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1、(10)申请公布号 CN 102895739 A (43)申请公布日 2013.01.30 CN 102895739 A *CN102895739A* (21)申请号 201210435045.2 (22)申请日 2012.11.02 A61N 5/02(2006.01) (71)申请人 徐州市诺万医疗设备有限公司 地址 221004 江苏省徐州市徐州经济开发区 杨山路 19-1 号 (72)发明人 马淑允 齐丽晶 (74)专利代理机构 徐州市三联专利事务所 32220 代理人 何君 (54) 发明名称 一种大口径系列自会聚组织透镜聚焦辐射器 (57) 摘要 本发明涉及一种用于人体组织微波理疗。
2、的微 波辐射器， 尤其是涉及一种大口径系列自会聚组 织透镜聚焦辐射器， 属微波物理治疗技术领域。 该 系列辐射器采用工作频率为 2450MHz 的角锥喇叭 天线， 依据应用部位的不同， 选择不同的大口径尺 寸。 辐射器口面处按透镜天线设计， 临床应用时利 用人体组织的高相对介电常数所自然形成的人体 组织透镜， 使微波能量会聚于组织深处， 通过组织 良好的热输送、 热传导作用， 对深部组织可具有一 定的加热能力， 从而大大扩展了 2450MHz 微波的 临床适用范围。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利。
3、申请 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页 1/1 页 2 1. 一种大口径系列自会聚组织透镜聚焦辐射器， 该辐射器包括同轴波导转换器 （1） ， 其特征是 ： 所述的同轴波导转换器与大口径角锥喇叭天线 （2） 连接， 大口径角锥喇叭天线 的另一端为组织会聚透镜 （3） 。 2. 根据权利要求 1 所述的大口径系列自会聚组织透镜聚焦辐射器， 其特征是 ： 所述大 口径角锥喇叭天线包括不同口径的角锥喇叭天线。 3. 根据权利要求 1 所述的大口径系列自会聚组织透镜聚焦辐射器， 其特征是 ： 所述组 织会聚透镜， 为利用人体组织的高相对介电常数所自然形成的人体组织透镜， 使微波能量 会。
4、聚于组织深处。 权 利 要 求 书 CN 102895739 A 2 1/2 页 3 一种大口径系列自会聚组织透镜聚焦辐射器 技术领域 0001 本发明涉及一种用于人体组织微波理疗的微波辐射器， 尤其是涉及一种大口径系 列自会聚组织透镜聚焦辐射器， 属微波物理治疗技术领域。 背景技术 0002 目前在微波物理治疗技术领域， 用于人体组织微波理疗的微波治疗仪， 通常选用 2450MHz、 915MHz、 433MHz 三种工作频率。其物理穿透深度分别为 1.7cm、 3cm、 3.6cm， 治疗 过程中脂肪过热倾向依次升高。虽然 915MHz、 433MHz 微波穿透深度较深， 但由于微波源 较。
5、为昂贵， 整机价格较高， 一般用于微波热疗， 用于理疗时则成本太高， 患者不易接受。而 2450MHz 微波源价格低廉， 临床使用较广泛， 但由于穿透深度浅， 且多为偶极子辐射器和少 量的微带辐射器， 口径偏小， 临床应用受到很大局限。同波导辐射器相比， 偶极子和微带辐 射器的热场分布不均匀， 容易形成过热点 ； 垂直电场分量较大， 增大了脂肪过热倾向 ； 由于 产生的不是平面波， 进一步降低了加热深度。因此使得 2450MHz 微波只能进行小范围浅表 组织的理疗。 发明内容 0003 本发明的目的是为克服上述现有技术的不足之处， 提供一种大口径系列自会聚组 织透镜聚焦辐射器。该系列辐射器采用。
6、工作频率为 2450MHz 的角锥喇叭天线， 依据应用部 位的不同， 选择不同的大口径尺寸。 辐射器口面处按透镜天线设计， 临床应用时利用人体组 织的高相对介电常数所自然形成的人体组织透镜， 使微波能量会聚于组织深处。由于采用 了大口径角锥喇叭天线， 热场分布较为均匀， 传输的 TE10 波纵向电场分量较小， 脂肪受热 比例较小 ； 由于采用了组织透镜， 提高了微波的物理穿透深度 ； 由于采用了大口径设计， 在 同等功率密度的限制条件下， 可以采用较大的输出功率， 因此通过组织良好的热输送、 热传 导作用， 对深部组织可具有一定的加热能力， 从而大大扩展了 2450MHz 微波的临床适用范 围。
7、。 0004 本发明是以如下技术方案实现的 ： 一种大口径系列自会聚组织透镜聚焦辐射器， 该辐射器包括同轴波导转换器， 其特征是 ： 所述的同轴波导转换器与大口径角锥喇叭天线 连接， 大口径角锥喇叭天线的另一端为组织会聚透镜。 0005 所述大口径角锥喇叭天线包括不同口径的角锥喇叭天线。 0006 所述组织会聚透镜， 为利用人体组织的高相对介电常数所自然形成的人体组织透 镜， 使微波能量会聚于组织深处。 0007 本发明的优点是 ： 该系列辐射器采用工作频率为 2450MHz 的角锥喇叭天线， 依据 应用部位的不同， 选择不同的大口径尺寸， 热场分布较为均匀， 传输的 TE10 波纵向电场分 。
8、量较小， 脂肪受热比例较小 ； 辐射器口面处按透镜天线设计， 临床应用时利用人体组织的高 相对介电常数所自然形成的人体组织透镜， 使微波能量会聚于组织深处， 在同等功率密度 的限制条件下， 可以采用较大的输出功率， 因此通过组织良好的热输送、 热传导作用， 对深 说 明 书 CN 102895739 A 3 2/2 页 4 部组织可具有一定的加热能力， 从而大大扩展了 2450MHz 微波的临床适用范围。 附图说明 0008 下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。 0009 图 1 为本发明结构示意图 ； 0010 图中 ： 1、 同轴波导转换器， 2、 大口径角锥喇叭天线， 3、 组。
9、织会聚透镜， 4、 人体组织。 具体实施方式 0011 如图所示 ： 一种大口径系列自会聚组织透镜聚焦辐射器， 该辐射器包括同轴波导 转换器 1， 所述的同轴波导转换器与大口径角锥喇叭天线 2 连接， 大口径角锥喇叭天线的另 一端为组织会聚透镜 3。 0012 所述大口径角锥喇叭天线包括不同口径的角锥喇叭天线。 0013 所述组织会聚透镜， 为利用人体组织的高相对介电常数所自然形成的人体组织透 镜， 使微波能量会聚于组织深处。 0014 其工作原理 ： 同轴波导转换器 ： 为了保证主模 TE10波的传输， 同时抑制高次模的传 输， 取标准矩形波导宽边尺寸为 a=0.65， 窄边尺寸 b=a/2。
10、。 0015 采用金属探针将同轴线能量耦合到波导内。由于探针直径影响到阻抗、 频宽和承 载功率， 因此选择 d=0.04 0.08。 0016 探针在波导内的深度将影响辐射功率和辐射电阻， 取 h 0.25。 0017 探针与波导后盖距离影响反射波与入射波之间的相位以及辐射功率和电抗， 取 0.25g L 0.167g。 0018 大口径角锥喇叭天线 ： 0019 除具有普通喇叭天线功能外， 大口径角锥喇叭天线作为组织会聚透镜的馈源， 要 形成准平行平面波， 因此波束宽度应尽可能宽， 增益应尽可能大。 0020 取宽边 A=17cm， 按照最佳角锥喇叭设计， 求得窄边 b 12.3cm， 预期。
11、增益 G 9.5dB， 半功率波束宽度 20.5H=58.7， 20.5E=57.1。 0021 若取宽边 A=33cm， 则窄边 B 25.5cm， 预期增益 G 15.56dB， 半功率波束宽度 20.5H=29.2， 20.5E=26.1。 0022 因此大口径系列取值范围可为 ： 宽边 A=17cm 33cm， 窄边 B=12.3cm 25.5cm。 预期增益变化范围 ： G=9.5dB 15.56dB。 0023 半功率波束宽度 20.5H： 58.7 29.2， 20.5E： 57.1 26.1。 0024 组织会聚透镜 ： 0025 组织会聚透镜将角锥喇叭天线产生的准平行平面波通过与辐射器凹面开口表面 接触的组织后在组织内形成会聚波。对于 2450MHz 频率来说， 人体肌肉组织的相对介电常 数为 47， 折射系数 n=6.856。根据费马原理光程相等的条件， 选定相应的焦距值， 即可求得 凹面透镜的表面曲率。 工程上为了简单起见， 根据透镜焦距可直接选择圆形曲线表面， 误差 亦在可接受的范围内。 说 明 书 CN 102895739 A 4 1/1 页 5 图 1 说 明 书 附 图 CN 102895739 A 5 。