CN106267591B - 一种超声电针治疗仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种超声电针治疗仪，包括超声换能器和电针电极，其中，所述超声换能器和所述电针电极彼此独立工作，所述治疗仪还包括电源及驱动电路，其用于分别或同时驱动所述超声换能器发射超声波以及使所述电针电极输出正电压或负电压。本发明所述治疗仪能够根据需要设置电针电极输出正电压或负电压。

Description

一种超声电针治疗仪

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种超声电针治疗仪。

背景技术

经研究发现，超声波对人体具有热效应、机械效应、生物学效应等作用，会清洗皮肤表面的代谢角质，刺激皮下胶元蛋白的更新代谢，促进细胞代谢活性，导入美容药物，具有一定的美肤功效，而电针输出的微量的生物电流，可以改善人体内环境，协调人体内环境的平衡，促进机能活性，调节血管舒缩功能，维持神经元的兴奋性，还具有一定的镇静安宁作用，如果将超声波技术与电针技术相结合，则各自的物理特性与生物效应会得到加强，从而形成优势互补的局面。

为了将超声波技术和电针技术相结合，现有技术提供了一种集超声和电疗护肤于一体的超声电疗护肤美容仪，其中超声美容和电疗护肤均通过同一美容头来实现，其具有提高美容效果，使用方便，耗电少等优点，但其不足之处在于，该美容仪采用超声换能器和电针共用一个电极的方式，使得该电极输出电压为半波，即只能输出正电压。现有技术还提供了一种采用复合电极的治疗仪，该复合电极将超声换能器和电脉冲电极集成在一起，将超声换能器的振动通过电脉冲电极发出，达到在人体同一部位既有超声波又有电脉冲的治疗目的，从而具有在患者同一治疗部位同时进行超声波和电刺激治疗两种治疗效果，但其不足之处在于，电脉冲电极必须作为超声换能器的透声膜使用，而将电脉冲电极作为透声膜使用使得该电极的材料选择具有局限性，同时，从原理上讲，该治疗仪也未能突破其电脉冲电极输出电压为半波，即只能输出正电压的局限。而研究表明，带正电电极下的神经元受电刺激后，对正常输入信号可产生更频繁的回应，而带负电电极下的神经元则受电刺激后，对正常输入信号则迟滞回应，如果不能根据需要设置电针电极输出正电压或负电压，将大大局限电针的应用范围。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种能够根据需要设置电针电极输出正电压或负电压的超声电针治疗仪。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种超声电针治疗仪，包括超声换能器和电针电极，其中，所述超声换能器和所述电针电极彼此独立工作，所述治疗仪还包括电源及驱动电路，其用于分别或同时驱动所述超声换能器发射超声波以及使所述电针电极输出正电压或负电压。

优选地，所述治疗仪还包括绝缘透声材料层，其设置在所述超声换能器上，且所述绝缘透声材料层的形状与所述超声换能器上表面的形状相匹配；所述电针电极包括彼此独立的第一电极和第二电极。

优选地，所述第一电极和所述第二电极环绕设置在所述超声换能器外围。

优选地，所述第一电极和所述第二电极设置在所述绝缘透声材料层的表面上。

优选地，所述第一电极和所述第二电极采用导电材料以蒸镀的方式涂镀于所述绝缘透声材料层的表面上。

优选地，所述超声换能器的中部设有孔，所述第一电极和所述第二电极设置在所述孔中。

优选地，所述治疗仪还包括支座，其用于固定、支撑所述超声换能器、所述第一电极和所述第二电极，以及用于使所述超声换能器、所述第一电极和所述第二电极彼此绝缘。

优选地，所述电源及驱动电路包括依次连接的直流电源、升压子电路、控制子电路、匹配子电路和电针电极输出子电路，所述直流电源、所述升压子电路和所述控制子电路依次连接，所述控制子电路还分别与所述匹配子电路和所述电针电极输出子电路连接，所述升压子电路用于对所述直流电源的输出电压进行升压处理后输出至所述控制子电路，所述匹配子电路用于对控制子电路的输出信号进行阻抗匹配，所述控制子电路用于分别或同时经所述匹配子电路驱动所述超声换能器发射超声波，以及控制所述电针电极输出子电路使所述电针电极输出正电压或负电压。

优选地，所述控制子电路还用于控制所述超声换能器发射超声波的频率范围为0.1～2MHz，

和/或，所述控制子电路还用于控制所述电针电极输出子电路的输出频率范围为0～1MHz。

优选地，所述电针电极输出子电路采用全波桥式输出子电路。

有益效果：

本发明所述超声电针治疗仪不仅将超声波技术与电针技术相结合，使得两种物理手段同时发挥功效，同时作用于人体同一部位，而且电针电极和超声换能器彼此独立工作，互不干扰，使得该治疗仪能够分别或同时发射超声波和进行电针刺激，又能根据需要控制电针电极输出正电压或负电压，扩展了电针的应用范围。此外，超声换能器的超声脉冲输出频率(发射超声波的频率)，电针电极输出子电路的输出频率可根据需要进行变换，从而达到摸仿击打、按摩、振麻、抓拿等肌肉神经应激反射等治疗手段的目的。

附图说明

图1为本发明实施例1所述手持式超声电针治疗仪的主视图(剖视图)；

图2为本发明实施例1所述手持式超声电针治疗仪的俯视图；

图3为本发明实施例1所述电源及驱动电路的结构框图；

图4为本发明实施例1所述全波桥式输出子电路的示意图；

图5为本发明实施例2所述手持式超声电针治疗仪的俯视图；

图6为本发明实施例3所述手持式超声电针治疗仪的俯视图。

图中：1－第一电极；2－超声换能器；3－绝缘透声材料层；4－第二电极；5－手持式外壳；6－支座；7－电源及驱动电路；71－直流电源；71－升压子电路；73－控制子电路；74－匹配子电路；75－电针电极输出子电路；T₁～T₄、T₁₀～T₄₀－三极管；R₀～R₄－电阻；P－人体。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1：

本实施例提供一种超声电针治疗仪，如图1和2所示，其包括：手持式外壳5，以及设置在手持式外壳5中的电针电极、超声换能器2、绝缘透声材料层3、支座6和电源及驱动电路7。电针电极包括彼此独立的第一电极1和第二电极4。手持式外壳5应采用易于手握的流线形。

其中，超声换能器2与电针电极彼此独立工作，即，二者工作时互不干扰，且二者不共用元器件，例如不共用电极。具体地，绝缘透声材料层3设置在超声换能器2的晶片上，换言之，绝缘透声材料层3设置在超声换能器2的前端，且绝缘透声材料层3的形状与超声换能器2的晶片的上表面的形状相匹配，由于超声换能器2的晶片一般为圆形，其上表面为沿圆心方向向内凹陷的凹球面，则相应地，绝缘透声材料层3也为圆形，其下表面为与超声换能器2的晶片的上表面的形状相匹配的凸球面，且该凸球面沿圆心方向向外凸出，而且为了便于制作和使用，绝缘透声材料层3的上表面为平面，绝缘透声材料层3采用绝缘性及透声性良好的材料制成，例如玻璃，其可以通过特定粘胶(例如光学用环氧胶)粘接在超声换能器2的晶片的凹球面上；第一电极1和第二电极4环绕设置在超声换能器2的晶片外围，二者可以为环绕于超声换能器2的晶片外围的截圆环形(如图2所示)电极，二者优选为尺寸相同且小于半圆环的截圆环形，第一电极1和第二电极4采用金、银、铜、铬等导电材料制成；支座6用于固定、支撑超声换能器2、第一电极1和第二电极4，以及用于使超声换能器2、第一电极1和第二电极4彼此绝缘，使得超声换能器2和电针电极彼此隔离、互不影响，既能分别独立工作，又避免了各自输出时产生的电压相互干扰，支座6和手持式外壳5采用绝缘材料制成。

电源及驱动电路7用于分别或同时驱动超声换能器2发射超声波以及使电针电极输出正电压或负电压。具体地，如图3所示，电源及驱动电路7包括直流电源71、升压子电路72、控制子电路73、匹配子电路74和电针电极输出子电路75，其中，直流电源71、升压子电路72和控制子电路73依次连接，控制子电路73还分别与匹配子电路74和电针电极输出子电路75连接，升压子电路72用于对直流电源71的输出电压进行升压处理后输出至控制子电路73，从而为控制子电路73供电，匹配子电路74用于对控制子电路73的输出信号进行阻抗匹配，以得到最大功率输出，控制子电路73用于经匹配子电路74进行阻抗匹配后输出超声波能量，以及经电针电极输出子电路75为电针电极供电，从而能够分别或同时经匹配子电路74驱动超声换能器2发射超声波，以及控制电针电极输出子电路75使电针电极输出正电压或负电压。可见，由于电源及驱动电路7采用直流供电，因此不需采用隔离变压器等隔离措施。

进一步地，控制子电路还用于控制超声换能器发射超声波的频率范围为0.1～2MHz，优选为0.3～2MHz，和/或，控制子电路还用于控制电针电极输出子电路的输出频率范围为0～1MHz，优选为10～30Hz，或者100～200Hz，或者800～850Hz，输出电压低于36V。

优选地，电针电极输出子电路75采用全波桥式输出子电路。具体地，该全波桥式输出子电路包括三极管T₁～三极管T₄、三极管T₁₀～三极管T₄₀、以及电阻R₀～电阻R₄，如图4所示，三极管T₁和三极管T₃均为PNP型管，三极管T₂、三极管T₄、以及三极管T₁₀～三极管T₄₀均为NPN型管，其中，三极管T₁的发射极和三极管T₃的发射极均连接至电源VDD，三极管T₁的集电极和三极管T₂的集电极均连接至第一电极1，三极管T₃的集电极和三极管T₄的集电极均连接至第二电极4，三极管T₂的发射极和三极管T₄的发射极均经由电阻R₀接地，三极管T₁₀～三极管T₄₀的基极均与控制子电路73连接，三极管T₁₀的集电极经由电阻R₁与三极管T₁的基极连接，三极管T₂₀的集电极经由电阻R₂与三极管T₂的基极连接，三极管T₃₀的集电极经由电阻R₃与三极管T₃的基极连接，三极管T₄₀的集电极经由电阻R₄与三极管T₄的基极连接，三极管T₁₀～三极管T₄₀的发射极均接地。上述全波桥式输出子电路中的各个三极管和各个电阻的型号和参数可由本领域技术人员根据实际情况自行选择，这里不再赘述。

其中，控制子电路73对三极管T₁₀～三极管T₄₀进行控制，使分别与三极管T₁₀～三极管T₄₀相连的三极管T₁～三极管T₄导通或截止，以使该全波桥式输出子电路根据需要输出正电压或负电压，例如，可以使该全波桥式输出子电路交替输出正电压和负电压，则人体神经元交替受到带正电电极和带负电电极的电刺激，更能刺激人体神经纤维，增强其活性，从而给使用者提供完全不一样的感受，达到更好的治疗效果。具体到图4，控制三极管T₁和三极管T₄导通、三极管T₂和三极管T₃截止，则电流流向为：三极管T₁、第一电极1、人体P、第二电极4、三极管T₄和电阻R₀，从而输出交流电的正半周，使人体受到带正电电极的电刺激；再控制三极管T₂和三极管T₃导通、三极管T₁和三极管T₄截止，则电流流向为：三极管T₃、第二电极4、人体P、第一电极1、三极管T₂和电阻R₀，从而输出交流电的负半周，使人体受到带负电电极的电刺激，如此交替往复，使得全波桥式输出子电路交替输出正电压和负电压。

本发明对三极管T₁～三极管T₄、以及三极管T₁₀～三极管T₄₀的类型不做限定，本领域技术人员可根据实际需要自行选择各个三极管的类型，例如可以都选择PNP型管，或者都选择NPN型管，并相应调整各三极管的管脚的连接关系，以使其构成的全波桥式输出子电路满足根据需要输出正电压或负电压的功能。

本实施例中，超声换能器2、第一电极1和第二电极4可拆卸地固定在支座6上，支座6和电源及驱动电路7可拆卸地固定在手持式外壳5内，其中可拆卸地固定可采用粘结固定的方式，也可采用螺栓固定的方式。超声换能器2既可采用聚焦超声换能器，其焦平面距离可为1～100毫米，优选为2～5毫米，又可采用平面超声换能器。电源及驱动电路7中的直流电源71、升压子电路72、控制子电路73、匹配子电路74和电针电极输出子电路75均可采用现有的元器件，其中，直流电源71可以为充电电池，例如锂电池，可使用USB方式或无线方式充电，也可以为非充电电池，例如碱性干电池。

实施例2：

本实施例提供一种超声电针治疗仪，其与实施例1所述治疗仪的区别在于：超声换能器2与第一电极1和第二电极4之间的位置关系不同。

如图5所示，本实施例中，绝缘透声材料层3设置在超声换能器2的晶片上，第一电极1和第二电极4设置在绝缘透声材料层3的表面上，在绝缘透声材料层3为圆形的情况下，第一电极1和第二电极4均为截圆形，优选为尺寸相同且小于半圆的截圆形。可见，由于绝缘透声材料层3的存在，使得超声换能器2与第一电极1和第二电极4相互独立，互不影响。

具体地，第一电极1和第二电极4可采用导电材料以蒸镀的方式涂镀于绝缘透声材料层3的表面上，换言之，第一电极1和第二电极4是通过蒸镀的方式，将导电材料(例如金、银、铜、铬等)涂镀于绝缘透声材料层3的表面上而形成的，因此，第一电极1和第二电极4均为蒸镀涂层。由于蒸镀涂层的厚度比较薄，使得第一电极1和第二电极4的厚度范围可以为1～100微米，优选为1～20微米。

本实施例所述治疗仪与现有技术公开的采用复合电极的治疗仪的不同之处在于，该现有治疗仪中将电脉冲电极作为超声换能器的透声膜使用，使得该透声膜必须为导电薄膜，导致透声膜材料的选择范围较小，而且电极作为透声膜使用时其固定及安装极为不便；本实施例所述治疗仪中的透声膜(即绝缘透声材料层3)与电针电极(包括第一电极1和第二电极4)彼此并不共用，与现有技术相比，透声膜材料的选择范围更广，而且电针电极是通过蒸镀方式形成在透声膜表面的，不存在安装问题，也使得本实施例所述治疗仪的结构更紧凑，且安装、固定更方便。

可以理解的是，由于本实施例中第一电极1和第二电极4设置在绝缘透声材料层3的表面上，而绝缘透声材料层3设置在超声换能器2的晶片上，因此绝缘透声材料层3使超声换能器2、第一电极1和第二电极4彼此绝缘，使得超声换能器2和电针电极彼此隔离、互不影响，既能分别独立工作，又避免了各自输出时产生的电压相互干扰，而支座6仅用于固定、支撑超声换能器2。

本实施例中的其他结构及作用都与实施例1相同，这里不再赘述。

实施例3：

本实施例提供一种超声电针治疗仪，其与实施例1所述治疗仪的区别在于：超声换能器2与第一电极1和第二电极4之间的位置关系不同。

如图6所示，本实施例中，绝缘透声材料层3设置在超声换能器2的晶片上，超声换能器2的中部设有孔，即超声换能器2为带孔的超声换能器，第一电极1和第二电极4设置在所述孔中，二者可以为截圆形，并与所述孔同轴，优选为尺寸相同且小于半圆的截圆形。

本实施例中的其他结构及作用都与实施例1相同，这里不再赘述。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种超声电针治疗仪，包括超声换能器和电针电极，其特征在于，所述治疗仪包括绝缘透声材料层，其设置在所述超声换能器上，且所述绝缘透声材料层的形状与所述超声换能器上表面的形状相匹配；所述电针电极包括彼此独立的第一电极和第二电极，所述超声换能器和所述电针电极彼此独立工作，所述超声换能器与所述电针电极不共用电极；所述治疗仪还包括电源及驱动电路，其用于分别或同时驱动所述超声换能器发射超声波以及使所述电针电极输出正电压或负电压。

2.根据权利要求1所述的治疗仪，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极环绕设置在所述超声换能器外围。

3.根据权利要求1所述的治疗仪，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极设置在所述绝缘透声材料层的表面上。

4.根据权利要求3所述的治疗仪，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极采用导电材料以蒸镀的方式涂镀于所述绝缘透声材料层的表面上。

5.根据权利要求1所述的治疗仪，其特征在于，所述超声换能器的中部设有孔，所述第一电极和所述第二电极设置在所述孔中。

6.根据权利要求1所述的治疗仪，其特征在于，所述治疗仪还包括支座，其用于固定、支撑所述超声换能器、所述第一电极和所述第二电极，以及用于使所述超声换能器、所述第一电极和所述第二电极彼此绝缘。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的治疗仪，其特征在于，所述电源及驱动电路包括直流电源、升压子电路、控制子电路、匹配子电路和电针电极输出子电路，所述直流电源、所述升压子电路和所述控制子电路依次连接，所述控制子电路还分别与所述匹配子电路和所述电针电极输出子电路连接，所述升压子电路用于对所述直流电源的输出电压进行升压处理后输出至所述控制子电路，所述匹配子电路用于对控制子电路的输出信号进行阻抗匹配，所述控制子电路用于分别或同时经所述匹配子电路驱动所述超声换能器发射超声波，以及控制所述电针电极输出子电路使所述电针电极输出正电压或负电压。

8.根据权利要求7所述的治疗仪，其特征在于，

所述控制子电路还用于控制所述超声换能器发射超声波的频率范围为0.1～2MHz，

和/或，所述控制子电路还用于控制所述电针电极输出子电路的输出频率范围为0～1MHz。

9.根据权利要求7所述的治疗仪，其特征在于，所述电针电极输出子电路采用全波桥式输出子电路。