JPS60108062A - 腫瘍の高熱治療装置 - Google Patents

腫瘍の高熱治療装置

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JPS60108062A
JPS60108062A JP59210324A JP21032484A JPS60108062A JP S60108062 A JPS60108062 A JP S60108062A JP 59210324 A JP59210324 A JP 59210324A JP 21032484 A JP21032484 A JP 21032484A JP S60108062 A JPS60108062 A JP S60108062A
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tumor
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housing
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高熱治療(hyperthermia tre
atment)、詳しくは、前立腺、その他下半島にで
きる1lffi瘍の高熱治療のための装置並びに技術に
関するものである。
悪性腫瘍の治療に高熱治療法を用いる事は良く知られて
おり、それは数多くの科学レポートに記載されている。
この分野の活動を示す最近のレボ−1・は次に挙げる文
献に見られる。
■ 〃Cancer u第49巻(1982年)第20
5頁〜216頁「高熱療法;高熱療法のみを用いた、ま
たはそれと外部(表面)型放射線或いは侵入型放射線療
法を併用した試みの第1フエーズの結果」著者:Man
ning 1M、R,;Cetas +T、C,: M
iller+R,C,; 0Ieson+J、R。
1Connort 、W、G、HGerner、E、W
。
■ 〃Cancer〃第48巻(1981年)第111
6頁〜1123頁「分別放射線と高熱療法」著者: O
vergaard 、J。
また、本発明者等が行った同系列の研究の要約が次の雑
誌に載っている。: ■ 〃Prostatet13 (1982年)第62
3頁〜630頁[前立腺治療のための局部的高熱療法:
予備Lノボート」著者: Yerushalmi、^。
; 5ervadio、C; Fishelovitz
 、Y ; Leib+Z、;lankowsky +
^、; 5tein +J、^・本発明者等により、高
熱療法の成功を阻む大きな要因はliI+瘍近傍の健康
な生体組織まで加熱されてしまう事であると認識されて
いる。この問題の解決のために、表層腫瘍に就きこれま
で多くの努力が為されている。これに関しては、たとえ
ば、” Cancer //第41(1980年)第1
986頁〜1991頁「表層腫瘍治療のための放射線療
法と高熱療法との併用」 (著者: Marmor、J
、B、; 1lah n 、 G 、 M 、 )に記
載されている。
ところで、生体、たとえば人体の空洞部内に挿入可能の
プローブであってRFマイクロ波アンテナとプローブに
冷iJ1流体を通ず冷却手段とを備えたものを、使用す
る高熱治療装置は、上記アンテナと冷却手段の作動を制
(α;Iするために、プローブに隣接した箇所の温度と
加熱目標位置の温度とをモニタするものとして知られて
いる。このような装置は米国qろ許第2074634号
、第4237898号、第4140130号及び第42
90435号に見られる。
本発明は、正常な生体組織まで加熱されてしまうという
既述の周知の問題を解決せんとする腫瘍高熱治療と装置
を提供するものである。
本発明の一形態によれば、治療すべき腫瘍に近接した位
置に存在する空洞内に挿入可能なプローブを備えた腫瘍
高熱治療装置が提供される。上記プローブは、電磁波放
射アンテナと、同アンテナの外側の隣接した所に、治療
時にプローブに隣接して位置する生体組織(tissu
e)を冷却するための流体を通す冷却手段とを、備えて
いる。
また、本発明の好ましい一態様によれば、上記冷却手段
はプローブ周囲にコイル状に巻き付けられた流体循環路
から構成される。
更に、本発明の望ましい態様によれば、上記コイル状流
体循環路が、アンテナに隣接して位置するプローブ外周
面の主要部分を効果的に取り囲んでいる。
更に、本発明の一態様によれば、上記コイル状流体循環
路は、生体組織に当接する、プローブのあばら管状凹凸
外面を形成しており、これによりプローブ表面形状が単
なる円周面である場合より冷却表面(伝熱面積)が増大
するのみならず、プローブが身体空洞部内で不本意に位
置ずれしにぐくなっている。
さらに、本発明の望ましい一態様によれば、プローブは
、内部にアンテナを備え、外周面には流体循環路が巻き
付けである前部と、この前部より断面積の小さい後部支
持体とを含んでおり、この後部には患者の括約筋が当接
し得るものとなっているため、アンテナを備えた上記前
部を所要の正確な位置に保持できる。
さらに、本発明の望ましい一態様によればプローブはそ
の表面温度を検出する感温体をも備えている。
さらに、本発明の望ましい一態様によれば、自動温度感
応制御装置、すなわち温度に応してアンテナの1!IJ
きを制御するのみならず、隣接組織に過熱の恐れがある
ときにはアンテナ機能を中止せしめるフェイルセーフ手
段、も備えである。
さらに、本発明の一態様によれば、アンテナは複数個設
けてあり、これにより放射方向パターンを所望のものに
することができる。
さらに、本発明の一態様によれば、プローブにはその内
部にハウジングが一体形成されていて、このハウジング
内に更にいくつかの空洞部分が設けてあり、そして、こ
れ等空洞部分内にアンテナと冷却流体循環路の一部とが
配設されている。但し、冷却流体循環路については、そ
の全体をハウジング外に設けても良い。
さらに、本発明の一態様によれば、 (al 内部にアンテナを、外部には冷却手段を備えた
プローブを人体内の腫瘍に隣接した空洞部分内に差し込
む工程と、 fbl 前記プローブに、それに隣接した組織に対する
放射とその直接冷却を同時に行わせる工程と、(C1前
記プローブの表面温度を感知する工程と、+d+ 前記
隣接組織の過熱防止のために、感知された温度に応じて
相互作用時に前記熱放射を制御する工程と、 を含む腫瘍の高熱治療方法が提供される。
次に、本発明を図面を参照して説明する。第1図に示し
たものは、本発明の望ましい一実施例による腫瘍の高熱
治療装置である。この「1Iffi瘍」という用語は、
この明細盲全体を通じて一般的な意味、すなわぢ良性と
悪性の双方を含む意味で使用しである。この装置は、た
とえば第2図および第3図に一例を示すプローブ10を
備えたもので、このプローブ10は電磁波放射アンテナ
手段と冷却手段とを備えている。この冷却手段を構成す
る一つまたはそれ以上の冷却流体路内には、感温手段1
2が設けである。また、プローブ10の外面にも感温手
段12 (たとえば、熱電対その他の殆ど摂動を生しせ
しめない感温体)が設けてあり、同手段12はプローブ
10と共に然るべき保護筒内に収容されている。さらに
、プローブ10の内部、換程すれば治療時に治療対象の
腫瘍に隣接すべき位置にもう一つの感温手段12が設け
である。
上記プローブ10ば患者の身体の空洞部、たとえば直腸
腔等の中に容易に挿入し得るように設計されているもの
で、これはできれば治療中の患者に鎮痛剤を投与せずと
も差し込み得るものである事が望ましい。符号13は上
記感温手段12の時分割走査を行なう多重チャンネル切
換ユニットを表し、上記感温手段12はこのユニット1
3を介して温度計15に択一的に接続される。温度計1
5は感温手段12が測定した温度を表示するものである
。
本発明装置は、更に、電磁波発生ユニットを備えており
、このユニットは下記(イ)〜(ホ)に列挙するもので
構成されている。
(イ)ステンブモータで制御される電源制御ユニット1
4゜たとえば、米国のHewlett Packard
社製のユニットの如きもの。
(ロ)マイクロ波発生器16゜典型的な例としては、米
国のRaytheon社製のCMD12のようなマイク
ロ波発生器。
(ハ)使用周波数とインピーダンスに応した同調・整合
回路18゜例えば、米国の0mn1spectra社製
の従来ユニットの如きもの。
(ニ)高周波(進行波・反射波型)電力計20(For
ward /Reflected Power Met
er) eたとえば、上述のIlewlel:t Pa
ckard社製の電力計の如きもの。
(ボ)一つまたは二辺」二のアンテナ。例えば、米国の
RcA?Jl!!のアンテナの如きもの。これはプロー
ブ10内に設けである。
符号22は冷却流体循環ユニ・71・を表し、このユニ
ット22は2本の可撓管24を介してプローブIO内の
既述の冷却流体路と連通している。
符号26はミニコンピユータ(例えば、HP9825B
の如きもの)を表している。このコンピュータ26は本
発明装置の作動全体を制御するもので、制御信号を前述
の電源制御ユニット14と1盾環ユニット22に送る一
方、温度計15とプローブ10から状況信号を受け取る
。符号28はフェイルセーフ用の論理回路を表している
。この回路28は本発明装置の主要作動システム、即ち
、電源制御ユニット14、マイクロ波発生器16、感温
手段12およびプローブ10のうち何れかのものが誤作
動を生じた時に電磁波の放射を自動的に中止させるだけ
でなく、感温手段12が過熱を感知した時にも放射を直
ちに中止させるものである。
上述のミニコンピユータ26は既述のように電源制御ユ
ニット14等と接続されているだけでなく、記録保存の
ための様々な記録装置並びにメモリー装置とも接続され
ている。そのような装置としては、たとえば従来のデー
タ収集・記憶手段30、プロッター32、プリンター3
4等がある。
一般に、腫瘍内温度をたとえば41℃程度より高温にす
ることは放射耐性細胞(1976年の〃Cancer 
Re5earch 〃第36巻、第3944頁〜395
0頁[人体の新形成細胞に対する超通常的温度の選択的
致命的影響」著者: Giovanella+B、C,
,5tehlin 、J、S、 、Morgan、八、
C1と低酸素細胞(1979年の〃Canter Re
5earch 〃第39巻、第981頁〜986頁「試
験管内に於ける腫瘍細胞EMT 6 /A 7のいくつ
かの熱反応に対する成長状況の影響」著者:Getne
r E 、H,、Ilolmes、P、W、、McCu
llough、J、八、)の両細胞に対し選択的に致命
的影響を及ぼず。高熱療法と放射線並びに薬物を使用す
る療法との相乗作用が下記の文献で説明され′ζいる。
: (111976年の〃European J、Canc
er“第12S、第807頁〜812頁[局部的高熱療
法と電C111放射線による固形腫瘍治療」、[温度と
薬物への依存]著者: Yerusha1mi+八。
+211978年の〃Br、J、Cancer //第
37巻、第827頁〜832頁[局所的高熱療法とアク
チノマイシンI〕による固形腫瘍治療」著者二 Yer
usba1mi+A。
通當的なやり方としては、前立腺腫瘍の治療では、腫瘍
に隣接した部位の温度を、フォレーカテーテル(l’o
ley caLI+eter)により熱電対を尿道内に
入れて測定する。あるいは別の方法として、または」−
述のやり方に加えて、手術または針により熱電対を腫瘍
内に入れることができる。本発明者の治療経験によれば
、前立線内温度は前立腺尿道内温度に対応する(既出の
文献■に参照)。
次に、第1図の本発明装置の作動を簡単に説明する。ま
ず、装置オペレータが治療中に腫瘍が到達すべき温度と
生体組織の最高許容温度を選択(設定)する。次いで、
ミニコンピユータ26の制御に従って、腫瘍またはその
近接箇所の温度が繰り返し測定され、これ等の測定値に
基づいてマイクロ波発生器16の出力エネルギーが段階
的に増大せしめられる。この繰り返しの温度測定に於い
て腫瘍温度の上昇が見られれば、上記出力エネルギーは
それ以上増大されない。出力エネルギーは同じレベルに
保たれ、温度上昇が見られなくなるまで測定が繰り返さ
れる。
治療時には、冷却流体温度のみならず、プローブ10に
隣接したところに存在する組織であって、アンテナから
腫瘍へのマイクロ波放射径路すなわち熱放射径路内に位
置する組織の温度をも感知することによりフェイルセー
フ作動が得られる。こうして感知された温度は、プロー
ブ1oに隣接した正常組織が到達し得る最高温度を表す
ものである。
次に、第2図並びに第3図を参照してプローブlOを詳
しく説明する。ただし、同図に示したものは本発明装置
に使用できる一つのプローブ実施例にすぎない。通雷、
このプローブ10はフッ素樹脂製である。プローブ10
は、患者の直腸腔に挿し込め得るよ・う、その最大断面
寸法をできれば25龍程度とするのが望ましい。本発明
の望ましい一実施例によれば、プローブ10の外面に熱
電対40が取り付けてあり、この状態でプローブ10全
体が保護筒42の中に納められている。プローブ1(ン
仝体内813には、複数個の冷却流体循環路44と−・
本のアンテリー(たとえば、l/4波長のマイク■波ア
ンテナ)46が設けてあり、前者44が後者4Gを取り
囲んだ状態になっている。上記循環路4 、I IJ:
 2本の連結体48と連通しており、同連結体48が前
記可撓管24を介して循環路44を第1図の冷却流体循
環ユニット22に連通せしめ′(いる。上記循環路44
のうちの−っには、その内部に感温体(たとえば、熱電
対)50が設り“ζあり、同感温体50は然るべき電気
的結合手段(図示せず)を介して、第1図の切換ユニッ
ト13に接続されている。
第2図と第3図に示したこのプローブ1oの特徴は、循
環路44がアンテナ46を完全に取り囲んだ状態で形成
されているという点である。この特徴は後述の第4図乃
至第6図のプローブ実施例にも取り入れることができる
。
腫瘍の形状、外形は様々でありまた患者の身体形状も多
様であるので、それに応してプローブ10の形態を様々
なものにすることが可能である。
たとえば、第4図に示した如く、その断面を扇形とする
ことができる。この例では、ハウジング74内に於いて
、3本のアンテナ60,62.64が穴68.70.7
2内に各々設けてあり、これにより出力方向の選択が可
能になっている。上記アンテナ60.62.64のうち
の−っまたは二辺上を他のものに比較して所要の相対的
出方強度で作動させることにより、腫瘍の形状と位置に
応じた出力方向と強度を得ることができる。上記ハウジ
ング74の広い部分には冷却流体管路76が形成されζ
おり、その管路76は複数個の相互に連通している流体
循環路78を含んでいる。
第5図には、もう一つの実施例を示しである。
この例では、ハウジング84の狭い部分に穴82が形成
されており、この穴82内にアンテナ80が配設されて
いる。第4図の実施例と同様に冷却流体管路86が形成
されており、その管路86は複数個の流体循環路88を
含んでいる。この第5図の実施例のプローブは、上記循
環路88がアンテナ80を完全に散り囲んだ状態で設L
)られていないという点を除いて、本質的に第3図の実
施例と同様のものである。
第6図にはもう一つの実施例が示しである。この例では
、ハウジング90は比較的断面形状の小さなもので、典
型的な場合でもそれは20龍程度である。このハウジン
グ90には穴92が開けられζおり、この穴92内にア
ンテナ94が設けである。ハウジング90は可撓性を持
った袋状の包被体96にその大部分を取り囲まれており
、同包被体9には循環冷却液供給源と連通している。こ
のプローブの利点は、身体の空洞部分に挿し込んで所要
の位置に自由に回転さ″せるとができるという点にある
。このようにプローブを然るべく回転させた後で、上記
包被体96内に冷却流体を供給することによりそれを、
上記空洞部分の解剖学的形態と腫瘍の形態に応じて膨張
させ、こうして包被体96が空洞部分を充たすようにな
っている。
次に、第7図に示したものは、プローブの別の実施例で
ある。この例では、冷却流体管路(循環1?l&)98
がハウジング100の外面に沿って設けてあり、その配
設形状は図示の如く螺旋形(コイル状)である。
この第7図の外部配設の冷却流体管路を取り入れた本発
明の望ましい一実施例が、第8A図と第8B図に示しで
ある。第8A図はプローブアセンブリ101の側面を示
したものである。同アセンブリ101は、広い前部10
2、狭い中間部104、取っ手部分106およびアンテ
ナ取付部107で構成されている。アンテナ取付部10
7はそれに取り付けられたアンテナと同軸になっている
。
第8B図は上記前部102の断面を示したものである。
このプローブアセンブリ101は、上述の如くアンテナ
、即ちR1rマイクロ波アンテナ108を備えており 
(第813図)、通席はこのアンテナ108は1/4波
長のダイポールアンテナである。
図示の1lTlす、このアンテナ108は、上記前部1
02に開けられた穴110の中に配置しである。
第8B図に示す如く、前部102の断面形状は西洋型の
形をしているのが望ましく、アンテナ108はその断面
形状の広い部分に位置している。前部102の望ましい
大きさは、第8A図、第8B図に示した通りである。
前部102は一般にフッ素樹脂で形成され、そこには上
記穴110のほかに冷却流体供給穴(供給路)112が
形成されている。この供給穴112ば出口114をその
末端としており、この出口114は通常可撓導管116
 (冷却流体循環路)と連通している。この導管116
はたとえば内径2/16インチ、外径3/16インチ程
度のものである。この導管116は図示の通り前部10
2にしっかり巻き付けであると共に、保護筒118によ
り所定位置く前部102の周囲)に保持されている。上
記保護筒118は一般に、薄いプラスチック若しくはゴ
ム製であり、導管116がしっかりと収まるように前部
102に巻かれた導管116の凹凸形状に合わせてa旋
状の凹凸部分が設けである。
符号120は2本の管路を表し、これは前部120から
取っ手部分106を経て可撓導管122に連結されてい
る。可撓導管122は冷却流体循環装置(図示せず)に
連結されている。上記管路120は一方が上記冷却流体
供給穴112に冷却流体を送り、他方が上記導管116
の出口から流出する冷却流体を通ずものである。
第8A図および第8B図のプローブアセンブリにおいて
も他の実施例が可能であり、たとえば、第9図に示した
ように、アンテナ130を2本設けるごとができる。
第8八図および第8B図のプローブは、次のような重要
な利点を有するものである。
(11前部102が括約筋上方に位置する直腸部分に挿
し込める形状になっているため、不随意活動をする括約
筋が狭い中間部104に当接することができ、したがゲ
ζ、プローブが偶発的に直腸から外れてしまったり或い
は腫瘍に対する所定の相対的位置が不本意にずれてしま
うことがない。もし、このようなプローブの外れあるい
は相対位置のずれが生しると、加熱すべき対象箇所に対
するアンテナからの放射が不精確となってしまうのであ
る。
(2) 患者の表皮とプローブのアンテナとの間に冷却
流体導t t l 6が位置するため、冷却効率が向上
する。
(3)冷Jill lJ!L体専箸116があばら儒状
の凹凸形状に巻きイ旧ノ′Cあるので導管表面積がそれ
だけ広くなり、冷」、11効;84が向」−する。
(4)冷却流体導管116があばら骨形状に巻き付りで
あるの一乙ブ(+−ブと月俸の空洞部との接触か強化さ
れる。
(5) 上記冷却流体導管116はプローブの前部10
2外周に巻き付けた可撓管であるため、身体内部への挿
入時には圧縮されてプローブの前部102が縮径され、
したがって挿入が容易となるだりでなく、挿入後にその
中に冷却流体を通ずと今度は膨張して身体空洞部としっ
かり接触するので、空洞部内ですべってしまうことがな
い。
以上、本発明の詳細な説明したが、当業者であれば、本
発明が以上の説明により限定されるものではないことを
理解できよう。本発明の範囲は既述の「特許請求の範囲
」によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の望ましい一実施例の高熱治療装置の構
成図である。第2図は本発明に使用できるプローブの一
例を示す要部縦断面図である。第3図は第2図のプロー
ブの横断面図である。第4図乃至第6図は第3図と同様
のプローブの横断面図であるが、これ等容々は本発明の
異なった実施例によるプローブを示している。第7図は
本発明の他の実施例のプローブを示す斜視図である。第
8A図は本発明の他の実施例におけるプローブアセンブ
リの側面図、第8B図は本発明の第8A図のプローブア
センブリの前部横断面図である。第9図は第8A図、第
8B図に示すプローブアセンブリの変形に係る実施例で
あって、アンテナを2本設けたものの要部横断面図であ
る。 10ニブロープ 12:感温手段 44.78,88.98,116 :冷却流体循環路(冷却手段) 46.60,62,64,80,108,130:アン
テナ 101ニブローブアセンブリ 出願人 イエーダ・リサーチ・アンド・デベロソプメン
ト・カンパニー・ リミテソド

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11生体の空洞部に挿入可能なプローブを有する腫瘍
    の高熱治療装置であって、該プローブが、ハウシングと
    、 該ハウジング内に設けられた電磁波用アンテナ手段と、 該ハウジングの外周部に配設され、冷却流体を受りて近
    傍の生体組織を冷却する冷却手段と、を備えたことを特
    徴とする腫瘍の高熱治療装置。 (2)前記冷却手段は前記ハウジング外周にコイル状に
    巻き(=Jげられた冷却流体管路から成るものである特
    許請求の範囲第1項に記載の腫瘍の高熱治療装置。 (3)前記冷却流体管路が、前記ハウジングにコイル状
    に巻き付けられることにより該ハウジングの、あばら旧
    状の外側表面形状を成している特許請求の範囲第2項に
    記載の腫瘍の高熱治療装置。 (4)前記ハウジングが比較的断面積の広い前部とそれ
    より断面積の小さい中間部とを有しており、上記前部が
    その中にアンテナを備えていると同時に該前部は前記冷
    却手段により取り囲まれている特許請求の範囲第1項に
    記載の腫瘍の高熱治療装置。 (5)前記ハウジングの前部が生体の括約筋上流側に位
    置している直腸部分内に挿入可能な形状に形成されてお
    り、該括約筋の不随意運動により所定位置に保持され得
    るようになっていることを特徴とする特許請求の範囲第
    4項に記載の腫瘍の高熱治療装置。 (6)前記冷却手段が前記ハウジング外周面にコイル状
    に巻きイ」けた可撓導管にて構成され、該可撓導管は人
    体内空洞部にプローブを挿し込む時に圧縮され得、冷却
    流体が流入すると膨張して生体内空洞部にしっかり当接
    するようになっていることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項に記載のl1ffi瘍の高熱治療装置。 (7) 前記プローブが感温手段をも備えているもので
    ある’14許請求の範囲第1項に記載の腫瘍の高熱治療
    装置。 (8)前記感温手段が、アンテナと治療すべき腫瘍との
    間の電磁波放射径路内に位置しかつ前記プローブに隣接
    する生体組織の温度を感知する手段を含むものである特
    許工11求の範囲第7項に記載の腫瘍の高熱治療装置。 (9)前記感温手段が腫瘍またはその近傍の温度を感知
    する手段を含むものである特許請求の範囲第7項に記載
    の腫瘍の高熱治療装置。 00)前記感温手段が前記冷却手段内の温度を感知する
    手段を含むものである特許請求の範囲第7項に記載の腫
    瘍の高熱治療装置。 (10前記感温手段が感知した温度に応してアンテナか
    らの放射出力を制御する制御手段を更に備えζいる特許
    請求の範囲第1項に記載の腫瘍の高熱治療装置。
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