JP4338961B2 - 磁束照射装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ソレノイドコイルを用いて磁束を生じさせ、この磁束を被射体に照射するための磁束照射装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の磁束照射装置としては、例えば、局部温熱療法（ハイパーサーミア法）に使用される生体内部加熱装置に用いられているものがある。このハイパーサーミア法の一方式では、下記の特許文献１に開示されているように、鉄系酸化物の微粒子を主成分とする感磁発熱体が生体の患部に導入され、磁束照射装置によって感磁発熱体に磁束が照射される。感磁発熱体は照射された磁束によって磁気ヒステリシス損を生じ、患部はこの磁気ヒステリシス損によって局所的に加熱される。この加熱は正常細胞が侵襲されない程度の温度で行われ、患部の癌細胞のみが選択的に加熱されて壊死させられる。
【０００３】
図１はこのような磁束照射装置１の概略構成を示している。磁束照射装置１はソレノイドコイル２および高周波電源３からなり、ソレノイドコイル２の内側には感磁発熱体を内部に有する生体４が配置されている。高周波電源３からソレノイドコイル２の両端に高周波電圧Ｖが印加されると、ソレノイドコイル２に高周波電流が流れて高周波磁界Ｈが発生する。この高周波磁界Ｈは生体４内の感磁発熱体に作用し、感磁発熱体を発熱させる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−５７０３１号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の磁束照射装置１においては、生体４の内奥部まで高周波磁界Ｈを作用させるため、高周波電源３からソレノイドコイル２に供給する高周波電圧Ｖを高く設定すると、ソレノイドコイル２の軸方向内側面に沿って大きい電位差が生じ、この電位差によって強い高周波電界Ｅが発生する。従って、上記従来の磁束照射装置１では、この高周波電界Ｅによって生体４の表層部が誘電加熱され、生体４といった被射体に対して高電圧印加とそれによる不本意な加熱という悪影響を与えてしまう。よって、この問題を解決することが課題となる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、複数の周回巻線が軸方向に連なる筒状のソレノイドコイルに電流を流して磁束を生じさせ、ソレノイドコイルの内側に配置された被射体に磁束を照射する磁束照射装置において、前記筒状の形態に起因してソレノイドコイルに沿ってその軸方向に生じる電界によって被射体が誘電加熱されないよう、ソレノイドコイルの軸方向内側面に沿った被射体との間に、被射体と空間を隔てて設けられた、前記電界によって生じて被射体を流れる電束流を分流させる非良導電性の高誘電体を備え、この高誘電体が固体であり、この固体にソレノイドコイルの軸方向に沿った経路を有する水路が形成されている、または、この高誘電体が液体であり、ソレノイドコイルの軸方向に沿った経路を有する管に入れられていることを特徴とする。
【０００６】
なお、ここで言う高誘電体とは、その比誘電率εｒが大気の比誘電率よりも顕著に高い誘電体を指している。すなわち、絶縁材として多用される汎用樹脂類（εｒ≒２〜３。ポリエチレン，ポリエステルなど）は好適と言えず、εｒ≧１０、更にはεｒ≧３０の誘電体が好適である。具体的な材料については後述する。また、ここで言う非良導電性とは、良導電体である金属のような高い導電性（導電率γ≒１０５[Ｓ／cm]）は有しない意であり、この要件によって、磁界強度の著減までをもたらすような電界の短絡が避けられることで、本発明装置に必須の磁界形成作用が損なわれずに済むのである。この観点から、水道水の導電率（γ≒１０−４[Ｓ／cm]）を超えない導電率が許容しうる非良導電性の目安となり、蒸留水の導電率（γ≒１０−５〜１０−６[Ｓ／cm]）を超えない導電率が好ましい非良導電性の目安となる。
【０００７】
この構成によれば、ソレノイドコイルに供給する高周波電圧を高く設定し、ソレノイドコイルの軸方向内側面に沿って強い高周波電界が発生しても、この高周波電界は、ソレノイドコイルの軸方向内側面に沿って被射体との間に設けられた高誘電体によって誘電加熱消費され且つ電気的にシールドされ、生体といった被射体には実質的に影響が及ばない。また、高誘電体は非良導電性のため、高周波電界によって高誘電体に大電流が流れて、本来の磁界を打ち消すほどの逆極性磁界が発生することはない。
【０００８】
図２は、上記本発明の構成と作用を模式的に示す等価回路図であって、同図において図１と同一または相当する部分には同一符号を付して説明する。空間には磁気抵抗Ｚ１、生体４内には磁気インダクタンスＺＬおよび磁気抵抗Ｚ２が形成されており、これらがソレノイドコイル２に直列接続されて等価磁気回路が構成されている。ソレノイドコイル２に通電されると高周波磁界Ｈが発生し、磁束流φがこの等価磁気回路を流れる。
【０００９】
また、空間にはインピーダンスＺＲ１，ＺＲ２、生体４内にはキャパシタンスＣＡ，抵抗ＲＡを含むインピーダンスＺＲ３が形成されており、これらがソレノイドコイル２に直列接続されて等価電気回路が構成されている。上記本発明の構成においては、生体４との間に非良導電性の高誘電体１５が配備されているため、この等価電気回路では、高誘電体１５内に形成されるキャパシタンスＣＢ，抵抗ＲＢを含むインピーダンスＺＲ４の直列回路が、生体４内に形成されるキャパシタンスＣＡ，抵抗ＲＡを含むインピーダンスＺＲ３の直列回路に並列に構成されている。
【００１０】
ソレノイドコイル２に供給する高周波電圧Ｖが高くなると強い高周波電界Ｅが発生する。この高周波電界Ｅによって生じる電束流ｉは、従来はその全部が、空間に生じるインピーダンスＺＲ１，ＺＲ２、並びに生体４内のインピーダンスＺＲ３に流入して、前記問題点をもたらしていた。しかし、上記本発明の構成によれば、電束流ｉの大部分の電束流ｉ１は、生体４に並列に配備される高誘電体１５内のインピーダンスＺＲ４にバイパスし、残る小部分の電束流ｉ２（ｉ２＜＜ｉ１）のみが生体４に作用することとなって、前記問題点が解消されるのである。
【００１２】
また、高誘電体が固体であり、この固体にソレノイドコイルの軸方向に沿った経路を有する水路が形成されている構成によれば、発生した高周波電界に対する誘電加熱消費作用や電気シールド作用は、主として上記固体誘電体によってもたらされるが、水路を流れる高誘電体である水によってももたらされる。また、この消費によって高誘電体に生じた熱は、水路を流れる水によって冷却される。
【００１４】
また、高誘電体が液体であり、ソレノイドコイルの軸方向に沿った経路を有する管に入れられている構成によれば、発生した高周波電界に対する誘電加熱消費作用や電気シールド作用は、ソレノイドコイルの軸方向に沿った経路の管に入れられている高誘電体によってもたらされる。また、高誘電体を管内に沿って流通させ、高誘電体に生じた熱を排出し、高周波電界に晒される高誘電体を常に新しいものにすることが出来る。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による磁束照射装置を生体内部加熱装置に適用した第１の実施形態について説明する。
【００１６】
本実施形態による磁束照射装置１１は、図３（ａ）に概略の側断面図が示され、同図（ｂ）に正面図が示される。
【００１７】
磁束照射装置１１はソレノイドコイル１２および高周波電源１３からなり、ソレノイドコイル１２の内側には感磁発熱体を内部に有する生体１４が被射体として配置されている。また、ソレノイドコイル１２の軸方向内側面に沿った生体１４との間に、非良導電性の高誘電体１５が備えられている。高誘電体１５は円筒状の固体であり、チタニア磁器，チタン酸バリウム，チタン酸ストロンチウム，硫酸バリウム，酸化バリウム，酸化マグネシウムといったセラミックや、フッ化ビニリデン，ショウノウ等の高誘電率の材質からなる。
【００１８】
このような構成において、高周波電源１３からソレノイドコイル１２の両端に高周波電圧Ｖが印加されると、ソレノイドコイル１２に高周波電流が流れて高周波磁界Ｈが発生する。この高周波磁界Ｈは生体１４内の感磁発熱体に作用し、感磁発熱体を発熱させる。
【００１９】
また、ソレノイドコイル１２に高周波電圧Ｖが印加されると、ソレノイドコイル１２の軸方向内側面に沿って大きい電位差が生じ、この電位差によって強い高周波電界Ｅが発生する。本実施形態の磁束照射装置１１では、この高周波電界Ｅは、ソレノイドコイル１２の軸方向内側面に沿って生体１４との間に設けられた高誘電体１５を誘電加熱して、この高誘電体１５内で消費される。また、高誘電体１５は生体１４を電気的にシールドする。また、高誘電体１５は非良導電性のため、高周波電界Ｅによって高誘電体１５に大電流が流れて、本来の磁界を打ち消すほどの逆極性磁界が発生することはなく、生体１４に照射されている磁界Ｈに影響を与えることはない。
【００２０】
従って、本実施形態による磁束照射装置１１によれば、高誘電体１５の内側に配置された生体１４に及ぼす高周波電界Ｅの影響が抑制され、生体１４の表層部が従来のように誘電加熱されなくなり、生体１４に対する高電圧印加とそれによる不本意な加熱という悪影響を及ぼすことはない。
【００２１】
図３（ｃ）は、上記実施形態の高誘電体１５に水路１５ａが形成された形態の磁束照射装置１１’を示している。水路１５ａは、ソレノイドコイル１２の軸方向に沿って高誘電体１５を貫通する貫通穴からなる。
【００２２】
この構成の磁束照射装置１１’によれば、ソレノイドコイル１２に高周波電圧Ｖが印加されて発生した高周波電界Ｅは、高誘電体１５によって上述したように誘電加熱消費され且つ電気的にシールドされると共に、水路１５ａを流れる高誘電体の水（純水など）でも同様な誘電加熱消費作用や電気シールド作用がもたらされる。また、この消費によって高誘電体１５に生じた熱は、水路１５ａを流れる水によって冷却される。
【００２３】
このため、この磁束照射装置１１’によれば、高周波電圧Ｖを高く設定することによって発生する高周波電界Ｅの消費効率が高まると共に、高誘電体１５の発熱が抑えられ、高周波電界Ｅが生体１４に及ぼす不本意な熱影響も抑制される。
【００２４】
次に、本発明による磁束照射装置を生体内部加熱装置に適用した第２の実施形態について説明する。
【００２５】
図４（ａ）は、この第２の実施形態による磁束照射装置２１の概略の正面図である。この磁束照射装置２１も、ソレノイドコイル１２および高周波電源１３からなり、ソレノイドコイル１２の内側には感磁発熱体を内部に有する生体１４が被射体として配置されている。この第２の実施形態による磁束照射装置２１では、ソレノイドコイル１２の軸方向内側面に沿った生体１４との間に、絶縁材製の管１６が備えられている。管１６は、ポリエチレンやガラスといった絶縁性本位の材質からなり、同図（ｂ）および同図（ｃ）に示すように、ソレノイドコイル１２の軸方向に沿った経路を有する。管１６の内部には、液体の高誘電体、例えば、水１７あるいはエチレングリコール，プロパンジオール，ブタンジオールなどが入れられている。
【００２６】
この第２の実施形態による磁束照射装置２１によれば、ソレノイドコイル１２に高周波電圧Ｖが印加されて発生した強い高周波電界Ｅは、ソレノイドコイル１２の軸方向に沿った経路の管１６に入れられている水１７を誘電加熱し、この水１７によって誘電加熱消費され且つ電気的にシールドされる。また、水１７を管１６内に沿って流通させ、水１７に生じた熱を排出し、高周波電界Ｅに晒される水１７を常に新しいものにすることが出来る。このため、この第２の実施形態による磁束照射装置２１によっても、高周波電界Ｅの消費効率が高くなると共に、水１７の発熱が抑えられ、高周波電界Ｅが生体１４に及ぼす不本意な熱影響も抑制される。
【００２７】
図５は、上述した図４（ａ）および（ｂ）に示す磁束照射装置２１における生体１４への影響についての実験結果を示している。なお、同図において図４と同一または相当する部分については同一符号を付してその説明は省略する。
【００２８】
同図（ａ）に示すように、ソレノイドコイル１２内の管１６に沿わせて生体１４に当たるものとしてシリコン１８を配置し、ソレノイドコイル１２に高周波電圧Ｖを印加して高周波電界Ｅを発生させ、シリコン１８の温度を時間の経過に応じて測定した。同図（ｂ）はこの実験結果を示すグラフであり、同グラフの横軸は電圧印加時間ｔ[ｓ]，縦軸はシリコン１８の温度Ｔ[℃]を表している。また、特性線３１は管１６への通水が無い場合の実験結果、特性線３２は管１６への通水が有る場合の実験結果を示している。
【００２９】
この実験結果から、管１６への通水が無い場合に比較して管１６への通水が有る場合は、シリコン１８の温度Ｔの上昇が抑えられていることが理解される。つまり、管１６への通水があると、発生した高周波電界Ｅが管１６内の水１７において消費され、シリコン１８つまり生体１４への悪影響が排除される。
【００３０】
また、同図（ｃ）に示すように、ソレノイドコイル１２内の中央部に、生体１４内に埋め込まれる感磁発熱体として磁性粉入りポリエチレンシート１９を配置し、ソレノイドコイル１２に高周波電圧Ｖを印加して高周波電界Ｅを発生させ、ポリエチレンシート１９の温度を時間の経過に応じて測定した。この測定では、ポリエチレンシート１９の誘電率が低いため、ポリエチレンシート１９に入れられた磁性粉に高周波磁界Ｈが作用して発生する発熱が測定される。同図（ｄ）はこの実験結果を示すグラフであり、同グラフの横軸は電圧印加時間ｔ[ｓ]，縦軸はポリエチレンシート１９の温度Ｔ[℃]を表している。また、特性線３３は、管１６への通水が無い場合、および管１６への通水が有る場合の両実験結果を示している。
【００３１】
この実験結果から、管１６への通水の有無にかかわらず、ポリエチレンシート１９の温度が上昇していることが理解される。つまり、ソレノイドコイル１２によって発生する高周波磁界Ｈは、管１６内に水１７が有っても無くても同様に、ポリエチレンシート１９に及ぶ。
【００３２】
すなわち、上記の２つの実験結果から、ソレノイドコイル１２の内側に高誘電体として水１７を配備することにより、高周波電界Ｅの生体１４への影響を無くすことが出来ると共に、この水１７の配備によって生体１４に及ぶ高周波磁界Ｈは影響を受けない、ということが言える。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ソレノイドコイルに供給する高周波電圧を高く設定し、ソレノイドコイルの軸方向内側面に沿って強い高周波電界が発生しても、この高周波電界は、ソレノイドコイルの軸方向内側面に沿って被射体との間に設けられた高誘電体によって誘電加熱消費され且つ電気的にシールドされる。このため、高誘電体の内側に配置された被射体に及ぼす高周波電界の影響が抑制され、被射体に対して高電圧印加とそれによる不本意な加熱という悪影響を及ぼすことはない。
【００３４】
また、上記高誘電体が固体であり、この固体にソレノイドコイルの軸方向に沿った経路を有する水路が形成されている構成の場合、発生した高周波電界に対する誘電加熱消費作用や電気シールド作用は、水路を流れる高誘電体である水によってももたらされる。また、この消費によって高誘電体に生じた熱は、水路を流れる水によって冷却される。このため、この構成によれば、高周波電圧を高く設定することによって発生する高周波電界に対する各作用の効率が高まると共に、高誘電体の発熱が抑えられ、高周波電界が被射体に及ぼす不本意な熱影響も抑制される。
【００３５】
また、上記高誘電体が液体であり、ソレノイドコイルの軸方向に沿った経路を有する管に入れられている構成の場合、発生した高周波電界に対する誘電加熱消費作用や電気シールド作用は、ソレノイドコイルの軸方向に沿った経路の管に入れられている高誘電体によってもたらされる。また、高誘電体を管内に沿って流通させ、高誘電体に生じた熱を排出し、高周波電界に晒される高誘電体を常に新しいものにすることが出来る。このため、この構成によっても、高誘電体の発熱が抑えられ、高周波電界が被射体に及ぼす不本意な熱影響は抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の磁束照射装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の構成と作用を模式的に示す等価回路図である。
【図３】（ａ）は本発明の第１の実施形態による磁束照射装置の概略の側断面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はこの第１の実施形態による磁束照射装置の変形例を示す正面図である。
【図４】（ａ）は本発明の第２の実施形態による磁束照射装置の概略の正面図、（ｂ）はその磁束照射装置を構成する管の構成を示す斜視図、（ｃ）はこの管の別の構成を示す斜視図である。
【図５】（ａ）は第２の実施形態による磁束照射装置の第１の実験の構成を示す図、（ｂ）はこの第１の実験の結果を示すグラフ、（ｃ）は第２の実施形態による磁束照射装置の第２の実験の構成を示す図、（ｄ）はこの第２の実験の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１１，１１’，２１…磁束照射装置
１２…ソレノイドコイル
１３…高周波電源
１４…生体
１５…高誘電体
１５ａ…水路
１６…管
１７…水
１８…シリコン
１９…磁性粉入りポリエチレンシート
【発明の属する技術分野】
本発明は、ソレノイドコイルを用いて磁束を生じさせ、この磁束を被射体に照射するための磁束照射装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の磁束照射装置としては、例えば、局部温熱療法（ハイパーサーミア法）に使用される生体内部加熱装置に用いられているものがある。このハイパーサーミア法の一方式では、下記の特許文献１に開示されているように、鉄系酸化物の微粒子を主成分とする感磁発熱体が生体の患部に導入され、磁束照射装置によって感磁発熱体に磁束が照射される。感磁発熱体は照射された磁束によって磁気ヒステリシス損を生じ、患部はこの磁気ヒステリシス損によって局所的に加熱される。この加熱は正常細胞が侵襲されない程度の温度で行われ、患部の癌細胞のみが選択的に加熱されて壊死させられる。
【０００３】
図１はこのような磁束照射装置１の概略構成を示している。磁束照射装置１はソレノイドコイル２および高周波電源３からなり、ソレノイドコイル２の内側には感磁発熱体を内部に有する生体４が配置されている。高周波電源３からソレノイドコイル２の両端に高周波電圧Ｖが印加されると、ソレノイドコイル２に高周波電流が流れて高周波磁界Ｈが発生する。この高周波磁界Ｈは生体４内の感磁発熱体に作用し、感磁発熱体を発熱させる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−５７０３１号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の磁束照射装置１においては、生体４の内奥部まで高周波磁界Ｈを作用させるため、高周波電源３からソレノイドコイル２に供給する高周波電圧Ｖを高く設定すると、ソレノイドコイル２の軸方向内側面に沿って大きい電位差が生じ、この電位差によって強い高周波電界Ｅが発生する。従って、上記従来の磁束照射装置１では、この高周波電界Ｅによって生体４の表層部が誘電加熱され、生体４といった被射体に対して高電圧印加とそれによる不本意な加熱という悪影響を与えてしまう。よって、この問題を解決することが課題となる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、複数の周回巻線が軸方向に連なる筒状のソレノイドコイルに電流を流して磁束を生じさせ、ソレノイドコイルの内側に配置された被射体に磁束を照射する磁束照射装置において、前記筒状の形態に起因してソレノイドコイルに沿ってその軸方向に生じる電界によって被射体が誘電加熱されないよう、ソレノイドコイルの軸方向内側面に沿った被射体との間に、被射体と空間を隔てて設けられた、前記電界によって生じて被射体を流れる電束流を分流させる非良導電性の高誘電体を備え、この高誘電体が固体であり、この固体にソレノイドコイルの軸方向に沿った経路を有する水路が形成されている、または、この高誘電体が液体であり、ソレノイドコイルの軸方向に沿った経路を有する管に入れられていることを特徴とする。
【０００６】
なお、ここで言う高誘電体とは、その比誘電率εｒが大気の比誘電率よりも顕著に高い誘電体を指している。すなわち、絶縁材として多用される汎用樹脂類（εｒ≒２〜３。ポリエチレン，ポリエステルなど）は好適と言えず、εｒ≧１０、更にはεｒ≧３０の誘電体が好適である。具体的な材料については後述する。また、ここで言う非良導電性とは、良導電体である金属のような高い導電性（導電率γ≒１０５[Ｓ／cm]）は有しない意であり、この要件によって、磁界強度の著減までをもたらすような電界の短絡が避けられることで、本発明装置に必須の磁界形成作用が損なわれずに済むのである。この観点から、水道水の導電率（γ≒１０−４[Ｓ／cm]）を超えない導電率が許容しうる非良導電性の目安となり、蒸留水の導電率（γ≒１０−５〜１０−６[Ｓ／cm]）を超えない導電率が好ましい非良導電性の目安となる。
【０００７】
この構成によれば、ソレノイドコイルに供給する高周波電圧を高く設定し、ソレノイドコイルの軸方向内側面に沿って強い高周波電界が発生しても、この高周波電界は、ソレノイドコイルの軸方向内側面に沿って被射体との間に設けられた高誘電体によって誘電加熱消費され且つ電気的にシールドされ、生体といった被射体には実質的に影響が及ばない。また、高誘電体は非良導電性のため、高周波電界によって高誘電体に大電流が流れて、本来の磁界を打ち消すほどの逆極性磁界が発生することはない。
【０００８】
図２は、上記本発明の構成と作用を模式的に示す等価回路図であって、同図において図１と同一または相当する部分には同一符号を付して説明する。空間には磁気抵抗Ｚ１、生体４内には磁気インダクタンスＺＬおよび磁気抵抗Ｚ２が形成されており、これらがソレノイドコイル２に直列接続されて等価磁気回路が構成されている。ソレノイドコイル２に通電されると高周波磁界Ｈが発生し、磁束流φがこの等価磁気回路を流れる。
【０００９】
また、空間にはインピーダンスＺＲ１，ＺＲ２、生体４内にはキャパシタンスＣＡ，抵抗ＲＡを含むインピーダンスＺＲ３が形成されており、これらがソレノイドコイル２に直列接続されて等価電気回路が構成されている。上記本発明の構成においては、生体４との間に非良導電性の高誘電体１５が配備されているため、この等価電気回路では、高誘電体１５内に形成されるキャパシタンスＣＢ，抵抗ＲＢを含むインピーダンスＺＲ４の直列回路が、生体４内に形成されるキャパシタンスＣＡ，抵抗ＲＡを含むインピーダンスＺＲ３の直列回路に並列に構成されている。
【００１０】
ソレノイドコイル２に供給する高周波電圧Ｖが高くなると強い高周波電界Ｅが発生する。この高周波電界Ｅによって生じる電束流ｉは、従来はその全部が、空間に生じるインピーダンスＺＲ１，ＺＲ２、並びに生体４内のインピーダンスＺＲ３に流入して、前記問題点をもたらしていた。しかし、上記本発明の構成によれば、電束流ｉの大部分の電束流ｉ１は、生体４に並列に配備される高誘電体１５内のインピーダンスＺＲ４にバイパスし、残る小部分の電束流ｉ２（ｉ２＜＜ｉ１）のみが生体４に作用することとなって、前記問題点が解消されるのである。
【００１２】
また、高誘電体が固体であり、この固体にソレノイドコイルの軸方向に沿った経路を有する水路が形成されている構成によれば、発生した高周波電界に対する誘電加熱消費作用や電気シールド作用は、主として上記固体誘電体によってもたらされるが、水路を流れる高誘電体である水によってももたらされる。また、この消費によって高誘電体に生じた熱は、水路を流れる水によって冷却される。
【００１４】
また、高誘電体が液体であり、ソレノイドコイルの軸方向に沿った経路を有する管に入れられている構成によれば、発生した高周波電界に対する誘電加熱消費作用や電気シールド作用は、ソレノイドコイルの軸方向に沿った経路の管に入れられている高誘電体によってもたらされる。また、高誘電体を管内に沿って流通させ、高誘電体に生じた熱を排出し、高周波電界に晒される高誘電体を常に新しいものにすることが出来る。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による磁束照射装置を生体内部加熱装置に適用した第１の実施形態について説明する。
【００１６】
本実施形態による磁束照射装置１１は、図３（ａ）に概略の側断面図が示され、同図（ｂ）に正面図が示される。
【００１７】
磁束照射装置１１はソレノイドコイル１２および高周波電源１３からなり、ソレノイドコイル１２の内側には感磁発熱体を内部に有する生体１４が被射体として配置されている。また、ソレノイドコイル１２の軸方向内側面に沿った生体１４との間に、非良導電性の高誘電体１５が備えられている。高誘電体１５は円筒状の固体であり、チタニア磁器，チタン酸バリウム，チタン酸ストロンチウム，硫酸バリウム，酸化バリウム，酸化マグネシウムといったセラミックや、フッ化ビニリデン，ショウノウ等の高誘電率の材質からなる。
【００１８】
このような構成において、高周波電源１３からソレノイドコイル１２の両端に高周波電圧Ｖが印加されると、ソレノイドコイル１２に高周波電流が流れて高周波磁界Ｈが発生する。この高周波磁界Ｈは生体１４内の感磁発熱体に作用し、感磁発熱体を発熱させる。
【００１９】
また、ソレノイドコイル１２に高周波電圧Ｖが印加されると、ソレノイドコイル１２の軸方向内側面に沿って大きい電位差が生じ、この電位差によって強い高周波電界Ｅが発生する。本実施形態の磁束照射装置１１では、この高周波電界Ｅは、ソレノイドコイル１２の軸方向内側面に沿って生体１４との間に設けられた高誘電体１５を誘電加熱して、この高誘電体１５内で消費される。また、高誘電体１５は生体１４を電気的にシールドする。また、高誘電体１５は非良導電性のため、高周波電界Ｅによって高誘電体１５に大電流が流れて、本来の磁界を打ち消すほどの逆極性磁界が発生することはなく、生体１４に照射されている磁界Ｈに影響を与えることはない。
【００２０】
従って、本実施形態による磁束照射装置１１によれば、高誘電体１５の内側に配置された生体１４に及ぼす高周波電界Ｅの影響が抑制され、生体１４の表層部が従来のように誘電加熱されなくなり、生体１４に対する高電圧印加とそれによる不本意な加熱という悪影響を及ぼすことはない。
【００２１】
図３（ｃ）は、上記実施形態の高誘電体１５に水路１５ａが形成された形態の磁束照射装置１１’を示している。水路１５ａは、ソレノイドコイル１２の軸方向に沿って高誘電体１５を貫通する貫通穴からなる。
【００２２】
この構成の磁束照射装置１１’によれば、ソレノイドコイル１２に高周波電圧Ｖが印加されて発生した高周波電界Ｅは、高誘電体１５によって上述したように誘電加熱消費され且つ電気的にシールドされると共に、水路１５ａを流れる高誘電体の水（純水など）でも同様な誘電加熱消費作用や電気シールド作用がもたらされる。また、この消費によって高誘電体１５に生じた熱は、水路１５ａを流れる水によって冷却される。
【００２３】
このため、この磁束照射装置１１’によれば、高周波電圧Ｖを高く設定することによって発生する高周波電界Ｅの消費効率が高まると共に、高誘電体１５の発熱が抑えられ、高周波電界Ｅが生体１４に及ぼす不本意な熱影響も抑制される。
【００２４】
次に、本発明による磁束照射装置を生体内部加熱装置に適用した第２の実施形態について説明する。
【００２５】
図４（ａ）は、この第２の実施形態による磁束照射装置２１の概略の正面図である。この磁束照射装置２１も、ソレノイドコイル１２および高周波電源１３からなり、ソレノイドコイル１２の内側には感磁発熱体を内部に有する生体１４が被射体として配置されている。この第２の実施形態による磁束照射装置２１では、ソレノイドコイル１２の軸方向内側面に沿った生体１４との間に、絶縁材製の管１６が備えられている。管１６は、ポリエチレンやガラスといった絶縁性本位の材質からなり、同図（ｂ）および同図（ｃ）に示すように、ソレノイドコイル１２の軸方向に沿った経路を有する。管１６の内部には、液体の高誘電体、例えば、水１７あるいはエチレングリコール，プロパンジオール，ブタンジオールなどが入れられている。
【００２６】
この第２の実施形態による磁束照射装置２１によれば、ソレノイドコイル１２に高周波電圧Ｖが印加されて発生した強い高周波電界Ｅは、ソレノイドコイル１２の軸方向に沿った経路の管１６に入れられている水１７を誘電加熱し、この水１７によって誘電加熱消費され且つ電気的にシールドされる。また、水１７を管１６内に沿って流通させ、水１７に生じた熱を排出し、高周波電界Ｅに晒される水１７を常に新しいものにすることが出来る。このため、この第２の実施形態による磁束照射装置２１によっても、高周波電界Ｅの消費効率が高くなると共に、水１７の発熱が抑えられ、高周波電界Ｅが生体１４に及ぼす不本意な熱影響も抑制される。
【００２７】
図５は、上述した図４（ａ）および（ｂ）に示す磁束照射装置２１における生体１４への影響についての実験結果を示している。なお、同図において図４と同一または相当する部分については同一符号を付してその説明は省略する。
【００２８】
同図（ａ）に示すように、ソレノイドコイル１２内の管１６に沿わせて生体１４に当たるものとしてシリコン１８を配置し、ソレノイドコイル１２に高周波電圧Ｖを印加して高周波電界Ｅを発生させ、シリコン１８の温度を時間の経過に応じて測定した。同図（ｂ）はこの実験結果を示すグラフであり、同グラフの横軸は電圧印加時間ｔ[ｓ]，縦軸はシリコン１８の温度Ｔ[℃]を表している。また、特性線３１は管１６への通水が無い場合の実験結果、特性線３２は管１６への通水が有る場合の実験結果を示している。
【００２９】
この実験結果から、管１６への通水が無い場合に比較して管１６への通水が有る場合は、シリコン１８の温度Ｔの上昇が抑えられていることが理解される。つまり、管１６への通水があると、発生した高周波電界Ｅが管１６内の水１７において消費され、シリコン１８つまり生体１４への悪影響が排除される。
【００３０】
また、同図（ｃ）に示すように、ソレノイドコイル１２内の中央部に、生体１４内に埋め込まれる感磁発熱体として磁性粉入りポリエチレンシート１９を配置し、ソレノイドコイル１２に高周波電圧Ｖを印加して高周波電界Ｅを発生させ、ポリエチレンシート１９の温度を時間の経過に応じて測定した。この測定では、ポリエチレンシート１９の誘電率が低いため、ポリエチレンシート１９に入れられた磁性粉に高周波磁界Ｈが作用して発生する発熱が測定される。同図（ｄ）はこの実験結果を示すグラフであり、同グラフの横軸は電圧印加時間ｔ[ｓ]，縦軸はポリエチレンシート１９の温度Ｔ[℃]を表している。また、特性線３３は、管１６への通水が無い場合、および管１６への通水が有る場合の両実験結果を示している。
【００３１】
この実験結果から、管１６への通水の有無にかかわらず、ポリエチレンシート１９の温度が上昇していることが理解される。つまり、ソレノイドコイル１２によって発生する高周波磁界Ｈは、管１６内に水１７が有っても無くても同様に、ポリエチレンシート１９に及ぶ。
【００３２】
すなわち、上記の２つの実験結果から、ソレノイドコイル１２の内側に高誘電体として水１７を配備することにより、高周波電界Ｅの生体１４への影響を無くすことが出来ると共に、この水１７の配備によって生体１４に及ぶ高周波磁界Ｈは影響を受けない、ということが言える。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ソレノイドコイルに供給する高周波電圧を高く設定し、ソレノイドコイルの軸方向内側面に沿って強い高周波電界が発生しても、この高周波電界は、ソレノイドコイルの軸方向内側面に沿って被射体との間に設けられた高誘電体によって誘電加熱消費され且つ電気的にシールドされる。このため、高誘電体の内側に配置された被射体に及ぼす高周波電界の影響が抑制され、被射体に対して高電圧印加とそれによる不本意な加熱という悪影響を及ぼすことはない。
【００３４】
また、上記高誘電体が固体であり、この固体にソレノイドコイルの軸方向に沿った経路を有する水路が形成されている構成の場合、発生した高周波電界に対する誘電加熱消費作用や電気シールド作用は、水路を流れる高誘電体である水によってももたらされる。また、この消費によって高誘電体に生じた熱は、水路を流れる水によって冷却される。このため、この構成によれば、高周波電圧を高く設定することによって発生する高周波電界に対する各作用の効率が高まると共に、高誘電体の発熱が抑えられ、高周波電界が被射体に及ぼす不本意な熱影響も抑制される。
【００３５】
また、上記高誘電体が液体であり、ソレノイドコイルの軸方向に沿った経路を有する管に入れられている構成の場合、発生した高周波電界に対する誘電加熱消費作用や電気シールド作用は、ソレノイドコイルの軸方向に沿った経路の管に入れられている高誘電体によってもたらされる。また、高誘電体を管内に沿って流通させ、高誘電体に生じた熱を排出し、高周波電界に晒される高誘電体を常に新しいものにすることが出来る。このため、この構成によっても、高誘電体の発熱が抑えられ、高周波電界が被射体に及ぼす不本意な熱影響は抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の磁束照射装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の構成と作用を模式的に示す等価回路図である。
【図３】（ａ）は本発明の第１の実施形態による磁束照射装置の概略の側断面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はこの第１の実施形態による磁束照射装置の変形例を示す正面図である。
【図４】（ａ）は本発明の第２の実施形態による磁束照射装置の概略の正面図、（ｂ）はその磁束照射装置を構成する管の構成を示す斜視図、（ｃ）はこの管の別の構成を示す斜視図である。
【図５】（ａ）は第２の実施形態による磁束照射装置の第１の実験の構成を示す図、（ｂ）はこの第１の実験の結果を示すグラフ、（ｃ）は第２の実施形態による磁束照射装置の第２の実験の構成を示す図、（ｄ）はこの第２の実験の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１１，１１’，２１…磁束照射装置
１２…ソレノイドコイル
１３…高周波電源
１４…生体
１５…高誘電体
１５ａ…水路
１６…管
１７…水
１８…シリコン
１９…磁性粉入りポリエチレンシート
Claims (4)
- 複数の周回巻線が軸方向に連なる筒状のソレノイドコイルに電流を流して磁束を生じさせ、前記ソレノイドコイルの内側に配置された被射体に前記磁束を照射する磁束照射装置において、
前記筒状の形態に起因して前記ソレノイドコイルに沿ってその軸方向に生じる電界によって前記被射体が誘電加熱されないよう、前記ソレノイドコイルの軸方向内側面に沿った前記被射体との間に、前記被射体と空間を隔てて設けられた、前記電界によって生じて前記被射体を流れる電束流を分流させる非良導電性の高誘電体を備え、
前記高誘電体は固体であり、この固体に前記ソレノイドコイルの軸方向に沿った経路を有する水路が形成されていることを特徴とする磁束照射装置。 - 複数の周回巻線が軸方向に連なる筒状のソレノイドコイルに電流を流して磁束を生じさせ、前記ソレノイドコイルの内側に配置された被射体に前記磁束を照射する磁束照射装置において、
前記筒状の形態に起因して前記ソレノイドコイルに沿ってその軸方向に生じる電界によって前記被射体が誘電加熱されないよう、前記ソレノイドコイルの軸方向内側面に沿った前記被射体との間に、前記被射体と空間を隔てて設けられた、前記電界によって生じて前記被射体を流れる電束流を分流させる非良導電性の高誘電体を備え、
前記高誘電体は液体であり、前記ソレノイドコイルの軸方向に沿った経路を有する管に入れられていることを特徴とする磁束照射装置。 - 前記高誘電体は、導電率が約１０−４[Ｓ／cm]）を超えない非良導電性を有し、比誘電率が１０以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁束照射装置。
- 前記被射体は、前記磁束が照射されて発熱する感磁発熱体を内部に有する生体であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の磁束照射装置。
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