JPS6351709B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は医学の分野に応用される治療用医療
器具としてのニードル型アンテナに係り、特にマ
イクロ波を照射して局部加熱を行なうニードル型
アンテナに関する。

最近、ガン細胞などの病巣を、マイクロ波で局
部加熱して治療する装置として、実開昭55−
134856号公報に記載されているものなど各種のも
のが提案されている。しかし、マイクロ波は波長
が短く、皮膚を通して筋肉等の内部組織へマイク
ロ波が達する割合、すなわち浸透率が小さいた
め、生体の内部組織のガン治療を効果的に行なう
ことができなかつた。特に、マイクロ波で局部加
熱する場合、マイクロ波を皮下の内部組織に到達
させるためには波長を長くとらなければならな
い。しかし、波長を長くすると、マイクロ波ビー
ムの収束性が悪くなり、局所を局部的に有効加熱
することが困難である。

本発明の目的は、マイクロ波を皮下の内部組織
に有効的に案内し、患部を局所的に正確にマイク
ロ波加熱することができるニードル型アンテナを
提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、外径が
略2.5ミリメートル以下の金属管の先端に中空の
誘電体エンベロープを設けるとともに、上記金属
管の内部に、金属管の内径と一定の比を保つ外径
を有する金属棒を挿入し、この金属棒の先端は前
記誘電体エンベロープ内に延びるように形成して
マイクロ波の放射アンテナ部を構成したものであ
る。

以下、この発明に係るニードル型アンテナの実
施例について添付図面を参照して説明する。

第１図において、符号１０はこの発明のニード
ル型アンテナを示す。このアンテナ１０はニード
ル外管を構成する細い金属管１１を有する。この
金属管１１は例えば外径がせいぜい数mm程度、好
ましくは２mmの細管から形成され、その先端部を
覆うようにキヤツプ状の誘電体エンベロープ１２
が設けられる。誘電体エンベロープ１２は金属管
１１の外径とほぼ等しく、かつマイクロ波の損失
の少ない誘電体材料、例えばアルミナ磁気、セラ
ミツク、石英、ガラスおよびテフロン、シリコン
プラスチツク等の樹脂材料で形成される。誘電体
エンベロープ１２は金属管１１の先端に前方から
挿入して固定される一方、その先端は用途に応じ
て円形状あるいは針状に構成される。

一方、金属管１１内には複数個例えば２個の誘
電体スペーサ１３が軸方向に適宜離間して介装さ
れ、この誘電体スペーサ１３に金属棒１４が上記
金属管１１と共通軸を有するようにサポートされ
る。金属棒１４は金属管１１の先端から前方に突
出し、この突出部がマイクロ波を放射させるアン
テナ部として機能する。金属棒１４の突出部は誘
電体エンベロープ１２に覆われ、その中空部に収
容される。この場合、金属管１１の内径と金属棒
１４の外径との比は後述する理由から予め定めら
れた一定値に保たれる。

また、ニードル型アンテナ１０をマイクロ波伝
送用同軸ケーブル１８に接続するため、金属管１
１および金属棒１４の基部側にコネクタ部１５，
１６がそれぞれ形成される。コネクタ部１５は金
属管１１に螺旋状の雄ねじを切ることにより形成
され、コネクタ部１６はコネクタ孔を軸方向に穿
設することにより形成される。

一般に、第３図に示すように、マイクロ波伝送
用同軸ケーブル１８は、その外管径が例えば１cm
程度、細くても５mm程度のものが多い。したがつ
て、細管のニードル型アンテナ１０を伝送用同軸
ケーブル１８に直接接続することは困難である。
このことから、上記伝送用同軸ケーブル１８にニ
ードル型アンテナ１０を接続させるため、金属管
１１および金属棒１４の基部は基端側に向つて次
第に拡大するようにテーパ状に構成される。そし
て、テーパ状に拡大した拡大部にコネクタ部１
５，１６を形成し、このコネクタ部１５，１６を
一般のマイクロ波伝送用同軸ケーブル１８のコネ
クタに接続可能としている。上記ニードル型アン
テナ１０の金属管１１および金属棒１４のテーパ
部も、後述する理由から第２図に示すように、そ
の内径r₀と外径r_iとの比が一定に保たれる。

また、マイクロ波伝送用同軸ケーブル１８には
第３図に示すようにインピーダンス整合器１９が
設けられている。インピーダンス整合器１９は、
図示しないマイクロ波発振器から発振され、伝送
用同軸ケーブル１８を通つて送られてくるマイク
ロ波の整合を調節し、ニードル型アンテナ１０の
先端部から充分のパワーのマイクロ波を生体内に
放射することができるようにしている。インピー
ダンス整合器１９を設けたのは、生体自身がもつ
誘電率とニードル型アンテナ１０のアンテナ部
（先端部）のインピーダンスとの不整合のために、
充分なパワーのマイクロ波が生体内に入つていか
ないという恐れを防止するためである。

次に、この発明の作用について説明する。

この発明のニードル型アンテナ１０をマイクロ
波伝送用同軸ケーブル１８に接続する。これによ
り、例えばガン治療の準備が完了し、ニードル型
アンテナ１０の先端を人体内部すなわち生体のガ
ン等の病巣近傍まで挿入する。その後、図示しな
いマイクロ波発信器を動作させ、マイクロ波を発
振させる。発振させられたマイクロ波は伝送用同
軸ケーブル１８、ニードル型アンテナ１０を通つ
てアンテナ部から病巣部分に放射され、この部分
を局部的に加熱する。

その際、ニードル型アンテナ１０の金属管１１
の内径と金属棒１４の外径とは常に一定の比に保
たれているのでマイクロ波を効率的に案内するこ
とができる。一般に、マイクロ波は同軸線路によ
り任意の位置に導びくことができるが、その同軸
線路の内軸金属棒外径と外筒金属管内径との比が
伝送線路のインピーダンスを与える。そして、マ
イクロ波を能率的に導くためにはインピーダンス
をマイクロ波発振器を出てから常に一定に保つこ
とが大切である。

また、単なる細管の場合にはカツトオフとなり
マイクロ波を通さないが、細い金属管内に金属棒
を挿入して細長い同軸構造とすることにより、マ
イクロ波の周波数に対する制約がなくなり、マイ
クロ波を案内することができる。

なお、この発明の実施例の説明においては、同
軸側路型のインピーダンス整合器を取付けた例に
ついて説明したが、インピーダンス整合器は側路
型のものに必ずしも限定されない。

また、ニードル型アンテナの基部にテーパ部を
設け、このテパ拡大部をコネクタ部としたが、マ
イクロ波伝送用ケーブルの端部に先細状のテーパ
部を設け、このテーパ部にコネクタを形成しても
よく、この場合には、ニードル型アンテナの基部
にテーパ部を設ける必要は必ずしもない。

以上に述べたように、この発明においては、金
属管の先端に中空の誘電体エンベロープを設ける
とともに上記金属管内に、その内径と一定の比を
保つ外径を有する金属棒を挿入し、この金属棒の
先端は誘電体エンベロープ内を延びるようにして
マイクロ波の放射アンテナ部を構成したので、マ
イクロ波伝送線路のインピーダンスを一定に保
ち、充分なパワーのマイクロ波を放射アンテナ部
から放射させることができる。これにより、生体
内部の所望部にマイクロ波を局所的に照射でき、
マイクロ波による局部加熱を生体内でも有効にか
つ能率的に行なうことができるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るニードル型アンテナの
一実施例を示す縦断面図、第２図はニードル型ア
ンテナのコネクタ部を拡大した断面図、第３図は
この発明のニードル型アンテナをマイクロ波伝送
用同軸ケーブルに接続した状態を示す図である。 符号の説明、１０……ニードル型アンテナ、１
１……金属管、１２……誘電体エンベロープ、１
３……誘電体スペーサ、１４……金属棒、１５，
１６……コネクタ部、１８……マイクロ波伝送用
同軸ケーブル、１９……インピーダンス整合器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外径が略2.5ミリメートル以下の金属管の先
   端に中空の誘電体エンベロープを設けるととも
   に、上記金属管の内部に、金属管の内径と一定の
   比を保つ外径を有する金属棒を挿入し、この金属
   棒の先端は前記誘電体エンベロープ内に延びるよ
   うに形成してマイクロ波の放射アンテナ部を構成
   したことを特徴とするニードル型アンテナ。 ２ 金属管および金属棒の基部は、その基端側に
   向つて次第に拡大するようにテーパ状をなし、こ
   のテーパ状基部の金属管の内径と金属棒の外径と
   は一定の比を保つように形成された特許請求の範
   囲第１項に記載のニードル型アンテナ。 ３ 金属管および金属棒の基部側にコネクタ部を
   有する特許請求の範囲第１項に記載のニードル型
   アンテナ。 ４ 金属棒を金属管の同心位置に保持するため、
   金属管内に軸方向に離間した複数の誘電体スペー
   サが介装された特許請求の範囲第１項に記載のニ
   ードル型アンテナ。 ５ 誘電体エンベロープはセラミツク、プラスチ
   ツク等の低損失誘電体材料からなる特許請求の範
   囲第１項に記載のニードル型アンテナ。