CN209172492U - 微针射频治疗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供微针射频治疗装置，包括人机交互单元、处理器单元、音频电路、微针长度检测单元和射频电路，人机交互单元、音频电路、微针长度检测单元和射频电路分别连接处理器单元，音频电路包括依次连接的FLASH存储单元、音频解码单元、音频放大单元和音频输出单元，微针长度检测单元包括依次连接的微针电极、微针长度反馈单元和隔离输入单元，本实用新型设计合理，使用方便，具有高效、低成本、用户界面友好、操作方便、人性化等特点，为换肤、皮肤病治疗等临床应用及研究搭建了良好的应用平台，具有较大的实际意义和应用前景。

Description

微针射频治疗装置

技术领域

本实用新型涉及微创器械领域，具体涉及微针射频治疗装置。

背景技术

射频是一种高频交流变化电磁波的简称，300KHz至300GHz范围的高频电流被定义为射频电流(RF)。在射频治疗模式中，能量波在分子水平高速震动，导致带电荷颗粒的移位，从而引起水分子的旋转，使依赖于组织导电性的能量消失。两种方式( 单极性与双极性) 均可通过电极头将能量传送至组织，通过治疗手段使深层组织温度升高时，局部血液循环得到改善，有助于受水肿影响的组织区域对滞留体液及分解产物的疏导与更新能力的提高。且RF 只在活体组织上根据组织的电性质不同产生不同的热效应。射频在电外科手术中已有较广泛的应用，而其对于组织升温的效果，使其能够治疗皮肤病。

实用新型内容

本实用新型的目的是为解决上述不足，提供微针射频治疗装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

微针射频治疗装置，包括人机交互单元、处理器单元、音频电路、微针长度检测单元和射频电路，人机交互单元、音频电路、微针长度检测单元和射频电路分别连接处理器单元，音频电路包括依次连接的FLASH存储单元、音频解码单元、音频放大单元和音频输出单元，微针长度检测单元包括依次连接的微针电极、微针长度反馈单元和隔离输入单元，射频电路包括射频产生电路、推挽放大单元、功率放大单元、隔离输出单元和输出功率调节单元，射频产生电路、推挽放大单元、功率放大单元和隔离输出单元依次连接，输出功率调节单元连接功率放大单元。

隔离输出单元连接微针电极。

输出功率调节单元连接处理器单元。

人机交互单元包括LCD触摸屏和脚踏开关。

本实用新型具有如下有益的效果：

本实用新型设计合理，使用方便，具有高效、低成本、用户界面友好、操作方便、人性化等特点，为换肤、皮肤病治疗等临床应用及研究搭建了良好的应用平台，具有较大的实际意义和应用前景。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的射频电路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：

如图1所示，微针射频治疗装置，包括人机交互单元1、处理器单元2、音频电路3、微针长度检测单元4和射频电路5，人机交互单元1、音频电路3、微针长度检测单元4和射频电路5分别连接处理器单元2，音频电路3包括依次连接的FLASH存储单元8、音频解码单元9、音频放大单元10和音频输出单元11，微针长度检测单元4包括依次连接的微针电极14、微针长度反馈单元13和隔离输入单元12，射频电路5包括射频产生电路15、推挽放大单元16、功率放大单元17、隔离输出单元18和输出功率调节单元19，射频产生电路15、推挽放大单元16、功率放大单元17和隔离输出单元18依次连接，输出功率调节单元19连接功率放大单元17。

隔离输出单元18连接微针电极14。

输出功率调节单元19连接处理器单元2。

人机交互单元1包括LCD触摸屏6和脚踏开关7。

工作原理：用户通过治疗针头选择以及治疗等级设定，确定了治疗功率，LCD触摸屏来操作仪器，设定治疗参数，当脚踏开关闭合，射频电路产生1M或者2M的PWM信号，经推挽放大、功率放大后隔离输出到微针电极，扎入皮肤产生治疗效果。微针的作用长度通过微针位置反馈电路、隔离输入电路反馈给MCU 控制器，并通过LCD 显示给用户。

微针射频装置的治疗电极包含一个手持式可拆卸的端头。端头由一组8×8 矩阵排列的电极针组成，且正负极电极针间隔排列，从而形成正负电极列阵，用于发射RF能量。通过端头64个均匀布置的电极针，可以在5%至10%的皮肤覆盖率下发送不超过20焦耳的能量。输出微针的作用深度、能量的大小、能量持续时间等参数都可以通过主机提供的交互式界面调节，方便用户操作使用。

采用STM32F103处理器作为控制器，该处理器是基于Cortex-M3 内核的首款ARMv7-M体系结构的32位标准RISC（精简指令集）处理器，提供很高的代码效率，在通常8位和16位系统的存储空间上发挥了ARM内核的高性能。该系列微处理器工作频率为72MHz，内置高达128K 字节的Flash 存储器和20K 字节的SRAM，具有丰富的通用I/O 端口。

采用了8寸TFT-LCD 800×600彩色液晶触摸屏作为显示终端。直接采用RS232串口与主控STM32F103处理器进行通信，人机交互界面图片烧写到该屏自带的FLASH中，主控ARM发送迪文提供的HMI指令控制显示屏数据的显示，用户操作触摸屏输入数据或者控制命令，通过RS232传回给STM32F103处理器，实现设置参数和控制系统的目的。

系统的射频输出由脚踏开关控制。当用户通过触摸屏设置好参数后，嵌入式射频系统处于待机状态，用户踩下脚踏开关，射频即可通过微针电极输出，松开脚踏开关射频输出立即停止。

如图2所示，射频电路：射频电路采用2MHz的有源晶振产生标准信号，由整形电路将其整形为方波信号，通过驱动电路输出为频率相同、相位相反的两组方波信号，再送入射频放大电路。

射频放大电路由两级放大电路组成，第一级由Q1、Q2、Q3、Q4 及其外围电路构成推挽功率放大器，将输入的频率相同、相位相反的两组方波信号转换成频率为2MHz的交流信号。T1为两组输出的磁环变压器，输出与输入变压比例为1:1:1。L1、L2及其外围电路构成第二级射频功率放大器，L1、L2为功率金属氧化物场效应晶体管（POWER MOSFET），该场效应管最大工作电压500V，最大工作电流18A，工作频率大于2MHz，满足本系统的需要。L1、L2分别由Q5、Q6驱动，在T1传输过来的交流信号的正、负半周期交替工作，放大后经磁环变压器T2输出2MHz的射频信号。T2输出与输入变压比例为4:1，一方面能够升压提高带负载的能力，另一方面实现了射频能量的隔离输出。

输出的射频功率与L1的供电电源VCC密切相关，通过调节VCC的电压可以改变射频功放电路的输出功率。由LM2576HV开关稳压集成芯片提供可调稳压电源VCC，主控芯片STM32F103通过调节数字电位器的阻值，改变LM2576HV的反馈电阻，从而调节其输出电压，使得VCC在0到48V范围内可调。

微针长度检测单元：治疗手柄的末端是射频微针，微针作用于皮肤的深度与射频输出能量密度相关，控制系统需要准确掌握微针的长度。微针作用于皮肤的深度为0.2至2.0mm可调，调节方式为机械旋钮调节，每旋转一圈微针伸缩0.5mm。调节微针长度的机械旋钮连接一个精密多圈电位器，多圈电位器构成串联分压电路，分压的电压经A/D转换后，经隔离通信芯片ISO7241传送至STM32F103处理器。处理器换算得出微针的长度，用于计算射频的能量密度，并将相关信息通过显示屏反馈给用户。

音频电路：音频电路部分采用了集成的MP3模块，在其内部拥有存储器（FLASH、EPROM）、中央处理器MCU（微控制器）、解码和数模转换（D/A）。治疗的音乐、各种提示音等以MP3格式存储在机身内置闪存（FLASH）里，在播放的过程中，MCU将其从存储介质里读取出来，缓冲在EPROM中，解码后播放出来。由于此时的信号是数字信号，模拟设备还无法播放，这时就需要由数/ 模转换器（DAC）来完成将数字信号转变为模拟信号的工作，然后通过耳机或者喇叭就可以播放出美妙的音乐了。STM32F103处理器通过串口与MP3播放模块通信，控制该模块选择音乐、提示音的播放与停止等。

Claims (4)

1.微针射频治疗装置，包括人机交互单元、处理器单元、音频电路、微针长度检测单元和射频电路，其特征在于：人机交互单元、音频电路、微针长度检测单元和射频电路分别连接处理器单元，音频电路包括依次连接的FLASH存储单元、音频解码单元、音频放大单元和音频输出单元，微针长度检测单元包括依次连接的微针电极、微针长度反馈单元和隔离输入单元，射频电路包括射频产生电路、推挽放大单元、功率放大单元、隔离输出单元和输出功率调节单元，射频产生电路、推挽放大单元、功率放大单元和隔离输出单元依次连接，输出功率调节单元连接功率放大单元。

2.根据权利要求1所述的微针射频治疗装置，其特征在于：所述的隔离输出单元连接微针电极。

3.根据权利要求1所述的微针射频治疗装置，其特征在于：所述的输出功率调节单元连接处理器单元。

4.根据权利要求1所述的微针射频治疗装置，其特征在于：所述的人机交互单元包括LCD触摸屏和脚踏开关。