CN1075954C

CN1075954C - 超声波骨折愈合仪

Info

Publication number: CN1075954C
Application number: CN93107355A
Authority: CN
Inventors: 徐守宇
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-06-20
Filing date: 1993-06-20
Publication date: 2001-12-12
Anticipated expiration: 2013-06-20
Also published as: CN1096703A

Abstract

本发明公开了一种用于骨折愈合的低频超声波治疗仪，它主要由时钟计数电路1、分频器2、控制器3、脉冲发生器4、主振器5、功率放大器6、换能器7、工作状态显示器8、电源9、报警器10和功率控制单元11组成，主振器的振荡频率设置在60KHZ至0.8MHZ之间，这种超声波骨折愈合仪，穿透力强，能有效地作用于骨折深部，并不产生热效应，能迅速消除伤痛和肿胀、剌激骨痂形成，缩短骨折愈合时间而不产生任何创伤，对于骨折愈合治疗产生了积极的作用。

Description

超声波骨折愈合仪

本发明涉及一种辐射治疗仪，特别是一种用于骨折愈合的低频超声波治疗仪。

超声波应用于医学临床已近四十余载，但是对于超声波与骨折愈合的关系，国内外都很少有研究，所以对于治疗骨折愈合的超声波的治疗仪还未见有报道。对于其它常见的超声波治疗仪如CSL2型超声波治疗仪，西门子631型超声波治疗机等已有不少，但这些治疗仪对骨折愈合的治疗都无法达到目的，甚至，当使用剂量在1.2w/cm²作用10分钟或2w/cm²作用5分钟，可见钙化层及骨化层出血，坏死及纤维化等现象，2至3w/cm²作用5至10分钟于长骨时可见骨髓播散性的坏死，并有明显的梗塞现象，所以一直以来，用超声波治疗骨折愈合被普遍认为是不起作用的。

本发明的目的是为了解决以上技术的不足而提供一种能促进骨折愈合并且治疗时对人体安全而无创伤的超声波治疗仪。

为了达到上述目的，本发明所设计的超声波骨折愈合仪包括时钟计数电路、分频器、控制器、脉冲发生器、主振器、功率放大器、换能器及电源，其特征是主振器是一种低频振荡发生器，并且所设置的主振频率为60KHZ至0.8MHZ。

为了进一步达到本发明的目的，(a)脉冲发生器上所设置的脉冲宽度在1微秒至5毫秒之间，周期在1毫秒至10毫秒之间；(b)换能器辐射出的超声功率设置在2至5W；(c)空间平均辐射强度设置在4至10W/厘米²；(d)空间时间平均强度(又称SATA)设置在50mw毫瓦/厘米²。至1W/厘米²。

为了达到较为理想的治疗效果，本发明所设计的超声波治疗仪，其所设计的工艺参数特别是在(a)主振频率65KHZ；(b)脉冲宽度1ms，周期10ms；(c)超声波功率可分别是2w、3.5w、5.0w；(d)空间平均辐射强度可以分别为4w/cm²、7w/cm²和10w/cm²；(e)空间时间平均强度可以分别是0.4w/cm²、0.7w/cm²、1w/cm²。

另外，为了保证一定的有效辐射面积，换能器的探头直径(治疗接触面积)特别可以选择在0.6厘米至5厘米之间。

本发明所描述的超声波骨折愈合仪，具有穿透力强，能有效作用于骨折深部，并不产生热效应，避免了热效应的不良作用，突出了超声波的机械效应，它的能量可引起局部组织细胞内物质运动，细胞受微细按摩，增强生物膜弥散过程，改变膜电位而使离子和胶体通透性增强，促进血液循环，软化组织，刺激细胞功能，加速化学反应，加强新陈代谢，影响酶的功能和生物活性物质含量，改变组织PH值等作用，因而能迅速消除伤痛和肿胀，刺激骨痂形成，缩短骨折愈合时间，有利于患肢功能恢复，而且无不良反应。这种超声骨折愈合仪治疗时间短，操作简便，易于家庭治疗，打破了超声波对骨折愈合没有实用价值的观念，对于骨折愈合治疗产生了极其积极的作用。

图1是超声波骨折愈合仪实施例组成框图；

图2是实施例电路原理图。

下面结合附图通过实施例作进一步描述：

如图1所示，本发明所述的超声波骨折愈合仪包括时钟计数电路1、分频器2、控制器3、脉冲发生器4、主振器5、功率放大器6、换能器7、工作状态显示器8、电源9、报警器10和功率控制单元11。

如图2所示，电源10由电源变压器将220V交流电变压成15V，再经由二极管D₁、D₂、D₃、D₄组成的桥式整流器和三端稳压器Q₁及滤波器C₁、C₂形成稳压直流电。稳压直流电分别向脉冲发生器4、控制器3和功率放大器6提供稳压电源。

脉冲发生器4由集成电路N₁、电阻器R₁₆、R₁₇、电容器C₁₀组成，以产生重复周期为1毫秒至10毫秒、脉冲宽度为1微秒至5毫秒的脉冲，用该脉冲去控制主振器的振荡信号。

主振器5由三极管Q₂、Q₃、Q₄；二极管D₅、D₆；电阻器R₁至R₁₀；电容器C₃至C₇；振荡线圈T₂组成，该电路只有在脉冲发生器4产生的脉冲宽度范围内产生振荡，否则主振器4将先停止工作。这样在射极跟随器Q₅就输出一个脉冲调制的正弦信号，该信号送入功放的推动极Q₆。

功率放大器6由三极管Q₆、Q₇、Q₈；电容器C₈、C₉；电阻器R₁₂至R₁₅；变压器T₃、T₄组成，T₃为输入变压器，T₄为输出变压器，T₄主要是起作阻抗匹配作用，把换能器7的阻抗转换成功率放大器的最佳负载，从而使由Q₇、Q₈组成的推挽放大器输出功率最大，效率也最高，使换能器辐射出所设计参数的规定功率，达到治疗的目的。

控制器3由集成电路N₂至N₅；电阻器R₁₈至R₂₁；开关K₂至K₄；三极管Q₉、Q₁₀；二极管D₈；发光二极管D₇、D₉；继电器J组成，N₂、K₂、R₁₈、R₁₉、R₂₀组成时钟计数电路1，K₂处于K_2-1端时，2秒钟产生一个脉冲，这两种脉冲是记时基准，再经N₃、N₄组成的分频器2分频后成为1分钟，2分钟产生一个脉冲，该脉冲由N₅译码，经开关K₄十进制数码的拨盘开关选择，就可在1分钟到18分钟内任意选择治疗时间，如K₂处于K_2-1，K₄处于K_4-5时，即产生5分钟的治疗控制时间，5分钟后就停止超声波辐射。此时发光管D₉发光，蜂鸣器Y发声提醒，若要继续治疗，就按一下复位开关K₃，便进入下一轮治疗。

换能器7是将电脉冲信号通过电和声转换，以同频率的超声脉冲发生，换能器采用加予应力杆的纵向振子，为了放大振辐，加上了γ/α振动的园锥型变辐杆，其材料可用钛合金，以提高结构强度和耐磨性，为了本机有足够的安全度，有源压电振子用聚胺脂橡胶灌注包覆。

经过大量的临床试验，本发明所得到的超声波骨折愈合仪能够有效地促进骨折愈合，治疗时，不限制病人的功能活动，操作方便，无创伤性，它对于骨折患者的有效恢复将产生积极的意义。

Claims

1、一种超声波骨折愈合仪，它包括时钟计数电路、分频器、控制器、脉冲发生器、主振器、功率放大器、换能器和电源，其特征是主振器是一种低频振荡发生器，并且所设置有主振频率为60KHZ至0.8MHZ。

2、根据权利要求1所述的超声波骨折愈合仪，其特征是：

a、脉冲发生器上所设置的脉冲宽度在1μs至5ms之间；周期在1ms至10ms之间；

b、换能器辐射出的超声功率设置在2到5W；

c、空间平均辐射强度设置在4至10W/cm²；

d、空间时间平均强度设置50mw/cm²至1w/cm²之间。

3、根据权利要求1或2所述的超声波骨折愈合仪，其特征是：

a、主振频率为65KHZ

b、脉冲宽度1ms，周期10ms；

c、超声功率可分别为2w、3.5w和5.0w；

d、空间平均辐射强度可分为4w/cm²、7w/cm²和10w/cm²；

e、空间时间平均强度可以分别是0.4w/cm²、0.7w/cm²和1w/cm²。

4、根据权利要求1或2所述的超声波骨折愈合仪，其特征是换能器的探头直径在0.6至5厘米之间。

5、根据权利要求3所述的超声波骨折愈合仪，其特征是换能器的探头直径在0.6至5厘米之间。