JPS58124460A

JPS58124460A - 加温治療用マイクロ波放射器

Info

Publication number: JPS58124460A
Application number: JP605882A
Authority: JP
Inventors: 内藤　紘; 三浦　梅太郎
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1982-01-20
Filing date: 1982-01-20
Publication date: 1983-07-25
Also published as: JPS627868B2

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】本発明は加温治療用マイクロ波放射器、特に生体内部の
温度をマイクロ波による誘電損失を利用してＥ昇させる
マイクロ波放射器に関する。

癌等の悪性腫瘍は４３〜４５°Ｃで一定時間加温すると
、癌細胞が死Ｃしたり、他の治療法がより効果的となる
ことが知られている。

このため、生体内部における患部を加温する装置として
、マイクロ波放射器が提案されている。

このマイクロ波放射器は、生体内部の患部に向はマイク
ロ波を放射し、生体内に引き起こされる誘電損失を利用
して患部を加温するものである。ところが、マイクロ波
は１つの伝搬媒体から他の伝搬媒体に伝搬する場合、両
媒体の誘電率が異なると、その界面で反射されてしまう
。上記マイクロ波放射器から生体内へマイクロ波を放射
する場合にも、マイクロ波は一度空気中に放射され、空
気中から生体内へ入射されるので、両者の誘電率の差（
空気の誘電率≧１１１００誘電率＝４０〜７０）によっ
て、その界面でマイクロ波の反射が生じ、マイクロ波の
エネルギが効率よく生体内へ伝搬されないという問題が
ある。

本発明はこのような課題に鑑みなされたもので、その目
的はマイクロ波のエネルギを効率よく生体内へ入射する
ことの可能な加温治療用マイクロ波放射器を提供するこ
とにある。

上記［１的を達成するため、本発明はｍ個端面が短絡さ
れ他側端面が開口された導体外筒と、この外筒の内方に
突出し上記短絡面と絶縁した状態でこの短絡面に取り付
けられ同軸ケーブルと接続された中心導体と、Ｅ配性筒
の内部において一端をＦ船中心導体に支持固定され他端
を上記外筒の開［１部に対向させたロッドと、このロッ
ドに一端が支持され開口された他端をＥ配性筒の開口部
側に位置させＦ′、記ロッドとの支持位置を調整するこ
とにより１−配性筒内での位置調整を行う筒状アンテナ
と、を備えたことを特徴とする。

次に本発明の好適な実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明のマイクロ波放射器の一実施例を示す側
断面図である。図において、１０はほぼ円筒形状に形成
され、−側端面が短絡され他側端面が開口された導体外
筒であり、その短絡面１２には同軸ケーブル用コネクタ
１４が取り付けられている。このコネクタ１４はシャー
シ１４ａが同軸ケーブル１５のシールド線と接続され、
中心導体１４ｂがケーブル１５の心線と接続されている
。

このコネクタ１４の短絡面１２への取付けは、短絡面１
２の中央に中心導体挿入孔１２ａを設け、この挿入孔１
２ａから外筒１０の内部へ中心導体１４ｂを挿入し、シ
ャーシ１４ａを短絡面１２に固定することにより行われ
ている。ここにおいて、シャーシ１４ａと短絡面１２と
は電気的に接続されることになる。このように、外筒ｌ
Ｏに取り付けられたコネクタ１４の中心導体１４ｂには
、外筒１０の中心軸ｘ　−ｘ’と一致して位置する導電
性のロッド１６の一端が支持固定されている。このロッ
ド１６の外周には、ねじが形成されており、円筒形状に
形成された筒状アンテナ１８が支持固定されている。こ
のアンテナ１８のロッド１６への取付けは、アンテナ１
８の一端中央にねじ穴を設け、アンテナ１８の開口され
た他端を外筒１０の開口部１０ａ側に位置させ、上記ね
じ穴とロッド１６のねじとを螺合することにより行われ
る。

ここにおいて、ロッド１６は外筒１０の中心軸Ｘ−Ｘ’
）−に位置するため、アンテナ１８の中心軸も外筒１０
の中心軸ｘ−ｘ’と一致する。また外筒１０の内周面に
は一定間隔をおいて一対のアンテナ支持枠２０が取り付
けられ、アンテナ１８の外周面を軸方向へ移動自在に支
持している。これにより、アンテナ１８の中心軸が自重
により外筒１０の中心軸Ｘ−マから下方に位置ずれする
ことが防止される。■−記アンテナ支持枠２０は、アン
テナ１８と外筒ｌＯとの絶縁を保つためテフロン等の絶
縁部材を用いて形成されている。また外筒１ｏの短絡面
１２とアンテナ１８の開口部１８ａとの距離をＬとする
と、外筒１０内におけるアンテナ１８の位［’調整は、
アンテナ１８を同動操作しアンテナ１８とロッド１６と
の螺合位置を調整し、−Ｆ記距離りを任意の値に設定す
ることにより行われる。

２２は外筒ｌＯの開口部１０ａに着脱される絶縁性カバ
ーであり、本実施例においては、テフロン製のものを用
いている。

なお各部材の材料および規格は、２，４５０ＭＨ２付近
の周波数を有するマイクロ波を発生させる本実施例にお
いては、次のように形成されている。

外筒１０には黄銅管が用いられ、その寸法は全長１５０
　ｍｍ、直径４０ｍｍφに形成されている。またロッド
１６、アンテナ１８にも黄銅が用いられ、ロッド１６は
全長４０ｍｍに形成され、アンテナ１８は外径２０ｍｍ
φ、全長１０５ｍｍφに形成されている。またコネクタ
１４にはＮ型のものが用いられている。

次に本発明の作用につき説明する。

まず本発明のマイクロ波放射器を用い、生体等の負荷を
加温する場合を考える。この場合においては、第２図に
示すように、マイクロ波放射器を負荷２４に密着させ、
同軸ケーブル１５からの給電によ抄アンテナ１８に２，
４５０ＭＨｚ付近の周波数をもつマイクロ波を発生させ
る。このマイクロ波は外筒１０の開口部１０ａからカバ
ー２２を介して負荷２４内に向は放射され、この負荷２
４の内部を誘電加熱する。ここにおいて、生体を負荷と
し、生体内の患部に向はマイクロ波を放射すると、前述
したように、患部は誘電加熱されることとなり、患部に
存する癌細胞等の治療に非常に効果をＬげることができ
る。

従来のマイクロ波放射器においては、上述した生体内へ
のマイクロ波の放射に際し、マイクロ波放射器と生体と
の界面でマイクロ波の反射が生じ、生体内へマイクロ波
エネルギが効率よく入射されない欠点があった。しかし
、本発明のマイクロ波放射器にあっては、外筒１０内の
アンテナ１８位置を調整し、外筒１０の短絡面１２とア
ンテナ１８の開口部１８ａとの距離（を調整することに
より、マイクロ波放射器と生体とのマツチングを良好に
と９、その界面に生ずる反射を十分に抑制し、生整でき
ることが実験により確認されている。上記距離りの調整
は、外筒１０からカバー２２を取り外し、アンテナ１８
を回動操作することにより、簡単に行うことができる。

例えば、第３図は負荷２４として生体の誘電率に近い水
を含んだ濡れ布を用い、外筒ｌＯ内におけるアンテナ１
８の位置、つまり距１ｌｌＩＬを変化させた場合に、負
荷２４の温度上昇と、マイクロ波放射器から負荷２４に
向けて放射されるマイクロ波の電圧定在波比（以１−Ｖ
ＳＶＶＲと記す）とを測定した実験結果を示したグラフ
である。なお外筒１０の開口部１０ａと負荷２４との空
隙距離Ｘは、テフロンカバー２２の厚さにより１ｍｍに
設定され、アンテナ１８からの出力は２２Ｗに設定され
ている。この実験稙果からは、アンテナ１８の位置をＬ
二１２２．５ｍｒｒｄこ設定したとき、マイクロ波のＶ
ＳＷＲは１．１と最良なｆ直となり、マイクロ波は負荷
２４に効果的に入射され、負荷２４の温度上昇も最大と
なることが理解される。

また外筒１０の開口部１０ａと負荷２４との空隙距離Ｘ
を変化させた場合に、マイクロ波放射器から負荷２４に
向けて放射されるマイクロ波の、ＶＳＷＲを測定した実
験結果は、第４図に示されている。本実験において、負
荷２４として豚肉を用いた実験結果は第４図中（（支）
で示され、負荷２４として濡れ布を用いた実験結果は第
４図中（ｌ：１で示されている。この実験結果から、豚
肉は空隙距離Ｘを３．５　ｍｍに設定したときに最も良
好なＶＳＷＲの値１．　ｔを得ることができ、濡れ布は
空隙距離Ｘを１．０ｍｍに設定したときに最も良好なＶ
ＳＷＲの値１．１を得ることが理解される。なお本実験
においては、空隙距離Ｘの調整はテフロンカバー２２の
厚さを変えることにより行われ、外筒１０内におけるア
ンテナ１８の位置はＬ：１２２．５ｍｍに設定されてい
る。

また以ヒの実験結果より、最良のＶＳＷＲを得たアンテ
ナ位１？ｆｆ１Ｌ＝１２２．５ｍｍ、空隙距離Ｘ：３．
５ｍｍにマイクロ波放射器を調整し、人の手、濡れ布、
清水、空気をそれぞれ負荷２４とした場合に得られるマ
イクロ波のＶＳＷＲの測定結果を第１表に示す。なおア
ンテナ出力は２２Ｗに設定されている。

第　　　１　　　表この第１表からも明らかなように、本発明のマイクロ波
放射器から生体、例えば人の手にマイクロ波を放射した
場合、そのＶ　Ｓ　ＶＶＲは１．０２と極めて良好な値
となり、マイクロ波放射器と生体との界面におけるマイ
クロ波の反射を十分に抑制し、生体内にマイクロ波エネ
ルギを効撃的に入射できることが理解される。

また前記各実験は外筒１０の直径を４９ｍｍφとして行
われている。しかし、本発明のマイクロ波放射器は、マ
イクロ波を放射する生体の患部而積に合わせて外筒１０
の直径を変える必要がある。

そこで、外筒１０の直径を５５ｍｍφとし、アンテナ位
置をＬ＝　１２５．５ｍｍ　に設定し、負荷２４として
濡れ布を用いてマイクロ波のＶＳＷＲを測定すると、こ
のとき得られたＶＳＷＲも１．１〜１．２と極めて良好
な値であることが確認された。従って、本発明のマイク
ロ波放射器は、患部の面積に応じて外筒１０の径を変え
ても、生体内へ効率よ（マイクロ波を入射できることが
理解される。

なお本実；施例においては、アンテナ１８として円筒形
状のものを用いたが、第５図に示すような円錐形状をし
たアンテナ１８を用いても、はぼ同様な効果を得ること
ができる。

以りのように、本発明によれば、導体外筒内において支
持固定される円筒アンテナの位置を調整することにより
、生体に向けて放射されるマイクロ波の反射を抑制し、
生体内にマイクロ波エネルギを極めて効果的に入射する
ことができ、癌等の悪性腫瘍の治療に有効なマイクロ波
放射器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

８１図は本発明の加温治療用マイクロ波放角・ｉ器の一
実施例を示す側断面図、第２図（１その（ｌｉ用１大態
の説明図、第３図および第４１″；１１１まその特性１
望、第５図は本発明の一部に用１／）られる円筒アンテ
ナの他の実施例を示す説明図である。各図中同一部材には同一符号を（律し、１０１１導体外
筒、１０ａは開口部、１２ｉ−ｉ短絡面、１４ｂは中心
導体、１５は同軸ケーブル、１６１１０′ノド、１８は
筒状アンテナ、２２はカッ（−１ｘ−ｘ＋嘘外筒の中心
軸である。出願人　アロカ株式会社

Claims

【特許請求の範囲】（１）−側端面が短絡され他側端面が開口された導体外
筒と、この外筒の内方に突出し上記短絡面と絶縁した状
態でこの短絡面に取り付けられ同軸ケーブルと接続され
た中心導体と、−ｈ船外筒の内部において一端を、Ｌ船
中心導体に支持固定され他端をＬ船外筒の開口部に対向
させたロッドと、このロッドに一端が支持され開口され
た他端を上記外筒の開口部側に位置させＬ記ロンドとの
支持位置を調整することによりｈｔ外筒内での位置調整
を行う筒状アンテナと、を備えたことを特徴とする加温
治療用マイクロ波放射器。（２、特許請求の範囲α）記載のマイクロ波放射器にお
いて、外筒の開口部に着脱自在なテフロン製カバーを設
けたことを特徴とする加温治療用マイクロ波放射器。（３）特許請求の範囲（１）、＠）のいずれかに記載の
マイクロ波放射器において、外筒を円筒形状に形成し、
筒状アンテナを１−船外筒より径小の円筒形状に形成シ
、外筒の中心軸にアンテナの中心軸を一致させたことを
特徴とする加温治療用マイクロ波放射器。