JPH01244767A

JPH01244767A - 癌治療装置

Info

Publication number: JPH01244767A
Application number: JP7408388A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Kokubo; 正小久保; Takao Yamamuro; 山室　隆夫; Koichiro Oura; 大浦　好一郎; Yukihiro Ebisawa; 海老澤　幸弘; Akiyoshi Yonetani; 米谷　章義; Akihiro Tawara; 田原　章博; Seiichi Katayama; 誠一片山
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1988-03-28
Filing date: 1988-03-28
Publication date: 1989-09-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、癌治療装置、特に強磁性発熱体を例えば埋込
んだ、■、部を外部から磁気誘導加熱する癌の温熱療法
に利用する癌治療装置に関する。

（従来の技術） −ａに癌細胞は熱に弱り、４３℃付近まで加熱されると
、増殖能力を失い、やがて死滅するといわれている。例
えば抗癌剤や放射線を使った治療では、生き残った癌細
胞が再び増殖する可能性があるが、４３°Ｃの高温ダメ
ージを受けた癌細胞は、生き残っても再び増殖すること
がないというのが学会の定説である。しかも癌の患部は
血流が少ないので、周囲に比べて加熱され易いため、癌
の患部を局部的に加熱する温熱療法はきわめて有力な癌
の治療方法である。

従来、癌の患部を加熱する方法としては、温水、赤外線
、超音波、マイクロ波、高周波などが試みられ、そのた
めの装置が一部は製品化されているものもある。これら
の方法は、いずれも人体の組織そのものに直接熱を発生
させる方式であるが、当然正常細胞をも加熱するので、
特に治療すべき患部が全身ならびに深部に及んだ場合、
発汗により患者の著しい忍耐を必要とする他、測温セン
サーを患部近傍に埋入しなければならず苦痛を伴う他、
磁場内での正確な測温の難しさ等の問題点も残っている
。加えて、口腔中のように金属が存在する場合には、高
周波の加熱は、過度に高温になる危険性もある。

これに対し、より低い周波数になると、人体は直接加熱
されず、熱発生の媒体を別に用いることで、癌患部の局
所的な加温が可能となる。加えてそのような低い周波数
では、磁場の生体組織による減衰が生じないので、人体
奥深くの加温も可能である。最近このような周波数での
加温実験が数多く行われている（日本パイパーサーミア
誌３（２）：１５５〜１６３昭和６２年他）。

しかし、これらは、熱発生の媒体にＳＯ３４３０鋼、Ｓ
Ｏ３３４０鋼、低キユリー点のＮｉ　　Ｃｕ合金等を用
いている。一般にＮｉを含むインブラント材料は、体内
で旧イオンを溶出させるため、発癌性を有すると言われ
ており、一方、Ｎｉ、Ｃｕを含有しない場合でも、体内
に長期間保持、治療することには問題が残る。加えて、
熱発生に対する材料の形状特異性がある。つまり、粉体
の場合とパイプの場合とか、形状を変えると発熱量が著
しく異なってくる。

これは、熱発生の手段として、磁気ヒステリシス損の他
に渦電流損、残留…の影響もあるからで、実際臨床には
応用しにくい。

そこで、本質的に磁気ヒステリシス…のみを利用する発
熱方法が考えられる。そのためには、ｉｌ１周波数をよ
り低くする、（２）発熱媒体として、うず電流の生しに
くいセラミックスを利用するとの２つの方法が考えられ
る。例えば、特願昭５７−１７６４７号公報開示の方法
は、この両方式を実践している。つまり、周波数を１０
ＫＨｚ　と著しく低くし、発熱媒体としてセラミックス
を用いている。しかし、（発生熱）＝（周波数（ｆｉｚ
））　Ｘ　（磁気ヒステリシス損）で表わされるように
、低周波数の場合、両方法のデメリットとして発生熱が
小さくなることにより、非常に大きい磁場を必要とし、
そのためには最終的には電源自体を大きくしなければな
らない。上記例では、装置の電源を３０に−としてもコ
イル径は８インチにすぎない。これを大形化するには電
源をさらに大きくとらなければならない。

しかし、これでは、病院どころか大工場でしか使用でき
ない、加えて、１００００　ｅ程度の高い交流磁場にお
ける人体の影響については、末梢血管系の血流速度が減
少するという作告もあり、今だ不明な点が多い。

（発明が解決しようとする問題点）本発明の目的は、上述のような従来技術の欠点を無くし
た加熱手段による温熱療法に用いる癌治療装置を提供す
ることである。

（課題を解決するための手段）このような問題を解決するため、本発明者らは、各種の
セラミックスに０〜５００Ｏｅの低磁場、５００ＫＨｚ
迄の低周波を印加して実験を続けたところ、例えば３０
０　ＫＨｚ　、　１００Ｏｅの交番磁場の下では正常細
胞が昇温せずに、癌患部のみに４３℃の発熱を得ること
ができることを知り、本発明を完成した。

なお、このような低磁場における磁気ヒステリシス損を
利用した加熱がこれまで考えられなかったのは、十分な
加熱が行われないと考えられていたためと思われる。し
かし、本発明によれば、癌患部の加熱はそれで十分であ
って、むしろ、後述する多くの利点があることが判明し
たのであった。

ここに、本発明の要旨とするところは、６１１気誘導加
熱部、磁場印加部および磁場制御部から構成される誘導
加熱による癌治療装置であって、ｒｊｊ記磁気誘導加熱
部を１００〜３００ＫＩＩｚの周波数であって０〜５０
０Ｏｅの交番磁場に置くことを特徴とする癌治療装置で
ある。

なお、本発明にかかる上記装置において特に効果的に加
熱されるのは、フェライトなどの強磁性体を分散させた
セラミックス、および結晶化ガラスである。

したがって、好ましくは前記磁気誘導加熱部は、１００
〜３００　Ｋ１１ｚの周波数であって５００Ｏｅ以下の
交番磁場と該交番磁場におかれた強磁性セラミックス発
熱体との組合せとから成る。

このように、本発明によれば、加熱の最初から大きな電
力を投入でき、そのため効率的な加熱が可能となり、次
のような利点が見られる。

■安全で、患者が長期間、長時間の治療に而１えること
ができる。

■コンパクトで、医院用型１１ＪＸ（２００ｖ、３相）
でも使える。

■確実に、しかも癌の患部だけ、局部的に４３℃付近に
加熱できる。

■癌の患部が４３℃迄昇温する時間をできるだけ短くで
きる。

■癌の患部への測温センサー埋入をできるだけしないで
済む。

（作用）次に、添付図面を参照しながら本発明をさらに具体的に
説明する。

第１図は、本発明にかかる癌治療装置の構成を示すブロ
ック図である。

本発明にかかる癌治療装置は、冷却水１２の流れるコイ
ル１４から成る磁気誘導加熱鰍■と、ブレーカＩ６から
トランス１８を経て投入される電力を調整するパワー調
整回路２０と周波数発振回路２２から構成され、前記磁
気誘導加熱＠ユに交番磁場を印加する磁場印加部■と、
該■ｎ場印加Ｂ１［有］からの印加るｎ場の強さを制御
するためのＣＰＵ装置２４、これに接続したデイスプレ
ィ２６そして前記周波数発振回路２２に接続したスイッ
チコントロール回路２８を備えた磁場制御部◎とから構
成される。患部３２は前記コイル１４内に置かれ、その
近傍に投与されあるいは埋込まれた例えば強磁性セラミ
ックス発熱体は印加交番磁場の作用で発熱するが、その
ときの患部の温度は、必要により同しくΦ部近傍に埋込
まれた銅−コンスタンクン系熱電対の測温センサー３０
によってｄ（ｑ定され、そのデータは前記ＣＰＵ装置に
送られる。

したがって、上記装置にあって、発熱媒体として、生体
親和性を有し、しかも内部にマグネタイト、フェライト
などを析出させたセラミックス、あるいは結晶化ガラス
などを用いた場合には、その発熱効率は一層改善される
。

また、例えば、２００ν、３相、出力５ｋｗを有する１
００　Ｋ１１ｚ　、３００Ｏｅの交番磁場を印加できる
装置の場合、パワー調整にサイリスターを用い、周波数
調整にトランジスター回路を用いてもよく、さらに、磁
場の確保のため、コイルを多重に巻いても良く、コイル
への冷却水の圧１員が増大する場合は、別に冷却水用の
ポンプＰとタンク　（図示せず）を用いても良い。

なお、必要時にはＡ／Ｄコンバーターを通して測温セン
サー３０をＣＰＵに接続しても良い。

コイルの材質は、ＣｕまたＡｇ等の熱伝導の良いものと
し、周囲をシリコン及びエポキシレジン仕上げを行い、
生体とコイルが直接接触しないようにする。

ところで、低磁場における６１１気ヒステリシス（員は
、セラミックスの組成、熱処理条件および印加磁場を決
めれば、はぼ一定になる。よって予め、磁場に対する発
熱量（ループ１回当り）を振動式磁力計（ＶＳＭ）など
で求めておけば、磁界を制御することで、発熱量を制御
１Ｌ得る。ＣＰＵにこれらのデータを認識させておけば
、最初の設定を行うだＩＪで、目標温度に到達し得る。

目標温度までの到達時間は次式より計算される。

到達時間（Ｓ）− （目標温度一体温）（ト）×比熱（ｃａｌ／’Ｃ）Ｘ重
量（ｇｒ）÷ループ１回の発熱量（回／ｇｒ、ｃａｌ）
十周波数（Ｓ／回）＋血流による影響血流による冷却効果は、部位別に異なるので、最初の治
療の際求めておく必要がある。

本発明装置によれば、超音波、マイクロ波などを使用し
た場合のように、エネルギーを１個所に集中させる必要
もなく、しかも、最初から必要とされたパワーをかけら
れるのであって、従来法に比べて著しく早いスピードで
加温ができる。癌細胞に与える熱的ダメージは、−ａに
到達時間が短い程良いとされており、したがって本発明
装置によれば、加熱速度を大きくとれるから、従来法に
比べて治療の効果が大きいといえる。

また、かかる磁場ではセラミックスの発熱量は特定の変
化をするから、磁場対印加温度の関係も求められ、前述
したような測温センサーを体内−１埋人する際の苦痛も
初回のみと著しく緩和することができる。

印加磁場の制御は、コイルに流れる電流の制ｉｌＢによ
ってなし、得る。つまり日常使用されているＰＩＤ制御
で十分である。

セラミックスを体内に入れる技術ならびにモノクローナ
ル抗体に結合させる技術は特開昭６１−１５８９３１号
、特開昭５５−１６０７２０号等にも開示されているよ
うに既知である。

次に、本発明にかかる装置の使用態様につき第１図を参
照しながら、説明する。

まず、加温治療を行う人体の患部３２に、温度センサー
３０を刺入する。そして磁場印加部Ｂの系統回路を作動
させると、コイル１４から人体の患部３２に向は磁場が
印加され、予め埋込まれている発熱体が昇温する。ここ
において、癌等の治療に際しては、前述した如く、患部
を４２〜４５℃の範囲で加温し続けるのが望ましい。患
部の加温温度は温度センサー３０により検出され、ＣＰ
Ｕ装置２４を通じてパワー調整回路２０に入力され、パ
ワー調整回路２０は、患部３２の温度が低い場合には、
その出力を増し患部温度を上昇させ、一方、患部３２の
温度が高いときには、その出力を減じ患部温度を低下さ
せる。このようにして、患部の温度は常に４２〜４５℃
の範囲にあるように調整される。このような温度調節は
自動的に行われる。

また、前述したように、予め磁気ヒステリシス損の面積
を基本とする計算上の発熱量を求めておくことにより、
部位別の血流による冷却効果が求められる。このような
冷却効果が定量化されることによって同一患部における
温度は、次回からは温度センサーを必要とせずに計測可
能となるのである。温度センサーの取付けが患者にとっ
て苦痛の１つであることを考えれば、これも本発明の１
つの大きな効果である。

なお、上記実施例においては、温度センサー３０を人体
３２の患部温度の測定装置として用いた場合を説明した
。しかし、本発明装置にあってはこれに限らず、パワー
調整回路２０を患部温度の測定装置として用いることも
できる。すなわち、予め、印加磁場と温度上昇との関係
を測定し、出力制御を行うコンピュータ等にデータとし
てプリセントしておく。印加磁場の検出結果を演算処理
して、出力を制御することにより、小部温度を常に４２
〜４５℃の範囲内に調整することができる。

大隻桝第１図に示す装置を使い、２００ｖ、３相出力５００Ｋ
Ｗで１００　Ｋ１１ｚ　、　３００Ｏｅの交番磁場の下
での加熱試験を行った。被誘導加熱体としてはＣａｂ、
　ＳｉＯ□、ＦｅｔＯｘを含有する結晶化ガラスを使用
した。

このときの加熱曲線を第２図に示す。４３℃にまで約１
分で到達した。４３℃に到達した後は磁場の低下、すな
わち、誘導コイルに流れる電流の低下の手段によってそ
の温度を保持した０図中、点線は磁場の強さの変化を一
般的傾向として示す。なお、本例では血流による冷却を
シミュレートするため少量の冷却水でもって前記加熱体
表面を冷却した。

（発明の効果）以上のように、本発明装置によれば、低ｃｎ場というこ
とで、その取扱いが容易でかつ生体上への悪影響もない
。また、急速加熱が可能となり、正常細胞と癌細胞との
選択加熱が効果的に行われる。

しかも、長時間の温度維持という点についても交番磁場
を印加し、強磁性セラミックスを用いて被加温体を誘導
加熱するに際し、印加磁場と温度センサーとの両者を同
時にまたは、いずれかを選択して用いながら、被加温体
の温度を検出することにより、加温温度を一定範囲に調
整する必要がある癌などの悪性腫瘍の加温治療を極めて
効果的に行うことが可能となる。

また骨肉腫のような深部の悪性腫瘍の加温治療も同様に
良好に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる装置の構成図：および第２図は、本発明装置による加熱状況を示すグラフであ
る。 ■二　磁気誘導加熱部 ■：　磁場印加部 ■＝　磁場制御部

Claims

【特許請求の範囲】

磁気誘導加熱部、磁場印加部および磁場制御部から構成
される誘導加熱による癌治療装置であって、前記磁気誘
導加熱部を１００〜３００ＫＨｚの周波数であって０〜
５００Ｏｅの交番磁場に置くことを特徴とする癌治療装
置。