カプセル医療システム
【課題】被検体内部の所望の生体組織に対して処置を行うカプセル型医療装置の処置部と処置対象の生体組織とを高精度に位置合わせすることができること。
【解決手段】本発明にかかるカプセル医療システム１１は、被検体１内部に導入されるカプセル型医療装置２と、カプセル型医療装置２が無線送信した情報を受信する体外通信部３と、カプセル型医療装置２が撮像した体内画像等を表示する表示部４と、各種情報を入力する入力部８と、制御部１０とを備える。カプセル型医療装置２は、被検体１内部の生体組織に対する処置を行う処置手段を備え、磁気誘導部５の外部磁界によって誘導される。制御部１０は、表示部４に表示された体内画像の中から入力部８によって選択された処置対象と前記処置手段との相対距離を決定し、前記外部磁界を制御して前記相対距離だけカプセル型医療装置２を移動させる。
【解決手段】本発明にかかるカプセル医療システム１１は、被検体１内部に導入されるカプセル型医療装置２と、カプセル型医療装置２が無線送信した情報を受信する体外通信部３と、カプセル型医療装置２が撮像した体内画像等を表示する表示部４と、各種情報を入力する入力部８と、制御部１０とを備える。カプセル型医療装置２は、被検体１内部の生体組織に対する処置を行う処置手段を備え、磁気誘導部５の外部磁界によって誘導される。制御部１０は、表示部４に表示された体内画像の中から入力部８によって選択された処置対象と前記処置手段との相対距離を決定し、前記外部磁界を制御して前記相対距離だけカプセル型医療装置２を移動させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体の内部に導入されたカプセル型医療装置によって体内部位の生体組織に対する処置を行うカプセル医療システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内視鏡の分野において、被検体の臓器内部に導入されて臓器内部の画像（以下、体内画像という場合がある）を撮像するカプセル型内視鏡が登場している。カプセル型内視鏡は、カプセル型筐体の内部に撮像機能と無線通信機能とを備え、患者等の被検体に経口摂取された後、蠕動運動等によって消化管内を移動しつつ被検体の体内画像を順次撮像し、その都度、被検体外部の受信装置に体内画像を順次無線送信する。なお、この被検体内部のカプセル型内視鏡は、排泄物等とともに被検体外部に排出される。
【０００３】
このようなカプセル型内視鏡に例示されるカプセル型医療装置を用いて被検体に処置を行うカプセル医療システムには、筐体内部に薬剤を保持したカプセル型医療装置を被検体の内部に導入し、この被検体内部のカプセル型医療装置によって患部に薬剤を投与するものがある（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載のシステムでは、Ｘ線ＣＴ装置またはＭＲＩ等の医療診断装置を用いて被検体内部における患部の位置を特定し、この特定した患部の位置にカプセル型医療装置が到達した際に、このカプセル型医療装置に薬剤を放出させる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３３４３３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術では、カプセル型医療装置が被検体内部の患部近傍に位置した際に患部に薬剤を放出することは可能であるが、患部等の生体組織に対して採取または治療等の処置を行うカプセル型医療装置の処置部と処置対象の生体組織とを高精度に位置合わせすることは困難な場合が多く、このため、患部等の所望の生体組織に対して処置を確実に行うことが困難であった。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、被検体内部の所望の生体組織に対して処置を行うカプセル型医療装置の処置部と処置対象の生体組織とを高精度に位置合わせすることができ、この処置対象の生体組織に対する処置を確実に行うことができるカプセル医療システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるカプセル医療システムは、被検体内部に導入され、前記被検体の体内画像を撮像する撮像手段と、前記被検体内部の生体組織に対する処置を行う処置手段と、当該カプセル型医療装置の移動に寄与する駆動手段とを有するカプセル型医療装置と、前記体内画像の中から前記処置手段の処置対象を選択する選択手段と、前記処置対象と前記処置手段との相対距離を決定し、前記駆動手段を用いて前記撮像手段の撮像方向に前記相対距離に応じた距離前記カプセル型医療装置を移動させる制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明にかかるカプセル医療システムは、上記の発明において、前記カプセル型医療装置の内部に配置され、少なくとも前記体内画像を外部に送信する通信手段と、前記通信手段によって送信された体内画像を受信する体外通信手段と、前記体外通信手段によって受信された体内画像を表示する表示手段と、をさらに備え、前記選択手段は、前記表示手段によって表示された体内画像の中から前記処置手段の処置対象を選択することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかるカプセル医療システムは、上記の発明において、前記撮像手段は、前記処置手段に対して相対的に固定された位置に配置され、前記駆動手段は、画像端部に前記処置対象を描出する体内画像を前記撮像手段によって撮像できる前記被検体内部の特定位置に前記カプセル型医療装置を移動させ、前記制御手段は、前記カプセル型医療装置が臓器内壁部に接触した状態で前記被検体内部の特定位置に停止した場合に、前記撮像手段の画角によって規定される前記処置対象と前記撮像手段との特定距離と前記撮像手段および前記処置手段の部品間距離との加算値である前記相対距離を決定することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかるカプセル医療システムは、上記の発明において、前記カプセル型医療装置は、前記撮像手段の撮像方向に位置する対象物と前記撮像手段との距離を測定する距離測定手段を備え、前記撮像手段は、前記処置手段に対して相対的に固定された位置に配置され、前記通信手段は、前記距離測定手段による測定距離を前記体外通信手段に送信し、前記制御手段は、前記体外通信手段を介して前記距離測定手段による測定距離を取得し、該測定距離と前記撮像手段および前記処置手段の部品間距離とを加算して前記相対距離を決定することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかるカプセル医療システムは、上記の発明において、前記カプセル型医療装置は、前記処置手段の方向と重力方向とのなす角度を検出する重力センサを備え、前記通信手段は、前記重力センサによる検出角度を前記体外通信手段に送信し、前記制御手段は、前記体外通信手段を介して前記重力センサによる検出角度を取得し、該検出角度をもとに前記表示手段の直交座標系の軸方向と前記処置手段の方向に対応する前記体内画像の方向とを合わせて、前記表示手段に前記体内画像を表示させることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかるカプセル医療システムは、上記の発明において、前記選択手段は、前記表示手段の直交座標系における前記処置対象の位置座標情報を入力する入力手段であり、前記制御手段は、前記表示手段の直交座標系の軸方向と前記処置対象の位置座標情報とをもとに前記処置手段の方向と前記処置対象の方向とのなす回転角度を算出し、前記駆動手段を用いて前記回転角度だけ前記カプセル型医療装置を回転させることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかるカプセル医療システムは、上記の発明において、前記駆動手段は、前記カプセル型医療装置の移動によって前記処置対象の近傍の臓器内壁部に前記カプセル型医療装置を接触させることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかるカプセル医療システムは、上記の発明において、前記被検体内部に導入された前記カプセル型医療装置に外部磁界を印加し、該外部磁界によって前記カプセル型医療装置を誘導する磁気誘導手段を備え、前記駆動手段は、前記磁気誘導手段が形成した外部磁界の作用によって前記カプセル型医療装置を移動または回転させる磁石であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明にかかるカプセル医療システムは、上記の発明において、前記駆動手段は、前記磁気誘導手段が形成した外部磁界の作用によって臓器内壁部に前記カプセル型医療装置を固定することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明にかかるカプセル医療システムは、上記の発明において、前記駆動手段は、前記制御手段の制御に基づいて前記カプセル型医療装置を移動または回転させることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明にかかるカプセル医療システムは、上記の発明において、前記カプセル型医療装置は、臓器内壁部に前記カプセル型医療装置を固定する固定手段を備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明にかかるカプセル医療システムは、上記の発明において、前記処置手段は、前記処置対象を採取する採取手段、前記処置対象に薬剤を注入する薬剤注入手段、前記処置対象に薬剤を放出する薬剤放出手段、または前記処置対象を治療する治療手段のいずれかであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、カプセル型医療装置が、被検体内部に導入され、撮像手段によって前記被検体の体内画像を撮像し、送信手段によって少なくとも前記体内画像を外部に送信し、処置手段によって前記被検体内部の生体組織に対する処置を行い、駆動手段によって移動するようにし、また、被検体外部の受信手段が、前記送信手段によって送信された体内画像を受信し、被検体外部の表示手段が、前記受信手段によって受信された体内画像を表示し、制御手段が、前記表示手段によって表示された体内画像の中から選択手段によって選択された処置対象と前記処置手段との相対距離を決定し、前記駆動手段を用いて前記撮像手段の撮像方向に前記相対距離だけ前記カプセル型医療装置を移動させるようにしている。このため、被検体内部の所望の生体組織に対して処置を行うカプセル型医療装置の処置部と処置対象の生体組織とを高精度に位置合わせすることができ、この結果、Ｘ線装置等の被検体内部の状態を観察可能な医療装置を用いなくとも、この処置対象の生体組織に対する処置を確実に行うことが可能なカプセル医療システムを簡易な構成で実現できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明にかかるカプセル医療システムの好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下では、被検体内部の生体組織に対する処置の一例として体内部位の病変組織を切断採取するカプセル医療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。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかるカプセル医療システムの一構成例を模式的に示すブロック図である。図１に示すように、この実施の形態１にかかるカプセル医療システム１１は、患者等の被検体１の内部に導入されるカプセル型医療装置２と、被検体１の体表上に配置した複数のアンテナ３ａを介して被検体１内部のカプセル型医療装置２と無線通信を行う体外通信部３と、カプセル型医療装置２によって撮像された被検体１の体内画像等の各種情報を表示する表示部４とを備える。また、カプセル医療システム１１は、被検体１内部のカプセル型医療装置２を磁気によって誘導する磁気誘導部５と、磁気誘導部５に電力を供給する電力供給部６と、この磁気誘導部５によるカプセル型医療装置２の誘導を操作する操作部７とを備える。さらに、カプセル医療システム１１は、各種情報を入力する入力部８と、被検体１の体内画像等の各種情報を記憶する記憶部９と、かかるカプセル医療システム１１の各構成部を制御する制御部１０とを備える。
【００２２】
カプセル型医療装置２は、被検体１の内部に導入可能な大きさに形成されたカプセル形状の医療装置であり、被検体１の体内画像を撮像する撮像機能と、外部の体外通信部３との間で無線通信を行う無線通信機能とを有する。具体的には、カプセル型医療装置２は、経口摂取等によって被検体１の内部に導入され、磁気誘導部５による外部磁界の作用または蠕動運動等によって被検体１の消化管内部を移動する。かかるカプセル型医療装置２は、被検体１の消化管内部を移動しつつ被検体１の体内画像を順次撮像し、その都度、得られた体内画像等の情報を被検体１の外部に順次無線送信する。
【００２３】
また、カプセル型医療装置２は、被検体１内部において体内部位の生体組織を採取する組織採取機能を有する。具体的には、カプセル型医療装置２は、磁気誘導部５による外部磁界の作用または蠕動運動等によって被検体１の消化管内部を移動して被検体１内部における所望の体内部位（例えば病変組織等の処置対象が存在する体内部位）に到達する。かかるカプセル型医療装置２は、外部の制御部１０の制御に基づいて磁気誘導部５が形成した外部磁界の作用によって、この体内部位における病変組織等の処置対象の位置に移動し、生体組織に対する処置を行う処置部（後述する処置部２３）の位置と、この処置対象の位置とを高精度に合わせる。この状態において、カプセル型医療装置２は、外部からの指示（具体的には外部の制御部１０からの制御信号）に基づき、この処置部によって処置対象の生体組織を採取する。その後、カプセル型医療装置２は、この採取した生体組織をカプセル型筐体内部に保管した状態で被検体１の消化管内部を移動し、最終的に被検体１の外部に排出される。
【００２４】
体外通信部３は、被検体１の体表面上に配置された複数のアンテナ３ａと接続され、これら複数のアンテナ３ａのいずれか一つを介して被検体１内部のカプセル型医療装置２と無線通信を行う。かかる体外通信部３は、複数のアンテナ３ａを介してカプセル型医療装置２からの無線信号を受信し、この受信した無線信号に対して復調処理等を行って、この無線信号に含まれる画像信号等の情報を抽出する。体外通信部３は、この抽出した画像信号等の情報を制御部１０に送信する。なお、かかる体外通信部３によって抽出（復調）された画像信号は、上述したカプセル型内視鏡２が被検体１内部において撮像した体内画像を含むものである。一方、体外通信部３は、カプセル型医療装置２を制御するための制御信号を制御部１０から取得し、この取得した制御信号に対して所定の変調処理等を行って、この制御信号を含む無線信号を生成する。体外通信部３は、この生成した無線信号をアンテナ３ａを介して被検体１内部のカプセル型医療装置２に送信する。
【００２５】
複数のアンテナ３ａは、被検体１の内部に導入されたカプセル型医療装置２と被検体１外部の体外通信部３との無線通信に用いられる送受信アンテナであり、カプセル型医療装置２を体内に導入する被検体１の体表面上に分散配置される。かかる複数のアンテナ３ａのうちの少なくとも１つのアンテナは、被検体１の内部（例えば食道、胃、小腸、大腸等の消化管内部）に位置するカプセル型医療装置２からの無線信号を捕捉して体外通信部３に送信し、または体外通信部３からの無線信号を被検体１内部のカプセル型医療装置２に送信する。
【００２６】
表示部４は、ＣＲＴディスプレイまたは液晶ディスプレイ等の各種ディスプレイを用いて実現され、制御部１０によって表示指示された各種情報を表示する。具体的には、表示部４は、カプセル型医療装置２が撮像した被検体１の体内画像群、入力部８によって入力された被検体１の患者情報および検査情報、被検体１の内部におけるカプセル型医療装置２の現在位置情報等を表示する。
【００２７】
磁気誘導部５は、複数の電磁石等を用いて実現され、電力供給部６から供給される電力によって回転磁界または勾配磁界等の３次元的な外部磁界を形成する。かかる磁気誘導部５は、この形成した外部磁界を、ベッド１２に載置された被検体１内部のカプセル型医療装置２に印加し、この外部磁界の作用によって、被検体１内部のカプセル型医療装置２を所望の位置に誘導する。また、磁気誘導部５は、かかる外部磁界の磁力によって、被検体１の臓器内壁部にカプセル型医療装置２を固定する。
【００２８】
電力供給部６は、被検体１内部のカプセル型医療装置２に印加する外部磁界を形成するための電力を磁気誘導部５に供給する。具体的には、電力供給部６は、制御部１０の制御に基づいて、磁気誘導部５に交流電流を供給し、これによって、磁気誘導部５に回転磁界または勾配磁界等の３次元的な外部磁界を形成させる。すなわち、上述した磁気誘導部５による外部磁界は、かかる電力供給部６から供給される交流電流（電力供給部６からの通電量）によって制御される。
【００２９】
操作部７は、磁気誘導部５の外部磁界による被検体１内部のカプセル型医療装置２の誘導（磁気誘導）を操作するためのものである。具体的には、操作部７は、入力ボタンおよびジョイスティック等の入力デバイスを用いて実現され、医師または看護師等のユーザによる入力操作に応じて、カプセル型医療装置２の磁気誘導を指示する指示情報を制御部１０に入力する。なお、かかる操作部７によって入力される指示情報は、カプセル型医療装置２の長軸に対する水平方向、長軸に対する垂直方向、長軸回り回転、長軸に対する斜め方向またはこれらの組み合わせのカプセル型医療装置２の動作（移動または回転）を指示するものである。
【００３０】
入力部８は、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力デバイスを用いて実現され、医師または看護師等のユーザによる入力操作に応じて制御部１０に各種情報を入力する。また、入力部８は、表示部４に表示された体内画像の中から所望の処置対象（例えば病変組織等の生体組織）を選択する選択手段として機能し、表示部４に表示されたカーソルを所望の処置対象に合わせて決定する入力操作によって、体内画像内に描出されている所望の処置対象の選択情報を制御部１０に入力する。なお、かかる入力部８が制御部１０に入力する各種情報として、上述した処置対象の選択情報の他に、例えば、制御部１０に対して指示する指示情報、被検体の患者情報、被検体の検査情報、表示部４の２軸直交座標系における処置対象の位置座標情報等が挙げられる。
【００３１】
なお、被検体の患者情報は、被検体を特定する情報であり、例えば、被検体の患者名、患者ＩＤ、生年月日、性別、年齢等である。また、被検体の検査情報は、被検体内部に導入したカプセル型医療装置２によって体内部位から採取した生体組織を用いて実施される生体検査を特定する情報であり、例えば、検査ＩＤ、検査日等である。一方、上述した表示部４に設定された２軸直交座標系は、例えば表示画面の上下方向の軸と左右方向の軸とによって規定される座標系である。
【００３２】
記憶部９は、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、またはハードディスク等の書き換え可能に情報を保存する各種記憶メディアを用いて実現される。記憶部９は、制御部１０が記憶指示した各種情報を記憶し、記憶した各種情報の中から制御部１０が読み出し指示した情報を制御部１０に送出する。かかる記憶部９は、制御部１０の制御に基づいて、例えば、被検体１の体内画像群、被検体１の患者情報および検査情報、被検体１内部におけるカプセル型医療装置２の現在位置情報、表示部４に表示された体内画像の中から選択された処置対象の位置座標情報等を記憶する。
【００３３】
制御部１０は、カプセル医療システム１１の各構成部（カプセル型医療装置２、体外通信部３、表示部４、磁気誘導部５、電力供給部６、操作部７、入力部８、および記憶部９）を制御し、且つ、かかる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１０は、入力部８によって入力された指示情報に基づいて、上述した体外通信部３、表示部４、および記憶部９の各動作を制御する。また、制御部１０は、操作部７または入力部８によって入力された指示情報に基づいて、磁気誘導部５の動作および磁気誘導部５に対する電力供給部６の通電量を制御し、この電力供給部６の通電量の制御を通して磁気誘導部５の磁界方向および磁界強度を制御する。制御部１０は、かかる磁気誘導部５の制御によって被検体１内部のカプセル型医療装置２の磁気誘導を制御する。一方、制御部１０は、入力部８によって入力された指示情報（具体的には、カプセル型医療装置２による一連の採取動作を指示する指示情報）に基づいて、体内部位の生体組織を採取するための一連の採取動作を被検体１内部のカプセル型医療装置２に指示する制御信号を生成する。制御部１０は、かかる制御信号を被検体１内部のカプセル型医療装置２に送信するよう体外通信部３を制御し、かかる制御信号によって被検体１内部のカプセル型医療装置２を制御する。
【００３４】
また、制御部１０は、被検体１内部の処置対象とカプセル型医療装置２の処置部との位置合わせを制御する位置制御部１０ａと、被検体１の体内画像を生成する画像処理部１０ｂと、被検体１内部におけるカプセル型医療装置２の位置を算出する位置算出部１０ｃと、処置対象である生体組織とカプセル型医療装置２の処置部との相対距離を決定する距離決定部１０ｄと、処置対象に対する相対的なカプセル型医療装置２の回転角度を算出する角度算出部１０ｅとを有する。
【００３５】
位置制御部１０ａは、上述した磁気誘導部５の動作および電力供給部６の通電量を制御し、かかる磁気誘導部５および電力供給部６の制御を通して、被検体１内部のカプセル型医療装置２の処置部と体内部位における処置対象の生体組織との位置合わせを制御する。かかる位置制御部１０ａは、距離決定部１０ｄによって決定された距離、すなわち処置対象とカプセル型医療装置２の処置部との相対距離だけカプセル型医療装置２を移動させ、これによって、この処置対象とカプセル型医療装置２の処置部との位置合わせを高精度に制御する。また、位置制御部１０ａは、角度算出部１０ｅによって算出された回転角度だけカプセル型医療装置２を回転させ、これによって、この処置対象とカプセル型医療装置２の処置部との回転方向の位置合わせを高精度に制御する。
【００３６】
画像処理部１０ｂは、カプセル型医療装置２からの無線信号から復調された画像信号を体外通信部３から取得し、この取得した画像信号に対して所定の画像処理を行って、この画像信号に対応する画像情報すなわち被検体１の体内画像を生成（再構築）する。かかる画像処理部１０ｂによって生成された体内画像群は、上述したように、表示部４に表示され、記憶部９に記憶される。
【００３７】
位置算出部１０ｃは、体外通信部３が複数のアンテナ３ａを介してカプセル型医療装置２からの無線信号を順次受信した際の各アンテナの受信電界強度（例えば複数のアンテナ３ａのうちの上位３つの受信電界強度）を体外通信部３から取得し、この取得した受信電界強度と複数のアンテナ３ａ内の各アンテナの位置情報とをもとに、三角法等に基づいて被検体１内部におけるカプセル型医療装置２の現在位置を算出する。制御部１０は、かかる位置算出部１０ｃによって算出された現在位置情報と、この現在位置に存在するカプセル型医療装置２が撮像した被検体１の体内画像とを対応付ける。かかる制御部１０によって対応付けられた被検体１の体内画像およびカプセル型医療装置２の現在位置情報は、表示部４に表示され、記憶部９に記憶される。
【００３８】
距離決定部１０ｄは、表示部４に表示された体内画像の中から入力部８を用いて選択された処置対象の生体組織とカプセル型医療装置２の処置部との相対距離を決定する。詳細には、かかる処置対象を画像端部に描出する体内画像を撮像可能な被検体１内部の位置（以下、特定位置という）においてカプセル型医療装置２が臓器内壁部に接触した状態で停止した場合に、距離決定部１０ｄは、この処置対象である生体組織とカプセル型医療装置２の処置部との相対距離を決定する。かかる相対距離だけ体内画像の撮像方向にカプセル型医療装置２が移動することによって、カプセル型医療装置２の処置部と処置対象との位置（カプセル型医療装置２の長手軸方向の位置）が高精度に合わせられる。
【００３９】
角度算出部１０ｅは、表示部４に表示された体内画像の中から入力部８を用いて選択された処置対象の生体組織とカプセル型医療装置２の処置部との回転方向の位置を合わせるために必要な回転角度を算出する。具体的には、角度算出部１０ｅは、表示部４に設定された２軸直交座標系における処置部の位置座標情報を予め有する。また、角度算出部１０ｅは、入力部８によって入力された処置対象の位置座標情報、すなわち表示部４の２軸直交座標系における処置対象の位置座標情報を取得する。角度算出部１０ｅは、かかる処置部および処置対象の各位置座標情報をもとに、表示部４の２軸直交座標系における処置対象の方向と処置部方向とのなす角度、すなわち、かかる処置対象に対する相対的なカプセル型医療装置２の回転角度を算出する。かかる回転角度だけカプセル型医療装置２が長手軸を中心に回転することによって、カプセル型医療装置２の処置部と処置対象との回転方向の位置が高精度に合わせられる。
【００４０】
つぎに、本発明の実施の形態１にかかるカプセル型医療装置２の構成について詳細に説明する。図２は、本発明の実施の形態１にかかるカプセル型医療装置の一構成例を示す模式図である。図２に示すように、この実施の形態１にかかるカプセル型医療装置２は、筒状筐体２０ａとドーム形状筐体２０ｂとによって形成されるカプセル型筐体２０と、被検体１の体内画像を撮像する撮像ユニット２１と、撮像ユニット２１によって撮像された体内画像を含む画像信号を生成する信号処理部２２と、体内所望部位に対する処置を行う処置部２３と、この処置部２３の方向と重力方向とのなす角度を検出する重力センサ２４とを備える。また、カプセル型医療装置２は、外部の体外通信部３（図１参照）と無線通信を行う通信ユニット２５と、かかるカプセル型医療装置２の各構成部を制御する制御部２６と、電池等によって実現される電源ユニット２７と、上述した磁気誘導部５による外部磁界に追従して動作する磁石２８とを備える。
【００４１】
カプセル型筐体２０は、被検体１の内部に導入可能な大きさに形成されたカプセル型の筐体であり、一端がドーム形状をなす筒状筐体２０ａの他端（開口端）をドーム形状筐体２０ｂによって塞いで形成される。ドーム形状筐体２０ｂは、所定の波長帯域の光（例えば可視光）に対して透明な光学ドームである。一方、筒状筐体２０ａは略不透明な筐体であり、筒状筐体２０ａの一部分には、処置部２３を出し入れ（突没）するための開口部２０ｃが形成される。かかる筒状筐体２０ａとドーム形状筐体２０ｂとによって形成されるカプセル型筐体２０の内部には、撮像ユニット２１、信号処理部２２、処置部２３、重力センサ２４、通信ユニット２５、制御部２６、電源ユニット２７、および磁石２８が収容される。この場合、処置部２３は、カプセル型筐体２０の開口部２０ｃの近傍に配置される。また、撮像ユニット２１は、処置部２３（詳細には、後述する採取部２３ａ）に対して相対的に固定された位置に配置される。すなわち、かかる撮像ユニット２１と処置部２３との相対距離（以下、部品間距離という）は、カプセル型筐体２０の内部において一定である。
【００４２】
ここで、かかるカプセル型筐体２０を外装として備えるカプセル型医療装置２には、ＸＹＺの３軸直交座標系が設定される。この３軸直交座標系において、Ｘ軸は、カプセル型筐体２０の長手方向の中心軸ＣＬと一致し、Ｙ軸およびＺ軸は、互いに直交する軸であって、この中心軸ＣＬに垂直な方向、すなわちカプセル型筐体２０の径方向の中心軸と一致する。
【００４３】
撮像ユニット２１は、被検体１の体内画像を撮像するためのものであり、ＬＥＤ等の照明部２１ａと、集光レンズ等の光学系２１ｂと、ＣＣＤ等の固体撮像素子２１ｃとを有する。複数の照明部２１ａは、ドーム形状筐体２０ｂ越しに被写体（具体的には被検体１の臓器内部）を照明する。光学系２１ｂは、これら複数の照明部２１ａによって照明された被写体からの反射光を集光して、固体撮像素子２１ｃの受光面に被写体の光学像を結像する。固体撮像素子２１ｃは、この被写体からの反射光を受光面を介して受光して、光学系２１ｂによって結像された被写体の光学像を撮像する。かかる構成を有する撮像ユニット２１は、上述した中心軸ＣＬの方向（すなわちカプセル型筐体２０の長手方向であるＸ軸方向）と同方向である撮像方向Ｆと画角ωとを有し、かかる撮像方向Ｆおよび画角ωによって規定される撮像視野内の被写体の光学像、すなわち被検体１の体内画像を撮像する。
【００４４】
ここで、上述したようにＸＹＺの３軸直交座標系が設定されたカプセル型医療装置２において、かかる固体撮像素子２１ｃの受光面は、図３に示すように、Ｙ軸およびＺ軸による直交２軸座標系の平面であり、この受光面の上下方向はＹ軸方向と一致し、この受光面の左右方向はＺ軸方向と一致する。この場合、かかる固体撮像素子２１ｃによって撮像された被検体１の体内画像Ｐの上下方向はＹ軸方向と一致し、かかる体内画像Ｐの左右方向はＺ軸方向と一致する。
【００４５】
また、カプセル型筐体２０の内部に固定配置された撮像ユニット２１の固体撮像素子２１ｃは、中心軸ＣＬを回転中心にしたカプセル型医療装置の回転に伴って回転し、この結果、この固体撮像素子２１ｃの上下方向（Ｙ軸方向）と重力方向Ｇとの間に回転角度θ１が生じる。かかる固体撮像素子２１ｃの上下方向と重力方向Ｇとのなす回転角度θ１は、例えばＸ軸方向に向かって時計回りの方向を正方向とする角度であり、後述する重力センサ２４によって検出される。なお、かかる回転角度θ１は、後述する処置部２３の突没方向（処置部方向の一例）と重力方向Ｇとのなす回転角度と同値である。
【００４６】
信号処理部２２は、かかる撮像ユニット２１の固体撮像素子２１ｃによって光電変換された信号を取得し、この取得した信号に対して所定の信号処理を行って、被検体１の体内画像を含む画像信号を生成する。信号処理部２２は、このように画像信号を生成する都度、生成した画像信号を通信ユニット２５に順次送信する。
【００４７】
処置部２３は、病変組織等の処置対象に対する処置を行う処置手段として機能し、かかる生体組織に対する処置の一例として、病変組織等の所望の生体組織を体内部位から採取する。具体的には、処置部２３は、被検体１の体内部位から生体組織を切断し、採取する鉗子状の採取部２３ａと、生体組織を採取するための一連の採取動作を採取部２３ａに行わせる駆動部２３ｂとを備える。
【００４８】
採取部２３ａは、図２に示すように鉗子状のものであり、駆動部２３ｂの作用によって、処置対象である生体組織を体内部位から採取するための一連の採取動作を行う。具体的には、採取部２３ａは、カプセル型筐体２０の内部に設けられた収容部２０ｄの内部に収容され、駆動部２３ｂの作用によって開口部２０ｃからカプセル型筐体２０の外部に突出する。かかる採取部２３ａは、処置対象である生体組織に向かって突出し、その後、駆動部２３ｂの作用によって鉗子状先端部を開閉して、この生体組織を体内部位から切断採取する。採取部２３ａは、この生体組織を採取した後、駆動部２３ｂの作用によってカプセル型筐体２０の内部に向けて移動し、最終的に収容部２０ｄの内部に収容される。このようにして、採取部２３ａは、かかる一連の採取動作の１サイクルを終了する。なお、かかる採取部２３ａによって採取された生体組織は、この採取部２３ａの鉗子状先端部内に把持された状態でカプセル型筐体２０の内部に保管される。
【００４９】
ここで、かかる採取部２３ａの突没方向Ｄは、本発明における処置部方向の一例であり、カプセル型医療装置２は、病変組織等の処置対象の近傍に到達した状態において突没方向Ｄに処置対象を位置させることによって、中心軸ＣＬ方向および回転方向に関する採取部２３ａと処置対象との高精度な位置合わせを実現する。
【００５０】
駆動部２３ｂは、アクチュエータ等を用いて実現され、制御部２６の制御に基づいて採取部２３ａに一連の採取動作を行わせる。かかる駆動部２３ｂは、制御部２６からの制御信号を受信する都度、すなわち制御部２６による１回の制御毎に、採取部２３ａに一連の採取動作を１サイクル行わせる。なお、収容部２０ｄは、上述した採取部２３ａを収容する筒状部材であり、開口部２０ｃを介してカプセル型筐体２０の外部に連通するとともに、制御部２６および電源ユニット２７等の電子部品を収容するカプセル型筐体２０の内部領域と採取部２３ａの収容領域とを隔離する。
【００５１】
重力センサ２４は、カプセル型医療装置２が長手方向の中心軸ＣＬ回りに回転した際に生じる処置部２３の方向（すなわち採取部２３ａの突没方向Ｄ）と重力方向Ｇとのなす角度を検出する。ここで、図２に示す採取部２３ａの突没方向Ｄは、カプセル型医療装置２において固定された方向であり、例えば、上述した３軸直交座標系のＹ軸方向と一致する。この場合、かかる突没方向Ｄは、図３に示した固体撮像素子２１ｃの上下方向（Ｙ軸方向）と一致する。すなわち、重力センサ２４は、採取部２３ａの突没方向Ｄと重力方向Ｇとのなす角度として、上述した回転角度θ１（図３参照）を検出する。重力センサ２４は、かかる回転角度θ１の検出結果を制御部２６に送信する。
【００５２】
なお、かかる回転角度θ１は、体外通信部３等を介して外部の制御部１０（図１参照）に通知される。制御部１０は、体外通信部３等を介して重力センサ２４の検出角度（回転角度θ１）を取得し、この取得した検出角度をもとに体内画像Ｐの回転ずれを補正して、表示部４の２軸直交座標系の軸方向（例えば表示画面の上下方向）と、採取部２３ａの突没方向Ｄに対応する体内画像Ｐの方向（例えばＹ軸方向）とを合わせる。制御部１０は、このように表示部４の２軸直交座標系の軸方向と採取部２３ａの突没方向Ｄに対応する体内画像Ｐの方向とを合わせた態様で表示部４に体内画像Ｐを表示させる。これによって、表示部４の２軸直交座標系は、上述したＹ軸およびＺ軸による体内画像Ｐの２軸直交座標系と一致し、この結果、医師または看護師等のユーザは、かかる表示部４に表示された体内画像Ｐの上下左右の各方向によって被検体１内部のカプセル型医療装置２のＹ軸方向およびＺ軸方向を容易に把握でき、この体内画像Ｐを参照することによって被検体１内部のカプセル型医療装置２の磁気誘導を容易に操作することができる。
【００５３】
通信ユニット２５は、コイル状のアンテナ２５ａを備え、このアンテナ２５ａを用いて被検体１外部の体外通信部３（図１参照）と無線通信を行う。具体的には、通信ユニット２５は、制御部２６の制御に基づいて、被検体１の体内画像および重力センサ２４の検出角度情報を外部に無線送信する。この場合、通信ユニット２５は、信号処理部２２によって生成された画像信号と、この画像信号に対応する体内画像が撮像されたタイミングにおいて重力センサ２４が検出した回転角度θ１とを取得する。通信ユニット２５は、所定の変調処理等を行って、かかる画像信号と重力センサ２４の検出角度情報（回転角度θ１）とを含む無線信号を生成し、この生成した無線信号を外部に送信する。なお、かかる画像信号および検出角度情報を含む無線信号は、上述した複数のアンテナ３ａを介して体外通信部３に受信される。
【００５４】
また、通信ユニット２５は、制御部２６の制御に基づき、アンテナ２５ａを介して体外通信部３からの無線信号を受信し、所定の復調処理等を行って、この無線信号に含まれる制御信号を抽出する。ここで、かかる通信ユニット２５によって復調された制御信号は、上述したように、外部の制御部１０によって生成された制御信号であって、体内部位の生体組織を採取するための一連の採取動作をカプセル型医療装置２に指示するための制御信号である。通信ユニット２５は、かかる外部の制御部１０からの制御信号を制御部２６に送信する。
【００５５】
制御部２６は、カプセル型医療装置２の各構成部（撮像ユニット２１、信号処理部２２、処置部２３、重力センサ２４、通信ユニット２５）を制御し、且つ、かかる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２６は、照明部２１ａによって照明された被写体の画像（すなわち体内画像）を固体撮像素子２１ｃによって撮像するように撮像ユニット２１を制御し、この撮像ユニット２１に体内画像を撮像させたタイミングで重力センサ２４に回転角度θ１を検出させる。また、制御部２６は、かかる体内画像と重力センサ２４の検出角度情報とを含む無線信号を外部に送信するように信号処理部２２および通信ユニット２５を制御する。一方、制御部２６は、通信ユニット２５を介して外部の制御部１０からの制御信号を取得し、この取得した制御信号に基づいて処置部２３による一連の採取動作を制御する。この場合、制御部２６は、かかる制御信号に基づいて処置部２３の駆動部２３ｂを制御し、この駆動部２３ｂの制御を通して採取部２３ａの動作、すなわち一連の採取動作を制御する。
【００５６】
電源ユニット２７は、スイッチ回路およびボタン型の電池等を用いて実現され、スイッチ回路によってオン状態に切り替わった際に、上述した撮像ユニット２１、信号処理部２２、処置部２３、重力センサ２４、通信ユニット２５、および制御部２６に対して電力を供給する。
【００５７】
磁石２８は、永久磁石、電磁石、または磁性体によって実現され、例えばカプセル型筐体２０の長手方向の中心軸ＣＬに垂直な方向（すなわちカプセル型筐体２０の径方向）に着磁する態様で筒状筐体２０ａの内部に固定配置される。磁石２８は、上述した磁気誘導部５（図１参照）によって形成された外部磁界に追従して動作し、これによって、３軸直交座標系の軸方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）にカプセル型医療装置２を移動させ、または３軸直交座標系の軸回り（Ｘ軸回り、Ｙ軸回り、Ｚ軸回り）にカプセル型医療装置２を回転させる。かかる磁石２８の作用によって、カプセル型医療装置２は、被検体１の体内部位における所望の位置に磁気誘導され、所望の姿勢をとり、または臓器内壁部に固定される。
【００５８】
以上のような構成を有するカプセル型医療装置２は、図１に示したカプセル医療システム１１において、被検体１の内部に導入され、その後、蠕動運動または磁気誘導部５による外部磁界等によって被検体１の消化管内部を移動しつつ被検体１の体内画像Ｐを順次撮像し、かかる体内画像Ｐと重力方向Ｇに対する回転ずれ量（すなわち回転角度θ１）とを外部に順次無線送信する。一方、外部の表示部４は、このカプセル型医療装置２によって撮像された体内画像Ｐと被検体１内部におけるカプセル型内視鏡２の現在位置情報とを表示する。この場合、表示部４は、採取部２３ａの突没方向Ｄに対応する体内画像Ｐの方向（Ｙ軸方向）と表示画面の上下方向とを合わせた態様で体内画像Ｐを表示する。
【００５９】
医師または看護師等のユーザは、かかる表示部４に表示された情報（体内画像、現在位置情報等）を参照しつつ操作部７または入力部８を操作して、被検体１内部における所望の体内部位（胃、小腸、大腸等）にカプセル型医療装置２を誘導する。ユーザは、かかる表示部４に表示された体内画像Ｐを観察することによって、病変組織等の処置対象の有無を判断する。ユーザは、表示部４に表示された体内画像Ｐの中に処置が必要な生体組織を発見した場合、上述したように入力部８を操作して、この体内画像Ｐの中から処置対象を選択する。
【００６０】
外部の制御部１０は、磁気誘導部５および電力供給部６を制御して、かかる体内画像Ｐの中から選択された処置対象である被検体１内部の生体組織と処置部２３との相対距離を決定し、この決定した相対距離と上述した重力センサ２４の検出角度とをもとに、中心軸ＣＬ方向および回転方向に関する処置対象と処置部２３との位置合わせを制御する。
【００６１】
つぎに、画像端部に処置対象を描出する体内画像Ｐを撮像可能な被検体１内部の特定位置にカプセル型医療装置２を誘導して、このカプセル型医療装置２の処置部２３と処置対象との相対距離を決定するまでのカプセル医療システム１１の動作について説明する。図４は、被検体１内部の特定位置までカプセル型医療装置２が誘導される状態を示す模式図である。図５は、被検体１内部の特定位置に誘導されるまでにカプセル型医療装置２が撮像した体内画像Ｐを例示する模式図である。なお、図４，５には、処置対象である生体組織の一例として病変組織１５が図示されている。以下、図４，５を参照しつつ、カプセル医療システム１１の動作について説明する。
【００６２】
被検体１内部の処置対象である病変組織１５が入力部８の入力操作によって体内画像Ｐの中から選択された場合、外部の制御部１０は、磁気誘導部５および電力供給部６を制御し、これによって、この病変組織１５を描出する体内画像Ｐを撮像可能な状態をカプセル型医療装置２に維持させつつ、画像端部に病変組織１５を描出する体内画像Ｐを撮像可能な被検体１内部の特定位置までカプセル型医療装置２を磁気誘導する。
【００６３】
ここで、被検体１内部のカプセル型医療装置２が臓器内壁部Ｗに非接触の状態（例えば臓器内部の液体等によって浮遊した状態）である場合、制御部１０は、磁気誘導部５による外部磁界を制御し、この外部磁界の磁気力によって臓器内壁部Ｗにカプセル型医療装置２を接触させる。かかる制御部１０は、カプセル型医療装置２の撮像ユニット２１によって順次撮像された体内画像Ｐの連続フレーム間における類似性を判断し、この類似性が低い場合、臓器内壁部Ｗとカプセル型医療装置２とが未だ接触していないと判断する。この場合、制御部１０は、臓器内壁部Ｗにカプセル型医療装置２を接触させるべく、かかる磁気誘導部５による外部磁界の制御を継続する。一方、制御部１０は、この類似性が高い場合、すなわち、連続フレーム間において体内画像Ｐの変化が少ない場合、臓器内壁部Ｗとカプセル型医療装置２とが接触状態であると判断する。この場合、制御部１０は、かかる臓器内壁部Ｗと接触状態のカプセル型医療装置２を上述した特定位置に到達させるべく、磁気誘導部５による外部磁界を制御する。
【００６４】
このように磁気誘導されるカプセル型医療装置２は、図４に示すように、撮像ユニット２１の撮像視野内に病変組織１５を捕捉した状態を維持しつつ、臓器内壁部Ｗと接触し、この臓器内壁部Ｗと接触した状態で特定位置に到達し、この特定位置において停止状態になる。
【００６５】
詳細には、かかるカプセル型医療装置２において、磁石２８は、磁気誘導部５による外部磁界に追従して動作し、これによって、カプセル型医療装置２のカプセル型筐体２０と臓器内壁部Ｗとを接触させ、この臓器内壁部Ｗとカプセル型筐体２０との接触状態を維持しつつ、撮像ユニット２１の撮像方向Ｆにカプセル型医療装置２を移動（前進）させる。かかる磁石２８は、病変組織１５の近傍にカプセル型医療装置２を移動させ、その後、撮像ユニット２１の撮像視野の境界と病変組織１５とが交差する位置、すなわち上述した特定位置においてカプセル型医療装置２を停止させる。この特定位置において、磁石２８は、外部磁界の磁気力によって臓器内壁部Ｗにカプセル型筐体２０を押し付けて、この臓器内壁部Ｗにカプセル型医療装置２を固定する。
【００６６】
このようにカプセル型医療装置２が被検体１内部の特定位置に到達するまでの期間、撮像ユニット２１は、病変組織１５を描出する体内画像Ｐを順次撮像する。この場合、かかる体内画像Ｐ内の病変組織１５は、図５に示すように、画像内側から画像端部に向かって変位する。外部の表示部４は、かかる病変組織１５を描出した体内画像Ｐを表示するとともに、入力部８によって選択された処置対象であることを示すマークＭを病変組織１５の画像上に重畳して表示する。なお、かかるマークＭは、表示部４の２軸直交座標系における病変組織１５の位置座標情報に対応する。制御部１０は、例えば図５に示すように、かかる病変組織１５の画像上のマークＭが体内画像Ｐの画像端部に位置する場合、上述した特定位置にカプセル型医療装置２が到達したと判断し、この特定位置にカプセル型医療装置２を停止させる。
【００６７】
一方、上述した距離決定部１０ｄは、図４に示すようにカプセル型医療装置２が被検体１内部の特定位置において停止した場合、このカプセル型医療装置２の処置部２３と病変組織１５との相対距離Ｌ３を決定する。ここで、かかるカプセル型医療装置２が到達した特定位置は、上述したように、画像端部に病変組織１５を描出する体内画像Ｐを撮像可能な被検体１内部の位置であり、図４に示すように、撮像ユニット２１の撮像視野の境界と病変組織１５とが交差する位置である。かかる特定位置においてカプセル型医療装置２が停止した場合、この病変組織１５と撮像ユニット２１（具体的には光学系２１ｂ）との相対距離は、撮像ユニット２１の画角ωとカプセル型筐体２０の外径寸法ｒとによって規定される特定距離Ｌ２になる。また、かかる撮像ユニット２１と処置部２３との相対距離、具体的には、光学系２１ｂと採取部２３ａとの部品間距離Ｌ１は、カプセル型筐体２０の内部において一定である。距離決定部１０ｄは、かかる部品間距離Ｌ１と特定距離Ｌ２との加算値である相対距離Ｌ３を既知のデータとして予め有し、カプセル型医療装置２が臓器内壁部Ｗに接触した状態で特定位置に停止した場合に、病変組織１５と採取部２３ａとの相対距離Ｌ３を決定する。
【００６８】
なお、上述した特定距離Ｌ２は、撮像ユニット２１の画角ωとカプセル型筐体２０の外径寸法ｒとを用いて次式（１）によって算出できる。
Ｌ２＝（ｒ／２）／ｔａｎ（ω／２） ・・・（１）
【００６９】
つぎに、処置対象の一例として病変組織１５を例示して、処置対象に対する相対的なカプセル型医療装置２の回転角度を算出する角度算出部１０ｅの動作について説明する。図６は、角度算出部１０ｅによる回転角度の算出処理を説明するための模式図である。なお、図６には、角度算出部１０ｅがカプセル型医療装置２の回転角度θ２を算出する際に表示部４に表示される体内画像Ｐが模式的に図示されている。
【００７０】
外部の表示部４には、上述したように、体内画像Ｐと同様の２軸直交座標系、すなわち図６に示すようなＹ軸およびＺ軸による２軸直交座標系が設定され、表示部４の上下方向はＹ軸方向と一致し、表示部４の左右方向はＺ軸方向に一致する。かかるＹ軸およびＺ軸による２軸直交座標系が設定された表示部４は、この２軸直交座標系における病変組織１５の位置座標を示すマークＭを病変組織１５の画像上に表示する。
【００７１】
角度算出部１０ｅは、入力部８によって入力された病変組織１５の位置座標情報、すなわち、表示部４の２軸直交座標系におけるマーカＭの位置座標情報を取得する。また、角度算出部１０ｅは、この表示部４の２軸直交座標系における採取部２３ａの位置座標情報を、Ｙ軸上の既知の点Ｎ（例えば負の点）の位置座標情報として予め有する。角度算出部１０ｅは、かかる表示部４の２軸直交座標系のＹ軸方向（具体的にはＹ軸の負方向）と病変組織１５の位置座標情報とをもとに、カプセル型医療装置２の処置部方向と病変組織１５の方向とのなす回転角度θ２を算出する。
【００７２】
詳細には、角度算出部１０ｅは、表示部４の２軸直交座標系において、原点Ｏを始点とするマーカＭおよび点Ｎの各位置ベクトルを算出する。ここで、かかる２つの位置ベクトルのなす角度は、カプセル型医療装置２の中心軸ＣＬ上の任意点と病変組織１５とを結ぶ垂線の方向（カプセル型医療装置２に対する相対的な処置対象の方向）と処置部２３の方向（採取部２３ａの突没方向Ｄ）とのなす角度と略同値である。角度算出部１０ｅは、かかるマーカＭおよび点Ｎの各位置ベクトルをもとに、これら２つの位置ベクトルのなす角度、すなわちカプセル型医療装置２の処置部方向と病変組織１５の方向とのなす回転角度θ２を算出する。かかる角度算出部１０ｅによって算出された回転角度θ２は、採取部２３ａの突没方向Ｄに病変組織１５を位置させるために必要なカプセル型医療装置２の回転角度である。
【００７３】
つぎに、処置対象の一例として病変組織１５を例示して、カプセル型医療装置２の処置部２３と処置対象との位置を合わせる際のカプセル医療システム１１の動作について説明する。図７は、カプセル型医療装置２の長手方向に関する処置部２３と病変組織１５との位置合わせを説明するための模式図である。図８は、カプセル型医療装置２の回転方向に関する処置部２３と病変組織１５との位置合わせを説明するための模式図である。
【００７４】
位置制御部１０ａは、距離決定部１０ｄが決定した処置部２３と病変組織１５との相対距離Ｌ３に基づいて磁気誘導部５による外部磁界を制御し、これによって、カプセル型医療装置２と臓器内壁部Ｗとの接触状態を維持しつつ、撮像ユニット２１の撮像方向Ｆに相対距離Ｌ３だけカプセル型医療装置２を移動させる。この場合、被検体１内部のカプセル型医療装置２は、図７に示すように、外部磁界に追従する磁石２８の作用によって、臓器内壁部Ｗと接触した状態を維持しつつ撮像方向Ｆ（すなわち中心軸ＣＬの方向）に相対距離Ｌ３だけ移動（前進）する。この結果、カプセル型医療装置２は、カプセル型筐体２０の長手方向である中心軸ＣＬの方向（すなわちカプセル型医療装置２の３軸直交座標系のＸ軸）について、処置部２３の採取部２３ａと病変組織１５との位置を高精度に合わせることができる。
【００７５】
一方、位置制御部１０ａは、角度算出部１０ｅが算出した採取部２３ａの突没方向Ｄと病変組織１５の方向とのなす回転角度θ２に基づいて磁気誘導部５による外部磁界を制御し、これによって、カプセル型医療装置２と臓器内壁部Ｗとの接触状態を維持しつつ、上述したＸ軸回りに回転角度θ２だけカプセル型医療装置２を回転させる。この場合、被検体１内部のカプセル型医療装置２は、図８に示すように、外部磁界に追従する磁石２８の作用によって、臓器内壁部Ｗと接触した状態を維持しつつＸ軸回り（すなわち中心軸ＣＬ回り）に回転角度θ２だけ回転する。この結果、カプセル型医療装置２は、カプセル型筐体２０の中心軸ＣＬ回りの回転方向（すなわちＸ軸回りの回転方向）について、処置部２３の採取部２３ａと病変組織１５との位置を高精度に合わせることができる。
【００７６】
なお、位置制御部１０ａは、まず、カプセル型医療装置２の長手方向について処置部２３と病変組織１５との位置合わせを制御し、その後、中心軸ＣＬ回りの回転方向について処置部２３と病変組織１５との位置合わせを制御してもよいし、まず、中心軸ＣＬ回りの回転方向について処置部２３と病変組織１５との位置合わせを制御し、その後、カプセル型医療装置２の長手方向について処置部２３と病変組織１５との位置合わせを制御してもよい。あるいは、位置制御部１０ａは、かかる処置部２３と病変組織１５との位置合わせを長手方向および回転方向について同時に制御してもよい。
【００７７】
上述したように処置部２３と病変組織１５との位置合わせが達成されたカプセル型医療装置２は、採取部２３ａの突没方向Ｄに病変組織１５を位置させる。かかる状態のカプセル型医療装置２は、体外通信部３等を介して外部の制御部１０からの制御信号を取得し、この取得した制御信号に基づいて採取部２３ａに一連の採取動作を行わせ、この採取部２３ａによって、被検体１の体内部位から病変組織１５を確実に切断採取する。カプセル型医療装置２は、この採取した病変組織１５をカプセル型筐体２０の内部に保管する。
【００７８】
その後、かかる病変組織１５を保管した状態のカプセル型医療装置２は、蠕動運動または外部磁界等によって消化管内部を移動し、最終的に被検体１の外部に排出される。なお、被検体１から排出されたカプセル型医療装置２内部の病変組織１５は、医師または看護師等に回収され、生体検査等に用いることができる。
【００７９】
以上、説明したように、本発明の実施の形態１では、距離決定部が、体内画像の撮像方向に関するカプセル型医療装置の処置部と処置対象の生体組織との相対距離を決定し、角度算出部が、この処置対象の方向と処置部方向とのなす回転角度を算出し、位置制御部が、カプセル型医療装置内部の磁石を用いて、この処置部と処置対象との相対距離だけ撮像方向にカプセル型医療装置を移動させ、且つ、この回転角度だけカプセル型医療装置を回転させるように構成した。このため、被検体内部の所望の生体組織に対して処置を行うカプセル型医療装置の処置部と処置対象の生体組織とを高精度に位置合わせすることができ、これによって、カプセル型医療装置の処置部方向に処置対象の生体組織を確実に位置させることができ、この結果、Ｘ線装置等の被検体内部の状態を観察可能な医療装置を用いなくとも、この処置対象の生体組織に対する処置を確実に行うことが可能なカプセル医療システムを簡易な構成で実現することができる。
【００８０】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、被検体１内部の特定位置にカプセル型医療装置２を停止させた状態において特定可能な処置部２３と処置対象との相対距離を一定にしていたが、この実施の形態２では、処置対象と撮像ユニットとの距離をカプセル型医療装置に測定させ、この測定距離と撮像ユニットおよび処置部の部品間距離とを加算することによって、処置部と処置対象との相対距離を算出するようにしている。
【００８１】
図９は、本発明の実施の形態２にかかるカプセル医療システムの一構成例を模式的に示すブロック図である。図９に示すように、この実施の形態２にかかるカプセル医療システム３１は、上述した実施の形態１にかかるカプセル医療システム１１のカプセル型医療装置２に代えてカプセル型医療装置３２を備え、制御部１０に代えて制御部４０を備える。その他の構成は実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００８２】
カプセル型医療装置３２は、被検体１の内部に導入可能な大きさに形成されたカプセル形状の医療装置であり、被検体１内部の処置対象と撮像ユニットとの間の距離を測定する距離測定機能を有し、上述した無線通信機能によって、この距離測定結果を外部の体外通信部３に送信する。かかるカプセル型医療装置３２が有する他の機能は、上述した実施の形態１にかかるカプセル型医療装置２と同様である。
【００８３】
制御部４０は、表示部４に表示された体内画像Ｐの中から入力部８によって処置対象が選択された場合、この処置対象までの距離の測定を指示する制御信号を生成し、この生成した制御信号を被検体１内部のカプセル型医療装置３２に送信するように体外通信部３を制御する。また、制御部４０は、磁気誘導部５および電力供給部６の制御を通して被検体１内部のカプセル型医療装置３２の位置および姿勢を制御し、これによって、かかるカプセル型医療装置３２の測距エリア内に処置対象を位置させる。すなわち、制御部４０は、入力部８によって入力された指示情報に基づいて、処置対象までの距離を測定可能な姿勢をカプセル型医療装置３２にとらせる。
【００８４】
また、制御部４０は、位置制御部１０ａ、画像処理部１０ｂ、位置算出部１０ｃ、角度算出部１０ｅ、およびサイズ算出部４０ｆを有し、実施の形態１にかかるカプセル医療システム１１の距離決定部１０ｄに代えて距離決定部４０ｄを有する。距離決定部４０ｄは、カプセル型医療装置３２から取得した距離測定結果を用いてカプセル型医療装置３２の処置部（具体的には採取部２３ａ）と処置対象との相対距離Ｌ３を決定（算出）する。位置制御部１０ａは、かかる距離決定部４０ｄによって決定された相対距離Ｌ３だけカプセル型医療装置３２を移動させ、これによって、この処置対象とカプセル型医療装置３２の処置部２３との位置合わせを高精度に制御する。この場合、制御部４０は、上述した特定位置にカプセル型医療装置３２を磁気誘導しなくてもよい。
【００８５】
サイズ算出部４０ｆは、入力部８によって入力された位置座標情報とカプセル型医療装置３２による距離測定結果とをもとに、体内画像Ｐの中から選択された処置対象である生体組織のサイズを算出する。制御部４０は、かかるサイズ算出部４０ｆによる算出結果を表示部４に表示させる。なお、かかるサイズ算出部４０ｆによって算出される生体組織のサイズとして、例えば、生体組織の周囲長、外径寸法、面積等が挙げられる。かかる制御部４０が有する他の機能は、上述した実施の形態１にかかるカプセル医療システム１１の制御部１０と同様である。
【００８６】
つぎに、本発明の実施の形態２にかかるカプセル型医療装置３２の構成について詳細に説明する。図１０は、本発明の実施の形態２にかかるカプセル型医療装置の一構成例を示す模式図である。図１０に示すように、この実施の形態２にかかるカプセル型医療装置３２は、上述した実施の形態１にかかるカプセル型医療装置２の制御部２６に代えて制御部３６を備え、処置対象と撮像ユニット２１との距離を測定する距離測定部３３をさらに備える。この場合、通信ユニット２５は、制御部３６の制御に基づいて、距離測定部３３の測定結果を外部の体外通信部３に送信する。その他の構成は実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００８７】
距離測定部３３は、撮像ユニット２１の撮像方向Ｆに位置する処置対象（すなわち撮像ユニット２１の撮像視野内に位置する処置対象）に対してドーム形状筐体２０ｂ越しに所定の波長帯域の光（例えば赤外線光、可視光等）を照射し、この処置対象からの反射光を受光する。距離測定部３３は、かかる反射光の受光結果を利用した三角法等に基づいて、この処置対象である生体組織と撮像ユニット２１（例えば光学系２１ｂ）との距離を測定する。距離測定部３３は、かかる処置対象と撮像ユニット２１との間の距離測定結果を制御部３６に送信する。
【００８８】
なお、かかる距離測定部３３は、図１０に示したように、撮像ユニット２１の別体としてカプセル型筐体２０の内部に配置されたものであってもよいし、撮像ユニット２１に設けられたオートフォーカス機構であってもよい。この場合、撮像ユニット２１のオートフォーカス機構としての距離測定部３３は、ＬＥＤ光または赤外線光の送受光を利用した三角法、あるいは光学系２１ｂのレンズ移動量等に基づいて、処置対象である生体組織と撮像ユニット２１との距離を測定する。または、距離測定部３３は、処置対象に対して超音波を出力し、この超音波のエコーをもとに処置対象と撮像ユニット２１との距離を測定するものであってもよい。
【００８９】
制御部３６は、上述した外部の制御部４０からの制御信号に基づいて距離測定部３３を制御し、この距離測定部３３の測定結果を取得する。この場合、制御部３６は、距離測定部３３の測距エリア内に処置対象である生体組織が位置するタイミングで距離測定部３３に測距動作を行わせ、この結果、この生体組織と撮像ユニット２１との間の測定距離を取得する。制御部３６は、この距離測定部３３の測定結果を外部の体外通信部３に無線送信するように通信ユニット２５を制御する。かかる制御部３６が有する他の機能は、上述した実施の形態１にかかるカプセル型医療装置２の制御部２６と同様である。
【００９０】
つぎに、処置対象である生体組織の一例として病変組織１５を例示して、被検体１内部の処置対象とカプセル型医療装置３２の処置部２３との相対距離Ｌ３を決定するまでのカプセル医療システム３１の動作について説明する。図１１は、病変組織を選択する際に表示部に表示される体内画像を例示する模式図である。図１２は、カプセル型医療装置が病変組織までの距離を測定する際に表示部に表示される体内画像を例示する模式図である。図１３は、実施の形態２にかかるカプセル型医療装置の処置部と病変組織との相対距離を説明するための模式図である。
【００９１】
表示部４に表示された体内画像Ｐの中から処置対象である病変組織１５を選択する際、ユーザは、入力部８を用いてクリック操作等の入力操作を行い、体内画像Ｐ内の病変組織１５を囲むように複数の座標点を指定する。かかる入力操作に応じて、入力部８は、例えば図１１に示すように、病変組織１５の画像を囲む４つの座標点Ｑ１〜Ｑ４の各位置座標情報を制御部４０に入力する。この場合、入力部８は、かかる座標点Ｑ１〜Ｑ４によって囲まれる病変組織１５を体内画像Ｐの中から選択したことになる。なお、体内画像Ｐの中から病変組織１５を選択する際に入力部８によって入力される座標点は、この病変組織１５の画像を囲む態様で複数あればよく、特に４点に限定されない。
【００９２】
図１１に示したように体内画像Ｐの中から病変組織１５が選択された場合、制御部４０は、上述した磁気誘導部５による外部磁界を制御して、被検体１内部の病変組織１５までの距離を測定可能な姿勢をカプセル型医療装置３２にとらせる。この結果、被検体１内部の病変組織１５は、図１２に示すように、上述した距離測定部３３の測距エリアＡ内に位置する。制御部４０は、かかる測距エリアＡ内に病変組織１５が位置した態様の体内画像Ｐの画素情報をもとに、カプセル型医療装置３２が病変組織１５までの距離を測定可能な姿勢である旨を認識する。制御部４０は、かかる姿勢をカプセル型医療装置３２に維持させつつ、距離測定を指示する制御信号をカプセル型医療装置３２に送信するよう体外通信部３を制御する。
【００９３】
被検体１内部のカプセル型医療装置３２は、かかる制御部４０からの制御信号に基づいて病変組織１５までの距離を測定する。かかるカプセル型医療装置３２において、制御部３６は、この制御部４０からの制御信号に基づいて距離測定部３３に距離を測定させる。この場合、距離測定部３３は、図１３に示すように、撮像ユニット２１の撮像方向Ｆに位置する病変組織１５と撮像ユニット２１（具体的には光学系２１ｂ）との間の距離を測定し、この測定距離Ｌ４を制御部３６に通知する。制御部３６は、かかる距離測定部３３の測定結果（測定距離Ｌ４）を取得し、この取得した測定距離Ｌ４を外部の体外通信部３に送信するよう通信ユニット２５を制御する。
【００９４】
外部の制御部４０は、かかる距離測定部３３の測定結果（測定距離Ｌ４）を体外通信部３を介して取得する。サイズ算出部４０ｆは、入力部８によって入力された座標点Ｑ１〜Ｑ４（図１２参照）の各位置座標情報と測定距離Ｌ４とをもとに、病変組織１５の実際のサイズ（例えば周囲長、外径寸法、面積等）を算出する。制御部４０は、かかるサイズ算出部４０ｆによって算出された病変組織１５のサイズとともに、この病変組織１５が処置対象であるか否かを選択するためのＧＵＩ（図示せず）を表示部４に表示させる。ユーザは、この表示部４に表示された病変組織１５のサイズを確認して、この病変組織１５が処置対象（すなわち処置が必要な生体組織）であるか否かを判断する。
【００９５】
病変組織１５が処置対象である場合、入力部８は、病変組織１５が処置対象である旨の選択情報を制御部４０に入力する。この場合、距離決定部４０ｄは、この選択情報に対応する病変組織１５とカプセル型医療装置３２の処置部２３との相対距離Ｌ３を決定する。具体的には、距離決定部４０ｄは、カプセル型医療装置３２から取得した距離測定部３３の測定結果（測定距離Ｌ４）と上述した部品間距離Ｌ１とを加算して、病変組織１５と処置部２３の採取部２３ａとの相対距離Ｌ３を算出する（図１３参照）。
【００９６】
位置制御部１０ａは、かかる距離決定部４０ｄによって算出された相対距離Ｌ３に基づいて磁気誘導部５による外部磁界を制御し、これによって、カプセル型医療装置３２と臓器内壁部Ｗとの接触状態を維持しつつ、撮像ユニット２１の撮像方向Ｆに相対距離Ｌ３だけカプセル型医療装置３２を移動させる。この際、位置制御部１０ａは、撮像ユニット２１の撮像視野の境界と病変組織１５とが交差する位置、すなわち上述した特定位置にカプセル型医療装置３２が位置した時点でカプセル型医療装置３２の移動を一時停止する。制御部４０は、この病変組織１５に対する相対的なカプセル型医療装置３２の回転角度θ２の算出に必要な位置座標情報の入力を要求するＧＵＩを表示部４に表示させる。入力部８は、ユーザによる入力操作に応じて、体内部位Ｐの画像端部に描出された病変組織１５の位置座標情報を制御部４０に入力する。この場合、角度算出部１０ｅは、上述した実施の形態１の場合と同様に回転角度θ２を算出する。その後、位置制御部１０ａは、上述した実施の形態１の場合と同様に磁気誘導部５による外部磁界を制御し、この結果、カプセル型医療装置３２の処置部２３（詳細には採取部２３ａ）と病変組織１５との位置合わせを中心軸ＣＬの方向および回転方向について高精度に制御する。
【００９７】
一方、病変組織１５が処置対象ではない場合、入力部８は、病変組織１５が処置対象ではない旨の選択情報を制御部４０に入力する。この場合、制御部４０は、かかる病変組織１５の画像を囲む複数の座標点（図１１，１２に示した座標点Ｑ１〜Ｑ４）を取り消し、体内画像Ｐの中から処置対象を新たに選択する座標点の入力を要求する旨の情報を表示部４に表示させる。その後、制御部４０は、処置対象を選択する複数の座標点が入力された場合に、この処置対象とカプセル型医療装置３２との位置合わせのための動作（制御）を繰り返す。
【００９８】
以上、説明したように、本発明の実施の形態２では、距離測定部が、カプセル型医療装置の撮像ユニットの撮像方向に位置する生体組織と撮像ユニットとの間の距離を測定し、距離決定部が、この撮像ユニットおよび処置部の間の部品間距離と距離測定部による測定距離とを加算して、体内画像の撮像方向に関するカプセル型医療装置の処置部と処置対象の生体組織との相対距離を算出し、位置制御部が、この距離決定部によって算出された相対距離だけ撮像方向にカプセル型医療装置を移動させるようにし、その他を上述した実施の形態１と略同様に構成した。このため、カプセル型医療装置の外径寸法および外形によらずに撮像ユニットと処置対象との間の距離を取得でき、この結果、上述した実施の形態1と同様の作用効果を享受するとともに、カプセル型医療装置の外径寸法または外形が多種多様であっても、所望のカプセル型医療装置の処置部と処置対象との位置合わせが可能なカプセル医療システムを実現することができる。
【００９９】
また、入力部が、体内画像の中から選択された所望の生体組織を囲む複数の座標点を入力し、サイズ算出部が、これら複数の座標点の各位置座標情報と距離測定部による測定距離（すなわち選択された生体組織と撮像ユニットとの間の距離）とをもとに所望の生体組織の実際のサイズを算出し、表示部が、かかるサイズ算出部の算出結果を表示するようにしたので、この所望の生体組織が処置対象であるか否かを判断でき、処置対象であると判断された生体組織（例えば病変組織等）と処置部との位置合わせを選択的に実行可能なカプセル医療システムを実現することができる。
【０１００】
なお、本発明の実施の形態１，２では、生体組織に対する処置として体内部位から生体組織を採取する処置部を備えたカプセル型医療装置を例示したが、これに限らず、カプセル型医療装置が保有する処置部は、体内部位の生体組織に薬液を注射（注入）するものであってもよいし、体内部位の生体組織に薬剤を放出するものであってもよいし、病変組織等の生体組織を治療（例えば、レーザー治療、温熱治療）するものであってもよいし、超音波振動によって生体組織を切断または粉砕するものであってもよい。または、カプセル型医療装置の処置部は、生体組織に対する治療等の処置を行うためにカプセル型医療装置を体内部位に留置する留置手段であってもよい。
【０１０１】
また、本発明の実施の形態１，２では、処置対象に対するカプセル型医療装置の回転角度θ２を算出し、この回転角度θ２だけカプセル型医療装置を回転させて採取部２３ａの突没方向Ｄと病変組織の方向とを合わせていたが、これに限らず、処置対象である病変組織等の生体組織の近傍に薬剤を注入または放出する処置を行う場合、この薬剤の吐出方向と生体組織の方向とを必ずしも合わせる必要はなく、カプセル型医療装置の長手方向（撮像方向）について処置部と処置対象の生体組織との位置を合わせれば、この生体組織に対する処置を確実に行うことができる、または、カプセル型筐体の周方向に沿って複数箇所に薬剤の吐出口を設け、カプセル型筐体の全周に亘って薬剤を放出するように構成すれば、処置対象に対するカプセル型医療装置の回転角度θ２を算出しなくてもよい。
【０１０２】
さらに、本発明の実施の形態１，２では、連続する前後の体内画像において画像の類似性が高い場合、すなわち、前後の体内画像において被検体内部の臓器等の被写体の位置が略一定（殆ど変位がない）場合に臓器内壁部にカプセル型筐体が接触した状態であると判断していたが、これに限らず、臓器内壁部とカプセル型筐体とが接触した状態である旨を検出する接触検出手段をカプセル型医療装置に設け、この接触検出手段の検出結果に基づいて、臓器内壁部とカプセル型筐体とが接触したか否かを判断してもよいし、臓器内壁部に向けて一定時間以上カプセル型医療装置を移動させた場合に臓器内壁部とカプセル型筐体とが接触したと判断してもよい。この結果、蠕動運動等の臓器の動きによらず、臓器内壁部とカプセル型筐体との接触状態を確実に検出することができる。なお、かかる接触検出手段は、電極間抵抗値または接触圧力等を用いて接触状態を検出する接触センサであってもよいし、ｐＨセンサであってもよいし、光学センサであってもよい。
【０１０３】
また、本発明の実施の形態１では、撮像ユニットの画角ωとカプセル型筐体の外径寸法ｒとによって規定される特定距離Ｌ２が固定された値であったが、これに限らず、カプセル型医療装置の種類に応じて画角およびカプセル型筐体の外径寸法を入力するようにし、この入力情報をもとに特定距離Ｌ２を算出してもよい。この場合、距離決定部１０ｄは、カプセル型医療装置の種類毎に入力部８によって入力される画角ωおよび外径寸法ｒをもとに、上述した式（１）に基づいて特定距離Ｌ２を算出すればよい。この結果、カプセル医療システム１１は、カプセル型医療装置の外径寸法または外形が多種多様であっても、所望のカプセル型医療装置の処置部と処置対象との位置合わせを高精度に実行できるものになる。
【０１０４】
さらに、本発明の実施の形態１では、処置対象に対して１点の位置座標情報を入力していたが、これに限らず、上述した実施の形態２の場合と同様に、処置対象である生体組織を囲む複数の座標点を入力し、これら複数の座標点によって囲まれた生体組織のサイズを算出するようにしてもよい。この場合、実施の形態１にかかるカプセル医療システム１１の制御部１０は、上述したサイズ算出部４０ｆを備え、カプセル型医療装置２が被検体１内部における特定位置（画像端部に処置対象の生体組織を描出する体内画像を撮像可能な位置）に到達した際、サイズ算出部４０ｆが、処置対象の生体組織を囲む複数の座標点の各位置座標情報と特定距離Ｌ２とをもとに、この生体組織の実際のサイズを算出すればよい。
【０１０５】
また、本発明の実施の形態１，２では、カプセル型医療装置の内部に磁石を設け、外部磁界によって被検体内部のカプセル型医療装置を磁気誘導していたが、これに限らず、タイヤまたはキャタピラ等の自走手段とアクチュエータとを用いてカプセル型医療装置の移動に寄与する駆動手段を構成し、この駆動手段を用いてカプセル型医療装置が自走するようにしてもよい。この場合、外部の制御部は、被検体内部のカプセル型医療装置に送信する制御信号によって、カプセル型医療装置の自走による移動距離および移動方向を制御すればよい。
【０１０６】
さらに、本発明の実施の形態１，２では、外部磁界の磁力（具体的には磁気引力または磁気斥力）によってカプセル型医療装置を臓器内壁部に固定していたが、これに限らず、臓器内壁部にカプセル型医療装置を固定（留置）するためのクリップ機構等をカプセル型医療装置に設け、これによって臓器内壁部にカプセル型医療装置を固定してもよい。
【０１０７】
また、本発明の実施の形態１，２では、位置制御部１０ａが、体内画像Ｐの中から選択された処置対象の生体組織と処置部との位置を合わせるように磁気誘導部５による外部磁界を制御していたが、これに限らず、ユーザによる操作部７または入力部８の操作によってカプセル型医療装置の移動を手動操作してもよい。この場合、カプセル型医療装置の移動の手動操作を行いやすくするために、表示部４に表示された体内画像Ｐにグリッドを表示してもよい。以上のことは、カプセル型医療装置を自走させる場合も同様である。
【０１０８】
さらに、本発明の実施の形態１，２では、臓器内壁部とカプセル型筐体とを接触させる際に制御部の制御に基づいてカプセル型医療装置の磁気誘導を自動制御していたが、これに限らず、ユーザによる操作部７または入力部８の操作によってカプセル型医療装置の移動を手動操作してもよい。この場合、カプセル型医療装置の移動の手動操作を行いやすくするために、表示部４に表示された体内画像Ｐにグリッドを表示してもよい。以上のことは、カプセル型医療装置を自走させる場合も同様である。
【０１０９】
また、本発明の実施の形態１，２では、ユーザによる入力部８の入力操作によって処置対象が選択されていたが、これに限らず、カプセル型医療装置が取得した体内画像等の被検体の体内情報に対し、カプセル型内視鏡内部または体外の制御部内において所定の演算処理等を行い、これによって処置対象を自動選択してもよい。
【０１１０】
なお、被検体内部においてカプセル型医療装置が液体等に浮遊しておらず、常に臓器内壁部に接触した状態であれば、臓器内壁部とカプセル型筐体とを接触させるためのカプセル型医療装置の磁気誘導または自走は実行しなくてもよい。また、胃または大腸などの比較的内部空間が広い臓器と小腸などの比較的内部空間が狭い臓器とに応じて、臓器内壁部に向けてのカプセル型医療装置の移動を制御するモードと臓器内壁部に向けてのカプセル型医療装置の移動を自動制御しないモードとを切り替えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるカプセル医療システムの一構成例を模式的に示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかるカプセル型医療装置の一構成例を示す模式図である。
【図３】体内画像に設定される２軸直交座標系を説明するための模式図である。
【図４】被検体内部の特定位置までカプセル型医療装置が誘導される状態を示す模式図である。
【図５】被検体内部の特定位置に誘導されるまでにカプセル型医療装置が撮像した体内画像を例示する模式図である。
【図６】角度算出部による回転角度の算出処理を説明するための模式図である。
【図７】カプセル型医療装置の長手方向に関する処置部と病変組織との位置合わせを説明するための模式図である。
【図８】カプセル型医療装置の回転方向に関する処置部と病変組織との位置合わせを説明するための模式図である。
【図９】本発明の実施の形態２にかかるカプセル医療システムの一構成例を模式的に示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態２にかかるカプセル型医療装置の一構成例を示す模式図である。
【図１１】病変組織を選択する際に表示部に表示される体内画像を例示する模式図である。
【図１２】カプセル型医療装置が病変組織までの距離を測定する際に表示部に表示される体内画像を例示する模式図である。
【図１３】実施の形態２にかかるカプセル型医療装置の処置部と病変組織との相対距離を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１ 被検体
２，３２ カプセル型医療装置
３ 体外通信部
３ａ アンテナ
４ 表示部
５ 磁気誘導部
６ 電力供給部
７ 操作部
８ 入力部
９ 記憶部
１０，４０ 制御部
１０ａ 位置制御部
１０ｂ 画像処理部
１０ｃ 位置算出部
１０ｄ，４０ｄ 距離決定部
１０ｅ 角度算出部
１１，３１ カプセル医療システム
１２ ベッド
１５ 病変組織
２０ カプセル型筐体
２０ａ 筒状筐体
２０ｂ ドーム形状筐体
２０ｃ 開口部
２０ｄ 収容部
２１ 撮像ユニット
２１ａ 照明部
２１ｂ 光学系
２１ｃ 固体撮像素子
２２ 信号処理部
２３ 処置部
２３ａ 採取部
２３ｂ 駆動部
２４ 重力センサ
２５ 通信ユニット
２５ａ アンテナ
２６，３６ 制御部
２７ 電源ユニット
２８ 磁石
３３ 距離測定部
４０ｆ サイズ算出部
ＣＬ 中心軸
Ｍ マーク
Ｐ 体内画像
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体の内部に導入されたカプセル型医療装置によって体内部位の生体組織に対する処置を行うカプセル医療システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内視鏡の分野において、被検体の臓器内部に導入されて臓器内部の画像（以下、体内画像という場合がある）を撮像するカプセル型内視鏡が登場している。カプセル型内視鏡は、カプセル型筐体の内部に撮像機能と無線通信機能とを備え、患者等の被検体に経口摂取された後、蠕動運動等によって消化管内を移動しつつ被検体の体内画像を順次撮像し、その都度、被検体外部の受信装置に体内画像を順次無線送信する。なお、この被検体内部のカプセル型内視鏡は、排泄物等とともに被検体外部に排出される。
【０００３】
このようなカプセル型内視鏡に例示されるカプセル型医療装置を用いて被検体に処置を行うカプセル医療システムには、筐体内部に薬剤を保持したカプセル型医療装置を被検体の内部に導入し、この被検体内部のカプセル型医療装置によって患部に薬剤を投与するものがある（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載のシステムでは、Ｘ線ＣＴ装置またはＭＲＩ等の医療診断装置を用いて被検体内部における患部の位置を特定し、この特定した患部の位置にカプセル型医療装置が到達した際に、このカプセル型医療装置に薬剤を放出させる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３３４３３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術では、カプセル型医療装置が被検体内部の患部近傍に位置した際に患部に薬剤を放出することは可能であるが、患部等の生体組織に対して採取または治療等の処置を行うカプセル型医療装置の処置部と処置対象の生体組織とを高精度に位置合わせすることは困難な場合が多く、このため、患部等の所望の生体組織に対して処置を確実に行うことが困難であった。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、被検体内部の所望の生体組織に対して処置を行うカプセル型医療装置の処置部と処置対象の生体組織とを高精度に位置合わせすることができ、この処置対象の生体組織に対する処置を確実に行うことができるカプセル医療システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるカプセル医療システムは、被検体内部に導入され、前記被検体の体内画像を撮像する撮像手段と、前記被検体内部の生体組織に対する処置を行う処置手段と、当該カプセル型医療装置の移動に寄与する駆動手段とを有するカプセル型医療装置と、前記体内画像の中から前記処置手段の処置対象を選択する選択手段と、前記処置対象と前記処置手段との相対距離を決定し、前記駆動手段を用いて前記撮像手段の撮像方向に前記相対距離に応じた距離前記カプセル型医療装置を移動させる制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明にかかるカプセル医療システムは、上記の発明において、前記カプセル型医療装置の内部に配置され、少なくとも前記体内画像を外部に送信する通信手段と、前記通信手段によって送信された体内画像を受信する体外通信手段と、前記体外通信手段によって受信された体内画像を表示する表示手段と、をさらに備え、前記選択手段は、前記表示手段によって表示された体内画像の中から前記処置手段の処置対象を選択することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかるカプセル医療システムは、上記の発明において、前記撮像手段は、前記処置手段に対して相対的に固定された位置に配置され、前記駆動手段は、画像端部に前記処置対象を描出する体内画像を前記撮像手段によって撮像できる前記被検体内部の特定位置に前記カプセル型医療装置を移動させ、前記制御手段は、前記カプセル型医療装置が臓器内壁部に接触した状態で前記被検体内部の特定位置に停止した場合に、前記撮像手段の画角によって規定される前記処置対象と前記撮像手段との特定距離と前記撮像手段および前記処置手段の部品間距離との加算値である前記相対距離を決定することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかるカプセル医療システムは、上記の発明において、前記カプセル型医療装置は、前記撮像手段の撮像方向に位置する対象物と前記撮像手段との距離を測定する距離測定手段を備え、前記撮像手段は、前記処置手段に対して相対的に固定された位置に配置され、前記通信手段は、前記距離測定手段による測定距離を前記体外通信手段に送信し、前記制御手段は、前記体外通信手段を介して前記距離測定手段による測定距離を取得し、該測定距離と前記撮像手段および前記処置手段の部品間距離とを加算して前記相対距離を決定することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかるカプセル医療システムは、上記の発明において、前記カプセル型医療装置は、前記処置手段の方向と重力方向とのなす角度を検出する重力センサを備え、前記通信手段は、前記重力センサによる検出角度を前記体外通信手段に送信し、前記制御手段は、前記体外通信手段を介して前記重力センサによる検出角度を取得し、該検出角度をもとに前記表示手段の直交座標系の軸方向と前記処置手段の方向に対応する前記体内画像の方向とを合わせて、前記表示手段に前記体内画像を表示させることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかるカプセル医療システムは、上記の発明において、前記選択手段は、前記表示手段の直交座標系における前記処置対象の位置座標情報を入力する入力手段であり、前記制御手段は、前記表示手段の直交座標系の軸方向と前記処置対象の位置座標情報とをもとに前記処置手段の方向と前記処置対象の方向とのなす回転角度を算出し、前記駆動手段を用いて前記回転角度だけ前記カプセル型医療装置を回転させることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかるカプセル医療システムは、上記の発明において、前記駆動手段は、前記カプセル型医療装置の移動によって前記処置対象の近傍の臓器内壁部に前記カプセル型医療装置を接触させることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかるカプセル医療システムは、上記の発明において、前記被検体内部に導入された前記カプセル型医療装置に外部磁界を印加し、該外部磁界によって前記カプセル型医療装置を誘導する磁気誘導手段を備え、前記駆動手段は、前記磁気誘導手段が形成した外部磁界の作用によって前記カプセル型医療装置を移動または回転させる磁石であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明にかかるカプセル医療システムは、上記の発明において、前記駆動手段は、前記磁気誘導手段が形成した外部磁界の作用によって臓器内壁部に前記カプセル型医療装置を固定することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明にかかるカプセル医療システムは、上記の発明において、前記駆動手段は、前記制御手段の制御に基づいて前記カプセル型医療装置を移動または回転させることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明にかかるカプセル医療システムは、上記の発明において、前記カプセル型医療装置は、臓器内壁部に前記カプセル型医療装置を固定する固定手段を備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明にかかるカプセル医療システムは、上記の発明において、前記処置手段は、前記処置対象を採取する採取手段、前記処置対象に薬剤を注入する薬剤注入手段、前記処置対象に薬剤を放出する薬剤放出手段、または前記処置対象を治療する治療手段のいずれかであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、カプセル型医療装置が、被検体内部に導入され、撮像手段によって前記被検体の体内画像を撮像し、送信手段によって少なくとも前記体内画像を外部に送信し、処置手段によって前記被検体内部の生体組織に対する処置を行い、駆動手段によって移動するようにし、また、被検体外部の受信手段が、前記送信手段によって送信された体内画像を受信し、被検体外部の表示手段が、前記受信手段によって受信された体内画像を表示し、制御手段が、前記表示手段によって表示された体内画像の中から選択手段によって選択された処置対象と前記処置手段との相対距離を決定し、前記駆動手段を用いて前記撮像手段の撮像方向に前記相対距離だけ前記カプセル型医療装置を移動させるようにしている。このため、被検体内部の所望の生体組織に対して処置を行うカプセル型医療装置の処置部と処置対象の生体組織とを高精度に位置合わせすることができ、この結果、Ｘ線装置等の被検体内部の状態を観察可能な医療装置を用いなくとも、この処置対象の生体組織に対する処置を確実に行うことが可能なカプセル医療システムを簡易な構成で実現できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明にかかるカプセル医療システムの好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下では、被検体内部の生体組織に対する処置の一例として体内部位の病変組織を切断採取するカプセル医療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。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかるカプセル医療システムの一構成例を模式的に示すブロック図である。図１に示すように、この実施の形態１にかかるカプセル医療システム１１は、患者等の被検体１の内部に導入されるカプセル型医療装置２と、被検体１の体表上に配置した複数のアンテナ３ａを介して被検体１内部のカプセル型医療装置２と無線通信を行う体外通信部３と、カプセル型医療装置２によって撮像された被検体１の体内画像等の各種情報を表示する表示部４とを備える。また、カプセル医療システム１１は、被検体１内部のカプセル型医療装置２を磁気によって誘導する磁気誘導部５と、磁気誘導部５に電力を供給する電力供給部６と、この磁気誘導部５によるカプセル型医療装置２の誘導を操作する操作部７とを備える。さらに、カプセル医療システム１１は、各種情報を入力する入力部８と、被検体１の体内画像等の各種情報を記憶する記憶部９と、かかるカプセル医療システム１１の各構成部を制御する制御部１０とを備える。
【００２２】
カプセル型医療装置２は、被検体１の内部に導入可能な大きさに形成されたカプセル形状の医療装置であり、被検体１の体内画像を撮像する撮像機能と、外部の体外通信部３との間で無線通信を行う無線通信機能とを有する。具体的には、カプセル型医療装置２は、経口摂取等によって被検体１の内部に導入され、磁気誘導部５による外部磁界の作用または蠕動運動等によって被検体１の消化管内部を移動する。かかるカプセル型医療装置２は、被検体１の消化管内部を移動しつつ被検体１の体内画像を順次撮像し、その都度、得られた体内画像等の情報を被検体１の外部に順次無線送信する。
【００２３】
また、カプセル型医療装置２は、被検体１内部において体内部位の生体組織を採取する組織採取機能を有する。具体的には、カプセル型医療装置２は、磁気誘導部５による外部磁界の作用または蠕動運動等によって被検体１の消化管内部を移動して被検体１内部における所望の体内部位（例えば病変組織等の処置対象が存在する体内部位）に到達する。かかるカプセル型医療装置２は、外部の制御部１０の制御に基づいて磁気誘導部５が形成した外部磁界の作用によって、この体内部位における病変組織等の処置対象の位置に移動し、生体組織に対する処置を行う処置部（後述する処置部２３）の位置と、この処置対象の位置とを高精度に合わせる。この状態において、カプセル型医療装置２は、外部からの指示（具体的には外部の制御部１０からの制御信号）に基づき、この処置部によって処置対象の生体組織を採取する。その後、カプセル型医療装置２は、この採取した生体組織をカプセル型筐体内部に保管した状態で被検体１の消化管内部を移動し、最終的に被検体１の外部に排出される。
【００２４】
体外通信部３は、被検体１の体表面上に配置された複数のアンテナ３ａと接続され、これら複数のアンテナ３ａのいずれか一つを介して被検体１内部のカプセル型医療装置２と無線通信を行う。かかる体外通信部３は、複数のアンテナ３ａを介してカプセル型医療装置２からの無線信号を受信し、この受信した無線信号に対して復調処理等を行って、この無線信号に含まれる画像信号等の情報を抽出する。体外通信部３は、この抽出した画像信号等の情報を制御部１０に送信する。なお、かかる体外通信部３によって抽出（復調）された画像信号は、上述したカプセル型内視鏡２が被検体１内部において撮像した体内画像を含むものである。一方、体外通信部３は、カプセル型医療装置２を制御するための制御信号を制御部１０から取得し、この取得した制御信号に対して所定の変調処理等を行って、この制御信号を含む無線信号を生成する。体外通信部３は、この生成した無線信号をアンテナ３ａを介して被検体１内部のカプセル型医療装置２に送信する。
【００２５】
複数のアンテナ３ａは、被検体１の内部に導入されたカプセル型医療装置２と被検体１外部の体外通信部３との無線通信に用いられる送受信アンテナであり、カプセル型医療装置２を体内に導入する被検体１の体表面上に分散配置される。かかる複数のアンテナ３ａのうちの少なくとも１つのアンテナは、被検体１の内部（例えば食道、胃、小腸、大腸等の消化管内部）に位置するカプセル型医療装置２からの無線信号を捕捉して体外通信部３に送信し、または体外通信部３からの無線信号を被検体１内部のカプセル型医療装置２に送信する。
【００２６】
表示部４は、ＣＲＴディスプレイまたは液晶ディスプレイ等の各種ディスプレイを用いて実現され、制御部１０によって表示指示された各種情報を表示する。具体的には、表示部４は、カプセル型医療装置２が撮像した被検体１の体内画像群、入力部８によって入力された被検体１の患者情報および検査情報、被検体１の内部におけるカプセル型医療装置２の現在位置情報等を表示する。
【００２７】
磁気誘導部５は、複数の電磁石等を用いて実現され、電力供給部６から供給される電力によって回転磁界または勾配磁界等の３次元的な外部磁界を形成する。かかる磁気誘導部５は、この形成した外部磁界を、ベッド１２に載置された被検体１内部のカプセル型医療装置２に印加し、この外部磁界の作用によって、被検体１内部のカプセル型医療装置２を所望の位置に誘導する。また、磁気誘導部５は、かかる外部磁界の磁力によって、被検体１の臓器内壁部にカプセル型医療装置２を固定する。
【００２８】
電力供給部６は、被検体１内部のカプセル型医療装置２に印加する外部磁界を形成するための電力を磁気誘導部５に供給する。具体的には、電力供給部６は、制御部１０の制御に基づいて、磁気誘導部５に交流電流を供給し、これによって、磁気誘導部５に回転磁界または勾配磁界等の３次元的な外部磁界を形成させる。すなわち、上述した磁気誘導部５による外部磁界は、かかる電力供給部６から供給される交流電流（電力供給部６からの通電量）によって制御される。
【００２９】
操作部７は、磁気誘導部５の外部磁界による被検体１内部のカプセル型医療装置２の誘導（磁気誘導）を操作するためのものである。具体的には、操作部７は、入力ボタンおよびジョイスティック等の入力デバイスを用いて実現され、医師または看護師等のユーザによる入力操作に応じて、カプセル型医療装置２の磁気誘導を指示する指示情報を制御部１０に入力する。なお、かかる操作部７によって入力される指示情報は、カプセル型医療装置２の長軸に対する水平方向、長軸に対する垂直方向、長軸回り回転、長軸に対する斜め方向またはこれらの組み合わせのカプセル型医療装置２の動作（移動または回転）を指示するものである。
【００３０】
入力部８は、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力デバイスを用いて実現され、医師または看護師等のユーザによる入力操作に応じて制御部１０に各種情報を入力する。また、入力部８は、表示部４に表示された体内画像の中から所望の処置対象（例えば病変組織等の生体組織）を選択する選択手段として機能し、表示部４に表示されたカーソルを所望の処置対象に合わせて決定する入力操作によって、体内画像内に描出されている所望の処置対象の選択情報を制御部１０に入力する。なお、かかる入力部８が制御部１０に入力する各種情報として、上述した処置対象の選択情報の他に、例えば、制御部１０に対して指示する指示情報、被検体の患者情報、被検体の検査情報、表示部４の２軸直交座標系における処置対象の位置座標情報等が挙げられる。
【００３１】
なお、被検体の患者情報は、被検体を特定する情報であり、例えば、被検体の患者名、患者ＩＤ、生年月日、性別、年齢等である。また、被検体の検査情報は、被検体内部に導入したカプセル型医療装置２によって体内部位から採取した生体組織を用いて実施される生体検査を特定する情報であり、例えば、検査ＩＤ、検査日等である。一方、上述した表示部４に設定された２軸直交座標系は、例えば表示画面の上下方向の軸と左右方向の軸とによって規定される座標系である。
【００３２】
記憶部９は、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、またはハードディスク等の書き換え可能に情報を保存する各種記憶メディアを用いて実現される。記憶部９は、制御部１０が記憶指示した各種情報を記憶し、記憶した各種情報の中から制御部１０が読み出し指示した情報を制御部１０に送出する。かかる記憶部９は、制御部１０の制御に基づいて、例えば、被検体１の体内画像群、被検体１の患者情報および検査情報、被検体１内部におけるカプセル型医療装置２の現在位置情報、表示部４に表示された体内画像の中から選択された処置対象の位置座標情報等を記憶する。
【００３３】
制御部１０は、カプセル医療システム１１の各構成部（カプセル型医療装置２、体外通信部３、表示部４、磁気誘導部５、電力供給部６、操作部７、入力部８、および記憶部９）を制御し、且つ、かかる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１０は、入力部８によって入力された指示情報に基づいて、上述した体外通信部３、表示部４、および記憶部９の各動作を制御する。また、制御部１０は、操作部７または入力部８によって入力された指示情報に基づいて、磁気誘導部５の動作および磁気誘導部５に対する電力供給部６の通電量を制御し、この電力供給部６の通電量の制御を通して磁気誘導部５の磁界方向および磁界強度を制御する。制御部１０は、かかる磁気誘導部５の制御によって被検体１内部のカプセル型医療装置２の磁気誘導を制御する。一方、制御部１０は、入力部８によって入力された指示情報（具体的には、カプセル型医療装置２による一連の採取動作を指示する指示情報）に基づいて、体内部位の生体組織を採取するための一連の採取動作を被検体１内部のカプセル型医療装置２に指示する制御信号を生成する。制御部１０は、かかる制御信号を被検体１内部のカプセル型医療装置２に送信するよう体外通信部３を制御し、かかる制御信号によって被検体１内部のカプセル型医療装置２を制御する。
【００３４】
また、制御部１０は、被検体１内部の処置対象とカプセル型医療装置２の処置部との位置合わせを制御する位置制御部１０ａと、被検体１の体内画像を生成する画像処理部１０ｂと、被検体１内部におけるカプセル型医療装置２の位置を算出する位置算出部１０ｃと、処置対象である生体組織とカプセル型医療装置２の処置部との相対距離を決定する距離決定部１０ｄと、処置対象に対する相対的なカプセル型医療装置２の回転角度を算出する角度算出部１０ｅとを有する。
【００３５】
位置制御部１０ａは、上述した磁気誘導部５の動作および電力供給部６の通電量を制御し、かかる磁気誘導部５および電力供給部６の制御を通して、被検体１内部のカプセル型医療装置２の処置部と体内部位における処置対象の生体組織との位置合わせを制御する。かかる位置制御部１０ａは、距離決定部１０ｄによって決定された距離、すなわち処置対象とカプセル型医療装置２の処置部との相対距離だけカプセル型医療装置２を移動させ、これによって、この処置対象とカプセル型医療装置２の処置部との位置合わせを高精度に制御する。また、位置制御部１０ａは、角度算出部１０ｅによって算出された回転角度だけカプセル型医療装置２を回転させ、これによって、この処置対象とカプセル型医療装置２の処置部との回転方向の位置合わせを高精度に制御する。
【００３６】
画像処理部１０ｂは、カプセル型医療装置２からの無線信号から復調された画像信号を体外通信部３から取得し、この取得した画像信号に対して所定の画像処理を行って、この画像信号に対応する画像情報すなわち被検体１の体内画像を生成（再構築）する。かかる画像処理部１０ｂによって生成された体内画像群は、上述したように、表示部４に表示され、記憶部９に記憶される。
【００３７】
位置算出部１０ｃは、体外通信部３が複数のアンテナ３ａを介してカプセル型医療装置２からの無線信号を順次受信した際の各アンテナの受信電界強度（例えば複数のアンテナ３ａのうちの上位３つの受信電界強度）を体外通信部３から取得し、この取得した受信電界強度と複数のアンテナ３ａ内の各アンテナの位置情報とをもとに、三角法等に基づいて被検体１内部におけるカプセル型医療装置２の現在位置を算出する。制御部１０は、かかる位置算出部１０ｃによって算出された現在位置情報と、この現在位置に存在するカプセル型医療装置２が撮像した被検体１の体内画像とを対応付ける。かかる制御部１０によって対応付けられた被検体１の体内画像およびカプセル型医療装置２の現在位置情報は、表示部４に表示され、記憶部９に記憶される。
【００３８】
距離決定部１０ｄは、表示部４に表示された体内画像の中から入力部８を用いて選択された処置対象の生体組織とカプセル型医療装置２の処置部との相対距離を決定する。詳細には、かかる処置対象を画像端部に描出する体内画像を撮像可能な被検体１内部の位置（以下、特定位置という）においてカプセル型医療装置２が臓器内壁部に接触した状態で停止した場合に、距離決定部１０ｄは、この処置対象である生体組織とカプセル型医療装置２の処置部との相対距離を決定する。かかる相対距離だけ体内画像の撮像方向にカプセル型医療装置２が移動することによって、カプセル型医療装置２の処置部と処置対象との位置（カプセル型医療装置２の長手軸方向の位置）が高精度に合わせられる。
【００３９】
角度算出部１０ｅは、表示部４に表示された体内画像の中から入力部８を用いて選択された処置対象の生体組織とカプセル型医療装置２の処置部との回転方向の位置を合わせるために必要な回転角度を算出する。具体的には、角度算出部１０ｅは、表示部４に設定された２軸直交座標系における処置部の位置座標情報を予め有する。また、角度算出部１０ｅは、入力部８によって入力された処置対象の位置座標情報、すなわち表示部４の２軸直交座標系における処置対象の位置座標情報を取得する。角度算出部１０ｅは、かかる処置部および処置対象の各位置座標情報をもとに、表示部４の２軸直交座標系における処置対象の方向と処置部方向とのなす角度、すなわち、かかる処置対象に対する相対的なカプセル型医療装置２の回転角度を算出する。かかる回転角度だけカプセル型医療装置２が長手軸を中心に回転することによって、カプセル型医療装置２の処置部と処置対象との回転方向の位置が高精度に合わせられる。
【００４０】
つぎに、本発明の実施の形態１にかかるカプセル型医療装置２の構成について詳細に説明する。図２は、本発明の実施の形態１にかかるカプセル型医療装置の一構成例を示す模式図である。図２に示すように、この実施の形態１にかかるカプセル型医療装置２は、筒状筐体２０ａとドーム形状筐体２０ｂとによって形成されるカプセル型筐体２０と、被検体１の体内画像を撮像する撮像ユニット２１と、撮像ユニット２１によって撮像された体内画像を含む画像信号を生成する信号処理部２２と、体内所望部位に対する処置を行う処置部２３と、この処置部２３の方向と重力方向とのなす角度を検出する重力センサ２４とを備える。また、カプセル型医療装置２は、外部の体外通信部３（図１参照）と無線通信を行う通信ユニット２５と、かかるカプセル型医療装置２の各構成部を制御する制御部２６と、電池等によって実現される電源ユニット２７と、上述した磁気誘導部５による外部磁界に追従して動作する磁石２８とを備える。
【００４１】
カプセル型筐体２０は、被検体１の内部に導入可能な大きさに形成されたカプセル型の筐体であり、一端がドーム形状をなす筒状筐体２０ａの他端（開口端）をドーム形状筐体２０ｂによって塞いで形成される。ドーム形状筐体２０ｂは、所定の波長帯域の光（例えば可視光）に対して透明な光学ドームである。一方、筒状筐体２０ａは略不透明な筐体であり、筒状筐体２０ａの一部分には、処置部２３を出し入れ（突没）するための開口部２０ｃが形成される。かかる筒状筐体２０ａとドーム形状筐体２０ｂとによって形成されるカプセル型筐体２０の内部には、撮像ユニット２１、信号処理部２２、処置部２３、重力センサ２４、通信ユニット２５、制御部２６、電源ユニット２７、および磁石２８が収容される。この場合、処置部２３は、カプセル型筐体２０の開口部２０ｃの近傍に配置される。また、撮像ユニット２１は、処置部２３（詳細には、後述する採取部２３ａ）に対して相対的に固定された位置に配置される。すなわち、かかる撮像ユニット２１と処置部２３との相対距離（以下、部品間距離という）は、カプセル型筐体２０の内部において一定である。
【００４２】
ここで、かかるカプセル型筐体２０を外装として備えるカプセル型医療装置２には、ＸＹＺの３軸直交座標系が設定される。この３軸直交座標系において、Ｘ軸は、カプセル型筐体２０の長手方向の中心軸ＣＬと一致し、Ｙ軸およびＺ軸は、互いに直交する軸であって、この中心軸ＣＬに垂直な方向、すなわちカプセル型筐体２０の径方向の中心軸と一致する。
【００４３】
撮像ユニット２１は、被検体１の体内画像を撮像するためのものであり、ＬＥＤ等の照明部２１ａと、集光レンズ等の光学系２１ｂと、ＣＣＤ等の固体撮像素子２１ｃとを有する。複数の照明部２１ａは、ドーム形状筐体２０ｂ越しに被写体（具体的には被検体１の臓器内部）を照明する。光学系２１ｂは、これら複数の照明部２１ａによって照明された被写体からの反射光を集光して、固体撮像素子２１ｃの受光面に被写体の光学像を結像する。固体撮像素子２１ｃは、この被写体からの反射光を受光面を介して受光して、光学系２１ｂによって結像された被写体の光学像を撮像する。かかる構成を有する撮像ユニット２１は、上述した中心軸ＣＬの方向（すなわちカプセル型筐体２０の長手方向であるＸ軸方向）と同方向である撮像方向Ｆと画角ωとを有し、かかる撮像方向Ｆおよび画角ωによって規定される撮像視野内の被写体の光学像、すなわち被検体１の体内画像を撮像する。
【００４４】
ここで、上述したようにＸＹＺの３軸直交座標系が設定されたカプセル型医療装置２において、かかる固体撮像素子２１ｃの受光面は、図３に示すように、Ｙ軸およびＺ軸による直交２軸座標系の平面であり、この受光面の上下方向はＹ軸方向と一致し、この受光面の左右方向はＺ軸方向と一致する。この場合、かかる固体撮像素子２１ｃによって撮像された被検体１の体内画像Ｐの上下方向はＹ軸方向と一致し、かかる体内画像Ｐの左右方向はＺ軸方向と一致する。
【００４５】
また、カプセル型筐体２０の内部に固定配置された撮像ユニット２１の固体撮像素子２１ｃは、中心軸ＣＬを回転中心にしたカプセル型医療装置の回転に伴って回転し、この結果、この固体撮像素子２１ｃの上下方向（Ｙ軸方向）と重力方向Ｇとの間に回転角度θ１が生じる。かかる固体撮像素子２１ｃの上下方向と重力方向Ｇとのなす回転角度θ１は、例えばＸ軸方向に向かって時計回りの方向を正方向とする角度であり、後述する重力センサ２４によって検出される。なお、かかる回転角度θ１は、後述する処置部２３の突没方向（処置部方向の一例）と重力方向Ｇとのなす回転角度と同値である。
【００４６】
信号処理部２２は、かかる撮像ユニット２１の固体撮像素子２１ｃによって光電変換された信号を取得し、この取得した信号に対して所定の信号処理を行って、被検体１の体内画像を含む画像信号を生成する。信号処理部２２は、このように画像信号を生成する都度、生成した画像信号を通信ユニット２５に順次送信する。
【００４７】
処置部２３は、病変組織等の処置対象に対する処置を行う処置手段として機能し、かかる生体組織に対する処置の一例として、病変組織等の所望の生体組織を体内部位から採取する。具体的には、処置部２３は、被検体１の体内部位から生体組織を切断し、採取する鉗子状の採取部２３ａと、生体組織を採取するための一連の採取動作を採取部２３ａに行わせる駆動部２３ｂとを備える。
【００４８】
採取部２３ａは、図２に示すように鉗子状のものであり、駆動部２３ｂの作用によって、処置対象である生体組織を体内部位から採取するための一連の採取動作を行う。具体的には、採取部２３ａは、カプセル型筐体２０の内部に設けられた収容部２０ｄの内部に収容され、駆動部２３ｂの作用によって開口部２０ｃからカプセル型筐体２０の外部に突出する。かかる採取部２３ａは、処置対象である生体組織に向かって突出し、その後、駆動部２３ｂの作用によって鉗子状先端部を開閉して、この生体組織を体内部位から切断採取する。採取部２３ａは、この生体組織を採取した後、駆動部２３ｂの作用によってカプセル型筐体２０の内部に向けて移動し、最終的に収容部２０ｄの内部に収容される。このようにして、採取部２３ａは、かかる一連の採取動作の１サイクルを終了する。なお、かかる採取部２３ａによって採取された生体組織は、この採取部２３ａの鉗子状先端部内に把持された状態でカプセル型筐体２０の内部に保管される。
【００４９】
ここで、かかる採取部２３ａの突没方向Ｄは、本発明における処置部方向の一例であり、カプセル型医療装置２は、病変組織等の処置対象の近傍に到達した状態において突没方向Ｄに処置対象を位置させることによって、中心軸ＣＬ方向および回転方向に関する採取部２３ａと処置対象との高精度な位置合わせを実現する。
【００５０】
駆動部２３ｂは、アクチュエータ等を用いて実現され、制御部２６の制御に基づいて採取部２３ａに一連の採取動作を行わせる。かかる駆動部２３ｂは、制御部２６からの制御信号を受信する都度、すなわち制御部２６による１回の制御毎に、採取部２３ａに一連の採取動作を１サイクル行わせる。なお、収容部２０ｄは、上述した採取部２３ａを収容する筒状部材であり、開口部２０ｃを介してカプセル型筐体２０の外部に連通するとともに、制御部２６および電源ユニット２７等の電子部品を収容するカプセル型筐体２０の内部領域と採取部２３ａの収容領域とを隔離する。
【００５１】
重力センサ２４は、カプセル型医療装置２が長手方向の中心軸ＣＬ回りに回転した際に生じる処置部２３の方向（すなわち採取部２３ａの突没方向Ｄ）と重力方向Ｇとのなす角度を検出する。ここで、図２に示す採取部２３ａの突没方向Ｄは、カプセル型医療装置２において固定された方向であり、例えば、上述した３軸直交座標系のＹ軸方向と一致する。この場合、かかる突没方向Ｄは、図３に示した固体撮像素子２１ｃの上下方向（Ｙ軸方向）と一致する。すなわち、重力センサ２４は、採取部２３ａの突没方向Ｄと重力方向Ｇとのなす角度として、上述した回転角度θ１（図３参照）を検出する。重力センサ２４は、かかる回転角度θ１の検出結果を制御部２６に送信する。
【００５２】
なお、かかる回転角度θ１は、体外通信部３等を介して外部の制御部１０（図１参照）に通知される。制御部１０は、体外通信部３等を介して重力センサ２４の検出角度（回転角度θ１）を取得し、この取得した検出角度をもとに体内画像Ｐの回転ずれを補正して、表示部４の２軸直交座標系の軸方向（例えば表示画面の上下方向）と、採取部２３ａの突没方向Ｄに対応する体内画像Ｐの方向（例えばＹ軸方向）とを合わせる。制御部１０は、このように表示部４の２軸直交座標系の軸方向と採取部２３ａの突没方向Ｄに対応する体内画像Ｐの方向とを合わせた態様で表示部４に体内画像Ｐを表示させる。これによって、表示部４の２軸直交座標系は、上述したＹ軸およびＺ軸による体内画像Ｐの２軸直交座標系と一致し、この結果、医師または看護師等のユーザは、かかる表示部４に表示された体内画像Ｐの上下左右の各方向によって被検体１内部のカプセル型医療装置２のＹ軸方向およびＺ軸方向を容易に把握でき、この体内画像Ｐを参照することによって被検体１内部のカプセル型医療装置２の磁気誘導を容易に操作することができる。
【００５３】
通信ユニット２５は、コイル状のアンテナ２５ａを備え、このアンテナ２５ａを用いて被検体１外部の体外通信部３（図１参照）と無線通信を行う。具体的には、通信ユニット２５は、制御部２６の制御に基づいて、被検体１の体内画像および重力センサ２４の検出角度情報を外部に無線送信する。この場合、通信ユニット２５は、信号処理部２２によって生成された画像信号と、この画像信号に対応する体内画像が撮像されたタイミングにおいて重力センサ２４が検出した回転角度θ１とを取得する。通信ユニット２５は、所定の変調処理等を行って、かかる画像信号と重力センサ２４の検出角度情報（回転角度θ１）とを含む無線信号を生成し、この生成した無線信号を外部に送信する。なお、かかる画像信号および検出角度情報を含む無線信号は、上述した複数のアンテナ３ａを介して体外通信部３に受信される。
【００５４】
また、通信ユニット２５は、制御部２６の制御に基づき、アンテナ２５ａを介して体外通信部３からの無線信号を受信し、所定の復調処理等を行って、この無線信号に含まれる制御信号を抽出する。ここで、かかる通信ユニット２５によって復調された制御信号は、上述したように、外部の制御部１０によって生成された制御信号であって、体内部位の生体組織を採取するための一連の採取動作をカプセル型医療装置２に指示するための制御信号である。通信ユニット２５は、かかる外部の制御部１０からの制御信号を制御部２６に送信する。
【００５５】
制御部２６は、カプセル型医療装置２の各構成部（撮像ユニット２１、信号処理部２２、処置部２３、重力センサ２４、通信ユニット２５）を制御し、且つ、かかる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２６は、照明部２１ａによって照明された被写体の画像（すなわち体内画像）を固体撮像素子２１ｃによって撮像するように撮像ユニット２１を制御し、この撮像ユニット２１に体内画像を撮像させたタイミングで重力センサ２４に回転角度θ１を検出させる。また、制御部２６は、かかる体内画像と重力センサ２４の検出角度情報とを含む無線信号を外部に送信するように信号処理部２２および通信ユニット２５を制御する。一方、制御部２６は、通信ユニット２５を介して外部の制御部１０からの制御信号を取得し、この取得した制御信号に基づいて処置部２３による一連の採取動作を制御する。この場合、制御部２６は、かかる制御信号に基づいて処置部２３の駆動部２３ｂを制御し、この駆動部２３ｂの制御を通して採取部２３ａの動作、すなわち一連の採取動作を制御する。
【００５６】
電源ユニット２７は、スイッチ回路およびボタン型の電池等を用いて実現され、スイッチ回路によってオン状態に切り替わった際に、上述した撮像ユニット２１、信号処理部２２、処置部２３、重力センサ２４、通信ユニット２５、および制御部２６に対して電力を供給する。
【００５７】
磁石２８は、永久磁石、電磁石、または磁性体によって実現され、例えばカプセル型筐体２０の長手方向の中心軸ＣＬに垂直な方向（すなわちカプセル型筐体２０の径方向）に着磁する態様で筒状筐体２０ａの内部に固定配置される。磁石２８は、上述した磁気誘導部５（図１参照）によって形成された外部磁界に追従して動作し、これによって、３軸直交座標系の軸方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）にカプセル型医療装置２を移動させ、または３軸直交座標系の軸回り（Ｘ軸回り、Ｙ軸回り、Ｚ軸回り）にカプセル型医療装置２を回転させる。かかる磁石２８の作用によって、カプセル型医療装置２は、被検体１の体内部位における所望の位置に磁気誘導され、所望の姿勢をとり、または臓器内壁部に固定される。
【００５８】
以上のような構成を有するカプセル型医療装置２は、図１に示したカプセル医療システム１１において、被検体１の内部に導入され、その後、蠕動運動または磁気誘導部５による外部磁界等によって被検体１の消化管内部を移動しつつ被検体１の体内画像Ｐを順次撮像し、かかる体内画像Ｐと重力方向Ｇに対する回転ずれ量（すなわち回転角度θ１）とを外部に順次無線送信する。一方、外部の表示部４は、このカプセル型医療装置２によって撮像された体内画像Ｐと被検体１内部におけるカプセル型内視鏡２の現在位置情報とを表示する。この場合、表示部４は、採取部２３ａの突没方向Ｄに対応する体内画像Ｐの方向（Ｙ軸方向）と表示画面の上下方向とを合わせた態様で体内画像Ｐを表示する。
【００５９】
医師または看護師等のユーザは、かかる表示部４に表示された情報（体内画像、現在位置情報等）を参照しつつ操作部７または入力部８を操作して、被検体１内部における所望の体内部位（胃、小腸、大腸等）にカプセル型医療装置２を誘導する。ユーザは、かかる表示部４に表示された体内画像Ｐを観察することによって、病変組織等の処置対象の有無を判断する。ユーザは、表示部４に表示された体内画像Ｐの中に処置が必要な生体組織を発見した場合、上述したように入力部８を操作して、この体内画像Ｐの中から処置対象を選択する。
【００６０】
外部の制御部１０は、磁気誘導部５および電力供給部６を制御して、かかる体内画像Ｐの中から選択された処置対象である被検体１内部の生体組織と処置部２３との相対距離を決定し、この決定した相対距離と上述した重力センサ２４の検出角度とをもとに、中心軸ＣＬ方向および回転方向に関する処置対象と処置部２３との位置合わせを制御する。
【００６１】
つぎに、画像端部に処置対象を描出する体内画像Ｐを撮像可能な被検体１内部の特定位置にカプセル型医療装置２を誘導して、このカプセル型医療装置２の処置部２３と処置対象との相対距離を決定するまでのカプセル医療システム１１の動作について説明する。図４は、被検体１内部の特定位置までカプセル型医療装置２が誘導される状態を示す模式図である。図５は、被検体１内部の特定位置に誘導されるまでにカプセル型医療装置２が撮像した体内画像Ｐを例示する模式図である。なお、図４，５には、処置対象である生体組織の一例として病変組織１５が図示されている。以下、図４，５を参照しつつ、カプセル医療システム１１の動作について説明する。
【００６２】
被検体１内部の処置対象である病変組織１５が入力部８の入力操作によって体内画像Ｐの中から選択された場合、外部の制御部１０は、磁気誘導部５および電力供給部６を制御し、これによって、この病変組織１５を描出する体内画像Ｐを撮像可能な状態をカプセル型医療装置２に維持させつつ、画像端部に病変組織１５を描出する体内画像Ｐを撮像可能な被検体１内部の特定位置までカプセル型医療装置２を磁気誘導する。
【００６３】
ここで、被検体１内部のカプセル型医療装置２が臓器内壁部Ｗに非接触の状態（例えば臓器内部の液体等によって浮遊した状態）である場合、制御部１０は、磁気誘導部５による外部磁界を制御し、この外部磁界の磁気力によって臓器内壁部Ｗにカプセル型医療装置２を接触させる。かかる制御部１０は、カプセル型医療装置２の撮像ユニット２１によって順次撮像された体内画像Ｐの連続フレーム間における類似性を判断し、この類似性が低い場合、臓器内壁部Ｗとカプセル型医療装置２とが未だ接触していないと判断する。この場合、制御部１０は、臓器内壁部Ｗにカプセル型医療装置２を接触させるべく、かかる磁気誘導部５による外部磁界の制御を継続する。一方、制御部１０は、この類似性が高い場合、すなわち、連続フレーム間において体内画像Ｐの変化が少ない場合、臓器内壁部Ｗとカプセル型医療装置２とが接触状態であると判断する。この場合、制御部１０は、かかる臓器内壁部Ｗと接触状態のカプセル型医療装置２を上述した特定位置に到達させるべく、磁気誘導部５による外部磁界を制御する。
【００６４】
このように磁気誘導されるカプセル型医療装置２は、図４に示すように、撮像ユニット２１の撮像視野内に病変組織１５を捕捉した状態を維持しつつ、臓器内壁部Ｗと接触し、この臓器内壁部Ｗと接触した状態で特定位置に到達し、この特定位置において停止状態になる。
【００６５】
詳細には、かかるカプセル型医療装置２において、磁石２８は、磁気誘導部５による外部磁界に追従して動作し、これによって、カプセル型医療装置２のカプセル型筐体２０と臓器内壁部Ｗとを接触させ、この臓器内壁部Ｗとカプセル型筐体２０との接触状態を維持しつつ、撮像ユニット２１の撮像方向Ｆにカプセル型医療装置２を移動（前進）させる。かかる磁石２８は、病変組織１５の近傍にカプセル型医療装置２を移動させ、その後、撮像ユニット２１の撮像視野の境界と病変組織１５とが交差する位置、すなわち上述した特定位置においてカプセル型医療装置２を停止させる。この特定位置において、磁石２８は、外部磁界の磁気力によって臓器内壁部Ｗにカプセル型筐体２０を押し付けて、この臓器内壁部Ｗにカプセル型医療装置２を固定する。
【００６６】
このようにカプセル型医療装置２が被検体１内部の特定位置に到達するまでの期間、撮像ユニット２１は、病変組織１５を描出する体内画像Ｐを順次撮像する。この場合、かかる体内画像Ｐ内の病変組織１５は、図５に示すように、画像内側から画像端部に向かって変位する。外部の表示部４は、かかる病変組織１５を描出した体内画像Ｐを表示するとともに、入力部８によって選択された処置対象であることを示すマークＭを病変組織１５の画像上に重畳して表示する。なお、かかるマークＭは、表示部４の２軸直交座標系における病変組織１５の位置座標情報に対応する。制御部１０は、例えば図５に示すように、かかる病変組織１５の画像上のマークＭが体内画像Ｐの画像端部に位置する場合、上述した特定位置にカプセル型医療装置２が到達したと判断し、この特定位置にカプセル型医療装置２を停止させる。
【００６７】
一方、上述した距離決定部１０ｄは、図４に示すようにカプセル型医療装置２が被検体１内部の特定位置において停止した場合、このカプセル型医療装置２の処置部２３と病変組織１５との相対距離Ｌ３を決定する。ここで、かかるカプセル型医療装置２が到達した特定位置は、上述したように、画像端部に病変組織１５を描出する体内画像Ｐを撮像可能な被検体１内部の位置であり、図４に示すように、撮像ユニット２１の撮像視野の境界と病変組織１５とが交差する位置である。かかる特定位置においてカプセル型医療装置２が停止した場合、この病変組織１５と撮像ユニット２１（具体的には光学系２１ｂ）との相対距離は、撮像ユニット２１の画角ωとカプセル型筐体２０の外径寸法ｒとによって規定される特定距離Ｌ２になる。また、かかる撮像ユニット２１と処置部２３との相対距離、具体的には、光学系２１ｂと採取部２３ａとの部品間距離Ｌ１は、カプセル型筐体２０の内部において一定である。距離決定部１０ｄは、かかる部品間距離Ｌ１と特定距離Ｌ２との加算値である相対距離Ｌ３を既知のデータとして予め有し、カプセル型医療装置２が臓器内壁部Ｗに接触した状態で特定位置に停止した場合に、病変組織１５と採取部２３ａとの相対距離Ｌ３を決定する。
【００６８】
なお、上述した特定距離Ｌ２は、撮像ユニット２１の画角ωとカプセル型筐体２０の外径寸法ｒとを用いて次式（１）によって算出できる。
Ｌ２＝（ｒ／２）／ｔａｎ（ω／２） ・・・（１）
【００６９】
つぎに、処置対象の一例として病変組織１５を例示して、処置対象に対する相対的なカプセル型医療装置２の回転角度を算出する角度算出部１０ｅの動作について説明する。図６は、角度算出部１０ｅによる回転角度の算出処理を説明するための模式図である。なお、図６には、角度算出部１０ｅがカプセル型医療装置２の回転角度θ２を算出する際に表示部４に表示される体内画像Ｐが模式的に図示されている。
【００７０】
外部の表示部４には、上述したように、体内画像Ｐと同様の２軸直交座標系、すなわち図６に示すようなＹ軸およびＺ軸による２軸直交座標系が設定され、表示部４の上下方向はＹ軸方向と一致し、表示部４の左右方向はＺ軸方向に一致する。かかるＹ軸およびＺ軸による２軸直交座標系が設定された表示部４は、この２軸直交座標系における病変組織１５の位置座標を示すマークＭを病変組織１５の画像上に表示する。
【００７１】
角度算出部１０ｅは、入力部８によって入力された病変組織１５の位置座標情報、すなわち、表示部４の２軸直交座標系におけるマーカＭの位置座標情報を取得する。また、角度算出部１０ｅは、この表示部４の２軸直交座標系における採取部２３ａの位置座標情報を、Ｙ軸上の既知の点Ｎ（例えば負の点）の位置座標情報として予め有する。角度算出部１０ｅは、かかる表示部４の２軸直交座標系のＹ軸方向（具体的にはＹ軸の負方向）と病変組織１５の位置座標情報とをもとに、カプセル型医療装置２の処置部方向と病変組織１５の方向とのなす回転角度θ２を算出する。
【００７２】
詳細には、角度算出部１０ｅは、表示部４の２軸直交座標系において、原点Ｏを始点とするマーカＭおよび点Ｎの各位置ベクトルを算出する。ここで、かかる２つの位置ベクトルのなす角度は、カプセル型医療装置２の中心軸ＣＬ上の任意点と病変組織１５とを結ぶ垂線の方向（カプセル型医療装置２に対する相対的な処置対象の方向）と処置部２３の方向（採取部２３ａの突没方向Ｄ）とのなす角度と略同値である。角度算出部１０ｅは、かかるマーカＭおよび点Ｎの各位置ベクトルをもとに、これら２つの位置ベクトルのなす角度、すなわちカプセル型医療装置２の処置部方向と病変組織１５の方向とのなす回転角度θ２を算出する。かかる角度算出部１０ｅによって算出された回転角度θ２は、採取部２３ａの突没方向Ｄに病変組織１５を位置させるために必要なカプセル型医療装置２の回転角度である。
【００７３】
つぎに、処置対象の一例として病変組織１５を例示して、カプセル型医療装置２の処置部２３と処置対象との位置を合わせる際のカプセル医療システム１１の動作について説明する。図７は、カプセル型医療装置２の長手方向に関する処置部２３と病変組織１５との位置合わせを説明するための模式図である。図８は、カプセル型医療装置２の回転方向に関する処置部２３と病変組織１５との位置合わせを説明するための模式図である。
【００７４】
位置制御部１０ａは、距離決定部１０ｄが決定した処置部２３と病変組織１５との相対距離Ｌ３に基づいて磁気誘導部５による外部磁界を制御し、これによって、カプセル型医療装置２と臓器内壁部Ｗとの接触状態を維持しつつ、撮像ユニット２１の撮像方向Ｆに相対距離Ｌ３だけカプセル型医療装置２を移動させる。この場合、被検体１内部のカプセル型医療装置２は、図７に示すように、外部磁界に追従する磁石２８の作用によって、臓器内壁部Ｗと接触した状態を維持しつつ撮像方向Ｆ（すなわち中心軸ＣＬの方向）に相対距離Ｌ３だけ移動（前進）する。この結果、カプセル型医療装置２は、カプセル型筐体２０の長手方向である中心軸ＣＬの方向（すなわちカプセル型医療装置２の３軸直交座標系のＸ軸）について、処置部２３の採取部２３ａと病変組織１５との位置を高精度に合わせることができる。
【００７５】
一方、位置制御部１０ａは、角度算出部１０ｅが算出した採取部２３ａの突没方向Ｄと病変組織１５の方向とのなす回転角度θ２に基づいて磁気誘導部５による外部磁界を制御し、これによって、カプセル型医療装置２と臓器内壁部Ｗとの接触状態を維持しつつ、上述したＸ軸回りに回転角度θ２だけカプセル型医療装置２を回転させる。この場合、被検体１内部のカプセル型医療装置２は、図８に示すように、外部磁界に追従する磁石２８の作用によって、臓器内壁部Ｗと接触した状態を維持しつつＸ軸回り（すなわち中心軸ＣＬ回り）に回転角度θ２だけ回転する。この結果、カプセル型医療装置２は、カプセル型筐体２０の中心軸ＣＬ回りの回転方向（すなわちＸ軸回りの回転方向）について、処置部２３の採取部２３ａと病変組織１５との位置を高精度に合わせることができる。
【００７６】
なお、位置制御部１０ａは、まず、カプセル型医療装置２の長手方向について処置部２３と病変組織１５との位置合わせを制御し、その後、中心軸ＣＬ回りの回転方向について処置部２３と病変組織１５との位置合わせを制御してもよいし、まず、中心軸ＣＬ回りの回転方向について処置部２３と病変組織１５との位置合わせを制御し、その後、カプセル型医療装置２の長手方向について処置部２３と病変組織１５との位置合わせを制御してもよい。あるいは、位置制御部１０ａは、かかる処置部２３と病変組織１５との位置合わせを長手方向および回転方向について同時に制御してもよい。
【００７７】
上述したように処置部２３と病変組織１５との位置合わせが達成されたカプセル型医療装置２は、採取部２３ａの突没方向Ｄに病変組織１５を位置させる。かかる状態のカプセル型医療装置２は、体外通信部３等を介して外部の制御部１０からの制御信号を取得し、この取得した制御信号に基づいて採取部２３ａに一連の採取動作を行わせ、この採取部２３ａによって、被検体１の体内部位から病変組織１５を確実に切断採取する。カプセル型医療装置２は、この採取した病変組織１５をカプセル型筐体２０の内部に保管する。
【００７８】
その後、かかる病変組織１５を保管した状態のカプセル型医療装置２は、蠕動運動または外部磁界等によって消化管内部を移動し、最終的に被検体１の外部に排出される。なお、被検体１から排出されたカプセル型医療装置２内部の病変組織１５は、医師または看護師等に回収され、生体検査等に用いることができる。
【００７９】
以上、説明したように、本発明の実施の形態１では、距離決定部が、体内画像の撮像方向に関するカプセル型医療装置の処置部と処置対象の生体組織との相対距離を決定し、角度算出部が、この処置対象の方向と処置部方向とのなす回転角度を算出し、位置制御部が、カプセル型医療装置内部の磁石を用いて、この処置部と処置対象との相対距離だけ撮像方向にカプセル型医療装置を移動させ、且つ、この回転角度だけカプセル型医療装置を回転させるように構成した。このため、被検体内部の所望の生体組織に対して処置を行うカプセル型医療装置の処置部と処置対象の生体組織とを高精度に位置合わせすることができ、これによって、カプセル型医療装置の処置部方向に処置対象の生体組織を確実に位置させることができ、この結果、Ｘ線装置等の被検体内部の状態を観察可能な医療装置を用いなくとも、この処置対象の生体組織に対する処置を確実に行うことが可能なカプセル医療システムを簡易な構成で実現することができる。
【００８０】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、被検体１内部の特定位置にカプセル型医療装置２を停止させた状態において特定可能な処置部２３と処置対象との相対距離を一定にしていたが、この実施の形態２では、処置対象と撮像ユニットとの距離をカプセル型医療装置に測定させ、この測定距離と撮像ユニットおよび処置部の部品間距離とを加算することによって、処置部と処置対象との相対距離を算出するようにしている。
【００８１】
図９は、本発明の実施の形態２にかかるカプセル医療システムの一構成例を模式的に示すブロック図である。図９に示すように、この実施の形態２にかかるカプセル医療システム３１は、上述した実施の形態１にかかるカプセル医療システム１１のカプセル型医療装置２に代えてカプセル型医療装置３２を備え、制御部１０に代えて制御部４０を備える。その他の構成は実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００８２】
カプセル型医療装置３２は、被検体１の内部に導入可能な大きさに形成されたカプセル形状の医療装置であり、被検体１内部の処置対象と撮像ユニットとの間の距離を測定する距離測定機能を有し、上述した無線通信機能によって、この距離測定結果を外部の体外通信部３に送信する。かかるカプセル型医療装置３２が有する他の機能は、上述した実施の形態１にかかるカプセル型医療装置２と同様である。
【００８３】
制御部４０は、表示部４に表示された体内画像Ｐの中から入力部８によって処置対象が選択された場合、この処置対象までの距離の測定を指示する制御信号を生成し、この生成した制御信号を被検体１内部のカプセル型医療装置３２に送信するように体外通信部３を制御する。また、制御部４０は、磁気誘導部５および電力供給部６の制御を通して被検体１内部のカプセル型医療装置３２の位置および姿勢を制御し、これによって、かかるカプセル型医療装置３２の測距エリア内に処置対象を位置させる。すなわち、制御部４０は、入力部８によって入力された指示情報に基づいて、処置対象までの距離を測定可能な姿勢をカプセル型医療装置３２にとらせる。
【００８４】
また、制御部４０は、位置制御部１０ａ、画像処理部１０ｂ、位置算出部１０ｃ、角度算出部１０ｅ、およびサイズ算出部４０ｆを有し、実施の形態１にかかるカプセル医療システム１１の距離決定部１０ｄに代えて距離決定部４０ｄを有する。距離決定部４０ｄは、カプセル型医療装置３２から取得した距離測定結果を用いてカプセル型医療装置３２の処置部（具体的には採取部２３ａ）と処置対象との相対距離Ｌ３を決定（算出）する。位置制御部１０ａは、かかる距離決定部４０ｄによって決定された相対距離Ｌ３だけカプセル型医療装置３２を移動させ、これによって、この処置対象とカプセル型医療装置３２の処置部２３との位置合わせを高精度に制御する。この場合、制御部４０は、上述した特定位置にカプセル型医療装置３２を磁気誘導しなくてもよい。
【００８５】
サイズ算出部４０ｆは、入力部８によって入力された位置座標情報とカプセル型医療装置３２による距離測定結果とをもとに、体内画像Ｐの中から選択された処置対象である生体組織のサイズを算出する。制御部４０は、かかるサイズ算出部４０ｆによる算出結果を表示部４に表示させる。なお、かかるサイズ算出部４０ｆによって算出される生体組織のサイズとして、例えば、生体組織の周囲長、外径寸法、面積等が挙げられる。かかる制御部４０が有する他の機能は、上述した実施の形態１にかかるカプセル医療システム１１の制御部１０と同様である。
【００８６】
つぎに、本発明の実施の形態２にかかるカプセル型医療装置３２の構成について詳細に説明する。図１０は、本発明の実施の形態２にかかるカプセル型医療装置の一構成例を示す模式図である。図１０に示すように、この実施の形態２にかかるカプセル型医療装置３２は、上述した実施の形態１にかかるカプセル型医療装置２の制御部２６に代えて制御部３６を備え、処置対象と撮像ユニット２１との距離を測定する距離測定部３３をさらに備える。この場合、通信ユニット２５は、制御部３６の制御に基づいて、距離測定部３３の測定結果を外部の体外通信部３に送信する。その他の構成は実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００８７】
距離測定部３３は、撮像ユニット２１の撮像方向Ｆに位置する処置対象（すなわち撮像ユニット２１の撮像視野内に位置する処置対象）に対してドーム形状筐体２０ｂ越しに所定の波長帯域の光（例えば赤外線光、可視光等）を照射し、この処置対象からの反射光を受光する。距離測定部３３は、かかる反射光の受光結果を利用した三角法等に基づいて、この処置対象である生体組織と撮像ユニット２１（例えば光学系２１ｂ）との距離を測定する。距離測定部３３は、かかる処置対象と撮像ユニット２１との間の距離測定結果を制御部３６に送信する。
【００８８】
なお、かかる距離測定部３３は、図１０に示したように、撮像ユニット２１の別体としてカプセル型筐体２０の内部に配置されたものであってもよいし、撮像ユニット２１に設けられたオートフォーカス機構であってもよい。この場合、撮像ユニット２１のオートフォーカス機構としての距離測定部３３は、ＬＥＤ光または赤外線光の送受光を利用した三角法、あるいは光学系２１ｂのレンズ移動量等に基づいて、処置対象である生体組織と撮像ユニット２１との距離を測定する。または、距離測定部３３は、処置対象に対して超音波を出力し、この超音波のエコーをもとに処置対象と撮像ユニット２１との距離を測定するものであってもよい。
【００８９】
制御部３６は、上述した外部の制御部４０からの制御信号に基づいて距離測定部３３を制御し、この距離測定部３３の測定結果を取得する。この場合、制御部３６は、距離測定部３３の測距エリア内に処置対象である生体組織が位置するタイミングで距離測定部３３に測距動作を行わせ、この結果、この生体組織と撮像ユニット２１との間の測定距離を取得する。制御部３６は、この距離測定部３３の測定結果を外部の体外通信部３に無線送信するように通信ユニット２５を制御する。かかる制御部３６が有する他の機能は、上述した実施の形態１にかかるカプセル型医療装置２の制御部２６と同様である。
【００９０】
つぎに、処置対象である生体組織の一例として病変組織１５を例示して、被検体１内部の処置対象とカプセル型医療装置３２の処置部２３との相対距離Ｌ３を決定するまでのカプセル医療システム３１の動作について説明する。図１１は、病変組織を選択する際に表示部に表示される体内画像を例示する模式図である。図１２は、カプセル型医療装置が病変組織までの距離を測定する際に表示部に表示される体内画像を例示する模式図である。図１３は、実施の形態２にかかるカプセル型医療装置の処置部と病変組織との相対距離を説明するための模式図である。
【００９１】
表示部４に表示された体内画像Ｐの中から処置対象である病変組織１５を選択する際、ユーザは、入力部８を用いてクリック操作等の入力操作を行い、体内画像Ｐ内の病変組織１５を囲むように複数の座標点を指定する。かかる入力操作に応じて、入力部８は、例えば図１１に示すように、病変組織１５の画像を囲む４つの座標点Ｑ１〜Ｑ４の各位置座標情報を制御部４０に入力する。この場合、入力部８は、かかる座標点Ｑ１〜Ｑ４によって囲まれる病変組織１５を体内画像Ｐの中から選択したことになる。なお、体内画像Ｐの中から病変組織１５を選択する際に入力部８によって入力される座標点は、この病変組織１５の画像を囲む態様で複数あればよく、特に４点に限定されない。
【００９２】
図１１に示したように体内画像Ｐの中から病変組織１５が選択された場合、制御部４０は、上述した磁気誘導部５による外部磁界を制御して、被検体１内部の病変組織１５までの距離を測定可能な姿勢をカプセル型医療装置３２にとらせる。この結果、被検体１内部の病変組織１５は、図１２に示すように、上述した距離測定部３３の測距エリアＡ内に位置する。制御部４０は、かかる測距エリアＡ内に病変組織１５が位置した態様の体内画像Ｐの画素情報をもとに、カプセル型医療装置３２が病変組織１５までの距離を測定可能な姿勢である旨を認識する。制御部４０は、かかる姿勢をカプセル型医療装置３２に維持させつつ、距離測定を指示する制御信号をカプセル型医療装置３２に送信するよう体外通信部３を制御する。
【００９３】
被検体１内部のカプセル型医療装置３２は、かかる制御部４０からの制御信号に基づいて病変組織１５までの距離を測定する。かかるカプセル型医療装置３２において、制御部３６は、この制御部４０からの制御信号に基づいて距離測定部３３に距離を測定させる。この場合、距離測定部３３は、図１３に示すように、撮像ユニット２１の撮像方向Ｆに位置する病変組織１５と撮像ユニット２１（具体的には光学系２１ｂ）との間の距離を測定し、この測定距離Ｌ４を制御部３６に通知する。制御部３６は、かかる距離測定部３３の測定結果（測定距離Ｌ４）を取得し、この取得した測定距離Ｌ４を外部の体外通信部３に送信するよう通信ユニット２５を制御する。
【００９４】
外部の制御部４０は、かかる距離測定部３３の測定結果（測定距離Ｌ４）を体外通信部３を介して取得する。サイズ算出部４０ｆは、入力部８によって入力された座標点Ｑ１〜Ｑ４（図１２参照）の各位置座標情報と測定距離Ｌ４とをもとに、病変組織１５の実際のサイズ（例えば周囲長、外径寸法、面積等）を算出する。制御部４０は、かかるサイズ算出部４０ｆによって算出された病変組織１５のサイズとともに、この病変組織１５が処置対象であるか否かを選択するためのＧＵＩ（図示せず）を表示部４に表示させる。ユーザは、この表示部４に表示された病変組織１５のサイズを確認して、この病変組織１５が処置対象（すなわち処置が必要な生体組織）であるか否かを判断する。
【００９５】
病変組織１５が処置対象である場合、入力部８は、病変組織１５が処置対象である旨の選択情報を制御部４０に入力する。この場合、距離決定部４０ｄは、この選択情報に対応する病変組織１５とカプセル型医療装置３２の処置部２３との相対距離Ｌ３を決定する。具体的には、距離決定部４０ｄは、カプセル型医療装置３２から取得した距離測定部３３の測定結果（測定距離Ｌ４）と上述した部品間距離Ｌ１とを加算して、病変組織１５と処置部２３の採取部２３ａとの相対距離Ｌ３を算出する（図１３参照）。
【００９６】
位置制御部１０ａは、かかる距離決定部４０ｄによって算出された相対距離Ｌ３に基づいて磁気誘導部５による外部磁界を制御し、これによって、カプセル型医療装置３２と臓器内壁部Ｗとの接触状態を維持しつつ、撮像ユニット２１の撮像方向Ｆに相対距離Ｌ３だけカプセル型医療装置３２を移動させる。この際、位置制御部１０ａは、撮像ユニット２１の撮像視野の境界と病変組織１５とが交差する位置、すなわち上述した特定位置にカプセル型医療装置３２が位置した時点でカプセル型医療装置３２の移動を一時停止する。制御部４０は、この病変組織１５に対する相対的なカプセル型医療装置３２の回転角度θ２の算出に必要な位置座標情報の入力を要求するＧＵＩを表示部４に表示させる。入力部８は、ユーザによる入力操作に応じて、体内部位Ｐの画像端部に描出された病変組織１５の位置座標情報を制御部４０に入力する。この場合、角度算出部１０ｅは、上述した実施の形態１の場合と同様に回転角度θ２を算出する。その後、位置制御部１０ａは、上述した実施の形態１の場合と同様に磁気誘導部５による外部磁界を制御し、この結果、カプセル型医療装置３２の処置部２３（詳細には採取部２３ａ）と病変組織１５との位置合わせを中心軸ＣＬの方向および回転方向について高精度に制御する。
【００９７】
一方、病変組織１５が処置対象ではない場合、入力部８は、病変組織１５が処置対象ではない旨の選択情報を制御部４０に入力する。この場合、制御部４０は、かかる病変組織１５の画像を囲む複数の座標点（図１１，１２に示した座標点Ｑ１〜Ｑ４）を取り消し、体内画像Ｐの中から処置対象を新たに選択する座標点の入力を要求する旨の情報を表示部４に表示させる。その後、制御部４０は、処置対象を選択する複数の座標点が入力された場合に、この処置対象とカプセル型医療装置３２との位置合わせのための動作（制御）を繰り返す。
【００９８】
以上、説明したように、本発明の実施の形態２では、距離測定部が、カプセル型医療装置の撮像ユニットの撮像方向に位置する生体組織と撮像ユニットとの間の距離を測定し、距離決定部が、この撮像ユニットおよび処置部の間の部品間距離と距離測定部による測定距離とを加算して、体内画像の撮像方向に関するカプセル型医療装置の処置部と処置対象の生体組織との相対距離を算出し、位置制御部が、この距離決定部によって算出された相対距離だけ撮像方向にカプセル型医療装置を移動させるようにし、その他を上述した実施の形態１と略同様に構成した。このため、カプセル型医療装置の外径寸法および外形によらずに撮像ユニットと処置対象との間の距離を取得でき、この結果、上述した実施の形態1と同様の作用効果を享受するとともに、カプセル型医療装置の外径寸法または外形が多種多様であっても、所望のカプセル型医療装置の処置部と処置対象との位置合わせが可能なカプセル医療システムを実現することができる。
【００９９】
また、入力部が、体内画像の中から選択された所望の生体組織を囲む複数の座標点を入力し、サイズ算出部が、これら複数の座標点の各位置座標情報と距離測定部による測定距離（すなわち選択された生体組織と撮像ユニットとの間の距離）とをもとに所望の生体組織の実際のサイズを算出し、表示部が、かかるサイズ算出部の算出結果を表示するようにしたので、この所望の生体組織が処置対象であるか否かを判断でき、処置対象であると判断された生体組織（例えば病変組織等）と処置部との位置合わせを選択的に実行可能なカプセル医療システムを実現することができる。
【０１００】
なお、本発明の実施の形態１，２では、生体組織に対する処置として体内部位から生体組織を採取する処置部を備えたカプセル型医療装置を例示したが、これに限らず、カプセル型医療装置が保有する処置部は、体内部位の生体組織に薬液を注射（注入）するものであってもよいし、体内部位の生体組織に薬剤を放出するものであってもよいし、病変組織等の生体組織を治療（例えば、レーザー治療、温熱治療）するものであってもよいし、超音波振動によって生体組織を切断または粉砕するものであってもよい。または、カプセル型医療装置の処置部は、生体組織に対する治療等の処置を行うためにカプセル型医療装置を体内部位に留置する留置手段であってもよい。
【０１０１】
また、本発明の実施の形態１，２では、処置対象に対するカプセル型医療装置の回転角度θ２を算出し、この回転角度θ２だけカプセル型医療装置を回転させて採取部２３ａの突没方向Ｄと病変組織の方向とを合わせていたが、これに限らず、処置対象である病変組織等の生体組織の近傍に薬剤を注入または放出する処置を行う場合、この薬剤の吐出方向と生体組織の方向とを必ずしも合わせる必要はなく、カプセル型医療装置の長手方向（撮像方向）について処置部と処置対象の生体組織との位置を合わせれば、この生体組織に対する処置を確実に行うことができる、または、カプセル型筐体の周方向に沿って複数箇所に薬剤の吐出口を設け、カプセル型筐体の全周に亘って薬剤を放出するように構成すれば、処置対象に対するカプセル型医療装置の回転角度θ２を算出しなくてもよい。
【０１０２】
さらに、本発明の実施の形態１，２では、連続する前後の体内画像において画像の類似性が高い場合、すなわち、前後の体内画像において被検体内部の臓器等の被写体の位置が略一定（殆ど変位がない）場合に臓器内壁部にカプセル型筐体が接触した状態であると判断していたが、これに限らず、臓器内壁部とカプセル型筐体とが接触した状態である旨を検出する接触検出手段をカプセル型医療装置に設け、この接触検出手段の検出結果に基づいて、臓器内壁部とカプセル型筐体とが接触したか否かを判断してもよいし、臓器内壁部に向けて一定時間以上カプセル型医療装置を移動させた場合に臓器内壁部とカプセル型筐体とが接触したと判断してもよい。この結果、蠕動運動等の臓器の動きによらず、臓器内壁部とカプセル型筐体との接触状態を確実に検出することができる。なお、かかる接触検出手段は、電極間抵抗値または接触圧力等を用いて接触状態を検出する接触センサであってもよいし、ｐＨセンサであってもよいし、光学センサであってもよい。
【０１０３】
また、本発明の実施の形態１では、撮像ユニットの画角ωとカプセル型筐体の外径寸法ｒとによって規定される特定距離Ｌ２が固定された値であったが、これに限らず、カプセル型医療装置の種類に応じて画角およびカプセル型筐体の外径寸法を入力するようにし、この入力情報をもとに特定距離Ｌ２を算出してもよい。この場合、距離決定部１０ｄは、カプセル型医療装置の種類毎に入力部８によって入力される画角ωおよび外径寸法ｒをもとに、上述した式（１）に基づいて特定距離Ｌ２を算出すればよい。この結果、カプセル医療システム１１は、カプセル型医療装置の外径寸法または外形が多種多様であっても、所望のカプセル型医療装置の処置部と処置対象との位置合わせを高精度に実行できるものになる。
【０１０４】
さらに、本発明の実施の形態１では、処置対象に対して１点の位置座標情報を入力していたが、これに限らず、上述した実施の形態２の場合と同様に、処置対象である生体組織を囲む複数の座標点を入力し、これら複数の座標点によって囲まれた生体組織のサイズを算出するようにしてもよい。この場合、実施の形態１にかかるカプセル医療システム１１の制御部１０は、上述したサイズ算出部４０ｆを備え、カプセル型医療装置２が被検体１内部における特定位置（画像端部に処置対象の生体組織を描出する体内画像を撮像可能な位置）に到達した際、サイズ算出部４０ｆが、処置対象の生体組織を囲む複数の座標点の各位置座標情報と特定距離Ｌ２とをもとに、この生体組織の実際のサイズを算出すればよい。
【０１０５】
また、本発明の実施の形態１，２では、カプセル型医療装置の内部に磁石を設け、外部磁界によって被検体内部のカプセル型医療装置を磁気誘導していたが、これに限らず、タイヤまたはキャタピラ等の自走手段とアクチュエータとを用いてカプセル型医療装置の移動に寄与する駆動手段を構成し、この駆動手段を用いてカプセル型医療装置が自走するようにしてもよい。この場合、外部の制御部は、被検体内部のカプセル型医療装置に送信する制御信号によって、カプセル型医療装置の自走による移動距離および移動方向を制御すればよい。
【０１０６】
さらに、本発明の実施の形態１，２では、外部磁界の磁力（具体的には磁気引力または磁気斥力）によってカプセル型医療装置を臓器内壁部に固定していたが、これに限らず、臓器内壁部にカプセル型医療装置を固定（留置）するためのクリップ機構等をカプセル型医療装置に設け、これによって臓器内壁部にカプセル型医療装置を固定してもよい。
【０１０７】
また、本発明の実施の形態１，２では、位置制御部１０ａが、体内画像Ｐの中から選択された処置対象の生体組織と処置部との位置を合わせるように磁気誘導部５による外部磁界を制御していたが、これに限らず、ユーザによる操作部７または入力部８の操作によってカプセル型医療装置の移動を手動操作してもよい。この場合、カプセル型医療装置の移動の手動操作を行いやすくするために、表示部４に表示された体内画像Ｐにグリッドを表示してもよい。以上のことは、カプセル型医療装置を自走させる場合も同様である。
【０１０８】
さらに、本発明の実施の形態１，２では、臓器内壁部とカプセル型筐体とを接触させる際に制御部の制御に基づいてカプセル型医療装置の磁気誘導を自動制御していたが、これに限らず、ユーザによる操作部７または入力部８の操作によってカプセル型医療装置の移動を手動操作してもよい。この場合、カプセル型医療装置の移動の手動操作を行いやすくするために、表示部４に表示された体内画像Ｐにグリッドを表示してもよい。以上のことは、カプセル型医療装置を自走させる場合も同様である。
【０１０９】
また、本発明の実施の形態１，２では、ユーザによる入力部８の入力操作によって処置対象が選択されていたが、これに限らず、カプセル型医療装置が取得した体内画像等の被検体の体内情報に対し、カプセル型内視鏡内部または体外の制御部内において所定の演算処理等を行い、これによって処置対象を自動選択してもよい。
【０１１０】
なお、被検体内部においてカプセル型医療装置が液体等に浮遊しておらず、常に臓器内壁部に接触した状態であれば、臓器内壁部とカプセル型筐体とを接触させるためのカプセル型医療装置の磁気誘導または自走は実行しなくてもよい。また、胃または大腸などの比較的内部空間が広い臓器と小腸などの比較的内部空間が狭い臓器とに応じて、臓器内壁部に向けてのカプセル型医療装置の移動を制御するモードと臓器内壁部に向けてのカプセル型医療装置の移動を自動制御しないモードとを切り替えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるカプセル医療システムの一構成例を模式的に示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかるカプセル型医療装置の一構成例を示す模式図である。
【図３】体内画像に設定される２軸直交座標系を説明するための模式図である。
【図４】被検体内部の特定位置までカプセル型医療装置が誘導される状態を示す模式図である。
【図５】被検体内部の特定位置に誘導されるまでにカプセル型医療装置が撮像した体内画像を例示する模式図である。
【図６】角度算出部による回転角度の算出処理を説明するための模式図である。
【図７】カプセル型医療装置の長手方向に関する処置部と病変組織との位置合わせを説明するための模式図である。
【図８】カプセル型医療装置の回転方向に関する処置部と病変組織との位置合わせを説明するための模式図である。
【図９】本発明の実施の形態２にかかるカプセル医療システムの一構成例を模式的に示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態２にかかるカプセル型医療装置の一構成例を示す模式図である。
【図１１】病変組織を選択する際に表示部に表示される体内画像を例示する模式図である。
【図１２】カプセル型医療装置が病変組織までの距離を測定する際に表示部に表示される体内画像を例示する模式図である。
【図１３】実施の形態２にかかるカプセル型医療装置の処置部と病変組織との相対距離を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１ 被検体
２，３２ カプセル型医療装置
３ 体外通信部
３ａ アンテナ
４ 表示部
５ 磁気誘導部
６ 電力供給部
７ 操作部
８ 入力部
９ 記憶部
１０，４０ 制御部
１０ａ 位置制御部
１０ｂ 画像処理部
１０ｃ 位置算出部
１０ｄ，４０ｄ 距離決定部
１０ｅ 角度算出部
１１，３１ カプセル医療システム
１２ ベッド
１５ 病変組織
２０ カプセル型筐体
２０ａ 筒状筐体
２０ｂ ドーム形状筐体
２０ｃ 開口部
２０ｄ 収容部
２１ 撮像ユニット
２１ａ 照明部
２１ｂ 光学系
２１ｃ 固体撮像素子
２２ 信号処理部
２３ 処置部
２３ａ 採取部
２３ｂ 駆動部
２４ 重力センサ
２５ 通信ユニット
２５ａ アンテナ
２６，３６ 制御部
２７ 電源ユニット
２８ 磁石
３３ 距離測定部
４０ｆ サイズ算出部
ＣＬ 中心軸
Ｍ マーク
Ｐ 体内画像
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内部に導入され、前記被検体の体内画像を撮像する撮像手段と、前記被検体内部の生体組織に対する処置を行う処置手段と、当該カプセル型医療装置の移動に寄与する駆動手段とを有するカプセル型医療装置と、
前記体内画像の中から前記処置手段の処置対象を選択する選択手段と、
前記処置対象と前記処置手段との相対距離を決定し、前記駆動手段を用いて前記撮像手段の撮像方向に前記相対距離に応じた距離前記カプセル型医療装置を移動させる制御手段と、
を備えたことを特徴とするカプセル医療システム。
【請求項２】
前記カプセル型医療装置の内部に配置され、少なくとも前記体内画像を外部に送信する通信手段と、
前記通信手段によって送信された体内画像を受信する体外通信手段と、
前記体外通信手段によって受信された体内画像を表示する表示手段と、
をさらに備え、
前記選択手段は、前記表示手段によって表示された体内画像の中から前記処置手段の処置対象を選択することを特徴とする請求項１に記載のカプセル医療システム。
【請求項３】
前記撮像手段は、前記処置手段に対して相対的に固定された位置に配置され、
前記駆動手段は、画像端部に前記処置対象を描出する体内画像を前記撮像手段によって撮像できる前記被検体内部の特定位置に前記カプセル型医療装置を移動させ、
前記制御手段は、前記カプセル型医療装置が臓器内壁部に接触した状態で前記被検体内部の特定位置に停止した場合に、前記撮像手段の画角によって規定される前記処置対象と前記撮像手段との特定距離と前記撮像手段および前記処置手段の部品間距離との加算値である前記相対距離を決定することを特徴とする請求項２に記載のカプセル医療システム。
【請求項４】
前記カプセル型医療装置は、前記撮像手段の撮像方向に位置する対象物と前記撮像手段との距離を測定する距離測定手段を備え、
前記撮像手段は、前記処置手段に対して相対的に固定された位置に配置され、
前記通信手段は、前記距離測定手段による測定距離を前記体外通信手段に送信し、
前記制御手段は、前記体外通信手段を介して前記距離測定手段による測定距離を取得し、該測定距離と前記撮像手段および前記処置手段の部品間距離とを加算して前記相対距離を決定することを特徴とする請求項２に記載のカプセル医療システム。
【請求項５】
前記カプセル型医療装置は、前記処置手段の方向と重力方向とのなす角度を検出する重力センサを備え、
前記通信手段は、前記重力センサによる検出角度を前記体外通信手段に送信し、
前記制御手段は、前記体外通信手段を介して前記重力センサによる検出角度を取得し、該検出角度をもとに前記表示手段の直交座標系の軸方向と前記処置手段の方向に対応する前記体内画像の方向とを合わせて、前記表示手段に前記体内画像を表示させることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一つに記載のカプセル医療システム。
【請求項６】
前記選択手段は、前記表示手段の直交座標系における前記処置対象の位置座標情報を入力する入力手段であり、
前記制御手段は、前記表示手段の直交座標系の軸方向と前記処置対象の位置座標情報とをもとに前記処置手段の方向と前記処置対象の方向とのなす回転角度を算出し、前記駆動手段を用いて前記回転角度だけ前記カプセル型医療装置を回転させることを特徴とする請求項５に記載のカプセル医療システム。
【請求項７】
前記駆動手段は、前記カプセル型医療装置の移動によって前記処置対象の近傍の臓器内壁部に前記カプセル型医療装置を接触させることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一つに記載のカプセル医療システム。
【請求項８】
前記被検体内部に導入された前記カプセル型医療装置に外部磁界を印加し、該外部磁界によって前記カプセル型医療装置を誘導する磁気誘導手段を備え、
前記駆動手段は、前記磁気誘導手段が形成した外部磁界の作用によって前記カプセル型医療装置を移動または回転させる磁石であることを特徴とする請求項２〜７のいずれか一つに記載のカプセル医療システム。
【請求項９】
前記駆動手段は、前記磁気誘導手段が形成した外部磁界の作用によって臓器内壁部に前記カプセル型医療装置を固定することを特徴とする請求項８に記載のカプセル医療システム。
【請求項１０】
前記駆動手段は、前記制御手段の制御に基づいて前記カプセル型医療装置を移動または回転させることを特徴とする請求項２〜７のいずれか一つに記載のカプセル医療システム。
【請求項１１】
前記カプセル型医療装置は、臓器内壁部に前記カプセル型医療装置を固定する固定手段を備えたことを特徴とする請求項１０に記載のカプセル医療システム。
【請求項１２】
前記処置手段は、前記処置対象を採取する採取手段、前記処置対象に薬剤を注入する薬剤注入手段、前記処置対象に薬剤を放出する薬剤放出手段、または前記処置対象を治療する治療手段のいずれかであることを特徴とする請求項２〜１１のいずれか一つに記載のカプセル医療システム。
【請求項１】
被検体内部に導入され、前記被検体の体内画像を撮像する撮像手段と、前記被検体内部の生体組織に対する処置を行う処置手段と、当該カプセル型医療装置の移動に寄与する駆動手段とを有するカプセル型医療装置と、
前記体内画像の中から前記処置手段の処置対象を選択する選択手段と、
前記処置対象と前記処置手段との相対距離を決定し、前記駆動手段を用いて前記撮像手段の撮像方向に前記相対距離に応じた距離前記カプセル型医療装置を移動させる制御手段と、
を備えたことを特徴とするカプセル医療システム。
【請求項２】
前記カプセル型医療装置の内部に配置され、少なくとも前記体内画像を外部に送信する通信手段と、
前記通信手段によって送信された体内画像を受信する体外通信手段と、
前記体外通信手段によって受信された体内画像を表示する表示手段と、
をさらに備え、
前記選択手段は、前記表示手段によって表示された体内画像の中から前記処置手段の処置対象を選択することを特徴とする請求項１に記載のカプセル医療システム。
【請求項３】
前記撮像手段は、前記処置手段に対して相対的に固定された位置に配置され、
前記駆動手段は、画像端部に前記処置対象を描出する体内画像を前記撮像手段によって撮像できる前記被検体内部の特定位置に前記カプセル型医療装置を移動させ、
前記制御手段は、前記カプセル型医療装置が臓器内壁部に接触した状態で前記被検体内部の特定位置に停止した場合に、前記撮像手段の画角によって規定される前記処置対象と前記撮像手段との特定距離と前記撮像手段および前記処置手段の部品間距離との加算値である前記相対距離を決定することを特徴とする請求項２に記載のカプセル医療システム。
【請求項４】
前記カプセル型医療装置は、前記撮像手段の撮像方向に位置する対象物と前記撮像手段との距離を測定する距離測定手段を備え、
前記撮像手段は、前記処置手段に対して相対的に固定された位置に配置され、
前記通信手段は、前記距離測定手段による測定距離を前記体外通信手段に送信し、
前記制御手段は、前記体外通信手段を介して前記距離測定手段による測定距離を取得し、該測定距離と前記撮像手段および前記処置手段の部品間距離とを加算して前記相対距離を決定することを特徴とする請求項２に記載のカプセル医療システム。
【請求項５】
前記カプセル型医療装置は、前記処置手段の方向と重力方向とのなす角度を検出する重力センサを備え、
前記通信手段は、前記重力センサによる検出角度を前記体外通信手段に送信し、
前記制御手段は、前記体外通信手段を介して前記重力センサによる検出角度を取得し、該検出角度をもとに前記表示手段の直交座標系の軸方向と前記処置手段の方向に対応する前記体内画像の方向とを合わせて、前記表示手段に前記体内画像を表示させることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一つに記載のカプセル医療システム。
【請求項６】
前記選択手段は、前記表示手段の直交座標系における前記処置対象の位置座標情報を入力する入力手段であり、
前記制御手段は、前記表示手段の直交座標系の軸方向と前記処置対象の位置座標情報とをもとに前記処置手段の方向と前記処置対象の方向とのなす回転角度を算出し、前記駆動手段を用いて前記回転角度だけ前記カプセル型医療装置を回転させることを特徴とする請求項５に記載のカプセル医療システム。
【請求項７】
前記駆動手段は、前記カプセル型医療装置の移動によって前記処置対象の近傍の臓器内壁部に前記カプセル型医療装置を接触させることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一つに記載のカプセル医療システム。
【請求項８】
前記被検体内部に導入された前記カプセル型医療装置に外部磁界を印加し、該外部磁界によって前記カプセル型医療装置を誘導する磁気誘導手段を備え、
前記駆動手段は、前記磁気誘導手段が形成した外部磁界の作用によって前記カプセル型医療装置を移動または回転させる磁石であることを特徴とする請求項２〜７のいずれか一つに記載のカプセル医療システム。
【請求項９】
前記駆動手段は、前記磁気誘導手段が形成した外部磁界の作用によって臓器内壁部に前記カプセル型医療装置を固定することを特徴とする請求項８に記載のカプセル医療システム。
【請求項１０】
前記駆動手段は、前記制御手段の制御に基づいて前記カプセル型医療装置を移動または回転させることを特徴とする請求項２〜７のいずれか一つに記載のカプセル医療システム。
【請求項１１】
前記カプセル型医療装置は、臓器内壁部に前記カプセル型医療装置を固定する固定手段を備えたことを特徴とする請求項１０に記載のカプセル医療システム。
【請求項１２】
前記処置手段は、前記処置対象を採取する採取手段、前記処置対象に薬剤を注入する薬剤注入手段、前記処置対象に薬剤を放出する薬剤放出手段、または前記処置対象を治療する治療手段のいずれかであることを特徴とする請求項２〜１１のいずれか一つに記載のカプセル医療システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−２４７４９４（Ｐ２００９−２４７４９４Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９７３０８（Ｐ２００８−９７３０８）
【出願日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【出願人】（３０４０５０９２３）オリンパスメディカルシステムズ株式会社 (1,905)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【出願人】（３０４０５０９２３）オリンパスメディカルシステムズ株式会社 (1,905)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]