專利名稱：冷卻式同軸加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是微波治癌機(jī)中的一種同軸加熱器，屬于醫(yī)療儀器的技術(shù)領(lǐng)域。
目前微波治癌機(jī)大體上分為體外輻照式和插入式二大類，在插入式微波治癌機(jī)中所用的微波同軸加熱器均為非冷卻式，而加熱溫度是有限制的，當(dāng)加熱溫度高于42℃的時(shí)候，才能達(dá)到治療腫瘤的目的，但加熱溫度又必須低于50℃，否則將有害于人體，由于同軸天線周圍電磁場分布的固有特性，在最高溫度不超過50℃的情況下，它的有效治療直徑只能在2厘米左右，在加熱過程中，同軸加熱器表面的溫度最高，隨著徑向距離r的增加，溫度急劇下降，當(dāng)饋入的微波功率越大，整個(gè)溫度分布曲線也就上升，同時(shí)加熱器表面的溫度也將上升。因此，要想提高治療效果，就必須加大微波饋入功率，而加大微波功率又將使溫度上升面超過50℃，所以，提高治療效果和同軸加熱器溫度的上升形成了一對矛盾，至今也沒有人提出解決這一矛盾的具體方法。
本發(fā)明的目的是提供一種可以明顯提高治療效果，拓寬治療區(qū)域而又保證有安全治療溫度的冷卻式同軸加熱器。
本發(fā)明的冷卻式同軸加熱器主要由以下幾個(gè)部分所組成，即加熱器帽(1)、墊圈(2)、墊腳(3)、屏蔽筒(4)、外導(dǎo)體筒(5)、固定螺母(6)、熱電偶引線(7)、同軸電纜絕緣層(8)、接頭(9)、支撐薄片(10)、熱電偶小球(11)、同軸電纜軸線(12)。整個(gè)加熱器以同軸電纜軸線(12)為軸心，呈一圓柱狀，在同軸電纜的內(nèi)外導(dǎo)體之間，沿著波的傳播方向(即同軸電纜軸線(12)的側(cè)面)將原有的絕緣材料去掉，用高頻介質(zhì)材料的薄片支撐，把同軸電纜去掉原有絕緣材料后的內(nèi)部空間分割成左右兩個(gè)互不流通的子空間，然后把它放進(jìn)一個(gè)金屬屏蔽套管即外導(dǎo)體筒(5)內(nèi)，外導(dǎo)體筒(5)外再套有屏蔽筒(4)，屏蔽筒與外導(dǎo)體筒的前端相對齊，由墊腳(3)將二者的前端擋住并固定之。在外導(dǎo)體筒與屏蔽筒之間有兩根相互絕緣的熱電偶引線(7)通過，其熱電偶端部的熱電偶小球(11)處于外導(dǎo)體的端部，并處于墊腳與加熱器帽之間。熱電偶小球與外導(dǎo)體筒以及屏蔽筒在電性能上是彼此絕緣的。
同軸電纜軸線(12)的前部比外導(dǎo)體筒長出四分之一波長的長度，支撐薄片(10)的前端與同軸電纜軸線的前端對齊，在該部分的外部套有一個(gè)加熱器帽(1)，其外徑與屏蔽筒(4)的外徑相等，中心內(nèi)孔的直徑與同軸電纜外導(dǎo)體的內(nèi)直徑相同(即等于同軸電纜軸線的直徑加上其兩側(cè)的兩片支撐薄片的高度)，加熱器帽不包括前端半圓球部分其長度為四分之一波長，其前端呈封閉的半球狀，在加熱器帽前部半球狀的內(nèi)部是一個(gè)空間，此空間將同軸電纜線兩側(cè)用支撐薄片分割成的兩個(gè)子空間相連通。此外，在加熱器帽與墊腳之間還設(shè)有一個(gè)墊圈(2)。
在該加熱器后部的兩側(cè)分別對稱地設(shè)有一個(gè)流體的進(jìn)口和出口，并分別與同軸電纜軸線兩側(cè)的子空間相連通，在加熱器的末端，設(shè)有一定固定螺母(6)，該固定螺母(6)作為接口與設(shè)備相連。
本發(fā)明的冷卻式同軸加熱器其工作過程如下當(dāng)冷卻式同軸加熱器置于生物組織中，由同軸電纜軸線的前部發(fā)出一定場強(qiáng)的微波，在微波場的作用下，生物組織中產(chǎn)生熱量，由于在同軸電纜軸線附近場強(qiáng)高，所以溫度也高;在較遠(yuǎn)處場強(qiáng)低，側(cè)溫度也低，并且形成了一個(gè)溫度梯度。當(dāng)生物組織中某處的溫度大于42℃，低于50℃時(shí)，或仍需繼續(xù)增加微波功率時(shí)，在加熱器表面的溫度就有可能超過50℃，此時(shí)將冷卻流體通過加熱器內(nèi)部，把聚積在其表面的熱量帶走，從而確保其溫度低于50℃。
采用本發(fā)明的冷卻式同軸加熱器其優(yōu)點(diǎn)在于由于使用了流體在加熱器內(nèi)部進(jìn)行冷卻，因此能適當(dāng)?shù)卦黾游⒉ǖ酿伻牍β?，有效地提高了治療的范圍，其有效治療直徑相對以前能提?0%左右。另外，通過改變冷卻流體的流速以及微波功率，可以方便地調(diào)節(jié)所需的治療直徑。由于在加熱器內(nèi)部有冷卻體流過，能確保加熱器的表面溫度保持在50℃以下，因此有效地提高了該儀器使用的安全性和可靠性。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的左視圖，圖中9a和9b分別是冷卻流體進(jìn)口和出口的接頭。
圖3是圖1中A-A部分的旋轉(zhuǎn)剖視圖。
本發(fā)明的冷卻式同軸加熱器采用以下方案實(shí)現(xiàn)。將普通同軸電纜線剝?nèi)テ浣饘倬W(wǎng)外導(dǎo)體，取前端17厘米長的一段，將同軸電纜軸線水平方向兩側(cè)的絕緣介質(zhì)磨去，保留垂直方向上的絕緣介質(zhì)，其厚度為2毫米，然后在介質(zhì)的兩端涂上502膠水，迅速插進(jìn)外導(dǎo)體筒，用模具固定之，這樣，就在外導(dǎo)體筒內(nèi)，同軸電纜軸線外形成左右二個(gè)長條形子空間，該兩個(gè)子空間在前端加熱器帽的半圓球部分相連通，在該兩個(gè)長條形子空間的末端，分別用1厘米左右長的細(xì)金屬管與空間相連通，并垂直穿出外導(dǎo)體筒和屏蔽筒。加熱器帽、墊圈、墊腳均采用聚四氟乙烯材料，屏蔽筒、外導(dǎo)體筒采用黃銅材料，熱電偶采用銅-康銅熱電偶。根據(jù)以上所述，便可制成本發(fā)明的冷卻式同軸加熱器。
權(quán)利要求
1.一種治癌機(jī)用的同軸加熱器，由微波加熱天線、加熱器帽及加熱器接口等所組成，其特征在于該加熱器具有流體循環(huán)冷卻裝置，它主要由加熱器帽(1)、屏蔽筒(4)、外導(dǎo)體筒(5)、固定螺母(6)、接頭(9)、支撐薄片(10)、熱電偶小球(11)、同軸電纜軸線(12)所組成，該加熱器以同軸電纜軸線(12)為軸心，在其兩側(cè)相對應(yīng)的位置上設(shè)有支撐薄片(10)、在支撐薄片(10)的外面緊套著外導(dǎo)體筒(5)，使得在外導(dǎo)體筒(5)內(nèi)，同軸電纜軸線(12)外形成兩個(gè)長條形子空間通道，在加熱器帽內(nèi)的前端，有個(gè)半圓球形空間，將同軸電纜軸線(12)外的長條形子空間相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻式同軸加熱器，其特征在于加熱器帽(1)不包括前端半圓 部分，其長度為四分之一微波的波長，其直徑與屏蔽筒(4)的外徑相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冷卻式同軸加熱器，其特征在于熱電偶小球(11)位于加熱器帽(1)與墊腳(3)之間，熱電偶引線(7)位于屏蔽筒(4)與外導(dǎo)體筒(5)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冷卻式同軸加熱器，其特征在于加熱器后部設(shè)有兩個(gè)用于連接冷卻液體的接頭(9)，分別位于加熱器的兩側(cè)，并垂直穿過屏蔽筒(4)和外導(dǎo)體筒(5)，分別與外導(dǎo)體筒(5)內(nèi)的兩個(gè)長條形子空間相連通。
全文摘要
冷卻式同軸加熱器是微波治癌機(jī)中的一種同軸加熱器，它主要由微波加熱部分，溫度探測部分、冷卻部分所組成，加熱部分的同軸電纜軸線的上、下兩側(cè)分別設(shè)有絕緣介質(zhì)為材料的支撐薄片，將同軸電纜軸線與外導(dǎo)體筒和加熱器帽之間形成兩條子空間，其前端由加熱器帽內(nèi)的半圓球空間連通，其后部分別與細(xì)金屬管連通并引出加熱器外，使用該加熱器可以在確保加熱溫度不超規(guī)定的情況下，增加治療半徑和治療效果，提高安全性。
文檔編號A61N5/04GK1047979SQ9010570
公開日1990年12月26日 申請日期1990年7月17日 優(yōu)先權(quán)日1990年7月17日
發(fā)明者楊鴻生 申請人:東南大學(xué)