胶囊型医疗装置引导系统的制作方法

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胶囊型医疗装置引导系统的制造方法

本发明涉及一种引导被导入到被检体内的胶囊型医疗装置的胶囊型医疗装置引导系统。



背景技术:

以往,开发了一种具有被导入到被检体内来获取与被检体有关的各种信息、或者向被检体投放药剂之类的功能的胶囊型医疗装置。作为一例,在内窥镜的领域中,已知一种形成为能够被导入到被检体的消化管内的大小的胶囊型内窥镜。

胶囊型内窥镜在呈胶囊形状的壳体的内部具备摄像功能和无线通信功能,在由被检体吞下后,一边通过蠕动运动等在消化管内移动一边进行摄像,并依次无线发送被检体的脏器内部的图像(以下也称为体内图像)的图像数据。无线发送的图像数据被设置于被检体外的接收装置接收,并且被取入到工作站等图像显示装置中实施规定的图像处理。由此,能够在图像显示装置的画面中将被检体的体内图像进行静止图像显示或运动图像显示。

近年来,提出了一种利用磁场来引导被导入到被检体内的胶囊型医疗装置的系统。例如专利文献1中公开了如下一种磁引导医疗系统:将内置有永磁体的胶囊型医疗装置导入到被检体内,并且在被检体的外部设置磁场发生部,使磁场发生部移动来使作用于胶囊型医疗装置内的永磁体的磁场变化,由此引导胶囊型医疗装置。

专利文献1:日本特开2006-68501号公报



技术实现要素:

发明要解决的问题

在利用磁场进行引导的胶囊型医疗装置引导系统中,有时胶囊型医疗装置接触到消化管的壁等而无法移动。在用户不顾此情形继续输入了使胶囊型医疗装置移动的操作的情况下,因该操作而导致胶囊型医疗装置的目标位置与胶囊型医疗装置停止的实际的位置之间发生偏离。其结果,在新输入了另外的操作时,直到胶囊型医疗装置开始进行通过新的操作所意图的移动为止耗费时间。

另外,胶囊型医疗装置稍微迟后于由磁场发生部产生的磁场的变化地移动。因此,在胶囊型医疗装置到达了用户所期望的位置时,即使停止输入使胶囊型医疗装置移动的操作,由磁场发生部产生的磁场中的胶囊型医疗装置的约束位置也领先于此时的胶囊型医疗装置的位置。其结果,直到胶囊型医疗装置停止为止需要时间,并且胶囊型医疗装置的停止位置相对于用户期望的位置发生偏离。

这样,在利用磁场引导胶囊型医疗装置的以往的系统中,存在胶囊型医疗装置对操作输入的响应性低这样的问题。

本发明是鉴于上述情形而完成的,其目的在于提供一种能够提高胶囊型医疗装置对操作输入的响应性的胶囊型医疗装置引导系统。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题而实现目的,本发明所涉及的胶囊型医疗装置引导系统的特征在于,具备:向被检体内导入的胶囊型医疗装置,其在内部设置有永磁体;磁场发生部,其设置在所述被检体的外部;操作输入部,其输入用于使所述胶囊型医疗装置的位置和姿势中的至少一方变更的操作信号;以及引导用磁场控制部,其通过基于从所述操作输入部输入的操作信号控制所述磁场发生部,来使由所述磁场发生部产生的磁场变化,以使所述胶囊型医疗装置的位置和姿势中的至少一方变化,并且获取开始对所述操作输入部进行操作之前或开始对所述操作输入部进行操作时的表示针对所述磁场发生部的控制状态的控制信息,在所述操作结束后,使用所述控制信息来控制所述磁场发生部。

上述胶囊型医疗装置引导系统的特征在于,所述引导用磁场控制部进行以下控制:以所述操作结束时的所述胶囊型医疗装置的状态为基准,再现由开始进行所述操作之前或开始进行所述操作时的所述控制信息表示的控制状态。

上述胶囊型医疗装置引导系统的特征在于,所述控制信息包含通过由所述磁场发生部产生的磁场而作用于所述永磁体的磁引力的强度。

上述胶囊型医疗装置引导系统的特征在于,还具备检测部,该检测部检测所述胶囊型医疗装置的位置,所述控制信息包含所述磁场发生部与所述胶囊型医疗装置之间的距离。

上述胶囊型医疗装置引导系统的特征在于,还具备检测部,该检测部检测所述胶囊型医疗装置的位置,所述控制信息包含所述磁场发生部所形成的磁场中的能够约束所述胶囊型医疗装置的特定的轴的位置与所述胶囊型医疗装置的位置之间的相对的关系。

上述胶囊型医疗装置引导系统的特征在于,还具备检测部,该检测部检测所述胶囊型医疗装置的姿势,所述控制信息包含所述磁场发生部所形成的磁场中的能够约束所述胶囊型医疗装置的特定的轴的朝向与所述胶囊型医疗装置的姿势之间的相对的关系。

上述胶囊型医疗装置引导系统的特征在于,所述引导用磁场控制部获取所述操作结束时的表示针对所述磁场发生部的控制状态的控制信息,只在开始进行所述操作之前或开始进行所述操作时的所述控制信息与所述操作结束时的所述控制信息之差超过阈值的情况下,使用开始进行所述操作之前或开始进行所述操作时的所述控制信息来控制所述操作结束后的所述磁场发生部。

上述胶囊型医疗装置引导系统的特征在于,还具备检测部,该检测部检测所述胶囊型医疗装置的位置和姿势中的至少一方,在所述位置和姿势中的至少一方的每单位时间内的变动为阈值以下的情况下,所述引导用磁场控制部获取所述控制信息。

上述胶囊型医疗装置引导系统的特征在于,还具备检测部,该检测部检测所述胶囊型医疗装置的位置和姿势中的至少一方,所述引导用磁场控制部在所述操作结束时基于所述检测部的检测结果来判定是否进行了与所述操作相应的所述胶囊型医疗装置的引导,在进行了与所述操作相应的所述胶囊型医疗装置的引导的情况下,所述引导用磁场控制部将所述控制信息更新为所述操作结束时的表示针对所述磁场发生部的控制状态的控制信息。

上述胶囊型医疗装置引导系统的特征在于,所述磁场发生部由接收电力供给而产生磁场的电磁体形成,所述引导用磁场控制部通过调节对所述电磁体供给的电力来使作用于所述永磁体的磁场变化。

上述胶囊型医疗装置引导系统的特征在于,所述磁场发生部由接收电力供给而产生磁场的电磁体形成,所述引导用磁场控制部通过使所述电磁体的位置和姿势中的至少一方变化来使作用于所述永磁体的磁场变化。

上述胶囊型医疗装置引导系统的特征在于,所述磁场发生部由各自接收电力供给而产生磁场的多个电磁体形成,所述引导用磁场控制部通过调节对所述多个电磁体中的各个电磁体供给的电力来使由所述多个电磁体分别产生的磁场变化。

上述胶囊型医疗装置引导系统的特征在于,所述引导用磁场控制部进行引导所述胶囊型医疗装置的控制,以使所述胶囊型医疗装置从与所述被检体的铅直方向的上侧或下侧的内壁接触的状态起沿铅直方向远离所述内壁,所述引导用磁场控制部获取表示所述胶囊型医疗装置从与所述内壁接触的状态转变为与所述内壁不接触的状态时的针对所述磁场发生部的控制状态的控制信息来作为开始进行所述操作之前或开始进行所述操作时的所述控制信息。

上述胶囊型医疗装置引导系统的特征在于,所述引导用磁场控制部进行引导所述胶囊型医疗装置的控制,以使所述胶囊型医疗装置从与所述被检体的铅直方向的上侧或下侧的内壁接触的状态起沿铅直方向远离所述内壁,所述引导用磁场控制部获取表示所述胶囊型医疗装置从与所述内壁接触的状态转变为与所述内壁不接触的状态时的针对所述磁场发生部的控制状态的第二控制信息,获取表示针对所述磁场发生部的控制状态的控制信息中的、相对于所述第二控制信息的差在规定的范围内时的控制信息来作为开始进行所述操作之前或开始进行所述操作时的控制信息。

发明的效果

根据本发明,使用开始进行对操作输入部的操作之前或开始进行对操作输入部的操作时的表示针对磁场发生部的控制状态的控制信息,在该操作结束后控制磁场发生部,因此能够再现开使进行操作之前或开始进行操作时的胶囊型医疗装置与磁场发生部之间的相对的关系。因而,即使在操作输入的过程中在针对胶囊型医疗装置的控制状态与实际的胶囊型医疗装置的状态之间发生了偏离,也能够在操作结束后迅速消除该偏离,从而能够提高胶囊型医疗装置对操作输入的响应性。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1所涉及的胶囊型医疗装置引导系统的结构例的图。

图2是示出图1所示的胶囊型内窥镜的内部构造的一例的示意图。

图3是示出图1所示的引导用磁场发生装置的结构例的示意图。

图4是用于说明在胶囊型内窥镜的水平面内平移的情况下的引导方法的示意图。

图5a是用于说明使胶囊型内窥镜在铅直方向上平移的情况下的引导方法的图。

图5b是用于说明使胶囊型内窥镜在铅直方向上平移的情况下的引导方法的图。

图6是示出图1所示的胶囊型医疗装置引导系统的动作的流程图。

图7a是用于说明图1所示的胶囊型医疗装置引导系统中的胶囊型内窥镜的引导方法的示意图。

图7b是用于说明图1所示的胶囊型医疗装置引导系统中的胶囊型内窥镜的引导方法的示意图。

图7c是用于说明图1所示的胶囊型医疗装置引导系统中的胶囊型内窥镜的引导方法的示意图。

图7d是用于说明图1所示的胶囊型医疗装置引导系统中的胶囊型内窥镜的引导方法的示意图。

图8是用于说明与有无使胶囊型内窥镜在铅直方向上移动的操作输入相应的控制方法的曲线图。

图9是示出本发明的实施方式1的变形例1-3中的控制装置的动作的流程图。

图10是示出本发明的实施方式1的变形例1-5中的控制装置的动作的流程图。

图11a是用于说明本发明的实施方式2所涉及的胶囊型医疗装置引导系统中的胶囊型内窥镜的引导方法的示意图。

图11b是用于说明本发明的实施方式2所涉及的胶囊型医疗装置引导系统中的胶囊型内窥镜的引导方法的示意图。

图11c是用于说明本发明的实施方式2所涉及的胶囊型医疗装置引导系统中的胶囊型内窥镜的引导方法的示意图。

图11d是用于说明本发明的实施方式2所涉及的胶囊型医疗装置引导系统中的胶囊型内窥镜的引导方法的示意图。

图12是用于说明与有无使胶囊型内窥镜在水平方向上移动的操作输入相应的控制方法的曲线图。

图13a是用于说明本发明的实施方式2的变形例2-2中的控制方法的示意图。

图13b是用于说明本发明的实施方式2的变形例2-2中的控制方法的示意图。

图13c是用于说明本发明的实施方式2的变形例2-2中的控制方法的示意图。

图14a是用于说明本发明的实施方式3所涉及的胶囊型医疗装置引导系统中的胶囊型内窥镜的引导方法的示意图。

图14b是用于说明本发明的实施方式3所涉及的胶囊型医疗装置引导系统中的胶囊型内窥镜的引导方法的示意图。

图14c是用于说明本发明的实施方式3所涉及的胶囊型医疗装置引导系统中的胶囊型内窥镜的引导方法的示意图。

图15是用于说明与有无使胶囊型内窥镜在水平方向上移动的操作输入相应的控制方法的曲线图。

具体实施方式

以下,参照附图来说明本发明的实施方式所涉及的引导装置以及胶囊型医疗装置引导系统。此外,在以下的说明中,作为在本实施方式所涉及的胶囊型医疗装置引导系统中设为引导对象的胶囊型医疗装置的一个方式,例示经口而被导入到被检体内来拍摄被检体内(管腔内)的胶囊型内窥镜,但本发明并不限定于该实施方式。即,本发明例如能够应用于在被检体的管腔内从食道移动到肛门的胶囊型内窥镜、向被检体内配送药剂等的胶囊型医疗装置、具备测定被检体内的ph的ph传感器的胶囊型医疗装置等呈胶囊型的各种医疗装置的引导。

另外,在以下的说明中,各附图只不过是以能够理解本发明的内容的程度概要性地示出了形状、大小以及位置关系。因而,本发明并不仅限定于各附图中例示出的形状、大小以及位置关系。此外,在附图的记载中对同一部分标注同一附图标记。

(实施方式1)

图1是示出本发明的实施方式1所涉及的胶囊型医疗装置引导系统的概要的示意图。如图1所示,实施方式1所涉及的胶囊型医疗装置引导系统1具备:作为胶囊型医疗装置的一例的胶囊型内窥镜10;磁场检测装置20,其设置在用于载置被检体的床21的附近,检测用于检测胶囊型内窥镜10的位置的磁场;作为磁场发生部的引导用磁场发生装置30,其设置在床21的附近,产生用于引导胶囊型内窥镜10的磁场;以及控制装置40,其基于由磁场检测装置20检测出的位置检测用磁场,来检测胶囊型内窥镜10的位置或姿势,并且基于该位置或姿势的检测结果来控制胶囊型内窥镜10的引导用磁场。

图2是示出图1所示的胶囊型内窥镜10的内部构造的一例的示意图。如图2所示,胶囊型内窥镜10具备:壳体100,其呈形成为易于被导入到被检体内的大小的胶囊型;以及收纳在该壳体100内的功能部11、永磁体12、磁场发生部13及电源部14,其中,磁场发生部13产生胶囊型内窥镜10的位置检测用磁场,电源部14对胶囊型内窥镜10的各部供给电力。

壳体100是形成为能够被导入到被检体的脏器内部的大小的外壳。壳体100具有呈圆筒形状的筒状壳体101和呈圆顶形状的圆顶状壳体102、103,通过利用呈圆顶形状的圆顶状壳体102、103堵塞筒状壳体101的两侧开口端来实现壳体100。在本实施方式1中,筒状壳体101由对可见光而言大致不透明的有色的构件形成。另外,圆顶状壳体102、103中的至少一方(在图2中是后述的摄像部111侧的圆顶状壳体102)由对可见光等规定波长频带的光而言透明的光学构件形成。这种壳体100液密性地在内部包含功能部11、永磁体12、磁场发生部13以及电源部14。

功能部11根据胶囊型医疗装置的用途而适当地构成。在胶囊型医疗装置是拍摄被检体内的胶囊型内窥镜10的情况下,功能部11具备:摄像部111,其拍摄被检体内并获取摄像信号;控制部112,其对包括摄像部111在内的胶囊型内窥镜10的各部的动作进行控制,并且对由摄像部111获取到的摄像信号实施规定的信号处理;以及无线通信部113,其无线发送被实施信号处理后的摄像信号。

摄像部111具有led等照明部114、聚光透镜等光学系统115以及cmos图像传感器或ccd图像传感器等摄像元件116。照明部114向摄像元件116的摄像视野发出白色光等照明光,隔着圆顶状壳体102对摄像视野内的被检体进行照明。光学系统115使来自该摄像视野的反射光会聚到摄像元件116的摄像面而成像。摄像元件116将在摄像面接收到的来自摄像视野的反射光(光信号)转换为电信号,将该电信号作为图像信号输出。

此外,在图2中,只在一个圆顶状壳体102侧设置了一个摄像部111,但也可以设置两个摄像部111,在该情况下,圆顶状壳体103也由透明的光学构件形成。

控制部112使摄像部111以规定的摄像帧频进行动作,并且使照明部114与摄像帧频同步地发光。另外,控制部112对由摄像部111生成的摄像信号实施a/d(模拟/数字)转换、其它规定的信号处理来生成图像数据。并且,控制部112通过使电源部14向磁场发生部13供给电力来使磁场发生部13产生位置检测用磁场。

无线通信部113具备发送天线,获取被控制部112实施信号处理后的图像数据和关联信息并实施调制处理,并将实施调制处理后的图像数据和关联信息经由发送天线来依次无线发送到外部。

此外,在胶囊型医疗装置是用于向被检体内配送药剂的药剂配送用胶囊的情况下,作为功能部11,例如设置用于收纳药剂的收纳部和用于检测药剂的排出定时的检测部等。或者,在胶囊型医疗装置是测定被检体内的ph的测定用胶囊的情况下,作为功能部11,例如设置ph传感器和用于无线发送从ph传感器输出的检测信号的无线通信部等。

永磁体12用于能够通过由引导用磁场发生装置30产生的引导用磁场对胶囊型内窥镜10进行磁引导,该永磁体12以磁化方向相对于壳体100的长轴la具有倾斜的方式固定配置在呈胶囊形状的壳体100的内部。此外,在图2中,用箭头表示永磁体12的磁化方向。在实施方式1中,将永磁体12配置为磁化方向与长轴la正交。永磁体12追随从外部施加的磁场而进行动作,其结果,实现引导用磁场发生装置30对胶囊型内窥镜10的磁引导。

磁场发生部13包含磁场发生线圈131和电容器132,接受来自电源部14的电力供给而产生规定频率的交变磁场来作为位置检测用磁场,其中,该磁场发生线圈131形成谐振电路的一部分,通过电流流过而产生磁场,该电容器132与该磁场发生线圈131一起形成谐振电路。

电源部14是纽扣型电池、电容器等蓄电部,具有磁开关或光开关等开关部。关于电源部14,在设为具有磁开关的结构的情况下,利用从外部施加的磁场来切换电源的接通断开状态,在接通状态的情况下,将蓄电部的电力适当供给到功能部11和磁场发生部13。另外,在断开状态的情况下,电源部14停止向胶囊型内窥镜10的功能部11和磁场发生部13供给电力。

再次参照图1,磁场检测装置20被设置在床21的下方。磁场检测装置20检测由胶囊型内窥镜10的磁场发生部13产生的位置检测用磁场。磁场检测装置20具备与床21的上表面(被检体的载置面)平行设置的面板22和排列在该面板22上的多个检测线圈23。

各检测线圈23是将线圈线材卷绕成螺旋弹簧状而形成的筒型线圈,产生与分布于自身的位置的磁场相应的电流,并将该电流作为磁场的检测信号输出。

引导用磁场发生装置30产生用于使被导入到被检体内的胶囊型内窥镜10的位置和姿势中的至少一方变化的引导用磁场。在此,通过胶囊型内窥镜10的长轴la相对于重力方向的轴(z轴)的倾斜(倾斜角)以及长轴la绕该z轴的转动角(方位角)来表示胶囊型内窥镜10的姿势。

图3是示出引导用磁场发生装置30的结构的示意图。如图3所示,引导用磁场发生装置30具备产生磁场的永磁体(以下称为体外永磁体)31以及使该体外永磁体31的位置和姿势变化的磁体驱动部32。其中,磁体驱动部32具有平面位置变更部321、铅直位置变更部322、仰角变更部323以及旋转角变更部324。

体外永磁体31例如由具有长方体形状的棒磁体来实现。体外永磁体31被配置为在初始状态下平行于自身的磁化方向的4个面中的1个面(以下也称为胶囊相对面pl)与水平面(与重力方向正交的面)平行。以下,将体外永磁体31处于初始状态时的体外永磁体31的配置称为基准配置。

平面位置变更部321使体外永磁体31在水平面(xy面)内平移。即,在确保体外永磁体31中的被磁化的2个磁极的相对位置的状态下在水平面内进行移动。

铅直位置变更部322是使体外永磁体31沿重力方向(z方向)平移的平移机构。即,在确保体外永磁体31中的被磁化的2个磁极的相对位置的状态下沿铅直方向进行移动。

仰角变更部323通过使体外永磁体31在包括体外永磁体31的磁化方向的铅直面内转动,来使磁化方向相对于水平面的角度变化。即,仰角变更部323使体外永磁体31绕与胶囊相对面pl平行且与磁化方向正交并且通过体外永磁体31的中心的y方向的轴yc转动。

旋转角变更部324使体外永磁体31相对于通过体外永磁体31的中心的z方向的轴zm转动。

图4、图5a以及图5b是用于说明胶囊型内窥镜10的引导方法的示意图。如图4所示,在要使胶囊型内窥镜10在水平方向上平移的情况下,生成在将胶囊型内窥镜10内的永磁体12约束于水平面内的指定位置的方向上产生磁引力的磁场,使该磁场作用于永磁体12。通过吸引永磁体12来将胶囊型内窥镜10约束于该指定位置,在该状态下,利用平面位置变更部321使体外永磁体31在水平面内移动,由此能够使胶囊型内窥镜10在水平方向上平移。

在使用图4所示那样的长方体形状的体外永磁体31的情况下,胶囊型内窥镜10被约束在与胶囊相对面pl正交且通过体外永磁体31的中心的轴pc上。另外,在永磁体12的磁化方向与胶囊型内窥镜10的长轴la正交的情况下(参照图2),胶囊型内窥镜10被约束为长轴la与轴pc平行的朝向。以下,将约束胶囊型内窥镜10的轴pc称为约束轴pc。

在要使胶囊型内窥镜10如图5b所示那样在铅直方向上平移的情况下,如图5a所示,生成磁梯度的分布与同胶囊相对面pl正交的方向上的距离相应地变化的磁场,并使该磁场作用于胶囊型内窥镜10的永磁体12。具体地说,利用铅直位置变更部322使体外永磁体31在铅直方向上移动,来使体外永磁体31与永磁体12之间的距离变化,由此从体外永磁体31作用于永磁体12的磁场强度变化,从而能够使胶囊型内窥镜10在铅直方向上平移。

在要使胶囊型内窥镜10的倾斜角变化的情况下,在将胶囊型内窥镜10约束在约束轴pc的状态下,利用仰角变更部323使体外永磁体31绕轴yc转动(参照图3)。由此,约束轴pc相对于铅直轴zm倾斜,从而能够使胶囊型内窥镜10与该约束轴pc一起倾斜。

另外,在要使胶囊型内窥镜10旋转的情况下,在将胶囊型内窥镜10约束在约束轴pc的状态下,利用旋转角变更部324使体外永磁体31绕铅直轴zm转动(参照图3)。由此,约束轴pc绕铅直轴zm旋转,从而能够使胶囊型内窥镜10与该约束轴pc一起旋转。

再次参照图1,控制装置40例如由个人计算机、工作站等通用计算机构成,基于从磁场检测装置20输出的检测信号来检测胶囊型内窥镜10的位置、姿势,并且基于该位置、姿势的检测结果,按照由用户进行的操作输入来控制引导用磁场发生装置30,由此引导胶囊型内窥镜10。

详细地说,控制装置40具备:接收部41,其与胶囊型内窥镜10之间进行无线通信,接收从胶囊型内窥镜10发送来的包含图像信号的无线信号;显示部42,其对由该接收部41接收到的无线信号中包含的图像信号实施规定的信号处理并显示被检体内的图像信号;操作输入部43,其接收针对该控制装置40的操作的输入;信号处理部44,其对从磁场检测装置20输出的检测信号实施信号处理;运算部45,其基于由信号处理部44实施信号处理后的检测信号来进行运算处理;存储部46;以及控制部47,其对该控制装置40以及胶囊型医疗装置引导系统1的各部的动作进行控制。

接收部41具备多个接收天线41a,经由这些接收天线41a来依次接收来自胶囊型内窥镜10的无线信号。接收部41从这些接收天线41a中选择接收电场强度最高的天线,对经由选择出的天线接收到的来自胶囊型内窥镜10的无线信号进行解调处理等,由此从无线信号提取图像信号,将所提取出的图像信号输出到显示部42。

显示部42具有由液晶显示器等各种显示器构成的画面,将基于从接收部41输入的图像信号的图像、胶囊型内窥镜10的位置信息以及其它各种信息显示于画面。

操作输入部43由具备操纵杆、各种按钮以及开关的操作台、键盘等输入设备构成,用于向控制部47输入与从外部进行的操作相应的信号。具体地说,操作输入部43按照由用户进行的操作来向控制部47输入用于使被导入到被检体内的胶囊型内窥镜10的位置和姿势中的至少一方变化的操作信号。

信号处理部44具有用于对从多个检测线圈23分别输出的检测信号进行处理的多个信道。各信道具备:放大部441,其将从对应的检测线圈23输出的检测信号进行放大;a/d转换部442,其通过对放大后的检测信号实施a/d转换处理来生成数字的检测信号;以及fft处理部443,其对被a/d转换部442进行数字转换所得到的检测信号实施高速傅里叶变换(fft)处理。

运算部45具备位置和姿势检测部451,该位置和姿势检测部451基于从信号处理部44输出的多个检测信号来进行以下运算:根据多个检测线圈23的位置和由这些检测线圈23分别检测出的磁场的强度及相位,来检测胶囊型内窥镜10的位置和姿势。位置和姿势检测部451将胶囊型内窥镜10的位置和姿势的检测结果作为胶囊型内窥镜10的位置信息输出到控制部47并且存储于存储部46。

此外,胶囊型内窥镜10的位置和姿势的检测方法并不限定于使用位置检测用磁场的方法。例如,也可以基于由接收部41接收到的无线信号的强度分布来检测胶囊型内窥镜10的位置和姿势。作为一例,适当地设定胶囊型内窥镜10的位置的初始值,反复进行通过高斯-牛顿法计算位置的估计值的处理,直到计算出的估计值与前次的估计值之间的偏移量为规定值以下为止,由此能够求出胶囊型内窥镜10的位置(例如参照日本特开2007-283001号公报)。

存储部46由快闪存储器或硬盘等以能够改写的方式保存信息的存储介质以及写入读取装置等构成。存储部46存储用于控制控制装置40的各部的各种程序或各种参数、用于检测胶囊型内窥镜10的位置和姿势的运算程序等。另外,存储部46存储从运算部45输出的胶囊型内窥镜10的位置信息。并且,也可以使显示于显示部42的图像的图像数据存储到存储部46中。

控制部47具备用于控制引导用磁场发生装置30的动作的引导用磁场控制部471。引导用磁场控制部471基于从运算部45输出的胶囊型内窥镜10的位置信息,将与从操作输入部43输入的操作信号相应的控制信号输出到引导用磁场发生装置30。

接着,对胶囊型医疗装置引导系统1的动作进行说明。图6是示出控制装置40的动作的流程图。另外,图7a~图7d是用于说明胶囊型内窥镜10的引导方法的示意图。图8是用于说明与有无使胶囊型内窥镜10在铅直方向上移动的操作输入相应的控制方法的曲线图。其中,图8的(a)示出有无对操作输入部43的操作(接通或断开)。另外,图8的(b)示出作用于胶囊型内窥镜10内的永磁体12的磁引力fm。图8的(c)示出胶囊型内窥镜10在铅直方向(z方向)上的位置。

当将胶囊型内窥镜10的电源接通时,胶囊型内窥镜10开始进行摄像动作,并且开始产生位置检测用磁场。与此相应地,在步骤s10中,控制装置40开始接收从胶囊型内窥镜10发送来的无线信号,并基于该无线信号中包含的图像信号来进行图像显示。另外,控制装置40开始检测从胶囊型内窥镜10发送来的位置检测用磁场,并基于该检测信号检测胶囊型内窥镜10的位置和姿势。在该状态下,用户将胶囊型内窥镜10导入到被检体内,一边观察显示部42中显示的图像一边使用操作输入部43进行引导胶囊型内窥镜10的操作。

如图7a~图7d所示,胶囊型内窥镜10通过经口摄取等而同液体w一起被导入到被检体内,在被检体的脏器(胃等)内以在液体w中浮游的状态执行摄像等规定的动作。液体w例如是水、生理盐水那样的对人体无害的液体。

在实施方式1中,胶囊型内窥镜10被设计为具有比液体w的比重小的比重,从而在引导用磁场发生装置30产生的磁场没有发挥作用的状态下浮在液体w中。在液体w内,能够通过作用于胶囊型内窥镜10的浮力fb、重力fg以及由引导用磁场作用于永磁体12的磁引力fm的平衡,使胶囊型内窥镜10在用户所期望的位置停止或移动到用户所期望的位置来观察脏器内。

在步骤s11中,控制部47判定是否从操作输入部43输入了操作信号,也就是说,判定是否进行了引导胶囊型内窥镜10的操作输入。

在没有输入操作信号的情况下(步骤s11:“否”),控制部47获取表示针对引导用磁场发生装置30的当前的控制状态的控制信息(步骤s12)。具体地说,从胶囊型内窥镜10被导入到被检体内之后直到对操作输入部43进行最初的操作为止的期间(t=0~t11)、对操作输入部43的操作停止之后(t=t13~)的定时相当于该情况。

在本实施方式1中,根据从运算部45输出的位置信息来获取胶囊型内窥镜10的位置z=z1,并且获取引导用磁场发生装置30所具备的体外永磁体31的位置,获取根据胶囊型内窥镜10与体外永磁体31之间的距离决定的磁引力fm=fm1来作为控制信息。或者,也可以获取胶囊型内窥镜10与体外永磁体31之间的距离来作为控制信息。

在接下来的步骤s13中,引导用磁场控制部471对引导用磁场发生装置30进行使胶囊型内窥镜10静止的控制。

如图7a所示,胶囊型内窥镜10在被导入到被检体内的液体w中受到浮力fb、重力fg以及由引导用磁场产生的磁引力fm。当这三个力平衡时,胶囊型内窥镜10成为在液体w中稳定地静止的状态。引导用磁场控制部471基于从运算部45输出的位置信息来控制引导用磁场发生装置30,通过调节作用于胶囊型内窥镜10的磁引力fm以使得胶囊型内窥镜10的位置、姿势的每单位时间内的变化变小,来使胶囊型内窥镜10静止。之后,控制装置40的动作转移到后述的步骤s17。

通过在没有进行引导胶囊型内窥镜10的操作的期间内反复进行这些步骤s12、s13来更新控制信息,并获取作用于胶囊型内窥镜10的浮力fb、重力fg以及磁引力fm平衡的稳定的静止状态下的控制信息。执行这种控制信息的获取,直到开始进行对操作输入部43的操作时为止。

另一方面,在步骤s11中从操作输入部43对控制部47输入了操作信号的情况下(步骤s11:“是”),引导用磁场控制部471按照从操作输入部43输入的操作信号来进行引导胶囊型内窥镜10的控制(步骤s14)。具体地说,对引导用磁场发生装置30进行控制来使作用于胶囊型内窥镜10的磁引力fm变化,以使得胶囊型内窥镜10在与对操作输入部43的操作相应的方向上移动与该操作相应的量。

例如在输入了朝向脏器的底部引导胶囊型内窥镜10的操作时(t=t11),引导用磁场控制部471如图7b所示的那样控制引导用磁场发生装置30,以使得作用于胶囊型内窥镜10的磁引力fm变强(fm=fm1→fm2)。即,使体外永磁体31靠近被检体。

在接下来的步骤s15中,控制部47判定操作信号从操作输入部43的输入是否已停止。在继续输入操作信号的情况下(步骤s15:“否”),控制部47的动作返回到步骤s14。

另一方面,在操作信号的输入已停止的情况下(步骤s15:“是”),引导用磁场控制部471基于在步骤s12中获取到的控制信息来控制引导用磁场发生装置30(步骤s16)。

在此,考虑如图7c所示那样胶囊型内窥镜10接触到液体w的底部的内壁st的情况。在该情况下,如图8的(c)的t=t12之后所示的那样,胶囊型内窥镜10的位置保持z=z2不变。另一方面,用户只能经由显示部42中显示的位置信息或被检体内的图像间接地识别被检体内的胶囊型内窥镜10的位置或状态。因此,用户会持续进行对操作输入部43的操作,直到识别出胶囊型内窥镜10接触到内壁st为止。其结果,作用于胶囊型内窥镜10的磁引力fm变大。

此时,胶囊型内窥镜10通过浮力fb、重力fg、磁引力fm3以及从内壁st受到的垂直阻力fr之间的平衡而静止。换句话说,对浮力fb、重力fg以及磁引力fm1平衡而胶囊型内窥镜10在液体w中稳定地静止的状态而言,变为过度地施加了磁引力δfm和垂直阻力fr的状态。也就是说,导致通过针对引导用磁场发生装置30的控制所意图的胶囊型内窥镜10的状态(如果不存在内壁st则会移动与磁引力δfm相应的量的状态)与实际的胶囊型内窥镜10的状态(因内壁st而妨碍了移动的状态)之间发生偏离。

之后,在用户停止了对操作输入部43的操作时(t=t13),如果不预先使针对引导用磁场发生装置30的控制状态变化,则通过针对引导用磁场发生装置30的控制所意图的状态与实际的状态之间的偏离被维持原样。在该情况下,在下一次进行了使胶囊型内窥镜10上浮的操作时,必须在使作用于胶囊型内窥镜10的磁引力fm减少以使胶囊型内窥镜10成为稳定的静止状态(δfm=fr=0)之后再开始进行与对操作输入部43的操作相应的引导用磁场的控制。因此,胶囊型内窥镜10对于对操作输入部43的操作的响应性降低。

因此,在对操作输入部43的操作停止时(t=t13),引导用磁场控制部471基于在步骤s12中获取到的控制信息来控制引导用磁场发生装置30。更详细地说,进行如下控制:以对操作输入部43的操作停止时的胶囊型内窥镜10的状态为基准来再现由控制信息表示的控制状态。具体地说,如图7d所示,将胶囊型内窥镜10的位置维持原样,并且使引导用磁场发生装置30调节体外永磁体31的位置,以使得作用于胶囊型内窥镜10的磁引力成为fm=fm1。由此,在使胶囊型内窥镜10成为稳定的静止状态之后等待下一个操作的输入。

在接下来的步骤s17中,控制部47判定是否结束利用胶囊型内窥镜10进行的观察。例如,在从操作输入部43输入了结束利用胶囊型内窥镜10进行的观察的意思的指示信号、无线信号从胶囊型内窥镜10的发送已停止、或者对来自胶囊型内窥镜10的位置检测用磁场的检测已停止之类的情况下,控制部47判定为结束利用胶囊型内窥镜10进行的观察(步骤s17:“是”)。在该情况下,控制装置40的动作结束。另一方面,在不结束利用胶囊型内窥镜10进行的观察的情况下(步骤s17:“否”),控制装置40的动作返回到步骤s11。

如以上所说明的那样,在本发明的实施方式1中,获取表示开始进行对操作输入部43的操作之前或开始进行对操作输入部43的操作时的控制状态的控制信息,在对操作输入部43的操作停止时,基于该控制信息来控制引导用磁场发生装置30。由此,能够消除在操作中产生的控制的偏离,对作用于胶囊型内窥镜10的浮力fb、重力fg以及磁引力fm1平衡而胶囊型内窥镜10在液体w中稳定地静止的状态进行限制。因而,在下一次进行了对操作输入部43的操作时,只要从该静止状态起开始进行控制即可,因此能够提高胶囊型内窥镜10对操作的响应性。

(变形例1-1)

对本发明的实施方式1的变形例1-1进行说明。在上述实施方式1中,在对操作输入部43的操作结束时(步骤s15:“是”),也可以只在此时的控制状态与开始进行操作之前或开始进行操作时的控制状态之间的偏离大的情况下,进行基于开始进行操作之前或开始进行操作时的控制状态的控制。

具体地说,在步骤s15中操作信号的输入已停止时(步骤s15:“是”),控制部47根据此时的胶囊型内窥镜10与体外永磁体31之间的位置关系,计算作用于胶囊型内窥镜10的磁引力fm3来作为操作结束时的控制信息。然后,计算该磁引力fm3与在步骤s12中作为控制信息而获取到的磁引力fm1之差δfm,只在该差δfm超过预先设定的阈值的情况下,进行基于在步骤s12中获取到的控制信息的控制。

或者,在步骤s12中获取到胶囊型内窥镜10与体外永磁体31之间的距离来作为控制信息的情况下,计算该距离与操作结束时的胶囊型内窥镜10同体外永磁体31之间的距离之差,只在该差超过阈值的情况下,进行基于在步骤s12中获取到的控制信息的控制。

(变形例1-2)

对本发明的实施方式1的变形例1-2进行说明。在上述实施方式1中,在步骤s11中不存在操作信号的输入的情况下(步骤s11:“否”),控制部47获取表示针对引导用磁场发生装置30的当前的控制状态的控制信息(步骤s12),但也可以是在确认了胶囊型内窥镜10处于稳定的静止状态之后获取控制信息。详细地说,控制部47基于从运算部45输出的胶囊型内窥镜10的位置信息来判定胶囊型内窥镜10的位置和姿势的每单位时间内的变化是否为阈值以下,在该变化为阈值以下的情况下,判定为胶囊型内窥镜10处于稳定的静止状态,并进行控制信息的获取。

(变形例1-3)

对本发明的实施方式1的变形例1-3进行说明。在上述实施方式1中,作为胶囊型内窥镜10处于稳定的静止状态时的控制信息,也可以使用通过校准而预先获取到的信息,来代替不存在操作信号的输入时的控制信息(步骤s12)。

图9是示出本变形例1-3中的控制装置40的动作的流程图。此外,图9所示的步骤s10与实施方式1相同(参照图6)。

在继步骤s10之后的步骤s21中,控制部47判定是否从操作输入部43输入了向校准模式切换的意思的指示信号。在输入了向校准模式切换的指示信号的情况下(步骤s21:“是”),引导用磁场控制部471对引导用磁场发生装置30进行控制,以将胶囊型内窥镜10引导至液体w的底部(步骤s22)。此时的胶囊型内窥镜10也可以是如图7c所示那样被按压于内壁st的状态(产生了垂直阻力fr的状态)。

在接下来的步骤s23中,引导用磁场控制部471对引导用磁场发生装置30进行使体外永磁体31向下方移动的控制(步骤s23)。由此,使作用于胶囊型内窥镜10的磁引力fm减小。在该校准模式下,不需要使胶囊型内窥镜10在水中静止,因此可以在某种程度上加快此时的体外永磁体31的移动速度。

在接下来的步骤s24中,控制部47基于从运算部45输出的胶囊型内窥镜10的位置信息来判定胶囊型内窥镜10是否离开内壁st而开始上浮。能够基于胶囊型内窥镜10的z坐标的变化来进行该判定。或者,也可以对显示部42中显示的被检体内的图像进行图案匹配等图像处理,并通过检测图像的变化来进行判定。

在胶囊型内窥镜10还没有开始上浮的情况下(步骤s24:“否”),引导用磁场控制部471继续进行使体外永磁体31向下方移动的控制(步骤s23)。

另一方面,在胶囊型内窥镜10已开始上浮的情况下(步骤s24:“是”),引导用磁场控制部471获取胶囊型内窥镜10开始上浮时的体外永磁体31的位置,将胶囊型内窥镜10与体外永磁体31之间的距离作为校准条件存储到存储部46(步骤s25)。之后,控制装置40的动作转移到步骤s11。此外,在没有输入向校准模式切换的指示信号的情况下(步骤s21:“否”)也同样地,控制装置40的动作转移到步骤s11。步骤s11的动作与实施方式1相同。

在步骤s11中不存在操作信号的输入的情况下(步骤s11:“否”),控制装置40的动作直接转移到步骤s13。步骤s13的动作与实施方式1相同。

另一方面,在步骤s11中存在操作信号的输入的情况下(步骤s11:“是”),控制装置40的动作转移到步骤s14、s15。步骤s14、s15的动作与实施方式1相同。

在步骤s15中操作信号的输入已停止的情况下(步骤s15:“是”),引导用磁场控制部471从存储部46获取校准条件,并基于该校准条件来控制引导用磁场发生装置30(步骤s26)。即,使引导用磁场发生装置30调节体外永磁体31的位置,以使胶囊型内窥镜10与体外永磁体31之间的距离成为作为校准条件的、胶囊型内窥镜10从液体w的底部开始上浮时的两者之间的距离。之后的步骤s17与实施方式1相同。

根据本变形例1-3,使用校准条件进行针对引导用磁场发生装置30的控制,因此能够准确地再现胶囊型内窥镜10从内壁st受到的垂直阻力fr恰好为零时的控制状态、即作用于胶囊型内窥镜10的磁引力fm、浮力fb以及重力fg平衡时的控制状态。

(变形例1-4)

对本发明的实施方式1的变形例1-4进行说明。在上述变形例1-2的步骤s12中,在确认了胶囊型内窥镜10处于稳定的静止状态之后获取控制信息,但也可以基于在上述变形例1-3中获取到的校准条件来进行是否处于稳定的静止状态的判定。详细地说,在实际的胶囊型内窥镜10与体外永磁体31之间的距离相对于作为校准条件获取到的胶囊型内窥镜10与体外永磁体31之间的距离在规定的范围内(例如±几%的误差的范围内)的情况下,判定为胶囊型内窥镜10处于稳定的静止状态。

根据本变形例1-4,能够防止在步骤s12中获取胶囊型内窥镜10被按压在内壁st时的控制状态作为控制状态。

(变形例1-5)

对本发明的实施方式1的变形例1-5进行说明。图10是示出本变形例中的控制装置40的动作的流程图。其中,步骤s10~s15与实施方式1相同。

在步骤s15中操作信号的输入已停止的情况下(步骤s15:“是”),控制部47基于从运算部45输出的胶囊型内窥镜10的位置信息来判定胶囊型内窥镜10是否进行了与操作信号相应的移动(步骤s31)。即,根据在步骤s11中输入了操作信号时的胶囊型内窥镜10的位置和在步骤s15中操作信号的输入停止时的胶囊型内窥镜10的位置,来获取胶囊型内窥镜10的位移,并将该位移与同操作信号对应的胶囊型内窥镜10的移动量进行比较。或者,也可以根据胶囊型内窥镜10的位移和经过时间来计算实际的胶囊型内窥镜10的移动速度,并将该移动速度与同操作信号对应的胶囊型内窥镜10的移动速度进行比较。

在胶囊型内窥镜10的实际的位移或移动速度相对于与操作信号对应的胶囊型内窥镜10的移动量或移动速度的误差为阈值以下的情况下,控制部47判定为胶囊型内窥镜10进行了与操作信号相应的移动。

在胶囊型内窥镜10进行了与操作信号相应的移动的情况下(步骤s31:“是”),控制部47将控制信息更新为表示针对引导用磁场发生装置30的当前的控制状态的控制信息(步骤s32)。之后的步骤s17与实施方式1相同。

另一方面,在胶囊型内窥镜10没有进行与操作信号相应的移动的情况下(步骤s31:“否”),控制部47基于已经获取到的某个控制信息来控制引导用磁场发生装置30(步骤s16)。之后的步骤s17与实施方式1相同。

根据本变形例1-5,在胶囊型内窥镜10按照对操作输入部43的操作进行了移动的情况下,在操作信号的输入停止之后,更新在对引导用磁场发生装置30进行控制时使用的控制信息,因此能够基于根据胶囊型内窥镜10的位置、环境(脏器的形状等)而设定的最新的控制信息来控制引导用磁场发生装置30。

(变形例1-6)

在上述实施方式1中,作为控制信息,获取了在胶囊型内窥镜10处于稳定的静止状态时作用于胶囊型内窥镜10的磁引力或者能够产生该磁引力的胶囊型内窥镜10与体外永磁体31之间的距离,但控制信息的种类并不限定于此。

例如,也可以将体外永磁体31的姿势(仰角和旋转角)同胶囊型内窥镜10与体外永磁体31之间的距离一起作为控制信息。在该情况下,在对操作输入部43的操作停止时,能够更高精度地再现胶囊型内窥镜10的稳定的静止状态。

(变形例1-7)

在上述引导用磁场发生装置30中,也可以使用电磁体来代替体外永磁体31。在该情况下,通过控制对电磁体供给的电流或电压来调节引导用磁场的强度,从而能够使作用于胶囊型内窥镜10的磁引力fm变化。另外,在图6的步骤s12中,获取在开始进行对操作输入部43的操作之前或开始进行对操作输入部43的操作时供给到电磁体的电流或电压的大小来作为控制信息即可。

或者,也可以是,除了电流或电压的大小以外,还获取胶囊型内窥镜10的位置信息来作为控制信息。在该情况下,通过调节电流或电压的大小并且调节胶囊型内窥镜10与电磁体之间的距离,能够更高精度地控制作用于胶囊型内窥镜10的磁引力fm。

(变形例1-8)

在上述实施方式1以及变形例1-1~1-7中,对使胶囊型内窥镜10的比重小于液体w的比重并且通过作用于胶囊型内窥镜10的浮力、重力以及铅直向下的磁引力之间的平衡来引导胶囊型内窥镜10的情况下的控制进行了说明。然而,在使胶囊型内窥镜10的比重大于液体w的比重的情况下,也能够进行同样的控制。在该情况下,将体外永磁体31(参照图3)设置在用于载置被检体的床21的上方,通过作用于胶囊型内窥镜10的浮力、重力以及铅直向上的磁引力来引导胶囊型内窥镜10。另外,在该情况下,在被输入使胶囊型内窥镜10铅直向上地移动的操作而胶囊型内窥镜10接触到被检体内的上侧的内壁时,基于开始进行该操作之前或开始进行该操作时的控制信息来进行该操作结束后的针对引导用磁场发生装置30的控制。

(实施方式2)

接着,对本发明的实施方式2进行说明。

本实施方式2所涉及的胶囊型医疗装置引导系统的结构和动作整体上与实施方式1相同(参照图1、图6),在本实施方式2中,说明使胶囊型内窥镜10在水平方向上移动的情况下的控制方法。此外,以下说明使胶囊型内窥镜10在x方向上移动的情况,但在y方向上也进行同样的控制。

图11a~图11d是用于说明本发明的实施方式2所涉及的胶囊型医疗装置引导系统中的胶囊型内窥镜10的引导方法的示意图。另外,图12是用于说明与有无使胶囊型内窥镜10在水平方向上移动的操作相应的控制方法的曲线图。其中,图12的(a)示出有无对操作输入部43的操作(接通或断开)。另外,图12的(b)示出胶囊型内窥镜10和约束轴pc在水平方向(x方向)上的位置。

参照图6来说明本实施方式2所涉及的胶囊型医疗装置引导系统的动作。此外,步骤s10、s11与实施方式1相同。

在步骤s11中没有从操作输入部43向控制部47输入操作信号的情况下(步骤s11:“否”,t=0~t21),控制部47获取表示针对引导用磁场发生装置30的当前的控制状态的控制信息(步骤s12)。在本实施方式2中,如图11a所示那样获取胶囊型内窥镜10(例如长轴la)的位置xc和由体外永磁体31(参照图3)的位置决定的胶囊型内窥镜10的约束轴pc的位置xp,获取作为胶囊型内窥镜10的位置xc与约束轴pc的位置xp之间的相对的关系的误差δx来作为控制信息。

在接下来的步骤s13中,引导用磁场控制部471对引导用磁场发生装置30进行使胶囊型内窥镜10静止的控制。具体地说,使体外永磁体31静止来避免约束轴pc移动即可。

通过反复进行该步骤s12、s13,来获取胶囊型内窥镜10的水平位置稳定的状态时的控制信息(误差δx)。

另一方面,在步骤s11中输入了操作信号的情况下(步骤s11:“是”,t=t21~t23),引导用磁场控制部471按照从操作输入部43输入的操作信号来进行引导胶囊型内窥镜10的控制(步骤s14)。

例如,在进行了在水平方向(x方向)上引导胶囊型内窥镜10的操作输入的情况下,引导用磁场控制部471如图11b所示的那样通过利用引导用磁场发生装置30使体外永磁体31在x方向上平移来使约束轴pc在x方向上移动。由此,通过向约束轴pc的方向作用的磁引力fm,胶囊型内窥镜10追随约束轴pc而移动。接下来的步骤s15与实施方式1相同。

在步骤s15中操作信号的输入已停止的情况下(步骤s15:“是”,t=t23),引导用磁场控制部471基于在步骤s12中获取到的控制信息来控制引导用磁场发生装置30(步骤s16)。

在此,考虑如图11c所示那样胶囊型内窥镜10接触到脏器的侧面的内壁st的情况。在该情况下,如图12的t=t22~t23所示,胶囊型内窥镜10的位置保持xc=xc1不变。但是,会导致用户继续进行对操作输入部43的操作,直到根据例如显示部42中显示的位置信息或被检体内的图像而识别出胶囊型内窥镜10接触到内壁st为止。其结果,约束轴pc越过内壁st并继续移动。

此时,胶囊型内窥镜10通过向约束轴pc的方向作用的磁引力fm与从内壁st受到的垂直阻力fr的平衡而成为静止的状态。也就是说,在通过对引导用磁场发生装置30的控制所意图的胶囊型内窥镜10的状态(如果不存在内壁st则在约束轴pc的位置静止的状态)与实际的胶囊型内窥镜10的状态(在内壁st的位置静止的状态)之间发生偏离。

之后,在用户停止了对操作输入部43的操作时(t=t23),如果不预先改变针对引导用磁场发生装置30的控制状态,则约束轴pc的位置xp=xp1与胶囊型内窥镜10的位置xc=xc1之间的偏离维持原样。在该情况下,在下一次对操作输入部43进行了使胶囊型内窥镜10在水平方向上移动的操作时,必须在使约束轴pc返回到实际的胶囊型内窥镜10之后再开始进行与对操作输入部43的操作相应的引导用磁场的控制。因此,胶囊型内窥镜10对于对操作输入部43的操作的响应性降低。

因此,在对操作输入部43的操作停止时(t=t23),引导用磁场控制部471基于从运算部45输出的位置信息来获取胶囊型内窥镜10的位置xc,并基于在步骤s12中作为控制信息而获取到的误差δx来控制引导用磁场发生装置30。具体地说,如图11d所示,使引导用磁场发生装置30移动体外永磁体31,以使约束轴pc的位置xp与胶囊型内窥镜10的位置xc之间的误差为δx。由此,在再现了胶囊型内窥镜10被约束在约束轴pc的状态之后等待下一个操作的输入。接下来的步骤s17与实施方式1相同。

如以上所说明的那样,在本发明的实施方式2中,作为开始进行对操作输入部43的操作之前或开始进行对操作输入部43的操作时的控制信息,获取胶囊型内窥镜10的位置xc与约束轴pc的位置xp之间的误差δx,在对操作输入部43的操作停止时,控制引导用磁场发生装置30以再现该误差δx。由此,能够消除在操作中产生的控制的偏离。因而,在下一次进行了对操作输入部43的操作时,只要从胶囊型内窥镜10被约束在约束轴pc的位置的状态起开始进行控制即可,因此能够提高胶囊型内窥镜10对操作的响应性。

(变形例2-1)

在上述实施方式2中,也与实施方式1的变形例1-1同样地,只在开始进行对操作输入部43的操作之前或开始进行对操作输入部43的操作时的控制状态与操作结束时的控制状态之间的偏离大的情况下,执行基于表示开始进行操作之前或开始进行操作时的控制状态的控制信息的控制。

具体地说,在步骤s15中操作信号的输入已停止时,控制部47获取此时的约束轴pc的位置xp和胶囊型内窥镜10的位置xc,计算两者之间的距离来作为操作结束时的控制信息。然后,在所计算出的距离与在步骤s12中作为控制信息而获取到的误差δx之差超过预先设定的阈值的情况下,进行使约束轴pc移动的控制,以使得约束轴pc与胶囊型内窥镜10之间的距离成为误差δx。

(变形例2-2)

图13a~图13c是用于说明本发明的实施方式2的变形例2-2中的控制方法的示意图。在上述实施方式2中,对使胶囊型内窥镜10在x方向上移动的情况下的控制进行了说明,但在使胶囊型内窥镜10的姿势变化的情况下,即,在使胶囊型内窥镜10倾斜或旋转的情况下,也能够进行同样的控制。

例如,考虑如图13a所示那样使胶囊型内窥镜10从直立的状态向倾斜的状态变化的情况。在该情况下,通过使图3所示的体外永磁体31绕轴yc转动来使约束轴pc倾斜。由此,如图13b所示,胶囊型内窥镜10与约束轴pc一起倾斜。

在此,在不问胶囊型内窥镜10的一端已接触到脏器的内壁st而继续进行了对操作输入部43的操作的情况下,胶囊型内窥镜10(长轴la)的倾斜角保持不变且只有约束轴pc进一步倾斜。也就是说,通过对引导用磁场发生装置30的控制所意图的胶囊型内窥镜10的状态与实际的胶囊型内窥镜10的状态之间发生偏离。

因此,控制部47在开始进行对操作输入部43的操作之前或开始进行对操作输入部43的操作时获取基于从运算部45输出的位置信息的胶囊型内窥镜10的长轴la的倾斜角和基于体外永磁体31绕轴yc的角度的约束轴pc的倾斜角,并获取这些倾斜角之间的误差来作为控制信息(参照图6的步骤s12)。然后,开始进行对操作输入部43的操作(步骤s11:“是”),之后,在操作已停止时(步骤s15:“是”),引导用磁场控制部471如图13c所示那样控制引导用磁场发生装置30,以使得约束轴pc与胶囊型内窥镜10的长轴la之间形成作为控制信息而获取到的误差。由此,能够提高下一次对操作输入部43进行了操作时的胶囊型内窥镜10的响应性。

另外,在要使胶囊型内窥镜10旋转的情况下,基于将胶囊型内窥镜10的长轴la和约束轴pc投影到xy平面的情况下两者之间所成的角度来进行同样的控制即可。

(变形例2-3)

在上述实施方式2中,也与实施方式1的变形例1-2同样地,可以在确认了胶囊型内窥镜10处于稳定的静止状态之后获取控制信息。另外,在上述实施方式2中,也与实施方式1的变形例1-5同样地,可以只在胶囊型内窥镜10按照对操作输入部43的操作进行了移动的情况下更新控制信息。

(变形例2-4)

在上述实施方式2中,也与实施方式1的变形例1-7同样地,可以使用电磁体来代替体外永磁体31。在该情况下,能够通过使一个电磁体平移移动、倾斜或转动来使约束轴pc平移移动、倾斜或旋转。

或者,也可以设置多个电磁体来代替体外永磁体31,并将胶囊型内窥镜10约束在由这些电磁体产生的磁场的合成磁场中。在该情况下,能够通过对由多个电磁体分别产生的磁场进行控制使合成磁场变化,来使约束轴pc平移移动、倾斜或旋转。

(实施方式3)

接着,对本发明的实施方式3进行说明。

本实施方式3所涉及的胶囊型医疗装置引导系统的结构和动作整体上与实施方式1相同(参照图1、图6),在本实施方式3中,说明使胶囊型内窥镜10在水平方向上移动的情况下的控制方法。此外,以下说明使胶囊型内窥镜10在x方向上移动的情况,但在y方向上也进行同样的控制。

图14a~图14c是用于说明本发明的实施方式3所涉及的胶囊型医疗装置引导系统中的胶囊型内窥镜10的引导方法的示意图。另外,图15是用于说明与有无使胶囊型内窥镜10在水平方向上移动的操作相应的控制方法的曲线图。其中,图15的(a)示出有无对操作输入部43的操作(接通或断开)。另外,图15的(b)示出胶囊型内窥镜10和约束轴pc在水平方向(x方向)上的位置。

参照图6来说明本实施方式3所涉及的胶囊型医疗装置引导系统的动作。此外,步骤s10、s11与实施方式1相同。

在步骤s11中没有从操作输入部43向控制部47输入操作信号的情况下(步骤s11:“否”,t=0~t31),控制部47与实施方式2同样地,获取胶囊型内窥镜10的位置xc与约束轴pc的位置xp之间的误差δx来作为控制信息(步骤s12)。之后的步骤s13与实施方式2相同。

另一方面,在步骤s11中输入了操作信号的情况下(步骤s11:“是”,t=t31~t32),引导用磁场控制部471与实施方式2同样地,进行按照操作信号使体外永磁体31在x方向上平移来使约束轴pc移动的控制(步骤s14)。由此,胶囊型内窥镜10追随约束轴pc而移动。

此时,如图14a所示,胶囊型内窥镜10受到向约束轴pc的方向作用的磁引力fm而移动,因此胶囊型内窥镜10稍微迟后于约束轴pc地移动。因此,胶囊型内窥镜10的位置xc相对于约束轴pc的位置xp发生偏离。

在步骤s15中操作信号的输入已停止的情况下(步骤s15:“是”),引导用磁场控制部471基于在步骤s12中获取到的控制信息来控制引导用磁场发生装置30(步骤s16)。

在此,考虑使胶囊型内窥镜10在用户所期望的位置xc2停止的情况。在该情况下,用户在基于显示部42中显示的位置信息等识别为胶囊型内窥镜10已到达位置xc2的时间点(t=t32)使对操作输入部43的操作停止。此时,约束轴pc领先于胶囊型内窥镜10,因此当约束轴pc停留在该领先的位置xp2时,胶囊型内窥镜10被向约束轴pc吸引而进一步移动(参照图15的细的单点划线)。其结果,无法使胶囊型内窥镜10在用户所期望的位置xc2停止。

因此,在对操作输入部43的操作停止时(t=t32),引导用磁场控制部471基于从运算部45输出的位置信息来获取胶囊型内窥镜10的位置xc,并基于在步骤s12中作为控制信息而获取到的误差δx来控制引导用磁场发生装置30。具体地说,使引导用磁场发生装置30移动体外永磁体31,以使得约束轴pc的位置xp相对于胶囊型内窥镜10的位置xc的误差成为δx。此时,如图14b和图14c所示,在使约束轴pc暂时摆动至经过胶囊型内窥镜10的位置xp3(t=t33)之后,使约束轴pc返回到成为误差δx的位置xp4。也就是说,使约束轴pc相对于胶囊型内窥镜10往复。由此,能够使胶囊型内窥镜10快速地在用户所期望的位置xc2停止。

使从对操作输入部43的操作停止的时间点的约束轴pc的位置xp2至最终的停止位置xp4为止的位移δx1比约束轴pc的位置xp2与胶囊型内窥镜10的位置xc2之差δx2小大致与误差δx相应的量。另外,也可以决定约束轴pc的摆动幅度δx3=xp2-xp3,以使得约束轴pc向最终的停止位置xp4的位移δx1为大致一半左右。接下来的步骤s17与实施方式1相同。

如以上所说明的那样,在本发明的实施方式3中,作为开始进行对操作输入部43的操作之前或开始进行对操作输入部43的操作时的控制信息,获取胶囊型内窥镜10的位置xc与约束轴pc的位置xp之间的误差δx,在对操作输入部43的操作停止时,控制引导用磁场发生装置30以再现该误差δx,因此能够使胶囊型内窥镜10在用户所期望的位置xc2停止。此时,在使约束轴pc暂时摆动至通过胶囊型内窥镜10的位置xc2的位置xp3之后返回到最终的位置xp4,因此能够使胶囊型内窥镜10快速地在位置xc2停止。

(变形例3-1)

在上述实施方式3中,也与实施方式1的变形例1-2同样地,可以在确认了胶囊型内窥镜10处于稳定的静止状态之后获取控制信息。另外,在上述实施方式3中,也与实施方式1的变形例1-5同样地,可以只在胶囊型内窥镜10按照对操作输入部43的操作进行了移动的情况下更新控制信息。

(变形例3-2)

在上述实施方式3中,也与实施方式1的变形例1-7同样地,可以使用电磁体来代替体外永磁体31。在要使约束轴pc平移移动、倾斜或旋转时,既可以使一个电磁体平移移动、倾斜或转动,也可以通过对由多个电磁体产生的磁场进行控制来使合成磁场变化。

在以上所说明的实施方式1~3以及它们的变形例中,说明了使胶囊型内窥镜10在铅直方向和水平方向中的任一方向上移动的情况,但也可以使胶囊型内窥镜10同时在铅直方向和水平方向这两个方向上移动。在该情况下,对于针对操作输入部43的铅直方向成分的操作,进行与实施方式1或变形例1-1~1-7同样的控制,对于针对操作输入部43的水平方向成分的操作,进行与实施方式2、变形例2-1~2-4或实施方式3同样的控制即可。

以上所说明的实施方式1~3以及变形例只不过是用于实施本发明的例子,本发明并不限定于这些实施方式和变形例。另外,本发明通过将实施方式1~3、变形例中公开的多个构成要素适当地组合,能够形成各种发明。根据上述记载显而易见的是,本发明能够根据规格等进行各种变形,并且在本发明的范围内能够具有其它各种实施方式。

附图标记说明

1:胶囊型医疗装置引导系统;10:胶囊型内窥镜;11:功能部;12:永磁体;13:磁场发生部;14:电源部;20:磁场检测装置;21:床;22:面板;23:检测线圈;30:引导用磁场发生装置;31:体外永磁体;32:磁体驱动部;40:控制装置;41:接收部;42:显示部;43:操作输入部;44:信号处理部;45:运算部;46:存储部;47:控制部;100:壳体;101:筒状壳体;102、103:圆顶状壳体;111:摄像部;112:控制部;113:无线通信部;114:照明部;115:光学系统;116:摄像元件;131:磁场发生线圈;132:电容器;321:平面位置变更部;322:铅直位置变更部;323:仰角变更部;324:旋转角变更部;441:放大部;442:a/d转换部;443:fft处理部;451:位置和姿势检测部;471:引导用磁场控制部。

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