KR100889160B1

KR100889160B1 - 자기 안내 의료 장치

Info

Publication number: KR100889160B1
Application number: KR1020077002674A
Authority: KR
Inventors: 히로나오 가와노; 료오지 사또오
Original assignee: 올림푸스 가부시키가이샤
Priority date: 2004-08-03
Filing date: 2005-08-03
Publication date: 2009-03-17
Anticipated expiration: 2025-08-03
Also published as: EP1773230B8; JP4709594B2; EP1773230A1; JP2006068501A; US20070270628A1; KR20070041555A; CN101035484B; EP1773230B1; WO2006014011A1; CN101035484A

Abstract

의료 장치는 생체의 체강 내에 삽입되는 삽입 유닛을 갖는다. 위치/자세 검출 유닛은 삽입 유닛의 위치 및 자세 중 적어도 하나를 검출한다. 자장 발생 유닛은 실질적으로 평면 상에 축대칭 방식으로 배열되고, 평면에 대해 실질적으로 직교하는 자화 방향을 갖는 적어도 3개의 전자석을 포함한다. 자장 제어 유닛은 자장 발생 유닛에 의해 발생되는 자장을 제어한다. 위치/자세 변경 유닛은 위치/자세 검출 유닛에 의해 얻어진 삽입 유닛의 위치 및 자세 정보에 따라 자장 발생 유닛과 삽입 유닛 사이의 상대 위치/자세를 변경한다. 자장 제어 유닛은 삽입 유닛에 배열된 자장 작용 유닛에 인가되는 자장 발생 유닛에 의해 발생되는 자장을 제어하여, 의료 장치를 안내한다.

자기 안내 의료 시스템, 캡슐 의료 장치, 자기 발생 유닛, 위치/자세 변경 유닛, 위치/자세 검출 유닛, 자장 제어 유닛

Description

자기 안내 의료 장치{Magnetic Guiding Medical Device}

본 발명은 생체 내에 삽입된 의료 장치를 자기적으로 안내하는 자기 안내 의료 장치에 관한 것이다.

미국특허 공개공보 제3,358,676호는 9개의 전자석이 평면 상에 배치되고 추가의 전자석이 서로 대면하여 평면 상에 배치된, 체강 등을 통한 안내를 위한 자기 추진 장치를 개시한다.

또한, 국제출원 공개공보 WO 02/49705호의 설명은 두 쌍의 전자석을 직교하게 적층시키고 두 쌍 중 하나를 둘러싸도록 하나의 전자석을 배치함으로써 평행한 두 쌍의 전자석의 상부 상에서의 3차원 자장의 발생 장치를 개시한다.

종래의 예에서, 전자석들이 평면상에 배치되고 3차원 자장이 그의 상부 상에서 발생되는 구조에서, 자장을 이상적으로 발생시키기 위한 공간은 극도로 제한된다.

그러므로, 자기 안내 의료 장치에서, 신체 내로의 삽입 유닛 및 신체 내로의 삽입 유닛 내의 영구 자석을 갖는 의료 장치를 자기 발생 장치에 의해 안내할 때, 삽입 유닛을 안내하기 위한 영역이 충분히 보장되지 않고, 자장을 발생시키기 위한 위치에서 발생되는 자장의 정밀도가 악화되는 문제점이 있다.

본 발명에 따르면, 자기 안내 의료 장치는,

생체의 체강 내에 삽입되는 삽입 유닛을 갖는 의료 장치와,

삽입 유닛의 위치 및 자세 중 적어도 하나를 검출하는 위치/자세 검출 유닛과,

실질적인 평면 상에 축방향으로 대칭으로 배열되고 평면의 직교하는 방향으로의 자화 방향을 갖는 적어도 3개의 전자석을 갖는 자장 발생 유닛과,

자장 발생 유닛에 의해 발생되는 자장을 제어하는 자장 제어 유닛과,

위치/자세 검출 유닛에 의해 얻어진 삽입 유닛의 위치 및 자세에 대한 정보에 따라 자장 발생 유닛과 삽입 유닛 사이의 상대 위치/자세를 변화시키는 위치/자세 변경 유닛과,

삽입 유닛에 배열된 자장 작용 유닛을 포함하고,

자장 발생 유닛에 의해 발생되는 자장은 자장 작용 유닛에 인가되어, 의료 장치를 안내한다.

전술한 구조에서, 자기 발생 유닛과 삽입 유닛 사이의 상대 위치/자세의 변화 작동은 의료 장치의 삽입 유닛의 위치가 인식되고 최적의 자장이 인식된 위치에서 발생되어, 생체 내에서 넓은 제어 가능 영역을 설정하도록 제어된다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기 안내 의료 장치의 전체 구조를 도시하는 도면이다.

도2는 도1에 도시된 평면 이동 메커니즘 및 제어 유닛의 내부 구조를 도시하는 블록 선도이다.

도3은 캡슐 의료 장치의 내부 구조를 도시하는 도면이다.

도4는 캡슐 의료 장치로부터 무선 방식으로 송신되는 전자기장을 수신하는 수신 안테나 유닛을 도시하는 도면이다.

도5는 신체 외부의 제어 유닛 내의 신호 처리 시스템의 구조를 도시하는 블록 선도이다.

도6은 도6에 도시된 수신 안테나 유닛의 세부 구조를 도시하는 도면이다.

도7은 변형예에 따른 수신 안테나 유닛의 구조의 일례를 도시하는 도면이다.

도8은 전류 제어 유닛에 의해 공급되는 전류가 제어되는 자장 발생 유닛의 구조를 도시하는 도면이다.

도9는 자장 발생 유닛의 특정 구조를 도시하는 평면도이다.

도10은 자장 발생 유닛의 특정 구조를 도시하는 사시도이다.

도11은 자장 발생 유닛의 특정 구조를 도시하는 단면도이다.

도12는 자장 발생 유닛을 형성하는, 축방향으로의 발생을 위한 전자석에 의해 중심축 상에서 발생되는 자장의 강도를 도시하는 특성 선도이다.

도13은 실제로 발생되는 자장 방향과 원래 발생되어야 했던 자장 방향 사이의 편차 각도 상에 대한, 축 상에서 원래 발생되어야 했던 자장으로부터의 자장의 강도의 편차에 기인하는 영향을 도시하는 특성 그래프이다.

도14는 자기 안내 가능 영역을 도시하는 개략도이다.

도15는 회전 자장을 인가함으로써 캡슐 의료 장치를 추진하는 상태를 도시하는 설명도이다.

도16은 캡슐 의료 장치로부터의 무선 전자기파에 의한 위치 정보에 기초하여 자장 발생 유닛을 이동시킴으로써 캡슐 의료 장치를 안내 가능 영역 내에 유지하기 위한 제어 작동의 상태를 도시하는 설명도이다.

도17은 캡슐 의료 장치를 자장 발생 유닛 바로 위에 유지하는 상태를 도시하는 도면이다.

도18은 발생 자장 저장 유닛 내에 저장된 전자석(3 내지 5)의 자극과 자장 발생 유닛 사이의 거리에 대한 단위 전류당 발생되는 자장의 특성을 도시하는 도면이다.

도19A는 제1 변형예에 따른 평면 이동 메커니즘 유닛의 구조를 도시하는 측면도이다.

도19B는 제1 변형예에 따른 평면 이동 메커니즘 유닛의 구조를 도시하는 정면도이다.

도20은 제2 변형예에 따른 평면 이동 메커니즘 유닛의 구조를 도시하는 사시도이다.

도21A는 복수의 초음파 프로브를 사용함으로써 위치 정보를 계산하기 위한 구조를 도시하는 평면도이다.

도21B는 복수의 초음파 프로브를 사용함으로써 위치 정보를 계산하기 위한 구도를 도시하는 정면도이다.

도21C는 복수의 초음파 프로브에 의해 얻어진 초음파 영상을 도시하는 도면이다.

도22A는 초음파 프로브를 회전시킴으로써 3차원 위치를 계산하는 상태를 도시하는 도면이다.

도22B는 어레이 초음파 프로브를 사용함으로써 3차원 위치를 계산하는 상태를 도시하는 도면이다.

도23은 초음파 프로브를 침대 내의 자장 발생 유닛 상으로 부착함으로써 위치를 계산하기 위한 구조를 도시하는 도면이다.

도24는 탈착 가능한 초음파 프로브의 부착 구조를 도시하는 도면이다.

도25는 환자의 체표면을 덮도록 부착된 초음파 프로브 어레이에 의해 위치를 계산하기 위한 구조를 도시하는 도면이다.

도26은 캡슐 의료 장치 상에서 초음파를 반사시키기 위한 재료를 갖는 구조를 도시하는 도면이다.

도27은 의자 내의 자장 발생 유닛의 배열의 일례를 도시하는 도면이다.

도28은 평면 이동 메커니즘의 일례를 도시하는 사시도이다.

도29는 중심의 전자석으로 흐르는 전류를 변화시키는 경우에 발생되는 자장의 측정 결과를 도시하는 도면이다.

도30은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자기 안내 의료 장치의 전체 구조를 도시하는 도면이다.

도31A는 자장 발생 유닛의 구조를 도시하는 평면도이다.

도31B는 자장 발생 유닛의 구조를 도시하는 단면도이다.

도32A는 내시경의 그의 말단 단부측 상에서의 구조를 도시하는 도면이다.

도32B는 변형예에 따른 내시경의 그의 말단 단부측 상에서의 구조를 도시하는 도면이다.

도33은 안내 가능 영역 내에서 내시경의 말단 단부를 안내하기 위한 작동의 설명도이다.

도34는 중심의 전자석의 이동에 의한 안내 가능 영역 내에서의 안내 작동의 설명도이다.

도35는 중심의 전자석을 이동시키기 위한 구조를 갖는 자장 발생 유닛을 도시하는 단면도이다.

도36은 중심의 전자석의 높이를 변화시키는 경우에 발생되는 자장의 측정 결과를 도시하는 도면이다.

도37은 본 발명의 제3 실시예에 따른 자기 안내 의료 장치의 구조를 개략적으로 도시하는 도면이다.

도38A는 축방향(종방향)으로 자화되는 자석을 포함하는 캡슐 의료 장치를 도시하는 도면이다.

도38B는 직경 방향으로 자화되는 자석을 포함하는 캡슐 의료 장치를 도시하는 도면이다.

도39는 자장 발생 유닛의 구조를 도시하는 평면도이다.

도40은 제3 실시예의 변형예에 따른 자장 발생 유닛의 구조를 도시하는 평면 도이다.

도41A는 자장 발생 유닛을 형성하는 전자석을 개략적으로 도시하는 단면도이다.

도41B는 강자성 부재가 바닥 측면에 배열된, 도41A에 도시된 전자석을 개략적으로 도시하는 단면도이다.

도41C는 바닥 크기와 동일한 크기를 갖는 강자성 부재가 바닥 측면 상에 배열된, 도41A에 도시된 전자석을 개략적으로 도시하는 단면도이다.

도42는 도41A에 도시된 강자성 부재의 배열이 있을 때 그리고 그가 없을 때 발생되는 자장의 측정 결과를 도시하는 도면이다.

도43은 전체 전자석의 바닥 측면 상에 강자성 부재를 갖는 자장 발생 유닛을 개략적으로 도시하는 단면도이다.

도44는 자장 발생 측면 상에서 중심의 전자석의 상부 상에 강자성 부재를 갖는 자장 발생 유닛을 개략적으로 도시하는 단면도이다.

도45는 중심의 전자석의 상부 표면 상의 강자성 부재의 배열이 있을 때 그리고 그가 없을 때 발생되는 자장의 측정 결과를 도시하는 도면이다.

도46은 종방향으로의 전자석의 코너의 중심 내에 함몰 부분을 갖는 중심의 전자석을 개략적으로 도시하는 단면도이다.

도47은 자장 발생 측면의 상부 상에서 큰 코어 단면적을 갖는 중심의 전자석을 개략적으로 도시하는 단면도이다.

도48은 자장 발생 측면 상에서 주연 측면 상의 전자석의 상부 표면 상에 강 자성 부재를 갖는 자장 발생 유닛을 개략적으로 도시하는 단면도이다.

도49는 본 발명의 제4 실시예에 따른 자기 안내 의료 장치의 구조를 도시하는 도면이다.

도50은 한 쌍의 자장 발생 유닛의 대면 배열의 구조를 도시하는 도면이다.

도51은 도50에 도시된 중심의 전자석만의 대면 배열을 갖는 자장 발생 유닛 쌍 중 하나를 도시하는 도면이다.

도52는 도51에 도시된 경우에 발생되는 자장의 개략적인 특성을 도시하는 도면이다.

도53A는 전자석의 자화 방향을 도시하는 단면도이다.

도53B는 전자석의 자화 방향을 개략적으로 도시하는 도면이다.

도54A는 축방향으로 자화되는 자석을 포함하는 카테터의 말단 단부의 구조를 도시하는 도면이다.

도54B는 직경 방향으로 자화되는 자석을 포함하는 카테터의 말단 단부를 도시하는 도면이다.

도55는 본 발명의 제5 실시예에 따른 자기 안내 의료 장치의 구조를 도시하는 도면이다.

도56A는 침대의 주연 부분의 구조를 도시하는 측면도이다.

도56B는 침대의 주연 부분의 구조를 도시하는 정면도이다.

도57은 표지 코일을 포함하는 캡슐 의료 장치를 도시하는 도면이다.

도58은 자장 발생 유닛, 구동 코일 등의 배열 구조의 일례를 도시하는 도면 이다.

도59는 캡슐 의료 장치의 위치/자세 검출 메커니즘의 구조를 도시하는 설명도이다.

도60A는 도58에 도시된 경우의 하나의 변형예에 따른 침대 측면 상에 배열된 구동 코일을 도시하는 도면이다.

도60B는 도58에 도시된 경우의 다른 변형예에 따른 침대 측면 상에 배열된 감지 코일을 도시하는 도면이다.

도60C는 도58에 도시된 경우의 다른 변형예에 따른 침대 측면 상에 배열된 구동 코일 및 감지 코일을 도시하는 도면이다.

도61은 실시예에 따른 자기 안내 방법의 작동을 도시하는 흐름도이다.

도62는 보정 데이터의 사용에 의한 침대 위치의 제어 작동에 대한 설명도이다.

도63은 하나의 변형예에 따른 자장 제어 유닛에 의한 자장 발생 유닛의 피드백 제어에 대한 작동의 설명도이다.

도64A는 변형예에 따른 자장 발생 유닛의 구조를 도시하는 도면이다.

도64B는 도64A에 도시된 코어 부분 및 보조 자극 부분의 구조를 도시하는 평면도이다.

이하에서, 본 발명의 실시예가 도면을 참조하여 설명될 것이다.

(제1 실시예)

본 발명의 제1 실시예가 도1 내지 도29를 참조하여 설명될 것이다.

도1을 참조하면, 자기 안내 의료 장치(71)는 침대(31)의 상부에 누워 있는 2점 쇄선에 의해 도시된 바와 같은 환자(23)를 내시경에 의해 검사하는 캡슐 의료 장치(72)와, 캡슐 의료 장치(72) 및 침대(31) 내부의 케이싱 내에 배열된 수신 안테나 유닛(73)을 안내하기 위한 자장을 발생시키는 자장 발생 유닛(2)과, 수신 안테나 유닛(73) 및 자장 발생 유닛(2)을 평면 상에서 이동시키는 (위치/자세 변경 수단으로서 역할하는) 평면 이동 메커니즘 유닛(74)과, 침대(31) 외부에 배열되고 자장 발생 유닛(2)에 의해 발생되는 자장을 제어하고 사용자 인터페이스로서 역할하는 지시/작동 유닛(10)을 갖는 제어 유닛(76)을 포함한다.

도1을 참조하면, 침대(31)의 상부 표면 상의 폭 방향으로서 역할하는 X축, 그의 종방향으로서 역할하는 Y축, 및 침대(31)의 상부 표면의 수직 방향 위로의 Z축을 갖는 3차원 직교 좌표계 상에서, 평면 이동 메커니즘 유닛(74)을 형성하는 평면 이동 메커니즘(77)은 X축 방향 이동 스테이지(77A) 및 Y축 방향 이동 스테이지(77B)를 포함한다. 수신 안테나 유닛(73) 및 자장 발생 유닛(2)은 X축 방향으로 이동되는 X축 방향 이동 스테이지(77A) 상에 위치되고, X축 방향 이동 스테이지(77A)는 Y축 방향으로 이동되는 Y축 방향 이동 스테이지(77B) 상에 위치된다.

수신 안테나 유닛(73) 및 자장 발생 유닛(2)은 평면 이동 메커니즘(77)에 의해 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능하게 유지된다. 수신 안테나 유닛(73) 및 자장 발생 유닛(2)은 공통 케이싱 내에 수용될 수 있다.

평면 이동 메커니즘 유닛(74)은 X축 방향 이동 스테이지(77A), Y축 방향 이 동 스테이지(77B), 및 X축 방향 이동 스테이지(77A) 및 Y축 방향 이동 스테이지(77B)의 평면 상의 위치를 제어하는 평면내 위치 제어 유닛(78)을 포함한다.

후술하는 바와 같이, 제1 실시예에 따르면, 단일 자장 발생 유닛(2)에 의한 자장에 의해 제어 가능한 자장 발생 영역은 극도로 제한된다. 그러나, 평면 이동 메커니즘(77)은 자장 발생 유닛(2)을 이동시켜서, 안내 가능 영역을 확장시킨다.

자장 발생 유닛(2)을 형성하는 전자석 유닛(3 내지 5)으로 흐르는 전류의 제어 작업은 환자(23) 내에 삽입된 안내 및 제어 목표인 캡슐 의료 장치(72)에 인접하여 최적 자장을 발생시키고, 아울러 안내 가능 영역을 확장시킨다.

평면내 위치 제어 유닛(78)은 신호 케이블(79)을 거쳐 외부 제어 유닛(76)에 연결된다.

도2는 평면 이동 메커니즘 유닛(74) 및 제어 유닛(76)의 내부 구조를 도시한다.

도2를 참조하면, 캡슐 의료 장치(72)는 체강의 영상을 픽업함으로써 영상 정보를 변조하고, 영상을 무선 방식으로 신체의 외부로 송신한다.

도3을 참조하면, 캡슐 의료 장치(72)는 반구형 투명 부재를 갖는 일 단부를 갖는 체강 내에 삽입되는 삽입 유닛으로서 역할하는 캡슐 용기(81)와, 용기(81)의 중심에 인접하여 배열된 대물 렌즈(82)와, 대물 렌즈(82)의 영상 형성 위치에서의 CCD와 같은 영상 픽업 장치(84)를 포함한다. 조명 수단으로서 역할하는 복수의 발광 장치(83; LED로 축약됨)가 대물 렌즈(82) 둘레에 배열된다.

제어 유닛(85)이 LED(83) 및 영상 픽업 장치(84)의 구동 작동을 제어한다. 제어 유닛(85)은 영상 픽업 장치(84)에 의해 픽업된 신호의 신호 처리를 수행한다. 예를 들어, 제어 유닛(85)은 신호를 압축한 다음 신호를 변조하고, 신호를 안테나(86)를 거쳐 무선 방식으로 송신한다. 용기(81)는 제어 유닛(85)에 전력을 공급하기 위한 배터리(87)와, 용기(81)의 그의 종방향으로의 중심에 인접한 자장 발생 유닛(2)에 의해 발생되는 자장에 대해 작용하는, 자장 작용 수단(자장 작용 유닛)으로서 역할하는 자석(88)을 포함한다.

용기(81) 외부에, 나선형 구조물(89)이 용기(81)의 원통형 외측 표면으로부터 나선형으로 돌출되도록 배열된다. 캡슐 의료 장치(72)는 체강의 내벽과 접촉하는 나선형 구조물(89)을 회전시킴으로써 효율적으로 추진된다.

도2에 도시된 수신 안테나 유닛(73)은 캡슐 의료 장치(72)의 안테나(86)로부터 송신된 무선 신호, 즉 전자기파를 수신한다. 도4를 참조하면, 수신 안테나 유닛(73)은 복수의 안테나(73a, 73b, ..., 73n)를 포함한다.

도2를 참조하면, 신호 처리 유닛(91)이 복수의 안테나(73a, 73b, ..., 73n)에 의해 수신된 신호를 수신한다. 도2 또는 도5를 참조하면, 신호 처리 유닛(91)은 신호를 복조하고, 영상 디스플레이 유닛(92)이 송신된 영상을 표시하고, 영상 기록 유닛(93)이 영상을 기록한다.

신호 처리 유닛(91)은 수신 안테나 유닛(73)에 의해 수신된 신호, 또는 수신 안테나 유닛(73)에 의해 수신된 신호의 강도로서 역할하는 안테나 강도 신호를 위치 검출 유닛(94; 위치/자세 검출 유닛)으로 송신한다.

위치 검출 유닛(94)은 안테나 강도 신호에 기초하여, 캡슐 의료 장치(72)의 3차원 위치 및 자세를 검출한다. 이러한 경우에, (도1에 도시된 바와 같이 자장 발생 유닛(2)의 상부 상에 배열된) 도4에 도시된 수신 안테나 유닛(73)은 도6에 도시된 바와 같이 2차원으로 배열된 복수의 안테나(73a, 73b, ..., 73n)를 포함한다.

이러한 경우에, 하나의 기준으로서 역할하는 안테나(73e)는 자장 발생 유닛(2)의 중심축(O) 상에 배열되고, 복수의 안테나(73a 내지 77d; 73f 내지 73i)가 그의 둘레에 배열된다.

복수의 안테나(73a 내지 73i)는 캡슐 의료 장치(72)의 안테나(86)로부터 송신된 신호를 수신하고, 캡슐 의료 장치(72)의 위치는 전자기장의 강도(안테나 강도 신호)에 기초하여 검출된다.

즉, 기준으로서 안테나(73j; j = a 내지 i)의 위치를 사용하는 수신 신호의 전자기장의 강도는 거리의 제곱에 비례한다. 그 다음, 캡슐 의료 장치(72)의 3차원 위치는 삼각법을 사용함으로써 계산된다. 아울러, 캡슐 의료 장치(72)의 거리, 예를 들어 자석(88)의 거리가 검출된다. 캡슐 의료 장치(72)로부터의 영상 신호를 검출하기 위한 안테나가 위치 (및 자세)를 검출하기 위한 안테나와 독립적으로 형성될 수 있다.

제1 실시예에 따르면, 캡슐 의료 장치(72)의 위치는 전자기장을 사용함으로써 검출되어, 안내 자장과의 간섭이 없이 높은 정밀도로 위치를 계산한다. 아울러, 전자기장이 영상 데이터를 송신하도록 사용되므로, 두 기능이 공유되고 효율적인 사용이 가능하다.

위치 검출 유닛(94)에 의해 검출된 캡슐 의료 장치(72)의 위치 정보 및 자세 정보(방향 정보)는 도2에 도시된 바와 같이 평면 이동 메커니즘 유닛(74) 및 자장 제어 유닛(95)으로 송신된다.

평면 이동 메커니즘 유닛(74)의 평면내 위치 제어 유닛(78)은 위치 정보에 기초하여 평면 이동 메커니즘(77)의 2차원 위치를 제어한다. 즉, 평면내 위치 제어 유닛(78)은 자장 발생 유닛(2)의 중심이 위치 검출 유닛(94)에 의해 검출된 위치 정보의 X 좌표 및 Y 좌표 상의 위치와 정합되도록 평면 이동 메커니즘(77)을 제어한다. 회전 자장을 인가하는 경우의 회전 자장의 발생 방향은 캡슐 의료 장치(72)의 자세 정보에 기초하여 제어된다. 전술한 바와 같이, 위치 검출 유닛(94) 및 평면내 위치 제어 유닛(78)은 캡슐 의료 장치(72)와 자장 발생 유닛(2) 사이의 위치 관계(상대 위치)를 얻는 상대 위치 검출 메커니즘을 형성한다. 평면내 위치 제어 유닛(78)은 상대 위치 검출 메커니즘에 의해 얻어진 상대 위치에 기초하여 자장 발생 유닛(2)의 위치를 제어한다.

자장 발생 유닛(2)이 자장을 임의의 방향으로 발생시키도록 하기 위해, 자장 제어 유닛(95)은 전자석으로 흐르는 전류의 값(자장의 수준)을 제어하기 위한 전자석 전류 제어 유닛(전류 제어 유닛으로 축약됨)과, 발생되는 자장의 방향 및 수준을 저장하는 발생 자장 저장 유닛(97)을 포함한다. 자장 발생 유닛(2)은 전자석(4a, 4b)을 갖는 제1 전자석 유닛, 전자석(3a, 3b)을 갖는 제2 전자석 유닛, 및 전자석(5)을 갖는 제3 전자석 유닛(5)을 포함한다.

수신 안테나 유닛(73)은 자장 발생 유닛(2)과 함께 2차원으로 이동된다. 즉, 통상, 평면 이동 메커니즘(77)은 수신 강도를 최대화하기 위해, 기준으로서 안 테나(73e)의 위치에 수신 안테나 유닛(73)을 이동시켜서 설정한다.

근사화는 캡슐 의료 장치(72)가 최대 수신 강도를 갖는 안테나(73e)의 상부 바로 위에 존재할 때 가능하다. 따라서, 캡슐 의료 장치(72)가 항상 안테나(73e)의 상부 상에 존재하므로, 영상이 안정적이며 효율적으로 송신되고, 위치를 검출하기 위한 정밀도가 개선된다. 또한, 유리하게는, 안테나의 개수가 감소되고, 자장 발생 유닛의 위치를 제어하기 위한 알고리즘이 용이하다.

수신 안테나 유닛(73)은 도1 등에 도시된 바와 같이 자장 발생 유닛(2)의 상부 상에 배열되어, 자장 발생 유닛(2)과 함께 이동된다. 아울러, 도7을 참조하면, 수신 안테나 유닛(73)은 변형예에 따라 침대(31)의 상부의 내부에 부착될 수 있다.

도2를 참조하면, 자장 제어 유닛(95)은 지시/작동 유닛(10)에 연결된다.

도1 및 그의 확대도를 참조하면, 지시/작동 유닛(10)은 방향을 제어하기 위한 조이스틱(98) 및 전진 및 복귀 작동을 위한 조이스틱(99)을 포함한다.

또한, 지시/작동 유닛(10)은 자장 제어 유닛(95)을 거쳐 지시 작동에 따라 발생되는 자장의 방향 및 수준을 설정하는 자장을 설정하기 위한 키보드(100)를 포함한다.

도8은 자장 발생 유닛(2)과, 자장 발생 유닛(2)에 자장을 발생시키기 위한 전류를 공급하는 전류 제어 유닛(96)의 구조를 도시한다.

도8을 참조하면, 전류 제어 유닛(96)은 전원 장치(6 내지 8)에 연결되고, 전원 장치(6 내지 8)로부터 전류가 공급되는 자장 발생 유닛(2)을 형성하는, 상하 방향으로의 자장을 발생시키기 위한 전자석(3a, 3b), 수평 방향으로의 자장을 발생시 키기 위한 전자석(4a, 4b), 및 수직 방향으로의 자장을 발생시키기 위한 전자석(5)에 의해 발생되는 자장을 제어한다. 전류 제어 유닛(96)은 전원 장치(6 내지 8)를 포함할 수 있다.

또한, 사용자는 전류 제어 유닛(96)에 연결된 지시/작동 유닛(10)을 작동시킴으로써 발생 자장을 제어한다.

제1 실시예에 따르면, 도9 및 도10을 참조하면, 자장 발생 유닛(2)은 Y 방향(상하 방향)으로의 자장을 발생시키기 위한 전자석(3a, 3b), X 방향(수평 방향)으로의 자장을 발생시키기 위한 전자석(4a, 4b), 및 Z 방향(수직 방향)으로의 자장을 발생시키기 위한 전자석(5)을 포함하고, 이들은 동일한 평면 상에서 대칭으로 배열된다.

쌍을 형성하는 전자석(3a, 3b)은 정합 특성을 갖는다. 양호하게는, 쌍을 형성하는 전자석(4a, 4b)은 정합 특성을 갖는다. 양호하게는, 전자석(3a, 3b) 및 전자석(4a, 4b)은 정합 특성을 갖는다.

환언하면, 제1 실시예에 따른 자장 발생 유닛(2)을 제조하는 경우에, 쌍을 형성하는 전자석(3a, 3b, 4a, 4b)들은 동일한 전자석들의 대칭 배열을 가질 수 있다. 유리하게는, 비용이 감소된다.

도10을 참조하면, X, Y, 및 Z의 직교 좌표계가 설정된다고 가정하면, Z 방향(수직 방향)으로의 자장을 발생시키기 위한 전자석(5)은 평면 기부(11)의 중심에 배열되고, X 방향으로의 자장을 발생시키기 위한 전자석(3a, 3b)들은 Z축에 대해 직교하는 방향으로부터 Z 방향으로의 자장을 발생시키기 위한 전자석(5)을 개재시 키도록 X 방향(상하 방향)으로 대칭으로 배열되고, Y 방향으로의 자장을 발생시키기 위한 전자석(4a, 4b)들은 X 방향으로의 자장을 발생시키기 위한 전자석(3a, 3b)에 대해 직교하는 방향, 즉 Y 방향(수평 방향)으로 대칭으로 배열된다. 제1 실시예에 따르면, 세 세트의 전자석(3a, 3b; 4a, 4b; 5)은 동일한 높이를 갖는다.

도11은 Y 방향으로의 자장을 발생시키기 위한 전자석(4a, 4b)의 단면 구조 및 자장을 발생시키는 원리도를 도시한다.

도11을 참조하면, 동일한 특성을 갖는 전자석(4a, 4b)들은 중심축(O)의 양 측면 상에 선대칭으로 배열된다. 이러한 경우에, 강자성 부재를 포함하는 정사각형 프리즘의 철 코어 부분(12)에 권취된 코일(13)에는 연속적으로 연결된, 각각 대향하는 동일한 개수의 와이어링을 갖는 전자석(4a, 4b)이 각각 형성된다. 따라서, 전원(6)은 전자석(4a, 4b)의 코일(13)에 DC 전류를 공급한다. 따라서, 전자석(4a, 4b)들은 반대 방향으로 자화되고, 동일한 강도의 자장을 갖는다.

도11을 참조하면, 하나의 전자석(4a)은 중심선(O)과 평행한 Z 방향에서 극(N, S)으로 자화되고, 다른 전자석(4b)은 극(S, N)으로 자화된다. 그러므로, 중심선(O) 상에서의 전자석(4a, 4b)의 자극들 중 하나의 높이 위치의 상부 상의 위치에서, 자장(Hx)은 중심축(O)에 대한 수직 방향으로 그리고 전자석(4a, 4b)의 배열 방향, 즉 수평 방향(X 방향)으로 발생된다.

도11의 화살표의 길이에 의해 도시된 바와 같이, 중심축(O) 상에서의 자장(Hx)의 수준은 자극(N, S)에 대한 상단부의 거리(높이)가 길어짐에 따라, 감소된다. 그러나, 양쪽 전자석(4a, 4b)들이 동일한 특성을 가지며 중심축(O)에 대해 선 대칭으로 배열되므로, 중심축(O) 상의 자장(Hx)의 수준은 거리의 증가에 의존하여 감소되도록 변한다. 그러나, 중심축(O) 상에서의 자장(Hx)의 방향은 변하지 않는다.

도10을 참조하면, 전자석(3a, 3b, 4a, 4b, 5)을 배열하는 경우에, 도10에 도시된 바와 같이, Y 방향으로의 자장(Hy)은 중심축(O)으로서 역할하는 Z축 상의 전자석(3a, 3b)에 의해 발생되고, X 방향으로의 자장(Hx)은 전자석(4a, 4b)에 의해 발생되고, Z 방향으로의 자장(Hz)은 전자석(5)에 의해 발생된다.

도8에 도시된 지시/작동 유닛(10)의 (키보드(100)의) 작동은 전원(6 내지 8)에 의해 전자석(3a, 3b, 4a, 4b, 5)에 공급되는 DC 전류의 극성 및 값을 변경하여, Z축 상에서의 전자석(3a, 3b, 4a, 4b) (및 전자석들의 높이가 동일할 때 전자석(5))의 상부 위치 상에서 발생되는 자장의 수준 및 방향을 임의로 설정한다. 즉, 3차원 자장이 전자석(5)의 상부 위치 상에서 임의의 수준에서 임의의 방향으로 발생된다.

전술한 바와 같이, 제1 실시예에 따르면, 세 세트의 전자석(3a, 3b; 4a, 4b; 5)은 평면 상에 설정되어, 중심축 상에서 전자석(3a, 3b, 4a, 4b, 5)의 상부 상의 공간 상에 3차원 자장을 발생시킨다.

즉, 3차원 자장이 인가되는 위치 또는 공간에 대해, 자장 발생 유닛(2)은 평면 이동 메커니즘 유닛(74)의 제어 작동 하에서 공간 내에서 임의의 방향으로 접근되고 위치 또는 공간에 인접하게 배열되어, 공간 내에서 3차원 자장을 발생시킨다.

전류 제어 유닛(96)은 보정 데이터로서, 중심축(O) 상의 위치(높이)에서 방 향(X, Y, Z 방향)들에서 발생되는 자장의 강도를 갖는다.

또한, 지시/작동 유닛(10)의 사용자 작동은 전원 장치(6 내지 8)로부터 전자석(3a, 3b, 4a, 4b, 5)으로 흐르는 전류를 DC 전류, 진동 전류, 및 (위상차를 갖는 진동 전류에 의한) 회전 전류로 제어하여, 정적 자장, 진동 자장, 및 회전 자장을 발생시킨다.

제1 실시예에 따르면, 유리하게는, 자장이 인가되는 위치 또는 공간은 용이하게 접근되어, 3차원 자장을 높은 정밀도로 임의의 인가(발생)한다. 특히, 낮은 위치 이동 속도를 갖는 일반적인 의료 장치 내에서 회전 자장 및 진동 자장과 같은 축방향으로의 자장의 큰 변화량을 갖는 자장을 발생시키는 경우에, 의료 장치의 이동량은 발생되는 자장의 방향에 따른 자장 발생 유닛의 위치/자세의 변경 없이 작다. 따라서, 위치/자세 변경 유닛의 구동 속도는 낮다. 유리하게는, 의료 장치가 안정적으로 제어되고, 위치/자세 변경 유닛의 크기가 감소되고, 전력 소비가 낮고, 구조가 단순화되고, 자기 안내 의료 장치가 효율적인 구조를 갖는다.

또한, 전자석들은 평면 상에 배열되고, 자장 발생 유닛은 전자석들의 배열 평면 상에서만 이동된다. 생체가 자장을 발생시키기 위한 공간에 접근할 때, 자장 발생 유닛 또는 이동 메커니즘의 생체와의 간섭이 없다. 그러므로, 이동 메커니즘은 용이하게 제어되고, 유리하게는 제어성 및 안정성이 개선된다. 아울러, 무거운 중량을 갖는 자장 발생 유닛은 침대 아래에 설치되고, 전체 장치의 무게 중심은 감소된다. 따라서, 기계적 안정성이 개선된다.

전자석(3a, 3b, 4a, 4b, 5)들은 하나의 방향으로 수집된다. 중심축(O)에 인 접하여, 전자석(3a, 3b, 4a, 4b, 5)들이 극면으로부터 멀어짐에 따라, 방향들에서의 전체 발생 자장(Hx, Hy, Hz)이 감소된다. 전자석(5)의 중심축(O)에 인접하여, 자장의 방향은 크게 변하지 않는다 (강도가 변하면, 방향이 변하지 않는 자장이 발생된다).

도9 및 도10을 참조하면, 자장 발생 유닛(2)에 의해 발생되는 전자석(3a, 3b, 4a, 4b, 5)의 자장이 측정된다. 도12 및 도13은 측정 결과를 도시한다.

도12는 극면(특히, 자장 표면(특히, 전자석(5)의 상부 상의 극면))으로부터의 거리에 대한 중심축(O) 상에서의 전자석(3a, 3b, 4a, 4b, 5)에 의해 발생되는 자장의 측정 결과를 도시한다. 도12를 참조하면, 전자석(3a, 3b)은 전자석(3)으로 축약되고, 전자석(4a, 4b)은 전자석(4)으로 축약된다. 전자석(3a, 3b) 및 전자석(4a, 4b)은 동일한 특성을 갖고, 상이한 배열 방향을 갖는다. 그러므로, 전자석(3a, 3b) 및 전자석(4a, 4b)은 동일한 그래프를 갖는다.

특성에 기초하여, 전자석(3a, 3b), 전자석(4a, 4b), 및 전자석(5)은 극면에 인접한 거리에서 상이한 강도의 자장을 갖는다. 그러나, 거리가 어느 정도 더 길면, 전자석(3a, 3b), 전자석(4a, 4b), 및 전자석(5)은 동일한 강도의 동일한 특성을 갖는다.

도13은 도12에 도시된 특성을 갖는 전자석(동일한 특성을 갖는 두 세트의 전자석(3a, 3b) 및 전자석(4a, 4)과, 전자석(5)) 내의 지시값으로부터의 하나의 자장의 강도의 편차로 인한 자장의 원래의 방향으로부터의 편차에 대한 영향을 도시한다. 즉, 발생되는 자장의 강도의 편차가 자장의 방향의 편차에 대해 얼마나 많은 영향을 미치는지가 각도(각도 차이)에 의해 표시된다.

도13에 도시된 결과에 기초하여, 자장의 강도가 자장의 지시된 강도와 과도하게 다르더라도, 발생되는 자장의 방향으로부터 이탈된 각도는 비교적 작게 유지된다는 것이 이해된다.

발생되도록 지시된 목표 자장으로부터의 각도의 편차가 10°까지 허용될 때, 방향들에서 발생되는 자장의 강도 차이는 40%까지 허용 가능하다. 그러므로, 자장 발생 유닛(2)은 발생되는 자장이 단순한 제어 작동에 의해 대략적으로 제어되는 상태에서 사용되더라도, 넓은 허용 가능한 범위 하에서 3차원 자장을 발생시킬 수 있다.

제1 실시예에 따르면, 자장 발생 유닛(2)의 위치는 전술한 바와 같이 위치 검출 유닛(94)에 의해 검출되는 위치 정보에 기초하여 이동되고, 자장 발생 유닛(2)이 환자(23)의 체강 내의 캡슐 의료 장치(72)의 실질적으로 바로 아래에 항상 존재하도록 제어된다. 환언하면, 도14를 참조하면, 캡슐 의료 장치(72)가 자장 발생 유닛(2) 바로 위에 인접한 안내 가능 영역(R) 내에 위치되도록 제어된다.

전술한 바와 같이, 체강 내로 삽입된 삽입 유닛을 갖는 캡슐 의료 장치(72)는 캡슐 의료 장치(72)의 위치에 인접하여 최적의 자장을 발생시키도록 제어된다.

이러한 상태에서, 자장 발생 유닛(2)은 캡슐 의료 장치(72)에 회전 자장을 인가하여, 캡슐 의료 장치(72)를 효율적으로 전방으로 추진하고, 필요하다면 그를 복귀시킨다.

도14는 자장 발생 유닛(2)에 의한 자장에 의해 자기적으로 안내될 수 있는 안내 가능 영역(R)을 개략적으로 도시한다. 안내 가능 영역(R)은 자장 발생 유닛(2) 내의 제3 전자석 유닛(5)에 의한 자장의 방향(O)을 따른 대체로 원통형 또는 타원형 부분에 대응한다.

전술한 바와 같이, 안내 가능 영역(R)이 자장 발생 유닛(2)의 상부 상의 영역의 일부로 제한되므로, 자장 발생 유닛(2)의 위치는 캡슐 의료 장치(72)가 안내 가능 영역(R) 내에 있도록 위치 검출 유닛(94)의 위치 정보에 기초하여 제어된다.

제1 실시예에 따르면, 캡슐 의료 장치(72)가 자장 발생 유닛(2) 내의 제3 전자석(5) 유닛의 상부에 바로 인접한 안내 가능 영역(R) 내에 있도록 제어된다. 이러한 상태에서, 자장 발생 유닛(2)은 캡슐 의료 장치(72)에 회전 자장을 인가한다.

도15를 참조하면, 회전 자장은 캡슐 의료 장치(72)에 인가되고, 따라서 나선형 구조물(89)은 회전을 추진력으로 변환한다. 그 다음, 회전 자장의 발생 표면의 방향은 캡슐 의료 장치(72)의 추진 방향, 즉 전방 또는 후방으로의 추진을 제어한다.

다음의 제어 작동은 정밀하게 발생되는 자장의 방향 및 수준을 제어할 때의 일례로서 고려된다.

전술한 바와 같이, 자장의 목표 방향으로부터 실제로 발생되는 자장의 방향의 차이(자장 방향의 편차)가 작지만, 회전 자장이 발생되고, 그 다음 자장의 방향에서의 전술한 편차는 캡슐 의료 장치(72)의 회전의 회전 편차로서 관찰된다.

회전 자장을 인가함으로써 캡슐 의료 장치(72)를 회전 및 이동시킬 때, 신체 외부의 신호 처리 유닛(91)은 패턴 정합에 의해 연속적으로 얻어지는 영상으로부터 캡슐 의료 장치(72)의 회전 각속도를 계산한다. 영상의 회전 각속도는 발생되어야 하는 회전 자장의 회전 각속도와 비교되고, 편차는 발생되어야 하는 자장의 방향과 실제로 발생되는 자장의 방향 사이에서 계산된다.

얻어진 편차량은 피드백되고, 그 다음 자장 발생 유닛(2)의 전자석(3, 4, 5)으로 흐르는 전류가 제어된다. 캡슐 의료 장치(72)의 회전 각속도는 얻어진 영상에 기초하여 계산된다. 그러므로, 발생 자장을 검출하기 위한 자기 센서는 캡슐 의료 장치(72)에 배열될 필요가 없다. 따라서, 자장은 높은 정밀도로 발생되고, 캡슐 의료 장치(72)는 원활하게 제어된다.

도16은 평면 이동 메커니즘(77)이 캡슐 의료 장치(72)가 도14에 도시된 바와 같은 안내 가능 영역(R) 내에 있도록 자장 발생 유닛(2)을 2차원 표면 상에서 이동시키는 상태를 도시한다.

즉, 수신 안테나 유닛(73)의 안테나(73j; j = a 내지 i)는 캡슐 의료 장치(72)로부터 무선 방식으로 송신된 신호를 수신하고, 캡슐 의료 장치(72)의 위치는 안테나(73j)에 의해 수신된 전자기장의 강도(안테나 강도로 축약됨)에 기초하여 검출된다. 평면 이동 메커니즘(77)은 캡슐 의료 장치(72)가 안내 가능 영역(R) 내에 있도록 위치 정보에 기초하여 자장 발생 유닛(2)을 이동시킨다.

도16에 도시된 경우에, 캡슐 의료 장치(72)가 안내 가능 영역(R)으로부터 우측으로 약간 이탈된 것이 검출되고, 그러므로 이는 자장 발생 유닛(2)이 우측으로 이동되도록 위치 정보에 기초하여 제어된다.

도17을 참조하면, 캡슐 의료 장치(72)는 제3 전자석(5)의 상부 바로 위에 유 지된다.

도28은 자장 발생 유닛(2)을 평면 이동 메커니즘(77)의 상부에 부착시킴으로써 평면 이동 메커니즘(77)에 의해 평면 상에서 평행하게 이동되는 평행 이동 메커니즘(15)의 구조를 도시한다.

도28을 참조하면, 평행 이동 메커니즘(15)은 기부(11)를 이동시켜서 임의의 2차원 위치에 설정한다. 도28에 도시된 예에서, 모터(16)의 회전이 구동되어, 기부(11)를 볼 스크루(17) 등의 회전에 의해 X 방향으로 이동시킨다. 모터(18)의 회전이 구동되어, 기부(11)를 볼 스크루(19)의 회전에 의해 Y 방향으로 이동시킨다. 즉, 모터(16, 18)의 회전이 구동되어, 기부(11)에 부착된 자장 발생 유닛(2)을 임의의 2차원 위치에 설정한다.

높이 방향의 이동 수단이 배열되어, 자장 발생 유닛(2)을 임의의 3차원 위치에 설정한다.

도17에 도시된 상태에서, 자장 발생 유닛(2)의 상부 표면 또는 수신 안테나 유닛(73)으로부터 캡슐 의료 장치(72)까지의 거리(D)에 대한 정보 및 도2에 도시된 발생 자장 저장 유닛(97)의 메모리 유닛 내에 저장된 도18에 도시된 전자석의 단위 전류당 발생 자장에 대한 데이터에 기초하여, 캡슐 의료 장치(72)의 현재 위치에서 캡슐 의료 장치(72)를 임의의 방향으로 이동시키는 경우에 최적 자장의 수준 및 방향을 발생시키기 위해 필요한 정보를 얻는 것이 가능하다.

즉, 캡슐 의료 장치(72)의 현재 위치에 기초하여 캡슐 의료 장치(72)로부터 전자석(3 내지 5)까지의 거리를 얻는 것이 가능하다. 아울러, 얻어진 거리에서 단 위 전류당 발생 자장에 대한 (도18에 도시된) 데이터에 기초하여 자장을 임의의 방향으로 발생시킬 때 전자석(3 내지 5)으로 흐르는 전류의 값을 계산하는 것이 가능하다.

Z 방향으로의 자장의 성분은 발생되어야 하는 자장의 방향 및 수준에 기초하여 계산되고, 전자석(5)으로 흐르는 전류는 단위 전류당 발생 자장에 대한 데이터를 참조함으로써 결정된다. 유사하게, X 방향 및 Y 방향에 대해, 전자석(3, 4)으로 흐르는 전류가 결정된다.

도29는 중심 전자석(5)으로 흐르는 전류의 값을 변화시키는 경우에 중심축(O) 상에서의 발생되는 자장의 측정 결과를 도시한다.

도29를 참조하여 이해되는 바와 같이, 거리(D)가 길면, 중심 전자석(5)으로 흐르는 전류의 값은 수직 방향으로의 자장 성분과 수평 방향으로의 자장 성분 사이의 비율에 의존하여 증가된다. 이에 의해, 발생되는 자장의 방향의 편차는 극면으로부터 먼 거리에서 감소된다. 대조적으로, 거리(D)가 짧으면, 중심 전자석(5)으로 흐르는 전류의 값은 수직 방향으로의 자장 성분과 수평 방향으로의 자장 성분 사이의 비율에 의존하여 감소되어, 근거리 측면에서 발생되는 자장의 편차를 감소시킨다.

또한, 주변 전자석(3a, 3b) 및 전자석(4a, 4b)으로 흐르는 전류의 값은 변화되어, 발생 자장을 제어할 수 있다.

전술한 바와 같이, 전자석의 전류는 거리(Z 좌표)에 의해서만 결정되고, 중심축(O) 상에서의 자장 데이터만이 저장될 수 있다. 그러므로, 메모리 유닛 내에 저장되는 데이터의 양은 감소된다. 유리하게는, 제어 알고리즘이 단순화되고, 구조가 용이하고, 제어성은 안정적이다.

또한, 회전 자장 또는 진동 자장의 반복 패턴의 자장을 발생시킬 때, 전자석의 전류 패턴의 최대값(진폭)만이 거리(D)에 의존하여 변경될 수 있다. 그러므로, 유리하게는, 장치 및 제어 알고리즘이 더욱 단순화된다.

이러한 경우에, 캡슐 의료 장치(72)는 전술한 바와 같이 전자석(5)의 상부 바로 위에 유지된다. 자장 발생 유닛(2)과 캡슐 의료 장치(72) 사이의 거리는 이러한 경우에, 대체로 최소이다. 그러므로, 근거리 측면 상에서 자장 발생 유닛(2)에 의해 발생되는 자장은 효율적으로 사용되고, 캡슐 의료 장치(72)는 정합 자장을 갖는 영역 내에서 안내될 수 있다.

또한, 캡슐 의료 장치(72)가 자장 발생 유닛(2)에 인접하여 존재하고 자장의 강도가 충분히 보장되면, 발생되는 자장의 강도의 상한이 제공될 수 있다. 따라서, 전력 소비가 현실화되고, 이는 불필요한 전류가 전자석으로 흐를 필요가 없기 때문이다.

제1 실시예에 따르면, 복수의 안테나를 갖는 수신 안테나 유닛(73)은 캡슐 의료 장치(72)로부터 무선 신호를 수신하고, 캡슐 의료 장치(72)의 위치는 이러한 경우에 안테나 강도 신호에 기초하여 계산된다.

안내 가능 영역(R)은 위치 정보에 의해 자장 발생 유닛(2)의 전자석으로 흐르는 전류를 제어하여 자장 발생 유닛(2)을 이동시킴으로써 보장되고, 캡슐 의료 장치(72)는 자장 발생 유닛(2)에 의해 발생되는 자장이 자기 안내 작동을 위한 안 내 가능 영역(R) 내에 설정되도록 제어된다. 회전 자장이 이러한 상태에서 캡슐 의료 장치(72)에 인가되고 캡슐 의료 장치(72)가 체강 내의 넓은 범위 내의 위치에서 이동될 때, 캡슐 의료 장치(72)와 자장 발생 유닛(2) 사이의 상대 위치는 제어되어, 캡슐 의료 장치(72)를 연속적으로 용이한 안내 작동을 위한 위치에 유지한다. 따라서, 캡슐 의료 장치(72)는 높은 평활도로 자기적으로 추진된다.

도1에 도시된 방향을 제어하기 위한 조이스틱(98) 및 전진 및 복귀 작동을 위한 조이스틱(99)에 의해 캡슐 의료 장치(72)에 회전 자장을 인가할 때, 캡슐 의료 장치(72)는 회전된다. 따라서, 위치 검출 유닛(94)은 위치 정보를 검출하고, 아울러 캡슐 의료 장치(72)의 자세를 검출하고, 신호 처리 유닛(91)은 검출 신호에 기초하여, 캡슐 의료 장치(72)로부터 수신된 영상을 회전의 역방향으로 회전시키기 위한 처리를 수행하여, 정지 영상을 발생시킨다.

그 다음, 영상 디스플레이 유닛(92)은 정지 영상을 표시한다.

캡슐 의료 장치(72)를 회전시킬 때, 영상 디스플레이 유닛(92)은 회전을 정지시키고 영상을 표시한다. 그 다음, 사용자는 영상 디스플레이 유닛(92) 상에 표시된 캡슐 의료 장치(72)의 회전으로 인한 영상 회전을 갖지 않는 영상을 보고, 방향을 제어하기 위한 조이스틱(98)을 작동시킴으로써 수직 및 수평 방향 중 임의의 방향으로의 방향 변화를 지시한다.

영상에 대한 전방 또는 후방으로의 추진은 전진 및 복귀 작동을 위한 조이스틱(99)을 작동시킴으로써 지시된다.

전진 및 복귀 작동을 위한 조이스틱(99)에 의한 추진을 지시하고, 캡슐 의료 장치(72)의 외측 주연 표면 상에 배열된 나선형 구조물(89)이 우선성으로 배열되고, 전진 및 복귀 작동을 위한 조이스틱(99)이 상방으로 기울어지는 경우에, 회전 자장은 화면 상에서 전방 방향에 대한 우회전 방향으로 발생되어, 화면 상에서 캡슐 의료 장치(72)를 전방으로 이동시킨다.

또한, 전진 및 복귀 작동을 위한 조이스틱(99)을 하방으로 기울일 때, 회전 자장은 화면 상에서 전방 방향에 대한 좌회전 방향으로 발생되어, 캡슐 의료 장치(72)를 화면 상에서 후방으로 이동시킨다.

제1 실시예에 따르면, 체강 내의 넓은 범위 내에서 캡슐 의료 장치(72)의 위치를 이동시킬 때, 캡슐 의료 장치(72)와 자장 발생 유닛(2) 사이의 상대 위치가 제어되어, 이들을 용이한 자기 안내 작동을 위한 위치에 유지하며 캡슐 의료 장치(72)를 자기적으로 추진한다.

제1 실시예에 따르면, 평면 이동 메커니즘 유닛(74)은 자장 발생 유닛(2)을 도1에 도시된 바와 같이 X 및 Y 방향으로 이동시키는 평면 이동 메커니즘(77)을 갖는다. 이 대신에, 도19A 및 도19B를 참조하면, 평면 이동 메커니즘 유닛(74)은 제1 변형예에 따라, 침대(31)를 X 방향으로 이동시키는 침대 수평 이동 메커니즘(174) 및 자장 발생 유닛(2)을 Y 방향으로만 이동시키는 Y 방향 이동 메커니즘(175)을 가질 수 있다.

도19B를 참조하면, 침대(31)는 침대 지지 기부(104)의 상부 상에 배열된 침대 수평 이동 메커니즘(174)에 의해 X 방향으로 이동된다.

도19A를 참조하면, Y 방향 이동 메커니즘(175)은 침대 지지 기부(104) 내에 배열되고, Y 방향 이동 메커니즘(175)의 상부 표면 상에 배열된 자장 발생 유닛(2)은 Y 방향 이동 메커니즘(175)에 의해 Y 방향으로만 이동된다.

전술한 구조에서, 다음의 장점이 얻어진다.

즉, 침대(31)의 폭에 대해 자장 발생 유닛(2)의 폭을 증가시킬 때, 자장 발생 유닛(2)은 직사각형 침대(31)에 대해 종방향으로만 이동된다. 그러므로, 장치의 측방향 폭이 감소된다. 아울러, 무거운 중량 및 많은 수의 와이어링을 갖는 자장 발생 유닛(2)의 구동축의 개수가 감소된다. 따라서, 구동부는 단순하고, 전체 장치는 크기 및 중량이 감소되고, 효율이 개선된다.

도20은 제2 변형예에 따른 평면 이동 메커니즘 유닛(74B)의 구조를 도시한다. 전술한 바와 같이, 도1 및 도2에 도시된 평면 이동 메커니즘 유닛(74) 내에서, 자장 발생 유닛(2)은 캡슐 의료 장치(72)의 위치 정보에 기초하여 이동된다. 그러나, 제2 변형예에 따르면, 침대(31)가 위치 정보에 기초하여 이동된다.

즉, 침대 지지 기부(104)의 상부 표면 상에 배열된 평면 이동 메커니즘(77)은 환자(23)가 누워 있는 침대(31)의 본체를 지지한다. 이러한 경우에, 자장 발생 유닛(2)은 침대(31)의 바닥 측면 아래에 배열된다. 이러한 경우에, 무거운 중량 및 많은 수의 와이어링을 갖는 자장 발생 유닛이 고정되므로, 구동부의 구조가 단순하다. 따라서, 전체 장치는 크기 및 중량이 감소되고, 효율이 개선된다. 특히, 침대의 폭에 대한 자장 발생 유닛의 이동 범위 및 폭의 합을 증가시킬 때, 장치의 측방향 폭은 감소된다.

제1 실시예에 따르면, 평면 이동 메커니즘 유닛(74)은 (침대 위의 발생 자장 의 영역을 X 및 Y 방향으로 변화시키기 위해) 자장 발생 유닛(2)을 X 및 Y 방향으로 이동시키도록 사용되었다. 이 대신에, 경사 이동 메커니즘이 사용될 수 있다 (평면 이동 메커니즘 유닛(74)과 대체될 수 있다). 경사 이동 메커니즘은 발생되는 자장의 방향을 변화시키기 위해 자장 발생 유닛(2)을 기울인다. 자장 발생 유닛(2)의 경사각을 변화시킴으로써, 침대 위에서 발생되는 자장의 영역은 전체 안내 영역을 포함하도록 변화될 수 있다. 경사 이동 메커니즘은 2의 자유도로 (즉, 구형으로) 경사질 수 있어서, 침대 위의 발생 자장의 영역을 X 및 Y 방향으로 변화시킬 수 있다. 경사 이동 메커니즘은 또한 자유도가 1일 수 있고 (평면 내에서만 경사지고), 발생 자장의 영역의 X 및 Y 방향 이동을 달성하기 위해 침대 수평 이동 메커니즘과 조합될 수 있다. 자장 발생 유닛(2)을 단지 경사지게 함으로써, 자장 발생 유닛(2)을 이동시키기 위한 공간이 감소될 수 있다.

실시예 등에 따르면, 위치 검출 수단은 캡슐 의료 장치(72)로부터 무선 방식으로 송신된 신호를 사용함으로써 위치를 검출한다. 그러나, 위치 정보는 후술하는 바와 같이 초음파를 사용함으로써 얻어질 수 있다.

도21A 및 도21B를 참조하면, 침대(31) 상의 환자(23)의 체표면의 측면에 인접하여, 복수의 초음파 프로브(101a, 101b, ...)가 배열되고, 복수의 초음파 프로브(101a, 101b, ...)의 초음파를 송수신하기 위한 말단 단부 표면이 환자(23)의 측면의 체표면과 접촉하게 된다.

복수의 초음파 프로브(101a, 101b, ...)는 조정 장치(102)에 의해 환자(23)의 체표면에 대한 접촉 상태에 대한 위치 및 각도를 조정한다. 조정 장치(102)는 복수의 초음파 프로브(101a, 101b, ...)의 환자(23)에 대한 접촉 상태에 대한 위치 및 각도에 대한 정보를 검출하는 센서(103)를 갖는다. 센서(103)는 프로브(101a, 101b, ...)의 환자(23)에 대한 접촉 위치 및 각도를 검출하기 위한 엔코더 및 선형 엔코더를 포함한다.

센서(103)는 검출된 정보를 평면 이동 메커니즘 유닛(74) 및 도2에 도시된 자장 제어 유닛(95)으로 출력하고, 조정 장치(102)는 복수의 초음파 프로브(101a, 101b, ...)에 의한 환자(23)의 접촉 위치 및 각도의 피드백 작동을 제어한다.

복수의 초음파 프로브(101a, 101b, ...)에 의해 얻어진 초음파 영상은 도21C에 도시된 바와 같다. 캡슐 의료 장치(72)의 초음파 영상이 추출되고, 침대(31)의 좌표계 상에서의 캡슐 의료 장치(72)의 위치가 복수의 초음파 영상에 기초하여 계산된다.

복수의 초음파 영상으로부터 얻어진 캡슐 의료 장치(72)의 계산된 위치에 대한 정보는 평면 이동 메커니즘 유닛(74) 및 도2에 도시된 자장 제어 유닛(95)으로 출력되고, 자장 발생 유닛(2)의 위치 제어 작동 및 발생되는 자장의 제어 작동을 위해 사용된다.

복수의 초음파 프로브(101a, 101b, ...)를 사용하는 것 대신에, 초음파 프로브(105, 106)가 도22A에 도시된 바와 같이 사용될 수 있다.

도22A를 참조하면, 초음파 프로브(105)가 회전되어, 3차원 초음파에 대한 정보를 얻는다. 그 다음, 캡슐 의료 장치(72)의 위치가 초음파 프로브(105)에 의해 얻어진 3차원 초음파에 대한 정보에 기초하여 계산된다. 아울러, 위치에 대해 계 산된 정보가 사용된다.

도22B를 참조하면, 어레이 초음파 프로브(106)가 사용되고, 3차원 초음파에 대한 정보가 얻어진다. 그 다음, 캡슐 의료 장치(72)의 위치는 3차원 초음파에 대한 정보에 기초하여 계산된다. 아울러, 위치에 대해 계산된 정보가 사용된다.

도23에 도시된 구조가 사용될 수 있다. 도23을 참조하면, 평면 이동 메커니즘 유닛(74C)은 도21B에 도시된 바와 같이 자장 발생 유닛(2)의 상부 상에 배열된 수신 안테나 유닛(73)의 상부 상에 초음파 프로브(107)를 갖는다. 평면 이동 메커니즘(77)은 평면 이동 메커니즘 유닛(74C)을 자유롭게 이동시킨다.

이러한 경우에, 침대(31)의 바닥 상에서 초음파 프로브(107)를 이동시키기 위한 이동 범위가 제한되어, 초음파 프로브(107)의 상부가 환자(23)의 배면과 접촉하는 상태를 유지한다.

또한, 캡슐 의료 장치(72)의 위치는 초음파 프로브(107)에 의해 얻어진 초음파 영상에 기초하여 계산되고, 위치에 대한 계산된 정보가 사용된다.

도24를 참조하면, 도21B에 도시된 바와 같은 환자의 측면보다는 배면에 약간 인접한 위치에서 환자(23)와 접촉하는 초음파 프로브(101a, 101b, ...) 이외에, 환자(23)의 상부 상에 직립한 부착 기부(109)의 상단부의 회전 부재(110)가 회전 가능한 초음파 프로브(111a, 111b)를 갖는다. 초음파 프로브(111a, 111b)는 환자(23)의 측표면으로부터 상부 표면(전방 표면)에 약간 인접한 위치와 접촉하도록 고정된다.

회전 부재(110)는 회전되어, 환자(23)와 접촉하고 환자로부터 이격되는 초음 파 프로브(111a, 111b)를 자유롭게 개폐한다.

초음파 프로브(101a)의 초음파 진동수는 가변적일 수 있다.

복수의 초음파 프로브(101a)는 순차적으로 구동되어, 초음파 영상에 대한 정보를 얻을 수 있다.

도25를 참조하면, 원통형 표면을 따라 배열된 초음파 프로브 어레이(113)가 환자(23)의 복부를 덮도록 설치된다.

그 다음, 초음파 프로브 어레이(113)에 의해 얻어진 초음파 영상이 초음파 프로브 어레이(113)의 신호들을 처리하기 위해 초음파 관찰 장치(114)를 거쳐 초음파 영상 디스플레이 장치(115)로 순차적으로 출력된다. 아울러, 캡슐 의료 장치(72)의 위치가 초음파 영상으로부터 계산될 수 있고, 위치에 대해 계산된 정보가 사용될 수 있다.

초음파 프로브(101a)를 사용함으로써 영상으로부터 위치 정보를 검출하는 경우에, 도26에 도시된 캡슐 의료 장치(72)의 용기(81)는 초음파를 반사시키기 위한 재료(117)를 가질 수 있다.

따라서, 캡슐 의료 장치(72)의 위치는 초음파 영상으로부터 용이하게 계산된다.

자장 발생 유닛(2)이 침대(31) 내에 배열되지만, 도27에 도시된 바와 같이, 자장 발생 유닛(2)은 의자(26) 내에 배열될 수 있다.

(제2 실시예)

다음으로, 도30을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 대한 설명이 주어진다. 도30은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자기 안내 의료 장치(121)를 도시한다.

제2 실시예에 따르면, 환자(23)를 체외 안내하기 위한 자장 발생 유닛(51)이 환자(23) 내에 삽입되는 내시경(123)에 배열된 자석(137)에 정적 자장을 인가하여, 내시경(123) 내의 자석(137)의 방향을 변화시킨다. 그러므로, 시술자와 같은 사용자는 자장 발생 유닛(51)에 의해 발생되는 정적 자장을 제어하여 자석(137)의 방향을 원하는 방향으로 변화시켜서, 내시경(123)의 방향을 제어한다.

자기 안내 의료 장치(121)는 침대(122) 상에 위치된 환자(23)의 신체 내에 삽입되는 내시경(123)과, 침대(122)의 일 측표면 상에 배열된 로봇 아암(124)과, 로봇 아암(124)에 부착된 자장 발생 유닛(51)과, 침대(122)의 타 측표면 상에 배열된 센서 유지 기부(125) 상에 배열된 자기 센서(126)를 포함한다.

내시경(123)의 범용 케이블(127)이 자기 안내 의료 장치(121)에 연결되고, 로봇 아암(124), 유지 기부(125), 및 케이블을 거쳐 로봇 아암(124) 및 유지 기부(125)에 연결되는 제어 유닛(128)을 포함한다.

제1 실시예에 따르면, 자장 발생 유닛(2)은 세 세트의 전자석을 포함한다. 그러나, 제2 실시예에 따르면, 도31A 및 도31B를 참조하면, 2차원 자장 발생 유닛(51)은 두 세트의 전자석을 포함하고, 두 세트의 전자석에 의해 2차원 자장을 발생시킨다. 또한, 도31A는 평면도이고, 도31B는 단면도이다.

모터(52)가 필요하다면 중심 전자석(5)의 중심축(O)에 대해 상기 구성요소를 갖는 기부(11)를 회전시켜서, 3차원 자장을 발생시키기 위한 3차원 자장 발생 유닛의 기능을 제공한다.

양호하게는, 회전을 구동하기 위한 모터(52)는 자장이 인가되는 전자기 모터, 또는 자기적으로부터 영향을 받지 않는 모터(초음파 모터 등)이다.

회전과 무관하게, 제1 실시예와 유사하게, 전자석은 평면 배열되고, 자장 발생 유닛은 전자석을 갖는 평면 상에서만 이동된다. 그러므로, 생체가 자장 발생 유닛을 위한 공간에 근접할 때, 자장 발생 유닛과 이동 메커니즘 사이에 생체와의 간섭의 위험이 없다. 따라서, 이동 메커니즘은 용이하게 제어되고, 유리하게는 제어성 및 안정성이 개선된다. 아울러, 무거운 중량을 갖는 자장 발생 유닛은 침대 아래에 배열되고, 그러므로 전체 장치의 무게 중심이 낮아지고, 기계적 안정성이 개선된다.

또한, 회전은 회전 자장을 발생시킨다.

또한, 전자석의 개수가 감소되므로, 장치는 크기가 감소된다.

내시경(123)은 체강 내에 용이하게 삽입되는 신장된 삽입 유닛(131)과, 삽입 유닛(131)의 후방 단부에 배열된 작동 유닛(132)과, 작동 유닛(132)으로부터 연장되는 범용 케이블(127)을 포함한다. 범용 케이블(127)의 후방 단부의 커넥터가 제어 유닛(128)에 배열된 비디오 프로세서(133)에 연결된다.

도32A를 참조하면, 내시경(123)은 조명광을 방출하여 환자의 신체 내의 병소 부위와 같은 대상을 조명하는 조명창(135)과, 삽입 유닛(131)의 말단 단부 부분(134)에서 조명된 대상의 영상을 픽업하는 관찰창(136)을 포함한다.

제2 실시예에 따르면, 말단 단부 부분(134)은 그의 외측 원주부 상에서, 말단 단부 부분(134)의 축방향으로 자화되는 자석(137)을 포함한다. 자장 발생 유 닛(51)에 의해 발생되는 자장을 사용함으로써, 자기는 자석(137)에 작용하여, 말단 단부 부분(134)의 방향을 변화시킨다.

또한, 교대 자장을 발생시키기 위한 코일(138)이 말단 단부 부분(134)의 외측 원주부에 인접하여 배열된다. 교류가 코일(138)로 흘러서, 교대 자장을 발생시킨다. 자기 위치 검출 메커니즘이 도30에 도시된 자기 센서(126)에 의해 교대 자장을 검출함으로써 코일(138)의 위치 및 방향을 검출한다.

자기 센서(126)는 복수의 자기 센서 장치를 포함하고, 코일(138)의 위치 및 코일(38)의 축방향, 즉 축방향에서의 내시경(123)의 말단 단부 부분(134)의 방향(자세)을 검출한다. 자기 센서(126)는 2차원 자장 발생 유닛(51)에 의해 발생되는 자장 및 코일(138)에 의해 발생되는 교대 자장을 검출한다. 두 자장 신호는 상이한 주파수를 갖기 때문에, 필터 처리에 의해 분리된다.

자기 센서(126)에 의해 검출된, 2차원 자장 발생 유닛(51)에 의해 발생된 자장에 기초한 신호는 제어 유닛(128) 내의 자장 제어 유닛으로 입력된다. 자장 제어 유닛은 말단 단부 부분(134)의 위치에서 실제로 발생된 자장을 검출하고, 검출된 정보에 의해 자장 발생 유닛(51)의 전자석으로 흐르는 전류를 제어하여, 말단 단부 부분(134)을 그에 인접하게 자기적으로 안내하기 위한 최적 자장을 항상 발생시킨다. 따라서, 자장은 정밀하게 발생된다.

자기 센서(126)에 의해 검출된, 코일(138)에 의해 발생된 교대 자장 신호는 말단 단부 부분(134)의 이동 속도를 검출하고 가속도를 검출하도록 사용된다. 정보는 제어 유닛(128)으로 송신되어, 높은 수준의 제어 작동을 실현한다.

도32A를 참조하면, 말단 단부 부분(134)은 원형의 탈착 가능 자석(137)을 갖는다. 이러한 경우에, 자석은 기존의 내시경에 부착되고, 종래의 내시경이 사용된다. 아울러, 내시경은 얇은 직경을 갖는다.

하나의 변형예에 따르면, 도32B를 참조하면, 자석(139)이 말단 단부 부분(134) 내에 배열될 수 있고, 자석(139)은 말단 단부 부분(134)의 중심축에 대해 회전 가능하게 수용될 수 있다.

도32B에 도시된 자석(139)은 직경 방향으로 N 및 S극으로 자화된다. 도30에 도시된 비디오 처리기(133)는 조명광을 공급하기 위한 (도시되지 않은) 광원 장치를 포함한다. 비디오 처리기(133)는 관찰창(136)의 대물 광학 시스템의 영상 형성 위치에 배열된 고체 영상 픽업 장치에 의해 픽업된 영상 픽업 신호의 신호를 처리하는 신호 처리 장치를 더 포함한다. 신호 처리 장치에 의해 발생된 비디오 신호가 디스플레이 유닛(238)으로 송신되어, 디스플레이 유닛(238)의 디스플레이 표면 상에 내시경(123)의 고체 영상 픽업 장치에 의해 픽업된 영상을 표시한다.

침대(31)의 측면 부분에 배열된 로봇 아암(124)은 본체 부분(141)에서 수직 이동 메커니즘(142)을 갖고, 화살표에 의해 도시된 바와 같이 그의 상단부 측면 상에서 수직 방향으로 이동 가능하다.

또한, 본체 부분(141)의 상단부(141a)가 본체 부분(141)의 축방향에 대해 회전 가능하다. 평면 이동 메커니즘(144)을 형성하는 회전 부재가 본체 부분으로부터 수평 방향으로 연장되는 제1 아암(143)의 단부에 회전 가능하게 유지된다. 자장 발생 유닛(51)은 회전 부재에 부착된다.

회전 부재로부터 수평 방향으로 연장되는 제2 아암(145)의 단부에, 회전 메커니즘(146)을 형성하는 회전 부재가 회전 가능하게 유지된다. 자장 발생 유닛(51)은 회전 부재에 부착된다.

지시/작동 유닛(147)이 제어 유닛(128)의 상부 표면에 배열된다. 로봇 아암(124)의 작동은 제어되고, 자장 발생 유닛(51)에 의해 발생되는 정적 자장의 방향 및 수준은 지시/작동 유닛(147)을 작동시킴으로써 변화된다. 다른 표현으로, 내시경(123) 내의 말단 단부 부분(134)의 위치와 자장 발생 유닛(51)의 위치 사이의 위치 관계(상대 위치)는 자기 위치 검출 메커니즘에 의해 검출된 내시경(123)의 말단 단부 부분(134)의 위치와, 수직 이동 메커니즘(142) 및 평면 이동 메커니즘(144)으로 송신된 제어 정보에 기초하여 얻어진다. 자기 위치 검출 메커니즘 및 제어 유닛(128)은 내시경(123)의 말단 단부 부분(134)과 자장 발생 유닛(51) 사이의 상대 위치를 얻기 위한 상대 위치 검출 메커니즘을 형성한다. 제어 유닛(128)은 상대 위치 검출 메커니즘에 의해 얻어진 상대 위치에 대한 정보에 기초하여 수직 이동 메커니즘(142) 및 평면 이동 메커니즘(144)을 거쳐 자장 발생 유닛(51)의 위치를 제어한다.

도33은 자장 발생 유닛(51)의 위치를 제어함으로써 안내 가능 영역(R) 내에 내시경(123)의 말단 단부 부분(134)을 유지하기 위한 안내 방법의 상태를 도시한다.

도33을 참조하면, 내시경(123)의 말단 단부 부분(134)이 자장 발생 유닛(51)의 안내 가능 영역(R)으로부터 이탈되면, 말단 단부 부분(134)의 위치는 자기 센 서(126)로부터의 출력에 의해 계산되고, 수직 이동 메커니즘(142) 및 평면 이동 메커니즘(144)은 제어 유닛(128)을 거쳐 위치 정보에 기초하여 제어되고, 내시경(123)의 말단 단부 부분(134)은 자장 발생 유닛(51)의 안내 가능 영역(R) 내에 존재하게 된다.

도33에 도시된 경우에, 자장 발생 유닛(51)은 백색 부분을 포함하는 두꺼운 화살표에 의해 도시된 방향으로 이동되고, 따라서 내시경(123)의 말단 단부 부분(134)은 안내 가능 영역(R) 내에 존재하게 된다.

자장 발생 유닛의 수직 방향 성분을 이동시키는 것 대신에, 도34에 도시된 자장 발생 유닛(2G)에 의해 도시된 바와 같이, 안내 가능 영역(R)은 제3 전자석(5)을 이동시킴으로써 수직 방향으로 이동될 수 있다.

이러한 경우의 자장 발생 유닛(2G)의 구조가 도35에 도시되어 있다.

도35는 중심축(O)의 방향에서 중심에 배열된 제3 전자석(5)의 위치를 조정(이동을 조정)하기 위한 자장 발생 유닛(2G)을 도시한다. 예를 들어, 기부(11) 내의 중심 전자석(5) 아래의 바닥 부분(11a)이 구멍 내로 끼워지고, 상하 방향으로 이동 가능하다.

바닥 부분(11a)은 외측 원주부 상에서 바닥 부분에 연결된 유지 유닛(61)의 스크루 구멍 내로 나사 결합된 스크루(62)의 말단 단부에 의해 유지된다. 모터(63)가 스크루(62)의 바닥 단부에 배열된다. 모터(63)는 위치 정보에 기초하여 정방향 또는 역방향으로 회전되어, 발생되는 자장을 조정하기 위해 바닥 부분(11a)을 상승시키고 중심 전자석(5)의 높이 위치를 변경한다.

도36은 중심에 배열된 제3 전자석(5)의 높이를 변화시키는 경우에 발생되는 자장의 측정 결과를 도시한다. 제3 전자석(5)의 높이를 변화시킴으로써, 발생되는 자장의 값은 주변 전자석(3a, 3b)에 의해 발생되는 자장에 따라 조정된다.

즉, 극면으로부터의 거리에 대한 발생 자장의 특성이 중심 전자석(5)과 주변 전자석(3a, 3b) 사이에서 약간 상이하므로, 원하는 방향에서 원하는 강도를 갖는 자장은 극면으로부터의 거리에 대한 발생 자장의 값에 따라 중심 전자석(5)의 높이를 조정함으로써 목표 거리에 대해 용이하게 발생된다. 이러한 경우에, 제1 실시예에 따라 거리(D)에 의존하여 전자석의 전류를 제어하는 경우와 동일한 장점이 얻어진다.

또한, 제1 실시예에 따르면, 동일한 장점은 전자석(3a, 3b) 및 전자석(4a, 4b)에 대한 전자석(5)의 높이를 변화시킴으로써 얻어진다. 아울러, 제2 실시예에 따르면, 제1 실시예와 유사하게, 전자석의 전류가 거리(D)에 의해 제어될 수 있다.

전술한 바와 같이, 제2 실시예에 따르면, 정적 자기는 내시경(123)에 배열된 자석(137 또는 139)에 정적 자장을 인가함으로써 자석(137 또는 139)에 인가되어, 내시경(123)의 방향을 원하는 방향으로 변화시킨다.

그러므로, 사용자는 정적 자장의 방향을 제어하여, 내시경(123)의 말단 단부 부분(134)을 원하는 방향으로 변화시킨다. 아울러, 체강 내로의 삽입이 용이하고, 관찰 방향이 원하는 방향으로 변화된다.

(제3 실시예)

다음으로, 도37을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 대한 설명이 주어진다. 도37은 본 발명의 제3 실시예에 따른 자기 안내 의료 장치(161)를 도시한다. 제3 실시예에 따르면, 제2 실시예와 유사하게, 신체 외부에 배열된, 안내 작동을 위한 자장 발생 유닛(51B)이 캡슐 의료 장치(162) 내의 자석(164 또는 166; 도38A 및 도38B 참조)에 자장을 인가하여, 캡슐 의료 장치(162) 내의 자석(164 (또는 166))에 작용하는 자기에 의해 캡슐 의료 장치(162)의 방향을 제어한다.

자기 안내 의료 장치(161)는 신체 내에 삽입되어 신체 내부의 영상을 픽업하는 캡슐 의료 장치(162)와, 캡슐 의료 장치(162)로부터 무선 방식으로 송신된 영상 정보를 수신하는 체외 장치(163)를 포함한다.

도38A를 참조하면, 캡슐 의료 장치(162)는 자석(164) 및 송신 안테나(165)를 포함한다. 도3에 도시된 캡슐 의료 장치(72)와 유사하게, 캡슐 의료 장치(162)는 조명 수단 및 영상 픽업 수단을 더 포함한다. 자석(164)의 자화 방향이 도38A에 도시된 바와 같이 캡슐 의료 장치(162)의 축방향에 대응하지만, 캡슐 의료 장치(162)의 중심축에 대해 회전 가능한 상태에서 직경 방향으로 자화되는 자석(166)이 도38B에 도시된 바와 같이 사용될 수 있다.

체외 장치(163)는 실질적으로 정사각형 프리즘 형상이며 상하 방향으로 직립하는 본체(167) 내에 (도시되지 않은) 제어 유닛을 갖는다. 평면 이동 메커니즘(169)이 정사각형 프리즘 전방에 배열되고, 평면 이동 메커니즘(169)은 상하 방향으로 이동 가능한 그의 전방에 자장 발생 유닛(51B) 및 수신 안테나 유닛(150)을 유지한다. 이러한 경우에, 자장 발생 유닛(51B) 및 수신 안테나 유닛(150)은 상하 방향, 즉 1-축 방향으로 이동된다. 자장 발생 유닛(51B) 및 수신 안테나 유 닛(150)의 평면 상태가 유지되고, 동시에 이들은 상하 방향으로 활주 가능하다. 수신 안테나 유닛(150)은 제1 실시예에 따른 수신 안테나 유닛(73)과 유사한 기능을 갖는다. 제1 실시예와 유사하게, 수신 안테나 유닛(150)은 캡슐 의료 장치(162)의 위치를 검출하기 위한 기능을 갖는다. 수신 안테나 유닛(162)은 자장 발생 유닛(51B)에 의해 유지된다. 그러므로, 수신 안테나 유닛(150)을 사용함으로써 얻어진 캡슐 의료 장치(162)의 검출된 위치는 캡슐 의료 장치(162)와 자장 발생 유닛(51B) 사이의 위치 및 자세 관계(상대 위치/자세)를 표시한다. 자장 발생 유닛(51B)의 위치/자세는 검출된 위치/자세 관계에 의해 제어된다.

도39는 제3 실시예에 따른 자장 발생 유닛(51B)의 구조를 도시한다.

도39에 도시된 자장 발생 유닛(51B)은 2차원 자기를 발생시키기 위한 장치이다. 2차원 자장 발생 유닛(51B)에서, 동일한 특성을 갖는 전자석, 예를 들어, 4개의 전자석(5)들 중 2개가 상하(종방향) 및 수평(측방향) 방향으로 인접하여 개별적으로 배열되어, 도39의 화살표에 의해 도시된 바와 같이 2차원 자장을 발생시킨다.

자장 발생 유닛(51B)은 도31A에 도시된 자장 발생 유닛(51)과 비교하여, 높은 대칭성을 갖는 두 세트의 전자석을 갖는다. 그러므로, 더욱 균일한 방향으로의 자장이 중심축에서 발생된다.

제3 실시예에 따르면, 체강 내로 삽입되는 내시경을 사용하는 검사와 같은 의료 행위를 위해 캡슐 의료 장치(162)의 방향을 자장에 의해 원활하게 안내하는 것이 가능하다.

다음으로, 변형예에 따른 자장 발생 유닛에 대한 설명이 주어진다. 변형예 는 제1 실시예에 따른 자장 발생 유닛(2)을 변형하거나 개선함으로써 얻어진다. 먼저, 공간을 효율적으로 사용함으로써 발생 자장을 증가시키는 경우에 대한 설명이 주어진다.

도40은 제1 변형예에 따른 자장 발생 유닛(2B)을 도시한다. 자장 발생 유닛(2B)은 도9에 도시된 자장 발생 유닛(2) 내의 전자석(3a, 3b) 및 전자석(4a, 4b)을 사다리꼴로 형성함으로써 얻어진 전자석(3c, 3d) 및 전자석(4c, 4d)을 사용한다.

중심의 전자석(5)은 높은 투과성을 갖는 정사각형 단면을 갖는 칼럼형 강자성 부재를 포함하는 강자성 부재 유닛(12a)에 코일(13)을 권취함으로써 형성된다. 또한, 영역(R)은 강자성 부재 유닛(12a)의 4개의 코너를 제거함으로써 형성된다.

이러한 경우에, 영역(R)의 반경은 코일(13)을 형성하는 와이어링의 최소 굽힘 반경이고, 와이어링은 높은 밀도를 갖는다.

등변 사다리꼴 형상인 전자석(3c, 3d) 및 전자석(4c, 4d)은 실질적으로 평면인 코일(13)의 외측 표면에 근접하여 중심의 전자석(5) 둘레에 배열된다. 즉, 전자석(3c, 3d) 및 전자석(4c, 4d)은 짧은 측면이 내부에 대응하도록 대칭으로 배열된다. 전자석(3c, 3d) 및 전자석(4c, 4d)의 경사 부분은 서로 평행하게 (전자석(3c, 3d) 및 전자석(4c, 4d) 내의) 이웃하는 경사 부분들에 근접하여 배열된다.

전자석(3c, 3d) 및 전자석(4c, 4d)을 형성하는 강자성 부재 유닛(12b; 자석 코어 부분)은 강자성 부재를 포함하는 등변 사다리꼴 형상의 칼럼 부재를 포함한다. 코일(13)이 강자성 부재 유닛(12b)에 권취되어, 전자석을 형성한다.

전술한 바와 같이, 전자석(3c, 3d, 4c, 4d, 5)들은 평면 상에서 근접하게 형성되고, 근접 형성의 영역은 전자석들에 의해 공유되지 않는 공간을 거의 갖지 않는다. 높은 자장이 효율적으로 발생된다.

다음으로, 강자성 재료를 추가함으로써 발생 자장을 강화시키는 경우에 대한 설명이 주어진다. 도41A는 제1 실시예에 따른 전자석(5)의 단면을 도시한다. 예를 들어, 도41B를 참조하면, 강자성 재료(41a)가 (자장의 발생의 대향 측면 상에서) 전자석(5)의 일 단부에 배열된다. 또는, 배열된 강자성 부재(41a)는 전자석(5)의 외측 형상과 정합된다.

도41C를 참조하면, 강자성 부재(41b)의 외측 형상은 그의 바닥 측면 상에서 전자석(5)의 외측 형상과 실질적으로 정합된다.

도42는 (제1 실시예에 따른) 도41A에 도시된 바와 같은 강자성 부재의 배열이 없을 때 발생되는 자장과, 강자성 부재(41b)의 배열이 있을 때 발생되는 자장을 도시한다. 도42를 참조하여 이해되는 바와 같이, 발생되는 자장은 강자성 부재(41b)가 있을 때, 강자성 부재(41b)가 없는 경우보다 2배 증가된다.

또한, 도41B 및 도41C을 참조한 경우 이외에, 도43을 참조하면, 자장 발생 유닛(2C)이 전체 전자석의 외측 형상을 갖는 강자성 부재(41c)의 플레이트 상으로 복수의 전자석(5, 4a, 4b 등)을 배열함으로써 구성될 수 있다. 도43에 도시되지는 않았지만, 강자성 부재(41c)의 플레이트가 전자석(3a, 3b) 아래에 배열된다. 도43은 제1 실시예에 따른 경우를 도시한다. 제1 변형예에 따른 도40을 참조하면, 전자석(4a, 4b)은 전자석(4c, 4d)에 대응한다.

또한, 강자성 부재(41a)는 강자성 부재를 포함하는 자석 코어 부분(12)과 독립적으로 제공될 수 있다. 그러나, 자석 코어 부분(12)과 일체로 제공되는 강자성 부재(41d)는 누출 자속을 용이하게 억제한다. 따라서, 발생되는 자장이 더욱 증가된다.

다음으로, 자장을 균일화하기 위해 유리한 구조에 대한 설명이 주어진다.

중심의 전자석의 강자성 부재를 포함하는 자석 코어 부분의 단면적은 주변에 배열된 전자석(3a, 3b (또는 3c, 3d)) 및 전자석(4a, 4b (또는 4c, 4d))의 강자성 부재보다 더 넓다. 이러한 배열은 제1 실시예에 따라 사용된다.

또한, 중심의 전자석(5)의 자장의 발생 측면 상에, 전자석의 자석 코어 부분보다 더 큰 단면적을 갖는 강자성 부재(41d)가 배열된다. 도44는 이러한 경우의 자장 발생 유닛(2D)을 도시한다. 또한, 자장 발생 유닛(2D)은 도43에 도시된 자장 발생 유닛(2C)의 경우에 적용된다.

도45는 도44에 도시된 중심의 전자석(5)의 상부 상으로 강자성 부재(41d)를 배열하는 경우의 (바닥 측면 상의 강자성 부재(41c)의 배열에 의한 효율을 표시하지 않는) 측정 결과를 도시한다. 도45를 참조하면, 강자성 부재(41d)의 배열이 있을 때, 자극에 인접한 자장의 강도의 큰 변화가 억제되고, 자장의 강도는 강자성 부재(41d)의 배열이 없는 경우와 비교하여, 인접 부분으로부터 먼 거리에서 증가된다.

또한, 중심의 전자석(5)의 강자성 부재를 포함하는 코어의 중심 부분이 함몰된다. 도46은 이러한 경우의 중심의 전자석(5)을 도시한다. 전자석(5)은 높이 방 향으로의 중심에서 가장 좁은 단면적을 갖는 함몰 부분(45)을 포함한다. 높이 방향에서의 부분의 단부 부분에 근접함에 따라, 단면적은 증가한다.

또한, 중심의 전자석(5)의 강자성 부재는 자장을 발생시키기 위한 측면을 향해 확대된다. 도47은 이러한 경우의 중심의 전자석(5)을 도시한다. 전자석(5) 내에서, 자장은 시트의 상부 측면 상에서 발생되고, 그러므로 자석 코어 부분(12)의 상단부 상에서 가장 넓은 단면적을 갖는 최대 면적 부분(46)이 형성된다.

도44에 도시된 구조에서, 유리하게는, 발생 자장은 균일화된다. 아울러, 자장 발생 유닛(2E)은 도48에 도시된 바와 같이 사용될 수 있다.

자장 발생 유닛(2E) 내에서, 강자성 부재(41e)가 주변 전자석의 자장의 발생 측면 상의 극면 상으로 배열된다 (전자석(4a, 4b)이 도시되어 있지만, 상기 내용은 전자석(3a, 3b)에 적용된다).

도45는 강자성 부재(41e)의 배열이 있는 경우 및 강자성 부재(41e)의 배열이 없는 경우의 영향의 측정 결과를 도시한다.

도45를 참조하여 설명되는 바와 같이, 강자성 부재(41e)에 의해 자장의 강도가 극면에 인접하여 증가되고, 균일화된 자장이 극면으로부터 충분히 먼 거리에서 발생된다.

(제4 실시예)

다음으로, 도49를 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 대한 설명이 주어진다. 제4 실시예는 기본적으로 제2 실시예를 사용하고, 제4 실시예에 따른 특징만이 설명될 것이다. 도49는 본 발명의 제4 실시예에 따른 자기 안내 의료 장치(151)를 도시한다. 제4 실시예에 따르면, 서로 대면하도록 체외에 배열된, 안내 작동을 위한 자장 발생 유닛(2F)들이 카테터(153) 내의 자석(158) (또는 도54A 및 도54B의 자석(160))에 정적 자장을 인가하고, 카테터(153)의 방향은 카테터(153) 내의 자석(158 (또는 160))에 작용하는 자기에 의해 제어된다.

자기 안내 의료 장치(151)는 침대(152) 상에 누워 있는 환자(23)의 신체 내에 삽입되는 카테터(153)와, 침대(152)의 측면과 대면하도록 배열된 자장 발생 유닛(2F)과, 자장 발생 유닛(2F)들을 서로 평행하게 이동시키기 위해 침대(152) 상에 배열된 평면 이동 메커니즘(154)과, 환자(23)의 신체에 대한 X-선 형광 분석 장치와 같은 형광 분석 장치(155)와, (도시되지 않은) 제어 유닛을 포함한다.

환자(23)는 형광 분석 장치(155)를 통해 보이고, 카테터(153)의 말단 단부의 위치가 검출된다. 위치 정보는 카테터(153)의 말단 단부의 방향을 원하는 방향으로 제어하기 위해 사용된다. 즉, 형광 분석 장치(155)는 카테터(153)의 말단 단부의 위치/자세를 검출하는 형광 분석식 위치 검출 메커니즘으로서 기능한다. 아울러, 카테터(153)의 말단 단부와 자장 발생 유닛(2F) 사이의 위치/자세 관계(상대 위치/자세)는 형광 분석식 위치 검출 메커니즘으로부터의 출력과, (제2 실시예에 따른) 제어 유닛(128)으로부터의, 자장 발생 유닛(2F)의 위치를 변화시키는 평면 이동 메커니즘(154)을 제어하기 위한 제어 정보에 기초하여 얻어진다. 즉, 형광 분석 장치(155) 및 제어 유닛은 상대 위치/자세 검출 메커니즘을 형성한다. 상대 위치/자세 정보에 기초하여, 자장 발생 유닛(2F)의 위치/자세가 제어 유닛에 의해 제어된다.

도50은 자장 발생 유닛(2F)의 구조를 도시한다.

도50을 참조하면, 자장 발생 유닛(2F)은 서로 대면하여 배열되어, 중심에서 원하는 3차원 자장을 발생시킬 수 있다. 이러한 경우는 중심 위치의 양 측면 상에서 자장 발생 유닛(2F)의 대면 배열을 위한 공간을 요구하지만, 배열은 전적으로 공간이 이용 가능할 때 유리하다.

또한, 도50을 참조하면, 2개의 자장 발생 유닛(2F)의 대면 배열 대신에, 자장 발생 유닛(2F)들 중 하나는 제3 전자석(5)일 수 있다. 도51은 이러한 경우의 자장 발생 유닛을 도시한다.

도52는 도51에 도시된 경우의 발생 자장의 특성을 도시한다.

실선은 제1, 제2, 및 제3 전자석 유닛의 위치로의 자속의 밀도를 도시한다. 다른 한편으로, 점선은 제3 전자석 유닛(5)의 일 부분에 대한 대면 배열을 도시한다. 점선에 의해 도시된 특성으로부터 이해되는 바와 같이, 자장 발생 유닛으로부터 먼 위치에서, 자장이 증가되고, 원활한 자장이 (공간에 대한 자장의 강도 및 자장의 각도의 작은 변화를 가지고) 발생된다.

도52를 참조하면, 제3 전자석 유닛(5)은 다른 전자석과 비교하여, 제3 전자석 유닛(5)으로부터 먼 위치에서 더 낮은 자장을 갖는다. 그러므로, 대면하는 전자석을 사용함으로써 영역 내에서의 자장의 감소의 비교는 원활한 자장을 발생시키고 안내 가능 영역을 확장시킨다.

또한, 도53A 및 도53B는 대면하는 전자석들의 자화 방향을 도시한다. 도53A는 단면에서의 자화 방향을 도시하고, 도53B는 상하 방향에서의 대면하는 전자석들 의 자화 방향을 개략적으로 도시한다. 도53A 및 도53B는 도51에 도시된 경우를 포함하는, 도50에 도시된 경우를 도시한다.

또한, 도54A는 말단 단부 측면 상의 카테터(153)의 구조를 도시한다. 카테터(153)의 말단 단부(157)는 축방향으로 자화되는 자석(158) 및 자기 센서(159)를 포함한다.

자기 센서(159)는 높은 정밀도로 자장을 제어한다. 카테터의 말단 단부의 방향이 신체 내의 루멘에 의해 어느 정도 제한되므로, 발생 자장의 방향은 카테터(153)의 방향과 정합될 필요가 없다. 그 다음, 카테터의 말단 단부에서 실제로 발생되는 자장은 자기 센서(159)로부터의 출력값 및 형광 분석 장치(155)에 의해 얻어진 위치/자세에 기초하여 높은 정밀도로 계산된다. 이에 의해, 자장은 실제로 발생되어야 하는 자장의 방향과 실제로 발생되는 자장 사이의 차이의 피드백 작동에 의해 높은 정밀도 및 안정성으로 발생된다.

또한, 자기 센서(159)는 안내 작동을 위해 자장 발생 유닛(2F)에 의해 발생되는 발생 자장, 즉 정적 자장의 강도 및 방향을 검출한다. 검출된 신호는 카테터(153)의 후방 단부로부터 연장되는 (도시되지 않은) 신호 라인을 제어 유닛에 연결함으로써, 제어 유닛의 위치 검출 유닛으로 입력된다. 계산된 위치 및 방향은 (도시되지 않은) 디스플레이 유닛 상에 표시되어, 형광 분석 장치(155)의 교체를 가능케 한다.

사용자는 디스플레이 유닛 상에 표시된 정보를 참조하여 지시/작동 유닛을 작동시켜서, 카테터(153)의 말단 단부 부분의 방향을 제어한다.

또한, 도54B를 참조하면, 직경 방향으로 자화되는 자석(160)이 카테터(153B) 내에서 그의 축방향으로 회전 가능하게 수용될 수 있다.

(제5 실시예)

다음으로, 도55 내지 도64B를 참조하여 본 발명의 제5 실시예에 대한 설명이 주어진다. 제5 실시예는 제1 및 제2 실시예의 변형예에 대응한다. 제5 실시예에 따른 특징이 설명될 것이다. 도55는 제5 실시예에 따른 자기 안내 의료 장치(180)의 구조를 도시한다.

제1 실시예에 따르면, 위치/자세 변경 유닛이 주로 자장 발생 유닛(2)을 이동시켜서 위치/자세를 변화시키지만, 제5 실시예에 따르면, 자장 발생 유닛(2)은 고정되고 침대(31)의 위치/자세 변경 유닛(74D)이 제5 실시예에 따라 자기 안내 의료 장치(180) 내의 위치/자세를 변경하여, 장치를 자기적으로 안내한다. 위치/자세 변경 유닛(74D)은 제어 유닛(191)을 형성하는 위치/자세 제어 유닛(192)에 의해 제어된다. 자장 발생 유닛(2)은 자장 제어 유닛(95)에 의해 제어된다.

특히, 도56A 및 도56B를 참조하면, 위치/자세 변경 유닛(74D)은 환자(23)가 누워 있는 침대(31)를 수평 평면 상에서 이동시키기 위한 침대 수평 이동 메커니즘(176)을 포함한다.

도56A 및 도56B를 참조하면, 침대 지지 기부(104)의 상부 표면 상에 배열된 침대 수평 이동 메커니즘(176)은 침대(31)를 이동시켜서, Y 방향 및 X 방향으로의, 환자(23)가 위치되는 목표 위치 유닛으로서 역할한다. 침대(31) 아래에, 자장 발생 유닛(2)이 고정된다. 제5 실시예에 따르면, 목표 위치 유닛은 침대(31)를 포함 하지만, 이는 의자 형상, 욕조 형상, 또는 세면대 형상일 수 있다.

또한, 제5 실시예에 따르면, 도55를 참조하면, 캡슐 의료 장치(72B)가 표지 코일(172a)을 포함한다. 구동 코일(181) 및 감지 코일(182)이 표지 코일(172a)의 위치/자세를 검출한다.

구동 코일(181)은 구동 신호 발생 유닛(183)에 의해 구동되고, 감지 코일(182)에 의해 검출된 신호는 위치/자세 검출 유닛(184)으로 입력된다.

위치/자세 검출 유닛(184)에 의해 검출된 신호는 제어 유닛(191)의 위치/자세 제어 유닛(192) 및 자장 제어 유닛(95)으로 출력되어, 그의 제어 작동을 위해 사용된다.

보정 데이터는 표지 코일(172a)의 위치/자세를 정밀하게 검출하도록 사용된다. 그러므로, 제5 실시예에 따르면, 보정 데이터를 저장하기 위한 보정 데이터 저장 유닛(185)이 배열되고, 보정 데이터는 위치/자세 검출 유닛(184)을 사용하는 위치/자세의 검출을 위해 사용된다.

도57은 캡슐 의료 장치(72B)를 도시한다. 캡슐 의료 장치(72B)는 자석(88B)의 자화 방향이 용기(81)의 축방향과 정합되도록 캡슐 용기(81) 내에 배열된 자석(88B)을 포함한다. 캡슐 의료 장치(72B)의 방향은 자장의 방향이 되도록 제어된다.

전술한 바와 같이, 용기(81)는 캡슐 의료 장치(72B)의 위치를 검출하기 위한 표지 코일(172a)을 포함한다. 표지 코일(172a) 및 콘덴서(172b)는 소정의 주파수에서 공진하는 공진 회로(172)를 형성한다. 또한, 용기(81)는 도3에 도시된 영상 픽업 장치(84) 및 (도시되지 않은) 다른 영상 픽업 장치를 내부에 수용한다.

도58은 캡슐 의료 장치(72B)의 위치를 검출하기 위한, 구동 및 검출 수단으로서 역할하는, 자장 발생 유닛(2), 구동 코일(181), 및 감지 코일(182)의 배열예를 도시한다.

침대(31) 아래에, 자장 발생 유닛(2)이 배열된다. 자장 발생 유닛(2)은 평면 상에 배열된 5개의 전자석을 포함하고, 도9에 도시된 구조를 갖는다.

또한, 침대(31) 아래에서, 교대 자장을 발생시키기 위한 구동 코일(181)이 자장 발생 유닛(2)의 상부 상으로 고정된다.

구동 코일(181)의 전술한 배열은 표지 코일(172a)과 구동 코일(181) 사이의 상대 위치 관계를, 표지 코일(172a)이 구동 코일(181)에 의해 발생되는 강한 자장 내에 존재하는 안정되고 높은 검출 정밀도 상태로 항상 유지한다. 이는 제어 작동이 자장 발생 유닛(2) 내의 전자석과 캡슐 의료 장치(72B) 사이의 상대 위치의 큰 변화를 방지하도록 수행되기 때문이다.

도58을 참조하면, 복수의 감지 코일(182)이 자장 발생 유닛(2)의 상부 표면, 특히 구동 코일(181)의 상부 표면 상으로 고정된다. 감지 코일(182)의 전술한 배열은 캡슐 의료 장치(72B)를 추적하는 자장 발생 유닛(2)의 전자석을 제어한다. 그러므로, 표지 코일(172a)과 감지 코일(182) 사이의 상대 위치는 안정되고 높은 정밀도 상태 하에서 제어된다.

자장 발생 유닛(2)의 강자성 부재는 구동 코일(181) 및 감지 코일(182)의 코일 특성에 영향을 준다. 그러나, 전술한 구조는 자장 발생 유닛(2)의 위치가 변할 때, 자장 발생 유닛(2)과 감지 코일(182)과 구동 코일(181) 사이의 위치 관계의 변화를 방지한다. 그러므로, 감지 코일(182) 및 구동 코일(181)의 특성은 변하지 않고, 검출 정밀도가 개선된다.

자장 발생 유닛(2)의 전자석과 캡슐 의료 장치(72B) 사이의 상대 위치 관계가 변하지 않는 제어 작동 하에서, 표지 코일(172a)과 구동 코일(181)과 감지 코일(182) 사이의 상대 위치 관계는 변하지 않는다. 그러므로, 기준으로서 역할하는 감지 코일(182)에 의해, 제어 작동은 위치/자세 검출 유닛(184)에 의해 캡슐 의료 장치(72B)의 위치 또는 자세를 검출하기 위한 좁은 검출 영역 내에서 문제를 갖지 않는다. 따라서, 감지 코일(182)의 개수가 감소되고, 위치/자세를 얻기 위한 계산량이 감소되고, 위치/자세를 얻기 위한 알고리즘은 단순하다.

특히, 구동 코일(181)이 자장 발생 유닛(2)에 고정되면, 위치를 검출하기 위해 자장에 영향을 주는 자장 발생 유닛(2)은 위치를 검출하기 위해 두 코일(구동 코일(181) 및 감지 코일(182))에 통합된다. 그러므로, 평면 이동 메커니즘(위치/자세 변경 유닛)의 변화로 인한 보정 데이터의 변화가 작다. 위치는 (구동 코일의 출력 변화가 표지 코일의 출력에 대해 작기 때문에) 안정적으로 검출된다.

또한, 보정 데이터는 구동 코일(181), 감지 코일(182), 및 챔버 내의 강자성 부재 사이의 상대 위치의 변화로부터 영향을 받는다. 제5 실시예에 따르면, 구동 코일(181) 및 감지 코일(182)이 자장 발생 유닛(2)과 함께 기부에 고정되면, 평면 이동 메커니즘(위치/자세 변경 유닛)의 변화는 구동 코일(181)과 감지 코일(182)과 자장 발생 유닛(2)과 챔버 내의 강자성 부재 사이의 상대 위치를 변화시키지 않는 다. 따라서, 평면 이동 메커니즘(위치/자세 변경 유닛)의 변화는 챔버 내의 강자성 부재의 영향을 변화시키지 않고, 평면 이동 메커니즘(위치/자세 변경 유닛)의 변화로 인한 보정 데이터의 변화량이 작다. 결과적으로, 위치가 안정적으로 검출된다.

도55 및 도59를 참조하면, 구동 코일(181)은 교대 신호로서 역할하는 구동 신호를 발생시키기 위한 구동 신호 발생 유닛(183)에 연결된다. 구동 코일(181)은 구동 신호를 수신하여, 도59에 도시된 바와 같이 교대 자장을 발생시킨다. 교대 자장은 캡슐 의료 장치(72B)에 인가된다. 캡슐 의료 장치(72B) 내의 표지 코일(172a)은 교대 자장을 수신하여 안내 전류를 발생시킨다. 아울러, 표지 코일(172a)은 안내 전류에 의해 발생되는 교대 자장(안내 자장)을 발생시킨다.

복수의 감지 코일(182)은 구동 코일(181)에 의해 발생된 교대 자장 및 표지 코일(172a)에 의해 발생된 교대 자장을 수신하여, 검출된 데이터를 출력한다. 여기서, 구동 코일(181)에 의해 발생된 교대 자장에 대한 정보는 후술하는 보정 데이터를 사용하는 처리에 의해 처리되어, 삭제된다. 결과적으로, 표지 코일(172a)에 의해 발생된 교대 자장의 정보만이 복수의 감지 코일(182)의 검출된 데이터에 의해 얻어진다.

도59를 참조하면, 복수의 감지 코일(182)은 위치/자세 검출 유닛(184)에 연결되고, 복수의 감지 코일(182)에 의해 검출된 검출 데이터는 위치/자세 검출 유닛(184)으로 출력된다. 위치/자세 검출 유닛(184)은 입력된 검출 데이터에 기초하여 캡슐 의료 장치(72B)의 위치/자세를 검출(계산)한다.

도59는 캡슐 의료 장치(72B)의 위치 및 자세를 검출하기 위한 위치/자세 검출 메커니즘(171)의 구조 및 제5 실시예에 따른 검출 원리를 도시한다.

위치/자세 검출 메커니즘(171)은 생체로서 역할하는 환자(23) 내에 삽입되는 캡슐 의료 장치(72B) 내에 배열된 표지 코일(172a)과, 환자(23) 외부에 배열되는 구동 코일(181) 및 복수의 감지 코일(182; 자기 센서일 수 있음)과, 구동 코일(181)에 대한 교대 자장을 발생시키기 위한 구동 신호 발생 유닛(183)과, 감지 코일(182)로부터의 출력 신호에 기초하여 캡슐 의료 장치(72B)의 위치 또는 자세를 계산하기 위한 위치/자세 검출 유닛(184)과, 보정 데이터를 저장하기 위한 보정 데이터 저장 유닛(185)을 포함한다.

여기서, 보정은 표지 코일(172a)을 포함하는 캡슐 의료 장치(72B)를 환자(23) 내로 안내(삽입)하기 전에, 즉 표지 코일(172a)이 검출 영역 내에 배열되지 않은 상태에서, 구동 코일(181)만이 구동되고, 교대 자장이 발생되고, 그 다음 자장의 강도가 측정되는 것을 의미한다. 보정 데이터는 이러한 경우에 측정된 자장의 강도에 대한 데이터를 표시한다.

구동 코일(181)은 구동 신호 발생 유닛(183)으로부터 구동 신호를 공급함으로써 교대 자장을 발생시킨다. 안내 전류가 교대 자장을 사용함으로써 표지 코일(172a)로 흐르고, 교대 자장이 추가로 발생된다. 복수의 감지 코일(182)이 배열되어, 그의 배열 위치에서 구동 코일(181) 및 감지 코일(182)에 의해 발생되는 자장의 강도를 검출한다.

위치/자세 검출 유닛(184)은 감지 코일(182)의 출력과, 캡슐 의료 장치(72B) 를 환자(23) 내로 안내하기 전에 측정된 구동 코일(181)에 의해서만 발생된 자장 강도의 데이터(보정 데이터) 사이의 차이에 기초하여 표지 코일(172a)의 자장의 쌍극자 근사화 등에 의해 표지 코일(172a)의 위치 또는 자세를 검출한다.

다음의 장점이 도59에 도시된 구조 및 위치/자세 검출 원리를 사용함으로써 얻어진다.

즉, 자장을 사용한 위치 검출은 생체로 인한 감쇠로부터의 영향을 억제하여, 높은 정밀도로 위치를 검출한다. 교대 자장의 사용에 의한 위치 검출로 인해, 자장 발생 유닛(2)에 의한 다른 주파수의 교대 자장의 발생은 감지 코일(182)에 대한 주파수 대역을 제한하기 위한 필터의 배열을 갖는 위치 검출에 영향을 주지 않는다.

또한, 구동 코일(181)에 의해 발생되는 자장은 펄스 자장일 수 있다. 발생된 펄스 자장은 전류를 표지 코일(172a)로 안내하고, 공진 회로(172)가 전류를 감쇠시키면서 교대 자장이 발생된다. 감지 코일(182)은 이러한 경우에 자장을 검출한다. 이러한 경우에, 표지 코일(172a)의 자장만이 감지 코일(182)에 의해 검출되므로, 보정은 필요치 않고, 장치 구조가 단순화된다.

도60A는 변형예에 따른 도58에 도시된 자장 발생 유닛(2), 구동 코일(181), 및 감지 코일(182)의 배열 위치를 도시한다.

도60A를 참조하면, 구동 코일(181)은 침대(31)에 고정된다. 따라서, 구동 코일(181)의 크기가 증가된다. 구동 코일(181)의 크기가 증가됨에 따라, 넓은 자장이 효율적으로 발생된다.

또한, 자장 발생 유닛(2) 및 구동 코일(181)이 함께 이동하지 않으므로, 구동 코일(181)의 크기 증가는 침대(31)의 크기(폭 및 길이)에 영향을 주지 않고, 그러므로 장치의 크기는 감소된다.

도60B를 참조하면, 도58에 도시된 구조는 감지 코일(182)을 침대(31)의 내부에 그리고 침대(31)의 양 측면에 고정시킴으로써 변화된다. 변형예에 따르면, 감지 코일(182)의 개수가 증가된다.

감지 코일(182)을 침대(31)에 배열함으로써, 자장 발생 유닛(2)과 감지 코일(182)이 분리된다. 감지 코일(182)이 검출 영역을 증가시키기 위해 넓게 배열될 때, 이는 침대(31)의 크기 및 가동 범위(폭 및 길이)에 영향을 주지 않고, 그러므로 장치의 크기가 감소된다.

감지 코일(182)은 강자성 부재로서 역할하는 자장 발생 유닛(2)에 인접하여 변하는 코일 검출 특성을 갖는다. 도60B를 참조하면, 감지 코일(182)은 침대(31)에 배열되어, 자장 발생 유닛(2)으로부터의 감지 코일(182)의 거리를 증가시킨다. 아울러, 위치/자세 변경 유닛의 변화로 인한 감지 코일(182)의 특성 변화가 억제되고, 위치는 더 높은 정밀도로 검출된다.

도60C를 참조하면, 도60A에 도시된 구조에서, 또한, 감지 코일(182)은 침대(31)의 양 측면에 고정된다. 도60C에 도시된 구조에서, 구동 코일(181)은 침대(31)의 양 측면에 배열된다. 이러한 경우에, 도60A 및 도60B를 참조한 경우에서와 동일한 장점이 얻어진다.

구동 코일(181)이 수직 방향으로 침대(31) 상으로 배열되면, 평면 이동 메커 니즘의 변화는 감지 코일(182)을 이동시키지 않는다. 3차원 자장이 용이하게 발생되고, 위치/자세가 안정적으로 검출된다.

다음으로, 도55에 도시된 자기 안내 의료 장치(180)의 자기 안내 방법의 작동에 대한 설명이 주어진다.

도61을 참조하면, 자장을 안내하기 시작할 때, 단계(S1)에서, 자장 안내 유닛(2)과 환자(23)의 체강 내에서 삽입 유닛으로서 역할하는 캡슐 의료 장치(72B; 도61에서 캡슐로 축약됨) 사이의 상대 위치를 결정하기 위한 처리가 수행된다. 특히, 캡슐 의료 장치(72B)를 침대(31) 상의 환자(23) 내로 안내하기 전에, 데이터는 장치에 인접한 표지 코일(172a)을 갖는 캡슐 의료 장치(72B)가 없이 보정된다.

보정 시에, 위치/자세 변경 유닛(74D)은 침대(31)의 위치를 변화시키고, 동시에 감지 코일(182)은 그의 각각의 위치(전형적인 위치)에서 구동 코일(181)의 출력을 검출한다.

감지 코일(182)의 출력은 침대(31)의 위치와 관련된 보정 데이터 저장 유닛(185) 내에 저장된다.

위치/자세 검출 유닛(184)의 보정 후에, 도61을 참조하면, 단계(S2)에서, 캡슐 의료 장치(72B)는 침대(31) 상의 환자(23)의 신체 내에서 안내된다. 단계(S3)에서, 침대(31)의 위치는 이동되어 (예를 들어, 격자처럼 이동되어), 그의 복수의 위치에서 위치 검출을 수행한다. 단계(S4)에서, 침대(31)의 복수의 위치에서의 위치 검출 결과에 기초하여, 캡슐 의료 장치(72B)의 현재 위치가 예측된다. 단계(S5)에서, 위치/자세 제어 유닛(192)은 캡슐 의료 장치(72B)가 자장 발생 유 닛(2)의 중심축과 정합되도록 위치/자세 변경 유닛(74D)을 거쳐 침대(31)를 이동시킨다.

전술한 바와 같이, 위치/자세 검출 유닛(184)의 위치/자세 검출 정보에 기초하여, 제어 유닛(191) 및 자장 제어 유닛(95)은 침대(31) 및 발생 자장을 제어하여, 캡슐 의료 장치(72B)의 자기 안내 작동을 안정적으로 수행한다. 특히, 침대(31)의 현재 위치에 인접한 보정 데이터에 기초하여, 보정값이 현재 위치에서 근사화 및 추정에 의해 얻어진다.

도62는 전술한 보정값을 도시한다.

감지 코일(182)의 출력과 얻어진 보정값 사이의 차이에 기초하여, 위치/자세 검출 유닛(184)은 캡슐 의료 장치(72B)의 위치/자세를 계산한다.

침대(31)는 자장 발생 유닛(2)의 중심축이 계산된 위치에 있도록 이동된다.

제1 실시예와 유사하게, 전자석으로 흐르는 전류의 균형은 캡슐 의료 장치(72B)의 얻어진 위치에 대한 정보 및 자장 발생 유닛(2)의 높이 방향의 거리 정보에 기초하여 제어되어, 자장 제어 유닛(95)은 캡슐 의료 장치(72B)의 위치에서 원하는 자장을 발생시킨다.

제5 실시예에 따르면, 전술한 제어 작동에서, 다음의 장점이 얻어진다.

즉, 구동 코일(181) 및 감지 코일(182)이 자장 발생 유닛(2)에 고정되므로, 위치는 자장 발생 유닛(2) 상으로 캡슐 의료 장치(72B)를 배열하지 않으면 정밀하게 검출되지 않는다. 그 다음, 침대(31)는 이동되고, 검출에 적합한 위치가 스캔되어, 정밀한 위치 검출을 위한 위치를 검출하여 자장 발생 유닛(2)을 설정한다. 안내 작동의 시작 시점으로부터, 안정적인 제어가 가능하다.

자장 발생 유닛(2)으로부터 자장을 발생시키기 전에, 자장 발생 유닛(2) 및 캡슐 의료 장치(72B)의 위치/자세는 상대 위치/자세의 소정의 범위 내에 있게 되어, 안내 작동의 시작 시점으로부터 안내 작동에 적합한 자장을 발생시켜서 안정적인 제어 작동을 실현한다.

다음으로, 도63을 참조하여 다른 변형예에 따른 캡슐 의료 장치(72B)로부터 자장 제어 유닛(95)으로의 위치/자세 정보의 피드백 방법에 대한 설명이 주어진다. 또한, 도63을 참조하면, 캡슐 의료 장치는 캡슐로 축약된다.

전술한 제어 방법과 유사하게, 침대(31)의 위치는 자장 발생 유닛(2)의 중심축이 캡슐 의료 장치(72B)와 정합되도록 이동된다. 그 다음, 위치/자세가 다시 검출된다. 여기서, 캡슐 의료 장치(72B)의 얻어진 자세(방향)는 실제로 발생되는 자장의 방향과 정합된다.

자장 제어 유닛(95)은 원하는 자장을 발생시키기 위해, 실제로 발생되는 자장의 방향과 원래 발생되어야 했던 방향 사이의 차이에 기초하여 전자석으로 흐르는 전류를 제어하고 보상한다.

또한, 다른 변형예에 따른 안내 작동을 시작할 때까지의 시퀀스에 대한 설명이 주어진다.

침대(31) 상의 환자(23) 내로 캡슐 의료 장치(72B)를 안내할 때, 환자(23)의 초기 위치/초기 자세가 미리 결정되고, 캡슐 의료 장치(72B)는 소정의 위치/자세의 환자(23) 내로 안내된다. 이러한 경우에, 침대(31)가 표지되고, 환자(23)의 초기 위치 또는 초기 자세는 표지에 따라 결정된다. 표지로서, 기준으로서 역할하는 선이 침대(31)에 대해 제공될 수 있거나, 레이저가 사용될 수 있다. 아울러, 침대(31)의 이동은 환자(23)의 초기 위치 및 초기 자세를 결정할 수 있다.

이러한 경우에, 침대(31)는 자장 발생 유닛(2)의 중심축이 캡슐 의료 장치(72B)의 안내 위치에 인접하게 위치되도록 이동된다. 아울러, 위치는 자장 발생 유닛(2)을 이동시킨 후에 검출될 수 있고, 미세 제어 작동은 자장 발생 유닛(2)의 중심축이 캡슐 의료 장치(72B)와 정합되도록 수행될 수 있다.

그 다음, 최적 위치의 검출은 침대(31)의 이동을 필요로 하지 않고, 유리하게는, 초기 위치로의 이동은 단시간 내에 가능하다. 아울러, 유리하게는, 미세 제어 작동은 침대(31)의 위치를 최적 초기 위치로 설정한다.

또한, 침대(31) 상의 환자(23) 내에서 캡슐 의료 장치(72B)를 안내하는 것 대신에, 캡슐 의료 장치(72B)는 침대(31) 상의 소정의 위치에 배열될 수 있다. 이러한 경우에, 캡슐 의료 장치(72B)의 배열 위치는 자장 발생 유닛(2)의 중심축과 정합될 수 있다. 아울러, 캡슐 의료 장치(72B)의 소정의 배열 위치가 자장 발생 유닛(2)의 중심축과 정합된 후에, 위치 검출이 시작되고, 침대(31)는 캡슐 의료 장치(72B)의 위치가 자장 발생 유닛(2)의 중심축과 정합되도록 이동된다. 이러한 상태에서, 캡슐 의료 장치(72B)는 환자(23)의 신체 내에서 안내되어, 안내 작동을 시작한다. 그 다음, 다음의 장점이 얻어진다.

즉, 캡슐 의료 장치(72B)의 초기 위치가 침대(31)에 대해 결정되므로, 침대(31)의 위치는 최적 초기 위치로 용이하게 설정된다.

구동 코일(181) 및 감지 코일(182)이 위치를 검출하기 위해 침대(31)에 고정되면, 캡슐 의료 장치(72B)가 안내될 때 위치가 검출된다. 침대는 자장 발생 유닛(2)의 중심축이 검출된 위치와 정합되도록 이동될 수 있다.

그 다음, 위치 검출 범위가 넓으므로, 침대(31)는 캡슐 의료 장치(72B)의 위치를 검색하기 위해 이동되지 않는다. 유리하게는, 침대는 단시간 내에 초기 위치로 이동된다.

또한, 제5 실시예에 따르면, 자장 발생 유닛(2)이 고정되고, 침대(31)가 이동된다. 본 발명은 제1 실시예에 따라 자장 발생 유닛(2)을 이동시키는 경우에 대해 적용될 수 있다.

전술한 방법은 전자파 또는 초음파를 사용하는 다른 위치 검출의 경우에 유사한 장점을 갖는다.

도64A는 다른 변형예에 따른 자장 발생 유닛(2H)을 도시한다. 자장 발생 유닛(2H)은 전자석을 형성하는 강자성 부재 유닛에서 특징을 갖는다.

도64B를 참조하면, 예를 들어, 보조 자극 부분으로서 역할하는, 전자석(5)의 코어 부분 및 강자성 부재(195; 도체)가 절연체(196)에 의해 미세하게 분할된다. 동일한 구조가 다른 전자석(4a, 4b)과, (도64A에 도시되지 않은) 전자석(3)의 보조 자극 부분으로서 역할하는 코어 부분 및 강자성 부재(195; 도체)에 대해 사용된다.

전술한 구조는 다음의 장점을 제공한다.

즉, 전자석 코어 부재 및 보조 자극 부분은 철 또는 니켈을 함유한 전도성 강자성 부재를 포함한다. 이러한 경우에, 에디 전류가 위치 검출부(위치/자세 검 출 유닛(184))에 의해 사용되는 교대 자장 내에서 발생되어, 교대 자장의 나선형 분포에 영향을 준다. 따라서, 위치 검출 정밀도가 악화된다. 그 다음, 절연체(196)는 보조 자극 부분으로서 역할하는, 코어 부분 및 강자성 부재(195)를 미세하게 분할하여, 발생되는 자장의 강도를 변화시키지 않고서 에디 전류를 억제하고 위치/자세 검출의 안정성 및 정밀도를 개선한다. 결과적으로, 피드백 작동에 대한 위치/자세의 안정성 및 정밀도의 개선은 삽입 유닛에 인접하여 발생되는 발생 자장의 정밀도를 상승시키고, 안정적인 제어 작동을 가능케 한다.

또한, 전술한 실시예들을 부분적으로 조합함으로써 구성되는 다른 실시예가 본 발명에 속한다.

신체 내에 삽입되는 캡슐 의료 장치와 같은 생체 삽입 의료 장치는 자장에 의해 작동되는 자석 등을 포함한다. 생체 삽입 의료 장치의 위치는 자장 발생 유닛의 위치 이동을 검출하고 제어하기 위해 신체의 외부에 배열된 자장 발생 유닛에 의해 생체 삽입 의료 장치를 자기적으로 안내할 때 검출된다. 따라서, 생체 삽입 의료 장치가 신체 내에서 광범위하게 이동될 때에도, 작동을 안내하기 위한 자장이 자장 발생 유닛을 사용하여 발생된다.

Claims

자기 안내 의료 장치이며,

생체의 체강 내에 삽입되는 삽입 유닛을 갖는 의료 장치와,

삽입 유닛의 위치 및 자세 중 적어도 하나를 검출하는 위치/자세 검출 유닛과,

평면 상에 축방향으로 대칭으로 배열되고, 평면에 직교하는 방향으로의 자화 방향을 갖는, 적어도 3개의 전자석을 갖는 자장 발생 유닛과,

자장 발생 유닛에 의해 발생되는 자장을 제어하는 자장 제어 유닛과,

위치/자세 검출 유닛에 의해 얻어진 삽입 유닛의 위치 및 자세에 대한 정보에 따라 자장 발생 유닛과 삽입 유닛 사이의 상대 위치/자세를 변화시키는 위치/자세 변경 유닛과,

삽입 유닛에 배열된 자장 작용 유닛을 포함하고,

상기 위치/자세 변경 유닛은,

상기 자장 발생 유닛 및 침대를 상기 평면 내에서 상대적으로 평면-이동시키는 평면 이동 메커니즘을 구비하는 동시에,

상기 자장 작용 유닛에 상기 자장 발생 유닛이 상기 자장 발생 유닛의 상기 평면에 대략 직교하는 방향으로 발생하는 자장을 인가시켜, 상기 의료 장치를 안내하는 것을 특징으로 하는 자기 안내 의료 장치.
제1항에 있어서, 자장 발생 유닛은,

2개의 전자석을 포함하는 제1 전자석 유닛과,

하나의 전자석을 포함하는 제2 전자석 유닛을 포함하고,

제1 전자석 유닛을 형성하는 2개의 전자석은 서로 대향하는 자화 방향을 갖도록 소정의 간격으로 평면 상에 배열되고,

제2 전자석 유닛을 형성하는 하나의 전자석은 제1 전자석 유닛을 형성하는 2개의 전자석들의 중심에 배열되는 자기 안내 의료 장치.
제2항에 있어서, 자장 발생 유닛은,

2개의 전자석을 포함하는 제3 전자석 유닛을 더 포함하고,

제3 전자석 유닛을 형성하는 2개의 전자석은 서로 대향하는 자화 방향을 갖도록 소정의 간격으로 평면 상에 배열되고,

제3 전자석 유닛 및 제1 전자석 유닛은 평면 상에서 서로에 대해 직교하고, 제3 전자석 유닛의 중심 부분은 제2 전자석 유닛과 정합되도록 배열되는 자기 안내 의료 장치.
제2항에 있어서, 자장 제어 유닛은 위치/자세 검출 유닛에 의해 얻어진 삽입 유닛의 위치 정보에 기초하여, 평면에 대한 수직 방향으로 제2 전자석 유닛 및 다른 전자석 유닛의 상대 위치를 변화시키는 상대 위치 제어 유닛을 포함하는 자기 안내 의료 장치.
제2항에 있어서, 자장 제어 유닛은 평면 상에서 자장 발생 유닛을 회전시키는 회전 메커니즘을 포함하는 자기 안내 의료 장치.
제1항에 있어서, 자장 발생 유닛은,

2개의 전자석을 포함하는 제1 전자석 유닛과,

2개의 전자석을 포함하는 제3 전자석 유닛을 포함하고,

제1 전자석 유닛을 형성하는 2개의 전자석은 서로 대향하는 자화 방향을 갖도록 소정의 간격으로 평면 상에 배열되고,

제3 전자석 유닛을 형성하는 2개의 전자석은 서로 대향하는 자화 방향을 갖도록 소정의 간격으로 평면 상에 배열되고,

제1 전자석 유닛 및 제3 전자석 유닛은 평면 상에서 서로 직교하고, 그의 중심 부분들은 서로 정합되도록 배열되는 자기 안내 의료 장치.
제1항에 있어서, 자장 발생 유닛은 삽입 유닛을 개재시키기 위해 전자석들 중 적어도 하나와 대면하는 적어도 하나의 전자석을 더 포함하는 자기 안내 의료 장치.
삭제
제1항에 있어서, 위치/자세 변경 유닛은 삽입 유닛이 자장 발생 유닛의 대칭축 상에 존재하도록, 위치/자세 검출 유닛에 의해 얻어진 삽입 유닛의 위치 정보에 기초하여, 평면 이동 메커니즘을 제어하는 평면내 위치 제어 유닛을 포함하는 자기 안내 의료 장치.
제1항에 있어서, 위치/자세 변경 유닛은 자장 발생 유닛 및 생체를 평면에 대한 수직 방향으로 상대 이동시키는 수직 이동 메커니즘을 포함하는 자기 안내 의료 장치.
제10항에 있어서, 위치/자세 변경 유닛은 평면에 대한 수직 방향으로의 자장 발생 유닛과 삽입 유닛 사이의 거리를 일정하게 설정하기 위해, 위치/자세 검출 유닛에 의해 얻어진 삽입 유닛의 위치 정보에 기초하여, 수직 이동 메커니즘을 제어하는 수직 위치 제어 유닛을 포함하는 자기 안내 의료 장치.
제1항에 있어서, 자장 제어 유닛은 복수의 전자석으로 흐르는 전류를 제어하는 전자석 전류 제어 유닛을 포함하고,

전자석 전류 제어 유닛은 위치/자세 검출 유닛에 의해 검출된 삽입 유닛의 위치에서 임의의 방향으로 자장을 발생시키기 위해 전자석으로 흐르는 전류를 제어하는 자기 안내 의료 장치.
제1항에 있어서, 자장 제어 유닛은 복수의 전자석 각각으로 흐르는 전류의 정보 및 서로 관련된 대칭축 상의 위치에서의 발생 자장의 정보를 저장하는 발생 자장 저장 유닛을 포함하고,

자장 제어 유닛은 위치/자세 검출 유닛에 의해 얻어진 삽입 유닛의 위치 정보, 발생 자장 저장 유닛에 의해 저장된 전자석의 전류 정보, 및 대칭축 상에서의 발생 자장의 정보에 따라, 자장 발생 유닛을 제어하는 자기 안내 의료 장치.
제1항에 있어서, 삽입 유닛은 자장 측정 유닛을 포함하고,

자장 제어 유닛은 위치/자세 검출 유닛에 의해 얻어진 삽입 유닛의 위치 및 자세, 및 자장 측정 유닛에 의해 얻어진 자장에 따라, 자장 발생 유닛에 의해 발생되는 자장을 제어하는 자기 안내 의료 장치.
제1항에 있어서, 자장 제어 유닛은 발생되어야 하는 자장의 방향과 위치/자세 검출 유닛에 의해 얻어진 삽입 유닛의 자세 사이의 차이에 기초하여 자장 발생 유닛을 제어하는 자기 안내 의료 장치.
제1항에 있어서, 위치/자세 검출 유닛은 전자기파를 발생시키는 삽입 유닛에 배열된 전자기파 발생 유닛과, 생체 외부에서 전자기파를 수신하는 적어도 하나의 수신 유닛을 포함하고,

위치 및 자세 중 적어도 하나가 수신 유닛에 의해 수신된 전자기파의 강도에 기초하여 검출되는 자기 안내 의료 장치.
제16항에 있어서, 위치/자세 변경 유닛의 작동에 의해 자장 발생 유닛에 대한 그의 위치를 변화시키는 프레임이 제공되고, 수신 유닛이 프레임에 고정되는 자기 안내 의료 장치.
제16항에 있어서, 수신 유닛은 자장 발생 유닛에 대해 고정되는 자기 안내 의료 장치.
제1항에 있어서, 위치/자세 검출 유닛은,

삽입 유닛에 배열된 표지 코일과,

생체 외부에 배열되어 표지 코일에 의해 발생되는 자장의 강도를 검출하는 복수의 자기 센서와,

복수의 자기 센서에 의해 검출된 자장에 기초하여, 삽입 유닛의 위치 및 자세 중 적어도 하나를 계산하기 위한 위치/자세 계산 유닛을 포함하는 자기 안내 의료 장치.
제19항에 있어서, 자기 센서는 자장 발생 유닛에 대해 고정되는 자기 안내 의료 장치.
제19항에 있어서, 위치/자세 변경 유닛의 작동에 의해 자장 발생 유닛에 대한 그의 상대 위치를 변화시키는 프레임이 제공되고, 자기 센서가 프레임에 고정되는 자기 안내 의료 장치.
제19항에 있어서, 생체 외부에 배열되어, 표지 코일이 유도 자장을 발생시키도록 가변 자장을 발생시키는 구동 코일을 더 포함하는 자기 안내 의료 장치.
제22항에 있어서, 위치/자세 검출 유닛은 구동 코일에 의해 발생되는 가변 자장만이 복수의 자기 센서에 인가될 때, 복수의 자기 센서의 출력으로서 역할하는 보정 데이터를 저장하는 보정 데이터 저장 유닛을 더 포함하고,

삽입 유닛의 위치/자세는 구동 코일에 의해 발생된 가변 자장 및 가변 자장에 의해 유도된 표지 코일에 의해 발생된 유도 자장을 복수의 자기 센서에 인가할 때, 복수의 자기 센서의 출력 및 보정 데이터 저장 유닛 내에 저장된 보정 데이터에 기초하여 계산되는 자기 안내 의료 장치.
제23항에 있어서, 보정 데이터 저장 유닛은 위치/자세 변경 유닛의 복수의 위치 및 자세, 및 이들 사이의 서로 관련된 위치 및 자세에 따른 보정 데이터를 저장하고,

위치/자세 계산 유닛은 보정 데이터 저장 유닛 내에 저장된 보정 데이터에 기초하여 위치/자세 변경 유닛의 위치 및 자세에 따라 보정 데이터를 얻고,

삽입 유닛의 위치 및 자세 중 적어도 하나는 자기 센서의 출력 및 위치/자세 계산 유닛에 의해 얻어진 보정 데이터에 기초하여 계산되는 자기 안내 의료 장치.
제22항에 있어서, 구동 코일은 자장 발생 유닛에 대해 고정되는 자기 안내 의료 장치.
제22항에 있어서, 위치/자세 변경 유닛의 작동에 의해 자장 발생 유닛에 대한 그의 위치를 변화시키는 프레임이 제공되고, 구동 코일이 프레임에 고정되는 자기 안내 의료 장치.
제1항에 있어서, 3개의 전자석 중 적어도 임의의 하나의 코어가 강자성 부재를 포함하고, 코어의 자화 방향에 대한 수직 평면 상에서의 단면적은 생체에 인접한 단부 표면 상에서 최대인 자기 안내 의료 장치.
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제1항에 있어서, 위치/자세 변경 유닛은 자장 발생 유닛과 생체를 상대적으로 기울이는 경사 이동 메커니즘을 포함하는 자기 안내 의료 장치.
제1항에 있어서, 상기 자장 발생 유닛은 회전 자장을 발생하고,

상기 위치/자세 변경 유닛은, 상기 자장 작용 유닛에 상기 자장 발생 유닛이 상기 자장 발생 유닛의 상기 평면에 대략 직교하는 방향으로 발생하는 상기 회전 자장을 인가시켜, 상기 의료 장치를 안내하는 것을 특징으로 하는 자기 안내 의료 장치.
제1항에 있어서, 상기 자장 발생 유닛은 회전 자장을 발생하고,

상기 위치/자세 변경 유닛은, 상기 자장 작용 유닛에 상기 자장 발생 유닛이 상기 자장 발생 유닛의 상기 평면에 대략 직교하는 방향으로 대략 원기둥 형상 혹은 타원 구 형상의 안내 가능 범위에 발생하는 상기 회전 자장을 인가시켜, 상기 의료 장치를 안내하는 것을 특징으로 하는 자기 안내 의료 장치.