CN111904593A - 一种双工微波消融仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双工微波消融仪，所述双工微波消融仪包括电源模块、控制模块、低频电源开关模块、高频电源开关模块、双工频率源、低频功率放大器、高频功率放大器、双工器和双频微波消融天线；所述电源模块通过高频电源开关模块与高频功率放大器连接；所述低频电源开关模块、高频电源开关模块和电源模块均与控制模块相接；所述控制模块、低频功率放大器、高频功率放大器均与双工频率源相接；所述双工频率源、双工器、双频微波消融天线依次连接。电源模块、双工频率源、低频电源开关模块和高频电源开关模块均受控于控制模块，使双工微波消融仪可以工作在单工或双工的工作状态，进行肿瘤的适形微波消融，为微波消融提供一种新的消融方法。
Description
技术领域
本发明涉及肿瘤的微波热消融领域，特别涉及一种双工微波消融仪。
背景技术
随着肿瘤微创技术的发展，微波消融的医学技术在临床医疗领域逐步得到了认可和广泛的应用。微波消融治疗在影像学方法CT或超声引导下，将直径较小的微波消融天线经皮穿刺到肿瘤病灶组织，在微波消融天线所传播的高频电磁波作用下，组织自身的水分子在高速旋转产生热量，使肿瘤细胞的温度达到60℃而凝固坏死。
微波消融仪是微波消融治疗的核心部件之一，微波消融仪输出微波消融天线所需的输入功率和输入信号频率。国际规定的用于工业、科学和医学的微波频段（ISM）为433MHz，915MHz和2450MHz等。受穿透深度、微波频段和915MHz、2450MHz大功率发电机的广泛使用等因素的影响，目前主要的微波消融频段为915MHz和2450MHz。915MHz的消融圆度比2450MHz的消融圆度小，轴向消融直径比2450MHz的轴向消融直径长但是横向消融直径比2450MHz的消融直径短，915MHz的消融范围比2450MHz的消融范围大，而2450MHz的温升速度比915MHz的温升速度要快。因此，两种消融频率都有各自的特点，而目前的微波消融装置工作在单个频段，无法同时工作在多个工作频段，无法充分利用频率资源，对于某些肿瘤形状单个频率无法进行肿瘤的适形消融。如已经公开的专利CN110507413A，提出了多针的多频消融，无法实现单针的实时的915MHz，2450MHz的单工工作状态和双工工作状态的转换。
发明内容
本发明克服了上述的缺陷和不足，提出一种双工微波消融仪，使得一次布针能实现433MHz或915MHz和2450MHz的单工或双工微波消融，根据实际情况实时控制433MHz或915MHz和2450MHz的输出功率。
本发明至少通过如下技术方案之一实现。
一种双工微波消融仪，所述双工微波消融仪包括电源模块、控制模块、低频电源开关模块、高频电源开关模块、双工频率源、低频功率放大器、高频功率放大器、双工器和双频微波消融天线；
所述电源模块与控制模块、低频电源开关模块和高频电源开关模块连接，控制模块控制低频电源开关模块和高频电源开关模块的闭合与断开状态，实现单工或双工工作状态；
所述低频电源开关模块和高频电源开关模块分别与低频功率放大器和高频功率放大器连接；
所述双工频率源输出信号功率输入至低频功率放大器和高频功率放大器，达到控制双工微波消融仪的输出功率的目的；
所述低频功率放大器和高频功率放大器与双工器连接，双工器将低频功率放大器和高频功率放大器的放大信号输出至双频微波消融天线。
进一步地，所述控制模块包括第一开关按钮、第二开关按钮和旋钮；所述低频电源开关模块、高频电源开关模块分别与第一开关按钮和第二开关按钮相关联；
所述旋钮与双工频率源相接，控制双工频率源的工作状态和输出功率的大小。
进一步地，当控制模块控制低频电源开关模块闭合时，低频功率放大器处于工作状态，当控制模块控制高频电源开关模块闭合时，高频功率放大器处于工作状态，低频电源开关模块或高频电源开关模块仅有一个处于工作状态，双工微波消融仪工作于单工状态，低频电源开关模块和高频电源开关模块同时处于工作状态，双工微波消融仪工作于双工状态。
进一步地，所述低频功率放大器工作于433MHz或915MHz频段，高频功率放大器工作于2450MHz频段。
进一步地，所述双频微波消融天线发射微波功率至肿瘤组织，实现单工或双工的适形微波消融。
与现有技术比较，本发明的一种双工微波消融仪具有以下有益效果和优点：
(1)该双工微波消融仪结构简单；
(2)该装置可以在915MHz或2450MHz频段实现单工和双工微波消融；
(3)该装置可以实现一次布针多频段适形消融。
附图说明
图1为本发明的双工微波消融仪结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体的实施例对本发明的具体实施作进一步说明。需要指出的是，所描述的实施例仅仅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，本领域普通技术人员在没有做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所示为本实施例的一种双工微波消融仪包括电源模块1、控制模块2、低频电源开关模块3、高频电源开关模块4、双工频率源5、低频功率放大器6、高频功率放大器7、双工器8和双频微波消融天线9。所述双工频率源5为低频功率放大器和高频功率放大器提供输入信号。
所述控制模块2包括第一开关按钮、第二开关按钮和旋钮，所述低频电源开关模块3、高频电源开关模块4和电源模块1分别与控制模块2相接，所述低频电源开关模块3、高频电源开关模块4分别与第一开关按钮和第二开关按钮相关联；所述控制模块2输出开关控制信号控制低频电源开关模块3和高频电源开关模块4的闭合与断开状态。
所述电源模块1通过低频电源开关模块3与低频功率放大器6连接；低频电源开关模块3控制电源模块1与低频功率放大器6的连接状态，低频电源开关模块3闭合时电源模块1与低频功率放大器6连接，低频功率放大器6处于工作状态，低频电源开关模块3断开时电源模块1与低频功率放大器6不连接，低频功率放大器6处于非工作状态。
所述电源模块1通过高频电源开关模块4与高频功率放大器7连接；高频电源开关模块4控制电源模块1与高频功率放大器7的连接状态，高频电源开关模块4闭合时电源模块1与高频功率放大器7连接，高频功率放大器7处于工作状态，高频电源开关模块4断开时电源模块1与高频功率放大器7不连接，高频功率放大器7处于非工作状态。
所述旋钮与双工频率源相接，控制双工频率源5的工作状态和输出功率的大小。所述低频功率放大器6和高频功率放大器7均与双工频率源的输出端相接；通过旋钮控制双工频率源将低频和高频输出信号功率大小输出至低频功率放大器6和高频功率放大器7，达到控制双工微波消融仪的输出功率的目的。
所述双频微波消融天线9采用CN201911410678.6中的基于螺旋缝隙结构的微波消融天线。
所述双工频率源5、双工器8、双频微波消融天线9依次连接。
双工频率源5根据旋钮分别输出小信号到低频功率放大器6和高频功率放大器7的输入端，为低频功率放大器6和高频功率放大器7提供输入端的信号。双工器8接收低频功率放大器6和高频功率放大器7的放大信号，并将信号输出至双频微波消融天线9，使微波消融仪工作在单工或双工状态。
电源模块1为双工微波消融仪供电，同时受控于控制模块2。低频功率放大器6工作于915MHz频段，高频功率放大器7工作于2450MHz频段。当控制模块2控制低频电源开关模块3闭合时，低频功率放大器6处于工作状态，当控制模块2控制高频电源开关模块4闭合时，高频功率放大器7处于工作状态。双工频率源为低频功率放大器6和高频功率放大器7提供所需频率的小信号，低频功率放大器6和高频功率放大器7把小信号放大到微波消融所需的功率。低频电源开关模块6或高频电源开关模块7仅有一个处于工作状态，双工微波消融仪工作于单工状态，双频微波消融天线进行单工适形消融。低频电源开关模块6和高频电源开关模块7同时处于工作状态，双工微波消融仪工作于双工状态，双频微波消融天线进行双工适形消融。
综上所述，本发明的一种双工微波消融仪，结构简单，可以在915MHz或2450MHz频段实现单工或双工微波消融，可以实现一次布针多频段适形消融。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种双工微波消融仪，其特征在于：所述双工微波消融仪包括电源模块（1）、控制模块（2）、低频电源开关模块（3）、高频电源开关模块（4）、双工频率源（5）、低频功率放大器（6）、高频功率放大器（7）、双工器（8）和双频微波消融天线（9）；
所述电源模块（1）与控制模块（2）、低频电源开关模块（3）和高频电源开关模块（4）连接，控制模块（2）控制低频电源开关模块（3）和高频电源开关模块（4）的闭合与断开状态，实现单工或双工工作状态；
所述低频电源开关模块（3）和高频电源开关模块（4）分别与低频功率放大器6和高频功率放大器（7）连接；
所述双工频率源（5）输出信号功率输入至低频功率放大器（6）和高频功率放大器（7），达到控制双工微波消融仪的输出功率的目的；
所述低频功率放大器（6）和高频功率放大器（7）与双工器（8）连接，双工器（8）将低频功率放大器（6）和高频功率放大器（7）的放大信号输出至双频微波消融天线（9）。
2.根据权利要求1一种双工微波消融仪，其特征在于：所述控制模块（2）包括第一开关按钮、第二开关按钮和旋钮；所述低频电源开关模块（3）、高频电源开关模块4分别与第一开关按钮和第二开关按钮相关联；
所述旋钮与双工频率源相接，控制双工频率源的工作状态和输出功率的大小。
3.根据权利要求1或2一种双工微波消融仪，其特征在于：当控制模块（2）控制低频电源开关模块（3）闭合时，低频功率放大器（6）处于工作状态，当控制模块（2）控制高频电源开关模块（4）闭合时，高频功率放大器（7）处于工作状态，低频电源开关模块（6）或高频电源开关模块（7）仅有一个处于工作状态，双工微波消融仪工作于单工状态，低频电源开关模块（6）和高频电源开关模块（7）同时处于工作状态，双工微波消融仪工作于双工状态。
4.根据权利要求3一种双工微波消融仪，其特征在于：所述低频功率放大器（6）工作于433MHz或915MHz频段，高频功率放大器（7）工作于2450MHz频段。
5.根据权利要求4一种双工微波消融仪，其特征在于：所述双频微波消融天线（9）发射微波功率至肿瘤组织，实现单工或双工的适形微波消融。
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