1、电离型微波治疗设备的研究电离型微波治疗设备的研究孔庆豪,章忠敏(1.浙江省医疗器械检验所,浙江杭州 310009;2.浙江省医疗器械研究所 ,浙江杭州310009)【中图分类号唧 77【文献标识码B【文章编号10022376(2o07)02001102摘要微波治疗设备在临床应用中出现辐射器探头与人体组织发生“粘连“ 现象,这在一定程度上影响了微波治疗设备的治疗效果,本文分析了辐射器探头与组织之间产生“粘连“ 现象的机理,并提出了解决这一问题的方法.本文还介绍了本设备的工作过程及主要装置结构.关键词 电离 ;微波; 辐射器;粘连微波技术应用于临床治疗已经有许多年的历史了,由于治疗效果良好和较为简
2、单的操作,至今除内科较少使用以外,几乎走进各个科室,微波治疗已成为常规的治疗手段.虽然微波的使用越来越广泛,但是它所带来的缺陷也越来越受到关注,在微波治疗时高热应用过程中,微波的热场使生物组织按治疗的要求发生凝固,坏死的同时,也发生一种对治疗不利的现象,即组织中的蛋白质遇热急剧收缩,将产生热量的微波辐射器紧紧裹住,当治疗结束时,辐射器几乎无法与组织分离,如用力将其拉出,会造成接受治疗部位组织的损伤,手术辐射器与病灶组织之间出现的这种“ 粘连 “现象 ,一直困扰着临床医生 ,同时对微波治疗进一步推广应用构成了障碍.1 机理分析微波设备在临床治疗中出现这种“粘连“ 现象,经研究后发现,产生的原因是
3、手术过程中微波作用于炎症组织不是简单的热疗或烧结,而是呈现一种场效应,人体组织在炎性病变情况下会不断分泌组织液,这时又受到微波场的热场作用,一方面炎性组织凝固,另一方面人体组织又会分泌大量的组织液,这些组织液与部分凝固组织混合,并在微波辐射器表面形成结痂,影响部分微波的输出.特别是当微波手术辐射器的材料表面密度低且不均匀时,很容易在材料表面凹凸处形成微波的尖端放射点,致使微波的场辐射严重不均匀,从而产生“粘连 “现象,目前解决这一问题的方法不外乎两种.(1)提高微波手术辐射器的制作要求,如在其表面喷涂一种不粘的材料,但是在临床使用中发现,这种喷涂材料与辐射器金属材料间的结合力会随着使用次数的增
4、加而降低,同时喷涂材料本身也存在着老化问题,故使用不久就会出现脱落现象,如脱落的喷涂材料不慎落人体内,则会产生许多不良后果,所以在收稿日期:2O061109医疗装备 2O07 第 2 期辐射器表面喷涂防止“粘连 “材料,不能从根本上解决“ 粘连 “问题 .(2)根据“粘连“产生的机理,寻求一种电子学的解决方法,介入到微波治疗设备的控制电路中,使“粘连 “问题得到解决 .从研究中发现,当病灶部位发生“粘连“ 时,实际上细胞组织呈现为近似固态,但此时细胞组织内仍存在一定的水份,通过某种电的激发形式,将其排出细胞膜外,则可以大大降低粘连程度.经过反复试验,发现当对这些组织细胞通直流电时,细胞内剩余的
5、水分子,在直流电的作用下形成定向运动,原先在微波作用下逐渐萎缩的细胞内剩余的水分子,在直流电的作用下迅速流到细胞膜外,这些水分子使组织细胞与微波辐射器探头之间形成分界面,从而使粘连处得到分离,水份流出的速率决定于直流电电流的大小.2 工作过程电离型微波治疗设备工作过程分两部分,前部分,辐射器输出微波的治疗过程;后部分,治疗结束后辐射器的电离过程,将辐射器和人体组织进行分离,其工作过程见框图如图 1.前部分当设备通电后,主板由控制变压器提供低压电源,由主控制电路板形成标准直流电平.主板上主要电源+5v,一 5V 分别给各部分提供基础电源 .灯丝变压器给电后,给磁控管提供电压为 3.5V 灯丝电源
6、;另外可控高压变压器提供交流高压电给磁控管,当在显示板上给以输出指令以后,磁控管即可输l 电源插座 Il 轴流风机 lI 功率显示 lI 保险管 lr_-低压电源 H 微电脑控制 H 时星I 电源开关卜-L 可控高压电源 H 取样电路 l灯丝变压器卜_磁控管 H 输出电缆 H 辐射器医用加速器氢闸流管 CX 一 1551 损坏判断方法闰志春,曲红光(黑龙江省林业第二医院,黑龙江伊春 153100)氢闸流管 CX 一 1551 在医用加速器中属于比较贵重的器件之一.它在脉冲调制器中,作为开关管使用,工作时它把脉冲间隙储存的电能在脉冲时瞬间转换形成强功率脉冲,激励磁控管振荡器产生超高振荡.氢闸流管
7、属于易损件,本人将工作中判断氢闸流管损坏方法介绍给同行.故障一:开高压后,无剂量输出,观察主控制柜仪表指示:只有直流高压 Vh,无磁控管发射电流肼,无枪发射电流 Ig,无调制器人工线充电电流 Ich,有直流充电电压,判断调制器未振荡,仔细观察闸流管灯丝亮度正常,灯丝电压 6.3V 正常,但用示波器观察闸流管栅极触发波形发现问题:正常时触发电压峰值应为 250V 左右,现在为 500V,显然触发电压为收稿日期:2OO612 一 l8空载电压,测灯丝电流果然只有 3A 左右,正常时为20A,判断氢闸流管损坏,换新后正常.故障二:故障现象向故障一,不同的是氢闸流管灯丝不亮,测灯丝电压指示为 6.7V
8、,灯丝电流为3A,关机后将闸流管取下,测灯丝电阻在 1Q 左右,和正常时的电阻几乎为零比较,判断为灯丝断路,换新后,正常.故障三:故障现象同上,但测灯丝电流在 20A左右,用示波器测氢闸流管栅极触发波形不正常,换新管后,正常.综上所述,判断闸流管好坏的方法:(1)测灯丝电阻,几乎为零为正常,反之则灯丝断路.(2)测灯丝电流应在 20A 左右,差太多,则不正常.(3)用示波器看氢闸流管栅极触发波形,正常时峰值电压为250V,反之则有问题.出微波,输出微波功率的大小可以在显示板上预置,由主板 CPU 控制实现.后部分,当治疗结束电离输出是由微波耦合器与微波输出电路配合实现,当启用电离功能时,耦合器
9、将微波环路切断,同时将脉冲电耦合至微波手术辐射器进行电离.3 装置主要结构电离型微波治疗设备主要由微波源,辐射器,控制电路,电离电路和保护电路 5 部分组成.(1)微波源 本设备由磁控管产生波长为12.2cm 的微波,其工作频率为 2450MHz,输出功率最大可达 120W(理疗时一般为 60w).磁控管阳极为零电位,阴极为负高,灯丝电压为 3.5V.利用控制磁控管阴极电压即可控制整机功率输出.(2)辐射器 微波能量由磁控管通过同轴电缆传送到微波辐射器,集中照射到患疾部位,辐射器采用定向辐射,最大限度地减少微波泄漏,以避免对患者和工作人员产生不良影响.(3)控制电路 控制电路采用计算机控制,所
10、有显示均为数字化.整机工作模式分理疗模式和手术模式两种,采用按键进行相互转换.临床上理疗模式其工作时间在 199vain 范围内选择,手术模式工作时间在 199s 范围内选择.微波输出功率在1120W 范围内根据临床需要任意设定.12(4)保护电路 为了保证设备的正常使用,当设备电源电压波动时,保护电路能在一定范围内自动进行调整,当自动调整无效或存在其他故障时,能自动切断输出,并有声响报警提示.当故障排除后,便可自动恢复工作.(5)电离电路一在使用双极手术辐射器产生组织粘连时,可以启动电离功能,将微波辐射器探头与组织分离.电离级速最大为 100,每一个级速表示电离能力的大小,在临床上一般选择电离级速为4060.主要技术参数:(1)微波装置工作电源:220V20V,50Hz;输入功率:500W;微波输出功率:理疗为 160W,手术为1120W;微波工作频率:245050MHz.(2)电离装置电离能力:可设定或细调;电离级速显示:2 位数字;电离工作控制:脚闸;电离输出:50Q,同轴输出(与微波共用同一输出回路).MedicalEquipmentVo1.20,No.2
