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Stabförmiger Strahler zur Behandlung von Körperhöhlen mit Mikrowellen
Gegenstand der Erfindung ist ein stabförmiger Strahler zur Behandlung von Körperhöhlen
mit Mikrowellen. Dieser Strahler ist zum Einführen in Körperhöhlen bestimmt und
soll in dem umgebenden Gewebe eine Erwärmung hervorrufen.
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In der Mikrowellentherapie werden zur Behandlung von Körperhöhlen
stabförmige Strahler geeigneter Abmessungen benötigt, die verschiedene Bedingungen
erfüllen müssen. So muß ein derartiger Strahler von ausreichender mechanischer Stabilität
sein, eine über seine Länge möglichst gleichmäßige Energieabstrahlung gewährleisten
und eine gute Anpassung an den Mikrowellengenerator gestatten.
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Außerdem soll ein solcher Strahler naturgemäß möglichst einfach und
billig herzustellen sein.
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Zur Körperhöhlenbehandlung mit Mikrowellen sind bereits Stab- oder
Stielstrahler verschiedenartiger Ausführungen vorgeschlagen und bekanntgeworden.
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So wird beispielsweise seit längerer Zeit ein Strahler benutzt, der
die Form eines aus keramischem Material bestehenden und an einem Ende durch einen
Dipol erregten Stabes aufweist. Derartige keramische Stielstrahler haben den Nachteil,
daß die in das umgebende Gewebe abgegebene Energie längs des Strahl lers sehr schnell
abnimmt, da die Feldverteilung in Längsrichtung des Strahlers sehr ungleichmäßig
ist.
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Außerdem sind solche keramischen Stiehistrahler schwer herzustellen
und leicht zerbrechlich.
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Es sind ferner stabförmige Strahler vorgeschlagen worden, die die
Form eines konzentrischen Leitungsstückes besitzen, das an einem Ende mit der Hochfrequenzenergie
gespeist wird und an dem anderen, freien Ende entweder offen oder kurzgeschlossen
sein kann. Der Außenleiter des Leitungsstückes ist mit Schlitzen versehen, durch
die die Strahlung in das Gewebe eintreten kann. Bei den bisherigen Strahierformen
dieser Art sind auf dem Außenleiter entweder zirkulare Schlitze mit gleichförmigen
oder ungleichförmigen Abständen oder spiralförmige Schlitze angebracht.
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Auch bei diesen nach der Art einer Koaxialleitung aufgebauten Strahlern
ist eine gleichmäßige Feldverteilung und Energieabgabe über die Länge des Strahlers
schwer zu erreichen. Sowohl die quer zur Achse des Strahlers verlaufenden Schlitze
als auch das offene oder kurzgeschlossene Ende der Leitung stellen Stoßstellen dar,
die zu stehenden Wellen auf der Leitung führen. Infolge ihres verhältnismäßig komplizierten
Aufbaues ist die Herstellung dieser Strahler umständlich und kostspielig.
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Ziel der Erfindung ist ein stabförmiger Strahler für die Behandlung
von Körperhöhlen mit Mikrowellen, der die geschilderten Nachteile der bisherigen
Ausführungen nicht aufweist.
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Der stabförmige Strahler gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch
aus, daß er aus einem an einem Ende erregten metallischen Dipol besteht, der in
ein dielektrisches Material eingebettet ist und dessen Qnerscbnitt bei gleichbleibendem
Außendurchmesser des gesamten Stabstrahlers zu seinem freien Ende hin stetig oder
stufenweise derart zunimmt, daß der Abstand der Oberfläche des Dipols von der Außenoberfläche
des dielektrischen Materials in dieser Richtung immer kleiner wird.
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In einem Dielektrikum eingebettete metallische Dipole sind zwar bereits
in der hochfrequenten Nachrichtentechnik und auch als äußere Strahler in der Mikrowellentherapie
verwendet worden, jedoch sind diese bekannten Strahlerformen für die therapeutische
Behandlung von Körperhöhlen infolge ihrer ungeeigneten Feldverteilung unbrauchbar.
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Der erfindungsgemäße Strahler hat gegenüber den bisher benutzten
Ausführungsarten den Vorzug, daß er einerseits außerordentlich einfach und billig
im Aufbau ist, andererseits aber auch eine gute mechanische Stabilität aufweist.
Vor allem aber ergibt sich mit dem erfindungsgemäßen Strahler eine über seine Länge
gleichmäßige Energieabstrablung.
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Der neue Strahler gewährleistet eine über seine gesamte Länge praktisch
gleichmäßige Abstrahlung dadurch, daß der Abstand seiner Oberfläche von der Oberfläche
des dielektrischen Materials immer kleiner/ wird.
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Durch einfache Versuche kann man ohne Sc rigkeiten herausfinden,
wie die Querschnittszu,vzll
des Dipols zum freien Ende des Strahlers
hin beschaffen sein muß, wenn ein in der Nähe des erregten Endes liegender Abschnitt
bestimmter Länge ungefähr die gleiche Energie abgeben soll wie ein gleich langer
Abschnitt in der Nähe des freien Endes.
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Für das Wesen der Erfindung ist es nicht wesentlich, wie im einzelnen
die Querschnittszunahme des Dipols aussieht. Es kommt darauf an, daß der Abstand
seiner Oberfläche von der Oberfläche des ihn umgebenden dielektrischen Materials,
also des Stabes und damit bei seiner therapeutischen Anwendung von dem zu behandelnden
Gewebe, zum freien Ende des Strahlers hin immer kleiner wird.
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Die Querschnittszunahme des Dipols kann beispielsweise dadurch verwirklicht
werden, daß der Dipol aus mehreren Abschnitten mit von Abschnitt zu Abschnitt größer
werdendem Querschnitt besteht.
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Eine andere Möglichkeit besteht etwa darin, daß der Dipol einen zum
freien Ende des Stabes hin konisch zunehmenden Querschnitt hat.
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Selbstverständlich braucht aber der Querschnitt des Dipols nicht
rund zu sein, er könnte auch die Gestalt eines Vielecks oder einer Ellipse haben.
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Diesen Querschnitt wird man den jeweiligen Erfordernissen sowie dem
Gesamtquerschnitt des Stabes, also des den Dipol umhüllenden dielektrischen Materials,
anpassen, der ebenfalls kreisförmig, elliptisch oder vieleckig sein kann.
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Um den Einfluß der Wellenlänge auf die von dem Strahler abgegebene
Energleverteilung gering zu halten, sollte das den Dipol umhüllende dielektrische
Material eine große Dielektrizitätskonstante haben und verlustarm sein. Durch die
Wa'hl der Dipollänge wird die dielektrische Anpassung an den Generatorinnenwiderstand
bestimmt. Die große mechanische Stabilität ist durch den in das dielektrische Material
eingebetteten metallischen Dipol gewährleistet.
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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung mögen die in der Zeichnung
im Längsschnitt dargestellten zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Strahlers
dienen. Nach dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel besteht der erfindungsgemäße
Strahler aus einem metallischen Dipol 3, dessen Querschnitt zum freien Ende des
Strahlers hin konisch zunimmt.
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Der Dipol 3 ist in ein dielektrisches Material 2 eingebettet, das
dem Strahler die gewünschte stabartige Form verleiht und einen runden, elliptischen
oder vieleckigen Querschnitt haben kann. Der Stabstrahler hat die in der Körperhöhlentherapie
übliche, zu seinem freien Ende hin sich leicht verjüngende Form, die das Einführen
in die Körperhöhlen erleichtert.
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Wie man erkennt, ist bei der therapeutischen Behandlung mit diesem
Strahler der Abstand des Dipols von dem zu erwärmenden Gewebe am freien Ende des
Strahlers geringer als in der Nähe des erregten Endes. Durch die Querschnittszunahme
zum freien Ende hin wird die sonst beobachtete Abnahme der abgestrahlten Energie
zum freien Ende hin ausgeglichen.
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An dem in der Zeichnung linken Ende des Strahlers wird der Dipol
3 durch die zugeführte Mikrowellenenergie erregt. Zu diesem Zweck ist an dem linken
Ende des Strahlers eine konzentrische Steckverbindung vorgesehen, die aus einer
den Außenleiter bildenden und das dielektrische Material an seinem linken Ende umfassenden
Metallhülse 10 und einem koaxial in der Hülse 10 angeordneten und mit dem Dipol
3 elektrisch verbundenen Steckerstift 9 besteht. Die Erregung mit der Hochfrequenzenergie
kann aber auch auf jede beliebig andere Weise, z. B. mittels eines Hohlleiters,
erfolgen.
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Fig.2 gibt eine dem ersten Ausführungsbeispiel ähnliche Form wieder.
Der Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel besteht lediglich darin, daß statt
eines konischen Dipols ein Dipol vorgesehen ist, der aus einzelnen Längsabschnitten
4, 5, 6, 7, 8 je für sich konstanten, aber von Abschnitt zu Abschnitt zunehmenden
Querschnitts vorgesehen ist.
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Mit einem derartigen Stabstrahler kann eine ähnliche Wirkung wie mit
dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel erzielt werden.