JPH0244232B2 - - 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、電波
レンズ部４および冷却板５、更には加温部側等に
対するインピーダンス不整合により電磁波の反射
が生じ、これがため電磁波給電部２内その他電磁
波伝送系に定在波が生じ、これに起因して、電磁
波伝送系が加熱され著しいエネルギ損をきたすば
かりかアプリケータそのものの出力低下をきたす
という不都合を生じていた。 一方、かかる不都合を改善するため、電波レン
ズ部４と電磁波給電部２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、
かかる整合部材は固定されたものであることか
ら、電波レンズ部４の形状変化に伴うインピーダ
ンス変化、或いは加温部を変えた場合の当該加温
部のインピーダンス変化に対し、これに充分に対
応してインピーダンス整合を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、とくに電磁波給電部と電波レンズ部側とのイ
ンピーダンス整合をとり、これによつて効率よく
電磁波を生体表面若しくは生体内部に集束せしめ
て予め定められた所定箇所を効率よく加温するこ
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を設け、このケース本体の
電磁波給電部と電波レンズ部との間に電磁波整合
手段を装備し、この電磁波整合手段を、ケース本
体の中央部に突設された棒状のスタブ部材と、こ
のスタブ部材に対するケース本体への突設深度を
調整する第１の位置設定機構と、この第１の位置
設定機構を含めてスタブ部材を電磁波の進行方向
に沿つた固定位置を調整する第２の位置設定機構
とにより形成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より外部へ放射せしめ
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が発生する。この場合、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、「r′＝−ｒ
（振幅が等しく逆位相）」に調整する。このように
すると、これらの反射波はお互いに打ち消し合つ
て電磁波給電部側からみると無反射となり、負荷
側に対する理想的なインピーダンス整合が成立す
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。 〔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１
２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４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、またこの電波レンズ部１２の第１図にお
ける右側が開口されて電磁波放射端部１４が形成
されている。電磁波給電部１１と電波レンズ部１
２との間に、本実施例では調整可能なスタブ整合
手段１３が設けられている。 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
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１１
Ｂ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。 スタブ整合手段１３は、本実施例では、ねじが
付されケース本体１０の中央部に突設された単一
のスタブバー２１と、このスタブバー２１に螺合
し該スタブバー２１に対するケース本体１０への
突設深度を設定する第１の位置設定機構としての
ガイド部材２２と、このガイド部材２２を含めて
スタブバー２１を電磁波の進行方向に沿つた固定
位置を調整する第２の位置設定機構を成すガイド
枠体２３及び固定用調整ねじ２４とにより構成さ
れている。 この内、ガイド枠体２３は、第１図及び第２図
に示すようにケース本体１０上に固着されてい
る。符号１０Ｋはケース本体１０に形成されたス
タブバー２１用の長穴を示す。また、符号２５
は、ガイド部材２２をケース本体１０の長穴１０
Ｋに沿つて案内し且つ必要に応じて固定するため
にガイド枠体２３に形成された長穴を示す。 このため、このスタブ整合手段１３では、反射
率を定めるスタブの突設長さをスタブバー２１の
ねじ作用によつて高精度に設定することができ、
また、当該スタブバー２１における反射波の位相
を定める固定位置を固定用調整ねじ２４を移動調
整することによつて任意に設定し得るようになつ
ている。 更に、レンズ部１２は、本実施例では第５図な
いし第９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、その全体が前記ケース本
体１０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７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、到来電磁波に対し第１１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１０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３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。符号１２Ａは電波レ
ンズ部１２用の止めねじを示す。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１
２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。 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４８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、上記第１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、ケース本体１０内を伝
播して電波レンズ部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伝播してきた電
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。すなわち、このレンズ効果を付され
た電磁波は生体側へ放射され、当該生体表面の所
定箇所が集中的に効率よく加温される。 一方、生体表面での電磁波は一部反射される
が、こ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、スタブ整合手段１３を適当に移動調
整することにより直ちに前述した電波レンズ部１
２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が発生する。こ
の場合、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、「r′＝−ｒ（振幅が等しく逆位相）」に調整す
る。このようにすると、これらの反射波はお互い
に打ち消し合つて電磁波給電部側からみると無反
射となり、負荷側に対する理想的なインピーダン
ス整合が成立する。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。 一方、この第１実施例では、電波レンズ部１２
を用いていることからその作用により出力の小さ
い発振器を用いても効率よく加温療法を行うこと
が可能となり、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、加温
部の大きさ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。この場合、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。 〔発明の第２実施例〕 次に、第２実施例を第１３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実施例におけるス
タブ整合手段１３（第１図参照）が１本のスタブ
バー２１を移動させたりケース本体１０内への突
出長さを変えたりしてインピーダンス整合をとつ
ていたのに対し、スタブ固定位置をできるだけ細
い間隔で複数箇所設け、必要に応じてスタブバー
２１を１本でも２本でも同時に使用し得るように
構成した点が著しく相違する。 すなわち、第１３図ないし第１４図において、
スタブ整合手段４３は、ねじが形成されたスタブ
バー２１と、このスタブバー２１を必要な箇所で
自由に螺合し固定し得るように形成された複数の
ねじ穴１５Ａ，１５Ａ，…を有する固定板１５
と、この任意箇所のねじ穴１５Ａに螺合されたス
タブバー２１を固定するためのナツト２１Ａとに
より形成されている。符号１０Ｋはスタブバー２
１をケース本体１０内へ突出せしめ且つ電磁波の
進行方向への往復移動を可能ならしめるために前
記ケース本体１０に形成された長穴を示す。 固定板１５は、本実施例では４箇所でケース本
体１０にねじ止めするように形成されている。こ
の場合、当該固定板１５の４箇所の貫孔はそれぞ
れ第１４図に示すように電磁波の進行方向に対し
て平行に設けられた長穴となつており、これによ
つて、スタブバー２１の固定位置の段階的選択に
対して細部にわたる整合の微調整が行い得るよう
になつている。 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実施例と同一の
作用効果を有するほか、特にスタブ整合手段４３
の構成を単純化することができ、また必要に応じ
て二本以上のスタブを同時に使用することができ
るという利点を有している。 なお、この第２実施例において、固定板１５を
移動可能な構造としたが、特に移動する必要のな
い場合にはロー付け等によつてケース本体１０に
固着してもよい。又場合によつては前述したケー
ス本体１０に複数のねじ穴１５Ａ，１５Ａ，…を
直接形成するという手法を採つてもよい。 〔発明の第３実施例〕 次に、本発明の第３実施例を、第１５図ないし
第１７図に基づいて説明する。ここで、前述した
第１実施例と同一の構成部材については同一の符
号を用いることとする。 この第３実施例は、前述した第１および第２実
施例が生体表面の加温を意図しているのに対し、
生体内部の所定箇所を集中加温することを意図し
た点が著しく相違する。 まず、第１５図において、１０は前述した従来
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は、第１６
図ないし第１７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６３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６５が装備されている。 給電部導電管１０Ａ内には、スタブチユナー機
構６３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
入板を示す。 また、冷却機構６５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、この冷却機構６５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１４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１５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。 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。 スタブチユナー機構６３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６３Ａ，６
３Ｂ，６３Ｃの各々は、一端が開口されたシリン
ダ部７１と、このシリンダ部７１内を往復移動す
る防水形のピストン部材７２と、このピストン部
材７２に一体化され且つスタブ整合機能を備えた
ねじ部材７３と、このねじ部材７３を螺合貫挿せ
しめるねじ穴７４と、ケース本体１０内とシリン
ダ部７１内とを連通する一又は２以上の貫孔７５
とにより構成され、各ねじ部材７３を回転せしめ
ることにより当該ねじ部材７３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７５は、ピストン部材７２
の往復動に伴つて生じる前記オイル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７２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加熱に
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。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１６
Ｂ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。 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。 次に、この第３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
れる時点で伝播してきた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６５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６５により、効率よく冷却
される。また、深部については、とくに電波レン
ズ部１２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前記電波レンズ部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６３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。 スタブチユナー機構６３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
備えており、又前述したスタブ整合手段の調整を
円滑になさしめるという機能をも兼ね備えてい
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３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、この第３実施例では、スタブ整合手段と
してのスタブチユナー機構６３として三本のスタ
ブチユナーを使用した場合を例示したが、位相の
ずれが少ない場合で一本で充分の場合は一本のス
タブチユナーを使用したものであつてもよい。 〔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、ケース本体内における電磁波
伝送系のインピーダンス整合を簡単な構成でほぼ
完全に且つ円滑にとることが可能となり、従つて
反射によるアプリケータ内の熱損失を少なくする
とともに加温部に対し効率よく電磁波エネルギを
集束照射せしめる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図は本発明の第１実施例を示す断面図、第
２図は第１図の平面図、第３図は第１図の右側面
図、第４図は第１図の−線に沿つた断面図、
第５図ないし第６図は各々第１図に使用されてい
る電波レンズ部を示す斜視図、第７図は第５図の
矢印方向からみた正面図、第８図は第７図の
−線に沿つた断面図、第９図は第８図の−
線に沿つた断面図、第１０図ないし第１１図は
各々電磁波の集束状況を示す説明図、第１２図は
第１図のアプリケータを使用する場合の取付状態
を示す斜視図、第１３図は第２実施例を示す断面
図、第１４図は第１３図の平面図、第１５図は第
３実施例を示す冷却液ガイド部分を含む断面図、
第１６図は第１５図の右側面図、第１７図は第１
５図の平面図、第１８図は従来例を示す斜視図、
第１９図は第１８図に使用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、１３，４３，６３……ス
タブ整合手段、１４……電磁波放射端部、２１…
…スタブバー、２２……第１の位置設定機構とし
てのガイド部材、２３……第２の位置設定機構の
要部を成すガイド枠体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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波放射端部を備えたケース本
   体を設け、このケース本体の前記電磁波給電部と
   電波レンズ部との間に電磁波整合手段を装備し、
   この電磁波整合手段を、前記ケース本体の中央部
   に突設された棒状のスタブ部材と、このスタブ部
   材に対する前記ケース本体への突設深度を調整す
   る第１の位置設定機構と、この第１の位置設定機
   構を含めて前記スタブ部材を電磁波の進行方向に
   沿つた固定位置を調整する第２の位置設定機構と
   により構成したことを特徴とする加温療法用アプ
   リケータ。