SU1132960A1

SU1132960A1 - Irradiator for microwave therapy apparatus

Info

Publication number: SU1132960A1
Application number: SU833615460A
Authority: SU
Inventors: Елена Львовна Кретлова
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Медицинского Приборостроения
Priority date: 1983-07-04
Filing date: 1983-07-04
Publication date: 1985-01-07

Abstract

1. ИЗЛУЧАТЕЛЬ ДЛЯ АППАРАТОВ МИКРОВОЛНОБОЙ ТЕРАПИИ, содержащий круглый волновод, крышку из высокочастотного диэлектрика, коаксиальную линию, согласующий трансформатор, высокочастотный разъем и возбуждающий элемент, о.тличающийс тем, что, с целью повышени точности дозиметрии, снабжен цилиндрической вставкой из высокочастотного диэлектрика , установленной по оси вс новода, а возбуждающий элемент выполнен в виде спирали с числом витков не менее четырех, при -этом часть первого витка до половины своей длины параллельна дну волновода, а длина последнего в 1,6-1,7 раза превышает длину спирали. 2. Излучатель по п.1, о т ли чающийс тем, что диаметр спирали составл; ет 0,2-0,,шаг0 ,13-0,1SUnpB диэлектрической посто нной вставке, равной 2,5-2,6, причем первый виток спиргши расположен на рассто нии 0,037-0,0471 от дна, (Л а рассто ние от начала первого витка до начала второго витка составл ет 0 056-0,075 , где - длина волны излучател .1. RADIATOR FOR MICROWAVE THERAPY DEVICES, containing a circular waveguide, a cover of a high-frequency dielectric, a coaxial line, a matching transformer, a high-frequency connector and an exciter element, which is equipped with a cylindrical insert of the high-frequency dielectric, installed to increase the accuracy of dosimetry. on the axis of the whole Novod, and the exciting element is made in the form of a spiral with the number of turns at least four, with this part of the first turn half of its length parallel to the bottom of the waveguide And the last length of 1.6-1.7 times the length of the spiral. 2. The emitter according to claim 1, wherein the diameter of the helix is: is 0.2-0,, step 0, 13-0.1SUnpB with a dielectric constant insert equal to 2.5-2.6, with the first turn of the Spirogsh located at a distance of 0.037-0.0471 from the bottom, (L and from the beginning of the first round to the beginning of the second round is 0 056-0.075, where is the wavelength of the radiator.

Description

Изобретение относитс к области медицинской техники и пре наэначено дл использовани в фиэиотерапи« пр лечении воспалительных процессов. Известны излучатели дл аппарато микроволновой терапии, содержащие волновод, еозбу одаемый штьфеп 1 . Недостатками этих излучателей в л ютс неравномерность нагрева, по вление точек перегрева, невозможность обеспечить необходимую сте пень согласовани . Наиболее близким к изобретению по технической С5«цности вл етс излучатель дл аппаратов микровол™ новой терапии, содержащий круглый волновод, крышку из высокочастотного диэлектрика, коаксиальную линию, согласующий трансформатор, высокочастотный разъем и возбужданкций элемент |2 . Недостатками известного излучател вл ютс сравнительно большой диаметр излучател , неравномерность нагрева, смещение максимума облучени от центра раскрыва невозможность обеспечить необходимую степен согласовани при всех рабочих зазорах и нагрузках в рабочем диапазоне частот, Целью изобретени вл етс повышение точности дозиметрий. Указанна цель достигаетс тем, что излучатель дл аппаратов микроволновой терапии, содержаний круглый волновод, крышку из высокочастотного диэлектрика коаксиальную линию, согласующий трансформатор, высокочастотный разъем и возбуждаю щий элемент, снабжен цилиндрической вставкой из высокочастотного диэлек трика, установленной по оси волновода , а возбуждающий элемент выпол нен в виде спирали с числом витков Не менее четырех, при этом часть первого витка до половины своей длины параллельна дну волновода, а длина последнего в 1,6-1,7 раза превышает длину спирали. Кроме того, диаметр спирали сос тавл ет 0,2-0,26 J,шаг - 0,13-15-Д при диэлектрической посто нной вст ке, равной 2,5-2,6, причем первый виток спирали расположен на рассто нии 0,037-0,04Л от дна, а рассто ние от начала первого витка до начала второго витка составл ет 0,056-0,07 , где - длина волны излучател . На чертеже представлена схема пр лагаемого излучател . Излучатель содержит волновод Д и возбуждаквдий элемент , выполненный в виде спирали 2. Отрезок волновода 1 закорочен с одного конца. С другого конца волновод 1 закрыт крышкой 3 из высокочастотного диэлектрика, котора пра дохрай ет пациента от соприкосновени с токонесущими част ми, в внутренние части излучател - от попадани в него пыли и гр зи, а также от: механических повреждений. Длина волновода 1 г, в 1,7 раза больше длины S спирали 2. Диаметр волновода D 0,73571. Спираль 2 навита на вставку 4 из высокочастотного диэлектрика (например , полистирола) . Витки спирали 2 кроме первого расположены в канавке , прорезанной на вставке 4. Это способствует сохранению посто нного положени спирали 2 в пространстве и стабильности ее параметров. Превый виток спирали 2 примерно до половины диаметра расположен параллельно дну 5 волновода на рассто нии j 0,04 А от него и не уложен в канавку вставки 4 как другие витки, а огибает последний по его наружному диаметру. Это обеспечивает необходимое удлинение первого витка на 0,06. Пройд полвитка, провод, из которого выполнена спираль 2, входит в канавку на вставке 4. Угол наклона втсфой половины первого витка соответствует углу наклона остальных витков и составл ет дну 5 волновода. Дл сохранени неизменньпч рассто ни от дна 5 начальной части первого витка в нижней части вставки 4 предусмотрен уступ 6, фиксирующий в пространстве полбжение горизонтальной части первого витка спирали 2 относительно дна 5 волновода. Рассто ние . между началом первого витка и вторым витком спирали 2 равно 0,OS7A . Длина спирали 2 в раза короче длины Е, волновода 1. Вставка 4 с навитой на нем спиралью 2 установлена по центру волновода 1. Диаметр D волновода 1 составл ет 0,.. Питание к излучателю подведено жесткой коаксиальной линией 7, котора оканчиваетс разъемом 8, служащим дл соединени излучател с аппаратом дл микроволновой терапии (не показан). Дл согласовани волнового сопротивлени генератора с входным сопротивлением излучател , которое мен етс в зависимости от того, на каком- рассто нии от облучаемого участка он расположен, на какую часть тела осуществл етс воздействие , а также от типа пациента (пикник, астеник, нормостеник), в линию введен согласующий трансформатор 9. Волновое сопротивление трансформатора 9 вл етс средним геометрическгш ме оду усредненным входньач сопротивлением излучател и волновым сон|)отйвле ием генератора и составл ет 100 Ом при волновом сопротивлении генератора 50 Ом,The invention relates to the field of medical technology and is intended for use in physiotherapy for the treatment of inflammatory processes. Emitters for microwave therapy apparatus are known, which contain a waveguide produced by a pin 1. The disadvantages of these emitters are the uneven heating, the appearance of overheating points, the inability to provide the necessary degree of matching. Closest to the technical C5 of the invention is a radiator for microwaters of new therapy, comprising a circular waveguide, a cover of a high-frequency dielectric, a coaxial line, a matching transformer, a high-frequency connector and the excitation element | 2. The disadvantages of the known radiator are the relatively large diameter of the radiator, uneven heating, the shift of the maximum radiation from the center, revealing the inability to provide the necessary degree of coordination with all working gaps and loads in the working frequency range. The aim of the invention is to improve the accuracy of dosimetry. This goal is achieved by the fact that the radiator for microwave therapy devices, the contents of a circular waveguide, a cover of a high-frequency dielectric, a coaxial line, a matching transformer, a high-frequency connector and an exciter, is provided with a cylindrical insert of a waveguide, and the exciter is not in the form of a spiral with the number of turns Not less than four, while a part of the first turn to half of its length is parallel to the bottom of the waveguide, and the length of the last is 1.6-1.7 times exceeds an helix length. In addition, the diameter of the helix is 0.2-0.26 J, the pitch is 0.13-15-D with a dielectric constant of 2.5-2.6, with the first turn of the helix located at a distance of 0.057-0.04 L from the bottom, and the distance from the beginning of the first round to the beginning of the second round is 0.056-0.07, where is the wavelength of the radiator. The drawing shows a diagram of the prlagaemogo radiator. The emitter contains a waveguide D and an exciter element, made in the form of a helix 2. A segment of waveguide 1 is shorted from one end. At the other end, the waveguide 1 is closed with a lid 3 of a high-frequency dielectric, which protects the patient from contact with the current-carrying parts, into the internal parts of the radiator from dust and dirt, as well as from: mechanical damage. The length of the waveguide is 1 g, 1.7 times the length S of the helix 2. The diameter of the waveguide is D 0.73571. The spiral 2 is wound on the insert 4 of a high-frequency dielectric (for example, polystyrene). The coils of helix 2 except the first are located in the groove cut in insert 4. This contributes to maintaining the constant position of helix 2 in space and the stability of its parameters. The first coil of coil 2 approximately to half the diameter is located parallel to the bottom 5 of the waveguide at a distance of j 0.04 A from it and is not laid in the groove of the insert 4 as other coils, and bends around the latter in its outer diameter. This provides the necessary elongation of the first turn of 0.06. Pass the half turn, the wire from which the helix 2 is made enters the groove in insert 4. In the first half of the first turn, the angle of inclination corresponds to the angle of the other turns and makes up the bottom 5 of the waveguide. To maintain a constant distance from the bottom 5 of the initial part of the first turn, a step 6 is provided in the lower part of the insert 4, fixing in space half the horizontal part of the first turn of helix 2 relative to the bottom 5 of the waveguide. Distance between the beginning of the first turn and the second turn of helix 2 is 0, OS7A. The length of the spiral 2 is shorter than the length E, of the waveguide 1. The insert 4 with the spiral 2 wound on it is installed at the center of the waveguide 1. The diameter D of the waveguide 1 is 0, ... employees to connect the radiator with a microwave therapy device (not shown). To match the impedance of the generator with the input impedance of the emitter, which varies depending on the distance from the irradiated area it is located, on what part of the body the effect is exercised, and also on the type of patient (picnic, astenik, normostenik), A matching transformer 9 is inserted into the line. The impedance of the transformer 9 is the geometric average of the average input impedance of the radiator and the wavy sleep) at the generator output and is 100 ohms at the wave counter 50 ohm generator,

Конструктивно трансформатор 9 выполнен путем скачкообразного уменьшени диаметра внутреннего проводника коаксиальной линии 7 на участке V4.Structurally, the transformer 9 is made by abruptly decreasing the diameter of the inner conductor of the coaxial line 7 in section V4.

Дл закреплени излучател в элек родержателе { не показан) предусмотрены конусные выступы 10, расположенные на дне 5 волновода.In order to fix the radiator in an electric holder (not shown), conical protrusions 10 are provided located at the bottom 5 of the waveguide.

Излучатель работает следующим образом .The emitter works as follows.

Излучатель: роедин етс с аппара-г том дл микроволновой терапии посредством разъема 8, закрепл етс в. электродержателе за конусные выступы 10 и устана1вливаетс над ,О6лучаемым участком с зазором 3-5 см. Возникшие в генераторе сверхвысокочастотные колебани по коаксиальной линии 7 поступают к спирали:2.Каждый виток спирали 2 обтекаетс высокочастотньом .током. Создаваемое вит- . камй поле возбуждает волновод 1, обеспечива возбуждение пол с круговой пол ризацией. Излученное волнбвещом 1 поле сохран ет эту пол ризацию .Emitter: to be connected to the microwave therapy device by means of connector 8, fixed in. the electric holder for the conical protrusions 10 and installed over the O6 irradiated area with a gap of 3-5 cm. The microwave oscillations in the generator along the coaxial line 7 go to the helix: 2. Each coil of the helix 2 flows around a high-frequency current. Created vit-. Kamy field excites waveguide 1, providing excitation of the field with circular polarization. The field emitted by waveform 1 retains this polarization.

Возникшие в волноводе 1 сверхвысокочастотные колебан-и распростран ютс по его оси и через защитную крышку 3 излучаютс в свободное пространство . Излученна волна, достига The microwave oscillators generated in waveguide 1 oscillate and propagate along its axis and are radiated into free space through protective cover 3. Radiated wave reaching

облучаемого участка, преломл етс и ртоглс даетс ткан ми, что вызывает их нагрев, используемый а лечебных цел х. Часть волны отражаетс от поверхности облучаемого участка и принимаетс излучателем. Благодём№ тому, что последний имеет кругов ® пол ризацию, он восп1 1нимает отраи& ную мощность в меньшей степени, чем излучатели с другой пол р зацией. Экспериментально о редедвнные размеры согласунмцеаго трансформатора 9 позвол к еще больше снизить отражени От нагрузки и поддерживать в коаксиальном тракте режим бегущей воланы.the irradiated area is refracted and the tissue is given by the tissues, which causes them to be heated, used for medical purposes. A part of the wave is reflected from the surface of the irradiated area and is received by the radiator. Thanks to the fact that the latter has circles ® polarized, he recalled the reflection & power to a lesser extent than radiators with a different polarization. Experimentally, the size of the harmonizer transformer 9 allowed to further reduce the reflection from the load and maintain the traveling shuttlecock in the coaxial path.

Таким образом, выходна мощность аппаратов остаетс стабильной и точность .дозиметрии не нарушаетс .Thus, the output power of the apparatus remains stable and the accuracy of the dosimetry is not impaired.

За базовый объект прин т цилиндрический излучатель диаметром 90 мм к аппарату Луч-58-1, По сравнению с базовьвл объектом предложенное техническое решение обеспечивает повышение точности дозиметрии в 3-5 раз при сохранении стабильности работы аппарата. Увеличение доли поглощенной энергии в изд1ученной повЕдцает безопасность работы с аппаратом (уменьшаетс рассе ние энергии в окружающее пространство) как дл больного, так и дл медперсонала и повышает эффективность лечени .A cylindrical radiator with a diameter of 90 mm is taken as the basic object to the Beam-58-1 apparatus. Compared with the base object, the proposed technical solution provides an increase in the accuracy of dosimetry 3-5 times while maintaining the stability of the apparatus. An increase in the share of absorbed energy in the study will ensure the safety of work with the device (the energy dissipation into the surrounding space decreases) for both the patient and the medical staff and increases the effectiveness of treatment.

Claims

1. RADIATOR FOR MICROWAVE THERAPY DEVICES, comprising a round waveguide, a cap of a high-frequency dielectric, a coaxial line, a matching transformer, a high-frequency connector and an exciting element, characterized in that, in order to increase the accuracy of dosimetry, it is equipped with a cylindrical insert of a high-frequency dielectric mounted along the axis all the time, and the exciting element is made in the form of a spiral with the number of turns of at least four, while part of the first turn to half its length is parallel to the bottom of the waveguide, and the latter in the 1.6-1.7 times the length of the spiral.

2. The emitter according to claim 1, characterized in that the diameter of the spiral is 0.2-0.26¾, a step of 0.13-0.15Άπρκ dielectric constant insert equal to 2.5-2.6, and the first turn of the spiral § It is located at a distance of 0.037-0.04-d from the bottom, and the distance from the beginning of the first turn- up to the beginning of the second turn- * is 0.056-0.07, where Λ is the emitter wavelength £.

S