CN1019887C - 体腔式医用微波辐射器 - Google Patents

Abstract

本发明属于医用微波辐射器技术。本发明所设计的辐射器其轴向几何尺寸远小于λ/4，与λ/4偶极子辐射器相比能量集中或辐射均匀。该辐射体均为非针状，具有旋转轴对称伞形状或波纹管形状，其子午面周界的长度为λ/2。该辐射器可用于内耳道、鼻咽腔等狭小体腔内。

Description

本发明属于医用微波辐射器技术。

医用微波辐射器是微波治疗机重要组成部件，它的功能是将微波源馈送来的微波能按临床的需求有效地辐射到人体待治疗的病变组织部位上去。

对比文件SU787043微波治疗仪辐射器，所叙述的有关技术特征是：

“辐射器保护套支撑着一个λ/4（λ表示波长）的偶极子和电缆线，保护套用高压聚乙烯制成，以便保护耳内组织，并允许对辐射器进行湿消毒，为使耳鼓免受损害，保护套做成锥形，以防插入太深。”

“偶极子为同轴电缆线的内导体，并保留同轴电缆线的内绝缘层。同轴电缆线另一端接高频插头，经插座单元与微波治疗仪相连。”

“辐射器有一圆形吸收环，镶在偶极子始端的电缆上，该圆环被拧在保护套的衬套内，固定在保护套上是防止保护套和吸收环相对于偶极子移动。”

上述的辐射器为体腔式，辐射体形状呈针状，用于耳内。耳内空间是狭小的，对于长度为λ/4（实际长度约为λ/4，这是人们以波长尺寸表示天线长度的习惯用法，故本说明书和权项要求中亦采用这种习惯用法。）的偶极子如工作在2450MHZ频率，则该天线的长度约为31mm全插入耳内显然是太长了，故仅能插入一部分，在耳外还留有一段天线，这段天线的辐射对正常组织的照射和对环境空间的污染是临床医生最迫切要求加以解决的问题。

本发明的目的：使体腔式辐射器小型化，能量集中，辐射均匀，以便更好地满足内耳道、鼻咽腔等狭小体腔内临床治疗要求。

一种医用体腔式微波辐射器由保护套[3]支撑一个非针状具有旋转轴对称形状的辐射体和电缆线，其特征是该辐射体的子午面周界的长度为λ/2。

电磁波常常是由运动电荷辐射出来的，电荷是电场的源，电流是磁场的源，变化的电荷产生变化的电场，变化的电流产生变化的磁场，它们相互依存、相互转化，形成电磁能量的转移传播，这就是电磁波辐射和传播。一般来说天线的高频电流分布决定了天线辐射。基于高频趋表效应和天线技术中常用的λ/4单极子天线有较好的辐射性能，为适应狭小体腔内临床治疗对小型辐射器多种多样辐射场的要求，我们设计了新型辐射器使其高频电流在天线表面流动途径维持λ/4，以便仍有良好的辐射。于是我们减小λ/4的针状单极子天线的长度，并以所减小的长度尺寸作为圆盘的直径，把该圆盘连接于减短后针状单极子天线的终端，组成具有旋转轴对称的辐射体，则高频电流流向该天线的终端距离为λ/4，故这种新的辐射体仍具有较好的辐射。为了减小辐射体的轴向尺寸，就要扩大圆盘的直径，但又必须考虑用于体腔内的限制，于是把圆盘折成伞状或筒状，具有伞形状的辐射体其伞罩[2]可为平面圆形，或球冠形，或凸锥形。由于高频电流流经的途径尺寸未变，而辐射体的轴向缩短了，在天线输入功率不变条件下，显然在辐射部位的能量比λ/4针状单极子天线集中了。同理，如果辐射体的表面呈波纹，形状为棒或筒，即波纹管形状，并使高频电流流向天线终端的途径尺寸未变，轴向的尺寸会更加缩短，而能量更集中。

本发明所提出的医用体腔式辐射器中的辐射体由于子午面的周界为λ/2，所组成的辐射器比su787043专利文献中的λ/4偶极子辐射器短得多，一般为它的1/3。甚至更短。该辐射器当用于耳内均可全 部插入，而λ/4偶极子辐射器至少有1/2的辐射体留在耳外，这样就造成了能源的浪费，又污染了环境，为了吸收泄漏的微波，则附加了圆形吸收环，增加了辐射器的体积和成本。而我们所提出辐射器由于体积小不会产生这些不良的结果，反而使辐射器的能量集中，这种体积小、能量集中的辐射器在临床上对于体腔深部的治疗起着重要的作用，并且在同样的临床疗效情况下，施加的微波功率小于λ/4偶极子辐射器所施加的功率，同时由于平面圆形伞罩[2]的影响，使它的径向辐射变的均匀，这正是临床治疗所需求的。在天津市第二中心医院耳鼻喉科180例临床观察，总有效率达92.2%，颇受患者欢迎。患者丁XX，天津轧钢四厂工人，患下鼻颊肥大症，经多方治疗无效，微波治疗前靠滴鼻净药物治疗，每二小时一次，即便在夜间睡觉用药二小时后由于喘不上气来也得起床点药，每日用药一瓶。微波治疗第一次，当夜一觉到天明，三次治疗后，症状有极大好转。现患者继续在医院进行微波治疗。

附图说明：

图1    球冠形伞状辐射器示意图。

图2    凸形伞状辐射器示意图。

图3    圆筒形伞状辐射器示意图。

图4    波纹棒状辐射器示意图。

附图中的标号说明：

[1]伞把。    [2]伞罩。    [3]保护套。

[4]支撑体。    [5]垫块。    [6]介质环。    [7]波纹棒。

施实例：

一.伞状辐射器：

这种辐射器的辐射体由一个伞把[1]和伞罩[2]连接组成，伞把[1] 就是经剥离的同轴电缆所剩下的一段内导体。本实例给出三种其几何尺寸如下：

1.如图1所示的辐射器，是由伞把[1]支撑着一个球冠或平面圆形的伞罩[2]所构成的辐射体。保护套[3]的头部介质材料逐渐变细。头部前端为半球形便于插入体腔内。辐射体的几何尺寸为伞把[1]长度27mm，球冠或平面圆形伞罩[2]的直径为4mm。这种辐射器可用于鼻道、肛肠等疾患治疗，而且沿辐射体轴向微波径向辐射分布相对均匀。

2.如图2所示的辐射器，是伞把[1]支撑一个凸锥形伞罩[2]，并且伞把[1]穿过伞罩[2]形成伞尖。保护套[3]制成耳塞形便于插入耳内，并与支撑体[4]连成一体，伞罩[2]距伞把[1]根部的尺寸由垫块[5]保证，支撑体[4]和垫块[5]由聚四氟乙烯材料制成。辐射体的几何尺寸为伞把[1]长度12mm，凸锥形伞罩[2]的内径6.8mm、外径8mm、高8mm。

3.如图3所示的辐射器，伞把[1]支撑一个圆筒形伞罩[2]。保护套[3]呈棒状前端为半球形，或耳塞形。辐射体的几何尺寸为伞把[1]长度12mm，圆筒形伞罩[2]外径5mm、内径3.2mm、高10.5mm。这种辐射器可用于耳内、鼻道等体腔内疾病治疗。

二.波纹形辐射器：

这种辐射器的辐射体外表呈波纹形，如同波纹管的外形，该辐射体的轴向长度≤λ/12。它的长度大小正比于辐射体外表波纹的多少，还取决波纹形状的内部是否空心，如呈一端封闭的筒状，即波纹管形状则长度还会更小。如图4所示的辐射器，是由经剥离的同轴电缆所剩下的一段内导体与波纹棒[7]连接而成一体。保护套[3]呈棒状或耳塞形前端呈半球形，介质环[6]使辐射体根部与波纹棒[7]保持一定的距离。

本实施例给出两种几何尺寸如下：

1.介质环[6]高度为3mm，波纹棒[7]的外径6mm、高11mm、波纹谷有4个其深2mm、宽1mm。

2.介质环[6]高度为1mm，波纹棒[7]的外径6mm、高6mm、波纹谷有5个其深2mm、宽0.5mm。

上述施实例所述的辐射体均为非针状具有旋转轴对称的形状，其子午面的周界长度为λ/2。采用的同轴电缆线型号为SFF-50-3-1。辐射体采用铜镀银材料。由于用于狭窄的体腔内故辐射体的形状与体腔相适应。用于辐射体表面的保护套[3]一般可做成锥形或棒形，其前端部分呈半球状。保护套[3]是用于支撑辐射体和电缆线，它是用聚四氟乙烯材料制成，保护套[3]全密封以便辐射器使用后清洗消毒。本施实例所给的有关几何尺寸均按辐射器工作频率为2450MHZ微波情况下制定的，如工作在其它频率上可用上述设计思想重新计算有关尺寸。由于该辐射器为体腔式，一般功率容量＜20W。我们按照本施实例制作的辐射器经测量它们的驻波系数均≤1.5。

Claims (8)

1、一种医用体腔式微波辐射器由保护套[3]支撑一个非针状具有旋转轴对称形状的辐射体和电缆线，其特征是该辐射体的子午面周界长度为λ/2。

2、根据权利要求1所述的医用体腔式微波辐射器，其特征是辐射体的形状为伞状，伞罩[2]为平面圆形，或球冠形，或凸锥形，或圆筒形状。

3、根据权利要求2所述的医用体腔式微波辐射器，其特征是平面圆形或球冠伞罩[2]的直径4mm，伞把[1]的长度27mm。

4、根据权利要求2所述的医用体腔式微波辐射器，其特征是凸锥形伞罩[2]的内径6.8mm、外径8.8mm、高8mm，伞把[1]长度为12mm。

5、根据权利要求2所述的医用体腔式微波辐射器，其特征是圆筒形伞罩[2]的外径5mm、内径3.2mm、高10.5mm，伞把[1]长度为12mm。

6、根据权利要求1所述的医用体腔式微波辐射器，其特征是辐射体的外表呈波纹，形状为棒或筒。

7、根据权利要求6所述的医用体腔式微波辐射器，其特征是波纹棒[7]的外径6mm、高11mm，波纹谷有4个其深2mm、宽1mm，介质环[6]的高度为3mm。

8、根据权利要求6所述的医用体腔式微波辐射器，其特征是波纹棒[7]的外径6mm、高6mm，波纹谷有5个其深2mm、宽0.5mm，介质环[6]的高度为1mm。

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