CN108245791B - 一种超声治疗系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种超声治疗系统，通过在控制台上设置电磁信号发送装置，在超声治疗头上设置电磁信号接收装置。利用电磁信号发送装置将电压信号和控制信号转换为电磁信号，再利用电磁信号接收装置感应电磁信号，并将电磁信号转换为电压信号和控制信号，从而使控制台与超声治疗头之间通过电磁方式传输信号，避免控制台与超声治疗头之间物理连接带来的超声治疗系统故障问题，提高超声治疗系统的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及超声治疗技术领域，特别涉及一种超声治疗系统。
背景技术
超声治疗技术是利用超声波作用于人体以达到治疗的目的，超声治疗技术越来越被广泛的重视和采用。目前超声治疗系统包括超声治疗头和控制台，控制台与超声治疗头通过电缆连接。控制台发出电压信号和控制信号经过电缆传输至超声治疗头，以实现控制台对超声治疗头的控制。
在超声治疗系统治疗过程中，操作人员移动超声治疗头的位置，与待治疗部位对应，实现对人体不同位置的超声波治疗。由于控制台与超声治疗头是通过电缆物理连接，电缆跟随超声治疗头的移动过程中，极易发生折断，使电压信号和控制信号传输异常，影响超声治疗系统的正常使用。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供一种超声治疗系统，用以至少部分解决超声治疗系统故障的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种超声治疗系统，包括超声治疗头和控制台，所述控制台包括电磁信号发送装置，所述电磁信号发送装置用于将电压信号和控制信号转换为电磁信号；
所述超声治疗头包括电磁信号接收装置，所述电磁信号接收装置用于，感应所述电磁信号，并将所述电磁信号转换为电压信号和控制信号。
优选的，所述电磁信号发送装置包括第一线圈和高频振荡模块，所述高频振荡模块用于，将所述电压信号和控制信号转换为高频交变信号，所述第一线圈与所述高频振荡模块连接，用于根据所述高频交变信号产生高频交变磁场；
所述电磁信号接收装置包括第二线圈，所述第二线圈用于感应所述高频交变磁场，并形成所述电压信号和控制信号。
优选的，所述高频振荡模块发送高频交变信号的频率与所述第二线圈的固有频率相同。
优选的，所述控制台还包括耦合模块和控制器，所述控制器与所述耦合模块相连，用于向所述耦合模块发送电压信号和控制信号，所述耦合模块与所述高频振荡模块相连，用于根据所述电压信号和控制信号生成耦合信号，并将所述耦合信号发送给所述高频振荡模块；
所述高频振荡模块具体用于，将所述耦合信号转换为高频交变信号；所述第二线圈具体用于形成包括所述电压信号和控制信号的耦合信号；
所述电磁信号接收装置还包括控制信号接收模块和电压信号接收模块，所述控制信号接收模块与所述第二线圈连接，用于获取所述耦合信号内的控制信号；所述电压信号接收模块与所述第二线圈连接，用于获取所述耦合信号内的电压信号。
优选的，所述电磁信号接收装置还包括稳压模块，所述稳压模块与所述耦合模块的电压信号输入端和所述控制器的电压信号输出端相连。
优选的，所述控制台还包括检测模块，所述电磁信号发送装置还包括低频振荡模块，所述低频振荡模块与所述第一线圈和所述稳压模块相连，用于将电压信号转换为低频交变信号；
所述检测模块与所述控制器和所述第一线圈相连，用于检测所述第一线圈的电阻，并将电阻检测值发送至所述控制器；
所述控制器还用于，根据所述电阻检测值和预设的阈值，控制所述稳压模块将电压信号发送至低频振荡模块或耦合模块。
优选的，所述控制台还包括第一指示灯，所述第一指示灯用于指示所述电磁信号发送装置当前发送的电磁信号的类型。
优选的，所述电磁信号发送装置还包括磁芯，所述第一线圈缠绕在所述磁芯上。
优选的，所述超声治疗头还包括超声换能装置，所述超声换能装置和所述第二线圈相对设置于超声治疗头的壳体的两端。
优选的，所述超声治疗头还包括用于控制所述超声治疗头开启或关闭的开关和用于指示所述超声治疗头开启或关闭状态的第二指示灯，所述开关和第二指示灯设置于所述壳体上。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供一种超声治疗系统，通过在控制台上设置电磁信号发送装置，在超声治疗头上设置电磁信号接收装置。利用电磁信号发送装置将电压信号和控制信号转换为电磁信号，再利用电磁信号接收装置感应电磁信号，并将电磁信号转换为电压信号和控制信号，从而使控制台与超声治疗头之间通过电磁方式传输信号，避免控制台与超声治疗头之间物理连接带来的超声治疗系统故障问题，提高超声治疗系统的可靠性。
附图说明
图1为本实施例提供的超声治疗系统的模块结构示意图；
图2为本实施例提供的超声治疗系统的控制台结构示意图；
图3为本实施例提供的超声治疗系统的超声治疗头结构示意图。
图例说明：
1、超声治疗头 2、控制台 3、电磁信号发送装置
4、电磁信号接收装置 6、第一线圈 7、高频振荡模块
8、第二线圈 9、耦合模块 10、控制信号接收模块
11、电压信号接收模块 12、稳压模块 13、控制器 14、检测模块
15、低频振荡模块 16、第一指示灯 17、磁芯 18、超声换能装置
19、开关 20、第二指示灯 21、显示器
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的一种超声治疗系统进行详细描述。
本发明的实施例提供一种超声治疗系统，结合图1、图2和图3所示，所述超声治疗系统包括超声治疗头1和控制台2，控制台2包括电磁信号发送装置3，电磁信号发送装置3用于将电压信号和控制信号转换为电磁信号，超声治疗头1包括电磁信号接收装置4，电磁信号接收装置4用于感应电磁信号，并将电磁信号转换为电压信号和控制信号。
其中，控制台2还包括控制器13和显示器21，控制器13与电磁信号发送装置3相连，用于向电磁信号发送装置3发送电压信号和控制信号，电压信号用于为超声治疗头1提供电力，控制信号用于控制超声治疗头1产生的超声波的频率以及超声治疗头1在该频率下的工作时长。显示器21与控制器13相连，用于显示控制器13发出的控制信号，即显示超声治疗头1当前的工作频率以及在该频率下的工作时长。
本发明实施例提供的超声治疗系统，通过在控制台2上设置电磁信号发送装置3，在超声治疗头1上设置电磁信号接收装置4。利用电磁信号发送装置3将电压信号和控制信号转换为电磁信号，再利用电磁信号接收装置4感应电磁信号，并将电磁信号转换为电压信号和控制信号，从而使控制台2与超声治疗头1之间通过电磁方式传输信号，避免控制台2与超声治疗头1之间物理连接带来的超声治疗系统故障问题，提高超声治疗系统的可靠性和使用效率，降低超声治疗系统的维修率，同时，也减轻操作人员的操作负担，方便使用。
以下结合图1、图2和图3对电磁信号发送装置3和电磁信号接收装置4的具体结构进行详细说明。
结合图1、图2和图3所示，电磁信号发送装置3包括第一线圈6和高频振荡模块7，高频振荡模块7用于将电压信号和控制信号转换为高频交变信号。第一线圈6与高频振荡模块7连接，用于根据所述高频交变信号产生高频交变磁场。电磁信号接收装置4包括第二线圈8，第二线圈8用于感应高频交变磁场，并形成电压信号和控制信号。也就是说，第一线圈6产生高频交变磁场，第二线圈8感应该高频交变磁场，第一线圈6与第二线圈8在磁场耦合共振的作用下，形成了一种电能到磁能和磁能到电能的电磁转换通道，从而电磁信号发送装置3与电磁信号接收装置4之间可以通过该电磁转换通道进行电压信号和控制信号的传输。
需要说明的是，电磁信号发送装置3与电磁信号接收装置4的间距(即超声治疗头1与控制台2的间距)越小，电磁传输效率越高，但是，超声治疗头1的工作距离相应越小。为了同时保证电磁传输效率和超声治疗头1的工作距离，电磁信号发送装置3与电磁信号接收装置4的间距小于或等于2米。
为提高电磁信号发送装置3与电磁信号接收装置4之间电能和磁能的转换效率，高频振荡模块7产生的高频交变信号的频率与第二线圈8的固有频率相同，优选的，高频振荡模块7产生的高频交变信号的频率可以为1-1GHz。
优选的，电磁信号发送装置3还可以包括磁芯17，第一线圈6缠绕在磁芯17上，进一步提高电磁信号发送装置3与电磁信号接收装置4之间电能和磁能的转换效率。
为了降低超声治疗系统的功耗，结合图1、图2和图3所示，在本发明实施例中，由控制台2将电压信号和控制信号耦合成一个信号，该耦合后的信号通过电磁信号发送装置3与电磁信号接收装置4传输给超声治疗头1。
具体的，结合图1、图2和图3所示，控制台2还包括耦合模块9和控制器13，控制器13与耦合模块9相连，用于向耦合模块9发送电压信号和控制信号，耦合模块9与高频振荡模块7相连，用于根据所述电压信号和控制信号生成耦合信号，并将所述耦合信号发送给高频振荡模块7。高频振荡模块7具体用于将所述耦合信号转换为高频交变信号，第二线圈8具体用于形成包括所述电压信号和控制信号的耦合信号。电磁信号接收装置4还包括控制信号接收模块10和电压信号接收模块11，控制信号接收模块10与第二线圈8连接，用于获取所述耦合信号内的控制信号，电压信号接收模块11与第二线圈8连接，用于获取所述耦合信号内的电压信号。具体的，控制器13的电压信号输出端与耦合模块9的电压信号输入端相连，控制器13的控制信号输出端与耦合模块9的控制信号输入端相连，第一线圈6根据耦合信号生成的高频交变信号产生相应的高频交变信号，第二线圈8通过感应相应的高频交变信号生成包括电压信号和控制信号的耦合信号。
优选的，控制信号接收模块10可以选用调制解调器，调制解调器解调耦合信号内的控制信号。电压信号接收模块11可以选用滤波器，滤波器滤除耦合信号内的控制信号得到电压信号。耦合信号内的电压信号通常为交流电压信号，当超声治疗头1需要直流电压信号时，电压信号接收模块11还可以包括整流器，整流器将该交流电压信号转换为直流电压信号。
结合图1和图2所示，进一步的，电磁信号接收装置4还可以包括稳压模块12，稳压模块12与耦合模块9的电压信号输入端和控制器13的电压信号输出端相连，用于维持电压信号的稳定。具体的，稳压模块12将控制器13输出的电压信号转换为稳定的电压信号，并将该电压信号输入至耦合模块9。
优选的，稳压模块12可以选用开关电源。
进一步的，结合图1和图2所示，控制台2还可以包括检测模块14，电磁信号发送装置3还可以包括低频振荡模块15，低频振荡模块15与第一线圈6和稳压模块12相连，用于将电压信号转换为低频交变信号。检测模块14与控制器13和第一线圈6相连，用于检测第一线圈6的电阻，并将电阻检测值发送至控制器13。控制器13还用于，根据电阻检测值和预设的阈值，控制稳压模块12将电压信号发送至耦合模块9或低频振荡模块15。
需要说明的是，在电磁感应的作用下，当第二线圈8上有电流通过时，第二线圈8靠近第一线圈6，第一线圈6的电阻变小，第二线圈8远离第一线圈6，第一线圈6的电阻变大。当第二线圈8上没有电流通过时，第一线圈6的电阻为最大值。控制台2包括待机状态和工作状态，控制台2上电后，控制器13将电压信号发送至稳压模块12，检测模块14对第一线圈6的电阻进行检测，若电阻检测值大于预设的阈值，则说明超声治疗头1关闭或超声治疗头1开启但不在工作距离内，此时控制器13控制稳压模块12将电压信号发送至低频振荡模块15，以使电磁信号发送装置3发送低频电磁信号，此时控制器13不再发送控制信号，控制台2处于待机状态。若电阻检测值小于或等于预设的阈值，则说明超声治疗头1开启且在工作距离内，此时控制器13将控制信号发送至耦合模块9，并控制稳压模块12将电压信号发送至耦合模块9，耦合模块9将所述电压信号和控制信号耦合生成耦合信号，并将耦合信号发送至高频振荡模块7，以使电磁信号发送装置3发送高频电磁信号，此时控制台2处于工作状态。
当控制台2处于待机状态时，电磁信号发送装置3发出低频电磁信号，功耗较低，从而节约电能，降低能耗。
优选的，结合图1和图2所示，控制台2还包括第一指示灯16，第一指示灯16用于指示电磁信号发送装置3当前发送的电磁信号的类型。具体的，第一指示灯16与控制器13相连，控制器13还用于，当控制器13控制稳压模块12将稳定的电压信号发送至耦合模块9时，控制第一指示灯16点亮，此时电磁信号发送装置3发送高频电磁信号。当控制器13控制稳压模块12将稳定的电压信号发送至低频振荡模块15时，控制第一指示灯16熄灭，此时电磁信号发送装置3发送低频电磁信号。需要说明的是，第一指示灯16也可以包括两种颜色，当磁信号发送装置3发送高频电磁信号时，第一指示灯16显示一种颜色，当磁信号发送装置3发送低频电磁信号时，第一指示灯16显示另一种颜色。
优选的，第一指示灯16可以选用LED指示灯。
以下结合图1和图3对超声治疗头1的具体结构进行详细说明。
结合图1和图3所示，超声治疗头1还包括超声换能装置18，超声换能装置18和第二线圈8相对设置于超声治疗头1的壳体(图中未绘示)的两端。
超声治疗头1还包括开关19和第二指示灯20，开关19用于控制超声治疗头1的开启或关闭，第二指示灯20用于指示超声治疗头1开启或关闭状态，开关19和第二指示灯20设置于所述壳体上。具体的，当开关19开启时，第二指示灯20点亮，超声治疗头1处于开启状态，当开关19关闭时，第二指示灯20熄灭，超声治疗头1处于关闭状态。
优选的，第二指示灯20可以选用LED指示灯。
为了清楚说明本发明的技术方案，以下结合图1、图2和图3对本实施例提供的超声波治疗系统的工作过程进行详细说明。
开启超声治疗头1的开关19，此时第二指示灯20点亮，控制台2上电后，将电压信号发送至稳压模块12，检测模块14对第一线圈6的电阻进行检测，当电阻检测值大于预设的阈值时，说明超声治疗头1不在工作距离内，控制台2为待机状态，控制器13控制稳压模块12将稳定的电压信号发送至低频振荡模块15，并控制第一指示灯16显示一种颜色，第一线圈6发送低频电磁信号，此时，第二线圈8无法感应到所述低频电磁信号，超声治疗头1无法工作。当电阻检测值小于或等于所述阈值时，说明超声治疗头1在工作距离内，控制台2切换为工作状态，控制器13将控制信号发送至耦合模块9，且控制稳压模块12将稳定的电压信号发送至耦合模块9，并控制第一指示灯16显示另一种颜色，耦合模块9将控制信号和电压信号生成耦合信号，并将耦合信号发送至高频振荡模块7，第一线圈6发送高频电磁信号。超声治疗头1上的第二线圈8感应高频电磁信号，并形成耦合信号，控制信号接收模块10获取耦合信号中的控制信号，电压信号接收模块11获取耦合信号中的电压信号，获取的控制信号和电压信号分别发送至超声换能装置18，由超声换能装置18产生超声波以进行超声治疗。当超声治疗完成后，关闭超声治疗头1的开关19，相应的，第二指示灯20熄灭，此时，检测模块14检测的电阻值大于所述阈值，控制台2回到待机状态。
需要说明的是，超声换能装置包括控制单元、放大单元、供电单元和超声换能器，供电单元接收电压信号，具体通过整流电路和降压电路为控制单元和放大单元供电。控制单元接收控制信号，根据控制信号生成用于驱动超声换能器的驱动信号，放大单元接收控制单元输出的驱动信号，放大和调节所述驱动信号并生成振荡驱动信号，超声换能器接收到该振荡驱动信号后，在超声换能器的晶片的共振作用下，产生相应频率的超声波。超声换能装置还包括匹配单元，匹配单元与超声波换能器的晶片相连，组成振荡输出电路，以提高超声波的转换率。
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 (6)
1.一种超声治疗系统，包括超声治疗头和控制台，其特征在于，所述控制台包括电磁信号发送装置，所述电磁信号发送装置用于将电压信号和控制信号转换为电磁信号；
所述超声治疗头包括电磁信号接收装置，所述电磁信号接收装置用于，感应所述电磁信号，并将所述电磁信号转换为电压信号和控制信号；
所述电磁信号发送装置包括第一线圈和高频振荡模块，所述高频振荡模块用于，将所述电压信号和控制信号转换为高频交变信号，所述第一线圈与所述高频振荡模块连接，用于根据所述高频交变信号产生高频交变磁场；
所述电磁信号接收装置包括第二线圈，所述第二线圈用于感应所述高频交变磁场，并形成所述电压信号和控制信号；
所述控制台还包括耦合模块和控制器，所述控制器与所述耦合模块相连，用于向所述耦合模块发送电压信号和控制信号，所述耦合模块与所述高频振荡模块相连，用于根据所述电压信号和控制信号生成耦合信号，并将所述耦合信号发送给所述高频振荡模块；
所述高频振荡模块具体用于，将所述耦合信号转换为高频交变信号；所述第二线圈具体用于形成包括所述电压信号和控制信号的耦合信号；
所述电磁信号接收装置还包括控制信号接收模块和电压信号接收模块，所述控制信号接收模块与所述第二线圈连接，用于获取所述耦合信号内的控制信号；所述电压信号接收模块与所述第二线圈连接，用于获取所述耦合信号内的电压信号；
所述电磁信号接收装置还包括稳压模块，所述稳压模块与所述耦合模块的电压信号输入端和所述控制器的电压信号输出端相连；
所述控制台还包括检测模块，所述电磁信号发送装置还包括低频振荡模块，所述低频振荡模块与所述第一线圈和所述稳压模块相连，用于将电压信号转换为低频交变信号；
所述检测模块与所述控制器和所述第一线圈相连，用于检测所述第一线圈的电阻，并将电阻检测值发送至所述控制器；
所述控制器还用于，根据所述电阻检测值和预设的阈值，控制所述稳压模块将电压信号发送至低频振荡模块或耦合模块。
2.根据权利要求1所述的超声治疗系统，其特征在于，所述高频振荡模块发送高频交变信号的频率与所述第二线圈的固有频率相同。
3.根据权利要求1所述的超声治疗系统，其特征在于，所述控制台还包括第一指示灯，所述第一指示灯用于指示所述电磁信号发送装置当前发送的电磁信号的类型。
4.根据权利要求1所述的超声治疗系统，其特征在于，所述电磁信号发送装置还包括磁芯，所述第一线圈缠绕在所述磁芯上。
5.根据权利要求1-4任一项所述的超声治疗系统，其特征在于，所述超声治疗头还包括超声换能装置，所述超声换能装置和所述第二线圈相对设置于超声治疗头的壳体的两端。
6.根据权利要求5所述的超声治疗系统，其特征在于，所述超声治疗头还包括用于控制所述超声治疗头开启或关闭的开关和用于指示所述超声治疗头开启或关闭状态的第二指示灯，所述开关和第二指示灯设置于所述壳体上。
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