KR20190010797A

KR20190010797A - Apparatus, method and system for tracking the three dimensional position of a capsule endoscope

Info

Publication number: KR20190010797A
Application number: KR1020170092666A
Authority: KR
Inventors: 이종희; 이청; 임영철; 전충일; 김지현
Original assignee: 주식회사 우영메디칼
Priority date: 2017-07-21
Filing date: 2017-07-21
Publication date: 2019-01-31
Also published as: WO2019017743A1; KR102019228B1

Abstract

The present invention relates to an apparatus, a method and a system for tracking a three-dimensional position of a capsule endoscope for arranging the capsule endoscope which forms a three-dimensional space including the capsule endoscope and performs three-dimensional interpolation from a three-dimensional position coordinate of a receiving antenna which is recognized in advance. According to the present invention, the apparatus for tracking a three-dimensional position of a capsule endoscope is capable of accurately tracking the three-dimensional position by performing the three-dimensional interpolation based on an inverse proportion of receiving sensitivity and allowing a discomfort of contacting the apparatus to a body to disappear by separately arranging the receiving antenna from a panel surrounding an outside of the body or a housing with having a small space between the receiving antenna and the body. The apparatus for tracking a three-dimensional position of a capsule endoscope comprises: an antenna unit receiving the radio signal; and a control unit.

Description

캡슐 내시경의 3차원 위치 추적 장치, 방법 및 시스템{APPARATUS, METHOD AND SYSTEM FOR TRACKING THE THREE DIMENSIONAL POSITION OF A CAPSULE ENDOSCOPE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a three-dimensional position tracking device, a method and a system for a capsule endoscope,

본 발명은 캡슐 내시경의 3차원 위치를 추적하는 장치, 방법 및 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 체내에 도입되는 캡슐 내시경으로부터 무선 신호를 수신하여 캡슐 내시경의 위치를 3차원 공간에서 정밀하게 추적하는 장치, 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus, a method, and a system for tracking a three-dimensional position of a capsule endoscope, and more particularly, to a capsule endoscope that receives a radio signal from a capsule endoscope introduced into the body and precisely tracks the position of the capsule endoscope in a three- And to a system, method and system for performing the method.

수술을 하지 않고 사람 또는 동물의 체내 장기의 상태를 촬영하거나 조직을 채취하거나 약물을 투입하는 등의 의료 행위를 하기 위해 내시경이 많이 사용된다. 그런데, 내시경은 튜브를 통해 체내에 투입되기 때문에 고통과 불편함이 있어서, 이러한 문제를 해결하고자 튜브가 없는 무선의 캡슐 내시경이 개발되어 의료 현장에서 사용되고 있다.BACKGROUND ART [0002] Endoscopes are often used to perform medical operations such as photographing a state of organs of a person or an animal without surgery, collecting tissues, or injecting drugs. However, because the endoscope is inserted into the body through the tube, there is pain and inconvenience. To solve this problem, a capsule-free endoscope having no tube is developed and used in a medical field.

캡슐 내시경은 환자가 삼킴으로써 체내에 도입되는데, 외부에서 구동을 하지 않고 자연적인 장기의 연동 운동으로 배출되는 방식이 있고, 외부에서 자기장으로 직접 구동을 하여 필요한 부위만 집중적으로 의료 행위를 하는 방식이 있다.Capsule endoscopy is introduced into the body by swallowing by the patient. There is a method in which the capsule endoscope is discharged into the body through a natural organs without being driven from the outside, and a method of directing the operation from the outside to the magnetic field, have.

캡슐 내시경이 의료 기기로서의 기능을 효과적으로 하기 위해서는 캡슐 내시경의 위치를 추적하는 것이 중요하다. 특히, 단순한 체내 촬영에 그치지 않고, 병변 부위의 정밀한 촬영, 조직 채취 또는 약물 투입 등을 위해서는 3차원 공간상의 정밀한 위치의 특정이 반드시 필요하다.In order for the capsule endoscope to function effectively as a medical device, it is important to keep track of the position of the capsule endoscope. Particularly, in order not to perform a simple in-vivo imaging but to precisely capture a lesion site, collect tissues, or inject a drug, precise positioning on a three-dimensional space is indispensable.

캡슐 내시경의 위치를 검출하거나 추적하는 기술로는 자기장을 이용하는 방법, 인체통신을 이용하는 방법, 무선 신호(RF) 등을 이용하는 방법 등이 있다. 일본 특허 제6121065호 및 제5313689호에서 공지된 기술처럼 자기장을 이용하는 방법은 캡슐 내시경에서 위치 검출용 자계를 발생시키고, 외부에서 해당 자계를 검출하는 방식인데, 위치 추적의 정밀도를 높이기에는 한계가 있고, 특히 3차원 공간의 위치 추적이 어렵다는 문제점이 있다. 한국 특허 제0522132호에서 공지된 기술은 인체 통신을 이용하는 방법인데, 신체에 전극을 접촉시켜야 하는 불편함이 있다.Techniques for detecting or tracking the position of the capsule endoscope include a method using a magnetic field, a method using human body communication, a method using a radio signal (RF), and the like. A method using a magnetic field as disclosed in Japanese Patent Nos. 6121065 and 5,313,689 is a method for generating a magnetic field for position detection in a capsule endoscope and detecting the magnetic field from the outside. However, there is a limit in increasing the accuracy of position tracking There is a problem that it is difficult to track the position of the three-dimensional space. The technique disclosed in Korean Patent No. 0522132 is a method using human body communication, and it is inconvenient to contact the electrodes with the body.

무선 신호를 이용하는 방법은 송신을 위한 고주파 변조 회로의 소비전력이 크고, 안테나를 부착해야 되기 때문에 소비 전력이 제한되는 캡슐 내시경에 사용하기에는 문제가 있었지만, 최근 휴대 기기의 비약적인 발달로 인해 초저전력의 고주파 송신기의 구현이 용이해졌고, 송신안테나도 초미세 패턴 타입으로 구현이 가능하다. 또한, 캡슐 내시경에서 촬영된 영상을 압축하여 외부로 송신하는 경우에 무선 통신을 사용하는 경우가 많은데, 이런 경우에는 영상 송신을 위해 구비하는 송신기와 안테나를 위치 추적에 사용하면 되므로, 위치 추적을 위한 별도의 고주파 송신기와 안테나가 필요 없을 수 있다. 일본 특허 제4251819호에는 무선 신호를 이용하여 캡슐 내시경의 위치를 검출하는 방법이 개시되어 있는데, 안테나 어레이를 신체에 부착하거나, 안테나 어레이를 부착한 옷을 착용하는 불편함이 있고, 2차원적인 대략의 위치 검출만 가능하고 3차원적인 정밀한 위치의 특정 및 추적은 어렵다는 문제점이 있다.A method using a radio signal has a problem in that it is used in a capsule endoscope in which power consumption of the high-frequency modulation circuit for transmission is large and power consumption is limited because an antenna is required to be attached. However, due to the remarkable development of portable devices, The transmitter can be easily implemented, and the transmission antenna can be implemented as an ultrafine pattern type. In this case, since the transmitter and the antenna provided for the image transmission can be used for tracking the position, it is possible to detect the position of the capsule endoscope A separate high-frequency transmitter and antenna may not be needed. Japanese Patent No. 4251819 discloses a method of detecting the position of a capsule endoscope using a radio signal. However, there is an inconvenience in attaching an antenna array to a body, wearing clothes with an antenna array, It is difficult to specify and track precise three-dimensional positions.

JP 6121065 B2.JP 6121065 B2. JP 5313689 B2.JP 5313689 B2. KR 10-0522132 B1.KR 10-0522132 B1. JP 4251819 B2.JP 4251819 B2.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 체내에 도입되는 캡슐 내시경의 위치를 추적함에 있어서, 신체와 접촉되지 않게 구비되고 3차원의 정밀한 위치 추적이 가능하도록 하는 장치, 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and an object of the present invention is to provide a device for tracking a position of a capsule endoscope introduced into a body, A method and a system.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 신체 내에 도입되어 무선 신호를 송출하는 캡슐 내시경의 3차원 위치를 추적하는 장치에 있어서, 상기 신체의 외부에 상기 신체와 이격되어 구비되고 상기 무선 신호를 수신하는 안테나부; 및 제어부를 포함하되, 상기 안테나부는 3차원 공간을 형성하는 복수개의 수신안테나를 포함하되, 상기 형성된 공간 내부에 상기 캡슐 내시경이 위치하도록 상기 수신안테나를 배치하고, 상기 제어부는 상기 안테나부에서 전체 또는 일부 수신안테나를 복수로 선택하고, 상기 선택된 복수의 수신안테나의 3차원 위치 좌표들로부터 3차원 보간을 수행함으로써 상기 캡슐 내시경의 위치 좌표를 생성하고, 상기 보간은 상기 선택된 각 수신안테나의 수신 감도의 반비례에 기초하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 캡슐 내시경의 3차원 위치 추적 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for tracking a three-dimensional position of a capsule endoscope introduced into a body to transmit a wireless signal, the apparatus comprising: An antenna unit for receiving the radio signal; And a control unit, wherein the antenna unit includes a plurality of reception antennas that form a three-dimensional space, and the reception antenna is disposed such that the capsule endoscope is positioned inside the formed space, Wherein the position coordinates of the capsule endoscope are generated by selecting a plurality of receive antennas and performing three-dimensional interpolation from the three-dimensional position coordinates of the selected plurality of receive antennas, Dimensional position tracking device for a capsule endoscope, which is characterized in that the capsule endoscope is performed on the basis of an inverse proportion.

상기 수신안테나는 상기 신체의 외부를 둘러 감싸는 형상의 패널 또는 하우징에 서로 이격 배치될 수 있다.The receiving antennas may be spaced apart from each other in a panel or a housing that surrounds the outside of the body.

상기 3차원 위치 추적 장치는 상기 수신안테나의 3차원 위치 좌표를 미리 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.The three-dimensional position tracking device may further include a storage unit for storing three-dimensional position coordinates of the reception antenna in advance.

상기 생성된 캡슐 내시경의 위치 좌표는 시간 정보와 함께 상기 저장부에 저장되어 상기 캡슐 내시경의 반복적인 위치 추적에 사용될 수 있다.The positional coordinates of the capsule endoscope can be stored in the storage unit together with time information and used for tracking the repeated position of the capsule endoscope.

상기 복수개의 수신안테나는 한 평면에 존재하지 않는 적어도 4개의 수신안테나일 수 있다.The plurality of receive antennas may be at least four receive antennas that are not present in one plane.

상기 제어부가 상기 안테나부에서 전체 또는 일부 수신안테나를 선택함에 있어서, 상기 캡슐 내시경의 직전 위치 또는 상기 각각의 수신안테나의 수신 감도에 기초하여 3차원 공간을 형성하는 적어도 4개의 수신안테나를 선택하되, 상기 형성된 공간 내부에 상기 캡슐 내시경이 위치하도록 상기 수신안테나를 선택할 수 있다.Wherein the control unit selects at least four receiving antennas forming a three-dimensional space based on a position immediately before the capsule endoscope or receiving sensitivity of the receiving antennas, And the receiving antenna may be selected such that the capsule endoscope is positioned inside the formed space.

상기 보간은 삼중 선형 보간법(trilinear interpolation), 2차 보간법(Quadratic interpolation), 뉴튼 보간법(Newton interpolation), 또는 라그랑주 보간법(Lagrange interpolation)을 이용할 수 있다.The interpolation may be performed using trilinear interpolation, quadratic interpolation, Newton interpolation, or Lagrange interpolation.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 신체 내에 도입되어 무선 신호를 송출하는 캡슐 내시경의 위치를 추적하는 방법에 있어서, 상기 신체의 외부에 상기 신체와 이격되어 구비되는 복수개의 수신안테나를 포함하는 장치가, 상기 캡슐 내시경에서 송출된 무선 신호를 수신하는 단계; 상기 각 수신안테나의 수신 감도를 추출하는 단계; 상기 수신안테나에서 전체 또는 일부를 복수개 선택하는 단계; 및 상기 선택된 각 수신안테나의 수신 감도의 반비례에 기초하여, 상기 선택된 복수의 수신안테나의 3차원 위치 좌표들로부터 3차원 보간을 수행함으로써 상기 캡슐 내시경의 위치 좌표를 생성하는 단계를 포함하는, 캡슐 내시경의 3차원 위치 추적 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for tracking a position of a capsule endoscope introduced into a body to transmit a wireless signal, the method comprising: An apparatus including a plurality of reception antennas, the method comprising: receiving a radio signal transmitted from the capsule endoscope; Extracting a reception sensitivity of each of the reception antennas; Selecting a plurality of all or a part of the reception antennas; And generating position coordinates of the capsule endoscope by performing three-dimensional interpolation from three-dimensional position coordinates of the selected plurality of reception antennas based on inverse proportion of reception sensitivity of each of the selected reception antennas. Dimensional position tracking method of the present invention.

상기 수신안테나는 3차원 공간을 형성하는 적어도 4개의 수신안테나를 포함하되, 상기 형성된 공간 내부에 상기 캡슐 내시경이 위치하도록 배치될 수 있다.The receiving antenna may include at least four receiving antennas forming a three-dimensional space, and the capsule endoscope may be disposed inside the formed space.

상기 수신안테나에서 전체 또는 일부를 복수개 선택하는 단계는, 상기 캡슐 내시경의 직전 위치 또는 상기 각각의 수신안테나의 수신 감도에 기초하여 3차원 공간을 형성하는 적어도 4개를 선택하되, 상기 형성된 공간 내부에 상기 캡슐 내시경이 위치하도록 선택할 수 있다.Wherein the step of selecting all or a part of the receiving antennas includes selecting at least four positions that form a three-dimensional space based on a position immediately before the capsule endoscope or a receiving sensitivity of each of the receiving antennas, The capsule endoscope can be selected to be positioned.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 신체 내에 도입되어 무선 신호를 송출하는 캡슐 내시경; 및 상기 신체의 외부에 상기 신체와 이격되어 구비되고 상기 무선 신호를 수신하는 위치 추적 장치를 포함하되, 상기 위치 추적 장치는 3차원 공간을 형성하는 적어도 4개의 수신안테나를 포함하고, 상기 수신안테나는 상기 형성된 공간 내부에 상기 캡슐 내시경이 위치하도록 배치되고, 상기 위치 추적 장치는, 상기 수신안테나에서 전체 또는 일부 수신안테나를 복수로 선택하고, 상기 선택된 복수의 수신안테나의 3차원 위치 좌표들로부터 3차원 보간을 수행함으로써 상기 캡슐 내시경의 위치 좌표를 생성하고, 상기 보간은 상기 선택된 각 수신안테나의 수신 감도의 반비례에 기초하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 캡슐 내시경의 3차원 위치 추적 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a capsule endoscope comprising: a capsule endoscope introduced into a body to transmit a radio signal; And a position tracking device provided outside the body, the position tracking device being spaced apart from the body and receiving the radio signal, wherein the position tracking device includes at least four receiving antennas forming a three-dimensional space, Wherein the capsule endoscope is positioned inside the space formed by the capsule endoscope, wherein the position tracking device selects a plurality of all or a part of the receive antennas in the receive antenna, Dimensional position tracking system of the capsule endoscope, wherein the positional coordinates of the capsule endoscope are generated by performing interpolation, and the interpolation is performed based on an inverse proportion of the reception sensitivity of each of the selected receiving antennas.

이상과 같이, 본 발명에 따르면, 캡슐 내시경이 포함되는 3차원 공간을 형성하도록 수신안테나를 배치하고, 미리 인지하고 있는 수신안테나의 3차원 위치 좌표들로부터 수신 감도의 반비례에 기초하여 3차원 보간을 수행함으로써 정밀한 위치 추적이 가능하도록 하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, a receiving antenna is disposed so as to form a three-dimensional space including a capsule endoscope, and three-dimensional interpolation is performed based on inversely proportional to receiving sensitivity from three- So that accurate position tracking can be achieved.

또한, 무선 신호 수신안테나를 신체와 소정의 공간을 두고 외부를 둘러 감싸는 형상의 패널 또는 하우징에 서로 이격 배치함으로써 신체 접촉의 불편함이 사라지는 효과가 있다.In addition, there is an effect that the discomfort of the body contact is eliminated by disposing the radio signal receiving antenna in a panel or a housing having a shape that surrounds the radio wave receiving antenna with the body and a predetermined space.

도 1 및 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐 내시경의 3차원 위치 추적 장치 및 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 캡슐 내시경의 3차원 위치 추적 장치 및 시스템의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 캡슐 내시경의 3차원 위치 추적 장치의 수신안테나 배치 및 선택을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 캡슐 내시경을 나타내는 블록도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 캡슐 내시경의 3차원 위치 추적 장치의 보간 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐 내시경의 3차원 위치 추적 방법에 대한 구체적인 일례를 나타내는 순서도이다.1 and 2 are block diagrams showing an apparatus and system for three-dimensional position tracking of a capsule endoscope according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of an apparatus and system for three-dimensional position tracking of a capsule endoscope according to another embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining the arrangement and selection of a receiving antenna of a three-dimensional position tracking apparatus for a capsule endoscope according to another embodiment of the present invention.
5 is a block diagram illustrating a capsule endoscope according to another embodiment of the present invention.
FIGS. 6 and 7 are views for explaining a method of interpolating a three-dimensional position tracking apparatus of a capsule endoscope according to another embodiment of the present invention.
8 is a flowchart showing a specific example of a three-dimensional position tracking method of a capsule endoscope according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 실시예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 도시되고 설명되며 그 이외 부분의 도시와 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않도록 생략하였다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. In the following description, only parts necessary for understanding the operation according to the embodiment of the present invention are shown and described, and the other parts of the drawings and descriptions are omitted so as not to obscure the gist of the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

또한, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명을 가장 적절하게 표현할 수 있도록 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.In addition, terms and words used in the following description and claims should not be construed to be limited to ordinary or dictionary meanings, but are to be construed in a manner consistent with the technical idea of the present invention As well as the concept.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우만을 한정하는 것이 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it is not limited to the case where it is "directly connected," but is "electrically connected" . Also, when a part is referred to as " including " an element, it does not exclude other elements unless specifically stated otherwise.

설명의 간략함을 위해, 본 명세서에서는 예시를 들어 순서도 또는 플로우 차트의 형태로 하나 이상의 방법이 일련의 단계로서 도시되고 기술되어 있지만, 본 발명이 단계들의 순서에 의해 제한되지 않는데 그 이유는 본 발명에 따라 본 명세서에 도시되고 기술되어 있는 것과 다른 순서로 또는 다른 단계들과 동시에 행해질 수 있기 때문이라는 것을 잘 알 것이다. 또한, 예시된 모든 단계들이 본 발명에 따라 방법을 구현해야만 하는 것은 아닐 수 있다.For simplicity of explanation, one or more methods are shown and described herein as a series of steps, for example in the form of a flowchart or a flowchart, but the present invention is not limited by the order of the steps, As it can be done in a different order than that shown and described herein or concurrently with other steps. Furthermore, not all illustrated steps may have to be implemented in accordance with the present invention.

본 발명의 다양한 실시예들을 설명함에 있어, 대응되는 구성요소에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조부호를 부여하여 설명하도록 한다. 본 발명의 실시예를 설명하기 위하여 참조하는 도면에서 구성요소의 크기나 선의 두께 등은 이해의 편의상 과장되게 표현되어 있을 수 있다. In describing the various embodiments of the present invention, corresponding elements are denoted by the same names and the same reference numerals. In order to explain the embodiments of the present invention, the size of components, the thickness of lines, and the like in the drawings referred to may be exaggerated for the sake of understanding.

도 1 및 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐 내시경의 3차원 위치 추적 장치 및 시스템을 나타내는 블록도이다.1 and 2 are block diagrams showing an apparatus and system for three-dimensional position tracking of a capsule endoscope according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 캡슐 내시경의 3차원 위치 추적 장치(10)는 안테나부(12) 및 제어부(14)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 위치 추적 장치(10)는 저장부(18) 또는 패널(또는 하우징)(16)을 더 포함하여 구성될 수도 있다.Referring to FIG. 1, a three-dimensional position tracking apparatus 10 for a capsule endoscope according to the present invention may include an antenna unit 12 and a control unit 14. In addition, the position tracking device 10 may further comprise a storage unit 18 or a panel (or a housing) 16.

안테나부(12)는 3차원 공간을 형성할 수 있도록 복수의 수신안테나를 포함하는데, 바람직하게는 한 평면에 존재하지 않는 적어도 4개의 수신안테나를 포함해야 3차원의 공간을 형성할 수 있다. 도면에는 12개의 수신안테나(12a 내지 12d 포함)가 규칙적으로 배치되어 있고, 도면에 보이지 않는 곡면에도 수신안테나가 배치되어 있다. 하지만, 이에 반드시 한정되지는 않고, 더 많거나 적은 수의 수신안테나를 배치할 수도 있고, 불규칙하게 배치할 수도 있다. 도 2(b)를 참조하면, 더 많은 수의 수신안테나(12a 내지 12d 포함)가 촘촘하게 배치되어 있다. 수신안테나가 촘촘하게 많이 배치되면, 위치 추적의 정밀도가 더욱 향상될 수 있다.The antenna unit 12 includes a plurality of reception antennas to form a three-dimensional space. Preferably, the antenna unit 12 includes at least four reception antennas that are not present in one plane, so that a three-dimensional space can be formed. In the figure, twelve reception antennas (including 12a to 12d) are regularly arranged, and reception antennas are also arranged on a curved surface not shown in the drawing. However, the present invention is not limited to this, and more or fewer receiving antennas may be arranged or irregularly arranged. Referring to Fig. 2 (b), a larger number of receiving antennas 12a to 12d are closely arranged. If the receiving antennas are arranged closely and more closely, the accuracy of position tracking can be further improved.

수신안테나(12a 내지 12d 포함)는 패턴 안테나 또는 다이폴 안테나를 비롯하여 다양한 종류의 안테나를 사용할 수 있으며, 수신 감도가 좋은 안테나일수록 위치 추적의 정밀도를 높일 수 있어 바람직하다.Various types of antennas including the pattern antenna or the dipole antenna can be used for the receiving antennas 12a to 12d, and it is preferable that an antenna having good reception sensitivity can improve the accuracy of position tracking.

수신안테나(12a 내지 12d 포함)는, 도 2(a)에 도시된 바와 같이, 신체(30)의 외부를 둘러 감싸는 형상의 패널(또는 하우징)(16)에 서로 이격 배치되는 것이 바람직하다. 도면에는 패널의 형상이 원통형으로 도시되어 있지만, 직사각통의 형상도 가능하며, 이에 한정되지 않고 다양한 형상을 가질 수 있다. 패널(16)은 무선 신호 송수신의 차폐현상이 없도록 비금속성의 재질이 바람직하다.It is preferable that the receiving antennas 12a to 12d are disposed apart from each other in a panel (or a housing) 16 having a shape enclosing the outside of the body 30 as shown in Fig. 2 (a). Although the shape of the panel is shown as a cylindrical shape in the drawing, the shape of the rectangular tube is not limited to this, but may have various shapes. The panel 16 is preferably made of a non-metallic material so as to avoid the shielding phenomenon of radio signal transmission / reception.

안테나부(12)를 배치하는 바람직한 일 실시예로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 패널(16)은 캡슐 내시경의 자기 유도 장치(50)에 부착될 수도 있다. 또는, 안테나부(12)가 별도의 패널 없이 자기 유도 장치(50)의 하우징에 직접 부착될 수도 있다. 참고로, 자기 유도 장치(50)에는 환자가 누울 수 있는 베드(52)와 자기 유도를 위한 코일부(54)를 포함할 수 있다. 코일부(54)는 원형 또는 사각의 형상을 띄는 경우가 많으며, 이 경우 코일부(54)의 내측면(환자 신체 주위를 둘러 감싸는 면)을 따라서 안테나부(12)를 배치할 수 있다.As one preferred embodiment of disposing the antenna portion 12, the panel 16 may be attached to the magnetic induction device 50 of the capsule endoscope, as shown in Fig. Alternatively, the antenna section 12 may be directly attached to the housing of the magnetic induction apparatus 50 without a separate panel. For reference, the magnetic induction apparatus 50 may include a bed 52 on which a patient can lie and a coil section 54 for magnetic induction. In this case, the antenna section 12 can be disposed along the inner surface of the coil section 54 (the surface surrounding the patient's body).

제어부(14)는 안테나부(12)가 연결되어 있고, 수신안테나들(12a 내지 12d 포함)의 무선 신호 감도를 추출 또는 측정하고, 이를 이용하여 위치 추적을 할 수 있다. 자세한 동작에 대하여는 후술하기로 한다.The control unit 14 is connected to the antenna unit 12 and can extract or measure the radio signal sensitivity of the reception antennas 12a to 12d and track the position using the extracted radio signal sensitivity. The detailed operation will be described later.

저장부(18)는 수신안테나(12a 내지 12d 포함) 각각의 3차원 좌표를 미리 저장할 수 있다. 또한, 실시간으로 생성되는 캡슐 내시경의 3차원 위치 좌표를 시간 정보와 함께 저장할 수 있으며, 저장된 정보를 캡슐 내시경의 지속적이고 반복적인 위치 추적에 사용할 수 있다.The storage unit 18 may previously store the three-dimensional coordinates of each of the reception antennas 12a to 12d. In addition, the three-dimensional position coordinate of the capsule endoscope generated in real time can be stored together with the time information, and the stored information can be used for continuous and repeated position tracking of the capsule endoscope.

도 2(a)를 참조하면, 안테나부(12)가 사람 또는 동물의 신체(30)를 둘러싸고 있는 모습이 도시되어 있다. 상술한 바와 같이 안테나부(12)를 환자의 신체와 소정의 공간을 두고 이격되게 배치하면, 환자의 몸에 수신안테나를 부착하거나, 수신안테나가 부착된 재킷을 입어야하는 불편함과 번거로움이 없어진다.Referring to FIG. 2 (a), the antenna unit 12 is shown surrounding a human or animal body 30. As described above, disposing the antenna unit 12 apart from the patient's body in a predetermined space eliminates the inconvenience and inconvenience of attaching the receiving antenna to the patient's body or wearing the jacket with the receiving antenna attached thereto .

도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 캡슐 내시경의 3차원 위치 추적 장치(10) 및 시스템의 단면도이다.FIG. 3 is a cross-sectional view of a three-dimensional position tracking device 10 and system of a capsule endoscope according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 도 2(a)의 단면도로서, 복수의 수신안테나(12e, 12f 포함), 패널(16), 신체(30), 캡슐 내시경(20)이 도시되어 있다.Referring to Fig. 3, a plurality of receiving antennas 12e and 12f, a panel 16, a body 30, and a capsule endoscope 20 are shown as a sectional view of Fig. 2 (a).

복수의 수신안테나(12e, 12f 포함) 및 패널(16)은 신체(30)와 접촉되는 불쾌감이 없도록 신체(30)와 소정의 공간을 두고 이격되어 신체(30)를 둘러 감싸고 있다. 또한, 정밀한 3차원 위치 추적을 위해 누워있는 신체(30)를 기준으로 상하 좌우의 모든 방향에 골고루 수신안테나(12e, 12f 포함)가 배치되어 있는 것이 바람직하다.The plurality of reception antennas 12e and 12f and the panel 16 are surrounded by the body 30 so as to be spaced apart from the body 30 by a predetermined space so as not to cause an uncomfortable contact with the body 30. [ It is preferable that the receiving antennas 12e and 12f are uniformly arranged in all directions of the upper, lower, left, and right sides of the lying body 30 for precise three-dimensional position tracking.

본 단면도에서는 복수의 수신안테나(12e, 12f 포함) 및 패널(16)이 신체(30)를 원형으로 둘러 감싸는 것으로 도시되어 있지만, 이에 반드시 한정되지는 않고, 사각형, 육각형 등의 다각형 형상을 포함하여 신체(30)를 둘러 감싸는 형상이면 된다.Although the plurality of receiving antennas 12e and 12f and the panel 16 are illustrated as enclosing the body 30 in a circular shape in this sectional view, the present invention is not limited to this, and a rectangular shape such as a quadrangle, a hexagon, It may be a shape that encloses the body 30.

캡슐 내시경(20)은 환자(30)가 삼킴으로써 신체(30) 내에 위치하며, 캡슐 내시경(20)에서 무선 신호가 송출되면, 신체(30)를 둘러싼 복수의 수신안테나(12e, 12f 포함)가 이 무선 신호를 수신하게 된다.The capsule endoscope 20 is located in the body 30 by swallowing the patient 30 and when a radio signal is transmitted from the capsule endoscope 20, a plurality of receiving antennas 12e and 12f surrounding the body 30 And receives the radio signal.

도 4는 본 발명에 따른 캡슐 내시경의 3차원 위치 추적 장치의 수신안테나 배치 및 선택을 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining the arrangement and selection of a receiving antenna of a three-dimensional position tracking apparatus for a capsule endoscope according to the present invention.

도 4를 참조하면, 사면체의 네 꼭지점에 각각 수신안테나(12a 내지 12d)가 위치하고 있고, 사면체의 내부에 캡슐 내시경(20)이 위치하고 있다. 사면체는 공간을 형성하기 위한 최소의 꼭지점을 가진 입체 도형중의 하나이다.Referring to FIG. 4, the receiving antennas 12a to 12d are positioned at four vertexes of the tetrahedron, and the capsule endoscope 20 is positioned inside the tetrahedron. A tetrahedron is one of the three-dimensional shapes with the smallest vertices to form a space.

먼저 본 발명에 따른 안테나부(12)를 바람직하게 '배치'하는 방법을 살펴보기로 한다.First, a method of preferably arranging the antenna unit 12 according to the present invention will be described.

도 4에 도시된 바와 같이 안테나부(12)는 3차원 공간을 형성할 수 있도록, 한 평면에 존재하지 않는 적어도 4개의 수신안테나(12a 내지 12d)를 포함하는 것이 좋다. 또한, 형성된 공간 내부에 캡슐 내시경(20)이 위치하도록 수신안테나(12a 내지 12d)를 배치하여야 정밀한 3차원 위치추적이 가능하다.As shown in FIG. 4, the antenna unit 12 may include at least four reception antennas 12a to 12d that do not exist in one plane so as to form a three-dimensional space. In addition, the reception antennas 12a to 12d are disposed so that the capsule endoscope 20 is positioned inside the formed space, so that precise three-dimensional position tracking is possible.

즉, 도 4와 같이 최소 4개의 수신안테나(12a 내지 12d)를 배치하여 캡슐 내시경(20)을 공간 내부에 포함하도록 하는 것이 바람직하다.That is, it is preferable that at least four reception antennas 12a to 12d are arranged as shown in FIG. 4 so that the capsule endoscope 20 is included in the space.

다음으로 효율적인 보간을 위해 적절한 수의 수신안테나를 '선택'하는 방법을 살펴보기로 한다.Next, a method for selecting an appropriate number of receive antennas for efficient interpolation will be described.

제어부(14)는 안테나부(12)에서 전체 또는 일부 수신안테나(12a 내지 12d)를 복수로 선택하고, 선택된 복수의 수신안테나의 (미리 인지하고 있는) 3차원 위치 좌표들로부터 3차원 보간(interpolation)을 수행함으로써 캡슐 내시경(20)의 위치 좌표를 생성할 수 있다.The control unit 14 selects a plurality of all or a part of the receiving antennas 12a to 12d from the antenna unit 12 and performs a three-dimensional interpolation from the (known) three-dimensional position coordinates of the selected plurality of receiving antennas The positional coordinates of the capsule endoscope 20 can be generated.

이 때 모든 수신안테나의 위치 좌표를 모두 사용할 수도 있겠지만, 경우에 따라서는 너무 많은 계산을 필요로 하기 때문에 위치 추적의 정밀도에 별로 영향을 주지 않는다면 굳이 보간에 필요하지 않은 안테나는 선택하지 않는 것이 바람직하다.In this case, it is possible to use all the position coordinates of all the receiving antennas. However, in some cases, since it requires too much calculation, it is preferable not to select an antenna which is not necessary for interpolation, .

보간을 위해서 적절한 수의 수신안테나를 선택하기 위해서는, 상술한 '배치'하는 방법과 마찬가지 개념을 사용할 수 있다. 제어부(14)가 안테나부(12)에서 전체 또는 일부 수신안테나를 선택함에 있어서, 캡슐 내시경(20)의 직전 위치에 기초하여 3차원 공간을 형성하는 적어도 4개의 수신안테나를 선택하되, 형성된 공간 내부에 상기 캡슐 내시경이 위치하도록 수신안테나(12a 내지 12d)를 선택하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 수신안테나가 20개가 있을 경우, 4개의 수신안테나를 선택하였는데, 이 4개의 수신안테나가 형성하는 공간의 내부에 캡슐 내시경(20)이 위치하고 있지 않으면 위치 추적의 정밀도는 떨어질 수 밖에 없다.In order to select an appropriate number of reception antennas for interpolation, the same concept as the above-described 'arrangement' method can be used. The control unit 14 selects at least four receiving antennas forming a three-dimensional space on the basis of the immediately preceding position of the capsule endoscope 20 when the antenna unit 12 selects all or a part of the receiving antennas, It is preferable to select the receiving antennas 12a to 12d so that the capsule endoscope is positioned in the capsule endoscope. For example, when there are twenty receiving antennas, four receiving antennas are selected. However, if the capsule endoscope 20 is not located within the space formed by the four receiving antennas, the accuracy of position tracking is inevitably reduced .

또한, 단위 시간 간격으로 반복적으로 위치 추적을 하면, 단위 시간 동안에 캡슐 내시경(20)의 이동 거리는 한계가 있을 것이므로, 직전 단위 시간 전에 추적된 캡슐 내시경(20)의 위치를 참고하여, 캡슐 내시경(20)을 포함하는 수신안테나(12a 내지 12d)를 선택하는 것이 효율적이다.In addition, since the movement distance of the capsule endoscope 20 may be limited within a unit time by repeatedly tracking the position of the capsule endoscope 20 at a unit time interval, the capsule endoscope 20 It is effective to select the receiving antennas 12a to 12d.

또한, 현재 추출된 각각의 수신안테나의 수신 감도에 기초하여, 신체를 기준으로 각 방향에서 가장 감도가 높은 순서대로 수신안테나를 선택하는 것도 바람직한 방법이다.It is also a preferable method to select the receiving antenna in the order of highest sensitivity in each direction based on the body based on the receiving sensitivity of each of the currently extracted receiving antennas.

또한, 직전의 위치와 현재의 수신 감도를 동시에 함께 고려하여 수신안테나(12a 내지 12d)를 선택할 수도 있다.It is also possible to select the receiving antennas 12a to 12d simultaneously considering the immediately preceding position and the current receiving sensitivity.

도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 캡슐 내시경(20)을 나타내는 블록도이다.5 is a block diagram showing a capsule endoscope 20 according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 캡슐 내시경(20)은 무선 신호 송신부(22)를 포함하여 구성된다. 캡슐 내시경(20)은 무선 신호 송신부(22) 외에도 촬영부(24), 자석부(26) 및 전원부(28) 등을 더 포함하여 구성될 수 있지만, 본 발명에 따른 필요한 동작만을 설명하기 위해 자세한 기술은 생략하기로 한다.Referring to FIG. 5, the capsule endoscope 20 includes a wireless signal transmitter 22. The capsule endoscope 20 may further include a photographing unit 24, a magnet unit 26, and a power source unit 28 in addition to the wireless signal transmitting unit 22. However, in order to explain only necessary operations according to the present invention, The technique will be omitted.

무선 신호 송신부(22)는 신호를 고주파 신호(또는 RF 신호)로 변조하는 변조 회로 및 신호를 송신하기 위한 송신안테나(23)를 포함할 수 있다.The radio signal transmitting section 22 may include a modulation circuit for modulating a signal into a high frequency signal (or an RF signal) and a transmission antenna 23 for transmitting the signal.

소정의 기준 신호가 무선 신호 송신부(22)의 송신안테나(23)를 통해 송출되면, 체외의 위치 추적 장치(10)의 안테나부(12)가 이를 수신하게 된다.When a predetermined reference signal is transmitted through the transmission antenna 23 of the radio signal transmitting unit 22, the antenna unit 12 of the external location apparatus 10 receives the reference signal.

일반적으로 무선 신호를 이용하는 송신 방법은 고주파 변조 회로의 소비전력이 크고, 안테나를 부착해야 되는 부담이 있었지만, 최근 휴대 기기의 비약적인 발달로 인해 초저전력의 고주파 송신기의 구현이 용이해졌고, 송신안테나(23)도 초미세 패턴 타입으로 구현이 가능하다.Generally, a transmission method using a radio signal has a high power consumption of a high-frequency modulation circuit and a burden of attaching an antenna. However, due to recent remarkable development of a portable device, implementation of an ultra- ) Can also be implemented as an ultrafine pattern type.

또한, 캡슐 내시경(20)에서 촬영된 영상을 압축하여 외부로 송신하는 경우에 무선 통신을 사용하는 경우가 많은데, 이런 경우에는 영상 송신을 위해 구비되는 송신기와 안테나를 위치 추적에 사용하면 되므로, 위치 추적을 위한 별도의 고주파 송신기와 안테나가 필요 없을 수 있다.In addition, in many cases, the wireless communication is used when the captured image is compressed by the capsule endoscope 20 and transmitted to the outside. In this case, since the transmitter and the antenna provided for image transmission can be used for position tracking, Separate high-frequency transmitters and antennas may not be needed for tracking.

도 6 및 도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 캡슐 내시경의 3차원 위치 추적 장치(10)의 보간 방법을 설명하기 위한 도면이다.6 and 7 are views for explaining a method of interpolating a three-dimensional position tracking apparatus 10 of a capsule endoscope according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 2차원 평면상의 보간 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 4개의 수신안테나(12a 내지 12d)와 캡슐 내시경(20)이 도시되어 있다. Sa, Sb, Sc, Sd는 수신안테나 12a, 12b, 12c, 12d가 캡슐 내시경(20)으로부터 각각 수신하는 신호 감도 레벨이다.Referring to Fig. 6, four reception antennas 12a to 12d and a capsule endoscope 20 are shown for explaining an interpolation method on a two-dimensional plane. Sa, Sb, Sc, and Sd are signal sensitivity levels at which the receiving antennas 12a, 12b, 12c, and 12d receive the capsule endoscope 20, respectively.

신호 감도는 신호 발생 지점으로부터 수신 위치가 가까울수록 큰 값을 가지고, 멀수록 작은 값을 가진다. 따라서, Sb가 가장 큰 값을 가지고, Sa가 가장 작은 값을 가진다.The signal sensitivity has a larger value from the signal generating point toward the receiving position, and a smaller value from the signal generating point toward the receiving position. Therefore, Sb has the largest value, and Sa has the smallest value.

이때, 수신안테나 12a와 수신안테나 12b의 위치를 신호 감도의 반비례로 선형 보간(linear interpolation)을 하면(또는 내분을 하면), 수신안테나 12a와 수신안테나 12b를 잇는 직선상에서 1/Sa : 1/Sb의 보간점이 계산된다. 즉, Sb : Sa로 내분되는 점을 계산할 수 있다. 예를 들어, Sa가 3이고, Sb가 7이면, 수신안테나 12a와 수신안테나 12b를 잇는 직선상에서, 수신안테나 12a로부터 7:3의 보간점이 계산된다. 마찬가지 방법으로 수신안테나 12c와 수신안테나 12d에 대하여도 1/Sc : 1/Sd의 선형 보간을 할 수 있다. 계산된 두 보간점으로 다시 선형보간을 반복하면 결국 캡슐 내시경(20)의 위치를 계산해낼 수 있다.When the positions of the receiving antenna 12a and the receiving antenna 12b are linearly interpolated (or internally divided) in inverse proportion to the signal sensitivity, the position of the receiving antenna 12a and the receiving antenna 12b is 1 / Sa: 1 / Sb Is calculated. That is, a point internally divided by Sb: Sa can be calculated. For example, when Sa is 3 and Sb is 7, an interpolation point of 7: 3 is calculated from the receiving antenna 12a on a straight line connecting the receiving antenna 12a and the receiving antenna 12b. 1 / Sc: 1 / Sd can be linearly interpolated to the receiving antenna 12c and the receiving antenna 12d in the same manner. The position of the capsule endoscope 20 can be finally calculated by repeating the linear interpolation again at the calculated two interpolation points.

이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.This can be expressed as follows.

두 점

과

의 좌표를 각각

,

라고 하고, 두 점간의 거리를

로 선형보간을 하는 방법은 수학식 1과 같다.Two points

and

Respectively.

,

And the distance between two points is

A linear interpolation is performed by Equation (1).

그런데, 상술한 바와 같이 캡슐 내시경(20)으로부터의 신호 감도는 캡슐 내시경(20)으로부터의 거리에 반비례하므로 두 점

과

에서의 신호 감도를 각각

과

라고 하면, 수학식 2의 관계가 된다.As described above, since the signal sensitivity from the capsule endoscope 20 is inversely proportional to the distance from the capsule endoscope 20,

and

Respectively.

and

(2) " (2) "

수학식 2를 수학식 1에 대입하면 수학식 3이 된다.Substituting Equation (2) into Equation (1) results in Equation (3).

따라서, 수학식 3을 사용하면 2개의 수신안테나 사이의 보간점을 구할 수 있다.Hence, using Equation (3), an interpolation point between two reception antennas can be obtained.

신호 감도는 거리에 반비례하지만, 무선 신호가 신체를 통과하면서 신호가 왜곡될 수도 있기 때문에 반드시 선형으로 반비례하지는 않을 수도 있다. 따라서, 수학식 2는

과

대신

,

, 또는

,

를 사용하여 수학식 4 또는 5를 사용할 수도 있으며, 이 외에도 다양한 방법으로 보간을 할 수 있다.Signal sensitivity is inversely proportional to distance, but it may not necessarily be inversely proportional to linearity, since the signal may be distorted as the radio signal passes through the body. Therefore, Equation (2)

and

instead

,

, or

,

(4) or (5) may be used, or interpolation may be performed in various other ways.

상술한 수학식에서 알 수 있듯이, 수신안테나의 '좌표'와 '수신 감도'를 알면 각 수신안테나 사이의 점을 보간하여 캡슐 내시경(20)의 위치 좌표를 계산할 수 있는 것이다.As can be seen from the above equation, the coordinates of the capsule endoscope 20 can be calculated by interpolating the points between the reception antennas by knowing the 'coordinates' and the 'reception sensitivity' of the reception antennas.

이러한 개념으로 다양한 보간법을 적용할 수 있는데, 예를 들면, 삼중 선형 보간법(trilinear interpolation), 2차 보간법(Quadratic interpolation), 뉴튼 보간법(Newton interpolation), 라그랑주 보간법(Lagrange interpolation) 등을 적용할 수 있다. 도 7을 참조하면, 3차원 공간에서의 삼중 선형 보간법의 예가 도시되어 있다.For example, trilinear interpolation, quadratic interpolation, Newton interpolation, Lagrange interpolation, and the like can be applied to this concept. . Referring to Fig. 7, an example of a triplet linear interpolation method in a three-dimensional space is shown.

육면체의 8개의 꼭지점에 좌표를 알고 있는 수신안테나(12a 내지 12h)가 위치하고 있다고 가정하자. 그러면, 수학식 3을 적용하여, 수신안테나 12a와 12d 사이의 보간점 M을 수신 감도의 반비례로 구할 수 있다. 같은 방법으로 N, U, V를 구할 수 있다. 계속해서 M과 N을 보간하여 R을 구할 수 있고, U와 V를 보간하여 S를 구할 수 있고, S와 R을 보간하여 최종적인 캡슐 내시경(20)의 3차원 위치 좌표를 구할 수 있다.Suppose that the receiving antennas 12a to 12h, which are known coordinates at the eight vertexes of the hexahedron, are located. Then, by applying Equation (3), the interpolation point M between the receiving antennas 12a and 12d can be obtained in inverse proportion to the receiving sensitivity. N, U, and V can be obtained in the same way. Subsequently, M and N can be interpolated to obtain R, U and V can be interpolated to obtain S, and S and R can be interpolated to obtain a three-dimensional position coordinate of the final capsule endoscope 20. [

보간 방법은 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 더 정밀한 위치 주적을 위하여 좀 더 복잡한 고차식의 방법을 사용할 수도 있지만 계산량이 기하급수적으로 늘어나므로 이를 고려하여 적합한 알고리즘을 선택하는 것이 바람직하다.The interpolation method is not limited to the above-described embodiments, and a more complicated high-order method may be used for more precise positional positioning. However, since the amount of calculation increases exponentially, it is desirable to select an appropriate algorithm in consideration of this.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐 내시경의 3차원 위치 추적 방법에 대한 구체적인 일례를 나타내는 순서도(S70)이다.FIG. 8 is a flowchart (S70) showing a specific example of a three-dimensional position tracking method of a capsule endoscope according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, S71 단계에서는 캡슐 내시경(20)에서 송출된 무선 신호를 안테나부(12)에서 수신할 수 있다.Referring to FIG. 8, in step S71, the antenna unit 12 can receive a radio signal transmitted from the capsule endoscope 20. FIG.

S73 단계에서는 제어부(14)가 각 수신안테나(12a 내지 12h)의 수신 감도를 추출할 수 있다.In step S73, the control unit 14 can extract the reception sensitivity of each of the reception antennas 12a to 12h.

S75 단계에서는 제어부(14)가 저장부(18)에 저장되어 있는 캡슐 내시경(20)의 직전 위치 및 각 수신안테나의 수신 감도에 기초하여 3차원 공간상에서 캡슐 내시경(20)을 포함하도록 4개 이상의 수신안테나를 선택할 수 있다. 수신안테나를 선택하는 방법은 도 4에서 상세히 설명하였으므로 생략하기로 한다.In step S75, the control unit 14 controls the capsule endoscope 20 to include the capsule endoscope 20 in three-dimensional space based on the position immediately before the capsule endoscope 20 stored in the storage unit 18 and the reception sensitivity of each of the reception antennas. The receiving antenna can be selected. The method of selecting the receive antennas has been described in detail with reference to FIG.

S77 단계에서는 선택된 각 수신안테나의 수신 감도의 반비례에 기초하여, 선택된 각 수신안테나의 위치 좌표를 보간함으로써 캡슐 내시경의 위치 좌표를 생성할 수 있다. 위치 좌표를 보간하는 방법은 도 7에서 상세히 설명하였으므로 생략하기로 한다.In step S77, the positional coordinates of the capsule endoscope can be generated by interpolating the position coordinates of the selected receiving antennas based on the inverse proportion of the receiving sensitivity of the selected receiving antennas. Since the method of interpolating the position coordinates has been described in detail with reference to FIG. 7, it will be omitted.

이상과 같이, 본 실시예들에 의하면, 캡슐 내시경(20)이 포함되는 3차원 공간을 형성하도록 수신안테나(12a 내지 12h)를 배치하고, 미리 인지하고 있는 수신안테나(12a 내지 12h)의 3차원 위치 좌표들로부터 수신 감도의 반비례에 기초하여 3차원 보간을 수행함으로써 정밀한 위치 추적이 가능하다.As described above, according to the present embodiments, the receiving antennas 12a to 12h are arranged so as to form the three-dimensional space including the capsule endoscope 20, and the three-dimensional Accurate position tracking is possible by performing three-dimensional interpolation based on inverse proportion of reception sensitivity from position coordinates.

또한, 무선 신호 수신안테나(12a 내지 12h)를 신체와 소정의 공간을 두고 신체의 외부를 둘러 감싸는 형상의 패널 또는 하우징에 서로 이격 배치함으로써 신체 접촉의 불편함이 사라지도록 하는 효과가 있다.Further, there is an effect that the discomfort of the body contact is eliminated by disposing the radio signal receiving antennas 12a to 12h apart from each other in a panel or a housing having a shape that encloses the outside of the body with a predetermined space from the body.

이상에서와 같이, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, . Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

10: 위치 추적 장치
12: 안테나부
12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g, 12h: 수신안테나
14: 제어부
16: 패널 또는 하우징
18: 저장부
20: 캡슐 내시경
22: 무선 신호 송신부
23: 송신안테나
24: 촬영부
26: 자석부
28: 전원부
30: 신체 또는 환자
50: 자기 유도 장치
52: 베드
54: 코일부10: Positioning device
12: Antenna section
12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g, 12h:
14:
16: Panel or housing
18:
20: Capsule endoscope
22: radio signal transmitter
23: Transmission antenna
24:
26:
28:
30: Body or patient
50: magnetic induction device
52: Bed
54: coil part

Claims

신체 내에 도입되어 무선 신호를 송출하는 캡슐 내시경의 3차원 위치를 추적하는 장치에 있어서,
상기 신체의 외부에 상기 신체와 이격되어 구비되고 상기 무선 신호를 수신하는 안테나부; 및
제어부를 포함하되,
상기 안테나부는 3차원 공간을 형성하는 복수개의 수신안테나를 포함하되, 상기 형성된 공간 내부에 상기 캡슐 내시경이 위치하도록 상기 수신안테나를 배치하고,
상기 제어부는 상기 안테나부에서 전체 또는 일부 수신안테나를 복수로 선택하고, 상기 선택된 복수의 수신안테나의 3차원 위치 좌표들로부터 3차원 보간을 수행함으로써 상기 캡슐 내시경의 위치 좌표를 생성하고,
상기 보간은 상기 선택된 각 수신안테나의 수신 감도의 반비례에 기초하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 캡슐 내시경의 3차원 위치 추적 장치.
An apparatus for tracking a three-dimensional position of a capsule endoscope introduced into a body to transmit a wireless signal,
An antenna unit provided outside the body to receive the radio signal; And
And a control unit,
Wherein the antenna unit includes a plurality of reception antennas forming a three-dimensional space, wherein the reception antenna is disposed so that the capsule endoscope is positioned inside the space,
Wherein the controller generates position coordinates of the capsule endoscope by selecting a plurality of all or a part of the receive antennas in the antenna unit and performing three-dimensional interpolation from the three-dimensional position coordinates of the selected plurality of receive antennas,
Wherein the interpolation is performed based on an inverse proportion of the reception sensitivity of each of the selected receiving antennas.

제 1항에 있어서,
상기 수신안테나는 상기 신체의 외부를 둘러 감싸는 형상의 패널 또는 하우징에 서로 이격 배치되는 것을 특징으로 하는, 캡슐 내시경의 3차원 위치 추적 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the receiving antennas are spaced apart from each other in a panel or a housing that surrounds the outside of the body.

제 1항에 있어서,
상기 수신안테나의 3차원 위치 좌표를 미리 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 캡슐 내시경의 3차원 위치 추적 장치.
The method according to claim 1,
And a storage unit for storing the three-dimensional position coordinates of the receiving antenna in advance.

제 3항에 있어서,
상기 생성된 캡슐 내시경의 위치 좌표는 시간 정보와 함께 상기 저장부에 저장되어 상기 캡슐 내시경의 반복적인 위치 추적에 사용되는 것을 특징으로 하는, 캡슐 내시경의 3차원 위치 추적 장치.
The method of claim 3,
Wherein the positional coordinates of the capsule endoscope are stored in the storage unit together with time information, and are used for tracking the repeated position of the capsule endoscope.

제 1항에 있어서,
상기 복수개의 수신안테나는 한 평면에 존재하지 않는 적어도 4개의 수신안테나인 것을 특징으로 하는, 캡슐 내시경의 3차원 위치 추적 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the plurality of reception antennas are at least four reception antennas that do not exist in one plane.

제 1항에 있어서,
상기 제어부가 상기 안테나부에서 전체 또는 일부 수신안테나를 선택함에 있어서, 상기 캡슐 내시경의 직전 위치 또는 상기 각각의 수신안테나의 수신 감도에 기초하여 3차원 공간을 형성하는 적어도 4개의 수신안테나를 선택하되, 상기 형성된 공간 내부에 상기 캡슐 내시경이 위치하도록 상기 수신안테나를 선택하는 것을 특징으로 하는, 캡슐 내시경의 3차원 위치 추적 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the control unit selects at least four receiving antennas forming a three-dimensional space based on a position immediately before the capsule endoscope or receiving sensitivity of the receiving antennas, And the receiving antenna is selected so that the capsule endoscope is positioned inside the space formed by the capsule endoscope.

제 1항에 있어서,
상기 보간은 삼중 선형 보간법(trilinear interpolation), 2차 보간법(Quadratic interpolation), 뉴튼 보간법(Newton interpolation), 또는 라그랑주 보간법(Lagrange interpolation)을 이용하는 것을 특징으로 하는, 캡슐 내시경의 3차원 위치 추적 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the interpolation is performed using a trilinear interpolation method, a quadratic interpolation method, a Newton interpolation method, or a Lagrange interpolation method.

신체 내에 도입되어 무선 신호를 송출하는 캡슐 내시경의 위치를 추적하는 방법에 있어서,
상기 신체의 외부에 상기 신체와 이격되어 구비되는 복수개의 수신안테나를 포함하는 장치가,
상기 캡슐 내시경에서 송출된 무선 신호를 수신하는 단계;
상기 각 수신안테나의 수신 감도를 추출하는 단계;
상기 수신안테나에서 전체 또는 일부를 복수개 선택하는 단계; 및
상기 선택된 각 수신안테나의 수신 감도의 반비례에 기초하여, 상기 선택된 복수의 수신안테나의 3차원 위치 좌표들로부터 3차원 보간을 수행함으로써 상기 캡슐 내시경의 위치 좌표를 생성하는 단계;
를 포함하는, 캡슐 내시경의 3차원 위치 추적 방법.
A method for tracking a position of a capsule endoscope introduced into a body to transmit a wireless signal,
And a plurality of reception antennas provided outside the body and spaced apart from the body,
Receiving a radio signal transmitted from the capsule endoscope;
Extracting a reception sensitivity of each of the reception antennas;
Selecting a plurality of all or a part of the reception antennas; And
Generating position coordinates of the capsule endoscope by performing three-dimensional interpolation from three-dimensional position coordinates of the selected plurality of reception antennas based on inverse proportion to reception sensitivity of the selected reception antennas;
Dimensional position tracking of the capsule endoscope.

제 8항에 있어서,
상기 수신안테나는 3차원 공간을 형성하는 적어도 4개의 수신안테나를 포함하되, 상기 형성된 공간 내부에 상기 캡슐 내시경이 위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 캡슐 내시경의 3차원 위치 추적 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the receiving antenna comprises at least four receiving antennas forming a three-dimensional space, and the capsule endoscope is disposed inside the formed space.

제 8항에 있어서,
상기 수신안테나에서 전체 또는 일부를 복수개 선택하는 단계는, 상기 캡슐 내시경의 직전 위치 또는 상기 각각의 수신안테나의 수신 감도에 기초하여 3차원 공간을 형성하는 적어도 4개를 선택하되, 상기 형성된 공간 내부에 상기 캡슐 내시경이 위치하도록 선택하는 것을 특징으로 하는, 캡슐 내시경의 3차원 위치 추적 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the step of selecting all or a part of the receiving antennas includes selecting at least four positions that form a three-dimensional space based on a position immediately before the capsule endoscope or a receiving sensitivity of each of the receiving antennas, Wherein the capsule endoscope is positioned such that the capsule endoscope is positioned.

신체 내에 도입되어 무선 신호를 송출하는 캡슐 내시경; 및
상기 신체의 외부에 상기 신체와 이격되어 구비되고 상기 무선 신호를 수신하는 위치 추적 장치;
를 포함하되,
상기 위치 추적 장치는 3차원 공간을 형성하는 적어도 4개의 수신안테나를 포함하고,
상기 수신안테나는 상기 형성된 공간 내부에 상기 캡슐 내시경이 위치하도록 배치되고,
상기 위치 추적 장치는, 상기 수신안테나에서 전체 또는 일부 수신안테나를 복수로 선택하고, 상기 선택된 복수의 수신안테나의 3차원 위치 좌표들로부터 3차원 보간을 수행함으로써 상기 캡슐 내시경의 위치 좌표를 생성하고,
상기 보간은 상기 선택된 각 수신안테나의 수신 감도의 반비례에 기초하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 캡슐 내시경의 3차원 위치 추적 시스템.

A capsule endoscope introduced into the body to transmit a wireless signal; And
A position tracking device provided outside the body and spaced apart from the body and receiving the radio signal;
, &Lt; / RTI &
Wherein the location tracking device comprises at least four receive antennas forming a three-dimensional space,
Wherein the receiving antenna is disposed so that the capsule endoscope is positioned inside the formed space,
The position tracking device generates position coordinates of the capsule endoscope by selecting a plurality of all or a part of the receive antennas from the receive antenna and performing three-dimensional interpolation from the three-dimensional position coordinates of the selected plurality of receive antennas,
Wherein the interpolation is performed based on an inverse proportion of the reception sensitivity of each of the selected receiving antennas.