JPH0838537A - 温熱治療装置 - Google Patents

温熱治療装置

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JPH0838537A
JPH0838537A JP17831094A JP17831094A JPH0838537A JP H0838537 A JPH0838537 A JP H0838537A JP 17831094 A JP17831094 A JP 17831094A JP 17831094 A JP17831094 A JP 17831094A JP H0838537 A JPH0838537 A JP H0838537A
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JP
Japan
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temperature
thermocouple
calibration
well
value
Prior art date
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Pending
Application number
JP17831094A
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English (en)
Inventor
Naohiko Takayama
直彦 高山
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 生体内の温度を測定する測温素子の校正を簡
便に行な得るようにした温熱治療装置を提供する。 【構成】 熱電対中継ボックス6が取り付けられている
支持アーム5に熱電対挿入孔を有する熱電対校正用ウェ
ル7を取り付けた。熱電対校正用ウェルは、校正時に基
準温度を発生する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、体外で発生した超音波
あるいはマイクロ波を被検体(生体)内に照射し、その
エネルギーで生体内のがん細胞等の治療目的部位(加温
部位)を加温する温熱治療の分野で用いられる温熱治療
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】温熱治療とは、がん細胞が温度に対して
感受性が強く42.5℃で30分程度加温すると死滅するが、
正常細胞はあまり損傷を受けないことに基づいている。
温熱治療の治療効果を示す指標として温熱等量というも
のがある。これは、文献 International Journals of R
adiation Oncology ,Biology and Physics Vol.10,N
o.6,pp.787-800によると、
【数1】 で表される指標である。ここで、tは、治療中の経過時
間を表し、温熱等量としての加算は治療開始(t=0)
から終了(t=final )まで行う。上式に従って治療効
果(基本的にはこのt43が30分となるように治療を行
う)を判定する場合、測定温度が正しくなければ全く意
味をなさなくなる。また、全身加温では深部温度が42.0
℃以下で行われ、患者の安全を保つために誤差の少ない
温度測定が求められている。
【0003】温熱治療装置では、温度測定ないし温度管
理のために熱電対やサーミスタ等の測温体が使われてい
る。熱電対を用いた代表的な測温方法は、図6に示され
ている。熱電対21の測温点22は生体内に挿入され、生体
内の測温点22の温度に対応した熱起電力を発生する。ま
た、冷接点23では、一定の熱起電力を発生するために、
魔法びん内に収容されて、0℃に保たれている。この測
温点22と冷接点23における熱起電力の差を電圧計25によ
り測定し温度に換算する。なお、24は冷接点23と電圧計
25とを接続する銅導線である。ここで生体内の温度を測
定する目的であるため、30℃から50℃程度までの範
囲が測定に用いられる温度範囲である。これら測温体
は、JISで定められた等級に従い、熱起電力の範囲が
規定されている。例えば、熱電対で0.75級のものは熱電
対の熱起電力の許容差が JIS C 1602-1981によると、±
2.5 ℃または、測定温度の±0.75%と定められている。
この熱起電力のばらつき以外に誤差を生む要因としては
接触抵抗によるものもある。これは、熱電対を実際の治
療装置に用いる場合、図2に示されるように装置の固定
部に取り付けられた熱電対中継ボックス6に交換可能な
熱電対21を接続するため、接続部での接触抵抗が問題と
なる。
【0004】温熱治療の分野に於いて生体内の温度で、
特に治療目的部位(加温部位)の温度は、温熱等量とし
て治療効果の判定の指標に用いられていることから、文
献International Journals of Radiation Oncology,Bio
logy and Physics, Vol.20,No.5, pp.1099-1107 による
とこの精度としては臨床に適用されたときに±0.2℃が
要求されている。そのため、従来は、熱電対を交換する
度に校正を行なう必要があり、校正は恒温槽と精密温度
計や基準温度計を用意して以下のような手順で行われて
いた。
【0005】1)恒温槽の水温をある一定の温度に設定
する。 2)水温が安定するのを待つ。 3)熱電対からの熱起電力と、精密温度計ないしは基準
温度計を用いて水温を測定する。 4)上記1)〜3)の手順を水温を変えて行う。 5)熱起電力と水温の関係より熱電対の校正曲線を算出
する。 この手順による校正作業が熱電対の交換時に必要とな
る。また、文献 日本ハイパーサーミア誌弟巻1号,79
-95(1990) によると、校正の確認は1)装置の入手直
後、2)6ケ月毎、3)長期間放置されていたものは使
用前、4)測定値に疑義が生じた場合に行う必要がある
としている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のように校正は頻
繁に行なう必要があるが、従来の熱電対の校正手法で
は、次の問題がある。すなわち、校正には、恒温槽と恒
温槽内水の温度を高精度に測定する精密温度計ないし基
準温度計を必要とし、また、校正に際してのその準備作
業が煩雑で時間を要し、簡便に校正を行なうことができ
ない。また、恒温槽の水温を基準温度計で測温している
場所と被校正熱電対の測温点の場所で異なる可能性があ
り、高精度の校正が期待できない。特に多点熱電対を用
いた場合、測温点を全て同一場所に位置させるのは難し
い。この問題を解決するためには恒温槽の構成として液
体(一般に水)の代わりに銅、アルミといった熱伝導の
高いブロックを用いる方法が考えられる。しかし、ブロ
ックを用いる場合でも、それを校正に際して熱電対の近
傍に設置する必要があることから上記の煩雑さは解決さ
れない。
【0007】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、被検体内の温度を測定する測定素子の
校正を簡便に行な得るようにした温熱治療装置を提供す
ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の温熱治療装置は、温度制御機能を備えた測温
素子の校正手段を付設したことを特徴とする。校正手段
の基準温度発生部は、測温素子の測温部が挿入される孔
を有しており、好ましくは被検体に加温エネルギーを照
射するアプリケータないし、測温素子の中継ボックスの
近傍に取り付ける。基準温度発生部としては、ガリウ
ム、白リンなどの金属の融点温度を利用したもの、また
は、温度制御手段を備えた金属ブロックよりなる恒温槽
が使用できる。
【0009】
【作用】校正手段の基準温度発生部は、校正時、測温素
子校正のための基準温度を発生する。したがって、基準
温度発生部に形成した孔内に熱電対等の測温素子の測温
部を挿入することで熱電対等の測温素子の校正が自動的
に行なわれる。校正手段の基準温度発生部は、温熱治療
装置に取り付けられているので、従来のように恒温槽、
精密温度計等を用意する必要がないので、随時簡便に熱
電対の校正を行なうことができる。また、基準温度発生
部を被検体に加温エネルギーを照射するアプリケータ、
ないし熱電対中継ボックスの近傍に取り付ければ、基準
温度発生部の孔内に熱電対等の測温部を挿入すること
で、測温素子の格納部としての機能を持たせることがで
き、非治療時熱電対を保護できる。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例につ
いて説明する。図1は、本発明の一実施例の構成を示す
模式図で、1は超音波加温治療装置で、電源部、発振器
等を収容する本体2、袋体(ボーラス)3を備えた超音
波アプリケータ4、本体2に取り付けられた前記超音波
アプリケータ4の支持アーム5とで構成されている。6
は、超音波アプリケータ4の近傍の支持アーム5に取り
付けられた熱電対中継ボックスで、図2に示すように治
療時測温部が生体内に挿入される複数本の熱電対21が接
続されている。7は本発明により装置1に付設された熱
電対校正手段を構成する熱電対校正用ウェル(基準温度
発生部)で、熱電対の校正時に基準温度を発生する。
【0011】実施例では、熱電対校正用ウェル7は、熱
電対中継ボックス6と同様に超音波アプリケータ4の近
傍の支持アーム5に図示しない保持機構でもって固定さ
れている。図3は温熱治療装置1に付設される熱電対校
正手段の一実施例の構成を示すブロック図で、7は熱電
対挿入孔を有する熱電対校正用ウェル(基準温度発生
部)、8はA/D変換器、9は主制御部、10は温度制御
部とで構成されている。また、21、22、23、25はそれぞ
れ図6に示したものと同様の熱電対、熱電対1の測温
点、図示しない魔法びん内に浸漬される冷接点、測温点
22と冷接点23間の熱起電力差を測定する電圧計である。
なお、図3の熱電対校正用ウェル7、測温点22以外の構
成品は図1の本体2内に収納されている。
【0012】上記構成の校正手段による熱電対21の温度
校正は次の手順で行なわれる。 1)熱電対校正用ウェル7の熱電対挿入孔(ウェル)内
に熱電対21の測温点22を挿入する。 2)温度制御部10は主制御部9の管理のもとで熱電対校
正用ウェル7を所定の設定温度に制御する。 3)主制御部9は電圧計25の値(出力値)が安定するの
を監視する。(電圧計25の値が変動しているときは冷接
点23の温度、または熱電対挿入孔(ウェル)内の温度が
一定値(設定値)に達していないことを示している) 4)電圧計25の出力値が安定した時点で、主制御部9
は、その出力値のA/D変換器8で変換されたデジタル
値を取り込む。 5)主制御部9は設定温度を変更し、その際の電圧計25
のデジタル値(測定値)と各設定値より熱電対の校正を
自動的に行なう。
【0013】図4は図3の温度制御部10を含む熱電対校
正用ウェルの一実施例の構成を示す模式図である。図に
おいて、11は熱電対挿入溝(孔)12を形成したアルミ等
の熱伝導率の良好な金属ブロック、13は前記挿入溝12の
近傍に位置するようにアルミブロック11に挿入されたア
ルミブロック11の温度を測定する白金抵抗体、サーミス
タ等の温度測定素子、14はアルミブロック11の側壁に配
設された電子冷却用素子、15はアルミブロック11の温度
を設定温度に調整する温度調節部である。この構成にお
いて、主制御部9より設定温度が温度調節部15に与えら
れると、温度調節部15は温度測定素子13の測定温度に基
づいてアルミブロック11が設定温度によるように電子冷
却用素子14を制御する。
【0014】図5は、熱電対校正用ウェルの他の実施例
の構成を示す模式図で、この実施例は金属の溶融温度を
利用して高精度の基準温度を発生するようにしたもので
ある。 図において、16は熱電対挿入溝12を有すると共
に下部に体積の変化に応じて伸縮するベロー17が設けら
れた容器、14は容器16の側壁に配設された電子冷却用素
子、18は容器15内に封入されたガリウム、白リン等の低
融点金属、19は低融点金属18の体積変化で伸縮するベロ
ー17でON/0FF される温度コントロールスイッチ、20は
電子冷却用素子14の加熱/冷却用電源である。この構成
で、容器16内に封入された金属の体積は、それの融点よ
り低い温度状態では小さくなり、温度コントロール用ス
イッチ19はOFF で、電子冷却用素子14は働かず、加熱/
冷却用電源20の加熱電源のスイッチがONし、容器16が電
子冷却用素子14で加熱され、封入金属18の融点を越え、
それが溶融し、それの体積が増加するとベロー17が押し
下げられ加熱/冷却用電源20の冷却用電源のスイッチが
ONし、加熱電源スイッチがOFF する。このように封入金
属18の体積変化による温度コントロールスイッチ19のON
/0FF により、熱電対挿入溝12内は封入金属18の融点温
度で定まる一定温度に保たれる。
【0015】温熱治療では熱電対による生体温度の測定
温度範囲30℃〜50℃程度であるので、この温度範囲
について校正する必要がある。したがって、ガリウムの
融点が 29.78℃、白リンが44.1℃であるので、両金属を
それぞれ封入した熱電対校正用ウェルを装置に付設して
おけば、上記温度範囲の上、下限2点で校正ができ、有
益である。なお、図5の熱電対校正用ウェルを使用した
校正では、上記図3で説明した手順5)で測定値と封入
金属の融点温度より熱電対の校正が行なわれる。また、
図4の熱電対校正用ウェルでは、アルミブロック11の温
度測定素子13として抵抗温度計、サーミスタを用いてい
るので、温度測定素子13と温度調節部15を校正しておく
必要がある。
【0016】
【変形実施例】 実施例では、熱電対校正用ウェル(基準温度発生部)
を温熱治療装置のアプリケータの近傍に配設したが、装
置本体に配設してもよい。しかしながら、実施例のよう
に熱電対中継ボックスと共にアプリケータの近傍に配設
しておけば、図1に示すように支持アーム5がイ〜ニに
示す方向に回転、直線移動しても熱電対中継ボックスと
基準温度発生部との相対位置が変化せず、校正ならびに
非治療時の熱電対の格納上有利で、且つ、アプリケータ
の位置調整に支障を与えることがないので、操作上有利
である。 生体内の温度を測定する測温素子として実施例では熱
電対を用いたが、白金抵抗、サーミスタを使用した場合
であっても本発明は適用できる。 実施例では熱電対校正用ウェルに単一の熱電対挿入孔
を形成したが、複数個の挿入孔を形成してもよい。
【0017】
【効果】本発明によれば、測温素子の校正手段を装置に
付設したので、測温素子の校正を簡便に行なうことがで
きると共に、校正時の熱電対の熱起電力等の測定値から
測温素子の異常も検知できる。また、基準温度発生部の
測温素子挿入孔に測温素子を挿入することにより、非治
療時測温素子を保護できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の示す斜視図である。
【図2】熱電対中継ボックスと熱電対校正用ウェルの位
置関係を示す図である。
【図3】本発明の主要部の構成を示すブロック図であ
る。
【図4】図3の熱電対校正用ウェルの一実施例を示す模
式図である。
【図5】熱電対校正用ウェルの他の実施例を示す模式図
である。
【図6】熱電対温度計の説明用図である。
【符号の説明】
1:温熱治療装置 2:本体 3:
ボーラス 4:超音波アプリケータ 5:支持アーム 6:
熱電対中継ボックス 7:熱電対校正用ウェル(基準温度発生部) 8:
A/D変換器 9:主制御部 10:温度制御部 11:
アルミブロック 12:熱電対挿入溝(孔) 13:温度測定素子 14:
電子冷却用素子 15:温度調節部 16:容器 17:
ベロー 18:封入低融点金属(ガリウムまたは白リン) 19:温度コントロール用スイッチ 20:
加熱/冷却用電源 21:熱電対 22:測温点 23:
冷却点 25:電圧計

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 超音波ないしマイクロ波を発生するアプ
    リケータと、被検体内の温度を測定する測温素子とを備
    えた温熱治療装置において、前記測温素子の校正手段を
    付設したことを特徴とする温熱治療装置。
JP17831094A 1994-07-29 1994-07-29 温熱治療装置 Pending JPH0838537A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17831094A JPH0838537A (ja) 1994-07-29 1994-07-29 温熱治療装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP17831094A JPH0838537A (ja) 1994-07-29 1994-07-29 温熱治療装置

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JPH0838537A true JPH0838537A (ja) 1996-02-13

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ID=16046247

Family Applications (1)

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JP17831094A Pending JPH0838537A (ja) 1994-07-29 1994-07-29 温熱治療装置

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JP (1) JPH0838537A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110411592A (zh) * 2019-08-28 2019-11-05 广州计量检测技术研究院 标准温度计测量辅助装置及其使用方法
CN112034903A (zh) * 2020-07-31 2020-12-04 未来穿戴技术有限公司 按摩仪的加热方法及按摩仪、计算机可读存储介质

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