CN107335147B - 一种适用于微波理疗的表面波能量耦合头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于微波理疗的表面波能量耦合头，属于微波物理领域。该结构表面波能量耦合头包括柔性介质基板，设置于介质基板两端的输入输出同轴接头，覆盖介质基板背面的金属接地板，以及设置于介质基板正面的导波线结构，所述导波线结构两端分别连接输入输出同轴接头的内导体，同轴接头外导体连接接地板；工作时，导波线结构上的微波以表面波的形式存在。本发明相对于现有的微波理疗头，具有可与患病部位完全贴合治疗、无微波泄漏的优点，从而大大扩展了微波理疗的临床适用范围。
Description
技术领域
本发明属于微波物理领域，具体涉及一种用于微波理疗的表面波能量耦合头。
背景技术
微波是近几十年来得到迅速发展和应用的一门新技术，微波的医用疗效在医学领域中已越来越接受。微波是高频电磁波，具有较强的穿透加热作用，可以隔着衣裤进行照射治疗，将微波能量集中照射到病变组织部位，被人体软组织吸收，在被照射到的组织上会产生微波生物效应，表现出局部组织温度上升，导致促进机体血液循环、增强新陈代谢、提高免疫功能等一系列生物学作用，通过病理分析及大量临床验证表明，在促进伤口愈合、软组织损伤等临床治疗中有消炎、缓解疼痛和促进水肿液吸收的作用。其中微波理疗头是微波理疗设备中的关键器件，也是制约微波理疗设备发展及应用的一个重大因素。
现有的微波理疗头大多数是属于微波辐射天线，连接到磁控管，将传输线上的导行波转换成定向辐射，将微波能量有效地辐照到病灶组织上。目前的大多数微波辐射天线是由金属质地制成的，此类质地坚硬、不易产生形变，所以在给患者治疗时，很难做到与患者患病部位进行完全贴合，在治疗时容易产生微波泄露；同时，当负载变化时有可能导致辐射天线反射增大，从而引起负载吸收到的功率小于标称功率，影响治疗效果。反射增大还可能通过负载牵引原理导致磁控管输出不稳定，并可能导致漏波增大，从而对其他正常部位和在场的医护人员产生辐射危害。为了发挥现有的微波理疗设备的治疗作用，同时又避免微波泄露对正常部位和医护人员的辐射伤害，就必须采用新的、无微波辐射伤害的理疗头。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是传统的微波辐射天线式的微波理疗头的微波泄漏严重，泄漏的微波会对正常部位和医护人员产生微波辐射伤害，这也是目前各种类型微波理疗头普遍存在的一个技术问题。本发明提供一种适用于微波理疗的表面波能量耦合头，由于表面波的衰减因子比较大，所以微波离开表面一段距离就可衰减为零，无微波泄漏。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种适用于微波理疗的表面波能量耦合头，包括柔性介质基板，设置于介质基板两端的输入输出同轴接头，覆盖介质基板背面的金属接地板，以及设置于介质基板正面的导波线结构，所述导波线结构两端分别连接输入输出同轴接头的内导体，同轴接头外导体连接接地板；工作时，导波线结构上的微波以表面波的形式存在。
进一步地，所述导波线结构为曲折线慢波结构、双列曲折线慢波结构、V型曲折线慢波结构、双列V型曲折线慢波结构、微带圆环加杆慢波结构等。
进一步地，所述导波线结构为间距相同的双导线，每一条导线两端分别连接一输入输出同轴接头。
进一步地，将表面波能量耦合头作为一个单元，通过阵列的形式可以组成一个多单元的微波理疗头。
该理疗头将微波以表面波的形式与被治疗组织进行能量耦合，离子通过热碰撞将吸收的微波能转化为热能，组织得到温升，达到治疗的目的；而传统的理疗头是微波辐射天线的形式，将微波能量辐射到被治疗组织进行治疗。
当微波理疗头不贴合被治疗组织(空载)时，使电磁波在导波线结构上形成慢波(或称作聚波)，慢波只能携带能量沿表面传播而不辐射，此时无微波泄漏。
当微波理疗头贴合被治疗组织时，可以使电磁波在导波线结构上形成快波(或称漏波)，这种导波系统是一路传播一路辐射，用于较深处组织的治疗。通过适当的设计微波理疗头的结构、尺寸，可以控制表面波的衰减因子，从而控制理疗的深度，以治疗不同深度的损伤组织，防止微波对正常组织的辐射伤害。
理疗头是基于柔性电路板制成的，介质基板采用柔性材料，理疗头通过同轴馈电，然后通过软的同轴电缆连接到微波源。当给患者进行治疗时，柔性基板的理疗头直接贴敷在患病部位，并与患病部位共形完全贴合，也避免了微波泄漏。
理疗头还可以采用阵列的形式，由多个小尺寸的单元结构组成，当给患者进行治疗时，分离的单元结构贴敷在患病部位，由于单元结构尺寸小，可比较好的与患病部位共形完全贴合，避免了由于贴合不好引起的微波泄漏。
本发明的有益效果是：本发明相对于现有的微波理疗头，具有可与患病部位完全贴合治疗、无微波泄漏的优点，从而大大扩展了微波理疗的临床适用范围。
附图说明
图1是本发明实施例的原理示意图；
图2是本发明实施例1的结构示意图；
图3是本发明实施例2的结构示意图；
图4是双绕螺旋线慢波结构示意图；
图5是双列V型曲折线慢波结构示意图；
图6是双列曲折线慢波结构示意图；
图7是微带圆环加杆慢波结构示意图；
附图标号说明：1、输入端同轴接头；2-1、产生表面波的导波线结构；2-2、变形式曲折线慢波结构；2-3、双导线；3、柔性介质基板；4、接地板5、输出端同轴接头。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例1
参阅图2，本发明实施例1的表面波理疗能量耦合头，是基于曲折线慢波结构设计制作的，包括：输入端同轴接头1的一端用软的50Ω同轴电缆线连接到微波理疗仪的输出端，另一端则与金属线制成的变形式曲折线慢波结构2-2连接，变形式曲折线慢波结构2-2为微波理疗头的主体部分；变形式曲折线慢波结构2-2设置于柔性介质基板3上表面；柔性介质基板3下表面为柔性的导电金属接地板4；在变形式曲折线慢波结构2-2的最左侧连接输出端同轴接头5。
介质基板3是由聚酰亚胺、聚乙烯等制成，是一种柔性、可弯折的柔性介质基板；接地板由柔性的导电布制成；变形式曲折线慢波结构2-2由柔软的无氧铜线制成。由于这些特征，在给人体的手臂、腿部等部位进行治疗时，该微波辐射天线很容易与被治疗部位进行完全的贴合，从而避免了微波泄漏引起的对其他正常部位和在场的医护人员辐射危害。
实施例2
参阅图3，本发明实施例2的表面波理疗能量耦合头，与实例1不同的是基于双绕螺旋线慢波结构设计制作的，包括：由无氧铜制成的间距相同的双导线2-3，每根导线的左端和右端分别与输入端同轴接头1的内导体、输出端同轴接头5的内导体连接。
在实施例2中各部件用的材料与实例1中所用的材料一样，均具有柔软可弯折的特征，区别在于实例2所设计表面波理疗能量耦合头尺寸窄而长，适用于指关节部位的治疗。当用于指关节治疗时，该表面波理疗能量耦合头缠绕在指关节上，携带微波能量的无氧铜线则会形成一段如图4所示的双绕螺旋线，此时电磁波在导波线上形成表面波，电磁场沿径向向内衰减，由于衰减因子较大，衰减很短的距离就衰减为零，微波能量被治疗组织吸收且不向外辐射，避免了微波泄漏，实例2的表面波理疗能量耦合头特别适合手指这种直径较小的部位的治疗。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (4)
1.一种适用于微波理疗的表面波能量耦合头，包括柔性介质基板、设置于介质基板两端的输入输出同轴接头、覆盖介质基板背面的金属接地板、以及设置于介质基板正面的导波线结构，所述导波线结构两端分别连接输入输出同轴接头的内导体，同轴接头外导体连接接地板；工作时，导波线结构上的微波以表面波的形式存在。
2.如权利要求1所述的一种适用于微波理疗的表面波能量耦合头，其特征在于：所述导波线结构为曲折线慢波结构、双列曲折线慢波结构、V型曲折线慢波结构、双列V型曲折线慢波结构或者微带圆环加杆结构。
3.如权利要求1所述的一种适用于微波理疗的表面波能量耦合头，其特征在于：所述导波线结构为间距相同的双导线，每一条导线两端分别连接一输入输出同轴接头。
4.如权利要求1所述的一种适用于微波理疗的表面波能量耦合头，其特征在于：将所述表面波能量耦合头作为一个单元，通过阵列的形式组成一个多单元的微波理疗头。
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