CN108671425A - 超声电刺激治疗仪 - Google Patents

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何诺
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Abstract

本发明是一种超声电刺激治疗仪，属于医疗器械技术领域。采用单片机控制系统，其设计由硬件设计和软件设计两部分组成。硬件主要核心采用MC9S08AW32，MAX232EPE，2SC9015，LM2576‑5.0等，软件设计配合硬件实现其功能，主要软件程序编写采用串口控制调取触摸屏图片，控制信号启动，停止以及初始设置等。软件部分包括两部分，触摸屏软件设计和单片机程序设计。触摸屏软件包括功率调节，时间调节，参数选择等；单片机程序设计包括由主程序和若干子程序组成，程序用C语言编写，实现了串口通信。

Description

超声电刺激治疗仪
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，涉及一种应用超声波物理因子治疗疾病的一种治疗仪。
背景技术
早期的超声治疗设备采用模拟元件和分立元件，仪器的体积大，功耗大、控制不方便，是由高压电激励的高频电子管及电感电容共同组成振荡电路，振荡信号频率由电感来调整，由机械计时器控制治疗时间，机器的工作情况由不同颜色的指示灯来显示。
而该超声电刺激治疗仪，突破了传统超声治疗仪的设计局限，采用触摸屏调取图片，单片机通过串口控制，独特的五路输出具有自判断功能。
由于具有无创、有效、安全、治疗后恢复快、无放射性等优点，在治疗中，已越来越受到临床医师的青睐，由于其有独特的临床效应，而具有广阔的临床应用前景。该多功能超声治疗仪的安全性和有效性会得到进一步的提高，同时应用超声治疗其他疾病也可望取得更广泛的突破。
发明内容
针对上述现有技术的不足，适用于颈颅超声治疗、心血管超声治疗、周围血管超声治疗、疼痛超声治疗超声理疗、骨科超声治疗等科疾病的治疗，具有多功能性质。其指标显示部分由触摸屏控制部分，通过触摸屏部分对超声功率、时间进行控制。
本发明是以如下技术方案实现的：超声电刺激治疗仪，采用单片机控制系统，其设计由硬件设计和软件设计两部分组成。硬件主要核心采用MC9S08AW32，MAX232EPE，2SC9015，LM2576-5.0等，软件设计配合硬件实现其功能，主要软件程序编写采用串口控制调取触摸屏图片，控制信号启动，停止以及初始设置等。软件部分包括两部分，触摸屏软件设计和单片机程序设计。触摸屏软件包括功率调节，时间调节，参数选择等；单片机程序设计包括由主程序和若干子程序组成，程序用C语言编写，实现了串口通信。
超声电刺激治疗仪，一定剂量的超声波辐照可以导致生物体系不同结构层次上各种各样的生物效应，这些生物学效应起因于超声波的三种作用机理，即超声波的机械作用(是超声波的一种基本的原发的作用)、致热作用(超声波在介质中穿过时，它的声能被介质吸收而产生热)和理化作用(超声波可以增加药物的弥散作用，改变组织的氢离子浓度，酸碱度)。超声波的治疗作用也正基于此。
超声电刺激治疗仪，组合式超声换能器，它是实现电场能量和超声波能量相互转换的器件。治疗用超声头实现电——声转换的功能，即为单纯的超声波发生器。该新型超声治疗仪采用压电式换能器通过压电效应与反压电效应实现电场能量与超声波能量的互换。超声换能器的压电振子只有当外加交变电场的频率与其固有频率相同时才能产生谐振以最有效的产生和发射超声波。
超声电刺激治疗仪，换能器的表面均匀涂布一层无毒、无腐蚀性、耐磨、有弹性、声阻抗接近于水、声衰减小并能进行无菌消毒处理的透明橡胶薄膜，既保护了换能器延长其使用寿命，也可防止电解电离作用给血液中的蛋白带来不利影响。
超声电刺激治疗仪，治疗头包括压电晶片、护罩、手柄式、心脏式、组合式、骨科式等组成。压电晶片采用镐钛酸铅压电晶体它被固定在壳体内。它们之间由同轴导线连接。治疗头技术参数，标准频率范围：840KHz/1MHz，有效超声输出0-1.25W，功率超声波波场形式：连续波，多种超声治疗头，从不同部位，使其可在所需的有效超声剂量下进行治疗，从而达到有效的治疗效果。还可以利用导入药物来达到治病作用。
超声电刺激治疗仪，采用触摸屏式，摆脱PC时代操作系统的束缚，单片机调用图片式，并对触摸屏内图片进行编译、调取、裁剪等。
超声电刺激治疗仪，六路输出设计，用其中五路，一路备用。治疗探头在无负荷后自动回零，保护超声换能器的使用寿命。探头对输出端具有判断作用。组合探头采用轮流工作，5秒钟切换一次。
超声电刺激治疗仪，产品检测采用超声功率计，即超声天平来测定超声剂量，测量时探头在测量处靶心，通过水辐射在天平盘上的薄膜，声波经薄膜达到盘上，盘的倾斜程度与声压成正比，声压的改变引起盘斜度的变化，盘的运动由杠杆连接与仪表相连，数显显示出声能的强度。
超声电刺激治疗仪，安全有效，可操控、多角度辐射，使各部位均可被超声辐射；声波的原始激励采用单片机时钟信号，信号稳定，不易偏移；用脉宽调制技术控制超声输出强度，输出强度调节方便；通过调节超声发生器的频率、功率以及作用的时间方式，可以较准确控制超声辐射环境和声波能量，从而实现安全准确的治疗。
附图说明
附图是超声电刺激治疗仪的方框图
具体实施方式
超声电刺激治疗仪输出超声波为连续波，当超声治疗仪声头中的压电晶体被高频交变电场激励时，它就进入相应的振动状态，如果激励的交变电场在时间上是连续不断的，压电片的振动在时间上也是连续不间断的，此时它发射的超声波便是连续波形。该新型多功能性超声治疗仪主要由超声枪和主机等构成。超声枪前端安装有微型压电换能器，可对人体病变部位近距离直接辐照组织，并较准确控制辐照在组织的超声能量和效应；激发微型换能器发射超声的主机发计为频率、功率大小可调节，满足不同的治疗需要。
该治疗仪主机的系统硬件按照功能设置分为控制电路、信号放大整形和超声输出及调控等几部分，包括超声放大器、超声信号发生器、匹配电源电路、振荡及输出电路。原始的超声信号由单片机的晶振产生，再经分频后产生方波，此方波经单片机控制信号调制后，变成脉冲方波，脉冲通断比由治疗需要设定调节。方波信号再经一级缓冲放大、一级功率放大，最后经滤波输出正负双向的正弦波，就可以直接输送给超声头作为超声激励源。由占空比调节超声主机的功率，以此调控超声换能器的声能大小。
治疗仪功率放大器放大后的电能经阻抗匹配电路经功率检测送至换能器，换能器发射功率超声波；超声换能器是实现电场能量和超声波能量相互转换的器件；治疗用超声头只需实现电一声转换的功能，即为单纯的超声波发生器。
治疗仪是应用超声波这种物理因子来治疗疾病的一种仪器。超声波在人体组织内具有良好的方向性、穿透性和可聚性，同时，超声波具有在人体组织内能量累积的提点，即可对组织细胞作用的特殊特性，将超声波能量直接作用于病变组织，将病变组织细胞不可逆性杀死，而对正常组织细胞的损伤则是可逆的。同时，对真皮层的末梢神经组织经行重建、改善微循环，从而达到治疗的目的。一定剂量的超声波辐照可以导致生物体系不同结构层次上各种各样的生物效应，这些生物学效应起因于超声波的三种作用机理，即超声波的机械作用(是超声波的一种基本的原发的作用)、致热作用(超声波在介质中穿过时，它的声能被介质吸收而产生热)和理化作用(超声波可以增加药物的弥散作用，改变组织的氢离子浓度，酸碱度)。新型多功能性超声治疗仪的治疗作用也正基于此。
该超声电刺激治疗仪具有如下特点：
1、可操控、照射范围广。多角度辐射，使各部位均可被超声辐射。
2、安全准确。近距离直接照射组织，避免声窗等外界因素的影响。通过调节超声发生器的频率、功率以及作用的时间方式，可以较准确控制超声辐射环境和声波能量，从而实现安全准确的治疗。
3、多功能。(1)声波的原始激励采用单片机时钟信号，信号稳定，不易偏移。(2)用脉宽调制技术控制超声输出强度，输出强度调节方便。(3)单片机的介入使仪器实现了智能化，在仪器的功能实现中用软件编程取代了原本用硬件实现的功能，从而使仪器简化了结构，增加了稳定性。(4)治疗控制风险：超声的强度和频率是影响超声生物学效应重要的声学参数。超声治疗可控性好，安全的治疗剂量下进行超声治疗，同时如果治疗头在局部停留的时间未超过2秒钟，是不会引起表皮的损伤，从而确保了治疗的安全性，因此治疗时安全可靠控制风险很小。

Claims (7)

1.超声电刺激治疗仪，其特征在于：超声治疗仪的组合式超声换能器，它是实现电场能量和超声波能量相互转换的器件，治疗用超声头实现电、声转换的功能，即为单纯的超声波发生器，该新型超声治疗仪采用压电式换能器通过压电效应与反压电效应实现电场能量与超声波能量的互换，超声换能器的压电振子只有当外加交变电场的频率与其固有频率相同时才能产生谐振以最有效的产生和发射超声波。
2.如权利要求1所述的超声电刺激治疗仪，其特征在于：换能器的表面均匀涂布一层无毒、无腐蚀性、耐磨、有弹性、声阻抗接近于水、声衰减小并能进行无菌消毒处理的透明橡胶薄膜，既保护了换能器延长其使用寿命，也可防止电解电离作用给血液中的蛋白带来不利影响。
3.如权利要求1所述的超声电刺激治疗仪，其特征在于：治疗头包括压电晶片、护罩、手柄式、心脏式、组合式、骨科式等组成，压电晶片采用镐钛酸铅压电晶体它被固定在壳体内；它们之间由同轴导线连接，治疗头技术参数，标准频率范围：840KHz/1MHz，有效超声输出0-1.25W，功率超声波波场形式：连续波，多种超声治疗头，从不同部位，使其可在所需的有效超声剂量下进行治疗，从而达到有效的治疗效果，还可以利用导入药物来达到治病作用。
4.如权利要求1或3所述的超声电刺激治疗仪，其特征在于：治疗仪采用触摸屏式，摆脱PC时代操作系统的束缚，单片机调用图片式，并对触摸屏内图片进行编译、调取、裁剪等。
5.如权利要求1或3或4所述的超声电刺激治疗仪，其特征在于：超声治疗仪有六路输出设计，用其中五路，一路备用，治疗探头在无负荷后自动回零，保护超声换能器的使用寿命，探头对输出端具有判断作用，组合探头采用轮流工作，5秒钟切换一次。
6.如权利要求1或3所述的超声电刺激治疗仪，其特征在于：超声治疗仪产品检测采用超声功率计，即超声天平来测定超声剂量，测量时探头在测量处靶心，通过水辐射在天平盘上的薄膜，声波经薄膜达到盘上，盘的倾斜程度与声压成正比，声压的改变引起盘斜度的变化，盘的运动由杠杆连接与仪表相连，数显显示出声能的强度。
7.如权利要求1或3所述的超声电刺激治疗仪，其特征在于：超声治疗仪，可操控、多角度辐射，使各部位均可被超声辐射；声波的原始激励采用单片机时钟信号，信号稳定，不易偏移；用脉宽调制技术控制超声输出强度，输出强度调节方便；通过调节超声发生器的频率、功率以及作用的时间方式，可以较准确控制超声辐射环境和声波能量，从而实现安全准确的治疗。
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