CN110339495A - 一种超声刀主机控制装置 - Google Patents
一种超声刀主机控制装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110339495A CN110339495A CN201910748119.XA CN201910748119A CN110339495A CN 110339495 A CN110339495 A CN 110339495A CN 201910748119 A CN201910748119 A CN 201910748119A CN 110339495 A CN110339495 A CN 110339495A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- output
- power
- feedback
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims abstract description 33
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims abstract description 33
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 11
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 7
- 230000010358 mechanical oscillation Effects 0.000 claims description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 3
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 claims 1
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 claims 1
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 claims 1
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 claims 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 2
- 206010051814 Eschar Diseases 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 231100000333 eschar Toxicity 0.000 description 1
- 230000023597 hemostasis Effects 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000003685 thermal hair damage Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N7/00—Ultrasound therapy
- A61N7/02—Localised ultrasound hyperthermia
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
本发明公开了一种超声刀主机控制装置，包括电源模块、触屏模块、控制模块、预放模块、输出模块、换能器和反馈模块，电源模块安装于主机板上端，输出模块安装于电源模块左侧，预放模块安装于电源模块下端，且位于输出模块右侧，反馈模块与控制模块安装于预放模块下端，且反馈模块位于输出模块右侧，控制模块位于反馈模块右侧，触屏模块、控制模块、预放模块、输出模块均与电源模块电连，触屏模块、控制模块、预放模块、输出模块、换能器、反馈模块、控制模块之间依次连接；控制模块中的MCU模块采用STM32F407ZET6作为主机的MCU，在保证性能要求的情况下，比MCU加DSP芯片的方案硬件结构更简单，成本更低，主机运行功耗更低。
Description
技术领域
本发明属于超声刀主机控制技术领域，具体涉及一种超声刀主机控制装置。
背景技术
超声刀是利用超声波极强的穿透力，使得组织细胞内水气化、蛋白氢键断裂、等来达到切割组织和止血的目的。由于超声刀具有对周围组织热损伤小，几乎无烟雾和焦痂产生，特别适合于腔镜手术应用，从而可最大限度减少并发症，因此超声刀被广泛应用于外科手术中的操作。
目前临床使用的超声波手术刀需要配合超声波主机使用，而现在市场上的超声波主机，由于硬件采用模拟信号源与DSP控制技术，导致系统硬件复杂，功耗大，且零配件难以购买，导致主机的修复周期延长，严重影响机器的正常使用。
发明内容
本发明提出了一种超声刀主机控制装置，以解决上述背景技术中提出的问题。本发明的技术方案是这样实现的：
一种超声刀主机控制装置，包括电源模块、触屏模块、控制模块、预放模块、输出模块、换能器和反馈模块，所述电源模块安装于主机板上端，所述输出模块安装于所述电源模块左侧，所述预放模块安装于所述电源模块下端，且位于所述输出模块右侧，所述反馈模块与控制模块安装于所述预放模块下端，且所述反馈模块位于所述输出模块右侧，所述控制模块位于所述反馈模块右侧，所述触屏模块、控制模块、预放模块、输出模块均与电源模块电连，所述触屏模块、控制模块、预放模块、输出模块、换能器、反馈模块、控制模块之间依次连接；
所述电源模块用于产生系统正常工作所需的工作电压，包括5V电压、3.3V电压，所述电源模块内还包括输出电压可调的可调电源模块，调压范围为0~45V；
所述触屏模块用于人机交互时显示系统信息和设备操作，采用7寸触摸屏，正常工作时可显示工作状态，也可以查看输出和检测换能器的数据，当需要设置时通过触屏操作完成；
所述控制模块用于产生超声波信号、对反馈信号进行处理、系统复位、开关机控制和液晶显示数据的处理，对系统参数进行存放的处理，对液晶显示的图片进行存放的处理，对系统运行程序中的数据进行存储的处理，是系统运行的主要硬件；
所述预放模块用于将所述控制模块输出的3.3V信号放大至5V，用来驱动所述输出模块的输出电路；
所述输出模块，所述预放模块输出的控制信号控制推挽电路，输出功率由推挽电路的电源电压来调整，推挽变压器的输出电压经LC滤波之后输出给换能器，驱动换能器工作；
所述换能器用于根据所述输出模块输出的电能转换为与所述电能对应的频率的机械振动，并将所述机械振动传递给所述反馈模块；
所述反馈模块用于读取换能器工作时的电压、电流、手柄按键反馈信号和脚踏反馈信号。
在本发明的超声刀主机控制装置中，所述控制模块包括MCU模块、FLASH模块、EEPROM模块和SRAM模块。
在本发明的超声刀主机控制装置中，所述MCU模块采用型号为STM32F407ZET6的MCU。
在本发明的超声刀主机控制装置中，所述输出模块的输出功率控制电路采用MOS管和续流二极管构成的BUCK电路，输出功率由PWM脉宽控制。
在本发明的超声刀主机控制装置中，所述预放模块采用两个输入与输出逻辑完全相反的芯片，运用一个控制信号分别控制两个MOS管交替工作。
在本发明的超声刀主机控制装置中，所述可调电源模块通过调压方式对所述输出模块的输出功率进行调节。
在本发明的超声刀主机控制装置中，所述MCU模块通过检测反馈的信号就可以得出换能器当前的工作电压、电流、功率、阻抗和频率，再根据这些参数来调整超声波的频率和输出功率，从而使换能器工作在最佳状态。
实施本发明的这种超声刀主机控制装置，具有以下有益效果：
（1）MCU模块采用STM32F407ZET6作为主机的MCU，在保证性能要求的情况下，比MCU加DSP芯片的方案硬件结构更简单，成本更低，主机运行功耗更低；
（2）输出模块的输出功率控制电路采用MOS管和续流二极管构成的BUCK电路，输出功率由PWM脉宽控制，对电路起到良好稳压、滤波、抗干扰的效果；
（3）预放模块采用两个输入与输出逻辑完全相反的芯片，这样可以利用一个控制信号分别控制两个MOS管交替工作，使软硬件都更加简单。
附图说明
图1为本发明的超声刀主机控制装置电路结构图；
图2为本发明的超声刀主机控制装置工作系统图；
图3为本发明的控制模块工作系统图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1至3所示的一种超声刀主机控制装置中，其包括电源模块1、触屏模块、控制模块2、预放模块3、输出模块4、换能器和反馈模块5，电源模块1安装于主机板上端，输出模块4安装于电源模块1左侧，预放模块3安装于电源模块1下端，且位于输出模块4右侧，反馈模块5与控制模块2安装于预放模块3下端，且反馈模块5位于输出模块4右侧，控制模块2位于反馈模块5右侧，触屏模块、控制模块2、预放模块3、输出模块4均与电源模块1电连，触屏模块、控制模块2、预放模块3、输出模块4、换能器、反馈模块5、控制模块3之间依次连接；电源模块1用于产生系统正常工作所需的工作电压，包括5V电压、3.3V电压，电源模块1内还包括输出电压可调的可调电源模块1，调压范围为0~45V，可调电源模块1通过调压方式对输出模块4的输出功率进行调节；触屏模块用于人机交互时显示系统信息和设备操作，采用7寸触摸屏，正常工作时可显示工作状态，也可以查看输出和检测换能器的数据，当需要设置时通过触屏操作完成；控制模块2用于产生超声波信号、对反馈信号进行处理、系统复位、开关机控制和液晶显示数据的处理，是系统运行的主要硬件，EEPROM用于存放系统的参数，FLASH用于存放液晶显示的图片，SRAM是系统运过程序中的数据存储器，所述控制模块（2）包括MCU模块21、FLASH模块22、EEPROM模块23和SRAM模块24，MCU模块21采用型号为STM32F407ZET6的MCU。在保证性能要求的情况下，比MCU加DSP芯片方案的硬件更简单，成本更低；预放模块3用于将控制模块2输出的3.3V信号放大至5V，用来驱动输出模块4的输出电路，预放模块3采用两个输入与输出逻辑完全相反的芯片，运用一个控制信号分别控制两个MOS管交替工作，使软硬件都更为简单；输出模块4，预放模块3输出的控制信号控制推挽电路，输出功率由推挽电路的电源电压来调整，推挽变压器的输出电压经LC滤波之后输出给换能器，驱动换能器工作；输出模块4的输出功率控制电路采用MOS管和续流二极管构成的BUCK电路，输出功率由PWM脉宽控制；换能器用于根据输出模块4输出的电能转换为与电能对应的频率的机械振动，并将机械振动传递给反馈模块5；反馈模块5用于读取换能器工作时的电压、电流、手柄按键反馈信号和脚踏反馈信号，MCU模块21通过检测反馈的信号就可以得出换能器当前的工作电压、电流、功率、阻抗和频率，再根据这些参数来调整超声波的频率和输出功率，从而使换能器工作在最佳状态。
该超声刀主机控制装置由电源模块1分别为触屏模块、控制模块2、预放模块3、输出模块4进行供电，而输出模块4由于输出功率需要用调压方式进行调节，因此由电源模块1中的可调电源模块1进行供电，供电后，主机基本正常工作，对触屏模块进行设置，发出工作指令，由控制模块2接收，其中，MCU模块21对触屏模块输出的超声波信号、反馈信号、系统复位指令、开关机控制指令和液晶显示数据指令进行处理，EEPROM模块23对系统的参数进行存放处理，FLASH模块22对液晶显示的图片进行存放处理，SRAM模块24对系统运行程序中的数据进行存储处理，MCU模块21将处理后的信号传送给预放模块3，EEPROM模块23、FLASH模块22、SRAM模块24均将存储信息反馈给触屏模块，预放模块3将MCU模块21输出的3.3V信号放大至5V用来驱动输出模块4，输出的信号控制输出模块4的推挽电路，从而调整输出功率，推挽变压器的输出电压经LC滤波之后输出给换能器，驱动换能器工作，换能器将滤波后的电能转换为对应频率的机械振动，并将机械振动传递给反馈模块5，反馈模块5读取信号，一边做出反馈工作，一边将反馈信号传送给MCU模块21进行信号检测，再根据检测信息做出信号调整，并重复上述步骤将调整后的信号传送给反馈模块5，经过信号的不断调整反馈，直到反馈模块5工作在最佳状态。
实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种超声刀主机控制装置，其特征在于，包括电源模块（1）、触屏模块、控制模块（2）、预放模块（3）、输出模块（4）、换能器和反馈模块（5），所述电源模块（1）安装于主机板上端，所述输出模块（4）安装于所述电源模块（1）左侧，所述预放模块（3）安装于所述电源模块（1）下端，且位于所述输出模块（4）右侧，所述反馈模块（5）与控制模块（2）安装于所述预放模块（3）下端，且所述反馈模块（5）位于所述输出模块（4）右侧，所述控制模块（2）位于所述反馈模块（5）右侧，所述触屏模块、控制模块（2）、预放模块（3）、输出模块（4）均与电源模块（1）电连，所述触屏模块、控制模块（2）、预放模块（3）、输出模块（4）、换能器、反馈模块（5）、控制模块（3）之间依次连接；
所述电源模块（1）用于产生系统正常工作所需的工作电压，包括5V电压、3.3V电压，所述电源模块（1）内还包括输出电压可调的可调电源模块（1），调压范围为0~45V；
所述触屏模块用于人机交互时显示系统信息和设备操作，采用7寸触摸屏，正常工作时可显示工作状态，也可以查看输出和检测换能器的数据，当需要设置时通过触屏操作完成；
所述控制模块（2）用于产生超声波信号、对反馈信号进行处理、系统复位、开关机控制和液晶显示数据的处理，对系统参数进行存放的处理，对液晶显示的图片进行存放的处理，对系统运行程序中的数据进行存储的处理，是系统运行的主要硬件；
所述预放模块（3）用于将所述控制模块（2）输出的3.3V信号放大至5V，用来驱动所述输出模块（4）的输出电路；
所述输出模块（4），所述预放模块（3）输出的控制信号控制推挽电路，输出功率由推挽电路的电源电压来调整，推挽变压器的输出电压经LC滤波之后输出给换能器，驱动换能器工作；
所述换能器用于根据所述输出模块（4）输出的电能转换为与所述电能对应的频率的机械振动，并将所述机械振动传递给所述反馈模块（5）；
所述反馈模块（5）用于读取换能器工作时的电压、电流、手柄按键反馈信号和脚踏反馈信号。
2.根据权利要求1所述的超声刀主机控制装置，其特征在于，所述控制模块（2）包括MCU模块（21）、FLASH模块（22）、EEPROM模块（23）和SRAM模块（24）。
3.根据权利要求2所述的超声刀主机控制装置，其特征在于，所述MCU模块（21）采用型号为STM32F407ZET6的MCU。
4.根据权利要求1所述的超声刀主机控制装置，其特征在于，所述输出模块（4）的输出功率控制电路采用MOS管和续流二极管构成的BUCK电路，输出功率由PWM脉宽控制。
5.根据权利要求1所述的超声刀主机控制装置，其特征在于，所述预放模块（3）采用两个输入与输出逻辑完全相反的芯片，运用一个控制信号分别控制两个MOS管交替工作。
6.根据权利要求1所述的超声刀主机控制装置，其特征在于，所述可调电源模块（1）通过调压方式对所述输出模块（4）的输出功率进行调节。
7.根据权利要求2所述的超声刀主机控制装置，其特征在于，所述MCU模块（21）通过检测反馈的信号就可以得出换能器当前的工作电压、电流、功率、阻抗和频率，再根据这些参数来调整超声波的频率和输出功率，从而使换能器工作在最佳状态。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910748119.XA CN110339495A (zh) | 2019-08-14 | 2019-08-14 | 一种超声刀主机控制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910748119.XA CN110339495A (zh) | 2019-08-14 | 2019-08-14 | 一种超声刀主机控制装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110339495A true CN110339495A (zh) | 2019-10-18 |
Family
ID=68184956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910748119.XA Pending CN110339495A (zh) | 2019-08-14 | 2019-08-14 | 一种超声刀主机控制装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110339495A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112075973A (zh) * | 2020-08-08 | 2020-12-15 | 双典医疗科技(深圳)有限公司 | 一种超声骨刀动态阻抗反馈方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103157197A (zh) * | 2013-03-20 | 2013-06-19 | 深圳大学 | 一种超声治疗设备及其实现方法 |
| CN203397234U (zh) * | 2013-08-05 | 2014-01-15 | 浙江大华技术股份有限公司 | 一种供电电路 |
| WO2017000474A1 (zh) * | 2015-07-01 | 2017-01-05 | 中兴通讯股份有限公司 | 预偏置开关机电路和多级联变换器预偏置电路、方法 |
| CN106498874A (zh) * | 2016-11-03 | 2017-03-15 | 南京林业大学 | 一种隔离栏、车道调整系统及方法 |
| CN207010549U (zh) * | 2017-04-05 | 2018-02-13 | 广州市专叶机电设备工程有限公司 | 一种结合buck电路和电流传感器的数控电源 |
| CN207148689U (zh) * | 2017-04-12 | 2018-03-27 | 天津艾意达科技有限公司 | 微网双模数据采集终端及医用移动管理系统 |
| CN211383524U (zh) * | 2019-08-14 | 2020-09-01 | 南昌元合泽众科技有限公司 | 一种超声刀主机控制装置 |
-
2019
- 2019-08-14 CN CN201910748119.XA patent/CN110339495A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103157197A (zh) * | 2013-03-20 | 2013-06-19 | 深圳大学 | 一种超声治疗设备及其实现方法 |
| CN203397234U (zh) * | 2013-08-05 | 2014-01-15 | 浙江大华技术股份有限公司 | 一种供电电路 |
| WO2017000474A1 (zh) * | 2015-07-01 | 2017-01-05 | 中兴通讯股份有限公司 | 预偏置开关机电路和多级联变换器预偏置电路、方法 |
| CN106498874A (zh) * | 2016-11-03 | 2017-03-15 | 南京林业大学 | 一种隔离栏、车道调整系统及方法 |
| CN207010549U (zh) * | 2017-04-05 | 2018-02-13 | 广州市专叶机电设备工程有限公司 | 一种结合buck电路和电流传感器的数控电源 |
| CN207148689U (zh) * | 2017-04-12 | 2018-03-27 | 天津艾意达科技有限公司 | 微网双模数据采集终端及医用移动管理系统 |
| CN211383524U (zh) * | 2019-08-14 | 2020-09-01 | 南昌元合泽众科技有限公司 | 一种超声刀主机控制装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112075973A (zh) * | 2020-08-08 | 2020-12-15 | 双典医疗科技(深圳)有限公司 | 一种超声骨刀动态阻抗反馈方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105943126B (zh) | 超声刀激励装置及激励方法 | |
| CN105496549A (zh) | 一种射频发生器及利用该射频器产生射频能量的方法 | |
| CN103083829B (zh) | 具有识别功能的超声探头和超声治疗装置 | |
| CN104043577A (zh) | 一种数字化智能式超声功率源及其使用方法 | |
| CN110680460B (zh) | 一种可提高电声转换效率的超声外科手术系统 | |
| CN103151949A (zh) | 一种超声波清洗机电源 | |
| CN110339495A (zh) | 一种超声刀主机控制装置 | |
| CN211383524U (zh) | 一种超声刀主机控制装置 | |
| CN108649788A (zh) | 一种超声波电源 | |
| CN2924928Y (zh) | 智能高压脉冲发生器 | |
| CN115607263B (zh) | 一种等离子射频手术系统 | |
| CN215503275U (zh) | 一种医用便携式超声波手术刀及其控制系统 | |
| CN218387250U (zh) | 一种超声换能器的驱动电路和超声治疗设备 | |
| CN114831735B (zh) | 用于手术机器人智能截骨系统的监控方法及装置 | |
| CN207319008U (zh) | 一种超声雾化片振荡控制电路及超声波电子烟 | |
| CN103894590B (zh) | 铸造用数字式超声电源控制系统 | |
| CN204484290U (zh) | 用于外科手术的等离子手术系统 | |
| CN113288344A (zh) | 一种医用便携式超声波手术刀、控制系统及使用方法 | |
| CN109528271B (zh) | 一种具有双水平脉冲输出模式的超声刀 | |
| JP4031719B2 (ja) | 干渉低周波治療器 | |
| CN201026235Y (zh) | 高频扁桃体手术器 | |
| CN213910489U (zh) | 输出为方波的等离子体手术系统 | |
| CN106344119A (zh) | 一种直接激励式超声功率驱动系统 | |
| CN206080639U (zh) | 一种超声刀激励装置 | |
| CN202723991U (zh) | 手术动力系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |