WO2008066036A1

WO2008066036A1 - Position detection system, medical device guidance system and position detection method

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Publication number: WO2008066036A1
Application number: PCT/JP2007/072849
Authority: WO
Inventors: Akio Uchiyama; Ryoji Sato; Atsushi Kimura
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2006-11-27
Filing date: 2007-11-27
Publication date: 2008-06-05
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Description

明細書

位置検出システム、医療装置誘導システムおよび位置検出方法技術分野

[0001] 本発明は、位置検出システム、医療装置誘導システムおよび位置検出方法に関するものである。

背景技術

[0002] 従来、外部からの電力供給により交番磁界を発生するマーカを体腔内に挿入し、該マーカの発生した交番磁界を体外において検出することにより、体腔内におけるマーカの位置を検出する位置検出装置が知られている（例えば、特許文献 1参照。 ) また、外部からの位置検出用の磁界を作用させ、被検者の体内に投入されたカブセル型医療装置内に配置される磁気誘導コイルにぉレ、て発生した誘導磁界の絶対値強度を検出することにより、カプセル型医療装置の位置および方向を検出する力プセル型医療装置の位置検出システムも知られている（例えば、非特許文献 1参照。

)。

[0003] 特許文献 1 :特開 2000— 81303号公報

非特許文献 1：徳永他 7名，「LC共振型磁気マーカを用いた高精度位置検出システム」，曰本応用磁気学会誌， Vol. 29, No. 2, 2005, pl 53~156

発明の開示

[0004] しかしながら、外部からの電力供給により交番磁界を発生する一のマーカと、該交番磁界の周波数の近傍に共振周波数を有する共振回路を備えた他のマーカとが共に存在した場合、一のマーカが発生した交番磁界により、他のマーカの共振回路から誘導磁界が発生する。これにより、該交番磁界の周波数において単に磁界の絶対値強度を検出したのでは、誘導磁界も同時に検出することになるため、検出される磁界強度が、交番磁界のみを検出した場合とは相違する。その結果、一のマーカの位置または方向を正確に算出することが困難であった。

[0005] 本発明は、外部からの電力供給により交番磁界を発生する一のマーカと、該交番磁界の周波数と同一またはその近傍に共振周波数を有する共振回路を備えた他のマーカとが共に存在した場合であっても、一のマーカの位置または方向を正確に検出することができる位置検出システム、医療装置誘導システムおよび位置検出方法を提供することを目的とする。

[0006] 上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。

本発明の第 1の態様は、外部からの電力供給により第 1の位置算出用周波数を有する第 1の交番磁界を発生する第 1のマーカと、前記位置算出用周波数と同一の共振周波数を有する磁気誘導コイルを搭載した第 2のマーカと、該第 2のマーカの作動範囲の外部に配置され、前記第 1の位置算出用周波数において磁界を検出する磁界検出部と、該磁界検出部で検出された磁界から、前記第 1の位置算出用周波数を有するとともに前記第 1の交番磁界と同一の位相を有する第 1の検出磁界成分を抽出する抽出部と、該抽出部により抽出された前記第 1の検出磁界成分の強度に基づいて前記第 1のマーカの位置および方向の少なくとも一方を算出する位置方向解析部とを備える位置検出システムである。

[0007] 本発明の第 1の態様によれば、第 1のマーカが、外部からの電力供給により第 1の位置算出用周波数を有する第 1の交番磁界を発生する。第 2のマーカに搭載された磁気誘導コイルは、第 1のマーカから発生した第 1の交番磁界を受ける。磁気誘導コィルを含む回路の共振周波数が、第 1の位置算出用周波数と同一であるため、磁気誘導コイルは第 1の交番磁界を受けて誘導磁界を発生する。そして、磁界検出部は

、第 1の位置算出用周波数において、第 1の交番磁界と誘導磁界とが混合した磁界を検出する。

[0008] 抽出部は、磁界検出部で検出された磁界から、第 1の位置算出用周波数を有するとともに第 1の交番磁界と同一の位相を有する第 1の検出磁界成分を抽出する。位置方向解析部は、抽出部により抽出された第 1の検出磁界成分の強度に基づいて、第 1のマーカの位置および方向の少なくとも一方を算出する。

[0009] ここで、第 1の交番磁界を受けて磁気誘導コイルから発生した誘導磁界は、第 1の位置算出用周波数を有するとともに第 1の交番磁界に対して 71 /2ずれた位相を有する。一方、第 1の検出磁界成分は、第 1の交番磁界と同一の周波数および同一の位相を有する磁界成分である。

[0010] そのため、第 1の検出磁界成分は、検出された磁界のうち、誘導磁界に係る情報を含まず、第 1の交番磁界に係る情報のみを含む。よって、抽出部は、磁界検出部で検出された磁界から、第 1の交番磁界に係る情報のみを抽出できる。これにより、位置方向解析部は、第 1のマーカ力発生した第 1の交番磁界に係る強度の情報のみを用いて、第 1のマーカの位置および方向の少なくとも一方を算出することができる。

[0011] その結果、外部からの電力供給により磁界を発生する第 1のマーカと、磁気誘導コィルを有する第 2のマーカとが共存した場合においても、誘導磁界に影響されることなぐ第 1のマーカの位置または方向を精度よく算出することができる。

[0012] 上記第 1の態様においては、前記抽出部が、前記磁界検出部で検出された磁界から、前記第 1の位置算出用周波数を有するとともに前記第 1の交番磁界の位相に対して π /2ずれた位相を有する第 2の検出磁界成分を抽出し、前記位置方向解析部 1S さらに前記第 2の検出磁界成分の強度に基づいて前記第 2のマーカの位置および方向の少なくとも一方を算出することとしてもよい。

[0013] このようにすることで、抽出部は、磁界検出部で検出された磁界から、第 1の検出磁界成分と第 2の検出磁界成分とを抽出する。位置方向解析部は、抽出部により抽出された第 1の検出磁界成分の強度に基づいて、第 1のマーカの位置および方向の少なくとも一方を算出するとともに、抽出部により抽出された第 2の検出磁界成分の強度に基づいて、第 2のマーカの位置および方向の少なくとも一方を算出する。

[0014] ここで、第 1の交番磁界を受けて磁気誘導コイルから発生した誘導磁界は、第 1の交番磁界に対して、同一の周波数を有するとともに、 π /2ずれた位相を有する。また、第 2の検出磁界成分も、第 1の交番磁界に対して、同一の周波数を有するとともに、 π /2ずれた位相を有する磁界成分である。そのため、第 2の検出磁界成分は、第 1の交番磁界の情報を含まず、誘導磁界の情報のみを含む。よって、抽出部は、磁界検出部で検出された磁界から、誘導磁界の情報のみを抽出できる。

[0015] これにより、位置方向解析部は、第 2のマーカ力発生した誘導磁界の強度情報のみを用いて、第 2のマーカの位置および方向の少なくとも一方を算出することができその結果、外部からの電力供給により磁界を発生する第 1のマーカと、磁気誘導コィルを有する第 2のマーカとが共存した場合においても、第 1のマーカおよび第 2のマーカの両方について、位置および方向の少なくとも一方を同時に精度よく算出すること力 Sでさる。

[0016] また、上記第 1の態様においては、前記第 2のマーカの作動範囲の外部に配置され、前記第 1の位置算出用周波数を有するとともに、前記第 1の交番磁界と同一の位相を有する第 2の交番磁界を発生する磁界発生部を備え、前記位置方向解析部が、前記第 1の交番磁界の発生時に抽出された前記第 1の検出磁界成分の強度と前記第 1の交番磁界の発生前に抽出された前記第 1の検出磁界成分の強度との差分に基づいて前記第 1のマーカの位置および方向の少なくとも一方を算出することとしてあよい。

[0017] このようにすることで、第 2のマーカの作動範囲の外部に配置された磁界発生部が、第 2の交番磁界を発生する。第 1の交番磁界および第 2の交番磁界は、周波数および位相ともに同一であるため、磁気誘導コイルは、第 1の交番磁界および第 2の交番磁界を受けて誘導磁界を発生する。磁界検出部は、第 1の位置算出用周波数において、第 1の交番磁界と第 2の交番磁界と誘導磁界とが混合した磁界を検出する。

[0018] 第 1の交番磁界の発生時における第 1の検出磁界成分は、第 1の交番磁界および第 2の交番磁界の情報を含む。一方、第 1の交番磁界の発生前に抽出された第 1の検出磁界成分は、第 2の交番磁界の情報のみを含む。したがって、位置方向解析部の作動により、これらの差分を演算することにより、第 1の交番磁界の強度の情報のみが得られる。

[0019] 第 2の検出磁界成分は、上述した理由と同様の理由から、第 1の交番磁界および第 2の交番磁界の情報を含まず、誘導磁界の情報のみを含む。よって、抽出部は、磁界検出部で検出された磁界から、誘導磁界の情報のみを抽出できる。これにより、位置方向解析部は、第 1の交番磁界の強度の情報のみを用いて、第 1のマーカの位置および方向の少なくとも一方を算出し、第 2のマーカから発生した誘導磁界の強度情報のみを用いて、第 2のマーカの位置および方向の少なくとも一方を算出することができる。 [0020] その結果、外部からの電力供給により磁界を発生する第 1のマーカと、磁気誘導コィルを有する第 2のマーカとが共存した場合においても、第 1のマーカおよび第 2のマーカの両方について、位置および方向の少なくとも一方を同時に精度よく算出すること力 Sできる。また、第 1の交番磁界に加えて第 2の交番磁界も、第 2のマーカから誘導磁界を発生させてレ、るので、誘導磁界の強度を大きくすることができる。

[0021] また、上記第 1の態様においては、前記第 2のマーカの作動範囲の外部に配置され、前記第 1の位置算出用周波数の近傍であって、前記第 1の位置算出用周波数を挟み該第 1の位置算出用周波数に対して所定の周波数だけ離れた少なくとも一組の第 2の位置算出用周波数を有する第 2の交番磁界を発生する磁界発生部を備え、前記磁界検出部が、さらに前記第 2の位置算出用周波数において磁界を検出し、前記抽出部が、前記磁界検出部で検出された磁界から、前記一組の第 2の位置算出用周波数を有する少なくとも一組の第 2の検出磁界成分の強度の差分を抽出し、前記位置方向解析部が、さらに抽出された前記差分に基づいて前記第 2のマーカの位置および方向の少なくとも一方を算出することとしてもよい。

[0022] 第 2のマーカの作動範囲の外部に配置された磁界発生部は、第 2の交番磁界を発生する。磁気誘導コイルは、第 1の交番磁界を受けて第 1の位置算出用周波数を有する誘導磁界を発生し、第 2の交番磁界を受けて第 2の位置算出用周波数を有する誘導磁界を発生する。磁界検出部は、第 1の位置算出用周波数において、第 1の交番磁界と、第 1の交番磁界により発生した誘導磁界とが混合した磁界を検出し、第 2 の位置算出用周波数において、第 2の交番磁界と、第 2の交番磁界により発生した誘導磁界とが混合した磁界を検出する。

[0023] 抽出部は、磁界検出部で検出された磁界から、第 1の検出磁界成分の強度と、少なくとも一組の第 2の検出磁界成分の強度の差分とを抽出する。位置方向解析部は、抽出部により抽出された第 1の検出磁界成分の強度に基づいて、第 1のマーカの位置および方向の少なくとも一方を算出するとともに、さらに抽出された少なくとも一組の第 2の検出磁界成分の強度の差分に基づいて、第 2のマーカの位置および方向の少なくとも一方を算出する。

[0024] ここで、第 2の交番磁界を受けて磁気誘導コイルから発生した誘導磁界は、一組の第 2の位置算出用周波数を有するとともに、それぞれの周波数において第 2の交番磁界に対する強度の大小が互いに異なっている。一方、第 2の検出磁界成分は、第 2の位置算出用周波数を有する磁界成分であるため、第 2の交番磁界と同一の周波数を有している。

[0025] そのため、第 2の検出磁界成分は、第 1の交番磁界の情報を含まず、第 2の交番磁界と第 2の交番磁界により発生した誘導磁界（以後、第 2の交番磁界に係る誘導磁界とする）の情報のみを含む。よって、抽出部は、一組の第 2の検出磁界成分の強度の差分を演算することにより、磁界検出部で検出された磁界から、第 2の交番磁界の強度の情報を減じて第 2の交番磁界に係る誘導磁界の強度の情報を多く抽出できる。

[0026] これにより、位置方向解析部は、第 2の交番磁界に係る誘導磁界の強度の情報を用いて、第 2のマーカの位置および方向の少なくとも一方を算出することができる。その結果、外部からの電力供給により磁界を発生する第 1のマーカと、磁気誘導コイルを有する第 2のマーカとが共存した場合においても、第 1のマーカおよび第 2のマー力の両方について、位置および方向の少なくとも一方を同時に精度よく算出することができる。

[0027] また、上記第 1の態様においては、前記第 2の検出磁界成分の強度が絶対値強度であることとしてあよい。

第 2の検出磁界成分の絶対値強度は、第 2の交番磁界と第 2の交番磁界に係る誘導磁界の情報のみを含む。よって、抽出部は、一組の第 2の検出磁界成分の強度の差分を演算することにより、磁界検出部で検出された磁界から、第 2の交番磁界の強度の情報を減じて第 2の交番磁界に係る誘導磁界の強度の情報を多く抽出できる。

[0028] また、上記第 1の態様においては、前記第 2のマーカがカプセル医療装置に設けられていることとしてあよい。

また、上記発明第 1の態様においては、前記第 1のマーカが内視鏡の先端部に設けられて!/、ることとしてもよ!/、。

[0029] また、本発明の第 2の態様は、上記いずれかの位置検出システムを備え、前記第 2 のマーカが、さらに磁界作用部を備え、該磁界作用部に作用させる推進用磁界を発生させる推進用磁界発生部と、前記位置方向解析部により算出された前記第 2のマ一力の位置および方向の少なくとも一方に基づいて、前記推進用磁界の強度および方向を制御する推進用磁界制御部とを備える医療装置誘導システムである。

[0030] 本発明の第 2の態様によれば、推進用磁界発生部は、第 2のマーカの磁界作用部に作用させる推進用磁界を発生させる。推進用磁界制御部は、位置方向解析部により算出された第 2のマーカの位置および方向の少なくとも一方に基づいて、推進用磁界発生部を制御して、推進用磁界の強度および方向を制御する。その結果、第 2のマーカの位置または方向に基づいて、第 2のマーカの推進を制御することができる。

[0031] また、本発明の第 3の態様は、外部からの電力供給により第 1のマーカが第 1の位置算出用周波数を有する第 1の交番磁界を発生する磁界発生ステップと、磁気誘導コイルを搭載した第 2のマーカが前記第 1の交番磁界を受けて誘導磁界を発生する誘導磁界発生ステップと、前記第 1の位置算出用周波数において磁界を検出する磁界検出ステップと、検出された磁界から、前記第 1の位置算出用周波数を有するとともに前記第 1の位置算出用周波数において第 1の交番磁界と同一の位相を有する第 1の検出磁界成分を抽出する抽出ステップと、抽出された前記第 1の検出磁界成分の強度に基づいて前記第 1のマーカの位置および方向の少なくとも一方を算出する位置方向解析ステップとを有する位置検出方法である。

[0032] 上記第 3の態様においては、前記抽出ステップが、検出された磁界から、前記第 1 の位置算出用周波数を有するとともに前記第 1の交番磁界の位相に対して π /2ずれた位相を有する第 2の検出磁界成分を抽出するステップを有し、前記位置方向解析ステップ力さらに抽出された前記第 2の検出磁界成分の強度に基づいて前記第 2のマーカの位置および方向の少なくとも一方を算出するステップを有することとしてあよい。

[0033] また、上記第 3の態様においては、前記磁界発生ステップが、前記第 1の位置算出用周波数を有するとともに、前記第 1の交番磁界と同一の位相を有する第 2の交番磁界を発生するステップを有し、前記誘導磁界発生ステップが、前記第 2のマーカが前記第 2の交番磁界を受けて誘導磁界を発生するステップを有し、前記位置方向解析ステップが、前記第 1の交番磁界の発生時に抽出された前記第 1の検出磁界成分の強度と前記第 1の交番磁界の発生前に抽出された前記第 1の検出磁界成分の強度との差分に基づいて前記第 1のマーカの位置および方向の少なくとも一方を算出す

[0034] また、上記第 3の態様においては、前記磁界発生ステップが、前記第 1の位置算出用周波数の近傍であって、前記第 1の位置算出用周波数を挟み該第 1の位置算出用周波数に対して所定の周波数だけ離れた少なくとも一組の第 2の位置算出用周波数を有する第 2の交番磁界を発生するステップを有し、前記誘導磁界発生ステップが、前記第 2のマーカが前記第 2の交番磁界を受けて誘導磁界を発生するステップを有し、前記磁界検出ステップが、前記第 2の位置算出用周波数において磁界を検出するステップを有し、前記抽出ステップが、検出された磁界から、前記一組の第 2の位置算出用周波数を有する少なくとも一組の第 2の検出磁界成分の強度の差分を抽出するステップを有し、前記位置方向解析ステップが、さらに抽出された前記差分に基づいて前記第 2のマーカの位置および方向の少なくとも一方を算出するステップを有することとしてあよい。

[0035] 本発明によれば、外部からの電力供給により交番磁界を発生する一のマーカと、該交番磁界の周波数と同一またはその近傍に共振周波数を有する共振回路を備えた他のマーカとが共に存在した場合であっても、一のマーカの位置または方向を正確に検出すること力できるとレ、う効果を奏する。

図面の簡単な説明

[0036] [図 1]本発明の第 1の実施形態に係る位置検出システムの全体構成を示すブロック図である。

[図 2]図 1の位置検出システムの詳細な構成を示すブロック図である。

[図 3]図 1の位置検出システムを用いた位置検出方法における波形生成動作を説明するフローチャートである。

[図 4]図 3の位置検出方法におけるキャリブレーション動作の前半を説明するフローチャートである。

[図 5]図 3の位置検出方法におけるキャリブレーション動作の後半を説明するフローチャートである。

[図 6]図 3の位置検出方法における実測定動作の前半を説明するフローチャートであ園 7]図 6の続きの実測定動作を説明するフローチャートである。

園 8]図 7の続きの実測定動作を説明するフローチャートである。

園 9]本発明の第 2の実施形態に係る位置検出システムを備える医療装置誘導システムを説明する全体構成図である。

園 10]図 9の医療装置誘導システムに用いられるカプセル医療装置の一例を示す縦断面図である。

園 11]図 9の医療装置誘導システムに備えられる本実施形態に係る位置検出システムの全体構成を示すブロック図である。

[図 12]図 11の位置検出システムの詳細な構成を示すブロック図である。

園 13]図 11の位置検出システムを用いた位置検出方法におけるキャリブレーション動作の前半を説明するフローチャートである。

[図 14]図 13に続くキャリブレーション動作の後半を説明するフローチャートである。園 15]図 11の位置検出方法における実測定動作の前半を説明するフローチャートである。

園 16]図 15の続きの実測定動作を説明するフローチャートである。

園 17]図 16の続きの実測定動作を説明するフローチャートである。

園 18]本発明の第 3の実施形態に係る位置検出システムの全体構成を示すブロック図である。

[図 19]図 18の位置検出システムの詳細な構成を示すブロック図である。

園 20]図 18の位置検出システムを用いた位置検出方法における波形生成動作を説明するフローチャートである。

[図 21]図 20の位置検出方法におけるキャリブレーション動作を説明するフローチヤートである。

園 22]図 18の位置検出システムを用いた位置検出方法における実測定動作の前半を説明するフローチャートである。

園 23]図 22の続きの実測定動作を説明するフローチャートである。

園 24]図 23の続きの実測定動作を説明するフローチャートである。符号の説明

[0037] f 第 1の位置算出用周波数

0

f , f 第 2の位置算出用周波数

1 2

1 , 40, 50 位置検出システム

2 内視鏡装置（内視鏡）

2a 揷入部

3 カプセル医療装置（第 2のマーカ）

3' 第 2のカプセル医療装置（カプセル医療装置）

4, 52 マーカコィノレ（第 1のマーカ）

5 磁気誘導コイル

6 磁界検出部

21 周波数選択部 (抽出部）

22 位置方向解析部

41 磁界発生装置 (磁界発生部）

51 第 1のカプセル医療装置（カプセル医療装置）

71 3軸ヘルムホルツコイルユニット

72 ヘルムホルツコイルドライバ（推進用磁界制御部）

100 医療装置誘導システム

150 永久磁石 (磁界作用部）

発明を実施するための最良の形態

[0038] [第 1の実施形態]

本発明の第 1の実施形態に係る位置検出システム 1について、図 1〜図 3を参照して以下に説明する。

本実施形態に係る位置検出システム 1は、体腔内に挿入される揷入部 2aを有する内視鏡装置 2と、体腔内に投入されるカプセル医療装置 3とを含む医療装置誘導システムに備えられるシステムであって、内視鏡装置 2の揷入部 2aの先端位置に備えられるマーカコイル (第 1のマーカ） 4と、カプセル医療装置 3に備えられる磁気誘導コィル（第 2のマーカ） 5と、マーカコイル 4の位置を検出する位置検出装置 6と、これらを制御する制御部 7と、位置検出装置 6による検出結果を表示する表示装置 8とを備えている。

[0039] 内視鏡装置 2には、図 2に示されるように、制御部 7からの指示信号を受けて、マー力コイル 4に第 1の交番磁界を発生させるマーカ駆動回路 9が設けられている。マー力駆動回路 9は、マーカコイル 4により発生する第 1の交番磁界の磁界波形を記憶する波形データメモリ 10、 D/A変換器 11および増幅器 12を備えて!/、る。

前記マーカコイル 4は、マーカ駆動回路 9により駆動されることにより、第 1の位置算出用周波数 f を有する第 1の交番磁界を発生するようになっている。

0

[0040] カプセル医療装置 3には、前記磁気誘導コイル 5を含み、第 1の位置算出用周波数 f を共振周波数とする共振回路が備えられている。磁気誘導コイル 5は、外部からの

0

交番磁界を受けて誘導磁界を発生するようになっている。

[0041] 前記位置検出装置 6は、内視鏡装置 2およびカプセル医療装置 3が揷入される被検者の体外に配置され、マーカコイル 4および磁気誘導コイル 5から発生される磁界を検出する磁界検出部 13と、磁界検出部 13により検出された磁界に基づいて内視鏡装置 2およびカプセル医療装置 3の位置および方向を算出する位置計算部 14とを備えている。

[0042] 前記磁界検出部 13は、複数のセンスコイル 13aと、各センスコイル 13aからの出力信号を受信する受信回路 13bとを備えている。

センスコイル 13aは、空芯コイルであり、内視鏡装置 2の揷入部 2a先端およびカプセル医療装置 3の作動空間に面して、 9個 1組が正方配列されている。

[0043] 受信回路 13bは、内視鏡装置 2の位置情報を含む交流電圧に含まれる高周波成分を取り除くローパスフィルタ（LPF) 15、高周波成分を取り除かれた交流電圧を増幅するアンプ (AMP) 16と、増幅された交流電圧の所定周波数帯域のみを通過させるバンドパスフィルタ（BPF) 17と、バンドパスフィルタ 17を通過した交流電圧をデジタル信号に変換する A/D変換器 18とを備えている。これにより、磁界検出部 13において検出された磁界は、デジタル信号からなる磁界信号として出力されるようになつている。

[0044] 前記位置計算部 14は、磁界検出部 13の受信回路 13bから出力された磁界信号を記憶する第 1のメモリ 19と、該磁界信号を周波数解析処理する FFT処理回路 20と、磁界信号の周波数解析処理結果から所定の磁界情報を抽出する抽出部 21と、抽出された磁界情報に基づいて内視鏡装置 2およびカプセル医療装置 3の位置および方向を算出する位置方向解析部 22と、算出された内視鏡装置 2およびカプセル医療装置 3の位置および方向を記憶する第 2のメモリ 23とを備えている。

[0045] 前記抽出部 21は、マーカ駆動回路 9が発生した信号の周波数成分である第 1の位置算出用周波数 f を制御部 7から受けて、磁界信号の周波数解析処理により得られ

0

た磁界情報のうち、第 1の位置算出用周波数 f を有する磁界情報を抽出する周波数

0

選択部 24と、該周波数選択部 24により抽出された第 1の位置算出用周波数 f にお

0 ける磁界情報を記憶する第 3のメモリ 25とを備えている。

[0046] ここで、第 1の位置算出用周波数 f における磁界情報とは、第 1の位置算出用周波

0

数 f における磁界の絶対値、実数部（第 1の検出磁界成分）および虚数部（第 2の検

0

出磁界成分）である。実数部は、第 1の位置算出用周波数 f を有しかつ前記第 1の交

0

番磁界と同一の位相を有する磁界成分であり、虚数部は、第 1の位置算出用周波数 f を有しかつ第 1の交番磁界の位相に対して π /2ずれた位相を有する磁界成分で

0

ある。

[0047] 前記位置方向解析部 22は、第 3のメモリ 25に記憶されている磁界情報のうち、全てのセンスコイル 13aにおいて検出された磁界の虚数部に基づいて、カプセル医療装置 3の位置および方向を算出し、全てのセンスコイル 13aにおいて検出された磁界の実数部およびキャリブレーション値に基づ!/、て、内視鏡装置 2先端の位置および方向を算出するようになっている。

[0048] 前記制御部 7は、各種入力を行う入力装置 26と、該入力装置 26により入力された磁気誘導コイル 5の共振周波数に基づいてマーカコイル 4から発生する磁界波形を計算する波形データ生成器 27と、入力された共振周波数を波形データ生成器 27へ転送する制御回路 28とを備えている。また、制御部 7には、所定のクロック信号を発生するクロック 29と、クロック信号に基づいて周波数解析に用いる磁界信号の読出しタイミングを位置計算部 14の FFT処理回路 20に指示する読出しタイミング生成器 3 0と、クロック信号に基づいてトリガ信号を発生するトリガ発生器 31とが備えられている〇

[0049] 制御回路 28は、トリガ発生器 31に対し、読出しタイミング生成器 30およびマーカ駆動回路 9へのトリガ信号を発生させるようになつている。また、前記波形データ生成器 27は、生成した磁界波形をマーカ駆動回路 9の波形データメモリ 10に転送するようになっている。

[0050] このように構成された本実施形態に係る位置検出システム 1を用い内視鏡装置 2の先端およびカプセル医療装置 3の位置検出方法につ!/、て、以下に説明する。

本実施形態に係る位置検出システム 1により内視鏡装置 2の先端およびカプセル医療装置 3の位置および方向を検出するには、内視鏡装置 2の先端のマーカコィノレ 4およびカプセル医療装置 3内の磁気誘導コイル 5の位置および方向を検出する。

[0051] まず、マーカコイル 4から発生する磁界波形を生成し、マーカ駆動回路 9の波形デ一タメモリ 10内に記憶する。次いで、各センスコイル 13aについてキャリブレーションを行い、キャリブレーション値の取得と読出しタイミングの設定を行う。その後、取得されたキャリブレーション値および設定された読出しタイミングに基づいてマーカコイル 4および磁気誘導コイル 5の位置および方向を算出する実測定を行う。

[0052] 磁界波形の生成は、図 3に示されるように、入力装置 26から磁気誘導コイル 5の共振周波数を入力し (ステップ S1)、制御回路 28が入力された共振周波数を波形データ生成器 27へ転送する (ステップ S2)ことにより開始される。波形データ生成器 27にぉレ、ては、送られてきた磁気誘導コイル 5の共振周波数に基づ!/、てマーカコイル 4から発生する磁界波形が算出され (ステップ S3)、算出された波形データがマーカ駆動回路 9の波形データメモリ 10内に記憶される (ステップ S4)。

[0053] キャリブレーションは、図 4および図 5に示されるように、内視鏡装置 2の揷入部 2a 先端が体腔内に挿入され、カプセル医療装置 3が体腔内に投入されていない状態で、入力装置 26からキャリブレーションの指示が入力されることにより開始される（ステツプ Sl l)。制御回路 28は、マーカ駆動回路 9および読出しタイミング生成器 30に対してトリガ信号を発生するようにトリガ発生器 31に指示を与える。これによりトリガ発生器 31からトリガ信号が発せられる（ステップ S12)。

[0054] トリガ信号を受けたマーカ駆動回路 9は、波形データメモリ 10内に記憶されている波形データに基づいて、磁界発生駆動信号をクロック 29からのクロック信号に同期して順次生成し、マーカコイル 4に出力する。マーカコイル 4は入力された磁界発生駆動信号により第 1の交番磁界を発生する（ステップ S 13)。

[0055] 受信回路 13bは、各センスコイル 13aで検出したマーカコイル 4からの第 1の交番磁界に係る磁界信号を受信して、ローパスフィルタ 15によるローパスフィルタ処理、増幅器 16による増幅処理およびバンドパスフィルタ 17によるバンドパスフィルタ処理を行った後に、クロック信号に同期して A/D変換を行う（ステップ S 14)。

[0056] A/D変換された磁界信号は、位置計算部 14の第 1のメモリ 19に記憶される (ステップ S 15)。そして、周波数解析処理を行うのに必要なデータ数が第 1のメモリ 19内に蓄積されたか否かが判断され、蓄積された場合には FFT処理回路 20により周波数解析処理が行われる (ステップ S 16)。

[0057] 周波数解析処理の結果に基づ!/、て、周波数選択部 24は、マーカコイル 4から発生させた第 1の交番磁界の周波数である第 1の位置算出用周波数 f における磁界情報

0

のみを抽出して第 3のメモリ 25に記憶する（ステップ S17)。

制御回路 28は第 3のメモリ 25に記憶された磁界情報を読み出し、虚数部の値を内部メモリ（図示略）に記憶する（ステップ S 18)。

[0058] そして、制御回路 28は、読出しタイミング生成器 30で生成する読出しタイミングを 1 クロック分遅らせる指示を読出しタイミング生成器 30へ送る（ステップ S 19)。

その後、ステップ S 12〜S19を繰り返しながら、制御回路 28は、第 3のメモリ 25に記憶された磁界情報の虚数部と、内部メモリに記憶されている虚数部とを比較する。そして、制御回路 28は、ステップ S 18で記憶する周波数解析処理結果の虚数部の値が最もゼロに近くなる読出しタイミングを実測定に使用する読出しタイミングとして読出しタイミング生成器 30に設定する（ステップ S 20)。

[0059] このようにして、周波数解析処理結果の虚数部の値が最もゼロに近くなる読出しタイミングが読出しタイミング生成器 30に設定された状態で、キャリブレーション値の測定が fiわれる。

具体的には、制御回路 28がトリガ発生器 31にマーカ駆動回路 9と読出しタイミング生成器 30へのトリガ信号の発生を指示する（ステップ S21)。そして、マーカ駆動回路 9が波形データメモリ 10に記憶されている波形データに基づいて、磁界発生駆動信号をクロック信号に同期して順次発生し、マーカコイル 4に出力する。マーカコイル 4は、入力された磁界発生駆動信号により第 1の交番磁界を発生する（ステップ S22)

[0060] 次いで、受信回路 13bが、全てのセンスコイル 13aで受信したマーカコイル 4からの磁界信号をローパスフィルタ処理、増幅処理およびバンドパスフィルタ処理し、クロック信号に同期して A/D変換を行う（ステップ S23)。 A/D変換された磁界信号は位置計算部 14の第 1のメモリ 19に蓄えられる (ステップ S24)。

[0061] そして、 FFT処理回路 20が、全てのセンスコイル 13aにより検出された磁界信号について、上記読出しタイミングで磁界信号を第 1のメモリ 19から読み出し、周波数解析処理を行う（ステップ S25)。周波数解析処理の結果、得られた磁界情報のうち、第 1の位置算出用周波数 f における磁界強度の実数部、虚数部および絶対値のそれ

0

ぞれの値を周波数選択部 24が抽出し (ステップ S26)、抽出された値をそれぞれのセンスコイル 13aに対応したキャリブレーション値として第 3のメモリ 25に記憶する（ステップ S27)。これによりキャリブレーション処理が終了し、この後に実測定が行われる。

[0062] 次に、実測定は、図 6〜図 8に示されるように、体腔内に内視鏡装置 2およびカプセル医療装置 3が揷入配置された状態で (ステップ S31)、入力装置 26において実測定の開始が指示されることにより開始される（ステップ S32)。

制御回路 28は、トリガ発生器 31にマーカ駆動回路 9および読出しタイミング生成器 30へのトリガ信号の発生を指示し、トリガ発生器 31がトリガ信号を発生する（ステップ S33)。

[0063] マーカ駆動回路 9は、波形データメモリ 10内に記憶されている波形データに基づいて、磁界発生駆動信号をクロック信号に同期しながら順次生成し、マーカコイル 4 に出力する。マーカコイル 4は入力された磁界発生駆動信号により第 1の交番磁界を発生させる（ステップ S34)。

[0064] 受信回路 13bは、各センスコイル 13aで検出したマーカコイル 4からの第 1の交番磁界に係る磁界信号をローパスフィルタ 15によるローパスフィルタ処理、増幅器 16による増幅処理およびバンドパスフィルタ 17によるバンドパスフィルタ処理を行った後に、クロック信号に同期して A/D変換を行う（ステップ S35)。

[0065] A/D変換された磁界信号は、位置計算部 14の第 1のメモリ 19に記憶される (ステップ S36)。そして、周波数解析処理を行うのに必要なデータ数が第 1のメモリ 19内に蓄積されたか否かが判断され、蓄積された場合には FFT処理回路 20により周波数解析処理が行われる（ステップ S37)。その後、この周波数解析処理が全てのセンスコイル 13aからのデータに対して行われたか否かが判断され (ステップ S38)、全てのセンスコイル 13aからのデータが処理されていない場合にはステップ S32〜S37が繰り返される。

[0066] 全てのセンスコイル 13aからのデータの周波数解析処理が行われた場合には、図 7 に示されるように、その処理結果に基づいて、周波数選択部 24は、マーカコイル 4から発生させた第 1の交番磁界の周波数における磁界情報のみを抽出し、第 3のメモリ 25に記憶する（ステップ S39)。この処理は全てのセンスコイル 13aからの磁界信号

[0067] 位置方向解析部 22は、第 3のメモリ 25に記憶されている磁界情報の内、周波数解析処理結果の虚数部を第 3のメモリ 25から読み出し (ステップ S41)、該虚数部に基づいて、磁気誘導コイル 5の位置および向きを繰り返し演算により算出する（ステップ S42)。周波数解析処理の結果の虚数部には、マーカコイル 4の発生する第 1の交番磁界と同一の第 1の位置算出用周波数 f を有し、かつ、第 1の交番磁界の位相に対

0

して π /2だけずれた位相を有する磁気誘導コイル 5に発生した誘導磁界の磁界信号 (第 2の検出磁界成分）のみが含まれているので、この虚数部を抽出して用いることにより、磁気誘導コイル 5の位置および方向を精度よく算出することができる。

算出された磁気誘導コイル 5の位置および方向は、制御回路 28に送られて、表示装置 8により表示される（ステップ S43)とともに、第 2のメモリ 23に記憶される（ステツプ S44)。

[0068] また、位置方向解析部 22は、全てのセンスコイル 13aからの磁界信号の周波数解析処理の結果の実数部および記憶されてレ、たキャリブレーション値を読み出して (ステツプ S45, S46)、図 8に示されるように、その差分値を算出する (ステップ S47)。そして、算出された差分値に基づいてマーカコイル 4の位置および方向が繰り返し演算により算出される（ステップ S48)。

[0069] 周波数解析処理の結果の実数部には、マーカコイル 4の発生する第 1の交番磁界と同一の第 1の位置算出用周波数 f を有し、かつ、第 1の交番磁界と同一の位相を有

0

する磁界信号 (第 1の検出磁界成分）のみが含まれているので、この実数部を抽出して用いることにより、カプセル医療装置 3がセンスコイル 13aによる検出範囲内に存在していても、カプセル医療装置 3の影響を受けることなぐマーカコイル 4の位置および方向を精度よく算出することができる。

[0070] また、周波数解析処理の結果の実数部からキャリブレーション値を減算した差分に基づいてマーカコイル 4の位置および方向を算出するので、カプセル医療装置 3以外からの磁界の影響をもなくして、さらに精度よくマーカコイル 4の位置および方向を算出すること力 Sでさる。

算出されたマーカコイル 4の位置および方向は、制御回路 28に送られて、表示装置 8により表示される（ステップ S49)とともに、第 2のメモリ 23に記憶される（ステップ S 50)。

[0071] そして、入力装置 26において位置検出終了の指示が入力されたか否かが確認され (ステップ S51)、入力された場合には、トリガ発生器 31からのトリガ信号の発生を終了させ、位置検出システム 1の動作を停止する (ステップ S52)。一方、終了の指示が入力されていない場合には、ステップ S23に戻り、位置検出動作を継続する。

[0072] この場合において、磁気誘導コイル 5およびマーカコイル 4の位置および方向の繰り返し演算における初期値としては、前回に算出され第 2のメモリ 23に記憶されている磁気誘導コイル 5およびマーカコイル 4の位置および方向の計算結果が利用される。これにより、繰り返し演算の収束時間を短縮し、位置および方向を迅速に算出すること力 Sでさる。

[0073] このように、本実施形態に係る位置検出システム 1およびこれを用いた位置検出方法によれば、マーカコイル 4からの信号と磁気誘導コイル 5からの信号とを、両方の信号の位置情報に基づいて完全に分離することができる。その結果、マーカコイル 4および磁気誘導コイル 5の位置および向き、すなわち、体腔内に挿入した状態の内視鏡装置 2の揷入部 2aの先端およびカプセル医療装置 3の位置および方向を正確に求めること力 Sでさる。

[0074] [第 2の実施形態]

次に、本発明の第 2の実施形態に係る位置検出システム 40について、図 9〜図 17 を参照して以下に説明する。

本実施形態の説明において、上述した第 1の実施形態に係る位置検出システム 1と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。

[0075] 本実施形態に係る位置検出システム 40は、図 9に示されるように、医療装置誘導システム 100に備えられている。医療装置誘導システム 100は、被験者の口部または肛門から体腔内に投入される内視鏡装置 2およびカプセル医療装置 3と、位置検出システム 40と、検出された位置および方向ならびに施術者の指示に基づきカプセル医療装置 3を誘導する磁気誘導装置 101と、カプセル医療装置 3から送信された画像信号を表示する画像表示装置 102とを備えている。

[0076] 磁気誘導装置 101は、図 9に示すように、カプセル医療装置 3を駆動する平行な外部磁界（回転磁界）を発生させる 3軸ヘルムホルツコイルユニット (推進用磁界発生部 ) 71と、 3軸ヘルムホルツコイルユニット 71に供給する電流を増幅制御するヘルムホルツコイルドライバ 72と、カプセル医療装置 3を駆動する外部磁界の方向を制御する磁界制御回路 (推進用磁界制御部） 73と、施術者が入力したカプセル医療装置 3の進行方向を磁界制御回路 73に出力する入力装置 74とを備えている。

[0077] なお、本実施形態では、 3軸ヘルムホルツコイルユニット 71と標記した力ヘルムホルツコイルの条件を厳密に満たすものでなくてもよい。例えば、コイルは円形でなぐ図 9に示されるように略四角をしていてもよぐまた、対向するコイルの間隔も本実施形態の機能を満たす範囲でヘルムホルツコイルの条件から外れて!/、てもかまわなレヽ

[0078] 3軸ヘルムホルツコイルユニット 71は、図 9に示されるように、略矩形形状に形成されている。また、 3軸ヘルムホルツコイルユニット 71は、互いに対向する 3対のヘルムホルツコイル（電磁石） 71X, 71Y, 71Zを備えるとともに、各対のヘルムホルツコイル 71X, 71Y, 71Zが図 9の X, Υ, Z軸に対して略垂直となるように配置されている。 X , Y, z軸に対して略垂直に配置されたヘルムホルツコイルを順にそれぞれヘルムホルツコイル 71X, 71Y, 71Zと表記する。

[0079] また、ヘルムホルツコイル 71X, 71Y, 71Zは、その内部に略直方体状の空間 Sを形成するように配置されている。空間 Sは、図 9に示されるように、カプセル医療装置 3の作動空間（作動空間 Sとも言う。）になるとともに、被検者が配置される空間にもなつている。

[0080] ヘルムホルツコイルドライバ 72は、それぞれヘルムホルツコイル 71X, 71Y, 71Zを制御するヘルムホルツコイルドライバ 72X, 72Y, 72Zを備えている。

磁界制御回路 73には、後述する位置検出システム 40からカプセル医療装置 3の現在向いて!/、る方向（カプセル医療装置 3の長手軸 Rの方向）データが入力されるとともに、施術者が入力装置 74から入力したカプセル医療装置 3の進行方向指示が入力されるようになっている。そして、磁界制御回路 73からは、ヘルムホルツコイルドラィバ 72X, 72Y, 72Zを制御する信号が出力されるとともに、画像表示装置 80にカブセル医療装置 3の回転位相データが出力され、また、各ヘルムホルツコイルドライバ 7 2X, 72Y, 72Zに供給する電流データが出力されるようになっている。

[0081] また、入力装置 74としては、例えば、ジョイスティック（図示略)を備え、ジョイステイツクを倒すことによりカプセル医療装置 3の進行方向を指示するようになっている。なお、入力装置 74は、上述のようにジョイスティック方式のものを用いてもよいし、進行方向のボタンを押すことにより進行方向を指示する入力装置など、他の方式の入力装置を用いてもよい。

[0082] カプセル医療装置 3は、図 10に示すように、その内部に各種の機器を収納する外装 110と、被験者 1の体腔内管路の内壁面を撮像する撮像部 120と、撮像部 120を駆動する電池 130と、後述する磁界発生装置 41により交流磁界を発生させる誘導磁界発生部 140と、磁気誘導装置 70で発生する外部磁界を受け、カプセル医療装置 3を駆動する永久磁石 (磁界作用部） 150とを備えている。

[0083] 外装 110は、カプセル医療装置 3の長手軸 Rを中心軸とする赤外線を透過する円筒形状のカプセル本体（以下、単に本体と略記） 111と、本体 111の前端を覆う透明な半球形状の先端部 112と、本体の後端を覆う半球形状の後端部 113とから構成され、水密構造で密閉されたカプセル容器を形成してレ、る。 [0084] また、外装 110の本体 111の外周面には、長手軸 Rを中心として断面円形の線材を螺旋状に巻レ、た螺旋部 114が備えられて!/、る。

磁気誘導装置 70で発生させた回転する外部磁界を受け、永久磁石 150が回転させられると、本体 111とともに螺旋部 114が長手軸 R回りに回転させられる結果、螺旋部 114により本体 111の長手軸 R回りの回転運動が長手軸 Rに沿う方向の直線運動に変換され、管腔内でカプセル医療装置 3を長手軸 R方向に誘導することができるようになつている。

[0085] 撮像部 120は、長手軸 Rに対して略垂直に配置された基板 120Aと、基板 120Aの先端部 112側の面に配置されたイメージセンサ 121と、被験者の体腔内管路の内壁面の画像をイメージセンサ 121に結像させるレンズ群 122と、体腔内管路の内壁面を照明する LED (Light Emitting Diode) 123と、基板 120Aの後端部 113側の面に配置された信号処理部 124と、画像信号を画像表示装置 102に発信する無線素子 125とを備えている。

[0086] 信号処理部 124は、電池 130に電気的に接続されているとともに、イメージセンサ 1 21および LED123と電気的に接続されている。また、信号処理部 124は、イメージセンサ 121が取得した画像信号を圧縮して一時的に格納 (メモリ）し、圧縮した画像信号を無線素子 125から外部に送信するとともに、後述するスィッチ部 126からの信号に基づきイメージセンサ 121および LED123のオン ·オフを制御している。

[0087] イメージセンサ 121は、先端部 112およびレンズ群 122を介して結像された画像を電気信号 (画像信号）に変換して信号処理部 124へ出力している。このイメージセンサ 121としては、例えば、 CMOS (Complementary Metal Oxide Semicondu ctor)や CCDを用いることができる。

また、 LED123は、基板 120Aより先端部 112側に配置された支持部材 128に、長手軸 Rを中心として周方向に間隔をあけて複数配置されている。

画像表示装置 102は、カプセル医療装置 3から送られてくる画像データを受信する画像受信回路 81と、受信された画像データを表示する表示装置 8とを備えている。

[0088] 永久磁石 150は、信号処理部 124の後端部 113側に配置されている。永久磁石 1 50は、長手軸 Rに対して直行方向に磁化方向（磁極）を有するように配置または着磁されている。

永久磁石 150の後端部 113側には、スィッチ部 126が備えられている。スィッチ部 1 26は赤外線センサ 127を有し、信号処理部 124および電池 130と電気的に接続されている。

[0089] また、スィッチ部 126は長手軸 Rを中心として周方向に等間隔に複数配置されるとともに、赤外線センサ 127が直径方向外側に面するように配置されている。本実施形態においては、スィッチ部 126が 4つ配置されている例を説明する力 S、スィッチ部 12 6の数は 4つに限られることなぐその個数がいくつであってもよい。

[0090] 無線素子 125の後端部 113側に配置された誘導磁界発生部 140は、中心軸が長手軸 Rと略一致する円柱形状に形成されたフェライトからなる芯部材 (磁性体コア） 14 1と、芯部材 141の外周部に配置された磁気誘導コイル 5と、磁気誘導コイル 5と電気的に接続され、共振回路を形成するコンデンサ（図示略）とから形成されている。また、芯部材 141はフェライトの他、磁性材料が適しており、鉄、ニッケル、パーマ口ィ、コバルトなどを使用することもできる。

[0091] 本実施形態に係る位置検出システム 40は、図 9〜図 12に示されるように、磁気誘導コイル 5の作動範囲の外部に配置され、前記第 1の位置算出用周波数 f を有する

0 とともに、前記第 1の交番磁界と同一の位相を有する第 2の交番磁界を発生する磁界発生装置 41および磁界発生装置駆動回路 42を備える点および位置方向解析部 22 における演算処理において、上述した第 1の実施形態に係る位置検出システム 1と相違している。図 12中、符号 43は波形データメモリ、符号 44は D/A変換器、符号 45 は増幅器、符号 55は磁界発生装置 41を選択するセレクタ、符号 56はセンスコイル 1 3aを選択するセンスコイルセレクタである。

[0092] 図 11および図 12に本実施形態に係る位置検出システム 40を簡略化して示す。

本実施形態に係る位置検出システム 40により、内視鏡装置 2の先端のマーカコィノレ 4およびカプセル医療装置 3内の磁気誘導コイル 5の位置および方向を検出するには、第 1の実施形態と同様にして、発生する第 1 ,第 2の交番磁界の波形データを生成して波形データメモリ 10, 43に記憶し、カプセル医療装置 3が作動範囲内に存在しない状態で、キャリブレーションを行う。 [0093] マーカコイル 4から第 1の交番磁界を発生するのみならず磁界発生装置 41からも第 2の交番磁界を発生するので、生成された磁界波形データは、マーカ駆動回路 9および磁界発生装置駆動回路 42の波形データメモリ 10, 43にそれぞれ転送される。なお、マーカコイル 4および磁界発生装置 41から発生する第 1 ,第 2の交番磁界は、磁気誘導コイル 5の共振周波数である第 1の位置算出用周波数 f に一致し、かつ同

0

一の位相を有している。

[0094] キャリブレーションは、図 13および図 14に示されるように、内視鏡装置 2の揷入部 2 a先端が体腔内に挿入され、カプセル医療装置 3が体腔内に投入されていない状態で、入力装置 26からキャリブレーションの指示が入力されることにより開始される（ステツプ S41)。制御回路 28は、磁界発生装置駆動回路 42および読出しタイミング生成器 30に対してトリガ信号を発生するようにトリガ信号発生器 31に指示を与える。これによりトリガ信号発生器 31からトリガ信号が発せられる（ステップ S42)。

[0095] トリガ信号を受けた磁界発生装置駆動回路 42は、波形データメモリ 43内に記憶されている波形データに基づいて、磁界発生駆動信号をクロック 29からのクロック信号に同期して順次生成し、磁界発生装置 41に出力する。磁界発生装置 41は入力された磁界発生駆動信号により第 2の交番磁界を発生する (ステップ S43)。

[0096] 受信回路 13bは、各センスコイル 13aで検出した磁界発生装置 41からの第 2の交番磁界に係る磁界信号を受信して、ローパスフィルタ処理、増幅処理およびバンドパスフィルタ処理を行った後に、クロック信号に同期して A/D変換を行う（ステップ S44 )。

[0097] A/D変換された磁界信号は、位置計算部 14の第 1のメモリ 19に記憶される (ステップ S45)。そして、周波数解析処理を行うのに必要なデータ数が第 1のメモリ 19内に蓄積されたか否かが判断され、蓄積された場合には FFT処理回路 20により周波数解析処理が行われる (ステップ S46)。

[0098] 周波数解析処理の結果に基づいて、周波数選択部 24は、磁界発生装置 41から発生させた第 2の交番磁界の周波数である第 1の位置算出用周波数 f における磁界情

0

報のみを抽出して第 3のメモリ 25に記憶する（ステップ S47)。

制御回路 28は第 3のメモリ 25に記憶された磁界情報を読み出し、虚数部の値を記憶する（ステップ S48)。

[0099] そして、制御回路 28は、読出しタイミング生成器 30で生成する読出しタイミングを 1 クロック分遅らせる指示を読出しタイミング生成器 30へ送る（ステップ S49)。

その後、ステップ S42〜S49を繰り返し、ステップ S48で記憶する周波数解析処理結果の虚数部の値が最もゼロに近くなる読出しタイミングを実測定に使用する読出しタイミングとして読出しタイミング生成器 30に設定する（ステップ S50)。

[0100] このようにして、周波数解析処理結果の虚数部の値が最もゼロに近くなる読出しタイミングが読出しタイミング生成器 30に設定された状態で、キャリブレーション値の測定が fiわれる。

具体的には、制御回路 28がトリガ発生器 31に磁界発生装置駆動回路 42と読出しタイミング生成器 30へのトリガ信号の発生を指示し (ステップ S51)、磁界発生装置駆動回路 42が波形データメモリ 43に記憶されている波形データに基づいて、磁界発生駆動信号をクロック信号に同期して順次発生し、磁界発生装置 41に出力する。磁界発生装置 41は、入力された磁界発生駆動信号により第 2の交番磁界を発生する（ステップ S 52)。

[0101] 次いで、受信回路 13bが、全てのセンスコイル 13aで受信した磁界発生装置 41からの磁界信号をローパスフィルタ処理、増幅処理およびバンドパスフィルタ処理し、クロック信号に同期して A/D変換を行う（ステップ S53)。 A/D変換された磁界信号は位置計算部 14の第 1のメモリ 19に蓄えられる（ステップ S54)。

[0102] そして、全てのセンスコイル 13aにより検出された磁界信号について、上記読出しタイミングで磁界信号を第 1のメモリ 19から読み出し、周波数解析処理を行う（ステップ S55)。周波数解析処理の結果、得られた磁界情報のうち、第 1の位置算出用周波数 f における磁界強度の実数部、虚数部および絶対値のそれぞれの値を抽出し (ス

0

テツプ S 56)、抽出された値をそれぞれのセンスコイル 13aに対応したキヤリブレーシヨン値として記憶する（ステップ S57)。これによりキャリブレーション処理が終了し、この後に実測定が行われる。

[0103] 次に、実測定は、体腔内に内視鏡装置 2およびカプセル医療装置 3が揷入配置された状態で (ステップ S61)、入力装置 26において実測定の開始が指示されることにより開始される（ステップ S62)。

制御回路 28は、トリガ発生器 31にマーカ駆動回路 9、磁界発生装置駆動回路 42 および読出しタイミング生成器 30へのトリガ信号の発生を指示し、トリガ発生器 31がトリガ信号を発生する (ステップ S63)。

[0104] マーカ駆動回路 9は、波形データメモリ 10内に記憶されている波形データに基づいて、磁界発生駆動信号をクロック信号に同期しながら順次生成し、マーカコイル 4 に出力する。マーカコイル 4は入力された磁界発生駆動信号により第 1の交番磁界を発生させる（ステップ S64)。

また、磁界発生装置駆動回路 42は、波形データメモリ 43内に記憶されている波形データに基づいて、磁界発生駆動信号をクロック信号に同期しながら順次生成し、磁界発生装置 41に出力する。磁界発生装置 41は入力された磁界発生駆動信号により第 2の交番磁界を発生させる（ステップ S65)。

[0105] 受信回路 13bは、各センスコイル 13aで検出したマーカコイル 4からの第 1の交番磁界および磁界発生装置 41からの第 2の交番磁界に係る磁界信号をローパスフィルタ処理、増幅処理およびバンドパスフィルタ処理を行った後に、クロック信号に同期して A/D変換を行う（ステップ S66)。

[0106] A/D変換された磁界信号は、位置計算部 14の第 1のメモリ 19に記憶される (ステップ S67)。そして、周波数解析処理を行うのに必要なデータ数が第 1のメモリ 19内に蓄積されたか否かが判断され、蓄積された場合には FFT処理回路 20により周波数解析処理が行われる（ステップ S68)。その後、この周波数解析処理が全てのセンスコイル 13aからのデータに対して行われたか否かが判断され (ステップ S69)、全てのセンスコイル 13aからのデータが処理されていない場合にはステップ S63〜S68が繰り返される。

[0107] 全てのセンスコイル 13aからのデータの周波数解析処理が行われた場合には、図 1 6に示されるように、その処理結果に基づいて、周波数選択部 24は、マーカコイル 4 から発生させた第 1の交番磁界の周波数における磁界情報および磁界発生装置 41 力、ら発生させた第 2の交番磁界の周波数における磁界情報のみを抽出し、第 3のメモリ 25に記憶する（ステップ S70)。この処理は全てのセンスコイル 13aからの磁界信 [0108] 位置方向解析部 22は、まず、第 3のメモリ 25に記憶されている磁界情報の内、周波数解析処理結果の虚数部を第 3のメモリ 25から読み出し (ステップ S72)、該虚数部に基づいて、磁気誘導コイル 5の位置および向きを繰り返し演算により算出する（ステツプ S73)。周波数解析処理の結果の虚数部には、マーカコイル 4の発生する第 1 、第 2の交番磁界と同一の第 1の位置算出用周波数 f を有し、かつ、第 1、第 2の交

0

番磁界の位相に対して π /2だけずれた位相を有する磁気誘導コイル 5に発生した誘導磁界の磁界信号 (第 2の検出磁界成分）のみが含まれているので、この虚数部を抽出して用いることにより、磁気誘導コイル 5の位置および方向を精度よく算出すること力 Sでさる。

算出された磁気誘導コイル 5の位置および方向は、制御回路 28に送られて、表示装置 8により表示されるとともに (ステップ S 74)、第 2のメモリ 23に記憶される（ステツプ S75)。

[0109] また、位置方向解析部 22は、全てのセンスコイル 13aからの磁界信号の周波数解析処理の結果の実数部およびキャリブレーション値として記憶していた磁界発生装置 41からの第 2の交番磁界のみが発生しているときの各センスコイル 13aからの磁界信号の周波数解析処理結果の実数部を読み出して (ステップ S76, S77)、その差分値を算出する（ステップ S78)。そして、算出された差分値に基づいてマーカコイル 4 の位置および方向が繰り返し演算により算出される（ステップ S79)。

[0110] 周波数解析処理の結果の実数部には、第 1、第 2の交番磁界と同一の第 1の位置算出用周波数 f を有し、かつ、第 1の交番磁界と同一の位相を有する磁界信号 (第 1

0

の検出磁界成分）のみが含まれているので、この実数部を抽出して用いることにより、カプセル医療装置 3がセンスコイル 13aによる検出範囲内に存在していても、カプセル医療装置 3の磁気誘導コイル 5の影響を受けることなぐマーカコイル 4の位置および方向を精度よく算出することができる。

[0111] また、キャリブレーション値として、第 2の交番磁界のみが作用している場合の各センスコイル 13aからの磁界信号の周波数解析処理結果の実数部を減算した差分に基づいてマーカコイル 4の位置および方向を算出するので、磁界発生装置 41からの磁界を排除して、さらに精度よくマーカコイル 4の位置および方向を算出することができる。

算出されたマーカコイル 4の位置および方向は、制御回路 28に送られて、表示装置 8により表示されるとともに (ステップ S80)、第 2のメモリに記憶される（ステップ S81 )。

[0112] そして、入力装置 26において位置検出終了の指示が入力されたか否かが確認され (ステップ S82)、入力された場合には、トリガ発生器 31からのトリガ信号の発生を終了させ、位置検出システム 1の動作を停止する (ステップ S83)。一方、終了の指示が入力されていない場合には、ステップ S63に戻り、位置検出動作を継続する。

[0113] この場合において、マーカコイル 4および磁気誘導コイル 5の位置および方向の繰り返し演算における初期値としては、前回に算出され第 2のメモリ 23に記憶されているマーカコイル 4および磁気誘導コイル 5の位置および方向の計算結果が利用される。これにより、繰り返し演算の収束時間を短縮し、位置および方向を迅速に算出すること力 Sでさる。

[0114] このように、本実施形態に係る位置検出システム 40およびこれを用いた位置検出方法によれば、外部からの電力供給により磁界を発生するマーカコイル 4を有する内視鏡装置 2と、磁気誘導コイル 5を有するカプセル医療装置 3とが共存した場合においても、内視鏡装置 2およびカプセル医療装置 3の両方について、位置および方向の少なくとも一方を同時に精度よく算出することができる。また、第 1の交番磁界に加えて第 2の交番磁界も、第 2のマーカ力も誘導磁界を発生させているので、誘導磁界の強度を大きくすることができる。

[0115] [第 3の実施形態]

次に、本発明の第 3の実施形態に係る位置検出システム 50について、図 18〜図 2 4を参照して以下に説明する。

本実施形態の説明において、上述した第 2の実施形態に係る位置検出システム 40 と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。

[0116] 本実施形態に係る位置検出システム 50は、図 18に示されるように、内視鏡装置 2 の先端に設けたマーカコイル 4に代えて、第 1のカプセル医療装置 51内に配置されたマーカコイル 52を採用している点、該第 1のカプセル医療装置 51への信号の送信部 53を備える点、磁気誘導コイル 5を第 2のカプセル医療装置 3' 内に配置している点、磁界発生装置 41の発生する第 2の交番磁界の周波数が異なる点、および位置計算部 14における演算処理において、上述した第 2の実施形態に係る位置検出システム 40と相違している。

[0117] 第 1のカプセル医療装置 51は、図 19に示されるように、第 1の位置算出用周波数 f

0 を有する第 1の交番磁界を発生するマーカコイル 52と、該マーカコイル 52を駆動するマーカ駆動回路 54と、クロック 55と、 PLL回路 56と、受信部 57と、図示しない電源とを備えている。マーカ駆動回路 54は、送信部 53から無線送信され、受信部 57で受信された指令信号に応じてマーカコイル 52に第 1の交番磁界を発生させるようになっている。

[0118] 前記磁界発生装置 41は、第 2のカプセル医療装置 3' 内の磁気誘導コイル 5の共振周波数 (第 1の位置算出用周波数 f )の近傍であって、該共振周波数 f を挟んで略

0 0

等しい周波数だけ離れた少なくとも一組の第 2の位置算出用周波数 f , f を有する第

1 2

2の交番磁界を発生するようになっている。

[0119] 本実施形態に係る位置検出システム 50により、第 1のカプセル医療装置 51内のマ一力コイル 52および第 2のカプセル医療装置 3' 内の磁気誘導コイル 5の位置および方向を検出するには、発生する交番磁界の波形データを生成して波形データメモリ 10, 43に記憶し、第 2のカプセル医療装置; T が作動範囲内に存在しない状態で、キャリブレーションを行う。

生成された磁界波形データは、第 1のカプセル医療装置 51内のマーカ駆動回路 5 4および磁界発生装置駆動回路 42の波形データメモリ 10, 43にそれぞれ転送され

[0120] 磁界波形の生成は、入力装置 26から磁気誘導コイル 5の共振周波数 f を入力する

0

ことにより開始される (ステップ S 101)。制御回路 28は、入力された共振周波数 f を

0 第 1のカプセル医療装置 51内のマーカコイル 52から発生する第 1の交番磁界の第 1 の位置算出用周波数 f として設定する。また、制御回路 28は、共振周波数 f を挟ん

0 0 で略等しい周波数だけ離れた一組の第 2の位置算出用周波数 f , f を磁界発生装置 41から発生する第 2の交番磁界の周波数として設定する (ステップ S 102)。

[0121] 制御回路 28は、設定された周波数 f , f , f を波形データ生成器 27へ転送する（ス

0 1 2

テツプ S 103)。

波形データ生成器 27においては、送られてきた第 2の位置算出用周波数 f , f に

1 2 基づいて磁界発生装置 41から発生する第 2の交番磁界の磁界波形 B を次式により

G

算出する (ステップ S104)。

B =B X sin (2 w f t) +B X sin (2 π f t)

G 1 1 2 2

[0122] また、波形データ生成器 27においては、送られてきた第 1の位置算出用周波数 f

0 に基づいてマーカコイル 52から発生する第 1の交番磁界の磁界波形 B を次式によ

ml

り算出する。

B =B X sin (2 w f t)

ml 3 0

[0123] 波形データ生成器 27において生成された磁界波形 B のデータは、磁界発生装

ml

置駆動回路 42の波形データメモリ 43に記憶される。また、磁界波形 B のデータは制

G

御部 7に設けられた送信部 53から第 1のカプセル医療装置 51に設けられた受信部 5 7へ送信される。受信部 57で受信された磁界波形データは、波形データメモリ 10に記憶される（ステップ S 106)。

[0124] キャリブレーションは、第 1のカプセル医療装置 51が体腔内に投入され、第 2のカプセル医療装置^ が体腔内に投入されていない状態で、入力装置 26からキヤリブレーシヨンの指示が入力されることにより開始される（ステップ S111)。制御回路 28は、磁界発生装置駆動回路 42および読出しタイミング生成器 30に対してトリガ信号を発生するようにトリガ発生器 31に指示を与える。これによりトリガ発生器 31からトリガ信号が発せられる（ステップ S 112)。

[0125] トリガ信号を受けた磁界発生装置駆動回路 42は、波形データメモリ 43内に記憶されている磁界波形 B のデータに基づいて、磁界発生駆動信号をクロック信号に同

ml

期して順次生成し、磁界発生装置 41に出力する。磁界発生装置 41は入力された磁界発生駆動信号により第 2の交番磁界を発生する (ステップ S113)。

[0126] 受信回路 13bは、各センスコイル 13aで検出した磁界発生装置 41からの第 2の交番磁界に係る磁界信号を受信して、ローパスフィルタ処理、増幅処理およびバンドパスフィルタ処理を行った後に、クロック信号に同期して A/D変換を行う（ステップ S11 4)。

[0127] A/D変換された磁界信号は、位置計算部 14の第 1のメモリ 19に記憶される (ステップ S115)。そして、周波数解析処理を行うのに必要なデータ数が第 1のメモリ 19内に蓄積されたか否かが判断され、蓄積された場合には FFT処理回路 20により周波数解析処理が行われる（ステップ S 116)。

[0128] 周波数解析処理の結果に基づいて、周波数選択部 24は、磁界発生装置 41から発生させた第 2の交番磁界の周波数である第 2の位置算出用周波数 f , f における磁

1 2

界情報のみを抽出して第 3のメモリ 25に記憶する（ステップ SI 17)

ここで記憶された各周波数 f , f における磁界信号の強度を V ^fl— V ^fl— ², ···,

1 2 0 0

V ^fl_^N, V ^{f2 1}, V ^{f2 2}, ···, V ^f2_^Nとする。ここで、上付きの添え字 fl, f 2は周波数

0 0 0 0

成分を示し、その後の添え字 1, 2, ·'·Νはセンスコイル 13aの番号を示す。この場合の磁界情報は、周波素解析処理結果の絶対値情報である。そして、周波数 f , f

1 2 の磁界情報をキャリブレーション値として第 3のメモリ 25に記憶する。

[0129] なお、この場合に、全てのセンスコイル 13aで検出された周波数 f の磁界信号と、周波数の磁界信号を補正することにしてもよい。具体的には、全てのセンスコイル 1 fl N

3aで検出された周波数 f の信号成分の和∑ (V と、全-

1 0

検出された周波数 f の信号成分の和∑ (V ^f2_^N)とを求める。そして、 V ^{1 1}, V

2 0 0 (

, ···, V^f2— ^Nを次のように書き換えて第 1のメモリ 19に上書きする。

[0130] V ^{f2 1}を V ^ί2→Χ∑ (V ^fl— ^Ν)/Σ (V ^f2 Ν)

o o o o

v ^{f2 2}を v ^{f2 2}x∑ (v ^fl— ^N)/∑ (v ^f2 N)

o o o o

V ^f2 Nを V ^{f2 Ν}Χ∑ (V ^N)/∑ (V ^f2 N)

o o o o

[0131] また、∑ (V ^{fl N})/∑ (V ^{f2 N})を第 1のメモリ 19に保存しておく。このようにすること

0 0

で、第 1のメモリ 19に記憶されている V " ¹と、置き換えられた V f²—¹とはほぼ等しい

0 0

値を持つ。言い換えれば、各センスコイル 13aの周波数 f の信号に対するゲインと、周波数 f の信号に対するゲインとをほぼ等しくすることができる。

2

[0132] なお、第 1のカプセル医療装置 51に設けられたクロック（第 1のクロック） 55と、制御部 7に設けられたクロック（第 2のクロック） 29とは同期するように制御されている。具体的には、第 2のクロック 29の同期信号とトリガ発生器 31からのトリガ信号とが、制御部 7に設けられた送信部 53から第 1のカプセル医療装置 51に設けられた受信部 57へ送信されるようになっている。そして、第 1のクロック 55は、 PLL回路 56等により第 2のクロック 29の同期信号を用いて位相制御されるようになっている。このような制御はキヤリブレーシヨンおよび後述する実測定において、定常的または断続的に実行されるようになつている。

[0133] 次に、実測定は、体腔内に第 1 ,第 2のカプセル医療装置 51 , 3' が配置された状態で (ステップ S 120)、入力装置 26において実測定の開始が指示されることにより開始される（ステップ S 121)。

制御回路 28は、トリガ発生器 31にマーカ駆動回路 54、磁界発生装置駆動回路 42 および読出しタイミング生成器 30へのトリガ信号の発生を指示し、トリガ発生器 31がトリガ信号を発生する (ステップ S 122)。

[0134] マーカ駆動回路 54は、波形データメモリ 10内に記憶されている波形データに基づいて、磁界発生駆動信号をクロック信号に同期しながら順次生成し、マーカコイル 52 に出力する。マーカコイル 52は入力された磁界発生駆動信号により第 1の交番磁界を発生させる（ステップ S 123)。

また、磁界発生装置駆動回路 42は、波形データメモリ 43内に記憶されている波形データに基づいて、磁界発生駆動信号をクロック信号に同期しながら順次生成し、磁界発生装置 41に出力する。磁界発生装置 41は入力された磁界発生駆動信号により第 2の交番磁界を発生させる（ステップ S 124)。

[0135] 受信回路 13bは、各センスコイル 13aで検出したマーカコイル 52からの第 1の交番磁界および磁界発生装置 41からの第 2の交番磁界に係る磁界信号をローパスフィルタ処理、増幅処理およびバンドパスフィルタ処理を行った後に、クロック信号に同期して A/D変換を行う（ステップ S 125)。

[0136] A/D変換された磁界信号は、位置計算部 14の第 1のメモリ 19に記憶される (ステップ S 126)。そして、周波数解析処理を行うのに必要なデータ数が第 1のメモリ 19内に蓄積されたか否かが判断され、蓄積された場合には FFT処理回路 20により周波数解析処理が行われる（ステップ S I 27)。その後、この周波数解析処理が全てのセンスコイル 13aからのデータに対して行われたか否かが判断され (ステップ S 128)、全てのセンスコイル 13aからのデータが処理されて!/、な!/、場合には、ステップ S 122 〜S 127力 S繰り返される。

[0137] 全てのセンスコイル 13aからのデータの周波数解析処理が行われた場合には、図 2 3に示されるように、その処理結果に基づいて、周波数選択部 24は、磁界発生装置駆動回路 42で発生させた磁界の周波数成分、すなわち第 2の位置算出用周波数 , f の磁界強度の絶対値を抽出し周波数 f , f と対応づけて第 3のメモリ 25に記憶す

2 1 2

る（ステップ S 129)。この処理は全てのセンスコイル 13aからの磁界信号に対して行われる（ステップ S 130)。

[0138] 位置方向解析部 22は、磁気誘導コイル 5の位置計算を行うための各センスコイル 1 3aの信号を以下の計算式から算出する（ステップ S131)。

V Πΐ2 '= (v^fl_1-v 0 ^fl_1) - (v^f2_1-v 0 ^ί2→)

ν πι2²= (v^fl"²-v 0 ^ί1_2) - (ν^ί2"²-ν 0 ^ί2"²) ν πι2 ^Ν= (v^fl— ^Ν— ν 0 ^fl— ^Ν) - (v^f2— ^Ν— ν 0 ^f2— ^Ν)

[0139] そして、位置方向解析部 22は、算出された V V ², · · · , V ^Νに基づいて磁気誘導コイル 5の位置および向きを繰り返し演算により算出する (ステップ S 132)。算出された磁気誘導コイル 5の位置および方向は、制御回路 28に送られて、表示装置 8により表示されるとともに (ステップ S 133)、第 2のメモリ 23に記憶される（ステツプ S134)。

[0140] また、周波数選択部 24は、周波数解析処理の結果に基づ!/、て、マーカ駆動回路 5 4で発生させた磁界の周波数成分、すなわち、第 1の位置算出用周波数 f の磁界強

0

度の実数部の値を抽出し、第 3のメモリ 25に記憶する。

位置方向解析部 22は、第 3のメモリ 25に記憶されている第 1の位置算出用周波数 f の磁界強度の実数部の値に基づいて、マーカコイル 52の位置および方向を算出す

0

る（ステップ S 135)。

[0141] 算出されたマーカコイル 52の位置および方向は、制御回路 28に送られて、表示装置 8により表示されるとともに (ステップ S 136)、第 2のメモリ 23に記憶される（ステップ S 137)。

[0142] そして、入力装置 26において位置検出終了の指示が入力されたか否かが確認され (ステップ S138)、入力された場合には、トリガ発生器 31からのトリガ信号の発生を終了させ、位置検出システム 50の動作を停止する（ステップ S139)。一方、終了の指示が入力されていない場合には、ステップ S 123に戻り、位置検出動作を継続する。この場合において、磁気誘導コイル 5およびマーカコイル 52の位置および方向の繰り返し演算における初期値としては、前回に算出され第 2のメモリ 23に記憶されている磁気誘導コイル 5およびマーカコイル 52の位置および方向の計算結果が利用される。これにより、繰り返し演算の収束時間を短縮し、位置および方向を迅速に算出すること力 Sでさる。

[0143] このように、本実施形態に係る位置検出システム 50および位置検出方法によれば、マーカコイル 52からの信号と、磁気誘導コイル 5からの信号とを、両方の信号の位相情報を元に完全に分離できる。したがって、マーカコイル 52の位置および方向を正確に算出すること力 Sできる。また、磁気誘導コイル 5の位置および方向に関して、 2 つの周波数信号強度の差により求めているので、マーカコイル 52による誘導磁界が発生していない信号から計算することができる。その結果、磁気誘導コイル 5の位置および方向をマーカコイル 52の干渉を抑えて正確に求めることができる。

[0144] なお、本実施形態においては、マーカコイル 52が複数個存在する場合には、時分割で各マーカコイル 52を順次駆動してステップ S122〜S 137を繰り返すことにすればよい。

すなわち、マーカコイル 52で発生した磁界は、磁気誘導コイル 5の共振周波数と等しい周波数 f を有する磁界である。このため、磁気誘導コイル 5がマーカコイル 52か

0

らの磁界を受けて発生する誘導磁界は、マーカコイル 52で発生する磁界に対して π /2だけ位相がずれたものとなっている。

[0145] このため、センスコイル 13aで取得した信号を周波数解析処理した結果としては、マ一力コイル 52と磁気誘導コイル 5が作った磁界による信号は π /2だけずれて観測される。マーカコイル 52で発生させる磁界の位相は、受信回路 13bの A/D変換器 18 のサンプリングクロックと、マーカコイル駆動回路 54の A/D変換器 11のサンプリングクロックが同期していることにより、あらかじめ調節しておくことができる。本実施形態においては、マーカコイル 52の磁界による信号が全て実数部に現れるように、読出しタイミング生成器 30で調整してある。

この調整方法はマーカコイル 52だけを駆動させ、センスコイル 13aで取得された磁界信号を周波数解析処理を行った結果の実数部が最大で、虚数部が最小となるように読出しタイミング生成器 30で発生させる信号を調整すればよ!/、。これは一度行つておけば再度調整する必要はな!/、。この手順は第 3の実施形態で示したキヤリブレーシヨンの手順を、磁界発生装置 41をマーカコイル 52に置き換えて行うことで実施できる。

Claims

請求の範囲

[1] 外部からの電力供給により第 1の位置算出用周波数を有する第 1の交番磁界を発生する第 1のマーカと、

前記位置算出用周波数と同一の共振周波数を有する磁気誘導コイルを搭載した第 2のマーカと、

該第 2のマーカの作動範囲の外部に配置され、前記第 1の位置算出用周波数にお V、て磁界を検出する磁界検出部と、

該磁界検出部で検出された磁界から、前記第 1の位置算出用周波数を有するとともに前記第 1の交番磁界と同一の位相を有する第 1の検出磁界成分を抽出する抽出部と、

該抽出部により抽出された前記第 1の検出磁界成分の強度に基づいて前記第 1のマーカの位置および方向の少なくとも一方を算出する位置方向解析部とを備える位置検出システム。

[2] 前記抽出部が、前記磁界検出部で検出された磁界から、前記第 1の位置算出用周波数を有するとともに前記第 1の交番磁界の位相に対して π /2ずれた位相を有する第 2の検出磁界成分を抽出し、

前記位置方向解析部が、さらに前記第 2の検出磁界成分の強度に基づいて前記第 2のマーカの位置および方向の少なくとも一方を算出する請求項 1に記載の位置検出システム。

[3] 前記第 2のマーカの作動範囲の外部に配置され、前記第 1の位置算出用周波数を有するとともに、前記第 1の交番磁界と同一の位相を有する第 2の交番磁界を発生する磁界発生部を備え、

前記位置方向解析部が、前記第 1の交番磁界の発生時に抽出された前記第 1の検出磁界成分の強度と前記第 1の交番磁界の発生前に抽出された前記第 1の検出磁界成分の強度との差分に基づいて前記第 1のマーカの位置および方向の少なくとも一方を算出する請求項 2に記載の位置検出システム。

[4] 前記第 2のマーカの作動範囲の外部に配置され、前記第 1の位置算出用周波数の近傍であって、前記第 1の位置算出用周波数を挟み該第 1の位置算出用周波数に対して所定の周波数だけ離れた少なくとも一組の第 2の位置算出用周波数を有する第 2の交番磁界を発生する磁界発生部を備え、

前記磁界検出部が、さらに前記第 2の位置算出用周波数において磁界を検出し、前記抽出部が、前記磁界検出部で検出された磁界から、前記一組の第 2の位置算出用周波数を有する少なくとも一組の第 2の検出磁界成分の強度の差分を抽出し、前記位置方向解析部が、さらに抽出された前記差分に基づいて前記第 2のマーカの位置および方向の少なくとも一方を算出する請求項 1に記載の位置検出システム

[5] 前記第 2の検出磁界成分の強度が絶対値強度である請求項 4に記載の位置検出システム。

[6] 前記第 2のマーカがカプセル医療装置に設けられている請求項 1から請求項 5のいずれかに記載の位置検出システム。

[7] 前記第 1のマーカが内視鏡の先端部に設けられている請求項 1から請求項 6のいずれかに記載の位置検出システム。

[8] 請求項 2から請求項 7の!/、ずれかに記載の位置検出システムを備え、

前記第 2のマーカが、さらに磁界作用部を備え、

該磁界作用部に作用させる推進用磁界を発生させる推進用磁界発生部と、前記位置方向解析部により算出された前記第 2のマーカの位置および方向の少なくとも一方に基づいて、前記推進用磁界の強度および方向を制御する推進用磁界制御部とを備える医療装置誘導システム。

[9] 外部からの電力供給により第 1のマーカが第 1の位置算出用周波数を有する第 1の交番磁界を発生する磁界発生ステップと、

磁気誘導コイルを搭載した第 2のマーカが前記第 1の交番磁界を受けて誘導磁界を発生する誘導磁界発生ステップと、

前記第 1の位置算出用周波数において磁界を検出する磁界検出ステップと、検出された磁界から、前記第 1の位置算出用周波数を有するとともに前記第 1の位置算出用周波数において第 1の交番磁界と同一の位相を有する第 1の検出磁界成分を抽出する抽出ステップと、抽出された前記第 1の検出磁界成分の強度に基づいて前記第 1のマーカの位置および方向の少なくとも一方を算出する位置方向解析ステップとを有する位置検出方法。

[10] 前記抽出ステップが、検出された磁界から、前記第 1の位置算出用周波数を有するとともに前記第 1の交番磁界の位相に対して π /2ずれた位相を有する第 2の検出磁界成分を抽出するステップを有し、

前記位置方向解析ステップが、さらに抽出された前記第 2の検出磁界成分の強度に基づいて前記第 2のマーカの位置および方向の少なくとも一方を算出するステップを有する請求項 9に記載の位置検出方法。

[11] 前記磁界発生ステップが、前記第 1の位置算出用周波数を有するとともに、前記第 1の交番磁界と同一の位相を有する第 2の交番磁界を発生するステップを有し、前記誘導磁界発生ステップが、前記第 2のマーカが前記第 2の交番磁界を受けて誘導磁界を発生するステップを有し、

前記位置方向解析ステップが、前記第 1の交番磁界の発生時に抽出された前記第 1の検出磁界成分の強度と前記第 1の交番磁界の発生前に抽出された前記第 1の検出磁界成分の強度との差分に基づいて前記第 1のマーカの位置および方向の少なくとも一方を算出するステップである請求項 9に記載の位置検出方法。

[12] 前記磁界発生ステップが、前記第 1の位置算出用周波数の近傍であって、前記第 1の位置算出用周波数を挟み該第 1の位置算出用周波数に対して所定の周波数だけ離れた少なくとも一組の第 2の位置算出用周波数を有する第 2の交番磁界を発生前記誘導磁界発生ステップが、前記第 2のマーカが前記第 2の交番磁界を受けて誘導磁界を発生するステップを有し、

前記磁界検出ステップが、前記第 2の位置算出用周波数において磁界を検出する前記抽出ステップが、検出された磁界から、前記一組の第 2の位置算出用周波数を有する少なくとも一組の第 2の検出磁界成分の強度の差分を抽出するステップを有し、前記位置方向解析ステップが、さらに抽出された前記差分に基づいて前記第 2のマーカの位置および方向の少なくとも一方を算出するステップを有する請求項 9に記載の位置検出方法。