专利名称：胶囊型医疗装置引导系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种针对被插入体腔内来获取体内信息的胶 嚢型医疗装置的引导系统及其控制方法。
背景技术：
以往，在获取体内信息的医疗装置中已知一边在体腔内进 行移动、 一 边定期地发送包含拍摄内壁等而得到的图像数据的 体内信息的胶嚢型医疗装置。
作为该胶嚢型医疗装置，在曰本特开2004-255174号公报中 提出了一种能够磁性引导胶嚢内窥镜的医疗装置引导系统。该 医疗装置引导系统在外周面上设置了螺旋状突起的胶嚢内窥镜 主体中内置有在与其长度(圆筒轴)方向正交的方向上被磁化的 磁铁，通过由基于操作指示的磁场控制装置和旋转磁场发生装 置产生的磁场使胶嚢主体一 边进行旋转、 一 边平滑地改变前进 方向而进行移动，来拍摄所希望的部位。通过无线从胶嚢内窺 镜内的无线电路(天线)向医疗装置主体侧的无线电路(天线)发 送所拍摄得到的图像数据。
发明内容
按照本发明的实施方式提供一种具备指向性的方向不同 的多个接收天线而选择适合接收从胶嚢型医疗装置发送的体内 信息的接收天线的胶嚢型医疗装置引导系统及其控制方法。
按照本发明的实施方式的第 一胶嚢型医疗装置引导系统 由如下部分构成胶嚢型医疗装置，其具有获取体内信息的体 内信息获取部、将获取到的体内信息作为输出信号而向外部发
送的通信部、以及磁铁；多个接收天线，上述多个接收天线的 各自的指向性中接收灵敏度最高的方向相互不同，上述多个接
收天线接收上述输出信号；选择器，其连接在上述多个接收天 线上，切换其信号的路径；接收装置，其连接在上述选择器上， 接收来自切换后的上述接收天线的信号；磁场发生部，其产生 用于对上述磁铁起作用而使上述胶嚢型医疗装置向目标方向进 行移动的引导用^f兹场；以及控制部，其控制上述^t场发生部的 生成信号，其中，上述控制部还确定由于引导用磁场而流动过 载电流的接收天线，并控制选择器使得从接收装置断开该接收 天线。
并且，第二胶嚢型医疗装置引导系统由如下部分构成胶 嚢型医疗装置，其具有获取体内信息的体内信息获取部、包含 将获取到的体内信息作为输出信号而向外部发送的发送天线的 通信部、以及磁铁；多个接收天线，上述多个接收天线接收上 述输出信号；磁场发生部，其产生用于对上述磁铁起作用而使 上述胶嚢型医疗装置向目标方向进行移动的引导用磁场；以及 控制部，其控制上述磁场发生部的生成信号，上述第二胶嚢型 医疗装置引导系统具有天线控制元件，该天线控制元件在上述 接收天线和上述发送天线中的至少一方中，根据在上述至少一 方的配置位置上的引导用磁场的强度来改变该天线的电气特 性。
另外、第三胶嚢型医疗装置引导系统的控制方法是通过对 设置在胶嚢型医疗装置内的磁铁起作用的磁场来对在体腔内一 边向目标方向进行移动、 一边发送上述体腔内的体内信息的胶 嚢型医疗装置进行引导的系统的控制方法，该胶嚢型医疗装置 引导系统的控制方法的特征在于，根据所发送的上述体内信息 的接收灵敏度而切换朝向不同方向的多个接收天线来接收上述
体内信息，并且从接收路径断开由于上述^兹场而流动过载电流 的上述接收天线。
图l是表示本发明的一个实施方式所涉及的胶嚢型医疗装 置引导系统的结构的图。
图2是表示本实施方式中的胶嚢内窥镜的截面结构的图。
图3是表示本实施方式中的接收天线与感应线圏中的磁力 线的关系的图。
图4是表示本实施方式中的变形后的接收天线与感应线圏 中的磁力线的关系的图。
图5是表示本实施方式中的具备了防止施加由感应电动势 引起的过载电流的功能的第 一例的电路结构的图。
图6是表示本实施方式中的具备了防止施加由感应电动势 引起的过载电流的功能的第二例的电路结构的图。
图7是表示本实施方式中的具备了防止施加由感应电动势 引起的过载电流的功能的第三例的电路结构的图。
图8是表示本实施方式中的具备了防止施加由感应电动势 引起的过载电流的功能的第四例的电路结构的图。
图9是表示本实施方式中的具备了防止施加由感应电动势 引起的过载电流的功能的第五例的电路结构的图。
图IO是表示本实施方式中的具备了防止施加由感应电动势 引起的过载电流的功能的第六例的电路结构的图。
具体实施例方式
下面参照附图详细说明本发明的实施方式。
说明图1所示的本发明的 一 个实施方式所涉及的胶嚢型医疗装置引导系统。图2示出了本实施方式中的胶嚢内窥镜的截面 结构。
该胶嚢型医疗装置引导系统大致分为胶嚢型医疗装置21和 产生用于引导胶嚢内窥镜的磁场的磁性引导装置l。
磁性引导装置1主要由感应线圈群(X1、 X2、 Yl、 Y2、 Zl、 Z2、 Dl、 D2、 D3、 D4、 D5、 D6、 D7、 D8)、感应线圏用电源 2、引导控制装置3、控制器4、检测线圈5(5a 5i)、位置检测装 置6、接收天线部7(7a、 7b、 7c)、天线选择器8、接收装置9、 显示装置IO、传动线圈ll、以及传动线圈驱动部12构成。
另夕卜，14个感应线圏群X1、 X2、 Yl、 Y2、 Zl、 Z2、 Dl至 D8分别具有空芯电^兹4失，形成感应；兹场发生部。本实施方式中 的感应线圈的配置被配置在长方体的各面。在此，如图l的箭头 所示，将胶嚢内窥镜21前进后退的方向(或者成为被检体的人体 进行移动的方向)设为X轴方向，将与该X轴方向水平正交的方 向设为Y轴方向，并且将与该X轴方向垂直正交的上下方向(重 力方向)设为Z轴方向。
在这些轴方向中，感应线圈X1、 X2相向，在X轴方向上形 成磁力线，分别被配置在垂直于该X轴方向的前后面的周围。 在以下的方向中，将感应线圏X1侧设为前方，将感应线圈X2 侧^殳为后方。在此，将/人感应线圈X2朝向感应线圏Xl进^f亍移动 的情形设为前进，将与其相反的情形设为后退。另外，感应线 圏Y1、 Y2相向，在Y轴方向上形成；兹力线，分别被配置在垂直 于Y轴方向的两侧面的周围。在这两侧面的一个面上，在感应 线圈Yl的内侧将面进4亍二分割地配置两个感应线圏D3、 D7, 在另 一 个相向面上，在感应线圏Y2的内侧将面进行二分割地配 置两个感应线圈D1、 D5。
同样地，感应线圈Z1、 Z2相向，在Z轴方向上形成f兹力线，
分别被配置在垂直于该Z轴方向的上下面的周围。在这些面中 的上面，在感应线圈Z1的内侧将面进行二分割地配置两个感应
线圈D4、 D8,在相向的下面，在感应线圈Z2的内侧将面进行二 分割地配置两个感应线圈D2、 D6。在以下的方向中，将感应线 圈Z1侧设为上方，将感应线圈Z2侧设为下方。另外，将从感应 线圈Z2朝向感应线圏Zl进行移动的情形设为上升，将与其相反 的情形设为下降。
感应线圈群例如祐:提供交流电流而形成交变；兹场。该交变
磁场包含由设置在胶嚢内窥镜21内的后述的线圈(磁感应线圈 31)和电容器33形成的谐振频率附近的一个或多个频率成分。另 外，利用传动线圈ll形成的交变》兹场作用于石兹感应线圈31而使 磁感应线圏31生成感应电流，从而,人》兹感应线圈产生^兹场。由 多个检测线圈5a 5i检测出所产生的该感应磁场并生成包含位 置信息的信号，发送到位置检测装置6。在位置检测装置中根据 该信号来算出胶嚢内窥镜21的位置以及姿势信息。该位置以及 姿势信息被发送到引导控制装置3 ，被使用在求出由感应线圈群 应该生成的磁场的计算中。
感应线圈群X1、 X2、 Yl、 Y2、 Zl、 Z2、以及D1至D8是通 过产生对胶嚢内窥镜21内的磁铁起作用的磁梯度(第 一磁梯度) 而使该胶嚢内窺镜21进行前进后退、上升下降以及左右移动来 向所希望的方向牵引的第一磁梯度发生单元。
另外，在利用上述感应线圈群使胶嚢内窺镜21上升而向所 希望的方向牵引时，感应线圈Z1产生对胶嚢内窥镜21内的；兹铁 起作用的磁梯度(第二^t梯度)使得抵消由重力起作用的使胶嚢 内窥镜21下降的力，从而排除重力的影响。另外，在感应线圈 D4、 D8中也能够产生与感应线圏Z1相同的作用。该感应线圈 Zl是在向所希望的方向进行移动时排除重力作用的影响的第 二磁梯度发生单元。另一方面，在利用上述感应线圏群使胶嚢
内窥镜21下降而向所希望的方向牵引时，感应线圈Z2产生对胶 嚢内窺镜21内的磁铁起作用的磁梯度使得抵消由浮力起作用的 使胶嚢内窥镜21浮起的浮力，从而排除浮力的影响。此外，在 感应线圈D2、 D6中也能够产生与感应线圈Z1相同的作用。
具体地"i兌，-故相向配置的感应线圈乂1和乂2、 Y1和Y2、 Zl 和Z2在由这些感应线圈包围的空间内向同 一方向产生了万兹场 的情况下可形成均匀磁场，在分别向相反方向产生了磁场的情 况下可形成倾釗J兹场。另外，通过同冲羊地对感应线圈D1至D8 的线圈适当地进行驱动，可形成均匀性较高的》兹场或倾斜磁场 等。因而，能够通过单独地控制这些14个感应线圈，在所希望 的空间位置上产生具有所希望的磁梯度的磁场。
根据这种感应线圏群的配置，不仅能够使胶嚢内窺镜21进 行前进后退、上升下降以及左右移动，还可以利用感应线圈群 XI、 X2、 Yl、 Y2、 Zl、 Z2、以及D1至D8的组合来产生磁场使 得胶嚢内窥镜21倾斜、例如顶端侧处于上方以及后端侧处于下 方，从而可采取前方立起的倾斜姿势。
这些感应线圈被连接在单独地进行驱动的感应线圏用电 源2。通过来自引导控制装置3的指令来控制该感应线圈用电源 2,适当地对形成,兹场所需的感应线圈进行通电，/人而在所希望 的空间生成所希望的；兹场。
在本实施方式中，用于检测胶嚢内窺镜21的位置信息(空间 位置)的位置才全测系统(位置才企测单元)由如下部分构成传动线 圈11,其形成用于使设置在胶嚢内窥镜21内的线圈产生感应磁 场的电场；检测线圈群5，其用于检测胶嚢内窺镜21所产生的感 应磁场；位置检测装置6，其根据由检测线圈群5得到的基于感 应磁场的信号生成胶嚢内窥镜21的位置信息(在三维空间上的
位置和胶囊内窺镜的方向)；以及传动线圈驱动部12,其根据位 置检测装置6的指示来驱动传动线圈11 。
构成检测线圈群5的9个检测放大器5a 5i被均匀配置在与 设置有感应线圈Y1的侧面平行的面内，使得求出胶嚢内窥镜21 的正确的位置以及姿势。此外，在本实施方式中，示出了设置 :故相向配置的 一 对;险测线圏群5和传动线圈11来一全测与Z轴有 关的位置的例子，但是为了三维检测位置以及姿势，最好在相 交的两个面、例如上面和侧面分別设置一对。并且为了进一步 提高检测精确度，检测线圏的数量也最好在一定程度上较多。
位置检测装置6从引导控制装置3被指示检测位置信息的 时机，根据该指示来驱动传动线圈驱动部12。传动线圈驱动部 12向传动线圈ll提供交流电流来使传动线圈ll形成磁场，从而 从磁场内的胶嚢内窥镜21产生感应磁场。检测线圏群5的各检测 线圈对基于胶嚢内窥镜21所产生的感应磁场的信号进行检测， 并输出到位置检测装置6 。位置检测装置6根据基于感应磁场的 信号生成胶嚢内窥镜21的位置以及姿势信息，并输出到引导控 制装置3。引导控制装置3考虑位置检测装置3的胶嚢内窥镜21 的位置以及姿势信息，来决定所希望的移动方向，并对感应线 圏用电源2进行指示使得生成适合该移动的磁场。感应线圏用电 源2按照引导控制装置3的指示使电流流过感应线圏群X1 、 X 2 、 Yl、 Y2、 Zl、 Z2、以及D1至D8。由此，由感应线圈群生成适 合该移动的磁场，从而能够平滑地引导胶嚢内窥镜21 。
控制器4是通过向任意的方向扳倒由操作员进行操作的输 入操作部、例如操纵杆来指示胶嚢内窥镜21的前进方向、倾斜 度的输入装置。作为控制器4的输入用操作部，除了可应用操纵 杆之外，还可以应用配置成能够指示全方位的前进方向的按钮、 触摸面板，视线输入装置等各种部件。
引导控制装置3接受来自控制器4的指示信号、来自位置检 测装置6的位置和姿势信息、以及来自接收装置9的与感应线圈
的各自的驱动状况有关的信号，算出用于使胶嚢内窥镜21移动
到所希望的位置的磁力(磁场)，为了产生该磁力，求出各个感
应线圈X1、 X2、 Yl、 Y2、 Zl、 Z2、以及D1至D8所负担的磁力， 并向各感应线圈用电源发送指令。
另外，在胶嚢内窥镜21正在向接收装置9发送拍摄得到的 图像数据的通信期间，引导控制装置3进行停止产生磁场的处 理。同时在通信期间，位置检测装置6根据引导控制装置的指示 来驱动传动线圏11,从而获取来自检测线圏群5的位置信息。
三个接收天线7通过进行选择动作的天线选择器8而被连 接在接收装置上。这些接收天线7由从X轴方向接收包含图像数 据的体内信息的接收天线7a(AX)、从Y轴方向接收体内信息的 接收天线7b(AY)、以及从Z轴方向接收体内信息的接收天线 7 c (A Z)构成，能够检测在三个轴方向上的体内信息。
天线选择器8选择在通信中使用的天线7a、 7b、 7c。该天线 选择器8接受感应线圏群在各个接收天线的位置上产生的磁场 的强度、方向以及磁场倾斜的量，识别最不受磁场的影响的接 收天线，并选择该接收天线。通过选择该接收天线7，能够使胶 嚢内窺镜21与接收装置9之间的通信稳定。
接收装置9将接收作为来自胶嚢内窥镜21的体内信息的体 内信息的时机发送到引导控制装置3。如上所述，在对体内信息 (图像数据)进行通信的通信期间，引导控制装置3使由感应线圈 群和传动线圈ll进行的感应磁场的产生停止。通过该停止处理，
能够不受感应磁场的影响而由接收装置接受来自胶嚢内窥镜21 的体内信息。通过该停止处理，通信期间与移动动作以及位置 检测期间不重叠，因此能够排除感应磁场对体内信息产生的噪
声、感应磁场对接收天线的影响。
因而，该停止处理在如下方面起作用当在胶嚢内窥4竟21
附近生成的磁场的强度、磁场倾斜的量较大的情况、或者在接
收天线7的附近生成的磁场的强度、磁场倾斜的量较大的情况 下，不会对图像数据产生噪声的影响，能够排除感应磁场对接 收天线的影响。另外，即使在从感应线圈产生的磁场强度较高 的情况下，也能够使位置检测装置6正常地进行动作。
显示装置10例如由液晶显示器等构成，对由接收装置9生 成的、由胶嚢内窺镜21拍摄得到的图像进行画面显示。在进行 该图像显示时，也可以将与所显示的图像有关的数据、例如摄 影状况等与图像一起显示在显示画面上。接着参照图2至图5来 说明本实施方式的胶嚢内窥镜21的结构例。
图2示出了本实施方式中的胶嚢内窥镜的截面结构。
该胶嚢内窥镜21的胶嚢容器23由配置在前端侧的透明且 半球形状的顶端容器23a、和透过红外线的正圓筒形状的、后端 形成为半球形状的后端容器23b构成。该胶嚢容器23容纳后述的 胶嚢内窥镜主体，通过水密结构密封。将该胶嚢内窥镜21的前 进方向例如设为由图2的C表示的圆筒轴方向。
说明胶嚢内窥镜主体。
胶嚢内窥镜主体大致由如下部分构成摄像部，其拍摄被 检查者的体腔内管路的内壁面；电源部，其驱动摄像部；感应 磁场发生部，其通过上述传动线圏ll产生感应磁场；驱动用磁 铁，其驱动胶嚢内窥镜21;以及发送部，其向接收天线7发送包 含拍摄得到的图像数据的体内信息(通信数据)。
首先，作为摄像部，具备摄像光学系统26，其具有固定 焦点透镜；摄像元件25,其由安装在摄像侧基板24a上的CMOS 或CCD等构成；照明部39,其由设置在摄像光学系统26的附近
的可调光的LED构成；以及图像处理电路27,其对来自被安装 在相对于摄像元件2 5里面侧的摄像侧基板2 4 a上的摄像元件2 5 的图像信号实施规定的图像处理。另外，将摄像侧基板24a、电 源侧基;f反24b以及前方的电池用基板43a作为粘4妾固定部29而利 用粘接剂密封从而固定为 一体。
并且作为电源部，具备小型电池32,其由纽扣电池等构 成； 一对电池用基才反43(43a、 43b),在上述一对电池用基4反43 上设置有从小型电池32取出电源的未图示的电源端子；热收縮 管34,其利用电池用基板来夹持小型电池32地固定小型电池32; 电源侧基板24b ，该电源侧基板24b的电路配线通过柔性基板等 与摄像侧基板24a的电路配线电气连接；以及电源电路28,其被 设置在电源侧基板24b上，被提供小型电池32的电源。
作为磁场发生部，具备磁性体30,其设置在粘接固定部 29的外周上；通过,兹性体30设置的感应线圈31;以及电容器33, 其被设置在前端侧的电池用基板上，与感应线圏31构成CL谐振 电路。
该感应线圈31形成为具有比胶嚢容器2 3的内径稍小的最 大外径的环形状。》兹性体30具有^f吏来自外部的,兹场收敛在感应 线圈31内的作用。磁性体30适用非晶质磁性体、FINE MET(注 册商标)(日立金属)等饱和磁通密度、导磁率都较高的材料。另 外，当使用整形成薄膜的材料时，在配置在胶嚢内窥镜内的情 况下得到可减小^磁性体的体积的效果。
并且，在后方的电池用基板43b上配置有圆盘形状的驱动 用磁铁42。作为磁铁42的材质，钕钴等较适合，但是并不限定 于此。该磁铁42的上方被磁化为N极、下方被磁化为S极使得磁 力线的方向沿着Z轴方向。通过这样设定极性，胶嚢内窥镜21 相对于磁性引导装置l的感应线圈群始终朝向固定方向。因而，能够决定所拍摄的图像的绝对的上下。
作为发送部，具备通信电路36，其被安装在发送用基板 40的里面侧(磁铁42侧)；天线37,其被配置在发送用基板40的 表面侧(后端容器23b);屏蔽部35,其覆盖露出的通信电路36而 遮蔽磁铁42的磁力；以及光控开关38,其被安装在设置有天线 3 7的侧的发送用基板4 0上，进行胶嚢内窥镜驱动的起动和停止。
在这种配置中，配置成》兹铁42的f兹化方向与连接在发送电 路36上的天线37的方向相差90度角度。这是为了成立从磁铁42 产生的》兹场与天线37的方向偏离90度角度而入射的条件。由此 将来自磁铁42的磁场对天线37的影响抑制为较小。
屏蔽部35将磁性材料作为其材料而构成，具有吸引天线37 附近的磁场的效果。因而，能够降低入射到天线37的磁场的强
影响抑制为较低，来实现稳定的无线通信。
另外，光控开关38对红外线等具有灵敏性。胶嚢容器23的 后端容器23b至少在光控开关附近是由透过红外线(以光控开关 具有灵敏性的波长)的材料构成。当从未图示的红外线发光装置 向光控开关38照射红外线时，光控开关38被接通，从小型电池 3 2通过电源电路进行通电而起动，开始进行摄像处理以及发送 处理。该光控开关38构成电路使得进行触发动作， 一旦被照射 红外线胶嚢内窺镜就维持接通状态。另外，也可以追加在接通 状态时 一旦被照射红外线就关闭的结构。
通过由该屏蔽部35覆盖通信电路36的结构，能够将磁铁42 的强力^兹场对发送电^各、无线电i 各的影响(例如，噪声叠加或缩 短可通信距离等)抑制为较低。由此能够向接收装置9发送噪声 小的清晰的图像数据。
接着说明本实施方式中的胶嚢型医疗装置引导系统中的
胶嚢内窺镜21和磁性引导装置l的动作。
如上所述，同时由多个感应线圈产生的、具有石兹梯度的磁 场被叠加而形成一个磁场，使胶嚢内窥镜21进行移动。用于引
导该胶嚢内窥镜21的磁场强度或磁梯度与胶嚢内窥镜21发送体
内信息的电波(电》兹波)相比非常强，有时该感应电流作为超过
被设置在接收装置9上的接收元件(例如，前置放大器)的可输入 范围的信号而被施加，从而损坏这些接收元件。另外，在由于 多个感应线圏中产生的》兹力线的》兹梯度叠加而》兹场(/磁力线)非 常急剧地发生变化的情况下，对胶嚢内窥镜21引起剧烈的运动， 使形成胶嚢内窥镜21的发送天线37的线圈产生大的感应电动势 而对发送电路造成大的过载。另外，即使在不超过构成部件的 电气耐性的情况下，也存在无线通信主体瘫痪的可能性。
因此在本实施方式中，对磁性引导装置l的接收天线，从 设置的多个接收天线中选择受到用于引导胶嚢内窥镜21的磁场 的影响的、即产生了由感应电动势引起的过载电流的接收天线 并断开，/人而防止感应电动势对接收装置施加过载电流。另夕卜， 说明具备防止对胶嚢内窥镜21的发送电路36以及磁场发生装置 1的接收装置3 6施加由从胶嚢内窥镜21的剧烈的运动中产生的、 或者从磁场的磁梯度的急剧的变化所产生的感应电动势引起的 过载电流的功能的电路结构。
如图l所示，本实施方式的磁性引导装置1具备分别在X、 Y、 Z轴方向上具有指向性的三个接收天线7(AX、 AY、 AZ)。在此， 将感应线圏Y2和接收天线7(AX、 AY、 AZ)作为 一 例来进行说明。
首先，作为第一控制方法，说明从设置的多个接收天线中 选择较佳的接收天线来防止接收由感应电动势引起的过载电流 的操作。
-陂通电的感应线圈Y2所产生的^兹力线如图3所示那样通过
接收天线AX、 AY、 AZ。在这些接收天线中，接收天线AY的方 向(接收天线的指向性的方向)与磁力线平行。在该接收状态下， 由于感应线圏Y 2产生的磁场而在接收天线A Y中有可能流过由 感应电动势引起的过载电流。关于其它的接收天线AX、 AZ， 如图3所示，磁力线以相对于各接收天线的指向性的方向都接近 90度的角度而进入，因此几乎不流过由在感应线圏Y2中生成的 f兹场所产生的感应电动势引起的过载电流，从而能够正常地获 取来自胶嚢内窥镜21的体内信息。根据以上，接收天线AY中流 过由最强的感应电动势引起的过载电流，有可能无法获取本来 必须获取的来自胶嚢内窥镜21的体内信息。
因而，只要排除由于接收天线的指向性而产生最强的由磁 场引起的感应电动势的接收天线并选择能够正常地接收的接收 天线即可。在本实施方式中，设置天线选择器8来进行天线选择。 在上述条件下，能够通过选择接收天线AX、 AZ中的任一个来 从胶嚢内窥镜21接收包含正常的图像数据的体内信息。另外， 在本实施方式中，配置三个接收天线使得在相互正交的3个轴方 向上具有指向性，但是并不限定于此，即使是朝向同一方向的 多个接收天线的结构，如果考虑磁力线的方向则也可进行同样 的控制。
图4示出了在同轴方向上排列了三个接收天线7(AY1 、 AY2、 AY3)的变形例。
在这些接收天线中，接收天线AY2被配置在三个接收天线 中的中央并与感应线圏Y2的中央正相对。根据该位置关系，接 收天线AY2的接收灵敏度最高的指向性与由感应线圈Y2生成的 f兹场的》兹力线的方向 一 致。
因而，导致在接收天线AY2中较多地流过由感应线圈Y2的 感应电动势引起的过载电流，有可能对与胶嚢内窥镜21之间的
通信产生障碍。与此相对，由于接收天线AY1、 AY3的磁力线 都是从倾斜方向入射，因此将由感应电动势引起的过载电流抑 制为较低，从而能够正常地接收来自胶嚢内窥镜21的体内信息。
通过这样在同轴方向上隔开任意的间隔而配置多个接收 天线7并选择使用较佳的天线，始终能够适当地接收从胶嚢内窥 镜21发送的体内信息。
此外，在如上所述那样由多个感应线圈同时产生的^兹力线 被叠加而形成的磁场中，利用该磁场的方向、强度来进行评价。 通过选择磁力线从磁力线的入射方向相对于接收天线的指向性 的方向最接近90度的方向入射的接收天线，能够维持正常的通 信状态。作为选择接收天线的理想的方法，最好也考虑在接收 天线的位置上生成的磁场的强度以及变化率、考虑磁场的入射 方向来进行评价。
关于由感应电动势引起的过载电流I,存在I^(dH/dt)'cos(e) 的关系。此外，将H设为由多个磁场发生装置生成的接收天线 的位置的磁场强度，将0设为磁场与接收天线的指向性的方向形 成的角。因此，dH/dt表示磁场的变化率，但是即使代替该变化 率而利用H,由于是在有限的空间生成磁场的装置所生成的磁 场，因此存在H越大dH/dt也越大的关系，从而能够大致等效地 使用。
具体说明接收天线7的选择方法。
1)由引导控制装置3通过计算等而求出磁场之后，决定由 各感应线圈用电源2(或者感应线圈)产生的磁场的强度。2)求 出在各接收天线7的位置上形成的磁场的强度(磁场的变化率) 和其方向。3)求出与流过各接收天线7的感应电流成比例的系 数。或者，求出各接收天线的指向性的方向与磁场形成的角。 4)利用天线选择器8选择与感应电流(由感应电动势引起的过
载电流)成比例的系数最小的接收天线。或者，利用天线选择器 8选择指向性的方向与磁场形成的角最接近90度的接收天线。
如上所述，选择最不被施加由用于进行胶嚢内窥镜的位置 引导、姿势控制的感应线圏所形成的感应电动势引起的过载电 流的接收天线。
接着，说明具备防止对胶嚢内窥镜21的发送电路3 6以及磁 场发生装置1的4妄收装置36施加由感应电动势引起的过载电流 的功能的电路结构。首先，说明胶囊内窥镜21的发送电路36。
图5作为第 一例，是在形成胶嚢内窥镜21的发送天线37的线 圏的两端间插入了齐纳二极管阵列51的例子。在该齐纳二极管 阵列51中，将两个齐纳二极管的正极彼此连接使得能够与交流 信号对应，并将各负极分别连接在线圈37的两端。
根据该结构，在产生了规定以上的由感应电动势引起的过 载电流的情况下，由于电流通过这些齐纳二极管流动，因此能 够限制流入发送电^各36侧的电流，乂人而能够防止对电3各造成损 坏。
图6作为第二例，是在形成胶嚢内窥镜21的发送天线37的 线圈的两端间插入了磁簧开关52的例子。根据该结构，在产生 了规定以上的》兹场的情况下，由于磁簧开关4 2 #皮接通而电流流 过，因此能够限制流入发送电路36侧的电流，从而能够防止对 电路造成损坏。在该第二例中，不是直接监视感应电动势，但 是由于在产生了较大的感应电动势时需要较大的磁场的情况较 多，因此能够得到同样的效果。
接着说明磁场发生装置1的接收装置36。
图7作为第三例，是在接收装置6的接收天线7(AY1、 AY2、 AY3)的两端间插入了齐纳二极管阵列54的例子。接收天线7通 过变压器53被连接在接收装置6的输入端子上。在齐纳二极管阵
列54中，将两个齐纳二极管的正极;波此连接，并将各负极分别 连接在接收天线7的两端。此外，变压器53的输入输出在电气上 等效。
根据这种结构，在产生了规定以上的感应电动势的情况 下，由于电流通过齐纳二极管流动，因此能够限制流入接收装 置9的电流，从而能够防止对接收装置9造成损坏。
图8作为第四例，是在接收装置6的接收天线7(AY1、 AY2、 AY3)的两端间插入了磁簧开关55的例子。在产生了规定以上的 磁场的情况下，由于磁簧开关被接通而由感应电动势引起的过 载电流通过磁簧开关5 5流动，因此能够限制流入接收装置9的电 流，从而能够防止对接收装置9造成损坏。在该第四例中，不是 直接监视感应电动势，但是由于在产生了较大的感应电动势时 需要较大的磁场的情况较多，因此能够得到同样的效果。
图9作为第五例，是在通过变压器56连接接收天线7(AY1 、 AY2、 AY3)的接收装置6的输入线上设置了 ？J4短截线线路61的 例子。此外，变压器56的输入输出在电气上等效。
在相对于无线电路的使用波长X以传输线路的人/4短截线来 将该X / 4短截线线^各61的 一 端短^各(接地电位)时，在该波长附近 可将另 一 端视为开路状态。这种短截线的阻抗为 Z叫xZ0xtan(卩l)。其中，Z0为短截线线路61的特性阻抗，卩为相 位常数2兀A, 1为短截线线路61的长度。在1= 1/4的情况下的阻抗 Z为jxZ0xtan(兀/2)-oo(无穷大)。
因而，对以X进行动作的无线电路不产生任何影响，除此 之外的频率被短路。如果急剧的磁场变化的频率成分没有无线 通信的频率高，则能够通过该X/4短截线线路61来避免浪涌电 压。因此，在产生了感应电动势的情况下，流过输入线的过载 电流流入设置，从而防止对接收装置9造成损坏。
图IO作为第六例，是在发送电路36的发送天线37的两端间 设置了 X/4短截线线路62的例子。通过设置与第五例相同的人/4 短截线线路62，由感应电动势引起的过载电流被短路，因此能 够限制流入发送电^各36的电流，从而能够防止对发送电路36造 成损坏。
本发明能够提供一种具备指向性的方向不同的多个接收 天线而选择适合接收从胶嚢型医疗装置发送的体内信息的接收 天线的胶嚢型医疗装置引导系统。
权利要求
1.一种胶囊型医疗装置引导系统，其特征在于，由如下部分构成胶囊型医疗装置，其具有获取体内信息的体内信息获取部、将获取到的体内信息作为输出信号而向外部发送的通信部、以及磁铁；多个接收天线，上述多个接收天线的各自的指向性中接收灵敏度最高的方向相互不同，上述多个接收天线接收上述输出信号；选择器，其连接在上述多个接收天线上，切换其信号的路径；接收装置，其连接在上述选择器上，接收来自切换后的上述接收天线的信号；磁场发生部，其产生用于对上述磁铁起作用而使上述胶囊型医疗装置向目标方向进行移动的引导用磁场；以及控制部，其控制上述磁场发生部的生成信号，其中，上述控制部还确定由于引导用磁场而流动过载电流的接收天线，并控制选择器使得从接收装置断开该接收天线。
2. 根据权利要求i所述的胶嚢型医疗装置引导系统，其特 征在于，上述控制部算出上述磁场发生部产生的上述引导用磁场的 方向与上述接收天线的指向性的方向所形成的角度，根据其结 果选择被判断为最不平行的接收天线并将该接收天线连接到上 述接收电路上。
3. 根据权利要求l所述的胶嚢型医疗装置引导系统，其特征在于，在上述接收天线的两端子间、或者电气上等效的端子间， 连接有磁簧开关。
4. 根据权利要求l所述的胶嚢型医疗装置引导系统，其特 征在于，在上述接收天线的两端子间、或者电气上等效的端子间， 连接有齐纳二极管阵列。
5. 根据权利要求l所述的胶嚢型医疗装置引导系统，其特 征在于，在上述接收天线的两端子间、或者电气上等效的端子间， 连接有由传输线路形成的短截线。
6. 根据权利要求l所述的胶嚢型医疗装置引导系统，其特征在于，上述通信部包含发送天线，在该发送天线的两端子间、或 者电气上等效的端子间，连接有磁簧开关。
7. 根据权利要求l所述的胶嚢型医疗装置引导系统，其特 征在于，上述通信部包含发送天线，在该发送天线的两端子间、或 者电气上等效的端子间，连接有齐纳二极管阵列。
8. 根据权利要求l所述的胶嚢型医疗装置引导系统，其特 征在于，上述通信部包含发送天线，在该发送天线的两端子间、或 者电气上等效的端子间，连接有由传输线路形成的短截线。
9. 根据权利要求l所述的胶嚢型医疗装置引导系统，其特 征在于，上述通信部具有由磁性材料形成的屏蔽部。
10. —种胶嚢型医疗装置引导系统，其特征在于，由如下 部分构成胶嚢型医疗装置，其具有获取体内信息的体内信息获取部、 包含将获取到的体内信息作为输出信号而向外部发送的发送天线的通信部、以及磁铁；多个接收天线，上述多个接收天线接收上述输出信号； 磁场发生部，其产生用于对上述磁铁起作用而使上述胶嚢型医疗装置向目标方向进行移动的引导用^兹场；以及 控制部，其控制上述磁场发生部的生成信号， 上述胶嚢型医疗装置引导系统具有天线控制元件，该天线控制元件在上述接收天线和上述发送天线中的至少一方中，根据在上述至少一方的配置位置上的引导用磁场的强度来改变该天线的电气特性。
11. 根据权利要求10所述的胶嚢型医疗装置引导系统，其 特征在于，上述天线控制元件是磁簧开关。
12. 根据权利要求10所述的胶嚢型医疗装置引导系统，其 特征在于，上述天线控制元件是齐纳二极管阵列。
13. 根据权利要求10所述的胶嚢型医疗装置引导系统，其 特征在于，上述天线控制元件是由传输线路形成的短截线。
14. 一种胶嚢型医疗装置引导系统的控制方法，是通过对 设置在胶嚢型医疗装置内的磁铁起作用的磁场来对在体腔内一 边向目标方向进行移动、 一边发送上述体腔内的体内信息的胶 嚢型医疗装置进行引导的系统的控制方法，该胶嚢型医疗装置 引导系统的控制方法的特征在于，根据所发送的上述体内信息的接收灵敏度而切换朝向不同 方向的多个接收天线来接收上述体内信息，并且从接收路径断 开由于上述磁场而流动过载电流的上述接收天线。
15. 根据权利要求14所述的胶嚢型医疗装置引导系统的控 制方法，是引导上述胶嚢型医疗装置的系统的控制方法，该胶 嚢型医疗装置引导系统的控制方法的特征在于，算出可得到最高接收灵敏度的所产生的上述引导用磁场的 方向与上述接收天线的指向性的方向所形成的角度，选择被判 断为最不平行的接收天线来进行接收。
全文摘要
按照本发明的实施方式的胶囊内窥镜系统在磁性引导装置(1)的接收装置(9)与分别具有多个指向性的多个接收天线(7)之间设置天线选择器(8)，选择受到用于引导胶囊内窥镜(21)的磁场的影响的接收天线(7)并将其断开，通过所选择的适当的接收天线来获取体内信息。另外，具备如下功能防止对接收装置施加由感应电动势引起的过载电流，防止对胶囊内窥镜(21)的发送电路(36)以及磁场发生装置(1)的接收装置(36)施加由根据胶囊内窥镜(21)的剧烈动作产生的、或者根据磁场的磁梯度的急剧变化产生的感应电动势引起的过载电流。
文档编号A61B5/07GK101351142SQ200680049628
公开日2009年1月21日 申请日期2006年12月27日 优先权日2005年12月27日
发明者内山昭夫, 木村敦志, 穗满政敏 申请人:奥林巴斯医疗株式会社