[發明專利]一種可進行超聲探頭接觸狀態監測的超聲治療設備

有效

• 申請號: 201410258121.6
• 申請日: 2014-06-11
• 公開（公告）號: CN104001275B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 郭銳;孫琳;皇甫偉;張劍梅
• 申請（專利權）人: 北京儒奧醫療科技有限公司
• 主分類號: A61N7/00
• 分類號: A61N7/00;A61B5/00
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司11129
• 代理人: 高麗萍

技術領域

本發明涉及一種超聲治療裝置，具體涉及一種可進行超聲探頭接觸狀態監測的超聲治療設備。

背景技術

超聲治療是臨床中一種重要的物理治療手段。超聲技術在醫療方面的獨特療效已得到醫學界的普遍認可，并越來越被臨床重視和采用。國內外醫學專家利用超聲技術在治療軟組織損傷、慢性疼痛康復、肢體運動康復方面積取得了非常好的療效，并把超聲治療拓展到骨科、外科、內科、兒科、腫瘤科、男科、婦產科等，在臨床得以廣泛應用，并取得了滿意的治療效果。

醫用超聲治療大體上有以下的效果：(1)超聲可對組織細胞進行“內按摩”，超聲振動引起組織細胞內物質運動，這種機械效應可以改變細胞膜的通透性，刺激細胞半透膜的彌散過程，促進新陳代謝、加速血液和淋巴循環、改善細胞缺血缺氧狀態，改善組織營養、改變蛋白合成率、提高再生機能等。(2)超聲可使人體組織產生“內生熱”，人體組織對超聲能量有比較大的吸收能力，因此當超聲波在人體組織中傳播過程中其能量不斷地被組織吸收而變成熱量，這種熱效應可增加血液循環，加速代謝，改善局部組織營養，增強酶活力。(3)超聲的機械效應和溫熱效應均可促發若干物理化學變化，包括：a.提高生物膜的通透性的彌散作用，b.使凝膠轉化為溶膠狀態的觸變作用，c.改變細胞功能、提高細胞內鈣質水平的空化作用，d.將多個相同或相似的分子合成一個較大分子的聚合作用與將大分子的化學物變成小分子的解聚作用，e.消炎并修復受損細胞作用。

如圖1所示，現有的超聲治療設備主要包括設備主體和超聲探頭(或超聲換能器、簡稱超聲頭)，其中超聲探頭是電能到聲能的轉換設備，即可將醫用超聲物理治療設備輸出的電壓/電流轉化為超聲。之后超聲探頭通過耦合劑與人體的治療部位接觸，設備主體輸出頻率和超聲探頭諧振頻率相同的超聲電信號作用于超聲探頭，超聲探頭將超聲電信號的電能轉換為超聲波聲能輸出，聲能透過耦合劑作用于治療部位，并進入人體以取得治療效果。

超聲治療的效果取決于最終進入人體的超聲強度，超聲強度與設備主體輸出的電信號強度、超聲探頭電聲轉換效率、耦合劑以及超聲探頭與人體之間的接觸壓力有關。現有的超聲治療設備可以比較精確地控制輸出的電信號強度，并通過測量獲取超聲探頭的電聲轉換效率。但是由于耦合劑的涂抹情況和超聲探頭通過耦合劑與人體之間的接觸狀態與治療環境、醫護人員操作習慣、患者姿態和耦合劑材料組成等靜態因素相關，并與治療過程中耦合劑性狀改變和患者移動等動態因素相關。

鑒于上述情況，在超聲治療過程中，患者最終得到的超聲治療劑量受到多種因素的影響，而其中的超聲探頭與人體接觸情況是一種動態變化并難以定量評價，最終嚴重影響超聲治療效果。極端情況下，發生超聲探頭從人體上脫落的情況都難以得到有效監測。同時，當超聲探頭沒有與人體治療部位進行有效接觸時，還將導致探頭過熱，進而燙傷患者或者造成探頭損壞。

發明內容

本發明針對現有技術的缺陷，提出一種可有效監測超聲探頭與治療部位的接觸情況，并實時地在發生超聲探頭脫落、超聲探頭與人體接觸壓力過小以及耦合劑失效等情況時給出警示的可進行超聲探頭接觸狀態監測的超聲治療設備。

本發明的技術方案如下：

一種可進行超聲探頭接觸狀態監測的超聲治療設備，包括設備主體和超聲探頭，其中所述設備主體的輸出端連接所述超聲探頭的輸入端，其特征在于：它還包括連接在所述設備主體電信號輸出接口與所述超聲探頭之間的監測模塊；所述監測模塊包括用于采集實時電壓幅度的電壓監測電路和/或用于采集實時電流幅度的電流監測電路，以及數據分析電路；所述實時電流幅度和/或實時電壓幅度輸入至數據分析電路中；所述數據分析電路中預置典型接觸狀態下的對比閾值，通過所述對比閾值與所述實時電流幅度和/或實時電壓幅度進行對比，判斷當前超聲探頭的接觸狀態。

所述電壓監測電路包括第一電壓采樣電阻、第二電壓采樣電阻、第一濾波器和第一模數轉換器，所述第一電壓采樣電阻和第二電壓采樣電阻串聯后并聯連接在所述電信號輸出接口的兩輸出端之間，所述第二電壓采樣電阻兩端分別連接所述第一濾波器的兩輸入端，進行電壓采樣；所述第一濾波器的輸出端連接所述第一模數轉換器；所述第一模數轉換器的輸出端連接所述數據分析電路。

所述電流監測電路包括電流采樣電阻、第二濾波器和第二模數轉換器，所述電流采樣電阻串聯連接在所述設備主體的電信號輸出接口的任一輸出端，所述電流采樣電阻的兩端分別連接所述第二濾波器的兩輸入端，進行電流采樣；所述第二濾波器的輸出端連接所述第二模數轉換器；所述第二模數轉換器的輸出端連接所述數據分析電路。

所述數據分析電路為處理器或FPGA。