JPH042369A - マイクロ波プローブ - Google Patents

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］ 本発明は、マイクロ波を放射することにより患部を加温
するときなどに使用するマイクロ波プローブに関する。

［従来の技術］ マイクロ波を用いて加温治療するハイパーサーミアが知
られている。これは、比較的深部の加温が行なえ、温度
も比較的急激に上昇するので、非常に有効な方法である
と見られている。

二の種の治療に用いられる加温用マイクロ波プローブと
しては、ＵＳＰ第４７００７１６号明細書に提案された
ものがある。これはそのアンテナ部に沿ってその全周に
均一にマイクロ波ビームを照射して全周囲に均一な加熱
パターンを形成するようになっている。このようなマイ
クロ波プローブをハイパーサーミアに用いれば、例えば
胆管の管壁の周囲またはその管腔の長さ方向へ均一な状
態で生じている腫瘍の加温治療に対してきわめて有効で
ある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、管壁の周囲またはその管腔の長さ方向へ
均一でない偏りのある状態で腫瘍が生じていると、その
治療に対して、上記マイクロ波プローブを使用すると、
腫瘍組織以外の正常な組織まで不必要に加温することに
なる。つまり、長さや深さ等に偏りのある患部の加温治
療に対しては適切な治療ができない。また、加温中、例
えば出血等の病変部の状態に応じて、一部をあまり加温
したくないというような事態でも、それに対応した加温
ができない。

このような場合、従来はハイパーサーミアによる治療を
中断するか、あまり好ましくない状態のままでも治療を
続行するということになる。

本発明は前記課題に着目してなされたもので、その目的
とするところは病変部の大きさや形状等の状態に応じて
さらにはその状態の変化に応じてマイクロ波の最適な照
射を選択できるマイクロ波プローブを提供することにあ
る。

［課題を解決する手段および作用コ 前記課題を解決するために本発明は、マイクロ波を伝搬
する中心導体とこの中心導体の外周に形成される外部導
体を利用してアンテナ部を構成したマイクロ波プローブ
において、前記内部導体または外部導体のうち少なくと
も一方のものをその軸方向の長さを周囲に対して異なら
せてアンテナ部を構成したものである。

このような構成のアンテナ部より放射されるマイクロ波
の放射特性はそのアンテナ部の周囲で異ならせることか
できる。

［実施例コ 第１図ないし第２図は本発明の第１の実施例を示すもの
である。

この実施例のマイクロ波プローブ］は、第１図で示すよ
うに、中心導体２と、外部導体３と、これら中心導体２
と外部導体３との間を絶縁するとともに、その各導体２
，３を埋め込んで保持する絶縁部材４とから構成されて
いる。マイクロ波プローブ１の先端側部分には、その中
心導体２の先端側部分をそのまま残す一方、外部導体３
を折り返し、前方へ突き出しておくことにより、一種の
ダイポール型のアンテナ部５を構成している。第２図は
絶縁部材４を取り除いてマイクロ波プローブ１のアンテ
ナ部５を示している。

すなわち、マイクロ波プローブ１の先端側で折り返され
た外部導体３の延出先端部分は斜めに切断される。この
ため、上側が短く下側が長くなるように次第に長さが変
る。このように外部導体３の先端部分を斜めに切断する
ことによりアンテナ部５内で外部導体３はその軸方向に
沿う長さか周囲の各部において異なり配置に偏りかある
構成になっている。ここで、アンテナ部５の寸法につい
て触れる。外部導体３の折り返し部６より先端側へ延び
る中心導体２の部分の長さは、例えばマイクロ波の波長
の約半波長とする。また、折り返された外部導体３の部
分の長さは最も長い所で１７２波長、最も短い所で１ハ
波長とする。もっとも、外部導体３の突出し長さは、こ
れに限定されるものではなく自由に変更できる。

このようにアンテナ部５内でそのアンテナ部５の軸方向
に沿う外部導体３の長さが異なると、第２図で示すよう
に、その中心導体２から放射されるマイクロ波に偏りが
発生する。すなわち、アンテナ部５より放射されるマイ
クロ波により加温される範囲は上側では軸方向の中央に
集中し、下側では比較的広く分布する形になる。

しかして、このマイクロ波プローブ１によれば、胆管の
管壁に生じている患部に偏りがある場合、その偏りに合
わせてマイクロ波の照射分布を変更し、加温範囲の制御
を行なうことができる。つまり、前記マイクロ波プロー
ブ１であると、管壁の周囲またはその管腔の長さ方向へ
均一でない偏りのある状態で生じている腫瘍の治療に対
しても、その偏りに応じて最適な加温分布で加温するこ
とができる。例えば出血等の病変部の状態に応じて、一
部をあまり加温したくないというような事態でも、それ
に対応した加温をすることができる。

第３図ないし第４図は本発明の第２の実施例を示すもの
である。この実施例のマイクロ波プローブ７はスリット
アンテナと呼ばれる形式のものである。

このマイクロ波プローブ７は第１の実施例と同様に中心
導体８と外部導体９とを設けるか、アンテナ部１０に相
当する部分における外部導体９の先端側部分は折り返す
ことなく延びている。さらに、外部導体９の先端側部分
はアンテナ部】０の軸方向において複数に分割されてい
る。つまり、第４図で示すように外部導体９の最先端を
斜めに切除し、さらに外部導体９に斜めに形成した複数
のスリット１１を設けている。これによりアンテナ部１
０においてその軸方向の実質的な長さが、そのアンテナ
部１０の周囲で異なるように形成される。この中心導体
８と外部導体９とは絶縁部材１２に埋め込まれている。

このようにアンテナ部１０が形成されていると、アンテ
ナ部１０のスリット１１から出るマイクロ波によって加
温される範囲は第４図で示すＢのような状態になる。つ
まり、マイクロ波プローブ７の上側と下側とでは、マイ
クロ波によって加温できる範囲が異なる。つまり、病変
部の大きさに片寄りのあるものに対しての治療に適した
マイクロ波プローブ７を得ることができる。

このマイクロ波プローブ７の加温範囲の調整は外部導体
９を分割するスリット１１の入れ方を変えることによっ
て行うことができる。ただし、アンテナ部１０の全長を
マイクロ波の波長の１／２としておくと、マイクロ波が
効率よく放射されるようになる。したがって、アンテナ
部１０の全長は、はぼ　１／２　　波長とし、片側への
マイクロ波の放射量を、外部導体９に入れるスリット１
１で制御すると効率がよく加温される。

もっとも、アンテナ部１０の全長が１／２波長に限定さ
れることはなく、種々その長さを変えて病変部の状態に
適合したマイクロ波プローブ７を提供することが可能で
ある。

第５図は本発明の第３の実施例を示すものである。この
実施例のマイクロ波プローブ１３も、前記実施例と同様
に中心導体１４と外部導体１５と絶縁部材１６とからな
る。しかし、アンテナ部２０はダイポール型としたもの
である。また、前記各実施例では外部導体側に偏りをも
たしたが、この実施例では中心導体１４の方に偏りをも
たした構成として加温範囲の制御を行うものである。

すなわち、マイクロ波プローブ１３の中心導体１４の先
端はアンテナ結合用空間１６に接続されている。アンテ
ナ結合用空間１６は金属等の導電体で形成した箱１７で
囲まれるキャビティによって形成されている。箱１７の
先端側壁部にはアンテナ部２０の軸方向に沿って平行な
２本のアンテナ中心導体１８．１９の基端部分が刺し込
まれ、前記空間１６に結合されている。しかして、アン
テナ結合用空間１６内で中心導体１４の先端より放射さ
れたマイクロ波が２本のアンテナ中心導体１８．１９に
入射される。

また、箱１７から先端側へ突き出す２本のアンテナ中心
導体１８．１９の長さを異ならせている。

この実施例ではアンテナ中心導体１８側を短くアンテナ
中心導体１９側を長くしている。

このように構成したマイクロ波プローブ１３のアンテナ
部２０ではアンテナ中心導体１８側ではマイクロ波の放
射は少なく、アンテナ中心導体１９側ではマイクロ波の
放射範囲が長くなる。このため、これによる加温範囲は
第５図で示すＣのようになる。つまり、アンテナ部２０
内の中心導体１８．１９の長さに偏りをもたせることに
よって加温範囲を制御することができた。

アンテナ部２０におけるそれぞれの寸法は、例えば外部
導体１５の折返し部２１の長さを１／２波長とし、これ
に対してアンテナ中心導体１８゜１９の長さを変えるよ
うにして加温範囲を変えるようにしてよい。

なお、この実施例ではアンテナ中心導体を２本用いた場
合で説明したが、さらにアンテナ中心導体を追加しても
よい。また、アンテナ中心導体に円筒状のものを用いて
もよく、種々の変更が可能である。

第６図は本発明の第４の実施例を示すものである。この
実施例のマイクロ波プローブ２２はスリットアンテナを
構成するもので、このアンテナ中心導体を２本に分けた
例である。つまり、マイクロ波プローブ２２の外部導体
２３はアンテナ部２４を構成する先端側で複数に分割さ
れている。

さらに、中心導体２５は上述した第３の実施例と同様に
箱２６に接続され、この箱２６に接続された２本のアン
テナ中心導体２７．２８にマイクロ波を供給するように
なっている。

このように構成すると、短いアンテナ中心導体２７側か
ら外部導体２３のスリット２９を通して放射されるマイ
クロ波が少ないため、加温範囲は第６図で示すＤのよう
になる。つまり、アンテナ中心導体２７側の加温範囲が
狭く、アンテナ中心導体２８側での加温範囲を広くてき
る。

第７図は本発明の第５の実施例を示すものである。この
実施例におけるマイクロ波プローブ３０は、加温範囲を
制御するアンテナ部３１の外部導体３２を中心導体３３
の回りに回転可能な構成としたものである。すなわち、
アンテナ部３１内の外部導体３２は図示するように偏り
をもたせている。中心導体３３はマイクロ波プローブ３
０の絶縁部材４に埋め込まれている。そして、この中心
導体３３はアンテナ部３１内の全長に存在している。ア
ンテナ部３１の外部導体３２はマイクロ波プローブ３０
の先端に回転自在に装着される先端キャップ３４に組み
込まれている。この外部導体３２の先端部は他から分割
されている。また、先端キャップ３４に組み込まれる外
部導体３２の部分には複数のスリット３２ａが形成され
ている。

また、先端キャップ３４は突起３５により脱落が防止さ
れている。このマイクロ波プローブ３０の加温範囲は第
７図で示すＥのようになる。

この実施例のマイクロ波プローブ３０ては、先端キャッ
プ３４を回転させることかできるので、マイクロ波プロ
ーブ３０を回転させることなく先端キャップ３４を回転
させることにより加温範囲Ｅを変えることができる。

第８図は本発明の第６の実施例を示すものである。この
実施例のマイクロ波プローブ３６はダイポール型アンテ
ナの外部導体をモータにより回転させて加温範囲の制御
を行なう形式としたものである。

すなわち、このマイクロ波プローブ３６の外部導体３７
の先端側は、超音波モータのステータ３８に電気的に接
続される。このステータ３８はダイポールアンテナの折
返し部３９を形成するロータ４０を回転させるようにな
っている。折返し部３９はその先端を斜めに切除するこ
とにより軸方向の長さを異ならせた偏りを作っている。

この超音波モータのステータ３８とロータ４０とは強い
力で圧接されている。このため、外部導体３７とその折
返し部３９とは電気的に接続されている。

また、マイクロ波プローブ３６にはロータ４０を回転さ
せたとき、折返し部３９がスムーズに回転するように空
間３９ａが形成されている。

しかして、このマイクロ波プローブ３６によると、マイ
クロ波プローブ３６を病変部に対して固定したまま、超
音波モータを作動させて折返し部３９を回転させれば、
その加温範囲を制御することができる。なお、加温範囲
の検出は図示しない加温範囲検出手段によって加温範囲
を検出することが可能である。

以上説明した第１の実施例ないし第６の実施例では、あ
らかじめ病変部の状態に合わせた加温範囲が得られるよ
うにそのアンテナ部の偏り状態を選択するようにしてい
る。しかし、以下に示す実施例では病変部を加温したと
きの加温状態に応じてその加温範囲を制御できるマイク
ロ波プローブを構成するものである。

第９図ないし第１２図は本発明の第７の実施例を示すも
のである。このマイクロ波プローブ４１には中心導体４
２と外部導体４３とか設けられており、外部導体４３の
先端にはコ字状の折返し電極部４４が接続されている。

この折返し電極部４４は温度によって伸縮する金属、例
えばテルル化鉛、マグナリウム等の熱膨張率の大きいも
の、または熱膨張率の大きい樹脂等の表面に導電性ゴム
を被覆したもの等を用いている。さらに折返し電極部４
４の前方にはその折返し電極部４４が膨張したときに入
り込むための空間４５が設けられている。さらに、この
折返し電極部４４は第１０図で示すようにマイクロ波プ
ローブ４１の軸方向に沿う複数の柱状のものに分割され
ており、これらを周方向にわたり平行に配列している。

このように形成されたマイクロ波プローブ４１を病変部
の治療に用いた場合について説明する。

マイクロ波プローブ４１で病変部を加温する場合、病変
部の状態やマイクロ波プローブ４１の接触状態によって
、病変部の一部分の温度だけが上昇してしまうというこ
とがある。このとき、従来の平均的な加温が行なえるよ
うにアンテナ部が構成されているマイクロ波プローブで
は部分的に加温する温度の制御を行なうことができない
。正常組織は病変部より加温され易く、正常組織の部分
が一部高温となったまま加温を行なうことも起こり得る
。このため、病変部に偏りのある場合、生体組織の一部
に火傷等を起したり出血するといった事態が起こる虞が
ある。

しかし、この実施例のマイクロ波プローブ４１を用いる
と、病変部が平均的に加温されている場合には、第１１
図で示すような加温範囲Ｆで平均的な加温を継続する。

ここで、マイクロ波プローブ４１の上部に高温部位が発
生したとき、温度分布が偏り、高温側に位置する折返し
電極４４がそれ自身の熱膨張率により伸びる。このため
、第１２図で示すように、この部分から放射されるマイ
クロ波を減少させる。

したがって、第１２図で示すようマイクロ波プローブ４
１の上部の加温範囲Ｆが減少する。このことにより、マ
イクロ波プローブ４１の上部の加温か抑制され、病変部
に火傷を負わせること等を未然に防止できる。

なお、この実施例では折返し電極部４４の前方に空間４
５を設けて、折返し電極部４４が前方へ伸びるようにし
たが、第１３図に示すマイクロ波プローブ４７のように
構成してもよい。すなわち、折返し電極部４８の手元側
に伸びる部分４８ａのみを熱膨脹率の大きいもので形成
し、この部分４８ａの手元側に空間４９を設ける。この
マイクロ波プローブ４７の外部導体５０の先端５１はプ
ローブに固定されている。しかして、折返し電極部４８
の手元側に伸びる部分４８ａのみが手元側に自由に伸縮
できるようになっている。

このように構成されたマイクロ波プローブ４７では、例
えば第１４図で示すように高温となった側の折返し電極
部４４が手元側に伸び加温範囲Ｇを広くすることで、病
変部の一部のみが高温となることを防止することができ
る。

第１５図ないし第１６図は本発明の第９の実施例を示す
ものである。このマイクロ波プローブ５２におけるアン
テナ部５３の外部導体５４も前述したようにそのマイク
ロ波プローブ５２の円周方向に沿って複数設けている。

この複数の外部導体５４は軸方向において複数に分割さ
れている。

これらの外部導体５４は上述したような熱膨脹率の大き
いもので形成されている。軸方向に複数に分割された各
外部導体部分５４ａの間にはスリット状の空間５５が形
成されている。このように外部導体部分５４ａ間にスリ
ット状の空間５５を設けることによりその各外部導体部
分５４ａは軸方向へ伸縮することが可能となっている。

また、各外部導体部分５４ａの中心はそれぞれマイクロ
波プローブ５２の絶縁部材５６に固定され、ずれなどを
起こさないようにしている。

そして、一部の温度が高温となった場合には第１６図に
示すように、高温になった側の外部導体部分５４ａが伸
び、スリット状の空間５５は狭くなる。このため、スリ
ット状の空間５５から漏れてくるマイクロ波が減少し、
その部分の加温が抑制されることにより第１６図で示す
ような加温分布Ｉとなる。したがって、患部の一部のみ
温度が上昇してしまうことを防止できる。

なお、本発明は上記実施例のものに限定されるものでは
なく、発明の要旨を変更することなく、種々の変形例が
考えられるものである。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明のマイクロ波プローブによれ
ば、そのアンテナ部に設けられた内部導体または外部導
体のうち少なくとも一方の軸方向の長さを周方向で異な
らせるようにしたものである。したがって、病変部の状
態に応じた最適な照射分布を選択して加温治療を安全に
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第２図は本発明の第１の実施例を示し、第
１図はそのマイクロ波プローブの先端部分の縦断面図、
第２図は外部導体および内部導体の側面図である。第３
図ないし第４図は本発明の第２の実施例を示し、第３図
はそのマイクロ波プローブの先端部分の縦断面図、第４
図は外部導体および内部導体の側面図である。第５図は
本発明の第３の実施、例のマイクロ波プローブの先端部
分の縦断面図である。第６図は本発明の第４の実施例の
マイクロ波プローブの先端部分の縦断面図である。第７
図は本発明の第５の実施例のマイクロ波プローブの先端
部分の縦断面図である。第８図は本発明の第６の実施例
のマイクロ波プローブの先端部分の縦断面図である。第
９図ないし第１２図は本発明の第７の実施例を示し、第
９図はそのマイクロ波プローブの先端部分の縦断面図、
第１０図は内部導体と外部導体の配置を示す図、第１１
図と第１２図は外部導体および内部導体の動作時の斜視
図である。第１３図ないし第１４図は本発明の第８の実
施例を示し、第１３図はそのマイクロ波プローブの先端
部分の縦断面図、第１４図は外部導体および内部導体の
動作時の斜視図である。第１５図ないし第１６図は本発
明の第９の実施例を示すそのマイクロ波プローブの先端
部分の縦断面図である。 ］・・・マイクロ波プローブ、２・・・中心導体、３・
・・外部導体、５・・アンテナ部、７・・・マイクロ波
プローブ、８・・・中心導体、９・・・外部導体、］、
Ｏ・・アンテナ部、１３・・・マイクロ波プローブ、１
４・・・中心導体、１５・・・外部導体、２０・・・ア
ンテナ部、２２・・・マイクロ波プローブ、２３・・・
外部導体、２７２８・・・アンテナ中心導体、３６・・
・マイクロ波プローブ、３７・・・外部導体、４１・・
マイクロ波プローブ、４２・・・中心導体、４３・・・
外部導体、４７・・・マイクロ波プローブ、４８・・・
折返し電極、５０・・・外部導体、５２・・・マイクロ
波プローブ、５４・・・外部導体。 出願人代理人　弁理士　坪　井　　浮 石１図 第２図 第３図 第５図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 囚 第 図 手 続 補 正 書 平成 り６．九 日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. マイクロ波を伝搬する中心導体と、この中心導体の外周
   側に配設される外部導体と、前記中心導体と前記外部導
   体とにより構成したアンテナ部とを具備し、前記アンテ
   ナ部における内部導体および外部導体のうち少なくとも
   一方のものの軸方向の長さを異ならして周囲に対して偏
   りをもたしてアンテナ部を構成したことを特徴とするマ
   イク波プローブ。