DE3219558C2 - Device for determining the local temperature in living tissue - Google Patents

Device for determining the local temperature in living tissue

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DE3219558C2
DE3219558C2 DE19823219558 DE3219558A DE3219558C2 DE 3219558 C2 DE3219558 C2 DE 3219558C2 DE 19823219558 DE19823219558 DE 19823219558 DE 3219558 A DE3219558 A DE 3219558A DE 3219558 C2 DE3219558 C2 DE 3219558C2
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    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/0507—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  using microwaves or terahertz waves

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mikromeßsonde zur genauen Messung lokaler, physikalischer Größen an einem im Normalfall unzugänglichen Ort (z.B. im lebenden Körper) und zur drahtlosen Übertragung der Meßwerte an eine außerhalb des Meßortes stationierte Auswerteeinheit. Die Mikromeßsonde ist geeignet, lokale physikalische Größen, wie z.B. die Umgebungstemperatur in einem menschlichen oder tierischen Gewebe bei der Anwendung von Hyperthermieverfahren (Erwärmung des Gewebes durch eingestrahlte Hochfrequenz- oder Mikrowellenstrahlung oder Erwärmung durch andere Verfahren) zur Krebstherapie genau zu messen und die Meßwerte drahtlos an eine Auswerteeinheit zu übertragen. Die Mikromeßsonde ist ebenfalls geeignet, um andere lokale, physikalische Meßgrößen in gleichartigen oder ähnlichen Meßobjekten zu detektieren, solange die zu detektierende Meßgröße in eine äquivalente elektrische Widerstands- oder Kapazitätsänderung umgesetzt werden kann.The invention relates to a micro-measuring probe for the precise measurement of local, physical quantities at a normally inaccessible place (e.g. in the living body) and for the wireless transmission of the measured values to an evaluation unit stationed outside the measuring location. The micro-measuring probe is suitable for precisely measuring local physical variables, such as the ambient temperature in human or animal tissue when using hyperthermia methods (heating of the tissue by radiated high-frequency or microwave radiation or heating by other methods) for cancer therapy, and the measured values are displayed wirelessly to transmit an evaluation unit. The micrometer is also suitable for detecting other local, physical measured variables in similar or similar objects to be measured, as long as the measured variable to be detected can be converted into an equivalent change in electrical resistance or capacitance.

Description

3 43 4

die eine Verfälschung der Meßergebnisse bei bestimm- gung der Meßsonde vörd von außen drahtlos sicherge-which ensures a falsification of the measurement results when the measuring probe is determined from the outside wirelessly.

: ten Betriebsbedingungen bewirkt Eine monolithische stellt Das Meßsignal wird dadurch detektiert, daß die: th operating conditions causes a monolithic represents The measurement signal is detected by the

Integration wird dadurch ausgeschlossen. Meßsonde im Feld der äußeren Auswerteeinheit peri-Integration is thereby excluded. Measuring probe in the field of the outer evaluation unit peri-

Die drahtlose Bestimmung der Temperatur gemäß odische Leistungsabsorptionen mit der Frequenz desThe wireless determination of the temperature according to odic power absorption with the frequency of the

der DE-OS 29 35 271 erfolgt bei der dort beschriebenen 5 Phasenschiebergenerators bewirkt Diese können mitDE-OS 29 35 271 takes place in the 5 phase shift generator described there. This can be done with

Anordnung entweder mit Hilfe eines durch einen Schal- einer geeigneten Meßeinheit detektiert werden.Arrangement can either be detected with the aid of a suitable measuring unit by a switching device.

ter von Hand einschaltbaren, batteriebetriebenen, durch Die Meßvorrichtung eignet sich nicht nur speziell fürter manually switchable, battery-operated, by The measuring device is not only especially suitable for

ein temperaturabhängiges keramisches Resonanzele- Temperaturmessungn, sondern für alle enderen Meß-a temperature-dependent ceramic resonance element, but for all other measuring

ment in der Frequenz gesteuerten Hochfrequenzoszilfc- aufgaben an schwer zugänglichen Orten, bei denen diement in the frequency controlled high-frequency oscilfc tasks in hard-to-reach places where the

tors als MeßMhler oder mit Hilfe eines von außen zu 10 zu bestimmende physikalische Größe als Änderung ei-tor as a measuring meter or with the help of a physical variable to be determined externally as a change in a

! gedämpften Schwingungen angeregten Resonanzkrei- ner Kapazität oder eines Widerstandes gemessen wer-! damped oscillations excited resonance circuit capacitance or a resistance can be measured

ses, in dem sich ein temperaturabhängiges Resonanzele- den kann.ses in which a temperature-dependent resonance element can arise.

ment mit sehr hoher elektrischer Güte, ein sog. Vorteilhafterweise kann eine lokale Messung der Schwingquarz, befindet dessen von außen feststellbare physikalischen Größe über einen praktisch unbegrenz-Resonanzfrequenz informationen über die globale 15 ten Zeitbereich an schwer zugänglichen Orten unter Quarztemperatur liefert Diese Schaltung ist relativ auf- wechselnden Beriebsbedingungen beliebig oft durchgewendig und kann allein schon wegen des Raumbedarfs führt werden, ohne daß die implantierte Meßsonde geder Batterie nicht hinreichen miniaturisiert werdea Zu- wartet werden muß oder Energiequellen, z. B. Batterien, dem ist der Stromverbrauch des Oszillators mit ange- ausgetauscht werden müssen. Dies bedeutet daß die koppelter Endstufe so hoch, daß die Batterie rasch er- 20 Sonde, die monolithisch integriert in Mikroform aufgeschöpft sein dürfte, und dies umso eher, je kleiner diese baut werden kann, auf Dauer im lebenden Körper verhergestellt ist Die temperaturabhängige Frequenzän- bleiben kann, und somit bei einer später evtL notwendiderung beträgt lediglich etwa 0,0088% der Oszillator- gen nochmaligen Messung auch nach langer Zeit wieder frequenz pro Grad Celsius, wodurch eine genaue Tem- voll einsatzfähig zur Verfügung steht Gleichzeitig geperaturmessung erschwert wird. 25 stattet die Sonde die Messung der Temperatur mit derment with very high electrical quality, a so-called. Advantageously, a local measurement of the quartz crystal, its externally ascertainable physical variable over a practically unlimited resonance frequency, provides information about the global 15 th time range in hard-to-reach places below quartz temperature. This circuit is relatively based - changing operating conditions as often as required and can be carried out simply because of the space requirement without the implanted measuring probe or battery not being sufficiently miniaturized B. Batteries, which is the power consumption of the oscillator must also be exchanged. This means that the coupled output stage is so high that the battery is quickly produced in the living body. can remain, and thus if a later need arises, only about 0.0088% of the oscillator gene repeat measurement, even after a long time, frequency per degree Celsius again, which means that an exact temperature is available and can be used. At the same time, temperature measurement is made more difficult. 25 equips the probe to measure the temperature with the

In der DE-AS 24 28 890 wird ein Verfahren zur Tem- notwendigen Temperaturauflösung von 0.10C
peraturmessung einer beheizten Galette angegeben, Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der wobei ein temperaturabhängiger Phasenschieberoszil- Zeichnung dargestellt Darin zeigt
lator als berührungslos angekoppelter Temperaturmeß- F i g. 1 ein Schaltbild des zu miniaturisierenden Transwandler betrieben wird. Dabei erfolgt die Einkoppelung 30 ponders (Mikromeßsonde), und
der für den Betrieb notwendigen Hochfrequenzenergie F i g. 2 ein Blockschaltbild der Versorgungs-, Regel-, durch kapazitive Ankoppelung vermittels einer festste- Steuer- und AuswerteeinheitIn DE-AS 24 28 890 describes a process for tem- necessary temperature resolution of 0.1 0 C
temperature measurement of a heated godet is indicated, an embodiment of the invention is shown in the wherein a temperature-dependent phase shift oscilloscope drawing shows
lator as a contactlessly coupled temperature measuring F i g. 1 a circuit diagram of the transformer to be miniaturized is operated. The coupling in takes place 30 ponders (micro-measuring probe), and
the high frequency energy required for operation F i g. 2 a block diagram of the supply, regulation, through capacitive coupling by means of a fixed control and evaluation unit

henden und einer mitrotierenden Metallplatte, deren Die Schaltung des in F i g. 1 gezeigten Ausführungs-Abstand voneinander sowohl gering als auch konstant beispiels der Meßsonde zeigt einen Phasenschieberge- : ist über die gleiche Plattenanordnung erfolgt auch die 35 nerator einfachster Bauart dessen Schwingfrequenz Auskoppelung des NF-Signals. Die Platten müssen da- durch Auswahl der Schaltung in erster Näherung nur her ausreichend groß dimensioniert sein, weil die Kapa- von Widerstands- und Blindelementen des Phasenschiezität dieser Platten sonst zur Übertragung des nieder- bers, weniger von einem Transistor bzw. seinem Arfrequenten Signals nicht ausreicht beitspunkt bestimmt wird. Anstelle der in F i g. 1 gezeig-Eine bekannte Phasenschieberoszillatorschaltung ist 40 ten speziellen Ausführungsform des Generators kann > in U. Tietze, Ch. Schenk »Halbleitertechnik«, Springer- jede andere, einfache elektronische, geeignete Schal-Verlag, 2. Auflage, 1971, S. 372, 373 beschrieben. Die tung verwendet werden, die in Abhängigkeit von der zu , Amplitudenstabilisierung und die Konstanthaltung der messenden Größe periodisch an den Klemmen 1-1' ei-Frequenz sind nur unter erheblichen Schwierigkeiten zu nem Schwingkrsis LC einen Strom entzieht Geeignet ■ · bewerkstelligen. 45 ist eine Schaltung beispielsweise dann, wenn der perio-Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, lokale dische Schaltvorgang im Arbeitsbereich der Schaltung physikalische Größen im Innern sich bewegenden, Ie- im wesentlichen von der an den Klemmen 1—1' anliebenden Gewebes oder anderen schwer zugänglichen genden Spannung unabhängig ist. Aus einer Induktivität |f Orten mit möglichst geringem Schaltungsaufwand und L und einer Kapazität Cwird ein Resonanzkreis gebil- ||| mit möglichst geringen Abmessungen und doch hoher 50 det Eine von einer in F i g. 2 gezeigten Sendespule aus- ':'- Temperaturauflösung zu bestimmen. Diese Aufgabe gesendete unmoduliert Hochfrequenzwelle erzeugt in f wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung diesem Resonanzkreis einen Stromfluß, wenn dessen gelöst. Resonanzfrequenz mit der Frequenz der Hochfre- :■'■ Durch Verwendung einer geeigneten Generator- quenzwelle näherungsweise übereinstimmt An dem ! schaltung wird die genaue Meßgröße sichergestellt und 55 Kondensator Ckann dann eine hochfrequente Wechsel- '■■'. der Schaltungsaufwand zur Messung wird in die äußere spannung gemessen werden. Stimmt die Frequenz der Auswerteschaltung verlegt wo der Aufwand keinen von einem in F i g. 2 gezeigten Steuersender (VFO) er-• Einschränkungen bezüglich Räumlichkeiten und Ener- zeugten, durch eine Treiberstufe und eine Endstufe (PA) gieanforderungen unterworfen ist Der Generator wird verstärkten und über die Sendespule abgestrahlten undurch eine äußere Regelstrecke und eine drahtlose In- 60 modulierten elektromagnetischen Welle mit der Resoiormationsübertragung zwischen Sonde und Auswerte- nanzkreisirequenz des in Fig.! üargesieiiicii Rcsoeinheit stets in der Umgebung seines Anschwingpunk- nanzkreises LC genau überein, so wird die am Kondentes gehalten, so daß seine Schwingfrequenz nur durch sator C meßbare hochfrequente Wechselspannung madie an ein aktives Bauelement angeschalteten ÄC-GIie- ximal. Der Betrag dieser Spannung wächst mit zunehder bestimmt wird. Enthalten die ÄC-Glieder ein oder 65 mender Intensität der eingestrahlten Leistung weiter an. mehrere Elemente, die von der zu messenden physikali- Durch Verringerung der eingestrahlten hochfrequenten sehen Größe abhängig sind, so bestimmen nur diese die Energie kann dagegen die am Kondensator Canstehen-Schwingfrequenz des Generators. Die Energieversor- de hochfrequente Wechselspannung reduziert werden.and a co-rotating metal plate, the circuit of which is shown in FIG. 1 embodiment distance from each other both small and constant, for example, the measuring probe shows a phase shifting device: if the same plate arrangement is used, the generator of the simplest design whose oscillation frequency decouples the LF signal. As a first approximation, the plates only have to be dimensioned sufficiently large because the resistive and reactive elements of the phase accuracy of these plates are otherwise used for the transmission of the low voltage, less of a transistor or its arfrequent signal sufficient beitpunkt is determined. Instead of the in FIG. 1 shown - A known phase shift oscillator circuit is 40 th special embodiment of the generator can> in U. Tietze, Ch. Schenk "Semiconductor Technology", Springer - any other, simple electronic, suitable Schal-Verlag, 2nd edition, 1971, p. 372, 373 described. The device used, which depends on the amplitude stabilization and the constant maintenance of the measured variable periodically at the terminals 1-1 'ei frequency, can only be used with considerable difficulty to remove a current from an oscillating crisis LC . Suitable ■ · manage. 45 is a circuit, for example, when the perio- The invention is based on the object of local dic switching process in the working area of the circuit, physical quantities moving inside, mainly from the tissue attached to terminals 1-1 'or other difficult accessible low voltage is independent. A resonance circuit is formed from an inductance | f locations with the least possible circuit complexity and L and a capacitance C with the smallest possible dimensions and yet higher 50 det. One of the one shown in FIG. 2 transmitter coil shown - ':' - to determine temperature resolution. This object of the transmitted unmodulated high-frequency wave generated in f by the invention specified in claim 1, a current flow in this resonance circuit, if this is solved. The resonance frequency corresponds approximately to the frequency of the high frequency: ■ '■ By using a suitable generator frequency wave, the! circuit, the exact measured variable is ensured and 55 capacitor C can then produce a high-frequency alternating '■■'. the circuitry for the measurement will be measured in terms of the external voltage. Is the frequency of the evaluation circuit relocated where the effort is not one of the things shown in FIG. The control transmitter (VFO) shown in Fig. 2 has • Restrictions on space and energy generated by a driver stage and an output stage (PA) is subject to energy requirements Wave with the absorption transmission between the probe and the evaluation circle frequency of the in Fig.! üargesieiiicii Rcsoeinheit always exactly coincide in the vicinity of its oscillation point circle LC , so that on the condenser is kept so that its oscillation frequency can only be measured by the high-frequency alternating voltage that is connected to an active component. The amount of this tension increases as it is determined. If the ÄC-elements contain one or 65 mender intensity of the radiated power further on. several elements, which are dependent on the physical quantity to be measured, by reducing the radiated high-frequency variable, only these determine the energy, on the other hand, the oscillation frequency of the generator can stand at the capacitor. The energy supplier high-frequency alternating voltage can be reduced.

Ein Gleichrichter D richtet die am Kondensator C vorhandene hochfrequente Wechselspannung gleich. Dadurch erhält ein durch einen Transistor T, Widerstände Rc, Rb, Rs, R und Kondensatoren Cs gebildeter Phasen-Schieberoszillator die erforderliche Betriebsspannung s U8. Der Transistor T wirkt als verstärkendes Element, der Widerstand Rc ist der Arbeitswiderstand, der Widerstand Rb ermöglicht den für den Betrieb erforderlichen Basisstrom. Die Phasenschiebekette wird aus den drei gleichen Kondensatoren Cs, dem Festwiderstand Rs und dem temperaturabhängigen Widerstand R gebildet Bei ausreichender Betriebsspannung schwingt der so gebildete Phasenschieberoszillator mit einer Frequenz an, bei der die Phasenschieberkette 180° Phasenverschiebung bewirkt Diese Schwingfrequenz ist abhängig von den Kapazitäts- und Widerstandswerten der Elemente, aus denen die Phasenschieberkette aufgebaut ist Weil der Widerstand R temperaturabhängig ist, hängt somit diese Schwingfrequenz auch von der Temperatur ab.A rectifier D rectifies the high-frequency alternating voltage present on the capacitor C. As a result, a phase shift oscillator formed by a transistor T, resistors Rc, Rb, Rs, R and capacitors Cs receives the required operating voltage s U 8 . The transistor T acts as an amplifying element, the resistor Rc is the working resistance, the resistor Rb enables the base current required for operation. The phase shift chain is made up of three identical capacitors Cs, the fixed resistor Rs and the temperature-dependent resistor R. If the operating voltage is sufficient, the phase shift oscillator formed in this way starts to oscillate at a frequency at which the phase shift chain causes a 180 ° phase shift.This oscillation frequency depends on the capacitance and resistance values of the elements from which the phase shifter chain is made up Because the resistance R is temperature-dependent, this oscillation frequency also depends on the temperature.

Eine Signalspannung Us (nicht gezeigt) ist proportional zu dem Wechselanteil des Stroms, der durch den Transistor Tund durch den Arbeitswiderstand Rc fließt Dieser Strom wird über den Gleichrichter D dem Resonanzkreis L, C entzogen. Somit wird dieser, zusätzlich zum Gleichanteil des Stromes durch den Transistor T, in Abhängigkeit von der Frequenz und der Höhe der Signalschaltung bedampft Daher wird auch die von der Sendespule ausgesendete und von der Empfangsspule empfangene hochfrequente Welle, die mit dem Resonanzkreis drahtlos verkoppelt ist, ebenfalls gedämpft Mit Hilfe einer in F i g. 2 dargestellten Empfangsspule und eines nachgeschalteten Demodulators wird diese vom Transponder verursachte Bedämpfung der von der Sendespule ausgestrahlten unmodulierten Hochfrequenzwelle detektiert Nach der Verstärkung durch einen Niederfrequenzverstärker kann einer Signalerkennungs- und Signalverarbeitungseinheit CPU ein sinusförmiges Signal zur Verfügung gestellt werden, das die gleiche Frequenz besitzt, wie die in der Sonde erzeugte Signalspannung und das der in der Sonde erzeugten Signalspannung Us im Amplitudenwert proportional istA signal voltage Us (not shown) is proportional to the alternating component of the current that flows through the transistor T and through the load resistor Rc . This current is withdrawn from the resonance circuit L, C via the rectifier D. Thus, in addition to the direct component of the current through the transistor T, it is vaporized depending on the frequency and the level of the signal circuit damped With the help of one in F i g. Receiving coil and 2 illustrated a downstream demodulator is this caused by the transponder damping of the light radiated by the transmitter coil unmodulated high-frequency wave detected after being amplified by a low frequency amplifier may be a signal detection and signal processing unit CPU, a sinusoidal signal will be provided, which has the same frequency as the Signal voltage generated in the probe and which is proportional to the signal voltage Us generated in the probe in terms of amplitude value

Das Signal wird nach Einstellung aller notwendigen Parameter durch einen in Fig.2 gezeigten Regelkreis zur Anzeige gebracht Im Regelkreis steuert nach Einschalten der Anlage die Signalerkennungs- und Signalverarbeitungseinheit CPU die Frequenz eines Hochfrequenzgenerators VFO bis sie mit der Schwingfrequenz des Schwingkreises LC der Sonde übereinstimmt Die Schaltung detektiert das Maximum des in der Empfangsspule gemessenen Niederfrequenzsignals des Phasenschiebergenerator. The signal is brought to the setting of all the necessary parameters through a state shown in Fig.2 control circuit for display in the control loop, the signal detection and signal processing unit CPU controls to switch the system on the frequency of a high-frequency generator VFO until the resonant frequency of the resonant circuit LC of the probe matches, the circuit detects the maximum of the low-frequency signal of the phase shift generator measured in the receiving coil.

Anschließend wird über den Regelkreis die abgestrahlte Hochfrequenzleistung der aus Treiberstufe, Endstufe und Sendespule gebildeten Sendespule soweit reduziert, daß der Phasenschiebergenerator der Sonde gerade in seinem Anschwing-Arbeitspunkt betrieben wird, und dort gehalten wird. In diesem Betriebszustand ist die gemessene Frequenz des Phasenschiebergenerators und damit die Niederfrequenz des detektierten Signals eindeutig mit der physikalischen Meßgröße (z. B. der zu messenden Temperatur) zugeordnet Die Auswertung des Meßsignals und seine Anzeige geschehen nach bekannten Verfahren.Then the radiated High-frequency power of the transmission coil formed from the driver stage, output stage and transmission coil so far reduces the fact that the phase shift generator of the probe is currently operating at its starting point is, and is held there. In this operating state is the measured frequency of the phase shift generator and thus the low frequency of the detected signal uniquely assigned to the physical measured variable (e.g. the temperature to be measured). The evaluation the measurement signal and its display are done according to known methods.

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Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (2)

1 2 neu definiert wurde. Es interessiert hierbei nicht ledig- Patentansprüche: lieh die von der Fiebermessung her bekannte globale Erfassung der Körpertemperatur, sondern es gilt zur1 2 was redefined. It is not only interested in patent claims: borrowed the global recording of body temperature known from fever measurements, but it applies to 1. Vorrichtung zur Bestimmung der lokalen Tem- Vermeidung unzulässig hoher Temperaturen im gesunperatur in lebendem Gewebe, mit einem Hochfre- 5 den Körpergewebe die örtliche Temperatur der bequenzgenerator, in dessen abgestrahlten hochfre- strahlten Region oder sogar die Temperaturverteilung quenten elektromagnetischen Feld das lebende Ge- in der Nähe des Bestrahlungsschwerpunktes auf ein webe und eine Transpondereinrichtung angeordnet zehntel Grad Celsius genau simultan zu messen. Die sind, die in Verbindung mit einem temperaturemp- Temperaturmessung ist hier nicht nur wegen der wähfind'iichen Oszillator ein niederfrequentes Signal mit io rend einer Hyperthermiebehandlung auftretenden einer von der Temperatur abhängigen Frequenz er- energiereichen Hochfrequenzeinstrahlung mit erheblizeugt, wobei die Transpondereinrichtung ihre Be- chen Problemen verbunden. Im Gegensatz zu anderen triebsenergie dem elektromagnetischen Feld über Meßproblemen muß die Messung so ausgeführt werein Empfangselement mit nachgeschaltetem Gleich- den, daß die Meßsonde über längere Zeit, bis zu mehrerichter entzieht und es mit dem vom temperatur- is ren Jahren am Ort des auszumessenden Gewebes verempfindlichen Oszillator erzeugten niederf requen- bleiben kann, ohne störende Auswirkungen auf das Geten Signal amplitudenmoduliert, und mit einer Emp- webe zu verursachen. Eine drahtgebundene Verbindung fangeinrichtung für das modulierte elektromagnet!- darf weder zur Energiezufuhr noch zur Auswerteeleksche Feld und einer Auswerteeinrichtung, die aus tronik bestehen. Vorschläge zur Lösung des Problems der Frequenz des temperaturempfindlichen Oszilla- 20 unter Ausnutzung der gyromagnetischen Resonanz in tors dessen Umgebungstemperatur ermittelt, da- kleinen Ferritproben Finden sich in F. K. Beckmann et al, durch gekennzeichnet, daß die gesamte »Remote temperature sensing in organic tissue by ferri-Transpondereinrichtung eine in das Gewebe zu im- magnetic resonance frequency measurements«, Proc. plantierende Mikromeßsonde ist, daß als Empfangs- llth European Microwave Conference, Amsterdam element für das elektromagnetische Feld in der Mi- 25 (1981), S. 433—437 und J. A. Wiess et al, »A ferrimagnekromeßsonde ein Schwingkreis (L, C) angeordnet ist, tic resonance thermometer for microwave power envidaß als temperaturempfindlicher Oszillator ein in ronment«, 1981 IEEE International Microwave Sympoder Mikromeßsonde angeordneter Phasenschiebe- sium Digest, Los Angeles (USA), (1982), S. 290—292. roszillator (T, Cs, Rb, Rs, R) mit wenigstens einem Die Vorschläge, die Temperatur mit Hilfe der gyromatemperaturabhängigen Element (R) verwendet wird, 30 gnetischen Resonanz kleiner Ferritproben zu messen, daß ein mit der Auswerteeinrichtung (CPU) und dem eignen sich jedoch zur Lösung des Meßproblems weni-Hochfrequenzgenerator (VFO) verbundener Regel- ger, weil die gyromagnetische Resonanz einerseits kreis die Frequenz des Hochfrequenzgenerators auf durch eine eingestrahlte Hochfrequenzquelle angeregt die Schwingfrequenz des Schwingkreises (L, C) ab- werden muß, deren Frequenz so hoch ist, daß die Welle stimmt, und anschließend die abgestrahlte Hochfre- 35 im menschlichen Gewebe stark absorbiert wird, und quenzleistung soweit reduziert, daß der Phasen- weil andererseits zusätzlich ein starkes Magnetfeld im Schieberoszillator in der unmittelbaren Nähe seines Innern des Gewebes zur Vormagnetisierung der Ferrit-Anschwingpunktes betrieben und gehalten wird, probe aufgebracht werden muß. Bei großen Körper-1. Device for determining the local temperature Avoid impermissibly high temperatures in the healthy in living tissue, with a high-frequency body tissue the local temperature of the frequency generator, in its emitted high-frequency region or even the temperature distribution of the quent electromagnetic field the living In the vicinity of the irradiation focus on a tissue and a transponder device arranged to measure tenth of a degree Celsius exactly simultaneously. These are, in connection with a temperature measurement, not only because of the selectable oscillator a low-frequency signal with a temperature-dependent frequency occurring during a hyperthermia treatment, the transponder device also raises its area Connected problems. In contrast to other driving energy of the electromagnetic field via measurement problems, the measurement must be carried out in a receiving element with downstream equivalents that the measuring probe withdraws up to several times over a long period of time and sensitizes it with the temperature at the location of the tissue to be measured The low frequency generated by the oscillator can remain amplitude-modulated without disturbing effects on the geten signal, and with a weave. A wired connection interception device for the modulated electromagnet! - must neither be used for the supply of energy nor to the evaluation field and an evaluation device consisting of electronics. Proposals for solving the problem of the frequency of the temperature-sensitive oscillator, using the gyromagnetic resonance in the sensor, determines its ambient temperature, small ferrite samples are found in FK Beckmann et al, characterized in that the entire "remote temperature sensing in organic tissue by ferri -Transponder device in the tissue to im- magnetic resonance frequency measurements «, Proc. The planting micro-measuring probe is that as a receiving 11th European Microwave Conference, Amsterdam element for the electromagnetic field in the Mi-25 (1981), pp. 433-437 and JA Wiess et al, "A ferrimagnekromeßsonde an oscillating circuit (L, C) is arranged is, tic resonance thermometer for microwave power environment, as a temperature-sensitive oscillator, a phase shifting digest, Los Angeles (USA), (1982), pp. 290-292. roszillator (T, Cs, Rb, Rs, R) with at least one The proposals to measure the temperature with the help of the gyroma temperature-dependent element (R) , 30 magnetic resonance of small ferrite samples, that one with the evaluation device (CPU) and the appropriate However, to solve the measuring problem of a little high-frequency generator (VFO) connected controller, because the gyromagnetic resonance on the one hand circles the frequency of the high-frequency generator stimulated by an irradiated high-frequency source, the oscillating frequency of the oscillating circuit (L, C) must be reduced, the frequency of which is so is high that the wave is correct, and then the radiated high frequency is strongly absorbed in the human tissue, and the frequency power is reduced to such an extent that the phase because, on the other hand, there is also a strong magnetic field in the slide oscillator in the immediate vicinity of its interior to premagnetize the Ferrite oscillation point is operated and maintained, sample must be applied. For large body 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- durchmessern ist dies nur mit erheblichem Aufwand zur zeichnet, daß der Phasenschieberoszillator (T, Cs, 2. Apparatus according to claim 1, characterized by this, this is only possible with considerable effort to distinguish that the phase shift oscillator (T, Cs, 40 Erzeugung des Magnetfeldes möglich.40 Generation of the magnetic field possible. Rb, Rs, R) einen temperaturabhängigen Widerstand Aus der US-PS 40 75 632 ist eine Anordnung zur (7?j aufweist drahtlosen Messung der Temperatur in distanzierten Orten bekannt Die dort beschriebene Anordnung enthält in der Transpondereinheit eine Antenne, einen Rb, Rs, R) a temperature-dependent resistor From US-PS 40 75 632 an arrangement for (7? J has wireless measurement of the temperature in distant locations is known. The arrangement described there contains an antenna, a Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur genauen 45 Gleichrichter zur Erzeugung der Versorgungsspandrahtlosen Messung lokaler physikalischer Größen, vor- nung, einen temperaturempfindlichen Oszillator, eine zugsweise der lokalen Temperatur, an normalerweise Spannungsreguliereinheit, einen Codegenerator sowie schwer zugänglichen Orten, insbesondere in lebenden Transistoren zur Steuerung der Antennenbelastung. Körpern. Die Vorrichtung besteht einerseits aus einer Das Meßsignal wird von einem Empfänger dadurch reminiaturisierten, vollständig monolithisch integrierba- 50 gistriert, daß die absorbierte Leistung der Meßeinheit ren Transpondereinrichtung, der Mikromeßsonde als gemessen wird. Der aktive Teil der Meßeinrichtung beElement zur Erfassung der physikalischen Größen der steht aus einem Trägergenerator, mit dessen Hilfe ein Meßvorrichtung, und andererseits aus einer vom Ort unmoduliertes Trägersignal über eine erste Antenne abder Messung räumlich entfernt stationierten Einheit zur gestrahlt wird. Eine zweite Antenne empfängt das abdrahtlosen Energieversorgung und Steuerung der 55 sorptionsmodulierte Signal von der Transponderein-Transpondereinrichtung und zur Auswertung der durch richtung und verarbeitet es auf konventionelle Weise, die Transpondereinrichtung vermittelten Informati- Es wird angegeben, daß die zwei Antennen durch eine onen. ersetzt werden können, wenn hinter die Antenne eineThe invention relates to a device for precise 45 rectifiers for generating the supply chip wireless measurement of local physical quantities, vor- tion, a temperature-sensitive oscillator, a preferably the local temperature, on normally a voltage regulation unit, a code generator as well Inaccessible places, especially in living transistors to control the antenna load. Bodies. The device consists on the one hand of a reminiaturized, completely monolithic integration of the measuring signal by a receiver that registers the absorbed power of the measuring unit ren transponder device, the micrometer than is measured. The active part of the measuring device beElement for recording the physical quantities is available from a carrier generator, with the help of which Measuring device, and on the other hand from a locally unmodulated carrier signal via a first antenna from the measurement spatially remote stationed unit for is radiated. A second antenna receives the wireless energy supply and control of the sorption-modulated signal from the transponder in transponder device and for evaluating the direction and processes it in a conventional manner, the transponder device conveyed information. It is stated that the two antennas by one ons. can be replaced if there is one behind the antenna Die Vorrichtung ist insbesondere geeignet, die lokale Zirkulatorschaltung gesetzt wird. Die Länge der Anten-The device is particularly suitable for setting the local circulator circuit. The length of the antenna Umgebungstemperatur in einem menschlichen Gewebe 60 ne des Transponders wird mit einer halben WellenlängeAmbient temperature in a human tissue 60 ne of the transponder is with half a wavelength uüCn uci ucF Anwendung Vöü riypcriiicrniicVci ιαιιΓέΐϊ äng€g€u€n. üitl iiaCiitOUuiCSC" iT*CwVGmCiatüilg SSt auCruüCn uci ucF application Vöü riypcriiicrniicVci ιαιιΓέΐϊ äng € g € u € n. üitl iiaCiitOUuiCSC "iT * CwVGmCiatüilg SSt auCr zur Krebstherapie, also der Erwärmung des Gewebes gerade darin zu sehen, daß dort auch für die Transpondurch eingestrahlte Hochfrequenzenergie oder durch dereinrichtung Antennen verwendet werden, deren jf$ andere Verfahren, hinreichend genau zu messen. Länge eine halbe Wellenlänge tragen. Die Antennenlänr| Die Hyperthermie zur Krebstherapie ist ein relativ 65 ge beträgt also auch bei einer sehr hohen Frequenz von || junges Forschungsgebiet der Medizin, in dem die Auf- 5 GHz noch ca. 30 mm. Darüber hinaus kann in der zur £· gabenstellung der genauen Messung der lokalen Tem- genauen Temperaturmessung erforderlichen Span's peratur innerhalb lebenden menschlichen Gewebes erst nungsstabilisierungseinheit Verlustwärme entstehen,for cancer therapy, i.e. the heating of the tissue, is to be seen in the fact that antennas are also used there for the transponder through radiated high-frequency energy or through the device jf $ other methods to measure with sufficient accuracy. Carry length half a wavelength. The antenna length | The hyperthermia for cancer therapy is a relatively 65 ge so even with a very high frequency of || Young research area in medicine, in which the up to 5 GHz is still approx. 30 mm. In addition, the zur The exact measurement of the local temperature, the required span temperature within living human tissue,
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