JPH0311012Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、マイクロ波加温装置に係り、特に生
体の内部及び表面の双方の悪性腫瘍の治療に用い
るに好適な医療用マイクロ波加温装置に関する。

〔従来の技術〕

最近では、ガン等の悪性腫瘍の治療法の一つと
して治療部位にマイクロ波を照射し、加温する方
法が用いられている。治療部位へのマイクロ波の
照射の方法として、例えば子宮ガン等の生体体腔
に比較的近い治療部位の場合には体腔からアプリ
ケータを直接挿入し、当該アプリケータからマイ
クロ波を照射する方法が採られる。アプリケータ
はマイクロ波発生源から供給されるマイクロ波を
放射するアンテナを有している。またアプリケー
タはガン腫瘍の各種形状、大きさ、分布等に対応
できるよう、広い範囲でかつ、均一にマイクロ波
を放射できるものであることを要する。

従来用いられているアプリケータとしては、ダ
イポール型アンテナ、モノポール型アンテナ、ヘ
リカル型アンテナ等を用いたものがある。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記したアプリケータの各アンテナは第１共振
状態（fundamental）の周波数のマイクロ波で使
用されているのが普通である。しかし、第１共振
状態の周波数では有効に加温しうる範囲が狭く、
アプリケータの給電点付近が最も加温され易く、
アプリケータの先端に向うほど加温されにくいと
いう欠点があつた。

例えば、第６図に示すように、モノポール型ア
ンテナを用いたアプリケータの場合、アンテナ長
ｃの第１共振点の周波数を使用して励振すると、
アンテナ表面上の電流分布がｄに示すように先端
に向つて急激に減衰するようなパターンとなる。
このように、給電点２６が最も放射電力が強く、
アンテナ先端２７ではわずかな電力しか放射し得
ないこととなり、均一な加温特性が得られないと
いう欠点があつた。

一方、例えば、子宮ガン等の場合には第１１図
に示すように、発生するガン組織は生体２４の内
部ｂのみではなく、表面ａにも発生するおそれが
あり、一義的に発生部位を特定することができな
い。表面に発生した場合、従来の如く内部挿入に
よる治療を目的としたものでは充分な対応ができ
ず、有効な治療が困難であつた。

そこで、本考案は、ガン組織の発生部位が生体
の内部あるいは表面にかかわらず、治療すべき部
位に有効にマイクロ波を照射しうるマイクロ波加
温装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本考案はマイク
ロ波放射分布の異なるアンテナを組み合わせてな
るアプリケータを用いるとともに、各アンテナに
対するマイクロ波の給電電力の分配比を任意に調
整可能とし、発生したガン組織の分布に応じた適
切な治療を可能ならしめたものである。

すなわち、本考案の特徴はマイクロ波発生器か
ら給電されるマイクロ波を生体の治療部位に放射
して当該治療部位を加温するマイクロ波加温装置
において、可撓性を有して形成された棒状ヘリカ
ルアンテナからなる棒状アプリケータと、この棒
状ヘリカルアンテナ部の基部に設けられたリング
状アンテナからなる平板状アプリケータとを有し
てなる。アプリケータと前記アプリケータの各ア
プリケータへのマイクロ波電力の給電分配比を調
整する給電分配器と、を備えて構成した点にあ
る。

この場合、棒状ヘリカルアンテナには、その軸
方向に沿つて均一な電界分布を得るため高次の共
振周波数のマイクロ波を給電することが好まし
い。

〔作用〕

上述した本考案の構成によれば、アプリケータ
は棒状ヘリカルアンテナとその基部に設けたリン
グ状のアンテナにより構成したので、生体内部の
治療部位に対しては棒状ヘリカルアンテナによ
り、また、生体表面の治療部位に対してはリング
状のアンテナによりマイクロ波電力を照射するこ
とができる。

しかも、分配器により適宜治療部位に応じて照
射電力を調整することができるから、治療すべき
部位に応じて適切、かつ、有効なマイクロ波電力
の照射が可能となり、所期の目的を達成しうる。

〔実施例〕

次に、本考案に係るマイクロ波加温装置の一実
施例を図面に基づいて説明する。

まず、第１図に全体的な概略構成を示す。この
マイクロ波加温装置は、マイクロ波発振器（以
下、発振器と略す。）１と、供給されるマイクロ
波電力を任意に分配調整する分配器２と、この分
配器２を制御する制御器３と、分配器２からの供
給マイクロ波電力を放射する二つのアプリケータ
４，５からなる複合形アプリケータ６と、を備え
て構成される。

マイクロ波発振器１自体は、必要とされる周波
数のマイクロ波電力を所要の電力供給できるもの
であればよい。

分配器２は、図示しないがゲート手段を有し、
制御器３からの制御信号２８により各アンテナへ
の供給電力を時間比で分配する。例えば、第２図
に示すように、制御信号２８としてのパルス信号
のデユーテイ比を任意に変更可能とし、当該パル
スの”Ｈ”レベル期間taのときにはアプリケータ
４に電力が供給され、”Ｌ”レベル期間tbのとき
には別のアプリケータ５に電力が供給されるよう
上記ゲート手段を切り替える構成とする。従つ
て、デユーテイ比ta／ｔを変えてやれば各アプリ
ケータ４，５からの放射電力を任意に分配するこ
とができる。なお、ゲート手段としては、例えば
高周波用パワートランジスタ、ダイオード等を用
いることができる。

複合形アプリケータ６は二つのアプリケータ４
と５からなることは先に述べた通りであるが、こ
のアプリケータ６は、第３図に示すように、棒状
のアプリケータ４と平板状アプリケータ５とから
なる。

棒状アプリケータ４は第４図に示すように、可
撓性を有する導体７をヘリカル状に形成して、い
わゆるヘリカルアンテナとしてその全体を低損失
の誘電体からなるチユーブ８により被覆されてな
る。このようにした理由は次の通りである。

すなわち、棒状アプリケータ４の長手方向に広
範囲な放射電力分布を得るには、アプリケータ４
のアンテナ有効長を長くすればよい。しかし、第
１共振状態の周波数のままでは依然として第６図
に示すような電流分布となり、先端部２７の放射
電力の減衰は改然されない。そこで、先端の放射
電力分布を大きなものとするためには、第３，
５，…ｎ次の高次の共振状態の周波数を用いれば
よく、高次共振周波数を用いた場合の電流分布は
第７図のような凹凸状になつて先端の放射電力の
分布が上昇する。しかしながら、このような分布
のままでは各山と山との間隔が広がり過ぎ、また
棒状アプリケータ４は生体の体腔内に挿入するも
のであるからもう長くすることはできない。この
ようなことから、高次共振周波数により凹凸分布
をアプリケータ４の長手方向に圧縮することによ
り密な分布を得ることができる。圧縮するため
に、アンテナの形状をヘリカル状に形成すること
が考えられる。しかも、ヘリカル状とし、その材
料７に可撓性を有するものを用いることによりア
プリケータ４に可撓性をもたせることができ、使
用する場合に都合が良い。加えて、アンテナ部分
をそのまま露出した場合、生体は損失性媒質であ
るから直接接触させると表面上の電流の減衰が大
きく、給電点から先端に充分な電力が伝搬されな
い。そこで、低損失誘電体のチユーブ８によりア
ンテナ部を覆つてやることで上述の問題は解決さ
れる。

次に、上記棒状アプリケータ４の構成例を第４
図に示し、給電点の詳細構造を第５図に示す。

第４図において、符号９は分配器２に接続する
ためのコネクタを示しており、このコネクタ９か
ら取入れられたマイクロ波は同軸ケーブル１０を
介してアプリケータ４に供給される。このマイク
ロ波は第３，５，…ｎ次の高次共振周波数であ
り、アプリケータ４の適用する部位に応じて適宜
可変できるものとする。同軸ケーブル１０の先端
は給電部１１においてアンテナ導体７に接続され
ている。アンテナ導体７は可撓性（場合によつて
は弾性）を有する導体（例えば、タングステン）
によりヘリカル状に形成されている。このヘリカ
ルの直径および長さは当該アプリケータ４の用途
によつて異なるから適宜使用目的等に応じ、かつ
使用周波数に応じて設定すればよい。以上の給電
部１１およびアンテナ導体７は、可撓性（場合に
よつては弾性）を有する低損失誘電体材料（例え
ば、テフロン（商品名）、ポリプロピレン等）か
らなるチユーブ８によつて一体に覆われている。

第５図に、アプリケータ４の給電部１１の拡大
断面図を示す。第５図において、１２は本アプリ
ケータ４と生体とが接触して生じうる漏電流の発
生を防止するためのチヨーク、１３は同軸ケーブ
ル１０の外被、１４は阻側導体、１５は内被、１
６は内側導体を示している。

このように、アプリケータ４のアンテナ導体７
をヘリカル状とし、かつ、可撓性を有する導電材
料により形成したので、使用に際しては体腔経路
が多少変形したものであつても円滑に挿入するこ
とができ、加温すべき部位に適切な状態で適用が
可能である。また、アンテナ導体７は高次共振周
波数のマイクロ波で励振され、しかもヘリカル状
に形成されているため、アンテナ表面の放射電力
の分布を先端までほぼ均一な状態とすることがで
きる。

平板状アプリケータ５は、第３図に示すように
全体として円板状をなし、棒状アプリケータ４の
基部（根元）に棒状アプリケータ４と同心に取付
けられている。その断面図を第８図に、分解斜視
図を第９図に示す。円板状の基板１７の背面側に
導体面１８が形成され、表面側にリング状の導体
線路１９が形成されてストリツプラインアンテナ
が形成され、さらにリング状導体線路１９上に低
損失、高誘電率の誘電体（例えば、tanδ＝0.002
以下、ε＝30）２０が貼付けられて形成されてい
る。中央部には貫通孔２１が設けられ、この貫通
孔２１に棒状アプリケータ４が挿通されて複合形
アプリケータ６が形成されることとなる。２２は
同軸ケーブル、２３は分配器２に接続するための
コネクタ、２５はリング導体１９と同軸ケーブル
２２とを接続するコネクタを示している。このよ
うに、平板状アプリケータ５はリング状導体線路
１９上に誘電体２０を付加してあるため、生体の
各治療部位に対して比較的良好に整合をとること
ができ、構造的には平面形であるから生体の表面
に密着させて使用することができ、生体の表面部
位に適合してマイクロ波を照射しうる。

次に、第１０図ａ，ｂ，ｃに、各アプリケータ
４，５に対するマイクロ波電力の分配比をそれぞ
れ異ならせた場合の加温模様例を示す。第１０図
ａは平板状アプリケータ５のみからマイクロ波を
照射した場合を示し、生体２４の表面部位ａに対
して治療を施すことができる。第１０図ｂは棒状
アプリケータ４のみからマイクロ波を照射した場
合を示し、生体２４の部位に対して治療を施すこ
とができる。（第１１図参照）さらに、第１０図
ｃは棒状アプリケータ４および平板状アプリケー
タ５のそれぞれからマイクロ波を照射した場合
で、時間的にマイクロ波電力の供給を分配して行
う場合の分布を同時に示したものである。つま
り、ある所定時間ごとに交互に棒状アプリケータ
４と平板状アプリケータ５を励振することによ
り、生体２４の表面ａおよび内部ｂを共に治療す
ることができる。

なお、分配の態様はこれに限らず、分配器２に
対する制御パルスのデユーテイ比を任意に変更す
ることにより、ガンの発生状態に適合させて適切
な治療を施すことができる。

〔考案の効果〕

以上述べた如く、本考案によれば、アプリケー
タを棒状アプリケータと平板状アプリケータとを
組み合わせて複合形とし、かつ各アプリケータへ
の供給電力を分配器により任意に調整可能とした
ことにより、生体の内部または表面にかかわら
ず、治療すべき部位に適切なマイクロ波の照射が
可能となり、アプリケータの適用範囲を広げるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るマイクロ波加温装置の概
要を示すブロツク図、第２図は分配器２への制御
信号の例を示す波形図、第３図は本考案に係るア
プリケータの構造例を示す断面図、第４図は棒状
アプリケータの構造例を示す断面図、第５図はそ
の給電点の構造を示す部分拡大断面図、第６図は
一般的な棒状アプリケータの電流の分布を示す説
明図、第７図は高次共振周波数を用いた場合の電
流の分布を示す説明図、第８図は平板状アプリケ
ータの構造例を示す断面図、第９図はその分解斜
視図、第１０図は本考案に係るアプリケータの放
射電力の模様を示す説明図、第１１図は生体にお
けるガン発生部位の例を示す説明図である。 １……マイクロ波発振器、２……分配器、３…
…制御器、４……棒状アプリケータ、５……平板
状アプリケータ、６……複合アプリケータ、７…
…アンテナ導体、（ヘリカル）、８……外被、１７
……基板、１８……裏面導電体面、１９……リン
グ導体、２０……誘電体、２４……生体、ａ……
表面部位、ｂ……内部部位。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ マイクロ波発生器から給電されるマイクロ波
   を生体の治療部位に放射して当該治療部位を加
   温するマイクロ波加温装置において、 可撓性を有して形成された棒状ヘリカルアン
   テナからなる棒状アプリケータと、この棒状ヘ
   リカルアンテナ部の基部に設けられたリング状
   アンテナからなる平板状アプリケータとを有し
   てなるアプリケータと、 前記アプリケータの各アプリケータへのマイ
   クロ波電力の給電分配比を調整する給電分配器
   と、を備えたことを特徴とするマイクロ波加温
   装置。 ２ 実用新案登録請求の範囲第１項記載の装置に
   おいて、前記棒状ヘリカルアンテナには高次共
   振周波数のマイクロ波電力を給電することを特
   徴とするマイクロ波加温装置。