DE4142348A1

DE4142348A1 - Verfahren und vorrichtung zur breitbandigen elektromagnetischen energiekopplung

Info

Publication number: DE4142348A1
Application number: DE19914142348
Authority: DE
Inventors: Bibhas R De; Michael A Nelson
Original assignee: Chevron Research and Technology Co
Current assignee: Chevron USA Inc
Priority date: 1990-12-20
Filing date: 1991-12-20
Publication date: 1992-06-25
Also published as: FR2674439A1; GB9126811D0; GB2251080A; CA2057947A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen die elek tromagnetische Kopplung und Analyse. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Antenne, die die Funktionen eines unterschiedlichen Widerstandes und eines dielektrisch konstanten Gerätes in einem einzigen Werkzeug vereint, wel ches in der Lage ist, über einen breiten Bereich von Frequen zen zu arbeiten. Insbesondere wird das Feld der Medizintech nik in Betracht gezogen.

Im Feld der Medizintechnik ist es wohl bekannt, daß elektro magnetische Energie bei verschiedenen Typen von Diagnosen und Therapien nützlich ist. Insbesondere zeigen jüngste Statisti ken, daß Lungen- und Herzlungen-Krankheiten für mehr als 3 Millionen Krankenhaus-Zugänge und 30 000 Tote pro Jahr in den Vereinigten Staaten verantwortlich sind. Annormalitäten der Lunge sind anscheinend immer verbunden mit Veränderungen des Lungenwassergehaltes oder der -Verteilung. Die meisten For scher stimmen darin überein, daß es kein einziges zerstö rungsfreies Verfahren gibt, mit dem man frühe Veränderungen des Lungenwassergehaltes präzise erfassen kann.

Für ein klinisch nützliches Verfahren ist es wünschenswert, frühe Veränderungen sowohl des extravaskulären Lungenwassers, welches stark die meisten Annormalitäten der Lunge spiegelt, und des intravaskulären Bereichs nachzuweisen. In letzter Zeit hat der Einsatz elektromagnetischer Verfahren zur Erfas sung von Veränderungen des Lungenwassergehaltes zunächst gute Ergebnisse versprochen, insbesondere zur Erfassung kleiner Veränderungen des Wassergehaltes.

Insbesondere bei Mikrowellen-Frequenzen sind Veränderungen der dielektrischen Eigenschaften des Gewebes eng mit dem vor liegenden Wassergehalt gekoppelt. Elektromagnetische Verfah ren verwenden daher grundsätzlich Veränderungen der Durchläs sigkeit und Leitfähigkeit der Lungenregion, um Veränderungen des Lungenwassergehaltes nachzuweisen. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß stark durchdringende elektromagnetische Si gnale im Unterschied zu Ultraschall-Signalen verwendet wer den, die in der Lunge sowohl stark abgeschwächt als auch zer streut werden. Darüber hinaus haben elektromagnetische Ver fahren das Potential zur fortlaufenden Überwachung von Pa tienten auf Intensivstationen, z. B. solche für Herzversagen oder großflächige Verbrennungen.

Das US-Patent 42 40 445 (Iskander et al) ist hier ausdrück lich durch Bezugnahme für alle Zwecke inbegriffen. Iskander lehrt ein Verfahren zum Ankoppeln von elektromagnetischer Energie in einem Material, z. B. Gewebe, um den Wassergehalt zu messen. Die Messung des Lungenwassergehaltes ist eine be sonders nützliche Anwendung. Iskander′s Gerät ist jedoch so groß, daß nur wenige Antennen auf der Brust angeordnet werden können und die Antennen nicht als Punktquellen angesprochen bzw. betrieben werden können. Auch verschwindet das elektri sche Feld in einem bestimmten Abstand von der Antenne, da die elektrischen Felder in den zwei parallelen Schlitzen entge gengesetzt gerichtet sind. Ferner ist ein Widerstand in der Antenne enthalten, der viel von der elektromagnetischen Ener gie der Antenne selbst zerstreut und eine Beschränkung der Leistungsfähigkeit der Antenne einführt. Weitere bekannte Ar beiten sind: M. F. Iskander und C. H. Durney (1980): "Elec tromagnetic Techniques for Medical Diagnosis: A Review", Pro ceedings of IEEE, vol. 68, no. 1. und M. F. Iskander et al (1982) : "Two-dimensional Technique to Calculate the EM Power Deposition Pattern in the Human Body", Journal of Microwave Power, vol. 17, no. 3. Somit besteht ein Bedarf nach einem Gerät, das kompakt genug ist, um die Anordnung mehrerer ein Feld bildender Antennen auf einer Brust zu ermöglichen, so daß ein wohldefiniertes Bild des Brust-Hohlraums erhalten wird, sowie nach einem Gerät, das eine Antenne besitzt, die mathematisch als Punktquelle beschrieben werden kann und die nicht den Nachteil aufweist, daß das elektrische Feld in ei nem bestimmten Abstand aufgehoben ist.

Eine dielektrische Sende- und Meßvorrichtung kann ferner ver wendet werden, um einen Innenteil eines Säugetierkörpers auf zuheizen, um die Größe von Tumoren zu vermindern bzw. diese zu zerstören. Die Tumor-Reduktionstherapie oder Krebstherapie durch Hyperthermie in Kombination mit Bestrahlung oder Medi kamenten ist in der Technik bekannt, um das Wachstum der Krebszellen zu stoppen oder abzuschwächen bzw. um das Abster ben der Krebszellen herbeizuführen. Hierzu vgl. Streffer, C., "Cancer Therapy by Hyperthermia and Radiation", Urban und Schwarzenberg, München, 1980 und Dethylefsen, L.A. "The Third International Symposium: Cancer Therapy by Hyperthermia, Drugs and Radiation, Colorado State University, Ft. Collins, USA, 1980".

Eine derartige Vorrichtung ist offenbart in J. Scheiblich et al: "Radiofrequency-Induced Hyperthermia in the Prostate" Journal of Microwave Power, vol. 17, no. 3, 1982, Ottawa, Ca nada. Scheiblich′s Gerät arbeitet jedoch nur bei einer einzi gen Frequenz.

Eine sich fortpflanzende elektromagnetische Welle hat zwei grundlegende Eigenschaften, nämlich Amplitude und Phase. Durch Vergleichen der Amplitude und der Phase einer elektro magnetischen Welle, während sie an Empfängern vorbei läuft, können die Ausbreitungseigenschaften des abgetasteten Mediums studiert werden. Die Messung dieser zwei Eigenschaften kann verwendet werden, um die dielektrische Konstante und die Leitfähigkeit der Medien zu bestimmen, durch welche sich die Welle ausbreitet.

Im Stand der Technik ist jedoch kein Werkzeug geeignet, Ener gie in einem Material über einen breiten Bereich von Frequen zen abzutasten bzw. einzukoppeln. Es ist daher von Vorteil, den Frequenzbereich zu erweitern.

Die größte Schwierigkeit beim Entwickeln solcher breitbandi gen dielektrischen Werkzeuge lag im Fehlen einer geeigneten Breitband-Antenne, die elektromagnetische Energie in ein Ma terial ein- und auskoppeln kann, und die kompakt genug ist, um in die Begrenzung eines Werkzeugs zu passen.

Der Stand der Technik beschränkt sich auf Versuche zur elek tromagnetischen Kopplung, Analyse und Behandlung, wobei kein geeignetes einzelnes Antennenelement ausgelegt bzw. entworfen wurde, das elektromagnetische Energie in ein Material einkop peln kann, z. B. ein Tiergewebe, und zwar über einen breiten Bereich von Frequenzen, das auch ebenfalls ausreichend kom pakt und in der Lage ist, hohe Leistungspegel zu verkraften. Es besteht daher ein Bedarf nach einer Vorrichtung und einem Verfahren zur Verwendung in solchen Breitband-Anwendungen.

Die vorliegende Erfindung liefert überraschend ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vereinigen der Funktionen des unter schiedlichen Widerstandes und der dielektrisch konstanten Vorrichtungen und Vorrichtungen für die elektromagnetische Energiekopplung in einer einzelnen Vorrichtung, die geeignet ist, über einen weiten Bereich von Frequenzen zu arbeiten. Insbesondere ist die Erfindung nützlich in Anwendungen der Medizintechnik.

Ein Meß- oder elektromagnetisches Kopplungsgerät mit einer Arbeitsgerätfläche weist ebenfalls eine neue Sendeantenne und eine neue Empfangsantenne auf. Elektromagnetische Energie wird an eine Sendeantenne übertragen. Ein Stripline-Adapter ermöglicht der Energie, zu einer Stripline mit einem metalli schen Mittelstrip zu fließen. Eine Stripfläche des Mittel strips ist etwa im rechten Winkel gebogen und hat einen Höhe, die mit der gewünschten Frequenzabdeckung kompatibel ist.

Eine Grundebene erstreckt sich von dem Stripline-Adapter zu der rechtwinkligen Biegung, so daß ein entferntes Ende des Mittelstrips sich von dort weg erstreckt und ein Freiraum zwischen dem Mittelstrip und der Grundebene erzeugt ist.

Ein Dielektrikum wird in Stellung gebracht, um den Freiraum annähernd auszufüllen. Das Dielektrikum weist ein Material mit einer sehr hohen dielektrischen Konstante und einem sehr kleinen Energieverlust auf. Die Sendeantenne wird so positio niert, daß die Grundebene fest mit dem Meßwerkzeug verbunden ist und die Stripfläche liegt auf gleicher Höhe mit der Werk zeugfläche, so daß elektromagnetische Energie in das zu ana lysierende Material übertragen werden kann.

Eine Einfassung, die die Stripline umgibt, weist vier metal lische Wände auf, die in elektrischem Kontakt mit der Grunde bene und dem Stripline-Adapter positioniert sind, so daß die Stripfläche annähernd in der Öffnung zentriert ist, welche durch die Wände und die Grundebene geschaffen ist.

Ein verlustloses nichtleitendes Material füllt den verblei benden offenen Raum in der Einfassung aus, so daß das nicht leitende Material eine zusätzliche Wand bildet, die mit der Stripfläche tatsächlich flach ist bzw. abschließt.

Eine Empfangsantenne ist im wesentlichen wie die Sendeantenne aufgebaut und ist in dem Werkzeug positioniert, so daß sie elektromagnetische Energie empfangen kann, die durch das ab zutastende Material hindurchgegangen ist. Eine Einrichtung zum Überwachen der empfangenen Energie erfaßt die Phase und die Amplitude.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden breit bandige Messungen aufgenommen, um die Menge eines Fluids in einem Material zu bestimmen, z. B. Wasser in einer Lunge.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, daß elektro magnetische Energie über einen breiten Frequenzbereich gesen det und empfangen wird, insbesondere von einigen wenigen KHz bis zu wenigen GHz. Ein gewöhnlich verwendeter Frequenzbe reich reicht von 2 KHz bis 4 GHz.

Das Werkzeug kann ferner eine Anschlußfläche bzw. eine Platt form aufweisen, die im wesentlichen mit der Oberfläche des Säugetier-Gewebes zusammenpaßt und die Antennen hält. Wenig stens eine Sendeantenne ist notwendig. In dieser Ausführungs form ist keine Empfangsantenne erforderlich, obwohl eine Vielzahl oft wünschenswert ist.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be schreibung in Verbindung mit der Zeichnung.

Fig. 1 ist eine schematische Schnittansicht der erfindungs gemäßen Vorrichtung, die neben einem Gewebe positioniert ist.

Fig. 2 zeigt eine Aufsicht, Vorder- und Seitenansicht der erfindungsgemäßen Sendeantenne.

Fig. 2A ist dieselbe Ansicht wie Fig. 2, jedoch mit einer Erläuterung der einfassenden Metallwände.

Fig. 3 zeigt eine Antenne, die auf einer Werkzeugfläche an gebracht ist.

Fig. 4 zeigt drei Grafiken der Sende- und Rückflußdämpfung als Funktion der Frequenz.

Fig. 5 ist eine Grafik der Sende- und Rückflußdämpfung als Funktion der Frequenz für kleine Frequenzen.

Fig. 6 zeigt vier Grafiken der Zeitbereichs-Sendemessungen in verschiedenen Abständen von einer Metall-Reflektorplatte in einer Salzsole bzw. Kochsalzlösung.

Erfindungsgemäß ist ein neues und verbessertes Verfahren so wie Vorrichtung zur Einkopplung elektromagnetischer Energie in ein Material entwickelt worden, um die Natur der verschie denen Materialien und die darin enthaltenen Fluide zu bestim men, und um unter Verwendung einer breitbandigen Meßvorrich tung Hyperthermie zu induzieren.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung ist eine erste Ausfüh rungsform des erfindungsgemäßen Breitband-Werkzeugs 101, wie in Fig. 1 gezeigt, um einen Abschnitt eines Säugetier-Kör pers, z. B. einen Brusthohlraum 103, herum positioniert. Eine Einrichtung, z. B. eine Riemenbefestigung 109, positioniert die Werkzeugfläche 111 nahe der Tierhaut 104, so daß die Sen deantennen, z. B. T1 und T2, und Empfangsantennen, z. B. R1 und R2, so positioniert sind, daß sie die Hautoberfläche 104 berühren. Die Werkzeugfläche 111 ist definiert als die über fläche der Riemenbefestigung 109, welche die Öffnungsfläche der Antennen enthält, und ist vorzugsweise eine fortlaufende Metallfläche. Die Riemenbefestigung 109 kann aus einem belie bigen geeigneten flexiblen Material gemacht sein, das um den interessierenden Abschnitt des Tierkörpers herum geschnürt ist. Eine leitende Verbindung, z. B. ein Leitfett, kann auf die Schnittstelle 113 zwischen der Werkzeugfläche 111 und der Hautoberfläche 104 aufgebracht werden, um die Kopplung zwi schen den Antennen und dem Brusthohlraum 103 zu verbessern.

Der Bereich des zu untersuchenden Tierkörpers braucht nicht elektrisch homogen zu sein. In dem Brusthohlraum 103, bei spielsweise, befinden sich Organe wie das Herz 105, der Lun genbereich 106, die Wirbel 107 und es kann auch ein Tumor 108 vorhanden sein. Oft ist es wünschenswert, ausgewählte Ab schnitte eines solchen Hohlraums 103 zu analysieren oder zu behandeln.

Eine Analyse des Brusthohlraums 103 kann beispielsweise ge schehen durch eine dielektrische Abbildung des Hohlraums. Dies geschieht durch Senden elektromagnetischer Energie bei geeigneter Frequenz über den Brusthohlraum 103 von einer Sen deantenne, z. B. T1, und Empfangen diese Energie mit einer Empfangsantenne, z. B. Rn. Auf diese Weise wird die Phase und die Amplitude der ausgebreiteten elektromagnetischen Welle für den Pfad T1Rn bestimmt (gezeigt als gestrichelte Linie). Da eine Vielzahl von Sendeantennen Tn und eine Vielzahl von Empfangsantennen Rn vorgesehen werden können, kann eine Viel zahl solcher Pfade, die den gesamten Brusthohlraum kreuzen bzw. schneiden, studiert werden. Aus dieser Information kann unter Verwendung wohlbekannter Verfahren ein dielektrisches Bild des Brusthohlraums erzeugt werden. Solch ein Bild zeigt die verschiedenen Organe in dem Hohlraum und offenbart bei geeigneter Handhabung die Gegenwart des Tumors 108. Die die lektrischen Eigenschaften und somit ein dielektrisches Bild können als Funktion der Position in dem abgetasteten Material bestimmt werden. Da dielektrische Bilder sehr empfindlich auf die Gegenwart von Wasser sind, können sie auch eine Bewertung des Lungenwassergehaltes liefern, vgl. "Microwave Methods of Measuring Changes in Lung Water", von M. F. Iskander und C. H. Durney, Journal of Microwave Power, vol. 18 (3), 1983, p. 265.

Man beachte, daß trotz der Bezeichnung der Antennen als Sen de- oder Empfangsantennen eine beliebige Antenne beide Funk tionen erfüllen kann.

Die Breitband-Fähigkeit der Antennen ist aus den folgenden Gründen ein Vorteil bei den o. g. Anwendungen: Strukturen, (z. B. Herz, Tumor) von unterschiedlicher Größe erfordern un terschiedliche Frequenzen zur ausgezeichneten Begrenzung im Bild. Hochverlustreiche Bereiche, z. B. Fluide, können die Anwendung von relativ kleinen Frequenzen erfordern, so daß die elektromagnetischen Verluste bzw. Dämpfungen akzeptabel sind. In Zeitbereichs-Anwendungen kann gleichzeitige Informa tion bei einer Vielzahl von Frequenzen erhalten werden.

Im Behandlungsmodus ist es wünschenswert, den Tumor 108 durch Hyperthermie zu verkleinern, d. h. durch selektive Aufheizung lediglich des Tumorbereichs 108 auf eine hohe Temperatur. So mit kann durch Auswahl einer geeigneten Gruppe von Sendean tennen man selektiv elektromagnetische Energie im Bereich des Tumors 108 deponieren, vgl. "Two-dimensional Technique to Calculate the EM Power Deposition Pattern in the Human Body", von M. F. Iskander, P. F. Turner, J. B. DuBow und J. Kao, Journal of Microwave Power, vol. 17 (3), 1982, p. 175.

Die Breitbandfähigkeit der Antennen ist ein Vorteil in der obigen Anwendung, da man in einer gegebenen Situation die Frequenz auswählen kann, welche gleichzeitig die optimale Übertragung der Leistung und Lokalisierung des Heizbereichs unter Verwendung bekannter Verfahren ermöglicht.

Ein Beispiel der erfindungsgemäßen Sendeantenne 150 ist in Fig. 2 gezeigt. Eine koaxiale Verbindungseinrichtung, z. B. ein koaxialer Verbinder 151, ist elektrisch mit einem Strip line-Adapter 153 verbunden, der geeignet ist, elektromagneti sche Energie von dem koaxialen Verbinder 151 auf einen Strip line-Abschnitt mit einem metallischen Mittelstrip 155 zu übertragen. Ein besonders geeigneter Stripline-Adapter ist ein Modell Nr. 3070-1404-10 von Omni-Spectra oder andere Ty pen von Mikrowellen-Stripline-Adaptern. Andere Typen von Sen deeinrichtungen können eingesetzt werden, um elektromagneti sche Energie auf die Antennen zu übertragen. Beispielsweise kann eine Strip-Sendeleitung elektrisch mit dem Stripline-Ab schnitt verbunden werden, welcher den metallischen Mittel strip 155 aufweist. Da eine handelsübliche koaxial-auf-Strip line-Übergangseinrichtung verwendet wurde, geben die darin enthaltenen Abmessungen diese Einrichtung wieder. Ein Fach mann auf diesem Gebiet weiß selbstverständlich, daß die Ab messungen geändert werden können, um die Frequenzabdeckung und Feineinstellung zu verändern.

Der metallische Mittelstrip 155 hat ein Vorderende 157, einen flachen Stripkörper 159, eine flache Stripfläche 161 und ein entferntes Ende 163. Das Vorderende 157 ist elektrisch mit dem Mittelleiter 169 des Stripline-Adapters 153 verbunden. Lot ist eine besonders günstige Verbindungseinrichtung. Der flache Stripkörper 159 kann auch angeschrägt sein, um zu ei nem Punkt am Vorderende 157 zu führen, um einen glatten elek trischen Übergang zwischen dem Mittelleiter 169 und dem Mit telstrip 155 zu liefern. Die Stripfläche 161 ist etwa im rechten Winkel zum Stripkörper 159 gebogen bzw. geknickt und hat eine Höhe, die gemessen ist von dem rechten Winkel ausge hend, der zu dem entfernten Ende 163 gebogen ist. Die Höhe ist kompatibel mit der gewünschten Frequenz Abdeckung. Je grö ßer die Höhe, eine desto kleinere Frequenzabdeckung ist mög lich. Eine 1/2′′ Höhe ermöglicht einen Frequenzbereich von ungefähr 2 KHz-1 GHz. Eine 5mm Höhe dehnt die obere Fre quenzgrenze auf etwa 2 GHz aus. Eine obere Frequenzgrenze von 4 GHz ist erreichbar als Schwelle. Der metallische Mittel strip 155 kann aus einem beliebigen Metall gemacht sein. Kup fer, Messing oder Aluminium sind besonders günstig.

Eine Grundebene 165 erstreckt sich von dem Stripline-Adapter 153 zu der rechtwinkligen Biegung des Mittelstrips 155, so daß das entfernte Ende 163 sich von der Grundebene 165 weg erstreckt, so daß ein Freiraum zwischen dem Mittelstrip 155 und der Grundebene 165 besteht. Die Grundebene 165 weist ein Metall auf. Handelsüblicher rostfreier Stahl ist besonders günstig. Es ist wünschenswert, die Grundebene und den Mittel strip so kurz wie möglich zu halten, um zu ermöglichen, daß die Vorrichtung so kompakt wie möglich ist und daß die Ver wendung von möglichst vielen Antennen möglich ist.

Der Freiraum zwischen der Grundebene 165 und dem Mittelstrip 155 ist großräumig mit einem Dielektrikum 167 gefüllt. Das Dielektrikum 167 sollte eine sehr hohe dielektrische Konstan te und eine sehr kleine Dämpfung haben. Unter Dämpfung ver stehen wir den Energieverlust. Das Dielektrikum 167 kann ein keramisches Dielektrikum sein und kann aus Material wie Ba riumtitanat oder Bleizirkonat-Titanat bestehen. Ein kristal lines Dielektrikum kann ebenfalls trotz des höheren Preises eingesetzt werden. Die Dicke des Dielektrikums 167 wird durch den verwendeten Stripline-Adapter 153 bestimmt. Das Dielek trikum 167 hat auch die Wirkung, daß die Kapazität des Mit telstrips 155 sehr groß wird.

Die Konstruktion der Antenne wird abgeschlossen durch Einfas sung des Mittelstrips 155 mit metallischen Wänden 181, 182, 183 und 184, welche die Grundebene 165 und den Adapter 153 elektrisch kontaktieren, wie in Fig. 2A gezeigt. Die Wände verstärken die Steifigkeit und verhindern ein Leck der elek tromagnetischen Strahlung. Eine Stripfläche 161 ist in der rechtwinkligen Öffnung annähernd zentriert, welche durch die Kanten der Wände und die Kante der Grundebene 165 geschaffen wird. Somit ist der Abstand zwischen einer Kante der Strip fläche 161 und der benachbarten Kante einer Wand im wesentli chen die Dicke des Dielektrikums 167. Der gesamte Freiraum in der Antenne, die durch die Wände eingeschlossen wird, unter Einschluß der Rückstellung bzw. des Rückschlags 168 bei der dielektrischen Kante, ist mit einem gering dämpfenden nicht leitenden Material gefüllt, z. B. einem Gemisch von Epoxy und Aluminiumoxyd, welches sich hart verfestigt, die Antenne ab dichtet und sie unempfindlicher macht.

Die Grundebene 165 und die Wände 181, 182, 183 und 184 sind fest mit einer elektromagnetischen Kopplung oder einem Ana lysewerkzeug, wie in Fig. 3 zu sehen, verbunden. Die Strip fläche 161 ist so positioniert, daß sie in derselben Höhe wie die Werkzeugfläche 171 liegt (was dasselbe ist wie die Werk zeugfläche 111 von Fig. 1), so daß die Sendeantenne 150 elektromagnetische Energie in ein Material wie ein tierisches Gewebe übertragen kann. Eine leitende Substanz, die im Stand der Technik bekannt ist, wird gewöhnlich auf die Außenseite des Tiergewebes aufgebracht, um einen genügenden Fluß der elektromagnetischen Energie in das Gewebe zu ermöglichen. Der Freiraum 173 ist mit einem verlustlosen nichtleitendem Mate rial gefüllt, z. B. einer Epoxy-Aluminiumverbindung. Die Grundebene 165 und die Wände 181, 182, 183 verbinden mit der Werkzeugfläche.

Eine elektromagnetische Empfangsantenne ist im wesentlichen wie die Sendeantenne aufgebaut und ist in dem Werkzeug in derselben Art wie die Sendeantenne positioniert, so daß die Empfangsantenne elektromagnetische Energie empfangen kann, die durch das Material hindurchgegangen ist, welches analy siert wird.

Die vorliegende Erfindung ist insbesondere nützlich auf dem Gebiet der Mikrowellendiagnostik von Fluidgehalt und Fluid menge. Beispielsweise kann die Vorrichtung elektromagnetische Energie in tierisches Gewebe einkoppeln. Die elektromagneti sche Energie kann überwacht werden, um eine Anzeige der Menge und der Verteilung eines Fluids, z. B. des Wassers in dem Tiergewebe zu liefern. Eine besonders nützliche Anwendung ist die Messung des Wassergehaltes in der Lunge. Die vorliegende Vorrichtung ist sehr kompakt und erfordert daher eine viel kleinere Hautkontaktfläche. Viele Antennen können ferner auf einem Brusthohlraum angeordnet werden, um ein wohldefiniertes Bild des Brusthohlraums zu erhalten. Die erfindungsgemäßen Antennen können mathematisch als Punktquellen beschrieben werden, was die Analyse der Daten erleichtert. Eine leitende Substanz sollte auf der Außenseite des Brusthohlraums aufge bracht werden, um einen genügenden Fluß von elektromagneti scher Energie in dem Brusthohlraum zu ermöglichen.

Der Stand der Technik (Iskander et al) hat den Nachteil, daß das elektrische Feld in einem bestimmten Abstand von der Werkzeugfläche verschwindet, da die Felder in den zwei para llelen Schlitzen entgegengesetzt gerichtet sind. Bei der vor liegenden Erfindung tritt keine solche Aufhebung ein. Ferner bringt der Einbau eines Widerstands bei der Iskander-Antenne eine Leistungsbeschränkung mit sich.

In einer weiteren Ausführungsform kann die vorliegende Erfin dung in dem Feld der Mikrowellen-Hyperthermie verwendet wer den. Die Vorrichtung kann elektromagnetische Energie in den Innenteil eines Säugetiers einkoppeln, so daß die elektroma gnetische Energie so fokusiert ist, daß sie aufheizt und da durch die Größe eines Tumors reduziert bzw. diesen zerstört. Die Tumorreduktions-Therapie oder Krebstherapie durch Hyper thermie in Kombination mit Bestrahlung oder Medikamenten ist in der Technik bekannt, um das Wachstum der Krebszellen zu verlangsamen oder abzustoppen bzw. um das Absterben der Krebszellen herbeizuführen.

Die vorliegende Erfindung hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, daß viele Frequenzen gewählt werden können. Da keine Beschränkung der Leistungsfähigkeit der erfindungsgemä ßen Antenne besteht, ist die vorliegende Erfindung insbeson dere geeignet zur Deposition von Mikrowellenenergie in einem lokalisierten Bereich innerhalb eines Säugetiers, z. B. eines Menschen. Entweder wird eine einzelne Antenne oder ein Feld von Antennen verwendet.

In einer weiteren Ausführungsform kann die Vorrichtung inner halb des Körpers eines Säugetiers implantiert werden und als Radiofrequenz-Antenne verwendet werden. Entweder eine einzel ne Antenne oder ein Feld von Antennen können verwendet wer den. Da die erfindungsgemäße Antenne sehr klein gemacht wer den kann, z. B. etwa 10mm lang und etwa 5mm hoch, ist sie insbesondere geeignet zu dieser Anwendung. Wenn die Antenne kleiner wird, verschiebt sich die Frequenzabdeckung zu höhe ren Frequenzen hin. Die Vorrichtung kann mit einem handelsüb lichen Mikro-Koaxialverbinder aufgebaut werden. Kleinere Vor richtungen können jedoch unter Verwendung herkömmlicher Koa xialverbinder aufgebaut werden.

Die Vorrichtung kann in dem Frequenzbereich arbeiten, und zwar unter Verwendung einer einzelnen Frequenz, vielfacher Frequenzen (z. B. gleichzeitig, wählbar oder zeit-gemulti plext oder im Frequenz -Wobbelverfahren). Die Vorrichtung kann im Zeitbereich arbeiten, und zwar unter Verwendung von Impul sen einer breiten Vielzahl von Formen, Breiten, Anstiegs- und Abfallszeiten, etc. Wenn die Impulse in den Frequenzbereich transformiert werden, entweder elektronisch mit einem Spek trum-Analysator, oder numerisch unter Verwendung mathemati scher Transformierter, wird dieselbe Information erhalten wie durch ein Frequenzbereichs-Werkzeug.

Ein Prototyp-Werkzeug wurde mit den erfindungsgemäßen Anten nen hergestellt. Das Werkzeug besteht aus einer Sende- und einer Empfangsantenne, deren gegenseitiger Abstand variabel ist. Eine akzeptable dielektrische Antenne muß die folgenden Kriterien einhalten:

i) sie muß geeignet sein, genügend Energie in und aus dem Material bei ihrer Arbeitsfrequenz zu koppeln, um die Abta stung des Materials zu ermöglichen.
ii) Die Abtastenergie muß in das Material eindringen und darf nicht an der Oberfläche des Werkzeugs verbleiben (d. h. sie muß als frei sich ausbreitende Welle laufen und nicht als Oberflächenwelle, die längs der Werkzeugfläche geführt ist).

Im vorliegenden Fall müssen die beiden oben genannten Bedin gungen über den gesamten Bereich der Arbeitsfrequenz einge halten werden.

Das erste der obigen Kriterien wird getestet durch Messung der Rückflußdämpfung für die Sendeantenne und der Sendedämp fung von der Sende- zur Empfangsantenne - beide als Funktion der Frequenz. Diese Messungen sind in Fig. 4 gezeigt, wo das Werkzeug in Luft und gegen Kochsalzlösung bzw. Sole mit einer Leitfähigkeit von 0,5 mho/m (um ein biologisches Medium dar zustellen) gestellt ist. Die Rückflußdämpfungs-Kurve in Koch salzlösung zeigt, daß ausreichend Energie die Kochsalzlösung über den Frequenzbereich der Meßvorrichtung (Hewlett-Packard HP8505A Netzwerk-Analysator; 500 KHz-1300 MHz) erreicht, um die Abtastung zu ermöglichen. Die Sendedämpfung zeigt, daß genügend Energie an der Empfangsantenne empfangen wird, um diese Messungen zu ermöglichen.

Ferner wurden Messungen durch Verwendung einer weiteren Meß vorrichtung (HP3577A Netzwerk-Analysator; 5Hz-200 MHz) ge macht, um die untere Frequenzgrenze der Antenne zu testen. Die Ergebnisse sind in Fig. 5 gezeigt, welche zeigen, daß die untere Frequenzgrenze bei etwa 5 KHz liegt. Die verbes serte Rückflußdämpfungs-Güte in dem 200 MHz Bereich (bei Fig. 4) ergibt sich aus einem Trocknen (Aushärten) der Epoxy- Aluminiumoxydfüllung, zwischen den Messungen.

Fig. 6 zeigt Zeitbereichs-Sendemessungen in verschiedenen Abständen (d) zu einer Metall-Reflektorplatte in der Koch salzlösung. Die Änderung der Amplitude des empfangenen Impul ses als Funktion des Abstands von dem metallischen Reflektor zeigt, daß die Energie in die Kochsalzlösung aus zum Ort der Platte eingedrungen ist.

Claims

1. Verfahren zum Einkoppeln von elektromagnetischer Energie in Materialien, mit einem Meßwerkzeug (101), das eine Werkzeugfläche (111) aufweist, wobei das Meßwerkzeug ferner eine elektromagnetische Sendeantenne (T1; T2; 150) aufweist, wobei die Sendeantenne ferner aufweist:

a) eine Koaxialkabel-Verbindungseinrichtung (151) und eine Einrichtung zum Übertragen von elektromagnetischer Energie darüber;
b) einen Stripline-Adapter (153), der geeignet ist, elektromagnetische Energie von der Koaxialkabel-Verbin dungseinrichtung (151) zu einer Stripline zu übertagen, welche einen metallischen Mittelstrip (155) aufweist, wobei der Mittelstrip ein Vorderende (157), einen fla chen Stripkörper (159), eine flache Stripfläche (161) und ein entferntes Ende (163) aufweist, wobei das Vor derende elektrisch mit einem Mittelleiter (169) des Stripline-Adapters verbunden ist, wobei die Stripfläche (161) etwa im rechten Winkel zu dem Stripkörper (159) gebogen ist und eine Höhe hat, gemessen von der recht winkligen Biegung zu dem entfernten Ende, die kompatibel ist mit der gewünschten Frequenz-Abdeckung;
c) eine Grundebene (165), die sich von dem Stripline- Adapter (153) zu der rechtwinkligen Biegung erstreckt, so daß das entfernte Ende sich weg von der Grundebene und so erstreckt, daß ein Freiraum zwischen dem Mittel strip und der Grundebene besteht;
d) ein Dielektrikum (167), das den Freiraum großräumig ausfüllt, wobei das Dielektrikum ein Material mit einer sehr hohen dielektrischen Konstante und einem sehr klei nen Energieverlust aufweist, so daß die Sendeantenne so positioniert ist, daß die Grundebene fest mit dem Meß werkzeug verbunden ist und die Stripfläche so positio niert ist, daß sie auf derselben Höhe mit der Werkzeug fläche liegt, so daß die Sendeantenne elektromagnetische Energie in das Material übertragen kann;
e) eine Einfassung, die die Stripline umgibt und vier metallische Wände (181-184) aufweist, wobei die Wände in elektrischem Kontakt mit der Grundebene und dem Strip line-Adapter positioniert sind, so daß die Stripfläche etwa in der Öffnung zentriert ist, welche durch die Wän de und die Grundebene geschaffen ist;
f) ein dämpfungsfreies nichtleitendes Material, das ei nen verbleibenden offenen Raum in der Einfassung so aus füllt, daß das nichtleitende Material eine zusätzliche Wand bildet, die nahezu flach ist mit der Stripfläche;
g) wobei die elektromagnetische Empfangsantenne (R1; R2) im wesentlichen wie die Sendeantenne aufgebaut ist, wobei die Empfangsantenne in dem Meßwerkzeug in dersel ben Art wie die Sendeantenne positioniert ist, so daß die Empfangsantenne die elektromagnetische Energie emp fangen kann, die durch das Material gegangen ist; und
h) eine Einrichtung zum Überwachen der Amplitude und der Phase der empfangenden elektromagnetischen Energie.

2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit einer Einrichtung zum Positionieren der Werkzeugfläche nahe des Materials.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die elektromagnetische Energie fokussiert ist, um aufzuheizen und dadurch die Größe eines Tumors in einem Säugetier zu verkleinern.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die elektromagnetische Energie fokusiert ist, um einen Tumor aufzuheizen und dadurch zu zerstören.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Antennen auf einer riemenbefestigten Vorrichtung positioniert sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit einer Vielzahl von Empfangsantennen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, ferner mit einer Vielzahl von Sendeantennen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Materialien Säuge tier-Gewebe und Wasser sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei breitbandige Messungen genommen werden, um die dielektrischen Eigenschaften als Funktion der Position in dem Material zu bestimmen.

10. Vorrichtung zum Einkoppeln von elektromagnetischer Ener gie, um die Menge eines Fluids in einem Material zu be stimmen, wobei die Vorrichtung eine Werkzeugfläche hat und ferner eine erste elektromagnetische Sendeantenne aufweist, wobei die erste Sendeantenne ferner aufweist:

a) eine Koaxialkabel-Verbindungseinrichtung (151) und eine Einrichtung zum Übertragen von elektromagnetischer Energie darauf;
b) einen Stripline-Adapter (153), der geeignet ist, elektromagnetische Energie von der Koaxialkabel-Verbin dungseinrichtung an eine Stripline zu übertragen, welche einen metallischen Mittelstrip aufweist, wobei der Mit telstrip ein Vorderende, einen flachen Stripkörper, eine flache Stripfläche und ein entferntes Ende hat, wobei das Vorderende elektrisch mit einem Mittelleiter des Stripline-Adapters verbunden ist, und die Stripfläche im wesentlichen im rechten Winkel zum Stripkörper gebogen ist und eine Höhe hat, gemessen von der rechtwinkligen Biegung zu dem entfernten Ende, welche kompatibel ist mit einer gewünschten Frequenz-Abdeckung;
c) eine Grundebene (165) die sich von dem Stripline- Adapter zu der rechtwinkligen Biegung erstreckt, so daß sich das entfernte Ende weg von der Grundebene erstreckt und so, daß ein Freiraum zwischen dem Mittelstrip und der Grundebene besteht;
d) ein Dielektrikum (167), das den größten Teil des Freiraums ausfüllt, wobei das Dielektrikum ein Material aufweist, das eine sehr hohe dielektrische Konstante und eine sehr kleine Energiedämpfung aufweist, so daß die erste Sendeantenne so positioniert ist, daß die Grunde bene fest mit dem Registrierwerkzeug verbunden ist und die Stripfläche so positioniert ist, daß sie in dersel ben Höhe wie die Werkzeugfläche liegt, so daß die erste Sendeantenne elektromagnetische Energie in das Material übertragen kann;
e) eine Einfassung, die die Stripline umgibt, mit vier metallischen Wänden (181-184), wobei die Wände in elek trischem Kontakt mit der Grundebene und dem Stripline- Adapter positioniert sind, so daß die Stripfläche annä hernd in der Öffnung zentriert ist, welche durch die Wände und die Grundplatte gebildet ist;
f) ein dämpfungsfreies nichtleitendes Material, das ei nen verbleibenden offenen Raum in der Einfassung so aus füllt, daß das nichtleitende Material eine zusätzliche Wand bildet, die annähernd flach mit der Stripfläche ab schließt;
g) wobei die elektromagnetische Empfangsantenne im we sentlichen in derselben Art wie die Sendeantenne aufge baut ist, wobei die Empfangsantenne in der Vorrichtung in derselben Art wie die Sendeantenne positioniert ist, so daß die Empfangsantenne die elektromagnetische Ener gie empfangen kann, die durch das Material hindurchge gangen ist; und
h) eine Einrichtung zum Überwachen der Amplitude und Phase der elektromagnetischen Energie, so daß die Menge des Fluids bestimmt werden kann.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 10, wobei die Sendean tenne bzw. die Empfangsantenne elektromagnetische Ener gie über einen Frequenzbereich von 2 KHz bis 4 GHz sen det bzw. empfängt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 10, wobei die Sendean tenne alternativ als Empfangsantenne dienen kann und die Empfangsantenne alternativ als Sendeantenne dienen kann.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, ferner mit einer Riemenbe festigung, wobei die Riemenbefestigung im wesentlichen an die Außenseite eines Tiergewebes angepaßt ist und die Sende- und Empfangsantennen hält.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, ferner mit einer Vielzahl von Empfangsantennen (Rn).

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, ferner mit einer Vielzahl von Sendeantennen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Fluide Wasser sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 10, wobei die Grundebe ne in der Länge nicht größer als 10 mm ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 10, wobei die Stripflä che eine Höhe hat, die nicht größer als 5 mm ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 10, wobei die elektro magnetische Energie überwacht wird, um eine Anzeige der Menge und Verteilung eines Fluids innerhalb eines Tier gewebes zu liefern.

20. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 10, wobei keine Emp fangsantenne enthalten ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 10, wobei die Vorrich tung in einem Säugetier als Radiofrequenz-Antenne im plantiert ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei die Vorrichtung kei ne Empfangsantenne enthält.

23. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 10, wobei eine Strip übertragungsleitung elektrisch mit der Stripline verbun den ist, so daß elektromagnetische Energie dahin über tragen werden kann.

24. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Natur des Fluids als Funktion der Position in dem Material bestimmt wird.

25. Verfahren zum Koppeln elektromagnetischer Energie in Ma terialien, das die folgenden Schritte aufweist: Bilden eines Meßwerkzeugs mit einer Werkzeugfläche, einer elek tromagnetischen Sendeantenne und einer Empfangsantenne, wobei die Sendeantenne ferner aufweist:

a) eine Koaxialkabel-Verbindungseinrichtung und eine Einrichtung zum Übertragen von elektromagnetischer Ener gie darüber;
b) einen Stripline-Adapter, der geeignet ist, elektro magnetische Energie von der Koaxialkabel-Verbindungsein richtung auf eine Stripline zu übertragen, welche einen metallischen Mittelstrip hat, wobei der Mittelstrip ein Vorderende, einen flachen Stripkörper, eine flache Stripfläche und ein entferntes Ende aufweist, wobei das Vorderende elektrisch mit einem Mittelleiter des Strip line-Adapters verbunden ist, wobei die Stripfläche etwa im rechten Winkel zum Stripkörper gebogen ist und ei ne Höhe hat, gemessen von der rechtwinkligen Biegung zu dem entfernten Ende, die mit einer gewünschten Frequenz Abdeckung kompatibel ist;
c) eine Grundebene, die sich von dem Stripline-Adapter zu der rechtwinkligen Biegung erstreckt, so daß sich das entfernte Ende weg von der Grundebene erstreckt und so daß ein Freiraum zwischen dem Mittelstrip und der Grund ebene besteht;
d) ein Dielektrikum, das großräumig den Freiraum füllt, wobei das Dielektrikum ein Material mit einer sehr hohen dielektrischen Konstante und einer sehr geringen Ener giedämpfung aufweist, so daß die Sendeantenne so posi tioniert ist, daß die Grundebene fest mit dem Meßwerk zeug verbunden ist und die Stripfläche so positioniert ist, daß sie auf derselben Höhe wie die Werkzeugfläche liegt, so daß die Sendeantenne elektromagnetische Ener gie in das Material übertragen kann;
e) eine Einfassung, die die Stripline umgibt, mit vier metallischen Wänden, wobei die Wände in elektrischem Kontakt mit der Grundfläche und dem Stripline-Adapter positioniert sind, so daß die Stripfläche nahezu zen triert in der Öffnung ist, die durch die Wände und die Grundebene erzeugt ist;
f) ein verlustloses nichtleitendes Material, das einen verbleibenden offenen Raum in der Einfassung so aus füllt, daß das nichtleitende Material eine zusätzliche Wand bildet, die nahezu flach mit der Stripfläche ab schließt;
g) wobei die Emfpangsantenne im wesentlichen in dersel ben Art wie die Sendeantenne zusammengesetzt ist und in derselben Weise wie die Sendeantenne positioniert ist, so daß die Empfangsantenne die elektromagnetische Ener gie empfängt, die durch das Material gegangen ist;
Verbinden des Meßwerkzeugs mit einer Einrichtung zum Überwachen der elektromagnetischen Energie, wodurch die dielektrischen Eigenschaften gemessen werden können; und Verbinden des Meßwerkzeugs mit einer Quelle der elektro magnetischen Energie.

26. Verfahren nach Anspruch 25, ferner mit einer Einrichtung zum Positionieren der Werkzeugfläche nahe des Materials.

27. Verfahren nach Anspruch 25, wobei die elektromagnetische Energie fokusiert ist, um einen Tumor aufzuheizen und dadurch die Größe desselben in einem Säugetier zu ver kleinern.

28. Verfahren nach Anspruch 25, wobei die elektromagnetische Energie so fokusiert ist, daß sie einen Tumor aufheizt und dadurch diesen in einem Säugetier zerstört.

29. Verfahren nach Anspruch 25, wobei die Antennen auf einer Riemenbefestigungseinrichtung positioniert sind.

30. Verfahren nach Anspruch 25, ferner mit einer Vielzahl von Empfangsantennen.

31. Verfahren nach Anspruch 30, ferner mit einer Vielzahl von Sendeantennen.

32. Verfahren nach Anspruch 31, wobei die Materialien mit unterschiedlichen dielektrischen Eigenschaften Tiergewe be und Wasser sind.

33. Verfahren nach Anspruch 25, wobei die breitbandigen Mes sungen genommen werden, um die dielektrischen Eigen schaften als Funktion der Position in dem Material zu bestimmen.

34. Verfahren zum Koppeln elektromagnetischer Energie, um die Art eines Fluids in einem Material zu bestimmen, mit den folgenden Schritten:
Bilden einer Vorrichtung mit einer Werkzeugfläche, einer elektromagnetischen Sendeantenne, und einer Empfangsan tenne, wobei die Sendeantenne ferner aufweist:

a) eine Koaxialkabel-Verbindungseinrichtung und eine Einrichtung zum übertragen von elektromagnetischer Ener gie darüber;
b) einen Stripline-Adapter, der geeignet ist, elektro magnetische Energie von der Koaxialkabel-Verbindungsein richtung auf eine Stripline zu übertragen, die einen me tallischen Mittelstrip hat, wobei der Mittelstrip ein Vorderende, einen flachen Stripkörper, eine flache Stripfläche und ein entferntes Endes aufweist, wobei das Vorderende elektrisch mit einem Mittelleiter des Strip line-Adapters verbunden ist, und die Stripfläche nähe rungsweise im rechten Winkel zu dem Stripkörper gebogen ist und eine Höhe aufweist, gemessen von der rechtwin kligen Biegung zu dem entfernten Ende, die kompatibel ist mit einer gewünschten Frequenz-Abdeckung;
c) eine Grundebene, die sich von dem Stripline-Adapter zu der rechtwinkligen Biegung erstreckt, so daß das ent fernte Ende sich von der Grundebene weg erstreckt und so daß ein Zwischenraum zwischen dem Mittelstrip und der Grundebene besteht;
d) ein Dielektrikum, welches großräumig den Freiraum füllt, wobei das Dielektrikum ein Material mit einer sehr hohen dielektrischen Konstante und einer sehr ge ringen Energiedämpfung aufweist, so daß die Sendeantenne so positioniert ist, daß die Grundebene fest mit dem Meßwerkzeug verbunden ist und die Stripfläche so posi tioniert ist, daß sie auf selber Höhe wie die Werkzeug fläche liegt, so daß die Sendeantenne elektromagnetische Energie in das Material übertragen kann;
e) eine Einfassung, die die Stripline umgibt, mit vier metallischen Wänden, wobei die Wände in elektrischem Kontakt mit der Grundebene und dem Stripline-Adapter po sitioniert sind, so daß die Stripfläche in der Öffnung nahezu zentriert ist, welche durch die Wände und die Grundebene erzeugt ist;
f) ein dämpfungsloses nichtleitendes Material, das ei nen beliebigen offenen Raum in der Einfassung so aus füllt, daß das nichtleitende Material eine zusätzliche Wand bildet, die nahezu flach mit der Stripfläche ab schließt;
g) wobei die Empfangsantenne im wesentlichen in dersel ben Art wie die Sendeantenne aufgebaut ist und in der Vorrichtung in derselben Art wie die Sendeantenne posi tioniert ist, so daß die Empfangsantenne die elektroma gnetische Energie empfängt, die durch das Material ge gangen ist;
Verbinden des Meßwerkzeugs mit einer Einrichtung zum Überwachen der elektromagnetischen Energie, wodurch die Natur des Fluids bestimmt werden kann; und Verbinden der Vorrichtung mit einer Quelle der elektromagnetischen Energie.

35. Verfahren nach Anspruch 31 oder 40, wobei die Sendean tenne bzw. die Empfangsantenne elektromagnetische Ener gie über einen Frequenzbereich von 2 KHz bis 4 GHz sen det bzw. empfängt.

36. Verfahren nach Anspruch 25 oder 34, wobei die Sendean tenne alternativ als Empfangsantenne und die Empfangsan tenne alternativ als Sendeantenne dienen kann.

37. Verfahren nach Anspruch 36, ferner mit einer Riemenbefe stigung, wobei die Riemenbefestigung im wesentlichen mit der Außenseite eines Tiergewebes zusammenpaßt und die Sende- und Empfangsantennen hält.

38. Verfahren nach Anspruch 37, ferner mit einer Vielzahl von Empfangsantennen.

39. Verfahren nach Anspruch 38, ferner mit einer Vielzahl von Sendeantennen.

40. Verfahren nach Anspruch 39, wobei einige der Antennen auf der Werkzeugfläche positioniert sind und einige An tennen auf der Riemenbefestigung positioniert sind.

41. Verfahren nach Anspruch 34, wobei die Fluide Wasser sind.

42. Verfahren nach Anspruch 25 oder 34, wobei die Grundebene in der Länge nicht größer als 10mm ist.

43. Verfahren nach Anspruch 25 oder 34, wobei die Stripflä che eine Höhe hat, die nicht größer als 5mm ist.

44. Verfahren nach Anspruch 25 oder 34, wobei die elektroma gnetische Energie überwacht wird, um eine Anzeige der Menge und Verteilung eines Fluids innerhalb eines Tier gewebes zu liefern.

45. Verfahren nach Anspruch 25 oder 34, wobei keine Emp fangsantenne enthalten ist.

46. Verfahren nach Anspruch 25 oder 34, wobei die Vorrich tung innerhalb eines Säugetiers implantiert ist, und zwar als Radiofrequenz-Antenne.

47. Verfahren nach Anspruch 46, wobei die Vorrichtung keine Empfangsantenne enthält.

48. Verfahren nach Anspruch 45 oder 34, wobei die Strip Übertragungsleitung elektrisch mit der Stripline verbun den ist, so daß die elektromagnetische Energie dahin übertragen werden kann.

49. Verfahren nach Anspruch 40, wobei die Menge des Fluids bestimmt wird als Funktion der Position in dem Material.