專利名稱：微波熱療輻射器和微波熱療裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微波熱療技術(shù)，更具體地說，涉及微波熱療輻射器和微波熱療裝置。
背景技術(shù)：
生物體受到微波的照射會產(chǎn)生熱效應(yīng)，通過高溫可直接殺死腫瘤細(xì)胞。因此，通常采用微波熱療技術(shù)治療腫瘤。微波照射人體之所以產(chǎn)生微波生物效應(yīng)，是因為人體各種組織都有固有頻率，當(dāng)微波頻率與某組織的固有頻率相同時，該組織就產(chǎn)生諧振吸收。當(dāng)該組織吸收的能量超過某一減閥值時，就會引起生物效應(yīng)。微波熱療效果好的主要原因如下(I)微波熱療是微波照射到病變部位后，病變組織吸收微波能自身產(chǎn)生熱量，因此病變組織比其他熱敷升溫快，并且溫度分布均勻。 (2)微波有選擇加熱的特性人體的各種組織的介電常數(shù)是不相同的，因此各種組織吸收微波的能力也不相同。吸收微波能力強的組織升溫就快，吸收能弱的升溫就慢。病變組織往往比正常組織吸收微波能力強，升溫快，從而達(dá)到了選擇治療之目的。其他熱療方法，就沒有這個特性。(3)微波熱療可以確診病變部位，而其他熱敷治療方法則不能若病變部位是炎癥，病變部位的微血管因被發(fā)炎組織的壓迫而變窄，造成血液循環(huán)不暢，當(dāng)用微波照射病變部位時，難免同時照射到與病變部位相毗鄰的健康組織，也就是病變組織與健康組織同時被微波加熱。對于健康組織而言，吸收微波產(chǎn)生的熱量大部分被循環(huán)的血液帶走通過皮膚散發(fā)到體外；對于病變組織，因血液循環(huán)不暢而急劇升溫。當(dāng)局部病變組織溫度升到38 0C _39°C時，患部就有疼痛感了。疼痛部位就是病變部位，從而準(zhǔn)確確定了病變位置，這一特點對提高療效，縮短療程大有裨益。熱療不僅在治療惡性腫瘤中起重大作用，而且在治療許多良性疾病中效果也非常顯著，在臨床應(yīng)用中顯示出了巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的應(yīng)用前景，使廣大患者受益。但是目前的微波熱療過程中，除了照射到病變部位之外，還會照射到與病變部位相毗鄰的健康組織，造成對正常組織的損傷，另外由于微波能量匯聚的程度較低，使得熱療效果也不好，加熱時間較長，這是不希望看到的結(jié)果，因此，需要一種能夠減少正常組織損傷、提高熱療效率的微波熱療技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述微波熱療過程中損傷正常組織的缺陷，提供一種微波熱療輻射器和微波熱療裝置。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種微波熱療輻射器，包括輻射器本體，還包括安裝在所述輻射器本體上的超材料面板；所述超材料面板包括至少一個超材料片層，所述超材料片層包括片狀基板和設(shè)置在所述基板上的多個人造微結(jié)構(gòu)，每一所述超材料片層的折射率分布均相同，所述超材料片層包括一個圓形區(qū)域和多個與圓形區(qū)域同心的環(huán)形區(qū)域，所述圓形區(qū)域和環(huán)形區(qū)域內(nèi)折射率隨著半徑的增大連續(xù)減小且相同半徑處的折射率相同，多個區(qū)域中至少存在兩個相鄰的第一區(qū)域及第二區(qū)域，第一區(qū)域內(nèi)折射率隨著半徑的增大從nl連續(xù)減小到n2，第二區(qū)域內(nèi)折射率隨著半徑的增大從n3連續(xù)減小到n4，且滿足n3 > n2。在本發(fā)明所述的微波熱療輻射器中，所述超材料面板由多個超材料片層堆疊形成。在本發(fā)明所述的微波熱療輻射器中，所述人造微結(jié)構(gòu)具有相同的幾何形狀，每個所述區(qū)域內(nèi)人造微結(jié)構(gòu)的尺寸隨著半徑的增大連續(xù)減小且相同半徑處的人造微結(jié)構(gòu)的尺寸相同，多個區(qū)域中至少存在兩個相鄰的第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域內(nèi)人造微結(jié)構(gòu)的尺寸變化范圍交集為非空。在本發(fā)明所述的微波熱療輻射器中，每個所述人造微結(jié)構(gòu)為由至少一根金屬絲組成的平面結(jié)構(gòu)或立體結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明所述的微波熱療輻射器中，所述金屬絲為銅絲或銀絲。 在本發(fā)明所述的微波熱療輻射器中，所述金屬絲通過蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻或離子刻的方法附著在基板上。在本發(fā)明所述的微波熱療輻射器中，所述基板由陶瓷、高分子材料、鐵電材料、鐵氧材料或鐵磁材料制得。在本發(fā)明所述的微波熱療輻射器中，所述人造微結(jié)構(gòu)為“工”字形、“十”字形或
“王”字形。本發(fā)明還提供一種微波熱療裝置，包括殼體，還包括設(shè)置于所述殼體內(nèi)的微波熱療輻射器；所述微波熱療輻射器包括輻射器本體、和安裝在所述輻射器本體上的超材料面板；所述超材料面板包括至少一個超材料片層，所述超材料片層包括片狀基板和設(shè)置在所述基板上的多個人造微結(jié)構(gòu)，每一所述超材料片層的折射率分布均相同，所述超材料片層包括一個圓形區(qū)域和多個與圓形區(qū)域同心的環(huán)形區(qū)域，所述圓形區(qū)域和環(huán)形區(qū)域內(nèi)折射率隨著半徑的增大連續(xù)減小且相同半徑處的折射率相同，多個區(qū)域中至少存在兩個相鄰的第一區(qū)域及第二區(qū)域，第一區(qū)域內(nèi)折射率隨著半徑的增大從nl連續(xù)減小到n2，第二區(qū)域內(nèi)折射率隨著半徑的增大從n3連續(xù)減小到n4，且滿足n3 > n2。在本發(fā)明所述的微波熱療裝置中，所述人造微結(jié)構(gòu)具有相同的幾何形狀，每個所述區(qū)域內(nèi)人造微結(jié)構(gòu)的尺寸隨著半徑的增大連續(xù)減小且相同半徑處的人造微結(jié)構(gòu)的尺寸相同，多個區(qū)域中至少存在兩個相鄰的第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域內(nèi)人造微結(jié)構(gòu)的尺寸變化范圍交集為非空。實施本發(fā)明的技術(shù)方案，具有以下有益效果通過在微波熱療輻射器上增加超材料面板，使得微波能量更加集中于病變部位，而與病變部位相毗鄰的正常組織處的微波能量大大減少，從而縮短了熱療時間、減少了正常組織的損傷、提高了熱療效率，增強了治療效果，也減少了患者治療過程中的痛苦。


下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中圖I是依據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例的微波熱療輻射器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明所采用的超材料面板的結(jié)構(gòu)示意圖3是圖2所示的超材料面板的折射率隨半徑變化的示意圖；圖4是圖2所示的超材料面板在yz平面上的折射率分布圖；圖5是圖2所示的人造微結(jié)構(gòu)衍生的第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是依據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例的微波熱療裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式微波熱療技術(shù)對炎癥、腫瘤、外傷出血、內(nèi)傷淤血、體腔內(nèi)疾病、慢性疾病等具有很好的治療效果。本發(fā)明通過在微波熱療輻射器上增加超材料面板，使得微波能量更加集中于病變部位，而與病變部位相毗鄰的正常組織處的微波能量大大減少，從而縮短了熱療時間、減少了正常組織的損傷、提高了熱療效率，增強了治療效果，當(dāng)然也減少了患者治療過程中的痛苦，此發(fā)明的技術(shù)方案對了目前難以解決的腫瘤特別是惡性腫瘤(癌癥)的治療具有良好的療效。超材料是一種以人造微結(jié)構(gòu)2為基本單元并以特定方式進(jìn)行空間排布、具有特殊電磁響應(yīng)的新型材料，包括人造微結(jié)構(gòu)2和供人造微結(jié)構(gòu)附著的基板I。人造微結(jié)構(gòu)2為由至少一根金屬絲組成的平面結(jié)構(gòu)或立體結(jié)構(gòu)，多個人造微結(jié)構(gòu)2在基板I上陣列排布，每個人造微結(jié)構(gòu)2以及其所附著的基板I所占部分即為一個超材料單元。基板I可為任何與人造微結(jié)構(gòu)2不同的材料，這兩種材料的疊加使每個超材料單元產(chǎn)生一個等效介電常數(shù)與磁導(dǎo)率，這兩個物理參數(shù)分別對應(yīng)了超材料單元的電場響應(yīng)與磁場響應(yīng)。超材料對電磁響應(yīng)的特征是由人造微結(jié)構(gòu)2的特征所決定，而人造微結(jié)構(gòu)2的電磁響應(yīng)很大程度上取決于其金屬絲的圖案所具有的拓?fù)涮卣骱推鋷缀纬叽?。根?jù)上述原理設(shè)計超材料空間中排列的每個人造微結(jié)構(gòu)2的拓?fù)鋱D形和幾何尺寸，就可對超材料中每一點的電磁參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。圖I是依據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例的微波熱療輻射器100的結(jié)構(gòu)示意圖，該微波熱療輻射器包括輻射器本體20、安裝在輻射器本體20上的超材料面板10。作為公知常識我們可知，電磁波的折射率與-^εχμ成正比關(guān)系，當(dāng)一束電磁波由一種介質(zhì)傳播到另外一種介質(zhì)時，電磁波會發(fā)生折射，當(dāng)物質(zhì)內(nèi)部的折射率分布非均勻時，電磁波就會向折射率比較大的位置偏折，通過設(shè)計超材料中每一點的電磁參數(shù)，就可對超材料的折射率分布進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而達(dá)到改變電磁波的傳播路徑的目的。根據(jù)上述原理可以通過設(shè)計超材料面板10的折射率分布使從輻射器本體20發(fā)出的電磁波匯聚在一個較小的區(qū)域。匯聚的區(qū)域的大小可依據(jù)實際的需求來設(shè)定，通過改變超材料面板10的折射率分布來設(shè)置所需的匯聚區(qū)域范圍。在實際應(yīng)用中，可根據(jù)患者病情需要，通過調(diào)整輻射器本體20的功率來改變微波熱療輻射器100的輻射強度，從而改變匯聚區(qū)域的溫度，使得適合病患部位的治療需求。另外，還可以通過改變超材料面板10與輻射器本體20距離來調(diào)節(jié)電磁波的匯聚區(qū)域。圖I所示的超材料面板10包括至少一個超材料片層3，每個超材料片層3包括片狀的基板I和附著在基板I上的多個人造微結(jié)構(gòu)2，每個人造微結(jié)構(gòu)2以及其所附著的基板I所占部分即為一個超材料單元。實施例中超材料面板10由多個超材料片層3堆疊形成，這各個超材料片層3之間等間距排列地組裝，或兩兩片層之間直接前、后表面相粘合地連接成一體。具體實施時，超材料片層3的數(shù)目可依據(jù)需求來進(jìn)行設(shè)計。每個超材料片層3由多個超材料單元陣列形成，整個超材料面板10可看作是由多個超材料單元沿Χ、Υ、Ζ三個方向陣列排布而成。本發(fā)明所采用的具有電磁波匯聚功能的超材料面板10中，每個超材料單元的邊長為入射電磁波波長的1/5到1/10之間。本實施例中每個超材料片層3的折射率分布均相同，這里為了描述清楚僅對一個超材料片層3的折射率分布規(guī)律進(jìn)行詳細(xì)說明，其余各超材料片層3的折射率分布規(guī)律均相同。通過對人造微結(jié)構(gòu)2的拓?fù)鋱D案、幾何尺寸以及其在基板I上分布，使每個超材料片層3的折射率分布滿足第一規(guī)律超材料片層3包括一個圓形區(qū)域和多個與圓形區(qū)域同心的環(huán)形區(qū)域且圓心處的折射率最大；圓形區(qū)域和環(huán)形區(qū)域內(nèi)折射率隨著半徑的增大連續(xù)減小且相同半徑處的折射率相同；多個區(qū)域中至少存在兩個相鄰的第一區(qū)域及第二區(qū)域，第一區(qū)域內(nèi)超材料的折射率隨著半徑的增大從nl連續(xù)減小到n2,第二區(qū)域內(nèi)超材料折射率隨著半徑的增大從n3連續(xù)減小到n4,且滿足n3> n2,即兩區(qū)域相鄰處存在折射率跳變。如圖2所示超材料面板10由多個折射率分布規(guī)律相同的超材料片層3堆疊形成，所以本發(fā)明的超材料面板10的折射率分布滿足第一規(guī)律，圖3是圖2所示的超材料面板10的折射率隨半徑變化的示意圖。如圖3所示超材料面板10包括3個區(qū)域，第一區(qū)域的半徑長度為LI，在該區(qū)域內(nèi)沿半徑增加的方向每個超材料單元的折射率依次為ai、a2、
a3......an ;第二區(qū)域的寬度(第二區(qū)域的半徑與第一區(qū)域的半徑之差)從LI變化為L2，
沿半徑增大方向每個超材料單元的折射率依次為bl、b2、b3......bn;第三區(qū)域的寬度(第
三區(qū)域的半徑與第二區(qū)域的半徑之差)從L2變化為L3，沿半徑增大方向每個超材料單元的折射率依次為A、C2、C3......Cn ;且各個折射率滿足B1 ^ a2 ^ a3 ^......^ an (I)bi ^ b2 ^ b3 ^......^ bn (2)C1 ^ C2 ^ C3 ^......^ cn (3)其中為不小于2的自然數(shù)，式⑴⑵(3)均不同時取等號。利用超材料面板10將從輻射器本體20發(fā)出的電磁波匯聚在一個較小的區(qū)域，越靠近超材料面板10的邊緣處入射電磁波和出射電磁波之間所夾的偏折角越大。作為公知常識可知相鄰超材料單元之間的折射率變化量越大，則電磁波的偏折角越大。因此，為了實現(xiàn)超材料面板10邊緣處的電磁波的大角度偏折以及實現(xiàn)平面波形式的電磁波，各個區(qū)域內(nèi)超材料單兀的折射率變化滿足如下關(guān)系(afa2) ( (a2_a3) ( ...... ( (an—faj ( (bfh) ( (b2_b3)(......
(Ovfbn) ( (C1-C2) ( (C2-C3) (......( (Cn-I-Cn) (4)滿足上述折射率變化量關(guān)系的超材料面板10，對于從輻射器本體20發(fā)出的電磁波，以折射率為B1的超材料單元為圓心，隨著半徑的增大超材料面板10在yz平面上的折射率變化量逐漸增大，因此以&1所在的超材料單元為圓心，隨著半徑的增大入射的電磁波出射時偏折角度大，越靠近圓心所在的超材料單元入射的電磁波其出射偏折角越小。通過一定的設(shè)計和計算，使得這些偏折角依次滿足一定的規(guī)律，即可實現(xiàn)電磁波匯聚。本發(fā)明的基于超材料的微波熱療輻射器通過設(shè)計各個超材料單元的人造微結(jié)構(gòu)2，得到該單元的介電常數(shù)ε和磁導(dǎo)率μ，進(jìn)而對超材料面板10的折射率分布進(jìn)行設(shè)計使得各個相鄰超材料單元的折射率的變化量An能實現(xiàn)電磁波特定的偏折角度，即可實現(xiàn)球面波形式發(fā)散的電磁波轉(zhuǎn)變?yōu)槠矫嫘问降碾姶挪ā榱烁庇^的表示超材料片層3在yz面上折射率折射率分布規(guī)律，將折射率相同的超材料單元連成一條線，并用線的疏密來表示折射率的大小，線越密折射率越大，則符合以上所有關(guān)系式的超材料片層3的折射率分布如圖4所示。實驗證明，相同圖案的人造微結(jié)構(gòu)2，其幾何尺寸與介電常數(shù)成ε正比，因此在入射電磁波確定的情況下，通過合理設(shè)計人造微結(jié)構(gòu)2的拓?fù)鋱D案和不同尺寸的人造微結(jié)構(gòu)2在超材料片層上的排布，就可以調(diào)整超材料面板10的折射率分布，進(jìn)而實現(xiàn)球面波形式發(fā)散的電磁波轉(zhuǎn)變?yōu)槠矫嫘问降碾姶挪?。實現(xiàn)上述折射率和折射率變化量分布關(guān)系的人造微結(jié)構(gòu)2有很多種可實現(xiàn)方式，對于平面結(jié)構(gòu)的人造微結(jié)構(gòu)2，其幾何形狀可以是軸對稱也可以非軸對稱；對于三維結(jié)構(gòu)，其可以是非90度旋轉(zhuǎn)對稱的任意三維圖形。如圖2所示平面的人造微結(jié)構(gòu)2均附著在片狀基材I的表面上。圖中人造微結(jié)構(gòu) 2呈“工”字形，包括豎直的第一金屬絲201和分別連接在第一金屬絲201兩端且垂直于第一金屬絲201的第二金屬絲202。超材料面板10由多個相同的超材料片層3構(gòu)成，每個超材料片層3的yz平面上包括一個圓形區(qū)域和多個與圓形區(qū)域同心的環(huán)形區(qū)域且圓心處的人造微結(jié)構(gòu)2的尺寸最大，每個區(qū)域內(nèi)“工”字形的人造微結(jié)構(gòu)2的尺寸隨著半徑的增大連續(xù)減小，且相同半徑處的人造微結(jié)構(gòu)2的尺寸相同；多個區(qū)域中至少存在兩個相鄰的第一區(qū)域和第二區(qū)域，這兩個相鄰區(qū)域內(nèi)人造微結(jié)構(gòu)2的尺寸變化范圍交集為非空，即以人造微結(jié)構(gòu)2尺寸最大處為圓心，隨著半徑的增大至少依次存在兩個相鄰的第一區(qū)域和第二區(qū)域，第二區(qū)域內(nèi)最大的人造微結(jié)構(gòu)2的尺寸大于第一區(qū)域內(nèi)最小的人造微結(jié)構(gòu)2的尺寸。需要說明的是，由于實際上超材料單元是一個立方體而非一個點，因此上述圓形、環(huán)形只是近似描述，實際上的折射率相同或基本相同的超材料單元是在一個鋸齒形圓周上分布的。其具體設(shè)計類似于計算機(jī)用方形像素點繪制圓形、橢圓形等平滑曲線時進(jìn)行描點的編程模式(例如OpenGL)，當(dāng)像素點相對于曲線很小時曲線顯示為光滑，而當(dāng)像素點相對于曲線較大時曲線顯示有鋸齒。圖5所示實施例是圖2所示人造微結(jié)構(gòu)2的衍生，圖5中的衍生人造微結(jié)構(gòu)2不僅包括構(gòu)成“工”字形的第一金屬絲201和第二金屬絲202，還包括分別連接在第二金屬絲202兩端且垂直于第二金屬絲202的第三金屬絲203。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可以采用“王”字形或“十”字形等對稱結(jié)構(gòu)的人造微結(jié)構(gòu)2，也可采用其他非對稱結(jié)構(gòu)的人造微結(jié)構(gòu)2，只要每個超材料片層3在yz面上的折射率分布滿足上述所有關(guān)系式，通過對人造微結(jié)構(gòu)2的形狀、尺寸和排布進(jìn)行設(shè)置即可實現(xiàn)電磁波匯聚到一個區(qū)域。具體實施時，可通過計算和仿真得出其介電常數(shù)和磁導(dǎo)率，然后不斷調(diào)整人造微結(jié)構(gòu)2的形狀和尺寸，直到其介電常數(shù)和磁導(dǎo)率的值滿足上述折射率分布。上述實施例中人造微結(jié)構(gòu)2由至少一根銅絲或者銀絲等金屬絲構(gòu)成，具有特定圖形。金屬線通過蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻或離子刻等方法附著在基板I上。其中蝕刻是較優(yōu)的制造工藝，其步驟是在設(shè)計好合適的人造微結(jié)構(gòu)2的平面圖案后，先將一張金屬箔片整體地附著在基板I上，然后通過蝕刻設(shè)備，利用溶劑與金屬的化學(xué)反應(yīng)去除掉人造微結(jié)構(gòu)2預(yù)設(shè)圖案以外的箔片部分，余下的即可得到陣列排布的人造微結(jié)構(gòu)2?；錓由陶瓷、高分子材料、鐵電材料、鐵氧材料或鐵磁材料等制得。例如，聚四氟乙烯、環(huán)氧樹脂、FR4、F4b等高分子材料。本發(fā)明還提供一種微波熱療裝置600,包括殼體601、設(shè)置于殼體601內(nèi)的微波熱療輻射器602。其中，微波熱療輻射器602包括輻射器本體6021、和安裝在輻射器本體6021上的超材料面板6022。其中超材料面板6022的具體結(jié)構(gòu)和折射率的排布與上文的超材料面板102相同，輻射器本體6021同上文的輻射器本體20，詳見圖1-5及其相關(guān)描述，此處不再贅述。圖中的結(jié)構(gòu)僅為示意，并不作為對本發(fā)明的限制。在圖6中僅示出了微波熱療裝置600的主要部件，為了更清楚的描述本發(fā)明的內(nèi)容，其他的必要部件并未示出，例如支架等。應(yīng)當(dāng)理解的是，只要采用本發(fā)明的技術(shù)方案得到的微波熱療設(shè)備都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多 形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種微波熱療輻射器，包括輻射器本體，其特征在于，還包括安裝在所述輻射器本體上的超材料面板；所述超材料面板包括至少一個超材料片層，所述超材料片層包括片狀基板和設(shè)置在所述基板上的多個人造微結(jié)構(gòu)，每一所述超材料片層的折射率分布均相同，所述超材料片層包括一個圓形區(qū)域和多個與圓形區(qū)域同心的環(huán)形區(qū)域，所述圓形區(qū)域和環(huán)形區(qū)域內(nèi)折射率隨著半徑的增大連續(xù)減小且相同半徑處的折射率相同，多個區(qū)域中至少存在兩個相鄰的第一區(qū)域及第二區(qū)域，第一區(qū)域內(nèi)折射率隨著半徑的增大從nl連續(xù)減小到n2，第二區(qū)域內(nèi)折射率隨著半徑的增大從n3連續(xù)減小到n4，且滿足n3 > n2。
2.如權(quán)利要求I所述的微波熱療輻射器，其特征在于，所述超材料面板由多個超材料片層堆疊形成。
3.如權(quán)利要求I或2所述的微波熱療輻射器，其特征在于，所述人造微結(jié)構(gòu)具有相同的幾何形狀，每個所述區(qū)域內(nèi)人造微結(jié)構(gòu)的尺寸隨著半徑的增大連續(xù)減小且相同半徑處的人造微結(jié)構(gòu)的尺寸相同，多個區(qū)域中至少存在兩個相鄰的第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域內(nèi)人造微結(jié)構(gòu)的尺寸變化范圍交集為非空。
4.如權(quán)利要求3所述的微波熱療輻射器，其特征在于，每個所述人造微結(jié)構(gòu)為由至少一根金屬絲組成的平面結(jié)構(gòu)或立體結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求4所述的微波熱療輻射器，其特征在于，所述金屬絲為銅絲或銀絲。
6.如權(quán)利要求5所述的微波熱療輻射器，其特征在于，所述金屬絲通過蝕刻、電鍍、鉆亥IJ、光刻、電子刻或離子刻的方法附著在基板上。
7.如權(quán)利要求I所述的微波熱療輻射器，其特征在于，所述基板由陶瓷、高分子材料、鐵電材料、鐵氧材料或鐵磁材料制得。
8.如權(quán)利要求3所述的微波熱療輻射器，其特征在于，所述人造微結(jié)構(gòu)為“工”字形、“十”字形或“王”字形。
9.一種微波熱療裝置，包括殼體，其特征在于，還包括設(shè)置于所述殼體內(nèi)的微波熱療輻射器；所述微波熱療輻射器包括輻射器本體、和安裝在所述輻射器本體上的超材料面板；所述超材料面板包括至少一個超材料片層，所述超材料片層包括片狀基板和設(shè)置在所述基板上的多個人造微結(jié)構(gòu)，每一所述超材料片層的折射率分布均相同，所述超材料片層包括一個圓形區(qū)域和多個與圓形區(qū)域同心的環(huán)形區(qū)域，所述圓形區(qū)域和環(huán)形區(qū)域內(nèi)折射率隨著半徑的增大連續(xù)減小且相同半徑處的折射率相同，多個區(qū)域中至少存在兩個相鄰的第一區(qū)域及第二區(qū)域，第一區(qū)域內(nèi)折射率隨著半徑的增大從nl連續(xù)減小到π2，第二區(qū)域內(nèi)折射率隨著半徑的增大從η3連續(xù)減小到η4，且滿足η3 > η2。
10.如權(quán)利要求9所述的微波熱療裝置，其特征在于，所述人造微結(jié)構(gòu)具有相同的幾何形狀，每個所述區(qū)域內(nèi)人造微結(jié)構(gòu)的尺寸隨著半徑的增大連續(xù)減小且相同半徑處的人造微結(jié)構(gòu)的尺寸相同，多個區(qū)域中至少存在兩個相鄰的第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域內(nèi)人造微結(jié)構(gòu)的尺寸變化范圍交集為非空。
全文摘要
本發(fā)明涉及微波熱療輻射器和微波熱療裝置。微波熱療輻射器包括輻射器本體、安裝在輻射器本體上的超材料面板；超材料面板包括至少一個超材料片層，超材料片層包括片狀基板和設(shè)置在所述基板上的多個人造微結(jié)構(gòu)，每一所述超材料片層的折射率分布均相同，超材料片層包括一個圓形區(qū)域和多個與圓形區(qū)域同心的環(huán)形區(qū)域，圓形區(qū)域和環(huán)形區(qū)域內(nèi)折射率隨著半徑的增大連續(xù)減小且相同半徑處的折射率相同，多個區(qū)域中至少存在兩個相鄰的第一區(qū)域及第二區(qū)域，第一區(qū)域內(nèi)折射率隨著半徑的增大從n1連續(xù)減小到n2，第二區(qū)域內(nèi)折射率隨著半徑的增大從n3連續(xù)減小到n4，且滿足n3＞n2。本發(fā)明使微波能量集中于病變部位，減少了正常組織的損傷，提高了熱療效率。
文檔編號A61N5/02GK102784436SQ20111012535
公開日2012年11月21日 申請日期2011年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月16日
發(fā)明者劉若鵬, 季春霖, 尹小明, 岳玉濤 申請人:深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司, 深圳光啟高等理工研究院