JP4055985B2

JP4055985B2 - Wide-area irradiation antenna for microwave therapy

Info

Publication number: JP4055985B2
Application number: JP2002165438A
Authority: JP
Inventors: 川端勲二; 井上基喜
Original assignee: Minato Medical Science Co Ltd
Current assignee: Minato Medical Science Co Ltd
Priority date: 2002-06-06
Filing date: 2002-06-06
Publication date: 2008-03-05
Anticipated expiration: 2022-06-06
Also published as: JP2004008444A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は広い領域にマイクロ波を照射するマイクロ波治療器用のアンテナに関するものである。
マイクロ波治療器は、アンテナからマイクロ波を輻射して生体を加温し、血流増加等を目的とする温熱治療器で、通常は図４に示すような、比較的狭い範囲の加温に用いる丸型アンテナＭや、これよりも少し広い範囲を加温する幅広のワイド型アンテナＷ、図２の２１に示すような、アンテナを移動させてより広い領域を加温する広域照射アンテナなどが使用されている。本発明は、この広域照射アンテナの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
広域照射アンテナは、通常、図２（Ａ）に示すように、ベッド２４と組み合わせて使用し、腰部のような広い範囲を加温するのに用いる。この技術は実開昭５６−１７３３４９や実公昭６１−４３４９７等に開示されている。図２（Ａ）は実公昭６１−４３４９７で示されている実施例で、図の２１はマイクロ波の照射部、２２は電源コード、２３は商用電源、２４はベッド、２８は治療を受ける人である。照射部２１は、図２（Ｂ）に示すように、マグネトロン用電源２５、マグネトロン２６、アンテナ２７を内蔵している。
マグネトロン２６で発生したマイクロ波は、アンテナ２７からベッド２４に向けて輻射され、ベッド上の患者２８を加温治療する。アンテナ２７がある位置に固定しておれば、腰部の一部しか加温できないので、照射部２１を、図２（Ａ）の矢印で示した領域Ｐで往復運動させ、腰の広い範囲を加温するようにしている。
【０００３】
実開昭５６−１７３３４９は、マイクロ波発生部とアンテナを分離し、両者を伝送線で接続し、マイクロ波発生部を別途固定し、照射部を使用領域で往復移動させるものである。図面上、図２（Ａ）と同様であるが、図の２２が伝送線になる。
【０００４】
一方、スリットアンテナを用いたマイクロ波治療器の技術は、実公平３−４１７２２等に開示されている。これは、図３に示すように、複数のスリットを設けたスリットアンテナに可動戸を設け、スリットの一部は常に開けておき、残りのスリットを可動戸で開閉し、スリットアンテナ全体からマイクロ波を照射したり、スリットアンテナの一部から狭い範囲にマイクロ波を照射したりするようにしたものである。ただし実公平３−４１７２２の技術は、図４に示すワイド型アンテナＷに関するもので、スリットを閉じると、図４の丸型アンテナＭのように、狭い範囲に照射するようにするものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
実公昭６１−４３４９７で、照射部２１を図２（Ａ）のように領域Ｐで往復運動をさせると、商用電源２３は固定であるため、電源コード２２にストレスがかかり、断線等の故障の原因になる。また、照射部２１はマグネトロン用電源２５、マグネトロン２６、アンテナ２７等を内蔵しているので、重量が大きいため、往復運動をさせるのに大きなエネルギーを必要とし、大掛りな設計を必要とし、使用している間に故障が発生しやすい。
実開昭５６−１７３３４９では、マイクロ波発生部が固定され、アンテナを往復運動させるので、伝送線に繰返しストレスがかかり、伝送線の焼損その他、故障の原因となる。また、重たいアンテナを往復運動させるのに大きなエネルギーを必要とし、大掛りな設計を必要とし、使用している間に故障が発生しやすい。
本発明はこれらの課題を解決することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
これらの課題を解決するために、本発明では、複数のスリットＳを設けた導波管スリットアンテナ１にスリットＳを開閉するシャッター５を載置し、
シャッター５は導波管スリットアンテナ１に沿って移動するようにし、
シャッター５を移動させてスリットＳを順次開閉し、マイクロ波輻射部位を移動させ、広い領域にマイクロ波を照射できるようにした。
【０００７】
【作用】
本発明では、商用電源、マグネトロン用電源、マグネトロン、アンテナは固定し、シャッター５のみを導波管スリットアンテナ１に沿って往復移動させてスリットＳを順次開閉し、マイクロ波を照射する位置を移動させる。このため、従来のように、電源コードや伝送線にストレスがかかることはない。また、軽いシャッター５だけを動かせばよいので、小さなエネルギーですみ、故障発生頻度を低減できる。
【０００８】
【実施例】
図１に本発明の実施例を示す。図１（Ａ）は本発明の組立て図、（Ｂ）は全体の斜視図であり、図の１は導波管スリットアンテナ、２はマグネトロン、３はシャッター移動用モータ、４はシャッター移動用クランク、５はシャッター、６はシャッター移動用コマ、Ｓはスリット、Ｋはシャッターの孔、Ｒはレフレクタである。
【０００９】
導波管スリットアンテナ１にはスリットＳを２個設け、マグネトロン２を直結している。スリットアンテナ１のサイズ、スリットＳの位置とサイズ、マグネトロン２の取り付け位置等は電磁波工学で解析されているので、その結果を利用すればよい。
シャッター５には２つの孔Ｋを設け、孔の間隔はスリットＳの間隔よりも少し大きくしている。また、シャッター５には、導波管スリットアンテナ１に沿って移動できるように、シャッター移動用こま６を設けている。さらに、シャッター５には、スリットＳから輻射されるマイクロ波の輻射パタ−ンを整えるレフレクタＲを設けている。
組立ては、導波管スリットアンテナ１にマグネトロン２とモータ３を固定し、シャッター５を載置し、２つのスリットＳを２つの孔Ｋで挟むように配置した後、シャッター５とクランク４とモータ３とを接続しておこなう。
図１（Ｂ）はこのようにして組立てた照射部の全体斜視図である。
【００１０】
図１（Ｂ）で、モータ３を回転させると、クランク４が作動し、シャッター５が往復移動をする。このとき、シャッター５の一方の孔Ｋとスリットが重なると、このスリットからマイクロ波が輻射されるが、他方のスリットと孔は重ならないため、このスリットは閉じてマイクロ波は輻射しない。
シャッター５がさらに移動し、先ほど閉じていたスリットと孔が重なり、このスリットからマイクロ波が輻射され、他方のスリットは閉じてマイクロ波を輻射しない。
このようにして、モータ３でシャッター５を往復運動させると、両方のスリットを交互に開閉し、交互にマイクロ波を輻射し、広い範囲を加温することができる。
スリットＳの間隔と孔Ｋの間隔は少しだけ異なるため、シャッター５を少し往復移動させるだけで、交互にマイクロ波を輻射することができる。
【００１１】
従来は、実開昭５６−１７３３４９では電源コードに、実公昭６１−４３４９７では伝送線にそれぞれ繰返し負荷がかかり断線等の故障が生じるという問題があった。また、重たい照射部を往復移動させていたので、この機構部の設計は大掛りになり、このためコストアップになり、故障が多く、エネルギー消費が大きいという問題があった。
これに対して本発明は、マイクロ波発生部やその電源、アンテナ等を固定し、コマ６を付けた軽いシャッター５だけを動かすので、機構部はコンパクトに設計でき、安価で故障の少ない、エネルギー消費の少ない製品にすることができた。
【００１２】
スリットＳはある間隔で設けているが、スリットから出る電磁波の輻射パターンはある程度広がりをもっており、スリットから少し離れたベッド面の近傍ではほぼ均一な強度になるので、ベッド上の患者の、例えば腰部の広い範囲を、均一に加温することができる。
以上の実施例では２個のスリットを用いた例を示したが、スリットを３個以上にしてもよい。スリットの数を多くすると、より広い範囲を加温できるようになる。
また、シャッターの孔の間隔はスリットＳの間隔よりも大きくした例を示したが、少し小さくてもよい。
シャッターの孔は２個設けた例を示しているが、１個でも３個以上でもよい。
【００１３】
スリットを複数にし、シャッターで１個又は複数個のスリットを同時に選択してマイクロ波を輻射するようにし、選択するスリットを順次切り変えて広い範囲に輻射するようにしてもよい。
シャッターの移動時間、あるスリットを選択している（マイクロ波を輻射する）時間、どのスリットをどのような順番で選択するか、いくつのスリットを開くか又は閉じるか、等のマイクロ波輻射条件は任意に決定できる。要するに、輻射位置を変えて広い範囲を加温できればよい。
【００１４】
シャッター５の移動手段にモータ３とクランク４を組み合わせる例を示したが、これもどのような手段を用いてもよい。
シャッターのサイズと形状も問わない。
シャッター５にはレフレクタＲを使用しているが、これはスリットＳから出たマイクロ波の輻射パターンを整えるものであり、レフレクタの形状は問わない。マイクロ波の輻射パターンが問題にならなければ、レフレクタを使用しなくてもよい。
スリットアンテナ１とマグネトロン２は直結しているが、伝送線で結んでもよい。
通常、スリットＳのサイズはアンテナの理論によって設計されるが、スリットＳと孔Ｋとが重なったとき、アンテナとしての孔の大きさになればよい。例えばスリットＳのサイズを大きくし、孔Ｋをアンテナのサイズにしてもよい。
以上の説明では、ベッドと組み合わせて腰部の加温治療を行う例を述べたが、ベッドと組み合わせずに、通常のマイクロ波治療器のアンテナのように、単独で使用してもよい。
【００１５】
【発明の効果】
電源、マイクロ波発生部、アンテナ等を固定にしたので、電源コードや伝送線に繰返しストレスはかからなくなり、これらが破損するという問題は解決された。また、小さくて軽いシャッターだけを動かすようにしたので、構成は簡単になり、小さなエネルギーで駆動できるので、装置の価格、メンテナンス費用、ランニングコストを低減できる。しかも、装置はコンパクトに設計できるので、装置全体のコストを低減でき、故障も減らすことができる。また、故障が少なく、必要なときにはいつでも使用できるので、効率の良い医療が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例であり、（Ａ）は組立て図、（Ｂ）はアンテナ全体の斜視図である。
【図２】従来の広域照射アンテナの例で、（Ａ）はでベッド上の患者を治療している様子を示し、（Ｂ）は照射部の構成図である。
【図３】従来のスリットアンテナの例である。
【図４】従来のマイクロ波治療器の例である。
【符号の説明】
１・・・導波管スリットアンテナ
２・・・マグネトロン
３・・・シャッター移動用モータ
４・・・シャッター移動用クランク
５・・・シャッター
６・・・シャッター移動用コマ
Ｓ・・・アンテナのスリット
Ｋ・・・シャッターの孔
Ｒ・・・レフレクタ
２１・・・照射部
２２・・・電源コード
２３・・・商用電源
２４・・・ベッド
２５・・・マグネトロン用電源
２６・・・マグネトロン
２７・・・アンテナ
２８・・・患者
Ｍ・・・丸型アンテナ
Ｗ・・・ワイド型アンテナ
Ｐ・・・アンテナの移動範囲[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an antenna for a microwave therapy device that irradiates a wide area with microwaves.
A microwave treatment device is a heat treatment device that radiates microwaves from an antenna to heat a living body and aims to increase blood flow, etc. Usually, it is heated in a relatively narrow range as shown in FIG. A round antenna M to be used, a wide wide antenna W that heats a slightly wider area, a wide-area irradiation antenna that heats a wider area by moving the antenna as shown in 21 of FIG. in use. The present invention relates to an improvement of the wide-area irradiation antenna.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 2A, the wide area irradiation antenna is usually used in combination with the bed 24 and used to heat a wide range such as the waist. This technique is disclosed in Japanese Utility Model Publication Nos. 56-173349 and 61-43497. FIG. 2A is an embodiment shown in Japanese Utility Model Publication No. 61-43497. In the figure, 21 is a microwave irradiation unit, 22 is a power cord, 23 is a commercial power supply, 24 is a bed, and 28 is a person receiving treatment. It is. As shown in FIG. 2B, the irradiation unit 21 includes a magnetron power supply 25, a magnetron 26, and an antenna 27.
Microwaves generated by the magnetron 26 are radiated from the antenna 27 toward the bed 24 to heat the patient 28 on the bed. If the antenna 27 is fixed at a certain position, only a part of the waist can be heated. Therefore, the irradiation unit 21 is reciprocated in a region P indicated by an arrow in FIG. I try to warm up.
[0003]
In Japanese Utility Model Laid-Open No. 56-173349, a microwave generating unit and an antenna are separated, both are connected by a transmission line, the microwave generating unit is separately fixed, and the irradiation unit is reciprocated in the use area. In the drawing, it is the same as FIG. 2A, but 22 in the figure is a transmission line.
[0004]
On the other hand, the technology of a microwave therapy device using a slit antenna is disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 3-41722. As shown in FIG. 3, a movable door is provided on a slit antenna provided with a plurality of slits, a part of the slit is always opened, the remaining slits are opened and closed with the movable door, and microwaves are formed from the entire slit antenna. Or microwaves are applied to a narrow area from a part of the slit antenna. However, the technology of real fair 3-41722 is related to the wide antenna W shown in FIG. 4, and when the slit is closed, a narrow area is irradiated like the round antenna M of FIG.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
When the irradiation unit 21 is reciprocated in the region P as shown in FIG. 2A in Japanese Utility Model Publication No. 61-43497, the commercial power source 23 is fixed, so that the power cord 22 is stressed and a failure such as disconnection occurs. Cause. Further, since the irradiation unit 21 has a built-in magnetron power supply 25, a magnetron 26, an antenna 27, etc., it is heavy, so it requires a large amount of energy for reciprocating movement, requires a large design, and is used. Failure to occur easily during
In Japanese Utility Model Laid-Open No. Sho 56-173349, the microwave generator is fixed and the antenna is reciprocated, so that the transmission line is repeatedly stressed, causing the transmission line to burn out and other failures. Also, a large amount of energy is required to reciprocate a heavy antenna, a large design is required, and failures are likely to occur during use.
The present invention aims to solve these problems.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve these problems, in the present invention, the waveguide slit antenna 1 provided with a plurality of slits S is mounted with a shutter 5 that opens and closes the slits S.
The shutter 5 is moved along the waveguide slit antenna 1,
The shutter 5 was moved to open and close the slits S sequentially, and the microwave radiation site was moved so that a wide area could be irradiated with microwaves.
[0007]
[Action]
In the present invention, a commercial power source, a magnetron power source, a magnetron, and an antenna are fixed, and only the shutter 5 is reciprocated along the waveguide slit antenna 1 to sequentially open and close the slit S and move the microwave irradiation position. Let For this reason, stress is not applied to the power cord and the transmission line as in the prior art. Further, since only the light shutter 5 needs to be moved, only a small amount of energy is required, and the frequency of failure occurrence can be reduced.
[0008]
【Example】
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. 1A is an assembly view of the present invention, and FIG. 1B is a perspective view of the whole. In FIG. 1, 1 is a waveguide slit antenna, 2 is a magnetron, 3 is a shutter moving motor, and 4 is a shutter moving crank. Reference numeral 5 denotes a shutter, 6 denotes a shutter moving frame, S denotes a slit, K denotes a shutter hole, and R denotes a reflector.
[0009]
The waveguide slit antenna 1 is provided with two slits S and directly connected to the magnetron 2. Since the size of the slit antenna 1, the position and size of the slit S, the attachment position of the magnetron 2 and the like are analyzed by electromagnetic wave engineering, the results may be used.
The shutter 5 is provided with two holes K, and the distance between the holes is slightly larger than the distance between the slits S. The shutter 5 is provided with a shutter moving top 6 so that the shutter 5 can move along the waveguide slit antenna 1. Further, the shutter 5 is provided with a reflector R for adjusting the radiation pattern of the microwave radiated from the slit S.
For assembly, the magnetron 2 and the motor 3 are fixed to the waveguide slit antenna 1, the shutter 5 is placed, and the two slits S are sandwiched between the two holes K, and then the shutter 5, the crank 4, and the motor are placed. 3 and connect.
FIG. 1B is an overall perspective view of the irradiation unit assembled in this way.
[0010]
In FIG. 1B, when the motor 3 is rotated, the crank 4 is operated and the shutter 5 reciprocates. At this time, if one hole K and the slit of the shutter 5 overlap with each other, the microwave is radiated from this slit, but the other slit and the hole do not overlap, so this slit is closed and no microwave is radiated.
The shutter 5 further moves, and the previously closed slit and hole overlap, and microwaves are radiated from this slit, and the other slit is closed and does not radiate microwaves.
When the shutter 5 is reciprocated by the motor 3 in this way, both slits are alternately opened and closed, microwaves are alternately emitted, and a wide range can be heated.
Since the interval between the slits S and the interval between the holes K are slightly different, microwaves can be alternately radiated only by reciprocating the shutter 5 a little.
[0011]
Conventionally, there has been a problem that a load is repeatedly applied to the power cord in Japanese Utility Model Publication No. 56-173349 and a transmission line in Japanese Utility Model Application Publication No. 61-43497 to cause a failure such as disconnection. Further, since the heavy irradiation part is reciprocated, the design of the mechanism part becomes large, which increases the cost, causes many troubles, and consumes large energy.
On the other hand, the present invention fixes the microwave generation section, its power supply, antenna, etc., and moves only the light shutter 5 with the top 6, so that the mechanism section can be designed compactly, is inexpensive and has few failures. We were able to make it a product with low consumption.
[0012]
Although the slits S are provided at a certain interval, the radiation pattern of the electromagnetic wave emitted from the slit has a certain extent, and becomes almost uniform in the vicinity of the bed surface slightly away from the slit. Can be uniformly heated.
In the above embodiment, an example using two slits is shown, but three or more slits may be used. If the number of slits is increased, a wider range can be heated.
Further, although the example in which the interval between the shutter holes is larger than the interval between the slits S is shown, it may be slightly smaller.
Although two shutter holes are provided, one or three or more holes may be provided.
[0013]
A plurality of slits may be provided, and one or a plurality of slits may be simultaneously selected by the shutter to radiate microwaves, and the selected slits may be sequentially switched to radiate over a wide range.
Microwave radiation conditions such as shutter moving time, time when a slit is selected (radiating microwave), which slit is selected in what order, how many slits are opened or closed, etc. It can be decided arbitrarily. In short, it is only necessary to change the radiation position and to heat a wide range.
[0014]
Although an example in which the motor 3 and the crank 4 are combined with the moving means of the shutter 5 is shown, any means may be used for this.
There are no restrictions on the size and shape of the shutter.
Although the reflector R is used for the shutter 5, this arranges the radiation pattern of the microwave which exited from the slit S, and the shape of a reflector is not ask | required. If the microwave radiation pattern is not an issue, the reflector need not be used.
The slit antenna 1 and the magnetron 2 are directly connected, but may be connected by a transmission line.
Normally, the size of the slit S is designed according to the theory of the antenna. However, when the slit S and the hole K overlap, the size of the hole as an antenna may be sufficient. For example, the size of the slit S may be increased and the hole K may be the size of the antenna.
In the above description, an example of performing waist warming treatment in combination with a bed has been described. However, it may be used alone as in an antenna of a normal microwave therapy device without being combined with a bed.
[0015]
【The invention's effect】
Since the power source, the microwave generation unit, the antenna, and the like were fixed, the problem that the power cord and the transmission line were not repeatedly stressed and were damaged was solved. Moreover, since only a small and light shutter is moved, the configuration becomes simple and it can be driven with a small amount of energy, so that the price of the apparatus, the maintenance cost, and the running cost can be reduced. Moreover, since the apparatus can be designed compactly, the cost of the entire apparatus can be reduced, and failures can be reduced. In addition, since there are few failures and it can be used whenever necessary, efficient medical treatment has become possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an embodiment of the present invention, (A) is an assembly view, and (B) is a perspective view of the whole antenna.
FIGS. 2A and 2B show an example of a conventional wide-area irradiation antenna. FIG. 2A shows a state where a patient on a bed is being treated, and FIG. 2B is a configuration diagram of an irradiation unit.
FIG. 3 is an example of a conventional slit antenna.
FIG. 4 is an example of a conventional microwave therapy device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Waveguide slit antenna 2 ... Magnetron 3 ... Shutter movement motor 4 ... Shutter movement crank 5 ... Shutter 6 ... Shutter movement top S ... Antenna slit K ... Shutter hole R ... Reflector 21 ... Irradiation unit 22 ... Power cord 23 ... Commercial power supply 24 ... Bed 25 ... Magnetron power supply 26 ... Magnetron 27 ... -Antenna 28 ... Patient M ... Round antenna W ... Wide antenna P ... Range of antenna movement

Claims

It is an antenna of a microwave irradiation bed that irradiates the waist of the patient who is lying on the bed from the antenna under the bed,
As the antenna, a waveguide slit antenna (1) in which a plurality of slits (S) are provided in a waveguide is used.
The shutter (5) is placed so as to be movable along the slit-provided surface of the waveguide slit antenna (1),
The shutter (5) has a hole (K),
When the hole (K) of the shutter (S) and the slit (S) of the antenna overlap, microwaves are irradiated. When the hole (K) and (S) do not overlap, the shutter (S) closes the slit (S). Avoid microwaves,
Move the microwave irradiation area by reciprocating the shutter (5) within a predetermined range with the shutter moving motor ( 3 ),
Wide-area irradiation antenna for microwave therapy that can irradiate microwaves over a wide area.