WO2007037380A1

WO2007037380A1 - 磁界制御方法および磁界発生装置

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Publication number: WO2007037380A1
Application number: PCT/JP2006/319485
Authority: WO
Inventors: Kentarou Horisaka; Hisato Amano
Original assignee: Hitachi Metals Ltd; Neomax Co Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2008-03-30
Also published as: EP1929943B1; US7986205B2; US20090231073A1; JPWO2007037380A1; JP4893626B2; IL190410A; IL190410A0; EP1929943A1; EP1929943A4

Abstract

　目標位置Ｐにおける磁界の向きを簡単に全方向に変更できる、磁界発生装置１０を提供する。磁界発生装置１０は、一方主面２８ａ，２８ｂが空隙Ｇを介して平行に対向するように同軸上に配置される一対の磁界発生部１６ａ，１６ｂを含む。磁界発生部１６ａ，１６ｂはそれぞれ、回転駆動部２０ａ，２０ｂによって矢印Ａ方向に回転される。磁界発生部１６ａ，１６ｂをそれぞれ矢印Ａ方向の同方向に同角度で回転させることによって、目標位置Ｐにおける磁界の向きがＸ－Ｚ平面上で変更される。また、磁界発生部１６ａの磁極と磁界発生部１６ｂの磁極との位置関係を変更するように磁界発生部１６ａ，１６ｂの少なくともいずれか一方を矢印Ａ方向に回転させることによって、目標位置Ｐにおける磁界の向きのＸ－Ｚ平面に対する傾きが変更される。

Description

明細書

磁界制御方法および磁界発生装置

技術分野

[0001] この発明は磁界制御方法および磁界発生装置に関し、より特定的には、目標位置における磁界の向きを任意の方向に変更する磁界制御方法および磁界発生装置に関する。

背景技術

[0002] 従来、目標位置における磁界の向きを変更可能な磁界発生装置が知られており、本願出願人はその一例を特許文献 1において提案している。特許文献 1の磁界発生装置では、大径の磁界発生部とこれに内蔵される小径の磁界発生部とを周方向に回転させることによって、小径の磁界発生部内に設定される目標位置における磁界の向きを径方向の平面上で変更する。

[0003] ところで、近年、医療分野では、患者の体内に配置されたカテーテルやカプセル内視鏡等の被誘導物を磁界の作用によって患者の体内の任意の位置に誘導する医療システムが開発されている。被誘導物を任意の位置に誘導するためには目標位置における磁界の向きを全方向（あらゆる方向）に変更できる必要がある。したがって、磁界の向きを所定の一平面上で変更する特許文献 1の磁界発生装置ではこのような医療システムに対応できない。そこで、このような医療システムには、たとえば特許文献 2に開示されているような磁界発生装置が用いられる。特許文献 2の磁界発生装置では、 1つの磁界発生部の周方向の回転と当該磁界発生部の径方向への移動とによつて目標位置における磁界の向きを全方向に変更できる。

特許文献 1：特開平 9— 90009号公報

特許文献 2：特表 2002— 536037号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] しかし、特許文献 2の磁界発生装置では、磁界発生部を周方向に回転させる手段と磁界発生部を径方向に移動させる手段とが必要である。このために、装置の構成が複雑になり、装置の制御も複雑になるという問題があった。

[0005] それゆえに、この発明の主たる目的は、目標位置における磁界の向きを簡単に全方向に変更できる、磁界制御方法および磁界発生装置を提供することである。

課題を解決するための手段

[0006] この発明のある見地によれば、複数の磁極が形成される一方主面をそれぞれ有しかつ互いの一方主面が空隙を介して平行に対向するように同軸上に配置される一対の磁界発生部を用い、一対の磁界発生部によって発生される磁界のうち一対の磁界発生部に挟まれかつ一方主面に平行な所定平面上の目標位置における磁界を制御するための磁界制御方法であって、一対の磁界発生部をそれぞれ周方向の同方向に同角度で回転させることによって、目標位置における磁界の向きを所定平面上で変更する工程、および一方の磁界発生部の磁極と他方の磁界発生部の磁極との位置関係を変更するように一対の磁界発生部の少なくとも、ずれか一方を周方向に回転させることによって、目標位置における磁界の向きの所定平面に対する傾きを変更する工程を備える、磁界制御方法が提供される。

[0007] この発明の他の見地によれば、複数の磁極が形成される一方主面をそれぞれ有しかつ互いの一方主面が空隙を介して平行に対向するように同軸上に配置される一対の磁界発生部、および一対の磁界発生部によって発生される磁界のうち一対の磁界発生部に挟まれかつ一方主面に平行な所定平面上の目標位置における磁界の向きを変更するために、一対の磁界発生部をそれぞれ周方向に回転させる回転手段を備える、磁界発生装置が提供される。

[0008] この発明では、一対の磁界発生部をそれぞれ周方向の同方向に同角度で回転させることによって、目標位置における磁界の向きが所定平面上で 360° 変更される。また、一方の磁界発生部の磁極と他方の磁界発生部の磁極との位置関係を変更するように一対の磁界発生部の少なくとも、ずれか一方を周方向に回転させることによつて、一方の磁界発生部の一方主面と他方の磁界発生部の一方主面とにお、て対向する同極 (異極)の割合が変更される。これによつて、目標位置における磁界の向きが所定平面に対して一方の磁界発生部の一方主面側あるいは他方の磁界発生部の一方主面側に 90° の範囲で傾く。言い換えれば、目標位置における磁界の向きの所定平面に対する傾きが ± 90° の範囲で変更される。したがって、一対の磁界発生部の同方向かつ同角度の回転と一対の磁界発生部の少なくとも!、ずれか一方の回転とを組み合わせることによって、目標位置における磁界の向きを簡単に全方向に変更できる。このように、一対の磁界発生部を回転させるのみで目標位置における磁界の向きを簡単に全方向に変更できるので、装置を簡素に構成でき、装置を容易に制御できる。

[0009] なお、「目標位置」とは、一対の磁界発生部によって発生される磁界中において磁界の向きや強度を制御すべき位置を、う。

[0010] 好ましくは、一対の磁界発生部と目標位置との相対的な位置関係を変更することによって、目標位置における磁界の向きを維持したまま目標位置における磁界の強度を変更する工程をさらに含む。この場合、目標位置における磁界の向きに拘わらず目標位置における磁界の強度を一定に保つことができる。患者の体内に配置された被誘導物を磁界の作用によって誘導する医療システムでは、磁界の向きを任意に変更することに加えて被誘導物に作用する磁界の強度を一定にすることが好ましい。この発明は、目標位置における磁界の強度を一定にできるので、被誘導物を磁界の作用によって誘導する医療システムに好適に用いられる。一対の磁界発生部と目標位置との相対的な位置関係の変更は、たとえば、一対の磁界発生部をそれぞれ所定平面に平行な方向の同方向に同距離で移動させることによって行われる。

[0011] また、一対の磁界発生部の少なくともいずれか一方は一方主面の反対側に他方主面を有し、他方主面に磁性体が設けられることが好ましい。この場合、他方主面側への漏洩磁束を減少させ、目標位置における磁界の強度を大きくできる。

[0012] さらに、一対の磁界発生部の少なくともいずれか一方の一方主面の外形は円形であることが好ましい。この場合、たとえば一対の磁界発生部のいずれか一方を回転させても、一方の磁界発生部の一方主面と他方の磁界発生部の一方主面とが対向する部分の面積は変化しな、。このように一対の磁界発生部の一方主面にぉ、て対向する部分の面積力、さくならないので、磁界発生部から発せられる磁束を有効に利用できる。

[0013] 磁界発生部の一方主面にお!、て隣接する異極間近傍では正極 (N極)から負極 (S 極)へと磁束が短絡してしまう。このために、一方主面に形成される磁極の数が多ければ、一方主面において短絡する磁束が多くなり、目標位置に作用する磁束が少なくなつてしまう。好ましくは、一対の磁界発生部の少なくともいずれか一方の一方主面には 2つの磁極が形成される。このように磁界発生部において一方主面の磁極の数をできるだけ少なくすることによって、一方主面において短絡する磁束を減少させることができる。これによつて、目標位置に効率的に磁束を作用させることができ、目標位置における磁界の強度を大きくできる。

[0014] また好ましくは、一対の磁界発生部の少なくともいずれか一方は 1つの永久磁石によって構成される。この場合、磁界発生部の部品点数を抑え、装置をより簡素に構成できる。

[0015] さらに好ましくは、一対の磁界発生部の少なくともいずれか一方は複数の永久磁石と複数の永久磁石を保持する保持部材とによって構成される。この場合、別々に磁ィ匕された複数の永久磁石を保持部材で保持することによって磁界発生部を簡単に得ることができる。また、複数の永久磁石を離間して配置でき、一方主面において異極を離間させることができる。つまり、目標位置にほとんど作用しない極間近傍の永久磁石を省くことができる。このように永久磁石の使用量を抑えることによって、磁界発生部の重量を軽くでき、ひ、ては装置の重量を軽くできる。

[0016] この発明の上述の目的およびその他の目的、特徴、局面および利点は、添付図面に関連して行われる以下の実施形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。

図面の簡単な説明

[0017] [図 1]この発明の一実施形態の磁界発生装置を示す斜視図解図である。

[図 2]図 1の磁界発生装置の正面図解図である。

[図 3]磁界発生部の斜視図解図である。

[図 4]磁界発生部の W—W (図 3)断面図解図である。

[図 5]—対の磁界発生部の一方主面において同極がずれなく対向している状態を示す斜視図解図である。

[図 6]図 5の状態力一対の磁界発生部をそれぞれ周方向の同方向に 90° 回転させた状態を示す斜視図解図である。 [図 7]—対の磁界発生部の一方主面において異極がずれなく対向している状態を示す斜視図解図である。

圆 8]図 5の状態力一方の磁界発生部のみを回転させた場合の当該磁界発生部の回転角度と、目標位置における磁界の向きの X— Z平面に対する傾きとの関係を示すグラフである。

[図 9]目標位置における磁界の向きの変更に伴う目標位置における磁界の強度の変化態様を示す図解図であり、 (a)は目標位置における磁界の強度の変化態様を X軸方向成分および Z軸方向成分で示し、 (b)は目標位置における磁界の強度の変化態様を X軸方向成分および Y軸方向成分で示し、（c)は目標位置における磁界の強度の変化態様を Y軸方向成分および Z軸方向成分で示す。

圆 10]—対の磁界発生部の回転軸と X軸との交点から目標位置までの距離と、目標位置における磁界の強度との関係を示すグラフである。

圆 11]磁界発生部の他の例を示す斜視図解図である。

圆 12]磁界発生部のその他の例を示す斜視図解図である。

圆 13]磁界発生部のさらにその他の例を示す斜視図解図である。

符号の説明

10 磁界発生装置

16a, 16b, 100, 108, 114 磁界発生部

20a, 20b 回転駆動部

28a, 28b, 106, 110, 116 一方主面

26a, 26b 磁性体

30a, 30b, 112, 118 他方主面

34a, 34b スライダ

102a, 102b 永久磁石

104 保持部材

G 空隙

P 目標位置

発明を実施するための最良の形態 [0019] 以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。

図 1および図 2を参照して、この発明の一実施形態の磁界発生装置 10は、架台 12 、一対の支持部 14a, 14bおよび一対の磁界発生部 16a, 16bを含む。

[0020] 支持部 14a, 14bは架台 12の上面に離間して対向配置される。支持部 14aの対向面 18aには磁界発生部 16aを周方向（矢印 A方向）に回転させるための回転駆動部 20aが設けられる。同様に、支持部 14bの対向面 18bには磁界発生部 16bを矢印 A 方向に回転させるための回転駆動部 20bが設けられる。

[0021] 回転駆動部 20aは本体 22aと回転部材 24aとを含む。回転部材 24aには磁性体 26 aを介して磁界発生部 16aが取り付けられる。同様に、回転駆動部 20bは本体 22bと回転部材 24bとを含む。回転部材 24bには磁性体 26bを介して磁界発生部 16bが取り付けられる。このように回転駆動部 20a, 20bに取り付けられる磁界発生部 16a, 16 bは、一方主面 28a, 28bが空隙 Gを介して平行に対向するように同軸上に配置される。

[0022] ここで、図 3および図 4を参照して、それぞれ磁界を発生させる磁界発生部 16a, 16 bについて詳しく説明する。ここでは磁界発生部 16aについて説明する。磁界発生部 16a, 16bは同様に構成されるので、磁界発生部 16bについては符号「a」を「b」に読み替えることで説明を省略する。

[0023] 図 3に示すように、磁界発生部 16aは軸方向（矢印 B方向：図 2参照）に延びる貫通孔が中央に設けられる円板状 (リング状）に形成され、磁界発生部 16aの一方主面 2 8aと他方主面 30aとはそれぞれ円環状になる。したがって、一方主面 28aおよび他方主面 30aの外形は円形になる。

[0024] また、磁界発生部 16aは 1つの永久磁石によって構成される。磁界発生部 16aの半分は矢印 B方向の一方向（矢印 B1方向とする）に磁化 (着磁)され、磁界発生部 16a の残り半分は矢印 B方向の他方向（矢印 B2方向とする）に磁ィ匕される。したがって、一方主面 28aには S極と N極とが 1つずつ形成される。また、他方主面 30aには、一方主面 28aの S極に対応する位置に N極が形成され、一方主面 28aの N極に対応する位置に S極が形成される。

[0025] このようないわゆる両面 2極着磁の磁界発生部 16aにおける磁束の分布を図 4に示す。図 4には磁界発生部 16aの W— W断面（図 3参照）における磁束の分布が示されている。図 4に示すように、一方主面 28aの N極の中央部近傍から出た磁束は貫通孔を越えて一方主面 28aの S極の中央部近傍に入る。また、一方主面 28aの N極の内周側端部近傍から出た磁束は貫通孔を通って他方主面 30aの S極の内周側端部近傍に入る。さらに、一方主面 28aの N極の外周側端部近傍から出た磁束は外周面を越えて他方主面 30aの S極の外周側端部近傍に入る。他方主面 30aの N極から出た磁束も同様に他方主面 30aの S極および一方主面 28aの S極に入る。

[0026] 図 1および図 2に戻って、回転駆動部 20aは、本体 22a内に設けられる図示しないモータの駆動によって回転部材 24aを周方向（矢印 A方向）に回転させ、磁界発生部 16aを矢印 A方向に回転させる。同様に、回転駆動部 20bは、本体 22b内に設けられる図示しないモータの駆動によって回転部材 24bを矢印 A方向に回転させ、磁界発生部 16bを矢印 A方向に回転させる。このような回転駆動部 20a, 20bの動作は図示しないコントローラによって制御される。つまり、制御手段であるコントローラによつて磁界発生部 16a, 16bの回転方向および回転角度が制御される。この実施形態では、駆動手段であるモータをそれぞれ含む回転駆動部 20a, 20bが回転手段に相当する。

[0027] 磁界発生部 16aの他方主面 30aに設けられる磁性体 26aは磁界発生部 16aと同径の円板状に形成される。磁界発生部 16aと磁性体 26aとは互いの外周面が面一になるように接合される。同様に、磁界発生部 16bの他方主面 30bに設けられる磁性体 2 6bは磁界発生部 16bと同径の円板状に形成される。磁界発生部 16bと磁性体 26bとは互、の外周面が面一になるように接合される。

[0028] また、図 2に示すように、支持部 14aの対向面 18aには前後方向（矢印 C方向：図 1 参照）に延びる溝 32aが形成される。溝 32a内には回転駆動部 20aの本体 22aに取り付けられるスライダ 34aが設けられる。同様に、支持部 14bの対向面 18bには矢印 C 方向に延びる溝 32bが形成される。溝 32b内には回転駆動部 20bの本体 22bに取り付けられるスライダ 34bが設けられる。

[0029] スライダ 34aは、支持部 14a内に設けられる図示しないァクチユエータの駆動によつて矢印 C方向に移動し、回転駆動部 20aおよび磁界発生部 16aを矢印 C方向に移動させる。同様に、スライダ 34bは、支持部 14b内に設けられる図示しないァクチユエ一タの駆動によって矢印 C方向に移動し、回転駆動部 20bおよび磁界発生部 16bを矢印 C方向に移動させる。スライダ 34a, 34bをそれぞれ移動させるためのァクチユエ一タの動作は図示しないコントローラによって制御される。つまり、制御手段であるコントローラによって磁界発生部 16a, 16bの移動方向および移動距離が制御される。この実施形態では、スライダ 34a, 34bとこれらをそれぞれ移動させるための駆動手段であるァクチユエータとによって移動手段が構成される。

[0030] ついで、このように構成される磁界発生装置 10の磁界制御方法について説明する図 5〜図 7を参照して、磁界発生装置 10では、磁界発生部 16a, 16bを回転させることによって目標位置 Pにおける磁界の向きを制御する。なお、図 5〜図 7には磁界発生部 16a, 16bのみを示す。

[0031] 図 5に示すように、ここでは、一方主面 28a, 28bに等間隔に離間して矢印 C方向に延びかつ磁界発生部 16a, 16bの回転軸（二点鎖線で示す）に直交する軸を X軸とする。また、矢印 B方向に延びて X軸に直交する軸を Y軸とする。さらに、 X軸および Y軸に直交する軸を Z軸とする。そして、 X軸と Y軸と Z軸との交点を目標位置 Pとする。言い換えれば、一対の磁界発生部 16a, 16bに挟まれかつ一方主面 28a, 28bに平行な X— Z平面と、 X— Z平面に直交する X— Y平面と、 X— Z平面および X— Y平面に直交する Y— Z平面とが交わる点を目標位置 Pとする。この実施形態では、 x-z 平面が所定平面に相当する。また、ここでは、 X軸において、目標位置 Pから手前側をプラス方向とし、奥側をマイナス方向とする。 Y軸において、目標位置 Pから右側（磁界発生部 16a側）をプラス方向とし、左側 (磁界発生部 16b側）をマイナス方向とする。 Z軸において、目標位置 Pから上側をプラス方向とし、下側をマイナス方向とする

[0032] 磁界発生装置 10では、磁界発生部 16a, 16bをそれぞれ矢印 A方向の同方向に同角度で回転させることによって、目標位置 Pにおける磁界の向きを X— z平面上で変更する。また、磁界発生部 16aの磁極と磁界発生部 16bの磁極との位置関係を変更するように磁界発生部 16a, 16bの少なくとも、ずれか一方を矢印 A方向に回転させることによって、目標位置 Pにおける磁界の向きの X— Z平面に対する傾きを変更する。

[0033] ここでは、図 5に示す状態を基準として磁界発生部 16a, 16bを回転させるものとする。図 5には、一方主面 28a, 28bにおいて、互いの同極がずれなく対向している状態 (全反発状態）が示されている。また、図 5には、磁界発生部 16a, 16bの回転軸（中心軸）と X軸との交点 Qから目標位置 Pまでの距離 Rが「0」よりも大きくなるように、磁界発生部 16a, 16bが配置された状態が示されている。なお、後述するように、目標位置 Pと交点 Qとが同じ位置である場合 (距離 Rが「0」の場合)、一方主面 28a, 28 bの磁極の位置関係によっては目標位置 Pに磁界が存在しなくなるおそれがある。具体的には、図 7に示す (全吸引状態)では目標位置 Pに磁界が存在しなくなる。このために、磁界発生部 16a, 16bは、交点 Qから目標位置 Pまでの距離 Rが「0」よりも大きくなるように配置される。

[0034] 図 5に示す状態では、一方主面 28aの N極から出た磁束の多くが一方主面 28bの S極に向力うことなく矢印 C方向かつ X軸のプラス側に延びた後に一方主面 28aの S 極に入る。また、一方主面 28bの N極から出た磁束の多くが一方主面 28aの S極に向力うことなく矢印 C方向かつ X軸のプラス側に延びた後に一方主面 28bの S極に入る。したがって、目標位置 Pにおける磁界の向きは X軸のプラス方向になる。

[0035] まず、目標位置 Pにおける磁界の向きを X— Z平面上で変更する場合について説明する。ここでは、図 5に示す状態から、磁界発生部 16a, 16bをそれぞれ、磁界発生部 16bの他方主面 30b側力もみて矢印 A方向の反時計回り方向（矢印 A1方向とする）に同角度で回転させるものとする。

[0036] 回転駆動部 20a, 20b (図 1参照）が磁界発生部 16a, 16bをそれぞれ矢印 A1方向に同角度で回転させることによって、目標位置 Pを通る磁束の向き力 ¾—Z平面上で矢印 A1方向に回転する。これによつて、目標位置 Pにおける磁界の向き力 X—Z平面上で矢印 A1方向に回転する。そして、図 6に示すように、磁界発生部 16a, 16bをそれぞれ 90° 回転させた状態では、一方主面 28a, 28bにおいて S極が上側に配置されて N極が下側に配置される。この状態では、目標位置 Pにおける磁界の向きが Z軸のプラス方向になる。 [0037] 図 6に示す状態からさらに磁界発生部 16a, 16bを矢印 A1方向に同角度で回転させると、目標位置 Pにおける磁界の向き力 X軸のマイナス方向、 Z軸のマイナス方向へと順に変更され、その後、 X軸のプラス方向に戻る。つまり、磁界発生部 16a, 16b をそれぞれ矢印 A1方向に 360° 回転させることによって、目標位置 Pにおける磁界の向きが X— Z平面上で 360° 変更される。

[0038] なお、図 5に示す状態力も磁界発生部 16a, 16bを矢印 A方向の時計回り方向（矢印 A1方向の逆方向）に同角度で回転させることによって、目標位置 Pにおける磁界の向きが X— Z平面上で矢印 A1方向の逆方向に回転することは、うまでもな、。

[0039] ついで、目標位置 Pにおける磁界の向きの X— Z平面に対する傾きを変更する場合について説明する。ここでは、図 5に示す状態力も磁界発生部 16bのみを矢印 A方向の、ずれか一方に回転させるものとする。

[0040] 回転駆動部 20b (図 1参照）が磁界発生部 16bを矢印 A方向の、ずれか一方に回転させることによって、磁界発生部 16aの磁極と磁界発生部 16bの磁極との位置関係が変更される。つまり、一方主面 28a, 28bにおいて対向する同極 (異極)の割合が変更される。これによつて、目標位置 Pにおける磁界の向きの X— Z平面に対する傾きが変更される。ここでは、図 5に示す状態力も磁界発生部 16bを矢印 A方向のいずれか一方に回転させることによって、一方主面 28aの S極に対して一方主面 28bの N極が対向する割合が大きくなり、目標位置 Pを通る磁束の向きが一方主面 28a側に傾く。したがって、目標位置 Pにおける磁界の向きが X軸のプラス方向から Y軸のブラス方向に傾く。

[0041] 図 8をも参照して、磁界発生部 16bの回転角度が大きくなるにつれて目標位置 Pにおける磁界の向きの X—Z平面に対する傾きも大きくなる。そして、図 7に示すように、磁界発生部 16bが 180° 回転すると、一方主面 28a, 28bにおいて、互いの異極がずれなく対向している状態 (全吸引状態）になる。このとき目標位置 Pを通る磁束の向きは一方主面 28bから一方主面 28aに向力方向になる。したがって、目標位置 Pの磁界の向きは、 X—Z平面に対して 90° 傾き、 Y軸のプラス方向になる。

[0042] なお、図 5に示す状態力も磁界発生部 16bを矢印 A方向のいずれの方向に回転させても同様に所定位置 Pにおける磁界の向きが変更される。また、目標位置 Pの磁界の向きを Y軸のマイナス方向に傾ける場合は、図 5に示す状態力も磁界発生部 16a を回転させればよい。

[0043] このように、磁界発生部 16aの磁極と磁界発生部 16bの磁極との位置関係を変更するように磁界発生部 16a, 16bの少なくとも、ずれか一方を矢印 A方向に回転させることによって、目標位置 Pにおける磁界の向きの X— Z平面に対する傾きを Y軸のプラス方向あるいはマイナス方向に変更できる。つまり、目標位置 Pにおける磁界の向きの X— Z平面に対する傾きを ± 90° 変更できる。

[0044] 上述のように、磁界発生装置 10では、磁界発生部 16a, 16bの同方向かつ同角度の回転と磁界発生部 16a, 16bの少なくともいずれか一方の回転とを組み合わせることによって、目標位置 Pにおける磁界の向きを全方向（あらゆる方向）に変更できる。

[0045] 磁界発生装置 10では、変更すべき目標位置 Pにおける磁界の向きに応じてコントローラが磁界発生部 16a, 16bの回転方向および回転角度を制御する。これによつて目標位置 Pにおける磁界の向きを所望の向きに変更できる。

[0046] ちなみに図 7に示す全吸引状態では、一方主面 28aの N極から出た磁束と一方主面 28bの N極から出た磁束とが交点 Qにおいて略完全に相殺される。このために、全吸引状態では交点 Qにおいて磁界が略存在しなくなってしまう。言い換えれば、全吸引状態では交点 Qの磁界の強度が略 OTになってしまう。このような理由から、交点 Q 力も目標位置 Pまでの距離 Rが「0」よりも大きくなるように磁界発生部 16a, 16bが配置される。

[0047] 目標位置 Pと磁界発生部 16a, 16bの磁極との位置関係を変更することによって目標位置 Pにおける磁界の向きを変更すると、目標位置 Pにおける磁界の強度が変化する。図 9に磁界の向きの変更に伴う目標位置 Pにおける磁界の強度の変化態様を示す。図 9 (a)は目標位置 Pにおける磁界の強度の変化態様を X軸方向成分および Z軸方向成分で示す。図 9 (b)は目標位置 Pにおける磁界の強度の変化態様を X軸方向成分および Y軸方向成分で示す。図 9 (c)は目標位置 Pにおける磁界の強度の変化態様を Y軸方向成分および Z軸方向成分で示す。

[0048] 図 9 (a)〜図 9 (c)を参照して、 E1〜E3はそれぞれ、磁界発生部 16a, 16bをそれぞれ矢印 A方向の同方向に同角度で回転させた場合の目標位置 Pにおける磁界の強度の変化態様である。詳しくは、 E1は、全反発状態（図 5に示す状態)を維持するように磁界発生部 16a, 16bを回転させた場合の磁界の強度の変化態様である。 E2 は、図 5に示す状態力も磁界発生部 16a, 16bのいずれか一方を矢印 A方向に 90° 回転させた状態で磁界発生部 16a, 16bを同方向に同角度で回転させた場合の磁界の強度の変化態様である。言い換えれば、 E2は、一方主面 28a, 28bにおいて一方の S極と N極とをそれぞれ他方の S極と N極とに半分ずつ対向させた状態（半反発半吸引状態)を維持するように磁界発生部 16a, 16bを回転させた場合の磁界の強度の変化態様である。 E3は、全吸引状態（図 7に示す状態)を維持するように磁界発生部 16a, 16bを回転させた場合の磁界の強度の変化態様である。

[0049] 図 9 (a)〜図 9 (c)から目標位置 Pにおける磁界が所定の向きであるときの目標位置 Pにおける磁界の強度の X軸方向成分、 Y軸方向成分および Z軸方向成分を確認できる。たとえば、図 9 (a)において原点からそれぞれ El上の任意の点に向力つて延びる複数の矢印（一点鎖線で示す)をみて、矢印の向き力 — Z平面上における目標位置 Pの磁界の向きを表し、矢印の長さが目標位置 Pにおける磁界の強度を表している。目標位置 Pにおける磁界の向きが X軸のプラス方向力 Z軸のプラス方向に変更されるに伴って、矢印が長くなつている。このように、目標位置 Pにおける磁界の向きが X軸のプラス方向力 Z軸のプラス方向に変更されるに伴って、目標位置 Pにおける磁界の強度が大きくなつていることを E1から読み取ることができる。

[0050] 図 9 (a)〜図 9 (c)の E1をみて、全反発状態を維持するように磁界発生部 16a, 16b を回転させた場合、目標位置 Pにおける磁界の向きが Y軸方向に変更されることなく、磁界の強度が Y軸方向成分を有しないことがわかる。したがって、図 9 (a)〜図 9 (c) の E1から、全反発状態を維持するように磁界発生部 16a, 16bを回転させた場合、目標位置 Pにおける磁界の向きの変更に伴って磁界の強度の X軸方向成分および Z 軸方向成分のみが変化することがわ力る。

[0051] また、図 9 (a)〜図 9 (c)の E2をみて、半反発半反吸引状態を維持するように磁界発生部 16a, 16bを回転させた場合、目標位置 Pにおける磁界の強度が X軸方向、 Y 軸方向および Z軸方向の各方向に成分を有することがわかる。つまり、目標位置 Pにおける磁界の向きの変更に伴って磁界の強度の各方向の成分が変化することがわかる。

[0052] さらに、図 9 (a)の E3をみて、全吸引状態を維持するように磁界発生部 16a, 16bを回転させた場合、目標位置 Pにおける磁界の向きが X軸方向および Z軸方向に変更されることなぐ磁界の強度が X軸方向成分および Z軸方向成分を有しないことがわかる。しかし、図 9 (b)および図 9 (c)の E3からわ力るように、全吸引状態では、目標位置 Pにおける磁界の強度の Y軸方向成分が変化する。具体的には、図 7に示す状態力磁界発生部 16a, 16bを同方向に同角度で回転させると、目標位置 Pの磁界は、 Y軸のプラス方向を向いた状態でその強度が徐々に小さくなる。そして、磁界発生部 16a, 16bが 90° 回転すると目標位置 Pにおける磁界の強度は略 OTになる。その後、磁界発生部 16a, 16bの回転が進むと目標位置 Pにおける磁界の向きが Y軸のプラス方向からマイナス方向に切り替えられ、目標位置 Pにおける磁界の強度が徐々に大きくなる。

[0053] このように、目標位置 Pにおける磁界の向きを変更すると目標位置 Pにおける磁界の強度も変化する。磁界発生装置 10では、磁界発生部 16a, 16bと目標位置 Pとの相対的な位置関係を変更することによって、目標位置 Pにおける磁界の向きを維持したまま目標位置 Pにおける磁界の強度を制御する。磁界発生装置 10では、図示しなぃァクチユエータが磁界発生部 16a, 16bをそれぞれ X—Z平面に平行な方向（ここでは矢印 C方向）の同方向に同距離で移動させることによって目標位置 Pにおける磁界の強度を制御する。図 10に、交点 Qから目標位置 Pまでの距離 Rと目標位置 Pにおける磁界の強度との関係を示す。

[0054] 図 10を参照して、 F1〜F4はそれぞれ、図 5に示す状態の距離 Rを Rとして距離 R

0

が大きくなるように磁界発生部 16a, 16bをそれぞれ矢印 C方向の同方向に同距離で移動させた場合の目標位置 Pにおける磁界の強度の推移を示す。詳しくは、 F1は、全反発状態（図 5に示す状態)の磁界発生部 16a, 16bを矢印 C方向に移動させた場合の磁界の強度の推移を示す。 F2は、図 5に示す状態カゝらそれぞれ矢印 A方向の同方向に 30° 回転させた状態の磁界発生部 16a, 16bを矢印 C方向に移動させた場合の磁界の強度の推移を示す。 F3は、図 5に示す状態カゝらそれぞれ矢印 A方向の同方向に 60° 回転させた状態の磁界発生部 16a, 16bを矢印 C方向に移動させた場合の磁界の強度の推移を示す。 F4は、図 5に示す状態力それぞれ矢印 A 方向の同方向に 90° 回転させた状態（図 6に示す状態）の磁界発生部 16a, 16bを矢印 C方向に移動させた場合の磁界の強度の推移を示す。

[0055] F1〜F4から、距離 Rが大きくなるにつれて目標位置 Pにおける磁界の強度も小さくなっているのがわかる。このことから、磁界発生部 16a, 16bを移動させ、目標位置 P と磁界発生部 16a, 16bとの位置関係を変更することによって、目標位置 Pにおける磁界の強度を任意に変更できることがわかる。

[0056] したがって、距離 Rを目標位置 Pにおける磁界の向きに応じて変更することによって、目標位置 Pにおける磁界の強度を一定に保つことができる。たとえば目標位置 Pにおける磁界の強度を Tに保つ場合、図 5に示す状態の磁界発生部 16a, 16bでは距

1

離 Rを Rに設定すればよい (F1参照)。図 5に示す状態力もそれぞれ矢印 A方向の

1

同方向に 30° 回転させた状態の磁界発生部 16a, 16bでは距離 Rを Rに設定すれ

2

ばよい (F2参照)。図 5に示す状態力それぞれ矢印 A方向の同方向に 60° 回転させた状態の磁界発生部 16a, 16bでは距離 Rを Rに設定すればよい (F3参照)。図 6

3

に示す状態の磁界発生部 16a, 16bでは距離 Rを Rに設定すればよい (F4参照)。

4

[0057] 磁界発生装置 10では、目標位置 Pにおける磁界の向き毎に目標位置 Pにおいて保つべき磁界の強度に関連付けて所定の距離 Rに関するデータカ¾OM等の記憶手段に格納されている。そして、コントローラが、目標位置 Pにおける磁界の向きに応じて距離 Rに関するデータを記憶手段力読み出し、当該データに基づいて磁界発生部 16a, 16bを移動させる。これによつて、目標位置 Pにおける磁界の向きに拘わらず、目標位置 Pにおける磁界の強度を所望の強度に保つことができる。

[0058] このような磁界発生装置 10によれば、磁界発生部 16a, 16bの同方向かつ同角度の回転と磁界発生部 16a, 16bの少なくともいずれか一方の回転とを組み合わせることによって、目標位置 Pにおける磁界の向きを簡単に全方向に変更できる。このように、磁界発生部 16a, 16bを回転させるのみで目標位置 Pにおける磁界の向きを簡単に全方向に変更できるので、簡素に構成でき、容易に制御できる。

[0059] 磁界発生部 16a, 16bをそれぞれ矢印 C方向の同方向に同距離で移動させることによって、磁界発生部 16a, 16bと目標位置 Pとの相対的な位置関係を変更し、目標位置 Pにおける磁界の強度を任意に変更できる。ひいては目標位置 Pにおける磁界の強度を一定に保つことができる。したがって、磁界発生装置 10は、カテーテルや力プセル内視鏡等の被誘導物を磁界の作用によって誘導する医療システムにお、て被誘導物に作用する磁界の強度を一定にでき、このような医療システムに好適に用いられる。

[0060] 磁界発生部 16a, 16bの他方主面 30a, 30bにそれぞれ磁性体 26a, 26bを設けることによって、他方主面 30a, 30b側への漏洩磁束を減少させ、目標位置 Pにおける磁界の強度を大きくできる。

[0061] 磁界発生部 16a, 16bの外形がそれぞれ円形であるので、たとえば磁界発生部 16 a, 16bの、ずれか一方を回転させても一方主面 28aと 28bとが対向する部分の面積は変化しない。このように一方主面 28a, 28bにおいて対向する部分の面積が小さくならないので、磁界発生部 16a, 16bから発せられる磁束を有効に利用できる。

[0062] 磁界発生部 16aの一方主面 28aに N極と S極とが 1つずつ形成される。このように磁極の数をできるだけ少なくすることによって、一方主面 28aにおいて隣接する異極に短絡する磁束を減少させることができる。磁界発生部 16bについても同様である。これによって、目標位置 Pに効率的に磁束を作用させることができ、目標位置 Pにおける磁界の強度を大きくできる。

[0063] 磁界発生部 16a, 16bをそれぞれ 1つの永久磁石で構成することによって、磁界発生部 16a, 16bの部品点数を抑え、磁界発生装置 10をより簡素に構成できる。

[0064] なお、上述の実施形態では、磁界発生部 16aの他方主面 30aに磁性体 26aを設けかつ磁界発生部 16bの他方主面 30bに磁性体 26bを設ける場合について説明した 1S この発明はこれに限定されない。磁界発生部 16bに設けられる磁性体 26bを省くようにしてもよい。つまり、一対の磁界発生部のいずれか一方の他方主面にのみ磁性体を設けるようにしてもよい。

[0065] なお、上述の実施形態では、磁界発生部 16a, 16bをそれぞれ 1つの永久磁石によって構成する場合について説明したが、この発明はこれに限定されない。たとえば図 11に示す磁界発生部 100を用いてもよい。磁界発生部 100は、矢印 B1方向に磁化された永久磁石 102aと、矢印 B2方向に磁ィ匕された永久磁石 102bと、永久磁石 1 02a, 102bを保持する保持部材 104とによって構成される。永久磁石 102a, 102b はそれぞれ環状の一部をなすセグメント状に形成される。保持部材 104は略リング状に形成される。永久磁石 102a, 102bは離間して保持部材 104に嵌合される。このように別々に磁ィ匕された永久磁石 102a, 102bを保持部材 104で保持することによつて磁界発生部 100を簡単に得ることができる。また、このように永久磁石 102a, 102b を離間して配置できるので、一方主面 106において S極と N極とを離間させることができる。つまり、磁界発生部 100の一方主面 106において目標位置にほとんど作用しない極間近傍 (二点鎖線で囲む領域)の永久磁石を省くことができる。したがって、永久磁石の使用量を抑え、磁界発生部の重量を軽くでき、ひいては磁界発生装置の重量を軽くできる。

[0066] 磁界発生部 100のように永久磁石 102a, 102bを保持部材 104に嵌合する場合、保持部材 104が磁性体であると永久磁石 102a, 102bと保持部材 104とよって閉磁路が形成されてしまう。このために、保持部材 104は非磁性体であることが好ましい。

[0067] 永久磁石 102a, 102bを板状 (たとえば円板状)の保持部材の一方主面に固定してもよい。この場合、保持部材の材質として磁性体を用いることによって、非磁性体を用いる場合と比べて目標位置 Pにおける磁界の強度を大きくできる。

[0068] また、上述の実施形態では、一方主面 28a, 28bにそれぞれ 2つの磁極を形成する場合について説明したが、この発明はこれに限定されない。たとえば図 12に示す磁界発生部 108を用いてもよい。磁界発生部 108は 1つの永久磁石によって構成される。磁界発生部 108の一方主面 110には、矢印 A方向に S極と N極とを交互に並べて 4つの磁極が形成される。また、磁界発生部 108の他方主面 112には、一方主面 1 10の S極に対応する位置に N極が形成され、一方主面 110の N極に対応する位置に S極が形成される。このようないわゆる両面 4極着磁の磁界発生部 108を 2つ用いることによって、目標位置 Pにおける磁界の向きの X— Z平面上での変更と目標位置 Pにおける磁界の向きの X— Z平面に対する傾きの変更とを、磁界発生部 16a, 16b を用いる場合と比べて半分の回転角度で行うことができる。

[0069] さらに、上述の実施形態では、矢印 B方向に磁ィ匕された磁界発生部 16a, 16bを用いる場合について説明した力この発明はこれに限定されない。たとえば図 13に示す磁界発生部 114を用いてもよい。磁界発生部 114は、一方主面 116から他方主面 118側に延びて一方主面 116に戻る方向（矢印 D方向）に磁ィ匕された 1つの永久磁石によって構成される。このような!/、わゆる極異方性永久磁石によって構成される磁界発生部 114では、一方主面 116にのみ磁極が形成される。このような磁界発生部 114では、一方主面 116から出る磁束が多ぐ目標位置における磁界の強度を大きくできる。

[0070] なお、上述の実施形態では、磁界発生部 16a, 16bを左右に配置する場合について説明したが、この発明はこれに限定されない。たとえば一対の磁界発生部を上下に対向配置してもよい。

[0071] また、上述の実施形態では、磁界発生部 16a, 16bを移動させることによって所定の目標位置 Pにおける磁界の強度を変更する場合について説明したが、この発明はこれに限定されない。たとえば、目標位置における磁界の向きを維持するように一対の磁界発生部に対して目標位置を移動させることによって目標位置の磁界の強度を変更してもよい。この場合、目標位置を移動させる位置や距離を制御することによつて目標位置における磁界の強度を一定に保つことができる。具体的には、磁界発生装置 10を上述の医療システムに用いる場合、患者の体内の或る位置（目標位置）における磁界の向きを維持するように患者を移動させることによって、磁界発生部 16a, 16bと患者の体内の目標位置との相対的な位置関係を変更するようにしてもよい。これによって、患者の体内の目標位置における磁界の強度を変更できる。この場合、患者を移動させる位置や距離を制御することによって患者の体内の目標位置における磁界の強度を一定に保つことができる。

[0072] また、上述の実施形態では、制御手段であるコントローラによって制御されるモータで回転駆動部 20a, 20bを駆動する場合について説明した力この発明はこれに限定されない。たとえば、ハンドルの回転に伴って回転部材を回転させるように回転手段を構成してもよい。つまり、回転手段を人手によって駆動しかつ制御するようにしてちょい。

[0073] さらに、上述の実施形態では、制御手段であるコントローラによって制御されるァクチユエータがスライダ 34a, 34bを移動させる場合について説明した力この発明はこれに限定されない。たとえば、ハンドルの回転に伴ってスライダを移動させるように移動手段を構成してもよい。つまり、移動手段を人手によって駆動しかつ制御するようにしてもよい。

[0074] なお、磁界発生部の一方主面の外形は特に限定されず、一方主面の外形が多角形状の磁界発生部を用いてもょ、。

[0075] また、一対の磁界発生部の一方と他方とで、それぞれの一方主面の外形の形状が異なっていてもよいし、それぞれの一方主面の大きさが異なっていてもよい。たとえば

、一方主面の外形が円形の磁界発生部と一方主面の外形が三角形の磁界発生部とを用いてもよい。

[0076] また、一方主面に 2つの磁極が形成される磁界発生部（たとえば磁界発生部 16a,

100, 114)と、一方主面に 3つ以上の磁極が形成される磁界発生部（たとえば磁界発生部 108)とによって一対の磁界発生部を構成してもよい。

[0077] また、 1つの永久磁石によって構成される磁界発生部（たとえば磁界発生部 16a, 1

08, 114)と、複数の永久磁石を保持部材で保持することによって構成される磁界発生部（たとえば磁界発生部 100)とによって一対の磁界発生部を構成してもよい。

[0078] また、磁界発生部に用いられる永久磁石が大型で 1つの永久磁石片で構成することが困難な場合は、複数の永久磁石片 (磁石ブロック）を組み合わせることによって一体構成された永久磁石を用いてもょヽ。

[0079] また、磁界発生部の磁界発生源として、永久磁石に代えて電磁石等を用いてもよい。

[0080] また、一対の磁界発生部の同方向かつ同角度の回転のみを行ってもよいし、一対の磁界発生部のいずれか一方の回転のみを行ってもよい。つまり、目標位置における磁界の向きを所定平面上で変更する工程のみを行ってもよいし、目標位置における磁界の向きの所定平面に対する傾きを変更する工程のみを行ってもよい。

[0081] さらに、目標位置における磁界の向きを所定平面上で変更する工程と目標位置における磁界の向きの所定平面に対する傾きを変更する工程とを同時に行ってもよい。具体的には、たとえば、一対の磁界発生部をそれぞれ同方向に異なる角度 (異なる速度)で回転させてもよいし、一対の磁界発生部をそれぞれ逆方向に異なる角度で回転させてもよい。このように、目標位置において所望の向きに磁界を設定できる任意の駆動態様を一対の磁界発生部の駆動態様として採用できる。また、目標位置における磁界の向きの変更と目標位置における磁界の強度の変更とを同時に行ってもよい。具体的には、たとえば一対の磁界発生部の回転と移動とを同時に行ってもよいこの発明が詳細に説明され図示されたが、それは単なる図解および一例として用！たものであり、限定であると解されるべきではないことは明らかであり、この発明の精神および範囲は添付された請求の範囲の文言のみによって限定される。

Claims

請求の範囲

[1] 複数の磁極が形成される一方主面をそれぞれ有しかつ互!、の前記一方主面が空隙を介して平行に対向するように同軸上に配置される一対の磁界発生部を用い、前記一対の磁界発生部によって発生される磁界のうち前記一対の磁界発生部に挟まれかつ前記一方主面に平行な所定平面上の目標位置における磁界を制御するための磁界制御方法であって、

前記一対の磁界発生部をそれぞれ周方向の同方向に同角度で回転させることによつて、前記目標位置における磁界の向きを前記所定平面上で変更する工程、および一方の前記磁界発生部の前記磁極と他方の前記磁界発生部の前記磁極との位置関係を変更するように前記一対の磁界発生部の少なくとも、ずれか一方を前記周方向に回転させることによって、前記目標位置における磁界の向きの前記所定平面に対する傾きを変更する工程を備える、磁界制御方法。

[2] 前記一対の磁界発生部と前記目標位置との相対的な位置関係を変更することによつて、前記目標位置における磁界の向きを維持したまま前記目標位置における磁界の強度を変更する工程をさらに含む、請求項 1に記載の磁界制御方法。

[3] 複数の磁極が形成される一方主面をそれぞれ有しかつ互！ヽの前記一方主面が空隙を介して平行に対向するように同軸上に配置される一対の磁界発生部、および前記一対の磁界発生部によって発生される磁界のうち前記一対の磁界発生部に挟まれかつ前記一方主面に平行な所定平面上の目標位置における磁界の向きを変更するために、前記一対の磁界発生部をそれぞれ周方向に回転させる回転手段を備える、磁界発生装置。

[4] 前記目標位置における磁界の強度を変更するために、前記一対の磁界発生部をそれぞれ前記所定平面に平行な方向の同方向に同距離で移動させる移動手段をさらに含む、請求項 3に記載の磁界発生装置。

[5] 前記一対の磁界発生部の少なくとも!/、ずれか一方は前記一方主面の反対側に他方主面を有し、

前記他方主面に設けられる磁性体をさらに含む、請求項 3または 4に記載の磁界発生装置。

[6] 前記一対の磁界発生部の少なくともいずれか一方の前記一方主面の外形は円形である、請求項 3または 4に記載の磁界発生装置。

[7] 前記一対の磁界発生部の少なくともいずれか一方の前記一方主面には 2つの前記磁極が形成される、請求項 3または 4に記載の磁界発生装置。

[8] 前記一対の磁界発生部の少なくともいずれか一方は 1つの永久磁石によって構成される、請求項 3または 4に記載の磁界発生装置。

[9] 前記一対の磁界発生部の少なくともいずれか一方は複数の永久磁石と前記複数の永久磁石を保持する保持部材とによって構成される、請求項 3または 4に記載の磁界発生装置。