JPH06169946A - 加温治療装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 温度制御手段の特徴に合致した最適な温度測
定を行なうことができ、これにより加温治療の効果を最
大限に発揮させることができ、加温治療に対する信頼性
の向上を可能とする加温治療装置を提供する。 【構成】 バルーン３内に水を循環させる冷却水循環装
置１３を構成要素とする第１の温度制御手段と、マイク
ロ波を発するマイクロ波発振器１７を構成要素とする第
２の温度制御手段とがあり、加温に際しては少なくとも
ラジオメータ１９を用いた温度測定手段によって生体６
の浅部および深部の温度を測定し、その測定結果に応じ
て第１および第２温度制御手段の加温出力を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、生体の患部を加温治
療する加温治療装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】生体の患部を加温治療する場合、生体を
加温するための温度制御手段としてたとえばマイクロ波
発振器が用いられる。そして、この加温治療に際して
は、加温と同時に生体の温度が測定され、測定温度が適
切な状態となるよう加温出力が制御される。

【０００３】生体を加温するための温度制御手段として
は、ほかに、アプリケータの先端にバルーンを設け、そ
のバルーン内に冷却水を循環させるとともに、その冷却
水の温度を所定温度に調節する冷却水循環装置の使用が
ある。一方、加温治療に用いる温度測定技術として、接
触式の温度測定、および非接触式のいわゆる無侵襲温度
測定がある。

【０００４】接触式の温度測定には、熱電対、白金素
子、サーミスタ、光ファイバ温度計などが用いられる
が、これらは接触している場所の温度しか測定できな
い。つまり、体腔内加温のように生体組織への刺入が難
しい治療では、体腔内表面の温度のみ測定することにな
る。

【０００５】無侵襲温度測定には、測定対象物から発せ
られるマイクロ波を受信して温度測定を行なうラジオメ
トリ方式、マイクロ波を生体に放出して散乱や吸収の様
子を像にするマイクロ波ＣＴ、あるいはＭＲＩなどが用
いられる。ラジオメトリ方式の例として特願昭55-12948
0 等がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】生体を加温するための
温度制御手段として、上記のマイクロ波発振器や冷却水
循環装置の使用があるが、その使用に当たっては、加温
治療の効果を上げる観点から、それぞれの温度制御手段
の特徴に合致した温度測定が必要である。

【０００７】この発明は上記の事情を考慮したもので、
その目的とするところは、温度制御手段の特徴に合致し
た最適な温度測定を行なうことができ、これにより加温
治療の効果を最大限に発揮させることができ、加温治療
に対する信頼性の向上を可能とする加温治療装置を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】生体を加温する少なくと
も一種類の温度制御手段と、生体の浅部および深部の温
度を測定する温度測定手段と、この温度測定手段の測定
結果に応じて前記温度制御手段の加温出力を制御する手
段とを備え、前記温度測定手段のうち少なくとも一つが
無侵襲温度測定を用いる。

【０００９】

【作用】少なくとも一種類の温度制御手段により生体が
加温される。この加温に際して生体の浅部および深部の
温度が温度測定手段で測定され、その測定結果に応じて
温度制御手段の加温出力が制御される。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。

【００１１】図１において、１は体腔内アプリケータ
で、先端にマイクロ波アンテナ２を有し、そのアンテナ
２の周囲にバルーン３を設けている。このバルーン３
は、後述の冷却水循環装置１３から送られる水を含んで
膨らむ。このバルーン３の外周面に接触式温度測定手段
であるところの熱電対４が取付けられ、バルーン３内に
同じく接触式温度測定手段であるところの熱電対５が設
けられる。体腔内アプリケータ１は、生体６の体腔内に
挿入され、バルーン３の膨らみにより体腔内壁に接触し
て保持される。

【００１２】体腔内アプリケータ１の基端部には把手部
１０があり、そこから導出された送水チューブ１１およ
び排水チューブ１２が冷却水循環装置１３に接続され
る。この冷却水循環装置１３は、バルーン３、熱電対
５、送水チューブ１１、および排水チューブ１２などと
ともに第１の温度制御手段を構成するもので、収容水を
送水チューブ１１および排水チューブ１２を通してバル
ーン３内に循環させながら熱電対５の感知温度を取込
み、その感知温度が所定値となるよう収容水の温度を調
節し、その温度調節によって生体６を加温する。

【００１３】把手部１０から同軸ケーブル１４が同軸ス
イッチ１５が導出され、その同軸スイッチ１５に同軸ケ
ーブル１６を介してマイクロ波発振器１７が接続され
る。さらに、同軸スイッチ１５に同軸ケーブル１８を介
して無侵襲温度測定装置いわゆるラジオメータ１９が接
続される。

【００１４】同軸スイッチ１５は、同軸ケーブル１４に
対して同軸ケーブル１６，１８のいずれか一方を選択的
に接続するためのもので、後述する制御部３０の指令に
応動する。つまり、同軸スイッチ１５により、体腔内ア
プリケータ１のアンテナ２をマイクロ波発振器１７に接
続したり、またはラジオメータ１９に接続することがで
きる。

【００１５】マイクロ波発振器１７は、アンテナ２、同
軸ケーブル１４、同軸スイッチ１５、および同軸ケーブ
ル１６などとともに第２の温度制御手段を構成するもの
で、所定周波数のマイクロ波をアンテナ２に導いて生体
６に照射し、生体６を加温する。

【００１６】ラジオメータ１９は、アンテナ２、同軸ケ
ーブル１４、同軸スイッチ１５、同軸ケーブル１８など
とともに無侵襲温度測定装置を構成するもので、内蔵の
参照温度雑音源から発せられるマイクロ波をアンテナ２
から生体６に照射し、生体６で反射されるマイクロ波お
よび生体６から放出されるマイクロ波をアンテナ２で受
信して取込み、取込んだマイクロ波電力と参照温度雑音
源のマイクロ波電力との対比から、生体６の輝度温度を
無侵襲で測定する。

【００１７】把手部１０から補償導線２０が導出され、
その補償導線２０に温度計２１が接続される。この温度
計２１は、熱電対４および補償導線２０などとともに第
１の温度測定手段を構成するもので、体腔壁に接触する
熱電対４の感知温度を基に生体６の浅部の温度を測定す
る。

【００１８】ラジオメータ１９の測定結果および温度計
２１の測定結果が深部温度計算部２２に送られる。この
深部温度計算部２２は、ラジオメータ１９を主体とする
無侵襲温度測定装置および温度計２１とともに第２の温
度測定手段を構成するもので、ラジオメータ１９で測定
される輝度温度と温度計２１で測定される浅部温度とか
ら生体６の深部の温度を計算する。具体的には、輝度温
度から浅部温度分を差し引いて深部温度の平均値を計算
するとか、輝度温度と浅部温度とから生体６の深さ方向
の温度分解能を計算するなど、いくつかの計算方法があ
るが、これはこの発明を限定するものではない。温度計
２１の浅部温度データ、および深部温度計算部２２の深
部温度データが制御部３０に送られる。制御部３０は、
次の機能手段を備える。 ［１］浅部温度が所定値となるよう、第１の温度制御手
段の加温出力、つまり冷却水循環装置１３の水温を調節
する手段。 ［２］深部温度が所定値となるよう、第２の温度制御手
段の加温出力、つまりマイクロ波発振器１７のマイクロ
波電力を調節する手段。 上記の構成の作用を説明する。

【００１９】まず、体腔内アプリケータ１を生体６の体
腔内の患部周辺に挿入し、操作部（図示しない）で治療
準備の指示を与える。すると、冷却水循環装置１３が始
動してバルーン３が拡張し、体腔内アプリケータ１が体
腔内に保持される。また、バルーン３内の水温が治療開
始時の所定温度となるよう、冷却水循環装置部１３に対
する温度調節が行なわれる。そして、同軸スイッチ１５
がマイクロ波発振器１７側に切換えられ、治療準備完了
である。

【００２０】操作部（図示しない）で治療開始の指示を
与えると、マイクロ波発振器１７があらかじめ定められ
た初期設定出力で発振動作し、マイクロ波がアンテナ２
から生体６に照射され、患部が加温される。

【００２１】一定時間後、マイクロ波発振器１７の出力
がオフされる。そして、同軸スイッチ１５がラジオメー
タ９側に切換えられ、ラジオメータ９によって生体６の
輝度温度が測定される。一方、熱電対４の感知温度に基
づき、温度計２１によって生体６の浅部温度が測定され
る。

【００２２】輝度温度および浅部温度が測定されると、
深部温度計算部２２で生体６の深部温度が計算される。
この深部温度が所定温度に対して大きいか小さいか判定
され、この判定結果に応じてマイクロ波発振器１７の出
力が制御される。このとき、同軸スイッチ１５がマイク
ロ波発振器１７側に切換えられ、マイクロ波によって患
部が加温される。

【００２３】マイクロ波による加温は生体６の深部温度
に大きな影響を与えるため、その深部温度を捕らえてマ
イクロ波出力を制御することにより、マイクロ波による
加温治療の効果を最大限に発揮することができる。浅部
温度については、それが所定温度に対して大きいか小さ
いか判定され、この判定結果に応じて冷却水循環装置部
１３に対する温度調節が行なわれる。

【００２４】バルーン３内の水温は生体６の浅部温度に
大きな影響を与えることから、その浅部温度を捕らえて
水温調節を行なうことにより、冷却水循環による加温治
療の効果を最大限に発揮することができる。なお、この
水温調節に当たっては、バルーン３内の熱電対５の感知
温度を用いてもよい。以後、同軸スイッチ１５がラジオ
メータ９側とマイクロ波発振器１７側とに交互に切換わ
り、測定と加温が繰返される。

【００２５】このように、マイクロ波による加温と冷却
水による加温の２種類の温度制御手段が存在する場合、
生体６の浅部温度および深部温度を測定し、それぞれの
測定結果に応じて各加温出力を制御することにより、マ
イクロ波による加温治療の効果と冷却水による加温治療
の効果がそれぞれ最大限に発揮され、信頼性が大幅に向
上する。

【００２６】この発明の第２実施例について説明する。
この第２実施例は第１実施例とほとんど同じ構成である
が、浅部温度および深部温度に基づく冷却水温度とマイ
クロ波出力の制御のアルゴリズムのみ異なる。

【００２７】深部温度はほとんどがマイクロ波出力の影
響を受けるのに対し、浅部温度は冷却水温度だけでなく
マイクロ波出力の影響も少し受ける。そこで、冷却水温
度についてはそれが浅部温度にのみ影響を与えることを
考慮して独立な制御を実行するが、マイクロ波出力につ
いてはそれが深部温度だけでなく浅部温度にも影響を与
えることを考慮し、そのマイクロ波出力が浅部温度に与
える影響分がキャンセルされるよう、冷却水温度に対す
る補正を行なう。このよわうな補正処理を加えることに
より、浅部温度および深部温度に対する測定精度が向上
し、加温治療に対する信頼性がさらに向上する。

【００２８】なお、第１および第２実施例のどちらも浅
部温度データおよびバルーン内温度データを得るために
熱電対４，５を用いているが、これは熱電対に限定され
るものでなく、白金素子、サーミスタ、光ファイバ温度
計など、接触式の温度センサであればいずれを使用して
もよい。この発明の第３実施例について説明する。

【００２９】図２に示すように、熱電対４、補償導線２
０、および温度計２１の第１の温度測定手段を除去する
とともに、深部温度計算部２２に代えて温度分布計算部
２３を設ける。

【００３０】この実施例では、ラジオメータ９において
複数種のマイクロ波周波数（最低２種類）を用い、その
周波数ごとに輝度温度を測定する。周波数が高いと生体
深部からのマイクロ波についてはアンテナ２が受信でき
ず、たとえば５GHz 以上ではアンテナ２のごく近くの温
度だけ見ることになる。

【００３１】こうして、複数の輝度温度が測定されるこ
とで、温度分布計算部２３において生体６の深さ方向の
温度分布が計算される。この温度分布には、深部温度は
もちろんのこと、浅部温度も含まれており、これら浅部
温度および深部温度に基づいてそれぞれ冷却水温度およ
びマイクロ波出力が制御される。この場合、第１の温度
測定手段がなくなる分だけ、装置の小形化が図れるとい
う利点もある。この発明の第４実施例について説明す
る。

【００３２】図３に示すように、バルーン３、熱電対
５、送水チューブ１１、および排水チューブ１２などの
第１の温度制御手段を除去し、かつアンテナ２をモール
ド材７でモールドする。

【００３３】この実施例では、温度制御手段がマイクロ
波出力のみであるが、第３実施例と同じく２つ以上のマ
イクロ波周波数を用いたラジオメータ９の輝度温度測定
によって浅部温度および深部温度を含む温度分布を求
め、生体６の深さ方向の任意の位置に対する適切なマイ
クロ波加温を行なうことができる。

【００３４】なお、この第４実施例では、ラジオメータ
９のみを用いて温度測定を行っているが、浅部の温度に
ついては第１実施例のように熱電対４および温度計２１
を用いて測定するようにしてもよい。この場合、熱電対
４はモールド材７の中のできるだけ表面に近いところに
設けることになる。

【００３５】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、少
なくとも一種類の温度制御手段により生体を加温し、そ
の加温に際しては温度測定手段により生体の浅部および
深部の温度を測定し、その測定結果に応じて温度制御手
段の加温出力を制御する構成としたので、温度制御手段
の特徴に合致した最適な温度測定を行なうことができ、
これにより加温治療の効果を最大限に発揮させることが
でき、加温治療に対する信頼性の向上を可能とする加温
治療装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１および第２実施例の構成図。

【図２】同実施例の第３実施例の構成図。

【図３】同実施例の第４実施例の構成図。

【符号の説明】

１…体腔内アプリケータ、２…マイクロ波アンテナ、３
…バルーン、４…熱電対、６…生体、１３…冷却水循環
装置（第１の温度制御手段の構成要素）、１７…マイク
ロ波発振器（第２の温度制御手段の構成要素）、１９…
ラジオメータ（第２の温度測定手段の構成要素）、２１
…温度計（第１の温度測定手段の構成要素）、３０…制
御部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生体を加温する少なくとも一種類の温度
   制御手段と、生体の浅部および深部の温度を測定する温
   度測定手段と、この温度測定手段の測定結果に応じて前
   記温度制御手段の加温出力を制御する手段とを備え、前
   記温度測定手段のうち少なくとも一つが無侵襲温度測定
   を用いることを特徴とする加温治療装置。