TWI462758B - 深度磁場產生模組與電磁熱治療裝置 - Google Patents

Description

深度磁場產生模組與電磁熱治療裝置

本發明係關於一種產生模組與電磁熱治療裝置，特別關於一種深度磁場產生模組與電磁熱治療裝置。

現有腫瘤之熱治療方式包含微波熱療、射頻燒灼熱療及超聲聚焦熱療。其中，微波熱療與射頻燒灼熱療皆是在腫瘤內直接插入針狀電極；微波熱療利用通電後微波電極末端的微波輻射器產生熱效應，而射頻燒灼熱療則是利用電極針的射頻電流，經由離子激化轉換成熱能，造成局部腫瘤組織的凝固性壞死，從而達到對腫瘤治療的目的。然而上述方式的治療費用皆相當高，且造成病人較大的痛楚。

因此，現有一種電磁熱治療方式，其係利用交變磁場作用於一電磁針上，使電磁針產生渦電流而轉換成熱，進而燒灼腫瘤組織，這種方式可大幅降低治療費用及病人痛苦。而對這種方式而言，作用的電磁場就顯得相當重要。

因此，如何提供一種深度磁場產生模組與電磁熱治療裝置，能夠提升深度磁場的強度，進而提升電磁感應效能以及治療品質，實為當前重要課題之一。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種深度磁場產生模組與電磁熱治療裝置，能夠提升深度磁場的強度，進而提升電磁感應效能以及治療品質。

達上述目的，依據本發明之一種深度磁場產生模組包含一第一線圈單元、一第二線圈單元以及一導磁材料。第二線圈單元與第一線圈單元連接，並水平環繞第一線圈單元。導磁材料之相對導磁率係大於 100，並包覆第一線圈單元與第二線圈單元之至少其中之一。

在一實施例中，第二線圈單元之一直徑係為第一線圈單元之一直徑的1.5倍至5倍之間。

在一實施例中，第一線圈單元與第二線圈單元各包含一線圈或相互連接之複數線圈。

在一實施例中，第一線圈單元與第二線圈單元各包含一單圈線圈、一多圈數匝同心圓線圈、一薄餅(pancake)線圈、或其組合。

在一實施例中，第一線圈單元與第二線圈單元之至少一係通入一流體。

在一實施例中，導磁材料包含軟磁鐵氧體、鉬坡莫合金粉芯、高磁通量粉芯、非晶質材料或其組合。

在一實施例中，導磁材料包覆第一線圈單元與第二線圈單元。

在一實施例中，深度磁場產生模組更包含一磁場限制元件，其材質包含一低導磁材料，且第一線圈單元至少部分設置於磁場限制元件內，第二線圈單元繞設磁場限制元件。

在一實施例中，深度磁場產生模組更包含二電性接點，其中一電性接點與第一線圈單元連接，另一電性接點與第二線圈單元連接。

為達上述目的，依據本發明之一種電磁熱治療裝置包含如上所述之任一深度磁場產生模組以及一電磁熱治療針。電磁熱治療針鄰設於深度磁場產生模組之一側並感應深度磁場產生模組所產生之一磁場而發熱。

承上所述，在本發明之深度磁場產生模組以及電磁熱治療裝置中，在內圍之第一線圈單元產生一集中磁場，而在外圍之第二線圈單元產生一大面積磁場，兩種磁場分佈能提供一深度磁場。由於集中之深度磁場可達到人體較深層的部位，當應用於電磁熱治療針時，可燒灼較深層的腫瘤，進而提升治療效果，且所需元件非常簡單，因而能降低治療費用。

本發明之深度磁場產生模組以及電磁熱治療裝置藉由具有高相對導磁率之導磁材料包覆第一線圈單元與第二線圈單元之至少其中之一，例如是包覆該二者，因而可大幅提升深度磁場產生模組所產生之深度 磁場的強度，並可較沒有包覆導磁材料之態樣提高更多的強度效率。值得一提的是，這樣的設計不會增加整體線圈的電感值，因而能增加電源系統的實功率，減少虛功的浪費，並大大提升整體電磁熱治療裝置的能源效率。此外，由於深度磁場產生模組的第一線圈單元為中空狀，因而可讓醫生置放熱治療針，例如可進行多針的電磁熱治療，而提升治療效能。另外，本發明之第一線圈單元與第二線圈單元的線圈管內可通入一流體，例如較低溫的水，以帶走線圈所產生的熱並使線圈的溫度下降。如此，在操作一段時間之後仍能使線圈單元維持低溫，進而提升使用效能。

1、1a、1b、1c‧‧‧深度磁場產生模組

11、11a‧‧‧第一線圈單元

12、12a‧‧‧第二線圈單元

13‧‧‧導磁材料

14‧‧‧磁場限制元件

141‧‧‧頂部

142‧‧‧環形部

D1、D2‧‧‧直徑

2‧‧‧電磁熱治療裝置

20‧‧‧電磁熱治療針

圖1為本發明較佳實施例之一種深度磁場產生模組的示意圖。

圖2A為本發明較佳實施例之另一種深度磁場產生模組的分解示意圖。

圖2B為圖2A之深度磁場產生模組的剖面示意圖。

圖3A及圖3B為本發明較佳實施例之其他態樣之深度磁場產生模組的示意圖。

圖4為本發明較佳實施例之一種電磁熱治療裝置應用的示意圖。

以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一種深度磁場產生模組以及電磁熱治療裝置，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。

圖1為本發明較佳實施例之一種深度磁場產生模組1的示意圖。如圖1所示，深度磁場產生模組1包含一第一線圈單元11以及一第二線圈單元12。第二線圈單元12與第一線圈單元11連接，並水平環繞第一線圈單元11。需注意者，當一水平平面橫切時，能切過第一線圈單元11與第二線圈單元12的設置情形皆可定義為這裡的水平環繞。藉此，在內圍之第一線圈單元11可產生一集中磁場，而在外圍之第二線圈單元12可產生一大面積磁場，此二種磁場分佈能提供一深度磁場。

另外，深度磁場產生模組1更包含一導磁材料13，其相對 導磁率(μr)係大於100，並包覆第一線圈單元11與第二線圈單元12之至少其中之一。導磁材料13可包含軟磁鐵氧體、鉬坡莫合金粉芯、高磁通量粉芯、非晶質材料、或其他導磁材料、或其組合。在其他實施例中，導磁材料13之相對導磁率可更大於1000或其他數值。在本實施例中，導磁材料13係包覆第一線圈單元11與第二線圈單元12。在實施上，例如是先使導磁材料13設置於一金屬元件之外緣(例如藉由黏結、噴塗、包裹等等)，再將該金屬元件繞成第一線圈單元11與第二線圈單元12；然而，本發明不限於此。上述之金屬元件例如為一金屬線。

若第二線圈單元12之直徑太大，則深度磁場產生模組1所佔的面積太大而不實用，並且第二線圈單元12所產生的磁場與第一線圈單元11所產生的磁場之交互作用會減弱而使深度磁場效果不佳。另一面，若第二線圈單元12之直徑太小，則第二線圈單元12所產生之磁場的範圍不夠大，也會使深度磁場的深度不理想。在本實施例中，較佳者係例如第二線圈單元12之一直徑D2為第一線圈單元11之一直徑D1的1.5倍至5倍之間，藉此可提供較佳的深度磁場。

本發明不特別限制第一線圈單元11與第二線圈單元12之類型。例如，第一線圈單元11與第二線圈單元12可各包含一線圈或相互連接之複數線圈，且該等線圈相同或不相同。第一線圈單元11與第二線圈單元12可例如各包含一單圈線圈、一多圈數匝同心圓線圈、一薄餅(pancake)線圈、或其組合。於此，第一線圈單元11包含複數連接之線圈並呈水平螺旋狀，而第二線圈單元12包含一線圈，且第一線圈單元11與第二線圈單元12相互連接(圖未顯示)。在實施上，可將第一線圈單元11繞完之後再往外拉並繞成第二線圈單元12。

深度磁場產生模組1可更包含二電性接點(圖未顯示)，其中一電性接點與第一線圈單元11連接，另一電性接點與第二線圈單元12連接。電性接點用以與一電源電性連接以使一交流電供予深度磁場產生模組1。在實施上，可將一金屬元件繞成第一線圈單元11與第二線圈單元12，而金屬元件之相對二端即作為該等電性接點。

此外，第一線圈單元11與第二線圈單元12之至少一可為中空狀，且第一線圈單元、或第二線圈單元、或二者可通入一流體。在本 實施例中，第一線圈單元11與第二線圈單元12可藉由一中空金屬線圈管來實現，並且通入的流體例如為一低溫液體。流體係迴流至一冷卻裝置(例如一水冷機)，藉此使線圈單元達到冷卻效果。在其他實施例中，流體亦可為氣體。冷卻效果可例如藉由物質的相變化來達到。

圖2A為本發明較佳實施例之另一種深度磁場產生模組1a的分解示意圖，圖2B為深度磁場產生模組1a的側面示意圖。請參照圖2A及圖2B所示，在本實施例中，深度磁場產生模組1a除了包含一第一線圈單元11a以及一第二線圈單元12a之外，更包含一磁場限制元件14，其材質包含一低導磁材料，低導磁係指具有相對較低的導磁性，於此，低導磁材料係例如為相對導磁係數(relative permeability)小於100以下的材質，例如Fluxtrol 50及Fluxtrol 559H，上述材料的相對導磁係數皆小於60。在本實施例中，第一線圈單元11a係為立體螺旋狀，且至少部分設置於磁場限制元件14內，且第二線圈單元12a繞設磁場限制元件14。

在本實施例中，磁場限制元件14包含一頂部141及一環形部142，環形部142連接於頂部141之一側，第一線圈單元11a至少部分設置於環形部142內。本發明不特別限制磁場限制元件14之形狀，重點在於第一線圈單元11a至少部分設置於磁場限制元件14之內，藉此使得第一線圈單元11a所產生之集中磁場的集中效果更佳。頂部141與環形部142可一體成型或藉由黏接、嵌合或其他方式而連接。另外，在其他實施例中，磁場限制元件14可設置穿孔，以配合電磁熱治療針的應用。例如在磁場限制元件14的頂部141設置穿孔，使電磁熱治療針能穿設磁場限制元件14以及第一線圈單元11a，進而提升治療效能。

另外，圖3A及圖3B顯示其他態樣之深度磁場產生模組。如圖3A所示，深度磁場產生模組1b之導磁材料13僅包覆第一線圈單元11a而未包覆第二線圈單元12a。如圖3B所示，深度磁場產生模組1c之導磁材料13僅包覆第二線圈單元12a而未包覆第一線圈單元11a。

本發明不限制上述任一深度磁場產生模組的應用範圍，其可例如應用於工業上的加熱用途或是醫療上的加熱用途，於此係以應用於醫療上之電磁熱治療(electromagnetic thermotherapy)並與一電磁熱治療針搭配應用作為例子。

圖4為本發明較佳實施例之一種電磁熱治療裝置2應用的示意圖。如圖4所示，電磁熱治療裝置2包含一深度磁場產生模組1a以及一電磁熱治療針20。需注意者，深度磁場產生模組1a亦可由上述任一態樣之深度磁場產生模組所取代。電磁熱治療針20鄰設於深度磁場產生模組1a之一側並感應深度磁場產生模組1a所產生之一磁場而發熱。其中，電磁熱治療針20係插設於一人體的腫瘤組織內，而深度磁場產生裝置1a被供予交流電而產生一集中之深度磁場，使得電磁熱治療針2之末端產生一渦電流而生發熱能，進而燒灼腫瘤組織。

綜上所述，在本發明之深度磁場產生模組以及電磁熱治療裝置中，在內圍之第一線圈單元產生一集中磁場，而在外圍之第二線圈單元產生一大面積磁場，兩種磁場分佈能提供一深度磁場。由於集中之深度磁場可達到人體較深層的部位，當應用於電磁熱治療針時，可燒灼較深層的腫瘤，進而提升治療效果，且所需元件非常簡單，因而能降低治療費用。

本發明之深度磁場產生模組以及電磁熱治療裝置藉由具有高相對導磁率之導磁材料包覆第一線圈單元與第二線圈單元之至少其中之一，例如是包覆該二者，因而可大幅提升深度磁場產生模組所產生之深度磁場的強度，並可較沒有包覆導磁材料之態樣提高更多的強度效率。值得一提的是，這樣的設計不會增加整體線圈的電感值，因而能增加電源系統的實功率，減少虛功的浪費，並大大提升整體電磁熱治療裝置的能源效率。此外，由於深度磁場產生模組的第一線圈單元為中空狀，因而可讓醫生置放熱治療針，例如可進行多針的電磁熱治療，而提升治療效能。另外，本發明之第一線圈單元與第二線圈單元的線圈管內可通入一流體，例如較低溫的水，以帶走線圈所產生的熱並使線圈的溫度下降。如此，在操作一段時間之後仍能使線圈單元維持低溫，進而提升使用效能。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1‧‧‧深度磁場產生模組

11‧‧‧第一線圈單元

12‧‧‧第二線圈單元

13‧‧‧導磁材料

D1、D2‧‧‧直徑

Claims (10)

1. 一種深度磁場產生模組，包含：一第一線圈單元；一第二線圈單元，與該第一線圈單元連接，並水平環繞該第一線圈單元；以及一導磁材料，其相對導磁率係大於100，並包覆該第一線圈單元與該第二線圈單元之至少其中之一。
2. 如申請專利範圍第1項所述之深度磁場產生模組，其中該第二線圈單元之一直徑係為該第一線圈單元之一直徑的1.5倍至5倍之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之深度磁場產生模組，其中該第一線圈單元與該第二線圈單元各包含一線圈或相互連接之複數線圈。
4. 如申請專利範圍第1項所述之深度磁場產生模組，其中該第一線圈單元與該第二線圈單元各包含一單圈線圈、一多圈數匝同心圓線圈、一薄餅(pancake)線圈、或其組合。
5. 如申請專利範圍第1項所述之深度磁場產生模組，其中該第一線圈單元與該第二線圈單元之至少一係通入一流體。
6. 如申請專利範圍第1項所述之深度磁場產生模組，其中該導磁材料包含軟磁鐵氧體、鉬坡莫合金粉芯、高磁通量粉芯、非晶質材料或其組合。
7. 如申請專利範圍第1項所述之深度磁場產生模組，其中該導磁材料包覆該第一線圈單元與該第二線圈單元。
8. 如申請專利範圍第1項所述之深度磁場產生模組，更包含：一磁場限制元件，其材質包含一低導磁材料，且該第一線圈單元至少部分設置於該磁場限制元件內，該第二線圈單元繞設該磁場限制元件。
9. 如申請專利範圍第1項所述之深度磁場產生模組，更包含： 二電性接點，其中一電性接點與該第一線圈單元連接，另一電性接點與該第二線圈單元連接。
10. 一種電磁熱治療裝置，包含：如申請專利範圍第1項至第9項之任一項之深度磁場產生模組；以及一電磁熱治療針，鄰設於該深度磁場產生模組之一側並感應該深度磁場產生模組所產生之一磁場而發熱。