專利名稱：一種提高電磁波加熱效率的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高電磁波加熱效率的方法及裝置。
背景技術(shù)：
采用電磁波(微波、射頻)加熱是治療腫瘤、癌癥的新手段，這種治療方法具有安全、無副作用的優(yōu)點，正得到越來越廣泛的應(yīng)用。但是，由于人體腫瘤的治療與電磁波技術(shù)屬于完全不同的技術(shù)領(lǐng)域，相關(guān)人員對于微波的在人體表面的反射、透射、吸收等技術(shù)細(xì)節(jié)的認(rèn)識有很大程度的局限。采用遠(yuǎn)場方式加熱時，從輻射器出射的微波，一般可近似看成是點源發(fā)出的近似球面波，電場矢量在空間某一點的振幅與該點到微波源的距離成反比。如果直接用輻射器對準(zhǔn)人體腫瘤部位加熱，微波在人體內(nèi)傳播時，由于上述原因，距離太近時會造成人體表面微波功率密度大而灼傷皮膚和脂肪，距離稍遠(yuǎn)則由于功率密度下降很快，加熱效果不理想。為解決這個問題。一般要在輻射器的前方加裝一個聚束裝置，將近似的球面電磁波匯聚成一束直徑約為16cm的近似平面波，由平面波的性質(zhì)可知，空間各點的電矢量的振幅幾乎不變，微波的功率密度也變化不大。特別是當(dāng)微波在人體組織內(nèi)傳播時，電矢量的衰減只與人體組織的介電常數(shù)和電導(dǎo)率等參數(shù)有關(guān)。根據(jù)電磁波傳輸理論，計算平面電磁波在人體表面的反射和透射時，得到電場幅度透射系數(shù)、電場幅度反射系數(shù)和功率密度透射系數(shù)、功率密度反射系數(shù)的理論公式如下1.電場幅度透射系數(shù)
2.電場幅度反射系數(shù) 3.功率密度透射系數(shù) 4.功率密度反射系數(shù)τ=SrSi=|Γ|2]]>人體的介電常數(shù)是復(fù)數(shù)，ϵ=ϵ2-jσϵ.]]>式中Z1=μ0ϵ0]]>是電磁波在自由空間中傳播時的本征阻抗。
是人體內(nèi)的本征阻抗，滿足 其中ε2＝εrε0，εr是皮膚(或肌肉)組織的相對介電常數(shù)，它與入射的電磁波的頻率有關(guān)。ε0和μ0分別是真空介電常數(shù)和真空磁導(dǎo)率。
E2(z)的幅度衰減到Etm(0)的 此z′=1α2]]>即為電磁波在肌肉中的透入深度，其表達(dá)式為，z′=1α2=1ωμ0·ϵ22[1+(σω·ϵ2)2-1]]]>
將各種電磁波頻率下人體皮膚的介電常數(shù)和電導(dǎo)率代入上述表達(dá)式計算，得到下表

計算發(fā)現(xiàn)，在所給的整個頻率范圍內(nèi)，無論對于振幅還是功率密度而言，反射系數(shù)均大于透射系數(shù)，且頻率越低，盡管透入深度增加，但反射射系數(shù)也越大，大量電磁波由于人體表面的反射根本沒有進(jìn)入人體內(nèi)，例如，f＝27.12MHz時，振幅透射系數(shù)只有9％，而功率透射系數(shù)只有14％。因此現(xiàn)有電磁波熱療裝置治療時的大量電磁波由于反射而沒有進(jìn)入人體內(nèi)，其熱效率非常低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的提供一種提高電磁波加熱效率的方法，以克服現(xiàn)有電磁波熱療裝置熱效率低的缺點。
本發(fā)明的另一目的提供一種提高電磁波加熱效率的裝置。
為實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明提高電磁波加熱效率的方法是電磁波產(chǎn)生器產(chǎn)生電磁波，用此電磁波照射被加熱物；在被加熱物附近設(shè)置電磁波反射器，將反射器反射的電磁波用于加熱被加熱物。
上述提高電磁波加熱效率的方法中，所述電磁波為微波。
上述提高電磁波加熱效率的方法中，所述反射器為拋物面或平面反射器。
上述提高電磁波加熱效率的方法中，所述反射器反射的電磁波的目標(biāo)方向與原電磁波的目標(biāo)方向一致。
一種提高電磁波加熱效率的裝置，包括電磁波產(chǎn)生器、波導(dǎo)管、輻射器、聚束裝置，所述輻射器附近設(shè)有反射器。
上述的提高電磁波加熱效率的裝置中，所述反射器的反射面為拋物面。
上述的提高電磁波加熱效率的裝置，所述反射器的反射面為平面。
上述的提高電磁波加熱效率的裝置，所述反射器套裝于波導(dǎo)管上，反射器可以固定，也可以沿波導(dǎo)管上下滑動以調(diào)整反射面到被加熱物體的距離。
上述的提高電磁波加熱效率的裝置，所述反射器安裝于被加熱物體的四周。
上述的提高電磁波加熱效率的裝置，所述反射器的反射方向與輻射器輻射方向相同。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明在電磁波加熱裝置輻射器的附近設(shè)置反射器，并使反射器的反射方向與其輻射方向相同，這樣電磁波在被加熱物體和反射器之間來回反射，使被加熱物體能夠多次吸收電磁波，大大提高電磁波加熱的效率。
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本實用新型包括電磁波產(chǎn)生器1、波導(dǎo)管2、輻射器5、聚束裝置6，輻射器5安裝于波導(dǎo)管2上，電磁波產(chǎn)生器1產(chǎn)生的電磁波經(jīng)波導(dǎo)管2送到輻射器5，經(jīng)聚束裝置6聚束后輸出?？拷椛淦?的波導(dǎo)管2套裝有反射器4，反射器4的反射面為拋物面，反射器4可沿波導(dǎo)管2上下滑動，并由螺栓3固定。
本實用新型反射器的反射面也可根據(jù)需要做成平面或其它形狀。
使用時，將輻射器5對準(zhǔn)熱療部位，并調(diào)整反射器4與熱療部位到適當(dāng)?shù)木嚯x，用螺栓3固定，開啟熱療裝置，輻射器5輸出的電磁波在人體表面和反射器之間來回反射，使人體能夠多次吸收電磁波，大大提高熱療的效果。
權(quán)利要求
1.一種提高電磁波加熱效率的方法，包括以下步驟電磁波產(chǎn)生器產(chǎn)生電磁波，用此電磁波照射被加熱物；在被加熱物附近設(shè)置電磁波反射器，將反射器反射的電磁波用于加熱被加熱物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高電磁波加熱效率的方法，其特征在于所述電磁波為微波。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高電磁波加熱效率的方法，其特征在于所述反射器為拋物面反射器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高電磁波加熱效率的方法，其特征在于所述反射器的反射方向與輻射器輻射方向相同。
5.一種提高電磁波加熱效率的裝置，包括電磁波產(chǎn)生器、波導(dǎo)、輻射器、聚束裝置，其特征在于所述輻射器附近設(shè)有反射器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的提高電磁波加熱效率的裝置，其特征在于所述反射器的反射面為拋物面。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的提高電磁波加熱效率的裝置，其特征在于所述反射器的反射面為平面。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的提高電磁波加熱效率的裝置，其特征在于所述反射器套裝于波導(dǎo)管上，并可沿波導(dǎo)管上下滑動。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的提高電磁波加熱效率的裝置，其特征在于所述反射器的反射方向與輻射器輻射方向相同。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高電磁波加熱效率的方法及裝置，利用電磁波產(chǎn)生器產(chǎn)生電磁波，用此電磁波照射被加熱物；在被加熱物附近設(shè)置電磁波反射器，反射器將被加熱物反射的電磁波再反射到被加熱物，使被加熱物多次加熱。本發(fā)明中的反射器使電磁波在被加熱物體和反射器之間來回反射，使被加熱物體能夠多次吸收電磁波，可大大提高微波熱療等電磁波加熱裝置的效率。
文檔編號A61N5/00GK1695749SQ20051003174
公開日2005年11月16日 申請日期2005年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月24日
發(fā)明者王祝盈, 謝中, 陳小林, 翦知漸, 董卉慎 申請人:湖南大學(xué)