磁気加温素子及びその温度制御方法
【課題】 ソフトヒーティング用加温素子において交流励磁により発熱する温度制御を感温磁性材料を適宜選択した上で素子変更なしで容易にして適確に行うことができる磁気加温素子及びその温度制御方法を提供すること。
【解決手段】 この複合型磁気加温素子は、感温磁性体１の側面部に電気良導体２を配備して成るもので、感温磁性体１には初透磁率μｉの温度上昇に伴う減少曲線にあって、減少が顕著な曲線部からの延長による外挿で求めた強磁性喪失温度Ｔｆと実質的に常磁性となる温度Ｔｐとの温度差△Ｔが１〜１０℃の範囲のものを用い、更に、磁気加温素子における加温温度を調整するために印加する交流磁界の強度を０．５〜１０ｍＴで変化させて温度制御を行うか、交流磁界に対して重畳する直流磁界の強度を０．５〜２０ｍＴで変化させて温度制御を行うか、或いは交流磁界の周波数を５０〜１０００ｋＨｚで変化させて温度制御を行う。
【解決手段】 この複合型磁気加温素子は、感温磁性体１の側面部に電気良導体２を配備して成るもので、感温磁性体１には初透磁率μｉの温度上昇に伴う減少曲線にあって、減少が顕著な曲線部からの延長による外挿で求めた強磁性喪失温度Ｔｆと実質的に常磁性となる温度Ｔｐとの温度差△Ｔが１〜１０℃の範囲のものを用い、更に、磁気加温素子における加温温度を調整するために印加する交流磁界の強度を０．５〜１０ｍＴで変化させて温度制御を行うか、交流磁界に対して重畳する直流磁界の強度を０．５〜２０ｍＴで変化させて温度制御を行うか、或いは交流磁界の周波数を５０〜１０００ｋＨｚで変化させて温度制御を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として医療分野の癌治療における温熱療法のインプラント加温に適用される磁気加温素子であって、詳しくは感温磁性体と電気良導体とを複合して成ると共に、交流励磁が印加されることにより発熱する加熱上限温度調整機能を持った磁気加温素子及びその温度制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般に医療分野の癌治療法としては、外科療法，放射線療法，免疫療法，薬物療法，凍結療法，温熱療法等が知られているが、医療現場では病状に応じてそれらの特徴を活かして適用し、ときには幾つかを併用して集学的に治療を行う等、様々な手法が実施されている。
【０００３】
このうち、特に温熱療法は、癌細胞が４２．５℃以上になると急速に生存率の低下する性質を利用し、正常組織の生存上限温度４５℃との温度差を利用して加温により癌腫瘍のみを選択的に壊死させる手法である。この温熱療法は、ハイパーサーミアとも呼ばれ、局所進行癌や再発癌に特に有用とされている。この温熱療法における加温手段としては、温浴加温，マイクロ波加温，ＲＦ（ラジオ周波数）誘電加温，ＲＦ誘導加温，超音波加温，強磁性体励磁加温，インプラント加温等の手法が挙げられる。中でもインプラント加温には感温磁性体と電気良導体とを複合して成ると共に、交流励磁が印加されることにより発熱する磁気加温素子が適用されている。インプラント加温は、体外から非接触で加温を行うことができるので、磁気加温素子を癌腫瘍に埋め込む必要があるものの、外科療法の手法と比べると、低侵襲性であること、感染症を防止できること、再治療がし易いこと、局所的な加温を行うことができること等の諸点で極めて有用である。
【０００４】
ところで、これまでの温熱療法は、組織の温度を精度良く制御するのが難しかったり、或いは組織を局所的に加温することが難しいといった問題があることにより、最近では発熱素子を体内に埋め込んで発熱させるインプラント加温が再び見直されてきている。
【０００５】
このインプラント加温として、感温磁性材料のキュリー温度Ｔｃで制約される加熱上限温度を制御するために感温磁性体を加温素子として体内に埋め込み、周囲から高周波磁界で励磁することにより発熱させる電磁誘導式の加温方法であるソフトヒーティング法が提案されている（非特許文献１参照）。その他、フェライトの中でもマグネタイトフェライト粒子を励磁して加熱する手法も古くから提案されている（非特許文献２参照）。
【非特許文献１】「ソフトヒーティング法によるハイパーサーミア」電気学会マグネティックス研究会資料，ＭＡＧ−８７−２６（１９８７）
【非特許文献２】「感温フェライトロッドを用いたソフトヒーティング法のハイパーサーミアヘの応用」電気学会論文誌Ａ，Ｖｏｌ．１１１，Ｎｏ．９（１９９１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した非特許文献１に係るソフトヒーティング法に用いられる加温素子の場合、感温磁性体と電気良導体である金属管とを複合して成るものであるが、感温磁性体は磁束の収束及び温度制御に寄与し、金属管は渦電流による発熱に専ら寄与している。この加温素子の発熱原理は、交流印加磁界中で磁性体の温度がキュリー温度Ｔｃよりも低いときに感温磁性体が周囲より高い透磁率を持つために感温磁性体に磁束が収束されて高い磁束密度となることにより、隣接する金属管に大きい短絡電流が流れて発熱が顕著となり、この発熱によって感温磁性体の温度がキュリー温度Ｔｃよりも高くなると、感温磁性体への磁束の収束が無くなって温度上昇に寄与しない程度に著しく発熱が減少するもので、現実的には加温素子の発熱が停止した状態となることにより、感温磁性体のキュリー温度Ｔｃを参照温度とした温度制御を行うもの（但し、同一なキュリー温度Ｔｃの磁性材料を用いた場合の加温温度調整に関する記述は見られない）である。
【０００７】
ところが、ソフトヒーティング法において、加温素子に感温磁性体を使用して温度制御を行うと、感温磁性体のキュリー温度Ｔｃが加温上限温度を決定することになるが、実際の癌治療に適用する場合には、患者における個体差，血流等による腫瘍への冷却効果，癌細胞の熱耐性の変化等を伴う条件下で治療効果を上げるためには多少の温度調整が必要となる場合が多いものの、従来の対処ではその都度状況に応じて適合する加熱温度の加温素子を選択して使用するようにしたり、或いは代替する等の手法によっているため、利便性を損なうばかりでなく、患者に肉体的負担を強いる結果となるため、好ましくないものとなっており、結果として、一度体内に埋め込まれたソフトヒーティング用加温素子において交流励磁により発熱する温度制御を素子変更なしで合理的に行うことができないという問題がある。
【０００８】
又、非特許文献２のフェライト粒子を励磁して加熱する技術の場合、キュリー温度Ｔｃが５８５℃と極めて高温であることにより、人体への適用を考慮すれば過熱暴走を容易に阻止できる構成を構築することが困難であるという難点を抱えている上、発熱状態にするためには高い交流磁束密度が必要となり、医療設備としては困難が予測される著しく過大な励磁設備を要するため、未だに実用化の見通しが立っていないのが実情である。
【０００９】
本発明は、このような問題点を解決すべくなされたもので、その技術課題は、ソフトヒーティング用加温素子において交流励磁により発熱する温度制御を感温磁性材料を適宜選択した上で素子変更なしで容易にして適確に行うことができる磁気加温素子及びその温度制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、感温磁性体と電気良導体とを複合して成ると共に、交流励磁が印加されることにより発熱する磁気加温素子において、感温磁性体は、初透磁率の温度上昇に伴う減少曲線にあって、減少が顕著な曲線部からの延長による外挿で求めた強磁性喪失温度Ｔｆと、常磁性となる温度Ｔｐとの温度差（△Ｔ＝Ｔｐ−Ｔｆであり、常時Ｔｐ≧Ｔｆの関係にある）が１〜１０℃の範囲にある特性を有するものである磁気加温素子が得られる。
【００１１】
又、本発明によれば、上記磁気加温素子を交流励磁を印加することにより発熱させる際、該磁気加温素子における加温温度を調整するために印加する交流磁界の強度（交流磁束密度）を０．５〜１０ｍＴの範囲で変化させて温度制御を行う磁気加温素子の温度制御方法が得られる。
【００１２】
更に、本発明によれば、上記磁気加温素子を交流励磁を印加することにより発熱させる際、該磁気加温素子における加温温度を調整するために印加する交流磁界に対して直流磁界を重畳すると共に、該直流磁界の強度（直流磁束密度）を０．５〜２０ｍＴの範囲で変化させて温度制御を行う磁気加温素子の温度制御方法が得られる。
【００１３】
加えて、本発明によれば、上記磁気加温素子を交流励磁を印加することにより発熱させる際、該磁気加温素子における加温温度を調整するために印加する交流磁界の周波数を５０〜１０００ｋＨｚの範囲で変化させて温度制御を行う磁気加温素子の温度制御方法が得られる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の磁気加温素子の場合、ソフトヒーティング用加温素子において交流励磁により発熱する温度制御を感温磁性体（その感温磁性材料）をキュリー温度の異なるものを使用することなく選択した上で素子変更なしで数℃程度可変するだけで容易にして適確に行うことができ、その温度制御方法として、磁気加温素子における加温温度を調整するために印加する交流磁界の強度（交流磁束密度）を０．５〜１０ｍＴの範囲で変化させて温度制御を行うか、又は交流磁界に対して直流磁界を重畳すると共に、直流磁界の強度（直流磁束密度）を０．５〜２０ｍＴの範囲で変化させて温度制御を行うか、或いは交流磁界の周波数を５０〜１０００ｋＨｚの範囲で変化させて温度制御を行うだけで良いため、特に医療分野における温熱療法に適用すれば、癌腫瘍を壊死させるために重要な温度上昇機能を有効に活用でき、治療効果を上げるための利便性が図られるようになり、従来必要であった素子変更に伴う患者の負担を顕著に軽減させることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の最良の形態に係る磁気加温素子は、感温磁性体と電気良導体とを複合して成ると共に、交流励磁が印加されることにより発熱するソフトヒーティング用加温素子となるもので、具体的には感温磁性体として、初透磁率の温度上昇に伴う減少曲線にあって、減少が顕著な曲線部からの延長による外挿で求めた強磁性喪失温度Ｔｆと、常磁性となる温度Ｔｐとの温度差（△Ｔ＝Ｔｐ−Ｔｆであり、常時Ｔｐ≧Ｔｆの関係にある）が１〜１０℃の範囲にある特性を有するものを用いたものである。
【００１６】
図１は、本発明の最良の形態に係る磁気加温素子における感温磁性体の磁気特性として、感温磁性材料をリング状フェライト材料としたときの測定温度に対する初透磁率μｉの特性を示したものである。
【００１７】
図１では、フェライト材料の初透磁率μｉの温度上昇に伴う減少曲線にあって、上述したように減少が顕著な曲線部からの延長による外挿で求めた強磁性喪失温度Ｔｆと実質的に常磁性となる温度Ｔｐとの温度差△Ｔ（△Ｔ＝Ｔｐ−Ｔｆであり、常時Ｔｐ≧Ｔｆの関係が成立する）を適正範囲として有するものとすることを示している。この温度差△Ｔが有用な範囲は、１〜１０℃の範囲である。即ち、温度差△Ｔが１℃以上であれば温度調整の機能が明らかに認められ、１０℃以上であればキュリー温度Ｔｃによる加熱温度の参照精度が明らかに低下するからである。このように加熱温度の参照精度が低下すると、適合する温度に対する加温素子の選択選定が困難となってしまい、治療に支障を来すことになるので、好ましくない。
【００１８】
そこで、このような温度差△Ｔ＝１〜１０℃の範囲の感温磁性体と電気良導体とを複合して成る磁気加温素子を交流励磁により発熱させる際、磁気加温素子における加温温度を調整する方法の一つ（磁気加温素子の温度制御方法の一つ）として、磁気加温素子における加温温度を調整するために印加する交流磁界の強度（交流磁束密度）を変化させて温度制御を行う場合が挙げられる。この交流磁束密度が有用な範囲は、０．５〜１０ｍＴの範囲である。即ち、交流磁束密度が０．５ｍＴ以下では発熱効果が低く、１０ｍＴ以上では人体に挿入できる大きさでの磁界発生設備が過大となって、その費用や形状についても不適切となってしまうからである。
【００１９】
又、同様に磁気加温素子における加温温度を調整する方法の他の一つ（磁気加温素子の温度制御方法の他の一つ）として、磁気加温素子における加温温度を調整するために印加する交流磁界に対して直流磁界を重畳すると共に、直流磁界の強度（直流磁束密度）を変化させて温度制御する場合が挙げられる。この直流磁束密度が有用な範囲は、０．５〜２０ｍＴの範囲である。即ち、直流磁束密度が０．５ｍＴ以上では温度変化への寄与が明らかに認められ、２０ｍＴ以上では人体に挿入できる大きさでの磁界発生設備が過大となって、その費用や形状についても不適切となってしまうからである。
【００２０】
更に、同様に磁気加温素子における加温温度を調整する方法の別の一つ（磁気加温素子の温度制御方法の別の一つ）として、磁気加温素子における加温温度を調整するために印加する交流磁界の周波数を変化させて温度制御する場合が挙げられる。この交流磁界の周波数が有用な範囲は、５０〜１０００ｋＨｚの範囲である。即ち、交流磁界の周波数が５０ｋＨｚ以上では明らかに発熱への寄与が認められ人体への悪影響がなく（２０ｋＨｚが人の可聴上限領域であって不快音とならない）、１０００ｋＨｚ以上では人体への加温効果（人体が発熱する）があって健康阻害が懸念されるからである。
【００２１】
以下は、幾つかの実施例を挙げて、本発明の磁気加温素子及びその温度制御方法について、磁気加温素子の製造工程を含めて具体的に説明する。
【実施例１】
【００２２】
実施例１では、先ず組成比が１５（Ｎｉ０．７・Ｃｕ０．３）Ｏ・３５．５ＺｎＯ・４９．５Ｆｅ２Ｏ３となるように、酸化鉄，酸化ニッケル，酸化第２銅，及び酸化亜鉛を原料としてボールミルで混合し、予備焼成を経て粉砕して成形を行った後、大気中の１０５０℃の温度条件下で焼成することによりリング状のフェライト焼結体を作成した。尚、このリング状のフェライト焼結体の場合、１００ｋＨｚにおける初透磁率μｉは２５℃において約３５００であり、キュリー温度Ｔｃは約４５℃であった。又、温度変化に対する初透磁率μｉの最大値は４２℃近傍にあり、ｄμｉ／ｄＴｅｍｐの値は約６００であった。
【００２３】
次に、得られたリング状のフェライト焼結体を切断加工し、それぞれ断面が１ｍｍの正方形で長さが１０ｍｍの所定数の棒状フェライトを作成し、これらの各棒状フェライトの側面に対して厚さが３５μｍで幅が１０ｍｍとなるように銅箔を貼り付けることにより、棒状フェライトが軸部となり、その側面部に銅箔を有する実施例１に係る複合型磁気加温素子の試料をそれぞれ作製した。
【００２４】
図２は、この実施例１に係る複合型磁気加温素子の外観構成を示した斜視図である。この複合型磁気加温素子は、上述したように棒状フェライトの軸部による感温磁性体１の側面部に銅箔による電気良導体２を配備して成るものである。
【００２５】
そこで、槽内温度を３７℃に保持した恒温槽中で実施例１に係る磁気加温素子をその長手方向が磁界印加方向と同じ方向になるように配置し、磁気加温素子に対して印加する交流磁界の周波数を１００ｋＨｚとし、且つ交流磁界の強度である交流磁束密度を０〜１０ｍＴの範囲で変化させて発熱による温度を制御しつつ、光学式温度計を用いて素子表面の温度を測定した。尚、交流励磁の３分後には、素子表面の温度は上限に到達していた。
【００２６】
素子表面の温度の測定結果では、印加する交流磁界の強度である交流磁束密度（ｍＴ）を０，０．５，１，２，４，６，８，１０と変化させた場合にそれぞれ素子表面の温度（℃）は、３７．０，４１．１，４３．５，４５．０，４６．１，４７．２，４８．２，４９．２となった。この結果によれば、磁気加温素子の表面温度は、交流磁束密度が０．５ｍＴ以上で上昇が明瞭となり、交流磁界の強度が増加するに伴って素子表面の到達温度が上昇することが判る。
【００２７】
従って、交流磁界の強度（交流磁束密度）を変化させることにより、磁気加温素子の温度を制御でき、その加熱機能や励磁磁界発生設備（費用、大きさ等）を考慮すると、交流磁界の強度（交流磁束密度）を０．５〜１０ｍＴの範囲にすれば有用であると言える。
【００２８】
因みに、図２に示した素子形状の棒状フェライトの軸部による感温磁性体１と角筒状銅による電気良導体２とをそれぞれ単独で印加する交流磁界の強度（交流磁束密度）を２ｍＴとして表面温度を測定したところ、感温磁性体１については３７．３℃、電気良導体２については３７．１℃であることが判り、結果的に磁気加温素子として、感温磁性体１と電気良導体２とを複合した構成とすることによって高い発熱性能を有することが判った。
【実施例２】
【００２９】
実施例２では、実施例１の場合と同様な手順で作製した同じ構造の複合型磁気加温素子に対し、印加する交流磁界については周波数を１００ｋＨｚ、交流磁束密度を１ｍＴとし、且つ交流磁界に対して重畳する直流磁界の強度（直流磁束密度）を０〜２０ｍＴの範囲で変化させて発熱による温度を制御しつつ、光学式温度計を用いて素子表面の温度を測定した。
【００３０】
素子表面の温度の測定結果では、印加する直流磁界の強度である直流磁束密度（ｍＴ）を０，０．５，１，２，４，６，１０，１５と変化させた場合にそれぞれ素子表面の温度（℃）は、４３．５，４４．１，４４．５，４５．０，４６．１，４７．１，４８．２，４９．２となった。この結果によれば、磁気加温素子の表面温度は、印加する交流磁界に重畳する直流磁界の強度が増加するに伴って到達温度が上昇することが判る。
【００３１】
従って、印加する交流磁界に重畳する直流磁界の強度（直流磁束密度）を変化させることにより、磁気加温素子の温度を制御でき、その加熱機能や直流磁界発生設備（費用、大きさ等）を考慮すると、重畳する直流磁界の強度（直流磁束密度）を０．５〜２０ｍＴの範囲にすれば有用であると言える。
【実施例３】
【００３２】
実施例３では、実施例１の場合と同様な手順で作製した同じ構造の複合型磁気加温素子に対し、印加する交流磁界（励磁磁界）については交流磁束密度を１ｍＴとなるようにし、周波数を５０〜１０００ｋＨｚの範囲で変化させて発熱による温度を制御しつつ、光学式温度計を用いて素子表面の温度を測定した。
【００３３】
素子表面の温度の測定結果では、周波数（ｋＨｚ）を５０，１００，２００，５００，８００，１０００と変化させた場合、並びに励磁なしである場合とについて、それぞれ素子表面の温度（℃）は４３．０，４３．５，４４．３，４５．１，４６．０，４７．２，３７．０となった。この結果によれば、磁気加温素子の表面温度は、印加する交流磁界の周波数が増加するに伴って上昇する傾向となることが判る。
【００３４】
従って、印加する交流磁界の周波数を変化させることにより、磁気加温素子の温度を制御でき、その人体への悪影響（不快音発生領域及び人体の発熱）とその加温機能とを考慮すると、交流磁界の周波数を５０〜１０００ｋＨｚの範囲にすれば有用であると言える。
【実施例４】
【００３５】
実施例４では実施例１の場合と同様な手順で作製した成形体を１０００〜１１００℃の範囲の温度条件下で大気中において焼成することによりリング状のフェライト焼結体を作成した。尚、このリング状のフェライト焼結体の場合、１００ｋＨｚにおける初透磁率μｉは２５℃において２５００〜４０００程度の範囲であり、キュリー温度Ｔｃは約４５℃であった。又、このフェライト焼結体における初透磁率μｉの温度による減少率は４１〜４３℃近傍で最も顕著であり、ｄμｉ／ｄＴｅｍｐは３００〜１０００の範囲であった。更に、温度上昇による初透磁率μｉの減少曲線部にあって、減少が顕著な曲線部からの延長による外挿で求めた強磁性喪失温度Ｔｆと、実質的に常磁性となる温度Ｔｐとの温度差△Ｔ＝Ｔｐ−Ｔｆは１〜１０℃であった。
【００３６】
次に、このフェライト焼結体からそれぞれ所定数のフェライト角棒を切り出して加温用複合素子を作製し、得られた加温用複合素子に対して印加する交流磁界の周波数を１００ｋＨｚとし、且つ交流磁界の強度（交流磁束密度）を０．５ｍＴ，２ｍＴとした異なる条件下でそれぞれ光学式温度計を用いて素子表面の温度を測定した。
【００３７】
素子表面の温度の測定結果では、温度差△Ｔ（℃）が１，２，３，５，７，１０である場合、印加した交流磁場の強度（交流磁束密度）が０．５ｍＴであるときにはそれぞれ素子表面の温度（℃）は４０．０，４０．５，４１．０，４１．８，４２．７，４４．０となり、印加した交流磁場の強度（交流磁束密度）が２ｍＴであるときにはそれぞれ素子表面の温度（℃）は４３．５，４４，３，４５．０，４６．５，４８．０，５０．０となり、更に励磁なしのときの素子表面の温度（℃）は３７．０となった。この結果によれば、磁気加温素子の表面温度における温度上昇は、印加した交流磁場の強度（交流磁束密度）が大きく、且つ温度差△Ｔが大きい程、温度上昇幅が大きくなる傾向となることが判る。
【００３８】
従って、温度差△Ｔを１℃以上とすることにより、印加する交流磁界（励磁磁界）による磁気加温素子の発熱に伴う温度を制御できると言える。
【００３９】
尚、上述した各実施例では、磁気加温素子における感温磁性体１の感温磁性材料としてＮｉＣｕＺｎ系フェライト、電気良導体２として銅箔を用いた場合を説明したが、各部の材料はこれらに限定されない。例えば感温磁性体１の感温磁性材料としては、目標とするキュリー温度Ｔｃを有するものであれば、ＦｅＮｉ等の金属磁性材料、ＭｎＺｎ系フェライト等の酸化物磁性材料、或いはその他の磁性材料を用いても同様な機能が得られるし、電気良導体２の材料としては、金，銀，チタン等の金属材料、酸化物材料、有機物材料、或いは半金属材料等としても、低い電気比抵抗（約１０−６Ω・ｍ以下）を有するものであれば同様な機能が得られるため、これらを代用することが可能である。
【００４０】
又、各実施例では、感温磁性材料としてＮｉＣｕＺｎ系フェライトを使用し，癌腫瘍のみを壊死させる効果がある４２．５〜４５℃近傍の温度制御について説明したが、本発明の磁気加温素子における技術的効果は、感温磁性材料のキュリー温度Ｔｃ近傍で印加する励磁磁界により温度を制御するものであるため、異なる温度設定の感温磁性材料（即ち、キュリー温度Ｔｃが異なる材料）であっても、温度制御を行うことができる。因みに、温度制御の範囲を４２．５〜４５℃近傍に設定した場合、ＮｉＣｕＺｎ系フェライトの組成は、組成式をｘ（Ｎｉ１−ａ・Ｃｕａ）Ｏ・ｙＺｎＯ・ｚＦｅ２Ｏ３とし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００、ａ＝０〜０．８、ｘ＝８〜２５、ｙ＝３２〜３８、ｚ＝４８〜５２の範囲とすることが有用となる。この組成比のＮｉＣｕＺｎ系フェライト焼結体における比抵抗は１０４〜１０１３Ω・ｍ程度であり、複合化する電気良導体２と比べて１０桁程度高い状態となり、加温に使用される短絡電流は専ら電気良導体２での発熱となるため、一層精密な温度制御を行うことができる。
【００４１】
更に、各実施例で説明した感温磁性体１と電気良導体２とを複合して成る磁気加温素子の構成は、図２に示したものに限定されるものでなく、感温磁性体１の感温磁性材料に対して収束された磁界により発生した短絡電流を熱源として使用できる形態であれば、例えば部分的な配置等を行った構造であっても、本発明の技術的範囲内にあるものである。
【００４２】
加えて、各実施例で説明した磁気加温素子における感温磁性体１は、断面が１ｍｍの正方形で長さ１０ｍｍの角棒状として説明したが、その構造はこれに限定されるものでなく、使用状況に応じて異なる形状（寸法や形態等）を選択選定することが可能である。但し、温度制御を容易に実現するためには、印加する交流磁界（励磁磁界）の印加方向に対して磁気加温素子の実効透磁率が５以上で機能するような形状及び素子配置とすることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の最良の形態に係る磁気加温素子における感温磁性体の磁気特性として、感温磁性材料をリング状フェライト材料としたときの測定温度に対する初透磁率の特性を示した図である。
【図２】本発明の実施例１に係る複合型磁気加温素子の外観構成を示した斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
１ 感温磁性体
２ 電気良導体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として医療分野の癌治療における温熱療法のインプラント加温に適用される磁気加温素子であって、詳しくは感温磁性体と電気良導体とを複合して成ると共に、交流励磁が印加されることにより発熱する加熱上限温度調整機能を持った磁気加温素子及びその温度制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般に医療分野の癌治療法としては、外科療法，放射線療法，免疫療法，薬物療法，凍結療法，温熱療法等が知られているが、医療現場では病状に応じてそれらの特徴を活かして適用し、ときには幾つかを併用して集学的に治療を行う等、様々な手法が実施されている。
【０００３】
このうち、特に温熱療法は、癌細胞が４２．５℃以上になると急速に生存率の低下する性質を利用し、正常組織の生存上限温度４５℃との温度差を利用して加温により癌腫瘍のみを選択的に壊死させる手法である。この温熱療法は、ハイパーサーミアとも呼ばれ、局所進行癌や再発癌に特に有用とされている。この温熱療法における加温手段としては、温浴加温，マイクロ波加温，ＲＦ（ラジオ周波数）誘電加温，ＲＦ誘導加温，超音波加温，強磁性体励磁加温，インプラント加温等の手法が挙げられる。中でもインプラント加温には感温磁性体と電気良導体とを複合して成ると共に、交流励磁が印加されることにより発熱する磁気加温素子が適用されている。インプラント加温は、体外から非接触で加温を行うことができるので、磁気加温素子を癌腫瘍に埋め込む必要があるものの、外科療法の手法と比べると、低侵襲性であること、感染症を防止できること、再治療がし易いこと、局所的な加温を行うことができること等の諸点で極めて有用である。
【０００４】
ところで、これまでの温熱療法は、組織の温度を精度良く制御するのが難しかったり、或いは組織を局所的に加温することが難しいといった問題があることにより、最近では発熱素子を体内に埋め込んで発熱させるインプラント加温が再び見直されてきている。
【０００５】
このインプラント加温として、感温磁性材料のキュリー温度Ｔｃで制約される加熱上限温度を制御するために感温磁性体を加温素子として体内に埋め込み、周囲から高周波磁界で励磁することにより発熱させる電磁誘導式の加温方法であるソフトヒーティング法が提案されている（非特許文献１参照）。その他、フェライトの中でもマグネタイトフェライト粒子を励磁して加熱する手法も古くから提案されている（非特許文献２参照）。
【非特許文献１】「ソフトヒーティング法によるハイパーサーミア」電気学会マグネティックス研究会資料，ＭＡＧ−８７−２６（１９８７）
【非特許文献２】「感温フェライトロッドを用いたソフトヒーティング法のハイパーサーミアヘの応用」電気学会論文誌Ａ，Ｖｏｌ．１１１，Ｎｏ．９（１９９１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した非特許文献１に係るソフトヒーティング法に用いられる加温素子の場合、感温磁性体と電気良導体である金属管とを複合して成るものであるが、感温磁性体は磁束の収束及び温度制御に寄与し、金属管は渦電流による発熱に専ら寄与している。この加温素子の発熱原理は、交流印加磁界中で磁性体の温度がキュリー温度Ｔｃよりも低いときに感温磁性体が周囲より高い透磁率を持つために感温磁性体に磁束が収束されて高い磁束密度となることにより、隣接する金属管に大きい短絡電流が流れて発熱が顕著となり、この発熱によって感温磁性体の温度がキュリー温度Ｔｃよりも高くなると、感温磁性体への磁束の収束が無くなって温度上昇に寄与しない程度に著しく発熱が減少するもので、現実的には加温素子の発熱が停止した状態となることにより、感温磁性体のキュリー温度Ｔｃを参照温度とした温度制御を行うもの（但し、同一なキュリー温度Ｔｃの磁性材料を用いた場合の加温温度調整に関する記述は見られない）である。
【０００７】
ところが、ソフトヒーティング法において、加温素子に感温磁性体を使用して温度制御を行うと、感温磁性体のキュリー温度Ｔｃが加温上限温度を決定することになるが、実際の癌治療に適用する場合には、患者における個体差，血流等による腫瘍への冷却効果，癌細胞の熱耐性の変化等を伴う条件下で治療効果を上げるためには多少の温度調整が必要となる場合が多いものの、従来の対処ではその都度状況に応じて適合する加熱温度の加温素子を選択して使用するようにしたり、或いは代替する等の手法によっているため、利便性を損なうばかりでなく、患者に肉体的負担を強いる結果となるため、好ましくないものとなっており、結果として、一度体内に埋め込まれたソフトヒーティング用加温素子において交流励磁により発熱する温度制御を素子変更なしで合理的に行うことができないという問題がある。
【０００８】
又、非特許文献２のフェライト粒子を励磁して加熱する技術の場合、キュリー温度Ｔｃが５８５℃と極めて高温であることにより、人体への適用を考慮すれば過熱暴走を容易に阻止できる構成を構築することが困難であるという難点を抱えている上、発熱状態にするためには高い交流磁束密度が必要となり、医療設備としては困難が予測される著しく過大な励磁設備を要するため、未だに実用化の見通しが立っていないのが実情である。
【０００９】
本発明は、このような問題点を解決すべくなされたもので、その技術課題は、ソフトヒーティング用加温素子において交流励磁により発熱する温度制御を感温磁性材料を適宜選択した上で素子変更なしで容易にして適確に行うことができる磁気加温素子及びその温度制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、感温磁性体と電気良導体とを複合して成ると共に、交流励磁が印加されることにより発熱する磁気加温素子において、感温磁性体は、初透磁率の温度上昇に伴う減少曲線にあって、減少が顕著な曲線部からの延長による外挿で求めた強磁性喪失温度Ｔｆと、常磁性となる温度Ｔｐとの温度差（△Ｔ＝Ｔｐ−Ｔｆであり、常時Ｔｐ≧Ｔｆの関係にある）が１〜１０℃の範囲にある特性を有するものである磁気加温素子が得られる。
【００１１】
又、本発明によれば、上記磁気加温素子を交流励磁を印加することにより発熱させる際、該磁気加温素子における加温温度を調整するために印加する交流磁界の強度（交流磁束密度）を０．５〜１０ｍＴの範囲で変化させて温度制御を行う磁気加温素子の温度制御方法が得られる。
【００１２】
更に、本発明によれば、上記磁気加温素子を交流励磁を印加することにより発熱させる際、該磁気加温素子における加温温度を調整するために印加する交流磁界に対して直流磁界を重畳すると共に、該直流磁界の強度（直流磁束密度）を０．５〜２０ｍＴの範囲で変化させて温度制御を行う磁気加温素子の温度制御方法が得られる。
【００１３】
加えて、本発明によれば、上記磁気加温素子を交流励磁を印加することにより発熱させる際、該磁気加温素子における加温温度を調整するために印加する交流磁界の周波数を５０〜１０００ｋＨｚの範囲で変化させて温度制御を行う磁気加温素子の温度制御方法が得られる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の磁気加温素子の場合、ソフトヒーティング用加温素子において交流励磁により発熱する温度制御を感温磁性体（その感温磁性材料）をキュリー温度の異なるものを使用することなく選択した上で素子変更なしで数℃程度可変するだけで容易にして適確に行うことができ、その温度制御方法として、磁気加温素子における加温温度を調整するために印加する交流磁界の強度（交流磁束密度）を０．５〜１０ｍＴの範囲で変化させて温度制御を行うか、又は交流磁界に対して直流磁界を重畳すると共に、直流磁界の強度（直流磁束密度）を０．５〜２０ｍＴの範囲で変化させて温度制御を行うか、或いは交流磁界の周波数を５０〜１０００ｋＨｚの範囲で変化させて温度制御を行うだけで良いため、特に医療分野における温熱療法に適用すれば、癌腫瘍を壊死させるために重要な温度上昇機能を有効に活用でき、治療効果を上げるための利便性が図られるようになり、従来必要であった素子変更に伴う患者の負担を顕著に軽減させることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の最良の形態に係る磁気加温素子は、感温磁性体と電気良導体とを複合して成ると共に、交流励磁が印加されることにより発熱するソフトヒーティング用加温素子となるもので、具体的には感温磁性体として、初透磁率の温度上昇に伴う減少曲線にあって、減少が顕著な曲線部からの延長による外挿で求めた強磁性喪失温度Ｔｆと、常磁性となる温度Ｔｐとの温度差（△Ｔ＝Ｔｐ−Ｔｆであり、常時Ｔｐ≧Ｔｆの関係にある）が１〜１０℃の範囲にある特性を有するものを用いたものである。
【００１６】
図１は、本発明の最良の形態に係る磁気加温素子における感温磁性体の磁気特性として、感温磁性材料をリング状フェライト材料としたときの測定温度に対する初透磁率μｉの特性を示したものである。
【００１７】
図１では、フェライト材料の初透磁率μｉの温度上昇に伴う減少曲線にあって、上述したように減少が顕著な曲線部からの延長による外挿で求めた強磁性喪失温度Ｔｆと実質的に常磁性となる温度Ｔｐとの温度差△Ｔ（△Ｔ＝Ｔｐ−Ｔｆであり、常時Ｔｐ≧Ｔｆの関係が成立する）を適正範囲として有するものとすることを示している。この温度差△Ｔが有用な範囲は、１〜１０℃の範囲である。即ち、温度差△Ｔが１℃以上であれば温度調整の機能が明らかに認められ、１０℃以上であればキュリー温度Ｔｃによる加熱温度の参照精度が明らかに低下するからである。このように加熱温度の参照精度が低下すると、適合する温度に対する加温素子の選択選定が困難となってしまい、治療に支障を来すことになるので、好ましくない。
【００１８】
そこで、このような温度差△Ｔ＝１〜１０℃の範囲の感温磁性体と電気良導体とを複合して成る磁気加温素子を交流励磁により発熱させる際、磁気加温素子における加温温度を調整する方法の一つ（磁気加温素子の温度制御方法の一つ）として、磁気加温素子における加温温度を調整するために印加する交流磁界の強度（交流磁束密度）を変化させて温度制御を行う場合が挙げられる。この交流磁束密度が有用な範囲は、０．５〜１０ｍＴの範囲である。即ち、交流磁束密度が０．５ｍＴ以下では発熱効果が低く、１０ｍＴ以上では人体に挿入できる大きさでの磁界発生設備が過大となって、その費用や形状についても不適切となってしまうからである。
【００１９】
又、同様に磁気加温素子における加温温度を調整する方法の他の一つ（磁気加温素子の温度制御方法の他の一つ）として、磁気加温素子における加温温度を調整するために印加する交流磁界に対して直流磁界を重畳すると共に、直流磁界の強度（直流磁束密度）を変化させて温度制御する場合が挙げられる。この直流磁束密度が有用な範囲は、０．５〜２０ｍＴの範囲である。即ち、直流磁束密度が０．５ｍＴ以上では温度変化への寄与が明らかに認められ、２０ｍＴ以上では人体に挿入できる大きさでの磁界発生設備が過大となって、その費用や形状についても不適切となってしまうからである。
【００２０】
更に、同様に磁気加温素子における加温温度を調整する方法の別の一つ（磁気加温素子の温度制御方法の別の一つ）として、磁気加温素子における加温温度を調整するために印加する交流磁界の周波数を変化させて温度制御する場合が挙げられる。この交流磁界の周波数が有用な範囲は、５０〜１０００ｋＨｚの範囲である。即ち、交流磁界の周波数が５０ｋＨｚ以上では明らかに発熱への寄与が認められ人体への悪影響がなく（２０ｋＨｚが人の可聴上限領域であって不快音とならない）、１０００ｋＨｚ以上では人体への加温効果（人体が発熱する）があって健康阻害が懸念されるからである。
【００２１】
以下は、幾つかの実施例を挙げて、本発明の磁気加温素子及びその温度制御方法について、磁気加温素子の製造工程を含めて具体的に説明する。
【実施例１】
【００２２】
実施例１では、先ず組成比が１５（Ｎｉ０．７・Ｃｕ０．３）Ｏ・３５．５ＺｎＯ・４９．５Ｆｅ２Ｏ３となるように、酸化鉄，酸化ニッケル，酸化第２銅，及び酸化亜鉛を原料としてボールミルで混合し、予備焼成を経て粉砕して成形を行った後、大気中の１０５０℃の温度条件下で焼成することによりリング状のフェライト焼結体を作成した。尚、このリング状のフェライト焼結体の場合、１００ｋＨｚにおける初透磁率μｉは２５℃において約３５００であり、キュリー温度Ｔｃは約４５℃であった。又、温度変化に対する初透磁率μｉの最大値は４２℃近傍にあり、ｄμｉ／ｄＴｅｍｐの値は約６００であった。
【００２３】
次に、得られたリング状のフェライト焼結体を切断加工し、それぞれ断面が１ｍｍの正方形で長さが１０ｍｍの所定数の棒状フェライトを作成し、これらの各棒状フェライトの側面に対して厚さが３５μｍで幅が１０ｍｍとなるように銅箔を貼り付けることにより、棒状フェライトが軸部となり、その側面部に銅箔を有する実施例１に係る複合型磁気加温素子の試料をそれぞれ作製した。
【００２４】
図２は、この実施例１に係る複合型磁気加温素子の外観構成を示した斜視図である。この複合型磁気加温素子は、上述したように棒状フェライトの軸部による感温磁性体１の側面部に銅箔による電気良導体２を配備して成るものである。
【００２５】
そこで、槽内温度を３７℃に保持した恒温槽中で実施例１に係る磁気加温素子をその長手方向が磁界印加方向と同じ方向になるように配置し、磁気加温素子に対して印加する交流磁界の周波数を１００ｋＨｚとし、且つ交流磁界の強度である交流磁束密度を０〜１０ｍＴの範囲で変化させて発熱による温度を制御しつつ、光学式温度計を用いて素子表面の温度を測定した。尚、交流励磁の３分後には、素子表面の温度は上限に到達していた。
【００２６】
素子表面の温度の測定結果では、印加する交流磁界の強度である交流磁束密度（ｍＴ）を０，０．５，１，２，４，６，８，１０と変化させた場合にそれぞれ素子表面の温度（℃）は、３７．０，４１．１，４３．５，４５．０，４６．１，４７．２，４８．２，４９．２となった。この結果によれば、磁気加温素子の表面温度は、交流磁束密度が０．５ｍＴ以上で上昇が明瞭となり、交流磁界の強度が増加するに伴って素子表面の到達温度が上昇することが判る。
【００２７】
従って、交流磁界の強度（交流磁束密度）を変化させることにより、磁気加温素子の温度を制御でき、その加熱機能や励磁磁界発生設備（費用、大きさ等）を考慮すると、交流磁界の強度（交流磁束密度）を０．５〜１０ｍＴの範囲にすれば有用であると言える。
【００２８】
因みに、図２に示した素子形状の棒状フェライトの軸部による感温磁性体１と角筒状銅による電気良導体２とをそれぞれ単独で印加する交流磁界の強度（交流磁束密度）を２ｍＴとして表面温度を測定したところ、感温磁性体１については３７．３℃、電気良導体２については３７．１℃であることが判り、結果的に磁気加温素子として、感温磁性体１と電気良導体２とを複合した構成とすることによって高い発熱性能を有することが判った。
【実施例２】
【００２９】
実施例２では、実施例１の場合と同様な手順で作製した同じ構造の複合型磁気加温素子に対し、印加する交流磁界については周波数を１００ｋＨｚ、交流磁束密度を１ｍＴとし、且つ交流磁界に対して重畳する直流磁界の強度（直流磁束密度）を０〜２０ｍＴの範囲で変化させて発熱による温度を制御しつつ、光学式温度計を用いて素子表面の温度を測定した。
【００３０】
素子表面の温度の測定結果では、印加する直流磁界の強度である直流磁束密度（ｍＴ）を０，０．５，１，２，４，６，１０，１５と変化させた場合にそれぞれ素子表面の温度（℃）は、４３．５，４４．１，４４．５，４５．０，４６．１，４７．１，４８．２，４９．２となった。この結果によれば、磁気加温素子の表面温度は、印加する交流磁界に重畳する直流磁界の強度が増加するに伴って到達温度が上昇することが判る。
【００３１】
従って、印加する交流磁界に重畳する直流磁界の強度（直流磁束密度）を変化させることにより、磁気加温素子の温度を制御でき、その加熱機能や直流磁界発生設備（費用、大きさ等）を考慮すると、重畳する直流磁界の強度（直流磁束密度）を０．５〜２０ｍＴの範囲にすれば有用であると言える。
【実施例３】
【００３２】
実施例３では、実施例１の場合と同様な手順で作製した同じ構造の複合型磁気加温素子に対し、印加する交流磁界（励磁磁界）については交流磁束密度を１ｍＴとなるようにし、周波数を５０〜１０００ｋＨｚの範囲で変化させて発熱による温度を制御しつつ、光学式温度計を用いて素子表面の温度を測定した。
【００３３】
素子表面の温度の測定結果では、周波数（ｋＨｚ）を５０，１００，２００，５００，８００，１０００と変化させた場合、並びに励磁なしである場合とについて、それぞれ素子表面の温度（℃）は４３．０，４３．５，４４．３，４５．１，４６．０，４７．２，３７．０となった。この結果によれば、磁気加温素子の表面温度は、印加する交流磁界の周波数が増加するに伴って上昇する傾向となることが判る。
【００３４】
従って、印加する交流磁界の周波数を変化させることにより、磁気加温素子の温度を制御でき、その人体への悪影響（不快音発生領域及び人体の発熱）とその加温機能とを考慮すると、交流磁界の周波数を５０〜１０００ｋＨｚの範囲にすれば有用であると言える。
【実施例４】
【００３５】
実施例４では実施例１の場合と同様な手順で作製した成形体を１０００〜１１００℃の範囲の温度条件下で大気中において焼成することによりリング状のフェライト焼結体を作成した。尚、このリング状のフェライト焼結体の場合、１００ｋＨｚにおける初透磁率μｉは２５℃において２５００〜４０００程度の範囲であり、キュリー温度Ｔｃは約４５℃であった。又、このフェライト焼結体における初透磁率μｉの温度による減少率は４１〜４３℃近傍で最も顕著であり、ｄμｉ／ｄＴｅｍｐは３００〜１０００の範囲であった。更に、温度上昇による初透磁率μｉの減少曲線部にあって、減少が顕著な曲線部からの延長による外挿で求めた強磁性喪失温度Ｔｆと、実質的に常磁性となる温度Ｔｐとの温度差△Ｔ＝Ｔｐ−Ｔｆは１〜１０℃であった。
【００３６】
次に、このフェライト焼結体からそれぞれ所定数のフェライト角棒を切り出して加温用複合素子を作製し、得られた加温用複合素子に対して印加する交流磁界の周波数を１００ｋＨｚとし、且つ交流磁界の強度（交流磁束密度）を０．５ｍＴ，２ｍＴとした異なる条件下でそれぞれ光学式温度計を用いて素子表面の温度を測定した。
【００３７】
素子表面の温度の測定結果では、温度差△Ｔ（℃）が１，２，３，５，７，１０である場合、印加した交流磁場の強度（交流磁束密度）が０．５ｍＴであるときにはそれぞれ素子表面の温度（℃）は４０．０，４０．５，４１．０，４１．８，４２．７，４４．０となり、印加した交流磁場の強度（交流磁束密度）が２ｍＴであるときにはそれぞれ素子表面の温度（℃）は４３．５，４４，３，４５．０，４６．５，４８．０，５０．０となり、更に励磁なしのときの素子表面の温度（℃）は３７．０となった。この結果によれば、磁気加温素子の表面温度における温度上昇は、印加した交流磁場の強度（交流磁束密度）が大きく、且つ温度差△Ｔが大きい程、温度上昇幅が大きくなる傾向となることが判る。
【００３８】
従って、温度差△Ｔを１℃以上とすることにより、印加する交流磁界（励磁磁界）による磁気加温素子の発熱に伴う温度を制御できると言える。
【００３９】
尚、上述した各実施例では、磁気加温素子における感温磁性体１の感温磁性材料としてＮｉＣｕＺｎ系フェライト、電気良導体２として銅箔を用いた場合を説明したが、各部の材料はこれらに限定されない。例えば感温磁性体１の感温磁性材料としては、目標とするキュリー温度Ｔｃを有するものであれば、ＦｅＮｉ等の金属磁性材料、ＭｎＺｎ系フェライト等の酸化物磁性材料、或いはその他の磁性材料を用いても同様な機能が得られるし、電気良導体２の材料としては、金，銀，チタン等の金属材料、酸化物材料、有機物材料、或いは半金属材料等としても、低い電気比抵抗（約１０−６Ω・ｍ以下）を有するものであれば同様な機能が得られるため、これらを代用することが可能である。
【００４０】
又、各実施例では、感温磁性材料としてＮｉＣｕＺｎ系フェライトを使用し，癌腫瘍のみを壊死させる効果がある４２．５〜４５℃近傍の温度制御について説明したが、本発明の磁気加温素子における技術的効果は、感温磁性材料のキュリー温度Ｔｃ近傍で印加する励磁磁界により温度を制御するものであるため、異なる温度設定の感温磁性材料（即ち、キュリー温度Ｔｃが異なる材料）であっても、温度制御を行うことができる。因みに、温度制御の範囲を４２．５〜４５℃近傍に設定した場合、ＮｉＣｕＺｎ系フェライトの組成は、組成式をｘ（Ｎｉ１−ａ・Ｃｕａ）Ｏ・ｙＺｎＯ・ｚＦｅ２Ｏ３とし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００、ａ＝０〜０．８、ｘ＝８〜２５、ｙ＝３２〜３８、ｚ＝４８〜５２の範囲とすることが有用となる。この組成比のＮｉＣｕＺｎ系フェライト焼結体における比抵抗は１０４〜１０１３Ω・ｍ程度であり、複合化する電気良導体２と比べて１０桁程度高い状態となり、加温に使用される短絡電流は専ら電気良導体２での発熱となるため、一層精密な温度制御を行うことができる。
【００４１】
更に、各実施例で説明した感温磁性体１と電気良導体２とを複合して成る磁気加温素子の構成は、図２に示したものに限定されるものでなく、感温磁性体１の感温磁性材料に対して収束された磁界により発生した短絡電流を熱源として使用できる形態であれば、例えば部分的な配置等を行った構造であっても、本発明の技術的範囲内にあるものである。
【００４２】
加えて、各実施例で説明した磁気加温素子における感温磁性体１は、断面が１ｍｍの正方形で長さ１０ｍｍの角棒状として説明したが、その構造はこれに限定されるものでなく、使用状況に応じて異なる形状（寸法や形態等）を選択選定することが可能である。但し、温度制御を容易に実現するためには、印加する交流磁界（励磁磁界）の印加方向に対して磁気加温素子の実効透磁率が５以上で機能するような形状及び素子配置とすることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の最良の形態に係る磁気加温素子における感温磁性体の磁気特性として、感温磁性材料をリング状フェライト材料としたときの測定温度に対する初透磁率の特性を示した図である。
【図２】本発明の実施例１に係る複合型磁気加温素子の外観構成を示した斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
１ 感温磁性体
２ 電気良導体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感温磁性体と電気良導体とを複合して成ると共に、交流励磁が印加されることにより発熱する磁気加温素子において、前記感温磁性体は、初透磁率の温度上昇に伴う減少曲線にあって、減少が顕著な曲線部からの延長による外挿で求めた強磁性喪失温度Ｔｆと、常磁性となる温度Ｔｐとの温度差（△Ｔ＝Ｔｐ−Ｔｆであり、常時Ｔｐ≧Ｔｆの関係にある）が１〜１０℃の範囲にある特性を有するものであることを特徴とする磁気加温素子。
【請求項２】
請求項１記載の磁気加温素子を交流励磁を印加することにより発熱させる際、該磁気加温素子における加温温度を調整するために印加する交流磁界の強度を０．５〜１０ｍＴの範囲で変化させて温度制御を行うことを特徴とする磁気加温素子の温度制御方法。
【請求項３】
請求項１記載の磁気加温素子を交流励磁を印加することにより発熱させる際、該磁気加温素子における加温温度を調整するために印加する交流磁界に対して直流磁界を重畳すると共に、該直流磁界の強度を０．５〜２０ｍＴの範囲で変化させて温度制御を行うことを特徴とする磁気加温素子の温度制御方法。
【請求項４】
請求項１記載の磁気加温素子を交流励磁を印加することにより発熱させる際、該磁気加温素子における加温温度を調整するために印加する交流磁界の周波数を５０〜１０００ｋＨｚの範囲で変化させて温度制御を行うことを特徴とする磁気加温素子の温度制御方法。
【請求項１】
感温磁性体と電気良導体とを複合して成ると共に、交流励磁が印加されることにより発熱する磁気加温素子において、前記感温磁性体は、初透磁率の温度上昇に伴う減少曲線にあって、減少が顕著な曲線部からの延長による外挿で求めた強磁性喪失温度Ｔｆと、常磁性となる温度Ｔｐとの温度差（△Ｔ＝Ｔｐ−Ｔｆであり、常時Ｔｐ≧Ｔｆの関係にある）が１〜１０℃の範囲にある特性を有するものであることを特徴とする磁気加温素子。
【請求項２】
請求項１記載の磁気加温素子を交流励磁を印加することにより発熱させる際、該磁気加温素子における加温温度を調整するために印加する交流磁界の強度を０．５〜１０ｍＴの範囲で変化させて温度制御を行うことを特徴とする磁気加温素子の温度制御方法。
【請求項３】
請求項１記載の磁気加温素子を交流励磁を印加することにより発熱させる際、該磁気加温素子における加温温度を調整するために印加する交流磁界に対して直流磁界を重畳すると共に、該直流磁界の強度を０．５〜２０ｍＴの範囲で変化させて温度制御を行うことを特徴とする磁気加温素子の温度制御方法。
【請求項４】
請求項１記載の磁気加温素子を交流励磁を印加することにより発熱させる際、該磁気加温素子における加温温度を調整するために印加する交流磁界の周波数を５０〜１０００ｋＨｚの範囲で変化させて温度制御を行うことを特徴とする磁気加温素子の温度制御方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００７−８２６９０（Ｐ２００７−８２６９０Ａ）
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２７４０６１（Ｐ２００５−２７４０６１）
【出願日】平成１７年９月２１日（２００５．９．２１）
【出願人】（０００１３４２５７）ＮＥＣトーキン株式会社 (1,832)
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２１日（２００５．９．２１）
【出願人】（０００１３４２５７）ＮＥＣトーキン株式会社 (1,832)
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【Ｆターム（参考）】
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