JPS6365342B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、加温療法用アプリケータに係り、と
くに電磁波を用いて生体の所定箇所を加温治療す
るための加温療法用アプリケータに関する。 〔従来の技術〕 近年、加温療法

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、かかる従来例においては、アプ
リケータ１の内部において電磁波のエネルギ損失
が比較的大きい。このため発明者らは、当該アプ
リケータ内に電磁波の減衰の少ないオイルを充填
することを既に堤案している（特願昭59―8692
号）。 一方、このオイル充填のアプリケータにおいて
も、電波レンズ部および冷却機構さらには加温部
側とに対するインピーダンス不整合による電磁波
の反射が生じ、これがため電磁波給電部その他電
磁波伝送系に定在波が発生し、これに起因して電
磁波伝送系が過熱され著しいエネルギ損をきたす
という不都合がある。そして、かかる不都合を改
善するため、前記電波レンズ部と電磁波給電部と
の間に整合部材を充填する試みが一部で成されて
いる。 しかしながら、この場合においても、かかる整
合部材は固定されたものであるため、複数箇所の
インピーダンス変化および前記電磁波レンズ部の
選択使用とともに生じる形状変化に伴うインピー
ダンス変化等に対し、これに対応してインピーダ
ンス整合を充分にとることができないという不都
合が生じている。 〔発明の目的〕 本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善
し、複数箇所にインピーダンス不整合が生じる場
合のとくに電磁波給電部側と電波レンズ部側との
間のインピーダンス整合を充分にとり、これによ
つて電磁波エネルギを効率よく生体内の所定箇所
に集束せしせて加温することのできる加温療法用
アプリケータを提供することを、その目的とす
る。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明では、一端部に電磁波給電部を
有し、他端部に電磁レンズ部及び電磁波放射端部
を備えたケース本体を設け、このケース本体の前
記電磁波放射端部に加温部の表面側冷却用の冷却
機構を併設して成る加温療法用アプリケータにお
いて、前記電磁波給電部に電磁波の減衰の小さい
絶縁油を充填するとともに、前記電波レンズ部と
電磁波給電部との間に、調整可能な三本のスタブ
から成るスタブ整合手段を装備するという構成を
採り、これによつて前記目的を達成しようとする
ものである。 〔作用〕 電磁波給電部から導波管としてのケース本体内
を伝播して電磁波放射端部から外部へ放射せしめ
る電磁波に対しては、まず電波レンズ部から、続
いて生体表面から、それぞれインピーダンス不整
合に基づく反射波ｒが生じる。この場合、本発明
では調整可能な三本のスタブ整合手段によつて前
記電磁波給電部に対して反射波r′を形成せしめる
とともに、三本のスタブ整合手段を調整して、
r′＝−ｒ（振幅が等しく逆位相）に設定する。こ
のようにすると、反射ｒとr′は相互に打ち消し合
つて前記電磁波給電部からみると無反射となり、
負荷側に対するインピーダンス整合が完全に成立
する。従つて反射波がほとんどなくなり、それに
伴うエネルギ損も大幅に抑えられる。 〔発明の第１実施例〕 以下、本発明の第１実施例を、第１図ないし第
１１図に基づいて説明する。 まず、第１図において、１０は導波管としての
機能を備えたケース本体を示す。このケース本体
１０は、第２図ないし第３図でも明らかなように
箱形を成し、その一端部に電磁波給電部１１が設
けられ、その他端部に電波レンズ部１２が設けら
れ、又その中間部には電磁波整合用のスタブ整合
手段としてのスタブチユーナ機構１３が装備され
ている。さらに、前記電波レンズ部１２の第１図
における右端部は、開口されて電磁波放射端部１
４を形成し、同時にこの電磁波放射端部１４に
は、当該電磁波放射端部１４を外側から覆うよう
にして生体表面冷却用の冷却機構１５が装備され
ている。 前記電磁波給電部１１は、ケース本体１０の一
部を成す給電部導波管１０Ａと、この給電部導波
管１０Ａの中央部に突出して配設された励振アン
テナ１１Ａと、この励振アンテナ１１Ａに接続さ
れた防水形で電磁波用の同軸コネクタ１１Ｂとに
より形成されている。そして、これにより、同軸
コネクタ１１Ｂを介して送り込まれる電磁波は効
率よくケース本体１０内へ導入されるようになつ
ている。 前記給電部導管１０Ａ内には、前記スタブチユ
ナー機構１３の装備箇所をも含めて、電磁波の減
衰が小さい絶縁油（以下、単に「オイル」とい
う）１０Ｃが充填されている。１０Ｄは、前記オ
イル１０Ｃを封入するための誘電体部材から成る
オイル封入仕切板を示す。 前記スタブチユナー機構１３は、本実施例では
所定間隔をおいて同一線上に配設された３本一組
のスタブチユナー機構が使用されている。これを
更に詳述すると、これら各スタブチユナー１３
Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの各々は、一端が開口された
シリンダ部２１と、このシリンダ部２１内を往復
移動する防水形のピストン部材２２と、このピス
トン部材２２に一体化され且つスタブ整合機能を
備えたねじ部材２３と、このねじ部材２３を螺合
貫挿せしめるねじ穴２４と、前記ケース本体１０
内とシリンダ部２１内とを連通する一又は２以上
の貫孔２５とにより構成され、各ねじ部材２３を
回転せしめることにより当該ねじ部材２３が前記
ケース本体１０内に適当に突設されて必要な整合
が採られるようになつている。 この場合、前記連通貫孔２５は、前記ピストン
部材２２の往復動に伴つて生じる前記オイル１０
Ｃの移動用の流通口を示す。 また、かかるオイル１０Ｃの流動すなわち前記
ピストン部材２２の往復移動を円滑なさしめるた
め、また連続使用によつて生じるケース本体の過
熱に伴う充填オイルの熱膨張を許容するため、前
記給電部導波管１０Ａの一部にはオイル逃げ機構
１６が設けられている。 このオイル逃げ機構１６は、本実施例では前記
給電部導波管１０Ａの二箇所に所定間隔をおいて
形成された貫孔１６Ａ，１６Ａと、この各貫孔１
６Ａを内側から覆うようにして配設され装備され
た比較的目の細かい金網１６Ｂと、前記各貫孔１
６Ａに連結されたガイド管１６Ｃ，１６Ｃと、こ
の各ガイド管１６Ｃに連結された上方に延設され
た比較的軟質のオイル逃げチユーブ１６Ｄ，１６
Ｄとにより構成されている。そして、この内のガ
イド管１６Ｃとチユーブ１６Ｄとにより流体ガイ
ド手段が形成されている。ここで、前記金網１６
Ｂは、電磁波給電部１１の側壁の一部を構成する
ものであり、従つてこれと同等に機能するもので
あれば、例えば電磁波給電部１１の内壁に直接複
数の小孔を設けたものであつても又無数の貫通小
孔を有する板状金属部材で置き換えてもよい。 更に、前記ケース本体１０の電磁波放射端部１
４に装備された冷却機構１５は、加温部の表面を
効率よく冷却するために偏平型に形成されてい
る。 これを更に詳述すると、冷却機構１５は、前記
ケース本体１０に一体的に固着された係着基板３
０と、この係着基板３０の一端部に形成された矩
形状の冷却液流出口３０Ａと、これに対応して当
該係着基板３０の他端部に形成された同じく矩形
状の冷却液流出口３０Ｂと、これらの各冷却液流
入・流出口３０Ａ，３０Ｂ及び前記電磁波放射端
部１４の開口１０Ｅを取り囲むようにして刻設さ
れた防水用の絶縁膜防止溝３０Ｃと、これらの各
冷却液流入口３０Ａおよび冷却液流出口３０Ｂに
連結固定された冷却液ガイド３１，３２と、前記
電磁波放射端部１４の略全面を被覆するようにし
て配設された偏平形の絶縁膜部材３３と、この絶
縁膜部材３３をその周囲を防水した状態で前記係
着基板３０に着脱自在に装着する枠板３４とによ
り形成されている。この内、前記絶縁膜部材３３
は、外側に凸状で内側が開口された皿状をなし、
電磁波の減衰の少ないフイルム状透電体により形
成されている。そして、冷却液流入口３０Ａから
流入した冷却水は当該絶縁膜部材３３の内側を流
動して第１図矢印ｆの如く冷却液流出口３０Ｂへ
送り出されるが、この間に当該絶縁膜部材３３を
介して生体表面を効率よく冷却し得るようになつ
ている。 前記ケース本体１０の第１図におけ右端部に装
備された電波レンズ部１２は、本実施例では第４
図ないし第８図に示すように対向する二面が開口
された箱形状に形成され、その全体が前記ケース
本体１０内に着脱自在に収納されるようになつて
いる。 これを更に詳述すると、前記電波レンズ部１２
は、同一寸法から成る複数枚の金属板４０，４０
…と、この各金属板４０の第６図における上下端
部を係止する枠体４１とにより形成されている。
この内、前記各金属板４０は、その相互間が同図
に示すように、その中央部の寸法幅α₀を最大寸法
とするとともに前記枠体４１の側壁４１Ａに近づ
くに従つて小さくなるように設定されたα₁，α₂，
α₃の寸法幅（但し、α₀＞α₁＞α₂＞α₃）により配設
され、これによつて到来電磁波に対して第１０図
の点線で示す如く各金属板４０の全体で一方の方
向に所定のレンズ効果を発揮し得るように設定さ
れている。また、前記各金属板４０は、前記電磁
波給電部１１側の端部中央が弓形状に切除された
形状となつており、これよつて、前述したものと
同一の到来電磁波に対して第９図に示すように他
方の方向にも所定のレンズ効果を発揮し得るよう
に設定されている。第１１図は、このようにして
形成された電波レンズ部１２をケース本体１０に
収納した場合の第１図における右側面図を示す
（但し絶縁膜部材３３を取り除いた状態）。この場
合、前記電波レンズ部１２は、その電磁波入射側
と電磁波放射側とがいづれも開放されており、こ
れがため前述した冷却機構１５内の冷却液は極く
容易に当該電磁レンズ部内に流入・流出し得る。
また、第１図において４２は前記電波レンズ部１
２を係止するための止めねじを示す。そして、上
記の如く着脱自在に形成された箱型の電波レンズ
部１２は実際には患部に応じて予め数10個準備さ
れ、適宜選択使用されるようになつている。 さらに、前記電波レンズ部１２の前記電磁波給
電部１１側には、前記冷却液流出用の冷却液ガイ
ド３２に連通され気泡逃げ手段として比較的直径
の小さい配管３９が装備され、治療中に生じた気
泡が冷却液の流動に伴う負圧によつて当該冷却液
ガイド３２から直接外部へ吸い出されるようにな
つている。 そして、このようにして形成された本実施例に
おける加温療法用のアプリケータ５０は、両側面
の支持部材１０Ｇ，１０Ｈ部分にて第１１図に示
すように逆Ｕ字状のアプリケータ保持手段５１に
よつて矢印Ｃ，Ｄの如く起伏回動自在に保持され
る。このアプリケータ保持手段５１は図示しない
支持機構に支持され且つ矢印Ｅ，Ｆの如く回転自
在に構成され、これによつて、加温部に適合した
任意の姿勢をとることができるようになつてい
る。 次に、上記第１実施例の全体的な作用について
説明する。 まず、同軸コネクタ１１Ｂを介して入力され且
つ励振アンテナ１１Ａからケース本体１０内に向
けて出力された電磁波は、オイル１０Ｃ中でほと
んど減衰することなくそのまま電波レンズ部１２
へ送られる。そして、この電波レンズ部１２を伝
播する過程で中央部よりも外側の方の位相が進
み、これがため当該電波レンズ部１２から放射さ
れる時点で電磁波にレンズ効果が付され、放射及
び集束が同時になされる。このレンズ効果を付さ
れた電磁波は、冷却機構１５内を伝播したのち表
面から生体側へと伝播されるが、この間、まず生
体表面で一部反射し、次いで当該生体表面及び深
部の加熱に入る。この場合、生体表面は、前述し
た冷却機構１５によりより有効に冷却される。ま
た、深部については、とくに電波レンズによる全
方向のレンズ効果によつて集束されることから所
定の深さの焦点位置及びその周囲が能率よく加温
される。 一方、前記生体表面での反射波は電磁波伝送系
のインピーダンスの相違によるものであり、かか
るインピーダンス変化は前記電波レンズ部１２の
入射側でも生じている。このため励振アンテナ１
１Ａ側からみると、前述した電波レンズ部１２及
び加温部表面の両方からの電磁波の反射を検知し
得る。この場合、前記スタブチユナー機構１３を
適当に調整することにより直ちに前述した電波レ
ンズ部１２及び加温部側に対するインピーダンス
整合を採ることができ、これによつて反射電磁波
の発生が押さえられることから、電磁エネルギー
は効率よく加温部内へ送り込まれる。 すなわち、電磁波給電部１１から導波管として
のケース本体１０内を伝播して電磁波放射端部１
４から外部へ放射せしめる電磁波に対しては、ま
ず電波レンズ部１２から、続いて生体表面から、
それぞれインピーダンス不整合に基づく反射波ｒ
が生じる。この場合、本発明では調整可能な三本
のスタブ整合手段によつて前記電磁波給電部１１
に対してr′を形成せしめるとともに、三本のスタ
ブチユナー機構１３を調整して、r′＝−ｒ（振幅
が等しく逆位相）に設定する。このようにする
と、反射ｒとr′は相互に打ち消し合つて前記電磁
波給電部１１からみると無反射となり、負荷側に
対するインピーダンス整合が完全に成立する。従
つて反射波がほとんどなくなり、それに伴うエネ
ルギ損も大幅に抑えられる。 ここで、スタブチユナー機構１３によるインピ
ーダンス整合は、具体的には、前記同軸コネクタ
１１Ｂに連結使用される方向性結合器の反射電磁
波表示手段（図示せず）に表示される反射の割合
を確認しながら、オペレータによつてとり行われ
る。 前記スタブチユナー機構１３によるインピーダ
ンス整合とは別に、前記ケース本体１０内では僅
かながらも電磁波伝送系のインピーダンスに伴う
エネルギ損が生じており、これがアプリケータの
連続使用によつてケース本体１０及び充填オイル
１０Ｃを常時加熱することから充填オイル１０Ｃ
の熱膨張が生じ、その対策が問題となる。この場
合、これを放置すると、例えばオイル封入仕切板
１０Ｄを破損せしめるが、これに対しては前述し
たオイル逃げ機構１６が作用し、熱膨張により増
大した充填オイル１０Ｃの増加分を外部へ容易に
送出し得るようになつている。このオイル逃げ機
構１６は、一方では充填オイル１０Ｃの交換に際
しても、そつくりそのまま使用し得るという機能
をも備えている。 また、電波レンズ部１２は、極く容易に交換し
得る構造となつていることから、深部の位置に対
応して集束度の異なる電波レンズ部１２を選択使
用すると効率のよい加温療法をなし得る。 このため、本実施例においては、異なつた生体
深部に対する加温療法に際し、インピーダンス整
合の調整を含めてその切換え準備作業をより迅速
に成し得ることができ、その分だけ加温時間を充
分に設定することができ、一方、多くのアプリケ
ータを準備する必要がないことから装置全体を比
較的安価に入手し得るという利点がある。 〔第２実施例〕 次に、本発明の第２実施例を第１２図ないし第
１４図に基づいて説明する。 この実施例は、前述した第１実施例のスタブ整
合手段１３（第１図参照）を改善するとともに充
填オイル１０Ｃを完成密封方式とした点が前述し
た第１実施例と相違する。 すなわち、第１２図ないし第１４図において、
１０は、前述した第１実施例の場合と同様に導波
管としての機能を備えたケース本体を示す。この
ケース本体１０には、その一端部に電磁波給電部
１１が設けられ、その他端部に電磁波レンズ部１
２が設けられ、又その中間部に電磁波整合用のス
タブ整合手段としてのスタブチユナー機構６３が
装備されている。 前記スタブチユナー機構６３は、三本のスタブ
バー６６から成り、この各スタブバー６６は前記
ケース本体１０内に対してその適当量が各別に突
出可能に形成されている。 これを更に詳述すると、前記スタブチユナー機
構６３の内の三本の各スタブチユナー機構は、一
端部が開口されたシリンダ部６４と、このシリン
ダ部６４内を往復移動するピストン部材６５の一
部に固着され前記ケース本体１０に形成された所
定の貫孔１０Ｓを遊挿して当該ケース本体内に突
出されるように装備されたスタブバー６６と、前
記シリンダ部６４の開口部分に回転自在に装備さ
れ前記ピストン部材に往復動を付勢するねじ機構
６７とにより構成されている。この内、前記ねじ
機構６７は、駆動ねじ部６７Ａを固着するととも
に回転のみが許容されて前記シリンダ部６４に装
着された駆動部材６７Ｂと、この駆動部材６７Ｂ
の外部への離脱を係止するスナツプピン６７Ｃ
と、前記駆動部材６７Ｂに装着されたシール部材
６７Ｄとにより形成されている。そして、第１４
図に示すように、前記駆動部材６７Ｂに形成され
た２つの駆動用小孔部６７Ｅ，６７Ｅを介して当
該駆動部材６７Ｂを回転せしめると、これと一体
化されている駆動ねじ部６７Ａがその位置を変え
ることなく回転し、このため、その回転反力によ
つて前記ピストン部材６５がシリンダ部６４内を
往又は復移動し、これによつて当該ピストン部材
６５に一体化されたスタブバー６６の前記ケース
本体１０内への突出量が適当に調整されるように
なつている。６４Ａ，６５Ａは、各々オイル流動
孔を示す。 また、前記ケース本体１０の第１２図における
左端部には、流体収容手段７６が設けられてい
る。この流体収容手段７６は、前記ケース本体１
０の第１２図における左端部に設けられた一定の
空間領域を有する流体収納部１０Ｅと、この流体
収納部１０Ｅと前記給電部導波管１０Ａ部分との
間を仕切る目の細かい金網７６Ａと、前記流体収
納部１０Ｅ内に外部から挿入するようにしてその
中央の凸部が配設された断面凹状のカツプ状軟質
部材７６Ｂと、このカツプ状軟質部材７６Ｂの中
央部を外側から前記電磁波給電部１１側へゆるや
かに常時押圧するコイルばね７６Ｃと、このコイ
ルばね７６Ｃを係止するとともに前記カツプ状軟
質部材７６Ｂを前記ケース本体１０に密封装着す
る蓋部材７６Ｄとにより構成されている。７６Ｅ
は前記コイルばね７６Ｃを係止するねじを示し、
７６Ｆは蓋部材７６Ｄに形成された通気孔を示
す。 ここで、前記金網７６Ａは、電磁波給電部１１
の側壁の一部を構成するものであり、従つてこれ
と同等に機能するものであれば、例えば電磁波給
電部１１の内壁に直接複数の小孔を設けたもので
あつても又無数の貫通小孔を有する板状金属部材
で置き換えてもよい。 このため、前記スタブチユナー機構６３による
インピーダンス整合の場合はもとより例えば熱に
より充填オイル１０Ｃが体積膨張した場合であつ
ても直ちに前記流体収容手段７６が作用し、充填
オイル１０Ｃの増加分を収容し得るようになつて
いる。具体的には、オイル圧力に押されて前記カ
ツプ状軟質部材７６Ｂの中央部が圧縮され、これ
によつて広げられた流体収納部１０Ｅに充填オイ
ルの増加分が収容される。 その他の構成は、第１２図ないし第１４図に示
すように、前述した第１実施例と全く同一となつ
ている。 このようにすると、前述した第１実施例と同一
の作用効果を有するほか、特にスタブ整合手段６
３の調整に際しても充填オイル１０Ｃのケース本
体１０内に押し出される量が僅かな量となり、従
つて流体収容手段７６を小形化することが可能と
なり、且つ充填オイルを完全密封型として全体的
に取扱い易いアプリケータを得ることができると
いう利点がある。 なお、上記各実施例においては、特に温度変化
に伴う充填オイル１０Ｃの体積膨張、およびスタ
ブチユナー機構１３，６３の操作による密封容積
内の充填オイル１０Ｃの圧力変化に対し、それぞ
れ、オイル逃げ機構１６又は流体収容手段７６を
用いてこれに対応し得る場合を例示したが、スタ
ブチユナー機構１３，６３の調整が不要な場合、
たとえば常に一定温度にケース本体１０が外部か
ら冷却されている場合および常に同一箇所の加温
療法を行う場合には、予めインピーダンス整合を
行つておくことにより、前述したオイル逃げ機構
１６および流体収容手段７６が不要となる。 〔発明の効果〕 本発明は以上のように構成され機能するので、
これによると、電磁波給電部側に向かつて複数箇
所からの反射電磁波が伝播してきても、これらを
三本のスタブ整合手段により極く容易に整合をと
ることが可能となり、こがため、生体の深部加温
に際しても効率よく電磁波エネルギを集束しなが
ら送り込むことができ、従つて深部加温を能率よ
く行うことがてきるという従来にない優れた加温
療法用アプリケータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す冷却液ガイド
部分を含む断面図、第２図は第１図の右側面図、
第３図は第１図の平面図、第４図ないし第５図は
各々第１図中に使用されている電波レンズ部を示
す斜視図、第６図は第４図の矢印からみた正面
図、第７図は第６図の―線に沿つた断面図、
第８図は第７図の―線に沿つた断面図、第９
図ないし第１０図は各々電波レンズ部の作用を示
す説明図、第１１図は第１図のアプリケータの使
用時における取付状態を示す斜視図、第１２図は
第２実施例を示す冷却液ガイド部分を含む断面
図、第１３図は第１２図の左側面図、第１４図は
第１２図の平面図、第１５図は従来例を示す斜視
図である。 １０……ケース本体、１０Ｃ……絶縁油、１１
……電磁波給電部、１２……電波レンズ部、１
３，６３……スタブ整合手段としてのスタブチユ
ナー機構、１４……電磁波放射端部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一端部に電磁波給電部を有し、他端部に電波
   レンズ部及び電磁波放射端部を備えたケース本体
   を設け、このケース本体の前記電磁波放射端部に
   加温部の表面側冷却用の冷却機構を併設して成る
   加温療法用アプリケータにおいて、 前記電磁波給電部に、電磁波の減衰の小さい絶
   縁油を充填するとともに、 前記電波レンズ部と電磁波給電部との間に、調
   整可能な三本のスタブから成るスタブ整合手段を
   装備したことを特徴とする加温療法用アプリケー
   タ。