DE3300677C2 - Applikator zum Zuführen und/oder Abführen von Hochfrequenzenergie - Google Patents

Abstract

Ein 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 aufzulegen ist, wobei zum Energietransport eine Doppelleitung vorgesehen ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Leiter (3) der Doppelleitung im wesentlichen parallel zur Begrenzungsfläche und zumindest in deren Nähe verläuft. Ein derartiger Applikator ist einfach herstellbar (Fig. 1).

Description

Die Erfindung betrifft einen Applikator zum Zuführen und/oder Abführen von Hochfrequenzenergie (HF-Energie) zu bzw. von einem verlustreichen Material, insbesondere einem lebenden Gewebe, mit dem der Applikator mit einer ihn begrenzenden Begrenzungsfläche in Berührung zu bringen ist, wobei zum Energietransport eine Doppelleitung vorgesehen ist, mindestens ein Leiter der Doppelleitung auf mindestens einem Teil seiner Länge im wesentlichen parallel zur Begrenzungsfläche und zumindest in deren Nähe verläuft, ein Leiter auf mindestens einem Teil seiner Länge sich von einem zum Anschluß einer Hochfrequenz-Verbindungsleitung dienenden Anschluß aus keilförmig verbreitert, beide Leiter der Doppelleitung in verschiedenen Ebenen liegen und der Raum zwischen den Leitern mindestens teilweise mit einem Dielektrikum ausgefüllt ist.

Ein derartiger Applikator ist aus der WO 80 01 461 bekannt. Der bekannte Applikator weist, ausgehend von einem Anschluß für eine Koaxial-Verbindungsleitung, ein mit Dielektrikum vollständig gefülltes Ubergangsstück auf, in dem zunächst ein Übergang von der Koaxialanordnung auf eine Anordnung mit zwei ebenen Leitern vorhanden ist. Die ebenen Leiter verbreitern sich keilförmig und verlaufen im weiteren Zuge der Leitung auseinander, verlaufen also nicht parallel. Am Ende

des mit Dielektrikum gefüllten Obergangsstücks gehen die sich bis dorthin verbreiternden Leiter in im wesentlichen parallel mit Abstand voneinander angeordnete, im wesentlichen rechteckige Platten über, zwischen denen ein freier Raum besteht, in dem das mit Hochfrequenzenergie zu versorgende Medium, insbesondere ein Teil des menschlichen Körpers, anzuordnen ist.

Der bekannte Applikator ist in der Herstellung aufwendig und muß so groß ausgebildet sein, daß der Teil

33 OO 677

des menschlichen Körpers, dem HF-Energie zugeführt werden soll, im Zwischenraum zwischen den beiden Platten Platz findet

Derartige Applikatoren sind insbesondere für die Hyperthermiebehandlung des menschlichen Körpers vorgesehen, wobei Hochfrequenzenergie (HF-Energie) der Körperoberfläche zugeführt wird, 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 (Piancksches Strahlungsgesetzt) feststellen kann, wobei im Gegensatz zur Temperaturermittlung mittels der vom Körper ausgesandten Infrarotstrahlung nicht nur die Temperatur der Oberfläche, sondern auch tiefer liegender Schichten festgestellt werden kann.

Es ist zwar ein Applikator vom Typ TMO 3000/10 000 der Anmelderin bekannt, der einen Rechteckhohlleiter aufweist dessen hohler Querschnitt mit einem Dielektrikum ausgefüllt ist Die Zuführung von Hochfrequenzenergie zum Körper des Patienten erfolgt dabei dadurch, daß der Applikator mit einer Begrenzungsfläche auf die Körperoberfläche des Patienten aufgesetzt wird, die rechtwinklig zur Längsrichtung des Hohlleiters verläuft; es ist daher nicht vorgesehen und auch nicht möglich, einen Körperteil des Patienten zwischen Teilen des Applikators anzuordnen. Der bekannte Applikator ist jedoch 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.

Durch die US-PS 39 95 277 und 39 87 455 sind Mikrostrip-Antennen bekannt, die für eine Abstrahlung von H F-Energie in den freien Raum vorgesehen sind. Die Antennen sind in der Technik gedruckter Schaltungen auf einer Isolierstoffplatte hergestellt, wobei die eine Seite der Isolierstoffplatte mit einer durchgehenden Metallisierung versehen ist und die andere Seite geätzt ist, wobei die verbliebenen Leiter die Form von größeren Feldern haben, die miteinander durch schmälere Verbindungen verbunden sind. Die HF-Energie wird durch eine Koaxialleitung zugeführt, die durch die nicht geätzte Metallisierung, die auf Masse liegt, hindurchgeführt ist. Die Abstrahlung erfolgt quer zur Ebene der Isolierstoffplatte. Demgegenüber soll der erfindungsgemäße Applikator die HF-Energie im wesentlichen nur abstrahlen, wenn er auf ein Gewebe aufgelegt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Applikator der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß er einfach herstellbar ist und es nicht erfordert, den mit Hochfrequenzenergie zu versorgenden Teil des menschlichen Körpers zwischen zwei Platten des Applikators anzuordnen.

gelöst, daß beide Leiter auf der gleichen Seite der an der Unterseite des Applikators angeordneten Begrenzungsfläche liegen, daß das Dielektrikum im wesentlichen als flache Schicht ausgebildet ist, die zwischen den Leitern angeordnet ist, daß sich der erste Leiter vollständig auf der flachen Schicht des Dielektrikums befindet, daß im wesentlichen dort, wo sich in der einen Ebene der erste Leiter befindet, der in der anderen Ebene angeordnete zweite Leiter, der der Begrenzungsfläche am nächsten liegt ausgespart ist derart daß der Flächeninhalt des zweiten Leiters kleiner ist als der Flächeninhalt der Begrenzungsfläche, und daß der erste Leiter sich von einem zum Anschluß einer Hochfrequenz-Verbindungsleitung dienenden Anschluß aus keilförmig verbreitert

Es hat sich überraschend gezeigt, daß die erfindungsgemäßen, sehr einfach, nämlich unter Verwendung der Technik gedruckter Schaltungen herstellbaren Applikatoren so ausgebildet werden können, daß sie für den gewünschten Anwendungsfall geeignet sind. Von Vorteil ist, daß deswegen, weil der Flächeninhalt des der Begrenzungsfläche nächstliegenden Leiters kleiner als der Flächeninhalt der Begrenzungsfläche ist, eine Einflußnahme des der Begrenzungsfläche entfernter liegenden Leiters auf den vom Applikator überdeckten Bereich des Meß- bzw. Behandlungsobjektes möglich ist Bei der Erfindung ist es möglich, den der Begrenzungsfläche nächstliegenden Leiter HF-mäßig an Masse zu legen und insbesondere unmittelbar mit der Körperfläche des Patienten in Berührung zu bringen. Bei der Zufuhr von HF-Energie zum Körper des Patienten erfolgt der Energiefluß dann vom Applikator nach der Richtung hin, wo sich die Berührungsfläche befindet, also in entgegengesetzter Richtung als bei den oben erwähnten Mikrostrip-Antennen.

Dadurch, daß das Dielektrikum im wesentlichen als flache Schicht ausgebildet ist, wird die Aufrechterhaltung einer definierten Lage der beiden Leiter relativ zueinander erleichtert. Insbesondere kann das Dielektrikum durch eine Isolierstoffplatte gebildet sein. Hierunter wird eine zumindest gewisse mechanische Festigkeitswerte 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. Die Leiter können mindestens teilweise nach Art gedruckter Schaltungen durch Metallisierungen einer Isolierstoffschicht gebildet sein, bei der es sich insbesondere um die o. g. Isolierstoffplatte handeln kann. Die Dicke der Metallisierung in der bei gedruckten Schaltungen üblichen Stärke von etwa 30 μπι ist zumindest für zahlreiche Anwendungsfälle ausreichend. Es kann daher für die Herstellung der Doppelleiteran-Ordnung des Applikators herkömmliches Ausgangsmaterial für gedruckte Schaltungen verwendet werden, unter dessen Verwendung mittels eines Ätzvorganges die Doppelleiteranordnung zumindest großenteils hergestellt werden kann.

Weitere Vorteile liegen darin, daß bei geeigneter Ausbildung der Applikator breitbandig ist. Der Applikator kann daher wahlweise im Bereich von 434 MHz, im Bereich von 915 MHz und im Bereich von 2,45GHz 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 950 MHz dienen dabei vorzugsweise zum Senden, also zum Er-

uviniiiuviiiukil ""I)JVI

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 Ausfüh-

33 OO

rungsformen eines Applikators ist für den Frequenzbereich 10 GHz vorgesehen.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung bilden die beiden Leiter mindestens annähernd eine komplementäre Konfiguration. 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 zweiten Leiter größer zu machen als die Fläche de₍s ersten Leiters, und auch in der Gestalt der Aussparung einerseits und des ersten Leiters andererseits Abweichungen vorzusehen.

Die keilförmige Verbreiterung des ersten Leiters ist

10

Gehäuse einerseits als mechanischer Schutz und als Handhabe für den Applikator dienen kann, daß das Gehäuse aber auch verhindert, daß HF-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 HF-mäßig an Masse.

Bei der Behandlung von Patienten ist es häufig erwünscht, daß die Hautoberfläche, 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.

vorzugsweise symmetrisch zu einer durch die Anschluß- 15 Um hier eine Kühlung der Haut des Patienten zu bewir-

leitung gelegten Ebene, wie dies auch beim eingangs beschriebenen bekannten Applikator der Fall ist. Die Gestaltung des Endes im Bereich der größten Verbreiterung des sich keilförmig erweiternden Teils kann je

ken, 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 aufge-

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

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der die in ihrer Form im wesentlichen dem ersten Leiter entsprechende Aussparung aufweisende zweite Leiter im Bereich der Spitze des sich keilförmig

Bereich der Spitze des keilförmigen Abschnitts im zweiten Leiter keine Unterbrechung vorhanden ist, wodurch der zweite Leiter gemäß bevorzugten Ausführungsfor-

30

nach Anforderung unterschiedlich gewählt werden. Bei 20 nommene Wärmeenergie über die thermisch leitende einer Ausführungsform der Erfindung verläuft das Ende Verbindung ans Gehäuse gelangt, von dem aus sie wegerade, so daß der erste Leiter im wesentlichen die Ge- gen dessen verhältnismäßig großer Oberfläche durch stak eines gleichschenkligen Dreiecks aufweist. Konvektion abgegeben werden kann.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist auf den

schließt sich an den sich keilförmig verbreiternden Teil 25 der Begrenzungsfläche abgewandten Leiter unter Zwides ersten Leiters ein im wesentlichen die Fläche eines schenlage 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.

verbreiternden Teils des ersten Leiters nicht ausgespart 35 Es hat sich überraschend gezeigt daß eine sehr breitist Der Voneil liegt insbesondere auch darin, daß im bandige Kompensation 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 Leimen der Erfindung die Aussparung vollständig um- 40 ters, wobei der Klotz nirgends über den genannten Leischließt ter nach außen vorsteht Insbesondere hat es sich als

Bei einer Ausführungsform der Erfindung liegt die vorteilhaft erwiesen, wenn die Abmessungen des gedem Dielektrikum abgewandte Seite des zweiten Lei- nannten Querschnitts des Klotzes in jeder Richtung ters in der Begrenzungsfläche, und der zweite Leiter ist höchstens ungefähr die Hälfte der entsprechenden Abvorzugsweise hochfrequenzmäßig mit Masse verbun- 45 messung des genannten Leiters betragen, und wenn den. Dabei kann dieser zweite Leiter beim Aufsetzen 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

quenz-Sender und/oder -empfänger herstellen, möglich. 55 aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können Vorteile der beschriebenen Applikatoren liegen darin, je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Komdaß bei der Verwendung für die Hyperthermie, wenn bination bei einer Ausführungsform der Erfindung veralso Hochfrequenzenergie von einem Sender dem App- wirklicht sein. Es zeigt

Iikator zugeführt wird, der Applikator dann, wenn er F i g. 1 eine Draufsicht auf die Leiterplatte eines er-

nicht auf den zu behandeinen Körper aufgesetzt ist 60 sten Ausführungsbeispiels eines Applikators,
kaum strahlt; der Applikator selbst ist also keine Anten- F i g. 2 eine Ansicht von unten auf die Leiterplatte der

ne. Es ist jedoch eine erhebliche Energieabgabe an den F i g. 1,

menschlichen Körper möglich, sobald der Applikator F i g. 3 einen gegenüber F i g. 1 vergrößerten Längsauf den Körper aufgesetzt ist. schnitt gemäß der Linie III—III in F i g. 1 lediglich durch

Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist der 65 die Leiterplatte und die daran angeschlossene Verbin-Applikator ein elektrisch leitendes Gehäuse auf, das die dungsleitung,

hinter der Begrenzungsfläche liegenden Teile des Appli- F i g. 4 einen Schnitt entsprechend der Linie IV-IV in

kators umgibt Der Vorteil liegt dabei darin, daß das Fig. 1 durch einen kompletten Applikator samt Gehäu-

des Applikators zum Beispiel 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 zweite Leiter auf Masse liegt ist eine einfache Speisung des Applikators über koaxiale Leitungen, die die Verbindung mit einem Hochfre-

33 OO 677

se, teilweise abgebrochen,

F i g. 5 eine der F i g. 2 entsprechende Ansicht der Leiterplatte eines anderen Ausführungsbeispiels eines Applikators.

In der F i g. 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 F i g. 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 F i g. 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 HI-HI keilförmig verbreiternder Abschnitt 8 an, an dessen breitester 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 Abschnitl 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 Gerät, 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 F i g. 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 i 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 F i g. 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 F i g. 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 F i g. 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 F i g. 1 mit strichpunktierten Linien eingezeichnet.

Bei einer ersten Realisierung des in den F i g. 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 F i g. 1 und

2 entnommen werden. Die Dicke der die Leiter 3 und 4 bildenden Metallisierungen beträgt hier wie auch bei den weiteren Beispielen 30 u.m. 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 mm hoch.
Die F i g. 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 Flächenbereiehe 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 F i g. 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

33 OO

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 F i g. 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 elektronischen Gerät geleitet wird.

Eine Fläche des hochfrequenzmäßig an Masse liegenden zweiten Leiters bildet die Begrenzungsfläche, die an dem zu behandelnden Teil des menschlichen Körpers anliegt.

Bei der in F i g. 5 gezeigten Leiterplatte 51 eines Applikators ist die Aussparung 53 im zweiten Leiter 55 deutlich größer als die Fläche des ersten Leiters 57. Der ι Rand der Aussparung 53 ragt dabei überall über den

_t Rand des ersten 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 57 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 59 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 F i g. 5 entnommen werden. Als Material für die Leiterplatte 51 wird hier Polytetrafluoräthylen verwendet, das für Mikrowellen geeignet ist

Die„e 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 ^:m Bereich von 10 GHz vorgesehen.

65

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

33 OO 677 Patentansprüche: -

1. Applikator zum Zuführen und/oder Abführen von Hochfrequenzenergie (HF-Energie) zu bzw. von einem verlustreichen Material, insbesondere einem lebenden Gewebe, mit dem der Applikator mit einer ihn begrenzenden Begrenzungsfläche (25) in Berührung zu bringen ist, wobei zum Energietransport eine Doppelleitung vorgesehen ist, mindestens ein Leiter der Doppelleitung auf mindestens einem Teil seiner Länge im wesentlichen parallel zur Begrenzungsfläche (25) und zumindest in deren Nähe verläuft, ein Leiter auf mindestens einem Teil seiner Länge sich von einem zum Anschluß einer Hochfrequenz-Verbindungsleitung dienenden Anschluß aus keilförmig verbreitert, beide Leiter (3,4; 55,57) der Doppelleitung in verschiedenen Ebenen liegen und der Raup- zwischen den Leitern mindestens teilweise mit einem Dielektrikum ausgefüllt ist, d a d u r c h gekennzeichnet, daß beide Leiter (3,4; 55,57) auf der gleichen Seite der an der Unterseite des Applikators angeordneten Begrenzungsfläche (25) liegen, daß das Dielektrikum im wesentlichen als flache Schicht ausgebildet ist, die zwischen den Leitern (3, 4; 55, 57) angeordnet ist, daß sich der erste Leiter (3; 57) vollständig auf der flachen Schicht des Dielektrikums befindet, daß im wesentlichen dort, wo sich in der einen Ebene der erste Leiter (3; 57) befindet, der in der anderen Ebene angeordnete zweite Leiter, der der Begrenzungsfläche (25) am nächsten liegt, ausgespart ist, derart, daß der Flächeninhalt des zweiten Leiters kleiner ist als der Flächeninhalt der Begrenzungsfläche, und daß der erste Leiter (3; 57) sich von einem zum Anschluß einer Hochfrequenz-Verbindungsleitung dienenden Anschluß aus keilförmig verbreitert.

2. Applikator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Leiter (3, 4; 55, 57) mindestens annähernd eine komplementäre Konfiguration bilden.

3. Applikator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den keilförmig verbreiternden Teil (8) des ersten Leiters (3) ein im wesentlichen die Fläche eines Halbkreises bildender Teil (12) anschließt.

4. Applikator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die in ihrer Form im wesentlichen dem ersten Leiter (3; 57) entsprechende Aussparung (14; 53) aufweisende zweite Leiter (4; 55) im Bereich der Spitze des sich keilförmig verbreiternden Teils (8) des ersten Leiters (3; 57) nicht ausgespart ist.

5. Applikator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (14; 53) im zweiten Leiter (4, 55) allseitig von leitenden Bereichen des zweiten Leiters umgeben ist.

6. Applikator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Dielektrikum abgewandte Seite des zweiten Leiters (4; 55) in der Begrenzungsfläche (25) liegt.

7. Applikator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Leiter (4; 55) hochfrequenzmäßig mit Masse verbunden ist.

8. Applikator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er ein elek-

trisch leitendes Gehäuse (30) aufweist, das die hinter der Begrenzungsfläche (25) liegenden Teile des Applikators umgibt

9. Applikator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (30) HF-mäßig an Masse liegt

10. Applikator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Leiter (3) mit dem Gehäuse thermisch leitend in Verbindung steht

11. Applikator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf den der Begrenzungsfläche (25) abgewandten ersten 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

12 Applikator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Klotzes (38) kleiner ist als die Fläche des ersten Leiters (3), und daß der Klotz nicht über den ersten Leiter nach außen vorsteht

13. Applikator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum durch eine Isolierstoffplatte (1; 51) gebildet ist

14. Applikator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter (3,4; 55,57) mindestens teilweise nach Art gedruckter Schaltungen durch Metallisierungen einer Isolierstoffschicht gebildet sind.