JP5475207B1 - 誘導装置及びカプセル型医療装置誘導システム - Google Patents

Abstract

ユーザによるカプセル型医療装置磁気誘導システムの操作性を高めることができる誘導装置及びカプセル型医療装置誘導システムを提供する。誘導装置２０は、体外永久磁石２５ａと、該体外永久磁石を並進及び回転させる第１平面位置変更部２５ｂ〜旋回角変更部２５ｅと、カプセル型内視鏡１０の位置を変化させる動作に関する第１の情報及びカプセル型内視鏡１０の姿勢を変化させる動作に関する第２の情報の入力を受け付ける操作入力部２４と、第１の情報及び第２の情報に基づき第１平面位置変更部２５ｂ〜旋回角変更部２５ｅを制御して、体外永久磁石２５ａを並進及び回転させる制御部２６とを備え、制御部２６は、操作入力部２４が第２の情報を受け付けた場合に、体外永久磁石２５ａの回転に起因して生じるカプセル型内視鏡１０の位置の変化を、カプセル型内視鏡１０を被検体に対して相対的に並進させることにより補正する。

Description

本発明は、被検体内に導入されたカプセル型医療装置を誘導する誘導装置及びカプセル型医療装置誘導システムに関する。

従来、内視鏡の分野においては、患者等の被検体の消化管内に導入可能な大きさに形成されたカプセル型内視鏡の開発が進められている。カプセル型内視鏡は、カプセル型筐体の内部に撮像機能及び無線通信機能を備えたものであり、被検体の口から飲み込まれた後、蠕動運動等によって消化管内を移動しながら、被検体の臓器内部の画像（以下、体内画像ともいう）の画像データを順次取得し、被検体外部の受信装置に無線送信する。受信装置において受信された画像データは画像表示装置に取り込まれ、所定の画像処理が施される。それにより、体内画像がディスプレイに静止画表示又は動画表示される。医師又は看護師等のユーザは、このようにして画像表示装置に表示された体内画像を観察して、被検体の臓器の状態を診断する。

近年では、被検体内部のカプセル型内視鏡を磁力によって誘導（以下、磁気誘導という）する誘導装置を備えた誘導システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。一般に、このような誘導システムにおいては、カプセル型内視鏡の内部に永久磁石（以下、体内永久磁石ともいう）が設けられる。また、誘導装置は、電磁石や永久磁石（以下、体外永久磁石ともいう）等の磁界発生部を備え、被検体内部に導入されたカプセル型内視鏡に磁界を印加し、この印加した磁界から生じる磁気引力によってカプセル型内視鏡を所望の位置に磁気誘導する。この場合、誘導システムには、カプセル型内視鏡が取得した画像データを受信してリアルタイムに体内画像を表示可能な表示部が設けられ、ユーザは、表示部に表示された体内画像を参照しつつ、誘導システムに設けられた操作入力部を用いてカプセル型内視鏡の磁気誘導を操作することができる。

特表２００８-５０３３１０号公報

ところが、このような誘導システムにおいては、カプセル型内視鏡の姿勢を制御するために、体外永久磁石の傾きを変化させると、任意の平面内におけるカプセル型内視鏡の拘束位置も変化してしまう。そこで、カプセル型内視鏡の拘束位置を補正するために、体外永久磁石も併せて移動させなくてはならないが、この際の体外永久磁石の移動方向や移動量を操作者が予測できないため、操作性が低下するという問題もあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ユーザによる誘導システムの操作性を高めることができる誘導装置及びカプセル型医療装置誘導システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る誘導装置は、永久磁石が内部に配置されたカプセル型医療装置を被検体内に導入し、該カプセル型内視鏡に対して磁界を印加することにより、前記被検体内において前記カプセル型医療装置を誘導する誘導装置において、磁界発生部と、前記磁界発生部を前記被検体に対して相対的に並進させる並進機構と、前記磁界発生部を前記被検体に対して相対的に回転させる回転機構と、前記カプセル型医療装置の位置を変化させる動作に関する第１の情報、及び、前記カプセル型医療装置の姿勢を変化させる動作に関する第２の情報の入力を受け付ける入力部と、前記第１の情報及び前記第２の情報に基づき前記並進機構及び前記回転機構を制御して、前記磁界発生部を前記被検体に対して相対的に並進及び回転させる制御部とを備え、前記制御部は、前記入力部が前記第２の情報の入力を受け付けた場合に、前記磁界発生部の前記被検体に対する回転に起因して生じる前記カプセル型医療装置の位置の変化を、前記磁界発生部を前記被検体に対して相対的に並進させることにより補正することを特徴とする。

上記誘導装置において、前記回転機構は、前記磁界発生部を、前記磁界発生部の磁化方向を含む鉛直面内で前記被検体に対して相対的に回転させる機構を有し、前記制御部は、前記第２の情報に基づき、前記磁界発生部を前記機構により回転させる場合に、前記磁界発生部の回転に起因して生じる前記カプセル型医療装置の位置の変化を、前記磁界発生部を、前記鉛直面と水平面との交線に平行な方向に前記被検体に対して相対的に並進させることにより補正することを特徴とする。

上記誘導装置において、前記回転機構は、前記磁界発生部を、前記磁界発生部の磁化方向を鉛直軸に対して傾けた状態で、鉛直軸を中心に前記被検体に対して相対的に回転させる第２の機構を有し、前記制御部は、前記第２の情報に基づき、前記磁界発生部を前記第２の機構により回転させる場合に、前記磁界発生部の回転に起因して生じる前記カプセル型医療装置の位置の変化を、前記磁界発生部を水平面内で前記被検体に対して相対的に並進させることにより補正することを特徴とする。

上記誘導装置は、前記カプセル型医療装置が導入される前記被検体を載置する載置台をさらに備え、前記並進機構は、前記磁界発生部を並進させる第１の並進機構と前記載置台を並進させる第２の並進機構とを有し、前記制御部は、前記第１及び第２の情報に基づき前記並進機構が前記磁界発生部を前記被検体に対して相対的に並進させるトータルの並進量の一部を前記第１の並進機構により並進させ、前記並進量の残りの部分を前記第２の並進機構により並進させることを特徴とする。

上記誘導装置において、前記制御部は、前記入力部が第２の情報の入力を受け付けた場合に、前記磁界発生部の前記被検体に対する回転に起因して生じる前記カプセル型医療装置の位置の変化を、前記第１の並進機構のみを並進させることにより補正することを特徴とする。

上記誘導装置において、前記制御部は、前記トータルの並進量を、前記第１の並進機構による並進量と前記第２の並進機構による並進量とに、所定の比率で分配することを特徴とする。

上記誘導装置において、前記制御部は、前記トータルの並進量を、前記第１の並進機構と前記第２の並進機構の上限速度に応じて、前記第１の並進機構による並進量と前記第２の並進機構による並進量とに分配することを特徴とする。

上記誘導装置は、前記カプセル型医療装置の位置を検出する位置検出部をさらに備え、前記制御部は、前記位置検出部における検出結果と、前記磁界発生部が回転する回転角とに基づいて、前記磁界発生部を前記被検体に対して相対的に並進させる並進量を算出することを特徴とする。

上記誘導装置は、前記カプセル型医療装置の位置を検出する位置検出部と、前記カプセル型医療装置と前記磁界発生部との間の距離及び前記磁界発生部の回転角と、前記磁界発生部を前記被検体に対して相対的に並進させる並進量との関係を記憶する記憶部をさらに備え、前記制御部は、前記位置検出部の検出結果から算出される前記カプセル型医療装置と前記磁界発生部との間の距離と、前記入力部が受け付けた前記第２の情報に従って制御される前記磁界発生部の回転角とに基づいて前記記憶部から前記並進量を抽出することを特徴とする。

上記誘導装置は、前記磁界発生部の回転角と、前記磁界発生部を前記被検体に対して相対的に並進させる並進量の代表値との関係を記憶する記憶部をさらに備え、前記制御部は、前記入力部が受け付けた前記第２の情報に従って制御される前記磁界発生部の回転角に基づいて前記記憶部から前記並進量を抽出することを特徴とする。

上記誘導装置は、前記カプセル型医療装置と前記磁界発生部との間の距離及び前記磁界発生部の回転角と、前記磁界発生部を前記被検体に対して相対的に並進させる並進量との関係を記憶する記憶部をさらに備え、前記入力部は、前記カプセル型医療装置と前記磁界発生部との間の距離に関する情報の入力をさらに受け付け、前記制御部は、前記入力部が受け付けた前記距離に関する情報と、前記第２の情報に従って制御される前記磁界発生部の回転角とに基づいて前記記憶部から前記並進量を抽出することを特徴とする。

上記誘導装置において、前記入力部は、前記カプセル型医療装置の誘導モードに関する情報の入力をさらに受け付け、前記誘導モード及び前記磁界発生部の回転角と、前記磁界発生部を前記被検体に対して相対的に並進させる並進量との関係を記憶する記憶部をさらに備え、前記制御部は、前記入力部が受け付けた前記誘導モードに関する情報に基づいて前記記憶部から前記並進量を抽出することを特徴とする。

上記誘導装置において、前記カプセル型医療装置の位置を検出する位置検出部をさらに備え、前記制御部は、前記入力部が受け付けた少なくとも前記第２の情報に基づいて、前記カプセル型医療装置の目標位置情報を取得し、該目標位置情報と前記位置検出部の検出結果とに基づいて、前記カプセル型医療装置の位置を制御することを特徴とする。

上記誘導装置において、前記磁界発生部は永久磁石であることを特徴とする。

本発明に係るカプセル型医療装置誘導システムは、永久磁石が内部に配置されたカプセル型医療装置と、上記誘導装置とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、カプセル型医療装置の回転に関する情報が入力された場合に、磁界発生部の回転に起因して生じるカプセル型医療装置の位置の変化を、カプセル型医療装置を被検体に対して相対的に並進させることにより補正するので、ユーザによるカプセル型医療装置磁気誘導システムの操作性を高めることが可能になる。

図１は、本発明の実施の形態１に係るカプセル型医療装置誘導システムの一構成例を示す図である。 図２は、図１に示す誘導装置の外観の一構成例を示す模式図である。 図３は、図２に示す体外永久磁石の設置状態を説明するための模式図である。 図４は、図１に示すカプセル型内視鏡の内部構造の一例を示す断面模式図である。 図５は、カプセル型内視鏡の内部における撮像素子と永久磁石との相対的な位置関係を説明するための模式図である。 図６は、被検体内に液体を導入した状態でのカプセル型内視鏡の様子（磁界を作用させていない状態）を説明するための概念図である。 図７は、被検体内に液体を導入した状態でのカプセル型内視鏡の様子（磁界を作用させている状態）を説明するための概念図である。 図８は、図１に示す表示部の表示画面に表示される画像の一例を示す図である。 図９は、カプセル型内視鏡の鉛直方向における位置制御方法を説明する模式図である。 図１０は、カプセル型内視鏡の水平方向における位置制御方法を説明する模式図である。 図１１は、図１に示す操作入力部の一例を示す図である。 図１２は、図１に示す操作入力部によって操作可能なカプセル型医療装置の磁気誘導を説明するための図である。 図１３は、表示部に表示されるメニュー画面を例示する図である。 図１４は、カプセル型内視鏡の拘束位置の補正の原理を説明するための概念図である。 図１５は、体外永久磁石の形状と発生磁界との関係を求めるシミュレーションにおける評価項目を説明するための模式図である。 図１６は、シミュレーションに用いた永久磁石の各辺の長さの比を示す表である。 図１７は、図１６に示す各永久磁石の磁界強度を示すグラフである。 図１８は、図１６に示す各永久磁石により発生するｚ軸方向における磁気勾配を示すグラフである。 図１９は、図１６に示す各永久磁石により発生するｘ軸方向における磁気勾配を示すグラフである。 図２０は、図１６に示す各永久磁石により発生するｙ軸方向における磁気勾配を示すグラフである。 図２１は、別のシミュレーションに用いた永久磁石の各辺の長さの比を示す表である。 図２２は、図２１に示す各永久磁石の磁界強度を示すグラフである。 図２３は、図２１に示す各永久磁石により発生するｚ軸方向における磁気勾配を示すグラフである。 図２４は、図２１に示す各永久磁石により発生するｘ軸方向における磁気勾配を示すグラフである。 図２５は、図２１に示す各永久磁石により発生するｙ軸方向における磁気勾配を示すグラフである。 図２６は、ｚ軸方向の長さに対するｙ軸方向の長さとの比率と、タイプｙ−ｘ−ｚ（３３）の永久磁石の磁界強度に対する各寸法比を有する永久磁石の磁界強度の比率との関係を示すグラフである。 図２７は、変形例１−５に係る操作入力部の一例を示す図である。 図２８は、図２７に示す操作入力部によって操作可能なカプセル型医療装置の磁気誘導を説明するための図である。 図２９は、本発明の実施の形態２に係るカプセル型医療装置磁気誘導システムの一構成例を示す図である。 図３０は、図２９に示す誘導装置の外観を模式的に示す斜視図である。 図３１は、本発明の実施の形態３に係るカプセル型医療装置誘導システムの一構成例を示す模式図である。

以下に、本発明の実施の形態に係る誘導装置及びカプセル型医療装置誘導システムについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明においては、カプセル型医療装置として、被検体内に経口にて導入され、被検体の胃に蓄えた液体中を漂うカプセル型内視鏡を用いるカプセル型内視鏡用誘導システムを例示するが、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。即ち、本発明は、例えば被検体の食道から肛門にかけて管腔内を移動するカプセル型内視鏡や、肛門から等張液とともに導入されるカプセル型内視鏡など、種々のカプセル型医療装置を用いることが可能である。また、以下の説明において、各図は本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、及び位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。従って、本発明は各図で例示された形状、大きさ、及び位置関係のみに限定されるものではない。なお、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るカプセル型医療装置誘導システムの一構成例を示す模式図である。図２は、図１に示す誘導装置の外観の一例を示す模式図である。図１に示すように、実施の形態１におけるカプセル型医療装置誘導システム１は、被検体の体腔内に導入されるカプセル型医療装置であって、内部に永久磁石が設けられたカプセル型内視鏡１０と、３次元的な磁界１００を発生することにより、被検体内に導入されたカプセル型内視鏡１０を磁気誘導する誘導装置２０とを備える。

カプセル型内視鏡１０は、経口摂取等によって所定の液体とともに被検体の臓器内部に導入された後、消化管内部を移動して、最終的に、被検体の外部に排出される。カプセル型内視鏡１０は、その間、被検体の臓器内部（例えば胃内部）に導入された液体中を漂い、磁界１００によって磁気誘導されつつ被検体内を順次撮像し、撮像によって取得した体内画像に対応する画像情報（画像データ）を順次無線送信する。なお、カプセル型内視鏡１０の詳細な構造については後述する。

誘導装置２０は、カプセル型内視鏡１０との間で無線通信を行いカプセル型内視鏡１０が取得した画像情報を含む無線信号を受信する受信部２１と、カプセル型内視鏡１０から受信した無線信号に基づいて、被検体内におけるカプセル型内視鏡１０の位置を検出する位置検出部２２と、受信部２１が受信した無線信号から画像情報を取得し、該画像情報に所定の信号処理を施して体内画像を画面表示すると共に、被検体内におけるカプセル型内視鏡１０の位置を画面表示する表示部２３と、カプセル型医療装置誘導システム１における各種操作を指示する情報等の入力を受け付ける操作入力部２４と、カプセル型内視鏡１０を誘導するための磁界を生成する誘導磁界生成部２５と、これらの各部を制御する制御部２６と、カプセル型内視鏡１０によって撮像された画像情報などを記憶する記憶部２７とを備える。

図２は、誘導装置２０の外観を模式的に示す斜視図である。図２に示すように、誘導装置２０には、被検体が載置される載置台として、ベッド２０ａが設けられている。このベッド２０ａの下部に、磁界１００を生成する誘導磁界生成部２５が少なくとも配置される。

受信部２１は、複数のアンテナ２１ａを備え、これらの複数のアンテナ２１ａを介してカプセル型内視鏡１０からの無線信号を順次受信する。受信部２１は、複数のアンテナ２１ａの中から最も受信電界強度の高いアンテナを選択し、選択したアンテナを介して受信したカプセル型内視鏡１０からの無線信号に対して復調処理等を行う。これにより、受信部２１は、この無線信号から被検体内に関する画像データを抽出する。受信部２１は、抽出した画像データを含む画像信号を表示部２３に出力する。

位置検出部２２は、受信部２１が受信した無線信号の信号強度に基づいて、被検体内におけるカプセル型内視鏡１０の位置を推定する演算を行う。

表示部２３は、液晶ディスプレイ等の各種ディスプレイを含み、受信部２１から入力された画像データに基づく体内画像や、その他各種情報を含む画面を生成してディスプレイに表示する。具体的には、表示部２３は、例えば、カプセル型内視鏡１０が撮像した被検体の体内画像群を表示すると共に、カプセル型内視鏡１０の位置や姿勢に関する情報や誘導操作に関する情報を表示する。この際、表示部２３は、誘導装置２０が発生する磁界から推定されるカプセル型内視鏡１０の位置や姿勢を表示しても良いし、位置検出部２２の位置検出結果に基づいて、表示中の体内画像に対応する被検体内の位置を画面に表示してもよい。また、表示部２３は、例えば、制御部２６の制御に従って選択された体内画像の縮小画像、被検体の患者情報及び検査情報等を表示する。

操作入力部２４は、ジョイスティック、各種ボタン及び各種スイッチを備えた操作卓、キーボード等の入力デバイスによって実現され、カプセル型内視鏡１０を磁気で誘導するための誘導指示情報や誘導装置２０に対して所定のモードを設定するための設定情報といった各種情報の入力を受け付ける。誘導指示情報は、磁気誘導操作対象であるカプセル型内視鏡１０の姿勢や位置を制御するための情報であり、詳細には、カプセル型内視鏡１０の位置を変化させる動作や、カプセル型内視鏡１０の傾斜角（鉛直軸に対する角度）を変化させる動作に関する情報や、カプセル型内視鏡１０の視野（後述する撮像部１１Ａ、１１Ｂ）の方位角（鉛直軸周りの角度）を変化させる動作に関する情報等が含まれる。なお、以下において、視野の方位角のことを、単に方位角という。操作入力部２４は、入力を受け付けたこれらの情報を制御部２６に入力する。

誘導磁界生成部２５は、被検体内に導入されたカプセル型内視鏡１０の位置や傾斜角や方位角を、被検体に対して相対的に変化させるための磁界を生成する。より詳細には、誘導磁界生成部２５は、磁界を発生する磁界発生部としての体外永久磁石２５ａと、該体外永久磁石２５ａを並進及び回転させる機構として、第１平面位置変更部２５ｂと、鉛直位置変更部２５ｃと、仰角変更部２５ｄと、旋回角変更部２５ｅとを有する。

図３は、体外永久磁石２５ａの設置状態を説明するための模式図である。図３に示すように、体外永久磁石２５ａは、例えば直方体形状を有する棒磁石によって実現され、自身の磁化方向と平行な４つの面の内の１つの面（以下、カプセル対向面ＰＬともいう）と対向する領域内にカプセル型内視鏡１０を拘束する。

体外永久磁石２５ａは、初期状態において、カプセル対向面ＰＬが水平面と平行になるように配置される。以下、体外永久磁石２５ａの初期状態にあるときの体外永久磁石２５ａの配置を基準配置とし、このときの磁化方向をＸ軸方向、磁化方向と直交する水平面内の方向をＹ軸方向、鉛直方向をＺ軸方向とする。

体外永久磁石２５ａは、直方体形状の３方向の辺の長さの内、磁化方向と直交する水平面方向（図３においては、Ｙ軸方向）の辺の長さが、磁化方向（図３においては、Ｘ軸方向）及びカプセル対向面ＰＬに直交する方向（図３においては、Ｚ方向）よりも長い形状を有している。好ましくは、体外永久磁石２５ａは、直方体形状の３方向の辺の長さの内、カプセル対向面ＰＬと直交する方向の長さが最も短い平板形状を有している。なお、体外永久磁石２５ａの形状については、後で詳述する。

第１平面位置変更部２５ｂは、体外永久磁石２５ａを水平面内において並進させる並進機構である。即ち、体外永久磁石２５ａにおいて磁化された２つの磁極の相対位置が確保された状態のままで水平面内に移動を行うものである。

鉛直位置変更部２５ｃは、体外永久磁石２５ａを鉛直方向において並進させる並進機構である。

仰角変更部２５ｄは、体外永久磁石２５ａを含む鉛直面内において永久磁石を回転させて、水平面に対する磁化方向の角度を変化させる回転機構である。仰角変更部２５ｄは、好ましくは、カプセル対向面ＰＬと平行且つ磁化方向と直交し、体外永久磁石２５ａの中心を通る軸（以下、回転軸Ｙ_Cという）に対して体外永久磁石２５ａを回転させる。以下、体外永久磁石２５ａと水平面とのなす角度を仰角θとする。

旋回角変更部２５ｅは、体外永久磁石２５ａの中心を通る鉛直方向の軸に対して体外永久磁石２５ａを回転させる。以下、体外永久磁石２５ａの鉛直方向の軸に対する回転運動を旋回運動という。また、基準配置に対して体外永久磁石２５ａが旋回した角度を旋回角ψとする。

旋回角変更部２５ｅにより体外永久磁石２５ａを旋回角ψだけ旋回させ、基準配置に対する回転軸Ｙ_Cの角度を変化させた状態で、仰角変更部２５ｄにより体外永久磁石２５ａを回転軸Ｙ_Cに対して回転させることで、体外永久磁石２５ａが発生する磁界に拘束されたカプセル型内視鏡１０の傾斜角及び方位角を変化させることができる。

制御部２６は、位置検出部２２の検出結果、及び操作入力部２４が受け付けた誘導指示情報に基づいて誘導磁界生成部２５の各部の動作を制御することにより、カプセル型内視鏡１０をユーザ所望の位置及び姿勢に誘導する。この際、制御部２６は、体外永久磁石２５ａの回転によって生じるユーザが意図しないカプセル型内視鏡１０の位置変化を補正するため、補正方向及び補正量を算出し、算出した補正方向及び補正量に基づいて第１平面位置変更部２５ｂの動作を制御する。

記憶部２７は、フラッシュメモリ又はハードディスク等の書き換え可能に情報を保存する記憶メディアを用いて実現される。記憶部２７は、カプセル型内視鏡１０によって撮像された被検体の体内画像群の画像データの他、制御部２６が誘導装置２０の各部を制御するための各種プログラムや各種パラメータといった情報を記憶する。

次に、カプセル型内視鏡１０の詳細な構造について説明する。
図４は、カプセル型内視鏡１０の内部構造の一例を示す断面模式図である。図４に示すように、カプセル型内視鏡１０は、被検体の臓器内部に導入し易い大きさに形成された外装であるカプセル型筐体１２と、互いに異なる撮像方向の被写体を撮像して画像情報を生成する撮像部１１Ａ、１１Ｂとを備える。また、カプセル型内視鏡１０は、撮像部１１Ａ、１１Ｂによって生成された画像情報を外部に無線送信する無線通信部１６と、カプセル型内視鏡１０の各構成部を制御する制御部１７と、カプセル型内視鏡１０の各構成部に電力を供給する電源部１８とを備える。さらに、カプセル型内視鏡１０は、誘導装置２０による磁気誘導を可能にするための永久磁石１９を備える。

カプセル型筐体１２は、被検体の臓器内部に導入可能な大きさに形成された外装ケースであり、筒状筐体１２ａの両側開口端をドーム形状筐体１２ｂ、１２ｃによって塞ぐことによって実現される。ドーム形状筐体１２ｂ、１２ｃは、可視光等の所定波長帯域の光に対して透明なドーム形状の光学部材である。また、筒状筐体１２ａは、可視光に対して略不透明な有色の筐体である。これらの筒状筐体１２ａ及びドーム形状筐体１２ｂ、１２ｃによって形成されるカプセル型筐体１２は、図４に示すように、撮像部１１Ａ、１１Ｂ、無線通信部１６、制御部１７、電源部１８及び永久磁石１９を液密に内包する。

撮像部１１Ａは、ＬＥＤ等の照明部１３Ａと、集光レンズ等の光学系１４Ａと、ＣＭＯＳイメージセンサ又はＣＣＤ等の撮像素子１５Ａとを有する。照明部１３Ａは、撮像素子１５Ａの撮像視野に白色光等の照明光を発光して、ドーム形状筐体１２ｂ越しに撮像視野内の被写体を照明する。光学系１４Ａは、この撮像視野からの反射光を撮像素子１５Ａの撮像面に集光し、撮像視野の被写体像を結像する。撮像素子１５Ａは、撮像面に集光された撮像視野からの反射光を受光し、受光した光信号を光電変換処理して、撮像視野の被写体像、即ち被検体の体内画像を表す画像情報を生成する。

撮像部１１Ｂは、撮像部１１Ａと同様に、ＬＥＤ等の照明部１３Ｂと、集光レンズ等の光学系１４Ｂと、ＣＭＯＳイメージセンサ又はＣＣＤ等の撮像素子１５Ｂとを有する。

図４に示すように、カプセル型内視鏡１０が長軸Ｌａ方向の前方及び後方を撮像する２眼タイプのカプセル型医療装置である場合、これらの撮像部１１Ａ、１１Ｂは、各光軸がカプセル型筐体１２の長手方向の中心軸である長軸Ｌａと略平行又は略一致し、且つ各撮像視野が互いに反対方向を向くように配置される。即ち、撮像素子１５Ａ、１５Ｂの撮像面が長軸Ｌａに対して直交するように、撮像部１１Ａ、１１Ｂが実装される。

無線通信部１６は、アンテナ１６ａを備え、上述した撮像部１１Ａ、１１Ｂによって取得された画像情報を、アンテナ１６ａを介して外部に順次無線送信する。具体的には、無線通信部１６は、撮像部１１Ａ又は撮像部１１Ｂが生成した画像情報に基づく画像信号を制御部１７から取得し、該画像信号に対して変調処理等を行って、この画像信号を変調した無線信号を生成する。無線通信部１６は、この無線信号を、アンテナ１６ａを介して外部の受信部２１に送信する。

制御部１７は、撮像部１１Ａ、１１Ｂ及び無線通信部１６の各動作を制御すると共に、これらの各構成部間における信号の入出力を制御する。具体的には、制御部１７は、照明部１３Ａが照明した撮像視野内の被写体を撮像素子１５Ａに撮像させ、照明部１３Ｂが照明した撮像視野内の被写体を撮像素子１５Ｂに撮像させる。また、制御部１７は、画像信号を生成する信号処理機能を有する。制御部１７は、撮像素子１５Ａ、１５Ｂから画像情報を取得し、その都度、この画像情報に対して所定の信号処理を施して、画像データを含む画像信号を生成する。さらに、制御部１７は、このような画像信号を時系列に沿って外部に順次無線送信するように無線通信部１６を制御する。

電源部１８は、ボタン型電池又はキャパシタ等の蓄電部であって、磁気スイッチや光スイッチ等のスイッチ部を有する。電源部１８は、外部から印加された磁界によって電源のオンオフ状態を切り替え、オン状態の場合に、蓄電部の電力をカプセル型内視鏡１０の各構成部（撮像部１１Ａ、１１Ｂ、無線通信部１６、及び制御部１７）に適宜供給する。また、電源部１８は、オフ状態の場合に、カプセル型内視鏡１０の各構成部への電力供給を停止する。

永久磁石１９は、誘導磁界生成部２５が生成した磁界１００によるカプセル型内視鏡１０の磁気誘導を可能にするためのものであり、磁化方向が長軸Ｌａに対して傾きを持つように、カプセル型筐体１２の内部に固定配置される。具体的には、永久磁石１９は、磁化方向が長軸Ｌａに対して直交するように配置される。永久磁石１９は、外部から印加された磁界に追従して動作し、この結果、誘導磁界生成部２５によるカプセル型内視鏡１０の磁気誘導が実現する。

ここで、図５を参照しながら、撮像素子１５Ａ、１５Ｂと永久磁石１９との相対的な位置関係について説明する。永久磁石１９は、上述した撮像部１１Ａ、１１Ｂに対して相対的に固定された状態でカプセル型筐体１２の内部に固定配置される。より詳細には、永久磁石１９は、その磁化方向が、撮像素子１５Ａ、１５Ｂの各撮像面の上下方向に対して相対的に固定されるように配置される。具体的には、図５に示すように、永久磁石１９は、その磁化方向Ｙｍが撮像素子１５Ａ、１５Ｂの各撮像面の上下方向Ｙｕに対して平行となるように配置される。

図６は、被検体内に液体Ｗを導入した状態でのカプセル型内視鏡１０の様子を説明するための概念図である。なお、図６は、カプセル型内視鏡１０の位置及び姿勢を制御するための誘導磁界生成部２５からの磁界がカプセル型内視鏡１０内の永久磁石１９に作用していない状態を示している。

実施の形態１において例示するカプセル型内視鏡１０は、液体Ｗ内で浮くように設計されている。また、カプセル型内視鏡１０の重心Ｇは、カプセル型内視鏡１０の幾何学的中心Ｃからカプセル型内視鏡１０の長軸Ｌａ（カプセル型内視鏡１０の長手方向の中心軸：図４参照）に沿ってずれた位置となるように設定されている。具体的には、カプセル型内視鏡１０の重心Ｇは、電源部１８及び永久磁石１９等の各構成部の配置を調整することにより、長軸Ｌａ上の位置であってカプセル型筐体１２の幾何学的中心Ｃから撮像部１１Ｂ側に外れた位置に設定される。これにより、カプセル型内視鏡１０は、自身の長軸Ｌａが鉛直方向（即ち、重力方向）と略平行になった状態で、液体Ｗ中を漂う。言い換えると、カプセル型内視鏡１０は、幾何学的中心Ｃと重心Ｇとを結ぶ直線が直立した状態で液体Ｗ中を漂う。カプセル型内視鏡１０は、このような直立姿勢において、鉛直上方に撮像部１１Ａの撮像視野を向けるとともに鉛直下方に撮像部１１Ｂの撮像視野を向ける。なお、液体Ｗは、水又は生理食塩水等の人体に無害な液体である。

また、上述したように、永久磁石１９は、その磁化方向Ｙｍ（図５参照）が長軸Ｌａと直交するように配置される。即ち、永久磁石１９の磁化方向Ｙｍは、カプセル型内視鏡１０の径方向と一致する。従って、カプセル型内視鏡１０の位置及び姿勢を制御するための磁界が永久磁石１９に作用していない場合、カプセル型内視鏡１０は、磁化方向Ｙｍが水平方向と一致した状態で液体Ｗ中を漂う。また、このとき、磁化方向Ｙｍと、カプセル型筐体１２の幾何学的中心Ｃ及び重心Ｇを結ぶラインとを通る平面が、鉛直平面となる。

図７は、被検体内に液体Ｗを導入した状態でのカプセル型内視鏡１０の様子を説明するための概念図であり、カプセル型内視鏡１０の傾斜角を制御するための磁界を永久磁石１９に作用させている状態を示している。

図７に示すように、重力方向Ｄｇに対するカプセル型内視鏡１０の長軸Ｌａの傾きは、カプセル型内視鏡１０の永久磁石１９に外部から磁界を作用させることで制御することができる。例えば、磁力線の方向が水平面に対して角度を有する磁界を永久磁石１９に作用させることで、永久磁石１９の磁化方向Ｙｍがこの磁力線と略平行となるように、カプセル型内視鏡１０を重力方向Ｄｇに対して傾かせることができる。この場合、磁化方向Ｙｍは、鉛直平面内に含まれた状態を維持しつつ、カプセル型内視鏡１０の姿勢が変化する。このような制御を行う磁界は、誘導装置２０の仰角変更部２５ｄにより体外永久磁石２５ａの仰角θを変化させることにより実現される（図１及び図３参照）。

従って、カプセル型内視鏡１０を傾かせた状態で、重力方向Ｄｇを中心として旋回する磁界を印加してカプセル型内視鏡１０を重力方向Ｄｇ周りに矢印のように旋回させることにより、カプセル型内視鏡１０周囲の体内画像を容易に取得することが可能となる。このような制御を行う磁界は、誘導装置２０の旋回角変更部２５ｅにより体外永久磁石２５ａを旋回させることにより実現される（図１及び図３参照）。

このとき、誘導装置２０の表示部２３は、カプセル型内視鏡１０の磁気誘導に伴う体内画像内の被写体の上下方向と表示画面の上下方向とを一致させた表示態様でカプセル型内視鏡１０による被検体の体内画像を表示する。この結果、図８に示すように、表示部２３の表示画面Ｍには、カプセル型内視鏡１０の撮像素子１５Ａの上部領域Ｐｕの素子が撮像した液面Ｗｓが、撮像部１１Ａに対応する画像の上部になるように表示される。そして、永久磁石１９の磁化方向Ｙｍが撮像素子１５Ａ、１５Ｂの各撮像面の上下方向Ｙｕに対して平行であるため、永久磁石１９の磁化方向Ｙｍと平行な方向が表示部２３の表示画面の上下方向と一致することとなる。

図９に示すように、カプセル型内視鏡１０の水平方向における並進運動は、カプセル対向面ＰＬ内で磁界強度のピークを持つ磁界（図９（ａ）参照）をカプセル型内視鏡１０の永久磁石１９に作用させ、この磁界のピーク位置に永久磁石１９を引きつけてカプセル型内視鏡１０を拘束することによって制御することができる（図９（ｂ）参照）。このような磁界は、具体的には、誘導装置２０の第１平面位置変更部２５ｂにより体外永久磁石２５ａを水平面内で移動させることにより実現される。

図１０に示すように、カプセル型内視鏡１０の鉛直方向における並進運動は、磁気勾配の分布がカプセル対向面ＰＬと直交する方向における距離に応じて変化する磁界をカプセル型内視鏡１０の永久磁石１９に作用させることによって制御することができる。このような磁界は、具体的には、誘導装置２０の鉛直位置変更部２５ｃで体外永久磁石２５ａを鉛直方向に移動させることにより実現される。

例えば、図１０（ａ）に示すように、カプセル対向面ＰＬを水平にした場合に、鉛直位置が高くなるほど磁気勾配が弱くなる磁界を永久磁石１９に作用させる。このとき、図１０（ｂ）に示すように、体外永久磁石２５ａを上方に移動させて永久磁石１９の鉛直位置を相対的に低くすると、永久磁石１９に印加される磁気引力が強くなり、カプセル型内視鏡１０が下方に付勢される。なお、カプセル型内視鏡１０の鉛直方向における位置は、液体Ｗに対するカプセル型内視鏡１０の浮力と、カプセル型内視鏡１０にかかる重力と、体外永久磁石２５ａによって印加される磁気引力とのバランスが取れた位置にほぼ維持される。

次に、図１に示す操作入力部２４の具体的な構成及び動作について説明する。
図１１（ａ）は、操作入力部２４の正面図であり、図１１（ｂ）は、操作入力部２４の右側面図である。図１２は、操作入力部２４の各構成部位の操作によって指示されるカプセル型内視鏡１０の動きを示す図である。

図１１（ａ）に示すように、操作入力部２４は、誘導磁界生成部２５によるカプセル型内視鏡１０の磁気誘導を３次元的に操作するための２つのジョイスティック３１、３２を備える。ジョイスティック３１、３２は、上下方向及び左右方向に傾動操作が可能である。

図１１（ｂ）に示すように、ジョイスティック３１の背面には、アップボタン３４Ｕ、ダウンボタン３４Ｂが設けられている。アップボタン３４Ｕは、押圧されることによってカプセル型内視鏡１０の上方誘導を指示する誘導指示情報を制御部２６に入力し、ダウンボタン３４Ｂは、押圧されることによってカプセル型内視鏡１０の下方誘導を指示する誘導指示情報を制御部２６に入力する。ジョイスティック３１の上部には、キャプチャボタン３５が設けられている。キャプチャボタン３５は、押圧されることによって、表示部２３に表示されている体内画像をキャプチャする。また、ジョイスティック３２の上部には、アプローチボタン３６が設けられている。アプローチボタン３６は、押圧されることによって、撮像部１１Ａの撮像対象に対してカプセル型内視鏡１０の撮像部１１Ａ側を近接させるようにカプセル型内視鏡１０を誘導させる誘導指示情報を制御部２６に入力する。

図１１（ａ）に示すように、ジョイスティック３１の矢印Ｙ１１ｊに示す上下方向の傾動方向は、図１２の矢印Ｙ１１のようにカプセル型内視鏡１０の先端が鉛直軸Ａｚを通るように首を振るティルティング誘導方向に対応する。操作入力部２４から、ジョイスティック３１の矢印Ｙ１１ｊの傾動操作に対応する誘導指示情報が制御部２６に入力された場合、制御部２６は、この誘導指示情報をもとに、ジョイスティック３１の傾動方向に応じてカプセル型内視鏡１０先端の絶対座標系上における誘導方向を演算し、ジョイスティック３１の傾動操作に応じて誘導量を演算する。そして、誘導磁界生成部２５は、例えば演算した誘導方向に、演算した誘導量に応じて体外永久磁石２５ａの仰角θを変化させるよう、仰角変更部２５ｄを制御する。

図１１（ａ）に示すように、ジョイスティック３１の矢印Ｙ１２ｊに示す左右方向の傾動方向は、図１２の矢印Ｙ１２のようにカプセル型内視鏡１０が鉛直軸Ａｚを中心として回転するローテーション誘導方向に対応する。操作入力部２４から、ジョイスティック３１の矢印Ｙ１２ｊの傾動操作に対応する誘導指示情報が制御部２６に入力された場合、制御部２６は、この誘導指示情報をもとに、ジョイスティック３１の傾動方向に応じて、カプセル型内視鏡１０先端の絶対座標系上における誘導方向を演算すると共に、ジョイスティック３１の傾動操作に応じて誘導量を演算し、さらに、例えば演算した誘導方向に、演算した誘導量に応じて体外永久磁石２５ａを旋回させるよう、旋回角変更部２５ｅを制御する。

図１１（ａ）に示すように、ジョイスティック３２の矢印Ｙ１３ｊに示す上下方向の傾動方向は、図１２の矢印Ｙ１３のようにカプセル型内視鏡１０の長軸Ｌａを水平面Ｈｐに投影した方向に進むホリゾンタルバックワード誘導方向又はホリゾンタルフォワード誘導方向に対応する。操作入力部２４から、ジョイスティック３２の矢印Ｙ１３ｊの傾動操作に対応する誘導指示情報が制御部２６に入力された場合、制御部２６は、この誘導指示情報をもとに、ジョイスティック３２の傾動方向に応じて、カプセル型内視鏡１０先端の絶対座標系上における誘導方向及び誘導量を演算し、演算した誘導方向及び誘導量に応じて体外永久磁石２５ａを並進させるよう、第１平面位置変更部２５ｂを制御する。

図１１（ａ）に示すように、ジョイスティック３２の矢印Ｙ１４ｊに示す左右方向の傾動方向は、図１２の矢印Ｙ１４のようにカプセル型内視鏡１０が水平面Ｈｐを、長軸Ｌａを水平面Ｈｐに投影した方向と垂直に進むホリゾンタルライト誘導方向又はホリゾンタルレフト誘導方向に対応する。操作入力部２４から、ジョイスティック３２の矢印Ｙ１４ｊの傾動操作に対応する誘導指示情報が制御部２６に入力された場合、制御部２６は、この誘導指示情報をもとに、ジョイスティック３２の傾動方向に応じて、カプセル型内視鏡１０先端の絶対座標系上における誘導方向及び誘導量を演算し、演算した誘導方向及び誘導量に応じて体外永久磁石２５ａを並進させるよう、第１平面位置変更部２５ｂを制御する。

また、ジョイスティック３２の背面には、アップボタン３４Ｕ及びダウンボタン３４Ｂが設けられている。図１１（ｂ）の矢印Ｙ１５ｊに示すようにアップボタン３４Ｕが押圧された場合には、図１２に示す鉛直軸Ａｚに沿って矢印Ｙ１５のように上に進むアップ動作が指示される。また、図１１（ｂ）の矢印Ｙ１６ｊに示すように、ダウンボタン３４Ｂが押圧された場合には、図１２に示す鉛直軸Ａｚに沿って矢印Ｙ１６のように下に進むダウン動作が指示される。操作入力部２４から、アップボタン３４Ｕ又はダウンボタン３４Ｂの矢印Ｙ１５ｊ、Ｙ１６ｊの押圧操作に対応する誘導指示情報が制御部２６に入力された場合、制御部２６は、この誘導指示情報をもとに、押圧されたボタンに応じて、カプセル型内視鏡１０先端の絶対座標系上における誘導方向及び誘導量を演算し、演算した誘導方向及び誘導量に応じて体外永久磁石２５ａを鉛直方向に並進させるよう、鉛直位置変更部２５ｃを制御する。例えば、アップボタン３４Ｕが押圧された場合、鉛直位置変更部２５ｃは、体外永久磁石２５ａを鉛直軸Ａｚの下方向（カプセル型内視鏡１０から離れる方向）に向かって並進させる。それにより、カプセル型内視鏡１０は矢印Ｙ１５のように上昇する。一方、ダウンボタン３４Ｂが押圧された場合、鉛直位置変更部２５ｃは、体外永久磁石２５ａを鉛直軸Ａｚの上方向（カプセル型内視鏡１０に近づく方向）に向かって並進させる。それにより、カプセル型内視鏡１０は、矢印Ｙ１６のように下降する。

なお、操作入力部２４は、このようなジョイスティック３１、３２と共に、各種操作ボタンやキーボード等からなる入力デバイスをさらに有しても良い。

図１３は、表示部２３に表示されるメニュー画面Ｓの表示例を示す模式図である。このメニュー画面Ｓには、左上方の領域Ｓ１に被検体の患者名、患者ＩＤ、生年月日、性別、年齢等の各被検体情報が表示され、中央の領域Ｓ２には、撮像部１１Ａが撮像した生体画像Ｓｇ１が左側に表示され、１１Ｂが撮像した生体画像Ｓｇ２が右側に表示され、領域Ｓ２の下方の領域Ｓ３には、キャプチャボタン３５の押圧操作によってキャプチャされた各画像が、キャプチャ時間とともに縮小表示され、左側の領域Ｓ４にカプセル型内視鏡１０の姿勢図として鉛直面における姿勢図Ｓｇ３、水平面における姿勢図Ｓｇ４が表示される。各姿勢図Ｓｇ３、Ｓｇ４に表示されるカプセル型内視鏡１０の姿勢は、操作入力部２４の誘導指示情報に対応する姿勢を表示している。実施の形態１においては、操作入力部２４からの入力量が誘導する力に反映されるため、表示されるカプセル型内視鏡１０の姿勢は、実際のカプセル型内視鏡１０の姿勢とほぼ同じものと考えることができ、操作者の誘導指示補助も向上する。なお、この姿勢図Ｓｇ３、Ｓｇ４には、カプセル型内視鏡１０を誘導可能な方向が矢印で示され、いずれかの誘導方向の操作入力があった場合には、入力された方向に対応する矢印の表示色を変えて、操作者の操作を補助している。

次に、カプセル型内視鏡１０の姿勢を変化させる際の制御部２６の動作について詳しく説明する。ここで、カプセル型内視鏡１０の姿勢を変化させるために体外永久磁石２５ａを回転させると、それによって生じる磁界の変化により、カプセル型内視鏡１０に対して水平面内を移動させる推力が働き、カプセル型内視鏡１０の拘束位置が、ユーザが意図した位置からずれてしまう。

例えば、図１４に示すように、カプセル型内視鏡１０の鉛直面（ＺＸ面）内における拘束位置は、鉛直方向におけるカプセル型内視鏡１０と体外永久磁石２５ａとの距離、即ち、カプセル型内視鏡１０の高さＨと、体外永久磁石２５ａの回転角θとによって決まる。そのため、カプセル型内視鏡１０がＸ＝Ｘ₀、Ｚ＝Ｈ_n（ｎ＝１、２、…）に位置する場合、体外永久磁石２５ａを仰角θ_nだけ回転させると、カプセル型内視鏡１０の拘束位置が−Ｘ軸方向に距離Ｄ_ｎだけ変化しようとする。

そこで、制御部２６は、カプセル型内視鏡１０を元の位置（Ｘ＝Ｘ₀）に維持しておくために、カプセル型内視鏡１０を、体外永久磁石２５ａの回転によって生じた変化量に対応する量（補正量）だけ、カプセル型内視鏡１０の位置変化の方向とは反対方向（補正方向）にカプセル型内視鏡１０を移動させる制御を行う。それにより、カプセル型内視鏡１０の拘束位置の変化を相殺する。

なお、実際のＸＹＺ座標上では、補正方向は、体外永久磁石２５ａの磁化方向を含む鉛直面と水平面とが交差する軸における仰角変更部２５ｄによる体外永久磁石２５ａの回転方向の反対方向となる。また、上記補正量Ｄ_ｎは、カプセル型内視鏡１０の方位角を与える体外永久磁石２５ａの旋回角ψに応じて、Ｘ軸方向の補正量とＹ軸方向の補正量とに配分される。

具体的な動作として、制御部２６は、位置検出部２２から出力された検出結果から、カプセル型内視鏡１０の鉛直方向における位置（図１４に示す距離Ｈ₁、Ｈ₂に対応）を取得する。また、制御部２６は、操作入力部２４から入力された誘導指示情報から、ユーザ所望のカプセル型内視鏡１０の方位角及び傾斜角の変化並びに移動を実現するために必要な体外永久磁石２５ａの旋回角ψ、仰角θ、並進方向、及び並進量を算出する。そして、体外永久磁石２５ａの回転によって生じるカプセル型内視鏡１０の拘束位置の変化を補正するため、旋回角ψを用いて補正方向を算出すると共に、仰角θを用いて補正量を算出する。なお、このときに用いる算出式は、予め記憶部２７に記憶させておく。さらに、制御部２６は、誘導指示情報に基づく体外永久磁石２５ａの並進方向及び並進量を、算出した補正方向及び補正量を用いて補正する。そして、制御部２６は、算出した旋回角ψ及び仰角θで体外永久磁石２５ａを旋回及び回転を変更させると共に、補正済みの並進方向及び並進量で体外永久磁石２５ａを並進させるよう、誘導磁界生成部２５の各部を制御する。

なお、制御部２６は、上記補正方向及び補正量を算出する代わりに、体外永久磁石２５ａの旋回角ψ及び仰角θと、カプセル型内視鏡１０の鉛直方向における位置とに対応付けられた補正方向及び補正量を予め記憶部２７に記憶させ、操作入力部２４からカプセル型内視鏡１０を回転させる誘導指示情報が入力された際に、入力された誘導指示情報及び位置検出部２２の検出結果（カプセル型内視鏡１０の鉛直方向における位置）に基づいて、必要な補正方向及び補正量を記憶部２７から抽出するようにしても良い。

また、制御部２６は、第１平面位置変更部２５ｂが体外永久磁石２５ａを並進させる際には、カプセル型内視鏡１０の移動が所定時間内に完了するよう、並進量に応じて体外永久磁石２５ａの並進速度を調節する制御を行っても良い。

次に、体外永久磁石２５ａの形状に関する条件について説明する。
本発明者らは、カプセル型内視鏡１０を誘導するための磁界を体外永久磁石２５ａから効率的に発生させるため、永久磁石の形状（縦・横・高さの比）と発生磁界との関係をシミュレーションにより求めた。図１５は、このシミュレーションにおける評価項目を説明するための模式図である。図１５に示すように、本シミュレーションにおいては、永久磁石の磁化方向をｘ軸方向、シミュレーション位置と対向する面ＰＬ’の磁化方向と直交する方向をｙ軸方向、面ＰＬ’と直交する方向をｚ軸方向に設定し、シミュレーション位置における磁界強度と、同位置におけるｚ軸方向、ｘ軸方向、及びｙ軸方向における各磁気勾配とを評価した。なお、磁気強度は、カプセル型内視鏡１０に対する方位角及び傾斜角を変更する際の誘導に関与する。ｚ軸方向の磁気勾配は、カプセル型内視鏡１０に対するｚ軸方向における誘導に関与する。ｘ軸方向の磁気勾配は、カプセル型内視鏡１０に対するｘ軸方向における誘導に関与する。ｙ軸方向の磁気勾配は、カプセル型内視鏡１０に対するｙ軸方向における誘導に関与する。

また、本シミュレーションにおいては、直方体（立方体を含む）の永久磁石を用いた。図１６は、シミュレーションに用いた永久磁石の各辺の長さの比を示す表である。図１６に示す「ｘ軸方向の長さ」はｘ軸と平行な辺の長さに対応し、「ｙ軸方向の長さ」はｙ軸と平行な辺の長さに対応し、「ｚ軸方向の長さ」はｚ軸と平行な辺の長さに対応する。また、図１６の「タイプ」の欄には、各永久磁石の辺の内、長いものが左から順に示されている。例えば、タイプ「ｘ−ｙ−ｚ」は、ｘ軸と平行な辺が最も長く、ｚ軸と平行な辺が最も短い直方体形状を示す。なお、タイプ「ｘｙｚ」は、全ての辺の長さが等しい立方体を示す。

図１７は、図１６に示す各永久磁石の磁界強度を示すグラフである。図１８は、図１６に示す各永久磁石により発生するｚ軸方向における磁気勾配を示すグラフである。図１９は、図１６に示す各永久磁石により発生するｘ軸方向における磁気勾配を示すグラフである。図２０は、図１６に示す各永久磁石により発生するｙ軸方向における磁気勾配を示すグラフである。なお、図１７において、磁界強度の値は正規化されている。また、図１８〜図２０を通して、磁気勾配の値は正規化されている。図１９及び図２０において、横軸は、永久磁石の中心を通るｚ軸方向の軸（中心軸）からの距離を正規化した値を示している。

カプセル型内視鏡１０の方位角及び傾斜角の制御を効率的に行うためには、永久磁石が発生する磁界強度が強いことが好ましい。この点において、図１７に示すように、比較的大きい磁界強度が得られた磁石は、タイプｙ−ｘ−ｚ及びタイプｘ−ｙ−ｚであった。従って、カプセル型内視鏡１０の方位角及び傾斜角の制御に適した形状は、ｚ軸方向の長さがｙ軸方向の長さよりも短い形状であることがわかる。さらには、ｚ軸方向の長さがｘ軸方向及びｙ軸方向の長さよりも短い、平たい形状がより好ましいと言える。

また、永久磁石をｙ軸と平行な軸で回転させる場合には、ｙ軸と直交するｚｘ平面への投影面積が小さい方が、回転時の永久磁石の移動領域を小さくすることができて好ましい。従って、ｘ軸方向の長さを短くする方が良い。この場合、永久磁石をより被検体に近づけて設置することができるので、強度の高い磁界を被検体内に効率良く生成することができ、誘導磁界生成部２５を小型化することができる。

カプセル型内視鏡１０の鉛直方向における位置制御を行うためには、鉛直方向における磁気勾配が大きい方が好ましい。この点において、図１８に示すように、ｚ軸方向において比較的大きな磁気勾配が得られた磁石は、タイプｙ−ｘ−ｚ及びタイプｘ−ｙ−ｚであった。従って、カプセル型内視鏡１０の鉛直方向における位置制御に適した形状は、ｚ軸方向の長さを短くした平たい形状であることがわかる。

カプセル型内視鏡１０の水平方向における位置制御を行うためには、水平方向における磁気勾配が大きい方が好ましい。この点において、図１９に示すように、ｘ軸方向において比較的大きな磁気勾配が得られた磁石は、タイプｙ−ｘ−ｚ及びタイプｙ−ｚ−ｘであった。なお、タイプｘ−ｚ−ｙ及びタイプｘ−ｙ−ｚの場合、永久磁石から離れた位置に磁気勾配のピークが形成されることがわかった。また、図２０に示すように、ｙ軸方向において比較的大きな磁気勾配が得られた磁石は、タイプｙ−ｘ−ｚ及びタイプｘ−ｙ−ｚであった。これより、カプセル型内視鏡１０の水平方向における制御に適した形状は、ｘ軸方向及びｚ軸方向と比較して、ｙ軸方向の長さが長い形状であることがわかる。また、ｘ軸方向の長さは、ｙ軸方向及びｚ軸方向と比較して、あまり長くしない方が好ましいと言える。

上記シミュレーションの結果から、カプセル型内視鏡１０の制御に適した体外永久磁石２５ａの形状は、ｙ軸方向の長さが最も長く、ｚ軸方向の長さが最も短い平板状であることがわかった。そこで、本発明者らは、続いて、体外永久磁石２５ａの各辺の長さの好適な比率を求めるための別のシミュレーションを行った。

図２１は、別のシミュレーションに用いた永久磁石の各辺の長さの比を示す表である。図２１に示す「ｘ軸方向の長さ」はｘ軸と平行な辺の長さに対応し、「ｙ軸方向の長さ」はｙ軸と平行な辺の長さに対応し、「ｚ軸方向の長さ」はｚ軸と平行な辺の長さに対応する。また、図２１の「タイプ」の欄には、各永久磁石の辺の内、長いものが左から順に示されており、括弧の中の数値は、ｘ軸方向の長さに対するｚ軸方向の長さの比率を示している。図２１に示すように、このシミュレーションにおいては、いずれも、ｙ軸方向と平行な辺が最も長く、ｚ軸方向と平行な辺が最も短い直方体の永久磁石を用いている。

図２２は、図２１に示す各永久磁石の磁界強度を示すグラフである。図２３は、図２１に示す各永久磁石により発生するｚ軸方向における磁気勾配を示すグラフである。図２４は、図２１に示す各永久磁石により発生するｘ軸方向における磁気勾配を示すグラフである。図２５は、図２１に示す各永久磁石により発生するｙ軸方向における磁気勾配を示すグラフである。なお、図２２において、磁界強度の値は正規化されている。また、図２３〜図２５を通して、磁気勾配の値は正規化されている。図２４及び図２５において、横軸は、永久磁石の中心を通るｚ軸方向の軸（中心軸）からの距離を正規化した値を示している。

図２２及び図２３に示すように、磁界強度及びｚ軸方向における磁気勾配については、いずれも良好な結果が得られており、永久磁石の各辺の長さの比率を変化させることによる効果は小さいことがわかる。

一方、図２４に示すように、永久磁石のｚ軸方向の長さに対し、ｙ軸方向の長さを長くするほど（例えば、タイプｙ−ｘ−ｚ（３３）及びタイプｙ−ｘ−ｚ（５０））、ｘ軸方向における磁気勾配が著しく向上することがわかる。一方、この場合、この比率が極端になると（例えば、タイプｙ−ｘ−ｚ（３３））、図２５に示すように、ｙ軸方向における磁気勾配が悪化することがわかる。しかしながら、ｙ軸方向における磁気勾配に対してｘ軸方向における磁気勾配の値は小さいため、各軸方向における磁気勾配のバランスを考慮して、ｙ軸方向の長さとｚ軸方向の長さの比を決定すれば良い。

図２６は、ｚ軸方向の長さに対するｙ軸方向の長さとの比率（長さの比率）と、タイプｙ−ｘ−ｚ（３３）の永久磁石の磁界強度に対する上記各比率を有する永久磁石の磁界強度の比率との関係を示すグラフである。図２６に示すように、ｚ軸方向の長さに対するｙ軸方向の長さが１．５倍になると、タイプｙ−ｘ−ｚ（３３）の永久磁石、即ち、ｚ軸方向の長さに対するｙ軸方向の長さが十分に長い永久磁石が発生する磁界強度に対し、９０％程度の磁界強度を発生することができる。さらに、ｚ軸方向の長さに対するｙ軸方向の長さが３倍以上になると、上記磁界強度の比率が９５％となる。従って、好ましい永久磁石の形状として、ｚ軸方向の長さに対するｙ軸方向の長さを１．５倍以上又は３倍以上とすると良い。

以上説明したように、実施の形態１によれば、体外永久磁石２５ａの回転に起因するカプセル型内視鏡１０の拘束位置の変化を、制御部２６の制御の下でこの体外永久磁石２５ａを並進させることにより補正するので、ユーザによるカプセル型医療装置磁気誘導システムの操作性を高めることが可能となる。

また、実施の形態１によれば、被検体内に液体を導入した液体にカプセル型内視鏡１０を浮かせた状態でカプセル型内視鏡１０を誘導するので、カプセル型内視鏡１０を誘導するための誘導磁界生成部２５を、被検体が載置されるベッド２０ａの下部に配置することができ、誘導装置２０全体を小型化することが可能となる。

なお、以上説明した実施の形態１においては、カプセル型内視鏡１０の両端に撮像部１１Ａ、１１Ｂが設けられた複眼カプセルを用いたが、カプセル型内視鏡のいずれか一端に撮像部が設けられた単眼カプセルを用いても良い。この場合、撮像部が設けられた側の端部にカプセル型内視鏡の重心Ｇの位置を近づけることにより、水面下（水中）のみを撮像するカプセル型内視鏡を実現することができる。一方、撮像部が設けられていない側の端部にカプセル型内視鏡の重心Ｇを近づけることにより、水面よりも上側の空間のみを撮像するカプセル型内視鏡を実現することができる。

また、以上説明した実施の形態１においては、カプセル型内視鏡１０の長軸Ｌａに対して磁化方向が直交するように永久磁石１９を配置したが、磁化方向が長軸Ｌａの方向と一致するように永久磁石１９を配置しても良い。このとき、重心Ｇをカプセル型内視鏡１０の幾何学的中心Ｃに対し径方向にずれた位置に設置しても良い。この場合、液体Ｗ中においてカプセル型内視鏡１０の姿勢を一意に制御することが可能となる。

また、以上説明した実施の形態１においては、磁界を印加しない状態では、カプセル型内視鏡１０が長軸Ｌａを鉛直方向に向けた状態で浮揚するように、重心Ｇを長軸Ｌａ上に設定した。しかしながら、磁界を印加しない状態で、カプセル型内視鏡１０が長軸Ｌａを鉛直方向に対して傾けた状態で浮揚するように、重心Ｇの位置を長軸Ｌａからずらして設定しても良い。この場合、液体Ｗ中においてカプセル型内視鏡１０の方位角及び傾斜角を一意に制御することが可能となる。

或いは、カプセル型内視鏡の重心Ｇを幾何学的中心Ｃに対して永久磁石１９の磁化方向と異なる方向にずらして設定しても良い。この場合も、液体Ｗ中においてカプセル型内視鏡１０の方位角及び傾斜角を一意に制御することが可能となる。

また、誘導装置２０においてカプセル型内視鏡１０を誘導する磁界を発生する磁石としては、上述した体外永久磁石２５ａと同様の磁界を発生する電磁石を用いても良い。

また、以上説明した実施形態１においては、体外永久磁石２５ａを直方体形状とした。しかしながら、体外永久磁石２５ａの磁化方向と直交する水平の方向の長さが、磁化方向の長さ、及び、磁化方向と磁化方向と直交する水平方向とに直交する方向の長さよりも長い形状を有していれば、直方体以外の形状にしても良い。好ましくは、体外永久磁石２５ａは、上記３方向の長さの内、磁化方向と磁化方向と直交する水平方向とに直交する方向の長さが最も短い形状を有するようにしても良い。この場合、強い磁界を発生することが可能となる。なお、円盤形状や楕円盤形状の永久磁石を用いる場合、磁化方向並びに第１及び第２の方向の長さを、直径や長軸又は短軸の長さで規定しても良い。

（変形例１−１）
次に、実施の形態１の変形例１−１について説明する。
実施の形態１において、制御部２６は、体外永久磁石２５ａの回転に起因するカプセル型内視鏡１０の拘束位置の変化を補正するために必要な補正方向及び補正量を、位置検出部２２が検出したカプセル型内視鏡１０の鉛直位置、及び誘導指示情報に基づく体外永久磁石２５ａの旋回角ψ及び仰角θに基づいて算出し、或いは、予め記憶部２７に記憶された値から抽出した。しかしながら、制御部２６が、誘導指示情報のみに基づいて上記補正方向及び補正量を取得する構成としても良い。この場合、体内永久磁石２５ａの旋回角ψ及び仰角θに対応する補正方向及び補正量を、記憶部２７に予め記憶させておく。記憶部２７に記憶させる補正方向及び補正量としては、旋回角ψ及び仰角θごとに予め算出しておいた代表値（例えば、カプセル型内視鏡１０の各鉛直位置に対応する補正量の平均値や最大値等）とすると良い。

制御部２６は、操作入力部２４から誘導指示情報が入力されると、この誘導指示情報に基づいて、体外永久磁石２５ａの旋回角ψ、仰角θ、並進方向及び並進量を算出する。そして、算出した旋回角ψ及び仰角θに基づいて、記憶部２７から補正方向及び補正量を抽出し、抽出した補正方向及び補正量を用いて誘導指示情報に基づく並進方向及び並進量を補正する。さらに、制御部２６は、誘導指示情報に基づく旋回角ψ及び仰角θ、並びに、補正済みの並進方向及び並進量で体外永久磁石２５ａを回転及び並進させるよう、誘導磁界生成部２５の各部を制御する。

この変形例１−１によれば、位置検出部２２の検出結果を用いることなく、補正方向及び補正量を取得するので、誘導磁界生成部２５の制御を高速に行うことができる。

（変形例１−２）
次に、実施の形態１の変形例１−２について説明する。
変形例１−２においては、補正量の算出に用いられるカプセル型内視鏡１０の鉛直位置Ｈを、ユーザに手動で段階的に設定させることを特徴とする。例えば、表示部２３は、制御部２６の制御の下で、カプセル型内視鏡１０の鉛直位置Ｈを表す複数の選択肢を画面表示する。操作入力部２４は、ユーザ操作により複数の選択肢の内の１つを選択する選択信号の入力を受け付け、制御部２６に入力する。制御部２６は、入力された選択信号に対応する鉛直位置Ｈを現在のカプセル型内視鏡１０の鉛直位置として設定する。

一方、記憶部２７には、体内永久磁石２５ａの旋回角ψ、鉛直位置Ｈ、及び仰角θに対応する補正方向及び補正量を予め記憶させておく。

制御部２６は、操作入力部２４から誘導指示情報が入力されると、誘導指示情報に基づいて、体外永久磁石２５ａを制御するための旋回角ψ、仰角θ、並進方向、及び並進量を取得する。そして、取得した旋回角ψ及び仰角θと、現在設定されているカプセル型内視鏡１０の鉛直位置Ｈとに基づいて、記憶部２７から補正方向及び補正量を抽出する。さらに、制御部２６は、抽出した補正方向及び補正量を用いて、誘導指示情報に基づく並進方向及び並進量を補正し、旋回角ψ、仰角θ、補正済みの補正方向及び補正量で体外永久磁石２５ａを回転、及び並進させるよう誘導磁界生成部２５の各部を制御する。

この変形例１−２によれば、段階的に設定されたカプセル型内視鏡１０の鉛直位置を用いて補正方向及び補正量を取得するので、誘導磁界生成部２５の制御を高速に行うことができると共に、補正の精度を向上させることができる。

（変形例１−３）
次に、実施の形態１の変形例１−３について説明する。
変形例１−３において、誘導装置２０は、カプセル型内視鏡１０を誘導する誘導モードであって、ユーザが選択可能な誘導モードを少なくとも２つ備えても良い。この場合、例えば、表示部２３は、制御部２６の制御の下で、カプセル型内視鏡１０の誘導モードを表す複数の選択肢を画面表示する。

ユーザが選択可能な誘導モードとしては、例えば、次の（ａ）〜（ｃ）が挙げられる。
（ａ）カプセル型内視鏡１０を鉛直下方向に引き付け、例えば腸壁に接触させた状態で誘導するモード
（ｂ）カプセル型内視鏡１０を鉛直上方向に引き付け、例えば腸壁又は液面に接触させた状態で誘導するモード
（ｃ）カプセル型内視鏡１０を腸壁又は液面に接触させることなく、液体中を漂わせるモード

操作入力部２４は、ユーザ操作により複数の選択肢の内の１つを選択する選択信号の入力を受け付け、制御部２６に入力する。制御部２６は、入力された選択信号に対応する誘導モードを現在の誘導モードとして設定し、設定された誘導モードでカプセル型内視鏡１０を誘導するよう誘導磁界生成部２５を制御する。

制御部２６は、操作入力部２４から誘導指示情報が入力されると、体外永久磁石２５ａを制御するための旋回角ψ、仰角θ、並進方向、及び並進量を算出すると共に、算出した旋回角ψ、仰角θ、及び現在の誘導モードに応じて、補正方向及び補正量を取得する（実施の形態１及び変形例１−１〜１−３を参照）。これは、カプセル型内視鏡１０が液体の底付近に存在している状態（上記（ａ）に対応）と、カプセル型内視鏡１０が液面付近に存在している状態（上記（ｂ）に対応）と、カプセル型内視鏡１０が液体中を漂っている状態(上記（ｃ）に対応)とでは、カプセル型内視鏡１０の高さ、即ち体外永久磁石２５ａからの高さ方向の距離が異なるため、体外永久磁石２５ａの回転に起因してカプセル型内視鏡１０が並進する並進方向や並進量も異なってくるからである。そこで、制御部２６は、こういったカプセル型内視鏡１０の状態を考慮して、上記補正方向及び補正量を取得し、或いは、取得した補正方向及び補正量を調節する。

（変形例１−４）
次に、実施の形態１の変形例１−４について説明する。
変形例１−４において、制御部２６は、操作入力部２４から入力された誘導指示情報に基づいて、ユーザ所望のカプセル型内視鏡１０の方位角、傾斜角（長軸Ｌａの傾き）、及び目標位置（ＸＹＺ軸方向における座標）に関する情報を取得する。そして、体外永久磁石２５ａを回転（旋回角ψ及び仰角θを変更）させてカプセル型内視鏡１０の視野を変更すると共に、位置検出部２２から随時出力される位置検出結果に基づいて、カプセル型内視鏡１０の位置が目標位置と一致するように、フィードバック制御を行う。

（変形例１−５）
次に、実施の形態１の変形例１−５について説明する。
図２７（ａ）は、変形例１−５に係る操作入力部２４の正面図であり、図２７（ｂ）は、操作入力部２４の右側面図であり、図２８は、操作入力部２４の各構成部位の操作によって指示されるカプセル型内視鏡１０の動作内容の他の例を示す図である。

操作入力部２４の各操作とカプセル型内視鏡１０の誘導操作とは、以下に説明するように、水平面Ｈｐではなくカプセル型内視鏡１０の長軸Ｌａとの直交面に沿ってカプセル型内視鏡１０を誘導できるように対応付けられていてもよい。以下、カプセル型内視鏡１０の長軸Ｌａとの直交面に沿ってカプセル型内視鏡１０を誘導した場合の誘導操作に対応するカプセル型内視鏡１０の動きについて説明する。

図２７（ａ）に示すように、ジョイスティック３２の矢印Ｙ２３ｊに示す上下方向の傾動方向は、図２８に示すように、カプセル型内視鏡１０が長軸Ｌａとの直交面を矢印Ｙ２３のように進むダウン誘導方向又はアップ誘導方向が指示される。操作入力部２４から、ジョイスティック３２の矢印Ｙ２３ｊの傾動操作に対応する操作情報が制御部２６に入力された場合、誘導磁界生成部２５は、この操作情報をもとに、ジョイスティック３２の傾動方向に応じてカプセル型内視鏡１０先端の絶対座標系上における誘導方向及び誘導量を演算し、演算した誘導方向及び誘導量に応じて体外永久磁石２５ａを並進させるよう、第１平面位置変更部２５ｂ及び鉛直位置変更部２５ｃを制御する。

図２７（ａ）に示すように、ジョイスティック３２の矢印Ｙ２４ｊに示す左右方向の傾動方向は、図２８に示すように、カプセル型内視鏡１０が長軸Ｌａとの直交面を矢印Ｙ２４のように進むライト誘導方向又はレフト誘導方向が指示される。操作入力部２４から、ジョイスティック３２の矢印Ｙ２４ｊの傾動操作に対応する操作情報が制御部２６に入力された場合、制御部２６は、この操作情報をもとに、ジョイスティック３２の傾動方向に応じてカプセル型内視鏡１０先端の絶対座標系上における誘導方向及び誘導量を演算し、演算した誘導方向及び誘導量に応じて体外永久磁石２５ａを並進させるよう、第１平面位置変更部２５ｂを制御する。

図２７（ｂ）に示すように、アップボタン３４Ｕ又はダウンボタン３４Ｂが矢印Ｙ２５ｊ、Ｙ２６ｊのように押圧されることにより、図２８に示すように、カプセル型内視鏡１０が長軸Ｌａに沿って矢印Ｙ２５、Ｙ２６のように撮像素子１５Ａ、１５Ｂに対して前後に進むフォワード誘導方向又はバックワード誘導方向が指示される。操作入力部２４から、アップボタン３４Ｕ又はダウンボタン３４Ｂの矢印Ｙ２５ｊ、Ｙ２６ｊの押圧操作に対応する操作情報が制御部２６に入力された場合、制御部２６は、この操作情報をもとに、押圧されたボタンに応じて、カプセル型内視鏡１０先端の絶対座標系上における誘導方向及び誘導量を演算し、演算した誘導方向及び演算量に応じて体外永久磁石２５ａを並進させるよう、第１平面位置変更部２５ｂ及び鉛直位置変更部２５ｃを制御する。

なお、図２７（ａ）に示すように、ジョイスティック３１の矢印Ｙ２１ｊに示す上下方向の傾動方向は、図２８の矢印Ｙ２１のようにカプセル型内視鏡１０の先端が鉛直軸Ａｚを通るように首を振るティルティング誘導方向に対応し、ジョイスティック３１の矢印Ｙ２２ｊに示す左右方向の傾動方向は、図２８の矢印Ｙ２２のようにカプセル型内視鏡１０が鉛直軸Ａｚを中心として回転するローテーション誘導方向に対応する。

（変形例１−６）
次に、実施の形態１の変形例１−６について説明する。
被検体内におけるカプセル型内視鏡１０の位置検出は、実施の形態１において説明したカプセル型内視鏡１０から受信した無線信号の強度に基づく方法の他にも、様々な方法で行っても良い。

例えば、カプセル型内視鏡１０に印加された加速度に基づいて、カプセル型内視鏡１０の位置を検出する方法を用いても良い。この場合、カプセル型内視鏡１０の内部に、カプセル型内視鏡１０に印加される加速度を３次元的に検出する加速度センサを設け、加速度センサの検出結果を無線信号に重畳して随時送信する。誘導装置２０は、受信した無線信号に重畳された加速度センサの検出結果に基づき、カプセル型内視鏡１０に印加された加速度を積算してカプセル型内視鏡１０の位置の相対的な変化量を求め、この変化量から、カプセル型内視鏡１０の現在の位置を算出する。

（変形例１−７）
次に、実施の形態１の変形例１−７について説明する。
被検体内におけるカプセル型内視鏡１０の位置検出方法として、交流磁界を検出する方法を用いても良い。この場合、カプセル型内視鏡１０の内部に、交流磁界を発生する交流磁界発生部を設ける。一方、誘導装置２０側には、交流磁界を検出する磁界センサを複数設けておく。

誘導装置２０は、カプセル型内視鏡１０が発生する交流磁界を、複数箇所に設置された複数の磁界センサによりそれぞれ検出し、これらの検出結果をもとにカプセル型内視鏡１０の位置及び／又は方向を連続的に算出することができる。

（変形例１−８）
次に、実施の形態１の変形例１−８について説明する。
被検体内におけるカプセル型内視鏡１０の位置検出方法として、交流磁界を検出する別の方法を説明する。この場合、カプセル型内視鏡１０の内部に、交流磁界によって共振するＬＣ回路を設ける。一方、誘導装置２０側には、交流磁界を検出する磁界センサを複数設けておく。

誘導装置２０は、カプセル型内視鏡１０が被検体の測定領域（誘導磁界生成部２５が生成する磁界の領域）内に位置していない場合にカプセル型内視鏡１０内のＬＣ回路が発生する第１の共振磁界を予め検出しておく。そして、カプセル型内視鏡１０が被検体内の測定領域内に位置している場合にカプセル型内視鏡１０内のＬＣ回路が発生する第２の共振磁界を検出し、第１の共振磁界の検出値と第２の共振磁界の検出値との差分値を連続的に求める。さらに、これらの差分値に基づいて、３次元空間におけるカプセル型内視鏡１０の位置座標を連続的に算出する。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
図２９は、実施の形態２に係るカプセル型医療装置磁気誘導システムの一構成例を示す図である。図２９に示すように、実施の形態２に係るカプセル型医療装置磁気誘導システム２は、図１に示す誘導装置２０の代わりに、誘導磁界生成部２５−２を有する誘導装置４０を備える。誘導磁界生成部２５−２は、図１に示す誘導磁界生成部２５に対して、第２平面位置変更部２５ｆをさらに備える。なお、カプセル型医療装置磁気誘導システム２における第２平面位置変更部２５ｆ以外の構成については、実施の形態１において説明したものと同様である。

図３０は、誘導装置４０の外観を模式的に示す斜視図である。図３０に示すように、誘導装置４０には、被検体が載置される載置台として、水平方向に並進可能なベッド４０ａが設けられている。このベッド４０ａの下部に、磁界１００を生成する誘導磁界生成部２５−２が配置される。

第２平面位置変更部２５ｆは、ベッド４０ａを水平方向に並進させる並進機構である。第２平面位置変更部２５ｆは、被検体を乗せたままベッド４０ａを移動させることにより、体外永久磁石２５ａが発生する磁界１００に拘束されたカプセル型内視鏡１０に対する被検体の位置、言い換えると、被検体に対するカプセル型内視鏡１０の相対的な位置を変化させる。

制御部２６は、操作入力部２４からカプセル型内視鏡１０を並進させる誘導指示情報が入力された場合、入力された誘導指示情報に基づいて、第２平面位置変更部２５ｆによってベッド４０ａを並進させ、被検体に対するカプセル型内視鏡１０の位置を相対的に移動させる。

一方、制御部２６は、操作入力部２４からカプセル型内視鏡１０の姿勢を変化させる誘導指示情報が入力された場合、入力された誘導指示情報に基づいて体外永久磁石２５ａの旋回角ψ及び仰角θを算出すると共に、体外永久磁石２５ａの回転に起因するカプセル型内視鏡１０の拘束位置の変化を補正するための補正方向及び補正量を算出する。そして、第１平面位置変更部２５ｂに対し、算出した補正方向及び補正量に基づいて体外永久磁石２５ａを並進させる。

ここで、ユーザは、カプセル型内視鏡１０の傾斜角を変更する際に生じるカプセル型内視鏡１０の拘束位置の変化や、この変化を補正するための補正方向及び補正量を把握することはできない。そこで、ユーザが把握できない補正動作については、ベッド４０ａの下部に設置された体外永久磁石２５ａの並進により実現し、ユーザ自身の操作によるカプセル型内視鏡１０の並進運動については、ベッド４０ａの相対的な移動により実現する。この場合、ユーザは、ベッド４０ａの動きを予測することができるので、カプセル型内視鏡検査を違和感なく行うことができる。また、体外永久磁石２５ａは、被検体が載置されるベッド４０ａと比較して、高速に並進させることができるので、カプセル型内視鏡１０の誘導性を向上させることもできる。

以上説明したように、実施の形態２によれば、カプセル型内視鏡１０の水平方向における並進を、体外永久磁石２５ａの並進及びベッド４０ａの並進により実現するので、体外永久磁石２５ａの並進量を少なくすることができ、誘導装置４０全体の大型化を抑制することが可能となる。

また、実施の形態２によれば、ユーザの操作に基づくカプセル型内視鏡１０の並進をベッド４０ａの並進運動により実現し、ユーザが意識しないカプセル型内視鏡１０の補正を体外永久磁石２５ａの並進運動により実現するので、ユーザの操作性を向上させることが可能となる。

（変形例２−１）
次に、実施の形態２の変形例２−１について説明する。
実施の形態２においては、カプセル型内視鏡１０の拘束位置の補正のための並進運動と、誘導指示情報に基づくカプセル型内視鏡１０の並進運動とを、体外永久磁石２５ａ及びベッド４０ａにそれぞれ分担させた。しかしながら、カプセル型内視鏡１０のトータルの並進運動を、体外永久磁石２５ａ及びベッド４０ａに所定の比率で配分しても良い。

即ち、制御部２６は、操作入力部２４から誘導指示情報が入力された場合、誘導指示情報に基づいて体外永久磁石２５ａを制御するための旋回角ψ、仰角θ、並進方向、及び並進量を取得する。また、実施の形態１及びその変形例１−１〜１−３と同様にして、体外永久磁石２５ａの回転に起因するカプセル型内視鏡１０の拘束位置の変化を補正する補正方向及び補正量を取得する。そして、制御部２６は、誘導指示情報に基づく並進方向及び並進量を、取得した補正方向及び補正量で補正する。さらに、この補正済みの並進量を、体外永久磁石２５ａの並進量とベッド４０ａの並進量とに、所定の比率で配分する。

なお、この比率については特に限定されず、体外永久磁石２５ａとベッド４０ａとに均等に配分しても良いし、体外永久磁石２５ａによる並進を優先させても良いし、ベッド４０ａによる並進を優先させても良い。また、この際に、カプセル型内視鏡１０の移動が所定時間内に完了するよう、体外永久磁石２５ａ及びベッド４０ａの各並進量に応じて、体外永久磁石２５ａ及びベッド４０ａの並進速度をそれぞれ調節しても良い。

この変形例２−１によれば、体外永久磁石２５ａ及びベッド４０ａの各並進量を低減することができるので、誘導装置４０の大型化をさらに抑制することができる。

（変形例２−２）
次に、実施の形態２の変形例２−２について説明する。
体外永久磁石２５ａ及びベッド４０ａの並進速度には物理的な上限値がある。特に、ベッド４０ａには被検体が載置されるため、あまり高速に移動させることができない。このため、カプセル型内視鏡１０を並進させる並進量（補正済みの並進量を含む）が大きい場合には、トータルの並進量を体外永久磁石２５ａ及びベッド４０ａに所定の比率で配分すると、所定時間内にカプセル型内視鏡１０の移動が完了せず、カプセル型内視鏡１０の位置が意図した位置から大きく外れてしまうことが考えられる。このような場合には、トータルの並進量を配分する比率を変更し、体外永久磁石２５ａの並進量とベッド４０ａの並進量とを最適化することが好ましい。

例えば、トータルの並進量を体外永久磁石２５ａ及びベッド４０ａに所定の比率で配分したときに、体外永久磁石２５ａ及びベッド４０ａのいずれかにおいて上限速度、又は速度に応じて規定される上限並進量を超えてしまう場合、上限速度を超える側（例えば、ベッド４０ａ）の並進量を、上限速度を超えない側（例えば体外永久磁石２５ａ）に配分し直す。

この場合、ベッド４０ａの上限速度よりも体外永久磁石２５ａの上限速度の方を大きく設定しておくと良い。これは、被検体が載置されるベッド４０ａと比較すると、対外永久磁石２５ａを高速に並進させることができるからである。このように設定することにより、体外永久磁石２５ａ側の並進量を増やして高速化することができるようになり、カプセル型内視鏡１０の誘導性を向上させることが可能となる。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。
図３１は、実施の形態３に係るカプセル型医療装置誘導システムの一構成例を示す模式図である。図３１に示すように、実施の形態３に係るカプセル型医療装置磁気誘導システム３は、永久磁石１９を内蔵し、被検体１０１内に導入されるカプセル型内視鏡１０と、被検体１０１の両側に対向して配置された永久磁石５１、５２と、永久磁石５１、５２をそれぞれ駆動する駆動部５３、５４と、駆動部５３、５４の動作を制御する制御部５５とを備える。カプセル型内視鏡１０は、永久磁石５１、５２により被検体１０１内に形成される磁界に拘束され、永久磁石５１、５２の動作により、位置及び姿勢を制御される。

永久磁石５１、５２は、互いに同種且つ同じ直方体形状を有する永久磁石である。永久磁石５１、５２は、各々の磁化方向と平行な４つの面の内の１つの面（以下、カプセル対向面ＰＬ３、ＰＬ４という）を被検体１０１に向け、鏡面対称となるように互いに平行に配置されている。なお、これらの永久磁石５１、５２は、初期状態において、磁化方向を鉛直方向（Ｚ軸方向）に向けて配置されている。以下、カプセル内視鏡１０の誘導を行っていないときの鉛直方向と直交する方向の内、カプセル対向面ＰＬ３、ＰＬ４と直交する方向をＸ軸方向、カプセル対向面ＰＬ３、ＰＬ４と平行な方向をＹ軸方向とする。

各永久磁石５１、５２は、直方体形状の３方向の辺の長さの内、磁化方向と直交するカプセル対向面ＰＬ３、ＰＬ４内の方向（図３１においては、Ｙ軸方向）の辺の長さが、磁化方向（図３１においては、Ｚ軸方向）およびカプセル対向面ＰＬ３、ＰＬ４に直交する方向（図３１においては、Ｘ軸方向）よりも長い形状を有している。好ましくは、各永久磁石５１、５２は、直方体形状の３方向の辺の長さの内、カプセル対向面ＰＬ３、ＰＬ４と直交する方向の長さが最も短い平板形状を有している。

永久磁石５１、５２は、水平方向及び鉛直方向に沿って並進可能に構成されており、これにより、被検体１０１内のカプセル型内視鏡１０の位置を制御することができる。例えば、永久磁石５１、５２を鉛直面内で並進させることにより、カプセル型内視鏡１０の鉛直面内における位置が変化する。また、永久磁石５１、５２を水平面内で並進させることにより、カプセル型内視鏡１０の水平面内における位置が変化する。

永久磁石５１、５２は、カプセル対向面ＰＬ３、ＰＬ４と直交し、各々の中心を通る軸Ｒ₀、及び、磁化方向と直交するカプセル対向面ＰＬ３、ＰＬ４内の軸Ｒ₁、Ｒ₂に対して回転可能に構成されている。これにより、被検体１０１内のカプセル型内視鏡１０の方位角及び傾斜角を制御することができる。例えば、永久磁石５１、５２を、互いの位置関係を維持したまま軸Ｒ₀に対して回転（旋回）させると、カプセル型内視鏡１０が追従して方位角を変化させる。また、永久磁石５１、５２を互いの位置関係を維持したまま軸Ｒ₁、Ｒ₂に対してそれぞれ傾斜させると、カプセル型内視鏡１０も追従して傾斜する。

以上説明した実施の形態は、本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではない。また、本発明は、各実施の形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成できる。本発明は、仕様等に応じて種々変形することが可能であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施の形態が可能であることは、上記記載から自明である。

（付記１）
永久磁石が内部に配置され、被検体内に導入されるカプセル型医療装置と、
前記カプセル型内視鏡に対して磁界を印加することにより、前記被検体内において前記カプセル型医療装置を誘導する誘導装置であって、
磁界発生部と、
前記磁界発生部を前記被検体に対して相対的に並進させる並進機構と、
前記磁界発生部を前記被検体に対して相対的に回転させる回転機構と、
前記カプセル型医療装置の位置を変化させる動作に関する第１の情報、及び、前記カプセル型医療装置の姿勢を変化させる動作に関する第２の情報の入力を受け付ける入力部と、
前記第１の情報及び前記第２の情報に基づき前記並進機構及び前記回転機構を制御して、前記磁界発生部を前記被検体に対して相対的に並進及び回転させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記入力部が前記第２の情報の入力を受け付けた場合に、前記磁界発生部の前記被検体に対する回転に起因して生じる前記カプセル型医療装置の位置の変化を、前記磁界発生部を前記被検体に対して相対的に並進させることにより補正することを特徴とする誘導装置と、
を備えることを特徴とするカプセル型医療装置誘導システム。

（付記２）
前記カプセル型医療装置の永久磁石は、自身の磁化方向が前記カプセル型医療装置の長軸方向と角度を有するように配置されていることを特徴とする付記１に記載のカプセル型医療装置誘導システム。

（付記３）
前記カプセル型医療装置の永久磁石は、自身の磁化方向が前記カプセル型医療装置の長軸方向と平行に配置されていることを特徴とする付記１に記載のカプセル型医療装置誘導システム。

（付記４）
前記カプセル型医療装置の重心は、前記カプセル型医療装置の幾何学的中心から、前記磁化方向とは異なる方向にずれた位置に配置されていることを特徴とする付記２又は３に記載のカプセル型医療装置誘導システム。

（付記５）
前記カプセル型医療装置は、前記磁化方向に対する撮像面の方向が固定された少なくとも１つの撮像素子を有することを特徴とする付記２〜４のいずれか１つに記載のカプセル型医療装置誘導システム。

（付記６）
前記カプセル型医療装置は、自身の長軸方向の両端部にそれぞれ設けられた２つの撮像部を有することを特徴とする付記１〜５のいずれか１つに記載のカプセル型医療装置誘導システム。

１〜３ カプセル型医療装置誘導システム
１０ カプセル型内視鏡
１１Ａ、１１Ｂ 撮像部
１２ カプセル型筐体
１２ａ 筒状筐体
１２ｂ、１２ｃ ドーム形状筐体
１３Ａ、１３Ｂ 照明部
１４Ａ、１４Ｂ 光学系
１５Ａ、１５Ｂ 撮像素子
１６ 無線通信部
１６ａ アンテナ
１７ 制御部
１８ 電源部
１９ 永久磁石
２０、４０ 誘導装置
２０ａ、４０ａ ベッド
２１ 受信部
２１ａ アンテナ
２２ 位置検出部
２３ 表示部
２４ 操作入力部
２５ 誘導磁界生成部
２５ａ、２５ａ−１ 体外永久磁石
２５ａ−２ コイル
２５ｂ 第１平面位置変更部
２５ｃ 鉛直位置変更部
２５ｄ 仰角変更部
２５ｅ 旋回角変更部
２５ｆ 第２平面位置変更部
２６、５５ 制御部
２７ 記憶部
３１、３２ ジョイスティック
３４Ｕ アップボタン
３４Ｂ ダウンボタン
３５ キャプチャボタン
３６ アプローチボタン
５１、５２ 永久磁石
５３、５４ 駆動部
１００ 磁界
１０１ 被検体

Claims (15)

1. 永久磁石が内部に配置されたカプセル型医療装置を被検体内に導入し、該カプセル型内視鏡に対して磁界を印加することにより、前記被検体内において前記カプセル型医療装置を誘導する誘導装置において、
   磁界発生部と、
   前記磁界発生部を前記被検体に対して相対的に並進させる並進機構と、
   前記磁界発生部を前記被検体に対して相対的に回転させる回転機構と、
   前記カプセル型医療装置の位置を変化させる動作に関する第１の情報、及び、前記カプセル型医療装置の姿勢を変化させる動作に関する第２の情報の入力を受け付ける入力部と、
   前記第１の情報及び前記第２の情報に基づき前記並進機構及び前記回転機構を制御して、前記磁界発生部を前記被検体に対して相対的に並進及び回転させる制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記入力部が前記第２の情報の入力を受け付けた場合に、前記磁界発生部の前記被検体に対する回転に起因して生じる前記カプセル型医療装置の位置の変化を、前記磁界発生部を前記被検体に対して相対的に並進させることにより補正することを特徴とする誘導装置。
2. 前記回転機構は、前記磁界発生部を、前記磁界発生部の磁化方向を含む鉛直面内で前記被検体に対して相対的に回転させる機構を有し、
   前記制御部は、前記第２の情報に基づき、前記磁界発生部を前記機構により回転させる場合に、前記磁界発生部の回転に起因して生じる前記カプセル型医療装置の位置の変化を、前記磁界発生部を、前記鉛直面と水平面との交線に平行な方向に前記被検体に対して相対的に並進させることにより補正することを特徴とする請求項１に記載の誘導装置。
3. 前記回転機構は、前記磁界発生部を、前記磁界発生部の磁化方向を鉛直軸に対して傾けた状態で、鉛直軸を中心に前記被検体に対して相対的に回転させる第２の機構を有し、
   前記制御部は、前記第２の情報に基づき、前記磁界発生部を前記第２の機構により回転させる場合に、前記磁界発生部の回転に起因して生じる前記カプセル型医療装置の位置の変化を、前記磁界発生部を水平面内で前記被検体に対して相対的に並進させることにより補正することを特徴とする請求項１に記載の誘導装置。
4. 前記カプセル型医療装置が導入される前記被検体を載置する載置台をさらに備え、
   前記並進機構は、前記磁界発生部を並進させる第１の並進機構と前記載置台を並進させる第２の並進機構とを有し、
   前記制御部は、前記第１及び第２の情報に基づき前記並進機構が前記磁界発生部を前記被検体に対して相対的に並進させるトータルの並進量の一部を前記第１の並進機構により並進させ、前記並進量の残りの部分を前記第２の並進機構により並進させることを特徴とする請求項１に記載の誘導装置。
5. 前記制御部は、前記入力部が第２の情報の入力を受け付けた場合に、前記磁界発生部の前記被検体に対する回転に起因して生じる前記カプセル型医療装置の位置の変化を、前記第１の並進機構のみを並進させることにより補正することを特徴とする請求項４に記載の誘導装置。
6. 前記制御部は、前記トータルの並進量を、前記第１の並進機構による並進量と前記第２の並進機構による並進量とに、所定の比率で分配することを特徴とする請求項４に記載の誘導装置。
7. 前記制御部は、前記トータルの並進量を、前記第１の並進機構と前記第２の並進機構の上限速度に応じて、前記第１の並進機構による並進量と前記第２の並進機構による並進量にと分配することを特徴とする請求項４に記載の誘導装置。
8. 前記カプセル型医療装置の位置を検出する位置検出部をさらに備え、
   前記制御部は、前記位置検出部における検出結果と、前記磁界発生部が回転する回転角とに基づいて、前記磁界発生部を前記被検体に対して相対的に並進させる並進量を算出することを特徴とする請求項１に記載の誘導装置。
9. 前記カプセル型医療装置の位置を検出する位置検出部と、
   前記カプセル型医療装置と前記磁界発生部との間の距離及び前記磁界発生部の回転角と、前記磁界発生部を前記被検体に対して相対的に並進させる並進量との関係を記憶する記憶部をさらに備え、
   前記制御部は、前記位置検出部の検出結果から算出される前記カプセル型医療装置と前記磁界発生部との間の距離と、前記入力部が受け付けた前記第２の情報に従って制御される前記磁界発生部の回転角とに基づいて前記記憶部から前記並進量を抽出することを特徴とする請求項１に記載の誘導装置。
10. 前記磁界発生部の回転角と、前記磁界発生部を前記被検体に対して相対的に並進させる並進量の代表値との関係を記憶する記憶部をさらに備え、
    前記制御部は、前記入力部が受け付けた前記第２の情報に従って制御される前記磁界発生部の回転角に基づいて前記記憶部から前記並進量を抽出することを特徴とする請求項１に記載の誘導装置。
11. 前記カプセル型医療装置と前記磁界発生部との間の距離及び前記磁界発生部の回転角と、前記磁界発生部を前記被検体に対して相対的に並進させる並進量との関係を記憶する記憶部をさらに備え、
    前記入力部は、前記カプセル型医療装置と前記磁界発生部との間の距離に関する情報の入力をさらに受け付け、
    前記制御部は、前記入力部が受け付けた前記距離に関する情報と、前記第２の情報に従って制御される前記磁界発生部の回転角とに基づいて前記記憶部から前記並進量を抽出することを特徴とする請求項１に記載の誘導装置。
12. 前記入力部は、前記カプセル型医療装置の誘導モードに関する情報の入力をさらに受け付け、
    前記誘導モード及び前記磁界発生部の回転角と、前記磁界発生部を前記被検体に対して相対的に並進させる並進量との関係を記憶する記憶部をさらに備え、
    前記制御部は、前記入力部が受け付けた前記誘導モードに関する情報に基づいて前記記憶部から前記並進量を抽出することを特徴とする請求項１に記載の誘導装置。
13. 前記カプセル型医療装置の位置を検出する位置検出部をさらに備え、
    前記制御部は、前記入力部が受け付けた少なくとも前記第２の情報に基づいて、前記カプセル型医療装置の目標位置情報を取得し、該目標位置情報と前記位置検出部の検出結果とに基づいて、前記カプセル型医療装置の位置を制御することを特徴とする請求項１に記載の誘導装置。
14. 前記磁界発生部は永久磁石であることを特徴とする請求項１に記載の誘導装置。
15. 永久磁石が内部に配置されたカプセル型医療装置と、
    請求項１に記載の誘導装置と、
    を備えることを特徴とするカプセル型医療装置誘導システム。

Images