[發(fā)明專利]智能超聲理療儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410175287.1
• 申請日: 2014-04-28
• 公開（公告）號: CN103977508B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳瑞濤;顧華東;鄭陳琪;楊杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所
• 主分類號: A61N7/02
• 分類號: A61N7/02
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種智能超聲理療儀，具體涉及一種用于器質(zhì)性心血管病患者、運動創(chuàng)傷性患者體外物理治療的高科技超聲理療儀。

背景技術(shù)

超聲波作用于人體組織會產(chǎn)生一定的生物效應(yīng)，如機械效應(yīng)、溫?zé)嵝?yīng)、空化效應(yīng)等，利用這些效應(yīng)可以達到某種治療目的，也就是所謂的超聲理療。

超聲波在生物組織中的衰減值隨頻率近乎線性增加, 即頻率越大, 衰減系數(shù)越大, 衰減越快，不同的超聲頻率將會導(dǎo)致超聲信號進入人體深度有所不同；另一方面，過量的超聲波輻射會對人體造成傷害，針對不同的治療部位應(yīng)考慮采用不同劑量的超聲信號。

目前國內(nèi)市場上較為流行的超聲治療儀大多數(shù)結(jié)構(gòu)相似，存在自動化程度低，操作繁雜，可調(diào)節(jié)聲功率范圍窄，自動保護功能弱等共同缺陷。

超聲理療儀目前多采用單頻、固定頻率的技術(shù)方案,這種頻率是固定的, 不可變的。單一頻率其治療部位有限，患者需要多個部位治療時，就需要另外的設(shè)備來完成。在治療過程中，由于溫度、環(huán)境等不同，導(dǎo)致超聲治療頭的諧振頻率發(fā)生改變，由于目前的超聲理療設(shè)備不具備頻率自動跟蹤功能，就會出現(xiàn)頻率失調(diào)，從而會導(dǎo)致阻抗失配，降低效率，嚴重的不能正常工作。

現(xiàn)有的超聲理療儀大多操作繁雜，沒有專家療方功能，治療頻率多為單一且固定的1MHz或3MHz，輸出聲功率在2W/cm2以內(nèi)，單一治療頭，治療頭有效面積比較小。偶見雙頻雙治療頭的理療儀，其1MHz和3MHz治療頭的有效治療面積相差較大，輸出聲功率較小，不具備自動頻率跟蹤功能。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種智能雙頻或多頻率的超聲理療儀，該智能超聲理療儀可以有效避免現(xiàn)有技術(shù)中的缺點。

為了解決上述技術(shù)問題，實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種智能超聲理療儀，包括供電模塊、人機交互模塊、主控模塊、DDS模塊、功放模塊、治療頭模塊、頻率跟蹤模塊和溫度控制模塊；

所述供電模塊包括一220V交流轉(zhuǎn)直流15V電源模塊，所述220V交流轉(zhuǎn)直流15V電源模塊分別連接有一電平轉(zhuǎn)換模塊和推挽功放電路；220V交流轉(zhuǎn)直流15V電源模塊將交流220V轉(zhuǎn)換成直流15V用于給推挽功放電路提供電源；電平轉(zhuǎn)換模塊，將直流15V電壓轉(zhuǎn)換為主控模塊和人機交互模塊所需的各種電壓。在另一實施方式中，供電模塊可包括可充電的聚合物電池。

所述人機交互模塊包括觸摸屏和狀態(tài)顯示燈；通過觸摸屏可以設(shè)定各種治療參數(shù)，同時還可以調(diào)用專家療方功能，操作方便、直觀、簡潔；狀態(tài)指示燈用于實時顯示理療儀的運行狀態(tài)。

所述主控模塊包括一微處理器，所述微處理器連接有一DDS電路、占空比調(diào)節(jié)電路、數(shù)字電位計、頻率切換與匹配電路、相位差檢測電路、溫度采樣電路和過溫保護電路；微處理器主要根據(jù)用戶設(shè)定的治療參數(shù)，在設(shè)備的總體技術(shù)指標范圍內(nèi)，控制超聲治療頭模塊輸出滿足要求的超聲波信號，并使其穩(wěn)定、可靠地工作；

所述DDS模塊包括一DDS發(fā)生電路，所述DDS發(fā)生電路的輸出端連接一低通濾波電路，所述低通濾波電路的輸出端連接一占空比調(diào)節(jié)電路，所述占空比調(diào)節(jié)電路與微處理器相連；DDS發(fā)生電路用于產(chǎn)生原始的超聲激勵信號，采用直接數(shù)字頻率合成器實現(xiàn)，具有頻率調(diào)整方便、分辨率高、頻率轉(zhuǎn)換時間短、輸出相位連續(xù)、全數(shù)字化和控制方便等優(yōu)點；低通濾波電路用于濾除DDS發(fā)生電路輸出的諧波干擾，諧波干擾主要來自參考時鐘，選擇7階巴特沃茲低通濾波器，巴特沃茲濾波器在通頻帶內(nèi)具有最平坦的幅頻特性，且衰減速率比較快；占空比調(diào)節(jié)電路用于控制輸出超聲波信號的占空比，微控制器通過控制占空比調(diào)節(jié)電路調(diào)節(jié)超聲激勵信號的占空比，從而實現(xiàn)對輸出超聲信號占空比的控制。

所述的功放模塊包括一級放大電路，所述一級放大電路的同相輸入端連接占空比調(diào)節(jié)電路的輸出端，實現(xiàn)對占空比調(diào)制后的激勵信號進行初步放大；所述一級放大電路的反相輸入端連接一數(shù)字電位計，通過調(diào)整接入反相端電阻的大小，控制輸出信號的大小，經(jīng)過后續(xù)放大以最終實現(xiàn)對治療強度的控制，所述的數(shù)字電位計與微處理器相連，所述一級放大電路的輸出端連接二級放大電路，所述二級放大電路輸出端連接一推挽功放電路；DDS發(fā)生電路產(chǎn)生的激勵信號很微弱，需要經(jīng)過功率放大才能驅(qū)動超聲換能器；一級放大電路實現(xiàn)對激勵信號的初步放大，二級放大電路對一級放大電路輸出進行進一步放大，輸出幾W功率，最終再通過推挽功放電路進行放大，輸出功率驅(qū)動信號，推動換能器工作；微控制器通過控制一級功放的放大倍數(shù)（反相端接入電阻大小），來實現(xiàn)對輸出功率的調(diào)整。