WO2008007777A2 - Dispositif de chauffage par induction à micro-ondes - Google Patents

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oscillating
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    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/80—Apparatus for specific applications

Definitions

  • the present invention is an invention suitable for a microwave dielectric heating device, particularly a medical device such as a microwave surgical machine.
  • a magnetron microwave mouth wave oscillating unit
  • a microwave generated in the magnetron are brought into contact with a treatment site that is a heated part.
  • part in a state is known.
  • the electrode is brought into contact with the cancer tissue of the patient's liver, for example, by oscillating and irradiating the microwave to heat the cancer tissue to coagulate the tissue.
  • the microwave generator generates microwaves having a fixed frequency of 2450 MHz.
  • this magnetron is used by amplifying an AC power supply of a certain value or more, and the microwave generated by this magnetron has an output 0 state periodically in relation to the AC power supply period. It must be an intermittent output that does not exist (output that is not continuous in time) (see Fig. 8), and therefore, there is a problem that efficient heating cannot be performed.
  • Fig. 8 shows the measurement results of the microwave output waveform.
  • An object of the present invention is to provide a microwave dielectric heating apparatus capable of accurately heating a heated portion.
  • a microwave dielectric heating apparatus that solves the above-mentioned problems has a microwave oscillation means for oscillating a microwave, and an object by dielectric heating of the microwave oscillated from the microwave oscillation means.
  • a microwave dielectric heating device for heating the above-mentioned microwave oscillating means adopts a configuration in which the frequency of the microwave oscillated by the microwave oscillating means is variably provided.
  • the frequency of the microwave irradiated to the object that is the heated part can be changed depending on the type of the object, the state of the object, and the like. Can be heated.
  • the microwave oscillating means can be provided so that the frequency of the oscillating microwave can be changed stepwise (for example, three steps).
  • the oscillating means is preferably provided so that it can be changed substantially continuously. As a result, the heated part can be heated more accurately.
  • substantially continuously changeable includes, for example, those in which the frequency can be changed continuously every 1 MHz.
  • the microwave oscillating means generates a microwave generating unit that generates a microwave, and a microphone mouth wave amplifying unit that amplifies the microwave generated by the microwave generating unit.
  • the microwave generation unit is provided so that the frequency of the generated microwave can be changed substantially continuously.
  • the microwave oscillating means can be provided so as to irradiate the heating unit with a continuous microwave.
  • the microwave oscillated by the microwave oscillating means is provided so as to receive a reflected wave reflected by the object as a heated portion. It is preferable to adopt the configuration. As a result, the microwave oscillated by the microwave oscillating means can be changed based on the received reflected wave as described above, and the voltage standing wave ratio (VSWR) can be changed. It becomes possible to perform an efficient heat treatment to the heated part. In other words, depending on various conditions In principle, although heat treatment is performed in a state where there are few reflected waves, efficient heating is considered to be performed.For this reason, the microwave frequency should be changed according to the voltage standing wave ratio. Therefore, it is considered efficient and possible to process.
  • VSWR voltage standing wave ratio
  • microwave means, for example, changing the frequency of the microwave or changing the output of the microwave.
  • the microwave can be provided to be artificially changed, but has a control means for changing the microwave, and the control means adds the received reflected wave to the received reflected wave. It is preferable to adopt a configuration that is provided to perform control for changing the microwave.
  • the microwave dielectric heating device preferably has a temperature detecting means for detecting the temperature of the object to be heated or the microwave oscillating means.
  • the microwave oscillated by the microwave oscillating means can be changed based on the temperature detected by the temperature detecting means, and an accurate calorie heat treatment can be performed according to the change in the state of the heated portion.
  • the force that can be provided to artificially change the microwave has the above-mentioned microwave oscillating means force, and has a control means for changing the oscillated microwave, and the control means It is preferable to employ a configuration provided to perform control to change the microwave based on the temperature detected by the temperature detecting means.
  • the microwave dielectric heating device includes an electrode that irradiates the object with microwaves in contact with the object that is a heated portion, and the electrode is provided in a replaceable manner. It is preferable to adopt a configuration in which microwaves oscillated by the microwave oscillating means are changeable according to the type of the electrode.
  • the electrode can be changed according to the object to be heated (for example, according to the affected part), and the frequency of the microwave can be changed according to the changed electrode. Can be performed.
  • the microwave oscillating unit employs a configuration provided so that temporally continuous microwaves can be irradiated to the heating unit. Therefore, it is possible to perform an efficient heat treatment.
  • FIG. 1 is a schematic configuration explanatory diagram for explaining a schematic configuration of a microwave surgical machine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of an electrode used in the same embodiment.
  • FIG. 3 is a photograph after heat-coagulated egg white in the experimental example 1 using the microwave surgical machine of the present embodiment.
  • FIG. 4 is a photograph after heat-coagulated egg white in the experimental example 1 using the microwave surgical machine of the present embodiment.
  • FIG. 5 is a photograph after heat-coagulating egg white with a conventional microwave surgical machine in Experimental Example 1.
  • Example 2 this is a table explaining the elapsed time of the experiment starting force and the measurement results of the VSWR value.
  • FIG. 8 Shows measurement results of microwave output waveform by conventional magnetron.
  • the microwave surgical machine includes a microwave oscillating unit 100 including a microwave generating unit 110 and a microwave amplifying unit 120, and the microwaves of the microwave oscillating unit 100 connected to the microwave oscillating unit 100.
  • An electrode 200 for irradiating the heated part and a control means 300 for controlling the microwave oscillating part 100 are provided.
  • the control means 300 is composed of a computer 300.
  • the electrode 200 is replaceably connected to the microwave amplifying unit 120 of the microwave oscillating unit 100.
  • the electrode 200 is connected to the microwave amplifying unit 120 of the microwave oscillating unit 100 via the voltage standing wave ratio meter 400, and the electrode 200 Receiving the reflected wave, the voltage standing wave ratio meter 400 is configured to detect the ratio of the traveling wave and the reflected wave.
  • the voltage standing wave ratio meter 400 is provided to transmit the detected data to the computer 300.
  • the electrode 200 has a substantially needle-like shape as a whole, and has a needle-like body 210 having a microwave irradiation part 200a on the outer surface, and a temperature disposed on the outer surface of the needle-like body 210.
  • the detection unit 500 includes a needle member 210 and a contact member 220 that covers the outer surface of the temperature detection unit 500 and comes into contact with the heated portion during heat treatment.
  • the microwave irradiation unit 200a is located, for example, about 10 mm distal to the tip of the needle-like electrode 200, and is provided to irradiate the heated portion with the microwave.
  • the temperature detecting means 500 is connected to the computer 300 and is provided to transmit the detected data to the computer 300.
  • the contact member 220 is made of, for example, a polyfluorinated styrene resin such as Teflon (trademark), and is provided with a thickness of about 0.4 mm (FIG. 2). L). Because of the contact member 220, there is an interval of 0.4 mm or more between the microwave irradiation part and the heated part, so that the discoloration of the contact part can be accurately prevented. Na
  • the above-mentioned advantages can be achieved by setting the distance between the microwave oscillating portion and the contact portion of the object to 0.1 mm or more, preferably 0.2 mm or more, more preferably 0.4 mm. That's it.
  • the temperature detecting means 500 is built in the electrode 200 and the second temperature detecting means 600 for detecting the temperature at a position separated from the electrode 200 is provided.
  • the second temperature detecting means 600 for detecting the temperature outside the electrode 200 it is possible to adopt a device having a substantially needle shape as a whole.
  • the two temperature detecting means 500 and 600 are described. However, it is possible to change the design as appropriate by adopting only one of the temperature detecting means.
  • the computer 300 as the control means 300 is provided so as to change the frequency / output of the generated microwave by controlling the microphone mouth wave generating unit 110 of the microwave oscillating unit 100.
  • the computer 300 is provided so that the frequency and output of the microwave generated by the microwave generation unit 110 can be changed substantially continuously.
  • substantially continuous means that it is provided so that it can be changed in multiple steps from low frequency to low output at a predetermined rate (for example, a constant rate) to high frequency and high output. For example, it is intended to include those that can change the frequency every 1MHz unit.
  • the microwave generation unit 110 generates a temporally continuous microwave (a microwave that is not intermittent in time (a microwave that does not have a continuous time when the output is 0)).
  • the microwave generation unit 110 is configured so that the microwave generated by the microwave generation unit 110 is amplified by the microwave amplification unit 120 and transmitted to the electrode 200.
  • the computer 300 automatically changes the frequency of the microwave based on the data transmitted from the voltage standing wave ratio meter 400 or the temperature detection means 500, 600 (performs automatic control). It is also possible to change the microwave frequency etc. (manual control) according to the operator's input. Furthermore, both tasks (automatic control / manual control) It is also possible to provide for selectively performing.
  • the computer 300 can change the frequency of the microwave according to the change of the electrode 200. More specifically, the computer 300 can be provided to change the frequency of the microwave when it is determined that the VSWR value detected by the voltage standing wave ratio meter 400 has increased. . Thereby, it is considered that an efficient heat treatment operation can be performed.
  • the computer 300 may be configured to stop the microwave output when it is determined that the VSWR value detected by the voltage standing wave ratio meter 400 exceeds a certain value. In other words, if a VSWR value greater than a certain value is detected, it is considered that an abnormality has occurred in the heating operation, and the abnormal heating operation is stopped by adjusting the microwave output at this time. be able to.
  • the computer 300 determines that the temperature detected by the temperature detecting means 500, 600 is not equal to or higher than a certain temperature (when it is determined that the heating has been performed accurately) Can be provided to change the frequency and output of the microwave. Thereby, when the heat treatment work is insufficient, the heat treatment work can be performed efficiently by irradiating with microwaves under suitable conditions.
  • the computer 300 can be provided so as to adjust the microwave when it is determined that the temperature detected by the temperature detecting means 500, 600 exceeds a certain temperature or more. For example, when the temperature detected by the temperature detecting means 500, 600 reaches a certain temperature or more, the computer 300 can be set to stop the microwave output. That is, for example, by adjusting the output of the microwave when the temperature detecting means 500 built in the electrode 200 detects a temperature higher than a certain temperature, the carbonization of the heated object around the electrode 200 is accurately performed. Further, by adjusting the output of the microwave when the second temperature detection means 600 detects a certain temperature or higher, heating / coagulation outside the desired range can be prevented.
  • the computer 300 may be provided with an abnormality notification means (for example, an alarm) so that when an abnormality is detected during the heat treatment operation, the abnormality is notified to the worker by the abnormality notification means.
  • an abnormality notification means for example, an alarm
  • the force described as an example of a needle-like electrode 200 is used as the electrode 200.
  • the present invention is not limited to this, and it is possible to employ various electrodes 200.
  • the computer 300 controls the control means 300.
  • the present invention is not limited to this.
  • the present invention is intended to promote (or suppress) industrial reactions such as organic reactions and inorganic reactions. It can also be used for heating, and can be applied to a wide range of fields such as inorganic chemistry, ceramics, organic chemistry, and food chemistry.
  • FIG. 3 and FIG. 4 are photographs after the egg white is heated and coagulated by the microwave surgical machine of this embodiment.
  • the microwave of 2290 MHz 100 W from the electrode is shown in FIG. ! /, Irradiate 2300MHzlOOW microwave from the electrode! /, (The microwave output frequency is constant during the heat treatment).
  • Fig. 5 is a photograph of the result of microwave irradiation using a conventional microwave therapy device using a magnetron (trade name “Microtase” “model“ OT-110M ”“ Rufresa Pharma Co., Ltd. ”). .
  • the microwave surgical machine of the above embodiment can perform heat treatment accurately and over a wide range as compared with the conventional microwave therapy apparatus.
  • the egg white was heated and solidified within a substantially spherical range with a diameter of about 3.5 mm.
  • the egg white was heated and coagulated in a tapered shape from the upper end to the lower end in a cylindrical shape with an average diameter of about 3. Omm.
  • the egg white was heated and coagulated in the range of the average diameter of about 2. Omm from the top to the center, and the right side was not solidified from the bottom and was biased only to the left side.
  • the VSWR was measured when the egg white under the same conditions as in Experimental Example 1 was heated for 10 minutes using the microwave surgical machine of the above embodiment.
  • the frequency of the microwave is changed (the output is constant).
  • the microwave of 2290MHz51.10W was initially irradiated and the experiment started. After 30 seconds, the frequency was changed to 2310 MHz, and after 90 seconds from the start of the experiment, the frequency was changed to 2313 MHz.
  • the microwave of 2310MHz51.10W was initially irradiated and the frequency was changed to 2295MHz after 30 seconds from the start of the experiment.
  • the VSWR value may increase. This increase in VSWR value is thought to be due to solidification of the object to be heated. When the V SWR value rises in this way, it is considered that the increase in the VSWR value can be suppressed by changing the frequency as described above, and an efficient heat treatment can be performed.
  • the output power was 1.10W.
  • the output is set to a high output of about 200W, there is a concern that the problem of an increase in the VSWR value will increase.
  • the change in frequency is particularly effective.

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Description

明 細 書
マイクロ波誘電加熱装置
技術分野
[0001] 本願発明は、マイクロ波誘電加熱装置、特に、マイクロ波手術機などの医療機器に 適した発明である。
背景技術
[0002] 従来、この種、マイクロ波手術機としては、マイクロ波を発生するマグネトロン (マイク 口波発振部）、および、該マグネトロンにおいて発生したマイクロ波を、被加熱部であ る治療部位に接触状態で該治療部位に照射する電極とを備えたものが公知である。 力かるマイクロ波治療器にあっては、電極を、たとえば患者の肝臓のガン組織に接触 状態として、マイクロ波を発振して照射することによって、カゝかるガン組織を加熱して 組織凝固させるものであった。
[0003] ここで、前記マイクロ波発生部は、 2450MHzの固定の周波数のマイクロ波を発生 するものであった。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 上記マイクロ波治療器にあっては、治療部位の加熱処理の進行が遅い場合などに は、マグネトロンにおけるマイクロ波の出力を強くすることがなされている力 出力を強 くしても十分な効果が得られないことがあった。一方、治療部位を過度に加熱しすぎ ると、治療部位が黒く変色し、さらには炭化を生じてしまい、患部に悪影響を与えるお それもあった。
[0005] また、このマグネトロンは、交流電源のうち一定値以上のものを増幅して用いるもの であり、このマグネトロンによるマイクロ波は、交流電源の周期と関連した周期的に出 力 0の状態が存在する断続的な出力（時間的に連続しない出力）とならざるを得ず（ 図 8参照）、このため、効率の良い加熱を行うことができないという問題を有している。 なお、図 8は、マイクロ波の出力波形の測定結果を示す。
[0006] そこで、本願発明は、上記事情に鑑みて創案されたもので、本願発明の課題は、 的確に被加熱部を加熱することのできるマイクロ波誘電加熱装置を提供することにあ る。
課題を解決するための手段
[0007] 上記課題を解決すベぐ本願発明に係るマイクロ波誘電加熱装置は、マイクロ波を 発振するマイクロ波発振手段を有するとともに、該マイクロ波発振手段から発振される マイクロ波の誘電加熱によって物体を加熱するマイクロ波誘電加熱装置であって、前 記マイクロ波発振手段は、該マイクロ波発振手段によって発振するマイクロ波の周波 数が可変に設けられている構成を採用した。
[0008] 該構成力 なる本願発明にあっては、被加熱部である物体に照射するマイクロ波の 周波数を、物体の種類、物体の状態などによって変更することができるため、的確に 被加熱部を加熱することができる。
[0009] なお、本願発明にあっては、前記マイクロ波発振手段が、発振するマイクロ波の周 波数を段階的 (たとえば三段階）に変更できるように設けることも可能であるが、マイク 口波発振手段が、略連続的に変更可能に設けられていることが好ましい。これによつ て、より的確に被加熱部を加熱することができる。なお、「略連続的に変更可能」は、 たとえば 1 MHz単位ごとに連続して周波数を変更できるものも含まれるものである。
[0010] なお、上記構成を採用するには、マイクロ波発振手段が、マイクロ波を生成するマイ クロ波生成部と、該マイクロ波生成部において生成されたマイクロ波を増幅するマイク 口波増幅部とを備え、マイクロ波生成部が、生成するマイクロ波の周波数を略連続的 に変更可能に設けられている構成を採用することによって可能である。なお、かかる 構成を採用することによって、マイクロ波発振手段が、時間的に連続したマイクロ波を 加熱部に照射できるように設けることが可能となる。
[0011] また、本願発明に係るマイクロ波誘電加熱装置にあっては、前記マイクロ波発振手 段の発振したマイクロ波が被加熱部である前記物体において反射した反射波を受信 するように設けられている構成を採用することが好ましい。これにより、前述のように受 信した反射波に基づいて、前記マイクロ波発振手段力 発振されるマイクロ波を変更 することができ、電圧定在波比（VSWR: Voltage Standing Wave Ratio)に応じて 被加熱部への効率の良い加熱処理を行うことが可能となる。つまり、種々の条件によ り異なるものの原理的には反射波が少ない状態で加熱処理がなされることによって、 効率の良い加熱が行われると考えられ、このため電圧定在波比に応じてマイクロ波 の周波数を変更せしめることで効率の良 、処理が可能となると考えられる。このように 効率の良い加熱処理が可能なため、たとえば生体の肝臓を加熱し凝固させる処理を 行う場合にあっては、広範囲な凝固を短時間において行うことが可能となる利点を有 する。なお、「マイクロ波を変更する」とは、たとえばマイクロ波の周波数を変更するこ とや、マイクロ波の出力を変更することなどを意味している。
なお、かかる構成を採用した場合、マイクロ波を人為的に変更するように設けること も可能であるが、マイクロ波を変更する制御手段を有し、該制御手段が、前記受信し た反射波に基づ!/、て、マイクロ波を変更する制御を行うように設けられて 、る構成を 採用することが好ましい。
[0012] また、本願発明に係るマイクロ波誘電加熱装置にあっては、被加熱部である前記物 体またはマイクロ波発振手段の温度を検知する温度検知手段を有することが好まし い。これにより、温度検知手段によって検知された温度に基づいて、前記マイクロ波 発振手段が発振するマイクロ波を変更でき、被加熱部の状態変化に応じて的確なカロ 熱処理を行うことができる。
なお、かかる構成を採用した場合、マイクロ波を人為的に変更するように設けること も可能である力 前記マイクロ波発振手段力 発振されるマイクロ波を変更する制御 手段を有し、該制御手段が、前記温度検知手段によって検知された温度に基づいて 、マイクロ波を変更する制御を行うように設けられている構成を採用することが好まし い。
[0013] また、本願発明に係るマイクロ波誘電加熱装置にあっては、被加熱部である前記物 体に接触状態で該物体にマイクロ波を照射する電極を備え、該電極は取り替え可能 に設けられており、該電極の種類に応じて、前記マイクロ波発振手段によって発振す るマイクロ波が変更可能に設けられて 、る構成を採用することが好まし 、。
これにより、加熱される物体に応じて（たとえば患部に応じて)電極を変更することが でき、また、変更された電極に応じてマイクロ波の周波数を変更することができるので 、的確な加熱処理を行うことが可能となる。 [0014] また、本願発明に係るマイクロ波誘電加熱装置にあっては、前記マイクロ波発振手 段は、時間的に連続したマイクロ波を加熱部に照射できるように設けられている構成 を採用することが好ましぐこれにより、効率の良い加熱処理を行うことができる。 図面の簡単な説明
[0015] [図 1]本願発明の実施形態のマイクロ波手術機の概略構成を説明するための概略構 成説明図である。
[図 2]同実施形態において用いられる電極の要部拡大断面図である。
[図 3]実験例 1において、本実施形態のマイクロ波手術機によって卵白を加熱凝固さ せた後の写真である。
[図 4]実験例 1において、本実施形態のマイクロ波手術機によって卵白を加熱凝固さ せた後の写真である。
[図 5]実験例 1において、従来例のマイクロ波手術機によって卵白を加熱凝固させた 後の写真である。
[図 6]実験例 2にお 、ては、実験開始力 の経過時間と VSWR値の測定結果を説明 する表である。
[図 7]実験例 2にお 、ては、実験開始力 の経過時間と VSWR値の測定結果を説明 する表である。
[図 8]従来のマグネトロンによるマイクロ波の出力波形の測定結果を示す。
符号の説明
[0016] 100 マイクロ波発振部
110 マイクロ波生成部
120 マイクロ波増幅部
200 電極
200a マイクロ波照射部
210 針状体
220 接触部材
300 コンピュータ
400 電圧定在波比計 500 温度検出手段
600 温度検出手段
発明を実施するための最良の形態
[0017] 本願発明の一実施の形態として、マイクロ波手術機を例にとり以下説明する。
まず、本実施形態のマイクロ波手術機は、マイクロ波生成部 110とマイクロ波増幅 部 120とからなるマイクロ波発振部 100、該マイクロ波発振部 100に接続されマイクロ 波発振部 100のマイクロ波を被加熱部に照射する電極 200、および、前記マイクロ波 発振部 100を制御する制御手段 300を備えている。本実施形態においては、制御手 段 300は、コンピュータ 300から構成されている。
[0018] 前記電極 200は、取り替え可能に前記マイクロ波発振部 100のマイクロ波増幅部 1 20に接続されている。また、本実施形態においては、前記電極 200は、電圧定在波 比計 400を介して前記マイクロ波発振部 100のマイクロ波増幅部 120に接続されて おり、電極 200は、照射したマイクロ波の反射波を受信して、電圧定在波比計 400に おいて進行波と反射波との比が検出されるように設けられている。また、該電圧定在 波比計 400は、検出したデータを前記コンピュータ 300に送信するように設けられて いる。
[0019] また、前記電極 200は、全体として略針状の形状をなしており、マイクロ波照射部 2 00aを外面に有する針状体 210と、該針状体 210の外面に配置された温度検出手 段 500と、針状体 210および温度検出手段 500の外面に被覆され加熱処理時に被 加熱部に接触状態となる接触部材 220とから構成されている。前記マイクロ波照射部 200aは、針状の電極 200の先端部カゝら例えば約 10mm程度末端側に位置しており 、前記マイクロ波を被加熱部に照射するように設けられている。また、前記温度検出 手段 500は、前記コンピュータ 300に接続されており、検出したデータをコンピュータ 300に送信するように設けられて 、る。
[0020] なお、本実施例にお!、ては、前記接触部材 220は、たとえばテフロン (商標）などの ポリフッ化工チレン榭脂からなり、厚み約 0. 4mm程度に設けられている（図 2におけ る L)。この接触部材 220によって、マイクロ波照射部と被加熱部との間には 0. 4mm 以上の間隔が存在するため、接触部位の変色等を的確に防止することができる。な お、前記マイクロ波発振部と物体の接触部位との間の間隔は、 0. 1mm以上とするこ とにより上記利点を奏することができ、好ましくは 0. 2mm以上、より好ましくは 0. 4m m以上である。
[0021] また、本実施形態においては、温度検出手段 500を電極 200に内蔵させるとともに 、該電極 200から離間した位置の温度を検出するための第二の温度検出手段 600 を備えて 、る。この電極 200の外部の温度を検出する第二の温度検出手段 600は、 全体として略針状の形態を有するものを採用することが可能である。なお、上記実施 形態においては、二つの温度検出手段 500, 600を有するものについて説明したが 、何れか一方のみの温度検出手段を採用することも適宜設計変更可能である。
[0022] 前記制御手段 300としてのコンピュータ 300は、前記マイクロ波発振部 100のマイク 口波生成部 110を制御して、生成されるマイクロ波の周波数 ·出力を変更できるように 設けられている。ここで、コンピュータ 300は、前記マイクロ波生成部 110において生 成されるマイクロ波の周波数および出力を略連続的に変更できるように設けられてい る。なお、「略連続的」とは、所定の割合 (たとえば一定の割合)で低周波数'低出力 から高周波数 ·高出力に多段階で変更できるように設けられて 、ることを意味し、たと えば、 1MHz単位ごとに周波数を変更できるものを含む趣旨である。
[0023] また、前記マイクロ波生成部 110においては、時間的に連続したマイクロ波（時間 的に断続的でないマイクロ波（出力が 0となる時間が連続しないマイクロ波））が生成 されるように設けられており、該マイクロ波生成部 110にお 、て生成されたマイクロ波 が前記マイクロ波増幅部 120において増幅されて前記電極 200に伝達されるように 設けられている。
[0024] また、該コンピュータ 300は、前記電圧定在波比計 400または温度検出手段 500, 600から送信されたデータに基づいてマイクロ波の周波数等を自動的に変更する（ 自動制御を行う）ように設けることも可能であり、また、作業者の入力によってマイクロ 波の周波数等を変更 (手動制御)するように設けることも可能であり、さらには、双方 の作業（自動制御 ·手動制御）を選択的に行 、得るように設けることも可能である。ま た、該コンピュータ 300は、前記電極 200の変更に応じてマイクロ波の周波数等を変 更することが可能である。 [0025] さらに、詳述すると、前記コンピュータ 300は、電圧定在波比計 400において検出さ れる VSWR値が上昇したと判断した場合には、マイクロ波の周波数を変更するように 設けることができる。これにより、効率的な加熱処理作業が可能となると考えられる。 また、前記コンピュータ 300は、電圧定在波比計 400において検出された VSWR 値が一定値以上を超えたと判断した場合には、マイクロ波の出力を停止するように設 けることも可能である。つまり、一定値以上の VSWR値が検出された場合には、加熱 作業に異常が発生しているものと考えられ、この際にマイクロ波の出力調整を行うこと により、異常な加熱作業を停止することができる。
[0026] また、前記コンピュータ 300は、温度検出手段 500, 600において検出された温度 が一定温度以上とならな 、と判断した場合 (加熱が的確に行われて 、な 、と判断し た場合）には、マイクロ波の周波数 ·出力を変更するように設けることがことができる。 これにより、加熱処理作業が不十分な場合に、好適な条件のマイクロ波を照射するこ とで、効率的な加熱処理作業を行うことができる。
[0027] また、前記コンピュータ 300は、温度検出手段 500, 600において検出された温度 が一定温度以上を超えたと判断した場合には、マイクロ波を調整するように設けるこ とができ、より具体的には、たとえば、温度検出手段 500, 600が検知する温度が一 定温度以上に達した場合、コンピュータ 300がマイクロ波の出力を停止するように設 けることも可能である。つまり、たとえば電極 200に内蔵された温度検出手段 500に おいて一定温度以上が検出された際にマイクロ波の出力調整を行うことで、電極 20 0の周辺部の被加熱物の炭化を的確に防止でき、また、第二の温度検出手段 600に おいて一定温度以上が検出された際にマイクロ波の出力調整を行うことで、所望範 囲外の加熱 ·凝固を防止することができる。
なお、該コンピュータ 300に異常発生通知手段 (たとえばアラーム）を設けて、加熱 処理作業時に異常を検知した場合に、前記異常発生通知手段により作業者に異常 を通知するように設けることも適宜設計変更可能な事項である。
[0028] なお、上記実施形態においては、電極 200として針状のものを例にあげて説明した 力 本願発明はこれに限定されるものではなぐ種々の電極 200を採用することが可 能である。また、上記実施形態においては、コンピュータ 300によって制御手段 300 を構成したものについて説明した力 本願発明はこれに限定されるものではなぐた とえば、マイクロ発振部を内蔵する筐体に一体に制御部を内蔵することも適宜設計変 更可能である。さら〖こ、上記実施形態においては、本願発明を医療機器に用いたも のについてのみ説明したが、本願発明を、工業用、たとえば有機反応、無機反応等 の反応を促進 (または抑制）するために加熱するために用いることも可能であり、具体 的には、無機化学、セラミックス、有機化学、食品化学などの広い分野に応用するこ とが可能である。
[0029] (実験例）
以下、上記実施形態のマイクロ波手術機を用いた実験例を説明する。
[0030] (実験例 1)
実験例 1では、上記実施形態のマイクロ波手術機および従来のマイクロ波手術機 によって、鶏卵の卵白を 5分間加熱し凝固する実験を行った。ここで、前記卵白は、 外径 40mm程度の円筒形容器に入れられており、この容器を水温約 36°Cの水槽内 につけた状態とすることにより、前記マイクロ波手術機からの加熱以外の温度条件が 一定となるように設定して 、る。
[0031] まず、図 3および図 4は、本実施形態のマイクロ波手術機によって卵白を加熱凝固 させた後の写真であり、図 3においては、電極から 2290MHzl00Wのマイクロ波を、 図 4にお!/、ては、電極から 2300MHzlOOWのマイクロ波を照射して!/、る（加熱処理 中においてマイクロ波の出力 '周波数は一定としている）。また、図 5は、マグネトロン を用いた従来のマイクロ波治療器 (商品名「マイクロターゼ」 '型式「OT— 110M」 '了 ルフレッサファーマ株式会社製）によりマイクロ波を照射した結果の写真である。
[0032] これらの写真から明らかなように、上記実施形態のマイクロ波手術機は、従来のマイ クロ波治療器に比して、加熱処理が的確に広範囲に行うことができる。つまり、図 3に 示すものにあっては、直径 3. 5mm程度の略球形の範囲で卵白が加熱凝固された。 また、図 4に示すものにあっては、上方から下方にかけて直径の平均が 3. Omm程度 の円筒形状で下端にかけて先細りの範囲で卵白が加熱凝固された。一方、図 5に示 すものにあっては、上方から中央にかけて直径の平均が 2. Omm程度の円筒形状で 下端にかけて右側が凝固されずに左側のみに偏った範囲で卵白が加熱凝固された [0033] (実験例 2)
実験例 2では、上記実施形態のマイクロ波手術機によって、実験例 1と同様の条件 の卵白を 10分間加熱した際の VSWRを測定した。実験例 2では、 VSWRが上昇し た際に、マイクロ波の周波数を変更しており（出力は一定）、図 6に示す実験において は、当初 2290MHz51. 10Wのマイクロ波を照射し、実験開始から 30秒経過後周 波数を 2310MHzに変更し、実験開始から 90秒後周波数を 2313MHzに変更した 。また、図 7に示す実験においては、当初 2310MHz51. 10Wのマイクロ波を照射し 、実験開始から 30秒経過後周波数を 2295MHzに変更した。
[0034] この実験例のように、加熱処理を行っていると VSWR値が上昇することがある。この VSWR値の上昇は、被加熱物の固化などが原因と考えられる。そして、このように V SWR値が上昇した際に、上記のように周波数を変更することによって、 VSWR値の 上昇を抑制することができ、効率的な加熱処理が行い得ると考えられる。
[0035] なお、この実験では出力力 1. 10Wであった力 仮にたとえば出力を 200W程度 の高出力とした場合には、 VSWR値の上昇の問題が大きくなると懸念され、このよう に高出力による加熱処理作業を行った場合には、特に上記周波数の変更が有効に なるものと思慮される。

Claims

請求の範囲
[1] マイクロ波を発振するマイクロ波発振手段を有するとともに、該マイクロ波発振手段か ら発振されるマイクロ波の誘電加熱によって物体を加熱するマイクロ波誘電加熱装置 であって、
前記マイクロ波発振手段は、該マイクロ波発振手段によって発振するマイクロ波の 周波数が可変に設けられていることを特徴とするマイクロ波誘電加熱装置。
[2] 請求項 1記載のマイクロ波誘電加熱装置であって、
前記マイクロ波発振手段は、発振するマイクロ波の周波数を略連続的に変更可能 に設けられていることを特徴とするマイクロ波誘電加熱装置。
[3] 請求項 2記載のマイクロ波誘電加熱装置であって、
前記マイクロ波発振手段は、マイクロ波を生成するマイクロ波生成部と、該マイクロ 波生成部において生成されたマイクロ波を増幅するマイクロ波増幅部とを備え、 前記マイクロ波生成部は、生成するマイクロ波の周波数を略連続的に変更可能に 設けられて!/ヽることを特徴とするマイクロ波誘電加熱装置。
[4] 請求項 1乃至 3の何れかに記載のマイクロ波誘電加熱装置であって、
前記マイクロ波発振手段の発振したマイクロ波が被加熱部である前記物体におい て反射した反射波を受信するように設けられて！/ヽることを特徴とするマイクロ波誘電加 熱装置。
[5] 請求項 4記載のマイクロ波誘電加熱装置であって、
受信した前記反射波に基づいて、前記マイクロ波発振手段力 発振されるマイクロ 波を変更することができるように設けられて 、ることを特徴とするマイクロ波誘電加熱 装置。
[6] 請求項 5記載のマイクロ波誘電加熱装置であって、
前記マイクロ波発振手段力 発振されるマイクロ波を変更する制御手段を有し、 該制御手段は、受信した前記反射波に基づいて、マイクロ波を変更する制御を行う ように設けられて ヽることを特徴とするマイクロ波誘電加熱装置。
[7] 請求項 1乃至 6の何れかに記載のマイクロ波誘電加熱装置であって、
被加熱部である前記物体またはマイクロ波発振手段の温度を検知する温度検知手 段を有することを特徴とするマイクロ波誘電加熱装置。
[8] 請求項 7記載のマイクロ波誘電加熱装置であって、
前記温度検知手段によって検知された温度に基づいて、前記マイクロ波発振手段 が発振するマイクロ波を変更できるように設けられて 、ることを特徴とするマイクロ波 誘電加熱装置。
[9] 請求項 8記載のマイクロ波誘電加熱装置であって、
前記マイクロ波発振手段力 発振されるマイクロ波を変更する制御手段を有し、 該制御手段は、前記温度検知手段によって検知された温度に基づいて、マイクロ 波を変更する制御を行うように設けられて ヽることを特徴とするマイクロ波誘電加熱装 置。
[10] 請求項 1乃至 9の何れかに記載のマイクロ波誘電加熱装置であって、
被加熱部である前記物体に接触状態で該物体にマイクロ波を照射する電極を備え 、該電極は取り替え可能に設けられており、
該電極の種類に応じて、前記マイクロ波発振手段によって発振するマイクロ波が変 更できるように設けられて ヽることを特徴とするマイクロ波誘電加熱装置。
[11] 請求項 1乃至 10の何れかに記載のマイクロ波誘電加熱装置であって、
前記マイクロ波発振手段は、時間的に連続したマイクロ波を被加熱部に照射できる ように設けられて ヽることを特徴とするマイクロ波誘電加熱装置。
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