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発明の名称 医療装置磁気誘導・位置検出システム
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−68967(P2007−68967A)
公開日 平成19年3月22日(2007.3.22)
出願番号 特願2005−349179(P2005−349179)
出願日 平成17年12月2日(2005.12.2)
代理人 【識別番号】100118913
【弁理士】
【氏名又は名称】上田 邦生
発明者 木村 敦志 / 内山 昭夫 / 佐藤 良次
要約 課題
医療用装置の動作範囲内において、位置検出用の磁界強度が低下することを防止できる医療装置磁気誘導・位置検出システムを提供する。

解決手段
被験者の体内に挿入されるとともに、少なくとも1つの磁石と内蔵コイル10aを含む回路とを有する医療装置10と、内蔵コイル10aの配置領域に第1の磁界を形成する第1の磁界発生部11と、内蔵コイル10aにおいて第1の磁界により誘起された誘導磁界を検出する位置検出手段12と、磁石に作用させる第2の磁界を発生する1組以上の対向コイル13A,13Bと、を備え、対向コイル13A,13Bが、それぞれ個々に駆動されることを特徴とする。
特許請求の範囲
【請求項1】
被験者の体内に挿入されるとともに、少なくとも1つの磁石と内蔵コイルを含む回路とを有する医療装置と、
第1の磁界を発生する第1の磁界発生部と、
前記内蔵コイルにおいて前記第1の磁界により誘起された誘導磁界を検出する位置検出手段と、
前記磁石に作用させる第2の磁界を発生する1組以上の対向コイルと、を備え、
前記対向コイルを構成する両コイルが、それぞれ個々に駆動される医療装置磁気誘導・位置検出システム。
【請求項2】
被験者の体内に挿入されるとともに、少なくとも1つの磁石と内蔵コイルを含む回路とを有する医療装置と、
第1の磁界を発生する第1の磁界発生部と、
前記内蔵コイルにおいて前記第1の磁界により誘起された誘導磁界を検出する位置検出手段と、
前記磁石に作用させる第2の磁界を発生する1組以上の対向コイルと、
前記対向コイルに対して電気的に接続された切替部と、を備え、
前記位置検出手段が前記内蔵コイルの位置を検出する間にのみ、前記切替部が切断状態となる医療装置磁気誘導・位置検出システム。
【請求項3】
被験者の体内に挿入されるとともに、少なくとも1つの磁石と内蔵コイルを含む回路とを有する医療装置と、
第1の磁界を発生する第1の磁界発生部と、
前記内蔵コイルにおいて前記第1の磁界により誘起された誘導磁界を検出する位置検出手段と、
前記磁石に作用させる第2の磁界を発生する1組以上の対向コイルと、を備え、
前記対向コイルを構成する両コイルが、並列駆動される医療装置磁気誘導・位置検出システム。
【請求項4】
被験者の体内に挿入されるとともに、少なくとも1つの磁石と内蔵コイルを含む回路とを有する医療装置と、
第1の磁界を発生する第1の磁界発生部と、
前記内蔵コイルにおいて前記第1の磁界により誘起された誘導磁界を検出する位置検出手段と、
前記磁石に作用させる第2の磁界を発生する1組以上の対向コイルと、
少なくとも前記第1の磁界における周波数において前記対向コイルを構成する両コイルのうち片方のインピーダンスよりインピーダンスが低く、かつ、少なくとも前記第2の磁界における周波数において前記対向コイルを構成する両コイルのうち片方のインピーダンスよりインピーダンスが高くなる素子と、を備え、
前記1組以上の対向コイルが直列に接続された回路を構成するとともに、
前記素子の一方の端子が前記1組以上の対向コイルの間に接続され、他方の端子が接地されている医療装置磁気誘導・位置検出システム。
【請求項5】
前記第1の磁界における周波数が、前記第2の磁界における周波数よりも高い周波数であって、
前記素子が、周波数が高くなるに伴いインピーダンスが低くなる素子である請求項4記載の医療装置磁気誘導・位置検出システム。
【請求項6】
前記素子が、共振周波数において共振を起こす直列共振回路であり、
該直列共振回路の共振周波数が、前記第1の磁界の周波数と略同じ周波数である請求項4記載の医療装置磁気誘導・位置検出システム。
【請求項7】
前記対向コイルが、前記磁石の配置領域の周囲に少なくとも3組設けられ、
前記第1の磁界発生部が、少なくとも1組の前記対向コイルにおける一方のコイルの近傍に配置された磁界発生コイルを備え、
前記位置検出手段が、前記少なくとも1組の対向コイルにおける他方のコイルの近傍に配置された磁界センサを備え、
少なくとも3組の前記対向コイルのうち、少なくとも1組の前記対向コイルの中心軸の方向が、他の2組の前記対向コイルの中心軸から形成される面に対して交差する方向となるように配置されている請求項1から請求項6のいずれかに記載の医療装置磁気誘導・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、医療装置磁気誘導・位置検出システムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、被検者等の被検体に飲み込ませて体腔管路内を通過させ、目的位置の体腔管路内における画像の取得が可能な飲み込み型のカプセル型内視鏡等に代表される医療装置が実用化に向けて研究開発されている。
このような医療装置を体腔管路内の所定位置に誘導するためには、現在、医療装置が体腔管路内のどの位置にいるかを検出するとともに、医療装置を誘導する手段が必要であった。
【0003】
医療装置を誘導する手段としては、内視鏡内に磁石を搭載し、外部から磁場を作用させることにより、内視鏡の位置等を制御する手段が知られている。
一方、医療装置の位置を検出する方法としては、磁気式の位置検出方法が知られている。磁気式の位置検出方法としては、コイルを内蔵した検知体に対し、外部から磁界を与え、その誘導起電力により発生する磁界を、外部の磁気センサにより検知することで検知体の位置を特定する技術が知られている(例えば、特許文献1および非特許文献1参照。)。
【特許文献1】特開平6−285044号公報
【非特許文献1】徳永,枦,藪上,河野,豊田,小澤,岡崎,荒井,「LC共振型磁気マーカを用いた高精度位置検出システム」日本応用磁気学会誌,2005年,29,p.153−156
【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、3軸直交の3つの磁界発生用コイルを有する略直方体状の磁場ソース(位置検出用磁界発生コイル)を外部に配置するとともに、同じく3軸直交の3つの磁界受信用コイルを有する磁場検出コイルを医療用カプセル内に配置する技術が開示されている。この技術によれば、磁場ソースにより発生させた交番磁界により磁場検出コイルに誘導電流を発生させ、発生した誘導電流に基づいて磁場検出コイルの位置、つまり医療用カプセルの位置を検出することができる。
【0005】
一方、非特許文献1においては、交番磁界を発生する励磁コイル(位置検出用磁界発生コイル)と、交番磁界を受けて誘導磁界を発生するLC共振型磁気マーカと、誘導磁界を検出する検出コイルと、を有する位置検出システムが開示されている。この位置検出システムによれば、LC共振型磁気マーカは、付加容量や寄生容量などにより所定周波数で共振を起こすため、上記交番磁界の周波数を上記所定周波数とすることにより、それ以外の周波数の場合と比較して、誘導磁界の強度を飛躍的に大きくすることができ、検出効率が高くなる。
【0006】
しかしながら、上述の特許文献1および非特許文献1に開示されている技術に対して、医療用カプセル等の誘導に磁界を利用する技術を組み合わせる場合であって、誘導用の磁界を発生させる誘導用磁界発生コイルが、上記位置検出用磁界発生コイルに対してその中心軸線が略同一となる配置の場合、位置検出用磁界発生コイルが発生させる交番磁界の時間的変化に応じて、位置検出用磁界発生コイルと誘導用磁界発生コイルとで相互誘導が起こる恐れがあった。
つまり、誘導用磁界発生コイルにおいて上記相互誘導により発生した起電力が、誘導用磁界発生コイルおよび誘導用コイル駆動装置により形成される閉回路に電流を流し、当該電流により上記交番磁界を打ち消す磁界を生成するという問題があった。
【0007】
また、誘導用磁界発生コイルは誘導空間内の磁界分布を均一とするため、ヘルムホルツまたはそれに近い機能を果たす構成とされることが多く、誘導用コイル駆動装置に対し2つの誘導用磁界発生コイルを直列接続し駆動することが一般的である。この場合、誘導用磁界発生コイルの片側にのみ、相互誘導による起電力が発生した場合でも、誘導用コイル駆動装置により閉回路が形成されるため、もう一方の誘導用磁界発生コイルにも電流が流れる。このことにより誘導空間内に、位置検出用磁界とは略逆位相の磁界が広く分布することになる。
このとき、図21に示すように、カプセル等に内蔵したコイルには、位置検出用磁界発生コイルの発する位置検出用磁界(破線A)と誘導磁界発生コイルから発する誘導磁界(破線B)との合成磁界(実線C)が通過する。特に、位置検出用磁界発生コイルと誘導磁界発生コイルとの相対位置関係によっては、医療用カプセル等の動作範囲内であっても、上記位置検出用磁界(破線A)が、上記相互誘導磁界(破線B)により、略完全に打ち消される領域(L)が発生する恐れがある。これにより、カプセル等に内蔵したコイルに通過する磁界がなくなることにより誘導電流が流れなくなるため、誘導磁界が発生せず、当該領域においては医療用カプセル等の位置検出ができなくなるという問題があった。
【0008】
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、医療装置の動作範囲内において、位置検出用の磁界強度が低下することを防止できる医療装置磁気誘導・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】
【0009】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明は、被験者の体内に挿入されるとともに、少なくとも1つの磁石と内蔵コイルを含む回路とを有する医療装置と、第1の磁界を発生する第1の磁界発生部と、前記内蔵コイルにおいて前記第1の磁界により誘起された誘導磁界を検出する位置検出手段と、前記磁石に作用させる第2の磁界を発生する1組以上の対向コイルと、を備え、前記対向コイルを構成する両コイルが、それぞれ個々に駆動される医療装置磁気誘導・位置検出システムを提供する。
【0010】
本発明によれば、対向コイルを構成する両コイルがそれぞれ個別に駆動されることにより、対向コイルの一方のコイルにおいて第1の磁界と相互誘導が誘起される条件となっても、相互誘導による起電力に起因した電流が一方のコイルから他方のコイルに流れることを防止できる。これにより、他方のコイルは、第1の磁界と逆位相である相互誘導磁界と同位相の磁場を発生させることなく、第2の磁界のみを発生させる。
この結果、他方のコイルから第1の磁界を打ち消す磁界の発生を防止できるため、第1の磁界が略零となる領域が形成されることを防止でき、内蔵コイルにおいて誘導磁界が発生されない領域が形成されることを防止できる。
【0011】
本発明は、被験者の体内に挿入されるとともに、少なくとも1つの磁石と内蔵コイルを含む回路とを有する医療装置と、第1の磁界を発生する第1の磁界発生部と、前記内蔵コイルにおいて前記第1の磁界により誘起された誘導磁界を検出する位置検出手段と、前記磁石に作用させる第2の磁界を発生する1組以上の対向コイルと、前記対向コイルに対して電気的に接続された切替部と、を備え、前記位置検出手段が前記内蔵コイルの位置を検出する間にのみ、前記切替部が切断状態となる医療装置磁気誘導・位置検出システムを提供する。
【0012】
本発明によれば、位置検出手段が内蔵コイルの位置を検出する間にのみ切替部が切断状態となることにより、対向コイルにおいて第1の磁界と相互誘導が誘起される条件となっても、相互誘導磁界の発生を防止することができる。一方、位置検出手段が内蔵コイルの位置を検出しない間は、切替部が接続状態となることにより、対向コイルにおいて第2の磁界を発生させることができる。
【0013】
本発明は、被験者の体内に挿入されるとともに、少なくとも1つの磁石と内蔵コイルを含む回路とを有する医療装置と、第1の磁界を発生する第1の磁界発生部と、前記内蔵コイルにおいて前記第1の磁界により誘起された誘導磁界を検出する位置検出手段と、前記磁石に作用させる第2の磁界を発生する1組以上の対向コイルと、を備え、前記対向コイルを構成する両コイルが、並列駆動される医療装置磁気誘導・位置検出システムを提供する。
【0014】
本発明によれば、対向コイルを構成する両コイルが並列駆動されることにより、両コイルのうち一方のコイルにおいて第1の磁界と相互誘導が誘起される条件となっても、相互誘導による起電力に起因した電流が一方のコイルから他方のコイルに流れることを防止できる。これにより、他方のコイルは、第1の磁界と逆位相である相互誘導磁界と同位相の磁場を発生させることなく、第2の磁界のみを発生させる。
この結果、他方のコイルから第1の磁界を打ち消す磁界の発生を防止できるため、第1の磁界が略零となる領域が形成されることを防止でき、内蔵コイルにおいて誘導磁界が発生されない領域が形成されることを防止できる。
【0015】
本発明は、被験者の体内に挿入されるとともに、少なくとも1つの磁石と内蔵コイルを含む回路とを有する医療装置と、第1の磁界を発生する第1の磁界発生部と、前記内蔵コイルにおいて前記第1の磁界により誘起された誘導磁界を検出する位置検出手段と、前記磁石に作用させる第2の磁界を発生する1組以上の対向コイルと、少なくとも前記第1の磁界における周波数において前記対向コイルを構成する両コイルのうち片方のインピーダンスよりインピーダンスが低く、かつ、少なくとも前記第2の磁界における周波数において前記対向コイルを構成する両コイルのうち片方のインピーダンスよりインピーダンスが高くなる素子と、を備え、前記1組以上の対向コイルが直列に接続された回路を構成するとともに、前記素子の一方の端子が前記1組以上の対向コイルの間に接続され、他方の端子が接地されている医療装置磁気誘導・位置検出システムを提供する。
【0016】
本発明によれば、素子の一方の端子が1組以上の対向コイルの間に接続され、他方の端子が接地されているため、対向コイルの一方のコイルにおいて第1の磁界と相互誘導が誘起される条件となっても、相互誘導による起電力に起因した電流が一方のコイルから他方のコイルに流れることを防止できる。
素子のインピーダンスは、少なくとも第1の磁界における周波数においては、対向コイルを構成する両コイルのうち片方のインピーダンスよりも低いため、一方のコイルに誘起された相互誘導による電流は、他方のコイルに流れずに素子へ流れる。つまり、一方のコイルと素子とからなる閉回路が構成されるため、他方のコイルには相互誘導による電流は流れない。
これにより、他方のコイルは、第1の磁界と逆位相である相互誘導磁界と同位相の磁場を発生させることなく、第2の磁界のみを発生させる。
この結果、他方のコイルから第1の磁界を打ち消す磁界の発生を防止できるため、第1の磁界が略零となる領域が形成されることを防止でき、内蔵コイルにおいて誘導磁界が発生されない領域が形成されることを防止できる。
一方、少なくとも第2の磁界における周波数においては、素子のインピーダンスは対向コイルを構成する両コイルのうち片方のインピーダンスより高い。そのため、対向コイルに第2の磁界を発生させる電流が流れ、素子に上記電流は流れない。そのため、1組以上の対向コイルから第2の磁界を発生させることができる。
【0017】
上記発明においては、前記第1の磁界における周波数が、前記第2の磁界における周波数よりも高い周波数であって、前記素子が、周波数が高くなるに伴いインピーダンスが低くなる素子であることが望ましい。
【0018】
本発明によれば、素子のインピーダンスが、少なくとも第1の磁界における周波数において、対向コイルを構成する両コイルのうち片方のインピーダンスより低いため、対向コイルの一方のコイルにおいて第1の磁界と相互誘導が誘起される条件となっても、相互誘導による起電力に起因した電流が一方のコイルから他方のコイルに流れることを防止できる。
つまり、第1の磁界の周波数においては、一方のコイルと素子とからなる閉回路が構成されるため、他方のコイルには相互誘導による電流は流れない。
一方、少なくとも第2の磁界における周波数においては、素子のインピーダンスは対向コイルを構成する両コイルのうち片方のインピーダンスより高くなる。そのため、対向コイルに第2の磁界を発生させる電流が流れ、素子に上記電流は流れない。そのため、1組以上の対向コイルから第2の磁界を発生させることができる。
【0019】
上記発明においては、前記素子が、共振周波数において共振を起こす直列共振回路であり、該直列共振回路の共振周波数が、前記第1の磁界の周波数と略同じ周波数であることが望ましい。
【0020】
本発明によれば、素子が、第1の磁界の周波数と略同じ共振周波数を有する直列共振回路であるため、対向コイルの一方のコイルにおいて第1の磁界と相互誘導が誘起される条件となっても、相互誘導による起電力に起因した電流が一方のコイルから他方のコイルに流れることを防止できる。
つまり、第1の磁界の周波数においては、一方のコイルと直列共振回路である素子とからなる閉回路が構成されるため、他方のコイルには相互誘導による電流は流れない。
一方、第1の磁界の周波数以外の周波数、例えば、第2の磁界における周波数においては、直列共振回路である素子のインピーダンスは対向コイルを構成する両コイルのうち片方のインピーダンスより高くなる。そのため、対向コイルに第2の磁界を発生させる電流が流れ、素子に上記電流は流れない。そのため、1組以上の対向コイルから第2の磁界を発生させることができる。
【0021】
上記発明においては、前記対向コイルが、前記磁石の配置領域の周囲に少なくとも3組設けられ、前記第1の磁界発生部が、少なくとも1組の前記対向コイルにおける一方のコイルの近傍に配置された磁界発生コイルを備え、前記位置検出手段が、前記少なくとも1組の対向コイルにおける他方のコイルの近傍に配置された磁界センサを備え、少なくとも3組の前記対向コイルのうち、少なくとも1組の前記対向コイルの中心軸の方向が、他の2組の前記対向コイルの中心軸から形成される面に対して交差する方向となるように配置されていることが望ましい。
【0022】
本発明によれば、磁界発生コイルは、医療装置が有する内蔵コイルに誘導磁界を誘起させる第1の磁界を発生する。内蔵コイルから発生した誘導磁界は、磁界センサにより検出され、内蔵コイルを有する医療装置の位置または姿勢の検出に用いられる。また、少なくとも3組の対向コイルにおいて発生した第2の磁界は、医療装置が有する磁石に作用して医療装置の位置・姿勢を制御する。ここで、少なくとも1組の前記対向コイルの中心軸の方向が、他の2組の前記対向コイルの中心軸から形成される面に対して交差する方向となるように配置されているので、第2の磁界の磁力線を、3次元的に任意の方向に向けることができる。これにより、磁石を有する医療装置の位置・姿勢を立体的に制御できる。
【0023】
また、対向コイルのうち一方のコイルの近傍に配置された磁界発生コイルから発生した第1の磁界により、一方の対向コイルにおいて相互誘導が誘起される条件となっても、少なくとも他方のコイルは、第1の磁界と逆位相である相互誘導磁界と同位相の磁界を発生させることなく、第2の磁界のみを発生する。この結果、対向コイルのうち他方のコイルから第1の磁界を打ち消す磁界の発生を防止できるため、第1の磁界が略零となる領域が形成されることを防止できる。
【発明の効果】
【0024】
本発明の医療装置磁気誘導・位置検出システムによれば、対向コイルを構成する両コイルのうち一方のコイルにおいて相互誘導が誘起される条件となっても、少なくとも他方のコイルにおいて、相互誘導磁界の発生を防止できるため、第1の磁界が打ち消されて磁界の強度が略零となる領域が形成されることを防止でき、位置検出用の磁界強度が低下することを防止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】
【0025】
〔第1の実施の形態〕
以下、本発明における医療装置磁気誘導・位置検出システムに係る第1の実施形態について図1から図4を参照して説明する。
図1は、本実施形態に係る医療用磁気誘導・位置検出システムの概略構成を示す模式図である。
医療用磁気誘導・位置検出システム1は、図1に示すように、位置検出用磁界(第1の磁界)を発生する位置検出用磁界発生コイル(第1の磁界発生部)11と、カプセル型医療装置(医療装置)10に搭載された内蔵コイル10aが発生した誘導磁界を検知する磁界センサ(位置検出手段)12と、カプセル型医療装置を体腔内の所定位置に誘導するための誘導用磁界(第2の磁界)を発生する誘導用磁界発生コイル(対向コイル)13A,13Bと、から概略構成されている。
【0026】
カプセル型医療装置10には、内蔵コイル10aおよび所定容量のコンデンサを含む閉回路と、誘導用磁界と作用してカプセル型医療装置10の位置および姿勢の制御に用いられる磁石(図示せず)と、が備えられている。上記閉回路は、所定周波数において共振を起こすLC型共振回路を形成している。なお、上記閉回路をLC型共振回路として構成してもよいし、内蔵コイル10aにおける寄生容量により所定の共振周波数を実現できる場合には、両端を開放した内蔵コイル10aのみでも閉回路が(等価的に)形成される。
なお、カプセル型医療装置10としては、CCDやCMOSなどの電子撮像素子等の搭載したカプセル型内視鏡や、医薬品を被験者の体腔内における所定位置へ運搬して放出するものなど、さまざまな種類の医療装置を挙げることができ、特に限定するものではない。
【0027】
位置検出用磁界発生コイル11は略面状に形成されたコイルから構成されており、位置検出用磁界発生コイル駆動部15と電気的に接続されている。
磁界センサ12は略面上に配置された複数の検出コイル12aから構成され、各検出コイル12aは位置検出制御部16と電気的に接続され、検出コイル12aの出力が位置検出制御部16に入力されている。
位置検出制御部16は、位置検出用磁界発生コイル駆動部15と電気的に接続され、位置検出制御部16で生成された制御信号が位置検出用磁界発生コイル駆動部15に入力されている。
【0028】
図2は、図1の誘導用磁界発生コイルの構成を説明する接続図である。
誘導用磁界発生コイル13A,13Bは略面状に形成されたコイルから構成され、図1および図2に示すように、それぞれ誘導用磁界発生コイル駆動部17A,17Bに電気的に接続されている。誘導用磁界発生コイル駆動部17A,17Bは誘導制御部18と電気的に接続され、誘導制御部18で生成された制御信号が入力されている。
誘導用磁界発生コイル13Aは、位置検出用磁界発生コイル11の近傍に対向して配置され、かつ、位置検出用磁界発生コイル11に対して、カプセル型医療装置10と反対側に位置するように配置されている。誘導用磁界発生コイル13Bは、磁界センサ12の近傍に対向して配置され、かつ、磁界センサ12に対して、カプセル型医療装置10と反対側に位置するように配置されている。
【0029】
なお、誘導用磁界発生コイル13Aと位置検出用磁界発生コイル11、または誘導用磁界発生コイル13Bと磁界センサ12の位置関係は入れ替わってもよい。また、誘導用磁界発生コイル13Aが空芯であって位置検出用磁界発生コイル11を内部に配置できる形状の場合、図3に示すように、誘導用磁界発生コイル13Aと位置検出用磁界発生コイル11とを、略同一平面上に配置してもよい。また、誘導用磁界発生コイル13Bが空芯であって、磁界センサ12を内部に配置できる形状の場合、誘導用磁界発生コイル13Bと磁界センサ12とを、略同一平面上に配置してもよい。
【0030】
次に、上記の構成からなる医療用磁気誘導・位置検出システム1における作用について説明する。
まず、位置検出制御部16において、図1に示すように、所定周波数の交流信号である位置検出用制御信号を生成し、位置検出用制御信号は位置検出用磁界発生コイル駆動部15に出力される。位置検出用磁界発生コイル駆動部15は入力された位置検出用制御信号を所定の強さに増幅し、位置検出用磁界発生コイル11を駆動する駆動電流を生成する。駆動電流は位置検出用磁界発生コイル11に出力され、磁界発生コイル11は、駆動電流が供給されることにより、位置検出用磁界を周囲に形成する。
【0031】
カプセル型医療装置10に位置検出用磁界の磁束が通過すると、その内部に搭載された内蔵コイル10aを有する閉回路に所定周波数の共振電流が誘起される。閉回路に共振電流が誘起されると、共振電流により内蔵コイル10aは周囲に所定周波数の誘導磁界を形成する。
【0032】
磁界センサ12の検出コイル12aには、位置検出用磁界および誘導磁界の磁束が通過するため、検出コイル12aは両磁界の磁束を加算した磁束を捉え、通過する磁束の変化に基づいた誘導電流である出力信号を発生する。検出コイル12aの出力信号は、位置検出制御部16に向けて出力される。
【0033】
位置検出制御部16は、位置検出用磁界発生コイル11において形成される位置検出用磁界の周波数の制御を行う。具体的には、位置検出制御部16において生成される上記制御信号の周波数を変更することにより、位置検出用磁界の周波数を変更する。位置検出用磁界の周波数が変更されると、カプセル型医療装置10における閉回路の共振周波数との相対関係が変更され、内蔵コイル10aにおいて形成される誘導磁界の強度が変化する。この例では、共振周波数付近の検出電圧の変化をとらえて位置計算に使用している。
【0034】
また、位置検出制御部16においては、公知の演算方法を用いて、検出コイル12aからの出力信号に基づいて内蔵コイル10a、つまりカプセル型医療装置10の位置を推定する。
【0035】
誘導制御部18は、図1および図2に示すように、所定周波数の交流信号である誘導用制御信号を生成し、誘導用制御信号は誘導用磁界発生コイル駆動部17A,17Bに出力される。
誘導用磁界発生コイル駆動部17A,17Bは入力された誘導用制御信号を所定の強さに増幅し、誘導用磁界発生コイル13A,13Bを駆動する駆動電流を生成する。駆動電流は誘導用磁界発生コイル13A,13Bに出力され、誘導用磁界発生コイル13A,13Bは、駆動電流が供給されることにより、誘導用磁界を周囲に形成する。
【0036】
誘導用磁界発生コイルは、非常に低い出力インピーダンスを持つ誘導用磁界発生コイル駆動部に接続されているため、誘導用磁界発生コイルに位置検出用磁界が通過することで両コイル間に相互誘導が起き、生じた起電力が誘導用磁界発生コイルと誘導用磁界発生コイル駆動部が形成する閉回路に電流を流す。このことにより、誘導用磁界発生コイルからは、位置検出用磁界を打ち消す方向の磁界が発生する。
【0037】
図4は、図1の医療用磁気誘導・位置検出システムにおいて形成される磁界強度を説明する図である。
上述の位置検出用磁界発生コイル11および誘導用磁界発生コイル13A,13Bは、図4に示すような磁界強度分布の磁界を形成する。位置検出用磁界発生コイル11が形成する位置検出用磁界の強度分布は、図4中の破線Aで示され、誘導用磁界発生コイル13Aが形成する相互誘導磁界の強度分布は、図4中の一点鎖線Bで示され、位置検出用磁界と誘導用磁界発生コイルから発する相互誘導磁界との合成磁界は、図4中の実線Cで示されている。
【0038】
位置検出用磁界は、位置検出用磁界発生コイル11の配置位置L11で最大となり、そこから離れるにつれて強度が低下する強度分布を示している。誘導用磁界発生コイルから発する相互誘導磁界は、誘導用磁界発生コイル13Aの配置位置L13Aで最大となり、そこから離れるにつれて強度が低下する強度分布を示している。また、位置検出用磁界と相互誘導磁界との合成磁界は、位置検出用磁界と相互誘導磁界とが略逆位相であることから打ち消しあう。
ここで、相互誘導磁界の強度が最大となる位置L13Aは、位置検出用磁界の強度が最大となる位置L11の近傍または等しい位置にあり、相互誘導磁界の最大強度は、位置検出用磁界の最大強度よりも低い。そのため、少なくとも誘導用磁界発生コイル13A、13Bに挟まれた空間において、相互誘導磁界の強度が位置検出用磁界の強度と略等しいか、それより大きくなることはない。したがって、合成磁界は、位置検出用磁界より強度の弱い磁界強度分布を示し、位置検出用磁界発生コイル11の配置位置L11および誘導用磁界発生コイル13Aの配置位置L13Aの近傍で最大となり、そこから離れるにつれて強度が低下する強度分布を示している。
【0039】
上記の構成によれば、図21に示すように、合成磁界が略零になる領域が形成されることを防止できるため、カプセル型医療装置10に搭載された内蔵コイル10aにおいて誘導磁界が発生されない領域が形成されることを防止できる。そのため、カプセル型医療装置10の位置検出ができなくなる領域が形成されることを防止できる。
【0040】
誘導用磁界発生コイル13A,13Bが、それぞれ誘導用磁界発生コイル駆動部17A,17Bにより個々に駆動制御されているため、誘導用磁界発生コイル駆動部17Bにより誘導用磁界発生コイル13Bを駆動制御することで、誘導用磁界発生コイル13Bにおいてコイル13Aに発生する起電力を源とする電流が流れなくなり、磁界センサの近傍において位置検出用磁界を大きく打ち消す磁場が発生することを防止できる。
また、誘導用磁界発生コイル駆動部17Aにより誘導用磁界発生コイル13Aを駆動制御することで、誘導用磁界を形成し続けることができるため、カプセル型医療装置10の誘導を継続することができる。
【0041】
〔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5から図7を参照して説明する。
本実施形態の医療用磁気誘導・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、誘導磁界発生コイル駆動部の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図5から図7を用いて誘導磁界発生コイル駆動部の構成周辺のみを説明し、その他の構成要素の説明を省略する。
図5は、本実施形態における本実施形態に係る医療用磁気誘導・位置検出システムの概略構成を示す模式図である。
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。
【0042】
医療用磁気誘導・位置検出システム101は、図5に示すように、位置検出用磁界を発生する位置検出用磁界発生コイル11と、カプセル型医療装置10に搭載された内蔵コイル10aが発生した誘導磁界を検知する磁界センサ12と、誘導用磁界を発生する誘導用磁界発生コイル(対向コイル)113A,113Bと、から概略構成されている。
【0043】
図6は、図5の誘導用磁界発生コイルの構成を説明する接続図である。
誘導用磁界発生コイル113A,113Bは略面状に形成されたコイルから構成され、図5および図6に示すように、それぞれ誘導用磁界発生コイル駆動部117に電気的に接続されている。誘導用磁界発生コイル113A,113Bは、誘導用磁界発生コイル駆動部117に電気的に並列に接続されている。誘導用磁界発生コイル駆動部117は誘導制御部18と電気的に接続され、誘導制御部18で生成された制御信号が入力されている。
【0044】
誘導用磁界発生コイル113Aは、位置検出用磁界発生コイル11の近傍に対向して配置され、かつ、位置検出用磁界発生コイル11に対して、カプセル型医療装置10と反対側に位置するように配置されている。誘導用磁界発生コイル113Bは、磁界センサ12の近傍に対向して配置され、かつ、磁界センサ12に対して、カプセル型医療装置10と反対側に位置するように配置されている。
なお、誘導用磁界発生コイル113Aと位置検出用磁界発生コイル11、または誘導用磁界発生コイル113Bと磁界センサ12の位置関係は入れ替わってもよい。また、誘導用磁界発生コイル113Aが空芯であって位置検出用磁界発生コイル11を内部に配置できる形状の場合、図7に示すように、誘導用磁界発生コイル113Aと位置検出用磁界発生コイル11とを、略同一平面上に配置してもよい。また、誘導用磁界発生コイル113Bが空芯であって、磁界センサ12を内部に配置できる形状の場合、誘導用磁界発生コイル113Bと磁界センサ12とを、略同一平面上に配置してもよい。
【0045】
次に、上記の構成からなる医療用磁気誘導・位置検出システム101における作用について説明する。
位置検出用磁界発生コイル11における位置検出用磁界の形成および内蔵コイル10aにおける誘導磁界の形成など、カプセル型医療装置10の位置検出に係る作用については第1の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【0046】
誘導制御部18は、図5および図6に示すように、所定周波数の交流信号である誘導用制御信号を生成し、誘導用制御信号は誘導用磁界発生コイル駆動部117に出力される。
誘導用磁界発生コイル駆動部117は入力された誘導用制御信号を所定の強さに増幅し、誘導用磁界発生コイル113A,113Bを駆動する駆動電流を生成する。駆動電流は誘導用磁界発生コイル113A,113Bに出力され、誘導用磁界発生コイル113A,113Bは、駆動電流が供給されることにより、誘導用磁界を周囲に形成する。
上述の位置検出用磁界発生コイル11および誘導用磁界発生コイル113A,113Bにより形成される位置検出用磁界、誘導用磁界発生コイルから発する相互誘導磁界およびこれらの磁界の合成磁界の磁界強度分布は、第1の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【0047】
上記の構成によれば、合成磁界が略零になる領域が形成されることを防止できるため、カプセル型医療装置10に搭載された内蔵コイル10aにおいて誘導磁界が発生されない領域が形成されることを防止できる。そのため、カプセル型医療装置10の位置検出ができなくなる領域が形成されることを防止できる。
【0048】
誘導用磁界発生コイル113A,113Bが、電気的に並列接続されているため、位置検出用磁界により誘導用磁界発生コイル13Bにおいて相互誘導磁界が発生することを防止できる。
また、誘導用磁界発生コイル13Aにおいて、誘導用磁界を形成し続けることができるため、カプセル型医療装置10の誘導を継続することができる。
【0049】
〔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8から図10を参照して説明する。
本実施形態の医療用磁気誘導・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、誘導磁界発生コイル駆動部の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図8から図10を用いて誘導磁界発生コイル駆動部の構成周辺のみを説明し、その他の構成要素の説明を省略する。
図8は、本実施形態における本実施形態に係る医療用磁気誘導・位置検出システムの概略構成を示す模式図である。
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。
【0050】
医療用磁気誘導・位置検出システム201は、図8に示すように、位置検出用磁界を発生する位置検出用磁界発生コイル11と、カプセル型医療装置10に搭載された内蔵コイル10aが発生した誘導磁界を検知する磁界センサ12と、誘導用磁界を発生する誘導用磁界発生コイル(対向コイル)213A,213Bと、から概略構成されている。
【0051】
図9は、図8の誘導用磁界発生コイルの構成を説明する接続図である。
誘導用磁界発生コイル213A,213Bは略面状に形成されたコイルから構成され、図8および図9に示すように、切替部219を介して誘導用磁界発生コイル駆動部217に電気的に接続されている。切替部219は誘導用磁界発生コイル213A,213Bと誘導用磁界発生コイル駆動部217とから構成される閉回路に設けられている。
誘導用磁界発生コイル213A,213Bは、電気的に直列に接続されている。誘導用磁界発生コイル駆動部217は誘導制御部218と電気的に接続され、誘導制御部218で生成された制御信号が入力されている。誘導制御部218は、切替部219と電気的に接続され、誘導制御部218で生成されたオンオフ信号が切替部219に入力されている。また、誘導制御部218は、位置検出制御部16とも電気的に接続され、位置検出制御部16から出力される動作信号が誘導制御部218に入力されている。
【0052】
誘導用磁界発生コイル213Aは、位置検出用磁界発生コイル11の近傍に対向して配置され、かつ、位置検出用磁界発生コイル11に対して、カプセル型医療装置10と反対側に位置するように配置されている。誘導用磁界発生コイル213Bは、磁界センサ12の近傍に対向して配置され、かつ、磁界センサ12に対して、カプセル型医療装置10と反対側に位置するように配置されている。
なお、誘導用磁界発生コイル213Aと位置検出用磁界発生コイル11、または誘導用磁界発生コイル213Bと磁界センサ12の位置関係は入れ替わってもよい。また、誘導用磁界発生コイル213Aが空芯であって位置検出用磁界発生コイル11を内部に配置できる形状の場合、図10に示すように、誘導用磁界発生コイル213Aと位置検出用磁界発生コイル11とを、略同一平面上に配置してもよい。また、誘導用磁界発生コイル213Bが空芯であって、磁界センサ12を内部に配置できる形状の場合、誘導用磁界発生コイル213Bと磁界センサ12とを、略同一平面上に配置してもよい。
【0053】
次に、上記の構成からなる医療用磁気誘導・位置検出システム201における作用について説明する。
位置検出用磁界発生コイル11における位置検出用磁界の形成および内蔵コイル10aにおける誘導磁界の形成など、カプセル型医療装置10の位置検出に係る作用については第1の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【0054】
誘導制御部218は、図8および図9に示すように、所定周波数の交流信号である誘導用制御信号を生成し、誘導用制御信号は誘導用磁界発生コイル駆動部217に出力される。
誘導用磁界発生コイル駆動部217は入力された誘導用制御信号を所定の強さに増幅し、誘導用磁界発生コイル213A,213Bを駆動する駆動電流を生成する。駆動電流は誘導用磁界発生コイル213A,213Bに出力され、誘導用磁界発生コイル213A,213Bは、駆動電流が供給されることにより、誘導用磁界を周囲に形成する。
【0055】
誘導制御部218には、位置検出制御部16から入力される動作信号に基づいて、切替部219を制御するオンオフ信号を出力している。動作信号は、位置検出用磁界発生コイル駆動部15へ出力される制御信号に基づいて生成されている。つまり、位置検出用磁界発生コイル駆動部15へ位置検出用磁界を形成する制御信号が出力されている間は、切替部219をオフ(開)にする動作信号が出力されている。一方、制御信号が出力されていない間は、切替部219をオン(閉)にする動作信号が出力されている。
誘導制御部218は、上述ように入力される制御信号に基づいて、切替部219へオンオフ信号を出力し、切替部219はオンオフ信号に基づいてオンオフ制御がされている。
【0056】
なお、切替部219をオンオフする際には、上述のように単に切替部219をオンオフ制御してもよいし、誘導制御部218が動作信号に基づいて、誘導磁界発生コイル駆動部17に入力する信号の振幅を徐々に変化させても良い。このように制御することにより、誘導用磁界発生コイル213A,213Bの自己誘導による逆起電力で、誘導用磁界発生コイル駆動部217が破損する恐れを防止できる。
あるいは、切替部219をオフする際に、誘導制御部218が動作信号に基づいて、誘導磁界発生コイル駆動部217に入力する信号の振幅を徐々に零に近づけていき、零になった時点で切替部をオフにしてもよい。
【0057】
上記の構成によれば、位置検出用磁界発生コイル11と、誘導用磁界発生コイル213A,213Bとを時分割して駆動することができる。そのため、位置検出用磁界発生コイル11と、誘導用磁界発生コイル213A,213Bとの間で相互誘導が発生することを防止でき、位置検出用磁界と誘導用磁界発生コイルから発する相互誘導磁界との合成磁界の強度が略零になる領域が形成されることを防止できる。その結果、カプセル型医療装置10の動作範囲において位置検出用磁界強度が低下することを防止できる。
【0058】
〔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11から図13を参照して説明する。
本実施形態の医療用磁気誘導・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、誘導磁界発生コイル駆動部の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図11から図13を用いて誘導磁界発生コイル駆動部の構成周辺の構成のみを説明し、その他の構成要素の説明を省略する。
図11は、本実施形態における本実施形態に係る医療用磁気誘導・位置検出システムの概略構成を示す模式図である。
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。
【0059】
医療用磁気誘導・位置検出システム301は、図11に示すように、位置検出用磁界を発生する位置検出用磁界発生コイル11と、カプセル型医療装置10に搭載された内蔵コイル10aが発生した誘導磁界を検知する磁界センサ12と、誘導用磁界を発生する誘導用磁界発生コイル(対向コイル)313A,313Bと、から概略構成されている。
また、位置検出用磁界発生コイル11および磁界センサ12には、位置検出用磁界発生コイル駆動部15と、位置検出制御部16とが備えられている。
誘導用磁界発生コイル313A,313Bには、誘導用磁界発生コイル駆動部317と、誘導制御部18と、コンデンサ(素子)319とが備えられている。
なお、本実施形態に係る医療用磁気誘導・位置検出システム301における位置検出用磁界の周波数は、誘導用磁界の周波数よりも高い周波数である。
【0060】
図11に示すように、誘導用磁界発生コイル313A,313Bは略面状に形成されたコイルから構成され、誘導用磁界発生コイル313A,313Bが直列に接続されているとともに、誘導用磁界発生コイル駆動部317に電気的に接続されている。例えば、誘導用磁界発生コイル駆動部317におけるL端子(Live端子)は誘導用磁界発生コイル313Aに接続され、N端子(Neutral端子)は誘導用磁界発生コイル313Bに接続されている。
誘導用磁界発生コイル駆動部317は誘導制御部18と電気的に接続され、誘導制御部18で生成された制御信号が入力されている。
誘導用磁界発生コイル313Aは、位置検出用磁界発生コイル11の近傍に対向して配置され、かつ、位置検出用磁界発生コイル11に対して、カプセル型医療装置10と反対側に位置するように配置されている。誘導用磁界発生コイル313Bは、磁界センサ12の近傍に対向して配置され、かつ、磁界センサ12に対して、カプセル型医療装置10と反対側に位置するように配置されている。
【0061】
コンデンサ319の一方の端子は、誘導用磁界発生コイル313A,313Bの間に接続され、他方の端子は、誘導用磁界発生コイル313Bと誘導用磁界発生コイル駆動部317との間に接続されている。
コンデンサ319は、少なくとも位置検出用磁界の周波数において、誘導用磁界発生コイル313A,313Bのインピーダンスよりも低いインピーダンスを有するとともに、誘導用磁界の周波数においては、誘導用磁界発生コイル313A,313Bのインピーダンスよりも高いインピーダンスを有するものである。
【0062】
以下に、誘導用磁界発生コイル313A,313BのインピーダンスZとコンデンサ319のインピーダンスZとの関係について説明する。
まず、インピーダンスZとインピーダンスZとの関係を求めるために用いた前提について説明する。
磁気センサ12が検出する位置検出用磁界の磁界強度に係る電圧レベルをSとする。このレベルSは、位置検出システム301の基準レベルとして用いられる。
位置検出システム301の実力である(現状における)装置S/N比(Signal To Noise Ratio)をSNRとする。一方、カプセル型医療装置10の位置検出を不具合の生じない精度で行うことができる所要S/N比をSNRとする。信号強度が変るだけの現象の評価としては、両状況におけるノイズ(N)の値は略同一レベルとみなすことができ、これをNとする。なお、両SNRは、1以上の値となる。
【0063】
コンデンサ319が設けられていない場合であっては、誘導用磁界発生コイル313Bにおいて逆相磁界である相互誘導磁界が発生した際に、磁気センサ12の位置において、位置検出用磁界と上記相互誘導磁界とが打ち消しあい、磁気センサ12により検出される位置検出用磁界のレベルがNレベルにまで抑圧されていることがある。つまり、位置検出用磁界発生コイル11および誘導用磁界発生コイル313A,313Bにおけるコイルの巻き数、コイルの配置、コイルの半径などの条件が、磁気センサ12により検出される位置検出用磁界のレベルがNレベルにまで抑圧されるように設定されていることになる。
さらに、磁気センサ12により検出される内蔵コイル10aが形成した誘導磁界のレベルが基準レベルと同一のレベルSであることを前提とする。つまり、内蔵コイル10aの仕様および配置位置などの条件が、磁気センサ12により検出される誘導磁界のレベルがSとなるように設定されている場合を前提とする。
なお、上述の前提は、コンデンサ319のインピーダンスの目安を求めるための設定である。通常、磁気センサ12により検出される誘導磁界のレベルは、Sよりも小さくなっている。
【0064】
また、誘導用磁界発生コイル313Bから発生する逆相磁界である相互誘導磁界において、コンデンサ319を設ける前と設けた後との相互誘導磁界の減衰比をαとする。つまり、コンデンサ319を設けたことより減衰される前の相互誘導磁界の強度と、コンデンサ319を設けたことにより減衰された後の相互誘導磁界の強度との比をαとする。
【0065】
上述の前提の下において、誘導用磁界発生コイル313A,313Bの間にコンデンサ319を設けた場合に、磁気センサ12が検出する内蔵コイル10aが形成した誘導磁界のレベル(信号強度)は、S(1−α)となる。この信号強度におけるS/N比が、所要S/N比(SNR)を満たすインピーダンスZとインピーダンスZとの関係を求める。
そこで、上述の関係を式に表すと下記の式となる。
(1−α)=SNR×N ・・・(1)
ここで、S/N=SNRであるため、上記式(1)をαについてまとめると、下記の式となる。
α=1−(SNR)/(SNR) ・・・(2)
【0066】
ここで、式(2)において、装置S/N比(SNR)が100000であって、所要S/N比(SNR)が99900であるとすると、αは0.001となる。つまり、所要S/N比に対する装置S/N比の余裕によって、インピーダンスZとインピーダンスZとの関係が変ることが判る。
【0067】
また、αは上述のように、誘導用磁界発生コイル313Bから発生する逆相磁界の減衰比を表すものであり、逆相磁界の強度は、誘導用磁界発生コイル313Bを流れる電流に比例するものである。つまり、誘導用磁界発生コイル313Bに流れる電流の減衰比を算出することにより逆相磁界の磁界強度の減衰比とみなすことができる。
【0068】
図14は、誘導用磁界発生コイル313A,313Bおよび位置検出用磁界発生コイル11からなる回路の構成を説明する図である。
ここで、図14に示す誘導用磁界発生コイル313A,313Bおよび位置検出用磁界発生コイル11からなる回路における起電力、インピーダンスおよび電流の関係を下記の式に表す。
=E/(2Z) ・・・(3)
ここで、Zは誘導用磁界発生コイル313A,313Bにおける位置検出用磁界の周波数におけるインピーダンスを示す。Eは、位置検出用磁界により、誘導用磁界発生コイル313Aに生じた起電力を示す。Iは、図14の回路に流れる電流を示す。
【0069】
図15は、誘導用磁界発生コイル313A,313B、コンデンサ319および位置検出用磁界発生コイル11からなる回路の構成を説明する図である。
一方、図15に示す誘導用磁界発生コイル313A,313B、コンデンサ319および位置検出用磁界発生コイル11からなる回路における起電力、インピーダンスおよび電流の関係を下記の式に表す。
={Z/(Z+Z)}/{E/(Z+Z//Z)} ・・・(4)
ここで、Zはコンデンサ319における位置検出用磁界の周波数におけるインピーダンスを示す。Iは、図15の回路に流れる電流を示す。//は並列素子のインピーダンスを計算することを示す。
【0070】
上述の仮定により減衰比は下記の式で求めることができるとみなせる。
α=I/I ・・・(5)
式(5)に式(3)および式(4)を代入すると、
α=1/(1+Z/2Z) ・・・(6)
式(2)と式(6)とから、Z/Zを求めると、
/Z=1/(2×{SNR/(SNR−SNR)−1}) ・・・(7)
【0071】
したがって、インピーダンスZとインピーダンスZとの関係が上記式(7)を満たす関係にあれば、本実施形態に係る医療用磁気誘導・位置検出システム301は、すくなくとも位置検出用磁場の周波数において、位置検出用磁界と誘導用磁界発生コイルから発する相互誘導磁界との合成磁界の強度が略零になる領域が形成されることを防止でき、カプセル型医療装置10の動作範囲において位置検出用磁界強度が低下することを防止できる。その一方、少なくとも誘導用磁界における周波数においては、両誘導用磁界発生コイル313A,313Bから誘導用磁界を発生させることができる。
【0072】
図12は、図11の誘導用磁界発生コイルの回路構成を説明する図である。
図12に示すように、誘導用磁界発生コイル313A,313Bは直列に接続され、誘導用磁界発生コイル駆動部317のL端子と誘導用磁界発生コイル313Aとが接続され、誘導用磁界発生コイル駆動部317のN端子と誘導用磁界発生コイル313Bとが接続されている。また、誘導用磁界発生コイル駆動部317のN端子は接地されている。一方、コンデンサ319は、一方の端子が誘導用磁界発生コイル313A,313Bの間に接続され、他方の端子は誘導用磁界発生コイル313Bと誘導用磁界発生コイル駆動部317のN端子との間に接続されているため、接地されているとみなせる。
【0073】
次に、上記の構成からなる医療用磁気誘導・位置検出システム301における作用について説明する。
位置検出用磁界発生コイル11における位置検出用磁界の形成および内蔵コイル10aにおける誘導磁界の形成など、カプセル型医療装置10の位置検出に係る作用については第1の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【0074】
ここで、本発明の特徴である誘導用磁界発生コイル313A,313Bの作用について説明する。
まず、誘導用磁界発生コイル313A,313Bにより誘導用磁界を形成する場合について説明する。
誘導制御部18は、図12に示すように、所定周波数の交流信号である誘導用制御信号を生成し、誘導用制御信号は誘導用磁界発生コイル駆動部17に出力される。
誘導用磁界発生コイル駆動部17は入力された誘導用制御信号を所定の強さに増幅し、誘導用磁界発生コイル313A,313Bを駆動する駆動電流を生成する。駆動電流はL端子から直列に接続された誘導用磁界発生コイル313A,313Bに出力され、誘導用磁界発生コイル313A,313Bは、駆動電流が供給されることにより、誘導用磁界を周囲に形成する。
なお、誘導用磁界発生コイル313A,313Bに誘導用磁界を形成させる駆動電流の周波数は、誘導用磁界の周波数と同一の周波数である。この駆動電流の周波数においては、コンデンサ319のインピーダンスは、誘導用磁界発生コイル313A,313Bのインピーダンスよりも高いため、駆動電流は、誘導用磁界発生コイル313Aから誘導用磁界発生コイル313Bへと流れる。そのため、両誘導用磁界発生コイル313A,313Bから誘導用磁界を発生させることができる。
【0075】
次に、誘導用磁界発生コイル313Aに位置検出用磁界発生コイル11が形成した位置検出用磁界が作用した場合について説明する。
図13は、図12の誘導用磁界発生コイルの回路における位置検出用磁界の周波数と同一周波数を有する電流の流れを説明する回路図である。
誘導用磁界発生コイル313Aは非常に低い出力インピーダンスを持つ誘導用磁界発生コイル駆動部17に接続されているため、誘導用磁界発生コイル313Aに位置検出用磁界が通過することで誘導用磁界発生コイル313Aの両端に誘起された起電力によりコイル313Bを経由して電流が流れる。この誘起起電力により回路に流れる誘起電流は、位置検出用磁界の周波数と同一の周波数を有している。
誘導用磁界発生コイル313A,313B、誘導用磁界発生コイル駆動部17およびコンデンサ319からなる回路に、位置検出用磁界の周波数と同一周波数を有する誘起電流が流れる場合には、上記回路は、図13に示すような2つの閉回路を備えた回路として作用する。一方の閉回路は、誘導用磁界発生コイル313Aとコンデンサ319と誘導用磁界発生コイル駆動部17とから構成される閉回路であって、他方の閉回路は、誘導用磁界発生コイル313Bとコンデンサ319とから構成される閉回路である。
つまり、位置検出用磁界と同一の周波数において、コンデンサ319は、誘導用磁界発生コイル313A,313Bのインピーダンスよりも低いインピーダンスを有するため、上記誘起電流は、誘導用磁界発生コイル313Aからコンデンサ319へと流れる。そのため、誘導用磁界発生コイル313Bには上記誘起電流は流れず、誘導用磁界発生コイル313Bにおいて、位置検出用磁界を打ち消す方向の磁界は発生しない。
【0076】
上記の構成によれば、コンデンサ319の一方の端子が誘導用磁界発生コイル313A,313Bの間に接続され、他方の端子が誘導用磁界発生コイル313Bと誘導用磁界発生コイル駆動部317のN端子との間に接続されることにより接地されている。そのため、誘導用磁界発生コイル313Aにおいて位置検出用磁界と相互誘導が誘起される条件となっても、相互誘導による起電力に起因した電流が誘導用磁界発生コイル313Aから誘導用磁界発生コイル313Bに流れることを防止できる。そのため、誘導用磁界発生コイル313Bから、位置検出用磁界と逆位相である相互誘導磁界と同位相の磁場が発生することを防止できる。
つまり、位置検出用磁界と誘導用磁界発生コイルから発する相互誘導磁界との合成磁界の強度が略零になる領域が形成されることを防止でき、カプセル型医療装置10の動作範囲において位置検出用磁界強度が低下することを防止できる。
【0077】
一方、少なくとも誘導用磁界における周波数においては、コンデンサ319のインピーダンスは誘導用磁界発生コイル313A,313Bのインピーダンスより高いため、誘導用磁界発生コイル313A,313Bに駆動用磁界を発生させる電流はコンデンサ319に流れない。そのため、両誘導用磁界発生コイル313A,313Bから誘導用磁界を発生させることができる。
【0078】
なお、上述のように誘導用磁界発生コイル駆動部17がL端子とN端子とを備え、L端子からのみ出力をしてもよいし、誘導用磁界発生コイル駆動部17が2つのL端子を備え、両端子からの出力の差により誘導用磁界発生コイル313A,313Bを駆動させる構成(差動出力)であってもよい。
かかる場合、誘導用磁界発生コイル313Bと誘導用磁界発生コイル駆動部17のN端子との間に接続されていたコンデンサ319の端子は、誘導用磁界発生コイル駆動部17が備える接地電位に接続されることが好ましい。
【0079】
〔第5の実施形態〕
次に、本発明の第5の実施形態について図16から図18を参照して説明する。
本実施形態の医療用磁気誘導・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、誘導磁界発生コイル駆動部の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図16から図18を用いて誘導磁界発生コイル駆動部の構成周辺の構成のみを説明し、その他の構成要素の説明を省略する。
図16は、本実施形態における本実施形態に係る医療用磁気誘導・位置検出システムの概略構成を示す模式図である。
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。
【0080】
医療用磁気誘導・位置検出システム301は、図16に示すように、位置検出用磁界を発生する位置検出用磁界発生コイル11と、カプセル型医療装置10に搭載された内蔵コイル10aが発生した誘導磁界を検知する磁界センサ12と、誘導用磁界を発生する誘導用磁界発生コイル(対向コイル)413A,413Bと、から概略構成されている。
また、位置検出用磁界発生コイル11および磁界センサ12には、位置検出用磁界発生コイル駆動部15と、位置検出制御部16とが備えられている。
誘導用磁界発生コイル413A,413Bには、誘導用磁界発生コイル駆動部317と、誘導制御部18と、直列共振回路(素子)419とが備えられている。
【0081】
図16に示すように、誘導用磁界発生コイル413A,413Bは略面状に形成されたコイルから構成され、誘導用磁界発生コイル413A,413Bが直列に接続されているとともに、誘導用磁界発生コイル駆動部317に電気的に接続されている。例えば、誘導用磁界発生コイル駆動部317におけるL端子は誘導用磁界発生コイル413Aに接続され、N端子は誘導用磁界発生コイル413Bに接続されている。
誘導用磁界発生コイル駆動部317は誘導制御部18と電気的に接続され、誘導制御部18で生成された制御信号が入力されている。
誘導用磁界発生コイル413Aは、位置検出用磁界発生コイル11の近傍に対向して配置され、かつ、位置検出用磁界発生コイル11に対して、カプセル型医療装置10と反対側に位置するように配置されている。誘導用磁界発生コイル413Bは、磁界センサ12の近傍に対向して配置され、かつ、磁界センサ12に対して、カプセル型医療装置10と反対側に位置するように配置されている。
【0082】
図17は、図16の誘導用磁界発生コイルの回路構成を説明する図である。
直列共振回路419は、図17に示すように、コイル421とコンデンサ423とが直列に接続されたものである。直列共振回路419の一方の端子は、図17に示すように、誘導用磁界発生コイル413A,413Bの間に接続され、他方の端子は、誘導用磁界発生コイル413Bと誘導用磁界発生コイル駆動部317との間に接続されている。
直列共振回路419は、少なくとも位置検出用磁界の周波数において、直列共振を起こすものである。つまり、コイル421のインダクタンスをL[H]、コンデンサ423の容量をC[F]とすると、直列共振回路419の直列共振周波数は、1/{2π(LC)1/2}[Hz]で表される。この直列共振周波数が、位置検出用磁界の周波数と一致するようにコイル321のインダクタンスLおよびコンデンサ423の容量Cが設定されている。
【0083】
次に、上記の構成からなる医療用磁気誘導・位置検出システム401における作用について説明する。
位置検出用磁界発生コイル11における位置検出用磁界の形成および内蔵コイル10aにおける誘導磁界の形成など、カプセル型医療装置10の位置検出に係る作用については第1の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【0084】
ここで、本発明の特徴である誘導用磁界発生コイル413A,413Bの作用について説明する。
まず、誘導用磁界発生コイル413A,413Bにより誘導用磁界を形成する場合について説明する。
誘導制御部18は、図16に示すように、所定周波数の交流信号である誘導用制御信号を生成し、誘導用制御信号は誘導用磁界発生コイル駆動部17に出力される。
誘導用磁界発生コイル駆動部17は入力された誘導用制御信号を所定の強さに増幅し、誘導用磁界発生コイル413A,413Bを駆動する駆動電流を生成する。駆動電流はL端子から直列に接続された誘導用磁界発生コイル413A,413Bに出力され、誘導用磁界発生コイル413A,413Bは、駆動電流が供給されることにより、誘導用磁界を周囲に形成する。
なお、誘導用磁界発生コイル413A,413Bに誘導用磁界を形成させる駆動電流の周波数は、誘導用磁界の周波数と同一の周波数である。この駆動電流の周波数においては、直列共振回路419は直列共振を起こさないため、駆動電流は、誘導用磁界発生コイル413Aから誘導用磁界発生コイル413Bへと流れる。そのため、両誘導用磁界発生コイル413A,413Bから誘導用磁界を発生させることができる。
【0085】
次に、誘導用磁界発生コイル413Aに位置検出用磁界発生コイル11が形成した位置検出用磁界が作用した場合について説明する。
図18は、図16の誘導用磁界発生コイルの回路における位置検出用磁界の周波数と同一周波数を有する電流の流れを説明する回路図である。
誘導用磁界発生コイル413Aは非常に低い出力インピーダンスを持つ誘導用磁界発生コイル駆動部17に接続されているため、誘導用磁界発生コイル413Aに位置検出用磁界が通過することで誘導用磁界発生コイル413Aの両端に起電力が誘起される。この誘起起電力により回路に流れる誘起電流は、位置検出用磁界の周波数と同一の周波数を有している。
誘導用磁界発生コイル413A,413B、誘導用磁界発生コイル駆動部17および直列共振回路419からなる回路に、位置検出用磁界の周波数と同一周波数を有する誘起電流が流れる場合には、上記回路は、図18に示すような2つの閉回路を備えた回路として作用する。一方の閉回路は、誘導用磁界発生コイル413Aと直列共振回路419と誘導用磁界発生コイル駆動部17とから構成される閉回路であって、他方の閉回路は、誘導用磁界発生コイル413Bと直列共振回路419とから構成される閉回路である。
つまり、位置検出用磁界と同一の周波数において、直列共振回路419は、直列共振を起こすため、上記誘起電流は、誘導用磁界発生コイル413Aから直列共振回路419へと流れる。そのため、誘導用磁界発生コイル413Bには上記誘起電流は流れず、誘導用磁界発生コイル413Bにおいて、位置検出用磁界を打ち消す方向の磁界は発生しない。
【0086】
上記の構成によれば、位置検出用磁界の周波数と略同じ直列共振周波数を有する直列共振回路419を備えるため、誘導用磁界発生コイル413Aにおいて位置検出用磁界と相互誘導が誘起される条件となっても、相互誘導による起電力に起因した電流が誘導用磁界発生コイル413Aから誘導用磁界発生コイル413Bに流れることを防止できる。
つまり、位置検出用磁界の周波数においては、誘導用磁界発生コイル413Aと直列共振回路419と誘導用磁界発生コイル駆動部17とからなる閉回路が構成されるため、誘導用磁界発生コイル413Bには相互誘導による電流は流れない。
一方、位置検出用磁界の周波数以外の周波数、例えば、誘導用磁界における周波数においては、直列共振回路419のインピーダンスは誘導用磁界発生コイル413Bのインピーダンスより高くなる。そのため、誘導用磁界発生コイル413Bに誘導用磁界を発生させる電流が流れる。そのため、誘導用磁界発生コイル413A,413Bから誘導用磁界を発生させることができる。
【0087】
〔第6の実施形態〕
次に、本発明の第6の実施形態について図19および図20を参照して説明する。
本実施形態の医療用磁気誘導・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、誘導磁界発生コイル周辺の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図19および図20を用いて誘導磁界発生コイル周辺の構成のみを説明し、その他の構成要素の説明を省略する。
図19は、本実施形態における本実施形態に係る医療用磁気誘導・位置検出システムの概略構成を示す模式図である。
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。
【0088】
医療用磁気誘導・位置検出システム501は、図19に示すように、位置検出用磁界を発生する位置検出用磁界発生コイル11と、カプセル型医療装置10に搭載された内蔵コイル10aが発生した誘導磁界を検知する磁界センサ12と、カプセル型医療装置を体腔内の所定位置に誘導するための誘導用磁界を発生する誘導用磁界発生コイル(対向コイル)513A,513B,514A,514B,515A,515Bと、から概略構成されている。
【0089】
位置検出用磁界発生コイル11には位置検出用磁界発生コイル11を駆動制御する駆動部503が設けられ、磁界センサ12には磁界センサ12から出力された信号を処理する検出部505が設けられている。
【0090】
駆動部503は、位置検出用磁界発生コイル11で発生する交番磁界の周波数の交流信号を出力する信号発生部523と、信号発生部523から入力された交流信号を増幅して位置検出用磁界発生コイル11を駆動する磁界発生コイル駆動部524と、から概略構成されている。
【0091】
検出部505は、検出コイル12aからの出力信号に含まれる不要な周波数成分をカットするフィルタ525と、不要成分がカットされた出力信号を増幅する増幅器526と、増幅された出力信号を交流信号から直流信号へ変換する直流変換部527と、直流に変換された出力信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換するAD変換器528と、デジタル信号に変換された出力信号に基づいて演算処理するCPU529と、全磁界センサ12の出力信号から所定の磁界センサ12の出力信号を選択する磁界センサ切替部530と、から概略構成されている。
【0092】
CPU529には、カプセル型医療装置10が配置されていない状態で取得した出力信号を保存するメモリ531が接続されている。メモリ531を配置することにより、カプセル型医療装置10が配置された状態で取得した出力信号から、配置されていない状態で取得した出力信号を差し引くことが容易となる。そのため、カプセル型医療装置10の内蔵コイル10aから発生した誘導磁界に係る出力信号のみを容易に検出することができる。
また、直流変換部527としては、RMSコンバータなどを例示することができるが、特に限定されることなく公知の交流―直流変換器を用いることができる。
【0093】
誘導用磁界発生コイル513A,513B、誘導用磁界発生コイル514A,514B、誘導用磁界発生コイル515A,515Bは、ヘルムホルツ条件またはそれに近しい距離をもって対向配置されている。そのため、誘導用磁界発生コイル513A,513B、誘導用磁界発生コイル514A,514B、誘導用磁界発生コイル515A,515Bにより発生される磁界の空間的な強度勾配はなくなる、または、無視できる程度に小さくなっている。
また、誘導用磁界発生コイル513A,513B、誘導用磁界発生コイル514A,514B、誘導用磁界発生コイル515A,515Bのそれぞれの中心軸線は、互いに直交するように配置され、その内部に直方体状の空間を形成するように配置されている。直方体状の空間は、図19に示すように、カプセル型医療装置10の作動空間になる。
【0094】
図20は、図19の誘導用磁界発コイルの概略構成を説明するブロック図である。
誘導用磁界発生コイル514A,514Bと、誘導用磁界発生コイル515A,515Bとは、それぞれ電気的に直列接続されている。一方、誘導用磁界発生コイル513A、513Bは、それぞれ別々の誘導磁界発生コイル駆動部に接続されているため、他のコイル対と違って電気的に直列接続されていない。具体的には、誘導用磁界発生コイル513A、513Bには、それぞれ別々の誘導用磁界発生コイル駆動部513C−1、513C−2からの出力が入力されるように、個別に電気的に接続されている。また、誘導用磁界発生コイル514A、514Bは、誘導用磁界発生コイル駆動部514Cと電気的に直列に接続され、誘導用磁界発生コイル515A、515Bは、誘導用磁界発生コイル駆動部515Cと電気的に直列に接続されている。そして、誘導用磁界発生コイル513C−1、513C−2には、信号発生器513Dからの同一の制御信号が入力されるように電気的に接続されている。また、誘導用磁界発生コイル駆動部514C,515Cには、それぞれ信号発生器514D,515Dからの信号が入力されるように電気的に接続されている。信号発生器513D,514D,515Dには誘導制御部516からの制御信号が入力されるように電気的に接続されている。誘導制御部516には、外部からカプセル型医療装置10の誘導方向の指示が入力される入力装置517からの信号が入力されるように電気的に接続されている。
【0095】
次に、上記の構成からなる医療用磁気誘導・位置検出システム501における作用について説明する。
まず、医療用磁気誘導・位置検出システム501におけるカプセル型医療装置10の位置検出の作用について説明する。
駆動部503において、図19に示すように、信号発生部523が所定周波数の交流信号を生成し、交流信号は磁界発生コイル駆動部524に出力される。磁界発生コイル駆動部524は入力された交流信号を所定の強さに増幅し、増幅された交流信号は位置検出用磁界発生コイル11に出力される。位置検出用磁界発生コイル11は、増幅された交流信号が供給されることにより、交番磁界を周囲に形成する。
【0096】
カプセル型医療装置10に上記交番磁界の磁束が通過すると、その内部に搭載された内蔵コイル10aを有する検知体閉回路に所定周波数の共振電流が誘起される。カプセル型医療装置10の閉回路に共振電流が誘起されると、共振電流により内蔵コイル10aは周囲に所定周波数の誘導磁界を形成する。
【0097】
磁界センサ12には、上述の交番磁界および誘導磁界による磁束が通過するため、磁界センサ12は両磁界の磁束を加算した磁束を捉え、通過する磁束の変化に基づいた誘導電流である出力信号を発生する。磁界センサ12の出力信号は、検出部505に向けて出力される。
【0098】
検出部505においては、入力された出力信号は、最初に磁界センサ切替部530に入力される。磁界センサ切替部530は、カプセル型医療装置10の位置検出に用いる出力信号のみを通過させ、その他の出力信号は遮断する。
出力信号の選択方法としては、信号強度の強い出力信号や、カプセル型医療装置10との距離が近い位置にある磁界センサ12からの出力信号などを選択する方法を例示することができる。
【0099】
なお、上述のように、磁界センサ12とフィルタ525との間に磁界センサ切替部530を配置して位置検出に用いる出力信号のみを選択してもよいし、磁界センサ切替部530が複数の磁界センサ12との接続を切り替えることにより、全ての磁界センサ12からの出力信号を、時分割で検出部505に入力させてもよい。また、複数の磁界センサ12に対して、それぞれフィルタ525からAD変換器528に至る系を接続させることにより、磁界センサ切替部530を用いることなく、出力信号の選択を行なわなくてもよく、特に限定するものでない。
【0100】
選択された出力信号はフィルタ525に入力され、出力信号中における位置検出に用いられない周波数成分、例えば低周波成分などが取り除かれる。不要な成分が取り除かれた出力信号は、増幅器526に入力され、後段のAD変換器528における適正な入力レベルになるように増幅される。
増幅された出力信号は直流変換部527に入力され、交流信号である出力信号は直流信号に変換される。その後、出力信号はAD変換器528に入力され、アナログ信号である出力信号はデジタル信号に変換される。
【0101】
デジタル信号に変換された出力信号はCPU529に入力される。一方、CPU529に接続されたメモリ531からカプセル型医療装置10を配置しない状態で取得した出力信号がCPU529に入力される。
CPU529では、入力された両出力信号の差分を演算することにより、誘導磁界に係る出力信号を求め、得られた誘導磁界に係る出力信号に基づいて内蔵コイル10aの位置、つまりカプセル型医療装置10の位置を特定するための演算を行なう。位置を特定するための演算には、公知の演算方法を用いることができ、特に限定するものではない。
【0102】
次に、カプセル型医療装置の誘導における作用について説明する。
まず、入力装置517にカプセル型医療装置10を遠隔操作するため動作させたい動きを入力する。入力装置517は、入力された情報に基づき誘導制御部516に信号を出力する。誘導制御部516は、入力された信号に基づいて、カプセル型医療装置10を実際に動かすための磁界を発生させるための制御信号を生成し、信号発生器513D,514D,515Dへ出力する。
信号発生器513D,514D,515Dは、入力された制御信号に基づいて誘導用磁界発生コイル駆動部513C,514C,515Cに出力される信号が生成される。誘導用磁界発生コイル駆動部513C,514C,515Cは、入力された信号を電流増幅して、それぞれ誘導用磁界発生コイル513A,513B、誘導用磁界発生コイル514A,514B、誘導用磁界発生コイル515A,515Bに当該電流を流す。
【0103】
上述のように、誘導用磁界発生コイル513A,513B、誘導用磁界発生コイル514A,514B、誘導用磁界発生コイル515A,515Bに電流を流すことで、カプセル型医療装置10の近傍領域に誘導用の磁界を生成することができる。この生成された磁界により、カプセル型医療装置10内の磁石を移動させることができ、当該磁石を移動させることによりカプセル型医療装置10を移動させることができる。
【0104】
次に、本発明の特徴である導用磁界発生コイル513A,513B、誘導用磁界発生コイル514A,514B、誘導用磁界発生コイル515A,515Bから相互誘導磁界が発生するときの作用について説明する。
位置検出用磁界発生コイル11から発生した交流磁界の磁束は、位置検出用磁界発生コイル11の近傍に配置された誘導用磁界発生コイル513Aを通過する。このとき、当該磁束が通過したことにより、誘導用磁界発生コイル513Aには、その磁界強度の変動を打ち消す方向の磁界、つまり上記交番磁界と位相が逆の逆相磁界を形成する誘導起電力が生じる。
【0105】
誘導用磁界発生コイル513A、513Bはそれぞれ別の誘導磁界発生コイル駆動部513C−1、513C−2により駆動されているため、513Aに発生した誘導起電力は、誘導用コイル駆動部513C−1と誘導用磁界発生コイル513Aにより形成される閉回路に電流を流し、位置検出用磁界とは位相が逆の逆相磁界を形成する。一方、誘導用磁界発生コイル513Bには当該電流が流れないため、磁界センサ12の近傍において、位置検出用磁界と位相が逆の逆相磁界を形成しない。
【0106】
上記構成によれば、位置検出用磁界発生コイル11は、カプセル型医療装置10が有する内蔵コイル10aに誘導磁界を誘起させる位置検出用磁界を発生する。内蔵コイル10aから発生した誘導磁界は、磁界センサ12により検出され、内蔵コイル10aを有するカプセル型医療装置10の位置または姿勢の検出に用いられる。
また、3組の誘導用磁界発生コイル513A,513B、誘導用磁界発生コイル514A,514B、誘導用磁界発生コイル515A,515Bにおいて発生した誘導用磁界は、カプセル型医療装置10が有する磁石に作用してカプセル型医療装置10の位置・姿勢を制御する。ここで、3組の誘導用磁界発生コイル513A,513B、誘導用磁界発生コイル514A,514B、誘導用磁界発生コイル515A,515Bの中心軸線の方向が、互いに直交するように配置されているため、誘導用磁界の磁力線を、3次元的に任意の方向に向けることができる。これにより、磁石を有するカプセル型医療装置10の位置・姿勢を立体的に制御できる。
【0107】
また、2つの誘導用磁界発生コイル513A、513Bが、別々の誘導用磁界発生コイル駆動部513C−1,513C−2により駆動されているため、位置検出用磁界により、誘導用磁界発生コイル513Aにおいて相互誘導磁界が誘起される条件となっても、誘導用磁界発生コイル513Bには誘導用磁界発生コイル513Aに誘起された起電力による電流が流れない。これにより、誘導用磁界発生コイル513Bは、位置検出用磁界と逆位相である相互誘導磁界を発生させることなく誘導用磁界のみを発生する。この結果、この結果、誘導用磁界発生コイル513Bから位置検出用磁界を打ち消す磁界の発生を防止できるため、位置検出用磁界が略零となる領域が形成されることを防止できる。
【0108】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、磁界発生コイルと磁気センサと逆相磁界発生コイルなどを一つずつ備え、これらが略同一直線上に配置された構成に適用して説明したが、この構成に限られることなく、磁界発生コイル等を複数備えて、それらを複数の直線上に配置するように構成されていてもよく、その配置個数および配置位置は特に限定されるものではない。
また、医療装置として被検者体腔内の像を撮像するカプセル型医療装置を用いるものを適用して説明したが、のカプセル型内視鏡を用いるものに限られることなく、被験者体腔内に薬剤を放出する医療装置や、体腔内のデータを取得するセンサを備えた医療装置や、体腔内に所定期間留置される医療装置や、外部と情報等をやり取りする配線が接続された医療装置など、その他各種の医療装置に適用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【0109】
【図1】本発明における第1の実施形態に係る医療用磁気誘導・位置検出システムの概略構成を示す模式図である。
【図2】図1の誘導用磁界発生コイルの構成を説明する接続図である。
【図3】図1の医療用磁気誘導・位置検出システムの他の実施形態を示す模式図である。
【図4】図1の医療用磁気誘導・位置検出システムにおいて形成される磁界強度を説明する図である。
【図5】本発明における第2の実施形態における本実施形態に係る医療用磁気誘導・位置検出システムの概略構成を示す模式図である。
【図6】図5の誘導用磁界発生コイルの構成を説明する接続図である。
【図7】図5の医療用磁気誘導・位置検出システムの他の実施形態を示す模式図である。
【図8】本発明における第3の実施形態における本実施形態に係る医療用磁気誘導・位置検出システムの概略構成を示す模式図である。
【図9】図8の誘導用磁界発生コイルの構成を説明する接続図である。
【図10】図8の医療用磁気誘導・位置検出システムの他の実施形態を示す模式図である。
【図11】本発明における第4の実施形態における本実施形態に係る医療用磁気誘導・位置検出システムの概略構成を示す模式図である。
【図12】図11の誘導用磁界発生コイルの回路構成を説明する図である。
【図13】図12の誘導用磁界発生コイルの回路における位置検出用磁界の周波数と同一周波数を有する電流の流れを説明する回路図である。
【図14】誘導用磁界発生コイルおよび位置検出用磁界発生コイルからなる回路の構成を説明する図である。
【図15】誘導用磁界発生コイル、コンデンサおよび位置検出用磁界発生コイルからなる回路の構成を説明する図である。
【図16】本発明における第5の実施形態における本実施形態に係る医療用磁気誘導・位置検出システムの概略構成を示す模式図である。
【図17】図16の誘導用磁界発生コイルの回路構成を説明する図である。
【図18】図16の誘導用磁界発生コイルの回路における位置検出用磁界の周波数と同一周波数を有する電流の流れを説明する回路図である。
【図19】本発明における第4の実施形態における本実施形態に係る医療用磁気誘導・位置検出システムの概略構成を示す模式図である。
【図20】図19の誘導用磁界発コイルの概略構成を説明するブロック図である。
【図21】従来の医療用磁気誘導・位置検出システムにおいて形成される磁界強度を説明する図である。
【符号の説明】
【0110】
1,101,201,301,401,501 医療用磁気誘導・位置検出システム
10 カプセル型医療装置(医療装置)
10a 内蔵コイル
11 位置検出用磁界発生コイル(第1の磁界発生部)
12 磁界センサ(位置検出手段)
13A,13B,113A,113B,213A,213B,313A,313B,413A,413B,513A,513B,514A,514B,515A,515B 誘導用磁界発生コイル(対向コイル)
219 切替部
319 コンデンサ(素子)
419 直列共振回路(素子)




 

 


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