医疗装置位置检测系统的制作方法

专利名称：医疗装置位置检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及对插入到体腔内的医疗装置进行引导的医疗装置位置检测系统、医疗装置引导系统、医疗装置引导系统的位置检测方法以及医疗装置引导系统的引导方法。
背景技术：
作为在体腔内引导胶囊内窥镜等医疗装置的方法，开发出一种在医疗装置中内装有磁铁、通过从外部对磁铁施加磁场来控制医疗装置的位置及朝向的医疗装置的磁引导技术。作为上述磁引 导技术之一，公开了一种在利用旋转磁场引导医疗装置的引导系统中对医疗装置的图像旋转进行校正的方法(例如，参照专利文献I。)。在该方法中，将2张取得图像对比，根据坐标变换的经历计算出医疗装置的理论上的旋转量。由采用连续的图像进行的图像匹配计算出因体壁和旋转负荷而产生的医疗装置的旋转角与旋转磁场旋转角之间的旋转角误差。通过将这样计算出的理论上的旋转量和旋转角误差相加，计算出2张取得图像之间的医疗装置的实际旋转量。也开发出一种利用磁梯度来引导医疗装置的系统(例如，参照专利文献2。)。专利文献1:日本特开2003-299612号公报专利文献2:日本特开2005-103091号公报在上述专利文献I中，由于通过累积求出医疗装置的旋转量，因此，有可能在时间经过的同时、旋转量的误差累积而增大。在旋转量的误差这样累积的情况下，由于医疗装置的旋转角与旋转磁场的旋转角不一致，因此，有可能无法稳定地控制医疗装置。在上述专利文献2中，由于未考虑医疗装置内的磁铁的方向与产生的磁场的方向的角度差，因此，存在无法高效地产生磁性引力这样的问题。

发明内容
本发明是为了解决上述问题而做成的，目的在于提供能够高精度地检测医疗装置的方向的医疗装置位置检测系统及医疗装置引导系统的位置检测方法、以及能够稳定且高效地引导控制医疗装置的医疗装置引导系统及医疗装置引导系统的引导方法。为了达到上述目的，本发明提供以下手段。一种医疗装置位置检测系统，其中，设有:能导入到被检体内的医疗装置；磁场响应部，其被配置在该医疗装置内，因具有磁化方向而响应于磁场，对上述医疗装置进行引导；在上述被检体内形成磁场的磁场产生部；方向检测磁场控制部，其自上述磁场产生部产生用于对上述医疗装置方向进行检测的方向检测磁场；响应检测部，其用于检测上述磁场响应部对上述方向检测磁场的响应；以及方向计算部，其根据上述方向检测磁场的方向和上述响应检测部的检测结果计算出上述医疗装置的方向，其中，利用上述响应检测部计算出上述医疗装置的具有互不相同的方向的3个轴线方向中的、具有互不相同的方向的2个轴线的方向；利用上述方向计算部计算出与由上述2个轴线构成的平面交叉的轴线方向。本发明的第I技术方案提供一种医疗装置位置检测系统，其中，包括:能导入到被检体内的医疗装置；磁场响应部，其被配置在该医疗装置内，因具有磁化方向而响应于磁场，对上述医疗装置进行引导；磁场产生部，在上述被检体内形成磁场；方向检测磁场控制部，自上述磁场产生部产生用于检测上述医疗装置方向的方向检测磁场；响应检测部，检测上述磁场响应部对上述方向检测磁场的响应；方向计算部，其根据上述方向检测磁场的方向和上述响应检测部的检测结果来计算出上述医疗装置的方向。采用本发明的第I技术方案，被检体内的医疗装置位于由磁场产生部形成的方向检测磁场内，因此，医疗装置的磁场响应部响应于方向检测磁场。利用响应检测部检测该磁场响应部的响应。与通过累积求出医疗装置的旋转量的方法相比，由于根据方向检测磁场的方向与检测出的磁场响应部的响应来计算医疗装置的方向，因此，能够以更高的精度求出。在上述发明的第I技术方案中，最好利用上述响应检测部计算出上述医疗装置的具有互不相同的方向的3个轴线方向中的、具有互不相同的方向的2个轴线方向，利用上述方向计算部计算出与由上述2个轴线构成的平面交叉的轴线方向。这样一来，根据磁场响应部对方向检测磁场的响应计算出上述3个轴线方向中的上述2个轴线方向，因此，不必在医疗装置内另外设置检测部，简化其构造。在上述发明的第I技术方案中，上述响应检测部最好由获取上述被检体内图像的图像获取部构成。 这样一来，根据由图像获取部获取的图像来检测医疗装置对方向检测磁场的响应。因此，不必在医疗装置内另外设置检测部等而简化构造，因此，使医疗装置小型化。在上述发明的第I技术方案中，上述响应检测部最好由对产生于上述磁场响应部的力进行测量的磁力测量部构成。这样一来，利用磁力测量部直接检测磁场响应部的响应，因此，提高医疗装置的方向检测精度。由于不需要位置检测计算、图像处理，因此，求出医疗装置的位置等时的数据处理容易。在上述发明的第I技术方案中，最好上述方向检测磁场控制部将上述磁场产生部控制成产生静磁场。这样一来,与自磁场产生部产生交变磁场的方法相比,产生静磁场时磁场产生部的控制容易。在上述构成中，最好上述方向检测磁场控制部将上述磁场产生部控制成依次产生方向或强度不同的多个磁场，上述方向计算部根据上述响应检测部对上述多个磁场的各检测结果计算出上述医疗装置的方向。这样一来，通过改变方向检测磁场的磁场方向或磁场强度，能获取与检测医疗装置的方向所需的磁场响应部的响应相关的多个信息。因此，在保证医疗装置的位置检测精度的状态下简化了医疗装置位置检测系统的系统构造。在上述发明的第I技术方案中，最好上述方向检测磁场控制部将上述磁场产生部控制成产生梯度磁场。这样一来，根据磁场响应部对形成为方向检测磁场的梯度磁场的响应来检测医疗装置的方向，因此，磁场产生部同时用作形成作为梯度磁场的方向检测磁场和作为均匀的磁场的另一磁场的产生部。在上述发明的第I技术方案中，最好利用上述响应检测部计算出上述医疗装置的具有互不相同的方向的3个轴线方向中的、具有互不相同的方向的2个轴线方向，利用上述方向计算部计算出与由上述2个轴线构成的平面交叉的轴线方向，上述医疗装置呈大致圆筒形状，上述磁场响应部的磁化方向与上述大致圆筒形状的中心轴线大致垂直，由利用上述响应检测部检测的上述2个轴线构成的面与上述中心轴线大致平行。这样一来,通过使方向检测磁场作用于磁场响应部,使磁场响应部绕大致圆筒形状的中心轴线旋转。根据被响应检测部检测出的磁场响应部的旋转角，计算出方向检测磁场的磁场方向与磁场响应部的磁化方向所成的角，求出磁场响应部的磁化方向。由于所求出的磁化方向与中心轴线大致垂直，并且与由上述2个轴线构成的面交叉，因此，由上述2个轴线构成的面与中心轴线大致平行。在上述发明的第I技术方案中，最好利用上述响应检测部计算出上述医疗装置的具有互不相同的方向的3个轴线方向中的、具有互不相同的方向的2个轴线方向，利用上述方向计算部计算出与由上述2个轴线构成的平面交叉的轴线方向，上述医疗装置呈大致圆筒形状，上述磁场响应部的磁化方向与上述大致圆筒形状的中心轴线大致垂直，由利用上述响应检测部检测的上述2个轴线构成的面与上述中心轴线大致垂直。

这样一来,通过使方向检测磁场作用于磁场响应部,使磁场响应部绕大致圆筒形状的中心轴线旋转。通过求出包含旋转前的磁场响应部的磁化方向和旋转后的磁场响应部的磁化方向的面，求出由上述2个轴线构成的面。由于旋转前及旋转后的磁场响应部的磁化方向与中心轴线大致垂直，因此，由所求出的上述2个轴线构成的面也与中心轴线大致垂直。因此，通过求出由上述2个轴线构成的面，能求出医疗装置的中心轴线的方向。在上述发明的第I技术方案中，最好上述响应检测部由对产生于上述磁场响应部的力进行测量的磁力测量部构成，上述磁力测量部是对作用于上述磁场响应部的压力、应变及转矩中的至少一个进行测量的传感器，上述磁场响应部借助上述传感器固定于上述医疗装置上。这样一来，利用磁力测量部，将磁场响应部的响应作为压力、应变及转矩中的至少一个进行直接检测。由于通过作为传感器的磁力测量部将磁场响应部的响应传递到医疗装置，因此，将磁场响应部用于对医疗装置进行引导。本发明的第2技术方案提供一种医疗装置引导系统，其中，包括上述本发明的第I技术方案的医疗装置位置检测系统、和用于使上述磁场产生部产生对上述医疗装置进行引导的引导磁场的引导磁场控制部，根据上述方向计算部的计算结果，上述引导磁场控制部控制上述磁场产生部。
采用本发明的第2技术方案，通过根据医疗装置方向计算部的计算结果来调整自磁场产生部产生的引导磁场的磁场方向，能够使引导磁场高效地作用于磁场响应部。能够如愿地使磁场作用于磁场响应部的方向，从而能够稳定地控制医疗装置。在上述发明的第2技术方案中，最好利用上述方向检测磁场控制部使上述磁场产生部产生的磁场强度小于利用上述引导磁场控制部使上述磁场产生部产生的磁场强度。这样一来，由于方向检测磁场的磁场强度小于引导磁场的磁场强度，因此,在方向检测磁场的作用下，医疗装置的位置及方向难以变化，难以对引导磁场引导医疗装置产生影响。例如，在利用磁力测量部测量产生于磁场响应部的力的情况下，使方向检测磁场的强度大于等于磁力测量部能够测量上述力的强度、且小于等于医疗装置不会运动的强度，从而不使医疗装置运动而能够以较高的精度进行方向检测。本发明的第3技术方案提供一种医疗装置引导系统的位置检测方法，其中，包括:检测磁场产生步骤，在该步骤中，磁场产生部产生对医疗装置所包括的磁场响应部的磁化方向进行检测的方向检测磁场；响应检测步骤，检测上述磁场响应部的响应；方向检测步骤，根据上述磁场响应部的响应和上述方向检测磁场的方向检测出上述医疗装置的方向。采用本发明的第3技术方案，由于医疗装置位于由磁场产生部形成的方向检测磁场内，因此，医疗装置内的磁场响应部响应于方向检测磁场。利用响应检测部检测该磁场响应部的响应。与通过累积求出医疗装置的旋转量的方法相比，由于根据方向检测磁场的方向与检测出的磁场响应部的响应计算出医疗装置的方向，因此，能够以更高的精度求出。本发明的第4技术方案提供一种医疗装置引导系统的引导方法，其中，包括引导磁场产生步骤，在上述本发明的第3技术方案的医疗装置引导系统的位置检测方法中的上述方向检测步骤之后，根据上述检测出的医疗装置的方向，上述磁场产生部产生对上述医疗装置进行引导的引导磁场。采用本发明的第4技术方案`，能够调整由磁场产生部产生的引导磁场的朝向而使弓I导磁场高效地作用于磁场响应部。能够如愿地使磁场作用于磁场响应部的方向，从而能够稳定地控制医疗装置。采用本发明的第I技术方案的医疗装置位置检测系统及第3技术方案的医疗装置弓I导系统的位置检测方法，根据方向检测磁场的方向和检测出的磁场响应部的响应计算出医疗装置的方向，因此，起到能够高精度地检测医疗装置的方向的效果。采用本发明的第2技术方案的医疗装置引导系统及第4技术方案的医疗装置引导系统的引导方法，根据医疗装置方向计算部的计算结果来调整由磁场产生部产生的引导磁场的磁场方向，因此，起到能够稳定且高效地引导控制医疗装置的效果。


图1是概略说明本发明的第I实施方式的医疗装置引导系统的示意图。图2是说明图1的胶囊医疗装置的坐标轴和外部装置的坐标轴的图。图3是说明图1的胶囊医疗装置的内部构造的示意图。图4是说明图1的位置姿态检测部的构造的示意图。图5是说明图2的胶囊医疗装置的其他驱动方法的图。
图6是说明图1的接口的构造的示意图。图7是说明图6的操作部的构造的概略图。图8是说明图6的操作部的构造的概略图。图9是说明图6的显示部的示意图。图10是说明在磁场强度H1的方向检测磁场札起作用时胶囊医疗装置所拍摄的图像的图。图11是说明在磁场强度H2的方向检测磁场札起作用时胶囊医疗装置所拍摄的图像的图。图12是表示永磁体的磁化、方向检测磁场与作用于永磁体的转矩之间的关系的图。图13是说明本发明的第I实施方式的第I变形例的方向检测磁场的磁场方向与永磁体的磁化方向的偏移角度的检测方法的图。图14是说明本发明的第I实施方式的第I变形例的方向检测磁场的磁场方向与永磁体的磁化方向的偏移角度的检测方法的图。图15是说明求出本发明的第I实施方式的第2变形例的永磁体的磁化方向时所形成的旋转磁场的立体图。图16是说明求出本发明的第I实施方式的第2变形例的永磁体的磁化方向时所形成的旋转磁场Mk2的立体图。图17是从Z轴看图16的旋转磁场的俯视图。图18是表不旋转磁场Mki的产生磁场的方向与XY平面的角度差Θ、永磁体与XY平面的角度差Φ、产生磁场的方向与永磁体的磁化方向的角度差Λ Θ的关系的图。图19是表不旋转磁场Mk2的产生磁场的方向与XY平面的角度差Θ、永磁体与XY平面的角度差Φ、产生磁场的方向与永磁体的磁化方向的角度差Λ Θ之间的关系的图。图20是用于在旋转磁场ΜΚ1、ΜΚ2的产生磁场的方向相同时将由胶囊医疗装置的图像传感器拍摄到的图像进行比较的图，图20 (a)表示旋转磁场Mki的图像，图20 (b)表示旋转磁场Mk2的图像。图21是说明本发明的第I实施方式的第3变形例的胶囊医疗装置的永磁体周围的构造的剖视图。图22是说明使梯度磁场作用于图21的胶囊医疗装置的状态的图。图23是说明使另一梯度磁场作用于图21的胶囊医疗装置的状态的图。图24是说明本发明的第I实施方式的第4变形例的胶囊医疗装置的永磁体周围的构造的剖视图。图25是说明作为应用于本发明的医疗装置引导系统的医疗装置，替代胶囊医疗装置而采用内窥镜装置的情况的图。图26是概略说明本发明的第2实施方式的医疗装置引导系统的示意图。图27是对图26的医疗装置引导系统中与第I实施方式不同的部分进行说明的示意图。

图28是说明作用于图26的胶囊医疗装置的静磁场的磁场方向、永磁体的磁化方向与胶囊医疗装置的f轴方向之间的关系的示意图。
图29是说明从图28的f轴方向看到的、作用于胶囊医疗装置的静磁场的磁场方向与永磁体的磁化方向之间的关系的图。图30是概略说明本发明的第2实施方式的第I变形例中的在检测方向时产生的磁场的磁场方向的示意图。图31是说明产生多个方向检测磁场M1之前拍摄的图像的图。图32是说明产生多个方向检测磁场M1之后拍摄的图像的图。图33是说明本发明的第2实施方式的第2变形例中的位置检测所采用的磁场产生之前及产生之后的永磁体的磁化方向与位置检测用磁场的磁场方向之间的关系的图。图34是说明图33的胶囊医疗装置中的旋转面及回转面的计算方法的矢量线图。图35是说明本发明的第2实施方式的第3变形例的胶囊医疗装置的永磁体周围的构造、和作用于永 磁体的方向检测磁场的磁场方向的图。图36是说明图35的方向检测磁场的磁场方向的立体图。图37是说明图36的方向检测磁场的磁场方向与X轴所成的角的图。图38是说明图36的方向检测磁场的磁场方向与Z轴所成的角的图。图39是说明应用于本发明的第2实施方式的胶囊医疗装置的另一实施例的示意图。图40是说明图39的胶囊医疗装置的构造的主视图。图41是说明本发明的第3实施方式的胶囊医疗装置的永磁体周围的构造的纵剖视图。图42是说明图41的胶囊医疗装置的永磁体周围的构造的主视图。图43是说明对图41的胶囊医疗装置施加的位置检测磁场的矢量图。图44是说明本发明的第4实施方式的胶囊医疗装置的永磁体周围的构造的纵剖视图。图45是说明图44的胶囊医疗装置的永磁体周围的构造的主视图。图46是说明对图44的胶囊医疗装置施加的位置检测磁场的矢量图。图47是说明对图44的胶囊医疗装置施加的位置检测磁场的另一施加例子的矢量图。图48是说明图47的胶囊医疗装置的f轴方向的决定方法的图。图49是说明作为应用于本发明的第4实施方式的医疗装置引导系统的医疗装置，替代胶囊医疗装置而采用内窥镜装置的情况的图。图50是说明图49的内窥镜装置的构造的主视图。附图标记说明1、301、501、601、医疗装置引导系统；3、103、203、303、403、503、603、胶囊医疗装置(医疗装置)；9、摄像部(图像获取部、响应检测部)；21、321、521、721、永磁体(磁场响应部)；35、方向计算部；45、磁场产生部；49、方向检测磁场控制部；122、压力传感器(磁力测量部)；222、422、522R、522F、622、722、力传感器(磁力测量部)；303、703、内窥镜装置(医疗装置)。
具体实施例方式第I实施方式
下面，参照图1 图12说明本发明的第I实施方式的医疗装置引导系统。图1表示概略说明本实施方式的医疗装置引导系统的示意图。如图1所示，在医疗装置引导系统I中设有能导入到被检体体腔内的胶囊医疗装置(医疗装置)3、检测胶囊医疗装置3的位置及方向并对胶囊医疗装置3进行引导的外部装置5。图2表示说明图1的胶囊医疗装置的坐标轴和外部装置的坐标轴的图。如图2所示，在胶囊医疗装置3中设定有由up轴(之后记作u轴)、right轴(之后记作r轴)和front (之后记作f轴)构成的右手坐标轴。具体地讲,沿着永磁体21的磁化方向延伸的是u轴，沿着胶囊医疗装置3的径向延伸的是r轴，沿着胶囊医疗装置3的长度轴线方向延伸的是f轴。另一方面，在外部装置5中设定有由X轴、y轴、z轴构成的右手坐标系。 图3表示说明图1的胶囊医疗装置的内部构造的示意图。如图3所示，胶囊医疗装置3包括在内部收纳各种机器的外壳7、获取被检体的体腔内图像的摄像部(图像获取部、响应检测部)9、向外壳7内部的各种机器供给动力的电源部11、产生振荡磁场的振荡线圈15、朝体外发送图像数据等的无线发信机17、对电源部11、摄像部9、振荡线圈15及无线发信机17进行控制的控制部19、和对磁场进行响应的永磁体(磁场响应部)21。外壳7由使以胶囊医疗装置3的f轴为中心轴线的供红外线透射过的圆筒形状的胶囊主体7a、覆盖胶囊主体7a前端的透明的半球形状的前端部7b、和覆盖胶囊主体7a后端的半球形状的后端部7c形成，以液密构造形成被密闭的胶囊容器。在外壳7的胶囊主体7a的外周面具有以f轴为中心将截面为圆形的线材呈螺旋状卷绕而成的螺旋部23。因此，胶囊医疗装置能够通过以f轴为中心旋转而前进或后退。摄像部9对被检体的体腔内进行拍摄而获取图像。摄像部9包括:配置在与f轴方向大致垂直地配置的基板25a的后端部7c侧的面上的摄像元件、即图像传感器27、使被检体的体腔内表面的图像成像于图像传感器27的透镜组29、和照明体腔内表面的LED(LightEmitting Diode) 31。图像传感器27将借助前端部7b及透镜群29而成像的光转换为电信号(图像信号)并将其输出到控制部19。作为该图像传感器27，例如，可以采用CMOS (ComplementaryMetal Oxide Semiconductor)、CCD (Charge Coupled Device)等摄像兀件。LED31以f轴为中心地沿周向隔开间隔地在基板25a上配置有多个。振荡线圈15用于产生振荡磁场，卷绕成圆筒状地配置在外壳7的胶囊主体7a的径向内方。即，振荡线圈15的中心轴线与f轴方向大致平行地配置，振荡线圈15的开口方向沿与永磁体21的磁化方向正交的方向配置。控制部19与电源部11、振荡线圈15、图像传感器27和LED31电连接。控制部19自无线发信机17发送图像传感器27所获取的图像信号，并且控制振荡线圈15、图像传感器27 和 LED31 的 on 或 off。永磁体21根据自外部装置5受到的方向检测磁场M1及引导磁场M2产生驱动力。永磁体21配置在无线发信机17的前端部7c侧。永磁体21沿与f轴方向正交的方向(例如图中的上下方向)具有磁化方向(磁极)地配置或磁化。如图1所示，在外部装置5中设有位置姿态检测部33、方向计算部35、磁场控制部37、电源39、接口 41、图像数据接收部43和磁场产生部45。图4是说明图1的位置姿态检测部的构造的示意图。位置姿态检测部33检测胶囊医疗装置3在外部装置5的坐标系中的坐标值(位置)、和胶囊医疗装置3的f轴方向、即胶囊医疗装置3绕u轴、r轴的旋转相位这5个自由度。这些坐标值及旋转相位的计算方法可以采用公知的计算方法，并没有特别地限定。如图4所示，在位置姿态检测部33中设有多个检测线圈47，检测线圈47的检测信号被输入。检测线圈47用于对由胶囊医疗装置3的振荡线圈15起振的振荡磁场进行检测，被配置在胶囊医疗装置3的动作范围的周围。如图1所示，方向计算部35用于计算胶囊医疗装置3的u轴及r轴方向、即胶囊医疗装置3绕f轴的旋转相位(医疗装置的方向)这I个自由度。旋转相位的计算方法详见后述。如图1所示，方向计算部35中被输 入有自方向计算部35向接口 41的数据处理部53输入的胶囊医疗装置3绕f轴的旋转相位。如图1所示，磁场控制部37用于在胶囊医疗装置3的动作单位内输出形成方向检测磁场M1及引导磁场M2的磁场形成信号。方向检测磁场M1是在检测胶囊医疗装置3绕f轴的旋转相位、即在检测永磁体21的磁化方向时使用的磁场。引导磁场M2是引导胶囊医疗装置3的磁场，是控制胶囊医疗装置3在f轴上的朝向并使胶囊医疗装置3绕f轴旋转驱动的旋转磁场。在磁场控制部37中设有生成对方向检测磁场M1的磁场方向及磁场强度进行控制的磁场形成信号的方向检测磁场控制部49、和输出对引导磁场M2的磁场方向及磁场强度进行控制的磁场形成信号的引导磁场控制部51。方向检测磁场控制部49在检测胶囊医疗装置3的方向时，输出对由磁场产生部45产生的磁场进行控制的磁场形成信号。另一方面，引导磁场控制部51在引导胶囊医疗装置3时,输出对由磁场产生部45产生的磁场进行控制的磁场控制信号。胶囊医疗装置3绕f轴的旋转相位自方向计算部35输入到磁场控制部37中，由操作者输入的操作信息自接口 41的数据处理部53输入到磁场控制部37中。图5是说明图2的胶囊医疗装置的其他驱动方法的图。另外，如上所述，引导磁场M2为旋转磁场，胶囊医疗装置3由旋转磁场驱动，也可以如图5所示，引导磁场M2是具有磁梯度的静磁场、即梯度磁场，胶囊医疗装置3由梯度磁场驱动，并没有特别地限定。在图5中，表示形成有越朝向右侧梯度越急的引导磁场、施加向右侧驱动胶囊医疗装置3的磁性引力的状态。通过这样由磁场产生部45产生梯度磁场，与产生作为交变磁场的旋转磁场的方法相比更易于控制磁场产生部45。如图1所不，电源39根据磁场控制部37的控制信号输出由磁场产生部45产生方向检测磁场M1及引导磁场M2的交流电。如图1所示，自磁场控制部37向电源39输入控制信号，自电源39向磁场产生部45供给交流电。图6是说明图1的接口的构造的示意图。接口 41由操作者输入胶囊医疗装置3的操作量，并且显示胶囊医疗装置3所获取的图像。如图6所示，在接口 41中设有数据处理部53、操作部55和显示部57。数据处理部53计算出显示于显示部57的图像数据，并且计算出输入到磁场控制部37的操作信息。具体地讲，数据处理部53根据胶囊医疗装置3绕f轴的旋转相位，将与自图像数据接收部43输入的胶囊医疗装置3的旋转同时旋转的图像数据转换成静止的图像数据。数据处理部根据胶囊医疗装置3绕f轴的旋转相位，将基于自操作部55输入的胶囊医疗装置的坐标系(由u轴、r轴、f轴构成的坐标系)的操作信息转换成外部装置5的坐标系(由u轴、r轴、f轴构成的坐标系)。图像数据自图像数据接收部43被输入到数据处理部53中，并且胶囊医疗装置3绕f轴的旋转相位自方向计算部35被输入到数据处理部53中，自数据处理部53向显示部57输出静止的图像数据。自操作部55向数据处理部53输入基于胶囊医疗装置3的坐标系的、与行进方向及行进速度有关的操作信息，在被转换成基于外部装置5的坐标系的操作信息之后，将其输出到磁场控制部37。图7及图8是说明图6的操作部的构造的概略图。操作部55由操作者输入胶囊医疗装置3的行进方向及行进速度(操作信息)。如图7及图8所示，在操作部55中设有输入有胶囊医疗装置3的行进方向的方向控制部59、和输入有包含胶囊医疗装置3的前进及后进的行进速度的加速器61。方向控制部59是被设置成沿着互相正交的2个方向倒伏的棒状构件。在使方向控制部59向图中的up侧倒伏时，胶囊医疗装置3被控制成其朝向变为up轴的正方向，在使方向控制部59向相反方向倒伏时，胶囊医疗装置3被控制成其朝向变为up轴的负方向。同样，在使方向控制部59向图中的 right侧倒伏时,胶囊医疗装置3被控制成其朝向变为right轴的正方向,在使方向控制部59向相反方向倒伏时,胶囊医疗装置3被控制成其朝向变为right轴的负方向。加速器61是被设置成沿着I个方向倒伏的棒状构件。在使加速器向图中的front侧倒伏时，胶囊医疗装置3被控制成向前进、即沿f轴的正方向行进，在使加速器向back侧倒伏时，胶囊医疗装置3被控制成向后退、即沿f轴的负方向行进。无论加速器61的倒伏方向怎样，都能根据使加速器61倒伏的角度来控制胶囊医疗装置3的行进速度。图9是说明图6的显示部的示意图。显示部57显示由胶囊医疗装置3拍摄的图像数据。如图6所示，自数据处理部53向显示部57输入静止的图像数据，显示静止的图像。具体地讲，如图9所示，以显示部57中的up轴及right轴与胶囊医疗装置3的u轴及r轴一致的方式显示静止图像。如图1所示，图像数据接收部43接收自胶囊医疗装置3的无线发信机17发送的图像数据。如图6所示，将被图像数据接收部43接收到的图像数据输入到接口 41的数据处理部53。磁场产生部45根据自电源39供给的交流电而形成方向检测磁场M1、引导磁场M2。作为磁场产生部45，可以采用亥姆霍兹线圈等公知的线圈，并没有特别地限定。在本实施方式中，对应用由同一个线圈形成方向检测磁场M1和引导磁场M2的情况进行了说明，但也可以分别设置形成方向检测磁场M1的线圈和形成引导磁场M2的线圈，并没有特别的地限定。
接着，说明由上述构造构成的医疗装置引导系统I的胶囊医疗装置的作用。首先，说明胶囊医疗装置3的引导方法的概略以及图像的获取方法，之后，说明作为本实施方式的特征的、胶囊医疗装置3绕f轴的旋转相位的检测方法以及基于检测到的旋转相位的胶囊医疗装置3的引导方法。首先，将被检者配置在如图1所示地由磁场产生部45形成有引导磁场M2的空间中。接着，接入胶囊医疗装置3的电源，将胶囊医疗装置3从被检者的口部或肛门投入到体腔内。在外部装置5中，也开始向位置姿态检测部33等供给电力。在被投入到体腔内的胶囊医疗装置3中，在规定时间之后开始摄像部9的工作，利用图像传感器27获取被来自LED31的照明光照明的体腔内表面的图像。借助控制部19将获取的图像传递到无线发信机17，并借助无线发信机17将其发送到图像数据接收部43。自图像数据接收部43将图像数据输入到接口41的数据处理部53。在数据处理部53中，根据由方向计算部35计算出的胶囊医疗装置3绕f轴的旋转相位，将与胶囊医疗装置3的旋转同时旋转的图像数据转换成静止的图像数据。将转换后的图像数据输出到显示部57，在显示部57中显示体腔内表面的图像。确认了显示于显示部57的体腔内表面图像的操作者通过操作接口 41的操作部55，将胶囊医疗装置3的行进方向及行进速度等操作信息输入到数据处理部53。自操作部输入的操作信息是基于胶囊医疗装置的坐标系的操作信息，因此，数据处理部根据由方向计算部35计算出的 胶囊医疗装置3绕f轴的旋转相位，将其转换成基于外部装置5的坐标系的操作信息。将转换后的操作信息输入到磁场控制部37。磁场控制部37在引导磁场控制部51中决定作为旋转磁场的引导磁场M2的旋转轴线方向、旋转方向以及旋转速度等，将形成引导磁场M2的磁场形成信号输出到电源39。电源39将根据输入的磁场形成信号产生的交流电供给到磁场产生部45。由此,磁场产生部被励磁,形成期望的引导磁场M2。引导磁场M2的旋转轴方向用于控制胶囊医疗装置3的方向(f轴的方向)、行进方向，旋转方向用于控制胶囊医疗装置3的前进及后退，旋转速度用于控制胶囊医疗装置3的行进速度。接着，对作为本实施方式的特征的胶囊医疗装置3绕f轴的旋转相位、即方向检测磁场的磁场方向与永磁体的磁化方向之间的偏移角度的检测方法进行说明。首先，磁场控制部37的方向检测磁场控制部49向磁场产生部45输出磁场形成信号，该磁场形成信号在垂直于由位置姿态检测部33计算出的胶囊医疗装置3的f轴的方向的面(u-r平面)内产生磁场方向为任意方向、磁场强度为H1的方向检测磁场乂。由此，磁场产生部45产生方向检测磁场Miq图10是说明在磁场强度H1的方向检测磁场乂起作用时胶囊医疗装置所拍摄的图像的图。在方向检测磁场M1对胶囊医疗装置3的永磁体21起作用的状态下，利用图像传感器27获取图10所示的体腔内壁的图像。在此，用于对方向检测磁场M1的磁场方向与永磁体21的磁化方向之间的偏移角度进行检测的检测图案P被设定。于是，在方向检测磁场M1的磁场方向保持原样的状态下，方向检测磁场控制部49向磁场产生部45输出将磁场强度增强为H2的磁场形成信号。由此，磁场产生部45产生磁场强度为H2的方向检测磁场M1 (检测磁场产生步骤)。在方向检测磁场乂的磁场强度增强时，作用于永磁体21的转矩T增强，胶囊医疗装置3绕f轴旋转。图11是说明在磁场强度H2的方向检测磁场乂起作用时胶囊医疗装置所拍摄的图像的图。在这样使磁场强度为H2的方向检测磁场M1作用于胶囊医疗装置3之后，利用图像传感器27获取图11所示的体腔内壁的图像。此时，图像所描绘的检测图案P与图10所示的图像相比旋转了角度α。方向计算部35将图10及图11所示的图像相比较而检测出检测图案P的旋转角α，从而求出胶囊医疗装置3绕f轴的旋转角α (响应检测步骤)。通过设定多个检测图案P，能够更准确地求出α。

图12是表示永磁体的磁化、方向检测磁场与作用于永磁体的转矩之间的关系的图。方向计算部35根据在方向检测磁场M1的磁场强度变化前后的作用于永磁体21的转矩的关系式、方向检测磁场M1的磁场方向和永磁体21的磁化方向所成的角Θ的变化与旋转角α的关系式，计算所成的角Θ (偏移角度)(方向检测步骤)。在此，可知根据磁场强度H的方向检测磁场乂、由图12所示的图而利用下式(I)能够求出作用于磁化强度M的永磁体21的转矩Τ。T = MHsin Θ...(I)在方向检测磁场M1的磁场强度变化前后，作用于永磁体21的转矩T不变，因此，能够导出下式(2)。MH1SinQ1 = MH2SinQ2...(2)在此，Θ I是形成有磁场强度H1的方向检测磁场M1时方向检测磁场M1的磁场方向与永磁体21的磁化方向所成的角，Θ 2是形成有磁场强度H2的方向检测磁场M1时方向检测磁场M1的磁场方向与永磁体21的磁化方向所成的角。旋转角α利用所成的角01和θ2表示为下式(3)。θ「Θ 2 = C^..(3)方向计算部35根据上式(2)及(3)计算出方向检测磁场M1的磁场方向与永磁体21的磁化方向所成的角Θ P Θ 2。根据这样计算出的所成的角θ” θ2及方向检测磁场M1的磁场方向，求出永磁体21的磁化方向、即胶囊医疗装置3绕f轴的旋转相位(方向、姿态)。由方向计算部35求出的胶囊医疗装置3绕f轴的旋转相位被输入到磁场控制部37的引导磁场控制部。引导磁场控制部根据胶囊医疗装置3绕f轴的旋转相位决定引导磁场M2的磁场方向，自磁场产生部产生引导磁场M2 (引导磁场产生步骤)。交替地重复进行胶囊医疗装置3的引导和方向检测，将胶囊医疗装置3的方向检测结果反馈于引导磁场M2的控制。通过将引导磁场M2的磁场方向控制成使上述所成的角Θ为适当的值，能够更高效且稳定地控制胶囊医疗装置3。采用上述构造，在方向计算部35中计算出永磁体21的磁化方向与方向检测磁场M1的磁场方向所成的角Θ (角度差)，因此，能够使用检测胶囊医疗装置的位置姿态(6个自由度)中的检测5个自由度的位置姿态检测部来进行6个自由度的位置姿态检测。在方向计算部35中，根据增强方向检测磁场M1的磁场强度时胶囊医疗装置3 (永磁体21)的旋转角α计算出所成的角Θ。这样，通过使用计算出的所成的角Θ，方向计算部35能够计算出胶囊医疗装置3绕f轴的朝向(永磁体21的磁化方向的朝向)。如上所述，通过计算出胶囊医疗装置3绕f轴的朝向，在数据处理部53中，能够在将与胶囊医疗装置的旋转同时旋转的图像数据校正为静止的图像数据时进行更准确的旋转校正。在产生旋转磁场作为弓I导磁场M2之后,接着M2产生梯度磁场作为弓I导磁场而对胶囊医疗装置施加磁性引力的情况下，能够高效地产生磁性引力。即，通过与胶囊医疗装置3绕f轴的朝向相对应地(与永磁体21的磁化方向平行地)决定梯度磁场的磁场方向，能够高效地使磁性引力作用于永磁体，从而能够高效地产生磁性引力。被检体内的胶囊医疗装置3位于由磁场产生部45形成的方向检测磁场M1内，因此，胶囊医疗装置3内的永磁体21在方向检测磁场M1的作用下绕f轴旋转。由利用摄像部9拍摄的图像检测出该永磁体21 (胶囊医疗装置3)的旋转角a。与通过累积求得胶囊医疗装置3的旋转量的方法相比，根据方向检测磁场M1的磁场方向与检测到的永磁体21的胶囊医疗装置3的旋转角α计算出胶囊医疗装置3绕f轴的旋转相位，因此，能够以更高的精度求出。换言之，通过使方向检测磁场M1作用于永磁体21，使胶囊医疗装置3绕f轴旋转，由利用摄像部9拍摄的图像检测出胶囊医疗装置3的旋转角a。根据检测出的旋转角α计算出u轴及r轴的方向。从永磁体21在方向检测磁场乂作用下产生的旋转角α计算出胶囊医疗装置3的u轴、r轴及f轴的轴线 方向中的、r轴及f轴的轴线方向，因此，不需要在胶囊医疗装置3内另外设置检测部，能够简化其构造。通过比较由摄像部9获取的至少2张图像，检测出胶囊医疗装置3在方向检测磁场M1作用下产生的旋转角α，不需要在胶囊医疗装置3内另外设置检测部等而简化其构造，因此，能够使胶囊医疗装置3小型化。通过使方向检测磁场M1的磁场强度从H1增强到H2，能够获取胶囊医疗装置3的方向检测所需的、与永磁体21的旋转有关的多个信息，因此，在保持胶囊医疗装置3的位置检测精度的状态下，能够简化医疗装置引导系统I的系统构造。根据由方向计算部35求出的胶囊医疗装置3绕f轴的旋转相位，将自磁场产生部45产生的引导磁场M2的磁场方向调整成与永磁体21的磁化方向平行，因此，能够高效地使弓I导磁场M2作用于永磁体21。能够如愿地使弓I导磁场M2作用于永磁体21的磁化方向，从而能够稳定地控制胶囊医疗装置3。另外，对于上述引导磁场M2的控制，也可以进行如下说明的控制，并没有特别地限定。在产生作为旋转磁场的引导磁场M2，一边使胶囊医疗装置3绕f轴旋转、一边对胶囊医疗装置3进行引导的情况下，在产生引导磁场M2的过程中，对磁场产生部45供给的电流发生变化。这样，在供给的电流发生变化的情况下，避免对电源39施加过大的负荷，因此，不会产生磁场强度很强的引导磁场m2。在该状态下停止产生引导磁场M2的情况下,在永磁体21的磁化方向与引导磁场M2的磁场方向所成的角度保持很大的值的状态下，胶囊医疗装置3停止。于是，在接着产生作为旋转磁场的引导磁场M2的情况下,作用于永磁体21的磁性引力变小。因此，通过在即将使作为旋转磁场的引导磁场M2停止之前产生静磁场、且很强的磁场，能够减小在停止产生引导磁场M2时永磁体21的磁化方向与引导磁场M2的磁场方向所成的角(偏移量)。于是，在接着利用磁性引力控制胶囊医疗装置3的位置的情况下，能够高效地使永磁体21产生磁性引力，从而能够准确地控制胶囊医疗装置3的位置。第I实施方式的第I变形例接着，参照图13及图14说明本发明的第I实施方式的第I变形例。本变形例的医疗装置引导系统的基本构造与第I实施方式相同，但与第I实施方式的不同点在于永磁体的磁化方向的计算方法。因此，在本变形例中，使用图13及图14仅说明永磁体的磁化方向的计算方法，省略说明医疗装置引导系统的构造等。图13及图14说明本变形例的方向检测磁场的磁场方向与永磁体的磁化方向的偏移角度的检测方法。另外，对与第I实施方式相同的构成要件标注相同的附图标记，省略其说明。由于胶囊医疗装置3的引导方法的概要及图像的获取方法也与第I实施方式相同，因此，省略其说明。在此，对作为本变形例的特征的胶囊医疗装置3绕f轴的旋转相位、即弓I导磁场M2的磁场方向与永磁体的磁化方向的偏移角度的检测方法进行说明。
`
胶囊医疗装置3的引导与第I实施方式相同，利用作为旋转磁场的引导磁场仏来旋转驱动胶囊医疗装置3，将其引导到目标位置。在这种情况下，停止引导胶囊医疗装置3、即弓I导磁场M2停止旋转时,弓I导磁场M2的磁场方向与永磁体21的磁化方向成为图13所不的关系。引导磁场M2是以胶囊医疗装置3的f轴为中心进行旋转的磁场。在图13中，表示利用沿逆时针旋转的引导磁场仏来旋转驱动胶囊医疗装置3的情况，成为引导磁场M2的磁场方向在逆时针方向上领先于永磁体21的磁化方向的状态。这样，由于引导磁场M2的磁场方向领先于永磁体21的磁化方向，因此，在永磁体21中产生使永磁体21旋转的转矩。之后，如图14所示，不改变磁场强度地使引导磁场M2顺时针旋转。此时，开始计测自使引导磁场M2停止旋转的相位起的旋转角。于是，观察由胶囊医疗装置3的摄像部9拍摄的图像，计测使胶囊医疗装置3开始顺时针旋转的引导磁场M2的旋转角Θ 3。在此，使胶囊医疗装置3逆时针旋转所需的转矩、和使其顺时针旋转的转矩可视作大致相同的大小。因此，旋转角Θ 3的一半角度成为引导磁场M2的磁场方向与永磁体21的磁化方向所成的角(偏移角度)。因此，方向计算部35计算出自引导磁场M2停止旋转时的磁场方向顺时针旋转θ3 / 2后的方向作为永磁体21的方向、即胶囊医疗装置3绕f轴的旋转相位。采用上述构造，通过使作为旋转磁场的引导磁场M2的旋转方向反转，能够计算出永磁体21的磁化方向与引导磁场M2的磁场方向所成的角。因此，产生磁场的控制方法与第I实施方式相比简单。在图像处理过程中，检测出胶囊医疗装置3开始旋转即可。因而，图像的模式匹配不会像第I实施方式那样复杂，因此，能够在更短的时间内正确地检测角度。另外，旋转磁场可以如上所述地是引导磁场M2,也可以是方向检测磁场M1,并没有特别地限定。第I实施方式的第2变形例接着，参照图15 图20说明本发明的第I实施方式的第2变形例。本变形例的医疗装置引导系统的基本构造与第I实施方式相同，但与第I实施方式的不同点在于永磁体的磁化方向的计算方法。因此，在本变形例中，使用图15 图20仅说明永磁体的磁化方向的计算方法，省略说明医疗装置引导系统的构造等。图15是说明求出本 变形例的永磁体的磁化方向时所形成的旋转磁场Mki的立体图。图16是说明求出本变形例的永磁体的磁化方向时所形成的旋转磁场Mk2的立体图。图17是从Z轴看图16的旋转磁场的俯视图。另外，对与第I实施方式相同的构成要件标注相同的附图标记，省略其说明。由于胶囊医疗装置3的引导方法的概要及图像的获取方法也与第I实施方式相同，因此，省略其说明。在此，对作为本变形例的特征的胶囊医疗装置3绕Y轴的旋转相位、即旋转磁场Mk的磁场方向与永磁体的磁化方向的偏移角度的检测方法进行说明。首先，如图15所示，在胶囊医疗装置3中的Z-X平面内产生以Y轴为中心旋转的旋转磁场MK1。接着，如图16及图17所示，在相对于胶囊医疗装置3中的Z-X平面旋转角度α后的平面(之后记作旋转平面)内产生以其与Y轴的交点为中心旋转的旋转磁场ΜΚ2。在此，图16及图17中的X轴、Y轴及Z轴相当于图2中的r轴、f轴及u轴。利用各旋转磁场MK1、Me2使胶囊旋转，分别获取产生的磁场的方向与XY平面所成的角度为Θ时(旋转磁场的方向相同时)的图像。图18及图19是分别表示施加旋转磁场MK1、Me2而获取图像时产生磁场与胶囊医疗装置3、永磁体21的关系的图。图20是用于将旋转磁场MK1、MK2的产生磁场的方向相同时由胶囊医疗装置3的图像传感器27拍摄的图像进行比较的图，图20 (a)表示旋转磁场Mki的图像，图20 (b)表示旋转磁场Mk2的图像。能够通过模式匹配而对获取的2张图像检测出图像的移动方向(通过变化旋转磁场的方向而使胶囊医疗装置3运动的方向)。并且，求出检测出的移动方向与相对于获取图像的图像传感器27定位的永磁体21的磁化方向之间的角度差Φ。在此，由于检测出的移动方向与XY平面平行，因此，所求出的角度差Φ成为永磁体21的磁化方向与XY平面之间的角度差。如图18及图19所示，利用下式(4)，由旋转磁场MK1、MK2产生的磁场的方向与XY平面的角度差Θ、和永磁体与XY平面的角度差Φ求出产生磁场的方向与永磁体21的磁化方向之间的角度差Λ Θ。Δ θ = θ -φ...(4)由产生磁场的方向、和产生磁场的方向与永磁体21的磁化方向的角度差Λ Θ，能够求出胶囊医疗装置3绕Y轴的旋转相位。另外，在产生旋转磁场Mk1、Me2时，胶囊医疗装置3获取图像时产生磁场的方向与XY平面的角度差也可以不同。在这种情况下，通过使产生旋转磁场Mki时的图像与产生旋转磁场Mki时的图像相对地旋转，消除获取图像时产生磁场的方向与XY平面的角度差的差值，产生磁场的方向与XY平面的角度差能够进行与同时获取的图像同样的处理。采用上述构造，由在产生旋转磁场MK1、MK2时利用胶囊医疗装置3的图像传感器27拍摄的各个图像，求出旋转磁场的方向与XY平面的角度差Θ时的、永磁体21的磁化方向与XY平面之间的角度差Φ，能够求出产生磁场的方向与永磁体21的磁化方向之间的角度差Δ θ。在计算出Λ Θ的过程中不包含旋转磁场MK1、Mk2所成的角a。因此，在求出所成的各Λ Θ时，未限制旋转磁场ΜΚ1、ΜΚ2的面(旋转面)的倾斜(所成的角α)，易于控制旋转磁场 Mr1、Me2。另外，可以与引导胶囊医疗装置3分开地单独检测上述永磁体21的磁化方向，也可以在引导胶囊医疗装置3时，在转换胶囊医疗装置3的Y轴方向时检测上述永磁体21的磁化方向。S卩，在转换胶囊医疗装置3的Y轴方向时，在与胶囊医疗装置3的Y轴垂直的面(Z-X面)、和作为旋转磁场的引导磁场M2的面之间产生角度差。能够利用该角度差检测上述永磁体21的磁化方向。由于能够在引导胶囊医疗装置3的过程中检测上述永磁体21的磁化方向，因此，胶囊医疗装置3的引导及位置检测更高效。另外，旋转磁场MK1、MK2可以是引导磁场M2,也可以是方向检测磁场M1,并没有特别地限定。第I实施方式的第3变形例接着，参照图21 图23说明本发明的第I实施方式的第3变形例。本变形例的医疗装置引导系统的基本构造与第I实施方式相同，但与第I实施方式的不同点在于永磁体的磁化方向的计算方法。因此，在本变形例中，使用图21 图23仅说明永磁体的磁化方向的计算方法，省略说明医疗装置引导系统的构造等。图21是说明本变形例的胶囊医疗装置的永磁体周围的构造的剖视图。另外，对与第I实施方式相同的构成要件标注相同的附图标记，省略其说明。如图21所示，在胶囊医疗装置103中的永磁体21周围配置有压力传感器(磁力测量部)122。压力传感器122用于对作用于永磁体21的磁性引力进行检测。在本变形例中，应用在永磁体21的周围等间隔地配置有4个压力传感器122的例子进行说明。在此，对作为本变形例的特征的胶囊医疗装置103绕f轴的旋转相位、即梯度磁场Ms的磁场方向与永磁体21的磁化方向的偏移角度的检测方法进行说明。另外，由于胶囊医疗装置103的引导方法的概要及图像的获取方法也与第I实施方式相同，因此，省略其说明。胶囊医疗装置103的引导与第I实施方式相同，利用作为旋转磁场的引导磁场M2来旋转驱动胶囊医疗装置103，将其引导到目标位置。之后，停止产生引导磁场M2。图22是说明使梯度磁场作用于图21的胶囊医疗装置的状态的图。图23是说明使另一梯度磁场作用于图21的胶囊医疗装置的状态的图。
在引导磁场M2停止之后，如图22所示那样产生梯度磁场Ms，使沿着停止时的引导磁场M2的磁场方向起作用的磁性引力F作用于永磁体21。在此，图22所示的梯度磁场是磁力线沿着停止时的弓I导磁场M2的磁场方向延伸、且磁力线的密度朝向上述磁场方向升高的梯度磁场。永磁体21的磁化方向与停止时的引导磁场M2的磁场方向所成的角为Λ Θ。或者，如图23所示那样产生梯度磁场Ms，使沿着停止时的引导磁场M2的磁场方向起作用的磁性引力F作用于永磁体21。在此，图23所示的梯度磁场是磁力线沿着停止时的弓I导磁场M2的磁场方向延伸、且磁力线的密度朝向与上述磁场方向正交的方向升高的梯度磁场。由压力传感器122检测作用于永磁体21的磁性引力F。将检测出的磁性引力F与永磁体21的磁化方向和磁性引力的力方向为相同方向时的理论磁性引力F。相比较。具体地讲，根据下式(5)，比较磁性引力F和理论磁性引力F。而求出Λ Θ。F = F0Cos Δ Θ …(5)根据这样求出的Λ Θ和停止时的引导磁场M2的磁场方向，计算出永磁体21的磁化方向。采用上述构造，在磁场产生部45中，能够将产生引导胶囊医疗装置103的梯度磁场的部分用于产生永磁体21的磁化方向检测所米用的梯度磁场Ms,因此,能够简化磁场产生部45的构造。换言之，由磁性引力F (响应)计算出胶囊医疗装置3绕f轴的相位，该磁性引力F利用为了检测方向而形成的梯度磁场Ms作用于永磁体21。因此，磁场产生部45能够共用为形成梯度磁场Ms和引导胶囊医疗装置103的另一均匀的磁场的产生部。作用于永磁 体21的磁性引力作为压力由压力传感器122直接检测出来，因此，胶囊医疗装置103绕f轴的相位的计算精度升高。由于不需要位置检测计算、图像处理，因此，求出胶囊医疗装置103的位置等时的数据处理容易。作用于永磁体21的磁性引力经由压力传感器122而被传递到胶囊医疗装置103上，因此，能够持续引导胶囊医疗装置103。第I实施方式的第4变形例接着，参照图24说明本发明的第I实施方式的第4变形例。本变形例的医疗装置引导系统的基本构造与第I实施方式相同，但与第I实施方式的不同点在于永磁体的磁化方向的计算方法。因此，在本变形例中，使用图24仅说明永磁体的磁化方向的计算方法，省略说明医疗装置引导系统的构造等。图24是说明本变形例的胶囊医疗装置的永磁体周围的构造的剖视图。另外，对与第I实施方式相同的构成要件标注相同的附图标记，省略其说明。如图24所示，在胶囊医疗装置203中的永磁体221周围配置有力传感器(磁力测量部)222。在本实施例中，应用形成有与磁化方向平行的一对面的永磁体进行说明。力传感器222检测作用于永磁体221的磁性引力。在本变形例中，应用在永磁体221的一对面上配置有合计4个力传感器222的例子进行说明。在此，对作为本变形例的特征的胶囊医疗装置203绕f轴的旋转相位、S卩引导磁场M2的磁场方向与永磁体221的磁化方向之间的偏移角度的检测方法进行说明。另外，由于胶囊医疗装置203的引导方法的概要及图像的获取方法与第I实施方式相同，因此，省略其说明。胶囊医疗装置203的引导与第I实施方式相同，利用作为旋转磁场的引导磁场M2来旋转驱动胶囊医疗装置203，将其引导到目标位置。此时，在引导磁场M2的作用下，在永磁体221上产生转矩T，利用该转矩T，胶囊医疗装置203被旋转驱动。力传感器222被旋转驱动的永磁体221按压，检测力F。力传感器222的检测信号与摄像部9所拍摄的图像数据重叠，被发送到外部装置5的图像数据接收部43。由力传感器222检测出的力F用于根据力传感器222的配置位置来计算产生于永磁体221的转矩T。然后，根据计算出的转矩T、永磁体221的磁化矢量M与引导磁场M2的磁场矢量H之间的关系式(式(6))，计算出永磁体221的磁化方向与引导磁场M2的磁场方向所成的角Θ。T = MHcos Θ …(6)根据这样求出的Θ和引导磁场M2的磁场方向，计算出永磁体221的磁化方向。采用上述构造，在引导胶囊医疗装置203时计算出永磁体221的磁化方向与引导磁场M2的磁场方向所成的角，能够计算出永磁体221的磁化方向。由于利用力传感器222直接测量产生于永磁体221的转矩T，因此，能够准确地计算出永磁体221的磁化方向。由于计算永磁体2 21的磁化方向时进行的数据处理不需要位置检测计算、图像处理，因此较为容易。因而，永磁体221的磁化方向的计算响应性更佳，提高了磁梯度的产生方向的控制性、对获取的图像数据的旋转校正的控制性。图25是说明作为应用于本发明的医疗装置引导系统的医疗装置，替代胶囊医疗装置而采用内窥镜装置的情况的图。另外，在上述第I实施方式 第I实施方式的第4变形例中，将胶囊医疗装置用作医疗装置来进行说明，但如图25所示，也可以采用内窥镜装置303，并没有特别地限定。如图25所示，内窥镜装置(医疗装置)303设有能插入到被检体的体腔内的内窥镜305、引导内窥镜305的前端的永磁体(磁场响应部)321、和产生前进或后退驱动力的螺旋部323。在内窥镜305中设有拍摄体腔内的图像传感器327、使体腔内的图像成像于图像传感器327的透镜组329、和将钳子引导至内窥镜305前端的钳子孔331。永磁体321形成为供内窥镜305贯穿其内部的圆筒状，沿其径向(例如图25中的上下方向)被磁化。永磁体321可相对于内窥镜305绕中心轴线旋转地配置，并且，其向中心轴线方向的移动被限制。螺旋部323呈螺旋状配置在永磁体321的外周面，可与永磁体321 —同相对于内窥镜305旋转地配置。通过将这样的内窥镜装置303用于本发明的医疗装置引导系统，能够与采用胶囊医疗装置的情况同样地高精度地检测内窥镜装置303的位置及方向，并且，能够稳定且高效地引导控制内窥镜装置303。第2实施方式接着，参照图26 图29说明本发明的第2实施方式。
本实施方式的医疗装置引导系统的基本构造与第I实施方式相同，但与第I实施方式的不同点在于胶囊医疗装置的f轴方向的检测方法。因此，在本实施方式中，使用图26 图29仅说明胶囊医疗装置的f轴方向的检测方法，省略说明医疗装置引导系统的构造
坐寸ο图26表示概略说明本实施方式的医疗装置引导系统的示意图。另外，对与第I实施方式相同的构成要件标注相同的附图标记，省略其说明。如图26所示，在医疗装置引导系统301中设有被导入被检体体腔内的胶囊医疗装置(医疗装置)303、检测胶囊医疗装置303的位置及方向并引导胶囊医疗装置303的外部装置 305。图27表示对图26的医疗装置引导系统中与第I实施方式不同的部分进行说明的示意图。如图27所示，在胶囊医疗装置303中包括磁场方向与胶囊医疗装置303的径向一致的永磁体21、和中心轴线与永磁体21的磁化方向一致的振荡线圈315。外部装 置305的位置姿态检测部333检测胶囊医疗装置303在外部装置305的坐标系中的坐标值(位置)、和胶囊医疗装置303的u轴方向、即胶囊医疗装置303绕f轴、r轴的旋转相位这5个自由度。这些坐标值及旋转相位的计算方法可以采用公知的计算方法，并没有特别地限定。在位置姿态检测部333中设有多个检测线圈47，检测线圈47的检测信号被输入位置姿态检测部333中。如图26所示，方向计算部335计算出胶囊医疗装置303的绕u轴的旋转相位(医疗装置的方向)、即胶囊医疗装置303的f轴及!■轴方向。计算方法详见后述。接着，对作为本实施方式的特征的胶囊医疗装置303的f轴方向的检测方法进行说明。另外，由于胶囊医疗装置303的引导方法的概要及图像的获取方法也与第I实施方式相同，因此，省略其说明。图28是说明作用于图26的胶囊医疗装置的静磁场的磁场方向、永磁体的磁化方向与胶囊医疗装置的f轴方向之间的关系的示意图。图29是说明从图28的f轴方向看到的、作用于胶囊医疗装置的静磁场的磁场方向与永磁体的磁化方向的关系的图。首先，如图28及图29所示，产生具有接近永磁体21的磁化方向D1的磁场方向的静磁场M。此时的静磁场M的磁场强度最好是大于等于产生使胶囊医疗装置303绕f轴旋转所需要的转矩的磁场强度、小于产生使胶囊医疗装置303的f轴方向移动(旋转)所需要的转矩的磁场强度。这样，在产生静磁场M时，转矩作用于永磁体21，胶囊医疗装置303旋转。在此，由于胶囊医疗装置303的形状、不均匀性，胶囊医疗装置303绕f轴的旋转量远远大于其绕u轴、r轴的旋转量。因此，胶囊医疗装置303可视作在静磁场M作用下绕f轴旋转。具体地讲，永磁体21 (胶囊医疗装置303)从产生静磁场M之前的方向D1，通过产生静磁场M而旋转到方向D2。利用位置姿态检测部333检测该永磁体21的旋转，通过检测出的从方向D1向方向D2的旋转，计算出胶囊医疗装置303的旋转面(u-r面)。由于f轴具有相对于计算出的旋转面垂直的位置关系，因此，根据计算出的旋转面求出f轴的方向。在利用磁性引力引导胶囊医疗装置303的情况下，根据如上所述地求出的f轴方向来决定高效地产生磁性引力的磁梯度的方向。在使胶囊医疗装置303绕f轴旋转的情况下，能够在如上所述求出的u-r平面内产生旋转磁场。另外,产生的静磁场M的磁场强度也可以小于引导磁场M2的磁场强度。这样一来，胶囊医疗装置303几乎不旋转就能够检测出准确的f轴方向。如上所述，为了检测胶囊医疗装置303的f轴方向，可以产生静磁场M，也可以利用在引导胶囊医疗装置303时产生的引导磁场M2连续地检测f轴方向，并没有特别地限定。这样，一边产生旋转磁场的同时、一边检测f轴方向的情况下，能够一边进行引导一边检测胶囊医疗装置303的f轴方向，因此效率较高。采用上述构造 ，通过采用检测5个自由度的位置姿态检测部333的医疗装置引导系统301，能够检测胶囊医疗装置303的6个自由度的位置姿态。即，能够求出胶囊医疗装置303的f轴方向。通过产生I个方向的静磁场而求出胶囊医疗装置303的f轴方向，因此，与其他方法相比效率较高。能够通过产生一次检测用的磁场而求出胶囊医疗装置303的f轴方向，因此，高效地将所求出的f轴方向的信息反馈于胶囊医疗装置303的引导控制。第2实施方式的第I变形例接着，参照图30 图32说明本发明的第2实施方式的第I变形例。本变形例的医疗装置引导系统的基本构造与第2实施方式相同，但与第2实施方式的不同点在于胶囊医疗装置的f轴方向的检测方法。因此，在本变形例中，使用图30 图32仅说明胶囊医疗装置的f轴方向的检测方法，省略说明医疗装置引导系统的构造等。图30是概略说明本变形例中的在检测方向时产生的磁场的磁场方向的示意图。另外，对与第2实施方式相同的构成要件标注相同的附图标记，省略其说明。由于胶囊医疗装置303的引导方法的概要及图像的获取方法也与第2实施方式相同，因此，省略其说明。在此，对作为本变形例的特征的胶囊医疗装置303的f轴方向的检测方法进行说明。首先，产生相对于由位置姿态检测部333预先检测出的永磁体21的磁化方向M(振荡线圈315的中心轴线方向)具有相同的角度差的多个方向检测磁场札。在产生的方向检测磁场M1的作用下，胶囊医疗装置303的方向绕f轴、u轴及r轴进行变化。此时，由于胶囊医疗装置的形状、不均匀性，胶囊医疗装置绕f轴的旋转的响应性好于其绕u轴、r轴的旋转的响应性。由位置姿态检测部333求出施加多个方向检测磁场M1时永磁体21的磁化方向M，求出其与施加预先检测出的方向检测磁场M1之前永磁体21的磁化方向M的角度差。计算出由该角度差最大时的方向检测磁场M1的磁场方向和施加预先检测出的方向检测磁场M1之前的永磁体21的磁化方向M构成的平面作为u-r平面。由于f轴相对于计算出的旋转面具有垂直的位置关系，因此，能够根据计算出的旋转面求出f轴的方向。在利用磁性引力引导胶囊医疗装置303的情况下，根据如上所述求出的f轴方向，高效地决定产生磁性引力的磁梯度的方向。
具体地讲，根据由位置姿态检测部333检测出的方向检测磁场M1产生之前及产生之后的永磁体21的磁化方向M，计算出胶囊医疗装置303的旋转面。在使胶囊医疗装置303绕f轴旋转的情况下，能够在如上所述求出的u-r平面内产生旋转磁场。另一方面，如上所述，可以使用位置姿态检测部333计算胶囊医疗装置303的旋转面，也可以像以下说明的那样由图像的模式匹配而求出。图31是说明产生多个方向检测磁场M1之前拍摄的图像的图。图32是说明产生多个方向检测磁场M1之后拍摄的图像的图。首先，在产生多个方向检测磁场M1之前，利用摄像部9拍摄被检体的体腔内，如图31所示，在所拍摄的图像中设定指定的检测图案P。然后，在产生多个方向检测磁场M1的状态下，利用摄像部9拍摄被检体的体腔内。在这样拍摄的图像中， 检测图案P如图32所示那样从位置Pl移动到P2。将该检测图案P的移动分离成在以图像的中心为旋转中心的圆周上移动的旋转方向分量Mk、和自图像的中心沿径向移动的径向分量Md。检测由所分离的分量中的、针对多个方向检测磁场M1的每一个获得的旋转方向分量Mk最大的方向检测磁场的磁场方向、和产生多个方向检测磁场M1之前由位置姿态检测部333预先检测出的永磁体21的磁化方向M构成的平面作为u-r平面，检测与u-r平面垂直的方向作为f轴。通过设定多个检测图案P，能够求出更准确的旋转方向分量Mk、径向分量Md。采用上述构造，能够由采用检测5个自由度的位置姿态检测部333的医疗装置引导系统301检测胶囊医疗装置的6个自由度的位置姿态。即，能够求出胶囊医疗装置的f轴方向。由于利用多个方向检测磁场M1计算出胶囊医疗装置303的f轴方向，因此，与利用I个方向检测磁场M1的方法相比，能够求出更准确的f轴方向。第2实施方式的第2变形例接着，参照图33 图34说明本发明的第2实施方式的第2变形例。本变形例的医疗装置引导系统的基本构造与第2实施方式相同，但与第2实施方式的不同点在于胶囊医疗装置的f轴方向的检测方法。因此，在本变形例中，使用图33 图34仅说明胶囊医疗装置的f轴方向的检测方法，省略说明医疗装置引导系统的构造等。图33是说明本变形例中的位置检测所采用的磁场产生之前及产生之后的永磁体的磁化方向、与位置检测用磁场的磁场方向之间的关系的图。另外，对与第2实施方式相同的构成要件标注相同的附图标记，省略其说明。由于胶囊医疗装置303的引导方法的概要及图像的获取方法也与第2实施方式相同，因此，省略其说明。在此，对作为本变形例的特征的胶囊医疗装置303的f轴方向的检测方法进行说明。首先，产生具有接近由位置姿态检测部333预先检测出的永磁体21的磁化方向M(振荡线圈315的中心轴线方向)的角度的方向检测磁场札。于是，胶囊医疗装置303在方向检测磁场M1的作用下旋转。图33是说明产生方向检测磁场M1之后拍摄的图像的图。
然后，像以下说明的那样，由图像的模式匹配求出胶囊医疗装置303中的旋转面的旋转角α。具体地讲，如图33所示，在由摄像部9拍摄的图像中，检测图案P从位置Pl移动到Ρ2。将该检测图案P的移动分成在以图像的中心为旋转中心的圆周上移动的旋转方向分量Mk、和自图像的中心沿径向移动的径向分量MD，由分离出的旋转方向分量Mk计算出旋转角α。利用位置姿态检测部333对方向检测磁场乂产生之前及产生之后振荡线圈315的中心轴线方向、即永磁体21的磁化方向H1及H2进行检测。在此，H1是表示产生方向检测磁场M1之前永磁体21的磁化方向的矢量，H1 = (al、bl、Cl)。H2是表示产生方向检测磁场M1之后永磁体21的磁化方向的矢量，H2 = (a2、b2、c2)。图34是说明图33的胶囊医疗装置中的旋转面及回转面的计算方法的矢量线图。在图34中，将沿着包含H1的旋转面与包含H2的回转面之间的交线的单位矢量设为V时，V-H1平面为旋转面PK，V-H2平面为回转面Ρτ。矢量V是表示矢量H1沿着旋转面Pk旋转旋转角α时的方向的单位矢量,表示为V = (X、y、ζ)。在旋转面Pk为与纸面平行的平面时，回转面Pt成为与纸面交叉的面。换言之，矢量H1及V是沿着纸面的矢量，矢量H2是与纸面交叉的矢量。并且，矢量H1与矢量V所成的角为上述旋转角α，矢量H2与矢量V所成的角为回转角β。 由上述矢量H1、矢量H2与矢量V的关系导出下式(7)、式(8)、式(9)。式(7)是基于矢量H1与矢量V所成的角为α而导出的计算式。式(8)是基于矢量V为单位矢量而导出的计算式。旋转面Pk与回转面Pt正交。此时，旋转面PkK包含的、与旋转面回转面Pt的交线矢量(H1)垂直的矢量(H1-Vcosa )垂直于回转面Pt所包含的任意矢量(Η2)。因而，式(9)是基于矢量H2与矢量H1-Vcos α垂直而导出的计算式。[数I]Hl.V = a^+b^+c^ = cos α....(7)JfJ = JC 2 + J^ 2 + 2* 2 = 1 .* (8)
—
U2 -JCCOiQfAf2.(H1 -Fcosa) = [ff2,62ic2 ] h -ycma =0....(9)
c% -rcosa利用由上式(7)、式(8)、式(9)构成的联立方程式求出两组(x、y、ζ)。其中，根据图像内的检测图案P的旋转方向、沿径向的移动方向，唯一地决定(x、y、z)。根据决定的(x、y、z)计算出旋转面Pk及回转面Pt，从而计算出磁场产生后胶囊医疗装置303的f轴方向。也可以在连续地产生作为引导磁场M2的旋转磁场等的期间里连续地计算出胶囊医疗装置303的f轴方向。
采用上述构造，能够由采用检测5个自由度的位置姿态检测部333的医疗装置引导系统301来检测胶囊医疗装置的6个自由度的位置姿态。即，能够求出胶囊医疗装置的f轴方向。由位置姿态检测部333的检测信息和摄像部9所拍摄的图像的模式匹配所获得的信息求出胶囊医疗装置的移动量，因此，能够求出准确的胶囊医疗装置的f轴方向。由于通过产生I个方向的静磁场而求出胶囊医疗装置303的f轴方向，因此，与其他方法相比效率较高。在产生旋转磁场的同时、检测f轴方向的情况下，能够一边进行引导一边检测胶囊医疗装置303的f轴方向，因此效率较高。由于能够通过产生一次检测用的磁场而求出胶囊医疗装置303的f轴方向，因此，高效地将所求出的f轴方向的信息反馈于胶囊医疗装置303的引导控制。第2实施方式的第3变形例接着，参照图35 图38说明本发明的第2实施方式的第3变形例。本变形例的医疗装置引导系统的基本构造与第2实施方式相同，但与第2实施方式的不同点在于胶囊医疗装置的f轴方向的检测方法。因此，在本变形例中，使用图35 图38仅说明胶囊医疗装置的f轴方向的检测方法，省略说明医疗装置引导系统的构造等。图35是说明本变形例的胶囊医疗装置的永磁体周围的构造、和作用于永磁体的方向检测磁场的磁场方向的图。另外，对与第2实施方式相同的构成要件标注相同的附图标记，省略其说明。如图35所示，在胶囊医疗`装置`403中包括磁化方向与胶囊医疗装置403的径向平行的永磁体21、和对作用于永磁体21的绕r轴(与纸面垂直的方向的轴)的转矩进行检测的力传感器(磁力测量部)422。力传感器422用于对作用于永磁体21的转矩进行检测。在本变形例中，应用在与永磁体21的f轴垂直的一对面上配置有至少4个力传感器422的例子进行说明。在此，对作为本变形例的特征的胶囊医疗装置403的f轴方向的检测方法进行说明。另外，由于胶囊医疗装置403的引导方法的概要及图像的获取方法也与第2实施方式相同，因此，省略其说明。图36是说明图35的方向检测磁场的磁场方向的立体图。图37是从Z轴方向看图36的方向检测磁场的图。图38是说明图36的方向检测磁场的磁场方向与Z轴所成的角的图。图36 图38中的X轴、Y轴、Z轴分别与胶囊医疗装置的f轴、r轴、u轴相对应。首先，如图35及图36所示，施加了相对于永磁体21的磁化方向(Z轴方向)成角度α的方向检测磁场Mp如图36及图37所示，包含方向检测磁场M1和Z轴的平面相对于X轴(胶囊医疗装置403的f轴)绕Z轴旋转角度Θ。于是，如图36及图38所示，方向检测磁场M1自Z轴向X-Y平面侧旋转角度α。这样,在对永磁体21施加方向检测磁场M1时,转矩作用于永磁体21,对力传感器422进行按压。由力传感器422检测按压力，力传感器422的检测信号与图像数据重叠而被发送到外部装置的图像数据接收部43。根据力传感器422的检测信号和力传感器422的配置求出作用于永磁体21的转矩T。另一方面,作用于永磁体21的转矩T利用方向检测磁场M1的磁场强度H、永磁体21的磁场强度Μ、上述所成的角α及所成的角Θ而由下式(10)表示。T = HMsin a cos Θ …(10)通过解答该式(10)，作为2个解(±χ)而求出Θ。接着，施加沿与上述方向检测磁场M1的磁场方向不同的方向具有磁场方向的方向检测磁场M1，再次计算出所成的角Θ。利用这样两次求出的Θ中的、在外部装置305的坐标系中一致的Θ来计算出胶囊医疗装置403的X轴方向。也可以不像上述那样施加具有不同的磁场方向的方向检测磁场M1，而根据此前的引导经历、例如将胶囊医疗装置回转引导到任一侧等信息，从计算出的两个Θ中选择一个。采用上述构造，能够由采用检测5个自由度的位置姿态检测部333的医疗装置引导系统301来检测胶囊医疗装置403的6个自由度的位置姿态。即，能够求出胶囊医疗装置403的X轴方向。由于利用力传感器422直接测量产生于永磁体21的转矩Τ，因此，能够准确地计算出永磁体21的磁化方向。由于计算出永磁体21的磁化方向时进行的数据处理不需要位置检测计算、图像处理，因此较为容易。因而，永磁体21的磁化方向的计算响应性更佳，提高了磁梯度的产生方向的控制性、对获取的图像数据的旋转校正的控制性。通过使方向检测磁场M1的磁场强度小于引导磁场的磁场强度，胶囊医疗装置403的朝向不变，因此， 能够更准确地计算出胶囊医疗装置403的X轴。图39是说明应用于本发明的第2实施方式的胶囊医疗装置的另一实施例的示意图。图40是说明图39的胶囊医疗装置的构造的主视图。另外，在上述第2实施方式 第2实施方式的第3变形例中，应用振荡线圈的中心轴线与永磁体的磁化方向大致平行地配置的例子进行说明，但如图39及图40所示，也可以是振荡线圈的中心轴线与永磁体的磁化方向远远离开地(例如大致垂直地)配置，并没有特别地限定。通过这样配置，在永磁体的磁化方向与引导磁场的磁场方向偏移较小的情况下，能够将与包含振荡线圈的中心轴线和弓I导磁场的磁化方向的平面大致垂直的方向计算为胶囊医疗装置的f轴方向。在永磁体的磁化方向与引导磁场的磁化方向偏移较大的情况下，最好利用与上述第2实施方式 第2实施方式的第3变形例相同的方法来计算出胶囊医疗装置的f轴方向。第3实施方式接着，参照图41 图43说明本发明的第3实施方式。本实施方式的医疗装置引导系统的基本构造与第I实施方式相同，但与第I实施方式的不同点在于胶囊医疗装置的f轴方向的检测方法。因此，在本变形例中，使用图41 图43仅说明胶囊医疗装置的f轴方向的检测方法，省略说明医疗装置引导系统的构造等。图41是说明本实施方式的胶囊医疗装置的永磁体周围的构造的纵剖视图。图42是说明图41的胶囊医疗装置的永磁体周围的构造的主视图。另外，对与第I实施方式相同的构成要件标注相同的附图标记，省略其说明。
如图41及图42所示，在医疗装置引导系统501的胶囊医疗装置(医疗装置)503中包括磁化方向与胶囊医疗装置503的径向平行的永磁体(磁场响应部)521、和对作用于永磁体521的转矩进行检测的力传感器(磁力测量部)522R、522F。另外，在医疗装置引导系统501中未设置位置姿态检测部33。在永磁体521中形成有与胶囊医疗装置的f轴大致垂直的一对面、和与r轴大致垂直的一对面。在与f轴大致垂直的一对面上配置有至少4个对作用于永磁体521的绕r轴(与图41的纸面垂直的方向的轴)的转矩进行检测的力传感器522R。在与r轴大致垂直的一对面上配置有至少4个对作用于永磁体521的绕f轴(与图41的纸面垂直的方向的轴)的转矩进行检测的力传感器522F。在此，对作为本实施方式的特征的胶囊医疗装置503的f轴方向的检测方法进行说明。另外，由于胶囊医疗装置503的引导方法的概要及图像的获取方法与第I实施方式相同，因此，省略其说明。图43是说明对图41的胶囊医疗装置施加的位置检测磁场的矢量图。首先，如图43所示，对胶囊医疗装置503的永磁体521施加具有任意的磁场方向的位置检测磁场Mei。在对永磁体521施加位置检测磁场Mei时,转矩作用于永磁体521,对力传感器522R、522F进行按压。由力传感器522R、522F检测按压力，力传感器522R、522F的检测信号与图像数据重叠而被发送到外部装置的图像数据接收部43。根据力传感器522R、522F的检测信号和力传感器522R、522F的配置求出作用于永磁体521的转矩T。另一方 面，作用于永磁体521的转矩T利用位置检测磁场Mgi的磁场强度H、永磁体521的磁场强度M、永磁体521的磁化方向与位置检测磁场Mei的磁场方向所成的角Θ ei而由下式(11)表不。T = HMcos Θ G1 …(11)通过解答该式(11),求出永磁体521的磁化方向与位置检测磁场Mei的磁场方向所成的角Gei。根据该所成的角Gei，求出将有可能是永磁体521的磁化方向的位置检测磁场Mgi的磁场方向作为中心轴线的圆锥面Cl。接着，同样地对永磁体521施加具有与位置检测磁场Mei的磁场方向不同的磁场方向的位置检测磁场Me2及位置检测磁场Me3,求出将位置检测磁场Me2的磁场方向作为中心轴线的圆锥面C2、及将位置检测磁场Me3的磁场方向作为中心轴线的圆锥面C3。由这样求出的圆锥面Cl C3，它们的共用交线被计算为胶囊医疗装置503中的永磁体521的磁化方向。并且，由于胶囊医疗装置503的f轴方向相对于计算出的永磁体521的磁化方向具有90° -Θ的关系，因此，也能够计算出胶囊医疗装置503的f轴方向。采用上述构造，通过根据力传感器522R、522F的检测信号分别计算出位置检测磁场M^、Mt^Me3的磁化方向与永磁体521的磁化方向所成的角0e1、Θ G2> 0e3，能够计算出胶囊医疗装置503的f轴方向。由于利用力传感器522R、522F直接测量产生于永磁体521的转矩，因此，能够准确地计算出所成的角Qel、Θ G2> Θ G3°
由于计算出所成的角θω、0G2> θε3的数据处理不需要位置检测计算、图像处理，因此较为容易。因而，永磁体521的磁化方向的计算响应性更佳，提高了磁梯度的产生方向的控制性、对获取的图像数据的旋转校正的控制性。通过使位置检测磁场Me1、Mg2, Mg3的磁场强度小于引导磁场的磁场强度，胶囊医疗装置503的朝向不变化，因此，能够更准确地计算出胶囊医疗装置503的f轴方向。第4实施方式接着，参照图44 图48说明本发明的第4实施方式。本实施方式的医疗装置引导系统的基本构造与第I实施方式相同，但与第I实施方式的不同点在于胶囊医疗装置的f轴方向的检测方法。因此，在本变形例中，使用图44 图48仅说明胶囊医疗装置的f轴方向的检测方法，省略说明医疗装置引导系统的构造等。图44是说明本实施方式的胶囊医疗装置的永磁体周围的构造的纵剖视图。图45是说明图44的胶囊医疗装置的永磁体周围的构造的主视图。

另外，对与第I实施方式相同的构成要件标注相同的附图标记，省略其说明。如图44及图45所示，在医疗装置引导系统601的胶囊医疗装置(医疗装置)603中包括磁化方向与胶囊医疗装置603的f轴方向平行的永磁体(磁场响应部)621、和对作用于永磁体621的转矩进行检测的力传感器(磁力测量部)622。另外，在医疗装置引导系统601中未设置位置姿态检测部33。在永磁体621中形成有与胶囊医疗装置的f轴大致垂直的一对面。在与f轴大致垂直的一对面上配置有至少8个对作用于永磁体621的绕r轴及u轴的转矩进行检测的力传感器622。图46是说明对图44的胶囊医疗装置施加的位置检测磁场的矢量图。在此，对作为本实施方式的特征的胶囊医疗装置603的f轴方向的检测方法进行说明。首先，如图46所示，对胶囊医疗装置603的永磁体621施加具有任意的磁场方向的位置检测磁场Mei。在对永磁体621施加位置检测磁场Mei时,转矩作用于永磁体621,对力传感器622进行按压。由力传感器622检测按压力，力传感器622的检测信号与图像数据重叠而被发送到外部装置的图像数据接收部43。之后，与第3实施方式同样，将下述3个圆锥面的共用交线计算为胶囊医疗装置603的f轴方向:将位置检测磁场Mei的磁场方向作为中心轴线的圆锥面Cl、将位置检测磁场Mg2的磁场方向作为中心轴线的圆锥面C2、与将位置检测磁场Me3的磁场方向作为中心轴线的圆锥面C3。图47是说明对图44的胶囊医疗装置施加的位置检测磁场的另一施加例子的矢量图。图48是说明图47的胶囊医疗装置的f轴方向的决定方法的图。另外，如上所述，可以利用位置检测磁场M^MwMe3计算出胶囊医疗装置603的f轴方向，如图47所示，也可以仅利用位置检测磁场MG1、MG2计算出胶囊医疗装置603的f轴方向，并没有特别地限定。此时，如图48所示，求出2个胶囊医疗装置603的f轴方向。因此，将作用于永磁体的力相对于位置检测磁场Me1、Me2的方向、位置检测磁场Me1、Me2与胶囊医疗装置的f轴方向的位置关系一致的状态决定为胶囊医疗装置603的f轴方向。图49是说明作为应用于本发明的医疗装置引导系统的医疗装置，替代胶囊医疗装置而采用内窥镜装置的情况的图。图50是说明图49的内窥镜装置的构造的主视图。另外，在上述第4实施方式中，将胶囊医疗装置用作医疗装置来进行说明，但如图49及图50所示，也可以采用内窥镜装置703，并没有特别地限定。如图49及图50所示，内窥镜装置(医疗装置)703设有能插入到被检体的体腔内的内窥镜705、和引导内窥镜705的前端的永磁体(磁场响应部)721。在内窥镜705中设有拍摄体腔内的图像传感器727、使体腔内的图像成像于图像传感器727的透镜组729、和将钳子引导至内窥镜705前端的钳子孔731。永磁体721形成为供图像传感器727、透镜组729、钳子孔731等贯穿其内部的圆筒状，沿f轴方向(例如 图49中的左右方向)被磁化。在永磁体721与内窥镜705之间配置有对作用于永磁体721的转矩进行检测的力传感器(磁力测量部)722。力传感器722是用于对使永磁体721绕r轴、u轴旋转的转矩进行检测的传感器，具体地讲，检测在永磁体721旋转时对力传感器722按压的力。由于具有这样的构造的内窥镜装置703的f轴方向的计算方法与上述第4实施方式相同，因此，省略其说明。
权利要求
1.一种医疗装置位置检测系统，其中， 设有: 能导入到被检体内的医疗装置； 磁场响应部，其被配置在该医疗装置内，因具有磁化方向而响应于磁场，对上述医疗装置进行引导； 在上述被检体内形成磁场的磁场产生部； 方向检测磁场控制部，其自上述磁场产生部产生用于对上述医疗装置方向进行检测的方向检测磁场； 响应检测部，其用于检测上述磁场响应部对上述方向检测磁场的响应；以及方向计算部，其根据上述方向检测磁场的方向和上述响应检测部的检测结果计算出上述医疗装置的方向， 其中，利用上述响应检测部计算出上述医疗装置的具有互不相同的方向的3个轴线方向中的、具有互不相同的方向的2个轴线的方向； 利用上述方向计算部计算出与由上述2个轴线构成的平面交叉的轴线方向。
2.根据权利要求1所述的医疗装置位置检测系统，其中， 上述响应检测部由获取上述被检体内图像的图像获取部构成。
3.根据权利要求1所述的医疗装置位置检测系统，其中， 上述医疗装置呈大致圆筒 形状； 上述磁场响应部的磁化方向与上述大致圆筒形状的医疗装置的中心轴线大致垂直； 由利用上述响应检测部所检测的上述2个轴线构成的面与上述中心轴线大致平行。
4.根据权利要求1所述的医疗装置位置检测系统，其中， 上述医疗装置呈大致圆筒形状； 上述磁场响应部的磁化方向与上述大致圆筒形状的医疗装置的中心轴线大致垂直； 由利用上述响应检测部所检测的上述2个轴线构成的面与上述中心轴线大致垂直。
全文摘要
本发明提供医疗装置位置检测系统。该医疗装置位置检测系统及医疗装置引导系统的位置检测方法能够高精度地检测医疗装置的方向。医疗装置位置检测系统，其特征在于，设有能导入到被检体内的医疗装置(3)；磁场响应部，其被配置在医疗装置(3)内，因具有磁化方向而响应于磁场，对医疗装置(3)进行引导；在被检体内形成磁场的磁场产生部(45)；方向检测磁场控制部(49)，其自磁场产生部(45)产生对医疗装置(3)的方向进行检测的方向检测磁场；响应检测部，其用于检测磁场响应部对方向检测磁场的响应；方向计算部(35)，其根据方向检测磁场的方向和响应检测部的检测结果计算出医疗装置(3)的方向。
文档编号A61B1/00GK103169442SQ20131009530
公开日2013年6月26日 申请日期2007年11月12日 优先权日2006年11月13日
发明者河野宏尚, 木村敦志, 内山昭夫, 千叶淳 申请人:奥林巴斯医疗株式会社