一種利用相控陣天線的微波能量傳送裝置的制造方法
【專利說明】
[0001] 本實(shí)用新型申請是2012年9月25日提交的中國實(shí)用新型申請"一種利用相控陣 天線的微波能量傳送裝置"（申請?zhí)?01220491237. 0)的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本實(shí)用新型涉及一種利用相控陣天線進(jìn)行微波能量傳送的微波能量傳送裝置。該 裝置能夠用于微波能量定向傳送、微波熱療和實(shí)時(shí)測溫等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0003] 利用微波對人體或生物組織進(jìn)行加熱治療已有應(yīng)用。在傳統(tǒng)的熱療技術(shù)中，對深 層組織進(jìn)行高溫治療可能造成表皮組織灼傷，因此，如何對深層的組織進(jìn)行加熱而不傷及 表皮組織或其他組織，是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的課題。中國專利ZL90106492. 0公開了一種微波 透熱法以及裝置，它是根據(jù)微波功率密度的規(guī)律，在現(xiàn)有貼近式透熱法的基礎(chǔ)上，將微波輻 射器的口面離開人體被透熱部位表皮15-70cm的距離，同時(shí)，在微波輻射器口面前加一聚 焦裝置，并加大微波電源的輸出功率，且連續(xù)輸出功率。該方法與裝置能較好地解決透熱深 度淺、表皮易灼傷、加熱不均勻等問題。但是，該裝置不能對生物組織加熱的情況進(jìn)行實(shí)時(shí) 地監(jiān)控，也無法調(diào)節(jié)聚焦深度，入射角度和發(fā)射功率，因此不能達(dá)到有效的加熱治療效果。 此外，現(xiàn)有的加熱微波源大都采用單頻率進(jìn)行加熱，而目標(biāo)組織細(xì)胞（例如，腫瘤細(xì)胞）在 一段時(shí)間后容易適應(yīng)此頻率，從而達(dá)不到有效滅活的治療效果。
[0004] 其次，近年來，非熱效應(yīng)的應(yīng)用已經(jīng)引起越來越多的關(guān)注。而市場上鮮有能夠同時(shí) 進(jìn)行熱療和非熱治療的設(shè)備。生物組織在接受微波低強(qiáng)度、長時(shí)間輻射或高強(qiáng)度脈沖式輻 射后，體溫雖未發(fā)生明顯上升但也會(huì)產(chǎn)生一系列生物學(xué)效應(yīng)稱之為非熱效應(yīng)，非熱效應(yīng)所 需的輻射功率大大低于熱效應(yīng)所需的功率水平。微波非熱效應(yīng)的作用機(jī)制從物理學(xué)、生物 醫(yī)學(xué)兩個(gè)角度來看大致包括跨膜離子回旋諧振理論、粒子對膜的穿透理論、生物系統(tǒng)相干 電振蕩理論、細(xì)胞電信號轉(zhuǎn)導(dǎo)理論等等。微波脈沖對細(xì)胞膜的作用可以改變跨膜電位使其 發(fā)生細(xì)胞膜的可逆或不可逆性穿孔，使平時(shí)受到細(xì)胞膜限制進(jìn)入的抗癌藥物大量進(jìn)入細(xì)胞 內(nèi)，降低了化療藥物的用量，降低了抗癌藥物對人體的毒副作用。微波可以切斷DNA、影響細(xì) 胞內(nèi)第二信使的含量、影響線粒體的功能誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。.微波輻射癌病灶可以刺激患者免 疫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，增強(qiáng)NK細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的細(xì)胞免疫力。
[0005] 此外，現(xiàn)有的微波測溫技術(shù)普遍是利用傳感器進(jìn)行的有損測量，例如利用半導(dǎo)體 熱敏電阻作為測溫探頭的測溫裝置，其不能夠進(jìn)行有效的深層測溫，只能測量表皮溫度，并 且該測溫方法會(huì)對人體造成損傷，患者要承受較大的痛苦，容易使傷口感染。中國專利CN 100475288C公開了一種單極相控陣列高溫治療加熱裝置，該裝置利用位于患者身體表面的 溫度傳感器來測量患者體表溫度。但該測溫裝置不能對深層組織進(jìn)行有效的測溫，也不具 有實(shí)時(shí)測溫的功能，不能有效地對加熱溫度進(jìn)行監(jiān)控。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本實(shí)用新型旨在提出一種相控陣微波能量傳送裝 置，能夠?qū)崿F(xiàn)對目標(biāo)組織進(jìn)行靶向多頻能量傳送，并且具有實(shí)時(shí)測溫與實(shí)時(shí)監(jiān)控的功能，從 而可對特定目標(biāo)組織達(dá)到更加有效的能量傳送效果。
[0007] 根據(jù)本實(shí)用新型的第一個(gè)方面，提出了一種利用相控陣天線的微波能量傳送裝 置，其特征在于，包括：控制部；分別連接到該控制部的微波能量傳送控制部和測溫部；微 波源，所述微波能量傳送控制部和測溫部分別連接到該微波源；以及相控陣天線部和波帶 片發(fā)射部，分別連接到所述微波源，并且該相控陣天線部還連接到所述測溫部；其中，所述 微波能量傳送控制部根據(jù)由所述控制部確定的加熱方案，確定待發(fā)射微波的頻率、功率和 波形；所述測溫部對特定目標(biāo)實(shí)施測溫，并將測溫結(jié)果發(fā)送給所述控制部；所述微波源根 據(jù)由所述微波能量傳送控制部確定的待發(fā)射微波的頻率、功率和波形，生成具有該頻率、功 率和波形的待發(fā)射微波；所述相控陣天線部和/或所述波帶片發(fā)射部在所述微波能量傳送 控制部的控制下，根據(jù)所述特定目標(biāo)的空間位置信息，向該特定目標(biāo)發(fā)射由所述微波源生 成的具有所述頻率、功率、波形的待發(fā)射微波。
[0008] 利用本實(shí)用新型的相控陣微波能量傳送裝置，能夠?qū)⒕哂袃?yōu)選功率、頻率和波形 的微波靶向地照射到該特定目標(biāo)。同時(shí)，能夠?qū)υ撎囟繕?biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)測溫，確保了在微波能 量傳送的過程中的安全性。
【附圖說明】
[0009] 圖1是示出本實(shí)用新型的相控陣微波能量傳送裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0010] 圖2是示出本實(shí)用新型的具有共振頻率查找功能的相控陣微波能量傳送裝置的 結(jié)構(gòu)框圖；
[0011] 圖3是示出波帶片發(fā)射部的原理的示意圖；
[0012] 圖4是示出本實(shí)用新型的相控陣微波能量傳送裝置的操作實(shí)例的流程圖；
[0013] 圖5是示出本實(shí)用新型的相控陣微波能量傳送裝置的另一操作實(shí)例的流程圖；以 及
[0014] 圖6是示出本實(shí)用新型的相控陣微波能量傳送裝置的又一操作實(shí)例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面，將參照附圖具體描述本實(shí)用新型的相控陣微波能量傳送裝置。
[0016] 如圖1所示，本實(shí)用新型的相控陣微波能量傳送裝置10包括分別與控制部11相 連的微波能量傳送控制部13和測溫部14。該微波能量傳送控制部13和測溫部14共同連 接到微波源16,該微波源16直接連接到相控陣天線部17和波帶片發(fā)射部8。相控陣天線 部17還與測溫部14相連接。此外，控制部11還與一顯示及存儲(chǔ)部15相連接。
[0017] 微波能量傳送控制部13參照現(xiàn)有掃描定位設(shè)備（例如，超聲設(shè)備、核磁共振設(shè)備 等）確定的該特定目標(biāo)的位置信息，利用相控陣天線或波帶片，進(jìn)行微波能量的定向傳送。 測溫部14采用常規(guī)的紅外測溫技術(shù)，或者微波測溫技術(shù)，對所述特定目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)測溫， 從而獲得該特定目標(biāo)的三維熱分布圖。當(dāng)采用微波測溫技術(shù)時(shí)，該測溫部14利用比吸收率 與溫度成正比例的關(guān)系，將特定目標(biāo)對于微波能量的比吸收率轉(zhuǎn)換為溫度。
[0018] 微波源16是一種頻率可調(diào)、輸出波形可調(diào)的微波發(fā)生設(shè)備，可用于微波能量傳送 控制部13的微波傳送。與微波源16相連接的相控陣天線部17和波帶片發(fā)射部18用于向 特定目標(biāo)發(fā)射滿足聚焦方向、功率大小、波形形狀等要求的微波。
[0019] 控制部11對本實(shí)用新型