JP2015104513A - 温熱治療装置 - Google Patents

Abstract

【課題】生体である負荷側に供給する高周波電力の電流を検出し、かつ制御することにより、温熱管理を容易に行うことができ、生体に熱的負担を与えることのない温熱治療装置を提供する。
【解決手段】生体の患部を両側から挟み込む一対の対向電極を有する高周波電力被供給手段４００と、高周波電力被供給手段４００に高周波発振器４０２から供給される電流を制御する電流制御手段と、高周波電力被供給手段４００と共に共振回路を構成する同調手段とを備え、電流を制御しながら、同調手段の同調動作を行うものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、生体を加熱することによって治療する温熱治療装置に関する。

生体の患部を治療するために、その患部を加熱して温めることが行われている。その温熱治療装置として、従来例えば、特許文献１に示された温熱治療装置が知られている。

図１６は、この温熱治療装置を示す外観斜視図、図１７は、図１６のＡ−Ａ線に沿う断面図、図１８は、図１６のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図１９は、図１６のＣ−Ｃ線に沿う断面図であり、この温熱治療装置は、制御部１００、治療用ベッド本体２００及び上部電極部６００を基本構成としている。また、治療用ベッド本体２００には下部電極３０１が設けられている。

制御部１００は、卓上型のコンソールを有し、中央の棚上に載置された操作部１０１と、その上部の表示部１０２及びプリンタ等の出力部１０３とを備え、下半部の内部には制御回路部（図示せず）が収納されている。操作部１０１は温熱治療動作の制御を指示するもので、指示情報等の入力用のキーボードを備えている。表示部１０２は生体の患部の治療状況の監視や種々の情報の表示を行い、出力部１０３は生体データを適宜出力する。

治療用ベッド本体２００は、上面が開口したハウジング２１０と、このハウジング２１０の上面を覆う形で設けられた、生体が横臥するに十分な寸法を有するテーブル部２２０とを備え、ハウジング２１０内には高周波発生部４００（図１７、図２０参照）その他の部材が備え付けられている。

ハウジング２１０の底面には、図１６〜図１８）に示すように、四隅に治療用ベッド本体２００を移動容易にする車輪２１１が取り付けられ、また、図１６〜図１９に示すように、平面視で好ましくは均等な４か所に治療用ベッド本体２００の位置固定を行う固定部材２１２が配置されている。固定部材２１２は、例えば螺合構造をなし、貫通ネジを回転することで治療用ベッド本体２００を昇降可能にしている。

治療用ベッド本体２００は制御部１００側を生体の頭側とし、表示部１０２の画面を見ながら医者が生体に問診しやすいようにしている。すなわち、図１６の右側を頭部側とし、反対側を足部側とし、頭部側から見て左方（表示部１０２の表示面側）を手前側とする。

ハウジング２１０には、手前側中央に高周波治療装置の電源をオン、オフするメインスイッチ２１０１が配置され、かつその近傍に電圧メータ２１０２及び電流メータ２１０３が配置され、手前側を含む適所に所望サイズの放熱用等の開口が形成されているとともに、その開口に金網カバー２１０４が張られている。

上記上部電極部６００は、円盤状の上部電極６０１と、この上部電極６０１を支えるコ字型のアーチ部６０２とを備え、上記上部電極６０１はアーム部６０３を介して上記アーチ部６０２に取り付けられている。アーム部６０３は伸縮自在であり、押圧することにより最大１５ｃｍまで縮むようになっている。上記コ字型のアーチ部６０２は、一方の脚の中間部が切離部６０２１より切り離し可能になっており、また他方の脚の中間部は回動部６０２２において回転可能に構成されている。従って切離部６０２１において切り離し、回動部６０２２を軸としてアーチ部６０２を回転させることにより、図１６に２点鎖線で示す様に、上部電極６０１をテーブル部２２０上方から外すことができる。

上記治療用ベッド本体２００に設けられた上記下部電極３０１は円盤状をしており、テーブル部２２０の中央や頭部側位置に穿設された円孔２２１に面一状に嵌挿されている。この下部電極３０１と上記上部電極６０１により横臥患者を挟んで、これら下部電極３０１と上記上部電極６０１とで構成される対向電極間に患者の患部を安定的に位置させるようにしている。上記上部電極６０１は、上記アーチ部６０２を経て下部電極３０１と電気的に接続されており、また上部電極６０１は接地されている。下部電極３０１及び上記上部電極６０１の周りにアーチ部６０２でアース電位空間を形成することで、下部電極３０１からの電気力線の地表への発散を防ぎ、対向電極間における電界分布の均一化を図っている。

なお、下部電極３０１及び上記上部電極６０１の対向面側の表面には、いずれも形状が変化する弾力性の冷却用パッド３０６，３０７が貼付されている。またこれら冷却用パッド３０６，３０７へは配水用パイプが接続されている。

ハウジング２１０内には、頭部側に設けられた所定の高周波電力を出力する高周波発生部４００と、テーブル部２２０を昇降する昇降機構２３０と、足部側に設けられた冷水タンク３０８及び温水タンク３０９を備える。冷水タンク３０８は冷却用パッド３０６及び３０７に配水パイプ及びチラー３１０（図１７参照）を介して室温の水を循環供給するものであり、温水タンク３０９は冷却用パッド３０６及び３０７に体温程度の温水を循環供給し、それぞれ送水ポンプ３０８１，３０９１が備えられている。配水パイプを途中で合流させ、その手前に一方向の弁を入れておけば冷水ポンプと温水ポンプとの駆動を切り替えるのみで温水、冷水の切り替えが可能となる。患部への加熱開始当初は、冷却用パッド３０６及び３０７に生体の体温程度の温水を供給する。加熱開始より所定時間経過後には、患部の温度上昇を抑制するため、冷却用パッド３０６及び３０７に対して冷水を供給する。

昇降機構２３０は、ハウジンブ２１０の底面に載置されたシリンダ基板２３２と、シリンダ基板２３２の２箇所から立設された油圧シリンダ２３３，２４４と、油圧シリンダ２３３，２４４の上端側に載置された昇降板２３１とから構成されている（例えば最大１５ｃｍの昇降が可能である）。また、昇降機構２３０には、昇降板２３１を水平状態に保持したまま昇降させる平行保持機構が備えられている。平行保持機構は、ハウジング２１０の底面の２箇所から立設されたガイド２３５，２３６と、昇降板２３１の裏面２箇所から下方向に接続されたラック２３７，２３８と、両側にピニオン２３９，２４０を備え、ピニオン２３９，２４０を介してラック２３７，２３８と接続された連結アーム２４１と、連結アーム２４１をガイド２３５，２３６の略中間位置で回転可能に固定する固定部材２４２，２４３とから構成されている。連結アーム２４１は、ピストンロッド２３３１，２３４１が同一の高さ位置を保ちつつ昇降するように同期移動を行わせるものである。両油圧シリンダ２３３，２３４が同一の油圧であっても、患者を載せた状態での油圧シリンダ２３３，２３４への荷重の相違からピストンロッド２３３１，２３４１の高さ位置が微妙に異なり、昇降板２３１が水平に昇降できない可能性がある。そこで、ピストンロッド２３３１，２３４１が同一高さ位置を保持して移動させるべく連結アーム２４１を設けている。

昇降板２３１の上面側の適所であって、荷重が等配分しうる複数個所、例えば昇降板２３１の４隅及び中間よりやや足側の位置の幅方向両側の計６箇所には連結部材２４５が立設されており、連結部材２４５の上端にテーブル部２２０が接続されている。また、円孔２２１の中心位置に相当する昇降板２３１の位置にも連結部材２４５が立設され、下部電極３０１を連結支持している。下部電極３０１と連結部材２４５との連結部にはユニバーサルジョイントが介在されており、下部電極３０１のみ上下運動可能である。

下部電極３０１をテーブル部２２０より高くすることでテーブル部２２０と足部との密着度が確保される。油圧ユニット２４５は、公知のものが採用されており、油タンクに貯蔵された油を所定の圧力で油圧シリンダ２３３，２３４に供給するポンプと、油圧バルブとを備え、ポンプを駆動させてテーブル部２２０の高さを調節する。

昇降板２３１の平行保持作用を説明すると、昇降板２３１によりラック２３７，２３８が上昇すると、ピニオン２３９，２４０が回転し、連結アーム２４１が回転する。この連結アーム２４１の回転により両ピストンロッド２３３１，２３４１が同期して移動することになる。従って、昇降板２３１を水平に維持しつつ昇降させることができる。

図２０は、上記の上部電極６０１と下部電極３０１の間に高周波電力を供給する回路構成を示すブロック構成図であり、互いに接続された制御部１００と高周波発生部４００とを有し、高周波発生部４００は、電源回路４０１、高周波発生回路４０２、整合回路４０３及び高周波電力計４０４を備えている。電源回路４０１は、高周波発生回路４０２に所定レベルの電力を供給する。高周波発生回路４０２は、自励発振方式により、例えば８ＭＨｚで、１ＫＷ程度の高周波電力を発生する。高周波電力計４０４は、対向電極への入射電力と対向電極からの反射電力を検出し、あるいは出力電力と入射電力とから負荷側に供給される供給電力を得て、対向電極側に供給される高周波電力を測定する。高周波電力計４０４の計測値は、制御部１００に入力され、表示部１０２に表示される。

整合回路４０３は、可変コンデンサからなり、この可変コンデンサの容量を調節して出力インピーダンスを変化させることにより、高周波発生回路４０２と対向電極間側すなわち負荷側とのインピーダンス整合を行う。制御部１００は可変コンデンサに対する調整量から負荷側の容量成分を知ることができる。

断層写真１０７は、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）スキャナーによるＸ線写真やＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）による生体組織の写真である。写真の濃度は、患部５００を含む断層面の密度（デンシティ）に対応するものである。

カメラ１０８はＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ:固体撮像素子）が配列されたエリアセンサ等で構成され、患者毎の患部が含まれている断層写真１０７を撮像するものである。撮像された画像信号は電気信号に変換された後、アンプ１０９を介して制御部１００へ導かれ、ＲＡＭ１０５に濃度情報Ｄ（ｉ，ｊ）として記憶される。ここで、（ｉ，ｊ）は、断層面各部の位置に対応するＲＡＭ１０５のアドレスを示し、濃度は後述する演算精度に好ましい所定ビット数、例えば８ビット階調を有する。

なお、各患者の濃度情報Ｄ（ｉ，ｊ）が、例えば通信手段を介して伝送されてくる場合、あるいは外部メモリから取り込まれる場合には、カメラ１０８に代えてインターフエースを用いて受信すればよい。

ＲＯＭ１０６は、制御部１００の各種機能を実現するためのプログラム及び演算式乃至はテーブル、又処理に必要な各種データを記憶している。また、このＲＯＭ１０６は、負荷側の容量成分の初期値Ｃ０、対向電極の形状と離間距離から得られる電界分布モデルＫ（ｉ，ｊ）、患部５００の断層面の任意の位置における初期分布インピーダンスｑ０（ｉ，ｊ）を記憶している。

電界分布モデルＫ（ｉ，ｊ）及び初期分布インピーダンスｑ０（ｉ，ｊ）としては対向電極間の寸法及び均一誘電対象物を介在させた状態で予めシミュレーションを実行して算出されたものが採用可能である。

制御部１００は、整合回路４０３の可変コンデンサの調整量から負荷側の容量成分Ｃを算出する容量算出部１１０と、患部５００を含む断層面上の任意の位置における分布インピーダンスの変化分Δｑ（ｉ，ｊ）を算出する分布インピーダンス算出部１１１と、患部５００を含む断層面上の任意の位置における温度分布の変化分ΔＴ（ｉ，ｊ）を算出する患部温度算出部１１２と、高周波発生回路４０２からの出力電力を制御する高周波制御部１１３とからなる。

容量算出部１１０は、対向電極間の生体の温度変化に伴って変動する対向電極間の容量成分Ｃを整合回路４０３の可変コンデンサの調整量から算出する。分布インピーダンス算出部１１１は、操作部１０１を介して設定された患部５００の断層面の位置（ｉ，ｊ）に対する分布インピーダンスｑ（ｉ，ｊ）を初期分布インピーダンスｑ０（ｉ，ｊ）と分布インピーダンスの変化分Δｑ（ｉ，ｊ）とから算出する。

患部温度算出部１１２は、分布インピーダンス算出部１１１により算出された分布インピーダンスの変化分Δｑ（ｉ，ｊ）から、分布インピーダンスｑ（ｉ，ｊ）と分布温度Ｔ（ｉ，ｊ）との相関関係に基づいて、温度分布の変化分ΔＴ（ｉ，ｊ）を求める。

ＲＯＭ１０６は、上記の分布インピーダンスの変化分Δｑ（ｉ，ｊ）と温度分布の変化分ΔＴ（ｉ，ｊ）との関係をテーブル形式で記憶している。患部温度算出部１１２は、ＲＯＭ１０６を参照することにより、分布インピーダンスの変化分Δｑ（ｉ，ｊ）から分布温度の変化分ΔＴ（ｉ，ｊ）を読み出し時間軸上にグラフ表示する。

高周波制御部１１３は、分布インピーダンスの変化分Δｑ（ｉ，ｊ）が所定の値となるように、高周波発生部４００が出力する高周波電力量の調整を行い、乃至は間欠的な供給制御を行う。患部５００の分布インピーダンスｑ（ｉ，ｊ）は、初期分布インピーダンスｑ０（ｉ，ｊ）に分布インピーダンスの変化分Δｑ（ｉ，ｊ）を加えることにより得られる。

従って、分布インピーダンスｑ（ｉ，ｊ）の値を目標値にするためには、負荷側の容量成分Ｃを、分布インピーダンスｑ（ｉ，ｊ）の目標値に対応する値に換算することにより、分布インピーダンスｑ（ｉ，ｊ）を制御要素とすることができる。ＲＯＭ１０６は、分布インピーダンスｑ（ｉ，ｊ）に対する高周波発生回路４０２の出力電力を対応づけて記憶している。

また、高周波制御部１１３は、目標とする分布インピーダンスが設定されると、目標とする分布インピーダンスに対応する高周波発生回路４０２の出力電力量をＲＯＭ１０６から読み出すことにより高周波発生回路４０２の出力電力量を決定し、高周波発生回路４０２を制御する。

特開２００５−１３１０３３号公報（段落（００２２）、（００２３）、図１〜図４）

しかし、このような従来の温熱治療装置の図２０に示す電気回路のうちのこの発明に係る要部を説明するための等価回路は、図２１のようになり、高周波発生回路４０２から出力される電力が高周波電力であるため高周波発生回路４０２から対向電極３０１，６０１に至る途中に第１、第２分布インピーダンスｑ１、ｑ２が発生するようになる。

その結果、この第１、第２分布インピーダンスｑ１、ｑ２においても電圧降下Ｖ２，Ｖ３が生じることになり、生体１０を含む負荷側の分布インピーダンスｑに発生する電圧Ｖ１は、高周波発生回路４０２の出力電圧Ｖ４より、第１、第２分布インピーダンスｑ１、ｑ２による電圧降下Ｖ２，Ｖ３分低い電圧、すなわちＶ４−（Ｖ２＋Ｖ３）となり、高周波発生回路４０２の出力電圧Ｖ４と等しくならないという課題があった。

本発明の目的は、負荷側に供給される高周波電流を検出し、生体に加わる電圧を正しく知ることによって、生体が変化、又は入れ替わっても、生体に加わる電圧を知ることができるようにして、適切な治療ができる温熱治療装置を提供することにある。

上述の課題を解決するために、本発明の請求項１に係る温熱治療装置は、
所定の高周波で発振する高周波発振器と、
支持部材に取り付けられて、生体の患部を両側から挟み込むための一対の対向電極を有し、前記高周波発振器からの高周波電力を受けて、前記患部と協働して共振回路を形成する高周波電力被供給手段と、
該高周波電力被供給手段に前記高周波発振器から供給される高周波電力を電流を変化させることで制御する電流制御手段と、
前記電流制御手段からの出力に基づいて、前記高周波発振器から前記高周波電力被供給手段への高周波電力の入射量を検出する入射量検出手段と、
前記高周波電力被供給手段に供給された高周波電力のうち反射されて前記高周波発振器に戻る反射量を検出する反射量検出手段と、
同調手段と、を備え
前記同調手段は、前記高周波電力被供給手段と共に共振回路を構成し、共振が取れたとき、前記高周波発振器から出力される高周波電力が効率よく前記高周波電力被供給手段に供給されることを特徴としている。

本発明の請求項１に係る温熱治療装置がこのような構成を有することで生体に加えられる電流の大きさを知ることができるので、生体が変化、又は入れ替わってもその状態に合った高周波電流を供給でき、治療の管理が容易になる。

また、本発明の請求項２に係る温熱治療装置は、
前記請求項１記載における一対の対向電極の外側に位置し、かつその一対の対向電極に対し平行に延びる第１遮蔽部と、
該第１遮蔽部から直交方向に延びる第２遮蔽部と
からなる遮蔽部材が設けられていることを特徴としている。

本発明の請求項２に係る温熱治療装置がこのような構成を有することで、一対の対向電極間からの電気力線の漏れを防止できるので、生体の患部を効率よく加熱することができる。

また、本発明の請求項３に係る温熱治療装置は、
前記請求項２記載における第１及び第２遮蔽部の幅寸法が、前記一対の対向電極の寸法より大きく設定されていることを特徴としている。

本発明の請求項３に係る温熱治療装置がこのような構成を有することで、一対の対向電極間からの電気力線の漏れを防止できるから、生体の患部を効率よく加熱することができる。

また、本発明の請求項４に係る温熱治療装置は、
前記請求項１における同調手段は、５０〜３４０ＰＦの静電容量の変化範囲を有する可変容量コンデンサであることを特徴としている。

本発明の請求項４に係る温熱治療装置がこのような構成を有することで、入手容易な可変容量コンデンサを使用することができて安価に得ることができる。

また、本発明の請求項５に係る温熱治療装置は、
前記請求項１における同調手段は、前記高周波発振器の出力端側に並列接続された可変容量コンデンサと、前記高周波発振器から前記一対の対向電極までの間に発生するインダクタンス成分及び浮遊容量成分とを少なくとも含むように構成されていることを特徴としている。

本発明の請求項５に係る温熱治療装置がこのような構成を有することで、容易に共振周波数に設定することができる。

また、本発明の請求項６に係る温熱治療装置は、
前記請求項１における同調手段は、前記一対の対向電極に挟まれる前記患部に流れる高周波電流を所望の大きさに設定できる電流調整手段であることを特徴としている。

本発明の請求項６に係る温熱治療装置がこのような構成を有することで、所望の大きさの高周波電流を患部の状態に合わせて確実に与えられるので、治療の効果があげられる。また、その周囲の正常細胞の温度も上げられ、免疫力を高められる。

また、本発明の請求項７に係る温熱治療装置は、
前記請求項６記載における電流調整手段は、電流計を備え、高周波電流の大きさを所望な値に調整する機能を有することを特徴としている。

本発明の請求項７に係る温熱治療装置がこのような構成を有することで、電流の調整量の変化を見ながら高周波電流の大きさを決められるので、容易に患部の温度を所望に、かつ確実に上げることができる。

また、本発明の請求項８に係る温熱治療装置は、
前記請求項７記載における電流の大きさを所望な値に調整する機能は、連続的又は間欠的に高周波電力を変化させることを特徴としている。

本発明の請求項８に係る温熱治療装置がこのような構成を有することで、高周波電流の大きさを目視によって連続的に調整できるので、患部及びその周囲の加温による温度の調整の管理を容易に行える。また、連続的に電流を変化させるのに比べて間欠的に変えられるようにすることによって、瞬間的に電流を大きくでき、患部の温度を瞬間的に大きく設定できるので、悪い細胞を死滅させるのに非常に有効である。

また、本発明の請求項９に係る温熱治療装置は、
前記請求項１記載における高周波電力の照射強度は、前記一対の対向電極の中心から半径略１ｍの点で略０．１ｍｗ／ｃｍ２に設定され、かつ前記一対の対向電極の中心部において略１０ｍｗ／ｃｍ２に設定されていることを特徴としている。

本発明の請求項９に係る温熱治療装置がこのような構成を有することで、高周波電力の照射範囲を略直径２ｍとし、その中央部を最高の照射強度のポイントに設定することにより、有効な高周波電力の照射を得ることができる。

また、本発明の請求項１０に係る温熱治療装置は、
前記請求項８記載における前記高周波電力被供給手段に間欠的に供給される高周波電力の発生間隔は、前記患部照射範囲全体の温度が略均一的になった時のタイミングに合わせてオフし、その所定時間後に再度前記高周波電力を発生させることを特徴としている。

本発明の請求項１０に係る温熱治療装置がこのような構成を有することで、患部に対する高周波電力の照射範囲全体の温度が略均一になり温度上昇の範囲が広範囲にわたって一様に上げられるので、瞬間的に高周波電流の電力が照射されても患部の周囲に熱が放散した後なので、問題なく安全な温熱治療を行うことができ、高い治療効果を期待できる。

また、本発明の請求項１１に係る温熱治療装置は、
請求項１０記載における前記高周波電力被供給手段に間欠的に供給される高周波電力の出力間隔は、前回の高周波電力による前記患部の温度上昇が停止するまでのタイミングであることを特徴としている。

本発明の請求項１１に係る温熱治療装置がこのような構成を有することで、患部の照射範囲全体が、瞬間的に高い温度の高周波電力によって照射されても照射がオフされて患部の周囲に熱が放散した後なので、再度高周波電力を照射しても問題なく安全な温熱治療を行うことができ、高い治療効果を期待できる。

また、本発明の請求項１２に係る温熱治療装置は、
前記請求項１記載の温熱治療装置は、前記患部の温度が必要な温度に上昇する前に、又は必要な照射時間前に作動を中断する機能を有することを特徴としている。

本発明の請求項１２に係る温熱治療装置がこのような構成を有することで、患者が無理せずに照射を受けることができる。

また、本発明の請求項１３に係る温熱治療装置は、
前記請求項２記載の第１及び第２遮蔽部は、周方向に回動可能にリング状に結合されると共に、その内周面の対向する面には、前記対向電極が位置せしめられ、かつその対向電極が前後方向に移動可能に設けられていることを特徴とする。

本発明の請求項１３に係る温熱治療装置が、このような構成を有することで、アーチ部を回動させるだけで対向電極の向きを所望の方向、例えば上下、又は左右方向に容易に変えることができ、生体の患部に合った向きに適切にセットすることができる。

本発明によると、負荷側に供給する電流を検出し、かつ制御するようにしたので、生体に熱的負担を与えることなく、適切な温熱管理の下で温熱治療を行うことができる温熱治療装置を提供することにある。

温熱治療装置の対向電極間に高周波電力を供給する本発明の第１実施例による電気回路のブロック構成図である。 図１の電気回路の等価回路図である。 第１実施例の電気回路による高周波電力の供給に対する生体の温熱変化を説明する示す図で、（Ａ）は高周波電力の照射を説明する図、（Ｂ）は（Ａ）の患部５００と正常組織５０１の温度上昇を説明する図、（Ｃ）は（Ｂ）を温度Ｔ１で横方向に切ったときの平面図である。 温熱治療装置の対向電極間に高周波電力を供給する本発明の第２実施例による電気回路のブロック構成図である。 第２実施例の電気回路による高周波電力の供給に対する生体の温熱変化を説明する図である。 温熱治療装置の対向電極間に高周波電力を供給する本発明の第３実施例による電気回路のブロック構成図である。 第３実施例の電気回路による高周波電力の供給に対する生体の温熱変化を説明する図である。 温熱治療装置の対向電極間に高周波電力を供給する本発明の第４実施例による電気回路のブロック構成図である。 第４実施例の電気回路による高周波電力の供給に対する生体の温熱変化を示す図である。 アーチ部の変形例を示す斜視図である。 アーチ部の他の変形例を示す斜視図である。 患部中心からの距離と対向電極間に供給される高周波電力との関係による生体の温度変化を示す測定結果図である。 アーチ部をリング状にした構成の本発明による他の実施例を示す説明図である。 図１３の状態からアーチ部を９０度回転させたときの状態を説明する図である。 アーチ部が図１３の状態の時に生体を第１、第２対向電極間で挟み込んだ状態を説明する図である。 従来の温熱治療装置の構成を示す外観斜視図である。 図１６のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図１６のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図１６のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。 温熱治療装置の対向電極間に高周波電力を供給する従来の電気回路のブロック構成図である。 その電気回路の等価回路図である。

以下、本発明の各実施の形態を対応する図面に基づいて説明する。図１は、本発明の温熱治療装置において、生体を挟む対向電極間に供給する高周波電流を治療状態に応じて制御する電気回路を示すブロック構成図であり、前記図２０に示した従来の電気回路のブロック構成図と同様に、制御部１００及び高周波発生部４００を有している。

そして、本発明の温熱治療装置の主な構成は、図１６〜図１９に示した従来の温熱治療装置の構成自体の多くをそのまま用いるが、異なる部分についてはその都度以下に説明する。

なお、本発明は、高周波発生部４００と、これに接続された一対の対向電極３０１，６０１による高周波電力被供給手段と、制御部１００と、電圧を電流に変換する電圧／電流変換回路４０５と、この電圧／電流変換回路４０５で決定された電流を出力する電流源４１０と、その電流源４１０から出力される電流を検出し表示するモニター用電流計４０６によって構成されている。また、整合回路４０３は同調手段を構成し、高周波電力計４０４は入射量検出手段と反射量検出手段とを備えている。

制御部１００は容量算出部１１０と、分布インピーダンス算出部１１１と、患部温度算出部１１２と、高周波制御部１１３とを備えている。そして、上記制御部１００には、操作部１０１と、表示部１０２と、出力部１０３と、撮像部１０４と、ＲＡＭ１０５と、ＲＯＭ１０６とが接続されている。撮像部１０４は断層写真１０７を撮影するカメラ１０８と該カメラ１０８からの電気的出力を増幅するアンプ１０９とで構成されている。

また、上記高周波発生部４００は、電源回路４０１と、高周波発振器を有する高周波発生回路４０２と、整合回路４０３と、高周波電力計４０４とを備え、この高周波発生部４００は上記制御部１００と互いに接続されている。そして、高周波発生部４００の高周波発生回路４０２と上部電極６０１との間には、高周波発生回路４００から出力される高周波電力の電圧値に応じて電流値を決める電圧／電流変換回路（電流制御手段）４０５と、その電流値に応じた電流を一対の電極３０１，６０１の間に供給する電流源４１０（電流制御手段）とが接続され、また電流源４1０の下流側にはモニター用電流計４０６（電流制御手段）が接続されている。

図２は、図１の電気回路の等価回路図を示すもので、これは図２１に示した前記従来の電気回路の等価回路と、電圧／電流変換回路４０５と、電流源４１０と、モニター用電流計４０６とを有する点で異なる。

以下、本発明の温熱治療装置について作動を説明する。まず、アーチ部６０２を回動部６０２２を中心に回動させて、上部電極６０１やアーチ部６０２をテーブル部２２０上方から図１６の２点鎖線示の様に外しておき、テーブル部２２０の上に生体１０を横臥させる。

次いで、上記回動部６０２２を軸としてアーチ部６０２を回転させて切離部６０２１を図１６の実線示の状態に連結させると共に、生体１０を対向電極３０１，６０１間に挟んで押圧する。この場合、対向電極３０１，６０１に取り付けてある冷却用パッド３０６，３０７が弾性変形して、生体１０表面を凹凸に沿って確実に密着保持する。

この状態で、まず、高周波発生回路４０２側の出力側のインピーダンス、すなわち第１、第２分布インピーダンスｑ１、ｑ２と、上部電極６０１、下部電極３０１間のインピーダンスｑとの総合的なインピーダンスに対して、高周波発生回路４０２の出力周波数との間の整合（同調）が取れないときは、モニター用電流計４０６が電流量を検出し、それを表示するので、それを目視しながら、整合回路４０３を構成する可変容量コンデンサを操作調整して整合を取ることによって、一対の対向電極３０１、６０１間に電流源４１０から最大電流が供給されるようになる。これによって高周波発生回路４０２から出力される高周波電力（例えば、８ＭＨｚで１０００〜１５００Ｗ程度の電力）を決定する。

なお、この可変容量コンデンサの調整時に流れる高周波電流をモニター用電流計４０６で読み取りながら、適切な大きさの高周波電流が流れるように調整する。また、電圧／電流変換回路（電流制御手段）４０５には、リミッター機能が設けられており、電流値の最大値を制限することによって生体１０の患部５００を例えば、３８〜４３°Ｃに加熱し、生体１０に危険を及ぼす恐れのある量の大きさの電流が流れることを防止する。なお、この電流供給時に、冷却用パッド３０６，３０７に冷水を供給して、生体１０の表面が加熱され過ぎないようにする。

図３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は上記のようにして、負荷側に連続供給された高周波電力によって加熱された生体１０の患部５００とその周辺部の正常組織との温度変化を示すもので、高周波電力は生体１０の患部５００を中心に供給され、その患部５００の周辺の正常組織の温度の上昇と共に該患部５００の温度が一様にＴ０まで上げると、その周辺の正常組織に放熱されるが、正常組織のみ熱放散により温度がＴ１まで低下するが、癌細胞のみ温度はＴ０から下がらず、死滅する。

第１実施例は、高周波発生回路４０２の出力電圧を電圧／電流変換器４０５を介して対応する電流値に変換し、その後、その変換値に基づいて上記の高周波電力を形成する高周波電流を電流源４１０から連続的に上部電極６０１、下部電極３０１間に挟まれた生体１０に供給する。その際、高周波発生回路４０２から出力される周波数が所定の値（例えば、８ＭＨｚ）に決められているために、生体１０が他の生体１０に変わってしまうと一対の電極３０１，６０１間のインピーダンスが変わり、一対の電極３０１，６０１間に流れる電流値が変わってしまう。

そのために、モニター用電流計４０６が検出表示する一対の対向電極３０１，６０１間に流れる高周波電流の大きさを読み取りながら、整合回路４０３を形成する可変容量コンデンサの容量値を操作調整して整合をとる。この結果、一対の対向電極３０１，６０１間に流れる高周波電流を管理できるようになり、適切な温熱管理を容易に行うことができる。

図４は、負荷側に高周波電力を間欠的に供給する本発明の第２実施例を示すもので、電気回路の主な構成は、図１に示す第１実施例と同じであるが、電圧／電流変換回路４０５の出力端と、電流源４１０との間にスイッチング回路４０７を設けている。

そして、このスイッチング回路４０７のオン、オフ動作の間隔は、操作部１０１によって設定入力される時間間隔に基づいてパルス幅決定回路（電流制御手段）４０８によって決められる。その結果、スイッチング回路４０７は、パルス幅決定回路４０８の出力パルスのオン、オフによる周期でオン、オフし、一対の対向電極３０１，６０１間に高周波電力を間欠的に供給する構成である。

図５は上記の第２実施例の構成によって、例えば８ＭＨＺの高周波電流Ｉ０の電流を、負荷側に周期ｔ１、例えば１秒間隔で間欠供給したときの高周波電流Ｉ（図５（Ａ））と、この高周波電流によって加熱された生体１０の患部５００の温度変化（図５（Ｂ））を示すもので、スイッチング回路（電流制御手段）４０７がオンされ、高周波電流が供給されたときに温度が所定値Ｔ０まで上昇し、その後温度Ｔ０まで上がり、オフされ高周波電流の供給が停止されると温度が周囲に拡散することによって低下する正常組織の場合を示している（この時、癌組織は温度Ｔ０から低下しない）。

すなわち、高周波電流を常時ではなく、間欠的にオン、オフするので、温熱に対する生体１０の負担を低くできる。それゆえに、高周波電流を間欠的に供給することによって、患部５００の温度を瞬間的に大きくなるように設定できるので、癌等の細胞に瞬間的に高い温熱を加えることが可能になり、癌等の細胞のみを死滅させるのに非常に有効である。

なお、この第２実施例においても、整合回路４０３の可変コンデンサを調整して、高周波電力供給側の発振周波数に対して負荷側の分布インピーダンスを含めたインピーダンスが一致するように（または近似するように）調整できるので、負荷側に流れ、検出、表示される電流を電流計４０６で読み取りながら該電流を調整するにより、生体１０の様子を見ながら高周波電流を流すことができるので、必要以上の電流を負荷側に流したりすることを防止することができる。

図６は、負荷側に対する高周波電流の供給を間欠的に行う本発明の第３実施例を示すもので、電気回路の全体構成は、図４に示す第２実施例と略同じであるが、異なる点は、それぞれ異なる波高値の電流を出力する第１、第２電圧／電流変換回路（電流制御手段）４０５ａ，４０５ｂを設け、この２つの第１、第２電圧／電流変換回路４０５ａ，４０５ｂを制御部１００からの出力で切り替える切替部（電流制御手段）４０９を備えた構成である。

図７は上記第３実施例の構成によって、負荷側である一対の対向電極３０１，６０１に間欠供給される高周波電流のオン、オフ切り替え状態（図７（Ａ））と、その切り替え状態に合わせて変化する高周波電流によって加熱された生体１０の温度変化の状態の図７（Ｂ）を示すもので、例えば、切替部４０９で図４の電圧／電流変換回路４０５と同じ第１電圧／電流変換回路４０５ａが選択されると、図４の電圧／電流変換回路４０５と同じパルス幅のパルスがパルス幅決定回路４０８から出力されて、スイッチング回路４０７を間隔ｔ１で交互にオン、オフさせ、図５に示した同じ状態で生体１０の患部５００を加熱することができる。

また、切替部４０９で第１電圧／電流変換回路４０５ａより２倍の振幅値に変換する第２電圧／電流変換回路４０５ｂが選択されると、この選択に同期して制御部１００がパルス幅決定回路４０８のパルス幅をｔ１からｔ１／２に変更させ、このパルス幅のパルスがスイッチング回路４０７をオン、オフさせると共に、オフ時間をｔ１からｔ２に変更させる。この結果、図７に示すように、上記第１電圧／電流変換回路４０５ａの選択時（図４参照）より、振幅値が２倍、パルス幅が１／２の高周波電流を間欠的に負荷側に供給し、この高周波電流に対応して生体１０を加熱することができる。このようにスイッチング回路４０７を駆動するパルスのパルス幅を短くし、電圧／電流変換回路４０５ｂで波高値を大きくすることによって患部５００をより集中的に加熱することができる。

なお、この第３実施例においても、整合回路４０３の可変コンデンサを調整して、高周波電力供給側の発振周波数に対して負荷側の分布インピーダンスを含めたインピーダンスが一致（または近似）するように調整できる。この結果、負荷側に流れ、検出、表示される電流をモニター用電流計４０６で読み取りながら該電流を調整するにより、生体１０の様子を見ながら高周波電流を流すことができるので、必要以上の電流を負荷側の生体１０に流すことを防止することができる。

図８は、負荷側に対する高周波電流の供給を間欠的に行う本発明の第４実施例を示すもので、鋸波発生回路（電流制御手段）４１１から周期ｔ１で繰り返し出力される鋸波波状の出力電圧Ｖ０（図９の三角波）に高周波発生回路４０２からの高周波出力を重畳回路（電流制御手段）４１２で重畳（重畳状態は図示せず）させ、その出力を電圧／電流変換回路４０５を介して電流源４１０に供給する。

そして、この電流源４１０から出力された高周波電流を一対の対向電極３０１，６０１によって挟まれた生体１０に供給する。その結果、図９に示すように、上記第２、第３実施例の矩形波パルスで生体１０を加熱するよりも、高周波電流がゆっくり変化するので、生体１０の加熱もゆっくり間欠的に加熱できる。

なお、この第４実施例においても、整合回路４０３の可変コンデンサを調整して、高周波電力供給側の発振周波数に対して負荷側の分布インピーダンスを含めたインピーダンスが一致（または近似）共振するように調整できる。この結果、負荷側に流れる電流を検出、表示するモニター用電流計４０６で読み取りながら該電流を調整するにより、生体１０の様子を見ながら高周波電流を流すことができるので、必要以上の電流を負荷側の生体１０に流すことを防止することができる。

図１０は、本発明の温熱治療装置に用いられているコ字型のアーチ部６０２の変形例を示すもので、コ字型両脚部の中間部より先端部を第１遮蔽部６０２ａ、残りの脚部を連結部で連結したコ字型部を第２遮蔽部６０２ｂとする。そして、第２遮蔽部６０２ｂの幅を鎖線示６０２ｃのように広く、すなわち、一対の対向電極３０１，６０１の径よりも寸法を大とする、あるいは、図１１に示すように、第１遮蔽部６０２ａの先端部を互いに向い合せに直角に折り曲げて折り曲げ片６０２ｄを形成して、ハウジング２００を抱え込むように構成したものである。

このような構成により、対向電極からの電界の漏れを防ぎ、また対向電極との間に形成される静電容量を増加させることができ、対向電極間に今まで以上に高周波電流を供給することができる。例えば、アーチ部６０２の幅４０ｃｍを従来品に対して３０ｃｍ広げて、７０ｃｍにすることによって、静電容量として１９０ｐＦ増大することができる。

またこれによって、加熱時の高周波電流を多く対向電極３０１，６０１間に供給することが可能になり、加熱効率を高めることができる。さらには、生体１０の患部５００の周囲をより広く効率よく加熱することができる。

この結果、図１２に示すように、図１０、図１１のコ字型のアーチ部６０２ａ，６０２ｂを用いると、対向電極の中心（生体１０の患部５００の中心）における電気力線の照射強度を１０（ｍＷ／ｃｍ２）程度に設定すると、生体１０の患部５００を中心として１００ｃｍ近辺まで０．１（ｍＷ／ｃｍ２）として有効となる範囲が示されている（特性曲線Ａ）。

これに対し、図１２中の特性曲線Ｂ，Ｃ，Ｄは、他社製品によるもので、漏れが大きいため、特性曲線Ａよりも照射強度を大きく設定しなくてはならない。すなわち漏れが大きいことを示している本発明によるものは、より低い照射強度で他社製品と同様の性能を得られることが示されている。

また、上記実施例ではアーチ部６０２を図１０に示す如くコ字型に、又は図１１に示す如く一対の第１遮蔽部６０２ａの先端部を直角に内側に折り曲げ、空隙Ｇを挟んで互いに向い合せる形状としたが、この実施例としては、図１３、図１４に示すアーチ部６０２’の如く、図１１に示すように、折り曲げ片６０２ｄの先端部を連結して空隙Ｚのないリング状に形成し、このアーチ部６０２’を図示しない支持部材に取り付け、アーチ部６０２’を支持部材に対し、または支持部材とともに中心軸Ｚを中心にＸ方向（又はＹ方向）に、９０度回転可能に構成している。

また、そのアーチ部６０２’の内側対向面には一対の第１、第２対向電極６０１，３０１を移動可能に取り付け位置せしめ、その第１、第２対向電極６０１，３０１を外部操作によって回転中心Ａに向かって変位させ、対向する第１、第２対向電極６０１，３０１で生体１０を挟み込み、又はその逆方向、すなわち遠ざける方向に移動せしめる駆動部７０１，７０２を設けている。

すなわち、図１５に示すように治療用ベッド本体２００上に生体（患者）１０を仰向けに位置せしめ、遮蔽部６０２ｅに設けられた駆動部７０１によって第１対向電極６０１を、下方に向けて降下せしめると共に、前記遮蔽部６０２ｅに対向する遮蔽部６０２ｆに設けられた駆動部７０２によって第２対向電極３０１を上方に向けて移動せしめ、第１対向電極６０１と第２対向電極３０１との間に生体１０を挟み込む。

次に、治療用ベッド本体２００上に生体１０を横向きに位置せしめた場合には、アーチ部６０２’を図１４に示すようにＹ方向（又はＸ方向）に向けて９０度回転せしめることによって、生体１０を第１、第２対向電極６０１，３０１によって横方向から挟み込むことが可能になる。このようにアーチ部を回転可能な構造にすることによって１台の温熱治療装置によって２種類の治療が可能になる。なお、上記回転角度は９０度に限らず、挟み込む角度なら何度でも良いことは言うまでもないことである。

以上説明したように、本発明の請求項１に係る温熱治療装置は、一対の対向電極間に供給する電流を検出し、かつ制御するので、生体の患部及び周辺を最適な温度に加熱することができ、熱の管理を容易に行うことができる。それによって、生体に与える熱的負担を少なくすることができる。

また、本発明の請求項２、３に係る温熱治療装置は、一対の対向電極間からの電気力線の漏れを有効に抑制することができるから、生体の患部を効率よく加熱することができる。

また、本発明の請求項４に係る温熱治療装置は、入手可能な可変容量コンデンサを使用することができて安価に得ることができる。

また、本発明の請求項５に係る温熱治療装置は、容易に共振周波数に設定することができるので、生体の患部を効率よく加温熱することができる。

また、本発明の請求項６に係る温熱治療装置は患部の状態に合わせて確実に所望の大きさの高周波電流を患部及びその周囲に流すことができ、患部の温度を確実に上げられ治療の効果があげられる。また、その周囲の正常細胞の温度も上げられ、免疫力が高められる。

また、本発明の請求項７に係る温熱治療装置は、電流の調整量の変化を見ながら容易に患部の温度を所望の温度に確実に温熱することができる。

また、本発明の請求項８に係る温熱治療装置は、電流の調整によって高周波電力の大きさを連続的に変えられるので、患部の温熱の調整が容易にできる。また、連続的に電流を変化させるのに比べて間欠的に変えられるようにすることによって、瞬間的に電流の大きさを大きくできる。すなわち、患部の温度を瞬間的に大きく設定できるので、悪い細胞を死滅させるのに非常に有効である。

また、本発明の請求項９に係る温熱治療装置は、高周波電力の照射範囲を略直径２ｍとし、その中央部を最高の照射強度のポイントに設定することにより、有効な温熱を得ることができる。

また、本発明の請求項１０、１１に係る温熱治療装置は、患部の照射範囲全体の温度が略均一になった温度上昇の範囲が広範囲にわたって一様になるので、瞬間的に高い温度の高周波電力が照射されても患部の周囲に熱が放散した後なので、問題なく安全な温熱治療を行うことができ、高い治療効果を期待できる。

また、本発明の請求項１２に係る温熱治療装置は、患部の温度が異常に高くなり患部の細胞に悪影響を与えることを防止することができる。

また、本発明の請求項１３に係る温熱治療装置は、アーチ部がリング状なので、アーチ部を回動させるだけで、生体を対向電極の間に上下方向からでも左右方向からでも挟むことができる。

１０ 生体、１００ 制御部、１０１ 操作部、１０２ 表示部、１０３ 出力部、１０４ 撮像部、１０５ ＲＡＭ、１０６ ＲＯＭ、１０７ 断層写真、１０８ カメラ、２００ 治療用ベッド本体、１０９ アンプ、３０１ 下部電極、６０１ 上部電極、４００ 高周波発生部、４０１ 電源回路、４０２ 高周波発生回路、４０３ 整合回路、４０４ 高周波電力計、４０５，４０５ａ、４０５ｂ 電圧／電流変換回路、４０６ モニター用電流計、４０７ スイッチング回路、４０８ パルス幅決定回路、４０９ 切替部、４１０ 電流源、４１１ 鋸波発生回路、４１２ 重畳回路、５００ 患部

Claims (13)

1. 所定の高周波で発振する高周波発振器と、
   支持部材に取り付けられて、生体の患部を両側から挟み込むための一対の対向電極を有し、前記高周波発振器からの高周波電力を受けて、前記患部と協働して共振回路を形成する高周波電力被供給手段と、
   該高周波電力被供給手段に前記高周波発振器から供給される高周波電力を電流を変化させることで制御する電流制御手段と、
   前記電流制御手段からの出力に基づいて、前記高周波発振器から前記高周波電力被供給手段への高周波電力の入射量を検出する入射量検出手段と、
   前記高周波電力被供給手段に供給された高周波電力のうち反射されて前記高周波発振器に戻る反射量を検出する反射量検出手段と、
   同調手段と、を備え
   前記同調手段は、前記高周波電力被供給手段と共に共振回路を構成し、共振が取れたとき、前記高周波発振器から出力される高周波電力が効率よく前記高周波電力被供給手段に供給されることを特徴とする温熱治療装置。
2. 前記請求項１記載における一対の対向電極の外側に位置し、かつその一対の対向電極に対し平行に延びる第１遮蔽部と、
   該第１遮蔽部から直交方向に延びる第２遮蔽部と
   からなる遮蔽部材が設けられていることを特徴とする温熱治療装置。
3. 前記請求項２記載における第１及び第２遮蔽部の幅寸法が、前記一対の対向電極の寸法より大きく設定されていることを特徴とする温熱治療装置。
4. 前記請求項１における同調手段は、５０〜３４０ＰＦの静電容量の変化範囲を有する可変容量コンデンサであることを特徴とする温熱治療装置。
5. 前記請求項１における同調手段は、前記高周波発振器の出力端側に並列接続された可変容量コンデンサと、前記高周波発振器から前記一対の対向電極までの間に発生するインダクタンス成分及び浮遊容量成分とを少なくとも含むように構成されていることを特徴とする温熱治療装置。
6. 前記請求項１における同調手段は、前記一対の対向電極に挟まれる前記患部に流れる高周波電流を所望の大きさに設定できる電流調整手段を有することを特徴とする温熱治療装置。
7. 前記請求項６記載における電流調整手段は、電流計を備え、高周波電流の大きさを所望な値に調整する機能を有することを特徴とする温熱治療装置。
8. 前記請求項７記載における電流の大きさを所望な値に調整する機能は、連続的又は間欠的に高周波電力を変化させることを特徴とする温熱治療装置。
9. 前記請求項１記載における高周波電力の照射強度は、前記一対の対向電極の中心から半径略１ｍの点で略０．１ｍｗ／ｃｍ２に設定され、かつ前記一対の対向電極の中心部において略１０ｍｗ／ｃｍ２に設定されていることを特徴とする温熱治療装置。
10. 前記請求項８記載における前記高周波電力被供給手段に間欠的に供給される高周波電力の発生間隔は、前記患部照射範囲全体の温度が略均一的になった時のタイミングに合わせてオフし、所定時間後に再度前記高周波電力を発生させることを特徴とする温熱治療装置。
11. 請求項１０記載における前記高周波電力被供給手段に間欠的に供給される高周波電力の出力間隔は、前回の高周波電力による前記患部の温度上昇が停止するまでのタイミングであることを特徴とする温熱治療装置。
12. 前記請求項１記載の温熱治療装置は、前記患部の温度が上昇する前に作動を中断する機能を有することを特徴とする温熱治療装置。
13. 前記請求項２記載の第１及び第２遮蔽部は、周方向に回動可能にリング状に結合されると共に、その内周面の対向する面には、前記対向電極が位置せしめられ、かつその対向電極が前後方向に移動可能に設けられていることを特徴とする温熱治療装置。
    
    

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