JP2005296584A - 生体加温装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 生体内にインプラントを留置して交流磁界を印加することで腫瘍を加熱・壊死させる治療装置の使用において、治療対象外の部位に金属塊が埋め込まれている場合などでは強い交流磁界の印加によって金属塊の発熱による熱傷が危惧される。また、脳や神経、眼球といった繊細な部位への不必要な交流磁界の印加は避けるべきである。このような交流磁界の印加を避けるべき生体部位を保護し、かつ、治療対象部位を局所的に加熱する手段および装置を提供する。
【解決手段】 装置全体は、高周波電源、整合器、コイル、遮蔽用導体板よりなる。インプラントを生体内の治療対象位置に留置後、保護対象部位とコイルとの間に遮蔽用導体板を設置する。高周波電源から整合器を通じて高周波電力がコイルに印加され、交流磁界が発生する。この交流磁界によりインプラントが発熱し、治療対象部位を加熱する。この際、遮蔽用導体板により保護対象部位の磁界強度が低減され、強い磁界からの保護が可能となる。
【選択図】図２

Description

この発明は癌などの温熱療法のために生体へ交流磁界を印加する際、強い交流磁界の印加を避ける必要のある部位への遮蔽の手段および装置を提供するものである。

最近、生体内にインプラントを留置し、交流磁界を印加することで、腫瘍を加熱・壊死させる治療法が試みられている。例えば、Ｎａｇｏｙａ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ５９（１９９６）４９−５４では舌癌に対し、人体頭部を円形空芯コイルで囲み、交流磁界を印加している。この場合には治療対象部位以外への磁界の印加を低減する手段は取られていない。

一方、空洞共振器を利用して、３０ＭＨｚ−５０ＭＨｚ程度の高周波を生体に印加し、癌などの温熱療法を施す方法がある。この場合には電磁界の印加を望まない生体の部位に磁性体部材を施して、遮蔽を行う手段が提供されている。たとえば、特許公開平８−１１７３４７が挙げられる。この場合には磁性体内を磁力線が通過しやすい性質を利用している。
Ｎａｇｏｙａ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ５９（１９９６）４９−５４ 特許公開平８−１１７３４７

上述のように、生体内にインプラントを留置し、交流磁界を印加することで、腫瘍を加熱・壊死させる治療法では、強い交流磁界の印加を避けるべき生体部位への対策は取られていない。強い交流磁界の印加を避けるべき生体部位とは金属等が留置してある治療対象外の部位や診断機器の測定子を装着した部位などが挙げられる。前者は強い交流磁界印加により、発熱して熱傷を起こす恐れがあり、後者ではノイズのため診断不能となる恐れがあり、対策を施すことが必要である。また、胴部を治療対象とする場合には頭部（脳や眼球等）への影響を軽減するため、磁界強度の低減が求められる。

特に頭部においては齲歯などの治療のために歯部や顎部に金属塊を留置している場合が多く、強い交流磁界の印加によって発熱する恐れがあり、保護することが重要である。

本発明はこのような従来の治療装置が有していた問題を解決しようとするものであり、遮蔽を施すことにより、強い交流磁界の印加を避けるべき生体中の保護対象部位への磁界強度低減を実現することを目的としている。

課題を解決しようとする手段

本発明は上記目的を達するため、強い交流磁界の印加を避けるべき保護対象部位とコイルとの間に導体板を設置して保護対象部位への磁界強度の低減を実現する。

作用

振動する電磁界は導体に深く進入することができない。通常、進入可能な深さは表皮の深さと呼ばれ、δ＝（２／ωσμ）^１／２で与えられる。ここで、ωは電磁界の角振動数、σは導体の電気伝導度、μは導体の透磁率である。したがって、導体表面で交流磁界は誘導電流を励起し、反射される。電磁界の振動数が１００ｋＨｚから２ＭＨｚの場合、波長が１５０ｍから３ｋｍと十分長いため、導体板に人体の一部分程度の空孔が存在する場合でも遮蔽能力は低下しない。

発明の効果

遮蔽のための導体板の設置により、磁場強度の低減がみられた。

装置全体は図１に示すように、高周波電源、整合器、コイル、遮蔽用導体板よりなる。図１では高周波電源として、増幅器方式を示すが、これに限定するものではない。まず、交流磁界の印加により発熱するインプラントを生体内の対象位置に留置する。この場合、インプラントとしては金属粉末や金属酸化物の粉末を分散させた流体またはこの流体を固形化したものがしばしば用いられ、導体固形物が用いられることもある。次に治療対象部位へ強磁界を印加するためコイルの位置を調整する。例えば、治療対象部位を空芯コイルに通す方法や平面コイルを近付ける方法が挙げられる。さらに、保護対象部位とコイルとの間に導体板を設置し、交流磁界を印加して対象部位を局所的に加熱する。

導体板は接地されている必要がある。通常はコイルの接地側電極、整合器の接地側電極、高周波電源の接地側電極の何れかに接続される。

導体板の素材は通常、金属が用いられる。発熱の小ささから、銅や真鍮、アルミニウムなどの非磁性体が望ましい。材の強度が求められる場合にはステンレスが良い。板の存在により、視界が妨げられるのを防ぐため、金属網やパンチングメタルを使用しても良い。

印加される交流磁界の周波数は通常１００ｋＨｚから２０００ｋＨｚであり、好ましくは３００ｋＨｚから７５０ｋＨｚである。

保護対象部位の磁界強度を効率良く低減させるために、導体板接地部位の生体断面形状に近い空孔を持つ導体板の使用が望ましい。また、着脱を容易にするため、導体板は複数の板より構成されることが望ましい。例えば、胴部を治療対象部位とし、頭部を保護対象領域とする場合には頸部と同程度の大きさの空孔を有する導体板を使用し、空孔に頸部を通す。図２にその例を挙げる。このように空孔を生体の一部が通過するためには、複数の部分に導体板が分割可能であることが望ましい。使用時には複数の部分を接続もしくは近接させる。

頭部を保護対象領域とする場合には、頭部を覆う筒状の構造物を使用することが便利である。着脱を容易にするため、複数の部品より構成されることが望ましい。

治療対象部以外への交流磁界の強度を低減させる必要がある場合にはコイル自身を構造物で覆う方法も可能である。例えば、人体胴部を加温するコイルの場合は、人体胴部を通過させるための空孔を有し、その他の部分が導体板で覆われていることが望ましい。ただし、若干の空隙は問題ない。空孔の形状は人体胴部の断面形状に対応した楕円形のような形状が望ましい。コイルとして空芯コイルを使用する場合に、空芯形状は楕円もしくはこれに準ずる形が良い。コイルの巻き数は２から１０が好ましく、３から５が特に好ましい。

導体板の発熱が大きい場合には冷却を施す。冷却水を使用することが一般的であるが、空冷でも構わない。

生体と接する部分には、患者の違和感を和らげるために、樹脂の使用が望ましい。樹脂としてはポリエチレンやポリプロピレン、テフロンなどが高周波電磁界の吸収率が小さいために好ましい。

導体板の厚さは上述の表皮の深さの２倍以上あることが望ましい。

直径９ｃｍの空孔を有する、厚さ０．８ｍｍ、一辺３５ｃｍの正方形銅板を遮蔽板として使用した。内径１９ｃｍの空芯コイルと１５ｃｍの距離を置いて対峙させ、整合器の接地側電極と接続している。５００ｋＨｚの磁界を発生させ、遮蔽板から約７ｃｍの位置での磁界強度を計測した。遮蔽板がない場合に比べ、ある場合では磁界強度は約６％に減少した。

直径９ｃｍ、長さ１３ｃｍで、アルミニウム製パンチングメタルの円筒を使用した。内径１９ｃｍの空芯コイルと１５ｃｍの距離を置いて対峙させ、整合器の接地側電極と接続している。円筒はコイル側端に直径６ｃｍの空孔を有するアルミ製パンチングメタル板が張られている。この空孔は頸部を通過させる空孔に対応する。反対側の端も同じ板で閉じられており、中央に約１ｃｍの空孔を有する。この空孔は小型の検出用コイルを挿入するためのものである。円筒中心位置に検出用コイルを接地し、３９９ｋＨｚの高周波磁界を発生させた。円筒がない場合にくらべ、ある場合では磁界強度は１／１０に減少した。

これらのことから、遮蔽板の効果が確認された。

交流磁界利用した癌などの温熱療法の際に、強い交流磁界の印加を避けるべき生体部位を保護することが可能となる。このため癌治療などの医療機器に適用できる。

本発明の加熱装置の一例の構成図である。 本発明の一実施例を示す外観図である。 実施例１の装置の配置を示す図である。

符号の説明

１． 遮蔽板
２． 空芯コイル
３． インプラントの留置された部分
４． 人体胴部断面
５． 銅板
６． 磁界検出用小型コイル
７． 円形空芯コイル

Claims (3)

1. コイルによって誘起される交流磁界によりインプラントを発熱させて生体を局所加温する装置において、治療対象部位と強い磁界から保護すべき保護対象部位とを隔てる遮蔽用導体板を有する生体加温装置。
2. 遮蔽用導体板が治療対象部位と保護対象部位との境界における生体断面形状に近い形状の空孔を有することを特徴とする、請求項１に記載の生体加温装置。
3. 頭部を保護することを目的として頸部に設置する遮蔽用導体板を有する請求項１または２に記載の生体加温装置。

Images