利用高频电流的电介质加热生命体的方法和设备技术

在第一电极和第二电极间提供高频电流的高频加热方法。该第一电极装在第一电极结构内，其构成使它能置于待加热部分附近，它周围有一柔软而密封的袋状件，该第二电极装在第二电极结构内，其构成使它能置于人体的外围，其电极面积比第一电极的大５倍或更多，由此在第一电极结构附近形成一个较强的场分布，而且有选择地加热第一电极结构周边处的待加热部分，其中向袋状部件提供和从它排出的冷却液温度在３７℃～４３℃之间。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种利用电磁波及相关器件加热生命体的方法和设备。用电磁波加热生命体的方法是利用施加到生命体上的电磁波在生命体内各部分被吸收时会产生热量这一现象，近年来已有许多这种方法对恶性肿瘤治疗效果的研究报告。在常规的高频加热方法中，把包括生命体待加热部分在内的区域放置在两个相对的板状电极之间，由一个高频能源在这两个电极间加上高频电流，由此进行温热疗法。如果待加热部分位于生命体内部深处，那么用这种方法将该部分加热到治疗所需要的温度一直是很困难的，因为在两个相对电极之间的区域中基本上都有同样有高频电流通过，从而使其中除待加热部分外的其他部分也可能被加热，并且因为皮下脂肪层和体内器官组织间的电学常数(电导率，介电常数)存在的差别，而使皮下脂肪层往往比体内器官组织加烈得更加厉害，此外还因为皮下脂肪层中产生的热量比电极附近部分中产生的热量更多，而存在着病人抱怨对热的不舒服感觉或者烧伤病人表皮组织的危险，等等。鉴于上述这些因素，已提出一种利用二个电极结构的方法，它们由第一个电极和第二个电极组成。第一个电极周围是一个柔软且密封的、由硅橡胶或类似物制得的袋状部件，它有一个向袋状部件内供应和从它向外排出冷却液的机构。把该第一个电极结构(加热电极结构)放在待加热部分的附近，而把具有一个第二电极(不灵敏的电极结构)的第二个电极结构放在人体的外围，该电极的表面比第一个电极的大几倍或更多些，在这两个电极间提供一个高频电流，由此在第一个电极结构附近形成一个强电场分布，有选择地加热待加热的部分，并根据由位于袋状部件外表面处的温度传感器获得的信息，来控制人体表面处的温度，或者控制产生的高频功率。但是在上述方法中，例如在利用水作为冷却液的场合，温度传感器给出的指示会受到冷却用的冷却液的温度或其引入量的影响，这会导致不是所需要的过热或过冷，因此不能保证有效地加热疾患部分。所以，目前一直强烈地希望能研究出一种方法和一种器件，它能够加热疾患部分而又不使病人感觉到热或者痛苦，且在用电磁波对人体加热的同时能进行定量的控制。鉴于上述存在的情况，我们完成了本专利技术，其目的是提供一种加热的方法和器件，它根据位于电极外表面处的温度传感器的信息能够消除病人的热和痛苦的感觉，也能够进行安全而有效的人工加热。按照本专利技术，利用由高频电流加热人体的方法能够达到上述目的，该方法包括在第一个电极和第二个电极之间提供高频电流，安置在第一个电极结构中的第一个电极适合于放置在待加热部分附近，其周围有一个柔软而密封的袋状部件，安置在第二个电极结构中的第二个电极适合于放置在人体的外围，其电极面积比第一个电极的大五倍或更多些，由此在第一个电极结构附近形成一个比较强的电场分布，有选择地加热在第一个电极结构周边处的待加热部分狂同时又通过向袋状部件提供和从它排出冷却液来冷却放置第一个电极结构处的那部份人体，向袋状部件提供和从它排出的冷却液的物理性质与放置第一个电极结构处那部分人体组织的物理性质相近，在第一个电极结构一侧，冷却液每分钟循环的量是袋状部件内部体积的1～15倍。下面参看附图来详细说明这些目的和其它目的，以及本专利技术的优点。在附图中，图1和图2是高频加热系统的概念的说明图。图3是按照本专利技术设备的优选的具体装置的示意说明图。图4是沿图3中线Ⅳ-Ⅳ取的剖面的说明图。图5是图3中所示的第一个电极结构的详细说明图。图6是沿图5中线Ⅵ-Ⅵ取的剖面的说明图。图7是袋状部件缩时沿图5中线Ⅶ-Ⅶ取的剖面图。图8是图3中所示的第二个电极结构的说明图。图9是沿图8中线Ⅸ-Ⅸ取的剖面的说明图。图10和11是在根据本专利技术的优选装置中时间和温度指示之间关系的说明图。图12和13是在一个作比较用的装置中时间和温度指示之间关系的说明图。在常规的高频加热方法中，例如图1和2中所示的，为治疗目的由人工引起的高热是通过把包括人体1的待加热部分作为靶子在内的区域3放在两块相对的板状电极4和5之间，并由一个高频能源6在电极4和5之间加上一高频电流来进行的。如果待加热部分2位于人体内部深处，那么用这种方法将该部分加热到治疗所需要的温度一直是很困难的，因为在两个相对的电极之间的区域中基本都同样有高频电流流过，从而使其中除待加热部分之外的其他部分也可能被加热，因为皮下脂肪层7和体内器官组织之间电学常数(电导率、介电常数)存在的差别，而使皮下脂肪层往往比体内器官组织加热得更厉害，还因为皮下脂肪层中产生的热量比较多，就存在着病人抱怨有热的不舒服感觉或者烧伤病人表皮组织的危险等等。本专利技术中所指出的第二个电极结构(不灵敏的电极结构)就象日本专利申请公开号Sho60-55966中所揭示的电极结构，它具有的第二个电极的电极表面积通常比第一个电极结构(加热电极结构)的第一个电极大5倍，最好大10倍或更多些，这样当它与第一个电极结构的第一个电极一起使用时，它对人体只有相当小的加热效应。第一个电极结构(加热电极结构)的大小使得它能放置在待加热部分旁边，例如象食道、胃、阴道等这样的人体体内器官部分中，或者放置在乳房疾患部分的表面，通过在装入第一个电极结构中的第一个电极和第二个电极结构的第二个电极之间提供一个高频电流，由此在第一个电极结构附近形成一个强电场分布，这样它能够有选择地加热所希望的人体组织。现在来说明其物理性质与待加热的人体组织的物理性质相类似的冷却液。也就是说，如果在一对电极之间施加一个频率为f的高频电压，而把一种介电常数为ε、损耗因子为tanδ的材料放在它们之间时，单位体积该材料所吸收的电功率P(W)由下式表示P＝K·f·E2·ε·tanδ (W) (1)式中E表示材料中的电场强度，K是比例常数。当高频电压施加在面积较小的第一个电极(象体内器官电极这样的加热电极)和面积较大的第二个电极(象体外电极这样的不灵敏电极)之间时，在面积较小的第一个电极(加热电极)周边处电场强度较大，它随着与第一个电极距离的增大而衰减。但是，由于场强度衰减的方式随着电极的形状和构形以及放在电极间材料的物理性质而有所不同，所以一般不能确定电场强度。不过，如果已知电极的形状和构形以及电极间材料的物理性质，则能够计算出电场强度。假设在组成袋状部件的薄膜外人体组织的介电常数是εT，损耗因子是tanδT，以及它邻近处的电场强度是ET，则在那里所吸收的电功率PT表示为PT＝K·f·E2T·εT·tanδT另一方面，假设冷却液中的电场强度、介电常数和损耗因子分别是E0、ε0、和δ0，则冷却液中吸收的电功率表示为P0＝K·f·E20·ε0·tanδ0通过适当地选择冷却液的介电常数ε0和功率损耗因子tanδ0能够大体上使第一个电极结构附近的人体组织中吸收的电功率PT等于冷却液中吸收的电功率P0。因此，本专利技术中的冷却液是指这样的冷却液，它吸收的电功率基本上等于放置第一个电极结构处那部分人体组织中吸收的电功率。冷却液的种类随着作为靶子的不同的人体组织而稍有变化，例如可使用的冷却液包括，在使用象氯化钾和氯化钠这类无机盐的情况下，浓度为30mmol/升到160mmol/升的无机盐水溶液，最好不超过120mmol/升，在使用象氯化钙、碳酸钠、碳酸钾、硫酸钠和硫酸钾这类无机盐的情况下，为浓度在15mmol/升到80mmol/升之间的无机盐水溶液。也可以根据需要把抗菌素或防腐本文档来自技高网...

【技术保护点】
在第一个电极和第二个电极之间提供高频电流的一种高频加热方法，该第一个电极装在第一个电极结构中，且使它适合于放置在待加热部分附近，而且它周围是一个柔软而密封的袋状部件；该第二个电极装在第二个电极结构中，且使它适合于放置在生命体的外围，它的电极面积比所述第一个电极的大５倍或更多些，由此在所述第一个电极结构附近形成一个比较强的电场分布，有选择地加热第一个电极周边处的所述部分，同时通过向所述袋状部件内提供和从它排出冷却液来冷却放置所述第一个电极结构处的那部分生命体，向袋状部件提供和从它排出的冷却液的物理性质与放置所述第一个电极结构处那部分生命体组织的物理性质相近，在所述第一个电极结构的一侧，冷却液每分钟的循环量是所述袋状部件内部体积的１～１５倍。

【技术特征摘要】
JP 1986-7-17 168466/861.在第一个电极和第二个电极之间提供高频电流的一种高频加热方法，该第一个电极装在第一个电极结构中，且使它适合于放置在待加热部分附近，而且它周围是一个柔软而密封的袋状部件；该第二个电极装在第二个电极结构中，且使它适合于放置在生命体的外围，它的电极面积比所述第一个电极的大5倍或更多些，由此在所述第一个电极结构附近形成一个比较强的电场分布，有选择地加热第一个电极周边处的所述部分，同时通过向所述袋状部件内提供和从它排出冷却液来冷却放置所述第一个电极结构处的那部分生命体，向袋状部件提供和从它排出的冷却液的物理性质与放置所述第一个电极结构处那部分生命体组织的物理性质相近，在所述第一个电极结构的一侧，冷却液每分钟的循环量是所述袋状部件内部体积的1～15倍。2.权利要求1中规定的一种方法，其中用来循环的冷却液是浓度从15mmol/升到160mmol/升的无机盐水溶液。3.权利要求1或2中规定的一种方法，其中引入袋状部件内的冷却液的温度在37℃到43℃之间。4.一种高频...

【专利技术属性】
技术研发人员：十川，小沼忠，吉原淳，北川清，小野寺誓，
申请(专利权)人：吴羽化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]