[發(fā)明專利]一種基于安卓系統(tǒng)的經(jīng)顱超聲刺激系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110049571.4
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112717286A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 他得安;鄧瞻;李穎;李博藝;孫舒心;趙華亮;劉度為;周昕妍;季思穎
• 申請（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)
• 主分類號: A61N7/00
• 分類號: A61N7/00;G16H20/40;G16H40/63
• 代理公司: 上海德昭知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31204
• 代理人: 王偉珍

1.一種基于安卓系統(tǒng)的經(jīng)顱超聲刺激系統(tǒng)，其特征在于，包括：

應(yīng)用層、系統(tǒng)層、驅(qū)動層、硬件層、三維移動平臺、固定在所述三維移動平臺上的超聲換能器以及固定在所述超聲換能器上的聲準(zhǔn)直器，

其中，所述硬件層包括依次通信連接LCD顯示屏、ARM處理器、FPGA芯片以及高壓脈沖發(fā)射電路，

所述應(yīng)用層運行于系統(tǒng)層上，具有顯示在所述LCD顯示屏上的顯示界面，該顯示界面用于用戶輸入超聲發(fā)射參數(shù)及移動參數(shù)，

所述系統(tǒng)層運行于所述ARM處理器之上，根據(jù)所述移動參數(shù)向所述FPGA芯片發(fā)送移動指令，所述FPGA芯片根據(jù)所述移動指令驅(qū)動所述三維移動平臺，使所述聲準(zhǔn)直器移動到患者頭部的預(yù)定位置，

所述系統(tǒng)層根據(jù)所述超聲發(fā)射參數(shù)向所述FPGA芯片發(fā)送超聲發(fā)射指令，然后所述FPGA芯片根據(jù)所述超聲發(fā)射指令產(chǎn)生脈沖控制信號，所述高壓脈沖發(fā)射電路根據(jù)所述脈沖控制信號發(fā)射所述電脈沖信號，該電脈沖信號為周期性脈沖群，所述超聲換能器將所述電脈沖信號轉(zhuǎn)換為超聲信號，所述聲準(zhǔn)直器的底部緊貼在所述患者頭部的所述預(yù)定位置，引導(dǎo)所述超聲信號并縮小所述超聲信號的聚焦范圍。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于安卓系統(tǒng)的經(jīng)顱超聲刺激系統(tǒng)，其特征在于：

其中，所述應(yīng)用層為Android應(yīng)用程序，所述顯示界面具有開始按鈕、停止按鈕、參數(shù)輸入框及波形顯示部分，

所述開始按鈕與所述停止按鈕分別控制所述超聲信號的發(fā)射和終止，所述參數(shù)輸入框用于輸入所述超聲發(fā)送參數(shù)及所述移動參數(shù)，所述波形顯示部分用于顯示所述超聲信號的波形，

所述驅(qū)動層包括eDP驅(qū)動程序和SPI驅(qū)動程序，

所述FPGA芯片與所述ARM處理器通過SPI總線通信連接，所述系統(tǒng)層通過所述SPI驅(qū)動程序控制所述FPGA芯片，通過所述eDP驅(qū)動程序控制所述LCD顯示屏。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于安卓系統(tǒng)的經(jīng)顱超聲刺激系統(tǒng)，其特征在于：

其中，所述超聲發(fā)射參數(shù)包括中心頻率、脈沖持續(xù)時間、脈沖重復(fù)周期、發(fā)射電壓、刺激時間，

所述中心頻率為0.25MHz-10 MHz。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于安卓系統(tǒng)的經(jīng)顱超聲刺激系統(tǒng)，其特征在于：

其中，所述高壓脈沖發(fā)射電路與所述FPGA芯片通過串行總線和I/O口通信連接，所述高壓脈沖發(fā)射電路的占空比由脈沖持續(xù)時間和脈沖重復(fù)周期決定，范圍為0％-100％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于安卓系統(tǒng)的經(jīng)顱超聲刺激系統(tǒng)，其特征在于：

其中，所述移動參數(shù)包括步長、步數(shù)、移動方向和移動速度，

所述三維移動平臺的移動精度為0.01mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于安卓系統(tǒng)的經(jīng)顱超聲刺激系統(tǒng)，其特征在于：

其中，所述ARM處理器采用ARM Cortex-A9內(nèi)核，通過視頻總線外接所述LCD顯示屏，該LCD顯示屏為觸摸屏。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于安卓系統(tǒng)的經(jīng)顱超聲刺激系統(tǒng)，其特征在于：

其中，所述超聲換能器為聚焦型或非聚焦型。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于安卓系統(tǒng)的經(jīng)顱超聲刺激系統(tǒng)，其特征在于：

其中，所述聲準(zhǔn)直器為上下開口的空心圓錐體結(jié)構(gòu)，上端口徑d₁，下端口徑d₂，所述上端口徑d₁與所述超聲換能器的直徑相匹配，且大于所述下端口徑d₂。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于安卓系統(tǒng)的經(jīng)顱超聲刺激系統(tǒng)，其特征在于：

其中，所述超聲換能器通過金屬套固定在所述聲準(zhǔn)直器的頂端，所述聲準(zhǔn)直器與所述超聲換能器之間填滿超聲耦合劑。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于安卓系統(tǒng)的經(jīng)顱超聲刺激系統(tǒng)，其特征在于：

其中，所述電脈沖信號為正弦波或者方波。