JP5199020B2 - Magnetic induction system and method of operating magnetic induction system - Google Patents
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Description
本発明は、被検体内部に導入したカプセル型医療装置を磁力によって誘導する磁気誘導システムおよび磁気誘導方法に関するものである。 The present invention relates to a magnetic guidance system and a magnetic guidance method for guiding a capsule medical device introduced into a subject by magnetic force.
従来から、内視鏡の分野において、撮像機能および無線通信機能を備えたカプセル型医療装置が登場している。カプセル型医療装置は、患者等の被検体の臓器内部を観察するために、経口摂取等によって被検体内部に導入される。その後、被検体内部のカプセル型医療装置は、蠕動運動等によって臓器内部を移動しつつ、臓器内部の画像(以下、体内画像という場合がある)を所定の間隔で順次撮像し、得られた体内画像を外部に順次無線送信する。被検体内部のカプセル型医療装置は、被検体の外部に排出されるまでの期間、かかる体内画像の撮像および無線送信を順次繰り返し、最終的に被検体の外部に排出される。 Conventionally, capsule medical devices having an imaging function and a wireless communication function have appeared in the field of endoscopes. The capsule medical device is introduced into the subject by oral ingestion or the like in order to observe the inside of the organ of the subject such as a patient. Thereafter, the capsule medical device inside the subject sequentially takes images of the inside of the organ (hereinafter also referred to as an in-vivo image) at predetermined intervals while moving inside the organ by a peristaltic motion or the like. Sequentially wirelessly transmit images to the outside. The capsule medical device inside the subject repeats such in-vivo image capturing and wireless transmission sequentially until it is discharged to the outside of the subject, and is finally discharged to the outside of the subject.
かかるカプセル型医療装置によって撮像された各体内画像は、被検体外部の受信装置に受信され、この受信装置を介して画像表示装置に取り込まれる。画像表示装置は、取り込んだ各体内画像をディスプレイに表示する。医師または看護師等のユーザは、かかる画像表示装置に表示された各体内画像の観察を通して被検体の臓器内部を観察し、この観察結果に基づいて被検体を診断することができる。 Each in-vivo image captured by such a capsule medical device is received by a receiving device outside the subject, and taken into the image display device via this receiving device. The image display device displays each captured in-vivo image on the display. A user such as a doctor or a nurse can observe the inside of the organ of the subject through observation of each in-vivo image displayed on the image display device, and diagnose the subject based on the observation result.
また、近年では、かかる被検体内部のカプセル型医療装置を磁力によって誘導する(すなわち磁気誘導する)システムが提案されている。かかる磁気誘導システムとして、例えば、14個の個別コイルによって包囲されている動作空間内に位置する人体内のビデオカプセルを磁力によって誘導するものがある(特許文献1参照)。 In recent years, a system for guiding the capsule medical device inside the subject by magnetic force (that is, magnetically guiding) has been proposed. As such a magnetic induction system, for example, there is a system in which a video capsule in a human body positioned in an operation space surrounded by 14 individual coils is guided by magnetic force (see Patent Document 1).
ところで、組立完成品である各カプセル型医療装置の密度等の物理量には、一般に、カプセル型医療装置の構成部品または製造上のばらつきに起因して、ばらつきが生じる。かかるカプセル型医療装置を磁気誘導する際に印加すべき磁界の最適な条件(例えば磁界強度または磁気勾配等)は、個々のカプセル型医療装置の密度等に応じて異なる。 By the way, the physical quantity such as the density of each capsule medical device, which is an assembled product, generally varies due to component variations or manufacturing variations of the capsule medical device. The optimum condition (for example, magnetic field strength or magnetic gradient) of the magnetic field to be applied when magnetically guiding such a capsule medical device differs depending on the density of each capsule medical device.
しかしながら、従来の磁気誘導システムは、かかるカプセル型医療装置の物理量にばらつきが生じる場合であっても、一律の磁界条件によって被検体内部のカプセル型医療装置を磁気誘導する。このため、カプセル型医療装置の移動速度または姿勢制御角度等の誘導状態にばらつきが生じ、この結果、被検体内部のカプセル型医療装置を高精度に磁気誘導することが困難であった。 However, the conventional magnetic guidance system magnetically guides the capsule medical device inside the subject under uniform magnetic field conditions even when the physical quantity of the capsule medical device varies. For this reason, the guidance state such as the moving speed or the posture control angle of the capsule medical device varies, and as a result, it is difficult to magnetically guide the capsule medical device inside the subject with high accuracy.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、カプセル型医療装置に最適な条件の磁界を印加して被検体内部のカプセル型医療装置を高精度に磁気誘導することができる磁気誘導システムおよび磁気誘導方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is capable of magnetically guiding a capsule medical device inside a subject with high accuracy by applying a magnetic field under optimum conditions to the capsule medical device. It is an object to provide a system and a magnetic induction method.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる磁気誘導システムは、カプセル型医療装置に磁界を印加して前記カプセル型医療装置を磁気誘導する磁界印加部と、前記カプセル型医療装置の磁気誘導に関する物理情報を取得する情報取得部と、前記情報取得部が取得した前記物理情報をもとに磁界条件を設定し、この設定した前記磁界条件に対応する前記磁界を前記カプセル型医療装置に印加するように前記磁界印加部を制御して、前記カプセル型医療装置の磁気誘導を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a magnetic guidance system according to the present invention includes a magnetic field application unit that magnetically induces the capsule medical device by applying a magnetic field to the capsule medical device, and the capsule type An information acquisition unit that acquires physical information related to magnetic guidance of a medical device; a magnetic field condition is set based on the physical information acquired by the information acquisition unit; and the magnetic field corresponding to the set magnetic field condition is set as the capsule And a control unit for controlling the magnetic induction of the capsule medical device by controlling the magnetic field application unit so as to be applied to the medical device.
また、本発明にかかる磁気誘導システムは、上記の発明において、前記カプセル型医療装置によって撮像された画像を受信する受信部を備え、前記情報取得部は、前記受信部が受信した前記画像をもとに前記物理情報を算出することを特徴とする。 The magnetic guidance system according to the present invention further includes a receiving unit that receives an image captured by the capsule medical device, and the information acquisition unit includes the image received by the receiving unit. And calculating the physical information.
また、本発明にかかる磁気誘導システムは、上記の発明において、底部に指標が設けられ、前記カプセル型医療装置および液体を入れる容器を備え、前記液体内の前記カプセル型医療装置は、前記底部を被写体に含む前記画像を撮像し、前記情報取得部は、前記画像における前記指標の撮像状態をもとに前記物理情報を算出することを特徴とする。 In the magnetic guidance system according to the present invention, in the above invention, the bottom is provided with an index, and includes the capsule medical device and a container for storing a liquid, and the capsule medical device in the liquid has the bottom at the bottom. The image included in the subject is captured, and the information acquisition unit calculates the physical information based on an imaging state of the index in the image.
また、本発明にかかる磁気誘導システムは、上記の発明において、前記カプセル型医療装置および液体を入れる容器と、前記容器内の前記液体の温度を調節する液温調節部と、前記液温調節部によって調節された前記液体の温度を測定する温度測定部と、前記カプセル型医療装置によって撮像された画像を受信する受信部と、を備え、前記情報取得部は、前記受信部が受信した前記画像をもとに前記液体内における前記カプセル型医療装置の浮き始めまたは沈み始めのタイミングを判断し、前記タイミングに前記温度測定部が測定した前記液体の温度をもとに前記物理情報を測定することを特徴とする。 In the magnetic guidance system according to the present invention, the capsule medical device and a container for storing a liquid, a liquid temperature adjusting unit for adjusting the temperature of the liquid in the container, and the liquid temperature adjusting unit in the above invention A temperature measuring unit that measures the temperature of the liquid adjusted by the method, and a receiving unit that receives an image captured by the capsule medical device, and the information acquiring unit receives the image received by the receiving unit. Determining the timing at which the capsule medical device starts to float or sink in the liquid, and measures the physical information based on the temperature of the liquid measured by the temperature measurement unit at the timing. It is characterized by.
また、本発明にかかる磁気誘導システムは、上記の発明において、液体内に導入された前記カプセル型医療装置に印加した前記磁界の磁気勾配を検出する磁界検出部と、前記カプセル型医療装置によって撮像された画像を受信する受信部と、を備え、前記情報取得部は、前記受信部が受信した前記画像をもとに前記液体内における前記カプセル型医療装置の浮き始めまたは沈み始めのタイミングを判断し、前記タイミングに前記磁界検出部が検出した前記磁界の磁気勾配をもとに前記物理情報を算出することを特徴とする。 In the magnetic guidance system according to the present invention, in the above invention, the magnetic field detection unit that detects the magnetic gradient of the magnetic field applied to the capsule medical device introduced into the liquid and the capsule medical device A reception unit that receives the image that has been received, and the information acquisition unit determines the timing of the capsule medical device to start floating or sink in the liquid based on the image received by the reception unit The physical information is calculated based on the magnetic gradient of the magnetic field detected by the magnetic field detection unit at the timing.
また、本発明にかかる磁気誘導システムは、上記の発明において、前記カプセル型医療装置によって撮像された画像と前記物理情報とを含む前記カプセル型医療装置からの送信信号を受信する受信部を備え、前記カプセル型医療装置は、予め前記物理情報を記憶し、この記憶した前記物理情報とともに前記画像を送信し、前記情報取得部は、前記受信部が受信した前記カプセル型医療装置からの送信信号の中から前記物理情報を抽出することを特徴とする。 The magnetic guidance system according to the present invention further includes a receiving unit that receives a transmission signal from the capsule medical device including the image captured by the capsule medical device and the physical information in the above invention. The capsule medical device stores the physical information in advance, transmits the image together with the stored physical information, and the information acquisition unit receives a transmission signal from the capsule medical device received by the receiving unit. The physical information is extracted from the inside.
また、本発明にかかる磁気誘導システムは、上記の発明において、前記物理情報と前記磁界の磁界条件とを対応付けた磁界条件テーブルを記憶する記憶部を備え、前記制御部は、前記磁界条件テーブルの中から、前記情報取得部が取得した前記物理情報に対応する磁界条件を選択することを特徴とする。 The magnetic induction system according to the present invention includes a storage unit that stores a magnetic field condition table in which the physical information and the magnetic field condition of the magnetic field are associated with each other in the above invention, and the control unit includes the magnetic field condition table The magnetic field condition corresponding to the physical information acquired by the information acquisition unit is selected from the above.
また、本発明にかかる磁気誘導システムは、上記の発明において、前記物理情報は、前記カプセル型医療装置の密度および重心位置の少なくとも一つであることを特徴とする。 In the magnetic guidance system according to the present invention as set forth in the invention described above, the physical information is at least one of a density and a gravity center position of the capsule medical device.
また、本発明にかかる磁気誘導システムは、上記の発明において、液体内に導入された前記カプセル型医療装置に印加した前記磁界の磁気勾配を検出する磁界検出部と、前記カプセル型医療装置によって撮像された画像を受信する受信部と、を備え、前記情報取得部は、前記受信部が受信した前記画像をもとに前記液体内における前記カプセル型医療装置の浮き始めまたは沈み始めのタイミングを判断し、前記タイミングに前記磁界検出部が検出した前記磁界の磁気勾配を前記物理情報として取得することを特徴とする。 In the magnetic guidance system according to the present invention, in the above invention, the magnetic field detection unit that detects the magnetic gradient of the magnetic field applied to the capsule medical device introduced into the liquid and the capsule medical device A reception unit that receives the image that has been received, and the information acquisition unit determines the timing of the capsule medical device to start floating or sink in the liquid based on the image received by the reception unit The magnetic field gradient detected by the magnetic field detector at the timing is acquired as the physical information.
また、本発明にかかる磁気誘導方法は、カプセル型医療装置の磁気誘導に関する物理情報を取得する情報取得ステップと、前記情報取得ステップによって取得した前記物理情報をもとに、前記カプセル型医療装置に印加する磁界の磁界条件を設定する条件設定ステップと、前記条件設定ステップによって設定した前記磁界条件に対応する磁界を被検体内部の前記カプセル型医療装置に印加して、前記カプセル型医療装置を磁気誘導する磁気誘導ステップと、を含むことを特徴とする。 The magnetic guidance method according to the present invention includes an information acquisition step for acquiring physical information related to magnetic guidance of a capsule medical device, and the capsule medical device based on the physical information acquired by the information acquisition step. A condition setting step for setting a magnetic field condition of the magnetic field to be applied; and a magnetic field corresponding to the magnetic field condition set by the condition setting step is applied to the capsule medical device inside the subject, thereby magnetically encapsulating the capsule medical device. And a magnetic induction step for guiding.
また、本発明にかかる磁気誘導方法は、上記の発明において、前記カプセル型医療装置に予め記憶した前記物理情報を含む信号を前記カプセル型医療装置から受信する受信ステップを含み、前記情報取得ステップは、前記受信ステップによって受信した前記カプセル型医療装置からの信号をもとに前記物理情報を抽出することを特徴とする。 In the magnetic guidance method according to the present invention, in the above invention, the magnetic guidance method includes a reception step of receiving a signal including the physical information stored in advance in the capsule medical device from the capsule medical device, and the information acquisition step includes The physical information is extracted based on a signal from the capsule medical device received in the receiving step.
本発明にかかる磁気誘導システムでは、磁界印加部が、カプセル型医療装置に磁界を印加して前記カプセル型医療装置を磁気誘導し、情報取得部が、前記カプセル型医療装置の磁気誘導に関する物理情報を取得し、制御部が、前記情報取得部によって取得された前記物理情報をもとに磁界条件を設定し、この設定した前記磁界条件に対応する前記磁界を前記カプセル型医療装置に印加するように前記磁界印加部を制御して、前記カプセル型医療装置の磁気誘導を制御する、このため、カプセル型医療装置の密度または重心位置等の物理情報に応じて最適な磁界条件を設定でき、この設定した最適の磁界条件の磁界をカプセル型医療装置に印加して被検体内部のカプセル型医療装置を高精度に磁気誘導することができる。 In the magnetic guidance system according to the present invention, the magnetic field application unit applies a magnetic field to the capsule medical device to magnetically guide the capsule medical device, and the information acquisition unit performs physical information relating to the magnetic guidance of the capsule medical device. The control unit sets a magnetic field condition based on the physical information acquired by the information acquisition unit, and applies the magnetic field corresponding to the set magnetic field condition to the capsule medical device. The magnetic field application unit is controlled to control the magnetic guidance of the capsule medical device. Therefore, an optimal magnetic field condition can be set according to physical information such as the density or the position of the center of gravity of the capsule medical device. The capsule medical device in the subject can be magnetically guided with high accuracy by applying a magnetic field having the optimum magnetic field condition to the capsule medical device.
また、本発明にかかる磁気誘導方法では、カプセル型医療装置の磁気誘導に関する物理情報を取得する情報取得ステップを実行し、前記情報取得ステップによって取得した前記物理情報をもとに、前記カプセル型医療装置に印加する磁界の磁界条件を設定する条件設定ステップを実行し、前記条件設定ステップによって設定した前記磁界条件に対応する磁界を被検体内部の前記カプセル型医療装置に印加して、前記カプセル型医療装置を磁気誘導する磁気誘導ステップを実行する。このため、カプセル型医療装置の密度または重心位置等の物理情報に応じて最適な磁界条件を設定でき、この設定した最適の磁界条件の磁界をカプセル型医療装置に印加して被検体内部のカプセル型医療装置を高精度に磁気誘導することができる。 In the magnetic guidance method according to the present invention, an information acquisition step of acquiring physical information related to magnetic guidance of the capsule medical device is executed, and the capsule medical device is based on the physical information acquired by the information acquisition step. Executing a condition setting step for setting a magnetic field condition of a magnetic field to be applied to the apparatus, applying a magnetic field corresponding to the magnetic field condition set in the condition setting step to the capsule medical device in a subject, and A magnetic guidance step for magnetically guiding the medical device is performed. For this reason, an optimum magnetic field condition can be set according to physical information such as the density or the position of the center of gravity of the capsule medical device, and the capsule inside the subject is applied by applying the magnetic field of the set optimum magnetic field condition to the capsule medical device. Type medical device can be magnetically guided with high accuracy.
以下、図面を参照して、本発明にかかる磁気誘導システムおよび磁気誘導方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a magnetic induction system and a magnetic induction method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the present embodiment.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1にかかる磁気誘導システムの一構成例を模式的に示すブロック図である。この実施の形態1にかかる磁気誘導システムは、被検体の臓器内部に導入されるカプセル型医療装置10を磁気誘導するシステムであり、図1に示すように、磁気誘導部2と、受信部3と、情報取得部4と、入力部5と、表示部6と、記憶部7と、制御部8とを備える。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration example of a magnetic guidance system according to the first exemplary embodiment of the present invention. The magnetic guidance system according to the first embodiment is a system for magnetically guiding a capsule
磁気誘導部2は、被検体の臓器内部に導入されたカプセル型医療装置10を磁気誘導するためのものであり、誘導用磁界を出力する磁界印加部2aと、磁界印加部2aに電力を供給する電力供給部2bとを備える。
The magnetic guiding
磁界印加部2aは、ヘルムホルツコイル等の電磁石を用いて実現される。磁界印加部2aは、電力供給部2bから供給された電力に基づいて誘導用磁界を出力し、この誘導用磁界をカプセル型医療装置10に印加する。磁界印加部2aは、かかる誘導用磁界の作用(磁気引力、磁気斥力、磁気勾配、磁気回転力等)によってカプセル型医療装置10を磁気誘導する。
The magnetic
電力供給部2bは、カプセル型医療装置2に印加する誘導用磁界の発生に必要な電力を磁界印加部2aに供給する。具体的には、電力供給部2bは、磁界印加部2aを構成する1以上の電磁石(コイル)に対応して1以上の電流信号生成部(図示せず)を有する。かかる電力供給部2bは、制御部8の制御に基づいて、各種パターンの電流信号を生成し、この生成した電流信号を磁界印加部2aに印加して、各種パターンの交流電流を磁界印加部2aに供給する。上述した磁界印加部2aは、かかる電力供給部2bから供給された電流信号のパターンに対応して、カプセル型医療装置10に各種出力パターンの誘導用磁界を印加する。
The
受信部3は、カプセル型医療装置10によって撮像された画像を受信する。具体的には、受信部3は、複数の受信アンテナ3aを備え、これら複数の受信アンテナ3aの少なくとも一つを介して、カプセル型医療装置10からの無線信号を受信する。受信部3は、このように受信したカプセル型医療装置10からの無線信号に対して復調処理等の所定の通信処理を行い、これによって、この無線信号を画像信号に復調する。なお、この画像信号には、少なくともカプセル型医療装置10によって撮像された画像のデータが含まれる。受信部3は、かかるカプセル型医療装置10からの画像信号を情報取得部4および制御部8に送信する。
The
情報取得部4は、受信部3がカプセル型医療装置10から受信した画像をもとに、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を取得する。具体的には、情報取得部4は、受信部3によって復調された画像信号(すなわちカプセル型医療装置10からの画像信号)を受信部3から取得する。情報取得部4は、この取得した画像信号に対して所定の画像処理を行って、カプセル型医療装置10による画像を生成する。情報取得部4は、この生成したカプセル型医療装置10による画像をもとに、このカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を算出する。この結果、情報取得部4は、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を取得する。情報取得部4は、このように取得した物理情報を制御部8に送信する。
The information acquisition unit 4 acquires physical information related to magnetic guidance of the capsule
なお、かかるカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報は、カプセル型医療装置10を磁気誘導する際にカプセル型医療装置10に印加する誘導用磁界の磁界条件に関係する物理情報であり、例えば、カプセル型医療装置10の密度、重心位置等である。
Note that the physical information related to the magnetic guidance of the capsule
入力部5は、マウスおよびキーボード等の入力デバイスを用いて実現され、ユーザによる入力操作に対応して制御部8に各種情報を入力する。具体的には、入力部5は、制御部8に対して指示する指示情報、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報の算出処理に必要な物理情報等を入力する。なお、かかる入力部5によって入力される物理情報として、例えば、カプセル型医療装置10の体積および質量、カプセル型医療装置10のドーム形状部の曲率半径、カプセル型医療装置10とともに被検体内部に導入される液体の密度等が挙げられる。
The
表示部6は、CRTディスプレイまたは液晶ディスプレイ等の表示デバイスを用いて実現され、制御部8によって表示指示された各種情報を表示する。かかる表示部6は、制御部8の制御に基づいて、入力部5による入力情報、受信部3が受信したカプセル型医療装置10による画像、情報取得部4が取得した物理情報(カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報)、カプセル型医療装置10の磁気誘導状況を示す情報等を適宜表示する。
The
記憶部7は、RAM、EEPROM、フラッシュメモリまたはハードディスク等の書き換え可能に情報を記憶する各種記憶メディアを用いて実現される。記憶部7は、制御部8が記憶指示した各種情報を記憶し、記憶した各種情報の中から制御部8が読み出し指示した情報を制御部8に送信する。具体的には、記憶部7は、制御部8の制御に基づいて、入力部5によって入力された物理情報、カプセル型医療装置10による画像、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報等を適宜記憶または更新する。
The
また、記憶部7は、上述した誘導用磁界の磁界条件を設定するための磁界条件テーブル7aを予め記憶する。図2は、磁界条件テーブルの一具体例を示す模式図である。磁界条件テーブル7aは、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報と誘導用磁界の磁界条件とを対応付けたデータテーブルである。具体的には、図2に示すように、磁界情報テーブル7aは、カプセル型医療装置10の密度ρCPの各密度範囲R1〜Rnと、誘導用磁界の磁界条件としての各出力パターンA1〜Anとを含む。この場合、密度ρCPの各密度範囲R1〜Rnは、誘導用磁界の各出力パターンA1〜Anと各々対応付けられる。なお、この密度ρCPは、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報の一例であり、上述した情報取得部4によって算出される。また、かかる密度ρCPの各密度範囲R1〜Rnと対応付けられた各出力パターンA1〜Anは、カプセル型医療装置10の密度範囲に応じて異なる誘導用磁界の最適条件(最適出力パターン)である。
Further, the
制御部8は、磁気誘導システム1の構成部である磁気誘導部2、受信部3、情報取得部4、入力部5、表示部6、および記憶部7の動作を制御し、且つ、かかる各構成部間における信号の入出力を制御する。具体的には、制御部8は、入力部5によって入力された指示情報に基づいて、上述した受信部3の受信動作、情報取得部4の情報取得動作、表示部6の表示動作、記憶部7の記憶動作等を制御する。この場合、制御部8は、情報取得部4の取得情報(すなわちカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報)または入力部5の入力情報等の各種情報を記憶部7に記憶し、かかる各種情報を表示部6に適宜表示させる。また、制御部8は、画像処理機能を有し、受信部3から取得した画像信号に対して所定の画像処理を行って、カプセル型医療装置10による画像を生成する。制御部8は、このように生成した画像を表示部6に表示させ、且つ記憶部7に記憶する。なお、制御部8は、かかる記憶部7に記憶した各種情報を必要に応じて読み出す。
The control unit 8 controls the operations of the
また、制御部8は、誘導用磁界の磁界条件を設定する磁界条件設定部8aを備える。磁界条件設定部8aは、上述した情報取得部4の取得情報、すなわちカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を情報取得部4から取得し、この取得した物理情報をもとに、誘導用磁界の磁界条件を設定する。この場合、磁界条件設定部8aは、記憶部7に保存された磁界条件テーブル7aの中から、この取得した物理情報に対応する磁界条件を選択し、この選択した磁界条件を誘導用磁界の磁界条件として設定する。制御部8は、この設定した磁界条件に対応する誘導用磁界をカプセル型医療装置10に印加するように磁気誘導部2を制御し、これによって、カプセル型医療装置10の磁気誘導をする。この場合、制御部8は、かかる磁界条件に対応するパターンの電流信号を磁界印加部2aに印加するように電力供給部2bを制御し、この電力供給部2bの制御を通じて磁界印加部2aの誘導用磁界発生動作を制御する。その後、制御部8は、この設定した磁界条件を誘導用磁界の初期条件とし、入力部5によって入力された指示情報に基づいて、磁界印加部2aに印加する電力供給部2bの電流信号を制御し、この電流信号の制御を通じて磁界印加部2aの誘導用磁界発生動作を制御する。これによって、制御部8は、かかる初期条件の誘導用磁界に追従したカプセル型医療装置10の磁気誘導状態から継続して、このカプセル型医療装置10の磁気誘導を制御する。
In addition, the control unit 8 includes a magnetic field
つぎに、磁気誘導対象であるカプセル型医療装置10の構成について説明する。図3は、磁気誘導対象であるカプセル型医療装置の一構成例を示す断面模式図である。図3に示すように、このカプセル型医療装置10は、患者等の被検体の臓器内部に導入し易い大きさに形成された外装であるカプセル型筐体11と、互いに異なる方向の被写体を照明する照明部12,13と、互いに異なる方向の被写体の画像を撮像する撮像部14,15とを備える。また、カプセル型医療装置10は、撮像部14,15によって撮像された各画像を外部に無線送信する無線通信部16と、カプセル型医療装置10の各構成部を制御する制御部17と、カプセル型医療装置10の各構成部に電力を供給する電源部18とを備える。さらに、カプセル型医療装置10は、上述した磁界印加部2aによって印加された誘導用磁界に追従して動作するための磁石19を備える。
Next, the configuration of the capsule
カプセル型筐体11は、患者等の被検体の臓器内部に導入可能な大きさに形成された外装ケースであり、筒状筐体11aの両側開口端をドーム形状筐体11b,11cによって塞いで実現される。ドーム形状筐体11b,11cは、照明部12,13によって発光された可視光等の照明光に対して透明なドーム形状の光学部材である。筒状筐体11aは、可視光に対して略不透明な有色の筐体である。かかる筒状筐体11aおよびドーム形状筐体11b,11cによって形成されるカプセル型筐体11は、図3に示すように、照明部12,13、撮像部14,15、無線通信部16、制御部17、電源部18および磁石19を液密に内包する。
The capsule-
照明部12,13は、LED等の発光素子を用いて実現され、互いに異なる方向の画像を撮像する撮像部14,15の各撮像視野D1,D2を各々照明する。具体的には、照明部12は、撮像部14の撮像視野D1に照明光を照射して、ドーム形状筐体11b越しに撮像部14の被写体を照明する。照明部13は、撮像部15の撮像視野D2に照明光を照射して、ドーム形状筐体11c越しに撮像部15の被写体を照明する。
The illuminating
撮像部14,15は、互いに異なる方向の画像を撮像する。具体的には、撮像部14は、CMOSイメージセンサまたはCCD等の固体撮像素子14aと、固体撮像素子14aの受光面に撮像視野D1の被写体画像を結像するレンズ等の光学系14bとを有する。かかる撮像部14は、照明部12によって照明された撮像視野D1内の被写体の画像を撮像する。一方、撮像部15は、CMOSイメージセンサまたはCCD等の固体撮像素子15aと、固体撮像素子15aの受光面に撮像視野D2の被写体画像を結像するレンズ等の光学系15bとを有する。かかる撮像部15は、照明部13によって照明された撮像視野D2内の被写体の画像を撮像する。
The
なお、カプセル型医療装置10が図3に示すように長軸方向の前方および後方を撮像する2眼タイプのカプセル型医療装置である場合、かかる撮像部14,15の各光軸は、カプセル型筐体11の長手方向の中心軸である長軸CLと略平行あるいは略一致する。また、かかる撮像部14,15の撮像視野D1,D2の各方向は、互いに反対方向である。
When the capsule
無線通信部16は、アンテナ16aを備え、上述した撮像部14,15によって撮像された各画像をアンテナ16aを介して外部に順次無線送信する。具体的には、無線通信部16は、撮像部14または撮像部15が撮像した画像の画像信号を制御部17から取得し、この取得した画像信号に対して変調処理等を行って、この画像信号を変調した無線信号を生成する。無線通信部16は、かかる無線信号をアンテナ16aを介して外部の受信部3(図1参照)に送信する。
The
制御部17は、上述した照明部12,13、撮像部14,15および無線通信部16を制御し、且つかかる各構成部間における信号の入出力を制御する。具体的には、制御部17は、照明部12が照明した撮像視野D1の被写体の画像を撮像部14に撮像させ、照明部13が照明した撮像視野D2の被写体の画像を撮像部15に撮像させる。また、制御部17は、かかる撮像部14,15によって撮像された各画像を時系列に沿って無線通信部16に順次無線送信させる。
The
また、制御部17は、信号処理部17aを有する。信号処理部17aは、撮像部14から撮像視野D1の画像データを取得し、その都度、この画像データに対して所定の信号処理を行って、撮像視野D1の画像データを含む画像信号を生成する。これと同様に、信号処理部17aは、撮像部15から撮像視野D2の画像データを取得し、その都度、この画像データに対して所定の信号処理を行って、撮像視野D2の画像データを含む画像信号を生成する。かかる信号処理部17aによって生成された各画像信号は、上述した無線通信部16に順次送信される。
Further, the
電源部18は、ボタン型電池またはキャパシタ等の蓄電部と、磁気スイッチ等のスイッチ部とを有する。かかる電源部18は、外部から印加される磁界によって電源のオンオフ状態を切り替え、オン状態の場合に蓄電部の電力をカプセル型医療装置10の各構成部(照明部12,13、撮像部14,15、無線通信部16および制御部17)に適宜供給する。また、電源部18は、オフ状態の場合、かかるカプセル型医療装置10の各構成部への電力供給を停止する。
The
磁石19は、外部から印加された磁界によるカプセル型医療装置10の磁気誘導を可能にするためのものである。具体的には、磁石19は、カプセル型筐体11内部の所定位置に配置され、所定の方向(例えばカプセル型筐体11の長軸方向または径方向)の磁界を形成する。かかる磁石19は、カプセル型筐体11の外部からの磁界、すなわち図1に示した磁界印加部2aによって印加された誘導用磁界に追従して動作し、この結果、カプセル型医療装置10を磁気誘導させる。この場合、カプセル型医療装置10は、かかる磁石19の作用によって、姿勢変更動作および変位動作の少なくとも一つを行う。あるいは、カプセル型医療装置10は、かかる磁石19の作用によって、所定の位置に停止した状態を維持する。
The
つぎに、本発明の実施の形態1にかかる磁気誘導システム1の動作について説明する。図4は、本発明の実施の形態1にかかる磁気誘導方法の一例を示すフローチャートである。この実施の形態1にかかる磁気誘導システム1は、図4に示す処理手順に沿ってカプセル型医療装置10の磁気誘導を実行する。
Next, the operation of the
すなわち、図4に示すように、磁気誘導システム1の制御部8は、カプセル型医療装置10を磁気誘導する際の磁界条件の設定指示の有無を判断する(ステップS101)。このステップS101において、制御部8は、磁界条件の設定を指示する指示情報を入力部5によって入力された場合、この指示情報に基づいて磁界条件の設定指示ありと判断し、かかる指示情報を入力されていない場合、磁界条件の設定指示なしと判断する。
That is, as shown in FIG. 4, the control unit 8 of the
制御部8は、ステップS101において磁界条件の設定指示ありと判断した場合(ステップS101,Yes)、磁気誘導対象であるカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を取得する(ステップS102)。このステップS102において、制御部8は、液体内に浮いた状態または沈んだ状態のカプセル型医療装置10が撮像した画像を受信するように受信部3を制御する。また、制御部8は、かかる受信部3が受信したカプセル型医療装置10による画像をもとにカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を算出するように情報取得部4を制御する。情報取得部4は、かかる制御部8の制御に基づいて、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を算出し、この算出した物理情報を制御部8に送信する。このようにして、制御部8は、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を取得する。
When the control unit 8 determines in step S101 that there is an instruction to set the magnetic field condition (step S101, Yes), the control unit 8 acquires physical information related to the magnetic guidance of the capsule
つぎに、制御部8は、ステップS102において取得した物理情報をもとに、カプセル型医療装置10の磁気誘導時の磁界条件を設定する(ステップS103)。このステップS103において、磁界条件設定部8aは、情報取得部4から取得したカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報をもとに、このカプセル型医療装置10の磁気誘導時の磁界条件を設定する。
Next, the control unit 8 sets a magnetic field condition during magnetic induction of the capsule
具体的には、かかる物理情報がカプセル型医療装置10の密度ρCPである場合、磁界条件設定部8aは、記憶部7から磁界条件テーブル7aを読み出し、この磁界条件テーブル7aを参照しつつ、この密度ρCPを有するカプセル型医療装置10に合った磁界条件を設定する。この場合、磁界条件設定部8aは、この密度ρCPが磁界条件テーブル7aにおける密度範囲R1〜Rnのいずれの密度範囲内のものであるかを判断し、この判断した密度範囲に対応付けられた磁界の出力パターン(出力パターンA1〜Anのいずれか)を磁界条件として選択する。例えば、磁界条件設定部8aは、この密度ρCPが密度範囲R1内のものであるかを判断した場合、磁界条件として出力パターンA1を選択し、この密度ρCPが密度範囲Rn内のものであるかを判断した場合、磁界条件として出力パターンAnを選択する。
Specifically, when the physical information is the density ρ CP of the capsule
一方、かかる物理情報がカプセル型医療装置10の重心位置である場合、磁界条件設定部8aは、この重心位置を有するカプセル型医療装置10に合った磁界条件を設定する。この場合、磁界条件設定部8aは、図3に示したカプセル型医療装置10の長軸CLからの重心位置の相対的なずれ量およびずれ方向をもとに、カプセル型医療装置1に対する印加磁界の初期的な磁界方向および磁界強度を設定する。なお、このように設定した初期的な磁界方向および磁界強度をもつ誘導用磁界を印加されたカプセル型医療装置10は、長軸CLから重心位置がずれている場合であっても、液体内において直立姿勢(カプセル型医療装置10の長軸CLと鉛直方向とが略平行となる姿勢)をとる。
On the other hand, when the physical information is the position of the center of gravity of the capsule
上述したようにステップ103においてカプセル型医療装置10の磁気誘導時の磁界条件を設定した後、制御部8は、カプセル型医療装置10の磁気誘導指示の有無を判断する(ステップS104)。このステップS104において、制御部8は、カプセル型医療装置10の磁気誘導を指示する指示情報を入力部5によって入力された場合、この指示情報に基づいて磁気誘導指示ありと判断し、かかる指示情報を入力されていない場合、磁気誘導指示なしと判断する。
As described above, after setting the magnetic field condition at the time of magnetic guidance of the capsule
制御部8は、ステップS104において磁気誘導指示ありと判断した場合(ステップS104,Yes)、磁気誘導対象であるカプセル型医療装置10に対して誘導用磁界を出力するように磁気誘導部2を制御する(ステップS105)。このステップS105において、制御部8は、上述したステップS103において設定した磁界条件(出力パターン、磁界強度、磁界方向等)に対応する誘導用磁界をカプセル型医療装置10に印加するように磁界印加部2aおよび電流供給部2bを制御する。この結果、液体内のカプセル型医療装置10は、かかる誘導用磁界に追従して初期的に磁気誘導された状態になる。続いて、制御部8は、入力部5によって入力された指示情報に基づく誘導用磁界をこの初期的な磁気誘導状態のカプセル型医療装置10に更に印加するように磁界印加部2aおよび電流供給部2bを制御する。これによって、制御部8は、かかるカプセル型医療装置10の初期的な磁気誘導状態から継続して、このカプセル型医療装置10の磁気誘導を制御する。
When determining that there is a magnetic guidance instruction in Step S104 (Yes in Step S104), the control unit 8 controls the
その後、制御部8は、かかるカプセル型医療装置10の磁気誘導制御の処理を終了するか否かを判断する(ステップS106)。このステップS106において、制御部8は、入力部5によって処理終了の指示情報を入力された場合、この指示情報に基づいて処理終了と判断し(ステップS106,Yes)、本処理を終了する。一方、制御部8は、かかる処理終了の指示情報を入力されていない場合、処理終了ではないと判断し(ステップS106,No)、ステップS101に戻り、このステップS101以降の処理手順を繰り返す。
Thereafter, the control unit 8 determines whether or not to terminate the magnetic guidance control process of the capsule medical device 10 (step S106). In step S106, when the instruction information for the end of the process is input by the
なお、制御部8は、上述したステップS101において磁界条件の設定指示なしと判断した場合(ステップS101,No)、ステップS102,S103を実行せずにステップS104に進み、このステップS104以降の処理手順を繰り返す。また、制御部8は、ステップS104において磁気誘導指示なしと判断した場合(ステップS104,No)、ステップS101に戻り、このステップS101以降の処理手順を繰り返す。 If the control unit 8 determines in step S101 described above that there is no instruction to set the magnetic field condition (No in step S101), the control unit 8 proceeds to step S104 without executing steps S102 and S103, and the processing procedure after step S104. repeat. Further, when the control unit 8 determines in step S104 that there is no magnetic guidance instruction (No in step S104), the control unit 8 returns to step S101 and repeats the processing procedure after step S101.
つぎに、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報がカプセル型医療装置10の密度ρCPおよび重心位置GPの少なくとも一つである場合を例示して、上述したステップS102を実行する際の磁気誘導システム1の動作を具体的に説明する。
Next, the case where the physical information related to the magnetic guidance of the capsule
まず、カプセル型医療装置10が鉛直上方に撮像視野を向けて液面に浮揚可能な場合のカプセル型医療装置10の密度ρCPの取得について詳細に説明する。図5は、鉛直上方に撮像視野を向けて液体に浮いた状態のカプセル型医療装置を例示する模式図である。図6は、鉛直上方に撮像視野を向けて液体に浮いた状態のカプセル型医療装置が撮像した画像の一例を示す模式図である。
First, acquisition of the density ρ CP of the capsule
図5に示すように、カプセル型医療装置10が液体100の液面100aに浮いた状態において、このカプセル型医療装置10に作用する重力Mgは、この液体100からカプセル型医療装置10に作用する浮力fとつり合っている。すなわち、重力Mg=浮力fである。ここで、この重力Mgは、カプセル型医療装置10の密度ρCPと体積VCPとの積によって算出される。一方、この浮力fは、この液体100の密度ρLiqとカプセル型医療装置10のうちの液面100a下に沈んだ部分の体積VBとの積によって算出される。したがって、次の式(1)が成立する。
密度ρCP=(体積VB/体積VCP)×密度ρLiq ・・・(1)
As shown in FIG. 5, gravity Mg acting on the capsule
Density ρ CP = (Volume V B / Volume V CP ) × Density ρ Liq (1)
一方、この液体100に浮いた状態のカプセル型医療装置10のうちの液面100a下に沈んだ部分の体積VBは、このカプセル型医療装置10の全体の体積VCPから液面100aからの突出部分10a(図5に示す斜線部分)の体積VAを減算して算出される。すなわち、次の式(2)が成立する。
体積VB=体積VCP−体積VA ・・・(2)
また、かかる突出部分10aの体積VAは、次の式(3)に示される公式によって算出することができる。
体積VA=1/3×π×突出量XA 2×(3×曲率半径r−突出量XA) ・・・(3)
なお、この式(3)において、突出量XAは、図5に示すように、液面100aからドーム形状の突出部分10aの頂点Pまでの高さであり、液面100aからのカプセル型医療装置10の突出量に相当する。一方、曲率半径rは、カプセル型医療装置10の外装のうちのドーム形状を成す両端部(図3に示したドーム形状筐体11b,11c)の曲率半径である。かかる曲率半径rは、カプセル型医療装置10の物理情報の一つとして入力部5によって入力される。
On the other hand, the volume V B of the portion of the capsule
Volume V B = Volume V CP -Volume V A (2)
Further, the volume VA of the protruding
Volume V A = 1/3 × π × projection amount X A 2 × (3 × curvature radius r−projection amount X A ) (3)
In this equation (3), the protruding amount X A is the height from the
一方、かかる液体100に浮いた状態のカプセル型医療装置10は、鉛直上方に撮像視野を向けて、図6に示すような画像101を撮像する。かかるカプセル型医療装置10によって撮像された画像101は、この液体100の液面100aとカプセル型医療装置10の外装との境界部Bを被写体として含む。境界部Bは、図5に示すように液体100に浮いた状態のカプセル型医療装置10が直立姿勢をとる場合、図6に示すように円形になる。なお、かかる画像101内における境界部Bは、液体100が有色のものである場合、より明確に描画される。
On the other hand, the capsule
情報取得部4は、かかるカプセル型医療装置10による画像101の画像信号を受信部3から取得する。そして、情報取得部4は、この取得した画像101をもとに、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報の一例である密度ρCPを算出する。この場合、情報取得部4は、まず、予め設定した1画素相当のスケールに基づいて、この画像101内の境界部Bの半径rAを算出する。つぎに、情報取得部4は、この算出した境界部Bの半径rAとカプセル型医療装置10の曲率半径rとをもとに、液面100aからのカプセル型医療装置10の突出量XAを算出する。具体的には図5に示すように、情報取得部4は、境界部Bの半径rAと曲率半径rとを用い、三平方の定理に基づいて曲率半径rと突出量XAとの差(r−XA)を算出し、曲率半径rから差(r−XA)を減算して突出量XAを算出する。情報取得部4は、このように算出した突出量XAと入力部5によって予め入力されたカプセル型医療装置10の体積VCPと液体100の密度ρLIQとを用い、上述した式(1)〜(3)に基づいて、カプセル型医療装置10の密度ρCPを算出する。情報取得部4は、このようにして算出したカプセル型医療装置10の密度ρCPを、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報として取得する。
The information acquisition unit 4 acquires the image signal of the
なお、情報取得部4は、このようなカプセル型医療装置10の密度算出方法を採用することによって、被検体の臓器内部にカプセル型医療装置10が導入される前または導入された後のいずれの場合であっても、かかるカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報である密度ρCPを取得することができる。
Note that the information acquisition unit 4 employs such a density calculation method of the capsule
具体的には、カプセル型医療装置10が被検体の臓器内部に導入される前にカプセル型医療装置10の密度ρCPを取得する場合、所定の容器内にカプセル型医療装置10および適量の液体100を導入し、この容器内の液体100の液面100aにカプセル型医療装置10が浮いた状態にする。この状態において、受信部3は、この容器内の液体100に浮いた状態のカプセル型医療装置10が撮像した画像101を受信する。情報取得部4は、この受信部3が受信した画像101をもとに、上述したようにカプセル型医療装置10の密度ρCPを算出する。その後、かかる液体100およびカプセル型医療装置10は、被検体の臓器内部に導入される。
Specifically, when the density ρ CP of the capsule
なお、かかるカプセル型医療装置10の密度算出方法において、この容器は、カプセル型医療装置10の外径寸法に比して大きい内径寸法を有し、且つカプセル型医療装置10の長軸方向の長さに比して大きい深さを有する中空の容器である。また、液体100は、カプセル型医療装置10に比して大きい密度の液体であり、例えば、被検体の臓器内部においてカプセル型医療装置10を浮遊させる水または生理食塩水等の人体に無害な液体である。
In the density calculation method of the capsule
一方、カプセル型医療装置10が被検体の臓器内部に導入された後にカプセル型医療装置10の密度ρCPを取得する場合、経口摂取等によって被検体の臓器内部にカプセル型医療装置10および適量の液体100を導入し、この被検体の臓器内部においてカプセル型医療装置10が液体100の液面100aに浮いた状態にする。この状態において、受信部3は、この臓器内部の液体100に浮いた状態のカプセル型医療装置10が撮像した画像101を受信する。情報取得部4は、この受信部3が受信した画像101をもとに、上述したようにカプセル型医療装置10の密度ρCPを算出する。
On the other hand, when the density ρ CP of the capsule
つぎに、カプセル型医療装置10が鉛直下方に撮像視野を向けて液面に浮揚可能な場合のカプセル型医療装置10の密度ρCPの取得について詳細に説明する。図7は、カプセル型医療装置を液面に浮かべるための容器の一例を示す模式図である。図8は、カプセル型医療装置が鉛直下方に撮像視野を向けて容器内の液体に浮いた状態を示す模式図である。図9は、鉛直下方に撮像視野を向けて液体に浮いた状態のカプセル型医療装置が撮像した画像の一例を示す模式図である。
Next, acquisition of the density ρ CP of the capsule
図7に示すように、容器110は、例えば円筒形状の中空容器であり、カプセル型医療装置10の外径寸法に比して大きい内径寸法を有し、且つカプセル型医療装置10の長軸方向の長さに比して大きい深さを有する。また、この容器110の底部には、指標111が設けられる。指標111は、図7に示すように複数の同心円を組み合わせたものである。なお、指標111を構成する同心円の数量は、複数であればよく、特に3つに限定されない。
As shown in FIG. 7, the
かかる容器110の内部には、カプセル型医療装置10および適量の液体100が導入される。この場合、容器110内のカプセル型医療装置10は、図8に示すように、鉛直下方に撮像視野を向けて液体100の液面に浮いた状態になる。なお、この容器110への液体100の導入量は、液面にカプセル型医療装置10を浮揚させた状態の液体100の液位(容器110の底面から液体100の液面までの距離)が一定になるように調整される。
The capsule
このように液体100に浮いた状態のカプセル型医療装置10は、撮像視野内に容器110の底面を捉えて、図9に示すような画像102を撮像する。かかるカプセル型医療装置10によって撮像された画像102は、この容器110の底面に設けられた指標111を被写体として含む。なお、かかる画像102内における指標111は、液体100が無色透明である場合、より明確に描画される。
The capsule
受信部3は、かかる容器110内の液体100に浮いた状態のカプセル型医療装置10が撮像した画像102の画像信号を受信する。情報取得部4は、かかるカプセル型医療装置10による画像102の画像信号を受信部3から取得し、この取得した画像102をもとに、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報の一例である密度ρCPを算出する。この場合、情報取得部4は、かかる画像102における指標111の撮像状態をもとに密度ρCPを算出する。
The receiving
ここで、かかる液体100内におけるカプセル型医療装置10の浮揚位置は、カプセル型医療装置10の密度ρCPに応じて上下する。このため、かかるカプセル型医療装置10の撮像視野内に捉えられる指標111の範囲(以下、指標111の撮像可能範囲という)は、カプセル型医療装置10の画角が一定の場合、カプセル型医療装置10の浮揚位置、すなわちカプセル型医療装置10の密度ρCPに応じて変化する。具体的には、かかる指標111の撮像可能範囲は、カプセル型医療装置10の密度ρCPの増加に伴って減少し、カプセル型医療装置10の密度ρCPの減少に伴って増加する。カプセル型医療装置10による画像102における指標111の撮像状態は、かかる指標111の撮像可能範囲の変化に伴って変化する。
Here, the floating position of the capsule
情報取得部4は、かかるカプセル型医療装置10による画像102における指標111の撮像状態、例えば、画像102内に含まれる指標111の同心円数量または同心円サイズをもとに、カプセル型医療装置10の密度ρCPを算出する。情報取得部4は、このようなカプセル型医療装置10の密度算出方法を採用することによって、被検体の臓器内部にカプセル型医療装置10が導入される前に、かかるカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報である密度ρCPを取得することができる。
The information acquisition unit 4 determines the density of the capsule
なお、カプセル型医療装置10が液体100の液面下に沈む場合、情報取得部4は、入力部5によって入力された物理情報をもとに、このカプセル型医療装置10の密度ρCPを算出する。具体的には、入力部5は、気中におけるカプセル型医療装置10の質量W1と、液体100中におけるカプセル型医療装置10の質量W2と、液体100の密度ρLIQとを制御部8に入力する。制御部8は、かかる入力部5によって入力された各物理情報を情報取得部4に送信して、カプセル型医療装置10の密度ρCPを算出するように情報取得部4を制御する。情報取得部4は、かかる物理情報を制御部8から取得し、制御部8の制御に基づいてカプセル型医療装置10の密度ρCPを算出する。この場合、情報取得部4は、取得したカプセル型医療装置10の質量W1,W2と液体100の密度ρLIQとをもとに、下式(4)に基づいて、カプセル型医療装置10の密度ρCPを算出する。
密度ρCP=密度ρLIQ×質量W1/(質量W1−質量W2) ・・・(4)
When the capsule
Density ρ CP = density ρ LIQ × mass W1 / (mass W1−mass W2) (4)
情報取得部4は、この式(4)に基づくカプセル型医療装置10の密度算出方法を採用することによって、被検体の臓器内部にカプセル型医療装置10が導入される前に、かかるカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報である密度ρCPを取得することができる。
The information acquisition unit 4 employs the density calculation method of the capsule
つぎに、カプセル型医療装置10が鉛直上方に撮像視野を向けて液面に浮揚可能な場合のカプセル型医療装置10の重心位置GPの取得について詳細に説明する。図10は、傾斜姿勢をとりつつ液体に浮いた状態のカプセル型医療装置を例示する模式図である。図11は、傾斜姿勢をとりつつ液体に浮いた状態のカプセル型医療装置が撮像した画像の一例を示す模式図である。
Next, acquisition of the center-of-gravity position GP of the capsule
液体100に浮揚可能なカプセル型医療装置10において、その重心位置GPが長軸CLから径方向に外れている場合、かかる重心状態のカプセル型医療装置10は、図10に示すように、液体100の液面100aに浮いた状態で傾斜姿勢をとる。なお、ここでいうカプセル型医療装置10の傾斜姿勢は、カプセル型医療装置10の長軸CLが鉛直方向に対して傾斜した状態となる姿勢である。
In the capsule
このように液体100内において傾斜姿勢をとりつつ浮いた状態のカプセル型医療装置10は、例えば鉛直上方側に撮像視野を向けて、図11に示すような画像101を撮像する。かかる傾斜姿勢のカプセル型医療装置10によって撮像された画像101は、この液体100の液面100aとカプセル型医療装置10の外装との境界部Bを被写体として含む。この場合、かかる画像101内の境界部Bの中心C2は、図11に示すように、画像101の中心C1から外れる。なお、かかる画像101の中心C1に対する相対的な境界部Bの中心C2のずれ量は、鉛直上方に対するカプセル型医療装置10の傾斜量に対応して変化する。また、かかる画像101の中心C1に対する相対的な境界部Bの中心C2のずれ方向は、鉛直上方に対するカプセル型医療装置10の傾斜方向に対応して変化する。
In this way, the capsule
ここで、受信部3は、かかる傾斜姿勢のカプセル型医療装置10が撮像した画像101の画像信号を受信する。情報取得部4は、かかる傾斜姿勢のカプセル型医療装置10による画像101の画像信号を受信部3から取得し、この取得した画像101をもとに、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報の一例である重心位置GPを取得する。この場合、情報取得部4は、かかる画像101の中心C1と境界部Bの中心C2とを結ぶずれベクトルE(図11参照)を算出する。なお、ずれベクトルEは、かかる画像101の中心C1に対する相対的な境界部Bの中心C2のずれ量およびずれ方向を示すベクトルである。情報取得部4は、このカプセル型医療装置10の長軸CLからの重心位置GPの相対的なずれ量およびずれ方向を示す情報として、かかるずれベクトルEのベクトル成分情報を制御部8に送信する。
Here, the receiving
なお、情報取得部4は、このようなカプセル型医療装置10の重心位置算出方法を採用することによって、被検体の臓器内部にカプセル型医療装置10が導入される前または導入された後のいずれの場合であっても、かかるカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報である重心位置GPを取得することができる。
Note that the information acquisition unit 4 employs such a center-of-gravity position calculation method of the capsule
具体的には、カプセル型医療装置10が被検体の臓器内部に導入される前にカプセル型医療装置10の重心位置GPを取得する場合、所定の容器内にカプセル型医療装置10および適量の液体100を導入し、この容器内の液体100の液面100aにカプセル型医療装置10が浮いた状態にする。この状態において、受信部3は、この容器内の液体100に浮いた状態のカプセル型医療装置10が撮像した画像101を受信する。情報取得部4は、この受信部3が受信した画像101をもとに、上述したように境界部BのずれベクトルEを算出する。その後、かかる液体100およびカプセル型医療装置10は、被検体の臓器内部に導入される。
Specifically, when acquiring the center of gravity position GP of the capsule
なお、かかるカプセル型医療装置10の重心位置算出方法において、この容器は、上述したカプセル型医療装置10の密度算出方法の場合と同様に、カプセル型医療装置10の外径寸法に比して大きい内径寸法を有し、且つカプセル型医療装置10の長軸方向の長さに比して大きい深さを有する中空の容器である。
In the center of gravity calculation method of the capsule
一方、カプセル型医療装置10が被検体の臓器内部に導入された後にカプセル型医療装置10の重心位置GPを取得する場合、経口摂取等によって被検体の臓器内部にカプセル型医療装置10および適量の液体100を導入し、この被検体の臓器内部においてカプセル型医療装置10が液体100の液面100aに浮いた状態にする。この状態において、受信部3は、この臓器内部の液体100に浮いた状態のカプセル型医療装置10が撮像した画像101を受信する。情報取得部4は、この受信部3が受信した画像101をもとに、上述したように境界部BのずれベクトルEを算出する。
On the other hand, when the center of gravity position GP of the capsule
なお、かかる傾斜姿勢のカプセル型医療装置10が鉛直下方側に撮像視野を向ける場合、受信部3は、上述した容器110内の液体100に浮いた状態のカプセル型医療装置10が撮像した画像102を受信する。この場合、情報取得部4は、上述した境界部BのずれベクトルEの代わりに、この画像102内の指標111のずれベクトル(画像102の中心に対する相対的な指標111の中心のずれ量およびずれ方向を示すベクトル)を算出する。情報取得部4は、この算出したずれベクトルのベクトル成分情報を、このカプセル型医療装置10の長軸CLからの重心位置GPの相対的なずれ量およびずれ方向を示す情報として制御部8に送信すればよい。
Note that, when the capsule
また、上述した情報取得部4は、上述した密度算出方法および重心位置算出方法を組み合わせることによって、カプセル型医療装置10による画像101または画像102をもとに、このカプセル型医療装置10の密度ρCPおよび重心位置GP(具体的には、ずれベクトルのベクトル成分情報)をともに算出することができる。かかる情報取得部4は、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報として、カプセル型医療装置10の密度ρCPおよび重心位置GPをともに制御部8に送信することができる。
In addition, the information acquisition unit 4 described above combines the density calculation method and the gravity center position calculation method described above to obtain the density ρ of the capsule
つぎに、上述した磁界条件設定部8aによって設定された磁界条件に基づくカプセル型医療装置10の磁気誘導について具体的に説明する。図12は、被検体内部に導入されたカプセル型医療装置を磁気誘導する状態を例示する模式図である。図12に示すように、被検体120の臓器内部に導入されたカプセル型医療装置10は、この臓器内部に導入された液体100内において浮遊する。この場合、カプセル型医療装置10は、例えば、鉛直上方側に撮像部14の撮像視野を向けるとともに鉛直下方側に撮像部15の撮像視野を向け、かかる撮像部14,15によって被検体120の体内画像を順次撮像する。
Next, the magnetic guidance of the capsule
磁界条件設定部8aは、上述したように情報取得部4が取得したカプセル型医療装置10の密度ρCPおよび重心位置GPをもとに、このカプセル型医療装置10に印加すべき誘導用磁界の磁界条件を設定する。制御部8は、この設定した磁界条件(磁界強度、磁界方向、磁気勾配等)の誘導用磁界を被検体120内部のカプセル型医療装置10に印加するように磁界印加部2aおよび電力供給部2bを制御する。磁界印加部2aは、かかる制御部8の制御に基づいて、この磁界条件に対応する誘導用磁界を被検体120内部のカプセル型医療装置10に印加する。
The magnetic field
具体的には、磁界印加部2aは、図12に示すように、被検体120内部のカプセル型医療装置10の磁石19に対してキャンセル磁界Hを印加する。ここで、かかるキャンセル磁界Hは、上述した磁界条件設定部8aが設定した磁界条件に対応する誘導用磁界の一例であり、図12に示すように、液体100内のカプセル型医療装置10に作用する重力と浮力との差を打ち消す方向に勾配する磁力PW(磁気引力または磁気斥力)の磁界である。なお、図12において、かかるキャンセル磁界Hは、カプセル型医療装置10に作用する浮力の不足を補う鉛直方向の磁気勾配を形成する磁界である。磁界条件設定部8aは、このカプセル型医療装置10の密度ρCPをもとに、かかるキャンセル磁界Hの磁気勾配の大きさを設定する。
Specifically, as shown in FIG. 12, the magnetic
磁界印加部2aは、入力部5によって磁気誘導の指示情報が入力されていない状態において、この被検体120内部のカプセル型医療装置10にキャンセル磁界Hを印加し、これによって、このカプセル型医療装置10に作用する重力と浮力との差を削除した状態にする。この結果、被検体120内部のカプセル型医療装置10は、液体100内において重力および浮力に対して自由な状態になる。また、磁界印加部2aは、入力部5によって磁気誘導の指示情報が入力された状態において、この被検体120内部のカプセル型医療装置10にキャンセル磁界Hを印加し、さらに、この指示情報に基づく誘導用磁界をこのカプセル型医療装置10に印加する。この結果、磁界印加部2aは、この被検体120内部のカプセル型医療装置10を、重力および浮力に対して自由な状態から継続して磁気誘導することができる。このように磁気誘導されるカプセル型医療装置10は、誘導用磁界に追従して液体100内を緩やかに移動することができる。この結果、ユーザは、入力部5の入力操作によって、かかるカプセル型医療装置10の磁気誘導を一層容易に操作することができる。
The magnetic
以上、説明したように、本発明の実施の形態1にかかる磁気誘導システムおよび磁気誘導方法は、液体内のカプセル型医療装置が撮像した画像をもとに、このカプセル型医療装置の磁気誘導に関する物理情報を取得し、この取得した物理情報に合った磁界条件を設定し、この設定した磁界条件に対応する誘導用磁界を液体内のカプセル型医療装置に印加して、このカプセル型医療装置を磁気誘導するように構成した。このため、カプセル型医療装置の密度または重心位置等の物理情報に応じて最適な磁界条件を設定でき、この設定した最適な磁界条件に対応して誘導用磁界の出力制御を行い、これによって、カプセル型医療装置の磁気誘導を制御できる。この結果、カプセル型医療装置に最適な条件の磁界を印加して被検体内部のカプセル型医療装置を高精度に磁気誘導することができる。 As described above, the magnetic guidance system and the magnetic guidance method according to the first exemplary embodiment of the present invention relate to the magnetic guidance of the capsule medical device based on the image captured by the capsule medical device in the liquid. The physical information is acquired, a magnetic field condition matching the acquired physical information is set, a guidance magnetic field corresponding to the set magnetic field condition is applied to the capsule medical device in the liquid, and the capsule medical device is It was configured to be magnetically induced. For this reason, the optimum magnetic field condition can be set according to the physical information such as the density or the center of gravity position of the capsule medical device, and the guidance magnetic field output control is performed in accordance with the set optimum magnetic field condition. The magnetic guidance of the capsule medical device can be controlled. As a result, it is possible to magnetically guide the capsule medical device inside the subject with high accuracy by applying a magnetic field under optimum conditions to the capsule medical device.
(実施の形態2)
つぎに、本発明の実施の形態2について説明する。上述した実施の形態1では、液体内のカプセル型医療装置10が撮像した画像をもとに、このカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報(密度ρCP、重心位置GP等)を取得していたが、この実施の形態2では、液体100内のカプセル型医療装置10が浮き始めまたは沈み始めのタイミングにおける液体100の温度をもとにカプセル型医療装置10の密度ρCPを取得している。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment described above, physical information (density ρ CP , center of gravity position GP, etc.) regarding magnetic induction of the capsule
図13は、本発明の実施の形態2にかかる磁気誘導システムの一構成例を模式的に示すブロック図である。図13に示すように、この実施の形態2にかかる磁気誘導システム21は、上述した実施の形態1にかかる磁気誘導システム1の情報取得部4に代えて情報取得部24を備え、制御部8に代えて制御部28を備える。また、磁気誘導システム21は、カプセル型医療装置10および液体100を導入する容器25と、この容器25内の液体100の温度を調節する液温調節部22と、この液温調節部22によって調節された液体100の温度を測定する温度測定部23とをさらに備える。その他の構成は実施の形態1と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
FIG. 13 is a block diagram schematically illustrating a configuration example of the magnetic guidance system according to the second exemplary embodiment of the present invention. As illustrated in FIG. 13, the magnetic guidance system 21 according to the second embodiment includes an
容器25は、液体100内にカプセル型医療装置10を浮揚または沈下させるためのものである。具体的には、容器25は、カプセル型医療装置10の外径寸法に比して大きい内径寸法を有し、且つカプセル型医療装置10の長軸方向の長さに比して大きい深さを有する。かかる容器25の内部には、上述したカプセル型医療装置10および適量の液体100が導入される。
The
液温調節部22は、加熱装置および冷却装置の少なくとも一つを用いて実現され、容器25に配置される。液温調節部22は、制御部28の制御に基づいて、容器25内の液体100を加熱または冷却し、これによって、この液体100の温度を調節する。
The liquid
液温測定部23は、温度センサ等を用いて実現され、容器25に配置される。液温測定部23は、制御部28の制御に基づいて、容器25内の液体100の温度を測定し、この液体100の温度測定値を情報取得部24に送信する。
The liquid
情報取得部24は、液体100内のカプセル型医療装置10が浮き始めたタイミングまたは沈み始めたタイミングにおける液体100の温度をもとに、このカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報の一つである密度ρCPを測定する。具体的には、情報取得部24は、制御部28の制御に基づいて、この液体100内のカプセル型医療装置10による画像を受信部3から順次取得し、且つ、この液体100の温度測定値を液温測定部23から順次取得する。情報取得部24は、かかるカプセル型医療装置10による各画像をもとに、液体100内におけるカプセル型医療装置10の浮き始めまたは沈み始めのタイミングを判断する。続いて、情報取得部24は、このカプセル型医療装置10の浮き始めまたは沈み始めのタイミングに温度測定部23が測定した液体100の温度測定値をもとに、このカプセル型医療装置10の密度ρCPを測定する。ここで、液体100内のカプセル型医療装置10が液体100の温度変化に伴って浮き始めるタイミングまたは沈み始めるタイミングにおいて、このカプセル型医療装置10の密度ρCPは、液体100の密度ρLiqと略同値になる。このことに基づいて、情報取得部24は、かかるタイミングにおける液体100の温度測定値を、液体100の密度ρLiqと略同値であるカプセル型医療装置10の密度ρCPに換算し、これによって密度ρCPを取得する。なお、情報取得部24は、かかるカプセル型医療装置10の密度測定機能以外、上述した実施の形態1にかかる磁気誘導システム1の情報取得部4と同様の機能を有する。
The
制御部28は、入力部5によって入力された指示情報に基づいて、上述した液温調節部22、液温測定部23、および情報取得部24の各動作を制御し、且つ、かかる液温測定部23および情報取得部24との間における信号の入出力を制御する。この場合、制御部28は、容器25内の液体100の温度を加熱処理または冷却処理によって調節するように液温調節部22を制御する。また、制御部28は、この液温調節部22によって調節された液体100の温度を測定して液体100の温度測定値を情報取得部24に順次送信するように液温測定部23を制御する。さらに、制御部28は、上述したようにカプセル型医療装置10による各画像と温度測定部23による液体100の温度測定結果とを用いてカプセル型医療装置10の密度ρCPを測定するように情報取得部24を制御する。制御部28は、かかる情報取得部24から密度ρCP等のカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を取得する。なお、制御部28は、かかる液温調節部22、液温測定部23、および情報取得部24の制御機能以外、上述した実施の形態1にかかる磁気誘導システム1の制御部8と同様の機能を有する。
The
つぎに、本発明の実施の形態2にかかる磁気誘導システム21の動作について説明する。この実施の形態2にかかる磁気誘導システム21は、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報の一つである密度ρCPを取得する際の動作以外、実施の形態1にかかる磁気誘導システム1と同様に動作する。すなわち、この磁気誘導システム21の制御部28は、図4に示したステップS101〜S106と略同様の処理手順を実行する。この場合、制御部28は、ステップS102において実施の形態1における制御部8と異なる手法によって、カプセル型医療装置10の密度ρCPを取得する。
Next, the operation of the magnetic guidance system 21 according to the second embodiment of the present invention will be described. The magnetic guiding system 21 according to the second embodiment is the same as the
具体的には、上述したステップS102において、制御部28は、液体100内のカプセル型医療装置10が撮像した画像を受信するように受信部3を制御する。また、制御部28は、このカプセル型医療装置10が導入された液体100の温度を変化させるように温度調節部22を制御する。その際、制御部28は、このカプセル型医療装置10が液体100内に浮いた状態で安定している場合、この液体100の温度を加熱処理によって徐々に上昇させるように温度調節部22を制御する。一方、制御部28は、このカプセル型医療装置10が液体100内に沈んだ状態で安定している場合、この液体100の温度を冷却処理によって徐々に降下させるように温度調節部22を制御する。また、制御部28は、かかる温度調節部22によって調節された液体100の温度を順次測定して液体100の温度測定値を情報取得部24に順次送信するように液温測定部23を制御する。
Specifically, in step S102 described above, the
また、制御部28は、かかる受信部3が受信したカプセル型医療装置10による各画像と液温測定部23による液体100の温度測定値とを適宜用いて、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を取得するように情報取得部24を制御する。情報取得部24は、かかる制御部28の制御に基づいて、密度ρCP等のカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を取得し、この取得した物理情報を制御部28に送信する。
In addition, the
詳細には、情報取得部24は、受信部3からカプセル型医療装置10による各画像を順次取得し、これら各画像間における動きベクトルを算出する。情報取得部24は、この算出した各画像間の動きベクトルをもとに、液体100内のカプセル型医療装置10の浮き始めまたは沈み始めのタイミングを判断する。また、情報取得部24は、各温度における液体100の密度換算データを示すデータテーブルを予め有し、この浮き始めまたは沈み始めのタイミングにおいて温度測定部23から取得した液体100の温度測定値とこのデータテーブルとをもとに、カプセル型医療装置10の密度ρCPを測定する。
Specifically, the
ここで、液体100内のカプセル型医療装置10が浮いた状態で安定している場合、この浮揚状態のカプセル型医療装置10は、この液体100の温度上昇に起因する液体100の密度ρLiqの減少に伴って沈み始める。かかるカプセル型医療装置10の沈み始めのタイミングにおいて、このカプセル型医療装置10の密度ρCPは、液体100の密度ρLiqと略同値になる。一方、液体100内のカプセル型医療装置10が沈んだ状態で安定している場合、この沈下状態のカプセル型医療装置10は、この液体100の温度降下に起因する液体100の密度ρLiqの増加に伴って浮き始める。かかるカプセル型医療装置10の浮き始めのタイミングにおいて、このカプセル型医療装置10の密度ρCPは、液体100の密度ρLiqと略同値になる。
Here, when the capsule
情報取得部24は、このような液体100の密度ρLiqとカプセル型医療装置10の密度ρCPとの関係に基づき、上述した液体100の密度換算のデータテーブルを用いて、カプセル型医療装置10の浮き始めまたは沈み始めのタイミングにおける液体100の温度測定値を、液体100の密度ρLiqと略同値であるカプセル型医療装置10の密度ρCPに換算する。この結果、情報取得部24は、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報の一つである密度ρCPを取得する。なお、カプセル型医療装置10の重心位置GP等のカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する他の物理情報については、情報取得部24は、上述した実施の形態1における情報取得部4と同様に取得する。
Based on the relationship between the density ρ Liq of the liquid 100 and the density ρ CP of the capsule
なお、この実施の形態2において、液体100に浮揚するカプセル型医療装置10の密度ρCPを測定する場合、この液体100にシート状部材を浮かべて、この浮揚状態のカプセル型医療装置10に作用する表面張力を排除してもよい。図14は、容器内の液面にシート状部材を設けた状態を例示する模式図である。図14に示すように、シート状部材26は、容器25内の液体100の液面100aに配置される。かかるシート状部材26は、この液面100aに浮いた状態になり、この液体100内のカプセル型医療装置10が液面100aの上方に突出することを防止する。これによって、シート状部材26は、かかるカプセル型医療装置10に対する表面張力の影響を排除できる。すなわち、液体100内のカプセル型医療装置10は、液面100aにおける表面張力の影響を受けずに、液体100の温度上昇に起因する密度ρLiqの減少に伴って沈み始めることができる。この結果、温度測定部23は、カプセル型医療装置10の密度ρCPと液体100の密度ρLiqとが略同値となる際の液体100の温度を正確に測定することができる。情報取得部24は、かかる正確な液体100の温度測定値を用いることによって、カプセル型医療装置10の密度ρCPを高精度に測定することができる。
In the second embodiment, when the density ρ CP of the capsule
以上、説明したように、本発明の実施の形態2にかかる磁気誘導システムおよび磁気誘導方法は、カプセル型医療装置が導入された液体の温度を調節してこの液体の密度を変化させ、これによって、この液体内のカプセル型医療装置を浮揚または沈下させ、この液体内におけるカプセル型医療装置の浮き始めまたは沈み始めのタイミングに、この液体の温度を測定し、この測定した液体の温度をもとに、このカプセル型医療装置の密度を測定するようにし、その他を実施の形態1と同様に構成した。このため、上述した実施の形態1の場合と同様の作用効果を享受するとともに、高精度にカプセル型医療装置の密度を測定でき、かかる高精度なカプセル型医療装置の密度をもとに磁界条件を設定して、より高精度にカプセル型医療装置を磁気誘導することができる。
As described above, the magnetic guidance system and the magnetic guidance method according to the second exemplary embodiment of the present invention adjust the temperature of the liquid into which the capsule medical device is introduced to change the density of the liquid, thereby The capsule medical device is floated or submerged in the liquid, and the temperature of the liquid is measured at the timing when the capsule medical device starts to float or sink in the liquid. Based on the measured temperature of the liquid, In addition, the density of the capsule medical device was measured, and the others were configured in the same manner as in the first embodiment. For this reason, while enjoying the effect similar to the case of
(実施の形態3)
つぎに、本発明の実施の形態3について説明する。上述した実施の形態1では、液体内のカプセル型医療装置10が撮像した画像をもとに、このカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報(密度ρCP、重心位置GP等)を取得していたが、この実施の形態3では、液体100内のカプセル型医療装置10に傾斜磁界を印加し、この液体100内のカプセル型医療装置10が浮き始めた際または沈み始めた際に印加していた傾斜磁界の磁力をもとに、カプセル型医療装置10の密度ρCPを取得している。
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment described above, physical information (density ρ CP , center of gravity position GP, etc.) regarding magnetic induction of the capsule
図15は、本発明の実施の形態3にかかる磁気誘導システムの一構成例を模式的に示すブロック図である。図15に示すように、この実施の形態3にかかる磁気誘導システム31は、上述した実施の形態1にかかる磁気誘導システム1の情報取得部4に代えて情報取得部34を備え、制御部8に代えて制御部38を備える。また、磁気誘導システム31は、液体100内のカプセル型医療装置10に印加された傾斜磁界を検出する磁界検出部32をさらに備える。なお、この実施の形態3において、カプセル型医療装置10および液体100は、上述した実施の形態2の場合と同様に容器25内に導入される。その他の構成は実施の形態1と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
FIG. 15 is a block diagram schematically illustrating a configuration example of the magnetic guidance system according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 15, the
磁界検出部32は、複数の検出コイル等を用いて実現され、液体100内のカプセル型医療装置10に印加された傾斜磁界の磁気勾配を検出する。磁界検出部32は、この検出した傾斜磁界の磁気勾配を情報取得部34に送信する。なお、かかる磁界検出部32によって検出される傾斜磁界は、上述した磁界印加部2aによって液体100内のカプセル型医療装置10に印加される。磁界印加部2aは、制御部38の制御に基づいて、磁気勾配を徐々に変化させつつ液体100内のカプセル型医療装置10に傾斜磁界を印加する。
The magnetic
情報取得部34は、液体100内のカプセル型医療装置10が磁界印加部2aによる傾斜磁界に追従して浮き始めたタイミングまたは沈み始めたタイミングにおけるこの傾斜磁界の磁気勾配をもとに、このカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報の一つである密度ρCPを取得する。具体的には、情報取得部34は、制御部38の制御に基づいて、この液体100内のカプセル型医療装置10による画像を受信部3から順次取得し、且つ、このカプセル型医療装置10に印加された傾斜磁界の磁気勾配を磁界検出部32から順次取得する。情報取得部34は、かかるカプセル型医療装置10による各画像をもとに、液体100内におけるカプセル型医療装置10の浮き始めまたは沈み始めのタイミングを判断する。情報取得部34は、このカプセル型医療装置10の浮き始めまたは沈み始めのタイミングに磁界検出部32が検出した傾斜磁界の磁気勾配を取得し、この取得した磁気勾配をこのタイミングにおける傾斜磁界の磁力に換算する。情報取得部34は、入力部5によって予め入力されたカプセル型医療装置10の質量W1および液体100の密度ρLiqとこの傾斜磁界の磁力とを用いて、このカプセル型医療装置10の密度ρCPを算出する。なお、情報取得部34は、かかるカプセル型医療装置10の密度測定機能以外、上述した実施の形態1にかかる磁気誘導システム1の情報取得部4と同様の機能を有する。
The
制御部38は、上述した情報取得部4に代えて情報取得部34を制御する。この場合、制御部38は、上述したようにカプセル型医療装置10による各画像と磁界検出部32による傾斜磁界の磁気勾配検出結果とを用いてカプセル型医療装置10の密度ρCPを算出するように情報取得部34を制御する。制御部38は、かかる情報取得部34から密度ρCP等のカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を取得する。また、制御部38は、入力部5によって入力された指示情報に基づいて、電力供給部2bを制御し、この電力供給部2bの制御を通じて磁界印加部2aの傾斜磁界発生動作を制御する。この場合、制御部38は、徐々に磁気勾配を変化させつつ液体100内のカプセル型医療装置10に傾斜磁界を印加するように磁界印加部2aを制御する。なお、制御部38は、かかる磁界印加部2aおよび情報取得部34の制御機能以外、上述した実施の形態1にかかる磁気誘導システム1の制御部8と同様の機能を有する。
The
つぎに、本発明の実施の形態3にかかる磁気誘導システム31の動作について説明する。この実施の形態3にかかる磁気誘導システム31は、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報の一つである密度ρCPを取得する際の動作以外、実施の形態1にかかる磁気誘導システム1と同様に動作する。すなわち、この磁気誘導システム31の制御部38は、図4に示したステップS101〜S106と略同様の処理手順を実行する。この場合、制御部38は、ステップS102において実施の形態1における制御部8と異なる手法によって、カプセル型医療装置10の密度ρCPを取得する。
Next, the operation of the
具体的には、上述したステップS102において、制御部38は、液体100内のカプセル型医療装置10が撮像した画像を受信するように受信部3を制御する。また、制御部38は、この液体100内のカプセル型医療装置10に対して、磁気勾配を変化させつつ傾斜磁界を印加するように磁界印加部2aを制御する。その際、制御部38は、このカプセル型医療装置10が液体100内に浮いた状態で安定している場合、この浮揚状態のカプセル型医療装置10を徐々に沈下させるように磁界印加部2aによる傾斜磁界の磁気勾配の変化を制御する。一方、制御部38は、このカプセル型医療装置10が液体100内に沈んだ状態で安定している場合、この沈下状態のカプセル型医療装置10を徐々に浮揚させるように磁界印加部2aによる傾斜磁界の磁気勾配の変化を制御する。
Specifically, in step S102 described above, the
また、制御部38は、かかる受信部3が受信したカプセル型医療装置10による各画像と磁界検出部32による傾斜磁界の磁気勾配検出結果とを適宜用いて、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を取得するように情報取得部34を制御する。情報取得部34は、かかる制御部38の制御に基づいて、密度ρCP等のカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を取得し、この取得した物理情報を制御部38に送信する。
Further, the
詳細には、情報取得部34は、受信部3からカプセル型医療装置10による各画像を順次取得し、これら各画像間における動きベクトルを算出する。情報取得部34は、この算出した各画像間の動きベクトルをもとに、液体100内のカプセル型医療装置10の浮き始めまたは沈み始めのタイミングを判断する。
Specifically, the
また、情報取得部34は、このカプセル型医療装置10の浮き始めまたは沈み始めのタイミングに磁界検出部32が検出した傾斜磁界の磁気勾配を取得し、この取得した磁気勾配をこの傾斜磁界の磁力(磁気引力または磁気斥力)に換算する。情報取得部34は、この換算処理によって得られた傾斜磁界の磁力と気中におけるカプセル型医療装置10の質量W1とをもとに、液体100内のカプセル型医療装置10に作用する浮力fを算出する。情報取得部34は、この算出した浮力fを液体100の密度ρLiqによって除算して、このカプセル型医療装置10の体積VCPを算出する。情報取得部34は、このカプセル型医療装置10の質量W1をこの体積VCPによって除算して、カプセル型医療装置10の密度ρCPを算出する。この結果、情報取得部34は、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報の一つである密度ρCPを取得する。
Further, the
一方、カプセル型医療装置10の重心位置GP等のカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する他の物理情報については、情報取得部34は、上述した実施の形態1における情報取得部4と同様に取得する。なお、かかる情報取得部34によるカプセル型医療装置10の密度算出処理に用いられたカプセル型医療装置10の質量W1および液体100の密度ρLiqは、予め入力部5によって入力される。
On the other hand, for other physical information related to magnetic guidance of the capsule
なお、この実施の形態3において、液体100に浮揚するカプセル型医療装置10の密度ρCPを測定する場合、上述した実施の形態2の場合と同様に、容器25内の液体100の液面にシート状部材26を浮かべて、この浮揚状態のカプセル型医療装置10に作用する表面張力を排除してもよい。これによって、液体100内のカプセル型医療装置10は、液面100aにおける表面張力の影響を受けずに、磁界印加部2aによる傾斜磁界に追従して沈み始めることができる。この結果、磁界検出部32は、液体100内のカプセル型医療装置10が沈み始めるために必要な最小限の傾斜磁界の磁気勾配を検出することができる。情報取得部34は、かかる必要最小限の傾斜磁界の磁気勾配を用いることによって、カプセル型医療装置10の密度ρCPを高精度に測定することができる。また、容器25内の液体100の温度を一定に保つことによって、情報取得部34は、より正確にカプセル型医療装置10の密度ρCPを測定することができる。
In the third embodiment, when the density ρ CP of the capsule
また、この実施の形態3において、情報取得部34は、被検体の臓器内部にカプセル型医療装置10が導入される前に、容器25内のカプセル型医療装置10の密度ρCP等の物理情報を取得していたが、被検体の臓器内部にカプセル型医療装置10が導入した後に、この被検体内部のカプセル型医療装置10の密度ρCP等の物理情報を取得してもよい。この場合、経口摂取等によって被検体の臓器内部にカプセル型医療装置10および適量の液体100を導入し、この被検体の臓器内部においてカプセル型医療装置10が液体100に浮いた状態または沈んだ状態にする。この状態において、磁界印加部2aは、この被検体内部のカプセル型医療装置10に傾斜磁界を印加し、受信部3は、この被検体内部のカプセル型医療装置10が撮像した画像を受信する。磁界検出部32は、この被検体内部のカプセル型医療装置10に磁界印加部2aによって印加された傾斜磁界の磁気勾配を検出する。情報取得装置34は、被検体内部にカプセル型医療装置10が導入される前の場合と同様に、かかる受信部3が受信したカプセル型医療装置10による各画像と磁界検出部32による傾斜磁界の磁気勾配検出結果とを適宜用いて、密度ρCP等のカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を取得する。
Further, in the third embodiment, the
以上、説明したように、本発明の実施の形態3にかかる磁気誘導システムおよび磁気誘導方法は、液体内のカプセル型医療装置に傾斜磁界を印加し、この印加した傾斜磁界に追従して液体内のカプセル型医療装置が浮き始めたタイミングまたは沈み始めたタイミングに、この傾斜磁界の磁気勾配を検出し、この検出した磁気勾配をもとに、このカプセル型医療装置の密度を算出するようにし、その他を実施の形態1と同様に構成した。このため、上述した実施の形態1の場合と同様の作用効果を享受するとともに、高精度にカプセル型医療装置の密度を算出でき、かかる高精度なカプセル型医療装置の密度をもとに磁界条件を設定して、より高精度にカプセル型医療装置を磁気誘導することができる。
As described above, the magnetic guidance system and the magnetic guidance method according to the third embodiment of the present invention apply a gradient magnetic field to the capsule medical device in the liquid, and follow the applied gradient magnetic field. The magnetic gradient of the gradient magnetic field is detected when the capsule medical device begins to float or sinks, and the density of the capsule medical device is calculated based on the detected magnetic gradient. Others were configured in the same manner as in the first embodiment. For this reason, while enjoying the effect similar to the case of
(実施の形態4)
つぎに、本発明の実施の形態4について説明する。上述した実施の形態3では、液体100内におけるカプセル型医療装置10の浮き始めまたは沈み始めのタイミングに磁界検出部32が検出した傾斜磁界の磁気勾配をもとに、カプセル型医療装置10の密度ρCPを算出していたが、この実施の形態4では、液体100内におけるカプセル型医療装置10の浮き始めまたは沈み始めのタイミングに磁界検出部32が検出した傾斜磁界の磁気勾配を、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報の一つとして取得している。
(Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the above-described third embodiment, the density of the capsule
図16は、本発明の実施の形態4にかかる磁気誘導システムの一構成例を模式的に示すブロック図である。図16に示すように、この実施の形態4にかかる磁気誘導システム41は、上述した実施の形態3にかかる磁気誘導システム31の情報取得部34に代えて情報取得部44を備え、制御部38に代えて制御部48を備える。この制御部48は、上述した磁界条件設定部8aに代えて磁界条件設定部48aを備える。なお、この実施の形態4において、記憶部7は、上述した磁界条件テーブル7aを保持していない。その他の構成は実施の形態3と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
FIG. 16 is a block diagram schematically illustrating a configuration example of a magnetic guidance system according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 16, the
情報取得部44は、液体100内のカプセル型医療装置10が傾斜磁界に追従して浮き始めたタイミングまたは沈み始めたタイミングにおけるこの傾斜磁界の磁気勾配を、このカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報として取得する。具体的には、情報取得部44は、制御部48の制御に基づいて、この液体100内のカプセル型医療装置10による画像を受信部3から順次取得し、且つ、このカプセル型医療装置10に印加された傾斜磁界の磁気勾配を磁界検出部32から順次取得する。情報取得部44は、かかるカプセル型医療装置10による各画像をもとに、液体100内におけるカプセル型医療装置10の浮き始めまたは沈み始めのタイミングを判断する。情報取得部44は、このカプセル型医療装置10の浮き始めまたは沈み始めのタイミングに磁界検出部32が検出した傾斜磁界の磁気勾配を、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報として取得する。情報取得部44は、このように取得した傾斜磁界の磁気勾配を制御部48に送信する。この結果、かかる傾斜磁界の磁気勾配は、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報として制御部48にフィードバックされる。
The
制御部48は、上述した情報取得部34に代えて情報取得部44を制御する。この場合、制御部48は、上述したようにカプセル型医療装置10の浮き始めまたは沈み始めのタイミングに磁界検出部32が検出した傾斜磁界の磁気勾配をカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報として取得するように情報取得部44を制御する。制御部48は、かかる情報取得部44からカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報である傾斜磁界の磁気勾配を取得する。
The
また、制御部48は、磁界条件設定部48aを備える。磁界条件設定部48aは、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報として情報取得部44が取得した磁気勾配を、カプセル型医療装置10に印加する誘導用磁界の磁界条件として設定する。すなわち、磁界条件設定部48aは、かかる情報取得部44によってフィードバックされた傾斜磁界の磁気勾配を誘導用磁界の磁界条件として設定する。なお、制御部48は、かかる情報取得部44の制御機能および磁界条件設定機能以外、上述した実施の形態3にかかる磁気誘導システム31の制御部38と同様の機能を有する。
In addition, the
つぎに、本発明の実施の形態4にかかる磁気誘導システム41の動作について説明する。この実施の形態4にかかる磁気誘導システム41は、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を取得する際の動作および磁界条件を設定する際の動作以外、実施の形態3にかかる磁気誘導システム31と同様に動作する。すなわち、この磁気誘導システム41の制御部48は、図4に示したステップS101〜S106と略同様の処理手順を実行する。この場合、制御部48は、ステップS102において実施の形態3における制御部38と異なる手法によってカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を取得し、ステップS103において実施の形態3における制御部38と異なる手法によってカプセル型医療装置10の磁気誘導の磁界条件を設定する。
Next, the operation of the
具体的には、上述したステップS102において、制御部48は、実施の形態3の場合と同様に、受信部3の受信動作および磁界印加部2aの傾斜磁界発生動作を制御する。また、制御部48は、かかる受信部3が受信したカプセル型医療装置10による各画像と磁界検出部32による傾斜磁界の磁気勾配検出結果とを用いて、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を取得するように情報取得部44を制御する。情報取得部44は、かかる制御部48の制御に基づいてカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を取得し、この取得した物理情報を制御部48に送信する。
Specifically, in step S102 described above, the
詳細には、情報取得部44は、上述した実施の形態3の場合と同様に、カプセル型医療装置10による各画像間における動きベクトルをもとに、液体100内のカプセル型医療装置10の浮き始めまたは沈み始めのタイミングを判断する。また、情報取得部44は、かかる磁界検出部32が順次検出した傾斜磁界の磁気勾配のうち、このカプセル型医療装置10の浮き始めまたは沈み始めのタイミングに磁界検出部32が検出した傾斜磁界の磁気勾配を、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報として取得する。情報取得部44は、かかるタイミングにおける傾斜磁界の磁気勾配をカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報として制御部48に送信する。
Specifically, the
一方、上述したステップS103において、制御部48は、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報としての傾斜磁界の磁気勾配を情報取得部44から取得する。磁界条件設定部48aは、かかる情報取得部44からの磁気勾配を、カプセル型医療装置10に印加する磁気誘導用磁界の磁界条件として設定する。
On the other hand, in step S <b> 103 described above, the
なお、この実施の形態4において、浮揚状態のカプセル型医療装置10を沈下させ始める傾斜磁界の磁気勾配を取得する場合、上述した実施の形態2の場合と同様に、容器25内の液体100の液面にシート状部材26を浮かべて、この浮揚状態のカプセル型医療装置10に作用する表面張力を排除してもよい。これによって、液体100内のカプセル型医療装置10は、液面100aにおける表面張力の影響を受けずに、磁界印加部2aによる傾斜磁界に追従して沈み始めることができる。この結果、磁界検出部32は、液体100内のカプセル型医療装置10を沈下させ始めるために必要な傾斜磁界の磁気勾配を正確に検出することができる。この結果、情報取得部44は、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報としての正確な磁気勾配を取得することができる。
In the fourth embodiment, when the magnetic gradient of the gradient magnetic field that starts to sink the capsule
また、この実施の形態4において、情報取得部44は、被検体の臓器内部にカプセル型医療装置10が導入される前に、容器25内のカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を取得していたが、被検体の臓器内部にカプセル型医療装置10が導入した後に、この被検体内部のカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を取得してもよい。この場合、経口摂取等によって被検体の臓器内部にカプセル型医療装置10および適量の液体100を導入し、この被検体の臓器内部においてカプセル型医療装置10が液体100に浮いた状態または沈んだ状態にする。この状態において、磁界印加部2aは、この被検体内部のカプセル型医療装置10に傾斜磁界を印加し、受信部3は、この被検体内部のカプセル型医療装置10が撮像した画像を受信する。磁界検出部32は、この被検体内部のカプセル型医療装置10に磁界印加部2aによって印加された傾斜磁界の磁気勾配を検出する。情報取得装置44は、被検体内部にカプセル型医療装置10が導入される前の場合と同様に、被検体内部のカプセル型医療装置10の浮き始めまたは沈み始めのタイミングに磁界検出部32が検出した傾斜磁界の磁気勾配を、このカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報として取得する。
In the fourth embodiment, the
以上、説明したように、本発明の実施の形態4にかかる磁気誘導システムおよび磁気誘導方法は、液体内のカプセル型医療装置に傾斜磁界を印加し、この印加した傾斜磁界に追従して液体内のカプセル型医療装置が浮き始めたタイミングまたは沈み始めたタイミングに、この傾斜磁界の磁気勾配を検出し、この検出した磁気勾配を、このカプセル型医療装置の磁気誘導に関する物理情報として取得し、この取得した物理情報(磁気勾配)をカプセル型医療装置の磁気誘導の磁界条件として設定するようにし、その他を実施の形態3と同様に構成した。このため、上述した実施の形態3の場合と同様の作用効果を享受するとともに、液体内のカプセル型医療装置を磁気誘導した傾斜磁界の磁気勾配を磁気誘導の制御系にフィードバックでき、この結果、より実際的にカプセル型医療装置の磁気誘導を制御することができる。
As described above, the magnetic guidance system and the magnetic guidance method according to the fourth exemplary embodiment of the present invention apply a gradient magnetic field to the capsule medical device in the liquid, and follow the applied gradient magnetic field. The magnetic gradient of the gradient magnetic field is detected at the timing when the capsule medical device starts to float or sink, and the detected magnetic gradient is acquired as physical information regarding the magnetic guidance of the capsule medical device. The acquired physical information (magnetic gradient) is set as a magnetic field condition for magnetic induction of the capsule medical device, and the others are configured in the same manner as in the third embodiment. For this reason, while enjoying the same effect as the case of
(実施の形態5)
つぎに、本発明の実施の形態5について説明する。上述した実施の形態1では、液体内のカプセル型医療装置10が撮像した画像をもとに、このカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報(密度ρCP、重心位置GP等)を算出していたが、この実施の形態5では、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を製造後のカプセル型医療装置10に予め記憶し、このカプセル型医療装置10が画像とともに外部に無線送信したこの物理情報を取得するようにしている。
(Embodiment 5)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment described above, physical information (density ρ CP , center of gravity position GP, etc.) regarding magnetic induction of the capsule
図17は、本発明の実施の形態5にかかる磁気誘導システムの一構成例を模式的に示すブロック図である。図17に示すように、この実施の形態5にかかる磁気誘導システム51は、上述した実施の形態1にかかる磁気誘導システム1の情報取得部4に代えて情報取得部54を備え、制御部8に代えて制御部58を備える。また、この実施の形態5において、カプセル型医療装置10の内部メモリ(図示せず)には、密度ρCPおよび重心位置GP等のカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報が予め保存されている。かかるカプセル型医療装置10は、撮像した画像とともに、この保存した物理情報を外部に無線送信する。その他の構成は実施の形態1と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
FIG. 17 is a block diagram schematically illustrating a configuration example of a magnetic guidance system according to the fifth exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 17, the
情報取得部54は、受信部3を介してカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を取得する。具体的には、受信部3は、制御部58の制御に基づいて、液体100内のカプセル型医療装置10による画像データとカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報とを含む画像信号を受信する。受信部3は、かかるカプセル型医療装置10からの画像信号を情報取得部54および制御部58に送信する。情報取得部54は、制御部58の制御に基づいて、かかるカプセル型医療装置10からの画像信号を受信部3から取得し、この取得した画像信号の中から、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を抽出する。このようにして、情報取得部54は、かかるカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を取得し、この取得した物理情報を制御部58に送信する。
The
ここで、かかるカプセル型医療装置10は、図3に示したように、制御部17を備える。制御部17は、処理プログラムを実行するCPUと各種情報を記憶するメモリとを用いて実現される。カプセル型医療装置10の製造後において、かかる制御部17のメモリは、このカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を記憶する。制御部17は、撮像部14,15によって撮像された画像データとメモリ内の物理情報(カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報)とを含む画像信号を外部に無線送信するように無線通信部16を制御する。かかる無線通信部16によって無線送信された画像信号は、上述したように、受信部3に受信される。
Here, the capsule
制御部58は、入力部5によって入力された指示情報に基づいて、上述した情報取得部54の動作を制御する。この場合、制御部58は、受信部3が受信したカプセル型医療装置10からの画像信号の中からカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を抽出するように情報取得部54を制御する。制御部58は、かかる情報取得部54から密度ρCP等のカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を取得する。なお、制御部58は、かかる情報取得部58の制御機能以外、上述した実施の形態1にかかる磁気誘導システム1の制御部8と同様の機能を有する。
The
つぎに、本発明の実施の形態5にかかる磁気誘導システム51の動作について説明する。この実施の形態5にかかる磁気誘導システム51は、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を取得する際の動作以外、実施の形態1にかかる磁気誘導システム1と同様に動作する。すなわち、この磁気誘導システム51の制御部58は、図4に示したステップS101〜S106と略同様の処理手順を実行する。この場合、制御部58は、ステップS102において実施の形態1における制御部8と異なる手法によって、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を取得する。
Next, the operation of the
具体的には、上述したステップS102において、制御部58は、液体100内のカプセル型医療装置10からの画像信号を受信するように受信部3を制御する。また、制御部58は、かかるカプセル型医療装置10からの画像信号を受信部3から取得するように情報取得部54を制御し、この取得した画像信号に含まれるカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を取得するように情報取得部54を制御する。
Specifically, in step S102 described above, the
情報取得部54は、かかる制御部58の制御に基づいて、受信部3からカプセル型医療装置10からの画像信号を取得し、この取得した画像信号の中からカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を抽出する。このようにして、情報取得部54は、カプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を取得し、この取得した物理情報を制御部58に送信する。
Based on the control of the
なお、この実施の形態5における情報取得部54は、被検体の臓器内部にカプセル型医療装置10が導入される前または導入された後のいずれの場合であっても、かかるカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を取得することができる。具体的には、受信部3は、被検体の臓器内部に導入前のカプセル型医療装置10から画像信号を受信し、情報取得部54は、かかる受信部3が受信した画像信号の中からカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を抽出する。あるいは、受信部3は、被検体の臓器内部に導入後のカプセル型医療装置10から画像信号を受信し、情報取得部54は、かかる受信部3が受信した画像信号の中からカプセル型医療装置10の磁気誘導に関する物理情報を抽出する。
It should be noted that the
以上、説明したように、本発明の実施の形態5にかかる磁気誘導システムおよび磁気誘導方法は、カプセル型医療装置の内蔵メモリに、このカプセル型医療装置の磁気誘導に関する物理情報を予め記憶し、この記憶した物理情報を、このカプセル型医療装置による画像信号に含めて無線送信するようにし、また、このカプセル型医療装置からの画像信号を受信し、この受信した画像信号の中から、このカプセル型医療装置の磁気誘導に関する物理情報を抽出するようにし、その他を実施の形態1と同様に構成した。このため、上述した実施の形態1の場合と同様の作用効果を享受するとともに、被検体の臓器内部にカプセル型医療装置を導入する前または後のいずれの場合であっても、カプセル型医療装置の磁気誘導に関する物理情報を簡易に取得することができる。
As described above, in the magnetic guidance system and the magnetic guidance method according to the fifth embodiment of the present invention, the physical information related to the magnetic guidance of the capsule medical device is stored in advance in the internal memory of the capsule medical device, The stored physical information is included in an image signal by the capsule medical device and wirelessly transmitted. The image signal from the capsule medical device is received, and the capsule image is received from the received image signal. The physical information related to the magnetic guidance of the medical device is extracted, and the others are configured in the same manner as in the first embodiment. For this reason, while enjoying the same operation effect as the case of
なお、上述した実施の形態2〜4では、液体100内のカプセル型医療装置10が順次撮像した各画像間の動きベクトルをもとに、液体100内におけるカプセル型医療装置10の浮き始めまたは沈み始めのタイミングを判断していたが、これに限らず、液体100内におけるカプセル型医療装置10の位置情報をもとに、このカプセル型医療装置10の浮き始めまたは沈み始めのタイミングを判断してもよい。この場合、上述した実施の形態2〜4にかかる磁気誘導システムに、液体100内におけるカプセル型医療装置10の位置を検出する位置検出部をさらに設け、上述した情報取得部は、この位置検出部によって検出されたカプセル型医療装置10の位置情報をもとに、液体100内におけるカプセル型医療装置10の浮き始めまたは沈み始めのタイミングを判断すればよい。なお、かかる位置検出部は、受信部3がカプセル型医療装置10から画像信号を受信した際の複数の受信アンテナ3aの各受信電界強度をもとにカプセル型医療装置10の位置を検出してもよいし、カプセル型医療装置10に内蔵された磁石19による磁界の強度をもとにカプセル型医療装置10の位置を検出してもよいし、その他の手法によってカプセル型医療装置10の位置を検出してもよい。
In
また、上述した実施の形態1〜5では、カプセル型医療装置の磁気誘導に関する物理情報を情報取得部によって取得していたが、これに限らず、カプセル型医療装置の磁気誘導に関する物理情報を入力部によって入力してもよい。 Moreover, in Embodiment 1-5 mentioned above, although the physical information regarding the magnetic guidance of a capsule type medical device was acquired by the information acquisition part, not only this but the physical information regarding the magnetic guidance of a capsule type medical device is input You may input by part.
さらに、上述した実施の形態1では、容器110の底部に、複数の同心円による指標111を設けていたが、これに限らず、かかる容器110の底部に設けられる指標は、楕円形状または矩形状等の所望の形状のものであってもよいし、所定の間隔毎にスケールが付されたものであってもよいし、所定の間隔毎に異なる色に着色したものであってもよいし、所定の間隔毎に線種を変化させたものであってもよい。あるいは、これらの中から選択される2つ以上を組み合わせた指標であってもよい。
Further, in the first embodiment described above, a plurality of
また、上述した実施の形態1〜5では、2つの撮像部を内蔵する2眼タイプのカプセル型医療装置10を例示したが、これに限らず、本発明にかかる磁気誘導システムによって磁気誘導されるカプセル型医療装置は、単一の撮像部を内蔵する単眼タイプのカプセル型医療装置であってもよいし、3つ以上の撮像部を内蔵する複眼タイプのカプセル型医療装置であってもよい。なお、かかる2眼タイプまたは複眼タイプのカプセル型医療装置の撮像方向は、上述したようにカプセル型医療装置の長軸CLの方向であってもよいし、カプセル型筐体11の径方向であってもよいし、この長軸CLに対して傾斜する方向であってもよい。
Moreover, in Embodiment 1-5 mentioned above, although the 2 eyes type capsule
1,21,31,41,51 磁気誘導システム
2 磁気誘導部
2a 磁界印加部
2b 電力供給部
3 受信部
3a 受信アンテナ
4,24,34,44,54 情報取得部
5 入力部
6 表示部
7 記憶部
7a 磁界条件テーブル
8,28,38,48,58 制御部
8a,48a 磁界条件設定部
10 カプセル型医療装置
10a 突出部分
11 カプセル型筐体
11a 筒状筐体
11b,11c ドーム形状筐体
12,13 照明部
14,15 撮像部
14a,15a 固体撮像素子
14b,15b 光学系
16 無線通信部
16a アンテナ
17 制御部
17a 信号処理部
18 電源部
19 磁石
22 液温調節部
23 液温測定部
25,110 容器
26 シート状部材
32 磁界検出部
100 液体
100a 液面
101,102 画像
111 指標
120 被検体
B 境界部
D1,D2 撮像視野
GP 重心位置
1, 21, 31, 41, 51
Claims (10)
少なくとも前記カプセル型医療装置の密度を含む物理情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部が取得した前記物理情報をもとに磁界条件を設定し、この設定した前記磁界条件に対応する前記磁界を前記カプセル型医療装置に印加するように前記磁界印加部を制御して、前記カプセル型医療装置の磁気誘導を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする磁気誘導システム。 A magnetic field application unit that magnetically induces the capsule medical device by applying a magnetic field to the capsule medical device;
An information acquisition unit for acquiring physical information including at least the density of the capsule medical device;
A magnetic field condition is set based on the physical information acquired by the information acquisition unit, and the magnetic field application unit is controlled to apply the magnetic field corresponding to the set magnetic field condition to the capsule medical device. A control unit for controlling magnetic induction of the capsule medical device;
A magnetic induction system comprising:
前記情報取得部は、前記受信部が受信した前記画像をもとに前記物理情報を算出することを特徴とする請求項1に記載の磁気誘導システム。 A receiving unit that receives an image captured by the capsule medical device;
The magnetic guidance system according to claim 1, wherein the information acquisition unit calculates the physical information based on the image received by the reception unit.
前記液体内の前記カプセル型医療装置は、前記底部を被写体に含む前記画像を撮像し、
前記情報取得部は、前記画像における前記指標の撮像状態をもとに前記物理情報を算出することを特徴とする請求項2に記載の磁気誘導システム。 An indicator is provided at the bottom, and includes the capsule medical device and a container for storing a liquid,
The capsule medical device in the liquid captures the image including the bottom as a subject,
The magnetic information system according to claim 2, wherein the information acquisition unit calculates the physical information based on an imaging state of the index in the image.
前記容器内の前記液体の温度を調節する液温調節部と、
前記液温調節部によって調節された前記液体の温度を測定する温度測定部と、
前記カプセル型医療装置によって撮像された画像を受信する受信部と、
を備え、
前記情報取得部は、前記受信部が受信した前記画像をもとに前記液体内における前記カプセル型医療装置の浮き始めまたは沈み始めのタイミングを判断し、前記タイミングに前記温度測定部が測定した前記液体の温度をもとに前記物理情報を測定することを特徴とする請求項1に記載の磁気誘導システム。 A container containing the capsule medical device and a liquid;
A liquid temperature adjusting unit for adjusting the temperature of the liquid in the container;
A temperature measuring unit for measuring the temperature of the liquid adjusted by the liquid temperature adjusting unit;
A receiving unit for receiving an image captured by the capsule medical device;
With
The information acquisition unit determines a timing at which the capsule medical device starts to float or sink in the liquid based on the image received by the reception unit, and the temperature measurement unit measures the timing at the timing The magnetic induction system according to claim 1, wherein the physical information is measured based on a temperature of the liquid.
前記カプセル型医療装置によって撮像された画像を受信する受信部と、
を備え、
前記情報取得部は、前記受信部が受信した前記画像をもとに前記液体内における前記カプセル型医療装置の浮き始めまたは沈み始めのタイミングを判断し、前記タイミングに前記磁界検出部が検出した前記磁界の磁気勾配をもとに前記物理情報を算出することを特徴とする請求項1に記載の磁気誘導システム。 A magnetic field detector for detecting a magnetic gradient of the magnetic field applied to the capsule medical device introduced into the liquid;
A receiving unit for receiving an image captured by the capsule medical device;
With
The information acquisition unit determines a timing at which the capsule medical device starts to float or sink in the liquid based on the image received by the reception unit, and the magnetic field detection unit detects the timing at the timing. The magnetic guidance system according to claim 1, wherein the physical information is calculated based on a magnetic gradient of a magnetic field.
前記カプセル型医療装置は、予め前記物理情報を記憶し、この記憶した前記物理情報とともに前記画像を送信し、
前記情報取得部は、前記受信部が受信した前記カプセル型医療装置からの送信信号の中から前記物理情報を抽出することを特徴とする請求項1に記載の磁気誘導システム。 A receiving unit for receiving a transmission signal from the capsule medical device including an image captured by the capsule medical device and the physical information;
The capsule medical device stores the physical information in advance, transmits the image together with the stored physical information,
The magnetic guidance system according to claim 1, wherein the information acquisition unit extracts the physical information from a transmission signal from the capsule medical device received by the reception unit.
前記制御部は、前記磁界条件テーブルの中から、前記情報取得部が取得した前記物理情報に対応する磁界条件を選択することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の磁気誘導システム。 A storage unit that stores a magnetic field condition table that associates the physical information with the magnetic field condition of the magnetic field;
The magnetic field according to claim 1, wherein the control unit selects a magnetic field condition corresponding to the physical information acquired by the information acquisition unit from the magnetic field condition table. Guidance system.
前記情報取得ステップによって取得した前記物理情報をもとに、制御部が、前記カプセル型医療装置に印加する磁界の磁界条件を設定する条件設定ステップと、
磁界印加部が、前記条件設定ステップによって設定した前記磁界条件に対応する磁界を被検体内部の前記カプセル型医療装置に印加して、前記カプセル型医療装置を磁気誘導する磁気誘導ステップと、
を含むことを特徴とする磁気誘導システムの作動方法。 An information acquisition step in which an information acquisition unit acquires physical information including at least the density of the capsule medical device; and
On the basis of the physical information acquired by the information acquisition step, the control unit sets a magnetic field condition of a magnetic field to be applied to the capsule medical device; and
A magnetic induction step in which a magnetic field applying unit applies a magnetic field corresponding to the magnetic field condition set in the condition setting step to the capsule medical device inside a subject to magnetically guide the capsule medical device;
A method of operating a magnetic guidance system comprising:
前記情報取得ステップは、前記情報取得部が前記受信ステップによって受信した前記カプセル型医療装置からの信号をもとに前記物理情報を抽出することを特徴とする請求項10に記載の磁気誘導システムの作動方法。 The receiving unit includes a receiving step of receiving a signal including the physical information stored in advance in the capsule medical device from the capsule medical device;
11. The magnetic guidance system according to claim 10, wherein the information acquisition step extracts the physical information based on a signal from the capsule medical device received by the information acquisition unit by the reception step. Actuation method.
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