螺旋型医用微波辐射器制造技术

本发明专利技术属于医用微波辐射器技术。为了与治疗的部位相适应，本发明专利技术设计了一系列螺旋型辐射器。这些辐射器均为直接接触式，这样可以减少微波对环境的污染。同时根据治疗的要求所设计的辐射器有的可以较均匀地向病变区域辐射，有的可以对病变区域加强辐射。这些在临床医学中具有现实的意义。本发明专利技术共有四种螺旋型辐射器：１．平面或凹面螺旋型体腔或体表式辐射器。２．棒复合圆柱螺旋型体腔式辐射器。３．针状复合锥螺旋型体腔式辐射器。４．细长柔性体腔辐射器。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于医用微波辐射器技术。医用微波辐射器是微波治疗机重要组成部件，它的功能是将传输线馈送的微波能辐射到人体待治疗病变组织部位上去。关于医用微波辐射器的性能、类型和特性，在《医用微波技术》陈代珠等编，国防工业出版社1987年11月第一版，书中第三章详细地进行了论述。其中介绍的螺旋型辐射器有螺旋单极子、螺旋介质单极子、圆柱螺旋辐射器、螺旋激励的圆极化圆锥喇叭型辐射器、带反射器的螺旋天线辐射器。上述的螺旋型辐射器均为圆柱形等距螺旋辐射器。对于体腔式的辐射器，该书叙述了螺旋介质单极子复合式辐射器，系在圆柱形螺旋天线的外部罩一层聚四氟乙烯低损耗介质，为了便于插入体腔内，天线头部介质逐渐变细，头部前端呈半球形。这种辐射器已临床用于直接插入子宫内进行人工流产和治疗宫颈炎、子宫肿瘤等疾病。在临床实践中，为了获得满意的疗效，要求足够的微波能量密度均匀照射到全部病变组织上。辐射器的形状与尺寸应与病变部位状况相适应。辐射器所施加的功率在保证临床疗效同时应使医护人员受到的辐射强度降低到最小限度以内。要满足这些要求当今微波治疗越来越多采用接触辐射即包括体腔内辐射。用于体腔内的螺旋介质单极子复合式辐射器属于圆柱形等距螺旋天线，从圆柱面向外辐射的强度在天线始端最强而终端最弱，显然这不能使全部病变组织受到较均匀的微波照射治疗。为了适应不同部位病变治疗的需要，就要有不同大小形状的辐射器供临床使用。但上述的螺旋型天线均为圆柱形远不适应微波治疗日益发展的需求，必将有各种各样的医用微波辐射器随着临床的需求而产生。目前临床使用的空间距离照射体表型辐射器，例如上述的带反射器的螺旋线辐射器是把微波能向自由空间辐射，形成自由电磁波再传播到人体的治疗部位，在与体表接触式辐射器相同的临床疗效条件下，该辐射器需要施加的功率相当大。当微波机输出功率一定的条件下，辐射器口径越大，被辐射部位能量密度越小，如果一个辐射器口径的半径是另一个辐射器的三倍时，它的能量密度是另者的九分之一。当辐射器距离治疗部位越远，治疗部位的能量密度越小。我们知道球锥的球表面与球半径的平方成正比，如果辐射器至待治疗部位距离增加一倍，其它条件不变，能量密度剩下原来的四分之一。可见把空间辐射器改为体表接触式辐射器，则辐射器需要提供的微波功率仅是空间辐射器的几十分之一就可达到同样的治疗效果，同时大幅度降低了空间辐射器对环境空间的微波散射，减少了微波对环境的污染。采用体表接触式辐射器是当前微波治疗的发展方向。本专利技术的目的为了与治疗的部位相适应，设计了不同螺旋形式的辐射器，这些辐射器均为直接接触式，这样可减少微波对环境的污染，同时根据治疗的要求所设计的辐射器，有的可以较均匀地向病变区域辐射，有的可以对病变区域加强辐射，这些在临床医学中具有现实的意义。我们设计的螺旋型辐射器为体表接触式或体腔式。根据临床的需求辐射器具有不同的形状和大小尺寸，以满足辐射器直接接触到病变组织部位。一.一种用于微波治疗的螺旋型体表接触式或体腔式辐射器其特征是螺旋〔4〕的形状为平面或凹面，其螺距为等距或不等距，并镶嵌或衬托在骨架〔3〕上，还配有壳体〔2〕及罩〔5〕。平面或凹面形螺旋式辐射器的微波主辐射方向为该平面或凹面正前方，可作成体表接触式或体腔式，螺旋〔4〕盘绕成平面或凹面形状，其螺距为等距或不等距，这就要根据病变区域要求辐射器的均匀程度来改变螺距，使之满足临床需求。螺旋〔4〕采用紫铜镀银材料制成，并镶嵌或衬托在骨架〔3〕上，为保证螺旋〔4〕呈平面形或凹面形，要求骨架〔3〕支撑螺旋〔4〕的面要与螺旋〔4〕所设计的形状吻合。人们总希望微波向螺旋〔4〕的正前方辐射，故在骨架〔3〕的另一端面即背面装配有壳体〔2〕，采用铝合金或铜等金属材料制成，并与同轴电缆线的外导体连接，这样可把微波能集中正前方向。为了保证螺旋〔4〕与病变组织间有固定不变的相对距离，在辐射器上配有罩〔5〕盖在螺旋〔4〕上，并与壳体进行密封。骨架〔3〕和罩〔5〕均用聚四氟乙烯材料制成。体表接触式圆形螺旋辐射器，如图一。螺旋〔4〕盘绕成平面或凹面，呈圆形，并镶嵌在具有螺旋槽线的圆形骨架〔3〕上，螺旋〔4〕与内导体〔6〕相连，经电缆座〔7〕与同轴电缆线的内导体连接。在骨架〔3〕的背后配有壳体〔2〕呈凹形与外导体〔1〕呈一体，经电缆座〔7〕与同轴电缆线的外导体连接。辐射器配有罩〔5〕呈圆台形状，罩〔5〕与骨架〔3〕要吻合，与体表接触面为平面或凹面，以适应临床治疗时体表形状不同的需求。罩〔5〕与壳体〔2〕经锁母连接并密封。妇科专用体腔式圆形螺旋辐射器，如图2。这种辐射器可用于治疗宫颈糜烂等妇科疾患。螺旋〔4〕盘绕成平面或凹面，呈圆形，并镶嵌在具有螺旋槽线的骨架〔3〕上，骨架〔3〕后面配有壳体〔2〕，并呈凹形与外导体〔1〕相连。辐射器配有罩〔5〕其端面〔9〕呈凹形，也可以呈平面或半球状，这里端面〔9〕呈凹形正是为了满足宫颈口病变部位的形状要求而设计的。同样依据妇科使用特点配有支撑体〔8〕呈长筒状，用塑料材料制成，其一端与罩〔5〕连接并密封，另一端与电缆座〔7〕连接，内导体〔6〕和外导体〔1〕装在支撑体〔8〕内并分别与电缆座〔7〕连接。薄形体表接触式平面螺旋辐射器，如图3。螺旋〔4〕盘绕成平面圆形，也可以盘成其它形状的平面，例如椭圆形、长方形、正方形、三角形、多边形。选用紫铜镀银的带状材料或线材，衬托在平面板材的骨架〔3〕上，骨架〔3〕的另一面配有壳体〔2〕并用铝合金材料制成，呈板状但能镶嵌骨架〔3〕。辐射器配有罩〔5〕呈平板状，盖在螺旋〔4〕上面，并与壳体〔2〕固定成一体。螺旋〔4〕要与电缆线的内导体连接。上述附图说明图1、图2、图3的螺旋〔4〕呈平面形状时可选用聚四氟乙烯敷铜板用照相制版工艺制成。由于敷铜板制成的螺旋〔4〕很薄在相同带宽条件下比用带状材料或圆导线盘绕制成的螺旋〔4〕的功率容量要小。二.一种用于微波治疗的圆柱螺旋型体腔式辐射器，配有护套〔11〕和支撑壳体〔13〕，其特征是螺旋〔12〕的螺距为不等距;或棒〔14〕复合镶嵌在骨架〔10〕上的圆柱形螺旋〔12〕其螺距为等距或不等距，当圆柱形螺旋〔12〕的直径小于10mm可不配支撑壳体〔13〕。棒状复合圆柱螺旋体腔式辐射器，如图4。棒〔14〕与圆柱形螺旋〔12〕始端连接，均采用紫铜镀银材料制成。这种棒〔14〕复合圆柱形螺旋〔12〕的辐射器改变了等距圆柱形螺旋线径向辐射沿轴向分布不均的缺点。因等距圆柱形螺旋辐射器轴向尺寸与波长相比拟，高频场由于辐射损耗影响，辐射分布始端大终端小，所以辐射器径向辐射沿轴向始端强终端弱分布不均匀。解决这问题的方法是将螺旋线绕成始端疏终端密，即绕成不等距螺旋，以减少始端辐射强度，加强终端辐射强度。螺旋线绕制疏密程度根据始端与终端辐射差别而定。为加工方便始端螺旋线疏成一圈，并捋直即成一棒状导线，棒〔14〕始端与支撑体〔13〕构成匹配同轴传输线，棒〔14〕终端与螺旋〔12〕相连接。终端棒的直径可以渐变或突变，这样的棒〔14〕复合螺旋〔12〕的结构可较好地与同轴传输线匹配。螺旋〔12〕的螺距可采用等距或不等距。上述这些设计原理和方法均可使该辐射器的径向辐射趋于均匀，来满足临床的需要。一般螺旋〔12〕采用等距螺旋绕制，这样制作骨架〔10〕较容易。图4中螺旋〔12〕镶嵌本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于微波治疗的螺旋型体表接触式或体腔式辐射器，其特征是螺旋［４］的形状为平面或凹面，其螺距为等距或不等距，并镶嵌或衬托在骨架［３］上，还配有壳体［２］及罩［５］。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘慧泉，柴玉瑛，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]