MXPA00010938A - Colocacion de sensor termico en una guia de ondas de microondas. - Google Patents

Abstract

Un metodo para colocar, en una guia de ondas de microondas, un sensor (20) que incluye un elemento metalico alargado (23,24), el cual comprende: seleccionar una guia de ondas tubular (12); determinar la orientacion general del campo magnetico (3) generado durante la transmicion de microondas; y colocar el elemento metalico alargado (20, 23, 24) sustancialmente paralelo a la orientacion del campo magnetico (3). Las conexiones (23,24) del sensor (20) se extienden longitudinalmente de la guia de ondas (12) y se conectan a la pared externa (25) de la guia de ondas y al conductor central (16) del cable coaxial (15) que energiza a la guia de ondas.

Description

COLOCACIÓN DE SENSOR TÉRMICO EN UNA GUIA DE ONDAS DE MICROONDAS CAMPO TÉCNICO Esta invención se refiere a la colocación sobre un sensor en un dispositivo de microondas, especialmente un aplicador para el tratamiento de un cuerpo a través de energía electromagnética de microondas, y también se refiere a un aplicador que incluye un sensor colocado en el mismo. En nuestra solicitud publicada anterior No. WO 95/04385, los contenidos de la cual se incorporan aquí por referencia, se ha descrito un aparato para el tratamiento de menorragia, que implica aplicar energía electromagnética de microondas a una frecuencia que será substancial y completamente absorbida por el endometrio, verificar la temperatura de operación para asegurar que el tejido de endometrio se caliente a aproximadamente 60°C y mantener la aplicación de la energía de microondas durante un período suficiente para destruir las células del endometrio. Por lo tanto, la temperatura es importante y se utiliza un sensor de temperatura en la forma de un termopar para verificar la temperatura en una base que corre durante la aplicación. El problema que surge es que un termopar es construido de metal y la aplicación de energía de microondas tiende a ocasionar un calentamiento directo del termopar lo cual conduce a errores en las lecturas de temperatura. Este problema general es discutido en S. B. Field y J . W, Hand "An Introduction to the Practical Aspects of Clinical Hyperthermia", pág. 459-465. Como resultado de los problemas encontrados con sensores metálicos, ha sido una práctica tomar lecturas ya sea con la energ ía apagada, lo cual evita una medición de tiempo real , o la medición ha sido a través de sensores no metálicos, tales como sensores de fibra óptica, los cuales son mucho más costosos. La energía electromagnética de microondas puede ser propagada ya sea a través de gu ía de ondas coaxiales o a través de gu ía de ondas tubulares típicamente de sección transversal circular.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención consiste de un método para colocar en una guía de ondas de microondas un sensor que incluye un elemento metálico alargado que comprende: seleccionar una guía de ondas tubular; determinar la orientación general del campo magnético generado durante la transmisión de microondas; y colocar el elemento metálico alargado substancialmente paralelo a la orientación del campo magnético. Con esta disposición , no se debe inducir la corriente en el elemento metálico a través del campo magnético y, por lo tanto, debe existir poca o ninguna interferencia con el parámetro que está siendo percibido. Típicamente, el sensor será un termopar que percibe la temperatura y el daño inherente es la interferencia a través de la corriente que fluye en la vaina metálica del termopar. La invención también consiste de un aplicador de microondas comprendiendo una guía de ondas tubular la cual, en la transmisión de microondas, genera un campo eléctrico orientado substancialmente perpendicular a la pared de guía de ondas y un campo magnético substancialmente perpendicular al campo eléctrico y un sensor incluyendo un elemento metálico alargado, dicho elemento metálico alargado substancialmente no induce nada de corriente en el elemento metálico del sensor que de otra manera podría causar una distorsión.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención ahora será descrita a manera de ejemplo haciendo referencia a los dibujos anexos en los cuales: La Figura 1 es una vista en elevación lateral diagramática de una guía de ondas coaxial operando en el modo TEM mostrando los campos eléctricos y magnéticos; La Figura 2 es una sección transversal diagramática de una guía de ondas circular de acuerdo con la invención operando en el modo TEM; La Figura 3 es una vista en planta diagramática de la guía de onda circular de la Figura 2; La Figura 4 es una vista lateral diagramática de la guía de onda circular de la Figura 2 mostrando el flujo de corriente en las paredes; y La Figura 5 es una vista en elevación lateral diagramática de un aplicador de microondas de acuerdo con la invención. En la Figura 1, la sección transversal diagramática de una guía de ondas coaxial se muestra en donde (1) es el conductor central y (2) es el conductor externo. Una guía de ondas coaxial propaga energía de microondas en el modo TEM, y tanto el campo magnético (3) como el campo eléctrico (4) siempre son perpendiculares al eje (el conductor central). Ya que las corrientes (5) siempre fluyen a ángulos rectos hacia el campo magnético, siempre fluirán a lo largo de la guía de ondas coaxial o cualquier otra estructura metálica con la que queden en contacto. Por lo tanto, cada vez que se coloca un sensor de temperatura metálico (6) en un aplicador derivado coaxial, la corriente fluirá en el sensor metálico ya que el sensor está perpendicular al campo magnético. En la Figura 2, se muestra una sección transversal diagramática de una guía de onda circular (7), en donde las líneas de campo magnético (3) y las líneas de campo eléctrico (4) se ilustran para el modo eléctrico transversal TEM. En esta disposición, el campo eléctrico siempre es perpendicular a la pared de guía de ondas (8) y el campo magnético siempre es perpendicular al campo eléctrico. La Figura 3 muestra una vista superior diagramática de las distribuciones de campo a lo largo de la guía de onda circular (7) de la Figura 2. Los lazos de campo magnético (3) están separados por regiones de alto campo eléctrico (5). Observar que los lazos de campo magnético son paralelos a los lados de la pared de guía de ondas (8). La Figura 4 muestra una vista lateral diagramática del flujo de corriente en las paredes de la guía de onda circular (7) de la Figura 2. Aquí se puede ver si un sensor metálico (6) es colocado substancialmente paralelo al campo magnético en el lado de la pared de guía de ondas (8) , después todas las trayectorias de corriente cruzarán el sensor y no se generará un flujo de corriente en el sensor (6) . Se ha encontrado que colocando el sensor de termopar (6) substancialmente paralelo al campo magnético (3) en la pared de la guía de ondas (8) , entonces substancialmente nada de corriente fluye en los elementos metálicos del sensor (6) y es posible una verificación de temperatura en tiempo real sin ninguna distorsión substancial . La invención ahora será descrita adicionalmente haciendo referencia a la Figura 5, la cual es una vista en elevación lateral diagramática de un aplicador de microondas incluyendo un termopar de percepción de temperatura colocado de acuerdo con la presente invención . En la Figura 5, un aplicador de microondas (1 1 )a tiene una gu ía de onda circular 12 rellena con un material dieléctrico (13) . La gu ía de ondas ( 12) termina corta del extremo del aplicador (1 1 ) proporcionando una porción expuesta (14) la cual forma una punta de antena de radiación para la energía de microondas. Hacia el extremo del aplicador lejos de la punta de radiación (14), se encuentra un cable de alimentación coaxial (15) teniendo un conector interno ( 16), el cual directamente excita la guía de ondas dieléctricamente rellena (12) a través de una transición en línea (17) el conductor interno ( 16) pasa hacia el centro del material dieléctrico (13) y un conductor lateral (18) que pasa desde el conducto central a través de la pared de guía de ondas externas (12) forma una ruptura de microondas permitiendo que la transición haga que las microondas sean lanzadas hacia el material dieléctrico (13) como se muestra en las Figuras 1 a 3. El conductor (18) es aislado a través del aislamiento a medida que pasa a través del conductor externo formado por la pared de guía de ondas (12). El sensor colocado de acuerdo con la invención es un termopar (20) colocado en la parte externa de la punta de radiación (14) para percibir la temperatura de operación . De acuerdo con la invención , el termopar (20) está colocado substancialmente paralelo a la orientación del campo magnético generado por la guía de onda circular (12) cuando se propagan microondas , es decir, a lo largo de la línea del elemento (6) en las Figuras 2 y 4. Además , con el fin de evitar un cableado adicional, el termopar (20) está directamente conectado a través de una conexión 23 a la pared de gu ía de ondas de conductor externo, en (21 ) , y a través de una conexión (24) al conductor lateral ( 18) , en (22) . Las condiciones (23, 24) se extienden paralelas entre sí en un plano a través del eje de la guía de ondas, y una , (23) , termina en (21 ) , y la otra, (24) , se extiende hacia fuera de la pared (12) perpendicular al plano (22) , y después corre alrededor de la circunferencia de la pared (12) hacia el conductor (18) en (22) . Por consiguiente, la señal de termopar pasa a lo largo del mismo cable coaxial llevando la energía de microondas hacia la punta de radiación (14) . Se utiliza un sistema de circuito convencional (no mostrado) para percibir y extraer la señal DC. La colocación del mismo termopar, en un lugar en donde no hay corriente inducida durante operación, permite la percepción en tiempo real de la temperatu ra de operación sin ninguna distorsión substancial . Aunque no mostrado, el aplicador (1 1 ) está provisto con una cubierta protectora transparente a microondas de PTFE u otro material adecuado. El termopar de percepción de sensor de temperatura (20) está provisto entre la cubierta y el material dieléctrico así como queda aislado del material dieléctrico .

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1.- Un aplicador de microondas (11) que comprende una guía de ondas tubular (12) que, en la transmisión de microondas, genera un campo eléctrico (4) orientado sustancialmente perpendicular hacia la pared de guía de ondas (12) y un campo magnético (3) sustancialmente perpendicular hacia el campo eléctrico (4), y un sensor (20) incluyendo un elemento metálico alargado (20, 23, 24), caracterizado porque dicho elemento metálico alargado está colocado en la guía de ondas (12) para quedar sustancialmente paralelo al campo magnético (3) durante la transmisión de microondas, por lo que substancialmente nada de corriente inducida es generada en el elemento metálico (23, 24) del sensor, lo cual de otra manera podría ocasionar distorsión.

2.- Un aplicador de microondas de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la guía de ondas está llena con material dieléctrico (13), el cual se extiende desde un extremo para formar una antena (14) para emitir radiación de microondas, el sensor (20) estando colocado en el lado de la antena dieléctrica.

3.- Un aplicador de microondas de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el elemento (23, 24) comprende conexiones que se extienden paralelas entre sí en un piano a través del eje central de la guía de ondas y están conectadas, una (23) a la pared (25) de la guía de ondas (12), y la otra (24) a un conductor (16) que energiza a la guía de ondas.

4.- Un aplicador de microondas de acuerdo con la reivindicación 3, en donde la guía de ondas es energizada por una conexión de suministro de energía comprendiendo un cable coaxial (15) que tiene un conector central (16), el cual se extiende centralmente hacia el material dieléctrico (13) y en donde se conecta la otra conexión (24).

5.- Un aplicador de microondas de acuerdo con la reivindicación 4, en donde el conductor central (16) tiene un conductor lateral (18) que se extiende radialmente desde el mismo, y la otra conexión (24) está conectada al extremo externo del conductor (18) en (22).

6.- Un aplicador de microondas de acuerdo con la reivindicación 5, en donde el extremo externo del conductor (18) se extiende a través de una abertura en la pared (25) de la guía de ondas (12) y está eléctricamente aislado del mismo.

7.- Un aplicador de microondas de acuerdo con la reivindicación 5 ó 6, en donde la otra conexión (24) se extiende longitudinalmente de la guía de ondas desde el sensor 20 y después circunferencialmente de la pared (25) de la guía de ondas (12) hacia el otro extremo del conductor (18).

8.- Un aplicador de microondas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, adaptado para uso médico.

9.- Un método para colocar un sensor (20) incluyendo un elemento metálico alargado (23, 24) en una guía de ondas de microondas (12), caracterizado porque comprende: seleccionar una guía de ondas dieléctricamente rellena tubular (12); determinar la orientación general del campo magnético (3) generado durante la transmisión de microondas; y colocar el elemento metálico alargado (23, 24) sustancialmente paralelo a la orientación del campo magnético (3).

10.- Un método de acuerdo con la reivindicación 9, en donde la guía de ondas (12) es energizada por un cable coaxial (15) y en donde la salida del sensor (20) está conectada al cable coaxial (15) . 1 1.- Un aplicador de microondas sustancialmente como se describió en la presente con referencia a los dibujos anexos. 12.- Un método para colocar un sensor sustancialmente como se describió en la presente con referencia a los dibujos anexos. RESUM EN U n método para colocar, en una gu ía de ondas de microondas, un sensor (20) que incluye un elemento metálico alargado (23, 24), el cual comprende: seleccionar una guía de ondas tubular (12); determinar la orientación general del campo magnético (3) generado durante la transmisión de microondas; y colocar el elemento metálico alargado (20, 23, 24) sustancialmente paralelo a la orientación del campo magnético (3). Las conexiones (23, 24) del sensor (20) se extienden longitudinalmente de la guía de ondas (12) y se conectan a la pared externa (25) de la guía de ondas y al cond uctor central (16) del cable coaxial (15) que energiza a la guía de ondas.