專利名稱:一種超聲電導(dǎo)儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種超聲電導(dǎo)儀，包括電源、變壓器、主板、顯示操作板和治療頭，所述電源、變壓器、主板、顯示板依次電連接，治療頭與主板電連接，其特征在于，主板包括超聲模塊、脈沖控制模塊、單片機主控模塊和過流檢測模塊,治療頭包括超聲換能器、電極和外殼。本實用新型可實現(xiàn)超聲靶位精確投藥，能夠根據(jù)病人的情況進行藥物治療的精準(zhǔn)操控。
【專利說明】
一種超聲電導(dǎo)儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于藥劑學(xué)領(lǐng)域，特別是一種經(jīng)皮給藥的超聲電導(dǎo)儀。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲藥物透入是一種以物理能量為動力，使藥物通過完整皮膚進而進入人體循環(huán)和病變組織發(fā)揮藥物治療作用的一種新的劑型和藥劑學(xué)方法，實現(xiàn)藥物靶位傳輸、精準(zhǔn)投藥的醫(yī)療技術(shù)，具有許多優(yōu)于口服和注射給藥方法的特點。
[0003]超聲電導(dǎo)儀是一種以超聲波為主要動力，實現(xiàn)藥物的無針注射靶位透藥的電子醫(yī)療設(shè)備.綜合采用超低頻超聲等物理能量，利用超聲波的輻射壓產(chǎn)生沖擊力，使機械能轉(zhuǎn)化為強力動能，將藥物發(fā)射透過皮膚進入體內(nèi)，達到無針注射的效果.超聲藥物透入直接將藥物送達到病變組織，可以實現(xiàn)靶位精確治療;藥物不經(jīng)過全身血液循環(huán)直接發(fā)揮作用，可以減少藥物對正常組織特別是肝腎器官的損害;無藥物到達靶組織之前的損失(如藥物在肝臟的首過效應(yīng)，和藥物經(jīng)血循環(huán)靶組織之外其他正常組織的無效分布)，提高了藥物的生物利用度，安全有效。
[0004]超聲透藥技術(shù)是近年出現(xiàn)的一種新型給藥方法，已成為國際醫(yī)藥界最熱門的分支學(xué)科.超聲電導(dǎo)儀實現(xiàn)超聲透藥的儀器設(shè)備，已在醫(yī)學(xué)臨床得到一定的應(yīng)用，發(fā)揮了很好的臨床治療作用。臨床實踐表明，現(xiàn)有的超聲電導(dǎo)儀存在輸出參數(shù)不穩(wěn)定、參數(shù)波形不標(biāo)準(zhǔn)、易受外界電壓、電磁改變的干擾，不能完全滿足國際電信產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)的要求，甚至輸出功率失控造成傷害的風(fēng)險。因此優(yōu)化超聲電導(dǎo)儀設(shè)計，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)構(gòu)成，優(yōu)化參數(shù)和實現(xiàn)電路，已是勢在必行。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]為了解決上述問題，本實用新型提供了一種超聲電導(dǎo)儀，包括電源、變壓器、主板、顯示操作板和治療頭，所述電源、變壓器、主板、顯示板依次電連接，治療頭與主板電連接，其特征在于，主板包括超聲模塊、脈沖控制模塊、單片機主控模塊和過流檢測模塊，治療頭包括超聲換能器、電極和外殼，其中，
[0006]所述超聲模塊包括自激震蕩電路、超聲波激勵電流調(diào)制電路，單片機主控模塊發(fā)出的控制信號由超聲波激勵電流調(diào)制電路調(diào)制正弦波并產(chǎn)生超聲激勵信號，超聲波激勵電流放大電路對該信號進行放大，并由自激振蕩電路產(chǎn)生正弦波后輸出給治療頭；
[0007]所述脈沖控制模塊包括脈沖信號發(fā)生單元、放大單元和調(diào)制單元，脈沖控制模塊用于接收單片機主控模塊發(fā)出的控制信號，產(chǎn)生多個脈沖波群并輸出給治療頭；
[0008]所述單片機主控模塊，用于接收顯示操作板輸出的參數(shù)信號，并根據(jù)該參數(shù)信號輸出控制信號控制所述超聲模塊和脈沖控制模塊;所述過流檢測模塊接收單片機主控模塊發(fā)出的控制信號，參照治療頭反饋的電流，控制脈沖控制模塊輸出的電流強弱；
[0009]所述顯示操作板包括參數(shù)設(shè)置單元和操作面板，用于將設(shè)置指令信號發(fā)送到單片機主控模塊，并顯示設(shè)置的指令參數(shù)和治療頭的工作狀態(tài)；
[0010]進一步，所述超聲換能器包括電感、電阻、壓電陶瓷片。
[0011]進一步，所述自激震蕩電路包括三極管U6、三極管U7和輔助電路，三極管U6和三極管U7分別連接在輔助電路中然后并聯(lián)。
[0012]進一步，所述超聲波激勵電流調(diào)制電路包括三極管Q5，三極管Q6，三極管U5、電阻和二極管D1001，三極管Q5，三極管Q6，三極管U5、電阻和二極管D1001電連接;超聲波激勵電流調(diào)制電用于調(diào)制自激振蕩電路產(chǎn)生的正弦波得到超聲激勵控制信號。
[0013]進一步，所述單片機主控模塊由單片機及外圍電路組成，外圍電路包括晶振和電容。
[0014]進一步，所述過流檢測模塊包括負反饋電壓放大器和引腳。
[0015]本實用新型的有益效果在于:
[0016]本實用新型提出的一種超聲電導(dǎo)儀，可實現(xiàn)超聲靶位精確投藥，能夠根據(jù)病人的情況進行藥物治療的精準(zhǔn)操控。超聲波通過其輻射壓和空化效應(yīng)，改變細胞膜和組織膜脂質(zhì)結(jié)構(gòu)的排列順序，開放了組織屏障，增加皮膚和組織的通透性，為藥物進入體內(nèi)提供了動能，促進藥物向體內(nèi)的傳輸和轉(zhuǎn)運.可在深部病變組織形成藥物高濃度聚集，從而提高了藥物的生物利用度，提高藥物的療效；用超聲波局部透入藥物治療可避免全身用藥的不良反應(yīng)，藥效維持長，是對傳統(tǒng)給藥觀念的重大突破。
【附圖說明】

[0017]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)不意圖；
[0018]圖2為本實用新型超聲模塊電路圖；
[0019]圖3為本實用新型脈沖控制模塊電路圖；
[0020]圖4為本實用新型的單片機主控模塊電路圖；
[0021 ]圖5為本實用新型的過流檢測模塊電路圖；
[0022]圖6為前置脈沖輸出波形圖；
[0023]圖7為調(diào)制脈動波輸出波形圖；
[0024]圖8為前置脈沖和調(diào)制脈動波綜合輸出波形圖。
【具體實施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限制本實用新型的實施。
[0026]—種超聲電導(dǎo)儀，包括電源、變壓器、主板、顯示操作板和治療頭，所述電源、變壓器、主板、顯示操作板依次電連接，治療頭與主板電連接，主板包括超聲模塊、脈沖控制模塊、單片機主控模塊和過流檢測模塊，治療頭包括超聲換能器、電極和外殼。
[0027]如圖2所不，超聲t旲塊包括自激震湯電路、超聲波激勵電流調(diào)制電路，自激震湯電路產(chǎn)生頻率為IM Hz的正弦波，經(jīng)過單片機主控模塊電路發(fā)出的控制信號ULPffM控制Q5，Q6，U5三個三極管以及電阻R13-R17及二極管D1001組成的輔助電路。調(diào)制后得到的超聲激勵、控制信號，采用頻率調(diào)制等方法對超聲信號進行處理，再由U6，U7三極管及相關(guān)輔助電路組成震蕩電路(與治療頭匹配)，得到與治療頭模塊相匹配的驅(qū)動信號。
[0028]如圖3所示，脈沖控制模塊包括脈沖信號發(fā)生單元、放大單元(三極管Q14)和調(diào)制單元，即開關(guān)電路(三極管Q15和三極管Q16)，用于接收單片機主控模塊發(fā)出的控制信號，產(chǎn)生多個脈沖波群并輸出給治療頭;TAP2K是由單片機主控模塊電路發(fā)出的控制信號，此信號通過三極管Q14隔離放大后控制三極管Q15，三極管Q16組成的開關(guān)電路，對10HZ正弦半波信號處理、調(diào)制，經(jīng)調(diào)制后，得到2K頻率的脈沖波群，脈沖波群個數(shù)及出現(xiàn)頻率均可根據(jù)參數(shù)設(shè)定靈活控制，脈沖群電信號由治療頭輸出，在運行過程中繼電器Kl負責(zé)極性轉(zhuǎn)換。
[0029]單片機主控模塊用于接收顯示操作板輸出的參數(shù)信號，并根據(jù)該參數(shù)信號輸出控制信號控制所述超聲模塊和脈沖控制模塊。如圖4所示，單片機主控模塊由芯片AT89C52或其他MCS-51系列8位單片機及外圍電路(包括Yl晶振，C21、C22電容等)組成，控制整個儀器治療的輸出部分，此模塊通過顯示板的人機交互界面，獲取治療參數(shù)，并根據(jù)上述參數(shù)輸出ULPWM及TAP2K等相應(yīng)控制信號，控制超聲生模塊電路及2K脈沖控制模塊電路，產(chǎn)生需要的電信號。過流檢測模塊接收單片機主控模塊發(fā)出的控制信號，參照治療頭反饋的電流，控制脈沖控制模塊輸出的電流強弱。
[0030]如圖5所示，過流檢測模塊由放大器U104LM324及附屬元器件R3-R10、Q3、D1組成負反饋電壓放大器，由單片機主控模塊提供信號的引腳lic_0，IIC_1，IIC_2，IIC_3，通過各引腳不同高低電平的變化(0，I)并進行組合，同時對照由NETOl(網(wǎng)絡(luò)編號，圖5所示)反饋電流的大小，改變U104A放大器2腳的電壓，動態(tài)調(diào)整，與U104A放大器3腳電壓相等，達到根據(jù)不同體質(zhì)及癥狀控制流過人體電流的大小目的。
[0031]顯示操作板包括參數(shù)設(shè)置單元和操作面板，用于將設(shè)置指令信號發(fā)送到單片機主控模塊，并顯示設(shè)置的指令參數(shù)和治療頭的工作狀態(tài)。操作面板由鍵盤，LED數(shù)碼管，LED指示燈組成，LED數(shù)碼管顯示機器內(nèi)部設(shè)置的參數(shù)狀態(tài)，時間等信息。LED指示機器的參數(shù)狀態(tài)。鍵盤作為輸入設(shè)備，輸入、調(diào)整機器的運行參數(shù)。
[0032]治療頭由超聲波換能器及匹配電路組成，其中超聲波換能器是由壓電陶瓷片、金屬制成的振動片、塑料外殼等組成。受制于壓電陶瓷片的制造工藝特點，其電參數(shù)往往一致性較差，使用時需要用電感，電阻等元器件進行匹配，這樣可使壓電陶瓷片工作在最佳工作狀態(tài)，提高電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率，抑制不需要的熱量產(chǎn)生。另外，治療頭提供2Κ脈沖輸出接口，兩個金屬震動片是輸出的兩個電極。
[0033]電源模塊為變換器，通過整流或整流濾波產(chǎn)生主電路板所需的電源以及調(diào)制脈動波所需的基礎(chǔ)饅頭波形。2Κ脈沖控制模塊產(chǎn)生調(diào)制脈動波以及超聲模塊驅(qū)動超聲換能器轉(zhuǎn)換為超聲波共同作用在人體上。調(diào)制脈動波信號和超聲波通過超聲電導(dǎo)治療頭綜合作用在人體上，可以使人體組織細胞分開并形成孔隙，藥物在超聲波的驅(qū)動下能夠順利到達病患部位。這個細胞間的孔隙開放是暫時的，大約12小時之后，孔隙就會逐漸關(guān)閉并恢復(fù)正常。
[0034]脈沖控制模塊根據(jù)控制需要輸出VCC2K為O?87V可調(diào)的前置脈沖，超聲模塊輸出10Hz正弦半波經(jīng)過調(diào)制輸出的調(diào)制脈動波。圖6為前置脈沖輸出波形，圖7為調(diào)制脈動波輸出波形。圖8為前置脈沖和調(diào)制脈動波綜合輸出波形。所有信號波形有嚴(yán)格的時序和形狀的要求，誤差小于10%。
[0035]一種超聲電導(dǎo)儀的超聲傳輸方法，步驟1:脈沖控制模塊和單片機主控模塊處理之后的脈沖波群，經(jīng)所述治療頭透過介質(zhì)多次作用于人體;脈沖波群包括前置脈沖，前置脈沖由5個頻率為2.5Hz的方波構(gòu)成一組，工作時間為0.2s，誤差小于± 10%，前置脈沖最大電流強度在標(biāo)準(zhǔn)負載時從最小OmA到最大4.35mA,分8檔可調(diào)，其中I檔為OmA, 8檔:4.35mA,誤差小于±10% ；
[0036]步驟2:超聲模塊的自激震蕩電路產(chǎn)生正弦波后，超聲模塊的超聲波激勵電流調(diào)制電路接收單片機主控模塊發(fā)出的控制信號，將其調(diào)制成頻率調(diào)制激勵信號，超聲波激勵電流放大電路對該信號進行放大并輸出給治療頭，經(jīng)治療頭產(chǎn)生超聲波，并將所述超聲波透過治療頭上的介質(zhì)傳送至人體作用部位。前置脈沖的基礎(chǔ)波形為脈寬為0.25mS，占空比為1:1的方波，誤差不大于±10%，若干個調(diào)制頻率為10Hz的脈動正弦半波組成一個脈動波群，波群出現(xiàn)的周期從2.5S到0.5S分8檔可調(diào)，其中I檔為2.5S，8檔為0.5S，誤差小于土10%;每一波群中脈動正弦半波的工作時間從最小20mS到最大500mS，分8檔可調(diào)，其中I檔為 20mS，8檔:為 500mS。
[0037 ]步驟3:通過脈沖控制模塊產(chǎn)生連續(xù)輸出或間斷輸出的介質(zhì)驅(qū)動脈沖電流，激勵峰值電壓為lOOVp-p，允差〈±20%;和步驟2產(chǎn)生的超聲波由治療頭透過介質(zhì)同步輸出之后，產(chǎn)生超聲波和驅(qū)動電流協(xié)同作用，驅(qū)使介質(zhì)分子向靶組織中傳輸。治療頭產(chǎn)生的超聲固有頻率為IMHz，允差〈±30 % ;超聲輸出脈動波的周期從2.5S到0.5S分8檔可調(diào)，其中I檔為2.53，8檔為0.53，誤差小于±10% ;超聲脈動波的工作時間從最小O到最大0.5S，分8檔可調(diào)，其中I檔為0，8檔為0.5S，允差〈±5%。
[0038]以上所述僅為本實用新型的較佳組合實施舉例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種超聲電導(dǎo)儀，包括電源、變壓器、主板、顯示操作板和治療頭，所述電源、變壓器、主板、顯示板依次電連接，治療頭與主板電連接，其特征在于，主板包括超聲模塊、脈沖控制模塊、單片機主控模塊和過流檢測模塊，治療頭包括超聲換能器、電極和外殼，其中， 所述超聲模塊包括自激震蕩電路、超聲波激勵電流調(diào)制電路，單片機主控模塊發(fā)出的控制信號由超聲波激勵電流調(diào)制電路調(diào)制正弦波并產(chǎn)生超聲激勵信號，超聲波激勵電流放大電路對該信號進行放大，并由自激振蕩電路產(chǎn)生正弦波后輸出給治療頭； 所述脈沖控制模塊包括脈沖信號發(fā)生單元、放大單元和調(diào)制單元，脈沖控制模塊用于接收單片機主控模塊發(fā)出的控制信號，產(chǎn)生多個脈沖波群并輸出給治療頭； 所述單片機主控模塊，用于接收顯示操作板輸出的參數(shù)信號，并根據(jù)該參數(shù)信號輸出控制信號控制所述超聲模塊和脈沖控制模塊;所述過流檢測模塊接收單片機主控模塊發(fā)出的控制信號，參照治療頭反饋的電流，控制脈沖控制模塊輸出的電流強弱； 所述顯示操作板包括參數(shù)設(shè)置單元和操作面板，用于將設(shè)置指令信號發(fā)送到單片機主控模塊，并顯示設(shè)置的指令參數(shù)和治療頭的工作狀態(tài)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲電導(dǎo)儀，其特征在于，所述超聲換能器包括電感、電阻、壓電陶瓷片。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲電導(dǎo)儀，其特征在于，所述自激震蕩電路包括三極管U6、三極管U7和輔助電路，三極管U6和三極管U7分別連接在輔助電路中然后并聯(lián)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲電導(dǎo)儀，其特征在于，所述超聲波激勵電流調(diào)制電路包括三極管Q5，三極管Q6，三極管U5、電阻和二極管DlOO I，三極管Q5，三極管Q6，三極管U5、電阻和二極管D1001電連接;超聲波激勵電流調(diào)制電用于調(diào)制自激振蕩電路產(chǎn)生的正弦波得到超聲激勵控制信號。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲電導(dǎo)儀，其特征在于，所述單片機主控模塊由單片機及外圍電路組成，外圍電路包括晶振和電容。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲電導(dǎo)儀，其特征在于，所述過流檢測模塊包括負反饋電壓放大器和引腳。
【文檔編號】A61M37/00GK205698888SQ201620249952
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年3月29日
【發(fā)明人】鄭淑麗, 翁春曉
【申請人】北京中美聯(lián)醫(yī)學(xué)科學(xué)研究院有限公司