JPH06101384B2 - 電磁波加熱に於ける被加熱体の温度測定方法 - Google Patents
電磁波加熱に於ける被加熱体の温度測定方法Info
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- JPH06101384B2 JPH06101384B2 JP2154185A JP2154185A JPH06101384B2 JP H06101384 B2 JPH06101384 B2 JP H06101384B2 JP 2154185 A JP2154185 A JP 2154185A JP 2154185 A JP2154185 A JP 2154185A JP H06101384 B2 JPH06101384 B2 JP H06101384B2
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- Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は温度測定方法，特に電磁波加熱に於ける被加熱
体の温度測定方法に関する。
体の温度測定方法に関する。
（従来技術） 近年ガンの治療のため温熱療法が注目されているが，そ
の際ガン細胞とその周辺の正常細胞とを含めた局部の正
確な温度測定技術が不可欠である。
の際ガン細胞とその周辺の正常細胞とを含めた局部の正
確な温度測定技術が不可欠である。
従来，このような生体内の温度測定にあたってはアンテ
ナ・コイルに水晶振動子等共振周波数が温度依存性をも
った圧電振動子を接続したセンサを生体内の所望部分に
外科的に埋込むか或はこれを消化器内に流すと共に生体
外から所要周波数の電磁波エネルギを照射し前記アンテ
ナ・コイルを介して前記圧電振動子に与えこれが共振す
る際のエネルギ吸収現象を観測するか或は前記電磁波エ
ネルギの照射を中止した直後に於ける前記圧電振動子の
残響を前記アンテナ・コイルを介して受信する等して前
記圧電振動子の共振周波数を検出しもって温度を測定す
る方法があった。
ナ・コイルに水晶振動子等共振周波数が温度依存性をも
った圧電振動子を接続したセンサを生体内の所望部分に
外科的に埋込むか或はこれを消化器内に流すと共に生体
外から所要周波数の電磁波エネルギを照射し前記アンテ
ナ・コイルを介して前記圧電振動子に与えこれが共振す
る際のエネルギ吸収現象を観測するか或は前記電磁波エ
ネルギの照射を中止した直後に於ける前記圧電振動子の
残響を前記アンテナ・コイルを介して受信する等して前
記圧電振動子の共振周波数を検出しもって温度を測定す
る方法があった。
このように電磁波を用いしかも温度センサに水晶振動子
等圧電振動子を用いる方法は生体内センサと体外装置間
のケーブルを不要としかつ正確な温度測定を行ううえで
極めて有効である。又上述の如く温度センサを受動型回
路で構成し無電源とすることは長期間にわたって生体内
に埋込む際極めて有効である。
等圧電振動子を用いる方法は生体内センサと体外装置間
のケーブルを不要としかつ正確な温度測定を行ううえで
極めて有効である。又上述の如く温度センサを受動型回
路で構成し無電源とすることは長期間にわたって生体内
に埋込む際極めて有効である。
しかしながら，上述の如く受動回路による温度センサを
用いその電磁波吸収現象或は残響現象を利用する方法で
はこれから得る電磁波レベルが極めて微弱であるため測
定が非常に困難であってしかも前記センサのアンテナ・
コイルと生体外装置のピック・アップコイルとの離隔距
離を大きくとれないと云う欠点があった。
用いその電磁波吸収現象或は残響現象を利用する方法で
はこれから得る電磁波レベルが極めて微弱であるため測
定が非常に困難であってしかも前記センサのアンテナ・
コイルと生体外装置のピック・アップコイルとの離隔距
離を大きくとれないと云う欠点があった。
実験によれば，上述した従来の方法に於いて許容しうる
生体内センサのアンテナ・コイルと体外装置のピック・
アップ・コイルの離隔距離はせいぜい5cm程度であっ
て，例えば人体内中心部の温度測定にあたっては前記両
コイル間がほゞ15cm以上となりこのままでは測定不能な
ため，前記センサの圧電振動子とアンテナ・コイルとを
所要間隔離した細長い形状とするか或はこの両者をケー
ブルで延長する等して前記アンテナ・コイルを人体表面
近くに位置せしめることが行なわれていたが前記センサ
が大きなものとなり極めて不便であった。
生体内センサのアンテナ・コイルと体外装置のピック・
アップ・コイルの離隔距離はせいぜい5cm程度であっ
て，例えば人体内中心部の温度測定にあたっては前記両
コイル間がほゞ15cm以上となりこのままでは測定不能な
ため，前記センサの圧電振動子とアンテナ・コイルとを
所要間隔離した細長い形状とするか或はこの両者をケー
ブルで延長する等して前記アンテナ・コイルを人体表面
近くに位置せしめることが行なわれていたが前記センサ
が大きなものとなり極めて不便であった。
（発明の目的） 本発明は上述の如き温度又は圧力の測定方法の問題点に
鑑みてなされたものであって，前記センサから導出する
温度情報を含んだ電磁波エネルギレベルを増大せしめる
ことによって測定を正確かつ容易ならしめると共に前記
センサと生体外ピック・アップコイルとの離隔距離を大
きくなし得るようにした電磁波加熱に於ける被加熱体の
温度測定方法を提供することを目的とする。
鑑みてなされたものであって，前記センサから導出する
温度情報を含んだ電磁波エネルギレベルを増大せしめる
ことによって測定を正確かつ容易ならしめると共に前記
センサと生体外ピック・アップコイルとの離隔距離を大
きくなし得るようにした電磁波加熱に於ける被加熱体の
温度測定方法を提供することを目的とする。
（発明の概要） 上述の目的を達成するために本発明では以下の如き手段
をとる。
をとる。
即ち，上述のガンの温熱療法の一手法として患部に例え
ば13.56MHz或は2.45GHz等の高周波を照射することが行
なわれるが，この際の照射電力は一般的に極めて大きく
一例を示せば1.5KW程度のものがある。
ば13.56MHz或は2.45GHz等の高周波を照射することが行
なわれるが，この際の照射電力は一般的に極めて大きく
一例を示せば1.5KW程度のものがある。
従ってこのような高周波加熱用電磁波を有効に利用して
被加熱体の温度を測定することができれば便利である。
被加熱体の温度を測定することができれば便利である。
そこで本発明では，前記加熱用高出力電磁波の他にこれ
と異なる周波数の小出力電磁波を同様に照射すると共に
前記センサに前記両高周波を混合するための非直線素子
及びこの混合成分の周波数fmn＝mf1＋nf2（但し、m,nは
正または負の整数）に共振するように前記圧電振動子を
選定し該圧電振動子が共振した結果生ずる電磁波を送信
用アンテナ・コイルを介して外部に放出すると共に外部
に於いてこの電磁波を観測することによって前記被加熱
体の温度を測定するように構成する。
と異なる周波数の小出力電磁波を同様に照射すると共に
前記センサに前記両高周波を混合するための非直線素子
及びこの混合成分の周波数fmn＝mf1＋nf2（但し、m,nは
正または負の整数）に共振するように前記圧電振動子を
選定し該圧電振動子が共振した結果生ずる電磁波を送信
用アンテナ・コイルを介して外部に放出すると共に外部
に於いてこの電磁波を観測することによって前記被加熱
体の温度を測定するように構成する。
（実施例） 以下本発明を図示した実施例に基づいて詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明に於いて使用する温度センサの一実施例
を示す回路図である。
を示す回路図である。
同図に於いてL1は受信用アンテナ・コイルであって，こ
れと同調コンデンサC1と非直線性素子としてバラクタ・
ダイオードD1との三者を並列接続し，更にこれに水晶振
動子Ｘと送信用コイルL2との直列回路を付加してセンサ
を構成する。
れと同調コンデンサC1と非直線性素子としてバラクタ・
ダイオードD1との三者を並列接続し，更にこれに水晶振
動子Ｘと送信用コイルL2との直列回路を付加してセンサ
を構成する。
このように構成したセンサの各素子の値の一例を示せ
ば，今外部から加熱用に照射する高出力電磁波f1を13.5
6MHzとしてこれと同時に照射する低出力電磁波f2を8MHz
とすると，前記アンテナ・コイルL1とコンデンサC1との
並列共振周波数を例えば低出力電磁波f2＝8MHzに設定す
ると共に前記水晶振動子Ｘの共振周波数０を前記２つ
の電磁波の和即ち，f1＋f2＝21.56MHzとなるように選定
し，前記送信用アンテナ・コイルL2は該水晶振動子Ｘの
共振周波数０を大巾に変動せしめない程度の小さいイ
ンダクタンスのコイルとする。
ば，今外部から加熱用に照射する高出力電磁波f1を13.5
6MHzとしてこれと同時に照射する低出力電磁波f2を8MHz
とすると，前記アンテナ・コイルL1とコンデンサC1との
並列共振周波数を例えば低出力電磁波f2＝8MHzに設定す
ると共に前記水晶振動子Ｘの共振周波数０を前記２つ
の電磁波の和即ち，f1＋f2＝21.56MHzとなるように選定
し，前記送信用アンテナ・コイルL2は該水晶振動子Ｘの
共振周波数０を大巾に変動せしめない程度の小さいイ
ンダクタンスのコイルとする。
今，このように構成したセンサを例えば人体の所要部に
挿入しこれに加熱用高出力電磁波f1＝13.56MHzと低出力
電磁波f2＝8MHzとを同時に照射すると，前記アンテナ・
コイルL1及びコンデンサC1を介してバラクタ・ダイオー
ドD1に両高周波電流が流れる。
挿入しこれに加熱用高出力電磁波f1＝13.56MHzと低出力
電磁波f2＝8MHzとを同時に照射すると，前記アンテナ・
コイルL1及びコンデンサC1を介してバラクタ・ダイオー
ドD1に両高周波電流が流れる。
周知の如くバラクタ・ダイオードは両端に加わる電圧に
よってリアクタンス成分が変化しこれに他の周波数成分
が印加されると両者の合成周波数成分が生ずる。これを
式で示せば次の通りである。
よってリアクタンス成分が変化しこれに他の周波数成分
が印加されると両者の合成周波数成分が生ずる。これを
式で示せば次の通りである。
fmn＝mf1＋nf2 …………（１） （但し,m;nは正または負の整数） このうち最も重要なのはｍ＝ｎ＝１の場合であってこれ
は次式 f11＝f1＋f2＝21.56MHz ………（２） で表わされる両者の和の周波数成分である。
は次式 f11＝f1＋f2＝21.56MHz ………（２） で表わされる両者の和の周波数成分である。
然かるに，上述のバラクタ・ダイオードの如くそのイン
ピーダンスが周波数１の印加電圧によって変化する素
子に他の２の周波数信号を印加して両者の合成周波信
号のうちから高い周波数信号を抽出すれば周波数変換に
伴いエネルギの増加，つまり増幅作用を呈する。このと
きの増幅度Ｇは として表わされるからなるべく高い周波数に変換する方
が前記利得Ｇは増大する。このことは所謂パラメトリッ
ク増幅と称され一般に発振回路に利用される現象であ
る。
ピーダンスが周波数１の印加電圧によって変化する素
子に他の２の周波数信号を印加して両者の合成周波信
号のうちから高い周波数信号を抽出すれば周波数変換に
伴いエネルギの増加，つまり増幅作用を呈する。このと
きの増幅度Ｇは として表わされるからなるべく高い周波数に変換する方
が前記利得Ｇは増大する。このことは所謂パラメトリッ
ク増幅と称され一般に発振回路に利用される現象であ
る。
従って上述の如く前記プローブの水晶振動子の共振周波
数を前記両電磁波f1及びf2の和となるよう設定すれば上
述のパラメトリック増幅作用を利用しより大きな共振エ
ネルギを導出することができる。
数を前記両電磁波f1及びf2の和となるよう設定すれば上
述のパラメトリック増幅作用を利用しより大きな共振エ
ネルギを導出することができる。
即ち，前記バラクタ・ダイオードD1は加熱用高出力電磁
波によってf1＝13.56MHzの周波数のリアクタンス変化を
生じ同時に照射する低出力電磁波f2＝8MHzはこれと混合
され両者の和の周波数である21.56MHzの信号成分を生じ
る。そのときの増幅度はＧ＝21.56/8≒2.7となり単に両
者を混合して和の周波数成分を得るより大きなエネルギ
として導出することができる。
波によってf1＝13.56MHzの周波数のリアクタンス変化を
生じ同時に照射する低出力電磁波f2＝8MHzはこれと混合
され両者の和の周波数である21.56MHzの信号成分を生じ
る。そのときの増幅度はＧ＝21.56/8≒2.7となり単に両
者を混合して和の周波数成分を得るより大きなエネルギ
として導出することができる。
このようにして得た周波数21.56MHzの信号電流は前記水
晶振動子と共振したとき最大となり送信用アンテナ・コ
イルL2を介して外部に再放射する。
晶振動子と共振したとき最大となり送信用アンテナ・コ
イルL2を介して外部に再放射する。
従って該再放射する電磁波を観測しつつ前記外部から放
射する電磁波のうち低出力電磁波の周波数２を微小変
化せしめ前記再放射電磁波エネルギが最大となるときの
該再放射電磁波周波数を測定すればこれが前記水晶振動
子Ｘの共振周波数であるから予め該振動子と温度との関
係が明らかであれば前記被加熱体の温度を測定すること
ができる。
射する電磁波のうち低出力電磁波の周波数２を微小変
化せしめ前記再放射電磁波エネルギが最大となるときの
該再放射電磁波周波数を測定すればこれが前記水晶振動
子Ｘの共振周波数であるから予め該振動子と温度との関
係が明らかであれば前記被加熱体の温度を測定すること
ができる。
尚，上述の例に於いて外部から照射する２つの電磁波の
うち低出力電磁波f2の周波数を変化せしめたのは一般に
低出力発振器の方が周波数可変が容易なためであって，
本発明はこれに限定する必要はなく，高出力電磁波f1を
変化せしめてもよく，更にはこれらに各種変調を施して
もよいことは明らかである。
うち低出力電磁波f2の周波数を変化せしめたのは一般に
低出力発振器の方が周波数可変が容易なためであって，
本発明はこれに限定する必要はなく，高出力電磁波f1を
変化せしめてもよく，更にはこれらに各種変調を施して
もよいことは明らかである。
尚更に，外部測定装置は以上説明した機能を満すもので
あればどのようなものでもよいが，例えば第２図に示す
よう構成すれば測定が一層容易となる。
あればどのようなものでもよいが，例えば第２図に示す
よう構成すれば測定が一層容易となる。
即ち，第２図は本発明に於いて使用する体外装置の一実
施例を示すブロック図であって，前記加熱用高出力電磁
波発生装置は別装置によるものとし図示を省略した。
施例を示すブロック図であって，前記加熱用高出力電磁
波発生装置は別装置によるものとし図示を省略した。
同図に於いて１は送信用アンテナ・コイルL3を付加した
可変周波発振器，例えば電圧制御可変周波発振器（VO
C）であって周波数制御用端子２を有し，該部に減衰器A
TTを介して直流電圧Ｖを与える。
可変周波発振器，例えば電圧制御可変周波発振器（VO
C）であって周波数制御用端子２を有し，該部に減衰器A
TTを介して直流電圧Ｖを与える。
又前記プローブが再放射する電磁波を観測するためには
同図に示す如く受信用アンテナ・コイルL4に高周波増幅
器３を接続しその出力をレベル計４で観測すると共に周
波数カウンタ５によって周波数を測定する。
同図に示す如く受信用アンテナ・コイルL4に高周波増幅
器３を接続しその出力をレベル計４で観測すると共に周
波数カウンタ５によって周波数を測定する。
このように構成した外部測定装置を用いて上述の温度測
定を行うには図示を省略した加熱用高出力電磁波発振器
を並設して同時に２波の電磁波を照射すればよい。
定を行うには図示を省略した加熱用高出力電磁波発振器
を並設して同時に２波の電磁波を照射すればよい。
その他に前記外部測定装置に再放射電磁波レベルのピー
クを検出する回路を付加しその出力によって前記可変周
波数発振器１を制御するよう構成して常に再放射電磁波
レベルが最大となるようにすれば温度の自動測定が可能
となる。
クを検出する回路を付加しその出力によって前記可変周
波数発振器１を制御するよう構成して常に再放射電磁波
レベルが最大となるようにすれば温度の自動測定が可能
となる。
（発明の効果） 本発明は以上説明したように加熱手段として一般に使用
される高出力電磁波を利用し，該電磁波によってインピ
ーダンスを変化せしめた例えばバラクタ・ダイオード等
の非直線素子に低出力電磁波を作用せしめその混合周波
数信号が温度依存性をもった圧電振動子に共振する際の
周波数を観測することによって被加熱体の温度を測定す
るものであって，高い周波数への変換を行うからパラメ
トリック増幅作用によって従来のディップ法或は残響法
に比してより大きい電磁エネルギを得ることができるか
ら測定を容易としかつセンサと体外測定装置との間隔を
大きく離すことを可能とするうえで効果がある。
される高出力電磁波を利用し，該電磁波によってインピ
ーダンスを変化せしめた例えばバラクタ・ダイオード等
の非直線素子に低出力電磁波を作用せしめその混合周波
数信号が温度依存性をもった圧電振動子に共振する際の
周波数を観測することによって被加熱体の温度を測定す
るものであって，高い周波数への変換を行うからパラメ
トリック増幅作用によって従来のディップ法或は残響法
に比してより大きい電磁エネルギを得ることができるか
ら測定を容易としかつセンサと体外測定装置との間隔を
大きく離すことを可能とするうえで効果がある。
第１図は本発明に於いて使用するセンサの一実施例を示
す回路図，第２図は本発明に於いて使用する体外測定装
置の一実施例を示すブロック図である。 １……可変周波数発振器,2……前記可変周波数発振器の
周波数制御端， ３……高周波増幅器,4……レベル計,5……周波数カウン
タ， L1,L2,L3及びL4……アンテナ・コイル C1……コンデンサ，D1……バラクタ・ダイオード。
す回路図，第２図は本発明に於いて使用する体外測定装
置の一実施例を示すブロック図である。 １……可変周波数発振器,2……前記可変周波数発振器の
周波数制御端， ３……高周波増幅器,4……レベル計,5……周波数カウン
タ， L1,L2,L3及びL4……アンテナ・コイル C1……コンデンサ，D1……バラクタ・ダイオード。
Claims (2)
- 【請求項１】電磁波（f1）を照射することによって加熱
せしめる被加熱体の温度を測定するに際し、前記電磁波
の周波数（f1）と異なる第２の電磁波（f2）を同時に照
射すると共に、前記被加熱体の表面又は内部に、受信用
アンテナ・コイルと前記２つの電磁波を混合するための
非直線性素子とこれら前記２つの電磁波混合成分の周波
数fmn＝mf1＋nf2（但し、m,nは正または負の整数）に共
振し、かつその共振周波数が温度依存性をもった圧電振
動子及び送信用アンテナ・コイルとで構成したセンサを
装着せしめ、前記被加熱体の外部に於いて前記センサが
再放射する電磁エネルギの周波数を観測することによっ
て前記被加熱体の温度を測定したことを特徴とする電磁
波加熱に於ける被加熱体の温度測定方法。 - 【請求項２】前記受信用アンテナ・コイルと送信用アン
テナ・コイルとが同一のコイルを共用するか又は一方が
他方のコイルの一部を共用するものであることを特徴と
する特許請求の範囲（１）記載の電磁波加熱に於ける被
加熱体の温度測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2154185A JPH06101384B2 (ja) | 1985-02-06 | 1985-02-06 | 電磁波加熱に於ける被加熱体の温度測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2154185A JPH06101384B2 (ja) | 1985-02-06 | 1985-02-06 | 電磁波加熱に於ける被加熱体の温度測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61181094A JPS61181094A (ja) | 1986-08-13 |
| JPH06101384B2 true JPH06101384B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=12057834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2154185A Expired - Fee Related JPH06101384B2 (ja) | 1985-02-06 | 1985-02-06 | 電磁波加熱に於ける被加熱体の温度測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06101384B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4581985B2 (ja) * | 2005-12-14 | 2010-11-17 | パナソニック株式会社 | 内視鏡用高周波送受信装置 |
| JP6001342B2 (ja) * | 2012-06-18 | 2016-10-05 | 国立大学法人大阪大学 | 振動検出素子およびそれを用いた検出素子 |
-
1985
- 1985-02-06 JP JP2154185A patent/JPH06101384B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61181094A (ja) | 1986-08-13 |
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