(57)【要約】ＲＦジアテルミ治療用のシステムが開示される。システムを構成するＲＦジアテルミ用コイル組立体は、弾力変形可能なガーメントと、このガーメントに固定された導電性コイル組立体とからなる。また導電性コイル組立体は、一次巻き線と、この一次巻き線に結合する二次巻き線とを含み、一次巻き線と二次巻き線は導電性コイルとこの導電性コイルに接続されたＲＦ電源との間のインピーダンス整合を最適化するように構成される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾力変形可能なガーメントと、
導電性コイル組立体と
を具備するＲＦジアテルミ用コイル組立体であって、
前記導電性コイル組立体が、一次巻き線と該一次巻き線に結合した二次巻き線とを含み、前記ガーメントに固定されており、前記一次巻き線と前記二次巻き線は、前記導電性コイルと該導電性コイルに接続されたＲＦ電源との間のインピーダンス整合を最適化するように構成されたものである、ＲＦジアテルミ用コイル組立体。
【請求項２】
前記一次巻き線に対する前記二次巻き線の巻数比は、約７：２である、請求項１に記載のＲＦジアテルミ用コイル組立体。
【請求項３】
前記一次巻き線は、前記二次巻き線と軸方向に位置がずれて配設されている、請求項１に記載のＲＦジアテルミ用コイル組立体。
【請求項４】
前記一次巻き線の１巻分は、前記二次巻き線の外側に位置する、請求項１に記載のＲＦジアテルミ用コイル組立体。
【請求項５】
前記ガーメントは、概ね患者に形状が適合する弾性変形可能なガーメントを含む、請求項１に記載のＲＦジアテルミ用コイル組立体。
【請求項６】
前記導電性コイルは、金網状導電性コイルを含む、請求項１に記載のＲＦジアテルミ用コイル組立体。
【請求項７】
前記導電性コイルは、前記ガーメントが変形するのに合わせて変形することができる、請求項６に記載のＲＦジアテルミ用コイル組立体。
【請求項８】
前記二次コイルは、前記一次コイルと電磁結合する、請求項１に記載のＲＦジアテルミ用コイル組立体。
【請求項９】
前記一次巻き線は、電源リード線に接続可能である、請求項１に記載のＲＦジアテルミ用コイル組立体。
【請求項１０】
前記導電性コイルと結合した同調回路を更に具備する、記載のＲＦジアテルミ用コイル組立体。
【請求項１１】
前記同調回路は、バラン回路を含む、請求項１０に記載のＲＦジアテルミ用コイル組立体。
【請求項１２】
前記同調回路は、同調コンデンサを含む、請求項１０に記載のＲＦジアテルミ用コイル組立体。
【請求項１３】
前記一次巻き線に結合したＲＦ電源を更に具備する、請求項１に記載のＲＦジアテルミ用コイル組立体。
【請求項１４】
弾力変形可能なガーメントと、
導電性コイルと
を具備するＲＦジアテルミ用コイル組立体であって、
前記導電性コイルが、一次巻き線と該一次巻き線に結合した二次巻き線とを含み、前記弾力変形可能なガーメントに固定されており、前記一次巻き線に対する前記二次巻き線の巻数比は、約７：２である、ＲＦジアテルミ用コイル組立体。
【請求項１５】
前記一次巻き線は、前記二次巻き線と軸方向に位置がずれて配設されている、請求項１に記載のＲＦジアテルミ用コイル組立体。
【請求項１６】
前記ガーメントは、概ね患者に形状が適合する弾性変形可能なガーメントを含む、請求項１４に記載のＲＦジアテルミ用コイル組立体。
【請求項１７】
前記導電性コイルは、金網状導電性コイルを含む、請求項１４に記載のＲＦジアテルミ用コイル組立体。
【請求項１８】
前記導電性コイルは、前記ガーメントが変形するのに合わせて変形することができる、請求項１７に記載のＲＦジアテルミ用コイル組立体。
【請求項１９】
前記二次巻き線は、前記一次巻き線と電磁結合する、請求項１４に記載のＲＦジアテルミ用コイル組立体。
【請求項２０】
前記一次巻き線は、電源リード線に接続可能である、請求項１４に記載のＲＦジアテルミ用コイル組立体。
【請求項２１】
前記導電性コイルと結合した同調回路を更に具備する、請求項１４に記載のＲＦジアテルミ用コイル組立体。
【請求項２２】
前記同調回路は、バラン回路を含む、請求項２１に記載のＲＦジアテルミ用コイル組立体。
【請求項２３】
前記同調回路は、同調コンデンサを含む、請求項２１に記載のＲＦジアテルミ用コイル組立体。
【請求項２４】
前記一次巻き線に結合した短波ジアテルミ用発振器を更に具備する、請求項１４に記載のＲＦジアテルミ用コイル組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、物理療法の分野に関する。特に、本発明は、ＲＦジアテルミ（ＲＦ diathermy）に関する。具体的に、本発明のより好ましい実施の形態は、ＲＦジアテルミ用コイル組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波（ＲＦ）コイルシステムは、患者の身体に、より具体的には、手足、または手先もしくは足先に、熱を送るために使用することができる。これらのシステムは、有用な物理療法の用具であり、筋肉回復、創傷治癒、および低体温症者の温熱治療を含むいくつかの治療法において、医療の補助療法として役割を果たす。
【０００３】
例えば、ルゲラ（Rugera）氏等に帰属する米国特許第4,527,550号には、コイル線長共振で全波動作するよう設計されたコイルが開示されている。このシステムは、ＦＣＣの要件を満たすために電磁遮蔽室内においての稼働に限定される。オルセン（Olsen）氏に帰属する米国特許第5,160,828号には、対象者が寒冷環境の中でも一定の仕事をこなせるように対象者の手先足先を暖めるための装置が開示されている。この装置は、環境規制を順守しながら、遮蔽のない自由空間で機能することが可能である。
【０００４】
短波ジアテルミおよび／または神経筋刺激のための装置および方法は、ビングハム（Bingham）氏等に帰属する米国特許第6,094,599号に記述されており、この特許文書の開示内容は、特に、引用することにより本明細書の一部をなすものとする。この装置は、血管不全による遅い回復創傷または非回復創傷、糖尿病性末梢神経障害、細小血管障害、微小血管疾患、または手根管症候群（Carpal Tunnel Syndrome）といった圧迫性神経障害などを治療するために使用することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これまでのところ、物理療法用途に利用可能で、優れた電気整合特性を有し、低電力消費型でしかも環境規制に従うという要件を満たす高周波コイルシステムは実現されていない。そこで本発明の課題は、可能なソリューションとしてこうした要件を満足する高周波コイルシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する手段として、本発明は以下のような具体的な形態を提供する。当然に本発明はそれらの形態に限定されない。
【０００７】
本発明のＲＦジアテルミ用コイル組立体は、弾力変形可能なガーメント（garment）と、このガーメントに固定された導電性コイル組立体とを具備する。また導電性コイル組立体は、一次巻き線と、この一次巻き線に結合する二次巻き線とを含み、一次巻き線と二次巻き線は、導電性コイルとこの導電性コイルに接続されたＲＦ電源との間のインピーダンス整合を最適化するように構成されることを特徴とする。
【０００８】
本発明を具体化するこれらの形態と他の形態は、以下の記述と添付図面を併用して考察されるとより深く認識され理解されるであろう。しかし、以下の記述は、本発明の様々な具体的な形態と数々の特定の詳細を提示するものの、限定目的からではなく説明目的として与えられるものと解されるべきである。また提示される形態の多くの代替、変更、追加および／または再編成は、本発明の技術的思想から逸脱することなく本発明の範囲内に収まることが意図されている。本発明は全てのこうした代替形態、変更形態、追加形態および／または再編成形態を含むものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の最良の形態を詳細に説明する。本発明の技術的思想とそれを具現化するシステムの構成要素および動作のより明確な概念は、添付図面に示された例示的で従って非限定的な実施の形態を参照することによって直ちに明白なものとなる。添付図面においては（同一または類似の構成要素が２以上の図面に現れる場合）同一または類似の構成要素に対して同一または類似の符号が付される。本発明は、ここに提示される記述と組み合わせて本添付図面の１つ以上の図面を参照することにより、より理解が深められる。図面に示された外観は必ずしもその通りの縮尺で描かれる必要はないことに注意すべきである。
【００１０】
本発明と本発明の様々な特徴および有利な点について添付図面に記載された非限定的な実施形態に沿った形で以下詳細に説明される。以下の詳細な説明は、好ましい実施形態に関するものであるが、ただそれは例示的なものでそれに限定されるものではないことは理解されたい。どの当業者にとっても本開示を踏まえて本発明の思想的および／または技術的範囲内にある実施形態の様々な代替、変形、追加および／または再編成は明白であろう。
【００１１】
本発明の実施形態に基づくＲＦジアテルミ用コイル組立体は、少なくとも以下の理由からコスト効率が良く、有利なものである。本発明は、ＲＦコイル組立システムと発振器との間の電力伝送が改善され、同じレベルの加熱に必要な発振器の電力出力所要量が小さくなり、しかもシステムの共振部をコイルに制限することにより、環境規制の順守も容易になる。本発明は、クォリティを改善し、他の発振器との相互接続性を向上させ、さらに従来のアプローチと比較してもコストを低下させる。
【００１２】
図１は、従来技術のＲＦコイル装置１１０の機能ブロック図である。ＲＦコイル装置１１０は、布地からなる第１の層１０５と第２の層１０６から形成されたガーメント（garment：布地）を含む。布地の層１０５と１０６との間には、一次コイル１０１と二次コイル１０２がある。患者の手足は、管状通路１０４を通してガーメントに挿入することができる。可変コンデンサ１０３は、二次コイル１０２と結合している。同軸ケーブル１００は、一次コイル１０１と結合し、電力は同軸ケーブル１００を介してＲＦ発振器（図示せず）によって供給される。二次コイル１０２と一次コイル１０１との巻数の比率は５：２であり、一次コイル１０１は、二次コイル１０２の巻き線に関して対称的に巻かれている。従来技術のＲＦコイル装置は、例えば、根管症候群（Carpal Tunnel Syndrome）を治療するために使用することができる。
【００１３】
図２Ａは、本発明の実施の一形態におけるＲＦコイル組立体２１０の略図である。短波ジアテルミ用発振器（ＲＦ電源）２５０は、ガーメントケーブル２００と結合している。ガーメントケーブル２００は、一次コイル２０１と結合している。一次コイル２０１は、同調コンデンサ２０３を含む二次コイルと電磁結合する。一次コイル２０１と二次コイル２０２は実質的に円筒状の柔軟性のあるガーメント２１０に巻き付けられる。この形態では、二次コイル２０２と一次コイル２０１の巻数の比率（巻数比）は、７：２であり、一次コイル２０１は、二次コイル２０２とは軸方向に中心をずらした位置にある。図示された実施形態では、一次コイル２０１の１巻き分は、二次コイル２０２の外側に位置する。
【００１４】
図２Ｂは、本発明の実施の一形態に基づくＲＦコイル組立体２１０の機能ブロック図である。ＲＦコイル組立体２１０は、２つの層２０５と２０６から形成される場合がある柔軟性のあるガーメントを含む。層２０５と層２０６との間には、一次コイル２０１と二次コイル２０６がある。患者の手足は、十分に変形可能な管状通路２０４を通してガーメントに挿入することができる。同調コンデンサ２０３は、二次コイル２０２と結合している。同軸ケーブル２００は、一次コイル２０１と結合し、電力はＲＦ発振器（図示せず）によって供給されるようになっている。二次コイル２０２と一次コイル２０１の巻数の比率は、７：２であり、一次コイル２０１は、二次コイル２０２とは軸方向にその位置をずらして（オフセットして）巻かれ、一次コイルの１巻き分は、二次コイル２０２の外側にある。一次コイル２０１と二次コイル２０２は、導電性コイル、柔軟性のある導電性コイル、金網状導電性コイル（woven wire conductive coil）などの場合がある。
【００１５】
本発明の特徴と利点を説明するために使用される試験システム３００を図３に示す。試験システム３００は、ＲＦガーメント装置の性能を定量化するために考案されたもので、これは熱供給特性と共に電気特性を測定することが可能である。擬似的な人間負荷３０１は、プラスチックボトル３０２の中に蒸留水で薄めた０．９％のＮａＣｌ生理食塩水７１０ｍｌ３０３を満たしたものが用いられた。ボトルの直径は、約２3/4インチ、または中間サイズの大人の手首とほぼ同じサイズと測定された。ボトル３０２は、試験されるガーメントの内側にフィットするような形状のものであった。非導電性プラスチック管３０４は、ボトル３０２のキャップに挿入され、通気装置３０５に接続された。通気装置３０５は、電源コード３０６を使ってＡＣ電源（図示せず）に接続された。通気装置３０５は、擬似的人間負荷３０１が全体的に均一に加熱されるように生理食塩水３０３に空気を送ってかき乱し続け、温度測定が手持ち式の赤外線放射温度計３０７によって正確に行われるようにすることができる。
【００１６】
また図３において、長さ約３フィートの同軸ケーブル３０９が、Hewlett Packard HP 8753-D vector network analyzer（ＶＮＡ）３１１に接続された。ＶＮＡ３１１は、ＲＦ発振器としても機能する。次に、ＶＮＡ３１１は、以後の測定から同軸ケーブル３０９の影響を消すために、同軸ケーブル３０９とヒューレットパッカード社の較正キット（図示せず）を使って較正された。通常の当業者であれば分かるように、同軸ケーブル３０９の長さは、コイルが適正に整合していない場合には、ＲＦ試験装置で測定された値に大きく影響することがある。
【００１７】
図１と図３を参照して説明する。試験された従来技術のガーメントは、長さが約１０インチ、外周が約９インチ、厚さが約１／４インチのフォーム・フォーマ（foam former）から形成された布地の第１の層１０５を含んでいた。一般的には、外側を覆う保護層である布地の第２の層１０６は、存在しなかった。一次コイル１０１と二次コイル１０２は、２０ＡＷＧの絶縁された標準的な銅線で、一次コイルに対する二次コイルの巻数の比率は５：２であった。二次コイル１０２は、一次コイルとは軸方向に中心が一致するように、フォーム・フォーマの上から約１インチのワイヤ間隔で巻かれた。従って、一次コイル１０１と二次コイル１０２のワイヤの間隔は、約１／２インチであった。また二次コイル１０２の全長は、約４５インチ、または動作周波数２７．１２ＭＨｚでの１／１０波長であった。
【００１８】
図１と図３において、電気特性をより正確に測定するために、従来技術のＲＦコイル装置に修正が加えられた。修正点は、同軸ケーブル１００が通常そこに接続するＢＮＣ型ＲＦコネクタ３０８が一次コイル１０１に固定された。これによって、同軸ケーブル１００の影響をジアテルミ・システムから取り除くことができ、コイル組立体自体の電気的性能を直接測定することが可能となる。従来技術のＲＦコイル装置１１０は、擬似的負荷３０１をすっぽり覆うように置かれた。ＢＮＣコネクタ３０８は、較正済み同軸ケーブル３０９の端部に接続された。この設定において、ＶＮＡ３１１は、ＢＮＣコネクタ３０８での電気特性を測定することができる。ＶＮＡ３１１は、望ましい動作周波数２７．１２ＭＨｚおよびその近傍で電圧定常波比（voltage standing wave ratio）（ＶＳＷＲ）を測定するように構成された。可変コンデンサ１０３は、２７．１２ＭＨｚでＶＳＷＲが最小になるように調整された。さらに、ＶＮＡ３１１は、ＶＳＷＲチャートと複素インピーダンスチャートも作成するために使用された。
【００１９】
本発明の実施態様におけるＲＦコイル組立体２１０の試験設定を図２Ａと図２Ｂを参照して詳細に説明する。二次コイル２０２は、約１インチのワイヤ間隔で巻かれた。二次コイル２０２は、２０ＡＷＧの絶縁された標準的な銅線を７回巻き付けたものであった。二次コイルの全長は、約６５インチであった。一次コイル２０１は、二次コイル２０２とは約１／２インチの間隔で巻かれた。一次コイルに対する二次コイルの巻数の比率は７：２で、一次コイル２０１と二次コイル２０２は、軸方向に互いに中心がずれた位置関係になるよう設定された。
【００２０】
次に図３を参照して説明する。コイルの加熱能力を測定するために、発振器３１１は、全出力が約３３ワットになるように設定された。従来技術のコイル組立体と本発明のＲＦコイル組立体は共に、ディスプレイ３１２に基づいて整合がベストになるように調整された。生理食塩水３０３の温度は、手持ち式赤外線放射温度計３０７を使って実験の開始時点と終了時点に測定、記録された。一般的な実験は、約２０分間続いた。従来技術のＲＦコイル装置１１０は、２０分間で生理食塩水を華氏７６度から華氏８５度まで華氏９度上昇させた。一方、本発明は、２０分間で生理食塩水を華氏７７度から華氏９４度まで華氏１７度上昇させることができた。この実験によって、本発明は従来技術と比べて熱伝導能力を８９％改善することが実証された。これらの温度試験の結果を表１に示す（後述）。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
図１に示された従来技術のＲＦコイル装置に特徴的な電圧定常波比（ＶＳＷＲ）のグラフを図４Ａに示す。このグラフは、従来技術のコイル装置と図３に示された発振器（ＶＮＡ）３１１との間の整合のＶＳＷＲ軌跡４００の大きさを示したものである。水平軸４０４は、測定周波数を示し、１目盛りが１ＭＨｚの尺度を用いて左端２２．１２ＭＨｚから右端３２．１２ＭＨｚまでの範囲をカバーする。水平軸４０４の中心は、２７．１２ＭＨｚで、これは従来技術のコイル装置の望ましい動作周波数である。垂直軸４０５は、ＶＳＷＲを示し、１目盛り当たり１単位の尺度を用いる。また単位は、グラフの最低点を比率１：１としてそこから始まる無次元比率である。グラフの最高点は、１１：１の値を有する。
【００２３】
さらに図４Ａに関して、理想的に整合したガーメントは、少なくとも動作周波数２７．１２ＭＨｚ（水平軸の中央）において、ＶＳＷＲ軌跡４００は１：１軸に届くことになろう。動作周波数２７．１２ＭＨｚにおいて１：１軸から逸れていることは、ＲＦ整合効率において非効率であることを示している。
【００２４】
従来技術のＲＦコイル装置に特徴的な複素インピーダンスチャートを図４Ｂに示す。このチャートは、スミスチャートとして知られており、５０Ωで規格化されたガーメントのインピーダンス軌跡４０２を示すものである。スミスチャートは、定抵抗曲線と定リアクタンス曲線も示している。スミスチャートの水平軸は、抵抗軸４０１と称され、ゼロから無限までの抵抗範囲をカバーする。抵抗軸４０１上にある全てのポイントは、インダクタンスもキャパシタンスも有さない。抵抗軸４０１上の最左端近くにあるポイントは、非常に低い抵抗を表しているが、抵抗軸４０１上の最右端近くにあるポイントは非常に高い抵抗を表している。抵抗軸４０１の中心ポイント４０３は、システムインピーダンスに相当する５０Ωを示す。抵抗軸４０１より上の半円形エリアは、誘導性動作エリアを表し、軸４０１より下の半径エリアは、容量性動作エリアを表す。
【００２５】
さらに図４Ｂを参照して通常の動作について説明する。図１に詳しく示された従来技術のＲＦコイル装置は、共振に関して理想的に調整される。共振ポイントは、容量性でもなく、抵抗性でもなく、常に抵抗軸４０１上のどこかのポイントに対応する。チャートの中心４０３は、ジアテルミ・システムの理想的な動作ポイントであり、従来技術のＲＦコイル装置４１０と短波ジアテルミ用発振器（ＳＷＤＧ）との間の電気整合のクォリティは、インピーダンス軌跡４０２がチャート中心４０３のどれだけ近くを通るかによって決まることが可能である。
【００２６】
図５Ａは、本発明の実施の一形態に基づくＲＦコイル組立体に特徴的な電圧定常波比（ＶＳＷＲ）のグラフを示した図である。このグラフは、図２Ａに示された本発明のＲＦコイル組立体とＳＷＤＧ２５０との間の整合の大きさ５００を示している。水平軸４０４は、測定周波数である。水平軸４０４は、２７．１２ＭＨｚを中心として最左端２２．１２ＭＨｚから最右端３２．１２ＭＨｚまでをカバーする。垂直軸４０５は、ＶＳＷＲを示している。
【００２７】
本発明の実施の一形態に基づくＲＦコイル組立体に特徴的な複素インピーダンスチャートを図５Ｂに示す。このスミスチャートは、５０Ωで規格化されたインピーダンス軌跡５０２を示すものである。チャートの水平軸４０１は、抵抗軸で、中心４０３を５０Ωとしてゼロから無限までの抵抗範囲をカバーする。
【００２８】
図５Ａと図５Ｂから分かるように、一次巻き線に対する二次巻き線の巻数比が、７：２になるようにＲＦコイル組立体を設計することによって、発振器とガーメントとの間の電気整合が改善される。さらに、一次コイルを二次コイルの端部に配置する効果として発振器とＲＦコイル組立体との間の電気整合が同じく改善される。本発明のＲＦコイル組立体は、５０Ωシステムとのより良いインピーダンス整合を実現することができる。図５Ａおよび図５Ｂは、従来技術の図４Ａおよび図４Ｂと比較して大きく改善された結果がもたらされることを実証するものである。具体的には、本発明はＶＳＷＲを少なくとも４．４倍改善することができる。
【００２９】
ＲＦコイルのＲＦ整合能力に影響を与え得るメカニズムとしては、一次コイルに対する二次コイルの巻数比と、コイルの全体的な大きさと、コイルに沿った非一様な電流・電圧分布が含まれる。巻数比は、二次コイルのところで変圧効果を奏し、二次コイルのインピーダンスは、巻数比の自乗が掛かって一次コイルに跳ね返る。例えば、７：２のコイルは、５０＋ｊ０Ωに近い出力インピーダンスのＳＷＤＧに対応するように構成される。これは二次コイルのインピーダンスが５０＊（７／２）＾２＝６１２．５Ωであることに等しい。従って、二次コイルの一次コイル近くのエリアは、一次コイルの出力をＳＷＤＧの出力と一致させるために６１２．５Ωのインピーダンスを生み出さないといけない。巻数比を増大または減少させることによって、異なるインピーダンスが、一次コイルに跳ね返ることがあり得る。
【００３０】
電圧、電流、およびインピーダンスの間の関係は決まっているので、巻数比は、システムの電圧と電流にも影響を与える。このことは、設計者にインピーダンス整合のための調整手段のほかに最大の電圧および電流を制御するための調整手段を与える。例えば、他のコイル構成は、巻数比７：１で機能することは分かっているが、二次コイルの電圧は変圧効果から一次コイルの巻数比倍になるため、これらの構成では二次コイルに非常に高い電圧が発生する。誘電加熱は、誘電体材料を高電圧界に持ち込む際に問題になりうるもので、誘電加熱を抑える注意が必要である。コイルの全体的な大きさもガーメントの整合能力に影響を与える。一般に、二次コイルの巻数が増えると、それに比例してインダクタンスが増大する。より高いインダクタンスを有する二次コイルはより高いインピーダンスを有するコイルと同じで、コイルを調整するのにより小さなキャパシタンスで済むという更なる利点が生まれる。図４Ｂと図５Ｂを比較して、コイルのインピーダンスを大きくする必要性について説明する。従来技術のコイルは、１２Ω程度の低インピーダンスである。この値は望ましい値よりも約４倍小さく、コイルはインピーダンスを大きくするために調整が必要である。これはコイルに更に２巻を追加して巻数比を７：２にすることによって一部は達成された。一次コイル出力でのコイルインピーダンスに影響を与える唯一のパラメータは、一次コイルのオフセット量である。一次コイルのオフセット量は、二次巻き線のインピーダンスがどれだけ一次巻き線、故にＳＷＤＧに転換されるかを決定する。二次コイルに対して一次コイルを移動させることにより、設計者は二次コイルから一次コイルに跳ね返るインピーダンスをコイルの限界の範囲内で選ぶことが可能となる。
【００３１】
ヒトの手足用の短波ジアテルミに使用されるコイルは、それらが動作するＲＦ波長に応じて必然的に大きくなる。この理由から、コイルの二次インダクタンスは、集中素子として扱うことはできず、分散システムと考えねばならない。共振分散システムには、ＲＦ電圧およびＲＦ電流の通常の最小値と最大値とが存在する。こうしたシステムの一例は、１／２波長ダイポールアンテナがある。こうしたアンテナは、ダイポールのどちらかの端部で高電圧・低電流領域を示す。これは高インピーダンス領域を形成する。ダイポールの中心は、低電圧・高電流領域を示す。このエリアは、低インピーダンスである。ダイポールのインピーダンスは、中心からどちらかの端部まで測定されるので、整合目的から、低インピーダンスの中心と、高インピーダンスの端部との間で任意のインピーダンスが見つかることを示すことができる。
【００３２】
ここに記述されるコイルも同じ振る舞いをする。コイルの中心エリアは、非常に低いインピーダンスで、従ってコイルの中心に整合させることは、ＲＦ電力伝達に適してない。同調コンデンサに最も近い、コイルの端部エリアのインピーダンスは、高インピーダンスなので、ＲＦ発振器とはより容易に整合される。本発明は、従来技術と比較して、二次的な２巻きを追加することによるインピーダンスの増大の他に、この特性を利用する。
【００３３】
図６に短波ジアテルミ用発振器６５０のブロック図を示す。ＡＣ電源６００は、ヒューズ６０１を介して電源スイッチ６０２と結合される。電源スイッチ６０２は、医療用電源６０３と結合される。医療用電源６０３は、ＲＦ出力増幅器ＤＣ電源６０４とロジック電源６０５と結合される。ＲＦ出力増幅器６０４は、スイッチング電源を含むことができ、それは２７．１２ＭＨｚ増幅器６０８と、ＲＦ出力制御回路６０６を介してマイクロコントローラ６１７とに結合される。
【００３４】
また図６において、２７．１２ＭＨｚ発振器６０７は、２７．１２ＭＨｚ増幅器６０８を介して第１のインピーダンス整合兼高調波抑制ネットワーク６０９と結合される。第１のインピーダンス整合兼高調波抑制ネットワーク６０８は、ＶＳＷＲブリッジ６１０を介して２７．１２ＭＨｚ出力６１１と結合される。ＲＦジアテルミ用コイル組立体２１０を含むＲＦジアテルミ用ガーメント組立体６６０は、２７．１２ＭＨｚ出力コネクタ６１１と結合される。ＶＳＷＲブリッジ６１０は、順方向電力線（forward power line）と基準電力線（reference power line）を介してマイクロコントローラ６１７に結合される。マイクロコントローラ６１７は、治療タイマ６１８、加熱量６１９、出力セレクタ６２０、治療開始スイッチ６２１、音響器６２２と結合される。
【００３５】
さらに図６において、短波ジアテルミ用発振器は、ＡＣ電源６００から電力供給され、２７．１２ＭＨｚ（１１．０６ｍ）のＲＦ電力を生み出すことが可能である。実施の一形態として、この短波ジアテルミ用発振器は、利用可能なＲＦ電力と送られたＲＦ電力の表示を提供する。発振器は、ＲＦ負荷それ自体への効果を測定するためにＶＳＷＲブリッジ６１０を利用することができる。ＶＳＷＲブリッジ６１０は、発振器に組み込まれたフロントパネルディスプレイおよびＲＦ保護回路を制御するために使用することが可能である。
【００３６】
本発明は、ＲＦジアテルミ治療用装置を含むことができる。本発明は、ＲＦジアテルミ用コイル組立体も含むことができる。
【００３７】
ここで使用される、修飾語句のない単数形名詞、「ある（a,an）」という表現は、１つ以上を意味する。ここで使用される「複数（plularity）」という表現は２つ以上を意味する。また「別の、もう一つの（another）」という表現は少なくとも第２、第３またはそれ以上を意味する。ここに使用される「含む（including）」および／または「有する（having）」という表現は「具備する、包含する（comprising）」（すなわち他の構成要素を含みうるオープンランゲージ）を意味する。ここに使用される「結合（coupled）された」という表現は直接的か機械的かにはこだわらず単に「接続された（connected）」と同義である。
【００３８】
本発明のここに開示された全ての実施形態は本開示を踏まえた上で必要以上の実験を行うことなく実行し、使用することが可能である。本発明はここに与えられた理論的記述に限定されない。本発明者によって検討された本発明を実施するための最良の形態が開示されたが、実際の実施場面においてはそれに限定される必要はない。
【００３９】
本発明はキットで提供されることもあり得る。そのキットは、本発明を構成する一部または全ての構成要素を含むことが可能である。キットは本発明を実施するための指示を含むこともできる。さらに、上記ＲＦジアテルミ用コイル組立体は分離した別個のモジュールとして存在することができるが、ＲＦジアテルミ用コイル組立体は関連するシステムと一体化される場合があることは明かであろう。
【００４０】
本発明の特許請求の範囲の請求項は、限定が「ための手段」とか／または「ための段階」を使用して与えられた請求項に明記されなければミーンズ・プラス・ファンクション限定を含むと解してはならない。本発明に係る包括的な上位形態は、特許請求の範囲の独立項およびその均等物によって定義される。より具体的な特定の下位形態は特許請求の範囲の従属項およびその均等物によって区別化される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】従来技術のＲＦコイル装置の機能ブロック図である。
【図２Ａ】本発明の実施の一形態におけるＲＦコイル組立体の略図である。
【図２Ｂ】本発明の実施の一形態におけるＲＦコイル組立体の機能ブロック図である。
【図３】本発明の特徴を説明するために使用される試験システムの略図である。
【図４Ａ】従来技術のＲＦコイル装置に特徴的な電圧定在波比ＶＳＷＲのグラフを示した図である。
【図４Ｂ】従来技術のＲＦコイル装置に特徴的な複素インピーダンスチャートを示した図である。
【図５Ａ】本発明の実施の一形態におけるＲＦコイル組立体に特徴的な電圧定在波比ＶＳＷＲのグラフを示した図である。
【図５Ｂ】本発明の実施の一形態におけるＲＦコイル組立体に特徴的な複素インピーダンスチャートを示した図である。
【図６】本発明の実施の一形態における短波ジアテルミ用発振器（ＳＷＤＧ）のブロック図である。
【符号の説明】
【００４２】
１００    同軸ケーブル
１０１    一次コイル
１０２    二次コイル
１０３    可変コンデンサ
１０４    管状通路
１０５    布地の層
１０６    布地の層
１１０    従来のＲＦコイル装置
２００    同軸ケーブル
２０１    一次コイル
２０２    二次コイル
２０３    同調コンデンサ
２０４    管状通路
２０５    層
２０６    層
２１０    ＲＦコイル組立体
３００    試験システム
３０１    擬似的な人間負荷
３０２    プラスチックボトル
３０３    生理食塩水
３０４    非導電性プラスチック管
３０５    通気装置
３０６    電源コード
３０７    赤外線放射温度計
３０８    ＢＮＣ型ＲＦコネクタ
３０９    同軸ケーブル
【図１】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【国際調査報告】
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