JPH1157031A - 生体内部加熱装置 - Google Patents
生体内部加熱装置Info
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- JPH1157031A JPH1157031A JP9227058A JP22705897A JPH1157031A JP H1157031 A JPH1157031 A JP H1157031A JP 9227058 A JP9227058 A JP 9227058A JP 22705897 A JP22705897 A JP 22705897A JP H1157031 A JPH1157031 A JP H1157031A
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- living body
- fine particles
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- field generator
- heating
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Abstract
(57)【要約】
【課 題】 癌治療等のために生体内奥部の小領域を
集中的に加熱できる手段を提供すること。 【解決手段】 生体内部に配置すべき、比透磁率を高位
に限定した鉄系酸化物の微粒子を主成分とする感磁発熱
体と、生体を通る磁束を形成することのできる交番磁界
発生装置とにより生体内部加熱装置を構成した。
集中的に加熱できる手段を提供すること。 【解決手段】 生体内部に配置すべき、比透磁率を高位
に限定した鉄系酸化物の微粒子を主成分とする感磁発熱
体と、生体を通る磁束を形成することのできる交番磁界
発生装置とにより生体内部加熱装置を構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、癌の治療などのた
めに生体の局部を集中的に加熱するのに適した生体内部
加熱装置に関する。
めに生体の局部を集中的に加熱するのに適した生体内部
加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】癌細胞を壊死させるために患部を集中的
に加熱する局部温熱療法（ハイパーサーミア法）が従来
より検討されている。この方法は、癌細胞が42.5℃以上
の加熱によって壊死するという知見に基づき、患部を正
常細胞が侵襲されない程度の温度に加熱して癌細胞のみ
を選択的に壊死ささせることを指向したものである。
に加熱する局部温熱療法（ハイパーサーミア法）が従来
より検討されている。この方法は、癌細胞が42.5℃以上
の加熱によって壊死するという知見に基づき、患部を正
常細胞が侵襲されない程度の温度に加熱して癌細胞のみ
を選択的に壊死ささせることを指向したものである。
【０００３】ここで、42.5℃という温度は、正常細胞を
壊死させないまでも、このような加熱が広域に及べば生
理機能に障害をもたらすので、加熱をいかに患部本位に
行えるかが治療の成否を分けるポイントとなる。よっ
て、この療法は、先ず局部加熱の行いやすい皮膚癌に適
用され、次いで、生体の内奥部に適用すべく、(イ)患部
を狙った電極通電式の誘電加熱，(ロ)患部を狙ってマイ
クロ波を適用する形式の誘電加熱，(ハ)患部に磁性針を
埋込んで交番磁界により誘導加熱する方式，(ニ)患部に
強磁性体の微粒子を埋込んで、これを交番磁界の印加に
より発熱させる方式などの諸法が試みられてきた。
壊死させないまでも、このような加熱が広域に及べば生
理機能に障害をもたらすので、加熱をいかに患部本位に
行えるかが治療の成否を分けるポイントとなる。よっ
て、この療法は、先ず局部加熱の行いやすい皮膚癌に適
用され、次いで、生体の内奥部に適用すべく、(イ)患部
を狙った電極通電式の誘電加熱，(ロ)患部を狙ってマイ
クロ波を適用する形式の誘電加熱，(ハ)患部に磁性針を
埋込んで交番磁界により誘導加熱する方式，(ニ)患部に
強磁性体の微粒子を埋込んで、これを交番磁界の印加に
より発熱させる方式などの諸法が試みられてきた。
【０００４】しかし、(イ)には、電流束が体内で広がる
ような通電しか行えず、又、患部に配置して局部発熱さ
せるのに好適な感受体が見当らず特定の深さ位置の局部
加熱も困難であることから、結局は生体の表層部分にし
か適用しがたいという限界があり、(ロ)は、適用範囲を
絞りやすくなるものの、浸透深さに限界があることか
ら、(イ)よりは深い表層部への適用に留まり、(ハ)に
は、埋込み可能な部位が限られるうえに、広がりを持っ
た患部を均一に加熱するために多数の磁性針の分散配置
を必要とし、治療後磁性針を取出す必要もあることか
ら、生体への負荷が大きいという問題があり、(ニ)は、
生体内奥部の加熱が可能であるものの、加熱の集中度が
低く、温熱療法のための局部加熱手段としての利用に適
うものではなかった。
ような通電しか行えず、又、患部に配置して局部発熱さ
せるのに好適な感受体が見当らず特定の深さ位置の局部
加熱も困難であることから、結局は生体の表層部分にし
か適用しがたいという限界があり、(ロ)は、適用範囲を
絞りやすくなるものの、浸透深さに限界があることか
ら、(イ)よりは深い表層部への適用に留まり、(ハ)に
は、埋込み可能な部位が限られるうえに、広がりを持っ
た患部を均一に加熱するために多数の磁性針の分散配置
を必要とし、治療後磁性針を取出す必要もあることか
ら、生体への負荷が大きいという問題があり、(ニ)は、
生体内奥部の加熱が可能であるものの、加熱の集中度が
低く、温熱療法のための局部加熱手段としての利用に適
うものではなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】即ち、局部温熱療法
は、副作用を回避しやすいという本質的な利点を有しな
がら、生体内奥部にある患部を治療する手段として実用
性を得るには至っていなかった。これは何よりも、生体
の内奥部の小領域を集中的に加熱できる局部加熱手段を
欠いているためであり、かかる局部加熱手段の提供が局
部温熱療法が実用性を得るための課題となっていた。
は、副作用を回避しやすいという本質的な利点を有しな
がら、生体内奥部にある患部を治療する手段として実用
性を得るには至っていなかった。これは何よりも、生体
の内奥部の小領域を集中的に加熱できる局部加熱手段を
欠いているためであり、かかる局部加熱手段の提供が局
部温熱療法が実用性を得るための課題となっていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべくな
された本発明の要旨は、生体内部に配置されるべき、比
透磁率が100〜2000の鉄系酸化物の微粒子を主成分とす
る感磁発熱体と、生体外部に配置して生体内部を通る磁
束を形成することのできる交番磁界発生装置とにより構
成した生体内部加熱装置である。なお、ここで云う比透
磁率とは、当該微粒子を焼結して調製したブロックにJI
SC2561に規定の試験方法を適用して求めた最大透磁率を
指すものとする。導電性の低い鉄系酸化物を主成分とす
る上記感磁発熱体は、交番磁界中で磁気ヒステリシスに
より発熱する。一方、上記感磁発熱体が配置された部位
の周囲の生体は、その良導電性によって生じる渦電流に
よりジュール発熱する。
された本発明の要旨は、生体内部に配置されるべき、比
透磁率が100〜2000の鉄系酸化物の微粒子を主成分とす
る感磁発熱体と、生体外部に配置して生体内部を通る磁
束を形成することのできる交番磁界発生装置とにより構
成した生体内部加熱装置である。なお、ここで云う比透
磁率とは、当該微粒子を焼結して調製したブロックにJI
SC2561に規定の試験方法を適用して求めた最大透磁率を
指すものとする。導電性の低い鉄系酸化物を主成分とす
る上記感磁発熱体は、交番磁界中で磁気ヒステリシスに
より発熱する。一方、上記感磁発熱体が配置された部位
の周囲の生体は、その良導電性によって生じる渦電流に
よりジュール発熱する。
【０００７】しかして、感磁発熱体に配合する微粒子と
して比透磁率100以上の高透磁率のものを用いることに
より、交番磁界の下での磁束の形成が感磁発熱体配置領
域に集中するところとなって、感磁発熱体そのもののヒ
ステリシス発熱の増大と、周囲の生体で起こるジュ−ル
発熱の相対的な減少とがもたらされる結果、感磁発熱体
配置領域を中心として鋭い昇温分布が形成されて、患部
中心の集中的な加熱が行えるようになるものである。こ
の状況を図４，図５に概念的に示す。図４において、2
1，21′は磁極、22は生体の一部、23は患部、24は磁束
である。因に、前記従来技術の(ニ)の加熱方式の場合に
は図６，図７のようになる。図６において図４と同一符
号は同一部材，同一部位を示す。透磁率は、電気の場合
の電導度に、又、磁束は電流に相当するので、透磁率の
大小によってこのような昇温分布の差が生じるものであ
る。上記作用は比透磁率が大きいほど顕著になるが、20
00近辺の比透磁率で飽和する。
して比透磁率100以上の高透磁率のものを用いることに
より、交番磁界の下での磁束の形成が感磁発熱体配置領
域に集中するところとなって、感磁発熱体そのもののヒ
ステリシス発熱の増大と、周囲の生体で起こるジュ−ル
発熱の相対的な減少とがもたらされる結果、感磁発熱体
配置領域を中心として鋭い昇温分布が形成されて、患部
中心の集中的な加熱が行えるようになるものである。こ
の状況を図４，図５に概念的に示す。図４において、2
1，21′は磁極、22は生体の一部、23は患部、24は磁束
である。因に、前記従来技術の(ニ)の加熱方式の場合に
は図６，図７のようになる。図６において図４と同一符
号は同一部材，同一部位を示す。透磁率は、電気の場合
の電導度に、又、磁束は電流に相当するので、透磁率の
大小によってこのような昇温分布の差が生じるものであ
る。上記作用は比透磁率が大きいほど顕著になるが、20
00近辺の比透磁率で飽和する。
【０００８】本発明装置に用いる感磁発熱体の配合成分
として鉄系酸化物を選んだのは、生体への害が少なく、
又、代謝排出されやすいからである。組成としては、Fe
3O4，γ-Fe2O3等の酸化鉄、あるいは、Fe2O3にMgO，Ca
O，MnO，CuO，ZnOなどの低害性の酸化物が化合したスピ
ネル型の鉄系複合酸化物、更には、これらの鉄系酸化物
の複合体、更に又、これらの鉄系酸化物にH2Oが結合し
たものを例示できる。
として鉄系酸化物を選んだのは、生体への害が少なく、
又、代謝排出されやすいからである。組成としては、Fe
3O4，γ-Fe2O3等の酸化鉄、あるいは、Fe2O3にMgO，Ca
O，MnO，CuO，ZnOなどの低害性の酸化物が化合したスピ
ネル型の鉄系複合酸化物、更には、これらの鉄系酸化物
の複合体、更に又、これらの鉄系酸化物にH2Oが結合し
たものを例示できる。
【０００９】上記鉄系酸化物を微粒子の形で用いるのは
患部に均等に配置しやすく、又、血管などを通じた患部
への輸送が可能であり、加えて、代謝排出にも有利とな
るからであって、これらの効果は平均粒径100nm以下で
顕著となる。一方、上記微粒子が導電性の低い酸化物で
あることから、交番磁界の作用による発熱は前述のよう
に磁気ヒステリシス損失によって起こる。よって、金属
等の良導電体に渦電流を生じさせて発熱させる誘導加熱
のように、粒径が小さ過ぎて渦電流が生じなくなるとい
うことはないが、ヒステリシス発熱の場合も、粒径が小
さいほど発熱は少なくなるので、上記微粒子を配置した
領域の周囲の生体で起こる渦電流発熱の大きさとの関係
で前述のような鋭い昇温分布が損なわれないようにする
のがよく、この観点から平均粒径を10nm以上とすること
が望ましい。なお、微粒子が針状又は板状の場合には夫
々の最短径（針状体の太さ又は板状体の厚さ）に対して
上記寸法条件を適用するとともに、夫々の最長径（針状
体の長さ又は板状体の長径）との寸法比を10程度に抑え
るとよい。後述するように、本発明方法においては、必
要に応じて、上記微粒子に助剤を配合した形で、あるい
は、微粒子を液媒に分散させた形で用いてもよい。
患部に均等に配置しやすく、又、血管などを通じた患部
への輸送が可能であり、加えて、代謝排出にも有利とな
るからであって、これらの効果は平均粒径100nm以下で
顕著となる。一方、上記微粒子が導電性の低い酸化物で
あることから、交番磁界の作用による発熱は前述のよう
に磁気ヒステリシス損失によって起こる。よって、金属
等の良導電体に渦電流を生じさせて発熱させる誘導加熱
のように、粒径が小さ過ぎて渦電流が生じなくなるとい
うことはないが、ヒステリシス発熱の場合も、粒径が小
さいほど発熱は少なくなるので、上記微粒子を配置した
領域の周囲の生体で起こる渦電流発熱の大きさとの関係
で前述のような鋭い昇温分布が損なわれないようにする
のがよく、この観点から平均粒径を10nm以上とすること
が望ましい。なお、微粒子が針状又は板状の場合には夫
々の最短径（針状体の太さ又は板状体の厚さ）に対して
上記寸法条件を適用するとともに、夫々の最長径（針状
体の長さ又は板状体の長径）との寸法比を10程度に抑え
るとよい。後述するように、本発明方法においては、必
要に応じて、上記微粒子に助剤を配合した形で、あるい
は、微粒子を液媒に分散させた形で用いてもよい。
【００１０】上記感磁発熱体は、前記の通り、これに配
合する微粒子の比透磁率を限定することにより生体内で
の集中的な発熱が可能となるものであるが、該発熱の強
さを確保するために微粒子の保磁力を10〜200 Oe程度と
することが望ましい。10 Oe未満では発熱が集中的では
あっても、昇温速度が小であるため所期の温度に昇温す
るのに時間がかかり、一方、200 Oeを超えると昇温速度
が過大となり、温度を微妙に設定しにくくなる。
合する微粒子の比透磁率を限定することにより生体内で
の集中的な発熱が可能となるものであるが、該発熱の強
さを確保するために微粒子の保磁力を10〜200 Oe程度と
することが望ましい。10 Oe未満では発熱が集中的では
あっても、昇温速度が小であるため所期の温度に昇温す
るのに時間がかかり、一方、200 Oeを超えると昇温速度
が過大となり、温度を微妙に設定しにくくなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、前
記局部温熱療法への適用を例にとって説明する。まず、
上記本発明装置の感磁発熱体の微粒子は、下記のように
調製しておくことにより、本発明装置を局部温熱療法に
利用する際の微粒子の生体内配置が有利に行える。
記局部温熱療法への適用を例にとって説明する。まず、
上記本発明装置の感磁発熱体の微粒子は、下記のように
調製しておくことにより、本発明装置を局部温熱療法に
利用する際の微粒子の生体内配置が有利に行える。
【００１２】その１は、微粒子を、寒天、ゼラチン，ア
ルギン酸塩などの生体に害を生じにくい物質を助剤とし
てペースト状，ゼリー状、又は、顆粒状としておくもの
である。これにより、部位の特定された患部に生体を切
開して埋設する配置手法などにおける微粒子の取扱い
が、サブミクロンの微粉体のままの形よりも容易にな
る。
ルギン酸塩などの生体に害を生じにくい物質を助剤とし
てペースト状，ゼリー状、又は、顆粒状としておくもの
である。これにより、部位の特定された患部に生体を切
開して埋設する配置手法などにおける微粒子の取扱い
が、サブミクロンの微粉体のままの形よりも容易にな
る。
【００１３】その２は、微粒子に生体内部の特定の組織
に対する特異的な親和性を付与しておくものである。こ
のような微粒子は、これを分散させた輸液を静脈などの
循環径路上に注射するだけで液中の微粒子が当該組織に
選択的に集積される。上記親和性は、たとえば癌細胞を
対象とする場合には、当該癌細胞が固有的に産出する抗
原物質に対して特異的な親和性を有する抗体物質を微粒
子に付着させるなどして付与することができる。又、上
記処理と同時にあるいは前後して、微粒子をリン脂質に
よってリポソーム（分子カプセル）状に包囲し、あるい
はラウリン酸などの界面活性物質により保護コロイド化
を図るなどして、微粒子の輸液への分散性を向上させる
ことができる。輸液の液媒としては、生理的食塩水など
生体適合性を有する液体を適宜選定して用いることがで
きる。又、生理的食塩水等の濃度を生体に支障のない範
囲で適宜高くして液比重を高め、分散した微粒子が沈降
しにくいようにすることができる。
に対する特異的な親和性を付与しておくものである。こ
のような微粒子は、これを分散させた輸液を静脈などの
循環径路上に注射するだけで液中の微粒子が当該組織に
選択的に集積される。上記親和性は、たとえば癌細胞を
対象とする場合には、当該癌細胞が固有的に産出する抗
原物質に対して特異的な親和性を有する抗体物質を微粒
子に付着させるなどして付与することができる。又、上
記処理と同時にあるいは前後して、微粒子をリン脂質に
よってリポソーム（分子カプセル）状に包囲し、あるい
はラウリン酸などの界面活性物質により保護コロイド化
を図るなどして、微粒子の輸液への分散性を向上させる
ことができる。輸液の液媒としては、生理的食塩水など
生体適合性を有する液体を適宜選定して用いることがで
きる。又、生理的食塩水等の濃度を生体に支障のない範
囲で適宜高くして液比重を高め、分散した微粒子が沈降
しにくいようにすることができる。
【００１４】その３は、微粒子に、上記特定組織への特
異的な親和性に加えて正電荷発現性を付与するものであ
る。このような微粒子を分散させた輸液を生体に注射す
ると、生体組織が通常は負に帯電していることから微粒
子の正電荷により、微粒子は生体組織全体に無差別に沈
着しやすくなる。即ち、静脈などの循環径路上に注射し
たのでは、患部に至る迄に循環径路の内壁に沈着してし
まい、患部に到達しにくくなる。しかし、部位の特定さ
れた患部ないしはその近傍に局所注射した場合には、微
粒子に併せて付与した特定組織への特異的な親和性によ
る患部への選択集積能が相乗的に作用して、微粒子は患
部に高濃度に配置される。因に、前記その２の処方にな
る輸液は患部の部位の特定にも有用である。即ち、上記
輸液を静脈などに注射して感磁発熱体の微粒子を患部に
選択的に集積させれば、これがＸ線，超音波などの撮影
手段に対して患部の標識体となって患部の特定が容易に
なるものである。なお、上記標識目的の注射によって配
置された微粒子は、当然ながら感磁発熱体としても機能
する。よって、その２の輸液を注射し、撮影によって患
部を特定し、引続いてその３の輸液を局所注射する手法
を採用すれば、患部にはその２，その３の輸液中の微粒
子が加算的に配置されて配置濃度が更に高まる。
異的な親和性に加えて正電荷発現性を付与するものであ
る。このような微粒子を分散させた輸液を生体に注射す
ると、生体組織が通常は負に帯電していることから微粒
子の正電荷により、微粒子は生体組織全体に無差別に沈
着しやすくなる。即ち、静脈などの循環径路上に注射し
たのでは、患部に至る迄に循環径路の内壁に沈着してし
まい、患部に到達しにくくなる。しかし、部位の特定さ
れた患部ないしはその近傍に局所注射した場合には、微
粒子に併せて付与した特定組織への特異的な親和性によ
る患部への選択集積能が相乗的に作用して、微粒子は患
部に高濃度に配置される。因に、前記その２の処方にな
る輸液は患部の部位の特定にも有用である。即ち、上記
輸液を静脈などに注射して感磁発熱体の微粒子を患部に
選択的に集積させれば、これがＸ線，超音波などの撮影
手段に対して患部の標識体となって患部の特定が容易に
なるものである。なお、上記標識目的の注射によって配
置された微粒子は、当然ながら感磁発熱体としても機能
する。よって、その２の輸液を注射し、撮影によって患
部を特定し、引続いてその３の輸液を局所注射する手法
を採用すれば、患部にはその２，その３の輸液中の微粒
子が加算的に配置されて配置濃度が更に高まる。
【００１５】微粒子への正電荷発現性の付与は、たとえ
ばＮ−（α−trimethyl ammonioacetyl）−didodecyl−
D−glutamateのような、生体適合性を有する陽イオン型
界面活性物質あるいはアミノ酸のような両性界面活性物
質（好適な等電点を有するもの）を微粒子に付着させる
ことによって行うことができる。上記処理を、組織への
親和性を付与するために抗体物質を付着させる前記その
２の処理と同時に行うか、前後に行うかは、抗体の特
性，コロイド化形式等を総合的に勘案して、相互に支障
のないように設定するのがよい。なお、微粒子に対する
上記その２，その３の処理は、微粒子そのものを前処理
する形で行ってもよく、又、微粒子を分散させた輸液に
当該成分を添加する形で行ってもよい。
ばＮ−（α−trimethyl ammonioacetyl）−didodecyl−
D−glutamateのような、生体適合性を有する陽イオン型
界面活性物質あるいはアミノ酸のような両性界面活性物
質（好適な等電点を有するもの）を微粒子に付着させる
ことによって行うことができる。上記処理を、組織への
親和性を付与するために抗体物質を付着させる前記その
２の処理と同時に行うか、前後に行うかは、抗体の特
性，コロイド化形式等を総合的に勘案して、相互に支障
のないように設定するのがよい。なお、微粒子に対する
上記その２，その３の処理は、微粒子そのものを前処理
する形で行ってもよく、又、微粒子を分散させた輸液に
当該成分を添加する形で行ってもよい。
【００１６】次に、本発明装置における交番磁界発生装
置について、好適な形態を図１〜図３により説明する。
その１は、交番磁界発生装置Ｈを、生体10に係合させる
ことのできる空心コイルを磁界出力部とするように構成
した形態である。図１はソレノイドコイルを用いた例を
示しており、１はコイル、２はコイル１に交流を通電す
るための電源装置、Ｓは生体内部に配置された、鉄系酸
化物微粒子を配合した感磁発熱体である。この形態は、
生体10を縦断する方向に磁束を形成させるのに適してお
り、患部を含めた広域に磁束が及ぶが、本発明装置の感
磁発熱体の微粒子を患部に配置しておくことにより患部
が集中加熱される。ソレノイドコイルは一体構造として
も、ツーピース化してヒンジ状などにより開閉できる構
造として装備しやすくしてもよい。上記図１の形態は、
生体10に係合させる部材が軽量のコイルのみで済むた
め、設営が容易である。
置について、好適な形態を図１〜図３により説明する。
その１は、交番磁界発生装置Ｈを、生体10に係合させる
ことのできる空心コイルを磁界出力部とするように構成
した形態である。図１はソレノイドコイルを用いた例を
示しており、１はコイル、２はコイル１に交流を通電す
るための電源装置、Ｓは生体内部に配置された、鉄系酸
化物微粒子を配合した感磁発熱体である。この形態は、
生体10を縦断する方向に磁束を形成させるのに適してお
り、患部を含めた広域に磁束が及ぶが、本発明装置の感
磁発熱体の微粒子を患部に配置しておくことにより患部
が集中加熱される。ソレノイドコイルは一体構造として
も、ツーピース化してヒンジ状などにより開閉できる構
造として装備しやすくしてもよい。上記図１の形態は、
生体10に係合させる部材が軽量のコイルのみで済むた
め、設営が容易である。
【００１７】その２は、電磁石の磁極対を磁界出力部と
した形態である。図２はＣ字型の電磁石３を用いた例を
示しており、４は鋼材，フェライトなどから成るコアで
あって、その端部５，5′が生体10の挿入される磁極対
となる。６は励磁用の巻線である。この形態は生体10を
横断する方向に磁束を形成させるのに適しており、重量
の大きい電磁石３を生体10に係合させねばならないが、
磁界の形成が患部を含む小領域で済み、且つ、磁束の集
中度を高めやすいという利点がある。ここで、上記電磁
石３を生体内部の特定の点又は線を中心に回動可能とし
て磁極対の配向方位を時系列的に変化させうるようにし
ておくと、上記点又は線に患部を位置させることによっ
て患部を通る磁束を複数の方位から形成できて、患部に
至る迄の磁束径路上の生体の前記ジュ−ル発熱を低減で
きるので更に好ましい。図３は上記方式を例示したもの
であって、８，8′は生体10の内部の特定位置を中心に
電磁石を往復回動させるための往復回転機構である。な
お、上記配向方位の変化は、固定した電磁石３に対して
生体10を回動させて行わせてもよい。なお、上記空心コ
イル、又は、電磁石の巻線には、電源装置２から直接通
電を行ってもよいが、図１に例示したように変成器（ト
ランス）７を介して通電を行ってもよい。又、上記通電
は50〜400kHzの交番周波数によって行うことが望まし
い。これは、前記感磁発熱体中の微粒子が、50kHz未満
では発熱が不足し、一方、400kHzを超える周波数につい
ては電源装置が高価となるからである。
した形態である。図２はＣ字型の電磁石３を用いた例を
示しており、４は鋼材，フェライトなどから成るコアで
あって、その端部５，5′が生体10の挿入される磁極対
となる。６は励磁用の巻線である。この形態は生体10を
横断する方向に磁束を形成させるのに適しており、重量
の大きい電磁石３を生体10に係合させねばならないが、
磁界の形成が患部を含む小領域で済み、且つ、磁束の集
中度を高めやすいという利点がある。ここで、上記電磁
石３を生体内部の特定の点又は線を中心に回動可能とし
て磁極対の配向方位を時系列的に変化させうるようにし
ておくと、上記点又は線に患部を位置させることによっ
て患部を通る磁束を複数の方位から形成できて、患部に
至る迄の磁束径路上の生体の前記ジュ−ル発熱を低減で
きるので更に好ましい。図３は上記方式を例示したもの
であって、８，8′は生体10の内部の特定位置を中心に
電磁石を往復回動させるための往復回転機構である。な
お、上記配向方位の変化は、固定した電磁石３に対して
生体10を回動させて行わせてもよい。なお、上記空心コ
イル、又は、電磁石の巻線には、電源装置２から直接通
電を行ってもよいが、図１に例示したように変成器（ト
ランス）７を介して通電を行ってもよい。又、上記通電
は50〜400kHzの交番周波数によって行うことが望まし
い。これは、前記感磁発熱体中の微粒子が、50kHz未満
では発熱が不足し、一方、400kHzを超える周波数につい
ては電源装置が高価となるからである。
【００１８】
【実施例】図８の実験装置を用いて本発明装置による加
熱態様のモデル実験を行い、本発明装置の作用効果を検
証した。図８において、11は試験管，12は感磁発熱体配
合ゲル，13はビーカー，14は生理的食塩水，15は誘導加
熱用のコイルである。又、熱電対（図示せず）により、
Ａ部，Ｂ部の温度測定が行える。
熱態様のモデル実験を行い、本発明装置の作用効果を検
証した。図８において、11は試験管，12は感磁発熱体配
合ゲル，13はビーカー，14は生理的食塩水，15は誘導加
熱用のコイルである。又、熱電対（図示せず）により、
Ａ部，Ｂ部の温度測定が行える。
【００１９】＜実験条件＞ ・Ｄ＝60mm，ｄ＝12mm（いずれも内径），ｈ＝20mm，Ｌ
＝18mm ・感磁発熱体配合ゲル：生理的食塩水に平均粒径30nmの
略球状の鉄系酸化物（Fe3O4ないしはMgFe2O4）を40g/
l，寒天を30g/l 配合し、鉄系酸化物の分散状態を維持
しながらゲル化。 ・鉄系酸化物微粒子の磁気特性： 保 磁 力：≒30 Oe 比透磁率：≒ 50（比較例） ≒ 100（本発明例） ≒2000（本発明例） ・コイル：内径70mm，上下幅70mm，通電：120kHz，５kW
（max）
＝18mm ・感磁発熱体配合ゲル：生理的食塩水に平均粒径30nmの
略球状の鉄系酸化物（Fe3O4ないしはMgFe2O4）を40g/
l，寒天を30g/l 配合し、鉄系酸化物の分散状態を維持
しながらゲル化。 ・鉄系酸化物微粒子の磁気特性： 保 磁 力：≒30 Oe 比透磁率：≒ 50（比較例） ≒ 100（本発明例） ≒2000（本発明例） ・コイル：内径70mm，上下幅70mm，通電：120kHz，５kW
（max）
【００２０】＜実験方法＞上記実験装置を37℃恒温室内
に設営し、18hr放置して均熱化させた後、通電を開始し
て、Ａ部及びＢ部の温度上昇を測定した。なお、ビーカ
ー内の液の撹拌及び外界からの断熱は特に行っていない
ので、37℃外気放冷状態での実験となっている。通電
は、Ａ部の温度が42.5℃になるように通電をＰＩＤ制御
しながら15min行なった。
に設営し、18hr放置して均熱化させた後、通電を開始し
て、Ａ部及びＢ部の温度上昇を測定した。なお、ビーカ
ー内の液の撹拌及び外界からの断熱は特に行っていない
ので、37℃外気放冷状態での実験となっている。通電
は、Ａ部の温度が42.5℃になるように通電をＰＩＤ制御
しながら15min行なった。
【００２１】＜実験結果＞
【００２２】
【表１】
【００２３】表１の結果に見る通り、患部に見立てたＡ
部を15min間加熱している間に、正常部に見立てたＢ部
の昇温は、配合した鉄系酸化物微粒子の比透磁率が100
以上であると40℃を超えなかった。実際の生体内部で
は、正常部は健常な血流の下で上記実験よりはよく冷却
される。即ち、微粒子の比透磁率を100以上に選定した
本発明装置によれば、１回当りの加熱時間を15min程度
に留めるという条件下で、正常部を40℃超に昇温させる
ことなく患部を42.5℃以上に加熱できるという目処が、
先ずは得られたことになる。即ち、上記目処を基に、加
熱時間の最適化、あるいは、間欠的な繰返し加熱といっ
た方案の検討を経て局部温熱療法の実用化が可能となる
ものである。
部を15min間加熱している間に、正常部に見立てたＢ部
の昇温は、配合した鉄系酸化物微粒子の比透磁率が100
以上であると40℃を超えなかった。実際の生体内部で
は、正常部は健常な血流の下で上記実験よりはよく冷却
される。即ち、微粒子の比透磁率を100以上に選定した
本発明装置によれば、１回当りの加熱時間を15min程度
に留めるという条件下で、正常部を40℃超に昇温させる
ことなく患部を42.5℃以上に加熱できるという目処が、
先ずは得られたことになる。即ち、上記目処を基に、加
熱時間の最適化、あるいは、間欠的な繰返し加熱といっ
た方案の検討を経て局部温熱療法の実用化が可能となる
ものである。
【００２４】
【発明の効果】本発明装置は、上述のように、生体内部
に配置すべき、比透磁率を高位に限定した鉄系酸化物の
微粒子を主成分とする感磁発熱体と、生体を通る磁束を
形成することのできる交番磁界発生装置とを有する構成
により、生体内の局部を集中的に加熱できる手段を提供
したものである。本発明装置は、又、上記微粒子に患部
等への選択的な集積性を付与しておくことによって、患
部等に正確に適中した局部加熱を可能とした。癌の治療
手段として、患部を局部的に加熱して癌細胞を壊死させ
る局部温熱療法（ハイパーサーミア法）が、副作用を回
避しやすいという本質的な利点を有することから、昨今
益々注目されている。しかしながら、生体内の局部を集
中的に加熱する手段そのものを欠いており、かかる手段
の提供が切望されていた。本発明装置の提供により、生
体内局部の集中的な加熱を、しかも患部に適中させて行
えるようになったことは、上記局部温熱療法の実用性を
顕著に高めるものであり、医療に対する貢献は絶大であ
る。
に配置すべき、比透磁率を高位に限定した鉄系酸化物の
微粒子を主成分とする感磁発熱体と、生体を通る磁束を
形成することのできる交番磁界発生装置とを有する構成
により、生体内の局部を集中的に加熱できる手段を提供
したものである。本発明装置は、又、上記微粒子に患部
等への選択的な集積性を付与しておくことによって、患
部等に正確に適中した局部加熱を可能とした。癌の治療
手段として、患部を局部的に加熱して癌細胞を壊死させ
る局部温熱療法（ハイパーサーミア法）が、副作用を回
避しやすいという本質的な利点を有することから、昨今
益々注目されている。しかしながら、生体内の局部を集
中的に加熱する手段そのものを欠いており、かかる手段
の提供が切望されていた。本発明装置の提供により、生
体内局部の集中的な加熱を、しかも患部に適中させて行
えるようになったことは、上記局部温熱療法の実用性を
顕著に高めるものであり、医療に対する貢献は絶大であ
る。
【図１】本発明加熱装置の一例の概念図。
【図２】本発明加熱装置の他の例の概念図。
【図３】本発明加熱装置の別例の概念図。
【図４】比透磁率100以上の微粒子を配合した感磁発熱
体と交番磁界発生装置を用いた生体内奥部の加熱におけ
る磁束の形成を示す模式図。
体と交番磁界発生装置を用いた生体内奥部の加熱におけ
る磁束の形成を示す模式図。
【図５】図４の加熱における昇温分布を示す温度線図。
【図６】比透磁率100末端の微粒子を配合した感磁発熱
体と交番磁界発生装置を用いた生体内奥部の加熱におけ
る磁束の形成を示す模式図。
体と交番磁界発生装置を用いた生体内奥部の加熱におけ
る磁束の形成を示す模式図。
【図７】図６の加熱における昇温分布を示す温度線図。
【図８】本発明加熱装置の加熱態様を検証するための実
験装置の説明図。
験装置の説明図。
Ｈ 交番磁界発生装置 １ コイル ２ 電源装置 ３ 電磁石 ４ コア ５，5′ 磁極対 ６ 巻線 10 生体 Ｓ 感磁発熱体
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年９月２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小 林 猛 愛知県名古屋市千種区不老町（番地なし) 名古屋大学工学部内 (72)発明者 本 多 裕 之 愛知県名古屋市千種区不老町（番地なし) 名古屋大学工学部内 (72)発明者 新 海 政 重 愛知県名古屋市千種区不老町（番地なし) 名古屋大学工学部内 (72)発明者 吉 田 純 愛知県名古屋市昭和区鶴舞町65 名古屋大 学医学部内 (72)発明者 若 林 俊 彦 愛知県名古屋市昭和区鶴舞町65 名古屋大 学医学部内 (72)発明者 矢 頭 稔 神奈川県川崎市川崎区殿町２−17−８ 第 一高周波工業株式会社技術部内 (72)発明者 平 山 鋼 太 郎 神奈川県川崎市川崎区殿町２−17−８ 第 一高周波工業株式会社技術部内
Claims (11)
- 【請求項１】 生体内部に配置されるべき、比透磁率が
100〜2000の鉄系酸化物の微粒子を主成分とする感磁発
熱体と、生体外部に配置して生体内部を通る磁束を形成
することのできる交番磁界発生装置とを備えた生体内部
加熱装置。 - 【請求項２】 前記微粒子の平均粒径が10〜100nmであ
る請求項１に記載の生体内部加熱装置。 - 【請求項３】 前記微粒子の保磁力が10〜200 Oeである
請求項１に記載の生体内部加熱装置。 - 【請求項４】 前記微粒子を、生体低害性助剤を用いて
ペースト状，ゼリー状、又は、顆粒状に集結させた請求
項１〜３のいずれかに記載の生体内部加熱装置。 - 【請求項５】 前記微粒子に生体内部の加熱すべき組織
への特異的な親和性を付与した請求項１〜４のいずれか
に記載の生体内部加熱装置。 - 【請求項６】 前記微粒子に生体内部の加熱すべき組織
への特異的な親和性及び正電荷発現性を付与した請求項
１〜４のいずれかに記載の生体内部加熱装置。 - 【請求項７】 前記交番磁界発生装置が、生体を囲んで
配置できるコイルから成る磁界出力部と、該コイルに交
流を通電するための電源装置とを有する請求項１〜６の
いずれかに記載の生体内部加熱装置。 - 【請求項８】 前記交番磁界発生装置が、生体を挟んで
配置できる磁極対から成る磁界出力部を備えた電磁石
と、該電磁石の巻線に交流を通電するための電源装置と
を有する請求項１〜６のいずれかに記載の生体内部加熱
装置。 - 【請求項９】 前記電磁石を、生体内部の特定の点又は
線を中心に相対的に回動可能として、前記生体内部を通
る磁束の方位を時系列的に変化させうるようにした請求
項８に記載の生体内部加熱装置。 - 【請求項10】 前記交番磁界発生装置の交番周波数が50
〜400kHzである請求項１〜９のいずれかに記載の生体内
部加熱装置。 - 【請求項11】 前記交番磁界発生装置に、前記微粒子の
保磁力の１〜20倍の強さの磁界を生体内部に形成する能
力を具備させた請求項１〜10のいずれかに記載の生体内
部加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22705897A JP3783811B2 (ja) | 1997-08-11 | 1997-08-11 | 生体内局部加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22705897A JP3783811B2 (ja) | 1997-08-11 | 1997-08-11 | 生体内局部加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1157031A true JPH1157031A (ja) | 1999-03-02 |
| JP3783811B2 JP3783811B2 (ja) | 2006-06-07 |
Family
ID=16854879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22705897A Expired - Fee Related JP3783811B2 (ja) | 1997-08-11 | 1997-08-11 | 生体内局部加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3783811B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001017611A1 (en) * | 1999-09-08 | 2001-03-15 | European Institute Of Science Ab | Device for therapeutic purposes on human tissue, for influencing injected magnetic particles with an alternating electro-magnetic gradient field |
| JP2007536016A (ja) * | 2004-05-07 | 2007-12-13 | サーム メッド エルエルシー | Ｒｆ誘導ハイパーサーミアのための機能強化されたシステムおよび方法 |
| JP2009502395A (ja) * | 2005-08-03 | 2009-01-29 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 磁気温熱療法のための超音波モニタリングおよびフィードバック |
| JP2016174991A (ja) * | 2015-03-18 | 2016-10-06 | 東京理化器械株式会社 | 遠心減圧濃縮装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2016187364A (ja) | 2013-09-20 | 2016-11-04 | 第一高周波工業株式会社 | 磁束照射装置 |
| JP6716591B2 (ja) | 2015-03-02 | 2020-07-01 | カイオ セラピー，エルエルシー | 交番磁界治療を提供するためのシステム及び方法 |
-
1997
- 1997-08-11 JP JP22705897A patent/JP3783811B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001017611A1 (en) * | 1999-09-08 | 2001-03-15 | European Institute Of Science Ab | Device for therapeutic purposes on human tissue, for influencing injected magnetic particles with an alternating electro-magnetic gradient field |
| US6739342B1 (en) | 1999-09-08 | 2004-05-25 | European Institute Of Science Ab | Device for therapeutic purposes on human tissue, for influencing injected magnetic particles with an alternating electro-magnetic gradient field |
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| JP2009502395A (ja) * | 2005-08-03 | 2009-01-29 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 磁気温熱療法のための超音波モニタリングおよびフィードバック |
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