JP7152709B2 - 電源装置及び磁界発生システム - Google Patents

Description

本発明は、電源装置及び磁界発生システムに関する。

従来より、各種療法を用いたがん治療装置が提案されている。例えば、下記特許文献１及び２では、誘電加熱や、誘電加熱によるターゲット材の発熱により、腫瘍細胞に熱を加える加熱療法を用いたがん治療装置が提案されている。当該がん治療装置では、患者の体表面近くに配置したコイルにて磁界を発生させ、磁気的に加熱する方法が用いられている。

また、下記特許文献３では、がん細胞に電界を印加する電場療法を用いたがん治療装置が提案されている。当該がん治療装置では、患者の体表面に電極を装着することで電界を印加している。

一方で、本願出願人は、特定の周波数の交番磁界をがん細胞に印加することで、がん細胞の増殖抑制に一定の効果があるとの知見を得ており、上記加熱療法や電場療法とは異なる療法によるがん治療装置を検討している。

ここで、がんには様々な種類があり、同じ種類のがんであっても、がん細胞の性状にはばらつきがある。また、体内深部のがんには体外からの強い磁界印加が困難な場合がある。このため、がん細胞の増殖抑制の効果を向上させるには、適切な周波数成分及び強さの交番磁界を印加することが求められる。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、適切な交番磁界を印加可能な電源装置及び磁界発生システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、電源装置は、以下のような構成を有する。すなわち、
腫瘍に対する医療に用いられる電源装置であって、
磁界発生装置に対して、交流電流を印加する電源部と、
前記電源部が印加する前記交流電流を制御する制御部と、を有し、
前記交流電流は異なる周波数スペクトルを複数含む電流波形パターンからなる連続波であり、前記制御部は前記電源部が前記交流電流を印加するよう制御することを特徴とする。

また、本発明の一態様によれば、磁界発生システムは、以下のような構成を有する。すなわち、
腫瘍に対する医療に用いられる磁界発生システムであって、
磁界発生装置と、
前記磁界発生装置に対して、交流電流を印加する電源部と、
前記電源部が印加する前記交流電流を制御する制御部と、を有し、
前記磁界発生装置は、螺旋状のコイルにより形成され、または、平面上に配置された渦巻き状の複数のコイルを接続して形成され、螺旋の中心軸または複数のコイルの接続点を結ぶ接続軸が、曲線形状となるように変形可能であることを特徴とする。

更に、本発明の一態様によれば、磁界発生システムは、以下のような構成を有する。すなわち、
腫瘍に対する医療に用いられる磁界発生システムであって、
磁界発生装置と、
前記磁界発生装置に無線給電する送電装置と、
前記送電装置に対して交流電流を印加する電源部と、該電源部が印加する前記交流電流を制御する制御部とを有する電源装置とを有することを特徴とする。

本発明の各実施形態によれば、適切な交番磁界を印加可能な電源装置及び磁界発生システムを提供することができる。

第１の実施形態に係る磁界発生システムのシステム構成の一例を示す図である。 磁界発生装置の構成例を示す図である。 磁界発生装置の磁力線の方向と患部との位置関係を示す図である。 電源装置の制御部のハードウェア構成の一例を示す図である。 波形情報の一例を示す図である。 制御部において実現される波形生成部の機能構成の一例を示す図である。 単位波形パターンの一例を示す第１の図である。 単位波形パターンの一例を示す第２の図である。 単位波形パターンの一例を示す第３の図である。 単位波形パターンの一例を示す第４の図である。 電流波形信号の具体例を示す図である。 制御部が提供するユーザインタフェースの一例を示す図である。 磁界発生システムによる磁界印加処理の流れを示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る磁界発生システムのシステム構成の一例を示す図である。 磁界発生装置の磁力線の方向と患部との位置関係を示す図である。 磁界発生装置の他の構成例を示す第１の図である。 磁界発生装置の他の構成例を示す第２の図である。 磁界発生装置の他の構成例を示す第３の図である。

以下、各実施形態の詳細について説明する。なお、各実施形態に係る明細書及び図面の記載に際して、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。

［第１の実施形態］
＜磁界発生システムのシステム構成＞
はじめに、第１の実施形態に係る磁界発生システムのシステム構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係る磁界発生システムのシステム構成の一例を示す図である。図１に示すように、磁界発生システム１００は、磁界発生装置１１０と、電源装置１２０とを有し、腫瘍に対する医療に用いられる。

磁界発生装置１１０は、渦巻き状に形成されたコイルと、コアとを有し、電源装置１２０により交流電流が印加されることで、交番磁界を発生する。

電源装置１２０は、電源部１３０と制御部１４０とを要する。電源部１３０は、制御部１４０より送信された電流波形信号を受信し、受信した電流波形信号に応じた交流電流を出力する。電源部１３０は、受信した電流波形信号に基づいて、商用電源の電力を、１００［ｋＨｚ］～４００［ｋＨｚ］の高周波数の交流電流にして出力する。

制御部１４０には、波形生成プログラムがインストールされており、当該プログラムが実行されることで、制御部１４０は、波形生成部１５０として機能する。波形生成部１５０は、波形情報格納部１６０より波形情報を読み出し、読み出した波形情報に基づいて、電流波形信号を生成する。また、波形生成部１５０は、生成した電流波形信号を、電源部１３０に送信する。これにより、電源部１３０が磁界発生装置１１０に対して印加する交流電流を、制御部１４０が制御することができる。

＜磁界発生装置の構成＞
次に、磁界発生装置１１０の具体的な構成について説明する。図２は、磁界発生装置の構成例を示す図である。このうち、図２（ａ）は、磁界発生装置１１０を正面側から見た様子を示しており、図２（ｂ）は、磁界発生装置１１０を背面側から見た様子を示している。また、図２（ｃ）は、図２（ａ）の磁界発生装置１１０を、Ａ－Ａ断面で切断し、切断面に略直交する方向から見た様子を示している。

図２（ａ）に示すように、磁界発生装置１１０は、高周波数での損失が小さいリッツ線を渦巻き状にしたコイル２１０を有する。なお、図２（ａ）の例では、渦巻き状であることを明示するために、コイル２１０が一定の隙間をもって巻かれているように図示しているが、実際には、コイル２１０は、隙間なく巻かれているものとする。

また、図２（ｂ）に示すように、磁界発生装置１１０は、コイル２１０の背面側に配置された６個のコア２２０を有する。６個のコア２２０は、渦巻き状のコイル２１０の中心部分から放射状に外側に向かって配置される。なお、コア２２０が配置された断面（例えば、図２（ａ）のＡ－Ａ断面）では、図２（ｃ）に示すように、コイル２１０の中心部分に対して、コイル２１０及びコア２２０が、それぞれ、左右対称に配置される。このような断面配置にすることで、磁界発生装置１１０では、コイル２１０において発生した磁界を中心部分に集中させ、漏れ磁界を小さくすることができる。

なお、図２には示していないが、磁界発生装置１１０は、コイル２１０及びコア２２０を収納する収納体を有しており、コイル２１０及びコア２２０は、当該収納体に収納される。このように、磁界発生装置１１０は、コイル２１０及びコア２２０が、直接、患者に接触することがないように構成されている。

＜磁力線の方向と患部との位置関係＞
次に、磁界発生装置１１０において交番磁界が発生した場合の、磁力線の方向と患者の患部との位置関係について説明する。図３は、磁界発生装置の磁力線の方向と患部との位置関係を示す図である。

図３（ａ）に示すように磁界発生装置１１０は、ベッド３０１に仰向けに横臥した患者３１０の患部３１１の近傍（図３（ａ）の例では、患者３１０の背中の位置）に配置される。図３（ａ）に示す状態で、磁界発生装置１１０に交流電流を印加し、交番磁界を発生させることで、患部３１１に交番磁界を印加することができる。

なお、図３に示すように、本実施形態では、ベッド３０１に仰向けに横臥した患者３１０の体軸方向をｚ軸方向とし、患者３１０の背面から腹部に向かう方向をｙ軸方向としている。また、患者３１０の左側面から右側面に向かう方向をｘ軸方向としている。

図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す状態で、磁界発生装置１１０に交番磁界が発生した場合の、Ｂ－Ｂ断面における磁力線の方向を示した図である。図３（ｂ）に示すように、コイル２１０の中心部分に対して法線方向（ｙ軸方向）に患者３１０の患部３１１が位置するよう、磁界発生装置１１０が位置調整して配置されることで、患者３１０の患部３１１に磁力線（図３（ｂ）の破線）を通すことができる。

なお、磁界発生装置１１０において発生し、患部に印加される交番磁界の強さは、例えば、１０［ｍＴ］以上であり、望ましくは、４０［ｍＴ］以上である。

＜制御部のハードウェア構成＞
次に、電源装置１２０の制御部１４０のハードウェア構成について説明する。図４は、電源装置の制御部のハードウェア構成の一例を示す図である。

図４に示すように、制御部１４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）４０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）４０３を有する。ＣＰＵ４０１、ＲＯＭ４０２、ＲＡＭ４０３は、いわゆるコンピュータを形成する。

また、制御部１４０は、補助記憶部４０４、表示部４０５、操作部４０６、接続部４０７、外部Ｉ／Ｆ（Interface）部４０８、ドライブ部４０９を有する。なお、制御部１４０の各ハードウェアは、バス４１０を介して相互に接続されている。

ＣＰＵ４０１は、補助記憶部４０４にインストールされている各種プログラム（例えば、波形生成プログラム等）を実行する演算デバイスである。

ＲＯＭ４０２は、不揮発性メモリである。ＲＯＭ４０２は、補助記憶部４０４にインストールされている各種プログラムをＣＰＵ４０１が実行するために必要な各種プログラム、データ等を格納する、主記憶デバイスとして機能する。具体的には、ＲＯＭ４０２はＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）やＥＦＩ（Extensible Firmware Interface）等のブートプログラム等を格納する、主記憶デバイスとして機能する。

ＲＡＭ４０３は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等の揮発性メモリである。ＲＡＭ４０３は、補助記憶部４０４にインストールされている各種プログラムがＣＰＵ４０１によって実行される際に展開される作業領域を提供する、主記憶デバイスとして機能する。

補助記憶部４０４は、各種プログラムや、各種プログラムが実行される際に用いられる情報を格納する補助記憶デバイスである。例えば、波形情報格納部１６０は、補助記憶部４０４において実現される。

表示部４０５は、波形生成部１５０が提供する画面等を表示する表示デバイスである。操作部４０６は、制御部１４０に対して各種指示を入力する際に用いられる入力デバイスである。接続部４０７は、電源部１３０と制御部１４０とを接続するための接続デバイスである。

外部Ｉ／Ｆ部４０８は、外部の任意の機器と接続するための接続デバイスである。なお、制御部１４０の各ハードウェアのうちの一部（例えば、補助記憶部４０４、表示部４０５、操作部４０６、ドライブ部４０９等のいずれか）については、制御部１４０が有する代わりに、外部Ｉ／Ｆ部４０８を介して接続されてもよい。

ドライブ部４０９は記録媒体４２０をセットするためのデバイスである。ここでいう記録媒体４２０には、ＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等のように情報を光学的、電気的あるいは磁気的に記録する媒体が含まれる。また、記録媒体４２０には、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等のように情報を電気的に記録する半導体メモリ等が含まれていてもよい。

なお、補助記憶部４０４にインストールされる各種プログラムは、例えば、配布された記録媒体４２０がドライブ部４０９にセットされ、該記録媒体４２０に記録された各種プログラムがドライブ部４０９により読み出されることでインストールされる。あるいは、補助記憶部４０４にインストールされる各種プログラムは、ネットワークよりダウンロードされることでインストールされてもよい。

＜波形情報の一例＞
次に、波形情報格納部１６０に格納される波形情報について説明する。図５は、波形情報の一例を示す図である。図５に示すように、波形情報５００には、情報の項目として、"波形種別"、"周波数スペクトル"、"波形データ"が含まれる。

"波形種別"には、波形の種類を示す情報（図５の例では、簡易的にローマ数字で表現）が格納される。ここでいう波形の種類には、特定の種類のがん細胞の増殖抑制に効果のある周波数（波形）が含まれる。したがって、"波形種別"には、波形の種類を示す情報として、ローマ数字が格納される代わりに、例えば、周波数そのものが格納されてもよい。あるいは、がん細胞が増殖抑制されるがんの種類を示す情報が格納されてもよい。

"周波数スペクトル"には、対応する"波形データ"に格納された波形データの周波数スペクトルが格納される。波形情報５００によれば、"波形種別"＝"Ｉ"の波形データ５０１の周波数は"ｆ１"であり、"波形種別"＝"ＩＩ"の波形データ５０２の周波数は"ｆ２"である。また、波形情報５００によれば、"波形種別"＝"ＩＩＩ"の波形データ５０３の周波数は"ｆ３"である。"波形データ"には、それぞれの周波数の波形データ５０１、５０２、５０３等が格納される。

なお、特定の種類のがん細胞の増殖抑制に効果のある周波数としては、例えば、以下のような周波数が挙げられる。
・神経膠芽腫：２２７［ｋＨｚ］
・悪性黒色腫：１９６［ｋＨｚ］
・舌がん ：１９６［ｋＨｚ］
・乳がん ：２８０［ｋＨｚ］
したがって、波形情報５００において周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３には、例えば、上記のような周波数が割り当てられることになる。

なお、同じ種類のがんであっても、がん細胞の性状にはばらつきがある。このため、がん細胞の増殖抑制のため、例えば、下記のように、同じ種類のがんであっても異なる磁界印加のモードを備えることが望ましい。
・神経膠芽腫モード１：１９６［ｋＨｚ］
・神経膠芽腫モード２：２２７［ｋＨｚ］
・神経膠芽腫モード３：２８０［ｋＨｚ］
＜制御部において実現される波形生成部の機能構成＞
次に、制御部１４０において実現される波形生成部１５０の機能構成について説明する。図６は、制御部において実現される波形生成部の機能構成の一例を示す図である。図６に示すように、波形生成部１５０は、組み合わせ対象取得部６０１、組み合わせ方法取得部６０２、単位波形生成部６０３、出力部６０４を有する。

組み合わせ対象取得部６０１は、複数の波形データを組み合わせて単位波形パターンを生成する際に、組み合わせ対象の波形データを特定する情報を取得する。また、組み合わせ対象取得部６０１は、取得した情報を、単位波形生成部６０３に通知する。

組み合わせ対象取得部６０１は、例えば、磁界発生システム１００を操作する医師等の医療従事者からの指示に基づいて、組み合わせ対象の波形データを特定する情報を取得する。

なお、組み合わせ対象の波形データを特定する情報として、医療従事者は、例えば、波形情報５００の"波形種別"に格納された波形の種類を示す情報を指示する。あるいは、医療従事者は、組み合わせ対象の波形データの周波数または周波数範囲を、直接、指示してもよい。あるいは、医療従事者は、がん細胞を増殖抑制したいがんの種類を指示してもよい。

組み合わせ方法取得部６０２は、複数の波形データを組み合わせて単位波形パターンを生成する際の、波形データの組み合わせ方法を指示する情報を取得し、単位波形生成部６０３に通知する。

組み合わせ方法取得部６０２が取得する組み合わせ方法を指示する情報には、
・組み合わせ対象の波形データを、時間軸に沿って連結して組み合わせる方法、
・組み合わせ対象の波形データを、同じ時間帯において重畳して組み合わせる方法、
のいずれかの方法を指示する情報が含まれる。

また、組み合わせ方法取得部６０２が取得する組み合わせ方法を指示する情報には、
・組み合わせ対象の波形データを、異なる強度で組み合わせる方法、
・組み合わせ対象の波形データを、同じ強度で組み合わせる方法、
のいずれかの方法及び強度の大小を指示する情報が含まれる。

また、組み合わせ方法取得部６０２が取得する組み合わせ方法を指示する情報には、組み合わせ対象の波形データを、時間軸に沿って連結して組み合わせる場合に、
・それぞれの波形データが異なる時間長さとなるように組み合わせる方法、
・それぞれの波形データが同じ時間長さとなるように組み合わせる方法、
のいずれかの方法及び時間長さの比率を指示する情報が含まれる。

更に、組み合わせ方法取得部６０２が取得する組み合わせ方法を指示する情報には、電流波形信号の出力開始から出力終了までの時間（印加時間）を示す情報が含まれる。

単位波形生成部６０３は、組み合わせ対象の波形データを組み合わせてなる、所定の時間長さの「単位波形パターン」を生成する。

具体的には、単位波形生成部６０３は、組み合わせ対象取得部６０１において取得された組み合わせ対象の波形データを特定する情報に基づいて、波形情報格納部１６０から波形データを読み出す。

また、単位波形生成部６０３は、読み出した波形データを、組み合わせ方法取得部６０２において取得された組み合わせ方法を指示する情報に基づいて組み合わせることで、単位波形パターンを生成する。更に、単位波形生成部６０３は、生成した単位波形パターンを出力部６０４に通知する。

出力部６０４は、単位波形生成部６０３において生成された単位波形パターンを時間軸に沿って連結することで、印加時間分の電流波形信号を生成し出力する。これにより、電源部１３０では、単位波形パターンを有する交流電流を、印加時間分、磁界発生装置１１０に対して繰り返し印加することができる。

＜単位波形パターンの説明＞
次に、単位波形生成部６０３により生成される、単位波形パターンの具体例（ここでは、４通りの具体例）について説明する。

（１）単位波形パターン１
図７は、単位波形パターンの一例を示す第１の図である。図７の例は、組み合わせ対象の波形データとして、周波数＝"ｆ１"の波形データと、周波数＝"ｆ２"の波形データと、周波数＝"ｆ３"の波形データとが特定された場合を示している（グラフ７００参照）。

また、図７の例は、組み合わせ対象の波形データを同じ強度で組み合わせる方法が指示された場合を示している（グラフ７００参照）。

単位波形生成部６０３は、波形情報格納部１６０から、波形データ５０１、５０２、５０３を読み出す。また、単位波形生成部６０３は、読み出した波形データ５０１、５０２、５０３に基づいて、所定の時間長さの単位波形パターン７０１または単位波形パターン７０２を生成する。

ここで、単位波形パターン７０１は、組み合わせ対象の波形データ５０１、５０２、５０３を、同じ時間帯において重畳して組み合わせる方法が指示された場合の単位波形パターンである。

一方、単位波形パターン７０２は、組み合わせ対象の波形データ５０１、５０２、５０３を、時間軸に沿って連結して組み合わせる方法が指示された場合の単位波形パターンである。なお、図７の例によれば、単位波形パターン７０２の場合、更に、それぞれの波形データ５０１、５０２、５０３が同じ時間長さとなるように組み合わせる方法が指示されたことを示している（ｔ１＝ｔ２＝ｔ３）。

なお、単位波形パターン７０１のように、重畳して組み合わせる方法の場合、常に各周波数成分の磁界が印加されている。このため、単位波形パターン７０２のように、時間軸に沿って連結して組み合わせる方法と比較して、同一の効果を得るのに要する時間を短縮することができる。

（２）単位波形パターン２
図８は、単位波形パターンの一例を示す第２の図である。図８の例は、組み合わせ対象の波形データとして、周波数＝"ｆ１"から周波数＝"ｆ３"までの周波数範囲に含まれる波形データが特定された場合を示している（グラフ８００参照）。

また、図８の例は、組み合わせ対象の波形データを同じ強度で組み合わせる方法が指示された場合を示している（グラフ８００参照）。

単位波形生成部６０３は、波形データ５０１から波形データ５０３までの各周波数の波形データを、波形情報格納部１６０から読み出す。また、単位波形生成部６０３は、読み出した各周波数の波形データに基づいて、所定の時間長さの単位波形パターン８０１を生成する。

単位波形パターン８０１は、波形データ５０１から波形データ５０３までの各周波数の波形データを、時間軸に沿って連結して組み合わせる方法が指示された場合の単位波形パターンである。なお、図８の例によれば、単位波形パターン８０１の場合、更に、それぞれの波形データが同じ時間長さとなるように組み合わせる方法が指示されたことを示している（ｔ１＝・・・＝ｔｎ）。

（３）単位波形パターン３
図９は、単位波形パターンの一例を示す第３の図である。図９の例は、組み合わせ対象の波形データとして、周波数＝"ｆ１"の波形データと、周波数＝"ｆ２"の波形データと、周波数＝"ｆ３"の波形データとが特定された場合を示している（グラフ９００参照）。

また、図９の例は、組み合わせ対象の波形データを異なる強度で組み合わせる方法が指示された場合を示している（グラフ９００参照）。

単位波形生成部６０３では、波形情報格納部１６０から、波形データ５０１'、５０２、５０３'を取得する。なお、波形データ５０１'は、波形情報格納部１６０から読み出した波形データ５０１を、指示された強度に応じて補正することで取得された波形データである。同様に、波形データ５０３'は、波形情報格納部１６０から読み出した波形データ５０３を、指示された強度に応じて補正することで取得された波形データである。

図９に示すように、単位波形生成部６０３では、取得した波形データ５０１'、５０２、５０３'に基づいて、所定の時間長さの単位波形パターン９０１を生成する。

単位波形パターン９０１は、波形データ５０１'、５０２、５０３'を、時間軸に沿って連結して組み合わせる方法が指示された場合の単位波形パターンである。なお、図９の例によれば、単位波形パターン９０１の場合、更に、それぞれの波形データが同じ時間長さとなるように組み合わせる方法が指示されたことを示している（ｔ１＝ｔ２＝ｔ３）。

（４）単位波形パターン４
図１０は、単位波形パターンの一例を示す第４の図である。図１０の例は、組み合わせ対象の波形データとして、周波数＝"ｆ１"の波形データと、周波数＝"ｆ２"の波形データと、周波数＝"ｆ３"の波形データとが特定された場合を示している（グラフ１０００参照）。

また、図１０の例は、組み合わせ対象の波形データを異なる強度で組み合わせる方法が指示された場合を示している（グラフ１０００参照）。

単位波形生成部６０３では、波形情報格納部１６０から、波形データ５０１、５０２'、５０３'を取得する。なお、波形データ５０２'は、波形情報格納部１６０から読み出した波形データ５０２を、指示された強度に応じて補正することで取得された波形データである。同様に、波形データ５０３'は、波形情報格納部１６０から読み出した波形データ５０３を、指示された強度に応じて補正することで取得された波形データである。

図１０に示すように、単位波形生成部６０３では、取得した波形データ５０１、５０２'、５０３'に基づいて、所定の時間長さの単位波形パターン１００１を生成する。

単位波形パターン１００１は、波形データ５０１、５０２'、５０３'を、時間軸に沿って連結して組み合わせる方法が指示された場合の単位波形パターンである。なお、図１０の例によれば、単位波形パターン１００１の場合、更に、それぞれの波形データが同じ時間長さとなるように組み合わせる方法が指示されたことを示している（ｔ１＝ｔ２＝ｔ３）。

＜電流波形信号の具体例＞
次に、出力部６０４により生成される電流波形信号の具体例について説明する。図１１は、電流波形信号の具体例を示す図である。図１１に示すように、出力部６０４は、単位波形生成部６０３より単位波形パターンを取得すると、取得した単位波形パターンを、印加時間分（例えば、３０分から６０分）、連結させることで、電流波形信号を生成する。

図１１において、電流波形信号１１０１は、単位波形パターン７０１を連結することで生成された電流波形信号である。また、電流波形信号１１０２は、単位波形パターン７０２を連結することで生成された電流波形信号である。以下、同様に、電流波形信号１１０３～１１０５は、それぞれ、単位波形パターン８０１～１００１を連結することで生成された電流波形信号である。

このように、制御部１４０は、周波数スペクトルが互いに異なる複数の波形データが含まれる単位波形パターンを連結した電流波形信号を、電源部１３０に送信することで、電源部１３０により印加される交流電流を制御する。

＜制御部のユーザインタフェース＞
次に、制御部１４０の波形生成部１５０が提供するユーザインタフェースについて説明する。図１２は、制御部が提供するユーザインタフェースの一例を示す図である。制御部１４０において、波形生成部１５０が起動すると、表示部４０５には設定画面１２００が表示される。

図１２に示すように、設定画面１２００には、組み合わせ対象を特定する情報を入力するための領域と、組み合わせ方法を指示する情報を入力するための領域と、印加時間を設定するための領域とが含まれる。

組み合わせ対象を特定する情報を入力するための領域には、入力項目として、"組み合わせ個数"、"組み合わせ範囲"、"対象"が含まれる。

"組み合わせ個数"には、複数の波形データを組み合わせて単位波形パターンを生成する際の、波形データの個数が入力される。"組み合わせ範囲"には、組み合わせ対象の波形データを、個別に特定するか、周波数範囲として特定するかについての情報が入力される。"対象"には、組み合わせ対象の波形データを特定する情報が入力される。上述したとおり、"対象"には、波形情報５００の"波形種別"に格納された波形の種類を示す情報が入力されてもよいし、組み合わせ対象の波形データの周波数または周波数範囲が入力されてもよい。あるいは、増殖抑制するがん細胞の種類が入力されてもよい。

組み合わせ方法を指示する情報を入力するための領域には、入力項目として、"方法"、"強度"、"比率"が含まれる。

"方法"には、
・組み合わせ対象の波形データを、時間軸に沿って連結して組み合わせる方法、
・組み合わせ対象の波形データを、同じ時間帯において重畳して組み合わせる方法、
のいずれかの方法を指示する情報が入力される。

"強度"には、
・組み合わせ対象の波形データを、異なる強度で組み合わせる方法、
・組み合わせ対象の波形データを、同じ強度で組み合わせる方法、
のいずれかの方法及び強度の大小を指示する情報が入力される。

"比率"には、組み合わせ対象の波形データを、時間軸に沿って連結して組み合わせる場合に、
・それぞれの波形データが異なる時間長さとなるように組み合わせる方法、
・それぞれの波形データが同じ時間長さとなるように組み合わせる方法、
のいずれかの方法及び時間長さの比率を指示する情報が入力される。

印加時間を設定するための領域には、入力項目として"印加時間"が含まれる。"印加時間"には、印加時間（例えば、３０分から６０分の範囲）が入力される。

設定画面１２００には、更に、生成ボタン１２１１と開始ボタン１２１２とが含まれる。組み合わせ対象を特定する情報を入力するための領域に含まれる各入力項目、及び、組み合わせ方法を指示する情報を入力するための領域に含まれる各入力項目への入力が完了すると、生成ボタン１２１１が押下可能な状態になる。かかる状態で、生成ボタン１２１１が押下されると、単位波形生成部６０３は、単位波形パターンを生成する。

また、単位波形パターンが生成された状態で、開始ボタン１２１２が押下されると、出力部６０４は、生成された単位波形パターンに基づいて、電流波形信号を生成し、電源部１３０に送信する。

＜磁界印加処理の流れ＞
次に、磁界発生システム１００による磁界印加処理全体の流れについて説明する。図１３は、磁界発生システムによる磁界印加処理の流れを示すフローチャートである。図１３に示すように、ステップＳ１３０１において、医療従事者は、患者３１０の患部３１１の位置に応じた位置に、磁界発生装置１１０を配置する。

ステップＳ１３０２において、制御部１４０は、設定画面１２００を介して、医療従事者から各入力項目の入力を受け付ける。ステップＳ１３０３において、制御部１４０は、単位波形パターンを生成する。

ステップＳ１３０４において、制御部１４０は、電流波形信号の出力を開始し、電源部１３０は、磁界発生装置１１０に対して、電流波形信号に応じた交流電流を印加する。これにより、磁界発生装置１１０では交番磁界が発生し、患者３１０の患部３１１に交番磁界が印加される。

ステップＳ１３０５において、制御部１４０は、設定された印加時間が経過したか否かを判定する。ステップＳ１３０５において、設定された印加時間が経過していないと判定した場合には（ステップＳ１３０５においてＮｏの場合には）、設定された印加時間が経過するまで待機する。

一方、ステップＳ１３０５において、設定された印加時間が経過したと判定した場合には（ステップＳ１３０５においてＹｅｓの場合には）、ステップＳ１３０６に進む。ステップＳ１３０８において、制御部１４０は、電流波形信号の出力を停止する。

ステップＳ１３０７において、医療従事者は、患者３１０の患部３１１の位置に応じた位置に配置した磁界発生装置１１０を、取り外し、磁界印加処理を終了する。

＜まとめ＞
以上の説明から明らかなように、第１の実施形態に係る磁界発生システム１００は、
・磁界発生装置に対して、交流電流を印加する電源部を有する。
・電流波形信号を送信することで、電源部が印加する交流電流を制御する制御部を有する。

また、第１の実施形態に係る磁界発生システム１００において、上記制御部は、周波数スペクトルが互いに異なる電流波形が複数含まれた単位波形パターンを生成し、生成した単位波形パターンを連結することで電流波形信号を生成する。

このように、第１の実施形態に係る磁界発生システム１００では、がん細胞の増殖抑制に効果のある特定の周波数に対して、異なる周波数を組み合わせることで、周波数に幅をもたせた単位波形パターンを生成する。また、磁界発生装置に対して、生成した単位波形パターンを有する交流電流を繰り返し印加する。

これにより、がん細胞の性状にばらつきがあった場合でも、がん細胞の増殖抑制の効果を向上させることができる。つまり、第１の実施形態に係る磁界発生システム１００によれば、適切な周波数の交番磁界を印加可能な電源装置及び磁界発生システムを提供することができる。

［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、がん細胞の増殖抑制の効果を向上させるために、異なる周波数を組み合わせる構成とした。これに対して、第２の実施形態では、がん細胞の増殖抑制の効果を向上させるために、がん細胞に印加される交番磁界の強度を上げる構成とする。

なお、がん細胞に印加される交番磁界の強度を上げるには、磁界発生装置と患部との間の距離を短くすることが有効である。交番磁界の強度は、磁界発生装置からの距離に依存しており、磁界発生装置を患部に近づけることで、磁界発生装置に印加する交流電流が同じでも、がん細胞に印加される交番磁界の強度を上げることができるからである。

そこで、第２の実施形態では、磁界発生装置を、患者の患部の近くに留置させるように構成する。以下、第２の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

＜磁界発生システムのシステム構成＞
はじめに、第２の実施形態に係る磁界発生システムのシステム構成について説明する。図１４は、第２の実施形態に係る磁界発生システムのシステム構成の一例を示す図である。上記第１の実施形態において図１を用いて説明した磁界発生システム１００との相違点は、磁界発生システム１４００の場合、磁界発生装置１４１０と、送電装置１４２０とを含む点である。

磁界発生装置１４１０は、手術等により、患者３１０の体内の患部３１１の近傍に留置される。磁界発生装置１４１０は、渦巻き状に形成されたコイルに加えて、磁界共振型の受電コイルを有する。磁界発生装置１４１０では、送電装置１４２０より無線給電された交流電流を受電コイルが受電することで、渦巻き状に形成されたコイルに交流電流が流れ、交番磁界を発生させる。

送電装置１４２０は、患者３１０の体外であって、磁界発生装置１４１０の近傍に配置される。送電装置１４２０は送電コイルとコアを有し、磁界共振方式により、磁界発生装置１４１０に対して、無線給電を行う。

＜磁力線の方向と患部との位置関係＞
次に、磁界発生装置１４１０において交番磁界が発生した場合の、磁力線の方向と患部との位置関係について説明する。図１５は、磁界発生装置の磁力線の方向と患部との位置関係を示す図である。

図１５（ａ）に示すように、磁界発生装置１４１０は、患者３１０の患部３１１の近傍に留置される。また、送電装置１４２０は、磁界発生装置１４１０の近傍に配置される。

図１５（ｂ）は、図１５（ａ）のＢ－Ｂ断面を示している。図１５（ａ）に示す状態で、送電コイル１４３０に交流電流を印加することで、磁界発生装置１４１０では、不図示の受電コイルが受電する。これにより、磁界発生装置１４１０には交流電流が流れ、交番磁界が発生する。

図１５（ｂ）に示すように、患者３１０の体内に留置された磁界発生装置１４１０が交番磁界を発生させることで、患者３１０の患部３１１を多数の磁力線（図１５（ｂ）の破線）が通ることになる。つまり、患者３１０の患部３１１に印加する交番磁界の強度を上げることができる。この結果、がん細胞の増殖抑制の効果を向上させることができる。

＜まとめ＞
以上の説明から明らかなように、第２の実施形態に係る磁界発生システム１４００は、無線給電されることで交番磁界を発生させる磁界発生装置と、磁界発生装置に無線給電する送電装置とを有し、磁界発生装置を患者の患部の近傍に留置させる。

これにより、患者の患部の近傍で交番磁界を発生させることが可能となり、がん細胞に印加される交番磁界の強度を上げることができる。つまり、第２の実施形態に係る磁界発生システム１００によれば、適切な強度の交番磁界を印加可能な電源装置及び磁界発生システムを提供することができる。

［第３の実施形態］
上記第２の実施形態では、磁界発生装置と患部との間の距離を短くして、がん細胞に印加される交番磁界の強度を上げるべく、磁界発生装置を患部の近傍に留置させる構成とした。これに対して、第３の実施形態では、磁界発生装置を患者の体内に挿入する構成とする。以下、第３の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

図１６は、磁界発生装置の他の構成例を示す第１の図である。図１６に示すように、第３の実施形態では、磁界発生装置を構成するコイルを、螺旋状に形成するとともに柔軟な棒状の部材に巻き回し、患者３１０の体内に挿入した際に、螺旋の中心軸が体腔に沿って曲線形状となるよう、変形可能に構成する。

これにより、患者３１０の体外から、患部３１１に交番磁界を印加する場合と比較して、より強度の高い交番磁界を患部３１１に印加することができる。図１６の例は、直腸がんのがん細胞に印加される交番磁界の強度を上げるために、医療従事者が、磁界発生装置１６１０を、患者３１０の肛門から挿入し、直腸がんのがん細胞の近傍まで移動させた様子を示している。

なお、患者３１０の体内に挿入する態様はこれに限定されず、例えば、食道がんのがん細胞に印加される交番磁界の強度を上げるために、医療従事者が、磁界発生装置を、患者３１０の口腔から挿入し、食道がんのがん細胞の近傍まで移動させてもよい。

また、磁界発生装置を構成するコイルの形状も螺旋状に限定されない。例えば、渦巻き状に形成されたコイルを、同一平面上に複数配置し、少なくとも、コイル間を柔軟な部材で接続することで、患者３１０の体内に挿入した際に、コイル間の各接続点を結ぶ接続軸が、体腔に沿って曲線形状となるよう、変形可能に構成してもよい。

このように、磁界発生装置を構成するコイルは、患者３１０の体内に挿入し、任意の種類のがんのがん細胞の近傍まで体腔を移動できるよう、変形可能に構成されているものとする。

［第４の実施形態］
上記第２及び第３の実施形態では、がん細胞に印加される交番磁界の強度を上げるために、磁界発生装置と患部との間の距離を短くする構成について説明した。これに対して、第４の実施形態では、がん細胞に印加される交番磁界の強度を上げるために、磁束密度を高くする構成について説明する。

図１７は、磁界発生装置の他の構成例を示す第２の図である。このうち、図１７（ａ）は、２個の磁界発生装置（コイル２１０、１７１０、コア２２０、１７２０）を、患者３１０の患部３１１の背面側と腹部側とに配置することで、患部３１１に印加される交番磁界の強度を上げる構成を示している。このように、磁界発生装置の個数を増やすことで、患部３１１に印加される交番磁界の強度を上げることができる。

なお、図１７（ａ）の例では、２個の磁界発生装置を、患部３１１を挟んでｙ軸方向に配置する場合について示したが、２個の磁界発生装置を、患部３１１を挟んでｘ軸方向に配置する構成としてもよい。また、図１７（ａ）の例では、２個の磁界発生装置を配置する場合について説明したが、３個以上の磁界発生装置を配置するようにしてもよい。

図１７（ｂ）は、２個の磁界発生装置を、患者３１０の患部３１１の背面側と腹部側に配置することで、患部３１１に印加される交番磁界の強度を上げる構成を示している。図１７（ａ）との相違点は、第１に、磁界発生装置が有するコイル１７３０、１７４０が、渦巻き状ではなく、螺旋状に形成されている点である。また、図１７（ａ）との相違点は、第２に、螺旋状に形成されたコイルの中心部分にＣ型アームのコア１７５０が挿入されている点である。

図１７（ｂ）に示す構成とすることで、一方のコイル１７３０で発生した交番磁界が、他方のコイル１７４０に向かうこととなり、漏れ磁界を小さくし、患部３１１に印加される交番磁界の強度を上げることができる。

このように、磁界発生装置の個数、形状、配置等を変更することで、がん細胞に印加される交番磁界の強度を上げることができる。つまり、第４の実施形態に係る磁界発生システムによれば、適切な強度の交番磁界を印加可能な電源装置及び磁界発生システムを提供することができる。

［第５の実施形態］
上記第１乃至第４の実施形態では、磁界発生装置のコイルの中心部分に対して、法線方向に位置する患者の患部に交番磁界を印加するよう、磁界発生装置を構成する場合について説明した。これに対して、第５の実施形態では、磁界発生装置のコイルの中心部分に位置する患者の患部に交番磁界を印加するよう、磁界発生装置を構成する場合について説明する。

図１８は、磁界発生装置の他の構成例を示す第３の図である。このうち、図１８（ａ）は、渦巻き状のコイル１８０１の中心部分に患者３１０の胴体部分が配置されるように磁界発生装置を構成した様子を示している。また、図１８（ｂ）は、螺旋状のコイル１８０２の中心部分に患者３１０の胴体部分が配置されるように磁界発生装置を構成した様子を示している。図１８（ａ）、（ｂ）に示すように構成することで、磁界発生装置のコイルの中心部分に位置する患者の患部に、交番磁界を印加することができる。

同様に、図１８（ｃ）は、渦巻き状のコイル１８１１の中心部分に患者３１０の頭部が配置されるように磁界発生装置を構成した様子を示している。また、図１８（ｄ）は、螺旋状のコイル１８１２の中心部分に患者３１０の頭部が配置されるように磁界発生装置を構成した様子を示している。図１８（ｃ）、（ｄ）に示すように構成することで、磁界発生装置のコイルの中心部分に位置する患者の患部に、交番磁界を印加することができる。

［その他の実施形態］
上記第１の実施形態では、磁界発生装置の個数、形状、配置等に関わらず、組み合わせ対象、組み合わせ方法、印加時間等を入力するものとして説明した。しかしながら、組み合わせ対象、組み合わせ方法、印加時間等は、磁界発生装置の個数、形状、配置等に応じて入力するようにしてもよい。

また、上記第１の実施形態では、設定画面１２００において、医療従事者が、組み合わせ対象、組み合わせ方法の各入力項目を入力するものとして説明した。しかしながら、組み合わせ対象、組み合わせ方法が予め入力されたパターンを、医療従事者が選択することで、組み合わせ対象、組み合わせ方法を入力するようにしてもよい。

また、上記第１の実施形態では、電源装置１２０において、電源部１３０と制御部１４０とを別体として説明したが、電源部１３０と制御部１４０は一体的に構成してもよい。

なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

１００ ：磁界発生システム
１１０ ：磁界発生装置
１２０ ：電源装置
１３０ ：電源部
１４０ ：制御部
１５０ ：波形生成部
２１０ ：コイル
２２０ ：コア
５００ ：波形情報
６０１ ：組み合わせ対象取得部
６０２ ：組み合わせ方法取得部
６０３ ：単位波形生成部
６０４ ：出力部
１２００ ：設定画面
１４１０ ：磁界発生装置
１４２０ ：送電装置

特開平２－８８０５９号公報 特開平３－１５８１７６号公報 特許第４７５０７８４号

Claims (6)

1. 腫瘍に対する医療に用いられる電源装置であって、
   磁界発生装置に対して、交流電流を印加する電源部と、
   前記電源部が印加する前記交流電流を制御する制御部と、を有し、
   前記交流電流は異なる周波数スペクトルを複数含む電流波形パターンからなる連続波であり、前記制御部は前記電源部が前記交流電流を印加するよう制御することを特徴とする電源装置。
2. 前記制御部は、
   周波数スペクトルが異なる複数の電流波形が時間軸に沿って連結された波形パターンを有する前記交流電流を、前記電源部が印加するよう制御することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
3. 前記制御部は、
   周波数スペクトルが異なる複数の電流波形が重畳された波形パターンを有する前記交流電流を、前記電源部が印加するよう制御することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
4. 前記制御部は、
   周波数スペクトルが異なる複数の電流波形が時間軸に沿って異なる時間長さで連結された波形パターンを有する前記交流電流を、前記電源部が印加するよう制御することを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
5. 前記制御部は所定の時間長さにおいて、前記交流電流を、前記電源部が繰り返し印加するよう制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電源装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電源装置と、
   前記磁界発生装置と
   を有することを特徴とする磁界発生システム。

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