CN110448808A - 三维透镜辐射器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三维透镜辐射器，包括：反射体和设置在反射体中心位置上的支撑体；反射体为开口逐渐增大的喇叭形对称结构；支撑体沿反射体的轴线设置且指向反射体的开口方向，支撑体沿反射体的轴线上下运动，支撑体上设置有一个或多个微波天线。本发明实施例提供的三维透镜辐射器，由于设置有喇叭形的反射体，使得微波天线向外辐射的电磁波能够更为聚拢，有利于电磁波朝向病灶的方向射出，减小电磁波在其他方向上的消耗；由于装载有微波天线的支撑体能够沿反射体的轴线上下运动，使得微波天线能够根据需要接近病灶处，实现精准定位的微波热疗。
Description
技术领域
本发明涉及微波热疗技术领域，具体涉及一种三维透镜辐射器。
背景技术
热疗是肿瘤治疗领域新兴的一种技术，它是利用物理方法使肿瘤区域加热到有效治疗温度并且持续一定时间，达到杀灭肿瘤细胞而又较小损伤正常组织的治疗目的。热疗设备主要有射频电容式热疗机、超声热疗机和微波热疗机。射频电容式热疗机的电场分布不易均匀控制，深部加热较困难，使用时脂肪易过热疼痛，仅适用于脂肪薄(厚度≤1.5cm)的部位；超声热疗机不能穿透含气空腔。微波热疗是较为理想的热疗方法。微波热疗的目标是使得肿瘤靶区得到比较高的热剂量，避免治疗冷点的出现，同时也要尽量对正常组织进行保护，使其受到尽量小的热剂量以规避治疗热点和不可逆的损伤，这就需要用于输出热能的微波辐射器能够精准抵达病灶位置，而现有的微波辐射器在定位精度方面存在不足。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种三维透镜辐射器，以解决现有的微波辐射器存在的定位精度不足的问题。
根据第一方面，本发明实施例提供了一种三维透镜辐射器，包括：反射体和设置在所述反射体中心位置上的支撑体；所述反射体为开口逐渐增大的喇叭形对称结构；所述支撑体沿所述反射体的轴线设置且指向所述反射体的开口方向，所述支撑体沿所述反射体的轴线上下运动，所述支撑体上设置有一个或多个微波天线。
本发明实施例提供的三维透镜辐射器，由于设置有喇叭形的反射体，使得微波天线向外辐射的电磁波能够更为聚拢，有利于电磁波朝向病灶的方向射出，减小电磁波在其他方向上的消耗；由于装载有微波天线的支撑体能够沿反射体的轴线上下运动，使得微波天线能够根据需要接近病灶处，实现精准定位的微波热疗。
结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述反射体的中心位置上开设有通孔；所述支撑体为空腔结构；所述微波天线通过设置在所述支撑体的空腔内的同轴馈线相接于同轴接头。
本发明实施例提供的三维透镜辐射器，由于将支撑体涉及为空腔结构，并且在反射体的中心位置上开设通孔，使得同轴馈线能够经由通孔和支撑体内的空腔连接于微波天线，进而经由同轴接头，将外接的微波固态源输出的微波信号发送至微波天线，以实现微波热疗。
结合第一方面第一实施方式，在第一方面第二实施方式中，所述三维透镜辐射器还包括音圈马达，所述音圈马达设置在所述反射体上，所述音圈马达用于驱动所述支撑体沿所述反射体的轴线运动。
本发明实施例提供的三维透镜辐射器，由于设置了用于驱动支撑体前后运动的音圈马达，使得设置在支撑体上的微波天线能够根据需要接近病灶处。由于音圈马达能够在狭小空间内提供定量的位移，使得微波天线与病灶处的距离能够精准可控，实现精准定位的微波热疗。
结合第一方面第一实施方式，在第一方面第三实施方式中，所述支撑体包括多节首尾相连的套筒，所述套筒沿所述反射体的轴线运动。
本发明实施例提供的三维透镜辐射器，利用多节套筒构成支撑体，使得支撑体上下运动的量程得到扩展，能够更加灵活地进行伸缩运动，以满足不同应用场合下精准定位的需要。
结合第一方面第三实施方式，在第一方面第四实施方式中，所述三维透镜辐射器还包括音圈马达，所述音圈马达设置在所述反射体上，所述音圈马达用于驱动构成所述支撑体的套筒沿所述反射体的轴线运动。
本发明实施例提供的三维透镜辐射器，由于设置了用于驱动套筒运动的音圈马达，使得设置在支撑体上的微波天线能够根据需要接近病灶处。由于音圈马达能够在狭小空间内提供定量的位移，使得微波天线与病灶处的距离能够精准可控，实现精准定位的微波热疗。
结合第一方面第一实施方式，在第一方面第五实施方式中，所述支撑体的侧壁上沿所述反射体的轴线设置有滑槽，所述微波天线通过与所述滑槽相适配的滑块设置在所述支撑体上。
本发明实施例提供的三维透镜辐射器，由于在支撑体上设置了滑槽和滑块，使得微波天线能够通过滑槽和滑块在支撑体上自由运动。此外，由于微波天线的运动是以支撑体为依托的，使得微波天线在除运动方向以外的其他方向上，能够在运动状态下仍保持相对稳定，避免震动，增强微波热疗的安全性。
结合第一方面第五实施方式，在第一方面第六实施方式中，所述三维透镜辐射器还包括音圈马达，所述音圈马达设置在所述反射体上，所述音圈马达用于驱动所述滑块沿所述滑槽运动。
本发明实施例提供的三维透镜辐射器，由于设置了用于驱动滑块运动的音圈马达，使得设置在滑块上的微波天线能够根据需要接近病灶处。由于音圈马达能够在狭小空间内提供定量的位移，使得微波天线与病灶处的距离能够精准可控，实现精准定位的微波热疗。
结合第一方面第一实施方式，在第一方面第七实施方式中，所述支撑体包括弹簧和支撑体本体，所述弹簧沿所述反射体的轴线设置在所述反射体和所述支撑体本体之间。
本发明实施例提供的三维透镜辐射器，由于设置了弹簧，使得支撑体本体能够在弹簧的作用下前后移动，进而实现了微波天线的前后移动，使得微波天线能够根据需要接近病灶处，实现精准定位的微波热疗。
结合第一方面第七实施方式，在第一方面第八实施方式中，所述三维透镜辐射器还包括拉杆，所述拉杆设置在所述通孔内并与所述支撑体本体相连接；所述拉杆上设置有卡接结构。
本发明实施例提供的三维透镜辐射器，由于设置了拉杆，使得通过拉动拉杆能够实现支撑体本体的前后移动；由于在拉杆上设置了卡接结构，使得拉杆能够根据需要固定在反射体上，以实现拉杆的制动。在拉杆的位置固定后，支撑体本体及微波天线的位置也会随之固定，以实现精准定位的微波热疗。
结合第一方面，在第一方面第九实施方式中，所述三维透镜辐射器还包括双曲面平凸透镜，所述双曲面平凸透镜设置在所述反射体的开口处。
本发明实施例提供的三维透镜辐射器，由于设置了双曲面平凸透镜，并利用双曲面平凸透镜对电磁波的会聚作用，能够将弱方向性电磁波聚集为锐方向性的电磁波束，使三维透镜辐射器射出的微波功率密度增加。在肿瘤的微波热疗中，增设透镜的三维透镜辐射器对浅表层肿瘤的治疗具有方向性好、增益大、热效率高等特点，且治疗区域较小，不易损伤肿瘤周围的正常组织。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1示出了本发明实施例中的一种三维透镜辐射器的结构示意图；
图2示出了本发明实施例中的另一种三维透镜辐射器的结构示意图；
图3示出了本发明实施例中的第三种三维透镜辐射器的结构示意图；
图4示出了本发明实施例中的第四种三维透镜辐射器的结构示意图；
图5示出了本发明实施例中的第五种三维透镜辐射器的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示出了本发明实施例中的一种三维透镜辐射器，该三维透镜辐射器可以包括：反射体1和设置在反射体1中心位置上的支撑体2。反射体1为开口逐渐增大的喇叭形对称结构。支撑体2沿反射体1的轴线设置且指向反射体1的开口方向，支撑体2沿反射体1的轴线上下运动，支撑体2上设置有一个或多个微波天线3。
为了方便连接管线，可以在反射体1的中心位置上开设通孔11，并且将支撑体2设计为为空腔结构，以使微波天线3通过设置在支撑体2的空腔与通孔11内的同轴馈线4，相接于同轴接头5。同轴接头5可以与微波固态源相连接，将外接的微波固态源输出的微波信号发送至微波天线，以实现微波热疗。
本发明实施例提供的三维透镜辐射器，由于设置有喇叭形的反射体，使得微波天线向外辐射的电磁波能够更为聚拢，有利于电磁波朝向病灶的方向射出，减小电磁波在其他方向上的消耗；由于装载有微波天线的支撑体能够沿反射体的轴线上下运动，使得微波天线能够根据需要接近病灶处，实现精准定位的微波热疗。
为了实现支撑体2沿反射体1的轴线上下运动，可以在三维透镜辐射器上增设音圈马达6。具体的，音圈马达6可以设置在反射体1上，如图2所示，音圈马达6的输出部61与支撑体2的底部相连接，用于驱动支撑体2沿反射体的轴线运动。
本发明实施例提供的三维透镜辐射器，由于设置了用于驱动支撑体前后运动的音圈马达，使得设置在支撑体上的微波天线能够根据需要接近病灶处。由于音圈马达能够在狭小空间内提供定量的位移，使得微波天线与病灶处的距离能够精准可控，实现精准定位的微波热疗。
图3示出了本发明实施例中第三种三维透镜辐射器的结构示意图，该三维透镜辐射器包括图1所示三维透镜辐射器的各个组件，为避免重复，在此不再赘述。如图3所示，该三维透镜辐射器中，支撑体2包括多节首尾相连的套筒21，除最底部的套筒外，其余各节套筒21均可沿反射体1的轴线运动。图3所示的三维透镜辐射器还可以包括音圈马达6。具体的，音圈马达6可以设置在反射体1上，音圈马达6的输出部可以与构成支撑体2的各个套筒21相连接，以驱动套筒21沿反射体1的轴线运动。
本发明实施例提供的三维透镜辐射器，利用多节套筒构成支撑体，使得支撑体上下运动的量程得到扩展，能够更加灵活地进行伸缩运动，以满足不同应用场合下精准定位的需要。本发明实施例提供的三维透镜辐射器，由于设置了用于驱动套筒运动的音圈马达，使得设置在支撑体上的微波天线能够根据需要接近病灶处。由于音圈马达能够在狭小空间内提供定量的位移，使得微波天线与病灶处的距离能够精准可控，实现精准定位的微波热疗。
图4示出了本发明实施例中第四种三维透镜辐射器的结构示意图，该三维透镜辐射器包括图1所示三维透镜辐射器的各个组件，为避免重复，在此不再赘述。如图4所示，该三维透镜辐射器中，支撑体2的侧壁上沿反射体1的轴线设置有滑槽22，微波天线3通过与滑槽22相适配的滑块23设置在支撑体2上。图4所示的三维透镜辐射器还可以包括音圈马达6。具体的，音圈马达6可以设置在反射体1上，音圈马达6的输出部可以与滑块23相连接，以驱动滑块23沿支撑体2上的滑槽22运动。
本发明实施例提供的三维透镜辐射器，由于在支撑体上设置了滑槽和滑块，使得微波天线能够通过滑槽和滑块在支撑体上自由运动。此外，由于微波天线的运动是以支撑体为依托的，使得微波天线在除运动方向以外的其他方向上，能够在运动状态下仍保持相对稳定，避免震动，增强微波热疗的安全性。本发明实施例提供的三维透镜辐射器，由于设置了用于驱动滑块运动的音圈马达，使得设置在滑块上的微波天线能够根据需要接近病灶处。由于音圈马达能够在狭小空间内提供定量的位移，使得微波天线与病灶处的距离能够精准可控，实现精准定位的微波热疗。
图2至图4所示的三维透镜辐射器，由于在三维透镜辐射器内均设置了音圈马达，能够实现对微波天线前后运动的电动控制，并且整个三维透镜辐射器的体积可以做到很小，适宜体内腔体的微波热疗，例如宫颈、胃肠或食管等部位。
图5示出了本发明实施例中第五种三维透镜辐射器的结构示意图，该三维透镜辐射器包括图1所示三维透镜辐射器的各个组件，为避免重复，在此不再赘述。如图5所示，该三维透镜辐射器中，支撑体2包括弹簧24和支撑体本体25。弹簧24可以沿反射体1的轴线设置，具体的，弹簧24可以设置在反射体1和支撑体本体25之间，通过压缩或拉伸弹簧24，可以带动支撑体本体25前后运动。为了方便地压缩或拉伸弹簧24，还可以在图5所示的三维透镜辐射器中增设拉杆7。具体的，拉杆7可以穿过通孔11和弹簧24，并与支撑体本体25相连接。为了方便地固定拉杆7，还可以在拉杆7上设置多组卡接结构71，通过卡接结构71与反射体1的抵触，可以实现拉杆7的制动。每一组卡接结构可以包括圆周上均匀分布的三个卡接结构71，以实现对拉杆7的稳定固定。图5所示的弹簧24处于压缩状态，通过将卡接结构71固定在通孔11外侧，实现对拉杆7的固定。对应地，当弹簧24处于拉伸状态时，可以通过将卡接结构71固定在通孔11内侧，实现对拉杆7的固定。
为了使各个微波天线输出的电磁波聚拢，还可以在图5所示的三维透镜辐射器中增设双曲面平凸透镜8。具体的，双曲面平凸透镜8可以设置在反射体1的开口处，并且双曲面平凸透镜8的平面应当朝向支撑体2，这样可以为支撑体2上的微波天线的前后运动留出更大的空间。同样的，图1至图4所示的三维透镜辐射器中也可以在相应位置增设双曲面平凸透镜48，以使各个微波天线输出的电磁波聚拢。
本发明实施例提供的三维透镜辐射器，由于设置了拉杆，使得通过拉动拉杆能够实现支撑体本体的前后移动；由于在拉杆上设置了卡接结构，使得拉杆能够根据需要固定在反射体上，以实现拉杆的制动。在拉杆的位置固定后，支撑体本体及微波天线的位置也会随之固定，以实现精准定位的微波热疗。本发明实施例提供的三维透镜辐射器，由于设置了双曲面平凸透镜，并利用双曲面平凸透镜对电磁波的会聚作用，能够将弱方向性电磁波聚集为锐方向性的电磁波束，使三维透镜辐射器射出的微波功率密度增加。在肿瘤的微波热疗中，增设透镜的三维透镜辐射器对浅表层肿瘤的治疗具有方向性好、增益大、热效率高等特点，且治疗区域较小，不易损伤肿瘤周围的正常组织。
图5所示的三维透镜辐射器，适宜通过手动控制的方式实现支撑体本体及微波天线的前后运动，适用于体外微波热疗，例如通过照射腹部皮肤进行的微波热疗。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (10)
1.一种三维透镜辐射器，其特征在于，包括：
反射体和设置在所述反射体中心位置上的支撑体；
所述反射体为开口逐渐增大的喇叭形对称结构；所述支撑体沿所述反射体的轴线设置且指向所述反射体的开口方向，所述支撑体沿所述反射体的轴线上下运动，所述支撑体上设置有一个或多个微波天线。
2.根据权利要求1所述的三维透镜辐射器，其特征在于，所述反射体的中心位置上开设有通孔；所述支撑体为空腔结构；所述微波天线通过设置在所述支撑体的空腔内的同轴馈线相接于同轴接头。
3.根据权利要求2所述的三维透镜辐射器，其特征在于，所述三维透镜辐射器还包括音圈马达，所述音圈马达设置在所述反射体上，所述音圈马达用于驱动所述支撑体沿所述反射体的轴线运动。
4.根据权利要求2所述的三维透镜辐射器，其特征在于，所述支撑体包括多节首尾相连的套筒，所述套筒沿所述反射体的轴线运动。
5.根据权利要求4所述的三维透镜辐射器，其特征在于，所述三维透镜辐射器还包括音圈马达，所述音圈马达设置在所述反射体上，所述音圈马达用于驱动构成所述支撑体的套筒沿所述反射体的轴线运动。
6.根据权利要求2所述的三维透镜辐射器，其特征在于，所述支撑体的侧壁上沿所述反射体的轴线设置有滑槽，所述微波天线通过与所述滑槽相适配的滑块设置在所述支撑体上。
7.根据权利要求6所述的三维透镜辐射器，其特征在于，所述三维透镜辐射器还包括音圈马达，所述音圈马达设置在所述反射体上，所述音圈马达用于驱动所述滑块沿所述滑槽运动。
8.根据权利要求2所述的三维透镜辐射器，其特征在于，所述支撑体包括弹簧和支撑体本体，所述弹簧沿所述反射体的轴线设置在所述反射体和所述支撑体本体之间。
9.根据权利要求8所述的三维透镜辐射器，其特征在于，所述三维透镜辐射器还包括拉杆，所述拉杆设置在所述通孔内并与所述支撑体本体相连接；所述拉杆上设置有卡接结构。
10.根据权利要求1所述的三维透镜辐射器，其特征在于，所述三维透镜辐射器还包括双曲面平凸透镜，所述双曲面平凸透镜设置在所述反射体的开口处。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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