[發(fā)明專(zhuān)利]微帶螺旋雙頻率熱療天線

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010530946.0
• 申請(qǐng)日: 2010-11-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101987037A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 席曉莉;杜永興;高勇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A61B18/18
• 分類(lèi)號(hào): A61B18/18
• 代理公司: 西安弘理專(zhuān)利事務(wù)所 61214
• 代理人: 羅笛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微波微帶天線技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種醫(yī)用熱療天線，特別涉及一種適用于體外熱療的、由微帶線制作且能在2450MHZ和915MHZ頻率下工作的熱療天線。

背景技術(shù)

微波熱療已逐漸成為治療腫瘤的一種重要的技術(shù)，微波熱療分為體外熱療、體內(nèi)介入和插入熱療。其中，體外熱療是指將熱療天線位于身體外部的熱療，主要用于治療位于身體表層及淺表層的病變組織；介入熱療是指將熱療天線通過(guò)人體的自然腔體進(jìn)入病灶部位的熱療方法；插入熱療是通過(guò)手術(shù)方式將熱療天線進(jìn)入病灶部位的熱療方法。微波熱療技術(shù)中最重要的環(huán)節(jié)就是熱療天線的設(shè)計(jì)，其在治療范圍、治療時(shí)間、對(duì)正常組織的影響以及系統(tǒng)的穩(wěn)定方面都起關(guān)鍵作用。

現(xiàn)有技術(shù)中，體外熱療常用的熱療天線為開(kāi)口波導(dǎo)熱療天線,如圓錐喇叭和角錐喇叭，以及微帶熱療天線等，如：1991年Nikawa研制的波導(dǎo)輻射天線；1995年Hiraoka?研制的430MHz的透鏡天線；Edward等在2002年研制的CFMA型微帶熱療天線；1998年Stauffer等設(shè)計(jì)的工作頻率為915MHZ的且邊長(zhǎng)為2cm的微帶熱療天線；1995年Michel等研制的工作頻率為915MHz且由兩個(gè)矩形微帶天線組成的微帶熱療天線。另外，本發(fā)明人于2009年研制了單臂螺旋熱療天線，其工作頻率僅限定在2450MHz，不能適用于915MHz的醫(yī)用工作頻率。

現(xiàn)有熱療天線存在以下不足：首先，開(kāi)口波導(dǎo)熱療天線和現(xiàn)有的微帶熱療天線在加熱時(shí)，加熱不均勻，其加熱區(qū)域的中心處溫度最高，距離中心越遠(yuǎn)溫度越低；再者，由于它們的工作頻率單一，因此工作時(shí)的加熱深度和范圍固定，不能根據(jù)實(shí)際病情進(jìn)行加熱深度和加熱范圍的調(diào)節(jié)。綜上，這些熱療天線容易造成人體正常組織的損傷，治療效果差。另外，現(xiàn)有熱療天線加工精度要求較高，加工比較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種微帶螺旋雙頻率熱療天線，解決了現(xiàn)有熱療天線加熱不均勻，以及工作頻率單一造成的加熱區(qū)域的深度和形狀不能調(diào)節(jié)的缺點(diǎn)，本發(fā)明能在2450MHz和915MHz這兩種頻率下工作，通過(guò)合理控制加熱功率和加熱時(shí)間，分步驟對(duì)不同分布的腫瘤進(jìn)行有效治療，且其加熱均勻，并能降低對(duì)正常生物組織的損傷。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種微帶螺旋雙頻率熱療天線，包括同軸輸入線、雙臂螺旋天線、微帶電路板以及水囊，同軸輸入線由從內(nèi)到外依次同軸設(shè)置的內(nèi)導(dǎo)體、內(nèi)外導(dǎo)體間介質(zhì)、外導(dǎo)體以及介質(zhì)外套構(gòu)成，雙臂螺旋天線是由兩條微帶線作為螺旋臂，在同一平面上按半徑遞增方式形成的平面螺旋結(jié)構(gòu)，雙臂螺旋天線印制在微帶電路板上，且雙臂螺旋天線的圓心部分與內(nèi)導(dǎo)體緊密焊接，微帶電路板的接地端與外導(dǎo)體緊密焊接，水囊附著在雙臂螺旋天線的表面并與雙臂螺旋天線的表面牢固粘結(jié)，水囊的內(nèi)部排列有過(guò)水管，過(guò)水管的進(jìn)水口和出水口分別從水囊的內(nèi)部伸出。

其中，雙臂螺旋天線的旋間距為0.1mm～30mm，旋轉(zhuǎn)匝數(shù)為1～10匝，微帶線寬度為0.1mm～1.5mm；

且雙臂螺旋天線的旋間距、旋轉(zhuǎn)匝數(shù)以及微帶線寬度三者的數(shù)值滿足以下關(guān)系：

1）、首先根據(jù)需治療腫瘤的直徑D，確定雙臂螺旋天線的直徑d，其兩者滿足：d=D+（0～0.4）cm;

2)、再根據(jù)雙臂螺旋天線的直徑d，確定雙臂螺旋天線的旋間距、旋轉(zhuǎn)匝數(shù)以及微帶線寬度的具體數(shù)值，具體關(guān)系式為：d=4×旋轉(zhuǎn)匝數(shù)×（旋間距+微帶線寬度）。

其中，為了增加過(guò)水管的熱交換效率，過(guò)水管的的進(jìn)水口和出水口分別位于水囊的兩端。

為了使過(guò)水管的熱交換效率更好，過(guò)水管為與雙臂螺旋天線相平行的平面螺旋結(jié)構(gòu)；且過(guò)水管的的進(jìn)水口和出水口分別位于水囊的兩端。

本發(fā)明的微帶螺旋雙頻率熱療天線，主要適用于體外微波熱療，其在對(duì)人體組織不產(chǎn)生創(chuàng)傷的基礎(chǔ)上，在體外對(duì)腫瘤進(jìn)行治療。由于本發(fā)明的雙臂螺旋天線是由兩條微帶線作為螺旋臂形成的平面螺旋結(jié)構(gòu)，與單臂螺旋天線相比，這種雙臂結(jié)構(gòu)使天線的加熱范圍以中心點(diǎn)對(duì)稱(chēng)分布，所以，本發(fā)明具有加熱均勻的特點(diǎn)。

本發(fā)明雙臂螺旋天線通過(guò)對(duì)旋間距、旋轉(zhuǎn)匝數(shù)以及微帶線寬度選用合理的結(jié)構(gòu)參數(shù)，能在2450MHz和915MHz的頻率下工作，由于微波源在2450MHz和915MHz的頻率下對(duì)人體的加熱深度和范圍不同，因此使用本發(fā)明在治療時(shí)，不用更換熱療天線就可以調(diào)節(jié)加熱的深度和寬度。另外，本發(fā)明熱療天線分別在2450MHz和915MHz的工作頻率下工作時(shí)，加熱范圍能互相補(bǔ)充，這樣就能通過(guò)調(diào)節(jié)工作頻率和加熱時(shí)間，在不損傷正常人體組織的情況下治療腫瘤。另外，因?yàn)樘炀€工作在寬頻率范圍內(nèi)，所以對(duì)加工的精度要求不是很高。