FR2474302A1 - Medical microwave appts. for cancer treatment or diagnosis - has antenna and required body area positioned at respective foci of dished reflector - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention est relative à une installation médicale pour la transmission et la réception d'énergie micro-ondes destinée à des tissus biologiques ou en provenant, et plus particulièrement à une installation médicale utilisée pour la thérapie par hyperthermie qui est préférée actuellement pour le traitement du cancer chez lthomme. The present invention relates to a medical installation for the transmission and reception of microwave energy intended for biological tissues or coming therefrom, and more particularly to a medical installation used for hyperthermia therapy which is currently preferred for treatment. cancer in humans.
On a mis récemment en pratique une thermothérapie des tumeurs internes telles que le cancer, etc., connue sous le nom de thérapie par hyperthermie, et qui rend possible la guérison de tissus lésés par un cancer sans avoir recours à une opération chirurgicale, tout en permettant d'attendre des effets importants du traitement du fait qu'on sait par expérience que des tissus atteints par un cancer ont leur activité réduite quand leur température est un peu au-dessus de la température normale du corps humain, soit par exemple, au-dessus ou au-dessous de 42 C, ces tissus pouvant etre guéris au moyen d'un traitement par chauffage continu. Thermotherapy of internal tumors such as cancer, etc., has recently been put into practice, known as hyperthermia therapy, which makes it possible to heal tissue damaged by cancer without the need for surgery, while allowing to expect important effects of the treatment because it is known from experience that tissues affected by cancer have their reduced activity when their temperature is a little above the normal temperature of the human body, for example, at above or below 42 C, these tissues can be cured by means of a treatment by continuous heating.
On a essayé et mis en oeuvre divers procédés pour chauffer les tissus dans lesquels s'est développée une tumeur interne, et on sait qu'un traitement relativement efficace consiste en l'irradiation du tissu par une énergie micro-ondes ou hyperfréquence. Du fait qu'il est facile d'obtenir l'énergie au moyen d'une source de microondes et d'un dispositif d'antenne, on peut appliquer le traitement de chauffage ou thermique avec une grande précision et beaucoup de sécurité par l'envoi continu ou intermittent de l'énergie micro-ondes au tissu qui en a besoin et en réglant de façon optimale l'intensité de l'énergie. Various methods have been tried and implemented for heating the tissues in which an internal tumor has developed, and it is known that a relatively effective treatment consists in irradiating the tissue with microwave or microwave energy. Since it is easy to obtain energy by means of a microwave source and an antenna device, the heating or thermal treatment can be applied with great precision and great security by continuous or intermittent transmission of microwave energy to the tissue that needs it and optimally adjusting the intensity of the energy.
Dans les cas ordinaires, l'installation courante échauffe cependant les tissus sains qui sont à proximité du tissu malade et il provoque inévitablement des dégats aux tissus sains pendant le traitement, du fait que le dispositif d'antenne qui est étroitement fixé à la surface du corps d'un patient transmet par diffusion l'énergie en micro-ondes dans la zone située autour du tissu ayant besoin du traitement. Cet instrument classique tel qu'il est mentionné ci-dessus doit régler l'énergie micro-ondes lorsqu'elle est utilisée en pratique de manière que les tissus sains ne subissent pas de dégâts importants, la durée pendant laquelle le traitement est administré ne pouvant pas être poursuivie suffisamment longtemps pour obtenir l'effet principal recherché. In ordinary cases, the current installation, however, heats the healthy tissue which is near the diseased tissue and it inevitably causes damage to the healthy tissue during treatment, since the antenna device which is tightly fixed to the surface of the a patient's body transmits microwave energy to the area around the tissue in need of treatment. This conventional instrument as mentioned above must regulate the microwave energy when it is used in practice so that healthy tissue does not suffer significant damage, the duration during which the treatment is administered cannot not be continued long enough to achieve the desired main effect.
D'un autre côté, lorsqu'on a recours à une thérapie par hyperthermie telle que décrite ci-dessus, il faut mesurer la température du tissu de la tumeur pour savoir si elle est maintenue à la température requise ou non. On the other hand, when hyperthermia therapy as described above is used, the temperature of the tumor tissue must be measured to know whether it is being maintained at the required temperature or not.
Pour mesurer avec une précision'élevée la température d'un tissu interne situé à une certaine profondeur, il est utile de mesurer l'intensité de l'énergie micro-ondes rayonnée à partir du tissu tumoral concerné. La mesure au moyen des micro-ondes constitue également un procédé extrêmement utile pour la mesure de la température des tissus internes, non seulement pour le traitement du cancer mentionné dans ce qui précède, mais également pour les autres tumeurs internes ordinaires. En d'autres termes, dans le cas où il existe une tumeur interne dans le corps, la température du tissu dans lequel s'est développée une tumeur est plus élevée que celle des tissus normaux qui sont dans son voisinage. Connaissant la répartition des températures dans le tissu, on peut déterminer avec une extrême facilité et une très grande sécurite l'existence, les dimensions et la forme de la tumeur interne.Il est bien connu qutun matériau pourvu d'une source de chaleur rayonne toujours de l'énergie micro-ondes selon une intensité qui correspond à sa température, et que la détection de l'énergie micro-ondes dans une certaine gamme de fréquences peut montrer la répartition de la température du matériau.To measure with high precision the temperature of an internal tissue located at a certain depth, it is useful to measure the intensity of the microwave energy radiated from the tumor tissue concerned. Microwave measurement is also an extremely useful method for measuring the temperature of internal tissues, not only for the treatment of the cancer mentioned above, but also for other ordinary internal tumors. In other words, in the case where there is an internal tumor in the body, the temperature of the tissue in which a tumor has grown is higher than that of normal tissues which are in its vicinity. Knowing the temperature distribution in the tissue, one can determine with extreme ease and very great security the existence, the dimensions and the shape of the internal tumor. It is well known that a material provided with a heat source always radiates microwave energy at an intensity that corresponds to its temperature, and that the detection of microwave energy in a certain frequency range can show the temperature distribution of the material.
Dans la pratique, on met en oeuvre en tant qu'appareillage thermographique, un appareillage de mesure de la répartition de la température sur la surface du corps, cet appareillage thermographique détectant les rayons infrarouges rayonnés à partir de la surface du corps. Cependant, cet appareillage classique ne peut être appliqué que pour la mesure de la répartition de la température sur la surface du corps, et il est impossible de l'utiliser pour mesurer la température interne du corps, spécialement à une certaine profondeur.En d'autres termes, les rayons infrarouges émis à partir de la source thermique à l'intérieur du corps diminuent de façon importante lors de leur transit au travers des tissus, pour devenir extrêmement faibles et il en résulte qu'il est impossible de mesurer directement les rayons infrarouges rayonnés à partir de la surface du corps selon la résolution souhaitée ; l'appareillage ne convient donc pas pour mesurer la température interne du corps.Il est également impossible de mesurer avec précision la température interne du corps même en utilisant un appareillage dans lequel une énergie micro-ondes émise à partir d'une source de chaleur interne est détectée par un détecteur de micro-ondes que l'on peut fixer étroitement contre la surface du corps, du fait que les micro-ondes sont rayonnées dans toutes les directions à partir de la source de chaleur et que l'énergie est reçue très faiblement par le détecteur micro-ondes fixé à la surface du corps. In practice, an apparatus for measuring the temperature distribution on the surface of the body is used as thermographic apparatus, this thermographic apparatus detecting the infrared rays radiated from the surface of the body. However, this conventional apparatus can only be applied for the measurement of the temperature distribution on the surface of the body, and it is impossible to use it to measure the internal temperature of the body, especially at a certain depth. in other words, the infrared rays emitted from the thermal source inside the body decrease significantly during their transit through the tissues, to become extremely weak and as a result it is impossible to measure the rays directly. infrared radiated from the surface of the body at the desired resolution; the device is therefore not suitable for measuring the internal body temperature.It is also impossible to measure the internal body temperature precisely even using a device in which microwave energy emitted from an internal heat source is detected by a microwave detector which can be fixed tightly against the surface of the body, since microwaves are radiated in all directions from the heat source and energy is received very weakly by the microwave detector attached to the surface of the body.
En conséquence, le but général de l'invention est de fournir une installation médicale grâce à laquelle l'énergie micro-ondes provenant d'une source de microondes puisse être amenée de façon efficace par convergence sur un tissu désiré situé à l'intérieur du corps et qui doit être chauffé, et l'énergie thermique des micro-ondes rayonnée à partir du tissu choisi puisse être reçue par convergence à partir d'une surface étendue située autour du tissu choisi de manière que l'on puisse mesurer la température du tissu choisi sur la base de l'intensité de l'énergie micro-ondes. Consequently, the general aim of the invention is to provide a medical installation by means of which the microwave energy coming from a microwave source can be brought efficiently by convergence on a desired tissue located inside the body and which must be heated, and the microwave thermal energy radiated from the selected tissue can be received by convergence from an extended area around the selected tissue so that the temperature of the fabric chosen based on microwave energy intensity.
Conformément à l'invention, ce but est atteint au moyen d'une installation médicale comprenant un réflecteur de micro-ondes comprenant un sphéroïde pourvu de deux foyers et qui réfléchit l'énergie micro-ondes, l'un des foyers étant positionné en convergence sur le tissu à examiner et à traiter, et un dispositif d'antenne à micro-ondes étant placé à l'autre foyer du réflecteur micro-ondes pour transmettre ou recevoir l'énergie microondes. According to the invention, this object is achieved by means of a medical installation comprising a microwave reflector comprising a spheroid provided with two focal points and which reflects microwave energy, one of the focal points being positioned in convergence on the tissue to be examined and treated, and a microwave antenna device being placed at the other focal point of the microwave reflector for transmitting or receiving microwave energy.
Les caractéristiques de la présente invention apparaîtront clairement à la lecture de la description qui suit et avec référence aux dessins ci-annexés où des références similaires sont utilisées pour désigner des éléments similaires, dessins dans lesquels
- la figure 1 est une représentation schématique d'une installation médicale selon l'invention
- la figure 2 est une vue en perspective schématique représentant un premier mode de réalisation préféré d'installation médicale selon l'invention
- la figure 3 est une vue en perspective schématique représentant un second mode de réalisation
- la figure 4 est une vue en perspective schématique représentant un troisième mode de réalisation
- la figure 5 est une vue en perspective schématique représentant un quatrième mode de réalisation ~
- la figure 6 est une vue en perspective schématique représentant un cinquième mode de réalisation
- la figure 7 est une vue en perspective schématique représentant un sixième mode de réalisation
- la figure 8 est une vue en perspective schématique représentant un septième mode de réalisation de l'invention ; et
- la figure 9 est un schéma-blocs montrant un circuit de commande pour les modes de réalisation décrits de l'invention.The characteristics of the present invention will become apparent on reading the description which follows and with reference to the attached drawings where similar references are used to designate similar elements, drawings in which
- Figure 1 is a schematic representation of a medical installation according to the invention
- Figure 2 is a schematic perspective view showing a first preferred embodiment of medical installation according to the invention
- Figure 3 is a schematic perspective view showing a second embodiment
- Figure 4 is a schematic perspective view showing a third embodiment
- Figure 5 is a schematic perspective view showing a fourth embodiment ~
- Figure 6 is a schematic perspective view showing a fifth embodiment
- Figure 7 is a schematic perspective view showing a sixth embodiment
- Figure 8 is a schematic perspective view showing a seventh embodiment of the invention; and
- Figure 9 is a block diagram showing a control circuit for the described embodiments of the invention.
Référence étant maintenant faite plus particulièrement aux dessins, la figure 1 est une représentation schématique de l'installation médicale conforme à l'invention. Un réflecteur micro-ondes 24 est installé audessus d'un patient 20 couché sur un lit 22, et le réflecteur micro-ondes 24 comprend une surface réfléchissante interne 24a formée à l'intérieur d'un sphéroïde pourvu de deux foyers f1 et f2, constitués tous deux par des points couplés et aplanétiques du sphéroïde. Une énergie micro-ondes émise à partir de l'un des foyers converge de façon aplanétique vers l'autre foyer sans qu'il y ait de relation avec son angle de rayonnement, et les micro-ondes émises à partir d'un foyer peut converger sur l'autre foyer sans agrandissement, réduction ou défaut de mise au point des micro-ondes. Reference is now made more particularly to the drawings, Figure 1 is a schematic representation of the medical installation according to the invention. A microwave reflector 24 is installed above a patient 20 lying on a bed 22, and the microwave reflector 24 comprises an internal reflecting surface 24a formed inside a spheroid provided with two foci f1 and f2, both consisting of coupled and aplanatic points of the spheroid. Microwave energy emitted from one hearth converges aplanatically towards the other hearth without any relation to its radiation angle, and microwaves emitted from one hearth can converge on the other focus without enlargement, reduction or lack of focus of the microwaves.
Un foyer f1 du réflecteur 24 mentionné ci-dessus est positionné en convergence sur le tissu du patient 20 qui doit être examiné ou traité, et l'autre foyer f2, où viennent également converger les rayons, est placé sur l'ouverture 26a du dispositif d'antenne 26. Quand on couple une source micro-ondes au dispositif d'antenne pour micro-ondes 26, l'énergie micro-ondes émise à partir du dispositif à antenne 26 est réfléchie sur la surface interne 24a du réflecteur 24 et converge au foyer fl, comme le montrent les traits mixtes de la figure 1, et pratiquement toute l'énergie micro-ondes émise à partir de la source de micro-ondes irradie efficacement les tissus du patient 20 qui doivent être traités lorsqu'ils sont atteints d'un cancer, etc., avec une perte minimale d'énergie micro-ondes permettant d'effectuer le traitement thermique désiré.Selon la présente invention et au moyen de l'énergie micro-ondes que l'on fait converger sur le tissu placé au foyer fi, les autres tissus sains et vivants se trouvant à proximité du tissu traité ne reçoivent qu'une énergie micro-ondes relativement faible, ce qui permet d'appliquer le traitement thermique au tissu affecté d'une tumeur de façon sélective et dans des conditions les plus commodes et les plus sures. A focal point f1 of the above-mentioned reflector 24 is positioned in convergence on the patient's tissue 20 which is to be examined or treated, and the other focal point f2, where the rays also come to converge, is placed on the opening 26a of the device antenna 26. When a microwave source is coupled to the microwave antenna device 26, the microwave energy emitted from the antenna device 26 is reflected on the internal surface 24a of the reflector 24 and converges at focus fl, as shown in the phantom lines in Figure 1, and substantially all of the microwave energy emitted from the microwave source effectively irradiates the patient's tissues 20 which must be treated when affected cancer, etc., with minimal loss of microwave energy to perform the desired heat treatment. According to the present invention and by means of microwave energy which is made to converge on the tissue. placed in the hearth fi, the other healthy and living tissues ts in the vicinity of the treated tissue receive relatively low microwave energy, which allows heat treatment to be applied to the tumor affected tissue selectively and under the most convenient and safe conditions .
En connectant un appareil de mesure de la température au dispositif d' antenne 26 mentionné ci-dessus, l'énergie micro-ondes émise à partir du tissu placé au foyer fi et constituant une soruce de chaleur est réfléchie sur la surface interne 24a du réflecteur 24, et pratiquement toute l'énergie micro-ondes émise converge vers le dispositif d'antenne 26, ce qui permet de mesurer rapidement et avec précision la température interne du patient 20. En d'autres termes, la faible énergie micro-ondes qui s'échappe de l'intérieur du patient 20 est rayonnée dans toutes les directions, mais grâce à la présente invention le réflecteur 24 fait converger efficacement la faible énergie micro-ondes rayonnée vers le dispositif d'antenne 26 qui est placé à l'autre foyer f2. By connecting a temperature measuring device to the antenna device 26 mentioned above, the microwave energy emitted from the tissue placed at the focal point and constituting a heat soruce is reflected on the internal surface 24a of the reflector 24, and practically all the microwave energy emitted converges on the antenna device 26, which makes it possible to quickly and precisely measure the internal temperature of the patient 20. In other words, the low microwave energy which escapes from inside the patient 20 is radiated in all directions, but thanks to the present invention the reflector 24 effectively converts the low radiated microwave energy towards the antenna device 26 which is placed at the other focus f2.
L'énergie micro-ondes qui converge est reçue sous forme de signaux électriques capables de mesurer l'intensité de l'énergie micro-ondes correspondant à la température interne du patient 20.The converging microwave energy is received in the form of electrical signals capable of measuring the intensity of the microwave energy corresponding to the internal temperature of the patient 20.
Dans le mode de réalisation de la figure 1, le réflecteur de micro-ondes 24 est découpé tout autour sur son rebord dans la zone indiquée par le trait mixte. Cet espace libre 24b évite toute collision entre le réflecteur 24 et le patient 20 lors de la mise au point sur le tissu visé du patient 20 au foyer fi du réflecteur 24, et cet espace permet en outre de mettre au point avec précision le foyer fi du réflecteur 24 sur un tissu du patient 20 situé à une certaine profondeur. In the embodiment of Figure 1, the microwave reflector 24 is cut all around on its rim in the area indicated by the dashed line. This free space 24b avoids any collision between the reflector 24 and the patient 20 during the development on the targeted tissue of the patient 20 at the focus fi of the reflector 24, and this space also makes it possible to precisely focus the focus fi of the reflector 24 on a tissue of the patient 20 located at a certain depth.
La figure 2 représente un premier mode de réalisation d'installation médicale conforme à la présente invention. Le réflecteur de micro-ondes 24 est supporté de façon fixe sur une base 30 au moyen d'un mécanisme de positionnement 28. FIG. 2 represents a first embodiment of a medical installation in accordance with the present invention. The microwave reflector 24 is fixedly supported on a base 30 by means of a positioning mechanism 28.
Supposant que l'axe du corps constitue la direction de l'axe Y, que la direction horizontale à angle droit par rapport à l'axe Y constitue l'axe X et que la direction verticale et à angle droit par rapport à l'axe Y constitue l'axe Z, le mécanisme de positionnement 28 de la figure 1 détermine la position par rapport à chaque axe au moyen d'un moteur de réglage 32 en direction X, d'un moteur de réglage 34 en direction Y et un moteur de réglage 36 en direction Z. Assuming that the body axis constitutes the direction of the Y axis, that the horizontal direction at right angles to the Y axis constitutes the X axis and that the vertical direction and at right angles to the axis Y constitutes the axis Z, the positioning mechanism 28 of FIG. 1 determines the position relative to each axis by means of an adjustment motor 32 in direction X, of an adjustment motor 34 in direction Y and a motor adjustment 36 in direction Z.
En d'autres termes, la base 30 comprend deux gorges de guidage 38 et une crémaillère de guidage 40, et un coulisseau 42 se déplaçant en direction de l'axe X est monté coulissant sur la base 30 et se déplace dans la direction X le long des gorges de guidage 38. Ce mouvement en direction X est commandé par un moteur de réglage 32 en direction X qui est fixé au coulisseau 42 se déplaçant dans la direction X. Le pignon, non représente, fixé au moteur de réglage 32 en direction X coopère avec la crémaillère de guidage 40 mentionnée ci-dessus, et l'entraînement du moteur de réglage 32 en direction X et qui consiste en un moteur à impulsions, ou autre, peut sélectionner, grâce à un certain degré de rotation la position désirée dans la direction X. Au coulisseau 42 se déplaçant dans la direction X est fixé un support 44 sur lequel est montée une crémaillère de guidage 46.Le support 44 est associé à un coulisseau 42 coulissant dans la direction Z. La coopération du pignon du moteur de réglage 36 dans la direction Z, qui est constitué par un moteur à impulsions ou autre et qui est installé sur le coulisseau 48 se déplaçant dans la direction Z avec la crémaillère de guidage 46 mentionnée ci-dessus permet de commander à volonté la position du coulisseau 48 dans la direction Z. In other words, the base 30 comprises two guide grooves 38 and a guide rack 40, and a slide 42 moving in the direction of the axis X is slidably mounted on the base 30 and moves in the direction X the along the guide grooves 38. This movement in direction X is controlled by an adjustment motor 32 in direction X which is fixed to the slide 42 moving in the direction X. The pinion, not shown, fixed to the adjustment motor 32 in direction X cooperates with the guide rack 40 mentioned above, and the drive of the adjustment motor 32 in direction X and which consists of a pulse motor, or the like, can select, by means of a certain degree of rotation, the desired position. in the direction X. The slide 42 moving in the direction X is fixed a support 44 on which is mounted a guide rack 46. The support 44 is associated with a slide 42 sliding in the direction Z. The cooperation of the motor pinion adjustment 36 in the direction Z, which is constituted by a pulse motor or the like and which is installed on the slide 48 moving in the direction Z with the guide rack 46 mentioned above makes it possible to control at will the position of the slide 48 in the Z direction.
A ce coulisseau 4S se déplaçant dans la direction Z est fixé de façon coulissante un coulisseau 50 se dépla octant dans la direction Y. La coopération de la crémaillère de guidage 52 avec le pignon du moteur de réglage 34 dans la direction Y qui est constitué par un moteur à impulsions ou autre et qui est fixé au coulisseau 48 se déplaçant dans la direction Z permet de commander à volonté la position du coulisseau 50 dans la direction Y. This slide 4S moving in the direction Z is slidably attached a slide 50 moving in the direction Y. The cooperation of the guide rack 52 with the pinion of the adjustment motor 34 in the direction Y which is constituted by a pulse motor or the like which is fixed to the slide 48 moving in the direction Z makes it possible to control at will the position of the slide 50 in the direction Y.
Le réflecteur de micro-ondes 24 est fixé à l'extrémité du coulisseau 50 se déplaçant dans la direction Y au moyen d'une tige de fixation 54 et la rotation des trois moteurs de réglage 32, 34 et 36 mentionnés cidessus permet d'amener le réflecteur 24 dans la position désirée par rapport au patient 20 de manière que le tissu du patient 20 qui doit être examiné ou traité puisse être correctement placé au foyer fi du réflecteur 24. The microwave reflector 24 is fixed to the end of the slide 50 moving in the direction Y by means of a fixing rod 54 and the rotation of the three adjustment motors 32, 34 and 36 mentioned above makes it possible to bring the reflector 24 in the desired position relative to the patient 20 so that the tissue of the patient 20 which is to be examined or treated can be correctly placed in the focal point of the reflector 24.
Dans ce mode de réalisation, le réflecteur 24 est constitué par un châssis métallique 56 de forme appropriée, fixé à la tige de fixation 54, châssis sur lequel est appliqué un film métallique mince d'aluminium, de cuivre ou de laiton plaqué d'or, et formant un sphéroïde sur sa surface interne 24a. Au châssis métallique 56 qui vient d'être mentionné est suspendu le dispositif d'antenne 26 au moyen d'entretoises 58, et l'ouverture 26a de l'antenne est disposée correctement à l'autre foyer ~2 du réflecteur 24. Au dispositif d'antenne 26 est relié un guide d'ondes 60 qui est fixé directement au châssis métallique 56. Eventuellement, on peut fixer au guide d'ondes 60 la source de micro-ondes ou l'appareil de mesure de la température. In this embodiment, the reflector 24 is constituted by a metal frame 56 of suitable shape, fixed to the fixing rod 54, frame on which is applied a thin metallic film of aluminum, copper or brass plated with gold. , and forming a spheroid on its internal surface 24a. The metal frame 56 which has just been mentioned is suspended from the antenna device 26 by means of spacers 58, and the opening 26a of the antenna is correctly arranged at the other focal point ~ 2 of the reflector 24. To the device antenna 26 is connected a waveguide 60 which is fixed directly to the metal frame 56. Optionally, it is possible to fix the waveguide 60 the microwave source or the temperature measuring device.
Dans le mode de réalisation représenté à la figure 2, deux sources lumineuses 62 et 64 sont fixées au châssis métallique 56 du réflecteur 24, ces deux sources lumineuses étant disposées dans des positions telles que les faisceaux lumineux provenant des deux sources lumineuses 62 et 64 puissent s'intersecter en un foyer fi. Le tissu à traiter du patient 20 couché sur le lit 22 -peut ainsi être correctement et rapidement disposé au foyer du réflecteur 24 en disposant ledit réflecteur 24 en un emplacement tel que les faisceaux lumineux provenant des deux sources lumineuses 62 et 64 puissent s'intersecter correctement au niveau du tissu du patient 20 couché sur le lit 22 par la commande du mécanisme de positionnement 28 mentionné ci-dessus. In the embodiment shown in FIG. 2, two light sources 62 and 64 are fixed to the metal frame 56 of the reflector 24, these two light sources being arranged in positions such that the light beams coming from the two light sources 62 and 64 can intersect in a fi hearth. The tissue to be treated of the patient 20 lying on the bed 22 can thus be correctly and quickly placed at the focal point of the reflector 24 by placing said reflector 24 in a location such that the light beams coming from the two light sources 62 and 64 can intersect correctly at the level of the patient's tissue 20 lying on the bed 22 by the control of the positioning mechanism 28 mentioned above.
Le mode de réalisation illustré à la figure 2 est constitué de la manière qui a été mentionnée ci-dessus et on décrira maintenant son fonctionnement. The embodiment illustrated in Figure 2 is constituted in the manner which was mentioned above and we will now describe its operation.
Lorsque le patient 20 est couché sur le lit 22, on envoit des signaux de commande appropriés à chacun des moteurs 32, 34 et 36 du mécanisme de positionnement 28 et le réflecteur 24 est ainsi amene a la position correcte par rapport au patient 20 alors que les faisceaux lumineux provenant des deux sources lumineuses 62 et 64 sont allumés et que le mecanisme de positionnement mentionné ci-dessus est commandé de manière que le tissu du patient 20 qui doit être examiné ou traité puisse être placé correctement au point d'intersection des deux faisceaux. Les signaux de commande envoyés à chacun des moteurs 32, 34 et 36 sont envoyés à partir d'un panneau de commande qui n'est pas représenté, et il est préférable que ce panneau de commande soit placé à portée d'un opérateur.L'opérateur effectue les manoeuvres nécessaires pour envoyer les signaux de commande à chacun des moteurs 32, 34 et 36 de manière que la position dtintersection des faisceaux lumineux provenant des deux sources lumineuses 62 et 64 puisse coïncider avec le tissu du patient 20, et puisse déterminer correctement la position relative du réflecteur 24 et du tissu du patient 20. When the patient 20 is lying on the bed 22, appropriate control signals are sent to each of the motors 32, 34 and 36 of the positioning mechanism 28 and the reflector 24 is thus brought to the correct position relative to the patient 20 while the light beams from the two light sources 62 and 64 are turned on and the positioning mechanism mentioned above is controlled so that the patient tissue 20 to be examined or treated can be placed correctly at the point of intersection of the two bundles. The control signals sent to each of the motors 32, 34 and 36 are sent from a control panel which is not shown, and it is preferable that this control panel be placed within the reach of an operator. the operator performs the maneuvers necessary to send the control signals to each of the motors 32, 34 and 36 so that the position of intersection of the light beams coming from the two light sources 62 and 64 can coincide with the tissue of the patient 20, and can determine correctly the relative position of the reflector 24 and the patient's tissue 20.
Lorsque le positionnement est terminé, on éteint les deux sources lumineuses 62 et 64. Dans cette situation, le dispositif d'antenne 26 est relié à la source de micro-ondes ou à l'appareil de mesure de la température par l'intermédiaire du guide d'ondes 60, et on peut alors appliquer le traitement thermique ou effectuer la mesure de la température interne du tissu du patient 20. When the positioning is complete, the two light sources 62 and 64 are switched off. In this situation, the antenna device 26 is connected to the microwave source or to the temperature measuring device via the waveguide 60, and it is then possible to apply the heat treatment or perform the measurement of the internal temperature of the patient's tissue 20.
Lors de la détermination mentionnée ci-dessus de la position du réflecteur 24, on peut éviter la collision dudit réflecteur 24 avec le patient 20 du fait que le réflecteur 24 est découpé autour de son rebord, ce qui détermine un espace libre 24b, et un foyer fi du réflecteur 24 correspond alors de façon correcte à un tissu du patient 20 situé en profondeur. During the above-mentioned determination of the position of the reflector 24, it is possible to avoid the collision of said reflector 24 with the patient 20 because the reflector 24 is cut around its rim, which determines a free space 24b, and a focus fi of the reflector 24 then corresponds correctly to a tissue of the patient 20 located in depth.
Dans ce mode de réalisation, un coussinet d'adaptation d'impédance 21 est placé étroitement sur la surface du corps du patient 20 pour adapter l'impédance d'onde de l'espace libre à l'impédance du tissu biologique. Le coussinet d'adaptation d'impédance 21 mentionné ci-dessus est constitué de préférence par un matériau diélectrique dont le facteur de pertes est faible. In this embodiment, an impedance matching pad 21 is placed tightly on the surface of the patient's body 20 to match the wave impedance of the free space to the impedance of the biological tissue. The above-mentioned impedance matching pad 21 is preferably made of a dielectric material whose loss factor is low.
La figure 3 représente un second mode de réalisation de l'invention. Les éléments similaires qui correspondent à des références numériques similaires utilisées pour le premier mode de réalisation sont désignés par des références numériques augmentées de 100 pour éviter d'avoir à en faire une description détaillée. FIG. 3 represents a second embodiment of the invention. Similar elements which correspond to similar reference numbers used for the first embodiment are designated by reference numbers increased by 100 to avoid having to make a detailed description of them.
Le second mode de réalisation est presque le même que le premier mode de réalisation, mais un coulisseau 150 se déplaçant librement dans la direction Y et appartenant au mécanisme de positionnement 128 est supporté sur#une base 130, et la rotation du moteur de réglage 134 dans la direction Y détermine une position du réflecteur 124 dans la direction Y. Sur le coulisseau 150 se déplaçant dans la direction Y est installé un moteur de réglage 136 en direction Z qui commande la position directionnelle en direction Z d'un coulisseau 148, et un moteur de réglage 132 en direction X est fixé au coulisseau 148 se déplaçant dans la direction Z, ce moteur commandant un coulisseau 142 se déplaçant dans la direction X.Du fait que le châssis 156 du réflecteur 124 est fixé à l'extrêmité du coulisseau 142 se déplaçant dans la direction X, le premier foyer f1 du réflecteur 124 peut être commandé avec précision et amené à la position du tissu recherché du patient 20. The second embodiment is almost the same as the first embodiment, but a slider 150 moving freely in the Y direction and belonging to the positioning mechanism 128 is supported on # a base 130, and the rotation of the adjustment motor 134 in the direction Y determines a position of the reflector 124 in the direction Y. On the slide 150 moving in the direction Y is installed an adjustment motor 136 in direction Z which controls the directional position in direction Z of a slide 148, and an adjustment motor 132 in direction X is fixed to the slide 148 moving in the direction Z, this motor controlling a slide 142 moving in the direction X. Because the frame 156 of the reflector 124 is fixed at the end of the slide 142 moving in the direction X, the first focus f1 of the reflector 124 can be controlled with precision and brought to the position of the desired tissue of the patient 20.
Dans le second mode de réalisation, un lit 122 est équipé de pédales de manoeuvre 166 et de boutons de manoeuvre 168. La manoeuvre des pédales 166 et des boutons 168 permet de commander le mécanisme de positionnement 128 déjà mentionné ainsi que les sources de lumière 162 et 164, et on peut alors appliquer un traitement prédéterminé ou effectuer la mesure de la température. In the second embodiment, a bed 122 is equipped with operating pedals 166 and operating buttons 168. The operation of the pedals 166 and buttons 168 makes it possible to control the positioning mechanism 128 already mentioned as well as the light sources 162 and 164, and it is then possible to apply a predetermined treatment or to carry out the temperature measurement.
La figure 4 représente un troisième mode de réalisation de l'invention. Les éléments similaires qui correspondent à des références numériques similaires du premier mode de réalisation sont désignés par des références numériques augmentées de 200 pour ne pas avoir à en faire une description détaillée. FIG. 4 represents a third embodiment of the invention. Similar elements which correspond to similar reference numbers of the first embodiment are designated by reference numbers increased by 200 so as not to have to describe them in detail.
Dans ce troisième mode de réalisation, un réflecteur 224 et un dispositif d'antenne 226 sont fixés directement sur une base 230, et le patient 20 est placé dans une position prédéterminée par rapport à la base 230 par un mécanisme de positionnement 228. Le troisième mode de réalisation est caractérisé par le fait qu'il autorise un positionnement selon un angle g par rapport à l'axe Y en plus des mouvements dans les directions X,
Y et Z.In this third embodiment, a reflector 224 and an antenna device 226 are fixed directly to a base 230, and the patient 20 is placed in a predetermined position relative to the base 230 by a positioning mechanism 228. The third embodiment is characterized in that it allows positioning at an angle g relative to the Y axis in addition to the movements in the X directions,
Y and Z.
En outre, dans ce troisième mode de réalisation, une partie du réflecteur 224 qui fait face au patient 20 est découpée pour ménager un espace libre 224b et éviter de donner au patient 20 une sensation d'oppression inutile lors du traitement ou de l'examen et pour apporter la possibilité de voir facilement les faisceaux lumineux quand on effectue le positionnement du tissu du patient 20 en un foyer f1 du réflecteur 224 au moyen des faisceaux lu mineux provenant des deux sources lumineuses 262 et 264. Furthermore, in this third embodiment, a part of the reflector 224 which faces the patient 20 is cut out to provide a free space 224b and to avoid giving the patient 20 an unnecessary feeling of oppression during the treatment or examination. and to provide the possibility of easily seeing the light beams when the patient's tissue 20 is positioned in a focal point f1 of the reflector 224 by means of the read mineral beams coming from the two light sources 262 and 264.
Le mécanisme de positionnement 228 du troisième mode de réalisation est équipé d'un coulisseau 248 se déplaçant dans la direction Z sur la base 230, et en outre d'un coulisseau 250 se déplaçant dans la direction Y, capable de se déplacer dans la direction Y par rapport au coulisseau 248 se déplaçant dans la direction Z. Sur le coulisseau 250 se déplaçant dans la direction Y est monté un lit 222 pouvant tourner dans la direction e, et la rotation est déterminée par un moteur 270 de réglage d'angle e fixé au coulisseau 250 se déplaçant dans la direction Y. Le lit 222 porte un coulisseau 242 capable de se déplacer librement dans la direction X, et le fait de placer le patient sur ce coulisseau 242 se déplaçant dans la direction X permet de disposer le patient 20 sous un angle voulu ainsi que dans une position voulue face au réflecteur 224. The positioning mechanism 228 of the third embodiment is equipped with a slide 248 moving in the direction Z on the base 230, and furthermore a slide 250 moving in the direction Y, capable of moving in the direction Y relative to the slide 248 moving in the direction Z. On the slide 250 moving in the direction Y is mounted a bed 222 which can rotate in the direction e, and the rotation is determined by an angle adjustment motor 270 fixed to the slide 250 moving in the direction Y. The bed 222 carries a slide 242 capable of moving freely in the direction X, and placing the patient on this slide 242 moving in the direction X makes it possible to arrange the patient 20 at a desired angle as well as in a desired position facing the reflector 224.
La figure 5 représente un quatrième mode de réalisation de l'invention. Les éléments similaires qui correspondent à des références similaires du premier mode de réalisation sont désignés par des références numériques augmentées de 300 de manière à éviter d'en donner une description détaillée. FIG. 5 represents a fourth embodiment of the invention. Similar elements which correspond to similar references of the first embodiment are designated by numerical references increased by 300 so as to avoid giving a detailed description.
Le quatrième mode de réalisation est presque le même que le troisième mais un lit 322 est fixé à un coulisseau 342 se déplaçant dans la direction X et qui peut être tourné d'un angle e par un moteur de réglage 370, le mécanisme de positionnement 328 étant peu différent de celui du troisième mode de réalisation. The fourth embodiment is almost the same as the third but a bed 322 is fixed to a slide 342 moving in the direction X and which can be rotated by an angle e by an adjustment motor 370, the positioning mechanism 328 being little different from that of the third embodiment.
De la même manière que pour le troisième mode de réalisation, une fraction du réflecteur 324 faisant face au patient 20 est également découpée pour déterminer un espace libre 324b en vue d'éviter de donner au patient, dans ce mode de réalisation, une sensation d'oppression inutile et pour faciliter le serv#ice. In the same way as for the third embodiment, a fraction of the reflector 324 facing the patient 20 is also cut to determine a free space 324b in order to avoid giving the patient, in this embodiment, a feeling of oppression useless and to facilitate serv # ice.
La figure 6 représente un cinquième mode de réalisation de l'invention. Les éléments similaires qui correspondent aux références numériques similaires du premier mode de réalisation sont désignés par des références numériques augmentées de 400 pour éviter d'avoir à en donner une description détaillée. FIG. 6 represents a fifth embodiment of the invention. Similar elements which correspond to similar reference numbers of the first embodiment are designated by reference numbers increased by 400 to avoid having to give a detailed description.
Dans le cinquième mode de réalisation, on prévoit quatre support constituant des bases 430 au voisinage d'un lit 422 sur lequel le patient 20 est couché, et un mécanisme de positionnement 428 est installé sur lesdites bases 430. Par conséquent, dans ce cinquième mode de réalisation, un coulisseau 442 se déplaçant dans la direction X, un coulisseau 448 se déplaçant dans la direction
Z et un coulisseau 450 se déplaçant dans la direction Y sont installés à proximité du plafond de la pièce, et un réflecteur de micro-ondes 424 est constitué de manière à pouvoir être suspendu au plafond pour ménager un espace important au voisinage du lit 422 de façon qu'un médecin ou un opérateur puisse effectuer facilement son intervention.In the fifth embodiment, four supports are provided constituting bases 430 in the vicinity of a bed 422 on which the patient is lying, and a positioning mechanism 428 is installed on said bases 430. Consequently, in this fifth mode embodiment, a slide 442 moving in the direction X, a slide 448 moving in the direction
Z and a slide 450 moving in the Y direction are installed near the ceiling of the room, and a microwave reflector 424 is constructed so that it can be suspended from the ceiling to provide a large space in the vicinity of the bed 422 of so that a doctor or operator can easily perform his intervention.
La figure 7 représente un sixième mode de réalisation de l'invention. Les éléments similaires qui correspondent à des références numériques similaires du premier mode de réalisation sont désignés par des références numériques augmentées de 500 pour éviter d'avoir à en donner une description détaillée. FIG. 7 represents a sixth embodiment of the invention. Similar elements which correspond to similar reference numbers of the first embodiment are designated by reference numbers increased by 500 to avoid having to give a detailed description.
Le sixième mode de réalisation est presque le même que le cinquième, mais un mécanisme de positionnement 528 est caractérisé par le fait qu'il est installé sur des poutres considérées comme des bases 530, fixées ou suspendues au plafond de la pièce. Dans ce sixième mode de réalisation, il est également possible de ménager un espace de travail suffisamment important pour un médecin ou un opérateur. The sixth embodiment is almost the same as the fifth, but a positioning mechanism 528 is characterized in that it is installed on beams considered to be bases 530, fixed or suspended from the ceiling of the room. In this sixth embodiment, it is also possible to provide a sufficiently large workspace for a doctor or an operator.
La figure 8 représente un septième mode de réalisation de l'invention. Les éléments similaires qui correspondent à des références numériques similaires du premier mode de réalisation sont désignés par des références numériques augmentées de 600 pour éviter d'avoir à en donner une description détaillée. FIG. 8 represents a seventh embodiment of the invention. Similar elements which correspond to similar reference numbers of the first embodiment are designated by reference numbers increased by 600 to avoid having to give a detailed description.
Dans ce sixième mode de réalisation, le mécanisme de positionnement 628 est caractérisé en ce qu'il peut faire tourner un réflecteur 624 dans diverses directions par rapport à un coulisseau 642 se déplaçant dans la direction X. En d'autres termes, un arbre formant rotor est monté de façon rotative sur le coulisseau 642 se déplaçant dans la direction X, et il est tourné dans la direction de l'angle 81 par un moteur 674 de réglage d'angle 81. A l'extrémité supérieure de l'arbre 672 est fixé un dispositif adapteur 676 dans lequel est monté de façon pivotante et rotative, un arbre oscillant 678. In this sixth embodiment, the positioning mechanism 628 is characterized in that it can rotate a reflector 624 in various directions relative to a slide 642 moving in the direction X. In other words, a shaft forming rotor is rotatably mounted on the slide 642 moving in the X direction, and it is rotated in the direction of the angle 81 by an angle adjustment motor 674 81. At the upper end of the shaft 672 is fixed an adapter device 676 in which is pivotally and rotatably mounted, an oscillating shaft 678.
Un moteur de réglage 680 en direction de l'angle 8202 est fixé à l'adapteur 676 et commande la position en rotation de l'arbre oscillant 678 mentionné ci-dessus.An adjustment motor 680 in the direction of the angle 8202 is fixed to the adapter 676 and controls the rotational position of the oscillating shaft 678 mentioned above.
La figure 9 est une représentation schématique de la constitution d'une installation médicale conforme à la présente invention. Figure 9 is a schematic representation of the constitution of a medical installation according to the present invention.
Sur la figure, une source de puissance 84 est raccordée par l'intermédiaire d'un interrupteur 82 aux sources lumineuses 62 et 64, l'interrupteur étant fermé quand on veut projeter les faisceaux provenant des sources lumineuses 62 et 64 seulement au moment où l'un des foyers du réflecteur est mis en position par rapport à un tissu à examiner ou à traiter du patient 20. In the figure, a power source 84 is connected by means of a switch 82 to the light sources 62 and 64, the switch being closed when the beams coming from the light sources 62 and 64 are to be projected only when the one of the focal points of the reflector is placed in relation to a tissue to be examined or treated by the patient 20.
Dans le mode de réalisation de la figure 9, l'énergie micro-ondes est irradiée de façon intermittente sur un tissu cancéreux, et la température du tissu est mesurée pendant les périodes d'arrêt. Pour obtenir ce résultat, on relie au dispositif d'antenne 26 la source de micro-ondes d'un émetteur 88 et un récepteur 90 par l'intermédiaire d'une porte de transfert 86 qui est outre couplée à un générateur de signaux de déclenchement 92 envoyant des signaux de déclenchement à la porte de transfert 86. La sortie du générateur de signaux de déclenchement 92 est également appliquée à l'émetteur 88 et au récepteur 90 déjà mentionnés.La sortie du récepteur 90 est en outre appliquée à un circuit de traitement de signaux 94 qui traite les signaux de mesure de la température, et la valeur de la température ainsi mesurée est affichée sur un moniteur 96 permettant d'effectuer le contrôle de température désiré. In the embodiment of Figure 9, microwave energy is irradiated intermittently on cancerous tissue, and the temperature of the tissue is measured during periods of standstill. To obtain this result, the microwave device of a transmitter 88 and a receiver 90 are connected to the antenna device 26 by a transfer gate 86 which is also coupled to a trigger signal generator. 92 sending trigger signals to the transfer gate 86. The output of the trigger signal generator 92 is also applied to the transmitter 88 and to the receiver 90 already mentioned. The output of the receiver 90 is also applied to a circuit signal processing 94 which processes the temperature measurement signals, and the value of the temperature thus measured is displayed on a monitor 96 allowing the desired temperature control to be carried out.
En d'autres termes, un cycle déterminé d'impulsions de déclenchement est envoyé du genérateur de signaux de déclenchement 92 à la porte de transfert 86, à l'émetteur 88 et au récepteur 90. Quand la porte de transfert 86 s'ouvre en direction de l'émetteur 88, le signal de transmission de micro-ondes est envoyé au dispositif d'antenne 86 par l'intermédiaire du guide d'ondes 60, et l'énergie micro-ondes rayonnée à partir du dispositif d'antenne 26 converge sur le tissu cancéreux du patient 20 grâce au réflecteur 24.L'émission de l'énergie micro-ondes ayant été poursuivie pendant une période prédéterminée, le signal de déclenchement de porte suivant est envoyé à la porte de transfert 86 à partir du générateur de signaux de déclenchement 92, et il en résulte que la porte de transfert 86 s'ouvre en direction du récepteur 90 et arrête l'action d'émission de l'émetteur 88. Dans le même temps, l'énergie micro-ondes rayonnée par la source de chaleur du tissu vient converger sur le dispositif d'antenne 26 grâce au réflecteur 24, et cette énergie micro-ondes ainsi concentrée et convergente est reçue par le récepteur 90 par l'intermédiaire du guide d'ondes. In other words, a determined cycle of trigger pulses is sent from the trigger signal generator 92 to the transfer gate 86, to the transmitter 88 and to the receiver 90. When the transfer gate 86 opens in direction of the transmitter 88, the microwave transmission signal is sent to the antenna device 86 via the waveguide 60, and the microwave energy radiated from the antenna device 26 converges on the cancerous tissue of the patient 20 thanks to the reflector 24. The emission of the microwave energy having been continued for a predetermined period, the next door trigger signal is sent to the transfer door 86 from the generator trigger signals 92, and as a result, the transfer gate 86 opens towards the receiver 90 and stops the emission action of the transmitter 88. At the same time, the radiated microwave energy by the heat source of the fabric comes to converge on the device of antenna 26 thanks to the reflector 24, and this microwave energy thus concentrated and convergent is received by the receiver 90 via the waveguide.
60 et de la porte de transfert 86. 60 and transfer door 86.
La température du tissu cancéreux est traitée dans le circuit de traitement de signaux 94 sur la base de l'intensité de l'énergie micro-ondes au moment en cause et est affichée sur le moniteur 96. La répétition alternée de l'irradiation par micro-ondes et la mesure de la température permet d'appliquer le traitement thermique seulement au tissu cancéreux et de maintenir la température à ce moment à sa valeur optimale. The temperature of the cancerous tissue is processed in the signal processing circuit 94 on the basis of the intensity of the microwave energy at the relevant time and is displayed on the monitor 96. The alternating repetition of the irradiation by micro -waves and temperature measurement makes it possible to apply the heat treatment only to the cancerous tissue and to maintain the temperature at this time at its optimal value.
Comme décrit jusqu'ici, et selon la présente invention, on peut irradier de façon efficace de l'énergie micro-ondes destinée à une thérapie par hyperthermie sur le tissu désiré d'un patient, et on peut mesurer la température du tissu avec précision. As described so far, and in accordance with the present invention, microwave energy for hyperthermia therapy can be efficiently irradiated onto the desired tissue of a patient, and the tissue temperature can be accurately measured .
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56119265A (en) | 1981-09-18 |
| JPS611699B2 (en) | 1986-01-20 |
| JPS5694229A (en) | 1981-07-30 |
| JPS5799966A (en) | 1982-06-21 |
| IT8050461A0 (en) | 1980-12-24 |
| JPS5713049U (en) | 1982-01-23 |
| DE3048682A1 (en) | 1981-09-24 |
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