专利名称：高频电容式加热电极装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种医用加热电极装置，更详细地说，涉及一种可应用于肿瘤的高温治疗和同类用途的高频电容式加热电极装置。
有一种已知的利用癌细胞的耐热能力低于正常细胞的事实来治疗癌症的高频高温疗法。
在一种通常的高频电容式高温疗法中，含有一个被加热部分的一个活体区域处于两个平板电极之间，由一个高频电源给该电极之间提供一个高频电流。
然而，用这种通常的疗法要有效地加热处于一个活体内部深处的治疗对象部分是困难的，因为皮下脂肪层势必会更强烈地被加热，以致这种疗法给患者带来痛苦。
为了克服这个问题，一种方法已被推荐，在这种方法中，在第1电极与第2电极之间施加一个高频电流，该第1电极有一个用来循环冷却介质的装置，该第1电极可施加于处于一个活体内部深处的疾患部分的近处，而该第2电极的电极表面比第1电极的要大，因此仅仅该第1电极的附近可被加热，该第二电极施加于该活体的表面。
例如，日本实用新型申请公开号(KOKAI)Nos.63-3844(1988)和63-3845(1988)(相应于欧洲专利申请公开号No.0251746AL)公开了一种可应用于内道器官表面的高频电容式加热电极装置。
日本实用新型申请公开号63-3845(1988)中所公开的电极装置是一种包括一个厚壁容器和一个电极及一个弹性聚合物薄膜的高频加热电极装置，该厚壁容器用一种弹性聚合物制成并配备有用来分别引入和排出冷却介质的几个通道，该电极易于变形且安放在该厚壁容器的开口面对面的内表面上，该弹性聚合物薄膜用来封闭该厚壁容器的开口面。这个电极装置依从机体表面(活体的外表面和内道器官的表面)的形状而变形，且使该电极装置附近的所希望的部分能够有选择性地和可靠地被加热。由于该电极与机体表面并不紧密接触，所以该电极装置是安全的。
日本实用新型申请(KoKAI)公开号63-3844(1988)中所公开的电极装置是一种加热电极装置，它包括日本专利申请公开号63-3845中所公开的那种高频加热电极装置和一个气密的袋状部件，该袋状部件配置在该高频加热电极装置的厚壁容器的背面上且具有引入和排出气体的功能，因此，该电极装置固定在内道器官内表面(例如阴道内表面)上的治疗对象疾患部分上，而不需要单独准备一个电极固定装置。
根据本发明的一种高频电容式加热电极装置已被如此地设计出来，以致于它不但可用于治疗内道器官表面的子宫颈癌，而且可用于治疗已经渗入到子宫颈周围部分的癌。
本发明的目的是提供一种可应用于治疗子宫颈癌的高频电容式加热电极装置，更确切地说，即使子宫颈癌处于发展期且渗入到一个宽广的区域，也能用该装置来加热不仅包括子宫颈而且包括被渗入的区域在内的一个宽广的区域。
根据本发明，用一种包括有一个电极，一个用来支撑该电极的弹性支柱，一个弹性聚合物薄膜和几个通道的高频电容式加热电极装置来实现这个目的。该弹性聚合物薄膜包围住该电极且在该支柱与薄膜之间形成一个气密空间，该通道是用来把冷却介质引入和排出该气密空间，该电极构成帽状形并配置在该弹性支柱的一端。
由于本发明的这种高频电容式加热电极装置的电极是帽状形的，就可同时加热面对该帽形电极管形部分外围表面的活体部分和面对配置在该帽形电极管形部分端部的板状部分的活体部分。作为用于治疗子宫颈癌的该电极装置的电极，该帽形电极的管形部分可以是例如园筒形的，该电极的板状部分可以例如是园盘形的。因此，即使子宫颈癌处于发展期且渗入到一个宽广的区域，也能用该电极装置来加热不仅包括子宫颈而且包括被渗入的区域在内的一个宽广的区域。根据本发明的该电极装置容易安放于被加热部分，因此使热疗法成为可能而没有任何困难。
从下面对本发明的最佳实施方案的说明，连同附图一起，本发明的上述的和其它的目的及特点和优点将会更清楚。
图1是根据本发明的一种电极装置的一个实施方案的示意图;
图2a至2c是本发明的一种电极装置的三个实施方案的剖视图;
图3a至3e表示出几个电极实施方案的结构;
图4是检验根据本发明的一种电极装置的效能的一种试验仪器的示意图;
图5是图4中所表示出的仪器沿V-V线取的剖视图和一个温度记录仪的示意图;
图6a和6b是先有技术中的(日本实用新型申请(KOKAI)公开号63-3844中公开的)一种高频加热电极装置的示意图;
图7是用图4中所表示出的试验仪器获得的表示出根据本发明的电极装置的试验结果的等温曲线图;以及图8是用图4中所表示出的试验仪器获得的表示出一种常规电极装置的试验结果的等温曲线图。
将参照各
本发明的各实施方案。
图1是根据本发明的一种高频电容式加热电极装置的一个实施方案的示意图。参考数字11表示用来支撑帽形电极12的一个支柱。该支柱11装备了一根用来给帽形电极12供电的导线17，两个用来引入和排出冷却介质的通道15和16，和一根用于传感器31的导线32。该支柱11用一种易于变形(弯曲)且有足够硬度用来保持其形状的材料制成。例如，这种材料可以是一种弹性聚合物材料和一种象铜棒一样的金属(未表示出)的组合物，以便正确地把该帽形电极12配置于支柱11的应与其接触的那部分上。该支柱11可根据使用目的而设计成所希望的形状和尺寸。例如，该支柱11可以是园柱形的。
图1和图2a至2c中所表示出的该支柱11有一个其直径小于前半部分11a的园柱形的后半部分11b。或者反过来也行，即依据电极12a和12b的尺寸，支柱后半部分11b的直径也可等于或大于前半部分11a的直径。该前半部分11a被帽形电极12包复顶端，该电极12包含面对支柱11的一个端面35的园盘形电极12a和园筒形电极12b，该园筒形电极12b包围住支柱11的从端面35的园周边缘延伸的外侧园周表面的一部分。该电极12a和12b用一种良电导体如铜和银制成，且其形状可以是一个平板形，箔形，网形和螺管形。电极12a和12b的形状不需取决于支柱11的外形。电极12a和12b可以是整体的或分开的。帽形电极12的大小可根据需要而合适地确定。在用于子宫颈的一种电极装置的情况下，该帽形电极12的大小是，例如，直径约为1.5至3厘米和长度约为1.5至3.5厘米。
用来把电极12a和12b与电源(未表示出)相连接的导线17穿过支柱11并连接到电极12a和12b上。一个弹性聚合物薄膜14以这样一种方式设置于该支柱前半部分11a的侧壁上，以使其包围住电极12a和12b，并在支柱11和弹性聚合物薄膜14之间构成一个气密空间13。选择该弹性聚合物薄膜14的形状如所希望的那样与本发明的电极装置打算接触的那部分相一致。该弹性聚合物薄膜14可预先成形，致使该电极装置自然地与该电极装置打算接触的那部分紧密接触。在这种情况下，该帽形电极12最好具有近似于该弹性聚合物薄膜14外形的外部形状，以便在该弹性聚合物薄膜14的表面上产生一个均匀的电流密度。在该电极的表面上可设置一个凹槽，为的是保证冷却介质的循环通道。
支架11与弹性聚合物薄膜14之间的气密空间13充满一种冷却介质，例如水和一种导电液体，为的是经过设置在支架11上的引入和排出通道15和16而在该气密空间13中循环流通。
在把该电极装置安放在一个活体内进行治疗的情况下，与气密空间13内循环流动的冷却介质相结合，该弹性聚合物薄膜14使该电极装置与被治疗对象部分之间容易紧密接触。
该冷却介质在气密空间13中被循环流动，其目的是在高温治疗过程中防止局部加热。
用来有效地实现使用冷却介质的目的的该弹性聚合物薄膜14的实例是一个用天然橡胶或合成橡胶制成的聚合物薄膜，例如一个硅橡胶薄膜。图1和图2a表示出装备有传感器31的电极装置，该传感器31与导线32相连，其目的是监测在高温治疗过程中的加热状态。但在单独备有一个温度传感器的情况下，就无需在该电极装置上装备该温度传感器31和该导线32。
被压入气密空间13并在其中循环流动的冷却介质吸收一部分所施加的高频能量。为了减少这种能量吸收，该帽形电极12与该弹性聚合物薄膜14之间的距离是依据该帽形电极12的面积来合适地选择的。
如图2a至2c所示，用来分别引入和排出冷却介质的通道15和16贯穿支柱11。也可用通道15来排出冷却介质和用通道16来引入冷却介质。通道15通过一个设置在支柱11前半部分11a的外围表面上的开口34而与气密空间13相连通。通道16的一端通过一个设置在支柱11一个端面35上的开口36而与气密空间13相连通。通道15和16可有分支通道，它们是从通道15和16的中间部分分支出来并通过设置在端面35上的和前半部分11a外围表面上的与各分支通道对应的许多开口而与气密空间13相连通。在正对着开口36的园盘电极12a的那部分，一个通孔37贯穿该园盘电极12a。
图2a至2c是根据本发明的一种电极装置的三个实施方案的剖视图。图2b中所示的电极装置在电极表面上装备了硅橡胶的或同类材料的两个环形衬垫18。在图2c中所示的电极装置中，在该电极表面上装备了一个用网状的，多孔的或其它聚合材料制成的衬垫18，例如，一个与该电极形状相符的用聚四氟乙烯制成的帽形网状衬垫。这些衬垫18防止该电极12a和12b与该弹性聚合物薄膜14紧密接触。若该衬垫的厚度接近于该帽形电极12与该弹性聚合物薄膜14之间的距离，则在高温治疗过程中，即使有一个局部外压力作用于该电极装置，也能保持预先确定的该帽形电极12与该弹性聚合物薄膜14之间的预定距离，由此在该帽形电极12的各部分中普遍存在的该帽形电极12与该弹性聚合物薄膜14之间的距离都被压缩，从而使得能够有效地加热。该衬垫18是以这样一种方式固定在电极12a和12b上的，致使(例如)衬垫18覆盖在电极12a和12b之上。
图3a至3e表示出该帽形电极结构的几个不同的实例。
图3a至3c表示出用一种良导体金属如铜作成的平板，箔或网所制成的几个帽形电极。
图3d表示出一个具有螺管形电极12b的帽形电极。
图3b至3e中所示的几个电极中，该电极12b设置了一些壁孔。当在高温治疗过程中一个局部外压力作用于该电极装置时和该帽形电极12与该弹性聚合物薄膜14之间的空间减小或扩大时，这些壁孔对于抑制冷却介质的局部流动是有用的。在图3b和3c中所表示出的电极的情况下，许多矩形孔38作为电极12b上的壁孔等间隔地设置在该电极12b的外侧园周部分。在图3d中所表示出的电极的情况下，该壁孔构成了一个被螺管形良导体部件限定的连续的空间39。在图3e中所表示出的电极的情况下，壁孔设置在电极12a和12b两者中。这些壁孔由许多细槽沟40和41以及许多矩形孔38组成。这些细槽沟40以这样一种方式设置于电极12a的表面上，以使其从通孔37到该电极12a的外侧园周边辐射状延伸。这些细槽沟41以这样一种方式设置于电极12b的表面上，以使其从该电极的一端到另一端延伸和与对应的细槽沟40连通。这些矩形孔38等间隔地设置在该电极12b的外侧园周部分。这些细槽沟40和41保证了冷却介质的循环通道且增强了那些孔38的抑制冷却介质局部流动的效果。
该园盘电极12a垂直于支柱11的纵轴安放在该支柱11的端面35的对面。该帽形电极12以这样一种方式固定在支柱11上，以使其在端面35那一侧上包复该支柱11的端部，或将该帽形电极12附着在支柱11的从该支柱11的端面35的园周边缘延伸的那部分外侧园周表面上。
本发明的一种电极装置的应用实例将在下面被说明。
将本发明的该电极装置插入阴道内，如果需要的话可将支柱11适当地弯曲，以使电极12a定位于子宫颈一被加热的对象部分。在这种情况下，支柱11是用一个单独准备的装置来固定的。
接着通过引入和排出通道15和16将冷却介质引入空间13。如上所述，安放于被加热对象部分的本发明的该电极装置与安放于身体表面上的电极装置相结合就能够实现高频电容式加热。在这种情况下，用一个其电极面积比本发明的电极装置的电极面积大十倍以上电极装置作为外电极装置，就能够有效地治疗其上固定着本发明的电极装置谋患尤鹊亩韵蟛糠帧 用本发明的电极装置所获得的优点将被说明如下。
图4是用来证明本发明的电极装置的效能的一个试验仪器的示意图。这个仪器包括一个插入一个与肌肉等效的琼脂模型21中的加热电极装置22，一个安放在该肌肉等效琼脂模型21的外侧表面上的外电极装置23，一个通过导线24与两个电极装置22和23相连的高频电源25，和一个通过冷却水循环管26和27分别与电极装置22和23相连的冷却水循环器28。
该肌肉等效琼脂模型21是一个柱体，它从顶部到底部有一个相同的椭园截面，椭园截面的长轴约29厘米，短轴约20厘米，该柱体21的高约19厘米。该琼脂模型21的重量组成是琼脂占4%，氯化钠占0.24%，氮化钠占0.1%，蒸馏水占95.66%。
日本实用新型申请(KOKAI)公开号63-3844(1988)中所公开的那种通常的电极装置和本发明的电极装置曾被用来当作该加热电极装置22。该肌肉等效琼脂模型21分别被这两种电极装置加热，并用一个温度记录仪(红外线温度测量装置)29、30观测到在每种加热情况下的沿Ⅶ-Ⅶ线所取的该琼脂模型的纵截面中的温度分布，如图5中所示。
该试验中所用的本发明的该电积装置具有图2b中所示的结构形状，其弹性聚合物薄膜的直径为3厘米，该薄膜在3厘米直径那部分的长度为2.5厘米。在对比试验中所用的通常的电极装置具有图6a和6b中所示的结构形状，其椭园的外径是5厘米×3厘米，壁厚为1.4厘米。在图6a和6b中，参考数字12表示一个电极，50表示一个厚壁容器，51表示一个气密袋状部件，52表示一个导管。
图7表示出用本发明的该电极装置所加热的该琼脂模型的温度分布。该温度分布表示为等温曲线，该等温曲线代表其温度比加热前的琼脂模型温度高6℃的该琼脂模型的那些部分。
图8表示出用通常的电极装置所加热的该琼脂模型的温度分布。该温度分布表示为等温曲线，该等温曲线代表该琼脂模型内部的其温度比加热前高6℃的那些部分。
比较图7与图8中的两条等温曲线就清楚地表明本发明的电极装置与通常的电极装置之间在温度分布的型式上的区别，这种区别并不归因于两种电极装置的大小尺寸不同。更准确地说，由于本发明的该高频电容式加热电极装置有一个帽形电极，就能够同时加热在该帽形电极园筒部分的外侧园周表面对面的那部分活体组织和在该帽形电极园盘部分对面的那部分活体组织，该园盘部分装置在该帽形电极园筒部分的园环形端部。因此，即使子宫颈癌处于发展期并渗入到一个宽广的区域，也能加热不仅包括子宫颈而且包括被渗入的区域在内的疾患部分的一个宽广的区域。
如果在该帽形电极与该弹性聚合物薄膜之间装置了一个衬垫以防止它们之间的紧密接触，如同前面已说明的几个实施方案中的那样，由于该弹性聚合物薄膜并不与该帽形电极紧密接触，该活体与该弹性聚合物薄膜相接触的那部分的温度就不会有异常的升高，因此，该衬垫使得能够安全地进行高温治疗。本发明的高频电容式加热电极装置能够用于除子宫颈之外的其它部分的高温治疗。
虽然已说明了那些目前被认为是本发明的最佳实施方案，但不讲自明的是这些实施方案可作各种修改，这些修改属于本发明的精神实质和范围。
权利要求
1.一种高频电容式加热电极装置，它包括一个电极；一个用来支撑该电极的弹性支柱；一个弹性聚合物薄膜包围住该电极并在该支柱与该弹性聚合物薄膜之间构成一个气密空间；用于把一种冷却介质引入和排出该气密空间的通道装置；该电极形成一个帽状形并装置于该弹性支柱的一端。
2.一种根据权利要求1的电极装置，该电极装置用于对子宫颈癌的高温治疗。
3.一种根据权利要求1或2的电极装置，其中该支柱是可弯曲的且能够保持弯曲后的状态。
4.一种根据权利要求1或2的电极装置，其中该电极包括一个园盘电极和一个园筒电极，该园盘电极装置在该支柱的一个端面上，该园筒电极包围住该支柱的从该支柱的该端面延伸的外侧园周部分的一部分。
5.一种根据权利要求1的电极装置，其中在该电极的一个外侧园周表面上安装了一个衬垫。
6.一种根据权利要求4的电极装置，其中该园盘电极设置了一个通孔。
7.一种根据权利要求6的电极装置，其中该园盘电极在其一个外表面上设置了许多从该通孔向该园盘电极的一个外侧园周边缘延伸的细槽沟。
8.一种根据权利要求7的电极装置，其中在该园筒电极的一个侧壁部分等间隔地设置了许多通孔。
9.一种根据权利要求8的电极装置，其中该园筒电极在其一个外侧园周表面上设置了许多细槽沟，这些细槽沟从该园筒电极的与该园盘电极的许多细槽沟末端相对应的各部分向该园筒电极的在该园盘电极对面的那一端延伸。
10.一种根据权利要求5的电极装置，其中该电极包括一个园盘电极和一个园筒电极，该园盘电极装置于该支柱的一个端面上，该园筒电极包围住该支柱的从该支柱的该端面延伸的外侧园周部分的一部分，该衬垫被分成许多园环形衬垫，而且装置在该园筒电极的处于该园盘电极边上的那一部分上的该园环形衬垫的一端从该园盘电极的一个外侧表面向外伸出。
11.一种根据权利要求5的电极装置，其中该衬垫用网状的，多孔的或其它的材料构成。
12.一种根据权利要求5的电极装置，其中该衬垫用一种绝缘材料制成。
13.一种根据权利要求12的电极装置，其中该绝缘材料是硅橡胶或象聚四氟乙烯那样的氟塑料。
全文摘要
一种高频电容式加热电极装置，它包括一个帽形电极，一个用来支撑该电极的且其一端被该电极包覆的弹性支柱，一个包围住该电极的且在其与该支柱之间构成一个气密空间的弹性聚合物薄膜，和用来把冷却介质分别引入和排出该气密空间的几个通道。这种高频电容式加热电极装置安放在一个活体的被加热的治疗对象部分的近处并可用于对子宫颈癌的高温治疗。
文档编号A61N1/06GK1033010SQ8810725
公开日1989年5月24日 申请日期1988年10月20日 优先权日1987年10月28日
发明者北川清, 细井义夫, 十川田莫, 小野寺誓, 小沼忠 申请人:吴羽化学工业株式会社