磁気誘導装置および磁性複合体の誘導システム
【課題】移動が容易で、従来に比べて狭いスペースでも設置でき、製造コストを低減することができる磁気誘導装置および磁性複合体の誘導システムを提供する。
【解決手段】支持部１２が、ソレノイドコイルを支持して移動可能である。支持部１２は、上下方向に延びて設けられたガイドレール１５と、ソレノイドコイルの高さを調整可能に設けられた高さ調整手段１６と、ソレノイドコイルの中心軸と水平面との成す角度を調整可能に設けられた角度調整手段とを有している。高さ調整手段１６は、ガイドレール１５に平行なボールネジ２３と、ボールネジ２３と螺合したウォームギア２４と、ウォームギア２４を回転可能なハンドル２５とを有している。ソレノイドコイルは、ボールネジ２３の回転により、ガイドレール１５に沿って移動可能である。磁性複合体は、体内有効物質と微小磁性体とを含み、ソレノイドコイルが発生する磁界により移動可能である。
【解決手段】支持部１２が、ソレノイドコイルを支持して移動可能である。支持部１２は、上下方向に延びて設けられたガイドレール１５と、ソレノイドコイルの高さを調整可能に設けられた高さ調整手段１６と、ソレノイドコイルの中心軸と水平面との成す角度を調整可能に設けられた角度調整手段とを有している。高さ調整手段１６は、ガイドレール１５に平行なボールネジ２３と、ボールネジ２３と螺合したウォームギア２４と、ウォームギア２４を回転可能なハンドル２５とを有している。ソレノイドコイルは、ボールネジ２３の回転により、ガイドレール１５に沿って移動可能である。磁性複合体は、体内有効物質と微小磁性体とを含み、ソレノイドコイルが発生する磁界により移動可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性体を備えた被誘導体の誘導に使用される磁気誘導装置および磁性複合体の誘導システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁性体を備え患者の体内に挿入された被誘導体を磁気的に誘導する磁気誘導装置として、患者が横たわるベッドなどを取り囲むように磁界発生部を配置したものが提案されている（例えば、特許文献１，２，３参照）。
また、近年、細胞と微小磁性体を複合させた複合体を、患者の体内の特定の部位に磁気を用いて集中させることにより、その部位の損傷の修復などを行う技術の開発が進められている。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第３３５８６７６号明細書
【特許文献２】特開２００１−１７９７００号公報
【特許文献３】特開２００４−１０５２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の磁気誘導装置では、患者の体内の被誘導体を誘導するのに必要な磁界を発生させるために、ある程度大型で重量が大きい磁界発生部が必要であった。このため、移動が困難であり、広い設置スペースを要するという課題があった。また、製造コストが嵩むという課題もあった。
【０００５】
本発明は、このような課題に着目してなされたもので、移動が容易で、従来に比べて狭いスペースでも設置でき、製造コストを低減することができる磁気誘導装置および磁性複合体の誘導システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る磁気誘導装置は、ソレノイドコイルと支持部とを有し、前記支持部は前記ソレノイドコイルを支持して移動可能に設けられ、前記ソレノイドコイルの高さを調整可能に設けられた高さ調整手段と、前記ソレノイドコイルの中心軸と水平面との成す角度を調整可能に設けられた角度調整手段とを有することを、特徴とする。
【０００７】
本発明に係る磁気誘導装置は、ソレノイドコイルが発生する磁界により、磁性体を備え患者の体内に挿入された被誘導体を誘導するのに使用される。支持部がソレノイドコイルを支持して移動可能に設けられているため、ソレノイドコイルの位置を調節することができる。また、高さ調整手段によりソレノイドコイルの高さを、角度調整手段によりソレノイドコイルの中心軸と水平面との成す角度を調整することができる。このため、被誘導体に作用させる磁界が適切になるよう、ソレノイドコイルの位置、高さおよび角度をそれぞれ調節して、被誘導体を任意の方向に容易に誘導することができる。
【０００８】
ソレノイドコイルの位置、高さおよび角度を調節可能であるため、患者を取り囲むようにソレノイドコイルを配置する必要がない。このため、装置全体をコンパクトに小型化することができ、移動が容易である。また、患者を取り囲むようにソレノイドコイルを配置する場合に比べて狭いスペースでも設置することができ、製造コストを低減することもできる。
【０００９】
本発明に係る磁気誘導装置は、ソレノイドコイルの内側に、その中心軸方向に伸びる貫通孔を有していることが好ましい。この場合、ソレノイドコイルの貫通孔に患部を挿入するなど、患者の体と干渉しないようソレノイドコイルを配置して、被誘導体を誘導することができる。この構成では、例えば、膝関節の大腿骨内側顆や大腿骨外側顆などで発症する離断性骨軟骨炎を治療するのに適している。すなわち、細胞分裂を促す効果を有する細胞と微小磁性体とを有する被誘導体を、患者の膝に注入し、脚部をソレノイドコイルの貫通孔に挿入して膝を曲げる。その状態で、被誘導体を離断性骨軟骨炎の患部に誘導するよう、ソレノイドコイルの位置、高さおよび角度を調節して磁界を発生させる。これにより、患部での細胞分裂を促して、離断性骨軟骨炎を治療することができる。
【００１０】
本発明に係る磁気誘導装置は、前記ソレノイドコイルの中心軸に対称に、前記ソレノイドコイルの内側に挿入された磁性体を有していてもよい。この場合、磁性体が挿入されていないものに比べ、ソレノイドコイルに同じ大きさの電流を流したとき、強い磁界を発生させることができる。
【００１１】
本発明に係る磁気誘導装置で、前記支持部は移動可能に設けられた移動台と、前記移動台の上部に上下方向に延びて設けられたガイドレールとを有し、前記高さ調整手段は、前記移動台の上部に前記ガイドレールに対して平行に設けられたボールネジと、前記移動台の上部に前記ボールネジを回転可能に前記ボールネジの下端部に螺合して設けられたウォームギアと、前記ウォームギアを回転可能に前記ウォームギアに取り付けられたハンドルと、前記ボールネジに螺合して前記ガイドレールに沿って移動可能に設けられたコイル支持体とを有し、前記ソレノイドコイルは前記コイル支持体に取り付けられていることが好ましい。この場合、ハンドルを回すことにより、ウォームギアを介してボールネジを回転させ、コイル支持体とともにソレノイドコイルをガイドレールに沿って上下方向に移動させることができる。これにより、ソレノイドコイルの高さを容易に調節することができる。
【００１２】
本発明に係る磁気誘導装置は、ケーシングと冷却部材と真空装置とを有し、前記ソレノイドコイルは超伝導体から成り、前記ケーシングは断熱性および気密性を有し、前記ソレノイドコイルを内部に収納し、前記冷却部材は前記ケーシングの内部で超伝導性を示す温度まで前記ソレノイドコイルを冷却可能であり、前記真空装置は前記ケーシングの内部の真空度を高めるよう設けられ、前記支持部は前記ケーシングを支持して移動可能に設けられていてもよい。この場合、ケーシングが断熱性および気密性を有し、真空装置によりケーシングの内部の真空度を高めることができるため、冷却部材による冷却効率が良い。このため、ケーシングの内部でソレノイドコイルが超伝導性を示す温度まで、ソレノイドコイルを効率的に冷却することができる。ソレノイドコイルが冷却されるため、ソレノイドコイルの線材の絶縁被覆が発熱により劣化するのを防ぐことができ、ソレノイドコイルの寿命を延ばすことができる。また、線材の絶縁被覆が発熱により劣化しないため、ソレノイドコイルに大きな電流を流すことができ、より強い磁界を発生させることができる。
【００１３】
本発明に係る磁性複合体の誘導システムは、磁性複合体と本発明に係る磁気誘導装置とを有し、前記磁性複合体は体内有効物質と微小磁性体とを含み、前記磁気誘導装置は、前記ソレノイドコイルの発生する磁界が前記微小磁性体に作用して前記磁性複合体を誘導可能に構成されていることを、特徴とする。
【００１４】
本発明に係る磁性複合体の誘導システムは、磁性複合体を患者の体内に注入し、磁気誘導装置のソレノイドコイルが発生する磁界を微小磁性体に作用させて、磁性複合体を患部に誘導することができる。磁性複合体が体内有効物質を含んでいるため、その体内有効物質により患部を体の中から治療することができる。体内有効物質は、例えば、細胞分裂を促す細胞や、サイトカイン(生理活性物質)、骨セメント、抗ガン剤などから成り、患部に対する治療効果を有するものであればいかなるものでもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、移動が容易で、従来に比べて狭いスペースでも設置でき、製造コストを低減することができる磁気誘導装置および磁性複合体の誘導システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図７は、本発明の第１の実施の形態の磁気誘導装置および磁性複合体の誘導システムを示している。
図１および図２に示すように、磁気誘導装置１０は、ソレノイドコイル（図示せず）と冷却部材（図示せず）とケーシング１１と支持部１２とを有している。
【００１７】
ソレノイドコイルは、絶縁被覆された銅線を巻いて作成された円板状のコイルを、多段に接続して構成されている。ソレノイドコイルは、電源に接続されて磁界を発生するようになっている。ソレノイドコイルは、ケーシング１１の内部に収納されている。
【００１８】
冷却部材は、冷却水を通水する冷却パイプと、冷却パイプと接合した銅製の冷却板とを有している。冷却部材は、ソレノイドコイルの各円板状のコイルの間に、冷却パイプと冷却板とが挿入されている。冷却部材は、冷却パイプに冷却水を通水することにより、ソレノイドコイル通電時のコイル抵抗による温度上昇を抑制するよう構成されている。冷却部材は、ケーシング１１の内部に収納されている。
【００１９】
図１に示すように、ケーシング１１は、所定の厚さを有する円盤の中心に貫通孔１３を形成した、円環状の外形を有している。ケーシング１１は、内部にソレノイドコイルおよび冷却部材を収納している。貫通孔１３は、ソレノイドコイルの内側に、その中心軸線方向に伸びるよう形成されている。
【００２０】
図１および図２に示すように、支持部１２は、ソレノイドコイルを支持して移動可能に設けられ、移動台１４とガイドレール１５と高さ調整手段１６と角度調整手段（図示せず）とを有している。移動台１４は、矩形板状で、底部の四隅にキャスター１７を有している。ガイドレール１５は、細長く互いに平行に配置された１対の側壁１８と、各側壁１８の一端同士を連結して設けられた天板１９と、各側壁１８の内側にその長さ方向に沿って設けられた１対のレール２０とを有している。ガイドレール１５は、移動台１４の上面１４ａの一端に、天板１９を上にして各側壁１８が上下方向に延びるよう設けられている。ガイドレール１５は、各側壁１８が移動台１４の幅方向に並んで配置されるよう設けられている。ガイドレール１５は、各側壁１８と天板１９と移動台１４の上面１４ａとで取り囲まれ、移動台１４の他端側に向いた開口２１を有している。
【００２１】
高さ調整手段１６は、コイル支持体２２とボールネジ２３とウォームギア２４とハンドル２５とを有している。コイル支持体２２は、ほぼ直方体状で、両端面にガイドレール１５の各レール２０に嵌合可能な溝２２ａを有している。コイル支持体２２は、両端面の溝２２ａをそれぞれ各レール２０に嵌合させてガイドレール１５の各側壁１８の間に設けられ、各レール２０に沿って移動可能になっている。コイル支持体２２は、両端面の溝２２ａの中間位置に、ガイドレール１５の高さ方向に沿った雌ネジの螺合孔２２ｂを有している。コイル支持体２２は、ガイドレール１５の開口２１側の側面２２ｃにケーシング１１の外周面の一部が取り付けられ、ソレノイドコイルおよびケーシング１１とともに移動可能になっている。
【００２２】
ボールネジ２３は、コイル支持体２２の螺合孔２２ｂの雌ネジに螺合する雄ネジが形成されている。ボールネジ２３は、コイル支持体２２の螺合孔２２ｂに螺合されて、ガイドレール１５の高さ方向に平行に、天板１９と移動台１４の上面１４ａとに架け渡されて設けられている。ボールネジ２３は、ベアリング２６を介して天板１９と移動台１４とに固定され、長さ方向に沿った軸を中心として回転可能になっている。ウォームギア２４は、ボールネジ２３の下端部に螺合して設けられている。ウォームギア２４は、ベアリング２７を介して移動台１４の上面１４ａに固定され、その回転によりボールネジ２３を回転可能になっている。ハンドル２５は、ウォームギア２４を回転可能に、ウォームギア２４の回転軸の延長上に取り付けられている。ハンドル２５は、ガイドレール１５の開口２１の反対側に設けられている。
【００２３】
高さ調整手段１６は、ハンドル２５を回すことにより、ウォームギア２４を介してボールネジ２３を回転させ、コイル支持体２２とともにソレノイドコイルをガイドレール１５に沿って上下方向に移動させるよう構成されている。これにより、高さ調整手段１６は、ソレノイドコイルの高さをスムーズに調整可能になっている。
【００２４】
角度調整手段は、ケーシング１１と高さ調整手段１６のコイル支持体２２との接続部に設けられている。角度調整手段は、その接続部からケーシング１１の方向に、ガイドレール１５の高さ方向に対して垂直に延びた軸を中心として、コイル支持体２２に対してケーシング１１を回転可能になっている。これにより、角度調整手段は、ソレノイドコイルの中心軸と水平面との成す角度を調整可能になっている。
【００２５】
なお、具体的な一例では、ソレノイドコイルは、内径が２４０ｍｍφ、外径が５２０ｍｍφ、厚さが２２０ｍｍ、重量がおよそ３００ｋｇで、コイル電流６０Ａ通電時に、中心軸上のコイル端面から５ｃｍ離れたところで約６８０エルステッドの磁界を発生可能である。角度調整手段は、コイル支持体２２に対してケーシング１１を１００度の角度範囲で回転可能であり、ソレノイドコイルの中心軸と水平面との成す角度を０度から９０度まで変更可能である。
【００２６】
磁性複合体（図示せず）は、細胞分裂を促す効果を有する細胞と、マグネタイトから成る微小磁性体とから成る。磁性複合体は、磁気誘導装置１０のソレノイドコイルの発生する磁界が微小磁性体に作用して、誘導されるようになっている。
【００２７】
次に、作用について説明する。
磁気誘導装置１０は、ソレノイドコイルが発生する磁界により、患者の体内に挿入された磁性複合体を誘導するのに使用される。支持部１２がソレノイドコイルを支持して移動可能に設けられているため、ソレノイドコイルの位置を調節することができる。また、高さ調整手段１６によりソレノイドコイルの高さを、角度調整手段によりソレノイドコイルの中心軸と水平面との成す角度を調整することができる。このため、磁性複合体に作用させる磁界が適切になるよう、ソレノイドコイルの位置、高さおよび角度をそれぞれ調節して、磁性複合体を任意の方向に容易に誘導することができる。
【００２８】
ソレノイドコイルが発生する磁界により磁性複合体に作用する力は、以下のようにして求めることができる。
まず、図３に、ソレノイドコイルにコイル電流を通電したときに発生する磁界の、ソレノイドコイルの中心軸を含む面での分布を示す。矢印の向きは、磁界のＮ極からＳ極またはＳ極からＮ極への向きを示しており、コイル電流の方向を反転させることにより反転する。矢印の長さは、磁界の大きさを示している。
【００２９】
このとき、磁性体に作用する力Ｆは、（１）式で与えられる。
【数１】
ここで、Ｍは磁性体の磁気モーメント、Ｈは磁界、を示す。
（１）式に示すように、力Ｆは磁界の位置座標に対する勾配に比例する。
【００３０】
図４に、ソレノイドコイルにコイル電流を通電したときに発生する磁界の大きさの勾配の、ソレノイドコイルの中心軸を含む面での分布を示す。矢印の向きは、磁界の大きさの勾配の向きを示しており、コイル電流の向きを変えても変化せず、ソレノイドコイルの方向を向いている。矢印の長さは、磁界の勾配の大きさを示している。
【００３１】
図５に、図３で示した磁界の大きさと、図４で示した磁界の大きさの勾配の積の分布を示す。一般に、マグネタイトなどの軟磁性体の磁気モーメントＭは、その軟磁性体の磁化が飽和するより小さい磁界Ｈの領域では、磁界の大きさＨとほぼ比例関係にある。このため、力Ｆは、磁界の大きさと磁界の大きさの勾配の積におよそ比例すると考えられる。
【００３２】
磁性複合体の微小磁性体が軟磁性体のマグネタイトから成っているため、ソレノイドコイルが発生する磁界により磁性複合体に作用する力は、図５に示す分布となる。すなわち、磁性複合体に作用する力は、ソレノイドコイルの中心軸付近でほぼ一様にソレノイドコイルの端面に垂直であり、ソレノイドコイルの端面近傍でもっとも強くなっている。
ソレノイドコイルの位置、高さおよび角度をそれぞれ調節して、磁性複合体に作用する力の向きを誘導する方向に合わせることにより、磁性複合体を容易に誘導することができる。
【００３３】
ソレノイドコイルの位置、高さおよび角度を調節可能であるため、患者を取り囲むようにソレノイドコイルを配置する必要がない。このため、装置全体をコンパクトに小型化することができ、移動が容易である。また、患者を取り囲むようにソレノイドコイルを配置する場合に比べて狭いスペースでも設置することができ、製造コストを低減することもできる。
【００３４】
本発明の第１の実施の形態の磁性複合体の誘導システムは、磁性複合体を患者の体内に注入し、磁気誘導装置１０が発生する磁界により、患部に磁性複合体を誘導することができる。磁性複合体が細胞分裂を促す効果を有する細胞を含んでいるため、患部を体の中から治療することができる。
【実施例１】
【００３５】
本発明の第１の実施の形態の磁性複合体の誘導システムを、膝関節の大腿骨内側顆１や大腿骨外側顆２で発症した離断性骨軟骨炎を治療するのに使用した。図６（ａ）および（ｂ）に示すように、離断性骨軟骨炎が発症する大腿骨内側顆１および大腿骨外側顆２は、膝を伸ばしたときに、大腿骨３と頚骨４とが向き合う、大腿骨３と頚骨４との隙間の小さいところに位置している。このため、膝を伸ばしたときは、大腿骨３の他の部分の陰になっていて、正面から大腿骨内側顆１および大腿骨外側顆２を直視することができないが、膝を曲げたときは、図６（ｃ）および（ｄ）に示すように、正面から直視することができる。
【００３６】
図７に示すように、治療を行うには、まず、細胞分裂を促す効果を有する細胞と微小磁性体とから成る磁性複合体を、患者５の膝６の関節内の関節液に注入する。患者５の脚７をケーシング１１の貫通孔１３に挿入して膝６を曲げ、その状態で、磁性複合体を離断性骨軟骨炎の患部である大腿骨内側顆１または大腿骨外側顆２に誘導するよう、ソレノイドコイルの位置、高さおよび角度を調節して磁界を発生させる。これにより、患部に磁性複合体を効率よく集積させることができ、患部での細胞分裂を促して、離断性骨軟骨炎を治療することができる。このように、ケーシング１１の貫通孔１３に患部を挿入して、患者５の体と干渉しないようソレノイドコイルを配置して、磁性複合体を誘導することができる。
なお、ソレノイドコイルにコイル電流を通電して磁界を作用させながら、磁性複合体を、関節内の関節液に注入してもよい。
【００３７】
図８および図９は、本発明の第２の実施の形態の磁気誘導装置および磁性複合体の誘導システムを示している。
図８に示すように、磁気誘導装置３０は、ソレノイドコイル（図示せず）と磁性体（図示せず）と冷却部材（図示せず）とケーシング３１と支持部１２とを有している。
なお、以下の説明では、本発明の第１の実施の形態と同一の部材には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００３８】
磁性体は、円柱状の鉄から成り、ソレノイドコイルの中心軸に対称に、ソレノイドコイルの内側に挿入されている。
図８に示すように、ケーシング３１は、径に対して高さが短い円柱状の外形を有している。ケーシング３１は、内部にソレノイドコイル、磁性体および冷却部材を収納している。
【００３９】
支持部１２の高さ調整手段１６のコイル支持体３２は、基部３３と１対の腕部３４とを有している。基部３３は、細長く、ガイドレール１５の高さ方向に対して垂直で、移動台１４の幅方向に平行に設けられている。各腕部３４は、基部３３の両端に、基部３３の長さ方向に対して垂直に伸びて設けられている。各腕部３４は、同じ方向に伸び、間にケーシング３１が取り付けられている。各腕部３４は、ケーシング３１の中心軸に対して線対称の外周面の二箇所で、ケーシング３１を支持するようになっている。
【００４０】
支持部１２の角度調整手段（図示せず）は、ケーシング３１とコイル支持体３２の各腕部３４との接続部に設けられている。角度調整手段は、各接続部を結ぶ軸を中心として、コイル支持体３２に対してケーシング３１を回転可能になっている。これにより、角度調整手段は、ソレノイドコイルの中心軸と水平面との成す角度を調整可能になっている。
【００４１】
なお、具体的な一例では、ソレノイドコイルは、外径が４００ｍｍφ、厚さが２００ｍｍ、重量がおよそ２４０ｋｇで、コイル電流４０Ａ通電時に、中心軸上のコイル端面から１２ｃｍ離れたところで約８００エルステッドの磁界を発生可能である。角度調整手段は、コイル支持体３２に対してケーシング３１を１８０度の角度範囲で回転可能であり、ソレノイドコイルの中心軸と水平面との成す角度を０度から９０度まで変更可能である。
【００４２】
次に、作用について説明する。
磁気誘導装置３０は、ソレノイドコイルの内側に磁性体が挿入されているため、磁性体が挿入されていないものに比べ、ソレノイドコイルに同じ大きさの電流を流したとき、強い磁界を発生させることができる。
【００４３】
磁気誘導装置３０では、発生する磁界等が、おおよそ図３乃至図５と同じ分布を示す。磁気誘導装置３０は、例えば、図９に示すように、ベッド８に横たわった患者５の膝６に注入された磁性複合体を、ソレノイドコイルが発生する磁界により、膝６の内部の患部に誘導することができる。このように、磁気誘導装置３０は、正面から見渡すことができる患部に磁性複合体を誘導する場合などに、好適に使用することができる。
【００４４】
図１０は、本発明の第３の実施の形態の磁気誘導装置および磁性複合体の誘導システムを示している。
図１０に示すように、磁気誘導装置５０は、ソレノイドコイル５１とケーシング５２と冷却部材５３と第１支持材５４と第２支持材５５と真空装置（図示せず）と支持部１２とを有している。
なお、以下の説明では、本発明の第１の実施の形態と同一の部材には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００４５】
図１０に示すように、ソレノイドコイル５１は、超伝導体から成る。ソレノイドコイル５１は、例えば、ＮｂＴｉ、Ｎｂ３Ｓｎ、酸化物系超伝導体から成り、一定温度以下になると電気抵抗がゼロになる。
【００４６】
図１０に示すように、ケーシング５２は、断熱性および気密性を有し、ラジエーションシールド５６と、その外側を覆う真空容器５７との二重構造から成る。ラジエーションシールド５６は、ソレノイドコイル５１が発生する電磁波の放射を防ぐため、銅などの熱伝導率の高い材料に、電磁波の反射率が高くなるようニッケルやスズの金属メッキなどの表面処理を施して形成されている。ラジエーションシールド５６は、ソレノイドコイル５１を覆い、熱輻射による外部からの熱進入を防ぐようになっている。真空容器５７は、例えば、非磁性ステンレス、アルミニウム、チタン、ＦＲＰなどの材料から成り、内部を真空断熱状態に保持可能になっている。真空容器５７は、外周面の一部に、ソレノイドコイル５１への電流供給のための端子や、真空引きの引き口が設けられたフランジ部５８を有している。
【００４７】
図１０に示すように、冷却部材５３は、冷却モータ５９と第１シリンダ部６０と第２シリンダ部６１とを有している。冷却モータ５９は、真空容器５７のフランジ部５８の外側に設けられている。第１シリンダ部６０は、フランジ部５８を貫通して、真空容器５７の内部で、冷却モータ５９とラジエーションシールド５６とに架け渡されている。第１シリンダ部６０は、ラジエーションシールド５６との接続部に、フランジ状の第１ステージ６２を有している。第２シリンダ部６１は、ラジエーションシールド５６の壁を貫通して、ラジエーションシールド５６の内部で、第１シリンダ部６０の第１ステージ６２とソレノイドコイル５１とに架け渡されている。第２シリンダ部６１は、ソレノイドコイル５１との接続部に、フランジ状の第２ステージ６３を有している。冷却部材５３は、冷却モータ５９により第１シリンダ部６０および第２シリンダ部６１を介してソレノイドコイル５１を、超伝導性を示す温度まで冷却可能になっている。なお、第２シリンダ部６１に沿って、ソレノイドコイル５１に電流を供給するための電流導入端子６４が設けられている。電流導入端子６４は、高温超電導体から成り、例えば、イットリウム、バリウム、銅、酸素の化合物から成っている。
【００４８】
図１０に示すように、第１支持材５４および第２支持材５５は、例えば、非磁性ステンレス、チタン、ＦＲＰなどの、機械的強度が強く熱伝導率が小さい材料から成っている。第１支持材５４は、ラジエーションシールド５６の外壁と真空容器５７の内壁との隙間を維持するよう、その隙間に渡して取り付けられている。第２支持材５５は、ソレノイドコイル５１をラジエーションシールド５６の内壁から隔て、ラジエーションシールド５６の内部で支持している。
【００４９】
真空装置は、真空ポンプから成り、真空容器５７に接続されてケーシング５２の外部に設けられている。真空装置は、真空容器５７の内部の空気を排出して、真空度を高めるよう構成されている。
支持部１２の高さ調整手段１６のコイル支持体２２は、溶接などにより、ケーシング５２の真空容器５７に強固に取り付けられている。
【００５０】
次に、作用について説明する。
磁気誘導装置５０では、ソレノイドコイル５１により磁界を発生させるとき、真空装置により真空容器５７の内部の真空度を高め、冷却部材５３によりソレノイドコイル５１が超伝導性を示す温度まで冷却する。このとき、ケーシング５２が断熱性および気密性を有し、真空装置により真空容器５７の内部の真空度を高めるため、冷却部材５３による冷却効率が良い。このため、ケーシング５２の内部でソレノイドコイル５１が超伝導性を示す温度まで、ソレノイドコイル５１を効率的に冷却することができる。また、熱伝導率が小さい第２支持材５５によりソレノイドコイル５１をラジエーションシールド５６の内壁から隔てて支持することができるため、さらに冷却効率を高めることができる。第１支持材５４により、真空容器５７の内部の真空度が高まったとき真空容器５７が変形するのを防ぐことができる。
【００５１】
ソレノイドコイル５１が超伝導性を示す温度まで冷却されるため、ソレノイドコイル５１の線材の発熱を防ぐことができ、線材の絶縁被覆が発熱により劣化しないため、ソレノイドコイル５１に大きな電流を流すことができ、より強い磁界を発生させることができる。これにより、より広い範囲に短時間で磁気誘導を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１の実施の形態の磁気誘導装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す磁気誘導装置の（ａ）背面図、（ｂ）Ａ−Ａ’線断面図、（ｃ）右側面図である。
【図３】図１に示す磁気誘導装置のソレノイドコイルの中心軸を含む面での、ソレノイドコイルが発生する磁界の大きさの分布を示すベクトル図である。
【図４】図１に示す磁気誘導装置のソレノイドコイルの中心軸を含む面での、ソレノイドコイルが発生する磁界の大きさの勾配の分布を示すベクトル図である。
【図５】図３に示す磁界の大きさと図４に示す磁界の大きさの勾配との積の分布を示すベクトル図である。
【図６】股関節の状態を示す（ａ）膝を伸ばしたときの正面図、（ｂ）膝を伸ばしたときの側面図、（ｃ）膝を曲げたときの正面図、（ｄ）膝を曲げたときの側面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態の磁性複合体の誘導システムの使用状態を示す斜視図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態の磁気誘導装置を示す斜視図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態の磁性複合体の誘導システムの使用状態を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態の磁気誘導装置の（ａ）ケーシング付近を示す側面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ’線断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０ 磁気誘導装置
１１ ケーシング
１２ 支持部
１３ 貫通孔
１４ 移動台
１５ ガイドレール
１６ 高さ調整手段
１７ キャスター
１８ 側壁
１９ 天板
２０ レール
２１ 開口
２２ コイル支持体
２３ ボールネジ
２４ ウォームギア
２５ ハンドル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性体を備えた被誘導体の誘導に使用される磁気誘導装置および磁性複合体の誘導システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁性体を備え患者の体内に挿入された被誘導体を磁気的に誘導する磁気誘導装置として、患者が横たわるベッドなどを取り囲むように磁界発生部を配置したものが提案されている（例えば、特許文献１，２，３参照）。
また、近年、細胞と微小磁性体を複合させた複合体を、患者の体内の特定の部位に磁気を用いて集中させることにより、その部位の損傷の修復などを行う技術の開発が進められている。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第３３５８６７６号明細書
【特許文献２】特開２００１−１７９７００号公報
【特許文献３】特開２００４−１０５２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の磁気誘導装置では、患者の体内の被誘導体を誘導するのに必要な磁界を発生させるために、ある程度大型で重量が大きい磁界発生部が必要であった。このため、移動が困難であり、広い設置スペースを要するという課題があった。また、製造コストが嵩むという課題もあった。
【０００５】
本発明は、このような課題に着目してなされたもので、移動が容易で、従来に比べて狭いスペースでも設置でき、製造コストを低減することができる磁気誘導装置および磁性複合体の誘導システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る磁気誘導装置は、ソレノイドコイルと支持部とを有し、前記支持部は前記ソレノイドコイルを支持して移動可能に設けられ、前記ソレノイドコイルの高さを調整可能に設けられた高さ調整手段と、前記ソレノイドコイルの中心軸と水平面との成す角度を調整可能に設けられた角度調整手段とを有することを、特徴とする。
【０００７】
本発明に係る磁気誘導装置は、ソレノイドコイルが発生する磁界により、磁性体を備え患者の体内に挿入された被誘導体を誘導するのに使用される。支持部がソレノイドコイルを支持して移動可能に設けられているため、ソレノイドコイルの位置を調節することができる。また、高さ調整手段によりソレノイドコイルの高さを、角度調整手段によりソレノイドコイルの中心軸と水平面との成す角度を調整することができる。このため、被誘導体に作用させる磁界が適切になるよう、ソレノイドコイルの位置、高さおよび角度をそれぞれ調節して、被誘導体を任意の方向に容易に誘導することができる。
【０００８】
ソレノイドコイルの位置、高さおよび角度を調節可能であるため、患者を取り囲むようにソレノイドコイルを配置する必要がない。このため、装置全体をコンパクトに小型化することができ、移動が容易である。また、患者を取り囲むようにソレノイドコイルを配置する場合に比べて狭いスペースでも設置することができ、製造コストを低減することもできる。
【０００９】
本発明に係る磁気誘導装置は、ソレノイドコイルの内側に、その中心軸方向に伸びる貫通孔を有していることが好ましい。この場合、ソレノイドコイルの貫通孔に患部を挿入するなど、患者の体と干渉しないようソレノイドコイルを配置して、被誘導体を誘導することができる。この構成では、例えば、膝関節の大腿骨内側顆や大腿骨外側顆などで発症する離断性骨軟骨炎を治療するのに適している。すなわち、細胞分裂を促す効果を有する細胞と微小磁性体とを有する被誘導体を、患者の膝に注入し、脚部をソレノイドコイルの貫通孔に挿入して膝を曲げる。その状態で、被誘導体を離断性骨軟骨炎の患部に誘導するよう、ソレノイドコイルの位置、高さおよび角度を調節して磁界を発生させる。これにより、患部での細胞分裂を促して、離断性骨軟骨炎を治療することができる。
【００１０】
本発明に係る磁気誘導装置は、前記ソレノイドコイルの中心軸に対称に、前記ソレノイドコイルの内側に挿入された磁性体を有していてもよい。この場合、磁性体が挿入されていないものに比べ、ソレノイドコイルに同じ大きさの電流を流したとき、強い磁界を発生させることができる。
【００１１】
本発明に係る磁気誘導装置で、前記支持部は移動可能に設けられた移動台と、前記移動台の上部に上下方向に延びて設けられたガイドレールとを有し、前記高さ調整手段は、前記移動台の上部に前記ガイドレールに対して平行に設けられたボールネジと、前記移動台の上部に前記ボールネジを回転可能に前記ボールネジの下端部に螺合して設けられたウォームギアと、前記ウォームギアを回転可能に前記ウォームギアに取り付けられたハンドルと、前記ボールネジに螺合して前記ガイドレールに沿って移動可能に設けられたコイル支持体とを有し、前記ソレノイドコイルは前記コイル支持体に取り付けられていることが好ましい。この場合、ハンドルを回すことにより、ウォームギアを介してボールネジを回転させ、コイル支持体とともにソレノイドコイルをガイドレールに沿って上下方向に移動させることができる。これにより、ソレノイドコイルの高さを容易に調節することができる。
【００１２】
本発明に係る磁気誘導装置は、ケーシングと冷却部材と真空装置とを有し、前記ソレノイドコイルは超伝導体から成り、前記ケーシングは断熱性および気密性を有し、前記ソレノイドコイルを内部に収納し、前記冷却部材は前記ケーシングの内部で超伝導性を示す温度まで前記ソレノイドコイルを冷却可能であり、前記真空装置は前記ケーシングの内部の真空度を高めるよう設けられ、前記支持部は前記ケーシングを支持して移動可能に設けられていてもよい。この場合、ケーシングが断熱性および気密性を有し、真空装置によりケーシングの内部の真空度を高めることができるため、冷却部材による冷却効率が良い。このため、ケーシングの内部でソレノイドコイルが超伝導性を示す温度まで、ソレノイドコイルを効率的に冷却することができる。ソレノイドコイルが冷却されるため、ソレノイドコイルの線材の絶縁被覆が発熱により劣化するのを防ぐことができ、ソレノイドコイルの寿命を延ばすことができる。また、線材の絶縁被覆が発熱により劣化しないため、ソレノイドコイルに大きな電流を流すことができ、より強い磁界を発生させることができる。
【００１３】
本発明に係る磁性複合体の誘導システムは、磁性複合体と本発明に係る磁気誘導装置とを有し、前記磁性複合体は体内有効物質と微小磁性体とを含み、前記磁気誘導装置は、前記ソレノイドコイルの発生する磁界が前記微小磁性体に作用して前記磁性複合体を誘導可能に構成されていることを、特徴とする。
【００１４】
本発明に係る磁性複合体の誘導システムは、磁性複合体を患者の体内に注入し、磁気誘導装置のソレノイドコイルが発生する磁界を微小磁性体に作用させて、磁性複合体を患部に誘導することができる。磁性複合体が体内有効物質を含んでいるため、その体内有効物質により患部を体の中から治療することができる。体内有効物質は、例えば、細胞分裂を促す細胞や、サイトカイン(生理活性物質)、骨セメント、抗ガン剤などから成り、患部に対する治療効果を有するものであればいかなるものでもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、移動が容易で、従来に比べて狭いスペースでも設置でき、製造コストを低減することができる磁気誘導装置および磁性複合体の誘導システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図７は、本発明の第１の実施の形態の磁気誘導装置および磁性複合体の誘導システムを示している。
図１および図２に示すように、磁気誘導装置１０は、ソレノイドコイル（図示せず）と冷却部材（図示せず）とケーシング１１と支持部１２とを有している。
【００１７】
ソレノイドコイルは、絶縁被覆された銅線を巻いて作成された円板状のコイルを、多段に接続して構成されている。ソレノイドコイルは、電源に接続されて磁界を発生するようになっている。ソレノイドコイルは、ケーシング１１の内部に収納されている。
【００１８】
冷却部材は、冷却水を通水する冷却パイプと、冷却パイプと接合した銅製の冷却板とを有している。冷却部材は、ソレノイドコイルの各円板状のコイルの間に、冷却パイプと冷却板とが挿入されている。冷却部材は、冷却パイプに冷却水を通水することにより、ソレノイドコイル通電時のコイル抵抗による温度上昇を抑制するよう構成されている。冷却部材は、ケーシング１１の内部に収納されている。
【００１９】
図１に示すように、ケーシング１１は、所定の厚さを有する円盤の中心に貫通孔１３を形成した、円環状の外形を有している。ケーシング１１は、内部にソレノイドコイルおよび冷却部材を収納している。貫通孔１３は、ソレノイドコイルの内側に、その中心軸線方向に伸びるよう形成されている。
【００２０】
図１および図２に示すように、支持部１２は、ソレノイドコイルを支持して移動可能に設けられ、移動台１４とガイドレール１５と高さ調整手段１６と角度調整手段（図示せず）とを有している。移動台１４は、矩形板状で、底部の四隅にキャスター１７を有している。ガイドレール１５は、細長く互いに平行に配置された１対の側壁１８と、各側壁１８の一端同士を連結して設けられた天板１９と、各側壁１８の内側にその長さ方向に沿って設けられた１対のレール２０とを有している。ガイドレール１５は、移動台１４の上面１４ａの一端に、天板１９を上にして各側壁１８が上下方向に延びるよう設けられている。ガイドレール１５は、各側壁１８が移動台１４の幅方向に並んで配置されるよう設けられている。ガイドレール１５は、各側壁１８と天板１９と移動台１４の上面１４ａとで取り囲まれ、移動台１４の他端側に向いた開口２１を有している。
【００２１】
高さ調整手段１６は、コイル支持体２２とボールネジ２３とウォームギア２４とハンドル２５とを有している。コイル支持体２２は、ほぼ直方体状で、両端面にガイドレール１５の各レール２０に嵌合可能な溝２２ａを有している。コイル支持体２２は、両端面の溝２２ａをそれぞれ各レール２０に嵌合させてガイドレール１５の各側壁１８の間に設けられ、各レール２０に沿って移動可能になっている。コイル支持体２２は、両端面の溝２２ａの中間位置に、ガイドレール１５の高さ方向に沿った雌ネジの螺合孔２２ｂを有している。コイル支持体２２は、ガイドレール１５の開口２１側の側面２２ｃにケーシング１１の外周面の一部が取り付けられ、ソレノイドコイルおよびケーシング１１とともに移動可能になっている。
【００２２】
ボールネジ２３は、コイル支持体２２の螺合孔２２ｂの雌ネジに螺合する雄ネジが形成されている。ボールネジ２３は、コイル支持体２２の螺合孔２２ｂに螺合されて、ガイドレール１５の高さ方向に平行に、天板１９と移動台１４の上面１４ａとに架け渡されて設けられている。ボールネジ２３は、ベアリング２６を介して天板１９と移動台１４とに固定され、長さ方向に沿った軸を中心として回転可能になっている。ウォームギア２４は、ボールネジ２３の下端部に螺合して設けられている。ウォームギア２４は、ベアリング２７を介して移動台１４の上面１４ａに固定され、その回転によりボールネジ２３を回転可能になっている。ハンドル２５は、ウォームギア２４を回転可能に、ウォームギア２４の回転軸の延長上に取り付けられている。ハンドル２５は、ガイドレール１５の開口２１の反対側に設けられている。
【００２３】
高さ調整手段１６は、ハンドル２５を回すことにより、ウォームギア２４を介してボールネジ２３を回転させ、コイル支持体２２とともにソレノイドコイルをガイドレール１５に沿って上下方向に移動させるよう構成されている。これにより、高さ調整手段１６は、ソレノイドコイルの高さをスムーズに調整可能になっている。
【００２４】
角度調整手段は、ケーシング１１と高さ調整手段１６のコイル支持体２２との接続部に設けられている。角度調整手段は、その接続部からケーシング１１の方向に、ガイドレール１５の高さ方向に対して垂直に延びた軸を中心として、コイル支持体２２に対してケーシング１１を回転可能になっている。これにより、角度調整手段は、ソレノイドコイルの中心軸と水平面との成す角度を調整可能になっている。
【００２５】
なお、具体的な一例では、ソレノイドコイルは、内径が２４０ｍｍφ、外径が５２０ｍｍφ、厚さが２２０ｍｍ、重量がおよそ３００ｋｇで、コイル電流６０Ａ通電時に、中心軸上のコイル端面から５ｃｍ離れたところで約６８０エルステッドの磁界を発生可能である。角度調整手段は、コイル支持体２２に対してケーシング１１を１００度の角度範囲で回転可能であり、ソレノイドコイルの中心軸と水平面との成す角度を０度から９０度まで変更可能である。
【００２６】
磁性複合体（図示せず）は、細胞分裂を促す効果を有する細胞と、マグネタイトから成る微小磁性体とから成る。磁性複合体は、磁気誘導装置１０のソレノイドコイルの発生する磁界が微小磁性体に作用して、誘導されるようになっている。
【００２７】
次に、作用について説明する。
磁気誘導装置１０は、ソレノイドコイルが発生する磁界により、患者の体内に挿入された磁性複合体を誘導するのに使用される。支持部１２がソレノイドコイルを支持して移動可能に設けられているため、ソレノイドコイルの位置を調節することができる。また、高さ調整手段１６によりソレノイドコイルの高さを、角度調整手段によりソレノイドコイルの中心軸と水平面との成す角度を調整することができる。このため、磁性複合体に作用させる磁界が適切になるよう、ソレノイドコイルの位置、高さおよび角度をそれぞれ調節して、磁性複合体を任意の方向に容易に誘導することができる。
【００２８】
ソレノイドコイルが発生する磁界により磁性複合体に作用する力は、以下のようにして求めることができる。
まず、図３に、ソレノイドコイルにコイル電流を通電したときに発生する磁界の、ソレノイドコイルの中心軸を含む面での分布を示す。矢印の向きは、磁界のＮ極からＳ極またはＳ極からＮ極への向きを示しており、コイル電流の方向を反転させることにより反転する。矢印の長さは、磁界の大きさを示している。
【００２９】
このとき、磁性体に作用する力Ｆは、（１）式で与えられる。
【数１】
ここで、Ｍは磁性体の磁気モーメント、Ｈは磁界、を示す。
（１）式に示すように、力Ｆは磁界の位置座標に対する勾配に比例する。
【００３０】
図４に、ソレノイドコイルにコイル電流を通電したときに発生する磁界の大きさの勾配の、ソレノイドコイルの中心軸を含む面での分布を示す。矢印の向きは、磁界の大きさの勾配の向きを示しており、コイル電流の向きを変えても変化せず、ソレノイドコイルの方向を向いている。矢印の長さは、磁界の勾配の大きさを示している。
【００３１】
図５に、図３で示した磁界の大きさと、図４で示した磁界の大きさの勾配の積の分布を示す。一般に、マグネタイトなどの軟磁性体の磁気モーメントＭは、その軟磁性体の磁化が飽和するより小さい磁界Ｈの領域では、磁界の大きさＨとほぼ比例関係にある。このため、力Ｆは、磁界の大きさと磁界の大きさの勾配の積におよそ比例すると考えられる。
【００３２】
磁性複合体の微小磁性体が軟磁性体のマグネタイトから成っているため、ソレノイドコイルが発生する磁界により磁性複合体に作用する力は、図５に示す分布となる。すなわち、磁性複合体に作用する力は、ソレノイドコイルの中心軸付近でほぼ一様にソレノイドコイルの端面に垂直であり、ソレノイドコイルの端面近傍でもっとも強くなっている。
ソレノイドコイルの位置、高さおよび角度をそれぞれ調節して、磁性複合体に作用する力の向きを誘導する方向に合わせることにより、磁性複合体を容易に誘導することができる。
【００３３】
ソレノイドコイルの位置、高さおよび角度を調節可能であるため、患者を取り囲むようにソレノイドコイルを配置する必要がない。このため、装置全体をコンパクトに小型化することができ、移動が容易である。また、患者を取り囲むようにソレノイドコイルを配置する場合に比べて狭いスペースでも設置することができ、製造コストを低減することもできる。
【００３４】
本発明の第１の実施の形態の磁性複合体の誘導システムは、磁性複合体を患者の体内に注入し、磁気誘導装置１０が発生する磁界により、患部に磁性複合体を誘導することができる。磁性複合体が細胞分裂を促す効果を有する細胞を含んでいるため、患部を体の中から治療することができる。
【実施例１】
【００３５】
本発明の第１の実施の形態の磁性複合体の誘導システムを、膝関節の大腿骨内側顆１や大腿骨外側顆２で発症した離断性骨軟骨炎を治療するのに使用した。図６（ａ）および（ｂ）に示すように、離断性骨軟骨炎が発症する大腿骨内側顆１および大腿骨外側顆２は、膝を伸ばしたときに、大腿骨３と頚骨４とが向き合う、大腿骨３と頚骨４との隙間の小さいところに位置している。このため、膝を伸ばしたときは、大腿骨３の他の部分の陰になっていて、正面から大腿骨内側顆１および大腿骨外側顆２を直視することができないが、膝を曲げたときは、図６（ｃ）および（ｄ）に示すように、正面から直視することができる。
【００３６】
図７に示すように、治療を行うには、まず、細胞分裂を促す効果を有する細胞と微小磁性体とから成る磁性複合体を、患者５の膝６の関節内の関節液に注入する。患者５の脚７をケーシング１１の貫通孔１３に挿入して膝６を曲げ、その状態で、磁性複合体を離断性骨軟骨炎の患部である大腿骨内側顆１または大腿骨外側顆２に誘導するよう、ソレノイドコイルの位置、高さおよび角度を調節して磁界を発生させる。これにより、患部に磁性複合体を効率よく集積させることができ、患部での細胞分裂を促して、離断性骨軟骨炎を治療することができる。このように、ケーシング１１の貫通孔１３に患部を挿入して、患者５の体と干渉しないようソレノイドコイルを配置して、磁性複合体を誘導することができる。
なお、ソレノイドコイルにコイル電流を通電して磁界を作用させながら、磁性複合体を、関節内の関節液に注入してもよい。
【００３７】
図８および図９は、本発明の第２の実施の形態の磁気誘導装置および磁性複合体の誘導システムを示している。
図８に示すように、磁気誘導装置３０は、ソレノイドコイル（図示せず）と磁性体（図示せず）と冷却部材（図示せず）とケーシング３１と支持部１２とを有している。
なお、以下の説明では、本発明の第１の実施の形態と同一の部材には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００３８】
磁性体は、円柱状の鉄から成り、ソレノイドコイルの中心軸に対称に、ソレノイドコイルの内側に挿入されている。
図８に示すように、ケーシング３１は、径に対して高さが短い円柱状の外形を有している。ケーシング３１は、内部にソレノイドコイル、磁性体および冷却部材を収納している。
【００３９】
支持部１２の高さ調整手段１６のコイル支持体３２は、基部３３と１対の腕部３４とを有している。基部３３は、細長く、ガイドレール１５の高さ方向に対して垂直で、移動台１４の幅方向に平行に設けられている。各腕部３４は、基部３３の両端に、基部３３の長さ方向に対して垂直に伸びて設けられている。各腕部３４は、同じ方向に伸び、間にケーシング３１が取り付けられている。各腕部３４は、ケーシング３１の中心軸に対して線対称の外周面の二箇所で、ケーシング３１を支持するようになっている。
【００４０】
支持部１２の角度調整手段（図示せず）は、ケーシング３１とコイル支持体３２の各腕部３４との接続部に設けられている。角度調整手段は、各接続部を結ぶ軸を中心として、コイル支持体３２に対してケーシング３１を回転可能になっている。これにより、角度調整手段は、ソレノイドコイルの中心軸と水平面との成す角度を調整可能になっている。
【００４１】
なお、具体的な一例では、ソレノイドコイルは、外径が４００ｍｍφ、厚さが２００ｍｍ、重量がおよそ２４０ｋｇで、コイル電流４０Ａ通電時に、中心軸上のコイル端面から１２ｃｍ離れたところで約８００エルステッドの磁界を発生可能である。角度調整手段は、コイル支持体３２に対してケーシング３１を１８０度の角度範囲で回転可能であり、ソレノイドコイルの中心軸と水平面との成す角度を０度から９０度まで変更可能である。
【００４２】
次に、作用について説明する。
磁気誘導装置３０は、ソレノイドコイルの内側に磁性体が挿入されているため、磁性体が挿入されていないものに比べ、ソレノイドコイルに同じ大きさの電流を流したとき、強い磁界を発生させることができる。
【００４３】
磁気誘導装置３０では、発生する磁界等が、おおよそ図３乃至図５と同じ分布を示す。磁気誘導装置３０は、例えば、図９に示すように、ベッド８に横たわった患者５の膝６に注入された磁性複合体を、ソレノイドコイルが発生する磁界により、膝６の内部の患部に誘導することができる。このように、磁気誘導装置３０は、正面から見渡すことができる患部に磁性複合体を誘導する場合などに、好適に使用することができる。
【００４４】
図１０は、本発明の第３の実施の形態の磁気誘導装置および磁性複合体の誘導システムを示している。
図１０に示すように、磁気誘導装置５０は、ソレノイドコイル５１とケーシング５２と冷却部材５３と第１支持材５４と第２支持材５５と真空装置（図示せず）と支持部１２とを有している。
なお、以下の説明では、本発明の第１の実施の形態と同一の部材には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００４５】
図１０に示すように、ソレノイドコイル５１は、超伝導体から成る。ソレノイドコイル５１は、例えば、ＮｂＴｉ、Ｎｂ３Ｓｎ、酸化物系超伝導体から成り、一定温度以下になると電気抵抗がゼロになる。
【００４６】
図１０に示すように、ケーシング５２は、断熱性および気密性を有し、ラジエーションシールド５６と、その外側を覆う真空容器５７との二重構造から成る。ラジエーションシールド５６は、ソレノイドコイル５１が発生する電磁波の放射を防ぐため、銅などの熱伝導率の高い材料に、電磁波の反射率が高くなるようニッケルやスズの金属メッキなどの表面処理を施して形成されている。ラジエーションシールド５６は、ソレノイドコイル５１を覆い、熱輻射による外部からの熱進入を防ぐようになっている。真空容器５７は、例えば、非磁性ステンレス、アルミニウム、チタン、ＦＲＰなどの材料から成り、内部を真空断熱状態に保持可能になっている。真空容器５７は、外周面の一部に、ソレノイドコイル５１への電流供給のための端子や、真空引きの引き口が設けられたフランジ部５８を有している。
【００４７】
図１０に示すように、冷却部材５３は、冷却モータ５９と第１シリンダ部６０と第２シリンダ部６１とを有している。冷却モータ５９は、真空容器５７のフランジ部５８の外側に設けられている。第１シリンダ部６０は、フランジ部５８を貫通して、真空容器５７の内部で、冷却モータ５９とラジエーションシールド５６とに架け渡されている。第１シリンダ部６０は、ラジエーションシールド５６との接続部に、フランジ状の第１ステージ６２を有している。第２シリンダ部６１は、ラジエーションシールド５６の壁を貫通して、ラジエーションシールド５６の内部で、第１シリンダ部６０の第１ステージ６２とソレノイドコイル５１とに架け渡されている。第２シリンダ部６１は、ソレノイドコイル５１との接続部に、フランジ状の第２ステージ６３を有している。冷却部材５３は、冷却モータ５９により第１シリンダ部６０および第２シリンダ部６１を介してソレノイドコイル５１を、超伝導性を示す温度まで冷却可能になっている。なお、第２シリンダ部６１に沿って、ソレノイドコイル５１に電流を供給するための電流導入端子６４が設けられている。電流導入端子６４は、高温超電導体から成り、例えば、イットリウム、バリウム、銅、酸素の化合物から成っている。
【００４８】
図１０に示すように、第１支持材５４および第２支持材５５は、例えば、非磁性ステンレス、チタン、ＦＲＰなどの、機械的強度が強く熱伝導率が小さい材料から成っている。第１支持材５４は、ラジエーションシールド５６の外壁と真空容器５７の内壁との隙間を維持するよう、その隙間に渡して取り付けられている。第２支持材５５は、ソレノイドコイル５１をラジエーションシールド５６の内壁から隔て、ラジエーションシールド５６の内部で支持している。
【００４９】
真空装置は、真空ポンプから成り、真空容器５７に接続されてケーシング５２の外部に設けられている。真空装置は、真空容器５７の内部の空気を排出して、真空度を高めるよう構成されている。
支持部１２の高さ調整手段１６のコイル支持体２２は、溶接などにより、ケーシング５２の真空容器５７に強固に取り付けられている。
【００５０】
次に、作用について説明する。
磁気誘導装置５０では、ソレノイドコイル５１により磁界を発生させるとき、真空装置により真空容器５７の内部の真空度を高め、冷却部材５３によりソレノイドコイル５１が超伝導性を示す温度まで冷却する。このとき、ケーシング５２が断熱性および気密性を有し、真空装置により真空容器５７の内部の真空度を高めるため、冷却部材５３による冷却効率が良い。このため、ケーシング５２の内部でソレノイドコイル５１が超伝導性を示す温度まで、ソレノイドコイル５１を効率的に冷却することができる。また、熱伝導率が小さい第２支持材５５によりソレノイドコイル５１をラジエーションシールド５６の内壁から隔てて支持することができるため、さらに冷却効率を高めることができる。第１支持材５４により、真空容器５７の内部の真空度が高まったとき真空容器５７が変形するのを防ぐことができる。
【００５１】
ソレノイドコイル５１が超伝導性を示す温度まで冷却されるため、ソレノイドコイル５１の線材の発熱を防ぐことができ、線材の絶縁被覆が発熱により劣化しないため、ソレノイドコイル５１に大きな電流を流すことができ、より強い磁界を発生させることができる。これにより、より広い範囲に短時間で磁気誘導を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１の実施の形態の磁気誘導装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す磁気誘導装置の（ａ）背面図、（ｂ）Ａ−Ａ’線断面図、（ｃ）右側面図である。
【図３】図１に示す磁気誘導装置のソレノイドコイルの中心軸を含む面での、ソレノイドコイルが発生する磁界の大きさの分布を示すベクトル図である。
【図４】図１に示す磁気誘導装置のソレノイドコイルの中心軸を含む面での、ソレノイドコイルが発生する磁界の大きさの勾配の分布を示すベクトル図である。
【図５】図３に示す磁界の大きさと図４に示す磁界の大きさの勾配との積の分布を示すベクトル図である。
【図６】股関節の状態を示す（ａ）膝を伸ばしたときの正面図、（ｂ）膝を伸ばしたときの側面図、（ｃ）膝を曲げたときの正面図、（ｄ）膝を曲げたときの側面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態の磁性複合体の誘導システムの使用状態を示す斜視図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態の磁気誘導装置を示す斜視図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態の磁性複合体の誘導システムの使用状態を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態の磁気誘導装置の（ａ）ケーシング付近を示す側面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ’線断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０ 磁気誘導装置
１１ ケーシング
１２ 支持部
１３ 貫通孔
１４ 移動台
１５ ガイドレール
１６ 高さ調整手段
１７ キャスター
１８ 側壁
１９ 天板
２０ レール
２１ 開口
２２ コイル支持体
２３ ボールネジ
２４ ウォームギア
２５ ハンドル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソレノイドコイルと支持部とを有し、
前記支持部は前記ソレノイドコイルを支持して移動可能に設けられ、前記ソレノイドコイルの高さを調整可能に設けられた高さ調整手段と、前記ソレノイドコイルの中心軸と水平面との成す角度を調整可能に設けられた角度調整手段とを有することを、
特徴とする磁気誘導装置。
【請求項２】
前記ソレノイドコイルの中心軸に対称に、前記ソレノイドコイルの内側に挿入された磁性体を有することを、特徴とする請求項１記載の磁気誘導装置。
【請求項３】
前記支持部は移動可能に設けられた移動台と、前記移動台の上部に上下方向に延びて設けられたガイドレールとを有し、
前記高さ調整手段は、前記移動台の上部に前記ガイドレールに対して平行に設けられたボールネジと、前記移動台の上部に前記ボールネジを回転可能に前記ボールネジの下端部に螺合して設けられたウォームギアと、前記ウォームギアを回転可能に前記ウォームギアに取り付けられたハンドルと、前記ボールネジに螺合して前記ガイドレールに沿って移動可能に設けられたコイル支持体とを有し、
前記ソレノイドコイルは前記コイル支持体に取り付けられていることを、
特徴とする請求項１または２記載の磁気誘導装置。
【請求項４】
ケーシングと冷却部材と真空装置とを有し、
前記ソレノイドコイルは超伝導体から成り、
前記ケーシングは断熱性および気密性を有し、前記ソレノイドコイルを内部に収納し、
前記冷却部材は前記ケーシングの内部で超伝導性を示す温度まで前記ソレノイドコイルを冷却可能であり、
前記真空装置は前記ケーシングの内部の真空度を高めるよう設けられ、
前記支持部は前記ケーシングを支持して移動可能に設けられていることを、
特徴とする請求項１，２または３記載の磁気誘導装置。
【請求項５】
磁性複合体と請求項１，２，３または４記載の磁気誘導装置とを有し、
前記磁性複合体は体内有効物質と微小磁性体とを含み、
前記磁気誘導装置は、前記ソレノイドコイルの発生する磁界が前記微小磁性体に作用して前記磁性複合体を誘導可能に構成されていることを、
特徴とする磁性複合体の誘導システム。
【請求項１】
ソレノイドコイルと支持部とを有し、
前記支持部は前記ソレノイドコイルを支持して移動可能に設けられ、前記ソレノイドコイルの高さを調整可能に設けられた高さ調整手段と、前記ソレノイドコイルの中心軸と水平面との成す角度を調整可能に設けられた角度調整手段とを有することを、
特徴とする磁気誘導装置。
【請求項２】
前記ソレノイドコイルの中心軸に対称に、前記ソレノイドコイルの内側に挿入された磁性体を有することを、特徴とする請求項１記載の磁気誘導装置。
【請求項３】
前記支持部は移動可能に設けられた移動台と、前記移動台の上部に上下方向に延びて設けられたガイドレールとを有し、
前記高さ調整手段は、前記移動台の上部に前記ガイドレールに対して平行に設けられたボールネジと、前記移動台の上部に前記ボールネジを回転可能に前記ボールネジの下端部に螺合して設けられたウォームギアと、前記ウォームギアを回転可能に前記ウォームギアに取り付けられたハンドルと、前記ボールネジに螺合して前記ガイドレールに沿って移動可能に設けられたコイル支持体とを有し、
前記ソレノイドコイルは前記コイル支持体に取り付けられていることを、
特徴とする請求項１または２記載の磁気誘導装置。
【請求項４】
ケーシングと冷却部材と真空装置とを有し、
前記ソレノイドコイルは超伝導体から成り、
前記ケーシングは断熱性および気密性を有し、前記ソレノイドコイルを内部に収納し、
前記冷却部材は前記ケーシングの内部で超伝導性を示す温度まで前記ソレノイドコイルを冷却可能であり、
前記真空装置は前記ケーシングの内部の真空度を高めるよう設けられ、
前記支持部は前記ケーシングを支持して移動可能に設けられていることを、
特徴とする請求項１，２または３記載の磁気誘導装置。
【請求項５】
磁性複合体と請求項１，２，３または４記載の磁気誘導装置とを有し、
前記磁性複合体は体内有効物質と微小磁性体とを含み、
前記磁気誘導装置は、前記ソレノイドコイルの発生する磁界が前記微小磁性体に作用して前記磁性複合体を誘導可能に構成されていることを、
特徴とする磁性複合体の誘導システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−１５１６０５（Ｐ２００７−１５１６０５Ａ）
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３４６９１１（Ｐ２００５−３４６９１１）
【出願日】平成１７年１１月３０日（２００５．１１．３０）
【出願人】（５０４２２４０６１）
【出願人】（５０２３３６１１７）株式会社玉川製作所 (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月３０日（２００５．１１．３０）
【出願人】（５０４２２４０６１）
【出願人】（５０２３３６１１７）株式会社玉川製作所 (10)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]