい。また、アンテナ対４２は、送受信装置４と一体、又は、分離して貼付され、送受信装置４とは有線接続、又は無線接続により接続されてもよい。また、アンテナ対４２は、他の対として、第１送信アンテナ４０ａ、第１受信アンテナ４１ａ、第２送信アンテナ４０ｂ、第２受信アンテナ４１ｂの組み合わせにより、例えば、第３のアンテナ対４２ｃ、第４のアンテナ対４２ｄが構成される。第３のアンテナ対４２ｃは、例えば、第１送信アンテナ４０ａと第２受信アンテナ４１ｂとにより構成される。第４のアンテナ対４２ｄは、例えば、第２送信アンテナ４０ｂと第１受信アンテナ４１ａとにより構成される。
【００３８】  ＜反射体５＞  反射体５は、例えば、被験者により服用されるため、小型で軽量が望ましい。そのため、反射体５は、例えば、錠剤程度の大きさで、消化器官を傷つけないように、滑らかな表面であってもよい。また、反射体５は、例えば、糖衣に包む、又は錠剤に埋め込めてもよく、他の形状としては、カプセルへの封入、顆粒や錠剤のスティック包装内に封入するようにしてもよい。
【００３９】  さらに反射体５は、例えば、反射アンテナ又はＲＦＩＤ機能を備えることが可能な構造のため、内部にバッテリーを備えない。反射体５は、送信アンテナから送信される送信波により、例えば、内部に備わる誘電コイルにより磁界を発生させ、発生させた磁界により電力を発生させ、予め決められている周波数帯の電波を反射波として送信する。反射体５は、被験者の体内に複数が存在する場合は、それぞれの反射体５で異なる周波数帯でもよい。
【００４０】  図２は、本発明が適用される医療支援システムの構成の一例を示すブロック図である。
【００４１】  図２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０は、医療支援システム１の全体を制御する。ＲＯＭ（Read Only Memory）２１は、ＲＯＭ２１のメモリにＣＰＵ２０の動作コードを格納する。ＲＡＭ（Random Access Memory）２２は、ＣＰＵ２０の動作時に使用される作業領域である。記憶部２３は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）の他、ＳＳＤ（solid state drive）等のデータ保存装置が用いられ、位置推定装置２及び第１のアンテナ対４２ａの送受信装置４、第１送信アンテナ４０ａ、第１受信アンテナ４１ａを実行させる各種設定情報や位置推定を処理するプログラム等が記憶される。なお、例えば位置推定装置２は、図示しないＧＰＵ（Graphics Processing Unit）を有してもよい。ＧＰＵを有することで、通常よりも高速演算処理が可能となる。Ｉ／Ｆ２４は、公衆通信網６を介して、第１のアンテナ対４２ａの送受信装置４、他の上位システム等との各種情報の送受信を行うためのインターフェースである。
【００４２】  Ｉ／Ｆ２５は、入出力部２９及び送受信部３０との情報の送受信を行うためのインターフェースである。入出力部２９は、例えばキーボードや他の入出力を行うためのデバイス等が用いられる。Ｉ／Ｆ２６は、ディスプレイ等の表示部２８との各種情報の送受信を行うためのインターフェースである。内部バス２７である。また、記憶部２３には、例えば、位置推定装置２のデータベース３に記憶されている通過、又は移動の範囲及び移動の方向の検出や通過、又は移動の範囲及び移動の方向の推定等のアルゴリズムや、被験者の体内に存在する反射体５情報等の通過、又は移動の範囲及び移動の方向を推定するための各アプリケーションや各種の設定情報が、各々対応付けて記憶される。
【００４３】  なお、図１及び図２に示した各構成における機能は、後述する送信アンテナ４０、受信アンテナ４１における電波の送受信、位置推定装置２における反射体５の通過、又は移動の範囲及び移動の方向の推定に関する処理は、ＣＰＵ２０が、ＲＡＭ２２を作業領域として、記憶部２３等に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。
【００４４】  図３（ａ）は、第１実施形態における医療支援システム１の時刻ｔでの反射体５の測定の一例を示す模式図である。ここで、被験者の体内は、液体ファントムを満たした円筒容器で模擬するものとする。液体ファントムの電気定数は、９１５ＭＨｚにおいて比誘導率Εｒ＝５４．８、導電率σ＝１．０５としている。
【００４５】  ＜時刻ｔにおける送受信＞  第１送信アンテナ４０ａは、被験者の体表面１０に貼付され、送受信装置４による制御に基づいて、第１送信波を送信する。ここで、被験者の体内１１は、被験者により予め服用された反射体５が体内の消化器官に存在しているものとする。
【００４６】  第１送信アンテナ４０ａは、電波を送信する送信点により、例えば、時刻ｔに第１送信波を送信する。ここで、第１送信アンテナ４０ａの送信点から送信される送信波は、常に同一の周波数帯及び出力の電波とする。その後、第１送信アンテナ４０ａは、第１送信アンテナ４０ａの送信点から、時刻ｔ＋Δｔに第１送信を送信する。第１送信アンテナ４０ａから送信される第１送信波の送信のタイミングは、送受信装置４によって制御され、例えば、体内における反射体５の移動速度を毎秒５０ｍｍ以下と仮定すると、毎秒１０回以上の推定を行えば、位相とび（π不定性）による推定誤りは生じない。第１送信アンテナ４０ａによって送信された電波は、例えば、時刻ｔ及び時刻ｔ＋Δｔにそれぞれ送信され、直接に届く電波（直接波Ｓd）と反射体５からの反射波（反射波Ｓr）として受信される。
【００４７】  ＜時刻ｔ＋Δｔにおける送受信＞  図３（ｂ）は、第１実施形態における医療支援システム１の時刻ｔ＋Δｔでの反射体５の測定の一例を示す模式図である。図３（ｂ）についても、前述の図３（ａ）と同様に被験者の体表面１０に第１のアンテナ対４２ａが貼付されているものとする。
【００４８】  第１受信アンテナ４１ａは、反射体５の移動で、第１送信アンテナ４０ａからの直接波Ｓdと、反射体５からの反射波Ｓrの電波をそれぞれ受信する。送受信装置４は、第１受信アンテナ４１ａで受信した直接波Ｓdｔと反射波Ｓrｔを、直接波Ｓdｔ＋反射波Ｓrｔとした合成波を受信する。その後、第１受信アンテナ４１ａは、前述の時刻ｔにおける第１送信波の受信時と同様に、時刻ｔ＋Δｔにおいても、第１受信アンテナ４１ａから直接に届く電波（直接波Ｓd）と、反射体５からの反射波（反射波Ｓr）を受信する。第１受信アンテナ４１ａは、時刻ｔ＋Δｔにおける反射体５の移動に応じて、時刻ｔ＋Δｔでの直接波Ｓdと反射波Ｓrを受信する。
【００４９】  ＜反射体５の移動の推定＞  反射体５は、第１送信アンテナ４０ａから送信された第１送信波を受信し、反射体５によって、反射波として体内に送信される。反射体５の反射波の送信は、反射体５が備えるＲＦＩＤ機能によって行われてもよい。反射体５は、被験者の体内を、例えば、時刻ｔにおける体内の位置を基準とし、その後の時刻ｔ＋Δｔの間に移動した移動量を推定する。
【００５０】  反射体５は、第１送信アンテナ４０ａから時刻ｔに送信された第１送信波に続いて、第１送信アンテナ４０ａにより時刻ｔ＋Δｔに送信された第１送信波を受信し、このとき、時刻ｔから時刻ｔ＋Δｔの間に反射体５が移動すると、反射波Ｓrの位相変化量をΔθとすると、反射体５の移動量（Δｌ）は、次式で求める。
【００５１】
【数１】
2020091045.tif 000003
ここで、λは、液体ファントムを満たした円筒容器の媒体内における波長である。λは、媒体内の位相定数をβとすると、λ＝２π／βとして与えられる。これにより、反射体５の移動量（Δｌ）は、Δθ／βから求めることができる。定数βは、次式で与えられる。
【００５２】
【数２】
2020091045.tif 000004
ここで、ωは角周波数、μは透磁率、εrは比誘電率、σcは導電率とする。なお、μは、生体組織は非磁性体であることから、空気中と同じ４π×１０-7となる。送受信装置４は、送信、受信する電波に９１５ＭＨｚ帯を使用する場合、体内組織を模擬する液体ファントム中における波長（λ）は、上式により４．４ｃｍとなる。この原理を用いた消化器官内にある反射体５の位置推定に適用させ、体内に存在する反射体５の移動を推定する。
【００５３】  図４は、第１実施形態における第１のアンテナ対４２ａの測定の一例を示す模式図である。図４は、図３に説明の構成において、反射体５を消化器官内の端末としている。第１送信アンテナ４０ａは、送信点から第１送信波を送信する。送信された第１送信波は、第１送信アンテナ４０ａ以外で受信する場合、第１送信アンテナ４０ａを『ＡＮＴ０』、そして、第１受信アンテナ４１ａを『ＡＮＴ１』とし、体内組織の範囲は半径１５０ｍｍとする。このとき、第１のアンテナ対４２ａの各アンテナ間（ｉ，ｊ，ｉ≠ｊ）の観測による位相変化量Δθi,jに対して、端末候補位置（ｘ，ｙ）に対する対数尤度Ｌ（ｘ，ｙ）を、次の式により求める。
【００５４】
【数３】
2020091045.tif 000005
ここで、Ａi,jは受信信号の振幅値、σnは雑音の標準偏差とする。雑音の標準偏差σnは、無信号区間を利用して観測した値を用いるものとする。上式により、Ａi,j及びσnを用いた尤度計算を行うことで、受信信号電力が高く観測された位相変化量は尤度が高く重み付けられることになる。ΔΘi,j（ｘ，ｙ）は、推定位置（ｘ，ｙ）に対する位相変化量の期待値であり、前述の移動量（Δｌ）により、下記により求められる。
【００５５】
【数４】
2020091045.tif 000006
ここで（ｘ0,ｙ0）は、移動量（Δｌ）を求める際の参照点座標となる。この尤度分布を図５に示す。
【００５６】  図５は、第１実施形態における第１のアンテナ対４２ａの測定結果の一例を示す模式図であり、１対のアンテナ間の送信・受信から得られる反射体５の位置に関する尤度分布は、同じ尤度を持つ位置は、楕円状に分布する。これにより、移動前の時刻ｔの反射体５の位置を基準とし、時刻ｔ＋Δｔにおける移動後の推定位置を確認することができる。
【００５７】  図６は、他の実施形態における第１〜第４のアンテナ対４２の測定の一例を示す模式図である。
【００５８】  図６は、複数の送信アンテナ４０、受信アンテナ４１を被験者の体表面にアンテナアレイ化して貼付した場合の一例である。ここで、送信アンテナ４０と受信アンテナ４１からなるアンテナ対４２を構成する。例えば、第１のアンテナ対４２ａとして『ＡＮＴ０』（第１送信アンテナ４０ａ）及び『ＡＮＴ１』（第１受信アンテナ４１ａ）を対とする。この場合、その他の送信アンテナ４０と受信アンテナ４１の対として、例えば、第２のアンテナ対４２ｂの構成は、『ＡＮＴ０（第１送信アンテナ４０ａ）』と『ＡＮＴ２（第２受信アンテナ４１ｂ）』とする。同様に、例えば、第３のアンテナ対４２ｃの構成として、『ＡＮＴ３（第２送信アンテナ４０ｂ）』及び『ＡＮＴ１（第１受信アンテナ４１ａ）』、さらに、第４のアンテナ対４２ｄの構成として、『ＡＮＴ３（第２送信アンテナ４０ｂ）』及び『ＡＮＴ２（第２受信アンテナ４１ｂ）』の対としてそれぞれ割り当ててもよい。このようなそれぞれの送信アンテナ４０及び受信アンテナ４１のアンテナ対４２として、例えば、アンテナアレイ化されたアンテナ対４２の構成の場合の推定結果を、図７及び図８に示す。
【００５９】  図７に、他の実施形態における第１〜第４のアンテナ対４２の各測定結果の一例を示す。
【００６０】  図７（ａ）は、他の実施形態における第１のアンテナ対４２ａ（『ＡＮＴ０』と『ＡＮＴ１』）の測定結果の一例を示す模式図である。図７（ｂ）は、他の実施形態における第２のアンテナ対４２ｂ（『ＡＮＴ０』と『ＡＮＴ２』）の測定結果の一例を示す模式図である。図７（ｃ）は、他の実施形態における第３のアンテナ対４２ｃ（『ＡＮＴ１』と『ＡＮＴ３』）の測定結果の一例を示す模式図である。図７（ｄ）は、他の実施形態における第４のアンテナ対４２ｄ（『ＡＮＴ２』と『ＡＮＴ３』）の測定結果の一例を示す。
【００６１】  次に、図８に、図７（ａ）〜（ｄ）で測定された第１〜第４のアンテナ対４２のそれぞれの対数尤度を、次式にて合成を行うことで、最も尤度が高い位置を推定する。
【００６２】
【数５】
2020091045.tif 000007
ここで、Ｌs（ｘ，ｙ）は、前述のそれぞれの各アンテナ対４２におけるアンテナ間（ｉ，ｊ，ｉ≠ｊ）の観測による位相変化量Δθi,jに対する、反射体５である端末候補位置（ｘ，ｙ）に対する対数尤度Ｌi,j（ｘ，ｙ）となる。ここで算出されたＬs（ｘ，ｙ）を合成し、体内に存在する反射体５の最も尤度が高い位置を推定する。
【００６３】  なお、これまでの位置推定方法は、被験者の体表面１０に貼付した２次元空間での測定であったが、同じ計算を行うことで、３次元の位置測定も可能となる。【数６】
2020091045.tif 000008
ここで、座標（ｘ，ｙ，ｚ）に反射体５が存在すると、対数尤度Ｌs（ｘ，ｙ，ｘ）を求めることが可能となる。
【数７】
2020091045.tif 000009
ここで、対数尤度Ｌs（ｘ，ｙ，ｘ）が最大となる位置を測定結果として得る。なお、尤度計算を行う場合、計算対象とするＬs（ｘ，ｙ，ｚ）の範囲（空間）は、位相変化量Δθが［−π,＋π］の範囲となるように設定する。すなわち、医療支援システム１が扱う移動量Δｌの範囲はπ／βを上限とする。
【００６４】  図８は、第１〜第４のアンテナ対の尤度分布の合成の一例を示す。移動前の時刻ｔにおける反射体５の位置を基準とし、移動後の時刻ｔ＋Δｔにおけるそれぞれのアンテナ対４２における組み合せの尤度分布を合成することで、体内に存在する反射体５の移動の範囲及び移動の方向を正確に推定することが可能となる。
【００６５】（第１実施形態）  本実施形態における医療支援システム１の動作について説明する。図９は、本実施形態における医療支援システム１の動作の一例を示すフローチャートである。
【００６６】  医療支援システム１は、送信ステップ１００と、反射ステップ１０１と、受信ステップ１０２と、位置推定ステップ１０３を備える。医療支援システム１は、少なくとも体表面に貼付可能な第１送信アンテナ４０ａと、少なくとも体表面に貼付可能な第１受信アンテナ４１ａと、を含む第１のアンテナ対４２ａと、少なくとも体内に存在可能な反射体５とにより構成される。
【００６７】  医療支援システム１は、体表面１０に貼付可能な第１受信アンテナ４１ａと、第１送信アンテナ４０ａが送信した第１送信波を反射し、体内１１に存在可能な反射体５と、位置推定装置２により、反射体５の体内１１における通過を推定する位置推定部とを備える。
【００６８】  第１実施形態は、１つの送信アンテナ４０及び１つの受信アンテナ４１による１組のアンテナ対４２により構成される。第１実施形態では、第１送信アンテナ４０ａと、第１受信アンテナ４１ａとは、第１のアンテナ対４２ａを構成し、第１受信アンテナ４１ａは、第１送信アンテナ４０ａが送信した第１送信波と、反射体５が反射した第１送信波の反射波とを受信する。位置推定装置２の位置推定部は、第１受信アンテナ４１ａが受信した第１送信波と、反射波の時刻ｔ及び時刻ｔ＋Δｔにおける位相の変化とに基づいて、反射体５の体内１１の通過を、以下のステップにより実行する。
【００６９】  ＜送信ステップ：Ｓ１００＞  送信ステップ１００により、第１送信アンテナ４０ａは、時刻ｔと時刻ｔ＋Δｔにおいて、第１送信波を送信する。第１送信波は、被験者の体内１１に向け送信される。
【００７０】  ＜反射ステップ：Ｓ１０１＞  反射ステップ１０１により、反射体５は、時刻ｔと時刻ｔ＋Δｔにおいて、第１送信アンテナ４０ａが送信した第１送信波を反射する。
【００７１】  ＜受信ステップ：Ｓ１０２＞  受信ステップ１０２により、第１受信アンテナ４１ａは、時刻ｔと時刻ｔ＋Δｔにおいて、第１送信アンテナ４０ａが送信した第１送信波と、反射体５が反射した反射波とを受信する。
【００７２】  ＜位置推定ステップ：Ｓ１０３＞  位置推定ステップ１０３により、第１受信アンテナ４１ａが受信した第１送信波と反射体５が反射した反射波に基づいて、時刻ｔと時刻ｔ＋Δｔにおける位相の変化とに基づいて反射体５の体内での通過を推定する。
【００７３】  これにより、第１実施形態における医療支援システム１の動作が終了する。
【００７４】  次に、図１０（ａ）に、第１実施形態における第１のアンテナ対４２ａにおける反射体の移動の推定を示す。また、図１０（ｂ）に、第１実施形態における第１のアンテナ対４２ａにおける反射体の通過の推定を示す。
【００７５】  図１０（ａ）は、被験者の体内１１（例えば、消化器官内）の反射体５の移動を推定するために、第１のアンテナ対４２ａを消化器官に対して一直線上に貼付した模式図である。反射体５は、例えば、時刻ｔにおいて、点線で示される体内の位置に存在するが、時刻ｔ＋Δｔにおいて、実線で示される位置に移動する。第１のアンテナ対４２ａは、例えば、図１０（ａ）に示されるような配置に貼付することで、第１のアンテナ対４２ａにおける尤度分布により、体内における反射体５の移動を推定することが可能となる。
【００７６】  図１０（ｂ）は、被験者の体内１１（例えば、消化器官内）の反射体５の通過を推定するために、第１のアンテナ対４２ａを消化器官に対して交差するように貼付した模式図である。反射体５は、時刻ｔにおいて、点線で示される体内の位置に存在するが、時刻ｔ＋Δｔにおいて、実線で示される位置に移動する。第１のアンテナ対４２ａは、図１０（ａ）に示されるような配置に貼付することで、反射体５が第１のアンテナ対４２ａを通過する際の反射波の時刻ｔと時刻ｔ＋Δｔにおける位相の変化の尤度分布により、反射体５がラインアンテナ上を通過したということを推定できる。
【００７７】（第２実施形態）  第２実施形態は、１つの送信アンテナ４０及び２つの受信アンテナ４１による２組のアンテナ対４２により構成される。第２実施形態では、第１のアンテナ対４２ａ（第１送信アンテナ４０ａと第１受信アンテナ４１ａ）、第２のアンテナ対４２ｂ（第１送信アンテナ４０ａと第２受信アンテナ４１ｂ）の動作について説明する。
【００７８】  上述した第１実施形態と、第２実施形態との違いは、第１送信アンテナ４０ａ、第１受信アンテナ４１ａ、第２受信アンテナ４１ｂを備える点である。第１送信アンテナ４０ａと第１受信アンテナ４１ａが第１のアンテナ対４２ａを形成し、第１送信アンテナ４０ａと第２受信アンテナ４１ｂが第２のアンテナ対４２ｂを形成する。上述した実施形態と同様の構成については、説明を省略する。
【００７９】  なお、第２実施形態では、医療支援システム１は、少なくとも体表面に貼付可能な第１受信アンテナ４１ａと第１送信アンテナ４０ａと、第１送信アンテナ４０ａと第２受信アンテナ４１ｂとにより構成される第２のアンテナ対４２ｂとを備える。
【００８０】  ＜送信ステップ：Ｓ１００＞  送信ステップ１００により、第１送信アンテナ４０ａは、時刻ｔと時刻ｔ＋Δｔにおいて、それぞれ第１送信波を送信する。第１送信波は、被験者の体内１１に向け送信される。
【００８１】  ＜反射ステップ：Ｓ１０１＞  反射ステップ１０１により、反射体５は、時刻ｔと時刻ｔ＋Δｔにおいて、第１送信アンテナ４０ａが送信した第１送信波を反射する。
【００８２】  ＜受信ステップ：Ｓ１０２＞  受信ステップ１０２により、第１のアンテナ対４２ａでは、第１受信アンテナ４１ａは、時刻ｔと時刻ｔ＋Δｔにおいて、第１送信アンテナ４０ａが送信した第１送信波と反射体５が反射した反射波を受信する。第２のアンテナ対４２ｂでは、第２受信アンテナ４１ｂは、第１送信アンテナ４０ａが送信した第１送信波と反射体５が反射した反射波を受信する。
【００８３】  ＜位置推定ステップ：Ｓ１０３＞  位置推定ステップ１０３により、位置推定装置２の位置推定部は、第１受信アンテナ４１ａが受信した第１送信波と反射体５が反射した反射波と、第２受信アンテナ４１ｂが受信した第１送信波と反射体５が反射した反射波とに基づいて、各アンテナ対４２の組み合わせに対する尤度分布の合成により、時刻ｔと時刻ｔ＋Δｔにおける位相の変化とに基づいて、反射体５の体内での移動の範囲及び移動の方向を推定する。
【００８４】  これにより、第２実施形態における医療支援システム１の動作が終了する。
【００８５】（第３実施形態）  第３実施形態は、２つの送信アンテナ４０及び１つの受信アンテナ４１による２組のアンテナ対４２により構成される。第３実施形態では、第１のアンテナ対４２ａ（第１送信アンテナ４０ａと第１受信アンテナ４１ａ）、第３のアンテナ対４２ｃ（第２送信アンテナ４０ｂと第２受信アンテナ４１ａ）の動作について説明する。
【００８６】  上述した第１〜２実施形態と、第３実施形態との違いは、体表面に貼付可能な第１送信アンテナ４０ａ、第２送信アンテナ４０ｂ、及び第１受信アンテナ４１ａを備える点である。第１送信アンテナ４０ａと第１受信アンテナ４１ａが第１のアンテナ対４２ａを形成し、第２送信アンテナ４０ｂと第１受信アンテナ４１ａが第２のアンテナ対４２ｂを形成する。上述した実施形態と同様の構成については、説明を省略する。
【００８７】  第３実施形態によれば、第１送信アンテナ４０ａと、第２送信アンテナ４０ｂと、第１受信アンテナ４１ａを備える。このため、第１受信アンテナ４１ａは、第１送信アンテナ４０ａ及び第２送信アンテナ４０ｂからそれぞれ送信された送信波と、反射体５によって反射されたそれぞれの反射波と、をそれぞれに受信することができる。これにより、一般の医療設備等の環境下でも容易に、体内における反射体の移動の範囲及び移動の方向を正確に推定することが可能となる。
【００８８】（第４実施形態）  第４実施形態は、２つの送信アンテナ４０及び２つの受信アンテナ４１による４組のアンテナ対４２により構成される。第４実施形態では、４対の送信アンテナ４０及び受信アンテナ４１による第１〜第４のそれぞれのアンテナ対４２の動作について説明する。
【００８９】  上述した第１〜３実施形態と、第４実施形態との違いは、２つの送信アンテナ４０及び２つの受信アンテナ４１を備える点である。なお、上述した実施形態と同様の構成については、説明を省略する。
【００９０】  第４実施形態では、少なくとも体表面に貼付可能な第１送信アンテナ４０ａと第１受信アンテナ４１ａ（第１のアンテナ対４２ａ）、第２送信アンテナ４０ｂと第２受信アンテナ４１ｂ（第２のアンテナ対４２ｂ）、第１送信アンテナ４０ａと第２受信アンテナ４１ｂ（第３のアンテナ対４２ｃ）、そして、第２送信アンテナ４０ｂと第１受信アンテナ４１ａ（第４のアンテナ対４２ｄ）により構成される。
【００９１】  ＜送信ステップ：Ｓ１００＞  送信ステップ１００により、第１送信アンテナ４０ａ、第２送信アンテナ４０ｂは、時刻ｔと時刻ｔ＋Δｔにおいて、それぞれ第１送信波、第２送信波を送信する。第１送信波、第２送信波は、例えば、被験者の体内１１に向け送信される。
【００９２】  ＜反射ステップ：Ｓ１０１＞  反射ステップ１０１により、反射体５は、時刻ｔと時刻ｔ＋Δｔにおいて、第１送信アンテナ４０ａが送信した第１送信波と第２送信アンテナ４０ｂが送信した第２送信波を反射する。
【００９３】  ＜受信ステップ：Ｓ１０２＞  受信ステップ１０２により、第１受信アンテナ４１ａは、時刻ｔと時刻ｔ＋Δｔにおいて、第１送信アンテナ４０ａが送信した第１送信波と第２送信アンテナ４０ｂが送信した第２送信波と、反射体５がそれぞれ反射した反射波を受信する。
【００９４】  ＜位置推定ステップ：Ｓ１０３＞  位置推定ステップ１０３により、第１受信アンテナ４１ａが受信した第１送信波と反射体５が反射した反射波と、第２受信アンテナ４１ｂが受信した第２送信波と反射体５が反射した反射波とに基づいて、各アンテナ対４２の組み合わせに対する尤度分布の合成により、反射波の時刻ｔと時刻ｔ＋Δｔにおける位相の変化とに基づいて、反射体５の体内での移動の範囲及び移動の方向を推定する。
【００９５】  これにより、第４実施形態における医療支援システム１の動作が終了する。
【００９６】  次に、図１１に、第４実施形態における反射体の移動の範囲及び移動の方向の推定を示す。第１１図は、例えば、被験者の身体の表裏の体表面にそれぞれのアンテナ対４２を貼付し、体内１１に存在する反射体５の移動の範囲及び移動の方向を推定する模式図である。反射体５は、例えば、時刻ｔ、時刻ｔ＋Δｔ、時刻ｔ＋Δｔ'において、被験者の体内１１を移動する。
【００９７】  複数のアンテナ対４２は、例えば、複数の送信アンテナ４０及び受信アンテナ４１により構成してもよい。例えば、被験者の身体の表の体表面１０に、第１送信アンテナ４０ａと第１受信アンテナ４１ａとが第１のアンテナ対４２ａとして構成され、第１送信アンテナ４０ａと第２受信アンテナ４１ｂとが第２のアンテナ対４２ｂとして構成され、第２送信アンテナ４０ｂと第１受信アンテナ４１ａが第３のアンテナ対４２ｃとして構成され、第２送信アンテナ４０ｂと第２受信アンテナ４１ｂが第４のアンテナ対４２ｄとして構成されるようにしてもよい。
【００９８】  また、被験者の身体の裏側の体表面１０も同様であり、例えば、第３送信アンテナ４０ｃ、第３受信アンテナ４１ｃ、第４送信アンテナ４０ｄ、第４受信アンテナ４１ｄの各々の送信アンテナ４０と受信アンテナ４１の対により、対応する第５〜第８のアンテナ対４２をさらに構成するようにしてもよい（図示せず）。このような複数のアンテナ対４２による構成とすることで、例えば、反射体５の時刻ｔ〜時刻ｔ＋Δｔ’における移動を測定し、前述の各アンテナ対４２の組み合わせから、それぞれの受信アンテナ４１で受信した送信波と反射波と、反射波の時刻ｔ〜時刻ｔ＋Δｔ’におけるそれぞれの位相の変化とに基づき、尤度分布が合成される。これにより、時刻ｔ〜時刻ｔ＋Δｔ’における反射体５の体内での３次元空間の移動の範囲及び移動の方向の推定が可能となる。
【００９９】  第４実施形態によれば、体内１１を移動する反射体５の移動の方向、距離を詳細に推定することが可能となる。第１変形例によれば、例えば、被験者の体内１１が小腸〜大腸等の場合であっても、反射体５の移動を細かい時系列で測定することで、その移動軌跡から、より詳細な移動の範囲及び移動の方向の推定が可能となる。
【０１００】  また、本実施形態によれば、反射体５は、体外からの電波を受信に、受信した電波を反射する。このため、反射体５の内部にバッテリーを必要とせず、必要な場合だけ応答する。これにより、例えば、診察時のみ反射体５による体内の通過、又は移動の範囲及び移動の方向を測定することができる。
【０１０１】  また、本実施形態によれば、送受信装置４は、送信アンテナ４０の電波出力又は応答させるアンテナ種類を切り換えてもよい。このため、送受信装置４は、例えば、被験者の消化器官の診断箇所に応じた電波の受信や調整が可能となる。これにより、位置推定装置２は、被験者の診断箇所に応じて反射体５の測定が可能となる。さらに、送受信装置４は、反射体５が被験者の体内に異なる周波数帯として複数が存在する場合であっても、送受信装置４の周波数帯の切り換えにより、即時に別の反射体５の通過、又は移動の範囲及び移動の方向の測定が可能となる。これにより、異なる症状や消化器官の診断を同時に行うことができる。
【０１０２】  また、本実施形態によれば、送受信装置４、送信アンテナ４０、及び受信アンテナ４１は、例えば、ウェラブル装着としてもよい。このため、送信アンテナ４０及び受信アンテナ４１を、アンテナ対４２として体表面に貼付させておくことが可能となる。これにより、被験者は、例えば、普段の生活の環境下で、消化器官の運動能力の診断などが可能となる。
【０１０３】  また、本実施形態によれば、例えば、送受信装置４はメモリを備えてもよい。このため、反射体５の移動のログを一時的に送受信装置４内のメモリに記録することができる。これにより、例えば、位置推定装置２と接続していない間であっても、被験者の体内の反射体５の通過、又は移動の範囲及び移動の方向の測定を継続して記録できる。
【０１０４】  本発明の実施形態を説明したが、各実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１０５】１        ：医療支援システム１０      ：体表面１１      ：体内２        ：位置推定装置２０      ：ＣＰＵ２１      ：ＲＯＭ２２      ：ＲＡＭ２３      ：記憶部２４      ：Ｉ／Ｆ２５      ：Ｉ／Ｆ２６      ：Ｉ／Ｆ２７      ：内部バス２８      ：表示部２９      ：入出力部３        ：データベース３０      ：送受信部４        ：送受信装置４０      ：送信アンテナ４０ａ    ：第１送信アンテナ４０ｂ    ：第２送信アンテナ４０ｃ    ：第３送信アンテナ４０ｄ    ：第４送信アンテナ４１      ：受信アンテナ４１ａ    ：第１受信アンテナ４１ｂ    ：第２受信アンテナ４１ｃ    ：第３受信アンテナ４１ｄ    ：第４受信アンテナ４２      ：アンテナ対４２ａ    ：第１のアンテナ対４２ｂ    ：第２のアンテナ対４２ｃ    ：第３のアンテナ対４２ｄ    ：第４のアンテナ対５        ：反射体６        ：公衆通信網Ｓd       ：直接波Ｓr       ：反射波
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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