JPH02264668A

JPH02264668A - 閉磁路を持つ誘導加熱装置

Info

Publication number: JPH02264668A
Application number: JP29958888A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Yamazaki; 克巳山崎; Atsushi Ishiyama; 敦士石山
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-11-29
Filing date: 1988-11-29
Publication date: 1990-10-29

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）この発明は、金属などの場合に比べて表皮深さが深い場
合の誘導加熱、特にガンの温熱治療を１的とする人体の
誘導加熱において、被加熱物の深部にも比較的多くの発
熱を起こし、発熱の必要のない部位では発熱を起こさな
いようにする誘導加熱装置に関するものである。

（従来の技術）ガンの温熱治療を目的とする人体の電磁誘導加熱、すな
わち電磁誘導方式ハイパーサーミアが、近年注目されて
いる。これは人体に傷をつけずにガンを治療するという
点で、画期的なものである。

従来の技術として、第６図のように、被加熱物のまわり
にソレノイドを巻き、電流を流す装置がある。この装置
では、うず電流の持つ物理的な性質から、多くの発熱は
被加熱物の表面に集まり、被加熱物の深部に発熱を与え
るのが難しかった。すなわち、人体の深部に腫ｇｇＪ組
織がある場合は治療が困難であった。またこの場合、大
きな発熱を起こしてはならない組織、あるいは発熱の必
要が無い組織に発熱を与えないことも困難であった。

これらの点を解決するものとして、特公報昭６２−３８
１７９号公報並びに昭６２−１９７０７３号公報に記載
されたような装置が報告されている。これらの装置は、
先に述べたソレノイドによる装置に比べ、極めて有効な
ものである。しかしながら、特公報昭６２−３８１７９
号公報に記載された装置においては、ビオ−サバールの
法則およびうず電流の影響から、交番磁界は、交番磁界
を作るコイルや磁極から離れるにしたがって急激に減衰
する。そのため被加熱物には、中心部に比べて、コイル
や磁極付近で、かなり大きい発熱が起きるという欠点が
ある。この装置は、この点を解決するために、加熱中に
コイルや磁極の位置を変える工夫を行っている。また、
この装置は４つ以上のコイルを必要とするため、装置が
複雑になる。特公報昭６２−１９７０７３号公報に記載
された装置は、被加熱物が均質な円筒の場合、その中央
部で部分的な温度上昇がみられるという計算結果が報告
されているが、実際の装置では、中央部に集中するはず
のうず電流が、コイルのある平面の上下に拡散してしま
う場合もある。

（発明が解決しようとする課題）本発明は、誘導加熱において、容易に被加熱物の深部に
も比較的多くの発熱を起こし、発熱の不用な部位は、発
熱を起こさないようにし、また少ないコイルの数で装置
を実現可能にしようとするものである。

（課題を解決するための手段）いま、その構成を説明すると、（イ）　　被加熱物１に、励磁コイル２奔巻いた環状の
軟質磁性体３をかぶせる。

（０）　　環状の軟質磁性体３のまわりを、被加熱物！
との間の少な（とも一部にすきまを作らずに、うず電流
または変位電流の流れうる物質４でおおう。

（ハ）　　交流電流を流す機能を有する、電流発生源５
を励磁コイル２に接続する。

以上のように装置する。なお、環状の軟質磁性体３は、
被加熱物１のまわりに閉じた交流磁路を形成する役目さ
え果たせば、形状は任意であり、途中で途切れていても
良（、また外輪、内輪とも、必ずしも真円でなくても良
い。励磁コイル２を巻いた環状Ｑ軟質磁性体３の代わり
に、トロイダルコイル６を用いても良い。また、励磁コ
イル２及びトロイダルコイル６は、基本的には−っでよ
いが、増やしても構わない。うず電流または変位電流の
流れうる物質４は、被加熱物Ｉの表面の一部との間にす
きまが無ければ良く、環状の軟質磁性体３、励磁コイル
２、及びトロイダルコイル６との間にすきまがあっても
構わない。

（作用）上記のように装置し、励磁コイルに交流電流を流した場
合、うず電流または変位電流が環状の軟質磁性体３の周
りを、交流電流の周期で逆回転と逆回転を繰り返す。う
ず電流または変位電流の流れうる物質４を適切に選択す
ることで、うず電流の一部は、物質４から被加熱物１へ
と進入し、比較的深部を通って、再び物質４へと戻る。

この現象は、被加熱物ｌの、うず電流または変位電流の
流れうる物質４ですきまなくおおわれた部分の、全てで
起こる。そのため、加温する対象ｌの深部には、うず電
流が集中して流れる。

その結果、被加熱物ｌの深部にも比較的多くの発熱が起
こるのである。第５図のように、被加熱物が均質な円筒
で、筋肉と等価な電気的定数を有する場合、３次元場の
理論計算によると、中央部の発熱ｍは最大の発熱を有す
る部位のおよそ４分の１程度に達する。

また、物質４ですきまなくおおわれていない被加熱物ｌ
の一部分では、うずｊｆ３流の進入がなく、発熱が起き
ない。

よって、発熱が不用である被加熱物ｌの部位では、物質
４ですきまなくおおわなければ良いまた、渦電流または
変位電流の流れうる物質４に液体を用いれば、それを入
れ換えてゆくことによって、被加熱物１の表面付近の温
度上昇を抑えることができる。

（実施例）実施例１第１図の様な構成で、環状の軟質磁性体３はニッケル系フェライトを用いる。

環状の磁性体３に励磁コイル２を数回巻（。

うず電流または変位電流を流しつる物質４は液体を用い
る。

電流発生源５は高周波電源とインピーダンス整合装置を
用いる。

被加熱物１の表面は、液体を適当な量で還流させること
により、冷却する。

実施例２第２図は実施例２を示す励磁コイル２を巻いた環状の軟質磁性体３の代わりにト
ロイダルコイル６を用いる。

実施例３第３図は実施例３を示すうず電流または変位電流の流れうる物質４が、被加熱物
１とすきまを作っていない部分を更に限定し、発熱の不
用な部位８での発熱を抑えることを狙っている。

この場合、環状の軟質磁性体３を用いた場合に限り、励
磁コイル２を、うず電流または変位電流の流れうる物質
４の外側に配置することもできる。

実施例４第４図は実施例４を示す。

発熱の不用な部位８での発熱を抑えるために被加熱物ｌ
の表面の一部に絶縁物７を貼っている。

実施例５実施例１において、寸法、形状は、第５図に従い、軸対称とする。

被加熱物ｌは筋肉と等価な電気的定数を有する物質（以
後ファントムと呼ぶ）を・選ぶ。

うず電流または変位電流の流れうる物質４は、０．０２
［％］食塩水とする。

励磁コイル２は８回巻く。

高周波電源の周波数は１３．５６　［Ｍｚ］とする。

実効値で０．　５　［Ａ］の電流を励磁コイルに流すＯファントムの表面は、食塩水を適当な量で還流させるこ
とにより、加泥中初期温度より１〜２ドＣ］低い温度に
保つ。

なお、この場合の実験結果を、次の（発明の効果）のと
ころで述べる。

実施例６実施例５において、実施例４で述べたように、ファント
ムの一部に絶縁物７を貼る。但し、絶縁物の材質は厚さ
１　［ｍｍ］の塩化ビニルとする。

塩化ビニルを貼る部分は、円筒座標系でｒ＝０、ｚ＝０
をファントムの中心としたときの、−６００≦θ≦６０
°　−１０［ｃｍ］　＜ｚ＜１０　［ｃｍ］とする。

（発明の効果）実施例５、実施例６の実験値で発明の効果を立証する。

実施例５の場合の１時間後の上昇温度の実験データを第
７図に示す。なお測定点は、円筒座標系でｚ＝０、ｒｗ
ｏの点をファントムの中央として、ｚ＝ｏ　［ｃｍ］、
ｒ＝０．　２．　４．　６．　８　［ｃｍ］である。

また、比較のため、第６図に示すような、ソレノイドを
用いた誘導加熱装置で同様の実験を行ったので、その実
験データを同時に示す。被加熱物ｌの表面は、加温中、
初期温度より２〜３［℃］低い温度に保ち、被加熱物１
及び励磁電流の周波数も同じにした。

これを見ると本装置が深部にも比較的多（の発熱を与え
ていることが分かる。

実施例６の場合の１時間後の温度上昇の結果を第８図に
示す。測定点はｚ＝ｏ　［ｃｍ］、θ＝Ｏ［０］、ｒ＝
０．　２．　４．　６．　８　［ｃｍ］と２−〇［ｃｍ
］、θ＝１８０［’ｌ、ｒ＝２．　４．　６゜８　［ｃ
ｍ］である。

これを見ると塩化ビニルを貼った側の温度上昇が抑えら
れているのが分かる。

以上の事から、容易に被加熱物の深部にも比較的多くの
発熱を起こし、発熱の不用な部位は、発熱を起こさない
ようにし、また少ないコイルの数で装置を実現可能にし
ようとするという、本発明の効果が立証できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の斜視図第２図は本発明の実施例２の斜視図第３図は本発明の実施例３の上面図第４図は本発明の実施例４の上面図第５図は本発明の実施例５の断面図第６図は、実験データの比較に用いた、ツレ／イドによ
る誘導加熱装置の断面図第７図は、本発明及びツレ／イドによる誘導加熱装置の
実験データ第８図は、本発明の他の実験データ１、被加熱物２、励磁コイル３、環状の軟質磁性体４、うず２１流または変位？Ｕ流の流れうる物質５、電
流発生源６、トロイダルコイル７、絶縁物８、発熱の不用な部位

Claims

【特許請求の範囲】１、（イ）被加熱物１に、励磁コイル２を巻いた環状の
軟質磁性体３をかぶせる。（ロ）環状の軟質磁性体３のまわりを、被加熱物１との
間の少なくとも一部にすきまを作らずに、うず電流また
は変位電流の流れうる物質４でおおう。以上の構成を特徴とする閉磁路を持つ誘導加熱装置２、励磁コイル２を巻いた環状の軟質磁性体３の代わり
に、トロイダルコイル６を用いた、請求項１の閉磁路を持つ誘導加熱装置３、うず電流または変位電流の流れうる物質４が、被加
熱物１に比べて高温でない液体である、請求項１または請求項２の閉磁路を持つ誘導加
熱装置４、被加熱物１が生体である、請求項１または請求項２
または請求項３の誘導加熱装置５、うず電流または変位電流の流れうる物質４が食塩水
である、請求項３または請求項４の閉磁路を持つ誘導加
熱装置６、被加熱物１の表面の一部に貼るための絶縁物７を用
意する、請求項３または請求項４の閉磁路を持つ誘導加熱装置