CN103505820A

CN103505820A - 经颅超声治疗仪

Info

Publication number: CN103505820A
Application number: CN201210216622.9A
Authority: CN
Inventors: 郎鸿志
Original assignee: LUOYANG KANGLI MEDICAL INSTRUMENTS CO Ltd
Current assignee: LUOYANG KANGLI MEDICAL INSTRUMENTS CO Ltd
Priority date: 2012-06-27
Filing date: 2012-06-27
Publication date: 2014-01-15

Abstract

本发明是关于一种经颅超声治疗仪，包括：超声治疗主机和超声治疗声头两部分；超声治疗主机与超声治疗声头连接；其中的超声治疗主机包括：超声波控制和超声波发生装置，超声波控制装置输出治疗仪的超声功率信息及工作时间；超声波发生装置接收超声波控制装置输出的信息，并向超声治疗声头输出驱动超声治疗声头输出超声波的超声振荡电信号；超声治疗声头接收超声振荡电信号，并输出超声频率在500KHz—1000KHz范围内、超声功率在0.25—1.25w/cm2范围内以及脉冲超声通断比在1：（0.5～3）范围内的超声波。本发明的经颅超声治疗仪可以使超声波安全的用于脑血栓的治疗，并提高脑血栓的治疗效果。

Description

经颅超声治疗仪

技术领域

本发明涉及超声治疗脑血栓技术，特别是涉及一种经颅超声治疗仪。

背景技术

脑血管病（如脑血栓）是危害人类健康的常见病。目前，对脑血栓的早期治疗方式主要是采用药物溶解血栓的方式进行治疗，但有这种治疗方式可能会引起脑出血。

随着人们对超声波认识的逐渐深入，人们已经清楚的了解了超声波的物理特性，并由超声波的物理特性可知，一定功率以及频率的超声波可以穿透头颅骨，且利用超声波的机械振荡作用可以使血栓溶解。实际上，超声波可以使脑血管扩张，改善脑微循环，提高脑细胞代谢水平，并促进肢体功能和语言功能的恢复。如果能够将超声波与溶栓药物合并使用，则可以有效提高药物的溶栓效果，从而可以减少溶栓药物的用量，进而可以防止脑出血现象的发生。

虽然超声波由于其物理特性而有利于脑血栓的治疗，但是，由于脑细胞对超声波十分敏感，脑细胞易被超声波损伤，因此利用超声波对脑血栓进行治疗一直被列为医学的禁区。

发明人在实现本发明过程中发现：如果能够在利用超声波对脑血栓进行治疗的过程中，避免超声波对脑细胞损伤，则可以为脑血栓提供一种非常有效的治疗方式。

鉴于现有的利用超声波治疗脑血栓存在的技术问题，发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的经验及临床专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，经过两年的动物实验，找到了不引起脑细胞损伤的经颅超声治疗仪的安全剂量（包括超声的功率、频率和通断比）在此基础上经过不断的研究设计,并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种安全的经颅超声治疗仪，所要解决的技术问题是，避免在利用超声波对脑血栓进行治疗的过程中，超声波对脑细胞的损伤。

本发明的目的及解决其技术问题可采用以下的技术方案来实现。

依据本发明提出的一种经颅超声治疗仪，包括：超声治疗主机和超声治疗声头，所述超声治疗主机与所述超声治疗声头连接，且所述超声治疗主机具体包括：超声波控制装置，输出所述治疗仪的超声功率信息及工作时间；超声波发生装置，与所述超声波控制装置和所述超声治疗声头均连接，接收所述超声波控制装置输出的信息，并向超声治疗声头输出驱动所述超声治疗声头输出超声波的超声振荡电信号；所述超声治疗声头接收所述超声波发生装置输出的超声振荡电信号，并输出超声频率在500KHz-1000KHz范围内、超声功率在0.25-1.5w/cm²范围内、以及脉冲超声通断比在1：（0.5～3）范围内的超声波。

较佳的，前述的经颅超声治疗仪，其中所述超声波控制装置包括：计算机主机。

较佳的，前述的经颅超声治疗仪，其中超声波控制装置还包括：与所述计算机主机连接的输入装置，所述输入装置向超声波控制装置传输工作时间以及超声功率信息。

较佳的，前述的经颅超声治疗仪，其中该输入装置包括：触摸显示屏。

较佳的，前述的经颅超声治疗仪，其中所述超声波发生装置包括：微处理器、推挽功率放大电路、高频变压器和反馈电路；所述微处理器与推挽功率放大电路连接，推挽功率放大电路通过高频变压器与超声治疗声头连接，推挽功率放大电路还通过反馈电路与微处理器相连。

借由上述技术方案，本发明的功率合成器至少具有下列优点以及有益技术效果：本发明通过使超声治疗主机控制超声治疗声头输出超声频率在500KHz-1000KHz范围内、超声功率在0.25-1.25w/cm²范围内且脉冲超声通断比在1：（0.5～3）范围内的超声波，并利用上述规定范围内的超声波对脑血栓进行治疗，不仅可以达到较好的治疗效果，而且不会对脑细胞造成损伤；从而本发明使超声波可以安全的用于脑血栓的治疗，并提高了脑血栓的治疗效果。

综上所述，本发明在技术上有显著的进步，具有明显的积极技术效果，成为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述以及其他目的、特征以及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1为本发明的经颅超声治疗仪的示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的经颅超声治疗仪其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

本实施例的经颅超声治疗仪的结构如附图1所示。

在图1中，经颅超声治疗仪主要包括：超声治疗主机1和超声治疗声头2（也可以称为超声换能器）两大部分；其中的超声治疗主机1主要包括：超声波控制装置1-1和超声波发生装置1-2（也可以称为超声波发生器）。

超声治疗主机1与超声治疗声头2连接。超声治疗主机1主要用于控制超声治疗声头2输出规定范围内的超声波（即具有一定特性的超声波）。超声治疗声头2基于超声治疗主机1的控制所输出的规定范围内的超声波是指：超声频率在500KHz-1000KHz范围内、超声功率在0.25-1.5w/cm²范围内且脉冲超声通断比在1：（0.5～3）范围内的超声波。

发明人在经过多年的动物实验以及人体实验后，根据积累的大量实验结果获知，超声频率在500KHz-1000KHz范围内、超声功率在0.25-1.25w/cm²范围内且脉冲超声通断比在1：（0.5～3）范围内的超声波不仅治疗效果好，而且不会对脑细胞造成损伤。而超声波的超声频率、超声功率以及脉冲超声通断比如果不在上述规定的范围内，则要么会对脑细胞造成损伤，要么其治疗效果并不理想。

发明人所作的动物实验包括：连续多年对兔、犬以及猴等哺乳动物进行超声波照射头部实验；具体的，按照超声波的照射剂量（如超声功率等剂量）由小渐大且照射次数由少渐多的方式对动物头部进行超声波照射；在超声波照射完成后，处死动物，并取出动物的脑组织做切片电镜下观察，以确定脑组织有无损伤或坏死。在经过多年的大量动物实验后，得出了不引起哺乳动物脑损伤且治疗效果好的超声波照射的安全剂量。

发明人所作的自体实验包括：利用上述获得的安全剂量的超声波照射科研人员的头部，并在照射后跟踪科研人员的身体状态，结果表明被安全剂量的超声波照射的科研人员均无任何不良反应。

下面对超声治疗主机1中的具体部件以及超声治疗声头2进行详细说明。

超声波控制装置1-1主要用于向超声波发生装置1-2传输经颅超声治疗仪的工作参数，如工作时间以及超声功率等信息，以控制超声波发生装置1-2的工作状态，如驱动超声波发生装置1-2在规定的时间范围内正常工作等。

本实施例的超声波控制装置1-1包括计算机主机1-1-1和输入装置1-1-2。

超声波控制装置1-1中的计算机主机1-1-1与超声发生装置1-2连接，如计算机主机1-1-1通过其数据接口以及电缆与超声波发生装置1-1连接。计算机主机1-1-1中设置有驱动超声波发生装置1-2的程序以及漏电保护程序；上述程序可以实现对超声波发生装置1-2的工作状态的控制，并可以保证计算机主机1-1-1和超声波发生装置1-2在工作过程中的安全用电。

超声波控制装置1-1中的输入装置1-1-2与计算机主机1-1-1连接。输入装置1-1-2主要用于接收经颅超声治疗仪外部输入的信息，该外部输入的信息即用户输入的信息；上述外部输入的信息如经颅超声治疗仪进行治疗的工作时间以及超声波的超声功率信息等；输入装置1-1-2接收到的外部输入的信息传输至计算机主机1-1-1，以便于计算机主机1-1-1能够根据用户的实际需求向超声波发生装置1-2传输对应的工作参数。

上述输入装置1-1-2可以具体为鼠标、键盘或者触控显示屏等。

一个具体的例子，触控显示屏通过电缆与计算机主机1-1-1的图像传输接口连接；在计算机主机1-1-1中设置的计算机程序的控制下，触控显示屏上会显示一设置画面，该设置画面中包含有经颅超声治疗仪执行治疗的工作时间设置按钮、超声功率设置按钮以及确定按钮等，用户可以通过触控显示屏上显示的工作时间设置按钮和超声功率设置按钮来调整工作时间和超声功率的具体数值，用户在点击触控显示屏上的确定按钮后，计算机主机1-1-1根据触控显示屏当前显示的工作时间和超声功率向超声波发生装置1-2传输对应数据信息。

超声波发生装置1-2与超声波控制装置1-1和超声治疗声头2均连接，如超声波发生装置1-2通过一电缆与计算机主机1-1-1连接，并通过另一电缆与超声治疗声头2连接。

超声波发生装置1-2主要用于基于超声波控制装置1-1（如计算机主机1-1-1）传输来的信息产生超声振荡电信号，并向超声治疗声头2输出其产生的超声振荡电信号，该超声振荡电信号可以驱动超声治疗声头2输出规定范围内的超声波。

超声波发生装置1-2的电路结构的一个具体的例子：超声波发生装置1-2包括微处理器（MPU）、推挽功率放大电路、高频变压器和反馈电路等部件；其中，微处理器与推挽功率放大电路连接，推挽功率放大电路通过高频变压器与超声治疗声头2连接，推挽功率放大电路还通过反馈电路与微处理器相连。本实施例中的微处理器可以采用PIC16F73芯片。该微处理器中设置有程序，该程序和计算机主机1-1-1中设置的程序一起对超声治疗声头2输出的超声波的超声频率、超声功率以及脉冲超声通断比进行准确的控制；微处理器中设置的程序还可以包括漏电保护程序；上述反馈电路可以为反映超声振荡电信号强弱的电流取样反馈电路。

本发明的超声波发生装置1-2还可以包括：频率控制电路；频率控制电路可以包括：数字电位器芯片（如MCP41010芯片）以及机械电位器。数字电位器芯片是频率细调的电位器，机械电位器是频率粗调的电位器。数字电位器芯片与微处理器之间可以采用SPI（Serial Peripheral Interface）方式进行信息传输。

本发明的超声波发生装置1-2还可以包括：占空比调整电路；该占空比调整电路可以包括：电位器；如PIC16F73芯片（微处理器）的接脚RA1外接占空比调整电路的电位器Rwl，通过调整电位器Rwl可以调整PIC16F73芯片的接脚RA1的输入模拟电压，PIC16F73将该输入模拟电压转换为数字信号，该数字信号可以决定脉冲宽度调制PWM信号的占空比。

本发明的电路结构的一个工作流程的具体例子为：超声波发生装置12中的微处理器输出的串行数据被传输到振荡电路和频率控制电路，产生超声振荡电信号，超声振荡电信号的占空比、功率以及频率受微处理器控制；超声振荡电信号经推挽功率放大电路传输至高频变压器升压，升压后的超声振荡电信号驱动超声换能器，采用压电陶瓷片的超声换能器对超声振荡电信号进行压电转换处理，将超声振荡电信号被转换为超声机械振动信号发射出去，同时，电流取样反馈电路将超声振荡电信号的强弱传输至微处理器。

上述压电陶瓷片的振荡频率可以设定为0.25-1MHz范围内，且频率的调整步进值最好不大于0.25MHz。

超声治疗声头2可以为一个或多个超声换能器，且超声治疗头2与超声波发生装置1-2连接。超声治疗声头2主要用于利用压电转换方式将超声波发生装置1-2传输来的超声振荡电信号转换为超声机械振荡信号，并发射出去；也就是说，在超声波发射装置1-2的作用下，超声治疗声头2发出规定范围的超声波。

为便于进行治疗，本实施例的经颅超声治疗仪还可以包括治疗头架，该治疗头架主要用于固定超声治疗声头2。超声治疗声头2可以在治疗头架上进行位置变化并在合适的位置被固定，如在超声治疗声头2的后部安装万向节，从而超声治疗声头2可以在治疗头架上调整其角度，以方便的对脑部部位进行定位治疗。

在使用本发明实施例的经颅超声治疗仪进行治疗时，应先连接好治疗仪的电源，然后，根据患者的病情选择并设定超声功率，如将超声功率设置为0.75w/cm²；在患者的侧头部均匀的涂抹超声耦合剂，之后，调整治疗头架，将治疗头架上的超声治疗声头紧贴于患者头部皮肤，且应避免超声治疗声头和患者头部皮肤之间存在空气；设定治疗时间（即上述工作时间），一次的治疗时间可以为15-30分钟；根据患者诊断资料调整超声波的功率（即超声波的发射强度）。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，包括设备的名称。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案限定的超声频率、超声功率和超声通断比的安全治疗范围的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种经颅超声治疗仪，其特征在于，包括：超声治疗主机和超声治疗声头，所述超声治疗主机与所述超声治疗声头连接，且所述超声治疗主机包括：

超声波控制装置，输出所述治疗仪的超声功率信息及工作时间；

超声波发生装置，与所述超声波控制装置和所述超声治疗声头均连接，接收所述超声波控制装置输出的信息，并向超声治疗声头输出驱动所述超声治疗声头输出超声波的超声振荡电信号；

所述超声治疗声头接收所述超声波发生装置输出的超声振荡电信号，并输出超声频率在500KHz-1000KHz范围内、超声功率在0.25-1.5w/cm²范围内、以及脉冲超声通断比在1：（0.5～3）范围内的超声波。

2.根据权利要求1所述的经颅超声治疗仪，其特征在于，所述超声波控制装置包括：计算机主机。

3.根据权利要求2所述的经颅超声治疗仪，其特征在于，所述超声波控制装置还包括：与所述计算机主机连接的输入装置，所述输入装置向超声波控制装置传输工作时间以及超声功率信息。

4.根据权利要求3所述的经颅超声治疗仪，其特征在于，所述输入装置包括：触摸显示屏。

5.根据权利要求1所述的经颅超声治疗仪，其特征在于，所述超声波发生装置包括：微处理器、推挽功率放大电路、高频变压器和反馈电路；

所述微处理器与推挽功率放大电路连接，推挽功率放大电路通过高频变压器与超声治疗声头连接，推挽功率放大电路还通过反馈电路与微处理器相连。