Внутритканевый свч-излучатель и способ его изготовления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 15 55 5 А 61 В 17/36 Н К АВТОРСКОМ ВИДЕТЕЛЬСТ анова В 4494539опублик. 1985.Г, Антенны в матеМ.: Мир, 1984,3.А, и др. Защи ровки на осно имия, 1984, с ые покрырмопласЧАТЕЛЬ ИТКАНЕВЫЙ СВЧ-ИЗГО ИЗГОТОВЛЕНИЯетение относитсярохирургическойгрева и коагуляци нцин пара М СЛ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЭО 1(57) Изобской элекре для пр Целью изобретения является улучшениеравномерности нагрева ткани. Излучатель содержит коаксиальный волновод1, центральный проводник 2 и слой 3диэлектрика. Слой диэлектрика концентричен центральному проводннку, атолщина слоя изменяется по его длине. Слой диэлектрика образован необратимо термокоагулированным полимером, для нанесения которого приготавливают состав в виде геля, имитирующий по механическим и электрофизическнм свойствам биоткань. Послепогру)кения в этот состав проводника2 по нему пропускают СВЧ-мощностьопределенного уровня. После извлечения и сушки слой 3 термокоагулированного полимера покрывают водонепроницаемой пленкой. 2 с, и 2 э.п.ф-лы,2 ил.15 11 Ед с 1 цсоз -зж(1 с 2 + д/2),21 40 где Й2 толщина слоя при 2 = 0;расстояние от начала выступающей части проводника дорассматриваемой точки;длина центрального проводника излучателя;действительная часть постоянной распространения,50При выполнении излучателя с толщиной слоя диэлектрика, определяемой по укаэанному выражению, обеспечинается более равномерная толщина коагулируемой ткани чем это возможно с исУ55 пользованием известных устройств.Способ изготовления внутритканевого СВЧ-излучателя заключается в следующем. Изобретение относится к медицинской электрохирургической аппаратуре с использованием сверхвысокочастотной энергии.1 ель изобретения - улучшение равномерности нагрева эа счет большейоднородности электрического поляв биоткани, окружающей центральныйпроводник. 10На фиг. 1 показан внутритканевыйСВЧ-излучатель; на фиг. 2 - схемананесения слоя диэлектрика в термокоагулируемом геле.Внутритканевый СВЧ-излучательсодержит коаксиальный волновод 1,центральный проводник 2 и слой 3диэлектрика.На фиг. 2 обозначены: 4 - гель;5 - коагулируемый слой геля; 6 -диаграмма электрического поля.Внутритканевый СВЧ-излучательработает следующим образом.Излучатель подключают к СВЧ-генератору мощности и подводят к поверхности биоткани до соприкосновения. Включают СВЧ-мощность, при этом она покоаксиальному волноводу 1 поступаетна выступающую часть центральногопроводника 2 и излучается в пространство, нагревая биоткань. При погружении излучателя в глубину биотканипроисходит бескровная коагуляция прилегающего к центральному проводнику 2объема биоткани,35Слой диэлектрика 3, наносимый нацентральный проводник 2 излучателя поего длине, характеризуется переменнойтолщиной:Поскольку в тканях организма чело- нека содержание белков колеблется в пределах 18-257, общая концентрация солей составляет около 1 Х, а остальную массу ткани составляет вода, для состава, имитирующего ткань, взяты средние значения указанных в формуле величин, Гелеобразная консистенция необходима для предотвращения переноса тепла путем конвекции, которая искажает картину теплового поля излучателя.Гель готовят следующим образом,В 77 г дистиллированной воды растворяют 1 г хлористого натрия и 18 г бычьего сывороточного альбумина. Затем добавляют к полученному раствору 4 г размолотого желатина и оставляют на один час. После этого подогревают состав на водяной бане до 50 С при перемешивании до полного растворения желатинаПосле охлаждения раствора до комнатной температуры образуется прозрачный желтоватого цвета гель.Для нанесения слоя диэлектрика полностью погружают в гель выступающий центральный проводник и пропускают по нему СВЧ-энергию с частотой 2450 ИГц и мощностью, рассчитанной по формуле Р = Ро + К С10 г (Т - Т)с,отраженная СВЧ мощность,Вт;коэффициент, подобранныйэкспериментально; где Ро Приготавливают гель иэ необратимого термокоагулируемого полимера, полностью погружают в него выступающий центральный проводник, пропускают СВЧ-мощность, нагревая гель, извлекают из него излучатель, ополаскивают его дистиллированной водой, высушивают и покрывают водонепроницаемой пленкой из диэлектрического материала.Для изготовления внутритканевого излучателя приготавливают состав в виде геля, имитирующий по механическим и электрофизическим свойствам биоткань и содержащий, вес.7;Бычий сывороточныйальбуминЖелатинХлористый натрийВода1535533 ка, которую контролируют с помощьюмикроскопа и окуляр-микрометра.Высушенный слой альбумина покрывают одним слоем фторопластового лакаФЛ путем окунания с последующимвысушиванием при комнатной температуре. Образованная таким образом пленказащищает слой альбумина от набухания 10 во влажной среде и при погружении излучателя в ткань. т 15 Учитывая, что теплоемкость гелг.составляет 3,47 Дж/г град, плотностьгеля= 1,07 г/см, длина выступающей части центрального проводника1 = 1,7 см, радиус центрального проводника г =- 0,034 см, температуракоагуляции бычьего сывороточногсальбумина Т - 65 Г, исходная температура геля т - 20 С, время СВЧ-нагрева 1 = 1 с, а также то, что измеренная отраженная мощность Р составляет 47 от выходной мощности генератора, а эмпирически найденный для 30частоты 2450 МГц коэффициент пропорциональности К равен 50, рассчитанная мощность, подаваемая в излучатель, составляет 54 Вт,Поглощение СВЧ-мощности гелем 4,имитирующим по своим свойствам коагудируемую ткань, приводит к нагреву итермокоагуляции альбумина, который образует слой 5, адгеэированный к поверхности погруженного в гель проводника. 4 ОПри этом толщина коагулированного слояпропорциональна интенсивности тепловыделения, которая, в свою очередь, пропорциональна плотности тока, протекающегв геле, При коротких экспозици бях, когда процессами термодиффузииможно пренебречь, конфигурация коагулированного слоя альбумина будет соответствовать изотерме теплового поФгде д ля излучателя. 50 теплоемкость геля,Лж/г град,плотность геля, г/см;длина выступающей частицентрального проводника,не превышающая двух длинволн в ткани, см;радиус центрального проводника, см;температура коагуляции полимера, град;исходная температура геля,град;время СВЧ нагрева, равное1-2 с; После пропускания СВЧ-мощности излучатель извлекают из геля, ополаскивают дистиллированной водой и высушивают при комнатной температуре в замкнутом объеме с поглотителем влаги, в качестве которого используют хлористый кальций. Высушивание проводят до постоянной тонцины слоя диэлектриформула изобретения 1. Внутритканевый СВЧ-излучатель, содержащий коаксиальный волновод с выступающим центральным проводником, покрытым слоем диэлектрика, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения равномерности нагрева эа счет большей однородности электрического поля в биоткани, окружающей центральный проводник, слой диэлектрика расположен осесимметрично, его толщина д изменяется вдоль проводника согласно выражению/Ъгд = д соз - )здп 2 (1 сг + (l /2)1 21)У толщина слоя изоляции приг=О;расстояние от начала выступающей части проводника дорассматриваемого сечения;длина центрального проводника излучателя;действительная часть постоянной распространения,2. СВЧ-излучатель по п. 1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что слой диэлектрика образован термокоагулированным полимером, покрытым водонепроницаемой диэлектрической пленкой, толщины которых не превышают соответственно О, 15 и 0,02 радиуса центрального проводника.3. Способ изготовления внутритканевого СВЧ-излучателя с выступающим центральным проводником, включающий нанесение на проводник слоя диэлектрика с последующей его сушкой, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что диэлектрик изготавливают из геля, с необратимо термокоагулируемым полимером, для чего выступающий центральный проводник излучателя полностью погружают в гель, нагревают гель СВЧ-излучении Т - температура коагуляции и исходная температура геля, град; нагревают сверхвысокочастотной мощностью Р, определяемой выражением щ 1-2 с - время нагрева,за. оставитель Вехред М,Дидык иськинКорректор И дактор А, Лежни аж 531 аказ 67 1 ИИИИ Государственног 113035одписно а по изобретен Ж, Раушска комит Москв м и открытиям при ГКНТ СССиаб., д. 4/5 Произвол твенно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина 1 О1 ем, вынимают излучатель, ополаскивают дистиллированной водой .и просушивают, затем покрывают его водонепроницаемой пленкой иэ диэлектрического материала. 4Способ по п. 3,ю щ и й с я тем, чтосостав, мас.7:Бычий сывороточныйальбуминЖелатинХлористый натрийВода отраженная СВЧ-мощность,Вт;коэффициент условий эксперимента;теплоемкость геля. Дж/г град;плотность геля, г/смрадиус центрального проводника, см;