基于體外輻射的微波治療裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種基于體外輻射的微波治療裝置，包括球面天線陣列，多個獨立的輻射單元不均勻的設置在球面天線陣列的表面，而且還具有與所述球面天線陣列同心設置的氧化鋁球面匹配層。本發明專利技術的微波治療裝置由于采用體外輻射加熱的方式，從而能夠解決創傷和發熱的問題，并且通過探針引導，使得治療在開始定位后可以脫離CT或IMR的介入，依據預先的規劃進行治療，自動化程度高，治療速度快。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種醫療器械，更具體地說，本專利技術涉及一種介入治療中對腫瘤的微創和無創治療用的微波治療裝置。
技術介紹
微波熱療是指借助特定形式的微波熱療輻射器，將微波能量引導照射于人體的癌變部位，使之由于介質損耗吸收微波能量而發熱升溫，達到抑制腫瘤細胞的DNA和RNA的復制、蛋白質合成和腫瘤細胞的繁殖的效果，使腫瘤病變組織細胞的功能受損乃至壞死，進而實現腫瘤治療。與其他的熱療方法相比，微波熱療具有癌變組織內部升溫快、熱流分布更加均勻、熱療效果好、成本低、便于操作等優點。因此具有良好的臨床應用前景，目前已廣泛地應用于乳腺癌、腦腫瘤、頸部瘤、惡性黑色素瘤等淺表腫瘤的熱療。但是如何在腫瘤處形成高強度的電磁場的聚集而又盡可能的減少對附近正常組織的影響是一大難題。現有的射頻和微波治療是通過電纜將射頻或微波引入體內，進行治療。存在創傷較大，電纜發熱容易燙傷患者，以及整個治療過程中度需要在CT介入下進行。對于淺表腫瘤，多發于皮下數厘米深度之內，通常具有較大的面積，且在皮下生物組織中呈現特殊的形態。如果采用微波熱療技術，需要將微波能量散布在較大的腫瘤區域， 且與腫瘤形態相吻合，為此通常需要采用特定的微波天線陣列形式并適當地控制各天線激勵的幅度和相位，將微波能量聚焦于腫瘤區域并避免對周圍組織的損傷。
技術實現思路
為了解決現有技術中存在的上述技術問題，本專利技術的目的在于提供一種基于體外輻射的微波治療裝置。為了解決上述技術問題，本專利技術通過以下技術方案來實現一種基于體外輻射的微波治療裝置，包括球面天線陣列，其特征在于多個獨立的輻射單元不均勻的設置在球面天線陣列的表面，而且還具有與所述球面天線陣列同心設置的氧化鋁球面匹配層。其中，氧化鋁球面匹配層的厚度為8-12mm ;優選為10mm。其中，在所述氧化鋁球面匹配層內設置有柔性容器，所述的柔性容器內盛裝有甘油和水的混合液體，甘油和水的質量比為15±1 : 85。其中所述的柔性容器外表面無縫的粘結在氧化鋁球面匹配層的內表面上。其中，所述的柔性容器由乳膠、橡膠或其它柔性材料制成，上述材料在2. 5GHz微波頻率下介電常數的損耗角正切時不大于O. 015。其中，所述多個獨立的輻射單元分別與功率分配控制器的多個輸出端口連接，所述功率分配控制器與微波信號發生器連接。其中，所述的第一 級功率分配器與第二級功率分配器間還設置有移相器。所述移相器用來控制焦斑的尺寸。其中，所述的體外輻射的微波治療裝置還包括調制器，并且所述的調制器與所述的微波信號發生器連接，所述的調制器采用脈沖調制方式控制微波信號發生器的平均輸出功率。本專利技術的第二方面，還涉及一種基于體外輻射的微波治療系統，其包括上述體外輻射的微波治療裝置；此外還具有探針，所述的探針具有溫度傳感器和微波場強傳感器，能夠同時測量微波場強和溫度；所述的探針在CT或IMR的介入下置于治療部位的中心，并通過探針檢測對準焦斑，并且在計算機的控制下實現自動導航治療。其中，所述的微波治療系統還包括可移動平臺，所述的可移動平臺在計算機的控制下可實現三維移動。本專利技術的微波治療裝置，與現有技術相比具有以下有益效果(I)本專利技術的微波治療裝置和系統采用體外輻射加熱的輻射，避免了創傷和加熱燙傷的風險。(2)本專利技術中的微波治療裝置和系統通過調節輻射單元之間的相對位置和輻射單元之間的相位差可以實現對焦斑大小和形狀的控制。(3)本專利技術的微波治療裝置和系統采用脈沖調制器來控制微波信號發生器的平均輸出功率，并且保持微波信號發生器的輸出峰值功率不變，從而保證了微波信號發生器的工作狀態單一，效率高，顯著提高了微波信號發生器的使用壽命，而且也簡化了微波場強的探測。(4)本專利技術的微波治療裝置和系統設置有氧化鋁匹配層和盛裝有混合液體的柔性容器，不僅保證了微波能量對人體的透射，而且實現了匹配層和人體的無空隙適配，顯著降低了傳輸損耗，并且避免了治療區域表層皮膚的灼燒和燙傷。附圖說明圖1是具體實施方式所述的體外輻射的微波治療系統的示意圖。圖中各附圖標記所表示的含義分別為1_微波信號發生器，2-調制器，3-—分四功分器，4-移相器，5-—分八功分器，6-球面天線陣列，7-氧化鋁球面匹配層，8-柔性容器， 9-探針，10-可移動平臺。具體實施方式以下將結合具體實施方式以及附圖對本專利技術的技術方案作進一步的說明。如附圖1所示，本具體實施方式涉及的基于體外輻射的微波治療裝置，包括球面天線陣列6，32個獨立的輻射單元不均勻的設置在球面天線陣列6的表面，而且還具有與所述球面天線陣列6同心設置的氧化鋁球面匹配層7。在所述氧化鋁球面匹配層7內表面無縫的粘結有由乳膠制成的柔性容器8，所述的柔性容器8內盛裝有甘油和水的混合液體。所述的體外輻射的微波治療裝置還包括微波信號發生器1，所述的微波信號發生器I通過調制器2控制微波輸出的平均功率，微波信號發生器I發出的微波信號通過一分四功率分配控制器3將微波功率等分為四份，并通過一分八功率分配控制器5進一步將微波信號分成 32份獨立的輻射單元，并且在一分四功率分配控制器3和一分八功率分配控制器5之間設置有移相器4，可以控制輸出到一分八功率分配控制器5的輻射單元的相位 。并且進一步的在所述的微波治療裝置的基礎上設置探頭9、計算機控制系統以及可移動平臺10可以構成本專利技術的微波治療系統。本專利技術的微波信號發生器發出的高功率的微波通過球形天線在人體內聚焦，形成高強度微波的聚集，在該處產生熱量，從而殺死腫瘤細胞。這是一種基于體外輻射的微波治療方式。微波功率是通過球形的天線陣列輻射，在球心處聚焦，產生尺寸很小，場強很高的焦斑。由于是球形陣列，就很容易產生在x，y，z三個方向尺度一致的焦斑。陣列單元一共有32個，采用不均勻布置，不僅可以減少輻射單元的數量，減低系統的復雜性，而且還可以保持天線的聚焦性能，并且在需要時可以控制焦斑的大小尺寸。示例性地，本專利技術的微波功率是由頻率為2450MHz信號發生器產生，所述的微波功率流經過相等的功分電路，分成32路功率相等的直路，加到球形天線陣的32個輻射單元上。功率分配采用兩級方式，第一級分為四路，第二級采用四個分為八路的功分器，這樣實現32路的等功率分配，不僅具有電路簡單，線路損耗小的優點，此外在兩級功分器之間附加移相器，可以控制輸出到各組(每組8個)輻射單元的相位，通過計算機優化設計，選擇各組單元的位置和各組間微波信號的相位差，可以實現對焦斑大小的控制。對組織的加熱的溫度和速度是和所加的微波功率的平均功率相關的，這里采用脈 沖調制方式，控制微波源的平均輸出功率。即微波信號發生器的輸出峰值功率是不變的，通過矩形脈沖調制器使得信號發生器時間段工作的，工作和間歇的周期是20毫秒，控制工作和間歇的時長，即控制脈沖的占空比，就可以控制輸出的平均功率。由于要改變微波信號發生器的輸出功率是比較復雜的，采用本專利技術的技術回避了這一難題，微波發生器的工作狀態單一，效率高，微波發生器的使用壽命長，同時，也有利于采用探針探測體內的微波的強度。采用體外微波輻射的一大難題是人體對微波的反射，由于人體組織和空氣的特性相差極大，由天線輻射的微波能量的大部分將被反射，無法進入人體組織，這樣不僅造成治療的效率降低，還會產生環境的電磁污染。本專利技術提出使用球形匹配層和焦點控制裝置，在接近球心本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于體外輻射的微波治療裝置，包括球面天線陣列，其特征在于多個獨立的輻射單元不均勻的設置在球面天線陣列的表面，而且還具有與所述球面天線陣列同心設置的氧化鋁球面匹配層。

【技術特征摘要】
1.一種基于體外輻射的微波治療裝置，包括球面天線陣列，其特征在于多個獨立的輻射單元不均勻的設置在球面天線陣列的表面，而且還具有與所述球面天線陣列同心設置的氧化鋁球面匹配層。2.根據權利要求1所述的微波治療裝置，其特征在于所述的氧化鋁球面匹配層的厚度為8_12mm ;優選為10mm。3.根據權利要求1或2所述的微波治療裝置，其特征在于在所述氧化鋁球面匹配層內設置有柔性容器，所述的柔性容器內盛裝有甘油和水的混合液體。4.根據權利要求3所述的微波治療裝置，其特征在于所述的柔性容器的外表面無縫的粘結在氧化鋁球面匹配層的內表面上。5.根據權利要求4所述的微波治療裝置，其特征在于所述的柔性容器由乳膠制成。6.根據權利要求1所述的微波治療裝置，其特征在于所述多個獨立的輻射單元分別與功率分配控制器的多個輸出端口連接，所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：許家棟，韋高，鄭加生，劉健，
申請(專利權)人：北京緯博天健科技有限公司，
類型：發明
國別省市：