JP2006122193A

JP2006122193A - 超短波治療器

Info

Publication number: JP2006122193A
Application number: JP2004312266A
Authority: JP
Inventors: Yuji Nishida; 祐二西田; Hitoshi Murase; 仁村瀬
Original assignee: Ito Co ltd
Current assignee: Ito Co ltd
Priority date: 2004-10-27
Filing date: 2004-10-27
Publication date: 2006-05-18

Abstract

【課題】患者の身体と、装置自身との間のインピーダンスマッチングを柔軟に行う超短波治療器を提供する。
【解決手段】導子１０７ａから導子１０７ｂへ、または、導子１０７ｂから導子１０７ａへの切り替えの直前に出力制御機能１１１からの指示を受けた出力制御機能１１２は、マッチング状態検出部１０３が検知した患者の身体からの反射電力の大きさの変化に基づいてマッチング回路１０５ａ、または、マッチング回路１０５ｂが備えるバリコンの容量変化の要否を判定し、必要に応じてモータ切替回路１０６にバリコンのモータの回転を指示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、医療機関や一般家庭等において温熱治療に用いられる超短波治療器に関する。

図６（ａ）は、従来の超短波治療器の構成を表すブロック図である。図６（ａ）において、ＯＳＣ（ＯＳＣｉｌｌａｔｏｒ、発振回路）は、超短波治療器の出力となる超短波の基本周波数での発振を行っている。出力アンプは、ＯＳＣで出力された信号を規定電力に増幅する。

また、出力制御回路は、人体インピーダンスと伝送線路の特性インピーダンスとの整合調整をとり、出力基本周波数に対する高調波成分を除外すると共に、導子に対し最大効率で電力を供給する。

マッチング回路は、バリュアブルコンデンサ（バリコン）等を用いて、超短波治療器自身のインピーダンスを調整する。導子は、渦巻きコイルを形成した１個の電極板を有し、渦電流によるジュール熱の作用により患部の深いところまで温熱作用を発揮する。また、導子が２つの電極を備え、この電極で患部を両側からはさみ、当該２つの電極間に超短波を印加させ、誘電効果による高周波加熱で温熱治療を行う方法もある。

このように構成された装置においては、導子を患部に当てて治療が行われる。しかし、超短波治療器にかかる負荷インピーダンスは、患者ごとに、また、患部によっても異なる。更に、この負荷インピーダンスは、患者への装着や、体動によっても常時変化する。このため、従来の技術では人体のインピーダンスと伝送線路の特性インピーダンスのマッチングをとることが困難な問題点があった。この結果、人体のインピーダンスと、伝送線路の特性インピーダンスとが大きく異なる場合には、治療効果が低減することがあった。

特許文献１には、例えば図６（ｂ）に示す装置において、導子への出力電流を最大化する超短波治療器が開示されている。しかし、導子への出力電流が最大化される場合に上述の問題点が解決されるとは言えない。
実開昭６３−０３４４４５号公報

本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、その目的は、患者の身体と、装置自身との間のインピーダンスマッチングを柔軟に行う超短波治療器を提供することにある。

この発明は前述の課題を解決するためになされたもので、請求項１の発明は、所定の超短波の発振信号を出力する発振部と、治療対象の患部に当てられて前記発振信号を受けて温熱治療を行う導子とを備える超短波治療器であって、前記導子が受ける前記治療対象からの反射電力の大きさを計測するマッチング状態検出部と、前記発振部からの発振信号を前記導子へ中継し、前記発振部の出力インピーダンスを変更するインピーダンス変更手段を有するマッチング回路と、前記マッチング状態検出部が計測した反射電力の大きさに基づいて前記マッチング回路にインピーダンスの変更を指示する出力制御部とを具備することを特徴とする超短波治療器である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の超短波治療器であって、前記導子と、前記マッチング回路とは２個以上あり、前記導子と、前記マッチング回路とは１対１に対応し、所定の切り替え時間間隔で前記マッチング回路を順次選択する選択手段と、前記発振部からの発振信号を指示された前記マッチング回路へ中継する出力切替回路とをさらに備え、前記出力制御部は、前記選択手段の選択結果を得た時、前記マッチング状態検出部から前記反射電力の計測結果を得て前記マッチング回路へのインピーダンスの変更を指示し、前記選択結果を前記出力切替回路へ出力する、ことを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の超短波治療器であって、前記反射電力の大きさを記録する記憶領域をさらに備え、前記出力制御部は、前記マッチング状態検出部が計測した前記反射電力の大きさが前記記憶領域中の前回計測された反射電力よりも大きい場合、前記マッチング回路に対して、インピーダンスの増加、または、減少の方向を前回計測時に実行したインピーダンス変更と反転させる指示を出力し、前記マッチング状態検出部が計測した反射電力の大きさが前記記憶領域中の前回計測された反射電力よりも小さい場合、前記マッチング回路に対して、インピーダンスの増加、または、減少の方向を前回計測時に実行したインピーダンス変更と同一とする指示を出力し、前記マッチング状態検出部が計測した反射電力の大きさを前記記憶領域に書き込むことを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の超短波治療器であって、前記インピーダンス変更手段はバリュアブルコンデンサであることを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、治療対象の患者の身体からの反射電力に基づいて超短波治療器自身のインピーダンスを変更することにより、患者の身体と、装置自身との間のインピーダンスマッチングを柔軟に行うことができる効果がある。また、反射電力を整合状態に近づけ、かつ、常時最適なものとして維持するため、治療効果を高いレベルで安定させることができる。

請求項２の発明によれば、２チャンネル、即ち、２個以上の導子を使用する場合にも、タイミングをとって反射電力の計測結果を得るため、精度の高いインピーダンスマッチングを行うことができる効果がある。また、導子の数が増えた場合でも、マッチング状態検出部は１個で済むため、コストを抑える効果もある。

請求項３の発明によれば、反射電力の変化に応じて自身のインピーダンスを変更するため、一層柔軟にインピーダンスマッチングを行うことができる効果がある。

請求項４の発明によれば、安価な部品でインピーダンスマッチングを実現できるため、超短波治療器のコストを抑えることができる効果がある。

以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１は本実施の形態における超短波治療器１００の構成を表している。ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）回路１１０は制御機能である出力制御機能１１１と、出力制御機能１１２とからなる制御機能であり、詳細は後述する。

ＯＳＣ１０１は発振回路であり、超短波の基本周波数での発振を行う。出力アンプ１０２はＯＳＣ１０１の発振した超短波信号を増幅して出力する。マッチング状態検出部１０３は出力アンプ１０２から信号を入力して出力し、また、超短波治療器１００が導子１０７ａ、または、導子１０７ｂを経由して人体から受ける反射電力を検知して反射電力の大きさを出力する。図９はこのマッチング状態検出部１０３の回路図の例である。

出力切替回路１０４はマッチング状態検出部１０３から信号を入力し、マッチング回路１０５ａと、マッチング回路１０５ｂとへ図５に示す様に順次交互に信号を出力する。図５のチャネル1はマッチング回路１０５ａであり、チャネル２はマッチング回路１０５ｂである。また、図８は出力切替回路１０４の回路図の例である。

マッチング回路１０５ａは、超短波治療器１００のインピーダンスを調整するためのバリコンを備える。このバリコンはモータによって容量が変更される。また、マッチング回路１０５ａは出力切替回路１０４から入力した信号を導子１０７ａへ出力し、患者の患部に温熱治療を行う。マッチング回路１０５ｂもマッチング回路１０５ａと同様である。

また、図7はこのマッチング回路１０５ａと、マッチング回路１０５ｂとの回路図の例である。図中のＣＨ１マッチング回路がマッチング回路１０５ａに該当し、ＣＨ２マッチング回路がマッチング回路１０５ｂに該当する。

モータ切替回路１０６は要求に応じてバリコンの容量変更の対象であるマッチング回路１０５ａと、マッチング回路１０５ｂとのいずれかを選択する。

次に、図を参照して本実施の形態における超短波治療器の動作について説明する。図２と、図３とは本実施の形態における処理の流れを示している。いま、病院の医師は、超短波治療器１００の導子１０７ａと、導子１０７ｂとを患者の患部に当て、温熱治療を行っている。

ＯＳＣ１０１は治療の目的のために予め定められた周波数の電気信号を発振し、出力アンプ１０２へ出力する。出力アンプ１０２はＯＳＣ１０１から電気信号を入力し、この電気信号を増幅してマッチング状態検出部１０３へ出力する。

マッチング状態検出部１０３は出力アンプ１０２から電気信号を入力し、入力した電気信号を出力切替回路１０４へ出力する。出力切替回路１０４はマッチング状態検出部１０３から入力した電気信号を、マッチング回路１０５ａを経由して導子１０７ａへ出力し、患者の患部を治療する。この際に、マッチング状態検出部１０３は出力切替回路１０４を経由して患者の体内の反射により発生する電気信号である反射電力を受ける。

このため、マッチング状態検出部１０３が出力する電気信号の電圧は、マッチング状態検出部１０３が入力した電気信号の電圧とは異なる。マッチング状態検出部１０３は出力アンプ１０２から入力した電気信号の電圧と、出力切替回路１０４へ出力した電気信号の電圧との差から患者の患部における反射電力の電圧を得て、この反射電力の電圧から反射電力の大きさを求め、求めた反射電力の大きさを出力制御機能１１２へ随時出力する。

ここまでの超短波治療器１００の処理は医師による患者の温熱治療の間、連続して実行されるものである。上述の説明において、出力切替回路１０４はマッチング状態検出部１０３から入力した電気信号を、マッチング回路１０５ａを経由して導子１０７ａへ出力したが、図５に示すようにこの電気信号の出力先に関して１秒間隔の切り替えが発生する。

この切り替えのために、出力制御機能１１１は１秒間隔で、図５に示すようにマッチング回路１０５ａと、マッチング回路１０５ｂとの切り替えの直前に起動し（図２のステップＳ０１）、現在電気信号の出力が行われているのがマッチング回路１０５ａであるのか、あるいはマッチング回路１０５ｂであるのかの判別を出力切替回路１０４から得る。

次に、出力制御機能１１１は、電気信号の出力が現在行われているのがマッチング回路１０５ａである場合には（図２のステップＳ０２が“ＣＨ１”）、モータ切替回路１０６に対して次にコンデンサの容量変更を行う対象はマッチング回路１０５ａであることを通知して認識させる（図２のステップＳ０３）。

次に、出力制御機能１１１は、出力制御機能１１２にマッチング回路１０５ａのバリコンの容量調整を要求する（図２のステップＳ０４）。出力制御機能１１２は出力制御機能１１１からの要求を受け、図３に示す処理の流れに従って処理を行う。

まず、出力制御機能１１２は患者の身体からの反射電力の検出のため、マッチング状態検出部１０３から反射電力の大きさを入力する（図３のステップＴ０１）。そして、出力制御機能１１２はＣＰＵ回路１１０の予め決められたレジスタ（記憶領域）から前回得た反射電力の大きさを読み出し、先ほど入力した現在の反射電力の大きさと比較する（図３のステップＴ０２）。

出力制御機能１１２は反射電力の大きさが前回よりも大きくなっていることを検知した場合には（図３のステップＴ０２が“Ｙｅｓ”）、超短波治療器１００自身の出力インピーダンスと、患者の幹部のインピーダンスとの差分が大きくなっていると判断し、現状のバリコンの容量の増加、もしくは減少の方向を逆転させる必要があると判断してモータ切替回路１０６にモータの１ステップの反転を要求する。

モータ切替回路１０６は出力制御機能１１２から指示を受け、マッチング回路１０５ａのバリコンのモータを１ステップ反転させ（図３のステップＴ０３）、出力制御機能１１２に処理の完了を通知する。出力制御機能１１２はモータ切替回路１０６から処理の完了の通知を受ける。

また、出力制御機能１１２は反射電力の大きさが前回よりも大きくなっていないことを検知した場合には（図３のステップＴ０２が“Ｎｏ”）、現在の反射電力の大きさが前回よりも小さくなっているか否かのチェックを行う（図３のステップＴ０６）。

出力制御機能１１２は、反射電力の大きさが前回よりも小さくなっていることを検知した場合（図３のステップＴ０６が“Ｙｅｓ”）、超短波治療器１００自身の出力インピーダンスと、患者の幹部のインピーダンスとの差分が小さくなっているため現状のバリコンの容量変化を更に促進するべきであると判断し、モータ切替回路１０６にモータの１ステップの正転を要求する。

モータ切替回路１０６は出力制御機能１１２から指示を受け、マッチング回路１０５ａのバリコンのモータを１ステップ正転させ（図３のステップＴ０７）、出力制御機能１１２に処理の完了を通知する。出力制御機能１１２はモータ切替回路１０６から処理の完了の通知を受ける。

また、出力制御機能１１２は反射電力の大きさが前回よりも小さくなっていないことを検知した場合には（図３のステップＴ０６が“Ｎｏ”）、反射電力が安定していると判断し、特にバリコンの容量を変化させる必要は無いと判断する。この処理において、出力制御機能１１２は図４に示すようにバリコンの容量を変化させて反射電力の大きさを調整し、反射電力が最も小さくなるバリコンの容量を探し出そうとしている。

次に、出力制御機能１１２は、先ほどマッチング状態検出部１０３から入力した反射電力の大きさを、先ほど前回の反射電力の大きさを読み出したレジスタにセットする（図３のステップＴ０４）。そして、出力制御機能１１２は、処理の完了を出力制御機能１１１に通知し、再び出力制御機能１１１から指示を受けるまで待機する（図３のステップＴ０５）。

出力制御機能１１１は出力制御機能１１２から処理の完了の通知を受け、出力切替回路１０４にマッチング回路１０５ａへの電気信号の送信を停止させ（図２のステップＳ０５）、さらに、出力切替回路１０４にマッチング回路１０５ｂへの電気信号の送信を開始させる（図２のステップＳ０６）。

これにより、電気信号の出力先が導子１０７ａから導子１０７ｂに切り替わった。また、マッチング回路１０５ａのバリコンの容量は最適に近づいたため、再びマッチング回路１０５ａに電気信号の送信先が切り替わるとき、患者の身体と、超短波治療器１００とのインピーダンスの差はいっそう小さなものとなる。

また、図２のステップＳ０２において、出力制御機能１１１が、電気信号の出力が現在行われているのがマッチング回路１０５ｂであることを検知した場合（図２のステップＳ０２が“ＣＨ２”）、モータ切替回路１０６に対して次にコンデンサの容量変更を行う対象はマッチング回路１０５ｂであることを認識させ（図２のステップＳ０８）、図２のステップＳ０３と同様の処理を行う。図２のステップＳ０９も図２のステップＳ０４と同様の処理である。

そして、図２のステップＳ１０において、出力制御機能１１１は、出力切替回路１０４にマッチング回路１０５ｂへの電気信号の送信を停止させ（図２のステップＳ１０）、さらに、出力切替回路１０４にマッチング回路１０５ａへの電気信号の送信を開始させる（図２のステップＳ１１）。

次に、出力制御機能１１１は、図５に示すように次に処理を行うべきタイミングまでの１秒間待機する（図２のステップＳ０７）。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成は上述の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、出力制御機能１１２は、図３のステップＴ０２の処理の前に現在の反射電力の大きさが予め決められた超短波治療器１００と、患者の身体とのインピーダンスの差が無いとみなす範囲内であるか否かのチェックを行い、現在の反射電力の大きさがこの範囲内である場合にはモータを回さないこととしても良い。

また、図３のステップＴ０３、あるいは、図３のステップＴ０７におけるモータの回転ステップ数を、現在の反射電力の大きさと、前回の反射電力の大きさとの差に応じて変化させても良い。例えば、現在の反射電力の大きさと、前回の反射電力の大きさとの差が小さい場合にはモータの回転ステップ数を大きくし、逆の場合には小さくしても良い。これにより、反射電力を一層早く小さなものとすることができる効果がある。

また、図３のステップＴ０３、あるいは、図３のステップＴ０７におけるモータの回転ステップ数を、現在の反射電力の大きさに応じて変化させても良い。例えば、現在の反射電力が大きい場合にはモータの回転ステップ数を大きくし、逆の場合には小さくしても良い。現在の反射電力が大きなものであるにもかかわらず、現在の反射電力の大きさと、前回の反射電力の大きさとの差がほとんど無いためにバリコンの容量を変化させることがないといったケースを抑止することができる効果がある。

本発明の実施の形態における超短波治療器の構成を表すブロック図である。本発明の実施の形態における超短波治療器の処理の流れを表すフローチャートである。本発明の実施の形態における超短波治療器の処理の流れを表すフローチャートである。本発明の実施の形態における超短波治療器の検知する反射電力の特性曲線の例を表す図である。本発明の実施の形態における超短波治療器の出力する電気信号と時間の関係を表す図である。従来の技術における超短波治療器の構成を表すブロック図である。本発明の実施の形態における超短波治療器の構成要素の回路図である。本発明の実施の形態における超短波治療器の構成要素の回路図である。本発明の実施の形態における超短波治療器の構成要素の回路図である。

符号の説明

１００…超短波治療器
１０１…ＯＳＣ（発振部）
１０２…出力アンプ（発振部）
１０３…マッチング状態検出部
１０４…出力切替回路
１０５ａ，１０５ｂ…マッチング回路
１０６…モータ切替回路
１０７ａ、１０７ｂ…導子
１１０…ＣＰＵ回路
１１１、１１２…出力制御機能（出力制御部、選択手段）

Claims

所定の超短波の発振信号を出力する発振部と、治療対象の患部に当てられて前記発振信号を受けて温熱治療を行う導子とを備える超短波治療器であって、
前記導子が受ける前記治療対象からの反射電力の大きさを計測するマッチング状態検出部と、
前記発振部からの発振信号を前記導子へ中継し、前記発振部の出力インピーダンスを変更するインピーダンス変更手段を有するマッチング回路と、
前記マッチング状態検出部が計測した反射電力の大きさに基づいて前記マッチング回路にインピーダンスの変更を指示する出力制御部と
を具備することを特徴とする超短波治療器。
前記導子と、前記マッチング回路とは２個以上あり、
前記導子と、前記マッチング回路とは１対１に対応し、
所定の切り替え時間間隔で前記マッチング回路を順次選択する選択手段と、
前記発振部からの発振信号を指示された前記マッチング回路へ中継する出力切替回路とをさらに備え、
前記出力制御部は、前記選択手段の選択結果を得た時、前記マッチング状態検出部から前記反射電力の計測結果を得て前記マッチング回路へのインピーダンスの変更を指示し、前記選択結果を前記出力切替回路へ出力する、
ことを特徴とする請求項１に記載の超短波治療器。
前記反射電力の大きさを記録する記憶領域をさらに備え、
前記出力制御部は、
前記マッチング状態検出部が計測した前記反射電力の大きさが前記記憶領域中の前回計測された反射電力よりも大きい場合、前記マッチング回路に対して、インピーダンスの増加、または、減少の方向を前回計測時に実行したインピーダンス変更と反転させる指示を出力し、
前記マッチング状態検出部が計測した反射電力の大きさが前記記憶領域中の前回計測された反射電力よりも小さい場合、前記マッチング回路に対して、インピーダンスの増加、または、減少の方向を前回計測時に実行したインピーダンス変更と同一とする指示を出力し、
前記マッチング状態検出部が計測した反射電力の大きさを前記記憶領域に書き込む
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超短波治療器。
前記インピーダンス変更手段はバリュアブルコンデンサであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の超短波治療器。