JP3872123B2 - マイクロ波治療器 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、マイクロ波(およそ1GHz以上の電磁波)を患部に照射し、治療するマイクロ波治療器であって、特に効果的且つ安全にマイクロ波を照射できるマイクロ波治療器に関する。
【0002】
【従来の技術】
マイクロ波帯(およそ1GHz以上)の電磁波は、水の分子を振動させ、この結果水分の温度を上昇させる作用があることは、周知の通りである。また、この原理を利用した加熱器具も数多く開発され、広く用いられている。
【0003】
医療分野においても、マイクロ波を用いた検査器具や治療器具が数多く実用化されている。その中でも、マイクロ波を照射することにより、胃などの生体深層部に位置する内臓器官の患部を加熱治療するマイクロ波治療器は、構造が比較的簡単で安価に構成することが可能なこともあり、需要が多い。
【0004】
さて、上述のようなマイクロ波治療器にあっても、その詳細な用途は多様化しつつあり、その一例として生体深層部に位置する患部をより効果的に治療することを目的とするマイクロ波治療器がある。
【0005】
例えば、腕部や脚部(肘部や膝部を含む)等の深層部を加熱治療する場合には、1箇所の患部に対して、その周囲の多方からマイクロ波を照射することによって、より効果的な治療が可能になる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、1箇所の患部に同時に照射し得るエネルギー量には限界があるので、このような治療に際しては、1箇所の患部に与えるエネルギー量が所定量以下となるように、細心の注意を要する。
【0007】
ところが、例えば2台のマイクロ波治療器を用いて、2つのアンテナ部から同時に1箇所の患部にマイクロ波を照射した場合には、照射するエネルギー量が上述の限界を超えてしまう。
【0008】
また、1人の患者に対して同時に2箇所のマイクロ波治療を実施する場合等には、2台のマイクロ波治療器を並べなければならず、非常に不便であった。
【0009】
この発明は、このような背景の下になされたもので、より効果的且つ安全にマイクロ波治療の実施が可能であるマイクロ波治療器を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項1に記載の発明にあっては、マイクロ波を発振する第1および第2のマイクロ波発振手段(15a、15b)と、前記マイクロ波をマイクロ波照射対象物に照射する第1および第2のマイクロ波照射手段(17a、17b)と、前記第1および第2のマイクロ波発振手段が発振するマイクロ波を各々断続させる第1および第2の断続手段(12a、12b)と、前記第1および第2の断続手段による断続比または断続周期の何れか、あるいは断続比および断続周期の両方を各々制御する第1および第2の断続制御手段 ( 23a、23b ) と、前記第1の断続制御手段による断続比または断続周期と前記第2の断続制御手段による断続比または断続周期とを同期させる同期制御手段 ( 24 ) と、前記第1の断続制御手段による断続比または断続周期と前記第2の断続制御手段による断続比または断続周期とを同期させるか否かを選択し、前記第1および第2のマイクロ波照射手段から交互にマイクロ波を照射させる第1の照射モードか前記第1および第2のマイクロ波照射手段から同時にマイクロ波を照射させ得る第2の照射モードかを選択する照射モード選択手段 ( 4a、4b、22 ) とを具備しており、前記同期制御手段は、前記照射モード選択手段によって第1の照射モードが選択されたとき、前記第1および第2の断続制御手段から出力される駆動パルス信号の立ち下がりを検出し、前記第1の断続制御手段から出力される駆動パルス信号の立ち下がりを検出すると、前記第2の断続制御手段に設定用パルス信号を入力し、前記第2の断続制御手段から出力される駆動パルス信号の立ち下がりを検出すると、前記第1の断続制御手段に設定用パルス信号を入力し、前記第1および第2の断続制御手段は、前記同期制御手段からの設定用パルス信号が入力されると、前記設定用パルス信号の立ち上がり時から所定の時間だけハイレベルとなる駆動パルス信号をそれぞれ前記第1および第2の断続手段に入力することを特徴とする
【0013】
また、請求項2に記載の発明にあっては、請求項1に記載のマイクロ波治療器では、前記第1および第2のマイクロ波発振手段等を格納する本体(30)は一側面に水平回動自在の第1および第2の支持部(32、32)を有し、前記第1および第2の支持部の各々には俯仰可能な第1の関節部(33a)を介してアーム(33)の一端部が支持され、前記アームの各々は中間部に軸方向に回動自在な連接部(33c)を有し、前記アームの他端部には第2の関節部(33b)を介して各々前記第1あるいは第2のマイクロ波照射手段が支持されていることを特徴とする。
【0014】
また、請求項3に記載の発明にあっては、請求項2に記載のマイクロ波治療器では、前記第1のマイクロ波照射手段が有する開口部(18a)と前記第2のマイクロ波照射手段が有する開口部(18b)とは、前記照射対象物を挟んで対向することを特徴とする。
【0015】
また、請求項4に記載の発明にあっては、請求項3に記載のマイクロ波治療器では、前記第1のマイクロ波照射手段が有する開口部と前記第2のマイクロ波照射手段が有する開口部との距離は、前記第1および第2の支持部ならびに前記第1および第2の関節部ならびに連接部によって任意に調整可能であることを特徴とする。
【0016】
この発明によれば、第1および第2のマイクロ波発振手段がマイクロ波を発振し、第1および第2の断続手段は第1および第2のマイクロ波発振手段が発振するマイクロ波を各々断続させ、第1および第2のマイクロ波照射手段がマイクロ波照射対象物にマイクロ波を照射する。
【0017】
同期制御手段は、第1の断続手段による断続比または断続周期の何れか、あるいは断続比および断続周期の両方を制御する第1の断続制御手段と、第2の断続手段による断続比または断続周期の何れか、あるいは断続比および断続周期の両方を制御する第2の断続制御手段との断続比または断続周期を同期させる。
【0018】
またモード選択手段によって、第1の断続制御手段による断続比または断続周期と第2の断続制御手段による断続比または断続周期とを同期させるか否かを選択し、第1および第2のマイクロ波照射手段から交互にマイクロ波を照射させるか第1および第2のマイクロ波照射手段から同時にマイクロ波を照射させ得るかを選択し得る。
【0019】
また、第1および第2のマイクロ波発振手段等を格納する本体は一側面に水平回動自在の第1および第2の支持部を有し、第1および第2の支持部の各々には俯仰可能な第1の関節部を介してアームの一端部が支持され、アームの各々は中間部に軸方向に回動自在な連接部を有し、アームの他端部には第2の関節部を介して各々第1あるいは第2のマイクロ波照射手段が支持されている。
【0020】
このとき、第1のマイクロ波照射手段の開口部と第2のマイクロ波照射手段の開口部とは、マイクロ波照射対象物を挟んで対向させ、且つその間の距離を任意に調整することが可能である。
【0021】
【発明の実施の形態】
A.構成
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は、本実施の形態にかかるマイクロ波治療器の一例における、操作パネル1の構成を示す外観図である。
【0022】
図1に示す操作パネル1において、2aおよび2bはタイマー設定スイッチであり、本実施の形態のマイクロ波治療器による治療時間(マイクロ波照射時間)を設定するものである。
【0023】
なお、上述のタイマー設定スイッチ2aを押下することにより治療時間が長くなり、一方タイマー設定スイッチ2bを押下することにより治療時間が短くなる。さらにタイマー設定スイッチ2aはスタートスイッチを兼ねており、このタイマー設定スイッチ2aを押下することによりマイクロ波治療器の電源がオンになる。
【0024】
3は、例えば1つあるいは複数の7セグメントLEDにより構成された表示部であり、治療が終了するまでの所要時間を「分」または「秒」単位(本実施の形態では「分」単位)で表示する。
【0025】
なお、表示部3に表示される数字は、表示された「分」または「秒」単位で減ぜられ、この数字が「0」になった時点で治療が終了(マイクロ波の照射が停止)されるとともに、本マイクロ波治療器の電源がオフになる。
【0026】
4aおよび4bはモードスイッチであり、このモードスイッチ4aを押下することで同期モード(後述)が選択され、一方モードスイッチ4bを押下することで独立モード(後述)が選択される。
【0027】
5aおよび5bは、それぞれモードスイッチ4aあるいは4bに埋め込まれたLEDであり、同期モードが選択された場合にはLED5aが点灯し、独立モードが選択された場合にはLED5bが点灯する。
【0028】
6aおよび6bは、各々マイクロ波の照射時間を調整するつまみであり、つまみ6aは後述する照射時間1の長さを調整し、つまみ6bはやはり後述する照射時間2の長さを調整するものである。
【0029】
なお、これらつまみ6aおよび6bは、操作パネル1の内面に取り付けられたそれぞれVR(可変抵抗器)7aあるいはVR7bのシャフトを回すものである。
【0030】
また、これらつまみ6aおよび6bは、時計方向に回されることによって照射時間が長くなり、反時計方向に回されることによって照射時間が短くなる構成になっている。
【0031】
図2は、同実施の形態におけるマイクロ波治療器内部の電気的構成を示すブロック図である。図2において、交流電力入力端子から入力された交流電力は、電源回路11と、各々SSR(ソリッドステートリレー)12aあるいは12bを介してトランス13aおよび13bとに供給される。
【0032】
SSR12aおよびSSR12bは、各々後述するパルスP1あるいはP2が“H(ハイレベル)”になることでオンになる無接点形のリレーである。
【0033】
電源回路11は、タイマー設定スイッチ2aを構成する一方の接点回路2a-1と、後述する制御信号Soffによってオン/オフが制御され、直流電力を生成して後述する各部回路に供給する。即ち、接点回路2a-1がオンになることで直流電力の供給を開始し、制御信号Soffが入力されることで直流電力の供給を停止する。
【0034】
トランス13aによって昇圧されて2次側巻線に発生する高圧は、整流回路14aによって整流された後、マグネトロン15aのプレート(陽極)に供給される。
【0035】
なお、マグネトロン15aはヒータ電極を有しており、この電極にヒータ電力を供給して用いるが、本発明の主旨とは関連がないので、本実施の形態では図示ならびに詳細な説明を省略する。
【0036】
上述のマグネトロン15aから出力されるマイクロ波の電磁波は、給電線16aを介してアンテナ部17aに供給され、ここから照射される。なお、図2に示すSSR12b、トランス13b・・・給電線16b、アンテナ部17bの構成は、上述したSSR12a、トランス13a・・・給電線16a、アンテナ部17aの構成と同一であるので、ここでは説明を省略する。
【0037】
21は、一定周期(例えば1秒周期)のクロックパルスを発生するパルスジェネレータやカウンタ等(何れも図示省略)から構成されるタイマー回路である。このカウンタは、クロックパルスあるいはタイマー設定スイッチ2bが押下されることによってカウントダウンされるとともに、タイマー設定スイッチ2a(タイマー設定スイッチ2aの接点回路2a-2)が押下されることによりカウントアップされる。
【0038】
また、タイマー回路21を構成するカウンタの出力が表示部3によって表示されるとともに、このカウンタの計数値が“0”になると、制御信号Soffが出力される。
【0039】
22はSRタイプのFF(フリップ・フロップ)であり、このFF22のR入力端子にはモードスイッチ4aが接続され、S入力端子にはモードスイッチ4bが接続されている。またFF22は、出力QによってLED5bを駆動し、Qの反転出力によってLED5aを駆動する。
【0040】
23aおよび23bはパルス発生回路であり、各々VR7aあるいはVR7bのシャフトの位置(抵抗値)によって決定される波形の矩形波パルスを出力する。
【0041】
上述のパルス発生回路23aおよび23bの各々は、sync(同期)入力端子を有しており、このsync入力端子が連続して“H”の場合は、VR7aあるいはVR7bによって決定される周期(一例として、最大概ね1秒)ならびにデューティー比(“H”の時間と、パルス1周期時間との比率)のパルスP1、あるいはP2を連続して出力する。
【0042】
一方パルス発生回路23aあるいは23bのsync入力端子にパルス波が入力された場合には、sync入力端子の立ち上がり時からVR7aあるいはVR7bによって決定される時間だけ“H”となる波形のパルスP1、あるいはP2を出力する。
【0043】
24は同期制御回路であり、パルス発生回路23aとパルス発生回路23bとのパルスの出力タイミングを制御する回路である。この同期制御回路24にはパルスP1およびP2が入力されるとともに、出力S1およびS2は各々パルス発生回路23aあるいは23bのsync入力端子に供給される。
【0044】
ここで同期制御回路24は、パルスP1の立ち下がりを検出すると出力S2にパルス状の信号を出力し、パルスP2の立ち下がりを検出すると出力S1にパルス状の信号を出力する。
また同期制御回路24は、INH端子を有している。このINH端子が“H”になると、出力S1およびS2がともに“H”になる。
【0045】
B.独立モード
図3は、本実施の形態における各部の信号の様子を示すタイミングチャートである。まず初めは、一例としてモードスイッチ4bによって独立モードが選択された。このとき同期制御回路24のINH端子は“H”であるので、出力S1、2もともに“H”である。
【0046】
図3における時刻t1において、つまみ6aが操作された。この結果、パルスP1のデューティー比が変化した。また時刻t2において、つまみ6bが操作された。この結果、パルスP2のデューティー比が変化した。
【0047】
このように独立モードにおいては、パルスP1の波形とパルスP2の波形とには関連がない。したがって、アンテナ部17aあるいは17bから照射されるマイクロ波のパルス波形は、各々つまみ6aあるいは6bによって独立して任意に設定することができる。
【0048】
C.同期モード
図3における時刻t3において、モードスイッチ4aによって、新たに同期モードが選択された。これによってFF22の出力Q端子が“L”になり、同期制御回路24のINH端子が“L”になった。
【0049】
INH端子が“L”になると同期制御回路24は、パルスP1の立ち下がりを検出すると出力S2にパルス状の信号を出力し、パルスP2の立ち下がりを検出すると出力S1にパルス状の信号を出力する。
【0050】
例えば時刻t31においては、パルスP1が“H”から“L”に変わった。同期制御回路24は、これを検出して出力S2にパルス状の信号を出力している。
【0051】
また時刻t32においては、パルスP2が“H”から“L”に変わった。同期制御回路24は、これを検出して出力S1にパルス状の信号を出力している。
この結果、アンテナ部17aおよび17bからは、交互にマイクロ波が照射される。
【0052】
ところで、時刻t4においてつまみ6aが操作された。この結果、パルスP1が“H”である時間が変化した。また、時刻t5 においてつまみ6bが操作され、パルスP2が“H”である時間が変化した。
【0053】
このような場合にあっても、パルスP1が“H”である時間の変化に対してはパルスP2が“L”である時間が変化し、パルスP2が“H”である時間の変化に対してはパルスP1が“L”である時間が変化する。
【0054】
このため、パルスP1とパルスP2との同期状態(アンテナ部17aおよび17bによるマイクロ波の照射タイミングの同期状態)が崩れることはない。
【0055】
D.アンテナの外観
以上のように本実施の形態では、独立モードにおいては2つのアンテナ部の各々から照射されるマイクロ波のパルス波形を、各々独立して調整することができる。一方の同期モードにおいては、2つのアンテナ部から常に交互にマイクロ波が照射される。このため、効果的且つ安全にマイクロ波治療を行うことができる。
【0056】
上述のような理由から本実施の形態では、2つのアンテナ部によって患部を挟み込んで使用することが可能である。図4は、本実施の形態の外観構成を示す図であり、特に2つのアンテナ部の外観構成を示す上面図である。
【0057】
図4において、30はマイクロ波治療器本体であり、その上面に操作パネル1が形成されている。また下部には、マイクロ波治療器本体30を容易に移動可能とするためのキャスター31、31・・・が取り付けられている。
【0058】
マイクロ波治療器本体30の一側面上部には、2つのアーム支持部32、32が設けられている。このアーム支持部32には、アーム33が水平方向に回動自在に取り付けられている。
【0059】
アーム33には、末端側(マイクロ波治療器本体30側)と先端側に、各々関節33a、33bを有している。これら関節33aはアーム33を俯仰可能とし、関節33bはアーム33の先端部に取り付けられたアンテナ部17a、あるいはアンテナ部17bを一方向(図4では平面方向)に回動自在とする構成になっている。
【0060】
またアーム33の略中央部に位置するジョイント部33cにおいては、アーム33の先端部を軸中心に任意の方向に捻ることができる。
【0061】
即ち、アンテナ部17aの開口部18aとアンテナ部17bの開口部18bとを対向させ、且つその間の距離を任意に調整することが可能な構成となっており、何処の患部であってもこれら開口部18aと開口部18bとの間に挟み込むことができる。
【0062】
本実施の形態では、マイクロ波治療器本体30が同期モードの時、アンテナ17a、17bからは交互にマイクロ波が照射される。従って、アンテナ部17a、17bの各々の開口部18a、18bの間に患部を挟み込んで使用することで、より安全で効果的な治療が可能となる。
【0063】
なお本実施の形態においては、2つのパルス発生回路が出力するパルスのタイミングを、同期制御回路によって制御する例を挙げて説明した。しかしながら例えば、同期モードにおいて2つのアンテナ部からのマイクロ波の照射を交互に切り換えるための発振回路を備える構成であってもよい。
【0064】
また、マイクロ波治療器本体に取り付けられるアームの構成は一例であって、2つのアンテナ部の各々の開口部を対向させ、且つその間の距離を任意に調整可能な構成であれば、本実施の形態に示すものに限定されない。
【0065】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、第1および第2のマイクロ波発振手段がマイクロ波を発振し、第1および第2の断続手段は第1および第2のマイクロ波発振手段が発振するマイクロ波を各々断続させ、第1および第2のマイクロ波照射手段がマイクロ波照射対象物にマイクロ波を照射する。
【0066】
同期制御手段は、第1の断続手段による断続比または断続周期の何れか、あるいは断続比および断続周期の両方を制御する第1の断続制御手段と、第2の断続手段による断続比または断続周期の何れか、あるいは断続比および断続周期の両方を制御する第2の断続制御手段との断続比または断続周期を同期させる。
【0067】
またモード選択手段によって、第1の断続制御手段による断続比または断続周期と第2の断続制御手段による断続比または断続周期とを同期させるか否かを選択し、第1および第2のマイクロ波照射手段から交互にマイクロ波を照射させるか第1および第2のマイクロ波照射手段から同時にマイクロ波を照射させ得るかを選択し得る。
【0068】
また、第1および第2のマイクロ波発振手段等を格納する本体は一側面に水平回動自在の第1および第2の支持部を有し、第1および第2の支持部の各々には俯仰可能な第1の関節部を介してアームの一端部が支持され、アームの各々は中間部に軸方向に回動自在な連接部を有し、アームの他端部には第2の関節部を介して各々第1あるいは第2のマイクロ波照射手段が支持されている。
【0069】
このとき、第1のマイクロ波照射手段の開口部と第2のマイクロ波照射手段の開口部とはマイクロ波照射対象物を挟んで対向させ、且つその間の距離を任意に調整することが可能であるので、より効果的且つ安全にマイクロ波治療の実施が可能であるマイクロ波治療器が実現可能であるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態にかかるマイクロ波治療器における、操作パネル1の構成を示す外観図である。
【図2】同実施の形態におけるマイクロ波治療器内部の電気的構成を示すブロック図である。
【図3】同実施の形態における各部の信号の様子を示すタイミングチャートである。
【図4】本実施の形態の外観構成を示す図であり、特に2つのアンテナ部の外観構成を示す上面図である。
【符号の説明】
4a、4b モードスイッチ(照射モード選択手段)
12a、12b SSR(ソリッドステートリレー:断続手段)
15a、15b マグネトロン(マイクロ波発振手段)
17a、17b アンテナ部(マイクロ波照射手段)
18a、18b 開口部
22 FF(フリップ・フロップ:照射モード選択手段)
23a、23b パルス発生回路(断続制御手段)
24 同期制御回路(同期制御手段)
30 マイクロ波治療器本体(本体)
32、32 アーム支持部(支持部)
33、33 アーム
33a、33a 関節(第1の関節部)
33b、33b 関節(第2の関節部)
33c、33c 連接部(ジョイント部)

Claims (4)

  1. マイクロ波を発振する第1および第2のマイクロ波発振手段(15a、15b)と、
    前記マイクロ波をマイクロ波照射対象物に照射する第1および第2のマイクロ波照射手段(17a、17b)と、
    前記第1および第2のマイクロ波発振手段が発振するマイクロ波を各々断続させる第1および第2の断続手段(12a、12b)と、
    前記第1および第2の断続手段による断続比または断続周期の何れか、あるいは断続比および断続周期の両方を各々制御する第1および第2の断続制御手段 ( 23a、23b ) と、
    前記第1の断続制御手段による断続比または断続周期と前記第2の断続制御手段による断続比または断続周期とを同期させる同期制御手段 ( 24 ) と、
    前記第1の断続制御手段による断続比または断続周期と前記第2の断続制御手段による断続比または断続周期とを同期させるか否かを選択し、前記第1および第2のマイクロ波照射手段から交互にマイクロ波を照射させる第1の照射モードか前記第1および第2のマイクロ波照射手段から同時にマイクロ波を照射させ得る第2の照射モードかを選択する照射モード選択手段 ( 4a、4b、22 ) とを具備しており、
    前記同期制御手段は、前記照射モード選択手段によって第1の照射モードが選択されたとき、前記第1および第2の断続制御手段から出力される駆動パルス信号の立ち下がりを検出し、前記第1の断続制御手段から出力される駆動パルス信号の立ち下がりを検出すると、前記第2の断続制御手段に設定用パルス信号を入力し、前記第2の断続制御手段から出力される駆動パルス信号の立ち下がりを検出すると、前記第1の断続制御手段に設定用パルス信号を入力し、
    前記第1および第2の断続制御手段は、前記同期制御手段からの設定用パルス信号が入力されると、前記設定用パルス信号の立ち上がり時から所定の時間だけハイレベルとなる駆動パルス信号をそれぞれ前記第1および第2の断続手段に入力することを特徴とするマイクロ波治療器。
  2. 前記第1および第2のマイクロ波発振手段等を格納する本体(30)は一側面に水平回動自在の第1および第2の支持部(32、32)を有し、
    前記第1および第2の支持部の各々には俯仰可能な第1の関節部(33a)を介してアーム(33)の一端部が支持され、
    前記アームの各々は中間部に軸方向に回動自在な連接部(33c)を有し、
    前記アームの他端部には第2の関節部(33b)を介して各々前記第1あるいは第2のマイクロ波照射手段が支持されている
    ことを特徴とする請求項1に記載のマイクロ波治療器。
  3. 前記第1のマイクロ波照射手段が有する開口部(18a)と前記第2のマイクロ波照射手段が有する開口部(18b)とは、
    前記照射対象物を挟んで対向する
    ことを特徴とする請求項2に記載のマイクロ波治療器。
  4. 前記第1のマイクロ波照射手段が有する開口部と前記第2のマイクロ波照射手段が有する開口部との距離は、
    前記第1および第2の支持部ならびに前記第1および第2の関節部ならびに連接部によって任意に調整可能である
    ことを特徴とする請求項3に記載のマイクロ波治療器。
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