Электромагнитный аппарат Советский патент 1993 года по МПК A61N5/01 

Изобретение относится к области лучевой терапии, в частности к электромагнитным медицинским аппликаторам и может найти применение в СВЧ-гипертермии и СВЧ-радиометрии для измерения, регист- рации с диагностическими или лечебными целями при работе с биологическими объектами.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

На фиг.1 представлена конструкция электромагнитного аппарата; на фиг.2 - конструкция частотно-селективного электромагнитного регистратора.

Электромагнитный аппарат содержит источник энергии 1, ряд волноводных апп- ликаторов 2, каждый из которых через устройство регулирования положением 3 аппликаторов 2 соединен с распределительным устройством 4. Облучатель 5 соединен с источником энергии 1, выполненным в виде генератора качающейся частоты, и частотно-селективный электромагнитный регистратор 6, выполненный в виде металлического эллиптического цилиндра-резо- натора 7, боковая поверхность 8 которого представляет собой ряд короткозамкнутых клинообразных волноводов 9, суживающихся от центра к периферии и выполненных таким образом, что короткозамкнутые клино- образные волноводы 9 для критических частот образуют ряд отражающих поверхностей в виде эллиптических цилиндров 10, 11, 12 и 13, минимальный радиус кривизны которых превышает максимальную рабочую длину волйы генератора 1, при этом первые фокусы 14 всех эллиптических цилиндров 7, 10, 11,12 и 13 совмещены в фокусе 14 первого от центра резонатора 7 цилиндра и в нем размещен вход для линии передачи 15, соединяющей частотно-селективный электромагнитный регистратор 6 с распределительным устройством 4, а вторые фокусы 16, 17, 18, 19 и 20 расположены в плоскости большой оси 21 внутри первого от центра эллиптического цилиндра 7 и в них установлены тепловизоры 22, причем между входом 15 для линии передач и выходами для линий передач 16, 17, 18, 19 и 20, в которые установлены тепловизоры 22, установлен развя- зывающий элемент 23, расположенный вдоль большой оси 21 первого эллиптического цилиндра 7.

Электромагнитный аппарат работает следующим образом.

Исследуемая биологическая ткань одной стороной размещается перед облучате- лем 5, соединенным с источником электромагнитной энергии 1, выполненным в виде генератора качающейся частоты, который может осуществлять автоматическую перестройку частоты в заданном временном интервале, так и в режиме генерации фиксированной частоты. С другой стороны биологической ткани установлены волно- водные аппликаторы 2, которые через устройства регулирования положения 3 располагаются в соответствии с ее формой объема. Принятые волноводными апплика- торами 2 электромагнитные СВЧ-колеба- ния, прошедшие через объем биологической ткани, суммируются в распределительном устройстве 4 и через линию передачи 15 поступает на вход частотно-селективного электромагнитного регистратора 6, выполненного в виде металлического эллиптического цилиндра-резонатора 7. Вход цилиндра-резонатора 7 размещен в его общем фокусе 14, куда и подключена линия передачи 15. Боковая поверхность 8 металлического эллиптического цилиндра- резонатора 7 представляет собой ряд короткозамкнутых клинообразных волноводов 9, суживающихся от центра к периферии и выполненных таким образом, что для критических частот образуют ряд отражающих поверхностей в виде эллиптических цилиндров 10, 11, 12 и 13, минимальный радиус кривизны которых превышает максимальную рабочую длину волны генератора 1. Электромагнитные СВЧ-колебания через линию передачи 15, подключенную в общем фокусе 14 для всех эллиптических цилиндров 7, 10, 11, 12 и 13, поступают в эллиптический цилиндр-резонатор 7 и распространяются внутри него по радиальным направлениям, отражаются соответствующей для каждой частоты отражающей поверхностью и фокусируются во вторых фокусах 16, 17, 18, 19 и 20, расположенных в плоскости большой оси 21 эллиптического цилиндра 7, и в них установлены тепловизоры 22. Резонансные типы колебаний и объемные связи меду входной линией передачи 15 и тепловизорами 22 подавляются развязывающим элементом 23, который может выполняться в виде пластины из поглощающего материала, либо в виде нагруженной щели, прорезанной в основании цилиндра- резонатора 7 в плоскости большой оси 21.

Разрешающая способность электромагнитного аппарата определяется частотно- селективным электромагнитным регистратором 6, а именно определяется длиной короткозамкнутых клинообразных волноводов 9. Для увеличения разрешающей способности регистратора 6 волноводы 9 необходимо выполнять длинными, кроме того меняя профиль широких стенок волноводов 9, выполняя их сложной формы, можно формировать различную величину разрешающей способности по поддиапазонам частот генератора качающейся частоты 1.

Таким образом тепловизоры 22 принимают и регистрируют поток сфокусирован- ной на нем электромагнитной энергии только определенной частоты. В результате этого на них формируется наглядное визуа- лизированное изображение частотных свойств исследуемого объема биологиче- ской ткани. В зависимости от градуировки по частотным и энергетическим составляющим выделяемой на тепловизорах 22 информации электромагнитным аппаратом можно определять: частотные свойства би- ологической ткани; по энергетическому поглощению энергии определять физико-химический состав биологический ткани; по смещению резонансной частоты определить диэлектрическую проницаемость биологической ткани, а также и другие характеристики биологической ткани при воздействии на нее потока СВЧ-энер- гии как на фиксированной частоте так и в диапазоне частот генератора качающейся частоты. Кроме того электромагнитный аппарат позволяет диагностировать биологическую ткань непосредственно в процессе медикаментозного на нее воздействия, а также совместить процесс диагностики с последующим непосредственным переходом на процесс лечения и обратно на диагностирование, т.е. имеет место система электромагнитного аппарата с обратной связью и с режимом адаптации, а при подключении адаптеров к тепловизорам аппарат стыкуется с ПЭВМ.

Формула изобретения Электромагнитный аппарат, содержащий источник энергии, ряд волноводных ап- пликаторов, каждый из которых через устройство регулирования положением ап- пликаторов соединен с распределительным устройством, отличающийся тем, что с целью расширения функциональных возможностей, в него введены облучатель, соединенный с источником энергии, выполненным в виде генератора качающейся частоты, и частотно-селективный электромагнитный регистратор, выполненный в виде металлического эллиптическогоцилин- дра-резонатора, боковая поверхность которого представляет собой ряд коротко замкнутых клинообразных волноводов, суживающихся от центра к периферии и выполненных таким образом, что волноводы для критических частот образуют ряд отражающих поверхностей в виде эллиптических цилиндров., минимальный радиус кривизны которых превышает максимальную рабочую длину волны генератора, при этом первые фокусы всех эллиптических цилиндров совмещены в фокусе первого от центра резонатора и в нем размещен вход для линии передачи соединяющей генератор с распределительным устройством, а вторые фокусы расположены в плоскости большой оси внутри первого от центра эллиптического цилиндра и в них установлены тепловизоры, причем между входом для линии передачи и выходами установлен развязывающий элемент, расположенный вдоль большой оси первого эллиптического цилиндра.

Фиг.2.

Изобретение относится к лучевой терапии, в частности к электромагнитным медицинским аппликаторам, и может найти применение в СВЧ-гипертермии и СВЧ-ра- диометрии для диагностических целей. Сущность: электромагнитный аппликатор содержит отдельные волноводные апплика- торы 1, объединенные через распределительное устройство 2, и каждый отдельный аппликатор снабжен устройством 3 регулирования положения, распределительное устройство соединено с введенным частотно-селективным электромагнитным регистратором 4, представляющим собой объемный металлический резонатор, выполненный в форме прямого эллиптического цилиндра, боковая поверхность которого образована набором короткозамкнутых отрезков неоднородных волноводов 5 прямоугольного поперечного сечения, выполненных суживающимися по широким стенкам в направлении короткозамкнутого конца 6 и установленных с касанием их узких стенок по прямым, совпадающим с образующими боковой поверхности прямого эллиптического цилиндра, первые фокусы эллиптических цилиндров 7, 10, 11, 12, 13 совмещены и расположены в фокусе 14 первого эллиптического цилиндра 7 и в нем расположена входная линия передачи 15, а вторые фокусы 16, 17, 18, 19, 20 всех эллиптических цилиндров 10, 11, 12, 13 лежат на большой оси первого эллиптического цилиндра и в них установлены выходные регистраторы электромагнитного поля, выполненные в виде тепловизоров. Цель - расширение функциональных возможностей. 2 ил. ff tl fO i ft . . i « i j, a CO С vi Ю о ex о