Устройство для свч-терапии

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1)5 А 61 Х 5/ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ43 ий отдел здраво аН. Е, ЖитииСоколовский,(54) УСТРОЙСТВО (57) Изобретение кой технике и мо для СВЧ-терапии и ретения - сниже счет обеспечения к кого регулирования ЛЯ СВЧ-ТЕРАПИ относится жет быть диагностик ние травма онтроля и температур медипол ьзо цинсвано изоби за и. Цель тичнос автоматоблуч ичес- емоОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯПРИ ГКНТ СССР Н А ВТОРСКОМФ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свид940387, кл. А 61 80160782 го участка тела пациента в широком интервале изменений уровя СВЧ мощности. Устройство для СВЧ-терапии содержит коаксиальный резонатор 1 с элементами настройки 2 и 3, в котором установлен полупроводниковый генераторный диод 4 и элемент развязки 5 (вентиль), коаксиальную линию передачи 6, термоэлектрический охладитель 7 на эффекте Пельтье, снабженный металлическими контактными пластинами 8, изолирующими пластинами 9, микрополосковый аппликатор, состоящий из металлического экрана 10, диэлектрической подложки 11 и элемента связи 12, датчик температуры 13, усилитель 14 сигнала постоянного тока, регуляторы тока на и-р-лтранзисторах 15 и 16, фазоинверсный усилитель на полевом МОП-транзисторе 17,резисторы8 - 22, источник питания 23, радиатор 24. 1 ил.5 10 15 20 25 30 Ж 40 45 50 55 Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для СВЧ-терапии и диагностики.Цель изобретения - снижение травматичности за счет обеспечения контроля и автоматического регулирования температуры облучаемого участка тела пациента в широком интервале изменений уровня СВЧ мощности.На чертеже представлена функциональная схема устройства.Устройство содержит коаксиальный резонатор 1 с элементами 2 и 3 настройки частоты и мощности, в котором установлен полупроводниковый генераторный диод 4 (например, диод Ганна, ЛПД и др.), элементы 5 развязки (вентиль, циркулятор), канальную линию 6 передачи, термоэлектрический охладитель 7 на эффекте Пельтье, снабженный металлическими контактными пластинами 8, изолирующими пластинами 9, микрополосковый аппликатор, состоящий из металлического экрана 10, диэлектрической подложки 11 и элемента 12 связи, датчик 13 температуры, усилитель 4 сигнала датчика температуры тела, регуляторы тока на и-р-и транзисторах 15 и 16, фазоинверсный усилитель на полевом МОП, транзисторе 17, резисторы 18 - 22, источник 23 питания, радиатор 24.Устройство работает следующим образом, П ри передаче на полупроводниковый генераторный диод 4 от источника 23 питания номинального питающего напряжения в коаксиальном резонаторе 1 возбуждаются СВЧ-колебания, оптимальный по частоте и мощности режим которых устанавливается с помощью элементов 2 и 3 настройки. Через элементы развязки (вентиль, циркулятор) СВЧ-энергия поступает в коаксиальную линию 6 передачи, центральный проводник которой соединен с элементом 12 связи аппликатора (преимущественно, кольцевой формы), а наружный проводник линии - с металлическим экраном 10 аппликатора. Диэлектрическая подложка 11 аппликагора, расположенная между элементом 12 связи и экраном 10 аппликатора, выполнена из материала с высокой теплопроводностью например из бериллиевой керамики. С помощью аппликатора СВЧ энергия вводится в тело пациента, при этом аппликатор имеет непосредственный контакт с облучаемым участком тела. Датчик 13 температуры, выполненныЙ, например, в виде термопары, расположен на элементе 12 связи в плоскости его контакта с облучаемым участком тела, и, таким образом, регистрирует изменения температуры тела, вызванные нагревом СВЧ энергией, в месте контакта.Ввиду высокой теплопроводности диэлектрической подложки 11 температура на поверхности тела одинакова по всей нлощади аппликатора. Усиленное с помощью усилителя 14 напряжение сигнала с датчика 13 температуры поступает на затвор полевого МОП-транзистора 17 фазоинверсного усилителя. Выходные напряжения в фазоинверсном усилителе, равные по величине, что достигается при равенстве сопротивлений резисторов 8 и 20, и противоположные по фазе, снимаемые с резисторов 18 (истоковый выход) и 20 (стоковый выход) поступают соответственно на базы и-р-п-транзисторов 15 и 16, выпоняющих функции управляемых регуляторов тока. При этом на истоковом выходе напряжение находится в фазе с входным сигналом, а на стоковом - в противофазе. Режимы работы транзисторов 15 и 16 устанавливаются с помощью регулируемых резисторов 21, 22, а также с помощью выбора резисторов 18 и 20, величины сопротивлений которых должны быть равны, как указывалось выше, чтобы обеспечить равенство выходных напряжений с фазоинверсного усилителя на МОП-транзисторе 17. Регулятор тока на транзисторе 16 включен параллельно с соединенными последовательно регулятором тока на транзисторе 15 и термоэлектрическим охладителем 7. В цепи диода 4 протекает ток, соответствующий номинальному генераторному режиму, и этот же ток протекает через транзистор 15 и термоэлектр и чески й охл адител ь 7. В рабочем режиме, когда температура облучаемого участка тела пациента находится в пределах допустимой величины, через транзисторы 15 и 16 протекают токи, величина которых зависит от величины напряжения, подаваемого на их базы, а сумма указанных токов равна величине рабочего тока диода 4. При повышении температуры облучаемого участка тела, вызванного нагревом СВЧ энергией, напряжение сигнала датчика температуры соответственно увеличится, а следовательно, изменится и величина напряжений, поступающих на базы транзисторов 15 и 16 с выходов фазоинверсного усилителя 17. Г 1 ричем, так как напряжение, поступающее на базу транзистора 15, синфазно с напряжением датчика температуры, а напряжение, поступающее на базу транзистора 16, противофазно ему, то, соответственно, ток, протекающий через транзистор 16, уменьшится, а ток, протекающий через транзистор 15, увеличится на такую же величину. Соответственно, увеличится и ток, протекающий через термоэлектрический охладитель, а так как температура холодной стороны термоэлектрического охладителя, обращенной к участку тела, пропорциональна протекаемому току, то облучаемый участок тела охладится, а величина тока генераторного диода 4 не изменится, заданная частота генерации также не изменится.(лечение рака кожи). .ри этом удаетсярегулировать температу 1 у эблучаемого участка и поддерживать ее н строго заданном интервале, поддерживать температурныи режим в области нагрева в течеПри достижении нижнего допустимого значения температуры тока произойдет обратный указанному процесс напряжение, снимаемое с датчика температуры, уменьшится, величина тока, протекающего через транзистор 15 и термоэлектрический охладитель, уменьшится, что приведет к повышению температуры стороны охладителя, обращенной к телу пациента, При этом все указанные вариации токов обеспечивают постоянство тока через генераторный диод и неизменность частоты генерации. Съем телла с горячей стороны термоэлектрического охладителя осуществляется радиатором 24.В случае выхода из строя системы охлаждения (вызванного, например, неисправностью термоэлектрического охладителя или обрывом в ветви цепи литания диода 4, включенного последовательно с термоэлектрическим охладителем) весь ток булет проходить через транзистор 16. Так как охлаждение в таком случае отсутствует, то температура этого участка тела поднимается, возрастает напряжение, снимаемое с датчика температуры, напряжение, поступающее на базу транзистора 6, достигнет значения напряжения запирания, ток через диод резко уменьшится, что приведет к срыву СВЧ-генерации, источник облучения будет отключен, что и обеспечит надежную защиту пациента от ожогов. Это повышает надежность терапевтических СВЧ-устройств, снижает общую нагрузку на организм пациента нри лечении, решает в значительной мере проблему безонасносги нри использовании устройства указанного назначения.Г 1 реимуществом устройства является также и то, что оно нозво.яет производить лечение СВЧ-излучение;д участков тела и органов, расположенных на различной глубине в организме человека, так как снимаются ограничения, связанные с необходимостью увеличения генерируемой мощности для глубинного воздействия и обычно вызывающие перегрев, ожиги поверхностных тканей тела: проникающая способность излучения внутрь теза пациента за счет увеличения СВЧ мощности достигается прн строго заданной температуре поверхности участка тела, при больших вариациях величины генерируемой мощности.Снижение тепловой нагрузки на кожу снимает нагрузку и на сердечно-сосудистую систему Кроме того, возможность в предлагаемом техническом решении, регулировать температуру участка тела и поддерживать ее с высокой точностью позволяет нри необходимости осуществлять и гиперемию поверхнсстных участков тела 5 10 15 20 25 30 ЗБ 40 45 ние необходимого отрезка времени, оперативно управлять величиной мощности и временем воздействия. И этим выгодно отличается от гиперемии по методу регионарной перегрузки (нагрев за счет введения от аппарата искусственного кровообращения нагретой крови в пораженный участок теда) или по отношению к методу общего нагрева организма в водяной или водоструйной ванне. Указанная возможность осуществлять ввод СВЧ энергии как в поверхностные, так и в глубоко расположенные участки (слои) биологического объекта делает метод электромагнитной терапии единственно возможным и эффективным при терапии или гиперемии глазного яблока человека и экспериментальных животных. Это расширяет функциональные возможности электромагнитной терапии, повышает надежность функционирования устройств СВЧ-терапии, снижает общую нагрузку на организм при проведении процедуры лечения. Повышается также эффективность использования электромагнитного излучения непосредственно для физиотерапевтического воздействия, так как потери СВЧ мощности в системе охлаждения в предложенном устройстве отсутствуют.Использование в предложенном устройстве транзисторов одного типа проводимости (и-р-и типа) в виде сборки из двух совершенно идентичных транзисторов и поддержание температуры с помощью термоэлектрического охладителя на эффекте Пельтье позволяет также предотвратить ложные выключения работы СВЧ-генератора вследствие температурных изменений коллекторного тока транзистора 15. Однако разорос параметров элементов несколько усложняет настройку устройства.Фор.чула зооретеничУстройство для СВЧ-терапии, содержащее коаксиальный СВЧ-генератор на полупроводниковом диоде, источник питания н излучающее устройство. огличаюцеея тем, что, с целью снижения травматичностн за счет обеспечения контроля и автоматического регулирования температуры облучаемого участка тела пациента в широком интервале изменений уровня СВЧ мощности, излучающее устройство выполнено в виде микрополоскового анпликатора, в устройство введен блок регулирования температуры излучающего устройства, содержащий термоэлектрический охладитель, расположенный на микрополосковом аннлнкаторе, последовательно соединенные датчик температуры, усилитель ностоянного тока н фазоинверсный усилитель, а также два активных регулятора ток, управляющие входы которых подключены к протнвофазным выходам фазоннверсного усилит.ля.1607827 Составитель А. Рыжих Редактор В. Данко Техред А. Кравчук Корректор И. Эрдейи Заказ 3576 Тираж 535 Подписное ВНИИ 11 Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР13035, Москва, Ж - 35, Рау шская наб., д. 4/5 Производственно.издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 10а силовые входы соедьнены с источником питания, причем термоэлектрический охладитель включен между силовыми выходами активных регуляторов тока, а ввод питания коаксиального СВЧ-генератора наполупроводниковом диоде подключен к силовому выходу одного из активных регуляторов тока,