JPS6362221B2 - - Google Patents

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JPS6362221B2
JPS6362221B2 JP59162464A JP16246484A JPS6362221B2 JP S6362221 B2 JPS6362221 B2 JP S6362221B2 JP 59162464 A JP59162464 A JP 59162464A JP 16246484 A JP16246484 A JP 16246484A JP S6362221 B2 JPS6362221 B2 JP S6362221B2
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/02—Radiation therapy using microwaves

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ハイパーサーミア用加温装置に係
り、特に複数の患者を同時に治療するのに好適な
ハイパーサーミア用加温装置に関する。
〔従来の技術〕
近年、加温療法〔「ハイパーサーミア」ともい
う〕を用いた治療法が脚光を浴びており、特に悪
性腫瘍を例えば43〔℃〕付近で１時間ないし２時
間の間連続加温するとともに、一定周期でこれを
繰返すことにより癌細胞の再生機能を阻害せし
め、同時にその多くを致死せしめることができる
という研究報告が相次いでなされている（計測と
制御Vol.22、No.10）。この種の加温療法としては、
全体加温法と局所加温法とがある。この内、癌組
織およびその周辺だけを選択的に温める局所加温
法としては、電磁波による方法、電磁誘導による
方法、超音波による方法等が提案されている。
一方、癌組織への加温は、当業研究者間におい
ては既に知られているように43〔℃〕付近が加温
効果のある温度とされており、これにより低いと
効果が薄れ、逆にこれより高いと正常組織に対し
害を与え好ましくない。即ちハイパーサーミアで
は、癌組織に致死障害を与え、正常組織にはあま
り害を与えないような狭い温度範囲に生体を保た
ねばならない。
しかしながら、従来技術においては、生体の特
に深部加温については、生体機能の特殊性より当
該目的の部位を43℃前後の一定温度に１時間ない
し２時間の間保持することは容易でない。特に電
磁波による加温療法は、生体表面の電磁波吸収率
が著しく大きいことから、従来技術では深部加温
に適さないとされ、長い間放置されていた。
そこで、発明者らは、先に生体内の所定の加温
箇所を電磁波を用いて予め定めた所定の温度に継
続して一定時間高精度に加温することのできる制
御機能を備えたハイパーサーミア用加温装置を提
案している。
〔発明が解決しようとする問題点〕
加温療法は、１回の治療時間が比較的長く（約
１時間）、また治療回数も一定期間をおいて複数
回（約５〜７回）繰り返して成されるため、患者
一人に対する合計治療時間が非常に長い。このた
め、多くの患者に対して早期に且つ迅速に治療を
行うには、必然的に複数の治療設備が必要とな
る。一方、このことは同時に莫大な設備投資を要
するばかりでなく、複数の設備に対してはそれら
を適確に操作して各患者の患部に対応した最適な
治療条件を設定する必要があり、そのためには多
くの時間と労力を要するという治療用医療機器特
有の課題が残されている。これがため、複数の加
温装置全体をいかにして迅速に管理し、且ついか
にして多くの患者に対して迅速に治療をなし得る
かが、加温療法に課せられた従来より重要な課題
の一つとされていた。
〔発明の目的〕
本発明は、上記点に鑑みなされたものであり、
少なくとも一台の電磁波発生手段を用いて複数の
患者を効率よく同時に治療することのできるハイ
パーサーミア用加温装置を提供することを、その
目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
そこで、本発明では、電磁波発生手段と、この
電磁波発生手段から出力される電磁波を生体の所
定の加温治療部へ照射せしめるアプリケータとを
備えている。電磁波発生手段とアプリケータとの
間には、電磁波分岐手段が装備されている。この
電磁波分岐手段の複数の分岐出力部に対応してア
プリケータがそれぞれ装備されている。更に、こ
の各アプリケータに対応して電磁波吸収用のダミ
ーロードを装備するとともに、アプリケータへの
電磁波伝送を必要に応じてダミーロードに切換え
る電磁波切換え機構を、分岐出力部と各アプリケ
ータとの間に装備する、という構成を採つてい
る。これにより、前述した目的を達成しようとす
るものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第１図ないし第７図
に基づいて説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す一部省略した
電気的ブロツク図である。この実施例においてハ
イパーサーミア用加温装置は、電磁波発生部とし
てのマイクロ波発生部２と、主制御部を含む制御
手段４と、加温部６とから構成されている。
マイクロ波発生部２は、電磁波発生手段として
のマイクロ波発振器８と、複数人の患者（本実施
例では３人）に同時にマイクロ波を照射できるよ
うにマイクロ波発振器８から出力されるマイクロ
波を例えば３方向に分岐する電磁波分岐手段とし
ての分岐回路１０と、この分岐回路１０より分岐
されたマイクロ波の出力をアプリケータ１６側又
はダミーロードDM側に切換える電磁波切換機構
としての同軸スイツチ１２と、反射波が分岐回路
１０に混入しないように反射波の影響を防止する
アイソレータ１４とから構成されている。
分岐回路１０は、マイクロ波発振器８からの電
磁波エネルギーを本実施例では３方向に分岐する
ものであるが、この分岐する比率は分岐回路の構
造より特定されたものとなる。そして、この分岐
回路１０で分岐された各電磁波エネルギーはアプ
リケータ２４を介して癌部に供給される一方、各
患者の治療状況に合わせて同軸スイツチ１２の切
換えによりダミーロードDM側に供給され、生体
への照射が中断されるようになつている。
この同軸スイツチ１２の切換えは主制御部３０
からの情報により逐次行なわれている。
一方、加温部６は、本実施例ではマイクロ波を
生体へ照射するアプリケータ１６と、このアプリ
ケータの開口部側すなわち生体表面を冷却するた
めの冷却液を冷却する冷却装置１８と、該冷却装
置で冷却された冷却液を循環させるポンプ２０
と、該冷却液を各アプリケータ１６へ供給するた
めの冷却液分岐回路２２と、癌組織の温度を検出
する温度センサ２４とにより構成されている。こ
こで、第１図中、他の２人の患者におけるアプリ
ケータ１６及び各種センサ等は省略してある。
アプリケータ１６は、第２図に示すように生体
２６に密着して、該生体２６に電波を照射し、目
的の癌組織を加温するためのアンテナであり、生
体２６との接触面には皮膚部分での誘電損失によ
る過熱によつて皮膚に熱傷が起きないようにする
必要性から、冷却部２８が設けられている。
この冷却部２８には、本実施例で冷却液として
使用している水を通すためのパイプ２９が設けら
れており、冷却装置１８で冷却された水をポンプ
２０で強制的に循環させ、該冷却部２８内を通過
させることでアプリケータ１６の開口面すなわち
生体表面を冷却している。
生体内温度センサ２４は、癌組織の温度を検出
するためのセンサであり、ここで得られる情報を
基にして、同軸スイツチ１２の切換え調整が主制
御部３０で行なわれるようになつている。
一方、制御手段４は、オペレータからの各情報
を入力し、また、治療状況をオペレータに知らせ
るための入出力部３２と、プログラムメモリ、デ
ータメモリに基づいて、入出力装置などを制御・
管理し、本システムの中枢となる主制御部３０と
からなつている。
この主制御部３０には、本実施例では３人の患
者からそれぞれ３系統（３台からの情報、３台へ
の情報）の情報が入出力されており、この３系統
からの情報を主制御部内のマルチプレクサにより
順次切り換え、３系統が１台のＡ／Ｄ変換器およ
びＤ／Ａ変換器（図示せず）で処理できるように
なつている。
つまり、主制御部３０は、上記３名の患者の各
センサ２４で得られた情報をマルチプレクサによ
り順次切り換えてＡ／Ｄ変換器を介して入力し、
この情報とオペレータの指示を受けた入出力部３
２からの情報とに基づいて癌組織の温度が所望の
値に保たれるようＤ／Ａ変換器を介しマルチプレ
クサにより順次切り換えながら、同軸スイツチ１
２の切換えを制御するとともに、加温状態をオペ
レータに知らせるべく上述した各情報を入出力部
３２に送出するようになつている。
次に、第３図ないし第５図に基づいて、上記装
置の全体的な動作について説明する。
ここで、癌組織に対しての加温を43〔℃〕とす
る。
まず、冷却装置１８を始動させ（第３図３４）、
十分に水が冷却された後、ポンプを始動させる
（同図３６）。そして、この後オペレータから入力
された各患者に対する加温時間を設定する（第３
図３８）。これは各患者の病状に合わせて治療時
間を決める必要が有るからである。
以上のように初期値が設定された後は、各患者
に対してマイクロ波照射が行なわれる（同図４
０）。この詳細なフローチヤートは第４図に示し
てある。
ところで、この第４図のシステムソフトウエア
は、第５図に示す主制御部内のシステムクロツク
に同期して、行なわれるようになつている。
即ち、この図においてシステムロツク（例えば
１）が入力されると図に示す「Δh」と言うわず
かな時間で第４図に示すシステムソフトの処理が
なされ、このシステムソフトにおける判断によ
り、次のマイクロ波照射時の同軸スイツチ１２の
切換えの決定がなされる。そして、これに基づい
て一定時間（図中Ｈ）マイクロ波の照射が行われ
た後（システムソフトの判断によりマイクロ波照
射を行なわない場合も当然ある）、次に来るシス
テムクロツク１に同期して、再びシステムソフト
の処理が行なわれる。
つまり、この一連の処理によつて患者１人の治
療が行なわれ、他方、他の患者に対してはシステ
ムクロツク２またはシステムクロツク３に同期し
てシステムソフトの処理が行なわれ、複数人の患
者を１つの制御部で同時に治療できるようになつ
ている。
次に、前記第４図のフローチヤートを具体的に
説明する。
上述したシステムクロツク（例えば１）が入力
されると、まず、癌部の温度を計測するために同
軸スイツチ１２をダミーロードDM側に切換えて
生体へのマイクロ波の照射を避ける（第４図４
２，４４）。このように温度計測時にマイクロ波
の照射を行なわないのは、生体内に挿入された前
記温度センサ２４がマイクロ波の影響を受け、誤
差が生ずるからである。温度計測がなされた後
は、先に設定した加温時間（第３図３８参照）に
達したか否かを判断し（第４図４６）、達してい
る場合は、その患者の治療のみを終了し、他の患
者を治療するためのステツプに移る（同図４８、
第３図５８）。即ち、主制御部３０におけるマル
チプレクサの切換えを行ない、主制御部３０の入
出力ポートを他の患者のセンサ２４、同軸スイツ
チ１２側に切換え（第３図５８）、他の患者に対
する処理を行なう。
一方、加温時間が経過していない場合は、先に
計測した内部温度（癌組織の温度）がオペレータ
によつて入力された内部温度設定値（43℃）より
高いか否かが判断される（同図５０）。
ここで内部温度がオペレータによつて入力され
た内部温度設定値（43℃）よりも低いとき、主制
御部３０は同軸スイツチ１２をアプリケータ１６
側に切換え（同図５２）、次のシステムクロツク
（例えば１）が来るまで加温を続ける。即ち、癌
組織の温度が設定値よりも高くなるまでマイクロ
波の照射と計測が繰り返される。
この結果癌組織の温度が内部設定温度より高く
なつた場合は、癌組織の温度が設定値より下がる
までマイクロ波の照射を行なわず、同軸スイツチ
１２をそのままダミーロードDM側に切換えてお
き（同図５４）、次の患者の治療を続けて行なう
（第３図５８参照）。
ところで加温時間と癌組織を致死に至らしめる
ための相関関係は癌組織が43〔℃〕付近の温度に
なつてからの時間によつて左右される。したがつ
て、本実施例では、癌組織が初めて設定値を越え
た時点から加温時間を計測し（第４図５６）、上
述したようにオペレータによつて入力された加温
時間が到来したときに該当する患者に対する加温
を終了する（同図４６，４８）。
第６図は、本実施例を用いて加温を行なつたと
きの患者一人に対する各マイクロ波照射時、非照
射時と温度計測時（第４図に示したシステムソフ
トの処理時）の癌組織の温度状態（図中Ａ）と、
マイクロ波の出力状態（図中Ｂ）とを示してい
る。
この第６図において、温度分布が上昇している
間隔がマイクロ波照射時であり、温度分布が下降
している「Δh」間隔が第５図に示したようにシ
ステムクロツクに同期して行なわれる温度計測時
である。
温度計測時にはマイクロ波の出力は零となつて
いる（第４図４２参照）。第６図中Ｃ点はマイク
ロ波の照射の結果、内部温度が初めて設定温度を
越え、計測が始まつた時点を示しており、ここか
ら上述した加温時間が開始される。そして、この
後は内部温度が43〔℃〕以下になるまで温度計測
時において同軸スイツチ１２をダミーロードDM
側に切換えておくという判断をし続け（第４図５
４：第６図CD間参照）、内部温度が43〔℃〕以下
になつた時点で再びマイクロ波の照射が行なわれ
る（図中DE間）。
このCD間における時間Ｉは、例えば第５図に
示す時間Ｉに該当する。このように本実施例にお
いては、上記した制御方式を採用している点か
ら、癌組織を目的の温度にまで素早く上昇させる
ことができる一方、目的温度を越えるとマイクロ
波の照射を中止せしめることから、癌組織の温度
を素早く下降させることができ目的部位の温度を
ほぼ43℃一定に保つことができる。
ところで、上述した実施例では、３名の患者を
対象としたが、患者数が増える場合（例えば５
人）はシステムクロツクを第７図１のように変更
すればよい。一方、このクロツクの周期をコント
ロールすることで、各装置の１回の温度計測から
温度計測までのマイクロ波の照射時間を決定する
ことができる。したがつて、第７図２のようにク
ロツクの周期を短縮すれば、当然温度計測から温
度計測までのマイクロ波の照射間隔が短くなるこ
とから、より多数の患者の同時治療を行うことが
可能となり、温度計測時間「Δh」もほとんど無
視できるため、何ら問題も生じない。
また、患者数を増やした場合、これに応じて分
岐回路１０の分岐数を増やせばよい。なお、第１
図に示したアイソレータ１６の代わりに、サーキ
ユレータとダミロードを用いて反射波の混入を防
止するようにしてもよい。或いは、マイクロ波発
振器８の制御はインバータによる制御であつても
よい。
また、上記実施例においては、主制御部３０、
温度計測手段としての温度センサ２４および同軸
スイツチ１２等の各々を組み込んだ場合を例示
し、とくに主制御部３０にて同軸スイツチ１２を
切換制御するという技術手段につき開示したが、
一方、複数の患者に同時に加温治療をとり行うと
いう課題に対しては、例えば、マイクロ波発振器
８とアプリケータ１６との間に分岐回路１０を装
備するとともに、この分岐回路１０の複数の出力
端に前記アプリケータ１６を各別に連結・装備す
る、という構成で充分にその目的を達成し得る。
更に、この場合、例えば出力部を三つ有する分
岐回路１０を備えた装置を使用して患者二人を治
療する場合等においては、そのいづれかの出力部
の一つを自由に選択休止し得るように当該各出力
部の各々に、前述した実施例の場合と同様に同軸
スイツチ１２を装備するとともに、この同軸スイ
ツチ１２の切換え動作により放出される電磁波を
効果的に吸収するダミーロードを各々装備せしめ
る、という構成を採り、この同軸スイツチ１２の
切換えは各アプリケータごとにオペレータが必要
に応じてとり行うとすることにより、特に上述し
た実施例の内の主制御部３０や温度センサ２４等
が不要となり、装置全体が著しく簡略化され、且
つ安価に入手し得るという利点が生じる。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によると、少なくとも１つ
の電磁波発生手段と、この電磁波発生手段から出
力される電磁波を生体の所定の加温治療部へ照射
せしめるアプリケータとを備えたハイパーサーミ
ア用加温装置において、電磁波発生手段とアプリ
ケータとの間に電磁波分岐手段を装備するととも
に、この電磁波分岐手段の複数の分岐出力部に対
応してアプリケータをそれぞれ装備するという構
成を採用したので、例えば一台の電磁波発生手段
により複数の患者を同時に治療することができ、
各患者に対しては一定の加温温度を同時に且つ各
別に長時間維持することができ、さらに、この各
アプリケータに対応して電磁波吸収用のダミーロ
ードを装備するとともに、アプリケータへの電磁
波伝送を必要に応じてダミーロードに切換える電
磁波切換え機構を、各分岐出力部と各アプリケー
タとの間に装備したことから、電磁波分岐手段と
して特に高級なものを装備する必要が全くないこ
ととなり、これがため、装置全体が安価となり、
１つのアプリケータの使用の有無が他のアプリケ
ータに影響することが全くないという出力の安定
した耐久性のあるハイパーサーミア用加温装置を
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第２図はアプリケータの使用状態を示す斜視図、
第３図ないし第４図は各々第１図の動作例を示す
フローチヤート、第５図は第１図の動作例を示す
システムタイムチヤート、第６図は第１図の動作
を示す説明図、第７図は患者数を増やした場合に
おける説明図である。 ８……電磁波発生手段としてのマイクロ波発振
器、１０……電磁波分岐手段としての分岐回路、
１２……電磁波切換手段としての同軸スイツチ、
１６……アプリケータ、２４……温度計測手段と
しての温度センサ、２８……冷却手段としての冷
却部、３０……主制御部、DM……ダミーロー
ド。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 電磁波発生手段と、この電磁波発生手段から
    出力される電磁波を生体の所定の加温治療部へ照
    射せしめるアプリケータとを備えたハイパーサー
    ミア用加温装置において、 前記電磁波発生手段とアプリケータとの間に電
    磁波分岐手段を装備するとともに、この電磁波分
    岐手段の複数の分岐出力部に対応して前記アプリ
    ケータをそれぞれ装備し、 この各アプリケータに対応して電磁波吸収用の
    ダミーロードを装備するとともに、前記アプリケ
    ータへの電磁波伝送を必要に応じて前記ダミーロ
    ードに切換える電磁波切換え機構を、前記各分岐
    出力部と各アプリケータとの間に装備したことを
    特徴とするハイパーサーミア用加温装置。 ２ 電磁波発生手段と、この電磁波発生手段から
    出力される電磁波を生体の所定の加温治療部へ照
    射せしめるアプリケータとを備えたハイパーサー
    ミア用加温装置において、 前記電磁波発生手段とアプリケータとの間に電
    磁波分岐手段を装備するとともに、この電磁波分
    岐手段の複数の分岐出力部に対応して前記アプリ
    ケータをそれぞれ装備し、 この各アプリケータに対応して電磁波吸収用の
    ダミーロードを装備するとともに、前記アプリケ
    ータへの電磁波伝送を必要に応じて前記ダミーロ
    ードに切換える電磁波切換え機構を、前記各分岐
    出力部と各アプリケータとの間に装備し、 前記各アプリケータに対応して、当該アプリケ
    ータにより加温される部分の生体の温度測定を行
    う温度計測手段を設けるとともに、この温度計測
    手段からの出力信号に応じて対応する前記各電磁
    波切換機構を切換え制御する主制御部を設けたこ
    とを特徴とするハイパーサーミア用加温装置。
JP16246484A 1984-07-31 1984-07-31 ハイパ−サ−ミア用加温装置 Granted JPS6137258A (ja)

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