RU1799605C

RU1799605C - Electric magnetic apparatus

Info

Publication number: RU1799605C
Application number: SU904884185A
Authority: RU
Inventors: Александр Борисович Орлов
Original assignee: Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1990-11-22
Filing date: 1990-11-22
Publication date: 1993-03-07

Abstract

Изобретение относитс к лучевой терапии , в частности к электромагнитным медицинским аппликаторам, и может найти применение в СВЧ-гипертермии и СВЧ-ра- диометрии дл лечебных целей. Сущность: электромагнитный аппликатор содержит отдельные волноводные аппликаторы 1, каждый из которых через распределительное устройство 2 соединен с источником 3 электромагнитной сверхвысокочастотной энергии , выполненным в виде генератора качающейс частоты, и каждый отдельный волноводный аппликатор 1 снабжен устройством 4 регулировани положени . Распределительное устройство 2 выполнено в виде объемного металлического резонатора 5, выполненного в форме пр мого эллиптического цилиндра, бокова поверхность б ко- торогообразована набором короткозамкнутых отрезков пр моугольного волновода, выполненных ступенчато суживающимис по широким стенкам и установленных с касанием их узких стенок по пр мым, совпадающим с образующими первого эллиптического цилиндра. Первые фокусы эллиптических цилиндров 9, 10, 11, 12 совмещены и расположены в фокусе 13 первого эллиптического цилиндра и в нем расположена входна лини передачи, а вторые фокусы 15, 16, 17, 18 и 19 лежат в одной плоскости внутри первого эллиптического цилиндра и в них расположены выходные линии передачи дл соединени с аппликаторами 1. Цель - расширение функциональных возможностей за счет избирательного воздействи на отдельные участки патологического очага. 2 ил. (Л СThe invention relates to radiation therapy, in particular to electromagnetic medical applicators, and may find application in microwave hyperthermia and microwave radiometry for therapeutic purposes. SUBSTANCE: electromagnetic applicator comprises separate waveguide applicators 1, each of which is connected through a switchgear 2 to a source of electromagnetic microwave energy 3 made in the form of a oscillating frequency generator, and each individual waveguide applicator 1 is equipped with a position control device 4. The distribution device 2 is made in the form of a volumetric metal resonator 5, made in the form of a straight elliptical cylinder, the side surface of which is formed by a set of short-circuited segments of a rectangular waveguide, made stepwise tapering along wide walls and installed with their narrow walls touching with straight, coincident with generators of the first elliptical cylinder. The first foci of the elliptical cylinders 9, 10, 11, 12 are aligned and located in the focus 13 of the first elliptical cylinder and the input transmission line is located in it, and the second foci 15, 16, 17, 18 and 19 lie in the same plane inside the first elliptical cylinder and in they have output transmission lines for connection with the applicators 1. The goal is to expand the functionality by selectively acting on individual sections of the pathological focus. 2 ill. (L C

Description

tiff Юtiff yu

vj ю ю ( о елvj yu

Изобретение относитс к лучевой терапии , в частности к электромагнитным медицинским аппликаторам, и может найти применение в СВЧ-гипертермии и СВЧ-ра- диометрии дл измерени , регистрации с лечебными или диагностическими цел ми при работе с биологическими объектами.The invention relates to radiation therapy, in particular to electromagnetic medical applicators, and may find application in microwave hyperthermia and microwave radiometry for measuring, recording for therapeutic or diagnostic purposes when working with biological objects.

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей за счет избирательного воздействи на отдельные участки патологического очага.The purpose of the invention is the expansion of functionality due to the selective effect on individual sections of the pathological focus.

На фиг.1 представлена конструкци электромагнитного аппарата; на фиг.2 - конструкци распределительного устройства .Figure 1 shows the construction of an electromagnetic apparatus; Figure 2 shows the design of a switchgear.

Электромагнитный аппарат содержит: р д волноводных аппликаторов 1, каждый из которых через распределительное устройство 2 соединен с источником энергии 3, и устройство регулировани положени 4 аппликаторов 1. Источник энергии 3 выполнен в виде генератора качающейс частоты, в распределительное устройство 2 выполнено в виде металлического эллиптического цилиндрического резонатора 5, бокова поверхность 6 которого представл ет собой р д короткозамкнутых клинообразных волноводов 7, ступенчато суживающихс по широким стенкам от центра к периферии резонатора 5 и выполненных таким образом , что поверхность ступеней и плоскость короткого замыкани 8 клинообразных волноводов 7 образуют р д дополнительных эллиптических цилиндров 9, 10,11 и 12, минимальный радиус кривизны которых превышает максимальную длину волны генератора 3, при этом первые фокусы 13 всех эллиптических цилиндров 5, 9, 10, 11 и 12 совмещены и в нем размещен вход дл линии передачи 14, соедин ющий распределительное устройство 2 с генератором 3, а вторые фокусы 15, 16, 17, 18 и 19 всех цилиндров 5, 9, 10, 11 и 12 расположены внутри первого от центра резонатора эллиптического цилиндра бив них размещены выходы дл линий передачи 20, 21, 22, 23 и 24, соедин ющих распределительное устройство 2 с аппликаторами 1, причем число выходных линий передачи 20, 21,22, 23 и 24 на дне превышает число ступеней коротко- замкнутых клинообразных волноводов 7, а между лини ми передачи 14, 20,21, 22, 23 и 24 установлены разв зывающие элементы 25.The electromagnetic apparatus contains: a number of waveguide applicators 1, each of which is connected to an energy source 3 through a switchgear 2, and a device 4 for adjusting the position of the applicators 1. The energy source 3 is made in the form of a oscillating frequency generator, and the switchgear 2 is made in the form of a metal elliptical a cylindrical resonator 5, the side surface 6 of which is a series of short-circuited wedge-shaped waveguides 7, tapering stepwise along wide walls from the center the periphery of the resonator 5 and made in such a way that the surface of the steps and the short circuit plane 8 of the wedge-shaped waveguides 7 form a number of additional elliptical cylinders 9, 10, 11 and 12, the minimum radius of curvature of which exceeds the maximum wavelength of the generator 3, with the first foci 13 of all the elliptical cylinders 5, 9, 10, 11 and 12 are aligned and there is an input for the transmission line 14 connecting the switchgear 2 to the generator 3, and the second tricks 15, 16, 17, 18 and 19 of all cylinders 5, 9, 10 , 11 and 12 are located inside the lane outputs from the center of the resonator of the elliptical cylinder are arranged for the transmission lines 20, 21, 22, 23 and 24 connecting the switchgear 2 with the applicators 1, and the number of output transmission lines 20, 21,22, 23 and 24 at the bottom exceeds the number steps of short-circuit wedge-shaped waveguides 7, and between the transmission lines 14, 20,21, 22, 23 and 24, decoupling elements 25 are installed.

Электромагнитный аппарат работает следующим образом.The electromagnetic apparatus operates as follows.

Сверхвысокочастотна энерги от генератора 3 качающейс частоты, минимальна и максимальна частоты которого устанавливаютс в заданных рабочих пределах распределительного устройства 1, через линию передачи 14 поступает на вход распределительного устройства 2, выполненного в виде металлического эллиптического цилиндрического резонатора 5. Входом дл линии передачи 13 вл етс первый фокус 13 всех эллиптических цилиндров 5, 9, 10, 11 и 12, боковые поверхности которых образованы р дом короткозамкнутых клинообразныхThe microwave energy from the oscillating frequency generator 3, the minimum and maximum frequencies of which are set within the specified operating limits of the switchgear 1, is transmitted through the transmission line 14 to the input of the switchgear 2, made in the form of a metal elliptical cylindrical resonator 5. The input for the transmission line 13 is the first focus 13 of all elliptical cylinders 5, 9, 10, 11 and 12, the lateral surfaces of which are formed by a series of short-circuited wedge-shaped

волноводов 7, ступенчато суживающихс по широким стенкам от центра к периферии резонатора 5, при этом минимальный радиус кривизны эллиптических цилиндров 5, 9, 10, 11 и 12 превышает максимальную рабо5 чую длину волны генератора 3.waveguides 7, tapering stepwise along wide walls from the center to the periphery of the resonator 5, while the minimum radius of curvature of the elliptical cylinders 5, 9, 10, 11 and 12 exceeds the maximum operating wavelength of the generator 3.

Электромагнитные СВЧ-колебани распростран ютс внутри эллиптического цилиндрического резонатора 5 по радиальным направлени м, Отражаютс соответствую0 щей дл каждой частоты боковой поверхностью эллиптических цилиндров 5, 9, 10,11 и 12, поскольку дл раздел емых частот глубина прохождени электромагнитных волн в короткозамкнутых ступенчато суживаю5 щихс по широким стенкам волноводов 7 зависит от распростран ющейс длины волны , так как далее определенного (критического ) сечени волноводы вл ютс закритическими и отражают электромагнит0 ные волны больше критической, поэтому дл каждой длины волны будет существовать сво фокальна точка. Отраженные волны фокусируютс во вторых фокусах 14, 15, 16, 17 и 18 эллиптических цилиндров 5,Electromagnetic microwave oscillations propagate inside the elliptical cylindrical resonator 5 in radial directions. The corresponding lateral surface of the elliptical cylinders 5, 9, 10, 11, and 12 is reflected for each frequency, since for shared frequencies the depth of transmission of electromagnetic waves in short-circuits stepwise narrowing along the wide walls of the waveguides 7 depends on the propagating wavelength, since further defined (critical) cross-sections, the waveguides are supercritical and reflect electromagnetically The magnetic waves are more critical, therefore, for each wavelength there will be a focal point. The reflected waves are focused in the second foci 14, 15, 16, 17 and 18 of the elliptical cylinders 5,

5 9,10, 11 и 12, расположенных внутри первого от центра резонатора эллиптического цилиндра 5 и в них размещены выходы дл линий .передач 20, 21, 22, 23 и 24, соедин ющих распределительное устройство 2 с ап0 пликаторами 1, каждый из которых излучает свою длину волны.5, 9, 10, 11, and 12, located inside the first from the center of the resonator of the elliptical cylinder 5 and they have outputs for transmission lines 20, 21, 22, 23 and 24 connecting the switchgear 2 with applicators 1, each of which emits its wavelength.

Резонансные типы колебаний и объемные св зи меду входной и выходными лини ми передачи 14, 20, 2.1, 22, 23 и 24Resonant oscillation types and volumetric connections between input and output transmission lines 14, 20, 2.1, 22, 23 and 24

5 соответственно, определ ющие разв зку между ними, подавл ютс разв зывающими элементами 25, которые могут выполн тьс в виде пластин из поглощающего материала, и расположенных вдоль главной5, respectively, which determine the decoupling between them, are suppressed by the decoupling elements 25, which can be made in the form of plates of absorbent material, and located along the main

0 оси внутри цилиндра 5.0 axis inside the cylinder 5.

Таким образом, с помощью устройства регулировани положени 4, независимого дл каждого волноводного аппликатора 1, и с учетом излучаемой каждым из них толькоThus, with the help of the position control device 4, independent for each waveguide applicator 1, and taking into account the radiated by each of them only

5 определенной длины волны электромагнитной энергии, последние избирательно располагаютс по отдельным участкам поверхности паталогического очага биологического объекта. В результате этого обеспечиваютс расширенные функциональные5 of a certain wavelength of electromagnetic energy, the latter are selectively located in separate parts of the surface of the pathological focus of the biological object. As a result, enhanced functionalities are provided.

возможности электромагнитного аппарата за счет частотно избирательного воздействи на отдельные участки паталогического очага.the capabilities of the electromagnetic apparatus due to the frequency-selective effect on individual sections of the pathological focus.

Claims

Formula and acquisition An electromagnetic apparatus comprising a series of waveguide applicators, each of which through a switchgear is connected to an energy source, and a device for adjusting the position of the applicators, characterized in that, in order to expand the functionality due to the selective action on individual sections of the pathological source, the energy source is made in the form of a oscillating frequency generator, and the switchgear is made in the form of a metal elliptical cylindrical about the resonator, the lateral surface of which is a series of short-closed wedge-shaped waveguides, tapering stepwise along wide walls from the center to the periphery of the resonator and made so that the surfaces of the steps and the short circuit of the wedge-shaped waveguides form a number of additional elliptical cylinders, the minimum radius of curvature of which exceeds the maximum working wavelength of the generator, while the first tricks of all

the elliptical cylinders are aligned and the input for the transmission line connecting the switchgear to the generator is placed in it, and the second tricks of all cylinders are located inside the first elliptical cylinder from the resonator center and the outputs for the transmission line connecting the switchgear to the applicators are placed in them, and the number The output transmission lines are two times larger than the number of stages of the waveguides, and decoupling elements are installed between the transmission lines.