KR920006758B1

KR920006758B1 - 전자파가온장치

Info

Publication number: KR920006758B1
Application number: KR1019920010274A
Authority: KR
Inventors: 요시아끼 사이또
Original assignee: 요시아끼 사이또
Priority date: 1989-02-16
Filing date: 1992-06-13
Publication date: 1992-08-17

Abstract

내용 없음.

Description

전자파가온장치

제1a도는 본 발명에 따른 전자파가온장치의 외부사시도.

제1b도는 전자파가온장치의 세로방향의 단면도.

제2도∼제5도는 공동공진기에 대한 고주파에너지 공급회로의 실시예를 설명.

제6도∼제8도는 급송케이블과 링크코일사이에 정합을 달성하는 관계를 나타내는 모형도.

제9도는 본 발명에 따른 전자파가온장치의 또다른 실시예를 나타낸 블록도.

제10a도는 종래의 전자파가온장치의 외부사시도.

제10b도는 종래의 전자파가온장치의 세로방향의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 공동공진기 13 : 개구부

14 : 전계집중기 15 : 생체

16 : 벽면 17 : 주파수조정기

18 : 콘넥터 19 : 가변콘덴서

20 : 링크코일

본 발명은 공동공진기를 이용하여 생체 혹은 물체를 가온시키는 전자파가온장치에 관한 것으로, 특히 암 혹은 유사한 병을 치료하는데 있어서 살아있는 물체를 가온하는데 이롭게 사용될 수 있는 전자파가온장치에 관한 것이다.

종래, 생체나 물체를 가온하기 위한 전자파가온장치로써, 공동공진기를 사용하여 왔다. 전형적인 전자파가온장치에 따르면, 제10a도와 제10b도에 나타낸 바와 같이, 한쌍의 프로젝션(리엔트런트)(4a), (4b)이 원통형의 금속도체로 구성되어 있는 공동공진기의 내부상부벽(2a) 및 하부벽(2b)내에 일체적으로 형성되어 있는 한편, 측면벽(6)내에 생체(5) 혹은 물체를 그안으로 받아들이기 위해 한쌍의 개구부(3a), (3b)가 형성되어 있으며, 고주파전자기에너지는 외부로부터 공동공진기에 공급된다.

상기 전자파가온장치에 있어서, 공동공진기의 공진주파수를 조정하고, 공동공진기내에 효율이 높은 고주파에너지를 전달하는 수단으로서 링크코일을 설치하는 것을 생각할 수 있으나, 고주파전자기 에너지전원에서 나타난 바와같이, 공동공진기의 공진주파수의 변화가 공동공진기의 임피던스에 변화를 가져오기 때문에 링크코일을 사용해도 효율좋은 고주파에너지의 공급을 보장할 수 없다.

관련기술의 이런 문제점을 살펴볼때, 본 발명의 목적은 가온되는 물체에 높은 효율로 고주파전자기에너지를 전달할 수 있는 공동공진기를 사용한 전자파가온장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 목적은 가온되는 물체의 크기에 관계없이 고효율로 가온되는 물체에 고주파에너지를 전달할 수 있으며, 구조가 간단한 전자파가온장치를 제공하는데 있다.

본 발명에 의하면, 생체 혹은 물체를 가온하기 위해, 생체 혹은 물체를 수용하여 고주파전자장으로 가온시키는 속이빈 도전체로 만들어진 공동공진기와, 공동공진기의 입력단에 연결된 링크코일과 링크코일 부근에 형성되어 있는 임피던스정합수단으로 이루어지는 전자파가온장치가 제공된다.

상기 발명에 의하면, 고주파에너지가 링크코일에서 임피던스를 정합시키는 수단을 통하여 공동공진기로 공급된다. 이런 방법으로, 링크코일의 임피던스와 고주파전원의 급송케이블의 임피던스 사이에 임피던스 정합수단에 의해서 임피던스 정합이 취해져서, 원활하고 효율적인 방법으로 고주파에너지를 공급할 수 있다. 임피던스 정합수단은 공동공진기의 내부 또는 외부의 링크코일 근처에 있기 때문에, 임피던스 정합조정은 쉽게 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 전자파가온장치는, 고주파수전원; 생체 혹은 물체를 수용하여 고주파전자장으로 가온시키는 속이빈 도체로 만들어진 공동공진기; 공동공진기내에 배치된 적어도 하나의 전계집중기; 공동공진기내로 고주파전원으로부터 고주파에너지를 공급하기 위한 링크코일; 링크코일에 접근하여 배설되는 임피던스정합부; 임피던스정합부의 정합상태를 조정하는 임피던스정합 조정수단; 임피던스정합부의 정합상태를 검출하는 임피던스정합상태검출수단; 검출된 정합상태에 따라 상기 임피던스정합조정수단을 제어하는 제어수단으로 이루어진다.

상기 전자파가온장치에 따르면, 고주파전원에서의 고주파에너지는 임피던스정합부, 링크코일에 의하여 공동공진기에 공급되며, 임피던스정합상태 검출수단으로 임피던스 정합상태가 검출되어 임피던스정합상태가 적정하지 않으면 임피던스정합수단을 동작시켜 임피던스정합상태를 확인하면서 임피던스정합부를 조정하여 최적의 임피던스정합상태가 되도록 한다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거 설명한다.

제1a도는 본 발명의 실시예로서 구성된 전자파가온장치의 공동공진기(11)의 외부사시도이다. 제1b도는 공동공진기(11)의 세로방향의 단면도이다. 이 도면을 참조하여, 공동공진기(11)는 금속도체로 만든 원통체로서, 생체 혹은 물체(15)를 들여넣기 위해 그 측벽(16)내에 개구부(13a), (13b)가 형성되어 있다. 또한, 공동공진기(11)는 내부에 전계집중기(14a), (14b)가 형성되어 있으며, 이 전계집중기(14a), (14b)는 공동공진기(11)의 상부벽(12a) 및 하부벽(12b)과 반드시 일체적이지는 않으나, 서로 전기적으로 분리되게 하기 위하여 지지수단(도면에 나타나 있음)에 의하여 지지되어 있다. 공동공진기(11)의 상, 하부벽(12a), (12b)과 전계집중기(14a), (14b) 사이에는 한쌍의 주파수조정기(17a), (17b)가 형성되어 있어, 그 두께 및 상대적인 유전상수를 변화시킴으로써 공동공진기(11)의 주파수를 조정할 수 있다. 공동공진기(11)의 상부벽(12a)에는 콘넥터(18)가 외부에 설치되어 있고, 내부에는 전계집중기(14a)에 인접하여, 한끝이, 상부벽(12a)에 연결되어 있고, 다른 한끝이 가변콘덴서(19)를 통하여 콘넥터(18)의 신호단자에 연결된 링크 코일(20)이 설치되어 있다. 가변콘덴서(19)는 임피던스정합을 위한 콘덴서(임피던스 정합소자)로서 사용된다.

고주파전원을 연결하는 급송케이블이 콘넥터(18), 가변콘덴서(19), 링크코일(20)을 통하여 공동공진기(11)에 고주파에너지를 공급하도록 전자파가온장치의 콘넥터(18)에 연결되고, 전계집중기(14a), (14b)사이에 생체 혹은 물체(15)가 놓여 있을 경우, 생체 혹은 물체(15)는 가온된다. 링크코일(20)을 콘넥터(18)에 연결시킴으로써 고주파에너지를 공급할 수는 있으나, 이런 링크코일(20)을 콘넥터(18)에 연결시키는 것만으로는, 링크코일(20)과 급송케이블사이에 임피던스 부정합에 의해 고주파에너지를 효율적으로 전송하기 힘들다. 그러므로, 본 실시예에 따라서, 임피던스 정합소자로서 가변콘덴서(19)를 콘넥터(18)와 링크코일(20)사이에 연결시키며, 본 실시예에서는 공동공진기(11)내의 상부벽 근처에 가변콘덴서(19)를 설치하나, 공동공진기(11)의 외부상부벽위에 놓여질 수도 있다.

제2도와 관련하여, 링크코일(20)을 단지 콘넥터(18)에 연결시킴으로서 고주파 에너지를 공급할 수 있으나, 상기 링크코일(20)을 콘넥터(18)에 연결한 것만으로는 링크코일(20)과 급송케이블 사이의 임피던스의 비정합에 기인하여 고주파에너지를 효율적으로 전송할 수가 없으므로, 제3도에 도시한 본 실시예에 따라, 콘넥터(18)와 링크코일(20) 사이에 정합장치로서 가변콘덴서(19)를 연결시킨다. 본 실시예에 따라, 가변콘덴서(19)는 공동공진기(11)의 상부벽의 외부에 배치하나, 공동공진기(11)의 상부벽의 내부에 설치할 수도 있다.

제1도 및 제3도에 도시한 정합회로에 따라, 가변콘덴서(19)를 조정하여, 링크코일(20)의 공진주파수를 공동공진기(11)의 공진주파수와 일치하도록 변화시킨다. 링크코일(20)과 가변콘덴서(19)로 이루어지는 회로의 임피던스를 급송케이블의 임피던스와 일치시킬 경우, 가장 효율적으로 고주파에너지가 공동공진기(11)에 공급된다.

링크코일(20)의 임피던스가 급송케이블의 임피던스와 일치하지 않을 경우, 제4도 및 제5도에 도시한 바와같이, 한쌍의 가변콘덴서(19a)와 (19b)를 사용하여 링크코일(20)의 공진주파수를 정합시키고 임피던스를 공급케이블의 임피던스와 정합하는 값으로 분할시킨다. 가변콘덴서(19), (19a) 및 (19b)를 링크코일(20)에서 멀리 떨어지게 위치시킬 경우, 이들 사이를 뻗는 케이블은 임피던스 비정합상태이므로 고주파전류흐름이 방해되어 열을 발생함으로서 고주파전자기에너지는 공동공진기(11)로 효율적으로 전송되지 못한다. 이것을 방지하기 위하여, 가변콘덴서(19), (19a) 및 (19b)는 링크코일(20)과 근접하게 위치시킨다.

이 실시예의 전자파가온장치에 따르면, 가변콘덴서를 사용함으로서, 고주파에너지를 공동공진기로 공급하는 링크코일의 공진상태를 달성하고 이들의 임피던스를 급송케이블의 임피던스와 정합시킬 수 있으므로 고주파에너지를 효율적으로 공동공진기에 공급할 수가 있다. 그결과, 공동공진기내에 위치한 생체를 효율적으로 가온시킬 수 있다.

제6도는 비전도성와이어(201)의 장단을 링크코일(20)에 부착하고, 와이어의 타단을 공동공진기(11)의 외부로부터 플리 또는 모우터(202)로 감거나 풀어 링크코일(20)과 전계집중기(14) 사이의 간격을 조정할 수 있는 전자파가온장치의 공동공진기(11)를 도시한 것으로, 이것은 제2도에 도시한 실시예에서 링크코일(20)만을 사용한 경우에 적용할 수 있으며, 링크코일(20)이 임피던스는 급송케이블의 임피던스와 정합하지 않는다.

링크코일(20)을 전계집중기(14)로 향하거나 멀어지도록 이동시킴으로써 링크코일(20)의 임피던스를 변화시킨다. 링크코일(20)을 전계집중기(14)에 가깝게 하거나 더욱 멀어지게 할 경우, 링크코일(20)의 임피던스는 각각 작아지거나 증가하게 되므로, 링크코일(20)을 전계집중기(14)로부터 적당한 간격으로 이동시킴으로서, 링크코일(20)과 전계집중기(14) 사이의 임피던스정합을 달성할 수 있다.

제7도는 링크코일(20)과 전계집중기(14) 사이의 간격을 가변적으로 구성한 다른 실시예를 도시한 것으로, 본 실시예에 의하면, 콘넥터(18), 가변콘덴서(19) 및 링크코일(20)이 공동공진기(11)의 바닥벽(12)에 형성된 슬롯(181)을 따라 이동할 수 있게 구성된 마운트(182)내에 결합되어 있다.

제8도는 임피던스정합을 실현하기 위한 다른 실시예를 도시한 것으로, 링크코일(20)의 자유단(203)은 상단벽(12a)으로부터 공동공진기(11)내외로 이동하게 되어 있으며, 링크코일(20)의 자유단(203)의 일부는 클램프부재(204) 및 고정스크류(205)에 의해 공정적으로 부착되어 있다.

링크코일(20)의 길이를 변화시킴으로서, 링크코일(20)의 공진주파수 및 임피던스를 변동시킬 수 있다. 링크코일(20)이 짧을수록 공진주파수는 높아지고 임피던스는 낮아지게 된다. 즉, 가변콘덴서(19)도 함께 결합시켜서 공진상태 및 임피던스정합을 실현할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따르면, 공동공진기로 고주파에너지를 공급하는 링크코일의 공진상태를 얻을 수 있고, 링크코일의 임피던스를 급송케이블의 임피던스와 정합시킬 수 있으므로, 고주파에너지를 효율적으로 공동공진기로 공급할 수 있다.

그결과, 공동공진기내에 놓여진 생체 또는 물체는 효과적으로 가온된다.

제9도는 전자파가온장치의 또다른 실시예의 블록도로서, 전자파가온장치는 고주파전원장치(33), 공동공진기(11), 임피던스정합상태검출기(34), 공진상태검출기(35), 임피던스정합상태조정모우터(36), 주파수조정모우터(37) 및 임피던스정합상태 검출기(34)로 검출된 임피던스정합상태에 따라 임피던스정합조정모우터(36)를 제어하고, 공진상태검출기(35)로 검출된 공진상태에 따라 주파수조정모우터(37)를 제어하는 제어장치(38)로 이루어져 있다.

공동공진기(11)내에는 한쌍의 전계집중기(14a)와(14b), 주파수조정기(17), 링크코일(20)과, 임피던스정합장치의 실시예로서 주어진 전계집중기(14a)에 관하여 링크코일(20)의 위치를 조정하는 위치변화장치(200)(제6도 참조) 및 공진상태를 검출하는 링크코일(39)이 결합되어 있다.

본 실시예에 따르면, 고주파전원(33)에서의 고주파에너지를 공동공진기(11)에 공급하고, 임피던스정합상태검출기(34)로 공동공진기(11)의 링크코일(20)과 고주파 전원장치(33) 사이의 임피던스정합상태를 검출하고, 검출된 임피던스정합상태에 따라 제어장치(38)로 임피던스정합상태조정모우터(36)를 자동적으로 조정하여 최적의 임피던스정합상태를 달성한다. 필요에 따라, 공동공진기(11)내의 전압은 공진상태검출기(35)에 대한 측정샘플로서의 링크코일(39)에 의해 얻어지며, 제어장치(38)는 주파수조정모우터(37)를 제어하고 최종적으로 주파수조정기(17)를 조정하여 공동공진기(11)의 공진주파수를 고주파전원장치(33)의 주파수와 정합시켜 최대검출출력을 얻는다.

공동공진기의 공진주파수를 고주파전원장치의 주파수와 자동적으로 정합시킬 경우, 고주파전원은 항상 효율적으로 주입된다. 더구나, 공동공진기의 링크코일과 고주파전원장치 사이에서 우수한 임피던스정합상태를 가동적으로 얻을 수 있으며, 이것은 또한 고주파에너지를 효율적으로 주입하는데에도 기여한다.

본 발명에 의하면, 정합장치는 공동공진기의 내부 또는 외부의 링크코일에 인접하게 설치되어 있으므로, 고효율로 고주파수의 에너지를 전송할 수 있다. 더우기, 정합장치는 링크코일에 인접하게 설치되어 있으므로, 이들 사이의 통로에 에너지 손실이 매우 작아 고주파에너지를 효율좋게 전송시키게 한다.

또한, 임피던스정합수단을 사용하는 본 발명의 실시예에 의하면, 임피던스정합상태 조정수단을 제어하는 제어장치를 사용하여 최적의 임피던스정합상태를 자동적으로 실현할 수 있으므로, 임피던스의 정합상태를 얻기 위한 노력이 필요없으며, 최적의 상태로 고주파에너지를 공급할 수 있다.

Claims

공동의 전도성재료로 만들어져 그속에 생체 또는 물체(15)를 수용하고, 그속에 생성된 고주파전자기장으로 가온하는 공동공진기(11)와, 상기 공동공진기(11)의 입력단에 연결된 링크코일(20)과, 상기 링크코일(20)에 인접하게 설치된 임피던스 정합수단(19)으로 이루어진 것을 특징으로하는 전자파가온장치.
제1항에 있어서, 전계집중기(14)를 포함하는 것을 특징으로하는 전자파가온장치.
제1항에 있어서, 상기 임피던스정합수단(19)은 가변콘덴서로 이루어진 것을 특징으로하는 전자파가온장치.
제1항에 있어서, 상기 임피던스정합수단(19)은 상기 링크코일(20)을 움직이는 수단으로 이루어진 것을 특징으로하는 전자파가온장치.
제1항에 있어서, 상기 임피던스정합수단(19)은 상기 링크코일(20)을 변형시키는 수단으로 이루어진 것을 특징으로하는 전자파가온장치.
고주파전원(33); 공동의 전도성재료로 만들어져 그속에 생체 또는 물체(15)를 수용하고, 그속에 생성된 고주파전자기장으로 가온하는 공동공진기(11); 상기 공동공진기(11)내에 배치된 적어도 하나의 전계집중기(14a), (14b); 상기 고주파전원(33)에서의 고주파에너지를 상기 공동공진기(11)내에 공급하는 링크코일(20); 상기 링크코일(20)에 접근하여 배설되는 임피던스정합부; 상기 임피던스정합부의 정합상태를 조정하는 임피던스정합조정수단(36); 상기 임피던스정합부의 정합상태를 검출하는 임피던스정합검출수단(34); 검출된 정합상태에 따라 상기 임피던스정합조정수단(36)을 제어하는 제어수단(38)으로 이루어진 것을 특징으로하는 전자파가온장치.