JPH05161717A

JPH05161717A - 空胴共振器を用いた癌温熱治療装置

Info

Publication number: JPH05161717A
Application number: JP32745491A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Saito; 義明齊藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-12-11
Filing date: 1991-12-11
Publication date: 1993-06-29

Abstract

(57)【要約】【目的】周波数調整、電力調整を自動的になし得る癌
温熱治療装置を提供する。【構成】励振電力発生器３１から、ジャイレータ３
２、インピーダンス整合器３３を経て、空胴共振器１１
内に電力を供給する。整合状態検出器４２で、定在波比
等の測定により、整合状態を検出し、整合がとれていな
ければ、制御器５１により、励振電力発生器３１の励振
周波数を変化させて、空胴共振器１１の共振周波数に一
定の範囲に近づけるように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は空胴共振器に高周波エネ
ルギーを供給しそれによって生じる電磁界により局所加
温を行う癌温熱治療装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特願昭６３−３４０４９に示されるよう
に立体共振器の内部にリエントラントを設け、その間に
被加温体を置けば集中的に深部が加温されるという技術
が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、実際に実験を
行ってみると必ずしもその提案どおりに加温されない事
が判明した。被加温体が動いたり、加温によって被加温
体の体積が変化したりすると、空胴共振器の共振周波数
が変化する。励振周波数をそのままにしておいたのでは
集中加温が不可能となるので、その都度励振周波数を手
動で合わせてやる必要が有った。これは加温中頻繁に行
う必要が有ることが実験で判明したが大変繁雑であり操
作性が悪いものであった。

【０００４】また、被加温体の温度が上昇する速度を一
定にしたり、ある設定温度に達した後はその温度を維持
する必要があるが、今迄は手動で印加電力を調整してい
たので、大変制御が難しかった。本発明は上記問題点に
着目してなされたものであって、周波数合わせ、電力調
整を容易に自動的になし得る癌温熱治療装置を提供する
ことを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び方法】請求項１記載の
癌温熱治療装置は、被加温体（１０）をリエントラント
（１３ａ、１３ｂ）間に有する空胴共振器（１１）と、
励振電力発生器（３１）と、この励振電力発生器（３
１）からの励振電力を整合をとって前記空胴共振器（１
１）に加えるインピーダンス整合器（３３）と、前記空
胴共振器（１１）への励振電力の供給の整合状態を検出
する整合状態検出器（４２）と、この整合状態検出器
（４２）の検出出力に応答して、前記の励振電力発生器
（３１）の共振周波数と、前記空胴共振器（１１）の共
振周波数を所定の範囲内で一致するように制御する制御
器（５１）とから構成されている。

【０００６】この癌温熱治療装置では、整合状態検出器
で定在波比、あるいは反射波等が検出され、この値が最
小となるように、制御器（５１）によって励振電力発生
器（３１）の励振周波数が制御される。請求項２記載の
癌温熱治療装置は、被加温体（１０）をリエントラント
（１３ａ、１３ｂ）間に有する空胴共振器（１１）と、
励振電力発生器（３１）と、この励振電力発生器（３
１）からの励振電力を整合をとって前記空胴共振器（１
１）に加えるインピーダンス整合器（３３）と、前記空
胴共振器（１１）内に結合させた電磁界検出ループまた
は検出プローブ（４４）と、この電磁界プローブの出力
を検波する検波器（４５）と、この検波器（４５）の出
力に応答して前記励振電力発生器（３１）の共振周波数
と、前記空胴共振器（１１）の共振周波数を所定の範囲
内で一致するように制御する制御器（５１）とから構成
されている。

【０００７】この癌温熱治療装置では、空胴共振器（１
１）内の出力が検波器（４５）によって導出され、制御
器（５１）は、この検波器（４５）の出力が最大となる
ように、励振周波数を制御する。請求項３記載の癌温熱
治療装置は、被加温体（１０）をリエントラント（１３
ａ、１３ｂ）間に有する空胴共振器（１１）と、励振電
力発生器（３１）と、この励振電力発生器（３１）から
の励振電力を整合をとって前記空胴共振器（１１）に加
えるインピーダンス整合器（３３）と、前記リエントラ
ント（１３ａ）と被加温体（１０）との間に、設けられ
電磁界を光に変換するセンサ（６１）と、このセンサ
（６１）からの光を電圧に変換する受光素子（７０）
と、この受光素子（７０）の出力に応答して前記励振電
力発生器（３１）の共振周波数と、前記空胴共振器（１
１）の共振周波数を所定の範囲内で一致するように制御
する制御器（５１）とから構成されている。

【０００８】この癌温熱治療装置では、空胴共振器（１
１）内の電磁界がセンサ（６１）によって光に変換さ
れ、さらに、この光が受光素子（７０）によって電圧に
変換される。制御器（５１）は、この受光素子（７０）
の出力電圧が最大となるように、励振電力発生器（３
１）の励振周波数を制御する。

【０００９】

【実施例】以下、実施例により、この発明をさらに詳細
に説明する。図１は空胴共振器を用いた癌温熱治療装置
の全体のブロック図を示すもので、空胴共振器１１の内
部にリエントラント１３ａ、１３ｂが空胴共振器１１の
内側の天井部と底部に設けられている。このリエントラ
ント１３ａ、１３ｂの間に被加温体１０が挿入され、リ
エントラント１３ａ、１３ｂに挟まれた被加温体１０の
一部の深部が集中加温される。加温用高周波電力は励振
電力発生器３１により発生し、ジャイレータ３２を通
り、整合状態検出器４２、インピーダンス整合器３３を
通って給電部３７より空胴共振器１１に供給される。整
合状態検出器４２の出力は制御器５１に入力され、制御
信号を励振電力発生器３１に与える。終端抵抗器３６は
給電部３７で反射して来た電力を吸収するためのもの
で、整合状態が常に良好であればジャイレータ３２及び
終端抵抗器３６は無くてもよい。制御器５１は一般の演
算処理機能を備えたデバイス（例えばマイクロコンピュ
ータ、マイクロコンピュータチップ等）であれば良く、
その演算処理結果を必要に応じてアクチュエータ等（図
に明記せず）を介して、励振電力発生器３１の周波数制
御機構（または回路）に結合する。制御器５１への信号
が小さい場合は増幅器を付加しても良い。

【００１０】この実施例癌温熱治療装置の動作を説明す
る。励振電力発生器３１よりの高周波電力はジャイレー
タ３２を通り、整合状態検出器４２、インピーダンス整
合器３３を通り、電力供給端子３７を経て、電力供給ル
ープ３５に加えられ、そこから空胴共振器１１内部に放
射される。被加温体１０がリエントラント１３ａ、１３
ｂの間に挿入されている空胴共振器１１の共振周波数
と、励振電力発生器３１の周波数がある範囲内で一致し
ていれば電力の反射は起こらない。もし、被加温体１０
が動いたり、加温によって膨張したりすると空胴共振器
１１の共振周波数が変化し、励振電力が電力供給ループ
３５で一部反射され加温状態が悪くなる。この時、整合
状態検出器４２が定在波比または反射電力を観測してい
るので、反射波が増えたことを察知し、制御器５１にそ
の情報を伝える。制御器５１はある定められた周波数だ
け周波数を変化させるように励振電力発生器３１に指令
を出す。その結果反射電力が小さくなれば更に周波数を
同じ方向に変化させるように命令し、反射波がある設定
値（割合で示しても良い）以下になる迄この操作を繰返
す。もし、最初に周波数を変化させた時に反射電力が増
加したならば、周波数を逆の方向に変化させ、反射波が
ある設定した値（割合で示しても良い）以下になる迄こ
の操作を繰返す。（以後、最初と言う場合は、ある時点
で空胴共振器１１の共振周波数が変化した後に操作を行
う最初の時点を示すものとする。）反射波の設定値（割
合で示しても良い）を良好な加温が行い得るよう充分小
さく取っておけば、空胴共振器１１の共振周波数と励振
電力発生器３１の周波数が許容出来る範囲で常に一致す
ることになる。その結果、常に自動的に良好な加温が行
われることになる。

【００１１】図２はこの発明の他の実施例を説明する図
である。この実施例では、図１の整合状態検出器に代え
て、空胴共振器１１内の電界または磁界をプローブ４４
で検出し検波器４５で検波した後、その情報を制御器５
１に伝える構成を使用している。伝える方法は導線を用
いても良く、同軸ケーブル、或いは光ケーブル等を用い
ても良い。

【００１２】本実施例では、空胴共振器１１の共振周波
数を検出するのに、空胴共振器１１の内部に電磁界検出
ループ４４を設け、その出力を検波用ダイオード４５で
検波し、その結果を制御器５１に伝える。加温中に空胴
共振器１１の共振周波数が変化すると検波器４５からの
出力が低下する。この事を制御器５１が検出すると、制
御器５１はある定められた周波数だけ周波数を変化させ
るよう励振電力発生器３１に指令を出す。その結果検波
器４５からの出力が大きくなれば更に周波数を同じ方向
に変化させるように命令し、検波器４５からの出力が最
初の値からのずれがある設定値（割合で示しても良い）
以内になる迄この操作を繰返す。もし、最初に周波数を
変化させた時に検波器４５からの出力が低下したなら
ば、周波数を逆の方向に変化させ、検波器４５からの出
力が最初の値からのずれがある設定した値（割合で示し
ても良い）以内になる迄この操作を繰返す。検波器４５
からの出力が、良好な加温が行い得るよう、最初の値か
らのずれが小さくなるよう設定値（割合で示しても良
い）を取っておけば、空胴共振器１１の共振周波数と励
振電力発生器３１の周波数が許容出来る範囲で常に一致
することになる。その結果、常に自動的に良好な加温が
行われることになる。

【００１３】図３は、この発明のさらに他の実施例を説
明する図である。この実施例では、リエントラント１３
ａと被加温体１０との間に図５に示す電磁界を光に変換
するセンサ６１を設置し、その光を受取る受光器７０を
空胴共振器１１の内部又はその壁に取り付けている。こ
の受光器７０は光の強さを電圧（または電流）の強さに
変換するものである。この変換された値を制御器５１に
伝える。伝える方法は導線を用いても良く、同軸ケーブ
ル、或いは光ケーブル等を用いても良い。

【００１４】本実施例では、空胴共振器１１の共振周波
数を検出するのに、空胴共振器１１の内部、特に集中加
温を行いたい部位の近傍に、例えばリエントラント１３
と被加温体１０との間に、電磁界を光に変換するセンサ
６１を設置し、このセンサ６１からの光を受取る受光素
子７０（例えば光一電圧変換素子）を空胴共振器１１内
に設置し、この受光素子７０からの出力を制御器５１に
伝える。加温中に空胴共振器１１の共振周波数が変化す
ると受光素子７０からの出力が低下する。この事を制御
器５１が検出すると、制御器５１はある定められた周波
数だけ周波数を変化させるよう励振電力発生器３１に指
令を出す。その結果、受光素子７０からの出力が大きく
なれば更に周波数を同じ方向に変化させるように命令
し、受光素子７０からの出力が最初の値からのずれがあ
る設定値（割合で示しても良い）以内になる迄この操作
を繰返す。もし、最初に周波数を変化させた時に受光素
子７０からの出力が低下したならば、周波数を逆の方向
に変化させ、受光素子７０からの出力が最初の値からの
ずれがある設定した値（割合で示しても良い）以内にな
る迄この操作を繰返す。受光素子７０からの出力が、良
好な加温が行い得るよう、最初の値からのずれが小さく
なるよう設定値（割合で示しても良い）を取っておけ
ば、空胴共振器１１の共振周波数と励振電力発生器３１
の周波数が許容出来る範囲で常に一致することになる。
その結果、常に自動的に良好な加温が行われることにな
る。

【００１５】図５には、電磁界を光に変換するセンサ６
１の具体的な構成を示している。図５の（ａ）ではルー
プ６２と電球６３が接続されており、ループ内を通過す
る電磁界によって誘起される電流で電球６３が発光す
る。発光の度合いはループ内を通過する電磁界の強さに
比例するので、光の強さを監視していれば電磁界の変化
を観察できる。図５の（ｂ）ではループ６２と発光ダイ
オード６４が接続されており、ループ内を通過する電磁
界によって誘起される電流で発光ダイオード６４が発光
する。発光の度合いはループ内を通過する電磁界の強さ
に比例するので、光の強さを監視していれば電磁界の変
化を観察できる。図５の（ｃ）ではループ６２と発光ダ
イオード６４、６５（６４と６５は逆接続されてい
る。）が接続されており、ループ内を通過する電磁界に
よって誘起される電流で発光ダイオード６４が発光す
る。発光ダイオードは逆方向耐電圧が小さいので図５の
（ｂ）の接続では強い電磁界の下では破壊されてしまう
可能性がある。発光の度合いはループ内を通過する電磁
界の強さに比例するので、光の強さを監視していれば電
磁界の変化を観察できる。発光ダイオード６４と６５を
逆接続すれば常にどちらかが順方向になっているので破
壊されず、強い電磁界の下でも動作する特徴がある。図
５の（ｅ）ではセンサ６１として放電管６７が用いられ
ており、電磁界が放電管に照射されれば放電管６７は発
光する。発光の度合いは放電管６７に照射される電磁界
の強さに比例するので光の強さを監視していれば電磁界
の変化を観察できる。図５の（ｆ）ではセンサ６１とし
て蛍光管６８が用いられており、電磁界が放電管に照射
されれば蛍光管６８は発光する。発光の度合いは蛍光管
６８に照射される電磁界の強さに比例するので光の強さ
を監視していれば電磁界の変化を観察できる。図５の
（ｄ）ではループ６２と電球６３または発光ダイオード
６４または６５が接続されており、これに光ケーブル６
６が接続され、受光素子７０に接続されている。電球６
３または発光ダイオード６４または６５の光が弱い場合
や、外部からの光が強い場合には、受光素子７０が誤動
作する可能性があるが、光ケーブルによって発光素子６
３または６４または６５または６７または６８と受光素
子７０を結んでおけばこの様な誤動作を防止することが
出来る。ループ内を通過する電磁界によって誘起される
電流で電球６３または発光ダイオード６４、６５が発光
する。発光の度合いはループ内を通過する電磁界の強さ
に比例するので、光の強さを監視していれば電磁界の変
化を観察できる。発光素子６７、６８の場合も、これに
光ケーブル６６及び受光素子７０を結んでおけば、発光
素子６７、６８に当たる電磁界の強さと発光度合いが比
例するので、光の強さを監視していれば電磁界の変化を
監視できる。

【００１６】図４は、この発明のさらに他の実施例を説
明する図である。この実施例は、被加温体１０の加温を
希望する部位の温度を温度センサ７１によって測定し、
その結果を変換器増幅器７２を介して、制御器５１に伝
える構成としている。変換器増幅器７２には、センサ７
１が熱電対であれば増幅器７だけで良く、センサ７１が
光学系センサまたは、抵抗センサであれば変換器によっ
て電圧に変換した後増幅する機能を持たせる。

【００１７】この実施例では、被加温体１０の加温した
い部位に温度センサ７１を挿入しておき、図１、図２、
図３に示した加温システムで加温を行い、温度変化を変
換器増幅器７２を介して検出し、その結果を制御器５１
に伝える。加温初期の段階では、加温速度（一定時間当
たりの温度上昇）がある設定した範囲内になければ励振
電力発生器の電力調整部を調整し、設定した範囲内に入
るように制御する。加温が進行して設定温度に達した後
は、測定部位の温度が設定した温度の許容誤差範囲内に
常になるように電力を増減する。即ち、温度が低くなれ
ば電力を増加し、温度が高くなれば電力を減少する。温
度が許容誤差範囲内にあればその電力を維持する。この
様に制御すると、最適の加温速度と最適の加温温度が自
動的に得られる。

【００１８】尚、本発明は、リエントラント１３が空胴
共振器１１の底面から離れている構造のもの、及び、被
加温体１０に電界集中具（図示せず）を取り付けた状態
の加温システムの場合にも適応できるものである。

【００１９】

【発明の効果】この発明によれば、被加温体の深部を集
中して加温する場合に於て、整合状態を検出して周波数
調整しながら自動的に適正な整合状態とするものである
から、今迄にない理想的な加温が可能になる。特に、調
整が簡単容易となる。この事は人体の癌治療の場合には
非常に有効な効果をもたらす事になり、人類の幸せのた
めに大いに役立つ。また、そのための治療装置の産業の
発展に大きく貢献する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す空胴共振器を用いた
癌温熱治療装置の全体のブロック図である。

【図２】この発明の他の実施例を説明する電磁界検出方
法を示す図である。

【図３】この発明の他の実施例を説明する他の電磁界検
出方法を示す図である。

【図４】この発明の他の実施例を説明する温度の測定方
法を示す図である。

【図５】電磁界の強度を光の強度に変化するセンサの具
体例を示す図である。

【符号の説明】

１０被加温体１１空胴共振器１３ａ、１３ｂリエントラント３１励振電力発生器３３インピーダンス整合器４２整合状態検出器４４電磁界検出ループまたは検出プロー
ブ４５検波用ダイオード５１制御器６１電磁界を光に変換するセンサ７０受光素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被加温体（１０）をリエントラント（１３
ａ、１３ｂ）間に有する空胴共振器（１１）と、励振電
力発生器（３１）と、この励振電力発生器（３１）から
の励振電力を整合をとって前記空胴共振器（１１）に加
えるインピーダンス整合器（３３）と、前記空胴共振器
（１１）への励振電力の供給の整合状態を供給する整合
状態検出器（４２）と、この整合状態検出器（４２）の
検出出力に応答して、前記励振電力発生器（３１）の共
振周波数と、前記空胴共振器（１１）の共振周波数を所
定の範囲内で一致するように制御する制御器（５１）と
からなる癌温熱治療装置。
【請求項２】被加温体（１０）をリエントラント（１３
ａ、１３ｂ）間に有する空胴共振器（１１）と、励振電
力発生器（３１）と、この励振電力発生器（３１）から
の励振電力を整合をとって前記空胴共振器（１１）に加
えるインピーダンス整合器（３３）と、前記空胴共振器
（１１）内に結合させた電磁界プローブ（４４）と、こ
の電磁界プローブ（４４）の出力を検波する検波器（４
５）と、この検波器（４５）の出力に応答して、前記励
振電力発生器（３１）の共振周波数と、前記空胴共振器
（１１）の共振周波数を所定の範囲内で一致するように
制御する制御器（５１）とからなる癌温熱治療装置。
【請求項３】被加温体（１０）をリエントラント（１３
ａ、１３ｂ）間に有する空胴共振器（１１）と、励振電
力発生器（３１）と、この励振電力発生器（３１）から
の励振電力を整合をとって前記空胴共振器（１１）に加
えるインピーダンス整合器（３３）と、前記リエントラ
ント（１３ａ）と被加温体（１０）との間に、設けられ
電磁界を光に変換するセンサ（６１）と、このセンサ
（６１）からの光を電圧に変換する受光素子（７０）
と、この受光素子（７０）の出力に応答して前記励振電
力発生器（３１）の共振周波数と前記空胴共振器（１
１）の共振周波数を所定の範囲内で一致するように制御
する制御器（５１）とからなる癌温熱治療装置。
【請求項４】被加温体（１０）の加温したい部位に温度
センサ（７１）を設置し、この温度センサ（７１）で検
出される温度に応じ、制御器（５１）を動作させて、励
振電力発生器（３１）の電力を制御し、これにより被加
温体（１０）の加温温度を制御する請求項１、または請
求項２または請求項３記載の癌温熱治療装置。
【請求項５】前記センサ（６１）は、電磁界検出ループ
（６２）と電球（６３）で構成されるものである請求項
３記載の癌温熱治療装置。
【請求項６】前記センサ（６１）は、電磁界検出ループ
（６２）と発光ダイオード（６４）で構成されるもので
ある請求項３記載の癌温熱治療装置。
【請求項７】前記センサ（６１）は、電磁界検出ループ
（６２）と逆接続された２個の発光ダイオード（６４、
６５）で構成されるものである請求項３記載の癌温熱治
療装置。
【請求項８】前記センサ（６１）は、放電管（６７）で
ある請求項３記載の癌温熱治療装置。
【請求項９】前記センサ（６１）は、蛍光管（６８）で
ある請求項３記載の癌温熱治療装置。
【請求項１０】前記センサ（６１）を、電磁界検出ルー
プ（６２）と発光体（６３、６４、６５）または発光体
（６７、６８）で構成し、この発光体（６３、６４、６
５、６７、６８）の発光部分に光ケーブル（６６）を接
続し、この光ケーブル（６６）の他端に受光素子（７
０）を接続した請求項３記載の癌温熱治療装置。