CN116301182B - 一种超声刺激的功率控制系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种超声刺激的功率控制系统，超声刺激的功率控制系统包括超声刺激装置，按照设置的电压值产生具有对应功率值的原始脉冲信号，及脉冲同步信号；功率放大器，对原始脉冲信号进行功率放大处理，得到第一脉冲信号；双定向耦合器，对第一脉冲信号进行信号分离处理，得到具有前向功率值的第一检测信号和具有反向功率值的第二检测信号和功率差值；超声换能器，根据双定向耦合器输出的功率差值，输出对应的超声信号；信号处理装置，对第一检测信号和第二检测信号进行采样得到第一平均功率值和第二平均功率值，得到并输出目标脉冲功率值；功率控制装置，根据目标脉冲功率值与预设的声强标准值，调整超声刺激装置所设置的电压值。

Description

一种超声刺激的功率控制系统

技术领域

本公开实施例涉及超声刺激技术领域，更具体地，涉及一种超声刺激的功率控制系统。

背景技术

经颅超声刺激技术是近几年发展起来的一种新的脑刺激方法，具有无损伤、高空间分辨率、刺激深度深等优点。经颅超声刺激技术通常使用脉冲波进行刺激，而目前很多功率检测的方法和电路都是适用于连续波模式的，仅有少部分电路与方法涉及经颅超声刺激领域的脉冲波检测。

在现有技术中，使用测量连续波输出功率的传统方法来测量脉冲波的输出功率，会导致测量得到的数值波动幅度偏大，且无法分离输出功率的前向功率和反向功率。此外，现有技术还无法根据检测得到的脉冲波功率值与设定好的ISPTA值之间的大小关系自动调节输入超声换能器的脉冲信号的功率值，也就无法对超声刺激实现闭环控制。

发明内容

本公开实施例的一个目的是提供一种超声刺激的功率控制系统的新的技术方案。

根据本公开实施例的第一方面，提供了一种超声刺激的功率控制系统，超声刺激的功率控制系统包括超声刺激装置，超声刺激装置按照设置的电压值产生具有对应功率值的原始脉冲信号，及产生与原始脉冲信号同步的脉冲同步信号；功率放大器，功率放大器接收超声刺激装置输出的原始脉冲信号，并对原始脉冲信号进行功率放大处理，得到并输出第一脉冲信号；双定向耦合器，双定向耦合器接收功率放大器输出的第一脉冲信号，对第一脉冲信号进行信号分离处理，得到并输出具有前向功率值的第一检测信号和具有反向功率值的第二检测信号，以及前向功率值与反向功率值的功率差值；超声换能器，超声换能器根据双定向耦合器输出的功率差值，输出对应的超声信号；信号处理装置，信号处理装置接收超声刺激装置输出的脉冲同步信号，以及双定向耦合器输出的第一检测信号和第二检测信号；信号处理装置根据脉冲同步信号，分别对第一检测信号和第二检测信号进行采样，得到第一检测信号的第一平均功率值和第二检测信号的第二平均功率值，并根据第一平均功率值和第二平均功率值，以及第一检测信号和第二检测信号的占空比，得到并输出目标脉冲功率值；功率控制装置，功率控制装置接收信号处理装置输出的目标脉冲功率值，并根据目标脉冲功率值与预设的声强标准值，调整超声刺激装置所设置的电压值。

可选地，信号处理装置还用于计算脉冲同步信号的占空比作为第一检测信号和第二检测信号的占空比。

可选地，信号处理装置根据脉冲同步信号，分别对第一检测信号和第二检测信号进行采样，得到第一检测信号的第一平均功率值和第二检测信号的第二平均功率值，包括：信号处理装置在脉冲同步信号的高电平期间，分别对第一检测信号和第二检测信号进行多次采样处理，得到对应于第一检测信号的多个第一采样值和对应于第二检测信号的多个第二采样值；根据多个第一采样值，得到第一平均功率值；及根据多个第二采样值，得到第二平均功率值。

可选地，根据第一平均功率值和第二平均功率值，以及第一检测信号和第二检测信号的占空比，得到并输出目标脉冲功率值，包括：计算第一平均功率值和第二平均功率值的差值，作为采样平均差值；根据采样平均差值与占空比，得到并输出目标脉冲功率值。

可选地，双定向耦合器实时将具备功率差值的功率信号输出至超声换能器，及将检测信号输出至信号处理装置；其中，检测信号包括第一检测信号和第二检测信号。

可选地，超声刺激的功率控制系统还包括：第一衰减装置，第一衰减装置对双定向耦合器输出的第一检测信号进行功率衰减处理，并向信号处理装置输出衰减后的第一检测信号；第二衰减装置，第二衰减装置对双定向耦合器输出的第二检测信号进行功率衰减处理，并向信号处理装置输出衰减后的第二检测信号。

可选地，超声刺激的功率控制系统还包括：第一检波器，第一检波器连接在第一衰减装置与信号处理装置之间，第一检波器对衰减后的第一检测信号进行检波处理，并将检波后的第一检测信号输出至信号处理装置；第二检波器，第二检波器连接在第二衰减装置与信号处理装置之间，第二检波器对衰减后的第二检测信号进行检波处理，并将检波后的第二检测信号输出至信号处理装置。

可选地，根据目标脉冲功率值与预设的声强标准值，调整超声刺激装置所设置的电压值，包括：根据预设的映射关系，得到目标脉冲功率值对应的声强值；其中，映射关系为基于历史记录中输入超声换能器的功率差值和输出的超声信号的声强值所建立的；根据目标脉冲功率值对应的声强值和预设的声强标准值，调整超声刺激装置所设置的电压值。

可选地，根据目标脉冲功率值对应的声强值和预设的声强标准值，调整超声刺激装置所设置的电压值，包括：根据目标脉冲功率值对应的声强值和预设的声强标准值，计算得到声强差值；根据声强差值，调整超声刺激装置所设置的电压值。

可选地，根据声强差值，调整超声刺激装置所设置的电压值，包括：在目标脉冲功率值的声强值大于预设的声强标准值，且声强差值为正值的情况下，减小超声刺激装置所设置的电压值，以使更新后的目标脉冲功率值的声强值与声强标准值相等；在目标脉冲功率值的声强值小于预设的声强标准值，且声强差值为负值的情况下，增大超声刺激装置所设置的电压值，以使更新后的目标脉冲功率值的声强值与声强标准值相等。

根据本公开的实施例，通过超声刺激的功率控制系统包括的超声刺激装置，按照设置的电压值产生具有对应功率值的原始脉冲信号，及脉冲同步信号；功率放大器，对原始脉冲信号进行功率放大处理，得到第一脉冲信号；双定向耦合器，对第一脉冲信号进行信号分离处理，得到具有前向功率值的第一检测信号和具有反向功率值的第二检测信号和功率差值；超声换能器，根据双定向耦合器输出的功率差值，输出对应的超声信号；信号处理装置，对第一检测信号和第二检测信号进行采样得到第一平均功率值和第二平均功率值，得到并输出目标脉冲功率值；功率控制装置，据目标脉冲功率值与预设的声强标准值，调整超声刺激装置所设置的电压值。通过这种方式，可以分离出脉冲信号中的前向功率和反向功率，从而对脉冲信号的功率值进行精准的检测，还可以根据检测得到的脉冲波功率值与预设标准值之间的关系，自动调节输入超声换能器的脉冲信号的功率值，从而实现了对超声刺激的闭环控制。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是根据本公开一个实施例的超声刺激的功率控制系统的电路原理图；

图2是根据本公开再一个实施例的超声刺激的功率控制系统的电路原理图；

图3是根据本公开再一个实施例的超声刺激的功率控制系统的双定向耦合器的结构示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，绝不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人物已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1示出了根据一些实施例的超声刺激的功率控制系统1000的电路原理图。

如图1所示，在本申请的一个实施例中，超声刺激的功率控制系统包括超声刺激装置、功率放大器、双定向耦合器、超声换能器、信号处理装置、功率控制装置。

具体而言，超声刺激装置按照设置的电压值产生具有对应功率值的原始脉冲信号，及产生与原始脉冲信号同步的脉冲同步信号。

在本实施例中，超声刺激装置可以按照预先设置的电压值产生原始脉冲信号。超声刺激装置产生的原始脉冲信号的功率值与输入的电压值对应。其中，预先设置的电压值可以根据实际情况人为设置，在此不作限制。超声刺激装置中所设置的电压值是可以进行调节的。具体而言，当设置的电压值调节增大时，产生的原始脉冲信号的功率值也相应的增大；当设置的电压值调节减小时，产生的原始脉冲信号的功率值也会相应的减小。在本申请的实施例中，超声刺激装置在产生原始脉冲信号的同时，还可以产生与原始脉冲信号同步的脉冲同步信号。脉冲同步信号可以表征原始脉冲信号中的高电平或低电平在原始脉冲信号的整个脉冲周期中出现的时间段。此处为本领域技术人员可以理解，在此不多赘述。

在本申请的其它实施例中，功率放大器接收超声刺激装置输出的原始脉冲信号，并对原始脉冲信号进行功率放大处理，得到并输出第一脉冲信号。

在本实施例中，如图1所示，功率放大器可以与超声刺激装置的输出端连接。功率放大器可以接收超声刺激装置输出的原始脉冲信号。功率放大器可以对超声刺激装置产生的原始脉冲信号的功率值进行功率放大处理，得到并输出第一脉冲信号。其中需要注意的是，输出的第一脉冲信号内的高电平或低电平在脉冲周期中出现的时间段与原始脉冲信号保持同步。也就是说，第一脉冲信号内高电平或低电平在脉冲周期中出现的时间段与脉冲同步信号也保持同步。

在本申请的一些实施例中，双定向耦合器接收功率放大器输出的第一脉冲信号，对第一脉冲信号进行信号分离处理，得到并输出具有前向功率值的第一检测信号和具有反向功率值的第二检测信号，以及前向功率值与反向功率值的功率差值。

超声刺激领域中的功率放大器的输出端特性阻抗通常可以设置为50欧姆，但是负载端的特性阻抗会出现与输出端特性阻抗不相等的情况。当负载端的特性阻抗不为50欧姆的情况下，就会出现负载失配的情况，导致功率放大器原本输出的功率(即前向功率)会有一部分功率反射回功率放大器(即反向功率)，因此需要检测功率放大器输出的第一脉冲信号中的前向功率和反向功率。在本申请的实施例中，双定向耦合器可以与功率放大器的输出端连接。双定向耦合器可以接收功率放大器输出的第一脉冲信号，并对第一脉冲信号进行信号分离处理。

如图3所示，双定向耦合器可以根据第一脉冲信号分离出前向功率和反向功率。具体而言，传输至双定向耦合器的第一脉冲信号可以通过双定向耦合器上用于输入信号的信号传输接口(即BNC接口)输入双定向耦合器。双定向耦合器对第一脉冲信号进行耦合后可以输出具有前向功率值的检测信号，即第一检测信号。双定向耦合器耦合后还可以输出具有反向功率值的检测信号，即第二检测信号。其中需要注意的是，第一检测信号或第二检测信号内的高电平或低电平在整个脉冲周期中出现的时间段与上述的脉冲同步信号也是同步的。

在本申请的一些其他实施例中，双定向耦合器实时将具备功率差值的功率信号输出至超声换能器，及将检测信号输出至信号处理装置；其中，检测信号包括第一检测信号和第二检测信号。

在本实施例中，双定向耦合器可以设有多个输出端。多个输出端可以包括第一输出端、第二输出端以及第三输出端。双定向耦合器可以实时将功率信号通过第一输出端传输至超声换能器。与此同时，双定向耦合器也可以同步地将对第一脉冲信号进行信号分离处理得到的第一检测信号与第二检测信号分别通过第二输出端和第三输出端传输至信号处理装置。其中需要注意的是，功率信号内高电平或低电平在脉冲周期中出现的时间段与脉冲同步信号保持同步。另需注意的是，双定向耦合器输出的功率信号的功率值实际为第一脉冲信号中前向功率值与反向功率值的功率差值。

在本申请的一个实施例中，超声换能器根据双定向耦合器输出的功率差值，输出对应的超声信号。

在本实施例中，超声换能器可以与双定向耦合器的第一输出端连接。超声换能器可以接收双定向耦合器输出的功率信号。超声换能器可以根据接收到的功率信号，输出与功率信号对应的超声信号。

在本申请的一个其它的实施例中，信号处理装置接收超声刺激装置输出的脉冲同步信号，以及双定向耦合器输出的第一检测信号和第二检测信号。

在本实施例中，信号处理装置可以与双定向耦合器的第二输出端以及第三输出端连接。双定向耦合器可以通过第二输出端将第一检测信号传输至信号传输装置，还可以通过第三输出端将第二检测信号传输至信号传输装置。信号处理装置可以分别接收第一检测信号和第二检测信号。超声刺激装置输出的脉冲同步信号可以直接传输至信号处理装置。

在本申请的另外一些实施例中，超声刺激的功率控制系统还包括：第一衰减装置和第二衰减装置。

具体而言，第一衰减装置对双定向耦合器输出的第一检测信号进行功率衰减处理，并向信号处理装置输出衰减后的第一检测信号；第二衰减装置，第二衰减装置对双定向耦合器输出的第二检测信号进行功率衰减处理，并向信号处理装置输出衰减后的第二检测信号。

在本实施例中，如图2所示，第一衰减装置可以与双定向耦合器的第二输出端连接。第一衰减装置可以接收双定向耦合器传输过来的第一检测信号，并对第一检测信号对应的前向功率进行功率衰减，来防止前向功率过大而导致所在检测电路上的其它装置或者电子元器件的损坏。另外，第二衰减装置可以与双定向耦合器的第三输出端连接。第二衰减装置可以接收双定向耦合器传输的第二检测信号，并对第二检测信号对应的反向功率进行功率衰减，来防止反向功率过大而导致所在检测电路上的其它装置或者电子元器件的损坏。此处为本领域技术人员可以理解，在此不多赘述。

在本申请的其他一些的实施例中，超声刺激的功率控制系统还包括：第一检波器和第二检波器。

具体而言，第一检波器连接在第一衰减装置与信号处理装置之间，第一检波器对衰减后的第一检测信号进行检波处理，并将检波后的第一检测信号输出至信号处理装置；第二检波器连接在第二衰减装置与信号处理装置之间，第二检波器对衰减后的第二检测信号进行检波处理，并将检波后的第二检测信号输出至信号处理装置。

在本实施例中，如图2所示，第一检波器可以接收第一衰减装置输出的功率衰减处理后的第一检测信号。第一检波器可以对功率衰减后的第一检测信号进行检波处理，并将检波后的第一检测信号输出至信号处理装置。第二检波器可以接收第二衰减装置输出的功率衰减处理后的第二检测信号。第二检波器可以对功率衰减后的第二检测信号进行检波处理，并将检波后的第一检测信号输出至信号处理装置。

在本申请的实施例中，信号处理装置首先会对经过功率衰减和检波处理的第一检测信号和第二检测信号的功率值进行补偿处理。具体而言，信号处理装置对于接收到的第一检测信号和第二检测信号进行的补偿可以包括根据双定向耦合器的耦合度对功率值进行补偿。耦合度可以为耦合输出端口与输入端口信号的比例关系。简单来说，双定向耦合器的耦合度越大，双定向耦合器的输出端输出的功率越小。因此可以根据双定向耦合器的耦合度，对第一检测信号和第二检测信号的功率值进行相应地补偿。此处为本领域技术人员可以理解，在此不多赘述。

另外，信号处理装置对于接收到的第一检测信号和第二检测信号进行的补偿还可以包括根据上述内容中衰减装置对于检测信号功率的衰减程度，来对此处的第一检测信号和第二检测信号的功率值进行补偿。经过补偿处理后的第一检测信号对应的功率值可以与上述内容中的前向功率值相同，经过补偿处理后的第二检测信号对应的功率值可以与上述内容中的反向功率的功率值相同。经过此处为本领域技术人员可以理解，在此不多赘述。

在本申请的一些其他实施例中，信号处理装置根据脉冲同步信号，分别对第一检测信号和第二检测信号进行采样，得到第一检测信号的第一平均功率值和第二检测信号的第二平均功率值，并根据第一平均功率值和第二平均功率值，以及第一检测信号和第二检测信号的占空比，得到并输出目标脉冲功率值。

在本实施例中，信号处理装置可以识别脉冲同步信号中高电平在脉冲同步信号的整个脉冲周期中出现的时间段。信号处理装置根据脉冲同步信号中高电平出现的时间段，分别对第一检测信号和第二检测信号的功率值进行多次采样，得到第一检测信号中多个采样值的第一平均功率值和第二检测信号中多个采样值的第二平均功率值，并根据第一平均功率值、第二平均功率值以及第一检测信号和第二检测信号的占空比，得到并输出目标脉冲功率值。

在本申请的其它一个实施例中，信号处理装置还用于计算脉冲同步信号的占空比作为第一检测信号和第二检测信号的占空比。

在本实施例中，信号处理装置还可以计算脉冲同步信号中高电平出现的时间段在整个脉冲周期中所占的比例，得到脉冲同步信号的占空比，并将脉冲同步信号的占空比作为第一检测信号或第二检测信号的占空比。其中需要注意的是，第一检测信号和第二检测信号是同步的，第一检测信号或第二检测信号与脉冲同步信号也是同步的，因而第一检测信号或第二检测信号中高电平出现的时间段与脉冲同步信号中高电平出现的时间段也是同步的。在此基础上，第一检测信号的占空比与第二检测信号的占空比是相同的，且与上述内容中的脉冲同步信号的占空比相同。

在本申请的一个实施例中，信号处理装置根据脉冲同步信号，分别对第一检测信号和第二检测信号进行采样，得到第一检测信号的第一平均功率值和第二检测信号的第二平均功率值，包括：信号处理装置在脉冲同步信号的高电平期间，分别对第一检测信号和第二检测信号进行多次采样处理，得到对应于第一检测信号的多个第一采样值和对应于第二检测信号的多个第二采样值。

根据上述内容，信号处理装置可以根据高电平在脉冲周期中出现的时间段，对第一检测信号和第二检测信号中高电平出现的时间段上的不同时间点所对应的功率值进行多次采样，分别得到多个第一采样值和多个第二采样值。需要注意的是，此处采样得到的多个第一采样值可以为第一检测信号对应于高电平出现时间段内不同时间点的功率值，多个第二采样值可以为第二检测信号对应于高电平出现时间段内不同时间点的功率值。

在本申请的一些实施例中，信号处理装置根据脉冲同步信号，分别对第一检测信号和第二检测信号进行采样，得到第一检测信号的第一平均功率值和第二检测信号的第二平均功率值，还包括：根据多个第一采样值，得到第一平均功率值；及根据多个第二采样值，得到第二平均功率值。

在本申请的实施例中，在得到第一检测信号对应的多个第一采样值和第二检测信号对应的多个第二采样值之后，可以计算多个第一采样值的平均值和多个第二采样值的平均值，分别得到第一检测信号对应的第一平均功率值和第二检测信号对应的第二平均功率值。

在本申请的一些实施例中，根据第一平均功率值和第二平均功率值，以及第一检测信号和第二检测信号的占空比，得到并输出目标脉冲功率值，包括：计算第一平均功率值和第二平均功率值的差值，作为采样平均差值；根据采样平均差值与占空比，得到并输出目标脉冲功率值。

在本实施例中，信号处理装置在得到第一检测信号对应的第一平均功率值、第二检测信号对应的第二平均功率值以及第一检测信号和第二检测信号的占空比之后，可以将具有前向功率值的第一检测信号对应的第一平均功率值与具有反向功率值的第二检测信号对应的第二平均功率值相减，得到采样平均差值。其中需要注意的是，由于上述内容中的多个第一采样值和多个第二采样值均为对第一检测信号或第二检测信号在高电平期间连续采样得到的采样值，因此第一平均功率值或第二平均功率值等同于在连续波状态下的平均功率值，采样平均差值也等同于在连续波状态下的功率值。在本申请的实施例中，可以将采样平均差值与第一检测信号或第二检测信号的占空比相乘，得到并输出目标脉冲功率值。需要注意的是，此处得到的目标脉冲功率值可以为在脉冲波状态下的功率值。

在本申请的一个实施例中，功率控制装置接收信号处理装置输出的目标脉冲功率值，并根据目标脉冲功率值与预设的声强标准值，调整超声刺激装置所设置的电压值。

在本实施例中，功率控制装置可以与信号处理装置的输出端连接。功率控制装置可以接收信号处理装置输出的目标脉冲功率值。在此基础上，功率控制装置可以将接收到的目标脉冲功率值的声强值与预设的声强标准值进行比较，来调整超声刺激装置所设置的电压值。

在本申请的一个实施例中，根据目标脉冲功率值与预设的声强标准值，调整超声刺激装置所设置的电压值，包括：根据预设的映射关系，得到目标脉冲功率值对应的声强值；其中，映射关系为基于历史记录中输入超声换能器的功率差值和输出的超声信号的声强值所建立的；根据目标脉冲功率值对应的声强值和预设的声强标准值，调整超声刺激装置所设置的电压值。

在本申请的实施例中，预设的映射关系可以为基于历史记录中多次输入超声换能器的前向功率值与反向功率值的功率差值与该超声换能器输出的超声信号的声强值之间的关系所建立的。具体而言，可以预先对超声换能器输入具备不同功率值的功率信号，再记录超声换能器分别输出的超声信号的声强值。根据功率信号的多个功率值与对应的超声信号的声强值来建立映射关系。其中，声强值可以为ISPTA值，即空间峰值时间平均声强。功率控制装置在接收到目标脉冲功率值之后，就可以得到目标脉冲功率值在映射关系中对应的声强值。在此基础上，可以根据目标脉冲功率值对应的声强值和预设的声强标准值，来调整超声刺激装置中所设置的电压值。

在本申请的另一个实施例中，根据目标脉冲功率值对应的声强值和预设的声强标准值，调整超声刺激装置所设置的电压值，包括：根据目标脉冲功率值对应的声强值和预设的声强标准值，计算得到声强差值；根据声强差值，调整超声刺激装置所设置的电压值。

在本申请的实施例中，可以将目标脉冲功率值对应的声强值与预设的声强标准值进行相减，得到目标功率值对应的声强值与预设的声强标准值的差值，即声强差值。此处预设的声强标准值可以为ISPTA值。对于声强标准值的具体数值，可以根据实际情况人为设置，在此不作限制。功率控制装置在得到声强差值之后，可以根据声强差值，来调整输入到超声刺激装置的电压值。

在本申请的一些其他实施例中，根据声强差值，调整超声刺激装置所设置的电压值，包括：在目标脉冲功率值的声强值大于预设的声强标准值，且声强差值为正值的情况下，减小超声刺激装置所设置的电压值，以使更新后的目标脉冲功率值的声强值与声强标准值相等；在目标脉冲功率值的声强值小于预设的声强标准值，且声强差值为负值的情况下，增大超声刺激装置所设置的电压值，以使更新后的目标脉冲功率值的声强值与声强标准值相等。

在本实施例中，功率控制装置可以根据该声强差值，来调整输入到超声刺激装置的电压值。具体而言，在声强差值为正值的情况下，可以表示功率控制装置接收到的目标脉冲功率值的声强值大于预设的声强标准值。在此情况下，功率控制装置可以逐步减小超声刺激装置设置的电压值，从而降低超声刺激装置输出的原始脉冲信号的功率值，直至重新检测得到的目标脉冲功率值的声强值与预设的声强标准值相等为止。

在声强差值为负值的情况下，则表示功率控制装置接收到的目标脉冲功率值的声强值小于预设的声强标准值。在此情况下，功率控制装置可以逐步增大输入超声刺激装置的电压值，从而增大超声刺激装置输出的原始脉冲信号的功率值，直至重新检测得到的目标脉冲功率值的声强值与预设的声强标准值相等为止。

此外还需注意的是，在声强差值为零的情况下，则可以表示功率控制装置接收到的目标脉冲功率值的声强值等于预设的声强标准值。在此情况下，功率控制装置可以不对超声刺激装置设置的电压值进行调整。

根据本公开的实施例，通过超声刺激的功率控制系统包括的超声刺激装置，按照设置的电压值产生具有对应功率值的原始脉冲信号，及脉冲同步信号；功率放大器，对原始脉冲信号进行功率放大处理，得到第一脉冲信号；双定向耦合器，对第一脉冲信号进行信号分离处理，得到具有前向功率值的第一检测信号和具有反向功率值的第二检测信号和功率差值；超声换能器，根据双定向耦合器输出的功率差值，输出对应的超声信号；信号处理装置，对第一检测信号和第二检测信号进行采样得到第一平均功率值和第二平均功率值，得到并输出目标脉冲功率值；功率控制装置，据目标脉冲功率值与预设的声强标准值，调整超声刺激装置所设置的电压值。通过这种方式，可以分离出脉冲信号中的前向功率和反向功率，从而对脉冲信号的功率值进行精准的检测，还可以根据检测得到的脉冲信号的功率值与预设标准值之间的关系，自动调节输入超声换能器的脉冲信号的功率值，从而实现了对超声刺激的闭环控制。

本发明可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电池存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电池波、通过波导或其他传输媒介传播的电池波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。

这里参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。对于本领域技术人员来说公知的是，通过硬件方式实现、通过软件方式实现以及通过软件和硬件结合的方式实现都是等价的。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种超声刺激的功率控制系统，其特征在于，包括：

超声刺激装置，所述超声刺激装置按照设置的电压值产生具有对应功率值的原始脉冲信号，及产生与所述原始脉冲信号同步的脉冲同步信号；

功率放大器，所述功率放大器接收所述超声刺激装置输出的所述原始脉冲信号，并对所述原始脉冲信号进行功率放大处理，得到并输出第一脉冲信号；

双定向耦合器，所述双定向耦合器接收所述功率放大器输出的所述第一脉冲信号，对所述第一脉冲信号进行信号分离处理，得到并输出具有前向功率值的第一检测信号和具有反向功率值的第二检测信号，以及所述前向功率值与所述反向功率值的功率差值；

超声换能器，所述超声换能器根据所述双定向耦合器输出的所述功率差值，输出对应的超声信号；

信号处理装置，所述信号处理装置接收所述超声刺激装置输出的所述脉冲同步信号，以及所述双定向耦合器输出的所述第一检测信号和所述第二检测信号；

所述信号处理装置根据所述脉冲同步信号，分别对所述第一检测信号和所述第二检测信号进行采样，得到所述第一检测信号的第一平均功率值和所述第二检测信号的第二平均功率值，并根据所述第一平均功率值和所述第二平均功率值，以及所述第一检测信号和所述第二检测信号的占空比，得到并输出目标脉冲功率值；

功率控制装置，所述功率控制装置接收所述信号处理装置输出的所述目标脉冲功率值，并根据所述目标脉冲功率值与预设的声强标准值，调整所述超声刺激装置所设置的电压值。

2.根据权利要求1所述的超声刺激的功率控制系统，其特征在于，所述信号处理装置还用于计算所述脉冲同步信号的占空比作为所述第一检测信号和所述第二检测信号的占空比。

3.根据权利要求2所述的超声刺激的功率控制系统，其特征在于，所述信号处理装置根据所述脉冲同步信号，分别对所述第一检测信号和所述第二检测信号进行采样，得到所述第一检测信号的第一平均功率值和所述第二检测信号的第二平均功率值，包括：

所述信号处理装置在所述脉冲同步信号的高电平期间，分别对所述第一检测信号和所述第二检测信号进行多次采样处理，得到对应于所述第一检测信号的多个第一采样值和对应于所述第二检测信号的多个第二采样值；

根据所述多个第一采样值，得到所述第一平均功率值；及根据所述多个第二采样值，得到所述第二平均功率值。

4.根据权利要求3所述的超声刺激的功率控制系统，其特征在于，所述根据所述第一平均功率值和所述第二平均功率值，以及所述第一检测信号和所述第二检测信号的占空比，得到并输出目标脉冲功率值，包括：

计算所述第一平均功率值和所述第二平均功率值的差值，作为采样平均差值；

根据所述采样平均差值与所述占空比，得到并输出所述目标脉冲功率值。

5.根据权利要求1所述的超声刺激的功率控制系统，其特征在于，所述双定向耦合器实时将具备所述功率差值的功率信号输出至所述超声换能器，及将检测信号输出至所述信号处理装置；其中，所述检测信号包括所述第一检测信号和所述第二检测信号。

6.根据权利要求1所述的超声刺激的功率控制系统，其特征在于，还包括：

第一衰减装置，所述第一衰减装置对所述双定向耦合器输出的所述第一检测信号进行功率衰减处理，并向所述信号处理装置输出衰减后的第一检测信号；

第二衰减装置，所述第二衰减装置对所述双定向耦合器输出的所述第二检测信号进行功率衰减处理，并向所述信号处理装置输出衰减后的第二检测信号。

7.根据权利要求6所述的超声刺激的功率控制系统，其特征在于，还包括：

第一检波器，所述第一检波器连接在所述第一衰减装置与所述信号处理装置之间，所述第一检波器对所述衰减后的第一检测信号进行检波处理，并将检波后的第一检测信号输出至所述信号处理装置；

第二检波器，所述第二检波器连接在所述第二衰减装置与所述信号处理装置之间，所述第二检波器对所述衰减后的第二检测信号进行检波处理，并将检波后的第二检测信号输出至所述信号处理装置。

8.根据权利要求1所述的超声刺激的功率控制系统，其特征在于，所述根据所述目标脉冲功率值与预设的声强标准值，调整所述超声刺激装置所设置的电压值，包括：

根据预设的映射关系，得到所述目标脉冲功率值对应的声强值；其中，所述映射关系为基于历史记录中输入所述超声换能器的所述功率差值和输出的所述超声信号的声强值所建立的；

根据所述目标脉冲功率值对应的声强值和预设的声强标准值，调整所述超声刺激装置所设置的电压值。

9.根据权利要求8所述的超声刺激的功率控制系统，其特征在于，所述根据所述目标脉冲功率值对应的声强值和预设的声强标准值，调整所述超声刺激装置所设置的电压值，包括：

根据所述目标脉冲功率值对应的声强值和预设的声强标准值，计算得到声强差值；

根据所述声强差值，调整所述超声刺激装置所设置的电压值。

10.根据权利要求9所述的超声刺激的功率控制系统，其特征在于，所述根据所述声强差值，调整所述超声刺激装置所设置的电压值，包括：

在所述目标脉冲功率值的声强值大于所述预设的声强标准值，且所述声强差值为正值的情况下，减小所述超声刺激装置所设置的电压值，以使更新后的所述目标脉冲功率值的声强值与所述声强标准值相等；

在所述目标脉冲功率值的声强值小于所述预设的声强标准值，且所述声强差值为负值的情况下，增大所述超声刺激装置所设置的电压值，以使更新后的所述目标脉冲功率值的声强值与所述声强标准值相等。