JPS62152476A - Hyperthermia apparatus using liquid - Google Patents

Hyperthermia apparatus using liquid

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JPS62152476A
JPS62152476A JP29211185A JP29211185A JPS62152476A JP S62152476 A JPS62152476 A JP S62152476A JP 29211185 A JP29211185 A JP 29211185A JP 29211185 A JP29211185 A JP 29211185A JP S62152476 A JPS62152476 A JP S62152476A
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JP
Japan
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liquid
temperature
living body
matching layer
layer bag
Prior art date
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JP29211185A
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Japanese (ja)
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敬 佐藤
山形 又三
内藤 紘
和徳 射谷
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Hitachi Ltd
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Aloka Co Ltd
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は液体を用いたハイパーサーミア装置、特に生体
内の患部組織にマイクロ波を照射して生体内の加温を良
好に行うことのできる液体を用いたハイパーサーミア装
置。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a hyperthermia device using a liquid, particularly a liquid that can effectively heat the inside of a living body by irradiating microwaves to affected tissue within the living body. A hyperthermia device using

[従来の技術] 生体内の癌組織等の患部組織に高周波、特にマイクロ波
を照射して組織の温度を42〜45℃程度に加温し、こ
れを連続的あるいは間欠的に行なうことによって、患部
組織の治療を行なうハイパー丈−ミア装置が周知である
。このハイパーサーミア装置は、所定周波数域の交番電
界中に生体を冒くとこの生体がマイクロ波エネルギによ
り加熱されることを利用したものであり、このマイクロ
波エネルギによって患部組織の加温治療が非侵襲的に行
なわれている。
[Prior art] By irradiating high frequency waves, particularly microwaves, to affected tissue such as cancerous tissue in a living body to heat the tissue to a temperature of about 42 to 45°C, and performing this continuously or intermittently, Hyper-Mia devices are well known for treating affected tissue. This hyperthermia device utilizes the fact that when a living body is exposed to an alternating electric field in a predetermined frequency range, the living body is heated by microwave energy, and this microwave energy can be used to non-invasively heat the affected tissue. It is carried out according to

そして、癌組織は他の正常組織に仕べて血液の流れが悪
いことから冷pl効果が低く、生体内に所定周波数のマ
イクロ波を照射すれば正常組織を傷つけることなく癌組
織のみを選択的に加温しで冶ゆさせることができる。
Cancer tissues have poor blood flow compared to other normal tissues, so the cold PL effect is low, so irradiating microwaves at a predetermined frequency into a living body can selectively target only cancer tissues without damaging normal tissues. It can be cured by heating.

ところで、マイクロ波を生体内に照rA=Jる場合には
、インピーダンスマツチングをとるためアプリケータと
生体表面との間に整合層を設けており、アプリケータか
ら放射されたマイクロ波を生体内に効率良く作用させる
ことが行われている。
By the way, when irradiating microwaves into a living body, a matching layer is provided between the applicator and the surface of the living body to achieve impedance matching, and the microwaves emitted from the applicator are applied to the living body. efforts are being made to make it work efficiently.

[発明が解決しようとする問題点1 従来技術の問題点 しかしながら、従来では前記整合層自体が固体から形成
されており、固体の整合層では生体表面との密着が悪い
ため加温むらができ、生体表面の均一な加温ができない
という問題があった。
[Problem to be Solved by the Invention 1 Problems with the Prior Art However, in the past, the matching layer itself was formed from a solid, and solid matching layers have poor adhesion to the surface of the living body, resulting in uneven heating. There was a problem in that the surface of the living body could not be heated uniformly.

また、整合層が生体表面の保温作用を行うことによって
正常の生体表面を加熱してしまい、患部組織のみを効率
良く加温することができなかった。
Furthermore, the matching layer acts to insulate the surface of the living body, thereby heating the normal surface of the living body, making it impossible to efficiently heat only the affected tissue.

魚肛匹旦1 本発明は前記従来の問題点に鑑みなされたものであり、
その目的は、整合層に冷却効果を持たせ生体表面の温度
を調整できる液体を用いたハイパーサーミア装置を提供
することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems.
The purpose is to provide a hyperthermia device using a liquid that has a cooling effect on the matching layer and can adjust the temperature of the surface of the living body.

[問題点を解決するための手段] 前記目的を達成するために、本発明は、従来の固体物質
から成る整合層の代わりに液体を用いてインピーダンス
マッヂングを行う整合層バッグを形成し、温度センナ装
置と循環装置とを設(プたことを特徴とJる。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention forms a matching layer bag that performs impedance matching using a liquid instead of a conventional matching layer made of a solid material, and It is characterized by having a senna device and a circulation device installed.

そして、この温度センサ装置は液体の温度を検出し、循
環装置は温度センナ装置出力に基づいて4度を一定に保
つため液体を整合層バッグ内に循環さぼる。
The temperature sensor device then detects the temperature of the liquid, and the circulation device circulates the liquid into the matching layer bag to maintain a constant 4 degrees based on the output of the temperature sensor device.

整合層の物質を選ぶ場合、例えば、整合層の比誘電率ε
が の関係から求められる。従って、マイクロ波(2゜45
0MHz >の場合、空間が1.生体が47であるから
、整合層の比誘電率は7程度となり、液体では水が80
程度で使えないことから、本出願人はヒマシ油、シリコ
ンオイル又はこれと同等のものを整合層として使用する
ことを提案するものである。
When choosing a material for the matching layer, for example, the dielectric constant ε of the matching layer
is required from the relationship between Therefore, microwave (2°45
0MHz>, if the space is 1. Since the dielectric constant of a living body is 47, the relative dielectric constant of the matching layer is about 7, and the dielectric constant of water is 80 as a liquid.
As such, the applicant proposes to use castor oil, silicone oil or the like as a matching layer.

[作用] 以上の構成によれば、生体に向【プで照射されたマイク
ロ波は整合層バッグと生体内を加温するが、この時整合
層バッグ内の液体の温度が常に検出されており、この温
度が所定温度になるように液体が循環装置にて循環され
る。
[Function] According to the above configuration, the microwave irradiated toward the living body heats the matching layer bag and the inside of the living body, but at this time, the temperature of the liquid in the matching layer bag is constantly detected. The liquid is circulated in a circulation device so that this temperature becomes a predetermined temperature.

従って、生体表面の温度が上がっても整合層バッグによ
って冷u1することができ、生体表面を所望の温度に保
つことができる。
Therefore, even if the temperature of the living body surface increases, it can be cooled down by the matching layer bag, and the living body surface can be maintained at a desired temperature.

[実施例1 以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する。[Example 1 Preferred embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図には、ハイパーサーミア装置が示されており、マ
イクロ波を照射するアプリケータ10と生体12との間
には整合層バッグ14が生体表面に密着して設けられて
いる。
FIG. 1 shows a hyperthermia device, in which a matching layer bag 14 is provided between an applicator 10 that irradiates microwaves and a living body 12 in close contact with the surface of the living body.

そして、前記整合層バッグ14には温度センサ16と循
環デユープ18が取りイ1けられ、この循11デユープ
18には恒温槽20及び循環ポンプ22が設けられてい
る。また温度センサ16には温度計24が接続され、こ
の温度8124の出力は恒温槽20に供給されている。
A temperature sensor 16 and a circulation duplex 18 are installed in the matching layer bag 14, and a constant temperature bath 20 and a circulation pump 22 are provided in the circulation duplex 18. Further, a thermometer 24 is connected to the temperature sensor 16, and the output of this temperature 8124 is supplied to the constant temperature oven 20.

実施例では、液体としてヒマシ油を用いており、整合層
バッグ14内のヒマシ油の厚さを15mmとすると、実
験によれば15〜20mmの厚さが最も加温効率の良い
厚さであることが確められた。
In the example, castor oil is used as the liquid, and assuming that the thickness of the castor oil in the matching layer bag 14 is 15 mm, experiments have shown that a thickness of 15 to 20 mm is the most efficient for heating. This was confirmed.

すなわち、第2図に示されるように、筋肉と等価のファ
ントム26の上にヒマシ油28を配置して、アプリケー
タ10をファントム26から15cm離して配置する。
That is, as shown in FIG. 2, castor oil 28 is placed on a phantom 26 equivalent to a muscle, and the applicator 10 is placed 15 cm away from the phantom 26.

そして、ファントム26には深さ方向へ5mm毎に30
IR111まで熱電対30を配置して2.450MHz
のマイクロ波を照射する。この場合、ヒマシ油28の厚
さを5+ntiに増やして行き、その都度、ファントム
2G内の各測定点で加温前後の温度を測定する。なお、
マイクロ波照射時間を20秒とする。
Then, in the phantom 26, 30
2.450MHz by placing 30 thermocouples up to IR111
irradiate with microwave. In this case, the thickness of the castor oil 28 is increased to 5+nti, and each time, the temperature before and after heating is measured at each measurement point in the phantom 2G. In addition,
The microwave irradiation time is set to 20 seconds.

このようにして得られた実験結果は次のようにして評価
する。
The experimental results obtained in this way are evaluated as follows.

イ、加温前後の各点での湿度差をその点の深さでの上昇
温度とする。
B. Let the humidity difference at each point before and after heating be the temperature increase at the depth of that point.

口、深さと上界温度Tとの関係を次式の指数関数でフィ
ッティング1”る。
The relationship between the depth and the upper limit temperature T is fitted using the following exponential function.

上界温度T=To−exp[−α×(深さ月従って、図
からTo、αを求めることができる。
Upper limit temperature T=To-exp[-α×(depth) Therefore, To and α can be determined from the figure.

ハ、照射時のマイクロ波出力をPOとし、加温効率を次
式で評価する。
C. Let PO be the microwave output during irradiation, and evaluate the heating efficiency using the following formula.

加温効率−1/Pof To−e−(xldzこのよう
な評価方式に従って求められた加湿効率のヒマシ油層の
厚さに対づる変化は、第3図に示されており、ヒマシ油
28の厚さが15〜20mmのときに最大効率となった
Heating efficiency-1/Pof To-e-(xldzThe change in humidification efficiency determined according to this evaluation method with respect to the thickness of the castor oil layer is shown in FIG. Maximum efficiency was achieved when the height was 15 to 20 mm.

本発明は以上の構成から成り、以下にその作用を説明す
る。
The present invention has the above configuration, and its operation will be explained below.

まず、アプリケータ10からマイクロ波が整合層バッグ
14を介して生体12内に照射され、患部組織を加温す
るが、患部組織が温められると同時に生体表面及び整合
層バッグも温められる。
First, microwaves are irradiated from the applicator 10 into the living body 12 via the matching layer bag 14 to warm the affected tissue, and at the same time as the affected tissue is warmed, the surface of the living body and the matching layer bag are also warmed.

この場合、ヒマシ油は循環装置22により整合層バッグ
14内を循環しておりヒマシ油の温度は所定の温度に維
持される。従って、マイクロ波により加温されるのにも
かかわらず、生体表面の温度を所定の温度に保つことが
できる。
In this case, the castor oil is circulated within the matching layer bag 14 by the circulation device 22, and the temperature of the castor oil is maintained at a predetermined temperature. Therefore, the temperature of the surface of the living body can be maintained at a predetermined temperature despite being heated by microwaves.

この結果、整合層の過加熱を防止して生体表面の温度を
自由に制御fIIすることができ、良好な加温治療を行
うことができる。すなわち、患部組織は42℃〜45℃
に加温されれば壊死化して冶ゆするが、正常組織はなる
べく低い温度に保ったほうが良く、また生体表面の正常
組織の温度を正常温度に維持することにより、患者に苦
痛等を与えることもなくなる。
As a result, overheating of the matching layer can be prevented and the temperature of the surface of the living body can be freely controlled fII, making it possible to perform good heating treatment. In other words, the temperature of the affected tissue is 42°C to 45°C.
If heated to a certain temperature, it will become necrotic and heal, but it is better to keep normal tissue at a temperature as low as possible, and maintaining the temperature of normal tissue on the surface of a living body at a normal temperature will avoid causing pain to the patient. It also disappears.

なお、実施例は整合層としてヒマシ油を用いているが、
シリコン油やこれらと同等のインピーダンスを有する液
体を適用することができる。
In addition, although castor oil is used as the matching layer in the example,
Silicone oil or a liquid having an impedance equivalent to these can be applied.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、液体を用いて整
合層バッグを形成し、かつこの液体を循環させるように
したので、生体表面を冷却してその温度をコントロール
することができ、良好な加温治療を行なうことが可能に
なる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, a matching layer bag is formed using a liquid and this liquid is circulated, so that the surface of a living body is cooled and its temperature is controlled. This makes it possible to perform good heating treatment.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明の液体を用いたハイパーサーミア装置
の実施例を示す説明図、 第2図は、ヒマシ油を用いた実験方法を示す説明図、 第3図は、第2図の実験結果を示すグラフ図である。 10 ・・・ アプリケータ 12 ・・・ 生体 14 ・・・ 整合層バッグ 16 ・・・ 温度センナ 22 ・・・ 循環ポンプ
Figure 1 is an explanatory diagram showing an example of the hyperthermia device using the liquid of the present invention, Figure 2 is an explanatory diagram showing an experimental method using castor oil, and Figure 3 is the experimental result of Figure 2. FIG. 10... Applicator 12... Living body 14... Matching layer bag 16... Temperature sensor 22... Circulation pump

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)マイクロ波を照射して生体内を加温するハイパー
サーミア装置において、液体を用いてインピーダンスマ
ッチングを行なう整合層バッグと、前記液体の温度を検
出する温度センサ装置と、この温度センサ装置出力に基
づいて液体をその温度が一定に保たれるように整合層バ
ッグ内に循環させる循環装置と、を設けたことを特徴と
する液体を用いたハイパーサーミア装置。
(1) A hyperthermia device that heats the inside of a living body by irradiating microwaves includes a matching layer bag that performs impedance matching using a liquid, a temperature sensor device that detects the temperature of the liquid, and an output of this temperature sensor device. 1. A hyperthermia device using a liquid, comprising: a circulation device that circulates the liquid within a matching layer bag so that the temperature of the liquid is kept constant.
(2)特許請求の範囲(1)記載の装置において、前記
液体としてヒマシ油を用い、整合層バッグ内のヒマシ油
の厚さを15〜20mmにしたことを特徴とするヒマシ
油を用いたハイパーサーミア装置。
(2) The apparatus according to claim (1), wherein castor oil is used as the liquid, and the thickness of the castor oil in the matching layer bag is 15 to 20 mm. Device.
JP29211185A 1985-12-26 1985-12-26 Hyperthermia apparatus using liquid Granted JPS62152476A (en)

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JPH0123143B2 JPH0123143B2 (en) 1989-05-01

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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