CN1076605A

CN1076605A - 高效微波治疗仪

Info

Publication number: CN1076605A
Application number: CN 93110524
Authority: CN
Inventors: 许陆文
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-01-07
Filing date: 1993-01-07
Publication date: 1993-09-29

Abstract

一种高效微波治疗仪属微波医疗器械，它包括微波施加器和低压微波功率源两部分，微波施加器由转接器，同轴馈线和辐射天线所组成，其低压微波功率源包括低压调控自耦变压器，变压器，磁控管和控制电路，由低压微波功率源所提供的微波能量通过微波施加器对生物体组织进行局部治疗。本仪器具有聚束作用和烧灼力强，效率高，结构简单牢固，体积小，重量轻，价格便宜等特点，适用于治疗胃、肠、肝、脾、肾、肺等内脏器官，以及脑外科、皮肤科、口腔、耳鼻喉科及妇科等临床治疗。

Description

本发明创造的高效微波治疗仪属微波医疗器械。

微波生物医学效应指出：微波幅射的生物学作用按其机理可以区分为热效应与非热效应两类。尽管有许多事实表明微波非热效应的存在，但目前微波医学界普遍认为起主导作用的还是微波的致热效应。生物组质中占比例很高的水分子和蛋白质分子是一种极性分子。这类极性分子在交变电场作用下将随外加电场的频率转动，从而致热（偶极子加热），在极高的微波频率下，生物组织中这种极性分子急剧运动，迅速升温。这一现象形成了微波治疗的生物学基础。

由于微波具有特殊的凝血功能，特别适用于生物体的多血组织，如肝、脾、肾、肺等内脏器官，以及脑瘤和卵巢等的止血及切除。特殊设计的微波手术器，可在无血情况下切除原发性肝细胞瘤，转移性肝癌，胆囊癌，脾瘤等。

以往微波技术在医疗中的应用往往囿于幅射加热的范畴，频频问世的也多半是微波理疗机，如国外的HS-15M型微波机和HSE-5M型微波机等。此类微波机其烧灼力还不够强，以肝凝血为例，HS-15M型微波机的烧灼力在30～60瓦的条件下，需30～60秒才能凝固。且体积大，宽450mm，深350mm，高920mm，重量达42kg。价格也贵，HS-15M，每台报价32000美元，HSE-5M型每台价19000美元。

本发明创造的目的在于研制一种能充分利用微波能量，聚束作用强，阻抗匹配好，烧灼力强，且结构牢固，小型化，轻量化，价格低廉的高效微波施加器及其微波功率源，以提高微波治疗效果，满足临床治疗的需要。

本发明创造的高效微波治疗仪由微波施加器和低压微波功率源所组成，其微波施加器由转接器，同轴馈线和幅射天线三部分组成，用于对生物体进行局部集中施加微波能量，以促使生物体受施部位短时间内局部组织凝固。其幅射天线具有沿轴向幅射微波的能力，而在垂直于天线轴线的平面内方向图是全方向的（为一个圆）并局限在半径不大于1.5cm范围内。配制专用的微波功率源就可将低功率的微波能量集中到受体生物组织局部，从而有效地利用小功率微波发射而达到生物组织局部凝固的目的。专用微波功率源由变压器，控制电路与磁控管三部分组成。

附图1 为微波施加器的结构示意图。

附图2 腔内幅射天线结构示意图。

附图3 体表幅射天线结构示意图。

附图4 微波手术刀结构示意图。

附图5 微波功率源电原理图。

结合附图简述本发明创造的结构及工作原理。

由附图1可知，本发明创造的高效微波治疗仪其微波施加器由转换器（1），同轴馈线（2）和幅射天线（3）所组成。转换器（1）采用射频同轴转换接头或标准同轴插头，通过它实现（直接或经过转接同轴电缆）微波施加器与微波功率源的连接。同轴馈线（2）的特性阻抗与幅射天线（3）的输入阻抗匹配。它可以是一段射频电缆，也可以是满足阻抗匹配的硬同轴线。幅射天线（3）是微波施加器的关键部件，主要有如附图2、3、4所示的三种类型。

附图2为腔内幅射天线，有针状单极子天线和电偶极子天线两种基本类型，可插入生物体体腔内或组织器官内进行微波幅射。图（a）为针状单极子天线结构示意图，它由同轴馈线内外导体（4）、（5），金属套（7），针状单极子（6）及介质（8）所组成，针状单极子（6）与同轴馈线内导体（4）相连，金属套（7）与同轴馈线外导体（5）相连。图（b）为电偶极子天线结构示意图，它由同轴馈线内导体（9），同轴馈线外导体（10）及介质（11）所组成。

附图3，为体表幅射天线结构示意图，这类天线可紧贴生物体表面幅射微波。图（a）为螺旋形微带天线，它由螺旋形微带天线（12）与介质基片（13）所组成。图（b）为圆极化微带天线，它由圆极化微带天线（14）与介质基片（15）所构成。

附图4为微波手术刀结构示意图，用来切除生物体多余病变组织的特殊幅射天线，它是一种电小尺寸偶极子，根据生物体具体部位，可采用相应的形状。附图4是其中的一种典型形式，它由刀状叉头（16），硬同轴线内导体（17）与硬同轴线外导体（18）所组成，其中刀状叉头（16）涂有防粘复盖层。

以上几种幅射天线具有以下特点：

1.幅射天线在尺寸上远小于幅射微波波长，因而体积小，重量轻;

2.幅射天线的形状与受体生物组织局部接受微波幅射的需要相符。在需要时它具有集中幅射微波能量与高频电凝的双重功能，烧灼效果明显增强，但不会对周围正常组织造成伤害;

3.幅射天线与生物体相接触部分，涂复有防粘结涂层，因此，在向生物体组织局部幅射微波时，得以避免幅射天线与生物体组织粘结的现象。

由附图5可知，本发明创造高效微波治疗仪的专用低压微波功率源，由可控自耦变压器B₁经桥式整流后提供磁控管M的阳极电压，而变压器B₂提供磁控管M的灯丝电压。控制电路由时间继电器J_SA、J_SS，按扭开关K及脚踏开关TK所组成。它具有自动保护功能：即J_SA提供磁控管M高压延时保护;而J_SS提供磁控管M可调延时断路保护，由它控制磁控管M的工作时间，并由蜂鸣器FM以声响信号提示。磁控管M是核心部件，它是工作频率达2450M_HZ的连续波微波振荡器，当磁控管M工作时，输出不超过200W的微波能量。改变变压器B₁的初级电压，可控制磁控管M的阳极电压，从而改变输出微波功率的大小。本微波功率源的特点是：

1.线路简单，操作方便，配合本发明创造的微波施加器可将不超过200W的微波能量集中到受体生物体组织局部，从而有效地利用小功率微波发射而达到生物体组织局部凝固的目的;

2.利用磁控管M阳极特性曲线的初始直线段，从而使磁控管M的工作电压由1800V降至1000V，保证了安全;

3.设计了低压调控的自耦变压器B₁，从而保证了采用8位选频开关作磁控管M阳极电压切换时的安全，省去了一般微波机中不可缺少的高压调压器。

本发明创造可广泛用于胃、肠、肝、肾、肺等内脏器官、脑外科、皮肤科、口腔、耳、鼻、喉及妇科等临床治疗。

Claims

1、一种高效微波治疗仪包括微波施加器和微波功率源，其特征在于微波施加器由转换器(1)，同轴馈线(2)和幅射天线(3)所组成，其微波功率源为低压微波功率源，它包括低压调控自耦变压器B₁，变压器B₂，磁控管M及由时间继电器J_SA、J_SS，按扭开关K和脚踏开关TK所组成的控制电路。

2、根据权利要求1所述的高效微波治疗仪其特征在于幅射天线有三种类型：

（1）腔内幅射天线有针状单极子天线和电偶极子天线两种基本形式，针状单极子天线由同轴馈线内导体（4）、同轴馈线外导体（5）、金属套（7）、针状单极子（6）及介质（8）所组成，针状单极子（6）与同轴馈线内导体（4）相连，金属套（7）与同轴馈线外导体（5）相连;电偶极子天线由同轴馈线内导体（9），同轴馈线外导体（10）及介质（11）所组成。

（2）体表幅射天线有螺旋形微带天线和圆极化微带天线两种，螺旋形微带天线由螺旋形天线（12）与介质基片（13）所组成;圆极化微带天线由圆极化微带天线（14）与介质基片（15）所组成。

（3）微波手术刀由刀状叉头（16），硬同轴线内导体（17）与硬同轴线外导体（18）所组成，其中刀状叉头涂有防粘复盖层。