JPH0717315Y2

JPH0717315Y2 - 簡易局所誘導加熱型アプリケータ装置

Info

Publication number: JPH0717315Y2
Application number: JP7760789U
Authority: JP
Inventors: 洋司小塚
Original assignee: 洋司小塚
Priority date: 1989-06-30
Filing date: 1989-06-30
Publication date: 1995-04-26
Anticipated expiration: 2004-06-30
Also published as: JPH0316953U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は温熱治療用の誘導加熱アプリケータに関するも
のである。更に詳述すると、誘導加熱用アプリケータに
おいて、局所的に磁界を照射するために、磁気レンズ作
用を有するボーラスを用いて磁界分布を収束させ、か
つ、磁性コアで構成するアプリケータにおいては、磁極
空隙部を除くコア部を開磁路の簡易構造としたアプリケ
ータを提供するものである。

（従来の技術）従来実用に供されている温熱治療用の誘導加熱アプリケ
ータには、主として空心コイルが用いられており、代表
的なものとしてソレノイドやパンケーキコイルと称され
るものなどがある。しかし、これらは磁界分布が広範囲
に分布し、治療しようとする部位に局所的に加熱しよう
とするとき磁界分布をビーム状に制御することが困難で
あるという大きな欠点を有していた。

（考案が解決しようとする課題）本考案は、温熱治療などの誘導加熱用アプリケータから
発生する磁界を磁気レンズ作用のあるボーラスにより制
御して強めることにより、開磁路構造のコアによる磁界
発生の低下を補強した簡易構造の誘導加熱アプリケータ
を提供するものである。また、磁性コアへのコイルの巻
き方、用いる材質を考慮して、コイルを見込む入力イン
ピーダンスを低くし、RF帯の高周波域で使え、しかも整
合を取りやすくすることを目的とする。

（課題を解決するための手段）この目的を達成するために、本考案の誘導局所アプリケ
ータでは、ドーナツ型導体の磁気レンズを収納したボー
ラス、およびシリコンゴム等で出来たボーラアスに反磁
性体を還流させて成るボーラスで磁界分布をビーム上に
収束させ、適確な局所加熱が実施できるようにしてい
る。すなわち、磁気レンズの作用のあるボーラスを磁界
分布を強めたい場所の近くに設置し、アプリケータから
発生する磁界を収束させる構造を考案している。また、
磁性コアを開磁路構造とすることにより、磁路長に依存
するインダクタンスを低減させ、また磁性コアに溝を設
け、この中にコイルを巻き、磁性体の絶縁性を利用して
線間容量を低くし、また、磁性コアに密着してコイルを
巻かずコア表面から空間を介してコイルを巻く手段など
により、コイルを見込むインピーダンスが低くなる構造
のアプリケータを考案している。後者の空間に配置する
コイルは冷却が可能なため超電導コイルが使える他、低
抵抗のアモルファス合金が使用できる。この結果、RF帯
の高周波域で使えるアプリケータの構成が可能となる。

（作用）ドーナツ型円板状導体を収納したボーラス内部の磁界
は、導体の磁気レンズに渦電流を発生させ、この電流に
よる磁界と磁極発生磁界が作用して磁気レンズの孔に収
束し、この孔を貫通した磁界はビーム状になる。このた
め、磁気レンズボーラスの配置を種々変化させることに
より磁界の分布を制御したり、ビーム状磁界を発生でき
るため、局所的な加熱が効果的に実施できる作用を有し
ている。また、シリコンゴム等で出来たドーナツ型ボー
ラスに反磁性体を還流させて成る磁気レンズボーラスで
は、磁極発生磁界が反磁性体を避けて、ボーラスの空孔
部に集中することにより、ビーム状磁界を発生する作用
がある。また磁性コアを開磁路構造とし、さらに磁性コ
アへのコイルの巻き方、コイル構成材質を前述の方法を
とったために、コイルを見込むインピーダンスが全体と
して低くなり、RF帯の高周波域で整合が可能となる。

（実施例）以下、本考察の構成を図面に示す実施例に基づいて詳細
に説明する。

第一図は、磁性コア材を用いた本考案の局所誘導加熱ア
プリケータの一実施例を示す斜視図である。一対の磁性
コア（１）にコイル（２）を巻いて構成した磁極間に、
二枚の磁気レンズボーラス（３）を使用して磁界分布を
収束させビーム化をはかっている。磁極面（４）から発
生した磁界は導体製磁気レンズ（５）に発生する渦電流
の作用により、磁気レンズの空孔部（６）に収束し、こ
れを貫く磁力線はビーム状になる。この場合、導体製磁
気レンズ（５）は渦電流損に起因して発熱するため、冷
却している。

この冷却には水が一般的に反磁性を示し、導体製磁気レ
ンズ（５）に磁力線が到達しにくくなり、磁気レンズの
効果が低下するために、シリコン油などの誘電体の液体
や冷却空気を送風する構造である。この冷却は、単に導
体製磁気レンズ（５）を冷却するだけでなく、温熱治療
時の体表面の異常発熱を抑制するという効果を併せもた
せている。これにより温熱治療を可能にしている。

第２図は、一つの磁性コア（１）を励磁用補助コア
（７）に直交するように貫通させ、磁極間隔を可変でき
る構造の局所誘導加熱用アプリケータの斜視図である。
この構成による一対の磁極間に磁気レンズ作用を付加す
るためにドーナツ型ボーラス（８）に反磁性体を冷却媒
体として還流させ、中心レンズ部分（９）にシリコン油
等の誘電体冷却剤を還流させた構成の反磁性体磁気レン
ズボーラス（10）を設置してある。開磁路構造の励磁用
補助コア（７）に巻いたコイル電流により、磁力線（1
1）が磁極コア（１）へ集中し強い磁界を発生させるこ
とが出来、この磁界は反磁性体磁気レンズボーラス（1
0）の中心レンズ部分（９）に集中しこれを貫通し、局
所加熱に適したビーム状の磁界を発生させることが出来
る。反磁性体として水を用いれば維持経費が安く冷却機
構が簡単化される利点がある。

第３図は、この反磁性体磁気レンズボーラス（10）の斜
視図で、ドーナツ型ボーラス（８）に反磁性冷却剤還流
用管（12）と誘電体冷却剤還流用管（13）が取り付けて
ある。

第４図は、磁性コア（１）に通常の導線コイルではな
く、平板状導体（14）に巻き、リード線（15）を取り付
けたアプリケータの基本構造を示す斜視図である。この
構造では、リード線から平板状導体（14）を見込むイン
ダクタンス値が低く、RF帯の8MHzや13.56MHzなどの高周
波領域で誘導加熱が可能となる大きな利点がある。この
第４図は、磁気レンズボーラスを１個使用した場合の実
施例である。

第５図は、磁性コア（１）に溝（16）を彫り、この溝の
中にコイル（２）を埋め込むように巻き、隣接のコイル
間に絶縁材を兼ねるフェライトが介在するようにして、
コイルの線間容量を小さくさせRF帯の高周波で整合をと
りやすくしたアプリケータの一実施例で、その断面図で
ある。この構造により線間容量を低減でき、コイルを見
込むインピーダンスを低くでき、RF帯の高周波域で整合
がとりやすくなる。

第６図は、コイルを磁性コアとの間に空隙を保つように
して巻いた半空心コイル（17）を有するアプリケータの
一実施例の断面図。この空心コイル（17）を用いると、
このコイルだけが冷却できるため超電導コイルを使うこ
とが出来、効率よく磁性コアに磁界を集中させ、強い局
所的な磁界を発生させることが出来る。

前述の磁気レンズボーラスは磁極間に必ずしも２個対に
して用いて使用する必要もなく、また変形配置により磁
界分布制御に応用できる。また、この場合のアプリケー
タの構造は、第１図、第２図の例のようにかならずしも
開磁路の簡易構造でなくてもよく、通常の閉磁路型のト
ロイダルコア、ソレノイドコイル等で構成してもよい。
さらに一対の磁極構成に限らず、多磁極構造であっても
よい。

（考案の効果）温熱治療などに用いる誘導加熱アプリケータは一般に大
型になる。このためフェライトコアなどを用いたアプリ
ケータはコアの寸法が相当大きくなる。このため従来の
発想では大型のコアを構成するコイルを見込むインダク
タンスが相当大きくなり、かつ損失が増加し、加熱に必
要な照射磁界の発生効率が低下する。このため本考案の
ように、磁極間隔を除く磁路を閉磁路とせず開磁路型の
簡易構造とし、この開磁路構造による発生磁界の低下分
を磁気レンズにより補強するため、実質的には、簡易構
造のコアで強いビーム状の磁界を発生できるという考案
の効果がある。また、磁性コアへのコイルの巻き方やコ
イル材質を考慮することにより、コイルを見込むインピ
ーダンス値を全体として小さく抑えたため、RF帯の高周
波域でも整合が取れるアプリケータを構成可能としてい
る。このため、癌の温熱両方などに用いる大型誘導アプ
リケータから発生する磁界分布が広範囲に分布するとい
う欠点を改善できる。また、人体深部を加熱する場合、
表皮効果の観点から、RF帯の低周波の電波を使用する必
要がある。しかし、身体の大きさに比べ電波の波長がき
わめて大きいRF帯の８〔MHz〕や13.56〔MHz〕では、ア
プリケータを小さくできないという欠点があった。本考
案は、このような従来のアプリケータの実用化に際して
障害となっていた問題点を解決するもので、きわめて顕
著な実用効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例で、開磁路構造の磁性コア
と磁気レンズボーラスから成る簡易局所誘導加熱アプリ
ケータの斜視図。第２図は、一つの磁性コアをこれに直
交する励磁補助コアに貫通するように構成した場合のア
プリケータ。第３図は反磁性体磁気レンズボーラス部の
斜視図。第４図は、磁極コアに平板状導体を巻き付け、
RF帯の高周波でも使用できる簡易局所誘導加熱アプリケ
ータ。第５図は、磁性コアに溝を設けたコイルを巻いた
アプリケータの一実施例の断面図。第６図は、磁性コア
表面から離れて巻いた半空心コイルを有するアプリケー
タの断面図。１……磁極コア、２……コイル、３……磁気レンズボー
ラス、４……磁極面、５……導体製磁気レンズ、６……
空孔部、７……励磁用補助コア、８……ドーナツ型ボー
ラス、９……中心レンズ部分、10……反磁性体磁気レン
ズボーラス、11……磁力線、12……反磁性冷却剤還流用
管、13……誘電体冷却剤還流用管、14……平板状導体、
15……リード線、16……溝、17……半空心コイル

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】磁気レンズボーラスを用いて磁界をビーム
状に収束させて使用する温熱治療用誘導加熱アプリケー
タ。
【請求項２】前記誘導加熱アプリケータとして、磁性コ
アの磁極空隙部を除く磁路を開磁路構造で構成する簡易
構造の実用新案登録請求の範囲第１項記載のアプリケー
タ。
【請求項３】前記誘導型アプリケータとして、磁性コア
部分をＴ字型に構成し、磁極部分に磁力線が集中するよ
うに各コア部分にコイルを巻き、開磁路構造とすること
により発生磁界の低下を補強した構造の実用新案登録請
求の範囲第１項記載のアプリケータ。
【請求項４】前記誘導加熱アプリケータとして、磁極コ
ア部分に通常のコイルを巻く代わりに、平板状導体を磁
性コアに巻き付け、RF帯の高周波でも使用できる構造の
実用新案登録請求の範囲第１項記載のアプリケータ。
【請求項５】ドーナツ型導体円板の磁気レンズを冷却用
ボーラス内に収納し、シリコン油などの誘電性液体で冷
却できる構造の実用新案登録請求の範囲第１項記載のア
プリケータ。
【請求項６】シリコンゴム等で出来たドーナツ型ボーラ
ス内に反磁性溶剤を還流させ冷却作用を有する磁気レン
ズを設けた実用新案登録請求の範囲第１項記載のアプリ
ケータ。
【請求項７】請求項２記載の開磁路構造の磁性コアに溝
を設け、この溝の中にコイルを埋め込むように巻き、線
間容量のの低減をはかったことを特徴とする構造のアプ
リケータ。
【請求項８】請求項２記載の開磁路構造の磁性コア表面
から離れた空間にコイルを巻き、超電導コイルやアモル
ファスコイルを用いて、コイルを見込むインピーダンス
を低減させて駆動することを特徴とするアプリケータ。