專利名稱：醫(yī)用微波功率分配器和具有多路輸出的微波治療設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所述的醫(yī)用微波功率分配器和具有多路輸出的微波治療設(shè)備涉及醫(yī)用微波技術(shù)，特別涉及到微波環(huán)行器和微波治療設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
目前醫(yī)用微波設(shè)備基本是單路輸出微波能量，即接一個(gè)微波輻射器對(duì)病灶進(jìn)行照射治療，不能由一個(gè)微波源向多個(gè)輻射器傳輸微波能量，對(duì)比文件一中國(guó)專利號(hào)ZL9010429.4具有穩(wěn)定功率輸出的微波治療機(jī)，這種治療機(jī)僅能接一個(gè)微波輻射器進(jìn)行臨床治療。
對(duì)比文件二微波鐵氧體與技術(shù)，蔣仁培等編著，第380頁(yè)，1984年4月中國(guó)科學(xué)出版社出版。該對(duì)比文件介紹了帶線環(huán)行器是由一個(gè)Y形結(jié)內(nèi)導(dǎo)體所構(gòu)成，俗稱帶線Y形環(huán)行器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示，在上下兩片鐵氧體[2]圓盤中，放置著一個(gè)Y形帶線內(nèi)導(dǎo)體[8]，在鐵氧體[2]外放置外導(dǎo)體[9]，并施加恒定磁場(chǎng)，其磁場(chǎng)方向和鐵氧體表面相垂直。根據(jù)磁化鐵氧體的非互易散射特性，這種對(duì)稱非互易結(jié)構(gòu)，在一定條件下可以滿足環(huán)行條件。這種帶線結(jié)環(huán)行器就內(nèi)導(dǎo)體的形狀不同可使環(huán)形器寬帶化，如圖2所示的雙Y形帶線內(nèi)導(dǎo)體[10]結(jié)構(gòu)，故這種環(huán)行器叫雙Y結(jié)環(huán)行器，這種內(nèi)導(dǎo)體[10]由一個(gè)大Y結(jié)和一個(gè)小Y結(jié)組成一體，大Y結(jié)和小Y結(jié)互相交叉成60°角，小Y結(jié)的臂長(zhǎng)約為鐵氧體半徑的0∶8倍。上述介紹的這兩種帶線結(jié)環(huán)行器，所施加的磁場(chǎng)均垂直于Y形帶線內(nèi)導(dǎo)體[8]或雙Y形帶線內(nèi)導(dǎo)體[10]，該環(huán)行器的功能是如圖3所示，當(dāng)微波從通口[11]輸入，那么通口[12]被隔離，微波將由通口[13]輸出，當(dāng)通口依次交換時(shí)，環(huán)行作用不變。因此環(huán)形器不能用于微波功率分配。
本發(fā)明的目的由于目前的微波治療設(shè)備基本由單一的微波源供一個(gè)輻射器對(duì)患者進(jìn)行治療;以及微波帶線結(jié)環(huán)行器不能由某通口輸入微波，另外兩個(gè)通口輸出微波。故本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有的帶線結(jié)環(huán)行器進(jìn)行了改造，解決了環(huán)行器一個(gè)通口輸入微波時(shí)另二個(gè)通口可按設(shè)定的控制比例輸出微波，即解決了微波功率分配的技術(shù)問(wèn)題，這樣可人為地控制兩通口輸出微波功率的分配比例。于是本發(fā)明利用該微波功率分配器，實(shí)現(xiàn)了用單一的微波源向多個(gè)輻射器供給能量對(duì)患者進(jìn)行治療，這樣可提高微波治療設(shè)備的利用率。
一種醫(yī)用微波功率分配器，由一個(gè)銅殼體[1]內(nèi)裝有兩塊鐵氧體[2]，在這兩塊鐵氧體[2]之間夾了一片帶線三通[3]，該帶線三通[3]分別與三個(gè)電纜接頭的內(nèi)導(dǎo)體[4]連結(jié)，電纜接頭的外導(dǎo)體[5]與銅殼體[1]連接，在銅殼體[1]上安裝電磁鐵[6]，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直于帶線三通[3]，由一個(gè)電源向該電磁鐵[6]線圈[7]供電，一個(gè)控制電路控制著該電源輸出電流的波形、大小、方向和周期。
本發(fā)明所述的醫(yī)用微波功率分配器，是在帶線結(jié)環(huán)行器上的改進(jìn)，所述的帶線三通就是這種環(huán)行器中的內(nèi)導(dǎo)體，它有兩種形狀Y形和雙Y形。如圖1和圖2所示。帶線環(huán)行器如圖3所示，它的B-B剖面圖其內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意如圖4所示，在上下兩片鐵氧體[2]圓盤之間，放置一個(gè)Y形或雙Y形的帶線三通[3]，一個(gè)銅殼體[1]把鐵氧體[2]和帶線三通[3]包圍起來(lái)，有三個(gè)電纜接頭的內(nèi)導(dǎo)體[4]，分別與帶線三通[3]連接，電纜接頭的外導(dǎo)體[5]與銅殼體[1]連接，在銅殼體[1]外面分別放置兩塊永久磁鐵[14]圓盤，使磁場(chǎng)垂直地穿過(guò)帶線三通[3]。本發(fā)明將兩塊永久磁鐵[14]圓盤去掉，換上電磁鐵[6]，其磁極的幾何形狀和永久磁鐵[14]相同，并使磁場(chǎng)垂直地穿過(guò)帶線三通[3]，故這種醫(yī)用微波功率分配器的外形基本與環(huán)形器相似，都具有三個(gè)通口，如圖5所示，它的A-A剖面圖其內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所示，圖中所示的電磁鐵[6]僅作為一個(gè)示意，可以制作成不同形狀的電磁鐵[6]，但電磁鐵[6]的磁極形狀和磁場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)與永久磁鐵[14]圓盤相同，由于電磁鐵[6]需外部提供電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，故要一個(gè)電源與微波功率分配器配用，并由一個(gè)控制電路去控制電源為電磁鐵[6]的線圈[7]供應(yīng)電流，一般這個(gè)控制電路可由計(jì)算機(jī)來(lái)完成，于是該電源內(nèi)部應(yīng)有接口電路與計(jì)算機(jī)相配合，使該電源輸出的電流波形、大小、方向和周期應(yīng)如圖7所示，其中I表示電流，t表示時(shí)間。電流I的大小應(yīng)使電磁鐵[6]的線圈[7]所產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度與原帶線結(jié)環(huán)行器中永久磁鐵[14]的磁場(chǎng)強(qiáng)度一致。當(dāng)僅有正電流輸出電磁鐵[6]的線圈[7]時(shí)，如圖5所示的微波功率分配器微波輸入通口[11]，通口[12]被隔離，通口[13]有微波輸出;當(dāng)僅有負(fù)電流輸出電磁鐵[6]的線圈[7]時(shí)微波輸入通口[11]，通口[12]有微波輸出，通口[13]被隔離;當(dāng)正負(fù)電流交替地輸給電磁鐵[6]的線圈[7]，其電流分布的占空比t1/t2＝1時(shí)，則微波輸入通口[11]的功率平均分配給通口[12]和通口[13]輸出;當(dāng)t1/t2＞1時(shí)，通口[12]輸出的微波功率大于通口[13];當(dāng)t1/t2＜1時(shí)，通口[12]輸出的微波功率小于通口[13]。由上述可知，這種微波功率分配器不但能對(duì)微波進(jìn)行功率分配而且保留了環(huán)行器的功能。
我們把這種醫(yī)用微波功率分配器應(yīng)用于微波治療設(shè)備上，就構(gòu)成具有多路輸出的微波治療設(shè)備，由微波磁控管輸出的微波能，經(jīng)醫(yī)用微波功率分配器向微波輻射器傳輸微波能。因此，由單一的微波源經(jīng)多個(gè)如前述的微波功率分配器不同組合，就形成微波的多路輸出。這樣可同時(shí)向多名患者進(jìn)行微波康復(fù)治療。例如，當(dāng)使用一個(gè)微波功率分配器，就可以有兩路微波輸出;圖8中給出了3個(gè)微波功率分配器組合方式，則一臺(tái)微波治療設(shè)備可帶4個(gè)微波輻射器。這種醫(yī)用微波功率分配器應(yīng)包括供給電磁鐵[6]線圈[7]的電源和控制該電源的控制電路，才能實(shí)現(xiàn)微波的功率分配，而該電源和控制電路對(duì)于設(shè)計(jì)微波治療設(shè)備的技術(shù)人員都是一般的現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題，最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)是用可輸出正負(fù)電壓的雙路直流電源向電磁鐵[6]線圈[7]供電，用繼電器切換供給電磁鐵[6]線圈[7]的電流方向，用一隨時(shí)間變化的直流脈沖去控制繼電器的動(dòng)作。微波治療設(shè)備一般均有微波輸出總功率的調(diào)節(jié)裝置，與醫(yī)用微波功率分配器配合使用，則更加方便地控制各路功率的輸出。
本發(fā)明所述的醫(yī)用微波功率分配器，是由電磁鐵[6]代替了帶線結(jié)環(huán)行器內(nèi)的永久磁鐵[14]，同時(shí)還增加了向電磁鐵[6]線圈[7]提供電流的有關(guān)電路，于是這種醫(yī)用微波功率分配器不但能對(duì)輸入的微波能量由二個(gè)通口按比例輸出微波，而且還能保持原環(huán)行器的功能。本發(fā)明所述的具有多路輸出的微波治療設(shè)備正是應(yīng)用了這種醫(yī)用微波功率分配器，因此由一臺(tái)微波治療設(shè)備可同時(shí)進(jìn)行多人治療，這是對(duì)傳統(tǒng)微波治療設(shè)備的更新，一臺(tái)多路輸出的微波治療設(shè)備和一臺(tái)單路輸出的微波治療設(shè)備雖然造價(jià)相差不多，但所發(fā)揮的效果相差多倍。綜上所述，該微波功率分配器和具有多路輸出的微波治療設(shè)備無(wú)疑是一種積極的進(jìn)步。


圖1Y形環(huán)行器示意2雙Y形環(huán)行器示意3帶線結(jié)環(huán)行器示意4是圖3的B-B剖視5醫(yī)用微波功率分配器圖6是圖5的A-A剖視7施加給電磁鐵線圈電流分布示意8具有四路輸出的微波治療設(shè)備方框圖實(shí)施例一醫(yī)用微波功率分配器首先應(yīng)具備圖3所示的帶線結(jié)環(huán)行器，然后制作一電磁鐵[6]，其磁極的幾何形狀與永久磁鐵[14]相同，該電磁鐵[6]產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與永久磁鐵[14]一致，磁場(chǎng)強(qiáng)度≥100高斯，用該電磁鐵[6]代替環(huán)行器上永久磁鐵[14]，圖6中給出了電磁鐵[6]的裝配結(jié)構(gòu)，當(dāng)電磁鐵[6]滿足上述磁場(chǎng)強(qiáng)度、方向和磁極的幾何形狀的要求，允許電磁鐵[6]的結(jié)構(gòu)多樣化。用一個(gè)能提供正負(fù)電流輸出的電源向該電磁鐵[6]線圈[7]供電，該電源由一個(gè)控制電路去控制，一般均采用微機(jī)或單片機(jī)再配制相應(yīng)的接口電路去控制該電源，要求向電磁鐵[6]線圈[7]提供的電流分布應(yīng)滿足圖7所示意的電流分布，由于該電源所加負(fù)載為電感器件，可允許圖7所示意的電流分布方波曲線崎變。當(dāng)使用這種醫(yī)用微波功率分配器時(shí)，向電磁鐵[6]線圈[7]施加如圖7所示的電流分布，則微波從通口[11]輸入后，從通口[12]和通口[13]交替地輸出微波，如果電流方向不變即電磁鐵[6]的磁場(chǎng)方向不變，則僅一個(gè)通口[12]或通口[13]輸出微波。
實(shí)施例二具有多路輸出的微波治療設(shè)備我們把實(shí)施例一的醫(yī)用微波功率分配器的通口[11]接到微波振蕩電路中的微波輸出端口上，微波功率分配應(yīng)配上相應(yīng)的電源和控制電路，在微波功率分配器的通口[12]和通口[13]接上微波輻射器，即可實(shí)現(xiàn)由單一的微波源進(jìn)行二路輸出。同理，如圖8所示的具有四路輸出的微波治療設(shè)備方框圖，按照此圖我們可在微波振蕩電路中微波輸出端口上接上一個(gè)醫(yī)用微波功率分配器，再由這個(gè)功率分配器分別與二個(gè)醫(yī)用微波功率分配器相接，于是可向四個(gè)微波輻射器傳輸微波能量，每個(gè)微波功率分配器要配備一個(gè)電源，用一個(gè)控制電路去控制這些電源。根據(jù)上述微波輸出的連接方法，就可實(shí)現(xiàn)由單一的微波源向二個(gè);或四個(gè);或八個(gè)輻射器輸出微波能量，如果控制電路使某個(gè)醫(yī)用微波分配器上的電磁鐵[6]線圈[7]的電流方向不變，可以實(shí)現(xiàn)向一個(gè);或三個(gè);或五個(gè);或七個(gè)輻射器輸出微波能量。上述的每個(gè)輻射器的輸出微波能量由控制電路去控制電磁鐵[6]線圈[7]上的電流分布的t1/t2值來(lái)實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種醫(yī)用微波功率分配器，由一個(gè)銅殼體[1]內(nèi)裝有兩塊鐵氧體[2]，在這兩塊鐵氧體[2]之間夾著一片帶線三通[3]，該帶線三通[3]分別與三個(gè)電纜接頭的內(nèi)導(dǎo)體[4]連接，電纜接頭的外導(dǎo)體[5]與銅殼體[1]連接，其特征是在銅殼體[1]上安裝電磁鐵[6]，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直于帶線三通[3]，由一個(gè)電源向該電磁鐵[6]線圈[7]供電，一個(gè)控制電路去控制該電源輸出電流的波形、大小、方向和周期。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用微波功率分配器，其特征是電磁鐵[6]所產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度≥100高斯。
3.一種具有多路輸出的微波治療設(shè)備，由微波振蕩器輸出的功率，經(jīng)醫(yī)用微波功率分配器向微波輻射器傳輸微波能量，該醫(yī)用微波功率分配器由一個(gè)銅殼體[1]，內(nèi)裝有兩塊鐵氧體[2]，在這兩塊鐵氧體[2]之間夾著一片帶線三通[3]，該帶線三通[3]分別與三個(gè)電纜接頭的內(nèi)導(dǎo)體[4]連接，電纜接頭的外導(dǎo)體[5]與銅殼體[1]連接，其特征是在銅殼體[1]上安裝電磁鐵[6]，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直于帶線三通[3]，由一個(gè)電源向該電磁鐵[6]線圈[7]供電，一個(gè)控制電路去控制該電源輸出電流的波形、大小、方向和周期。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有多路輸出的微波治療設(shè)備，其特征是電磁鐵[6]所產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度≥100高斯。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有多路輸出的微波治療設(shè)備，其特征是由一個(gè)醫(yī)用微波功率分配器向兩個(gè)微波輻射器傳輸能量。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有多路輸出的微波治療設(shè)備，其特征是由一個(gè)醫(yī)用微波功率分配器再與兩個(gè)醫(yī)用微波功率分配器連接向四個(gè)微波輻射器傳輸能量。
全文摘要
醫(yī)用微波功率分配器和具有多路輸出的微波治療設(shè)備涉及到微波環(huán)行器及微波治療設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。利用本發(fā)明的醫(yī)用微波功率分配器所制成的具有多路輸出的微波治療設(shè)備解決了醫(yī)用微波治療設(shè)備由單一的微波源提供多路微波輸出的技術(shù)問(wèn)題。該醫(yī)用微波功率分配器是將帶線結(jié)環(huán)行器上的永久磁鐵去掉，換上電磁鐵，使磁場(chǎng)方向垂直帶線三通；微波源經(jīng)醫(yī)用微波分配器向多個(gè)輻射器提供微波能量。本發(fā)明主要用于醫(yī)用微波治療設(shè)備領(lǐng)域。
文檔編號(hào)A61N5/02GK1089178SQ93120910
公開日1994年7月13日 申請(qǐng)日期1993年12月18日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月18日
發(fā)明者柴玉瑛 申請(qǐng)人:柴玉瑛