專利名稱：高效微波治療儀的制作方法
技術領域：
本發明創造的高效微波治療儀屬微波醫療器械。
微波生物醫學效應指出微波幅射的生物學作用按其機理可以區分為熱效應與非熱效應兩類。盡管有許多事實表明微波非熱效應的存在，但目前微波醫學界普遍認為起主導作用的還是微波的致熱效應。生物組質中占比例很高的水分子和蛋白質分子是一種極性分子。這類極性分子在交變電場作用下將隨外加電場的頻率轉動，從而致熱(偶極子加熱)，在極高的微波頻率下，生物組織中這種極性分子急劇運動，迅速升溫。這一現象形成了微波治療的生物學基礎。
由于微波具有特殊的凝血功能，特別適用于生物體的多血組織，如肝、脾、腎、肺等內臟器官，以及腦瘤和卵巢等的止血及切除。特殊設計的微波手術器，可在無血情況下切除原發性肝細胞瘤，轉移性肝癌，膽囊癌，脾瘤等。
以往微波技術在醫療中的應用往往囿于幅射加熱的范疇，頻頻問世的也多半是微波理療機，如國外的HS-15M型微波機和HSE-5M型微波機等。此類微波機其燒灼力還不夠強，以肝凝血為例，HS-15M型微波機的燒灼力在30～60瓦的條件下，需30～60秒才能凝固。且體積大，寬450mm，深350mm，高920mm，重量達42kg。價格也貴，HS-15M，每臺報價32000美元，HSE-5M型每臺價19000美元。
本發明創造的目的在于研制一種能充分利用微波能量，聚束作用強，阻抗匹配好，燒灼力強，且結構牢固，小型化，輕量化，價格低廉的高效微波施加器及其微波功率源，以提高微波治療效果，滿足臨床治療的需要。
本發明創造的高效微波治療儀由微波施加器和低壓微波功率源所組成，其微波施加器由轉接器，同軸饋線和幅射天線三部分組成，用于對生物體進行局部集中施加微波能量，以促使生物體受施部位短時間內局部組織凝固。其幅射天線具有沿軸向幅射微波的能力，而在垂直于天線軸線的平面內方向圖是全方向的(為一個圓)并局限在半徑不大于1.5cm范圍內。配制專用的微波功率源就可將低功率的微波能量集中到受體生物組織局部，從而有效地利用小功率微波發射而達到生物組織局部凝固的目的。專用微波功率源由變壓器，控制電路與磁控管三部分組成。
附

圖1 為微波施加器的結構示意圖。
附圖2 腔內幅射天線結構示意圖。
附圖3 體表幅射天線結構示意圖。
附圖4 微波手術刀結構示意圖。
附圖5 微波功率源電原理圖。
結合附圖簡述本發明創造的結構及工作原理。
由附圖1可知，本發明創造的高效微波治療儀其微波施加器由轉換器(1)，同軸饋線(2)和幅射天線(3)所組成。轉換器(1)采用射頻同軸轉換接頭或標準同軸插頭，通過它實現(直接或經過轉接同軸電纜)微波施加器與微波功率源的連接。同軸饋線(2)的特性阻抗與幅射天線(3)的輸入阻抗匹配。它可以是一段射頻電纜，也可以是滿足阻抗匹配的硬同軸線。幅射天線(3)是微波施加器的關鍵部件，主要有如附圖2、3、4所示的三種類型。
附圖2為腔內幅射天線，有針狀單極子天線和電偶極子天線兩種基本類型，可插入生物體體腔內或組織器官內進行微波幅射。圖(a)為針狀單極子天線結構示意圖，它由同軸饋線內外導體(4)、(5)，金屬套(7)，針狀單極子(6)及介質(8)所組成，針狀單極子(6)與同軸饋線內導體(4)相連，金屬套(7)與同軸饋線外導體(5)相連。圖(b)為電偶極子天線結構示意圖，它由同軸饋線內導體(9)，同軸饋線外導體(10)及介質(11)所組成。
附圖3，為體表幅射天線結構示意圖，這類天線可緊貼生物體表面幅射微波。圖(a)為螺旋形微帶天線，它由螺旋形微帶天線(12)與介質基片(13)所組成。圖(b)為圓極化微帶天線，它由圓極化微帶天線(14)與介質基片(15)所構成。
附圖4為微波手術刀結構示意圖，用來切除生物體多余病變組織的特殊幅射天線，它是一種電小尺寸偶極子，根據生物體具體部位，可采用相應的形狀。附圖4是其中的一種典型形式，它由刀狀叉頭(16)，硬同軸線內導體(17)與硬同軸線外導體(18)所組成，其中刀狀叉頭(16)涂有防粘復蓋層。
以上幾種幅射天線具有以下特點1.幅射天線在尺寸上遠小于幅射微波波長，因而體積小，重量輕;
2.幅射天線的形狀與受體生物組織局部接受微波幅射的需要相符。在需要時它具有集中幅射微波能量與高頻電凝的雙重功能，燒灼效果明顯增強，但不會對周圍正常組織造成傷害;
3.幅射天線與生物體相接觸部分，涂復有防粘結涂層，因此，在向生物體組織局部幅射微波時，得以避免幅射天線與生物體組織粘結的現象。
由附圖5可知，本發明創造高效微波治療儀的專用低壓微波功率源，由可控自耦變壓器B1經橋式整流后提供磁控管M的陽極電壓，而變壓器B2提供磁控管M的燈絲電壓。控制電路由時間繼電器JSA、JSS，按扭開關K及腳踏開關TK所組成。它具有自動保護功能即JSA提供磁控管M高壓延時保護;而JSS提供磁控管M可調延時斷路保護，由它控制磁控管M的工作時間，并由蜂鳴器FM以聲響信號提示。磁控管M是核心部件，它是工作頻率達2450MHZ的連續波微波振蕩器，當磁控管M工作時，輸出不超過200W的微波能量。改變變壓器B1的初級電壓，可控制磁控管M的陽極電壓，從而改變輸出微波功率的大小。本微波功率源的特點是1.線路簡單，操作方便，配合本發明創造的微波施加器可將不超過200W的微波能量集中到受體生物體組織局部，從而有效地利用小功率微波發射而達到生物體組織局部凝固的目的;
2.利用磁控管M陽極特性曲線的初始直線段，從而使磁控管M的工作電壓由1800V降至1000V，保證了安全;
3.設計了低壓調控的自耦變壓器B1，從而保證了采用8位選頻開關作磁控管M陽極電壓切換時的安全，省去了一般微波機中不可缺少的高壓調壓器。
本發明創造可廣泛用于胃、腸、肝、腎、肺等內臟器官、腦外科、皮膚科、口腔、耳、鼻、喉及婦科等臨床治療。
權利要求
1.一種高效微波治療儀包括微波施加器和微波功率源，其特征在于微波施加器由轉換器(1)，同軸饋線(2)和幅射天線(3)所組成，其微波功率源為低壓微波功率源，它包括低壓調控自耦變壓器B1，變壓器B2，磁控管M及由時間繼電器JSA、JSS，按扭開關K和腳踏開關TK所組成的控制電路。
2.根據權利要求1所述的高效微波治療儀其特征在于幅射天線有三種類型(1)腔內幅射天線有針狀單極子天線和電偶極子天線兩種基本形式，針狀單極子天線由同軸饋線內導體(4)、同軸饋線外導體(5)、金屬套(7)、針狀單極子(6)及介質(8)所組成，針狀單極子(6)與同軸饋線內導體(4)相連，金屬套(7)與同軸饋線外導體(5)相連;電偶極子天線由同軸饋線內導體(9)，同軸饋線外導體(10)及介質(11)所組成。(2)體表幅射天線有螺旋形微帶天線和圓極化微帶天線兩種，螺旋形微帶天線由螺旋形天線(12)與介質基片(13)所組成;圓極化微帶天線由圓極化微帶天線(14)與介質基片(15)所組成。(3)微波手術刀由刀狀叉頭(16)，硬同軸線內導體(17)與硬同軸線外導體(18)所組成，其中刀狀叉頭涂有防粘復蓋層。
全文摘要
一種高效微波治療儀屬微波醫療器械，它包括微波施加器和低壓微波功率源兩部分，微波施加器由轉接器，同軸饋線和輻射天線所組成，其低壓微波功率源包括低壓調控自耦變壓器，變壓器，磁控管和控制電路，由低壓微波功率源所提供的微波能量通過微波施加器對生物體組織進行局部治療。本儀器具有聚束作用和燒灼力強，效率高，結構簡單牢固，體積小，重量輕，價格便宜等特點，適用于治療胃、腸、肝、脾、腎、肺等內臟器官，以及腦外科、皮膚科、口腔、耳鼻喉科及婦科等臨床治療。
文檔編號H01Q9/00GK1076605SQ9311052
公開日1993年9月29日 申請日期1993年1月7日 優先權日1993年1月7日
發明者許陸文 申請人:許陸文