超材料聚焦射频波照射实体瘤靶点加热装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于医疗设备技术领域，具体涉及一种超材料聚焦射频波照射实体瘤靶点加热装置及其使用方法，该装置由射频电源

【技术实现步骤摘要】
hyperthermia treatment of breast cancer[J].IEEE Transactions on Biomedical Engineering,2008,55(2):822
‑
826.”中提出了一种新的基于波形多样性的超声聚焦热疗技术，可用于治疗乳腺癌
。
在均匀元素功率约束下，通过选择合适的透射波形协方差矩阵，超声系统可以提供与整个肿瘤区域匹配的焦点，同时最大限度地减少对周围健康乳腺组织的影响
。
数值结果表明，该方法比传统方法具有更好的声功率沉积，并且可以提供有效热疗乳腺癌所需的必要温度梯度
。
但该技术治疗的体积相对较小，这导致治疗时间长
。
[0009]温荣民等人在“高能超声聚焦治疗肿瘤病人的护理体会
[C]//
中华护理学会
.
中华护理学会全国中医
、
中西医结合护理学术交流暨专题讲座会议论文汇编
.2009:3.”中介绍了超声聚焦治疗肿瘤无创伤性的治疗方法
。
它是利用超声波具有穿透性和聚焦性等物理特点，将体外低能量的超声束聚焦在体内肿瘤的病灶，将声能转化为热能，定向聚焦将肿瘤准确完整切除
。
但在焦域内声强极高，治疗时瞬间高温及高强度机械性会对焦域附近的正常细胞组织造成损伤，只适用于治疗直径小的肿瘤，且其聚焦后产生的热效应不能加热金属颗粒
。
[0010]中国专利
《
电磁超材料及其制备
》(
申请号：
CN202210978615.6
，授权公开号：
CN115189142A
，授权公开日：
2022
‑
10
‑
14)
公开了一种电磁超材料及其制备方法，实现了传统磁性复合材料厚度和密度的同时缩减，但其不适合生物医学领域应用
。
[0011]中国专利
《
一种铁锰氧体纳米材料及其制备方法和应用
》(
申请号：
CN202111175835.7
，授权公开号：
CN113996266A
，授权公开日：
2022
‑
02
‑
01)
公开了一种铁锰氧体纳米材料及其制备方法和应用，其原料来源广泛，绿色环保，制成的铁锰氧体纳米材料分散均匀，但研究领域局限在汞吸附，功能较单一
。
[0012]综上所述，传统热疗
、
微波聚焦和超声聚焦等治疗实体瘤技术方法存在的缺陷，而射频功率源发射的电磁波通常呈束状传输，存在局域聚焦困难的缺点
。
因此，如何研发出利用超材料聚焦的射频波照射实体瘤靶点的加热装置及治疗方法，是目前需要解决的问题
。

技术实现思路

[0013]本专利技术的目的在于克服传统技术中存在的上述问题，提供一种超材料聚焦射频波照射实体瘤靶点加热装置及其使用方法
。
[0014]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术是通过以下技术方案实现：
[0015]本专利技术提供一种超材料聚焦射频波照射实体瘤靶点加热装置，包括射频电源
、
匹配网络
、
驱动线圈
、
发射线圈天线和电磁超材料聚焦透镜；所述射频电源通过同轴传输线连接到匹配网络，所述匹配网络能够通过可调电容改变传输线的阻抗特性，从而对所述驱动线圈匹配供电；所述驱动线圈能够与发射线圈天线发生磁耦合谐振，所述发射线圈天线能够将射频波定向辐射，所述电磁超材料聚焦透镜安装在距发射线圈天线的前端
。
[0016]进一步地，上述超材料聚焦射频波照射实体瘤靶点加热装置中，所述射频电源的频率设定为
13.56MHz
，输出功率的最大值为
500W。
[0017]进一步地，上述超材料聚焦射频波照射实体瘤靶点加热装置中，所述匹配网络由两个可调电容和一个电感线圈组成，调节两个可调电容的电容值以使其与电感线圈形成匹配，能够改变传输线的阻抗特性，进而对驱动线圈匹配供电
。
[0018]进一步地，上述超材料聚焦射频波照射实体瘤靶点加热装置中，所述驱动线圈采
用单匝铜线圈
。
[0019]进一步地，上述超材料聚焦射频波照射实体瘤靶点加热装置中，所述发射线圈天线采用3匝铜线圈
。
[0020]进一步地，上述超材料聚焦射频波照射实体瘤靶点加热装置中，所述电磁超材料聚焦透镜由超材料单元和聚焦透镜组成，超材料单元为9个同样的结构单元组成的阵列，聚焦透镜置于超材料单元后，聚焦透镜为棱台状
。
[0021]进一步地，上述超材料聚焦射频波照射实体瘤靶点加热装置中，超材料聚焦射频波照射实体瘤靶点加热装置安装在常温室内
。
[0022]进一步地，上述超材料聚焦射频波照射实体瘤靶点加热装置中，其使用方法包括以下步骤：
[0023]S1、
将射频电源通过同轴传输线连接到匹配网络，匹配网络通过可调电容改变传输线的阻抗特性，从而对驱动线圈匹配供电；
[0024]S2、
驱动线圈与发射线圈天线发生磁耦合谐振，发射线圈天线将射频波定向辐射至电磁超材料聚焦透镜；
[0025]S3、
利用电磁超材料聚焦透镜对射频波有聚焦效应，使得置于焦点处的纳米金颗粒被磁化
、
极化而产生增强加热；
[0026]S4、
将含有纳米金颗粒的溶液注射至实体瘤，再将其放置于电磁超材料聚焦透镜的焦点处，实现靶点加热凋亡肿瘤细胞
。
[0027]本专利技术的有益效果是：
[0028]本专利技术提出的超材料聚焦射频波照射实体瘤靶点加热装置在具体操作时，射频电源的频率设定为
13.56MHz
，输出的功率的最大值为
500W
，经过连接电路射频波被辐射到电磁超材料，电磁超材料利用超材料结构负折射率会聚电磁波的特性，使发散的电磁波波束聚焦，能够保证波束指向性，这样可以聚焦在病灶位置
。
且加入的纳米金颗粒无毒，纳米金颗粒在最强的焦点处会被磁化极化，因为磁化极化致使纳米金颗粒发热
。
这种精确的
、
非接触式的空间定位加热能有效杀死癌细胞，同时可减少对癌细胞周围正常细胞的损害
。
[0029]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点
。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0031]图1为本专利技术装置的结构示意图；
[0032]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
超材料聚焦射频波照射实体瘤靶点加热装置，其特征在于：包括射频电源
(1)、
匹配网络
(2)、
驱动线圈
(3)、
发射线圈天线
(4)
和电磁超材料聚焦透镜
(5)
；所述射频电源
(1)
通过同轴传输线连接到匹配网络
(2)
，所述匹配网络
(2)
能够通过可调电容改变传输线的阻抗特性，从而对所述驱动线圈
(3)
匹配供电；所述驱动线圈
(3)
能够与发射线圈天线
(4)
发生磁耦合谐振，所述发射线圈天线
(4)
能够将射频波定向辐射，所述电磁超材料聚焦透镜
(5)
安装在距发射线圈天线
(4)
的前端
。2.
根据权利要求1所述的超材料聚焦射频波照射实体瘤靶点加热装置，其特征在于，所述射频电源
(1)
的频率设定为
13.56MHz
，输出功率的最大值为
500W。3.
根据权利要求1所述的超材料聚焦射频波照射实体瘤靶点加热装置，其特征在于，所述匹配网络
(2)
由两个可调电容和一个电感线圈组成，调节两个可调电容的电容值以使其与电感线圈形成匹配，能够改变传输线的阻抗特性，进而对驱动线圈匹配供电
。4.
根据权利要求1所述的超材料聚焦射频波照射实体瘤靶点加热装置，其特征在于，所述驱动线圈
(3)
采用单匝铜线圈
。5.
根据权利要求1所述的超...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈兆权，鲍登辉，苏庆春，陈思乐，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：