RU2117496C1 - Intracavatory radiator for shf physiotherapy (versions) - Google Patents
Intracavatory radiator for shf physiotherapy (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2117496C1 RU2117496C1 RU96100875A RU96100875A RU2117496C1 RU 2117496 C1 RU2117496 C1 RU 2117496C1 RU 96100875 A RU96100875 A RU 96100875A RU 96100875 A RU96100875 A RU 96100875A RU 2117496 C1 RU2117496 C1 RU 2117496C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resonator
- conductor
- coaxial
- dielectric cap
- coaxial resonator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к СВЧ-электронике, в частности к медицинской аппаратуре дециметрового и сантиметрового диапазонов волн, и может быть использовано для внутриполостной физиотерапии, а также для радиометрии, СВЧ-томографии и СВЧ-термографии. The invention relates to microwave electronics, in particular to medical equipment for decimeter and centimeter wave ranges, and can be used for intracavitary physiotherapy, as well as for radiometry, microwave tomography and microwave thermography.
Известен ректальный электрод для ВЧ и СВЧ-терапии, содержащий металлический корпус и диэлектрический колпак цилиндрической формы, в котором аксиально размещен излучатель, представляющий собой коаксиальный резонатор с внешним проводником, выполненным в виде цилиндрической спирали (1). A rectal electrode for RF and microwave therapy is known, comprising a metal body and a cylindrical dielectric cap in which an emitter is axially arranged, which is a coaxial resonator with an external conductor made in the form of a cylindrical spiral (1).
Недостатком известного электрода является равномерное распределение излучения по поперечному сечению электрода, что не позволяет оказывать локальное воздействие на определенный орган (например, на предстательную железу). A disadvantage of the known electrode is the uniform distribution of radiation over the cross section of the electrode, which does not allow local effects on a specific organ (for example, the prostate gland).
Наиболее близким к предлагаемому является электрод для ВЧ и СВЧ терапии полостных органов, содержащий корпус с вмонтированным в него коаксиальным вводом энергии и излучателем в виде коаксиального резонатора, во внешнем проводнике которого прорезаны поперечные раны, и диэлектрический колпак, установленный коаксиально, с зазором относительно внешнего проводника резонатора (2). Closest to the proposed one is an electrode for HF and microwave therapy of abdominal organs, comprising a housing with a coaxial energy input mounted in it and a radiator in the form of a coaxial resonator, in the outer conductor of which transverse wounds are cut, and a dielectric cap mounted coaxially with a gap relative to the outer conductor resonator (2).
Недостатком известного электрода является малая эффективность излучения, вызванная наличием зазора между внешним проводником резонатора и поверхностью облучаемого участка тела пациента. A disadvantage of the known electrode is the low radiation efficiency caused by the presence of a gap between the external conductor of the resonator and the surface of the irradiated portion of the patient’s body.
В основу настоящего изобретения поставлена задача создания излучателя для СВЧ внутриполостной физиотерапии, позволяющего увеличить эффективность излучения при одновременном сужении диаграммы излучения в азимутальном направлении, т. е. позволяющего сосредоточить излучение на определенном участке тела пациента. The basis of the present invention is the task of creating an emitter for microwave intracavitary physiotherapy, which allows to increase the radiation efficiency while narrowing the radiation pattern in the azimuthal direction, i.e., allowing you to focus the radiation on a specific area of the patient’s body.
Поставленная задача решается тем, что во внутриполостном излучателе для СВЧ-физиотерапии, содержащем корпус с установленными в нем коаксиальным вводом электромагнитной энергии и коаксиальным резонатором и диэлектрический колпак цилиндрической формы, согласно изобретению внешний проводник коаксиального резонатора выполнен в виде по меньшей мере однозаходной спирали, смещенной к одной из образующих на внутренней поверхности диэлектрического колпака. The problem is solved in that in an intracavitary radiator for microwave physiotherapy, comprising a housing with a coaxial input of electromagnetic energy and a coaxial resonator and a cylindrical dielectric cap, according to the invention, the outer conductor of the coaxial resonator is made in the form of at least a single-helix offset to one of the generators on the inner surface of the dielectric cap.
Внешний проводник коаксиального резонатора выполнен в виде цилиндрической спирали с внешним диаметром, в 1,1...2 раза меньшим внутреннего диаметра диэлектрического колпака. При этом внутренний проводник коаксиального резонатора выполнен в виде стержня с переменным вдоль оси резонатора диаметром. The outer conductor of the coaxial resonator is made in the form of a cylindrical spiral with an outer diameter 1.1 ... 2 times smaller than the inner diameter of the dielectric cap. In this case, the inner conductor of the coaxial resonator is made in the form of a rod with a diameter variable along the axis of the resonator.
Возможен вариант излучателя, в котором внешний проводник коаксиального резонатора выполнен в виде спирали, поперечное сечение которой имеет форму усеченного круга, расположенного усеченной стороной диаметрально противоположно направлению смещения, внешним диаметром цилиндрической части, равным внутреннему диаметру диэлектрического колпака. A variant of the emitter is possible, in which the outer conductor of the coaxial resonator is made in the form of a spiral, the cross section of which has the shape of a truncated circle located on the truncated side diametrically opposite to the direction of displacement, with the outer diameter of the cylindrical part equal to the inner diameter of the dielectric cap.
Внутренний проводник коаксиального резонатора может быть выполнен в виде полоски, расположенной вдоль плоской части внешнего проводника резонатора. The inner conductor of the coaxial resonator can be made in the form of a strip located along the flat part of the outer conductor of the resonator.
Кроме того, расстояние между внутренним проводником, выполненным в виде полоски, и плоской поверхностью внешнего проводника коаксиального резонатора может быть выбрано переменным вдоль продольной оси резонатора. In addition, the distance between the inner conductor, made in the form of a strip, and the flat surface of the outer conductor of the coaxial resonator can be selected variable along the longitudinal axis of the resonator.
Внешний проводник коаксиального резонатора может быть выполнен в виде спирали с переменным шагом по длине. The outer conductor of the coaxial resonator can be made in the form of a spiral with a variable pitch along the length.
Изобретение поясняется конкретными вариантами его воплощения со ссылками на сопровождающие чертежи. The invention is illustrated by specific variants of its embodiment with reference to the accompanying drawings.
Фиг. 1 изображает общий вид предлагаемого излучателя, фиг. 2 - поперечное сечение по А-А на фиг. 1, фиг. 3 - поперечное сечение варианта предлагаемого излучателя с внешним проводником в виде цилиндрической спирали усеченной формы и внутренним проводником в виде пластины, фиг. 4 - продольное сечение концевой части варианта излучателя без диэлектрического колпака с внутренним проводником, выполненным в виде стержня с плавно изменяющимся по длине диаметром, фиг. 5 - продольное сечение концевой части варианта излучателя без диэлектрического колпака с внутренним проводником, выполненным в виде стержня со ступенчато изменяющимся диаметром, фиг. 6 - продольное сечение концевой части варианта излучателя без диэлектрического колпака с внешним проводником в виде цилиндрической спирали усеченной формы и внутренним проводником в виде пластины, расположенной наклонно по отношению к продольной оси излучателя, фиг. 7 - вариант выполнения внешнего проводника излучателя в виде двухзаходной цилиндрической спирали с переменным шагом. FIG. 1 depicts a General view of the proposed emitter, FIG. 2 is a cross-section along AA in FIG. 1, FIG. 3 is a cross section of a variant of the proposed emitter with an external conductor in the form of a truncated cylindrical spiral and an internal conductor in the form of a plate, FIG. 4 is a longitudinal section of the end part of a variant of the emitter without a dielectric cap with an inner conductor made in the form of a rod with a diameter smoothly varying in length, FIG. 5 is a longitudinal section of the end part of a variant of the emitter without a dielectric cap with an inner conductor made in the form of a rod with a stepwise varying diameter, FIG. 6 is a longitudinal section of the end part of a variant of a radiator without a dielectric cap with an external conductor in the form of a truncated cylindrical spiral and an internal conductor in the form of a plate located obliquely with respect to the longitudinal axis of the radiator, FIG. 7 - an embodiment of the external conductor of the emitter in the form of a double-helical cylindrical spiral with a variable pitch.
Предлагаемый излучатель для СВЧ внутриполостной физиотерапии содержит корпус 1, выполненный из диэлектрика с малыми электромагнитными потерями, например из фторопласта, установленные в нем коаксиальный ввод 2 электромагнитной энергии и коаксиальный резонатор 3, образованный внутренним проводником 4 и внешним проводником 5. Снаружи коаксиального резонатора 3 установлен съемный колпак 6 цилиндрической формы, выполненный из диэлектрика с малыми электромагнитными потерями, устойчивого к стерилизации (фиг. 1). Внешний проводник 5 резонатора 3 выполнен в виде спирали, поперечное сечение которой может иметь различную форму, в том числе полного круга (фиг. 2) или усеченного круга (фиг. 3). В первом случае внешний диаметр d проводника 5 всегда выбирается меньшим внутреннего диаметра b съемного колпака 6, который устанавливается со смещением относительно оси симметрии внешнего проводника 5 резонатора 3. The proposed emitter for microwave intracavitary physiotherapy contains a
Внутренний проводник 4 резонатора 3 может иметь форму круглого стержня постоянного диаметра r (фиг. 2). Возможен вариант, в котором проводник 4 выполнен в виде круглого стержня с плавно изменяющимся по длине диаметром (фиг. 4), или вариант, в котором проводник 4 имеет форму круглого стержня со ступенчато изменяющимся диаметром (фиг. 5). The
При выполнении внешнего проводника 5 резонатора 3 в виде цилиндрической спирали усеченной формы внутренний проводник 4 выгодно выполнять в виде пластины, установленной на расстоянии от внутренней поверхности усеченной части 7 внешнего проводника 5 (фиг. 3). Возможны варианты, в которых расстояние w между проводниками 4 и 5 выбрано плавно изменяющимся по длине резонатора 3, например вариант с установкой проводника 4 наклонно по отношению к продольной оси симметрии резонатора 3 (фиг. 6). When performing the
Представляет практический интерес выполнение внешнего проводника 5 резонатора 3 в виде спирали (например, двухзаходной) с переменным шагом h (фиг. 7). Of practical interest is the implementation of the
Во всех вариантах выполнения излучателя проводники 4 и 5 соединены на одном конце резонатора 3 с коаксиальным вводом 2 электромагнитной энергии, а на другом конце резонатора 3 (свободном конце) проводники 4 и 5 либо соединены друг с другом (режим короткого замыкания), либо разомкнутым (режим холостого хода). In all emitter embodiments,
Работает предлагаемый излучатель следующим образом. The proposed emitter operates as follows.
Электромагнитная энергия от стандартного медицинского СВЧ-генератора (на чертежах не показан) подается с помощью коаксиального ввода 2 в коаксиальный резонатор 3, в котором благодаря спиральной форме внешнего проводника 5 она распределяется как внутри, так и снаружи резонатора 3, попадая через диэлектрический колпак 6 на поверхность облучаемого участка тела пациента (на чертежах не показано). При выполнении условия превышения фазовой скорости электромагнитной волны в резонаторе 3 скорости плоской волны в теле пациента происходит излучение в тело, интенсивность которого зависит как от соотношения указанных выше скоростей волн, так и от зазора между поверхностью облучаемого участка тела пациента и внешним проводником 5 резонатора 3, т.е. от соотношения наружных диаметров диэлектрического колпака 6 и внешнего проводника 5 (3, 4). Electromagnetic energy from a standard medical microwave generator (not shown in the drawings) is supplied using
Практическая реализация описанного выше эффекта излучения возможна благодаря относительно большой диэлектрической проницаемости тела пациента при замедлениях электромагнитной волны в резонаторе 3 порядка 3..6. При этом однако зазор между проводником 5 и телом пациента должен быть таким, чтобы влияние диэлектрической проницаемости тела не было бы слишком большим, таким, которое привело бы к уменьшению фазовой скорости электромагнитной волны в резонаторе 3 до значений, близких к скорости плоской волны в теле, при которых интенсивность излучения резко уменьшается. В то же время наличие указанного выше зазора также приводит к существенному уменьшению интенсивности излучения, вызванному как резким спаданием амплитуды поля электромагнитной волны от внешней поверхности проводника 5, так и экранирующим действием поверхности тела. Уменьшение интенсивности излучения при использовании излучателя, выбранного в качестве прототипа, вызвано также тем, что излучение равномерно распределено по контуру поперечного сечения излучателя. The practical implementation of the radiation effect described above is possible due to the relatively high dielectric constant of the patient’s body during decelerations of the electromagnetic wave in the
Устранить оба указанных выше недостатка удается с помощью предлагаемой конструкции излучателя. Смещение диэлектрического колпака вплоть до непосредственного касания внешнего проводника 5 по одной из образующих на внутренней поверхности колпака 5 (фиг. 2) позволяет обеспечить большое значение амплитуды поля электромагнитной волны на поверхности тела пациента со стороны касания диэлектрического колпака 6 и внешнего проводника 5 и уменьшение амплитуды поля волны с диаметрально противоположной стороны излучателя. При этом интегральное значение зазора между телом пациента и проводником 5 сохраняется таким же и, следовательно, таким же сохраняется и влияние диэлектрической проницаемости тела пациента на фазовую скорость электромагнитной волны в резонаторе 3. Таким образом, удается увеличить интенсивность излучения в направлении расположения облучаемого органа, существенно уменьшив интенсивность излучения волны в остальных направлениях. To eliminate both of the above disadvantages is possible using the proposed design of the emitter. The displacement of the dielectric cap up to the direct contact of the
При выполнении внешнего проводника 5 резонатора 4 в виде по меньшей мере однозаходной цилиндрической спирали описанный выше эффект удается получить простым смещением осей симметрии колпака 6 и резонатора 3. При этом внутренний диаметр b колпака 6 должен по меньшей мере в 1,1 раза превышать внешний диаметр d проводника 5. При меньшем значении b/d описанный выше эффект будет слишком мал, а при значениях b/d > 2 излучение охватывает слишком малую площадь и может представлять интерес только в особых случаях. When performing the
Во многих возможных вариантах предлагаемого излучателя внутренний проводник 4 может быть выполнен в виде круглого стержня с постоянным диаметром r по всей длине стержня (фиг. 2). Однако в тех случаях, когда необходимо изменить интенсивность излучения по длине резонатора 3 или обеспечить согласование резонатора 3 с вводом 2 электромагнитной энергии в достаточно широкой полосе частот, проводник 4 должен иметь плавно изменяющийся по всей длине диаметр r (фиг. 4), либо скачкообразно изменяющийся диаметр (фиг. 5). In many possible embodiments of the proposed emitter, the
В тех случаях, когда проводник 5 выполнен в виде цилиндрической спирали усеченной формы его внешний диаметр d может совпадать с внутренним диаметром b диэлектрического колпака 6, как это показано на фиг. 3. В этом случае необходимое для увеличения направленности излучения смещение резонатора 3 относительно колпака 6 обеспечивается благодаря увеличению зазора между телом пациента и плоском участком 7 проводника 5. In cases where the
При выполнении внешнего проводника 5 в виде цилиндрической спирали усеченной формы внутренний проводник 4 может быть выполнен в виде пластины, расположенной на расстоянии w от плоского участка 7 проводника 5. При этом увеличивается концентрация электрического поля волны в области между плоским участком 7 и благодаря этому уменьшается амплитуда поля волны на поверхности противолежащего участка тела пациента. Плавное (фиг. 6) или скачкообразное изменение расстояния w позволяет получить тот же эффект, что и изменение диаметра r проводника 4. When the
Шаг h внешнего проводника 5 выбирают с учетом влияния диэлектрической проницаемости материалов корпуса 1 и колпака 6, а также тела пациента из условия получения оптимального по интенсивности излучения соотношения скоростей электромагнитной волны в резонаторе 3 и теле пациента (4). Однако в тех случаях, когда необходимо изменять интенсивность и направление излучения по длине излучателя, шаг h можно выбирать переменным по длине резонатора 3, уменьшая, например, к свободному его концу (фиг. 7). The step h of the
Интенсивность и распределение излучения по длине резонатора 3 зависит также от выбранного режима работы резонатора (холостой ход или короткое замыкание). The intensity and distribution of radiation along the length of the
Предложенный излучатель предназначен в основном для физиотерапевтического воздействия на мочеполовые органы человека, в частности на предстательную железу. Возможно также использование предложенного излучателя для физиотерапевтического воздействия на верхние дыхательные пути. Кроме того, при введении излучателя в крупные кровеносные сосуды или пищевод, излучатель может быть использован в качестве источника излучения для СВЧ-томографа. Излучатель может быть использован также в качестве приемной антенны при радиометрии и термографии. The proposed emitter is intended mainly for physiotherapeutic effects on the urogenital organs of a person, in particular on the prostate gland. It is also possible to use the proposed emitter for physiotherapeutic effects on the upper respiratory tract. In addition, when the emitter is inserted into large blood vessels or the esophagus, the emitter can be used as a radiation source for a microwave tomograph. The emitter can also be used as a receiving antenna for radiometry and thermography.
Источники информации, принятые во внимание:
1. А. С. 1553142 СССР. Электрод для ВЧ и СВЧ-терапии полостных органов. /Ю.Н. Пчельников и др.// Б.И. # 12, 1990.Sources of information taken into account:
1. A. S. 1553142 of the USSR. An electrode for rf and microwave therapy of the abdominal organs. / U.N. Pchelnikov et al. // B.I. # 12, 1990.
2. А. С. 1266548 СССР. Ректальный электрод для ВЧ и СВЧ-терапии. /Ю.Н. Пчельников и др.// Б.И. # 40, 1986. 2. A. S. 1266548 USSR. Rectal electrode for rf and microwave therapy. / U.N. Pchelnikov et al. // B.I. # 40, 1986.
3. Пчельников Ю.Н., Мицкис А.Ю.Ю. Микроволновые излучатели на замедляющих системах. // Сборник докл. MITEKO 90. Пардубице, ЧСФР, 1990, с. 8. 3. Pchelnikov Yu.N., Mitskis A.YU.YU. Microwave emitters on retarding systems. // Collection of reports. MITEKO 90. Pardubice, CSFR, 1990, p. eight.
4. Пчельников Ю.Н. Излучение замедленной электромагнитной волны в магнитодиэлектрик. // Радиотехника и Электроника. 1995, т. 40, # 4, с. 532. 4. Pchelnikov Yu.N. Radiated electromagnetic wave radiation in a magnetodielectric. // Radio engineering and electronics. 1995, vol. 40, # 4, p. 532.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96100875A RU2117496C1 (en) | 1996-01-15 | 1996-01-15 | Intracavatory radiator for shf physiotherapy (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96100875A RU2117496C1 (en) | 1996-01-15 | 1996-01-15 | Intracavatory radiator for shf physiotherapy (versions) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU96100875A RU96100875A (en) | 1998-03-27 |
RU2117496C1 true RU2117496C1 (en) | 1998-08-20 |
Family
ID=20175809
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96100875A RU2117496C1 (en) | 1996-01-15 | 1996-01-15 | Intracavatory radiator for shf physiotherapy (versions) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2117496C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2523620C2 (en) * | 2007-04-19 | 2014-07-20 | Мирамар Лэбс,Инк. | Systems and methods for generating exposure on target tissue with using microwave energy |
RU2525273C2 (en) * | 2012-06-14 | 2014-08-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики" | Intracavitary microwave emitter (versions) |
-
1996
- 1996-01-15 RU RU96100875A patent/RU2117496C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
3. Пчельников Ю.Н., Мицкие А.Ю.Ю. Микроволновые излучатели на замедляющих системах: СБ. докладов М ТЕКО 90. Пардибица, ЧСФР, 1990, с.8. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2523620C2 (en) * | 2007-04-19 | 2014-07-20 | Мирамар Лэбс,Инк. | Systems and methods for generating exposure on target tissue with using microwave energy |
RU2525273C2 (en) * | 2012-06-14 | 2014-08-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики" | Intracavitary microwave emitter (versions) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4841988A (en) | Microwave hyperthermia probe | |
US5097845A (en) | Microwave hyperthermia probe | |
JP3520120B2 (en) | Microwave tissue heating antennas and sondes containing these antennas | |
RU2250118C2 (en) | Microwave applicator | |
RU2266146C2 (en) | Radiation applicator | |
EP0105677A1 (en) | Endotract antenna device for hyperthermia | |
US4403618A (en) | Apparatus for electromagnetic radiation of living tissue and the like | |
ITPI20010006A1 (en) | INTERSTITIAL ANTENNA WITH MINIATURIZED CHOKE FOR MICROWAVE HYPERTEMIA APPLICATIONS IN MEDICINE AND SURGERY | |
JPS6232947B2 (en) | ||
RU2117496C1 (en) | Intracavatory radiator for shf physiotherapy (versions) | |
SU1266548A1 (en) | Apparatus for h.f. and s.h.f. therapy of tubular bones | |
US10707581B2 (en) | Dipole antenna for microwave ablation | |
US3095880A (en) | Diathermy applicators | |
US7180307B2 (en) | Coaxial probe | |
WO2021135610A1 (en) | Microwave ablation antenna based on spiral slit structure | |
Pchelnikov et al. | Medical application of surface electromagnetic waves | |
CN210992635U (en) | Microwave acupuncture radiator | |
JPS6133961Y2 (en) | ||
RU2525273C2 (en) | Intracavitary microwave emitter (versions) | |
Singh | Microwave applicators for hyperthermia treatment of cancer: An overview | |
Hand | Electromagnetic applicators for non-invasive local hyperthermia | |
CN110548227A (en) | Microwave acupuncture radiator | |
JPH0311012Y2 (en) | ||
RU2049424C1 (en) | Device for reception of intrinsic radiothermal emission of human body | |
RU2262362C2 (en) | Device for carrying out intracavitary treatment with extremely high frequency electromagnetic radiation |