专利名称：微波消融针检测装置及其微波消融治疗仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种微波消融针检测装置以及微波治疗仪器，尤其涉及一种检测
微波消融针输出微波功率装置以及具有该检测装置的微波消融治疗仪。
背景技术：
随着肿瘤微波消融技术的不断推广，肿瘤微波消融技术已被广泛应用于临床。在 微波消融手术过程中，微波消融针插入肿瘤组织后，才发现消融针的辐射没有输出或者输 出过小，特别在深部脏器的手术中，一旦发生此类情况，有可能对整个手术造成很大的风 险。目前普遍采用接触式人体感受的方法通常是把已消毒的湿纱布包裹住微波消融针的 辐射部分，医务人员用手捏住湿纱布，并用手去感受一定功率状态下微波消融针辐射产生 的热量。如有一定热量则说明各部分连接良好，可以正常工作；如没有热量或热量不够大则 需排除故障重新连接。这种方式不是一种科学严紧的方式， 一方面依靠人体无法判定微波 输出能量的强弱，即使有热量也不一定能达到正常的治疗效果，增加了手术的风险。另一方 面将有可能造成医务人员的烫伤。 申请号为200810024956. X的《微波功率源及其微波消融治疗仪》发明专利申请， 申请日2008. 05. 20，公开号CN101283926，
公开日2008. 10. 15。是本申请人的发明专利申
请。其中微波消融治疗仪中没有对消融针辐射输出直接检测的装置。仅有消融针针管温
度的检测装置，如图1所示，置于微波消融针13内的温度传感器31感应的温度信号送至小
信号放大器32，小信号放大器的输出经A/D转换器33转换后送至温度测量微处理器34，温
度测量微处理器34输出的温度值经显示译码驱动器35后由温度显示器36显示。以方便
医务人员随时知道消融针的针管温度，避免温度过高而灼伤身体完好的组织。 申请号为200710134471. 1的《用于915MHz的聚能微波消融针》发明专利申请，申
请日2007. 10. 30，公开号CN101224137，
公开日2008.07.23。是本申请人的发明专利申请。
其中聚能微波消融针中没有对消融针辐射输出检测的装置。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种微波消融针检测装置及其 微波消融治疗仪。 本实用新型的上述目的由以下技术方案实现 本实用新型的微波消融针检测装置组成如图2所示，由天线1、选频滤波电路2、微 波信号放大电路3、信号检波电路4、处理输出电路5、供电保护电路6构成。天线l接收微 波消融针针尖端辐射的微波信号，送入选频滤波电路2进行滤波，选出和微波消融针辐射 输出同频率的微波信号，以防止其它频段的信号干扰。选频滤波电路2输出微波信号到微 波信号放大电路3进行信号放大。放大后的信号由信号检波电路4进行幅值检波，检波后 由处理输出电路5进行处理，当输入的微波信号的功率达到一定值时，由发光二极管指示， 蜂鸣器蜂鸣提示。供电保护电路6为此装置的供电和保护电路，保护电路是对供电极性反接或短路进行保护，并且提供供电的欠压告警功能。 微波消融针检测装置可以独立于微波消融治疗仪来使用。 也可以安装在微波消融治疗仪上来使用。即在本申请人的公开号为CN101283926， 申请号为200810024956. X，发明名称为《微波功率源及其微波消融治疗仪》中的微波消融治 疗仪上加装微波消融针检测装置。微波消融治疗仪包括有微波功率源12、计算机控制单元 11、微波消融针13。微波功率源12的功率输出接微波消融针13，微波消融针13辐射微波 能量用于肿瘤及病变组织的消融治疗，计算机控制单元11调节控制微波功率源12的功率 输出。 与现有技术相比，本实用新型具有如下优点 微波消融针检测装置可以安装在微波消融治疗仪上，当微波消融针和微波消融治
疗仪的输出线连接好后，只要将微波消融针的针尖部位靠近本检测装置，当输出达到一定 的功率时，本检测装置中的指示灯发光，并发出提示音，说明微波输出正常。操作非常简便。 本检测装置检测微波消融针是否有微波输出的过程中，微波消融针不接触任何物
体，避免了以往用湿纱布包住微波消融针的发射部分有可能对微波消融针产生污染和对手
容易造成烫伤而带来的隐患。 该检测装置接收灵敏度高，大于80dB ii v。在微波消融治疗仪输出很小的功率下， 该装置就能判断微波辐射的大小。防止了微波消融针在检测过程中的辐射对环境的污染。 该检测装置设有对接收微波信号功率大小的判断。可以用多个发光二极管逐级来 显示不同的接收量，或者用数码管或液晶显示器以数字的形式显示接收量的大小。有效的 防止了手术过程中因微波消融针输出功率大小的问题而产生手术危险。
图1是发明专利申请200810024956. X中的温度测量微处理器电路框图； 图2是本实用新型的微波消融针检测装置原理框图； 图3是本实用新型的天线接收部分电路图； 图4是本实用新型的选频滤波电路； 图5是本实用新型的微波信号放大电路； 图6是本实用新型的信号检波电路电路图； 图7是本实用新型的供电保护电路图； 图8是本实用新型的处理输出电路图； 图9是本实用新型的处理输出电路之二图； 图10是发明专利申请200810024956. X中微波消融治疗仪电路框图。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施方式
对本实用新型作进一步详细描述。 天线接收部分，如图3所示，接收微波消融针针尖端辐射的微波信号。天线可以是
微带天线，也可以是单极子天线或对称振子天线等。微带天线由介质板1-1、微带贴片1-2、
微带馈线1-3组成。微带贴片1-2接收微波消融针针尖端辐射的微波信号经微带馈线1-3
进入选频滤波电路2。
4[0027] 天线接收部分接收信号后，进入选频滤波电路2，如图4所示，选频滤波电路2是一 个带通滤波器，它只能使微波消融针针尖端辐射的特定频带内的信号通过，滤除其它无用 的信号。选频滤波电路2选用的是无源滤波器，可以采用LC滤波器，如图4中右边为其等 效电路。也可以使用陶瓷滤波器(如型号3SMT6-915-T10-C、3SMT-6-2450-T10-C)和声表 面滤波器(如型号TA0495A、TA0223A)等。 微波信号放大电路3，如图5所示，由电容Cin、Cout，电阻Rb、 Zin、 Rc、 Zout，三极 管Q组成。选频滤波电路2滤波输出后与微波信号放大电路3的电容Cin的1脚连接，Cin 为输入隔离电容。Cin的2脚与电阻Rb的2脚、电阻Zin的1脚连接。电阻Rb为放大管Q 的输入馈电电阻，电阻Zin是放大管Q的输入阻抗匹配。电阻Zin的2脚与放大管Q的输 入连接，放大管Q可以选用小信号晶体放大管(如型号AT41435)。放大管Q的输出与电阻 Rc的2脚、电阻Zout的1脚连接，电阻Rc为放大管Q的输出馈电电阻，电阻Zout是放大 管Q的输出阻抗匹配。Zout的2脚与电容Cout的1脚连接，Cout为输出隔离电容。Cout 的2脚与信号检波电路4输入连接。微波信号放大电路3也可以使用集成放大器，如型号 匪G3001，匪G3004， HE397B等。 信号检波电路4，如图6所示，由检波器，电阻R4、 R5，电容C4、 C5组成。微波信号 放大电路3输出后与检波器的1脚连接，检波器的作用是将滤波后的微波信号转换成一定 幅度电压，以供处理输出电路的处理。检波器可以是检波二极管，也可以是集成射频检波 器，集成检波器有AD8313，NCS5000等。检波器的2脚与电阻R4、电容C4、电阻R5的1脚连 接。电阻电容R4、C4、R5、C5组成了低通滤波电路，它使检波器输出的电压信号更平稳。滤 波后的电压信号由电阻R5的2脚、电容C5的1脚与处理输出电路5连接。 供电保护电路6，如图7所示，由可恢复保险丝F1、二极管D2、电阻R21、发光二极 管DS3、电阻R12、稳压管D3、欠压提示电路组成。A为电源的输入，电源可以使用电池，也可 以使用市电经处理后的直流稳压电源，电源输入电压为5-10V。 A的输入与可恢复保险丝F1 的l脚连接。可恢复保险丝F1，起到电源短路保护的作用。可恢复保险丝F1的输出2脚与 二极管D2输入1脚连接，二极管D2起到电源极性反接的保护作用。二极管D2的2脚分别 连接电阻R12的1脚和电阻R21的1脚。电阻R21的2脚与发光二极管DS3的1脚连接， 发光二极管DS3为电源指示灯。电阻R12的2脚连接到稳压管D3的1脚，电阻R12和稳压 管D3产生VCC电压。稳压管D3保证提供一个输出稳定的VCC电压。VCC连接到微波信号 放大电路3、信号检波电路4、处理输出电路5、欠压提示电路。欠压提示在当A的电压输入 低于一定值时，用发光二极管发光作出提示。 处理输出电路5，如图8所示，由放大器AO、 Rl R8、 R9 R15、 Al A7、 R16 R22、D1 D7组成。信号检波电路4输出的信号与放大器AO的1脚连接，放大器A0，对来自 信号检波电路4的信号隔离放大。放大器AO的2脚与电阻R9 R15连接，电阻R9 R15 是比较器A1 A7的输入匹配电阻。电阻R1 R8组成了分压网络，以设置比较器A1 A7 的各个输入比较电压。比较器A1 A7可以是运算放大器，也可以是比较器。比较器A1 A7的输出分别与电阻R16 R22连接，电阻R16 R22最后分别与发光二极管Dl D7连 接。通过设置电阻R1 R8分压网络的电压，使比较器A1 A7所控制的发光二极管D1 D7在放大器AO输出信号的不同等级幅度下发光。这样我们可以通过发光二极管发光的数 量来判断输入信号能量的大小，最终判断微波辐射天线的微波输出是否正常。当输入的能量大于一定值时声音提示作出提示。我们还可以根据实际的应用情况增加图8中虚框模块 数量增加能量指示的等级。 处理输出电路5，也可以采用图9所示的方式，此方式由A/D转换电路ADC模块91 、 微处理器MCU 92、显示模块93、声音提示电路94组成。信号检波电路4的输出与ADC模块 91输入连接，ADC模块91对输入的信号进行采样量化，转换成数字信号后送入MCU92进行 处理。MCU92对ADC模块91输入的数字信号按照一定的方式处理后送入显示模块93显示， 显示模块93使用液晶显示器或者数码管将信号的能量大小以数字的形式显示出来。当输 入的能量大于一定值时MCU92输出信号，作出声音提示。通过显示数值的大小判断微波辐 射天线的输出是否正常。
权利要求一种微波消融针检测装置，其特征包括有天线(1)、选频滤波电路(2)、微波信号放大电路(3)、信号检波电路(4)、处理输出电路(5)、供电保护电路(6)；天线(1)接收微波消融针针尖端辐射的微波信号，送入选频滤波电路(2)进行滤波，选出与微波消融针辐射输出同频率的微波信号，选频滤波电路(2)输出微波信号到微波信号放大电路(3)进行信号放大，放大后的信号由信号检波电路(4)进行幅值检波，检波后由处理输出电路(5)进行处理，当输入的微波信号的功率达到一定值时，由显示装置指示，蜂鸣器蜂鸣提示。
2. 根据权利要求l所述的微波消融针检测装置，其特征是所述的天线(1)可以是微 带天线或者是单极子天线或者是对称振子天线。
3. 根据权利要求l所述的微波消融针检测装置，其特征是所述的处理输出电路(5) 可以使用多个发光二极管分级指示所检测的微波辐射强度。
4. 根据权利要求1所述的微波消融针检测装置，其特征是所述的处理输出电路(5)可 以是A/D转换器，由数码管或液晶显示器以数码方式显示。
5. 根据权利要求3所述的微波消融针检测装置，其特征是所述的信号检波电路(4)包 括有检波器和低通滤波器，来自微波信号放大电路(3)的信号经检波器检波后，由低通滤 波器滤波，输出到处理输出电路(5);所述的检波器可以是二极管，也可以是集成检波器。
6. —种具有权利要求1至5之一所述微波消融针检测装置的微波消融治疗仪，包括有 计算机控制单元(11)、微波消融针(13)，微波功率源(12);微波功率源(12)的功率输出接微波消融针(13)，微波消融针(13)辐射微波能量，计算 机控制单元(11)调节控制微波功率源(12)的功率输出；其特征还包括有所述的微波消融针检测装置，在检测微波消融针微波辐射时，微波消 融针(13)靠近微波消融针检测装置，微波消融针检测装置中的显示装置会有表示微波辐 射大小的指示及蜂鸣提示。
专利摘要本实用新型公开了微波消融针检测装置及其微波消融治疗仪，其涉及一种检测微波消融针输出微波功率装置以及具有该检测装置的微波消融治疗仪。微波消融针检测装置包括有天线、选频滤波电路、微波信号放大电路、信号检波电路、处理输出电路、供电保护电路。天线接收微波消融针针尖端辐射的微波信号，经选频滤波电路滤波、微波信号放大电路放大、信号检波电路幅值检波，最后由处理输出电路进行显示和蜂鸣提示。主要应用于快速、非接触检测微波消融治疗仪中的微波消融针的微波功率输出状态。
文档编号A61B18/18GK201529149SQ200920231640
公开日2010年7月21日 申请日期2009年9月17日 优先权日2009年9月17日
发明者江荣华, 王毅 申请人:南京康友微波能应用研究所