一种微波治疗方法及其装置的制造方法_3

文档序号:9587371阅读:来源:国知局
功率换档指不灯,是和显不器展示的窗口图标是相对应的。即IC4中的PUR1-8接IC5的PUR! 6和图图1-4,图1-5的PUR7 8。通过观查面板指示灯也可确定微波输出功率在那一个档位上。它的工作原理是通过1(:4的输出端,直接接入6反相器,其余两位通过分立器件来完成即图1-4图1-5,再通过IC5驱动8个发光二极管,那只发光二极管发光,表明微波治疗仪在那个功率档位上。销存器IC3,8路驱动器IC4,6路驱动器1C和相应的分立器件和发光二极管有专用的直流稳压电源供应。
[0139]微波治疗仪的微波部分是治疗仪的核心,例如可用2450MHZ,也可用915MHZ或433MHZ的微波脉冲磁控管,产生微波,微波的产生是通过脉冲激荡起来的旋转辐射电子流,通过多腔谐振再通过耦合环,把微波能量施放,通过微波传输网络,也就是通过微波元件如微波衰减器起到微波缓冲提高传输性能,然后通过微波方向耦合器起100: 1的耦合孔再经分支同轴再经微波检波器把微波振荡中的脉冲波形重现出来,能有效的监视微波功率输出质量。
[0140]微波辐射器是微波治疗仪的关键部件,通过磁控管产生的微波能量经过传输网络再通过辐射器直接作用在人体的治疗部位,因此辐射器的传输特性,方向性、能量衰耗指标都很重要,其中最关键的高频电缆要求微波损耗要小,并保证中间传输特性阻抗变化小,使微波能量无衰减的传输到辐射器。(辐射器是由振子和反射器组成的)
[0141]脉冲调制器产生的脉冲宽度变化通过功率调节器的调节加到主控电源的变压器初级使高压电源电压变化,从而使微波源的瞬时峰值变化,可以在辐射器测得输出20-200W的平均功率。
[0142]图2中0X、0Y、0Z分别为相互垂直的三维空间座标,覆金属漏版的三维支架11的原点正好与座标原点重合,三维支架11的支架正好与x、Y、z轴相重合,其支架的槽用于插入和固定相对应的三维覆金属漏版8、9、10在医生指导下将患者人体中的病灶体4尽量同时靠近由平面BDC0,平面CEA0和平面AFB0组成的以0点为共同相交接点的三维空间座标的覆金属漏板8、9、10。病灶体4通过注入(癌细胞)病灶显像剂52,由影像机28 (如Β超、CT、X光或MRI等手段)显像,这都是已有的成熟技术。
[0143]本发明不同的是,将这些病灶体4的二维显像从垂直于Υ0Ζ面,即在平面BDC0覆金属漏版上,沿一 X轴方向47,按1: 1大小投影,并将此投影的病灶体4阴影部分13人工揭去,从而留下三维空间位置上的垂直于-X轴的金属漏板8 ;病灶体4从垂直于Χ0Ζ面,即在平面CEA0覆金属漏板,且沿-y轴方向48按1: 1大小投影14,并将此投影的病灶体4阴影部分14人工揭去,从而留下原三维空间上的垂直于_y轴的覆金属漏版9 ;再将病灶体4从垂直于xoy,即在平面AFB0覆金属漏版上,且_z轴方向49按1: 1大小投影15,并将此投影的病灶4阴影部分15人工揭去,从而留下原三维空间位置上的垂直于-Z轴的覆金属漏版10。病灶体4在三个相互垂直的覆金属漏版8、9、10上的投影边缘轮廓线为38、39、40,刻绘漏版图8、9、10分别以影像机1: 1的病灶体4的平面投影图为依据,由人工控制计算机32的键盘或鼠标34,通过计算机32控制刻绘机31,将来自影像机28的病灶体4的影像信号传给刻绘机31,在各维的覆金属漏版上分别刻绘出各自方向上的病灶体4的投影阴影图案,再分别放置于垂直于X轴,y轴,Z轴漏版的三维支架11的支架槽63内,即恢复投影的原位置。覆金属漏版8、9、10也可直接为金属版,用激光雕刻机刻绘病灶体4的投影为空洞的漏空版。
[0144]图3中,分别平行于X轴、y轴、z轴的透镜天线41、42、43都是已有技术,在厘米波段,透镜能使放在透镜焦点上的点光源辐射出的球面波,经过透镜折射后变为平面波,这里将平面波称为平行的微波束,便于叙述和理解,透镜天线就是利用这一原理制作而成的。在本发明中,由平行于X轴向,y轴向,z轴向的辐射器1、2、3分别处于凸透镜22、23、24的焦点fx、fy、1上组成三个相互垂直的三维透镜天线41、42、43.
[0145]本发明所不同的是将三张各维的覆金属漏版8、9、10分别插入投影摄像时的原漏版的三维支架槽63内,由辐射器1、2、3辐射出的微波束,即将通过透镜22、23、24的x、y、z方向微波束16、17、18经凸透镜折射后,为位于透镜于覆金属漏版之间的x、y、z方向平行微波束44、45、46即平面波,且这三维微波束相互垂直,并且微波束方向与图2中的影像机28的各维投影方向相反,在病灶体4上得到精确通过垂直于覆金属漏版8、9、10漏空部分的三束相互垂直的平行微波束,即穿过垂直于X轴、y轴、z轴覆金属漏版后的微波束19、20、21在病灶体4上,从X、y、z三个相互垂直的方向上各维微波相聚交汇合形成三维微波相互影响,相互叠加聚合而形成的高温热场区26,高温热场区26的外表即温度突变分界面27,也就是正常细胞组织53与病灶体4表面的部分界面27,在温度突变分界面27内部的病灶体4内形成每维波束辐射后组织增加2.5°C,三维微波交汇处的病灶体的温度工增加2.5°C X3等于7.5°C的温度,也就是说病灶体4的温度可达到37.5°C +7.5°C等于45°C,因45°C大于肿瘤细胞的最高存活温度43°C,所以能杀死肿瘤细胞,使病灶体4死亡;另一方面,正常细胞组织53及皮肤12的温度仍控制在不重复聚交汇合的一维微波辐射下的37.5°C +2.5°C等于40°C以下。而当正常细胞组织53或皮肤12的温度传感器54所测温度超过细胞最高存活温度40°C时,如图4或图5中说明,切断微波发生器30的电源,或微波输出,从而停止对人体56的微波加热,以保证人体56内的正常细胞组织53或皮肤12的安全。
[0146]为防止辐射到漏空之外的覆金属漏版的覆金属51部分挡回来的微波,也就是没有从漏版空洞漏出的那部分微波束再返回聚焦到凸透镜焦点上,而造成高温毁坏本仪器,采取两种方案,以吸收多余不要的返回的微波束能量。第一:在焦点fx、fy、fz上或焦点分别与透镜22、23、24之间加一层与透镜平行的透明玻璃夹层容器或其它能使微波束通过的夹层容器,其容器内注入水的夹水层57、58、59,或设有浸水布层29。第二,也可以在透镜22、23、24分别与覆金属漏版8、9、10之间,加设一层与覆金属漏版8、9、10平行的夹水层57,、58、59,或浸水海绵层。
[0147]图4中,由3组脉冲微波发生器组成,每路的脉冲分别接入三相四线制的电源,每组相线与零线之间的电压是?220V,相位相差120°,所以这三组脉冲微波发生器分顺序轮流分别使平行于x、y、z轴的辐射器1、2、3,辐射微波,使病灶体4内的水分子的极性不断变化,形成高温热场区26,从而加热病灶体4 ;而每维不重叠微波束的辐射的低温区25的皮肤12,正常细胞组织53的温度通过皮肤温度传感器55的Tx、Ty、Tz,实行皮肤温度控制电路的常闭触电KJxl、KJyl、KJZ^控制,当温度超过40°C时发出指令变为常开触点,切断该路微波发生器的电源,从而停止该路微波的辐射,也就停止对该方向微波对人体56的辐射加热,以达到保护皮肤12及正常细胞组织53的安全。图中病灶体4通过注射病灶显像剂52,由影像机28,可以是B超,X光或MRI等手段显像,通过键盘或鼠标34,在计算机32上设定病灶体4在zoy面,xoz面,yox面上的投影轮廓线38、39、40,并连接刻绘机31,向刻绘机31发送刻绘病灶体4投影信息,由刻绘机31分别刻绘出垂直于X、y、z轴的覆金属漏版8、9、10,再人工将漏版中病灶体4的阴影部分揭去,将覆金属漏版按原三维空间位置分别插入摄像时各自的三维支架11的固定槽63内。电脑显示器33为直观制作覆金属漏版8、9、10用。
[0148]图5中,采用一组脉冲微波发生器连续工作,分时由流水切换三维微波辐射器按顺序分别控制电路中的ZJx、ZJy、ZJz三个继电器的ZJxl、ZJyl、ZJzl触点,控制分别流水到平行于X轴、y轴、z轴的辐射器1、2、3上辐射出微波,由皮肤温度传感器54的Tx、Ty、Tz控制温度常闭触点KJxl、KJyl、KJzl,当皮肤12温度超过40°C时发出断电指令,该路的常闭触点变为常开触点,切断该路微波传输网络,停止对该方向的人体56的微波加热,从而保护该方向每维微波束的辐射低温区25内的皮肤12和正常细胞组织53的安全。流水切换三维微波辐射器顺序控制电路的解释见图6的说明,其它工作原理见图3和图4说明。当3路温度传感器54的Tx、Ty、Tz达到40°C后,发出断电指令后,都分别切断串联在微波发生器30输出线路中的温度控制触点KJxl、KJyl、KJzl,即输出指示均为零时,病灶体4的温度达到45°C,超过病灶细胞的活存温度,治疗结束。
[0149]图5中每路皮肤温度控制55的常闭触点KJxl、KJyl、KJzl,,都分别与该路的流水切换三维微波辐射器顺序控制电路中的zjxl、ZJyl、ZJzl控制触点相串联。
[0150]图6中,1C采用的节目彩灯电脑程序专用集成电路SH-804,是大规模CMOS集成电路,具有顺流水、倒流水等多种循环变化方式和变化速度,其外围电路除提供电源,同步信号之外,其他控制电路均集成在1C内部,使电路大大简化;图中?220V交流电经VD1?VD4桥式整流,R3限流,VDz稳压,C1滤波,形成5V左右的直流电压,加到集成电路第10脚,作为供电电源。同步信号直接取自交流电源端,220V交流电压经限流电阻R1加到1C第1脚作同步用。R2是1C的外接振荡电阻,改变R2的值可以改变循环变化速率。第3,4,5脚输出的3路控制信号经电阻R4,R5,R6分别加到晶闸管VT1,VT2,VT3的控制极,改变其导通角,以控制ZJX,ZJY,ZJzS路继电器的吸合顺序和吸合时间。第9脚接按钮开关SB,SB是顺序控制选择开关,可选择流水式定时切换方式,流水切换ZJX1,ZJY1,ZJzj^接通,而使人体56从三维方向轮流进行微波加热。
[0151]图7中,覆金属漏版8,9,10按图中
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