DE3300677A1

DE3300677A1 - Applikator zum zu- und abfuehren von hochfrequenzenergie

Info

Publication number: DE3300677A1
Application number: DE19833300677
Authority: DE
Inventors: Maurice Chive; Victor Dipl.-Ing. Wissembourg Ringeisen; Serge Lille Toutain
Original assignee: ODAM OFF DISTRI APP MEDICAUX
Current assignee: ODAM OFF DISTRI APP MEDICAUX
Priority date: 1983-01-11
Filing date: 1983-01-11
Publication date: 1984-07-19
Also published as: JPS59166166A; JPS6236707B2; US4605012A; FR2539035B1; FR2539035A1; DE3300677C2

Description

Anmelder:

odam, Societe Anonyme 34, Rue de I¹Industrie F-67 160 Wissembourg Frankreich

Stuttgart, den 17-12.1982 P 4279 R/Pi

Vertreter:

Kohler-Schwindling-Späth Patentanwälte Hohentwielstraße 41 7000 Stuttgart 1

Applikator zum Zu- oder Abführen von Hochfrequenzenergie

Die Erfindung "betrifft einen Applikator zum Zuführen und/ oder Abführen von Hochfrequenzenergie (HF-Energie) zu bzw. von einem verlustreichen Material, insbesondere einem lebenden Gewebe, auf das der Applikator mit einer ihn begrenzenden Begrenzungsfläche flach aufzusetzen ist, wobei zum Energietransport eine Doppelleitung vorgesehen ist.

• · V *

Insbesondere für die Hyperthermiebehandlung des menschlichen Körpers ist es bekannt, Hochfrequenzenergie mittels Wellenleitern der Körperoberfläche zuzuführen, wodurch in einem von der Größe des Applikators abhängigen Bereich der Oberfläche und in einem Tiefenbereich darunter eine Erwärmung des lebenden Gewebes möglich ist. Es ist auch bekannt, daß man die Temperatur durch Empfang der von den interessierenden Gebieten des Körpers ausgehenden elektromagnetischen Strahlung im Hochfrequenzbereich (Plancksches Strahlungsgesetz) feststellen kann, wobei im Gegensatz zur Temperaturermittlung mittels der vom Körper ausgesandten Infrarotstrahlung nicht nur die Temperatur der Oberfläche, sondern auch tieferliegender Schichten festgestellt werden kann.

Ein bekannter Applikator vom Typ TMO 3OOO/IOOOO der Anmelderin weist einen Rechteckhohlleiter auf, dessen hohler Querschnitt mit einem Dielektrikum ausgefüllt ist. Die auf die Körperoberfläche des Patienten aufzusetzende Begrenzungsfläche des Applikators verläuft rechtwinklig zur Längsrichtung des Hohlleiters. Der bekannte Applikator ist in der Herstellung aufwendig.

Es wurde auch bereits vorgeschlagen, einen Applikator in koaxialer Bauweise zu verwirklichen, wobei die Begrenzungsfläche ebenfalls rechtwinklig zur Längsrichtung der Koaxialanordnung verläuft. Auch Koaxialanordnungen erfordern einen nicht geringen Herstellungsaufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Applikator der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß er einfach herstellbar ist. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß mindestens ein Leiter der Doppelleitung im wesentlichen parallel zur Begrenzungsfläche und zumindest in deren Nähe verläuft. Die Längsrichtung dieses Leiters, die der Ausbreitungsrichtung der durch diesen Leiter geführten Hochfrequenzenergie zumindest annähernd entspricht, verläuft somit im Gegensatz zu den beiden oben geschilderten Applikatoren parallel zur Begrenzungsfläche. Es hat sich überraschend gezeigt, daß derartige sehr einfach, nämlich unter Verwendung der Technik gedruckter Schaltungen herstellbare Applikatoren so ausgebildet werden können, daß sie für den gewünschten Anwendungsfall geeignet sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Applikator ist der Flächeninhalt des der Begrenzungsfläche nächstliegenden Leiters kleiner als der Flächeninhalt der Begrenzungsfläche. Dies ermöglicht eine Einflußnahme des anderen Leiters der Doppelleitungsanordnung auf den vom Applikator überdeckten Bereich des Meß- bzw. Behandlungsobjektes.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können die beiden Leiter der Doppelleitung in der gleichen Ebene liegen. Bei einer anderen Ausführungsform, die bei den später beschriebenen Ausführungsbeispielen verwirklicht ist und bevorzugt wird, liegen dagegen die beiden Leiter der Doppelleitung in verschiedenen Ebenen. Insbesondere können gemäß einer Ausführungsform der Erfindung die beiden Leiter im wesentlichen in zueinander parallelen Ebenen angeordnet sein. Um die

beiden Leiter der Doppelleitung relativ zueinander in einem definierten Abstand und in einer definierten Lage zu halten, kann der Fachmann ihm geeignete technische Lösungen verwenden. Bevorzugt ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei der ein zwischen den Leitern wirksames Dielektrikum im wesentlichen als flache Schicht ausgebildet ist. Der Vorteil liegt hierbei darin, daß auf einfache Weise ein Kursschluß zwischen den beiden Leitern verhindert werden kann und die Aufrechterhaltung einer definierten Lage der beiden Leiter relativ zueinander erleichtert ist.

Insbesondere kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung das Dielektrikum durch eine Isolierstoffplatte gebildet sein. Hierunter wird eine zumindest gewisse mechanische Pestigkeitswerte aufweisende Platte verstanden, die insbesondere hinreichend selbsttragende Eigenschaften hat, wie dies beispielsweise für glasfaserverstärkte Epoxidplatten, wie sie für gedruckte Schaltungen verwendet werden, der Fall ist.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind die Leiter mindestens teilweise nach Art gedruckter Schaltungen durch Metallisierungen einer Isolierstoffschicht gebildet. Hierbei kann es sich insbesondere um die obengenannte Isolierstoffplatte handeln. Eine Dicke der Metallisierung in der bei gedruckten Schaltungen üblichen Stärke von etwa !5O |im ist zumindest für zahlreiche Anwendungsfälle ausreichend. Es kann daher für die Herstellung der Doppelleiteranordnung des Applikators herkömmliches Ausgangsmaterial für gedruckte Schaltungen verwendet werden, unter dessen Verwendung mittels eines Atzvorganges die Doppelleiteranordnung zumindest großenteils hergestellt werden kann.

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Bei einer Ausführungsform der Erfindung bilden die beiden Leiter mindestens annähernd eine komplementäre Konfiguration, derart, daß dort, wo sich in der einen Ebene der eine Leiter, der hier als erster Leiter bezeichnet wird, befindet, der in der anderen Ebene angeordnete zweite Leiter ausgespart ist. Dabei können gemäß einer Ausführungsform der Erfindung die Aussparung im zweiten Leiter und der erste Leiter nahezu deckungsgleich sein. Insbesondere bei einem Applikator für sehr hohe Frequenzen hat es sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, die Aussparung im einen Leiter größer zu machen als die Fläche des anderen Leiters, und auch in der Gestalt der Aussparung einerseits und des anderen Leiters andererseits Abweichungen vorzusehen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verbreitert sich der erste Leiter von einem zum Anschluß an eine Hochfrequenz-Verbindungsleitung dienenden Anschluß aus keilförmig, vorzugsweise symmetrisch zu einer durch die Anschlußleitung gelegten Ebene. Die Gestaltung des Endes im Bereich der größten Verbreiterung dieses sich keilförmig erweiternden Teils kann je nach Anforderung unterschiedlich gewählt werden. Bei einer Ausführungsform der Erfindung verläuft das Ende gerade, so daß der erste Leiter im wesentlichen die Gestalt eines gleichschenkligen Dreiecks aufweist.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung schließt sich an den sich keilförmig verbreiternden Teil des ersten Leiters ein im wesentlichen die Fläche eines Halbkreises

bildender Teil an. Diese Ausführungsform hat sich insbesondere für in ihrer Fläche größere Applikatoren, die z.B. zum Auflegen auf den menschlichen Brustkorb gedacht sind, bewährt .

Bei einem Applikator, der gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform im einen Leiter eine Aussparung aufweist, die zumindest annähernd komplementär der Gestalt des anderen Leiters ist, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, daß die dem ersten Leiter in ihrer Form im wesentlichen entsprechende Aussparung im zweiten Leiter im Bereich der Spitze des keilförmigen Teils nicht vorhanden ist. Der Vorteil liegt insbesondere auch darin, daß im Bereich der Spitze des keilförmigen Abschnitts im zweiten Leiter keine Unterbrechung vorhanden ist, wodurch der zweite Leiter gemäß bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung die Aussparung vollständig umschließt.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung liegt der die Aussparung aufweisende zweite Leiter näher an der Begrenzungsfläche als der erste Leiter, insbesondere in dieser Begrenzungsfläche, und er ist hochfrequenzmäßig mit Masse verbunden. Dabei kann dieser zweite Leiter beim Aufsetzen des Applikators z.B. auf den Körper des Patienten mit dem Körper in leitender Verbindung sein. Diese Ausführungsform hat sich besonders zur wirkungsvollen Erwärmung innerhalb eines begrenzten Gebiets mit einer merklichen Tiefenerstreckung bewährt. Dadurch, daß der eine Leiter auf Masse liegt, ist eine einfache Speisung des Applikators über koaxiale Leitungen, die die Verbindung mit einem Hochfrequenz-Sender und/

oder -Empfänger herstellen, möglich. Vorteile der beschriebenen Applikatoren liegen darin, daß bei der Verwendung für die Hyperthermie, wenn also Hochfrequenzenergie von einem Sender dem Applikator zugeführt wird, der Applikator dann, wenn er nicht auf den zu behandelnden Körper aufgesetzt ist, kaum strahlt, der Applikator selbst ist also keine Antenne, und daß eine erhebliche Energieabgabe an den menschlichen Körper möglich ist, sobald der Applikator auf den Körper aufgesetzt ist.

Weitere Vorteile liegen darin, daß bei geeigneter Ausbildung, insbesondere bei den oben beschriebenen Ausführungsformen mit einem sich keilförmig verbreiternden Leiter, der Applikator breitbandig ist. Der Applikator kann daher wahlweise, im Bereich von 434 MHz, im Bereich von 915 MHz und im Bereich von 2,45 G-Hz verwendet werden. Von den technischen Gegebenheiten her ist der Applikator jedoch auch auf allen zwischen den genannten Frequenzen liegenden Bereichen einsetzbar .

Die Frequenzen von etwa 434 MHz und 915 MHz dienen dabei vorzugsweise zum Senden, also zum Erwärmen des zu behandelnden Körpers, wogegen die Frequenz von etwa 2,45 GHz die Empfangsfrequenz ist, durch deren Auswertung die Temperatur •des behandelten Volumens festgestellt werden kann. Je nach dem beispielsweise durch Fernsehsender erzeugten vorhandenen Störpegel kann die Empfangsfrequenz wegen der Breitbandigkeit der Applikatoren auch in andere Frequenzbereiche verlegt werden.

Die kleinste der nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen eines Applikators ist für den Frequenzbereich 10 GHz vorgesehen.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Leiter im wesentlichen als Streifenleiter ausgebildet, der auf einer Seite der Isolierstoffschicht verläuft und mittels eines eine Aussparung der Isolierstoffschicht durchdringenden leitenden Abschnitts mit dem anderen Leiter in dessen mittlerem Bereich verbunden ist, und es weist der andere Leiter zu dem leitenden Abschnitt im wesentlichen radial verlaufende Schlitze auf. Diese Schlitze wirken als Schlitzstrahler und führen daher beim Aufsetzen des Applikators dem menschlichen Körper ebenfalls Hochfrequenzenergie zu, die zur Erwärmung eines bestimmten Volumenbereichs führt.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung haben die Schlitze eine unterschiedliche Resonanzfrequenz, was insbesondere durch eine unterschiedliche Länge der Schlitze erreicht werden kann. Dadurch erhält die Gesamtanordnung eine größere elektrische Bandbreite. Vorzugsweise sind drei oder mehr Schlitze vorgesehen.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist der Applikator ein elektrisch leitendes Gehäuse auf, das die hinter der Begrenzungsfläche liegenden Teile des Applikators umgibt. Der Vorteil liegt dabei darin, daß das Gehäuse einerseits als mechanischer Schutz und als Handhabe für den Applikator dienen kann, daß das Gehäuse aber auch verhindert, daß HP-Energie nach der dem zu behandelnden Körper abgewandten Seite des Applikators abgestrahlt wird. Diese Energie ist

zwar möglicherweise äußerst gering, man will jedoch die die Behandlung durchführenden Personen nicht unnötig irgendeiner elektromagnetischen Strahlung aussetzen. Das Gehäuse liegt vorzugsweise HP-mäßig an Masse.

Bei der Behandlung von Patienten ist es häufig erwünscht, daß die Hauto"berflache, die unmittelbar mit dem Applikator in Berührung steht, nicht über eine vorbestimmte Temperatur erwärmt wird, weil dies für den Patienten unangenehm oder sogar schädlich sein kann. Um hier eine Kühlung der Haut des Patienten zu bewirken, ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß mindestens einer der Leiter mit dem Gehäuse thermisch leitend in Verbindung steht. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß von dem Leiter aufgenommene Wärmeenergie über die thermisch leitende Verbindung ans Gehäuse gelangt, von dem aus sie wegen dessen verhältnismäßig großer Oberfläche durch Konvektion abgegeben werden kann.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist auf den der Begrenzungsfläche abgewandten Leiter unter Zwischenlage einer isolierenden Schicht ein mit dem Gehäuse in Verbindung stehender Klotz aus thermisch gut leitfähigem Metall aufgesetzt. Dadurch kann eine besonders wirkungsvolle Wärmeabfuhr erfolgen. Der Klotz beeinflußt das Ersatzschaltbild des Applikators. Damit der Eingang des Applikators, wo eine Verbindungsleitung zu einem Sender oder Empfänger angeschlossen wird, an diese Verbindungsleitung angepaßt ist, ist im allgemeinen eine Kompensation erforderlich. Es hat sich überraschend gezeigt, daß eine sehr breitbandige Korn-

pensation dann besonders leicht möglich ist, wenn der Querschnitt des Klotzes parallel zur Ebene des Leiters, mit dem der Klotz in thermischer Verbindung steht, kleiner ist als die Fläche des genannten Leiters, wobei der Klotz nirgends über den genannten Leiter nach außen vorsteht. Insbesondere hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Abmessungen des genannten Querschnitts des Klotzes in jeder Richtung höchstens ungefähr die Hälfte der entsprechenden Abmessung des genannten Leiters betragen, und wenn zwischen dem Rand des Leiters und der Außenseite des Klotzes ein im wesentlichen gleichmäßiger Abstand besteht. In diesem Falle macht sich das Vorhandensein des Klotzes für die Anpassung des Applikators nicht störend bemerkbar.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein. Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf die Leiterplatte eines ersten Ausführungsbeispiels eines Applikators,

Fig. 2 eine Ansicht von unten auf die Leiterplatte der Fig. 1,

Pig. 3 einen gegenüber Pig. 1 vergrößerten Längsschnitt gemäß der Linie III-III in Pig. 1 lediglich durch die Leiterplatte und die daran angeschlossene Verbindungsleitung,

Fig. 4 einen Schnitt entsprechend der Linie IV-IV in Pig. 1 durch einen kompletten Applikator samt Gehäuse, teilweise abgebrochen,

Pig. 5 eine der Pig. 2 entsprechende Ansicht der Leiterplatte eines anderen Ausführungsbeispiels eines Applikators,

Pig. 6 eine Ansicht von unten auf die Leiterplatte eines Applikators mit Schlitzen,

Pig. 7 einen vergrößerten Schnitt entsprechend der Linie VII-VII in Pig. 6.

In der Pig. 1 bis 4 trägt eine Isolierstoffplatte 1, die ursprünglich auf ihren beiden Seiten mit durchgehenden Metallisierungen versehen war, die durch Ätzen teilweise entfernt worden sind, auf ihrer in Pig. 1 sichtbaren Seite einen ersten Leiter 3, und auf ihrer anderen Seite einen zweiten Leiter 4· Der erste Leiter weist einen streifenförmigen Abschnitt 6 auf, der von der Mitte der in Pig. 1 linken Kante 7 aus sich um eine kurze Strecke in Richtung der Mitte der Platte 1 erstreckt. An den Abschnitt 6 schließt sich ein sich symmetrisch zur Schnittebene III-III keilförmig verbreiternder Abschnitt 8 an, an dessen breite-

ster Stelle 10 sich ein halbkreisförmiger Abschnitt 12 anschließt, durch den sich der erste Leiter 3 nach rechts wieder verjüngt. Der Durchmesser des Halbkreises 12 ist dabei gleich der Abmessung der breitesten Stelle 10.

Der auf der Unterseite des Applikators angeordnete zweite Leiter 4 erstreckt sich allseitig bis zum Rand der Isolierstoffplatte 1 und weist eine Aussparung 14 auf, die geradlinig verlaufende Ränder 15, 16 und 17 und einen halbkreisförmig verlaufenden Rand 18 aufweist. Die Ränder 15, 16 und 18 sind deckungsgleich mit den entsprechenden Rändern des ersten Leiters 3. Lediglich im Bereich des geradlinig verlaufenden Randes 17, der dem halbkreisförmigen Rand 18 gegenüberliegt, weicht die Gestalt der Aussparung 14 von der Gestalt des ersten Leiters 3 ab. Dort, wo der erste Leiter 3 den streifenförmigen Abschnitt 6 aufweist und sich keilförmig zu verbreitern beginnt, ist der zweite Leiter 4 durchgehend ausgebildet.

An die beiden Leiter 3 und 4 ist eine steife Koaxialleitung 20 als Teil einer Verbindungsleitung zu einem Gerat, an das der Applikator angeschlossen werden soll, angeschlossen. Der Innenleiter der Koaxialleitung 20 ist mit dem streifenförmigen Leiter 6 verlötet, der Außenleiter mit dem zweiten Leiter 4· Die Koaxialleitung 20 ist im Bereich der in Fig. 1 linken Kante 7, die einer Schmalseite des durch die Leiterplatte 1 gebildeten Rechtecks entspricht, befestigt und erstreckt sich unter einem passenden Winkel nach oben, im Beispiel unter einem Winkel von etwa 45°·

Der Wellenwiderstand der Koaxialleitung 20 beträgt 50 Ohm.
Den gleichen Wellenwiderstand hat die durch den streifenförmigen Leiter 6 und den gegenüberliegenden Bereich des zweiten Leiters 4 gebildete Doppelleitung, und gleiches gilt
auch für die übrigen Bereiche der durch die beiden Leiter 3
und 4 gebildeten Doppelleitung. Wenn im Betrieb dann, wenn
die Leiterplatte 1 mit ihrer Unterseite, nämlich dem zweiten Leiter 4 auf einen Teil des menschlichen Körpers aufgelegt
wird, über die Koaxialleitung 20 dem Applikator Hochfrequenzenergie zugeführt wird, so treten keine Reflexionen
oder Reflexionen nur in einem nichtstörenden Maße auf.
Dadurch, daß Abmessungsänderungen der Leiter durch die
keilförmige Erweiterung nicht sprunghaft, sondern allmählich erfolgen, hat der Applikator eine große Bandbreite.

Der in den Pig. 1 bis 3 gezeigte Applikator, der im wesentlichen lediglich die die Leiter 3 und 4 tragende Leiterplatte 1 aufweist, kann in dieser Form verwendet werden, er kann aber auch zur Erleichterung der Handhabung von einem Gehäuse umgeben sein, das sich von der Begrenzungsfläche 25, das ist die Ebene des zweiten Leiters 4, aus nach oben erstreckt und den ersten Leiter 3 abdeckt. Ein derartiges Gehäuse bildet
auch einen Berührungsschutz, um das Berühren des Leiters 3
zu verhindern, außerdem bildet es einen mechanischen Schutz
für die Leiterplatte 1.

Der in den Fig. 1 bis 4 gezeigte Applikator weist ein metallisches Gehäuse 30 auf, das quaderförmig ist. Die nach unten weisende Seite des Gehäuses 30 ist offen und dort weisen die rings umlaufenden Wände 32 des Gehäuses 30 eine Stufe 34

auf, die einen Sitz für die Leiterplatte 1 bildet. Der zweite Leiter 4 weist nach unten und außen. Auf den ersten Leiter 3 ist eine Isolierstoffolie 36 aufgelegt, und auf diese ist ein Metallklotz 38 aus Aluminium aufgesetzt, der mit seiner der Folie 36 gegenüberliegenden Seite an der Innenseite der oberen Wandung 40 des Gehäuses 30 fest anliegt. Die Leiterplatte 1 ist mittels Schrauben 42 mit dem Gehäuse 3 verschraubt. Die Lage dieser Schrauben 42 ist auch in Fig. 2 angedeutet. Der Klotz 38 liegt dicht an der Folie 36 an, und diese liegt dicht an dem ersten Leiter 3 an, so daß unter Berücksichtigung der Dicke und des Materials der Folie 36 eine ausreichend gut thermisch leitende Verbindung zwischen dem ersten Leiter 3 und dem Gehäuse 30 besteht.

Der Querschnitt des Klotzes 38 parallel zur Begrenzungsfläche 25 ist kleiner als die Fläche des ersten Leiters 3, und der Klotz 38 reicht nirgends bis zum Rand des ersten Leiters 3 oder gar über dessen Rand hinaus. Der Querschnitt des Klotzes 38 ist an die Form des Leiters 3 weitgehend angeglichen, und die Abmessungen des Querschnitts sind so gewählt, daß sie im wesentlichen etwa der Hälfte der jeweiligen Abmessung des ersten Leiters 3 entsprechen. Dieser Querschnitt des Klotzes 38 und seine Lage oberhalb des ersten Leiters 3 ist in Fig. 1 mit strichpunktierten Linien eingezeichnet .

Bei einer ersten Realisierung des in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiels für eine Sendefrequenz von 434 MHz hat die rechteckige Isolierstoffplatte 1 Abmessungen

von 125 χ 106 mm und eine Dicke von 1,5 mm. Der Leiterabschnitt 6 ist 2,8 mm "breit. Die breiteste Stelle 10 des ersten Leiters 3 "beträgt hierbei 77 mm. Die übrigen Abmessungen können unter Berücksichtigung der gemachten Angaben der Fig. 1 und 2 entnommen werden. Die Dicke der die Leiter 3 und 4 bildenden Metallisierungen beträgt hier wie auch bei den weiteren Beispielen 30 μπι. Die Folie 36 besteht aus Polyester auf der Basis von Äthylenglykol und Terephthalsäure (Mylar) und ist 30 μπι dick. Der Klotz 38 ist etwa 15 nun hoch.

Die Fig. 3 und 4 sind insbesondere hinsichtlich der dort gezeigten Dicken der Leiterplatte 1 und der Leiter 3 und 4 sowie der Folie 36 nicht maßstäblich.

Ein Applikator mit den soeben genannten Abmessungen eignet sich wegen der relativ großen Fläche der Aussparung 14 zur Behandlung größerer Flächenbereiche des menschlichen Körpers. Die durch die Hochfrequenzenergie hervorgerufene Erwärmung erfolgt am stärksten in einem Volumenbereich des menschlichen Körpers, der sich rechtwinklig zur Begrenzungsfläche 25 gemessen etwa unterhalb eines Flächenbereichs 46 erstreckt, der in Fig. 2 gestrichelt eingezeichnet ist und sich in der Nähe des Zentrums der Aussparung 14 befindet. Eine demgegenüber.etwas geringere Erwärmung erfolgt in einem den Flächenbereich 46 umgebenden Bereich 48, der ebenfalls gestrichelt eingezeichnet ist.

Bei einer anderen Realisierungsform, die sich insbesondere zur Behandlung kleinerer Gebiete des menschlichen Körpers

eignet, beispielsweise zur Behandlung der Hand, weist die Leiterplatte 1 eine Länge von 90 mm und eine Breite von 68 mm auf. Die Dicke der Leiterplatte 1 ist unverändert 1,5 mm. Im übrigen sind der erste Leiter 3 und die Aussparung 14 gegenüber der zuerst genannten Realisierungsform lediglich maßstäblich verkleinert, die Pig. 1 bis 4 treffen also auch für diese zweite Realisierungsform zu. Diese zweite Realisierungsform ist für die Zuführung von Hochfrequenzenergie bei einer Frequenz von etwa 915 MHz vorgesehen.

Bei beiden obengenannten Realisierungsformen wird die Temperatur des durch die Zuführung von Hochfrequenzenergie erwärmten Bereichs des menschlichen Körpers dadurch festgestellt, daß die Strahlungsenergie des menschlichen Körpers im Bereich von etwa 2500 MHz durch die Applikatoren empfangen und zur Auswertung an ein angeschlossenes elektronisches Gerät geleitet wird.

Bei der in Pig. 5 gezeigten Leiterplatte 51 eines Applikators ist die Aussparung 53 im zweiten Leiter 55 deutlich größer als die Fläche des ersten Leiters 57. Der Rand der Aussparung 53 ragt dabei überall über den Rand des ernten Leiters 57 hinaus, wobei aber auch hier im Bereich des streifenförmigen Abschnitts 6 wie bei dem Applikator nach den Fig. 1 bis 4 der zweite Leiter 55 keine Unterbrechung aufweist. Der erste Leiter 57 weist im Gegensatz zu den Fig. 1 und 2 keinen halbkreisförmigen Bereich auf, sondern der sich keilförmig verbreiternde Teil des ersten Leiters endet an der dem Anschluß der Hochfrequenzleitung gegenüberliegenden Seite des ersten Leiters 57 mit einer geraden

Kante 59· Auch die Aussparung 53 weist in dem Bereich der Kante 59 eine gerade Kante 61 auf, die parallel zur Kante verläuft. An die Kante 61 schließen sich rechtwinklig dazu verlaufende Kanten 62 der Aussparung 53 an, die parallel zur Längskante der Leiterplatte 51 verlaufen, und von dem der Kante 61 abgewandten Ende 65 der Kanten 62 aus verläuft die Begrenzungslinie der Aussparung 53 symmetrisch zu der Längsmittelebene der Anordnung ,jeweils in Form eines schwach geschwungenen S, wobei sich am Ende 65 zunächst ein konkaver Bereich 67, anschließend ein gerader Bereich 68 und schließlich ein konvexer Bereich 69 des Randes der Aussparung 53 anschließt. Die geraden Abschnitte 68 schließen zueinander nahezu den gleichen Keilwinkel ein wie die keilförmig auseinanderlaufenden Kanten 71 des ersten Leiters 57.

Bei einer Realisierungsform ist die Leiterplatte 51 quadratisch und hat eine Kantenlänge von 12 mm. Die Dicke beträgt 0,8 mm. Die genauen Abmessungen der Aussparung 53 und des ersten Leiters 57 können unter Berücksichtigung des soeben genannten Kantenmaßes der Leiterplatte 51 der Pig. 5 entnommen werden. Als Material für die Leiterplatte 51 wird hier Polytetrafluorathylen verwendet, das für Mikrowellen geeignet ist.

Diese soeben genannte Realisierungsform kann zwar auch zum Zuführen von Hochfrequenzenergie zum menschlichen Körper verwendet werden, sie ist jedoch hauptsächlich zur Temperaturmessung im menschlichen Körper durch Aufnahme der elektromagnetischen Strahlung im Bereich von 10 GHz vorgesehen.

Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform trägt eine Isolierstoffplatte 81 auf ihrer in Fig. 6 sichtbaren Seite eine durch radiale Schlitze 82 bis 91 unterbrochene durchgehende Metallschicht, die den zweiten Leiter 89 bildet. Die radial inneren Enden der Schlitze 82 bis 91 münden in eine gemeinsame Aussparung 99 des zweiten Leiters 93· Diese ist an der Stelle im Bereich des Metallbands 9ß, die dem ersten Leiter 95 abgewandt ist, wesentlich schmäler als in den anderen Bereichen, wie Fig. 6 zeigt. Auf der anderen Seite der Leiterplatte 81 ist lediglich ein streifenförmiger Leiter 95 vorhanden, der mit dem Mittelleiter einer Koaxialleitung 96 verbunden ist, wogegen der Leiter 93 mit dem Außenleiter der Koaxialleitung 96 verbunden ist. Tm Zentrum der kreisförmigen Leiterplatte weist diese ein Langloch 97 auf, durch das ein Metallband 98 hindurchgezogen und sowohl mit dem ersten Leiter 95 als auch mit dem zweiten Leiter 93 verlötet ist. Die einzelnen Schlitze 82 bis 91 sind gleich lang und gleich breit. Sie sind nicht regelmäßig auf der gesamten Kreisfläche der Leiterplatte 81 verteilt, sondern sie verlaufen etwa radial zum Langloch 97 spiegelsymmetrisch zu einer durch den ersten Leiter 95 verlaufenden Symmetrieebene, wobei die Schlitze 84 und 89 rechtwinklig zu dieser genannten Ebene auf beiden Seiten dieser Ebene verlaufen, und zwischen den Schlitzen der Schlitzgruppe 82 bis 86 und der Schlitzgruppe 87 bis 91 besteht untereinander jeweils ein Winkel von etwa 30°.

Im Ausführungsbeispiel beträgt der Durchmesser der Leiterplatte 81 90 mm, die zehn Schlitze 82 bis 91 sind jeweils 1 ,5 mm breit und 40 mm lang. Dadurch ergibt sich ein Frequenzbereich, in dem der Applikator nach Fig. 6 und 7 arbeitsfähig ist, von etwa 400 MHz bis 4000 MHz.

Auch bei diesem Applikator nach Fig. 6 und 7 bildet die hochfrequenzmäßig an Masse liegende Fläche des zweiten Leiters 93 die Begrenzungsfläche, die an dem zu behandelnden Teil des-menschlichen Körpers anliegt. Auch bei dieser AusfUhrungsform kann, wenn gewünscht, ein Gehäuse vorgesehen sein.

Claims

Patentansprüche

/1... Applikator zum Zuführen und/oder Abführen von Hochfrequenzenergie (HF-Energie) zu "bzw. von einem verlustreichen Material, insbesondere einem lebenden Gewebe, auf das der Applikator mit einer ihn begrenzenden Begrenzungsfläche (25) flach aufzulegen ist, wobei zum Energietransport eine Doppelleitung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Leiter (3, 4, 55, 57, 93, 95) der Doppelleitung im wesentlichen parallel zur Begrenzungsfläche (25) und zumindest in deren Nähe verläuft.
2. Applikator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächeninhalt des der Begrenzungsfläche (25) nächstliegenden Leiters (4, 55) kleiner ist als der Flächeninhalt der Begrenzungsfläche.
3· Applikator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide Leiter der Dopelleitung in der gleichen Ebene liegen.
4. Applikator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Leiter (3, 4, 55, 57, 93, 95) der Doppelleitung in verschiedenen Ebenen liegen.
5· Applikator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Leiter im wesentlichen in -zueinander parallelen Ebenen angeordnet sind.
6. Applikator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen den Leitern (3, 4, 55, 57, 93, 95) wirksames Dielektrikum im wesentlichen als flache Schicht ausgebildet ist.
7· Applikator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum durch eine Isolierstoffplatte (1, 51, 81) gebildet ist.
8. Applikator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter (3, 4, 55, 57, 93, 95) mindestens teilweise nach Art gedruckter Schaltungen durch Metallisierungen einer Isolierstoffschicht gebildet sind.
9· Applikator mindestens nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Leiter (3, 4, 5b, 57) mindestens annähernd eine komplementäre Konfiguration bilden, derart, daß dort, wo sich in der einen Ebene der erste Leiter befindet, der in der anderen Ebene angeordete zweite Leiter ausgespart ist.
10. Applikator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Leiter (3, 57) sich von einem zum Anschluß einer Hochfrequenz-Verbindungsleitung dienenden Anschluß aus keilförmig verbreitert.
11. Applikator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den keilförmig verbreiternden Teil (8) des ersten Leiters (3) ein im wesentlichen die Flache eines Halbkreises bildender Teil (12) anschließt.
12. Applikator nach Anspruch 9 und nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die dem ersten Leiter (3, 57) in ihrer Form im wesentlichen entsprechende Aussparung (14, 53) im zweiten Leiter (4, 55) im Bereich der Spitze des keilförmigen Teils (8) nicht vorhanden ist.
13· Applikator nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (14, 53) im zweiten Leiter (4, 55) allseitig von leitenden Bereichen des zweiten Leiters umgeben ist.
14· Applikator mindestens nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der die Aussparung (14, 53) aufweisende zweite Leiter (4, 55) der Begrenzungsfläche (25) näher liegt, insbesondere in dieser Begrenzungsfläche liegt, und hochfrequenzmäßig mit Masse verbunden ist.
15· Applikator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit auf beiden Seiten einer Isolierstoffschicht aufgebrachten Leitern, dadurch gekennzeichnet, daß ein Leiter (95) im wesentlichen als Streifenleiter ausgebildet ist, der auf einer Seite der Isolierstoffschicht verläuft und mittels eines eine Aussparung (97) der Isolierstoffschicht (81) durchdringenden leitenden Abschnitts (98) mit dem anderen Leiter (93) in dessen mittlerem Bereich verbunden ist, und daß der andere Leiter (93) zu dem leitenden Abschnitt im wesentlichen radial verlaufende Schlitze (82 bis 91) aufweist.
16. Applikator nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze unterschiedliche Resonanzfrequenzen haben.
17. Applikator nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Schlitze vorgesehen sind.
18. Applikator nach einem der Ansprüche 15 Ms 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (82 "bis 91) in eine gemeinsame Aussparung (99) des anderen Leiters (93) münden.
19· Applikator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er ein elektrisch leitendes Gehäuse (30) aufweist, das die hinter der Begrenzungsfläche (25) liegenden Teile des Applikators umgibt.
20. Applikator nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (30) HF-mäßig an Masse liegt.
21. Applikator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Leiter (3) mit dem Gehäuse thermisch leitend in Verbindung steht.
22. Applikator nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß auf den der Begrenzungsfläche (25) abgewandten Leiter (3) unter Zwischenlage einer isolierenden Schicht (36) ein mit dem Gehäuse (30) in Verbindung stehender Klotz (38) aus thermisch gut leitfähigem Metall aufgesetzt ist.