專利名稱:微波理療儀的制作方法
本發(fā)明為一種能夠?qū)θ嘶騽游矬w表局部區(qū)域輸出多重頻率的復合微波的儀器。該儀器可用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的針灸療法和其它療法進行理療，達到醫(yī)療或保健的目的。
在先有技術(shù)中存在著很多不同形式的微波理療儀器，這些儀器的一個共同特點就是利用微波在人體內(nèi)的熱效應(yīng)來實現(xiàn)不同的醫(yī)療目的。如腫瘤治療等，因此這些儀器主要是用在熱療或透熱療法之中。
近年來，中國學術(shù)界對于微波對人體的生物效應(yīng)提出了一些新的見解，這些觀點認為，除了微波在人體內(nèi)的熱效應(yīng)、非熱效應(yīng)外，還會產(chǎn)生第三種效應(yīng)，即對人體經(jīng)絡(luò)系統(tǒng)的調(diào)整作用，這些觀點是以對中醫(yī)的經(jīng)絡(luò)理論、氣功機理和氣功療法所取得的研究結(jié)果為依據(jù)的。
根據(jù)中醫(yī)理論，人體內(nèi)除具有解剖學結(jié)構(gòu)的循環(huán)神經(jīng)等生理系統(tǒng)外，還存在著一個沒有被解剖學所證實的經(jīng)絡(luò)系統(tǒng)，經(jīng)絡(luò)系統(tǒng)中運行著決定人體健康狀況的“氣”，經(jīng)絡(luò)在人體內(nèi)有其獨特的分布，在人體表面沿經(jīng)絡(luò)有很多特殊的點，叫作“穴位”。古老的針灸療法就是依據(jù)經(jīng)絡(luò)理論，針對不同健康狀況選擇不同穴位進行針刺，以達到醫(yī)療或保健的目的。與經(jīng)絡(luò)理論有關(guān)的另一保健活動是氣功運動，經(jīng)過長期訓練，氣功師可以通過自己的意念控制“氣”在體內(nèi)的運行，達到健身目的。有些氣功師還可以使“氣”通過某一穴位發(fā)放到體外去，這叫作發(fā)功。氣功師自身的某一穴位，如手上的穴位，發(fā)功，將“氣”輸送到病人身體上的某一穴位上，并取得治療效果，這在中國已由長期的實踐所證明并得到廣泛的承認。但是，能夠達到發(fā)功水平的氣功師人數(shù)很少，氣功療法也無法普遍應(yīng)用。
有些學者認為，經(jīng)絡(luò)系統(tǒng)是與人體內(nèi)的電磁場有關(guān)。利用現(xiàn)代檢測手段對氣功師的發(fā)功進行測試發(fā)現(xiàn)，在發(fā)功穴位可測到寬頻帶的紅外線輻射，磁場增強靜電富集以及低頻次聲波等不同結(jié)果，有關(guān)結(jié)果發(fā)表在The Infrared Observer No2/80第16頁上，作者為本發(fā)明人。根據(jù)上述研究結(jié)果，有些學者提出，調(diào)整人體內(nèi)的電磁場可以改善人體的健康狀況，而這種調(diào)整可通過對人體表面的穴位施加各種形式的刺激來實現(xiàn)。如上述的氣功療法、針灸療法或其它方式，由于微波輻射在人體內(nèi)透入深度大，并可產(chǎn)生多重效應(yīng)，利用微波對人體穴位進行刺激可以同時收到類似于針刺，艾灸和氣功療法的效果。根據(jù)生物電磁場表現(xiàn)出的連續(xù)分布和波動變化的特點，用微波進行穴位理療時應(yīng)選用多種頻率的復合波，并對人體表面局部區(qū)域用較為密集的微波來進行輻射，達到以往的微波理療所不能產(chǎn)生的類似于針灸和氣功療法的理療效果。
根據(jù)以上介紹的發(fā)明思想，本發(fā)明人首先研制成功了一種微波針灸儀。有關(guān)該微波針灸儀的文章由本發(fā)明人在中國發(fā)生的《電子學報》1982年第一期89頁上發(fā)表。該微波針灸儀包括微波發(fā)生器和微波針灸天線兩部份，微波針灸天線由內(nèi)、外兩導體組成，外導體為一螺旋線式導線，內(nèi)導體為針灸用的毫針，使用時將毫針刺入穴位，外導體與穴位周圍的皮膚直接接觸，實現(xiàn)內(nèi)、外導體與人體間的直接耦合和定向定量的微波輸出。臨床應(yīng)用的統(tǒng)計結(jié)果表明，使用該微波針灸比傳統(tǒng)的針灸療法獲得了更為顯著的療效，并受到普遍的歡迎。該微波針灸儀在商業(yè)上獲得成功，并于1984年參加保加利亞第四十屆普魯夫迪夫國際技術(shù)博覽會獲金質(zhì)獎?wù)隆Ｔ谑褂弥邪l(fā)現(xiàn)，由于理療時需將毫針刺入穴位，這為使用者帶來一定的痛苦并使一些人不愿接受這種治療，這也是傳統(tǒng)的針灸療法所遇到的一個難以解決的問題，治療中微波天線的固定使接受治療者感到不方便。該微波針灸天線的螺旋線式外導體在工作時漏能較大，并且不易保證該天線的輸出阻抗與人體相匹配，降低了微波的利用效率，另外，上述微波發(fā)生器的輸出頻率范圍窄，復合波的不同頻率的數(shù)目少，與設(shè)計思想中要實現(xiàn)多重頻率復合波輸出的要求差距較大，微波天線的設(shè)計使該儀器局限于針刺治療中使用，適用范圍窄。
本發(fā)明是針對上述問題對微波針灸儀進行的改進。它由一個微波發(fā)生器和一個微波輸出頭構(gòu)成，該輸出頭有內(nèi)、外兩導體，內(nèi)導體為一柱狀金屬，外導體圍繞內(nèi)導體形成一端開放的屏蔽結(jié)構(gòu)，兩導體彼此絕緣，并能相互固定，為了方便固定，可以把兩導體的一端固定在同一底坐上，外導體的開放端與內(nèi)導體的頂端共同構(gòu)成微波輸出頭的治療端，并在理療時同時與體表接觸，微波輸出頭的外導體接微波發(fā)生器的外殼(地)，為了方便治療，微波輸出頭可通過同軸電纜與微波發(fā)生器聯(lián)接，微波輸出頭的內(nèi)、外導體分別接在與微波發(fā)生器輸出端的同軸電纜上。
微波發(fā)生器是將數(shù)個振蕩電路并聯(lián)而成，比原微波針灸儀的微波發(fā)生器擴展了輸出頻率范圍，并增加了多重頻率的成份。為了保證各個頻率成份輸出均與人體匹配，本發(fā)明中微波輸出頭的外導體被設(shè)計為特殊的幾何形狀作為屏蔽層，減少了漏能，提高了輸出效率。
本發(fā)明避免了針刺治療，減少了病人的痛苦及交叉感染的危險，同時人體接受微波輻射的面積受到限制，輻射量小，避免了對人體的副作用。(在使用中，微波輸出頭易于固定)，由于不用針刺，使用者可在接受治療的同時進行其它輕微活動，方便了使用者。通過改變輸出頭的內(nèi)、外導體的尺寸，還可將其用于熱療、透熱療法之中，而對內(nèi)導體改換后仍可與毫針配合使用，因而保留了原微波針灸儀的全部優(yōu)點。按照同一原理，本儀器也可對動物使用。
對于不愿接受針刺治療的患者，可以選用內(nèi)導體尺寸較小的理療儀，同樣可以收到針刺的效果。由于可以不用針刺，對儀器操作者的要求也降低了，不會針灸的人也可以操作該理療儀，這將大大地拓寬本發(fā)明的使用范圍。對內(nèi)導體的改換，使理療儀進入家庭成為可能。金屬屏蔽結(jié)構(gòu)的外導體與微波針灸儀的螺旋線式外導體相比易于固定。
本發(fā)明操作簡單，使用方便。
圖1為微波針炙儀示意圖;
圖2為微波針炙儀的天線內(nèi)導體示意圖;
圖3為微波針炙儀輸出頻率分布圖;
圖4為本發(fā)明的微波理療儀輸出頻率分布圖;
圖5為微波輸出頭示意圖;
圖6為微波輸出頭內(nèi)導體與毫針配合使用的示意圖;
圖7為微波輸出頭電磁場分布圖;
圖8為微波輸出頭的另一方案;
圖9為微波治療儀結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1為先有技術(shù)中的微波針灸儀示意圖，其中微波針灸儀(10)由微波針炙天線(11)，同軸電纜(13)、微波發(fā)生器(14)和電源(15)組成、微波天線包括底座(12)，螺旋線式外導體(18)、內(nèi)導體(17)和毫針(16)。內(nèi)導體(17)和外導體(18)相互絕緣，毫針(16)的針柄位于內(nèi)導體的管腔之內(nèi)，如圖2所示。進行理療時先將毫針刺入穴位，然后將微波針炙天線的內(nèi)導體(17)套在毫針柄上，并使外導體與皮膚接觸，毫針與內(nèi)導體為電容耦合。電源(15)可為任何直流電源，通過調(diào)整直流電源的電壓，可改變微波針炙天線的輸出功率。微波發(fā)生器(14)的輸出頻譜分布可見圖3。
下面為本發(fā)明的最佳實施方案及幾個替換方案。
圖5所示為本發(fā)明中的微波輸出頭，該輸出頭(20)由外導體(21)、內(nèi)導體(22)(22)和底座(12)組成，其中底座(12)和與之相連的同軸電纜(13)與圖1所示結(jié)構(gòu)相同，內(nèi)導體(22)一端固定在底座上并與同軸電纜的內(nèi)導體連接，另一端為與人體穴位接觸的理療端(23)，理療端(23)可為一能夠與內(nèi)導體(22)分離的金屬理療頭。外導體(21)固定在底座(12)上并與同軸電纜的外導體連接，內(nèi)導體(21)與外導體(21)之間絕緣。外導體的形狀從底座端向開放端按指數(shù)曲線擴大，以保證輸出頭和人體的輸出阻抗與所輸出的多重頻率復合波相匹配，外導體的橫截面可以是任何封閉曲線，但最好是圖形。內(nèi)外導體的橫截面均為圓形時，如圖5中所示，外導體開放端直徑D1，底座端直徑D2，長度L，內(nèi)導體治療端直徑d。外導體的形狀由以下公式確定y＝aebx其中a＝ (D2)/2 b＝ 1/(l) ln( (D1)/(D2) )。外導體形狀確定后，輸出頭的輸出阻抗Zo由以下公式確定Z0＝ 60/(ε) ln( (D1)/(d) )ε皮膚介電常數(shù)在實際應(yīng)用中，D2根據(jù)所選用的同軸電纜和常規(guī)接頭的尺寸確定，l主要考慮使用方便，D1根據(jù)治療部位和用途來確定，d根據(jù)用途來確定。對不同的用途，D1和l取值均可改變?nèi)≈捣秶謩e為d0.1～45.0毫米 D110.0～200.0毫米采用d值較小的理療端向人體穴位輸出微波時，理療端與皮膚接觸的局部區(qū)域形成一個密度較高的電磁場，如圖7所示電磁場示意圖中高密度區(qū)(27)，圖中(26)為體表，這一高密度區(qū)的電磁波將在人體內(nèi)產(chǎn)生較深穿透作用。另外，由于從理療端(12)輸出的微波為多重頻率的復合波，該復合波輸出時，每一頻率的穿透深度互不相同因而形成一種由淺入深的穴位刺激，這種刺激使本儀器在不用毫針的情況下，達到一種與針刺療法非常類似的理療效果，因此，采用d值很小的理療頭時，本儀器可以取代傳統(tǒng)的針灸療法而達到類似的療效。當采用d與D1值均較大的微波輸出頭時，所形成的電磁場強度較為均勻，可用于熱療或透熱療法。對于歡迎針刺療法的人，使用本儀器進行理療時可將內(nèi)導體的理療端(23)取下，按圖6所示方法與針灸治療結(jié)合使用。由于微波的熱效應(yīng)、集膚效應(yīng)，按圖6所示方法，可使接受治療者同時收到針刺、艾灸、熱療、透熱療法等效果。臨床試驗的初步統(tǒng)計結(jié)果表明這種方式進行理療比單純的針刺療法療效顯著，由于外導體(21)起了良好的屏蔽作用，并與人體之間有著良好的阻抗匹配，這與先有技術(shù)中螺旋線式微波針灸天線相比，本儀器的輸出功率損失小，對環(huán)境幾乎沒有微波干擾。另外，通過毫針與內(nèi)導體間的電容耦合，使毫針尖部產(chǎn)生相對較強的放電作用，并在毫針尖部產(chǎn)生一高溫區(qū)域，該特征可用于其它的醫(yī)療目的，如對腫瘤的加熱療法。
圖8表示本發(fā)明的另一改進方案，其中內(nèi)導體理療端(29)與內(nèi)導體(22)之間采用彈性連接，這一方案的優(yōu)點是在理療時可保證內(nèi)導體與人體穴位的良好接觸，從而實現(xiàn)輸出頭與人體間的良好匹配，這對人體的某些特殊穴位，如手上的穴位以及某些高度消瘦的使用者，具有使用中的實際意義。為了解決治療過程中汗液揮發(fā)所產(chǎn)生的問題，可在外導體上沿縱向開一個或數(shù)個透氣槽。
圖9表示本儀器的電路結(jié)構(gòu)，其中微波輸出頭(30)可以是圖5、6、8中介紹的任意一種。微波發(fā)生器(30)由三個并聯(lián)輸出的晶體管振蕩電路以及微帶阻抗匹配器(32)構(gòu)成。三個晶體管(31)可以是相同型號或不同型號。阻抗匹配器(32)為一微帶阻抗變換器，其寬度按指數(shù)曲線從電路聯(lián)接端向電纜聯(lián)接端縮小，以保證與復合波中各個頻率均能匹配，在振蕩電路中，可通過改變電感(36)的參數(shù)或調(diào)節(jié)可變電容(33)，改變振蕩頻率。頻率的變化范圍是100-3，000MHz(兆赫)。三個電路的振蕩頻率互不相同，并同時經(jīng)過微帶阻抗匹配器(32)并聯(lián)輸出，使本儀器實現(xiàn)多重頻率輸出。本儀器的輸出頻譜分布可見圖4。圖4中僅表明了輸出頻譜分布的一個實例，調(diào)整電路參數(shù)可使頻譜分布發(fā)生變化。由圖9所示的電路原理，并聯(lián)振蕩電路的數(shù)目可在成本允許的范圍內(nèi)增加，使輸出頻率更加豐富。本發(fā)明也可采用其它元件，如集成電路，代替晶體管振蕩電路制成微波發(fā)生器。圖9中微波發(fā)生器(30)通過引線(35)和電路中接地導線與直流電源連接，通過常規(guī)方法調(diào)整輸入的直流電壓，可改變本儀器的微波輸出功率，功率變化范圍0.1-3.0瓦。圖中虛線(34)表示微波發(fā)生器的外殼，該外殼為金屬屏蔽層，該屏蔽層保證整個微波發(fā)生器與外界的良好屏蔽，避免對環(huán)境的微波干擾，減少使用者所接受的微波輻射，同時，該屏蔽層還被用作微波發(fā)生器的散熱部件。
權(quán)利要求
1.一種能向人體或動物體表發(fā)出微波的理療儀器，它包括一個微波發(fā)生器[30]，一個微波輸出頭[20]，本發(fā)明的特征在于其微波輸出頭[20]是由一個內(nèi)導體[22]和一個外導體[21]組成，在理療時，內(nèi)導體[22]和外導體[21]均與體表直接接觸，并由外導體[21]構(gòu)成屏蔽層。
2.如權(quán)利要求
1所述儀器，其中微波發(fā)生器〔30〕包括數(shù)個不同頻率的振蕩電路，這數(shù)個振蕩電路之間并聯(lián)連接并同時向微波輸出頭輸出100～3000MHz頻率的微波。
3.如權(quán)利要求
2所述儀器，其中微波發(fā)生器〔30〕進一步包括一個微帶阻抗匹配器〔32〕，該阻抗匹配器〔32〕的一端與上述振蕩電路聯(lián)接，另一端聯(lián)接微波輸出頭〔20〕，該微帶阻抗匹配器〔32〕的寬度從振蕩電路聯(lián)接端向微波輸出頭聯(lián)接端按指數(shù)曲線縮小。
4.如權(quán)利要求
1所述儀器，其中微波輸出頭〔20〕的內(nèi)導體〔22〕電柱狀金屬構(gòu)成，內(nèi)導體〔22〕一端與微波發(fā)生器〔30〕的輸出端聯(lián)接，另一端為理療端，外導體〔21〕一端聯(lián)接微波發(fā)生器的外殼〔34〕，另一端開放，內(nèi)導體固定于外導體之中。
5.如權(quán)利要求
4所述儀器，其中內(nèi)導體〔22〕的理療端〔23〕與內(nèi)導體〔22〕既可分離，又能相互固定。
6.如權(quán)利要求
5所述儀器，其中內(nèi)導體〔22〕的理療端〔23〕與內(nèi)導體〔22〕之間為彈性連接，并能沿徑向相對于內(nèi)導體做彈性運動。
7.如權(quán)利要求
5或權(quán)利要求
6所述儀器，其中內(nèi)導體〔22〕為一管狀結(jié)構(gòu)，理療端〔23〕可以用毫針來替代，治療時，內(nèi)導體〔22〕套在刺入穴位的毫針的針柄上，外導體〔21〕接觸體表，內(nèi)導體〔22〕與外導體〔21〕之間為電容耦合。
8.如權(quán)利要求
4或5或6所述儀器，其中外導體〔21〕從與微波發(fā)生器〔30〕連接的一端向開放端按指數(shù)曲線擴大，其橫截面可為任何封閉曲線。
9.如權(quán)利要求
7所述儀器，其中外導體〔21〕從與微波發(fā)生器〔30〕連接的一端向開放端按指數(shù)曲線擴大，其橫截面可為任何封閉曲線。
10.如權(quán)利要求
8所述儀器，其中微波輸出頭的外導體〔21〕的橫截面為圓，外導體〔21〕的指數(shù)曲線符合公式y(tǒng)＝aebx其中a＝ (D2)/2 ，b＝ 1/(l) ln( (D1)/(D2) )。D1為外導體〔21〕開放端直徑，D2為與微波發(fā)生器〔30〕連接端的直徑，l為外導體〔21〕長度。
11.如權(quán)利要求
4或10所述儀器，其中內(nèi)導體〔22〕，外導體〔21〕的橫截面均為圓，內(nèi)導體理療端〔23〕直徑d和外導體開放端直徑D1可根據(jù)不同需要分別選取不同數(shù)值，取值范圍分別是d0.1～45.0毫米;D110.0～200.0毫米。
專利摘要
微波理療儀為一種寬頻帶，多重頻率直接接 觸式微波理療儀，該儀器包括能在100～3000 MHZ頻帶范圍內(nèi)輸出多重頻率復合波的微波發(fā)生 器，和由內(nèi)、外兩導體構(gòu)成的輸出頭。理療時輸出頭 內(nèi)、外導體均與人體直接接觸，并由外導體構(gòu)成屏蔽層。 該儀器可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的針灸療法，并可用于其它的醫(yī)療、 保健目的，也可對動物使用。
文檔編號A61N5/04GK85100912SQ85100912
公開日1985年9月10日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者陳祖范 申請人:華北光電技術(shù)研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan