CN1067590A - 微波热疗辐射器 - Google Patents

Abstract

一种将微波技术应用于医学领域的热疗辐射 器。包括对称的线状梯形对数周期式辐射源、底座、 绝缘体、馈源和绝缘盖。绝缘体放在底座凹槽内，其 表面开有与线状梯形对数周期式辐射源形状相同的 两个对称凹槽，辐射源安放在其内。馈源安装在底座 上，馈电中心与辐射源相联，其辐射源参数变化与梯 形边相对于馈电中心的大小、距离成对数，因此具有 非频变特性，能使馈源能量最大地辐射出去，其辐射 面积大，可连续工作。

Description

本发明涉及一种将微波发射技术应用于医学领域的热疗辐射器。

目前，徽波热疗普遍用于临床，由于可治疗各种疾病，因此在医学领域中得到广泛的应用，特别是在治疗癌症方面已取得可喜的成果。

当前国内、外所见到的微波医疗辐射器大体分为两种：一种是圆形等距螺旋式，这种辐射器经过医疗实践证明，其结构、尺寸有不足之处，例如螺旋距、螺旋线长及反射器的参数不尽合理，因此其辐射面积小，驻波比大，效率低，不能长时间使用;另一种是单极长线式辐射器，它只能在一点上集中辐射，当制作成大面积辐射器，必须与病灶部位相隔一定距离进行照射，不能接触使用。还可造成对环境的污染。所以说，现行的这些辐射器，由于结构、尺寸不合理，因此在应用中有一定的局限性。

本发明的目的是提供一种辐射面积大，效率高，能长时间连续工作的徽波热疗辐射器，以便扩大其医疗范围。

为此，本发明采用如下技术方案：它由两个对称的线状梯形对数周期式辐射源（1）、带凹槽底座（2）、绝缘体（3），馈源（4）以及绝缘盖（5）组成、上述的绝缘体（3）安放在底座（2）的凹槽内，绝缘体（3）表面开有与线状梯形对数周期式辐射源（1）形状相同的两个对称梯形凹槽（31），将所述的辐射源（1）安放在其内，馈源（4）安装在底座（2）上。馈源（4）的中心极（42）穿过底座（2）内的绝缘体（3）而位于线状梯形对数周期式辐射源（1）中间成为馈电中心（41），此馈电中心（41）和辐射 相联。底座（2）上方是绝缘盖（5）。

本发明线状梯形对数周期式辐射器的原理如下所述。

一个性能优良的辐射器，应具备下述两点基本要求：一是它的辐射场应在较宽的频带下保持不变;另一是能将馈源传输来的馈电能量最大限度地辐射出去。本发明的这种线状梯形对数周期式辐射器的特点就在于它具有非频变特性。在较宽的频带（例如f_H/f_L＝10或更高，f_H-上界频，f_L-下界频）下工作，它的基本参量能保持不变。再有，对于一般辐射器的长度来说，它都是有限长度而不会是无限长度。如果是有限长，而且为了使馈源能量能最大地辐射出去，就需要考虑终端的影响。本辐射器就能在有限长度范围内工作，而尽可能消除终端影响。

对于本发明的这种辐射源（1），它是由周期性的梯形折边所构成因为它的参数变化是与每一梯形折边相对于馈电中心（41）的大小、距离成对数关系，因此称这种结构为对数周期式。

当由馈电中心（41）引入交变电源后，沿着梯形导体将产生径向电流有电场分量Ee存在。同时在垂直于径向电场平面方向上产生磁场，有磁场分量Hφ存在。根据球坐标的麦克斯韦方程可得到电场分量Ee及磁场分量Hφ方程为：

$\mathrm{H\φ}=\mathrm{Ho}\frac{1}{4\mathrm{\πr}}{e}^{-\mathrm{jkr}}\frac{1}{\mathrm{Sim\θ}}$

根据其边界条件，由方程可求得任一点r处的特性阻抗为：

由上述特性阻抗方程可看出，Z_c与频率无关，只与θ_i有关。因此我们在设计定频率特性时要考虑定角度θ_i这样就可以保证辐射器的非频变特性。

此外，对于有限长度的辐射器，要保证非频变特性与最大的辐射效率，就要求尽量消除终端影响。因为，对于在无限长的辐射器上电流分布将是行波状态。而对于一有限长度的辐射器，它的电流分布将是驻波状态。当驻波比（VSWR）大时，将使辐射的能量损失大，要能使辐射器辐射的能量大，就要求辐射器的驻波比（VSWR）要小。因为，在有限长度辐射器上的电流分布是在靠近馈电中心的某一定长度或某一段内有最大电流值，而随长度延伸的那部分电流值可以很快地衰减下去。因此说，辐射器特性在长度考虑合理后，将不受延伸长度的影响。本辐射器的最大辐射方向是在与辐射器平面垂直的方向上，其辐射场的宽度是可以控制的。

由上所述，本发明具有非频变特性，结构、尺寸合理，驻波比小，辐射面积大，效率高。能长时间连续工作。

经临床实验证实，它能治疗各种急、慢性炎症，如咽炎、静脉炎、 前列腺炎以及前列腺肥大，软组织挫伤等。同时能治疗鼻咽癌、肺癌、乳腺癌、食管癌、黑色素癌等各种癌症，并取得较明显的医疗效果。采用本发明对分别患有黑色素癌、乳腺癌、鼻咽癌、肺癌食管癌等9位病人经过1个疗程15天10次的照射，其面积和大小不同程度地缩小到原来的1/2到1/3。

图1为本发明的结构示意图。

图2为去掉绝缘盖（5）时的俯视图。

图3为外形示意图。

本发明实施例中，在对称的辐射源（1）中的每1个为8对线状梯形折边，其上底即最长的边L₁为71mm，下底即最短的边L₂为9mm。采用φ1mm的铜线或镀银铜线反复折成梯形。馈电中心（41）直径为φ4mm。绝缘体（3）上相应的梯形凹槽宽1mm，槽距0.8mm。

Claims (2)

1、一种包括辐射源与馈源的微波热疗辐射器，其特征在于采用两个对称的线状梯形对数周期式辐射源(1)和凹槽式底座(2)，底座(2)内放有绝缘体(3)，所述的绝缘体(3)表面开有与线状梯形对数周期式辐射源(1)形状相同的两个对称梯形凹槽(31)，将所述的线状梯形对数周期式辐射源(1)安放在其内，馈源(4)安装在底座(2)上，其中心极(42)穿过底座(2)内的绝缘体(3)而位于两个线状梯形对数周期式辐射源(1)中间成为馈电中心(41)，此馈电中心(41)和辐射源(1)相联，底座(2)上方是绝缘盖(5)。

2、根据权利要求1所述的微波热疗辐射器，其特征在于所述的辐射源（1）用铜线或镀银铜线反复折成线状梯形对数周期式结构。

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