JPS63252172A - ハイパ−サ−ミア装置 - 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〕 この発明は、腫瘍を温熱治療するのに用いるハイパーサ
ーミア装置に関する。

〔従来の技術〕

ハイパーサーミア装置は癌細胞が正常細胞に比べて熱に
弱いことに着目して、癌細胞を４２〜４３℃以上の温度
に選択的に加温するもので、例えば特開昭６１−５８６
７２号公報等において種々提案されている。

このハイパーサーミア装置において、生体内の所望の腫
瘍を、他の正常細胞に火傷等の悪影響を与えることなく
効果的に加温するためには、腫瘍を含む加温部分の温度
分布を知る必要がある。

このようなことから、従来第５図に示すように、発振器
ｌに接続されたアプリケータ２．３による生体４の腫瘍
５を含む加温部分に多数の針状の温度センサ６−１〜６
−ｎを刺入し、それらの出力から測温器７において腫瘍
５を含む部分の温度分布を求め、その温度分布に基づい
て正常細胞に悪影響を及ぼすことなく、かつ腫瘍５が所
望の温度となるように、制御回路８を介して発振器１の
高周波エネルギー出力を制御するようにしたものが提案
されている。

また、加温部分の温度分布を求める池の方法として、日
本ハイパーサーミア誌第２巻（昭和６１年）Ｐ４４７〜
４５３には、加温部分の断層面における電気的、熱的デ
ータに基づいて有限要素法により温度分布を求めること
が開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、第５図に示した従来のハイパーサーミア
装置にあっては、一つの温度センサが一点の温度を検出
することになるため、加温部分の温度分布を精度良く求
めるためには数十本以上の温度センサを生体に刺入する
必要がある。このため、患者に多大の苦痛を与えるとい
う問題がある。

また、上述した有限要素法による温度分布は、実測によ
る温度分布に対して全体的傾向はほぼ一致するが、これ
ら間には約３℃の差があるため、この温度分布に基づい
て腫瘍の加熱温度を制御しようとすると、正常細胞に悪
影響を及ぼしてしまうという問題がある。

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、患者に殆んど苦痛を与えることなく、加温部
分の温度分布を正確に求めることができ、したがって腫
瘍を他の正常細胞に悪影響を及ぼすことなく効果的に加
温できるよう適切に構成したハイパーサーミア装置を提
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、この発明では温熱治療すべき
腫瘍を含む加温部分の所定の断層面またはその近傍の一
点または数点の温度を温度検出手段により検出し、その
実測データと前記断層面における電気的、熱的データと
に基づいて演算手段により該断層面における温度分布を
有限要素法により求め、このようにして求めた温度分布
に基づいて制御手段により加温部分の温度を制御し得る
ようにする。

〔作　用〕

上述したように、加温分布の断層面における温度分布は
該断層面内の組織の電気的、熱的データに基づいて有限
要素法により求めることができるが、このようにして求
められる温度分布は、所定の温度分布に対して全体的傾
向はほぼ一致していても約３℃の大きな誤差がある。そ
こで、この発明の好適実施例においては加温部分の所定
の断層面における温度分布を有限要素法により求めると
共に、該断層面またはその近傍の温度を実測し、この実
測データを基に有限要素法による温度分布を補正する。

このようにすれば、実測データが例えば１０点以下であ
っても、約１℃の誤差内で温度分布を正確に求めること
ができる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の第１実施例を示すものである。アプ
リケータ１１，１２は温熱治療すべき腫瘍１３を挟むよ
うに生体１４の外表に装着され、これらアプリケーク１
１．１２の電極間に発振器１５から高周波エネルギーが
供給されるようになっている。なお、アプリケータ１１
．１２の各電極はバルーンによって包囲され、これらバ
ルーン内には導電性の冷却媒体が互いに電気的に分離さ
れた状態で循環するようになっている。

この実施例では、アプリケータ１１．１２による加温部
分の所定の断層面またはその近傍において、腫瘍１３に
熱電対を有する一本の針状の温度センサ１６を刺入して
その点の温度を測温部１７で検出し、その実測データを
演算部１８に供給する。また、演算部１８には記憶部１
９から前記所定の断層面における臓器（組織）の位置デ
ータを供給すると共に、臓器毎の誘電率、熱伝導率等の
電気的、熱的データを供給するようにする。なお、記憶
部１９における臓器の位置データは、所定の断層面にお
ける像をＣＴあるいは超音波断層装置によって予め得、
その断層像に基づいて人力するようにする。

演算部１８は測温部１７からの実測データ、記憶部１９
からの臓器の位置データおよび各臓器の電気的、熱的デ
ータに基づいて有限要素法により所定の断層面における
温度分布を求めるもので、その温度分布データは制御部
２０に供給し、これにより発振器１５の高周波エネルギ
ー出力を制御するようにする。

第２図は第１図に示すハイパーサーミア装置の動作の一
例を示すフローチャートである。先ず、患者ＯＣＴまた
は超音波断層像に基づいて記憶部１９に格納した各臓器
の位置データを演算部１８に入力すると共に、該演算部
１８に各臓器の電気的、熱的データを人力する。次に、
演算部１８では断層像を約２０００のメツシュに分割し
、発振器１５の出力開始後適当な時間間隔で入力データ
に基づいて断層像における電界分布、電流密度分布を求
めると共に、これらの分布に基づいて温度分布を求める
。次に、測温部１７からの温度の実測データを基に温度
分布を補正してその補正した温度分布データを制御部２
０に供給し、この温度分布データに基づいて制御部２０
により発振器１５の高周波エネルギー出力を自動的にオ
ン、オフあるいは低出力として、正常細胞に悪影響を及
ぼすことがないように、かつ腫瘍１３が所望の温度とな
るように制御する。

第３図はこの発明の第２実施例の要部を示すものである
。この実施例ではアプリケータ１１゜１２の生体１４に
接するバルーンの外表面にそれぞれ３個の熱電対より成
る温度センサ２１−１〜２１−３　；　２１−４〜２１
−６を設けて加温部分の所定の断層面またはその近傍の
温度を実測し、これらの実測データに基づいて計算によ
り求めた温度分布を補正するようにしたものである。

このように数点の実測データを基に計算により求めた温
度分布を補正するようにすれば、より正確な温度分布を
得ることができる。

第４図はこの発明の第３実施例の要部を示すものである
。この実施例では生体１４の外表に装着されるアプリケ
ータ１１．１２の他に、体腔内に挿入される体内アプリ
ケータ２２を設け、これら３個のアプリケータ１１．１
２．２２から２個のアプリケータを切換え選択して腫瘍
１３を加温すると共に、体内アプリケータ２２０体腔内
壁に接するバルーンの外表に熱電対より成る温度センサ
２３を設け、この温度センサ２３の実測データを基に有
限要素法により求めた温度分布を補正するようにしたも
のである。この場合、補正した温度分布データに基づく
加温部分の温度制御は、発振器の高周波エネルギー出力
をオン、オフあるいは低出力とする他、アプリケータの
切換えによっても行うことができる。

なお、この発明は上述した実施例にのみ限定されるもの
ではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば
、第１図においては演算部１８の出力温度分布データを
表示させるようにすると共に、所定の値以上の高温部分
があるときは警報を発するよう構成することもできる。

また、発振器１５の出力制御は自動に限らず、温度分布
データに基づいて手動で行うようにすることもできる。

更に、各臓器の電気的、熱的データは予め記憶装置に格
納しておき、これから対応する臓器のものを選択して演
算部１８に入力させるようにしてもよい。また、上述し
た実施例では有限要素法により求めた温度分布を実測デ
ータにより補正するようにしたが、実測データを用いて
有限要素法により温度分布を直接求めることもできる。

更に、温度分布データによる加温部分の温度制御は、上
述したような高周波エネルギー出力の制御やアプリケー
タの切換え制御に限らず、アプリケータ内を循環させる
冷却媒体の温度制御や流量制御によって行うこともでき
るし、加温部分の血流を制御することによっても行うこ
とができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明によれば一点または数点の
実測温度データと断層面のデータとに基づいて加温部分
の温度分布を有限要素法により求めるようにしたので、
実際の温度分布にほぼ一致した正確な温度分布を得るこ
とができる。したがって、患者に温度センサを刺入する
苦痛を軽減することができると共に、腫瘍を他の正常細
胞に悪影響を与えることなく効果的に加温することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示す図、第２図はその
動作の一例を示すフローチャート、第３図はこの発明の
第２実施例の要部を示す図、第４図は同じく第３実施例
の要部を示す図、第５図は従来の技術を示す図である。 １１．１２・・・アプリケータ １３・・・腫瘍　　　　　１４・・・生体１５・・・発
振器　　　　１６・・・温度センサ１７・・・測温部　
　　　１８・・・演算部１９・・・記１、α部　　　　
２０・・・制御部２１−１〜２１−６・・・温度センサ ２２・・・体内アプリケータ ２３・・・温度センサ 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、高周波エネルギーを与えて生体を加温するハイパー
   サーミア装置において、加温部分の所定の断層面または
   その近傍の一点または数点の温度を検出する手段と、こ
   の温度検出手段の出力および前記断層面のデータに基づ
   いて該断層面における温度分布を有限要素法により演算
   する手段と、その温度分布に基づいて前記加温部分にお
   ける温度を制御する手段とを具えるハイパーサーミア装
   置。