一种微波治疗仪的制作方法

本实用新型涉及微波治疗
技术领域：
，特别涉及一种微波治疗仪。
背景技术：
：微波治疗疾病主要是通过热效应来实现，众所周知，人体组织70％都是由水分子构成，由于极性分子间存在磁阻对振荡产生阻尼作用，从而消耗微波能量而生热，同时由于微波对于人体组织具备较好的穿透性，可以通过微波辐射，将微波能量穿透皮肤与肌肉的阻挡，直接施加于需要进行治疗的部分，可以引起血管、毛细血管压力和细胞膜通透性的增加，使得局部白细胞与抗体浓度提高，加快局部组织新陈代谢、从而达到消炎消肿等治疗效果，尤其在肌肉、关节疼痛、等方面的治疗作用明显。所以，目前有很多用于微波治疗的仪器，其中，现有技术中的微波治疗仪中，微波治疗应用是将辐射天线贴近或者植入病灶，此时的天线与负载是近场辐射关系，不同频率的微波对于人体组织穿透的深度不一样，在实际治疗中，不同的治疗部位、治疗方案，所需要的微波频率也不一样，在某些治疗过程中，需要多个频率的微波辐射达到内外兼顾的效果，而在传统的微波治疗仪，对患者进行治疗时，无法对人体不同部位同时进行辐射治疗或对同一部位进行不同深度的复杂方案的治疗。技术实现要素：本实用新型提供了一种微波治疗仪，该微波治疗仪中，可以产生覆盖微波治疗的多个频段的微波信号，且每个频段的微波信号可以通过每个控制开关的选择性输出，既可以由独立的窄带辐射器独立出射，也可以多种频段的微波信号共同由一个宽带辐射器一起出射，可以实现同时对人体的不同部位进行辐射治疗以及对同一部位的不同深度辐射治疗，使多个治疗部位同时进行治疗，有效提高治疗效果，且使用灵活、方便。为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：一种微波治疗仪，包括：信号源组件，所述信号源组件包括所产生的微波信号的频段彼此互不相同的多个信号源；功放组件，所述功放组件包括与所述信号源一一对应的多个功放单元，每一对相互对应的功放单元和信号源之间，所述信号源的输出端与所述功放单元的输入端连接；控制开关组件，所述控制开关组件包括与所述功放单元一一对应的多个控制开关，每一个所述控制开关包括一个输入端和两个可选择性输出的输出端，其中，每一对相互对应的控制开关和功放单元中，所述控制开关的输入端与所述功放单元的输出端连接；多频合路器，所述多频合路器具有输入端和输出端，其中，所述多频合路器的输入端与所述每一个所述控制开关的一个输出端连接；辐射器组件，所述辐射器组件包括与所述控制开关一一对应的多个窄带辐射器和一个与所述多频合路器对应的宽带辐射器，其中，每一对相互对应的窄带辐射器和控制开关之间，所述窄带辐射器的输入端与所述控制开关的另一个输出端连接，所述宽带辐射器的输入端与所述多频合路器的输出端连接。上述微波治疗仪中，信号源组件包括多个信号源，信号源，即可以产生微波信号的微波发生器，多个信号源中，每个信号源产生的微波信号所属的频段彼此互不相同，即，每个信号源之间可以产生不同的频段的微波信号，则信号源组件可以产生处于多个频段的微波信号，也就是说，信号源组件可以产生多个彼此互不相同的频率的微波信号，需要说明的是，每个信号源产生的微波信号均是属于微波治疗中应用的频段的微波信号，其中，功放组件包括有与每个信号源一一对应设置的功放单元，每一对相对应的信号源和功放单元之间，信号源的输出端与功放单元的输入端连接，使微波信号从信号源传输到功放单元，控制开关组件中包括与每个功放单元一一对应的控制开关，其中，每一个控制开关包括一个输入端和两个可选择性输出的输出端，为便于说明，将每个控制开关的一输出端称为第一输出端，将另一个输出端称为第二输出端，每一对相互对应的控制开关和功放单元中，控制开关的输入端与功放单元的输出端连接，则微波信号可以在功放单元经功率放大之后传输至控制开关，且控制开关有两个输出端，功率放大后的微波信号可以有两个输出选择，其中，每一个控制开关的第一输出端都与多频合路器的输入端连接，多频合路器的输出端连接一个宽带辐射器，每个控制开关的第二输出端各自对应一个窄带辐射器，则，微波信号传输至控制开关之后，在每一个控制开关的微波信号，均可以有两个输出选择：一个是进入多频合路器，与其他频段的微波信号一起同时从宽带辐射器出射；另一个是单独进入对应的窄带辐射器，自身单独从窄带辐射器出射，其中，窄带辐射器可以辐射指定频段的微波信号，宽带辐射器可以辐射微波治疗中所需的所有频段的微波信号。本实用新型中的微波治疗仪可以产生覆盖微波治疗的多个频段的微波信号，且每个频段的微波信号可以通过每个控制开关的选择性输出，既可以由独立的窄带辐射器独立出射，也可以多种频段的微波信号共同由一个宽带辐射器一起出射，可以实现同时对人体的不同部位进行辐射治疗以及对同一部位的不同深度辐射治疗，使多个治疗部位同时进行治疗，有效提高治疗效果，且使用灵活、方便。可选地，所述微波治疗仪还包括与所述信号源组件、功放组件以及控制开关组件连接的监控装置。可选地，每一个所述功放单元包括半导体功率放大器和与所述半导体功率放大器连接的监测电路。可选地，所述半导体功率放大器为多级半导体功率放大器，所述监测电路包括与所述多级半导体功率放大器连接的正向功率检测电路和与所述正向功率检测电路连接的反向功率检测电路。可选地，所述正向功率检测电路包括与所述多级半导体功率放大器连接的正向耦合器和与所述正向耦合器连接的第一功率检波器；所述反向功率检测电路包括环形器和与所述环形器连接的第二功率检波器；所述监控装置包括频率优化模块，所述频率优化模块分别与所述第一功率检波器和第二功率检波器信号连接。可选地，每一个所述功放单元还包括与所述半导体功率放大器和监测电路连接的温度检测电路，所述温度检测电路与所述监控装置连接。可选地，每一个所述信号源包括压控振荡器以及与所述压控振荡器连接的锁相环。可选地，所述窄带辐射器为窄带辐射天线，所述宽带辐射器为宽带辐射天线。可选地，所述控制开关为射频选通开关或单刀双掷开关。可选地，所述微波治疗仪还包括与所述信号源组件、功放组件以及监控装置电连接的电源。附图说明图1为本实用新型实施例提供的一种微波治疗仪的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的一种功放单元的结构示意图；图标：1-信号源组件；2-功放组件；3-控制开关组件；4-多频合路器；5-辐射器组件；6-监控装置；7-电源；11-信号源；21-功放单元；31-控制开关；51-窄带辐射器；52-宽带辐射器；211-半导体功率放大器；212-正向功率检测电路；213-反向功率检测电路；2121-正向耦合器；2122-第一功率检波器；2131-环形器；2132-第二功率检波器。具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。请参考图1，本实用新型实施例提供的一种微波治疗仪，包括：信号源组件1，信号源组件1包括所产生的微波信号的频段彼此互不相同的多个信号源11；功放组件2，功放组件2包括与信号源11一一对应的多个功放单元21，每一对相互对应的功放单元21和信号源11之间，信号源11的输出端与功放单元21的输入端连接；控制开关组件3，控制开关组件3包括与功放单元21一一对应的多个控制开关31，每一个控制开关31包括一个输入端和两个可选择性输出的输出端，其中，每一对相互对应的控制开关31和功放单元21中，控制开关31的输入端与功放单元21的输出端连接；多频合路器4，多频合路器4具有输入端和输出端，其中，多频合路器4的输入端与每一个控制开关31的一个输出端连接；辐射器组件5，辐射器组件5包括与控制开关31一一对应的多个窄带辐射器51和一个与多频合路器4对应的宽带辐射器52，其中，每一对相互对应的窄带辐射器51和控制开关31之间，窄带辐射器51的输入端与控制开关31的另一个输出端连接，宽带辐射器52的输入端与多频合路器4的输出端连接。上述微波治疗仪中，信号源组件1包括多个信号源11，信号源11，即可以产生微波信号的微波发生器，多个信号源11中，每个信号源11产生的微波信号所属的频段彼此互不相同，即，每个信号源11之间可以产生不同的频段的微波信号，则信号源11可以产生处于多个频段的微波信号，也就是说，信号源组件1可以产生多个彼此互不相同的频率的微波信号，需要说明的是，每个信号源11产生的微波信号均是属于微波治疗中应用的频段的微波信号，其中，功放组件2包括有与每个信号源11一一对应设置的功放单元21，每一对相对应的信号源11和功放单元21之间，信号源11的输出端与功放单元21的输入端连接，使微波信号从信号源11传输到功放单元21，控制开关组件3中包括与每个功放单元21一一对应的控制开关31，其中，每一个控制开关31包括一个输入端和两个可选择性输出的输出端，为便于说明，将每个控制开关31的一个输出端称为第一输出端，将另一个输出端称为第二输出端，每一对相互对应的控制开关31和功放单元21中，控制开关31的输入端与功放单元21的输出端连接，则微波信号可以在功放单元21经功率放大之后传输至控制开关31，且控制开关31有两个输出端，功率放大后的微波信号可以有两个输出选择，其中，每一个控制开关31的第一输出端都与多频合路器4的输入端连接，多频合路器4的输出端连接一个宽带辐射器52，每个控制开关31的第二输出端各自对应一个窄带辐射器51，则，微波信号传输至控制开关31之后，在每一个控制开关31的微波信号，均可以有两个输出选择：一个是进入多频合路器4，与其他频段的微波信号一起同时从宽带辐射器52出射；另一个是单独进入对应的窄带辐射器51，自身单独从窄带辐射器51出射，其中，窄带辐射器51可以辐射指定频段的微波信号，宽带辐射器52可以辐射微波治疗中所需的所有频段的微波信号。由上述，本实用新型实施例中的微波治疗仪可以产生多个彼此互相不同的频率的微波信号，可以覆盖微波治疗使用的多个频段，每个信号源11产生的微波信号均有两个出射选择，可以配合治疗方案同时对人体的不同部位以及对同一部位的不同深度进行治疗，以下通过以信号源组件1包括五个信号源11为例进行说明：例如，信号源组件1包括五个信号源11，其中，每个信号源11产生的微波信号的频段依次分别为f1、f2、f3、f4、f5，功放组件2中则包括五个功放单元21，每个功放单元21分别对应一个信号源11，控制开关组件3中包括五个控制开关31，每个控制开关31对应一个功放单元21，每个控制开关31的第一输出端都与多频合路器4连接，多频合路器4连接一个宽带辐射器52，每个控制开关31的第二输出端各自连接一个窄带辐射器51，即，有五个窄带辐射器51，其中，上述五种频段的微波信号在控制开关31选择输出时，可以构成多种输出方案，其中，对于f1、f2频段的微波信号，可以选择在各自对应的控制开关31的第一输出端输出并进入各自对应的窄带辐射器51，f1、f2频段的微波信号各自独立出射，可以对人体不同部位进行辐射治疗，对于f3、f4、f5频段的微波信号选择在各自对应的控制开关31的第二输出端输出，即f3、f4、f5频段的微波信号共同进入多频合路器4，同时由宽频辐射器射出，则可以对人体的同一部位进行不同深度的辐射治疗，且对于f1、f2、f3、f4、f5频段的微波信号的输出选择，也可以有其他组合形式，比如，f1、f3、f4频段的微波信号分别由应的各自对应的窄带辐射器51独立出射，f2和f5频段的微波信号共同进入多频合路器4由宽带辐射器52一起射出，在使用过程中，可以根据对控制开关31的两个输出端的选择状改变每个微波信号的输出状态以变更所有微波信号的组合形式，使治疗过程中，微波治疗仪使用更加灵活、方便，需要说明的是，不同频段的微波信号之间的组合方式有多种，在此不一一列举。需要说明的是，信号源组件1中的信号源11也可以是4个、6个、7个、8个或其他数量，本实施例不做局限，可以根据不同的治疗方案需求具体设置。因此，上述微波治疗仪中，可以产生覆盖微波治疗的多个频段的微波信号，且每个频段的微波信号可以通过每个控制开关31的选择性输出，既可以由独立的窄带辐射器51独立出射，也可以多种频段的微波信号共同由一个宽带辐射器52一起出射，可以实现同时对人体的不同部位进行辐射治疗以及对同一部位的不同深度辐射治疗，使多个治疗部位同时进行治疗，有效提高治疗效果，且使用灵活、方便。其中，微波治疗仪工作于哪个频段或者哪几个频段，是由具体的治疗设置决定的，从微波技术理论可以知道，不同的频率的微波信号穿透介质的深度不一样，一般用穿透深度来表示介质对微波能的衰减能力的大小，穿透深度(D)定义为微波功率从介质表面衰减至表面值的1/e时的距离。穿透深度可以用来计算，其中λ0为真空中的波长，ε′为介质的相对介电常数，δ为介质的损耗角正切。由穿透深度计算公式可知，入射微波波长越长，介质相对介电常数越小，损耗越小，穿透深度越深，人体组织是有肌肉组织、脂肪组织、骨骼、筋膜等多种组织组成，参数较为复杂。以下表1根据实验数据罗列出了常见的几个频率的微波信号在肌肉中的穿透深度。表1不同频率微波信号在肌肉中的穿透深度微波信号频率(MHz)4339152450肌肉中的穿透深度(cm)4.572.441.07从表1可知，用不同频率的微波信号进行加热，穿透深度也不一样，波长越长，穿透深度越深，这与理论上的分析结果也是吻合的。同理，在相同的频率下，不同的组织对应的穿透深度也不一样。本实施例中的微波治疗仪可以出射多种频段的微波信号，可以配合多种治疗方案，使用方便。具体地，微波治疗仪还包括与信号源组件1、功放组件2以及控制开关组件3连接的监控装置6。监控装置6对信号源组件1中的每个信号源11进行控制，可以控制每个信号源11的微波信号的产生，根据治疗方案进行控制产生需要的频段的微波信号，监控装置6与功放组件2连接，可以控制功放组件2中的每个功放单元21，控制功放单元21对与其对应的微波信号的功率放大状况，监控装置6与控制开关组件3连接，监控装置6可以对每一个控制开关31的输入端与两个输出端的连通关系，即，可以控制微波信号在控制开关31的两个输出端中的输出方向，其中，监控装置6为微处理器，可以设定程序对信号源组件1、功放组件2以及控制开关组件3进行控制，更智能化，使用更方便、灵活。上述微波治疗仪中，每一个信号源11包括压控振荡器以及与压控振荡器连接的锁相环。其中，信号源11中的压控振荡器以及与压控振荡器连接的锁相环可以是分立设置形成的电路，也可以将压控振荡器以及与压控振荡器连接的锁相环集成在一起形成芯片，本实施例不做局限。上述微波治疗仪中，每一个功放单元21包括半导体功率放大器211和与半导体功率放大器211连接的监测电路。监测电路与监控装置6信号连接，且可以将监测电路中检测到的数据传输给监控装置6，监控装置6可以根据监测电路中检测到的数据对其他组件的控制进行调节。且功放单元21使用半导体功率放大器211对微波信号功率进行放大，将半导体固态技术与治疗应用相结合，以固态源替代现有技术中的磁控管，具有输出功率稳定、系统安全、结构紧凑、高度集成控制的优势。具体地，半导体功率放大器211为多级半导体功率放大器211，可以将对应的信号源11产生的微波信号逐级放大，监测电路包括与多级半导体功率放大器211连接的正向功率检测电路212和与正向功率检测电路212连接的反向功率检测电路213，即监控装置6可以根据监测电路中检测到的功率数据对其他组件的控制进行调节。更具体地，正向功率检测电路212包括与多级半导体功率放大器211连接的正向耦合器2121和与正向耦合器2121连接的第一功率检波器2122；反向功率检测电路213包括环形器2131和与环形器2131连接的第二功率检波器2132；监控装置6包括频率优化模块，频率优化模块分别与第一功率检波器2122和第二功率检波器2132信号连接，频率优化模块用于获得频率与辐射部位最匹配的微波信号。其中，如图2所示，图2中示出为本实施例提供的一种功放单元21的结构示意图，在每一组对应的信号源11、功放单元21、控制开关31中，频率优化模块从功放单元21获得微波信号的功率数据，其中，频率优化模块的具体算法为：从正向功率耦合器耦合的功率经过功率检波器检波后可以获得正向功率检波电压V-DF，经过环形器2131耦合的反向功率经过功率检波器检波后可以获得反向功率检波电压V-DR，正向功率检波电压V-DF以及反向功率检波电压V-DR将被输送至监控装置6的频率优化模块，经过电压采样以及计算后可以得到正向功率Pf以及反向功率Pr，单位为dBm，那么同样可以计算出功放单元21工作状态下的输出回波损耗RL＝Pr-Pf,单位为dB(RL单位为dB)，RL越小，功放输出的微波能量反射越小，负载(其中，辐射器和被辐射的组织共同形成负载)吸收能量越高，RL越高，表示功放输出的微波能量越大，那么负载吸收的能量越低，在实际应用中，我们希望微波治疗仪的微波能量能够更好的被所辐射的组织吸收，达到更好的治疗效果。由于辐射器与被辐射的组织形成了一个负载，在实际情况下，不同频率的微波信号所对应的负载匹配状态都是不同的，所以我们可以改变微波信号源11发射频率来优化半导体功放单元21的输出回波损耗RL，达到最佳的输出匹配状态，提高有效的发射功率，具体算法如：选取一个频段，如fa～fb频段，对应该频段的信号源11工作射出微波信号，其中，该频段起始频率为fa，终止频率为fb，可以设置一个扫频步进为1MHz，可以将该信号源11频率设置为fa，开启微波治疗仪，这时可以得到功放单元21所检测到的回波损耗RL1，然后将信号源11频率设置为fa+1MHz，同样可以得到该频率对应的回波损耗RL2，按照1MHz步进不断改变信号源11产生微波信号的频率，可以得到所有频点对应的回波损耗，监控装置中的频率优化模块可以判断出最低回波损耗RLmin所对应的频率fq,并将该频率设置为当前的使用的最佳治疗频率，则频率优化模块获得最佳治疗频率后，监控装置6控制对应的信号源11出射对应的最佳治疗频率的微波信号，以使被辐射的组织获得最佳的治疗效果。具体地，每一个功放单元21还包括与半导体功率放大器211和监测电路连接的温度检测电路，温度检测电路与监控装置6连接，温度检测电路中包括温度传感器，温度传感器可以检测功放单元21的温度并将温度数据发送给监控装置6，监控装置6可以根据温度数据判断功放单元21的温度状况，且监控装置6还可包括用于发出警报的报警单元，当监控装置6根据温度数据判断功放单元21有异常时，报警单元进行报警，有利于微波治疗仪的维护。具体地，窄带辐射器51为窄带辐射天线，宽带辐射器52为宽带辐射天线。具体地，控制开关31为射频选通开关或单刀双掷开关。具体地，微波治疗仪还包括与信号源组件1、功放组件2以及监控装置6电连接的电源7，电源7可以将常规使用的220V/50Hz进行滤波和电压转换，获得微波治疗仪中各组件所需要的各种电压。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。当前第1页1 2 3