微波治疗仪的原理应用及维修

微波治疗学作为一门新兴的学科，在医学上的应用为九十年代方引入我国，并很快得到广泛的推广应用。我院在九十年代中后期开始应用于男科和眼科的治疗，至末期大量引进，用于耳鼻喉，妇科，肿瘤科的手术治疗，并广泛应用于各科室的理疗应用，机型主要有南京生产的HBS-A多功能微波治疗仪，珠海生产的EBH-IV耳鼻喉综合治疗仪，广州生产的YWY-2B型微波治疗仪等，其中以广州生产的YWY-2B型微波治疗仪为主。在长期的使用和维护中总结了一些经

下面从微波的临床应用原理及设备的结构原理两部分进行论述其应用、维护和维修。

一、微波应用的原理。

1、微波的产生

电磁场（交变电场和磁场）在空间的传播过程就形成电磁波。而微波正是一种频率介于300~300000MHZ之间的一种电磁波。它是利用电子在相互垂直的电场和磁场中的状态不断改变而激励出来的高频振荡。

磁控管外接电路示意图

微波发生器常用的有电真空速调管，磁控管，返波管，变容和雪崩管等。在微波治疗仪中采用的是磁控管。它实质是一个加有恒定磁场的真空二极管，其阴极发射电子，阳极作为电磁振荡的“电路”称为谐振腔，施以高压直流，使电子在相互垂直的电场和磁场中激励出高频振荡产生微波。

2、微波治疗的理论基础

微波治疗的理论基础是微波的生物效应。人体是一个生物电场，是最精妙最复杂的电磁兼容系统，这就是电磁波与人体能够互相作为的基础。生物体内的带电粒子，极性分子等在微波的作用下，高速旋转和摩擦和碰撞，从而产生热能。

微波与生物相互作用后产生各种生理，病理反应，叫做微波的生物效应，又称为微波生物医学效应。分为内生热效应和非至热效应：

1）内生热效应:在微波作用下，组织温度升高从而引起的一系列生理反应。

组织温度升高会引起许多生理反应，包括加热对组织的直接作用和受热后导致血管扩张引起血管，毛细血管压力和细胞膜通透性的增加，使局部白细胞和抗体浓度提高，加快毒素细菌和代谢物排除体外，使局部肌肉痉挛缓解和痛疼消除。

2）非致热效应：在微波作用下，不引起生物体温度明显升高的情况下出现的生理反应，主要表现为：激活细胞再而三生：解痉，止痛和灭菌的特性。

微波这两大生物效应就是微波治疗的理论基础。这正是微波照射生物体组织后得以获得良好医疗效果的原因。

3、微波加热的特性

生物组织一定，其吸收微波能量的多少与微波的频率和功率的大小相关；微波一定，生物组织吸收微波能量多少与介电常数与电导率和组织的含水量密切相关；热的留驻又与组织环境及组织内血液循环有关如果组织环境温度高或血流量小带走的热量就少，温度就高，反之就低。

微波使生物组织作为热源体里面发热，是内发热，加热速度快而均匀，是整体性的。容易深入组织内部进行治疗，透入深度有选择性，就是它的一大优势。这就是其它外加热方式（如神灯，红外线灯属外加热）无法达到的。

4、微波应用的选择

微波辐射器的面越小，能量就越集中，输出功率越大能量也越大，所以手术治疗时其幅射器或说探头形状就要越小越尖，让辐射头与组织接触释放更大能量产生高温进行凝固或切割。而理疗则相反。

所以根据治疗目的的不同，幅射器的选择和功率的大小范围也不同。治疗目的有两种即手术治疗和康复理疗。对手术治疗，微波主要由辐射头吸收，要瞬间产生高热，所以功率必须大，并根据部位和手术要求来调整；理疗是完全辐射透热，以热的有益效应来加强疗效，功率不能太大。

5正确安全的使用必须注意如下几方面在我们医院应用最广的主要是理疗，治疗是医生专用，使用上不存在什么问题，所以这里着重针对理疗来谈其使用和维护。

YWY-2B型微波治疗仪设定功率范围在0~30W（电路设定），其输出频率固定在2400MHZ（误差30MHZ）。

1）金属物的影响

导电金属材料不能吸收微波，微波不能透入金属内部而被反射，故由于金属对微波的强反射作用如果反射波与入射波叠加，会起到增强作用这时就会相应升高透射组织内的温度；如果反射波与入射波不在同一方向对透射组织的温度的

影响就不大。所以我们要考虑金属物的形状与照射面的深浅程度，这会影响到反射波的方向，比如直于金属圆环平面从中心照射（覆盖到整个金属），其中心面必然会获得较多的反射波，而且会在某一点获得更大的能量，形成热点；如果是条形的金属截面是圆形，大部份会散射开去；如果金属位于足够的深度，因波的衰减，所投射的波已微乎其微；另外，金属的良好导热性也会拉到一定的散热作用，从这一点来看会增加一定的升温难度。

因此，在患处照射区存在金属物的情况下应综合考虑金属的反射性以及散热性能，酌情考量，要注意观察，记录，适时调整，积累经验。基本原则是情况未明时，尽量从小功率开始，以策万全。

2）生物组织的物理特性的影响

含水量高的组织（肌肉和内脏器官）比含水量低的组织（脂肪和骨髓）介电常数高出一个数量级（电导率则相反），相对更容易升温。而且在组织分界层之间也会因此而产生一定的反射使得在分界层温度升高，尤其骨髓对微波的吸收率更小，具有强烈的反射，它又位于机体的深层，故骨质所能吸收的功率很小。这些将影响到组织治疗的深度和温升的高低。

所以治疗时，要考虑患处的组织特性，选择好照射区域和方向。决定输出的大小。原则是含水量高的部位功率要低些，肥胖的人功率也要低些。

微波对生物组织的效应有累积效应，其影响不会即时消失，一次照射时间不宜太长，也不宜太频。一般一天一次，一次10至20分钟即可。

3）不能仅以即时的温度感觉来衡量治疗的有效性

确实热疗的一个基本点就是使组织温度上升促使血液循环达到一种有利的反应。实验表明，要产生有效的充血反应组织温度必须在41度以上，（但不能超过45度，否则正常组织的新陈代谢会停止）但是也要看到另外一面，像刚刚手术的伤口，有出血性的伤口，血液循环太强，会导致内压过高而出现渗血，甚至伤口破裂。治疗温度不宜高

微波是有穿透性的，是内部的整体性的加热，加热速度极快，而内部组织比皮肤脆弱，散热效率较差，痛觉又较迟钝。温度过高很可能伤人于无形。

由于微波的非致热效应，在没有明显升温时，也是有一定的良好的生理反应的，这一点是得到临床证明的。

4）不能对肿瘤病人进行理疗

微波可以用来治疗肿瘤但它是基于其供血不足，局部营养不良和供血不足等原因造成的耐热性差，却又更易吸收微波的原理，以大功率高温使其致死来达到目的。理疗是在较低温度的情况下进行的，在低温下它反而会起到促进作用，使之转移和扩散。

从这一点来说“治”和“疗”是两种不同的理念。“治”是以产生热力来除去病变组织和或杀死它；“疗”是改变患处组织的“环境”是“扶”。因此治疗对象是选择性是不同的，治疗方法是变化的。微波治疗是一种专业性较强的学问，有效性和复杂性远非一般的神灯和红外线灯所能比拟的，不可等同视之。总之谨慎、小心、积累和总结临床经验是最重要的。

二、微波治疗仪的结构原理及维护与维修

1、微波治疗仪的结构及部分主要器件原理说明

从以上结构上我们看出，微波机主要由电源，输入输出控制电路，磁控管等三大核心部分组成。

控制电路一般由单片机芯片组成，较多是用的AT89C51。实现时间，功率控制和参数显示功能，控制磁控管的微波发射及发射功率、治疗时间、病人患部治疗微波功率和温度的采集处理以及保护和故障报警指示功能

电源电路的功能是:提供磁控管的灯丝工作电源、磁控管的阳极高压电源和制系统所需的电。

在闭合电源开关后,低压电源变压器T2向磁控管和控制板供电。在微机或微处理器的控制下,磁控管开始预热,由于此时控制微机或微处理器没有向固态继电器和MC3021发出触发控制信号,因此,固态继电器截止,高压电源无高压输出。预热完成后,微机或微处理器程序对人工设定的参数和阳极高压、患部治疗微波功率和温度进行综合计算,输出触发控制信号,通过对双向可控硅BT136输入触发电压信号导电角的控制,从而控制加在磁控管上的负高压,进而实现对磁控管输出的微波功率的控制。

磁控管实质上是一个置于恒定磁场中的真空二极管。管内电子在相互垂直的恒定磁场和恒定电场的控制下，相互作用，产生高频振荡，从而达到产生微波。

磁控管由管芯和磁钢（或电磁铁）组成。管芯的结构包括阳极、阴极、能量输出器和磁路系统等四部分。磁控管的磁路系统就是产生恒定磁场的装置。磁路系统分永磁和电磁两大类。大功率管多用电磁铁产生磁场，管芯和电磁铁配合使用。磁控管工作时，可以很方便的靠改变磁场强度的大小，来调整输出功率和工作频率。