JPH04504218A - ハイパーサーミアマイクロ波アプリケータ - 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】 ハイパーサーミアマイクロ波アプリケータ本発明は、散逸媒質における制限され た範囲を加温するため、殊に人体における疾患のある組織を加温するためのハイ パーサーミアマイクロ波アプリケータに関する。

脳腫ようテラピーとしてのハイパーサーミアみには、治療装置に特別な要求が課 せられている。多い出血、正常な脳組織の、温度に対する特別な感度および腫よ うの治療の際の制限された外科的な可能性のために、特別コンパクトでありかつ 脳内の所定のないし制限された領域に十分高い熱エネルギー供給を行うことがで きるハイパーサーミア装置が要求される。

西独国特許出願第３８３１０１６．３号明細書には、ハイパーサーミアマイクロ 波アプリケータ、即ち散逸媒質、即ち腫よう疾患のある人体組織において局所的 に加温するためのアンテナ装置が記載されている。

その際ダイポールアンテナに対する同軸給電ケーブルの端部に線路変圧器を組み 込むことによって、ダイポールアンテナ、即ち疾患のある人体組織の周辺のみを 加温しかつ給電ケーブルの外套に沿っては、即ち正常な人体組織には僅かしか加 温されないようにすることができる。

上記西狭国特許出願第３８３１０１６．３号明細書に記載されているようなハイ パーサーミアマイクロ波アプリケータは常に相当量の電気エネルギーを外部導体 を介して戻すので、その結果散逸媒質が加温されることになる。

別の特許明細書、米国特許第４，７００．７１６号明細書には、肩囲の加温のた めに利用されない、近傍の端部が励磁されかつそこにλ／４シュペルトップを備 えた終端部も有している同軸アプリケータ装置が記載されかつ請求されている。

その場合同軸アプリケータ装置の統く、端部の比較的細い領域は、ｙＲＮが加熱 可能な媒質から成っている場合、周囲の実質的な加熱のために用いられる。ダイ ポールアンテナはこのアプリケータではない、放射特性に基づいて、狭く制限さ れた領域は電磁放射によって、本発明のダイポールアンテナ装置によるようには 意図的に加温されない。

本発明の課題は、上記西独国特許第３８３１０１６．３号明細書に記載されたア プリケータの構成を、アンテナ領域の周辺の散逸媒質の加温が制限されて維持さ れるように改良することである。

この課題は、本発明によれば、請求項１の特徴部分に記載の構成によって解決さ れる。請求項３の特徴部分により、本発明の課題はモノポール装置に対して解決 される。

その他の請求項には、アンテナの前において同軸給電ケーブルの端部に線路変圧 器を組み込む有利な構成が記載されている。

本発明により得られる利点は、本発明においてケーブル端部に所定の複素抵抗を 設けかつこれによりもはや給電ケーブルの外套を介してエネルギー逆流が全く生 じないか、もしくは顕著なエネルギー逆流が生じないことによって、実際にアン テナを取り囲む散逸媒質のみが加温される点にある。

２つの実施例、即ちダイポールアンテナとしてのハイパーサーミアマイクロ波ア プリケータおよびモノポールアンテナとしてのハイパーサーミアマイクロ波アプ リケータが図示されており、以下に詳細に説明するその際 第１図は、ｒ　／　２形変成器を備えたダイポールアンテナの略図であり、 第２図は、Ｋ形変成器を備えたダイポールアンテナの略図であり、 第３図は、開放に／２形変成器を備えｔ；モノポールアンテナの略図であり、 第４図は、Ｘ形変成器およびｔ／２形変成器を備えたモノポールアンテナの略図 であり、 第５図は、両側開放のに形変成器およびｒ／ｌ形変成器を備えたモノポールアン テナの略図であり、第６（！ｌは、発生器の方向において内側の閉じたπ形変成 器および外側開放に形変成器を有するハイパーサーミアマイクロ波アプリケータ の略図であり、第７図は、アプリケータとしてのダイポールによるハイパーサー ミアダイアダラムである。

第１図には、上記西独国特許第３８３１０１６．３号明細書に記載されているも のとは、Ｋ／２形変成器４が、給電ケーブル３の外套に接続されている、下側の ダイポール半部２から分離されている点で相異しているダイポールとしてのハイ パーサーミアマイクロ波アプリケータが示されている。中央点Ｅから給電される ダイポールの上端部においても下端部においても電流は零である。１ｒ／２形変 ＊ｉ１４には誘電体が充填されている。絶縁性の誘電体および周囲を取り囲む散 逸媒質の前置て決められた全長およびそれらの一定のパラメータにおいて、この アンテナの複素抵抗は一定である。エネルギーの、給電ケーブルの外套を介する 高周波発生器への逆流、ひいてはこれによる、給電ケーブルを取り囲む、正常な 組織の加温は起こり得ない。

第２図には、第１ｒＭのダイポールアンテナが示されているが、ここではＸ形変 成器５を備えている。この場合開放された線路端が変成される。機械的な構成は 、第１図のダイポールアンテナの場合より一層簡単である。

第３図には、モノポールとしてのハイパーサーミアマイクロ波アプリケータが略 示されている。アンテナ給電点Ｅで終端しているπ／２形変成器４によって、開 放され！二線絡端が変成される。この変成器は、導電面の箇所における短絡を変 成する（このｔ；めに上記西独国特許出願第３８３１０１６．３号明細書参照） 。

エネルギー放出の一層強い集中化を実現することができるように、第４図に示さ れているように、給電点Ｅから発生器の方向において給電ケーブルの周りに同軸 的に複数のｒ　／　２形変成器４が設けられている。

これら変成器は高周波発生器に逆流する残留電流を抑圧する。この装置において 、内側に位置する。ｒ／２形変成器によって開放された線路端が変成されかつ外 側に位置するπ／２変成器によって短絡されｔ；線路端が変成される。

第４図に匹敵する、ハイパーサーミアマイクロ波アプリケータの実施例として、 第５図にモノポールアンテナが示されている。これら変成器は内側の開放されｔ ；線路端（π／２形変成器４）および外側の開放された線路端（π形変成器５） を変成する。

第６図には、発生器の方向において閉じられた内側のπ形変成器５を有するモノ ポールとしてのハイパーサーミアマイクロ波アプリケータが示されている。閉じ られたπ形変成器５はここでも両側が開放されたに形変成器５によって取り囲ま れている。

本発明のアプリケータは、エネルギー放出が給電点Ｅを中心に１つのアンテナ尖 端（モノポール）ないし両方のアンテナ尖端（ダイポール）まで非常に強く集中 化されていることを示している。給電点Ｅまでの同軸給電線路に沿って、周辺の 加温は生じないか、まｔ；は無視できる程度にしか生じない。このことは、用途 においては正常な人体組織に対する保護を意味する。

第７１！！には、散逸媒質に挿入された本発明のダイポールアンテナの周辺の電 界強度測定が示されている。

媒質の組成は上記特許出願第３８３１０１６．３号明細書に記載されている。コ ンプレックス誘電率（ｋｏ＋ａｐＩｅｘｅ　ｐｅｒｍｉｔｉｖｉｔａｅｔ）は脳 組織の誘電率に相応する。

第７図の破線６はｌ５Ｏ−３ＡＲ（固有吸収レート）輪郭線（ｓｐｅｚｉｆｉｓ ｃｈｅΔｂｓｏｒｐｔ　１ｏｎｓｒａｔｅ）を表している。それらは１０％の段 階において図示されている。

ＳＡＲは、単位散逸媒質量当たりに消費される電力に対する尺度である。それは 電界強度の絶対値の二乗に比例している。給電は本発明のダイポールアンテナの 点Ｅ　ｌ：：　８いて行われる。アンテナへの給電線路は、発生器の左側からＥ の方向にアンテナの給電点に向かって、横座標に対して平行に延在している。

閉じｆ−５Ａ　Ｒ線６は、実質的にそこに制限されて維持される、アンテナの周 辺の散逸媒質の局所的な加温を示している。

Ｆｌ（３，５ＦＩＧ、６ ＦＩＧ、７ 国際調査報告 国際調査報告

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．同軸給電ケーブルの外套にインピーダンスを変化させるためのシースを有し ているダイポールアンテナの形の、所定のように、制限された分布電磁界を有す るハイパーサーミアマイクロ波アプリケータにおいて、 π／２形変成器（４）である、前記外套に接続されているダイポール半部の下方 のシースには、前以て決められた誘電体が充填されており、 外部に対して絶縁されている系、即ちダイポールアンテナ、π／２形変成器、同 軸給電ケーブルは主として前記ダイポールアンテナを取り囲む散逸媒質とともに 、所定の複素抵抗を形成しかつこれにより前記散逸媒質の加温が直接、前以て決 めることができるダイポール周辺に制限されておりかつひいては前記給電ケーブ ルの外套に沿った前記散逸媒質の加温は行われないことを特徴とするハイパーサ ーミアマイクロ波アプリケータ。
2. ２．給電線路の外套に接続されているダイポール半部の前方に、高周波給電線路 に対して同軸的にπ形変成器が設けられている請求項１記載のアプリケータ。
3. ３．同軸的な外套に接続されているダイポール半部にに代わってπ／２形変成器 が設けられており、その結果外側に対して絶縁されている系、即ちモノポー結果 外側に対して絶縁されている系、即ちモノポールアンテナ、π／２形変成器、同 軸給電ケーブルが主としてダイポールアンテナを取り囲む散逸媒質とともに所定 の複素抵抗を形成しかつこれにより前記散逸媒質の加温は直接、前以て決めるこ とができ前記モノポール周辺に制限されており、かつひいては前記給電ケーブル の前記外套に沿った前記散逸媒質の加温は行われないことを特徴とするモノポー ルアプリケータに変形された請求項１記載のアプリケータ。
4. ４．π／２形変成器に付加的に第２のπ／２形変成器がこれに対して同軸的に設 けられており、その際前記２つの変成器は、高周波発生器の方の側においてのみ 相互に接続されている請求項３記載のアプリケータ。
5. ５．両側が開放されたπ／２形変成器が高周波給電線路に対して同軸的に設けら れており、その際一方の開放端は給電点Ｅにありかつ他方の開放端は高周波発生 器の方向を示しておりかつこれに対して同軸的に１つのπ形変成器が設けられて いる請求項３記載のアプリケータ。
6. ６．一方の側が閉じられているπ形変成器が、両側が開放されたπ形変成器によ って取り囲まれている請求項３記載のアプリケータ。