Электромагнитный аппликатор Советский патент 1991 года по МПК A61N5/02 A61N1/40 

Изобретение относится к лучевой терапии,- в частности к электромагнитным медицинским аппликаторам, и может быть использовано в СВЧ-гипертермии и СВЧ- радиометрии для измерения, регистрации с диагностическими или лечебными целями при работе с биологическими объектами,

Цель изобретения - повышение эффективности воздействия путем обеспечения перестройки рабочих частот в широком диапазоне и улучшения согласования устройства с биологической тканью.

На фиг.1 изображен электромагнитный аппликатор на основе печатной микрополо- сковой антенны прямоугольной формы; на фиг.2 - то же, вид сверху./

Электромагнитный аппликатор содержит микрополосковую антенну 1 с присоединенным к ней отрезком полосковой линии 2 передачи, расположенную на диэлектрической подложке 3, которая герметично установлена на замкнутый резервуар 4, с другой стороны закрытый герметично внешним металлическим экраном 5. Резервуар 4 может быть выполнен из диэлектрического материала или из металла и любой необходимой формы, поперечные размеры которой выбирают исходя из условия отсут- СТЁИЯ влияния боковой поверхности объема на параметры аппликатора (в данном случае объем имеет квадратную форму). Внутри резервуара 4 установлены герметично тонкие диэлектрические перегородки 6, образующие промежуточные герметичные полости 7-10, каждая из которых имеет две пары изолированных друг от друга входных 11 и 12 и выходных 13 и 14 каналов, соединенных трубками 15 через вентили 16 и распределительное устройство 17 с секционированным объемом 18 и объемом 19. Объем 18 секционирован на промежуточные объемы, каждый из которых содержит текучий диэлектрический материал со своей диэлектрической проницаемостью, а объем 19 содержит текучий материал, обладающий свойствами отражения электромагнитной энергии. В качестве вентилей 16 могут быть, в частности, использованы клапаны.

В качестве текучих диэлектрических материалов могут быть применены либо жидкие, либо газообразные диэлектрические материалы.

В качестве текучих материалов, обладающих свойствами отражения электромагнитной энергии, могут быть использованы, например, ртуть или жидкости из серии непредельных углеводородов с добавками металлической пыли или крошки, например алюминиевой, медной, латунной или другого металла, обеспечивающие несмачивание заполняемого объема, не являющиеся агрессивными средами и при откачивании полностью удаляемые из занимаеой ими

промежуточной полости.

Электромагнитный аппликатор работает следующим образом.

Размеры микрополосковой антенны 1 выбирают исходя из условия резонанса мак0 симальной частоты из диапазона перестраиваемых частот при отсутствии заполнения всех промежуточных герметичных полостей 7-10 каким-либо текучим материалом, т.е. как для микрополосковой антенны 1, выпол5 ненной на подвешенной подложке 3 с внешним металлическим экраном 5. В каждую из промежуточных герметичных полостей 7-10 аппликатора текучий диэлектрический материал, хранящийся в объеме 18, или теку0 чий материал, обладающий свойствами отражения электромагнитной энергии, хранящийся в объеме 19, накачиваются через входные каналы 11 и 12 соответственно, а откачиваются через выходные 13 и 14 кана5 лы, при этом материалы никогда одновременно в одну-из промежуточных полостей 7-10 не поступают и, соответственно, не смешиваются. Фиксация их там осуществляется вентилями 16. Диэлектрическая про0 ницаемость текучего диэлектрического материала для каждой из промежуточных полостей 7-10 при заполнении может быть различной, а может быть и одинаковой, что регулируется распределительным устройст5 вом 17.

Изменение расстояния от микрополосковой антенны до внешнего металлического экрана в предлагаемом электромагнитном аппликаторе осуществляется следующим обра0 зом. Микрополосковую антенну 1 от внешнего металлического экрана 5 отделяют .промежуточные герметичные полости 7-10..Поскольку каждая из этих полостей может заполняться текучим материалом, обладаю5 щим свойством отражения электромагнитной энергии, то в этом случае расстояние от микрополосковой антенны до промежуточной герметичной полости, заполненной материалом, отражающим электромагнитную

0 энергию, и является расстоянием от микрополосковой антенны до внешнего металлического экрана, функцию которого при таком заполнении выполняет промежуточная герметичная полость. Таким образом, в

5 зависимости от расстояния от заполняемой герметичной полости материалом, отражающим электромагнитную энергию, до микрополосковой антенны и изменяется расстояние до внешнего металлического экрана.

Резонансная частота микрополосковой антенны 1 функционально зависит от двух конструктивно-структурных параметров - диэлектрической проницаемости заполнения и расстояния (высоты подвеса) от микрополосковой антенны до металлического экрана.

В предлагаемом электромагнитном аппликаторе размеры микрополосковой антенны 1 выбирают исходя из условия резонанса максимальной частоты из диапазона перестраиваемых частот при отсутствии заполнения всех промежуточных герметичных полостей 7-10 каким-либо текучим материалом, т.е. геометрические размеры микрополосковой антенны 1 в процессе работы аппликатора остаются неизменными. Поэтому изменять резонансную частоту антенны 1 при ее фиксированных геометрических размерах можно изменением двух ее параметров - диэлектрической проницаемости заполнения и расстояния до металлического экрана, что и обеспечивается в предлагаемом аппликаторе. Для расширения диапазона перестройки резонансной частоты недостаточно одной полости; необходимо несколько полостей. Используя различные комбинации Јг и di можно в широких пределах менять резонансную частоту антенны 1 и обеспечивать при этом как согласование антенны с биологической тканью, так и необходимую глубину прогрева биологической ткани.

й

Использование вентилей 16 позволяет, заполнив промежуточную полость текучим материалом, зафиксировать его там, т.е. энергия для перекачивающего устройства 5 используется импульсно, что снижает энергоемкость аппликатора.

Формула изобретения Электромагнитный аппликатор, содер10 жащий микрополосковую антенну, расположенную на диэлектрической подложке с внешним металлическим экраном, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности воздействия путем обеспе15 чения перестройки рабочих частот в широком диапазоне и улучшения согласования устройства с биологической тканью, между диэлектрической подложкой и внешним металлическим экраном введен замкнутый ре20 зервуар с герметичной полостью, которая . разделена на промежуточные герметичные полости параллельными диэлектрической подложке диэлектрическими перегородками, при этом каждая проме- 25 жуточная герметичная полость имеет две пары входных и выходных каналов, причем первая пара входных каналов подключена к системам подвода и отвода текучего диэлектрического материала, вторая - к системам

30 подвода и отвода текучего материала, обладающего свойствами отражения электромагнитной энергии, а каждый канал снабжен вентилем.

Изобретение относится к лучевой терапии, в частности к электромагнитным медицинским аппликаторам, и может найти применение в СВЧ-гипертермии и СВЧ-радиометрии для измерения и регистрации с диагностическими или лечебными целями при работе с биологическими объектами. Цель изобретения - повышение эффективности воздействия путем обеспечения перестройки рабочих частот в широком диапазоне частот и улучшение согласования аппликатора с биологической тканью. В электромагнитный аппликатор, содержащий микрополосковую антенну 1, расположенную на диэлектрической подложке 3, введен герметичный резервуар 4, закрытый внешним металлическим экраном 5. Внутри резервуара 4 герметично установлены тонкие диэлектрические перегородки 6, образующие промежуточные герметичные полости 7 - 10 каждая из которых имеет две пары входных 11 и 13 и выходных 12 и 14 каналов, соединенных трубками 15 через вентили 16 с объемами 17 и 18, содержащими текучий диэлектрический материал и текучий материал, обладающий свойствами отражения электромагнитных волн соответственно. 2 ил.