JPS63220882A - 電磁波加温装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、悪性腫瘍などの治療に用いる医療用電磁波加
温装置に関し、特に、生体の体腔内へ挿入するアプリケ
ータを備えた電磁波加温装置の改良に関する。

［従来の技術］ 最近では、ガン等の悪性腫瘍の治療法の一つとして治療
部位に電磁波を照射して加温する方法（ハイパーサミア
）が用いられている。治療部位への電磁波の照射方法と
しては、治療部組織に対し電磁波照射部を直接突き刺す
ようなアプリケータを使用する方法や、生体の体腔に比
較的近い治療部位（例えば子宮ガン、食道ガンなど）の
場合には、体腔ヘアプリケータを挿入して電磁波を放射
する方法が知られている。この体腔挿入型アプリケータ
は電磁波発生器から供給される加温用電磁波を放射する
アンテナ部を有している。

従来、この種の電磁波加温？Ｃ置は、第３図に示子如く
、線状アンテナ部ｌの基端を給電点（励振点）　ｌａと
し、これを電磁波発生器２に給ｉｆｔ線（図示せず）を
介して接続して、給電点１ａに対しては一般的に第１共
振周波数の電磁波が供給されるものである。この線状ア
ンテナ１にあっては、給電点１ａを波腹値とし、線状ア
ンテナ部ｌの終端１ｂを節点値とする正弦的な電流分布
を有しており、終端１ａに向って急激に減衰し終端１ｂ
では軍となるパワーパターンとなるので、終端１ｂ近傍
部における生体組織に対しては殆ど加温されず、アンテ
ナ長の長さに比し均一な加温が期待できない。

かかる問題点を解決するものとして１本件出願人の開示
に係る特開昭８０−２４８７７２号のマイクロ波加温装
置がある。この装置は、第４図（Ａ）に示す如く、ヘリ
カル状モノポール型アンテナ３を用いると共に、基端の
給電点３ａには第ｎ法の高次共振周波数の電磁波を以っ
て励振させるものであり、給電点３ａは電流波腹値とな
り、終端３ｂに向って漸減するものの多数の凹凸を有す
る電流分布を呈し、第３図に示すものと比較すると、終
端３ｂの近傍部にわいても加温に適する放射電力分布が
得られると期待された。

［解決すべき問題点］ しかしながら、第４図（Ａ）に示す電磁波加温装置によ
れば、次の問題点がある。

■ヘリカル状モノポール型アンテナ３を高次共振周波数
の電磁波で励振させることにより、給電点３ａから終端
３ｂに亘って多数の凹凸状の電流分布状態を形成しても
、給電点３ａ付近の半凸状の波腹部分°の電流振幅値が
依然として最大で、終端３ｂの凸状部分３ｂの電流振幅
値が最小となり、このような電流分布にあっては、特に
治療部位の寸法が大きい場合には、給電点３ａ付近に対
して局部的な加温を惹起し、生体の体腔内へ挿入すべき
アプリケータとしては不都合で、なおも広範囲且つ均一
な加温が実現されていない。

■一般に、電磁波発生器から電磁波を伝送する給電線と
しては不平衡系線路の同軸形給電線が使用されているが
、モノポール型アンテナであるから、給電点３ａ近傍部
においては、第４図（Ｂ）に示す如く、同軸形給電線４
の外側導体４ａの終端を入／４波長の長さのスリーブ状
チ、−り５に接続して整合を図ることを余儀なくされる
が、このチョーク５はアンテナの一部としても機能し、
電磁波放射を行なうので、治療部位以外の生体組織に対
しても不必要な加温を行ない悪影響となる。

また、その分の電力損失を招く。

［発明の目的］ 本発明は、上記問題点を解決するものであり、その目的
は、アプリケータの終端近傍においては適度の加温とア
プリケータ基部近傍においては比較的低加温となり、そ
の中間においては均一な加温を奏するような按配で、全
体的に広範囲且つ均一な加温を実現でき、しかも電力損
失を砥減しうる電磁波加温装置を提供することにある。

［問題点の解決手段］ 上記問題点を解決するため、本発明に係る電磁波加温装
置の構成は、次の構成要件を有する。

■電磁波発生器から給電線を介し給電点に供給される高
次の共振周波数の加温用電磁波で励振するアンテナ部を
有し、生体の体腔内へ挿入すべきアプリケータがあるこ
と。

■アプリケータのアンテナ部はヘリカル状ダイポール型
構造のアンテナであること。

例えば、「ヘリカル状ダイポール型構造」には、そのう
ち給電点に対して片方のヘリカル状アンテナ部が給電線
の周囲に捲回形成されてなるものが含まれる。

［発明の作用］ かかる構成の電磁波加温装置にあっては、ヘリカル状ダ
イポール型アンテナに対しては中央給電が行なわれ、ア
ンテナ部全長に亘って多数の凹凸を有する電流分布が現
われることとなり、アンテナ部の両端部の電流振幅値は
中央給電点のそれに比し小さいが零ではなく、近傍に有
限値の凸状部分を有するので、基部近傍においては生体
組織に対して不必要又は過度な加温とならず、終端にお
いては適度の加温となり、しかも、ヘリカル状のモノポ
ール型構造におい−ｒＳｎ次の高次共振状態とした場合
に現われる電流振幅の凹凸数と同一の凹凸数は、ヘリカ
ル状のダイポール型構造においてはｎ　／　２次の高次
共振状態で実現できることになり、同一高次共振状態の
場合には、従来に比し、凹凸数は２倍密となるから、中
間においてはより均−且つ広範囲の加温を行なうことが
できることとなる。また、従来のようにアプリケータ基
部においてあえて整合装置を装着する必要がなくなり、
アプリケータ以外に整合装置を介在させて平衡給電線を
給電点に接続することができるので、基部における電界
の漏れがなくなり、生体に悪影響をもたらす不必要な電
磁波放射を抑制でき、併せて電力損失も低減できること
となる。

〔実施例〕

次に、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。

第１図は１本発明に係る電磁波加温装置の一実施例を示
す構成図である。

実施例の電磁波加温装置は、電磁波発生器１０゜同軸形
給電線１１．整合装置１２．平行２線式給電線１３及び
体腔内挿入型アプリケータ１４とで概略構成されている
。

電磁波発生器ｌＯは、加温用電磁波を発生するもので、
その周波数は約１００〜３０００ＭＨｚのマイクロ波望
域である。一般的に、不平衡給電線としての同軸形給電
線１１は電磁波発生器ｌＯに直接接続されているが、本
実施例ではその他端をバラン回路などの整合装ａ１＋２
に接続しである。整合装置１２は不平衡／平衡変換器で
、その出力側端子には平行２線式給電線１３が接続され
ている。平行２線式給電線１３は、導線１３ａ　、１３
ｂとこれらを被覆する絶縁性外被１３ｃとからなる平衡
給電線である。平行２線式給電線１３の先端側の所定長
部分は外被１３ｃが除去されており、導線１３ａ、１３
ｂを露出させてあり、この露出部分の導線１３ａ、１３
ｂを以って中央給電点Ｐを中心にして左右対称に夫々ヘ
リカル状アンテナ部１５ａ　、　１５ｂを有するヘリカ
ル状ダイポール型アンテナ構造１５が形成されている。

即ち、導体１３ａの先端部側をそのまま捲回せしめるこ
とにより、中央給電点Ｐから終端ｌｅａにかけて軸線直
線的なヘリカル状アンテナ部１５ａを構成しており、ま
た、導体１３ｂの先端部側を中央給電点Ｐから折返して
そのまま外被１３ｃの周囲に捲回せしめることにより、
ヘリカル状アンテナ部１５ａとは逆方向に終端１８ｂに
かけて軸線直線的なヘリカルアンテナ部１５ｂを構成し
ている。ヘリカル状アンテナ部１５ａ　、　１５ｂの捲
回方向は互いに逆向きであり、中央給電点Ｐに対して対
称構造とされ、これは放射特性の安定化に寄与している
９両ヘリカル状アンテナ部１５ａ　、　１５ｂは可撓性
を有する低損失誘電体材料（例えば、テフロン（商品名
）、ポリプロピレン等）から構成されたチューブ１７に
よって一体的に覆われており、アプリケータ１４自体も
両ヘリカル状アンテナ部１５ａ　、　１５ｂ及びチュー
ブ１７の可撓性の故に可撓性乃至弾性を有するものであ
る。

電磁波発生器１０からの電磁波は同軸形給電線１１、整
合装置＋２．及び平行２線式給電線１３を介して中央給
電点Ｐへ供給される。この電磁波は第２次、第３次、・
・・、第ｎ法の高次共振周波数であり、アプリケータ目
の適用する部位に応じて適宜可変できるものとされてい
る。

次に、上記実施例の作用効果を説明すると、アンテナ部
がヘリカル状であると共に、これが高次共振周波数の電
磁波で励振することから、７１を流分布は双方のヘリカ
ル状アンテナ部１５ａ、１５ｂの全長に亘って多数の凹
凸（ローブ）を有するものとなるが、加えてダイポール
型構造であることから、第２図に示す如く、中央給電点
Ｐを中心にして左右対称の電流分布を呈し、中央給電点
Ｐが最大（主極値）でヘリカル状アンテナ部１５ａの終
端ｔｅａ及びヘリカル状アンテナ部１５ｂの終端１６ｂ
に向って振動して漸減する状態となる。ヘリカル状アン
テナ部１５ｂの終端１８ｂはアプリケータ１４自体の基
部側に位置するが、第４図（Ａ）に示す従来のアプリケ
ータの如くの基部側が過度に加温されるという事態は防
止される。またヘリカル状アンテナ部１５ａの終端ｌｅ
ａはアプリケータ！４の先端部側に位置するが、その近
傍には電流の凸部（副極値）を有するから、急峻には零
とならず適度の加温が期待される。更に、ダイポール型
のアンテナであるため、従来と同一の高次共振周波数の
電磁波で励振させた場合、従来に比し２倍の凹凸数（極
値数）が現われるので、両終端１８ａ、１ｌｌｂ間にお
いては相隣る６間が密となり、生体組織への加温状態が
より均−且つ広範囲なものとなる。

ところで、電磁波の共振周波数を過度に高次に設定した
場合、生体における電磁波吸収性は周波数にほぼ比例し
、生体の深さ方向への加温は低下する傾向にある。一方
、余り低次の共振周波数では電流分布の凹凸数が不足し
、均一な加温が期待できない、しかし、本実施例では従
来の高次共振周波数の１／２の周波数で励振させた場合
であっても、従来と同一の凹凸数が現われるので、共振
周波数の選択自由度が倍増することになるから、治療部
位に適した共振周波数を選定し易く、深部方向の加温調
整が容易になる。

中央給電点Ｐ部分においても、またアプリケータの端部
においても従来のような整合を図るチョーク等を用いて
いないことから、アプリケータ１４自体は不要な電磁波
を放射しない、なぜなら、同軸給電線１１を中央給電点
Ｐに直接的に接続した場合には不平衡となり、中央給電
点Ｐ近傍部において何らかの整合装置を装着する必要が
あるが、ダイポール型のアンテナとしたことから、平行
２線式給電線１３の先端部側の導線１３ａ、１３ｂをそ
のままは利用してヘリカル状のダイポールアンテナとし
て構成し、これによりアプリケータ１４中で整合装置の
装着を不要とし、アプリケータ１４以外において同軸給
電線１１と平行２線式給電線１３との間に整合装置１２
を介在させることができたからである。平行２線式給電
線１３を使用し、その導線！３ａ　、１３ｂをそのまま
ヘリカル状のダイポールアンテナとしであるため、伝送
系においても不要放射を防止できることは勿論のこと、
アプリケータ自体においても、有効的な電流分布で電磁
波放射を行なうヘリカル状アンテナ部１５ａ　、　１５
ｂ以外は殆ど不要放射が起こらない、これにより電力損
失を低減することが可能となった。

更に、片方のヘリカル状アンテナ部１５ｂは給電線１３
を霧出させた導線１３ｂを折返し外被１３ｃの周囲に捲
回せしめて構成したものであるから、ヘリカル状アンテ
ナ部１５ｂの軸線と給電線１３とは一致し、可撓性はあ
るものの自然状態では全体としてアンテナ部が真直棒状
となり、周囲に突出部分ができないから、チューブ１７
の被覆の障害とならず、体腔内へ挿入すべきアプリケー
タとして好適なものとなる。

［発明の効果］ 以上説明したように１本発明に係る電磁波加温装置は、
アプリケータのアンテナ部がへりカル状ダイポール型構
造である点に特徴を有するものであるから、次の効果を
奏する。

■アプリケータの基部近傍が過度又は不必要に加温され
ることがなく、体腔内へ挿入すべきアプリケータとして
望ましく、しかも従来と同一の共振周波数で励振させた
場合であっても電流分布の凹凸数が２倍密になるから、
アンテナ長の全長に亘って電力供給が緻密に分散化する
ので、より均−且つ広範囲の加温が実現される。共振周
波数を余り高くすると、生体における電磁波吸収性は周
波数にほぼ比例し、生体の深部方向への加温は低下する
傾向にあるが、電流分布の凹凸数の可変範囲が広く、深
部方向への加温のための共振周波数の選択自由度が倍増
する。特に、比較的次数の少ない高次共振周波数で励振
させた場合には、均−且つ広範囲の加温が顕著となり、
すこぶる有意義である。

■アプリケータ中の給電点付近における電界の漏れ、不
要電磁波の放射を有効的に防止できるから；上記■の効
果と相まって均−且つ広範囲の加温が一層達成でき、し
かも電力損失が低減するという利点がある。

また、ヘリカル状ダイポール型構造うち給電点に対して
片方のヘリカル状アンテナ部を給電線の周囲に捲回形成
して構成した場合には、別途絶縁部材を給電点まで特に
介在させる必要がなく、しかもアンテナ部全体が可撓性
のある棒状となり、周囲に突出部分ができないから、体
腔内へ挿入すべきアプリケータとして好適なものとなる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明に係る電磁波加温装置の一実施例を示
す構成図である。 第２図は、同実施例におけるアンテナ部の電流分布を示
す説明図である。 第３図は、従来の電磁波加温装置の一例を示す説明図で
ある。 第４図（Ａ）は、従来の電磁波加温装置の別の例を示す
説明図であり、第４図（Ｂ）は、そのアンテナ部の給電
点近傍部を示す縦断面図である。 ！０・・・電磁波発生器、１１・・・同軸給電線、１２
φ令・整合装置、ｌａ会・φ平行２線式給電線、１３ａ
、１３ｂＩＩｅ・導線、１３Ｃ１１１１１１絶縁性外被
、１４・・・体腔内挿入型アプリケータ、１５・Φ争ヘ
リカル状ダイポール型構造、１５ａ、　１５ｂ・・・ヘ
リカル状アンテナ部、１ｆｉａ　、１６ｂｓ　＠　ｅヘ
リカル状アンテナ部の終端、１７・・・可撓性低損失誘
電体材料のチューブ、Ｐ・・豊中央給電点。 出願人　　　新日本無線株式会社 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電磁波発生器から給電線を介し給電点に供給され
   る高次の共振周波数の加温用電磁波で励振するアンテナ
   部を有し、生体の体腔内へ挿入すべきアプリケータにお
   いて、該アンテナ部はヘリカル状ダイポール型構造のア
   ンテナであることを特徴とする電磁波加温装置。
2. （２）前記ヘリカル状ダイポール型構造うち前記給電点
   に対して片方のヘリカル状アンテナ部は前記給電線の周
   囲に捲回形成されてなるものであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の電磁波加温装置。