Излучатель для аппаратов микроволновой терапии Советский патент 1985 года по МПК A61N5/02 

Изобретение относится к области медицинской техники и преянаэначено для использования в фиэиотерапи« пр лечении воспалительных процессов. Известны излучатели для аппарато микроволновой терапии, содержащие волновод, еозбуяодаемый штьфеп 1 . Недостатками этих излучателей яв ляются неравномерность нагрева, появление точек перегрева, невозможность обеспечить необходимую сте пень согласования. Наиболее близким к изобретению по технической С5«цности является излучатель для аппаратов микровол™ новой терапии, содержащий круглый волновод, крышку из высокочастотного диэлектрика, коаксиальную линию, согласующий трансформатор, высокочастотный разъем и возбужданкций элемент |2 . Недостатками известного излучателя являются сравнительно большой диаметр излучателя, неравномерность нагрева, смещение максимума облучения от центра раскрыва невозможность обеспечить необходимую степен согласования при всех рабочих зазорах и нагрузках в рабочем диапазоне частот, Целью изобретения является повышение точности дозиметрий. Указанная цель достигается тем, что излучатель для 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 тавляет 0,2-0,26 J,шаг - 0,13-15-Д при диэлектрической постоянной вст ке, равной 2,5-2,6, причем первый виток спирали расположен на расстоянии 0,037-0,04Л от дна, а расстояние от начала первого витка до начала второго витка составляет 0,056-0,07 , где - длина волны излучателя. На чертеже представлена схема пр лагаемого излучателя. 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, которая пра дохрайяет пациента от соприкосновения с токонесущими частями, в внутренние части излучателя - от попадания в него пыли и грязи, 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 постоянного положения спирали 2 в пространстве и стабильности ее параметров. Превый виток спирали 2 примерно до половины диаметра расположен параллельно дну 5 волновода на расстоянии 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. Пройдя 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 составляет дну 5 волновода. Для сохранения неизменньпч расстояния 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. Расстояние . 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 составляет 0,.. Питание к излучателю подведено жесткой коаксиальной линией 7, которая оканчивается разъемом 8, служащим для соединения излучателя с аппаратом для микроволновой терапии (не показан). Для согласования волнового сопротивления генератора с входным сопротивлением излучателя, которое меняется в зависимости от того, на каком- расстоянии от облучаемого участка он расположен, на какую часть тела осуществляется воздействие, а также от типа пациента (пикник, астеник, нормостеник), в линию введен согласующий трансформатор 9. Волновое сопротивление трансформатора 9 является средним геометрическгш меяоду усредненным входньач сопротивлением излучателя и волновым сон|)отйвле ием генератора и составляет 100 Ом при волновом сопротивлении генератора 50 Ом,

Конструктивно трансформатор 9 выполнен путем скачкообразного уменьшения диаметра внутреннего проводника коаксиальной линии 7 на участке V4.

Для закрепления излучателя в элек родержателе { не показан) предусмотрены конусные выступы 10, расположенные на дне 5 волновода.

Излучатель работает следующим образом.

Излучатель: роединяется с аппара-г том для микроволновой терапии посредством разъема 8, закрепляется в. электродержателе за конусные выступы 10 и устана1вливается над ,О6лучаемым участком с зазором 3-5 см. Возникшие в генераторе сверхвысокочастотные колебания по коаксиальной линии 7 поступают к спирали:2.Каждый виток спирали 2 обтекается высокочастотньом .током. Создаваемое вит- . камй поле возбуждает волновод 1, обеспечивая возбуждение поля с круговой поляризацией. Излученное волнбвещом 1 поле сохраняет эту поляризацию.

Возникшие в волноводе 1 сверхвысокочастотные колебан-ия распространяются по его оси и через защитную крышку 3 излучаются в свободное пространство. Излученная волна, достигая

облучаемого участка, преломляется и ртоглсядается тканями, что вызывает их нагрев, используемый а лечебных целях. Часть волны отражается от поверхности облучаемого участка и принимается излучателем. Благодём№ тому, что последний имеет кругов ® поляризацию, он восп1 1нимает отраи& ную мощность в меньшей степени, чем излучатели с другой полярязацией. Экспериментально ояредедвнные размеры согласунмцеаго трансформатора 9 позволяк еще больше снизить отражения От нагрузки и поддерживать в коаксиальном тракте режим бегущей воланы.

Таким образом, выходная мощность аппаратов остается стабильной и точность .дозиметрии не нарушается.

За базовый объект принят 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 (уменьшается рассеяние энергии в окружающее пространство) как для больного, так и для медперсонала и повышает эффективность лечения.

1. ИЗЛУЧАТЕЛЬ ДЛЯ АППАРАТОВ МИКРОВОЛНОБОЙ ТЕРАПИИ, содержащий круглый волновод, крышку из высокочастотного диэлектрика, коаксиальную линию, согласующий трансформатор, высокочастотный разъем и возбуждающий элемент, о.тличающийся тем, что, с целью повышения 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 чающийся тем, что диаметр спирали составл;яет 0,2-0,,шаг0,13-0,1SUnpB диэлектрической постоянной вставке, равной 2,5-2,6, причем первый виток спиргши расположен на расстоянии 0,037-0,0471 от дна, (Л а расстояние от начала первого витка до начала второго витка составляет 0 056-0,075 , где - длина волны излучателя.