CN109908499B

CN109908499B - 超声治疗系统

Info

Publication number: CN109908499B
Application number: CN201910120520.9A
Authority: CN
Inventors: 毕蓓蕾
Original assignee: Henan University of Traditional Chinese Medicine HUTCM
Current assignee: Henan University of Traditional Chinese Medicine HUTCM
Priority date: 2019-02-18
Filing date: 2019-02-18
Publication date: 2021-07-06
Anticipated expiration: 2039-02-18
Also published as: CN109908499A

Abstract

本发明公布了超声治疗系统，超声去噪电路接收控制台发送的控制信号，经陷波器与干扰信号谐振释放到大地，之后进入放大器进行放大，其中放大的倍数由双T陷波器产生的阻抗决定，最后输出纯净的、放大的控制信号到超声增强电路，经阻抗匹配电路无衰减加到MOS管T1为核心的放大器进行幅度放大补偿信号传输衰减，最后经缓冲电路缓冲、LISN电路与超声治疗声头中换能器阻抗匹配后加到超声治疗声头，反馈调节电路接收超声增强电路输出信号，一路经选频电路选频反馈到超声去噪电路进一步去噪处理，另一路通过差值信号的大小改变正反馈到MOS管T1的信号，控制超声增强电路输出信号的幅度。有效的解决了控制信号经通信线传输中存在衰减和外界信号干扰的问题。

Description

超声治疗系统

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，特别是涉及超声治疗系统。

背景技术

超声治疗技术是利用超声波作用于人体产生机械、热、其他理化等作用以达到治疗的目的，超声治疗技术越来越被广泛的重视和采用，超声波对人体作用的大小主要取决于所用超声剂量，剂量的大小主要取决于仪器输出的超声强度，目前超声治疗系统包括超声治疗声头、控制台，控制台发送的控制信号经通信线传输至超声治疗头，驱动超声治疗声头发出一定频率/功率的超声信号作用于人体达到治疗的目的，由于控制台发送的控制信号经通信线传输中存在衰减和外界信号干扰，使超声治疗声头实际发射的超声信号与所加控制信号应发射的超声信号不一致，无法保证治疗效果。

所以本发明提供一种新的方案来解决此问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供超声治疗系统，具有构思巧妙、人性化设计的特性，有效的解决了控制信号经通信线传输中存在衰减和外界信号干扰的问题。

其解决的技术方案是，包括超声治疗声头、控制台，所述控制台发送的控制信号经通信线传输至超声治疗头，其特征在于，超声治疗声头和控制台之间还连接有超声去噪电路、超声增强电路、反馈调节电路，所述超声去噪电路接收控制台发送的控制信号，经电感L1、电感L2、电容C1和电容C2、电容C3、电感L3组成的陷波器与干扰信号谐振释放到大地，之后进入运算放大器AR1为核心的放大器对超声信号的频率分量进行放大，其中放大的倍数由运算放大器AR1反馈回路中电阻R1~电阻R3、电容C4~电容C6组成的双T陷波器产生的阻抗决定，之后进入超声增强电路，所述超声增强电路首先经电感L4、电感L5、电容C7、电容C8组成的阻抗匹配电路无衰减的获得超声去噪电路输出信号，之后经MOS管T1为核心的放大器对超声信号进行幅度放大，最后经电阻R9串联电容C13组成的缓冲电路缓冲，电阻R9、电容C13、电感L7电阻R10组成的LISN电路与超声治疗声头中换能器阻抗匹配后加到超声治疗声头，所述反馈调节电路接收超声增强电路输出信号，一路经电阻R18、电感L9、电容C17组成的选频电路选频反馈到超声去噪电路进一步去噪处理，以获得纯净的超声信号，另一路进入运算放大器AR3与标准超声信号进行差值运算输出差值信号，差值信号的大小使MOS管T2漏源间的阻值变大或变小，改变经晶闸管VTL1正反馈到MOS管T1的信号，通过正反馈信号增强或减弱控制超声增强电路输出信号进一步增大或变小，使控制台输出控制信号满足超声治疗探头实际应发出超声信号的要求，保证治疗效果。

由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点；

1，控制台发送的控制信号经陷波器与干扰信号谐振释放到大地，获得纯净的控制信号（超声频率），之后进入运算放大器AR1为核心的放大器对控制信号的超声频率分量进行放大，其中放大的倍数由运算放大器AR1反馈回路中双T陷波器产生的阻抗决定，等效为一个电阻后与电阻R4串联作运算放大器AR1的反馈电阻，仅使超声信号的频率分量进行放大，最后输出纯净的、放大的控制信号（超声频率信号）避免了控制信号经通信线传输中受外界信号干扰的问题；

2，纯净的、放大的控制信号经阻抗匹配电路无衰减加到MOS管T1、电阻R5-电阻R7、电容C9-电容C10、电感L6组成的放大器对控制信号的超声频率信号进行幅度放大，放大后信号进入运算放大器AR3与标准超声信号进行差值运算，差值信号的大小使MOS管T2漏源间的阻值变大或变小，改变经晶闸管VTL1正反馈到MOS管T1的信号，改变MOS管T1栅极电压大小，控制MOS管T1放大后信号幅度的大小，最后经电阻R9串联电容C13组成的缓冲电路缓冲，电阻R9、电容C13、电感L7电阻R10组成的LISN电路与超声治疗声头中换能器进行阻抗匹配，解决了控制信号经通信线传输中衰减的问题，使不受干扰的、满足信号幅度的超声信号加到超声治疗声头，使超声治疗声头实际发射的超声信号与所加控制信号应发射的超声信号一致，保证了治疗效果。

附图说明

图1为本发明的电路模块图。

图2为本发明的电路原理图。

图3为本发明的超声增强电路信号流向图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图3对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。

实施例一，超声治疗系统，包括超声治疗声头、控制台，所述控制台发送的控制信号经通信线传输至超声治疗头，驱动超声治疗声头发出一定频率/功率的超声信号作用于人体达到治疗的目的，超声治疗声头和控制台之间还连接有超声去噪电路、超声增强电路、反馈调节电路，所述超声去噪电路接收控制台发送的控制信号和反馈调节电路反馈回来的超声频率信号，经电感L1、电感L2、电容C1组成的低频陷波器和电容C2、电容C3、电感L3组成的高频陷波器分别与低频干扰信号和高频干扰信号谐振释放到大地，以获得纯净的超声频率信号，之后进入运算放大器AR1为核心的放大器对超声信号的频率分量进行放大，其中放大的倍数由运算放大器AR1反馈回路中电阻R1~电阻R3、电容C4~电容C6组成的双T陷波器产生的阻抗决定，等效为一个电阻后与电阻R4串联作运算放大器AR1的反馈电阻，仅使超声信号的频率分量进行放大，最后输出纯净的、放大的超声频率信号到超声增强电路，经电感L4、电感L5、电容C7、电容C8组成的阻抗匹配电路无衰减的获得超声去噪电路输出信号，经MOS管T1、电阻R5-电阻R7、电容C9-电容C10、电感L6组成的放大器对超声频率信号进行幅度放大，放大信号的幅度并由反馈调节电路正反馈回来的超声信号进行调节，最后经电阻R9串联电容C13组成的缓冲电路缓冲，电阻R9、电容C13、电感L7电阻R10组成的LISN电路与超声治疗声头中换能器进行阻抗匹配，将不受干扰的、满足信号幅度的超声信号加到超声治疗声头，使超声治疗声头实际发射的超声信号与所加控制信号应发射的超声信号一致，保证了治疗效果，所述反馈调节电路接收超声增强电路输出信号，一路经电阻R18、电感L9、电容C17组成的选频电路选频反馈到超声去噪电路进一步去噪处理，以获得纯净的超声信号，另一路经电阻R8和电位器RP2组成的分压电路采样后进入运算放大器AR3的反相输入端，与运算放大器AR3的同相输入端接入的标准超声信号进行差值运算输出差值信号，差值信号的大小使MOS管T2漏源间的阻值变大或变小，改变经晶闸管VTL1正反馈到MOS管T1的信号，以此改变MOS管T1栅极电压大小，控制MOS管T1放大后信号幅度的大小，即通过正反馈信号增强或减弱控制超声增强电路输出信号进一步增大或变小。

实施例二，在实施例一的基础上，所述反馈调节电路接收超声增强电路输出信号，一路经电阻R18、电感L9、电容C17组成的选频电路选频反馈到超声去噪电路进一步去噪处理（滤去干扰信号），以获得纯净的超声信号，另一路经电阻R8和电位器RP2组成的分压电路采样后进入运算放大器AR3的反相输入端，与运算放大器AR3的同相输入端接入的标准超声信号进行差值运算输出差值信号（具体的经传输线传输过来的由控制台预先设定标准超声信号幅度参数，经瞬态抑制二极管VD1抑制外界电磁干扰并经电阻R13和电容C14组成的RC泄放电路释放到大地，电阻R12、电感L8电阻R14、电容C15组成的阻抗匹配电路与传输线阻抗匹配，不受干扰的、无衰减的获得标准超声信号），差值信号的大小使MOS管T2漏源间的阻值变大或变小，改变经晶闸管VTL1正反馈到MOS管T1的信号，具体的如运算放大器AR3反相输入端采样的超声增强电路输出信号低于同相输入端信号标准超声信号时，正差值信号经电解电容E1上负下正，使MOS管T2栅极电压为负，使MOS管T2漏源间的阻值变大，MOS管T2漏极输出电压增高，高于二极管D1的导通电压值0.7V时，晶闸管VTL1导通，MOS管T2漏极输出高电压耦合到MOS管T1栅极，以此改变MOS管T1栅极电压大小，控制MOS管T1放大后信号幅度的大小，即通过正反馈信号增强或减弱控制超声增强电路输出信号进一步增大或变小，使控制台输出控制信号满足超声治疗探头实际应发出超声信号的要求，保证治疗效果，包括电阻R8、电阻R12、瞬态抑制二极管VD1，电阻R8的上端连接MOS管T1的漏极，电阻R8的下端分别连接电位器RP2的上端和可调端、电阻R11的一端、电阻R18的一端，电阻R11的另一端分别连接运算放大器AR3的反相输入端、电阻R16的一端，电阻R12的一端和瞬态抑制二极管VD1的上端连接标准超声信号，电阻R12的另一端连接电感L8的一端，电感L8的另一端分别连接电阻R15的一端、接地电阻R14的一端、电容C15的一端，电容C15的另一端分别连接瞬态抑制二极管VD1的下端、电阻R13的一端、电容C14的一端，电阻R13的另一端、电容C14的另一端连接大地，电阻R15的另一端分别连接运算放大器AR3的同相输入端，运算放大器AR3的输出端分别连接电阻R16的另一端、MOS管T2的栅极、电解电容E1的负极，MOS管T2的源极分别连接电阻R17的一端、电容C16的一端，电阻R17的另一端、电容C16的另一端、电解电容E1的正极均连接地，MOS管T2的漏极分别连接电感L9的一端、电容C17的一端、二极管D1的正极、二极管D2的负极、电阻R19的一端、电容CP1的左端，电感L9的另一端和电容C17的另一端连接地，二极管D1的负极和二极管D2的正极连接晶闸管VTL1的阳极，电阻R19的另一端分别连接晶闸管VTL1的控制极、电容C18的一端，晶闸管VTL1的阴极和电容C18的另一端连接MOS管T1的栅极。

实施例三，在实施例二的基础上，所述超声去噪电路接收控制台发送的控制信号和反馈调节电路反馈回来的超声频率信号，经电感L1、电感L2、电容C1组成的低频陷波器（低于800千赫）和电容C2、电容C3、电感L3组成的高频陷波器（高于1000千赫）分别与低频干扰信号和高频干扰信号谐振释放到大地，获得超声（800-1000千赫）频率信号，以获得纯净的超声频率信号，之后进入运算放大器AR1为核心的放大器对超声信号的频率分量进行放大，其中放大的倍数由运算放大器AR1反馈回路中电阻R1~电阻R3、电容C4~电容C6组成的双T陷波器产生的阻抗决定，即利用双T陷波器对超声（800-1000千赫）频率信号阻抗很大，其它频率信号阻抗很小的特性，等效为一个电阻后与电阻R4串联作运算放大器AR1的反馈电阻，仅使超声信号的频率分量进行放大，其它信号不放大，以此获得纯净的、放大的超声频率信号，包括电感L1、电容C2、电容CP1，电感L1的上端、电容C2的上端、电容CP1的左端均连接超声治疗声头发出超声信号，电感L1的下端分别连接电容C1的上端、电感L2的上端，电容C2的下端分别连接电容C3的上端、电感L3的上端，电容C1的下端、电感L2的下端、电容C3的下端、电感L3的下端均连接大地，电容CP1的右端连接运算放大器AR1的同相输入端，运算放大器AR1的输出端为超声去噪电路输出信号，运算放大器AR1的输出端还连接电位器RP1的上端，电位器RP1的下端连接地，电位器RP1的可调端连接运算放大器AR2的同相输入端，连接运算放大器AR2的反相输入端分别连接运算放大器AR2的输出端、电容C6的右端、电阻R3的一端，电阻R3的另一端分别连接电阻R1的右端、接地电容C5的一端，电容C6的左端分别连接电容C4的右端、接地电阻R2的一端，电阻R1的左端和电容C4的左端连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接运算放大器AR1的反相输入端；

所述超声增强电路经电感L4、电感L5、电容C7、电容C8组成的阻抗匹配电路无衰减的获得超声去噪电路输出信号，经MOS管T1、电阻R5-电阻R7、电容C9-电容C10、电感L6组成的放大器对超声频率信号进行幅度放大，放大信号的幅度并由反馈调节电路正反馈回来的超声信号进行调节、补偿，最后经电阻R9串联电容C13组成的缓冲电路缓冲，电阻R9、电容C13、电感L7电阻R10组成的LISN电路与超声治疗声头中换能器进行阻抗匹配，将不受干扰的、满足信号幅度的超声信号加到超声治疗声头，使超声治疗声头实际发射的超声信号与所加控制信号应发射的超声信号一致，保证了治疗效果，包括电感L4，电感L4的左端连接超声去噪电路输出信号，电感L4的右端分别连接接地电容C7的一端、电感L5的一端，电感L5的另一端分别连接接地电容C8的一端、接地电容C9的一端、接地电阻R7的一端、电阻R5的一端、MOS管T1的栅极，MOS管T1的源极分别连接接地电阻R6的一端、接地电容C10的一端，MOS管T1的漏极分别连接电感L6的一端、电容C11的一端、电容C12的一端，电感L6的另一端、电容C11的另一端、电阻R5的另一端均连接电源+5V，电容C12的另一端分别连接电阻R9的一端、电感L7的一端、电阻R10的一端，电阻R9的另一端连接接地电容C13的一端，电感L7的另一端和电阻R10的另一端连接到超声治疗探头中单元震荡电路。

本发明具体使用时，包括超声治疗声头、控制台，控制台发送的控制信号经通信线传输至超声治疗头，驱动超声治疗声头发出一定频率/功率的超声信号作用于人体达到治疗的目的，超声治疗声头和控制台之间还连接有超声去噪电路、超声增强电路、反馈调节电路，所述超声去噪电路接收控制台发送的控制信号和反馈调节电路反馈回来的超声频率信号，经电感L1、电感L2、电容C1组成的低频陷波器（低于800千赫）和电容C2、电容C3、电感L3组成的高频陷波器（高于1000千赫）分别与低频干扰信号和高频干扰信号谐振释放到大地，获得超声（800-1000千赫）频率信号，以获得纯净的超声频率信号，之后进入运算放大器AR1为核心的放大器对超声信号的频率分量进行放大，其中放大的倍数由运算放大器AR1反馈回路中电阻R1~电阻R3、电容C4~电容C6组成的双T陷波器产生的阻抗决定，即利用双T陷波器对超声（800-1000千赫）频率信号阻抗很大，其它频率信号阻抗很小的特性，等效为一个电阻后与电阻R4串联作运算放大器AR1的反馈电阻，仅使超声信号的频率分量进行放大，其它信号不放大，最后输出纯净的、放大的超声频率信号到超声增强电路，经电感L4、电感L5、电容C7、电容C8组成的阻抗匹配电路无衰减的获得超声去噪电路输出信号，经MOS管T1、电阻R5-电阻R7、电容C9-电容C10、电感L6组成的放大器对超声频率信号进行幅度放大，放大信号的幅度并由反馈调节电路正反馈回来的超声信号进行调节，最后经电阻R9串联电容C13组成的缓冲电路缓冲，电阻R9、电容C13、电感L7电阻R10组成的LISN电路与超声治疗声头中换能器进行阻抗匹配，将不受干扰的、满足信号幅度的超声信号加到超声治疗声头，使超声治疗声头实际发射的超声信号与所加控制信号应发射的超声信号一致，保证了治疗效果，所述反馈调节电路接收超声增强电路输出信号，一路经电阻R18、电感L9、电容C17组成的选频电路选频反馈到超声去噪电路进一步去噪处理，以获得纯净的超声信号，另一路经电阻R8和电位器RP2组成的分压电路采样后进入运算放大器AR3的反相输入端，与运算放大器AR3的同相输入端接入的标准超声信号进行差值运算输出差值信号，差值信号的大小使MOS管T2漏源间的阻值变大或变小，改变经晶闸管VTL1正反馈到MOS管T1的信号，以此改变MOS管T1栅极电压大小，控制MOS管T1放大后信号幅度的大小，即通过正反馈信号增强或减弱控制超声增强电路输出信号进一步增大或变小。

Claims

1.超声治疗系统，包括超声治疗声头、控制台，所述控制台发送的控制信号经通信线传输至超声治疗头，其特征在于，超声治疗声头和控制台之间还连接有超声去噪电路、超声增强电路、反馈调节电路，所述超声去噪电路接收控制台发送的控制信号，经电感L1、电感L2、电容C1和电容C2、电容C3、电感L3组成的陷波器与干扰信号谐振释放到大地，选取超声频率信号，之后进入运算放大器AR1为核心的放大器对超声信号的频率分量进行放大，其中放大的倍数由运算放大器AR1反馈回路中电阻R1~电阻R3、电容C4~电容C6组成的双T陷波器产生的阻抗决定，之后进入超声增强电路，所述超声增强电路首先经电感L4、电感L5、电容C7、电容C8组成的阻抗匹配电路无衰减的获得超声去噪电路输出信号，之后经MOS管T1为核心的放大器对超声信号进行幅度放大，最后经电阻R9串联电容C13组成的缓冲电路缓冲，电阻R9、电容C13、电感L7电阻R10组成的LISN电路与超声治疗声头中换能器阻抗匹配后加到超声治疗声头，所述反馈调节电路接收超声增强电路输出信号，一路经电阻R18、电感L9、电容C17组成的选频电路选频反馈到超声去噪电路进一步去噪处理，以获得纯净的超声信号，另一路进入运算放大器AR3与标准超声信号进行差值运算输出差值信号，差值信号的大小使MOS管T2漏源间的阻值变大或变小，改变经晶闸管VTL1正反馈到MOS管T1的信号，通过正反馈信号增强或减弱控制超声增强电路输出信号进一步增大或变小，使控制台输出控制信号满足超声治疗探头实际应发出超声信号的要求，保证治疗效果；

所述反馈调节电路包括电阻R8、电阻R12、瞬态抑制二极管VD1，电阻R8的上端连接MOS管T1的漏极，电阻R8的下端分别连接电位器RP2的上端和可调端、电阻R11的一端、电阻R18的一端，电阻R11的另一端分别连接运算放大器AR3的反相输入端、电阻R16的一端，电阻R12的一端和瞬态抑制二极管VD1的上端连接标准超声回声信号，电阻R12的另一端连接电感L8的一端，电感L8的另一端分别连接电阻R15的一端、接地电阻R14的一端、电容C15的一端，电容C15的另一端分别连接瞬态抑制二极管VD1的下端、电阻R13的一端、电容C14的一端，电阻R13的另一端、电容C14的另一端连接大地，电阻R15的另一端分别连接运算放大器AR3的同相输入端，运算放大器AR3的输出端分别连接电阻R16的另一端、MOS管T2的栅极、电解电容E1的负极，MOS管T2的源极分别连接电阻R17的一端、电容C16的一端，电阻R17的另一端、电容C16的另一端、电解电容E1的正极均连接地，MOS管T2的漏极分别连接电感L9的一端、电容C17的一端、二极管D1的正极、二极管D2的负极、电阻R19的一端、电容CP1的左端，电感L9的另一端和电容C17的另一端连接地，二极管D1的负极和二极管D2的正极连接晶闸管VTL1的阳极，电阻R19的另一端分别连接晶闸管VTL1的控制极、电容C18的一端，晶闸管VTL1的阴极和电容C18的另一端连接MOS管T1的栅极；

所述超声去噪电路包括电感L1、电容C2、电容CP1，电感L1的上端、电容C2的上端、电容CP1的左端均连接控制台发送的控制信号，电感L1的下端分别连接电容C1的上端、电感L2的上端，电容C2的下端分别连接电容C3的上端、电感L3的上端，电容C1的下端、电感L2的下端、电容C3的下端、电感L3的下端均连接大地，电容CP1的右端连接运算放大器AR1的同相输入端，运算放大器AR1的输出端为回声去噪电路输出信号，运算放大器AR1的输出端还连接电位器RP1的上端，电位器RP1的下端连接地，电位器RP1的可调端连接运算放大器AR2的同相输入端，连接运算放大器AR2的反相输入端分别连接运算放大器AR2的输出端、电容C6的右端、电阻R3的一端，电阻R3的另一端分别连接电阻R1的右端、接地电容C5的一端，电容C6的左端分别连接电容C4的右端、接地电阻R2的一端，电阻R1的左端和电容C4的左端连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接运算放大器AR1的反相输入端；

所述超声增强电路包括电感L4，电感L4的左端连接超声去噪电路输出信号，电感L4的右端分别连接接地电容C7的一端、电感L5的一端，电感L5的另一端分别连接接地电容C8的一端、接地电容C9的一端、接地电阻R7的一端、电阻R5的一端、MOS管T1的栅极，MOS管T1的源极分别连接接地电阻R6的一端、接地电容C10的一端，MOS管T1的漏极分别连接电感L6的一端、电容C11的一端、电容C12的一端，电感L6的另一端、电容C11的另一端、电阻R5的另一端均连接电源+5V，电容C12的另一端分别连接电阻R9的一端、电感L7的一端、电阻R10的一端，电阻R9的另一端连接接地电容C13的一端，电感L7的另一端和电阻R10的另一端经传输线传输至控制台，作控制台的控制信号。