WO2005102452A1 - 温熱治療装置 - Google Patents

温熱治療装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2005102452A1
WO2005102452A1 PCT/JP2005/007718 JP2005007718W WO2005102452A1 WO 2005102452 A1 WO2005102452 A1 WO 2005102452A1 JP 2005007718 W JP2005007718 W JP 2005007718W WO 2005102452 A1 WO2005102452 A1 WO 2005102452A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
frequency
resonance frequency
resonance
magnetic field
drive signal
Prior art date
Application number
PCT/JP2005/007718
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Isamu Nagano
Kouichi Igarashi
Original Assignee
Kanazawa University Technology Licensing Organization Ltd.
Komatu Power Tron Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kanazawa University Technology Licensing Organization Ltd., Komatu Power Tron Co., Ltd. filed Critical Kanazawa University Technology Licensing Organization Ltd.
Priority to JP2006512605A priority Critical patent/JP4815549B2/ja
Priority to US11/578,954 priority patent/US7833258B2/en
Publication of WO2005102452A1 publication Critical patent/WO2005102452A1/ja

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/40Applying electric fields by inductive or capacitive coupling ; Applying radio-frequency signals
    • A61N1/403Applying electric fields by inductive or capacitive coupling ; Applying radio-frequency signals for thermotherapy, e.g. hyperthermia
    • A61N1/406Applying electric fields by inductive or capacitive coupling ; Applying radio-frequency signals for thermotherapy, e.g. hyperthermia using implantable thermoseeds or injected particles for localized hyperthermia

Definitions

  • hyperthermia As a method for treating cancer, hyperthermia (hyperthermia method) has attracted attention.
  • This hyperthermia treatment method utilizes the property that cancer cells and cancer tissues are more vulnerable to heat than normal cells, and by heating the affected part of the cancer at, for example, about 43 ° C. for a certain period of time.
  • This is a treatment method in which only cancer cells and cancer tissue are necrotic.
  • a magnetic fluid which is a complex of dextran or a derivative thereof and a magnetic oxidizer, such as an aqueous sol of dextran magnetite, is injected into the affected area, and a strong magnetic field is applied from the outside to treat cancer. Selectively heat lesions only.
  • an object of the present invention is to reliably follow a change in resonance frequency of a secondary-side series resonance circuit even when the resonance frequency of the secondary-side series resonance circuit changes significantly over a wide range of load. It is an object of the present invention to provide a thermotherapy apparatus capable of generating a magnetic field having a necessary strength for heating an affected part.
  • FIG. 4 shows a drive signal supplied from the controller 20 to the inverter circuit 2 and a secondary signal detected by the current probe 16 and input to the controller 20 in a modified example of the thermal treatment apparatus according to the present invention.
  • FIG. 5 is a timing chart showing a side current (detection current).
  • the thermal treatment apparatus has, as operation modes for thermal treatment, an operation mode in which a high-frequency magnetic field is generated toward an affected part, and a measurement mode in which the resonance frequency of the series resonance circuit 5 is measured. The measurement mode period is alternately switched.
  • the controller 20 applies a sweep voltage to the inverter circuit 2. When the sweep voltage is applied to the inverter circuit 2 by the controller 20 as shown in FIG.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (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)
  • Electrotherapy Devices (AREA)
  • Magnetic Treatment Devices (AREA)

Abstract

 二次側の直列共振回路の共振周波数が大きく変化した場合であっても、その共振周波数の変化に確実に追従することができ、患部を加温するために必要な強度の磁界を発生させることが可能な温熱治療装置を提供する。温熱治療装置は、トランス(1)の一次側にインバータ回路(2)が接続され、二次側に磁界発生コイル(3)及び共振コントローラ(4)から成る直列共振回路(5)が接続され、二次電流を用いて共振周波数を決定するコントローラ(20)を備える。治療の運転モードとして、計測モードと動作モードと設け、これらのモードを交互に繰り返す。計測モード期間中に直列共振回路(5)の共振周波数を計測し、動作モード期間中に前記計測された共振周波数の駆動信号をコントローラ(20)からインバータ回路(2)に供給する。この結果、治療中に直列共振回路(5)のインピーダンス等が変動しても、インバータ回路へ供給される駆動信号の周波数を共振周波数に追従させることができる。

Description

技術分野
[0001] 本発明は、患者の患部だけを選択的に加温する温熱治療装置、特に癌の治療に 有益な温熱治療装置に関するものである。
背景技術
[0002] 癌の治療方法として、温熱療法 (ハイパーサーミア法)が注目されて 、る。この温熱 治療方法は、癌細胞及び癌組織が正常細胞よりも熱に対して弱 、と 、う性質を利用 したものであり、癌の患部を例えば 43°C前後で一定時間加温することにより、癌細胞 及び癌組織だけを壊死させる治療方法である。この治療方法では、デキストラン又は その誘導体と磁性酸ィ匕鉄との複合体である磁性流体、例えばデキストランマグネタイ トの水性ゾルを患部に注入し、外部から強力な磁場を与えることにより、癌の病巣だ けを選択的に加熱する。
[0003] このような治療方法において、患部に注入された磁性流体を誘導加熱するために は、磁界発生装置を用いて、外部から患部に向けて強力な磁束を照射する必要があ る。この誘導加熱に好適な磁界発生装置は、トランスと、トランスの一次側に接続され たインバータ回路と、トランスの二次側に接続された、磁界発生用コイル及び共振コ ンデンサ力 成る直列共振回路とにより構成される。この磁界発生装置は、トランスの 一次側に接続されたインバータ回路の交流出力を、トランスの二次側に接続された 直列共振回路に、電磁誘導作用により伝達する。そして、磁界発生用コイルに高周 波の電流を流し、交流磁界を発生させる。この場合、二次側の直列共振回路に伝達 される交流出力の周波数と、直列共振回路の共振周波数とがー致する場合は、直列 共振回路に流れる電流の値が大きくなり、磁界発生用コイルに必要な強度の交流磁 界が発生し、磁界発生用コイル力 患部に向けて強力な磁束を照射することができる
[0004] これに対し、二次側の直列共振回路に伝達される交流出力の周波数と、直列共振 回路の共振周波数とがー致しない場合は、直列共振回路に流れる電流の値は小さく なり、磁界発生用コイルに必要な強度の交流磁界が発生しないことになる。ここで、 二次側の直列共振回路に伝達される交流出力の周波数と直列共振回路の共振周 波数とがー致しないとは、インバータ回路のスイッチング周波数と直列共振回路の共 振周波数とがー致しないことを意味する。この場合、トランスの一次側のインピーダン スが増大し、トランスの一次側から二次側に伝達される電力が急激に減少し、直列共 振回路に流れる電流も減少し、磁界発生用コイルから発生する交流磁界の強度が大 幅に低下してしまう。
[0005] ところで、磁界発生用コイルのインダクタンスは、患部の大きさや位置等の要因によ り大きく変動する可能性がある。このため、磁界発生用コイル及び共振コンデンサの 設計値だけを用いて共振周波数を算出したのでは、真の共振周波数を得ることがで きず、癌の治療中必要な強度の磁界を患部に供給できないという不都合が生じてし まう。さらに重要なことは、本発明者が直列共振回路について種々の実験及び解析 を行った結果、磁界発生用コイルのインダクタンス値ゃ共振コンデンサの容量値は、 温度等の周囲の環境条件によって設計値力 変動する可能性があることが判明した 。これらの設計値に従ってインバータ回路に供給する駆動信号のスイッチング周波数 を固定したのでは、磁界発生用コイルに、全治療期間中に必要な強度の磁界を発生 させることができなくなるおそれがある。従って、温熱治療を行う際、患部の大きさや 位置等が異なったり、周囲の環境条件が変化したりして、直列共振回路の共振周波 数が変化した場合には、インバータ回路に供給する駆動信号のスイッチング周波数 を、その共振周波数に正確に追従させることが極めて重要になる。
[0006] この問題を解決するために、特開 2002— 360712号公報には、直列共振回路の 共振周波数が変化した場合に、インバータ回路に供給する駆動信号のスイッチング 周波数を、直列共振回路の共振周波数に追従させる温熱治療装置が開示されてい る。この温熱治療装置は、トランスと、トランスの一次側に接続されたインバータ回路と 、トランスの二次側に接続された、磁界発生用コイル及び共振コンデンサ力 成る直 列共振回路と、インバータ回路に駆動信号を供給するための PLL (フェーズロックド ループ)制御部とを備えている。 PLL制御部は、インバータ回路とトランスとの間の電 流 (一次側電流)を検出し、インバータ回路に供給する駆動信号のスイッチング周波 数を直列共振回路の共振周波数に一致させるように、一次側電流の位相と駆動信 号の位相とを比較する PLL制御により駆動信号を生成する。このような構成の下で、 環境条件の変化等により直列共振回路の共振周波数が変化し、一次側電流が小さ くなつた場合、 PLL制御部は、一次側電流が、二次側電流の周波数と共振周波数と がー致した場合の電流の大きさになるように、すなわち、インバータ回路に供給する 駆動信号のスイッチング周波数を直列共振回路の共振周波数に一致させるように、 前記駆動信号を生成する。そして、直列共振回路には共振周波数に一致した周波 数の電流が流れることになる。したがって、環境条件の変化等により直列共振回路の 共振周波数が変化した場合には、インバータ回路に供給する駆動信号のスィッチン グ周波数を、その共振周波数に追従させることが可能となる。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] し力しながら、強力な磁束を患部に照射するためには、磁界発生用コイルを患者の 患部付近に巻き付ける等、磁界発生用コイルを適切に取り付ける必要がある。この場 合、患者の患部の位置や患者の体形等に合わせて、その磁界発生用コイルの全長 や径等を柔軟に変化させる必要があり、これにより共振周波数も大きく変動してしまう
[0008] このような場合に上記の温熱治療装置を用いると、当該温熱治療装置の PLL部が アナログ回路により構成されているため、共振周波数の変動に従ったスイッチング周 波数の駆動信号を確実に生成することができないという問題があった。すなわち、上 記の磁界発生装置では、負荷変動が広範囲に渡り共振周波数が大きく変動した場 合に適用できな 、と 、う問題があった。
[0009] そこで、本発明の目的は、負荷変動が広範囲に渡り、二次側の直列共振回路の共 振周波数が大きく変化した場合であっても、その共振周波数の変化に確実に追従す ることができ、患部を加温するために必要な強度の磁界を発生させることが可能な温 熱治療装置を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0010] 本発明は、トランスと、該トランスの一次側に接続されたインバータ回路と、前記トラ ンスの二次側に接続され、磁界発生用コイル及び共振コンデンサ力 成る直列共振 回路と、該直列共振回路に流れる電流の周波数をその共振周波数に一致させるよう に、前記インバータ回路に駆動信号を供給するコントローラと、前記直列共振回路に 流れる電流を検出する電流検出手段とを備えた温熱治療装置において、前記磁界 発生用コイルが、患者の患部に向けて高周波磁界を発生する。このコントローラは、 患者の患部に向けて高周波磁界を発生する動作モードと、前記直列共振回路の共 振周波数を計測する計測モードとを交互に切り替え、モードを設定するモード設定手 段と、前記モード設定手段により計測モードが設定された場合に、前記電流検出手 段により検出された電流の信号を入力し、該信号に基づいて前記共振周波数を決定 する共振周波数決定手段と、前記モード設定手段により動作モードが設定された場 合に、前記共振周波数決定手段により決定された共振周波数を用いて、該共振周 波数に基づいたスイッチング周波数の駆動信号を前記インバータ回路に供給する駆 動信号供給手段とを有する。
[0011] 本発明によれば、直列共振回路の共振周波数を計測する計測モード期間と、計測 された共振周波数に基づいたスイッチング周波数でインバータ回路を駆動する動作 モード期間とを交互に設けているので、直列共振回路の共振周波数が変化しても、 インバータ回路のスイッチング周波数をこの変動する共振周波数に追従させることが できる。この結果、患者の患部に対して、常時温熱治療に必要な強度の磁界を供給 することができる。
[0012] 本発明の好適実施例は、コントローラが、計測モード期間中、インバータ回路にス テツプ電圧又は白色ノイズの駆動信号を供給することを特徴とする。また、コントロー ラが、計測モード期間中、インバータ回路に周波数が順次変化する掃引信号の駆動 信号を供給することを特徴とする。また、コントローラが、計測期間中、電流検出手段 により検出された電流の信号を入力し、該信号に対して高速フーリエ変換による周波 数解析し、周波数スペクトルを求め、前記共振周波数を決定することを特徴とする。 図面の簡単な説明
[0013] [図 1]本発明による温熱治療装置の一例を示す構成図である。
[図 2]磁界発生用コイルの一例を示す模式図である。 圆 3]本発明による温熱治療装置の一例の動作を示すタイミングチャート図である。 圆 4]本発明による温熱治療装置の変形例の動作を示すタイミングチャート図である 発明を実施するための最良の形態
[0014] 図 1は、本発明による温熱治療装置の一例を示す構成図である。この温熱治療装 置は、トランス 1、トランス 1の一次側に接続されたインバータ回路 2、トランス 1の二次 側に接続された直列共振回路 5、直列共振回路 5の電流を検出するための電流プロ ーブ 16、 AZD変換器 21、及びインバータ回路 2に駆動信号を供給するコントローラ 20を備えている。直列共振回路 5は、磁界発生用コイル 3及び共振コンデンサ 4から 構成される。 インバータ回路 2は、 Hブリッジ型のインバータ回路であり、スィッチン グ素子として動作する 4個のトランジスタ 11〜14、及び、トランジスタ 11〜 14をそれ ぞれ駆動するためのドライバ回路 11a, 12a, 13a, 14aを備えている。また、インバー タ回路 2には、直流電圧が印加される入力端子 15a, 15bが設けられている。
[0015] コントローラ 20は、直列共振回路 5に備えられた電流プローブ 16が検出した電流の 電流値を入力する手段と、当該電流値について高速フーリエ変換による周波数解析 処理を行い、周波数スペクトルを得る手段と、当該周波数スペクトルから直列共振回 路 5の共振周波数を決定する手段と、当該共振周波数の駆動信号を生成してインバ ータ回路 2に供給する手段と、動作モードと計測モードとを切り替えて、運転モードを 設定する手段を有する。コントローラ 20は、これらの手段を用いて、直列共振回路 5 に流れる電流の周波数が直列共振回路 5の共振周波数に一致するように、共振周波 数と一致するスイッチング周波数の駆動信号を生成し、当該駆動信号をインバータ 回路 2に供給することにより、共振周波数と一致した周波数の電流が、トランス 1を介 してインバータ回路 2から直列共振回路 5に供給される。本例では、例えば、トランス 1の二次側の磁界発生用コイル 3に、 400kHzの周波数で 500Vの電圧による高周 波交流電流が供給される。これにより、磁界発生用コイル 3から患者の患部に向けて 強力な磁界が供給される。患者の患部には前述した磁性流体を予め注入しておくこ とにより、磁界発生用コイル 3から発生した磁界と患部に注入された磁性粒子との間 の相互作用により、患部だけを選択的に加温することができる。 [0016] 次に、図 1に示した温熱治療装置の動作について説明する。
インバータ回路 2に設けられた入力端子 15a, 15bに、 DC500Vの直流電圧が印加 される。インバータ回路 2は、コントローラ力も供給される駆動信号に従った交流出力 を、トランス 1を介して二次側の直列共振回路 5に、電磁誘導作用により伝達する。磁 界発生用コイル 3には高周波の電流が流れ、交流磁界を発生させる。
[0017] 電流プローブ 16は、直列共振回路 5を流れる電流を検出する。 AZD変換器 21は 、電流プローブ 16により検出された電流をデジタル信号に変換し、コントローラ 20に 出力する。コントローラ 20は、 AZD変 により変換された電流のデジタル信号 を入力し、高速フーリエ変換による周波数解析処理を行い周波数スペクトルを得て、 当該周波数スペクトルから直列共振回路 5の共振周波数を決定する。そして、コント ローラ 20は、その共振周波数の駆動信号 A, Bを生成し、インバータ回路 2のドライバ 回路 11a, 12a, 13a, 14aに供給する。すなわち、コントローラ 20は、直列共振回路 5の共振周波数に等 、周波数となるように駆動信号 A, Bの駆動周波数を制御し、 駆動信号 A, Bをインバータ回路 2に供給する。そして、インバータ回路 2は、直列共 振回路 5の共振周波数に等しいスイッチング周波数で駆動する。
[0018] ここで、温熱治療装置の運転モードには、磁界発生用コイル 3から患部に向けて高 周波磁界を発生する動作モードと、直列共振回路 5の共振周波数を計測するための 計測モードとがある。コントローラ 20は、動作モードによる運転と計測モードによる運 転とを交互に繰り返すために、運転モードを切り替えて設定する手段を備えて!/、る。 コントローラ 20は、計測モードの場合に、その期間中に電流プローブ 16により検出さ れた直列共振回路 5に流れる電流について、高速フーリエ変換による周波数解析処 理を行 ヽ、得られた周波数スペクトルから直列共振回路 5の共振周波数を決定する。
[0019] ところで、直列共振回路 5は、その共振周波数においてインピーダンスが急激に低 下し、共振周波数以外の周波数帯域において非常に高いインピーダンスとなる特性 を有している。このため、トランス 1の二次側に伝達される電圧の基本周波数が共振 周波数よりも低ぐさらに共振周波数よりも高い高周波数の高調波を含んでいる場合 、直列共振回路 5に流れる電流は、二次側に伝達された周波数成分のうち共振周波 数と一致する成分のみとなる。したがって、二次側の直列共振回路 5に流れる電流は 、その周波数が共振周波数に等しい正弦波状の電流となる。本発明は、この特性を 利用した点に特徴がある。すなわち、コントローラ 20は、計測モード期間中に、インバ ータ回路 2に対してステップ電圧を印加する。これにより、二次側には、ステップ電圧 の立ち上がり時に存在する高調波の周波数成分のうち共振周波数と一致する周波 数成分の電流が流れ、共振による電流 (共振電流)が発生する。そして、電流プロ一 ブ 16が、この共振電流を検出し、コントローラ 20が、高速フーリエ変換による周波数 解析処理を行い、周波数スペクトルを得て、直列共振回路 5の共振周波数を決定す る。このように、コントローラ 20は、インバータ回路 2にステップ電圧を容易に供給する ことができるので、発振器や高周波増幅器等を用いることなぐ簡易な構成により直 列共振回路 5の共振周波数を決定することができる。
[0020] 尚、コントローラ 20は、計測モード期間中、ステップ電圧を印加する代わりに、白色 ノイズを印加するようにしてもよい。この場合も、コントローラ 20は、直列共振回路 5の 共振周波数を決定することができる。
[0021] コントローラ 20は、動作モード期間中、計測モード期間中に求めた直列共振回路 5 の共振周波数に等しい周波数の駆動信号をインバータ回路 2に供給する。このように 構成することにより、温熱治療中に直列共振回路 5の共振周波数が変動しても、コン トローラ 20は、インバータ回路 2に供給する駆動信号の周波数を共振周波数に追従 させることがでさる。
[0022] 図 2は、患者の患部に向けて磁界を発生する磁界発生用コイル 3の模式図である。
この磁界発生用コイル 3は、ほぼ同一平面内(コイル面内)〖こスパイラル状に形成した 電流路を有するパン型のコイル装置である。また、磁界発生用コイル 3は、患者に負 担を与えない柔軟な素材により構成される。具体的には、絶縁された複数の細い導 体素線を集めて撚合わせたリッツ線のような、より線の集合体により構成される。この ようなより線の集合体は、柔軟性を有していることから、磁界発生用コイル 3は、患者 の患部の位置や患者の体形等に合わせて、その全長や径等を変化させ、例えば、 患者の患部の体表面に巻き付けることができる。パン型コイル 30の下側には、高透 磁率材料のコアプレート 31が配置されている。高透磁率材料としては例えばフェライ トを用いる。このコアプレート 31は、パン型コイル 30に対向する面について、パン型コ ィル 30のコイル面 33よりも広い面積を有している。このように配置することにより、パ ン型コイル 30のコイル面 33から下側に向けて発生する磁束がコアプレート 31により 反射するから、パン型コイル 30から発生する磁束は、コイル面 32から上側に向けた 一方向の磁束となり、コイル面 32の上側のみに磁界が集中することになる。この結果 、温熱治療装置は、コアプレート 31と反対側に位置する患者に対して効率よく磁束を 供給することができる。
[0023] 次に、温熱治療装置の運転モードについて説明する。図 3は、コントローラ 20からィ ンバータ回路 2に供給される駆動信号、及び電流プローブ 16により検出されてコント ローラ 20に入力される二次側電流 (検出電流)を示すタイミングチャート図である。温 熱治療装置は、温熱治療のための運転モードとして、患部に向けて高周波磁界を発 生する動作モードと、直列共振回路 5の共振周波数を計測する計測モードとを有し、 コントローラ 20は、運転モード期間と計測モード期間とを交互に切り替える。図 3を参 照して、例えば、計測モード期間を 2secに設定し、動作モード期間を 28secに設定す ることができる。計測モード期間中には、コントローラ 20が、インバータ回路 2にステツ プ電圧を印加する。この場合、白色ノイズを印加するようにしてもよい。コントローラ 20 力 Sインバータ回路 2にステップ電圧を印加すると、図 3 (b)に示すように、電流プロ一 ブ 16は、直列共振回路 5の共振周波数に等しい周波数の共振電流を検出すること ができる。コントローラ 20は、計測モード期間中に、電流プローブ 16により検出され た共振電流について、この共振電流の周波数を決定する。
[0024] 温熱治療装置は、計測モード期間が終了すると、動作モード期間に移行する。コン トローラ 20は、計測モード期間中に検出された共振電流の周波数、すなわち直列共 振回路の共振周波数に等しい周波数の駆動信号をインバータ回路 2に供給する。こ のように、計測モードと動作モードとを交互に繰り返すことにより、直列共振回路 5の 共振周波数が変動しても、インバータ回路 2のスイッチング周波数を共振周波数の変 化に追従させることができる。
[0025] 次に、本発明による温熱治療装置の変形例について説明する。この温熱治療装置 は、図 1に示した温熱治療装置と同様の構成を有するが、コントローラ 20が、計測モ ード期間中に、ステップ電圧や白色ノイズの駆動信号ではなぐ周波数が時間と共に 変化する掃引電圧 (FM波)の駆動信号を印加する点で相違する。磁界発生用コィ ル 3及び共振コンデンサ 4から成る直列共振回路 5の共振周波数の値は、予め設計 値として知ることができ、環境条件等の変化に伴う共振周波数の変動範囲も予め知る ことができる。そこで、本変形例では、コントローラ 20が、予め想定される設計値として の共振周波数を中心周波数とする掃引周波数信号を記憶しておき、計測モード期間 中に、その掃引周波数を有する掃引電圧の駆動信号をインバータ回路 2に供給する
[0026] コントローラ 20からインバータ回路 2に、周波数が変化する掃引電圧の駆動信号が 供給されると、共振周波数からずれた周波数帯域の掃引電圧の駆動信号が供給さ れた場合は、二次側の直列共振回路 5には電流がほとんど流れない。しかし、共振 周波数と一致する周波数の掃引電圧の駆動信号が供給された場合は、その瞬時に 直列共振回路 5には共振周波数の電流が流れる。そして、電流プローブ 16が、この 共振電流を検出し、コントローラ 20が、高速フーリエ変換による周波数解析処理を行 い、周波数スペクトルを得て、直列共振回路 5の共振周波数を決定する。
[0027] コントローラ 20は、動作モード期間中、計測モード期間中に求めた直列共振回路 5 の共振周波数に等しい周波数の駆動信号をインバータ回路 2に供給する。このように 構成することにより、温熱治療中に直列共振回路 5の共振周波数が変動しても、コン トローラ 20は、インバータ回路 2に供給する駆動信号の周波数を共振周波数に追従 させることがでさる。
[0028] 図 4は、本発明による温熱治療装置の変形例について、コントローラ 20からインバ ータ回路 2に供給される駆動信号、及び電流プローブ 16により検出されてコントロー ラ 20に入力される二次側電流 (検出電流)を示すタイミングチャート図である。温熱治 療装置は、温熱治療のための運転モードとして、患部に向けて高周波磁界を発生す る動作モードと、直列共振回路 5の共振周波数を計測する計測モードとを有し、運転 モード期間と計測モード期間とを交互に切り替える。計測モード期間中には、コント口 ーラ 20が、インバータ回路 2に掃引電圧を印加する。コントローラ 20がインバータ回 路 2に掃引電圧を印加すると、図 4 (b)に示すように、掃引電圧の周波数が共振周波 数と一致する場合は、その瞬時に直列共振回路 5には共振周波数の電流が流れ、 電流プローブ 16は、共振電流を検出することができる。コントローラ 20は、計測モー ド期間中に、電流プローブ 16により検出された共振電流について、この共振電流の 周波数を決定する。このように、コントローラ 20は、周波数が順次変化する掃引電圧 をインバータ回路 2に供給し、共振周波数を検出することにより、共振周波数の検出 精度を一層高 、ものとすることができる。
[0029] 以上にように、本発明による温熱治療装置の例によれば、コントローラ 20がステップ 電圧、白色ノイズ又は掃引電圧の駆動信号をインバータ回路 2に供給し、二次側電 流のデジタル値を入力して共振周波数を決定するようにした。この共振周波数は、二 次電流のデジタル値にっ 、て高速フーリエ変換による周波数解析処理を行 、、周波 数スペクトルを得る一連の処理により、コントローラ 20に備えた CPUにより実現される 。つまり、本発明による温熱治療装置の例によれば、コントローラ 20を構成するコンビ ユータ (例えばパソコン)により、前記一連の処理を実現する。したがって、周囲の環 境条件等により負荷が変動して、直列共振回路 5の共振周波数が大きく変化した場 合であっても、周波数を広範囲にスイープさせて共振周波数を決定することができる から、広範囲の周波数に対応した処理が可能となる。
[0030] 特に、磁界発生用コイル 3は、柔軟性を有し、患者の患部の位置や患者の体形等 に合わせて自在に変形させることができるから、共振周波数が大きく変化してしまう。 この場合、前述のように、特開 2002— 360712号公報に記載された従来の温熱治 療装置では、負荷変動が広範囲に渡ると対応が不可能である。本発明による温熱治 療装置の例では、コントローラ 20に備えた CPUにより、周波数を広範隨こスイープさ せることができる力ら、負荷変動が広範囲に渡っても十分に共振周波数の変化に追 従することが可能となる。

Claims

請求の範囲
[1] トランスと、該トランスの一次側に接続されたインバータ回路と、前記トランスの二次 側に接続され、磁界発生用コイル及び共振コンデンサ力 成る直列共振回路と、該 直列共振回路に流れる電流の周波数をその共振周波数に一致させるように、前記ィ ンバータ回路に駆動信号を供給するコントローラとを備え、患者の患部に向けて高周 波磁界を発生する温熱治療装置であって、
前記直列共振回路に流れる電流を検出する電流検出手段を備え、
前記コントローラは、
患者の患部に向けて高周波磁界を発生する動作モードと、前記直列共振回路の 共振周波数を計測する計測モードとを交互に切り替えてモードを設定するモード設 定手段と、
前記設定手段により計測モードが設定された場合に、前記電流検出手段により検 出された電流の信号を入力し、該信号に基づいて前記共振周波数を決定する共振 周波数決定手段と、
前記モード設定手段により動作モードが設定された場合に、前記共振周波数決定 手段により決定された共振周波数を用いて、スイッチング周波数の駆動信号を前記 インバータ回路に供給する駆動信号供給手段と、
を有することを特徴とする温熱治療装置。
[2] 請求項 1に記載の温熱治療装置にお!、て、
前記駆動信号供給手段が供給する駆動信号を、ステップ信号又は白色ノイズ信号 とする、
ことを特徴とする温熱治療装置。
[3] 請求項 1に記載の温熱治療装置にお!、て、
前記駆動信号供給手段が供給する駆動信号を、周波数が順次変化する掃引信号 とする、
ことを特徴とする温熱治療装置。
[4] 請求項 1から 3までのいずれか一項に記載の温熱治療装置において、
前記共振周波数決定手段は、モード設定手段により計測モードが設定された場合 に、電流検出手段により検出された電流の信号を入力し、該信号に対して高速フーリ ェ変換による周波数解析し、周波数スペクトルを求め、前記共振周波数を決定する、 ことを特徴とする温熱治療装置。
[5] 請求項 1から 4までの 、ずれか一項に記載の温熱治療装置にぉ 、て、
前記磁界発生用コイルを、電流路がコイル面内をスパイラル状に延在するパン型コ ィルとする、
ことを特徴とする温熱治療装置。
[6] 請求項 5に記載の温熱治療装置にぉ 、て、
さらに、前記磁界発生用コイル力 みて患者の患部とは反対側のコイル面について 、当該コイル面に対向したコアプレート、
を備えて!/ヽることを特徴とする温熱治療装置。
[7] 請求項 5または 6に記載の温熱治療装置にお 、て、
前記磁界発生用コイルは、柔軟性を有し、変形自在な構成とすることを特徴とする 温熱治療装置。
[8] トランスと、該トランスの一次側に接続されたインバータ回路と、前記トランスの二次 側に接続され、磁界発生用コイル及び共振コンデンサ力 成る直列共振回路と、該 直列共振回路に流れる電流の周波数をその共振周波数に一致させるように、前記ィ ンバータ回路に駆動信号を供給するコントローラとにより、患者の患部に向けて高周 波磁界を発生する温熱治療方法であって、
患者の患部に向けて高周波磁界を発生する動作モードと、前記直列共振回路の 共振周波数を計測する計測モードとを交互に切り替えてモードを設定するステップと 前記計測モードが設定された場合に、前記直列共振回路に流れる電流の信号を 入力して共振周波数を決定するステップと、
前記動作モードが設定された場合に、決定した共振周波数を用いて、該共振周波 数に基づいたスイッチング周波数の駆動信号を前記インバータ回路に供給するステ ップと、
を有することを特徴とする温熱治療方法。
[9] 請求項 8に記載の温熱治療方法にぉ 、て、
前記駆動信号を、ステップ信号又は白色ノイズ信号とする、
ことを特徴とする温熱治療方法。
[10] 請求項 8に記載の温熱治療方法にぉ 、て、
前記駆動信号を、周波数が順次変化する掃引信号とする、
ことを特徴とする温熱治療方法。
[11] 請求項 8から 10までのいずれか一項に記載の温熱治療方法において、
前記共振周波数を決定するステップを、計測モードが設定された場合に、前記直 列共振回路に流れる電流の信号を入力し、該信号に対して高速フーリエ変換による 周波数解析し、周波数スペクトルを求め、前記共振周波数を決定するステップとする ことを特徴とする温熱治療方法。
PCT/JP2005/007718 2004-04-23 2005-04-22 温熱治療装置 WO2005102452A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006512605A JP4815549B2 (ja) 2004-04-23 2005-04-22 温熱治療装置
US11/578,954 US7833258B2 (en) 2004-04-23 2005-04-22 Thermal therapy device and method of use

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004128404 2004-04-23
JP2004-128404 2004-04-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2005102452A1 true WO2005102452A1 (ja) 2005-11-03

Family

ID=35196754

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2005/007718 WO2005102452A1 (ja) 2004-04-23 2005-04-22 温熱治療装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7833258B2 (ja)
JP (1) JP4815549B2 (ja)
WO (1) WO2005102452A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009130962A1 (ja) * 2008-04-22 2009-10-29 オリンパス株式会社 生体観察システム及び生体観察システムの駆動方法
US8398542B2 (en) 2008-05-01 2013-03-19 Olympus Corporation Living body observation system and method of driving living body observation system
JP2019201921A (ja) * 2018-05-23 2019-11-28 株式会社リコー 電源装置及び磁界発生システム
JP2021512714A (ja) * 2018-02-07 2021-05-20 パナシア・クワンタム・リープ・テクノロジー・エルエルシー 電場および磁場の周波数走査を使用する組織刺激方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8419608B2 (en) * 2007-09-26 2013-04-16 Mega-Wave-Gmbh Apparatus for producing fields for treatment of bodily parts of living organisms for healing purposes
US8388509B2 (en) 2007-12-11 2013-03-05 Tokitae Llc Systems, devices, and methods including paramagnetic oscillation, rotation, and translation of hemozoin asymmetric nanoparticles in response to dark-field or Rheinberg detection of the presence of hemozoin
US8385997B2 (en) 2007-12-11 2013-02-26 Tokitae Llc Spectroscopic detection of malaria via the eye
ES2328215B1 (es) * 2008-05-08 2010-08-30 Universidad De Zaragoza Dispositivo de aplicacion de hipertermia magnetica.
US9044141B2 (en) * 2010-02-10 2015-06-02 Tokitae Llc Systems, devices, and methods including a dark-field reflected-illumination apparatus
US8781184B2 (en) 2010-02-10 2014-07-15 Tokitae Llc Systems, devices, and methods for detection of malaria
TW201141570A (en) * 2010-06-21 2011-12-01 Yen-Lung Lin Electromagnetic stimulation device and method thereof
US11316560B1 (en) * 2020-10-23 2022-04-26 Nxp B.V. Magnetic induction device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0722167A (ja) * 1993-06-30 1995-01-24 Denki Kogyo Co Ltd 高周波誘導加熱方法及びその装置
JP2000012340A (ja) * 1998-04-20 2000-01-14 Sekisui Chem Co Ltd 水冷トランスおよびこの水冷トランスを用いた高周波誘導加熱装置
JP2002360712A (ja) * 2001-06-06 2002-12-17 Komatsu Powertron Kk 生体用誘導加熱方法及びその装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6097987A (en) * 1998-12-30 2000-08-01 Medical Research Laboratories, Inc. External defibrillator electrode apparatus
US6393314B1 (en) * 1999-05-06 2002-05-21 General Electric Company RF driven resistive ablation system for use in MRI guided therapy

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0722167A (ja) * 1993-06-30 1995-01-24 Denki Kogyo Co Ltd 高周波誘導加熱方法及びその装置
JP2000012340A (ja) * 1998-04-20 2000-01-14 Sekisui Chem Co Ltd 水冷トランスおよびこの水冷トランスを用いた高周波誘導加熱装置
JP2002360712A (ja) * 2001-06-06 2002-12-17 Komatsu Powertron Kk 生体用誘導加熱方法及びその装置

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009130962A1 (ja) * 2008-04-22 2009-10-29 オリンパス株式会社 生体観察システム及び生体観察システムの駆動方法
JP2009261462A (ja) * 2008-04-22 2009-11-12 Olympus Corp 生体観察システム及び生体観察システムの駆動方法
US8398542B2 (en) 2008-05-01 2013-03-19 Olympus Corporation Living body observation system and method of driving living body observation system
JP2021512714A (ja) * 2018-02-07 2021-05-20 パナシア・クワンタム・リープ・テクノロジー・エルエルシー 電場および磁場の周波数走査を使用する組織刺激方法
US11826568B2 (en) 2018-02-07 2023-11-28 Panacea Quantum Leap Technology Llc Tissue-stimulating method using frequency scanning of electric and magnetic fields
JP7490558B2 (ja) 2018-02-07 2024-05-27 パナシア・クワンタム・リープ・テクノロジー・エルエルシー 電場および磁場の周波数走査を使用する組織刺激方法
JP2019201921A (ja) * 2018-05-23 2019-11-28 株式会社リコー 電源装置及び磁界発生システム
JP7152709B2 (ja) 2018-05-23 2022-10-13 株式会社リコー 電源装置及び磁界発生システム
JP2022173334A (ja) * 2018-05-23 2022-11-18 株式会社リコー 電源装置及び磁界発生システム
JP7464669B2 (ja) 2018-05-23 2024-04-09 株式会社リコー がん治療装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2005102452A1 (ja) 2008-03-06
JP4815549B2 (ja) 2011-11-16
US20070179576A1 (en) 2007-08-02
US7833258B2 (en) 2010-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4815549B2 (ja) 温熱治療装置
US11096737B2 (en) System and method for harmonic control of dual-output generators
CN100409821C (zh) 用于确定被细分的中性电极的两个部分之间的过渡阻抗的方法和测量设备
KR101968553B1 (ko) Wpt 구현 가능한 전자 유도 가열 조리기 및 pfc 전력 변환 장치
JP5093386B2 (ja) 送電装置および電力伝送システム
CN110121826B (zh) 无线供电装置、无线受电装置及无线电力传输系统
JP6855599B2 (ja) ジェネレータ及び手術システム
CN104287822A (zh) 具有连续和任意可变的峰值因数的电外科发生器
JP2019002882A (ja) 金属異物検出装置、ワイヤレス給電装置、ワイヤレス受電装置、及びワイヤレス電力伝送システム
CN107334523A (zh) 电外科发生器和电外科系统
EP2389786B1 (en) Apparatus for driving a resonant circuit
EP2224787B1 (en) A method and device for controlling an induction heating cooking apparatus
KR101670591B1 (ko) 개인용 초음파 자극기
JP4625881B2 (ja) 共振周波数検出方法及び磁界発生装置
WO2014037898A1 (en) Procedure for the induction heating of industrial and domestic cookers with optimisation of the power supplied
Basham et al. Circuit and coil design for in-vitro magnetic neural stimulation systems
TWI491316B (zh) 高周波加熱裝置及其頻率控制方法
US20200337758A1 (en) Treatment system, heating control method, and heating device
JP3735242B2 (ja) 超音波振動子駆動装置
KR100648049B1 (ko) 고주파 자기장 발생장치를 이용한 전자혈류계
JP2005304929A (ja) 磁界発生装置及び温熱治療装置
JP2011122887A5 (ja)
Liu et al. Design and implementation of an ultrasonic surgical system based on transducer admittance analysis
Gimm et al. Frequency Tracking of Resonance Frequency Variation of LC Circuits for Wireless Energy Transmission to Medical Devices in Human Organs
US20190160298A1 (en) Wireless electromagnetic thermotherapy apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KM KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SM SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006512605

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 11578954

Country of ref document: US

Ref document number: 2007179576

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase
WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 11578954

Country of ref document: US