JPH0244231B2 - - 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

【「ハイパーサーミア」ともい
う】を用いた治療法が脚光を浴びており、特に悪
性腫瘍を例えば43℃付近で１時間ないし２時間の
間連続加温するとともに、一定周期でこれを繰り
返すことにより、癌細胞の再生機能を阻害せし
め、同時にその多くを到死せしめることができる
という研究報告が相次いでなされている（計測と
制御vol.22.No.10）。この種の加温療法としては、
全体加温法と局所加温法とがある。この内、癌組
織およびその周辺だけを選択的に温める局所加温
法として、電磁波による方法、電磁誘導による方
法、超音波による方法等が提案されている。 一方、発明者らは、電磁波を用いて生体表面は
もとより生体内深部の癌を加温治療する場合の有
効性を、従来より提案し研究を進めている。この
場合、とくに電磁波を生体内へ送り込むための加
温用のアプリケータにつき、発明者らは、電磁波
のエネルギーを集束せしめる必要性から、従来よ
り電波レンズを装備するという手法を採用してい
る。 具体的には、第１７図ないし第１８図に示すよ
うに、アプリケータ１は、導波管としての機能を
備えたケース本体３と、このケース本体３の一端
部内に設けられた電磁波給電部２と、他端部内に
設けられた電波レンズ部４とを要部として構成さ
れ、この電波レンズ部４の出力段には生体Ａの表
面の加熱を防止するための冷却板５を装備し、同
時に当該冷却板５は冷却水Ｗにより冷却し得るよ
うになつている。 そして、電波レンズ部４は、第１８図に示すよ
うに、一定間隔ａを隔てて金属板６Ａ，６Ａ，…
を配設したものよりなり、この各金属板６Ａに
は、電磁波給電部２から送り出される球面波状の
電磁波を平面波に変換するために第１０図に示す
如く当該電磁波到来側を全体的にゆるやかな凹状
に形成し、さらに当該平面波を集束せしめるため
に、その電磁波送出側の中央部には長さの短い金
属板を配設し、全体的には電磁波送出側の配列が
凹状を成すように配設され固定されたものとなつ
ている。 〔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、電磁
波の収束方向が一方向であることから、加温領域
への電磁波の集束が長方形状を成すことから電磁
波エネルギの集束が必ずしも充分なものとはなつ
ていなかつた。このため、必要に応じて出力の大
きい電磁波発振器を要するという不都合があつ
た。 〔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、とくに電磁波を加温部に対して効率よく収束
せしめ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、他端部に電波レンズ部を各々装備したケース
本体を設け、このケース本体の他端部の端縁に電
磁波放射端部を設けるとともに、電波レンズ部
を、電磁波給電部から送られてくる電磁波の電界
成分及び磁界成分の各々に対し集束機能を備えた
全方向電波レンズとしている。そして、電波レン
ズ部の電磁波に対する一方の集束機能を、金属板
相互間の寸法を変化させることによつて設定する
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〕 電磁波給電部からケース本体内を伝播する電磁
波は、電波レンズ部から外部へ放射する際に当該
電波レンズ部でレンズ効果が付される。この場
合、本発明では二方向からのレンズ効果が作用す
ることから電磁波のエネルギ集束度は倍増し、こ
れがため深部加温をより一層効果的になし得る。 〔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、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１４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。符号１０Ｄは、オイル１０
Ｃ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。連通貫孔２５は、前記ピストン部
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の一部にはオイル逃げ機構１６が設
けられている。 このオイル逃げ機構１６は、本実施例では前記
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１
６Ａ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。そして、この内のガイド管
１６Ｃとチユーブ１６Ｄとにより流体ガイド手段
が形成されている。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、従つてこれと同時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。 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
れた偏平形の絶縁膜部材３３と、この絶縁膜部材
３３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。 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、符号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１１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１２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、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１
２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。 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オイル
逃げ機構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。このオイル逃げ機構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、その切換え準備作
業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。 更に、この第１実施例では、電波レンズ部１２
を形成する各金属板４０を同一形状のものを使用
していることから枠体４１を含めて全体的に小型
化することができ、従つてケース本体１０の小型
化すなわちアプリケータ全体の小型化が可能とな
るという利点もある。 なお、上記第１実施例は、特に深部加温用のア
プリケータにつき例示したが、本発明は必ずしも
これに限定されず、例えば出力エネルギを下げ且
つ冷却機構１５を削除する構成により、表面部加
温用のアプリケータにもそのまま適用があるもの
である。 〔第２実施例〕 次に第２実施例を第１３図ないし第１６図に基
づいて説明する。 この実施例は、前述した第１実施例の電磁波の
集束ポイントの投影図形が二方向からの角形をな
すものであるのに対して、これを略円形状にする
ことを意図したものである。 すなわち、これらの図で明らかのように電波レ
ンズ部６２を構成する各金属板６０，６０，…
は、その相互間隔が前述した第１実施例の場合と
同様に中央部がα₀で、側壁に近づくに従い、α₁，
α₂，α₃（α₀＞α₁＞α₂＞α₃）と徐々に小さくなるよ
うに設定され、これによつて一方の方向のレンズ
効果が効率よくなされるようになつている。 一方、これら各金属板６０，６０，…は、各中
央部を基準として電磁波到来側が弓形に切除され
ている。この場合、中央に位置する金属板６０の
切込量が最大となつており、側壁に近づくに従い
当該弓形の切込量が少なくなるように形成されて
いる。又４１は第１実施例の場合と同様の枠体を
示す。 その他の構成は前述した第１実施例と同一とな
つている。 このようにしても前述した第１実施例と同様の
作用効果を有するほか、とくに電波レンズ部６２
を成す各金属板６０で囲まれた部分を通過する電
磁波はその位相が進行することから、電磁波放射
端部１４から出力される電磁波はその集束断面が
略円形に形成され、従つて加温部へのエネルギ集
中をより有効になし得るという利点がある。 なお、上記各実施例では、電波レンズ部１２の
着脱を前述した冷却機構１５側から行うように構
成したが、本発明は必ずしもこれに限定されず、
例えばケース本体１０の側面の内の第３図におけ
るX₁又はX₂の部分に角形の開口部を設け、この
開口部を適当に防水することにより、この部分か
ら着脱するように構成してもよい。また、ケース
本体１０をオイル充填側と電波レンズ部側とに分
け得る分離可能な連結構造とするとともに、この
内の電波レンズ部側のケース本体部に前述した電
波レンズ部１２を着脱するように構成してもよ
い。 〔発明の効果〕 本発明は以上のように構成され作用するので、
これによると、従来のものに比較して電磁波の収
束能力が倍増され、加温療法をより効果的になし
得ることができ、とくに表面部分の加温に際して
は比較的小さい出力の電磁波発振器を使用しても
充分な治療効果を得ることができる。また、電磁
波に対する一方の方向のレンズ効果を単に電波レ
ンズ部の各金属板の間隔を変えることによつて付
すという手法を採用することにより、当該金属板
の外形寸法を同一に設定することができ、従つて
全体的には小型化された電波レンズ部を得ること
ができ、これがため装置全体の小形化を可能とし
た操作性良好な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図は本発明の第１実施例を示す冷却液ガイ
ドを含んだ断面図、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図の矢印からみた電波
レンズ部の正面図、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図は各々電磁波の
集束状況を示す説明図、第１１図は第１図で絶縁
膜部材を取り除いた場合の右側面図、第１２図は
第１図の取付状態を示す斜視図、第１３図は第２
実施例の電波レンズ部を示す斜視図、第１４図は
第１３図の矢印に沿つてみた正面図、第１５
図は第１４図の−線に沿つた断面図、第
１６図は第１５図の−線に沿つた断面
図、第１７図は従来例を示す斜視図、第１８図は
第１７図に装備されている電波レンズ部を示す説
明図である。 １０……ケース本体、１１……電磁波給電部、
１２……電波レンズ部、１４……電磁波放射端
部、４０……電波レンズ部を構成する金属板、４
１……枠体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一端部に電磁波給電部を、他端部に複数の金
   属板から成る電波レンズ部を各々装備したケース
   本体を設け、このケース本体の他端部の端縁に電
   磁波放射端部を設けるとともに、 前記電波レンズ部を、前記電磁波給電部から送
   られてくる電磁波の電界成分及び磁界成分の各々
   に対し集束機能を備えた全方向電波レンズとし、 この電波レンズ部の電磁波に対する前記一方の
   方向の集束機能を、金属板相互間の寸法を変化さ
   せることにより設定したことを特徴とする加温療
   法用アプリケータ。