JPH0242513B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、加温療法用アプリケータに係り、と
くに電磁波を用いて生体の所定箇所を加温治療す
るための加温療法用アプリケータに関する。 〔従来の技術〕 近年、加温療法

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、かかる従来例においては、アプ
リケータ１の内部において電磁波のエネルギ損失
が比較的大きい。このため発明者らは、当該アプ
リケータ内に電磁波の減衰の少ないオイルを充填
することを既に提案している（特願昭59−8692
号）。 一方、このオイル充填のアプリケータにおいて
も、電波レンズ部および冷却機構さらには加温部
側とに対するインピーダンス不整合による電磁波
の反射が生じ、これがため電磁波給電部その他電
磁波伝送系に定在波が発生し、これに起因して電
磁波伝送系が過熱され著しいエネルギ損をきたす
という不都合がある。そして、かかる不都合を改
善するため、電波レンズ部と電磁波給電部との間
に整合部材を充填する試みが一部で成されてい
る。 しかしながら、この場合においても、かかる整
合部材は固定されたものであるため、複数箇所の
インピーダンス変化および電波レンズ部の選択使
用とともに生じる形状変化に伴うインピーダンス
変化等に対し、これに充分に対応してインピーダ
ンス整合を充分にとることができないという不都
合が生じている。 〔発明の目的〕 本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善
し、複数箇所にインピーダンス不整合が生じる場
合のとくに電磁波給電部側と電波レンズ部側との
間のインピーダンス整合を充分にとり、これによ
つて電磁波エネルギを効率よく生体内の所定箇所
に集束せしめて加温することのできる加温療法用
アプリケータを提供することを、その目的とす
る。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明では、一端部に電磁波給電部を
有し他端部に電波レンズ部および電磁波放射端部
を備えたケース本体と、このケース本体の前記電
磁波放射端部側に装備された加温部の表面側冷却
用の冷却機構とを有している。そして、電磁波給
電部と電波レンズ部との間のケース本体部分に、
防水構造のスタブ整合手段を装備するとともに、
このスタブ整合手段の装備箇所および電磁波給電
部部分の前記ケース本体内に、電磁波の減衰の少
ない絶縁油等の流体を充填し、ケース本体の側壁
の一部に流体収容手段を併設し、この流体収容手
段を、一端部がケース内に連通し他端部に開口部
を有する管状部材により形成するとともに、この
管状部材の他端部が上方に向けて配設可能とする
という構成を採つている。これによつて前述した
目的を達成しようとするものである。 〔作用〕 電磁波給電部から導波管としてのケース本体内
を伝播して電磁波放射端部から外部へ放射せしめ
る電磁波に対しては、まず電波レンズ部から、続
いて生体表面から、それぞれインピーダンス不整
合に基づく反射波ｒが生じる。この場合、本発明
では調整可能なスタブ整合手段によつて電磁波給
電部に対して反射波r′を形成せしめるとともに、
三本のスタブ整合手段を調整して、「r′＝−ｒ（振
幅が等しく逆位相）」に設定する。このようにす
ると、反射ｒとr′は相互に打ち消し合つて電磁波
給電部からみると無反射となり、負荷側に対する
インピーダンス整合が完全に成立する。従つて、
反射波がほとんどなくなり、それに伴うエネルギ
損も大幅に抑えられる。 また、スタブ整合手段を調整した場合は容積変
化に伴う充填オイルへの圧力の増減変化が生じる
が、かかる場合、直ちに流体収容手段が作用して
これを吸収する作用をなし、これによつてスタブ
整合手段の調整がより円滑化される。 〔発明の第１実施例〕 以下、本発明の第１実施例を、第１図ないし第
１１図に基づいて説明する。 まず、第１図において、符号１０は導波管とし
ての機能を備えたケース本体を示す。このケース
本体１０は、第２図ないし第３図でも明らかのよ
うに箱形を成し、その一端部に電磁波給電部１１
が設けられ、その他端部に電波レンズ部１２が設
けられ、又その中間部には電磁波整合用のスタブ
整合手段としてのスタブチユナー機構１３が装備
されている。さらに、電波レンズ部１２の第１図
における右端部は、開口されて電磁波放射端部１
４を形成し、同時にこの電磁波放射端部１４に
は、当該電磁波放射端部１４を外側から覆うよう
にして生体表面冷却用の冷却機構１５が装備され
ている。 電磁波給電部１１は、ケース本体１０の一部を
成す給電部導波管１０Ａと、この給電部導波管１
０Ａの中央部に突出して配設された励振アンテナ
１１Ａと、この励振アンテナ１１Ａに接続された
防水形で電磁波用の同軸コネクタ１１Ｂとにより
形成されている。そして、これにより、同軸コネ
クタ１１Ｂを介して送り込まれる電磁波は効率よ
くケース本体１０内へ導入されるようになつてい
る。 給電部導波管１０Ａ内には、スタブチユナー機
構１３の装備箇所をも含めて、電磁波の減衰が小
さい絶縁油（以下、単に「オイル」という）１０
Ｃが充填されている。１０Ｄはオイル１０Ｃを封
入するための誘電体部材から成るオイル封入仕切
板を示す。 スタブチユナー機構１３は、本実施例では所定
間隔をおいて同一線上に配設された３本一組のス
タブチユナー機構が使用されている。これを更に
詳述すると、これら各スタブチユナー１３Ａ，１
３Ｂ，１３Ｃの各々は、一端が開口されたシリン
ダ部２１と、このシリンダ部２１内を往復移動す
る防水形のピストン部材２２と、このピストン部
材２２に一体化され且つスタブ整合機能を備えた
ねじ部材２３と、このねじ部材２３を螺合貫挿せ
しめるねじ穴２４と、ケース本体１０内とシリン
ダ部２１内とを連通する一又は２以上の貫孔２５
とにより構成され、各ねじ部材２３を回転せしめ
ることにより当該ねじ部材２３がケース本体１０
内に適当に突設されて必要な整合が採られるよう
になつている。 この場合、連通貫孔２５は、ピストン部材２２
の往復動に伴つて生じるオイル１０Ｃの移動用の
流通口を示す。 また、かかるオイル１０Ｃの流動すなわちピス
トン部材２２の往復移動を円滑なさしめるため、
また連続使用によつて生じるケース本体の過熱に
伴う充填オイルの熱膨張を許容するため、給電部
導波管１０Ａの一部には流体収容手段１６が設け
られている。 この流体収容手段１６は、本実施例では給電部
導波管１０Ａの二箇所に所定間隔をおいて形成さ
れた貫孔１６Ａ，１６Ａと、この各貫孔１６Ａを
内側から覆うようにして配設され装備された比較
的目の細かい金網１６Ｂと、各貫孔１６Ａに連結
されたガイド管１６Ｃ，１６Ｃと、この各ガイド
管１６Ｃに連結され上方に延設された比較的軟質
のオイル逃げチユーブ１６Ｄ，１６Ｄとにより構
成されている。ここで、金網１６Ｂは、電磁波給
電部１１の側壁の一部を構成するものであり、従
つてこれと同等に機能するものであれば、例えば
電磁波給電部の内壁に直接複数の小孔を設けたも
のであつても又無数の貫通小孔を有する板状金属
部材で置き換えてもよい。 更に、ケース本体１０の電磁波放射端部１４に
装備された冷却機構１５は、加温部の表面を効率
よく冷却するために偏平型に形成されている。 これを更に詳述すると、冷却機構１５は、ケー
ス本体１０に一体的に固着された係着基板３０
と、この係着基板３０の一端部に形成された矩形
状の冷却液流入口３０Ａと、これに対応して当該
係着基板３０の他端部に形成された同じく矩形状
の冷却液流出口３０Ｂと、これらの各冷却液流
入・流出口３０Ａ，３０Ｂ及び電磁波放射端部１
４の開口１０Ｅを取り囲むようにして刻設された
防水用の絶縁膜防止溝３０Ｃと、これらの各冷却
液流入口３０Ａおよび冷却液流出口３０Ｂに連結
固定された冷却液ガイド３１，３２と、電磁波放
射端部１４の略全面を被覆するようにして配設さ
れ偏平形の絶縁膜部材３３と、この絶縁膜部材３
３をその周囲を防水した状態で係着基板３０に着
脱自在に装着する枠板３４とにより形成されてい
る。この内、絶縁膜部材３３は、外側に凸状で内
側が開口された皿状をなし、電磁波の減衰の少な
いフイルム状誘電体により形成されている。 そして、冷却液流入口３０Ａから流入した冷却
水は当該絶縁膜部材３３の内側を流動して第１図
矢印ｆの如く冷却液流出口３０Ｂへ送り出される
が、この間に当該絶縁膜部材３３を介して生体表
面を効率よく冷却し得るようになつている。 ケース本体１０の第１図における右端部に装備
された電波レンズ部１２は、本実施例では第４図
ないし第８図に示すように対向する二面が開口さ
れた箱形状に形成され、その全体がケース本体１
０内に着脱自在に収納されるようになつている。
は、同一寸法から成る複数枚の金属板４０，４０
これを更に詳述すると、電波レンズ部１２は、同
一寸法から成る複数枚の金属板４０，４０……
と、この各金属板４０の第６図における上下端部
を係止する枠体４１とにより形成されている。こ
の内、各金属板４０は、その相互間が同図に示す
ように、その中央部の寸法幅α₀を最大寸法とする
とともに、枠体４１の側壁４１Ａに近づくに従つ
て小さくなるように設定されたα₁、α₂、α₃の寸法
幅（但し、α₀＞α₁＞α₂＞α₃）により配設され、こ
れによつて到来電磁波に対して第１０図の点線で
示す如く各金属板４０の全体で一方の方向に所定
のレンズ効果を発揮し得るように設定されてい
る。 また、各金属板４０は、電磁波給電部１１側の
端部中央が弓形状に切除された形状となつてお
り、これによつて、前述したものと同一の到来電
磁波に対して第９図に示すように他方の方向にも
所定のレンズ効果を発揮し得るように設定されて
いる。第１１図は、このようにして形成された電
波レンズ部１２をケース本体１０に収納した場合
の第１図における右側面図を示す（但し絶縁膜部
材３３を取り除いた状態）。この場合、電波レン
ズ部１２は、その電磁波入射側と電磁波放射側と
がいづれも開放されており、これがため前述した
冷却機構１５内の冷却液は極く容易に当該電波レ
ンズ部内に流入・流出し得る構造となつている。
また、第１図において４２は電波レンズ部１２を
係止するための止めねじを示す。 そして、上記の如く着脱自在に形成された箱型
の電波レンズ部１２は実際には患部に応じて予め
数10個準備され、適宜選択使用されるようになつ
ている。 さらに、電波レンズ部１２の電磁波給電部１１
側には、冷却液流出用の冷却液ガイド３２に連通
された気泡逃げ手段として比較的直径の小さい配
管３９が装備され、治療中に生じた気泡が冷却液
の流動に伴う負圧によつて当該冷却液ガイド３２
から直接外部へ吸い出されるようになつている。 そして、このようにして形成された本実施例に
おける加温療法用のアプリケータ５０は、両側面
の支持部材１０Ｇ，１０Ｈ部分にて第１１図に示
すように逆Ｕ字状のアプリケータ保持手段５１に
よつて矢印Ｃ，Ｄの如く起伏回動自在に保持され
る。このアプリケータ保持手段５１は図示しない
支持機構に支持され且つ矢印Ｅ，Ｆの如く回転自
在に構成され、これによつて必要とする加温部に
適合した任意の姿勢をとることができるようにな
つている。 次に、上記実施例の全体的な作用について説明
する。 まず、同軸コネクタ１１Ｂを介して入力され且
つ励振アンテナ１１Ａからケース本体１０内に向
けて出力された電磁波は、オイル１０Ｃ中でほと
んど減衰することなくそのまま電波レンズ部１２
へ送られる。そして、この電波レンズ部１２を伝
播する過程で中央部よりも外側の方の位相が進
み、これがため当該電波レンズ部１２から放射さ
れる時点で電磁波にレンズ効果が付され、放射及
び集束が同時になされる。このレンズ効果を付さ
れた電磁波は冷却機構１５内を伝播したのち表面
から生体側へと伝播されるが、この間、まず生体
表面で一部反射し、次いで当該生体表面及び深部
の加熱に入る。この場合、生体表面は、前述した
冷却機構１５により有効に冷却される。また、深
部については、とくに電波レンズによる全方向の
レンズ効果によつて集束されることから所定の深
さの焦点位置及びその周囲が能率よく加温され
る。 一方、生体表面での反射波は電磁波伝送系のイ
ンピーダンスの相違によるものであり、かかるイ
ンピーダンス変化は電波レンズ部１２の入射側で
も生じている。このため励振アンテナ１１Ａ側か
らみると、前述した電波レンズ部１２及び加温部
表面の両方からの電磁波の反射を検知し得る。こ
の場合、スタブチユナー機構１３を適当に調整す
ることにより直ちに前述した電波レンズ部１２及
び加温部側に対するインピーダンス整合を採るこ
とができ、これによつて反射電磁波の発生が押さ
えられることから電磁エネルギーは効率よく加温
部内へ送り込まれる。 すなわち、電磁波給電部１２から導波管として
ケース本体１０内を伝播して電磁波放射端部１４
から外部へ放射せしめる電磁波に対しては、まず
電波レンズ部１２から、続いて生体表面から、そ
れぞれインピーダンス不整合に基づく反射波ｒが
生じる。 この場合、本発明では調整可能な三本のスタブ
整合手段によつて電磁波給電部１２に対して反射
波r′を形成せしめるとともに、三本のスタブチユ
ナー機構１３を調整して、「r′＝−ｒ（振幅が等し
く逆位相）」に設定する。このようにすると、反
射ｒとr′は相互に打ち消し合つて電磁波給電部１
２からみると無反射となり、負荷側に対するイン
ピーダンス整合が完全に成立する。従つて反射波
がほとんどなくなり、それに伴うエネルギ損も大
幅に抑えられる。 ここで、スタブチユナー機構１３によるインピ
ーダンス整合は、具体的には、同軸コネクタ１１
Ｂに連結使用される方向性結合器の反射電磁波表
示手段（図示せず）に表示される反射の割合を確
認しながら、オペレータによつてとり行われる。 スタブチユナー機構１３によるインピーダンス
整合とは別に、ケース本体１０内では僅かながら
も電磁波伝送系のインピーダンスに伴うエネルギ
損が生じており、これがアプリケータの連続使用
によつてケース本体１０及び充填オイル１０Ｃを
常時加熱することから充填オイル１０Ｃの熱膨張
が生じ、その対策が問題となる。 この場合、これを放置すると、例えばオイル封
入仕切板１０Ｄを破損せしめるが、これに対して
は前述した流体収容手段１６が作用し、熱膨張に
より増大した充填オイル１０Ｃの増加分を外部へ
容易に送出し得るようになつている。この流体収
容手段１６は、一方では充填オイル１０Ｃの交換
に際しても、そつくりそのまま使用し得るという
機能をも備えている。 また、電波レンズ部１２では、極く容易に交換
し得る構造となつていることから、深部の位置に
対応して集束度の異なる電波レンズ部１２を選択
使用すると効率のよい加温療法をなし得る。 このため、本実施例においては、異なつた生体
深部に対する加温療法に際し、インピーダンス整
合の調整を含めてその切換え準備作業及び加温治
療中におけるインピーダンス整合をより迅速に成
し得ることができ、その分だけ加温時間を充分に
設定することができ、一方、多くのアプリケータ
を準備する必要がないことから装置全体を比較的
安価に入手し得るという利点がある。 〔第２実施例〕 次に、本発明の第２実施例を第１２図ないし第
１４図に基づいて説明する。 この実施例は、前述した第１実施例のスタブ整
合手段１３（第１図参照）を改善するとともに充
填オイル１０Ｃを完全密封方式とした点が前述し
た第１実施例と相違する。 すなわち、第１２図ないし第１４図において、
１０は、前述した第１実施例の場合と同様に導波
管としての機能を備えたケース本体を示す。この
ケース本体１０には、その一端部に電磁波給電部
１１が設けられ、その他端部に電波レンズ部１２
が設けられ、又その中間部に電磁波整合用のスタ
ブ整合手段としてのスタブチユナー機構６３が装
備されている。 スタブチユナー機構６３は、三本のスタブバー
６６から成り、この各スタブバー６６はケース本
体１０内に対してその適当量が各別に突出可能に
形成されている。 これを更に詳述すると、スタブチユナー機構６
３の内の三本の各スタブチユナー機構は、一端部
が開口されたシリンダ部６４と、このシリンダ部
６４内を往復移動するピストン部材６５のの一部
に固着されケース本体１０に形成された所定の貫
孔１０Ｓを遊挿して当該ケース本体内に突出され
るように装備されたスタブバー６６と、シリンダ
部６４の開口部分に回転自在に装備されピストン
部材に往復動を付勢するねじ機構６７とにより構
成されている。この内、ねじ機構６７は、駆動ね
じ部６７Ａを固着するとともに回転のみが許容さ
れてシリンダ部６４に装着された駆動部材６７Ｂ
と、この駆動部材６７Ｂの外部への離脱を係止す
るスナツプピン６７Ｃと、駆動部材６７Ｂに装着
されたシール部材６７Ｄとにより形成されてい
る。 そして、第１４図に示すように、駆動部材６７
Ｂに形成された２つの駆動用小孔部６７Ｅ，６７
Ｅを介して当該駆動部材Ｂを回転せしめると、こ
れと一体化されている駆動ねじ部６７Ａがその位
置を変えることなく回転し、このためその回転反
力によつて前記ピストン部材６５がシリンダ部６
４内を往又は復移動し、これによつて当該ピスト
ン部材６５に一体化されたスタブバー６６のケー
ス本体１０内への突出量が適当に調整されるよう
になつている。６４Ａ，６５Ａは、各々オイル流
動孔を示す。 また、ケース本体１０の第１２図における左端
部には、流体収容手段７６が設けられている。こ
の流体収容手段７６は、ケース本体１０の第１２
図における左端部に設けられた一定の空間領域を
有する流体収納部１０Ｅと、この流体収納部１０
Ｅと給電部導波管１０Ａ部分との間を仕切る目の
細かい金網７６Ａと、流体収納部１０Ｅ内に外部
から挿入するようにしてその中央の凸部が配設さ
れた断面凹状のカツプ状軟質部材７６Ｂと、この
カツプ状軟質部材７６Ｂの中央部を外側から電磁
波給電部１１側へゆるやかに常時押圧するコイル
ばね７６Ｃと、このコイルばね７６Ｃを係止する
とともにカツプ状軟質部材７６Ｂをケース本体１
０に密封装着する蓋部材７６Ｄとにより構成され
ている。符号７６Ｅはコイルばね７６Ｃを係止す
るねじを示し、符号７６Ｆは蓋部材７６Ｄに形成
された通気孔を示す。 ここで、金網７６Ａは、電磁波給電部１１の側
壁の一部を構成するものであり、従つて、これと
同等に機能するものであれば、例えば電磁波給電
部１１の内壁に直接複数の小孔を設けたものであ
つても又無数の貫通小孔を有する板状金属部材で
置き換えてもよい。 このため、スタブチユナー機構６３によるイン
ピーダンス整合の場合はもとより例えば熱によつ
て充填オイル１０Ｃが体積膨張した場合であつて
も直ちに流体収容手段７６が作用し、充填オイル
１０Ｃの増加分を収容し得るようになつている。
具体的には、オイル圧力に押されてカツプ状軟質
部材７６Ｂの中央部が圧縮され、これによつて広
げられた流体収納部１０Ｅの充填オイルの増加分
が収容される。 その他の構成は、第１２図ないし第１４図に示
すように、前述した第１実施例と全く同一となつ
ている。 このようにしても、前述した第１実施例と同一
の作用効果を有するほか、特にスタブチユナー機
構６３の調整に際しても充填オイル１０Ｃのケー
ス本体１０内に押し出される量が僅かな量とな
り、従つて流体収容手段７６を小形化することが
可能となり、且つ充填オイルを完全密封型として
全体的に取扱い易いアプリケータを得ることがで
きるという利点がある。 なお、上記各実施例は、三本のスタブチユナー
に基づくスタブチユナー機構の場合を例示した
が、本発明は必ずしもこれに限定されず、例えば
１本の防水型のスタブチユナー機構を用いたもの
についても、そつくりそのまま適用されるもので
ある。 〔発明の効果〕 本発明は以上のように構成され機能するので、
これによると、電磁波給電部側に向かつて複数箇
所からの反射電磁波が伝播してきても、これらを
スタブ整合手段により極く容易に整合をとること
が可能となり、また流体収容手段を設けたので、
加温治療中においても極く容易にインピーダンス
整合をとることができ、これがため、生体の深部
加温に際してもより効率よく電磁波エネルギを集
束しながら送り込むことができ、従つて温度変化
のはげしい悪条件においても深部加温を比較的能
率よく行うことができるという従来にない優れた
加温療法用アプリケータを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す冷却液ガイド
部分を含む断面図、第２図は第１図の右側面図、
第３図は第１図の平面図、第４図ないし第５図は
各々第１図中に使用されている電波レンズ部を示
す斜視図、第６図は第４図の矢印からみた正面
図、第７図は第６図の−線に沿つた断面図、
第８図は第７図の−線に沿つた断面図、第９
図ないし第１０図は各々電波レンズ部の作用を示
す説明図、第１１図は第１図のアプリケータの使
用時における取付状態を示す斜視図、第１２図は
第２実施例を示す冷却液ガイド部分を含む断面
図、第１３図は第１２図の左側面図、第１４図は
第１２図の平面図、第１５図は従来例を示す斜視
図である。 １０……ケース本体、１０Ｃ……絶縁油、１１
……電磁波給電部、１２……電波レンズ部、１
３，６３……スタブ整合手段としてのスタブチユ
ナー機構、１４……電磁波放射端部、１６，７６
……流体収容手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一端部に電磁波給電部を有し他端部に電波レ
   ンズ部および電磁放射端部を備えたケース本体
   と、このケース本体の前記電磁波放射端部側に装
   備された加温部の表面側冷却用の冷却機構とを有
   する加温療法用アプリケータにおいて、 前記電磁波給電部と電波レンズ部との間のケー
   ス本体部分に、防水構造のスタブ整合手段を装備
   するとともに、このスタブ整合手段の装備箇所お
   よび前記電磁波給電部部分の前記ケース本体内
   に、電磁波の減衰の少ない絶縁油等の流体を充填
   し、 前記ケース本体の側壁の一部に流体収容手段を
   併設し、 この流体収容手段を、一端部が前記本体ケース
   内に連通し他端部に開口部を有する管状部材によ
   り形成するとともに、この管状部材の他端部が上
   方に向けて配設可能に構成されていることを特徴
   とする加温療法用アプリケータ。