JP2680876B2

JP2680876B2 - マイクロ波治療装置

Info

Publication number: JP2680876B2
Application number: JP1005438A
Authority: JP
Inventors: 元之田川; 信二八田; 芳広小坂
Original assignee: Olympus Optic Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1989-01-12
Filing date: 1989-01-12
Publication date: 1997-11-19
Anticipated expiration: 2012-11-19
Also published as: JPH02185267A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、腫瘍部を加熱して治療するハイパーサーミ
ア装置、マイクロ波凝固装置、あるいはマイクロ波手術
装置等のマイクロ波治療装置に関する。

［従来の技術］悪性腫瘍（癌）等の体内の有害組織を生態内において
破壊するものとして被破壊組織のみを選択的に長時間加
熱する治療法、つまりハイパーサーミア（温熱療法）が
ある。たとえば、特開昭62−284659号公報に示すよう
に、電磁波放射によって生体の加熱をアプリケータによ
って行いつつ同時に、そのアプリケータからの反射波で
定在波比を観測することにより、アプリケータの温度を
制御するようにしたものであり、あるいは特開昭60−19
0969号公報に示すように、電磁波を生体へ照射するアプ
リケータの電磁波の出力に対応して加温個所の温度測定
を行い、この測定した温度が所定レベル以上の時、電磁
波の出力レベルを低くすることにより、生体内の所定の
加温個所をあらかじめ定めた所定の温度に継続して一定
時間加温することができるものである。

［発明が解決しようとする課題］しかし、従来の技術では、マイクロ波発振器が治療用
の電力（数十Ｗ）を出力した場合の反射波を直接測定し
ているため、治療用アプリケータと装置との整合が悪い
場合には、出力電力のほとんどが測定器に入射してしま
うことがある。このため、装置の破壊を防止するため
に、測定可能な電力を考慮して数十Ｗに対応するもので
なければならず、大形化してしまうという欠点があっ
た。この発明は、このような欠点に着目してなされたも
ので、装置の破壊を防止し、効率良くマイクロ波を供給
できる小形のマイクロ波治療装置を提供することを目的
とする。

［課題を解決するための手段］この装置では、第１マイクロ波より小さな第２のマイ
クロ波を発振するマイクロ波発振手段２、治療時、上記
マイクロ波発振手段２からの第１のマイクロ波を治療部
へ伝達し、測定時、上記マイクロ波発振手段２からの第
２のマイクロ波を治療部へ伝達し、この治療部からの反
射波を出力する出力方向切換手段３、測定時、上記マイ
クロ波発振手段２からの第２のマイクロ波と上記出力方
向切換手段３からの反射波とにより、反射率を演算する
反射率演算手段６、および治療時と測定時に、上記マイ
クロ波発振手段２と上記出力方向切換手段３を切換える
とともに、反射率演算手段６により得られた反射率が所
定値以上か否かに応じて、上記マイクロ波発振手段２の
発振出力の制御を行う制御手段７が設けられている。

［作用］この装置では、治療時、制御手段７の指示に応じてマ
イクロ波発振手段からの第１のマイクロ波を出力方向切
換手段３を介して治療部へ伝達し、測定時、制御手段７
の指示に応じてマイクロ波発振手段からの第２のマイク
ロ波を出力方向切換手段３を介して治療部へ伝達し、こ
の治療部からの反射波が出力方向切換手段３を介して反
射率演算手段６に導かれ、この反射率演算手段６で上記
マイクロ波発振手段２からの第２のマイクロ波と上記出
力方向切換手段３からの反射波とにより、反射率を演算
し、この得られらた反射率が所定値以上か否かに応じ
て、上記マイクロ波発振手段２の発振出力の制御を行う
ようにしたものである。

［実施例］以下、この発明について説明する。

第１図から第３図はこの発明の第１実施例を示すもの
である。

第１図、および第２図はこの発明のマイクロ波治療装
置（ハイパーサーミア装置）１を示すもので、マグネト
ロン等で構成され、マイクロ波を発振するマイクロ波発
振器（マイクロ波発振手段）２、このマイクロ波発振器
２より発振されたマイクロ波の出力方向と治療部として
のアプリケータ14からの反射波の出力方向を切換える出
力方向切換部（出力方向切換手段）３、上記アプリケー
タ14により加温される生体組織とこのマイクロ波治療装
置１との整合状態を調整する整合部４、上記出力方向切
換部３から供給される上記マイクロ波発振器２より発振
したマイクロ波の出力値と、上記アプリケータ14からの
反射波の出力値とを得るマイクロ波測定部５、マイクロ
波測定部５からの上記マイクロ波発振器２より発振した
マイクロ波の出力値と、上記アプリケータ14からの反射
波の出力値とから反射率を得る反射率演算部（反射率演
算手段）６、上記マイクロ波発振器２用の電源13、およ
び治療時と反射率測定時とで出力方向切換器３の出力方
向を切換えるとももに、上記電源13による電源電圧を調
整し、上記マイクロ波発振器２の出力電力を変更して、
第１のマイクロ波あるいは第２のマイクロ波（第１のマ
イクロ波＞第２のマイクロ波）が出力されるようにし、
反射率測定時、反射率演算部６からの反射率に応じて、
上記電源13による電源電圧の上記マイクロ波発振器２へ
の印加を制御する制御部（制御手段）７によって構成さ
れている。

上記制御部７による治療時と測定時とは、一定時間ご
とに自動的に切換えても、操作者の外部からの入力によ
って切換えるようにしても良い。

また、上記制御部７は、その反射率をあらかじめ設定
されている２つの設定値S1（第１の設定値）、S2（第２
の設定値）と比較され（第１の設定値＞第２の設定
値）、反射率が第１の設定値S1より大きい場合、電源13
によるマイクロ波発振器２への電源電圧の印加を停止
し、マイクロ波発振器２からのマイクロ波の発振を停止
し、反射率が第１の設定値S1より小さく、第２の設定値
S2より大きい場合、制御部７は電源13によるマイクロ波
発振器２への電源電圧を測定時のまま、つまりマイクロ
波発振器２からのマイクロ波の電力値を測定時のままと
し、反射率が適正でない旨を操作者に知らせる。これに
より、操作者は整合部４の整合を調整し、反射率を小さ
くし、反射率が第２の設定値以下となるようにする。

また、制御部７は、反射率が第１の設定値S1より小さ
い場合、電源13によるマイクロ波発振器２への電源電圧
を大きくし、マイクロ波発振器２からのマイクロ波の出
力電力を大きくする。

上記マイクロ波治療装置１の反射率演算部６で得られ
た反射率は表示部８で表示され、操作者に表示されるよ
うになっている。

上記出力方向切換部３は、切換器10、11、および分配
器12によって構成されており、治療時、制御部７からの
切換信号により、切換器10、11のそれぞれの可動接点10
a、11aは固定接点10b、11b側に切り換わり、上記マイク
ロ波発振器２からのマイクロ波が切換器11、10、および
整合部４を介してアプリケータ14に供給され、また反射
率測定時、制御部７からの切換信号により、切換器10、
11のそれぞれの可動接点10a、11aは固定接点10c、11c側
に切り換わり、上記マイクロ波発振器２からのマイクロ
波が切換器11および分配器12を介してマイクロ波測定部
５に供給されるとともに、分配器12からさらに切換器10
および整合部４を介してアプリケータ14に供給され、上
記アプリケータ14からの反射波は、整合部４、切換器10
および分配器12を介してマイクロ波測定部５に供給され
るとともに、分配器12からさらに切換器11を介してマイ
クロ波発振器２に供給される。

上記治療用のアプリケータ14は、たとえば内視鏡（図
示しない）の鉗子孔を介して生体内に挿入可能なものと
なっている。

次に、上記構成に基づく作用を、第３図に示すタイミ
ングチャートを参照しつつ説明する。まず、制御部７か
らの制御信号によって電源13からの電源電圧がマイクロ
波発振器２に出力される。これにより、マイクロ波発振
器２はマイクロ波（第１のマイクロ波）を発振し、この
発振されたマイクロ波は切換器11へ供給されている。

そして、治療時、制御部７からの切換信号により、切
換器10、11のそれぞれの可動接点10a、11aは固定接点10
b、11b側に切り換わり、上記マイクロ波発振器２からの
マイクロ波が切換器11、10、および整合部４を介してア
プリケータ14に供給される。この結果、アプリケータ14
により腫瘍部（図示しない）が加熱され、治療される、また、反射率測定時、制御部７からの制御信号によっ
て電源13から治療時よりも低い電源電圧がマイクロ波発
振器２に出力される、これにより、マイクロ波発振器２
から出力されるマイクロ波の電力値を、マイクロ波測定
部５で測定可能な値まで小さくする。

そして、制御部７からの切換信号により、切換器10、
11のそれぞれの可動接点10a、11aは固定接点10c、11c側
に切り換わり、上記マイクロ波発振器２からのマイクロ
波（第２のマイクロ波）の１部は切換器11および分配器
12を介してマイクロ波測定部５に供給され、上記マイク
ロ波発振器２からのマイクロ波の他部は、切換器11、分
配器12、切換器10および整合部４を介してアプリケータ
14に供給される。

また、上記アプリケータ14からの反射波の一部は、整
合部４、切換部10および分配器12を介してマイクロ波測
定部５に供給され、他部は、整合部４、切換器10、分配
器12、および切換器11を介してマイクロ波発振器２に供
給される。

マイクロ波測定部５は、供給されるマイクロ波の電力
値とアプリケータ14からの反射波の電力値とを測定し、
それらの値を反射率演算部６へ出力する。反射率演算部
６は、供給されるマイクロ波の電力値とアプリケータ14
からの反射波の電力値とから反射率を演算し、この演算
した反射率を制御部７および表示部８へ出力する。表示
部８はその反射率を表示し、操作者にその反射率を知ら
せる。

また、制御部７は、その反射率をあらかじめ設定され
ている２つの設定値S1（第１の設定値）、S2（第２の設
定値）と比較され、反射率が第１の設定値S1より大きい
場合、電源13によるマイクロ波発振器２への電源電圧の
印加を停止し、マイクロ波発振器２からのマイクロ波の
発振を停止し、反射率が第１の設定値S1より小さく、第
２の設定値S2より大きい場合、制御部７は電源13による
マイクロ波発振器２への電源電圧を測定時のまま、つま
りマイクロ波発振器２からのマイクロ波の電力値を測定
時のままとし、反射率が適正でない旨を操作者に知らせ
る。これにより、操作者は整合部４の整合を調整し、反
射率を小さくし、反射率が第２の設定値以下となるよう
にする。

上記したように、反射波の電力が大きくなった場合、
マイクロ波出力を停止して装置の破損を防ぎ、また装置
を破損するほどでなくても、ある程度反射波の電力が大
きい場合は、それを操作者に知らせて、整合状態を良く
させて、常に効率良い加温ができる。

また、反射率測定時には、マイクロ波の出力を小さく
するため、マイクロ波測定部の大きさを小さくできる。

第４図はこの発明の第２実施例を示すものである。

この第２実施例は、第４図に示すように構成され、第
１実施例と同一部位には同一符号を付し、説明を省略す
る。すなわち、上記第１実施例の切換器10、11の代りに
方向性結合部21を設け、電源13とマイクロ波発振器２と
の間に出力電圧演算部24を設け、方向性結合部21とマイ
クロ波測定部５との間に切換器22を設け、切換器22の上
記マイクロ波測定部５とは別の出力部には無反射終端23
が設けられている。

このような構成により、治療時には、制御部７からの
切換信号による、切換器22の可動接点22aは固定接点22b
側に切り換わり、上記マイクロ波発振器２からのマイク
ロ波が方向性結合器21、および整合部４を介してアプリ
ケータ14に供給される。この結果、アプリケータ14によ
り腫瘍部（図示しない）が加熱され、治療される。この
際、アプリケータ14からの反射波は、整合部４、方向性
結合器21、および切換器22を介して無反射終端23へ入力
され、ここで吸収される。

また、反射率測定時、制御部７からの制御信号によっ
て電源13から治療時よりも低い電源電圧が出力電力演算
部24を介してマイクロ波発振器２に出力される。これに
より、マイクロ波発振器２から出力されるマイクロ波の
電力値を、マイクロ波測定部５で測定可能な値まで小さ
くする。この際、出力電力演算部24は電源13の電圧に対
応した出力値を反射率演算部６′へ出力される。

また、制御部７からの切換信号により、切換器22の可
動接点22aは固定接点22c側に切り換えておく、これにより、マイクロ波発振器２からのマイクロ波
は、方向性結合器21および整合部４を介してアプリケー
タ14に供給される。

また、上記アプリケータ14からの反射波は、整合部
４、方向性結合器21、および切換器22を介してマイクロ
波測定部５に供給される。

マイクロ波測定部５は、供給されるアプリケータ14か
らの反射波の電力値を測定し、その値を反射率演算部
６′へ出力する。反射率演算部６′は、出力電力演算部
24から供給される電力値とアプリケータ14からの反射波
の電力値とから反射率を演算し、この演算した反射率を
制御部７および表示部８へ出力する。表示部８はその反
射率を表示し、治療者にその反射率を知らせる。

さらに、マイクロ波測定部が反射波に対する電力値の
みを測定すれば良いため、そのマイクロ波測定部の構成
を簡単にできる。

第５図はこの発明の第３実施例を示すものである。

この第３実施例は、第５図に示すように構成され、第
１実施例と同一部位には同一符号を付し、説明を省略す
る。すなわち、上記第１実施例の切換器11を削除し、マ
イクロ波発振器２からのマイクロ波が切換器31へ出力さ
れ、分配器12の一方の入力として、マイクロ波発振器２
からのマイクロ波の代りに小電力用マイクロ波発振器33
からのマイクロ波が供給される。この小電力用マイクロ
波発振器33には電源13からの電源電圧も印加されるよう
になっている。

このような構成において、反射率測定時は、マイクロ
波発振器２からのマイクロ波の発振を停止し、小電力用
マイクロ波発振器33からマイクロ波が発振されるように
電源13からの電源電圧を印加し、切換器31を分配器12
側、つまり可動接点31aを固定接点31c側に切換える。以
後の動作は、第１実施例と同じである。

この結果、マイクロ波発振器つまりマグネトロンが低
出力で発振が安定しないという欠点を除去して、正確な
反射率の測定を行うことができる。

第６図はこの発明の第４実施例を示すものである。

この第４実施例は、第６図に示すように構成され、第
１実施例と同一部位には同一符号を付し、説明を省略す
る。すなわち、上記第１実施例の整合部４を削除したも
のである。

この場合、動作順序は第１実施例と同じだが、整合部
４による調整手順が除かれる。また、第１実施例の第２
の設定値は不要となり、反射率が第１の設定値より大き
ければ、マイクロ波の発振を停止し、小さければ測定終
了後に治療時のマイクロ波を発振する。

この結果、整合部を無くすことで、装置の小形化がで
き、制御手順も簡単になる。また、整合部を削除するこ
とは第２、第３実施例でも可能である。

第１〜第３実施例では、整合部４を制御部７で自動的
に調整するようにしても良い。この方法としては、スタ
ブ型の整合部を制御部７の信号に応じてステッピングモ
ータで動かして整合をとるものなどで実現できる。

また、整合部を調整している間は、反射率の測定間隔
を第７図（ａ）に示すように、短くしたり、同図（ｂ）
に示すように、連続にすることで、反射率が小さくなっ
た場合にすばやく出力電圧を治療時の値にすることがで
き、腫瘍部の温度低下を小さくできる。

なお、本発明は、ハイパーサーミア装置についてのみ
限定されるものではなく、マイクロ凝固装置やマイクロ
波手術器などマイクロ波発振器で発振したマイクロ波を
導いて、なるべく反射波の少ない状態で対象部位を治療
するマイクロ波治療装置について応用可能である。上記
マイクロ凝固装置の場合には、アプリケータの代りに、
第８図に示すような形状のプロープ14aを用いるように
なっている。

［発明の効果］以上詳述したように、この発明によれば、反射が少な
い状態で、効率良く治療を行うことができ、装置の破壊
を防ぐこともできる小形のマイクロ波治療装置を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】第１図はこの発明を説明する図、第２図はこの発明の第
１実施例における全体の構成を示すブロック図、第３図
は第２図における要部の動作を説明するためのタイミン
グチャートであり、第４図はこの発明の第２実施例にお
ける全体の構成を示すブロック図を示すものであり、第
５図はこの発明の第３実施例における全体の構成を示す
ブロック図を示すものであり、第６図はこの発明の第４
実施例における全体の構成を示すブロック図を示すもの
であり、第７図は第１〜第３実施例において整合部の調
整をしている間の反射率の測定間隔を示すものであり、
第８図は他の実施例におけるプローブの形状を示すもの
である。１……マイクロ波治療装置、２……マイクロ波発振器
（マイクロ波発振手段）、３……出力方向切換器（出力
方向切換手段）、６……反射率演算部（反射率演算手
段）、７……制御部（制御手段）、14……アプリケータ
（治療部）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平２−17081（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−74375（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−37261（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−127661（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１のマイクロ波より小さな第２のマイク
ロ波を発振するマイクロ波発振手段と、治療時、上記マイクロ波発振手段からの第１のマイクロ
波を治療部へ伝達し、測定時、上記マイクロ波発振手段
からの第２のマイクロ波を治療部へ伝達し、この治療部
からの反射波を出力する出力方向切換手段と、測定時、上記マイクロ波発振手段からの第２のマイクロ
波と上記出力方向切換手段からの反射波とにより、反射
率を演算する反射率演算手段と、治療時と測定時に、上記マイクロ波発振手段と上記出力
方向切換手段を切換えるとともに、上記反射率演算手段
により得られた反射率が所定値以上か否かに応じて、上
記マイクロ波発振手段の発振出力の制御を行う制御手段
と、を具備したことを特徴とするマイクロ波治療装置。