JP7118375B2

JP7118375B2 - microwave therapy device

Info

Publication number: JP7118375B2
Application number: JP2018150941A
Authority: JP
Inventors: 武史裏鍛; 拓也阪上; 米次郎有本
Original assignee: Minato Medical Science Co Ltd
Current assignee: Minato Medical Science Co Ltd
Priority date: 2018-08-10
Filing date: 2018-08-10
Publication date: 2022-08-16
Anticipated expiration: 2038-08-10
Also published as: JP2020025631A

Description

本発明は、マイクロ波治療器に関するものである。 The present invention relates to a microwave therapy device.

従来のマイクロ波治療器は、マイクロ波発生源として真空管の一種であるマグネトロンが用いられていた。マグネトロンを用いる方式（マグネトロン方式）では、マグネトロンの重量が嵩むため、特許文献１に示されているように、アンテナと同一筐体に取付けることができず、アンテナとは別の本体にマグネトロンを設置せざるを得なかった。 A conventional microwave therapy device uses a magnetron, which is a type of vacuum tube, as a microwave generation source. In the method using a magnetron (magnetron method), the weight of the magnetron increases, so as shown in Patent Document 1, the magnetron cannot be installed in the same housing as the antenna, and the magnetron is installed in a main body separate from the antenna. I had to.

一方、昨今の半導体技術の進歩を踏まえて、マイクロ波発生源として半導体制御素子を用いた半導体制御回路により、マイクロ波治療を行う半導体制御方式が考えられる。半導体制御方式は、マグネトロン方式と比較してマイクロ波発生源である半導体制御回路を大幅に小型化できるため、アンテナと半導体制御回路を同一筐体に配置することが可能となる。 On the other hand, in light of recent advances in semiconductor technology, a semiconductor control method is conceivable in which microwave therapy is performed by a semiconductor control circuit using a semiconductor control element as a microwave generation source. Compared with the magnetron system, the semiconductor control system can greatly reduce the size of the semiconductor control circuit, which is the microwave generation source, so that the antenna and the semiconductor control circuit can be arranged in the same housing.

アンテナと半導体制御回路を同一筐体に配置することで、半導体制御方式では、マグネトロン方式において必要であり本体に配したマグネトロンより供給されたマイクロ波をアンテナへ伝送する太い同軸ケーブルを廃することで、同軸ケーブルに纏わる異常発熱による故障を防止することができる。 By arranging the antenna and the semiconductor control circuit in the same housing, the semiconductor control method eliminates the thick coaxial cable that is necessary for the magnetron method and transmits the microwave supplied from the magnetron placed in the main body to the antenna. , it is possible to prevent failures due to abnormal heat generation associated with coaxial cables.

特開平０９－２３９０４０Japanese Patent Laid-Open No. 09-239040

しかしながら、マイクロ波治療器においては、治療の際、アンテナを患者の患部付近に移動させて治療を行うのが一般的であるが、半導体制御方式では、アンテナと半導体制御回路を同一筐体に配置することで、筐体自体（操作部）の重量が嵩むことになる。さらに、半導体制御回路の半導体制御素子は、そのスイッチング動作により発熱するため冷却フィンを取付け、放熱する必要があり、従来のマグネトロン方式と比較して、操作部の重量が増加することにより、その操作性悪化に繋がるおそれがあった。 However, with microwave therapy equipment, it is common to move the antenna to the vicinity of the patient's affected area during treatment. As a result, the weight of the housing itself (operation unit) increases. Furthermore, since the semiconductor control element of the semiconductor control circuit generates heat due to its switching operation, it is necessary to attach a cooling fin to dissipate the heat. It could lead to sexual aggravation.

本発明は、上記課題を解決するものであり、アンテナと半導体制御回路を同一筐体に配した半導体制御方式のマイクロ波治療器において、その操作性を適性化することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above problems, and to optimize the operability of a semiconductor-controlled microwave therapy device in which an antenna and a semiconductor control circuit are arranged in the same housing.

上記課題を解決するために、本発明のマイクロ波治療器は、マイクロ波を供給するための半導体制御素子と、前記半導体制御素子を冷却するための冷却フィン及び冷却ファンと、前記マイクロ波を患者に供給するためのアンテナ部とを同一筐体に有し、前記筐体の筐体面の一部に吸気口または排熱口を有し、前記冷却フィンは前記筐体の内部にあって、前記筐体の筐体中央より前記吸気口または前記排熱口に寄せて配し、前記筐体を水平方向に回転可能とするボールジョイントを含む接続部を有する取付けアームを有し、前記接続部は、前記取付けアームの上端部に設けられた前記ボールジョイントに連結されたロッドと、前記筐体中央より前記冷却フィン側の底部とを接続してなるものである。 In order to solve the above problems, the microwave therapy device of the present invention comprises a semiconductor control element for supplying microwaves, cooling fins and a cooling fan for cooling the semiconductor control element, and a patient receiving the microwaves. and an antenna unit for supplying to the same housing, a part of the housing surface of the housing has an intake port or a heat exhaust port, the cooling fin is inside the housing, and the a mounting arm having a connecting portion including a ball joint that is arranged closer to the air intake port or the heat exhaust port than the center of the housing and allows the housing to rotate in a horizontal direction, and the connecting portion is , a rod connected to the ball joint provided at the upper end of the mounting arm, and a bottom portion on the side of the cooling fin from the center of the housing.

本発明に係るマイクロ波治療器によれば、アンテナとマイクロ波供給部である半導体制御回路を同一筐体に配した場合であっても、その重量の増加に拘らず、操作部を適正化し、円滑に操作することが可能となる。 According to the microwave therapy device of the present invention, even if the antenna and the semiconductor control circuit, which is the microwave supply unit, are arranged in the same housing, the operation unit is optimized regardless of the increase in weight, Smooth operation is possible.

本発明の第１実施形態に係るマイクロ波治療器操作部の概観図Schematic view of a microwave therapy device operation unit according to the first embodiment of the present invention 本発明の第１実施形態に係るマイクロ波治療器の概略構成を示すブロック図1 is a block diagram showing a schematic configuration of a microwave therapy device according to a first embodiment of the present invention; FIG. 本発明の操作部の第１回転軸、第２回転軸の説明を示した図The figure which showed description of the 1st rotating shaft and 2nd rotating shaft of the operation part of this invention. 本発明の第２実施形態または実施例２に係るマイクロ波治療器操作部の概観図Schematic view of a microwave therapy device operation unit according to a second embodiment or example 2 of the present invention 本発明の第３実施形態または実施例３に係るマイクロ波治療器操作部の概観図Schematic view of a microwave therapy device operation unit according to a third embodiment or example 3 of the present invention 本発明の第３実施形態または実施例３に係るマイクロ波治療器操作部の概観図Schematic view of a microwave therapy device operation unit according to a third embodiment or example 3 of the present invention 本発明の実施例１に係るマイクロ波治療器操作部の概観図FIG. 1 is a general view of a microwave therapy device operation unit according to Embodiment 1 of the present invention; 本発明の実施例１に係る操作部の重心と第１回転軸の位置関係説明を示した図FIG. 2 is a diagram illustrating the positional relationship between the center of gravity of the operation unit and the first rotation axis according to the first embodiment of the present invention; 本発明の実施例２に係るマイクロ波治療器操作部の概観図Schematic view of a microwave therapy device operation unit according to Embodiment 2 of the present invention 本発明の実施例２に係るマイクロ波治療器操作部の概観図Schematic view of a microwave therapy device operation unit according to Embodiment 2 of the present invention 本発明の実施例２に係るマイクロ波治療器操作部の概観図Schematic view of a microwave therapy device operation unit according to Embodiment 2 of the present invention 本発明の実施例２に係るマイクロ波治療器操作部の概観図Schematic view of a microwave therapy device operation unit according to Embodiment 2 of the present invention 本発明の実施例３に係るマイクロ波治療器操作部の概観図Schematic view of a microwave therapy device operation unit according to Embodiment 3 of the present invention 本発明の実施例３に係るマイクロ波治療器操作部の概観図Schematic view of a microwave therapy device operation unit according to Embodiment 3 of the present invention

（第１実施形態）
以下、本発明にかかる第１実施形態について、図１～図２を用いて説明する。第１実施形態におけるマイクロ波治療器は、本体部１と、本体部１に取付けアーム３を介して可動的に接続された操作部２とを備える。また、本体部１と操作部２は電気信号線４により電気的に接続されている。 (First embodiment)
A first embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. The microwave therapy device according to the first embodiment includes a body portion 1 and an operation portion 2 movably connected to the body portion 1 via an attachment arm 3 . Also, the body portion 1 and the operation portion 2 are electrically connected by an electric signal line 4 .

本体部１は、機器各部への電力を供給する電源部５と、マイクロ波出力値、治療時間を含む治療条件を入力する入力部６と、設定値や治療状態を表示する表示部７と、入力部６により入力された治療条件の実行指示や表示部７の表示等、機器全体に関する制御をする制御部８を有している。電源部５からの電源電力や制御部８からの出力制御信号等は本体部１から操作部２へ電気信号線４を介して送信されている。また、従来のマグネトロン方式とは異なり、本体部１にマイクロ波発生源（マグネトロン）を配置していないため、本体部１を軽量化、小型化することができる。 The main unit 1 includes a power supply unit 5 that supplies power to each part of the device, an input unit 6 that inputs treatment conditions including microwave output values and treatment time, a display unit 7 that displays setting values and treatment conditions, It has a control unit 8 that controls the entire device, such as execution instructions for treatment conditions input by the input unit 6 and display on the display unit 7 . Power supply power from the power supply unit 5, output control signals from the control unit 8, and the like are transmitted from the main unit 1 to the operation unit 2 via the electric signal line 4. FIG. Moreover, unlike the conventional magnetron system, since the main body 1 does not have a microwave generation source (magnetron), the main body 1 can be made lighter and smaller.

操作部２は、マイクロ波を供給する半導体制御回路９と、マイクロ波を患者に供給するためのアンテナ部１０と、半導体制御回路９を冷却するための冷却フィン１１及び冷却ファン１２（排気式）とを同一筐体に備えている。また、筐体の筐体面の一部には吸気口２１を配し、排熱口２２を、吸気口２１を配した筐体面と筐体中央１４より反対側の筐体面に配している。 The operation unit 2 includes a semiconductor control circuit 9 for supplying microwaves, an antenna unit 10 for supplying microwaves to a patient, cooling fins 11 for cooling the semiconductor control circuit 9, and a cooling fan 12 (exhaust type). are provided in the same housing. In addition, an air intake port 21 is arranged in a part of the housing surface of the housing, and a heat exhaust port 22 is arranged in the housing surface on which the air intake port 21 is arranged and the housing surface on the opposite side of the housing center 14 .

半導体制御回路９は増幅素子として、半導体制御素子１３を有する。半導体制御素子１３には、Si（シリコン）やGaAs（ガリウム砒素）やGaN（ガリウムナイトライド）を用いることができる。半導体制御素子１３の半導体スイッチングによりマイクロ波を増幅させ、アンテナ部１０へ供給し、アンテナ部１０から患者の患部へ供給している。マイクロ波の供給中は、半導体制御素子１３の半導体スイッチングによりスイッチング損失が生じ、その発熱により熱に弱い半導体制御素子１３の破壊が生じる可能性があるため、半導体制御素子１３を冷却フィン１１及び冷却ファン１２により冷却している。具体的には、半導体制御素子１３に取付けた冷却フィン１１を介して放熱させ、筐体外部に取付けられた冷却ファン１２から筐体内部の冷却フィン１１へ風を送り、冷却フィン１１の放熱を促している。第１実施形態では、冷却フィン１１を筐体中央１４より吸気口２１に寄せて配し、冷却ファン１２を、吸気口２１を設けた筐体面に配置している。 The semiconductor control circuit 9 has a semiconductor control element 13 as an amplifying element. Si (silicon), GaAs (gallium arsenide), or GaN (gallium nitride) can be used for the semiconductor control element 13 . Semiconductor switching of the semiconductor control element 13 amplifies microwaves, supplies the amplified microwaves to the antenna section 10 , and supplies the amplified microwaves from the antenna section 10 to the affected area of the patient. During microwave supply, switching loss occurs due to semiconductor switching of the semiconductor control element 13, and there is a possibility that the semiconductor control element 13, which is vulnerable to heat, may be destroyed by the heat generated by the switching loss. It is cooled by a fan 12. Specifically, heat is radiated through the cooling fins 11 attached to the semiconductor control element 13, and air is sent from the cooling fan 12 attached outside the housing to the cooling fins 11 inside the housing, thereby dissipating the heat from the cooling fins 11. urging. In the first embodiment, the cooling fins 11 are arranged closer to the air inlet 21 than the housing center 14, and the cooling fan 12 is arranged on the housing surface where the air inlet 21 is provided.

また、取付けアーム３は、操作部２の筐体中央１４より冷却フィン１１側に寄せて接続されており、取付けアーム３と操作部２の接続部にはボールジョイントなどを使用し、操作部２を回動可能に操作することができる。 The mounting arm 3 is connected to the cooling fin 11 side from the center 14 of the housing of the operation unit 2. A ball joint or the like is used for the connecting portion between the mounting arm 3 and the operation unit 2. can be rotatably operated.

上記構成により、本発明にかかる第１実施形態は、図３に示している操作部２の第１回転軸１５、第２回転軸１６を中心とした回転方向の操作を、円滑にすることができる。 With the above configuration, the first embodiment according to the present invention can smoothly rotate the operation unit 2 shown in FIG. can.

具体的には、半導体制御回路９とアンテナ部１０を同一筐体にした場合、半導体制御素子１３に取付ける冷却フィン１１の冷却効率を考えると吸気口２１または排熱口２２に近接させて配する必要があり、操作部２の重心が冷却フィン１１側に偏る。そのため、操作部２と取付けアーム３の接続位置次第では、操作部２の慣性モーメントが大きくなることで、操作開始時に大きな力を必要とすることとなり、操作者への負担を増加させ、操作部２の円滑な操作が困難となる。 Specifically, when the semiconductor control circuit 9 and the antenna section 10 are arranged in the same housing, considering the cooling efficiency of the cooling fins 11 attached to the semiconductor control element 13, they are placed close to the intake port 21 or the heat exhaust port 22. Therefore, the center of gravity of the operation unit 2 is biased toward the cooling fin 11 side. Therefore, depending on the connection position between the operating part 2 and the mounting arm 3, the moment of inertia of the operating part 2 increases, requiring a large force at the start of operation, which increases the burden on the operator and increases the operating part. Smooth operation of 2 becomes difficult.

しかしながら、図１に示す本発明の第１実施形態によれば、取付けアーム３を筐体中央１４より冷却フィン１１側に寄せて接続しているため、操作部２の重心と取付けアーム３の接続位置を近接させている。従って、操作部２の重心と操作部２操作時の第１回転軸１５、第２回転軸１６との距離を短くし、第１回転軸１５、第２回転軸１６を中心とした回転における慣性モーメントを小さくすることができ、その他の取付けアーム３の接続位置より、第１回転軸１５、第２回転軸１６を中心した回転方向への操作を小さな力で行うことができる。その結果、操作者が操作部２の操作時に、不要に大きな力を必要とすることなく、操作を円滑にすることができる。 However, according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1, since the mounting arm 3 is connected closer to the cooling fin 11 side than the housing center 14, the connection between the center of gravity of the operation unit 2 and the mounting arm 3 Positions are close together. Therefore, the distance between the center of gravity of the operation part 2 and the first rotation axis 15 and the second rotation axis 16 when the operation part 2 is operated is shortened, and the inertia in rotation about the first rotation axis 15 and the second rotation axis 16 is reduced. The moment can be reduced, and the operation in the direction of rotation about the first rotation shaft 15 and the second rotation shaft 16 can be performed with a small force from other connection positions of the mounting arm 3 . As a result, the operator can smoothly operate the operation unit 2 without requiring an unnecessarily large force.

また、冷却フィン１１を筐体中央１４より吸気口２１に寄せて配し、冷却ファン１２を、吸気口２１を設けた筐体面に配することで、操作部２の重量配分を取付けアーム３の接続位置近郊に集中させ、第１回転軸１５、第２回転軸１６を中心とした回転における慣性モーメントをさらに小さくすることが可能である。なお、上記冷却ファン１２の配置は、冷却フィン１１と冷却ファン１２の距離を近づけ、冷却フィン１１が、冷却ファン１２が筐体外部から取り入れた風をより多く受けるため、冷却フィン１１の放熱効果をさらに促進させることで、半導体制御素子１３への熱による負荷を軽減し、半導体スイッチング動作を安定させることができる。 In addition, by arranging the cooling fins 11 closer to the air inlet 21 than the center 14 of the housing and arranging the cooling fan 12 on the surface of the housing where the air inlet 21 is provided, the weight distribution of the operation unit 2 can be adjusted to that of the mounting arm 3. By concentrating them near the connection position, it is possible to further reduce the moment of inertia in rotation about the first rotation axis 15 and the second rotation axis 16 . In the arrangement of the cooling fan 12, the distance between the cooling fins 11 and the cooling fans 12 is made close, and the cooling fins 11 receive more airflow taken in by the cooling fans 12 from the outside of the housing. is further accelerated, the heat load on the semiconductor control element 13 can be reduced, and the semiconductor switching operation can be stabilized.

また、マイクロ波治療環境下では、患部以外へのマイクロ波照射により、周辺電子機器やマイクロ波治療器の誤動作や破壊など弊害を及ぼすことがある。マイクロ波の遮蔽手段としては、制御回路等の電子基板を金属などのマイクロ波反射材等により囲むことが良い。しかし、半導体制御方式では、筐体面に吸気口２１または排熱口２２が必要なため、筐体をマイクロ波反射材等により囲むことは困難である。また、操作部２の重量増加に繋がるため好ましくない。そこで、第１実施形態では、吸気口２１または排熱口２２を網目状とし、各網目の辺の長さをマイクロ波の波長の１／４波長以下とし、マイクロ波の筐体内部への進入を防止または低減し、マイクロ波治療器の破壊や誤動作を防ぐことができる。 In addition, in a microwave treatment environment, the irradiation of microwaves to areas other than the affected area may cause adverse effects such as malfunction or destruction of peripheral electronic devices and microwave treatment devices. As a microwave shielding means, it is preferable to surround an electronic substrate such as a control circuit with a microwave reflecting material such as metal. However, since the semiconductor control method requires the intake port 21 or the heat exhaust port 22 on the housing surface, it is difficult to surround the housing with a microwave reflecting material or the like. Moreover, it is not preferable because it leads to an increase in the weight of the operation unit 2 . Therefore, in the first embodiment, the intake port 21 or the heat exhaust port 22 is mesh-shaped, and the length of each mesh side is set to 1/4 wavelength or less of the wavelength of the microwave, so that the microwave does not enter the housing. can be prevented or reduced, and damage or malfunction of the microwave therapy device can be prevented.

（第２実施形態）
本発明にかかる第２実施形態について図４を用いて説明する。基本的な構造は第１実施形態と同様であるが、第２実施形態では、排気式の冷却ファン１２ではなく、吸気式冷却ファン１９を設けた点で第１実施形態と異なる。以下、第１実施形態と異なる点を中心に記載する。 (Second embodiment)
A second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. Although the basic structure is similar to that of the first embodiment, the second embodiment differs from the first embodiment in that an intake cooling fan 19 is provided instead of the exhaust cooling fan 12 . In the following, the points different from the first embodiment will be mainly described.

具体的には、吸気式冷却ファン１９を、排熱口２２が配された筐体中央１４より冷却フィン１１と反対側の筐体面に配置し、操作部２の重心を第１実施形態より筐体端から筐体中央１４方向へ移動させている。また、操作部２の重心の移動に伴い、操作部２と取付けアーム３の接続位置を、第１実施形態より筐体端から筐体中央１４方向へ移動させている。 Specifically, the intake type cooling fan 19 is arranged on the side of the housing opposite to the cooling fins 11 from the housing center 14 where the heat exhaust port 22 is arranged, and the center of gravity of the operation unit 2 It is moved from the end of the body toward the center of the housing 14 directions. Further, as the center of gravity of the operation unit 2 moves, the connection position between the operation unit 2 and the mounting arm 3 is moved from the end of the housing toward the center 14 of the housing from the first embodiment.

当該構成によれば、第１実施形態では、操作者が、操作部２の冷却フィン１１取付け側を把持して操作部２を操作することは、筐体中央１４より冷却フィン１１と反対側を把持して操作した時に比べて、困難であった。しかし、第２実施形態においては、操作部２の重心と操作部２操作時の第１回転軸１５、第２回転軸１６との距離を短く保ちつつ、操作部２と取付けアーム３の接続位置が第１実施形態より筐体中央１４方向にあるため、操作部２の冷却フィン１１取付け側を把持し易くなり、操作部２の冷却フィン１１取付け側を把持した際、第１実施形態に比べて円滑に操作することができる。 According to this configuration, in the first embodiment, when the operator grips the cooling fin 11 mounting side of the operation unit 2 and operates the operation unit 2, the side opposite to the cooling fins 11 from the center 14 of the housing can be operated. It was more difficult than when it was gripped and operated. However, in the second embodiment, the distance between the center of gravity of the operation unit 2 and the first rotation shaft 15 and the second rotation shaft 16 when operating the operation unit 2 is kept short, and the connection position between the operation unit 2 and the mounting arm 3 is adjusted. is closer to the center 14 of the housing than in the first embodiment, it becomes easier to grip the cooling fin 11 attachment side of the operation section 2, and when gripping the cooling fin 11 attachment side of the operation section 2, the can be operated smoothly.

（第３実施形態）
本発明にかかる第３実施形態について図５～図６を用いて説明する。基本的な構造は第１実施形態と同様であるが、第３実施形態は、操作部２に排熱処理手段１８を更に設けた点で第１実施形態と異なる。以下、第１実施形態と異なる点を中心に記載する。 (Third Embodiment)
A third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. Although the basic structure is the same as that of the first embodiment, the third embodiment differs from the first embodiment in that an exhaust heat treatment means 18 is further provided in the operation section 2 . In the following, the points different from the first embodiment will be mainly described.

具体的には、図５に示すように、冷却ファン１２の排熱をアンテナ部１０のマイクロ波供給面より後方へ廃する排熱処理手段１８を排熱口２２と同一筐体面に配置し、第２実施形態と同様に、操作部２と取付けアーム３の接続置を第１実施形態より、筐体端から筐体中央１４方向へ移動させている。 Specifically, as shown in FIG. 5, the exhaust heat treatment means 18 for exhausting the exhaust heat of the cooling fan 12 to the rear from the microwave supply surface of the antenna section 10 is arranged on the same housing surface as the heat exhaust port 22. As in the second embodiment, the connection position between the operation unit 2 and the mounting arm 3 is moved from the end of the housing toward the center 14 of the housing as compared with the first embodiment.

当該構成によれば、第１実施形態では、操作部２を操作する際に、冷却ファン１２の排熱（温風または冷風）が操作者または患者に当たる可能性があった。しかし、第３実施形態においては、操作部２の筐体中央１４より冷却ファン１２と反対側に、排熱処理手段１８としてダクト（風の通り道）を配置させている。従って、冷却ファン１２の排熱が操作者や患者に当たることを防ぎ、操作部２を安全に操作することがでる。また治療中、排熱が体に当たるという患者の不快感をなくし、リラックスした状態で治療を受けることができる。 According to this configuration, in the first embodiment, when the operation unit 2 is operated, the exhaust heat (warm air or cold air) of the cooling fan 12 may hit the operator or the patient. However, in the third embodiment, a duct (airflow path) is arranged as the exhaust heat treatment means 18 on the opposite side of the cooling fan 12 from the housing center 14 of the operation unit 2 . Therefore, it is possible to prevent the operator or the patient from being exposed to the exhaust heat of the cooling fan 12, so that the operation section 2 can be operated safely. In addition, the patient's discomfort caused by exhaust heat hitting the body during treatment can be eliminated, and the patient can receive treatment in a relaxed state.

また、図６に示すように、第２実施形態に排熱処理手段１８を更に設けた場合は、吸気式冷却ファン１９と排熱処理手段１８を吸気式冷却ファン１９に取り付けることで、操作者や患者に排熱が当たることを防ぐことができる。 Further, as shown in FIG. 6, when the exhaust heat treatment means 18 is further provided in the second embodiment, by attaching the intake cooling fan 19 and the exhaust heat treatment means 18 to the intake cooling fan 19, the operator and the patient can can be prevented from being exposed to exhaust heat.

（実施例１）
以下、本発明の実施例１の操作部について図７～図８を用いて説明する。操作部２は、マイクロ波を供給する半導体制御素子１３と、マイクロ波を患者に供給するためのアンテナ部１０と、マイクロ波を半導体制御素子１３からアンテナ部１０へ伝達するための伝送路２３と、半導体制御素子１３を冷却するための冷却フィン１１及び冷却ファン１２を同一筐体に備え、冷却ファン１２は筐体外部の筐体面に取付けられ、排気式を用いている。また、冷却ファン１２を取付けた筐体面に吸気口２１を、筐体中央１４を介して反対側の筐体面に排熱口２２を設けている。 (Example 1)
An operation unit according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. The operation unit 2 includes a semiconductor control element 13 for supplying microwaves, an antenna section 10 for supplying microwaves to a patient, and a transmission line 23 for transmitting microwaves from the semiconductor control element 13 to the antenna section 10. A cooling fin 11 for cooling the semiconductor control element 13 and a cooling fan 12 are provided in the same housing. In addition, an intake port 21 is provided on the housing surface to which the cooling fan 12 is attached, and a heat exhaust port 22 is provided on the housing surface on the opposite side of the housing center 14 .

半導体制御素子１３は、LDMOSFET、GaAsFETも使用可能だが、高効率を図るためスイッチング損失の少ないGaNを用いたGaNFETを使用する。マイクロ波出力時には、半導体制御素子１３の半導体スイッチングにより増幅された２．４５ＧＨｚのマイクロ波を、伝送路２３を介してアンテナ部１０に供給され、アンテナ部１０から患部へ供給されている。また、マイクロ波の出力状態を操作者や患者へ示すために、ＧａＮＦＥＴのゲートON時にＬＥＤ（図示せず）を光らせている。 Although LDMOSFET and GaAsFET can be used as the semiconductor control element 13, GaNFET using GaN with low switching loss is used in order to achieve high efficiency. At the time of microwave output, a 2.45 GHz microwave amplified by semiconductor switching of the semiconductor control element 13 is supplied to the antenna section 10 via the transmission line 23 and supplied from the antenna section 10 to the affected area. In addition, an LED (not shown) is illuminated when the gate of the GaNFET is turned on in order to indicate the microwave output state to the operator or patient.

また半導体制御回路９とアンテナ部１０を結ぶ伝送路２３は、マグネトロン方式比べ、大幅に短くすることができ、伝送路２３でのマイクロ波の反射ロスを最小限に抑え、半導体制御回路９から供給されたマイクロ波をアンテナ部１０から効率良く患者の患部へ供給することができる。また、伝送路２３は筐体内にあり操作者や患者が触れることがないため、伝送路２３の故障を軽減することも可能である。 In addition, the transmission line 23 connecting the semiconductor control circuit 9 and the antenna section 10 can be significantly shortened compared to the magnetron system, minimizing the reflection loss of the microwave in the transmission line 23 and allowing the microwave to be supplied from the semiconductor control circuit 9. The microwave thus generated can be efficiently supplied from the antenna section 10 to the affected area of the patient. Further, since the transmission line 23 is inside the housing and is not touched by the operator or the patient, it is possible to reduce the failure of the transmission line 23 .

またアンテナ部１０には、操作部２の小型化、軽量化を図るために、板状アンテナのパッチアンテナや、板状のフェーズドアレイアンテナ、マイクロストリップアンテナ、ダイポルアンテナを用いることが望ましい。 In order to reduce the size and weight of the operation unit 2, the antenna unit 10 preferably uses a plate-shaped patch antenna, a plate-shaped phased array antenna, a microstrip antenna, or a dipole antenna.

また吸気口２１または排熱口２２は、操作部２の軽量化を考え、冷却ファン１２を取付けた筐体面と筐体中央１４を介して反対側の筐体面の全面に設けてもよいが、不要な埃やごみが筐体内へ進入するのを防ぐため、また吸気または排熱機能に影響を与えない必要最低限の冷却ファン１２と筐体面接触面積分を設けている。また、吸気口２１、排熱口２２を網目状とし、各網目の辺の長さは、マイクロ波の筐体内への進入による破壊や誤動作を低減するために、マイクロ波の１／４波長である３０mm以下とすることが望ましい。実施例１では、医療用のマイクロ波治療器には２．４ＧＨｚ～２．５ＧＨｚの周波数範囲が割り当てられているため、２．４ＧＨｚ～２．５ＧＨｚのマイクロ波の筐体内への進入を確実に防ぐことを考え、５mm以下とし、可能な限り各網目の辺の長さを小さくしている。 In consideration of weight reduction of the operation unit 2, the intake port 21 or the heat exhaust port 22 may be provided on the entire surface of the housing on the opposite side of the housing center 14 from the housing surface where the cooling fan 12 is mounted. In order to prevent unnecessary dust and dirt from entering the housing, the minimum required cooling fan 12 and housing surface contact area are provided so as not to affect the intake or heat exhaust function. In addition, the intake port 21 and the heat exhaust port 22 are mesh-shaped, and the length of each mesh side is set to 1/4 wavelength of the microwave in order to reduce damage and malfunction due to microwaves entering the housing. A certain 30 mm or less is desirable. In Example 1, since the frequency range of 2.4 GHz to 2.5 GHz is assigned to the medical microwave therapy device, it is possible to ensure that the microwaves of 2.4 GHz to 2.5 GHz enter the housing. In order to prevent this, it is set to 5 mm or less, and the length of each mesh side is made as short as possible.

また、操作部２の重心２５は筐体中央１４より冷却フィン１１取付け側に偏るが、本実施例では、図８に示すように、第１回転軸１５が操作部２の重心２５を通るよう取付けアーム３を操作部２に接続することで、操作部２の重心２５と第１回転軸１５、第２回転軸１６の距離が最短となり、第１回転軸１５、第２回転軸１６を中心とする回転における慣性モーメントを小さくすることで、操作部２を円滑に操作することができる。 Further, the center of gravity 25 of the operation unit 2 is biased toward the mounting side of the cooling fins 11 from the center 14 of the housing, but in this embodiment, as shown in FIG. By connecting the mounting arm 3 to the operating section 2, the distance between the center of gravity 25 of the operating section 2 and the first rotating shaft 15 and the second rotating shaft 16 becomes the shortest. By reducing the moment of inertia in the rotation of , the operation unit 2 can be operated smoothly.

（実施例２）
以下、本発明の実施例２について図４、図９～図１２を用いて説明する。基本的な構造は実施例１と同様であるが、実施例２では排気式の冷却ファン１２ではなく吸気式冷却ファン１９を備えている。吸気式冷却ファン１９は、操作部２の筐体中央１４より冷却フィン１１と反対側に寄せて配置すれば、操作部２の重心を筐体端から筐体中央１４方向へ移動させることで冷却フィン１１取付け側を把持した際の操作性を向上させている。また、実施例１と同様に、第１回転軸１５が操作部２の重心を通るよう取付けアーム３を操作部２に接続することで、慣性モーメントを小さくしている。 (Example 2)
A second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 4 and 9 to 12. FIG. Although the basic structure is the same as that of the first embodiment, the second embodiment includes an intake cooling fan 19 instead of the exhaust cooling fan 12 . If the intake type cooling fan 19 is arranged on the opposite side of the cooling fins 11 from the housing center 14 of the operation unit 2, the center of gravity of the operation unit 2 is moved from the housing end toward the housing center 14 to cool the air. The operability is improved when the fin 11 attachment side is gripped. Further, as in the first embodiment, the moment of inertia is reduced by connecting the mounting arm 3 to the operating section 2 so that the first rotating shaft 15 passes through the center of gravity of the operating section 2 .

また、操作部２の重心が筐体端から筐体中央１４方向へ移動し、操作部２と取付けアーム３の接続位置を筐体中央１４に近づけることを考えると、実施例１に、マイクロ波が供給されると光を放つことでマイクロ波の供給状態を把握することができる蛍光管１７（図９参照）や、半導体制御素子１３の出力側に設けられてマイクロ波の反射等を防止するアイソレータ２０（図１０参照）、または、操作部２を所望の位置へ移動させるために把持する持ち手２４（図１１参照）を更に設け、操作部２の筐体中央１４より冷却フィン１１と反対側に寄せて配置することによっても同様の効果を得ることができる。さらに、アンテナ部１０にパッチアンテナを使用した場合は、パッチアンテナを操作部２の筐体中央１４より冷却ファン１２と反対側に延出させること（図１２参照）によっても、同様の効果を得ることができる。 Considering that the center of gravity of the operation unit 2 moves from the end of the housing toward the center 14 of the housing, and that the connection position between the operation unit 2 and the mounting arm 3 is brought closer to the center 14 of the housing, the microwave Fluorescent tube 17 (see FIG. 9) that can grasp the supply state of microwaves by emitting light when is supplied, and is provided on the output side of semiconductor control element 13 to prevent reflection of microwaves. An isolator 20 (see FIG. 10) or a handle 24 (see FIG. 11) to be gripped to move the operation unit 2 to a desired position is further provided, and the cooling fin 11 is opposite to the cooling fin 11 from the housing center 14 of the operation unit 2. A similar effect can be obtained by arranging them closer to the side. Furthermore, when a patch antenna is used for the antenna section 10, the same effect can be obtained by extending the patch antenna from the housing center 14 of the operation section 2 to the side opposite to the cooling fan 12 (see FIG. 12). be able to.

（実施例３）
以下、本発明の実施例３について図５、図６または図１３、図１４を用いて説明する。基本的な構造は実施例１と同様であるが、実施例３では実施例１に更に排熱処理手段１８を備えている。図５に示すように、排熱処理手段１８にはダクトが用いられ、排熱口２２を覆う形で配置され、排熱をアンテナ部１０のマイクロ波供給面より後方に排出することにより、操作者と患者に排熱が当たることを防ぐことができる。また、図１４に示すように、排熱口２２をアンテナ部１０と反対側の筐体面に設け、そこから排熱が排出されるよう筐体内部にダクトなどを設け、排熱口２２へ誘導する構成でもよい。 (Example 3)
A third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 5 and 6 or FIGS. 13 and 14. FIG. Although the basic structure is the same as that of the first embodiment, the third embodiment further includes an exhaust heat treatment means 18 in addition to the first embodiment. As shown in FIG. 5, a duct is used for the heat exhausting means 18, and is arranged to cover the heat exhausting port 22. By exhausting the exhausted heat rearward from the microwave supply surface of the antenna section 10, the operator can It is possible to prevent exhaust heat from hitting the patient. Further, as shown in FIG. 14, a heat exhaust port 22 is provided on the side of the housing opposite to the antenna section 10, and a duct or the like is provided inside the housing so that exhaust heat is discharged therefrom, leading to the heat exhaust port 22. It may be configured to

また、図６に示すように、排気式の冷却ファン１２ではなく、吸気式冷却ファン１９を用いる場合は、吸気式冷却ファン１９と排熱処理手段１８を操作部２の筐体中央１４より冷却フィン１１と反対側に寄せて配置する。そして、吸気式冷却ファン１９を排熱口２２に取付け、吸気式冷却ファン１９の排出口にダクトを取付けることにより、排熱をアンテナ部１０のマイクロ波供給面より後方に排出することができる。また、ダクトは吸気式冷却ファン１９の排出口を覆う形で取付けても、排熱をアンテナ部１０より後方に排出することができる。 As shown in FIG. 6, when an intake cooling fan 19 is used instead of the exhaust cooling fan 12, the intake cooling fan 19 and exhaust heat treatment means 18 are connected from the center 14 of the housing of the operation unit 2 to the cooling fins. 11 and placed on the opposite side. By attaching the intake cooling fan 19 to the heat exhaust port 22 and attaching a duct to the exhaust port of the intake cooling fan 19, the exhaust heat can be discharged rearward from the microwave supply surface of the antenna section 10. FIG. Further, even if the duct is attached so as to cover the exhaust port of the intake cooling fan 19, the exhaust heat can be exhausted rearward from the antenna section 10. FIG.

また、図１３に示すように、ダクトで排熱口２２を覆い、ダクトの排出口に吸気式冷却ファン１９を取付けても、同様の効果を得ることができる。 Also, as shown in FIG. 13, the same effect can be obtained by covering the heat exhaust port 22 with a duct and attaching an intake cooling fan 19 to the exhaust port of the duct.

１本体部
２操作部
３取付けアーム
１０アンテナ部
１１冷却フィン
１２冷却ファン（排気式）
１３半導体制御素子
１４筐体中央
１５第１回転軸
１６第２回転軸
１７蛍光管
１８排熱処理手段
１９吸気式冷却ファン
２０アイソレータ
２１吸気口
２２排熱口
２３伝送路
２４持ち手
２５重心 1 Main unit 2 Operation unit 3 Mounting arm 10 Antenna unit 11 Cooling fin 12 Cooling fan (exhaust type)
13 Semiconductor control element 14 Case center 15 First rotating shaft 16 Second rotating shaft 17 Fluorescent tube 18 Exhaust heat treatment means 19 Air intake type cooling fan 20 Isolator 21 Intake port 22 Heat exhaust port 23 Transmission path 24 Handle 25 Center of gravity

Claims

マイクロ波を供給するための半導体制御素子と、前記半導体制御素子を冷却するための冷却フィン及び冷却ファンと、前記マイクロ波を患者に供給するためのアンテナ部とを同一筐体に有し、前記筐体の筐体面の一部に吸気口または排熱口を有し、前記冷却フィンは前記筐体の内部にあって、前記筐体の筐体中央より前記吸気口または前記排熱口に寄せて配し、前記筐体を水平方向に回転可能とするボールジョイントを含む接続部を有する取付けアームを有し、前記接続部は、前記取付けアームの上端部に設けられた前記ボールジョイントに連結されたロッドと、前記筐体中央より前記冷却フィン側の底部とを接続してなるマイクロ波治療器。 A semiconductor control element for supplying microwaves, a cooling fin and a cooling fan for cooling the semiconductor control element, and an antenna unit for supplying the microwaves to a patient are contained in the same housing, A housing has an air intake port or a heat exhaust port on a part of the housing surface, and the cooling fins are located inside the housing and are brought closer to the air intake port or the heat exhaust port from the center of the housing of the housing. and a mounting arm having a connecting portion including a ball joint for horizontally rotating the housing , the connecting portion being connected to the ball joint provided at the upper end of the mounting arm. and a bottom part on the side of the cooling fin from the center of the housing.

前記冷却ファンは前記筐体の外部にあって、前記筐体中央より前記冷却フィン側に寄せて配してなる請求項１記載のマイクロ波治療器。 2. The microwave therapy device according to claim 1, wherein said cooling fan is located outside said housing and arranged closer to said cooling fin side than said center of said housing.

前記冷却ファンは前記筐体の外部にあって、前記筐体中央より前記冷却フィンと反対側に寄せて配してなる請求項１記載のマイクロ波治療器。 2. The microwave therapy device according to claim 1, wherein said cooling fan is located outside said housing and is arranged on the opposite side of said cooling fins from the center of said housing.