JPH07155384A - Implant material and electromagnetic wave heating device - Google Patents

Implant material and electromagnetic wave heating device

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JPH07155384A
JPH07155384A JP34267993A JP34267993A JPH07155384A JP H07155384 A JPH07155384 A JP H07155384A JP 34267993 A JP34267993 A JP 34267993A JP 34267993 A JP34267993 A JP 34267993A JP H07155384 A JPH07155384 A JP H07155384A
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JP
Japan
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heated
heating
magnetic field
eddy current
implant material
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JP34267993A
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Yoji Kozuka
洋司 小塚
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Abstract

PURPOSE:To provide an electromagnetic wave heating device which is capable of effectively heating the deep part of an object to be heated and controlling heating patterns and heating sections and is effective particularly for hyperthermia. CONSTITUTION:This induction heating device has a magnetic field control section 15 formed by deforming a part of a coil of a magnetic pole and a conductor for magnetic field control 16 independent therefrom as an applicator which is formed by embedding the magnetic pole into a casing 18 composed of a dielectric substance and is cooled by a nonconductive cooling liquid. The device utilizes an optimum heating state by changing frequencies in order to realize the electrical resonance inclusive of a system arranged with an auxiliary electrode 21 or an eddy current absorber in place thereof, besides the object 2 to be heated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【産業上の利用分野】本発明は電磁波加熱法における、
主として電流の制御法およびインプラント材ならびに加
熱装置に関する。さらに詳述すると、誘導加熱におい
て、被加熱体の寸法に対する磁界照射領域を小さくした
り、大きくしたりして渦電流分布を制御する方法並びに
それを実施する装置に関する。また渦電流の制御法とし
て生体の脂肪層や生体膜を渦電流が透過しにくい性質を
利用し、磁界の形でこれら脂肪層や生体膜を透過させ渦
電流をこれらの内部で発生させ閉じ込めて、効果的に局
所加熱を行う方法ならびにその装置に関する。さらに、
加熱用巻線の一部を変形したり、また加熱用巻線と独立
に設けた導線に電流を強制的に流したり、周波数を制御
して渦電流分布を効果的に制御し、深部加熱を可能に
し、発熱パターンを制御する方法のアプリケータ装置に
関する。さらに、このような加熱アプリケータの発熱を
抑制し、コア材の特性を維持する方法に関する。また、
誘電加熱や誘導加熱つまり電磁波加熱において局所加熱
を行うためのインプラント材に関する発明である。
The present invention relates to an electromagnetic heating method,
The present invention mainly relates to an electric current control method, an implant material, and a heating device. More specifically, the present invention relates to a method for controlling an eddy current distribution by reducing or increasing a magnetic field irradiation region with respect to the size of a body to be heated in induction heating, and an apparatus for implementing the method. As a method of controlling eddy currents, the property that eddy currents are less likely to pass through the fat layers and biological membranes of the living body is used, and these fat layers and biological membranes are transmitted in the form of a magnetic field to generate and confine eddy currents inside them. The present invention relates to a method and an apparatus for effectively performing local heating. further,
Part of the heating winding is deformed, a current is forcibly passed through a conductor that is independent of the heating winding, and the frequency is controlled to effectively control the eddy current distribution, thereby deep heating. An applicator device for a method of enabling and controlling a heating pattern. Further, the present invention relates to a method of suppressing the heat generation of such a heating applicator and maintaining the characteristics of the core material. Also,
The present invention relates to an implant material for performing local heating in dielectric heating or induction heating, that is, electromagnetic wave heating.

【従来の技術】従来、一般に誘導加熱により被加熱体の
所望の部位を加熱させようとする場合、被加熱体に発生
する渦電流の制御がきわめて困難なものであった。この
ため、特にハイパーサーミア、つまり癌の温熱治療等に
おいて、被加熱体の渦電流分布をいかに制御するかが重
要な課題であるが、これに関する十分な技術がこれまで
確立されていないのが実状である。また、誘導加熱用ア
プリケータにフェライトコアのような磁性材を用いると
発熱し、本来の磁気的特性が低下し、十分な加熱が出来
ないという問題があった。また、とくにハイパーサーミ
アで使用するインプラント材は、体内組織に対して柔軟
なものや温熱作用と薬剤効果を発揮する機能や温度計測
も兼ね備えた機能を有する効果的なものが存在していな
い。さらに、従来空胴共振器を利用し、この空胴内に電
磁波を閉じ込めて挿入した被加熱体を加熱する方法は、
マイクロ波で空胴共振器を用いてフェライトを焼結する
方法やリエントラント型共振器をハイパーサーミアヘ応
用したものなどがある。これらは、いずれも電磁波を閉
領域に閉じ込めて共振させる方法であり、原理的には空
胴の構成寸法で共振周波数が定まる。しかし、電磁波を
空間に放射して開放領域での共振を利用して、加熱する
という考えの加熱装置は考えられていない。
2. Description of the Related Art Conventionally, it has been extremely difficult to control an eddy current generated in a heated body when heating a desired portion of the heated body by induction heating. For this reason, in hyperthermia, that is, in hyperthermia treatment of cancer and the like, how to control the eddy current distribution of the heated body is an important issue, but in reality, sufficient technology has not been established. is there. Further, when a magnetic material such as a ferrite core is used for the induction heating applicator, heat is generated, the original magnetic characteristics are deteriorated, and there is a problem that sufficient heating cannot be performed. In particular, as an implant material used in hyperthermia, there is no effective one that is flexible with respect to internal tissues and has a function of exerting a thermal effect and a drug effect and a function of also having a temperature measurement. Further, the conventional method using a cavity resonator is to heat an object to be heated by confining electromagnetic waves in the cavity.
There are a method of sintering ferrite by using a cavity resonator by microwave and a method of applying a reentrant resonator to a hyperthermia. These are all methods of confining electromagnetic waves in a closed region to cause resonance, and in principle, the resonance frequency is determined by the structural dimensions of the cavity. However, a heating device that emits electromagnetic waves into space and utilizes resonance in an open region for heating has not been considered.

【発明が解決しようとする課題】誘導加熱において、被
加熱体の寸法より小さい領域に磁極などにより磁界を照
射すると、対向磁極間に挟まれた被加熱体の部分はほと
んど発熱せず、その周縁部に渦電流が偏り周縁部が強く
発熱し、いわゆるホットスポットと称する高温点が生ず
る。これは、磁極中心部が最大照射磁界となるように磁
界分布が与えられても、被加熱体の渦電流は磁極中心部
に相当する部位で少なく、周縁部で大となる。この原理
に従えば、被加熱体の周縁部を局所的に、もしくは領域
的に加熱できる。この場合徐々に磁極を大きくしてゆ
き、被加熱体の寸法より大きな磁極を用い磁界を照射し
たときは、渦電流の発生は低減し、被加熱体内にインプ
ラント材を埋設しておけば、インプラント材だけの局所
加熱が可能となる。また、被加熱体に絶縁性膜が存在し
ている場合は、これとこれらの内部に上述の原理から磁
界を照射し、それら絶縁膜内部で渦電流を発生させ絶縁
性膜内に渦電流を閉じ込めるという渦電流制御法で局所
加熱や領域加熱が可能となる。ハイパーサーミアでは、
この絶縁膜は生体膜や脂肪層に相当する。また、誘電加
熱や、とくに誘導加熱におけるアプリケータにおいて電
界制御や、磁界制御、つまり渦電流制御が困難であり、
とくにハイパーサーミアなどではホットスポットが発生
し、所望の部位や深部を十分加熱出来ないという問題が
ある。誘導加熱では渦電流が被加熱体の表面に流れると
いう性質により深部を十分加熱出来ず、また発熱パター
ンを制御する加熱技術に限界がある。本発明の一つの目
的は、このような課題を解決することにある。また、誘
電加熱用インプラント材に関しては、生体組織になじみ
やすいものや発熱と温度測定機能を備えたインプラント
材が欠如しており、この問題を解決する必要がある。本
発明は以上のような方法及び装置により深部加熱や被加
熱体の発熱パターンの制御や局所加熱の問題を解決する
ものである。
In induction heating, when a magnetic field is applied to a region smaller than the size of the body to be heated by a magnetic pole or the like, the portion of the body to be sandwiched between the opposing magnetic poles hardly generates heat, and its peripheral edge. The eddy current is unevenly distributed in the area and heat is strongly generated in the peripheral portion, and a hot spot called a so-called hot spot occurs. This is because even if the magnetic field distribution is given so that the magnetic pole center part has the maximum irradiation magnetic field, the eddy current of the heated body is small in the part corresponding to the magnetic pole center part and large in the peripheral part. According to this principle, the peripheral portion of the object to be heated can be heated locally or regionally. In this case, when the magnetic pole is gradually increased and the magnetic field is applied using a magnetic pole larger than the size of the heated body, the generation of eddy current is reduced, and if the implant material is embedded in the heated body, the implant Local heating of only the material is possible. When an insulating film is present on the object to be heated, a magnetic field is applied to this and the inside of these to generate an eddy current inside these insulating films to generate an eddy current inside the insulating film. The eddy current control method of confinement enables local heating and area heating. In Hyperthermia,
This insulating film corresponds to a biological film or a fat layer. In addition, it is difficult to control the electric field, the magnetic field, that is, the eddy current in an applicator for dielectric heating, especially induction heating.
In particular, in hyperthermia and the like, hot spots occur, and there is a problem that desired portions and deep portions cannot be sufficiently heated. In the induction heating, the deep portion cannot be sufficiently heated due to the property that the eddy current flows on the surface of the object to be heated, and the heating technique for controlling the heating pattern is limited. One object of the present invention is to solve such a problem. Further, regarding the implant material for dielectric heating, there is a lack of an implant material that is easily adapted to living tissue and an implant material having a heat generation and temperature measurement function, and it is necessary to solve this problem. The present invention solves the problems of deep heating, control of the heating pattern of the object to be heated, and local heating by the method and apparatus described above.

【問題を解決するための手段】誘導加熱においては、上
述のように、被加熱体周縁部に渦電流が発生するため、
誘導加熱法をインプラントを用いるハイパーサーミア等
に応用する場合、不要な渦電流の発生を排除もしくは低
減させ、インプラント材だけを発熱させ、局所加熱を行
う必要がある。本発明は、これらの問題点を解決するた
めに、対向磁極の中心部が強い磁界分布であっても被加
熱体の対向磁極間が発熱しない性質に着目し、被加熱体
寸法より大きな磁界照射面積を有する磁極、またはこれ
と同一原理で他の方法による磁界照射手段で被加熱体に
磁界を照射するという手段で、被加熱体のホットスポッ
トの発生を抑圧している。ここでホットスポットとは、
被加熱体で発生する高温領域のことである。すなわち、
被加熱体より大きな磁界照射面積を有する磁界照射手段
を用いれば、被加熱体に発生するホットスポットはほと
んど排除される。しかし、磁界は被加熱体内に及ぶた
め、誘導加熱用インプラント材を埋設しておけば、この
インプラント材だけを発熱させることが出来るという手
段で、ハイパーサーミア等における局所加熱の問題を解
決している。つまり、被加熱体に対してオーバーサイズ
の磁界照射手段をもつアプリケータ装置によりインプラ
ント加熱を行えば局所加熱を効果的に行うことが出来
る。また、この方法をハイパーサーミアヘ適用する場
合、被加熱体である人体より大きな磁極や磁界照射手段
を構成することは困難な場合が多い。この問題を解決す
るために、例えばフェライトコアなどの磁極を磁界照射
手段とする場合、小さなコアを多数集めて一体化し、こ
れにコイルを巻く手段で大きなコア、つまり大きな磁極
を構成する。また、小さな個々のコアにコイルを巻いた
ものを多数寄せ集め同相電流を流して、大きなコア、つ
まり大きな磁極を構成する手段をとることが出来る。以
上のような構成原理に基づいて、被加熱体におけるホッ
トスポットの不要な発生を低減させたり、インプラント
を用いる局所加熱を可能としている。次に、被加熱体寸
法より小さな磁界照射面積を有する磁極等の磁界照射手
段により被加熱体を加熱する場合は、この面積に対応す
る被加熱体面積の周縁部が加熱できるため、磁界照射面
積より大きな領域を形成する絶縁性膜内に渦電流を閉じ
込めるという手段で渦電流を制御することが出来る。こ
れはハイパーサーミア等における局所加熱や領域加熱で
有効な手段となる。次に、被加熱体に発生する電磁界を
制御するために、アプリケータとの発熱用照射電磁界の
他にアプリケータと一体回路によるか、もしくは独立し
た回路に電流を流し電磁界分布を制御する手段をとる。
例えば、磁性コア材の磁極に加熱磁界発生用のコイル
(巻線)を巻き、そのコイルの一部を変形構造に巻き、
被加熱体への磁界分布、つまり渦電流を制御する方法を
とる。このようにコイルを一部変形させることの他、全
く独立に被加熱体の周辺に導体を配置し、電流を流し強
制的に磁界分布を変更し、発熱パターンを制御したり、
深部加熱を可能にする方法でもよい。次に、磁性材を用
いたコアにより誘導加熱を行う場合、コアの発熱を生
じ、コアの磁気的特性が劣化して十分な磁束を発生出来
なくなる。このことを改善するために、磁性コアを誘電
体の匡体に埋設しコア部分全体をシリコン油のような流
動体を還流させて、冷却する構成をとる。次に、被加熱
体の加熱パターンを変更し、深部加熱を達成するため
に、周波数つまり波長を被加熱体の特性に応じて変更す
る手段をとる。とくに、磁性コアを用いたハイパーサー
ミアでは、被加熱体が人体であるため、大きさ,寸法が
異なり一定の周波では個人差を生じ、発熱パターンの制
御が困難であり、これはこのような場合に有効な手段と
なる。次に、被加熱体はこの加熱を補助する付属物も含
め電磁波照射アプリケータから見ると電気回路的な負荷
に相当する。したがって、アプリケータ,被加熱体及び
その付属装置の系を一つの等価的な電気回路と考える
と、そこにはインダクタンス(L),キャパシタンス
(C),抵抗(R)が存在し、いわゆるL,C,Rの共
振回路が構成される。この共振条件が成立したとき、被
加熱体は最適条件に至り効率よい発熱が可能となり、加
熱パターンの制御および深部加熱が可能となる。つま
り、アプリケータから開放領域である空間に照射された
電磁波が被加熱体とその周辺に配置された電流分布を制
御する補助電極等の付属物を含めて共振する周波数を選
択することにより、補助電極や電磁界制御用付属物が最
適に動作し、加熱パターンの制御や深部加熱が達成出来
る。また、誘導加熱の例では、磁極コアや磁界制御用コ
イルの前面部に磁界制御板を装着し、被加熱体に発生す
る渦電流分布を制御している。これらの手段により深部
を効率よく加熱できる。次に、ハイパーサーミア等で使
用されるインプラント材にはいくつかの難点がある。本
発明はインプラント材を人体等に挿入する場合、外科的
手術を行わず注射器のようなものを用いて、流動性イン
プラントを加熱部位に注入し、体温で凝固させる手段を
とっている。また、誘電加熱では、人体脂肪層で強く発
熱することに着目し、この種の脂肪を単独で加熱部位に
注入して発熱させるか、もしくはこの種の脂肪に導電性
あるいは磁性材を混入して、加熱しようとする部位に注
入して発熱させる手段をとっている。さらにこれらに治
療用の薬剤を混入して温熱と薬剤の併用療法を行うこと
が出来る。勿論、流動性発熱材は脂肪に限らず生体に無
害なら何を用いてもよい。また、磁性材料や導電性材料
で構成するインプラント材は、ハイパーサーミアのよう
に埋設部位周囲が導電性であると、インプラントに発生
した渦電流が周囲媒質に拡散し、とくにインプラント材
が小さい場合は十分に発熱出来ない。このため、これら
のインプラント材を絶縁材で覆って蓄熱作用を高める手
段をとる。次に、すでにインプラントとして形状記憶合
金を用いるものを考案されているが(昭60年,実願第
31357号)、これと同様被加熱体に埋設し、所定の
温度で変形するようにあらかじめ形状を記憶させてお
き、被加熱体を透過する放射線や電磁波,超音波等の放
射波もしくは放射線で温度変化により変形した形状を調
べる手段を用いて温度を計測する方法をとっている。こ
の場合、現状の形状記憶合金が温度変化に対して急な変
化をしない特性のものが多いことから、形状記憶合金を
容器に収容して、一定の力が形状記憶合金に加わり、あ
る程度の温度変化に対しては一定の形状を保持するよう
に保ち、所望の温度に至ったときに形状が大きく変化す
るように構成しておく。そして、この形状の変化を放射
線、例えばX線や超音波等で被加熱体外部から撮影する
等の手段で所望の温度になっているかを計測する。勿論
形状記憶合金だけに限定されず、発熱するように加工し
た形状記憶プラスチックやバイメタルのような温度によ
り形状が変化する物体なら何を用いてもよい。以上の発
明は、通常の誘電加熱や誘導加熱に対してとくに、深部
加熱や局所加熱および加熱位置やパターンの制御、温度
測定等に有効であり、とくにハイパーサーミアにおいて
効果的な手段となる。
[Means for Solving the Problems] In induction heating, as described above, eddy currents are generated in the peripheral portion of the object to be heated.
When the induction heating method is applied to hyperthermia using implants, it is necessary to eliminate or reduce the generation of unnecessary eddy currents, heat only the implant material, and perform local heating. In order to solve these problems, the present invention pays attention to the property that heat is not generated between the opposed magnetic poles of the heated body even if the central portion of the opposed magnetic pole has a strong magnetic field distribution, and the magnetic field irradiation larger than the size of the heated body is applied. Generation of hot spots on the object to be heated is suppressed by irradiating a magnetic field to the object to be heated by a magnetic pole having an area or a magnetic field irradiating means according to another method with the same principle. The hotspot here is
It is a high-temperature region generated in the object to be heated. That is,
By using the magnetic field irradiation means having a larger magnetic field irradiation area than the object to be heated, hot spots generated on the object to be heated are almost eliminated. However, since the magnetic field extends into the body to be heated, the problem of local heating in hyperthermia or the like is solved by the means that if an implant material for induction heating is buried, only this implant material can generate heat. That is, local heating can be effectively performed by performing implant heating on an object to be heated with an applicator device having an oversized magnetic field irradiation means. When this method is applied to hyperthermia, it is often difficult to construct a magnetic pole or a magnetic field irradiating means that is larger than the human body that is the object to be heated. In order to solve this problem, when a magnetic pole such as a ferrite core is used as the magnetic field irradiating means, a large core, that is, a large magnetic pole is formed by collecting and integrating a large number of small cores and winding a coil around them. Further, it is possible to adopt a means for forming a large core, that is, a large magnetic pole by collecting a large number of coils wound around small individual cores and passing an in-phase current. Based on the above-described configuration principle, unnecessary generation of hot spots in the object to be heated is reduced, and local heating using an implant is possible. Next, when the heated object is heated by a magnetic field irradiating means such as a magnetic pole having a magnetic field irradiation area smaller than the heated object size, the peripheral portion of the heated object area corresponding to this area can be heated. The eddy current can be controlled by means of confining the eddy current in the insulating film forming a larger region. This is an effective means for local heating and area heating in hyperthermia and the like. Next, in order to control the electromagnetic field generated in the object to be heated, in addition to the irradiation electromagnetic field for heat generation with the applicator, either by an integrated circuit with the applicator or by supplying a current to an independent circuit to control the electromagnetic field distribution. Take the means to do.
For example, a coil (winding) for generating a heating magnetic field is wound around a magnetic pole of a magnetic core material, and a part of the coil is wound around a deformed structure,
A method of controlling the magnetic field distribution to the object to be heated, that is, the eddy current is adopted. In addition to partially deforming the coil in this way, a conductor is placed around the heated object completely independently, a current is forced to change the magnetic field distribution forcibly, and the heating pattern is controlled.
A method that enables deep heating may be used. Next, when induction heating is performed by the core using a magnetic material, heat is generated in the core, and the magnetic characteristics of the core deteriorate, so that a sufficient magnetic flux cannot be generated. In order to improve this, the magnetic core is embedded in a dielectric casing, and a fluid such as silicon oil is circulated through the entire core to cool it. Next, a means for changing the heating pattern of the object to be heated and changing the frequency, that is, the wavelength according to the characteristics of the object to be heated in order to achieve deep heating. In particular, in a hyperthermia using a magnetic core, since the body to be heated is a human body, it is difficult to control the heat generation pattern due to individual differences at different frequencies and constant frequencies, and this is the case. It becomes an effective means. Next, the object to be heated corresponds to an electric circuit-like load when viewed from the electromagnetic wave irradiation applicator including an accessory that assists this heating. Therefore, when the system of the applicator, the object to be heated and the accessory device thereof is considered as one equivalent electric circuit, there is an inductance (L), a capacitance (C) and a resistance (R), and so-called L, A resonance circuit of C and R is formed. When this resonance condition is satisfied, the object to be heated reaches the optimum condition and can efficiently generate heat, and the heating pattern can be controlled and the deep portion can be heated. In other words, by selecting the frequency at which the electromagnetic wave emitted from the applicator to the space that is the open area resonates, including the object to be heated and accessories such as auxiliary electrodes that control the current distribution arranged around it, The electrodes and accessories for electromagnetic field control work optimally to control the heating pattern and achieve deep heating. In the example of induction heating, a magnetic field control plate is attached to the front surface of the magnetic pole core or the magnetic field control coil to control the eddy current distribution generated in the heated object. By these means, the deep part can be efficiently heated. Next, the implant material used in hyperthermia and the like has some drawbacks. The present invention employs a means for inserting an implant material into a human body or the like, injecting a fluid implant into a heated site using a syringe or the like without performing a surgical operation and solidifying the implant at a body temperature. Also, in dielectric heating, paying attention to the fact that the fat layer of the human body strongly generates heat, and by injecting this kind of fat into the heating site alone to generate heat, or by mixing a conductive or magnetic material into this kind of fat. , It takes a means to inject heat into the part to be heated to generate heat. Furthermore, a therapeutic drug can be mixed into these to perform combination therapy of hyperthermia and drugs. Of course, the fluid heat generating material is not limited to fat, and any material may be used as long as it is harmless to the living body. In addition, implant materials made of magnetic materials or conductive materials, if the surroundings of the embedded site are conductive like hyperthermia, eddy currents generated in the implant diffuse into the surrounding medium, especially when the implant material is small. I can't heat up. Therefore, a measure is taken to cover these implant materials with an insulating material to enhance the heat storage effect. Next, a shape memory alloy has already been devised as an implant (Showa 60, No. 31357), but like this, it is embedded in a body to be heated and preliminarily shaped so as to be deformed at a predetermined temperature. Is stored, and the temperature is measured using a means for examining the shape that is deformed due to the temperature change due to radiation or electromagnetic waves, such as radiation that passes through the object to be heated, or radiation. In this case, since most of the current shape memory alloys do not change suddenly with respect to temperature changes, the shape memory alloy is housed in a container and a certain force is applied to the shape memory alloy and It is configured such that it maintains a constant shape with respect to changes and that the shape changes greatly when the desired temperature is reached. Then, the change in the shape is measured by radiation such as X-rays or ultrasonic waves from outside the object to be heated to measure whether the temperature is desired. Of course, it is not limited to the shape memory alloy, and any object whose shape changes with temperature such as shape memory plastic or bimetal processed to generate heat may be used. The above-described invention is particularly effective for normal heating and induction heating, for deep heating, local heating, control of heating position and pattern, temperature measurement, and the like, and is particularly effective means for hyperthermia.

【作用】以上の手段により、誘導加熱による渦電流制御
が可能となり、これを応用した装置を構成できるが、本
発明により被加熱体の所望の部位の加熱が容易となる。
すなわち、被加熱体の寸法より小さい磁界照射領域を有
するアプリケータで磁界を照射するときは、磁界照射領
域の周縁部を局所的または領域的に加熱でき、特にハイ
パーサーミア等では脂肪層内部、生体膜内部での発熱が
出来るという作用を有している。また、これとは逆に、
被加熱体より大きい寸法の磁界照射領域を持つアプリケ
ータを使用することにより、渦電流の発生を低減させる
ことが出来る。この場合、磁界は被加熱体中へも透過し
ているから、誘導加熱用インプラント材を用いれば、イ
ンプラント材だけを局所的に加熱させることが出来ると
いう作用がある。また、体温で固型状に凝固するインプ
ラント材は、はじめから固型のものを被加熱体に埋設す
るものと比べ、被加熱体への埋設が容易となる。また形
状記憶合金で構成するインプラント材は発熱と温度計測
の両者が同時に可能となるという作用がある。
By the above means, it is possible to control the eddy current by induction heating, and a device to which the eddy current is applied can be constructed. However, according to the present invention, it becomes easy to heat a desired portion of the heated object.
That is, when irradiating a magnetic field with an applicator having a magnetic field irradiation region smaller than the size of the object to be heated, the peripheral portion of the magnetic field irradiation region can be locally or regionally heated, and especially in the hyperthermia etc., inside the fat layer, biological membrane. It has the effect of being able to generate heat internally. On the contrary,
Generation of eddy current can be reduced by using an applicator having a magnetic field irradiation region having a size larger than that of the object to be heated. In this case, since the magnetic field penetrates into the object to be heated, the use of the induction heating implant material has the effect of locally heating only the implant material. In addition, an implant material that solidifies into a solid state at body temperature is easier to embed in a heated body than a solid implant material that is embedded in a heated body from the beginning. Further, the implant material made of the shape memory alloy has an effect that both heat generation and temperature measurement can be performed at the same time.

【実施例】以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基
づいて詳述する。第1図は、対向する磁極(1)の間に
磁極(1)より大きな寸法の被加熱体(2)を配置し、
これを誘導加熱している場合の原理図である。このとき
の正方形の被加熱体(2)の磁界照射面(3)における
磁界分布(4)及び渦電流密度分布(5)の関係を図2
に示す。同図から明らかなように、磁極中心部で最大磁
界となるような磁界分布を与えても渦電流は被加熱体の
周縁部で最大となる。さらに第3図にこの磁界照射面
(3)における渦電流密度を可視化したベクトル図を示
す。渦電流の強さをベクトル長(6)に比例する関係で
示してある。このように被加熱体の寸法より小さな領域
に磁界照射すると、被加熱体の中心近くは渦電流による
反磁界の作用も加わり加熱されず、その周縁部が強く加
熱されホットスポットが生ずる。この原理に従い渦電流
を制御することが出来る。すなわち、被加熱体の磁界照
射領域を大きくすると、つまり磁極(1)の断面寸法を
大きくしてゆくとホットスポットの発生が低減される。
しかし、磁界は被加熱体中にも透過しているため、被加
熱体中にインプラント材を埋設しておけば、渦電流によ
るホットスポットを発生することなくインプラント材だ
けを局所的に加熱できる。第4図は、被加熱体(2)よ
り小さな寸法の磁界照射面積を有する磁極(1)で加熱
している本発明の一実施例である。同図は、ハイバーサ
ーミアヘの応用例を示している。球形の被加熱体(2)
は第5図に示すように筋肉媒質(7)の他に脂肪層
(8)から成っている。この場合脂肪層(8)を透過し
た磁界により、脂肪層(8)の内側に渦電流が発生す
る。すなわち、第4図の球形の被加熱体(2)を球の中
心を通る点線の切断面で切断した第5図の断面図に示す
ような渦電流による発熱領域(9)が得られる。渦電流
は被加熱体周縁部へ流れようとするが、絶縁体に近い脂
肪層(8)にはばまれて脂肪層内部が効果的に加熱でき
る。第6図は、被加熱体(2)の寸法より大きな磁界照
射面積を有する磁極(1)を用いて、構成する誘導加熱
装置の一実施例である。被加熱体中心部にはインプラン
ト材(10)が埋設してある。第7図に、第6図の点線
で示す球の中心を通る切断面における発熱状況を示すよ
うに、この場合は筋肉媒質(7)や脂肪層(8)の発熱
はほとんどなく、インプラント材(10)が選択的に加
熱される。第8図は、第6図に関する大きな磁極の構成
法を示す本発明のハイパーサーミア用アプリケータの一
実施例である。同図に示すように、小さな磁極(11)
を束にしてコイル(12)を巻き、大きな磁極を構成す
る例を示している。また、第9図は、コイルを巻いた小
さな磁極(13)を束ねて一体化して大きな磁極を構成
するハイパーサーミア用アプリケータの一実施例であ
る。以上の実施例では磁界照射手段としてフェライトコ
アのような磁極を例にとったが、コイルやその他の磁界
照射手段を用いてもよいことは勿論である。第10図
は、磁性コア(14)にコイル(12)を巻き誘導加熱
用アプリケータを構成した本発明の一実施例の斜視図で
ある。コイルの一部を変形して巻いたり、誘電体円筒等
にコイルを巻いて、磁界制御部(15)を設けてある。
また、このコイルと独立に被加熱体(2)の周囲に磁界
制御用導線(16)を配置してこれに強制的に電流を流
し、発生する磁界で、磁極の磁界分布を変更し、被加熱
体に発生する渦電流分布を制御して発熱領域を制御する
手段をとっている。さらに同図に示すように渦電流吸収
体(24)(特願平2−403927参照)を用い不要
な渦電流を吸収している。第11図は、磁性材による変
形磁極(17)(特願平2−403927参照)を誘電
体材料の匡体(18)に埋設し、磁極部分全体を冷却す
る本発明の一実施例である。匡体内部はシリコン油など
の非導電性の冷却した液体をダクト(19)から流入ま
たは流出させて一定の温度に磁極を保つようにしてあ
る。公知の変形磁極は、コイルに通水パイプを用い磁極
内部に冷却パイプを通し冷却していたが、大電力を投入
し、被加熱体深部を十分加熱すると、磁極の発熱が磁極
の磁気特性を劣化させ、発生する磁束が飽和するという
問題があった。第11図の実施例は、開磁路構造(実願
平1−77607号参照)の磁極全体を匡体に入れて冷
却している。この場合、匡体(18)にクッション材
(20)を介して取り付けた補助電極(21)(特願平
2−403927)および磁極または匡体に密着させた
磁界制御板(25)が取り付けられている。第11図で
は前記磁界制御部(15)を有するコイルを用いてアプ
リケータを構成し、さらに磁界制御用導線(16)を用
い渦電流を制御する実施例である。しかも、この構成で
は被加熱体(2)や補助電極(21)や磁界制御用導線
(16)等を含めた全体の系が共振するように周波数を
定めて駆動するように構成したアプリケータ装置であ
る。従来のこの種の誘導加熱の発明は、このような付属
物を含めた被加熱体の共振現象まで考えが及ばず、従っ
て単一の固定周波数のアプリケータが使用されている。
本発明は、とくにハイパーサーミア等に有効で、人体の
大きさの違いや加熱部位の違いにより、負荷に相当する
被加熱体側のインピーダンスが変化することに着目した
もので、その都度周波数を変えて共振をとって、被加熱
体の深部誘導加熱を可能にし、加熱パターンや加熱部位
を制御するものである。また、共振現象を利用しない場
合も加熱領域や加熱パターンを変えるために周波数を変
更する手段をとっている。周波数を変更するといって
も、被加熱体側つまり負荷側の加熱条件の大輻な変更が
ないかぎり、周波数は大きく変える必要はない。場合に
よっては一定周波数でも、若干の負荷側の変動に対して
加熱装置を構成出来る。第12図および第13図は、形
状記憶合金(22)を用いたインプラント材(昭60年
実願第31357号)であるが、例えば同図のようにコ
イル状やくの字型に形状を記憶させておき、これを伸縮
性のカプセル(23)に入れ、形状記憶合金(22)の
両端は、導体や磁性体のような発熱体を兼ねた支持材つ
まり発熱性支持材(29)で固定しておく。また、カプ
セル内には、この中の温度分布を均一化し、発熱を助長
させるために液体(30)を入れておくことも出来る。
この状態で所望の温度になったとき形状記憶合金(2
2)が強い力で伸びるために、第14図に示すように、
カプセル(23)も伸びて形状記憶合金(22)が変形
する。このような構成のものを被加熱体内部に入れて加
熱し、外部から例えばX線等で撮影すれば形状記憶合金
の伸縮状況から温度を計測することが出来る。この場
合、形状記憶合金に限定されず形状記憶性の繊維や他の
材料でもよく、さらにカプセル(23)が温度で変形す
るようにしてもよい。またこの場合、勿論被加熱体を透
過するものなら形状判定に放射光や電磁波や超音波等何
を用いてもよい。また、形状記憶合金自体も渦電流によ
り発熱し局所加熱が可能となる。上記発明は、本発明の
好適な実施例であるが、これに限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形
実施が可能である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The structure of the present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 shows that a heated body (2) having a size larger than that of the magnetic pole (1) is arranged between the opposing magnetic poles (1),
It is a principle diagram when this is induction-heated. FIG. 2 shows the relationship between the magnetic field distribution (4) and the eddy current density distribution (5) on the magnetic field irradiation surface (3) of the square heated body (2) at this time.
Shown in. As is clear from the figure, the eddy current is maximized at the peripheral edge of the heated object even if the magnetic field distribution that gives the maximum magnetic field at the magnetic pole center is given. Further, FIG. 3 shows a vector diagram visualizing the eddy current density on the magnetic field irradiation surface (3). The strength of the eddy current is shown in a relationship proportional to the vector length (6). When a magnetic field is applied to an area smaller than the size of the object to be heated in this way, the diamagnetic current acts on the vicinity of the center of the object to be heated and the peripheral part of the object is strongly heated to generate a hot spot. Eddy current can be controlled according to this principle. That is, when the magnetic field irradiation area of the object to be heated is increased, that is, the sectional size of the magnetic pole (1) is increased, the occurrence of hot spots is reduced.
However, since the magnetic field is also transmitted through the object to be heated, if the implant material is embedded in the object to be heated, only the implant material can be locally heated without generating hot spots due to eddy currents. FIG. 4 shows an embodiment of the present invention in which heating is performed by the magnetic pole (1) having a magnetic field irradiation area of a size smaller than that of the object (2) to be heated. This figure shows an example of application to a hiberthermia. Spherical object to be heated (2)
Is composed of a fat layer (8) in addition to the muscle medium (7) as shown in FIG. In this case, an eddy current is generated inside the fat layer (8) by the magnetic field transmitted through the fat layer (8). That is, a heating region (9) due to an eddy current as shown in the sectional view of FIG. 5 is obtained by cutting the spherical heated body (2) of FIG. 4 along the dotted cross section passing through the center of the sphere. The eddy current tends to flow to the peripheral portion of the object to be heated, but is interrupted by the fat layer (8) close to the insulator and the inside of the fat layer can be effectively heated. FIG. 6 shows an example of an induction heating device configured by using a magnetic pole (1) having a magnetic field irradiation area larger than the size of the object to be heated (2). An implant material (10) is embedded in the center of the body to be heated. In FIG. 7, as shown by the broken line in FIG. 6 showing the heat generation on the cut surface passing through the center of the sphere, in this case, the muscle medium (7) and the fat layer (8) hardly generate heat and the implant material ( 10) is selectively heated. FIG. 8 is an embodiment of the applicator for the hyperthermia of the present invention showing the construction method of the large magnetic pole relating to FIG. As shown in the figure, small magnetic poles (11)
Shows an example in which a large magnetic pole is formed by winding a coil (12) in a bundle. FIG. 9 shows an embodiment of a hyperthermia applicator in which small magnetic poles (13) wound with a coil are bundled and integrated to form a large magnetic pole. Although a magnetic pole such as a ferrite core is used as an example of the magnetic field irradiating means in the above embodiments, it goes without saying that a coil or other magnetic field irradiating means may be used. FIG. 10 is a perspective view of an embodiment of the present invention in which the coil (12) is wound around the magnetic core (14) to form an induction heating applicator. A part of the coil is deformed and wound, or a coil is wound around a dielectric cylinder or the like to provide a magnetic field control section (15).
In addition, a magnetic field controlling conductor (16) is arranged around the body (2) to be heated independently of this coil, and a current is forced to flow through the conductor (16) to change the magnetic field distribution of the magnetic poles with the generated magnetic field. The means for controlling the heat generation area by controlling the eddy current distribution generated in the heating element is used. Further, as shown in the figure, an eddy current absorber (24) (see Japanese Patent Application No. 2-403927) is used to absorb unnecessary eddy currents. FIG. 11 shows an embodiment of the present invention in which a deformed magnetic pole (17) made of a magnetic material (see Japanese Patent Application No. 2-403927) is embedded in a casing (18) made of a dielectric material to cool the entire magnetic pole portion. . Inside the casing, a non-conductive cooled liquid such as silicon oil is made to flow in or out through the duct (19) to keep the magnetic pole at a constant temperature. In the known deformed magnetic pole, a water pipe is used for the coil, and a cooling pipe is used to cool the inside of the magnetic pole. There was a problem that it deteriorates and the generated magnetic flux is saturated. In the embodiment shown in FIG. 11, the entire magnetic pole having an open magnetic circuit structure (see Japanese Patent Application No. 1-77607) is placed in a casing for cooling. In this case, the auxiliary electrode (21) (Japanese Patent Application No. 2-403927) attached to the housing (18) through the cushion material (20) and the magnetic field control plate (25) closely attached to the magnetic pole or the housing are attached. ing. FIG. 11 shows an embodiment in which an applicator is constructed by using a coil having the magnetic field control section (15), and an eddy current is controlled by using a magnetic field control lead wire (16). Moreover, in this configuration, the applicator device is configured to drive by setting the frequency so that the entire system including the body to be heated (2), the auxiliary electrode (21), the magnetic field controlling conductor (16), etc. resonates. Is. The conventional invention of this kind of induction heating does not consider the resonance phenomenon of the object to be heated including such an accessory, and therefore, a single fixed frequency applicator is used.
The present invention is particularly effective for hyperthermia, etc., and focuses on the fact that the impedance of the heated body side corresponding to the load changes due to the difference in the size of the human body and the difference in the heating site, and the resonance is changed by changing the frequency each time. Thus, deep induction heating of the object to be heated is enabled, and the heating pattern and heating site are controlled. Further, even when the resonance phenomenon is not used, the frequency is changed in order to change the heating region or heating pattern. Even if the frequency is changed, the frequency does not have to be largely changed unless there is a large change in the heating condition on the heated body side, that is, the load side. In some cases, even if the frequency is constant, the heating device can be configured with respect to slight load side fluctuations. FIG. 12 and FIG. 13 show an implant material using the shape memory alloy (22) (Japanese Utility Model Application No. 31357 of 1960). For example, as shown in the same figure, the shape is memorized in a coil shape. Then, this is put in a stretchable capsule (23), and both ends of the shape memory alloy (22) are fixed by a supporting material that also serves as a heating element such as a conductor or a magnetic material, that is, a heating support material (29). I'll do it. In addition, a liquid (30) may be placed in the capsule in order to make the temperature distribution in the capsule uniform and promote heat generation.
When the desired temperature is reached in this state, the shape memory alloy (2
Since 2) grows with a strong force, as shown in FIG.
The capsule (23) also extends and the shape memory alloy (22) deforms. The temperature can be measured from the expansion / contraction state of the shape memory alloy by putting the object having such a configuration inside the object to be heated, heating the object, and taking an image with, for example, an X-ray from the outside. In this case, the shape memory alloy is not limited to the shape memory fiber or other material, and the capsule (23) may be deformed by temperature. Further, in this case, of course, any light such as radiated light, electromagnetic waves, or ultrasonic waves may be used for shape determination as long as it transmits the object to be heated. Also, the shape memory alloy itself generates heat due to the eddy current, and local heating becomes possible. The above-mentioned invention is a preferred embodiment of the present invention, but is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

【発明の効果】本発明は、上述のように、誘導加熱にお
ける渦電流の制御法、インプラント材による局所加熱法
及びこれらの原理に基づいた誘導加熱装置に関するもの
である。すなわち、本発明は、磁界照射面積が被加熱体
切断面の最大面積より大きいか、小さいかによって、渦
電流分布が異なることに着目し、渦電流分布を制御して
いる。特にこの方法をハイパーサーミアに応用する場
合、生体の脂肪層や生体膜を巧みに利用して局所加熱や
領域加熱が出来るという効果がある。また、この渦電流
を制御する方法として、被加熱体より小さな磁界照射手
段を複数個用いて一体化し、大きな磁界照射面積をもつ
磁界照射手段を構成するという考え方でアプリケータ装
置の設計上の問題点を解決している。また、コイルの一
部を利用して変形させてこの部分を流れる電流が発生す
る磁界を利用したり、また、被加熱体周囲に強制電流を
流し、これが発生する磁界により磁界分布を変更するこ
とにより、従来困難であった渦電流分布を制御し、深部
加熱や加熱部位,加熱パターンを変更する方法を提供
し、とくにハイパーサーミアに有効な方法をもたらして
いる。これは磁界に限らず電界を利用する誘電加熱にも
応用出来る。また、従来共振を利用する加熱法として、
空胴共振器を用いてフェライトを焼成する方法やリエン
トラント型というハイパーサーミア装置がある。これら
は、空胴共振器に電磁界を閉じ込めた形で共振が生じ、
エネルギ集中が起きる方法である。本発明では、開放領
域である空間に電磁界を放射し、付属物も含めた被加熱
体の共振状態を実現するという方法で効果的に加熱する
ことが出来る装置を提供している。従来とくに誘導加熱
で加熱特性の再現性が悪く、深部が十分加熱出来ずホッ
トスポットが生じたのは、周波数を変更して共振をとる
ことを考慮しなかったことによる。本発明は、この発見
により効果的な発熱状態を実現している。 次に、被加
熱体に形状記憶合金で構成したインプラント材を埋め込
みこの形状の変化を外部から放射波で撮影して温度を計
測する方法は、従来の温度センサのようにリード線が不
安となり一旦埋め込めば長期にわたり使用出来る。これ
はハイパーサーミアにおいて困難とされている温度計測
に対して、とくに有効である。また、流動性インプラン
ト材は外科手術等を必要とせず、注射器のような器具で
簡単に注入出来るという利用効果がある。また、流動性
インプラント材に誘電加熱で強く発熱する人体脂肪のよ
うな媒質を用いれば、人体に無害で適合性が良いという
効果がある。これらの方法及びそれを実施する装置の発
明は、とくに従来困難とされていた誘導加熱の渦電流制
御や誘電加熱をはじめとする電磁波加熱一般に寄与する
ところ大で、特に生体を対象とするハイパーサーミアに
おいて顕著な効果を有している。
As described above, the present invention relates to an eddy current control method in induction heating, a local heating method using an implant material, and an induction heating device based on these principles. That is, the present invention controls the eddy current distribution by paying attention to the fact that the eddy current distribution differs depending on whether the magnetic field irradiation area is larger or smaller than the maximum area of the section to be heated. In particular, when this method is applied to hyperthermia, there is an effect that local heating or area heating can be performed by skillfully utilizing the fat layer or biological membrane of the living body. In addition, as a method of controlling this eddy current, a design problem of the applicator device is considered by constructing a magnetic field irradiation means having a large magnetic field irradiation area by integrating a plurality of magnetic field irradiation means smaller than the object to be heated. The point is solved. In addition, a part of the coil may be deformed to use the magnetic field generated by the current flowing through this part, or a forced current may be passed around the heated object to change the magnetic field distribution by the generated magnetic field. It provides a method for controlling the eddy current distribution, which has been difficult in the past, and changing the deep heating, heating area, and heating pattern, and is particularly effective for hyperthermia. This is applicable not only to magnetic fields but also to dielectric heating using electric fields. In addition, as a conventional heating method utilizing resonance,
There is a method of firing ferrite using a cavity resonator and a hyperthermia device called a reentrant type. These cause resonance in the form of confining the electromagnetic field in the cavity resonator,
This is how energy concentration occurs. The present invention provides a device capable of effectively heating by a method of radiating an electromagnetic field into a space which is an open region and realizing a resonance state of an object to be heated including accessories. Conventionally, the reproducibility of the heating characteristics is particularly poor due to induction heating, and the deep spots cannot be sufficiently heated to cause hot spots because the fact that resonance is taken by changing the frequency is not taken into consideration. The present invention realizes an effective heat generation state by this discovery. Next, in the method of embedding an implant material composed of a shape memory alloy in the heated object and measuring the temperature by externally photographing the change of this shape with a radiation wave, the lead wire becomes uneasy like a conventional temperature sensor. Can be used for a long time if embedded. This is especially effective for temperature measurement, which is difficult in hyperthermia. In addition, the fluid implant material does not require surgery or the like, and has a utilization effect that it can be easily injected with an instrument such as a syringe. In addition, if a medium such as human body fat that strongly generates heat by dielectric heating is used for the fluid implant material, it is harmless to the human body and has good compatibility. The invention of these methods and devices for carrying out them is particularly large in that it contributes to electromagnetic wave heating in general, including eddy current control of induction heating and dielectric heating, which have been considered to be difficult in the past, especially in hyperthermia for living organisms. Has a noticeable effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】誘導加熱の原理を説明する斜視図。FIG. 1 is a perspective view illustrating the principle of induction heating.

【図2】誘導加熱にみる照射磁界と渦電流との関係を示
す理論計算によるデータ。
FIG. 2 is data obtained by theoretical calculation showing the relationship between the irradiation magnetic field and eddy current in induction heating.

【図3】被加熱体磁界照射面に発生する渦電流分布を示
す理論解析によるベクトル図。
FIG. 3 is a vector diagram based on theoretical analysis showing an eddy current distribution generated on a surface of a heated magnetic field to be heated.

【図4】本発明の一実施例で、被加熱体寸法より小さな
磁界照射面積をもつ磁極による誘導加熱法の斜視図。
FIG. 4 is a perspective view of an induction heating method using magnetic poles having a magnetic field irradiation area smaller than a size of a body to be heated according to an embodiment of the present invention.

【図5】第4図の被加熱体の断面図。5 is a sectional view of the object to be heated in FIG.

【図6】被加熱体寸法より大きな磁極を用いる本発明の
一実施例の斜視図。
FIG. 6 is a perspective view of an embodiment of the present invention in which a magnetic pole larger than the size of a heated object is used.

【図7】第6図の被加熱体の断面図。FIG. 7 is a sectional view of the object to be heated in FIG.

【図8】小さな寸法の磁極を束ねて一体化した本発明の
一実施例の斜視図。
FIG. 8 is a perspective view of an embodiment of the present invention in which magnetic poles having small dimensions are bundled and integrated.

【図9】小さな寸法形状の磁極にコイルを巻いたものを
一体化して構成した本発明の磁極の一実施例の斜視図。
FIG. 9 is a perspective view of an embodiment of a magnetic pole of the present invention in which a coil is wound around a magnetic pole having a small size and is integrated.

【図10】本発明の渦電流制御法の一実施例の斜視図。FIG. 10 is a perspective view of an embodiment of an eddy current control method of the present invention.

【図11】本発明のアプリケータ冷却法と周波数変更手
段により加熱特性を改善することを説明する一実施例の
斜視図。
FIG. 11 is a perspective view of an embodiment for explaining improvement of heating characteristics by the applicator cooling method and the frequency changing means of the present invention.

【図12】本発明の温度測定法を説明するための形状記
憶合金インプラント材の断面図。
FIG. 12 is a cross-sectional view of a shape memory alloy implant material for explaining the temperature measuring method of the present invention.

【図13】本発明の温度測定法を説明するための形状記
憶合金インプラント材の他の例を示す断面図。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing another example of the shape memory alloy implant material for explaining the temperature measuring method of the present invention.

【図14】本発明の温度測定法を説明するための形状記
憶合金インプラント材が変形した例を示す断面図。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing an example of deformation of the shape memory alloy implant material for explaining the temperature measuring method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・磁極 2・・・被加熱体 3・・・磁界照射面 4・・・磁界分布 5・・・渦電流密度分布 6・・・ベクトル長 7・・・筋肉媒質 8・・・脂肪層 9・・・発熱領域 10・・・インプラント材 11・・・小さな磁極 12・・・コイル 13・・・コイルを巻いた小さな磁極 14・・・磁性コア 15・・・磁界制御部 16・・・磁界制御用導線 17・・・変形磁極 18・・・匡体 19・・・ダクト 20・・・クッション材 21・・・変形補助電極 22・・・形状記憶合金 23・・・カプセル 24・・・渦電流吸収体 25・・・磁界制御板 26・・・発熱性支持材 27・・・液体 1 ... Magnetic pole 2 ... Heated object 3 ... Magnetic field irradiation surface 4 ... Magnetic field distribution 5 ... Eddy current density distribution 6 ... Vector length 7 ... Muscle medium 8 ... Fat Layer 9 ... Heating region 10 ... Implant material 11 ... Small magnetic pole 12 ... Coil 13 ... Small magnetic pole wound with coil 14 ... Magnetic core 15 ... Magnetic field control unit 16 ...・ Magnetic field control conductor 17 ... Deformed magnetic pole 18 ... Case 19 ... Duct 20 ... Cushion material 21 ... Deformation auxiliary electrode 22 ... Shape memory alloy 23 ... Capsule 24 ...・ Eddy current absorber 25 ... Magnetic field control plate 26 ... Exothermic support material 27 ... Liquid

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被加熱体の寸法より大きな領域に磁界を
照射して、被加熱体に発生するホットスポットを低減さ
せる方法。
1. A method of irradiating a magnetic field to a region larger than the size of the object to be heated to reduce hot spots generated in the object to be heated.
【請求項2】 請求項(1)記載の方法に基づき、被加
熱体に発生するホットスポットを低減させるために、被
加熱体の寸法より大きな磁界照射面積をもつ磁界照射手
段を用いたアプリケータ装置。
2. An applicator using magnetic field irradiation means having a magnetic field irradiation area larger than the size of the object to be heated in order to reduce hot spots generated in the object to be heated, according to the method of claim 1. apparatus.
【請求項3】 請求項(1)および(2)の方法および
装置に基づき、ホットスポットの発生を抑圧して、イン
プラント材を選択的に加熱させる方法。
3. A method for suppressing the generation of hot spots and selectively heating an implant material based on the method and apparatus according to claims (1) and (2).
【請求項4】 請求項(1)ないし(3)の方法および
装置において、ホットスポットを低減させるための磁界
照射手段として、被加熱体の寸法より小さな磁界照手段
を多数用いて、全体として被加熱体より大きな磁界照射
面積をもつように構成したアプリケータ。
4. The method and apparatus according to any one of claims (1) to (3), wherein a large number of magnetic field irradiation means smaller than the size of the object to be heated are used as the magnetic field irradiation means for reducing hot spots. An applicator configured to have a larger magnetic field irradiation area than the heating body.
【請求項5】 請求項(4)記載のアプリケータを用い
たハイパーサーミア装置。
5. A hyperthermia device using the applicator according to claim 4.
【請求項6】 被加熱体の寸法より小さな領域に磁界を
照射して、被加熱体の周縁部に発生する渦電流と電流絶
縁層を積極的に利用し、絶縁層の内側へ発熱領域を閉じ
込める加熱方法。
6. A magnetic field is applied to an area smaller than the size of the object to be heated to positively utilize the eddy current generated in the peripheral portion of the object to be heated and the current insulating layer, thereby forming a heat generating area inside the insulating layer. Heating method to confine.
【請求項7】 請求項(6)記載の方法に従って構成す
るハイパーサーミア装置。
7. A hyperthermia device constructed according to the method of claim 6.
【請求項8】 脂肪や蛋白質からなる生体膜を利用し
て、この内部に磁界を照射し渦電流を発生させ、これら
の生体膜内に渦電流が閉じ込められる作用を利用する渦
電流制御方法。
8. A method of controlling an eddy current, which utilizes a biological film made of fat or protein to irradiate a magnetic field inside the biological film to generate an eddy current and to confine the eddy current in the biological film.
【請求項9】 請求項(8)記載の方法に基づくハイパ
ーサーミア装置。
9. A hyperthermia device based on the method of claim 8.
【請求項10】 小さな磁界照射手段を多数集めて一体
化して、アプリケータを構成することを特徴とするハイ
パーサーミア装置。
10. A hyperthermia device comprising a large number of small magnetic field irradiating means that are integrated to form an applicator.
【請求項11】 被加熱体を加熱するための磁界照射用
コイルと磁界つまり被加熱体の渦電流を制御するための
コイルが一体構造となっていることを特徴とするアプリ
ケータ装置。
11. An applicator device comprising a coil for irradiating a magnetic field for heating an object to be heated and a coil for controlling a magnetic field, that is, an eddy current of the object to be heated, as an integrated structure.
【請求項12】 被加熱体の渦電流分布を制御するため
に、加熱用コイルと独立した導線に強制電流を流すこと
を特徴とするアプリケータ装置。
12. An applicator device, characterized in that a forced current is passed through a conductor independent of a heating coil in order to control the eddy current distribution of a heated object.
【請求項13】 発熱を抑制するために、コイルを巻い
たコアを非導電性流動体を還流させることが出来る匡体
へ埋設して構成することを特徴とする誘導加熱用アプリ
ケータ装置。
13. An applicator device for induction heating, characterized in that, in order to suppress heat generation, a coil-wound core is embedded in a casing capable of refluxing a non-conductive fluid.
【請求項14】 被加熱体寸法および特性に応じて電磁
界照射周波数を変更して、被加熱体の発熱パターンを制
御し、深部加熱を行う構成の加熱装置。
14. A heating device configured to perform deep heating by changing the electromagnetic field irradiation frequency according to the size and characteristics of the object to be heated to control the heat generation pattern of the object to be heated.
【請求項15】 電磁波照射系、および被加熱体及び加
熱のための付属物を等価的電気回路として考え、この全
回路系の電気的共振を利用して被加熱体の発熱パターン
を制御し、深部加熱を行う構成のもののうち、遮蔽構造
をとらず開放構造で構成する加熱装置。
15. An electromagnetic wave irradiation system, an object to be heated, and an accessory for heating are considered as an equivalent electric circuit, and the electric resonance of this entire circuit system is used to control the heat generation pattern of the object to be heated. Among those that perform deep heating, a heating device that has an open structure without a shielding structure.
【請求項16】 請求項(11)〜(15)記載の構成
に基づくハイパーサーミア装置。
16. A hyperthermia device based on the configurations of claims 11 to 15.
【請求項17】 生体内に注入すると体温で固型状に凝
固し、電磁波照射により加熱出来る生体に無害な物質で
構成された流動性インプラント材。
17. A fluid implant material composed of a substance harmless to a living body, which is solidified at body temperature when injected into a living body and can be heated by electromagnetic wave irradiation.
【請求項18】 生体内に誘電加熱により発熱する生体
に無害な脂肪を注入し、これを発熱させることを特徴と
する脂肪インプラント材。
18. A fat implant material, characterized in that harmless fat is injected into a living body that generates heat due to dielectric heating, and the fat is heated.
【請求項19】 請求項(17)および(18)記載の
インプラント材に薬剤を混合して、発熱と薬効の機能を
もたせたことを特徴とするインプラント材。
19. An implant material obtained by mixing a drug with the implant material according to claim 17 or 18 so as to have a function of fever and a drug effect.
【請求項20】 磁性材料に導電性メッキを施し、蓄熱
作用を高めるために絶縁体材料で覆ったことを特徴とす
る誘導加熱用インプラント材。
20. An implant material for induction heating, characterized in that a magnetic material is subjected to conductive plating and covered with an insulating material to enhance heat storage.
【請求項21】 請求項(20)のインプラント材にお
いて、磁性材料そのものを絶縁材料で覆って蓄熱作用を
高めたことを特徴とするインプラント材。
21. The implant material according to claim 20, wherein the magnetic material itself is covered with an insulating material to enhance the heat storage effect.
【請求項22】 形状記憶合金を所望の温度で温度が変
化するように記憶させておき、これを被加熱体に埋設し
て、温度変化を被加熱体を透過する放射波を照射して、
その形状の変化を調べて判定する温度計測法。
22. A shape memory alloy is memorized so that the temperature changes at a desired temperature, and the shape memory alloy is embedded in a body to be heated, and the temperature change is irradiated with a radiation wave that passes through the body to be heated.
A temperature measurement method that examines changes in the shape to make a decision.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023529069A (en) * 2020-05-27 2023-07-07 アイコメッド テクノロジーズ インコーポレーテッド A system for treating unwanted tissue

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