JP2635585B2 - ハイパーサーミア装置 - Google Patents
ハイパーサーミア装置Info
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- JP2635585B2 JP2635585B2 JP62087201A JP8720187A JP2635585B2 JP 2635585 B2 JP2635585 B2 JP 2635585B2 JP 62087201 A JP62087201 A JP 62087201A JP 8720187 A JP8720187 A JP 8720187A JP 2635585 B2 JP2635585 B2 JP 2635585B2
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- Japan
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- temperature
- temperature distribution
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、腫瘍を温熱治療するのに用いるハイパー
サーミア装置に関する。
サーミア装置に関する。
ハイパーサーミア装置は癌細胞が正常細胞に比べて熱
に弱いことに着目して、癌細胞を42〜43℃以上の温度に
選択的に加温するもので、例えば特開昭61−58672号公
報等において種々提案されている。
に弱いことに着目して、癌細胞を42〜43℃以上の温度に
選択的に加温するもので、例えば特開昭61−58672号公
報等において種々提案されている。
このハイパーサーミア装置において、生体内の所望の
腫瘍を、他の正常細胞に火傷等の悪影響を与えることな
く効果的に加温するためには、腫瘍を含む加温部分の温
度分布を知る必要がある。
腫瘍を、他の正常細胞に火傷等の悪影響を与えることな
く効果的に加温するためには、腫瘍を含む加温部分の温
度分布を知る必要がある。
このようなことから、従来第５図に示すように、発振
器１に接続されたアプリケータ2,3による生体４の腫瘍
５を含む加温部分に多数の針状の温度センサ６−１〜６
−ｎを刺入し、それらの出力から測温器７において腫瘍
５を含む部分の温度分布を求め、その温度分布に基づい
て正常細胞に悪影響を及ぼすことなく、かつ腫瘍５が所
望の温度となるように、制御回路８を介して発振器１の
高周波エネルギー出力を制御するようにしたものが提案
されている。
器１に接続されたアプリケータ2,3による生体４の腫瘍
５を含む加温部分に多数の針状の温度センサ６−１〜６
−ｎを刺入し、それらの出力から測温器７において腫瘍
５を含む部分の温度分布を求め、その温度分布に基づい
て正常細胞に悪影響を及ぼすことなく、かつ腫瘍５が所
望の温度となるように、制御回路８を介して発振器１の
高周波エネルギー出力を制御するようにしたものが提案
されている。
また、加温部分の温度分布を求める他の方法として、
日本ハイパーサーミア誌第２巻（昭和61年）P447〜453
には、加温部分の断層面における電気的、熱的データに
基づいて有限要素法により温度分布を求めることが開示
されている。
日本ハイパーサーミア誌第２巻（昭和61年）P447〜453
には、加温部分の断層面における電気的、熱的データに
基づいて有限要素法により温度分布を求めることが開示
されている。
しかしながら、第５図に示した従来のハイパーサーミ
ア装置にあっては、一つの温度センサが一点の温度を検
出することになるため、加温部分の温度分布を精度良く
求めるためには数十本以上の温度センサを生体に刺入す
る必要がある。このため、患者に多大の苦痛を与えると
いう問題がある。
ア装置にあっては、一つの温度センサが一点の温度を検
出することになるため、加温部分の温度分布を精度良く
求めるためには数十本以上の温度センサを生体に刺入す
る必要がある。このため、患者に多大の苦痛を与えると
いう問題がある。
また、上述した有限要素法による温度分布は、実測に
よる温度分布に対して全体的傾向はほぼ一致するが、こ
れら間には約３℃の差があるため、この温度分布に基づ
いて腫瘍の加熱温度を制御しようとすると、正常細胞に
悪影響を及ぼしてしまうという問題がある。
よる温度分布に対して全体的傾向はほぼ一致するが、こ
れら間には約３℃の差があるため、この温度分布に基づ
いて腫瘍の加熱温度を制御しようとすると、正常細胞に
悪影響を及ぼしてしまうという問題がある。
この発明は、このような従来の問題点に着目してなさ
れたもので、患者に殆んど苦痛を与えることなく、加温
部分の温度分布を正確に求めることができ、したがって
腫瘍の他の正常細胞に悪影響を及ぼすことなく効果的に
加温できるよう適切に構成したハイパーサーミア装置を
提供することを目的とする。
れたもので、患者に殆んど苦痛を与えることなく、加温
部分の温度分布を正確に求めることができ、したがって
腫瘍の他の正常細胞に悪影響を及ぼすことなく効果的に
加温できるよう適切に構成したハイパーサーミア装置を
提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、この発明は、高周波エネル
ギーを与えて生体を加温するハイパーサーミア装置にお
いて、 加温部分の所定の断層面またはその近傍の温度を検出
するために体腔内表面に配置する温度検出手段と、 前記加温部分における既知の電気的、熱的データに基
づいて前記断層面の温度分布を有限要素法により演算す
る演算手段と、 この演算手段で求めた温度分布を、前記温度検出手段
による検出温度に基づいて補正する補正手段と、 この補正手段で補正された温度分布に基づいて前記加
温部分における温度を制御する制御手段とを具えること
を特徴とするものである。
ギーを与えて生体を加温するハイパーサーミア装置にお
いて、 加温部分の所定の断層面またはその近傍の温度を検出
するために体腔内表面に配置する温度検出手段と、 前記加温部分における既知の電気的、熱的データに基
づいて前記断層面の温度分布を有限要素法により演算す
る演算手段と、 この演算手段で求めた温度分布を、前記温度検出手段
による検出温度に基づいて補正する補正手段と、 この補正手段で補正された温度分布に基づいて前記加
温部分における温度を制御する制御手段とを具えること
を特徴とするものである。
上述したように、加温部分の断層面における温度分布
は、該断層面内の組織の電気的、熱的データに基づいて
有限要素法により求めることができるが、このようにし
て求められる温度分布は、実際の温度分布に対して全体
的傾向はほぼ一致していても、約３℃の大きな誤差があ
る。そこで、この発明では、加温部分の所定の断層面ま
たはその近傍の温度を、体腔内表面に配置した温度検出
手段により実際に測定し、この実測データをもとに、上
記の演算で求めた有限要素法による温度分布を補正す
る。このようにすれば、患者に対しての負担を軽減しな
がら、深部温度の有効な境界条件を設定することができ
るので、実測データが例えば10点以下であっても、約１
℃の誤差内で正確な温度分布をリアルタイムで得ること
ができる。
は、該断層面内の組織の電気的、熱的データに基づいて
有限要素法により求めることができるが、このようにし
て求められる温度分布は、実際の温度分布に対して全体
的傾向はほぼ一致していても、約３℃の大きな誤差があ
る。そこで、この発明では、加温部分の所定の断層面ま
たはその近傍の温度を、体腔内表面に配置した温度検出
手段により実際に測定し、この実測データをもとに、上
記の演算で求めた有限要素法による温度分布を補正す
る。このようにすれば、患者に対しての負担を軽減しな
がら、深部温度の有効な境界条件を設定することができ
るので、実測データが例えば10点以下であっても、約１
℃の誤差内で正確な温度分布をリアルタイムで得ること
ができる。
第１図はこの発明に先立って開発したハイパーサーミ
ア装置の一例の構成を示すものである。アプリケータ1
1,12は温熱治療すべき腫瘍13を挟むように生体14の外表
に装着され、これらアプリケータ11,12の電極間に発振
器15から高周波エネルギーが供給されるようになってい
る。なお、アプリケータ11,12の各電極はバルーンによ
って包囲され、これらバルーン内には導電性の冷却媒体
が互いに電気的に分離された状態で循環するようになっ
ている。
ア装置の一例の構成を示すものである。アプリケータ1
1,12は温熱治療すべき腫瘍13を挟むように生体14の外表
に装着され、これらアプリケータ11,12の電極間に発振
器15から高周波エネルギーが供給されるようになってい
る。なお、アプリケータ11,12の各電極はバルーンによ
って包囲され、これらバルーン内には導電性の冷却媒体
が互いに電気的に分離された状態で循環するようになっ
ている。
この例では、アプリケータ11,12による加温部分の所
定の断層面またはその近傍において、腫瘍13に熱電対を
有する一本の針状の温度センサ16を刺入してその点の温
度を測温部17で検出し、その実測データを演算部18に供
給する。また、演算部18には記憶部19から前記所定の断
層面における臓器（組織）の位置データを供給すると共
に、臓器毎の誘電率、熱伝導率等の電気的、熱的データ
を供給するようにする。なお、記憶部19における臓器の
位置データは、所定の断層面における像をCTあるいは超
音波断層装置によって予め得、その断層像に基づいて入
力するようにする。
定の断層面またはその近傍において、腫瘍13に熱電対を
有する一本の針状の温度センサ16を刺入してその点の温
度を測温部17で検出し、その実測データを演算部18に供
給する。また、演算部18には記憶部19から前記所定の断
層面における臓器（組織）の位置データを供給すると共
に、臓器毎の誘電率、熱伝導率等の電気的、熱的データ
を供給するようにする。なお、記憶部19における臓器の
位置データは、所定の断層面における像をCTあるいは超
音波断層装置によって予め得、その断層像に基づいて入
力するようにする。
演算部18は測温部17からの実測データ、記憶部19から
の臓器の位置データおよび各臓器の電気的、熱的データ
に基づいて有限要素法により所定の断層面における温度
分布を求めるもので、その温度分布データは制御部20に
供給し、これにより発振器15の高周波エネルギー出力を
制御するようにする。
の臓器の位置データおよび各臓器の電気的、熱的データ
に基づいて有限要素法により所定の断層面における温度
分布を求めるもので、その温度分布データは制御部20に
供給し、これにより発振器15の高周波エネルギー出力を
制御するようにする。
第２図は第１図に示すハイパーサーミア装置の動作の
一例を示すフローチャートである。先ず、患者のCTまた
は超音波断層像に基づいて記憶部19に格納した各臓器の
位置データを演算部18に入力すると共に、該演算部18に
各臓器の電気的、熱的データを入力する。次に、演算部
18では断層像を約2000のメッシュに分割し、発振器15の
出力開始後適当な時間間隔で入力データに基づいて断層
像における電界分布、電流密度分布を求めると共に、こ
れらの分布に基づいて温度分布を求める。次に、測温部
17からの温度の実測データを基に温度分布を補正してそ
の補正した温度分布データを制御部20に供給し、この温
度分布データに基づいて制御部20により発振器15の高周
波エネルギー出力を自動的にオン、オフあるいは低出力
として、正常細胞に悪影響を及ぼすことがないように、
かつ腫瘍13が所望の温度となるように制御する。
一例を示すフローチャートである。先ず、患者のCTまた
は超音波断層像に基づいて記憶部19に格納した各臓器の
位置データを演算部18に入力すると共に、該演算部18に
各臓器の電気的、熱的データを入力する。次に、演算部
18では断層像を約2000のメッシュに分割し、発振器15の
出力開始後適当な時間間隔で入力データに基づいて断層
像における電界分布、電流密度分布を求めると共に、こ
れらの分布に基づいて温度分布を求める。次に、測温部
17からの温度の実測データを基に温度分布を補正してそ
の補正した温度分布データを制御部20に供給し、この温
度分布データに基づいて制御部20により発振器15の高周
波エネルギー出力を自動的にオン、オフあるいは低出力
として、正常細胞に悪影響を及ぼすことがないように、
かつ腫瘍13が所望の温度となるように制御する。
第３図はこの発明に先立って開発したハイパーサーミ
ア装置の他の例の要部の構成を示すものである。この例
ではアプリケータ11,12の生体14に接するバルーンの外
表面にそれぞれ３個の熱電対より成る温度センサ21−１
〜21−3;21−４〜21−６を設けて加温部分の所定の断層
面またはその近傍の温度を実測し、これらの実測データ
に基づいて計算により求めた温度分布を補正するように
したものである。
ア装置の他の例の要部の構成を示すものである。この例
ではアプリケータ11,12の生体14に接するバルーンの外
表面にそれぞれ３個の熱電対より成る温度センサ21−１
〜21−3;21−４〜21−６を設けて加温部分の所定の断層
面またはその近傍の温度を実測し、これらの実測データ
に基づいて計算により求めた温度分布を補正するように
したものである。
このように数点の実測データを基に計算により求めた
温度分布を補正するようにすれば、より正確な温度分布
を得ることができる。
温度分布を補正するようにすれば、より正確な温度分布
を得ることができる。
第４図はこの発明の一実施例の要部を示すものであ
る。この実施例では生体14の外表に接着されるアプリケ
ータ11,12の他に、体腔内に挿入される体内アプリケー
タ22を設け、これら３個のアプリケータ11,12,22から２
個のアプリケータを切換え選択して腫瘍13を加温すると
共に、体内アプリケータ22の体腔内壁に接するバルーン
の外表に熱電対より成る温度センサ23を設け、この温度
センサ23の実測データに基づいて、図１で説明したと同
様にして有限要素法により求めた温度分布を補正するよ
うにしたものである。この場合、補正した温度分布デー
タに基づく加温部分の温度制御は、発振器の高周波エネ
ルギー出力をオン、オフあるいは低出力とする他、アプ
リケータの切換えによっても行うことができる。
る。この実施例では生体14の外表に接着されるアプリケ
ータ11,12の他に、体腔内に挿入される体内アプリケー
タ22を設け、これら３個のアプリケータ11,12,22から２
個のアプリケータを切換え選択して腫瘍13を加温すると
共に、体内アプリケータ22の体腔内壁に接するバルーン
の外表に熱電対より成る温度センサ23を設け、この温度
センサ23の実測データに基づいて、図１で説明したと同
様にして有限要素法により求めた温度分布を補正するよ
うにしたものである。この場合、補正した温度分布デー
タに基づく加温部分の温度制御は、発振器の高周波エネ
ルギー出力をオン、オフあるいは低出力とする他、アプ
リケータの切換えによっても行うことができる。
なお、この発明は上述した実施例にのみ限定されるも
のではなく、幾多の変形または変更が可能である。例え
ば、第１図においては演算部18の出力温度分布データを
表示させるようにすると共に、所定の値以上の高温部分
があるときは警報を発するよう構成することもできる。
また、発振器15の出力制御は自動に限らず、温度分布デ
ータに基づいて手動で行うようにすることもできる。更
に、各臓器の電気的、熱的データは予め記憶装置に格納
しておき、これから対応する臓器のものを選択して演算
部18に入力させるようにしてもよい。更に、温度分布デ
ータによる加温部分の温度制御は、上述したような高周
波エネルギー出力の制御やアプリケータの切換え制御に
限らず、アプリケータ内を循環させる冷却媒体の温度制
御や流量制御によって行うこともできるし、加温部分の
血流を制御することによっても行うことができる。
のではなく、幾多の変形または変更が可能である。例え
ば、第１図においては演算部18の出力温度分布データを
表示させるようにすると共に、所定の値以上の高温部分
があるときは警報を発するよう構成することもできる。
また、発振器15の出力制御は自動に限らず、温度分布デ
ータに基づいて手動で行うようにすることもできる。更
に、各臓器の電気的、熱的データは予め記憶装置に格納
しておき、これから対応する臓器のものを選択して演算
部18に入力させるようにしてもよい。更に、温度分布デ
ータによる加温部分の温度制御は、上述したような高周
波エネルギー出力の制御やアプリケータの切換え制御に
限らず、アプリケータ内を循環させる冷却媒体の温度制
御や流量制御によって行うこともできるし、加温部分の
血流を制御することによっても行うことができる。
以上述べたように、この発明によれば、加温部分の所
定の断層面またはその近傍の温度を、体腔内表面に配置
した温度検出手段により実際に測定し、その実測データ
をもとに、有限要素法により求めた温度分布を補正する
ようにしたので、患者に対しての負担を軽減しながら、
深部温度の有効な境界条件を設定することができ、これ
により実際の温度分布にほぼ一致した正確な温度分布を
得ることができる。したがって、腫瘍を、他の正常細胞
に悪影響を与えることなく、効果的に加温することがで
きる。
定の断層面またはその近傍の温度を、体腔内表面に配置
した温度検出手段により実際に測定し、その実測データ
をもとに、有限要素法により求めた温度分布を補正する
ようにしたので、患者に対しての負担を軽減しながら、
深部温度の有効な境界条件を設定することができ、これ
により実際の温度分布にほぼ一致した正確な温度分布を
得ることができる。したがって、腫瘍を、他の正常細胞
に悪影響を与えることなく、効果的に加温することがで
きる。
第１図はこの発明に先立って開発したハイパーサーミア
装置の一例の構成を示す図、 第２図はその動作の一例を示すフローチャート、 第３図はこの発明に先立って開発したハイパーサーミア
装置の他の例の要部の構成を示す図、 第４図はこの発明の一実施例の要部の構成を示す図、 第５図は従来の技術を示す図である。 11,12……アプリケータ 13……腫瘍、14……生体 15……発振器、16……温度センサ 17……測温部、18……演算部 19……記憶部、20……制御部 21−１〜21−６……温度センサ 22……体内アプリケータ 23……温度センサ
装置の一例の構成を示す図、 第２図はその動作の一例を示すフローチャート、 第３図はこの発明に先立って開発したハイパーサーミア
装置の他の例の要部の構成を示す図、 第４図はこの発明の一実施例の要部の構成を示す図、 第５図は従来の技術を示す図である。 11,12……アプリケータ 13……腫瘍、14……生体 15……発振器、16……温度センサ 17……測温部、18……演算部 19……記憶部、20……制御部 21−１〜21−６……温度センサ 22……体内アプリケータ 23……温度センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 匡志 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 八田 信二 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】高周波エネルギーを与えて生体を加温する
ハイパーサーミア装置において、 加温部分の所定の断層面またはその近傍の温度を検出す
るために体腔内表面に配置する温度検出手段と、 前記加温部分における既知の電気的、熱的データに基づ
いて前記断層面の温度分布を有限要素法により演算する
演算手段と、 この演算手段で求めた温度分布を、前記温度検出手段に
よる検出温度に基づいて補正する補正手段と、 この補正手段で補正された温度分布に基づいて前記加温
部分における温度を制御する制御手段とを具えることを
特徴とするハイパーサーミア装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62087201A JP2635585B2 (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | ハイパーサーミア装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62087201A JP2635585B2 (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | ハイパーサーミア装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63252172A JPS63252172A (ja) | 1988-10-19 |
| JP2635585B2 true JP2635585B2 (ja) | 1997-07-30 |
Family
ID=13908359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62087201A Expired - Fee Related JP2635585B2 (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | ハイパーサーミア装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2635585B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6274374A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-06 | 株式会社島津製作所 | ハイパ−サ−ミア装置 |
-
1987
- 1987-04-10 JP JP62087201A patent/JP2635585B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6274374A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-06 | 株式会社島津製作所 | ハイパ−サ−ミア装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63252172A (ja) | 1988-10-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |