Системы и способы создания воздействия на заданную ткань с использованием микроволновой энергии

Системы и способы создания воздействия на заданную ткань с использованием микроволновой энергии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящая заявка испрашивает приоритет, согласно разделу 35 § 119(e) Кодекса законов США, по предварительной заявке на патент США № 60/912899, поданной 19 апреля 2007 г. и озаглавленной "Способы и устройство для уменьшения выделения пота" (Methods and apparatus for reducing sweat production), которая полностью включена в настоящее описание посредством ссылки, и ее раскрытие включено в прилагаемое Приложение 1, которое следует рассматривать как часть описания настоящей заявки; по предварительной заявке на патент США № 61/013274, поданной 12 декабря 2007 г. и озаглавленной "Способы, устройства и системы для неинвазивной микроволновой терапии" (Methods, devices and systems for creating an effect using microwave energy in specified tissue), которая также полностью включена в настоящее описание посредством ссылки и ее раскрытие включено в прилагаемое Приложение 2, которое также следует рассматривать как часть описания настоящей заявки; и по предварительной заявке на патент США № 61/045937, поданной 17 апреля 2008 г. и озаглавленной "Системы и способы создания воздействия на заданную ткань с использованием микроволновой энергии" (Systems and methods for creating an effect using microwave energy in specified tissue), которая также полностью включена в настоящее описание посредством ссылки. Также посредством ссылки в настоящее описание включены совместно поданная заявка РСТ (номер будет назначен, реестр поверенного № FOUNDRY.001VPC), озаглавленная "Способы и устройство для выделения пота" (Methods and apparatus for sweat production), поданная 18 апреля 2008 г.; и заявка РСТ (номер будет назначен, реестр поверенного № FOUNDRY.007VPC), озаглавленная "Способы, устройства и системы для неинвазивной подачи микроволновой терапии" (Methods, devices and systems for non-invasive delivery of microwave therapy), поданная 18 апреля 2008 г.

Уровень техники

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящая заявка относится к способам, устройствам и системам для неинвазивной подачи микроволновой терапии. В частности, настоящая заявка относится к способам, устройствам и системам для неинвазивной подачи микроволновой энергии в эпидермальную, дермальную и субдермальную ткани пациента для достижения различных терапевтических и/или эстетических результатов.

Как известно, терапевтическое воздействие на основе энергии можно оказывать на ткани по всему телу для достижения многочисленных терапевтических и/или эстетических результатов. Сохраняется постоянная необходимость в повышении эффективности этих терапевтических воздействий на основе энергии и в обеспечении улучшения результатов терапии с минимальными неблагоприятными побочными эффектами или минимальным дискомфортом.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - вид в сечении структуры человеческих тканей.

Фиг. 2 - вид системы для генерирования и управления микроволновой энергией согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 3 - вид системы для подачи микроволновой энергии согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 4 - вид в перспективе сбоку микроволнового облучателя согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 5 - вид в перспективе сверху микроволнового облучателя согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 6 - вид спереди микроволнового облучателя согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 7 - вид спереди головки для контакта с тканью для использования с микроволновым облучателем согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 8 - вид сечения головки для контакта с тканью согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 9 - вид сбоку сечения микроволнового облучателя согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 10 - частичный вид в перспективе сверху сечения микроволнового облучателя согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 11 - частичный вид сбоку сечения микроволнового облучателя согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 12 - вид сечения головки для контакта с тканью и антенны согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 13 - вид сечения головки для контакта с тканью и антенны согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 14 - вид сечения головки для контакта с тканью, антенны и расширителя поля согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 15 - вид сечения головки для контакта с тканью, антенны и расширителя поля согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 16 - вид сечения головки для контакта с тканью, антенны и расширителя поля согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 17 - вид сечения головки для контакта с тканью, антенны и расширителя поля согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 18 - вид сечения головки для контакта с тканью, антенны и расширителя поля согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 19 - вид сечения головки для контакта с тканью, антенны и расширителя поля с тканью, захваченной согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 20 - вид сечения головки для контакта с тканью и антенны с тканью, захваченной согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 21 - вид головки для контакта с тканью, включающей множество волноводных антенн согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 22 - вид головки для контакта с тканью, включающей множество волноводных антенн согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 23 - вид головки для контакта с тканью, включающей множество волноводных антенн согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 24 - вид одноразовой головки для контакта с тканью для использования с облучателем согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 25 - вид одноразовой головки для контакта с тканью для использования с облучателем согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 26 - вид профиля ткани согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 27 - вид профиля ткани согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 28 - вид профиля ткани согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 29 - вид профиля ткани согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 30 - вид профиля ткани согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 31 - вид профиля ткани согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 32 - вид профиля ткани согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 33 - вид профиля ткани согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 34 - вид профиля ткани согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 35 - вид профиля ткани согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 36 - вид профиля ткани согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 37 - вид профиля ткани согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 38 - вид профиля ткани согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 39 - вид профиля ткани согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 40 - вид профиля ткани согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 41 - вид профиля ткани согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 42 - вид профиля ткани согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 43 - вид профиля ткани согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 44 - вид профиля ткани согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 45 - вид профиля ткани согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 46 - вид профиля ткани согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 47 - вид профиля ткани согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 48 - вид профиля ткани согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 49 - вид профиля ткани согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 50 - вид профиля ткани согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 51 - вид профиля ткани согласно одному варианту осуществления изобретения.

Описание вариантов осуществления изобретения

Когда кожа облучается электромагнитным излучением, например, микроволновой энергией, энергия поглощается каждым слоем ткани, когда электромагнитное излучение проходит сквозь ткань. Количество энергии, поглощенной каждым слоем ткани, является функцией множества переменных. Некоторые из переменных, которые регулируют количество энергии, поглощенной в каждом слое ткани, включают мощность электромагнитного излучения, которое достигает каждого слоя; время облучения каждого слоя; электрическую проводимость или тангенс угла потерь для ткани в каждом слое и структуру выделения мощности антенной, излучающей электромагнитную энергию. Мощность, которая достигает конкретного слоя ткани, является функцией множества переменных. Некоторые из переменных, которые регулируют мощность, достигающую конкретного слоя ткани, включают в себя мощность, падающую на поверхность кожи, и частоту электромагнитного излучения. Например, при более высоких частотах глубина проникновения электромагнитного сигнала недалека от поверхности, и большая часть мощности задерживается в верхних слоях ткани, а при более низких частотах большие глубины проникновения приводят к задерживанию мощности и в верхних, и в нижних слоях ткани.

Тепло может генерироваться в ткани множеством механизмов. Некоторые из механизмов генерирования тепла в ткани включают резистивный нагрев, диэлектрический нагрев и кондуктивность. Резистивный нагрев возникает, когда в ткани генерируются электрические токи, приводящие к резистивным потерям. Ткань может быть нагрета резистивным способом с использованием, например, монополярной или биполярной высокочастотной энергии. Диэлектрический нагрев возникает, когда электромагнитная энергия вызывает увеличенное физическое вращение полярных молекул, которое преобразует микроволновую энергию в тепло. Ткань может быть нагрета диэлектрическим способом, например, посредством облучения ткани электромагнитной энергией в микроволновой полосе частот. Используемые здесь термины "микроволновая полоса частот" или "микроволновые частоты" могут относиться, например, к электромагнитной энергии с частотами, которые являются пригодными для вызова диэлектрического нагрева в ткани, когда эта ткань облучается с использованием внешней антенны для передачи электромагнитного излучения. Такие частоты могут находиться в диапазоне, например, от приблизительно 100 мегагерц (МГц) до 30 гигагерц (ГГц). Нагрета ли ткань резистивным нагревом, или посредством диэлектрического нагрева, тепло, сгенерированное в одной области ткани, может передаваться смежной ткани, например, посредством теплопроводности, теплового излучения или тепловой конвекции.

Когда микроволновый сигнал излучается в диэлектрический материал с потерями, такой как вода, энергия сигнала поглощается и преобразуется в тепло, когда он проникает через материал. Это тепло, прежде всего, генерируется наведенным физическим вращением молекул, когда они подвергаются воздействию микроволнового сигнала. Эффективность преобразования микроволновой энергии в тепло для данного материала может быть определена коэффициентом рассеяния энергии, или тангенсом (tanδ) угла потерь. Тангенс угла потерь изменяется как функция состава материала и частоты микроволнового сигнала. Вода имеет большой тангенс угла потерь и нагревается эффективно, когда она облучается микроволновой энергией. Так как вся биологическая ткань имеет некоторое содержание воды и, таким образом, является средой с потерями, она может нагреваться с использованием микроволновой энергии. Различные типы ткани имеют различные количества содержания воды, причем мышцы и кожа имеют относительно высокое содержание воды, а жир и кость имеют значительно меньшее содержание воды. Микроволновое нагревание в целом более эффективно в тканях с высоким содержанием воды.

Применение высокочастотной энергии, которая проводится сквозь поверхность кожи, или микроволновой энергии, которая излучается сквозь поверхность кожи, для нагрева ткани под поверхностью кожи, в целом, приводит к температурному градиенту, имеющему пик на поверхности кожи и уменьшающемуся с увеличением глубины в ткани. То есть, самая горячая точка обычно находится на поверхности кожи или вблизи нее. Температурный градиент возникает из-за потери мощности электромагнитного излучения, когда оно проходит сквозь ткань. Профиль плотности потерь мощности обычно достигает пика в ткани у поверхности кожи и снижается, когда электромагнитное излучение проходит сквозь ткань, независимо от мощности излучения или частоты электромагнитного излучения. Плотность потерь мощности измеряется в ваттах на кубический метр. Эквивалентная характеристика задерживания мощности в ткани представляет собой удельный коэффициент поглощения (SAR), которая измеряется в ваттах на килограмм. Удельный коэффициент поглощения в ткани может быть, например, пропорционален квадрату величины электрического поля в ткани. Для фиксированного уровня мощности излучения глубина проникновения будет в целом уменьшаться при увеличении частоты. Таким образом, в качестве общего принципа для нагрева ткани вблизи поверхности кожи, такой как, например, эпидермис, без повреждения более глубоких слоев ткани можно было бы в целом избирать более высокую частоту. Кроме того, в качестве общего принципа, для нагрева ткани, находящейся глубоко в пределах кожи, например, такой как ткань в гиподерме, или под поверхностью кожи, например, такой как мышечная ткань, можно было бы в целом избирать нижнюю частоту для обеспечения того, что достаточная энергия достигнет более глубокой ткани.

Когда электромагнитная энергия используется для нагрева структур ткани ниже поверхности кожи, и желательно ограничить или предотвращать повреждение поверхности кожи или ткани, смежной с поверхностью кожи, можно модифицировать температурный градиент для перемещения пиковой температуры глубже в ткань. Температурные градиенты в пределах ткани могут быть изменены для перемещения пиковой температуры в ткань ниже поверхности кожи, например, с использованием внешних механизмов для удаления тепла из ткани вблизи поверхности кожи. Внешние механизмы, которые удаляют тепло с поверхности кожи, могут включать в себя, например, теплоотводы, которые охлаждают поверхность кожи и смежные слои. Когда внешние механизмы используются для удаления тепла с поверхности кожи, тепло может удаляться, когда электромагнитное излучение отдает энергию в эту ткань. Таким образом, когда внешние механизмы используются для удаления тепла с поверхности кожи и смежных слоев, энергия все еще поглощается с по существу тем же коэффициентом тканью, смежной с поверхностью кожи (и плотность потерь мощности и SAR (удельный коэффициент поглощения) в охлажденной ткани остаются по существу постоянными и не подвержены влиянию охлаждения), но повреждение предотвращается благодаря удалению тепла быстрее, чем оно может расти, с предотвращением достижения температуры охлажденной ткани, например, смежной с поверхностью кожи, на уровне, когда возникает повреждение ткани или может формироваться патологическое изменение ткани.

На фиг. 1 показана структура человеческой ткани. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 1, мышечная ткань 1301 соединена с гиподермой 1303 соединительной тканью 1302. Гиподерма 1303 соединена с дермой 1305 границей 1308 раздела. Эпидермис 1304 находится на дерме 1305. Поверхность 1306 кожи находится на эпидермисе 1304 и включает сквамозные эпителиальные клетки 1345 и потовые поры 1347. Структуры 1325 ткани, например, такие как потовые железы 1341, сальные железы 1342 и волосяные фолликулы 1344, могут находиться на всей дерме 1305 и гиподерме 1303. Кроме того, структуры 1325 ткани могут располагаться так, что они пересекают или прерывают границу 1308 раздела. На фиг. 1 также показана артерия 1349, вена 1351 и нерв 1353. Волосяная фолликула 1344 соединена со стержнем 1343 волоса. Структуры ткани, например, такие как апокринные железы, потовые железы или волосяные фолликулы, могут иметь размеры в диапазоне, например, приблизительно между 0,1 миллиметра и двумя миллиметрами и могут группироваться, формируя группы или структуры, имеющие более крупные размеры. Как показано на фиг. 1, граница 1308 раздела может иметь нелинейную, прерывистую, неровную поверхность, которая также включает много структур ткани и групп структур ткани, которые пересекают и прерывают границу 1308 раздела. При моделировании слоев ткани, например, таких как дерма, трудно точно моделировать диэлектрические характеристики и/или характеристики проводимости слоев ткани из-за разнообразия от человека к человеку и в пределах областей тела индивидуумов. Кроме того, наличие структур ткани и групп структур ткани создает дополнительные сложности. Предполагая, что средняя диэлектрическая постоянная для конкретного слоя в целом не отражает сложность реальной ткани, она все же может использоваться как отправная точка. Например, принимая диэлектрическую постоянную, например, приблизительно 66 для кожной ткани при 100 МГц, электромагнитная энергия на нижнем конце микроволнового диапазона может иметь длину волны приблизительно 370 миллиметров. Принимая диэлектрическую постоянную, например, приблизительно 38 для кожной ткани при 6,0 ГГц, электромагнитная энергия может иметь длину волны приблизительно 8 миллиметров кожной ткани. Принимая диэлектрическую постоянную, например, приблизительно 18 для кожной ткани при 30 ГГц, электромагнитная энергия в верхнем конце микроволнового диапазона может иметь длину волны приблизительно 2,5 миллиметров для кожной ткани. Таким образом, когда частота увеличивается, наличие приблизительных, прерывистых границ раздела между областями ткани и наличие структур ткани будет приводить к рассеянию, по меньшей мере, части сигнала, когда он сталкивается со структурами ткани или прерывистыми границами раздела ткани. Для структуры ткани фиксированного размера или неоднородности, рассеяние в целом увеличивается по мере уменьшения волны и становится более явным, когда длина волны находится в пределах порядка величины размера структур ткани, групп структур ткани или неоднородностей в границе раздела.

Когда электромагнитная энергия передается сквозь среду, имеющую структуры и границы раздела, включая границы раздела между слоями ткани, электромагнитная энергия, в зависимости от электрических и физических характеристик структур и границ раздела и разностей между электрическими и физическими характеристиками таких структур и границ раздела и окружающей ткани, будет рассеиваться и/или отражаться структурами и/или границами раздела. Когда отраженные электромагнитные волны взаимодействуют с падающими электромагнитными волнами, они, при некоторых обстоятельствах, могут комбинироваться, формируя стоячую волну, имеющую один или более пиков усиливающей интерференции, таких как, например, пик электрического поля, и один или более интерференционных минимумов (также называемых областями ослабляющей интерференции).

При моделировании ткани с целью, соответствующей данному описанию, кожная ткань может быть смоделирована, как включающая дерму и эпидермис. При моделировании ткани с целью, соответствующей данному описанию, кожная ткань может быть смоделирована, как имеющая проводимость приблизительно 4,5 сименс на метр при приблизительно 6 ГГц. При моделировании ткани с целью, соответствующей данному описанию, кожная ткань может быть смоделирована, как имеющая диэлектрическую постоянную приблизительно 40 при приблизительно 6 ГГц. При моделировании ткани с целью, соответствующей данному описанию, гиподермальная ткань может быть смоделирована, как имеющая проводимость приблизительно 0,3 сименс на метр при приблизительно 6 ГГц. При моделировании ткани с целью, соответствующей данному описанию, гиподермальная ткань может быть смоделирована, как имеющая диэлектрическую постоянную приблизительно 5 при приблизительно 6 ГГц.

Системы и устройства

На фиг. 2-25 и 48-51 показаны варианты выполнения и компоненты вариантов выполнения систем согласно изобретению, которые могут использоваться для генерирования тепла в избранных областях ткани. На фиг. 2-25 и 48-51 показаны варианты выполнения и компоненты вариантов выполнения систем согласно изобретению, которые могут использоваться для генерирования заданных профилей удельного коэффициента поглощения в избранных областях ткани. На фиг. 2-25 и 48-51 показаны варианты выполнения и компоненты вариантов выполнения систем согласно изобретению, которые могут использоваться для генерирования заданных профилей удельного коэффициента поглощения, таких как, например, профили удельного коэффициента поглощения, показанные на фиг. 26-51. На фиг. 2-25 и 48-51 показаны варианты выполнения и компоненты вариантов выполнения систем согласно изобретению, которые могут использоваться для генерирования заданных профилей плотности потерь мощности в избранных областях ткани. На фиг. 2-25 и 48-51 показаны варианты выполнения и компоненты вариантов выполнения систем согласно изобретению, которые могут использоваться для генерирования заданных профилей плотности потерь мощности, таких как, например, профили плотности потерь мощности, показанные на фиг. 26-51.

На фиг. 2-25 и 48-51 показаны варианты выполнения и компоненты вариантов выполнения систем согласно изобретению, которые могут использоваться для генерирования заданных температурных профилей в избранных областях ткани. На фиг. 2-25 и 48-51 показаны варианты выполнения и компоненты вариантов выполнения систем согласно изобретению, которые могут использоваться для генерирования заданных температурных профилей, таких как, например, температурные профили, показанные на фиг. 26-51.

На фиг. 2-25 и 48-51 показаны варианты выполнения и компоненты вариантов выполнения систем согласно изобретению, которые могут использоваться для создания поражений в избранных областях ткани. На фиг. 2-25 и 48-51 показаны варианты выполнения и компоненты вариантов выполнения систем согласно изобретению, которые могут использоваться для создания поражений в избранных областях путем генерирования профилей удельного коэффициента поглощения с пиком в избранных областях ткани. На фиг. 2-25 и 48-51 показаны варианты выполнения и компоненты вариантов выполнения систем согласно изобретению, которые могут использоваться для создания поражений в избранной ткани путем генерирования профилей удельного коэффициента поглощения, таких как, например, профили удельного коэффициента поглощения, показанные на фиг. 26-51, причем поражение создается в области ткани, соответствующей пиковому удельному коэффициенту поглощения. На фиг. 2-25 и 48-51 показаны варианты выполнения и компоненты вариантов выполнения систем согласно изобретению, которые могут использоваться для создания поражений в избранных областях путем генерирования профилей плотности потерь мощности с пиком в избранных областях ткани. На фиг. 2-25 и 48-51 показаны варианты выполнения и компоненты вариантов выполнения систем согласно изобретению, которые могут использоваться для создания поражений в избранной ткани путем генерирования профилей плотности потерь мощности, таких как, например, профили плотности потерь мощности, показанные на фиг. 26-51, причем поражение создается в области ткани, соответствующей пиковой плотности потерь мощности. На фиг. 2-25 и 48-51 показаны варианты выполнения и компоненты вариантов выполнения систем согласно изобретению, которые могут использоваться для создания поражений в избранных областях путем генерирования температурных профилей с пиком в избранных областях ткани. На фиг. 2-25 и 48-51 показаны варианты выполнения и компоненты вариантов выполнения систем согласно изобретению, которые могут использоваться для создания поражений в избранной ткани путем генерирования температурных профилей, таких как, например, температурные профили, показанные на фиг. 26-51, причем поражение создается в области ткани, соответствующей пиковой температуре. Кроме того, не вносящие ограничений примеры вариантов выполнения микроволновых систем и устройств, которые можно использовать и конфигурировать, как описано выше, можно обнаружить, например, на фиг. 3-7C и стр. 8-13 предварительной заявки на патент США № 60/912899, и на фиг. 3-9 и 20-26 и стр. 34-48, и на фиг. 20-26 предварительной заявки на патент США № 61/013274, которые полностью включены в настоящее описание посредством ссылки.

На фиг. 2 показан один вариант выполнения системы для генерирования и управления микроволновой энергией согласно одному варианту осуществления изобретения. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 2, контроллер 302 может представлять собой, например, обычный модуль таймерного контроллера с цифровой логикой, который управляет подачей микроволновой энергии, генерируемой генератором 304 сигнала и усиленной усилителем 306. Контроллер 302 может также управлять электромагнитным клапаном для управления приложением вакуума от вакуумного источника 308. В одном варианте осуществления изобретения генератор 304 сигнала может представлять собой, например, генератор аналоговых сигналов модели N5181A MXG на 100 кГц-6 ГГц, поставляемый Agilent Technologies. В одном варианте осуществления изобретения усилитель 306 может представлять собой, например, усилитель Model HD18288SP High Power TWT на 5,7-18 ГГц, поставляемый HD Communications Corporation. В одном варианте осуществления изобретения вакуумный источник 308 может представлять собой, например, портативный вакуумный насос Model 0371224 Basic 30, поставляемый Medela. В одном варианте осуществления изобретения источник охлаждения 310 может представлять собой, например, промышленный циркуляционный холодильник 0P9TNAN001 NanoTherm, поставляемый ThermoTek, Inc.

На фиг. 3 показана система для подачи микроволновой энергии согласно одному варианту осуществления изобретения. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 3, мощность подается источником 318 энергии, которым может быть, например, сеть переменного тока. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 3, развязывающий трансформатор 316 разделяет сетевую энергию, подаваемую источником 318 энергии, и подает разделенную мощность в контроллер 302, вакуумный источник 308, генератор 304 сигналов, усилитель 306, систему 314 получения данных о температуре и источник 310 охлаждения. В одном варианте осуществления изобретения вакуумная линия 372 соединяет вакуумный источник 308 с облучателем 320. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 3, генератор 304 сигналов генерирует сигнал, который может быть, например, непрерывным волновым сигналом (CW), имеющим частоту в диапазоне, например, 5,8 ГГц, и этот сигнал подается в усилитель 306, которым управляет контроллер 302. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 3, выходной сигнал от усилителя 306 может передаваться в облучатель 320 по сигнальному кабелю 322. В одном варианте осуществления изобретения сигнальный кабель 322 может быть, например, волоконно-оптической линией. В одном варианте осуществления изобретения облучатель 320 может представлять собой, например, микроволновым устройством. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 3, источник 310 хладагента может подавать хладагент, такой как, например, охлажденная деионизированная вода, в облучатель 320 по трубопроводу 324 для хладагента и, более конкретно, хладагент может подаваться к облучателю 320 через впускную трубку 326 и возвращаться к источнику 310 хладагента через выпускную трубку 328. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 3, облучатель 320 включает устройства для измерения температуры, которые передают сигналы 330 о температуре системе 314 получения данных о температуре, которая, в свою очередь, передает сигналы о температуре по волоконно-оптической линии 332 в компьютер 312 отображения температуры. В одном варианте осуществления изобретения развязывающий трансформатор 316 может представлять собой ISB-100W Isobox, поставляемый Toroid Corporation of Maryland. В одном варианте осуществления изобретения компьютер 312 отображения температуры может представлять собой, например, специально подготовленный таймерный контроллер, выполненный из ряда имеющихся в наличии компонентов таймерного реле и специальной схемы управления. В одном варианте осуществления изобретения система 314 получения данных о температуре может представлять собой, например, систему получения данных о температуре Thermes-USB с волоконно-оптической линией ОРТ-1, поставляемую Physitemp Instruments Inc.

На фиг. 4 показан вид в перспективе сбоку микроволнового облучателя согласно одному варианту осуществления изобретения. На фиг. 5 показан вид в перспективе сверху микроволнового облучателя согласно одному варианту осуществления изобретения. На фиг. 6 показан вид спереди микроволнового облучателя согласно одному варианту осуществления изобретения. В вариантах осуществления изобретения, показанных на фиг. 4-6, облучатель 320 включает в себя кабель 334 облучателя, ручку 344 облучателя, головку 346 облучателя и головку 362 для контакта с тканью. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 4-6, головка 362 для контакта с тканью включает в себя вакуумные отверстия 342, охлаждающую пластину 340, камеру 338 для ткани и поверхность 336 контакта с тканью. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 5, головка 362 для контакта с тканью включает в себя выравнивающую направляющую 348, которая включает в себя выравнивающие элементы 352. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 6, головка 362 для контакта с тканью установлена на головке 346 облучателя 320. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 6, головка 362 для контакта с тканью включает в себя выравнивающую направляющую 348, выравнивающие элементы 352 и камеру 338 для ткани. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 6, камера 338 для ткани включает в себя стенку 345 контакта с тканью и поверхность 336 контакта с тканью. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 6, поверхность 336 контакта с тканью включает в себя охлаждающую пластину 340, вакуумные отверстия 342 и вакуумные каналы 350.

На фиг. 7 показан вид спереди головки для контакта с тканью для использования с микроволновым облучателем согласно одному варианту осуществления изобретения. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 7, головка 362 для контакта с тканью включает в себя выравнивающую направляющую 348, выравнивающие элементы 352 и камеру 338 для ткани. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 7, камера 338 для ткани включает в себя стенку 345 контакта с тканью и поверхность 336 контакта с тканью. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 7, поверхность 336 контакта с тканью включает в себя охлаждающую пластину 340, вакуумные отверстия 342 и вакуумные каналы 350. В одном варианте осуществления изобретения головка 362 для контакта с тканью съемная и может использоваться как одноразовый элемент микроволнового облучателя, такого как, например, облучатель 320.

На фиг. 8 показан вид сечения головки для контакта с тканью согласно одному варианту осуществления изобретения. На фиг. 8 показан вид сечения головки 362 для контакта с тканью и антенны 358 согласно одному варианту осуществления изобретения. В одном варианте осуществления изобретения антенна 358 может представлять собой, например, волновод 364, который может включать в себя, например, волноводную трубку 366 и диэлектрический наполнитель 368. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 8, антенна 358 изолирована от охлаждающей жидкости 361 в охлаждающей камере 360 распорным элементом 376. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 8, стенка 354 камеры имеет угол Z камеры, который облегчает захват ткани. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 8, поверхность 336 контакта с тканью, которая может включать в себя охлаждающую пластину 340, имеет минимальный размер X, и камера 338 для ткани имеет глубину Y.

На фиг. 9 показан вид сбоку сечения микроволнового облучателя согласно одному варианту осуществления изобретения. На фиг. 10 показан частичный вид в перспективе сверху микроволнового облучателя согласно одному варианту осуществления изобретения. На фиг. 11 показан частичный вид сбоку микроволнового облучателя согласно одному варианту осуществления изобретения. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 9-11, облучатель 320 включает в себя корпус 356 облучателя и головку 362 для контакта с тканью. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 9-11, корпус 356 облучателя охватывает ручку 344 облучателя и, по меньшей мере, часть головки 346 облучателя. В варианте осуществления изобретения, показанных на фиг. 9-11, кабель 334 облучателя включает трубку 324 для хладагента, впускную трубку 326, выпускную трубку 328, сигнальный кабель 322 и вакуумную линию 372. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 9-11, вакуумная линия 372 соединена с вакуумным разветвителем 374. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 9-11, облучатель 320 включает в себя антенну 358. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 9-11, антенна 358 может включать в себя волноводную антенну 364. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 9-11, волноводная антенна 364 может включать в себя диэлектрический наполнитель 368 и волноводную трубку 366. В вариантах осуществления изобретения охлаждающая камера 360 может быть сконфигурирована для облегчения непрерывного потока охлаждающей жидкости 361 вдоль одной поверхности охлаждающей пластины 340. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 9-11, сигнальный кабель 322 соединен с антенной 358 возбудителем 370 антенны, который может представлять собой, например, дистальный конец полужесткого коаксиального кабеля или установленный на панели соединитель и включает в себя центральный проводник кабеля или соединитель. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 9-11, облучатель 320 включают в себя головку 362 для контакта с тканью. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 9-11, головка 362 для контакта с тканью включает в себя камеру 338 для ткани, стенку 354 камеры, охлаждающую пластину 340 и охлаждающую камеру 360. В вариантах осуществления изобретения показанных на фиг. 9-11, охлаждающая камера 360 соединена с впускной трубкой 326 и выпускной трубкой 328. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 10, вакуумная линия 372 соединена с вторичными вакуумными линиями 375. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 10, вторичные вакуумные линии 375 соединены с вакуумными отверстиями 342 (не показаны) в головке 362 для контакта с тканью.

В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 11, вакуумная линия 372 соединена с вторичными вакуумными линиями 375. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 11, вторичные вакуумные линии 375 соединены с вакуумными отверстиями 342 (не показаны) в головке 362 для контакта с тканью.

На фиг. 12 показан вид сечения головки для контакта с тканью и антенны согласно одному варианту осуществления изобретения. На фиг. 13 показан вид сечения головки для контакта с тканью и антенны согласно одному варианту осуществления изобретения. На фиг. 14 показан вид сечения головки для контакта с тканью, антенны и расширителя поля согласно одному варианту осуществления изобретения. На фиг. 15 показан вид сечения головки для контакта с тканью, антенны и расширителя поля согласно одному варианту осуществления изобретения. На фиг. 16 показан вид сечения головки для контакта с тканью, антенны и расширителя поля согласно одному варианту осуществления изобретения. На фиг. 17 показан вид сечения головки для контакта с тканью, антенны и расширителя поля согласно одному варианту осуществления изобретения. На фиг. 18 показан вид сечения головки для контакта с тканью, антенны и расширителя поля согласно одному варианту осуществления изобретения. На фиг. 19 показан вид сечения головки для контакта с тканью, антенны и расширителя поля с тканью, захваченной согласно одному варианту осуществления изобретения. В вариантах осуществления изобретения, показанных на фиг. 12-19, антенна 358 может представлять собой, например, волноводную ант