DE1110773B

DE1110773B - High frequency radiator for therapeutic purposes

Info

Publication number: DE1110773B
Application number: DEP17644A
Authority: DE
Inventors: Ole Scholz
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1956-12-21
Filing date: 1956-12-21
Publication date: 1961-07-13
Also published as: CH361345A; FR1196052A; BE563365A

Description

INTERNAT. KL. H 05 gINTERNAT. KL. H 05 g

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

P17644Vinc/21gP17644Vinc / 21g

ANMELDETAG: 21. DEZEMBER 1956REGISTRATION DATE: DECEMBER 21, 1956

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 13. JULI 1961NOTICE
THE REGISTRATION
AND ISSUE OF
EDITORIAL: JULY 13, 1961

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochfrequenzstrahler mit Topfkreis- oder Hohlraumresonator für Therapiezwecke, vorzugsweise im Gebiet der längeren Dezimeterwellen. Die üblichen in der Dezimetertechnik benutzten Formen der Richtantennen, z. B. Halbwellendipole mit Reflektoren, Hohlrohrtopfstrahler oder Stielstrahler, sind wegen ihrer großen Abmessungen hinsichtlich der zu bestrahlenden Körperteile als Behandlungsorgane in der Therapie nicht brauchbar. Eine Verkleinerung der Abmessungen solcher Strahler, sofern sie in die Luft strahlen sollen, durch Einbetten in oder Ausfüllen mit keramischen Massen mit einer höheren Dielektrizitätskonstanten ist nicht empfehlenswert, da der Vorteil der kleineren Abmessung gegen andere schwerwiegende Nachteile, z. B. schwierige Anpassung wegen des geringen Strahlungswiderstandes, schlechte Bündelung, größere Verluste wegen der hohen Blindleistung und der bei dieser Wellenlänge vorhandenen großen dielektrischen Verluste, eingetauscht werden.The invention relates to a high-frequency radiator with a cup-circle or cavity resonator for therapeutic purposes, preferably in the area of longer decimeter waves. The usual ones in the decimeter technique used forms of directional antennas, e.g. B. Half-wave dipoles with reflectors, hollow tube radiators or stem emitters, are because of their large dimensions with regard to the body parts to be irradiated not usable as treatment organs in therapy. A reduction in dimensions Such radiators, if they are to radiate into the air, by embedding in or filling with ceramic Masses with a higher dielectric constant is not recommended because of the advantage of the smaller one Dimension versus other serious drawbacks, e.g. B. difficult adaptation due to the low radiation resistance, poor bundling, greater losses due to the high reactive power and the with this Wavelength existing large dielectric losses, can be exchanged.

Für die bei der Behandlung mit Dezimeterwellen erstrebte Wärmeentlastung des Unterhautfettgewebes ist eine möglichst ebene Wellenfront, d. h. ein möglichst parallel zur Körperoberfläche und damit zur Gewebeschichtung verlaufender elektrischer Feldvektor erforderlich. Diese Forderung widerspricht sich jedoch bei einer Wellenlänge von z. B. 65 cm mit der Forderung nach kleinen Abmessungen des Behandlungsorgans. Es ist daher nötig, einen Kompromiß zwischen der Bündelung und der Abmessung zu treffen.For the heat relief of the subcutaneous fat tissue aimed for in the treatment with decimeter waves is a wavefront that is as flat as possible, d. H. one as parallel as possible to the body surface and thus to the Tissue stratification requires running electric field vector. This requirement is contradicting itself however, at a wavelength of e.g. B. 65 cm with the requirement for small dimensions of the treatment organ. It is therefore necessary to compromise between bundling and size.

Es ist ein Koaxialleitungs-Schlitzstrahler bekanntgeworden, bei dem auf einer Mantellinie parallel zum Innenleiter Resonanzschlitze angebracht sind und der Strahlungsaustritt durch diese Schlitze durch besondere Maßregeln, wie z. B. durch die Verwendung von Schrauben erzwungen werden muß. Bei einer Arbeitswellenlänge von z. B. 65 cm führt die bekannte Anordnung zu untragbaren Dimensionen, denn die Schlitze können nicht nennenswert unter 112 verkleinert werden.A coaxial line slot radiator has become known in which resonance slots are attached to a surface line parallel to the inner conductor and the radiation escapes through these slots by special measures, such as. B. must be forced through the use of screws. At a working wavelength of z. B. 65 cm, the known arrangement leads to intolerable dimensions, because the slots can not be significantly reduced below 112.

Bei dem weiterhin bekanntgewordenen Topfstrahler handelt es sich nur um die möglichst ungestörte Weiterleitung der Energie eines von vornherein in seinen Dimensionen geeigneten Hohlrohres bei Zwischenschaltung eines anderen Mediums.The pot emitter, which continues to become known, is only the one that is as undisturbed as possible Transmission of the energy of a hollow tube that is suitable in its dimensions from the outset when interposed another medium.

Es sind ferner Trichterstrahler zur Behandlung im Nahfeld vorgeschlagen worden, bei denen die Abmessungen der Strahler dadurch künstlich verkleinert sind, daß die Öffnung des Strahlers etwa gleich der halben wirksamen Wellenlänge bemessen ist und der Strahler mittels quer über seine Öffnung in Reihe ge-Hochfrequenzstrahler für TherapiezweckeFurthermore, funnel emitters for treatment in the near field have been proposed in which the dimensions the radiators are artificially reduced in that the opening of the radiator is approximately equal to the half the effective wavelength is dimensioned and the radiator by means of transversely across its opening in series ge high-frequency radiators for therapeutic purposes

Anmelder:Applicant:

Philips Patentverwaltung G.m.b.H.,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7Philips Patentverwaltung GmbH,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7th

Öle Scholz, Hamburg-Neugraben,
ist als Erfinder genannt wordenOils Scholz, Hamburg-Neugraben,
has been named as the inventor

schalteter induktiver und kapazitiver Blindwiderstände, z. B. durch zwei an gegenüberliegenden Strahlerwänden angeschlossene und einander mit abgewinkelten Enden gegenüberstehende Querstege, belastet und abgestimmt ist. Solche Trichterstrahler sind jedoch nicht ohne weiteres mit einem Strahler mit Topfkreis- oder Hohlraumresonator gemäß der Erfindung vergleichbar, da die Breite der Öffnungsebene des Trichterstrahlers λ/2 betragen muß. Solche relativ großen Abmessungen stehen jedoch am zu behandelnden Körper nicht immer zur Verfügung. Auch ist es vielfach nicht erwünscht, so große Flächen oder Stellen des Körpers zu behandeln, insbesondere, wenn die Bestrahlung von benachbarten Körperstellen vermieden werden soll.switched inductive and capacitive reactances, e.g. B. is loaded and coordinated by two connected to opposite radiator walls and opposing cross webs with angled ends. However, such funnel radiators are not readily comparable with a radiator with a cup-circle or cavity resonator according to the invention, since the width of the opening plane of the funnel radiator must be λ / 2. However, such relatively large dimensions are not always available on the body to be treated. It is also often not desirable to treat such large areas or places on the body, in particular if the irradiation of neighboring parts of the body is to be avoided.

Die vorliegende Erfindung gestattet es, wesentlich kleinere strahlende Öffnungen, als sie zufolge der abgestrahlten gewünschten Wellenlänge eigentlich sein dürften, zu verwenden und trotzdem eine gleichmäßige Nahfeldverteilung zu erzielen.The present invention allows much smaller radiating openings than they are due to the radiated the desired wavelength should actually be to use and still be a uniform one To achieve near field distribution.

Gemäß der Erfindung ist ein HF-Strahler mit Topfkreis- oder Hohlraumresonator für Therapiezwecke, vorzugsweise im Gebiet der längeren Dezimeterwellen, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum oder Topfkreis wesentlich kleinerer Abmessungen als die abgestrahlte Wellenlänge mit einer durch Wandströme angeregten strahlenden Öffnung versehen ist, welche eine zusätzliche kapazitive Belastung hat, zur Erzeugung einer gleichmäßigen Nahfeldverteilung der abgestrahlten längeren Wellen im behandelten Gewebe mit die Dimensionen des Hohlraumes oder Topfkreises wesentlich überschreitenden Wellenlängen.According to the invention, an HF radiator with a pot circle or cavity resonator for therapeutic purposes, preferably in the area of the longer decimeter waves, characterized in that the cavity or Cup circle of significantly smaller dimensions than the emitted wavelength with one caused by wall currents excited radiating opening is provided, which has an additional capacitive load to generate an even near-field distribution of the longer waves emitted in the treated tissue with wavelengths significantly exceeding the dimensions of the cavity or cup circle.

Der als Behandlungsorgan dienende neue HF-Strahler hat außerdem noch den Vorteil, wie Messungen gezeigt haben, daß eine Rückwirkung auf selbsterregte Sender im Sinne einer Störung ihrer Betriebsbedingungen kaum noch merkbar ist.The new HF radiator, which serves as a treatment organ, also has the advantage of taking measurements have shown that a reaction to self-excited transmitters in the sense of a disruption of their operating conditions is barely noticeable.

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Der Hohlraum kann dabei verschiedene Formen haben, z. B. kann er als Paraboloid oder als rechteckige bzw. runde Dose oder als Halbzylinder ausgebildet sein. Er kann auch als Teil eines Schwingungskreises angeregt werden. Der Schlitz bzw. die Öffnung kann beispielsweise gestreckt, gebogen oder auch kreisförmig ausgebildet sein.The cavity can have different shapes, e.g. B. it can be a paraboloid or a rectangular one or be designed as a round box or as a half cylinder. It can also be excited as part of an oscillation circuit. The slot or opening can for example be stretched, curved or circular.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel dar. Es zeigtThe drawing represents an embodiment. It shows

Fig. 1 eine Draufsicht, Fig. 2 einen schematischen Querschnitt,Fig. 1 is a plan view, Fig. 2 is a schematic cross section,

Fig. 3 eine Abwandlung der Energieeinkopplung.3 shows a modification of the energy coupling.

Bei einem rechteckigen Hohlrohr 1, dessen eine Kantenlänge 2 größer als 2/2 ist, ist die Erzeugung und Abstrahlung einer H₁₀-WeIIe möglich. Beim Strahler nach der Erfindung ist ein solches Hohlrohr in seinen Abmessungen wesentlich verkleinert und quer zur Richtung des elektrischen Feldvektors mit einem durch Wandströme angeregten strahlenden Schlitz 3 versehen, welcher eine zusätzliche kapazitive Belastung hat. Ein solcher Hohlleiter läßt sich gegebenenfalls auch berechnen. Eine Verkleinerung des Schlitzes 3 kann besonders durch eine kapazitive Belastung in der Mitte erreicht werden, wie es durch 4 gestrichelt angedeutet ist. Durch Änderung des An-Schlußpunktes 5 des durch den Hohlraum geführten Mittelleiters 6 der Speiseleitung 7 kann der Strahler an das Kabel angepaßt werden. Die Bündelung wird durch die gestrichelt angedeuteten Reflektorbleche 8 verbessert, deren Formgebung der entsprechenden Körperoberfläche anpaßbar ist.In the case of a rectangular hollow tube 1, one edge length 2 of which is greater than 2/2, the generation and emission of an H ₁₀ wave is possible. In the radiator according to the invention, such a hollow tube is substantially reduced in size and provided transversely to the direction of the electric field vector with a radiating slot 3 excited by wall currents, which has an additional capacitive load. Such a waveguide can also be calculated if necessary. A reduction in the size of the slot 3 can be achieved, in particular, by a capacitive load in the middle, as indicated by dashed lines in FIG. By changing the connection point 5 of the central conductor 6 of the feed line 7 guided through the cavity, the radiator can be adapted to the cable. The bundling is improved by the reflector plates 8 indicated by dashed lines, the shape of which can be adapted to the corresponding body surface.

Die Energieankopplung des Strahlers kann auch kapazitiv erfolgen, wie es aus Fig. 3 ersichtlich ist. Damit die um den Rand der Reflektorfläche herumgreifenden elektrischen Feldlinien keine Mantelwellen auf der Energiezuleitung hervorrufen, können in bekannter Weise zwei /./4-Fallen vorgesehen sein. Ihre Wirkung ist damit zu erklären, daß das sonst um den Rand des Strahlers umgreifende Feld nach innen verdrängt wird, da das äußere Blech der /./4-FaIIe ein zum Potential am inneren Blech gegenphasiges Potential hat. Damit wird vor allem die Randfeldstärke an der Austrittsöffnung herabgesetzt, so daß ein gleichmäßiges, gut gebündeltes Feld zur Verfügung steht.The energy coupling of the radiator can also take place capacitively, as can be seen from FIG. 3. So that the electric field lines reaching around the edge of the reflector surface do not have standing waves cause on the power supply line, two /./4 traps can be provided in a known manner. Her The effect can be explained by the fact that the field that otherwise encompasses the edge of the radiator is displaced inwards because the outer sheet of the /./4 case is in phase opposition to the potential on the inner sheet Has potential. In this way, above all, the edge field strength at the outlet opening is reduced, so that an even, well-bundled field is available.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. High-frequency radiator with cup-circle or cavity resonator for therapeutic purposes, preferably in the area of longer decimeter waves, characterized in that the cavity or cup-circle is provided with significantly smaller dimensions than the emitted wavelength with a radiating opening excited by wall currents, which has an additional capacitive load, to generate a uniform near-field distribution of the emitted longer waves with wavelengths in the treated tissue that significantly exceed the dimensions of the cavity or cup circle.

2. Radiator according to claim 1, characterized in that the oscillating circuit is used for the Wavelength is matched.

3. Radiator according to claim 1, characterized in that the opening has the shape of a the center of the narrowing slit.

4. Radiator according to claim 1, characterized in that the opening is a circular or is nearly circular slot.

5. Radiator according to claim 1 or 2, characterized in that the adaptation to a cable through the selectable connection point of the inner conductor of the cable guided through the cavity can be produced.

6. Radiator according to claim 1, characterized in that the opening within one on the housing of the cavity attached flat reflector is.

7. Radiator according to claim 6, characterized in that 2/4 traps on the reflector edges are appropriate.

Considered publications:

German Patent Nos. 838 333, 1018 567;

German interpretation document R 11614 VIII c / 21g (published on September 27, 1956);

German utility model No. 1711712;

"Pocket book for high frequency technology" by Meinke-Gundlach, March 1956, pp. 472 to 476.

1 sheet of drawings